(57)【要約】      （修正有）【課題】  非線形光学機能等の機能性能、高分子相溶性、耐熱性、耐昇華性等に優れた有機機能性材料ならびにそれを用いた有機機能性素子を提供する。【解決手段】有機機能性化合物としてユーロリジン化合物を含有する有機機能性材料を提供すると共に、この有機機能性材料を塗布した有機機能性素子を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機機能性化合物として下記一般式(1)で表されるユーロリジン化合物を含有することを特徴とする有機機能性材料。
【化１】
2006350083.tif 000011
また、Ｌは置換基を有してもよいπ共役基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は水素原子あるいは互いに独立な有機基を示す。Ｒ1とＲ2、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6、は各々独立に環構造を形成してもよい。Ｘは水素原子、炭素数１〜１５のアルキル基、フェニル基、ナフチル基を表わす。*は結合部を表わす。）
【請求項２】
一般式(1)中、Ｌが、下記一般式(２)で表される構造であることを特徴とする請求項１に記載の有機機能性材料。
【化２】
2006350083.tif 000012
（上記一般式（２）中、Ｘ1とＸ2は互いに独立にＮまたはＣＨを示し、Ｌ'は、環構造に含まれるか、直結するか、又は隣接する、置換基を有してもよいπ共役基を示す。ｍは０か１を示す。）
【請求項３】
前記有機機能性化合物を高分子バインダーに分散または結合させて成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機機能性材料。
【請求項４】
前記高分子バインダーが、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリ環状オレフィン、フッ素含有芳香族ポリエーテル、及びポリサルホンから選ばれる１種又は２種以上である請求項３に記載の有機機能性材料。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の有機機能性材料を塗布したことを特徴とする有機機能性素子。
【請求項６】
非線形光学機能によって動作する請求項５に記載の有機機能性素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コピー機、プリンター、電子ペーパー等に利用できる有機電子写真感光体；  電子表示板、ディスプレー等に利用できる有機電界発光素子；  光情報通信、光情報処理等において有用な光変調器、光スイッチ、光集積回路、光コンピューター、光メモリー、波長変換素子、フォログラフ素子等に利用できる有機非線形光学素子；  色素増感型太陽電池、有機ｐｎ接合型太陽電池等の有機太陽電池；  等の光および/または電気に関する機能を発揮する有機機能性素子に関する。さらに、本発明は、該有機機能性素子を形成するキー（Key）材料である有機機能性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いる光情報通信、光情報処理、イメージング等の分野において重要な波長変換素子、光変調器、光スイッチ、等の機能性素子の多くは非線形光学材料、特に二次非線形光学材料を用いることによって具現化される。二次非線形光学材料としてはこれまでにニオブ酸リチウム、燐酸ニ水素カリウム等の無機非線形光学材料が既に実用化され、広く用いられているが、近年、これらの無機材料に対し、高い非線形光学性能、安価な材料ならびに製造コスト、高い量産性、等の優位性を有する有機非線形光学材料が注目され、実用化に向けての活発な研究開発が行われている。
【０００３】
二次非線形光学効果は、原理的に系に対称中心が存在しないことが必須要件であり、非線形光学活性を有する有機化合物を対称中心の存在しない結晶構造に結晶化させた系（結晶系と呼ぶ）、と非線形光学活性を有する有機化合物を高分子バインダーに含有または結合させ、該非線形光学活性有機化合物を何らかの手段によって配向させた系（高分子系）に大別される。結晶系有機非線形光学材料は、非常に高い非線形光学性能を発揮し得ることが知られているが、結晶構造の人為的な制御は現状では不可能に近く対称中心の存在しない結晶構造が得られることは稀であり、たとえ得られたとしても、素子化に必要な大きな有機結晶を作製することは非常に困難であり、また有機結晶の強度は非常に脆く素子化工程で破損してしまう、等の問題がある。これに対し、高分子系有機非線形光学材料は、バインダー高分子により、素子化するに当って有用な成膜性、機械的強度、等の好ましい特性が付与され、実用化に向けてのポテンシャルが高く有望視されている。
【０００４】
