JPH01500303A - Optical device using photochromic compounds - Google Patents

Optical device using photochromic compounds

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JPH01500303A
JPH01500303A JP62503747A JP50374787A JPH01500303A JP H01500303 A JPH01500303 A JP H01500303A JP 62503747 A JP62503747 A JP 62503747A JP 50374787 A JP50374787 A JP 50374787A JP H01500303 A JPH01500303 A JP H01500303A
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light
photochromic
cavity
resonance
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Application number
JP62503747A
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Japanese (ja)
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ベニオン イアン
ローズマリー クッシュ
グルーブスキャークビィ クリストファー ジョン
トランデル クライブ
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ザ プレッシー カンパニー ピーエルシー
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 フォトクロミズム化合物を用いる光学装置この発明は、フォトクロミズム化合物 を利用する光学装置、特に光学共鳴装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Optical device using photochromic compound This invention relates to optical device using photochromic compound. The present invention relates to optical devices, particularly optical resonance devices, that utilize .

本出願人による英国特許出願第8519711号(公開公報第2180360号 )において、本出願人は着色状態と漂白状態との間で可逆的に変換しうるフォト クロミズム化合物を使用し、複数の安定な光学伝送状態を付与するような光学共 鳴装置を開示した。UK Patent Application No. 8519711 (Publication Publication No. 2180360) by the applicant ), the applicant has developed a photocatalyst that can be reversibly converted between a colored state and a bleached state. Optical synchronization that uses chromic compounds to provide multiple stable optical transmission states disclosed the sound device.

上記特許出願に開示した装置は一対の光線、すなわち着色用光線および漂白用光 線を使用し、その相対強度を変化させて装置の光伝送を変化させる。The apparatus disclosed in the above patent application uses a pair of light beams, namely a coloring light and a bleaching light. rays and vary their relative intensities to vary the light transmission of the device.

今回、1つもしくはそれ以上の波長を有する1種のみ光線を用いて双安定状態の 間で切換えうる光学共鳴装置を作成しうろことを突き止めた。This time, we used only one type of light beam with one or more wavelengths to create a bistable state. We have created an optical resonance device that can switch between the two directions.

これは、可視領域における光によって漂白するための低い量子収量を有する種類 のフォトクロミズム化合物を選択して達成される。This type has a low quantum yield for bleaching by light in the visible region. This is achieved by selecting photochromic compounds.

本発明によれば、複数の部分光伝送明鏡と、これら鏡開に配置されたフォトクロ ミズム材料の層と、このフォトクロミズム材料の層に対し入射する可変強度の光 線を供給する光源と、異なる強度レベルにおける前記入射光線の伝送値を測定す る検出手段とを備え、前記フォトクロミズム材料は前記光有しかつ下記一般式( 1): し式中、XおよびYは共にスピロ−アダマンチリデン基またはスピロ炭素環式も しくは複素環式基を示すが、またはXj3よびYは独立して水素、アルキル(好 ましくは1〜b個の炭素原子を有する低級アルキル)又はフェニルを示し、かつ ]<36よびR4はそれぞれ独立して水素、アル:1ル、アラルキル、アリール 、ハロゲン又は複素環式基を示し、R1は水素、低級アルキル、アリール、アル コキシ、アルキル−もしくはジアルキルアミノ、ハrコグンまたは複重、;を示 し、またはR1は5.6もしくは7.8位置にJjい(融合ベンゼン環を示す] のビラン化合物から選択されてなる光学共鳴装置が提供される。According to the present invention, a plurality of partial light transmitting bright mirrors and a photochromic mirror disposed at the mirror opening are provided. A layer of photochromic material and a variable intensity light incident on the layer of photochromic material. A light source that provides a light beam and measures the transmission values of said incident light beam at different intensity levels. the photochromic material has the light and has the following general formula ( 1): In the formula, both X and Y are a spiro-adamantylidene group or a spiro carbocyclic group. or a heterocyclic group, or Xj3 and Y independently represent hydrogen, alkyl (preferably preferably lower alkyl having 1 to b carbon atoms) or phenyl, and ]<36 and R4 are each independently hydrogen, Al:1, aralkyl, aryl , halogen or a heterocyclic group, R1 is hydrogen, lower alkyl, aryl, alkyl koxy, alkyl- or dialkylamino, halcogne or double; or R1 is at the 5.6 or 7.8 position (indicating a fused benzene ring) An optical resonance device is provided comprising a bilane compound selected from the following.

