專利名稱：非線性光學(xué)材料用組合物、光學(xué)部件、非線性光學(xué)材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于光電子學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域中的新型非線性光學(xué)材料、以及在其制造中使用的組合物、光學(xué)部件和制造方法。
背景技術(shù)：
隨著信息化社會(huì)的高度發(fā)展，在信息的傳輸、處理和記錄中使用光技術(shù)的嘗試性研究越來越多。在這種情況下，顯示非線性光學(xué)效應(yīng)的材料(非線性光學(xué)材料)在光電子學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域中受到了大家的關(guān)注。非線性光學(xué)效果是指在向物質(zhì)施加強(qiáng)電場(chǎng)(光電場(chǎng))時(shí)，在產(chǎn)生的電極化和所施加的電場(chǎng)之間顯示非線性關(guān)系的現(xiàn)象，非線性光學(xué)材料就是指明顯顯示出這樣的非線性的材料。作為利用了二次非線性響應(yīng)的非線性光學(xué)材料，已知有產(chǎn)生第二高次諧波的材料、或顯示出與電場(chǎng)成線性比例而發(fā)生折射率變化的普克爾效應(yīng)(一次電光效應(yīng))的材料等，特別是關(guān)于后者，正在研究是否能將其用于電光(EO)光調(diào)制元件或光反射元件中。進(jìn)而，還期望顯示出壓電性、熱電性，從而能夠用于多種領(lǐng)域。
就這些非線性光學(xué)材料而言，以往進(jìn)行的是以無機(jī)非線性光學(xué)材料為中心的材料探索或元件的制作，但近年來，由于具備下述優(yōu)點(diǎn)等，有機(jī)材料受到了關(guān)注，上述優(yōu)點(diǎn)為1)顯示較大的非線性；2)響應(yīng)速度的快捷；3)光損傷閾值高；4)可以進(jìn)行多種多樣的分子設(shè)計(jì)；5)制造適應(yīng)性出色等。但是，若要體現(xiàn)出二次非線性光學(xué)效應(yīng)，需要由電場(chǎng)感應(yīng)的極化中缺少反轉(zhuǎn)對(duì)稱中心。因此，需要在材料中配置顯示非線性光學(xué)效應(yīng)的分子或非線性光學(xué)響應(yīng)基，形成缺少反轉(zhuǎn)對(duì)稱中心的結(jié)構(gòu)(參照非專利文獻(xiàn)1～4)。
另外，以往的技術(shù)中，為了將顯示非線性光學(xué)效應(yīng)的分子或非線性光學(xué)響應(yīng)基配置成缺少反轉(zhuǎn)對(duì)稱中心的構(gòu)造，廣泛利用的技術(shù)是在有機(jī)聚合物中導(dǎo)入顯示非線性光學(xué)效應(yīng)的分子或非線性光學(xué)響應(yīng)基之后，利用電場(chǎng)使偶極子發(fā)生取向的方法。將基于電場(chǎng)的這種取向控制稱為極性還原(poling)，將已被還原的有機(jī)聚合物稱為電場(chǎng)取向聚合物(極性還原聚合物)。即，該方法是，通過在基礎(chǔ)聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度下施加高電壓，使顯示二次非線性光學(xué)效應(yīng)的分子或響應(yīng)基的偶極子發(fā)生取向，然后冷卻并使基于電場(chǎng)的偶極子的取向凍結(jié)。例如，在SPIE志、第1213卷、7頁(yè)(1990年)中，記述有通過該方法制造的電光(EO)光調(diào)制元件的例子。
但是，通常隨著有機(jī)聚合物中的顯示線性光學(xué)效應(yīng)的分子或非線性光學(xué)響應(yīng)基的導(dǎo)入量的增加，基于極化還原的取向效率會(huì)下降，尚無法得到較大的非線性光學(xué)響應(yīng)性，有待進(jìn)一步的改善(參照非專利文獻(xiàn)5)。
進(jìn)而，就這些材料而言，隨著時(shí)間的推移會(huì)出現(xiàn)熱性取向松弛，出現(xiàn)電光學(xué)特性劣化，從而缺乏穩(wěn)定性，并不能被實(shí)用化或在廣范圍內(nèi)應(yīng)用，因此這一問題也有待解決(參照非專利文獻(xiàn)6)。
作為抑制取向松弛的方法，例如有使用具有環(huán)氧基和氨基的不顯示液晶性的二官能性分子，邊還原邊交聯(lián)，來凍結(jié)其化學(xué)取向的方法，但問題在于，采用本方法時(shí)會(huì)生成局部不均勻的結(jié)構(gòu)。
另外，在非專利文獻(xiàn)7中，公開了作為呈兩親性且顯示非線性光學(xué)效應(yīng)的化合物合成2-氨基-5-硝基吡啶的聚合性長(zhǎng)鏈烷基氨基衍生物，形成LB膜后通過聚合使之取向固定的例子。但是，在使用了LB法的元件的制作中，公認(rèn)的問題是針孔等缺陷或工業(yè)制造適應(yīng)性的欠缺等。進(jìn)而，非專利文獻(xiàn)8中公開了使用在側(cè)鏈具有非線性光學(xué)活性基的液晶高分子的例子，但都未能確保足夠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，有待進(jìn)一步的改善。
作為用于確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性的方法，專利文獻(xiàn)1中提出了使用具有多個(gè)聚合性基的液晶性非線性光學(xué)官能性化合物的方法，但在該方法中，盡管可以確保穩(wěn)定性，但基于極化還原的取向不夠充分，未能得到較大的非線性光學(xué)響應(yīng)性，同樣也有待進(jìn)一步的改善。
專利文獻(xiàn)1特開平11-322690非專利文獻(xiàn)1Nonlinear Optical Properties of Organic and PolymericMaterial，ACS SYMPOSIUM SERIES 233，David J.Williams編(AmericanChemical Society，1983年出版)
非專利文獻(xiàn)2《有機(jī)非線性光學(xué)材料》加藤正雄、中西八郎主編(CMC出版社、1985年出版)非專利文獻(xiàn)3Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules andCrystals，Vol.1和2，D.S.Chemla and J.Zyss編(Academic press公司，1987年出版)非專利文獻(xiàn)4Molecular Nonlinear Optics，J.Zyss編(Academic press公司，1994年出版)非專利文獻(xiàn)5SCIENCE志、第288卷、117頁(yè)(2000年)非專利文獻(xiàn)6Mol.Cryst.Liq.Cryst.志、第189卷、3頁(yè)(1990年)非專利文獻(xiàn)7Thin Solid Film志、第210卷、195頁(yè)(1992年)非專利文獻(xiàn)8Handbook of Liquid Crystals志、第3卷、第IV章、第4項(xiàng)(1998年)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供基于具有較大的非線性光學(xué)響應(yīng)性且沒有或抑制了取向松弛的有機(jī)材料的非線性光學(xué)材料、以及在該非線性光學(xué)材料的制造中有用的組合物、光學(xué)部件及其制造方法。
