JPH09506911A - 線形及び/又は非線形光学における使用のためのポリエステルイミド、並びにその製造方法 - Google Patents

線形及び/又は非線形光学における使用のためのポリエステルイミド、並びにその製造方法

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JPH09506911A JP7511417A JP51141795A JPH09506911A JP H09506911 A JPH09506911 A JP H09506911A JP 7511417 A JP7511417 A JP 7511417A JP 51141795 A JP51141795 A JP 51141795A JP H09506911 A JPH09506911 A JP H09506911A
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Abstract

(57)【要約】 繰返しエステル官能基E=−CO−O−、繰返しイミド官

Description

【発明の詳細な説明】 線形及び/又は非線形光学における使用のための ポリエステルイミド、並びにその製造方法 技術分野 本発明は、線形光学及び/又は非線形光学(LO,NLO)において適用するた めの有機材料に関する。より詳しくは、本発明は、エステル及びイミド官能基を 有し、かつ光学における非線形効果を発揮させることのできる分子(発色団)を 包含するポリマー及びコポリマーに関し、さらにそれらの製造方法に関する。 本発明が関係するポリマーは、光学デバイスを製造するための案内(guide)又 はフィルムに成形され得るタイプのものである。 先行技術 前記のようなポリマー材料の光学及び光電子工学の適用において開発された事 実は、これら巨大分子が、透明材料のように及び/又は光学的非線形材料のよう に挙動することである。 巨視的スケールでは、これら材料の光学線形又は光学非線形挙動は、感受率に より決定される。感受率は、電磁場Eにより誘導され、かつ次の基本的関係によ り支配される材料の分極に直接関係する。 P=P0x 1E+x 2EE+x 3EEE+・・・ (ここで、P及びP0はそれぞれ電磁場の存在下及び不存在下の分極を、Eは電 磁場を、x1は線形感受率を、x2及びx3は、材料の非線形感受率を表す。) 係数x1は、材料の線形光学挙動を反映する。 フィルター、偏光子、及び導波管は、ポリマーの線形光学挙動故に、それらを 用いる要素の例である。 係数x2及びx3は、それぞれ2次及び3次の非線形材料の非線形光学活性を表 す。 非線形光学において活性な材料は、一般に、モジュレータ、方向性結合器、光 学フリップフロップ、光伝導フィルム及び同様のタイプの活性要素中で用いられ る。これらポリマー材料の非線形光学における活性は、その源を、それらが包含 するところの超分極性化合物(hyperpolarizable compound)(又は発色団)中に 見いだす。 発色団は、光の電磁場との相互作用により、求める光学効果が発揮されるとこ ろのいずれもの構造ユニットを意味すると理解される。この効果は、共鳴又は非 共鳴波長において起り得る。非線形光学におけるこれら発色団の活性は、それら の超分極性により与えられる。超分極性は、次の基本的関係により表される分子 双極子モーメントに直接関係する。 μ=μ0+αF+βFF+γFFF+・・・ (ここで、μ及びμ0はそれぞれ電磁場の存在下及び不存在下における双極子モ ーメントを、Fは局在電磁場を、α及びβは分極率係数及び超分極率係数を表す 。) 係数αは、発色団の分極率係数であり、その線形光学における活性を反映する 。 係数β及びγは、それぞれ1次及び2次の発色団分子の超分極率係数を表す。 非線形光学(NLO)ポリマーに係る本明細書をよりよく理解するために、例 えば既知のスピンコーティングにより、基体上に互いの上に連続的に析出された ポリマーの多数の層からなる線形導波管を思い出すことが適当である。 最も高い指数を有する中央層は、案内材料を構成する。この中央層における光 の側面閉じこめ(lateral confinement)は、例えば、成形、イオン浸食、又は光 漂白(photobleaching)のような、当業者に既知の技術によりその層中に案内をプ ロットすることにより生産される。光漂白技術は、案内層が、光の照射により変 調され得る屈折指数を有することを要求するものであるが、当業者により好まれ る。これらは全て、用いられるポリマーが、使用及びプロセスの温度において時 間に対して安定であり、かつ(好ましくは光漂白により)調整可能な指数並びに 吸収を有することを仮定する。 光学及び光電導波管の製造用ポリマーの使用のより十分な詳細及び説明のため に、"Polymers for Lightwave and Integratee Optics",L.A.Hormak,M.Dekker ED.,N.Y.(1992)又はC.C.Tengによる文献Appl.Phys.Lett.,60(13),1538(199 2)が参照されるであろう。 さらに、NLOにおいて活性であるために、このことは、ノンゼロ、又は1次 の高い非線形感受率でさえも示すことと等価であり、従って、電光変調型の光電 要素において用いら れ得るものであるが、超分極性発色団は、マトリックス中で非中心対称(noncent rosymmetrically)に配向すべきである。 これは、一般に、ガラス転位温度(Tg)に近い温度において高い電場下にあ るフィルムの分極によりもたらされる。そのようにして導入された配向は、次い で、電場下において冷却されることにより凍結される。 得られた配向されたフィルムは、平衡状態の外にあり、不配向になる傾向にあ り、もって光電要素の寿命を制限する。 フイルムは、その貯蔵又は金属層の溶接又は析出の段階の課程において暖まる ことができるので、発色団の配向の温度安定性は、ポリマーの重要な特徴である 。 これら理論的問題のさらなる詳細については、D.S.Chemala及びJ.Zyssによる ”Non linear optical properties of organic molecules and crystals”,Acad emic Press,1987,又は上述のL.A.Hornakによる研究を参照することができるで あろう。 光電学の適用において使用され得るように、ポリマーは、多くの特徴を満たさ なければならない。 1.ポリマーは、次の機能的特徴を有しなければならない。 ・好ましくはUV光漂白(導波管)により完全に制御し及び調整し得る吸収 及び屈折指数、 ・高い非線形1次及び2次感受率、 ・発色団の最大吸収長(λmax)+150と2000nmとの間の窓におけ る極めて低い光学減衰 2.十分な寿命を有する材料を提供するために、これら機 能的特徴は、時間に対して一定で、かつ温度に対して安定であるべきである。光 学非線形ポリマーは、有利には、とりわけ、高められた温度における双極子の配 向の良好な安定性を示さなければならない。これは言換えると、高いTgを有す ることを意味する。 3.ポリマーは、光電要素が、当業者に既知の標準の方法により容易に製造さ れ得る使用特性を有さなければならない。これらの使用特性は、特に、ディッピ ング又はスピンコーティング技術により基体上に析出できる十分な溶解度である 。いくつかの場合には、多層が製造できるようにするために、析出の後に不溶で あるか又は不溶化し得るポリマーであることも好ましい。 