EP0303644A1 - Wasserstoffbrücken ausbildende zusammensetzungen - Google Patents

Wasserstoffbrücken ausbildende zusammensetzungen

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EP0303644A1
EP0303644A1 EP88901585A EP88901585A EP0303644A1 EP 0303644 A1 EP0303644 A1 EP 0303644A1 EP 88901585 A EP88901585 A EP 88901585A EP 88901585 A EP88901585 A EP 88901585A EP 0303644 A1 EP0303644 A1 EP 0303644A1
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EP
European Patent Office
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nonlinear optical
order
materials
polymer
hydrogen bonds
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88901585A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Dorsch
Rudolf Eidenschink
Bernhard Rieger
Gerd Marowsky
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.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0303644A1 publication Critical patent/EP0303644A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
    • G02F1/361—Organic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3444—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing one nitrogen atom, e.g. pyridine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121—Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/122—Ph-Ph

Definitions

  • the invention relates to nonlinear optical materials in which a component with a layer 5 containing second order hyperpolarizability other than zero is bonded to a substrate via hydrogen bonds.
  • Nonlinear optics deals with the interaction of electromagnetic fields in different media and the associated creation of new fields with changed properties. Materials with non-linear
  • Electro-optical switches, frequency and intensity control in laser technology, holography and the areas of information processing and integrated optics represent areas of application for materials with non-linear optical properties of the second order.
  • Materials with 3rd order electrical susceptibility functions are suitable for the production of purely optical switches and thus as waveguides for the construction of purely optical computers.
  • Crystal requires technical usability values as high as possible for the dielectric susceptibility X (2) '.
  • inorganic substances such as Potassium dihydrogen phosphate or lithium niobate shows non-linear optical properties.
  • all of these connections have various disadvantages.
  • inorganic compounds In addition to inadequate values for the dielectric susceptibility of the second order, inorganic compounds often lack sufficient photostability when treated with high light intensities, or they are difficult to manufacture and process.
  • Organic compounds of the nitroaniline type are known from Garito et al., Laser Focus 18_ (1982) and EP-0091 838.
  • their relatively good values for the photochemical stability and the dielectric susceptibility of the second order go hand in hand with poor crystallizability and poor mechanical stability.
  • the production of thin layers, as required by the integrated optics does not succeed with these materials.
  • Polymers are characterized by high mechanical resistance and good chemical stability. Molecules with non-linear optical properties attached to the polymer structure or dissolved in polymers should therefore have advantageous values for the dielectric susceptibility in the non-centrosymmetric environment.
  • Polymers with second-order nonlinearities can be produced by applying an external field to films heated to above the glass temperature and doped with statistically oriented molecules. This leads to polarity of the embedded molecules, which gives the polymer medium an anisotropy after it solidifies.
  • Polymers produced in this way with nonlinear optical properties, in which p, p'-dimethylaminonitrostilbene is used as the host molecule, have been described by Meredith et al., Macromolecules 1J5 (1982) 1385.
  • US Pat. No. 4,412,059 discloses a polymer material with cholesteric mesophases which are accessible for controlled alignment by means of electrical or magnetic fields.
  • EP-0172012 discloses fully aromatic, thermotropic, liquid-crystalline polymers, the nonlinear optical properties of which can also be caused by external fields.
  • Another method for producing polymer materials with nonlinear optical properties consists in the polymerization of monomers which have already been ordered and have a noncentrosymmetric orientation, where the orderly state of the system is largely preserved during the polymerization.
  • Monomers suitable for this technique can be found, for example, in EP-0021695.
  • DE-Al-36 24858 describes polymer materials with nonlinear optical properties which consist of polar monomer units and whose main polymer chains have an orientation perpendicular to the substrate surface.
  • the production of such polymer materials requires chemical anchoring on the substrate surface either of the initiator which triggers the polymerization or of the polymerized monomers, which necessitates an additional process step.
  • the invention therefore relates to a hyperpolarizability which is applied to a surface and consists of at least one component with a non-zero polarizability 2nd order existing, nonlinear optical material, characterized in that the components with a non-zero hyperpolarizability of 2nd order are bound to the substrate surface via hydrogen bonds and one or more subsequent layers lying over the substrate cover layer are also connected to one another via hydrogen bonds are bound.
  • the invention also relates to the use of these materials as nonlinear optical media.
