(57)【要約】【課題】  高配向分子会合体薄膜をより簡便で安価に作製することができる製造方法を提供する。【解決手段】  両側面が開口した略直方体の容器に水を溶媒とするシアニン色素の溶液で満たした後、この開口した側面から溶媒を蒸発させることで、開口側面に対して垂直方向に配向したシアニン色素分子会合体を含む薄膜を容器内に生成する。【選択図】  図２
2006231135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側面が開口した略直方体の容器に水を溶媒とするシアニン色素の溶液で満たした後、この開口した側面から溶媒を蒸発させることで、開口側面に対して垂直方向に配向したシアニン色素分子会合体を含む薄膜を容器内に生成することを特徴とする高配向分子会合体薄膜の製造方法。
【請求項２】
容器内の高さが１〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の高配向分子会合体薄膜の製造方法。
【請求項３】
シアニン色素水溶液は０.１ｍＭ〜１.０ｍＭの範囲の濃度であることを特徴とする請求項１または２に記載の高配向分子会合体薄膜の製造方法。
【請求項４】
シアニン色素が擬イソシアニン（Pseudoisocyanine）色素であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高配向分子会合体薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、高配向分子会合体薄膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｊ会合体は有機色素分子が自己会合して生じるナノからマイクロメートルサイズの超分子構造体でファイバー状の形状を有している。Ｊ会合体は、単体分子の吸収帯に比較して長波長側に強くシャープな吸収帯を示す（Ｊバンド）。これは、会合体内の分子が規則正しく整列し構成分子の双極子モーメントが強く相互作用していることに起因するもので、強い非線形光学応答および波長選択的偏光特性を示すものである。このため、このような特性を持つＪ会合体を含む高配向分子会合体薄膜は、非線形光学素子および波長的選択偏光光学素子などへの応用が期待されている。
【０００３】
以上のような高配向分子会合体薄膜は、例えば垂直スピンコート法と呼ばれる方法で製造されている（例えば、非特許文献１，２参照）。この方法は、色素分子溶液を基板上に滴下した後、基板をモーターで回転させ、その遠心力によって色素分子溶液を基板面内で延伸させて薄膜を作製している。
【０００４】
しかしながら、高配向分子会合体薄膜は、その有用性からより簡便で安価に製造することができる製造方法が望まれており、より最良のものへのアプローチは依然として未踏のものであった。
【非特許文献１】K. Misawa, H. Ono, K. Minoshima and T. Kobayasi, Appl. Phys. Lett. 63, 577, 1993.
【非特許文献２】K. Misawa, S. Machida, K. Horie and T. Kobayasi, Chem. Phys. Lett. 240, 210, 1995.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本願発明は、以上のとおりの背景よりなされたものであって、垂直スピンコート法と比較して、高配向分子会合体薄膜をより簡便で安価に作製することができる製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、両側面が開口した略直方体の容器に水を溶媒とするシアニン色素の溶液で満たした後、この開口した側面から溶媒を蒸発させることで、開口側面に対して垂直方向に配向したシアニン色素分子会合体を含む薄膜を容器内に生成することを特徴とする高配向分子会合体薄膜の製造方法を提供する。
【０００７】
そして、本願発明は、第２には、上記の高配向分子会合体薄膜の製造方法において、容器内の高さが１〜５μｍの範囲であることを、第３には、シアニン色素水溶液は０.１ｍ
Ｍ〜１.０ｍＭの範囲の濃度であることを特徴とする高配向分子会合体薄膜の製造方法を
提供する。
【０００８】
また、本願発明は、第４には、上記の高配向分子会合体薄膜の製造方法において、シアニン色素が擬イソシアニン（Pseudoisocyanine）色素であることを特徴とする高配向分子会合体薄膜の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記のとおり、第１の発明によれば、極めて簡便に高配向分子会合体薄膜を製造することができる。また、特別な装置を用いることがないため低コストで製造することができる。この高配向分子会合体薄膜は、強い非線形光学応答および波長選択的偏光特性を示すことから、非線形光学素子および波長的選択偏光光学素子などに適用することができる。
【００１０】
第２に発明によれば、容器内の高さが１〜５μｍの範囲であることにより、容器の開口した側面からより好適に溶媒を蒸発させることができ、開口側面に対して垂直方向にシアニン色素分子会合体を効率よく配向させることができる。
【００１１】
また、第３の発明によれば、シアニン色素水溶液が０.１ｍＭ〜１.０ｍＭの範囲の濃度であることにより、容器の開口した側面からより好適に溶媒を蒸発させることができ、開口側面に対して垂直方向にシアニン色素分子会合体をより一層効率よく配向させることができる。
【００１２】
第４の発明によれば、シアニン色素が擬イソシアニン（Pseudoisocyanine）色素であることにより、上記の効果をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本願発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１４】
