四环二氟甲醚桥键液晶化合物性能研究

二氟甲醚桥键类液晶是目前广泛使用的一类液晶化合物,但是其相关相变行为和物理参数很少有系统地报道。本文采用DSC、POM测试,对系列1和2共计7种含环己烷的四环骨架二氟甲醚桥键液晶单体的介晶性进行了研究,并考察了不同单体对混合液晶性能的影响规律,采用加法原理对各系列单体的物理性能参数进行了外推。结果表明,与系列2化合物相比,系列1单体具有更高的清亮点和更宽的向列相温度范围。系列2单体由于氟原子数的增加,介电各向异性值增大。系列1单体可显著改善混合液晶的低温相溶性,有利于拓宽混合液晶的使用温度。     

乙烷桥键类四环液晶单体的介晶性研究

乙烷桥键类四环液晶早已得到广泛的应用,但是其介晶性能很少有系统的报道。本文采用DSC、POM测试,对新合成的两种含双乙烷桥键侧氟类和二苯乙炔类四环液晶单体(EA3E和EA5E)的介晶性进行了研究,并探讨了已有的乙烷桥键类四环液晶单体结构与性能之间的关系。结果发现,引入乙烷桥键的位置及数目对四环液晶热性能的影响较大,对其影响的规律与四环液晶的类型有关。说明在不同类型的四环液晶中,合理地引入乙烷桥键能够获得性能优异的液晶单体。     

一类多氟负介电液晶单体的合成及性能研究

为了满足液晶母体在各种情况下的参数要求,合成了6种新型的具有2个或2个以上的2,3-二氟苯基的有较大负介电各向异性的化合物。以2,3-二氟丙基苯或2,3-二氟苯乙醚为原料,通过一系列反应合成了目标液晶单体。经过核磁共振、元素分析和质谱等方法确定了分子结构;利用示差扫描量热仪、阿贝折射仪和电容电抗测试仪等测试手段对其进行测定。实验表明,这类多氟化合物有着较大的光学各向异性(Δn=0.22~0.33)和较大负值的介电各向异性(Δε=-7.63~-12.02)。该类型的多氟化合物可以用于液晶母体的调配并且改善其部分性能。这类多氟化合物原料易得、收率较高(总收率50%),极易实现工业量产。     

多氟多氰类负性液晶化合物的合成

为了满足液晶母体在不同情况下的参数需求,合成了2种新型的含有多氟多氰结构的具有较大负介电各向异性值的未知化合物用于液晶母体的调配。以邻苯二甲腈和邻二氟苯为原料,通过一系列反应合成了2种该类新型液晶单体。通过核磁共振、元素分析等方法确定了分子结构;利用偏光显微镜、示差扫描量热仪和旋转黏度计等测试手段,对其参数进行测定。实验表明,该类多氟多氰类化合物具有较小的光学各向异性值(Δn=0.096~0.107)、负值很大的介电各向异性值(Δε=-15.2~-16.7)和较大的旋转黏度(γ1=234.8~248.6mPa·s)。该类新型的多氟多氰类化合物可以用于液晶母体的调配并改善其部分性能,且制备方法原料易得,收率较高,易于实现工业化生产。     

乙炔桥键四环异硫氰酸酯液晶化合物的合成及性能

为了研究液晶材料结构与性能的关系,本文以含乙炔桥键的四环异硫氰酸酯化合物为研究对象,芳基硼酸和3-氟-4-溴碘苯为起始原料,经6步反应合成了12种目标化合物,LC纯度大于99%,采用核磁共振、红外光谱对其结构进行了表征。采用DSC和POM对目标化合物的介晶性进行了研究,采用外推法对其双折射率和介电各向异性值进行了测试。结果表明:目标化合物具有300℃以上高清亮点、150℃以上向列相温度区间、0.40~0.51的双折射率以及大于17的介电各向异性值。对于同一系列化合物,随着末端烷基链的增长,化合物熔点降低,但呈现近晶相的趋势增加。在Y、Z位引入侧向氟取代基,熔点和清亮点均降低;X位再引入侧向氟取代基,熔点上升、清亮点下降。用环己烷替代左边第一个苯环,化合物熔点降低、向列相温度区间变宽。引入侧向氟取代基使双折射率下降0.008~0.036。目标化合物有利于提高混合液晶配方的双折射率、清亮点和降低阈值电压。     

