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JP2002114826A - 環状オレフィン系共重合体を含む光学透明材料および液晶表示基板材料 - Google Patents

環状オレフィン系共重合体を含む光学透明材料および液晶表示基板材料

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Publication number
JP2002114826A
JP2002114826A JP2000305148A JP2000305148A JP2002114826A JP 2002114826 A JP2002114826 A JP 2002114826A JP 2000305148 A JP2000305148 A JP 2000305148A JP 2000305148 A JP2000305148 A JP 2000305148A JP 2002114826 A JP2002114826 A JP 2002114826A
Authority
JP
Japan
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group
optically transparent
cyclic olefin
transparent material
norbornene
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Granted
Application number
JP2000305148A
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English (en)
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JP4626736B2 (ja
Inventor
Noboru Oshima
昇 大嶋
Yoichiro Maruyama
洋一郎 丸山
Kenzo Okita
健三 大喜多
Katsutoshi Sawada
克敏 澤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
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Priority to KR1020010061027A priority patent/KR100816931B1/ko
Priority to CNB011303476A priority patent/CN100478391C/zh
Priority to EP01123692A priority patent/EP1195397B1/en
Priority to DE60102769T priority patent/DE60102769T2/de
Priority to US09/968,529 priority patent/US6639021B2/en
Priority to TW090124501A priority patent/TW539695B/zh
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Publication of JP4626736B2 publication Critical patent/JP4626736B2/ja
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学透明性、耐熱性、接着性を持ち、架橋が
可能で耐溶剤性の優れた光学材料、およびそれを用いた
液晶表示基板材料を提供すること。 【解決手段】 特定の環状オレフィンから得られる繰り
返し単位(a)、および他の特定の環状オレフィンから
得られる、アルコキシシリル基もしくはアリロキシシリ
ル基またはこれらの加水分解・縮合残基を有する繰り返
し単位(b)を含む環状オレフィン系共重合体を含む光
学透明材料およびそれを用いた液晶表示基板材料であ
り、上記(a)中に、炭素数3〜8のアルキル基で置換
されたノルボルネンを構造単位として有する繰り返し単
位(a)、および/または環状オレフィンの置換基の少
なくとも一つがエステル基またはイミド基を含む繰り返
し単位(a)を特定量含み、上記(a)および(b)成
分の配合比が特定の範囲内であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルコキシシリル
基もしくはアリロキシシリル基を有する環状オレフィン
系共重合体を含む光学透明材料に関する。さらに詳しく
は、優れた光学透明性、耐熱性、接着性を持ち、架橋が
可能で耐溶剤性の優れた光学材料およびそれを用いた液
晶表示基板材料に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、軽量化、小型・高密度化の要求に
伴い、従来無機ガラスが用いられていた光学部品、液晶
表示素子部品の分野で光学透明な樹脂への代替化が進ん
でいる。しかし、光学透明性以外に耐熱性、耐吸湿性、
耐液晶性、寸法安定性、接着・密着性などにおいて、樹
脂材料のさらなる改良が求められている。
【0003】これまで、透明性の優れた材料として、下
記の環状オレフィン化合物の開環重合体の水素化物や付
加重合体が提案されている。 (1)テトラシクロドデセン系化合物やノルボルネン系
化合物の開環重合体の水素化物(特開昭60−2602
4号公報、特許第3050196号、特開平1−132
625号公報、特開平1−132626号公報、 特開
平5−214079号公報など) (2)エチレンとノルボルネン系化合物またはテトラシ
クロドデセン系化合物の付加共重合体〔特開昭61−2
92601号公報、Makromol.Chem.Macromol.Symp.
Vol. 47, 83 (1991)など〕 (3)ノルボルネン系化合物の付加重合体(特開平4−
63807号公報、特開平8−198919号公報、特
表平9−508649号公報、特表平11−50588
0号公報など) (4)アルコキシシリル基を含有するノルボルネン系化
合物の付加(共)重合体〔A. D. Hennisら, Am. Chem.
Soc. Polymer Preprints Vol. 40(2), 782(1999)、特開
平7−196736号公報、国際特許公開WO98/2
0394号公報(EP特許公開906588号公報)な
ど〕
【0004】しかし、上記(1)、(2)の重合体は、
そのガラス転移温度が200℃以下であることが多く、
耐熱性の点で不充分である。そこで、開環重合体の不飽
和結合にヒドロシリル化によって、アルコキシシリル基
を導入し、水素化を行う方法が提案されている(特開平
5−214079号公報)が、水素化を完全に行うこと
は困難で、高温下で酸素が存在すると重合体が着色・劣
化することがしばしばある。また、(3)の重合体は、
耐熱性はあるがアルコキシシリル基を含まないため、架
橋が困難であり、耐溶剤・耐薬品性に劣る。
【0005】さらに、(4)の重合体は、A. D.Hennis
らの報告では、エトキシシリル基を含むノルボルネンの
単一重合体および、その製法について記載されている
が、その共重合体については言及してない。また、シリ
カなどの無機物の分散効果についても言及してない。特
開平7−196736号公報では、請求項への記載はあ
るが、なんら具体的に例示されてないし、その効果につ
いても言及されてない。米国特許第5912313号明
細書および国際特許公開WO98/20394号公報で
は、アルコキシシリル基を含むノルボルネン系共重合体
およびその共重合体と酸発生の光開始剤からなる組成物
が提案されているが、架橋体の効果の記載がなく、配線
基盤の耐熱・透明性があるコーティング剤、絶縁剤を目
的としているに過ぎない。上記特開平5−214079
号公報では、ノルボルネン系モノマーの付加型ポリマー
についてのヒドロシリル化、それに続く、水素化により
反応性ケイ素基含有ノルボルネン系ポリマーが記載され
ている。しかし、実施例はない。このような付加重合体
は煩雑な工程を経て得られ、後述する本発明の共重合体
と構造単位が異なる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
