(57)【要約】【課題】光機能性材料として有用な材料および光通信分野において用いられる光増幅技術や発光現象を利用する分野に好適な材料を提供する。【解決手段】含フッ素アクリル重合体であって、ガラス転移温度が４０℃以上でフッ素含有率が５０重量％以上である含フッ素アクリル重合体またはガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満である含フッ素アクリル重合体、および光機能性を発現可能な希土類金属イオンとからなる材料であって、含フッ素アクリル重合体のマトリックス中に希土類金属イオンが分散してなる光機能性材料。【選択図】図１
2005320356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ１）含フッ素アクリル重合体であって、ガラス転移温度が４０℃以上でフッ素含有率が５０重量％以上である含フッ素アクリル重合体、および
（Ｂ）光機能性を発現可能な希土類金属イオン
とからなる材料であって、含フッ素アクリル重合体（Ａ１）のマトリックス中に希土類金属イオン（Ｂ）が分散してなる光機能性材料。
【請求項２】
含フッ素アクリル重合体（Ａ１）が、６５℃以上のガラス転移温度を有する請求項１記載の光機能性材料。
【請求項３】
含フッ素アクリル重合体（Ａ１）が、式（１）：
【化１】
2005320356.tif 000039
（式中、Ｒｆ1はエーテル結合を含んでいてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基）の構造を含む請求項１または２記載の光機能性材料。
【請求項４】
（Ａ２）含フッ素アクリル重合体であって、ガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満である含フッ素アクリル重合体、および
（Ｂ）光機能性を発現可能な希土類金属イオン
とからなる材料であって、含フッ素アクリル重合体（Ａ２）のマトリックス中に希土類金属イオン（Ｂ）が分散してなる光機能性材料。
【請求項５】
含フッ素アクリル重合体（Ａ２）が、式（２）：
【化２】
2005320356.tif 000040
（式中、ＸはＣＨ3、Ｆ、ＨまたはＣｌ；Ｒｆ2はエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基）の構造を含む請求項４記載の光機能性材料。
【請求項６】
含フッ素アクリル重合体（Ａ２）が、メチルメタクリレート単位を含む請求項４または５記載の光機能性材料。
【請求項７】
希土類金属イオン（Ｂ）が、材料中で、配位子と錯体を形成している請求項１〜６のいずれかに記載の光機能性材料。
【請求項８】
希土類金属イオン（Ｂ）が、エルビウム（Ｅｒ）イオン、ツリウム（Ｔｍ）イオン、プラセオジウム（Ｐｒ）イオン、ホルミウム（Ｈｏ）イオン、ネオジウム（Ｎｄ）イオン、ユーロピウム（Ｅｕ）イオン、セリウム（Ｃｅ）イオン、サマリウム（Ｓｍ）イオン、ジスプロシウム（Ｄｙ）イオン、テルビウム（Ｔｂ）イオン、プロメチウム（Ｐｍ）イオン、ランタン（Ｌａ）イオン、ガドリニウム（Ｇｄ）イオン、イッテルビウム（Ｙｂ）イオンおよびルテチウム（Ｌｕ）イオンよりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜７のいずれかに記載の光機能性材料。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の光機能性材料からなる成形材料を成形してなる光機能性成形品。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の光機能性材料からなる成形材料を成形してなる発光素子。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の光機能性材料からなる成形材料を成形してなる光増幅素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光機能性を発現可能な希土類金属イオンと特定の含フッ素アクリル重合体とからなる光機能性材料に関する。詳しくは光機能性材料として有用な材料および光通信分野において用いられる光増幅技術や発光現象を利用する分野に好適な材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ網を用いた光通信システムは、大容量かつ高速のデータ伝送を可能にする。光ファイバとしては一般的には、石英系光ファイバが用いられている。しかし、近年、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：Plastics Optical Fiber）において、広帯域（１００ｍ伝送で４００Ｍｂｐｓ）、低損失なＧＩ（Graded Index）型と呼ばれるＰＯＦが開発され、今後、各家庭内での光ネットワークの構築も考えられている。それぞれのファイバでは伝送に用いられている光の波長帯域が異なり、石英系では主に１３００ｎｍ帯域および１５００ｎｍ帯域が、プラスチック（アクリル重合体）では６５０ｎｍ帯域が主として用いられている。
【０００３】
ところで、光ファイバが石英系、プラスチック系いずれのものであっても、光通信システムでは、伝播、分岐、接続、スイッチングの際に生ずる損失が原因で、光信号の減衰が生じる。光信号の減衰は、長距離伝送を行う場合に特に問題となる。そこで、光信号の減衰を補償するため、光増幅器が必要になる。
【０００４】
一方、発光体としては、希土類金属イオンを含有させた無機のガラスやレーザー光線用電子デバイスなどに実用化されている。しかし、製造が難しく加工も困難であるため、用途が限られているのが現状である。
【０００５】
光機能性材料関係で重合体をマトリックスとする組成物および材料に関しては、特許文献１に多くの情報が開示されている。
【０００６】
この特許文献１には、希土類金属錯体をポリマーマトリックス中に含む光機能性材料が開示されており、ポリマーマトリックスとして、非フッ素系の重合体と共に含フッ素メタクリレートおよび含フッ素アクリレートも使用することが可能であるとの提案がある（特許文献１の請求項８）。また含フッ素メタクリレートおよび含フッ素アクリレートの具体例として、ポリ（ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート）、ポリ（ヘキサフルオロ−ｎ−プロピルメタクリレート）およびポリフルオロイソプロピルアクリレートが例示され（特許文献１の段落番号［００６９］）、実施例においてもマトリックスポリマーとしてヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート（ｉＦＰＭＡ）の単独重合体、ナフィオン、ｉＦＰＭＡとメチルメタクリレート（ＭＭＡ）の共重合体、ＭＭＡとイソフルオロプロピルアクリレートの共重合体、ＭＭＡとヘキサフルオロ−ｎ−プロピルメタクリレートの共重合体などがＰＭＭＡに比して発光強度が改善されているとの目視による官能的な評価データが示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６３６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、本発明者らの検討では、特許文献１に記載されている材料の発光強度は充分ではなく、近年の厳しい要求特性を達成するためには、さらに向上させる必要性がある。しかも、特許文献１に記載された含フッ素アクリル重合体からなる材料は機械的物性が不充分で脆く、成形品の材料として利用しにくいものである。
【０００９】
本発明者らは含フッ素アクリル重合体と希土類金属イオンからなる組成物についてさらに検討を重ね、特にマトリックスを形成する含フッ素アクリル重合体に焦点を絞って検討した結果、発光強度、発光効率、さらには蛍光寿命の向上に特に寄与する含フッ素アクリル重合体を見出し、引き続きこの含フッ素アクリル重合体を含む材料が光機能性材料として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、各種の光機能、特に発光強度、発光効率、さらには蛍光寿命、光増幅性、機械的特性（強度、伸び、可撓性など）に優れた光機能性材料を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、かかる光機能性材料からなる成形材料を成形してなる成形品、たとえば発光素子、光増幅素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明は、
（Ａ１）含フッ素アクリル重合体であって、ガラス転移温度が４０℃以上でフッ素含有率が５０重量％以上である含フッ素アクリル重合体、および
（Ｂ）光機能性を発現可能な希土類金属イオン
とからなる材料であって、含フッ素アクリル重合体（Ａ１）のマトリックス中に希土類金属イオン（Ｂ）が分散してなる光機能性材料（以下、「材料１」ということもある）に関する。
【００１３】
含フッ素アクリル重合体（Ａ１）としては、６５℃以上のガラス転移温度を有していることが、発光強度などが高いことから好ましい。
【００１４】
また、含フッ素アクリル重合体（Ａ１）としては、式（１）：
【００１５】
【化１】
2005320356.tif 000003
【００１６】
（式中、Ｒｆ1はエーテル結合を含んでいてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基）の構造を含む含フッ素アクリル重合体が好ましい。
【００１７】
本発明はまた、