上述の特徴第2で述べた双極子の配向の安定性は、非線形光学適用に関して、 当該ポリマーに重要なパラメータである。事実、高い電場下における配向を、ポ リマーのガラス転位温度Tgと等しいか又はより高い温度で行うとすると、ポリ マーは、そのTgがより高ければ、比例して、緩和/双極子不配向現象に、より さらされないであろうことが明かである。 従って、これは、分極化中のいずれもの分解が回避されるように、Tgに近い 高められた温度における熱安定な材料へのポリマーマトリックスの選択を制限す る。この特徴は、線形光学においてもまた重要であることを注意すべきである。 なぜならば、この分野において、デバイス(例えば、導波管)は、光電回路にお いて用いられ、厳しい熱ストレスに耐えなければならないからである。ここで、 起こり得るポリマーの分解には、その屈折指数の変化、及びその透明性の減少が 伴 い、従って、当然、その技術的品質を重大に損じるであろう。 線形光学において及び/又は非線形光学において用いられ得る既知のポリマー のほとんどは、150℃より低いTg値を有する。従って、適用温度(85〜1 25℃)において、あまりに急速に不配向(disoriented)になる。これらの既知 のポリマーの中で、活性発色団がポリマー鎖に(鎖の中又は外側にペンダントさ れる様式(laterally pendant manner)で)共役結合するもの、及び発色団が溶解 されているもの(ゲスト−ホストシステム)が有名であることを知るべきである 。 特徴第1及び第3を犠牲にすることなくこの特徴第2を満足させることを試み るために、ポリエステルイミドの使用が提案された。 すなわち、Wu et al.は、Appl.Phys.Lett.,58(3),1991年1月21日、p.225-2 27において、ポリイミドから構成される分極電光ポリマーであって、発色団がそ の中に溶解された(ゲスト−ホストシステム)ポリマーを記載する。これらポリ イミドは、ポリアミドプレポリマーが得られる、芳香族二無水物とジアミンとの 反応により便利に得られる。ポリイミドへの転換は、極めて高温における閉環( −CO−NH−と−COOH)により行われる。これらポリイミドマトリックス は、高いTg値(200℃を越える)を有し、350℃のオーダーの温度に熱安 定である。しかしながら、この先行技術システムは、以下のような重大な不利点 を被る。 一方では、ゲスト−ホスト性質に関し、 ・発色団の先頭と最後尾のペアリングを促進する巨視的相分離を回避するた めに、活性発色団の重量百分率が、20〜25%に必ず制限される。この結果、 配向性が低減され、及び/又は光散乱領域が創造される。 ・マトリックス中に溶解した発色団が、可塑剤として作用し、その結果、ポ リマーの固有Tgを下げる。 ・分極により導入された発色団の配向が、ポリマー鎖に共役結合した発色団 の配向よりも、時間の経過によりより容易に緩和される。 また、他方、では、より特異的にはポリマー型に関し、 ・ポリイミドの合成、及び特に、(ポリマーのアミドと酸性官能基との閉環 による)イミド化が、ほとんどの既知の発色団が耐えない(品質低下、昇華)高 温(300℃と同じか又はそれ以上)を必要とする。従って、ポリイミドは、そ れらの透明性及びそれらの非線形光学活性を失う。 EURO-PCT特許出願WO-A-91/03 001(EP 0 438 557)には、芳香族無水物型コモノ マーとジアミン型コモノマーとの縮合により生成されるポリアミドプレポリマー の高温イミド化を起源とし、前記2つのコモノマーの1つは、NLO発色団のキ ャリヤーである非線形光学活性なポリイミドであるものが開示される。 上述のWu et al.の文献で、さらにはUS-A-3 179 634,US-A-3 356 648及びFege r et al.Polymers in Information Storage Technology,Publ.Mittal Plenum Press,N.Y.,1989,p.229に指摘さ れるように、このイミド化(−NH−CO−/−COOH閉環)は、ポリマーを 数時間、300℃又はそれ以上の高温に維持することを包含する。全体をイミド 化するためにそのような条件が必要であるが、NLOにおいて有効な発色団に不 利益であり、熱感受性という不利点を有する。これが、WO-A-91/03 001のポリイ ミド合成において、200〜220℃よりも高いイミド化温度を計画しないよう に注意が払われる理由である。その結果、前駆体ポリアミドプレポリマーのアミ ド/COOH官能基のかなりの断片が、イミド官能基に転換されない。しかしな がら、この直接の影響は、ポリマーに平凡な光学特性及び高い水摂取傾向を与え ることであり、またこのことが前記光学特性をさらに損わせる。 さらに、ポリアミドのイミド化は、水生成を伴うこともよく知られている。こ こで、水の生成は、LO及びNLO特性の減衰に寄与する微笑空隙の形成の原因 となる。(H.Frankeにより刊行された文献、"Polymers for lightwave and inte grated optics"(Ed.Hornak,Marcel Dekker,INc.,N.Y.,1992,p.207)を参照 されたい。) そのような技術環境において、本発明の主要な目的の1つは、上述の特徴第1 ないし3に対応するLO及び/又はNLOにおいて用いられ得るポリマー/発色 団システムを提供することであり、前記システムは、以下の点を特徴とするもの である。 ・高温における高い熱安定性、 ・高いTg、 ・良好な機械的挙動、 ・調整可能でかつ通常の波長において十分な透明性、 ・変化しかつ容易な形成操作を可能にする溶解性、 ・合成の容易性、 ・低い製造コスト、及び ・高いNLO活性 本発明の他の目的は、特に、上で概略を述べた型のポリマー/発色団システム の調整のための方法であって、経済的であり、実施が容易で、生産性があり、か つ高収量により特徴づけられるものを提案することである。 発明の簡単な説明 とりわけこれらの目的を達成するために、本出願人の会社は、以下のような型 の新規ポリマーを見いだした。 ・エステルE及びイミドI繰返し官能基、並びに少なくとも1つの発色団を 包含し、 ・閉環してイミドになり得る繰返しアミド官能基を実質的に有さず、 並びに ・重合性官能基が、E官能基である。 これら新規ポリマーは、ポリエステルイミド(PEI)である。 本出願人の会社は、上述の型のポリエステルイミドを直接生成させるポリエス テル化を開発したと信じる。 発明を実施する最良の形態 すなわち、本発明は、線形光学及び/又は非線形光学において用いられ得るポ リエステイミドに関する。本発明のポリ エステルイミドは、エステル繰返し官能基(E): −CO−O−、イミド繰返し官能基(I): 型のもので、 ・閉環してイミドになり得る繰返しアミド官能基を、イミド官能基と、存在 するところの、閉環してイミドになり得るアミド官能基との合計に対して5mo l%又はそれ以下、好ましくは3mol%又はそれ以下、さらに好ましくは1m ol%又はそれ以下包含し、 ・重合官能基が、実質的にE官能基からなる ことを特徴とする。 さらに、本発明の主題は、少なくとも1つの発色団を包含する型のもので、線 形光学及び/又は非線形光学において用いられ得るポリエステルイミドの製造の ための方法である。本発明の方法は、少なくとも1つの、好ましくは1つ又は2 つの環状イミド官能基を包含する少なくとも1種のコモノマーの助けによりポリ エステル化を行うことを包含することを特徴とするものである。 