JP2016020409A - コーティング組成物及び光学部材 - Google Patents

Abstract

【課題】透明電極にクラックを生じさせない光散乱性の光学部材をを形成可能なコーティング組成物を提供する。
【解決手段】本発明のコーティング組成物は、金属酸化物粒子、グリシジル基含有化合物、シリコン系樹脂、キレート化合物及び有機溶剤を含み、前記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛及び五酸化二ニオブよりなる群から選ばれる少なくとも一種の粒子からなり、かつ、前記金属酸化物粒子の平均粒子径が６０〜３００ｎｍであり、前記グリシジル基含有化合物の含有量は、前記シリコン系樹脂及び前記グリシジル基含有化合物の総重量に対して５〜５０重量％であり、前記有機溶剤が、相対蒸発速度８０以下の有機溶剤を３５重量％以上含むことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、コーティング組成物及び光学部材に関する。

いわゆる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置は、透明電極と金属電極との間に有機発光層を形成した発光装置である。透明電極には通常、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）が用いられ、有機発光層はガラス等の透明基材で封止されている。ここで、透明基材上に透明電極を形成して用いる場合、透明基材と透明電極の屈折率の差が小さいと、有機発光層から出射された光は、効率よく透明基材の表面から外部へ放出されるため、光取り出し効率は良好である。しかし、上記屈折率の差が大きくなると、光取り出し効率は低下する。これは、透明基材に通常用いられるガラスの屈折率は約１．５であり、透明電極に通常用いられるＩＴＯの屈折率は約２であるため、有機発光層から出射された光が、透明電極と透明基材との界面で反射し、金属電極側に戻ってしまうためである。

光取り出し効率を向上させる方法として、透明電極と透明基材との間に光散乱作用を有する光学部材を設けることが提案されている。例えば、特許文献１では、アルコキシシラン類を含むマトリクス中に粒子径２０〜４００ｎｍの光散乱粒子を含有させてなる光学部材が提案されている。

このようなマトリクス中に粒子を含有させてなる光学部材を発光装置に利用することは、いわゆる発光ダイオード（ＬＥＤ）においても検討されている。例えば、特許文献２では、アリール基、アリールオキシ基、アルキル基又はオレフィン鎖を含むシロキサン化合物と親和性を示す官能基を有し、分子量が１０００以下の有機化合物あるいはシラン化合物で被覆した無機ナノ粒子を、マトリクスであるシロキサン架橋生成物中に含有させてなる光学部材を、発光素子の充填材料、封止材料に用いることが提案されている。

特許４１４０５４１号公報 特開２００７−３０２７９９号公報

しかし、特許文献２に記載されているシロキサン架橋生成物を用いたマトリクス中に粒子を含有させてなる光学部材を有機ＥＬ装置の光学部材として用いた場合、光の取り出しが困難となる場合があることが分かった。この原因について検討したところ、光学部材の上に形成したＩＴＯからなる透明電極にクラックが生じるためであることが分かった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、透明電極にクラックが生じない光学部材を形成可能なコーティング組成物、及び、そのコーティング組成物を用いた光学部材を提供する。

本発明のコーティング組成物は、金属酸化物粒子、グリシジル基含有化合物、シリコン系樹脂、キレート化合物及び有機溶剤を含むコーティング組成物であって、前記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛及び五酸化二ニオブよりなる群から選ばれる少なくとも一種の粒子からなり、かつ、前記金属酸化物粒子の平均粒子径が６０〜３００ｎｍであり、前記グリシジル基含有化合物の含有量は、前記シリコン系樹脂及び前記グリシジル基含有化合物の総重量に対して５〜５０重量％であり、前記有機溶剤が、相対蒸発速度８０以下の有機溶剤を３５重量％以上含むことを特徴とする。

本発明の光学部材は、上記本発明のコーティング組成物から形成された光学部材であって、ヘイズが２％以上であり、表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、透明電極にクラックを生じさせない光散乱性の光学部材を形成可能なコーティング組成物、及び、透明電極にクラックを生じさせない光学部材を提供できる。