所望の性質を有する化合物の特定例は本出願人にょる英II、1特訂公間公報第 2180360A @に記載されており、これは次の一般式(II)、(I[I )および(IV)により一般的に示されるような一連のフォトクロミズム性のス ピロ−ビランを開示しており、式(n)は2日−ベンゾビラン系を示しがっ式( 1)Jjよび(IV)は異性ナフトピラン系を示している。Specific examples of compounds having the desired properties can be found in the applicant's English II, 1 Special Edition Publication No. 2180360A @, which has the following general formula (II), (I[I ) and (IV). discloses pyro-bilane, formula (n) represents a 2-benzobilane series, and formula ( 1) Jj and (IV) represent isomeric naphthopyrans.

(m ベンゾピラン環またはナフトピラン環においては広範な←E類の置11が可能で ある。たとえば、これらの環はR3〜Ro (またはR3〜Rto)によって示 される位置をアル:ルール、アリール(rfi換フェニル、たとえばアルコキシ フェニルdjJ、びハロフェニルを包含する)、アルコキシ、ヒドロキシ、アル キルまたはジアルキルアミノ(たとえばジメヂルアミノ)、アルキルアミノ−フ ェニル、ハロゲンまたは複filx式基(たとえばフリルもしくはチェニル)で 置換することができ、ただしヒドロキシもしくはアルコキシまたはアルキル−も しくはジ−アルキルアミノはR3もしくはR4位置における置換基とすることは できない。好適置換基は低級アルキル(たとえばメチルもしくはエチル)、塩素 、臭素、ヒドロキシ、フェニル、メトキシもしくはメトキシフェニル基である。(m In the benzopyran ring or naphthopyran ring, a wide range of ← E group placements are possible. be. For example, these rings are denoted by R3~Ro (or R3~Rto). Al: rule, aryl (rfi substituted phenyl, e.g. alkoxy (including phenyldjJ, and halophenyl), alkoxy, hydroxy, alkyl kylamino or dialkylamino (e.g. dimedylamino), alkylamino-ph phenyl, halogen or a complex group (e.g. furyl or chenyl) Can be substituted, but also hydroxy or alkoxy or alkyl- Alternatively, di-alkylamino may be a substituent at the R3 or R4 position. Can not. Preferred substituents are lower alkyl (eg methyl or ethyl), chlorine , bromine, hydroxy, phenyl, methoxy or methoxyphenyl group.

さらに、基礎ベンゾピランもしくはナフトピラン核がアリールもしくは複素環式 環、たとえばチオフェンもしくはフラン環と疲労反応を低下させる有利な作用に 加え、スピロ−2−アダマンタン基の導入はU、V、領域で着色する量子収量を 増加させると共に、至温にて急速な熱退色を示す傾向を有する。Additionally, the basic benzopyran or naphthopyran nucleus is aryl or heterocyclic. rings, such as thiophene or furan rings, and the beneficial effect of reducing fatigue reactions. In addition, the introduction of spiro-2-adamantane groups increases the quantum yield for coloring in the U, V, and region. It has a tendency to show rapid thermal fading at the highest temperatures.

下記手順にしたがって、上記一般式を有するアダマンチリデンスピロピランをW a@することができる。クロメンはベンゾピランに対する別名であることが了解 されよう。すなわち、2H−クロメンは2H−1−ベンゾピランの別名である。According to the following procedure, adamantylidene spiropyran having the above general formula is converted to W. a@ can be done. I understand that chromene is another name for benzopyran. It will be. That is, 2H-chromene is another name for 2H-1-benzopyran.

縮合 アダマンタン(1モル)と0−ヒドロキシアセトフェノン(1,1モル)と環式 第二アミン(1,2モル)とをトルエン(各反応体1gにつきM)に溶解し、か つ水がもはや生成されなくなるまで沸騰させる(5〜24時間)。ディージおよ びスターク装置を用いて、水をトルエンと共に共沸物として除去する。次いで、 トルエンを減圧下で除去しかつ残留エナミンをアセトンもしくはエタノールから 再結晶化させる。condensation Adamantane (1 mol) and 0-hydroxyacetophenone (1,1 mol) and cyclic Dissolve the secondary amine (1.2 moles) in toluene (M per gram of each reactant) and Boil until no more water is produced (5-24 hours). Digi and The water is removed as an azeotrope with toluene using a Stark apparatus. Then, Toluene is removed under reduced pressure and residual enamines are removed from acetone or ethanol. Recrystallize.