侧向氟取代三环双酯氰基液晶的合成与性能研究

以4-烷基苯甲酸、4-羟基苯甲醛及3-氟-4-氰基苯酚为原材料合成了4种侧向氟取代三环双酯氰基液晶化合物,通过核磁共振(NMR)、质谱(MS)、红外光谱(IR)等分析方法确定了其分子结构,并对上述化合物的相变温度、介电各向异性、光学各向异性进行了测试研究。结果表明,该类化合物在升温过程中均呈现向列相,且具有清亮点高、向列相范围宽、介电各向异性大、光学各向异性大的特点。     

含氟液晶的性能、应用与合成进展

有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)对液晶性能有严格的要求,这极大地促进了含氟液晶的发展。本文综述了近年来含氟液晶材料的开发、合成与应用进展,重点介绍了氟原子引入母体分子中不同位置对液晶化合物性能的影响以及相应的合成方法。文中结合液晶材料的相变温度、介电各向异性、双折射和黏度等数据,说明氟取代液晶分子中的关键位置,对液晶性能具有明显改善。重点介绍了末端氟取代液晶、苯环侧向氟取代液晶和中心桥键氟取代液晶的合成方法。     

新型乙烯桥键含氟液晶化合物的合成及性能研究

设计合成了结构新颖的乙烯桥键含氟液晶化合物。以4-溴苄溴为起始原料,经3步反应制备出目标化合物,总收率为44.1%~48.3%,目标产物色谱纯度达到99.5%以上。产物结构经IR、1 HNMR、MS确认。用DSC和POM对化合物的相变温度进行了测试,发现该类化合物均呈现向列相。乙烯桥键引入后分子长径比增大,导致熔点、清亮点上升,液晶相区增加。物理测试表明,目标化合物具有清亮点高、介电各向异性大、折光率高的特点,能够缩短液晶响应时间,在液晶显示中具有较好的应用前景。     

供TFT-LCD用的负介电各向异性液晶混合物

包含2,3-二氟化-1,4-次苯基化合物的液晶混合物具有比较大的负介电各向异性、适度的双折射、非常宽的向列范围(-60℃＜T＜85℃)与低的粘-弹系数.这些负介电各向异性对于垂直排列TFT-LCD的应用很有吸引力.     

多卤代联苯类化合物及其制备的液晶单体

以2,3,3′,5′-四氟-1,1′-联苯为原料,在超低温条件下与n-BuLi及CF_2Br_2反应得到一种新的多卤代联苯类化合物4′-二氟溴甲基-2,3,3′,5′-四氟-4-溴-1,1′-联苯,利用一步反应同时向分子结构中引入-CF_2Br和-Br两个不同的官能团,简化了反应步骤。用此化合物作为通用中间体,可以方便地合成多种二氟甲醚桥键类液晶单体,为此类液晶单体的制备提供了一种新的方法,文中用上述方法合成了二氟甲醚桥键类液晶单体3PYUQUF,液晶综合参数测试结果表明,化合物3PYUQUF的Δ_n值为0.138 0,Δ_ε值为22.63。     

2-烷基-5-(4-烷氧基)苯基含氮杂环液晶合成与性能研究

含氮芳环作为液晶分子的极性介晶基团,能有效增大分子的偶极矩和分子间的作用力,有利于形成近晶相液晶态,提高分子的介电各向异性,降低液晶的驱动电压。本文试图以嘧啶、吡啶为中心结构单元来增大化合物的偶极矩,设计合成了二个系列含嘧啶、吡啶的双芳环液晶化合物nOBMm、nOBPm系列共7个化合物;它们都经过IR、1 H-NMR、13 CNMR和MS光谱对其分子结构鉴定,经过差热分析仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对其液晶性能进行检测。实验结果表明,所有化合物的分子结构均正确,具有较宽的近晶相态,可作为铁电液晶和高分子聚合物分散液晶材料配方组分,为进一步研究低能耗铁电液晶和聚合物分散液晶材料提供了实验素材。     

液晶材料介电常数的毫米波频率特性研究

利用矩形波导管和向量分析仪,测量了几种液晶材料在26.5～40 GHz波段(Ka波)的介电常数.实验表明,1 kHz频率下呈现正、负介电各向异性的液晶材料,在该微波波段下都显示为正的介电各向异性.尽管这些材料的静介电常数各向异性相差很大,但是该微波波段对应的介电各向异性相差却很小,而且在26.5～38 GHz区间内几乎不随频率的增大而发生变化.     