図１は、波長と光損失率との関係を示す図である。 図２は、波長と光損失率との関係を示す図である。

（本発明のコーティング組成物）
本発明者らは、鋭意検討の結果、透明電極にクラックを生じる原因として、光学部材の塗膜の硬化度の低下にあることを見出した。例えば、透明電極としてＩＴＯ膜を光学部材の上に形成する場合、ＩＴＯ膜の特性を向上させるため基材を２００℃程度に加熱することが行われる。この加熱時に光学部材の塗膜の硬化度が変化し、ＩＴＯ膜にクラックが生じることがある。また、ＩＴＯ膜の作製後、洗浄して使用する場合、洗浄後の乾燥にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気乾燥を用いると光学部材の塗膜の未硬化成分が流出して塗膜が収縮し、その塗膜の上に形成したＩＴＯ膜にクラックが発生することがある。このような原因で発生するクラックを防止するには、光学部材の塗膜の硬化度の変化を抑制することが重要であり、このため硬化度の向上が必要と考えた。そこで、光学部材の塗膜の硬化度の向上の検討を行い、本発明に至った。

本発明者らは、種々検討の結果、金属酸化物粒子、グリシジル基含有化合物、シリコン系樹脂、キレート化合物及び有機溶剤を含む特定のコーティング組成物を用いて、光学部材の塗膜を形成すると、その塗膜の硬化度が向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。

以下、本発明のコーティング組成物について具体的に説明する。本発明のコーティング組成物は、金属酸化物粒子、グリシジル基含有化合物、シリコン系樹脂、キレート化合物及び有機溶剤を含み、上記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛及び五酸化二ニオブよりなる群から選ばれる少なくとも一種の粒子からなり、かつ、上記金属酸化物粒子の平均粒子径が６０〜３００ｎｍであり、上記グリシジル基含有化合物の含有量は、上記シリコン系樹脂及び上記グリシジル基含有化合物の総重量に対して５〜５０重量％であり、上記有機溶剤が、相対蒸発速度８０以下の有機溶剤を３５重量％以上含むことを特徴とする。

本発明の第１の特徴が、上記コーティング組成物にグリシジル基含有化合物とシリコン系樹脂を含有させることである。上記シリコン系樹脂と上記グリシジル基含有化合物とを用いると塗膜の硬化度が向上するのは、シリコン系化合物のシラノール基とグリシジル基含有化合物のグリシジル基との反応により、金属酸化物粒子の周囲のマトリクス部分の硬化度が上昇すると考えられるからである。特に、グリシジル基含有化合物としてグリシジル基を有するアルコキシシラン化合物を用いると、金属酸化物粒子の表面に上記アルコキシシラン化合物が吸着し、上記アルコキシシラン化合物を介して金属酸化物粒子とシリコン系樹脂との一体化が図られるためか、塗膜の硬化度が向上すると考えられる。

また、本発明の第２の特徴が、上記コーティング組成物にキレート化合物を含有させることである。これにより、キレート化合物によるシリコン系樹脂に対する触媒作用により、塗膜の硬化度が向上するためか、光学部材の上に形成する透明導電膜にクラックが生じなくなる。

また、本発明の第３の特徴が、上記コーティング組成物に相対蒸発速度８０以下の有機溶剤を含有させることである。これにより、塗膜の乾燥速度が遅くなり、塗膜の表面にマトリクス樹脂が偏在するためか、光学部材の上に形成される金属酸化物からなる透明導電膜との密着性が良好になり、透明導電膜のクラックの発生が抑制される。

以下、本発明のコーティング組成物の各成分について詳細に説明する。

＜金属酸化物粒子＞
本発明のコーティング組成物に含まれる金属酸化物粒子には、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛及び五酸化二ニオブよりなる群から選ばれる少なくとも一種の粒子を用いる。これらの金属酸化物の屈折率は約２であり、高屈折率の光学部材を作製可能となる。これにより、本発明のコーティング組成物で作製した光学部材（光散乱層）と、その上に形成した透明電極との屈折率の差を小さくでき、光取り出し効率を高めることができる。上記金属酸化物粒子としては、吸収端が可視光領域から離れていることから、特にチタン酸化合物粒子及び酸化ジルコニウム粒子の少なくとも一種であることが好ましい。また、上記金属酸化物粒子には、触媒活性の抑制あるいは分散性の向上のため、他の金属酸化物粒子、例えば、酸化アルミニウム粒子、酸化ケイ素粒子等を含有させてもよい。