岨水分邂 エナミンを最少量の沸騰メタノールに溶解させ、かつC0塩酸(エナミン10g 毎に1m>を添加する。静置すると、クロマノンがしばしば晶出する。クロマノ ンの収率が低ければ、この溶液を加熱沸騰させかつ熱水を溶液が濁るまで添加す る。冷却すると、クロマノンが分離する。娨水邵 Dissolve the enamine in a minimum amount of boiling methanol and add CO hydrochloric acid (enamine 10g Add 1 m> for each. Upon standing, chromanone often crystallizes out. chromano If the yield is low, heat the solution to a boil and add hot water until the solution becomes cloudy. Ru. Upon cooling, the chromanone separates.

1元 硼水素化ナトリウム(クロマノン2.50につき1g>を少しづつメタノール中 のクロマノン(クロマノン1gにつき3d)に添加する。添加が完了した後、反 応混合物を沸騰させ(2時間)、かつメタノールを減圧除去する。残留物を水に 添加し、クロロホルムで抽出し、脱水しくMg5O4)かつ溶剤を除去して粗製 クロマノールを残す。1 yuan Sodium borohydride (1 g per 2.50 chromanone) in small portions in methanol of chromanone (3d per gram of chromanone). After the addition is complete, The reaction mixture is boiled (2 hours) and the methanol is removed under reduced pressure. Residue in water Mg5O4) was added, extracted with chloroform, dehydrated (Mg5O4) and the solvent was removed to obtain the crude product. Leave chromanol behind.

駐 溶媒和した硫酸銅(CuSOa ・5H20)を、もはや水が発生しなくなるま でブンゼンバーナにより沸騰管中で強力に加熱する。得られた無水硫酸銅をフラ スコ内でクロマノールと混合しくクロマノール2gにつき1q)、かつ有機化合 物が溶融するまでブンゼンバーナで加熱する。冷却後、反応混合物をクロロホル ムで抽出し、溶剤を除去しかつ残留クロメンをアセトンもしくはエタノールから 再結晶化させる。活性炭による脱色を必要とすることもある。Station Solvated copper sulfate (CuSOa・5H20) is heated until water no longer occurs. It is heated strongly in a boiling tube using a Bunsen burner. The obtained anhydrous copper sulfate is 1 q per 2 g of chromanol that can be mixed with chromanol in the Scooter, and organic compounds Heat things with a Bunsen burner until they melt. After cooling, the reaction mixture was diluted with chloroform. to remove the solvent and extract the residual chromene from acetone or ethanol. Recrystallize. Decolorization with activated carbon may be required.

さらに本発明においては、一般式(n)、(III)および(IV)に包含され 、しかもアダマンチリデン基がスピロ−炭素環式もしくはスピロ−複索環式基に より或いは基R1ajよび]<2 (ここでR1およびR2は水素、アル4−ル ーbしくはアリール基を示す)により置換された構造上同様なベンゾピラン33  J:びナフトピラン化合物を使用することもできる。たとえば、上記構icn >に対応するベンゾピラン化合物は次の(II入) 々14造(na)において、R1およびR2は独立して水素、アル1ニル、フェ ニルおよび置換フェニル(アルキル、アルコキシ、ニトロおよび第一、第二もし くは第三アミノ、或いは窒素含もの複素環式置換基で置換される)から選択する こともでさる。式(I[a)の成る種の化合物心よびくの製造方法は、「光反応 性レンズ」と題する本出願人による英国vi i、’r出願第8614680@ に記載されている。アダマンチリデン桔がIJRtcl;よびR2(ここでR1 およびR2は、上記の意味を有刃る)で置換された上記構造(■)および(II I>の化合物に類似覆る化合物も製造することができる。特定化合物もしくは基 の例は下記の構造(A>、(B)、(C)および(D>を有する。Furthermore, in the present invention, compounds included in general formulas (n), (III) and (IV) , and the adamantylidene group becomes a spiro-carbocyclic or a spiro-polycyclic group. or the group R1aj and ]<2 (where R1 and R2 are hydrogen, al4- Structurally similar benzopyran 33 substituted with -b or aryl group) J: A naphthopyran compound can also be used. For example, the above structure The benzopyran compound corresponding to > is the following (II included) In each 14 structure (na), R1 and R2 independently represent hydrogen, al-1-nyl, phenyl. phenyl and substituted phenyl (alkyl, alkoxy, nitro and primary, secondary) or tertiary amino, or substituted with a nitrogen-containing heterocyclic substituent) It's also possible. The method for producing the species compound of formula (I[a)] UK application no. 8614680@ It is described in. Adamantylidene is IJRtcl; and R2 (here R1 and R2 have the above meanings) and the above structures (■) and (II Compounds similar to those of I> can also be prepared. specific compound or group An example of has the following structures (A>, (B), (C) and (D>).