用于解決上述課題的方法如下所示。
(1)一種非線性光學(xué)材料用組合物，含有具有至少一種聚合性基和至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基(nonlinear optically responsive group)的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物、以及具有至少一種光敏性異構(gòu)化基(photoresponsive isomerization group)的化合物。
(2)就(1)中的組合物而言，還含有具有聚合性基的液晶性化合物。
(3)就(1)或者(2)中的組合物而言，所述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物和/或所述液晶性化合物具有多個(gè)聚合性基。
(4)就(1)～(3)中的任意組合物而言，所述具有光敏性異構(gòu)化基的化合物是偶氮化合物。
(5)一種光學(xué)部件，具有由(1)～(4)中的任意組合物構(gòu)成的光學(xué)層。
(6)一種非線性光學(xué)材料，其中具有非線性光學(xué)響應(yīng)層，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層是通過對(duì)由(1)～(4)中的任意組合物構(gòu)成的光學(xué)層進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成的。
(7)就(6)中的非線性光學(xué)材料而言，用于所述光照射的光的峰值波長(zhǎng)為200nm～700nm。
(8)就(6)或者(7)中的非線性光學(xué)材料而言，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層含有所述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物的分子和/或所述具有聚合性基的液晶性化合物的分子的聚合物。
(9)一種光學(xué)部件，具有光學(xué)層，所述光學(xué)層包含具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和/或至少一種光敏性異構(gòu)化基的高分子。
(10)一種光學(xué)部件，具有光學(xué)層，所述光學(xué)層包含具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的高分子、和具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物。
(11)就(9)或者(10)中光學(xué)部件而言，所述光學(xué)層還含有至少一種具有光敏性異構(gòu)化基的化合物。
(12)一種非線性光學(xué)材料，具有非線性光學(xué)響應(yīng)層，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層是通過對(duì)(9)～(11)中的任意光學(xué)部件的光學(xué)層進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成的。
(13)就(6)、(7)、(8)或者(12)中的任意非線性光學(xué)材料而言，是電光(EO)光調(diào)制材料。
(14)一種非線性光學(xué)材料的制造方法，包括在對(duì)(1)～(4)中的任意組合物進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成非線性光學(xué)響應(yīng)部的步驟。
(15)一種非線性光學(xué)材料的制造方法，包括在對(duì)具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和/或至少一種光敏性異構(gòu)化基的聚合物進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成非線性光學(xué)響應(yīng)部的步驟。
本發(fā)明中，在同時(shí)具有聚合性基和非線性光學(xué)響應(yīng)基的液晶分子的電場(chǎng)、或者磁場(chǎng)取向中，使具有光敏性異構(gòu)化基的分子存在，引起立體異構(gòu)化或結(jié)構(gòu)異構(gòu)化，由此可以獲得高極化取向，而且能夠通過該液晶分子的聚合等固定其極化取向。其結(jié)果，可以提供基于具有較大的非線性光學(xué)響應(yīng)性、且沒有或已抑制取向松弛的有機(jī)材料的非線性光學(xué)材料。
具體實(shí)施例方式
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的非線性光學(xué)材料、及其制造方法。
其中，在本說明書中，“～”表示將其前后記載的數(shù)值作為下限值和上限值而含有的意思。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及一種具有由光學(xué)部件用組合物構(gòu)成的光學(xué)層的光學(xué)部件，其中所述的光學(xué)部件用組合物含有具有至少一種聚合性基和至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物、以及具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物。在對(duì)該光學(xué)層照射光的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)時(shí)，所述具有光敏性異構(gòu)化基的化合物的光異構(gòu)化在進(jìn)行，同時(shí)所述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物的分子進(jìn)行極化取向。接著，維持該取向狀態(tài)的條件下，進(jìn)行液晶分子的聚合等。其結(jié)果，可以形成通過上述極化取向而體現(xiàn)出來的非線性光學(xué)響應(yīng)性層。