  • Suitable compounds according to the invention which form hydrogen bonds are, for example, the compounds listed in Hamilton, Ibers, loc. Cit. They are preferably dipolar substituted, in particular donor substituents, such as, for example, hydroxy, alkoxy, amino, mono- and dialkylamino, and acceptor substituents, such as, for example, cyano, nitro, carboxyl, alkoxycarbonyl and nitrogen in aromatic systems, being suitable.
  • donor substituents such as, for example, hydroxy, alkoxy, amino, mono- and dialkylamino
  • acceptor substituents such as, for example, cyano, nitro, carboxyl, alkoxycarbonyl and nitrogen in aromatic systems, being suitable.
  • the nitrogen-containing six-ring compounds described in DE-Al-36 41 024 are particularly suitable components for the production of the nonlinear optical materials according to the invention.
  • Suitable substrates for the formation of hydrogen bonds are e.g. Glass, quartz, plastics, in particular those with polar end groups such as polyvinyl alcohol or modified metal surfaces. These substrates can also be functionalized, e.g. in the by Deschler et al., Angew. Chem. 98_ (1986) 237, described using reactive silanes.
  • Substrates coated in this way with materials with a non-zero hyperpolarization have a preferably dipolar orientation of the layer components.
  • the subsequent layers therefore preferably experience the same dipolar orientation as the substrate cover layer.
  • liquid-crystalline substances Because of their ability to be able to form ordered phases in the liquid state, liquid-crystalline substances have also proven to be suitable for producing the nonlinear optical materials according to the invention. Such liquid-crystal compounds with one or more of the above-mentioned donor and / or acceptor substituents are particularly suitable for this purpose.
  • polymers capable of forming hydrogen bonds with a non-zero hyperpolarizability are also suitable for producing the nonlinear optical materials according to the invention.
  • the polymer dressing may already be present on the substrate prior to application, or a material provided with groups capable of polymerization is first applied to the substrate and then polymerized while maintaining the nonlinear optical properties.
  • the polymerization can in both cases, for example, according to that in CM. Paleos et al., J. Poly. Be. Polym. Chem. Ed., 19_ (1981) 1427, or Ocian: Principles of Polymerization, McGraw-Hill, New York.
  • compositions forming hydrogen bridges according to the invention are outstandingly suitable as nonlinear optical media. They are manufactured e.g. by applying the above-mentioned compounds to a substrate in dissolved or liquid form, for example by brushing, printing, dipping or spin coating. In this way, nonlinear optical arrangements are obtained which, because of their advantageous properties, open up a wide field of application. In particular, they are suitable for doubling the frequency of laser light and for producing switching elements, waveguides and phase modulators in the field of integrated optics.
  • a glass layer is coated with a thin layer of this compound by immersion in a concentrated solution of 4- ⁇ 2- [4 * - (6-hydroxyhexyloxy) biphenyl-4 l -yl] ethenyl ⁇ pyridine in dichloromethane.
  • the layer obtained shows good nonlinear optical properties.
  • N-methylpyrrolidone is kept at 60 ° C. for 20 hours.
  • the polymer is reprecipitated twice from ethanol.
  • a yellow powdery polymer is obtained.
  • the polymer is dissolved in N-methylpyrrolidone and applied to a glass substrate by spin coating.
  • a transparent, yellowish polymer film is obtained which has waveguide properties and non-linear optical properties of the second order. The frequency of light that is guided in this polymer film is thus partially doubled in frequency.
  • a glass plate is coated with a layer of the monomer and photoinitiator by immersion in a solution of the monomer prepared according to Example 4 and a photoinitiator (e.g. 2-hydroxy-2-methyl-l-phenylbutan-l-one). At a temperature of 100 ° C this layer is irradiated with UV light. The result is a transparent yellow polymer film with non-linear optical properties.
  • a photoinitiator e.g. 2-hydroxy-2-methyl-l-phenylbutan-l-one

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Description

Wasserstoffbrücken ausbildende Zusammensetzungen
Die Erfindung betrifft nichtlinear optische Materialien, in denen eine Komponenten mit einer von Null verschiede¬ nen Hyperpolarisierbarkeit 2. Ordnung enthaltende Schicht 5 über Wasserstoffbrücken an ein Substrat gebunden ist.
