JP2002520158A - Optical device - Google Patents

Optical device

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JP2002520158A
JP2002520158A JP2000560063A JP2000560063A JP2002520158A JP 2002520158 A JP2002520158 A JP 2002520158A JP 2000560063 A JP2000560063 A JP 2000560063A JP 2000560063 A JP2000560063 A JP 2000560063A JP 2002520158 A JP2002520158 A JP 2002520158A
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organic
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テスラー、ニール
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Cambridge Display Technology Ltd
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Abstract

(57)【要約】 ナノ粒子と他の材料との混合物から実用的なナノ粒子を調製する方法であって、ナノ粒子を溶解する溶剤で混合物を洗浄することにより前記他の材料を除去するとともに、溶剤中でナノ粒子の溶液を形成することからなるナノ粒子の調製方法。 (57) Abstract: A method for preparing practical nanoparticles from a mixture of nanoparticles and other materials, wherein the other materials are removed by washing the mixture with a solvent that dissolves the nanoparticles. Forming a solution of the nanoparticles in a solvent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】 本発明は、光学デバイスに関し、特に、粒子を含むデバイスに関する。The present invention relates to optical devices, and more particularly, to devices that include particles.

【０００２】 ナノ粒子とは、寸法が極めて小さい粒子のことであり、典型的には直径１００
ｎｍ未満の粒子である。コロイド化学により充分に特定されたナノ粒子の調製物
は、少なくとも１９８０年代初頭に示されている。この分野における最近の技術
の総説は、M P Pileni, Langmuir, 13, 1997, 3266-3279に示されている。ナノ
粒子を作製するプロセス法として確立された主なものは３つ存在する。すなわち
、ミクロエマルジョンプロセス法、ゾル−ゲルプロセス法、および、主にＣｄＳ
ｅのような半導体ナノ粒子を作製するために使用される高温処理プロセス法であ
る。[0002] Nanoparticles are particles of extremely small size, typically 100 diameters.
Particles smaller than nm. Preparations of well-defined nanoparticles by colloid chemistry have been shown at least in the early 1980's. A review of recent technologies in this area is given in MP Pileni, Langmuir, 13, 1997, 3266-3279. There are three main established process methods for producing nanoparticles. Microemulsion process, sol-gel process, and mainly CdS
e is a high temperature processing process used to make semiconductor nanoparticles such as e.

【０００３】 ミクロエマルジョンの合成原理は、上記文献中に詳細に記載されている。最近
の研究については、例えば、F. J. ArriagadaとK. Osseo-Asare、「エアロゾル
ＯＴ逆ミクロエマルジョンにおけるナノ寸法のシリカの合成」、Journal of Col
loid and Interface Science 170 (1995) pp. 8-17；V. Chhabra, V. Pillai, B
. K. Mishar, A. MorroneおよびD. O. Shar、「ミクロエマルジョンを媒介する
ナノ層ＴｉＯ2粒子の合成、キャラクタリゼーションおよび特性」、Langmuir 11
(1995) pp. 3307-3311；H. Sakai, H. Kawahara, M. ShimazakiおよびM. Abe、
「逆ミセルの内部水相における加水分解および縮合反応を使用する超微細二酸化
チタン粒子の調製：アルコール添加の効果」、Langmuir 14 (1988) pp. 2208-22
12；J. TanoriとM. P. Pileni、「コロイド系を型として使用することによる銅
金属粒子の形状の制御」、Langmuir 13 (1997) pp. 639-646等を参照することが
できる。ミクロエマルジョンは、共界面活性剤（co-surfactant）を用いるか、
または用いることなく界面活性剤の界面膜によって安定化された、他の「連続」
相中に存在する１つの相のナノ寸法の液滴（またはコア）からなる、通常は非相
溶性の２つの液体（例えば、油と水）の熱力学的に充分に安定な溶液である。界
面活性剤の例としては、エアロゾルＯＴおよびセチルジメチルエチルアンモニウ
ムブロミド等のイオン性のものや、ポリオキシエチレンエーテルおよびエーテル
界面活性剤等の非イオン性のものが挙げられる。共界面活性剤の例としては、中
程度または長いアルキル鎖を有するアルコール、例えば、1−ヘキサノールが挙
げられる。油の例には、シクロヘキサンやイソオクタン等の炭化水素が挙げられ
る。界面活性剤および共界面活性剤の分子は、分散状態が安定となるように界面
張力を低減させる。[0003] The principle of synthesis of microemulsions is described in detail in the above-mentioned literature. For recent work, see, for example, FJ Arriagada and K. Osseo-Asare, "Synthesis of Nano-Dimensional Silica in Aerosol OT Reverse Microemulsions," Journal of Col.
loid and Interface Science 170 (1995) pp. 8-17; V. Chhabra, V. Pillai, B
. K. Mishar, A. Morrone and DO Shar, "Synthesis of nano layer TiO 2 particles to mediate microemulsion, characterization and properties", Langmuir 11
(1995) pp. 3307-3311; H. Sakai, H. Kawahara, M. Shimazaki and M. Abe,
"Preparation of Ultrafine Titanium Dioxide Particles Using Hydrolysis and Condensation Reactions in the Internal Aqueous Phase of Reverse Micelles: Effect of Addition of Alcohol", Langmuir 14 (1988) pp. 2208-22
12; J. Tanori and MP Pileni, "Control of Shape of Copper Metal Particles by Using Colloid System as Mold", Langmuir 13 (1997) pp. 639-646, and the like. Microemulsions use co-surfactants or
Or other "continuous", stabilized without the use of surfactant interfacial films
A thermodynamically sufficiently stable solution of two normally incompatible liquids (eg, oil and water) consisting of nano-sized droplets (or cores) of one phase present in the phase. Examples of surfactants include ionic ones such as aerosol OT and cetyldimethylethylammonium bromide, and nonionic ones such as polyoxyethylene ether and ether surfactants. Examples of co-surfactants include alcohols having a medium or long alkyl chain, such as 1-hexanol. Examples of oils include hydrocarbons such as cyclohexane and isooctane. The surfactant and co-surfactant molecules reduce the interfacial tension so that the dispersion is stable.

【０００４】 ミクロエマルジョンプロセス法によってナノ粒子を形成する際には、典型的に
は、油および界面活性剤の含有量が多くかつ水の含有量が少ない第３相混合物を
使用して、油中水逆ミセル系として反応混合物を調製することを伴う。これによ
り、反応混合物中で、分離してはいるものの熱力学的に安定なナノメーター寸法
の「水プール（water pools）」または「水コア（water cores）」が形成される
。典型的な油中水型のミクロエマルジョンにおいては、水コアは、直径約１〜１
０ｎｍである。ナノ粒子を形成するための１つの反応物は、当初はこのような水
コアに囲繞されているものとすることができる。ミクロエマルジョンの動力学に
おける通常のプロセス法では、続いて、このような「ナノ反応器」の内部に第２
の反応物を拡散させた後に反応させる。このような方法では、ミクロエマルジョ
ンにより多様なプロセス法が得られるので、広範な種類に亘る酸化物および非酸
化物型のナノ粒子を制御しながら合成することができる。水プールにおいては、
金属塩を遊離金属に還元するか、または複分解反応を行うことにより、ナノ粒子
材料の核形成および成長を所望のものに制御することができる。界面活性剤は、
成長する粒子が所望しないフロック（凝塊）を形成することを防止するための被
覆体としても作用する。このようなミセル化学に関連する多くの基本的な原理、
例えば、反応速度や粒子が最終的にどの程度の寸法にまで成長するのかというこ
とについては、未だに多くのことが解明されていない。大半の実験は試行錯誤に
よって行われており、データは経験的に解釈されている。[0004] In forming nanoparticles by the microemulsion process method, a third phase mixture having a high oil and surfactant content and a low water content is typically used to form nanoparticles in oil. It involves preparing the reaction mixture as a water reverse micelle system. This results in the formation of separate but thermodynamically stable nanometer-sized "water pools" or "water cores" in the reaction mixture. In a typical water-in-oil microemulsion, the water core is about 1 to 1 in diameter.
0 nm. One reactant for forming the nanoparticles may be initially surrounded by such a water core. The usual process methods in the kinetics of microemulsions are then followed by a second inside such a “nanoreactor”.
After the reactants are diffused, they are reacted. In such a method, since a variety of process methods can be obtained by the microemulsion, a wide variety of oxide and non-oxide type nanoparticles can be synthesized while controlling. In the water pool,
By reducing the metal salt to free metal or performing a metathesis reaction, the nucleation and growth of the nanoparticle material can be controlled as desired. The surfactant is
It also acts as a coating to prevent growing particles from forming unwanted flocs. Many basic principles related to such micelle chemistry,
For example, much has yet to be elucidated about the rate of reaction and the size of the particles that will eventually grow. Most experiments are performed by trial and error, and the data is interpreted empirically.

【０００５】 ナノ粒子に関する研究の多くは、次のようないずれかの点に集中している。（
ｉ）ナノメーター寸法の粒子が実際に生成したことを示すこと（例えば、透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）または紫外−可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）スペクトルを使用する
ことによる）、または（ｉｉ）続いてナノ粒子を焼結して焼結体を作製すること
である。このような研究は、ナノ寸法の材料を取り扱うには比較的粗いものであ
る。観点（ｉ）については、一般に、ナノ寸法の材料を単離したり、さらに加工
したりする必要はなかった。観点（ｉｉ）については、作製された材料は、典型
的には、脱安定化溶剤を添加した際にバルクが沈殿することによって、または反
応溶剤を真空除去することによってエマルジョンから回収されていた。その後、
材料を高温で焼結し、界面活性剤の被覆物を「焼き払った」後に対象物である所
望のナノ粒子が得られる。粒子を固体塊質へと焼成することから、粒子の凝集す
る傾向を抑制するような対策をとる必要はない。Much of the research on nanoparticles has focused on one of the following: (
i) indicating that particles of nanometer size were actually formed (eg, by using transmission electron microscopy (TEM) or ultraviolet-visible (UV-Vis) spectra), or (ii) Sintering the particles to produce a sintered body. Such studies are relatively coarse for handling nano-sized materials. For viewpoint (i), it was generally not necessary to isolate or further process the nano-sized material. For aspect (ii), the material made was typically recovered from the emulsion by precipitation of the bulk upon addition of the destabilizing solvent or by vacuum removal of the reaction solvent. afterwards,
After sintering the material at an elevated temperature and "burning off" the surfactant coating, the desired nanoparticles of interest are obtained. Since the particles are fired into a solid mass, it is not necessary to take measures to suppress the tendency of the particles to agglomerate.

【０００６】 ナノ粒子の他の用途に関し、幾つかの研究が行われている。S Carter, J C Sc
ottおよびP J Brock, Appl. Phys. Lett, 71, 1997, 1145-1147には、ＬＥＤに
おいて発生する光の前方発光を増強させ、かつ／または担体の注入および再結合
を向上させることを目的として、高分子ＬＥＤデバイスにおいて、ＴｉＯ2、Ｓ
ｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3ナノ粒子が多分散された配合物を使用することが記載さ
れている。ナノ粒子を得るプロセス法は記載されていないが、粒子は３０〜８０
ｎｍであることが記載されており、これは、デバイスの肉厚の１１０ｎｍと比較
すると特に大きな寸法である。この場合、光散乱が存在することから、ナノ粒子
材料が凝集作用を受けていることが認められる。このため、ナノ粒子の特性が充
分に活用されていない。[0006] Some research has been done on other uses of nanoparticles. S Carter, JC Sc
ott and PJ Brock, Appl. Phys. Lett, 71, 1997, 1145-1147, with the aim of enhancing the forward emission of light generated in LEDs and / or improving carrier injection and recombination. In polymer LED devices, TiO 2 , S
iO 2, and Al 2 O 3 nanoparticles are described that use a multi-dispersed formulations. No process for obtaining nanoparticles is described, but the particles are 30-80.
nm, which is a particularly large dimension compared to the device thickness of 110 nm. In this case, the presence of light scattering indicates that the nanoparticle material is undergoing an agglomeration action. For this reason, the properties of the nanoparticles are not fully utilized.

【０００７】 他の幾つかの研究においては、例えば、V. L. Colvin, M. C. SchlampおよびA
. P. Alivisatos, Nature 370, 6488 (1994)、「カドミウムジセレニドのナノ結
晶および半導体高分子から作製した発光ダイオード」には、有機発光高分子を用
いた多層デバイスにおいて、輸送層として（スピンコートまたは静電的自己組織
化のいずれかによって実質的に成膜されている）ＣｄＳｅを使用することも記載
されている。ナノ粒子高分子複合体に関する他の参考文献には、J. Schmitt, G.
Decher, W. J. Dressick, S. L. Brandow, R. E. Geer, R. ShashidharおよびJ
. M. Calvert、「金属ナノ粒子／高分子超格子膜：作製および層構造の制御」、
Adv. Mater., vol. 9, pp. 61, 1997がある。[0007] In some other studies, for example, VL Colvin, MC Schlamp and A
P. Alivisatos, Nature 370, 6488 (1994), “Light-emitting diodes fabricated from cadmium diselenide nanocrystals and semiconducting polymers” include (transport layers) in multilayer devices using organic luminescent polymers as transport layers. The use of CdSe (substantially deposited by either coating or electrostatic self-assembly) is also described. Other references on nanoparticulate polymer composites include J. Schmitt, G.
Decher, WJ Dressick, SL Brandow, RE Geer, R. Shashidhar and J
M. Calvert, “Metal Nanoparticles / Polymer Superlattice Films: Fabrication and Layer Structure Control,”
Adv. Mater., Vol. 9, pp. 61, 1997.

【０００８】 有機材料は広範な用途に使用されており、発光デバイスの作製もこれに含まれ
ている（ＰＣＴ出願された国際公開公報９０／１３１４８号および米国特許第４
，５３９，５０７号を参照し、両者の内容を引用して本明細書の一部とする）。
この種の有機材料の特性を制御する必要性がしばしば生ずる。例えば、オプトエ
レクトロニクスデバイスを製造するにあたっては、使用する材料の伝導度（およ
び／または移動度）、屈折率、バンドギャップ、および形態等の種々の特性を制
御する必要がある。種々の性質を制御する公知技術の幾つかの例は、以下の通り
である。[0008] Organic materials are used for a wide variety of applications, including the fabrication of light emitting devices (PCT application WO 90/13148 and US Pat.
, 539, 507, the contents of both of which are incorporated herein by reference).
There is often a need to control the properties of such organic materials. For example, in manufacturing optoelectronic devices, it is necessary to control various properties of the materials used, such as conductivity (and / or mobility), refractive index, band gap, and morphology. Some examples of known techniques for controlling various properties are as follows.

【０００９】 １．伝導度 伝導度は、ドナーまたはアクセプタ（すなわち、電気的ドーパン
ト）として作用する化学的化合物を添加することによって制御される。C. K. Ch
iang, C. R. Fincher, Y. W. Park, A. J. Heeger, H. Shirakawa, E. J. Louis
, S. C. GauおよびA. G. MacDiarmid、「ドープされたポリアセチレンにおける
電気的伝導度」、Phys. Rev. Lett., vol. 39, pp. 1098-1101, 1977を参照する
ことができる。[0009] 1. Conductivity Conductivity is controlled by adding chemical compounds that act as donors or acceptors (ie, electrical dopants). CK Ch
iang, CR Fincher, YW Park, AJ Heeger, H. Shirakawa, EJ Louis
, SC Gau and AG MacDiarmid, "Electrical Conductivity in Doped Polyacetylene," Phys. Rev. Lett., Vol. 39, pp. 1098-1101, 1977.

