JPH06301076A - 良好な非線形の光学的特性を有する物質および構造化された試料の製造方法 - Google Patents

良好な非線形の光学的特性を有する物質および構造化された試料の製造方法

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JPH06301076A
JPH06301076A JP6035934A JP3593494A JPH06301076A JP H06301076 A JPH06301076 A JP H06301076A JP 6035934 A JP6035934 A JP 6035934A JP 3593494 A JP3593494 A JP 3593494A JP H06301076 A JPH06301076 A JP H06301076A
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Christoph Brauchle
ブロイヒレ クリストフ
Andreas Petri
ペトリ アンドレアス
Anneser Hans
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Feiner Franz
ファイナー フランツ
Peter Boldt
ボルト ペーター
Hans-Peter Dr Weitzel
ヴァイツェル ハンス−ペーター
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な非線形の光学的特性を有する物質の製
造方法を提供する。 【構成】 上記方法は、液晶のマトリックスを有する物
質をこの物質のガラス温度より低い温度で同時に電界お
よび偏光しないおよび/または円偏光した光にさらすこ
とを特徴とする。 【効果】 上記方法は良好な非線形の光学的特性を有す
る構造化された試料の製造を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、良好なかつ構造化可能
のおよび微細構造化可能の非線形の光学的特性を有する
物質の製造方法およびこれらの物質の使用に関する。
【0002】
【従来の技術】非線形の光学的物質はマイクロエレクト
ロニクスに使用される(光学的スイッチ、集積回路、周
波数倍化および3倍化)。この物質は周波数倍化のため
に必要である、それというのも少ない出力強度のレーザ
ーは可視の、特に紫外線スペクトル領域で使用されるか
らである。たとえば頻繁に問題となるNd/YAGレー
ザー(λ=1064nm)の周波数倍化により緑のスペ
クトル領域内の光線が得られる(532nm)。
【0003】周波数倍化のための一般的な物質は、従来
は無機物質、たとえば二水素燐酸カリウム(KDP)、
尿素またはLiNbO3であった。これらの物質はごく
低い分子の超分極可能性βを有する。しかしながら高い
超分極可能性βは周波数を倍化した光を発生させるため
の分子の前提である。周波数を倍化した光の発生は二次
高調波発生またはSHGと称される。周波数を倍化する
ために使用される物質の品質はSHG信号の大きさから
得られる。非線形光学理論の更に詳しい説明は、たとえ
ば、K.D.Singer,Electroresponsive Mol.Polym.Syst.(1
991),2.49〜112に記載されている。
【0004】巨視的試料においては、分子の超分極可能
性βに相当する量、感受率χ(2)を測定することができ
る。この感受率の量はレーザー光線の二次高調波への変
換係数ηに顕著に関連する(式1〜3)。
【0005】
【数1】
【0006】η= 変換係数 P(iω)= i次の高調波出力 χ(2)= 二次感受率
【0007】
【数2】
【0008】Wo= 光線直径 l= 試料厚さ S= 位相適合係数 N= 分子密度 F= 電界係数 D= 配向係数 β= 分子の超分極可能性 変換係数ηのためのもう1つの重要な係数は分子の配向
パラメータDである。この配向パラメータDは分極の程
度に依存する。分極が良好に行なわれるほど配向パラメ
ータDは大きくなる(最大1)。分極とはすべての双極
子が同じ方向を示し、かつ全体として非中心の対称的構
造を生じるような非対称的な分子の配列のことである。
【0009】KDPのような無機物質においてはわずか
な分子の超分極可能性βが認められるにすぎないが、こ
の化合物から高い次数(大きな配向係数D)および大き
なχ(2)を有する単結晶が得られる。
【0010】大きな分子の超分極可能性βを有する有機
物質は、たとえばD.M.Burland,SPIE(1991),1560,111〜1
19から公知である。しかしながら従来はこの物質では最
低で数か月を経ても良好な配向度を得ることができなか
った。
【0011】H.Man,Adv.Mater.,(1992),159〜168か
ら、非線形の光学的分子をドープしたポリマーをポリマ
ーのガラス温度(Tg)より高い温度で強い電界または
コロナ分極により分極することが公知である。この配向
が電界を除去する際に連続的に失われることが欠点であ
る。この方法のもう1つの欠点は、Tgよりかなり高い
温度で分極しなければならないことである。別の欠点
は、ここに記載の方法が全部の素子の大面積の分極だけ
を簡単なやりかたで可能にすることである。構造化可能
のおよび微細構造化可能の素子の製造は不可能である。
【0012】別の方法(Z.Sekkat,M.Dumont,Appl.Phys.
