含乙烷桥键负性液晶的合成及性能

为了满足液晶光学器件快速响应,提高相容性的要求,设计了含有乙烷桥键的负性液晶材料3PEPYO2。合成路线以丙基溴苯、对溴苄溴、2,3-二氟-4-乙氧基苯硼酸等为原料,通过采用格氏反应、Wittig反应和Suzuki等反应制备了3PEPYO2。并通过气相色谱-质谱联用仪、红外、核磁共振对其结构进行了表征。差热分析获知化合物分别于76.77℃进入液晶相。液晶综合参数测试结果表明化合物的Δn值为0.1886,Δε值为-0.798。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。     

二氟亚甲氧基化合物对液晶低温黏度的影响

液晶显示(LCD)的响应速度与液晶材料黏度成反比关系。到目前为止,液晶低温黏度及其低温响应速度对温度依赖性大的问题一直没有解决,成为液晶显示技术与应用发展的瓶颈。文章利用二氟亚甲氧基烷基苯两环液晶化合物作为液晶组分和溶剂,探讨液晶化合物和液晶混合物的低温黏度行为及其对温度的依赖性。实验结果表明:二氟亚甲氧基烷基苯两环液晶化合物不仅能有效降低液晶的低温黏度,减小液晶低温黏度对温度的依赖性,而且可作为液晶溶剂和液晶组分配置液晶组合物,有效地降低液晶材料的低温黏度和减小低温黏度对温度的依赖性。     

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。     

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。     

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。     

负性液晶垂面排列(VA)盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列(VA)盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺(PI)作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

负性液晶垂面排列（VA）盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列（VA）盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺（PI）作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

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。     

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。     

负性含氟液晶材料的电子轰击质谱分析

利用气质联用对3类6个系列共15种负性含氟液晶化合物进行了电子轰击源(EI)质谱分析,总结了3类负性含氟液晶化合物的质谱裂解规律,并阐述了某些化合物的质谱裂解途径。其中,烷基双环己烷二氟取代苯甲醚液晶化合物的特征离子主要是为环己烷取代基开环的裂解碎片,其m/z主要为226、183、157等;烷基环己基烷氧基三氟取代联苯液晶化合物的特征碎片为环己烷开环碎片及氟取代苯环掉氟的碎片,其m/z主要为(246 A)、(223 A)、(220 A)和(207 A)等(A为15或17);四氟取代联苯酚酯类液晶化合物的特征离子为酯基断裂的碎片和氟取代苯环掉氟产物,其m/z为272或271、229、200、180等。     

基于使用负性液晶的边沿场切换模式的局部残影分析

随着液晶显示技术的发展,PPI越来越高,像素尺寸越来越小,穿透率的提升是一重要问题。负性液晶相对正性液晶具有高穿透率,较好的画面画质及较低的颜色偏差等优点,使得主流显示模式IPS、FFS使用负性液晶研究逐渐增多。但由于负性液晶自身特性,其影像残留较正性液晶更为严重,特别是模组粘合附近区域的局部面残。为了改善负性液晶局部影像残留,本文研究了实际样品影像残留严重区域与轻微区域不同测量数据,如温度、共电压(Vcom)等,发现影像残留严重区域与轻微区域的公共电压出现漂移现象,分析了影响残影的因素,并提出改善方案,实测结果证明本文改善局部残影的方法是有效的。     

染料掺杂手性向列相液晶激光器的制备和研究

设计制作了PM597染料掺杂手性向列相液晶器件,研究了其激光辐射行为。混合激光染料PM597、手性剂S-811、向列相液晶TEB30A,制成平面态织构的手性向列相液晶激光器件。采用固体Nd∶YAG倍频532nm波长激光作为抽运光,在光子禁带短波和长波边沿同时获得波长分别为571.1、615.5nm的激光输出。对于器件产生激光辐射的机理,采用光子态密度理论进行了分析,根据实际样品各成分的配比,模拟出态密度随波长的变化曲线。在器件中,光子禁带边沿处光子态密度最大,此处器件阈值较低,容易产生激光辐射。     