に鑑みなされたもので、優れた耐熱性、透明性および接
着・密着性を有し、架橋された耐溶剤性のある環状オレ
フィン系共重合体を含む光学透明材料および無機化合物
との複合化された光学透明材料で液晶表示基板用に好適
な材料を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
(1)で示される繰り返し単位(a)と下記一般式
(2)で示される繰り返し単位(b)を含み、ガラス転
移温度が220〜400℃であり、トルエン可溶分が1
0重量%以下である環状オレフィン系共重合体を含む光
学透明材料に関する。
【0008】
【化3】
【0009】〔式(1)中、A1 〜A4 はそれぞれ独立
して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、シクロ
アルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン原
子、ハロゲン化炭化水素基、または−(CH2 k Xで
表される極性基を示す。ここで、Xは−C(O)O
1 、−OC(O)R2 であり、R1 、R2 は水素原
子、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アリ
ール基、シクロアルキル基およびこれらのハロゲン置換
基、kは0〜3の整数を示す。また、A1 〜A4 には、
1 とA2 またはA3 とA4 で形成されるビニリデニル
基、A1 とA2 、A1 とAまたはA3 とA4 、A2 とA
4 で形成されるイミド基も含まれる。lは0または1の
整数である。〕
【0010】
【化4】
【0011】〔式(2)中、B1 〜B4 はそれぞれ独立
して、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、および
−(CR4 5 n Si(OR3 m 6 (3-m) 、−
(CR 4 5 )Si(R7 8 )OSi(OR3 m
6 (3-m) 、−C(O)O(CH 2 n Si(OR3 m
6 (3-m) で表されるアルコキシシリル基もしくはアリ
ロキシシリル基またはこれらの加水分解・縮合残基を示
し、B1 〜B4 の少なくとも一つは、アルコキシシリル
基もしくはアリロキシシリル基またはこれらの加水分解
・縮合残基を含む。なお、B1 〜B4 の内の2つから−
CHSi(OR3m 6 (3-m) −CH2 CH2 −基が
形成されていてもよい。ここでR3 は1〜10のアルキ
ル基またはアリール基を示し、R4 〜R8 はそれぞれ独
立して、水素原子、または炭素数1〜20の炭化水素基
を示す。mは0〜3の整数、nは0〜5の整数、rは0
または1である。〕 上記繰り返し単位(a)は、炭素数3〜8のアルキル基
で置換されたノルボルネンを構造単位として有する繰り
返し単位(a)を1〜50モル%含むことが好ましい。
また、上記繰り返し単位(a)は、置換基A1 〜A4
少なくとも一つがエステル基またはイミド基を含む繰り
返し単位(a)を、0.1〜20モル%含むことが好ま
しい。さらに、上記環状オレフィン共重合体は、上記一
般式(1)で示される繰り返し単位(a)を70〜9
9.9モル%、上記一般式(2)で示される繰り返し単
位(b)を0.1〜30モル%〔(a)+(b)=10
0モル%〕含むことが好ましい。さらに、上記光学透明
材料は、上記環状オレフィン系共重合体に、Al、S
n、Zn、Ca、Ba、Ti、Sc、Ga、Yb、S
m、Nd、Sb、Y、およびCeの群から選ばれた少な
くとも1種の金属の化合物を架橋触媒として用いて得ら
れたものであってもよい。さらに、上記光学透明材料
は、上記環状オレフィン系共重合体に、有機カルボン
酸、有機リン酸、有機スルホン酸、アンモニア、1〜3
級のアミン化合物および第4級アンモニウムヒドロキシ
ド化合物の群から選ばれた少なくとも1種の化合物を架
橋触媒として用いて得られたものであってもよい。さら
に、上記光学透明材料は、Si、Al、Ti、およびZ
rの群から選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物と複
合化されたものでもよい。さらに、上記光学透明材料
は、80℃で測定される線膨張率が70ppm/℃(7
0×10-6/℃)未満であることが好ましい。さらに、
上記光学透明材料は、フィルムまたはシート形状であっ
てもよい。次に、本発明は、上記環状オレフィン系共重
合体を含む光学透明材料を用いた液晶表示基板材料に関
する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の環状オレフィン系共重合
体は、上記一般式(1)に示す繰り返し単位(a)およ
び上記一般式(2)に示す繰り返し単位(b)を含む環
状オレフィン系共重合体を含む光学透明材料である。
【0013】ここで、上記繰り返し単位(a)は、上記
一般式(1)に示される2,3付加構造単位が挙げられ
るが、繰り返し単位(a)には、下記一般式(3)に示
す2,7付加構造単位が、少量含まれていてもよい。
【0014】
【化5】
【0015】〔式(3)中、A1 〜A4 およびlはそれ
ぞれ上記一般式(1)に示すものと同一である。〕
【0016】以下、本発明の環状オレフィン系共重合体
について、さらに具体的に説明する。本発明の共重合体
に用いられる繰り返し単位(a)は下記一般式(4)に
示す環状オレフィン(以下、「特定の環状オレフィン
(1)」という。)の付加重合により形成することがで
きる。
【0017】
【化6】
【0018】〔式(4)中、A1 〜A4 およびlはそれ
ぞれ上記一般式(1)に示すものと同一である。〕
【0019】このような特定の環状オレフィン(1)の
具体例としては、2−ノルボルネン、5−メチル−2−
ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−プ
ロピル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボル
ネン、5−ペンチル−2−ノルボルネン、5−ヘキシル
−2−ノルボルネン、5−ヘプチル−2−ノルボルネ
ン、5−オクチル−2−ノルボルネン、5−デシル−2
−ノルボルネン、5−ドデシル−2−ノルボルネン、
5,6−ジメチル−2−ノルボルネン、5−メチル,5
−エチル−2−ノルボルネン、5−フェニル−2−ノル
ボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−アリル
−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノル
ボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−シ
クロヘキシル−2−ノルボルネン、5−フロロ−2−ノ
ルボルネン、5−クロロ−2−ノルボルネン、5−ノル
ボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−
2−カルボン酸エチル、5−ノルボルネン−2−カルボ
ン酸ブチル、2−メチル,5−ノルボルネン−2−カル
ボン酸メチル、2−メチル,5−ノルボルネン−2−カ
ルボン酸エチル、2−メチル,5−ノルボルネン−2−
カルボン酸プロピル、2−メチル,5−ノルボルネン−
2−カルボン酸ブチル、2−メチル,5−ノルボルネン
−2−カルボン酸トリフロロエチル、2−メチル,5−
ノルボルネン−2−イル酢酸エチル、5−ノルボルネン
−2−スピロ−N−フェニルスクシンイミド 5−ノルボルネン−2−スピロ−N−シクロヘキシルス
クシンイミド 5−ノルボルネン−2−スピロ−N−メチルスクシンイ
ミド 5−ノルボルネン−2,3−N−フェニルジカルボキシ
イミド 5−ノルボルネン−2,3−N−シクロヘキシルジカル
ボキシイミド アクリル酸2−メチル−5−ノルボルネン、メタクリル
酸2−メチル−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−
2,3−ジカルボン酸ジメチル、5−ノルボルネン−
2,3−ジカルボン酸ジエチル、3−トリシクロ〔4.
3.0.12,5 〕デセン、3,7−トリシクロ〔4.