上記構造式(I[a)において、R1およびR2の少なくとも一方は好ましくは オルトおよび/またはバラ位置に窪素含有置換塁を有するアリール基(たとえば フェニル)を示J0適Jる窒素含有置換基の例はアルキルもしくはシアル:%ル アミノ並びにモルホリノ、ピペリジノ、ピリジノ、ピラゾリノもしくはピロリジ ノ基である。In the above structural formula (I[a), at least one of R1 and R2 is preferably Aryl groups with silicon-containing substituents in the ortho and/or para positions (e.g. Examples of suitable nitrogen-containing substituents are alkyl or sialic (phenyl). Amino and morpholino, piperidino, pyridino, pyrazolino or pyrrolidine It is a radical.

上記化合物は必ずしも本出願人による英国特晶1出願第8711511号および 第8614680@に記載されたヘリオフ[1ミズム特性を必らずしも持たずか つ同等に顕茗なフォトクL1ミズム特性を持たないが、本発明に使用するのに適 した)a t−クロミズム化合物は上記した仝範囲の化合物から選択することが できる。上記構造式により包含される多くの化合物はそれ自体新規な化合物であ る。The above compounds are not necessarily limited to the applicant's UK Patent Application No. 8711511 and Helioff described in No. 8614680@ [1 does not necessarily have the Mism characteristic Although it does not have equally significant photochromic L1 mism characteristics, it is suitable for use in the present invention. The at-chromism compound may be selected from the above range of compounds. can. Many of the compounds encompassed by the above structural formulas are themselves novel compounds. Ru.

或いは、これらはクライセン転位の改変によって装造Jろこともできる。この方 法は、クロメン誘導体の一般的製造法を与え、スピロピランの製造のみに限定さ れない。Alternatively, they can also be structured by modification of the Claisen rearrangement. This person The method provides a general method for the production of chromene derivatives and is limited only to the production of spiropyran. Not possible.

このクライセン転位法はクロメン誘導体の一般的製造法を提供し、この方法はフ ェノールを溶剤中にて適する触媒の存在下に緩和な反応条件下で適当なプロパル ギル誘導体と共に加熱することからなっている。This Claisen rearrangement method provides a general method for producing chromene derivatives, and this method The phenol is converted into a suitable propalol under mild reaction conditions in the presence of a suitable catalyst in a solvent. It consists of heating with a gill derivative.

クライセン転位に一般的に用いられる反応条件と異なり、この方法は比較的低温 度、たとえば沸騰キシレンもしくはトルエン中にて適当な触媒の存在下に行なわ れる。一般に、反応温度は約180℃を越えてはならず、好ましくは160 ’ Cもしくはそれ以下である。反応は一般的に次のように表ゎ刃ことがでさる: 上記式中、(A)は任意のフェノールとすることがで01かつ(B)はプロパル ギルアルコール誘導体、たとえばブL’Jパルギルアセテートとすることができ る。反応はンルミノーにより触媒され、かつ殆んど副反応を伴わずに比較的低温 度で進rjする。アセテートの代りに任意の脂肪族もしくはyJ香族カルボン酸 化合物、たとえばプロピオネートもしくはベンゾ、r−トを使用することができ る。Unlike the reaction conditions commonly used for Claisen rearrangement, this method requires relatively low temperatures. in boiling xylene or toluene in the presence of a suitable catalyst. It will be done. Generally, the reaction temperature should not exceed about 180°C, preferably 160' C or lower. The reaction can generally be expressed as follows: In the above formula, (A) can be any phenol and (B) is a propalol. gyl alcohol derivatives, such as B L'J pargyl acetate. Ru. The reaction is catalyzed by luminol and occurs at a relatively low temperature with almost no side reactions. Advance rj in degrees. Any aliphatic or yJ aromatic carboxylic acid in place of acetate Compounds such as propionate or benzo, r-t can be used. Ru.

プ〔1パルギルアセテート ンのJ、うな溶剤中にて触媒としての酸性アルミナの存在下に)Tノールと共に 加熱すれば、向上した収率が得られろ。驚くことに、これらの比較的緩和な条例 がクライセン転位をーbたらすのに対し、従来の反応条件(たとえば強酸条イ′ 1にお(プる杓210℃までの加熱)は反応体おにび/または所望佳成物の熱分 解をもたらす。P[1 pargyl acetate J, with T-nol (in the presence of acidic alumina as a catalyst in a solvent) Increased yields can be obtained by heating. Surprisingly, these relatively lenient ordinances gives rise to Claisen rearrangement, whereas conventional reaction conditions (e.g. strong acid Step 1 (heating to 210°C) is the heat content of the reactant/or desired product. bring a solution.