高分子系有機非線形光学材料では、高分子バインダー中に非線形光学活性有機化合物が凝集せずに均一に分散または結合され、光学的に均質透明となることが要求される。さらに、前記の通り二次の非線形光学効果を発現するには、非線形光学活性有機化合物を何らかの手段によって配向させ異方性を付与しなければならず、また機能性素子に利用するに当ってはその配向状態が素子の置かれる温湿度環境にあって長期間に亘って安定に保持されなければならない。
したがって、高分子系有機非線形光学材料に用いる非線形光学活性有機化合物としては、高い非線形光学性能に加えて、凝集性が低く、バインダー高分子との相溶性に優れることが要求される。また、高分子系有機非線形光学材料は一般に薄膜の形態にて素子化され、該薄膜の形成法としては湿式塗布法が好適に用いられるため、高分子系有機非線形光学材料に用いる非線形光学活性有機化合物としては、塗布溶剤への高い溶解性が要求される。一方、バインダー高分子としては、高い成膜性、機械的強度等に加え、内包する非線形光学活性有機化合物の配向状態を安定に保持するための高いガラス転移温度が要求される。
【０００５】
高分子系有機非線形光学材料において二次の非線形光学活性を生起させるには、上述の様に非線形光学活性有機化合物を配向させる必要がある。該配向法としては、一般に電界ポーリング法が用いられる。電界ポーリング法は、非線形光学材料に電界を印加し、非線形光学活性化合物の双極子モーメントと印加電界とのクーロン力によって、非線形光学活性化合物を印加電界方向に配向させる配向法であり、一般に、電界印加に加え、ガラス転移温度付近の温度にまで加熱することによって非線形光学活性化合物の分子運動を促進させる。
【０００６】
前記非線形光学活性有機化合物としては、π共役鎖の一方の端に電子供与性基、他方の端に電子吸引性基を有する所謂、プッシュ-プル型のπ共役系化合物が有効であることが知られている。例えば、π共役鎖としてのジアゾベンゼン構造の一方の端の4位に電子供与性基としてのN-エチル-N-（2-ヒドロキシエチル）アミノ基、他方の端の4'位に電子吸引性基としてニトロ基を有するDisperse Red 1 (一般にDR1と略称される)が、代表的な非線形光学活性有機化合物としてよく知られている。しかしながら、DR1は通常の高分子バインダーとの相溶性が低い、昇華し易く乾燥時や電界ポーリング時の加熱に伴い昇華消失してしまう、ジアルキルアミノ基部分が化学的に不安定であり酸化され変質してしまう、非線形光学性能が低い、等の問題がある。これらの問題を解決するために、これまでに種々の非線形光学活性有機化合物が開発されてきたが、未だに全てを同時に満足するものは見出されていない。特に、高い非線形光学性能と高いバインダー相溶性の両立が困難である。すなわち、プッシュ-プル型のπ共役系化合物においては、一般に、π共役鎖を長くする、電子吸引性基の電子吸引能を強くする、電子供与性基の電子供与能を強くする、等によって非線形光学性能が向上することが知られているが、これらは同時に凝集性の増加を伴い高分子バインダーとの相溶性の低下を齎す。
例えば、非特許文献１には、下記の構造の化合物が、非常に高い非線形光学性能を有するものの、凝集性が非常に高く結晶の析出を抑えて高分子バインダー中に分子分散させた膜を得ることが非常に困難であることが開示されている。また、塗布溶剤として沸点の低いハロゲン系の溶剤を用いる必要があることが開示されているが、ハロゲン系の溶剤は大気環境への悪影響が大きく、実用化に当っては好ましくない。
【０００７】
【化１】
2006350083.tif 000002
【０００８】
一方、前記バインダー高分子としては、ポリメチルメタクリレート（一般にPMMAと略称される）が最もよく検討されてきたが、PMMAのガラス転移温度は100℃程度と低く、PMMAをバインダー高分子として用いた高分子系有機非線形光学材料の配向状態は室温でも徐々に緩和し、非線形光学性能が経時で著しく低下してしまい機能性素子としての実用化には耐えないことが知られている（非特許文献２参照）。この問題を解決するためにPMMAに代わるバインダー高分子の探索が活発に行われ、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリサルホン（特許文献１参照）、ポリ環状オレフィン等のPMMAよりもガラス転移温度の高い高分子の有効性が報告されているが、これらの高いガラス転移温度を有するバインダー高分子を用いると、電界ポーリング時に必要となる加熱温度も上がることになり、DR1等の非線形光学活性有機化合物が昇華により消失してしまったり、酸化されてしまったりするという問題があった。また、これらの高いガラス転移温度を有するバインダー高分子とDR1等の非線形光学活性有機化合物との相溶性は必ずしもよくなく、非線形光学性能を高めるために非線形光学活性有機化合物を高濃度で添加するとそれらが凝集化あるいは結晶化してしまう、また低濃度であっても加熱や経時により凝集化あるいは結晶化が起こってしまうという問題があった。