在本說明書中，用語(yǔ)“具有至少一種聚合性基和至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物”(以下，稱為“液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物”)是指，在沒有體現(xiàn)出液晶性時(shí)，可成為具有聚合性的非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物，而在沒有體現(xiàn)出非線性光學(xué)響應(yīng)性時(shí)，可成為具有聚合性的液晶性化合物的化合物。本發(fā)明中的“聚合性基”是，例如在村橋俊介編著《高分子化學(xué)》(共立出版1966年出版)2～5章中記述的用于聚合法的官能團(tuán)，例如可以舉出不飽和鍵(構(gòu)成原子可以是碳原子、非碳原子中的任一種)、環(huán)氧乙烷、氮丙啶等小員雜環(huán)、異氰酸酯和在其上加成的胺等異種官能團(tuán)的組合。如在R.A.M.Hikmet等的研究報(bào)告[Macromolecules，25卷，4194頁(yè)(1992)]和[Polymer，34卷，8號(hào)，1763頁(yè)(1993年)]、D.J.Broer等的研究報(bào)告[Macromolecules，26卷，1244頁(yè)(1993)]中所記載，作為優(yōu)選的例子可以舉出雙鍵即丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基和環(huán)氧基，特別優(yōu)選丙烯酰氧基。
本發(fā)明中的“非線性光學(xué)響應(yīng)基”在前述的文獻(xiàn)中有所記載，基本上是指在一個(gè)π電子共軛體系同時(shí)具有至少一種給電子基團(tuán)和至少一種吸電子基團(tuán)的官能團(tuán)。
上述給電子基團(tuán)是指哈曼特的取代基常數(shù)σp＜0或者σp+＜0的取代基，吸電子基團(tuán)是指σp＞0或者σp+＞0的取代基。采用σp和σp+中的哪一個(gè)，取決于在給電子基團(tuán)和吸電子基團(tuán)之間存在的π電子共軛體系的性質(zhì)。關(guān)于它們的哈曼特的取代基常數(shù)，在Corwin Hansch，A.Leo.和R.W.Taft著、Chemical Review，1991年、91卷、165-195頁(yè)中有詳細(xì)記載。
作為非線性光學(xué)響應(yīng)基的典型例子，例如可以舉出4-硝基苯胺衍生物、4-氨基-4’-硝基偶氮苯衍生物、4-氨基-4’-硝基茋衍生物、4-烷氧基-4’-硝基茋衍生物、4-氨基-4’-氰基偶氮苯衍生物、和4-氨基-4’-硝基二苯基乙炔衍生物的殘基。
就本發(fā)明中的“液晶性化合物”而言，例如可以參照“Flussige Kristallein Tabellen II”(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie，Leipzig、1984年出版)、特別是第7頁(yè)～第16頁(yè)的記載、以及液晶便覽編輯委員會(huì)編的液晶便覽(丸善、2000年出版)、特別是第3章的記載，優(yōu)選熱致液晶，進(jìn)一步優(yōu)選棒狀液晶和圓盤狀液晶。在棒狀液晶中，更優(yōu)選顯示向列相和碟狀A(yù)相的液晶，在圓盤液晶中，更優(yōu)選顯示圓盤向列相的液晶。作為棒狀液晶的直線狀原子團(tuán)(mesogen)基或被稱之為核的有助于形成剛性液晶的液晶分子的主要骨架的例子，可以使用在上述文獻(xiàn)中記載的物質(zhì)。
其中，作為優(yōu)選的例子，可以舉出聯(lián)苯衍生物、亞苯基羰基氧基聯(lián)苯衍生物、羰基氧基聯(lián)苯衍生物、聯(lián)三苯衍生物、萘基羰基氧基苯基衍生物、亞苯基亞乙烯基羰基氧基聯(lián)苯衍生物、亞苯基亞乙炔基苯基衍生物、苯甲酸苯酯衍生物、亞芐基苯胺衍生物、偶氮苯衍生物、氧化偶氮苯衍生物、茋衍生物、亞苯基亞乙炔基羰基氧基聯(lián)苯衍生物、萘聯(lián)苯衍生物、以及它們的苯環(huán)被飽和的物質(zhì)或被取代成雜環(huán)的物質(zhì)。作為圓盤液晶的核，例如可以舉出苯衍生物、苯并菲(triphenylene)衍生物、三亞茚衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、蒽衍生物、β-二酮系金屬絡(luò)合物衍生物作為優(yōu)選的例子。
作為所述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物的例子，例如可以舉出用下述通式(1)表示的化合物。
式中，R1表示聚合性基，例如可以舉出丙烯?；?、甲基丙烯?；颦h(huán)氧乙烷基(oxiranyl)。S1表示二價(jià)的連結(jié)基，優(yōu)選表示氧原子、硫原子、可以被取代的氨基、羰基亞烷基或它們的組合。Q表示二價(jià)的連結(jié)基，優(yōu)選從氧原子、硫原子、可以被取代的氨基、羰氧基中選擇的二價(jià)連結(jié)基。環(huán)A、環(huán)B和環(huán)C表示可以被取代的、芳香族烴環(huán)、脂肪族烴環(huán)、或雜環(huán)，例如可以舉出苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)、哌啶環(huán)、吡啶環(huán)、嘧啶環(huán)、二噁烷環(huán)、呋喃環(huán)、噻吩環(huán)和萘環(huán)。可以分別在環(huán)上具有取代基，環(huán)上的取代基在可能的情況下可以相互連結(jié)形成環(huán)。X和Y相互獨(dú)立，表示單鍵、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-、-COO-、-OCO-、-O-、-CH2O-、-OCH2-、-N＝N-、-CH＝N-、-C＝C-CO-、或-CO-C＝C-。由環(huán)A、X、環(huán)B、Y和環(huán)C形成的基團(tuán)來構(gòu)成體現(xiàn)液晶性的核。Z例如表示硝基、氰基、鹵原子、三鹵代甲基、烷基、烷氧基、氨基、單烷基氨基、二烷基氨基(該烷基可以相互連結(jié)形成環(huán))、羧基氧基烷基、和磺酰氧基烷基。Z和由R1-S1-Q形成的基團(tuán)中，其中一方顯示給電子性，另一方顯示吸電子性。p表示0～2的整數(shù)。