（Ａ２）含フッ素アクリル重合体であって、ガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満である含フッ素アクリル重合体、および
（Ｂ）光機能性を発現可能な希土類金属イオン
とからなる材料であって、含フッ素アクリル重合体（Ａ２）のマトリックス中に希土類金属イオン（Ｂ）が分散してなる光機能性材料に関する（以下、「材料２」ということもある。さらに特記しない場合は、「材料」は材料１と材料２の両者をいう）。
【００１８】
含フッ素アクリル重合体（Ａ２）としては、式（２）：
【００１９】
【化２】
2005320356.tif 000004
【００２０】
（式中、ＸはＣＨ3、Ｆ、ＨまたはＣｌ；Ｒｆ2はエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基）の構造を含む含フッ素アクリル重合体が好ましい。
【００２１】
また、含フッ素アクリル重合体（Ａ２）は、メチルメタクリレート単位を含む重合体であってもよい。
【００２２】
他方の成分である希土類金属イオン（Ｂ）としては、材料中で、配位子と錯体を形成するものが好ましい。
【００２３】
好ましい希土類金属イオン（Ｂ）としては、エルビウム（Ｅｒ）イオン、ツリウム（Ｔｍ）イオン、プラセオジウム（Ｐｒ）イオン、ホルミウム（Ｈｏ）イオン、ネオジウム（Ｎｄ）イオン、ユーロピウム（Ｅｕ）イオン、セリウム（Ｃｅ）イオン、サマリウム（Ｓｍ）イオン、ジスプロシウム（Ｄｙ）イオン、テルビウム（Ｔｂ）イオン、プロメチウム（Ｐｍ）イオン、ランタン（Ｌａ）イオン、ガドリニウム（Ｇｄ）イオン、イッテルビウム（Ｙｂ）イオンおよびルテチウム（Ｌｕ）イオンよりなる群から選ばれる少なくとも１種などが例示できる。
【００２４】
本発明はまた、本発明の光機能性材料からなる成形材料を成形してなる光機能性成形品、さらには発光素子、光増幅素子にも関する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、各種の光機能、特に発光強度、発光効率、さらには蛍光寿命、光増幅性、機械的特性（強度、伸び、可撓性など）に優れた光機能性材料を提供できる。
【００２６】
また、本発明によれば、かかる光機能性材料からなる成形材料を成形してなる成形品、たとえば発光素子、光増幅素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
希土類金属イオンの発光現象において、その発光強度、量子収率の低下、蛍光寿命の減少は、加えられた励起光のエネルギーのすべてが発光エネルギーに転換されず、他の、エネルギーに移動したためと考えられる。
【００２８】
本発明においては、マトリックスとして高フッ素含有率の含フッ素アクリル重合体を用いることにより、そのエネルギー移動を抑制させるとともに、ガラス転移温度の高い含フッ素アクリル重合体を用いることにより分子の動きを抑制または凍結し、分子同士の衝突により熱エネルギーとして失われるエネルギーを大幅に減らし、その結果、発光強度、量子収率の増大、蛍光寿命を長くすることができたものと考えられる。
【００２９】
本発明はさらに、この２つのパラメータ（フッ素含有率とガラス転移温度）を適切に選んだものであり、従来にない、高効率の発光材料、光増幅材料などを与え得る光機能性材料を提供することができる。
【００３０】
以下、まず、本発明で使用する含フッ素アクリル重合体について説明する。なお、含フッ素アクリル重合体（Ａ１）と含フッ素アクリル重合体（Ａ２）を特に区別しない場合は、単に含フッ素アクリル重合体（Ａ）という。
【００３１】
本発明の材料１で使用する含フッ素アクリル重合体（Ａ１）は、ガラス転移温度が４０℃以上でフッ素含有率が５０重量％以上である含フッ素アクリル重合体である。
【００３２】
ガラス転移温度が４０℃より低いと室温で変形して形状安定性に問題があり、また希土類金属イオンが移動し再分布して相分離を惹き起こすことがある。ガラス転移温度は、発光素子などにした際に自己発熱によりマトリックスの重合体自体が加熱されるため、耐熱性の点から好ましくは６５℃以上、さらには１００℃以上である。上限は特に限定されないが、含フッ素アクリル重合体では通常２００℃程度である。
【００３３】
もちろん、フッ素含有率が高い方が好ましく、５２重量％以上、特に５５重量％以上である。フッ素含有率の上限も特に限定されないが、希土類金属イオンとの相溶性を悪化させない点、および化学構造的な制限から、通常７６重量％程度である。
【００３４】
また、含フッ素アクリル重合体（Ａ１）の重量平均分子量は５００〜１，０００，０００、さらには５，０００〜８００，０００、特に１０，０００〜５００，０００が好ましい。
【００３５】
含フッ素アクリル重合体（Ａ１）のなかでも、式（１）：
【００３６】
【化３】
2005320356.tif 000005
【００３７】
（式中、Ｒｆ1はエーテル結合を含んでいてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基）の構造を含む含フッ素アクリル重合体が、単独重合体でも、さらには共重合体として、ガラス転移温度が４０℃以上、フッ素含有率が５０重量％以上を示す重合体となりやすく、しかも発光強度も充分高く好ましい。Ｒｆ1としてはエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素アルキル基またはエーテル結合を有していてもよい炭素数３〜４０の含フッ素アリール基が好ましくあげられる。
【００３８】
含フッ素アクリル重合体（Ａ１）としては、つぎのものがあげられる。
【００３９】
（Ａ１−１）α位がフッ素原子であるアクリレート（以下、「αＦアクリレート」という）の単独重合体および異なるαＦアクリレート同士の共重合体
αＦアクリレートとしては、たとえばつぎのものが好ましく例示できる。なお、各モノマーの後の記載は、（略称）そして（単独重合体のガラス転移温度とフッ素含有率）である（以下同様）。
【００４０】
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣＨ2Ｃ2Ｆ5          （５ＦＦ）（１０１℃、５１％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣＨ2ＣＦ2ＣＦＨＣＦ3  （６ＦＦ）（７０℃、５２％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣＨ2Ｃ4Ｆ8Ｈ          （８ＦＦ）（６５℃、５６％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣ2Ｈ4Ｃ8Ｆ17        （１７ＦＦ）（６６℃、６４％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣ（ＣＦ3）2Ｈ  （ＨＦＩＰ−Ｆ）（１０４℃、５５％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣ（ＣＦ3）2Ｃ6Ｆ5              （１４７℃、５６％）、
【００４１】
【化４】
2005320356.tif 000006
【００４２】
なかでもＨＦＩＰ−Ｆ、８ＦＦは錯体との親和性が高く好ましい。また、αＦアクリレートは、側鎖に分岐構造をもつものがガラス転移温度が高くなることから好ましい。
【００４３】
（Ａ１−２）含フッ素メタクリレートの単独重合体および異なる含フッ素メタクリレート同士の共重合体
このなかでも、式（３）：
【００４４】
【化５】
2005320356.tif 000007
【００４５】
（式中、Ｒｆ3はエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基でフッ素原子の数が７個以上）の構造を含む含フッ素メタクリレート重合体が、単独重合体でもガラス転移温度が４０℃以上、フッ素含有率が５０重量％以上を示し、発光強度も充分高く好ましい。Ｒｆ3としてはエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素アルキル基またはエーテル結合を有していてもよい炭素数３〜４０の含フッ素アリール基が好ましくあげられる。
【００４６】
式（３）で示される構造を与えるモノマーとしては、たとえばつぎのものが好ましく例示できる。
【００４７】
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2Ｃ4Ｆ8Ｈ  （８ＦＭ）（４７℃、５１％）、
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣ2Ｈ4Ｃ8Ｆ17  （１７ＦＭ）（４０℃、６１％）、
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣ（ＣＦ3）3  （９ＦｔＢｕＭ）（１５６℃、５６％）、
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣ（ＣＦ3）2Ｃ6Ｆ5        （１３２℃、５２％）
【００４８】
なかでも８ＦＭは錯体との親和性が良く好ましい。また、含フッ素メタクリレートは、側鎖に分岐構造をもつものがガラス転移温度が高くなることから好ましい。
【００４９】
（Ａ１−３）前記αＦアクリレートと前記含フッ素メタクリレートとの共重合体
共重合の組成および共重合比は、ガラス転移温度が４０℃以上でフッ素含有率が５０重量％以上の共重合体となる組成と共重合比を選択する。
【００５０】
また、好ましい共重合体の組合せとしては、ＨＦＩＰ−Ｆと８ＦＭの共重合体、６ＦＯＮ０と８ＦＭの共重合体、１７ＦＦと８ＦＭの共重合体などの組合せが、発光強度や機械的強度に優れる点から好ましい。
