JPH047525A - 非線形高分子材料の製造方法 - Google Patents
非線形高分子材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、オプトエレクトロニクス分野などで、非線形
光学特性を利用した光部品に使用できる、非線形光学活
性分子を含有する非線形高分子材料の製造方法に関する
ものである。
光学特性を利用した光部品に使用できる、非線形光学活
性分子を含有する非線形高分子材料の製造方法に関する
ものである。
(従来の技術)
近年、オプトエレクトロニクスの分野において、高い機
能を有する有機材料の開発が盛んである。
能を有する有機材料の開発が盛んである。
例えば、第2高調波発生デバイス、光メモリーや光変調
器に用いる非線形光学素子が知られている。
器に用いる非線形光学素子が知られている。
ここで、非線形光学材料とは、入射光の振幅に比例せず
、2乗以上の高次の効果が現れる光学現象(非線形効果
)を大きく示す材料である。
、2乗以上の高次の効果が現れる光学現象(非線形効果
)を大きく示す材料である。
一般に、物質内に入射した光によって誘起される分極は
、次式(1)のように表される。
、次式(1)のように表される。
P2ε。χ(!)E +ε。χ121 B2+ε。χ(
11E3.。
11E3.。
・・・十ε0χIn) Ell ・・(1)χ(2)
を2次の非線形感受率、χ13) を3次の非線形感受
率という。
を2次の非線形感受率、χ13) を3次の非線形感受
率という。
このような非線形光学材料として、無機材料では、Li
NbO3、KH2PO4、BaTi0.等が、また有機
材料では、2−メチル−4−ニトロアニリン、尿素、m
−ニトロアニリン等が知られている。有機結晶の2−メ
チル−4−ニトロアニリン(MNA)は2次非線形光学
材料として有名である。高分子材料では、ポリフッ化ビ
ニリデンが3次非線形効果を持つことが知られている。
NbO3、KH2PO4、BaTi0.等が、また有機
材料では、2−メチル−4−ニトロアニリン、尿素、m
−ニトロアニリン等が知られている。有機結晶の2−メ
チル−4−ニトロアニリン(MNA)は2次非線形光学
材料として有名である。高分子材料では、ポリフッ化ビ
ニリデンが3次非線形効果を持つことが知られている。
液晶も3次非線形効果を持つことが分かっている。
非線形光学活性分子は、単結晶の形態で用いられる他、
ポリマー等のマトリックス中に固溶あるいは分散させた
形態で用いられることが多い。
ポリマー等のマトリックス中に固溶あるいは分散させた
形態で用いられることが多い。
後者は加工性等において優れた方法であるが、非線形光
学効果を高めるために、マトリックス中の非線形光学活
性分子が同一方向に配向していることが望ましい。
学効果を高めるために、マトリックス中の非線形光学活
性分子が同一方向に配向していることが望ましい。
上記のようにポリマーマトリックス中に同一方向に配向
させる方法としては、種々の方法があるが、例えば、非
線形光学材料として、分子内に電子供与性基、電子受容
性基、あるいはπ電子系を有する、分子超分極率βが大
きく、かつ電場配向が容易な、永久双極子モーメントの
大きい有機化金物を用いると共に、上記非線形光学材料
を含む複合材料からの板状体や複合材料層の形成を、強
い電場中で行う方法が好ましく実施されている。
させる方法としては、種々の方法があるが、例えば、非
線形光学材料として、分子内に電子供与性基、電子受容
性基、あるいはπ電子系を有する、分子超分極率βが大
きく、かつ電場配向が容易な、永久双極子モーメントの
大きい有機化金物を用いると共に、上記非線形光学材料
を含む複合材料からの板状体や複合材料層の形成を、強
い電場中で行う方法が好ましく実施されている。
なお、上記方法に用いられる電場中での配向に適した有
機の非線形光学材料としては、ジメチルアミノニトロス
チルヘン、p−ニトロアニリン等が用いられている。
機の非線形光学材料としては、ジメチルアミノニトロス
チルヘン、p−ニトロアニリン等が用いられている。
また、マトリックスがポリマーの場合には、ポリマーマ
トリックス材料および非線形光学材料を共に溶解可能な
溶媒中に両者を溶解した後、溶媒を蒸発させて成形する
方法や、ポリマー材料を加熱溶融して流動させて成形す
る方法が実施されている。
トリックス材料および非線形光学材料を共に溶解可能な
溶媒中に両者を溶解した後、溶媒を蒸発させて成形する
方法や、ポリマー材料を加熱溶融して流動させて成形す
る方法が実施されている。
そして、前者の方法では溶液からの溶媒の蒸発過程を、
また、後者の方法では溶融した高分子材料の冷却過程を
、夫々電場で行うことで、前記非線形光学材料を配向さ
せることが行われている(ポリマー・コミュニケーショ
ンズ、1989年30巻、 Feb、40〜43頁)。
また、後者の方法では溶融した高分子材料の冷却過程を
、夫々電場で行うことで、前記非線形光学材料を配向さ
せることが行われている(ポリマー・コミュニケーショ
ンズ、1989年30巻、 Feb、40〜43頁)。
このような非線形光学材料は、情報記録密度の高度化や
光コンピュータなどへの応用が考えられており、有機材
料への関心が高まっている。
光コンピュータなどへの応用が考えられており、有機材
料への関心が高まっている。
(発明が解決しようとする課題)
しかし、従来の配向手法では単位長さ当たりの電圧を大
きくするために、例えばガラス板にITO(インジウム
−ティン−オキサイド)を蒸着した電極板の場合に、I
TO蒸着層が内側に向かいあって非線形(光学)材料と
接触しており、そのために非線形材料と電極との間で電
子の授受が行われ、非線形材料の変性を引き起こしてし
まうことがある。
きくするために、例えばガラス板にITO(インジウム
−ティン−オキサイド)を蒸着した電極板の場合に、I
TO蒸着層が内側に向かいあって非線形(光学)材料と
接触しており、そのために非線形材料と電極との間で電
子の授受が行われ、非線形材料の変性を引き起こしてし
まうことがある。
このことにより、非線形材料と電極とを接触させたまま
配向処理を行うことは必ずしも適切でないという問題が
あった。
配向処理を行うことは必ずしも適切でないという問題が
あった。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結
果、対向電極の導電性物質と非線形材料との間に絶縁層
を挾むことにより、単位長当たりの電場の大きさを極端
に低下させずにかつ非線形材料が変性しないことを見出
し、本発明を完成するに至った。
果、対向電極の導電性物質と非線形材料との間に絶縁層
を挾むことにより、単位長当たりの電場の大きさを極端
に低下させずにかつ非線形材料が変性しないことを見出