この方法は、任意のフェノールと適当なプロパルギルアセテートまたは他のプロ パルギルアルコール誘導体とを用いてクロメンの便利な1工程の合成を可能にす る。This method involves combining any phenol with a suitable propargyl acetate or other propargyl acetate. enables convenient one-step synthesis of chromene using pargyl alcohol derivatives. Ru.

プロパルギルアセテートは、適当なケトンをリチウムアセチリードと反応させて 製造することができる。リチウムアセチリード/エチレンジアミン複合体を、た とえばテトラヒドロフランもしくはジメチルスルホキシドのような適する溶剤に おけるケトンの溶液へ撹拌しながら添加する。生成物は対応のプロパルギルアル コールであり、かつこのアルコールは適する溶剤中で塩化アセチルと反応させる ことによりアセテートまで便利に変換させる。Propargyl acetate is produced by reacting a suitable ketone with lithium acetylide. can be manufactured. Lithium acetylide/ethylene diamine complex in a suitable solvent such as tetrahydrofuran or dimethyl sulfoxide. Add to the solution of ketone in the solution with stirring. The product is the corresponding propargyl alcohol alcohol, and this alcohol is reacted with acetyl chloride in a suitable solvent. This allows convenient conversion to acetate.

本発明の実施においてはフォトクロミズム化合物を共鳴キャビティ内のマトリッ クスに支持して、適する波長の光線を照射することができる。この化合物は最初 にキャビティ内で或いは内部に挿入する前にその着色状態に変換される。殆んど の上記フォトクロミズム化合物につき着色型への変換は、青色もしくは紫外領域 の光線を照射して行なわれる。In the practice of the present invention, photochromic compounds are added to the matrix within the resonant cavity. It can be supported in a box and irradiated with light of a suitable wavelength. This compound was first It is converted to its colored state before being inserted into or into the cavity. Almost The conversion of the above photochromic compounds into colored forms is in the blue or ultraviolet region. This is done by irradiating the area with rays of light.

共鳴キャビティは、透明マトリックスに選択フォトクロミズム材料をたとえば弗 素化炭化水素(たとえば3Mカンパニー社により市販されているFCシリーズま たはISOケミカルス社により市販されているPPシリーズ)のような不活性溶 剤における材料の飽和溶液から吸収させて製造することができる。或いは、この 材料を重合体粒子と混合しかつ熱プレスして厚さ2〜3mmの試料を得ることも できる。The resonant cavity is created by applying a selected photochromic material to a transparent matrix, e.g. hydrogenated hydrocarbons (e.g. FC series or commercially available from 3M Company) or an inert solvent such as the PP series (commercially available from ISO Chemicals). It can be produced by absorption from a saturated solution of the material in a reagent. Or this The material can also be mixed with polymer particles and hot pressed to obtain samples with a thickness of 2-3 mm. can.

特定例において、硬化したポリカーボネートプラスチックのシート(CR39の 商品名としてP.P.G.リミテッド社から入手しうる)に、次式(X)を有す るフtトク口ミズム性ビランをPP9におけるこの化合物の飽和溶液から160 ℃にて30分間吸収させた。第2の実施例にJ3いτは、粉末化したポリスチレ ンとビラン(X)との混合物を熱Iレスしく透明な平行側辺を有する厚ざ211 IIllのフォトクロミズム支j)体を得た。In a particular example, a sheet of cured polycarbonate plastic (CR39 The product name is P. P. G. Limited) has the following formula (X): 160% of the compound was prepared from a saturated solution of this compound in PP9. Absorption was allowed for 30 minutes at °C. In the second example, J3 τ is made of powdered polystyrene. A mixture of N and Bilan (X) is heated to a thickness of 211 with transparent parallel sides. A photochromic support of IIll was obtained.

次いでこれらのプラスチック支持体を、第2図に示したような1対の部分伝送鏡 を用いてフ7ブリーペロット共鳴キトビティに形成した。These plastic supports are then fitted with a pair of partially transmitting mirrors as shown in FIG. The Fubly Perot resonance kit was formed using the following method.

