单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

为了满足液晶光学器件快速响应的要求,采用有机合成方法获得了6种单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯类液晶化合物。首先用IR和1HNMR对6种单氟取代液晶化合物的结构进行了表征,其次通过差热分析对其相变温度进行了测试,利用液晶综合参数测试仪对其液晶性能进行了研究。红外和核磁图谱表明合成的化合物即为目标化合物;差热分析获知这些化合物90℃左右进入液晶相,并且氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的2号位置时有相对较低的熔点,最低的熔点可达到83.4℃;液晶综合参数测试结果表明这6种化合物的Δn值为0.432~0.681,同时氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的3号位置时有相对更佳的响应性能。这些化合物在制备快速响应液晶光学器件中可能会有潜在的应用价值。     

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。     

含氟双环NCS液晶的合成与性质研究

合成了两种具有氟取代的双苯环异硫氰酸酯(NCS)类液晶单体。通过与不含氟NCS单体的对比发现,随着氟原子个数的增加单体的熔点逐渐降低,Δn值也逐渐降低,其中二氟代双环NCS单体的Δn为0.20。单氟代NCS单体混入商品液晶时具有提高其响应速度的特性,而二氟代材料对于响应速度的提升不明显。实验结果表明,单氟代双环NCS液晶是一种具有较高Δn、低熔点、低黏度的快速响应液晶材料,在液晶空间光调制器件中具有一定的应用前景。     

二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

通过先偶联后还原的方法合成了3种具有氟取代的二苯乙炔基异硫氰酸酯化合物。液晶性质测试表明,这些材料均具有较高的Δn值,且随着分子中π电子共轭长度增加而变大,最大可达0.576。将这些高Δn液晶化合物溶于商品炔类液晶材料,可提高其响应速度;其中苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯对器件响应性能的提升幅度最大。实验结果表明,二苯乙炔基异硫氰酸酯是一种具有高Δn、低旋转黏度的快速液晶材料,在液晶空间光调制器件中具有一定的应用价值。     

含氟三联苯类异硫氰酸酯类液晶合成与微波性能研究

近年来液晶在微波通信器件上的研究发展迅速,而液晶材料的介电损耗成为制约其发展的主要因素。异硫氰三联苯类化合物是一种结构稳定的低粘度、高双折射率液晶化合物,适于作为微波用液晶材料组分。本文通过偶联法合成了4种含氟三联苯异硫氰酸酯液晶化合物nPGUS(n=2～5),通过IR、~1H NMR、~(13)C NMR、~(19)F NMR确认化合物结构正确;差热分析(DSC)结果显示,它们都具有宽温向列相液晶态和相对较低的熔点,其中5PGUS的向列相温度范围达到101.8℃,熔点只有57.4℃;通过矩形谐振腔微扰法测试分析了它们在高频下的介电性能,将它们与母体液晶混合后,在18GHz时的介电常数值(Δε_r)为0.95,最大介电损耗为(tanδε_(r-max))0.007 63,相位调制系数(τ)0.265,可满足微波用向列相液晶材料性能要求。     

低熔点三苯二炔类液晶合成及高频介电性能

液晶微波通信器件所用的液晶材料都是高双折射率(Δn)液晶化合物组合而成，这些化合物的熔点大多较高，使得液晶组合物的低温共熔点较高，不利于微波通信器件的发展。本文合成了8种侧乙基三苯二炔类液晶化合物，将其按照一定的比例配置成低温共熔点在-46℃的液晶组合物MA，并以此为液晶母体，将其与另外几种液晶混合，采用矩形谐振腔微扰法测试液晶组合物在微波频段(11～35 GHz)的介电性能，得到了在18 GHz时的介电常数值(Δε_r)为0.954，最大介电损耗(tanδε_{r max})为0.008 6，可满足微波用低熔点液晶材料的性能要求。     

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。     

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。     

显示器件用液晶材料及其特性

由于向列相液晶的单轴光学性质并具有相当低的粘度而被广泛应用于显示器件。已合成多种类型液晶化合物,并采取多种液晶化合物混合配方,从而获得了实用的显示器件液晶材料。本文综述用于显示器件的向列相液晶材料的发展和类型,着重介绍近年来开发的新型材料,并对其特性进行分析和评价。     

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。     

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.     

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。     

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     

反式十氢萘类混合液晶物理性能的研究

反式十氢萘类化合物是一类应用前景广泛的液晶材料，能有效改善混合液晶配方的物理性能。依据近似加法规则，考察了A、B系列反式十氢萘类液晶的引入对配方性能的影响规律，结果显示，A系列反式十氢萘类液晶添加到混合液晶基础配方中，能同时改善配方的高温性能和低温性能，拓宽液晶相区间；B系列添加到基础配方中，能明显改善基础配方的低温性能。含氟B系列反式十氢萘类液晶添加到混合液晶配方中，能有效降低配方的△n、Vth、Vsat。     

Synthesis of Predesigned Ferroelectric Liquid Crystals and Their Applications in Field‐Sequential Color Displays

A series of low transition temperature and fast response chiral smectic C (SmC*) liquid crystals is designed and synthesized. The phase transition behaviors and electrooptical properties of the synthesized compounds are investigated and compared with reported values. The ferroelectric phase of the liquid crystals is characterized by means of differential scanning calorimetry, polarizing optical microscopy, wide‐angle X‐ray scattering (WAXS), and electrooptical measurements. The wide SmC* phase is achieved via the induction of achiral trisiloxane and a chiral methyl‐lateral substituent onto the terminuses of the molecules. The optimized packing arrangement model is studied based on the exceptionally high apparent tilt angles (≈41°) and smectic layer spacing observed using WAXS. A fast response time of 0.3 ms in an electric field of 10 V µm^?1 provides an opportunity to use the synthesized materials for field‐sequential color liquid crystal displays (FSCLCDs). An FSCLCD sample cell is fabricated using the synthesized ferroelectric liquid crystals via a red (R), green (G), and blue (B) backlight. A color‐frame frequency of more than 500 Hz (i.e., a frame frequency more than 166 Hz) is achieved. As a single material liquid crystal display cell, the synthesized ferroelectric liquid crystals show great performances at room temperature.