作為上述取代基，例如可列舉碳原子數(shù)為1～12的烷基、碳原子數(shù)為2～12的烯基、碳原子數(shù)為2～12的炔基、碳原子數(shù)為6～12的芳基、雜環(huán)式基、氰基、羧基、氨基甲?；?、碳原子數(shù)為1～12的烷氧羰基、碳原子數(shù)為6～12的芳氧羰基、碳原子數(shù)為1～12的?；?、鹵原子、氨基、碳原子數(shù)為1～12的烷氨基、碳原子數(shù)為6～12的芳氨基、碳原子數(shù)為1～12的酰氨基、碳原子數(shù)為1～12的烷基磺酰氨基、碳原子數(shù)為6～12的芳基磺酰氨基、脲基、碳原子數(shù)為1～12的烷氧基、碳原子數(shù)為6～12的芳氧基、碳原子數(shù)為1～12的酰氧基、碳原子數(shù)為1～12的烷基磺酰氧基、碳原子數(shù)為6～12的芳基磺酰氧基、碳原子數(shù)為1～12的烷基硫基、碳原子數(shù)為6～12的芳基硫基、碳原子數(shù)為1～12的烷基磺?；⑻荚訑?shù)為6～12的芳基磺?；⒒腔?、氨磺酰基。優(yōu)選S1、環(huán)A、環(huán)B、環(huán)C中的任意個(gè)還具有含有聚合性基的取代基。
當(dāng)通式(1)的化合物沒有體現(xiàn)出液晶性時(shí)，會(huì)成為具有聚合性基的非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物，當(dāng)沒有體現(xiàn)出非線性光學(xué)響應(yīng)性時(shí)，會(huì)成為具有聚合性基的液晶性化合物。當(dāng)然也可以是體現(xiàn)上述兩性的化合物。
下面，舉出可以在本發(fā)明中使用的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物的具體例子。不過，本發(fā)明的范圍并不受它們的限制。
[具有光敏性異構(gòu)化基的化合物]在本發(fā)明中，“光敏性異構(gòu)化基”是指，例如通過光照引發(fā)立體異構(gòu)化或結(jié)構(gòu)異構(gòu)化的基團(tuán)，優(yōu)選進(jìn)一步通過其他波長(zhǎng)的光照或加熱引發(fā)其逆異構(gòu)化的基團(tuán)。通常作為這些化合物，就在發(fā)生結(jié)構(gòu)變化時(shí)還伴隨可見光區(qū)域的色調(diào)變化的化合物而言，大多是作為光敏化合物而公知的化合物，具體而言，優(yōu)選偶氮苯系化合物、苯醛肟系化合物、甲亞胺系化合物、茋系化合物、螺吡喃系化合物、螺噁嗪系化合物、俘精酐系化合物、二芳基乙烯系化合物、肉桂酸系化合物、視黃醛系化合物、半硫靛系化合物等。其中，優(yōu)選具有偶氮基的偶氮化合物。
另外，可以在本實(shí)施方式中使用的光敏性異構(gòu)化物質(zhì)、即具有可以光異構(gòu)化的官能團(tuán)的化合物，可以是低分子化合物、還可以是聚合物，在聚合物的情況下，光敏性異構(gòu)化基無論是在主鏈上還是在側(cè)鏈上都能發(fā)揮同樣的功能。另外，聚合物可以是均聚物，還可以是共聚物，共聚物的共聚比可以選定為適宜的值，以對(duì)光異構(gòu)化能力、Tg等聚合物物性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。作為高分子的主鏈，例如可以舉出聚苯乙烯、丙二酸聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚氧化烯、對(duì)苯二甲酸聚酯、聚烯丙胺、聚二羧酸酰胺、聚氨酯、聚氧亞苯基(聚苯醚)、聚乙烯醇、偏氯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物。
另外，這些具有可以光異構(gòu)化的官能團(tuán)的化合物，可以同時(shí)是上述的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物。即，在液晶化合物的分子中可以含有能光異構(gòu)化的官能團(tuán)。關(guān)于這些，在高分子、41、(12)、(1992年)p884、《鉻材料和應(yīng)用》(CMC出版)p221、《力學(xué)化學(xué)》(丸善出版)p21、《高分子論文集147卷10號(hào)》(1991年)p771等中也有具體記載。
在本實(shí)施方式中，上述組合物除了上述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物之外，還可以含有具有聚合性基的液晶性化合物。關(guān)于“聚合性基”和“液晶性化合物”的定義和優(yōu)選的范圍，與上述相同。上述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物和/或另外添加的具有聚合性基的液晶性化合物，如果具有多個(gè)聚合性基，則能夠進(jìn)一步抑制取向松弛，所以優(yōu)選。
在本實(shí)施方式的上述組合物中，上述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物優(yōu)選為30～99.7質(zhì)量％，更優(yōu)選為50～95質(zhì)量％。另外，上述具有光敏性異構(gòu)化基的化合物在上述組合物中優(yōu)選為0.3～25質(zhì)量％，更優(yōu)選為3～15質(zhì)量％。進(jìn)而，在含有具有其他聚合性基的液晶性化合物的實(shí)施方式中，該液晶性化合物的含量在上述組合物中優(yōu)選為0～50質(zhì)量％，更優(yōu)選為0～30質(zhì)量％。
另外，本發(fā)明的其他實(shí)施方式涉及具有光學(xué)層的光學(xué)部件，其中所述的光學(xué)層含有具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和至少一種光敏性異構(gòu)化基的高分子、或者具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的高分子和具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物。在向該光學(xué)層照射光的同時(shí)，施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)時(shí)，上述具有光敏性異構(gòu)化基的高分子或化合物的光異構(gòu)化在進(jìn)行，同時(shí)上述具有非線性光學(xué)響應(yīng)基的分子進(jìn)行極化取向。接著，維持其取向狀態(tài)的條件下，進(jìn)行分子的聚合等。其結(jié)果，可以形成通過該非線性光學(xué)響應(yīng)基的極化取向而體現(xiàn)出來的非線性光學(xué)響應(yīng)性層。
本實(shí)施方式中的具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的高分子是指，在高分子的主鏈或側(cè)鏈上具有上述的非線性光學(xué)響應(yīng)基的高分子。非線性光學(xué)響應(yīng)基優(yōu)選存在于側(cè)鏈上。高分子可以是均聚物，還可以是共聚物，共聚物的共聚比可設(shè)定為適宜的值，以對(duì)非線性光學(xué)響應(yīng)性能、Tg等聚合物物性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。作為高分子的主鏈，例如可以舉出聚苯乙烯、丙二酸聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚氧化烯、對(duì)苯二甲酸聚酯、聚烯丙胺、聚二羧酸酰胺、聚氨酯、聚氧亞苯基、聚乙烯醇、共聚(偏氯乙烯)(甲基丙烯酸酯)。
