Temperature and frequency dependence on dielectric permittivity and electrical conductivity of recycled Liquid Crystals
Résumé
The dielectric behavior and the electrical conductivity response of recycled nematic Liquid Crystals (LCs) were studied over a wide range of frequencies (0.1 to 106 Hz) and temperatures (100 to -20 °C) with a broadband dielectric spectroscopy technique. These LC mixtures were extracted from a total of 65700 End-Of-Life (EOL)-Liquid Crystals Displays (LCD) such as computers, tablets and TVs of various sizes, brands, and production years. After a stage of purification, the recycled LC blends seemed to possess similar physical properties as conventional nematic LCs. In this report, two types of anchoring of LC molecules, obtained with homeotropic or homogeneous alignment cells, were investigated. All dielectric data were analyzed with adapted models: Havriliak-Negami and Almond West formalisms for the frequency dependence of the data, as well as Arrhenius and Vogel-Fulcher-Tammann models for their temperature dependence. In this article, it is demonstrated that despite the wide variety of EOL-LCD devices used leading to a large number of LC molecules, the frequency and temperature evolution of the recorded spectra are comparable to those of commercial LC mixtures as reported in the literature. Therefore, their future reuse could be envisaged for display applications.
Le comportement diélectrique et la conductivité électrique des cristaux liquides nématiques recyclés ont été étudiés sur une large gamme de fréquences (0,1 à 106 Hz) et de températures (100 à -20 °C) à l'aide d'une technique de spectroscopie diélectrique à large bande. Ces mélanges de cristaux liquides ont été extraits d'un total de 65700 écrans à cristaux liquides (LCD) en fin de vie (EOL), tels que des ordinateurs, des tablettes et des téléviseurs de différentes tailles, marques et années de production. Après une étape de purification, les mélanges de cristaux liquides recyclés semblent posséder des propriétés physiques similaires à celles des cristaux liquides nématiques conventionnels. Dans ce rapport, deux types d'ancrage des molécules de LC, obtenus avec des cellules d'alignement homéotropes ou homogènes, ont été étudiés. Toutes les données diélectriques ont été analysées à l'aide de modèles adaptés : Havriliak-Negami et Almond West pour la dépendance en fréquence des données, ainsi que les modèles d'Arrhenius et de Vogel-Fulcher-Tammann pour leur dépendance en température. Dans cet article, il est démontré que malgré la grande variété de dispositifs EOL-LCD utilisés conduisant à un grand nombre de molécules LC, la fréquence et l'évolution de la température des spectres enregistrés sont comparables à celles des mélanges LC commerciaux tels qu'ils sont rapportés dans la littérature. Par conséquent, leur réutilisation future pourrait être envisagée pour des applications d'affichage.
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Matériaux
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