【０００９】
上述した高分子系有機非線形光学材料における、高い機能性（非線形光学材料においては非線形光学性能）と高い相溶性の両立と云う課題は、一般に、機能性有機化合物を高分子バインダーに含有させてなる有機機能性材料に共通する課題である。
【非特許文献１】ケミストリー  オブ  マテリアルズ（Chemistry of Materials）、2001年、13巻、3043〜3050頁
【非特許文献２】ケミカル  レビューズ（Chemical Reviews）、1994年、94巻、1号、31〜75頁
【特許文献１】特開平６−２０２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような従来技術の問題を解決することを目的とし、優れた機能性能に加え、凝集性が低くバインダーとの相溶性に優れ、且つ耐酸化性や耐昇華性等にも優れた特定の機能性有機化合物を用いることによって、高いガラス転移温度を有する高分子バインダーが有効に活用でき、優れた機能性能ならびにその優れた安定性を兼ね備えた有機機能性材料、ならびにそれを用いた有機機能性素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、前記の課題を解決すべく、機能性有機化合物ならびにバインダー高分子に関して鋭意検討を行った結果、特定の構造を持つ機能性有機化合物を活用することにより、前記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記課題は以下の本発明により解決される。
【００１２】
＜1＞  有機機能性化合物として下記一般式(1)で表されるユーロリジン化合物を含有することを特徴とする有機機能性材料。
【化２】
2006350083.tif 000003
【００１３】
また、Lは置換基を有してもよいπ共役基を示し、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は水素原子あるいは互いに独立な有機基を示す。R1とR2、R3とR4、R5とR6、は環構造を形成してもよい。Xは水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、フェニル基、ナフチル基を表わす。*は結合部を表わす。）
【００１４】
＜２＞  上記一般式（１）中、Ｌが、下記一般式(２)で表される構造であることを特徴とする＜１＞に記載の有機機能性材料。
【００１５】
【化３】
2006350083.tif 000004
【００１６】
（上記一般式（２）中、Ｘ1とＸ2は互いに独立にＮまたはＣＨを示し、Ｌ'は、環構造に含まれるか、直結するか、又は隣接する、置換基を有してもよいπ共役基を示す。ｍは0か1を示す。）
【００１７】
＜３＞  前記有機機能性化合物を高分子バインダーに分散または結合させて成ることを特徴とする＜１＞〜＜２＞の何れかに記載の有機機能性材料。
【００１８】
＜４＞  高分子バインダーが、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリ環状オレフィン、フッ素含有芳香族ポリエーテル、及びポリサルホンから選ばれる１種又は２種以上である＜３＞に記載の有機機能性材料。
【００１９】
＜５＞  ＜１＞〜＜４＞の何れかに記載の有機機能性材料を塗布したことを特徴とする有機機能性素子。
【００２０】
＜６＞  非線形光学機能によって動作する＜５＞に記載の有機機能性素子。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の有機機能性材料及び有機機能性素子は、有機機能性化合物として上記一般式(1)で表されるユーロリジン化合物を含有するので、高い濃度でも有機機能性化合物が凝集せずに均一な分散状態を取るため高い光学品質と優れた機能性能を兼ね備え、また非線形光学材料においては配向状態の耐熱性ならびに経時安定性が高く、長期に亘って優れた性能を保持できる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜有機機能性化合物＞
本発明は、有機機能性化合物として下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする。
【００２３】
【化４】
2006350083.tif 000005
【００２４】
また、Ｌは置換基を有してもよいπ共役基を示し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は水素原子あるいは互いに独立な有機基を示す。Ｒ1とＲ2、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6、は各々独立に環構造を形成してもよい。Ｘは水素原子、炭素数１〜１５のアルキル基、フェニル基、ナフチル基を表わす。*は結合部を表わす。）