具有光敏性異構(gòu)化基的高分子是指，在該高分子的主鏈或側(cè)鏈上至少含有一種光敏性異構(gòu)化基的高分子。在這里使用的光敏性異構(gòu)化基，與上述的光敏性異構(gòu)化基的項(xiàng)中記載的相同。
在本實(shí)施方式中使用的上述高分子至少具有非線性光學(xué)響應(yīng)基，還可以具有非線性光學(xué)響應(yīng)基和光敏性異構(gòu)化基這兩者。還可以含有上述具有光敏性異構(gòu)化基的其他化合物(優(yōu)選其他低分子化合物)。另外，一種官能團(tuán)可以兼有光敏性異構(gòu)化基和非線性光學(xué)響應(yīng)基這兩者的功能。另外，上述高分子可以具有聚合性基，這里的聚合性基，與上述的聚合性基的例子相同。
對(duì)于本實(shí)施方式中使用的所述高分子的分子量，沒有特殊的限定，優(yōu)選為10000-200000，更優(yōu)選為15000-150000，進(jìn)一步優(yōu)選為25000-100000。
上述具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和至少一種光敏性異構(gòu)化基的高分子的具體例子如下所示。
在以下的具體例中，當(dāng)記載有m、n這兩者的情況下，m、n表示的是共聚比(摩爾比)，m+n＝100，而且均不為0。下面作為具體例列舉了特定共聚比的高分子，下式中m和n的組合滿足m+n＝100、而且均不為0的條件的任一高分子，均可以利用于本發(fā)明中。在以下的具體例中，關(guān)于P-1至P-16，共聚比優(yōu)選滿足m＜n(更優(yōu)選n為70-97)，而關(guān)于P-17至P-27，共聚比優(yōu)選滿足m＞n(更優(yōu)選m為70-97)。
化8
在本實(shí)施方式中，上述光學(xué)層除了上述高分子之外，還可以進(jìn)一步含有具有光敏性異構(gòu)化基的化合物中的至少一種。關(guān)于具有光敏性異構(gòu)化基的化合物的詳細(xì)描述，如前所述，優(yōu)選的例子也相同。該化合物相對(duì)于上述高分子優(yōu)選添加0.3～25質(zhì)量％，更優(yōu)選添加3～15質(zhì)量％。
本發(fā)明的非線性光學(xué)材料可以按照以下的步驟來制作。
(1)非線性光學(xué)響應(yīng)性層在基板上或基板間的形成在基板上或在一對(duì)基板間，形成(a)由含有同時(shí)具有至少一種聚合性基和至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的液晶性化合物、具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物的組合物構(gòu)成的光學(xué)層；或者(b)含有具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和至少一種光敏性異構(gòu)化基的高分子，或者具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的高分子和具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物的光學(xué)層。在上述(a)的實(shí)施方式中，上述液晶性化合物的分子構(gòu)成光學(xué)層的至少一部分，在上述(b)的實(shí)施方式中，上述高分子構(gòu)成光學(xué)層的至少一部分。
對(duì)本發(fā)明所使用的基板沒有限制，但優(yōu)選平坦性出色的基板。例如，可以舉出金屬基板、硅基板、透明基板等。作為金屬基板的優(yōu)選例子，可以舉出金、銀、銅、鋁等，作為透明基板的優(yōu)選例子，可以舉出玻璃或塑料(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等)等基板等。在基板上可以根據(jù)需要配置電極部。作為電極部可舉出ITO、TCO等透明電極部或金電極部等作為優(yōu)選的例子，但根據(jù)需要可以將基板本身用作電極。
可以在基板或電極部上設(shè)置取向部。取向部的構(gòu)建中可以采用多種常用方法，作為優(yōu)選的例子可以舉出使用各種聚酰亞胺系取向膜、聚乙烯醇系取向膜等液晶取向膜的方法。另外，根據(jù)需要可以進(jìn)行表面活性劑處理等取向處理、摩擦等取向處理。此外，可以根據(jù)需要在基板上、或一對(duì)基板之間使用隔離件或密封劑等。
在上述光學(xué)層中，根據(jù)需要可以添加適當(dāng)?shù)木酆弦l(fā)劑、聚合抑制劑、光敏劑、交聯(lián)劑、可以聚合的單體、液晶取向助劑等。這些添加劑不需要具有液晶性。對(duì)添加的添加劑的量沒有限制。不過，當(dāng)構(gòu)成的光學(xué)層顯示液晶性時(shí)，使用的添加劑的量?jī)?yōu)選為不損壞其液晶性的量。
作為在基板上設(shè)置上述光學(xué)層的方法，可以采用公知的方法。例如，可以采用涂敷該構(gòu)成成分本身的方法、將該構(gòu)成成分溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲卸糠蠛蟾稍锏姆椒ǖ取Ｗ鳛橥糠蟮姆绞?，可以采用公知的方法，例如幕簾涂敷法、擠壓涂敷法、輥涂法、旋涂法、浸涂法、棒涂法、噴涂法、滑動(dòng)涂敷法、印刷涂敷法等。另外，還可以采用在一對(duì)基板間注入該構(gòu)成成分的方法。作為注入的方式，可以采用分配(dispenser)方式、鐘罩(belljar)法等常用方法。
(2)極化取向處理通過向在本發(fā)明中使用的、作為構(gòu)成成分的一部分含有具有非線性光學(xué)響應(yīng)基和光敏性異構(gòu)化基的化合物的光學(xué)層照射光的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)，在上述(a)的實(shí)施方式中，可以使該非線性光學(xué)響應(yīng)性基以及該液晶分子進(jìn)行極化取向，在上述(b)的實(shí)施方式中，可以使高分子具有的該非線性光學(xué)響應(yīng)性基發(fā)生極化取向。
作為該非線性光學(xué)響應(yīng)性基、以及該液晶分子的取向處理法，優(yōu)選使用了外部電場(chǎng)的方法，優(yōu)選采用接觸還原法(平面電極還原法、電極夾層還原法)或電暈還原法。這些還原法在《光、電子功能有機(jī)材料手冊(cè)》(朝倉(cāng)書店1995年出版)中已有記載。
