JPH08506189A

JPH08506189A - 非線形光学的性質を有する多環式芳香族化合物

Info

Publication number: JPH08506189A
Application number: JP6516297A
Authority: JP
Inventors: ガリト，アンソニー・エフ; 真治山田; パナッカル，アンナ
Original assignee: ザ・トラスティーズ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ペンシルバニア
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 1996-07-02
Also published as: EP0678106A4; JPH10505170A; EP0788426A4; US5856384A; CA2153595A1; EP0788426A1; EP0678106A1; WO1994015995A1; AU7677794A; WO1996006735A1; US5845025A

Abstract

(57)【要約】ある一定の安定な多環式芳香族化合物を含むデバイス及び物質は、知覚できる二次非線形光学的効果を示す。一般に、有用な多環式芳香族化合物は電子供与性と電子吸引性の両方の化学官能基を有するが、分子又は結晶の単位セルレベルのいずれにおいても反転対称性の中心を有さない。

Description

【発明の詳細な説明】非線形光学的性質を有する多環式芳香族化合物政府の支援この研究は高等防衛研究企画庁（Defense Advanced Research Projects Agenc y）（ＤＡＲＰＡ）と空軍科学研究局（Air Force Office of Scientific Resear ch）（ＡＦＯＳＲ）によって契約番号Ｆ４９６２０−８５−Ｃ−０１０５の下に援助されたものである。発明の分野本発明は電気光学的デバイス、第２高調波発生デバイス、電気音響学的デバイス、導波管デバイス、ファイバーデバイス、半導体デバイス、その他の有用な光子デバイスの製造に有用である物質に関する。特に、本発明は二次非線形光学的性質と、このようなデバイスに関連した加工条件に耐えるために充分な、適切な熱的、機械的、化学的及び光学的（photo）安定性を有する化合物に関する。発明の背景非局在化π−電子分布を有する共役有機及びポリマー物質の非線形光学的性質にこの１０年間、ますます関心が持たれている。非線形光学的性質は、マイクロエレクトロニクスによって伝統的に実施されてきた用途において光線が電子と共同作用するか又は電子に代わりさえする、新たに発生したフォトニクス（Photon ics）技術の基礎をなす。有機分子の設計と合成はフレキシブルであり、結晶相と薄フィルム相とは比較的製造が容易であるので、有機物質はフォトニクスにおいて有利である。非線形光学的応答は一般に、用いられる光線周波数が物質の自然の吸収周波数にどの程度接近しているかに依存して、共鳴又は非共鳴として分類される。応答が印加電界の平方に比例する非共鳴二次プロセスは、無心対称性（noncentrosymmetric）であり、適当な非局在化π−電子系と大きい双極子モーメントの両方を有する物質中にのみ生ずる。この二次プロセスは第２高調波発生を含み、この場合には物質が入射光線の２倍の周波数で光線を発生し、印加電界が物質の屈折率を変化させ、それによって入射光線の伝播性を変化させる。非線形光学的性質を有する化合物は典型的に、基板上に層を成す単結晶若しくはフィルムとして、ポリマーコアに付随した主鎖若しくは側鎖として、又は例えばポリイミドのような“ホスト”ポリマー中に分散した“ゲスト”として用途を見い出している。これらの構造を含む半導体その他のデバイスの製造は非線形光学的化合物を−４０℃〜約３２０℃のオーダーの温度への暴露させることがありうる。大部分の既知の非線形光学的化合物によっては、これらの熱的必要条件を満たすことができない。このような化合物によって形成される結晶及びフィルムの分子単位は典型的に、比較的弱いファンデルワース（Van der Waals）力によって結合される。したがって、これらの結晶及びフィルムは熱的及び機械的強度を有さず、化学的作用及び解離を非常に受け易い。例えば、かなりの非線形性（ non-linearity）を有することが知られる２−メチル−４−ニトロアニリンの結晶は、非常に弱く結合されているので、室温において実際に昇華する。したがって、非線形光学的性質を有し、しかも半導体加工条件に耐えることができる化合物が当該技術分野において必要とされている。特に、高温に対して安定であり、それらの非線形光学係数（optical coefficient）を損なわない化合物が必要とされる。発明の目的非線形光学的性質を有する新規な物質を提供することが、本発明の１つの目的である。二次非線形光学的性質を有する物質を提供することが、本発明の他の目的である。単結晶、結晶質フィルム、ポリマー側鎖として、又は半導体その他の有用な電子若しくは光デバイスにおけるポリマーホスト若しくはゾル−ゲルガラスにおけるゲストとして使用可能である非線形化合物を提供することが、本発明のさらに他の目的である。高温、高い光強度及び、このようなデバイスに関連した他の加工条件に耐えられる非線形光学的化合物を提供することが、本発明のさらに他の目的である。二次非線形光学的及び電気光学的性質を有するオリゴマー及び／又はポリマーに仕上げることができる非線形化合物を提供することが、本発明のさらに他の目的である。発明の概要上記の目的及びその他の目的は、非線形光学的性質と、優れた化学的、熱的及び光学的安定性との両方を有する多環式芳香族化合物を提供する本発明によって満たされる。ある一定の実施態様では、この多環式芳香族化合物は式（１）、（２）、（３）又は（４）を有する：式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂〜Ｒ₇は、独立的に、アルキル基又は芳香族基である。好ましい実施態様では、Ｒ₂とＲ₆は、独立的に、水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₃とＲ₇は、独立的に、水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である。好ましくは、Ｒ₄とＲ₅の一方は水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、他方は水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である。