次いで、「漂白用」波長の光線をキャビディに照1:I−1’tl’ることによ り1つもしくはそれ以上の共鳴を介し装置のチューニングを行ない、典型的には 緑色スペクトル領域の光線を用いる。波長的514 nmの緑色レーザーが適し ている。漂白用光線の強度を増大させれば、化合物の屈折率が変化しかつ1つも しくはそれ以上の共鳴を介しキャビティをブ・コーニングすることができる。各 共鳴に達した際、装置を介する光の伝送がより高いレベルに切換ねる。漂白用光 線の強度を低下さUると、数個の共鳴を介してキャビティが変調しかつより低い 伝送レベルへの切換が生ずる。The cavity is then illuminated with a beam of “bleaching” wavelength 1:I-1’tl’. tuning the device through one or more resonances, typically Light in the green spectral region is used. A green laser with a wavelength of 514 nm is suitable. ing. Increasing the intensity of the bleaching light changes the refractive index of the compound and The cavity can be coned through resonance or more. each When resonance is reached, the transmission of light through the device switches to a higher level. bleaching light Decreasing the intensity of the line causes the cavity to modulate through several resonances and lower A switch to the transmission level occurs.

第1図は漸増する強度の漂白用光線を照射し、次いで漂白用光線の強度を漸減さ せた際の本発明による共鳴キャビティの特性を示すグラフである。曲線1は、漂 白用光線の入射強度が漸増する装置を介した光の伝送に対する作用を示している 。入射強度が数値Aを越えて増大すると、伝送性が急速に増大する。何故なら、 キャビティ共鳴ゲインが7オトクロミズム化合物の吸収損失を克服して、漂白用 波長にてキャビティの出力を増大させるからである。Bの入射強度にてフォトク ロミズム材料には、主として漂白状態が生ずる。入射強度が低下すると、伝送性 は曲線2にしたがって初期値まで戻るが、片寄った伝送を伴ってヒステレシス曲 線を形成する。Figure 1 shows the application of a bleaching beam of increasing intensity, followed by a gradual decrease in the intensity of the bleaching beam. 3 is a graph showing the characteristics of a resonant cavity according to the present invention when Curve 1 is drifting. It shows the effect on the transmission of light through the device in which the incident intensity of the white light beam increases gradually. . As the incident intensity increases beyond the value A, the transmission increases rapidly. Because, Cavity resonance gain overcomes absorption loss of 7 otochromic compounds, making it suitable for bleaching This is because it increases the output of the cavity at the wavelength. At the incident intensity of B, the photo Bleached conditions occur primarily in Lomistic materials. As the incident intensity decreases, the transmission returns to the initial value according to curve 2, but a hysteresis tune occurs with uneven transmission. form a line.

したがって、この装置は安定状態の対、すなわちロジック0(ゼロ)に相当する 曲線1における第1の状態とロジック1に相当する曲線2における第2の状態と を有する。これを、第1図に線X−Xと交差する曲線51および21における点 31.41で示す。フォトクロミズム材料および共鳴キャビティのパラメータを 適当に選択することにより、異なる漂白用光線強度にて切換を誘発させて1つも しくはそれ以上の双安定状態を生ぜしめることができ、その個数もフォトクロミ ズム材料およびキャビティのパラメータにより並びに漂白用光線の最大強度によ り決定される。Therefore, this device corresponds to a stable state pair, i.e. logic 0 (zero) a first state in curve 1 and a second state in curve 2 corresponding to logic 1; has. This is shown in Figure 1 at points on curves 51 and 21 that intersect line XX. 31.41. Parameters of photochromic materials and resonant cavities By appropriate selection, switching can be induced at different bleaching light intensities and even one or more bistable states can be produced, and the number of bistable states also increases with the photochromic ratio. depending on the beam material and cavity parameters as well as on the maximum intensity of the bleaching beam. will be determined.

本発明は、本出願人による英国特許出願第8519711号(公開公報第218 0360号)に記載されたように実施することができる。その配置を第2図に示 し、この第2図は本発明による光学共鳴装置の略図である。The present invention is based on UK Patent Application No. 8519711 (Publication Publication No. 218 0360). The arrangement is shown in Figure 2. However, FIG. 2 is a schematic diagram of an optical resonance apparatus according to the present invention.

