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RÉSUMÉ
Avec une production industrielle en plein essor, les écrans à cristal liquide ont envahi notre quotidien. Ils ont remplacé les tubes cathodiques plus vite qu’on aurait pu l’imaginer. On assiste en ce moment à une véritable compétition entre les différentes techniques d’affichage à cristal liquide (TN, VA ou IPS) et chaque technique requiert des matériaux dédiés, avec des propriétés particulières.
Cet article aborde le sujet des afficheurs à cristal liquide du point de vue des matériaux. La première partie présente le vocabulaire de base du domaine, les propriétés physiques des cristaux liquides et les phénomènes physiques exploités dans les afficheurs. L’article se veut une continuation de celui de Philippe Barois [AM 1325] en abordant les différentes technologies à cristal liquide qui se sont imposées dans l’industrie des afficheurs et les propriétés spécifiques des cristaux liquides utilisés. La seconde partie décrit les stratégies employées dans la conception et la fabrication de cristaux liquides et les enjeux (économique et environnemental) de l’industrie des cristaux liquides.
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-
Daniel STOENESCU : Docteur en sciences des matériaux - Enseignant-chercheur à l'Institut Mines-Télécom, Télécom-Bretagne
INTRODUCTION
Avec une production industrielle en plein essor, les écrans à cristal liquide ont envahi notre quotidien. Ils ont remplacé les tubes cathodiques plus vite qu'on aurait pu l'imaginer. On assiste en ce moment à une véritable compétition entre les différentes techniques d'affichage à cristal liquide (TN, VA ou IPS) et chaque technique requiert des matériaux dédiés, avec des propriétés particulières.
Cet article aborde le sujet des afficheurs à cristal liquide du point de vue des matériaux. La première partie présente le vocabulaire de base du domaine, les propriétés physiques des cristaux liquides et les phénomènes physiques exploités dans les afficheurs. L'article se veut une continuation de celui de Philippe Barois [A 1 325] en abordant les différentes technologies à cristal liquide qui se sont imposées dans l'industrie des afficheurs et les propriétés spécifiques des cristaux liquides utilisés. La seconde partie décrit les stratégies employées dans la conception et la fabrication de cristaux liquides et les enjeux économique et environnemental de l'industrie des cristaux liquides.
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3. Caractéristiques physiques et corrélation structure-propriétés
3.1 Constantes élastiques
En l'absence de toute intervention de l'extérieur, le cristal liquide nématique choisit une orientation moléculaire uniforme. Pour changer cette orientation, il faut dépenser de l'énergie, comme pour déformer un solide. Les constantes élastiques employées dans la théorie élastique de Frank sont une mesure de cette énergie. Plus les constantes sont grandes, plus la structure est difficile à déformer. Dans le cas du cristal liquide, il s'agit d'un changement d'orientation, raison pour laquelle le mot « distorsion » remplace celui de « déformation ».
En présence d'actions extérieures (mécaniques, électriques ou magnétiques), le cristal liquide choisit une texture qui assure le minimum de son énergie totale. Si l'orientation moléculaire du cristal liquide nématique est décrite par le directeur local
en raison de la symétrie de la phase, la densité d'énergie de distorsion comporte dans une première approximation trois termes correspondant aux trois types de distorsion de la texture (illustrés par la figure 8) :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FRIEDEL (G) - * - Ann. Physique, 18, p. 273 (1922).
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(2) - FRANK (F.C.) - * - Discuss. Faraday Soc., 59, p. 958 (1958).
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(3) - FRÉEDERICKSZ (V.), ZOLINA (V.) - * - Trans. Faraday Soc., 29, p. 919 (1933).
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(4) - RAPINI (A.), PAPOULAR (M.) - * - J. Physique Colloq., 30, p. C4-C54 (1969).
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(5) - CHATELAIN (P.) - * - CR, 227, p. 136 (1948) ; Bul. Soc. Franc. Mineral. Crist., 77, p. 353 (1954) ; 78, p. 262 (1955).
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(6) - ONSAGER (L.) - * - Ann. N. Y. Acad. Sci., 51, p. 627 (1949).
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(7) - MAIER (W.), SAUPE (A.) - * - Z....
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Chisso Corporation : http://www.chisso.co.jp/english
DIC Corporation : http://www.dic-global.com/en/
JSR : http://www.jsr.co.jp/jsr_e/index.shtml
LG Display : http://www.lgdisplay.com/
Merck Chemicals : http://www.merck-chemicals.com/lcd-emerging-technologies/lc-materials/c_NFmb.s1OhyMAAAEhjBUsgkMr
Rolic Technologies Ltd. : http://www.rolic.com/
Samsung Electronics : http://www.samsung.com/fr
Sharp : http://sharp-world.com/
HAUT DE PAGE
Deux grandes expositions et conférences sont organisées chaque année, réunissant les grands producteurs de cristaux liquides et d'afficheurs : celui de la Society for Information Display (SID) aux États-Unis et IMID (International Meeting on Information Displays) en Asie.
Deux autres conférences biennales sont organisées à tour de rôles :...
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