Innovation LCD de pointe élargit angles vision et fidélité couleurs

• Chercheurs proposent affichages multidomaines améliorer angle vision et rendu couleurs.
• Fonctionne avec polymères cristaux liquides, poly(di-n-alkylsiloxanes).
• Facilite fabrication et ouvre portes électronique imprimée/organique.

Marché affichages à cristaux liquides (LCD) a pleinement apprécié bénéfices état matière cristal liquide, combinant mobilité et ordre → haute efficacité, faible consommation, compacité dispositif.

Mais limitation majeure LCD : angle vision. Perspective latérale : rendu couleurs inexact. Cause : co-alignement cristaux liquides.

Pour résoudre : équipe internationale chercheurs Allemagne, Russie, France propose nouvelle technique orientation cristaux liquides. Découvrons exactement ce qu'ils ont fait surmonter problème décennies.

Cristaux liquides

Majorité cristaux solides : atomes/molécules forment structure 3D ordonnée. Cristaux liquides : manquent cette configuration, peuvent s'écouler. Molécules état cristal-liquide : propriétés intermédiaires cristal/liquides → capacité écoulement.

Molécule matériau LC doit être anisométrique : disque ou bâtonnet. Propriétés dépendent direction : ex cristal liquide, lumière polarisée propage vitesses variables selon directions. Orientation modifiable rapidement champ électrique/magnétique → phénomène transition Fréedericksz.

Propriétés optiques cristaux liquides et capacité réalignement → popularité displays électroniques, téléphones, ordinateurs, TVs, dispositifs.

LCD

LCDs : image formée en modifiant intensité lumière chaque pixel via champ électrique réalignant matériaux cristal liquide. Configurations multiples, mais plus populaire : cristaux liquides nématiques tordus : thermotropes bâtonnets. Facilement tordus/détordus champ électrique.

Display cristal liquide nématique | Crédit bureau presse MIPT

Chaque pixel couleur LCD contient 3 sous-pixels : Rouge, Vert, Bleu (RVB). Toute couleur affichable écran fluctuant intensités. Sous-pixel LCD nématique tordu : source lumière, deux polariseurs, filtre couleur, cristal liquide entre deux plaques verre électrodes.

Lire : Nouveau design LCD papier-fin pourrait révolutionner médias imprimés

Cristal liquide se détord tension appliquée → altère polarisation lumière certain degré. Partie lumière bloquée. Finalement, tension particulière : aucune lumière atteindra filtre couleur → sous-pixel(s) s'éteignent.

Angle vision cette technologie pas terrible. Solution : chercheurs proposent affichages multidomaines, où ensemble pixels associé nombre domaines orientations cristaux liquides différentes. Au moins certains domaines toujours orientés bonne direction.

Comment ça marche ?

Approche fonctionne polymères cristaux liquides. Petite variation structures polymères → changement drastique orientation substrat. Polymères : PDAS ou poly(di-n-alkylsiloxanes).

Structure chimique PDAS

Ce polymère : chaque molécule chaîne atomes oxygène/silicium alternés. Atomes silicium liés deux chaînes latérales hydrocarbonées symétriques. « n » composé = longueur chaînes latérales, varie 2-6.

Chercheurs déposé polymère surface alignante Teflon-coated motif rainures régulier. Analysé orientation chaînes polymères par rapport direction rainures surface alignante.

Référence : ACS Macro Letters | doi:10.1021/acsmacrolett.8b00044 | MIPT

Longueur (n) chaîne latérale augmentée par pas 1 groupe CH₂ (méthylène). Polymère aiguille co-aligné rainures Teflon, n=2. Montré : chaînes polymères perpendiculaires rainures substrat (côté gauche image).

Orientations cristaux liquides par rapport substrat teflon | Crédit MIPT

n=3 : orientation polymère changée 90° → alignées perpendiculairement rainures. Chaînes polymères cristal liquide maintenant orientées parallèlement rainures (côté droit image).

Aucun changement orientation n=4. Mais n=5 et n=6 : polymère aiguille re-co-aligné rainures Teflon.

Conclusion

Auteurs découvert : augmentant groupe méthylène chaîne latérale polymère, orientation cristal liquide commutée — important LCDs et autres applications.

Induction 2 orientations cristal liquide mutuellement orthogonales faisable même substrat frotté. Peut faciliter procédure fabrication et ouvrir nouvelles portes électronique imprimée/organique.

Lire : Matériaux transparents absorbent lumière | Effet optique inhabituel

Technologie multidomaine pourrait améliorer angles vision LCDs. Pixels se compensent vus angle → rendement couleurs amélioré. Chercheurs croient méthode moins coûteuse et plus simple autres techniques multidomaines existantes.