JP2011042748A - Nanoparticle dispersed liquid crystal, method for producing the same and liquid crystal display - Google Patents

Nanoparticle dispersed liquid crystal, method for producing the same and liquid crystal display Download PDF

Info

Publication number
JP2011042748A
JP2011042748A JP2009192065A JP2009192065A JP2011042748A JP 2011042748 A JP2011042748 A JP 2011042748A JP 2009192065 A JP2009192065 A JP 2009192065A JP 2009192065 A JP2009192065 A JP 2009192065A JP 2011042748 A JP2011042748 A JP 2011042748A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
nanoparticles
nanoparticle
dispersed
crystal material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009192065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Ozaki
雅則 尾▲崎▼
Akihiko Fujii
彰彦 藤井
Hiroyuki Yoshida
浩之 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka University NUC
Original Assignee
Osaka University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University NUC filed Critical Osaka University NUC
Priority to JP2009192065A priority Critical patent/JP2011042748A/en
Publication of JP2011042748A publication Critical patent/JP2011042748A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nanoparticle dispersed liquid crystal that is simply produced and a method for producing the same. <P>SOLUTION: The nanoparticle dispersed liquid crystal is obtained by dispersing a nanoparticle that is not treated (chemically modified) to improve compatibility with a liquid crystal material into a liquid crystal material. Since liquid crystal molecules are physically adsorbed on the surfaces of nanoparticles, the nanoparticles are not aggregated each other. The nanoparticle dispersed liquid crystal is extremely simply produced by physical vapor deposition such as sputtering vapor deposition, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ナノ粒子分散液晶およびその製造方法、液晶表示装置に関するものであり、特に化学修飾が施されていないナノ粒子が分散されたナノ粒子分散液晶、簡便なナノ粒子分散液晶の製造方法、そのようなナノ粒子分散液晶を備えた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a nanoparticle-dispersed liquid crystal and a method for producing the same, and a liquid crystal display device, in particular, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which nanoparticles not subjected to chemical modification are dispersed, a simple method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal, The present invention relates to a liquid crystal display device including such a nanoparticle-dispersed liquid crystal.

液晶ディスプレイの高速化,高精細化,および高機能化を実現するアプローチの1つに、液晶にナノ粒子を分散する手法がある。ナノ粒子が分散された液晶(ナノ粒子分散液晶)は、複屈折率や誘電異方性が増加することによりスイッチング速度の増加や駆動閾値電圧の低下など、電界に対する応答特性が向上することが知られている(非特許文献1,2)。しかし、ナノ粒子と液晶とは混ざりにくいため、ナノ粒子が凝集しやすい。従って、液晶にナノ粒子を分散させるには、液晶とナノ粒子との相溶性が非常に重要なパラメータとなる。   One approach for realizing high-speed, high-definition, and high-performance liquid crystal displays is to disperse nanoparticles in liquid crystals. Liquid crystals in which nanoparticles are dispersed (nanoparticle-dispersed liquid crystals) are known to have improved response characteristics to electric fields such as an increase in switching speed and a decrease in drive threshold voltage due to an increase in birefringence and dielectric anisotropy. (Non-Patent Documents 1 and 2). However, since the nanoparticles and the liquid crystal are difficult to mix, the nanoparticles tend to aggregate. Therefore, in order to disperse the nanoparticles in the liquid crystal, the compatibility between the liquid crystal and the nanoparticles is a very important parameter.

そこで、液晶とナノ粒子との相溶性を向上させるために、ナノ粒子の表面に適切な修飾基(メソゲン基など)が化学的に合成されている。これにより、ナノ粒子は、液晶中に分散されやすくなる。   Therefore, in order to improve the compatibility between the liquid crystal and the nanoparticles, an appropriate modifying group (such as a mesogenic group) is chemically synthesized on the surface of the nanoparticles. Thereby, the nanoparticles are easily dispersed in the liquid crystal.

例えば、特許文献1では、ナノ粒子の表面(周囲)に液晶分子が形成された液晶相溶性粒子が製造されている。具体的には、この液晶相溶性粒子は、液晶分子を含む溶液中で金属イオンを還元して、ナノ粒子表面に液晶分子を結合させることによって形成される。このようにして形成された液晶相溶性粒子は、液晶分子がナノ粒子の表面に化学結合しているため、ナノ粒子表面が、液晶分子によって保護されている。従って、この液晶相溶性粒子が、液晶層に良好に分散する。つまり、ナノ粒子が液晶層中に良好に分散される。   For example, in Patent Document 1, liquid crystal compatible particles in which liquid crystal molecules are formed on the surfaces (surroundings) of nanoparticles are manufactured. Specifically, the liquid crystal compatible particles are formed by reducing metal ions in a solution containing liquid crystal molecules and bonding the liquid crystal molecules to the nanoparticle surface. In the liquid crystal compatible particles formed in this way, since the liquid crystal molecules are chemically bonded to the surfaces of the nanoparticles, the surfaces of the nanoparticles are protected by the liquid crystal molecules. Therefore, the liquid crystal compatible particles are well dispersed in the liquid crystal layer. That is, the nanoparticles are well dispersed in the liquid crystal layer.

一方、特許文献2には、特殊な性質を示すイオン液体中で、ナノ粒子を製造する方法が開示されている。具体的には、スパッタリング法により、ナノ粒子前駆体であるターゲット材をスパッタ蒸着することによって、イオン液体中にナノ粒子が形成される。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for producing nanoparticles in an ionic liquid exhibiting special properties. Specifically, nanoparticles are formed in the ionic liquid by sputtering deposition of a target material that is a nanoparticle precursor by sputtering.

なお、特許文献2には、用いるイオン液体の種類によって得られるナノ粒子の粒子径が異なることも開示されている。具体的には、イオン液体として親水性の高いイミダゾリウム系化合物を用いた場合には、疎水性の高い脂肪族系化合物を用いた場合よりも、得られるナノ粒子の粒子径が大きくなる。   Patent Document 2 also discloses that the particle diameters of the nanoparticles obtained differ depending on the type of ionic liquid used. Specifically, when an imidazolium-based compound having high hydrophilicity is used as the ionic liquid, the particle size of the obtained nanoparticles becomes larger than when an aliphatic compound having high hydrophobicity is used.

また、非特許文献3には、スパッタリング法により、有機オイルに、ナノ粒子を分散させる方法が開示されている。具体的には、まず、回転ドラムを回転させ容器中の有機オイルを回転ドラム表面に付着させることによって、回転ドラム表面に液体薄膜を形成する。次に、その液体薄膜に、チャンバ内で形成されたナノ粒子を付着させる。ナノ粒子が付着した液体薄膜は、回転ドラムの回転によって、再び容器に戻される。このような処理を繰り返すことによって、容器内の有機オイルに徐々にナノ粒子が分散される。   Non-Patent Document 3 discloses a method of dispersing nanoparticles in organic oil by a sputtering method. Specifically, first, a liquid thin film is formed on the surface of the rotating drum by rotating the rotating drum and causing the organic oil in the container to adhere to the surface of the rotating drum. Next, the nanoparticles formed in the chamber are attached to the liquid thin film. The liquid thin film to which the nanoparticles are attached is returned to the container again by the rotation of the rotating drum. By repeating such treatment, the nanoparticles are gradually dispersed in the organic oil in the container.

特開2004−347618号公報(2004年12月9日公開)JP 2004-347618 A (released on December 9, 2004) 特開2007−231306号公報(2007年9月13日公開)JP 2007-231306 A (published September 13, 2007)

H. Qi and T. Hegmann. J. Mater. Chem.18, 3288 (2008).H. Qi and T. Hegmann. J. Mater. Chem. 18, 3288 (2008). T. Miyama et al., Jpn. J. Appl. Phys., 43, 2580 (2004).T. Miyama et al., Jpn. J. Appl. Phys., 43, 2580 (2004). M. Wagener and B. Gunther, Progr. Colloid Polym. Sci., 111, 78-81 (1998).M. Wagener and B. Gunther, Progr. Colloid Polym. Sci., 111, 78-81 (1998). S. Kobayashi, T. Miyama, N. Nishida, Y. Sakai, H. Shiraki, Y. Shiraishi and N. Toshima. Journal of Display Technology., 2, 121 (2006).S. Kobayashi, T. Miyama, N. Nishida, Y. Sakai, H. Shiraki, Y. Shiraishi and N. Toshima. Journal of Display Technology., 2, 121 (2006).

しかし、特許文献1の方法は、液晶相溶性粒子を合成するために、非常に複雑な合成プロセスが必要になるという問題がある。一方、特許文献2および非特許文献3の方法は、液晶中にナノ粒子を分散する方法ではない。   However, the method of Patent Document 1 has a problem that a very complicated synthesis process is required to synthesize liquid crystal compatible particles. On the other hand, the methods of Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 are not methods of dispersing nanoparticles in liquid crystals.

具体的には、特許文献1では、ナノ粒子表面に適切な修飾基を付与することで初めて、ナノ粒子が液晶に分散する。このため、液晶中にナノ粒子を分散するためには、液晶相溶性粒子の化学合成が必要不可欠である。つまり、ナノ粒子の表面に、液晶との相溶性を向上させるための化学修飾(表面修飾)が必要である。   Specifically, in Patent Document 1, nanoparticles are dispersed in a liquid crystal only after an appropriate modifying group is imparted to the surface of the nanoparticles. For this reason, in order to disperse nanoparticles in the liquid crystal, chemical synthesis of liquid crystal compatible particles is indispensable. That is, chemical modification (surface modification) for improving the compatibility with the liquid crystal is necessary on the surface of the nanoparticles.

しかし、このような化学修飾を施した液晶相溶性粒子を形成するためには、適切な修飾基を形成するための合成経路を検討する必要がある。しかも、液晶相溶性粒子は溶液中で化学合成されるため、反応溶液中に存在する副生成物(塩や分解生成物など)を除去する必要がある。従って、液晶相溶性粒子の製造には、非常に複雑な合成プロセスが必要になる。また、合成された液晶相溶性粒子の純度も低くなる。さらに、合成経路を確立したとしても、化学修飾したナノ粒子(液晶相溶性粒子)が、実際に液晶に分散する機能を有するかは不明であると共に、ナノ粒子が凝集する場合もある。例えば、アルキル基を付与した金属ナノ粒子は、液晶中に分散せずに凝集してしまう。   However, in order to form liquid crystal compatible particles subjected to such chemical modification, it is necessary to study a synthetic route for forming an appropriate modifying group. Moreover, since the liquid crystal compatible particles are chemically synthesized in the solution, it is necessary to remove by-products (such as salts and decomposition products) present in the reaction solution. Therefore, the production of liquid crystal compatible particles requires a very complicated synthesis process. Further, the purity of the synthesized liquid crystal compatible particles is also lowered. Furthermore, even if the synthesis route is established, it is not clear whether the chemically modified nanoparticles (liquid crystal compatible particles) actually have a function of dispersing in the liquid crystal, and the nanoparticles may aggregate. For example, metal nanoparticles having an alkyl group are aggregated without being dispersed in the liquid crystal.

このように、特許文献1の方法は、製造プロセスが非効率でありスループットに問題がある。それに加えて、合成された液晶相溶性粒子の純度が低く、適用範囲も非常に制限される。   Thus, the method of Patent Document 1 has a problem in throughput because the manufacturing process is inefficient. In addition, the purity of the synthesized liquid crystal compatible particles is low and the application range is very limited.

一方、特許文献2の方法は、イオン液体の特殊性を利用したナノ粒子の製造方法が開示されているにすぎず、液晶中にナノ粒子を分散させることへの適用を示唆する記載は一切ない。具体的には、特許文献2は、イオン液体の独特な性質に着目し、新規なナノ粒子の製造方法を開示するものである。このため、特許文献2において、「イオン液体」は必要不可欠である。   On the other hand, the method of Patent Document 2 merely discloses a method for producing nanoparticles utilizing the special characteristics of an ionic liquid, and there is no description suggesting application to dispersing nanoparticles in liquid crystals. . Specifically, Patent Document 2 discloses a novel method for producing nanoparticles by paying attention to the unique properties of ionic liquids. For this reason, in patent document 2, "ionic liquid" is indispensable.

しかし、一般的に液晶性を示す材料はイオン液体ではないため、イオン液体と液晶とはうまく混ざり合わない。このため、特許文献2の方法は、液晶中にナノ粒子を分散させるためには適していない。   However, since a material having liquid crystallinity is generally not an ionic liquid, the ionic liquid and the liquid crystal do not mix well. For this reason, the method of patent document 2 is not suitable for disperse | distributing a nanoparticle in a liquid crystal.

しかも、特許文献2に記載されているように、「イオン液体」は、陽イオンと陰イオンのみから構成される塩にもかかわらず、常温で液体である一連の化合物である。また、「イオン液体」は、高温安定性であり、液体温度範囲が広い、蒸気圧が略ゼロ、イオン性でありながら低粘性、高い酸化・還元耐性などの特性を有する。   Moreover, as described in Patent Document 2, the “ionic liquid” is a series of compounds that are liquid at room temperature, regardless of a salt composed only of cations and anions. Further, the “ionic liquid” is stable at high temperature, has a wide liquid temperature range, a vapor pressure is substantially zero, and has ionic properties such as low viscosity and high oxidation / reduction resistance.

これに対し、「液晶」は、固体と液体の間の中間的な物質の状態(相)であり、棒状あるいは円盤状の形状を有する分子においてみられ、分子のイオン性にはよらない。「液晶」は有限の蒸気圧を有し(室温でサブPa程度)、特定の温度ないしは濃度で液晶相を発現するものであり、誘電率、屈折率、導電率、粘性などの物理的性質の異方性を有している。   In contrast, “liquid crystal” is a state (phase) of an intermediate substance between a solid and a liquid, and is found in molecules having a rod-like or disk-like shape, and is not dependent on the ionic nature of the molecule. “Liquid crystal” has a finite vapor pressure (sub Pa at room temperature) and develops a liquid crystal phase at a specific temperature or concentration. It has physical properties such as dielectric constant, refractive index, conductivity, and viscosity. Has anisotropy.

このように、特許文献2の「イオン液体」はイオンからなる特殊な液体を指すものであり、構成分子および物性において、「液晶」とは全く異なる。従って、特許文献2において必須の構成要件である「イオン液体」を「液晶」に置き換えることはできない。   As described above, the “ionic liquid” in Patent Document 2 refers to a special liquid composed of ions, and is completely different from “liquid crystal” in constituent molecules and physical properties. Therefore, “ionic liquid”, which is an essential component in Patent Document 2, cannot be replaced with “liquid crystal”.

また、特許文献2は、あくまでナノ粒子の製造方法であるため、製造されたナノ粒子は、イオン液体から回収される。つまり、特許文献2では、イオン液体中のナノ粒子をそのまま使用すること、言い換えればイオン液体を除去せずにイオン液体中にナノ粒子を分散させることは全く意図されていない。   Moreover, since patent document 2 is a manufacturing method of a nanoparticle to the last, the manufactured nanoparticle is collect | recovered from an ionic liquid. That is, Patent Document 2 does not intend to use the nanoparticles in the ionic liquid as they are, in other words, to disperse the nanoparticles in the ionic liquid without removing the ionic liquid.