【００２５】
上記一般式(１)で表される化合物は、電子供与性基としてユーロリジン構造を持つことを特徴とするプッシュ-プル型のπ共役系化合物であり、両極性電荷輸送機能、光電荷発生機能等の光電機能；  フォトルミネッセンス機能、エレクトロルミネッセンス機能等の発光機能；  高調波発生機能、電気光学機能、フォトリフラクティブ機能等の非線形光学機能；  等の機能を有する。
【００２６】
上記一般式（1）中のＬは置換基を有してもよいπ共役基である。Ｌが上記一般式（２）で示される構造である場合、合成が容易、化学的安定性が高い、等の好ましい効果が発現される。Ｌの具体例としては、以下のものが挙げられる。尚、両末端を*で示し、Meはメチル基、Buはn-ブチル基を示す。
【００２７】
【化５】
2006350083.tif 000006
【００２８】
上記一般式（1）中のＲ1〜Ｒ6は、水素原子あるいは互いに独立な有機基であるが、化学的安定性、アモルファス性、等の点で、バルキー且つリジッドな構造のものが好ましく、環を形成しても良い。Ｒ1〜Ｒ6の好ましい具体例としては、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、４-シクロヘキシルフェニル基、等が挙げられ、環を形成する場合にはシクロヘキサン環、シクロペンタン環、フルオレン構造などを形成しても良い。
【００２９】
上記一般式(1)で表される化合物の合成方法としては、任意の如何なる方法も利用可能である。例えば、上記一般式（１）中、Ａが式(１−１)の場合には、対応するユーロリジン構造（Dと標記する）にπ共役鎖（L''と標記する）を介してホルミル基を付与した化合物（D−L"−CHO）と、対応する電子吸引性基Ａにメチル基を付与した化合物（H3C−A）とを、塩基の存在下にて脱水縮合させる方法が有用である。D−L"−CHOの合成方法としては、D−L"−HにＶillｓｍｅｉｅｒ法等のホルミル化法を適用しD−L"−CHOを得る方法がある。
上記一般式（１）中、Ａが式(１−２)の場合には、
【００３０】
【化６】
2006350083.tif 000007
【００３１】
を合成しておき、「Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００２年， ８８８頁」の方法によってテトラシアノエチレンと反応させることによって合成することが可能である。
なお、上記Ｄの合成方法としては、「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００５年、５７８２頁」、および「Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔ．２００３年、１４５頁」に記載の方法などを用いることが可能である。
【００３２】
本発明の有機機能性材料は、上記の有機機能性化合物を含有することを特徴とし、有機機能性化合物単独の単結晶、多結晶、アモルファス固体、単分子膜等の形態にて利用してもよいが、一般に素子化するに当っての成膜性や機械的強度等の要請から有機機能性化合物を高分子バインダーに分散または結合した複合材料として用いることが好ましい。
【００３３】
＜バインダー高分子＞
本発明に用いるバインダー高分子は、光学品質ならびに成膜性に優れるものであれば如何なるものでも構わないが、ガラス転移温度が100℃以上であるものが好ましい。特に好ましくは、ガラス転移温度が140℃以上であり、且つ機械的強度の高いものであり、特に好ましいバインダー高分子の具体例としてはポリイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリ環状オレフィン、フッ素含有芳香族ポリエーテル、及びポリサルホンが挙げられる。
前記一般式（1）で表される機能性有機化合物はこれらの高分子バインダーと高い相溶性を示す。
上記の有機機能性化合物はバインダー高分子中に微結晶状態または分子状態にて分散された状態にて有機機能性材料として供されるが、光に関する機能を活用する素子に応用するに当たっては分子状態にて分散することが、透明性等の光学品質の点で好ましい。また、上記の機能性有機化合物をバインダー高分子の側鎖または主鎖中に化学的に連結させてもよい。
【００３４】
本発明の有機機能性材料の形態は、如何なるものでも構わないが、非線形光学素子への応用に当っては薄膜の形態にて利用されることが一般的である。本発明の有機機能性材料を含有する薄膜の作製方法としては、射出成形法、プレス成形法、ソフトリソグラフ法、湿式塗布法等の公知の手法が利用可能であるが、製造装置の簡便性、量産性、膜品質（膜厚の均一性、気泡等の欠陥の少なさ等）、等の観点から、少なくとも上記の有機機能性材料とバインダー高分子とを有機溶剤に溶解させた溶液をスピンコート法、ブレードコート法、浸漬塗布法、インクジェット法、スプレー法等の手法により適当な基板上に塗布することによって成膜する湿式塗布法が好ましい。
