(57)【要約】【課題】高屈折率で耐薬品性に優れた光学部材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、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂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、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ、及びチタン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり、かつ、平均粒子径が２０〜２００ｎｍの粒子であり、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、５０〜８０重量％であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物粒子、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂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、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ及びチタン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり、かつ、平均粒子径が２０〜２００ｎｍの粒子であり、
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、５０〜８０重量％であることを特徴とするコーティング組成物。
【請求項２】
前記アクリル系樹脂の酸価は、１〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項３】
前記アクリル系樹脂の分子量は、１５０００〜１０００００である請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
金属酸化物粒子、アクリル系樹脂及びシリコン系樹脂を含む光学部材であって、
前記金属酸化物粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ及びチタン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり、かつ、平均粒子径が２０〜２００ｎｍの粒子であり、
前記金属酸化物粒子の含有量は、前記光学部材中、５０〜８０重量％であり、
前記光学部材の屈折率は、１．６５〜１．８２であることを特徴とする光学部材。
【請求項６】
前記アクリル系樹脂の酸価は、１〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項５に記載の光学部材。
【請求項７】
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５又は６に記載の光学部材。
【請求項８】
金属酸化物粒子、シリコン系樹脂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、５０〜８０重量％であることを特徴とするコーティング組成物。
【請求項９】
前記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物又は酸化ジルコニウムからなる請求項８に記載のコーティング組成物
【請求項１０】
前記金属酸化物粒子の平均粒子径が、２０〜２００ｎｍである請求項８又は９に記載のコーティング組成物。
【請求項１１】
アクリル系樹脂を更に含む請求項８〜１０のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
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８〜１１のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
金属酸化物粒子及びシリコン系樹脂を含む光学部材であって、
前記金属酸化物粒子の含有量は、前記光学部材中、５０〜８０重量％であり、
前記光学部材の屈折率は、１．６５〜１．８２であり、
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。
【請求項１４】
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１３に記載の光学部材。
【請求項１５】
前記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物又は酸化ジルコニウムからなる請求項１３又は１４に記載の光学部材。
【請求項１６】
前記金属酸化物粒子の平均粒子径が、２０〜２００ｎｍである請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１７】
アクリル系樹脂を更に含む請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１８】
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１３〜１７のいずれか１項に記載の光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング組成物及び光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
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など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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４１４０５４１号公報
【特許文献２】特開２００７−３０２７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、製造過程、特にエッチング工程後に光学部材が白濁、あるいは回路の一部欠落などの異常を生じることが分かった。この原因について以下に説明する。
