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KR20050051289A - 2-(3-[2-(9-decyl-9h-carbazole-3-yl)-vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene)malononitrile and its preparing method - Google Patents

2-(3-[2-(9-decyl-9h-carbazole-3-yl)-vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene)malononitrile and its preparing method Download PDF

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KR20050051289A
KR20050051289A KR1020030085054A KR20030085054A KR20050051289A KR 20050051289 A KR20050051289 A KR 20050051289A KR 1020030085054 A KR1020030085054 A KR 1020030085054A KR 20030085054 A KR20030085054 A KR 20030085054A KR 20050051289 A KR20050051289 A KR 20050051289A
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KR
South Korea
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decyl
carbazole
light
dimethylcyclohex
vinyl
Prior art date
Application number
KR1020030085054A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이후성
윤국로
고승오
Original Assignee
학교법인 서강대학교
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 학교법인 서강대학교 filed Critical 학교법인 서강대학교
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/88Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
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    • G03G5/06Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being organic
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Abstract

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되며 광전도성과 비선형 광학 특성을 동시에 갖추고 있어서 우수한 광굴절 재료로 사용할 수 있는 특징을 가지는 카바졸을 포함하는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴 및 그 제조방법에 관한 것이다:The present invention is represented by the following general formula (1), and having both photoconductivity and nonlinear optical properties at the same time including a carbazole having a characteristic that can be used as an excellent photorefractive material 2- {3- [2- (9-decyl-9H- Carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malonononitrile and a process for preparing the same:

Description

2-(3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴)말로논니트릴 및 그 제조방법{2-(3-[2-(9-Decyl-9H-carbazole-3-yl)-vinyl]-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene)malononitrile and its preparing method} 2- (3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene) malononnitrile and its preparation method {2- (3- [2- (9-Decyl-9H-carbazole-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene) malononitrile and its preparing method}

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되며 광전도성과 비선형 광학 특성을 동시에 갖추고 있어서 우수한 광굴절 재료로 사용할 수 있는 특징을 가지는 카바졸을 포함하는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention is represented by the following general formula (1), and having both photoconductivity and nonlinear optical properties at the same time including a carbazole having a characteristic that can be used as an excellent photorefractive material 2- {3- [2- (9-decyl-9H- Carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononnitrile and a method for producing the same.

[화학식 1][Formula 1]

일반적으로 모든 분자는 외부 전기장의 영향으로 유도 쌍극자 모멘트를 갖는데, 이때 외부전기장에 의한 분자의 유도 쌍극자 모멘트는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.In general, all molecules have an induced dipole moment under the influence of an external electric field, where the induced dipole moment of the molecule due to the external electric field can be expressed by Equation 1 below.

상기 수학식 1에서, E는 외부 전기장의 세기이고, α는 선형분극율(linear polarizability)이며, β와 γ는 각각 1차, 2차 초분극율(hyperpolarizability)이고, μ는 미시적으로 분자 한 개에서 전장 E를 가할 경우 분자의 유도 쌍극자 모멘트이다. In Equation 1, E is the intensity of the external electric field, α is linear polarizability, β and γ are primary and secondary hyperpolarizability, respectively, and μ is microscopically one molecule. When the full length E is applied at, it is the induced dipole moment of the molecule.

전장 E를 비선형 광학 재료에 가했을 때 나타나는 거시적 분극인 P는 다음 수학식 2와 같이 주어진다. P, the macroscopic polarization that appears when the electric field E is applied to a nonlinear optical material, is given by Equation 2 below.

상기 수학식 2에서, χ(1) 은 선형 감수율(linear susceptibility)이고, χ(2) 는 2차 비선형 감수율(nonlinear susceptibility)이며, χ(3)은 3차 비선형 감수율이다.In Equation 2, χ (1) is linear susceptibility, χ (2) is second order nonlinear susceptibility, and χ (3) is third order nonlinear susceptibility.

분자가 극성인 경우 전체 쌍극자 모멘트는 영구 쌍극자 모멘트와 유도 쌍극자 모멘트의 합이며, 만일 분자가 대칭 중심점(center of inversion) 대칭요소를 갖는 경우 β와 χ(2)는 영(zero)의 값을 갖는다. 따라서, 큰 2차 비선형 광학 특성을 갖기 위해서는 대칭 중심점이 없고 β와 χ(2)가 큰 물질이어야 하며, 또한, χ(2) 는 거시 분극에 의해 유도되는 비선형 감수율인데, 상기 β값이 커도 쌍극자 모멘트가 무질서하게 배열하면 그 값이 영이 되기 때문에 분자 구조를 한쪽 방향으로 정렬시키는 과정이 요구된다.If the molecule is polar, the total dipole moment is the sum of the permanent dipole moment and the induced dipole moment. If the molecule has a center of inversion symmetry, β and χ (2) are zero. . Therefore, in order to have a large second order nonlinear optical property, a material having a center of symmetry and β and χ (2) must be large, and χ (2) is a nonlinear susceptibility induced by macroscopic polarization. If the moments are arranged in disorder, the value becomes zero, so the process of aligning the molecular structure in one direction is required.

비선형 광학 현상은 2차, 3차 비선형 광학현상으로 구분된다. 그 이상의 고차 선형도 존재하지만 양이 작기 때문에 보통 무시한다. 다음에 2차 비선형 광학 현상을 설명하면서, 거시적 분극 현상과 제2고조파 발생(second harmonic generation : SHG), 선형 전기 광학(linear electro-optic) 효과, 공액 분자(conjugated molecular)에 대하여 상세하게 설명한다.Nonlinear optical phenomena are classified into secondary and tertiary nonlinear optical phenomena. Higher order linears exist, but are usually ignored because of their small quantities. Next, the second-order nonlinear optical phenomenon will be described, and the macroscopic polarization phenomenon, the second harmonic generation (SHG), the linear electro-optic effect, and the conjugated molecule will be described in detail. .

z 방향으로 진행하고 진폭이 Eo 인 단일 주파수로 진행하는 전기장을 다음 수학식 3과 같이 표현할 수 있고, 전기장 E를 비선형 광학 물질에 입사하면 유도되는 분극은 상기 수학식 2로부터 유도할 수 있으며, 다음 수학식 4와 같이 나타낸다. 이때, 수학식 4에서 [Eo cos(ωt-k ω z)]2 항과 [Eo cos(ωt-k ω z)]3 항을 전개하면 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.An electric field traveling in a z direction and traveling at a single frequency having an amplitude of E o may be expressed by Equation 3 below, and the polarization induced when the electric field E is incident on a nonlinear optical material may be derived from Equation 2, It is expressed as Equation 4 below. In this case, when [E o cos (ωt- k ω z )] 2 terms and [E o cos (ωt- k ω z )] 3 terms are expanded in Equation 4, the following Equation 5 can be expressed.

이때, 비선형 현상으로 기본 주파수 ω이외에 2ω, 3ω 등의 높은 주파수 성분이 나오는 것을 알 수 있는데, ω의 진동수를 갖는 빛을 재료에 입사시킬 경우 2ω가 나오는 것을 제2 고조파 발생이라고 한다. 첨부도면 도 1a는 제2 고조파 발생의 모형을 나타낸 것이고, 도 1b는 제2 고조파의 에너지 준위 모델을 간단하게 도식화하여 나타낸 것이다.In this case, it can be seen that a high frequency component such as 2ω, 3ω, etc. is generated in addition to the fundamental frequency ω as a nonlinear phenomenon. When the light having the frequency of ω is incident on the material, 2ω is called second harmonic generation. 1A shows a model of the second harmonic generation, and FIG. 1B shows a simple diagram of the energy level model of the second harmonic.

비선형 광학 고분자 박막의 2차 비선형 광학 계수 χ(2) 는 연구자에 따라 d로 표현하는 경우도 있는데, 상기 d 와 χ(2)는 다음 수학식 6과 같은 관계를 가진다.The second order nonlinear optical coefficient χ (2) of the nonlinear optical polymer thin film may be expressed as d according to the researcher, and d and χ (2) have a relationship as shown in Equation 6 below.

상기 수학식 6에서, i, j 및 k 는 축의 지표(index)를 나타낸다.In Equation 6, i, j and k represent the index of the axis.

비선형 광학 매질에 빛이 통과할 때 외부에서 강한 전기장을 걸어주면 이 전기장에 의해 매질의 굴절률이 변화되며, 이때 매질을 통해 나오는 빛은 위상변조나 진폭변조를 일으키는데, 이러한 원리를 이용하여 광변조기, 광스위치의 핵심적인 초고속 광 신호 처리를 구현할 수 있다. 상기한 효과가 전기장에 비례하여 나타나는 경우, 선형 전기 광학 또는 Pockels 효과라고 하고, 전기장의 제곱에 비례하는 경우 Kerr 효과라고 한다. 전기장 E 에 의한 굴절률의 변화는 다음 수학식 7과 같다.When light passes through a nonlinear optical medium, a strong electric field is applied from the outside to change the refractive index of the medium. The light emitted from the medium causes phase modulation or amplitude modulation. It is possible to implement the core high speed optical signal processing of the optical switch. When the above effect is shown in proportion to the electric field, it is called a linear electro-optic or Pockels effect, and when it is proportional to the square of the electric field, it is called a Kerr effect. The change of the refractive index due to the electric field E is shown in Equation 7 below.