B,54,486〜489,(1922))は、分極のために、NLO−ク
ロモフォルを等方性のマトリックスに混入し、等電圧の
場を印加した後で円偏光した光を照射することによりそ
の縦軸を照射方向に分極できるという効果を利用する。
この方法により得られた試料、非液晶の媒体としてのP
MMA中のNLO−クロモフォルは、良好なSHG信号
を示すが、低い安定性を有するにすぎない。電界を除去
した後でSHG信号は等方性のマトリックス中の分子の
緩和により数秒後に少ない残留値に戻る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の欠点を排除した良好な非線形の光学的特性を有する物
質の製造方法を提供することであった。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記課題は、液晶マトリ
ックスを有する物質をそのガラス温度より低い温度で同
時に電界および偏光しないおよび/または円偏光した光
にさらすことを特徴とする良好な非線形の光学的特性を
有する物質の製造方法により解決される。
【0015】意外にも、Tgより低い温度で同時に円偏
光した光および/または偏光しない光を照射し、かつ液
晶マトリックスを有する物質に電界を印加することによ
り、大きなSHG信号を有する試料が得られ、この信号
は光源および電界を遮断した後でも安定に維持されるこ
とが判明した。
【0016】本発明による方法は、試料のガラス温度よ
り低い温度で分極を可能にし、このことは一方では物質
を損なわず、他方では散乱の少ない構造を有する試料
を、従ってより良好な光学的特性を供給する。光は本発
明による方法により、場の分極に結びつく欠点を生じる
ことなく純粋な場の分極の際と同様に効率よく周波数を
倍化する。
【0017】本発明による方法のための適当な物質は液
晶マトリックスを有しなければならない。液晶マトリッ
クスは分極した構造を驚異的にも等方性のまたは無定形
の物質よりはるかに良好に安定化する。本発明による適
当な物質は、液晶の相、たとえばネマチック相、スメク
チック相またはコレステリック相を有するポリマー、た
とえばポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリシ
ロキサン、ポリビニル化合物、ポリエーテル、ポリエス
テルである。これらのポリマー中に液晶の相を形成する
ためにメソゲン化合物が使用され、これはたとえば米国
特許第4388456号明細書から公知である。ここに
開示されたメソゲン基は上記明細書の開示内容に属す
る。
【0018】上記物質は以下の特性を有しなければなら
ない: a)光物理的方法、たとえばシス−トランス異性化によ
り液晶マトリックスのホメオトロピック構造への再配向
を可能にする少なくとも1つの、適当な光により励起可
能のクロモフォル基を有しなければならない。
【0019】b)高い分子の超分極可能性βを有する少
なくとも1つのクロモフォル基を有しなければならな
い。
【0020】c)室温(20℃)より高い、有利には5
0℃より高いガラス点を有しなければならない。
【0021】異性化のためのクロモフォル基および高い
分子の超分極可能性を有するクロモフォル基は1つの分
子に組み込まれていてもよいが、同様に種々の分子中
に、互いに無関係に存在していてもよい。クロモフォル
基はポリマーに共有結合していてもよいが、結合してい
なくてもよい。
【0022】適当な物質の製造はたとえば、R.Ortler,M
akromol.Chem.Rapid Commun.10,189〜194(1989)または
米国特許第4410570号明細書に記載されている。
【0023】有利にはポリシロキサン、たとえば液晶の
基で置換されたポリアルキルシロキサン、たとえばポリ
メチルシロキサンが適当である。
【0024】特に有利には、コレステリック特性を有す
る環状ポリシロキサン、特にコレステリックの、光反応
性のおよびNLO活性の特性を有し、かつ50〜60℃
のガラス点および180〜200℃の澄明点を有し、メ