さらに好ましい実施態様では、多環式芳香族化合物は式（５）、（６）、（７）又は（８）を有する：式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ_2A〜Ｒ_2Eの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_3A〜Ｒ_3Eの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_4A〜Ｒ_4Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基若しくは非芳香族基であり、Ｒ₅は水素を基準として電子吸引性であるアルキル基若しくは芳香族基であるか、又はＲ_4A〜Ｒ_4Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基若しくは非芳香族基であり、Ｒ₅は水素を基準として電子供与性であるアルキル基若しくは芳香族基である；Ｒ_6A〜Ｒ_6Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基である。好ましい実施態様では、Ｒ₁は例えばベンゼン、ナフタレン又はプロピレンのような芳香族基であり、Ｑ₁〜Ｑ₅はＮである。この種類の化合物は二次非線形光学的性質と、約３６０℃を越える分解温度とを有することが判明している。本発明はさらに、知覚できる非線形光学的の圧電効果と焦電（pyroelectric）効果とを示す非線形光学的物質及びデバイスを提供する。一般に、これらのデバイスは、基板（substrate）上に配置された、少なくとも１種の本発明の多環式芳香族化合物を包含する層を含む。この層は該化合物を純粋な若しくは実質的に純粋な形（例えば、結晶、オリゴマー又はポリマー）で又は、例えば既知の合成有機ポリマー若しくはゾル−ゲル方法によって製造されるガラスのような、他の化学的化合物と組合せて含むことができる。例えば、クライン（L.C.Klein）， “薄フィルム、ファイバー、プレフォーム、エレクトロニクス及び特殊な成形品のためのゾル−ゲルテクノロジー”，ＮｏｙｅｓＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ１９８８を参照のこと。ある一定の実施態様では、例えば、層が本発明の化合物との混合物として合成有機ポリマーを含む。他の実施態様では、合成ポリマーと本発明の化合物とが共有結合する。図面の簡単な説明本発明の多くの目的及び利点は、基板と、本発明の多環式芳香族化合物を包含する層とを含む本発明によるデバイスを示す添付図１を参照するならば、当業者によってよりよく理解されると考えられる。発明の詳細な説明ある種の熱安定性の多環式芳香族化合物を含むデバイスと物質とが知覚できる非線形光学的性質、特に二次非線形光学的及び電気光学的効果を示すことが本発明によって判明した。一般に、有用な多環式芳香族化合物は電子供与性と電子吸引性の両方の化学官能基を有するが、分子若しくは結晶単位セル（cell）レベルでの反転対称性の中心を有さない。現実に、本発明の化合物内の電子供与性官能基と電子吸引性官能基の適切な位置が化合物内の電子的非対称性に実際に寄与し、そのため、非線形光学的効果の増強に実際に寄与することが考えられる。好ましい実施態様では、本発明の実施に用いられる多環式芳香族化合物は式（１）、（２）、（３）又は（４）を有する。典型的に、Ｒ₁は四価の芳香族ラジカルである。好ましくは、Ｒ₁は例えばベンゼン、ペリレン、フェナントレン、アントラセン、ナフタレン、ピレン、クリセン、又はナフタセンのような芳香族炭化水素から誘導された基であり、ベンゼン、ペリレン及びナフタレンから誘導された芳香族基が特に好ましい。本発明によると、Ｑ₁〜Ｑ₄は、式（１）〜（４）で示される化合物の本質的に全長に及ぶ非局在化π−電子系に関係しうる、独立的に選択されるヘテロ原子である。Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＴｅを含めた、多くの適切なヘテロ原子が当業者に知られている。Ｑ₁−Ｑ₄の各々がＮであることが好ましい。式（１）〜（４）で示される実施態様では、Ｒ₂、Ｒ₆、及びＲ₄とＲ₅の一方は正味の電子供与効果を有するアルキル基又は芳香族基であり、直鎖及び分枝鎖の脂肪族炭化水素、水素を基準として電子供与性である少なくとも１つの置換基によって置換された直鎖及び分枝鎖の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、芳香族複素環、水素を基準として電子供与性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族炭化水素、又は水素を基準として電子供与性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族複素環を含む。これに反して、Ｒ₃、Ｒ₇、及びＲ₄とＲ₅の一方は正味の電子吸引効果を有するアルキル基又は芳香族基であり、水素を基準として電子吸引性である少なくとも１つの置換基によって置換された直鎖及び分枝鎖の脂肪族炭化水素、芳香族複素環、水素を基準として電子吸引性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族炭化水素、又は水素を基準として電子吸引性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族複素環を含む。式（５）〜（８）で示される実施態様では、Ｒ_2A〜Ｒ_2E及びＲ_6A〜Ｒ_6Dは正味の電子供与効果を有する置換基でよい。これに反して、Ｒ_3A〜Ｒ_3E及びＲ_7A〜Ｒ_7D は正味の電子吸引効果を有する置換基である。電子供与性及び電子吸引性の芳香族官能基の多くの例が当業者に周知である。さらに、電子供与性基と電子吸引性基とはルーチンの実験（例えば、分子中の水素の置換と、生ずる誘導効果の試験）によって確認することができる。好ましい実施態様では、電子供与性基はアルキル基、アルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、ＯＨ、アルキルチオ基、ＳＨ及び／又は−ＯＣ（Ｏ）−（アルキル）によって置換された芳香族炭化水素であり、前記置換基におけるアルキル基は炭素数約１〜１０である。電子吸引基は好ましくは、Ｎ−（アルキル）₃ ⁺、Ｓ−（アルキル）₂ ⁺、ＮＨ₃ ⁺ 、ＮＯ₂、ＳＯ₂−（アルキル）、ＣＮ、ＳＯ₂−（芳香族）、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）、Ｃ（Ｏ）−（アルキル）及び／又はＣＨＯから選択される１つ以上の基によって置換された芳香族炭化水素であり、前記置換基におけるアルキル基は炭素数約１〜１０であり、芳香族基は炭素数約６〜２４である。知覚できる二次非線形光学的効果を有する多環式芳香族化合物をそれらのＵＶ／可視スペクトルに基づいて同定（選別）することができることが、本発明によって判明した。一般に、有用な化合物は少なくとも１つのＵＶ／可視遷移（tran sition）、すなわち励起（excitation）を示し、標準試験によって測定して、約１ｘ１０⁵１モル^-1ｃｍ^-1より大きい吸光係数を有する。