JPH05158091A - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
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- JPH05158091A JPH05158091A JP31886491A JP31886491A JPH05158091A JP H05158091 A JPH05158091 A JP H05158091A JP 31886491 A JP31886491 A JP 31886491A JP 31886491 A JP31886491 A JP 31886491A JP H05158091 A JPH05158091 A JP H05158091A
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- Japan
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- block copolymer
- nonlinear optical
- optical material
- repeating unit
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- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の有機非線形光学材料のもつ非線形光学
特性を上回る有機非線形光学材料を得ることができる。 【構成】 芳香環を含有するモノマーと、複素五員環を
含有するモノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合
体であり、主鎖方向にπ−共役系が伸びており、各モノ
マーの芳香環および複素五員環が持つ異なった電子状態
に対応して、主鎖上の電子状態が変化している。
特性を上回る有機非線形光学材料を得ることができる。 【構成】 芳香環を含有するモノマーと、複素五員環を
含有するモノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合
体であり、主鎖方向にπ−共役系が伸びており、各モノ
マーの芳香環および複素五員環が持つ異なった電子状態
に対応して、主鎖上の電子状態が変化している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や、光コンピュ
−タ等に利用される電気光学素子や光−光素子等に用い
られる有機非線形光学材料に関するものである。
−タ等に利用される電気光学素子や光−光素子等に用い
られる有機非線形光学材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学材料は、光電場の２次または
３次の非線形光学応答を持つ材料であり、増幅、発振、
波長変換および屈折率変換等の機能を有することから、
光通信および光コンピュ−タ等の基盤材料であると言わ
れている。この中でも特に３次の非線形光学応答を持つ
非線形光学材料は、非線形屈折率効果や光双安定を有す
ることから高速光スィッチ、光論理素子および光メモリ
等の応用が期待されている。
３次の非線形光学応答を持つ材料であり、増幅、発振、
波長変換および屈折率変換等の機能を有することから、
光通信および光コンピュ−タ等の基盤材料であると言わ
れている。この中でも特に３次の非線形光学応答を持つ
非線形光学材料は、非線形屈折率効果や光双安定を有す
ることから高速光スィッチ、光論理素子および光メモリ
等の応用が期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
有機非線形光学材料は、無機材料に比べ高速応答性に優
れるものの３次の非線形光学特性が小さいという問題等
があるため、前述したデバイスへの応用が殆どなされて
いない。例えば、刊行物｛応用物理，１９９１年，第６
０巻，第６号，５７３頁｝に記載されているポリジアセ
チレンおよびその誘導体は、モノマ−であるジアセチレ
ン化合物の単結晶を固相重合させることにより安定な高
分子単結晶として得ることができるが、第３次高調波発
生による３次の非線形光学定数χ(3)の測定値は１０-9
〜１０-10ｅｓｕと小さく、光通信や光コンピュ−タ等
に利用される電気光学素子や光−光素子等に適用するに
到っていない。
有機非線形光学材料は、無機材料に比べ高速応答性に優
れるものの３次の非線形光学特性が小さいという問題等
があるため、前述したデバイスへの応用が殆どなされて
いない。例えば、刊行物｛応用物理，１９９１年，第６
０巻，第６号，５７３頁｝に記載されているポリジアセ
チレンおよびその誘導体は、モノマ−であるジアセチレ
ン化合物の単結晶を固相重合させることにより安定な高
分子単結晶として得ることができるが、第３次高調波発
生による３次の非線形光学定数χ(3)の測定値は１０-9
〜１０-10ｅｓｕと小さく、光通信や光コンピュ−タ等
に利用される電気光学素子や光−光素子等に適用するに
到っていない。