外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)的施加，在(a)非線性光學(xué)響應(yīng)性層由液晶材料構(gòu)成的情況下，優(yōu)選在顯示液晶相的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。另外，在外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)的施加中，還優(yōu)選在加溫至各向同性相之后冷卻至液晶相的方法。接著，在(b)非線性光學(xué)響應(yīng)性層由高分子構(gòu)成的情況下，優(yōu)選在高于比該高分子的Tg低20度的溫度的溫度下進(jìn)行，進(jìn)一步優(yōu)選在高于比Tg低10度的溫度的溫度下進(jìn)行。作為使用的外部電場(chǎng)、或外部磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可以采用適于所使用的液晶分子的取向控制的強(qiáng)度。
在本發(fā)明中，為了有效進(jìn)行極化取向，同時(shí)進(jìn)行光照射。在本發(fā)明中，“光照射”是用于使上述光敏性異構(gòu)化基發(fā)生光異構(gòu)化的操作。關(guān)于在進(jìn)行電場(chǎng)取向時(shí)使用光的方法(光輔助還原)，在《Chemical Review志》(美國(guó)化學(xué)會(huì)刊)2000，1817-1845頁(yè)中已有記載。
使用的光的波長(zhǎng)隨所使用的光敏性異構(gòu)化基的不同而不同，只要是其異構(gòu)化所需的波長(zhǎng)就沒有特別限制。優(yōu)選用于光照射的光的峰值波長(zhǎng)為200nm以上700nm以下，更優(yōu)選光的峰值波長(zhǎng)為300nm以上700nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為400nm～700nm。
(3)取向固定處理在上述光學(xué)層上，在施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)的情況下，使該液晶分子等進(jìn)行極化取向，在該狀態(tài)下，通過進(jìn)行用于穩(wěn)定保持得到的狀態(tài)的操作，可以形成非線性光學(xué)響應(yīng)部，得到目標(biāo)非線性光學(xué)材料。作為取向固定處理，有通過聚合等方法對(duì)非線性光學(xué)響應(yīng)部進(jìn)行交聯(lián)的方法。此時(shí)，優(yōu)選基于光聚合的方法。
就所使用的光的波長(zhǎng)而言，光的峰值波長(zhǎng)為200nm以上700nm以下，更優(yōu)選光的峰值波長(zhǎng)為300nm以上700nm以下，優(yōu)選所共存的光敏性異構(gòu)化基不進(jìn)行吸收的區(qū)域，最優(yōu)選為200nm～400nm。
就用于光照射的光源而言，可以舉出通常使用的光源，例如鎢燈、鹵素?zé)?、氙燈、氙氣閃光燈、汞燈、汞氙燈、碳弧燈等燈，各種激光器(例如，半導(dǎo)體激光器、氦氖激光器、氬離子激光器、氦鎘激光器、YAG激光器)，發(fā)光二極管，陰極射線管等。照射的光可以是非偏振光，也可以是偏振光，當(dāng)使用偏振光時(shí)，優(yōu)選使用直線偏振光。進(jìn)而，可以使用濾光器或波長(zhǎng)變換元件等只選擇性地照射所需波長(zhǎng)的光。
通過光照射，可以穩(wěn)定保持經(jīng)上述極化取向處理的分子的狀態(tài)。具體而言，通過光照可以穩(wěn)定保持沒有反轉(zhuǎn)對(duì)稱性的狀態(tài)，由此可以維持通過極化取向而體現(xiàn)出來的二次非線性光學(xué)效應(yīng)。更為具體地說，例如可以舉出在已發(fā)生極化取向的分子間、或已發(fā)生極化取向的分子和其他分子之間重新形成共價(jià)鍵、離子鍵或氫鍵。優(yōu)選形成共價(jià)鍵，進(jìn)而優(yōu)選形成基于上述聚合性基的鍵。為了形成基于該聚合基的鍵，可以采用基于熱或電磁波的公知的各種交聯(lián)法，但特別優(yōu)選使用了利用紫外光的光聚合引發(fā)劑等的自由基聚合。另外，當(dāng)具有非線性光學(xué)響應(yīng)性層的化合物是高分子時(shí)，還可以通過冷卻至高分子的Tg以下的溫度來凍結(jié)高分子的運(yùn)動(dòng)，從而穩(wěn)定保持沒有反轉(zhuǎn)對(duì)稱性的狀態(tài)。此時(shí)，優(yōu)選并用基于上述聚合性基的鍵的形成。
通過光照可以促進(jìn)上述光敏性異構(gòu)化基發(fā)生光異構(gòu)化，促進(jìn)該非線性光學(xué)響應(yīng)性基以及該液晶分子進(jìn)行取向。作為光照射的方法，可以采用從基板上面或背面向基板垂直或斜向照射光的方法。光照射中使用的光的波長(zhǎng)、光源如前所述。
在使用的非線性光學(xué)材料的不同的使用狀態(tài)下，可以根據(jù)需要在非線性光學(xué)響應(yīng)部的上面設(shè)置基板。關(guān)于該基板，與上述的說明相同。
在使用的非線性光學(xué)材料的不同的使用狀態(tài)下，可以根據(jù)需要在非線性光學(xué)響應(yīng)部、或者基板上設(shè)置電極部。作為設(shè)置電極部的方法，可以舉出金蒸鍍、鉑蒸鍍等作為優(yōu)選的例子。另外，還可以在非線性光學(xué)響應(yīng)部、或者基板上擔(dān)載各種常用電極。另外，根據(jù)需要，還可以在非線性光學(xué)響應(yīng)部上、或者上述形成的電極部上設(shè)置基板。
本發(fā)明的非線性光學(xué)材料可以用于各種用途，例如，作為非線性光學(xué)材料，可以用于波長(zhǎng)變換元件，作為電光學(xué)材料，可以用作光開關(guān)或兆兆赫波材料，進(jìn)而可以用作光反射材料，還用作壓電元件、超聲波振蕩器或促動(dòng)器等。
實(shí)施例下面，舉出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體說明。下面的實(shí)施例所示的材料、試劑、物質(zhì)量和其比例、操作等，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)更改。因此，本發(fā)明的范圍并不受下面的具體例子的限制。
實(shí)施例1在由玻璃基板構(gòu)成的、具有2μm的空隙的水平取向單元(EHI制)的空隙中，填充由下述組合物CM-1構(gòu)成的構(gòu)成材料，所述玻璃基板為涂敷有作為取向膜的聚酰亞胺薄膜且已實(shí)施摩擦處理的具有ITO透明電極部的基板。
接著，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，而且向透明電極間施加110V的直流電壓，同時(shí)將得到的試樣加熱至120℃，然后冷卻至100℃。接著，在80℃下，實(shí)施UV照射(200mW/cm2、2分鐘)，制作非線性光學(xué)材料。