【００１０】 ２．電荷生成および光起電応答 これらは、一方に電子が存在し易く、かつ他
方に正孔が存在し易くなるよう、適切な電子準位を有する２つの材料を配合する
ことによって制御される。配合物は、高分子のような有機材料を２種使用するか
（J. J. M. Halls, C. A. Walsh, N. C. Greenham, E. A. Marseglia, R. H. Fr
iend, S. C. MorattiおよびA. B. Holmes, Nature 376, 498 (1995)、「高分子
ネットワークを相互貫通する効率的な光ダイオード」）、またはナノ粒子を含有
する有機材料であり（N. C. Greenham, X. G. PengおよびA. P. Alivisatos、「
フォトルミネセンスの消光および光伝導度により検討した共役高分子／半導体ナ
ノ結晶複合体における電荷分離と輸送」、Phys. Rev. B - Cond. Matt., vol. 5
4, pp. 17628-17637, 1996）、界面における励起解離を達成するものである。[0010] 2. Charge generation and photovoltaic response These are controlled by blending two materials with appropriate electron levels such that one is more likely to have electrons and the other is more likely to have holes. The formulation uses two organic materials, such as polymers (JJM Halls, CA Walsh, NC Greenham, EA Marseglia, RH Fr
iend, SC Moratti and AB Holmes, Nature 376, 498 (1995), "Efficient Photodiodes Intersecting Polymer Networks") or organic materials containing nanoparticles (NC Greenham, XG Peng and AP Alivisatos, "
Charge Separation and Transport in Conjugated Polymer / Semiconductor Nanocrystal Composites Studied by Photoluminescence Quenching and Photoconductivity ", Phys. Rev. B-Cond. Matt., Vol. 5
4, pp. 17628-17637, 1996) to achieve excited dissociation at the interface.

【００１１】 ３．バンドギャップおよび発光色 これらは、配合物の形態で混合された有機
化合物または共重合体を混合することによって制御される（同時係属中の英国特
許出願第９８０５４７６．０号を参照することができる）。[0011] 3. Band Gap and Emission Color These are controlled by mixing the mixed organic compounds or copolymers in the form of a blend (see co-pending UK Patent Application No. 9805476.0). .

【００１２】 ４．散乱 高度に凝集しているか、または寸法が非常に大きい粒子を高分子に
配合することにより、多重の内部光散乱の利点が得られるとともに、高分子内を
移動する光の有効長さが増加し、その結果、増幅刺激された発光プロセスを増強
させることができる（F. Hide, B. J. Schwartz, M. A. DiazgarciaおよびA. J.
Heeger、「半導体高分子および二酸化チタンナノ結晶を含有する溶液および膜
からのレーザ発光」、Chem. Phys. Lett., vol. 256, pp. 424-430, 1996）。散
乱は、ＬＥＤの外部効率を増強させるためにも使用されている（S Carter, J C
ScottおよびP J Brock, Appl. Phys. Lett, 71, 1997, 1145-1147）。[0012] 4. Scattering The incorporation of highly agglomerated or very large particles into a polymer provides the advantage of multiple internal light scattering and increases the effective length of light traveling through the polymer. As a result, the amplification-stimulated luminescence process can be enhanced (F. Hide, BJ Schwartz, MA Diazgarcia and AJ
Heeger, "Laser emission from solutions and films containing semiconductor polymers and titanium dioxide nanocrystals," Chem. Phys. Lett., Vol. 256, pp. 424-430, 1996). Scattering has also been used to enhance the external efficiency of LEDs (S Carter, JC
Scott and PJ Brock, Appl. Phys. Lett, 71, 1997, 1145-1147).

【００１３】 本発明の第１の観点によれば、ナノ粒子と他の材料との混合物から、使用され
得るナノ粒子を調製する方法であって、ナノ粒子を溶解可能な溶剤で混合物を洗
浄することにより前記他の材料を除去し、溶剤中でナノ粒子の溶液を形成するこ
とを特徴とするナノ粒子の調製方法が提供される。溶剤は、前記他の材料を溶解
することができないものであることが好ましい。または、他の材料を溶解可能で
あり、かつナノ粒子を溶解することができないものが溶剤であってもよい。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of preparing nanoparticles that can be used from a mixture of nanoparticles and other materials, wherein the mixture is washed with a solvent capable of dissolving the nanoparticles. Accordingly, there is provided a method for preparing nanoparticles, comprising removing the other material and forming a solution of nanoparticles in a solvent. The solvent is preferably one that cannot dissolve the other material. Alternatively, a solvent that can dissolve other materials and cannot dissolve nanoparticles may be a solvent.

【００１４】 この方法は、好ましくは、溶剤と前記他の材料との混合物から、少なくともナ
ノ粒子の第１分級物を分離する工程を有する。分離されたナノ粒子は、次に、例
えば、以下に記載する用途において使用することができる。これらのナノ粒子は
、非凝集状態で適切に存在するよう、単に弱く結合するものであり（例えば、凝
集していないか、または単に弱く凝集している）、かつ強く結合していないもの
であることが好ましい。この場合、他の材料中でナノ粒子を実質的に均一に分散
させるような、次なる工程が容易となるからである。したがって、溶剤は、解離
したナノ粒子を非凝集状態で保持することができるものであることが好ましい。[0014] The method preferably comprises the step of separating at least a first fraction of nanoparticles from a mixture of the solvent and the other material. The separated nanoparticles can then be used, for example, in the applications described below. These nanoparticles are simply weakly bound (eg, not aggregated or simply weakly aggregated) and properly loosely bound so as to be properly present in a non-aggregated state. Is preferred. In this case, the next step of dispersing the nanoparticles substantially uniformly in another material is facilitated. Therefore, it is preferable that the solvent can keep the dissociated nanoparticles in a non-aggregated state.

【００１５】 この方法は、好ましくは、溶剤を所定のｐＨに維持する工程を有する。これに
より、ナノ粒子上の電荷が適切に維持される。所望のｐＨを維持するために、溶
剤に対して、酸または塩基、および／または適切な緩衝液を添加するようにして
もよい。[0015] The method preferably includes the step of maintaining the solvent at a predetermined pH. This properly maintains the charge on the nanoparticles. An acid or base and / or a suitable buffer may be added to the solvent to maintain the desired pH.

【００１６】 この方法は、好ましくは、可溶性の低分子量材料（例えば、界面活性剤分子）
をナノ粒子溶液から除去するために、適切な膜を介して透析する工程を有する。
透析の際に、連続的または断続的な超音波処理を行うようにしてもよい。[0016] The method preferably involves dissolving a low molecular weight material (eg, a surfactant molecule).
Dialysis through a suitable membrane to remove from the nanoparticle solution.
During dialysis, continuous or intermittent sonication may be performed.

【００１７】 分離は、ろ過および／または透析および／または遠心分離によって行うことが
できる。この方法の分離工程または他の工程により、ナノ粒子の他の分級物から
前記第１分級物を分離することが可能となるので好適である。前記他の分級物の
ナノ粒子は、例えば、第１の分級物のナノ粒子と比較して相対的に小さい粒子の
集合である。すなわち、分離工程は、保持されるナノ粒子の寸法分布を狭くする
ようにも作用し得る。The separation can be performed by filtration and / or dialysis and / or centrifugation. The separation step or other steps of the method are preferred because the first classification can be separated from other classifications of the nanoparticles. The nanoparticles of the other classification are, for example, a collection of particles that are relatively small as compared with the nanoparticles of the first classification. That is, the separation step can also act to narrow the size distribution of the retained nanoparticles.

【００１８】 前記他の材料は、ナノ粒子を形成する際の副生成物（例えば、ナノ粒子を形成
することに伴う反応生成物が含まれる）、および、ナノ粒子を形成する際にプロ
セス条件を維持するために使用した物質等である。このようなものとしては、例
えば、ナノ粒子を形成するミクロエマルジョンプロセスで使用された界面活性剤
が挙げられる。The other materials include by-products in forming the nanoparticles (including, for example, a reaction product accompanying the formation of the nanoparticles) and process conditions in forming the nanoparticles. Substances used to maintain. Such include, for example, the surfactants used in the microemulsion process to form nanoparticles.

【００１９】 溶剤は、有機溶剤であってもよいし無機溶剤であってもよい。また、溶剤は、
水またはメタノールのような極性溶剤（これは極性表面によりナノ粒子の溶解度
を向上させる）であってもよいし、非極性溶剤であってもよい。さらに、溶剤は
、極性非水素結合溶剤であってもよい。前記他の材料は、溶剤に可溶なものであ
ることが好ましく、溶剤が、前記他の材料をナノ粒子よりも優先的に溶解するも
のであることが最も好ましい。これにより、成分の分離が促進される。The solvent may be an organic solvent or an inorganic solvent. Also, the solvent is
It may be a polar solvent such as water or methanol (which enhances the solubility of the nanoparticles with a polar surface) or a non-polar solvent. Further, the solvent may be a polar non-hydrogen bonding solvent. The other material is preferably soluble in a solvent, and most preferably the solvent dissolves the other material preferentially over nanoparticles. This promotes the separation of the components.

【００２０】 ナノ粒子の寸法範囲は、必須ではないが、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である
ことが好ましい。全てまたは概ね全てのナノ粒子が、直径５０ｎｍ、３０ｎｍ、
または１０ｎｍより小さいものであることが好ましい。全てまたは概ね全てのナ
ノ粒子が、直径１ｎｍ、５ｎｍ、または１０ｎｍより大きいものであることが好
ましい。The size range of the nanoparticles is not essential, but is preferably in the range of 1 nm to 100 nm. All or substantially all nanoparticles have a diameter of 50 nm, 30 nm,
Alternatively, it is preferably smaller than 10 nm. Preferably, all or substantially all of the nanoparticles are greater than 1 nm, 5 nm, or 10 nm in diameter.

【００２１】 この方法は、好ましくは、ナノ粒子の表面を改質することを含む。これは、適
切には、粒子の表面に物質を吸着させることによって達成される。物質は、表面
改質剤としてナノ粒子の溶液に添加すればよい。このような物質の好適な例とし
ては、シリル化剤、色素または化学的官能基的な物質を挙げることができる。こ
の物質は、高分子のような他の材料との特異的な相互作用を促進するものであっ
てもよい。代替的にまたは付加的に、ナノ粒子は、既にその表面に被覆物が存在
するものであってもよい。この被覆物は、例えば、界面活性剤であってもよい。The method preferably comprises modifying the surface of the nanoparticles. This is suitably achieved by adsorbing the substance on the surface of the particles. The substance may be added to the nanoparticle solution as a surface modifier. Suitable examples of such substances include silylating agents, dyes or chemically functional substances. The substance may promote specific interaction with another material such as a polymer. Alternatively or additionally, the nanoparticles may already have a coating on their surface. The coating may be, for example, a surfactant.

【００２２】 ナノ粒子は、金属性、半導体性または絶縁性の物質であってもよい。物質の好
適な例としては、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2等の無機酸化物、Ｂａ
ＳＯ4、ＹｂＦ3、ＺｎＳ等の３価または他の２価無機材料、有機材料、特にＰＴ
ＦＥ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリスチレン（ＰＳ）等の
高分子材料が挙げられる。ナノ粒子は光透過性であることが好ましく、光学的に
透明であることが最も好ましい。すなわち、ナノ粒子を形成する材料は、光学的
バンドギャップが広い材料であることが好ましい。The nanoparticles may be metallic, semiconducting or insulating substances. Preferred examples of the material include inorganic oxides such as SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , and ZrO 2 , and Ba.
Trivalent or other divalent inorganic materials such as SO 4 , YbF 3 , ZnS, etc., organic materials, especially PT
A high molecular material such as FE, polymethyl methacrylate (PMMA), or polystyrene (PS) is used. The nanoparticles are preferably light transmissive, most preferably optically transparent. That is, the material forming the nanoparticles is preferably a material having a wide optical band gap.

【００２３】 ナノ粒子は、適切なプロセス法によって作製することができる。例えば、ミク
ロエマルジョンプロセス法やゾル−ゲルプロセス法等である。The nanoparticles can be made by any suitable process method. For example, there are a microemulsion process method and a sol-gel process method.

【００２４】 さらに、ナノ粒子を材料の本体に取り込む工程を有することが好ましい。これ
を達成するためには、本体の材料またはその前駆体をナノ粒子の溶液に添加する
ことが好適である。例えば、蒸発のような工程で溶剤を除去することにより粒子
が本体内の所定の箇所に固定されるまで実質的に非凝集状態に保持することを確
実に行うことで、最終的な本体中において、ナノ粒子を均一に（または実質的に
均一に）かつ非凝集状態（または実質的に非凝集状態）で分散させることができ
る。したがって、本体（またはその前駆体）の材料は、ナノ粒子を溶解する溶剤
に可溶であり、かつ、ナノ粒子と所望しない相互作用を起こして重度の凝集また
は相分離を引き起こすことのないものであることが好ましい。It is preferable that the method further includes a step of incorporating the nanoparticles into the main body of the material. To achieve this, it is preferred to add the body material or its precursor to the solution of the nanoparticles. For example, by removing the solvent in a process such as evaporation to ensure that the particles remain substantially non-agglomerated until fixed in place within the body, The nanoparticles can be dispersed uniformly (or substantially uniformly) and in a non-aggregated state (or substantially non-aggregated state). Therefore, the material of the body (or its precursor) is soluble in the solvent that dissolves the nanoparticles and does not cause undesired interactions with the nanoparticles to cause severe aggregation or phase separation. Preferably, there is.

【００２５】 本体の材料は、有機材料とすることができる（ただし、必須ではない）。例え
ば、高分子、オリゴマーおよび低分子量の有機分子材料等である。有機材料が高
分子材料である場合、共役高分子、例えば、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（
ＰＰＶ）とすることができる。代替的なものには、ポリ（２−メトキシ−５−（
２’−エチル）ヘキシロキシフェニレンビニレン）（「ＭＥＨ−ＰＰＶ」）、Ｐ
ＰＶ誘導体（例えば、ジアルコキシまたはジアルキル誘導体）、ポリフルオレン
および／またはポリフルオレン部分が組み込まれた共重合体、ＰＰＶおよび／ま
たは関連する共重合体、ポリ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン
）−（１，４−フェニレン（（４−ｓｅｃブチルフェニル）イミノ）−１，４−
フェニレン））（「ＴＦＢ」）、ポリ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフ
ルオレン）−（１，４−フェニレン−（（４−メチルフェニル）イミノ）−１，
４−フェニレン−（（４−メチルフェニル）イミノ）−１，４−フェニレン））
（「ＰＦＭ」）、ポリ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）−（
１，４−フェニレン（（４−メトキシフェニル）イミノ）−１，４−フェニレン
（（４−メトキシフェニル）イミノ）−１，４−フェニレン））（「ＰＦＭＯ」
）、Ｆ８、またはＦ８ＢＴが含まれる。または、Ａｌｑ３のような有機分子材料
であってもよい。材料は、光透過性でありかつ／または発光性であることが適切
である。The material of the body can be, but is not required to be, an organic material. For example, high molecular weight, oligomer, low molecular weight organic molecular material, and the like. When the organic material is a polymer material, a conjugated polymer such as poly (p-phenylenevinylene) (
PPV). Alternatives include poly (2-methoxy-5- (
2′-ethyl) hexyloxyphenylene vinylene) (“MEH-PPV”), P
PV derivatives (eg dialkoxy or dialkyl derivatives), copolymers incorporating polyfluorene and / or polyfluorene moieties, PPV and / or related copolymers, poly (2,7- (9,9-di- -N-octylfluorene)-(1,4-phenylene ((4-secbutylphenyl) imino) -1,4-
Phenylene)) ("TFB"), poly (2,7- (9,9-di-n-octylfluorene)-(1,4-phenylene-((4-methylphenyl) imino) -1,
4-phenylene-((4-methylphenyl) imino) -1,4-phenylene))
("PFM"), poly (2,7- (9,9-di-n-octylfluorene)-(
1,4-phenylene ((4-methoxyphenyl) imino) -1,4-phenylene ((4-methoxyphenyl) imino) -1,4-phenylene)) (“PFMO”
), F8, or F8BT. Alternatively, an organic molecular material such as Alq3 may be used. Suitably, the material is light transmissive and / or luminescent.