これらの新規ポリマーは、高いTgと熱安定性を有し、さらに、他の所望され る利点を全て示す。 本発明のポリマーは、多様な重合度のホモポリマー、コポリマー、オリゴマー 、及びコオリゴマーのいずれでもあり得る。本発明のポリマーは、直鎖及び/又 は分枝鎖及び/又は架橋鎖を有することができる。 本発明の意味の範囲内において、発色団は、NLOにおいて活性である、すな わち、光の電磁場との発色団の相互作用 が、共鳴であるか又はそうでない波長において求められる光学効果の原因である いずれもの分子を意味することを意図する。本記載では、発色団は、次の略式、 D、π、Aにより表される。ここで、Dは電子供給基を、Aは電子受容基を、π は非局在化された伝達基(transmitter group)を表す。 本発明の好ましい態様によれば、ポリエステルイミドは、実質的に繰返しイミ ド官能基Iのみを包含する。 一般に、本発明のポリエステルイミドは、同一の又は異なった構造の発色団、 エステル繰返し官能基E、繰返しイミド官能基I、及び炭化水素基、好ましくは アルキル及び/又はシクロアルキル及び/又はアリール及び/又はアルケニル及 び/又はアルキニル及び/又はシクロアルケニル及び/又はシクロアルキニルか らなる充填基(filling radical)Rrを包含し、Rrは、より好ましくは、C5〜C6 シクロアルキル又はアルケニルから及び/又は芳香族から選択される。 有利には、各々の発色団は、ポリマー主鎖に、少なくとも1つの共役結合によ り結合する。結合は、1つ又は2つのアーム(ペンダント側鎖/主鎖形態)の助 けにより、発色団の2つの末端の1つのみを経由し、又は発色団の両末端を経由 する(同鎖/主鎖形態)ことを予見することができる。 エステル官能基Eは、重合化官能基を構成するものであり、ポリマーの主鎖内 の繰返しユニット間に架橋を形成する。このことは、これら繰返しユニット内の 別の領域にエステル官能基Eが存在することを排除するものではない。 繰返しイミド官能基Iは、有利には閉環し、その結果、各々 それらは、式 (ここで、Rは芳香族、直鎖又は分枝アルキル、シクロアルキル、直鎖又は分枝 アルケニル、シクロアルケニル、直鎖又は分枝アルキン、又はシクロアルキニル を表し、Rは場合によって置換され得る。R1は脂肪族、脂環式基(alicyclic)又 は芳香族基を表す。)の繰返しイミドユニットIを形成する。 これら官能基又はユニットは、主鎖として同軸的(coaxially)に及び/又はペ ンダント基の形態のいずれでも包含される。 本発明に関係するポリエステルイミドのクラスを表すために、以下に示す繰返 しユニットからなる概略の一般式Fgを言及することができる。 ここで、m≧1、 Σx1=1(i=1ないしm)、 n≧1を表し、 SUi(i=1ないしm)はI,DπA,E,及びRrからなる群から選択され る基本ユニットにより形成される化学配列を表し、 前記繰返しユニットを構成するサブユニットのすべてが、少なくとも1つの エステル官能基E、少なくとも1つのイミド官能基I、少なくとも1つの発色団 DπA、並びに場合に応じて、炭化水素基、好ましくはアルキル及び/又はシク ロアルキル及び/又はアリール及び/又はアルケニル及び/又はアルキニル及び /又はシクロアルケニル及び/又はシクロアルキニル及び/又は芳香族からなる 充填ユニット(filling unit)Rrを少なくとも1つ包含する。 本発明によれば、サブユニットSUi(i=1ないしm)が属する以下の化学配 列の3つのクラスA,B,Cが挙げられる。 A=E.DπA.E.I、 B=E.DπA.E.Rr、 C=E.Rr.E.I。 同じ単一の繰返しユニットは、Iユニット、DπAユニット、及びRr基の異 なった化学種(chemical variety)を有することができることを注意するべきであ る。 式Fgの第1の変形によれば、ポリエステルイミドは、SU1がクラスAに属 する繰返しユニットからなるホモポリマーである。DπA及びIの各々は、1つ の、同じ化学種に対応する。 Fgの第2の変形によれば、ポリエステルイミドは、繰返しユニットが少なく とも2つのサブユニットSU1及びSU2を包含するコポリマーであり、これらサ ブユニットはすべてクラスAに属するが、DπA及び/又はIは、少なくとも 2つの異なった化学種に対応する。例えば、 SU1=E−DπA−E−I(クラスA) SU2=E−DπA′−E−I′(クラスA′)。 Fgの第3の変形によれば、ポリエステルイミドは、繰返しユニットが、クラ スA及びクラスBにそれぞれ属する少なくとも2つのサブユニットSU1、SU2 を包含するコポリマーである。従って、AB型の繰返しユニットである。 Fgの第4の変形によれば、ポリエステルイミドは、繰返しユニットが、クラ スA及びクラスCにそれぞれ属する少なくとも2つのサブユニットSU1、SU2 を包含するコポリマーである。従って、AC型の繰返しユニットである。 Fgの第5の変形によれば、ポリエステルイミドは、繰返しユニットが、クラ スB及びクラスCにそれぞれ属する少なくとも2つのサブユニットSU1、SU2 を包含するコポリマーである。従って、BC型の繰返しユニットである。 Fgの第6の変形によれば、ポリエステルイミドは、繰返しユニットが、クラ スA、クラスB及びクラスCにそれぞれ属する少なくとも3つのサブユニットS U1、SU2、SU3を包含するコポリマーである。従って、ABC型の繰返しユ ニットである。 これら6つの変形において、繰返しユニットが、DπA(A又はB)を有する少 なくとも1つのサブユニットSU1を包含し、x1が、0.05又はそれ以上、 好ましくは0.15又はそれ以上、さらに好ましくは0.3又はそれ以上である ものを考慮することが適切である。 本発明の有利な配列に従えば、ポリマーPEIは、主鎖中 に、同軸的若しくは外側にペンダント様式に、又は鎖末端に架橋基GRを取込む ことにより架橋可能性を与えられ得る。 架橋基GRは、サブユニット(SUi)xi(i=1ないしm)の少なくとも1つに より及び/又はポリマー鎖末端の少なくとも1つの末端により包含される。 1つのサブユニットSUが、E及び/又はI及び/又はRr及び/又はDπA を包含し得る限りにおいて、GRは少なくとも1つのイミド官能基I及び/又は 少なくとも1つの発色団DπAに結合することができる。 GR基の性質につき、それらは、1つの二重結合及び/又は1つの三重結合( CC,CN)及び/又は1つのシクロブテンのひずんだ環(strained ring)、又 はエポキシ型、並びにそれらの誘導体を包含する反応性基から選択され、好まし くは以下に挙げるものから選択され得る。 マレイミド、ナジミド(nadimide)、アクリリック、メタクリリック、アクリル アミド、ビニル、スチリル、アリル、シリル、シアネート、イソシアネート、チ オシアネート、シアナミド、ニトリル、エポキシ、アセチレン、ベンゾシクロブ テン又はそれらの誘導体。 特に二価の性質を有する架橋基GRの別の例を以下に示す。 これらGR基は、それらの間で直接、又は架橋補助(crosslinking auxiliary) の伝達基(intermediacy)を介して架橋する。従って、本発明によれば、架橋基G Rの少なくとも1部分は、少なくとも1つの架橋補助と反応することができ、架 橋補助は、好ましくは、それぞれGRに属するCOX官能性基及びOH官能性基 と反応し得るところのOH及び/又はCOX官能性(ここで、X=OH、ハロゲ ン(Cl)、アルコキシ(OCH3、−O−フェニル)を包含する多官能性化合 物である。 