一方、非特許文献3の方法も、有機オイルにナノ粒子を保持させる方法が開示されるにすぎず、揮発性を有する液晶中にナノ粒子を分散させることへの適用やナノ粒子分散液晶を応用することを示唆する記載は一切ない。   On the other hand, the method of Non-Patent Document 3 only discloses a method for retaining nanoparticles in organic oil, and is applied to the dispersion of nanoparticles in volatile liquid crystal or the application of nanoparticle-dispersed liquid crystals. There is no mention that suggests.

非特許文献3では、回転ドラムによって容器中の有機オイルをすくい上げ、回転ドラム表面に液体薄膜を形成している。そして、形成された液体薄膜にナノ粒子を分散させるために、チャンバ内(気中)で凝集して形成された、有限な大きさをもつナノ粒子を付着させる処理を繰り返している。このため、気中でナノ粒子が成長しすぎてしまうと液中に均一にナノ粒子を分散させることは極めて困難となり、界面活性剤などを添加する必要があった。しかしながら、界面活性剤などの液晶に親和性の無い不純物を添加することは材料の液晶としての特性の劣化につながってしまうため、作製されたナノ粒子分散液晶を応用することを考えると、非特許文献3の方法を液晶に適用することは好ましくない。さらに、非特許文献3の方法では、通常のスパッタリング法には用いられない特殊な回転ドラムが必要不可欠であり、簡便であるとはいえず、汎用性も乏しい。さらに、有機オイル中にナノ粒子を分散させるために、多大な時間を必要とする。   In Non-Patent Document 3, organic oil in a container is scooped up by a rotating drum, and a liquid thin film is formed on the surface of the rotating drum. Then, in order to disperse the nanoparticles in the formed liquid thin film, the process of adhering nanoparticles having a finite size formed by aggregation in the chamber (in the air) is repeated. For this reason, if the nanoparticles grow too much in the air, it becomes extremely difficult to uniformly disperse the nanoparticles in the liquid, and it is necessary to add a surfactant or the like. However, adding impurities that have no affinity for the liquid crystal such as surfactants leads to deterioration of the liquid crystal properties of the material. It is not preferable to apply the method of Document 3 to liquid crystals. Furthermore, in the method of Non-Patent Document 3, a special rotating drum that is not used in the usual sputtering method is indispensable, and it cannot be said that it is simple and versatility is poor. Furthermore, it takes a lot of time to disperse the nanoparticles in the organic oil.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、化学修飾が施されていないナノ粒子が液晶材料中に分散しているナノ粒子分散液晶、そのナノ粒子分散液晶の簡便な製造方法、並びにそのナノ粒子分散液晶を備えた液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which nanoparticles that are not chemically modified are dispersed in a liquid crystal material, and the nanoparticle-dispersed liquid crystal. An object of the present invention is to provide a simple manufacturing method and a liquid crystal display device including the nanoparticle-dispersed liquid crystal.

本発明者等は、鋭意検討した結果、従来のような化学的手法ではなく、物理蒸着によって、ナノ粒子を凝集させずに液晶材料中に分散できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that nanoparticles can be dispersed in a liquid crystal material by a physical vapor deposition rather than a chemical method as in the past, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法は、上記の課題を解決するために、物理蒸着によりターゲット材から形成されたナノ粒子を液晶材料中に分散させることを特徴としている。   That is, the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to the present invention is characterized in that nanoparticles formed from a target material by physical vapor deposition are dispersed in a liquid crystal material in order to solve the above problems.

液晶材料にナノ粒子を添加すると、スイッチング速度,屈折率異方性,誘電異方性などの性質が向上する。しかし、液晶材料とナノ粒子とは混ざりにくいため、液晶材料にナノ粒子を単に添加しただけでは、ナノ粒子が凝集しやすい。   When nanoparticles are added to the liquid crystal material, properties such as switching speed, refractive index anisotropy and dielectric anisotropy are improved. However, since the liquid crystal material and the nanoparticles are not easily mixed, the nanoparticles are easily aggregated simply by adding the nanoparticles to the liquid crystal material.

そこで、従来は、ナノ粒子表面に適切な修飾基を化学修飾して、液晶材料にナノ粒子を分散させていた。しかし、この場合、化学修飾したナノ粒子を形成するための合成経路を検討する必要がある。また、合成経路を確立したとしても、化学修飾したナノ粒子を液晶材料に添加して実際に機能するかは不明である。また、ナノ粒子によっては、ナノ粒子同士が凝集する場合もある。つまり、ナノ粒子表面を化学修飾する方法は、適用範囲が制限される上、製造プロセスも効率的ではない。   Therefore, conventionally, the nanoparticles are dispersed in the liquid crystal material by chemically modifying an appropriate modifying group on the surface of the nanoparticles. However, in this case, it is necessary to consider a synthetic route for forming chemically modified nanoparticles. Even if a synthetic route is established, it is unclear whether chemically modified nanoparticles will actually function when added to a liquid crystal material. In addition, depending on the nanoparticles, the nanoparticles may aggregate. That is, the method of chemically modifying the nanoparticle surface has a limited application range and an inefficient manufacturing process.

これに対し、上記の発明によれば、物理蒸着によってターゲット材から放出された原子または分子が液晶材料に到達する。到達したターゲット材の原子または分子は、流動性を有する液晶材料内に侵入して集合する。その結果、その原子または分子が液晶材料中で成長し、ナノ粒子が形成される。   On the other hand, according to the above invention, atoms or molecules released from the target material by physical vapor deposition reach the liquid crystal material. The reached atoms or molecules of the target material enter and gather into the liquid crystal material having fluidity. As a result, the atoms or molecules grow in the liquid crystal material and nanoparticles are formed.

一方、液晶分子は、成長したナノ粒子の表面(周囲)に物理吸着する。このため、ナノ粒子表面が液晶分子によってある程度覆われると、ナノ粒子の成長がとまる。さらに、ナノ粒子表面は、液晶分子で覆われているため、ナノ粒子の凝集を防ぐことができる。従って、ナノ粒子が凝集することなく、液晶材料中にナノ粒子を分散させることができる。   On the other hand, liquid crystal molecules are physically adsorbed on the surface (surroundings) of the grown nanoparticles. For this reason, when the nanoparticle surface is covered to some extent by liquid crystal molecules, the growth of the nanoparticles stops. Furthermore, since the nanoparticle surface is covered with liquid crystal molecules, aggregation of the nanoparticles can be prevented. Accordingly, the nanoparticles can be dispersed in the liquid crystal material without aggregation of the nanoparticles.

このように、上記の発明によれば、物理蒸着によって、ターゲット材から直接ナノ粒子が形成される。このため、従来のように、表面に化学修飾を施したナノ粒子を化学合成する必要も、副生成物を除去する必要もない。しかも、ナノ粒子表面に液晶分子が物理吸着するため、ナノ粒子同士が凝集しない。従って、化学修飾を施すことなくナノ粒子の凝集を抑制しつつ、高純度のナノ粒子が分散したナノ粒子分散液晶を簡便に製造することができる。   Thus, according to said invention, a nanoparticle is directly formed from a target material by physical vapor deposition. For this reason, it is not necessary to chemically synthesize nanoparticles whose surface is chemically modified as in the prior art, and it is not necessary to remove by-products. Moreover, since the liquid crystal molecules are physically adsorbed on the surface of the nanoparticles, the nanoparticles do not aggregate. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which high-purity nanoparticles are dispersed can be easily produced while suppressing aggregation of the nanoparticles without performing chemical modification.

本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、上記物理蒸着は、スパッタ蒸着であることが好ましい。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the physical vapor deposition is preferably sputter vapor deposition.

上記の発明によれば、高温および高真空(高減圧)を必要としないスパッタ蒸着によって、ナノ粒子分散液晶が製造される。また、スパッタ蒸着は、他の物理蒸着に必要な坩堝が不要である。これにより、液晶材料の熱分解および蒸発を防ぎつつ、短時間のスパッタリング時間で高純度のナノ粒子を形成することができる。従って、ナノ粒子分散液晶の製造時間を短縮することができる。   According to the above invention, the nanoparticle-dispersed liquid crystal is manufactured by sputter deposition that does not require high temperature and high vacuum (high decompression). Sputter deposition does not require a crucible required for other physical vapor deposition. Thereby, high-purity nanoparticles can be formed in a short sputtering time while preventing thermal decomposition and evaporation of the liquid crystal material. Therefore, the manufacturing time of the nanoparticle-dispersed liquid crystal can be shortened.

本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、上記ターゲット材から放出された原子または分子を、上記液晶材料中で凝集させてナノ粒子を形成することが好ましい。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to the present invention, it is preferable that atoms or molecules emitted from the target material are aggregated in the liquid crystal material to form nanoparticles.

上記の発明によれば、液晶材料中でナノ粒子が形成される。つまり、ターゲット材から放出された原子または分子は、液晶材料中に侵入する前に凝集しない。これにより、ナノ粒子の凝集をより確実に防ぐことができる。従って、より高純度のナノ粒子が分散されたナノ粒子分散液晶を製造することができる。   According to the above invention, nanoparticles are formed in the liquid crystal material. That is, atoms or molecules emitted from the target material do not aggregate before entering the liquid crystal material. Thereby, aggregation of a nanoparticle can be prevented more reliably. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which higher-purity nanoparticles are dispersed can be produced.

本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、上記物理蒸着は、上記ターゲット材と液晶材料とを近接させて物理蒸着を行ってもよい。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to the present invention, the physical vapor deposition may be performed by bringing the target material and the liquid crystal material close to each other.

上記の発明によれば、ターゲット材と液晶材料とが近接している。これにより、ターゲット材から放出された原子または分子が、液晶材料中へ侵入する前に凝集するのを防ぐことができる。従って、より高純度のナノ粒子が分散されたナノ粒子分散液晶を、短時間で製造することができる。   According to the above invention, the target material and the liquid crystal material are close to each other. Thereby, atoms or molecules emitted from the target material can be prevented from aggregating before entering the liquid crystal material. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which higher-purity nanoparticles are dispersed can be produced in a short time.

本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、上記物理蒸着は、上記液晶材料を静置した状態で行ってもよい。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the physical vapor deposition may be performed in a state where the liquid crystal material is allowed to stand.

上記の発明によれば、液晶材料を静置した状態で物理蒸着を行う。このため、非特許文献1で使用される特殊な回転ローラを必要としない。これにより、スパッタリング装置等の蒸着装置を改良することなく、ナノ粒子分散液晶を製造することができる。また、回転ローラに液体薄膜を形成してナノ粒子を分散させる必要もない。従って、より短時間でナノ粒子分散液晶を製造することができる。   According to said invention, physical vapor deposition is performed in the state which left liquid crystal material still. For this reason, the special rotation roller used by the nonpatent literature 1 is not required. Thereby, a nanoparticle dispersion liquid crystal can be manufactured, without improving vapor deposition apparatuses, such as a sputtering device. Further, it is not necessary to form a liquid thin film on the rotating roller to disperse the nanoparticles. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal can be produced in a shorter time.

本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、上記液晶材料は、フラストレート相を示すものであることが好ましい。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the liquid crystal material preferably exhibits a frustrated phase.

上記の発明によれば、フラストレート相を示す液晶材料中に、ナノ粒子が分散したナノ粒子分散液晶が製造される。しかも、製造されたナノ粒子分散液晶は、液晶相(フラストレート相)を発現する温度範囲が、拡大するという注目すべき効果を示す。従って、フラストレート相(特にブルー相)の最大の欠点を克服したナノ粒子分散液晶を製造することができる。   According to the above invention, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which nanoparticles are dispersed in a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase is produced. Moreover, the manufactured nanoparticle-dispersed liquid crystal exhibits a remarkable effect that the temperature range in which the liquid crystal phase (frustrated phase) is expressed is expanded. Therefore, it is possible to produce a nanoparticle-dispersed liquid crystal that overcomes the greatest drawback of the frustrated phase (particularly the blue phase).

つまり、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法は、フラストレート相(特にブルー相)を示す液晶材料の発現温度範囲を拡大する方法として利用することができる。すなわち、このフラストレート相(特にブルー相)を示す液晶材料の発現温度範囲を拡大する方法は、物理蒸着によりターゲット材から形成されたナノ粒子を、フラストレート相(特にブルー相)を示す液晶材料中に分散させることを特徴とするものである。   That is, the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention can be used as a method for expanding the expression temperature range of a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase (particularly a blue phase). That is, the method for expanding the expression temperature range of the liquid crystal material exhibiting the frustrated phase (especially the blue phase) is a method of converting the nanoparticles formed from the target material by physical vapor deposition into the liquid crystal material exhibiting the frustrated phase (particularly the blue phase). It is characterized by being dispersed in.

本発明のナノ粒子分散液晶は、上記の課題を解決するために、液晶材料中に、液晶材料との相溶性を向上させる処理が施されていないナノ粒子が分散されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention is characterized in that nanoparticles that have not been subjected to a treatment for improving compatibility with the liquid crystal material are dispersed in the liquid crystal material. .

上記の発明によれば、液晶材料との相溶性を向上させる処理(化学修飾)が施されていないナノ粒子が、液晶材料中に分散されている。このため、従来のように、化学修飾を施したナノ粒子を化学合成する必要がない。従って、簡便に製造できるナノ粒子分散液晶を実現することができる。   According to the above invention, nanoparticles that have not been subjected to a treatment (chemical modification) for improving compatibility with the liquid crystal material are dispersed in the liquid crystal material. For this reason, there is no need to chemically synthesize chemically modified nanoparticles. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal that can be easily produced can be realized.

本発明のナノ粒子分散液晶において、上記液晶材料を構成する液晶分子が、ナノ粒子の表面に物理吸着していることが好ましい。   In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are preferably physically adsorbed on the surface of the nanoparticles.

上記の発明によれば、液晶材料を構成する液晶分子が、ナノ粒子の表面に物理吸着しており、従来(特許文献1)のように化学結合(化学吸着)していない。これにより、ナノ粒子表面に化学修飾が施されていなくても、ナノ粒子の凝集を防ぐことができる。従って、ナノ粒子が凝集せずに液晶材料中に分散したナノ粒子分散液晶を実現することができる。   According to the above invention, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are physically adsorbed on the surfaces of the nanoparticles, and are not chemically bonded (chemically adsorbed) as in the prior art (Patent Document 1). Thereby, even if the nanoparticle surface is not chemically modified, aggregation of the nanoparticles can be prevented. Therefore, it is possible to realize a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which nanoparticles are dispersed in a liquid crystal material without aggregation.

本発明のナノ粒子分散液晶において、上記液晶材料が、フラストレート相を示すものであることが好ましい。   In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the liquid crystal material preferably exhibits a frustrated phase.

