含稠杂环液晶是当前液晶分子结构设计与开发的重要方向。本文采用环己基取代的乙炔与邻碘代苯酚衍生物经过钯催化偶联-关环反应合成出新型具有5,6-二氟取代苯并呋喃环结构的液晶化合物，总收率达到54%。采用1HNMR、MS对其结构进行了表征，采用DSC和POM对其热性能进行了测试，发现该化合物熔点为118 ℃，清亮点为 202 ℃，向列相液晶温区84 ℃。物理性能测试表明，该类液晶化合物的双折射率约为0.13，介电各向异性达到12.6，旋转粘度为420 mP·s。与类似的3,4-二氟苯类液晶化合物相比，含5,6-二氟取代苯并呋喃环的液晶分子双折射率增大65%，介电常数值增大97%，清亮点增加63%。5,6-二氟取代苯并呋喃作为一种新的含氟砌块，综合性能表现突出，在液晶显示领域有良好的应用前景。

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。

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。

通过Mitsunobu反应合成了一系列手性液晶，收率63%～71%，并通过1H NMR、MS、IR对其结构进行了表征。结合DSC和POM研究了目标化合物的介晶性。利用Cano's wedge法研究了目标化合物的扭曲力，发现随着手性中心邻近芳环上氟原子数的增多，手性液晶分子的扭曲力显著增大。实验结果表明,氟原子的引入影响了碳氧单键的自由旋转，导致手性液晶分子具有较少构象异构体，从而表现出大的扭曲力。

制备了一种具有高电阻率和稳定性的新型含氟手性液晶材料, 并对其液晶性及螺距进行了检测。将其作为手性剂掺杂到TFT混合液晶中, 考察了对液晶光电特性的影响规律, 为制备高性能TFT液晶显示材料提供了参考。

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液晶材料广泛应用于小尺寸液晶显示器。将CGUF、PGUF和PUQUF 3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。

利用差示扫描量热仪(DSC)、显微热分析仪和偏光显微镜(POM)对CCP和CPP 两个系列液晶材料中含氟三环类液晶单体的介晶性进行了研究。结果表明,除CPP系列中的2CPPF3和4CPPF3外,其余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相和除2CPPF3和4CPPF3外所有单体的向列相的典型织构。探讨了烷基链碳原子数、环骨架结构以及氟原子取代数目对2个系列单体相变温度的影响规律。