し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は;
■ ポリマーマトリックス中に非線形光学活性分子を含
有した非線形高分子材料の製造方法において、対向電極
を用いた電場による配向処理を該マトリックスに施して
該ホストポリマー中の非線形光学活性分子を配向するに
際し、該電極と該非線形光学活性分子との間に絶縁層を
介在させることを特徴とする、非線形高分子材料の製造
方法を提供するものであり、また、 ■ 該ホストポリマーがエネルギー硬化型樹脂である点
にも特徴を有するものである。
有した非線形高分子材料の製造方法において、対向電極
を用いた電場による配向処理を該マトリックスに施して
該ホストポリマー中の非線形光学活性分子を配向するに
際し、該電極と該非線形光学活性分子との間に絶縁層を
介在させることを特徴とする、非線形高分子材料の製造
方法を提供するものであり、また、 ■ 該ホストポリマーがエネルギー硬化型樹脂である点
にも特徴を有するものである。
更に、本発明を具体的に説明する。
本発明の非線形高分子材料の製造方法では、非線形材料
とITO等の対向電極の片側又は両側との間に絶縁層が
挿入されていることが必要である。
とITO等の対向電極の片側又は両側との間に絶縁層が
挿入されていることが必要である。
このように絶縁層が介在することによって、非線形材料
と対向電極とが接触することがない。
と対向電極とが接触することがない。
従って、非線形材料と対向電極との間に電子の授受がな
くなり、いわゆる電流が流れなくなる。
くなり、いわゆる電流が流れなくなる。
よって、非線形材料が変性することがなく、非線形材料
の添加量が同量の場合に、SHG (第2高調波発生)
強度を大きくすることが可能になる。
の添加量が同量の場合に、SHG (第2高調波発生)
強度を大きくすることが可能になる。
本発明に用いる絶縁層は、一般的に基板、特に対向電極
上に絶縁材料の薄層として形成されることが望ましい。
上に絶縁材料の薄層として形成されることが望ましい。
この絶縁層は、電子の流れを阻止するための層であり、
かつ単位長当たりの電場の大きさを大きくするために、
より薄くする必要がある。
かつ単位長当たりの電場の大きさを大きくするために、
より薄くする必要がある。
上記絶縁層を形成する方法は、絶縁材料の薄層が形成さ
れれば特に制限されないが、代表的には下記の2つの方
法が挙げられる。
れれば特に制限されないが、代表的には下記の2つの方
法が挙げられる。
第1の方法はスッパタ法であり、第2の方法はスピンコ
ード法である。
ード法である。
第1のスッパタ法は、高真空中でバルク化合物から原子
もしくは原子団をはじき飛ばして、上記基板(電極)上
に堆積させる方法であり、該バルク化合物として絶縁性
を有する無機化合物、例えば5iCh、Al2O3など
の金属酸化物が用いられる。
もしくは原子団をはじき飛ばして、上記基板(電極)上
に堆積させる方法であり、該バルク化合物として絶縁性
を有する無機化合物、例えば5iCh、Al2O3など
の金属酸化物が用いられる。
第2のスピンコード法は、溶液状(分散状)の絶縁性化
合物を基板(電極)上で高速回転させることにより均一
に塗布する方法であって、該絶縁性化合物としては、絶
縁性に優れた溶剤可溶性又は分散性化合物、特に有機高
分子化合物、例えばポリメチルメタクリレート、ポリイ
ミド、ポリフッ化ビニリデンなどを挙げることができ、
これら絶縁性化合物を溶剤中に溶解もしくは分散した状
態で適用する。
合物を基板(電極)上で高速回転させることにより均一
に塗布する方法であって、該絶縁性化合物としては、絶
縁性に優れた溶剤可溶性又は分散性化合物、特に有機高
分子化合物、例えばポリメチルメタクリレート、ポリイ
ミド、ポリフッ化ビニリデンなどを挙げることができ、
これら絶縁性化合物を溶剤中に溶解もしくは分散した状
態で適用する。
本発明のマトリックスを構成するホストポリマーとして
は、エネルギー硬化型樹脂の使用が望ましい。該ホスト
ポリマーはエネルギー硬化型樹脂単体でもまたそれらを
主成分とする、またはそれらを混合した組成物でも良く
、さらに、該該エネルギー硬化型樹脂単体又はそれらの
組成物にその機能を損なわない範囲の少量で、他の改質
樹脂又はゴム成分をブレンド又は重合しても良い。
は、エネルギー硬化型樹脂の使用が望ましい。該ホスト
ポリマーはエネルギー硬化型樹脂単体でもまたそれらを
主成分とする、またはそれらを混合した組成物でも良く
、さらに、該該エネルギー硬化型樹脂単体又はそれらの
組成物にその機能を損なわない範囲の少量で、他の改質
樹脂又はゴム成分をブレンド又は重合しても良い。
また、必要に応じて、非線形光学素子に一般に使用され
る公知の各種添加剤をブレンドしてもよい。
る公知の各種添加剤をブレンドしてもよい。
該エネルギー硬化型樹脂とは、熱又は、紫外線、電子線
などの電離放射線をエネルギー源として、容易に三次元
架橋(硬化)し得る任意の樹脂である。
などの電離放射線をエネルギー源として、容易に三次元
架橋(硬化)し得る任意の樹脂である。
該エネルギー硬化型樹脂の具体例を挙げると、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイ
ミド樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フ
ェノール樹脂などを挙げることが出来るが、とくに紫外
線、電子線硬化に適する樹脂として、ポリエステル(メ
タ)アクリレート樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート
樹脂、ポリウレタン(メタ)アクリレート樹脂等を挙げ
ることが出来る。
樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイ
ミド樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フ
ェノール樹脂などを挙げることが出来るが、とくに紫外
線、電子線硬化に適する樹脂として、ポリエステル(メ
タ)アクリレート樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート
樹脂、ポリウレタン(メタ)アクリレート樹脂等を挙げ
ることが出来る。
また、このようなエネルギー硬化型樹脂を効果的に三次
元架橋(硬化)させるには、その樹脂中に、2個以上の
反応性官能基を有する多官能性モノマーが化学的に結合
して含有されていることが望ましい。
元架橋(硬化)させるには、その樹脂中に、2個以上の
反応性官能基を有する多官能性モノマーが化学的に結合
して含有されていることが望ましい。
該エネルギー硬化型樹脂中に含有させる多官能性モノマ