上記の発明によれば、フラストレート相を示す液晶材料中に、ナノ粒子が分散している。しかも、このナノ粒子分散液晶は、液晶相(フラストレート相)を発現する温度範囲が、拡大するという注目すべき効果を示す。従って、フラストレート相(特にブルー相)の最大の欠点を克服したナノ粒子分散液晶を実現することができる。   According to the above invention, the nanoparticles are dispersed in the liquid crystal material exhibiting the frustrated phase. Moreover, this nanoparticle-dispersed liquid crystal exhibits a remarkable effect that the temperature range in which the liquid crystal phase (frustrated phase) is expressed is expanded. Therefore, it is possible to realize a nanoparticle-dispersed liquid crystal that overcomes the greatest drawback of the frustrated phase (particularly the blue phase).

本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記いずれかに記載のナノ粒子分散液晶を含む液晶層を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a liquid crystal display device of the present invention is characterized by including a liquid crystal layer containing any one of the above-described nanoparticle-dispersed liquid crystals.

上記の発明によれば、液晶表示装置が、ナノ粒子分散液晶を含む液晶層を備えているため、液晶表示装置の高速化,高精細化,および高機能化を実現することができる。   According to the above invention, since the liquid crystal display device includes the liquid crystal layer including the nanoparticle-dispersed liquid crystal, the liquid crystal display device can be increased in speed, definition, and function.

以上のように、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法は、物理蒸着によりターゲット材から形成されたナノ粒子を液晶材料中に分散させる。また、本発明のナノ粒子分散液晶は、液晶材料中に、液晶材料との相溶性を向上させる処理が施されていないナノ粒子が分散されている。それゆえ、化学修飾を施すことなくナノ粒子を分散させることによって、ナノ粒子分散液晶を簡便に製造することができるという効果を奏する。   As described above, in the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, nanoparticles formed from a target material by physical vapor deposition are dispersed in a liquid crystal material. In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, nanoparticles that have not been subjected to a treatment for improving the compatibility with the liquid crystal material are dispersed in the liquid crystal material. Therefore, there is an effect that the nanoparticle-dispersed liquid crystal can be easily produced by dispersing the nanoparticles without chemical modification.

純粋な4−ペンチル−4−シアノビフェニル(5CB)および金蒸着した5CBの消失スペクトルである。Figure 5 is the disappearance spectrum of pure 4-pentyl-4-cyanobiphenyl (5CB) and gold deposited 5CB. 純粋な5CBおよび金蒸着した5CBの相転移挙動を示す偏光顕微鏡像を示す図であって、(a)は純粋な5CBの図であり、(b)は金蒸着した5CBの図である。FIG. 5 is a diagram showing a polarization microscope image showing the phase transition behavior of pure 5CB and gold-deposited 5CB, where (a) is a pure 5CB diagram and (b) is a gold-deposited 5CB diagram. 純粋な5CBおよび金蒸着した5CBの誘電率の周波数依存性を示すグラフであって、(a)は短軸方向の誘電率であり、(b)は長軸方向の誘電率である。It is a graph which shows the frequency dependence of the dielectric constant of pure 5CB and gold-deposited 5CB, (a) is a dielectric constant of a short-axis direction, (b) is a dielectric constant of a long-axis direction. 金蒸着した5CBの透過型電子顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the transmission electron microscope image of 5CB which carried out gold vapor deposition. 純粋な混合型ネマティック液晶(E47)および金蒸着した混合型ネマティック液晶(E47)を示す図である。It is a figure which shows the pure mixed nematic liquid crystal (E47) and the mixed nematic liquid crystal (E47) which carried out gold vapor deposition. 金蒸着した混合型ネマティック液晶(E47)の透過型電子顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the transmission electron microscope image of the mixed-type nematic liquid crystal (E47) vapor-deposited. 金蒸着した混合型ネマティック液晶(E47)を用いたTN液晶セルの駆動閾値電圧の印加周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the applied frequency dependence of the drive threshold voltage of TN liquid crystal cell using the mixed-type nematic liquid crystal (E47) by which gold vapor deposition was carried out. 銀ナノ粒子を添加した5CBの消失スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the disappearance spectrum of 5CB which added the silver nanoparticle. 純粋なコレステリックブルー相を示す液晶および金蒸着したコレステリックブルー相を示す液晶の反射スペクトルである。It is the reflection spectrum of the liquid crystal which shows a pure cholesteric blue phase, and the liquid crystal which shows the cholesteric blue phase vapor-deposited by gold | metal | money.

以下、本発明について図1〜図9に基づいて説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を示すものであって、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. The following description shows an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.

(1)ナノ粒子分散液晶
本発明のナノ粒子分散液晶は、液晶材料と、液晶材料との相溶性を向上させる処理(化学修飾)が施されていないナノ粒子とからなり、液晶材料中に、ナノ粒子が分散されたナノ粒子−液晶分散系である。本発明のナノ粒子分散液晶は、化学修飾を施したナノ粒子を化学合成する必要がない。従って、簡便に製造できるナノ粒子分散液晶を実現することができる。
本発明のナノ粒子分散液晶は、
ここで、液晶材料とは、固体と液体の中間層である液晶相を発現する材料である。液晶材料は、一般的に室温でサブPa程度の低い蒸気圧を有する。液晶材料は、誘電率,屈折率,導電率などの物理的性質の異方性を有する。本発明に適用可能な液晶材料は、このような性質を有するものであれば、特に限定されるものではない。また、液晶材料は、単体であっても、複数種類の液晶混合物であってもよい。また、液晶材料の分子構造,液晶相,および物理的性質は特に限定されない。
(1) Nanoparticle-dispersed liquid crystal The nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention comprises a liquid crystal material and nanoparticles that have not been subjected to a treatment (chemical modification) that improves the compatibility with the liquid crystal material. This is a nanoparticle-liquid crystal dispersion system in which nanoparticles are dispersed. The nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention does not require chemical synthesis of chemically modified nanoparticles. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal that can be easily produced can be realized.
The nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention is
Here, the liquid crystal material is a material that develops a liquid crystal phase that is an intermediate layer between a solid and a liquid. Liquid crystal materials generally have a vapor pressure as low as sub-Pa at room temperature. Liquid crystal materials have anisotropy in physical properties such as dielectric constant, refractive index, and electrical conductivity. The liquid crystal material applicable to the present invention is not particularly limited as long as it has such properties. The liquid crystal material may be a single substance or a mixture of a plurality of types of liquid crystals. Further, the molecular structure, liquid crystal phase, and physical properties of the liquid crystal material are not particularly limited.

具体的には、液晶材料は、リオトロピック液晶であっても、サーモトロピック液晶であってもよい。サーモトロピック液晶は、カラミティック液晶,ディスコティック液晶,およびサニディック液晶のいずれであってもよい。   Specifically, the liquid crystal material may be a lyotropic liquid crystal or a thermotropic liquid crystal. The thermotropic liquid crystal may be any of a calamitic liquid crystal, a discotic liquid crystal, and a sanitic liquid crystal.

液晶相は、ネマティック相,スメクティック相(スメクティックA相〜I相の各相),コレスティック相,カラムナー相,ディスコティックカラムナー相,バナナ相のいずれであってもよく、またブルー相やTGB(Twist Grain Boundary)相などのフラストレート相であってもよい。ブルー相は、ブルー相I,ブルー相II,ブルー相IIIのいずれであってもよく、コレスティックブルー相,スメクティックブルー相であってもよい。フラストレート相は、液晶中に局所的に不安定な領域を含むマクロ構造を形成する相である。言い換えれば、フラストレート相は、液晶中に、局所的な配向の矛盾点を持ちながらも、全体として安定に存在する相である。例えば、ブルー相は、フラストレート相の典型例である。また、液晶相は、キラル液晶相であってもよく、アキラル液晶相であってもよい。   The liquid crystal phase may be a nematic phase, a smectic phase (smectic A phase to I phase), a cholestic phase, a columnar phase, a discotic columnar phase, or a banana phase, or a blue phase or TGB (Twist It may be a frustrated phase such as a Grain Boundary) phase. The blue phase may be any of blue phase I, blue phase II, and blue phase III, and may be a cholesteric blue phase or a smectic blue phase. The frustrated phase is a phase that forms a macro structure including a locally unstable region in the liquid crystal. In other words, the frustrated phase is a phase stably present as a whole in the liquid crystal while having a local alignment contradiction. For example, the blue phase is a typical example of a frustrated phase. The liquid crystal phase may be a chiral liquid crystal phase or an achiral liquid crystal phase.

具体的な液晶分子は、特に限定されるものではなく、シアノビフェニル類,コレステリル類,炭酸エステル類,フェニルエステル類,シッフ塩基類,ベンジジン類,アゾキシベンゼン類,キラル基を持つ強誘電性液晶,液晶高分子などの各種液晶分子を用いることができる。例えば、4−ペンチル−4−シアノビフェニル(5CB),または,メルク社より提供されているE−47,E−44,MLC−6610などの混合系液晶などを挙げることができる。   Specific liquid crystal molecules are not particularly limited, and cyanobiphenyls, cholesteryls, carbonates, phenyl esters, Schiff bases, benzidines, azoxybenzenes, ferroelectric liquid crystals having a chiral group Various liquid crystal molecules such as liquid crystal polymers can be used. Examples thereof include 4-pentyl-4-cyanobiphenyl (5CB) or mixed liquid crystals such as E-47, E-44, and MLC-6610 provided by Merck.

ここで、現在、液晶ディスプレイ分野に応用されている液晶材料は、サーモトロピック液晶であり、その液晶相はネマティック相を示す。このため、本発明においても、液晶材料は、サーモトロピック液晶であって、ネマティック相を発現するものであることが好ましい。これにより、液晶表示装置の高速化,高精細化,および高機能化を実現することができる。   Here, the liquid crystal material currently applied to the liquid crystal display field is a thermotropic liquid crystal, and the liquid crystal phase exhibits a nematic phase. Therefore, also in the present invention, the liquid crystal material is preferably a thermotropic liquid crystal and exhibits a nematic phase. As a result, it is possible to realize high speed, high definition and high functionality of the liquid crystal display device.

また、フラストレート相(特にブルー相)を示す液晶は、光学的あるいは電気光学的にユニークな性質を示す。例えば、ブルー相を示す液晶は、応答速度が1ms以下と非常に速い上、光学的に等方性で、可視光波長オーダーの周期の3次元格子構造を有する。このため、ブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置は、視野角依存性がなく、配向膜や、ラビングなどの配向処理がいらない。従って、ブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置は、飛躍的な高性能化と、低コスト化とを両立できる次世代の液晶表示装置として大きな注目を集めている。ただし、ブルー相を示す液晶は、液晶相を発現する温度範囲が、他の液晶と比べて極端に狭いため、この温度範囲の狭さが、ブルー相を示す液晶の実用化を妨げる最大の問題となっている。すなわち、この温度範囲を拡大することが、フラストレート相、特にブルー相の実用化の道を切り開くために、必要不可欠となる。   In addition, a liquid crystal exhibiting a frustrated phase (particularly a blue phase) exhibits optically or electro-optically unique properties. For example, a liquid crystal exhibiting a blue phase has a very fast response speed of 1 ms or less, is optically isotropic, and has a three-dimensional lattice structure with a period of the order of visible light wavelength. For this reason, a liquid crystal display device using a liquid crystal exhibiting a blue phase has no viewing angle dependency and does not require alignment treatment such as alignment film or rubbing. Accordingly, a liquid crystal display device using a liquid crystal exhibiting a blue phase is attracting a great deal of attention as a next-generation liquid crystal display device that can achieve both a dramatic improvement in performance and a reduction in cost. However, since the liquid crystal exhibiting a blue phase has an extremely narrow temperature range that expresses the liquid crystal phase compared to other liquid crystals, the narrowness of this temperature range precludes the practical application of liquid crystals exhibiting a blue phase. It has become. That is, it is indispensable to expand this temperature range in order to open the way to the practical use of the frustrated phase, particularly the blue phase.

本発明において、フラストレート相、特にブルー相(コレスティックブルー相)を示す液晶材料中に、ナノ粒子が分散したナノ粒子分散液晶は、ナノ粒子の分散により高速化,高精細化,および高機能化を実現することができる。それだけではなく、そのナノ粒子分散液晶は、液晶相(フラストレート相)を発現する温度範囲が、拡大するという注目すべき効果を示す。従って、フラストレート相、特にブルー相を示す液晶材料の最大の欠点を克服したナノ粒子分散液晶を実現することができる。   In the present invention, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which nanoparticles are dispersed in a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase, particularly a blue phase (cholestic blue phase), has a higher speed, higher definition, and higher functionality by dispersing the nanoparticles. Can be realized. In addition, the nanoparticle-dispersed liquid crystal exhibits a remarkable effect that the temperature range in which the liquid crystal phase (frustrated phase) appears is expanded. Therefore, it is possible to realize a nanoparticle-dispersed liquid crystal that overcomes the greatest drawback of the liquid crystal material exhibiting a frustrated phase, particularly a blue phase.

一方、このような液晶材料中に分散されるナノ粒子は、粒子径(長径)が100nm以下である微粒子であれば特に限定されるものではない。本発明のナノ粒子分散液晶において、ナノ粒子の適切な粒子径は、液晶材料の種類によって異なるため、特に限定されるものではない。しかし、ナノ粒子の粒子径は、1nm〜20nmであることが好ましく、1nm〜10nmであることがより好ましく、1nm〜5nmであることが特に好ましい。これにより、ナノ粒子によって液晶の配向が大きく乱すことがなく液晶の物性を変化させることが可能となる。   On the other hand, the nanoparticles dispersed in such a liquid crystal material are not particularly limited as long as the particles have a particle diameter (major axis) of 100 nm or less. In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the appropriate particle diameter of the nanoparticles is not particularly limited because it varies depending on the type of liquid crystal material. However, the particle diameter of the nanoparticles is preferably 1 nm to 20 nm, more preferably 1 nm to 10 nm, and particularly preferably 1 nm to 5 nm. Thereby, the physical properties of the liquid crystal can be changed without significantly disturbing the alignment of the liquid crystal due to the nanoparticles.

また、ナノ粒子は、純物質であってもよく、混合物であってもよい。さらに、純物質は、単体であってもよく、化合物であってもよい。また、ナノ粒子は、気体、液体、固体のいずれであってもよいが、好ましくは固体である。ナノ粒子は、金属、半金属、無機酸化物、半導体,磁性体,有機物などの幅広い材料を単独でまたは複数種類を組み合わせて適用することができる。   The nanoparticles may be a pure substance or a mixture. Furthermore, the pure substance may be a simple substance or a compound. The nanoparticles may be any of gas, liquid, and solid, but is preferably solid. As the nanoparticles, a wide range of materials such as metals, metalloids, inorganic oxides, semiconductors, magnetic substances, and organic substances can be used alone or in combination.

金属としては、例えば、金,銀,銅,白金,パラジウム,アルミニウム,タングステン,鉛,亜鉛,コバルト,ニッケル,インジウム,アルミニウム,鉄,ロジウム,マンガン,クロム,モリブデン,カドミウム,チタン,ルテニウム,オスミウムなどが挙げられる。   Examples of metals include gold, silver, copper, platinum, palladium, aluminum, tungsten, lead, zinc, cobalt, nickel, indium, aluminum, iron, rhodium, manganese, chromium, molybdenum, cadmium, titanium, ruthenium, and osmium. Is mentioned.

半金属としては、例えば、ビスマス,テルルなどが挙げられる。   Examples of the semimetal include bismuth and tellurium.