このような電子励起は主として、特に非共鳴条件下では、二次非線形光学的効果の原因である。本発明による好ましい多環式芳香族化合物は式（９）〜（２０）を有する。本発明の多環式芳香族化合物は電気光学的デバイス、第２高調波発生デバイス、電気音響学的デバイス、導波管デバイス、半導体デバイス、及びその他の光子又は電子デバイスを含めた、多様なデバイスに用いられる。図１に示すように、本発明によるデバイスは一般に、誘電性又は他の基板１０と、少なくとも１種の本発明の多環式芳香族化合物を包含する、該基板上に配置された層１２とを含む。有用な基板には、例えばシリコン、ガリウム及びヒ化物のような半導体又は、例えばガラス若しくはプラスチックのような、絶縁体がある。層１２は、例えば結晶、結晶質フィルム、オリゴマー又はポリマーとして、純粋形又は実質的純粋形の本発明の多環式芳香族化合物を含むことができる。当業者は、モノマー構成ブロックとして式（１）、（２）、（３）及び／又は（４）を有する化合物を用いて、多様なポリマー及びオリゴマー構造体を本発明の方法によって製造できることを理解するであろう。例えば、式（２１）と（２２）はＲ₈がアルキル又は芳香族であり、Ｒ₉がＯ又はＮＨであり、Ｑ₅が非局在化π −電子系に関係しうるヘテロ原子であり、ｎが２〜約２０００である典型的な構造を示す。或いは、層１２は本発明の多環式芳香族化合物を１種以上の合成有機ポリマーと組合せて含むことができる。ある一定の実施態様では、例えば、層は合成有機ポリマー又はその前駆物質（例えば、モノマー、触媒及び増感剤）を式（１）、（２）、（３）及び／又は（４）を有する化合物との混合物として含むことができる。以下でさらに詳述するように、このような実施態様はポリマー又はポリマー前駆物質系に本発明の化合物を混合した後に架橋する及び／又は現場で重合する可能性を提供する。ポリマーが該層の主要な割合をなし、多環式化合物が該層の少ない割合をなす場合には、多環式化合物が“ホスト”ポリマー中の“ゲスト ”であるということができる。他の実施態様では、層１２はポリマーのバックボーン又はコアに側鎖として共有結合した本発明の化合物の１種以上を含む。Ｒ₈がアルキル又は芳香族であり；Ｒ₉がＯ又はＮＨであり；Ｒ₁₀が四価芳香族ラジカルであり；Ｒ₁₁とＲ₁₂が独立的にアルキル又は芳香族であり；Ｑ₅が非局在化π−電子系に関係しうるヘテロ原子であり；ｎが２〜約２０００である式（２３）と（２４）によって、例示的なバックボーン／側鎖が示される。当業者は多様な他の構造が可能であることを認識するであろう。本発明の多環式芳香族化合物は当該技術分野に知られた、実際に任意の合成有機ポリマー又はポリマー前駆物質系と混合することができると考えられる。本発明の化合物は同様に多様なポリマーと、恐らく例えばアルキル、アルコキシル及び／又はアルキルアミノ基のような、結合部分（moiety）の使用を通して、共有結合することができることも考えられる。典型的な合成有機ポリマーには、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン及びポリビニルエーテルを含む。ポリイミド、特にハリス（Harris）等のＰｏｌｙｍ．Ｐｒｅｐｒ．，１９９０，３１，３４２に開示されたポリイミドが好ましいポリマーである。本発明の多環式芳香族化合物による基板の被覆は当該技術分野に知られた任意の手段によって、好ましくはスピン塗装、ロール塗装又は物理的な蒸着によって達成することができる。マイセル（L.I.Maissel）とグラング（R.Glang），ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＴｈｉｎＦｉｌｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ（１９７０）；サタス（Satas），ＣｏａｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＨａｎｄｂｏｏｋ，ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒ（１９９１）。層１２の形成に用いる物質はさらに、例えば、顔料、染料、フィルター（filter）及びドーパントのような、他の部分を含むことができる。基板に付着した後の層の重合及び／又は架橋は当業者に知られた方法のいずれかによって達成することができる。例えば、適当な開始剤の存在下での簡単な加熱によって、又は増感剤の存在下若しくは不存在下での光線若しくは他の形式の電磁気エネルギーの入射によって、ある種の重合を行うことができる。後者の方法は、当業者が例えば除去可能な遮蔽剤を用いて、選択的なパターン化重合を行うことができるために好ましい。認められるように、超小型回路（microcircuit ry）その他の用途では、ポリマーの適当に配列したパターンを含むデバイスを用いることができる。例えば図１に示すような実施態様では、本発明のある一定のデバイスは層１２上に配置された導体上層（conductor superstrate）１４、制御手段１６及び、基板と上層とに接合した接点１８を含む。この配置は発生源２２からの入力光線シグナル２０を、接点１８と協力する制御手段１６によって発生する層１２内の変動電界によって操作することを可能にする。変化した又は“操作された”光線シグナル２４は該層から適当な検出器２６に導かれる。この一般的な説明に該当する多様なデバイスが当業者に周知である。典型的な例はガリト（Garito）等のＭａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，１９９０，１７３によって開示される。本発明によるデバイスがそれらの設計と用途（use）とにおけるフレキシビリティという利点を提供することは、当業者によって認識されると思われる。例えば、ガイドされる光線が電気光学的に操作されることができるように、本発明の化合物の導波性を非線形光学的性質と結合させることができる。実際に、多様な性質と用途のデバイスのアセンブリを得るために、導波系（waveguiding system ）内に非線形光学的、半導体、その他の光子及び電子デバイスの大きな配列を形成することができる。本発明の他の目的、利益及び新規な特徴は、本発明の限定を意図しない、本発明の下記実施例を検討するならば、当業者に明らかになるであろう。実施例１３，４−ペリロイレン−ベンズイミダゾール−９，１０−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミドＮ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフエニル）−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸−３，４−アンヒドリド−９，１０−イミド（０．