상기 수학식 7에서, rikj는 선형 전기광학 계수이며, 상기 선형 전기광학 계수와 비선형 광학 감수율 χijk (2)과의 관계는 다음 수학식 8과 같이 나타낸다.In Equation 7, r ikj is a linear electro-optic coefficient, and the relationship between the linear electro-optic coefficient and the nonlinear optical sensitivity χ ijk (2) is expressed by Equation 8 below.

일반적으로, 2차 비선형 광학 특성이 큰 물질은 선형 전기 광학 계수(rijk)가 크며, 상기 2차 비선형 광학 특성이 크기 위해서는 분자의 비대칭성이 커야 하는데, 종래에는 페닐(phenyl), 스틸벤(stilbene) 및 폴리엔(polyene)과 같은 공액(conjugation) 통로와 -NH2, -N(Me)2 및 -N(Et)2 등과 같은 전자 주개(electron donor: D), 그리고, -NO2, 디시아노비닐(dicyanovinyl) 등의 전자 받개(electron acceptor: A)를 포함하는 물질을 사용하였다.In general, a material having a large secondary nonlinear optical characteristic has a large linear electro-optic coefficient (r ijk ) and a large asymmetry of molecules is required for the secondary nonlinear optical characteristic to be large, and conventionally, phenyl, stilben ( conjugation pathways such as stilbene and polyene and electron donors (D) such as -NH 2 , -N (Me) 2 and -N (Et) 2 , and -NO 2 , A material containing an electron acceptor (A) such as dicyanovinyl was used.

전형적인 비선형 광학 색소인 디메틸-{4-[2-(4-니트로-페닐)-비닐]-페닐]-아민(DANS)의 분자구조는 다음과 같다.The molecular structure of dimethyl- {4- [2- (4-nitro-phenyl) -vinyl] -phenyl] -amine (DANS), which is a typical nonlinear optical dye, is as follows.

또한, π-전자의 비대칭 분극과 상기 D-π-A 형 분자의 3가지의 형태는 다음과 같다.In addition, three forms of asymmetric polarization of π-electrons and the D-π-A type molecules are as follows.

이와 같이 전자 주개(D)-π-전자 받개(A)의 구조를 가진 물질은 외부에서 전기장을 가해주면 전하의 흐름이 한 쪽 방향으로는 방해되고 다른 쪽 방향으로는 향상되는 특징을 나타낸다. σ-전자보다 π-전자가 쉽게 전기장에 의해 편극될 수 있기 때문에, 전자 주개(D)와 전자 받개(A) 사이에 긴 공액(conjugation) 결합 구조를 포함하도록 하는데, 만약, 분자가 대칭 중심점(center of inversion) 등과 같은 대칭요소를 가지게 되면 2차 비선형 광학특성은 없어지게 된다. As described above, the material having the structure of the electron donor (D) -π-electron acceptor (A) is characterized by the fact that charge flow is disturbed in one direction and improved in the other direction when an electric field is applied from the outside. Since π-electrons are more easily polarized by an electric field than σ-electrons, they include a long conjugated bond structure between the electron donor (D) and the electron acceptor (A), if the molecule is a symmetric center point ( If a symmetrical element such as a center of inversion is used, the secondary nonlinear optical characteristic is lost.

따라서, 외부 전기장에 의해 유도되는 π-전자의 편극도가 클수록, 즉 분극 현상이 클수록 높은 2차 비선형 광학특성을 기대할 수 있다. Therefore, the higher the polarization degree of π-electrons induced by an external electric field, that is, the higher the polarization phenomenon, the higher the secondary nonlinear optical characteristics can be expected.

일반적으로, 광굴절 현상을 나타내는 물질은 비선형 광학 특성과 광전도 특성을 동시에 갖고 있어야 한다. 상기 광굴절 현상의 원리를 첨부도면 도 2에 간단하게 설명하였다. 광굴절 재료에 결맞는(coherent) 두 빛을 서로 교차하여 입사하면 빛의 간섭현상에 의해 빛의 세기가 강한 부분과 약한 부분이 생긴다. 빛이 강한 부분에는 전하가 발생하게 되고, 이 전하는 전도성 물질에 의해 표류 또는 확산하게 된다. 표류하던 전하는 불순물 등에 의해 포획(trap)되고, 공간 안에 전기장(Esc)을 형성한다. 빛에 의해 형성된 내부 전기장은 Pockels 효과에 의해 물질의 굴절률 분포를 다르게 한다. 내부 전기장(Esc)에 의한 굴절률의 변화는 다음 수학식 9에 나타내었다.In general, materials exhibiting photorefractive phenomena should have both nonlinear optical and photoconductive properties. The principle of the photorefractive phenomenon is briefly explained in FIG. When two light beams coherent to the photorefractive material cross each other and are incident on each other, light interference causes light intensity and weakness. Charges are generated in the strong light part, and the charge is drifted or diffused by the conductive material. The drifted charge is trapped by impurities and the like to form an electric field E sc in the space. The internal electric field created by light varies the refractive index distribution of the material by the Pockels effect. The change in refractive index due to the internal electric field (E sc ) is shown in Equation 9 below.

상기 수학식 9에서, reff는 전기광학 계수이다.In Equation 9, r eff is an electro-optic coefficient.

상기한 바와 같이, 하나의 물질 안에 굴절률의 분포를 자유롭게 변화시킬 수 있다면, 정보 저장 및 영상 표시 장치(홀로그램)로 이용할 수 있다.As described above, if the distribution of the refractive index in one material can be freely changed, it can be used as an information storage device and an image display device (hologram).

선형 광학재료는 광통신에서 정보를 전달하는 광섬유와 광도파로에 응용되고 있는 반면, 비선형 광학 재료는 주로 빛을 제어하는데 응용된다. 2차 비선형 광학효과 중 제2 고조파 발생을 이용한 레이저의 이배 주파수로의 응용은 고출력의 레이저 파장을 선택적으로 사용할 수 있으며, 높은 주파수는 고밀도의 정보저장 응용에도 가능하다. Linear optical materials are applied to optical fibers and optical waveguides that transmit information in optical communication, while nonlinear optical materials are mainly used to control light. Among the second nonlinear optical effects, the application of the laser to the double frequency using the second harmonic generation can selectively use the high power laser wavelength, and the high frequency is also possible for the high density information storage application.

즉, 미래의 정보 통신 사회에 대응하여 대용량의 통신 및 정보 기록과 처리의 초고속화를 실현하기 위해서는 광 기술이 필연적이며, 구리선을 이용한 전자 기술에 비해 빛이 갖는 특성을 활용한다면 대용량의 통신 및 정보 기록과 처리의 초고속화를 해결할 수 있을 것이다. 예를 들어, Pockels 효과를 이용한 광 변조기, 광 스위치 등의 광 신호 처리 소자를 이용하면 핵심적인 초고속 광 신호 처리를 구현할 수 있다. In other words, optical technology is inevitably necessary to realize high-speed communication and information recording and processing in response to the information and communication society of the future, and if it utilizes the characteristics of light compared to electronic technology using copper wire, It will solve the high speed of recording and processing. For example, optical signal processing elements such as optical modulators and optical switches using the Pockels effect can be used to implement core ultrafast optical signal processing.

전자광학 기술이 반도체 재료 연구에 수많은 노력을 필요로 하듯이 광자 광학의 발전도 비선형 광학 재료 개발에 집중적인 연구가 요구된다. 비선형 광학 현상과 광전도도 현상을 이용한 광굴절 재료는 정보 저장 및 디스플레이 소자로 응용이 가능하기 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. Just as electro-optic technology requires a great deal of effort to research semiconductor materials, the development of photon optics requires intensive research on the development of nonlinear optical materials. Photorefractive materials using nonlinear optical phenomena and photoconductive phenomena can be applied as information storage and display devices.

광굴절 재료의 접근 방법으로는 하나의 고분자 안에 여러 가지 기능성 물질을 화학 결합하여 단일상을 구성하는 방법이다. 아직까지 효율면에서는 떨어지지만, 각 성분이 물질 안에서 독립적으로 움직이지 않게 하여 상분리의 문제점을 해결하려는 연구가 많이 시도되고 있다.The photorefractive material approach is to chemically combine several functional materials in one polymer to form a single phase. Although the efficiency is still low, many studies have been attempted to solve the problem of phase separation by preventing each component from moving independently in a material.

이에 본 발명은 비선형 광학 특성과 광전도성이 동시에 높은 물질을 개발하기 위한 연구 노력의 일환으로 이루어진 것이며, 광전도성을 갖는 카바졸에 전자 받게 그룹을 도입함으로써 상기한 두가지 성질을 동시에 가지는 신규한 화합물을 합성하였다. Accordingly, the present invention is part of a research effort to develop a material having high non-conductive optical properties and high photoconductivity, and by introducing an electron acceptor group into a carbazole having photoconductivity, a novel compound having both of the above properties can be obtained. Synthesized.

즉, 발색단을 함유하는 화합물과 카바졸알데하이드 유도체를 축합반응시킴으로써 비선형 광학 특성이 우수한 신규한 화합물을 제조할 수 있으며, 상기와 같이 제조된 신규한 화합물은 분자내에 높은 함량의 발색단이 포함되어도 쉽게 광전도성이 저하되지 않아서 광굴절 재료에 적용가능함을 알게되었다.That is, by condensation reaction between a compound containing a chromophore and a carbazole aldehyde derivative, a novel compound having excellent nonlinear optical properties can be prepared, and the novel compound prepared as described above is easily lighted even when a high content of chromophore is contained in a molecule. It has been found that the conductivity is not degraded and thus applicable to photorefractive materials.