本願発明は、両側面が開口した略直方体のセルに水を溶媒とするシアニン色素の溶液で満たすようにする。ここで「略直方体の容器」とは、対向する矩形の部材が平行に離間して、隣接する面が直角に交わって形成されており、容器内部の形状が実質的に直方体となる容器のこと意味しており、各面が面一で形成されていない容器であってもよい。例えば図１は容器の一実施形態を模式的に例示した斜視図であるが、この図に示すように下面２１の部材の大きさが上面２２の部材よりも大きい部材で形成された容器１も含むものである。
【００１５】
以上のような容器１は、例えば図１に示すように２枚のガラス板２と銅薄膜３から形成されていてもよい。すなわち、一方のガラス板２を下面２１としてその表面の両側端の各々に銅薄膜３を載置し、さらにその上にもう一方のガラス板２を上面２２として載置して容器１を形成している。この容器１の対向する２対の側面のうち１対の側面は、銅薄膜３で形成されているが、もう一対の側面は開口している。なお、ここでは上面２２と下面２１を形成する部材としてガラス板２を、側面を形成する部材として銅薄膜３を用いているが、シアニン色素分子水溶液と相互作用を起こすことのないような任意の材質の部材を使用することができ、これに限定されることはない。また、上面２２、下面２１および側面の部材に同じ材質の部材を使用してもよい。上面２２、下面２１を形成する部材としては、入手のし易さ、耐久性、コストなどの理由により特にガラス板２を用いることが好ましい。側面を形成する部材としては、容器１の高さの調節のし易さ、コストなどの理由から銅薄膜３を用いることが好ましい。
【００１６】
上面２２と下面２１の部材の大きさとしては、容器１へのシアニン色素水溶液の導入のし易さ、作業性を考慮すると、上述したように下面２１の部材の大きさが上面２２の部材よりも大きい部材を用いることができる。
【００１７】
本願発明は、シアニン色素溶液を容器１に満たした後、容器１の開口した側面から溶媒（水）を蒸発させるものである。このように容器１の特定の方向からのみ溶媒を蒸発させることで、開口した側面に対して垂直方向に（溶媒の蒸発方向に）配向したシアニン色素分子会合体を成長させることができ、容器１内ではこのシアニン色素分子会合体を含む薄
膜を生成することができる。
【００１８】
容器１内の高さ（上面２２と下面２１の部材の厚さを除いた容器１の厚さ）は、１〜５μｍの範囲とすることが好ましい。この範囲とすることで、溶媒の蒸発速度を制御でき、配向したシアニン色素分子会合体を効率よく成長させることができる。１μｍ未満の場合では、蒸発が十分な速度で行われずシアニン色素分子会合体を効率よく成長させることができない場合があるため好ましくない。５μｍを超える場合には、蒸発速度の制御が困難で十分に配向したシアニン色素分子会合体を成長させることができない場合があるので好ましくない。
【００１９】
本願発明のシアニン色素水溶液の濃度としては、可溶な範囲でその濃度が高ければ高いほど性能の高い高配向分子会合体薄膜とすることができる。このため、濃度の上限としては可溶の上限である１．０ｍＭ程度とすることができる。下限については０．１ｍＭ程度とすることができ、それ未満では十分に配向したシアニン色素分子会合体を成長させることができない場合があるので好ましくない。
【００２０】
本願発明で使用するシアニン色素は、窒素原子を持つ複素環構造をメチン鎖で連結した構造を持つ化合物で、一般式
【００２１】
【化１】
2006231135.tif 000003
【００２２】
（式中のＲ1およびＲ2は、同一または別異のアルキル基を示し、ｎは０または１以上の整数を示す）で表される。本願発明はこのような構造のシアニン系化合物が適用可能で、なかでも、入手のし易さ、製造される薄膜の性能を考慮すると、例えば、次式
【００２３】
【化２】
2006231135.tif 000004
【００２４】
で表される擬イソシアニン（Pseudoisocyanine）色素が好適である。
【００２５】
以上のように、高配向分子会合体薄膜は特別な装置を用いることなく簡便に高配向分子会合体薄膜を製造することができる。この高配向分子会合体薄膜は、強い非線形光学応答および波長選択的偏光特性を示すことから、非線形光学素子および波長的選択偏光光学素子などに適用することができる。
【００２６】
以下に実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００２７】
pseudoisocyanine色素の水溶液（１ｍＭ）を加熱撹拌（５０℃、２４時間）により調製した。容器は図１に示すようにガラス板（上面のガラス板のサイズは２２ｍｍ×２２ｍｍ，０．１８ｍｍ厚）と厚さ３μｍの銅薄膜をスペーサとして張り合わせて形成した。この容器の向かい合う側面は大気に開放されており、残りの側面はスペーサにより密閉されている。
次いで、この容器に上記pseudoisocyanine色素の水溶液を満たし、開放された側面から水を蒸発させて、容器内にpseudoisocyanine色素分子会合体薄膜を生成した。この生成した薄膜の顕微鏡写真を図２に示す。
【００２８】
図２から、pseudoisocyanine色素分子会合体が開口した側面から約3ｍｍの領域まで垂
直方向に成長していることが観察された。
【００２９】
次いで、生成した薄膜について偏光依存吸収スペクトルを測定した。この結果を図３に示す。
【００３０】
図３から、入射光が会合体の配向方向に平行な場合と垂直な場合で５７２ｍｍ付近の吸収強度が大きく異なり、その二色比（垂直偏光の吸光度／平行偏光の吸光度）は７.５で
あることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明の容器の一実施形態を模式的に例示した斜視図である。
【図２】本願発明の実施例において製造したpseudoisocyanine色素分子会合体薄膜の顕微鏡写真である。
【図３】本願発明の実施例において製造したpseudoisocyanine色素分子会合体薄膜の偏光依存吸収スペクトルである。
【符号の説明】
【００３２】
１  容器
２  ガラス板
２１  下面
２２  上面
３  銅薄膜
【図１】
2006231135.tif 000005
【図３】
2006231135.tif 000006
【図２】
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