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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 UPDATE コモンズ

国内特許コード P170014056
整理番号 P2015-180389
掲載日 2017年4月26日
出願番号 特願2015-180389
公開番号 特開2017-059277
出願日 平成27年9月14日(2015.9.14)
公開日 平成29年3月23日(2017.3.23)
発明者
  • 亀山 敦
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 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】光照射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、及びそれを用いた光学素子を提供すること、及び光照射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。
【解決手段】本発明は、光照射を受け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用いて、光学材料及びそれを用いた光学素子を構成する。また、当該化合物のそのような性質を利用して物品の屈折率を変化させる。



【選択図】図1
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、光照射を受けることで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】
光照射を受け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、その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】


(上記一般式(1)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは硫黄原子、酸素原子又は>NHであり、Aで表される環構造は芳香環であり、Arは置換されていてもよいアリール基である。)

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


(上記一般式(2)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは硫黄原子、酸素原子又は>NHであり、Arは置換されていてもよいアリール基であり、Rはそれぞれ独立に一価の有機基であり、nは0~4の整数である。)

【請求項3】
前記一般式(1)又は(2)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1又は2記載の光学材料。
【化3】


(上記一般式(3)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは硫黄原子、酸素原子又は>NHであり、Rはそれぞれ独立に一価の有機基であり、Rはそれぞれ独立に一価の有機基であり、nは0~4の整数であり、mは0~5の整数である。)

【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項記載の光学材料を、光照射を受け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。

【請求項5】
光照射を受け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は硫黄原子、酸素原子又は>NHであり、Aで表される環構造は芳香環であり、Arは置換されていてもよいアリール基である。)

【請求項6】
前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(2)で表される化合物である請求項5記載の方法。
【化5】


(上記一般式(2)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは硫黄原子、酸素原子又は>NHであり、Arは置換されていてもよいアリール基であり、Rはそれぞれ独立に一価の有機基であり、nは0~4の整数である。)

【請求項7】
前記一般式(1)又は(2)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5又は6記載の方法。
【化6】


(上記一般式(3)中、Xは硫黄原子又は酸素原子であり、Xは硫黄原子、酸素原子又は>NH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、Rはそれぞれ独立に一価の有機基であり、nは0~4の整数であり、mは0~5の整数である。)
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015180389thum.jpg
出願権利状態 公開
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