Technologie Stichting STW

30 november 2004

LCD als moleculair vergrootglas

STW-promovendus Johan Hoogboom ontdekte een techniek om LCDs (liquid crystal displays) te maken die het gebruik van cleanrooms onnodig maakt. De techniek berust geheel op zelfordening van moleculen op een oppervlak. Bovendien bewees de scheikundige dat je met LCDs DNA voor het blote oog zichtbaar kunt maken. Hoogboom promoveert op 15 december aan de Radboud Universiteit Nijmegen op deze resultaten.

Johan Hoogboom ontwikkelde een methode om simpeler en goedkoper LCDs voor bijvoorbeeld laptops te maken. Hij construeerde een oppervlak dat vloeibare kristallijne moleculen kan uitlijnen. Hiervoor ontwierp en produceerde hij een aromatische chemische verbinding. Als hij deze verbinding aanbracht op een oppervlak, dat ook wordt gebruikt in de fabricatie van LCDs, organiseerden de moleculen zichzelf automatisch in een regelmatig patroon. Deze oppervlakken konden vervolgens vloeibare kristallen uitlijnen, wat een vereiste is voor de constructie van LCDs.

De promovendus gebruikte deze oppervlakken bovendien voor een nieuwe generatie biosensoren. Hoogboom toonde aan dat de werking van een enzym, of de aanwezigheid van bepaalde soorten DNA, zonder het gebruik van extra apparaten zichtbaar kan worden gemaakt met de uitgelijnde vloeibare kristallen. Dit biedt kijk op een nieuwe generatie biosensoren, die ter plekke materialen kunnen analyseren.

Een LCD bestaat uit twee polarisatiefilters, die negentig graden ten opzichte van elkaar gedraaid zijn. Tussen deze twee filters zitten vloeibare kristallen geklemd in een soort wenteltrapvorm. De kristallen zitten parallel aan de polarisatierichting tegen de filters aan. Licht dat door het ene filter binnenkomt, doorloopt de wenteltrap, verandert daarin negentig graden van polarisatierichting en kan aan de andere kant het tweede filter weer verlaten. Als er een elektrische spanning over de kristallen wordt aangelegd, trekt de trap recht. Licht dat aan de ene kant binnenkomt, verandert dan niet meer van richting en komt aan de andere kant het tweede filter niet meer uit.

Om een LCD te maken, moeten de vloeibare kristallen in één richting uitgelijnd kunnen worden, zodat ze parallel staan aan de richting van beide polarisatiefilters. De huidige productietechniek is gebaseerd op een principe dat al honderd jaar bekend is. Bij deze techniek worden uitgelijnde oppervlakken gemaakt door dunne polymeerlagen in een cleanroom met een fluwelen doek in de goede richting te wrijven. Door de steeds toenemende vraag naar grotere en betere displays loopt deze methode tegen zijn technische grenzen aan. Bovendien is de methode erg arbeidsintensief en extreem gevoelig voor omgevingsfactoren, zoals stof.

Johan Hoogboom begint in januari met een Talentbeurs van NWO als post-doc bij het MIT in Cambridge (VS).

Meer informatie: drs. Johan Hoogboom (RU, Organische Chemie en Experimentele Vaste Stof Fysica II) t: +31 (0)24 365 20 28, j.hoogboom@science.ru.nl promotie 15 december, promotoren prof. dr. R.J.M. Nolte en prof. dr. Th. Rasing
---

TOP Laatste wijziging: 01-12-2004 Reacties naar: webmaster@stw.nl