Chirale Dotierstoffe für flüssigkristalline Phasen

Abstract

Flüssigkristalle sind in unserer modernen Zeit allgegenwärtig geworden und finden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Displays und anderen elektronischen Geräten.[1,2] Fast alle Bildschirme von Fernsehgeräten, PC-Monitoren, Notebooks, Tablets oder Smartphones sind LC-Displays (LC = Liquid Crystal). Allein im Jahr 2013 wurden weltweit zusammengerechnet 141 km² an LC-Displayfläche hergestellt, 2020 werden es geschätzt über 200 km² sein.[3]Flüssigkristalle eignen sich für verschiedene Displaytechnologien (siehe Abschnitt 2.6.). Hierfür ist es erforderlich, dass sich die Flüssigkristallmoleküle zu einer verdrillten Makrostruktur anordnen. Um diese strukturelle Ordnung herzustellen, werden den flüssigkristallinen Phasen chirale Dotierstoffe zugesetzt. Eine aussichtsreiche Zukunftstechnologie für LC-Displays basiert auf den sogenannten Blauen Phasen.[4] Diese flüssigkristallinen Phasen weisen eine stark verdrillte cholesterische Struktur auf und benötigen besonders effiziente chirale Dotierstoffe mit einem hohen Verdrillungsvermögen (HTP, engl. helical twisting power).In der hier vorliegenden Arbeit steht die Synthese von neuartigen chiralen Dotierstoffen sowie deren physikalische Untersuchung in einer flüssigkristallinen Wirtphase im Mittelpunkt. Die Entwicklung von chiralen Dotierstoffen mit einem hohen Verdrillungsvermögen ist von enormer Bedeutung, da modernere Produkttechnologien wie zum Beispiel auf Basis der Blauen Phasen realisiert werden können. Diese potentielle neue LCD-Technologie führt zu kostengünstigeren Displays und extrem schnellen Schaltzeiten. Ein hohes Verdrillungsvermögen kann mit den bisher untersuchten chiralen Dotierstoffen erzielt werden, wenn diese in vergleichsweise hohen Konzentrationen eingesetzt werden. Um jedoch spezielle Eigenschaften der Flüssigkristallmischung nicht negativ zu beeinflussen, ist ein chiraler Dotierstoff mit starken Verdrillungseigenschaften bei niedriger Konzentration notwendig. Darüber hinaus ist es von Interesse eine Struktur-Wirkungsbeziehung zwischen den synthetisierten Dotierstoffen und der HTP herzustellen.