3.0.12,5 〕デカジエン(ジシクロペンタジエン) 3−テトラシクロ〔4.4.0.12,5 .17,10〕ドデ
セン、8−メチル,3−テトラシクロ〔4.4.0.1
2,5 7,10〕ドデセン、8−メチル,8−メトキシカル
ボニル,3−テトラシクロ〔4.4.0.1
2,57,10〕ドデセン、8−メチル,8−エトキシカル
ボニル,3−テトラシクロ〔4.4.0.1
2,57,10〕ドデセン、などを挙げることができる。
【0020】上記繰り返し単位(a)を形成する上記一
般式(4)に示す化合物は1種単独または2種以上を組
み合わせて用いることができる。
【0021】上記繰り返し単位(a)中の、炭素数3〜
10、好ましくは3〜8のアルキル基で置換されたノル
ボルネンを構造単位として有する繰り返し単位(a)の
配合量は、好ましくは1〜50モル%、さらに好ましく
は5〜50モル%、特に好ましくは10〜30モル%で
ある。上記範囲内であると、本発明の共重合体から得ら
れるフィルム、シートが柔軟性のあるものとなり、それ
らの形成が容易となる。1モル%未満であるとフィルム
が割れやすくなり、一方、50モル%を超えると耐熱性
が低下する。上記炭素数3〜10のアルキル基で置換さ
れたノルボルネンを構造単位として有する繰り返し単位
(a)は、上記特定の環状オレフィン(1)のうち、炭
素数3〜10のアルキル基で置換されたノルボルネンの
付加重合により形成することができる。
【0022】上記繰り返し単位(a)中の、置換基A1
〜A4 の少なくとも一つがエステル基またはイミド基を
含む繰り返し単位(a)の配合量は、好ましくは0.1
〜20モル%、さらに好ましくは1〜17モル%、特に
好ましくは5〜15モル%である。上記範囲内である
と、接着性・密着性がよく、さらにシリカなどの酸化物
の分散性がよい透明なフィルム、シートが得られる。
0.1モル%未満であると接着性、密着性がよく、シリ
カなどの金属酸化物の分散性がよいフィルム、シートが
得にくくなる。一方、20モル%を超えるとフィルム、
シートが吸湿性の高いものとなる。また、繰り返し単位
(a)が不飽和基を含まない方が、さらに共重合体の耐
熱性の点で好ましいものとなる。上記置換基A1 〜A4
の少なくとも一つがエステル基またはイミド基を含む繰
り返し単位(a)は、上記特定の環状オレフィン(1)
のうち、置換基A1 〜A 4 の少なくとも一つがエステル
基またはイミド基を含む環状オレフィンの付加重合によ
り形成することができる。
【0023】上記繰り返し単位(a)の全繰り返し単位
中の割合は、好ましくは70〜99.9モル%、さらに
好ましくは80〜99.5モル%、特に好ましくは90
〜98モル%含む。70モル%未満であると、重合体が
加水分解しやすく、フィルム、シートの形成が困難とな
る。一方、99.9モル%を超えると、架橋体を得るこ
とが困難であったり、シリカなどの酸化物のミクロな分
散ができず、透明なフィルム、シートを得ることが困難
となる。
【0024】上記一般式(2)に示す繰り返し単位
(b)は (イ)下記一般式(5)に示す環状オレフィン(以下、
「特定の環状オレフィン(2)」という。)を上記一般
式(4)の特定の環状オレフィン(1)と付加共重合す
ることにより、形成される。 (ロ)また、他の方法として、5−トリクロロシリル−
2−ノルボルネン、5−ジクロロメチルシリル−2−ノ
ルボルネン、5−ジクロロエチルシリル−2−ノルボル
ネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸トリクロロシ
リルプロピル、2−メチル,5−ノルボルネン−2−カ
ルボン酸トリクロロシリルプロピル、などのトリクロロ
シリル基、ジクロロアルキルシリル基を有する特定の環
状オレフィン(3)と特定の環状オレフィン(1)とを
付加共重合した後、(ロ−1)得られた共重合体中のト
リクロロシリル基またはジクロロアルキルシリル基とア
ルカリ金属のアルコキシドまたはアルカリ金属のアリロ
キシドと反応させることにより、また他の方法として
(ロ−2)アミン化合物の存在下、アルコールまたはフ
ェノール類と反応させることにより、形成される。
【0025】
【化7】
【0026】〔式(5)中、B1 〜B4 およびm、n、
rは上記一般式(2)に示すものと同一である。〕
【0027】このような特定の環状オレフィン(2)の
具体例としては5−トリメトキシシリル−2−ノルボル
ネン、5−ジメトキシ,クロロシリル−2−ノルボルネ
ン、5−メトキシ,クロロ,メチルシリル−2−ノルボ
ルネン、5−ジメトキシ,クロロシリル−2−ノルボル
ネン、5−メトキシ,ヒドリド,メチルシリル−2−ノ
ルボルネン、5−ジメトキシ,ヒドリドシリル−2−ノ
ルボルネン、5−メトキシジメチルシリル−2−ノルボ
ルネン、5−トリエトキシシリル−2−ノルボルネン、
5−ジエトキシ,クロロシリル−2−ノルボルネン、5
−エトキシ,クロロ,メチルシリル−2−ノルボルネ
ン、5−ジエトキシ,ヒドリドシリル−2−ノルボルネ
ン、5−エトキシジメチルシリル−2−ノルボルネン、
5−エトキシジエチルシリル−2−ノルボルネン、5−
プロポキシジメチルシリル−2−ノルボルネン、5−ト
リフェノキシシリル−2−ノルボルネン、5−ジフェノ
キシメチルシリル−2−ノルボルネン、5−トリメトキ
シシリルメチル−2−ノルボルネン、5−(2−トリメ
トキシシリル)エチル−2−ノルボルネン、5−(2−
ジメトキシ,クロロシリル)エチル−2−ノルボルネ
ン、5−(1−トリメトキシシリル)エチル−2−ノル
ボルネン、5−(2−トリメトキシシリル)プロピル−
2−ノルボルネン、5−(1−トリメトキシシリル)プ
ロピル−2−ノルボルネン、5−トリエトキシシリルエ
チル−2−ノルボルネン、5−ジメトキシメチルシリル
メチル−2−ノルボルネン、5−トリメトキシプロピル
シリル−2−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カ
ルボン酸トリメトキシシリルプロピル、5−ノルボルネ
ン−2−カルボン酸トリエトキシシリルプロピル、5−
ノルボルネン−2−カルボン酸ジメトキシ,メチルシリ
ルプロピル、2−メチル,5−ノルボルネン−2−カル
ボン酸トリメトキシシリルプロピル、2−メチル,5−
ノルボルネン−2−カルボン酸ジメトキシ,メチルプロ
ピル、2−メチル,5−ノルボルネン−2−カルボン酸
トリエトキシシリルプロピル、などが挙げられる。
【0028】また、本発明の環状オレフィン系共重合体
中に繰り返し単位(b)が、適度な割合で含まれ、架橋
することにより、寸法安定性と耐液晶性が改良された光
学透明なフィルムおよびシートを得ることができる。上
記繰り返し単位(b)の全繰り返し単位中の割合は、好
ましくは0.1〜30モル%、さらに好ましくは0.5
〜20モル%、特に好ましくは2〜10モル%である。
その含有量が0.1モル%未満では架橋が不充分とな
る。一方、30モル%を超えると、環状オレフィン系共
重合体中に過剰に存在するアルコキシシリル基もしくは
アリロキシシリル基またはこれらの加水分解・縮合残基
により、共重合体が加水分解しやすく、保存安定性が悪
いものとなり、フィルム成形時、表面がべたついたり、
過剰な架橋が起こり、成形品表面が滑らかなものとなら
ない。また、本発明の環状オレフィン系共重合体は、ト
ルエン可溶分が10重量%以下となる程度に架橋されて
いることが必要である。トルエン可溶分が10重量%を
超えると、寸法安定性と、耐液晶性が改良されない。
【0029】本発明の特定の環状オレフィン(1)と環
状オレフィン(2)または環状オレフィン(3)との共
重合方法は、下記の方法によって行われる。重合触媒と
しては、通常、周期律表8族のNi、Pd、Coなどの