ソゲン基を有するものが適当であり、この場合に非線形
の光学的基として4−アミノ−4′−ニトロアゾベンゼ
ンまたは4−アミノ−4′−シアノアゾベンゼンを有す
る環状ポリシロキサンが再び有利である。
【0025】上記物質を表示技術の一般的な方法、たと
えば、H.Man,Adv.Mater.,(1992),159〜168に記載の方
法により、ガラス点と澄明点の間の温度で毛細管引力に
よりITO(=インジウム−錫酸化物)を被覆したセル
に充填する。有利には140〜160℃で1〜3時間の
熱処理により光学的に透明な相が生じ、この相内でらせ
ん形の軸がガラス表面に対して垂直に存在する。分子の
縦軸はガラス板に平行に配向されている。
【0026】ほかの公知の方法により、出発物質の薄い
層をスピンコーティングによりたとえばガラス板上に製
造する。そのために出発物質を希釈した溶液としてIT
Oを被覆したガラス板に塗布し、かつ加熱可能の回転皿
上で溶剤が蒸発するまで回転させる。引き続き、上記と
同様に熱処理により光学的に透明な相を生じる。
【0027】本発明により、出発物質のガラス温度より
低い温度に出発物質を冷却した後で偏光しない光および
/または円偏光した光を照射する。偏光しない光のため
の光源としてはそのような光を発生するすべての公知の
光源が適当である。有利には水銀−キセノンランプが適
当である。円偏光した光のための光源としてはそのよう
な光を発生するすべての公知の光源が適当である。有利
にはレーザー、たとえばKr+イオンレーザーが適当で
ある。
【0028】照射は有利には10〜1000mW/cm
2の強度で、特に有利には150〜300mW/cm2
強度で照射強度に依存した時間にわたって、有利には5
日まで行なう。
【0029】照射は試料表面に対して垂直に行なう。照
射光線の波長は光互変性の化合物の励起が照射光線によ
り可能であるように選択されなければならない。
【0030】偏光しないおよび/または円偏光した光を
照射する間に本発明により付加的に試料に電界を印加す
る。電界は光に対して平行に配向される。電界は有利に
は1〜100V/μm、特に有利には10〜50V/μ
mの強度を有するべきである。
【0031】照射光線および電界を遮断した後の室温で
の本発明により配向された物質の配向の長時間安定性は
SHG信号の追跡により求めることができた。試料は分
極の直後に緩和に起因してSHG信号が出発値の約70
%にわずかに低下したことのみを示した。それによりS
HG信号のほかの低下は行なわれず、従って緩和工程は
比較的長い時間にわたって重要でなかった。偏光しない
または円偏光した光の照射だけでも、電界の印加だけで
もTgより低い温度で分極が生じなかった。
【0032】配向された試料をガラス温度より高く加熱
する際に、試料の配向が再び中断され、かつSHG信号
がもはや認められなかった。この工程はSHG信号の可
逆的な始動および中断のために利用することができる。
【0033】円偏光した光および/または偏光しない光
および電界を同時に使用することにより構造化された試
料を製造する可能性が開かれた。
【0034】試料を液晶のマトリックスを有する物質の
ガラス温度より低い温度で電界および偏光しないおよび
/または円偏光した光による構造化された照射に同時に
さらすことにより、簡単なやり方で構造化された試料を
製造することができる。有利には、露光の間に少なくと
も1つのマスクを試料にかぶせることにより試料を製造
する。それにより露光した場所のみで分極が行なわれ
る。ほかの場所に依存した照射技術、たとえばレーザー
スキャニングもこの方法に関して同様に可能である。
【0035】構造化の際の最大の達成可能の分解能は使
用される光の波長により決定される。
【0036】構造化された試料は本発明による方法の2
つの変形により製造することができる。
【0037】1.電界を全平面に印加し、かつ一定の位
置のみで照射する。この方法においては露光した位置で
分極されたNLO−クロモフォルを有するホメオトロピ
ック構造が形成される。露光されない位置では本来の液
晶構造が維持される。