따라서, 본 발명은 카바졸을 포함하며 광전도성과 비선형 광학 특성을 동시에 포함하는 유기색소로서 신규한 화합물인 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴과 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Thus, the present invention is a novel compound 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl)-as an organic pigment comprising carbazole and simultaneously containing photoconductivity and nonlinear optical properties. It is an object of the present invention to provide a vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononnitrile and a preparation method thereof.

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴과 그의 제조방법을 특징으로 한다.The present invention is a 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} Nonnitrile and its manufacturing method are characterized.

[화학식 1][Formula 1]

이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail as follows.

일반적으로 카바졸(carbazole)을 포함하는 고분자는 광전도성, 비선형 광학 특성, 광굴절 현상, 전기발광의 성질을 가지며, 상기와 같은 특성을 이용하여 다양한 기능성 물질로서 이용되어 왔다. 상기와 같은 특성을 가지는 카바졸을 포함하는 광굴절 물질의 구체적인 예는 다음과 같다.In general, polymers containing carbazole have the properties of photoconductivity, nonlinear optical properties, photorefraction, and electroluminescence, and have been used as various functional materials using the above properties. Specific examples of the photorefractive material including a carbazole having the above characteristics are as follows.

본 발명에서는 광전도성과 비선형 광학 특성을 동시에 가지는 물질을 제조하기 위하여 광전도성을 갖는 카바졸에 전자 받개 그룹을 도입하였는데, 카바졸유도체와 발색단을 함유하는 화합물을 축합반응시켜 제조한 본 발명의 신규한 화합물은 광굴절 재료에 적용될 경우 발색단의 함량이 높아져도 쉽게 광전도도가 저하되지 않는 우수한 특성을 나타낸다. 본 발명에서 제조한 신규한 화합물의 광굴적 재료로서의 가능성은 전기광학 계수 및 제2 고조파 세기를 측정하여 알 수 있는 비선형 광학 성질 및 광전도도와 이광파 혼합 실험을 통해 측정하였다.In the present invention, in order to prepare a material having both photoconductivity and nonlinear optical properties, an electron acceptor group was introduced to a photoconductive carbazole, and a novel compound of the present invention prepared by condensation reaction of a carbazole derivative and a compound containing a chromophore. One compound exhibits excellent properties that, when applied to photorefractive materials, do not readily degrade the photoconductivity even with high chromophore content. The novel compound prepared in the present invention as a light-bending material was measured through nonlinear optical properties and photoconductivity and two-wave mixing experiments, which can be known by measuring the electro-optic coefficient and the second harmonic intensity.

선형 전기 광학 계수(r33)는 단순 반사 방법(simple reflection method), 전기 광학 진폭 변조(electrooptic amplitude modulation) 및 간섭법(interferometric method), 프리즘 결합법(prism coupling method) 등이 있으며, 본 발명에서는 단순 반사 방법을 이용하였다.The linear electro-optic coefficient r 33 includes a simple reflection method, an electrooptic amplitude modulation and an interferometric method, a prism coupling method, and the like. Simple reflection method was used.

비선형 광학 매질에 빛이 통과할 때 외부에서 전기장을 걸어주면 이 전기장에 의해 매질의 굴절률이 변화되며 이때 매질을 통해 나오는 빛은 위상변조나 진폭변조를 일으킨다. 시료에 변조전압(V=Vmsinωmt)이 공급될 때 출력된 빛의 세기 (Io)는 다음 수학식 10과 같이 나타낸다.When light passes through a nonlinear optical medium, an electric field is applied externally, and the refractive index of the medium is changed by the electric field, and the light emitted through the medium causes phase modulation or amplitude modulation. When the modulation voltage (V = V m sinω m t) is supplied to the sample, the intensity (Io) of the light output is expressed by Equation 10 below.

상기 수학식 10에서, Φsp 는 시료로부터 반사되어 나온 빛의 s파와 p파의 위상차이는 이며, Ic는 최대 세기의 반을 나타내고, 위상변화 λΦsp는 전기광학 효과로부터 유도된 굴절률 변화로 결정된다. 빛 세기와 위상차이의 관계는 첨부도면 도 3에 나타내었다. 출력된 빛의 세기 (Io)의 값이 Ic가 되는 위치에서 시료가 바이어스(bias)되었을 때, Io 값이 위상 차에 대하여 가장 선형적으로 변하는 영역임을 알 수 있다. 따라서, 전기장에 의한 변조된 빛의 세기 Im과 Ic의 비는 다음 수학식 11으로 나타낼 수 있다.In Equation 10, Φ sp is the phase difference between the s wave and p wave of the light reflected from the sample, I c represents half of the maximum intensity, the phase change λ Φ sp is the refractive index change derived from the electro-optic effect Is determined. The relationship between the light intensity and the phase difference is shown in FIG. 3. When the sample is biased at a position where the value of the output light intensity (I o ) becomes I c , it can be seen that the I o value is the area that varies most linearly with respect to the phase difference. Therefore, the ratio of the intensity I m and I c of the modulated light by the electric field can be expressed by the following equation (11).

전기광학 계수는 다음 수학식 12와 같이 정리되는데, 상 굴절률과 이상 굴절률이 거의 같고(), 대칭성을 고려하여 r33 = 3r31 라는 가정에 의해 이루어진다.The electro-optic coefficients are arranged as in Equation 12 below, and the phase refractive index and the ideal refractive index are almost equal to ( ), Which takes into account the symmetry of r 33 = 3r 31 .

상기 수학식 12에서, λ는 사용한 레이저의 파장이며, θ는 빛의 입사각, Vm 은 시료에 가한 교류전압의 진폭이며, n은 물질의 굴절률이다.In Equation 12, λ is the wavelength of the laser used, θ is the incident angle of light, V m is the amplitude of the alternating voltage applied to the sample, n is the refractive index of the material.

2차 비선형 광학계수인 χ(2)를 측정하는 방법에는 분말 방법, 위상일치 방법, Maker-Fringe 방법 등이 있는데, 본 발명에서는 Maker-Fringe 방법을 적용하였다. 제2 고조파는 Maker- Fringe 방법으로 측정하였는데, 상기한 방법은 기준 물질과 측정하고자 하는 시료의 비교를 통해서 비선형 계수를 구하기 때문에 다른 방법에 비하여 비교적 간단한 방법으로 제2 고조파 발생계수를 측정할 수 있다. 측정하고자 하는 시료의 결정에 임의의 각도로 빛이 입사되면 시료의 두께 차이에 따라 상속도가 달라지기 때문에 자유파와 조화파 사이의 간섭에 의해 무늬가 형성되는데, 이때 2차 조화파의 세기는 입사 각도의 함수이다.Methods of measuring χ (2) , which is a secondary nonlinear optical coefficient, include a powder method, a phase matching method, and a Maker-Fringe method. In the present invention, a Maker-Fringe method is applied. The second harmonic was measured by the maker-fringe method. Since the above method obtains the nonlinear coefficient by comparing the sample to be measured with the reference material, the second harmonic generation coefficient can be measured by a relatively simple method compared to other methods. . When light is incident on the crystal of the sample to be measured at an arbitrary angle, the inheritance varies according to the difference in the thickness of the sample. Therefore, a pattern is formed by interference between free and harmonic waves. It is a function of angle.

광굴절 재료의 광굴절 성질을 확인하기 위하여 이광파 혼합 실험을 하였다. 굴절 격자를 형성하는 같은 파장의 빛이 같은 각도로 입사되면, 저절로 브래그 산란의 위상 조건이 성립하여 굴절 격자에 의해서 입사광이 회절된다. 입사광 1은 굴절 격자에 의해 회절되고, 그 회절광은 입사광 2의 진행경로를 따라 진행한다. 입사광 2도 회절되어 입사광 1의 경로를 따라 진행한다. 이것을 자기 회절(self diffraction)에 의한 에너지 결합(energy coupling)이라 한다.Two-wave mixing experiments were carried out to confirm the photorefractive properties of the photorefractive materials. When light of the same wavelength forming the refraction grating is incident at the same angle, the phase condition of Bragg scattering is established by itself and the incident light is diffracted by the refraction grating. Incident light 1 is diffracted by the refraction grating, and the diffracted light travels along the traveling path of the incident light 2. Incident light 2 is also diffracted and progresses along the path of incident light 1. This is called energy coupling by self diffraction.

첨부도면 도 2와 같이 두 광이 조사되면 간섭에 의해 광격자를 형성하며, Pockles 효과에 의해 형성된 물질의 공간 격자와 광격자는 Φ의 위상 차이를 갖는다. 이 같은 위상이동(phase shift)은 두 광 사이에 비대칭 에너지 교환(asymmetric energy transfer)을 이루게 하며, 두 위상차가 90°일 때 가장 큰 에너지 교환을 한다. 회절격자에 의한 회절은 광굴절 현상이 아닌 다른 경우에도 관찰될 수 있지만, 에너지 전이에 의한 이득 계수(gain efficient)은 광굴절 재료임을 증명하는 중요한 수단이다. As shown in FIG. 2, when two lights are irradiated, a photo lattice is formed by interference. This phase shift results in an asymmetric energy transfer between the two lights, with the largest energy exchange when the two phase differences are 90 °. Although diffraction by the diffraction grating can be observed in other cases than the photorefractive phenomenon, gain efficient by energy transfer is an important means of proving that it is a photorefractive material.