【００２６】 本体の材料中にナノ粒子（必要に応じてナノ粒子の表面に付着した何らかの材
料を含む）が存在することにより、本体の材料の少なくとも１つの材料特性に影
響が及ぼされることが好ましい。材料特性は、屈折率のような光学的性質または
伝導度のような電気的性質等である。すなわち、ナノ粒子を本体の材料中に分散
させることにより、本体の材料およびナノ粒子の屈折率に応じて、その屈折率を
増加または減少させるように制御することができる。ナノ粒子の存在、および本
体の材料におけるナノ粒子と高分子（必要に応じてナノ粒子の表面に付着した何
らかの材料を含む）との間の相互作用により、例えば、結晶化が抑制され、その
結果、本体の材料の形態に影響が及ぼされることもある。Preferably, the presence of nanoparticles (optionally including any material attached to the surface of the nanoparticles) in the body material affects at least one material property of the body material. . The material properties include optical properties such as refractive index or electrical properties such as conductivity. That is, by dispersing the nanoparticles in the material of the body, it is possible to control the refractive index to increase or decrease according to the material of the body and the refractive index of the nanoparticles. The presence of the nanoparticles and the interaction between the nanoparticles and the macromolecule (including any material attached to the surface of the nanoparticle, if necessary) in the body material, for example, inhibits crystallization and, as a result, Also, the morphology of the body material may be affected.

【００２７】 本体中でのナノ粒子の体積分率は、１、５、または１０体積％より大きいこと
が好ましい。本体中でのナノ粒子の体積分率は、５０、３０、または３０体積％
未満であることが好ましい。本体中でのナノ粒子の分布密度は、１０-17より大
きくかつ／または１０-19／ｃｍ未満であることが好ましい。Preferably, the volume fraction of nanoparticles in the body is greater than 1, 5, or 10% by volume. The volume fraction of nanoparticles in the body is 50, 30, or 30% by volume
It is preferably less than. Preferably, the distribution density of the nanoparticles in the body is greater than 10 -17 and / or less than 10 -19 / cm.

【００２８】 ナノ粒子は、本体中で非凝集状態で存在することが好適である。これにより、
本体における特性を均一にすることができるからである。さらに、粒子の凝集体
は、場合によっては入射光を散乱させることがあるので、実質的に入射光を散乱
させないために、粒子は、寸法が充分に小さくかつ非凝集性であることが好まし
い。Preferably, the nanoparticles are present in a non-aggregated state in the body. This allows
This is because characteristics in the main body can be made uniform. In addition, it is preferred that the particles be sufficiently small in size and non-agglomerated to substantially not scatter the incident light, as aggregates of the particles may scatter incident light in some cases.

【００２９】 本体は、電子的および／または光学的デバイスのようなデバイスの層とするこ
とができる。この種のデバイスの好適な例は以下の通りであるが、特にこれらに
限定されるものではない。The body can be a layer of a device, such as an electronic and / or optical device. Preferred examples of this type of device are as follows, but are not particularly limited thereto.

【００３０】 １．光反射性構造体をなす層の積層体からなり、上記したようなナノ粒子の分
散体を含有する層を少なくとも１つ備えるデバイス。この場合、上記したような
ナノ粒子の分散体を含有する層が交互に配列されていることが好ましい。このデ
バイスは、適切には、分布ブラッグ反射器である。[0030] 1. A device comprising at least one layer containing a dispersion of nanoparticles as described above, comprising a laminate of layers forming a light-reflective structure. In this case, the layers containing the dispersion of nanoparticles as described above are preferably arranged alternately. The device is suitably a distributed Bragg reflector.

【００３１】 ２．発光層または発光層に隣接する層が、上記したようなナノ粒子の分散体を
含有する発光デバイス。この場合、ナノ粒子に、蛍光色素を（適切には表面層と
して）担持させるようにしてもよい。この色素は、適切には発光層からのエネル
ギの移動または発光によって刺激されて蛍光を発することができる。すなわち、
この色素は、発光層からの発光色を変化させるように機能することができる。ま
た、デバイスは、屈折率が相対的に低い２層間に配置されて屈折率が相対的に高
い導波構造体を備えるものであってもよい。これら３層のうちの１つは、好まし
くは、導波構造体の屈折率を適切に改変し得る上記したようなナノ粒子の分散体
を含有する。導波路は、好ましくはデバイスの発光領域の外側かつ／または発光
領域から離間してかつ／または発光領域とは独立に配置する（デバイスのエネル
ギプロファイルは、導波路以外で発光が促進されるように整えることができる）
。これにより、発光層および導波層の材料特性を独立に調整することが可能とな
る。デバイスは、そのいずれかの側に配置された一対のミラーを有するものであ
ってもよい。このミラーは、前記デバイス１について記載した種類のミラーであ
ってもよく、開裂表面のような他の種類のミラーであってもよい。このようなミ
ラーは、デバイスによって発せられた光をスペクトル的に再分布させることので
きるミクロキャビティを形成し得る。デバイスは、レーザ、例えば、ミクロキャ
ビティまたは導波レーザであってもよい。ミラーは、導波構造体の上に積層され
たＤＢＲ格子によって設けることができる（基板またはいずれかの後続する層の
上）。2. A light emitting device wherein the light emitting layer or a layer adjacent to the light emitting layer contains a dispersion of nanoparticles as described above. In this case, the nanoparticles may be loaded with a fluorescent dye (suitably as a surface layer). The dye can suitably emit fluorescence when stimulated by the transfer or emission of energy from the emissive layer. That is,
This dye can function to change the color of light emitted from the light emitting layer. In addition, the device may include a waveguide structure having a relatively high refractive index disposed between two layers having a relatively low refractive index. One of these three layers preferably contains a dispersion of nanoparticles as described above, which can suitably modify the refractive index of the waveguide structure. The waveguide is preferably located outside the light emitting region of the device and / or spaced from and / or independent of the light emitting region (the energy profile of the device is such that light emission is enhanced outside the waveguide. Can be arranged)
. This makes it possible to independently adjust the material properties of the light emitting layer and the waveguide layer. The device may have a pair of mirrors located on either side thereof. This mirror may be of the type described for the device 1 or another type of mirror, such as a cleavage surface. Such a mirror can form a microcavity that can spectrally redistribute the light emitted by the device. The device may be a laser, for example, a microcavity or a guided laser. The mirror may be provided by a DBR grating stacked on the waveguide structure (on the substrate or any subsequent layers).

【００３２】 本発明の他の観点は、上記した対象物のいずれかまたは全てを含む。例えば、
本発明の第２の観点によれば、上記した特徴のいずれかを有する光学的および／
または電子的デバイスが提供される。本発明の第３の観点によれば、上記した特
徴のいずれかを備える光学的および／または電子的デバイスを製造する方法が提
供される。本発明の第４の観点によれば、上記した特徴のいずれかを適切に備え
る、強く結合した状態以外の状態であるナノ粒子の溶液が提供される。本発明の
第５の観点によれば、高分子材料（または高分子前駆体材料）と、強く結合した
状態以外の状態であるナノ粒子との溶液が提供される。本発明の第６の観点によ
れば、ナノ粒子が実質的に均一に分散された有機材料が提供される。有機材料の
好適な例は、半導体かつ／または高分子材料である。本発明の第７の観点によれ
ば、有機材料の少なくとも１つの特性を制御する方法であって、材料中でナノ粒
子を実質的に均一に分散させることを特徴とする制御方法が提供される。Another aspect of the present invention includes any or all of the objects described above. For example,
According to a second aspect of the present invention, an optical and / or optical device having any of the features described above.
Or an electronic device is provided. According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical and / or electronic device having any of the features described above. According to a fourth aspect of the present invention there is provided a solution of nanoparticles in a state other than in a strongly bound state, suitably comprising any of the features described above. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a solution of a polymer material (or a polymer precursor material) and nanoparticles in a state other than in a strongly bound state. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an organic material in which nanoparticles are substantially uniformly dispersed. Suitable examples of organic materials are semiconductor and / or polymer materials. According to a seventh aspect of the present invention there is provided a method of controlling at least one property of an organic material, the method comprising substantially uniformly dispersing nanoparticles in the material. .

【００３３】 以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【００３４】 ナノ粒子の作製プロセスを、これらナノ粒子についての（または他の適切なナ
ノ粒子についての）幾つかの応用例により説明する。このプロセスにより、高分
子本体のようなマトリックス中に相対的に一様に分散させることができ、かつナ
ノ粒子を充分な非凝集状態とすることができる。この状態で、ナノ粒子は、所望
の様式でマトリックスの特性を制御するために使用される。The process of making the nanoparticles is illustrated by some applications for these nanoparticles (or for other suitable nanoparticles). By this process, the nanoparticles can be relatively uniformly dispersed in a matrix such as a polymer body, and the nanoparticles can be in a sufficiently non-aggregated state. In this state, the nanoparticles are used to control the properties of the matrix in a desired manner.

【００３５】 ＴｉＯ2およびＳｉＯ2ナノ粒子を合成して単離するプロセスを説明する。これ
らのプロセスは、金属性および半導体性材料を含む他の材料のナノ粒子を合成お
よび単離する場合に容易に展開することができる。A process for synthesizing and isolating TiO 2 and SiO 2 nanoparticles is described. These processes can be readily deployed when synthesizing and isolating nanoparticles of other materials, including metallic and semiconducting materials.

【００３６】 ＴｉＯ2ナノ粒子の合成 最初の工程として、Ｈ2Ｏ＋ＮＨ3／ＡＯＴ／シクロヘキサンのミクロエマルジ
ョンを調製した。ミクロエマルジョンを調製するために、微細に分割したナトリ
ウム・ジオクチルスルホスクシネート（ＡＯＴ）１７．２ｇ（３９ｍｍｏｌ、ア
ルドリッチ製）を、真空オーブン中、１２０℃で２時間乾燥させて吸着湿分を除
去した後（３％の重量損失）、マグネットスターラが入れられた三口丸底フラス
コ中のＨＰＬＣ等級のシクロヘキサン（アルドリッチ製）２００ｍｌに添加する
ことにより０．２ＭのＡＯＴ溶液を得た。３．８ｍｌの濃ＮＨ3水溶液（３５ｗ
／ｖ％、アルドリッチ製）をこの溶液に添加してＨ2Ｏ：ＮＨ3：ＡＯＴのモル比
を１．８：３．２：１．０とした後、この溶液を氷浴中でＮ2流通下に５℃に冷
却し、光学的に清浄な単一相のミクロエマルジョンを得た。Ｈ2Ｏ＋ＮＨ3：ＡＯ
Ｔの合計モル比（５．０：１．０）により、エマルジョン中の水コアの半径が約
２５Åに固定された（F. J. ArriagadaとK. Osseo-Asare、「エアロゾルＯＴ逆
ミクロエマルジョンにおけるナノ寸法の酸化ケイ素の合成」、Journal of Collo
id and Interface Science 170 (1995), pp. 8-17）。 Synthesis of TiO 2 Nanoparticles As a first step, a microemulsion of H 2 O + NH 3 / AOT / cyclohexane was prepared. To prepare the microemulsion, 17.2 g (39 mmol, Aldrich) of finely divided sodium dioctyl sulfosuccinate (AOT) was dried in a vacuum oven at 120 ° C. for 2 hours to remove absorbed moisture. After that (3% weight loss), a 0.2 M AOT solution was obtained by adding to 200 ml of HPLC grade cyclohexane (manufactured by Aldrich) in a three neck round bottom flask containing a magnetic stirrer. 3.8 ml of concentrated NH 3 aqueous solution (35 w
/ V%, was added to Aldrich) in solution H 2 O: NH 3: the molar ratio of AOT 1.8: 3.2: 1.0 and, after which the solution in an ice bath N 2 Cooling to 5 ° C. under flow gave an optically clean single phase microemulsion. H 2 O + NH 3 : AO
Due to the total molar ratio of T (5.0: 1.0), the radius of the water core in the emulsion was fixed at about 25 ° (FJ Arriagada and K. Osseo-Asare, “Nano-dimensions in aerosol OT inverse microemulsion. Synthesis of silicon oxide '', Journal of Collo
id and Interface Science 170 (1995), pp. 8-17).

【００３７】 ＴｉＯ2前駆体溶液を調製するために、ゴム隔壁を備えたバイアル中で、ＨＰ
ＬＣ等級のシクロヘキサン（３Åのモレキュラシーブによって１８時間に亘り予
め乾燥させたもの、アルドリッチ製）１０ｍｌに、２．０ｍｌのＴｉＣｌ4（１
８ｍｍｏｌ、アルドリッチ製）をシリンジで添加した。このＴｉＯ2前駆体溶液
を２滴、激しく撹拌されたＡＯＴ溶液に添加した。次の式に従い、反応媒体中で
ＮＨ4Ｃｌの濁った懸濁物が形成するとともに、ＨＣｌガスが迅速に発生するこ
とが観察された。To prepare the TiO 2 precursor solution, HP bottles were placed in vials with rubber septa.
To 10 ml of LC-grade cyclohexane (pre-dried for 18 hours with 3 ° molecular sieve, Aldrich) was added 2.0 ml TiCl 4 (1
8 mmol, from Aldrich) was added via syringe. Two drops of this TiO 2 precursor solution were added to the vigorously stirred AOT solution. According to the following equation, it was observed that a turbid suspension of NH 4 Cl formed in the reaction medium and HCl gas evolved rapidly.

【００３８】 ＴｉＣｌ4＋Ｈ2Ｏ→ＴｉＯ2＋４ＨＣｌ ＨＣｌ＋ＮＨ3→ＮＨ4Ｃｌ ＨＣｌ＋ＮａＡＯＴ→ＮａＣｌ＋ＨＡＯＴTiCl 4 + H 2 O → TiO 2 + 4HCl HCl + NH 3 → NH 4 Cl HCl + NaAOT → NaCl + HAOT

【００３９】 ３０分後に浴温度を上昇させて８０℃で３時間保持し、これにより反応を完了
させ、最終的に一夜で室温まで冷却した。After 30 minutes, the bath temperature was increased and held at 80 ° C. for 3 hours, thereby completing the reaction, and finally cooling to room temperature overnight.

【００４０】 反応媒体中のＨ2Ｏの量（１２０ｍｍｏｌ）は、ＴｉＣｌ4を加水分解するのに
必要な量に対して充分に過剰とした。しかしながら、ＮＨ3の量は、生成される
ＨＣｌの全てを中和するには充分ではなく、このため反応媒体は酸性となり、Ｔ
ｉＯ2ナノ粒子上に正の表面電荷が発生した（バルクのＴｉＯ2の等電点はｐＨ約
４〜５である）。[0040] The amount of H 2 O (120 mmol) in the reaction medium was in sufficient excess to the amount required to hydrolyze TiCl 4 . However, the amount of NH 3 is not sufficient to neutralize all of the HCl produced, so that the reaction medium becomes acidic and T
iO 2 positive surface charge on the nanoparticles occurs (isoelectric point of the bulk of the TiO 2 is about pH 4-5).