【０００４】本発明は、かかる課題を解消するためにな
されたもので、従来の有機非線形光学材料のもつ非線形
光学特性を上回る有機非線形光学材料を提供することを
目的とし、例えば光通信や光コンピュ−タ等に利用され
る電気光学素子や光−光素子等に適用可能である。
されたもので、従来の有機非線形光学材料のもつ非線形
光学特性を上回る有機非線形光学材料を提供することを
目的とし、例えば光通信や光コンピュ−タ等に利用され
る電気光学素子や光−光素子等に適用可能である。
【０００５】また、本発明の別の発明は、非線形光学特
性を更に向上させた有機非線形光学材料を提供すること
を目的とする。
性を更に向上させた有機非線形光学材料を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の有機非線形光学
材料は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも一種
を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とするブロ
ック共重合体からなる物である。
材料は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも一種
を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とするブロ
ック共重合体からなる物である。
【０００７】本発明の別の発明の有機非線形光学材料発
明は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも一種を
含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とするブロッ
ク共重合体を酸化または還元して得られる物である。
明は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも一種を
含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とするブロッ
ク共重合体を酸化または還元して得られる物である。
【０００８】本発明のさらに別の発明の有機非線形光学
材料発明は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも
一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とする
ブロック共重合体に光照射または電場印加して得られる
物である。
材料発明は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも
一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とする
ブロック共重合体に光照射または電場印加して得られる
物である。
【０００９】
【作用】本発明において、芳香環および複素五員環の内
の少なくとも一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返
し単位とするブロック共重合体を形成させることによ
り、それぞれのモノマーを繰り返し単位とするホモポリ
マーの電子状態を修飾させ、非線形光学特性を向上させ
ることができる。
の少なくとも一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返
し単位とするブロック共重合体を形成させることによ
り、それぞれのモノマーを繰り返し単位とするホモポリ
マーの電子状態を修飾させ、非線形光学特性を向上させ
ることができる。
【００１０】さらに、本発明の別の発明において、ブロ
ック共重合体を構成する各モノマーは酸化還元電位が異
なっており、上記ブロック共重合体を酸化または還元す
ることにより、上記ブロック共重合体の電子状態を修飾
させ、非線形光学特性を向上させることができる。
ック共重合体を構成する各モノマーは酸化還元電位が異
なっており、上記ブロック共重合体を酸化または還元す
ることにより、上記ブロック共重合体の電子状態を修飾
させ、非線形光学特性を向上させることができる。
【００１１】さらに、本発明のさらに別の発明におい
て、ブロック共重合体を構成する各モノマーは酸化還元
電位が異なっており、上記ブロック共重合体を光照射ま
たは電場印加することにより、上記ブロック共重合体の
電子状態を修飾して非線形光学特性を向上させることが
できる。
て、ブロック共重合体を構成する各モノマーは酸化還元
電位が異なっており、上記ブロック共重合体を光照射ま
たは電場印加することにより、上記ブロック共重合体の
電子状態を修飾して非線形光学特性を向上させることが
できる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明を具体的な例をもって説明する
が、勿論これによって本発明が限定されるわけではな
い。本発明の有機非線形光学材料としては、芳香環およ
び複素五員環の内の少なくとも一種を含有する複数種の
モノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合体である
限り特に限定されるものではないが、ブロック共重合体
全体に亘りπ−共役系を構成するするものが非線形光学
特性および光応答性の観点から望ましい。
が、勿論これによって本発明が限定されるわけではな
い。本発明の有機非線形光学材料としては、芳香環およ
び複素五員環の内の少なくとも一種を含有する複数種の
モノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合体である
限り特に限定されるものではないが、ブロック共重合体
全体に亘りπ−共役系を構成するするものが非線形光学
特性および光応答性の観点から望ましい。
【００１３】上記ブロック共重合体の一例としてモノマ
ーをＱ、Ｖ、Ｗ等として次のような一般式（１）
ーをＱ、Ｖ、Ｗ等として次のような一般式（１）
【００１４】
【化１】
【００１５】で表される２種類以上のモノマーからなる
ものがあり、ここでＱ、Ｖ、Ｗは各々０を含む整数で、
ｐは０を含まない整数である。また、Ｑ、Ｖ、Ｗの内少
なくとも２種以上は０ではない。この場合、ブロック共
重合体のモノマー（Ｑ、Ｖ、Ｗ等）として、例えば、芳
香環を含有するものとしてはベンゼン、ナフタレン、ア
ントラセン、アニリン、カルバゾ−ルおよびこれらの誘
導体が、複素五員環を含有するものとしはピロ−ル、チ
オフェン、セレノフェン、フランおよびこれらの誘導体
が挙げられ、いずれも使用可能である。複素五員環およ
びそれらの誘導体を有するモノマーとしては、一般式
（２）
ものがあり、ここでＱ、Ｖ、Ｗは各々０を含む整数で、
ｐは０を含まない整数である。また、Ｑ、Ｖ、Ｗの内少
なくとも２種以上は０ではない。この場合、ブロック共
重合体のモノマー（Ｑ、Ｖ、Ｗ等）として、例えば、芳
香環を含有するものとしてはベンゼン、ナフタレン、ア
ントラセン、アニリン、カルバゾ−ルおよびこれらの誘
導体が、複素五員環を含有するものとしはピロ−ル、チ
オフェン、セレノフェン、フランおよびこれらの誘導体
が挙げられ、いずれも使用可能である。複素五員環およ
びそれらの誘導体を有するモノマーとしては、一般式
（２）
【００１６】
【化２】
【００１７】で表記されるものが挙げられる。ここでＸ
はＮ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる一種、
Ｒ1、Ｒ2は各々Ｈ、アルキル基およびアルコキシ基から
選ばれる一種、Ｒは水素、アルキル基および置換フェニ
ル基から選ばれる一種である。芳香環およびそれらの誘
導体を有するモノマーとしては、一般式（３）
はＮ、Ｏ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅから選ばれる一種、
Ｒ1、Ｒ2は各々Ｈ、アルキル基およびアルコキシ基から
選ばれる一種、Ｒは水素、アルキル基および置換フェニ
ル基から選ばれる一種である。芳香環およびそれらの誘
導体を有するモノマーとしては、一般式（３）
【００１８】
【化３】
【００１９】で表記されるものが挙げられる。ここでＲ
3、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6は各々Ｈ、アルキル基およびアル
コキシ基から選ばれる一種である。
3、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6は各々Ｈ、アルキル基およびアル
コキシ基から選ばれる一種である。
【００２０】本発明のブロック共重合体を得る方法とし
ては特に制限はなく、例えばリビング重合法で単量体を
ポリマ−に順に重合させる方法、末端に活性基を持つ重
合体を先ず合成しその末端から別の単量体を重合させる
方法、末端に活性基を持つ異種の重合体どうしをつなぐ
方法などがあげられるが、いずれも使用可能である。
ては特に制限はなく、例えばリビング重合法で単量体を
ポリマ−に順に重合させる方法、末端に活性基を持つ重
合体を先ず合成しその末端から別の単量体を重合させる
方法、末端に活性基を持つ異種の重合体どうしをつなぐ
方法などがあげられるが、いずれも使用可能である。
【００２１】一般式（４）で示される
【００２２】
【化４】
【００２３】本発明の一実施例の２種の複素五員環から
なるπ−共役ブロック共重合体について述べる。一般式
（４）において、ＸおよびＹは各々Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅお
よびＴｅから選ばれる一種であり、ＸおよびＹは同一で
はない。Ｒは水素、アルキル基および置換フェニル基か
ら選ばれる一種であり、ｍ、ｎは１以上の整数であり、
同時に１を取らないことが望ましい。一般式（４）で示
されるブロック共重合体は、主鎖方向にπ−共役系が伸
びており、２種の複素五員環が持つ異なった電子状態に
対応して、主鎖上の電子状態が変化している。
なるπ−共役ブロック共重合体について述べる。一般式
（４）において、ＸおよびＹは各々Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅお
よびＴｅから選ばれる一種であり、ＸおよびＹは同一で
はない。Ｒは水素、アルキル基および置換フェニル基か
ら選ばれる一種であり、ｍ、ｎは１以上の整数であり、
同時に１を取らないことが望ましい。一般式（４）で示
されるブロック共重合体は、主鎖方向にπ−共役系が伸
びており、２種の複素五員環が持つ異なった電子状態に
対応して、主鎖上の電子状態が変化している。
【００２４】一般式（４）に示したブロック共重合体を
得る方法の一例について説明する。先ず、一般式（５）
得る方法の一例について説明する。先ず、一般式（５）
【００２５】
【化５】
【００２６】に示すように、テトラヒドロフランまたは
他のエ−テル系溶媒中で２、５位にハロゲンＡを付加し
た各複素五員環からなる単量体をマグネシウムと反応さ
せる。ついで一般式（６）
他のエ−テル系溶媒中で２、５位にハロゲンＡを付加し
た各複素五員環からなる単量体をマグネシウムと反応さ
せる。ついで一般式（６）
【００２７】
【化６】
【００２８】に示すように触媒を用い脱ハロゲン縮合を
行い、重合体を得る方法が挙げられる。ここで触媒とし
てＮｉＣｌ2およびＮｉＢｒ2等のハロゲン化ニッケルあ
るいはジクロロ（２、２’−ビピリジン）ニッケル、ジ
ブロモビス（トリフェニルフォスフィン）ニッケル、
１、５−シクロオクタジン−ビス（トリフェニルフォス
フィン）ニッケル、ジクロロ（ジフェニルフォスフィノ
エタン）ニッケル等のニッケル錯体等が多用される。
行い、重合体を得る方法が挙げられる。ここで触媒とし
てＮｉＣｌ2およびＮｉＢｒ2等のハロゲン化ニッケルあ
るいはジクロロ（２、２’−ビピリジン）ニッケル、ジ
ブロモビス（トリフェニルフォスフィン）ニッケル、
１、５−シクロオクタジン−ビス（トリフェニルフォス
フィン）ニッケル、ジクロロ（ジフェニルフォスフィノ
エタン）ニッケル等のニッケル錯体等が多用される。
【００２９】次に、それぞれのモノマーからなるオリゴ
マーを２種類以上混合し、一般式（７）
マーを２種類以上混合し、一般式（７）
【００３０】
【化７】
【００３１】に示すように脱ハロゲン縮合により、ブロ
ック共重合体を得る方法が挙げられる。αおよびβは整
数であり、この時、触媒としては一般式（５）において
用いられるものと同様のものが使用可能である。また、
一般式（８）
ック共重合体を得る方法が挙げられる。αおよびβは整
数であり、この時、触媒としては一般式（５）において
用いられるものと同様のものが使用可能である。また、
一般式（８）
【００３２】
【化８】
【００３３】で示される方法によっても、上記と同様に
してブロック共重合体を得ることができる。単独重合体
の化学的製造法は刊行物（Ｓｙｎ．Ｍｅｔａｌｓ，９，
７７，１９８４およびＢｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊ
ａｐａｎ，５６，１４９７）に詳しく記載されており、
本発明の実施例のπ−共役ブロック共重合体の合成の一
例として、これら文献に記載の方法も用いることができ
る。
してブロック共重合体を得ることができる。単独重合体
の化学的製造法は刊行物（Ｓｙｎ．Ｍｅｔａｌｓ，９，
７７，１９８４およびＢｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊ
ａｐａｎ，５６，１４９７）に詳しく記載されており、
本発明の実施例のπ−共役ブロック共重合体の合成の一
例として、これら文献に記載の方法も用いることができ
る。
【００３４】本発明の別の発明の有機非線形光学材料
は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも一種を含
有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とするブロック
共重合体を酸化または還元して非線形光学特性を向上さ
せたものであり、ブロック共重合体を酸化または還元さ
せたことを除き、上記有機非線形光学材料と同じであ
る。よって上記と同様の合成法で得ることができる。こ
こで、ブロック共重合体を酸化または還元する方法とし
ては特に制限はなく、例えば刊行物（工業材料、３４
巻、第４号、５５頁、１９８６年）に記載されているよ
うに、気相や液相等からの化学的ドーピング並びに電気
化学的ドーピング、光開始ドーピング、イオン注入等の
物理的ドーピング等が用いられる。ここで、酸化または
還元の程度としては上記ブロック共重合体を一電子酸化
以上、または一電子還元以上が非線形光学特性の観点か
ら好ましい。
は、芳香環および複素五員環の内の少なくとも一種を含
有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とするブロック
共重合体を酸化または還元して非線形光学特性を向上さ
せたものであり、ブロック共重合体を酸化または還元さ
せたことを除き、上記有機非線形光学材料と同じであ
る。よって上記と同様の合成法で得ることができる。こ
こで、ブロック共重合体を酸化または還元する方法とし
ては特に制限はなく、例えば刊行物（工業材料、３４
