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。     

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。     

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。     

含亚甲氧基桥键负性单体液晶的制备及性能研究

含亚甲氧基桥键负性单体液晶由于具有较大的负介电各向异性,较低的旋转粘度、良好的相溶性而被广泛应用于VA-TFT配方中,但其合成步骤长,合成及提纯难度大。本文讨论了含亚甲氧基桥键及苯环侧向氟取代的负介电各向异性单体液晶的合成方法,该方法主要采用2,3-二氟-4-乙氧基苯酚与含不同长度烷基链的苯磺酸酯反应引入亚甲氧基桥键,避免了常用醚化方法中卤代物的使用和卤素离子对单体液晶性能的影响。使用1 H NMR对目标单体液晶的结构进行了表征;采用DSC、热台偏光显微镜、LCR测试仪等对目标单体液晶的相变温度、光学各向异性、介电各向异性等一系列液晶性能参数进行了测试。     

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。     

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。     

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。     

含环己基(苯基)四环酯类液晶结构与性能关系研究

报道了4个系列10余种含环己基(苯基)四环酯类液晶单体的热性能和光电性能参数,并利用成熟的PCH基础配方研究了环己烷酯类在混晶配制时的添加性能,首次报道了此类混晶的饱和电压、阈值电压、双折射数据。所合成化合物都使基础配方介晶相温度范围增宽30.78℃,证明此类化合物可以用于混配过程的工作温度范围调节,是宽温混晶的优良添加剂。     

液晶组分以及V-T曲线漂移与线残像关系研究

线残像是液晶显示不良的一种表现,对在Cell中短时间内判断液晶线残像的强弱进行了研究。本文使用了4种介电各向异性相同的液晶,对这4款混晶所制成的TFT-LCD屏进行了线残像水平测定,系统分析了混晶的组分与线残像的关系,并使用了一种通过加直流电压测试V-T曲线的漂移来判断液晶残像强弱的方法,对4款混晶做了V-T曲线漂移实验。组分分析表明,介电各向异性相同的情况下,液晶中-CF2O-类单体和-COO-类单体的使用会导致线残像的发生。V-T漂移实验结果表明,Vth变化率小于5%时,液晶显示线残像轻微,Vth变化率大于10%时,线残像严重。这种方法可以在Cell中进行,并且使测试时间明显缩短,这对提高液晶的研发效率具有指导意义。     

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。     

双氟二苯乙炔类液晶的高对比度垂面取向

通过在SiO2无机层上蒸镀长链醇的取向方法以及摩擦聚酰亚胺层的取向方法，证明了高双折射率、负介电各向异性双氟二苯乙炔液晶具有优良的垂面取向特性。添加5～10％的异硫氰基二苯乙炔不但改善了对比度，而且提高了质量因数。缺点是使阈值电压升高。     

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。     

Mechanism of misalignment failure of liquid-crystal display devices

Misalignment failure mechanisms which are a problem in twisted nematic liquid-crystal display devices were investigated. A life test which changes the driving conditions of the applied multiplexing voltage was implemented for devices which use estercy-clohexane liquid crystals. The life tests showed that misalignment life is longer with a lower voltage, a smaller duty ratio, and a higher frequency. These results are highly appropriate for models with alternating current electrolysis of the liquid-crystal material. In addition, electrostatic capacity and applied voltage properties were used to study the relationship of liquid-crystal dielectric anisotropy and the coupling coefficient with temporal misalignment changes. The coupling coefficient decreases along with misalignment failure     

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。     

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。     

Unprecedented Dual Alignment Mode and Freedericksz Transition in Planar Nematic Liquid Crystal Cells Doped with Gold Nanoclusters

We demonstrate that alkylthiol‐capped gold nanoclusters doped into nematic liquid crystals (N‐LCs) with positive dielectric anisotropy give rise to an unprecedented dual alignment mode and electro‐optical response, which has a potential impact on current liquid crystal (LC) display technologies and N‐LC optical‐biosensor design. By fine‐tuning experimental conditions (temperature, electric field, and alignment), N‐LCs doped with gold nanoclusters can be aligned and electrically reoriented either like N‐LCs with a positive dielectric anisotropy in a planar cell or, alternatively, as N‐LCs with a negative dielectric anisotropy in a homeotropic cell, both at lower threshold voltages than the pure N‐LC.     

Inside Front Cover: Unprecedented Dual Alignment Mode and Freedericksz Transition in Planar Nematic Liquid Crystal Cells Doped with Gold Nanoclusters (Adv. Funct. Mater. 2/2008)

On p. 212, Torsten Hegmann and co‐workers describe nematic liquid crystals (N‐LCs) confined in planar liquid crystal cells after doping with small quantities of gold nanoclusters. These give rise to a dual alignment mode and electro‐optic response (Freedericksz transition). By fine‐tuning of experimental conditions, N‐LCs doped with gold nanoclusters can be electrically reoriented and aligned either like N‐LCs with a positive dielectric anisotropy (used in twisted nematic displays) in a planar cell or alternatively as N‐LCs with a negative dielectric anisotropy (used in large LCD TVs based on the vertical alignment mode). We demonstrate that alkylthiol‐capped gold nanoclusters doped into nematic liquid crystals (N‐LCs) with positive dielectric anisotropy give rise to an unprecedented dual alignment mode and electro‐optical response, which has a potential impact on current liquid crystal (LC) display technologies and N‐LC optical‐biosensor design. By fine‐tuning experimental conditions (temperature, electric field, and alignment), N‐LCs doped with gold nanoclusters can be aligned and electrically reoriented either like N‐LCs with a positive dielectric anisotropy in a planar cell or, alternatively, as N‐LCs with a negative dielectric anisotropy in a homeotropic cell, both at lower threshold voltages than the pure N‐LC.     

Dielectric anisotropy of new liquid-crystal mixtures and its effect on dynamic scattering

New liquid crystalline compounds with a high negative dielectric anisotropy and wide temperature range have been prepared, and their dynamic-scattering properties compared with other materials. These compounds give a slightly lower threshold voltage, followed by a rapid increase of dynamic scattering above threshold, and should provide improved performance in low-voltage display devices.