架橋補助の例を挙げると、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリ コールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、フェニルジイソシアネート、ジマ レイミドジフェニルメタン、ペンタエリスリトールリアクリレート(pentaerythr itolriacrylate)、ペンタエリスリトールテトロールテトラメタクリレート(pent aerythritoltetroltetramethacrylate)、トリス(2−アクリロキシエチル)イ ソシアヌレート、又はヘキサメチレンジイソシアネートトリマー、又はトリフェ ニルメタントリイソシアネートを挙げることができる。 GR基が、OH及び/又はCOX(ここで、X=OH、Clのようなハロゲン 、OMeのようなアルコキシ、OΦ(Φ=フェニル)からなる反応性官能基を包 含する場合、架橋補助は、例えば1,3,5−ベンゼントリカルボキシレートの ようなトリカルボキシレート、トリアルコール又はポリオールであり得る。 架橋するという本発明のポリマーのこの性質により、ポリ マーは、例えば熱及び/又は光化学処理により不溶性にされる。これは、特にリ トグラフによる導波管の製造において、電気光学デバイスを製造するために、ポ リマーの連続層の析出において特に有利である。 本発明の範囲内において用いられ得るDπA発色団は、H.E.Katz,C.W.Dirk, K.D.Singer及びT.E.Sohnによる論文"Mol.cryst.Liq.inc.non lin.opt"(198 8),157,525及び次の番号を有するフランス特許出願88-05 214,88-12 028,88-1 2 079,88-12 080,89-02 271,89-04 232,89-05 870,89-10 696,89-10 197,89-00 377,90-00 575,90-02 336,90-05 420に規定され、例示されているような、それ 自体は既知の適切ないずれもの種類のものである。しかしながら、例えばOH及 びCOX(ここでX=ハロゲン、アリール、アルキル又はOH)のようなエステ ル化に反応性のある官能基を少なくとも1つ、好ましくは2つ包含するものを選 択することが好ましい。 本発明に従い、NLOにおける最良のパーフォーマンスを与える発色団が選択 され、特にジアゾ、スチルベン、アルケン、又はアルキレン型のものである。 例として以下の構造を挙げることができる。 これらの発色団は、以下の特許又は論文中に記載される。 EP 0 364 313 (Ch 1),Meyrueix et al.,"Organic Molecules for NLO and Pho tonics",Publ.Messier et al.,Kluwer Academic Publishers 1991,p.161 (C hr 2),Yu et al.,Macromolecules,1992,25,2609 (chr 3),EP 0 350 112( chr 4)及びXu et al.,Macromolecules,1992,25,6716 (Chr 5)。 本発明の特徴によれば、1繰返しユニット当りの発色団DπAの数は、0より 大きく、1又はそれ以下である。DπAは、サブユニットSU1ないしSUmの少 なくとも1つに存 在すれば十分である。DπAが不存在のサブユニットにおいては、DπAは、R 基、好ましくはジアルコーリック及び/又はジカルボキシリックで置換えられる 。 従って、ポリマー中の発色団の割合を任意に調整することは極めて可能である 。このことは、NLO活性、透明性、屈折指数、Tg及び溶解度のようなポリマ ーの物理的性質の微細な制御を可能にする利点を有する。 GR基は、発色団DπAにより包含され得ることが上で明らかになった。発色 団の多くは既知の生成物である。例として、Xu et al.,Macromolecules,1992 ,25,6714、及びXu et al.SPIE organic materials San Diego,1993 7月(18 53-22)に開示されるもの、特に以下に挙げるものを挙げることができる。 発色団DπAのポリマー鎖への結合の共有性(covalency)、さらには場合によ ってポリマー鎖への架橋の共有性は、発色団の残留流動性を制限し得るファクタ ーであり、その結果、いったん発色団が分極され、凍結されると、ポリマーの配 向の安定性を増加させ得るファクターであることを強調すべきである。 本発明のPEI中のイミドユニットI: は、モノ−、ジ−又はポリイミド型、好ましくはモノ−又はジイミド型であり得 る。第1のイミド環を越えて、イミド環を包含するのは、R基である。 思い出されるように、主鎖に対して同軸又はペンダントであり得るイミドユニ ットIの例を以下に挙げる。 (ここで、R2=ユニットIの式におけるR1:芳香族基(例えばC6n4-n, n=0ないし4、X=CF3,CH3,F,Cl,Br)又は脂肪族基(例えば− (CH2)n,n=1ないし6) R3=ユニットIの式におけるR1:芳香族基(例えばC6n3-n,n=0ないし 3、X=CF3,CH3,F,Cl,Br)、 R4=ユニットIの式におけるR: (ここでX=F,Cl,Br,CH3,C25,C65,CF3(n=4ないし0 ) R5=: (ここで、X=直接結合、O,CO,S,SO2,CH2、C(CF3)2,C[CF3( C65)],P(O)(C65)、R6、R7及びR8=ユニットIの式におけるR1で あり、同一でも異なっていてもよく、R1又はR2に対して与えられたものと同じ 定義に対応する。 上述の本発明のPEIの一般式に関して、1繰返しユニット当りのユニットI の数は、1又はそれ以下、ないし0より大きい。 上述の本発明の変形によれば、イミドユニットIは、架橋基GRの担体であり 得る。 その式が以下に示される基は、I−GR基の非制限的例である。 本発明の有利な配列によれば、本発明のPEIの重量は、1000D又はそれ 以上、好ましくは1000と200000Dの間、さらに好ましくは3000と 70000Dとの間である。 さらに、本発明は、その主題として新規なPEIを有する。その本質的及び本 来の特徴は、コモノマーのポリエステル化の生成物のそれであって、前記コモノ マーの少なくとも1つが少なくとも1つの、好ましくは1つ又は2つの、場合に よって閉環した、好ましくは閉環したイミド官能基を包含するものである。 これらPEIは、線形光学及び/又は非線形光学において用いられ得る。すな わち、PEIは、上述のコモノマー上に存在するか、又は上述のコモノマーの少 なくとも1つを構成するところの発色団DπAを包含する。 本発明は、少なくとも1つの発色団を包含する型のポリエステルイミドの製造 方法にも関する。本発明の方法によれば、少なくともその1つが少なくとも1つ のイミド官能器I: を包含するコモノマーから出発して、ポリエステルが直接合成される。 発色団は、少なくとも1つのコモノマーに包含されるか、又はそれ自体も少な くとも1つのコモノマーを構成する。 従って、本発明の方法は、少なくとも2つの、同一又は異なった、酸性型又は アルコール型の重合官能器を各々有するコモノマーが用いられるポリエステル化 である。 