上記チタン酸化合物としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等が挙げられる。チタン酸化合物の具体例としては、戸田工業社製のチタン酸バリウム“Ｔ−ＢＴＯ−２０ＲＦ”、“Ｔ−ＢＴＯ−３０ＲＦ”、“Ｔ−ＢＴＯ−５０ＲＦ”、“Ｔ−ＢＴＯ−１００ＲＦ”、“Ｔ−ＢＴＯ−１２０ＲＫ”、“Ｔ−ＢＴＯ−１５５ＲＫ”（商品名）、共立マテリアル社製のチタン酸バリウム“ＢＴ−ＨＰ２００”、“ＢＴ−ＨＰ１５０”、“ＢＴ−ＨＰ１００”、“ＢＴ−ＨＰ５０”（商品名）、日本化学工業社製のストロンチウム含有チタン酸バリウム“パルセラムＡＫＢＳＴ（９：１）”（商品名）等が挙げられる。

上記酸化ジルコニウムとしては、例えば、共立マテリアル社製の“ＫＺ−０Ｙ”、“ＫＺ−０ＹＬ”、“ＫＺ−０ＹＬＳＦ”（商品名）等があげられる。また、イットリウム等を添加し部分安定化した酸化ジルコニウムを用いてもよく、例えば、共立マテリアル社製の“ＫＺ−３ＹＦ ｔｙｐｅＣ”、“ＫＺ−３ＹＦｔｙｐｅＮＦＳ”（商品名）、東ソー社製の“ＴＺ−３Ｙ-Ｅ”（商品名）等が挙げられる。

上記酸化チタンとしては、例えば、石原産業社製の超微粒子酸化チタン“ＴＴＯ−５５Ａ”、“ＴＴＯ−５５Ｂ”、“ＴＴＯ−５５Ｃ”、“ＴＴＯ−５５Ｄ”、“ＴＴＯ−５１Ａ”、“ＴＴＯ−５１Ｃ”（商品名）、日本アエロジル社製の二酸化チタン“アエロキサイドＰ２５”、“アエロキサイドＴ８０５”（商品名）、酸化チタン“ＳＴＸ５０１”（商品名）等が挙げられる。

上記金属酸化物粒子の平均粒子径は、６０〜３００ｎｍの範囲に設定される。上記平均粒子径を６０ｎｍ以上とすることにより、光散乱性を有する光学部材の作製が可能となる。より具体的には、上記平均粒子径を６０ｎｍ以上とすることにより、ヘイズが２％以上の光散乱部材を提供できる。また、上記平均粒子径を３００ｎｍ以下とすることにより、塗膜の平滑性を確保でき、例えば、有機ＥＬ装置用の光学部材として好適なものを提供できる。

本明細書において、平均粒子径とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の電子顕微鏡を用いて、金属酸化物粒子１００個の粒子径を測定し、その算術平均値で示したものである。

上記金属酸化物粒子の含有量は、コーティング組成物の固形分中、即ち溶剤以外の成分中、１０〜８０重量％が好ましい。上記金属酸化物粒子の配合量が多いほど、光散乱効果が大きくなり、１０重量％以上で光取り出し効率を好適に調整可能となる。一方、上記金属酸化物粒子の配合量が８０重量％を超えると、樹脂成分が少なくなり塗膜の硬化度が低下する傾向がある。

また、本発明者らは、種々検討を行った結果、塗膜の透過光の色味の角度依存に差を確認した。透過光の色味が角度依存する塗膜を光取り出し膜（光学部材）として用いた照明では、その照明光の色味が角度依存することになり、好ましくないと考えられる。このような透過光の色味について検討したところ、「光損失率」により、色味の差を確認できることが分かった。ここで、「光損失率」は、「１００−（透過率＋散乱率）」と定義されるものであり、各波長での光損失率を計算し損失スペクトルを作成した場合、長波長側から短波長側にかけて光損失率は漸次増加し、４００ｎｍあたりで急激に増加することが分かった。即ち、図１に示すように光損失率が４１４ｎｍから急激に増加する塗膜はその色味の角度依存が大きく、図２に示すように３９４ｎｍから急激に増加するものは角度依存が少ないことが分かった。ここで、図１の塗膜に含まれる金属酸化物粒子は酸化チタン粒子であり、図２の塗膜に含まれる金属酸化物粒子はチタン酸バリウム粒子である。また、金属酸化物粒子として、酸化ジルコニウム粒子を用いても、図２と同様の結果を得た。この結果から、透過光の色味の角度依存が少ない光学部材を得るには、光損失率の最大ピークの開始波長が、４１０ｎｍ以下の領域に存在することが必要であり、４０５ｎｍ以下の領域に存在することが好ましく、また、４００ｎｍ以下の領域に存在することがより好ましいことが分かった。

