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发展具有宽的液晶相范围和低粘度的液晶材料一直是液晶研究的焦点。带氟原子或氟烷基的液晶化合物比普通的液晶材料有着更显著的优点。通常,在液晶分子中引入氟原子或含氟基团可以拓宽向列相范围、降低熔点和增加介电常数。
本论文合成了一系列以酯基或二氟亚甲氧基为桥链,以3,4-二氟吡咯基、3,3,4,4-四氟吡咯烷基和吡咯烷基为末端基团的氮杂环液晶。通过改变末端的氮杂环和环己基液晶砌块上烷基链的长度可调节液晶的性能。比较了不含氟的和含氟的氮杂环对液晶性能的影响,发现氮杂环的极性对液晶相行为有重大的影响,末端带3,3,4,4-四氟吡咯烷基的液晶化合物都呈现出近晶相,而末端带3,4-二氟吡咯基和吡咯烷基的液晶化合物都显示出向列相。带3,4-二氟吡咯基和烷基双环己基的化合物具有最宽的向列相温度范围和最好的热稳定性。带含氟氮杂环的液晶化合物具有高的介电常数(△ε),中等的折射率(△n)和相对低的粘度(η)。
通常,显示器用的液晶要求具有宽的向列相温度范围,低的粘度和高的热稳定性。研究结果表明,本课题合成的含氟氮杂环液晶具有高性能液晶特征,有希望发展成为新型的液晶材料。