本方法の好ましい態様によれば、コモノマーの一部分が2つのアルコール官能 器を有する一方で、その他の部分がカルボン酸又は誘導された性質の官能基:C OX(ここで、X=OH、Cl,Br若しくはFのようなハロゲン、O−Me若 しくはO−Phのようなアルコキシ)2つを備える。 さらに好ましくは、ジアルコールと、例えば酸ジクロリド又はジエステル(− COOCH3,−COOC65)のようなジCOXとの縮合が、有利には、アミ ド、環式エーテル、窒素性溶媒(nitrogenous solvent)、塩素化溶媒、芳香族及 びその混合物から選択される少なくとも1種の有機溶媒の 存在下に行なわれる。ジメチルアセトアミド又はN−メチルピロリジン、テトラ ヒドロフラン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、及び ジクロロベンゼンが好ましい溶媒の例である。 特にピリジン又はトリエチルアミンを含む、好ましくは窒素性の塩基を少なく とも1種反応混合物に添加することができる。 より詳しくは、しかしながらいずれもの限定を課するものではなく、コポリマ ーの一方は、ジアルコール又はジCOX(次カルボキシル)発色団であり得、他 方のコポリマーは、上で規定したのと同じ型のイミドユニットIであり、2つの 重合官能基であるカルボキシル基(COX)及びヒドロキシル基をそれぞれ包含 する。 この縮合は、当業者に既知の条件のバルク中で、又は溶液中で行なわれる(例 えば、Pilatiによる論評、"Comprehensive Polymer Science",Ed.Allen et al .,Pergamon Press,1989,vol.5,p.275を参照できる)。 本発明の方法を実施する有利な変形によれば、少なくとも1つの架橋基GRを 包含する出発コモノマー少なくとも1つを用い、及び/又は少なくとも1つの架 橋基GRは、少なくとも1つの出発モノマー上に予備段階又は又はその後にポリ マー上にグラフトされ、GR基は、最終的には ・ポリマー鎖内に、 ・ポリマー鎖に対して側方(ペンダントGR)に、又は ・ポリマー鎖の両端の少なくとも1方に位置する。 これらGR基は、互いに同一であるか又は異なり、好ましくは、上述した架橋可 能なPEIにおいて挙げられたのと同じ基及び同じクラスの基から選ばれ得る。 本発明の方法の別の有利な特徴によれば、重縮合又はポリエステル化により合 成されたポリエステルイミドは、好ましくは100℃またはそれ以上の、好まし くは120℃の、より好ましくは180ないし350℃の温度で、かつポリマー の熱分解温度よりも低い高温で、後重合化処理に供される。 この後重合は、好ましくは真空、又はポリマー上の、例えばアルゴン又は窒素 不活性気体下に、固体又は溶融状態で行なわれる。例えば、本発明の方法は、フ ィルムに又はバルク状態で適用される。 後重合は、場合によってチタン又はジルコニウムに基づく触媒の補助により行 なわれる。 この処理の効果は、ポリマーの重量を増加させることである。これは、特にT gを上昇させ、材料の延性を向上させるために有利である。 この方法により、重縮合又はポリエステル化され得る繰返しユニットは、上で 定義した型のものであり得、新規PEIの記載におけるそれらの変形は、本発明 の別の主題を構成する。 従って、繰返しユニットは、官能基E、ユニットI、GR基、及び発色団Dπ Aに加えて、場合によって上で規定した充填基Rrを包含するサブユニットを1 つ又はそれ以上含有することができる。 従って、成分E,I,GR,DπA及びRrの相対比率を 変更することによりコポリマーを合成することを考え得る一方で、サブユニット の性質及び含有量、並びにそれらの相対比率を修飾し得る。官能基I,GR基及 び発色団DπAの位置もまた変更され得る。 本方法により得られたポリマーの特徴は、本発明の新規PEIについて上述し たものから類推により演繹され得る。 本発明の方法は、とりわけ、これら新規PEIを入手するための1つの方法を 構成するものである。 本発明のPEIは、Tg付近の温度において、電場E(例えば、10ないし4 00V/μm)内で配向され得る。次いで、得られた配向は、電場Eの下で冷却 することにより引き続いて凍結され得る。本発明は、そのようにして得られたポ リマーにも関する。 これら「配向された」ポリマーは、100v/μmのオーダの分極電圧の場合 、1×10-12m/V又はそれ以上、好ましくは5×10-12m/V又はそれ以上 、さらに好ましくは10×10-12m/V又はそれ以上の電気光学係数r33を有 利に有する。 本発明の産業上の利用 最後に、本発明は、線形光学及び/又は非線形光学において用いられ得る新規 ポリマー材料への接近を得ることを可能にするものである。その勝ち得た利点の 1つは、それらが高い、すなわち130℃より高いガラス電位温度を有すること である。 その結果、ポリマーは、発色団の配向の高い安定性を有する。製造及び使用が 容易であるので(フィルム形成用溶解度)、 これらポリエステルイミドは、優れた機械的及び光学的特徴(透明度λmax+1 50nm〜2000nm、高い1次及び2次非線形感受率、調整可能な屈折指数 )も与えられる。 これらPELは、フィルター、偏光子、導波管、若しくは同様の型のLOデバ イスの要素、又はNLOデバイスにおいて活性な要素の製造に直接利用され得る 。 本発明は、PEIのこれらの利用、すなわち少なくとも1種のPEIを少なく とも部分的に用いて製造されるLO及び/又はNLOデバイスの利用にも関する 。 本発明のPEIの他の利点及び変形は、以下の、PEI の合成を説明 する例、線形光学及び電光デバイスにおけるそれらの利用、並びにこれらデバイ スにおいてそれらが開発するLO及びNLO特性から明らかにされるであろう。 例 本発明のポリエステルイミド(PEI)の合成例のいくつかの例を以下に示す 。 例1:PEI 1の合成 この例は、Chr 1及びモノイミドをペンダント基として包含する直鎖ポリ マーの合成に関する。 11.47gのメチルフタル酸無水物(2)、等モル量の5−アミノイソフタ ル酸(1)、及び300mlのプロピオン酸を、1リットルの丸底フラスコ内に 導入する。混合物を、撹拌しながら20時間環流させる。次いで、白色生成物を ろ過により回収し、水で穏和に洗浄し、次いで乾燥させる。 生成物の収率=90% 11gのジアシッド、30mlの塩化チオニル、70mlのトルエン及び数 滴のジメチルホルムアミドを、コンデンサを備えた250ml三口フラスコ中で 3時間環流させる。トルエン及び過剰の塩化チオニルをろ過により除去し、粗生 成物を、暖めながらトルエン−ヘキサン混合物(200ml, 1/1)中に溶解させ、次いで0℃に冷却する。6時間後、結晶化した生成物を ろ過により回収し、ヘキサンで洗浄し、次いで乾燥する。 生成物の収率=90% 3gの発色団Chr 1、等モル量の酸ジクロリド4、2モル等量の無水物ピ リジン、及び8mlの無水物ジメチルアセトアミドを50ml丸底フラスコ中に 導入する。混合物を80℃に加熱し、撹拌しながら3時間放置する。0.5ml のメタノールを反応混合物に添加し、30分間撹拌を続ける。次いで、溶液を激 しく撹拌される200mlのメタノール中に注ぐ。次いで、沈殿したポリマーを ろ過により回収し、メタノールで洗浄し、次いで70℃で20時間真空乾燥する 。ポリマーは、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、クロロホルム、 及びテトラヒドロフランに可溶で、ヘプタン、ジエチルエーテル及びエタノール に不溶である。 