【００４１】 ＴｉＯ2ナノ粒子の単離 シクロヘキサン溶剤を徐々に蒸発除去し、ＴｉＯ2およびＮＨ4Ｃｌ副生成物を
含有する濁った粘性のゲルを得た。ＨＰＬＣ等級のＣＨＣｌ3（アルドリッチ製
）２０ｍｌをこのゲルに添加してＮＨ4ＣｌおよびＮａＣｌを沈殿させた。これ
らは、遠心分離を行うことによって清浄な上澄から容易に分離することができた
。ＣＨＣｌ3上澄のエネルギ分散Ｘ線スペクトル測定（ＥＤＸ）による電子ビー
ム元素分析では、検出し得るＣｌはなく（ＣｌＫαピークの高さはＴｉＫαピー
クの高さの１％未満であった）、これは、塩化物が本質的に混在していないこと
を意味するものである。その後、ＣＨＣｌ3上澄を真空中で濃縮して粘性のゲル
とし、次いでこのゲルを２５ｍｌのＭｅＯＨ中に移して粗製ＴｉＯ2含有液とし
た。 The isolated cyclohexane solvent of the TiO 2 nanoparticles was slowly evaporated off to give a cloudy, viscous gel containing TiO 2 and NH 4 Cl by-product. 20 ml of HPLC grade CHCl 3 (Aldrich) was added to the gel to precipitate NH 4 Cl and NaCl. These could be easily separated from the clean supernatant by centrifugation. Electron beam elemental analysis of the CHCl 3 supernatant by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) revealed no detectable Cl (ClKα peak height was less than 1% of TiKα peak height), which was , Which means that chlorides are essentially not present. Thereafter, the CHCl 3 supernatant was concentrated in vacuo to a viscous gel, which was then transferred into 25 ml of MeOH to give a crude TiO 2 containing solution.

【００４２】 過剰のＡＯＴからＴｉＯ2をさらに精製するために、粗製液１０ｍｌを６〜８
ｋ ＭＷＣＯセルロース透析チューブ（Spectra/Por、登録商標）に入れ、ＨＰ
ＬＣ等級のＭｅＯＨ２００ｍｌに対して透析した。ＭｅＯＨは、毎日２回新鮮な
ものに交換した。なお、それぞれのＭｅＯＨには、０．３ｍｌの濃ＨＣｌ水溶液
が含まれている。透析物および残留物のＴｉ、Ｓ、およびＣｌ含有量をＥＤＸで
毎日モニターし、透析物中のＴｉおよびＳ信号がＣｌ（これはバックグラウンド
レベルを示すものとして処理した）よりも低くなった時に透析を停止した。この
透析によって、過剰のＡＯＴ混在物が除去された。加えて、透析チューブの孔を
容易に通過し得る極く小さい粒子が除去され、これにより粒子の寸法分布も向上
した。このようにして、光学的に清浄なＴｉＯ2が分散した約０．９ｗ／ｖ％、
ｐＨ＝２のＭｅＯＨ溶液が得られた。この時点で、ＴｉＯ2ナノ粒子は準結晶で
あり、界面活性剤誘導体からなる単一層で被覆されている。To further purify TiO 2 from excess AOT, 10 ml of crude liquid was
k MWCO cellulose dialysis tubing (Spectra / Por®), HP
Dialysis was performed against 200 ml of LC grade MeOH. MeOH was replaced twice daily with fresh ones. Each MeOH contains 0.3 ml of a concentrated HCl aqueous solution. The Ti, S, and Cl contents of the dialysate and residue were monitored daily by EDX, and when the Ti and S signals in the dialysate were lower than Cl, which were treated as indicating background levels. Dialysis was stopped. This dialysis removed excess AOT contaminants. In addition, tiny particles that could easily pass through the holes of the dialysis tubing were removed, thereby improving the particle size distribution. Thus, about 0.9 w / v% of optically clean TiO 2 dispersed,
A MeOH solution with a pH of 2 was obtained. At this point, the TiO 2 nanoparticles are quasi-crystalline and are covered with a single layer of surfactant derivative.

【００４３】 ＴｉＯ2ナノ粒子のキャラクタリゼーション 電子プローブエネルギ分散Ｘ線スペクトル測定（図１参照）により、最終生成
物は、ＡＯＴおよびＣｌの表面被覆を有する純粋なＴｉＯ2であることが示され
た。ＡＯＴ（これはＳ信号の起源である）はＴｉＯ2表面上に強く吸着している
と考えられ、一方、Ｃｌは、正に帯電したＴｉＯ2表面に対して弱く結合した対
イオンとして機能するＣｌ-の形態で存在していたと考えられる。この被覆は、
さらなる透析に対しても安定なようである。ラマンスペクトル測定（図２参照）
において１７０ｃｍ-1、４４０ｃｍ-1および６１０ｃｍ-1に幅広い振動ピークが
観察されたことにより、ＴｉＯ2の結晶構造をなしていることが確認された。減
衰全反射フーリエ変換赤外スペクトル測定（図３参照）により、その結晶構造が
さらに確認された。また、紫外−可視スペクトル測定（図４参照）により、生成
物は可視領域では非散乱性であることが示された。このことから、上記した合成
および単離により得られたＴｉＯ2ナノ粒子が、容易に分散する（非凝集性であ
る）性質であることが明らかである。透過型電子顕微鏡観察（図５参照）では、
粒径が２〜８ｎｍであることが示され、一方、電子ビーム回折（図６参照）によ
る測定において、ナノ粒子の原子網面間隔（d-spacings）がＴｉＯ2の原子網面
間隔であることが判明した。 Characterization of TiO 2 Nanoparticles Electron probe energy dispersive X-ray spectroscopy (see FIG. 1) showed that the final product was pure TiO 2 with AOT and Cl surface coating. AOT (which a is the origin of the S signal) considered are strongly adsorbed on the TiO 2 surface, whereas, Cl serves as weakly bound counter ions against the positively charged TiO 2 surface Cl - is believed to have been present in the form. This coating is
It appears to be stable against further dialysis. Raman spectrum measurement (see Fig. 2)
170cm -1 in, by a wide range of vibration peak at 440 cm -1 and 610 cm -1 was observed, it was confirmed that no crystal structure of TiO 2. The crystal structure was further confirmed by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectrum measurement (see FIG. 3). In addition, UV-visible spectrum measurement (see FIG. 4) showed that the product was non-scattering in the visible region. From this, it is clear that the TiO 2 nanoparticles obtained by the above-mentioned synthesis and isolation are easily dispersed (non-aggregating). In transmission electron microscope observation (see FIG. 5),
It is shown that the particle size is 2 to 8 nm, while in the measurement by electron beam diffraction (see FIG. 6), the atomic network spacing (d-spacings) of the nanoparticles is the atomic network spacing of TiO 2. There was found.

【００４４】 ＳｉＯ2ナノ粒子の合成 Ｈ2Ｏ＋ＮＨ3／ＡＯＴ／シクロヘキサン相を、上記に準拠して調製した。 Synthesis of SiO 2 Nanoparticles The H 2 O + NH 3 / AOT / cyclohexane phase was prepared according to the above.

【００４５】 ＳｉＯ2前駆体溶液を調製するために、ゴム隔壁を備えたバイアル中で、ＨＰ
ＬＣ等級のシクロヘキサン（３Åのモレキュラシーブによって１８時間に亘り予
め乾燥させたもの、アルドリッチ製）１０ｍｌに、２．１ｍｌのＳｉＣｌ4（１
８ｍｍｏｌ、アルドリッチ製）をシリンジで添加した。このＳｉＯ2前駆体溶液
を２滴、激しく撹拌されたＡＯＴ溶液に添加した。次の式に従い、反応媒体中で
ＮＨ4Ｃｌの濁った懸濁物が形成するとともに、ＨＣｌガスが迅速に発生するこ
とが観察された。To prepare a SiO 2 precursor solution, HP vials with rubber septum were prepared.
To 10 ml of LC-grade cyclohexane (pre-dried over 18 hours with 3 ° molecular sieve, Aldrich) is added 2.1 ml of SiCl 4 (1
8 mmol, from Aldrich) was added via syringe. Two drops of this SiO 2 precursor solution were added to the vigorously stirred AOT solution. According to the following equation, it was observed that a turbid suspension of NH 4 Cl formed in the reaction medium and HCl gas evolved rapidly.

【００４６】 ＳｉＣｌ4＋Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋４ＨＣｌ ＨＣｌ＋ＮＨ3→ＮＨ4Ｃｌ ＨＣｌ＋ＮａＡＯＴ→ＮａＣｌ＋ＨＡＯＴSiCl 4 + H 2 O → SiO 2 + 4HCl HCl + NH 3 → NH 4 Cl HCl + NaAOT → NaCl + HAOT

【００４７】 ３０分後に浴温度を上昇させて８０℃で３時間保持し、これにより反応を完了
させ、一夜で室温まで冷却した。After 30 minutes, the bath temperature was increased and held at 80 ° C. for 3 hours, thereby completing the reaction and cooling to room temperature overnight.

【００４８】 反応媒体中のＨ2Ｏの量（１２０ｍｍｏｌ）は、ＳｉＣｌ4を加水分解するのに
必要な量に対して充分に過剰とした。The amount of H 2 O (120 mmol) in the reaction medium was in a sufficient excess to the amount required to hydrolyze SiCl 4 .

【００４９】 ＳｉＯ2ナノ粒子の単離 シクロヘキサン溶剤を徐々に蒸発除去し、ＳｉＯ2および（ＮａＣｌとともに
）ＮＨ4Ｃｌ副生成物を含有する濁った粘性のゲルを得た。その後、ＨＰＬＣ等
級のＣＨＣｌ3（アルドリッチ製）２０ｍｌをこのゲルに添加して、スラリーと
してのＮＨ4ＣｌおよびＮａＣｌ副生成物とともにＳｉＯ2を沈殿させた。これら
は、遠心分離を行うことによって、主に過剰なＡＯＴを含有する清浄な上澄と容
易に分離することができた。ＣＨＣｌ3上澄のＥＤＸ解析では、検出し得るＳｉ
はなく（ＳｉＫαピークの高さはＳＫαピークの高さの１％未満であった）、こ
れは、上澄にはＳｉＯ2が本質的に含有されていないことを意味するものである
。その後、ＣＨＣｌ3上澄を除去し、幾つかのＨＰＬＣ等級のＭｅＯＨ２５ｍｌ
ロット中でスラリーを洗浄し（超音波処理を行いながら）、ＮＨ4ＣｌおよびＮ
ａＣｌ副生成物をできるだけ除去した。それぞれの洗浄の後に、溶液中のＳｉＯ 2 の量を調べた。洗浄を３回行った後、ＳｉＯ2を含有する遠心分離物を３０ｍｌ
のＭｅＯＨ中に移し、半透明のゲルとして粗製ＳｉＯ2を得た。[0049]Isolation of SiO 2 nanoparticles The cyclohexane solvent is gradually evaporated to removeTwoAnd (with NaCl
) NHFourA cloudy, viscous gel containing Cl by-product was obtained. After that, HPLC etc.
Grade CHClThreeAdd 20 ml (Aldrich) to this gel and mix with the slurry
NHFourSiO along with Cl and NaCl by-productsTwoWas precipitated. these
Is performed by centrifugation to obtain a clean supernatant containing mainly excess AOT and a volume.
It could be easily separated. CHClThreeIn the EDX analysis of the supernatant, detectable Si
(The height of the SiKα peak was less than 1% of the height of the SKα peak).
This is because the supernatant is SiOTwoMeans that it is essentially not contained
. Then, CHClThreeThe supernatant is removed and 25 ml of some HPLC grade MeOH
Wash the slurry in the lot (while sonicating)FourCl and N
aCl by-products were removed as much as possible. After each wash, the SiO in solution Two Was determined. After washing three times, the SiOTwo30 ml of the centrifuge containing
In MeOH of crude SiO 2 as a translucent gelTwoI got

【００５０】 無機塩化物から粗製ＳｉＯ2をさらに精製するために、１０ｍｌのゲルを６〜
８ｋ ＭＷＣＯセルロース透析チューブ（Spectra/Por、登録商標）に入れ、Ｈ
ＰＬＣ等級のＭｅＯＨ２００ｍｌに対して透析した。ＭｅＯＨは、毎日２回新鮮
なものに交換した。なお、それぞれのＭｅＯＨには、０．３ｍｌの濃ＨＣｌ水溶
液が含まれている。その後、残留物を３０分間超音波処理して弱いＳｉＯ2凝集
物を粉砕した後、ＭｅＯＨ＋ＨＣｌを用いて透析を続行した。この混合溶液は、
毎日２回新鮮なものに交換した。しばらくした後、残留物の外観が清浄なものと
なった。透析物のＳｉ、Ｓ、およびＣｌ含有量を毎日モニターし、Ｃｌ信号が低
下してバックグラウンドとして作用するＳ（ＡＯＴに由来する）の約１．７倍で
安定した時に透析を停止した。透析の際に超音波処理を行った。この透析によっ
て、塩化物およびＡＯＴ混在物が除去された。加えて、透析チューブの孔を容易
に通過し得る極く小さい粒子が除去され、これにより粒子の寸法分布も向上した
。透析には３〜５日を要した。より大きい分子を除去するチューブを用いるさら
なる透析工程によって最も大きい粒子を分離除去し、これにより寸法分布をさら
に厳密なものとすることができた。To further purify the crude SiO 2 from inorganic chlorides, 10 ml of gel was
Place in 8k MWCO cellulose dialysis tubing (Spectra / Por, registered trademark)
Dialysis was performed against 200 ml of PLC grade MeOH. MeOH was replaced twice daily with fresh ones. Each MeOH contains 0.3 ml of a concentrated HCl aqueous solution. Thereafter, the residue was sonicated for 30 minutes to crush weak SiO 2 aggregates, and dialysis was continued with MeOH + HCl. This mixed solution is
It was replaced twice a day with fresh ones. After some time, the residue had a clean appearance. The Si, S, and Cl content of the dialysate was monitored daily and dialysis was stopped when the Cl signal dropped and stabilized at about 1.7 times S (from AOT) acting as background. Sonication was performed during dialysis. This dialysis removed chloride and AOT contaminants. In addition, tiny particles that could easily pass through the holes of the dialysis tubing were removed, thereby improving the particle size distribution. Dialysis took 3-5 days. An additional dialysis step using tubes to remove larger molecules separated out the largest particles, which could further refine the size distribution.

【００５１】 このようにして、光学的に殆ど清浄なＳｉＯ2が分散した約１．１ｗ／ｖ％、
ｐＨ＝２のＭｅＯＨ溶液が得られた。In this way, about 1.1 w / v% of almost optically clean SiO 2 dispersed,
A MeOH solution with a pH of 2 was obtained.

【００５２】 ＳｉＯ2ナノ粒子のキャラクタリゼーション 電子プローブエネルギ分散Ｘ線スペクトル測定（図７参照）により、最終生成
物は、本質的に表面被覆物を備えない純粋なＳｉＯ2であることが示された。ラ
マンスペクトル測定（図８参照）において４９０ｃｍ-1および８３０ｃｍ-1に幅
広い振動ピークが観察されたことにより、ＳｉＯ2の結晶構造をなしていること
が確認された。減衰全反射フーリエ変換赤外スペクトル測定（図９参照）により
、その結晶構造がさらに確認された。紫外−可視スペクトル測定（図１０参照）
により、生成物は可視領域では本質的に非散乱性であることが示された。このこ
とから、上記した合成および単離により得られたＳｉＯ2ナノ粒子が、高度に分
散する（非凝集性である）性質であることが明らかである。透過型電子顕微鏡観
察（図１１参照）では、粒径が２〜８ｎｍの範囲であることが示され、一方、電
子ビーム回折（図１２参照）による測定において、ナノ粒子の原子網面間隔（d-
spacings）がＳｉＯ2の原子網面間隔であることが判明した。 Characterization of SiO 2 nanoparticles Electron probe energy dispersive X-ray spectroscopy (see FIG. 7) showed that the final product was pure SiO 2 with essentially no surface coating . Broad spectrum vibration peaks were observed at 490 cm -1 and 830 cm -1 in the Raman spectrum measurement (see FIG. 8), confirming that the SiO 2 crystal structure was formed. The crystal structure was further confirmed by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectrum measurement (see FIG. 9). UV-visible spectrum measurement (see Fig. 10)
Showed that the product was essentially non-scattering in the visible region. From this, it is clear that the SiO 2 nanoparticles obtained by the above synthesis and isolation are highly dispersible (non-aggregating). Observation with a transmission electron microscope (see FIG. 11) shows that the particle size is in the range of 2 to 8 nm. On the other hand, in the measurement by electron beam diffraction (see FIG. 12), the atomic network spacing (d -
spacings) was found to be the atomic network spacing of SiO 2 .