巻、第４号、５５頁、１９８６年）に記載されているよ
うに、気相や液相等からの化学的ドーピング並びに電気
化学的ドーピング、光開始ドーピング、イオン注入等の
物理的ドーピング等が用いられる。ここで、酸化または
還元の程度としては上記ブロック共重合体を一電子酸化
以上、または一電子還元以上が非線形光学特性の観点か
ら好ましい。
【００３５】又、本発明のさらに別の発明である有機非
線形光学材料は、芳香環および複素五員環の内の少なく
とも一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位と
するブロック共重合体に光照射または電場印加して非線
形光学特性を向上させものであり、ブロック共重合体に
光照射または電場印加させたことを除き、上記有機非線
形光学材料に同じである。よって前述と同様の合成法で
得ることができる。
線形光学材料は、芳香環および複素五員環の内の少なく
とも一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位と
するブロック共重合体に光照射または電場印加して非線
形光学特性を向上させものであり、ブロック共重合体に
光照射または電場印加させたことを除き、上記有機非線
形光学材料に同じである。よって前述と同様の合成法で
得ることができる。
【００３６】本発明による有機非線形光学材料において
得られる大きな非線形光学特性の理由は、明確ではない
が以下のように考えられる。本発明の実施例の有機非線
形光学材料は、上記ブロック共重合体において、ブロッ
ク共重合体の主鎖上に量子井戸様の電子状態や傾斜型の
量子井戸様の電子状態が形成されていると考えられる。
このような電子状態では、電子準位の離散化やエキシト
ン準位の形成、電子の局在化やそれに基づく大きな双極
子能率が形成されていることから、非線形光学特性が大
きくなると考えられる。さらにこのような有機非線形光
学材料であるブロック共重合体を酸化または還元するこ
とにより、ポーラロン準位などの新たな電子準位が形成
されるため、非線形光学特性が大きくなると考えられ
る。また、ブロック共重合体に光照射または電場印加す
ることによっても、酸化または還元したときと同様の効
果が期待できることから、非線形光学特性が大きくなる
と考えられる。
得られる大きな非線形光学特性の理由は、明確ではない
が以下のように考えられる。本発明の実施例の有機非線
形光学材料は、上記ブロック共重合体において、ブロッ
ク共重合体の主鎖上に量子井戸様の電子状態や傾斜型の
量子井戸様の電子状態が形成されていると考えられる。
このような電子状態では、電子準位の離散化やエキシト
ン準位の形成、電子の局在化やそれに基づく大きな双極
子能率が形成されていることから、非線形光学特性が大
きくなると考えられる。さらにこのような有機非線形光
学材料であるブロック共重合体を酸化または還元するこ
とにより、ポーラロン準位などの新たな電子準位が形成
されるため、非線形光学特性が大きくなると考えられ
る。また、ブロック共重合体に光照射または電場印加す
ることによっても、酸化または還元したときと同様の効
果が期待できることから、非線形光学特性が大きくなる
と考えられる。
【００３７】以下に本発明を実施例を用いて説明する
が、勿論これら実施例により本発明を制限するものでは
ない。 実施例１．本発明の一実施例の有機非線形光学材料であ
る、量子井戸構造様の電子状態を有するブロック共重合
体として、複素五員環としてピロ−ルとチオフェンから
なるπ−共役ブロック共重合体の構造式とその位置に対
応するエネルギー準位図を図１に示す。図において、
ｍ、ｎは１以上の整数であるが同時に１ではなく、１は
伝導帯、２は価電子帯を示す。図１に示したような量子
井戸様の電子状態を有する有機非線形光学材料であるブ
ロック共重合体は、一般式（５）〜（７）に前述した方
法を用いて製造することができる。即ち、図１の構造式
に示すπ−共役ブロック共重合体を構成するチオフェ
ン、ピロ−ルの酸化還元電位は異なっているため、チオ
フェンとピロ−ルの部分に対応して、異なったポテンシ
ャルが量子井戸様の電子状態を形成することになると共
に非線形光学効果が大きくなる。
が、勿論これら実施例により本発明を制限するものでは
ない。 実施例１．本発明の一実施例の有機非線形光学材料であ
る、量子井戸構造様の電子状態を有するブロック共重合
体として、複素五員環としてピロ−ルとチオフェンから
なるπ−共役ブロック共重合体の構造式とその位置に対
応するエネルギー準位図を図１に示す。図において、
ｍ、ｎは１以上の整数であるが同時に１ではなく、１は
伝導帯、２は価電子帯を示す。図１に示したような量子
井戸様の電子状態を有する有機非線形光学材料であるブ
ロック共重合体は、一般式（５）〜（７）に前述した方
法を用いて製造することができる。即ち、図１の構造式
に示すπ−共役ブロック共重合体を構成するチオフェ
ン、ピロ−ルの酸化還元電位は異なっているため、チオ
フェンとピロ−ルの部分に対応して、異なったポテンシ
ャルが量子井戸様の電子状態を形成することになると共