無機酸化物としては、例えば、Al,MgO,MoO,Nb,SiO,SnO,BaTiO,TiO,UO,V,WO,ZrO,Fe,CuO,CdO,In,Co,HfOなどが挙げられる。 Examples of the inorganic oxide include Al 2 O 3 , MgO, MoO 3 , Nb 2 O 5 , SiO 2 , SnO 2 , BaTiO 3 , TiO 2 , UO 2 , V 2 O 5 , WO 3 , ZrO 2 , Fe. 2 O 3 , CuO, CdO, In 2 O 3 , Co 3 O 4 , HfO 2 and the like.

半導体としては、例えば、ZnS,CdS,ZnSe,ZnTe,CdTe,CdSeなどが挙げられる。   Examples of the semiconductor include ZnS, CdS, ZnSe, ZnTe, CdTe, CdSe, and the like.

磁性体としては、FePt,CoPt,MPt,Mpdなどが挙げられる。   Examples of the magnetic material include FePt, CoPt, MPt, Mpd, and the like.

有機物としては、C60系、カーボンナノチューブなどが挙げられる。   Examples of the organic substance include C60 series and carbon nanotubes.

本発明のナノ粒子分散液晶において、ナノ粒子は、液晶材料との相溶性を向上させる処理が施されていない。ここで、「液晶材料との相溶性を向上させる処理」とは、互いに混ざりにくいナノ粒子と液晶材料との相溶性を高めるために、ナノ粒子表面に何らかの処理が施されていることを示す。例えば、特許文献1のように、液晶中にナノ粒子を良好に分散させるために、ナノ粒子の表面(周囲)に、液晶分子または液晶様分子を化学合成することなどを示す。   In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the nanoparticle is not subjected to a treatment for improving the compatibility with the liquid crystal material. Here, the “treatment for improving the compatibility with the liquid crystal material” means that the nanoparticle surface is subjected to some kind of treatment in order to increase the compatibility between the nanoparticles and the liquid crystal material that are difficult to mix with each other. For example, as in Patent Document 1, in order to satisfactorily disperse nanoparticles in liquid crystal, chemical synthesis of liquid crystal molecules or liquid crystal-like molecules on the surface (periphery) of the nanoparticles is shown.

本発明のナノ粒子分散液晶において、液晶材料を構成する液晶分子は、ナノ粒子の表面に物理吸着しており、従来(特許文献1)のように化学結合(化学吸着)していないことが好ましい。これにより、ナノ粒子表面に化学修飾が施されていなくても、ナノ粒子の凝集を防ぐことができる。従って、ナノ粒子が凝集せずに液晶材料中に分散したナノ粒子分散液晶を実現することができる。   In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, it is preferable that the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are physically adsorbed on the surface of the nanoparticle and not chemically bonded (chemical adsorption) as in the prior art (Patent Document 1). . Thereby, even if the nanoparticle surface is not chemically modified, aggregation of the nanoparticles can be prevented. Therefore, it is possible to realize a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which nanoparticles are dispersed in a liquid crystal material without aggregation.

なお、「物理吸着」とは、化学結合を伴わない物理的な力による吸着を示す。例えば、ファンデルワールス力などの弱い分子間力(ファンデルワールス力)による吸着が挙げられる。従って、「液晶分子がナノ粒子の表面に物理吸着する」とは、液晶分子がナノ粒子表面に、ファンデルワールス力等によって物理吸着した状態を示す。これに対し、特許文献1では、液晶分子がナノ粒子の表面に化学結合(化学吸着)している。従って、本発明と特許文献1とでは、ナノ粒子の表面の状態が全く異なる。   Note that “physical adsorption” refers to adsorption by physical force without chemical bonding. For example, adsorption by weak intermolecular forces (van der Waals force) such as van der Waals force can be mentioned. Therefore, “liquid crystal molecules are physically adsorbed on the surface of the nanoparticles” indicates a state in which the liquid crystal molecules are physically adsorbed on the nanoparticle surface by van der Waals force or the like. On the other hand, in Patent Document 1, liquid crystal molecules are chemically bonded (chemically adsorbed) to the surfaces of the nanoparticles. Therefore, the surface state of the nanoparticles is completely different between the present invention and Patent Document 1.

本発明のナノ粒子分散液晶において、ナノ粒子の含有量は、液晶材料とナノ粒子との組み合わせや、ナノ粒子分散液晶の性質によって異なるため、特に限定されるものではない。ただし、ナノ粒子の含有量が多すぎると、ナノ粒子が凝集する、あるいは液晶性を喪失する可能性があるため、これらのことが起こらない程度の含有量であることが好ましい。例えば、ナノ粒子の含有量は、ナノ粒子分散液晶の全重量に対して、0.1wt%〜5wt%であることが好ましく、0.1wt%〜3%がより好ましい。これにより、ナノ粒子が凝集せず、また液晶性を喪失せずに、液晶材料中にナノ粒子が分散する。   In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the nanoparticle content is not particularly limited because it varies depending on the combination of the liquid crystal material and the nanoparticles and the properties of the nanoparticle-dispersed liquid crystal. However, if the content of the nanoparticles is too large, the nanoparticles may aggregate or lose liquid crystallinity. Therefore, it is preferable that the content does not occur. For example, the content of the nanoparticles is preferably 0.1 wt% to 5 wt%, more preferably 0.1 wt% to 3% with respect to the total weight of the nanoparticle-dispersed liquid crystal. Thereby, the nanoparticles are dispersed in the liquid crystal material without aggregation of the nanoparticles and without loss of liquid crystallinity.

また、本発明のナノ粒子分散液晶において、ナノ粒子は凝集していないことが最も好ましい。言い換えれば、ナノ粒子が凝集して形成されたナノ粒子凝集体が、ナノ粒子分散液晶中に、存在しないことが最も好ましい。ここで、ナノ粒子凝集体とは、ナノ粒子が凝集して形成された粒子径が100nmより大きな塊を示す。ナノ粒子凝集体は、ナノ粒子分散液晶の特性に影響を及ぼさない範囲で、ナノ粒子分散液晶中に存在していてもよい。例えば、ナノ粒子分散液晶中に、1重量%以下のナノ粒子凝集体が存在していてもよい。   In the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, it is most preferable that the nanoparticles are not aggregated. In other words, it is most preferable that the nanoparticle aggregate formed by the aggregation of nanoparticles does not exist in the nanoparticle-dispersed liquid crystal. Here, the nanoparticle aggregate indicates a mass having a particle diameter larger than 100 nm formed by aggregation of nanoparticles. The nanoparticle aggregate may be present in the nanoparticle-dispersed liquid crystal as long as it does not affect the properties of the nanoparticle-dispersed liquid crystal. For example, 1% by weight or less of nanoparticle aggregates may be present in the nanoparticle-dispersed liquid crystal.

本発明のナノ粒子分散液晶は、通常の液晶のように流動性と異方性を兼ね備えている為、液晶表示装置の材料として利用することができる。液晶にナノ粒子が含まれていることによって、フレデリクス転移の閾値電圧の低下,誘電異方性の増加,スイッチング速度の増加などの特性を向上させることができる。従って、液晶表示装置の高速化,高精細化,および高機能化を実現することができる。   Since the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention has both fluidity and anisotropy like a normal liquid crystal, it can be used as a material for a liquid crystal display device. By including nanoparticles in the liquid crystal, it is possible to improve characteristics such as a decrease in threshold voltage for Fredericks transition, an increase in dielectric anisotropy, and an increase in switching speed. Accordingly, the liquid crystal display device can be increased in speed, definition, and functionality.

また、本発明のナノ粒子分散液晶は、単独で利用することもできるが、液晶材料の高機能化を目的として、種々の添加物を添加することもできる。このような添加物としては、例えば、フラストレート相(特にブルー相)を示す液晶材料の発現範囲を拡大するために、高分子またはキラルドーパントを添加してもよい。より具体的には、フラーレン,カーボンナノチューブ,デンドリマー等を添加して、ブルー相の発現範囲を拡大してもよい。なお、添加物は、液晶材料に分散されやすくするため、適当なメソゲン基等の修飾基を有するものであることが好ましい。   The nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention can be used alone, but various additives can be added for the purpose of enhancing the functionality of the liquid crystal material. As such an additive, for example, a polymer or a chiral dopant may be added in order to expand the expression range of a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase (particularly a blue phase). More specifically, fullerenes, carbon nanotubes, dendrimers, etc. may be added to expand the expression range of the blue phase. In addition, in order to make an additive easy to disperse | distribute to a liquid-crystal material, it is preferable that an additive has an appropriate modification group, such as a mesogen group.

以上のように、本発明のナノ粒子分散液晶は、液晶材料中に、化学修飾が施されていないナノ粒子が分散されている。このため、従来のように、化学修飾を施したナノ粒子を化学合成する必要がない。従って、簡便に製造できるナノ粒子分散液晶を実現することができる。   As described above, in the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, nanoparticles that are not chemically modified are dispersed in the liquid crystal material. For this reason, there is no need to chemically synthesize chemically modified nanoparticles. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal that can be easily produced can be realized.

(2)ナノ粒子分散液晶の製造方法
上述のように、本発明のナノ粒子分散液晶は、化学修飾が施されていないナノ粒子が、液晶材料中に分散されているため、化学修飾を施したナノ粒子を化学合成する必要がない。また、液晶材料の蒸気圧は低いため、数Pa程度の低真空(低減圧)であれば蒸発しない。従って、本発明のナノ粒子分散液晶は、物理蒸着によって、極めて簡便に製造することができる。
(2) Method for Producing Nanoparticle-Dispersed Liquid Crystal As described above, the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention was chemically modified because nanoparticles that were not chemically modified were dispersed in the liquid crystal material. There is no need to chemically synthesize the nanoparticles. Further, since the vapor pressure of the liquid crystal material is low, it does not evaporate if it is a low vacuum (reduced pressure) of about several Pa. Therefore, the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention can be produced very simply by physical vapor deposition.

すなわち、本発明のナノ粒子分散液晶は、物理蒸着によりターゲット材から形成された原子や分子を液晶材料中でナノサイズの粒子に成長させることにより製造することができる。   That is, the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention can be produced by growing atoms and molecules formed from a target material by physical vapor deposition into nanosized particles in a liquid crystal material.

ここで、「物理蒸着(PVD)」とは、高温加熱,スパッタリングなどの物理的方法によってターゲット材を蒸発させ、ターゲット材から放出された原子または分子を、液晶材料に付着させることを示す。具体的には、「物理蒸着」には、例えば、スパッタリング,真空蒸着,イオンプレーティングなどが含まれる。   Here, “physical vapor deposition (PVD)” means that the target material is evaporated by a physical method such as high-temperature heating and sputtering, and atoms or molecules emitted from the target material are attached to the liquid crystal material. Specifically, “physical vapor deposition” includes, for example, sputtering, vacuum vapor deposition, ion plating, and the like.

一方、物理蒸着に用いられるターゲット材は、物理蒸着によって原子または分子が放出されるものである。すなわち、ターゲット材は、ナノ粒子前駆体である。ターゲット材は、形成するナノ粒子に応じて選択すればよく、特に限定されるものではない。例えば、ターゲット材は、上述のナノ粒子として例示した金属,半金属,無機酸化物,半導体,磁性体,有機物などの幅広い材料を適用することができる。これにより、幅広い材料のナノ粒子を、液晶材料中に分散させることができる。   On the other hand, the target material used for physical vapor deposition is one in which atoms or molecules are released by physical vapor deposition. That is, the target material is a nanoparticle precursor. The target material may be selected according to the nanoparticles to be formed, and is not particularly limited. For example, as the target material, a wide range of materials such as metals, metalloids, inorganic oxides, semiconductors, magnetic substances, and organic substances exemplified as the above-described nanoparticles can be applied. Thereby, nanoparticles of a wide range of materials can be dispersed in the liquid crystal material.

ここで、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法では、化学蒸着法(CVD法)や物理蒸着法(PVD)等の乾式製膜法により基板上にターゲット材を析出させる方法と同様の装置および手順で実施可能である。例えば、物理蒸着法における基板の代わりに、液晶材料を用いる。これにより、物理蒸着によってターゲット材から放出された原子または分子が集合しナノ粒子が形成され、液晶材料中に、ナノ粒子を分散させることができる。   Here, in the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, an apparatus similar to a method for depositing a target material on a substrate by a dry film forming method such as a chemical vapor deposition method (CVD method) or a physical vapor deposition method (PVD), and It can be implemented in the procedure. For example, a liquid crystal material is used instead of the substrate in physical vapor deposition. Thereby, atoms or molecules released from the target material by physical vapor deposition gather to form nanoparticles, and the nanoparticles can be dispersed in the liquid crystal material.

ただし、上述のように、液晶材料は、自己組織化能が強いが、流動性を有するため、一般的に室温でサブPa程度の有限の蒸気圧を有する。また、液晶材料は、高温で分解する可能性がある。例えば、液晶材料が5CBの場合、蒸気圧は90℃でおよそ0.23Paであり、100℃で数分放置すると熱分解し液晶性を示さなくなる。液晶材料の沸点および蒸気圧は、液晶材料の種類,液晶材料の分子構造などによって異なる。このため、物理蒸着の条件は、液晶材料に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。ただし、物理蒸着は、液晶材料が蒸発や分解しない程度の真空条件(真空度)および温度条件で行うことが好ましい。   However, as described above, the liquid crystal material has a strong self-organization ability, but has fluidity, and thus generally has a finite vapor pressure of about sub-Pa at room temperature. In addition, the liquid crystal material may be decomposed at a high temperature. For example, when the liquid crystal material is 5 CB, the vapor pressure is approximately 0.23 Pa at 90 ° C., and when left at 100 ° C. for several minutes, it decomposes thermally and does not exhibit liquid crystallinity. The boiling point and vapor pressure of the liquid crystal material vary depending on the type of liquid crystal material, the molecular structure of the liquid crystal material, and the like. For this reason, the conditions of physical vapor deposition should just be set according to liquid crystal material, and are not specifically limited. However, the physical vapor deposition is preferably performed under a vacuum condition (degree of vacuum) and a temperature condition such that the liquid crystal material does not evaporate or decompose.

このような液晶材料の性質および坩堝が不要であること、並びに高純度のナノ粒子を形成できることを考慮すると、物理蒸着は、スパッタ蒸着(スパッタリング法)であることが好ましい。スパッタ蒸着は、あまり高温を必要とせず、また液晶材料が蒸発してしまうような高真空も必要としない。つまり、スパッタ蒸着は、低真空条件下で高純度のナノ粒子を形成することができる。このため、液晶材料の熱分解および蒸発を防ぎつつ、短時間のスパッタリング時間で高純度のナノ粒子を形成することができる。従って、ナノ粒子分散液晶の製造時間を短縮することができる。   In consideration of the properties of such a liquid crystal material, the necessity of a crucible, and the ability to form high-purity nanoparticles, physical vapor deposition is preferably sputter deposition (sputtering method). Sputter deposition does not require a very high temperature and does not require a high vacuum such that the liquid crystal material evaporates. That is, sputter deposition can form high purity nanoparticles under low vacuum conditions. Therefore, high-purity nanoparticles can be formed in a short sputtering time while preventing thermal decomposition and evaporation of the liquid crystal material. Therefore, the manufacturing time of the nanoparticle-dispersed liquid crystal can be shortened.