【００５３】 一般的なナノ粒子についての考察 例えば、前駆体材料および界面活性剤のようなプロセスに使用される物質の選
定、並びに油組成、温度、水−界面活性剤比率、界面活性剤−油比率、共界面活
性剤組成、および反応物比率のような化学的パラメータを最適化することによっ
て、ナノ粒子の合成プロセスを、所望の種類のナノ粒子を調製する場合に適合さ
せることができる。粒子の核形成および成長は、ＴＥＭおよび／またはＵＶ−可
視スペクトル測定によってモニターすることができ、適切な反応速度を確保する
とともに、寸法分布を制御することができる。 Discussion of General Nanoparticles For example, the choice of materials used in the process, such as precursor materials and surfactants, and oil composition, temperature, water-surfactant ratio, surfactant-oil By optimizing chemical parameters such as ratios, co-surfactant compositions, and reactant ratios, the process of synthesizing nanoparticles can be adapted when preparing the desired type of nanoparticles. Particle nucleation and growth can be monitored by TEM and / or UV-visible spectroscopy to ensure adequate reaction rates and control size distribution.

【００５４】 ナノ粒子溶液中での所望しない反応を最小限にするために、制御された雰囲気
中で工程を行うのが好ましい。核形成と成長速度とが所望のバランスで起こるよ
うにナノ粒子調製工程の温度を設定することにより、好適な粒径分布を得ること
ができる。上記したエマルジョン条件は、特に小さい水コアを得るために選定さ
れたものであることに留意されたい。Preferably, the steps are performed in a controlled atmosphere to minimize unwanted reactions in the nanoparticle solution. A suitable particle size distribution can be obtained by setting the temperature of the nanoparticle preparation step so that nucleation and growth rate occur in a desired balance. It should be noted that the above emulsion conditions were chosen to obtain a particularly small water core.

【００５５】 上記した合成プロセスは、特定の材料およびプロセス特性を調整するために有
用な、粒子の核形成、成長、凝集、寸法分布および表面被覆等を良好に制御し得
ることが見出されたミクロエマルジョンプロセス法を利用するものである。他の
方法としては、水またはアルコール中での直接的な加水分解に基づくゾル−ゲル
プロセス法のような他のプロセス法によってナノ粒子を合成した後（例えば、T.
Moriz, J. Reiss, K. Diesner, D. SuおよびA. Chemseddine; Journal of Phys
ical Chemistry B 101 (1977) pp. 8052-8053を参照）、一般的に上記したよう
な強く凝集していない状態に単離することができる。The synthesis process described above has been found to be able to better control particle nucleation, growth, agglomeration, size distribution and surface coverage, etc., useful for tailoring specific materials and process properties. It utilizes a microemulsion process method. Alternatively, the nanoparticles may be synthesized by other process methods, such as a sol-gel process based on direct hydrolysis in water or alcohol (see, for example,
Moriz, J. Reiss, K. Diesner, D. Su and A. Chemseddine; Journal of Phys
ical Chemistry B 101 (1977) pp. 8052-8053), which can be generally isolated in a strongly non-aggregated state as described above.

【００５６】 ナノ粒子の用途 上記したようにして調製したナノ粒子の用途の幾つかの例をここに説明するが
、特にこれらに限定的されるものではない。他のプロセス法で調製したナノ粒子
であっても、寸法および組成が適切でありかつ高分子マトリックス中で相対的に
均一に分散させるのに充分に非凝集性なものであれば、このような用途に使用す
ることができる。[0056] will be described some examples of applications of nanoparticles prepared as described applications above nanoparticles here, but it is not particularly limited thereto. Nanoparticles prepared by other process methods, provided that the size and composition are appropriate and non-agglomerated enough to be relatively uniformly dispersed in the polymer matrix, are such Can be used for applications.

【００５７】 ホストマトリックス材料中でナノ粒子が効果を奏し得る２つの一般的なモード
があることが判明した。It has been found that there are two general modes in which nanoparticles can work in the host matrix material.

【００５８】 １．非干渉モード 粒子は、ホスト材料の固有の性質を著しく変化させないよ
うに選択されかつ／または処理され得る。大半の用途については、この種の粒子
は、約２０ｎｍ未満であって（ホスト中で容易に均一に分散されることを可能と
する）、５ｎｍを超える（分子のように機能することを回避するとともに、例え
ば、高分子マトリックスの鎖を分離してしまう等、ホストの構造に影響を与える
可能性を低減する）ことが好適である。1. Non-interfering mode particles can be selected and / or treated so as not to significantly alter the intrinsic properties of the host material. For most applications, particles of this type are smaller than about 20 nm (allowing them to be easily and uniformly dispersed in the host) and larger than 5 nm (avoid functioning like molecules). In addition, it is preferable to reduce the possibility of affecting the structure of the host, for example, separating chains of the polymer matrix).

【００５９】 ２．干渉モード 粒子は、その固有の性質に影響が及ぼされないように、ホス
ト材料と著しくは相互作用しないように選択されかつ／または処理され得る。こ
れは、次のような場合に行えばよい。[0059] 2. The interference mode particles may be selected and / or treated so that they do not significantly interact with the host material so that their inherent properties are not affected. This may be performed in the following cases.

【００６０】 ａ．粒子自体または特にそれらの付着した表面官能基が、化学的または物理的相
互作用を介してホスト材料と相互作用する物質である場合。粒子は、ホスト材料
と相互作用した結果、例えば、ホストの化学的性質（例えば、電気的／光学的ド
ーピング）および／または物理的性質（例えば、分極または配列またはエネルギ
移動）を変化させるような添加剤を担持し得る。添加剤は、粒子の表面に結合し
得るか、または少なくとも部分的に粒子に含まれ得る。A. When the particles themselves or especially their attached surface functional groups are substances that interact with the host material via chemical or physical interaction. The particles interact with the host material as a result of, for example, altering the host's chemical properties (eg, electrical / optical doping) and / or physical properties (eg, polarization or alignment or energy transfer). Agent can be carried. The additive may be associated with the surface of the particle or may be at least partially included in the particle.

【００６１】 ｂ．粒子が充分に小さくて個数が多く、このために高分子ホストの形態に（例え
ば、鎖軌道（chain trajectories）を撹乱することによって）影響を与え、ホス
トの分子の配列を著しく撹乱する場合。このような粒子は、ホスト材料の分子（
例えば、高分子鎖）の状態も変えてしまい、その結果、その特性の多くに影響を
与えてしまう（バンドギャップ、電子親和性、励起結合、放射寿命等）。B. When the particles are small enough and large in number, thereby affecting the morphology of the polymeric host (eg, by disrupting chain trajectories) and significantly disrupting the arrangement of host molecules. Such particles are composed of molecules of the host material (
For example, the state of the polymer chain is also changed, thereby affecting many of its properties (band gap, electron affinity, excitation coupling, radiative lifetime, etc.).

【００６２】 以下の実施例１、２および３は、主として非干渉モードのナノ粒子を使用する
ものである。一方、実施例４および５は、干渉モードのナノ粒子を使用するもの
である。The following Examples 1, 2 and 3 mainly use non-interfering mode nanoparticles. On the other hand, Examples 4 and 5 use nanoparticles in the interference mode.

【００６３】 実施例１：高分子膜の屈折率の制御 この例では、ＴｉＯ2ナノ粒子の分散体をＰＰＶ膜に添加することによって、
該ＰＰＶ膜の屈折率を制御する。ナノ粒子は光透過性であり、しかも、入射光が
散乱することを回避するのに充分に小さい。このため、得られる膜は良好な光学
的性質を示す。 Example 1 Control of the Refractive Index of a Polymer Film In this example, a dispersion of TiO 2 nanoparticles was added to a PPV film,
The refractive index of the PPV film is controlled. The nanoparticles are light transmissive and yet small enough to avoid scattering of the incident light. For this reason, the resulting films exhibit good optical properties.

【００６４】 適切な体積の１．４ｗ／ｖ％のＰＰＶ前駆体−ＭｅＯＨ溶液（ケンブリッジ・
ディスプレイ・テクノロジー製）と１．８ｗ／ｖ％のＴｉＯ2−ＭｅＯＨ溶液と
を配合し、ＰＰＶ前駆体の最終濃度は同一であるがＴｉＯ2の濃度が異なる、様
々な量のＴｉＯ2を含有するＰＰＶのサンプル（以下、「ＰＰＶ：ＴｉＯ2」と表
記する）を４つ作製した。ＴｉＯ2粒子の寸法範囲は約２〜８ｎｍであった。ガ
ラス基板上にスピンコートを行った後、動的真空（１０-5ｍｂａｒ未満）下に１
８０℃で８時間熱変換を行うことにより、見かけ上１０００Åの膜を得た。膜中
の実際のＴｉＯ2含有量は、電子プローブＸ線スペクトル測定（ＴｉＯ2含有量に
ついて）および可視スペクトル測定（ＰＰＶ含有量について）によって測定し、
膜厚は、粗面計によって測定した。An appropriate volume of a 1.4 w / v% PPV precursor-MeOH solution (Cambridge
Display Technology) and 1.8 w / v% TiO 2 -MeOH solution, containing various amounts of TiO 2 with the same final concentration of PPV precursor but different TiO 2 concentration Four samples of PPV (hereinafter, referred to as “PPV: TiO 2 ”) were produced. Size range of the TiO 2 particles was about 2 to 8 nm. After spin-coating on a glass substrate, the substrate is placed under dynamic vacuum (less than 10 −5 mbar).
The film was subjected to thermal conversion at 80 ° C. for 8 hours to give an apparent 1000 ° film. The actual TiO 2 content in the film was measured by electron probe X-ray spectrometry (for TiO 2 content) and visible spectrum measurement (for PPV content),
The film thickness was measured by a profilometer.

【００６５】[0065]

【表１】 [Table 1]

【００６６】 その後、全体の可視窓（whole visible window）を介する膜の屈折率を、分光
学的エリプソメトリーによって測定した（図１３参照）。透過スペクトル測定に
より、結果的に得られた膜は、高度に非散乱性であることが示された（６３３ｎ
ｍにおける散乱は２％未満であると概算された）。このことから、高度に分散さ
れたナノ粒子が屈折率改変剤として機能することと、光学的に高品質な有機膜を
得ることができることが明らかである。Thereafter, the refractive index of the film through the whole visible window was measured by spectroscopic ellipsometry (see FIG. 13). Transmission spectrum measurements showed that the resulting films were highly non-scattering (633n
Scatter at m was estimated to be less than 2%). From this, it is clear that highly dispersed nanoparticles function as a refractive index modifier and that an optically high quality organic film can be obtained.

【００６７】 ＳｉＯ2を配合したＰＰＶ（ＰＰＶ：ＳｉＯ2）のサンプルにおいても同様の結
果が得られた。以下の表に詳細を示す膜において、ＰＰＶ前駆体およびＳｉＯ2
濃度は、両者ともに１．１ｗ／ｖ％とした。ガラス基板上でスピンコートおよび
変換を繰り返して行った後に、動的真空（１０-5ｍｂａｒ未満）下に１６０℃で
８時間熱アニールを行うことにより、見かけ上１０００Åの膜を得た。他の実験
手順は、上記と同様とした。[0067] PPV blended with SiO 2 (PPV: SiO 2) Similar results in the sample was obtained. In the films detailed in the table below, the PPV precursor and SiO 2
The concentration was 1.1 w / v% in both cases. After repeated spin coating and conversion on a glass substrate, thermal annealing was performed at 160 ° C. for 8 hours under a dynamic vacuum (less than 10 −5 mbar) to obtain an apparent 1000 ° film. Other experimental procedures were the same as described above.

【００６８】[0068]

【表２】 [Table 2]

【００６９】 屈折率に対する効果をさらに検討するために、２つの銀のミラー間に肉厚が同
等の膜を配置してファブリ−ペロー（Fabry-Perot）キャビティを形成した。キ
ャビティの共振周波数は、光路長の関数であるため、これは有効屈折率に対する
尺度となる。To further examine the effect on the refractive index, a film of equal thickness was placed between two silver mirrors to form a Fabry-Perot cavity. Since the resonance frequency of the cavity is a function of the optical path length, this is a measure for the effective refractive index.

【００７０】 ＰＰＶ前駆体ポリ陽イオンと負に帯電したＳｉＯ2ナノ粒子とは、互いに混合
された際に相互作用して、沈殿物を生成する。しかしながら、濃度条件を設定す
ることによりこの問題を克服することができる（ＭｅＯＨに対してＰＰＶおよび
ＳｉＯ2濃度を比較的低くすればよい）。どのような微細な沈殿物であっても、
遠心分離によって除去可能である。光学的に清浄な遠心分離物を使用することに
よって、散乱がほとんどない膜を作製することができた。The PPV precursor polycation and the negatively charged SiO 2 nanoparticles interact when mixed together to form a precipitate. However, this problem can be overcome by setting the concentration conditions (the PPV and SiO 2 concentrations should be relatively low with respect to MeOH). Whatever fine sediment,
It can be removed by centrifugation. By using optically clean centrifuges, membranes with little scattering could be made.

【００７１】 フォトルミネセンス測定では、ＰＰＶ：ＳｉＯ2膜においては、ＰＰＶ：Ｔｉ
Ｏ2膜と対照的に高いフォトルミネセンス効率が保持されることが示される。こ
れは、ＳｉＯ2粒子が、ＴｉＯ2粒子と異なりＰＰＶの励起状態を抑制しないため
である。このことから、ＰＰＶ：ＳｉＯ2膜は、エレクトロルミネセントデバイ
スの発光層として使用するのに好適であるということがいえる（代替的に、Ｔｉ
Ｏ2のような抑制性のナノ粒子を処理して、アルキル鎖またはＳｉＯ2のように表
面隔離またはスペーシング層を担持させることができる）。一般に、２つの電極
間に介装された、例えばＰＰＶ膜からなる発光有機層を備えるこの種のデバイス
の基本構造は周知である。電極の一方（陰極）が負の荷電担体（電子）を注入し
、電極の他方（陽極）が正の荷電担体（正孔）を注入する。電子と正孔とが有機
層内で再結合し、光子を発生する。ＰＣＴ出願された国際公開９０／１３１４８
号公報では、有機発光材料は高分子である。米国特許第４，５３９，５０７号で
は、有機発光材料はトリス−（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム（「Ａｌ
ｑ３」）のような低分子材料として知られる種類のものである。実際のデバイス
では、典型的には一方の電極が透明であり、これにより光子のデバイスからの放
出が可能となる。In the photoluminescence measurement, in the PPV: SiO 2 film, the PPV: Ti
It is shown that high photoluminescence efficiency is retained in contrast to the O 2 film. This is because SiO 2 particles do not suppress the excited state of PPV, unlike TiO 2 particles. From this, it can be said that the PPV: SiO 2 film is suitable for use as a light emitting layer of an electroluminescent device (alternatively, Ti
Inhibitory nanoparticles, such as O 2 , can be treated to carry a surface isolation or spacing layer, such as alkyl chains or SiO 2 ). In general, the basic structure of this type of device comprising a light-emitting organic layer, eg, a PPV film, interposed between two electrodes is well known. One of the electrodes (cathode) injects negative charge carriers (electrons) and the other (anode) injects positive charge carriers (holes). The electrons and holes recombine in the organic layer, generating photons. WO 90/13148 filed with PCT
In the publication, the organic light emitting material is a polymer. In U.S. Pat. No. 4,539,507, the organic light emitting material is tris- (8-hydroxyquinolino) aluminum ("Al
q3 "). In practical devices, typically one electrode is transparent, which allows emission of photons from the device.