第2図を参照して、適当な波長におけるフ7ブリーペロット共鳴キャビティ1は 、部分伝送性鏡3で作成されかつ光伝送性マトリックスに支持されたフォトクロ ミズム材料5の層を鏡3の間に設置する。ビームスプリッタ7を7アブリーペロ ツトキヤビテイ1の前方に位置せしめて、漂白用光線9の1部をレーザーから入 射光強度の検出器11に指向させると共に光線9の1部をフ7ブリーペ口ットキ ャビティ1に指向させ、ここでフォトクロミズム層5を含むキャビティ1に伝送 通過させて、伝送光強度検出器13によって集光する。検出手段11および13 からの出力を比較して、種々異なる入射強度におけるフォトクロミズム層の伝送 レベルを測定する。Referring to FIG. 2, the Fubly-Perott resonant cavity 1 at a suitable wavelength is , a photochrome made of a partially transmitting mirror 3 and supported by a light transmitting matrix. A layer of Mism material 5 is placed between the mirrors 3. Beam splitter 7 to 7 averypero A part of the bleaching light beam 9 is input from the laser by positioning it in front of the cavity 1. A part of the light beam 9 is directed to the detector 11 of the incident light intensity and a portion of the light beam 9 is directed to the detector 11 of the incident light intensity. cavity 1, where it is transmitted to cavity 1 containing the photochromic layer 5. The transmitted light is transmitted and collected by the transmitted light intensity detector 13. Detection means 11 and 13 Transmission of the photochromic layer at different incident intensities by comparing the output from Measure the level.

一連の論理ビットをキャビティに書込み、かつ多数のビットを用いられたフォト クロミズム材料の高分解能により記憶することができる。これら論理ビットは、 入射光線9を偏向させることにより或いは共鳴キャビティを光線に対し移動させ てアドレスすることもできる。Write a series of logic bits into the cavity and write a photo using a large number of bits. The high resolution of chromic materials allows for storage. These logical bits are by deflecting the incident beam 9 or by moving the resonant cavity relative to the beam. You can also address it using

上記共鳴装置は、本出願人による上記英国公開公報第2180360号に記載さ れた永久データ記憶以外の全ゆる用途に用いることができる。しかしながら、1 つもしくはそれ以上の波長の単一漂白用光線しか要求されないことにより得られ る操作の単純性は、切換操作において有利である。さらに、上記フォトクロミズ ム材料は切換点における鋭敏な上下移動を可能にし、これは迅速な切換速度を意 味する。The above resonator is described in the above mentioned British Publication No. 2180360 by the applicant. It can be used for all applications other than permanent data storage. However, 1 obtained by requiring only a single bleaching beam of one or more wavelengths. The simplicity of operation is advantageous in switching operations. In addition, the above photochromis The material allows a sharp up-and-down movement at the switching point, which means fast switching speeds. Taste.

漂白用光線は、可視領域で操作されるレーザー、たとえばアルゴン−イオンレー ザ−とすることができる。The bleaching light is a laser operating in the visible range, such as an argon-ion laser. It can be the same.

光線入射強度 国際調査報告 ANNEX To THE INTERNATIONAL 5EWCHREPO RT 0NUS−A−440573320109/83 NoneRay incident intensity international search report ANNEX To THE INTERNATIONAL 5EWCHREPO RT 0NUS-A-440573320109/83 None