【００５１】
（Ａ１−４）前記αＦアクリレートおよび／または含フッ素メタクリレートと他のモノマーとの共重合体
他のモノマーとしては、得られる共重合体のガラス転移温度が４０℃以上でフッ素含有率が５０重量％以上の共重合体となる組成と共重合比を選択する。
【００５２】
他のモノマーとしては、たとえばつぎのものが例示できる。
【００５３】
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ3  （ＭＭＡ）（１２０℃、０％）、
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2Ｃ（ＣＦ3）2Ｈ  （６ＦｉＰ−Ｍ）（７２℃、４８％）、
ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2Ｃ（ＣＦ3）2ＣＨ3  （６ＦＮＰＭ）（１２０℃、４３％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣＨ2ＣＦ3        （３ＦＦ）（１２５℃、４４％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣＨ2Ｃ（ＣＦ3）2ＣＨ3  （６ＦＮＰＦ）（１３５℃、４９％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣ（ＣＨ3）2Ｈ    （ＩＰ−Ｆ）（９３℃、１４％）、
ＣＨ2＝ＣＦＣＯＯＣ6Ｆ5        （ＰＦＰｈ−Ｆ）（１６０℃、４５％）
【００５４】
他のモノマーとしては、なかでもＭＭＡが機械的強度が向上改善される点で好ましい。また、６ＦＮＰＭ、６ＦＮＰＦ、ＰＦＰｈ−Ｆはフッ素含有率をほとんど低下させずにガラス転移点を上げられる点で好ましい。
【００５５】
また、好ましい共重合体の組合せとしては、ＨＦＩＰ−ＦとＭＭＡの２元共重合体、ＨＦＩＰ−ＦとＭＭＡと６ＦＮＰＦの３元共重合体、５ＦＦと６ＦＮＰＦの２元共重合体などの組合せが、機械的強度と発光強度のバランスが良好な点から好ましい。
【００５６】
本発明の材料２で使用する含フッ素アクリル重合体（Ａ２）は、ガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満である含フッ素アクリル重合体である。
【００５７】
ガラス転移温度が１００℃より高い場合、フッ素含有率が比較的小さくても充分な発光強度が得られる。もちろん、フッ素含有率が高い方が好ましく、３５重量％以上、特に４０重量％以上である。
【００５８】
ガラス転移温度の上限は特に限定されないが、含フッ素アクリル重合体では通常２００℃程度である。
【００５９】
また、含フッ素アクリル重合体（Ａ２）の重量平均分子量は５００〜１，０００，０００、さらには５，０００〜８００，０００、特に１０，０００〜５００，０００が好ましい。
【００６０】
このなかでも、式（２）：
【００６１】
【化６】
2005320356.tif 000008
【００６２】
（式中、ＸはＣＨ3、Ｆ、ＨまたはＣｌ；Ｒｆ2はエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素炭化水素基）の構造を含む含フッ素アクリル重合体が単独重合体でもガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上（５０重量％未満）を示し、発光強度も充分高く好ましい。Ｒｆ2としてはエーテル結合を有していてもよい炭素数１〜４０の含フッ素アルキル基またはエーテル結合を有していてもよい炭素数３〜４０の含フッ素アリール基が好ましくあげられる。
【００６３】
含フッ素アクリル重合体（Ａ２）の具体例としては、つぎのものがあげられる。
【００６４】
（Ａ２−１）含フッ素アクリルモノマーの単独重合体
式（２）で示される構造を与えるモノマーのうち、単独重合体でガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満を満たすものとしては、たとえば前記の（Ａ１−４）で例示した３ＦＦ（１２５℃、４４％）、６ＦＮＰＦ（１３５℃、４９％）、ＰＦＰｈ−Ｆ（１６０℃、４５％）、６ＦＮＰＭ（１２０℃、４３％）などがあげられる。
【００６５】
なかでも６ＦＮＰＦおよび６ＦＮＰＭは錯体との親和性が高く好ましい。また、得られる含フッ素アクリル重合体は、側鎖に分岐構造をもつものがガラス転移温度が高くなることから好ましい。
【００６６】
（Ａ２−２）前記（Ａ２−１）で示す含フッ素アクリルモノマー同士または他の含フッ素アクリルモノマーとの共重合体
共重合の組成および共重合比は、ガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満の共重合体となる組成と共重合比を選択する。
【００６７】
他の含フッ素アクリルモノマーとしては、たとえば６ＦｉＰ−Ｍ、ＩＰ−Ｆなどがあげられる。
【００６８】
また、好ましい共重合体の組合せとしては、３ＦＦと６ＦＮＰＭの共重合体、ＰＦＰｈ−Ｆと６ＦＮＰＭの共重合体、６ＦＮＰＦと６ＦＮＰＭの共重合体などの組合せが、発光強度や機械的強度が良好な点から好ましい。また、他の含フッ素アクリルモノマーとして６ＦｉＰ−ＭやＩＰ−Ｆを使用するときは、ガラス転移温度を低下させずに機械的強度を付与できる点から好ましい。
【００６９】
（Ａ２−３）前記（Ａ２−１）で示す含フッ素アクリルモノマーと非フッ素系アクリルモノマーとの共重合体
非フッ素系アクリルモノマーとしては、得られる共重合体のガラス転移温度が１００℃以上でフッ素含有率が３０重量％以上かつ５０重量％未満の共重合体となる組成と共重合比を選択する。
【００７０】
非フッ素系アクリルモノマーとしては、たとえばＭＭＡ（１２０℃、０％）は機械的強度を改善できる点で特に好ましい。
【００７１】
好ましい共重合体としては、たとえば６ＦＮＰＭとＭＭＡの２元共重合体、６ＦＮＰＦとＭＭＡの２元共重合体、６ＦＮＰＭとＭＭＡとＩＰ−Ｆの３元共重合体、６ＦＮＰＦとＭＭＡとＩＰ−Ｆの３元共重合体が、さらにＭＭＡと５ＦＦの２元共重合体が、機械的強度と発光強度のバランスが良好な点から好ましく例示できる。
【００７２】
本発明の含フッ素アクリル重合体（Ａ）を製造する重合形式としては、上記のモノマーを塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合など、一般に用いられている重合方法が採用される。
【００７３】
これらの含フッ素アクリル重合体（Ａ）は、さらに機械的特性の点からは、フィルムやファイバに加工した場合に割れが生じない可撓性が必要である。可撓性の目安としては、後述する可撓性試験において、丸棒径が６ｍｍでヒビの入らないものである。可撓性の点からは、共重合体は可撓性を制御しやすい点において好ましい。特にＭＭＡを含有した共重合体は機械的強度、発光強度の観点からバランスのとれた光機能性材料となる。
【００７４】
本発明の他方の成分である希土類金属イオン（Ｂ）は、光機能性を発現させるものであれば特に限定されない。
【００７５】
具体例としては、たとえばエルビウム（Ｅｒ）イオン、ツリウム（Ｔｍ）イオン、プラセオジウム（Ｐｒ）イオン、ホルミウム（Ｈｏ）イオン、ネオジウム（Ｎｄ）イオン、ユーロピウム（Ｅｕ）イオン、セリウム（Ｃｅ）イオン、サマリウム（Ｓｍ）イオン、ジスプロシウム（Ｄｙ）イオン、テルビウム（Ｔｂ）イオン、プロメチウム（Ｐｍ）イオン、ランタン（Ｌａ）イオン、ガドリニウム（Ｇｄ）イオン、イッテルビウム（Ｙｂ）イオン、ルテチウム（Ｌｕ）イオン、またはこれらの２種以上があげられる。
【００７６】
ここで光機能性材料中における希土類金属イオン（Ｂ）は、通常のイオン結合をした状態、もしくは配位子と錯体を形成している状態で存在している。
【００７７】
本発明の光機能性材料は、希土類金属イオン（Ｂ）を陽イオンの形で含むが、希土類金属陽イオンは単独でも、複数種混合してもよい。
【００７８】
希土類金属陽イオンの価数には制限はなく、通常２価または３価陽イオンとして用いられ、また通常、希土類金属化合物や錯体の形態で配合される。希土類金属化合物としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化物；硝酸塩、過塩素酸塩、臭素酸塩、酢酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの塩などが、含フッ素アクリル重合体（Ａ）への分散性が良好である点で好適である。また、複硝酸塩、複硫酸塩、キレート化物、錯体も使用可能である。さらにまた、たとえばスルホンアミド類、スルホンイミド類、βジケトン類、スルホン酸類、リン酸類、８−キノリノール、１，１０−フェナンスロリン、ビピリジン、７−ヒドロキシインドール、２−ヒドロキシチオフェン、２−ヒドロキシピリジン、ブンゾキノリノール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルベンゾイミダゾール、バソフェナントロリン、フタロシアニンなどがあげられる。なかでもそれらの含フッ素化合物が好ましい。
【００７９】