Die nichtlineare Optik beschäftigt sich mit der Wechsel¬ wirkung elektromagnetischer Felder in verschiedenen Medien und dem damit verbundenen Entstehen neuer Felder mit ver¬ änderten Eigenschaften. Materialien mit nichtlinearen
10 optischen Eigenschaften besitzen eine feldstärkeabhängige dielektrische Suszeptibilität 2. Ordnung, die eine Reihe dispersiver Prozesse zur Folge hat: die Frequenzver¬ dopplung (second harmonic generation = SHG) erlaubt die Erzeugung von Licht der verglichen mit dem eingestrahlten
15 Licht halben Wellenlänge; der elektrooptische Effekt
(Pockels-Effekt) ermöglicht eine Änderung des Brechungs¬ index bei angelegtem elektrischem Feld; Methoden der Summen- und Differenzfrequenzmischung sowie der Frequenz¬ teilung gestatten die kontinuierliche Abstimmung von
20 Laserlicht.
Eine Vielzahl technischer Anwendungen resultiert aus den voranstehend angeführten Effekten. Elektrooptische Schal¬ ter, die Frequenz- und Intensitätssteuerung in der Laser¬ technik, Holographie sowie die Bereiche der Informations- 25 Verarbeitung und integrierten Optik stellen Einsatzgebie¬ te für Materialien mit nichtlinear optischen Eigenschaften 2. Ordnung dar. Materialien mit elektrischen Suszeptibilitätsfunktionen 3. Ordnung eignen sich zur Herstellung rein-optischer Schalter und damit als Wellenleiter zur Konstruktion rein-optischer Computer.
Um für die Anwendung im Bereich der nichtlinearen Optik 2. Ordnung geeignet zu sein, müssen derartige Materialien einer Reihe von Anforderungen genügen.
Neben einer nichtzentrosymmetrischen Molekülanordnung im
Kristall bedingt eine technische Brauchbarkeit möglichst hohe Werte für die dielektrische Suszeptibilität X ( 2 ) ' .
Eine Reihe anorganischer Substanzen wie z.B. Kaliumdihy- drogenphosphat oder Lithiumniobat zeigt nichtlinear optische Eigenschaften. Alle diese Verbindungen sind jedoch mit den verschiedensten Nachteilen behaftet. Neben unzureichenden Werten für die dielektrische Suszeptibili¬ tät zweiter Ordnung mangelt es anorganischen Verbindungen häufig an einer genügenden Photostabilität bei der Behandlung mit hohen Lichtintensitäten, oder sie sind nur schwierig herzustellen und zu verarbeiten.
Aus Garito et al., Laser Focus 18_ (1982) und der EP-0091 838 sind organische Verbindungen vom Nitroanilintyp bekannt. Ihre verhältnismäßig guten Werte für die photochemische Stabilität und die dielektrische Suszeptibilität zweiter Ordnung gehen jedoch einher mit einer schlechten Kristalli- sierbarkeit und einer mangelhaften mechanischen Stabilität. Insbesondere die Herstellung dünner Schichten, wie von der integrierten Optik gefordert, gelingt mit diesen Materia¬ lien nicht. Polymere zeichnen sich durch hohe mechanische Widerstands¬ fähigkeit und gute chemische Stabilität aus. Am Polymer¬ gerüst befestigte oder in Polymeren gelöste Moleküle mit nichtlinear optischen Eigenschaften sollten daher in der nichtzentrosymmetrischen Umgebung vorteilhafte Werte für die dielektrische Suszeptibilität aufweisen.
Polymere mit Nichtlinearitäten zweiter Ordnung lassen sich herstellen, indem an über die Glastemperatur erhitzte, mit statistisch orientierten Molekülen dotierte Filme ein äußeres Feld angelegt wird. Dies führt zu einer Polung der eingelagerten Moleküle, die dem Polymermedium nach dessen Erstarren eine Anisotropie verleiht. Auf diese Weise hergestellte Polymere mit nichtlinear optischen Eigen¬ schaften, in denen p,p'-Dimethylaminonitrostilben als Wirtsmolekül Verwendung findet, wurden von Meredith et al., Macromolecules 1J5 (1982) 1385 beschrieben.
Shibaev et al., Polymer Communications 24 (1983) 364, teilen die feldinduzierte Ausrichtung flüssigkristalliner Polymerer mit mesogenen Seitengruppen mit.