液晶微胶囊制备宽波反射凝胶

手征向列相(N*)液晶能够选择性反射入射光,但其反射波宽一般小于150nm。利用负介电各向异性的向列相液晶SLC10V513-200与手性化合物R1011、CB15配制出5种N*液晶,其反射波长能够覆盖整个可见光波段。使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)界面聚合法制备出平均粒径为8.0μm的5种N*液晶聚脲微胶囊之后,将相同质量的5种微胶囊混入OP-10与IPDI中制备出微胶囊的凝胶。对80.0μm厚微胶囊凝胶薄膜施加交流电场,使微胶囊中的液晶处于平面织构状态,紫外固化微胶囊中的液晶性单体,固定微胶囊中N*液晶的平面织构,从而制备出可以反射可见光波段的微胶囊凝胶薄膜。     

液晶相位光栅大屏幕投影

现已发现一种新型液晶盒工作模式，这就是液晶相位光栅模式，它是将空间周期电场加到介电和光学各向异性的均匀排列液晶层上而形成的。本文介绍了一种液晶相位光栅大屏幕投影系统，讨论了液晶相位光栅的基本衍射特性。     

新型反式十氢萘衍生物液晶的研究进展

新型的反式十氢萘衍生物液晶具有拓宽混合液晶工作温度区间、降低阈值电压、增大介电各向异性、减小双折射率等优越的光电性能．适用于TFT型液晶显示材料；在合成中运用了立体选择性更好的新方法和新试剂．收效显著，有较高的参考意义。文中就目前已报道的化合物．从性能和合成的角度对该类化合物目前的发展状况进行了综合论述。     

铁电液晶显示的交流稳态技术与等效电路模型改进

针对交流稳态技术提出了一种改进的能体现铁电液晶电学、光学各向异性的等效电路模型.通过将介电张量与电场的耦合作用和由表面定向层引起的锚定能量以等效源的形式表达在电路模型中,成功地将模型拓展到介电各向异性情况下.分别就正、负性介电各向异性及应用交流稳态技术时的光响应特性和动力学机制进行了模拟,并给出了对应的介电扭矩、铁电扭矩和极化反转电流.模拟结果吻合于理论分析及文献报道的结果,表明了电路模型的有效性.     

低阈值TFT液晶材料物理性能研究

低阈值TFT液晶材料广泛应用于小尺寸液晶显示器。将CGUF、PGUF和PUQUF3个系列高介电各向异性液晶单体分别添加到基础配方P0,配制了2个系列混合液晶,考察不同单体对配方性能的影响规律。结果表明,添加相同比例的PUQUF系列单体对增大配方的介电各向异性和降低配方的阈值电压最有效;添加相同比例的PGUF系列单体可显著增大配方的双折射率和缩短响应时间。     

异硫氰基嘧啶乙炔类液晶合成及性能研究

中心环外侧嘧啶环作为液晶分子的极性介晶基团,能有效增大分子的偶极矩和分子间的作用力,提高分子的介电各向异性,降低液晶的驱动电压,也有利于形成近晶相液晶态。本文试图以嘧啶乙炔为中心结构单元,以异硫氰基为端基,设计合成了嘧啶乙炔类异硫氰基液晶化合物(nBTM-NCS)系列共5个化合物;它们都经过IR、~1H-NMR、~(13)C-NMR和MS光谱对其分子结构鉴定,经过差热分析仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对其液晶性能进行检测。实验结果表明,所有化合物的分子结构均正确,具有近晶相态,其熔点较高并呈现奇偶效应;其光学各向异性达到0.45左右,介电常数21~24左右,可作为铁电液晶和聚合物分散液晶材料配方组分。     

外加电压频率对液晶介电各向异性的影响

液晶材料的介电各向异性通常与频率有关。为进一步研究频率对液晶材料介电常数的影响,首先,使用紫外可见分光光度计(METASH UV-9000S)和表面轮廓仪(Contor GK-T)分别测量液晶盒厚度以及聚酰亚胺(PI)取向层厚度,通过精密热台(LTS 350)控制实验温度20℃,使用精密LCR表(Agilent E4980A)测定4种不同液晶材料在100～2 000Hz的频率内的平行和垂直排列向列相液晶盒电容;然后,利用液晶盒电容模型计算出不同频率下液晶的平行和垂直介电常数,并绘制频率-介电各向异性曲线;最后,分析频率对液晶介各向异性的影响。实验结果表明:温度一定,正性液晶的介电各向异性随频率的升高而减小,然后逐渐趋于平缓,负性液晶的介电各向异性随频率变化基本保持不变。此项研究对进一步分析液晶材料的介电特性具有一定的指导意义。