【００７２】 屈折率を変化させる技術は、他の材料、特に他の有機材料からなるマトリック
スに有用である。有機材料は、高分子、オリゴマーまたは低分子有機材料であっ
てもよく、このようなものの２つ以上の配合物であってもよい。上述したように
、結果的に得られる材料の屈折率は、ナノ粒子の材料およびそのマトリックス中
の体積分率を適切に選択することによって決定することができる。有効な屈折率
は、ブルゲマン（Bruggeman）の有効媒質近似によって概算することができる。
屈折率は、有機マトリックスおよびナノ粒子の屈折率、付加する体積分率、およ
び分散状態を調整することによって制御することができる。Techniques for changing the refractive index are useful for matrices made of other materials, especially other organic materials. The organic material may be a high molecular, oligomer or low molecular organic material, or a blend of two or more of such. As mentioned above, the refractive index of the resulting material can be determined by appropriate selection of the nanoparticle material and its volume fraction in the matrix. The effective index of refraction can be estimated by the Bruggeman effective medium approximation.
The refractive index can be controlled by adjusting the refractive indices of the organic matrix and nanoparticles, the added volume fraction, and the state of dispersion.

【００７３】 有機材料の屈折率を制御する従来技術としては、２種以上の有機材料を互いに
配合することが知られている。しかしながら、有機材料の屈折率が極めて小さい
傾向にあること、時には有機材料同士が非混和性であるために大規模な相分離が
引き起こされることがあることから、この手法の有効性には限界があった。As a conventional technique for controlling the refractive index of an organic material, it is known to mix two or more organic materials with each other. However, the effectiveness of this technique is limited by the fact that the refractive index of organic materials tends to be very small and sometimes the organic materials are immiscible, causing large-scale phase separation. there were.

【００７４】 実施例２：高分子分布ブラッグ反射器（高分子ミラー） 分布ブラッグ反射器（distributed Bragg reflector, ＤＢＲ）は、高屈折率
の誘電体と低屈折率の誘電体（光透過性材料）とが規則的に交番する積層体から
なり、設定された波長における反射がブラッグの条件を満たすように作製されて
いる。反射は、誘電体積層体における周期性（periodicity）の光路が、波長の
２分の１に対応する際に生じ、ＤＢＲ積層体が次の式に従う場合に反射性はさら
に最適化される。 Embodiment 2 Polymer Distributed Bragg Reflector (Polymer Mirror) A distributed Bragg reflector (DBR) is composed of a high refractive index dielectric and a low refractive index dielectric (light transmitting material). Are made of a laminated body that alternates regularly, and are manufactured such that reflection at a set wavelength satisfies Bragg's condition. Reflection occurs when the periodic optical path in the dielectric stack corresponds to one-half wavelength, and the reflectivity is further optimized when the DBR stack follows the formula:

【００７５】 １／２λ＝ｎ1ｄ1＋ｎ2ｄ2 式中、ｎ1、ｎ2はそれぞれの屈折率であり、ｄ1、ｄ2はＤＢＲにおける対応す
る成分の膜厚であり、λは設定波長である。Λλ = n 1 d 1 + n 2 d 2 In the formula, n 1 and n 2 are respective refractive indexes, d 1 and d 2 are film thicknesses of corresponding components in the DBR, and λ is The setting wavelength.

【００７６】 図１４に、高分子分布ブラッグ反射器（高分子ミラー）を示す。この場合、交
番する層は、それぞれ、ＰＰＶ、その屈折率を制御するＴｉＯ2ナノ粒子が分散
されることにより改質されたＰＰＶからなる。高分子ＤＢＲを形成するために、
表面張力改変剤としてのＡＯＴ７０ｐｐｍを含有する０．４ｗ／ｖ％のＰＰＶ前
駆体−ＭｅＯＨ溶液（ケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー製）、および
０．７ｗ／ｖ％（固体合計）のＰＰＶ前駆体：ＴｉＯ2−ＭｅＯＨ溶液（この場
合、ＰＰＶ前駆体とＴｉＯ2の比率は重量で１：１．８である）をガラス上に交
互にスピンコートした後、Ａｒの存在下、１８０℃で１時間熱変換して、膜厚が
６００〜７００Åの膜をそれぞれ得た。ＰＰＶ材料１０は高屈折率層となり、一
方、ＰＰＶ：ＴｉＯ2１１は低屈折率層となる。FIG. 14 shows a polymer distribution Bragg reflector (polymer mirror). In this case, the alternating layers consist of PPV and PPV modified by dispersing TiO 2 nanoparticles for controlling the refractive index, respectively. To form a polymer DBR,
PPV precursor 0.4 w / v% of the PPV precursor -MeOH solution containing AOT70ppm as surface tension modifying agent (manufactured by Cambridge Display Technologies), and 0.7 w / v% (solids Total): TiO 2 A MeOH solution (in this case the ratio of PPV precursor to TiO 2 is 1: 1.8 by weight) is alternately spin-coated on glass and then heat-transformed at 180 ° C. for 1 hour in the presence of Ar. Thus, films having a thickness of 600 to 700 ° were obtained. The PPV material 10 becomes a high refractive index layer, while the PPV: TiO 2 11 becomes a low refractive index layer.

【００７７】 膜厚ｄ1およびｄ2を決定する実際のスピン条件は、高屈折率層および低屈折率
層の各対の反射スペクトルを測定することによって設定した。すなわち、ＤＢＲ
のｎ1ｄ1＋ｎ2ｄ2が所望の値となるように、反射スペクトルをフィードバックし
て膜厚ｄ1およびｄ2を決定した。The actual spin conditions for determining the film thicknesses d 1 and d 2 were set by measuring the reflection spectra of each pair of the high refractive index layer and the low refractive index layer. That is, DBR
The reflection spectra were fed back so that the film thicknesses d 1 and d 2 were determined so that n 1 d 1 + n 2 d 2 of FIG.

【００７８】 スピンコートは、例えば、ガラスまたはプラスチックの基板上に対して行えば
よく、これに加えて、電荷注入用の透明導電層を設けるようにしてもよい。The spin coating may be performed on, for example, a glass or plastic substrate. In addition, a transparent conductive layer for charge injection may be provided.

【００７９】 約６００ｎｍ（図１５参照）および５５０ｎｍ（図１６参照）に一次反射の最
大値（first order reflection maximum）を示す３対および６対の高分子層にお
ける反射スペクトルから、高精度な制御を行うことができることが諒解される。From the reflection spectra of the three and six pairs of polymer layers showing the first order reflection maximum at about 600 nm (see FIG. 15) and 550 nm (see FIG. 16), highly accurate control can be performed. It will be appreciated that it can be done.

【００８０】 ＤＢＲは共役材料により形成されているので、反射に加えて光子を生成させる
ために電気的にポンプ駆動するようにしてもよい。Since the DBR is formed of a conjugate material, it may be electrically pumped to generate photons in addition to reflection.

【００８１】 実施例３：分離した閉じ込めヘテロ構造体：エッジ発光有機発光ダイオード 内部でナノ粒子を分散させることに伴って発現する材料の屈折率変化能により
、光子構造体の作製を可能とする重要な技術が供される。一例として、光屈折率
のコントラスト（変動）を利用して光学的光子モードを閉じ込める光子構造体、
例えば、導波構造体および／または分離した閉じ込めヘテロ構造体が挙げられる
（例えば、S. M. Sze、「半導体デバイス：物理および技術」、John Wiley & So
ns, New York, 1985を参照することができる）。これまでは、屈折率を簡便に変
化させることが困難であったことが、オプトエレクトロニクスデバイス技術にお
いて有機材料を活用しようとした際に障害となっていた。 Example 3 Separated Confinement Heterostructure: Edge-Emitting Organic Light-Emitting Diode Dispersion of Nanoparticles Due to Dispersion of Material Refractive Index Ability to Make Photonic Structures Important Technology is provided. As an example, a photon structure that confines an optical photon mode using the contrast (fluctuation) of the optical refractive index,
Examples include waveguide structures and / or discrete confinement heterostructures (eg, SM Sze, “Semiconductor Devices: Physics and Technology”, John Wiley & So
ns, New York, 1985). Heretofore, it has been difficult to easily change the refractive index, which has been an obstacle when trying to utilize organic materials in optoelectronic device technology.

【００８２】 図１７ａは、従来の表面発光ＬＥＤのように垂直方向を介するのではなく、Ｌ
ＥＤの平面において発光する、エッジ発光有機発光ダイオード（edge-emitting
organic light-emitting diode, EEOLED）を示す。FIG. 17 a illustrates L instead of via the vertical direction as in a conventional surface emitting LED.
Edge-emitting organic light-emitting diodes that emit light in the plane of the ED
organic light-emitting diode, EEOLED).

【００８３】 ＥＥＯＬＥＤは、図１７ａに示すように、スピンコートによって多層構造を形
成することにより製造される。膜厚３５００ÅのＰＰＶ：ＴｉＯ2の低屈折率層
１２があり、続いて膜厚２５００ÅのＰＰＶの高屈折率導波層１３があり、そし
て、ＰＰＶ：ＳｉＯ2からなりＭＣＰ層内に埋設された多数の薄い電荷輸送「ハ
ードル」層１４ａとともに作製された膜厚１０００ÅのＭＣＰのエミッタ層１４
がある。これらＰＰＶ：ＳｉＯ2薄層の屈折率は、隣接するＭＣＰ層の屈折率と
ほとんど合致する。そして、主としてＭＣＰ層中で直接再結合が起こることを促
進するのに有用な、電子および正孔を輸送するに際して弱い「ハードル」が付与
される。したがって、デバイスが動作する際には、この層内で励起子が生成され
る。この層から放射された光は、続いて光子を閉じ込める低屈折率層１２に沿っ
て導波され、高分子膜のエッジに沿って放射される（図１７ｂ参照）。このよう
に、励起子および光子は、デバイスにおける互いに分離した領域に閉じ込められ
る。この種のデバイスにおいては、励起子が閉じ込められる領域の材料特性を、
光子が閉じ込められる領域の材料特性とは独立に制御することができる。所望の
電子的および光子的構造体を製造するために、共役材料の電荷応答および光学的
応答特性を、独立して個々に改質または構成することができる。An EEOLED is manufactured by forming a multilayer structure by spin coating, as shown in FIG. 17a. There is a low refractive index layer 12 of PPV: TiO 2 with a thickness of 3500２, followed by a high refractive index waveguide layer 13 of PPV with a thickness of 2500Å and embedded in the MCP layer of PPV: SiO 2 . 1000 ° MCP emitter layer 14 fabricated with a number of thin charge transporting “hurdle” layers 14a
There is. The refractive index of these thin PPV: SiO 2 layers almost matches the refractive index of the adjacent MCP layer. And, a weak "hurdle" is provided in transporting electrons and holes, which is useful primarily in promoting direct recombination in the MCP layer. Thus, when the device operates, excitons are generated in this layer. Light emitted from this layer is subsequently guided along the low refractive index layer 12, which confines photons, and is emitted along the edges of the polymer film (see FIG. 17b). In this way, excitons and photons are confined to discrete regions of the device. In this type of device, the material properties of the region where the exciton is confined are
It can be controlled independently of the material properties of the region where the photons are confined. The charge response and optical response properties of the conjugated material can be independently modified or configured independently to produce the desired electronic and photonic structures.

【００８４】 この構造における利点の１つは、光が側部ではなくデバイスのエッジから放射
されるため、従来技術に係るデバイスのように、一方の電極を透明にする必要が
ないことである。他の利点としては、この構造が、導波電気ポンプ駆動注入レー
ザ（wave-guiding electrically-pumped injection laser）となる構成をも供す
ることである。One advantage of this structure is that one electrode does not need to be transparent, as in prior art devices, because light is emitted from the edges of the device rather than from the sides. Another advantage is that the structure also provides an arrangement that results in a wave-guiding electrically-pumped injection laser.

【００８５】 実施例４：蛍光色素担体としてのナノ粒子 ナノ粒子に官能性材料を付着させ、このようなナノ粒子をマトリックス中に分
散させることにより、マトリックスの特性を制御することができる。この手法の
例として、蛍光色素をナノ粒子に付着させ、ＰＰＶマトリックス中に分散させた
デバイスについて説明する。 Example 4 Nanoparticles as a Fluorescent Dye Carrier The properties of the matrix can be controlled by attaching a functional material to the nanoparticles and dispersing such nanoparticles in the matrix. As an example of this technique, a device in which a fluorescent dye is attached to nanoparticles and dispersed in a PPV matrix will be described.

【００８６】 上記したようにして調製したＳｉＯ2ナノ粒子上に、周知の赤色レーザ色素で
あるローダミン１０１（Rhodamine 101）の（サブ）単層を最初に吸着させた。
これを達成するために、ローダミン１０１（キサンテン（Xanthene））の希薄１
ｗ／ｖ％ＥｔＯＨ溶液と、１．１ｗ／ｖ％のＳｉＯ2のＭｅＯＨ溶液とを等体積
（１ｍｌ）で混合し、均一な混合物を、６〜８ｋ ＭＷＣＯセルロース透析チュ
ーブ（Spectra/Por、登録商標）を使用してＨＰＬＣ等級のＭｅＯＨ２００ｍｌ
に対して２回透析した。ＳｉＯ2粒子の表面に結合していないローダミン１０１
分子は、透析物とともに透析され、一方、結合した色素分子は、残留物中に分散
したナノ粒子の表面に保持された。次いで、紫外−可視スペクトル測定（図１８
参照）により残留物を分析したところ、ナノ粒子の表面が実際に色素担体として
機能していることが判明した。A (sub) monolayer of Rhodamine 101, a well-known red laser dye, was first adsorbed onto the SiO 2 nanoparticles prepared as described above.
To achieve this, a dilution of Rhodamine 101 (Xanthene)
and w / v% EtOH solution, and mixed with equal volume (1 ml) and MeOH solution of 1.1 W / v% of SiO 2, a homogeneous mixture, 6～8K MWCO cellulose dialysis tubing (Spectra / Por, R ) Using 200 ml of HPLC grade MeOH
Was dialyzed twice. Rhodamine 101 not bound to the surface of SiO 2 particles
The molecules were dialyzed with the dialysate, while the bound dye molecules were retained on the surface of the nanoparticles dispersed in the residue. Next, ultraviolet-visible spectrum measurement (FIG. 18)
Analysis), it was found that the surface of the nanoparticles actually functions as a dye carrier.

【００８７】 このようにして調製されたナノ粒子は、ＰＰＶ層内に蛍光色素を分散させるた
めに、実施例１におけるナノ粒子として使用することができる。この層は、有機
発光デバイスの活性層とすることができる。この場合、蛍光色素はＰＰＶからの
発光によって刺激を受け、他の周波数で光を放射する。これは、３色ディスプレ
イを製造する際に特に有用である。The nanoparticles thus prepared can be used as the nanoparticles in Example 1 for dispersing the fluorescent dye in the PPV layer. This layer can be the active layer of an organic light emitting device. In this case, the fluorescent dye is stimulated by light emission from the PPV and emits light at another frequency. This is particularly useful when manufacturing a three color display.

