RUDNs ingenjörer har upptäckt ämnen för att förenkla produktionen av flexibla LCD-skärmar som visar 3D-bilder. Verket har publicerats i Journal of the Society for Information Display .

LCD-skärmar fungerar enligt principen om orienterade lager av flytande kristaller som ändrar sina optiska egenskaper under påverkan av externa elektriska fält och anpassar sig på ett visst sätt. Under tillverkningen, tunna lager av flytande kristaller placeras mellan två glasplattor. Plattornas inre ytor är täckta med elektrodsystem och kontrolltransistorer. De flytande kristallerna separeras från glaset med tunna filmer gjorda av polyimider - plaster baserade på syntetiska högmolekylära kompositioner. Deras roll är att sätta upp initial orientering av flytande kristallmolekyler, dvs riktningen för polarisationsvektorn. För närvarande, Tillverkningen av LCD-skärmar inkluderar en arbetsintensiv process som involverar applicering av polyimider med speciella roterande borstar.

RUDNs ingenjörer och forskare har ersatt traditionella polyamidfilmer med ett mer lovande ämne – de så kallade azofärgämnena. Dessa är organiska kompositioner som innehåller två eller flera azogrupper bestående av två kväveatomer. De får molekylerna att reagera med det elektriska fältet i en ljusvåg och blir rumsligt orienterade, ändra riktningen på polarisationsvektorn beroende på vågens elektriska fält.

Författarna experimenterade med olika typer av azofärgämnen och valde slutligen ut de som orienterade sig bäst under påverkan av ljus. Att göra så, forskarna använde en kyvett med olika färgämnen som placerades mellan laserkällan och fotomottagaren. Det visade sig att de mest effektiva molekylerna var dimerer – sammansatta molekyler vars konfiguration påverkar deras förmåga att orientera sig under ljuset.

"Färgämnenas molekyler fungerar inte ensamma utan bildar de så kallade dimererna i vissa konfigurationer, som "puss" och "handslag". De bestämmer molekylers förmåga att orientera sig i linje med ljus, " förklarade Viktor Belyaev från RUDN. Färgämnena med det största antalet dimerer orienterade sig bäst i ljus.

Möjligheten att orientera plattorna med hjälp av icke-mekaniska processer som involverar polariserat ljus kan vidga skärmarnas funktionella egenskaper. Utvecklarna av sådana skärmar kommer att kunna inducera en oändlig uppsättning av alla möjliga typer av orientering. I framtiden, azofärgämnen kan användas för att skapa högupplösta hologram, ger möjlighet att utveckla holografiska displayer. Till sist, eftersom azofärgämnen är organiska ämnen, de kan användas för att behandla flexibla polymerplattor och skapa flexibla skärmar.

"När polyimider gnuggas, de är orienterade i endast en riktning. Med azofärgämnen, vi kan få den så kallade bildorienteringen med olika pixlar på skärmen med olika orienteringsriktningar. Detta ger oss ett bredare utbud av möjligheter att skapa skyddsfunktioner för värdepapper, 3D-bildvisningar, och många andra produkter, avslutade Belyaev.