【0038】2.照射を全平面に実施し、かつ一定の位
置のみで電界を印加する。この方法においては、この位
置で分極されたNLOクロモフォルを有するホメオトロ
ピック構造が形成される。電圧のかからない位置ではホ
メオトロピックであるが分極されない構造が形成され
る。
【0039】従って、本発明による方法は良好な非線形
特性を有する構造化された導波体および光学的開閉素子
の製造を可能にする。
【0040】
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明す
る。
【0041】例1 4−(N−プロペニル−2、N−エチル)アミノ−4′
−ニトロアゾベンゼンの製造 a)N−エチル−N−アリル−アニリンの製造 N−エチル−アニリン0.2モルにブロム−1−プロペ
ン0.2モルを入念に滴加し、引き続き溶液を100℃
で20時間加熱した。冷却後凝固した反応物質に水20
0mlを加え、かつ激しく撹拌しながら溶液がアルカリ
性に維持されるまで固体の水酸化カリウムを加えた。有
機相を分離し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、かつ真空
中で分別蒸留した。
【0042】b)ジアゾ化 4−ニトロ−アニリン30ミリモル、濃塩酸10mlお
よび水25mlからなる懸濁液に0〜5℃で一度で水1
0ml中の亜硝酸ナトリウム3.15g(45ミリモ
ル)からなる溶液を加えた。亜硝酸ナトリウム溶液の添
加は懸濁液の表面より下方で行なった、その際温度を短
時間で15℃に上昇することができた。引き続き0〜5
℃で1時間撹拌し、かつ得られたジアゾニウム塩溶液を
濾過した。
【0043】c)カップリング 製造したジアゾニウムクロリド溶液を、0〜5℃に冷却
した、N−エチル−N−アリル−アニリン30ミリモ
ル、酢酸ナトリウム21g、氷酢酸17mlおよび水2
00mlからなる溶液に少量ずつ加え、従って所定の温
度範囲を上回らなかった。引き続き、生じた懸濁液を更
に2〜3時間撹拌し、沈殿した固形物を吸引濾過し、か
つ乾燥させた。得られた粗製生成物の精製をエタノール
からの再結晶により実施した。エタノールから再結晶
後、融点108〜110℃のダークレッドの葉片5.1
g(55%)が得られた。
【0044】例2 4−(N−ペンテニル−4、N−エチル)アミノ−4′
−シアノアゾベンゼンの製造 a)N−エチル−N−ペンテニル−アニリンの製造 N−エチル−アニリン0.2モルにブロム−1−ペンテ
ン0.2モルを入念に滴加し、引き続き溶液を100℃
で20時間加熱した。冷却後凝固した反応物質に水20
0mlを加え、かつ激しく撹拌しながら溶液がアルカリ
性に維持されるまで固体の水酸化カリウムを加えた。有
機相を分離し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、かつ真空
中で分別蒸留した。
【0045】b)ジアゾ化 4−アミノベンゾニトリル30ミリモル、濃塩酸10m
lおよび水25mlからなる懸濁液に0〜5℃で一度で
水10ml中の亜硝酸ナトリウム3.15g(45ミリ
モル)からなる溶液を加えた。亜硝酸ナトリウム溶液の
添加は懸濁液の表面より下方で行なった、その際温度を
短時間で15℃に上昇することができた。引き続き0〜
5℃で1時間撹拌し、かつ得られたジアゾニウム塩溶液
を濾過した。
【0046】c)カップリング 製造したジアゾニウムクロリド溶液を、0〜5℃に冷却
した、N−エチル−N−ペンチル−アニリン30ミリモ
ル、酢酸ナトリウム21g、氷酢酸17mlおよび水2
00mlからなる溶液に少量ずつ加え、従って所定の温
度範囲を上回らなかった。引き続き生じた懸濁液を更に
2〜3時間撹拌し、沈殿した固形物を吸引濾過し、かつ
乾燥させた。得られた粗製生成物の精製を石油エーテル
からの再結晶により実施した。再結晶後、融点63〜6
4℃のオレンジの結晶4.7g(49%)が得られた。
【0047】例3 4−(N−プロペニル−2、N−エチル)アミノ−4′
−ニトロアゾベンゼンを有する液晶の製造 テトラメチルシクロテトラシロキサン0.97g(4.
