端烯多氟三联苯液晶的合成与性能研究

为了适应快速响应的要求,液晶盒的设计向低盒厚的方向发展,所以对液晶折射率的要求趋向于增大,设计混合液晶配方趋向于考虑添加更多浓度的多苯环结构的液晶单体。三联苯液晶由于具有大的折射率、低的旋转黏度、高的清亮点是开发高折射率液晶配方的必要成分,常见的三联苯液晶往往是介电中性或很大的极性,本文设计、合成、评测了一类端烯多氟三联苯液晶单体,含有丙烯醚端基、丁烯端基,相对于常见单体,具有较大的光学各向异性Δn、中等的介电各向异性Δε、较高的清亮点CP,并对其表现出的性能参数与液晶分子结构之间的关系进行了初步分析探讨,通过GC-MS、NMR等分析方法对结构进行了表征。     

添加液晶对PDLC膜电-光性能参数的影响

以甲基丙烯酸β羟乙酯为聚合单体,以SLC7011-100为液晶材料,利用紫外光聚合分相法制备了PDLC薄膜。通过调节单体和液晶成分的比例,在尽可能提高膜的对比度的情况下降低驱动电压,以获得电-光性能良好的PDLC膜。分别向体系添加壬烷氧基和癸烷氧基联苯氰基液晶、烷基联苯氰基类液晶5CB和8CB,考察了PDLC膜电-光性能的变化,结果表明,添加液晶的含量和分子结构对PDLC膜的折射率、对比度等电-光性能参数有较大影响。     

联苯乙炔类液晶单体的紫外稳定性研究

对联苯乙炔类液晶单体的紫外稳定性进行了研究。实验数据显示:经紫外照射200min后,液晶的阈值电压降低,折射率减小。液晶化合物的UV降解不仅与吸收波长有关,而且还与分子结构有关。本文分析了末端官能基团以及连接基团对此类单体紫外稳定性的影响:联苯乙炔与末端基团为NCS官能团连接的化合物的UV稳定性要优于与CN连接的化合物;并且当以1,4-环己基作为连接基团时化合物的UV稳定性要好于酯基(-COO-)作为连接基团和没有连接基团的化合物。     

含氟联苯乙炔液晶化合物的合成及其低温性能

合成了高双折射率、低黏度的含氟联苯乙炔类液晶系列化合物(Ⅵ),这些化合物经过IR、1H-NMR、13C-NMR、19F-NMR、MS鉴定确定分子结构正确,其液晶相态经过DSC和POM测定,并测试分析了它们的折光率和在不同温度下的黏度行为。实验结果表明,该类液晶化合物的双折射率达到0.32以上;与其他结构相当的炔类化合物相比,具有较低的低温黏度以及较小的温度依赖性。这些特性有利于降低液晶材料的黏度并提高响应速度。     

异硫氰基含氟联苯乙炔液晶合成研究

本文合成了4个异硫氰基联苯乙炔类液晶化合物。通过1 HNMR、13 CNMR、19 FNMR、IR和MS谱图鉴定结构正确。用差示扫描热议(DSC)和偏光显微镜(POM)对化合物的相变温度进行了测试,发现所合成目标化合物均呈现向列相,其相变态温度范围在105~137℃,其双折射率高于0.47,可作为液晶光栅高双折射率液晶材料的有效组分。     

链烯基类液晶材料性能研究

链烯基类液晶单体被广泛用于各种液晶显示器中。将常用的6款链烯基类液晶单体分别添加到基础配方P0中,配制了6款混合液晶,对其品质因子的相关性能进行了考察。结果表明,按相同比例添加的VCCPMe系列单体可以增高配方的折射率各向异性;HHV系列单体可有效降低配方的旋转黏度和优化品质因子,其中添加3HHV1的混晶具有最好的品质因子。     

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。     

高Δn低粘度液晶的合成及性能研究

利用二苯乙炔为中心基团上的核心结构,合成了多种极性较低的液晶和几种含氟液晶单体化合物,并按10%的质量分数与商用液晶进行了混配,同时制成了平行排列的液晶盒.通过旋转粘度计分别测量了混合后的液晶溶液的粘度.利用光谱型椭偏仪测量了633 nm下的平行液晶盒的Δn,并且外推出了掺入的液晶单体的Δn,其结果与Vuks方程的计算结果吻合得很好.结果显示,二苯乙炔类液晶比传统的联苯类液晶的Δn有了显著提高,同时保持了相对较低的粘度,适合用于要求具有快速响应特性的液晶器件.     