６ミリモル）と１，２−フェニレンジアミン（２７ミリモル）とを溶媒なしに１８０℃に４時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を７０％エタノール中に注入し、濾過し、９０％メタノールによって洗浄した。残渣を１％水酸化カリウム溶液と共に沸騰させ、瀘過し、メタノールによって洗浄し、乾燥させた。収率＝８８％。ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーからの刺激されたラマン散乱によって得られる１．９０７μｍの基礎波長を用いるＤＣ誘導第２高調波発生（ＤＣＳＨＧ）によって、１，４−ジオキサン溶液中で分子二次光学的感受率（optical suscepti bility）（β）を測定した。βと基底状態−双極子モーメント（μ）との積を評価した。１βμｌ＜１００ｘ１０^-48ｅｓｕ；ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝５７１、５２７、４９２ｎｍ；溶解度（ジオキサン）＝０．５ｘ１０^-3Ｍ；ＴＧ− ＤＴＡ（−３％）＝４１０℃。実施例２３，４−ペリロイレン−ベンズイミダゾール−９，１０−ジカルボキシ−Ｎ−（ｍ−ペンチル）フェニルイミドＮ−（ｎ−ペンチル）−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸−３，４−アンヒドリド−９，１０−イミド（２．６ミリモル）と１，２−フェニレンジアミン（３３．８ミリモル）とをキノリン５ｍｌ中で１９０℃に４時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を９５％メタノール中に注入し、濾過し、メタノールによって洗浄した。残渣を１％水酸化カリウム溶液と共に沸騰させ、瀘過し、メタノールによって洗浄し、乾燥させた。収率＝８０％。１βμｌ＜１００ｘ１０^-48ｅｓｕ；ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝５７０、５３０ｎｍ；溶解度（ジオキサン）＜０．１ｘ１０^-3Ｍ；ＴＧ−ＤＴＡ（−３％）＝４２０℃。実施例３３，４−ペリロイレン−（３’−ニトロ）ベンズイミダゾール−９，１０−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミドＮ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸−３，４−アンヒドリド−９，１０−イミド（０．６ミリモル）と４−ニトロ−１，２−フェニレンジアミン（１５．３ミリモル）とを溶媒なしに２２０℃に２．５時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を９５％メタノール中に注入し、濾過した。残渣を１％水酸化カリウム溶液と共に沸騰させ、濾過し、メタノールによって洗浄し、乾燥させた。収率＝４５％。１βμｌ＜１００ｘ１０^-48ｅｓｕ；ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝５６６、５２８ｎｍ；溶解度（ジオキサン）＝ＴＧ−ＤＴＡ（−３％）＝３７０℃。実施例４３，４−ペリロイレン−（３’，４’−ジメチル）ベンズイミダゾール−９，１０−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミドＮ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（１．２１ミリモル）と４，５−ジメチル−１，２ −フェニレンジアミン（１４．７ミリモル）とをキノリン２ｍｌと酢酸亜鉛２８０ｍｌ中で２３５℃に４時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を８０％メタノール中に注入し、濾過した。残渣を１０％炭酸カリウム溶液と共に沸騰させ、濾過し、メタノールによって洗浄し、乾燥させた。収率＝７０％。ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝５８１、５５１、５２３、４８８ｎｍ；ＴＧ−ＤＴＡ（−３％）＝４２０℃。実施例５１，８−ナフトイレン−ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミド１，８−ナフトイレン−ベンズイミダゾール−４，５−カルボン酸無水物（４．４ミリモル）と２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリン（１３．２ミリモル）とをキノリン７．５ｍｌと酢酸亜鉛５３０ｍｇ中で２３０℃に２．５時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を８０％メタノール中に註入し、濾過し、塩化メチレン−酢酸エチルを用いるシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによってさらに精製した。収率＝８３％。ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝４４０、３６８、３１３ｎｍ；ＴＧ−ＤＴＡ（溶融）＝３３５℃。実施例６１，８−ナフトイレン−（４’−メトキシ）ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミド１，８−ナフトイレン−（４’−メトキシ）ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボン酸無水物（１．６２ミリモル）と２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリン（４．８６ミリモル）とをキノリン３ｍｌと酢酸亜鉛２１０ｍｇ中で２２５℃ に４時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を７０％メタノール中に注入し、濾過し、９０％ンメタノールによって洗浄し、塩化メチレンを用いるシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによってさらに精製した。収率＝７６％。βμ＝４０ｘ１０^-48ｅｓｕ。ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝４８５、４３５、３７０、３２１ｎｍ；ＴＧ−ＤＴＡ（溶融）＝２９９℃。実施例７１，８−ナフトイレン−（３’−ニトロ）ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミド１，８−ナフトイレン−（３’−ニトロ）ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボン酸無水物（２．６０ミリモル）と２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリン（７．