カチオン錯体またはカチオン錯体を形成する触媒が用い
られる。代表的なものとして、〔Pd(CH3
N)4 〕〔BF4 2 、〔Pd(PhCN)4 〕〔Sb
6 〕、ジ−μ−クロロ−ビス(6−メトキシビシクロ
〔2.2.1〕ヘプト−2−エン−エンド−5σ,2
π)Pd(以下、「I」と略す。)、Iとメチルアルモ
キサン(以下、MAOと略す)、IとAgSbF6 、I
とAgBF4 、〔(η3−アリール)PdCl〕2 とA
gSbF6 、〔(η3−アリール)PdCl〕2 とAg
BF4 、〔(η3−クロチル)Pd(シクロオクタジエ
ン)〕〔PF6 〕、〔(1,5−シクロオクタジエン)
Pd(CH3 )(Cl)〕とPPh3 とNaB〔3,5
−(CF3 2 6 3 4 、〔(η3−クロチル)N
i(シクロオクタジエン)〕〔B((CF3 2 6
4 4 〕、〔NiBr(NPMe3 )〕4 とMAO、N
i(オクトエート)2 とMAO、Ni(オクトエート)
2 とB(C65 3 とAlEt3 、Ni(オクトエー
ト)2 とHSbF6 の反応物とBF3 ・Et2 OとAl
Et3、Ni(オクトエート)2 とHSbF6 の反応物
とBF3 ・Et2 OとAlEt3の反応物、Ni(オク
トエート)2 とHSbF6 の反応物とAlEt2 F、N
i(オクトエート)2 とHSbF6 の反応物とAlEt
2 、Ni(ナフトエート)2 とHSbF6 の反応物と
BF3 ・Et2 OとAlBu3、Ni(ナフトエート)
2 とHSbF6 の反応物とB(C65 3 とAlEt
3の反応物、Ni(オクトエート)2 とPh3 C・B
(C65 3 とAlEt3 、Toluene・Ni
(C65 2 、Xylene・Ni(C65 2
Mesitylene・Ni(C65 2 、Co(ネ
オデカノエート)とMAO、などが挙げられる。
【0030】溶媒としては、シクロヘキサン、シクロペ
ンタン、メチルシクロペンタン、などの脂環式炭化水素
溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの
脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、ベンゼン、キシレンな
どの芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、1,2−ジ
クロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化
水素溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクト
ン、プロピレングリコール、ジメチルエーテル、ニトロ
メタン、N−メチルピロリドン、ピリジン、N、 N′
−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルフォルムアミ
ド、アセトアミドなどの極性溶媒などから選ばれた溶媒
が用いられる。
【0031】重合の方法として、窒素またはアルゴン雰
囲気下で、反応容器に溶媒と環状オレフィンからなるモ
ノマーと分子量調節剤を仕込み、−20℃から100℃
の範囲の温度に重合系を設定する。次に上記触媒成分を
添加して、−20℃から100℃の範囲で重合を行う。
溶媒/モノマーの重量比は、1〜20の範囲で行われ
る。分子量の調節は、重合触媒の量とα−オレフィン、
水素、ジフェニルジヒドロシランなどの分子量調節剤の
添加量、共重合体への転化率および重合温度によって、
目的とする分子量に調節される。重合の停止は水、アル
コール、有機酸、炭酸ガスなどにより行われる。共重合
体溶液にマレイン酸、フマル酸、シュウ酸から選ばれた
酸の水/アルコール混合物を添加して、触媒残さを共重
合体溶液から分離・除去する。共重合体は共重合体溶液
をメタノール、エタノール、イソプロパノールなどから
選ばれたアルコール中に入れて、凝固し、減圧乾燥する
ことにより得られる。この工程で、共重合体溶液に残存
する未反応モノマーも除去される。
【0032】本発明の環状オレフィン系共重合体は、適
度の割合の繰り返し単位(b)にアルコキシ基またはア
リロキシル基を含むため、下記(1)〜(2)の架橋
(加水分解・縮合反応)触媒を使用して、環状オレフィ
ン系共重合体の架橋反応を行い、本発明の環状オレフィ
ン系共重合体を架橋させることにより、耐液晶性と寸法
安定性が改良された光学透明材料を得ることができる。 (1)アルミニウム(Al)化合物、スズ(Sn)化合
物、亜鉛(Zn)化合物、カルシウム(Ca)化合物、
バリウム(Ba)化合物、チタン(Ti)化合物、スカ
ンジウム(Sc)化合物、ランタニド化合物(Ga、Y
b、Sm、Ndなど)、アンチモン(Sb)化合物、イ
ットリウム(Y)化合物、セリウム(Ce)化合物な
ど。具体的には、アルミニウム化合物として、ジイソプ
ロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリイ
ソプロポキシアルミニウム、トリブトキシアルミニウ
ム、ジイソブチルメトキシアルミニウムの加水分解物;
スズ化合物としては、ジブチルスズジラウレート、ジオ
クチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレート、ジ
ブチルスズフマレート、ジブチルスズマレート;亜鉛化
合物として、酢酸亜鉛、オクタン酸亜鉛;カルシウム化
合物として、酢酸カルシウム、オクタン酸カルシウム;
バリウム化合物として、酢酸バリウム、オクタン酸バリ
ウム;チタン化合物として、チタンテトラブトキシド、
チタンテトライソプロポキシド、およびこれらの加水分
解物;スカンジウム化合物として、スカンジウムトリイ
ソプロポキシド;ランタニド化合物として、Ga、Y
b、Sm、Ndなどのイソプロポキシド化合物やブトキ
シド化合物;アンチモン化合物として、酢酸アンチモ
ン、アンチモンエチレングリコキシド;イットリウム化
合物として、イットリウムトリイソプロポキシド、イッ
トリウムトリス〔アルミニウムテトライソプロポキシ
ド〕;セリウム化合物として、トリイソプロポキシセリ
ウム、三塩化セリウムなどが挙げられる。
【0033】(2)有機カルボン酸、有機リン酸、有機
スルホン酸などの有機酸、アンモニア、1〜3級のアミ
ン化合物、および第4級アンモニウムヒドロキシド化合
物。具体的には、有機カルボン酸として、ギ酸、シュウ
酸、酢酸、ヘキサン酸、オクタン酸、乳酸、ステアリン
酸、オレイン酸、マレイン酸、フマル酸など;有機リン
酸として、ジオクチルリン酸エステル、ジブチルリン酸
エステル、ラウロキシポリエチレングリコールのモノま
たはジ一リン酸エステル、ジブチル一リン酸、ブチル二
リン酸、ジオクチル一リン酸など;有機スルホン酸とし
て、ドデシルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスル
ホン酸などが挙げられる。また、1〜3級のアミン化合
物として、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミ
ン、オクチルアミン、エチレンジアミン、ジエチルアミ
ン、ジブチルアミン、ピリジン、トリエチレンジアミ
ン、テトラメチルエチレンジアミン、シクロヘキシルア
ミン;第4級アンモニウムヒドロキシド化合物として、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチル
アンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウ
ムヒドロキシドなどが挙げられる。
【0034】上記(1)および(2)の架橋触媒は、共
重合体100重量部に対して、通常、0.001〜1.
