Weak boundary storage liquid crystal displays

Abstract
Based on the Oseen and Frank elastic continuum theory of nematic liquid crystals and on a generalized torque balance equation at the liquid crystal-to-substrate interface, static deformations of a semi-infinite liquid crystal (LC) medium, a homogeneous LC cell, and a twisted nematic cell have been investigated using the anisotropic LC-to-substrate anchoring energy C as a parameter. Storage effects are predicted for sufficiently small anchoring anisotropy. Numerical ranges of C, within which the weak boundary storage effect may occur, have been calculated for sixteen commercially-available nematic LC mixtures in the homogeneous and twisted nematic cell configuration. An equation for the storage time as a function of C has also been derived. The treatment has also been extended to include the most general form of a LC-to-substrate interfacial potential. Such a weak boundary storage effect could provide a means for realizing low power, non-refreshed, matrix-addressed flat panel displays.

Résumé
Nous basant sur la théorie d'Oseen et Frank de l'élasticité des cristaux liquides (CL) nématiques et sur une équation d'équilibre des couples à l'interface CL-substrat, nous étudions la déformation statique d'un milieu CL semi-infini, d'une cellule CL homogène et d'une cellule nématique « helicoidale » (twisted) en utilisant comme paramètre l'énergie d'ancrage anisotrope LC-substrat (notée C). Des effets de mémoire sont prédits pour une anisotropie d'ancrage suffisamment petite. Nous avons calculé, pour 16 mélanges nématiques disponibles dans le commerce, le domaine de valeur de C pour lequel l'effet de mémoire lié à l'ancrage faible peut se produire dans des cellules homogènes et « hélicoidales ». Nous avons également trouvé une équation donnant la durée de l'effet de mémoire en fonction de C. Le traitement a été étendu pour rendre compte de la forme la plus générale d'interaction interfaciale CL-substrat. Un tel effet pourrait fournir un moyen de réaliser des dispositifs d'affichage plats, adressés matriciellement, non rafraîchis et de faible puissance.