이광파 혼합 (TBC) 실험으로부터 얻은 두 빔의 에너지 전이 정도를 나타내주는 값(gain, Γ)은 다음 수학식 13과 같다.The value (gain, Γ) representing the degree of energy transfer of the two beams obtained from the two-wave mixing (TBC) experiment is expressed by Equation 13.

상기 수학식 13에서, d 는 박막의 두께, Θ는 입사광 2의 입사각이고, β는 두 입사광의 세기의 비이고, γ는 에너지 결합비를 나타내는 것으로서 입사광 1이 있는 경우와 없는 경우 입사광 2의 세기의 비이다. In Equation 13, d is the thickness of the thin film, Θ is the incident angle of the incident light 2, β is the ratio of the intensity of the two incident light, γ is the energy coupling ratio, the intensity of the incident light 2 with and without incident light 1 Is rain.

본 발명의 신규한 화합물인 상기 화학식 1로 표시되는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴(Caz-Vm-MN)은 다음 반응식 1로 나타내어지는 방법으로 제조된다. 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2- represented by Chemical Formula 1 as a novel compound of the present invention Nilidene} malononenitrile (Caz-Vm-MN) is prepared by the method shown in Scheme 1 below.

즉, 카바졸알데히드 유도체를 피페리딘 촉매 하에서 말로논니트릴 유도체와의 축합 반응에 의하여 제조하는데, 그 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.That is, a carbazole aldehyde derivative is prepared by a condensation reaction with a malononitrile derivative under a piperidine catalyst. The preparation method will be described in detail as follows.

먼저, 폴리(9-비닐카바졸)로부터 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드를 제조한다.First, 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde is prepared from poly (9-vinylcarbazole).

즉, 폴리(9-비닐카바졸)과 1-브로모데칸을 반응시켜서 9-데실-9H-카바졸을 제조한다. 그리고, 상기 9-데실-9H-카바졸과 포스포러스 옥시클로라이드(POCl3)를 반응시켜서, 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드를 제조한다.That is, 9-decyl-9H-carbazole is prepared by reacting poly (9-vinylcarbazole) with 1-bromodecane. Then, 9-decyl-9H-carbazole and phosphorus oxychloride (POCl 3 ) are reacted to prepare 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde.

다시 말하면, 유기용매의 온도를 약 0 ℃ 까지 냉각시킨 상태에서 POCl3를 첨가하고, 온도를 약 상온으로 올려서 30 분 ∼ 2 시간 정도 교반시킨 후, 다시 0 ℃ 부근으로 냉각시킨 상태에서 9-데실-9H-카바졸을 첨가하여 반응시킨다. 이때, 9-데실-9H-카바졸 첨가후 반응 온도는 사용된 유기용매의 환류가능 온도 범위로 하는데, 바람직하기로는 60 ∼ 90 ℃ 범위이며, 반응시간은 18 ∼ 24 시간으로 하는데, 바람직하기로는 약 19 ∼ 20 시간이다. 반응 온도와 반응시간을 상기 범위로 유지하지 않을 경우에는 반응 효율이 저하되는 등의 문제가 있으므로, 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.In other words, POCl 3 was added while the temperature of the organic solvent was cooled to about 0 ° C., the temperature was raised to about room temperature, stirred for 30 minutes to 2 hours, and then 9-decyl was cooled to about 0 ° C. again. The reaction is carried out by addition of -9H-carbazole. At this time, the reaction temperature after the addition of 9-decyl-9H-carbazole is the refluxable temperature range of the organic solvent used, preferably in the range of 60 ~ 90 ℃, the reaction time is 18 to 24 hours, preferably It is about 19 to 20 hours. If the reaction temperature and the reaction time are not maintained in the above range, there is a problem such that the reaction efficiency is lowered. Therefore, the above range is preferably maintained.

다음으로는 상기에서 카바알데하이드 유도체와 말로논니트릴 유도체를 축합반응시켜 본 발명이 목적하는 상기 화학식 1로 표시되는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴를 제조한다.Next, the condensation reaction of the carbaaldehyde derivative and the malonononitrile derivative is 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) represented by Chemical Formula 1, which is the object of the present invention. -Vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononnitrile is prepared.

즉, 말로논니트릴을 유기용매에 녹인 후, 이소포론, 빙초산, 아세트산 무수물 및 피페리딘 촉매하에서 반응시킨다. 상기 반응온도는 상온에서 반응시키다가 사용된 유기용매의 환류가능 온도로 증가시켜 반응시키고, 다시 상온으로 냉각하는 방법으로 조절한다. 다시 말하면, 상기 사용된 유기용매를 상온에서 30분 ∼ 2 시간, 바람직하기로는 50분 ∼ 80 분 동안 반응시킨 후 유기용매의 환류가능 온도범위, 바람직하기로는 50 ∼ 80 ℃ 범위에서 10 ∼ 24 시간동안, 바람직하기로는 15 ∼ 20 시간 반응시키고, 다시 상온으로 냉각시켜서 발색단을 포함하는 말로논니트릴 유도체를 제조한다.That is, malononitrile is dissolved in an organic solvent and then reacted under isophorone, glacial acetic acid, acetic anhydride, and piperidine catalyst. The reaction temperature is controlled by reacting at room temperature and increasing the reaction temperature to the refluxable temperature of the organic solvent used, followed by cooling to room temperature. In other words, the used organic solvent is reacted at room temperature for 30 minutes to 2 hours, preferably 50 minutes to 80 minutes, and then refluxable temperature range of the organic solvent, preferably 10 to 24 hours in the range of 50 to 80 ℃. During the reaction, the reaction is preferably carried out for 15 to 20 hours, and then cooled to room temperature again to prepare a malononitrile derivative including a chromophore.

그리고, 상기 발색단을 포함하는 말로논니트릴 유도체가 포함된 반응물을 상온으로 냉각한 다음, 여기에 상기 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드를 첨가하여 축합반응시킨다. 이때 반응온도는 사용된 유기용매의 환류가능 온도범위에서, 바람직하기로는 70 ∼ 80 ℃ 범위에서 10 ∼ 24 시간동안, 바람직하기로는 14 ∼ 16 시간동안 수행한다. 반응 온도와 반응 시간이 상기 범위를 벗어날 경우에는 반응 효율이 저하될 수 있으므로 상기 온도범위와 시간을 유지하는 것이 좋다.Then, the reaction product containing the malononitrile derivative including the chromophore is cooled to room temperature, and then the 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde is added to the condensation reaction. At this time, the reaction temperature is carried out in the refluxable temperature range of the organic solvent used, preferably in the range of 70 to 80 ℃ for 10 to 24 hours, preferably for 14 to 16 hours. When the reaction temperature and the reaction time are out of the above range, the reaction efficiency may decrease, so it is preferable to maintain the temperature range and time.

상기 축합반응이 종료된 후 생성물을 유기용매로 추출하여 농축 및 정제한 후 재결정시켜 본 발명이 목적으로 하는 상기 화학식 1로 표시되는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴(Caz-Vm-MN)을 수득한다. After the condensation reaction is completed, the product is extracted with an organic solvent, concentrated and purified, and then recrystallized to obtain 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazole) represented by Chemical Formula 1, which is an object of the present invention. 3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malonononitrile (Caz-Vm-MN) is obtained.

본 발명의 신규한 화합물인 Caz-Vm-MN을 제조시에 사용할 수 있는 유기용매는 통상적으로 사용하는 유기용매로서 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), CH2Cl2, CHCl3 등을 사용할 수 있다.The organic solvent that can be used in the preparation of the novel compound Caz-Vm-MN of the present invention is a commonly used organic solvent, dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), CH 2 Cl 2 , CHCl 3 Etc. can be used.

상기와 같은 광굴절 재료의 특성은 주로 격자 형성에 의한 빛의 회절 효율을 구하는 4광파 혼합(4-wave mixing)과 물질의 위상이동에 두 빛이 비대칭 에너지 전이 정도를 구하는 이광파 혼합(2-beam coupling) 실험에 의하여 평가되며, 이 외에 전기광학 계수를 측정하거나 광전도 특성을 살펴보는 방법을 적용할 수 있다. The characteristics of the optical refractive material as described above are mainly characterized by four-wave mixing for obtaining the diffraction efficiency of light due to lattice formation and two-wave mixing for obtaining the degree of asymmetric energy transfer between two lights in phase shift of the material. It is evaluated by a beam coupling experiment. In addition, a method of measuring electro-optic coefficient or examining photoconductivity may be applied.

상기와 같이 제조된 Caz-Vm-MN는 광전도성과 비선형 광학 특성이 우수하여, 정보 저장 및 디스플레이 소자로 응용이 가능하다.Caz-Vm-MN prepared as described above is excellent in photoconductivity and nonlinear optical properties, and thus can be applied as an information storage and display device.