0重量部、好ましくは0.005重量部〜0.5重量
部、さらに好ましくは0.01〜0.1重量部である。
上記(1)、(2)の方法の架橋条件は、温度に関して
は、通常、0〜300℃、好ましくは40〜250℃、
さらに好ましくは70〜220℃である。また、時間に
関しては、触媒の種類、量、反応温度により異なり、好
ましくは10分〜3日、さらに好ましくは30分から2
日である。
【0035】共重合体に上記触媒を添加する際に使用さ
れる溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、
クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素、シクロヘキサ
ン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、テト
ラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、メチルテトラヒ
ドロフランなどの環状エーテルなどの群から選ばれた少
なくとも1種の溶媒、またはこれら溶媒と、共重合体が
析出しない程度に、アルコール、エーテル、エステル、
アミン、アミド、ケトン、脂肪族炭化水素、ハロゲン化
炭化水素などの群から選ばれた少なくとも1種の溶媒が
混合された混合溶媒が挙げられる。上記溶媒中で、共重
合体に上記触媒を添加し、キャストできる粘度となるま
で架橋し、さらに、フィルム、シートに加工・成形した
のち、必要に応じて、加熱して二次架橋をすることがで
きる。
【0036】また、上記共重合体は、過酸化物、イオ
ウ、ジスルフィド、ポリスルフィド化合物、ジオキシム
化合物、テトラスルフィド、などを含むシランカップリ
ング剤などの架橋剤を共重合体100重量部に対して、
0.05〜5重量部添加し、架橋体に変換することもで
き、直接、光、電子線により架橋体に変換することもで
きる。
【0037】本発明の環状オレフィン系共重合体の分子
量は、o−ジクロロベンゼンを溶媒とするゲル・パーミ
エションクロマトグラムで測定されるポリスチレン換算
で、好ましくは数平均分子量が5,000〜1,00
0,000、重量平均分子量が10,000〜1,50
0,000、さらに好ましくは、数平均分子量が10,
000から700,000、重量平均分子量が20,0
00〜1,000,000である。数平均分子量が5,
000未満、重量平均分子量が10,000未満では、
フィルム、薄膜およびシートとしたときの破壊強度が不
充分となることが多い。一方、数平均分子量が1,00
0,000を超え、重量平均分子量が1,500,00
0を超えると、得られるシート、フィルムの成形加工性
が低下したり、キャストフィルムの製膜時、溶液粘度が
高くなり、取扱いが困難となる。
【0038】本発明の環状オレフィン系共重合体のガラ
ス転移温度は、動的粘弾性で測定されるTanδの温度
分散のピーク温度で求められる。(貯蔵弾性率E’、損
失弾性率E”、(Tanδ=E”/E’) 本発明の環状オレフィン系共重合体のガラス転移温度
は、220℃〜400℃、好ましくは250〜380
℃、さらに好ましくは270〜370℃、特に好ましく
は300〜350℃である。そのガラス転移温度が22
0℃未満では、フィルムまたはシート形状の光学透明材
料を用いて液晶表示基板を形成する際に、耐熱性が不足
して、熱変形が起こり好ましくない。一方、ガラス転移
温度が400℃を超えると、高温での加工、架橋反応を
行う際に共重合体の分解が起こるため、透明性の高いフ
ィルム、シートを製造することは困難である。
【0039】本発明の光学透明材料は、環状オレフィン
系共重合体にコロイダル状のSi、Al、Ti、Zrな
どの金属酸化物を混合して得られる、共重合体中にミク
ロに上記金属酸化物が分散した複合体でもよい。複合体
を得る方法としては、共重合体溶液とSi、Al、T
i、Zrなどのアルコール塩、アリール塩、例えば、テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルト
リメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、トリメ
トキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、テト
ラエトキシチタン、テトラエトキシジルコニウムなどを
混合後に、加水分解・重縮合する「ゾル−ゲル法」も挙
げられる。共重合体中にこれら無機粒子が100nm以
下の粒径に分散されることにより、光学透明で耐熱性、
寸法安定性が向上した複合体となる。
【0040】本発明の光学透明材料の線膨張率は、好ま
しくは70ppm/℃(80℃)未満、さらに好ましく
は65ppm/℃(80℃)以下である。線膨張率が7
0ppm/℃(80℃)以上であると、寸法安定性に優
れたフィルム、シートが得られない。
【0041】本発明の共重合体には、2,6−ジ−t−
ブチル,4−メチルフェノール、4,4’−チオビス−
(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、1,1’
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチル
フェノール)、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、
ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト、などのフェノール系、ヒドロキノン系酸化防止剤;
さらにトリス(4−メトキシ−3,5−ジフェニル)ホ
スファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイ
ト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニ
ル)ペンタエリストールジホスファイト、ビス(2,4
−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホ
スファイトなどのリン系酸化防止剤を添加して、酸化安
定性を向上させることができる。
【0042】本発明の環状オレフィン系共重合体は、押
出し機により直接、フィルム、シート薄膜とすることも
できるし、炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、ケ
トン、エーテル、エステル、アミン、アミド、尿素など
の極性基を有する溶媒に共重合体を溶解させ、キャステ
ィング、蒸発工程を経て、光学透明なフィルムおよびシ
ートにすることもできる。また、これら溶媒に共重合体
を膨潤させた後、押出し機で溶媒を蒸発させながら、共
重合体をフィルム、シートに成形・加工することもでき
る。
【0043】また、本発明の共重合体は優れた光学透明
性、耐熱性、接着性・密着性および耐吸湿性を有するた
め、従来、公知の開環重合体の水素化物であるノルボル
ネン系重合体や付加重合体〔例えば、特開昭61−29
260号公報、特開昭60−16870号公報、特開昭
60−26024号公報、特開平2−51511号公
報、特開平1−132625号公報、特開平1−132
626号公報、特開平4−202404号公報、特開平
4−63807号公報、特開平8−198919号公
報、特表平9−508649号公報、特表平11−50
5880号公報、特開昭61−292601号公報など
記載の(共)重合体〕とブレンドして、優れた耐熱性、
光学特性(透明性、低複屈折性)、接着・密着性を付与
することができる。
【0044】このような熱可塑性共重合体組成物におい
て、本発明の共重合体と他の重合体との配合割合は本発
明の共重合体および他の重合体の種類、両者の相溶性、
組成物の使用目的に応じて、適宜選択されるが、優れた
耐熱性を有する共重合体組成物を得るためには、本発明
の共重合体の割合が、好ましくは5〜95重量%、さら
に好ましくは10〜90重量%、特に好ましくは20〜
80重量%である。
【0045】このような熱可塑性共重合体組成物は押し
出し機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロ
ールなどを用いる機械的混合や溶媒に溶かして、溶液ブ
レンドすることにより得られる。このような熱可塑性共
重合体組成物から、本発明の共重合体における場合と同
様にフィルム、シートおよび薄膜にすることができる。
【0046】本発明の環状オレフィン系共重合体から得
られる光学透明材料は、ガラス代替品として液晶表示基
板に好適に用いられる。液晶表示基板上へのTFT(薄
膜トランジスター)形成での露光、現像、エッチングな
どの工程で基板材料に要求される、耐熱性、耐洗浄液
性、透明性、接着・密着性、寸法安定性やさらに液晶注
入時の耐液晶性などを満足させることができる。また本
発明の環状オレフィン系共重合体から得られる光学透明
材料は、優れた光学透明性、耐熱性、接着・密着性、耐
吸湿性を有するので、導光板、偏光フィルム、液晶パネ
ル、位相差フィルム、透明導電性フィルム、OHPフィ
ルム、光ディスク、光ファイバー、レンズなどの電子部
品、医療容器、容器などにも用いられる。
【0047】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限
を受けるものではない。なお、実施例中の部および%
は、特に断らない限り重量部および重量%である。ま
た、分子量、ガラス転移温度、屈折率、ガラス転移温
度、線膨張係数、吸水率、接着・密着性は下記の方法で
測定した。 (1)重量平均分子量、数平均分子量 ウォーターズ(WATERS)社製150C型ゲルパーミエシ
ョンクロマトフィー(GPC)装置で東ソ−(株)製H
タイプカラムを用い、o−ジクロロベンゼンを溶媒とし
て、120℃で測定した。得られた分子量は標準ポリス
チレン換算値である。 (2)トルエン可溶分 試料1gをトルエン100mlに加え、48時間室温で
放置したのち、100メッシュ金網でろ過し、分散した
ろ液からトルエンを除去、乾燥してトルエン可溶分
(g)を求め、100を掛けてトルエン可溶分(重量
%)を算出した。 (3)屈折率:ASTM−D542に準拠し、25℃に
おけるD線(589nm)の屈折率n 25 D を測定した。
【0048】(4)全光線透過率:ASTM−D100
3に準拠し、厚さが100μmのフィルムにして、全光
線透過率を測定した。 (5)Tanδのピーク温度(ガラス転移温度):動的
粘弾性のTanδ(貯蔵弾性率E’と損失弾性率E”と
の比E”/E’=Tanδ)のピーク温度で、重合体の
ガラス転移温度を測定した。動的粘弾性の測定は、レオ
バイブロンDDV−01FP〔オリエンテック(株)
製〕を用い、測定周波数が10Hz、昇温速度が4℃/
分、加振モードが単一波形、加振振幅が2.5μmのも
のを用いて得られるTanδの温度分散のピーク温度で
求めた。 (6)吸水率:試料を23℃の水中に24時間浸漬させ
た後、吸水率を測定した。
【0049】(7)線膨張係数:TMA(Thermal Mech
anical Analysis)/SS6100〔セイコーインスツルメント
(株)製〕を用いて、試料(膜厚約100μm、幅約3
mm、長さ10cm以上)を、チャック間距離10mm
で固定し、室温から200℃程度まで、一旦昇温して残
留ひずみをとった後、室温から3℃/minで昇温し、
チャック間距離の伸びから80℃の線膨張係数を求め
た。 (8)接着性・密着性 10cm×10cmの試験片にアルミニウムを蒸着し、
この蒸着膜に対して、カッターにより、1mm×1mm
の碁盤目が10個×10個形成されるように、切り込み
を入れ、セロハンテープによる剥離試験を行い、25ブ
ロック中における剥離したブロックの数を測定した。 (9)耐液晶性 厚さ約100μm、縦横2cm×2cmのフィルムをT
FT用液晶中に浸漬し、100℃、1時間後の寸法変
化、膨潤度合いを目視観察した。評価基準は下記のとお
りである。 ◎;形状変化なし。 ○;やや膨潤する。 △;膨潤する。 ×;溶解などで、形状くずれる。
【0050】実施例1 単量体として5−n−ヘキシル−2−ノルボルネン9
3.75ミリモル、2−ノルボルネン500ミリモル、
5−トリエトキシシリル−2−ノルボルネン31.25
ミリモル、溶媒としてシクロヘキサン500g、分子量
調節剤(1−ヘキセン)3.1ミリモルを、容量1リッ
トルの反応器に窒素下で仕込んだ。反応系を10℃にし
て、オクタン酸ニッケル〔Ni(オクトエート)2 〕を
0.25ミリモル、トリチルテトラキス(ペンタフロロ
フェニル)ボレート〔Ph3 C・B(C65 3 〕を
0.5ミリモル、トリエチルアルミニウム1.0ミリモ
ルを仕込み、重合を行った。20℃で2時間重合を行
い、メタノールで重合を停止した。共重合体への転化率
は85%であった。共重合体溶液に乳酸6gを加えて、
触媒成分と反応させた。共重合体溶液を4リットルのイ
ソプロパノールに入れて共重合体を凝固し、未反応単量
体と触媒残さを除去した。凝固した共重合体を乾燥し、
共重合体Aを得た。
【0051】共重合体の270MHzH−NMRによる
(4ppmのエトキシリル基メチレン吸収、溶媒:D化
トルエン、TMS基準)分析で、5−トリエトキシシリ
ル−2−ノルボルネンに由来する構造体の含有量は4.
8モル%であった。5−n−ヘキシル−2−ノルボルネ
ンに由来する構造体の含有量は、赤外分析の721cm
-1の特性吸収による検量線から14.0モル%であっ
た。また、共重合体Aのポリスチレン換算の数平均分子
量は、220,000,重量平均分子量は350,00
0であった。得られた共重合体A10gを水分200p
pmを含むトルエン50mlに溶解して、共重合体10
0部に対して、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−
テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
ロキシフェニル)プロピオネート〕1.0部、ジオクチ
ルリン酸エステル0.5部を添加した。この共重合体溶
液をキャストして、28℃で48時間放置し、さらに、
200℃で30分間、真空下で熱処理して、厚さ100
μmのフィルム(A−1)を作製した。フィルム(A−
1)のトルエン可溶分は0.1%であった。各種、物性
評価を行った。得られた結果を表1に示す。
【0052】実施例2 また共重合体A10gをトルエン50mlに溶解した共
重合体溶液に、ジブチルスズジラウレートを、共重合体
100g当たり、0.05g添加して、27℃、40時
間、共重合体を部分架橋した後、共重合体溶液をキャス
トしてフィルムを作製した。さらに90℃で17時間、
減圧下にしてフィルム中の溶媒を除去した。得られたフ
ィルム(A−2)の厚さは98μmであり、物性評価を
表1に示す。このフィルム(A−2)はトルエンに不溶
で膨潤するのみであり、トルエン可溶分は0%であっ
た。
【0053】実施例3 単量体として5−n−ヘキシル−2−ノルボルネンを5
93.75ミリモル、5−トリエトキシシリル−2−ノ
ルボルネン31.25ミリモルを用いる以外、実施例1
と同様に行い共重合体Bを得た。共重合体への転化率は
75%であった。共重合体B中の5−トリエトキシシリ
ル−2−ノルボルネンに由来する構造体の割合は4.9
モル%であった。共重合体Bのポリスチレン換算の数平
均分子量は210,000、重量平均分子量は343,
000であった。実施例1のジオクチルリン酸エステル
の代わりにシクロヘキシルアミンを用いること以外は実
施例1と同様に厚さ104μmのフィルム(B−1)を
作製し、物性評価を行った。フィルム(B−1)のトル
エン可溶分は0.3%であった。結果を表1に示す。
【0054】実施例4 実施例2と同様に、共重合体Aの代わりに共重合体B、
ジブチルスズジラウレートの代わりにイットリウムトリ
イソプロポキシドを使用し、共重合体Bの100g当た
りイットリウムトリイソプロポキシド0.1gを添加し
て架橋し、厚さ102μmのフィルム(B−2)を作製
した。フィルム(B−2)のトルエン可溶分は0.3%
であった。結果を表1に示す。
【0055】実施例5 単量体として5−n−ヘキシル−2−ノルボルネン6
2.5ミリモル、2−ノルボルネン543.75ミリモ
ル、5−トリエトキシシリル−2−ノルボルネン18.