4-(3-烯)正丁基-2′氟-4″丙基-[1,1′,4′1″]三联苯的合成

丁烯类液晶具有黏度小、熔点低、清亮点高、低温稳定性良好的优点,对改进混晶的性能有着显著作用,是一类具有广阔前景的液晶单体。本文经过对接、酰化、酯化反应得到2-氟-4-溴-1-乙酸乙酯基联苯,与丙基苯硼酸偶联、还原、氯代得到4-氯甲基-2′-氟-4″丙基-[1,1′,4′1″]三联苯,再与3-氯丙烯的格氏试剂偶联,共7步反应得到目标产物4-(3-烯)正丁基-2′氟-4″丙基-[1,1′,4′1″]三联苯,总收率为21.7%。最后对化合物进行了IR、H1 NMR、GC-MS表征。     

侧向氟取代双烷基环己基联苯类液晶化合物的介晶性研究

利用差示扫描量热仪(DSC)、显微热分析仪和偏光显微镜(POM)对系列侧向氟取代双烷基环己基联苯类液晶的介晶性进行了系统研究。结果表明,所有化合物均有介晶性。在液晶态可观察到部分单体的近晶C相(SC)、近晶B相(SB)、近晶A相(SA)和所有单体向列相的典型织构。与相应的4,4′-双-(烷基环己基)联苯类液晶相比,引入侧向氟取代基以后近晶相温度区间明显减小,向列相温度区间增加。     

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。     

Enhancing Birefringence by Doping Fluorinated Phenyltolanes

We have designed, synthesized, and evaluated the physical properties of some high birefringence (Deltan) isothiocyanato phenyltolane and quaterphenyl liquid crystals. These compounds exhibit Deltan~0.48-0.52 at room temperature and wavelength lambda=633 nm. Laterally substituted short alkyl chains and fluorine atom eliminate smectic phase and lower the melting temperature. The moderate melting temperature and very high clearing temperature make those compounds attractive for eutectic mixture formulation. These compounds can be used as dopants for color-sequential liquid crystal displays or eutectic mixtures for laser beam steering     

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。     

负性液晶材料电压保持率的研究

电压保持率(VHR)是表征液晶材料信赖性特性的重要参数之一,液晶材料的线残像特性与VHR相关。本文着重探讨了负性液晶材料在搭配不同PI材料,在不同电压、不同温度时VHR的表现。通过使用由不同PI材料制备的测试盒测量液晶材料在不同电压和温度下的VHR,从而得出负性液晶材料在不同条件下VHR的变化趋势。实验结果表明,测试盒的VHR值受到液晶材料和PI材料的共同影响。|Δε|较大的液晶材料VHR相对较低。在常温时,伴随充电电压升高,测试盒VHR呈下降趋势;而在高温时趋势相反,伴随充电电压升高,VHR呈上升趋势。|Δε|较高的液晶材料含有较多极性成分,易出现相对较低的VHR。常温时,离子运动较慢,伴随充电电压升高测试盒离子析出持续增加,离子析出增加会使测试盒VHR呈下降趋势。而高温时,离子活性较强,测试盒会析出大量离子,而大量离子不纯物的存在会使液晶盒在充电放时产生直流电残留,伴随充电电压升高,直流电残留电会更加严重,因此导致测试盒伴随VHR呈上升趋势。     

添加剂对高双折射液晶紫外稳定性影响

高双折射液晶在液晶显示中具有重要的应用价值,但是由于分子结构中含有不饱和共轭结构,在紫外下不稳定,本文对高双折射液晶紫外不稳定的问题进行了研究。首先在混晶母体A中分别加入几种不同结构的添加剂三苯氧膦、丙基双环己基甲醛、丙基苯(3,5-2F)溴苯、UV-P,搅拌使其溶解均匀,将液晶灌入TN-7.0-R测试盒,在紫外下曝光后测试混晶的各项参数。实验结果表明:UV-P明显提高了高双折射液晶的抗紫外性能,因为UV-P的紫外吸收光谱带与高双折射液晶母体A的紫外吸收光谱带最接近。     