本発明に好適な希土類金属イオン（Ｂ）を含むハロゲン化物または塩としては、塩化プラセオジウム、臭化プラセオジウム、ヨウ化プラセオジウム、硝酸プラセオジウム、過塩素酸プラセオジウム、臭素酸プラセオジウム、酢酸プラセオジウム、硫酸プラセオジウム、リン酸プラセオジウム等のプラセオジウム塩；塩化ネオジウム、臭化ネオジウム、ヨウ化ネオジウム、硝酸ネオジウム、過塩素酸ネオジウム、臭素酸ネオジウム、酢酸ネオジウム、硫酸ネオジウム、リン酸ネオジウム等のネオジウム塩；塩化ユーロピウム、臭化ユーロピウム、ヨウ化ユーロピウム、硝酸ユーロピウム、過塩素酸ユーロピウム、臭素酸ユーロピウム、酢酸ユーロピウム、硫酸ユーロピウム、リン酸ユーロピウム等のユーロピウム塩；塩化エルビウム、臭化エルビウム、ヨウ化エルビウム、硝酸エルビウム、過塩素酸エルビウム、臭素酸エルビウム、酢酸エルビウム、硫酸エルビウム、リン酸エルビウム等のエルビウム塩；塩化テルビウム、臭化テルビウム、ヨウ化テルビウム、硝酸テルビウム、過塩素酸テルビウム、臭素酸テルビウム、酢酸テルビウム、硫酸テルビウム、リン酸テルビウム等のテルビウム塩；塩化サマリウム、臭化サマリウム、ヨウ化サマリウム、硝酸サマリウム、過塩素酸サマリウム、臭素酸サマリウム、酢酸サマリウム、硫酸サマリウム、リン酸サマリウム等のサマリウム塩などをあげることができる。
【００８０】
また、好適な希土類金属イオン（Ｂ）を含む錯体としては、たとえばトリス（ジベンゾイルメチド）エルビウム（III）、トリス（ベンゾイルトリフルオロアセトナト）エルビウム（III）、トリス（ヘキサフルオロアセトナト）エルビウム（III）、トリス（ジベンゾイルメチド）ネオジウム（III）、トリス（ベンゾイルトリフルオロアセトナト）ネオジウム（III）、トリス（ヘキサフルオロアセトナト）ネオジウム（III）などがあげられ、また、それらはテトラキス（ヘキサフルオロアセトナト）ネオジウム（III）のようなテトラキス錯体であってもかまわない。そのほか、Ｎｄ［Ｃ8Ｆ17ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ8Ｆ17］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ4Ｆ9］3、Ｎｄ［Ｃ6Ｆ5ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ6Ｆ5］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ6Ｆ5］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ8Ｆ17］3、Ｎｄ［Ｃ6Ｆ13ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ6Ｆ13］3、Ｎｄ［Ｃ2Ｆ5ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ2Ｆ5］3、Ｎｄ［ＣＦ3ＳＯ2ＮＳＯ2ＣＦ3］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＣＯＣ3Ｆ7］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＣＯＣＦ3］3、Ｎｄ［Ｏ3ＳＣ8Ｆ17］3、Ｎｄ［Ｏ3ＳＣＦ3］3などがあげられる。
【００８１】
このうち、マトリックスポリマー中での分散性がもっとも優れている点、さらには発光強度が大きい点から、錯体が好ましい。
【００８２】
また、錯体を構成する分子の一部もしくは全ての水素原子がフッ素原子および／または重水素に置換された錯体は発光強度、量子収率、蛍光寿命の観点からより好ましい。
【００８３】
さらにまた、マトリックスポリマーである含フッ素アクリル重合体（Ａ）との親和性の観点から含フッ素錯体であることが好ましい。
【００８４】
好適な含フッ素錯体としては、具体的には繰り返しになるが、トリス（ベンゾイルトリフルオロアセトナト）エルビウム（III）、トリス（ヘキサフルオロアセトナト）エルビウム（III）、トリス（ベンゾイルトリフルオロアセトナト）ネオジウム（III）、トリス（ヘキサフルオロアセトナト）ネオジウム（III）などがあげられ、また、それらはテトラキス（ヘキサフルオロアセトナト）ネオジウム（III）のようなテトラキス錯体であってもかまわない。そのほか、Ｅｕ［ＯＯＰ（Ｃ8Ｆ17）2］3、Ｔｂ［ＯＯＰ（Ｃ8Ｆ17）2］3、Ｎｄ［ＯＯＰ（Ｃ8Ｆ17）2］3、Ｅｒ［ＯＯＰ（Ｃ8Ｆ17）2］3、Ｅｕ［ＯＯＰ（ＯＣ6Ｆ5）2］3、Ｔｂ［ＯＯＰ（ＯＣ6Ｆ5）2］3、Ｎｄ［ＯＯＰ（ＯＣ6Ｆ5）2］3、Ｅｒ［ＯＯＰ（ＯＣ6Ｆ5）2］3、Ｎｄ［Ｃ8Ｆ17ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ8Ｆ17］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ4Ｆ9］3、Ｎｄ［Ｃ6Ｆ5ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ6Ｆ5］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ6Ｆ5］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ8Ｆ17］3、Ｎｄ［Ｃ6Ｆ13ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ6Ｆ13］3、Ｎｄ［Ｃ2Ｆ5ＳＯ2ＮＳＯ2Ｃ2Ｆ5］3、Ｎｄ［ＣＦ3ＳＯ2ＮＳＯ2ＣＦ3］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＣＯＣ3Ｆ7］3、Ｎｄ［Ｃ4Ｆ9ＳＯ2ＮＣＯＣＦ3］3、Ｎｄ［Ｏ3ＳＣ8Ｆ17］3、Ｎｄ［Ｏ3ＳＣＦ3］3などがあげられる。
【００８５】
これらのうち、光通信用の光増幅器の用途では、近赤外領域の蛍光発生能を有するプラセオジウム塩、ネオジウム塩およびエルビウム塩およびそれらの錯体などが特に好適であり、なかでもシリカガラスなどの無機ガラスの光ファイバに好適な信号波長である１３００〜１５５０ｎｍ程度の波長の蛍光を発生する能力を有するネオジウム塩、プラセオジウム塩およびエルビウム塩およびそれらの錯体が最も好適である。また、有機高分子材料を光ファイバとして用いる場合に使用される可視波長域である６５０ｎｍ帯域の増幅にはユーロピウム塩およびその錯体が最も好適である。発光素子としての用途では、青色発光のツリウム塩、緑色発光のテルビウム塩、赤色発光のユーロピウム塩が好適である。
【００８６】
本発明の光機能性材料は、希土類金属イオン（Ｂ）を０．００１〜２５重量％（イオンとしての重量％。希土類金属イオン（Ｂ）含有量に関しては、以下同様）含有することが好ましい。使用する希土類金属イオン（Ｂ）および含フッ素アクリル重合体（Ａ）の種類などによって異なるが、希土類金属イオン（Ｂ）含有量が０．００１重量％未満であると目的とする光増幅作用等の望ましい性質が発揮されなくなり、一方、２５重量％を超えるとこの希土類金属イオンの分散性が悪くなることがあり、いずれも好ましくない。光増幅器や光導波路等の光通信用部品や発光体として利用する場合には、この希土類金属イオンの含有量は、蛍光強度の観点から０．０１〜２０重量％の範囲で選ぶのが好ましく、さらに好ましくは０．１〜１５重量％、最も好ましくは０．５〜１０重量％である。
【００８７】
なお、希土類金属イオンの含有量は、約６００℃の温度の電気炉中で有機成分を燃焼してその灰分を定量するか、または蛍光Ｘ線分析などの物理化学的手法により定量的に測定することができる。
【００８８】
以上に本発明の光機能性光学材料における希土類金属イオン（Ｂ）について簡単に説明したが、以下により詳しく説明を加える。一部、上記の説明と重複するが、説明を分りやすくするために、敢えて重複をいとわず記載する。
【００８９】
希土類金属イオン（Ｂ）に用いられる希土類元素は、周期律表においてアクチニウムを除くスカンジニウム族元素とランタノイドの１７種の元素から選ばれる少なくとも１種であり、なかでも、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、テルビウム（Ｔｂ）などが好ましく挙げられる。
【００９０】
これらのなかから、発光、光増幅および波長変換などの用途に応じ、また必要とする光の種類（波長）に応じて用いる希土類元素の種類が選択される。
【００９１】
例えば、波長１３００〜１５５０ｎｍの近赤外光を用いた光通信の光増幅用途では、近赤外領域の蛍光発生能を有する希土類元素から選択するのが好ましい。
【００９２】
具体的には、プラセオジウム（蛍光波長：１３００ｎｍ）、エルビウム（蛍光波長：１５５０ｎｍ）などの希土類元素があげられ、波長８５０ｎｍの近赤外光を用いた光通信の光増幅用途では、ネオジウム（蛍光波長：８５０ｎｍ）が好ましい。波長６５０ｎｍの可視光を用いた光通信の光増幅用途では、ユーロピウム（蛍光波長：６１５ｎｍ）などが好ましい。
【００９３】
発光素子および波長変換材料としての用途では、それぞれ必要とする波長の光を蛍光として発生する希土類元素が選択される。
【００９４】
例えば、発光用途では、緑色発光のテルビウム（蛍光波長：５３２ｎｍ）、赤色発光のユーロピウム（蛍光波長：６１５ｎｍ）などから選択するのが好ましい。
【００９５】
本発明の光機能性材料中における希土類金属イオン（Ｂ）は、上記したように各種の希土類金属化合物の形態をとる。たとえば、希土類金属錯体（配位子と錯体を形成している状態）（Ｂ１）、希土類金属イオンの塩（通常のイオン結合で存在した状態）（Ｂ２）のほか、希土類付活無機蛍光体（無機塩中に付活された状態）（Ｂ３）の形態をとり、なかでも希土類金属錯体、希土類付活無機蛍光体が好ましい。なかでも特に、希土類金属錯体が好ましい。
【００９６】
以下、各希土類金属化合物についてより詳しく説明する。
【００９７】
（Ｂ１）希土類金属錯体
希土類金属錯体はそれ自体の発光（増幅）効率が高く、また本発明で用いる含フッ素アクリル重合体（Ａ）との分散性、相溶性に優れる点で好ましい。
【００９８】