【０００７】
有機ＥＬ装置の作製プロセスでは、前述したように通常は透明電極にＩＴＯを用いているため、そのパターニングにはエッチングを適用しているのが現状である。エッチング工程では、ＩＴＯエッチャント、アルミエッチャント、レジスト剥離液などの薬剤が使用されている。上記ＩＴＯエッチャントは、塩化鉄（ＩＩＩ）、メタ過ヨウ素酸、シュウ酸、塩酸などを含む強酸性の薬剤であり、上記アルミエッチャントは、リン酸、硝酸、酢酸などを含む強酸性の薬剤であり、上記レジスト剥離液は、水酸化テトラメチルアンモニウムなどを含む強アルカリ性の薬剤であるため、エッチングの際に薬剤が光学部材に影響し、上記異常が生じたと考えられる。従って、光学部材にもこれらの薬剤に対する耐薬品性が必要である。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐薬品性を有する高屈折率の光学部材を形成可能なコーティング組成物、及び、優れた耐薬品性を有する高屈折率の光学部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のコーティング組成物は、金属酸化物粒子、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂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、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ及びチタン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり、かつ、平均粒子径が２０〜２００ｎｍの粒子であり、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、５０〜８０重量％であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光学部材は、金属酸化物粒子、アクリル系樹脂及びシリコン系樹脂を含む光学部材であって、前記金属酸化物粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ及びチタン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種からなり、かつ、平均粒子径が２０〜２００ｎｍの粒子であり、前記金属酸化物粒子の含有量は、前記光学部材中、５０〜８０重量％であり、前記光学部材の屈折率は、１．６５〜１．８２であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のコーティング組成物は、金属酸化物粒子、シリコン系樹脂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、５０〜８０重量％であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光学部材は、金属酸化物粒子及びシリコン系樹脂を含む光学部材であって、前記金属酸化物粒子の含有量は、前記光学部材中、５０〜８０重量％であり、前記光学部材の屈折率は、１．６５〜１．８２であり、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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、優れた耐薬品性を有する高屈折率の光学部材を形成可能なコーティング組成物、及び、優れた耐薬品性を有する高屈折率の光学部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、波長と光損失率との関係を示す図である。
【図２】図２は、波長と光損失率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（本発明の第１の形態）
本発明者らは、鋭意検討の結果、ＩＴＯエッチャント、アルミエッチャント及びレジスト剥離液に対する耐薬品性が劣る原因は、光学部材に含まれる粒子がこれらの薬品に溶解するためであると考えた。酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの高屈折率材料として用いられる金属酸化物粒子は水に不溶であるものの、酸などには微かに溶解することが知られており、金属酸化物粒子が溶解すると、金属酸化物粒子とマトリクス界面に空隙が発生し、白濁あるいは膜ハガレといった異常が生じることになる。そのため、本発明者らは、この粒子の溶解を防止する方法を検討した。
【００１６】
種々の分散剤、高分子樹脂を用いた光学部材の耐薬品性を検討したところ、シリコン系樹脂と酸性官能基を含む高分子樹脂とを用いた光学部材の耐薬品性は改善される傾向にあり、特に、酸性官能基を含む高分子樹脂として、酸性官能基を含むアクリル系樹脂が好ましいことが分かった。本発明者らは、酸性官能基を含むアクリル系樹脂を用いた場合に耐薬品性が向上した理由は、粒子表面にアクリル系樹脂からなる吸着層が均一にかつ密に形成されたためと考え、粒子の溶解を防止するには、（１）粒子とマトリクスとの結着力を向上させること、及び（２）粒子表面をマトリクスで密に被覆することが重要であると考えた。
【００１７】
ところで、粒子とマトリクスとを結着させるには、マトリクスに粒子表面と相互作用する官能基が必要である。粒子として金属酸化物粒子を用いる場合、このような官能基を有するマトリクスには、カルボン酸、スルホン酸、リン酸などの酸あるいはこれらの塩を用いること、又は、粒子表面と脱水縮合により化学結合を生じるシランカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤などを用いることで、粒子とマトリクスとを結着させることができる。しかし、特許文献２では、上記した官能基を含む化合物をマトリクス中に含めているにも関わらず、耐薬品性は良好でなかった。これは、分子量が１０００以下の有機化合物で粒子表面を被覆した場合、該有機化合物の有機鎖の運動により粒子表面を密に被覆できなかったことが原因と考えられ、また、シラン化合物を用いて粒子表面を被覆した場合、シリコン、アルミニウム、マグネシウムを含む酸化物以外の金属酸化物はシラン化合物との反応性が劣り、粒子表面を密に被覆できなかったことが原因と考えた。また、いわゆる分散剤は、官能基を含まない樹脂側鎖を有する櫛形構造あるいは官能基を樹脂鎖にブロックとして含むブロックポリマーが主となっており、官能基を含まない樹脂鎖による吸着層は厚いが、その厚みが不均一であるか、吸着層が密でないため、耐薬品性が劣ったと考えた。即ち、コーティング組成物中では、高分子樹脂あるいは分散剤の形成する吸着層の立体反発効果は同様に機能し、粒子の分散効果を示すが、塗布、乾燥後に粒子表面を密に被覆する効果に差が生じたと考えられた。