03ミリモル)、4−(プロペン−2−オキシ)安息香
酸−4′−フェニルエステル2.40g(7.25ミリ
モル)、4−(プロペン−2−オキシ)安息香酸コレス
タニルエステル3.98g(7.25ミリモル)(これ
らの物質の製造は米国特許第4410570号明細書に
記載されている)および4−(N−プロペニル−2、N
−エチル)アミノ−4′−ニトロアゾベンゼン0.50
g(1.61ミリモル)を乾燥したトルエン20ml中
に溶かし、かつジシクロペンタジエン白金二塩化物の溶
液0.08ml(塩化メチレン中1重量%)を添加した
後で1時間で100℃に加熱した。反応終了後触媒を、
シリカゲルを充填した短いカラム(l=3cm,直径=
3cm)を介して分離し、かつ残留モノマー含量が1%
未満になるまで生成物をエタノール中で数回沈殿させ
た。最終生成物を0.2μmフィルターを介して濾過
し、かつ真空中で90℃で乾燥させた。反射波長117
6nmの物質2.5g(32%)が得られた。この物質
はガラス点59℃および澄明点180℃を有した。
【0048】例4 Tgより低い温度での円偏光した光および電界による試
料の配向および分極例3による液晶のポリシロキサンを
140℃で毛細管引力によりITOを被覆した市販のセ
ル(d=5μm)(E.H.C.CO.,LTD.,東
京)に充填した。熱処理(160℃、60分)により光
学的に透明の相を生じ、この相内でらせん形の軸がガラ
ス表面に垂直に存在した。分子の縦軸はガラス板に平行
に配向されていた。53℃(T<Tg)でのKr+イオ
ンレーザーの円偏光した光を使用した試料の照射(48
2nm,200mW/cm2)により、試料はホメオト
ロピックに配向され、同時に電界の印加(5V/μm)
により分極した。円偏光した光および電界を遮断した。
【0049】分極の検査のためにNd/YAGレーザー
(1064nm)を使用して周波数倍加した光を発生さ
せ、かつMaker干渉法(P.D.Maker,Ph
ys.Rev.Lett.8,21(1962))を使
用して周波数倍加した光の角度に依存した強度を検出し
た(図1のII)。測定により1.2(任意単位)のS
HG信号が得られた。
【0050】比較例1 Tgより高い温度での電界による試料の配向および分極 例3による液晶のポリシロキサンを140℃で毛細管引
力によりITOを被覆した市販のセル(d=5μm)
(E.H.C.CO.,LTD.,東京)に充填した。
熱処理(160℃/60分)により光学的に透明の相を
生じ、この相内でらせん形の軸がガラス表面に垂直に存
在した。分子の縦軸はガラス板に平行に配向されてい
た。100℃(T>Tg)に加熱し、かつ電界を印加す
る(21V/μm)ことにより試料を分極した。試料を
冷却し、更に電界を遮断した。
【0051】分極の検査のためにNd/YAGレーザー
(1064nm)を使用して試料を照射することにより
周波数倍加した光を発生した。Maker干渉法を使用
して周波数倍加した光の角度に依存した強度を検出した
(図1のI)。測定により0.75(任意単位)のSH
G信号が得られた。
【0052】比較例2 Tgより低い温度での電界による試料の配向および分極 例3による液晶のポリシロキサンを140℃で毛細管力
によりITOを被覆した市販のセル(d=5μm)
(E.H.C.CO.,LTD.,東京)に充填した。
熱処理(160℃/60分)により光学的に透明の相を
生じ、この相内でらせん形の軸がガラス表面に垂直に存
在した。分子の縦軸はガラス板に平行に配向されてい
た。53℃(T<Tg)に加温し、かつ電界を印加する
(21V/μm)ことにより試料を分極した。電界を遮
断した。
【0053】分極の検査のためにNd/YAGレーザー