７９ミリモル）とをキノリン５ｍｌと酢酸亜鉛３５０ｍｇ中で２００℃に２．５時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を７０％メタノール中に注入し、濾過し、８０％ンメタノールによって洗浄し、塩化メチレンを用いるシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによってさらに精製した。収率＝６０％。ＵＶ −Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝４２５ｎｍ、３６０ｎｍ。実施例８１，８−ナフトイレン−（３’−アミノ）ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミド亜二チオン酸ナトリウム（０．２７４ｇ）を２０％水溶液として、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１０ｍｌ中の１，８−ナフトイレン−（３’−ニトロ）ベンズイミダゾール−４，５−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミド０．５２４ミリモル中に、８０℃において、加えた。これをクロロホルムを用いるシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによって精製した。収率＝２５％。βμ＝４１０ｘ１０^-48ｅｓｕ；ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝５５０、３４３ｎｍ；ＴＧ−ＤＴＡ（溶融）＝３６０℃。実施例９１，８−ナフトイレン−ナフトピリミジン−４，５−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミド１，８−ナフトイレン−ナフトピリミジン−４，５−ジカルボン酸無水物（５．１２ミリモル）と２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリン（１５．４ミリモル）とをキノリン１０ｍｌと酢酸亜鉛７００ｍｇ中で２２５℃に３時間加熱した。冷却後に、得られた溶液を７０％メタノール中に注入し、瀘過し、塩化メチレンを用いるシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによってさらに精製した。収率＝５３％。ＵＶ−Ｖｉｓ吸収（ＣＨＣｌ₃）＝５９２、５６０、３７８ｎｍ；ＴＧ−ＤＴＡ（溶融）＝３６３℃。実施例１０３，４−ペリロイレン−（３’−ニトロ）ベンズイミダゾール−９，１０−ジカルボキシ−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルイミドの薄フィルム０．２μｍフィルターを装備した注射器を用いて、Ｎ−メチル−ピロリジノン（ＮＭＰ）中のペリレン誘導体のほぼ飽和溶液をＬＱ２２００ポリイミド樹脂（ＨｉｔａｃｈｉＣｈｅｍｉｃａｌ）中に分配して、４％溶液（染料／ポリマー重量比）を作成した。得られた溶液を軽度に撹拌し、次にガラス−スライド基板上にスピン塗装し、これを真空炉中で１１０℃において１時間焼成し、２００℃ において１／２時間硬化させ、最後に２５０℃以上において硬化させた。ペリレンに基づく（perylene-based）ゲスト分子を共面電極上のＤＣ電界の印加によってホストのポリイミド中で配列させた。得られた透明な赤−紫フィルムは約２〜４μｍ厚さであった。このフィルムの厚さはスピン速度を調節することによって制御することができる。本発明の上記の好ましい実施態様に対して多くの変化及び変更がなされうること、及びこのような変化及び変更が本発明の要旨から逸脱せずになされうることは、当業者が理解するであろう。それ故、添付請求の範囲はこのような同等な変化の全てを本発明の要旨及び範囲に入るものとして包括するように意図される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１月９日【補正内容】請求の範囲（請求項７、８〜１３、２２、３８、４１及び４３を削除し、請求項１、１４〜２０、２６〜２９、３３、３９、４０及び４２を変更し、請求項４４〜４９を追加する）１．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有するデバイスであって、基板と；前記基板上の少なくとも１つの層とを含み、前記層が式（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₆は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₇は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される化合物を含む前記デバイス。２．Ｒ₁が芳香族炭化水素である請求項１記載のデバイス。３．Ｒ₁がベンゼン、ペリレン、フェナントレン、アントラセン、ナフタレン、ピレン、クリセン、又はナフタセンから誘導された基である請求項１記載のデバイス。４．Ｒ₁がベンゼン、ナフタレン又はペリレンから誘導された基である請求項１記載のデバイス。５．Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄が、独立的に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ又はＴｅである請求項１記載のデバイス。６．Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄がＮである請求項１記載のデバイス。１４．Ｒ₄又はＲ₅の少なくとも一方がアルキル基、アルキルアミノ基、ＮＨ₂ 、アルコキシル基、ＯＨ、アルキルチオ基、ＳＨ、又は−ＯＣ（Ｏ）−（アルキル）である請求項１記載のデバイス。１５．Ｒ₄又はＲ₅の少なくとも一方がアルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、又はアルキルチオ基である請求項１記載のデバイス。１６．Ｒ₄又はＲ₅の少なくとも一方ががＮ−（アルキル）₃ ⁺、Ｓ−（アルキル）₂ ⁺、ＮＨ₃ ⁺、ＮＯ₂、ＳＯ₂−（アルキル）、ＣＮ、ＳＯ₂−（芳香族）、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）、Ｃ（Ｏ）−（アルキル）又はＣＨＯである請求項１記載のデバイス。１７．Ｒ₄又はＲ₅の少なくとも一方がＮＯ₂、ＣＮ、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、又はＣ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）である請求項１記載のデバイス。１８．