収率=95%、Mw=14,000、DSCにより測定されたTg=175℃ 。 例2:PEI 2の合成 この例は、Chr 1及び主鎖中のモノイミドを包含する直鎖ポリマーの合成 に関する。この合成は、以下の反応スキームに従い行われる。 酸ジクロリドは、Pardey et al.,による論文Macromolecules,1992,25,5 060に記載される。ポリマーが合成され、例1に記載したように分離される。 収率=92%、Mw=14,000,Tg=175℃。 例3:PEI 3の合成 この例は、Chr 1及び主鎖中にジイミドを包含する直鎖ポリマーの合成に 関する。この合成は、以下の反応スキームに従い行われる。 酸クロリドは、フルオロジアンハイドライドと2等量のp−アミノ安息香酸 との反応、次いで過剰の塩化チオニルとの反応により合成される。ポリマーPE I 3 は、例1に記載したように合成される。 収率=95%、Mw=6300、Tg=187℃。 例4:PEI 4の合成 この例は、Chr 2及び主鎖中のジイミドを包含する直鎖ポリマーの合成に 関する。合成は、以下のスキームに従い行われる。 ポリマーを、等モル量の酸クロリドと発色団Chr 2("Disperse Red"の 名称で販売される)を、ジメチルアセトアミド中、60℃で10時間、2等量の ピリジンの存在下に反応させることにより合成する。次いで、ポリマーをメタノ ール中の沈殿により分離し、次いで60℃で48時間真空乾燥する。 収率=85%、Tg=183℃、Mw=11,000。 例5:PEI 1の後重合 1gのPEI 1(例1:Mw=10,000、Tg=175℃)を真空(1 0-2mmHg)下に200℃で1時間加熱、次いで250℃で2時間加熱する。 回収されたポリマーは、18,000のMw、180℃のTgを有し、ジメチル アセトアミド、N−メチルピロリドンおびょいクロロホルムに可溶である。後重 合も、ポリマーの機械特性を向上させるために、基体(ガラス、シリコン、シリ カ、金属又はポリマー)上に析出されたフィルム上で有利に行い得る。 重合体PEI 1及びPEI 4の熱安定性 ポリマーの熱安定性は、約0.3ミクロンのフィルムで、ガラス上に析出され 、次いで150℃で12時間真空乾燥され、最後に真空下に200℃で2時間、 さらに250℃で2時間熱処理に供されたフィルムのUV−可視分光法により測 定される。第1の場合において、約1%の最大ピークの光学濃度の低下が、第2 の場合において、約5%の低下が観察された。 例6:PEI 5の合成 この例は、発色団Chr 2及び酸ジクロリド8(以下に示され、酸ジクロリ ド4と同じ方法で合成される)の60/40混合物、並びにテレフタロイルジク ロリドから合成されるコポリエステルイミドに関する。 ポリマーは、テトラヒドロフラン中で、8mmolのChr 2、4.8mm olの、及び3.2mmolのテレフタロイルジクロリドを16.4mmol のトリエチルアミンの存在下に、4時間環流させて反応させることにより合成さ れる。得られた溶液をろ過し、次いで、300mlの撹拌し続けられるメタノー ル中に注ぐ。ポリマーを、ろ過、次いで50℃で24時間の真空乾燥により回収 する。 収率=82%、Mw=17,000、Tg=152℃。 例7:PEI 6の合成 この例は、酸ジクロリド、発色団Chr 1とジアルコールうとの70/3 0混合物から合成されるコポリエステルイミドの合成に関する。 このポリマーは、1等量の5を、0.7等量のChr 1及び0.3等量のメ タ−トルイジンジエタノールアミンと反応させることにより例1と同様に合成さ れる。 収率=92%、Mw=9000、Tg=169℃。 例8:PEI 7の合成 この例は、マレイミド反応性官能基が鎖末端に配置された架橋可能なポリエス テルイミドの合成に関する。マレイミド安息香酸クロリドと反応するアルコール 官能基末端のポリマーを得るために、わずかに過剰の発色団Chr 2により合 成されたのは、ポリエステルイミドPEI 4である。 ジメチルアセトアミド溶液中で、2gのChr 2を3.36gの酸ジクロリ ド7(0.8等量)と、化学等量のピリジンの存在下に、60℃で6時間反応さ せる。425mgのマレイミド安息香酸クロリド及び等モル量のピリジンを次い で添加し、周囲の温度で16時間反応させる。ポリマーを、メタノール中の沈殿 、ろ過及び40℃で12時間の真空乾燥 により回収する。 収率=85%、Tg=182℃、Mw=8000。 210℃で1時間後、ポリマーのTgは、205℃であり、ポリマーは、テト ラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、及びN−メチルピロリドンに不溶であ る。このポリマーの厚さ2ミクロンのフィルムがスピンコーティングにより得ら れ、210℃における1時間の熱処理の後、フィルムはジメチルアセトアミドに 不溶になる。 160℃で1時間、及び220℃で30分間、5重量%のペンタエリスリトー ルトリアクリレートの存在下にPEI 7を熱架橋することにより、上と同様の 不溶性マトリックスが得られる。 例9:PEI8の合成 この例は、メタクリレート反応官能基が発色団上に配置されるポリエステルイ ミドの合成に関する。発色団Chr 6及び酸ジクロリド8からポリマーが合成 される。 2gのChr 8を、1モル等量の8とジオキサン溶液中で、2等量のピリジ ンの存在下に50℃で撹拌しながら3時間反応させる。ポリマーを、メタノール 中の沈殿、ろ過、及び30℃で24時間の真空乾燥により回収する。 回収率96%、Mw=6500。 ジメチルアセトアミド溶液中のポリマー(30重量%)を、ガラスシート上で スピンコーティングにより析出させ、次いで、50℃で6時間乾燥させる。20 0℃で2時間の熱処理の後、ポリマーはジメチルアセトアミド及びテトラヒドロ フランに不溶である。 例10:ポリマーPEI 1のフィルム形成、分極及び電 光学特性 例1のPEI 1を、窒素雰囲気下にジメチルアセトアミド中に溶解させ(3 0%重量濃度)。溶液を、0.2ミクロンPTFEフィルター上でろ過し、次い で、ガラス基体(CorningR7059)上でスピンコーティング技術(1500rev/ min)によりフィルムに転換させる。フィルムを150℃で2時間、次いで2 50℃で2時間真空乾燥させる。約2ミクロンのフィルムが得られる。屈折指数 を、Metricon 2010装置上のフィルム中の光線のモードのカップリングを行う方 法により得る。屈折指数は、815nmで1.736、1300nmで1.68 1である。 光学損失をスライディングプリズム法(Weber et al.,Appl.Opt.,1973,12 ,755及びFranke et al.,SPIE,vol.682,1986,191に従う)により得る。1. 5dB/cmで1300及び1550nmで、0.8のオーダーの光学減衰が測 定される。 非線形光学における特徴付として、上述のように、200オングストローム金 コーティングで覆われたガラス上にフィルム(2.6ミクロン)を析出させ、乾 燥の後、第2金層をフィルムの上面に析出させ、第2分極電極を構成する。金属 化されたフィルムを、窒素雰囲気下に維持された光学チャンバー上に導入する。 次いで、フィルムを175℃に加熱し、260ボルトの直接分極電圧Eを1時間 適用する。次いで、試料を周囲の温度に冷却する一方で、分極電圧を維持する。 次いで、フィルムの電光学係数r33をFabry-Perot干渉計により光学チャンバー 内で測定する。