針對(duì)在上述中得到的非線性光學(xué)材料，照射YAG激光器的紅外光(1.06μm)，確認(rèn)第二高次諧波的產(chǎn)生，將水晶作為參照試樣，來評(píng)價(jià)其強(qiáng)度。另外，該試樣的第二高次諧波強(qiáng)度可以保持到6個(gè)月后。
組合物CM-1非線性光學(xué)液晶化合物(CM-1-1) 85重量份光異構(gòu)性化合物(CM-1-2)5重量份氫醌單甲醚4重量份Irgacure907 2重量份二乙基噻噸酮 0.7重量份 [化13]CM-1-2 實(shí)施例2在由玻璃基板構(gòu)成的、具有2μm的空隙的水平取向單元(EHI制)的空隙中，填充由下述組合物CM-2構(gòu)成的構(gòu)成材料，所述玻璃基板為涂敷有作為取向膜的聚酰亞胺薄膜且已實(shí)施摩擦處理的具有ITO透明電極部的基板。
接著，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，而且向透明電極間施加110V的直流電壓，同時(shí)將得到的試樣加熱至60℃，然后冷卻至室溫。接著，在室溫下，實(shí)施UV照射(200mW/cm2、2分鐘)，制作非線性光學(xué)材料。對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，關(guān)于已制作的上述非線性光學(xué)材料，在水平取向單元的玻璃基板的一面上蒸鍍鋁，加到單元的ITO透明電極部之間，由此根據(jù)Appl.Phys.Lett.志、第56卷、1734頁(yè)(1990年)中記載的方法，確認(rèn)了電光學(xué)調(diào)制功能。
組合物CM-2
非線性光學(xué)液晶化合物(CM-2-1) 85重量份光異構(gòu)性化合物(CM-2-2) 5重量份氫醌單甲醚 4重量份Irgacure9072重量份二乙基噻噸酮 0.7重量份[化14]CM-2-1 [化15]CM-2-2 實(shí)施例3在由玻璃基板構(gòu)成的、具有2μm的空隙的水平取向單元(EHI制)的空隙中，填充由下述組合物CM-3構(gòu)成的構(gòu)成材料，所述玻璃基板為涂敷有作為取向膜的聚酰亞胺薄膜且已實(shí)施摩擦處理的具有ITO透明電極部的基板。
接著，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，而且向透明電極間施加110V的直流電壓，同時(shí)將得到的試樣加熱至80℃，然后冷卻至室溫。接著，在室溫下，實(shí)施UV照射(200mW/cm2、2分鐘)，制作非線性光學(xué)材料。對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。
組合物CM-3
非線性光學(xué)液晶化合物(CM-3-1) 40重量份液晶化合物(CM-3-2) 40重量份光異構(gòu)性化合物(CM-3-3) 10重量份氫醌單甲醚 4重量份Irgacure907 2重量份二乙基噻噸酮 0.7重量份[化16]CM-3-化17CM-3-化18CM-3-3 實(shí)施例4采用旋涂法在玻璃基板上涂敷CM-4-1的環(huán)己烷溶液(700rpm，20秒)，減壓下干燥12小時(shí)。接著，將得到的試樣加熱至150℃，然后保持在100℃，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，并且使用電暈還原法施加電壓(施加電壓-10kV)。接著，邊施加電壓邊冷卻至室溫，制作非線性光學(xué)材料。
對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。
CM-4-1 實(shí)施例5采用旋涂法在玻璃基板上涂敷下述組合物CM-5的環(huán)己烷溶液(700rpm，20秒)，減壓下干燥12小時(shí)。接著，將得到的試樣加熱至150℃，然后保持在100℃，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，并且使用電暈還原法施加電壓(施加電壓-10kV)。接著，邊施加電壓邊冷卻至室溫，制作非線性光學(xué)材料。對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。
組合物CM-5聚合物(CM-5-1) 80重量份光異構(gòu)性化合物(CM-5-2) 20重量份 CM-5-1 [化21]CM-5-2 比較例1在由玻璃基板構(gòu)成的、具有2μm的空隙的水平取向單元(EHI制)的空隙中，填充由下述組合物RCM-1構(gòu)成的構(gòu)成材料，所述玻璃基板為涂敷有作為取向膜的聚酰亞胺薄膜且已實(shí)施摩擦處理的具有ITO透明電極部的基板。
接著，向透明電極間施加110V的直流電壓，同時(shí)將得到的試樣加熱至120℃，然后冷卻至100℃。接著，在80℃下，實(shí)施UV照射(200mW/cm2、2分鐘)，制作實(shí)施例1的比較試樣。
對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。其第二高次諧波的強(qiáng)度低于在實(shí)施例1中制作的試樣。
組合物RCM-1非線性光學(xué)液晶化合物(CM-1-1)85重量份氫醌單甲醚 4重量份Irgacure907 2重量份二乙基噻噸酮0.7重量份比較例2在由玻璃基板構(gòu)成的、具有2μm的空隙的水平取向單元(EHI制)的空隙中，填充由下述組合物RCM-2構(gòu)成的構(gòu)成材料，所述玻璃基板為涂敷有作為取向膜的聚酰亞胺薄膜且已實(shí)施摩擦處理的具有ITO透明電極部的基板。
接著，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，而且向透明電極間施加110V的直流電壓，同時(shí)將得到的試樣加熱至60℃，然后冷卻至室溫。接著，在室溫下，實(shí)施UV照射(200mW/cm2、2分鐘)，制作比較例2的非線性光學(xué)材料。
對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。其第二高次諧波的強(qiáng)度低于在實(shí)施例2中制作的試樣。
組合物RCM-2非線性光學(xué)液晶化合物(CM-2-1) 85重量份氫醌單甲醚 4重量份Irgacure9072重量份二乙基噻噸酮 0.7重量份比較例3在由玻璃基板構(gòu)成的、具有2μm的空隙的水平取向單元(EHI制)的空隙中，填充由下述組合物RCM-3構(gòu)成的構(gòu)成材料，所述玻璃基板為涂敷有作為取向膜的聚酰亞胺薄膜且已實(shí)施摩擦處理的具有ITO透明電極部的基板。
接著，照射從氮化鎵(GaN)系半導(dǎo)體激光二極管射出的405nm(30mW)的光，而且向透明電極間施加110V的直流電壓，同時(shí)將得到的試樣加熱至80℃，然后冷卻至室溫。接著，在室溫下，實(shí)施UV照射(200mW/cm2、2分鐘)，制作非線性光學(xué)材料。