つまり、通常、希土類金属錯体は、希土類元素に１つ以上の配位子が配位結合したものであり、希土類金属イオンと比べ、希土類元素の周りを配位子がとり囲んでいる。そのため励起した希土類元素が発光する過程で、その蓄えられた希土類元素のエネルギーが周りのマトリックス分子（ポリマー分子など）へ逃げるのを抑えられ、その結果、希土類金属からの発光強度・発光効率が増大するものである。
【００９９】
希土類金属錯体の配位子は、π電子を有する原子（例えばヘテロ原子など）や不飽和結合などを含むものであれば無機系、有機系のいずれのものであってもよいが、炭素−炭素二重結合、炭素−ヘテロ原子間の二重結合、ヘテロ原子−ヘテロ原子間二重結合を有する有機系化合物であることが、特に、本発明に用いる含フッ素アクリル重合体（Ａ）への分散性や相溶性に優れる点で好ましい。
【０１００】
さらには、配位子自体アニオンを形成し、希土類金属イオン（カチオン）と配位結合とイオン結合を形成する電荷補償タイプの配位子を含むことが希土類金属錯体の安定性、耐熱性、耐紫外線性に優れる点で好ましい。
【０１０１】
電荷補償タイプの配位子は具体的には、例えば、式（ｂ１）：
【０１０２】
【化７】
2005320356.tif 000009
【０１０３】
Ｘ11は水素原子、重水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、および水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基から選ばれるもの）で示される構造単位を有するもの、
式（ｂ２）：
【０１０４】
【化８】
2005320356.tif 000010
【０１０５】
（式中、Ｙ1、Ｙ2は式（ｂ１）と同じ）で示される構造単位を有するもの、
式（ｂ３）：
【０１０６】
【化９】
2005320356.tif 000011
【０１０７】
［式中、Ｙ3はＯ、ＳまたはＮ−Ｒ′（Ｒ′は水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、および水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基から選ばれるもの）から選ばれるもの；Ｙ4は、
【０１０８】
【化１０】
2005320356.tif 000012
【０１０９】
（式中、Ｒ1′は水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、および水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基から選ばれるものであって、またさらにＲ1′はＣ＝Ｎ中の炭素原子を伴って環構造を形成していてもよい；Ｒ2′、Ｒ3′は同じかまたは異なり、炭素数１〜２０の炭化水素基および水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基から選ばれるものであって、またさらにＲ2′、Ｒ3′はリン原子を伴って環構造を形成してもよい）から選ばれる少なくとも１種］で示される構造単位を有するものなどが挙げられる。
【０１１０】
式（ｂ１）の構造を有する配位子としては具体的には、たとえばつぎのものがあげられる。
【０１１１】
（ｂ１−１）β−ジケトン構造を有する配位子
具体的には、式（ｂ１−１）：
【０１１２】
【化１１】
2005320356.tif 000013
【０１１３】
（式中、Ｒｂ1、Ｒｂ2は同じかまたは異なり、炭素数１〜２０の炭化水素基、水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基、および複素環構造を有する炭素数１〜２０の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種；Ｘ11は前記式（ｂ１）と同じ）で示される配位子であり、これらは、発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１１４】
具体的には、
【０１１５】
【化１２】
2005320356.tif 000014
【０１１６】
が例示でき、なかでも
【０１１７】
【化１３】
2005320356.tif 000015
【０１１８】
が好ましく挙げられる。
【０１１９】
（ｂ１−２）β−ジスルフォニル構造を有する配位子
具体的には、式（ｂ１−２）：
【０１２０】
【化１４】
2005320356.tif 000016
【０１２１】
（式中、Ｒｂ1、Ｒｂ2は前記式（ｂ１−１）と同じ；Ｘ11は前記式（ｂ１）と同じ）で示される配位子であり、これらは発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１２２】
具体的には、
【０１２３】
【化１５】
2005320356.tif 000017
【０１２４】
が例示でき、なかでも
【０１２５】
【化１６】
2005320356.tif 000018
【０１２６】
が好ましく挙げられる。
【０１２７】
また、式（ｂ２）の構造を有する配位子としては、具体的には、つぎのものがあげられる。
【０１２８】
（ｂ２−１）カルボニルイミド構造を有する配位子
具体的には、式（ｂ２−１）：
【０１２９】
【化１７】
2005320356.tif 000019
【０１３０】
（式中、Ｒｂ1、Ｒｂ2は前記式（ｂ１−１）と同じ）で示される配位子であり、これらは、発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１３１】
具体的には、
【０１３２】
【化１８】
2005320356.tif 000020
【０１３３】
が例示でき、なかでも
【０１３４】
【化１９】
2005320356.tif 000021
【０１３５】
が好ましく挙げられる。
【０１３６】
（ｂ２−２）スルホンイミド構造を有する配位子
具体的には、式（ｂ２−２）：
【０１３７】
【化２０】
2005320356.tif 000022
【０１３８】
（式中、Ｒｂ1、Ｒｂ2は前記式（ｂ２−１）と同じ）で示される配位子であり、これらは発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１３９】
具体的には、
【０１４０】
【化２１】
2005320356.tif 000023
【０１４１】
が例示でき、なかでも
【０１４２】
【化２２】
2005320356.tif 000024
【０１４３】
が好ましく挙げられる。
【０１４４】
式（ｂ１−１）、（ｂ１−２）、（ｂ２−１）および（ｂ２−２）において、Ｒｂ1、Ｒｂ2はなかでも、少なくとも一方が水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基であることが発光（増幅）効率の点で好ましい。
【０１４５】
さらに式（ｂ１−１）、（ｂ１−２）において、Ｘ11はなかでも、重水素原子またはフッ素原子であることが発光（増幅）効率の点で好ましい。
【０１４６】
また、式（ｂ３）の構造を有する配位子としては、具体的には、つぎのものがあげられる。
【０１４７】
（ｂ３−１）式（ｂ３−１）：
【０１４８】
【化２３】
2005320356.tif 000025
【０１４９】
（式中、Ｒｂ3は水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基、および複素環構造を有する炭素数１〜２０の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種；Ｙ3は前記（ｂ３）と同じ）で示される配位子であり、これらは発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１５０】
具体的には、
【０１５１】
【化２４】
2005320356.tif 000026
【０１５２】
が例示でき、なかでも
【０１５３】
【化２５】
2005320356.tif 000027
【０１５４】
が好ましく挙げられる。
【０１５５】
（ｂ３−２）式（ｂ３−２）：
【０１５６】
【化２６】
2005320356.tif 000028
【０１５７】
（式中、Ｒｂ3は前記式（ｂ３−１）と同じ；Ｙ3は前記（ｂ３）と同じ）で示される配位子であり、これらは発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１５８】
具体的には、
【０１５９】
【化２７】
2005320356.tif 000029
【０１６０】
が例示でき、なかでも
【０１６１】
【化２８】
2005320356.tif 000030
【０１６２】
が好ましく挙げられる。
【０１６３】
（ｂ３−３）式（ｂ３−３）：
【０１６４】
【化２９】
2005320356.tif 000031
【０１６５】
（式中、Ｒｂ3は前記式（ｂ３−１）と同じ；Ｙ3、Ｒ2′は前記（ｂ３）と同じ）で示される配位子であり、これらは発光効率、増幅効率、形成した錯体と含フッ素アクリル重合体（Ａ）との相溶性が良好な点で好ましい。
【０１６６】
具体的には、
【０１６７】
【化３０】
2005320356.tif 000032
【０１６８】
が例示でき、なかでも
【０１６９】
【化３１】
2005320356.tif 000033
【０１７０】
が好ましく挙げられる。
【０１７１】
式（ｂ３）、（ｂ３−１）、（ｂ３−２）および（ｂ３−３）において、Ｒｂ3は、水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基であることが発光（増幅）効率の点で好ましい。
【０１７２】