【００１８】
このように本発明者らは、シリコン系樹脂とアクリル系樹脂を用いることで、耐薬品性を改善できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１９】
以下、本発明のコーティング組成物について説明する。
【００２０】
本発明のコーティング組成物は、金属酸化物粒子、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂及び有機溶剤を含むものである。以下に各成分について詳細に説明する。
【００２１】
＜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、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、五酸化二ニオブ及びチタン酸化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を用いる。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。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、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを含有させてもよい。
【００２２】
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などが挙げられる。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−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）などが挙げられる。
【００２３】
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）などが挙げられる。
【００２４】
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”などがあげられる。また、イットリウムなどを添加し部分安定化した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−３ＹＦ  ｔｙｐｅＣ”、“ＫＺ−３ＹＦｔｙｐｅＮＦＳ”、東ソー社製の“ＴＺ−３Ｙ-Ｅ”等を使用してもよい。
【００２５】
上記金属酸化物粒子の平均粒子径は、２０〜２００ｎｍである。通常、金属酸化物粒子は、光学部材中で光の透過を妨げる要因となり、光学部材の透過率に影響するが、本発明では、平均粒子径が２０〜２００ｎｍの金属酸化物粒子を用いることにより、全光線透過率に優れた光学部材を作製できる。平均粒子径が２０ｎｍ未満では、金属酸化物粒子の分散性が劣り、光学部材の透過率が低下し、２００ｎｍを超えると、金属酸化物粒子による光の散乱が大きくなり、光学部材の透過率が低下する。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）など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、その平均値で示したものである。
【００２６】
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、５０〜８０重量％である。金属酸化物粒子の配合量が多いほど、光学部材の屈折率を１．６５以上にすることができ、光取り出し効率を改善できる。一方、金属酸化物粒子の配合量が８０重量％を超えると、光学部材中に空隙が生じるためか、耐薬品性が劣る。
【００２７】
上記金属酸化物粒子の屈折率は、１．９以上が好ましい。屈折率が１．９未満の金属酸化物粒子を用いた場合、高屈折率の光学部材を作製するには、金属酸化物粒子の含有量を増やす必要があり、金属酸化物粒子の含有量が増えると、光学部材の透過率が低下し、耐薬品性が劣る傾向にある。
【００２８】
＜アクリル系樹脂＞
本発明のコーティング組成物に含まれるアクリル系樹脂としては、金属酸化物粒子のコーティング組成物中での分散状態をよくし、該コーティング組成物を用いて形成される光学部材の透過率を向上させるため、金属酸化物と結合する酸性官能基を含むものが好ましい。特に、酸価が１〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇであるものが好ましい。
【００２９】
上記アクリル系樹脂の数平均分子量は、１５０００〜１０００００が好ましい。分子量が１５０００より小さくなると、金属酸化物粒子の表面を密に被覆できないためか、光学部材の耐薬品性が劣る傾向にある。また、分子量が１０００００より大きくなると、金属酸化物粒子の分散性が劣るためか、光学部材の透過率が低下する傾向にある。
【００３０】
上記アクリル系樹脂のガラス転移温度は５０〜１１０℃が好ましい。これは、耐薬品性の向上には樹脂のミクロブラウン運動の抑制も重要であるためである。このようなアクリル系樹脂を使用することで、優れた耐薬品性を有する高屈折率の光学部材を作製可能となる。
【００３１】
上記アクリル系樹脂の具体例として、例えば、三菱レイヨン社製のダイヤナール“ＭＢ−２３０９”、“ＢＲ−６０”、“ＢＲ−６４”、“ＢＲ−７３”、“ＢＲ−７７”、“ＭＢ−２３８９”、“ＢＲ−８３”、“ＢＲ−８７”、“ＢＲ−１０６”、“ＢＲ−１１３”、“ＭＢ−２６６０”、“ＢＲ−１１６”、“ＢＲ−１２２”（商品名）などが挙げられる。
【００３２】
上記アクリル系樹脂の含有量は、金属酸化物粒子に対し、２〜２０重量％が好ましい。２重量％より少ないと、金属酸化物粒子の表面を密に被覆できないためか、耐薬品性が劣る。２０重量％より多いと、光学部材の耐熱性が低下するためか、透明電極を設けた後の光学部材の透過率が低下することがある。
