TABLE RONDE : APPLICATIONS DES SMECTIQUES

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Submitted on 1 Jan 1976

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TABLE RONDE : APPLICATIONS DES

SMECTIQUES

M. Hareng

To cite this version:

(2)

JOURNAL DE PHYSIQUE Colloque C3, supplément au no 6, Tome 37, Juin 1976, page C3-161

TABLE RONDE

:

APPLICATIONS DES SMECTIQUES

M. HARENG

Thomson-CSF, domaine de Corbeville, 91401 Orsay, France

La table ronde avait pour but :

- de définir les applications possibles des cristaux liquides smectiques dans les années à venir en fonction des différents effets dans ces matériaux et des technologies concurrentes,

- d'évaluer les améliorations à apporter tant du point de vue synthèse (élargissement de la gamme de tempé- rature ; stabilité ; etc ...) que physique (facilité de mise en œuvre ; sensibilité ; rapidité ; etc ...) pour que la solution utilisant les smectiques devienne concurrentielle,

- d'infléchir l'effort de recherches vers la réalisation de ces améliorations.

Le caractère prospectif de cette session a conduit à éliminer les applications dont le développement peut être envisagé dans les 2 ou 3 prochaines années comme, par exemple, celles utilisant l'effet thermooptique [l].

Les différentes applications possibles des smectiques telles qu'elles ont été recensées par les participants à la table ronde avec un rappel bibliographique succinct sont résumées dans le tableau 1. comparés aux nématiques et aux cholestériques, les smectiques présentent l'avantage d'être plus rapides et d'avoir, pour les transitions sous champs électriques, un meilleur contraste. Par contre, leur mise en œuvre est actuellement plus difficile (obtention de monodomaines ; variation des caractéristiques avec la température).

Application

Ï

Effet utilisé

basculement d'un smectique C avec la température T Modulateur

1

déflecteur Caractéristique ImageUr U. S . Modulateur Afficheur Tc - T c 1 OC sensibilité 0,2 m OC

I

Afficheur Exigence transition C -* A proche de l'ambiante

1 3 1

instabilités d'un smectique A

transition A -* par 'Om- pression

Afficheur

Réf.

flexoélectricité

modulation pour des fré-

quences S . hautes

( 2 1 MHz)

sensible 6

-

1/100 ; temps de réponse : 1 ps. Bon taux de modulation

ferroélectricité

transitions sous champs homogène-diffusant ; dif fusant-homéotrope dans des smectiques

relaxation quasi homéotro pe-homogène

augmentation de la sensibi- lité

fréquence de modulation de augmentation du taux de mo- qq MHz ; effet linéaire

/

dulation

5

- -

sensibilité (seuil bas) ; effet li-1 smectique stable C à grandl

néaire '

1

moment dipolaire

-

l

bon contraste ; possibilité de mémoire ; temps de réponse faibles

Presque toutes les applications posent le problème de l'alignement initial du smectique et celui des limites extrêmes de température de stockage du dispositif.

Pour éviter les confusions, il a été proposé d'appeler alignement :

smectique mou à fort E,. Etu- de de la création des défauts de structure

sensibilité ; définition ; mé- moire.

planaire, celui pour lequel les plans des couches sont parallèles au substrat, homogène, celui pour lequel les molécules sont parallèles au substrat,

homéotrope, celui pour lequel les molécules sont perpendiculaires au substrat.

étude de l'interface smecti- quelparoi

(3)

C3-162 M. HARENG

L'obtention de monodomaines de smectiques A ou C est relativement facile par refroidissement depuis la phase ordonnée nématique (N -+ A) ou smectique A (A + C ) avec des techniques d'alignement proches de celles utilisées pour les nématiques [2]. Par contre, l'alignement depuis la phase isotrope se révèle en général difficile ;

la nature du cristal est alors déterminante. De plus, les énergies d'ancrage restent inconnues ; or elles jouent un rôle essentiel dans les effets qui utilisent la modification de l'alignement initial des molécules sur la paroi.

Dans la majorité des applications, il semble que le dispositif à cristal liquide doit être thermostaté ; la préci- sion de la température de fonctionnement n'ayant pas besoin d'être grande (= lo), ceci ne pose pas de problème aux utilisateurs s'il faut simplement chauffer le crista1 liquide, c'est-à-dire si la phase smectique existe à une tempé- rature supérieure à la température ambiante maximum admissible

TM.

De plus, un éventuel dépassement de cette température ne détruit pas le dispositif. Par contre, la cristallisation du cristal liquide entraîne souvent une perte partielle de l'alignement ou la création de bulles provoquées par les différences de densité du solide cristallin et de la mésophase qui détruisent le dispositif. Pour l'éviter on peut agir, soit sur la technologie de la cellule (P. Cladis signalant que des échantillons smectiques peuvent cristalliser plusieurs fois sans altération de leurs caractéris- tiques), soit sur la gamme d'existence en température de la mésophase pour abaisser la température de cristallisation.

En conclusion, un travail important au niveau de la recherche fondamentale (') et appliquée ( 2 ) doit être

réalisé avant que les dispositifs décrits dans le tableau 1 puissent être développés. D'un point de vue applications, cet effort se justifie principalement par le gain en rapidité obtenu avec les smectiques, par rapport aux autres mêso- phases, et en ce qui concerne les technologies parallèles (L. E. D. ; tubes cathodiques ; électroluminescences

...)

par leur faible coût (pour les modulateurs, déflecteurs), les puissances mises en jeu, les possibilités de mémoire, etc.

..

(1) (Synthèse et mélanges ; interface smectique/paroi ; études physiques.)

( 2 ) (Mise en œuvre ; interface smectique/paroi ; technologie de la cellule.)

Bibliographie

[l] KAHN, F. J., Appl. Phys. Lett. 22 (1973) 111-113. PERSHAN, P. S., PROST, J., Flexoelectricity in nematic and

HARENG, M., LE BERRE, S., Electvon. Lett. 11 (1975). smectic A liquid crystals. A paraître dans le J. Appl. Phys.

[2] KAHN, F. J., AppZ. Phys. Lett. 22 (1973) 384-388. [7] MACMILLAN, _{MEYER, R. B., LIEBERT,}W. L., Phys. Rev. 18 _{L., STRZELECKI,}(1973) 1921. _{L., KELLER,}_P.,_J.

URBACH, W., BOIX, M., GUYON, E., Appl. Phys. Lett. 25 (1974) Phys. 36 (1975) L69-71.

474-481. _{181 SOREF, R. A.,}Thephysics of opto-electronic materials (Plenum

[3] TAYLOR, T. R., ARORA, S. L., FERGASON, J. L., Phys. Rev. Publishing Corporation) p. 207-231.

Lett. 25 11970) 722-726.

_.

HARENG, M., LE BERRE, S., METZGER, J. J., Appl. Phys Lett.

r

[4] BARTOLINO, R., BERTOLOT~I (M.), SCUDIERI, F., SETTE, D., 27 (1975) 575-576 ;

J. Appl. Phys. 46 (1975) 1928-1933. G o s c m ~ s ~ r , M., LEGER, L., MIRCEA ROUSSEL, A., STEERS, M.,

Conférence Européenne sur les srnectiques therrno-

[5] RIBOTTA, R., MEYER, R. B., DURAND, G., J. Physique Lett. _{optiques et leurs applications.}

35 (1 974) 161. ₁₉₁

_{- -}

_HARENG._M.._{LE BERRE.}_{S.. Conférence Eurouéeme sur les}

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