ーの量は、任意でよいが、一般的に、樹脂100部に対
して5〜50部の割合が好ましく用いうる。
ーの量は、任意でよいが、一般的に、樹脂100部に対
して5〜50部の割合が好ましく用いうる。
この多官能性モノマーとしては、アクリル系二重結合を
持つモノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ(
メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ (メ
タ)アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリ
レート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートあ
るいは、トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリル
トリメートなどのポリアリル化合物などが挙げられる。
持つモノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ(
メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ (メ
タ)アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリ
レート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートあ
るいは、トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリル
トリメートなどのポリアリル化合物などが挙げられる。
三次元架橋(硬化)を発生させるためのエネルギー源に
おいて; ■ 電離放射線: 電離放射線としては、α線、電子線(β線)、γ線、X
線、紫外線などまたはそれらの組合せが使用可能である
が、架橋反応の調整、管理などの上から電子線、紫外線
の使用が好ましい。
おいて; ■ 電離放射線: 電離放射線としては、α線、電子線(β線)、γ線、X
線、紫外線などまたはそれらの組合せが使用可能である
が、架橋反応の調整、管理などの上から電子線、紫外線
の使用が好ましい。
これら電離放射線による硬化は、空気中又は不活性ガス
中のいずれでも行い得る。
中のいずれでも行い得る。
特に、紫外線を利用する場合には、ベンゾフェノン誘導
体、アセトフェノン誘導体などの紫外線照射によって活
性種を発生せしめることのできる触媒を添加してもよい
。
体、アセトフェノン誘導体などの紫外線照射によって活
性種を発生せしめることのできる触媒を添加してもよい
。
また、硬化に必要な紫外線照射量は、使用するエネルギ
ー硬化型樹脂の種類、添加する多官能性モノマーの種類
、量などによっても異なるが、船釣に0 、 01〜1
0 Joule/Cl1lの範囲である。
ー硬化型樹脂の種類、添加する多官能性モノマーの種類
、量などによっても異なるが、船釣に0 、 01〜1
0 Joule/Cl1lの範囲である。
■ 熱硬化:
熱硬化のための手段は、特に限定されるものでなく、広
く一般的に行われている方法、熱風加熱、遠赤外線加熱
、誘電加熱等を用いることができる。
く一般的に行われている方法、熱風加熱、遠赤外線加熱
、誘電加熱等を用いることができる。
熱硬化に際して、使用する熱硬化型樹脂に適する硬化剤
(例えば、アミン系化合物、酸無水物、フェノール化合
物など)、硬化触媒、開始剤(例えば、過酸化物、アゾ
系化合物など)を使用することが出来る。
(例えば、アミン系化合物、酸無水物、フェノール化合
物など)、硬化触媒、開始剤(例えば、過酸化物、アゾ
系化合物など)を使用することが出来る。
本発明に使用する非線形材料、すなわち非線形光学活性
を有する有機化合物としては、例えば下記のものを挙げ
ることができる。括弧内は略記号である。
を有する有機化合物としては、例えば下記のものを挙げ
ることができる。括弧内は略記号である。
・2−メチル−4−ニトロアニリン(MNA)、・メタ
−ニトロアニリン(m−NA)、・パラ−ニトロアニリ
ン(p−NA)、・4−ジエチルアミノ−4−ニトロス
チルベン(DEANS)、 ・4−ジメチルアミノ−4°−ニトロスチルベン(DA
NS)、 ・2−〔エチル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール(redi)、 ・4−ジプロピルアミノ−4゛−ニトロスチルベン、 ・4−ジペンチルアミノー4゛−ニトロスチルベン、 ・4−ジヘキシルアミノー4°−ニトロスチルベン、 ・2−〔メチル(4−((4−ニトロフエニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール、・2− ((4−((
4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノ
ール、 ・2−(プロピル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール、・2−〔ブチル(4
−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕
エタノール、・2−[ペンチル(4−((4−ニトロフ
ェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノール、・2−
(ヘキシル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェ
ニル〕アミノ〕エタノール、・2−〔エチル(4−((
4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノ
ール、・2−〔エチル(4−((4−ニトロフェニル)
アゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパツール、・2−〔エチ
ル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕ア
ミノ〕ブタノール、・2−〔エチル(4−((4−ニト
ロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール、
・2−〔エチルC4−C(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、・3−メチル−4−
ニトロピリジン−1−オキサイド、 ・3−メチル−(2,4−ジニトロフェニル)アミノプ
ロパネート、 ・N−4−ニトロフェニルプロパネート、・2−((4
−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル]アミノ〕