75ミリモル、溶媒として、トルエン500gを容量1
リットルの反応器に窒素下で仕込んだ。反応系を10℃
に調節し、トリエチルアルミニウム0.5ミリモル、三
フッ化ホウ素・ジエチルエーテル(BF3 ・Et2 O)
0.4ミリモル、の順に添加し、最後に予めオクタン酸
ニッケルと六フッ化アンチモン酸(HSbF6 )を−1
5℃でモル比1:1で反応させたニッケル化合物をニッ
ケル原子で0.2ミリモル添加して重合を開始した。3
0℃で2時間重合を行い、エタノールで重合を停止し
た。共重合体への転化率は89%であった。この共重合
体溶液に乳酸60ミリモルを加え、触媒成分と反応させ
た。共重合体溶液を5リットルのイソプロパノールに入
れ、共重合体を凝固し、未反応の単量体、上記の反応試
薬および触媒残さを共重合体から除去した。凝固した共
重合体を乾燥し、共重合体Cを得た。
【0056】共重合体Cのトリエトキシシリル基を含む
構造単位の含有量はH−NMR分析から2.95モル%
であった。5−n−ヘキシル−2−ノルボルネンに由来
する構造単位の含有量は赤外分析721cm-1の特性吸
収による検量線から、9.9モル%であった。GPCの
測定から、共重合体Eのポリスチレン換算の数平均分子
量は260,000、重量平均分子量は528,000
であった。実施例2と同様に共重合体Cのトルエン溶液
からキャストして、厚さ100μmのフィルム(C−
1)を作製し、物性評価を行った。フィルム(C−1)
のトルエン可溶分は0.1%であった。結果を表1に示
す。
【0057】実施例6 実施例3にて、単量体として5−n−ヘキシル−2−ノ
ルボルネンを531.25ミリモル、5−トリエトキシ
シリル−2−ノルボルネンを31.25ミリモル、8−
メチル,8−メトキシカルボニル−3−テトラシクロ
〔4.4.0.1 2,5 7,10〕ドデセン62.5ミリモ
ルを用いる以外、実施例3と同様に行い、共重合体Dを
得た。共重合体Dへの転化率は80%であった。共重合
体D中の5−トリエトキシシリル−2−ノルボルネンに
由来する構造体単位の割合は、4.9モル%であった。
また、8−メチル,8−メトキシカルボニル−3−テト
ラシクロ〔4.4.0.12,5 7,10〕ドデセンに由来
する構造体単位の割合は、9.8モル%であった。共重
合体Dの数平均分子量は250,000、重量平均分子
量は415,000であった。実施例2と同様に厚さ9
9μmのフィルム(D−1)を作製し、物性評価を行っ
た。フィルム(D−1)のトルエン可溶分は0.1%で
あった。結果を表1に示す。
【0058】実施例7 共重合体D10gを水分250ppmを含むトルエン/
エチレングリコールジメチルエーテル(容積比=90:
10の混合物)50mlに溶解させた後、テトラエトキ
シシラン2gをさらに加え、溶解させた。最後にこの共
重合体溶液に、ぎ酸0.001gを添加し、27℃、1
8時間加水分解と縮合反応を行った。その後、ジブチル
スズジラウレートを0.001g添加し、共重合体溶液
をキャストしてフィルムを作製した。このフィルムをさ
らに、120℃、17時間減圧下で加熱し、厚さ105
μmのフィルム(D−2)を得た。このフィルム(D−
2)は透明で、トルエンには不溶であり、トルエン可溶
分は0%であった。
【0059】実施例8 容量1リットルの反応器に、アルゴン雰囲気下で、溶媒
トルエン500g、5−ノルボルネン−2−スピロ−N
−シクロヘキシルスクシンイミド90ミリモル、5−n
−ヘキシル−2−ノルボルネン26.25ミリモル、2
−ノルボルネン500ミリモル、および5−トリエトキ
シシリル−2−ノルボルネン18.75ミリモルを仕込
み、ジペンタフロロフェニルニッケル・トルエン錯体
〔Toluene・Ni(C65 2 〕0.3ミリモ
ルと1−ヘキセン6.0ミリモルを添加して、20℃で
3時間、重合を行い共重合体Eを得た。共重合体Eへの
転化率は82%であった。共重合体溶液に乳酸5gとメ
タノール20mlを入れ、触媒成分を分解し、共重合体
溶液をイソプロパノール5リットル中にいれ、触媒およ
び残留モノマー、溶媒を共重合体から分離した。凝固し
た共重合体Eを90℃、17時間、減圧下で乾燥した。
共重合体Eの数平均分子量は280,000、重量平均
分子量は568,000であった。
【0060】共重合体E中の5−ノルボルネン−2−ス
ピロ−N−シクロヘキシルスクシンイミドに由来する構
造単位の割合は14.3モル%、5−n−ヘキシル−2
−ノルボルネンに由来する構造単位の割合は4.2モル
%、5−トリエトキシシリル−2−ノルボルネンに由来
する構造単位の割合は2.95モル%であった。共重合
体E10gを水分350ppmを含むキシレン/ブタノ
ール(容積比=85:15の混合物)50mlに溶解し
さらに酸化防止剤ペンタエリスリチル−テトラキス〔3
−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート0.03g、ビス(2,6−ジ−t
−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジ
ホスファイト0.03gを添加して、さらに、テトラエ
トキシシラン3g、ジブチルスズジラウレート0.00
1gを加えて30分、50℃で混合攪拌し、透明溶液を
得た。この透明溶液をキャストして、30℃で48時間
放置し、さらに300℃で10分間、真空下で熱処理し
て、厚さ105μmのフィルム(E−1)を作成した。
フィルム(E−1)は、トルエンに不溶であり、トルエ
ン可溶分は0%であった。フィルム(E−1)の評価結
果を表1に示す。
【0061】実施例9 実施例8のテトラエトキシシランの代わりにメチルトリ
メトキシシランを共重合体10g当たり3gを加え、ジ
イソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウムを
0.002gを架橋触媒として加え、30℃で48時
間、さらに90℃で10時間、架橋されたキャストフィ
ルムを作製した。このフィルムを300℃で10分間、
真空下で熱処理して、厚さ95μmのフィルム(E−
2)を作成した。フィルム(E−2)は、トルエンにほ
とんど不溶であり、トルエン可溶分は0.2%であっ
た。評価結果を表1に示す。
【0062】比較例1 実施例1にて架橋剤(ジオクチルリン酸エステル0.5
部)を用いない以外は、実施例1と同様に行い、厚さ1
02μmのフィルム(A−3)を得た。フィルム(A−
3)は、トルエンに可溶であり、トルエン可溶分は、1
00%であった。評価結果を表1に示す。 比較例2 実施例8にて、水を添加せず加水分解を行わず、架橋剤
(ジブチルスズジラウレート)を用いない以外は、実施
例8と同様に行い、厚さ105μmのフィルム(E−
3)を得た。フィルム(E−3)は、トルエンに可溶で
あり、トルエン可溶分は、100%であった。評価結果
を表1に示す。
【0063】比較例3 実施例1にて、2−ノルボルネン、5−トリエトキシシ
リル−2−ノルボルネンを用いない以外は、実施例1と
同様に行い共重合体Fを得た。共重合体Fの5−n−ヘ
キシル−2−ノルボルネンに由来する構造体の含有量
は、14.0モル%であった。また、ポリスチレン換算
の数平均分子量は、230,000,重量平均分子量は
380,000であった。得られた共重合体Fを使用し
て、実施例1を同様に、厚さ105μmのフィルム(F
−1)を作製した。フィルム(F−1)は、トルエンに
全て可溶であり、トルエン可溶分は、100%であっ