(1064nm)で試料を照射し、周波数倍加した光を
発生させ、かつMaker干渉法を使用して周波数倍加
した光の角度に依存した強度を検出した。SHG信号を
測定することができなかった、すなわちTgより低い温
度での電界による試料の分極が行なわれなかった。
【0054】比較例3 円偏光した光による試料の配向および分極の実験 例3による液晶のポリシロキサンを140℃で毛細管引
力によりITOを被覆した市販のセル(d=5μm)
(E.H.C.CO.,LTD.,東京)に充填した。
熱処理(160℃/60分)により光学的に透明の相を
生じ、この相内でらせん形の軸がガラス表面に垂直に存
在した。分子の縦軸はガラス板に平行に配向されてい
た。53℃(T<Tg)に加温し、かつKr+イオンレ
ーザーの円偏光した光の照射(482nm、200mW
/cm2)により試料を分極した。光源を遮断した。
【0055】分極の検査のためにNd/YAGレーザー
(1064nm)で試料を照射し、周波数倍加した光を
発生させ、かつMaker干渉法を使用して周波数倍加
した光の角度に依存した強度を検出した。この実験では
SHG信号を測定することができなかった(図1のII
I)、すなわちKr+イオンレーザーの円偏光した光の
照射(482nm、200mW/cm2)により試料の
分極が行なわれなかった。試料はホメオトロピックに配
向されたが、NLOクロモフォルは中心対称のままであ
った。
【0056】例5 4−(N−ペンテニル−4、N−エチル)アミノ−4′
−シアノアゾベンゼンを有する液晶の製造 テトラメチルシクロテトラシロキサン0.38g(1.
57ミリモル)、4−(プロペン−2−オキシ)安息香
酸−4′−フェニルフェニルエステル0.93g(2.
83ミリモル)、4(プロペン−2−オキシ)安息香酸
コレステリルエステル1.55g(2.83ミリモル)
および4−(N−ペンテニル−4、N−エチル)アミノ
−4′−シアノアゾベンゼン0.20g(0.63ミリ
モル)を乾燥したトルエン10mlに溶かし、かつジシ
クロペンタジエン白金二塩化物(塩化メチレン中1重量
%)0.03mlを加えた後で1時間で100℃に加熱
した。反応終了後触媒をシリカゲルを充填した短いカラ
ム(l=3cm、直径=3cm)を介して分離し、かつ
残留モノマー含量が1%未満になるまで生成物をエタノ
ール中で数回沈殿させた。最終生成物を0.2μmフィ
ルターを介して濾過し、かつ真空中で90℃で乾燥させ
た。反射波長600nmを有する物質1.0g(33
%)が得られた。この物質はガラス点55℃および澄明
点195℃を有した。
【0057】例6 円偏光した光および電界による試料の配向および分極 例5による液晶のポリシロキサンを140℃で毛細管引
力によりITOを被覆した市販のセル(d=5μm)
(E.H.C.CO.,LTD.,東京)に充填した。
熱処理(160℃、60分)により光学的に透明な相を
生じ、この相内でらせん形の軸がガラス表面に垂直に存
在した。分子の縦軸はガラス板に平行に配向されてい
た。53℃(T<Tg)でのKr+イオンレーザーの円
偏光した光の照射(482nm、200mW/cm2
により試料はホメオトロピックに配向され、同時に電界
の印加(21V/μm)により分極した。円偏光した光
および電界を遮断した。
【0058】分極の検査のためにNd/YAGレーザー
(1064nm)を使用して周波数倍加した光を発生さ
せ、かつMaker干渉法を使用して周波数倍加した光
の角度に依存した強度を検出した。測定により0.15
(任意単位)のSHG信号が得られた。
【0059】例7 4−(N−プロペニル−2、N−エチル)アミノ−4′
−ニトロアゾベンゼンを有する液晶の製造 テトラメチルシクロテトラシロキサン1.94g(8.