이와 같은 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Such a present invention will be described in detail based on the following examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1. 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드의 제조Example 1.Preparation of 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde

반응용기를 잘 말려 수분이 없도록 준비하며, 반응은 질소 대기 하에서 수행하였다. 500 ㎖ 삼구 플라스크에 NaH(6.0 g, 0.25 mol)를 넣고 정제된 THF 100 ㎖를 천천히 첨가하였다. 이때, NaH는 물과 격렬하게 반응하기 때문에 취급에 주의해야 하며, 습한 날은 반응을 피하도록 한다. 여기에, 별도의 플라스크에서 THF 200 ㎖에 녹인 폴리(9-비닐카바졸)(33.4 g, 0.2 mol)을 천천히 첨가하고, THF 50 ㎖에 녹인 1-브로모데칸(55.30 g, 0.25 mol)을 천천히 첨가한 다음 혼합물을 18 시간동안 환류시켰다. The reaction vessel was well dried and prepared to have no moisture, and the reaction was performed under a nitrogen atmosphere. NaH (6.0 g, 0.25 mol) was added to a 500 mL three-necked flask, and 100 mL of purified THF was added slowly. At this time, NaH reacts violently with water, so be careful in handling, and avoid the reaction on wet days. To this, slowly add poly (9-vinylcarbazole) (33.4 g, 0.2 mol) dissolved in 200 mL of THF in a separate flask, and 1-bromodecan (55.30 g, 0.25 mol) dissolved in 50 mL of THF. The addition was slow and the mixture was refluxed for 18 hours.

상기 혼합물 용액을 상온으로 식힌 후 진공 증류하여 THF를 제거한 다음 생성물을 에틸아세테이트(ethyl acetate; EA)로 추출한 후 농축하고, n-헥산을 첨가한 다음 발생한 침전을 걸러서 제거하였다. 상기 침전물을 제거한 용액을 농축한 다음 진공 증류로 정제하여 상온에서 투명한 액체인 9-데실-9H-카바졸을 수득하였다.The mixture solution was cooled to room temperature, vacuum distilled to remove THF, and then the product was extracted with ethyl acetate (EA), concentrated, n-hexane was added, and the precipitate generated was filtered off. The solution from which the precipitate was removed was concentrated and then purified by vacuum distillation to obtain 9-decyl-9H-carbazole as a transparent liquid at room temperature.

Mol. Wt=307.47 ; TLC (thin-layer chromatogram) Rf = 0.76 (EA/Hexane (2/8)).; 1H NMR(CDCl3, ppm) δ8.11(d, 2H, ArH), 7.43(m, 4H, ArH), 7.28(d, 2H, ArH), 4.32(t, 2H, -NCH2-), 1.90(m, 2H, -CH2-), 1.27(m, 16H, -CH2-), 0.95(t, 3H, -CH3).Mol. Wt = 307.47; Thin-layer chromatogram (TLC) R f = 0.76 (EA / Hexane (2/8)) .; 1 H NMR (CDCl 3 , ppm) δ8.11 (d, 2H, ArH), 7.43 (m, 4H, ArH), 7.28 (d, 2H, ArH), 4.32 (t, 2H, -NCH 2- ), 1.90 (m, 2H, -CH 2- ), 1.27 (m, 16H, -CH 2- ), 0.95 (t, 3H, -CH 3 ).

반응 용기에 DMF(86 ㎖, d=0.994, 1.18 mol)와 CH2C12 50 ㎖를 첨가하고, 온도를 0 ℃까지 낮춘 다음 POCl3(53.5 ㎖, d=1.645, 0.57 mol)를 천천히 첨가한 후 온도를 30 ℃까지 올려서 1 시간 동안 반응시켰다. 반응 용기의 온도를 0 ℃로 내린 후, 10 ㎖의 CH2C12에 상기 9-데실-9H-카바졸(10 g, 32.5 mmol)을 용해시킨 후 천천히 첨가한 혼합물을 80 ℃에서 20 시간 동안 반응시켰다.DMF (86 mL, d = 0.994, 1.18 mol) and 50 mL of CH 2 C1 2 were added to the reaction vessel, the temperature was lowered to 0 ° C., and POCl 3 (53.5 mL, d = 1.645, 0.57 mol) was added slowly. After the temperature was raised to 30 ℃ reacted for 1 hour. After the temperature of the reaction vessel was lowered to 0 ° C., the 9-decyl-9H-carbazole (10 g, 32.5 mmol) was dissolved in 10 ml of CH 2 C1 2 , and then slowly added to the mixture at 80 ° C. for 20 hours. Reacted.

상기 반응물을 상온으로 식힌 다음 얼음물에 천천히 부어넣고, 생성된 화합물을 CHCl3로 추출한 후 n-헥산을 첨가하여 침전물을 얻었다. 상기 침전물은 전개 용매로 CHCl3을 사용하여 실리카 겔 칼럼으로 정제하였으며, 희색 고체인 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드를 수득하였다.The reaction was cooled to room temperature and slowly poured into iced water. The resulting compound was extracted with CHCl 3 and n-hexane was added to obtain a precipitate. The precipitate was purified by silica gel column using CHCl 3 as the developing solvent to give 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde as a white solid.

TLC Rf = 0.52 (EA/헥산 (2/8)); mp = 66 ℃; Mol. Wt=335.48 ; 1H NMR(CDCl3 , ppm) δ10.10(s, 1H, -CHO), 8.62(s, 1H, ArH), 8.15(d, 1H, ArH), 8.00(d, 1H, ArH), 7.46(m, 4H, ArH), 4.34(t, 2H, -NCH2-), 1.89(m, 2H, -CH2-), 1.24(m, 16H, -CH2 -), 0.87(t, 3H, -CH3); FT-IR (KBr 펠렛, cm-1) 2921(H-C(SP2)), 2851(H-C(SP 3), 2716(H-C=O), 1691(C=O).TLC R f = 0.52 (EA / hexanes (2/8)); mp = 66 ° C .; Mol. Wt = 335.48; 1 H NMR (CDCl 3 , ppm) δ 10.10 (s, 1H, -CHO), 8.62 (s, 1H, ArH), 8.15 (d, 1H, ArH), 8.00 (d, 1H, ArH), 7.46 ( m, 4H, ArH), 4.34 (t, 2H, -NCH 2- ), 1.89 (m, 2H, -CH 2- ), 1.24 (m, 16H, -CH 2- ), 0.87 (t, 3H,- CH 3 ); FT-IR (KBr pellet, cm −1 ) 2921 (HC (SP 2 )), 2851 (HC (SP 3 ), 2716 (HC = O), 1691 (C = O).

실시예 2: 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴(Caz-Vm-MN)의 제조Example 2: 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononnitrile (Caz- Vm-MN) Preparation

반응용기에 말로논니트릴(malononnitrile)(0.66 g, 10 mmol)을 DMF 25 mL에 녹인 후 여기에 이소포론(isophorone)(1.52 g, 11 mmol), 피페리딘(0.15 g, 1.82 mmol), 빙초산(42 mg, 0.7 mmol) 및 아세트산 무수물(41 mg, 0.2 mmol)의 순서대로 넣고 상온에서 1시간 동안 반응시킨 다음 온도를 80 ℃로 올려서 1시간 동안 반응시켰다.Malononnitrile (0.66 g, 10 mmol) was dissolved in 25 mL of DMF in a reaction vessel, followed by isophorone (1.52 g, 11 mmol), piperidine (0.15 g, 1.82 mmol) and glacial acetic acid. (42 mg, 0.7 mmol) and acetic anhydride (41 mg, 0.2 mmol) were added sequentially, followed by reaction at room temperature for 1 hour, and then the temperature was raised to 80 ° C. for 1 hour.

반응이 끝난 후 상온으로 냉각하여 반응물에 상기 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드(1.68 g, 5 mmol)를 첨가한 다음 80 ℃에서 16시간 동안 반응시켰다. 이를 다시 상온으로 냉각한 후 생성물을 CHCl3로 추출하여 농축시킨 후 n-헥산(hexane)으로 침전을 얻었으며, 상기 침전물을 CHCl3를 이용하여 실리카 겔 칼럼으로 정제하였다. 상기 정제물을 헥산으로 다시 재결정하여 바늘 모양의 빨간색 결정을 수득하였다. 수득된 Caz-Vm-MN의 특성은 다음과 같이 나타나며, 첨부도면 도 4a에 1H NMR 스펙트럼을 나타내었고, 도 4b에는 UV-가시광선 스펙트럼을 나타내었고, 도 4c에는 열분석 결과 스펙트럼을 나타내었다.After the reaction was completed, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde (1.68 g, 5 mmol) was added to the reaction mixture, followed by reaction at 80 ° C. for 16 hours. After cooling to room temperature again, the product was extracted with CHCl 3 and concentrated to obtain a precipitate with n-hexane (hexane), the precipitate was purified by silica gel column using CHCl 3 . The purified was recrystallized again with hexane to give needle-shaped red crystals. The characteristics of the obtained Caz-Vm-MN is shown as follows, 1 H NMR spectrum is shown in the accompanying drawings, Figure 4a, UV-visible spectrum is shown in Figure 4b, Figure 4c shows the spectrum of the thermal analysis results .