【００３５】
湿式塗布法において用いる有機溶剤は、用いる有機機能性化合物とバインダー高分子とを溶解し得るものであれば如何なるものでも構わないが、その沸点が100〜200℃の範囲内にあるものが好ましい。沸点が100℃未満の有機溶剤を用いると、塗布溶液の保管時に溶剤揮発が顕著となり塗布溶液の粘度が変化(上昇)してしまう、塗布時に溶剤の揮発速度が早過ぎ結露が発生してしまう、等の問題が生じる傾向にある。一方、沸点が200℃を超える有機溶剤を用いると、塗布後の溶剤除去が困難になり残存した有機溶剤が高分子バインダーの可塑剤として働きガラス転移温度の低下を齎す、等の問題が発生する場合がある。好ましい有機溶剤の例としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、トルエン、クロロベンゼン、キシレン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、等が挙げられる。尚、これらの有機溶剤は単独で用いても、複数を混合して用いてもよい。尚、これらの好ましい有機溶剤に沸点が100℃未満のテトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、メチルエチルケトン、イソプロパノール等の有機溶剤を添加した混合溶剤も利用可能である。
【００３６】
本発明の有機機能性材料において、機能性有機化合物の含有量は、用いる機能性有機化合物の種類、要求される機能性能や機械的強度、等によって異なるため一概には規定できないが、例えば非線形光学機能を期待する場合には、一般的に、有機非線形光学材料（有機機能性材料）全重量に占める割合として、1〜90重量％の範囲内であることが好ましい。その理由は、１重量％未満では、十分な機能性能が得られない場合が多く、また90重量％を超えると、十分な機械的強度が得られない、等の問題が発生する傾向にあるためである。機能性有機化合物の含有量のより好ましい範囲は10〜75重量％であり、さらに好ましくは25〜60重量％である。
【００３７】
本発明の有機機能性材料には、前記の機能性有機化合物とバインダー高分子の他に、必要に応じ種々の添加物を加えることができる。例えば、機能性有機化合物および/またはバインダー高分子の酸化劣化を抑制する目的で2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、ヒドロキノン等の公知の酸化防止剤を、機能性有機化合物および/またはバインダー高分子の紫外線劣化を抑制する目的で2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン等の公知の紫外線吸収剤を、また、湿式塗布法を用いる場合には、その塗布液に、塗布膜の表面平滑性を改善する目的でシリコーンオイル等の公知のレベリング剤を、あるいは架橋硬化性官能基を有する機能性有機化合物および/またはバインダー高分子を用いる場合には、その架橋硬化を促進させる目的で公知の硬化触媒や硬化助剤を添加してもよい。
【００３８】
高分子系有機非線形光学材料において二次の非線形光学活性を生起させるには、前述の様に非線形光学活性有機化合物を配向させる必要がある。該配向法としては、高分子系有機非線形光学材料を、表面に配向膜を有する基板上に塗布し、該基板配向膜の配向性により、高分子系有機非線形光学材料中の非線形光学活性有機化合物の配向を誘起する方法がある。また、光ポーリング法、光アシスト電界ポーリング法、電界ポーリング法等の公知のポーリング法も有効に利用できる。これらの中でも、電界ポーリング法は、装置の簡便性、得られる配向度合いの高さ、等の点で特に好ましい。
電界ポーリング法は、非線形光学材料を一対の電極で挟み電界を印加するコンタクト電極ポーリング法と、基板電極上の非線形光学材料の表面にコロナ放電を施し、帯電電界を印加するコロナポーリング法に大別される。電界ポーリング法は、非線形光学活性化合物の双極子モーメントと印加電界とのクーロン力によって、非線形光学活性化合物を印加電界方向に配向させる配向法である。電界ポーリング法においては、一般的に、電界を印加した状態で、非線形光学材料のガラス転移温度付近の温度に加熱することによって非線形光学活性化合物の電界方向への配向移動を促進させ十分な配向が誘起された後、電界を印加した状態のまま室温まで冷却し該配向状態を凍結した上で、印加電界を除去する。しかしながら、この配向状態は基本的に熱力学的非平衡状態であるため、ガラス転移温度以下の温度であっても経時にて徐々にランダム化し、非線形光学性能が低下してしまうという根本的な問題を抱えている。経時による配向状態のランダム化は、非線形光学材料の置かれる環境温度とガラス転移温度との差が大きい程、緩やかに進行するため、ガラス転移温度の高いバインダー樹脂を用いることによって実際の使用環境（室温近辺）においては実質的にこの問題を解決することができる。