A plastic LCD design with high reliability and color-free readability

A new design has been developed for a plastic substrate twisted nematic LCD. The design results in color-free optical performance and high reliability as measured by accelerated life tests at high temperature and humidity. The crystalline nature of most chemically stable plastics has a biaxial birefringence which can produce dramatic interface colors in the twisted nematic geometry. Optically isotropic plastics are generally amorphous and, therefore, chemically incompatible with the liquid crystal which is a good organic solvent. This dichotomy has been solved by using a special form of polyester whose optic axes are controlled to lie at an angle from the normal which is considerably larger than the largest angle which can be reached by light entering the high index plastic. A fabrication process was developed to be consistent with the 150°C glass transition temperature for the polyester as opposed to the 500°C transition temperature of typical LCD glass substrates. Display materials were designed to be water tolerant, since all plastics transmit water. It was established on a laboratory scale that a plastic LCD design will pass consumer type reliability criteria for high-temperature and humidity stresses. Displays as large as 50 in²were fabricated and preliminary operational tests were encouraging. The plastic LCD process has been shown to be a technologically feasible manufacturing method and may hold promise for significant cost reduction over glass technology.     

低熔点高Δn值双环向列相液晶的合成研究

为了获得低熔点、折射率各向异性(Δn)大的快速响应向列相液晶材料,高Δn值的液晶混合体系中需要加入熔点在50℃以下、Δn大于0.35的双环类液晶组分,以使快速响应向列相液晶材料满足室温工作的要求。本文合成了异硫氰基含氟二苯乙炔类液晶化合物;一方面由于在分子苯环侧位引入F原子,减小分子间作用力,使化合物的熔点下降;另一方面在两个苯环间引入三键、分子末端接入异硫氰基极性基团,增加了分子的共轭性,提高了目标化合物的Δn值。获得了熔点分别为31℃和50℃、Δn为0.39和0.40,这两种低熔点化合物与目前已具有的毫秒级快速响应向列相液晶化合物混合,可使其熔点低至10℃以下。     

含氟三苯二炔类液晶化合物合成及其性质研究

目前,越来越多的液晶应用要求向列相液晶材料具有高双折射率性能。本文合成了5个高双折射率含氟三苯二炔类液晶化合物(Ⅳ),经过IR,1 H NMR,13 C NMR谱图鉴定,这些化合物的分子结构完全正确;通过DSC和POM对其液晶相态测试的实验结果表明该类液晶化合物具有较低的熔点和相对较宽的向列相温度范围(达到100℃左右);对其折光率测试结果表明这些液晶化合物的双折射率(Δn)值在0.47以上,改善液晶光学性能。     

含氟二苯乙炔类蓝相液晶的研究进展

蓝相液晶具有高度流动的自聚集的三维立方缺陷结构,在高度手性的液晶中,它们存在于狭窄的温度区间。分子中引入适当的手性中心可以制得蓝相液晶。由于氟原子的特殊性,在液晶核分子中引入含氟二苯乙炔,可以得到黏度低、双折射率及清亮点高的液晶材料。文中介绍了6类含手性端基的含氟液晶化合物(其中有一个化合物不含氟原子)。通过偏光显微镜和DSC对其相变行为进行了研究。结果表明:共有13个化合物显示蓝相;化合物结构中手性中心的细微差别都会导致蓝相的出现或消失。     

STN—LCD中双折射着色现象的消除—白模式显示

在液晶显示领域中一项重要的进展是 STN-LCD 的开发,用简单矩阵驱动可实现大信息容量。但是 STN-LCD 利用液晶材料的双折射效应,产生显示着色问题,使显示对比度下降。为获得较好的显示质量必须设法消除这种固有着色现象。本文主要讨论用光学补偿法消除着色的原理,并着重介绍用单向延伸的聚合物制成的相位延迟膜的光学特性,将其应用于 STN-LCD,可获得良好的黑白显示。在此基础上与微型彩色滤色器结合可获得多色显示。