【００８８】 蛍光色素分子によるナノ粒子の表面改質のさらなる例は、B. OreganとM. Grat
zel、「色素感作コロイダルＴｉＯ2膜を基材とする低コスト、高効率の太陽電池
」、Nature 353 (1991) pp. 737-740に示されている。表面改質は、シリル化試
薬のような適切な化学物質を用いて、色素分子の適切な官能基とともに共有結合
、イオン結合または水素結合を形成する適切な化学的官能基（例えば、−ＣＯＯ
Ｈ、−ＮＨ2、−ＳＯ3Ｈ、−ＰＯ3Ｈ、または−ＮＲ3 +）を担持する層でナノ粒
子の表面を被覆することにより遂行することができる。これにより、色素がナノ
粒子の表面に定着することが支援される。所望の官能基を生成するために、色素
分子自体を改質するようにしてもよい。Further examples of surface modification of nanoparticles with fluorophores are described by B. Oregan and M. Grat
Zel, shown "dye-sensitized colloidal TiO 2 film low cost as a base material, high-efficiency solar cells", in Nature 353 (1991) pp. 737-740 . Surface modification can be achieved by using a suitable chemical such as a silylating reagent to form a suitable chemical functional group that forms a covalent, ionic or hydrogen bond with the appropriate functional group of the dye molecule (eg, -COO).
H, -NH 2, -SO 3 H , can be accomplished by coating the surface of the nanoparticles -PO 3 H or -NR 3 +) with a layer carrying the. This helps the dye to settle on the surface of the nanoparticles. In order to generate a desired functional group, the dye molecule itself may be modified.

【００８９】 特に、ホストがゲストを刺激し得る発光材料である「ゲスト−ホスト」活性層
構造において、広範囲の蛍光色素分子を「ゲスト」として使用することにより、
広範囲の周波数に亘って感受的な発光を得ることができる。このような構造にお
いては、有機材料とし得るマトリックス「ホスト」層は、電荷を輸送する役割を
果たすとともに第１段階の再結合中心として作用する。その後、エネルギは「ゲ
スト」に移送され、続いて所望の色の発光が起こる。マトリックス中で生成され
る最初の励起子から色素中で生成される最後の励起子へのエネルギの移動は、効
率的であることが好ましく、一般に、最初の（「ホスト」）励起状態の発光スペ
クトルが、最後の（「ゲスト」）励起状態に対する吸収スペクトルに充分に重複
していることが要求される。また、ゲストは、高いフォトルミネセント効率を示
すものであることが好ましく、エネルギ移動の有効半径（フォスターの半径（Fo
rster radius））が例えば３〜１０ｎｍ程度の小さいものである場合には、「ホ
スト」マトリックスにおける「ゲスト」部位の密度が充分に高い（好ましくは１
０-17〜１０-19／ｃｍ3）ことが好ましい。In particular, by using a wide range of fluorescent dye molecules as “guests” in a “guest-host” active layer structure, where the host is a luminescent material that can stimulate guests,
Sensitive light emission can be obtained over a wide range of frequencies. In such a structure, a matrix "host" layer, which may be an organic material, serves to transport charge and also acts as a first stage recombination center. Thereafter, energy is transferred to the "guest", followed by emission of the desired color. The transfer of energy from the first exciton generated in the matrix to the last exciton generated in the dye is preferably efficient, and generally the emission spectrum of the first ("host") excited state Is required to overlap sufficiently with the absorption spectrum for the last ("guest") excited state. Also, the guest preferably exhibits high photoluminescent efficiency, and the effective radius of energy transfer (Foster's radius (Fo
rster radius) is as small as, for example, about 3 to 10 nm, the density of the “guest” site in the “host” matrix is sufficiently high (preferably 1%).
0 -17 to 10 -19 / cm 3 ).

【００９０】 適切な色素の例には、レーザ色素（例えば、クマリン、キサンテン、およびオ
キサジン）として広く知られている種類の分子が含まれる。Examples of suitable dyes include the types of molecules commonly known as laser dyes (eg, coumarin, xanthene, and oxazine).

【００９１】 従来、有機材料のようなマトリックスに色素分子を混和した場合は、保管の最
中、特に操作の最中に、ホスト層または界面において色素分子が急速に拡散およ
び偏析（再結晶化）することがあり、このために発光効率が急速に低下すること
が主たる障害となっていた。この問題に対しては、マトリックス中で相対的に移
動しないナノ粒子の表面に色素を結合させることによって当該色素を固定化する
上記したプロセスによって改善することができる。直径が１〜１０ｎｍであって
も、典型的には有機ホストを経由するナノ粒子の拡散係数は、色素分子自体の拡
散係数に比して数桁低いと予測される。Conventionally, when dye molecules are mixed with a matrix such as an organic material, the dye molecules rapidly diffuse and segregate (recrystallize) at the host layer or interface during storage, particularly during operation. Therefore, a rapid decrease in luminous efficiency has been a major obstacle. This problem can be ameliorated by the above-described process of immobilizing the dye by binding the dye to the surface of the nanoparticles that do not move relatively in the matrix. Even when the diameter is 1 to 10 nm, typically the diffusion coefficient of the nanoparticles via the organic host is expected to be several orders of magnitude lower than the diffusion coefficient of the dye molecule itself.

【００９２】 実施例５：高分子形態の改質剤としてのナノ粒子 この例は、高分子マトリックス中に最初に分散させたナノ粒子が、高分子の形
態（例えば、鎖立体配座（chain conformation））を変化し得ることを示すもの
である。 Example 5: Nanoparticles as Modifiers in Polymeric Form This example shows that nanoparticles initially dispersed in a polymer matrix are converted to polymer form (eg, chain conformation). )) Can be changed.

【００９３】 ＰＰＶ：ＴｉＯ2（上記した膜Ｃと同一組成）およびＰＰＶ（対照）の高分子
膜をスピンコートして、原子力顕微鏡（atomic force microscopy）観察に供し
た。両膜を１８０℃で熱変換した。図１９ａおよび図１９ｂに観察結果を示す。
対照膜の表面は、ナノスケールで突出した多数の領域を示すが（高さ約１０〜２
０ｎｍ、幅２０〜４０ｎｍ）、これは膜の厚さ方向におけるＰＰＶ鎖のミクロ結
晶状態に関連すると考えられる（M. A. Masse, D. C. Martin, E. L. Thomasお
よびF. E. Karasc、「ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）の原型膜およびドープさ
れた膜における結晶形態」、Journal of Material Science 25 (1990), pp. 311
-320）。これに対して、ナノ粒子を含有させて作製した膜は、全体に亘って長さ
が同スケールであり、比較的平滑で特徴のない表面を示した。この理由は、恐ら
く、立体的制限およびナノ粒子表面に隣接する界面での鎖立体配座にキンクが導
入され、その結果、ナノ粒子によってミクロ結晶化が抑制されたためであると考
えられる。A polymer film of PPV: TiO 2 (same composition as the above-mentioned film C) and a polymer film of PPV (control) were spin-coated and subjected to an atomic force microscopy observation. Both films were thermally converted at 180 ° C. 19a and 19b show the observation results.
The surface of the control membrane shows a number of areas protruding on the nanoscale (height approx.
0 nm, width 20-40 nm), which is thought to be related to the microcrystalline state of the PPV chain in the thickness direction of the membrane (MA Masse, DC Martin, EL Thomas and FE Karasc, "Prototype of poly (p-phenylenevinylene)" Crystal Forms in Films and Doped Films ", Journal of Material Science 25 (1990), pp. 311
-320). On the other hand, the film prepared by incorporating the nanoparticles had the same length throughout, and exhibited a relatively smooth and featureless surface. This is probably due to the introduction of kinks in the steric limitations and chain conformation at the interface adjacent to the nanoparticle surface, which resulted in the suppression of microcrystallization by the nanoparticles.

【００９４】 この考察が正しいものであることは、ＰＰＶ：ＴｉＯ2体積比率が所定範囲で
ある膜の紫外−可視スペクトル測定によって明らかである。すなわち、ナノ粒子
含有量が増加して１５％を超えると、π−π*遷移のブルーシフトが引き起こさ
れることが示された（図２０参照）。The validity of this consideration is evident from the UV-Vis spectrum measurements of films with a PPV: TiO 2 volume ratio in a given range. That is, it was shown that when the nanoparticle content increased and exceeded 15%, a blue shift of the π-π * transition was caused (see FIG. 20).

【００９５】 すなわち、ナノ粒子を存在させることにより、有効共役長さおよび／または高
分子マトリックスの結晶性を変化させ、これによりその光学的屈折率および他の
関連する特性が変化するように、局所的な高分子の形態が摂動することを誘発さ
せることができることが認められる。That is, the presence of the nanoparticles alters the effective conjugate length and / or the crystallinity of the polymeric matrix, thereby altering its optical refractive index and other related properties. It is recognized that the specific macromolecular morphology can induce perturbation.

【００９６】 有機／ナノ粒子複合体のこの特徴を利用して、保管または操作の際に有機体が
再結晶化することを抑制することができる。再結晶化は、光学デバイスを例にと
ると、電気的挙動、色の安定性、および発光効率の変化を引き起こし、デバイス
の性能に有害な影響を与えることから、一般に望ましくないものである。形態が
変化することに伴い、輸送、（励起子のための）結合エネルギ、および効率のよ
うな多くの「固有の」特性も変化させ得る。[0096] This feature of the organic / nanoparticle composite can be used to suppress recrystallization of the organism during storage or manipulation. Recrystallization, for example, in optical devices, is generally undesirable because it causes changes in electrical behavior, color stability, and luminous efficiency, and has a detrimental effect on device performance. As the morphology changes, many “intrinsic” properties such as transport, binding energy (for excitons), and efficiency can also change.

【００９７】 一般的論点 上記した用途および他の用途のためのナノ粒子は、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2以外
の材料であっても調製することができる。用途に応じて、粒子の幾つかの重要な
性質は次の通りである。 General Issues Nanoparticles for the above and other uses can be prepared even with materials other than SiO 2 or TiO 2 . Some important properties of the particles, depending on the application, are:

【００９８】 １．透明性 これを達成するためには、粒子は充分に大きなバンドギャップを
有するものとすべきである。例えば、ナノ粒子を発光高分子のマトリックス中に
分散させる際に、その高分子からの発光に対して透明であることが要求される場
合は、粒子は、高分子材料より大きいバンドギャップを有すべきである。１つの
方策は、透明で非金属性の無機粒子を使用することである。ナノ粒子材料の光学
的バンドギャップは、光学的な透明窓に対して吸収端が絞られることのないよう
に、マトリックス材料の光学的バンドギャップと等しいか、またはこれより大き
くするのが好ましい。1. Transparency To achieve this, the particles should have a sufficiently large band gap. For example, when nanoparticles are dispersed in a matrix of a light-emitting polymer and are required to be transparent to light emission from the polymer, the particles have a larger band gap than the polymer material Should. One approach is to use transparent, non-metallic inorganic particles. The optical bandgap of the nanoparticle material is preferably equal to or greater than the optical bandgap of the matrix material so that the absorption edge is not narrowed against the optically transparent window.

【００９９】 ２．不溶性（例えば水中） ＣＲＣハンドブックに詳細に示されているように
、これは、水に対する挙動によって概ね評価することができる。[0099] 2. Insoluble (e.g. in water) As can be seen in detail in the CRC Handbook, this can be largely assessed by its behavior on water.

【０１００】 ３．酸腐蝕に対する抵抗性 これは、ナノ粒子が、酸環境、例えばＰＰＶ配合
物中で使用される場合に特に関連するものである。この性質は、ＣＲＣハンドブ
ックに詳細に示されているように、無機酸に対するバルク挙動によって概ね評価
することができる。[0100] 3. Resistance to Acid Corrosion This is particularly relevant when the nanoparticles are used in an acid environment, such as a PPV formulation. This property can be largely evaluated by the bulk behavior for inorganic acids, as detailed in the CRC handbook.

【０１０１】 ４．移動性でないイオンの形成 除去しなければ特性に影響を及ぼすものであ
る場合には、陽イオン交換法によってＮａ+のような所望しないイオンを調製物
から除去することができる。4. If not affect the characteristic to be formed is removed the non-mobile ions can be removed ions undesired, such as Na + by cation exchange process from the preparation.

【０１０２】 ５．寸法 最終的に得られる本体に電荷輸送の均一性と光学的な高品質が求め
られる場合には、好適な寸法は約５〜１０ｎｍの範囲である。これより極めて小
さい粒子は、表面対体積比率が高いので安定性が低ことから、適切ではないであ
ろう。ナノ粒子を含有する本体の透明性のためには、ナノ粒子の直径は、一般に
、関連する光の波長の２分の１未満であることが好ましい。本体が小さいもので
ある場合、例えば、典型的な薄膜の光学デバイスである場合は、ナノ粒子の直径
は、膜厚の２分の１未満であることが好ましく、膜厚の５分の１または１０分の
１未満であることが最も好ましい。（統計学的に）均一に分布させるためには、
ナノ粒子の寸法は、関連する寸法（波長または膜厚）の１／５（１／１０）とす
べきである。[0102] 5. Dimensions If the final resulting body requires uniform charge transport and high optical quality, preferred dimensions are in the range of about 5-10 nm. Particles much smaller than this would not be suitable because of their low stability due to their high surface to volume ratio. For the transparency of the body containing the nanoparticles, it is generally preferred that the diameter of the nanoparticles be less than half the wavelength of the relevant light. If the body is small, for example in the case of a typical thin film optical device, the diameter of the nanoparticles is preferably less than one half of the film thickness, one fifth of the film thickness or Most preferably, it is less than one tenth. For a (statistically) uniform distribution,
The size of the nanoparticles should be 1/5 (1/10) of the relevant size (wavelength or film thickness).

【０１０３】 ６．分散 ナノ粒子の分散状態を向上させるとともに凝集形成を低減させるた
めには、界面活性剤でナノ粒子の表面を被覆するようにすればよい。能力的に適
切な界面活性剤の１つの例は、ナトリウム・デクセート（sodium decussate, Ａ
ＯＴ）である。ＡＯＴは、ＭＥＨ−ＰＰＶや、ＭｅＯＨおよびＣＨＣｌ3のよう
な多様な極性キャスティング溶剤（polar casting solvents）と相溶性があり、
このためにこれらに分散されると予測される、２−エチルヒドロキシルエステル
側鎖の形態で短い疎水性尾部を有するイオン性の界面活性剤である。6. In order to improve the dispersion state of the dispersed nanoparticles and reduce the formation of agglomeration, the surface of the nanoparticles may be coated with a surfactant. One example of a potentially suitable surfactant is sodium decussate (A).
OT). AOT, there are various polar casting solvent (polar casting solvents) and compatibility, such as MEH-PPV and, MeOH and CHCl 3,
For this reason, ionic surfactants with short hydrophobic tails in the form of 2-ethylhydroxyl ester side chains, which are expected to be dispersed therein.