【００３９】
＜有機機能性素子＞
本発明の有機機能性素子は、本発明の有機機能性材料の持つ機能を活用することを特徴とし、その具体例としては、電荷輸送機能および/または電荷発生機能を活用する有機電子写真感光体や太陽電池；  電荷輸送機能および/またはエレクトロルミネッセンス機能を活用する電界発光素子；  フォトルミネッセンス機能を活用するレーザー素子または光増幅素子；  高調波発生機能、電気光学機能、フォトリフラクティブ機能等の非線形光学機能を活用する非線形光学素子等が挙げられる。本発明の有機機能性材料は特に優れた非線形光学性能を有することから、本発明の有機機能性素子としては、非線形光学機能を有する本発明の有機機能性材料を用いた有機非線形光学素子が特に好ましい。
【００４０】
有機非線形光学素子としては、非線形光学効果に基づき動作するものであれば如何なるものでもよく、その具体例としては、例えば、高調波発生素子、波長変換素子、フォトリフラクティブ素子、電気光学素子、等が挙げられる。特に好ましくは、電気光学素効果に基づき動作する光スイッチ、光変調器、位相シフト器等の電気光学素子である。
【００４１】
電気光学素子は、非線形光学材料を基板上に導波路構造にて形成し、入力電気シグナル用の電極対で挟み込む構成とした素子として利用することが好ましい。
このような基板を構成する材料としては、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、クロム、チタン等の金属；  シリコン、ガリウム−ヒ素、インジウム−燐、酸化チタン、酸化亜鉛等の半導体；  ガラス等のセラミックス；  ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド等のプラスチック；  等を用いることができる。
これらの基板材料の表面には、必要に応じて導電性膜が形成され、該導電性膜の材料としては、アルミニウム、金、ニッケル、クロム、チタン等の金属；  酸化スズ、酸化インジウム、ＩＴＯ（酸化スズ−酸化インジウム複合酸化物）等の導電性酸化物；  ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセチレン等の導電性高分子等が用いられる。これらの導電性膜は、蒸着、スパッタリング等の公知の乾式成膜法や、スプレー塗布法、浸漬塗布法、電解析出法等の公知の湿式成膜法を利用して形成され、また必要に応じてパターンが形成されていてもよい。尚、導電性基板、あるいは、基板上に形成された導電性膜は、ポーリング時や素子としての動作時の電極（以下、「下部電極」と略す）として利用される。
【００４２】
基板上にはさらに、必要に応じて、その上に形成される膜と基板との接着性を向上させるための接着層、基板表面の凹凸を平滑化するためのレベリング層、あるいはこれらの機能を一括して提供する何らかの中間層が形成されていてもよい。このような層を形成する材料としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ビニルアルコール樹脂、アセタール樹脂等およびそれらの共重合物；  ジルコニウアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物、シランカップリング剤等の架橋物およびそれらの共架橋物；  等の公知のものを用いることができる。
【００４３】
本発明の電気光学素子は、導波路構造を含むものとして形成することが好ましく、本発明の非線形光学材料を、該導波路のコア層に含有させることが特に好ましい。
本発明の非線形光学材料を含有するコア層と基板との間にはクラッド層（以下、「下部クラッド層」と略す）を形成することが望ましい。この下部クラッド層としては、コア層よりも屈折率が低く、コア層形成の際に侵されないものであれば如何なるものでもよい。このようなものとして、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系等のＵＶ硬化性あるいは熱硬化性の樹脂；  ポリイミド；  SiO2等が好ましく使用される。
【００４４】
本発明の非線形光学材料によるコア層を形成した後、さらにその上部にクラッド層（以下、「上部クラッド層」と略す）を下部クラッド層と同様にして形成してもよい。これにより、基板／下部クラッド層／コア層／上部クラッド層、という構成のスラブ型導波路が形成される。
また、コア層を形成した後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、フォトリソグラフィー、電子線リソグラフィー等の半導体プロセス技術を用いた公知の方法によりコア層をパターニングし、チャネル型導波路構造あるいはリッジ型導波路構造を形成することもできる。あるいは、コア層の一部にＵＶ光、電子線等をパターン化して照射することにより、照射部分の屈折率を変化させてチャネル型またはリッジ型導波路構造を形成することもできる。