この技術は、 Meyrueix et al.により"Non Linear Optics",vol.1,p.201,1991に詳細に記 載される。E=30及び260Vで、それぞれ1.7及び14pm/Vと等しい r33値が1320nmの波長において測定される。この電光係数の安定性は優れ ており、r33の低減は20℃では測定されず、125℃において、50時間にr33 は10%低減する。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年11月16日 【補正内容】 請求の範囲 1.透明であり及び/又は非線形光学において活性な、少なくとも1つの発色団 を包含する型のポリエステルイミドの製造方法であって、該方法が、コモノマー の補助によりポリエステル化を行うこと包含し、該コモノマーの少なくとも1つ が、以下の式: (ここで、Rは芳香族、直鎖又は分枝アルキル、シクロアルキル、直鎖又は分枝 アルケニル、シクロアルケニル、直鎖又は分枝アルキン、又はシクロアルキニル を表し、前記基は、場合によって置換され得、R1は脂肪族、脂環式基又は芳香 族基を表す。)のイミドユニットを少なくとも1つ、好ましくは1つ又は2つ包 含する方法。 2.該コモノマーの少なくとも1つが、発色団DπAであるか、又は発色団Dπ Aを担持することを特徴とする請求項1に記載の方法。 3.該方法が、 架橋基GRを少なくとも1つ包含する出発コモノマーを少なくとも1つ用い、 及び/又は少なくとも1つの架橋基GRが、少なくとも1つの該出発コモノマー 上に予備段階で、又はその後に該ポリマー上にグラフトされ(ここで、該GR基 は、最 終的に、 該ポリマー鎖中に位置し、 該ポリマー鎖に対して側鎖の位置にあり(ペンダントGR)、又は 該ポリマー鎖の末端の少なくとも1つ上に位置し)、並びに これらGRが、1つの該同じポリマー上で、同一であるか又は互いに異なるこ とを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 4.該得られたポリマーが、好ましくは真空下に、100℃又はそれ以上、好ま しくは120℃又はそれ以上、さらに好ましくは180ないし350℃の温度に 加熱することを包含する後重合処理に供されることを特徴とする請求項1ないし 3のいずれか1項に記載の方法。 5.線形光学及び/又は非線形光学において用いられ得、エステル官能基E=− CO−O−、以下の式: (ここで、Rは芳香族、直鎖又は分枝アルキル、シクロアルキル、直鎖又は分枝 アルケニル、シクロアルケニル、直鎖又は分枝アルキン、又はシクロアルキニル を表し、前記基は、場合によって置換され得、R1は脂肪族、脂環式基又は芳香 族基を表す。)で表されるイミド繰返しユニットI、並びに少なくとも1つの発 色団を包含する型の請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法で得られるポ リエステルイミドであって、閉環してイミドになり得るアミド官能基を含まない ことを特徴とするポリエステルイミド。 6.以下の概略式Fg: (ここで、m≧1、Σx1=1(i=1ないしm)、n≧1を表し、SUi(i=1 ないしm)はI,DπA,E,及びRrからなる群から選択される基本ユニット により形成される化学配列を表し、該繰返しユニットを構成するサブユニットの すべてが、少なくとも1つのエステル官能基E、少なくとも1つのイミド官能基 I、少なくとも1つの発色団DπA、並びに場合に応じて、炭化水素基、好まし くはアルキル及び/又はシクロアルキル及び/又はアリール及び/又はアルケニ ル及び/又はアルキニル及び/又はシクロアルケニル及び/又はシクロアルキニ ル及び/又は芳香族からなる充填ユニットRrを少なくとも1つ包含する)に対 応する繰返しユニットを有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1 項に記載のポリエステルイミド。 7.該サブユニット(SUi)xi(i=1ないしm)が、次の3つのクラスの化学配 列 A=E.DπA.E.I、 B=E.DπA.E.Rr、 C=E.Rr.E.I に属することを特徴とする請求項6に記載のポリエステルイミド。 8.該ポリエステルイミドが、SU1が、クラスA(ここで、DπA及びIは、 1種の同じ化学種に対応する)に属する繰返しユニットからなるホモポリマーか らなることを特徴とする請求項6又は7に記載のポリエステルイミド。 9.該ポリエステルイミドが、該繰返しユニットが A(AA’)型の、 AB型の、 AC型の、 BC型の、 異なるサブユニット(SUixi、(SUjxjを少なくとも2種、又は ABC型の、異なるサブユニット(SUixi、(SUjxj、(SUkxkを 少なくとも3種包含するコポリマーからなることを特徴とする請求項7に記載の ポリエステルイミド。 10.該繰返し単位が、DπA(A又はB)を有するサブユニット(SUixi を少なくとも1種包含し、並びにxiが0.05又はそれ以上、好ましくは0. 15又はそれ以上、より好ましくは0.3又はそれ以上であることを特徴とする 請求項7又は9に記載のポリエステルイミド。 11.該ポリエステルイミドが、架橋基GRを備えることを特徴とする特に請求 項5ないし10のいずれか1項に記載の ポリエステルアミド。 12.該GR基が、少なくとも1つのサブユニット(SUixiにより及び/又 は該ポリマー鎖末端の少なくとも1つにより担持されることを特徴とする請求項 11に記載のポリエステルイミド。 13.該GR基が、少なくとも1つのイミド官能基(I)及び/又は少なくとも 1つの発色団DπAに結合することを特徴とする請求項11又は12に記載のポ リエステルイミド。 14.該架橋基GRの少なくとも1部分が、少なくとも1つの架橋補助と反応し 得ることを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1項に記載のポリエステ ルイミド。 15.該ポリエステルイミドの重量が、1000D又はそれ以上、好ましくは、 1000ないし200,000D、さらに好ましくは3000ないし70,000 Dであることを特徴とする請求項5ないし14のいずれか1項に記載のポリエス テルイミド。 16.少なくとも1つの発色団を包含する型の、線形光学及び/又は非線形光学 において用いられ得るポリエステルイミドであって、該ポリエステルイミドが、 コモノマーのポリエステル化により得られ、該コモノマーの少なくとも1つが、 少なくとも1つ、好ましくは1つ又は2つのイミドユニットを包含することを特 徴とするポリエステルイミド。 17.該コモノマーの少なくとも1つが発色団DπAであるか、又は発色団Dπ Aを担持することを特徴とする請求項16に記載のポリエステルイミド。 18.線形光学及び/又は非線形光学用装置であって、該装置が、請求項1ない し4のいずれか1項の方法により得られたポリエステルイミドを少なくとも1種 及び/又は請求項5ないし17のいずれか1項のポリエステルイミドを少なくと も1種用いることにより、少なくとも部分的に製造されることを特徴とする装置 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 タポルスキー、ジル フランス国、エフ ― 69230 サン・ジ ェニ・ラバル、バティマン・アー、ルッ ト・ドゥ・ブール 2 (72)発明者 メイリュー、レミ フランス国、エフ ― 69009 リオン、 リュ・エクトール・ベルリョーズ 42 (72)発明者 ルコント、ジャン − ピエール フランス国、エフ ― 69007 リオン、 リュ・デュ・リュートナン ― コロネ ル・ジラール 45 (72)発明者 ディキンス、マイケル フランス国、エフ ― 69230 サン・ジ ェニ・ラバル、ブールバール・ジョルジ ュ・クレマンソー 90、ローゼ・ラエ 19 セー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.