Die US-Patentschrift 4 412 059 offenbart ein Polymer¬ material mit cholesterischen Mesophasen, die mittels elektrischer oder magnetischer Felder einer kontrollier¬ ten Ausrichtung zugänglich sind. Schließlich sind aus der EP-0172012 voll romatische, thermotrope, flüssigkristal- line Polymere bekannt, deren nichtlinear optische Eigen¬ schaften ebenfalls durch äußere Felder hervorgerufen werden können.
Eine weitere Methode zur Erzeugung von Polymermaterialien mit nichtlinear optischen Eigenschaften besteht in der Polymerisation von bereits geordneten, eine nichtzentro- symmetrische Orientierung aufweisenden Monomeren, wobei der Ordnungszustand des Systems während der Polymerisation weitgehend erhalten bleibt. Für diese Technik geeignete Monomere sind beispielsweise der EP-0021695 zu entnehmen.
Aus der DE-Al-36 24858 sind Polymermaterialien mit nicht- linear optischen Eigenschaften beschrieben, die aus pola¬ ren Monomereinheiten bestehen und deren Polymerhauptketten eine zur Substratoberfläche senkrechte Orientierung auf¬ weisen. Die Herstellung derartiger Polymermaterialien er¬ fordert jedoch die chemische Verankerung auf der Substrat- Oberfläche entweder des die Polymerisation auslösenden Initiators oder der polymerisierten Monomeren, wodurch ein zusätzlicher Verfahrensschritt erforderlich wird.
Es besteht somit ein Bedürfnis nach Materialien mit nicht¬ linear optischen Eigenschaften, die die geschilderten Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße aufweisen und die insbesondere ohne chemische Verankerung in nicht- zentrosymmetrischer Anordnung auf Substrate aufgebracht werden können.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen, nicht- linear optischen Materialien gelöst.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich Ver¬ bindungen mit einer von Null verschiedenen Hyperpola- riεierbarkeit 2. Ordnung, welche an eine Substratober¬ fläche über Wasserstoffbrücken gebunden sind und über Wasserstoffbrücken eine oder mehrere darüberliegende Folgeschichten bilden, in hervorragender Weise zur Herstellung nichtlinear optischer Materialien eignen.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein auf eine Ober¬ fläche aufgebrachtes, aus mindestens einer Komponente mit einer von Null verschiedenen Hyperpolarisierbarkeit 2. Ordnung bestehendes, nichtlinear optisches Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten mit einer von Null verschiedenen Hyperpolarisierbarkeit 2. Ordnung an die Substratoberfläche über Wasserstoffbrücken gebun- den sind und eine oder mehrere über der Substratdeck¬ schicht liegende Folgeschichten ebenfalls über Wasser- stoffbrücken aneinander gebunden sind.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung die¬ ser Materialien als nichtlinear optische Medien.
Die Fähigkeit zur Ausbildung von Wasserstoffbrückenbin- dungen ist bei einer Vielzahl von Festkörpern mit pola¬ ren Strukturelementen bekannt (vgl. z.B. Hamilton, Ibers: Hydrogen Bonding in Solids; New York: Benjamin, 1968).
Messungen der nichtlinearen Suszeptibilität 2. Ordnung von Substraten, die durch Wasserstoffbrücken an Glas- oberfächen gebunden sind, sind bereits bekannt. So hat N.E. van Wyck et al., wie in Chem. Phys. Lett. 122, 153 (1985) beschrieben, unter anderem p-Cresol im Vakuum auf eine Quarzplatte aufgedampft und die Art der Adsorption mit Hilfe der SHG-Spektroskopie (second harmonic genera- tion) untersucht. Anhand der Absorptionslagen schloß er auf die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen. Diese Arbeit gibt jedoch keinen Hinweis, daß über Wasser¬ stoffbrücken gebundene Mehrfachschichten gute nichtlinear optische Materialien liefern.
