基板材料和液晶材料相互作用关系的定量研究

摘要

进入二十一世纪，工业的发展突飞猛进，作为高科技的液晶显示更是一颗璀璨的明珠。然而它还有一些如响应时间慢，视角窄等问题使液晶显示差强人意。为了解决它我们需要知道制造液晶显示的一些原理。在液晶显示器的制造工艺中,通常在基片的表面制作一层取向膜,从而实现对液晶分子的均一取向。液晶分子的取向是液晶显示关键技术之一,涉及了一系列比较复杂的问题。取向膜的制造方法主要有两类:摩擦法,非摩擦法,目前应用最广泛的是摩擦法。
　　有关摩擦如何使液晶分子发生取向，它的机理目前尚无定论。有目前较流行的说法有两个，沟槽理论和取向层表面分子链取向理论。沟槽与基板表面分子对液晶分子的取向同时产生影响，但是哪种更占主导地位，二者关系怎么样，这些问题都还没有一个定论。我们要在前人的工作基础上再进行较细致地计算与分析。液晶分子与基板材料分子之间哪种相互位置最有可能，在不同放置方式时它们的能量分别为多少？解决这些问题要求我们要运用量子化学软件对液晶分子与界面的相互作用关系进行定量计算。
　　本文用量子化学软件Gaussian03来研究液晶分子MBBA在高分子化合物PVA表面的锚定能和易取向。采用了HF方法,6-31g基组来优化了液晶分子；模拟的系统PVA/MBBA共539个原子。我们把MBBA放在了靠近PVA上-OH和远离-OH两面进行了优化并发现在远离-OH一面液晶分子易取向均沿着长链方向排列，这与以往许多动力学模拟一致，结合能为-17.88kJ/mol；但在靠近-OH一面，由于MBBA的-O，-CH3，-CH2，-C6H4-等基团易与PVA形成氢键等特殊分子间相互作用因而有许多取向，最大结合能为-28.42kJ/mol。以上结果可为以往结合能的经验参数提供定量数值基础，为液晶器件基板材料的工艺设计提供重要的参考。

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第一章 绪论

§1-1 液晶理论基础

§1-2 取向层材料和取向技术

§1-3 界面和锚定效应

§1-4 本论文主要工作

第二章 量子化学理论计算基础

§2-1量子化学的发展简史[8-13]

§2-2 量子化学软件简介

§2-3 Gaussian 计算原理

§2-4 基组

第三章 基板材料和液晶材料相互作用关系的定量计算与研究

§3-1 构建计算模型

§3-2 模型系统结构

§3-3 计算结果与分析

§3-4 讨论

第四章 结论

参考文献

致谢