エステル繰返し官能基E=−CO−O−、イミド繰返し 団を含有する型の、線形光学及び/又は非線形光学において用いられ得るポリエ ステイミドであって、 閉環してイミドになり得る繰返しアミド官能基を、イミド官能基と、存在する 、閉環してイミドになり得るアミド官能基との合計に対して、5mol%又はそ れ以下、好ましくは3mol%又はそれ以下、さらに好ましくは1mol%包含 し、 重合官能基が、実質的にE官能基からなる ことを特徴とするポリエステルイミド。 2.該ポリエステルイミドが、閉環してイミドになり得るアミド官能基を包含し ないことを特徴とする請求項1に記載のポリエステルイミド。 3.該官能基Iが、以下の式 (ここで、Rは芳香族、直鎖又は分枝アルキル、シクロアルキル、直鎖又は分枝 アルケニル、シクロアルケニル、直鎖又は分枝アルキン、又はシクロアルキニル を表し、該アルキル基は、場合によって置換され得、R1は脂肪族、脂環式基又 は芳香族基を表す。)のユニットIに属することを特徴とす る請求項1又は2に記載のポリエステルイミド。 4.該ポリエステルイミドが、以下の概略式Fg (ここで、m≧1、Σx1=1(i=1ないしm)、n≧1を表し、SUi(i= 1ないしm)はI,DπA,E,及びRrからなる群から選択される基本ユニッ トにより形成される化学配列を表し、該繰返しユニットを構成するサブユニット のすべてが、少なくとも1つのエステル官能基E、少なくとも1つのイミド官能 基I、少なくとも1つの発色団DπA、並びに場合に応じて、炭化水素基、好ま しくはアルキル及び/又はシクロアルキル及び/又はアリール及び/又はアルケ ニル及び/又はアルキニル及び/又はシクロアルケニル及び/又はシクロアルキ ニル及び/又は芳香族からなる充填ユニットRrを少なくとも1つ包含する)に 対応する繰返しユニットを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか 1項に記載のポリエステルイミド。 5.該サブユニット(SUixi(i=1ないしm)が、次の3つのクラスの化 学配列 A=E.DπA.E.I、 B=E.DπA.E.Rr、 C=E.Rr.E.I に属することを特徴とする請求項4に記載のポリエステルイミド。 6.該ポリエステルイミドが、SU1が、クラスA(ここで、DπA及びIは、 1種の同じ化学種に対応する)に属する繰 返しユニットからなるホモポリマーからなることを特徴とする請求項4又は5に 記載のポリエステルイミド。 7.該ポリエステルイミドが、該繰返しユニットが A(AA’)型の、 AB型の、 AC型の、 BC型の、 異なるサブユニット(SUixi、(SUjxjを少なくとも2種、又は ABC型の、異るサブユニット(SUixi、(SUjxj、(SUkxkを少 なくとも3種包含するコポリマーからなることを特徴とする請求項6に記載のポ リエステルイミド。 8.該繰返し単位が、DπA(A又はB)を有するサブユニット(SUixiを 少なくとも1種包含し、並びにxiが0.05又はそれ以上、好ましくは0.1 5又はそれ以上、より好ましくは0.3又はそれ以上であることを特徴とする請 求項5又は7に記載のポリエステルイミド。 9.該ポリエステルイミドが、架橋基GRを備えることを特徴とする請求項1な いし8のいずれか1項に記載のポリエステルアミド。 10.該GR基が、少なくとも1つのサブユニット(SUixiにより及び/又 は該ポリマー鎖末端の少なくとも1つにより担持されることを特徴とする請求項 1ないし9のいずれか1項に記載のポリエステルイミド。 11.該GR基が、少なくとも1つのイミド官能基(I)及 び/又は少なくとも1つの発色団DπAに結合することを特徴とする請求項9又 は10に記載のポリエステルイミド。 12.該架橋基GRの少なくとも1部分が、少なくとも1つの架橋補助と反応し 得ることを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載のポリエステル イミド。 13.該ポリエステルイミドが、少なくとも1つの官能基Iを包含する環式ユニ ットIを包含することを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の ポリエステルアミド。 14.該ポリエステルイミドの重量が、1000D又はそれ以上、好ましくは、 1000ないし200,000D、さらに好ましくは3000ないし70,000 Dであることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1項に記載のポリエス テルイミド。 15.少なくとも1つの発色団を包含する型の、線形光学及び/又は非線形光学 において用いられ得るポリエステルイミドであって、該ポリエステルイミドが、 少なくとも1つ、好ましくは1つ又は2つの環式の又は環式でない、好ましくは 環式イミド官能基を包含するコモノマー少なくとも1つのポリエステル化により 得られることを特徴とするポリエステルイミド。 16.該コモノマーの少なくとも1つが発色団DπAであるか、又は発色団Dπ Aを担持することを特徴とする請求項15に記載のポリエステルイミド。 17.透明であり及び/又は非線形光学において活性な、少なくとも1つの発色 団を包含する型のポリエステルイミドの製造方法であって、該方法が、少なくと も1つが少なくとも 1つの、好ましくは1つ又は2つのイミド官能基: を包含するコモノマーの補助によりポリエステル化を行うこと包含することを特 徴とする方法。 18.該コモノマーの少なくとも1つが発色団DπAであるか、又は発色団Dπ Aを担持することを特徴とする請求項17に記載の製造方法。 19.該方法が、 少なくとも1つの架橋基GR及び/又は少なくとも1つの架橋基GRが、少な くとも1つの出発コモノマーに予備段階又はその後に該ポリマー上にグラフトさ れた出発コモノマーが少なくとも1つ用いられ(ここで、該GR基は、最終的に 、 該ポリマー鎖中に位置し、 該ポリマー鎖に対して側鎖の位置にあり(ペンダントGR)、又は 該ポリマー鎖の末端の少なくとも1つ上に位置し)、並びに これらGRが、同じ単一のポリマー上で、同一であるか又は互いに異なること を特徴とする請求項17又は18に記載の方法。 20.該得られたポリマーが、好ましくは真空下に、100 ℃又はそれ以上、好ましくは120℃又はそれ以上、さらに好ましくは180な いし350℃の温度に加熱することを包含する後重合処理に供することを特徴と する請求項17ないし19のいずれか1項に記載の方法。 21.線形光学及び/又は非線形光学用装置であって、該装置が、請求項1ない し16のいずれか1項のポリエステルイミドを少なくとも1種及び/又は請求項 17ないし20のいずれか1項の方法により得られたポリエステルイミド少なく とも1種により、少なくとも部分的に製造されることを特徴とする装置。
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