TLC Rf = 0.69 (CHCl3); mp = 119 ℃; Mol. Wt=503.72; 1H NMR(CDCl3 , ppm) δ8.25(s, 1H, ArH), 8.11(d, 1H, ArH), 7.5(m), 7.05(d, 1H, -CH=CH-), 6.86(s, 1H, >C=CH-), 4.31(t, 2H, -NCH2-), 2.61(s, 2H, -CH2-), 2.53(s, 2H, -CH2 -), 1.88(m, 2H, -CH2-), 1.24(m, 16H, -CH2-), 1.10(s, 6H, (CH3)2C), 0.87(t, 3H, -CH3).; FT-IR (KBr pellet, cm-1) 2921(H-C(SP2)), 2851(H-C(SP3)), 2213(CN).; Anal. Calcd. for C35H41N3 ; C : 83.45, H : 8.20, N : 8.34 ; Found : 83.45, H : 8.32, N : 8.42TLC R f = 0.69 (CHCl 3 ); mp = 119 ° C .; Mol. Wt = 503.72; 1 H NMR (CDCl 3 , ppm) δ 8.25 (s, 1H, ArH), 8.11 (d, 1H, ArH), 7.5 (m), 7.05 (d, 1H, -CH = CH-), 6.86 (s , 1H,> C = CH-), 4.31 (t, 2H, -NCH 2- ), 2.61 (s, 2H, -CH 2- ), 2.53 (s, 2H, -CH 2- ), 1.88 (m, 2H, -CH 2- ), 1.24 (m, 16H, -CH 2- ), 1.10 (s, 6H, (CH 3 ) 2 C), 0.87 (t, 3H, -CH 3 ) .; FT-IR (KBr pellet, cm −1 ) 2921 (HC (SP 2 )), 2851 (HC (SP 3 )), 2213 (CN) .; Anal. Calcd. for C 35 H 41 N 3 ; C: 83.45, H: 8.20, N: 8.34; Found: 83.45, H: 8.32, N: 8.42

실시예 3 : 제 2 고조파 측정용 시료의 제조Example 3 Preparation of Sample for Second Harmonic Measurement

상기 실시예 2에서 제조된 Caz-Vm-MN를 CHCl3에 약 2 중량% 농도로 녹이고 0.45 ㎛ 필터로 여과하여 시료용액을 준비하였다. 슬라이드 유리 기판을 piranha 용액[황산:과산화수소수(70:30)]에 1시간 담그었다가 꺼내어 물에 충분히 헹구고 건조한 다음 상기 시료용액을 1000 rpm의 속도로 스핀-코팅한 후 진공에서 12시간 이상 건조시켰다. 이때, 스핀-코팅 과정에서 주변 온도가 높으면 용매가 빨리 날라 가기 때문에 표면이 뿌옇게 되는 경우를 주의하도록 해야 한다.Caz-Vm-MN prepared in Example 2 was dissolved in CHCl 3 at a concentration of about 2% by weight and filtered through a 0.45 μm filter to prepare a sample solution. The slide glass substrate was immersed in piranha solution [sulfuric acid: hydrogen peroxide (70:30)] for 1 hour, taken out, rinsed thoroughly in water, dried, and spin-coated the sample solution at 1000 rpm, followed by drying for 12 hours or more in vacuum. I was. At this time, if the ambient temperature is high during the spin-coating process, the solvent will fly quickly so that the surface becomes cloudy.

실시예 4 : 전기 광학 계수 및 광전류 측정용 시료의 제조Example 4 Preparation of Sample for Electro-optic Coefficient and Photocurrent Measurement

상기 실시예 3에서 준비한 시료용액을 그대로 사용하고 기판으로는 투명한 전도 물질인 ITO(indium tin oxide)가 코팅된 유리기판을 사용하였다. 상기 ITO 유리의 가장자리 부분을 왕수(염산:질산 = 3:1)로 에칭하고, 시료용액을 ITO 유리기판에 스핀-코팅한 다음 진공에서 12시간 이상 건조하여 용매를 제거하였다. ITO가 있는 부분의 가장자리를 용매(CHCl3)로 닦아낸 다음, 은 반죽(silver paste)으로 전선을 연결하고, ITO 전극을 접지한 후 극배향하였다. 필요한 부분만 Al 전극을 입힐 수 있도록 가린(masking) 후 D.C 마그네트론 스푸터링(magnetron sputtering)을 사용하여 상기 고분자 막 위에 전극을 입혔다. 광전류 측정용 시료는 극배향 과정을 생략하여 제조하였으며, 첨부도면 도 5에 전기 광학 계수 및 광전류 측정용 시료를 준비하는 과정을 간단하게 도식화하였다.The sample solution prepared in Example 3 was used as it is, and a glass substrate coated with indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive material, was used as the substrate. The edge of the ITO glass was etched with aqua regia (hydrochloric acid: nitric acid = 3: 1), the sample solution was spin-coated on an ITO glass substrate, and dried in vacuo for at least 12 hours to remove the solvent. The edge of the ITO part was wiped off with a solvent (CHCl 3 ), the wire was connected with silver paste, the ITO electrode was grounded and then polarized. After masking so that only necessary portions of the Al electrode were coated, the electrodes were coated on the polymer membrane using DC magnetron sputtering. The photocurrent measurement sample was prepared by omitting the polarization process, and the process of preparing the electro-optic coefficient and the photocurrent measurement sample was briefly illustrated in FIG. 5.

실시예 5 : 이광파 혼합(two-beam coupling) 측정용 시료의 제조 Example 5 Preparation of Sample for Measuring Two-beam Coupling

ITO 유리기판에서 필요한 부분만 마스킹(masking) 테이프로 가리고 나머지 부분을 에칭하였다. 고분자를 CHCl3에 약 2 중량% 농도로 녹이고 0.45 ㎛ 필터로 여과하고, 여과한 용액의 용매를 모두 진공증류로 제거하였다.Only the necessary portions of the ITO glass substrate were covered with masking tape and the remaining portions were etched. The polymer was dissolved in CHCl 3 at a concentration of about 2% by weight, filtered through a 0.45 μm filter, and all the solvents of the filtered solution were removed by vacuum distillation.

상기 실시예 2에 따라 제조된 Caz-Vm-MN를 소량의 톨루엔/CHCl3 용매에 진한 용액을 만들고 상기 준비한 2개의 ITO 유리기판 위에 부은 다음 상온에서 천천히(약 2일) 용매를 증발시켰다. 온도를 120 ℃까지 천천히 올리면서 고분자 내의 용매를 완전히 제거한 다음 Caz-Vm-MN가 코팅된 두개의 ITO 기판을 Tg 이상의 열을 가하면서 서로 포개어 붙이는데, 이때 두 ITO 기판(전극)사이에 공기 방울이 없도록 주의하여야 한다. 첨부도면 도 6에 이광파 혼합 측정용 시료의 제조과정을 간단하게 도식화 하였다.Caz-Vm-MN prepared according to Example 2 was concentrated in a small amount of toluene / CHCl 3 solvent, poured onto the prepared two ITO glass substrates, and the solvent was slowly evaporated at room temperature (about 2 days). Slowly raise the temperature to 120 ° C and completely remove the solvent in the polymer, and then two ITO substrates coated with Caz-Vm-MN are superimposed on each other while applying more than T g of heat, whereby air between the two ITO substrates (electrodes) Care should be taken to ensure no drops are present. In the accompanying drawings, the manufacturing process of the sample for measuring the mixing of light waves is simply illustrated.

실험예 1 : 코로나 극배향(Corona poling)Experimental Example 1: Corona poling

상기 실시예 3에서 스핀-코팅한 Caz-Vm-MN(이하, 실험예에서 언급하는 "고분자"는 Caz-Vm-MN를 의미한다.)의 분극(dipole)은 무질서하거나 배향 정도가 매우 낮기 때문에 상기 불규칙한 분극을 한쪽 방향으로 정렬하기 위해 코로나 극배향이 필요하다(첨부도면 도 7a 참조). Since the dipole of Caz-Vm-MN spin-coated in Example 3 (hereinafter, "polymer" refers to Caz-Vm-MN in the Experimental Example) is disordered or has a very low degree of orientation. Corona polar alignment is required to align the irregular polarization in one direction (see attached drawing FIG. 7A).

즉, 고분자에 Tg이상의 온도와 높은 전기장을 가하여고분자 내의 발색단을 배향시키기 위하여 코로나 극배향(corona poling)하는데, 첨부도면 도 8에 간단하게 나타낸 자체 제작한 코로나 극배향 장치를 사용하였으며, 질소 대기에서 열판을 접지(ground)하고 바늘과 시료 사이의 거리는 1 cm로 하고, Tg + 15 ℃의 온도에서 7 kV 의 고전압을 걸어 주었다. 극배향은 약 30분 ∼ 1 시간 동안 실시하였고, 전기장을 유지하면서 상온까지 냉각시켜서 상온에서도 고분자의 분극이 유지되도록 하였다. 고분자가 Tg 이상의 온도에 도달하기 전에 갑자기 높은 전기장을 가하면 표면이 뿌옇게 변하는 현상이 발생되는데, 이를 방지하기 위해서 Tg 이상의 온도를 올린 후 5분 정도 대기한 다음 전기장을 천천히 올려 주었다.In other words, in order to orient the chromophore in the polymer by applying a temperature of T g or higher and a high electric field to the polymer, corona poling was used. A self-made corona polar alignment device as shown in FIG. 8 was used. The ground plate was grounded at, and the distance between the needle and the sample was 1 cm, and a high voltage of 7 kV was applied at a temperature of T g + 15 ° C. Polar orientation was carried out for about 30 minutes to 1 hour, and cooled to room temperature while maintaining an electric field to maintain polarization of the polymer even at room temperature. If the polymer suddenly applied a high electric field before reaching a temperature above T g , the surface becomes cloudy. To prevent this, after raising the temperature above T g , waiting for 5 minutes and then slowly raising the electric field.