式（ｂ３）および（ｂ３−３）において、Ｒ1′、Ｒ2′、Ｒ3′は、水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換されてなる炭素数１〜２０の含フッ素炭化水素基であることが発光（増幅）効率の点で好ましい。
【０１７３】
本発明の光機能性光学材料に用いる希土類金属錯体は、さらに電荷（負の電荷）を有さない電荷非補償型の配位子を導入したものであってもよい。
【０１７４】
電荷非補償型の配位子とは、配位子全体で電荷を有さず、希土類金属の空のｄ起動に配位可能なπ電子対を有するもので、
【０１７５】
【化３２】
2005320356.tif 000034
【０１７６】
などの部位を有する化合物から通常選択される。
【０１７７】
具体的には、
【０１７８】
【化３３】
2005320356.tif 000035
【０１７９】
などが挙げられ、好ましくは
【０１８０】
【化３４】
2005320356.tif 000036
【０１８１】
などが挙げられる。
【０１８２】
電荷非補償型の配位子において、一部にフッ素原子を導入したものが発光（増幅）効率の点で好ましい。
【０１８３】
本発明に用いる希土類金属錯体はプラス三価の希土類金属イオンに、前述の電荷補償型または電荷非補償型の配位子から選ばれる少なくとも１種の配位子が配位結合したものであればよく、好ましくは３または４個の配位子が配位結合したものである。希土類金属錯体において配位子は、電荷補償型または電荷非補償型のいずれか一方のみで構成されていても、電荷補償型と電荷非補償型の両方を含んでいてもよい。
【０１８４】
なかでも、電荷補償型の配位子を少なくとも１個含むものが好ましく、特には３個の電荷補償型の配位子が配位結合したものが好ましい。さらに必要に応じて４個目の配位子として電荷非補償型の配位子を導入したものであってもよい。これら電荷補償型の配位子を含む錯体は、それ自体安定性が高く発光（増幅）効率に優れ、さらには本発明に用いる含フッ素アクリル重合体（Ａ）への分散性や相溶性に優れる点で好ましい。
【０１８５】
その結果、本発明の光機能性光学材料において、発光（増幅）強度、発光（増幅）効率において、特に効果的に作用する点で好ましい。
【０１８６】
（Ｂ２）希土類金属イオンの塩
本発明では、希土類金属イオンは希土類金属イオンとイオン結合できる対アニオンとの塩の形態でも混合される。希土類金属陽イオンは価数には制限はなく、通常２価または３価あるいは４価の金属カチオンの塩として用いられる。
【０１８７】
希土類金属塩としては、前記例示の希土類元素の塩化物、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化物；硝酸塩、過塩素酸塩、臭素酸塩、酢酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの塩などが挙げられる。また、有機酸の塩、有機スルホン酸の塩など、希土類金属の有機塩であってもよい。また、複硝酸塩、複硫酸塩、キレート化物も使用可能である。
【０１８８】
具体的な希土類金属塩としては、塩化プラセオジウム、臭化プラセオジウム、ヨウ化プラセオジウム、硝酸プラセオジウム、過塩素酸プラセオジウム、臭素酸プラセオジウム、酢酸プラセオジウム、硫酸プラセオジウム、リン酸プラセオジウム等のプラセオジウム塩；塩化ネオジウム、臭化ネオジウム、ヨウ化ネオジウム、硝酸ネオジウム、過塩素酸ネオジウム、臭素酸ネオジウム、酢酸ネオジウム、硫酸ネオジウム、リン酸ネオジウム等のネオジウム塩；塩化ユーロピウム、臭化ユーロピウム、ヨウ化ユーロピウム、硝酸ユーロピウム、過塩素酸ユーロピウム、臭素酸ユーロピウム、酢酸ユーロピウム、硫酸ユーロピウム、リン酸ユーロピウム等のユーロピウム塩；塩化エルビウム、臭化エルビウム、ヨウ化エルビウム、硝酸エルビウム、過塩素酸エルビウム、臭素酸エルビウム、酢酸エルビウム、硫酸エルビウム、リン酸エルビウム等のエルビウム塩；塩化テルビウム、臭化テルビウム、ヨウ化テルビウム、硝酸テルビウム、過塩素酸テルビウム、臭素酸テルビウム、酢酸テルビウム、硫酸テルビウム、リン酸テルビウム等のテルビウム塩；塩化サマリウム、臭化サマリウム、ヨウ化サマリウム、硝酸サマリウム、過塩素酸サマリウム、臭素酸サマリウム、酢酸サマリウム、硫酸サマリウム、リン酸サマリウム等のサマリウム塩などをあげることができる。
【０１８９】
（Ｂ３）希土類付活無機蛍光体
希土類付活無機蛍光体は、無機塩中に希土類金属が付活されたものであり、耐熱性が高い点で好ましい。
【０１９０】
希土類付活無機蛍光体の具体例としては、
（１）ＹＡＧ（黄色発光材料）
具体的には（ＹａＧｄｌ−ａ）（ＡｌｂＧａｌ−ｂ）Ｏ12Ｃｅ3+など
（２）ＹＯＳ（赤色発光材料）
具体的にはＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｒなど
（３）ＢＡＭ：Ｅｕ（青色発光材料）
具体的には（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｒなど
（４）ＳＣＡ（青色発光材料）
具体的には（Ｓｒ、ＣａＢａＭｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2:Ｅｕなど
（５）ＧＮ４（緑色発光材料）
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌなど
（６）ＢＡＭ：Ｅｕ，Ｍｎ（緑色発光材料）
具体的には（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎなど
の蛍光体があげられる。
【０１９１】
本発明の光機能性材料において、希土類金属イオン（Ｂ）は、使用する希土類金属イオン（Ｂ）および含フッ素アクリル重合体（Ａ）の種類、用途、目的などによっては、上記の範囲を超えて９９質量％まで含有させてもよい。
【０１９２】
光増幅器や光導波路等の光通信用部品や発光体として利用する場合には、この希土類金属イオンの含有量は、上記と同様に蛍光強度の向上の観点から０．０１〜２０質量％の範囲で選ぶのが好ましく、さらに好ましくは０．１〜１５質量％、最も好ましくは０．５〜１０質量％である。
【０１９３】
希土類金属イオン（Ｂ）の含有量が少なすぎると目的とする光増幅作用、発光強度、波長変換効果などの目的の性能が発揮されなくなる。
【０１９４】
一方、希土類金属イオン（Ｂ）の含有量が多すぎると、希土類金属イオン（Ｂ）とマトリックスポリマーを形成する含フッ素アクリル重合体（Ａ）との分散性、相溶性が悪くなるため好ましくない。
【０１９５】
本発明の光機能性材料は、希土類金属イオン（Ｂ）を含フッ素アクリル重合体（Ａ）に含有させることによって調製できる。希土類金属イオン（Ｂ）を含フッ素アクリル重合体（Ａ）に含有させる方法には、特に制限はない。希土類金属イオン（Ｂ）を含む前記化合物や錯体を含フッ素アクリル重合体（Ａ）に溶解または分散させるのがよい。
【０１９６】
たとえば、（１）含フッ素アクリル重合体（Ａ）を与えるモノマーに前記希土類金属イオン（Ｂ）を含む化合物や錯体を添加した後、重合開始剤の存在下に、溶液重合法や塊状重合法、乳化重合法などの公知の合成法で含フッ素アクリル重合体（Ａ）を生成せしめる方法、（２）含フッ素アクリル重合体（Ａ）を溶剤に溶解して調製した溶液に前記希土類金属イオン（Ｂ）を含む化合物や錯体を添加混合した後、溶剤を除去する方法、または（３）含フッ素アクリル重合体（Ａ）と前記希土類金属イオン（Ｂ）を含む化合物や錯体とを溶融混練する方法、などがあげられる。
【０１９７】
これらのうち、上記（２）の方法が、含フッ素アクリル重合体（Ａ）中における希土類金属イオンを含む化合物や錯体の分散性が良好である点で最も好適である。なお、溶剤を留去せず、溶液または分散液の状態の組成物を光学素子形成プロセスにおける溶液の原体として使用してもよい。
【０１９８】
したがって、含フッ素アクリル重合体（Ａ）は有機溶剤、特に汎用溶剤に可溶であることが好ましく、たとえばケトン系溶剤、酢酸エステル系溶剤、アルコール系溶剤、芳香族系溶剤の少なくとも１種の汎用溶剤に可溶、または前記汎用溶剤を少なくとも１種含む混合溶剤に可溶であることが好ましい。溶剤溶解性は、モノマーの種類、含有率、必要に応じて用いられるコモノマーの種類を選ぶことによって適宜調整できる。
【０１９９】
汎用溶剤に可溶であると、本発明の成形用材料を用いて光増幅素子等の光学素子を形成する場合、基板上に成膜する際にスピンコーティングやディップコーティングが可能となり、特に高度な膜厚制御が要求されるシングルモード用の導波路を形成する場合、成膜性や均質性に優れた材料が提供でき、光増幅素子等の光学素子形成における生産性の面でも有利である。
【０２００】
かかる溶剤としては、たとえばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブ系溶剤；ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−２−ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシイソ酪酸メチル、２−ヒドロキシイソ酪酸エチルなどのエステル系溶剤；プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどのプロピレングリコール系溶剤；２−ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、２−ヘプタノンなどのケトン系溶剤；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶剤；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類あるいはこれらの２種以上の混合溶剤などがあげられる。