【００４５】
上部クラッド層の表面に入力電気シグナルを印加するための電極（以下、「上部電極」と略す）を、前記上部クラッド層の所望の領域に形成することで基本的な電気光学素子を形成することができる。
上記のようにしてチャネル型導波路やリッジ型導波路を形成する際、コア層のパターンとしては、直線型、Ｙ分岐型、方向性結合器型、Ｍａｃｈ−Ｚｅｎｄｅｒ型等の公知のデバイス構造を構成することができ、光スイッチ、光変調器、位相シフト器等の公知の光情報通信用デバイスへの適用が可能である。
【実施例】
【００４６】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はそれらによって制限されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
表面に金製の平行電極対(電極間距離＝20μm)が備えられたガラス基板上に、有機機能性化合物としての前記一般式(1)で表される化合物の1種である下記構造式の化合物3重量部と、高分子バインダーとしてのポリカーボネートの1種であるPoly[Bisphenol A carbonate-co-4,4'-(3,3,5-trimethylcyclohexylidene)diphenol carbonate]（Aldrich社製、ガラス転移温度200℃）7重両部とを、汎用的な非ハロゲン系塗布溶剤であるシクロペンタノン（沸点130℃）80重量部に溶解させた溶液（塗布液A）をスピンコート法により塗布し、130℃にて30分、乾燥させ膜厚0.2μmの薄膜を得た。
【００４８】
【化７】
2006350083.tif 000008
【００４９】
次に、前記電極間に40V/μmの電界を印加した状態で、前記薄膜を150℃に10min保持し、その状態から電界を印加したまま室温まで冷却した後、電界を除去した。
このようにして得られた本発明の電界ポーリングを施した薄膜に、1550nmの発振波長を持つ半導体レーザー光を照射したところ、775nmの二次高調波の発生が観測でき、本薄膜が非線形光学材料として有効に機能することが確認できた。さらに、本薄膜を65℃の高温環境に10日間保持した後に、再度、レーザー光を照射したところ、初期と同等の強度を有する二次高調波の発生が確認でき、本発明の非線形光学材料が高い耐熱性ならびに経時安定性を有することが確認できた。
尚、本薄膜を光学顕微鏡にて観察したところ、非常にクリアであり上記構造式（化９）の化合物がポリカーボネート中に均質に分子分散されていることが確認できた。
【００５０】
（実施例２）
上記実施例１において、高分子バインダーとして用いたポリカーボネートのかわりに、フッ素含有芳香族ポリエーテル（日本触媒製、ＳＦＫ−００１、ガラス転移点236℃）を用いた以外は全く同様にして実験を行なったところ、二次高調波の発生が観測でき、本薄膜が非線形光学材料として有効に機能することが確認できた。同様に、本薄膜を65℃の高温環境に10日間保持した後でも初期と同等の強度を有する二次高調波の発生が確認でき、本発明の非線形光学材料が高い耐熱性ならびに経時安定性を有することが確認できた。
尚、本薄膜を光学顕微鏡にて観察したところ、非常にクリアであり上記構造式（化７）の化合物がバインダー中に均質に分子分散されていることが確認できた。
【００５１】
（実施例３）
上記実施例１において、高分子バインダーとして用いたポリカーボネートのかわりに、ポリサルホン（ソルベイアドバンストポリマーズ製、P-1700、ガラス転移点250℃）を用いた以外は全く同様にして実験を行なったところ、二次高調波の発生が観測でき、本薄膜が非線形光学材料として有効に機能することが確認できた。同様に、本薄膜を65℃の高温環境に10日間保持した後でも初期と同等の強度を有する二次高調波の発生が確認でき、本発明の非線形光学材料が高い耐熱性ならびに経時安定性を有することが確認できた。
尚、本薄膜を光学顕微鏡にて観察したところ、非常にクリアであり上記構造式（化７）の化合物がバインダー中に均質に分子分散されていることが確認できた。
【００５２】
（実施例４）
下記化合物を用いて実施例１と同じ実験を行なったところ、二次高調波の発生が観測でき、本薄膜が非線形光学材料として有効に機能することが確認できた。
【００５３】
【化８】
2006350083.tif 000009
【００５４】
（比較例1）
実施例1における有機機能性化合物を「Chemstry of Materials、2001年、13巻、3043〜3050頁」に記載されている下記構造の化合物に変更した以外は実施例1と同様にして、薄膜を作製したところ、下記化合物の微結晶が析出してしまい、クリアな膜を得ることができなかった。
【００５５】
【化９】