このように、本発明者らは、金属酸化物粒子として、チタン酸化合物粒子、酸化ジルコニウム粒子の少なくとも一種を用いることにより、透過光の色味の角度依存が少ない光学部材を作製できることを見出した。即ち、上記金属酸化物粒子として、チタン酸化合物粒子又は酸化ジルコニウム粒子を含む本発明のコーティング組成物を用いることにより、透過光の色味の角度依存の少ない光学部材を作製することができる。

＜グリシジル基含有化合物＞
本発明のコーティング組成物に含まれるグリシジル基含有化合物は、グリシジル基を有するアルコキシシラン化合物であることが好ましい。具体的には、例えば、２−（３,４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランの少なくとも一種を用いることが好ましい。また、グリシジル基含有化合物は、グリシジル基を有するアルコキシシラン化合物以外のグリシジルエーテル化合物を用いてもよい。上記グリシジルエーテル化合物は、グリシジル基を有するアルコキシシラン化合物と併用してもよい。

上記グリシジル基含有化合物の含有量は、上記シリコン系樹脂及び上記グリシジル基含有化合物の総重量に対して５〜５０重量％に設定され、より好ましくは１０〜４０重量％に設定する。上記グリシジル基含有化合物の含有量が５重量％を下回ると、塗膜の硬化度が十分に向上しない。また、上記含有量が５０重量％を超えると、塗膜の硬化度は向上するが、上記グリシジル基含有化合物は分子量が小さいため、シリコン系樹脂と反応して硬化しても、塗膜中の樹脂が十分に高分子量化しないため、塗膜がもろくなる傾向がある。

＜シリコン系樹脂＞
本発明のコーティング組成物に含まれるシリコン系樹脂には、架橋性官能基を含むものを用いることが好ましい。上記架橋性官能基としては、例えばシラノール基、アルコキシシラノール基等の熱架橋するものが好ましい。また、上記シリコン系樹脂は一般的に、メチル基のみを含むメチルシリコン系樹脂と、メチル基とフェニル基とを含むメチルフェニルシリコン系樹脂に大別される。この中でも、本発明では、メチルフェニルシリコン系樹脂を用いることが好ましい。フェニル基を含めることで、塗膜の屈折率の向上が図れるためである。特に、メチルフェニルシリコン系樹脂中に含まれるフェニル基のモル含有率は、２０〜６０モル％が好ましい。

上記シリコン系樹脂の具体例としては、信越化学工業社製の“ＫＲ−２５５”、“ＫＲ−２７１”、“ＫＲ−２８２”、“ＫＲ−３００”、“ＫＲ−３１１”、“ＫＲ−２１２”、“ＫＲ−２１３”、“ＫＲ−９２１８”、“ＫＲ−３１２”（商品名）等が挙げられる。また、上記シリコン系樹脂を他の有機樹脂と組み合わせた変性シリコン系樹脂も好適に用いることができ、具体例としては、信越化学工業社製の“ＫＲ−９７０６”、“ＫＲ−５２３０”、“ＫＲ−５２３５”、“ＥＳ−１００１Ｎ”、“ＥＳ−１００２Ｔ”、“ＥＳ−１０２３”（商品名）等が挙げられる。

上記シリコン系樹脂の含有量は、コーティング組成物の固形分中、１０〜５０重量％が好ましい。上記シリコン系樹脂の配合量が１０重量％以上であれば、コーティング組成物中に架橋が発達するためか、耐薬品性は良好となる。一方、シリコン系樹脂の配合量が多くなりすぎると、屈折率が低くなるため、５０重量％以下が好ましい。

＜キレート化合物＞
本発明のコーティング組成物に含まれるキレート化合物には、上記シリコン系樹脂の硬化性をより改善するため、チタン、ジルコニウム及びアルミニウムから選ばれる少なくとも一種と、アセチルアセトナート又はエチルアセトナートとを含むものが好ましい。

アルミニウム含有キレート化合物としては、例えば、ジエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−イソプロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム等が挙げられる。また、チタン含有キレート化合物としては、例えば、トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−イソプロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、ジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）チタン等が挙げられる。

上記キレート化合物の含有量は、コーティング組成物の固形分中、０．０１重量％以上５重量％以下が好ましい。上記キレート化合物の含有量が５重量％を超えると、コーティング組成物を塗布して作製した光学部材が黄色味を帯びることがある。