メタノール、 ・2−((4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕プロパツール、・2− ((4−[(4−
ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ)ブタノール
、 ・2−((4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ペンタノール、・2− ((4−[(4−
ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノー
ル、・2−〔メチル(4−((4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール、・2−〔メチルC
4−C(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ
〕プロパツール、〔メチル(4−((4−ニトロフェニ フェニル〕アミノ〕ブタノール、 〔メチル(4−((4−二トロフェニ フェニル〕アミノ〕ペンタノール、 〔メチル(4−((4−二トロフェニ フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、 〔プロピル(4−((4−ニトロフェニフェニル)アミ
ノコメタノール、 〔プロピル(4−((4−二トロフェニフェニル〕アミ
ノ〕プロパツール、 〔プロピル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ブタノール、 〔プロピル[4−((4−ニトロフェニフェニル)アミ
ノコペンタノール、 〔プロピル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ヘキサノール、 〔ブチル[4−((4−二トロフエニ フェニル〕アミノ〕メタノール、 CブチルC4−[(4−ニトロフェニ フェニル]アミノ〕プロパツール、 ・ 2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 〔ブチル(4−((4−ニトロフェニ フェニル〕アミノ〕ブタノール、 〔ブチル(4−[(4−ニトロフェニ フェニル)アミノコペンタノール、 〔ブチル[4−((4−ニトロフェニ フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕メタノール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕プロパツール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ブタノール、 〔ペンチル[4−((4−ニトロフェニフェニル]アミ
ノ〕ペンタノール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ヘキサノール、 〔ヘキシル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕メタノール、 〔ヘキシル〔4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕プロパツール、 ・ 2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2−ヘキシル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール、・2−(ヘキシル(4
−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕
ペンタノール、・2−〔ヘキシル[4−((4−ニトロ
フェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕ヘキサノール等が
挙げられる。
−ニトロアニリン(m−NA)、・パラ−ニトロアニリ
ン(p−NA)、・4−ジエチルアミノ−4−ニトロス
チルベン(DEANS)、 ・4−ジメチルアミノ−4°−ニトロスチルベン(DA
NS)、 ・2−〔エチル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール(redi)、 ・4−ジプロピルアミノ−4゛−ニトロスチルベン、 ・4−ジペンチルアミノー4゛−ニトロスチルベン、 ・4−ジヘキシルアミノー4°−ニトロスチルベン、 ・2−〔メチル(4−((4−ニトロフエニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕エタノール、・2− ((4−((
4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノ
ール、 ・2−(プロピル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール、・2−〔ブチル(4
−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕
エタノール、・2−[ペンチル(4−((4−ニトロフ
ェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノール、・2−
(ヘキシル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェ
ニル〕アミノ〕エタノール、・2−〔エチル(4−((
4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノ
ール、・2−〔エチル(4−((4−ニトロフェニル)
アゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパツール、・2−〔エチ
ル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕ア
ミノ〕ブタノール、・2−〔エチル(4−((4−ニト
ロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール、
・2−〔エチルC4−C(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、・3−メチル−4−
ニトロピリジン−1−オキサイド、 ・3−メチル−(2,4−ジニトロフェニル)アミノプ
ロパネート、 ・N−4−ニトロフェニルプロパネート、・2−((4
−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル]アミノ〕