ここで、スパッタ蒸着を行うスパッタリング装置の構成は、特に限定されるものではなく、従来公知の蒸着装置を用いることができる。例えば、スパッタリング装置は、真空にすることが可能な蒸着チャンバと、蒸着チャンバの上面に設置されターゲット材を装着可能な陰極と、陰極に対向する位置に設置された陽極とを備えたものを使用することができる。この場合、ターゲット材を陰極に装着し、液晶材料を入れた容器または液晶材料を滴下した基板を、陽極上に配置する。そして、蒸着チャンバ内を、真空又はガス雰囲気下(例えばアルゴンガスなど)にした状態で、陰極に高電圧を印加する。これにより、蒸着チャンバ内にグロー放電が発生し、グロー放電によって生じたガスイオンがターゲット材に衝突することにより、ターゲット材を構成している原子または分子がスパッタ蒸発される。そして、ターゲット材からたたき出された原子または分子が、対向する液晶材料に到達する。到達した原子または分子は、流動性を有する液晶材料内に侵入して集合する。その結果、その原子または分子が液晶材料中で成長し、ナノ粒子が形成され、分散する。つまり、このナノ粒子は、ターゲット材を構成している原子または分子から構成される。このようにして形成されたナノ粒子は、ターゲット材から直接形成されるため、純度が高く、副生成物もない。しかも、ナノ粒子表面も化学修飾されていない。   Here, the configuration of the sputtering apparatus for performing the sputtering deposition is not particularly limited, and a conventionally known deposition apparatus can be used. For example, the sputtering apparatus uses a deposition chamber that can be evacuated, a cathode that is installed on the upper surface of the deposition chamber and that can be loaded with a target material, and an anode that is installed at a position facing the cathode. can do. In this case, the target material is mounted on the cathode, and a container containing the liquid crystal material or a substrate onto which the liquid crystal material is dropped is placed on the anode. Then, a high voltage is applied to the cathode while the inside of the vapor deposition chamber is in a vacuum or a gas atmosphere (for example, argon gas). Thereby, glow discharge is generated in the vapor deposition chamber, and gas ions generated by the glow discharge collide with the target material, whereby atoms or molecules constituting the target material are sputter evaporated. Then, atoms or molecules knocked out from the target material reach the facing liquid crystal material. The reached atoms or molecules invade and gather in the liquid crystal material having fluidity. As a result, the atoms or molecules grow in the liquid crystal material, and nanoparticles are formed and dispersed. That is, this nanoparticle is comprised from the atom or molecule | numerator which comprises the target material. The nanoparticles thus formed are formed directly from the target material, and thus have high purity and no by-products. Moreover, the nanoparticle surface is not chemically modified.

一方、液晶材料を構成する液晶分子は、成長したナノ粒子の表面(周囲)に物理吸着する。このため、ナノ粒子表面が液晶分子によってある程度覆われると、ナノ粒子の成長がとまる。さらに、ナノ粒子表面は、液晶分子で覆われているため、ナノ粒子の凝集を防ぐことができる。従って、ナノ粒子が凝集することなく、液晶材料中にナノ粒子を分散させることができる。   On the other hand, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are physically adsorbed on the surface (surroundings) of the grown nanoparticles. For this reason, when the nanoparticle surface is covered to some extent by liquid crystal molecules, the growth of the nanoparticles stops. Furthermore, since the nanoparticle surface is covered with liquid crystal molecules, aggregation of the nanoparticles can be prevented. Accordingly, the nanoparticles can be dispersed in the liquid crystal material without aggregation of the nanoparticles.

このようなスパッタ蒸着などの物理蒸着によって、ターゲット材からナノ粒子が形成され、形成されたナノ粒子が液晶材料中に分散する原理は、以下のように説明することができる。   The principle that nanoparticles are formed from the target material by physical vapor deposition such as sputter vapor deposition, and the formed nanoparticles are dispersed in the liquid crystal material can be explained as follows.

通常、ある大きさのナノ粒子を極少量液晶材料に添加した場合、ナノ粒子間の距離が離れているため、凝集したり液晶材料の配向を乱したりすることなく液晶中に分散する。しかし、ナノ粒子間に働く相互作用が強い場合や、ナノ粒子の添加量が多くなりすぎる(ナノ粒子濃度が高くなりすぎる)と、ナノ粒子同士が凝集してしまう。そこで、従来は、ナノ粒子表面に、液晶材料との相溶性を高めるための修飾基を付与することによって、物理的にナノ粒子間が接触しない(凝集しない)ようにするなどの処理が施される。   Usually, when a very small amount of nanoparticles of a certain size is added to a liquid crystal material, the distance between the nanoparticles is large, so that they disperse in the liquid crystal without aggregating or disturbing the alignment of the liquid crystal material. However, if the interaction between the nanoparticles is strong, or if the amount of nanoparticles added is too large (the nanoparticle concentration becomes too high), the nanoparticles aggregate. Therefore, conventionally, the surface of the nanoparticles is treated with a modification group for enhancing compatibility with the liquid crystal material so that the nanoparticles are not physically contacted (aggregated). The

これに対し、本発明では、物理蒸着によりターゲット材を構成する原子、分子、またはそれら少数からなるクラスターを放出させて、その原子、分子、またはクラスターを液晶材料に衝突(付着)させる。このため、その原子または分子が液晶材料に接触した時点では、液晶材料の配向は乱されない。また、液晶材料は流動性を有するため、液晶材料に衝突した原子、分子、またはクラスターは、次々に液晶材料中に侵入して集合する。これにより、ボトムアップ的に、数nm程度大のナノ粒子が形成される。一方、ナノ粒子が形成される段階で、液晶材料を構成する液晶分子は、成長したナノ粒子表面(周囲)に物理吸着によって結合する。このように、ナノ粒子表面に物理吸着した液晶分子は、ナノ粒子の成長を妨げると共に、ナノ粒子同士の凝集を防ぐように働く。このため、ナノ粒子の成長は、ある程度の大きさで止まる。従って、ナノ粒子同士が凝集せずに液晶材料中に分散したナノ粒子分散液晶が製造される。   On the other hand, in the present invention, the atoms, molecules, or clusters composed of a small number thereof constituting the target material are released by physical vapor deposition, and the atoms, molecules, or clusters collide (attach) to the liquid crystal material. For this reason, the alignment of the liquid crystal material is not disturbed when the atom or molecule contacts the liquid crystal material. Further, since the liquid crystal material has fluidity, atoms, molecules, or clusters that collide with the liquid crystal material invade into the liquid crystal material one after another and gather. As a result, nanoparticles as large as several nm are formed in a bottom-up manner. On the other hand, at the stage where the nanoparticles are formed, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are bonded to the surface (surroundings) of the grown nanoparticles by physical adsorption. Thus, the liquid crystal molecules physically adsorbed on the surface of the nanoparticles function to prevent nanoparticle growth and to prevent aggregation of the nanoparticles. For this reason, nanoparticle growth stops at a certain size. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which the nanoparticles are dispersed in the liquid crystal material without being aggregated is produced.

このように、物理蒸着によってナノ粒子を形成すると、基本的に、液晶材料中でナノ粒子が形成される。また、この場合、液晶材料の種類に応じて、ナノ粒子の大きさ(粒子径)が変化する。すなわち、特許文献2では、ナノ粒子前駆体を付着する溶媒としてイオン液体が用いられている。そして、そのイオン液体の種類に応じて、形成されるナノ粒子の粒子径が異なっている。例えば、イオン液体の親水性の度合いによって、ナノ粒子の粒子径が制御されている。   As described above, when the nanoparticles are formed by physical vapor deposition, the nanoparticles are basically formed in the liquid crystal material. In this case, the size (particle diameter) of the nanoparticles changes according to the type of the liquid crystal material. That is, in Patent Document 2, an ionic liquid is used as a solvent for attaching the nanoparticle precursor. And the particle diameter of the nanoparticle formed differs according to the kind of the ionic liquid. For example, the particle diameter of the nanoparticles is controlled by the degree of hydrophilicity of the ionic liquid.

一方、本発明においても、イオン液体と同様に流動性のある液晶材料を、ターゲット材から放出された原子、分子、またはクラスターを衝突させる溶媒として用いている。このため、液晶材料の物性(親水性の度合い,粘弾性係数等)によって、その液晶材料中に分散できる程度の大きさのナノ粒子にまでしか成長しない。従って、液晶材料の種類に応じて、ナノ粒子の粒子径を調整することができる。例えば、後述の実施例では、液晶材料として5CBを用いた場合、粒子径が3nm程度の金ナノ粒子が形成されている。一方、液晶材料として、混合型ネマティック液晶E−47を用いた場合には、1nm程度の金ナノ粒子が形成されている。   On the other hand, also in the present invention, a liquid crystal material having fluidity like an ionic liquid is used as a solvent for colliding atoms, molecules, or clusters emitted from a target material. For this reason, it grows only to the nanoparticle of the magnitude | size which can be disperse | distributed in the liquid crystal material by the physical property (degree of hydrophilicity, a viscoelastic coefficient, etc.) of liquid crystal material. Therefore, the particle diameter of the nanoparticles can be adjusted according to the type of the liquid crystal material. For example, in Examples described later, when 5CB is used as the liquid crystal material, gold nanoparticles having a particle diameter of about 3 nm are formed. On the other hand, when the mixed nematic liquid crystal E-47 is used as the liquid crystal material, gold nanoparticles of about 1 nm are formed.

本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、液晶材料中のナノ粒子の含有量は、蒸着時間等の蒸着条件によって調整することができる。上述のように、ナノ粒子の含有量は、液晶材料とナノ粒子との組み合わせ、ナノ粒子分散液晶の性質によって異なるため、特に限定されるものではない。つまり、蒸着条件も、特に限定されるものではない。ただし、ナノ粒子の含有量が多すぎると、ナノ粒子が凝集する可能性があるため、凝集しない程度の含有量となるように蒸着条件を設定することが好ましい。例えば、ナノ粒子の含有量が、ナノ粒子分散液晶の全重量に対して、0.1wt%〜5wt%となるように蒸着条件を設定することが好ましく、0.1wt%〜3%となるように蒸着条件を設定することがより好ましい。これにより、ナノ粒子が凝集せずに、液晶材料中にナノ粒子を分散することができる。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to the present invention, the content of nanoparticles in the liquid crystal material can be adjusted by the deposition conditions such as the deposition time. As described above, the content of the nanoparticles is not particularly limited because it varies depending on the combination of the liquid crystal material and the nanoparticles and the properties of the nanoparticle-dispersed liquid crystal. That is, the vapor deposition conditions are not particularly limited. However, if the content of the nanoparticles is too large, the nanoparticles may be aggregated. Therefore, it is preferable to set the vapor deposition conditions so that the content does not aggregate. For example, it is preferable to set the deposition conditions so that the content of nanoparticles is 0.1 wt% to 5 wt% with respect to the total weight of the nanoparticle-dispersed liquid crystal, so that the content is 0.1 wt% to 3%. It is more preferable to set vapor deposition conditions. Accordingly, the nanoparticles can be dispersed in the liquid crystal material without aggregation of the nanoparticles.

なお、上記の説明では、スパッタ蒸着の場合の製造方法について説明しているが、他の物理蒸着についても、同様の原理で液晶材料中にナノ粒子を分散させることができる。   In the above description, the manufacturing method in the case of sputter deposition is described. However, in the case of other physical vapor deposition, nanoparticles can be dispersed in the liquid crystal material according to the same principle.

このように、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法では、物理蒸着によって、ターゲット材から直接ナノ粒子が形成される。このため、従来のように、表面に化学修飾を施したナノ粒子を化学合成する必要も、副生成物を除去する必要もない。しかも、ナノ粒子表面に液晶分子が物理吸着するため、ナノ粒子同士が凝集しない。従って、化学修飾を施すことなくナノ粒子の凝集を抑制しつつ、高純度のナノ粒子が分散したナノ粒子分散液晶を簡便に製造することができる。   Thus, in the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to the present invention, nanoparticles are directly formed from a target material by physical vapor deposition. For this reason, it is not necessary to chemically synthesize nanoparticles whose surface is chemically modified as in the prior art, and it is not necessary to remove by-products. Moreover, since the liquid crystal molecules are physically adsorbed on the surface of the nanoparticles, the nanoparticles do not aggregate. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which high-purity nanoparticles are dispersed can be easily produced while suppressing aggregation of the nanoparticles without performing chemical modification.

なお、スパッタ蒸着は、例えば、DCスパッタ方式、RFスパッタ方式、マグネトロンスパッタ方式、イオンビームスパッタ方式などを用いることが可能である。   For sputtering deposition, for example, a DC sputtering method, an RF sputtering method, a magnetron sputtering method, an ion beam sputtering method, or the like can be used.

また、スパッタ蒸着の条件(ナノ粒子を形成する条件)は、空気中でも、ガス雰囲気下でもよい。ガス雰囲気下で行う場合、アルゴンガスなどの希ガスを用いるのが一般的である。より高純度のナノ粒子を製造するためには、蒸着チャンバを一度高真空まで排気したのち、希ガスを蒸着チャンバに導入することが好ましい。この場合、排気の最中には液晶材料を蒸着チャンバ(メインチャンバ)脇のロードロック室にいれておき、希ガス導入後、蒸着チャンバに導入することが好ましい。これにより、液晶材料が排気中に蒸発してしまうのを防ぐことが可能である。この手法によってナノ粒子を形成すれば、副生成物なども出さずに、短時間のスパッタリング時間で高純度のナノ粒子を大量に製造することが可能である。   Moreover, the conditions for sputtering deposition (conditions for forming nanoparticles) may be in air or in a gas atmosphere. When performed in a gas atmosphere, a rare gas such as argon gas is generally used. In order to produce higher-purity nanoparticles, it is preferable to evacuate the deposition chamber to a high vacuum and then introduce a rare gas into the deposition chamber. In this case, it is preferable that the liquid crystal material is placed in a load lock chamber beside the vapor deposition chamber (main chamber) during exhaust, and is introduced into the vapor deposition chamber after introduction of the rare gas. Thereby, it is possible to prevent the liquid crystal material from evaporating in the exhaust gas. If nanoparticles are formed by this method, it is possible to produce a large amount of high-purity nanoparticles in a short sputtering time without producing by-products.

なお、物理蒸着を行う際、液晶材料は液晶相を示している必要はなく、等方相の状態であってもよい。すなわち、ターゲット材を構成している原子または分子を付着させるときの液晶材料の状態は、液晶相であっても、等方相であってもよい。   Note that when performing physical vapor deposition, the liquid crystal material need not exhibit a liquid crystal phase, and may be in an isotropic phase. That is, the state of the liquid crystal material when attaching the atoms or molecules constituting the target material may be a liquid crystal phase or an isotropic phase.