に非線形光学効果が大きくなる。
【００３８】実施例２．本発明の他の実施例の有機非線
形光学材料である、傾斜型の量子井戸様の電子状態を有
するブロック共重合体として、芳香環としてベンゼンと
複素五員環のうちフラン、チオフェン、セレノフェンか
らなるπ−共役ブロック共重合体の構造式とその位置に
対応するエネルギー準位図を図２に示す。図において、
ｋ、ｌ、ｍおよびｎは２以上の整数である。図２に示し
たような傾斜型の量子井戸様の電子状態を有する有機非
線形光学材料であるブロック共重合体は、一般式（５）
〜（７）を参照して前述した方法を用いて製造すること
ができる。即ち、図２の構造式に示すブロック共重合体
において、酸化電位はベンゼン、フラン、チオフェン、
セレノフェンの順に大きくなり、逆に還元電位はベンゼ
ン、フラン、チオフェン、セレノフェンの順に小さくな
るため、バンドギャプはベンゼン、フラン、チオフェ
ン、セレノフェンの順に狭くなっている。こうして、各
々の分子の部分に対応して異なったバンドギャプが図２
に示すような傾斜型の量子井戸様の電子状態を形成する
ことになると共に、非線形光学効果が大きくなる。
形光学材料である、傾斜型の量子井戸様の電子状態を有
するブロック共重合体として、芳香環としてベンゼンと
複素五員環のうちフラン、チオフェン、セレノフェンか
らなるπ−共役ブロック共重合体の構造式とその位置に
対応するエネルギー準位図を図２に示す。図において、
ｋ、ｌ、ｍおよびｎは２以上の整数である。図２に示し
たような傾斜型の量子井戸様の電子状態を有する有機非
線形光学材料であるブロック共重合体は、一般式（５）
〜（７）を参照して前述した方法を用いて製造すること
ができる。即ち、図２の構造式に示すブロック共重合体
において、酸化電位はベンゼン、フラン、チオフェン、
セレノフェンの順に大きくなり、逆に還元電位はベンゼ
ン、フラン、チオフェン、セレノフェンの順に小さくな
るため、バンドギャプはベンゼン、フラン、チオフェ
ン、セレノフェンの順に狭くなっている。こうして、各
々の分子の部分に対応して異なったバンドギャプが図２
に示すような傾斜型の量子井戸様の電子状態を形成する
ことになると共に、非線形光学効果が大きくなる。
【００３９】実施例３．本発明の別の発明の一実施例の
有機非線形光学材料である酸化または還元構造を有する
ブロック共重合体として、複素五員環としてチオフェン
とピロ−ルからなるπ−共役ブロック共重合体をドーパ
ントＤによって化学ド−ピングし、酸化させたものの構
造式とその位置に対応するエネルギー準位図を図３に示
す。図において、ｍ、ｎは１以上の整数であるが、同時
に１をとらない。図３のに示したような酸化または還元
構造を有する有機非線形光学材料であるブロック共重合
体は、一般式（５）〜（７）を参照して前述した方法を
用いて製造することができる。即ち、図３の構造式に示
すπ−ブロック共重合体において、ピロ−ルの酸化還元
電位はチオフェンの酸化還元電位より大きい。ここで、
電子吸引性のド−パントＤを化学ド−ピングすると、選
択的に酸化電位の大きい（イオン化ポテンシャルの小さ
い）ピロ−ルの価電子帯から電子がド−パントＤへ移動
するので、π−ブロック共重合体自身は酸化される。ま
たこの酸化に対応して図３のエネルギー準位図に示すよ
うに、価電子帯と伝導帯の間に酸化に基づく新たなバン
ドが形成される。こうして、π−共役ブロック共重合体
の酸化に対応して新たな準位（バンド）が形成されると
共に、非線形光学効果が大きくなる。
有機非線形光学材料である酸化または還元構造を有する
ブロック共重合体として、複素五員環としてチオフェン
とピロ−ルからなるπ−共役ブロック共重合体をドーパ
ントＤによって化学ド−ピングし、酸化させたものの構
造式とその位置に対応するエネルギー準位図を図３に示
す。図において、ｍ、ｎは１以上の整数であるが、同時
に１をとらない。図３のに示したような酸化または還元
構造を有する有機非線形光学材料であるブロック共重合
体は、一般式（５）〜（７）を参照して前述した方法を
用いて製造することができる。即ち、図３の構造式に示
すπ−ブロック共重合体において、ピロ−ルの酸化還元
電位はチオフェンの酸化還元電位より大きい。ここで、
電子吸引性のド−パントＤを化学ド−ピングすると、選
択的に酸化電位の大きい（イオン化ポテンシャルの小さ
い）ピロ−ルの価電子帯から電子がド−パントＤへ移動
するので、π−ブロック共重合体自身は酸化される。ま
たこの酸化に対応して図３のエネルギー準位図に示すよ
うに、価電子帯と伝導帯の間に酸化に基づく新たなバン
ドが形成される。こうして、π−共役ブロック共重合体
の酸化に対応して新たな準位（バンド）が形成されると
共に、非線形光学効果が大きくなる。
【００４０】実施例４．本発明の別の発明の一実施例の
有機非線形光学材料である光照射または電場印加によっ
て非線形光学特性を向上させたブロック共重合体とし
て、複素五員環としてチオフェンとピロ−ルからなるπ
−共役ブロック共重合体の構造式とその位置に対応する
エネルギー準位図を図４に示す。図４において、ｍ、ｎ
は１以上の整数であるが、同時に１をとらない。図４に