Als erfindungsgemäße, Wasserstoffbrücken bildende Ver¬ bindungen eignen sich z.B. die in Hamilton, Ibers, a.a.O., angeführten Verbindungen. Vorzugsweise sind sie dipolar substituiert, wobei insbesondere Donorsubstituenten, wie z.B. Hydroxy-, Alkoxy-, Amino-, Mono- und Dialkyl- amino-, und Akzeptorsubstituenten, wie z.B. Cyano-, Nitro-, Carboxyl-, Alkoxycarbonyl- und in aromatischen Systemen befindlicher Stickstoff geeignet sind. So sind beispielsweise die in der DE-Al-36 41 024 beschriebenen stickstoffhaltigen Sechsring-Verbindungen besonders ge¬ eignete Komponenten für die Herstellung der erfindungs¬ gemäßen nichtlinear optischen Materialien.
Zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken geeignete Substrate sind z.B. Glas, Quarz, Kunststoffe, insbesondere solche mit polaren Endgruppen wie beispielsweise Polyvinylalko- hole oder modifizierte Metalloberflächen. Diese Substra¬ te können zusätzlich noch funktionalisiert sein, wie z.B. in der von Deschler et al., Angew. Chem. 98_ (1986) 237, beschriebenen Weise mittels reaktiver Silane.
Derart mit Materialien mit einer von Null verschiedenen Hyperpolarisation beschichtete Substrate weisen eine vorzugsweise dipolare Orientierung der Schichtkomponen- ten auf. Beim Aufbringen mehrerer solcher Schichten über¬ einander erfahren daher die Folgeschichten vorzugsweise die gleiche dipolare Orientierung wie die Substratdeck¬ schicht.
Aufgrund ihrer .Fähigkeit, im flüssigen Zustand geordnete Phasen ausbilden zu können, erweisen sich auch flüssig¬ kristalline Substanzen als geeignet zur Herstellung der erfindungsgemäßen nichtlinear optischen Materialien. Insbesondere geeignet hierfür sind solche flüssigkristal¬ linen Verbindungen mit einem oder mehreren der voranste- hend angegebenen Donor- und/oder Akzeptorsubstituenten. Schließlich eignen sich zur Ausbildung von Wasserstoff¬ brückenbindungen befähigte Polymere mit einer von Null verschiedenen Hyperpolarisierbarkeit ebenfalls zur Her¬ stellung der erfindungsgemäßen nichtlinear optischen Materialien. Hierbei kann der Polymerverband bereits vor der Aufbringung auf das Substrat vorliegen, oder es wird zuerst ein mit polymerisationfähigen Gruppen ver¬ sehenes Material auf das Substrat aufgebracht und hier¬ nach unter Beibehaltung der nichtlinear optischen Ei- genschaften polymerisiert. Die Polymerisation kann dabei in beiden Fällen beispielsweise nach den in CM. Paleos et al., J. Poly . Sei. Polym. Chem. Ed., 19_ (1981) 1427, oder Ocian: Principles of Polymerization, McGraw-Hill, New York, angegebenen Verfahren erfolgen.
Die erfindungsgemäßen.Wasserstoffbrücken ausbildenden Zu¬ sammensetzungen eignen sich in hervorragender Weise als nichtlinear optische Medien. Ihre Herstellung erfolgt z.B. durch Aufbringen voranstehend angegebener Verbin¬ dungen auf ein Substrat in gelöster oder flüssiger Form durch beispielsweise Bestreichen, Bedrucken, Tauchen oder Aufschleudern. So werden nichtlinear optische An¬ ordnungen erhalten, die sich aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften ein weites Anwendungsfeld erschließen. Insbesondere eignen sie sich zur Frequenzverdopplung von Laserlicht sowie zur Herstellung von Schaltelementen, Wellenleitern und Phasenmodulatoren auf dem Gebiet der integrierten Optik.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen folgende Beispiele:
Beispiel 1
4-Amino-4"-nitro-p-terphenyl wird auf einem Objektträger geschmolzen (299 °C), so daß eine ca. 100 μm dicke flüs- sige Schicht entsteht. Diese ist flüssigkristallin-nema- tisch und zeigt bei schräger Durchstrahlung mit Licht eines Nd-YAG-Lasers teilweise Frequenzverdopplung des eingestrahlten Lichts.
Beispiel 2
Analog zu Beispiel 1 wird durch Schmelzen eines 1^-Ge¬ misches von 4-(4-Hydroxybutoxy)-4'-cyanobiphenyl und 4-(2-Hydroxyethoxy)-4!-cyanobiphenyl eine flüssigkri¬ stalline nematische Schicht mit nichtlinear optischen Eigenschaften erhalten.