06ミリモル)、4−(プロペン−2−オキシ)安息香
酸−4′−フェニルフェニルエステル5.06g(1
5.3ミリモル)、4−(プロペン−2−オキシ)安息
香酸コレスタニルエステル8.38g(15.3ミリモ
ル)および4−(N−プロペニル−2、N−エチル)ア
ミノ−4′−ニトロアゾベンゼン0.50g(1.61
ミリモル)を乾燥したトルエン20mlに溶かし、かつ
ジシクロペンタジエン白金二塩化物(塩化メチレン中1
重量%)の溶液0.08mlを加えた後で1時間で10
0℃に加熱した。反応終了後触媒をシリカゲルを充填し
た短いカラム(l=3cm、直径=3cm)を介して分
離し、かつ残留モノマー含量が1%未満になるまで生成
物をエタノール中で数回沈殿させた。
【0060】最終生成物を0.2μmフィルターを介し
て濾過し、かつ真空中で90℃で乾燥させた。反射波長
1234nmを有する物質7.8g(49%)が得られ
た。この物質はガラス点58℃および澄明点192℃を
有した。
【0061】例8 本発明による物質の長時間安定性の測定 例7による液晶のポリシロキサンを140℃で毛細管引
力によりITOを被覆した市販のセル(d=5μm)
(E.H.C.CO.,LTD.,東京)に充填した。
熱処理(160℃、60分)により光学的に透明の相を
生じ、この相内でらせん形の軸がガラス表面に垂直に存
在した。分子の縦軸はガラス板に平行に配向されてい
た。53℃(T<Tg)でのKr+イオンレーザーの円
偏光した光を使用した試料の照射(482nm、200
mW/cm2)により試料はホメオトロピックに配向さ
れ、同時に電界の印加(5V/μm)により分極した。
円偏光した光および電界を遮断した。
【0062】試料の分極の検査のためにNd/YAGレ
ーザー(1064nm)を使用して周波数倍加した光を
発生させ、かつMaker干渉法を使用して周波数倍加
した光の角度に依存した強度を検出した。測定により
1.05(任意単位)のSHG信号が得られた。
【0063】SHG信号の時間的追跡により信号は最初
の50時間以内で緩和により最初の値の約70%に低下
した(図2)。
【0064】6週間にわたる測定により確認できたよう
に、引き続き信号は安定に維持された。
【0065】例9 構造化可能のおよび微細構造化可能の試料の製造 例3による液晶のポリシロキサンを140℃で毛細管引
力によりITOを被覆した市販のセル(d=5μm)に
充填した。熱処理により光学的に透明の相を生じ、この
相内でらせん形の軸がガラス表面に垂直に存在した。分
子の縦軸はガラス板に平行に配向されていた。引き続き
試料にアパーチャーマスク(d=2cm)をかぶせた。
53℃(T<Tg)でのマスクを通過したKr+イオン
レーザーの円偏光した光の照射(482nm、200m
W/cm2)により試料は露光した領域でホメオトロピ
ックに配向され、同時に電界の印加(5V/μm)によ
り分極した。引き続き光および電界を遮断した。
【0066】分極の検査のためにNd/YAGレーザー
(1064nm)を使用して周波数倍加した光を発生さ
せ、かつMaker干渉法を使用して周波数倍加した光
の角度に依存した強度を検出した。測定により露光した
領域で1.2(任意単位)のSHG信号が得られたが、
一方、マスクをかぶせた、従って電界のみにさらした領
域ではSHG信号を測定することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に記載された再配向法のための角度に依
存したSHG信号を示した図である。
【図2】例8の試料のSHG強度の時間的経過を示した
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/13 505 9119−2K (72)発明者 アンドレアス ペトリ ドイツ連邦共和国 ミュンヘン タールキ ルヒナー シュトラーセ 74 (72)発明者 ハンス アネザー ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ノイロイ ターシュトラーセ 2 (72)発明者 フランツ ファイナー ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ヴェディ ゲンシュトラーセ 10 (72)発明者 ペーター ボルト ドイツ連邦共和国 ブラウンシュヴァイク ツェッペリンシュトラーセ 3 (72)発明者 ハンス−ペーター ヴァイツェル ドイツ連邦共和国 ロイシャッハ ゾンネ ンシュトラーセ 8

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 良好な非線形の光学的特性を有する物質
    の製造方法において、液晶のマトリックスを有する物質
    をそのガラス温度より低い温度で、同時に電界および偏
    光しないおよび/または円偏光した光にさらすことを特
    徴とする良好な非線形の光学的特性を有する物質の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 液晶のマトリックスを有する物質として
    環状ポリシロキサンを使用する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 液晶のマトリックスを有する物質として
    コレステリック特性を有する環状ポリシロキサンを使用
    する請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 非線形の光学的基として4−アミノ−
    4′−ニトロアゾベンゼンまたは4−アミノ−4′−シ
    アノアゾベンゼンを有する環状ポリシロキサンを、液晶
    のマトリックスを有する物質として使用する請求項1か
    ら3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 10〜1000mW/cm2の強度を有
    する照射を実施する請求項1から4までのいずれか1項
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 1〜100V/μmの強度の電界を印加
    する請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 液晶のマトリックスを有する物質を含有