對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。其第二高次諧波的強(qiáng)度低于在實(shí)施例3中制作的試樣。
組合物RCM-3非線性光學(xué)液晶化合物(CM-3-1)40重量份液晶組合物(CM-3-2) 40重量份氫醌單甲醚 4重量份Irgacure907 2重量份二乙基噻噸酮0.7重量份比較例4除了使用RCM-4-1代替CM-4-1之外，與實(shí)施例4一樣，制作非線性光學(xué)材料。
對(duì)于在上述中得到的非線性光學(xué)材料，與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行評(píng)價(jià)。其第二高次諧波的強(qiáng)度低于在實(shí)施例4中制作的試樣。
RCM-4-1 實(shí)施例1～5、和比較例1～4的評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。
表1

權(quán)利要求
1.一種非線性光學(xué)材料用組合物，其中，含有具有至少一種聚合性基和至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物、以及具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，還含有具有聚合性基的液晶性化合物。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的組合物，其中，所述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物和/或所述液晶性化合物具有多個(gè)聚合性基。
4.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述具有光敏性異構(gòu)化基的化合物是偶氮化合物。
5.一種光學(xué)部件，其中，具有由權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的組合物構(gòu)成的光學(xué)層。
6.一種非線性光學(xué)材料，其中，具有非線性光學(xué)響應(yīng)層，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層是，通過對(duì)由權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的組合物構(gòu)成的光學(xué)層進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成的。
7.如權(quán)利要求6所述的非線性光學(xué)材料，其中，用于所述光照射的光的峰值波長(zhǎng)為200nm～700nm。
8.如權(quán)利要求6或者7所述的非線性光學(xué)材料，其中，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層含有所述液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物的分子和/或所述具有聚合性基的液晶性化合物的分子的聚合物。
9.一種光學(xué)部件，其中，具有含高分子的光學(xué)層，所述高分子具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和至少一種光敏性異構(gòu)化基。
10.一種光學(xué)部件，其中，具有光學(xué)層，所述光學(xué)層包含具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的高分子、和具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物。
11.如權(quán)利要求9或者10所述的光學(xué)部件，其中，所述光學(xué)層還含有具有光敏性異構(gòu)化基的化合物中的至少一種。
12.一種非線性光學(xué)材料，其中，具有非線性光學(xué)響應(yīng)層，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層是通過對(duì)權(quán)利要求9～11中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)部件的光學(xué)層進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成的。
13.如權(quán)利要求6、7、8或者12所述的非線性光學(xué)材料，其是電光學(xué)光調(diào)制材料。
14.一種非線性光學(xué)材料的制造方法，其中，包括對(duì)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的組合物進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成非線性光學(xué)響應(yīng)部的步驟。
15.一種非線性光學(xué)材料的制造方法，其中，包括對(duì)具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和/或至少一種光敏性異構(gòu)化基的聚合物進(jìn)行光照射的同時(shí)施加外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)而形成非線性光學(xué)響應(yīng)部的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非線性光學(xué)材料，其中具有非線性光學(xué)響應(yīng)層，所述非線性光學(xué)響應(yīng)層是通過向光學(xué)層照射光的同時(shí)進(jìn)行外部電場(chǎng)或外部磁場(chǎng)施加而形成的。所述光學(xué)層由含有具有至少一種聚合性基和至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基的液晶性/非線性光學(xué)響應(yīng)性化合物、以及具有至少一種光敏性異構(gòu)化基的化合物的光學(xué)部件用組合物構(gòu)成，或者，所述光學(xué)層中含有具有至少一種非線性光學(xué)響應(yīng)基和至少一種光敏性異構(gòu)化基的高分子。根據(jù)本發(fā)明可以提供沒有取向松弛或取向松弛受到了抑制的非線性光學(xué)材料。
文檔編號(hào)G02F1/35GK1876760SQ20061009123
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者岡崎正樹, 西川尚之 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社