また、物理蒸着を行う際に、ナノ粒子は、ターゲット材から放出された原子または分子は、蒸着チャンバ内で凝集させて形成しても、液晶材料中で凝集させて形成しても、その両方で凝集させて形成してもよい。しかし、液晶材料中でナノ粒子を形成すると、ターゲット材から放出された原子または分子は、液晶材料中に侵入する前に凝集しない。これにより、ナノ粒子の凝集(ナノ粒子凝集物の形成)をより確実に防ぐことができる。従って、より高純度のナノ粒子が分散されたナノ粒子分散液晶を製造することができる。それゆえ、ターゲット材から放出された原子または分子を、液晶材料中で凝集させてナノ粒子を形成することが好ましい。   In addition, when performing physical vapor deposition, nanoparticles may be formed by aggregating atoms or molecules released from the target material in the vapor deposition chamber or in the liquid crystal material. It may be formed by agglomeration. However, when nanoparticles are formed in the liquid crystal material, atoms or molecules emitted from the target material do not aggregate before entering the liquid crystal material. Thereby, aggregation of nanoparticles (formation of nanoparticle aggregates) can be prevented more reliably. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which higher-purity nanoparticles are dispersed can be produced. Therefore, it is preferable that atoms or molecules emitted from the target material are aggregated in the liquid crystal material to form nanoparticles.

また、物理蒸着の際の、ターゲット材と液晶材料との距離は、特に限定されるものではないが、ターゲット材と液晶材料とを近接させて物理蒸着を行うことが好ましい。これにより、ターゲット材から放出された原子または分子が、液晶材料中へ侵入する前に凝集するのを防ぐことができる。従って、より高純度のナノ粒子が分散されたナノ粒子分散液晶を、短時間で製造することができる。なお、ターゲット材と液晶材料との距離は、蒸着条件,蒸着装置のスケール,ターゲット材の種類などによって異なるため、一定ではない。ターゲット材と液晶材料との距離は、ターゲット材から放出された原子または分子が、液晶材料中へ侵入する前に凝集しなければよく、例えば、3〜10cmであることが好ましく、3〜5cmであることがより好ましい。   In addition, the distance between the target material and the liquid crystal material in the physical vapor deposition is not particularly limited, but it is preferable to perform the physical vapor deposition by bringing the target material and the liquid crystal material close to each other. Thereby, atoms or molecules emitted from the target material can be prevented from aggregating before entering the liquid crystal material. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal in which higher-purity nanoparticles are dispersed can be produced in a short time. Note that the distance between the target material and the liquid crystal material is not constant because it varies depending on the deposition conditions, the scale of the deposition apparatus, the type of the target material, and the like. The distance between the target material and the liquid crystal material may not be agglomerated before the atoms or molecules emitted from the target material enter the liquid crystal material, and is preferably 3 to 10 cm, for example, 3 to 5 cm. More preferably.

また、物理蒸着は、液体材料を静置した状態で行うことが好ましい。このように、液晶材料を静置した状態で物理蒸着を行うと、非特許文献1で使用される特殊な回転ローラを必要としない。これにより、スパッタリング装置等の蒸着装置を改良することなく、ナノ粒子分散液晶を製造することができる。また、回転ローラに液体薄膜を形成してナノ粒子を分散させる必要もない。従って、より短時間でナノ粒子分散液晶を製造することができる。なお、物理蒸着は、液晶材料とナノ粒子との分散性をよくするために、液晶材料(試料)を攪拌しながら行ってもよい。つまり、用いる液晶材料の性質に応じて、液晶材料を静置した状態で、または、攪拌しながら、物理蒸着を行うことができる。   Moreover, it is preferable to perform physical vapor deposition in the state which left the liquid material stationary. Thus, when physical vapor deposition is performed in a state where the liquid crystal material is left stationary, a special rotating roller used in Non-Patent Document 1 is not required. Thereby, a nanoparticle dispersion liquid crystal can be manufactured, without improving vapor deposition apparatuses, such as a sputtering device. Further, it is not necessary to form a liquid thin film on the rotating roller to disperse the nanoparticles. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal can be produced in a shorter time. The physical vapor deposition may be performed while stirring the liquid crystal material (sample) in order to improve the dispersibility between the liquid crystal material and the nanoparticles. That is, depending on the properties of the liquid crystal material used, physical vapor deposition can be performed with the liquid crystal material standing or stirring.

また、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法において、液晶材料も特に限定されるものではない。例えば、上述のようにサーモトロピック液晶であって、ネマティック相を発現する液晶材料であれば、現存する液晶表示装置の高速化,高精細化,および高機能化を実現することができる。   In the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention, the liquid crystal material is not particularly limited. For example, if the liquid crystal material is a thermotropic liquid crystal as described above and exhibits a nematic phase, it is possible to realize speedup, high definition, and high functionality of an existing liquid crystal display device.

一方、フラストレート相、特にブルー相(コレスティックブルー相)を示す液晶材料であれば、液晶表示装置の高速化,高精細化,および高機能化に加えて、液晶相(フラストレート相)を発現する温度範囲が拡大するという注目すべき効果を示す。従って、フラストレート相、特にブルー相の最大の欠点を克服したナノ粒子分散液晶を製造することができる。   On the other hand, in the case of a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase, particularly a blue phase (cholestic blue phase), in addition to increasing the speed, resolution and functionality of the liquid crystal display device, the liquid crystal phase (frustrated phase) The remarkable effect that the temperature range which expresses expands is shown. Accordingly, it is possible to produce a nanoparticle-dispersed liquid crystal that overcomes the greatest drawbacks of the frustrated phase, particularly the blue phase.

以上のように、本発明のナノ粒子分散液晶の製造方法においては、物理蒸着によって液晶材料にナノ粒子を分散させる(ドープする)。このような物理蒸着によれば、ターゲット材からナノ粒子を直接形成するため、従来のようにナノ粒子表面を化学修飾する必要がない。従って、極めて簡便にナノ粒子分散液晶を製造することができる。また、液晶材料中には副生成物が存在しないため、副生成物を除去する煩雑なプロセスも必要なく、高純度のナノ粒子が形成される。しかも、化学修飾する場合に比べて、製造プロセスが圧倒的に有利である。従って、種々のナノ粒子−液晶分散系を、極めて簡便に製造することができる。また、特にスパッタ蒸着を適用できるため、ターゲット材の選択の自由度が非常に高い。   As described above, in the method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to the present invention, nanoparticles are dispersed (doped) in a liquid crystal material by physical vapor deposition. According to such physical vapor deposition, since the nanoparticles are directly formed from the target material, it is not necessary to chemically modify the surface of the nanoparticles as in the prior art. Therefore, a nanoparticle-dispersed liquid crystal can be manufactured very simply. Further, since no by-product is present in the liquid crystal material, a complicated process for removing the by-product is not necessary, and high-purity nanoparticles are formed. Moreover, the manufacturing process is overwhelmingly advantageous as compared with the case of chemical modification. Therefore, various nanoparticle-liquid crystal dispersion systems can be produced very simply. In addition, since sputter deposition can be applied in particular, the degree of freedom in selecting a target material is very high.

(3)ナノ粒子分散液晶の応用
上述のように、本発明のナノ粒子分散液晶およびその製造方法では、従来(特許文献1)のように、ナノ粒子表面を、メソゲン基やチオール基によって化学的に修飾する必要がない。つまり、ナノ粒子に修飾基を全く付与せずとも高純度のナノ粒子を液晶材料中に高分散させることが可能である。しかも、本発明のナノ粒子分散液晶は、物理蒸着という極めて簡便な手法によって、製造することができる。このため、ターゲット材の選択範囲も豊富である。従って、本発明は、特に、液晶ディスプレイ分野、液晶を用いた光デバイスの分野、メタマテリアルの開発等において、大きなインパクトを与えるものであり、経済効果も非常に高い。
(3) Application of Nanoparticle-Dispersed Liquid Crystal As described above, in the nanoparticle-dispersed liquid crystal and the method for producing the same according to the present invention, the surface of the nanoparticle is chemically treated with a mesogenic group or a thiol group as in the prior art (Patent Document 1). There is no need to qualify. That is, it is possible to highly disperse highly purified nanoparticles in a liquid crystal material without imparting any modification group to the nanoparticles. Moreover, the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention can be produced by a very simple technique called physical vapor deposition. For this reason, the selection range of a target material is also abundant. Accordingly, the present invention has a great impact in the field of liquid crystal displays, the field of optical devices using liquid crystals, the development of metamaterials, and the like, and has a very high economic effect.

(a)液晶表示装置
本発明のナノ粒子分散液晶は、液晶材料にナノ粒子が添加されているため、液晶材料の性能の向上が可能になる。例えば、複屈折率(屈折率異方性)や誘電異方性が増加することによりスイッチング速度の増加や駆動閾値電圧の低下など、電界に対する応答特性を向上させることができる。従って、液晶表示装置の高速化,高精細化,および高機能化を実現することができる。
(A) Liquid crystal display device Since the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention has nanoparticles added to the liquid crystal material, the performance of the liquid crystal material can be improved. For example, an increase in birefringence (refractive index anisotropy) and dielectric anisotropy can improve response characteristics to an electric field, such as an increase in switching speed and a decrease in drive threshold voltage. Accordingly, the liquid crystal display device can be increased in speed, definition, and functionality.

具体的には、本発明のナノ粒子分散液晶は、従来公知の液晶表示装置の液晶層に適用することができる。例えば、互いに対向配置された1対のガラス基板と、各ガラス基板の外側に配置された偏光板と、ガラス基板間に封入された液晶層とを備えた液晶表示装置において、この液晶層が、本発明のナノ粒子分散液晶を含有していてもよい。この液晶層は、本発明のナノ粒子分散液晶からなるもの(従来の液晶層をナノ粒子分散液晶に置き換えたもの)であってもよいし、従来の液晶層に本発明のナノ粒子分散液晶を添加したものであってもよい。なお、液晶層は、ナノ粒子分散液晶からなるものであってもよい。つまり、液晶層中のナノ粒子分散液晶の含有量は、ナノ粒子分散液晶の種類に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。   Specifically, the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention can be applied to a liquid crystal layer of a conventionally known liquid crystal display device. For example, in a liquid crystal display device including a pair of glass substrates arranged to face each other, a polarizing plate arranged outside each glass substrate, and a liquid crystal layer sealed between the glass substrates, the liquid crystal layer is The nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention may be contained. This liquid crystal layer may be composed of the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention (the conventional liquid crystal layer is replaced with a nanoparticle-dispersed liquid crystal), or the conventional liquid crystal layer may be composed of the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention. It may be added. The liquid crystal layer may be composed of a nanoparticle-dispersed liquid crystal. That is, the content of the nanoparticle-dispersed liquid crystal in the liquid crystal layer may be set according to the type of the nanoparticle-dispersed liquid crystal, and is not particularly limited.

一方、本発明のナノ粒子分散液晶における液晶材料が、フラストレート相、特にブルー相を示す液晶材料であれば、フラストレート相、特にブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を備えた液晶表示装置として応用することができる。これにより、フラストレート相、特にブルー相を示す液晶材料の最大の欠点を克服し、次世代の液晶表示装置を実現することができる。   On the other hand, if the liquid crystal material in the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention is a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase, particularly a blue phase, a liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer containing a liquid crystal material exhibiting a frustrated phase, particularly a blue phase It can be applied as As a result, the greatest drawback of the liquid crystal material exhibiting the frustrated phase, particularly the blue phase, can be overcome, and a next generation liquid crystal display device can be realized.

このような液晶表示装置は、液晶材料中に、金属または強誘電体等のナノ粒子が分散されているため、複屈折や誘電率異方性の向上、閾値電圧の低下、応答速度の高速化を図ることができる。また、極めて簡便にナノ粒子分散液晶を製造することが可能なため、液晶材料を用いた情報ディスプレイの性能を向上させることができる。   In such a liquid crystal display device, nanoparticles such as metal or ferroelectric are dispersed in a liquid crystal material, so that birefringence and dielectric anisotropy are improved, threshold voltage is lowered, and response speed is increased. Can be achieved. In addition, since it is possible to produce a nanoparticle-dispersed liquid crystal very simply, the performance of an information display using a liquid crystal material can be improved.

(b)その他の応用
1)レーザ分野
本発明のナノ粒子液晶分散液晶において、特定の大きさのナノ粒子を液晶中に分散させることによって、特定の波長において散乱強度が増大する。一方、ネマティック液晶に色素などのゲイン媒質を添加すると、ランダムな散乱過程を介して反転分布が形成され、レーザ発振する。レーザ発振が起こる閾値はいかに効率よく散乱が起こるかによって決まるため、ナノ粒子によって散乱をより効率的に起こすことにより、低閾値でレーザ発振させることが可能となる。
(B) Other applications 1) Laser field In the nanoparticle liquid crystal-dispersed liquid crystal of the present invention, the scattering intensity is increased at a specific wavelength by dispersing nanoparticles of a specific size in the liquid crystal. On the other hand, when a gain medium such as a dye is added to the nematic liquid crystal, an inversion distribution is formed through a random scattering process, and laser oscillation occurs. Since the threshold value at which laser oscillation occurs depends on how efficiently scattering occurs, it is possible to cause laser oscillation at a low threshold value by causing scattering more efficiently by nanoparticles.

2)光通信分野
液晶材料のような異方性媒質にナノ粒子を分散することにより、屈折率が可変な材料や負の屈折率をもつ材料の実現可能性が示されている。従って、本発明のナノ粒子分散液晶を用いてそのような新規材料を実現することができる。
2) Optical communication field The feasibility of a material having a variable refractive index or a material having a negative refractive index has been shown by dispersing nanoparticles in an anisotropic medium such as a liquid crystal material. Therefore, such a novel material can be realized using the nanoparticle-dispersed liquid crystal of the present invention.

3)ナノ粒子活用分野
本発明において、液晶材料中に分散されたナノ粒子は、単離して取り出すことができる。このため、本発明は、化学修飾(表面処理)されていない無修飾ナノ粒子の製造方法に応用することができる。すなわち、液晶材料を溶媒として、液晶材料中で無修飾ナノ粒子を製造することができる。また、製造される無修飾ナノ粒子自身を、液晶材料中で化学反応に用いることも可能である。なお、無修飾ナノ粒子は、高活性光触媒,オプトエレクトロニクス素子,生体分子マーカーなどの機能材料として利用可能である。
3) Field of utilizing nanoparticles In the present invention, nanoparticles dispersed in a liquid crystal material can be isolated and taken out. For this reason, this invention is applicable to the manufacturing method of the unmodified nanoparticle which is not chemically modified (surface treatment). That is, unmodified nanoparticles can be produced in the liquid crystal material using the liquid crystal material as a solvent. Moreover, it is also possible to use the produced unmodified nanoparticles themselves for a chemical reaction in a liquid crystal material. Unmodified nanoparticles can be used as functional materials such as highly active photocatalysts, optoelectronic devices, and biomolecular markers.

以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。ただし、本発明に適用可能な液晶分子,液晶相,およびナノ粒子は、下記の実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below. However, liquid crystal molecules, liquid crystal phases, and nanoparticles applicable to the present invention are not limited to the following examples.