    し、良好な非線形の光学的特性を有する構造化された試
    料の製造方法において、この試料を液晶のマトリックス
    を有する物質のガラス温度より低い温度で、同時に電界
    および偏光しないおよび/または円偏光した光による構
    造化された照射にさらすことを特徴とする良好な非線形
    の光学的特性を有する構造化された試料の製造方法。
  8. 【請求項8】 光学的開閉素子または構造化された導波
    体を製造するための請求項7記載の方法。
JP6035934A 1993-03-11 1994-03-07 良好な非線形の光学的特性を有する物質および構造化された試料の製造方法 Pending JPH06301076A (ja)

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DE4307769A DE4307769A1 (de) 1993-03-11 1993-03-11 Verfahren zur Herstellung von Materialien mit guten nichtlinearen optischen Eigenschaften
DE4307769.2 1993-03-11

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4438418A1 (de) * 1994-10-27 1996-05-02 Consortium Elektrochem Ind Vernetzbare nematische Polyorganosiloxane
DE19544091C1 (de) * 1995-11-27 1997-04-03 Daimler Benz Ag Flüssigkristalline, photovernetzbare Cellulosemischether als interferentiell wirksame, farbgebende Substanz für farbige Lacke, in denen die Hauptgruppen-Mesogene zumindest näherungsweise chiral-nematisch geordnet sind, Verfahren zu ihrer Herstellung, sie enthaltende Interferenzpigmente, Verfahren zur Herstellung plättchenförmiger Interferenzpigmente , diese Interferenzpigmente enthaltende Effektlacke und die Verwendung dieser Effektlacke beim Lackieren von Gebrauchsgegenständen
DE19624769A1 (de) 1996-06-21 1998-01-02 Deutsche Telekom Ag Elektrooptisches Material

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02238087A (ja) * 1988-12-05 1990-09-20 Hoechst Celanese Corp 非線形光学応答を示す側鎖型液晶ポリマー
JPH04284421A (ja) * 1991-03-13 1992-10-09 Agency Of Ind Science & Technol 斜め光による液晶配向法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868250A (en) * 1986-01-24 1989-09-19 Hoechst Celanese Corp. Polysiloxane polymers exhibiting nonlinear optical response
DE3926872A1 (de) * 1989-08-16 1991-02-21 Merck Patent Gmbh Photovernetzte polymere fuer die nichtlineare optik
DE3940148A1 (de) * 1989-12-05 1991-06-06 Consortium Elektrochem Ind Cyclische organosiloxane mit nichtlinearen optischen eigenschaften
US5138010A (en) * 1990-06-25 1992-08-11 University Of Colorado Foundation, Inc. Fast switching polysiloxane ferroelectric liquid crystals
FR2690446A1 (fr) * 1992-04-22 1993-10-29 Thomson Csf Matériaux photoréticulables, utilisables comme sources laser vertes ou bleues et doubleur de fréquence comprenant ces matériaux photoréticulables.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02238087A (ja) * 1988-12-05 1990-09-20 Hoechst Celanese Corp 非線形光学応答を示す側鎖型液晶ポリマー
JPH04284421A (ja) * 1991-03-13 1992-10-09 Agency Of Ind Science & Technol 斜め光による液晶配向法

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EP0615152A1 (de) 1994-09-14
EP0615152B1 (de) 1995-11-15
DE59400041D1 (de) 1995-12-21

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