二维聚合物分散液晶光子晶体的制备与研究

为了改善现有聚合物分散液晶(PDLC)光子晶体(PC)的制备方法和电光特性,利用532nm激光干涉条纹引发聚合物和液晶的混合物相分离,采用全息两次不等时曝光的方法,即第1次曝光完成后,将样品沿基板中心法线旋转60°进行第2次曝光,制备得到电可调谐的二维三角格子的PDLC-PC。实验结果表明,两次曝光的时间对聚合物和液晶的相分离程度影响很大,用偏光显微镜观察优化条件下制备得的二维PDLC-PC发现,聚合物和液晶在二维空间上呈规则的三角格子周期性分布。用波长为633nm的He-Ne激光器探测得到在未施加电压时不同晶格常数的PDLC-PC的衍射图样,并根据一级衍射的电光变化曲线,可以看到,其衍射效率可以利用电场进行有效的调节。     

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。     

平板型光子晶体液晶微谐振腔的温度特性

在二维光子晶体薄板的中心空气孔中填充厚度与光波长相当的液晶材料,形成平板型光子晶体液晶微谐振腔结构。用时域有限差分法研究了液晶微谐振腔的温度特性,并用Matlab编程进行了数值计算。计算结果表明,由于液晶折射率是温度的函数以及微腔对光波传输的约束,当温度升高时微谐振腔的透射峰波长向长波长方向移动,透射峰半高宽度减小,品质因子增大,谐振波长和品质因子随填充因子与平板厚度的变化曲线向增大方向移动,接近液晶相变点时微腔的温度特性变化更迅速。平板型光子晶体液晶微谐振腔的温度特性,为可调光子晶体器件的设计提供了理论基础。     

含偶氮苯弯曲液晶的光化学性质研究

研究了紫外光照和温度对偶氮弯曲液晶极化电流的影响。在365 nm紫外光照下,这种偶氮化合物的极化强度随紫外光照时间增加而变化直至为零;当温度从150^oC 升高到 175^oC时,弯曲液晶的极化电流随温度线性降低,用Landau-de Gennes理论解释了这一现象。其极化情况随紫外光照和温度而变化的实验规律表明：在紫外光照下偶氮弯曲液晶发生了光致异构化、光裂解和热裂解作用。     

一类高双折射率高可靠性液晶的合成和性能应用研究

随着液晶显示器件向低盒厚,轻薄化,高可靠性方向发展的需求,设计开发具有高双折射率、高介电各项异性、高清亮点、高可靠性的单体液晶顺应了发展的趋势。四联苯类液晶可以用于提升液晶的使用温度范围、提高液晶的折射率,并显著提高液晶的可靠性,是近年来混合液晶设计常用的一类单体材料。本文设计、合成、评测了一类末端四氟的四联苯液晶单体,并且考察了在液晶组合物中的应用,相对于常见单体,该系列单体的折射率大于0.3,介电大于20,清亮点高于200℃,同时使紫外后电阻率提升68%~107%,并改善VHR的表现,通过气质联用、核磁氢谱、差热分析等分析方法对结构进行了表征,并对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。     

弯曲芯型向列相液晶中的挠曲电畴

弯曲芯型向列相（BCN）液晶在一定的低频电压和温度下会产生挠曲电畴,出现明暗相间的周期结构。本文使用偏光显微镜（BX-51）和电荷耦合元件（CCD）探测了BCN中挠曲电畴的周期大小变化与电压及温度的关系,并使用光学衍射技术对该周期结构进行了验证。实验结果表明：温度达到95℃,并且外加电压达到25 V时,BCN液晶的挠曲电畴条纹结构首次出现。在温度一定的条件下,畴的周期随外加电压的增大而逐渐减小;而电压一定的条件下,周期结构的对比度随温度的升高逐渐变得模糊,必须增大外加电压才能使模糊的周期结构重新变得清晰。本研究对探索BCN液晶在液晶光栅领域的应用与发展具有一定的指导意义。