メタノール、 ・2−((4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕プロパツール、・2− ((4−[(4−
ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ)ブタノール
、 ・2−((4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕ペンタノール、・2− ((4−[(4−
ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノー
ル、・2−〔メチル(4−((4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール、・2−〔メチルC
4−C(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ
〕プロパツール、〔メチル(4−((4−ニトロフェニ フェニル〕アミノ〕ブタノール、 〔メチル(4−((4−二トロフェニ フェニル〕アミノ〕ペンタノール、 〔メチル(4−((4−二トロフェニ フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、 〔プロピル(4−((4−ニトロフェニフェニル)アミ
ノコメタノール、 〔プロピル(4−((4−二トロフェニフェニル〕アミ
ノ〕プロパツール、 〔プロピル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ブタノール、 〔プロピル[4−((4−ニトロフェニフェニル)アミ
ノコペンタノール、 〔プロピル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ヘキサノール、 〔ブチル[4−((4−二トロフエニ フェニル〕アミノ〕メタノール、 CブチルC4−[(4−ニトロフェニ フェニル]アミノ〕プロパツール、 ・ 2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 ・2 ル)アゾ〕 〔ブチル(4−((4−ニトロフェニ フェニル〕アミノ〕ブタノール、 〔ブチル(4−[(4−ニトロフェニ フェニル)アミノコペンタノール、 〔ブチル[4−((4−ニトロフェニ フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕メタノール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕プロパツール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ブタノール、 〔ペンチル[4−((4−ニトロフェニフェニル]アミ
ノ〕ペンタノール、 〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕ヘキサノール、 〔ヘキシル(4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕メタノール、 〔ヘキシル〔4−((4−ニトロフェニフェニル〕アミ
ノ〕プロパツール、 ・ 2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2− ル)アゾ〕 ・2−ヘキシル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノ〕ブタノール、・2−(ヘキシル(4
−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕
ペンタノール、・2−〔ヘキシル[4−((4−ニトロ
フェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕ヘキサノール等が
挙げられる。
さらに、下記のスチルベン系化合物も非線形材料として
使用できる。
使用できる。
・4−ヒドロキシエチル(メチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(メチル)アミノ4”−ニトロ
スチルベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(メチル)アミノ−4′−二
トロスチルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(メチル)アミノ4゛−ニトロ
スチルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(メチル)アミノ4°−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(メチル)アミノ4” ニトロスチルベン、 ・4−ヒドロキシメチル(エチル)アミノ−ニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(エチル)アミノ−ニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(エチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(エチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(エチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(エチル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシメチル(プロピル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(プロピル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 ヒドロキシプロピル(プロピル)アミノニトロスチルベ
ン、 4−ヒドロキシブチル(プロピル)アミノ−4′ 4゛ 4” 4゜ 4” 4” ニトロスチルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(プロピル)アミノ4−ニト
ロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(プロピル)アミノ4”−ニ
トロスチルベン、 4−ヒドロキシメチル(ブチル)アミノ4′−ニトロス
チルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(ブチル)アミノニトロスチル
ベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(ブチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(ブチル)アミノニトロスチル
ベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(ブチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(ブチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシメチル(ペンチル)アミノ4′ −ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシエチル(ペンチル)アミノ4゛ 4” 4” 4゛ 4〜ニトロスチルベン、 ・4〜ヒドロキシプロピル(ペンチル)アミノ4゛−ニ
トロスチルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(ペンチル)アミノ4+−ニト
ロスチルベン、 4−ヒドロキシペンチル(ペンチル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 4−ヒドロキシへキシル(ペンチル)アミノ4′ −ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシメチル(ヘキシル)アミノ4゛−ニト
ロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシエチル(ヘキシル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(ヘキシル)アミノ4′−ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシブチル(ヘキシル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(ヘキシル)アミノ4′−ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(ヘキシル)アミノ4゛−ニ
トロスチルベン。
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(メチル)アミノ4”−ニトロ
スチルベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(メチル)アミノ−4′−二
トロスチルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(メチル)アミノ4゛−ニトロ
スチルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(メチル)アミノ4°−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(メチル)アミノ4” ニトロスチルベン、 ・4−ヒドロキシメチル(エチル)アミノ−ニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(エチル)アミノ−ニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(エチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(エチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(エチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(エチル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシメチル(プロピル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(プロピル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 ヒドロキシプロピル(プロピル)アミノニトロスチルベ
ン、 4−ヒドロキシブチル(プロピル)アミノ−4′ 4゛ 4” 4゜ 4” 4” ニトロスチルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(プロピル)アミノ4−ニト
ロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(プロピル)アミノ4”−ニ
トロスチルベン、 4−ヒドロキシメチル(ブチル)アミノ4′−ニトロス
チルベン、 ・4−ヒドロキシエチル(ブチル)アミノニトロスチル
ベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(ブチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(ブチル)アミノニトロスチル
ベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(ブチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(ブチル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシメチル(ペンチル)アミノ4′ −ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシエチル(ペンチル)アミノ4゛ 4” 4” 4゛ 4〜ニトロスチルベン、 ・4〜ヒドロキシプロピル(ペンチル)アミノ4゛−ニ
トロスチルベン、 ・4−ヒドロキシブチル(ペンチル)アミノ4+−ニト
ロスチルベン、 4−ヒドロキシペンチル(ペンチル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 4−ヒドロキシへキシル(ペンチル)アミノ4′ −ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシメチル(ヘキシル)アミノ4゛−ニト
ロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシエチル(ヘキシル)アミノ4′−ニト
ロスチルベン、 ・4−ヒドロキシプロピル(ヘキシル)アミノ4′−ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシブチル(ヘキシル)アミノニトロスチ
ルベン、 ・4−ヒドロキシペンチル(ヘキシル)アミノ4′−ニ
トロスチルヘン、 ・4−ヒドロキシヘキシル(ヘキシル)アミノ4゛−ニ
トロスチルベン。
本発明における「非線形光学活性」とは、入射光の振幅