＜有機溶剤＞
本発明のコーティング組成物に含まれる有機溶剤には、従来公知のものを用いることができる。有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、イソホロン等のケトン系溶剤；トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；テトラヒドロフラン、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メチルエーテルアセテート等のエーテル系溶剤；等が挙げられる。

但し、本発明のコーティング組成物に含まれる有機溶剤には、相対蒸発速度８０以下の有機溶剤を３５重量％以上含むことが必要である。ここで、相対蒸発速度とは、いわいる酢酸ｎブチルとの相対的な蒸発時間を実験的に求めたものである（例えば、石橋弘毅編、溶剤便覧、槇書店、昭和４２年５月参照。）。

上記相対蒸発速度８０以下の有機溶剤が３５重量％を下回ると、塗膜の平滑性が低下し、塗膜の表面粗度が５．０ｎｍを下回る傾向がある。

上記相対蒸発速度８０以下の有機溶剤としては、例えば、キシレン、酢酸ペンチル、メチルセロソルブ、ジイソプロピルケトン、ｎブタノール、酢酸メチルセロソルブ、セロソルブ、シクロヘキサノン、酢酸セロソルブ、乳酸エチル、ジアセトンアルコール、ブチルセロソルブ、シクロヘキサノール、イソホロン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルエチルセロソルブ、エチレングリコールｔブチルエーテル、ブチルセロソルブ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、エチルアミルケトン、メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン等が挙げられる。

本発明のコーティング組成物は、上記金属酸化物粒子、上記グリシジル基含有化合物、上記シリコン系樹脂、上記キレート化合物及び上記有機溶剤を、公知の手法により適宜混合することにより得られる。例えば、上記金属酸化物粒子、上記グリシジル基含有化合物、上記シリコン系樹脂及び上記有機溶剤を含む混合物を分散処理した後、上記キレート化合物を配合することで、本発明のコーティング組成物が得られる。

上記分散処理は、従来公知の方法で行うことができ、例えば、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ピコミル、ペイントコンディショナー等の分散メディアを介在させた機械的処理、及び超音波分散機、３本ロールミル、プラネタリーミキサー、ホモジナイザー、ディスパー、ジェットミル等の分散機を使用した分散処理が挙げられる。また、上記の分散機を組み合わせて分散処理を行ってもよい。

（本発明の光学部材）
次に、本発明の光学部材について説明する。本発明の光学部材は、上記本発明のコーティング組成物から形成されており、そのヘイズが２％以上であり、その表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明の光学部材は、上記本発明のコーティング組成物を用いて形成されているため、塗膜の硬化度が向上し、光学部材の上に形成する透明導電膜にクラックが生じなくなる。また、本発明の光学部材は、そのヘイズが２％以上であるため、適度の光散乱作用を有し、光散乱部材として好適である。更に、本発明の光学部材は、その表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下であるため、その表面が平滑である。従って例えば、本発明の光学部材を有機ＥＬ装置の光散乱部材として用いても、その光学部材の表面の凹凸が発光層等に影響しないため、発光層の短絡を防止できる。

本発明の光学部材は、上記本発明のコーティング組成物を、例えばガラス基板等の基材に塗布、乾燥後、硬化処理を行うことにより得られる。但し、乾燥と硬化処理とは必ずしも独立して行う必要はない。

上記塗布方法としては、スピンコート、スプレーコート、スリットコート、ダイコート、グラビアロールコート、リバースロールコート等の種々の方法を用いることができる。また、上記塗布方法に応じて、コーティング組成物の固形分濃度及び溶剤組成を適宜調整することが好ましい。

上記乾燥は、室温以上で行うことが好ましく、溶剤が蒸発すれば問題はない。但し、温度が高すぎると、基材として用いるガラス基板等が変形することがあるため、４５０℃以下で行うことが好ましい。

上記硬化処理は、１５０〜４５０℃の温度範囲で、少なくとも５分間行うことが好ましい。温度が１５０℃未満では、コーティング組成物の硬化反応が進まず、４５０℃を超えると、基材として用いるガラス基板等が変形することがある。

