Les ingénieurs de RUDN ont découvert des substances pour simplifier la production d'écrans LCD flexibles qui affichent des images 3D. L'ouvrage a été publié dans le Journal de la Société pour l'affichage de l'information .

Les écrans LCD fonctionnent sur le principe de couches orientées de cristaux liquides qui modifient leurs caractéristiques optiques sous l'influence de champs électriques externes et s'alignent d'une certaine manière. En cours de fabrication, de fines couches de cristaux liquides sont placées entre deux plaques de verre. Les surfaces internes des plaques sont recouvertes de systèmes d'électrodes et de transistors de commande. Les cristaux liquides sont séparés du verre par des films minces en polyimides, des plastiques à base de compositions synthétiques à haut poids moléculaire. Leur rôle est de mettre en place l'orientation initiale des molécules de cristaux liquides, c'est-à-dire la direction du vecteur de polarisation. Actuellement, la production d'écrans LCD comprend un processus à forte intensité de main-d'œuvre impliquant l'application de polyimides avec des brosses rotatives spéciales.

Les ingénieurs et scientifiques de RUDN ont remplacé les films polyamides traditionnels par une substance plus prometteuse, les colorants azoïques. Ce sont des compositions organiques qui contiennent deux ou plusieurs groupes azo constitués de deux atomes d'azote. Ils font réagir les molécules avec le champ électrique d'une onde lumineuse et s'orientent spatialement, changer la direction du vecteur de polarisation en fonction du champ électrique de l'onde.

Les auteurs ont expérimenté différents types de colorants azoïques et ont finalement sélectionné ceux qui s'orientaient le mieux sous l'influence de la lumière. Faire cela, les scientifiques ont utilisé une cuvette avec différents colorants qui a été placée entre la source laser et le photorécepteur. Il s'est avéré que les molécules les plus efficaces étaient les dimères, des molécules composites dont la configuration affecte leur capacité à s'orienter sous la lumière.

"Les molécules de colorants ne fonctionnent pas seules mais forment les soi-disant dimères dans certaines configurations, tels que « baiser » et « poignée de main ». Ils déterminent la capacité des molécules à s'orienter en fonction de la lumière, " a expliqué Viktor Belyaev de RUDN. Les colorants avec le plus grand nombre de dimères se sont le mieux orientés à la lumière.

La possibilité d'orienter les plaques par des procédés non mécaniques faisant intervenir de la lumière polarisée peut élargir les propriétés fonctionnelles des écrans. Les développeurs de tels écrans pourront induire un ensemble infini de tous les types d'orientation possibles. À l'avenir, les colorants azoïques peuvent être utilisés pour créer des hologrammes à haute résolution, offrant la possibilité de développer des affichages holographiques. Finalement, comme les colorants azoïques sont des substances organiques, ils peuvent être utilisés pour traiter des plaques polymères souples et créer des écrans souples.

"Quand les polyimides sont frottés, ils sont orientés dans une seule direction. Avec des colorants azoïques, nous pouvons obtenir ce que l'on appelle l'orientation de l'image avec différents pixels sur l'écran ayant des directions d'orientation différentes. Cela nous donne un plus large éventail de possibilités pour créer des fonctions de protection pour les titres, affichages d'images 3D, et bien d'autres produits, " a conclu Belyaev.