液晶の電気光学・熱光学現象

🧠 液晶liquid crystal 液晶（liquid crystal）liquid crystal（液晶） は電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） や温度で配向方向 director 配向方向（director） director（配向方向） が再配向し、複屈折birefringence 複屈折（birefringence）birefringence（複屈折） と透過光を制御できる。

外場による配向変化

異方的誘電応答anisotropic dielectric response 異方的誘電応答（anisotropic dielectric response）anisotropic dielectric response（異方的誘電応答） により場が分子配向へトルク torque トルク（torque） torque（トルク） を与える。直交ニコルcrossed polarizers 直交ニコル（crossed polarizers）crossed polarizers（直交ニコル） 間では配向変化が明るさ（brightness）変化になる。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='electric field'>電場</span>または温度変化"]
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='director'>配向方向</span>・秩序<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Parameter'>パラメータ</span>（order parameter）変化"]
  C["位相遅れ（phase retardation）と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intensity'>強度</span>変化"]
  A --> B
  B --> C

電気光学・熱光学応答

これは応答時間 response time 応答時間（response time） response time（応答時間） ではなく、配向へ働く電気的トルク torque トルク（torque） torque（トルク） の依存性を表す。閾値電場threshold field 閾値電場（threshold field）threshold field（閾値電場） を超えると弾性的 elastic 弾性的（elastic） elastic（弾性的） 復元トルク restoring torque 復元トルク（restoring torque） restoring torque（復元トルク） に勝って再配向が起こる。

応答速度と応用

液晶相liquid crystalline phase 液晶相（liquid crystalline phase）liquid crystalline phase（液晶相） の配向秩序 orientational order配向秩序（orientational order） orientational order（配向秩序）が外場で変わると複屈折 birefringence 複屈折（birefringence） birefringence（複屈折） と透過光が変化し、その光学信号には散乱と吸収の寄与も含まれうる。

• 電気光学応答electro-optic response 電気光学応答（electro-optic response）electro-optic response（電気光学応答） は適切な駆動範囲では可逆的だが、機構と速度は液晶相 liquid crystalline phase液晶相（liquid crystalline phase） liquid crystalline phase（液晶相）・セル構造・ポリマーネットワーク・駆動条件に依存する。¹²
• サーモクロミック液晶thermochromic liquid crystal サーモクロミック液晶（thermochromic liquid crystal）thermochromic liquid crystal（サーモクロミック液晶） は温度で複屈折 birefringence複屈折（birefringence） birefringence（複屈折）、選択反射波長、反射色を変える。
• 応答時間response time 応答時間（response time）response time（応答時間） は粘性 viscosity 粘性（viscosity） viscosity（粘性） とセル厚 cell thickness セル厚（cell thickness） cell thickness（セル厚） に加え、弾性、誘電異方性 anisotropy異方性（anisotropy） anisotropy（異方性）、配向・欠陥構造にも依存し、系によってマイクロ秒からミリ秒以上まで幅がある。

材料・生体への応用

液晶ディスプレイliquid crystal display (LCD)液晶ディスプレイ（liquid crystal display (LCD)）liquid crystal display (LCD)（液晶ディスプレイ）、温度マッピングthermal mapping温度マッピング（thermal mapping）thermal mapping（温度マッピング）、皮膚温インジケーターskin-temperature indicator 皮膚温インジケーター（skin-temperature indicator）skin-temperature indicator（皮膚温インジケーター） に応用される。

まとめ

• 液晶liquid crystal 液晶（liquid crystal）liquid crystal（液晶） は電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） や温度で配向方向 director 配向方向（director） director（配向方向） が再配向し、複屈折birefringence 複屈折（birefringence）birefringence（複屈折） と透過光を制御できる。
• 電気光学応答electro-optic response 電気光学応答（electro-optic response）electro-optic response（電気光学応答） は適切な駆動範囲では可逆的である。
• 液晶ディスプレイliquid crystal display (LCD)液晶ディスプレイ（liquid crystal display (LCD)）liquid crystal display (LCD)（液晶ディスプレイ）、温度マッピングthermal mapping温度マッピング（thermal mapping）thermal mapping（温度マッピング）、皮膚温インジケーターskin-temperature indicator 皮膚温インジケーター（skin-temperature indicator）skin-temperature indicator（皮膚温インジケーター） に応用される。