첨부도면 도 7b에는 본 발명에서 제조한 Caz-Vm-MN의 극배향 전후의 UV-가시광선 스펙트럼을 나타내었다.Figure 7b shows the UV-visible light spectrum before and after the polar alignment of the Caz-Vm-MN prepared in the present invention.

실험예 2 : 제2 고조파 측정Experimental Example 2 Second Harmonic Measurement

상기 실험예 1에서 극배향된 Caz-Vm-MN의 제2 고조파 발생계수(d33)는 Maker- Fringe 방법으로 측정하였으며, 첨부도면 도 9에 Maker- Fringe 방법 측정장치를 간단하게 도시하였다.The second harmonic generation coefficient d 33 of Caz-Vm-MN polarly oriented in Experimental Example 1 was measured by the maker-fringe method, and the maker-fringe method measuring device is simply illustrated in FIG. 9.

기준물질로는 3 mm의 두께를 가지는 Y-절단 수정(Y-cut quartz, d11=0.33 pm/V)를 사용하였고, 입사광원으로는 1064 nm 파장의 Nd-YAG 레이저를 사용하였으며, 제2 고조파인 532 nm의 빛을 입사각의 함수로 측정하였다. 첨부도면 도 10a는 기준물질의 제2 고조파를 측정한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 10b는 실시예 3에서 제조된 본 발명의 Caz-Vm-MN의 제2 고조파를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 이때 적용된 극배향 조건은 45kV, 30 분, 165 ℃ 이고, 사용된 시료의 두께는 0.38 ㎛ 이었다.As a reference material, Y-cut quartz (d 11 = 0.33 pm / V) having a thickness of 3 mm was used, and an Nd-YAG laser having a wavelength of 1064 nm was used as the incident light source. Harmonic light at 532 nm was measured as a function of incidence angle. 10A is a graph showing a result of measuring a second harmonic of a reference material, and FIG. 10B is a graph showing a result of measuring a second harmonic of Caz-Vm-MN of the present invention prepared in Example 3. FIG. The polar alignment conditions applied at this time was 45 kV, 30 minutes, 165 ℃, the thickness of the sample used was 0.38 ㎛.

실험예 3 : 단순 반사법에 의한 선형 전기 광학 계수 측정Experimental Example 3 Measurement of Linear Electro-optic Coefficient by Simple Reflection Method

본 발명의 Caz-Vm-MN의 전기 광학 계수는 단순 반사법에 의하여 측정하였으며, 첨부도면 도 11은 사용된 전기 광학 계수 측정 장치의 개략도이다.The electro-optic coefficient of Caz-Vm-MN of the present invention was measured by a simple reflection method, and FIG. 11 is a schematic diagram of an electro-optic coefficient measuring apparatus used.

측정에 사용한 광원은 632.8 nm He-Ne 레이저(또는 1550 nm 다이오드 레이저)이다. 광원의 p파와 s파 세기가 같도록 광원 앞의 편광자를 45°로 맞추고, 레이저를 유리기판에 45° 각도로 입사시켰다. 상기 유리기판을 통과한 빛은 ITO와 고분자 박막을 통과한 후 Al 전극에서 반사되어 나오는데, 이때 반사된 빛은 λ/4 플레이트(plate)와 -45°의 검광자를 거쳐 검지기에 도달하게 된다. The light source used for the measurement is a 632.8 nm He-Ne laser (or 1550 nm diode laser). The polarizer in front of the light source was set at 45 ° so that the p-wave and s-wave intensity of the light source were equal, and the laser was incident on the glass substrate at an angle of 45 °. The light passing through the glass substrate is reflected by the Al electrode after passing through the ITO and the polymer thin film, and the reflected light reaches the detector through the λ / 4 plate and a -45 ° analyzer.

전기장이 없는 경우 λ/4 플레이트를 회전시켜 통과하는 빛의 최대값과 최소값을 구한 후, 둘 사이의 중간 값을 갖도록 λ/4 플레이트를 고정시키고, 신호 발생기(function generator)로부터 1 kHz 의 교류전압(Vm)을 시료에 가하였다. 같은 주파수의 교류전압을 고정 증폭기(lock-in amplifier)의 기준신호(reference)로 공급하고, 전기장의 변화에 따른 빛의 세기 변화를 고정 증폭기로 증폭하여 오실로스코프(oscilloscope)로 결과를 얻었다.If there is no electric field, rotate the λ / 4 plate to find the maximum and minimum value of the light passing through it, then fix the λ / 4 plate to have an intermediate value between them, and change the AC voltage of 1 kHz from the function generator. (V m ) was added to the sample. An AC voltage of the same frequency was supplied as a reference of a lock-in amplifier, and a change in the intensity of light according to the change of the electric field was amplified by a fixed amplifier, and the result was obtained by an oscilloscope.

Im은 변조된 빛의 세기이며 Im/Vm의 기울기로부터 비선형 광학 재료의 전기 광학 계수를 구할 수 있다(수학식 12 참조). 사용한 고정 증폭기의 에너지 전이 정도의 이득계수 (gain coefficient)은 전압 분할기(voltage divider)를 이용하여 산출하였다. λ/4 플레이트의 역할은 첨부도면 도 12에 나타내었는데, 만일 선형 편광된 빛을 λ/4 플레이트 광축의 45°로 입사할 경우 빛을 원형 편광으로 변환시킨다.I m is the intensity of the modulated light and the electro-optic coefficient of the nonlinear optical material can be obtained from the slope of I m / V m (see Equation 12). The gain coefficient of the energy transfer degree of the fixed amplifier used was calculated using a voltage divider. The role of the [lambda] / 4 plate is shown in FIG. 12, which converts the light into circular polarization when the linearly polarized light is incident at 45 [deg.] of the [lambda] / 4 plate optical axis.

실험예 4 : 광전류 측정Experimental Example 4 Photocurrent Measurement

비선형 광학재료의 광굴절 재료로서의 가능성을 살펴보기 위하여 광전류(photocurrent)를 측정하였다. 우선 레이저의 출력 밀도를 구하기 위해서 레이저 빛의 단면적(beam size)과 출력을 얻어야 한다. 시료에 입사하는 레이저 빛의 단면적은 다음과 같이 구하였다. 잘 절단된 면(면도칼)을 마이크로 선형 스테이지(micro linear stage)로 이동시키며 레이저 빛을 가리고, 빛의 최대 세기의 1/4인 지점과 3/4인 지점 사이의 거리를 구해 레이저 빛 단면적의 반지름으로 한다. 레이저의 출력은 뉴포트(Newport)사 의 피코와트 디지털 광학 측정기(Picowatt Digital Optical Power Meter, Model 1830-C)로 측정하여, 사용한 He-Ne 레이저의 출력 밀도(97 mW/cm2)를 구하였다.Photocurrent was measured to examine the potential of nonlinear optical materials as photorefractive materials. First, in order to obtain the laser power density, the beam size and power of the laser light must be obtained. The cross-sectional area of the laser light incident on the sample was calculated as follows. Move the well-cut face (razor) to a micro linear stage, obscuring the laser light, and finding the distance between the quarter of the maximum intensity of the light and the quarter of the radius of the laser light It is done. The output of the laser was measured by Newport's Picowatt Digital Optical Power Meter (Model 1830-C), and the power density (97 mW / cm 2 ) of the used He-Ne laser was obtained. .

첨부도면 도 13에 광전류 측정 장치의 개략도를 나타내었다. 레이저를 400 Hz로 빛살을 가르고(chopping) 시료에 45°로 입사하여 반사되어 나온 빛을 고정 증폭기(lock-in amplifier)의 기준 신호(reference)로 하였다. 고분자 양쪽 전극에 전압을 변화시키며 저항 R(20 ㏀)에 걸리는 전압을 고정 증폭기로부터 구하여 광전류(photocurrent)를 계산하였다. 고분자에 걸리는 실제 전압 V를 구하기 위하여 가해준 전압 V* 에서 R에 걸리는 전압을 빼주었다.13 is a schematic view of a photocurrent measuring device. The laser beam was choked at 400 Hz and the reflected light incident at 45 ° on the sample was used as the reference signal of the lock-in amplifier. The photocurrent was calculated by obtaining the voltage across the resistor R (20 mA) from both sides of the polymer from the fixed amplifier. The voltage across R is subtracted from the voltage V * applied to find the actual voltage across polymer.

실험예 5 : 이광파 혼합 (Two-beam coupling : TBC) 측정 Experimental Example 5 Measurement of Two-beam Coupling (TBC)

이광파 혼합 측정에 사용된 장치의 개략도를 첨부도면 도 14에 나타내었으며, P-편광된 광을 빛살 분할기(beam splitter)로 나눈 후 각각 시료에 a, b의 각도로 입사하였다. 두 ITO 전극에 고전압을 가하면서 두 빛의 세기 변화를 관찰하였다. 검출기로부터 얻는 전류차이를 전압차이로 전환하기 위해 구성된 광 검출기 회로는 첨부도면 도 15에 나타내었다.A schematic diagram of the apparatus used for the two-wave mixing measurement is shown in the accompanying drawings, and the P-polarized light was divided by a beam splitter and incident on the samples at angles a and b, respectively. The change in the intensity of the two lights was observed while applying high voltage to the two ITO electrodes. An optical detector circuit configured for converting the current difference obtained from the detector into a voltage difference is shown in FIG. 15.