また、前述のとおり、上記本発明のコーティング組成物に含まれる金属酸化物粒子として、チタン酸化合物粒子又は酸化ジルコニウム粒子を用いて光学部材を作製すると、光損失率の最大ピークの開始波長が４１０ｎｍ以下の領域に存在する光学部材を作製することができる。上記光損失率の最大ピークの開始波長は、４００ｎｍ以下の領域に存在することがより好ましい。

上記光損失率の最大ピークの開始波長が４１０ｎｍ以下の領域に存在する光学部材を用いることにより、出射光の色味の角度依存の少ない照明装置、ディスプレイ装置等を作製することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。実施例中の「部」は「重量部」を示す。下記実施例は、本発明を制限するものではない。

（実施例１）
［分散混合液１の作製］
下記成分を含む混合物を分散容器に入れ、更に直径０．１ｍｍのジルコニアビーズを加えて、ペイントコンディショナーを用いて分散処理を行って分散混合液１を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（戸田工業社製、商品名“Ｔ−ＢＴＯ−１００ＲＦ”、粒子径：７１ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：１１.９部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：５３．３部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：４０．５部
（５）溶剤：トルエン：１４．６部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：５５．０部

［触媒液１の作製］
下記成分を混合して触媒液１を作製した。
（７）アルミニウムキレート化合物（信越化学工業社製、商品名“ｃａｔ−ＡＣ”、固形分５０重量％、溶剤：トルエン）：１０部
（８）溶剤：トルエン：４５部
（９）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：４５部

［コーティング液１の作製］
上記分散混合液１に、２５．７部の上記触媒液１を添加して混合し、フィルターに通してジルコニアビーズを取り除き、コーティング液１を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液１をガラス基板（コーニング社製の“イーグルＸＧ”、７５×７５ｍｍ、厚み：０．７ｍｍ）の一主面上にフィルターを通して滴下し、スピンコーターを用いて塗布し、塗膜を形成した。スピンコーターは、回転速度を１０００ｒｐｍ、回転時間を２５秒の条件に設定した。そして、塗膜を１２０℃で２分間乾燥した後、２５０℃で３０分間硬化処理を行い、実施例１の光学部材を作製した。

（実施例２）
［分散混合液２の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液２を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（共立マテリアル社製、商品名“ＢＴ−ＨＰ１５０”、粒子径：１２６ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：２６．５部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：３６７．０部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：４１．４部
（５）溶剤：トルエン：１９３．７部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：１２４．３部

［触媒液２の作製］
下記成分を混合して触媒液２を作製した。
（７）アルミニウムキレート化合物（信越化学工業社製、商品名“ｃａｔ−ＡＣ”、固形分５０重量％、溶剤：トルエン）：１０部
（８）溶剤：トルエン：６３部
（９）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：２７部

［コーティング液２の作製］
上記分散混合液２に、６０．０部の上記触媒液２を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液２を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液２を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２の光学部材を作製した。

（実施例３）
［分散混合液３の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液３を得た。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（共立マテリアル社製、商品名“ＢＴ−ＨＰ１５０”、粒子径：１２６ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：１０４．５部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：２１１．０部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：４０．５部
（５）溶剤：トルエン：２４５．４部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：１４５．６部

［コーティング液３の作製］
上記分散混合液３に、実施例２で作製した６０．０部の触媒液２を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液３を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液３を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３の光学部材を作製した。

（実施例４）
［分散混合液４の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液４を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（共立マテリアル社製、商品名“ＢＴ−ＨＰ２００”、粒子径：２７３ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：５．４部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：３４．２部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：４２．３部
（５）溶剤：トルエン：３．０部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：４８．９部

［触媒液３の作製］
下記成分を混合して触媒液３を作製した。
（７）アルミニウムキレート化合物（信越化学工業社製、商品名“ｃａｔ−ＡＣ”、固形分５０重量％、溶剤：トルエン）：１０部
（８）溶剤：トルエン：２７部
（９）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：６３部

［コーティング液４の作製］
上記分散混合液４に、２２．５部の上記触媒液３を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液４を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液４を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４の光学部材を作製した。

（比較例１）
［分散混合液５の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液５を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（戸田工業社製、商品名“Ｔ−ＢＴＯ−５０ＲＦ”、粒子径：５１ｎｍ）：９０．０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：１１．３部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：５４．６部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：３９．４部
（５）溶剤：トルエン：１１．７部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：５０．４部

［コーティング液５の作製］
上記分散混合液５に、実施例１で作製した２５．７部の触媒液１を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液５を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液５を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１の光学部材を作製した。