Ｒ₆の少なくとも１っがアルキル基、アルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、ＯＨ、アルキルチオ基、ＳＨ、又は−ＯＣ（Ｏ）−（アルキル）である請求項１記載のデバイス。１９．Ｒ₇の少なくとも１つがＮ−（アルキル）₃ ⁺、Ｓ−（アルキル）₂ ⁺、ＮＨ₃ ⁺、ＮＯ₂、ＳＯ₂−（アルキル）、ＣＮ、ＳＯ₂−（芳香族）、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）、Ｃ（Ｏ）−（アルキル）又はＣＨＯである請求項１記載のデバイス。２０．Ｒ₇の少なくとも１つがＮＯ₂、ＣＮ、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、又はＣ（Ｏ）Ｏ −（アルキル）である請求項１記載のデバイス。２１．前記化合物が約１ｘ１０⁵ １モル^-1ｃｍ^-1より大きい吸光係数を有する少なくとも１つの転移点を示すＵＶ／可視スペクトルを生ずる請求項１記載のデバイス。２３．前記化合物が式（２）を有する請求項１記載のデバイス。２４．前記化合物が式（３）を有する請求項１記載のデバイス。２５．前記化合物が式（４）を有する請求項１記載のデバイス。２６．前記化合物が式（６）、（７）又は（８）：［式中、Ｒ_4A−Ｒ_4Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基若しくは非芳香族基であるか、又は水素を基準として電子吸引性である芳香族基若しくは非芳香族基であり；Ｒ_6A−Ｒ_6Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも1つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基である］で示される請求項１記載のデバイス。２７．前記化合物が式（１０）、（１１）又は（１２）を有する請求項１記載のデバイス。２８．前記化合物が式（１４）、（１５）又は（１６）を有する請求項１記載のデバイス。２９．前記化合物が式（１８）、（１９）又は（２０）を有する請求項１記載のデバイス。３０．前記層上に上層をさらに含む請求項１記載のデバイス。３１．前記層の全体にわたる電界を確立するための手段をさらに含む請求項１記載のデバイス。３２．前記層によって透過される光線を検出するための感知手段をさらに含む請求項１記載のデバイス。３３．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物であって、合成有機ポリマーと、式（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₆は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₇は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物とを含む前記組成物。３４．前記ポリマーが前記化合物との混合物である請求項３３記載の組成物。３５．前記ポリマーが前記化台物と共有結合する請求項３３記載の組成物。３９．前記化合物が式（６）、（７）、（８）：［式中、Ｒ_4A〜Ｒ_4Dの少なくとも1つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基若しくは非芳香族基であるか、又は水素を基準として電子吸引性である芳香族基若しくは非芳香族基であり；Ｒ_6A〜Ｒ_6Dの少なくとも１つは水素又は水素を基準として電子供与性である芳香族基若しくは非芳香族基であり；Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基である］で示される請求項３３記載の組成物。４０．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有するデバイスの製造方法であって、基板を用意する工程と；前記基板上に、式（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₆は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₇は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される化合物を含む少なくとも１つの層を配置する工程とを含む前記方法。４２．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物の製造方法であって、合成有機ポリマーを式（２）、（３）又は（４）；［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₆は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₇は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物と混合する工程を含む前記方法。４４．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有するデバイスであって、基板と；前記基板上の少なくとも１つの層とを含み、前記層が式（１）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁とＱ₂は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基であり；Ｒ₃は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される化台物を含む前記デバイス。４５．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物であって、合成有機ポリマーと、式（１）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁とＱ₂は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基であり；Ｒ₃は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物とを含む前記組成物。４６．Ｒ₂がアルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、又はアルキルチオ基である請求項４４記載の方法。４７．化合物が式（９）、（１３）又は（１７）：［式中、Ｒ₂は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₃は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される請求項４４記載の組成物。４８．