상기 실험예 1 ∼ 5에 의하여 측정된 본 발명의 화합물의 광학적 특성을 다음 표 1에 정리하여 나타내었으며, 첨부도면 도 16에 전기 광학 계수의 측정 그래프를 나타내었다.The optical properties of the compounds of the present invention measured by Experimental Examples 1 to 5 are summarized in the following Table 1, and the measurement graphs of the electro-optic coefficients are shown in the accompanying drawings.

r33 (pm/V)r 33 (pm / V) ad33 (esu) (pm/V) a d 33 (esu) (pm / V) d31 (esu)d 31 (esu) λmax (nm)λ max (nm) bφ b φ nx n x 532(nm)532 nm 632.8(nm)632.8 nm 1064(nm)1064 nm Caz-Vm-MN/PVK(0.1 : 0.9)Caz-Vm-MN / PVK (0.1: 0.9) 4.034.03 7.3×-9 3.067.3 × -9 3.06 1.9 ×10-9 1.9 × 10 -9 473473 0.260.26 1.70t 1.70 t 1.693p 1.693 p 1.49t 1.49 t ad33 = χ(2)/2, 1 pm/V = 2.386 ×10-9 esu . bφ = 1 - ( Ap / Ao )Ap: 극배향 후 λmax에서 흡광도.Ao : 극배향 전 λmax에서 흡광도.nX의 x는 광굴절률 측정 방법.x=t(transmittance 방법)x=p(prism coupling 방법)x=e(ellipsometery 방법) a d 33 = χ (2) / 2, 1 pm / V = 2.386 × 10 -9 esu. φ 1 = b - (A p / A o) A p: absorbance at λmax after pole orientation .A o: pole x .n X in absorbance at λmax alignment transition is how to measure the optical index of refraction .x = t (transmittance method) x = p (prism coupling method) x = e (ellipsometery method)

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물인 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴은 효율적인 폴링과정을 통하여 우수한 전기광학계수(Electrooptic coefficient,r33(pm/V))와 이차비선형계수(Nonlinear optic coefficient,d33)을 보인 결과를 나타내었으며, 이에 따라 우수한 광전도성과 비선형 전기 광학 특성을 동시에 나타냄을 알 수 있다.As shown in Table 1, 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2- is a compound of the present invention. Nilidene} malononitrile showed excellent electrooptic coefficient (r 33 (pm / V)) and nonlinear optic coefficient (d 33 ) through an efficient polling process. It can be seen that the photoconductivity and nonlinear electro-optic properties are simultaneously shown.

상술한 바와 같이, 카바졸알데하이드 유도체와 특정한 발색단 함유하는 화합물을 축합반응시켜 제조한 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴은 우수한 광전도성과 비선형 전기 광학 특성을 동시에 나타내었으며, 이로서 정보 저장 및 디스플레이 소자로 응용이 가능한 광굴절 재료로 폭넓은 사용이 기대된다.As described above, 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5 prepared by the condensation reaction of a carbazolealdehyde derivative with a specific chromophore-containing compound -Dimethylcyclohex-2-enylidene} malononitrile exhibited excellent photoconductivity and nonlinear electro-optic properties, which is expected to be widely used as a photorefractive material that can be applied to information storage and display devices.

도 1a 제2고조파 발생의 모형을 나타낸 그림이고, 도 1b는 제2 고조파의 에너지 준위 모델을 나타낸 그림이다.1A is a diagram showing a model of the second harmonic generation, and FIG. 1B is a diagram showing an energy level model of the second harmonic.

도 2는 광굴절 현상의 원리를 간단하게 나타낸 그림이다. 2 is a simple diagram showing the principle of the photorefractive phenomenon.

도 3은 빛의 세기와 위상차의 관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between light intensity and phase difference.

도 4a는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴(Caz-Vm-MN)의 1H-NMR 스펙트럼이고, 도 4b는 Caz-Vm-MN의 UV-가시광선 스펙트럼이며, 도 4c는 Caz-Vm-MN의 열분석 결과를 나타낸 스펙트럼이다.4A shows 2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononnitrile (Caz-Vm -MN), 1 H-NMR spectrum, Figure 4b is a UV-visible spectrum of Caz-Vm-MN, Figure 4c is a spectrum showing the results of the thermal analysis of Caz-Vm-MN.

도 5는 실시예 4의 전기 광학 계수 및 광전류 측정용 시료 준비과정을 도식화한 것이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a sample preparation process for measuring electro-optic coefficient and photocurrent of Example 4. FIG.

도 6은 실시예 5의 이광파 혼합 측정용 시료 준비과정을 도식화한 것이다.6 is a schematic diagram illustrating a sample preparation process for measuring the mixing of light waves of Example 5. FIG.

도 7a는 극배향 후 분극의 재배열을 도식화한 것이고, 도 7b는 Caz-Vm-MN의 극배향 전·후의 UV-가시광선 스펙트럼이다. FIG. 7A is a schematic of rearrangement of polarization after polar alignment, and FIG. 7B is a UV-visible spectrum before and after polar alignment of Caz-Vm-MN.

도 8은 실험예 1에서 사용한 코로나 극배향 장치의 개략도이다.8 is a schematic view of the corona polar alignment device used in Experimental Example 1. FIG.

도 9는 실험예 2에서 사용한 Maker-Fringe 방법 측정 장치의 개략도이다.9 is a schematic diagram of a Maker-Fringe method measuring device used in Experimental Example 2. FIG.

도 10a는 실험예 2에 의하여 측정한 기준물질의 제2 고조파 측정 결과를 나타낸 그래프이고, 도 10b는 Caz-Vm-MN의 제2 고조파 측정 결과인 비선형 전기 광학 특성을 정리한 그래프이다.FIG. 10A is a graph showing a second harmonic measurement result of a reference material measured by Experimental Example 2, and FIG. 10B is a graph summarizing nonlinear electro-optical characteristics, which is a second harmonic measurement result of Caz-Vm-MN.

도 11은 실험예 3에서 사용한 전기 광학 계수 측정 장치의 개략도이다.11 is a schematic view of an electro-optic coefficient measuring device used in Experimental Example 3. FIG.

도 12는 상기 도 11의 전기 광학 계수 측정 장치의 λ/4 플레이트를 확대한 그림이다.12 is an enlarged view of the λ / 4 plate of the electro-optic coefficient measuring device of FIG. 11.

도 13은 실험예 4에서 사용한 광전류 측정 장치의 개략도이다.13 is a schematic view of a photocurrent measuring device used in Experimental Example 4. FIG.

도 14는 실험예 5에서 사용한 이광파 혼합 측정 장치의 개략도이다.14 is a schematic diagram of a two-wave mixing measurement apparatus used in Experimental Example 5. FIG.

도 15는 실험예 5에서 사용한 검출기의 회로도를 나타낸 것이다.15 is a circuit diagram of a detector used in Experimental Example 5. FIG.

도 16는 Caz-Vm-MN의 전기 광학 계수의 측정 결과이다.Fig. 16 shows the measurement results of the electro-optic coefficients of Caz-Vm-MN.

Claims (2)

다음 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴(Caz-Vm-MN):2- {3- [2- (9-decyl-9H-carbazol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene, which is represented by the following formula (1): Malononitrile (Caz-Vm-MN): [화학식 1][Formula 1] 폴리(9-비닐카바졸)과 1-브로모데칸을 반응시켜서 9-데실-9H-카바졸을 제조하는 단계;Reacting poly (9-vinylcarbazole) with 1-bromodecane to produce 9-decyl-9H-carbazole; 상기 9-데실-9H-카바졸과 포스포러스 옥시클로라이드(POCl3)를 반응시켜서 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드를 제조하는 단계;Reacting the 9-decyl-9H-carbazole with phosphorus oxychloride (POCl 3 ) to prepare 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde; 말로논니트릴과 이소포론을 빙초산, 아세트산 무수물 및 피페리딘 촉매하에서 반응시켜 발색단을 포함하는 말로논니트릴 유도체를 제조하는 단계; 및 Reacting malononitrile and isophorone under glacial acetic acid, acetic anhydride and piperidine catalyst to prepare a malononnitrile derivative comprising a chromophore; And 상기 발색단을 포함하는 말로논니트릴 유도체와 상기 9-데실-9H-카바졸-3-카바알데하이드를 축합반응시켜서 다음 화학식 1로 표시되는 2-{3-[2-(9-데실-9H-카바졸-3-일)-비닐]-5,5-디메틸싸이클로헥스-2-에닐리덴}말로논니트릴(Caz-Vm-MN)를 제조하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 제조방법:2- {3- [2- (9-decyl-9H-carba) represented by the following Chemical Formula 1 by condensation reaction of the malononitrile derivative including the chromophore with the 9-decyl-9H-carbazole-3-carbaaldehyde: Zol-3-yl) -vinyl] -5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene} malononnitrile (Caz-Vm-MN). [화학식 1][Formula 1]
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