Ingenieurs van RUDN hebben stoffen ontdekt om de productie van flexibele LCD-schermen met 3D-beelden te vereenvoudigen. Het werk is gepubliceerd in de Tijdschrift van de Society for Information Display .

LCD-schermen werken volgens het principe van georiënteerde lagen van vloeibare kristallen die hun optische eigenschappen veranderen onder invloed van externe elektrische velden en op een bepaalde manier uitlijnen. In de loop van de fabricage, tussen twee glasplaten worden dunne laagjes vloeibare kristallen geplaatst. De interne oppervlakken van de platen zijn bedekt met elektrodesystemen en stuurtransistoren. De vloeibare kristallen worden van het glas gescheiden met dunne films gemaakt van polyimiden - kunststoffen op basis van synthetische hoogmoleculaire samenstellingen. Hun rol is om de initiële oriëntatie van vloeibare kristalmoleculen op te zetten, d.w.z. de richting van de polarisatievector. Momenteel, de productie van LCD-schermen omvat een arbeidsintensief proces waarbij polyimiden met speciale roterende borstels worden aangebracht.

Ingenieurs en wetenschappers van RUDN hebben traditionele polyamidefilms vervangen door een meer veelbelovende stof:de zogenaamde azokleurstoffen. Dit zijn organische samenstellingen die twee of meer azogroepen bevatten bestaande uit twee stikstofatomen. Ze laten de moleculen reageren met het elektrische veld van een lichtgolf en worden ruimtelijk georiënteerd, het veranderen van de richting van de polarisatievector afhankelijk van het elektrische veld van de golf.

De auteurs experimenteerden met verschillende soorten azokleurstoffen en selecteerden uiteindelijk de kleurstoffen die zich het beste oriënteerden onder invloed van licht. Om dit te doen, de wetenschappers gebruikten een cuvet met verschillende kleurstoffen die tussen de laserbron en de fotoontvanger werd geplaatst. Het bleek dat de meest efficiënte moleculen dimeren waren - samengestelde moleculen waarvan de configuratie hun vermogen om zich onder het licht te oriënteren beïnvloedt.

"De moleculen van kleurstoffen werken niet alleen, maar vormen de zogenaamde dimeren in bepaalde configuraties, zoals 'kus' en 'handdruk'. Ze bepalen het vermogen van moleculen om zich in lijn met licht te oriënteren, ", legt Viktor Belyaev van RUDN uit. De kleurstoffen met het grootste aantal dimeren oriënteerden zich het beste in het licht.

De mogelijkheid om de platen te oriënteren met behulp van niet-mechanische processen met gepolariseerd licht, kan de functionele eigenschappen van de schermen verbreden. De ontwikkelaars van dergelijke schermen zullen een eindeloze reeks van alle mogelijke soorten oriëntatie kunnen induceren. In de toekomst, azokleurstoffen kunnen worden gebruikt om hologrammen met hoge resolutie te maken, het bieden van een mogelijkheid voor het ontwikkelen van holografische displays. Eindelijk, aangezien azokleurstoffen organische stoffen zijn, ze kunnen worden gebruikt om flexibele polymere platen te behandelen en flexibele schermen te maken.

"Wanneer polyimiden worden gewreven, ze zijn maar in één richting georiënteerd. Met azokleurstoffen, we kunnen de zogenaamde beeldoriëntatie verkrijgen met verschillende pixels op het scherm met verschillende oriëntatierichtingen. Dit geeft ons een breder scala aan mogelijkheden om beveiligingsfuncties te creëren voor effecten, 3D-beeldweergaven, en vele andere producten, " concludeerde Belyaev.