示したような光照射または電場印加によって非線形光学
特性を向上させた有機非線形光学材料であるブロック共
重合体は、一般式（５）〜（７）を参照して前述した方
法を用いて製造することができる。即ち、図４は、図３
と同様に複素五員環のうちチオフェンとピロ−ルからな
るπ−共役ブロック共重合体の構造式とそのエネルギー
準位図であるが、図４においては、光照射または電場印
加により価電子帯と伝導帯の中に新たな準位（バンド）
が形成すると共に、非線形光学効果が大きくなる。以上
の実施例の化合物の３次の非線形光学定数χ(3)は、化
合物により異なるが１０-8esu以上の値を有する。
有機非線形光学材料である光照射または電場印加によっ
て非線形光学特性を向上させたブロック共重合体とし
て、複素五員環としてチオフェンとピロ−ルからなるπ
−共役ブロック共重合体の構造式とその位置に対応する
エネルギー準位図を図４に示す。図４において、ｍ、ｎ
は１以上の整数であるが、同時に１をとらない。図４に
示したような光照射または電場印加によって非線形光学
特性を向上させた有機非線形光学材料であるブロック共
重合体は、一般式（５）〜（７）を参照して前述した方
法を用いて製造することができる。即ち、図４は、図３
と同様に複素五員環のうちチオフェンとピロ−ルからな
るπ−共役ブロック共重合体の構造式とそのエネルギー
準位図であるが、図４においては、光照射または電場印
加により価電子帯と伝導帯の中に新たな準位（バンド）
が形成すると共に、非線形光学効果が大きくなる。以上
の実施例の化合物の３次の非線形光学定数χ(3)は、化
合物により異なるが１０-8esu以上の値を有する。
【００４１】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、芳香環お
よび複素五員環の内の少なくとも一種を含有する複数種
のモノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合体から
なる物を用いることにより、従来の有機非線形光学材料
のもつ非線形光学特性を上回る有機非線形光学材料を得
ることができ、例えば光通信や光コンピュ−タ等に利用
される電気光学素子や光−光素子等に適用可能であ
る。。
よび複素五員環の内の少なくとも一種を含有する複数種
のモノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合体から
なる物を用いることにより、従来の有機非線形光学材料
のもつ非線形光学特性を上回る有機非線形光学材料を得
ることができ、例えば光通信や光コンピュ−タ等に利用
される電気光学素子や光−光素子等に適用可能であ
る。。
【００４２】また、本発明の別の発明は、芳香環および
複素五員環の内の少なくとも一種を含有する複数種のモ
ノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合体を酸化ま
たは還元して得られる物を用いることにより、さらに、
本発明のさらに別の発明は、芳香環および複素五員環の
内の少なくとも一種を含有する複数種のモノマ−を繰り
返し単位とするブロック共重合体に光照射または電場印
加して得られる物を用いることにより、さらに従来の有
機非線形光学材料のもつ非線形光学特性を上回る有機非
線形光学材料を得ることができる。
複素五員環の内の少なくとも一種を含有する複数種のモ
ノマ−を繰り返し単位とするブロック共重合体を酸化ま
たは還元して得られる物を用いることにより、さらに、
本発明のさらに別の発明は、芳香環および複素五員環の
内の少なくとも一種を含有する複数種のモノマ−を繰り
返し単位とするブロック共重合体に光照射または電場印
加して得られる物を用いることにより、さらに従来の有
機非線形光学材料のもつ非線形光学特性を上回る有機非
線形光学材料を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例の構造式およびエネルギー準
位図である。
位図である。
【図２】本発明の他の実施例の構造式およびエネルギー
準位図である。
準位図である。
【図３】本発明の別の発明の一実施例の構造式およびエ
ネルギー準位図である。
ネルギー準位図である。
【図４】本発明のさらに別の発明の一実施例の構造式お
よびエネルギー準位図である。
よびエネルギー準位図である。
１ 伝導帯 ２ 価電子帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔵田 哲之 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 津村 顯 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 芳香環および複素五員環の内の少なくと
も一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とす
るブロック共重合体からなる有機非線形光学材料。 - 【請求項２】 芳香環および複素五員環の内の少なくと