Beispiel 3
Eine Glasplatte wird durch Tauchen in eine konzentrierte Lösung von 4-{2-[4*-(6-Hydroxyhexyloxy)-biphenyl-4l-yl]- ethenyl}-pyridin in Dichlormethan mit einer dünnen Schicht dieser Verbindung belegt. Die erhaltene Schicht zeigt gute nichtlinear optische Eigenschaften.
Beispiel 4
a) Zu einer auf 0 °C gehaltenen Mischung von 15 g 2- (ll-Methacryloylundecyl)-hydrochinon, 12,6 g 2-(4- (2-[4]pyridyl-vinyl)-phenoxy)-essigsaure, 4,4 g
Triethyla in, 0,5 g Dirnethylaminopyridin und 2 mg 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol in 100 ml Dichlor¬ methan wird eine Lösung von 929 mg Dicyclohexyl- carbodiimid in 10 ml Dichlormethan zugetropft und 18 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Der Nieder¬ schlag wird abfiltriert, das Filtrat eingeengt und der Rückstand chromatographiert. Es wird 2-(4-(2- [4]Pyridyl-vinyl)-phenoxy)-essigsäure-(4-hydroxy- 3-(11-methacryloyloxyundecyl)-phenylester) in Form gelber Kristalle erhalten. b) Zu einer auf 0 °C gehaltenen Lösung von 8.2 g des in Beispiel 4a hergestellten Methacrylats, 2,55 g 4-(2-Hydroxyethoxy)-benzoesäure und 1 mg 2,6-Di- tert-butyl-4-methylphenol in 30 ml Dichlormethan wird eine Lösung von 303 mg Dicyclohexylcarbodiimid in 5 ml Dichlormethan zugetropft und 18 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Der Niederschlag wird ab¬ filtriert, das Filtrat eingeengt und der Rückstand chromatographiert. Man erhält 2-(4-(2-[4]-Pyridyl- vinyl)-phenoxy)-essigsaure-(3-(11-methacryloyloxy- undecyl)-4-(4-(2-Hydroxyethoxy)-benzoyloxy)-phenyl- ester) als gelbliche Kristalle.
Beispiel 5
Eine Lösung von 3,75 g des nach Beispiel 4 erhaltenen Methacrylats und 17 mg Azobisisobutyronitril in 20 ml
N-Methylpyrrolidon wird 20 Stdn. bei 60 °C gehalten. Das Polymer wird zweimal aus Ethanol umgefällt. Man erhält ein gelbes pulveriges Polymer. Das Polymer wird in N- Methylpyrrolidon gelöst und durch spin coating auf ein Glassubstrat aufgebracht. Man erhält einen transparenten gelblichen Polymerfilm, der Wellenleitereigenschaften und nichtlinear optische Eigenschaften 2. Ordnung be¬ sitzt. So wird die Frequenz von Licht, das in diesem Polymerfilm geführt wird, teilweise frequenzverdoppelt.
Beispiel 6
Eine Glasplatte wird durch Tauchen in eine Lösung des nach Beispiel 4 hergestellten Monomers und eines Photo¬ initiators (z.B. 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenylbutan-l-on) mit einer Schicht des Monomers und Photoinitiators belegt. Bei einer Temperatur von 100 °C wird diese Schicht mit UV-Licht bestrahlt. Es entsteht ein transparenter gelb¬ licher Polymerfilm mit nichtlinear optischen Eigenschaften.

Claims

'MPatentansprüche
1. Auf eine Oberfläche aufgebrachtes, aus mindestens einer Komponente mit einer von Null verschiedenen Hyperpolarisierbarkeit 2. Ordnung bestehendes, nichtlinear optisches Material, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Komponenten mit einer von Null verschiedenen Hyperpolarisierbarkeit 2. Ordnung an die Substratoberfläche über eine Wasserstoffbrücke gebunden sind und eine oder mehrere über der Sub- stratdeckschicht liegende Folgeschichten ebenfalls über Wasserstoffbrücken aneinander gebunden sind.
2. Verwendung von Materialien gemäß Patentanspruch 1 als nichtlinear optische Medien.
EP88901585A 1987-02-17 1988-02-08 Wasserstoffbrücken ausbildende zusammensetzungen Withdrawn EP0303644A1 (de)

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