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。

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。

为了改善聚合物分散液晶（PDLC）在智能玻璃领域应用中存在的视角较差、透明态效果不够理想以及无法实现双稳态的缺点, 合成了一种具有硅氧烷长链结构的近晶相液晶单体, 并将该近晶相液晶单体用于近晶相的混晶配方制备了简单的近晶相双稳态器件。以10-溴-1-癸烯、对羟基联苯氰和1,1,1,3,3,5,5-七甲基硅氧烷为原料, 以较高收率合成了该近晶相液晶单体。通过核磁共振（NMR）和元素分析（EA）确认了分子结构的正确性; 利用偏光显微镜（POM）、示差扫描量热仪（DSC）等对其单体液晶参数和混晶配方参数进行测定, 通过基板处理、液晶盒制备、器件老化等过程制备了近晶相双稳态器件。实验表明, 该近晶相混晶配方制得的近晶相双稳态器件具有较宽的近晶相温宽（-62℃~60 ℃）, 较低的驱动电压（50 V）, 透明态参数优秀（雾度 = 0.06%, 平行光透过率 = 90.34%）, 完全无视角缺陷, 且可以仅在状态切换时需要通电实现双稳态效果。该硅氧烷类近晶相液晶单体对于改善近晶相混晶配方有着重要的作用, 该材料制备方法简单, 原料易得, 收率较高, 易于生产, 对于智能玻璃领域的市场推广有着重要的作用。

为了提高铱配合物材料的溶解性，同时具有较高的热稳定性，将正丙基环己烷引入到配体中合成了一种新型结构的红色磷光铱(III)配合物Ir(pcpiq)2acac (pcpiq=1-［4-(4-丙基环己基)苯基］异喹啉，acac=乙酰丙酮负离子)。通过紫外-可见光吸收光谱、荧光发射光谱、循环伏安测试和差热扫描分析对其光学性能、电化学性能和热稳定性进行了研究。以其作为发光材料，按照4~12%的掺杂浓度，分别以真空蒸镀和溶液旋涂工艺制备了有机电致发光器件(OLED)。结果显示，以Alq3为主体的蒸镀工艺制备的器件，EL光谱发射峰位于639 nm，亮度达到5 987 cd/m2，10 V电压时电流效率和功率效率分别为6.11 cd/A和1.64 lm/W，器件发出了较纯正的红光，其色坐标位于(0.68,0.32)。

为了改善扭曲向列相(TN)型液晶显示的视角差的现象, 合成了一种具有苯并菲结构的盘状液晶单体, 并以该盘状液晶单体为材料制备了简易的光学补偿膜片。以4-氯丁醇乙酸酯、对羟基苯甲酸甲酯和邻苯二甲醚为原料, 通过七步反应以较高收率合成了一种具有苯并菲结构的盘状液晶单体。通过核磁共振(NMR)和元素分析(EA)确认了分子结构的正确性; 利用偏光显微镜(POM)、预倾角测试仪和示差扫描量热仪(DSC)等对其液晶参数进行测定, 并以该苯并菲单体为材料通过基板处理、摩擦配向、涂布等过程制备了光学补偿膜片。实验表明, 该苯并菲盘状液晶单体具有负的光学各向异性值(Δn=-0.060 8)、较宽的向列相温宽(54.6~166.4 ℃), 所制得的简易光学补偿膜片具有一定的补偿效果(Rth=137 nm)。该苯并菲类盘状液晶化合物可以作为光学补偿膜材料使用, 且制备方法简单, 原料易得, 收率较高, 易于实现大规模生产。

为了实现溶液化制备有机电致发光器件(OLED),制备和应用具有高溶解性的有机电致发光材料是重要的手段之一。本工作设计和合成了一种含液晶分子中常用的丙基双环己基二氟苯基结构单元的配体及其铱配合物Ir(cfpp)2(acac) (cfpp = 2-(2,3-二氟-5-［trans,trans-4′-丙基-(1,1′-双环己基)］苯基)吡啶); acac = 乙酰丙酮负离子)。以其作为绿色发光掺杂材料,按照2%、4%和8%的掺杂含量旋涂制备了OLED器件,器件结构为ITO / PEDOT∶PSS/PVK∶PBD∶Ir(cfpp)2(acac) / TPBi / LiF / Al。当掺杂浓度为8%时,器件的最大发射波长为524 nm,最大发光亮度达到3 600 cd/m2;当电流密度为20 mA/cm2时,最大电流效率和功率效率分别为2.0 cd/A和0.6 lm/W,具有较强的电致发光特性。研究结果表明,应用含液晶结构单元设计和合成高溶解性的有机电致发光材料是可行的研究思路,为制备可旋涂有机电致发光材料提供了新方法。

近些年来,液晶透镜技术得到了长足的进步和广泛的应用,尤其是在立体显示技术中.液晶透镜为了获得高的光学效率和快速的响应时间,要求使用的液晶混合物具有较大的折射率各向异性、较小的旋转黏度、较大的介电各向异性以及大的K值.文中将异硫氰酸酯类化合物引入到液晶透镜用混合液晶中,获得了具有大折射率各向异性,较大的K值、较小的旋转黏度的液晶混合物.

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.

以环戊基环己酮和手性联萘二酚为基础原料经过还原、取代等一系列反应制备了一种新型高HTP值液晶用手性添加剂。其具有较大的HTP值以及良好的光稳定性和化学稳定性。此外, 还具备TFT液晶显示用手性添加剂的一些其他要求, 如较高的电压保持率, 与主体液晶材料良好的相溶性, 不易被吸附剂(硅胶或氧化铝) 所吸附, 螺距P有小的温度相依性等。特别是其HTP值达到了101 μm-1, 与其他手性剂相比, 用量会更少, 可以大大降低其对混晶品质的影响, 并且其合成方法简单, 中间体及终产物易于纯化, 使其在高端TFT混晶中的应用成为可能。

STN-LCD在LCD显示器中占有重要地位, 它价格低廉, 制造工艺简单, 在小型、便携式显示设备中占有重要市场。显示器显示品质与液晶材料的参数有关, 研究了对于相同的液晶材料体系, 使用不同的手性剂, 对液晶的各项显示参数的影响和在一个母体液晶材料中, 添加扭曲能力不同的手性掺加剂, 对响应速度、温度系数、视角等方面的影响。按照d/p≈φ/360计算手性掺加剂用量, 将不同结构手性剂加入到母体体系中, 在室温时得到的阈值电压相同, 测试不同温度时, DV/DT不同, 响应速度变化率不同。总结了在工业生产上应如何评价和选择合适的手性剂。