〔実施例1〕
(1)金ナノ粒子が分散したネマティック液晶5CBの製造および機能化
高さおよそ7mmに切ったガラススクリュー管(胴径18mm)に、4−ペンチル−4シアノビフェニル(5CB)をおよそ0.3gのせた。ここでスクリュー管を高さ7mmに切ったのは、液晶がこぼれないようにするためと、スパッタ原子を効率的に液晶に到達させるためである。なお、液晶がこぼれなければ、スライドガラスなどの平らな基板に液晶を添加しても問題ない。次に、蓋をせずにスクリュー管を、スパッタ蒸着装置内に置き、ターゲット材として金を用いて、スパッタリングを行った(蒸着チャンバ雰囲気:空気、圧力:20Pa、蒸着電流:約4.5mA、蒸着時間:30秒〜20分、ターゲット材と液晶との距離:3cm)。スパッタ後、スクリュー管内の液晶材料を回収した。
[Example 1]
(1) Manufacture and functionalization of nematic liquid crystal 5CB dispersed with gold nanoparticles Approximately 0.3 g of 4-pentyl-4cyanobiphenyl (5CB) is placed on a glass screw tube (body diameter 18 mm) cut to a height of about 7 mm. It was. The reason why the screw tube is cut to a height of 7 mm is to prevent the liquid crystal from spilling and to allow the sputter atoms to efficiently reach the liquid crystal. If the liquid crystal does not spill, there is no problem even if the liquid crystal is added to a flat substrate such as a slide glass. Next, the screw tube without a lid was placed in a sputter deposition apparatus, and sputtering was performed using gold as a target material (deposition chamber atmosphere: air, pressure: 20 Pa, deposition current: about 4.5 mA, Deposition time: 30 seconds to 20 minutes, distance between target material and liquid crystal: 3 cm). After sputtering, the liquid crystal material in the screw tube was collected.

(2)金蒸着による色の変化および吸収スペクトルの測定
図1は、純粋な5CBおよび金蒸着した5CBの消失スペクトルである。具体的には、図1は、純粋な5CBおよび金蒸着した5CBを厚さ350μmのガラスサンドイッチセルに浸透し、温度を40℃として試料を等方相とした場合の吸収スペクトルである。5CBはもともと可視光波長領域で透明であるが、金を蒸着することによって、着色していることが確認できる。吸収は、波長520nm付近に肩をもち、金ナノ粒子の表面プラズモン吸収に起因することから、スパッタ蒸着によって5CB中に金ナノ粒子が添加されたことが確認された。
(2) Measurement of color change and absorption spectrum due to gold deposition FIG. 1 shows disappearance spectra of pure 5CB and gold-deposited 5CB. Specifically, FIG. 1 shows absorption spectra when pure 5CB and gold-deposited 5CB are infiltrated into a glass sandwich cell having a thickness of 350 μm and the temperature is set to 40 ° C. and the sample is in an isotropic phase. Although 5CB is originally transparent in the visible light wavelength region, it can be confirmed that it is colored by depositing gold. Absorption has a shoulder in the vicinity of a wavelength of 520 nm and is attributed to surface plasmon absorption of gold nanoparticles, so that it was confirmed that gold nanoparticles were added into 5CB by sputter deposition.

(3)相転移挙動の変化
図2は、純粋な5CBおよび金蒸着した5CBの相転移挙動を示す偏光顕微鏡像を示す図であって、(a)は純粋な蒸着前の5CBの図であり、(b)は20分間金蒸着した5CBの図である。具体的には、蒸着前の5CB、および、20分間金蒸着した5CBを厚さおよそ5mmの一様配向処理の施されたガラスサンドイッチセルに封入し、40℃から1℃/minで降温したときの相転移時の偏光顕微鏡像を示す。
(3) Change in phase transition behavior FIG. 2 is a diagram showing a polarization microscope image showing the phase transition behavior of pure 5CB and gold-deposited 5CB, and (a) is a diagram of 5CB before pure deposition. (B) is a diagram of 5CB deposited by gold for 20 minutes. Specifically, when 5CB before vapor deposition and 5CB gold-deposited for 20 minutes are sealed in a glass sandwich cell having a uniform orientation treatment with a thickness of about 5 mm and the temperature is lowered from 40 ° C. to 1 ° C./min. The polarization microscope image at the time of the phase transition of is shown.

図2のように、金を蒸着することにより、5CBの相転移温度、および相転移時の挙動に変化が観測された。すなわち、図2の(a)のように、蒸着前の5CBでは透明点はおよそ35.4℃であった。これに対し、図2の(b)のように、20分間金を蒸着した5CBでは、透明点はおよそ33℃であった。また、相転移時の挙動に関しても、図2の(a)のように、純粋な5CBでは液晶と等方相領域との境界が視野を走査するように相転移が起こる。これに対し、図2の(b)のように、金蒸着したものでは10μm程度のドメインが無数に現れ、ドメインが拡大しながらくっつき、最終的に一様なテクスチャが得られた。このような結果から、液晶材料中でナノ粒子は凝集せずに分散し、その相転移挙動に影響を及ぼしていることが確認された。   As shown in FIG. 2, when gold was deposited, changes were observed in the phase transition temperature of 5CB and the behavior during the phase transition. That is, as shown in FIG. 2A, the clearing point was about 35.4 ° C. in 5CB before vapor deposition. On the other hand, as shown in FIG. 2B, the clearing point was about 33 ° C. in 5CB in which gold was deposited for 20 minutes. Further, regarding the behavior at the time of phase transition, as shown in FIG. 2A, in pure 5CB, the phase transition occurs so that the boundary between the liquid crystal and the isotropic phase region scans the visual field. On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the gold-deposited one, innumerable domains of about 10 μm appeared, and the domains were adhered while expanding, and finally a uniform texture was obtained. From these results, it was confirmed that the nanoparticles were dispersed in the liquid crystal material without agglomeration, affecting the phase transition behavior.

(4)誘電率の変化
図3は、純粋な5CBおよび金蒸着した5CBの誘電率の周波数依存性を示すグラフであって、(a)は短軸方向の誘電率であり、(b)は長軸方向の誘電率である。すなわち、インピーダンスアナライザ(Agilent 4294A)を用いて測定した、金蒸着した5CBの誘電率の周波数依存性を示す。液晶材料は、垂直配向処理および平行配向処理を施したセル厚およそ6μmのガラスサンドイッチセルに封入し、測定を行った。測定条件は、測定周波数範囲:40Hz−10MHz、変調振幅:300mVである。測定範囲の周波数では、5CBは元来周波数依存性を示さないが、金蒸着を施した場合には明確なデバイタイプの誘電緩和が100Hz−1kHzの間で確認された。
(4) Change in dielectric constant FIG. 3 is a graph showing the frequency dependence of the dielectric constant of pure 5CB and gold-deposited 5CB, where (a) is the dielectric constant in the minor axis direction, and (b) is The dielectric constant in the major axis direction. That is, it shows the frequency dependence of the dielectric constant of 5 CB deposited with gold measured using an impedance analyzer (Agilent 4294A). The liquid crystal material was sealed in a glass sandwich cell having a cell thickness of about 6 μm subjected to vertical alignment treatment and parallel alignment treatment, and measurement was performed. The measurement conditions are a measurement frequency range: 40 Hz-10 MHz and a modulation amplitude: 300 mV. At the frequency in the measurement range, 5CB originally did not show frequency dependence, but when gold deposition was performed, clear debye-type dielectric relaxation was confirmed between 100 Hz and 1 kHz.

このような結果は、液晶様分子で表面修飾した金属微粒子を液晶に添加した例で報告されているものと同様の現象であり(非特許文献4参照)、不均一誘電体におけるMaxwell−Wagner効果として知られている。このことから、スパッタ蒸着によってナノ粒子が5CB中に分散し、電気特性に影響を及ぼしていることが確認された。   Such a result is a phenomenon similar to that reported in the example in which metal fine particles surface-modified with liquid crystal-like molecules are added to the liquid crystal (see Non-Patent Document 4), and the Maxwell-Wagner effect in a non-uniform dielectric material. Known as. From this, it was confirmed that the nanoparticles were dispersed in 5CB by sputter deposition, affecting the electrical characteristics.

(5)透過電子顕微鏡観察
20分間金を蒸着した5CBをアセトンで希釈し、カーボングリッド上で乾燥した後、乾燥透過電子顕微鏡(Hitachi H−7650、加速電圧100keV)によって観察を行った。アセトンで希釈したのは、元々の溶媒の液晶を除去するためである。図4は、金蒸着した5CBの透過型電子顕微鏡像を示す図である。図4のように、5CBを金蒸着すると、粒子径(ナノ粒子の大きさ)およそ3nm、平均偏差0.49nmのナノ粒子が凝集することなく分散していることが確認された。
(5) Observation with Transmission Electron Microscope After 5CB deposited with gold for 20 minutes was diluted with acetone and dried on a carbon grid, observation was performed with a dry transmission electron microscope (Hitachi H-7650, acceleration voltage 100 keV). The reason for dilution with acetone is to remove the liquid crystal of the original solvent. FIG. 4 is a diagram showing a transmission electron microscope image of 5CB deposited with gold. As shown in FIG. 4, when 5CB was gold-deposited, it was confirmed that nanoparticles having a particle size (nanoparticle size) of about 3 nm and an average deviation of 0.49 nm were dispersed without aggregation.

〔実施例2〕
(1)金ナノ粒子が分散した混合型ネマティック液晶E−47の製造および機能化
スパッタ蒸着を施す液晶を、メルク社より販売されている混合型ネマティック液晶E−47とし、実施例1と同様の条件でスパッタ蒸着を行い、スパッタ後、スクリュー管内の液晶材料を回収した。
[Example 2]
(1) Production and functionalization of mixed nematic liquid crystal E-47 in which gold nanoparticles are dispersed The liquid crystal to be subjected to sputter deposition is mixed nematic liquid crystal E-47 marketed by Merck & Co. Sputter deposition was performed under the conditions, and after sputtering, the liquid crystal material in the screw tube was collected.

(2)金蒸着による色の変化
図5は、金蒸着した混合型ネマティック液晶(E−47)を示す図である。すなわち、図5は、純粋な混合型ネマティック液晶(E−47)および金蒸着(6分,20分)した混合型ネマティック液晶(E−47)を示す図である。図5のように、もともと光散乱によって白濁しているE−47が、金を蒸着することによって黄色に着色した。なお、金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴による赤色の着色が見られないことから、分散しているナノ粒子の粒子径は1nmオーダーであることが予想される。また、図示しないが、蒸着時間が長いほど濃くなったことから、蒸着時間が長いほど金ナノ粒子の濃度が高くなっていることが確認された。
(2) Color Change by Gold Deposition FIG. 5 is a diagram showing a mixed nematic liquid crystal (E-47) on which gold is deposited. That is, FIG. 5 is a view showing a pure mixed nematic liquid crystal (E-47) and a mixed nematic liquid crystal (E-47) obtained by gold deposition (6 minutes, 20 minutes). As shown in FIG. 5, E-47, which was originally clouded by light scattering, was colored yellow by depositing gold. In addition, since the red coloring by the surface plasmon resonance of a gold nanoparticle is not seen, it is estimated that the particle diameter of the disperse | distributed nanoparticle is 1 nm order. Moreover, although not shown in figure, since it became dark, so that vapor deposition time was long, it was confirmed that the density | concentration of a gold nanoparticle becomes high, so that vapor deposition time is long.

(3)E−47中の金ナノ粒子の透過電子顕微鏡観察
金を20分間スパッタ蒸着したE−47を、アセトンに希釈し、カーボングリッドで乾燥させた後に、透過電子顕微鏡(Hitachi H−7650、加速電圧100keV)によって観察した。図6は、金蒸着したE−47の透過型電子顕微鏡像を示す図である。図6のように、図中の補助丸印で示した箇所などに、粒子径1nm程度もしくはそれ以下の大きさのナノ粒子が形成されていることが確認できる。よって、混合型液晶E−47を用いた場合であっても、混合型液晶E−47中にナノ粒子が作製され、分散していることが確認された。
(3) Transmission Electron Microscope Observation of Gold Nanoparticles in E-47 After E-47 on which gold was sputter-deposited for 20 minutes was diluted in acetone and dried with a carbon grid, a transmission electron microscope (Hitachi H-7650, Observation was performed with an acceleration voltage of 100 keV. FIG. 6 is a view showing a transmission electron microscope image of E-47 deposited with gold. As shown in FIG. 6, it can be confirmed that nanoparticles having a particle diameter of about 1 nm or less are formed at locations indicated by auxiliary circles in the drawing. Therefore, even when the mixed liquid crystal E-47 was used, it was confirmed that nanoparticles were produced and dispersed in the mixed liquid crystal E-47.

(4)実施例1との比較
実施例1において5CBにスパッタ蒸着した場合と比較して、実施例2のようにE−47に蒸着を行った場合には、金ナノ粒子の大きさ(粒子径)が小さくなることが確認された。すなわち、液晶材料の物性によって、形成されるナノ粒子の大きさが変化することが確認された。
(4) Comparison with Example 1 Compared with the case of sputter deposition on 5CB in Example 1, when the deposition was performed on E-47 as in Example 2, the size of the gold nanoparticles (particle (Diameter) was confirmed to be small. That is, it was confirmed that the size of the formed nanoparticles varies depending on the physical properties of the liquid crystal material.

(5)金ナノ粒子を分散させてE−47液晶を用いたねじれネマティック液晶における駆動閾値電圧の低下
金を20分間スパッタ蒸着したE−47をねじれネマティック液晶セルに封入し、液晶の電気光学応答特性を評価した。ねじれネマティックセルは、それぞれの基板にポリイミド(JSR:AL1254)をスピンコートし一方向にラビングしたのち、ラビング方向が直交するように重ね合わせることによって作製した。セル厚は9μmとし、対向するITO透明電極によりセル厚方向に電界を印加した。電気光学応答特性は、素子を直交偏光子の間に置き、波長632nmの単色光を入射したときの透過率の印加電界依存性を測定することによって調べた。素子に様々な周波数の矩形派を印加したときの、透過率が50%となる閾値電圧の値を図7に示す。金ナノ粒子が添加されたE−47では、20Hz−10000Hzの周波数領域において、ナノ粒子を添加していないE−47よりも閾値電圧が低下していることが確認された。閾値電圧の減少率は、最大で15%程度であった。このことより、ナノ粒子を分散させることにより液晶の性能を向上させることができる。
(5) Reduction of driving threshold voltage in twisted nematic liquid crystal using E-47 liquid crystal by dispersing gold nanoparticles E-47 obtained by sputter-depositing gold for 20 minutes is sealed in a twisted nematic liquid crystal cell, and the electro-optic response of the liquid crystal Characteristics were evaluated. The twisted nematic cell was fabricated by spin-coating polyimide (JSR: AL1254) on each substrate, rubbing in one direction, and then superimposing them so that the rubbing directions were orthogonal. The cell thickness was 9 μm, and an electric field was applied in the cell thickness direction by the opposing ITO transparent electrode. The electro-optic response characteristic was examined by placing the element between orthogonal polarizers and measuring the applied electric field dependence of the transmittance when monochromatic light having a wavelength of 632 nm was incident. FIG. 7 shows threshold voltage values at which the transmittance is 50% when rectangular elements having various frequencies are applied to the element. In E-47 to which gold nanoparticles were added, it was confirmed that the threshold voltage was lower in the frequency range of 20 Hz to 10000 Hz than E-47 to which no nanoparticles were added. The reduction rate of the threshold voltage was about 15% at maximum. From this, the performance of the liquid crystal can be improved by dispersing the nanoparticles.