に比例せず、2乗以上の高次の効果が現れる光学現象(
非線形効果)の意味で用いられる。
に比例せず、2乗以上の高次の効果が現れる光学現象(
非線形効果)の意味で用いられる。
本発明の非線形光学活性分子含有非線形高分子材料を製
造するには、ホストポリマーとしてのエネルギー硬化型
樹脂と非線形光学活性分子とを含むマトリックスを、半
硬化状態(B段階またはプリポリマー状態)のときに、
例えば電界下での配向処理を行うことが必要であり、か
つこの処理状態下又はこの処理後に、完全硬化(C段階
への硬化)を行うことを要する。
造するには、ホストポリマーとしてのエネルギー硬化型
樹脂と非線形光学活性分子とを含むマトリックスを、半
硬化状態(B段階またはプリポリマー状態)のときに、
例えば電界下での配向処理を行うことが必要であり、か
つこの処理状態下又はこの処理後に、完全硬化(C段階
への硬化)を行うことを要する。
本発明において、配向処理は、エネルギー硬化型樹脂含
むマトリックス中の非線形光学活性分子が配向されれば
、任意の配向手段を適用しうるが、延伸、電界下での配
向などを挙げることができ、とくに薄いフィルム状物の
処理に好適な電界下での配向が好ましい。
むマトリックス中の非線形光学活性分子が配向されれば
、任意の配向手段を適用しうるが、延伸、電界下での配
向などを挙げることができ、とくに薄いフィルム状物の
処理に好適な電界下での配向が好ましい。
電界下での配向処理は、非線形光学活性分子が運動し易
い適度の温度下で、1〜100KV/mm程度の電界を
印加した状態で、30分〜3時間関度の一定時間保つこ
とにより行われる。
い適度の温度下で、1〜100KV/mm程度の電界を
印加した状態で、30分〜3時間関度の一定時間保つこ
とにより行われる。
本発明の非線形光学活性分子含有非線形高分子材料は、
第2高調波発生デバイス、光メモリ、光変調器などに用
いる非線形光学素子として有用である。
第2高調波発生デバイス、光メモリ、光変調器などに用
いる非線形光学素子として有用である。
(作用)
本発明では、非線形光学活性分子含有高分子材料マトリ
ックスの配向処理に際し、非線形材料とITO等の対向
電極との間に絶縁層を介在させているので、非線形材料
と対向電極とが接触することがなく、非線形材料と対向
電極との間に電子の授受がなくなり、いわゆる電流が流
れなくなる。
ックスの配向処理に際し、非線形材料とITO等の対向
電極との間に絶縁層を介在させているので、非線形材料
と対向電極とが接触することがなく、非線形材料と対向
電極との間に電子の授受がなくなり、いわゆる電流が流
れなくなる。
従って、非線形材料が変性することがなく、また非線形
材料の添加量が同量の場合に、5HG(第2高調波発生
)強度を大きくすることが可能になる。
材料の添加量が同量の場合に、5HG(第2高調波発生
)強度を大きくすることが可能になる。
本発明を以下の実施例により説明するが、これらは本発
明の範囲を限定しない。
明の範囲を限定しない。
実施例1
紫外線硬化型のホスト材料100重量部に対して非線形
材料を溶解させ、IJ/c+flの紫外線のエネルギー
を照射し、10万V/cmの電場を印加しながら重合さ
せてフィルムを成形した。この時の対向電極(ITO)
としてA1□03をスパッタコーティングしたものを用
いて、電極が直接樹脂に接触しないようにした。また、
非線形材料の溶解度は、すべて10重量%以上であった
。
材料を溶解させ、IJ/c+flの紫外線のエネルギー
を照射し、10万V/cmの電場を印加しながら重合さ
せてフィルムを成形した。この時の対向電極(ITO)
としてA1□03をスパッタコーティングしたものを用
いて、電極が直接樹脂に接触しないようにした。また、
非線形材料の溶解度は、すべて10重量%以上であった
。
作製した材料は、以下の方法に従って5HG(第二高調
波発生)強度を測定した。
波発生)強度を測定した。
旦且旦皿定扶;
光源には、Nd:YA(1,レーザーを用い、試料より
放射された光をモノクロメータ−に通してSHG光(0
,532μm)のみの強度をエトマルで検知した。
放射された光をモノクロメータ−に通してSHG光(0
,532μm)のみの強度をエトマルで検知した。
また、測定試料は、すべて100〜120μmのフィル
ムに成形したものを用いた。
ムに成形したものを用いた。
下記の第1表に、用いたホスト樹脂、非線形材料、SH
G相対強度を示す。
G相対強度を示す。
なお、使用したホスト樹脂は、以下の通りである。
紫外線硬化型エポキシ樹脂:グリシドールとイソシアネ
ートとジオールとから のエポキシ樹脂、 ウレタン樹脂:ヒドロキシエチルアクリレートとイソシ
アネート とジオールとからのウレ タン樹脂、 シリコン樹脂:シリコンアクリレート樹脂、 フッ素樹脂:フッ化アクリレート樹脂、第1表 使用した樹脂の構造骨格は紫外線硬化型と同一であるが
、光開始剤の代わりに熱重合開始剤を使用した。
ートとジオールとから のエポキシ樹脂、 ウレタン樹脂:ヒドロキシエチルアクリレートとイソシ
アネート とジオールとからのウレ タン樹脂、 シリコン樹脂:シリコンアクリレート樹脂、 フッ素樹脂:フッ化アクリレート樹脂、第1表 使用した樹脂の構造骨格は紫外線硬化型と同一であるが
、光開始剤の代わりに熱重合開始剤を使用した。
実施例2
熱硬化型ホスト材料100重量部に対して非線形材料を
溶解させ、100°Cに加熱して1o万■/ cmの電
場を印加しながら重合させててフィルムを成形した。こ
の時に、対向電極(ITO)としてポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE) をスピンコーティングしたもの
を用いた。また、非線形材料の溶解度は、すべて10重
量%以上であった。
溶解させ、100°Cに加熱して1o万■/ cmの電
場を印加しながら重合させててフィルムを成形した。こ
の時に、対向電極(ITO)としてポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE) をスピンコーティングしたもの
を用いた。また、非線形材料の溶解度は、すべて10重
量%以上であった。
作製した材料は、前記の手法に従ってSHG強度を測定
した。
した。
また、測定試料は、すべて100〜120μmのフィル
ムに成形したものを用いた。
ムに成形したものを用いた。
下記の第2表に、用いたホスト樹脂、非線形材料、SH
G相対強度を示す。
G相対強度を示す。
比較例1
紫外線硬化型ホスト材料100重量部に対して、実施例
1と同じ非線形材料を溶解させ、IJ/cIIYの紫外
線のエネルギーを照射し、10万V / cmの電場を
印加しながら重合させてフィルムを成形した。この時に
、対向電極(ITO)の両方の面が非線形材料と接触し