た。評価結果を表1に示す。
【0064】
【表1】
【0065】
【発明の効果】本発明の環状オレフィン系共重合体から
得られる光学透明材料は、光学透明性、耐熱性、接着性
を持ち、架橋が可能で耐溶剤性の優れた光学材料であ
り、ガラス代替品として液晶表示基板に好適に用いられ
る。この場合、液晶表示基板上へのTFT(薄膜トラン
ジスター)形成での露光、現像、エッチングなどの工程
で基板材料に要求される、耐熱性、耐洗浄液性、透明
性、接着・密着性、寸法安定性やさらに液晶注入時の耐
液晶性などを満足させることができる。また、本発明の
環状オレフィン系共重合体から得られる光学透明材料
は、優れた光学透明性、耐熱性、接着・密着性、耐吸湿
性を有するので、導光板、偏光フィルム、液晶パネル、
位相差フィルム、透明導電性フィルム、OHPフィル
ム、光ディスク、光ファイバー、レンズなどの電子部
品、医療容器、容器などにも用いられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 45/00 C08L 45/00 G02F 1/1333 500 G02F 1/1333 500 (72)発明者 大喜多 健三 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 澤田 克敏 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 2H090 JB03 JD08 JD15 JD18 LA04 4J002 BK001 BQ001 CE001 DA047 DE098 DE138 DE148 DJ018 EC076 EF036 EF056 EF066 EG036 EG046 EK007 EN026 EN036 EN136 ES017 EU046 EV047 EV236 EW046 EX077 EX087 EZ046 FB098 FD070 FD147 GG01 GH01 GP00 GP02 GS02 4J100 AR09P AR11P AR11Q AS15P AU21P BA15Q BA20P BA71Q BA77Q BB01P BB07P BC04P BC43P BC66P CA04 DA01 DA25 JA32 JA35 JA36 JA51 JA58

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される繰り返し単
    位(a)と下記一般式(2)で示される繰り返し単位
    (b)を含み、ガラス転移温度が220〜400℃であ
    り、トルエン可溶分が10重量%以下である環状オレフ
    ィン系共重合体を含む光学透明材料。 【化1】 〔式(1)中、A1 〜A4 はそれぞれ独立して、水素原
    子、炭素数1〜20のアルキル基、シクロアルキル基、
    アリール基、アルケニル基、ハロゲン原子、ハロゲン化
    炭化水素基、または−(CH2 k Xで表される極性基
    を示す。ここで、Xは−C(O)OR1 、−OC(O)
    2 であり、R1 〜R2 は水素原子、炭素数1〜20の
    アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキ
    ル基およびこれらのハロゲン置換基、kは0〜3の整数
    を示す。また、A1 〜A4 には、A 1 とA2 またはA3
    とA4 で形成されるビニリデニル基、A1 とA2 、A1
    とA 3 またはA3 とA4 、A2 とA4 で形成されるイミ
    ド基も含まれる。lは0または1の整数である。〕 【化2】 〔式(2)中、B1 〜B4 はそれぞれ独立して、水素原
    子、炭素数1〜20の炭化水素基、および−(CR4
    5 n Si(OR3 m 6 (3-m) 、−(CR45
    Si(R7 8 )OSi(OR3 m 6 (3-m) 、−C
    (O)O(CH2n Si(OR3 m 6 (3-m) で表
    されるアルコキシシリル基もしくはアリロキシシリル基
    またはこれらの加水分解・縮合残基を示し、B1 〜B4
    の少なくとも一つは、アルコキシシリル基もしくはアリ
    ロキシシリル基またはこれらの加水分解・縮合残基を含
    む。ここで、R3 は1〜10のアルキル基またはアリー
    ル基を示し、R4 〜R8 はそれぞれ独立して、水素原
    子、または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。mは0
    〜3の整数、nは0〜5の整数、rは0または1であ
    る。〕
  2. 【請求項2】 上記繰り返し単位(a)は、炭素数3〜
    8のアルキル基で置換されたノルボルネンを構造単位と
    して有する繰り返し単位(a)を、1〜50モル%含む
    請求項1記載の環状オレフィン系共重合体を含む光学透
    明材料。
  3. 【請求項3】 上記繰り返し単位(a)は、置換基A1
    〜A4 の少なくとも一つがエステル基またはイミド基を
    含む繰り返し単位(a)を、0.1〜20モル%含む請
    求項1または2記載の環状オレフィン系共重合体を含む
    光学透明材料。
  4. 【請求項4】 上記環状オレフィン系共重合体が、上記
    一般式(1)で示される繰り返し単位(a)を70〜9
    9.9モル%、上記一般式(2)で示される繰り返し単
    位(b)を0.1〜30モル%〔(a)+(b)=10
    0モル%〕含む請求項1〜3いずれか1項記載の環状オ
    レフィン系共重合体を含む光学透明材料。
  5. 【請求項5】 上記環状オレフィン系共重合体に、A
    l、Sn、Zn、Ca、Ba、Ti、Sc、Ga、Y
    b、Sm、Nd、Sb、Y、およびCeの群から選ばれ
    た少なくとも1種の金属の化合物を架橋触媒として用い
    て得られる、請求項1〜4いずれか1項記載の環状オレ
    フィン系共重合体を含む光学透明材料。
  6. 【請求項6】 上記環状オレフィン系共重合体に、有機
    カルボン酸、有機リン酸、有機スルホン酸、アンモニ
    ア、1〜3級のアミン化合物および第4級アンモニウム
    ヒドロキシド化合物の群から選ばれた少なくとも1種の
    化合物を架橋触媒として用いて得られる、請求項1〜5
    いずれか1項記載の環状オレフィン系共重合体を含む光
    学透明材料。
  7. 【請求項7】 上記光学透明材料が、Si、Al、T
    i、およびZrの群から選ばれた少なくとも1種の金属
    の酸化物と複合化されたものである請求項1〜6いずれ
    か1項記載の環状オレフィン系共重合体を含む光学透明
    材料。
  8. 【請求項8】 線膨張率が70ppm/℃(80℃)未
    満である請求項1〜7いずれか1項記載の環状オレフィ
    ン系共重合体を含む光学透明材料。
  9. 【請求項9】 フィルムまたはシート形状である請求項
    1〜8いずれか1項記載の環状オレフィン系共重合体を
    含む光学透明材料。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9いずれか1項記載の環状
    オレフィン系共重合体を含む光学透明材料を用いた液晶
    表示基板材料。
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