高分子金属錯体系に析出する金属超微粒子の分散・形状制御と光デバイス機能材料の開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10555222
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安藤 慎治 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00272667)
• 研究分担者: 澤田 孝 (株)日本電信電話, 技術部・技術部門, 主査 ; 安藤 勲 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20016637) ; 黒木 重樹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30293046)
• キーワード: ポリイミド / 金属微粒子 / 光学的性質 / 偏光特性 / X線分析 / 一軸延伸 / 複屈折 / フッ素化高分子

研究概要

ポリイミド偏光光学材料の検討として、使用する金属塩を硝酸銀から酢酸銀や銀アセチルセトナート錯体、銀トリフルオロアセチルセトナート錯体に拡張し、またポリイミドをフッ素化したPMDA/TFDBからフッ素化していないPMDA/DMDBに拡張して、銀の超微粒子が析出したポリイミドフィルムを調製し、自作の装置で偏光測定を行った。しかし昨年度に検討したPMDA/TFDB:硝酸銀系を超える特性は得られなかった。そこで、材料系をPMDA/TFDB:硝酸銀に固定し、熱処理の雰囲気、最高熱処理温度とその温度での保持時間、延伸に用いる加重、硝酸銀の濃度等のパラメータを個別に変化させて作成条件の最適化を行った。その結果、厚さ14.5μmのフィルムにおいて、波長850nmにおける光損失1dB以下、消光比500以上が達成された。これを石英系光導波路に大して垂直方向に切った幅18μmの溝を挿入したところ、先導波路用偏光子として十分に機能することが明らかとなった。一方、ポリイミドファラデー光学材料の検討としては、引き続き、ポリアミド酸溶液にニッケル、コバルト、鉄の各有機錯体を溶解させ、それをフィルムにした後、窒素雰囲気中約350〜400℃で熱処理して強磁性金属微粒子が析出したポリイミドフィルムを得、それらの近赤外波長における光透過性、屈折率、複屈折性を検討した。その結果、金属の微粒子析出にともなう屈折率と複屈折の上昇が観察され、それらは理論計算からの予測と一致した。特にコバルトヘキサフルオロアセチルアセトナートを高濃度にドープしたフィルムにおいてファラデー効果(外部磁場の印可による入射偏光面の回転)が観察されたが、ファラデー光学材料としての最適化をするまでには至らなかった。

研究成果

• [文献書誌] Shinji ANDO,Takashi SAWADA,and Shigekuni SASAKI: "In-plane Birefringence and Elongation Behavior of Uniaxially Drawn Aromatic Polyimide Films"Polymers for Advanced Tecnnologies. 12. 1-13 (2001)
• [文献書誌] Shinji ANDO and Shoichi MATSUDA: "Optical Anisotropy of Uniaxially Drawn Silver-dispersed Fluorinated Polyimide Films and Application to a Thin Film Polarizer"Proc.3rd.China-Japan Seminar on Advanced Aromatic Polymers, Chendu, China. 86-89 (2000)
• [文献書誌] 松田祥一,黒木重樹,安藤慎治: "剛直性フッ素化ポリイミドの配向特性を利用した異方性銀微粒子の生成挙動と光学特性"高分子学会予稿集. 49(4). 713 (2000)
• [文献書誌] 石塚淳一郎,黒木重樹,安藤慎治,黒木重樹,澤田孝: "強磁性金属錯体を用いて調製したポリイミド/金属複合フィルムのキャラクタリゼーション"高分子学会予稿集. 49(4). 714 (2000)
• [文献書誌] 松田祥一,黒木重樹,安藤慎治: "異方形状を有する銀微粒子を析出させたフッ素化ポリイミドによる薄膜偏光子の作製"高分子学会予稿集. 49(11). 3292-9293 (2000)
• [文献書誌] 松田祥一,安藤慎治: "ポリイミドの分子配向で分散銀微粒子の形状を制御する"ポリイミド研究討論会予稿集. 9. 15 (2000)
• [文献書誌] 松田祥一,安藤慎治: "『ポリイミド最近の進歩2001』(分担)"繊維工業技術振興会(印刷中). (2001)