ていた。また、非線形材料の溶解度は、すべて10重量
%以上であった。
1と同じ非線形材料を溶解させ、IJ/cIIYの紫外
線のエネルギーを照射し、10万V / cmの電場を
印加しながら重合させてフィルムを成形した。この時に
、対向電極(ITO)の両方の面が非線形材料と接触し
ていた。また、非線形材料の溶解度は、すべて10重量
%以上であった。
作製した材料は、前記の手法に従ってSHG強度を測定
した。
した。
また、測定試料は、すべて100〜120μmのフィル
ムに成形したものを用いた。また、試料の一部が黒色に
変化していることが観察された。
ムに成形したものを用いた。また、試料の一部が黒色に
変化していることが観察された。
下記の第3表に、用いたホスト樹脂、非線形材料、SH
G相対強度を示す。
G相対強度を示す。
第2表
第3表
比較例2
熱硬化型ホスト材料100重量部に対して、実施例1と
同じ非線形材料を溶解させ、100°Cに加熱して、1
0万V/cmの電場を印加しながら重合させてフィルム
を成形した。この時に、対向電極(ITO)の両方の面
が非線形材料と接触していた。また、非線形材料の溶解
度は、すべて10重量%以上であった。
同じ非線形材料を溶解させ、100°Cに加熱して、1
0万V/cmの電場を印加しながら重合させてフィルム
を成形した。この時に、対向電極(ITO)の両方の面
が非線形材料と接触していた。また、非線形材料の溶解
度は、すべて10重量%以上であった。
作製した材料は、前記の手法に従ってSHG強度を測定
した。
した。
また、測定試料は、すべて100〜120μmのフィル
ムに成形したものを用いた。また、試料の一部が黒色に
変化していることが観察された。
ムに成形したものを用いた。また、試料の一部が黒色に
変化していることが観察された。
下記の第4表に、用いたホスト樹脂、非線形材料、SH
G相対強度を示す。
G相対強度を示す。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の非線形高分子材料の製造
方法は、対向電極が非線形材料と接触していないために
、電極と非線形材料との間で電子の授受がなく、従って
非線形材料が変性することがない。
方法は、対向電極が非線形材料と接触していないために
、電極と非線形材料との間で電子の授受がなく、従って
非線形材料が変性することがない。
このことにより、本発明の非線形高分子材料は、従来の
製造方法のように対向電極の両方が非線形材料と接触す
る配向方法に比較して大きなSHG強度を有する。
製造方法のように対向電極の両方が非線形材料と接触す
る配向方法に比較して大きなSHG強度を有する。
従って、本発明の非線形高分子材料は波長変換素子等の
デバイスに応用することが可能であり、優れた変換効率
を持たせることができる。
デバイスに応用することが可能であり、優れた変換効率
を持たせることができる。
第4表
Claims (2)
- (1)ポリマーマトリックス中に非線形光学活性分子を
含有した非線形高分子材料の製造方法において、対向電
極を用いた電場による配向処理を該マトリックスに施し
て該ホストポリマー中の非線形光学活性分子を配向する
に際し、該電極と該非線形光学活性分子との間に絶縁層
を介在させることを特徴とする、非線形高分子材料の製
造方法。 - (2)該ホストポリマーがエネルギー硬化型樹脂である
ことを特徴とする、請求項(1)記載の非線形高分子材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10877690A JPH047525A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 非線形高分子材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10877690A JPH047525A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 非線形高分子材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH047525A true JPH047525A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14493190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10877690A Pending JPH047525A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 非線形高分子材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH047525A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947952A (en) * | 1988-09-05 | 1990-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Slow speed cruising control apparatus |
| JPH06118107A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電界センサの製造方法 |
| JP2003099841A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Heiwa Corp | 硬貨搬送システムおよびその動作制御方法 |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP10877690A patent/JPH047525A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947952A (en) * | 1988-09-05 | 1990-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Slow speed cruising control apparatus |
| JPH06118107A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電界センサの製造方法 |
| JP2003099841A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Heiwa Corp | 硬貨搬送システムおよびその動作制御方法 |
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