2006350083.tif 000010
【００５６】
（実施例５）
図１に示すように、表面に下部電極１２としての金薄膜をスパッタリング法にて形成したガラス基板（2cm×2cm）１１上に、ＵＶ硬化型アルリル樹脂（Norland社製、商品名NOA72）をスピンコート法により塗布し、100mW/cm2の紫外光（ウシオ電機社製高圧水銀灯）を30sec間照射した後、120℃30minの加熱処理を行い、膜厚3μmの薄膜を形成して、下部クラッド層１３とした。
次に、前記下部クラッド層１３の上に、実施例１で用いた塗布液Ａをスピンコート法により塗布し、100℃にて1時間、乾燥させ膜厚2μmの薄膜を形成して、コア層１４とした。
次に、前記コア層１４の上に、下部クラッド層１３と同じＵＶ硬化型アルリル樹脂を下部クラッド層１３と同様にして成膜して、上部クラッド層１５とした（膜厚2μｍ）、
次に、前記上部クラッド層１５の上に、上部電極１６として、ストライプ状の金薄膜（ストライプ幅20μｍ、ストライプ間隔30μｍ）を通常のフォトリソグラフ法ならびにスパッタリング法を用いて形成した。
以上のようにして得られたサンプルをダイサー（Disco社製）によって、幅5mmのチップに切断し、該切断面をサンドペーパーにて研摩し、図1に示す構成のスラブ型導波路素子２０を作製した。
【００５７】
次に、スラブ型導波路素子（以下、本素子という）２０の上部電極１６と下部電極１２との間に150V/μmの電界を印加し、実施例1と同様にして電界ポーリング処理を行った。
電界ポーリング処理を施した本素子２０が電気光学素子として機能することを確認するため、「Japanese Journal of Applied Physics、1991年、30巻、2号、320〜326頁」に記載された方法に従い電気光学特性の評価を行った。評価系の概略構成図を図２に示す。レーザー光源２１から射出され、半波長板２２、偏光子２３a、及びコリメーターレンズ２４を通過したレーザー光(半導体レーザー、発振波長1310nm)を本素子２０の一方の端面から入射し、本素子中２０のコア層を伝播した後に、本素子２０の他方の端面から出射され、コリメーターレンズ２４、ピンホール２６、及び偏光子２３ｂを通過したレーザー光を、光検出器２７によって検出した。本素子２０の上下電極間（上部電極１６及び下部電極１２間）に電界を印加し、電界強度を0Vから5Vまで変化させたところ、電界強度の増加に伴い検出光強度が減少する挙動が確認できた。これは、本素子が電気光学効果を有し、電界印加に応じ偏光面の回転が生じたことによるものであり、本素子が電気光学素子として有効に機能し、光変調器として活用できることを示すものである。さらに、本非線形光学素子を65℃の高温環境に10日間保持した後に、再度、同様の評価を行ったところ、初期と同等の光変調特性が確認でき、本電気光学素子が高い耐熱性および経時安定性を有することが確認できた。
【００５８】
（比較例２）
上記実施例５おける非線形光学活性有機化合物をＤＲ１に変更した以外は、実施例５と同様にして電気光学素子を作製し、実施例５と同様にして評価したところ、印加電界強度を0Vから5Vまで変化させた時の光変調量は、実施例1の光変調量の十分の一以下と非常に低いものであった。さらに、65℃10日間の保管後は、ＤＲ１の微結晶の析出が認められ、電気光学素子としての使用には耐えなくなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
上記の通り、本発明の有機機能性材料は、非線形光学機能等の機能性能、高分子相溶性、耐熱性、耐昇華性等に優れた特定の構造の有機機能性化合物を高いガラス転移温度を有する高分子バインダーに分散または結合させてなることを特徴とし、高い濃度でも有機機能性化合物が凝集せずに均一な分散状態を取るため高い光学品質と優れた機能性能を兼ね備え、また非線形光学材料においては配向状態の耐熱性ならびに経時安定性が高く、長期に亘って優れた性能を保持できるという効果を奏する。このため、本発明の有機機能性材料を用いることによって、諸特性ならびに安定性に優れた有機機能性素子を具現化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例５および比較例２で作製した素子の模式的断面図である。
【図２】実施例５および比較例２で用いた評価系の概略模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１  ガラス基板
１２  下部電極
１３  下部クラッド層
１４  コア層
１５  上部クラッド層
１６  上部電極
２１  レーザー光源
２２  半波長板
２３ａ、２４ｂ  偏光子
２４  レンズ
２５  電源
２６  ピンホール
２７  光検出器
２８  電気光学素子
【図１】
2006350083.tif 000013
【図２】
2006350083.tif 000014