【０２０１】
またさらに、含フッ素アクリル重合体（Ａ）の溶解性を向上させるために、必要に応じてフッ素系の溶剤を用いてもよい。
【０２０２】
フッ素系の溶剤としては、たとえばＣＨ3ＣＣｌ2Ｆ（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨＣｌ2／ＣＣｌＦ2ＣＦ2ＣＨＣｌＦ混合物（ＨＣＦＣ−２２５）、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）、メトキシ−ノナフルオロブタン、１，３−ビストリフルオロメチルベンゼンなどのほか、
Ｈ(ＣＦ2ＣＦ2)nＣＨ2ＯＨ (ｎ：１〜３の整数）、
Ｆ(ＣＦ2)nＣＨ2ＯＨ （ｎ：１〜５の整数）、
ＣＦ3ＣＨ（ＣＦ3）ＯＨ
などのフッ素系アルコール類；
ベンゾトリフルオライド、パーフルオロベンゼン、パーフルオロ（トリブチルアミン）、ＣｌＣＦ2ＣＦＣｌＣＦ2ＣＦＣｌ2などがあげられる。
【０２０３】
これらフッ素系溶剤は単独でも、またフッ素系溶剤同士、非フッ素系とフッ素系の１種以上との混合溶剤として用いてもよい。
【０２０４】
これらのなかでも前記のように、ケトン系溶剤、酢酸エステル系溶剤、アルコール系溶剤、芳香族系溶剤などが、塗装性、塗布の生産性などの面で好ましいものである。
【０２０５】
本発明の材料には、前述の化合物のほかに、必要に応じて種々の添加剤を配合してもよい。そうした添加剤としては、たとえばレベリング剤、粘度調整剤、光安定剤、水分吸収剤、顔料、染料、補強剤などがあげられる。
【０２０６】
本発明はまた、上記光機能性材料からなる成形材料を成形してなる成形品にも関する。
【０２０７】
成形品の形状としては、たとえばフィルム、ファイバ、被膜、ビーズ状物、チップ（ペレット）、パウダーなどがあげられる。これらの成形品はたとえばつぎの方法で製造できる。
【０２０８】
フィルム：一般的なフィルム押し出し成形による方法、プレス成形、溶液からのキャスト法などが採用できる。得られたフィルムは、たとえばシート状の発光体として機能する。
【０２０９】
ファイバ：溶液紡糸法や溶融紡糸法が用いられる。希土類金属イオン（Ｂ）の分散状態が維持できる点から溶融紡糸法が好ましい。なお、本発明の光機能性材料をコア材ポリマーに、本発明の光機能性材料より屈折率が０．００１以上低い、好ましくは０．０５以上低いポリマー材料をクラッド材ポリマーとして選ぶことにより、光機能性光ファイバを作製することができる。なお、光ファイバの作製方法は複合紡糸ノズルを用いてコア材ポリマーとクラッド材ポリマーを同心円状に配置し、溶融複合紡糸することでファイバ状に賦形し、ついで機械的強度の向上を目的として加熱下での延伸処理を行なう方法が一般的である。得られたファイバはたとえばファイバレーザーの用途に好適である。また、本発明の材料を適切な溶媒との組成物とし、適切な繊維に含浸させて作製してもよい。
【０２１０】
被膜：適切な溶剤との組成物から基板にキャスト、スピンコート、スプレー、刷毛ぬりなど、または蒸着などの方法で形成できる。得られた被膜は装飾用、あるいは感光性インクとして利用できる。
【０２１１】
ビーズ状物：モノマーを希土類金属イオン（Ｂ）とともにパール重合させることにより製造できる。または、ガラスビーズ、ポリマービーズ上に本発明の光機能材料をキャストコーティング、ディップコーティングすることでも得られる。得られたビーズ状物を敷き詰めることにより、たとえば効率よく、特定の波長の光を別の波長の光に変換することができる。
【０２１２】
チップ（ペレット）：溶融押し出ししたファイバ状の光機能性材料をペレタイザーにてチップ状にせん断する。
【０２１３】
パウダー：ボールミル、せん断破砕機、回転粉砕器などにより微粉砕することで得られる。
【０２１４】
本発明の光機能性材料は、後述する光増幅素子および発光素子のほかに、たとえば照明器具のカバー材、液晶ディスプレイのバックライト、透明意匠ケース、表示板、自動車用部品、シート状発光物品、ファイバーレーザー、感光性インク、センサー部品などとして有用である。
【０２１５】
本発明はさらに、以上に説明した光機能性材料をコア部に使用した光学素子、すなわち、光増幅素子および発光素子にも関する。
【０２１６】
本発明の光機能性材料を用いて光学素子、すなわち、光増幅素子または発光素子を作製する方法としては、光機能性材料を適当な溶剤に溶解させて塗布液を調製し、この塗布液を所定の基板上に塗布することで被膜を形成し、つぎに、この膜を定法により光増幅部または発光部の形状にパターニングすることで光増幅部または発光部を形成する方法が採用できる。
【０２１７】
この光増幅部および発光部のパターンを形成するための本発明の光機能性材料を含む塗布液には、必要に応じて活性エネルギー線硬化開始剤、硬化剤、レベリング剤、光安定剤などの添加剤が含まれていてもかまわない。また、塗布液を調製する溶剤としては本発明の光機能性材料を均一に溶解または分散するものであれば特に制限はなく、特に含フッ素アクリル重合体（Ａ）を均一に溶解する前記の汎用溶剤が好ましい。
【０２１８】
光増幅素子とはコア部とクラッド部を有する光導波路デバイスの一種で、基板上に形成された光導波路のコア部中を光信号が通過中に信号強度が増幅される素子のことを一般的にいう。この光増幅素子ではコア部を光増幅作用をもつ材料で形成する必要がある。
【０２１９】
本発明の光増幅素子はそのコア部（光増幅作用を有する光導波路の部分）を前記の本発明の希土類金属イオン（Ｂ）を含む光機能性材料で構築したものである。
【０２２０】
本発明の光機能性材料を光増幅素子のコア部として使用するには適切なクラッド材が必要となる。クラッド部用材料としてはコア部の材料よりも屈折率の低いものを使用する必要があるが、本発明の光機能性材料をコア部として使用する場合、クラッド部用材料は特に制限はなく、既存の有機材料が用いられる。もちろん、前記の含フッ素アクリル重合体（Ａ）を希土類金属イオンを配合せずに使用してもかまわない。
【０２２１】
本発明の発光素子とは、たとえばＥＬ素子、ポリマー発光ダイオード、発光ダイオード、光ファイバーレーザー、レーザー素子、光ファイバー、液晶バックライト、光検知器等であり、大型ディスプレイ、照明、液晶、光ディスク、レーザープリンター、医療用レーザー、レーザー加工、印刷、コピー機器などに応用される。
【０２２２】
コア部とクラッド部とから構成される発光素子の場合、光増幅型素子と同様に、コア部に本発明の光機能性材料を使用し、クラッド部には既存の有機材料、たとえば前記の含フッ素アクリル重合体（Ａ）をそのまま使用することができる。  本発明の光増幅素子および発光素子は、本発明の光機能性材料をコア部として使用する以外は、従来公知の製法で作製できる。
【０２２３】
光導波路デバイス（光増幅素子および発光素子）の一般的な作製工程を図１に示す。まず基板１上に下部クラッド層２を形成する。このクラッド層２はコア層３に対して屈折率が低い材料を用いる。つぎに下部クラッド層２上へ、本発明の光機能性材料をコア層３として形成する。さらにコア層３上へフォトリソグラフ法によって光導波路のマスクパターン４を形成する。マスクパターン４が形成されたコア層３に対して、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いてエッチングを行い光導波路のコアパターン５を形成する。マスクを除去した後、光導波路のコアパターン５上に上部クラッド層６を形成して光導波路デバイス（光増幅素子および発光素子）が形成される。
【０２２４】
また、本発明の光増幅素子および発光素子は、他の光素子と集積化することでより多機能な光回路を構築することができる。他の光素子としては、光スイッチ、光フィルタ、光分岐素子など任意のものをあげることができる。特に、本発明の光増幅素子と、該光増幅素子のコア部の出力端に接続され該コア部と同じ材料で構成されたＮ分岐導波路（Ｎは２以上の整数）を含む光分岐素子とを同一基板に一体に具える光回路は、光損失の少ない分岐素子となり得るので、好ましい。
【０２２５】
そして、本発明の光機能性材料は、光機能性を備えた封止部材用材料および、それらからなる光デバイスとしても使用できる。
【０２２６】
本発明の材料で封止された光デバイスは、封止部分が含フッ素ポリマーに由来する優れた防湿性、耐湿性をもつため、極めて優れた防湿、耐湿信頼性を有している。また、本発明の材料は紫外から近赤外の広範囲にわたって透明性に優れており、光学用途での封止部材に特に有用である。さらに、本発明の光機能性を併せもつため、通常の封止機能だけではなく、例えば、波長変換機能や光増幅機能といった付加価値を加えることができる。
【０２２７】
本発明における封止部材の使用形態としては、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＥＬ素子、非線形光学素子などの発光素子や受光素子などの光機能素子のパッケージ（封入）、表面実装などが例示できる。また、深紫外線顕微鏡のレンズなどの光学部材用封止材（または充填材）などもあげられる。封止された光素子は種々の場所に使用されるが、非限定的な例示としては、ハイマウントストップランプやメーターパネル、携帯電話のバックライト、各種電気製品のリモートコントロール装置の光源などの発光素子；カメラのオートフォーカス、ＣＤ／ＤＶＤ用光ピックアップ用受光素子などがあげられる。
【実施例】
【０２２８】
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限られるものではない。
【０２２９】
ここで、本発明で使用する各種のパラメータの測定法および試験方法について、まとめて述べる。
【０２３０】
（ガラス転移温度Ｔｇ）
ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いて、３０℃から２００℃までの温度範囲を１０℃／分の条件で昇温（ファーストラン）−降温−昇温（セカンドラン）させ、セカンドランにおける吸熱曲線の中間点をＴｇ（℃）とした。
【０２３１】
（フッ素含有率）
酸素フラスコ燃焼法により試料１０ｍｇを燃焼し、分解ガスを脱イオン水２０ｍｌに吸収させ、吸収液中のフッ素イオン濃度をフッ素選択電極法（フッ素イオンメータ。オリオン社製の９０１型）で測定することによって求める（重量％）。
【０２３２】
（可撓性試験）
含フッ素アクリル重合体を２３０℃に加熱しオリフィスから押し出して直径１ｍｍの繊維を作製し、この繊維を２５℃の環境下で半径の異なる鋼鉄製の丸棒に１周巻きつけ、繊維にひびが入ったときの丸棒の半径（６ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ）で評価する。
【０２３３】
（発光強度）
室温で発光スペクトルを分光蛍光光度計（ＨＩＴＡＣＨＩ社製 Fluorescence Spectrophotometer F-4010 励起波長:３９４ｎｍ)で測定し、得られた発光スペクトルの６１５ｎｍ帯の面積から発光強度を読み取る。本発明では、ＰＭＭＡでの発光スペクトルの６１５ｎｍ帯の面積を１として、相対強度で評価する。
【０２３４】
（外観）
目視で行なう。
【０２３５】
合成例１（Ｅｕ（ＣＦ3ＣＯＣＨＣＯＣＦ3）3・２Ｈ2Ｏの調製）
酢酸ユーロピウム４水和物２．０ｇ（５ｍｍｏｌ）およびヘキサフルオロアセチルアセトン３．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）を水５０ｍｌに加え、室温で３日間攪拌した。沈殿した固体をろ過、水洗後、水／メタノール混合溶媒で再結晶し、目的の錯体（Ｅｕ（ＣＦ3ＣＯＣＨＣＯＣＦ3）3）を得た。収率６０％。得られた結晶はＴＧ−ＤＴＡ測定の結果から、２水和物であることが確認された。
【０２３６】
合成例２（Ｔｂ（ＣＦ3ＣＯＣＨＣＯＣＦ3）3・２Ｈ2Ｏの調製）
酢酸ユーロピウム４水和物を酢酸テルビウム４水和物に代えたほかは合成例１と同様にしてＴｂ（ＣＦ3ＣＯＣＨＣＯＣＦ3）3・２Ｈ2Ｏを得た。
【０２３７】
合成例３（バルク重合）
三つ口フラスコにＭＭＡを２ｇ、開始剤としてＡＩＢＮを２ｍｇ入れ、窒素置換した。反応温度を６０℃にして、１０時間攪拌させ塊状重合した。得られた透明な液体をアセトン５ｍｌに溶解させ、ヘキサンに滴下して、再沈殿した。得られた沈殿物をシャーレ上に移して、６０℃で１０時間真空乾燥した。得られた重合体は１．８ｇであり、ガラス転移温度は１２０℃であった。同様にして各種モノマーを単独重合し、合計６種類の本発明における含フッ素アクリル重合体を得た。各重合体のガラス転移温度、およびフッ素含有率を表１に示す。
【０２３８】
比較合成例１
モノマーとしてＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＦ3（３ＦＭ）を用いた以外は合成例３と同様にして比較用の重合体を得た。この重合体のガラス転移温度およびフッ素含有率を表１に示す。
【０２３９】
比較合成例２
モノマーとしてＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣ（ＣＦ3）2Ｈ（ＨＦＩＰ−Ｍ）を用いた以外は合成例３と同様にして比較用の重合体を得た。この重合体のガラス転移温度およびフッ素含有率を表１に示す。
【０２４０】
比較合成例３
モノマーとしてＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ3（ＥＭＡ）を用いた以外は合成例３と同様にして比較用の重合体を得た。この重合体のガラス転移温度およびフッ素含有率を表１に示す。
【０２４１】
実施例１
合成例３で合成した表１に示す６種類のポリマーに関し、０．３ｇの重合体を溶解させたメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）溶液に、合成例１で合成したＥｕ（ＣＦ3ＣＯＣＨＣＯＣＦ3）3・２Ｈ2Ｏを３ｍｇ溶解し、得られた溶液をガラス板上にキャストし、室温で風乾後、４０℃で６時間真空乾燥して希土類錯体含有フィルムを作製した。
【０２４２】
得られた各希土類錯体含有フィルムの発光強度（ＰＭＭＡを１としたときの相対強度）を調べた。また、フィルムの透明性を目視で観察した。結果を表１に示す。
【０２４３】
比較例１
比較合成例１〜３でそれぞれ得られた共重合体を使用した以外は実施例１と同様にして希土類錯体含有フィルムを作製し、発光強度を測定し、外観を目視で観察した。結果を表１に示す。
【０２４４】
【表１】
2005320356.tif 000037
【０２４５】
合成例４（共重合）
三つ口フラスコにＭＭＡを０．４ｇ、ＨＦＩＰ−Ｆを３．６ｇ、開始剤としてＡＩＢＮを２ｍｇ入れ、窒素置換した。反応温度を６０℃にして、１０時間攪拌させ塊状重合した。得られた透明な液体をアセトン１０ｍｌに溶解させ、ヘキサンに滴下して、再沈殿した。得られた沈殿物をシャーレ上に移して、６０℃で１０時間真空乾燥した。得られた共重合体は３．６ｇであった。この共重合体のガラス転移温度およびフッ素含有率を表２に示す。
【０２４６】
合成例５（共重合）
三つ口フラスコにＭＭＡを０．４ｇ、５ＦＦを３．６ｇ、開始剤としてＡＩＢＮを２ｍｇ入れ、窒素置換した。反応温度を６０℃にして、１０時間攪拌させ塊状重合した。得られた透明な液体をアセトン１０ｍｌに溶解させ、ヘキサンに滴下して、再沈殿した。得られた沈殿物をシャーレ上に移して、６０℃で１０時間真空乾燥した。得られた共重合体は３．３ｇであった。この共重合体のガラス転移温度およびフッ素含有率を表２に示す。
【０２４７】
比較合成例４（共重合）
三つ口フラスコにＭＭＡを０．４ｇ、３ＦＭＡを３．６ｇ、開始剤としてＡＩＢＮを２ｍｇ入れ、窒素置換した。反応温度を６０℃にして、１０時間攪拌させ塊状重合した。得られた透明な液体をアセトン１０ｍｌに溶解させ、ヘキサンに滴下して、再沈殿した。得られた沈殿物をシャーレ上に移して、６０℃で１０時間真空乾燥した。得られた比較用の共重合体は３．５ｇであった。この共重合体のガラス転移温度およびフッ素含有率を表２に示す。
【０２４８】
実施例２（共重合体の発光強度）
合成例４で得られた共重合体を使用した以外は実施例１と同様にして希土類錯体含有フィルムを作製し、発光強度を測定し、外観を目視で観察した。結果を表２に示す。
【０２４９】
実施例３（共重合体の発光強度）
合成例５で得られた共重合体を使用した以外は実施例１と同様にして希土類錯体含有フィルムを作製し、発光強度を測定し、外観を目視で観察した。結果を表２に示す。
【０２５０】
比較例２（共重合体の発光強度）
比較合成例４で得られた共重合体を使用した以外は実施例１と同様にして希土類錯体含有フィルムを作製し、発光強度を測定し、外観を目視で観察した。結果を表２に示す。
【０２５１】
【表２】
2005320356.tif 000038
【０２５２】
実施例４（可撓性の評価）
実施例２および３で得られた希土類錯体含有フィルムを２３０℃に加熱しオリフィスから押し出して直径１ｍｍの繊維を作製し、この繊維サンプルについて可撓性試験を行なった。その結果、いずれのサンプルも６ｍｍの丸棒でもひびが入らず、充分な可撓性があることが分かった。
【０２５３】
実施例５（Ｔｂの発光）
合成例２で得たＴｂ（ＣＦ3ＣＯＣＨＣＯＣＦ3）3・２Ｈ2Ｏを用いた以外は実施例１と同様な方法で、ＨＦＩＰ−Ｆ重合体をマトリックスポリマーとする希土類錯体含有フィルムを作製したところ、透明なフィルムが得られた。そのフィルムにブラックライトを照射すると、Ｔｂ由来の緑色の発光が観測された。
【０２５４】
実施例６（光増幅素子の作製）
光増幅型素子の形成を以下の手順で行なった。
【０２５５】
コア部用材料として実施例３で調製した希土類錯体含有フィルムを用い、クラッド部用材料として合成例３で調製したＨＦＩＰ−Ｆの単独重合体を用いて光増幅素子を作製した。
【０２５６】
これら２種の材料をそれぞれメチルイソブチルケトンに溶かし溶液とした。まず、クラッド部用材料をプラスチック基板あるいはシリコン基板上に約１５μｍの厚さに塗布した。これをベークし、乾燥処理した後、クラッド部用材料の膜上にコア部用材料を約８μｍの厚さに塗布した。つぎに、フォトマスク４を用いフォトリソグラフ法により、コア層の上にマスクパターンを形成する。マスクパターンが形成されたコア層に対し、ＲＩＥ法を用いてエッチングを行ない、コアパターンを形成する。マスクを除去し、コア部として長さ５０ｍｍ、幅８μｍ、高さ８μｍの直線矩形パターンに加工した。加工後、クラッド部をコア部上に塗布して光増幅素子を作製した。
【０２５７】
つぎに、作製した光増幅素子の伝播損失の測定を、コア部に波長６３３ｎｍの光を通すことによって、伝播損失の測定を行った。その結果、０．９ｄＢ／ｃｍであった。
【０２５８】
また、このように形成した光増幅素子に紫外線ランプを照射し光増幅素子の主面上方より観察したところ、コア部に対応する線状のＥｕイオンに特有な赤色発光パターンが観察できた。このことはコア部にのみ、光増幅作用に必要な希土類Ｅｕイオンが含有されていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【０２５９】
【図１】本発明の光増幅素子または発光素子を製造する工程図である。
【符号の説明】
【０２６０】
１  基板
２  下部クラッド層
３  コア層
４  フォトマスク
５  コアパターン
６  上部クラッド層
【図１】
2005320356.tif 000041