〔実施例3〕
(1)銀ナノ粒子が分散したネマティック液晶5CBの製造および機能化
ターゲット材を銀とし、実施例1と同様の条件下で6分間スパッタ蒸着を行い、スパッタ後、スクリュー管内の液晶材料を回収した。
Example 3
(1) Production and functionalization of nematic liquid crystal 5CB in which silver nanoparticles are dispersed The target material is silver, sputter deposition is performed for 6 minutes under the same conditions as in Example 1, and after sputtering, the liquid crystal material in the screw tube is recovered. .

(2)銀による液晶材料御の着色
図8は、銀ナノ粒子を添加した5CBの消滅スペクトルを示す図である。銀をスパッタ蒸着した5CBを厚さ350μmガラスサンドイッチセルに封入し、温度を40℃に保ちCCDマルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス:PMA-11)を用いて測定を行った。金を蒸着した場合と異なり、波長450nm以下で大きな光損失が確認された。このスペクトルに対応し、銀を蒸着した5CBでは黄色の着色が確認された。
(2) Coloring of liquid crystal material by silver FIG. 8 is a diagram showing an annihilation spectrum of 5CB to which silver nanoparticles are added. 5CB on which silver was sputter-deposited was sealed in a 350 μm-thick glass sandwich cell, and the temperature was kept at 40 ° C. and measurement was performed using a CCD multichannel spectrometer (Hamamatsu Photonics: PMA-11). Unlike the case where gold was deposited, a large optical loss was confirmed at a wavelength of 450 nm or less. Corresponding to this spectrum, yellow coloring was confirmed in 5CB deposited with silver.

(3)実施例1との比較
純粋な液晶は光散乱により白濁して見えるのに対し、実施例1では金ナノ粒子が5CB中に分散することにより、赤黒い着色が見られた一方、銀を蒸着した場合では黄色の着色が確認された。2つの試料とも沈殿物などの見られない均一なものであったことから、2つの試料の色の違いは、液晶中に高分散しているナノ粒子の光学特性(複素誘電率)の差に起因すると考えられる。すなわち、液晶中に分散させるナノ粒子の構成原子を変化させることにより、光学特性を変化させることができる。
(3) Comparison with Example 1 Pure liquid crystals appear to be clouded by light scattering, whereas in Example 1, gold nanoparticles were dispersed in 5CB, while reddish coloration was observed, while silver was added. In the case of vapor deposition, yellow coloring was confirmed. Since the two samples were uniform with no precipitates, the difference in color between the two samples was due to the difference in the optical properties (complex dielectric constant) of the highly dispersed nanoparticles in the liquid crystal. It is thought to be caused. That is, the optical properties can be changed by changing the constituent atoms of the nanoparticles dispersed in the liquid crystal.

〔実施例4〕
(1)金ナノ粒子が分散したコレステリックブルー液晶の作製
ターゲット材を金とし、また液晶材料を、コレステリックブルー相を発現する低分子混合液晶((46.5wt%)5CB+(46.5wt%)JC1041XX+(7.0wt%)ISO−(6OBA))として、実施例1と同様の条件で0.0186gの液晶材料に5分間スパッタ蒸着を行い、スパッタ後、サンプルを取り出した。
Example 4
(1) Preparation of cholesteric blue liquid crystal in which gold nanoparticles are dispersed A low-molecular mixed liquid crystal ((46.5 wt%) 5CB + (46.5 wt%) JC1041XX + in which the target material is gold and the liquid crystal material expresses a cholesteric blue phase. (7.0 wt%) ISO- (6OBA) 2 ) was sputter-deposited on 0.0186 g of a liquid crystal material for 5 minutes under the same conditions as in Example 1, and a sample was taken out after sputtering.

(2)コレステリックブルー相の発現温度範囲の拡大
コレステリックブルー相は、自己組織的に3次元周期構造を形成するため、可視光波長領域にブラッグ回折に起因する反射ピークを示す。このため、試料の温度を制御しながら反射ピークを測定することで、コレステリックブルー相の発現温度範囲を調べることが可能である。
(2) Expansion of expression temperature range of cholesteric blue phase Since the cholesteric blue phase forms a three-dimensional periodic structure in a self-organized manner, it exhibits a reflection peak due to Bragg diffraction in the visible light wavelength region. For this reason, it is possible to investigate the expression temperature range of the cholesteric blue phase by measuring the reflection peak while controlling the temperature of the sample.

そこで金をスパッタした低分子混合液晶を厚さ6μmのガラスサンドイッチセルに封入し、温度を0.1℃/minで降温しながら偏光顕微鏡観察および反射スペクトル計測を行った。図9は、純粋なコレステリックブルー相を示す液晶および金蒸着したコレステリックブルー相を示す液晶の反射スペクトルである。つまり、図9では、試料の反射スペクトルの温度依存性が示されている。純粋な液晶材料はコレステリックブルー相をおよそ3.2℃の温度範囲で発現した。これに対し、金ナノ粒子を添加した液晶材料は、その発現温度がおよそ8.2℃に拡大した。この結果は、ナノ粒子がコレステリックブルー相などのフラストレート相の発現温度範囲を拡大することが可能であることを示している。   Therefore, a low-molecular mixed liquid crystal sputtered with gold was sealed in a glass sandwich cell having a thickness of 6 μm, and a polarizing microscope was observed and a reflection spectrum was measured while the temperature was lowered at 0.1 ° C./min. FIG. 9 is a reflection spectrum of a liquid crystal showing a pure cholesteric blue phase and a liquid crystal showing a gold-deposited cholesteric blue phase. That is, FIG. 9 shows the temperature dependence of the reflection spectrum of the sample. The pure liquid crystal material developed a cholesteric blue phase in the temperature range of approximately 3.2 ° C. On the other hand, the expression temperature of the liquid crystal material to which the gold nanoparticles were added expanded to about 8.2 ° C. This result indicates that the nanoparticles can expand the temperature range of the frustrated phase such as cholesteric blue phase.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明によれば、金属、誘電体、半導体などのナノ粒子を液晶材料中に分散させることによって、液晶材料に新たな機能を付与することが可能である。このため、本発明は、情報ディスプレイ分野,レーザ分野,光通信分野,ナノ粒子活用分野等の各分野に利用することが可能である。   According to the present invention, it is possible to impart a new function to a liquid crystal material by dispersing nanoparticles such as metal, dielectric, and semiconductor in the liquid crystal material. Therefore, the present invention can be used in various fields such as information display field, laser field, optical communication field, and nanoparticle utilization field.

Claims (10)

物理蒸着によりターゲット材から形成されたナノ粒子を液晶材料中に分散させることを特徴とするナノ粒子分散液晶の製造方法。   A method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal, characterized in that nanoparticles formed from a target material by physical vapor deposition are dispersed in a liquid crystal material. 上記物理蒸着は、スパッタ蒸着であることを特徴とする請求項1に記載のナノ粒子分散液晶の製造方法。   The method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to claim 1, wherein the physical vapor deposition is sputter vapor deposition. 上記ターゲット材から放出された原子または分子を、上記液晶材料中で凝集させてナノ粒子を形成することを特徴とする請求項1または2に記載のナノ粒子分散液晶の製造方法。   The method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to claim 1 or 2, wherein atoms or molecules emitted from the target material are aggregated in the liquid crystal material to form nanoparticles. 上記物理蒸着は、上記ターゲット材と液晶材料とを近接させて物理蒸着を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のナノ粒子分散液晶の製造方法。   The said physical vapor deposition performs the physical vapor deposition by making the said target material and liquid crystal material adjoin, The manufacturing method of the nanoparticle dispersion | distribution liquid crystal of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 上記物理蒸着は、上記液晶材料を静置した状態で行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のナノ粒子分散液晶の製造方法。   The said physical vapor deposition is performed in the state which left the said liquid-crystal material, The manufacturing method of the nanoparticle dispersion | distribution liquid crystal of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 上記液晶材料は、フラストレート相を示すものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のナノ粒子分散液晶の製造方法。   The method for producing a nanoparticle-dispersed liquid crystal according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid crystal material exhibits a frustrated phase. 液晶材料中に、液晶材料との相溶性を向上させる処理が施されていないナノ粒子が分散されていることを特徴とするナノ粒子分散液晶。   A nanoparticle-dispersed liquid crystal, characterized in that nanoparticles not subjected to a treatment for improving compatibility with the liquid crystal material are dispersed in the liquid crystal material. 上記液晶材料を構成する液晶分子が、ナノ粒子の表面に物理吸着していることを特徴とする請求項7に記載のナノ粒子分散液晶。   8. The nanoparticle-dispersed liquid crystal according to claim 7, wherein the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are physically adsorbed on the surfaces of the nanoparticles. 上記液晶材料が、フラストレート相を示すものであることを特徴とする請求項7または8に記載のナノ粒子分散液晶。   9. The nanoparticle-dispersed liquid crystal according to claim 7, wherein the liquid crystal material exhibits a frustrated phase. 請求項7〜9のいずれか1項に記載のナノ粒子分散液晶を含む液晶層を備えることを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer containing the nanoparticle-dispersed liquid crystal according to claim 7.
JP2009192065A 2009-08-21 2009-08-21 Nanoparticle dispersed liquid crystal, method for producing the same and liquid crystal display Pending JP2011042748A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009192065A JP2011042748A (en) 2009-08-21 2009-08-21 Nanoparticle dispersed liquid crystal, method for producing the same and liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009192065A JP2011042748A (en) 2009-08-21 2009-08-21 Nanoparticle dispersed liquid crystal, method for producing the same and liquid crystal display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011042748A true JP2011042748A (en) 2011-03-03

Family

ID=43830399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009192065A Pending JP2011042748A (en) 2009-08-21 2009-08-21 Nanoparticle dispersed liquid crystal, method for producing the same and liquid crystal display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011042748A (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006291016A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Nano Opt Kenkyusho:Kk Liquid crystal compatible nanorod, method for producing the same, liquid crystal medium, and liquid crystal element
JP2007231306A (en) * 2006-02-27 2007-09-13 Univ Nagoya Method for producing nanoparticle
WO2007108154A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Sharp Kabushiki Kaisha Fine particle, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display element
JP2008013754A (en) * 2006-06-06 2008-01-24 Ube Ind Ltd Liquid crystal-compatible particles containing nickel, paste comprising the same, and method for producing them
WO2008053800A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-08 Tokyo University Of Science, Educational Foundation Liquid crystal containing liquid-crystal-compatible particles and liquid-crystal display
JP2009025485A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009517486A (en) * 2004-12-16 2009-04-30 シクパ・ホールディング・ソシエテ・アノニム Cholesteric monolayers and monolayer pigments with specific properties, their production and use
JP2009294631A (en) * 2008-05-02 2009-12-17 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal element material, liquid crystal element using the same and manufacturing method of liquid crystal element material

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009517486A (en) * 2004-12-16 2009-04-30 シクパ・ホールディング・ソシエテ・アノニム Cholesteric monolayers and monolayer pigments with specific properties, their production and use
JP2006291016A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Nano Opt Kenkyusho:Kk Liquid crystal compatible nanorod, method for producing the same, liquid crystal medium, and liquid crystal element
JP2007231306A (en) * 2006-02-27 2007-09-13 Univ Nagoya Method for producing nanoparticle
WO2007108154A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Sharp Kabushiki Kaisha Fine particle, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display element
JP2008013754A (en) * 2006-06-06 2008-01-24 Ube Ind Ltd Liquid crystal-compatible particles containing nickel, paste comprising the same, and method for producing them
WO2008053800A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-08 Tokyo University Of Science, Educational Foundation Liquid crystal containing liquid-crystal-compatible particles and liquid-crystal display
JP2009025485A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009294631A (en) * 2008-05-02 2009-12-17 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal element material, liquid crystal element using the same and manufacturing method of liquid crystal element material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yoshida et al. Nanoparticle-stabilized cholesteric blue phases
Chandran et al. Preparation and characterization of MgO nanoparticles/ferroelectric liquid crystal composites for faster display devices with improved contrast
Kinkead et al. Effects of size, capping agent, and concentration of CdSe and CdTe quantum dots doped into a nematic liquid crystal on the optical and electro-optic properties of the final colloidal liquid crystal mixture
Al-Zangana et al. A comparison between size dependent paraelectric and ferroelectric BaTiO3 nanoparticle doped nematic and ferroelectric liquid crystals
Stamatoiu et al. Nanoparticles in liquid crystals and liquid crystalline nanoparticles
Elilarassi et al. Structural, optical and magnetic properties of nanoparticles of ZnO: Ni—DMS prepared by sol–gel method
Eskalen et al. Electro-optical properties of liquid crystals composite with zinc oxide nanoparticles
Singh Recent advances on cadmium free quantum dots-liquid crystal nanocomposites
Qi et al. Formation of periodic stripe patterns in nematic liquid crystals doped with functionalized gold nanoparticles
Lee et al. CIS–ZnS quantum dots for self-aligned liquid crystal molecules with superior electro-optic properties
Kumar et al. Recent progress and future perspectives on carbon-nanomaterial-dispersed liquid crystal composites
Marx et al. Bent-core liquid crystal (LC) decorated gold nanoclusters: synthesis, self-assembly, and effects in mixtures with bent-core LC hosts
US8294838B2 (en) Planar nematic liquid crystal cells doped with nanoparticles and methods of inducing a freedericksz transition
Pal et al. Design, synthesis and application of hydrogen bonded smectic liquid crystal matrix encapsulated ZnO nanospikes
Pal et al. Switching of ferroelectric liquid crystal doped with cetyltrimethylammonium bromide-assisted CdS nanostructures
Seidalilir et al. Enhanced electrochemical and electro-optical properties of nematic liquid crystal doped with Ni: ZnCdS/ZnS core/shell quantum dots
Chandran et al. Low-voltage electro-optical memory device based on NiO nanorods dispersed in a ferroelectric liquid crystal
Gim et al. Highly polarized fluorescent illumination using liquid crystal phase
Mohamed et al. Composition dependence of structural and linear and non-linear optical properties of CdS 1− x Mn x semiconducting thin films
Liu et al. Nickel nanoparticle-stabilized room-temperature blue-phase liquid crystals
Duan et al. Spontaneous chiral self-assembly of CdSe@ CdS nanorods
Pushpavathi et al. Effect of graphene flakes, titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles on the birefringence, I–V characteristics and photoluminescence properties of liquid crystal
Pal et al. Ultraviolet visible spectroscopy of CdS nano-wires doped ferroelectric liquid crystal
Pal et al. Switchable, self-assembled CdS nanomaterials embedded in liquid crystal cell for high performance static memory device
Tetsuka et al. Nanosheet seed-layer assists oriented growth of highly luminescent perovskite films

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140624

A02 Decision of refusal

Effective date: 20141028

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02