（比較例２）
［分散混合液６の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液６を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（戸田工業社製、商品名“Ｔ−ＢＴＯ−１００ＲＦ”、粒子径：７１ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：１１．９部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：５３．３部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：５６．７部
（５）溶剤：トルエン：２９．２部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：２４．３部

［触媒液４の作製］
下記成分を混合して触媒液４を作製した。
（７）アルミニウムキレート化合物（信越化学工業社製、商品名“ｃａｔ−ＡＣ”、固形分５０重量％、溶剤：トルエン）：１０部
（８）溶剤：トルエン：９０部

［コーティング液６の作製］
上記分散混合液６に、２５．７部の上記触媒液４を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液６を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液６を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２の光学部材を作製した。

（比較例３）
［コーティング液７の作製］
実施例２で作製した分散混合液２のみを用いてコーティング液７を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液７を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３の光学部材を作製した。

（比較例４）
［分散混合液７の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液７を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（共立マテリアル社製、商品名“ＢＴ−ＨＰ１５０”、粒子径：１２６ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：１２２．９部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：１７４．２部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：４１．４部
（５）溶剤：トルエン：１８６．７部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：２２７．８部

［コーティング液８の作製］
上記分散混合液７に、実施例１で作製した６０．０部の触媒液１を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液８を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液８を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４の光学部材を作製した。

（比較例５）
［分散混合液８の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、実施例１と同様にして分散混合液８を作製した。
（１）金属酸化物粒子：チタン酸バリウム（共立マテリアル社製、商品名“ＢＴ−ＨＰ１５０”、粒子径：１２６ｎｍ）：９０部
（２）グリシジル基含有化合物（信越化学工業社製、シリコンカップリング剤、商品名“ＫＢＭ４０３”）：７．２部
（３）シリコン系樹脂（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３００”、固形分５０重量％、溶剤（相対蒸発速度８０以下）：キシレン）：４０５．６部
（４）溶剤：メチルエチルケトン：４１．４部
（５）溶剤：トルエン：１２８．８部
（６）溶剤：シクロヘキサノン（相対蒸発速度８０以下）：１６９．９部

［コーティング液９の作製］
上記分散混合液８に、実施例１で作製した６０．０部の触媒液１を添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてコーティング液９を作製した。

［光学部材の作製］
上記コーティング液９を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例５の光学部材を作製した。

続いて、上記実施例１〜４及び上記比較例１〜５で作製した光学部材について、ヘイズ、表面粗度及び光損失率を測定した。また、上記光学部材の上にＩＴＯ膜を形成してＩＴＯ膜のクラックの有無を観察した。

（ヘイズ）
日本電色工業社製のヘイズメーター“ＮＤＨ２０００”（商品名）を用い、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠してヘイズを測定した。

（表面粗度）
ＺＹＧＯ社製の非接触粗さ計“Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ５０３０”（商品名）を用い、対物レンズの倍率を５０倍、視野を２倍とする条件で、光学部材の塗膜側の表面粗度を測定した。測定時に用いるフィルターにはＦ１を用い、５点測定してその算術平均値を表面粗度Ｒａとした。

（光損失率）
日本分光社製の分光光度計“Ｕｂｅｓｔ Ｖ５７０型”（商品名）を用い、日本分光社製の大型積分球“ＩＬＮ-４７２型”（商品名）を組み合わせて測定した吸光スペクトル及び反射スペクトルを基に、光学部材の光損失率を計算により求めた。スペクトルの測定は、分光光度計用ソフトウエアを用い、測光モード“％”、レスポンス“Ｆａｓｔ"、バンド幅“２．０ｎｍ”、走査速度“４００ｎｍ／ｍｉｎ”、データ取り込み間隔“１．０ｎｍ”で３８０〜７８０ｎｍの範囲を測定した。光学部材の測定にあたって、測定位置を合わせ、干渉パターンの影響をできるだけ排除するようにした。その結果、光損失率の最大ピークの開始波長が４１０ｎｍ以下の領域に存在するものを良好（Ａ）と評価し、光損失率の最大ピークの開始波長が４１０ｎｍより大きい領域に存在するものを不良（Ｂ）と評価した。