も一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とす
るブロック共重合体を酸化または還元して得られるもの
からなる有機非線形光学材料。 - 【請求項３】 芳香環および複素五員環の内の少なくと
も一種を含有する複数種のモノマ−を繰り返し単位とす
るブロック共重合体に光照射または電場印加して得られ
るものからなる有機非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31886491A JPH05158091A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31886491A JPH05158091A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 有機非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05158091A true JPH05158091A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18103816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31886491A Pending JPH05158091A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05158091A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086804A (ja) * | 2006-12-01 | 2007-04-05 | Mitsui Chemicals Inc | 含セレン新規プラスチックレンズ及びその製造方法 |
| WO2007074920A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Sumitomo Chemical Company, Limited | ブロック共重合体 |
| JP2007211237A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-08-23 | Sumitomo Chemical Co Ltd | ブロック共重合体 |
| JP2012025958A (ja) * | 2001-04-27 | 2012-02-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | ブロック共重合体の製造方法 |
| CN113777858A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-10 | 同济大学 | 一种导电高分子非线性光学材料及化学掺杂调控导电高分子非线性吸收性能的方法 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP31886491A patent/JPH05158091A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012025958A (ja) * | 2001-04-27 | 2012-02-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | ブロック共重合体の製造方法 |
| WO2007074920A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Sumitomo Chemical Company, Limited | ブロック共重合体 |
| JP2007211237A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-08-23 | Sumitomo Chemical Co Ltd | ブロック共重合体 |
| US8895675B2 (en) | 2005-12-28 | 2014-11-25 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Block copolymer |
| JP2007086804A (ja) * | 2006-12-01 | 2007-04-05 | Mitsui Chemicals Inc | 含セレン新規プラスチックレンズ及びその製造方法 |
| CN113777858A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-10 | 同济大学 | 一种导电高分子非线性光学材料及化学掺杂调控导电高分子非线性吸收性能的方法 |
| CN113777858B (zh) * | 2021-08-24 | 2024-04-23 | 同济大学 | 一种导电高分子非线性光学材料及化学掺杂调控导电高分子非线性吸收性能的方法 |
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