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液晶分子配列の外場に対する変化を急峻化することにより、液晶ディスプレイの性能を飛躍的に向上させることができる。本研究では、側鎖型液晶オリゴマーをネマティック液晶中に分子状に分散させ、分子配列の短距離秩序性を有効に制御し、液晶の外場に対する応答の顕著な急峻化を検討した。
側鎖型液晶オリゴマーとして、重合度が3、12、40のポリシロキサン主鎖にシアノベンゾエ-ト系の液晶基が側鎖として結合したものを合成した。また、主鎖と側鎖をつなぐスペーサーの長さや、側鎖の組成比を種々変化させ検討した。低分子液晶として、一般的な室温表示用材料のシアノビフェニル系混合液晶であるE7を用いた。両者を混合し、その熱的挙動、相の同定、擬集構造を示差走査熱量測定、X線回折測定、偏光顕微鏡観察に基づき評価した。調製した試料を透明電極ガラスでサンドイッチし、電界印加に伴う液晶分子配列の変化を測定した。
側鎖型型液晶オリゴマーは、ネマチック液晶であるE7中に分子状に分散し、スメクチック的短距離秩序性を誘起することが明らかとなった。偏光顕微鏡観察では、ネマチック液晶特有のシュリーレン組織を示すが、X線回折測定ではスメクチック層構造に由来するシャープな小角散乱を示した。すなわち、上気試料において、巨資的にはネマチック相であるが微視的にはスメクチック的秩序構造を有する特異な液晶相が確認された。スメクチック的短距離秩序性が増加するにつれて、液晶のベンドひずみとスプレイひずみの弾性率の比が減少し、電気光学応答特性の急峻性が著しく向上した。急峻性はオリゴマーの重合度が増大するにつれて向上した。
以上により、側鎖型液晶オリゴマーをネマチック液晶中に分子状に分散させ、分子配列の短距離秩序性を制御することにより、液晶の外場に対する応答の顕著な急峻化が可能となった。
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