(クラック)
光学部材の表面にスパッタリング法でＩＴＯ膜を製膜した。具体的には、製膜温度を２００℃とし、その製膜後に更に２００℃で３０分アニール処理を行い、光学部材の表面に厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した。上記ＩＴＯ膜の表面抵抗値は約１７Ω／スクエアであった。上記のように形成したＩＴＯ膜を目視により観察して、ＩＴＯ膜にクラックが発生していない場合を良好（Ａ）と評価し、ＩＴＯ膜にクラックが発生している場合を不良（Ｂ）と評価した。

続いて、ＩＴＯ膜にクラックが発生していないものについて、更にそのＩＴＯ膜をイソプリピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気に１０分間曝し、再度クラック発生の有無を観察し、上記と同様に評価した。ＩＰＡ蒸気は、ビーカー中にＩＰＡを適量入れ、ウオターバスで加熱してビーカー中に発生させて用いた。

上記結果を表１に示す。また、表１では、実施例１〜４及び比較例１〜４で用いたコーティング液について、金属酸化物粒子の平均粒子径、シリコン系樹脂とグリシジル基含有化合物の総重量に対するグリシジル基含有化合物の含有量（表１ではグリシジル量と表示）及び相対蒸発速度８０以下の有機溶剤の割合（表１では特定有機溶剤の割合と表示）も合せて示した。

表１から明らかなように、本発明の実施例１〜４の光学部材は、ヘイズが２％以上で、表面粗度Ｒａが５．０μｍ以下であり、光損失率及びクラックの有無においても満足いく結果となった。

一方、用いたコーティング液の金属酸化物粒子の平均粒子径が６０μｍを下回った比較例１の光学部材は、ヘイズが１％を下回り、光散乱部材としては適さないことが分かる。また、用いたコーティング液の有機溶剤中の相対蒸発速度８０以下の有機溶剤の割合が３５重量％を下回った比較例２の光学部材は、表面粗度Ｒａが５．０μｍを超え、表面の平滑性が劣っていることが分かる。また、キレート化合物を含まないコーティング液を用いた比較例３の光学部材は、表面粗度Ｒａが５．０μｍを超えるとともに、塗膜の硬化性が劣ったため、ＩＴＯ膜にクラックが発生した。また、グリシジル基含有化合物の含有量が５０重量％を超えた比較例４の光学部材は、表面粗度Ｒａが５．０μｍを超えるとともに、塗膜がもろくなったためか、ＩＴＯ膜にクラックが発生した。また、グリシジル基含有化合物の含有量が５重量％を下回った比較例５の光学部材は、塗膜の硬化性が劣ったため、ＩＴＯ膜にクラックが発生した。

本発明は、透明電極にクラックを生じさせない光散乱性の光学部材を提供でき、有機ＥＬ照明等の発光素子の充填組み立てに適した光学部材として利用可能である。

Claims (9)

1. 金属酸化物粒子、グリシジル基含有化合物、シリコン系樹脂、キレート化合物及び有機溶剤を含むコーティング組成物であって、
   前記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛及び五酸化二ニオブよりなる群から選ばれる少なくとも一種の粒子からなり、かつ、前記金属酸化物粒子の平均粒子径が６０〜３００ｎｍであり、
   前記グリシジル基含有化合物の含有量は、前記シリコン系樹脂及び前記グリシジル基含有化合物の総重量に対して５〜５０重量％であり、
   前記有機溶剤が、相対蒸発速度８０以下の有機溶剤を３５重量％以上含むことを特徴とするコーティング組成物。
2. 前記金属酸化物粒子の含有量は、前記コーティング組成物に含まれる固形分中、１０〜８０重量％である請求項１に記載のコーティング組成物。
3. 前記グリシジル基含有化合物が、グリシジル基を有するアルコキシシラン化合物である請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
4. 前記キレート化合物が、チタン、ジルコニウム及びアルミニウムから選ばれる少なくとも一種と、アセチルアセトナート又はエチルアセトナートとを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
5. 前記シリコン系樹脂は、メチル基とフェニル基とを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
6. 前記金属酸化物粒子が、チタン酸化合物粒子又は酸化ジルコニウム粒子である請求項１〜５のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のコーティング組成物から形成された光学部材であって、
   ヘイズが２％以上であり、
   表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下であることを特徴とする光学部材。
8. 請求項６に記載のコーティング組成物から形成された光学部材であって、
   光損失率の最大ピークの開始波長が、４１０ｎｍ以下の領域に存在することを特徴とする光学部材。
9. 前記光損失率の最大ピークの開始波長が、４００ｎｍ以下の領域に存在する請求項８に記載の光学部材。

Images