液晶性高分子の配向制御による2次非線形光学材料

高分子非線形光学材料においては、非線形感受率の高い色素官能基を密度高く極性の低いポリマーに導入すること、電場により色素官能基を配向させること、一旦、配向させた色素官能基の緩和を抑えることが重要である。不要な光の散乱を抑えるために均一な集合状態をとらせることも大切である。このような要件を満たすために、ポリマー主鎖の立体規則性を制御し、ポリマー鎖繰り返し単位に複数個のメソゲンを導入することを目的とした。主鎖としてポリオキセタンを用いて、メソゲンや置換基などのポリマー構造を制御することにより、繰り返し単位に複数のメソゲンを導入しても液晶性を示し、液晶構造、液晶温度範囲を制御できることを明らかにした。非線形光学材料への展開を考え、極性が低く、分子量を制御できる主鎖としてポリスチレンを、single layer packingを与える電子供与性の置換基としてアルコキシ基やアルキル基を用い、共役系を長く、また、色素官能基の密度をあげるために、モノマー単位あたりに複数個の色素官能基を導入する分子設計を行なった。モノマーの合成法について検討し、合成ルートの確立を行なうことができた。現在、さらに、種々の長さの接続部をもつモノマーの合成法の確立を急いでいる。また、3個以上の色素の導入法についても検討を加え、さらに、アニオン重合、配位重合による分子量、立体規則性の制御されたポリマーの合成について検討している。本設計では、色素官能基が複数個でまとまって配向する可能性がある。また、ポーリングした色素官能基の配向を架橋反応により固定できる可能性もある。さらに、立体規則性に応じて、色素官能基の配向を制御することや、第2の色素分子の代わりにキラル相を与えるメソゲン分子を組み込むことにより、より高い非線形感受率を実現できる可能性もある。

高分子非線形光学材料においては、非線形感受率の高い色素官能基を密度高く極性の低いポリマーに導入すること、電場により色素官能基を配向させること、一旦、配向させた色素官能基の緩和を抑えることが重要である。不要な光の散乱を抑えるために均一な集合状態をとらせることも大切である。このような要件を満たすために、ポリマー主鎖の立体規則性を制御し、ポリマー鎖繰り返し単位に複数個のメソゲンを導入することを目的とした。主鎖としてポリオキセタンを用いて、メソゲンや置換基などのポリマー構造を制御することにより、繰り返し単位に複数のメソゲンを導入しても液晶性を示し、液晶構造、液晶温度範囲を制御できることを明らかにした。非線形光学材料への展開を考え、極性が低く、分子量を制御できる主鎖としてポリスチレンを、single layer packingを与える電子供与性の置換基としてアルコキシ基やアルキル基を用い、共役系を長く、また、色素官能基の密度をあげるために、モノマー単位あたりに複数個の色素官能基を導入する分子設計を行なった。モノマーの合成法について検討し、合成ルートの確立を行なうことができた。現在、さらに、種々の長さの接続部をもつモノマーの合成法の確立を急いでいる。また、3個以上の色素の導入法についても検討を加え、さらに、アニオン重合、配位重合による分子量、立体規則性の制御されたポリマーの合成について検討している。本設計では、色素官能基が複数個でまとまって配向する可能性がある。また、ポーリングした色素官能基の配向を架橋反応により固定できる可能性もある。さらに、立体規則性に応じて、色素官能基の配向を制御することや、第2の色素分子の代わりにキラル相を与えるメソゲン分子を組み込むことにより、より高い非線形感受率を実現できる可能性もある。