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光学材料、光学素子、及び物品の屈折率を変化させる方法 コモンズ

国内特許コード P120007979
掲載日 2012年10月3日
出願番号 特願2011-045401
公開番号 特開2012-180327
登録番号 特許第5888579号
出願日 平成23年3月2日(2011.3.2)
公開日 平成24年9月20日(2012.9.20)
登録日 平成28年2月26日(2016.2.26)
発明者
  • 亀山 敦
  • 宮坂 誠
出願人
  • 学校法人神奈川大学
発明の名称 光学材料、光学素子、及び物品の屈折率を変化させる方法 コモンズ
発明の概要 【課題】第1には、外部から光や熱等のエネルギーの供給を受けることによって、屈折率が大きくなる特性を有する光学材料を提供することを目的とする。第2には、外部から光や熱等のエネルギーの供給を受けることによって、屈折率が大きくなる特性を有する化合物を利用して物品の屈折率を変化させる方法を提供することを目的とする
【解決手段】外部からエネルギーを供給されることにより生じる構造変化により、C=Xで表される極性基(XはO又はSである。)を生成し屈折率が大きくなる有機化合物を光学材料に含ませる。また、このような有機化合物を物品に適用する。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


自身の屈折率を変化させる機能を有する材料は、高分子導波路や光スイッチのような光通信デバイスや、光ディスクのように高密度な記録容量を有する記録デバイス等の開発に有用である。近年、通信技術や情報技術の急激な発展に伴い、光信号を光のまま変換、加工することのできるデバイスの中核を担うこうした材料の開発が強く求められている。



このような材料の一つとして、例えば、非特許文献1には、高分子中にフォトクロミック色素を分散させたものが提案されているが、フォトクロミック色素は光を吸収する性質があるとの観点や、デバイス作製のために十分な成膜性を確保する必要があるとの観点から、高分子中に分散させることのできるフォトクロミック色素の上限量が存在し、得られる屈折率変換性能には限界がある。



また、自身の屈折率を増加させる材料については数例しか知られておらず、例えば、非特許文献2には、ナフチルエステル化合物の光フリース転位反応を利用した屈折率変換材料が提案されている。しかし、この光フリース転位反応は、ナフチルエステル化合物の転化率は高いものの、屈折率の増加した転位生成物であるヒドロキシケトンの生成率は低く、屈折率の増加に寄与しない、脱炭酸によって生じた化合物が主生成物になるという問題を有する。この問題は、材料を実用化する上で大きな障害となる。

産業上の利用分野


本発明は、光学材料、光学素子、及び物品の屈折率を変化させる方法に関する。より具体的には、外部からエネルギーを供給されることにより生じる構造変化により屈折率が大きくなる有機化合物を使用した、光学材料、そのような光学材料を含む光学素子、及び物品の屈折率を変化させる方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記3つの化学式のいずれかで表される化合物、及びポリ-2-ベンゾオキサゾリル-4-ビニルチオベンゾエートからなる群より選択される化合物を含み、外部からエネルギーを供給されることで当該化合物に生じる構造変化により、屈折率が大きくなることを特徴とする光学材料。
【化1】



【請求項2】
外部からエネルギーを供給されることで構造変化を生じる下記一般式(1)で表される化合物を含み、この構造変化により屈折率が大きくなる光学材料を、外部からエネルギーを供給されることにより屈折率を変化させる部材として含む光学素子。
【化2】


(上記一般式(1)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは>CH又は窒素原子であり、Xは酸素原子、硫黄原子、>NH、>SO又は>CRであり、Xは、酸素原子又は硫黄原子であり、Rは一価の有機基、又はシルセスキオキシル基を含む一価の基であり、R及びRは、それぞれ水素原子、一価の有機基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルキル基、N-置換アミド基であり、Rは水素原子、一価の有機基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基であり、R及びRは互いに結合して環構造を形成してもよい。)

【請求項3】
前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(3)で表される化合物である請求項2記載の光学素子。
【化3】


(上記一般式(3)中、X、X及びRは上記一般式(1)と同様であり、Rはそれぞれ独立に一価の有機基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルキル基、N-置換アミド基であり、nは0~4の整数である。)

【請求項4】
外部からエネルギーを供給されることにより生じる構造変化により屈折率が大きくなる下記一般式(1)で表される化合物を利用して物品の屈折率を変化させる方法。
【化4】


(上記一般式(1)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは>CH又は窒素原子であり、Xは酸素原子、硫黄原子、>NH、>SO又は>CRであり、Xは、酸素原子又は硫黄原子であり、Rは一価の有機基、又はシルセスキオキシル基を含む一価の基であり、R及びRは、それぞれ水素原子、一価の有機基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルキル基、N-置換アミド基であり、Rは水素原子、一価の有機基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基であり、R及びRは互いに結合して環構造を形成してもよい。)

【請求項5】
前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(3)で表される化合物である請求項4記載の方法。
【化5】


(上記一般式(3)中、X、X及びRは上記一般式(1)と同様であり、Rはそれぞれ独立に一価の有機基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオアルキル基、N-置換アミド基であり、nは0~4の整数である。)
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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