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物の製造方法であって、合成有機ポリマーを式（１）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁とＱ₂は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基であり；Ｒ₃は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物と混合する工程を含む前記方法。４９少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物の製造方法であって、合成有機ポリマーを式（１）［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁とＱ₂は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂は水素を基準にして電子供与性であるアルキル基であり；Ｒ₃は水素を基準にして電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物と混台する工程を含む前記方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ // Ｃ０７Ｄ 471/14 １０２ 7602−4Ｃ 471/22 7602−4Ｃ (72)発明者山田真治アメリカ合衆国ペンシルバニア州19026, ドレクセル・ヒル，ドレクセルブルック・ドライヴ 73―３ (72)発明者パナッカル，アンナアメリカ合衆国ペンシルバニア州19115, フィラデルフィア，パイン・ロード 9203

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有するデバイスであって、基板と；前記基板上の少なくとも１つの層とを含み、前記層が式（１）、（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂〜Ｒ₇は、独立的に、アルキル基又は芳香族基である］で示される化合物を含む前記デバイス。２．Ｒ₁が芳香族炭化水素である請求項１記載のデバイス。３．Ｒ₁がベンゼン、ペリレン、フェナントレン、アントラセン、ナフタレン、ピレン、クリセン、又はナフタセンから誘導された基である請求項１記載のデバイス。４．Ｒ₁がベンゼン、ナフタレン又はペリレンから誘導された基である請求項１記載のデバイス。５．Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄が、独立的に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ又はＴｅである請求項１記載のデバイス。６．Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄がＮである請求項１記載のデバイス。７．Ｒ₂とＲ₆が、独立的に、水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₃とＲ₇が、独立的に、水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方が水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方が水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である請求項１記載のデバイス。８．Ｒ₂が芳香族複素環、水素を基準として電子供与性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族炭化水素、又は水素を基準として電子供与性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族複素環である請求項１記載のデバイス。９．前記電子供与性置換基がアルキル基、アルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、ＯＨ、アルキルチオ基、ＳＨ、又は−ＯＣ（Ｏ）−（アルキル）である請求項８記載のデバイス。１０．Ｒ₂がアルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、又はアルキルチオ基である請求項８記載のデバイス。１１．Ｒ₂が芳香族複素環、水素を基準として電子吸引性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族炭化水素、又は水素を基準として電子吸引性である少なくとも１つの置換基によって置換された芳香族複素環である請求項１記載のデバイス。１２．電子吸引性置換基がＮ−（アルキル）₃ ⁺、Ｓ−（アルキル）₂ ⁺、ＮＨ₃ ⁺ 、ＮＯ₂、ＳＯ₂−（アルキル）、ＣＮ、ＳＯ₂−（芳香族）、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）、Ｃ（Ｏ）−（アルキル）又はＣＨＯである請求項１１記載のデバイス。１３．Ｒ₃がＮＯ₂、ＣＮ、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、又はＣ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）である請求項１１記載のデバイス。１４．Ｒ_4A〜Ｒ_4D又はＲ₅の少なくとも１つがアルキル基、アルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、ＯＨ、アルキルチオ基、ＳＨ、又は−ＯＣ（Ｏ） −（アルキル）である請求項１記載のデバイス。１５．Ｒ_4A〜Ｒ_4D又はＲ₅の少なくとも１つがアルキルアミノ基、ＮＨ₂、アルコキシル基、又はアルキルチオ基である請求項１記載のデバイス。１６．Ｒ_4A〜Ｒ_4D又はＲ₅の少なくとも１つがＮ−（アルキル）₃ ⁺、Ｓ−（アルキル）₂ ⁺、ＮＨ₃ ⁺、ＮＯ₂、ＳＯ₂−（アルキル）、ＣＮ、ＳＯ₂−（芳香族）、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）、Ｃ（Ｏ） −（アルキル）又はＣＨＯである請求項１記載のデバイス。１７．Ｒ_4A〜Ｒ_4D又はＲ₅の少なくとも１つがＮＯ₂、ＣＮ、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、又はＣ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）である請求項１記載のデバイス。１８．Ｒ_6A〜Ｒ_6Dの少なくとも１つがアルキル基、アルキルアミノ基、ＮＨ₂ 、アルコキシル基、ＯＨ、アルキルチオ基、ＳＨ、又は−ＯＣ（Ｏ）−（アルキル）である請求項１記載のデバイス。１９．Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも１つがＮ−（アルキル）₃ ⁺、Ｓ−（アルキル）₂ ⁺ 、ＮＨ₃ ⁺、ＮＯ₂、ＳＯ₂−（アルキル）、ＣＮ、ＳＯ₂−（芳香族）、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）、Ｃ（Ｏ）−（アルキル）又はＣＨＯである請求項１記載のデバイス。２０．Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも１つがＮＯ₂、ＣＮ、Ｃ（Ｏ）ＯＨ、又はＣ（Ｏ）Ｏ−（アルキル）である請求項１記載のデバイス。２１．前記化合物が約１ｘ１０⁵ １モル^-1ｃｍ^-1より大きい吸光係数を有する、少なくとも１つの遷移を示すＵＶ／可視スペクトルを生ずる請求項１記載のデバイス。２２．前記化合物が式（１）を有する請求項１記載のデバイス。２３．前記化合物が式（２）を有する請求項１記載のデバイス。２４．前記化合物が式（３）を有する請求項１記載のデバイス。２５．前記化合物が式（４）を有する請求項１記載のデバイス。２６．前記化合物が式（５）、（６）、（７）又は（８）：［式中、Ｒ_2A〜Ｒ_2Eの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_3A〜Ｒ_3Eの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_4A〜Ｒ_4Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基若しくは非芳香族基であるか、又は水素を基準として電子吸引性である芳香族基若しくは非芳香族基であり；Ｒ_6A〜Ｒ_6Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基である］で示される請求項１記載のデバイス。２７．前記化合物が式（９）、（１０）、（１１）又は（１２）を有する請求項１記載のデバイス。２８．前記化合物が式（１３）、（１４）、（１５）又は（１６）を有する請求項１記載のデバイス。２９．前記化合物が式（１７）、（１８）、（１９）又は（２０）を有する請求項１記載のデバイス。３０．前記層上に上層をさらに含む請求項１記載のデバイス。３１．前記層の全体にわたる電界を確立するための手段をさらに含む請求項１記載のデバイス。３２．前記層によって透過される光線を検出するための感知手段をさらに含む請求項１記載のデバイス。３３．合成有機ポリマーと、式（１）、（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂〜Ｒ₇は、独立的に、アルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物とを含み、少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物。３４．前記ポリマーが前記化合物との混合物である請求項３３記載の組成物。３５．前記ポリマーが前記化合物と共有結合する請求項３３記載の組成物。３６．前記ポリマーが前記組成物の主要な割合を成し、前記化合物が前記組成物の少ない割合を成す請求項３３記載の組成物。３７．前記ポリマーがポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリビニルエーテル、又はこれらの混合物である請求項３３記載の組成物。３８．Ｒ₂とＲ₆が、独立的に、水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₃とＲ₇が、独立的に、水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方が水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方が水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である請求項３３記載の組成物。３９．前記化合物が式（５）、（６）、（７）又は（８）：［式中、Ｒ_2A〜Ｒ_2Eの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_3A〜Ｒ_3Eの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_4A〜Ｒ_4Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基若しくは非芳香族基であるか、又は水素を基準として電子吸引性である芳香族基若しくは非芳香族基であり；Ｒ_6A〜Ｒ_6Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子供与性である芳香族基又は非芳香族基であり；Ｒ_7A〜Ｒ_7Dの少なくとも１つは、水素を基準として電子吸引性である芳香族基又は非芳香族基である］で示される請求項３３記載の組成物。４０．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有するデバイスの製造方法であって、基板を用意する工程と；前記基板上に、式（１）、（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂〜Ｒ₇は、独立的に、アルキル基又は芳香族基である］で示される化合物を含む少なくとも１つの層を配置する工程とを含む前記方法。４１．Ｒ₂とＲ₆が、独立的に、水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₃とＲ₇が、独立的に、水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方が水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方が水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である請求項４０記載の方法。４２．少なくとも１つの知覚できる二次非線形光学的効果を有する組成物の製造方法であって、合成有機ポリマーを式（１）、（２）、（３）又は（４）：［式中、Ｒ₁は四価芳香族ラジカルであり；Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃及びＱ₄は、独立的に、非局在化π−電子系に関係するヘテロ原子であり；Ｒ₂〜Ｒ₇は、独立的に、アルキル基又は芳香族基である］で示される少なくとも１種の化合物を混合する工程を含む前記方法。４３．Ｒ₂とＲ₆が、独立的に、水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₃とＲ₇が、独立的に、水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基であり；Ｒ₄とＲ₅の一方が水素を基準として電子供与性であるアルキル基又は芳香族基であり、Ｒ₄とＲ₅の他方が水素を基準として電子吸引性であるアルキル基又は芳香族基である請求項４２記載の方法。