【０１０４】 ７．適切な屈折率 [0104] 7. Appropriate refractive index

【０１０５】 ８．マトリックス材料、例えば所望の発光高分子との均一な配合物への処理性
ナノ粒子は、粒子が分散された層を形成した後に、その層の頂部において分子
を昇華させることにより、昇華された分子材料と「配合」することができる。こ
の方法では、粒子によって形成された空隙内を分子（オリゴマー等）で充填する
ことができる。第１の層の形成は、スピンコートまたは自己組織化によって行う
ことができる。この技術により、無機材料がＣＶＤ（化学的気相成長）法、ＭＢ
Ｅプロセス、または何らかの変形もしくは組み合わせにおいて成膜されるのと同
様に、ナノ粒子を、高温で蒸着によって成膜させることのできる材料と配合する
ことも可能となる。8. Processable nanoparticles into a uniform blend with a matrix material, e.g., the desired luminescent polymer , form the layer in which the particles are dispersed, and then sublimate the molecule at the top of the layer to form the sublimated molecule. Can be "blended" with materials. In this method, the voids formed by the particles can be filled with molecules (such as oligomers). The formation of the first layer can be performed by spin coating or self-assembly. With this technology, inorganic materials can be formed by CVD (chemical vapor deposition), MB
Nanoparticles can also be combined with materials that can be deposited by evaporation at elevated temperatures, as well as being deposited in an E-process, or any variation or combination.

【０１０６】 本発明は、特許請求の範囲に現在記載された発明に関連するか否かに関わらず
、暗示的または明示的にまたは一般的な態様として本明細書中で開示された如何
なる特徴または特徴の組合せをも包含し得るものである。上記した記載に照らし
て本発明の範囲内で種々の改変を行い得ることは、当業者に明らかであろう。The present invention may be directed to any feature or implicitly or explicitly disclosed herein, whether implicit or explicit, or in a general manner, whether or not related to the presently claimed invention. It can also include a combination of features. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made within the scope of the present invention in light of the above description.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 ＴｉＯ2ナノ粒子のエネルギ分散Ｘ線スペクトルの測定結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a measurement result of an energy dispersive X-ray spectrum of TiO 2 nanoparticles.

【図２】 ＴｉＯ2ナノ粒子のラマンスペクトルの測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a measurement result of a Raman spectrum of TiO 2 nanoparticles.

【図３】 ＴｉＯ2ナノ粒子の減衰全反射赤外スペクトルの測定結果を示す図である。FIG. 3 is a view showing a measurement result of an attenuated total reflection infrared spectrum of TiO 2 nanoparticles.

【図４】 ＴｉＯ2ナノ粒子のＵＶ−可視スペクトルを示す図である。FIG. 4 shows a UV-visible spectrum of TiO 2 nanoparticles.

【図５】 成膜したＴｉＯ2ナノ粒子含有膜の透過型電子顕微鏡の観察結果を示す図であ
る。FIG. 5 is a view showing a transmission electron microscope observation result of a formed TiO 2 nanoparticle-containing film.

【図６】 ＴｉＯ2ナノ粒子の電子回折パターンを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an electron diffraction pattern of TiO 2 nanoparticles.

【図７】 ＳｉＯ2ナノ粒子のエネルギ分散Ｘ線スペクトルの測定結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of an energy dispersive X-ray spectrum of SiO 2 nanoparticles.

【図８】 ＳｉＯ2ナノ粒子のラマンスペクトルの測定結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of a Raman spectrum of SiO 2 nanoparticles.

【図９】 ＳｉＯ2ナノ粒子の減衰全反射赤外スペクトルの測定結果を示す図である。FIG. 9 is a view showing a measurement result of an attenuated total reflection infrared spectrum of SiO 2 nanoparticles.

【図１０】 ＳｉＯ2ナノ粒子のＵＶ−可視スペクトルを示す図である。FIG. 10 shows a UV-visible spectrum of SiO 2 nanoparticles.

【図１１】 成膜したＳｉＯ2ナノ粒子含有膜の透過型電子顕微鏡の観察結果を示す図であ
る。FIG. 11 is a view showing a transmission electron microscope observation result of a formed SiO 2 nanoparticle-containing film.

【図１２】 ＳｉＯ2ナノ粒子の電子回折パターンを示す図である。FIG. 12 is a view showing an electron diffraction pattern of SiO 2 nanoparticles.

【図１３】 ＰＰＶ：ＴｉＯ2薄膜についての屈折率測定をプロットした図である。FIG. 13 is a plot of refractive index measurements for a PPV: TiO 2 thin film.

【図１４】 分布ブラッグ反射器の構造を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the structure of a distributed Bragg reflector.

【図１５】 分布ブラッグ反射器についての反射スペクトルを示し、反射ピークを制御し得
ることを示す図である。FIG. 15 shows the reflection spectrum for a distributed Bragg reflector, showing that the reflection peak can be controlled.

【図１６】 分布ブラッグ反射器についての反射スペクトルを示し、反射ピークを制御し得
ることを示す図である。FIG. 16 shows the reflection spectrum for a distributed Bragg reflector, showing that the reflection peak can be controlled.

【図１７】 ａは、エッジ発光有機発光デバイスの構造を示す図であり、ｂは、図ａのデバ
イスを介する屈折率（ｎ）およびエネルギ準位（Ｅ）を示す図である。17a is a diagram illustrating the structure of an edge emitting organic light emitting device, and FIG. 17b is a diagram illustrating the refractive index (n) and the energy level (E) through the device of FIG.

【図１８】 色素付加ナノ粒子を含有するＰＰＶについての示差ＵＶ−可視スペクトルを示
す図である。FIG. 18 shows a differential UV-visible spectrum for PPV containing pigmented nanoparticles.

【図１９】 ａは、ＰＰＶ膜の原子力顕微鏡の観察結果を示す図であり、ｂは、３０体積％
のＴｉＯ2を有するＰＰＶ：ＴｉＯ2膜の原子力顕微鏡の観察結果を示す図である
。FIG. 19 (a) is a view showing the observation result of a PPV film by an atomic force microscope, and FIG.
FIG. 3 is a view showing the observation result of a PPV: TiO 2 film having TiO 2 by a nuclear microscope.

【図２０】 異なる量のＴｉＯ2ナノ粒子を有するＰＰＶ：ＴｉＯ2膜のＵＶ−可視スペクト
ルを示す図である。FIG. 20 shows UV-visible spectra of PPV: TiO 2 films with different amounts of TiO 2 nanoparticles.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 3/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０９Ｃ 1/36 Ｃ０９Ｃ 1/36 Ｇ０２Ｂ 5/08 Ａ Ｇ０２Ｂ 5/08 Ｂ８２Ｂ 3/00 // Ｂ８２Ｂ 3/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ａ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｓ 5/20 Ｈ０１Ｓ 5/20 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｂ０１Ｄ 35/02 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 テスラー、ニール イスラエル、ハイファ 32000、テクニオ ン、イーイー デプト． (72)発明者 フレンド、リチャード、ヘンリー イギリス国、ケンブリッジ シービー３ ９エルジー 、バートン ロード 37──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 3/00 C08L 101/00 C08L 101/00 C09C 1/36 C09C 1/36 G02B 5/08 A G02B 5 / 08 B82B 3/00 // B82B 3/00 H01L 33/00 A H01L 33/00 H01S 5/20 H01S 5/20 H05B 33/14 A H05B 33/14 B01D 35/02 Z (81) Designated country EP ( AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW) EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC , LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Tesler, Neil Israel, Haifa 32000, Technion, Eee Dept. (72) Inventor Friend, Richard, Henry 37 Cambridge, CB 39 UK, Burton Road 37

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ナノ粒子と他の材料との混合物から実用的なナノ粒子を調製する方法であって
、ナノ粒子を溶解する溶剤で混合物を洗浄することにより前記他の材料を除去す
るとともに溶剤中でナノ粒子の溶液を形成することを特徴とするナノ粒子の調製
方法。1. A method for preparing practical nanoparticles from a mixture of nanoparticles and another material, comprising removing the other material by washing the mixture with a solvent that dissolves the nanoparticles, and removing the solvent. A method for preparing nanoparticles, comprising forming a solution of nanoparticles in a solution. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、溶剤と前記他の材料との混合物から、少なくと
もナノ粒子の第１の分級物を分離する工程を有することを特徴とするナノ粒子の
調製方法。2. The method according to claim 1, further comprising the step of separating at least a first fraction of nanoparticles from a mixture of a solvent and the other material. 【請求項３】 請求項２記載の方法において、ろ過によって分離を行うことを特徴とするナノ
粒子の調製方法。3. The method for preparing nanoparticles according to claim 2, wherein the separation is performed by filtration. 【請求項４】 請求項２記載の方法において、透析によって分離を行うことを特徴とするナノ
粒子の調製方法。4. The method according to claim 2, wherein the separation is performed by dialysis. 【請求項５】 請求項２記載の方法において、遠心分離によって分離を行うことを特徴とする
ナノ粒子の調製方法。5. The method according to claim 2, wherein the separation is performed by centrifugation. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法において、分離工程において、ナノ
粒子の前記第１の分級物を他の分級物から分離することを特徴とするナノ粒子の
調製方法。6. The method according to claim 2, wherein in the separation step, the first fraction of nanoparticles is separated from other fractions. Preparation method. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、前記他の分級物のナノ粒子は、第１の分級物の
ナノ粒子と比較して相対的に小さいことを特徴とするナノ粒子の調製方法。7. The method of claim 6, wherein the nanoparticles of the other classifier are relatively small compared to the nanoparticles of the first classifier. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法において、前記他の材料は、ナノ粒
子を形成する際の副生成物であることを特徴とするナノ粒子の調製方法。8. The method according to claim 1, wherein the other material is a by-product when forming the nanoparticles. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、前記他の材料は界面活性
剤であることを特徴とするナノ粒子の調製方法。9. The method according to claim 1, wherein the other material is a surfactant. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法において、溶剤が有機溶剤であるこ
とを特徴とするナノ粒子の調製方法。10. The method for preparing nanoparticles according to claim 1, wherein the solvent is an organic solvent. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法において、溶剤がアルコールであ
ることを特徴とするナノ粒子の調製方法。11. The method for preparing nanoparticles according to claim 1, wherein the solvent is an alcohol. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法において、前記他の材料は、溶剤
に可溶であることを特徴とするナノ粒子の調製方法。12. The method according to claim 1, wherein the other material is soluble in a solvent. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法において、溶剤は、前記他の材料
をナノ粒子よりも優先的に溶解するものであることを特徴とするナノ粒子の調製
方法。13. The method according to claim 1, wherein the solvent dissolves the other material preferentially over the nanoparticles. Method. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、溶剤が極性溶剤である
ことを特徴とするナノ粒子の調製方法。14. The method for preparing nanoparticles according to claim 1, wherein the solvent is a polar solvent. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法において、ナノ粒子は、直径が概
ね５０ｎｍより小さいことを特徴とするナノ粒子の調製方法。15. The method according to claim 1, wherein the nanoparticles have a diameter of less than about 50 nm. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法において、溶剤は、溶解したナノ
粒子を非凝集状態で保持するものであることを特徴とするナノ粒子の調製方法。16. The method for preparing nanoparticles according to claim 1, wherein the solvent holds the dissolved nanoparticles in a non-aggregated state. 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法において、ナノ粒子の溶液に対し
て表面改質剤を添加することを含むことを特徴とするナノ粒子の調製方法。17. The method according to claim 1, further comprising adding a surface modifier to a solution of the nanoparticles. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法において、表面改質剤が色素であ
ることを特徴とするナノ粒子の調製方法。18. The method according to claim 1, wherein the surface modifier is a dye. 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法において、ナノ粒子が光透過性で
あることを特徴とするナノ粒子の調製方法。19. The method according to claim 1, wherein the nanoparticles are light-transmissive. 【請求項２０】 請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法において、ナノ粒子が非導電性で
あることを特徴とするナノ粒子の調製方法。20. The method according to any one of claims 1 to 19, wherein the nanoparticles are non-conductive. 【請求項２１】 請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法において、高分子前駆体に対して
ナノ粒子の溶液を添加することを含むことを特徴とするナノ粒子の調製方法。21. The method according to claim 1, further comprising adding a solution of the nanoparticles to the polymer precursor. 【請求項２２】 請求項２１記載の方法において、高分子前駆体を変換して、ナノ粒子が実質的
に均一に分散された高分子本体を形成する工程を有することを特徴とするナノ粒
子の調製方法。22. The method of claim 21, further comprising the step of converting the polymer precursor to form a polymer body in which the nanoparticles are substantially uniformly dispersed. Preparation method. 【請求項２３】 請求項２１または２２記載の方法において、高分子を、溶剤に不溶となるよう
に処理する工程を有することを特徴とするナノ粒子の調製方法。23. The method according to claim 21, further comprising a step of treating the polymer so as to be insoluble in a solvent. 【請求項２４】 請求項１〜２０のいずれか１項に記載された方法によって調製されたことを特
徴とするナノ粒子の溶液。24. A solution of nanoparticles prepared by the method according to any one of claims 1 to 20. 【請求項２５】 請求項２１に記載された方法によって調製されたナノ粒子を含有することを特
徴とする高分子前駆体材料。25. A polymer precursor material comprising nanoparticles prepared by the method according to claim 21. 【請求項２６】 請求項１〜２０のいずれか１項に記載された方法によって形成されたナノ粒子
が実質的に均一に分散されていることを特徴とする高分子材料。26. A polymer material, wherein the nanoparticles formed by the method according to claim 1 are substantially uniformly dispersed. 【請求項２７】 請求項２２または２３に記載された方法によって形成されたナノ粒子が実質的
に均一に分散されていることを特徴とする高分子材料。27. A polymer material, wherein the nanoparticles formed by the method according to claim 22 or 23 are substantially uniformly dispersed. 【請求項２８】 ナノ粒子が実質的に均一に分散されていることを特徴とする有機材料。28. An organic material, wherein the nanoparticles are substantially uniformly dispersed. 【請求項２９】 請求項２８記載の有機材料において、当該有機材料が半導体材料であることを
特徴とする有機材料。29. The organic material according to claim 28, wherein the organic material is a semiconductor material. 【請求項３０】 請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の有機材料において、ナノ粒子の存在
により、有機材料の少なくとも１つの材料特性に影響が及ぼされたものであるこ
とを特徴とする有機材料。30. The organic material according to claim 26, wherein at least one material property of the organic material is affected by the presence of the nanoparticles. Organic materials. 【請求項３１】 請求項３０記載の有機材料において、前記材料特性が光学的および／または電
気的特性であることを特徴とする有機材料。31. The organic material according to claim 30, wherein the material properties are optical and / or electrical properties. 【請求項３２】 請求項３１記載の有機材料において、前記特性が屈折率であることを特徴とす
る有機材料。32. The organic material according to claim 31, wherein the characteristic is a refractive index. 【請求項３３】 請求項２６〜３２のいずれか１項に記載の有機材料において、ナノ粒子は、表
面に被覆物質が存在するものであることを特徴とする有機材料。33. The organic material according to claim 26, wherein the nanoparticles have a coating substance on the surface. 【請求項３４】 請求項３３記載の有機材料において、表面被覆物質が、有機材料の光学的およ
び／または電気的性質の少なくとも一方に影響を及ぼし、かつ／またはナノ粒子
と有機材料との相互作用に影響を及ぼすものであることを特徴とする有機材料。34. The organic material according to claim 33, wherein the surface coating substance affects at least one of optical and / or electrical properties of the organic material and / or interaction between the nanoparticles and the organic material. An organic material characterized by having an effect on water. 【請求項３５】 有機材料中でナノ粒子を実質的に均一に分散させることを特徴とする有機材料
の少なくとも１つの材料特性を制御する方法。35. A method for controlling at least one material property of an organic material, wherein the nanoparticles are substantially uniformly dispersed in the organic material. 【請求項３６】 添付図面を参照して実質的に本明細書に開示されたナノ粒子の溶液を調製する
方法。36. A method of preparing a solution of nanoparticles substantially as disclosed herein with reference to the accompanying drawings. 【請求項３７】 実質的に本明細書に開示されたナノ粒子が実質的に均一に分散された有機材料
。37. An organic material having substantially uniform dispersion of the nanoparticles disclosed herein.
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