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.複数の部分光伝送性鏡と、これら鏡間に配置されたフォトクロミズム材料の 層と、このフォトクロミズム材料の層に対し入射する可変強度の光線を供給する 光源と、異なる強度レベルにおける前記入射光線の伝送値を測定する検出手段と を備え、前記フォトクロミズム材料は前記光線に対応する波長の光により漂白す るための低い量子収量を有しかつ下記一般式(I): ▲数式、化学式、表等があります▼(I)〔式中、XおよびYは共にスピロ−ア ダマンチリデン基またはスピロ炭素式環もしくは複素環式基を示すか、またはX およびYは独立して水素、アルキル(好ましくは1〜5個の炭素原子を有する低 級アルキル)又はフェニルを示し、かつR3およびR4はそれぞれ独立して水素 、アルキル、アラルキル、アリール、ハロゲン又は複素環式基を示し、かつR1 は水素、低級アルキル、アリール、アルコキシ、アルキル−もしくはジアルキル −アミノ、ハロゲンまたは複素環を示し、またはR1は5、6もしくは7、8位 置において融合ベンゼン環を示す]のピラン化合物から選択されてなる光学共鳴 装置。1. Multiple partially light transmitting mirrors and photochromic material placed between these mirrors. a layer of photochromic material and provide a variable intensity light beam incident on the layer of photochromic material. a light source and detection means for measuring transmission values of said incident light beam at different intensity levels; and the photochromic material is bleached by light of a wavelength corresponding to the light beam. and the following general formula (I): ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) [In the formula, both X and Y are spiro-a] represents a damantylidene group or a spirocarbocyclic or heterocyclic group, or and Y are independently hydrogen, alkyl (preferably lower carbon atoms having 1 to 5 carbon atoms) alkyl) or phenyl, and R3 and R4 are each independently hydrogen. , represents an alkyl, aralkyl, aryl, halogen or heterocyclic group, and R1 is hydrogen, lower alkyl, aryl, alkoxy, alkyl- or dialkyl - represents amino, halogen or heterocycle, or R1 is in the 5, 6 or 7, 8 position Optical resonance selected from pyran compounds showing a fused benzene ring at the position Device. 2.XおよびYの一方が低級アルキルである請求の範囲第1項記載の共鳴装置。2. 2. The resonance device according to claim 1, wherein one of X and Y is lower alkyl. 3.XおよびYの一方がフェニル基である請求の範囲第1項または第2項記載の 共鳴装置。3. Claim 1 or 2, wherein one of X and Y is a phenyl group Resonator. 4.フェニル基が第一、第二もしくは第三アミノ基または窒素含有の複素環式基 によりオルトおよび/またはパラ位置で置換される請求の範囲第3項記載の共鳴 装置。4. The phenyl group is a primary, secondary or tertiary amino group or a nitrogen-containing heterocyclic group resonance according to claim 3, substituted in the ortho and/or para position by Device. 5.R3およびR4が両者とも水素である請求の範囲第1項〜第4項のいずれか 一項に記載の共鳴装置。5. Any one of claims 1 to 4, wherein R3 and R4 are both hydrogen. Resonator device according to item 1. 6.フォトクロミズム化合物が次の構造式:▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、XおよびYは請求範囲第1項記載と同じ意味を有し、かつR1〜R12 はそれぞれ独立して水素、アルキル、アリール、アラルキル、アルコキシ、ヒド ロキシ、アルキル−もしくはジアルキル−アミノ、アルキルアミノフェニル、ハ ロゲンまたは複素環式基を示し、ただしR3もしくはR4はアルコキシ、ヒドロ キシまたはアルキル−もしくはジアルキル−アミノでない]の1つを有するナフ トピランである請求の範囲第1項〜第5項のいずれか一項に記載の共鳴装置。6. Photochromic compounds have the following structural formula: ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ ▲Contains mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [wherein, X and Y have the same meaning as described in claim 1, and R1 to R12 each independently hydrogen, alkyl, aryl, aralkyl, alkoxy, hydride. Roxy, alkyl- or dialkyl-amino, alkylaminophenyl, ha rogene or a heterocyclic group, where R3 or R4 is alkoxy, hydro or alkyl- or dialkyl- or dialkyl-amino] The resonance device according to any one of claims 1 to 5, which is topiran. 7.第1検出手段を設けてキャビティにより伝送された光を受光すると共に、第 2検出手段を設けて前記キャビティを通過しなかった光源からの光を受光し、こ れら第1および第2検出手段により測定された相対強度の間の比較を行なって、 所定強度におけるフォトクロミズム層の伝送値を決定する請求の範囲第1項〜第 6項のいずれか一項に記載の共鳴装置。7. A first detection means is provided to receive the light transmitted by the cavity; 2. A detection means is provided to receive light from the light source that has not passed through the cavity, and Comparing the relative intensities measured by the first and second detection means, Claims 1 to 3 determine the transmission value of the photochromic layer at a predetermined intensity. 7. The resonance device according to any one of Item 6. 8.共鳴キャビティがファブリ−ペロット・エタロンである請求の範囲第1項〜 第7項のいずれか一項に記載の共鳴装置。8. Claims 1 to 3, wherein the resonant cavity is a Fabry-Perot etalon. Resonator device according to any one of clause 7. 9.入射光線の強度に応じた少なくとも2つのレベルの伝送率を有する請求の範 囲第1項〜第8項のいずれか一項に記載の共鳴装置。9. Claims having at least two levels of transmission depending on the intensity of the incident light beam. The resonance device according to any one of items 1 to 8. 10.フォトクロミズム材料の層に対し入射光線を相対移動させる偏向手段を備 えて、前記層における異なる点に照射する請求の範囲第1項〜第9項のいずれか 一項に記載の共鳴装置。10. Equipped with deflection means for moving the incident light beam relative to the layer of photochromic material. and irradiating different points in the layer according to any one of claims 1 to 9. Resonator device according to item 1. 11.偏向手段が、光線に対しキャビティを移動させる手段を備える請求の範囲 第10項記載の共鳴装置。11. Claims wherein the deflection means comprises means for moving the cavity relative to the beam of light. 11. Resonator device according to item 10.
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