【００３３】
＜シリコン系樹脂＞
本発明のコーティング組成物には、光学部材の耐薬品性及び耐光性を向上させるため、シリコン系樹脂が含まれている。シリコン系樹脂には、従来公知の末端に架橋性官能基を含むものを用いることができる。架橋性官能基は、例えばシラノール基、アルコキシシラノール基など、熱架橋するものを好適に用いることができる。また、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、耐熱性の向上、アクリル系樹脂との相溶性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。
【００３４】
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）などが挙げられる。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）などが挙げられる。
【００３５】
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。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。
【００３６】
＜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）、イソホロンなどのケトン系溶剤；トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤；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などのエーテル系溶剤；などが挙げられる。
【００３７】
本発明のコーティング組成物には、シリコン系樹脂の硬化性を改善し、耐薬品性をより向上させるため、触媒を添加してもよい。触媒には、従来公知のアルミ系、チタン系、亜鉛系、スズ系、リン酸系などを用いることができる。好適なものとして、アルミ系、チタン系の触媒が挙げられ、これらはキレート化合物として添加することが好ましい。例えば、アルミ系の触媒としては、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）アルミニウムなどが挙げられる。チタン系の触媒としては、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）チタンなどが挙げられる。このような触媒は、コーティング組成物の固形分中で、１重量％以下の添加量が好ましい。１重量％を超えると、光学部材の透過率が低下する傾向にある。
【００３８】
本発明では、コーティング組成物中の固形分濃度は、塗布の方式に依存するが、粘度の点から６０重量％以下が好ましい。
【００３９】
本発明のコーティング組成物は、上記金属酸化物粒子、上記アクリル系樹脂、上記シリコン系樹脂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、金属酸化物粒子、アクリル系樹脂及び有機溶剤を含む混合物を分散処理した後、シリコン系樹脂を配合することで、本発明のコーティング組成物が得られる。なお、シリコン系樹脂は、分散処理前に配合してもよい。
【００４０】
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などの分散メディアを介在させた機械的処理、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、ジェットミルなど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。
【００４１】
次に、本発明の光学部材について説明する。
【００４２】
本発明の光学部材は、金属酸化物粒子、アクリル系樹脂及びシリコン系樹脂を含み、上記金属酸化物粒子の含有量は、光学部材中、５０〜８０重量％であり、屈折率は、１．６５〜１．８２であることを特徴とする。これにより、優れた耐薬品性を有する高屈折率の光学部材を実現できる。また、屈折率が１．６５〜１．８２であるため、有機ＥＬ装置に用いられる透明電極（ＩＴＯ）の屈折率に近くなり、光取り出し効率を向上できる。また、光学部材中の金属酸化物粒子の含有量は、５０重量％未満では、光学部材の屈折率を１．６５以上にすることができず、８０重量％を超えると、耐薬品性が劣るため、本発明では、金属酸化物粒子の含有量を、光学部材中、５０〜８０重量％とした。
【００４３】
本発明の光学部材に含まれる金属酸化物粒子、アクリル系樹脂及びシリコン系樹脂には、前述の本発明のコーティング組成物で用いられるものと同じものを使用できる。
【００４４】
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、例えばガラス基板などの基材に塗布、乾燥後、硬化処理を行うことにより得られる。なお、乾燥と硬化処理とは必ずしも独立して行う必要はない。
【００４５】
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など、種々の方法を用いることができる。なお、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、光学部材の耐薬品性が劣る傾向にあり、４５０℃を超えると、基材として用いるガラス基板が変形することがある。
【００４８】
（本発明の第２の形態）
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である。また、金属酸化物粒子として、酸化ジルコニウムを用いても、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。
【００４９】
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、酸化ジルコニウム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、本発明の第２の形態を完成させるに至った。
【００５０】
以下、本発明の第２の形態のコーティング組成物について説明する。本発明のコーティング組成物の第２の形態は、金属酸化物粒子、シリコン系樹脂及び有機溶剤を含むコーティング組成物であって、上記金属酸化物粒子の含有量は、上記コーティング組成物に含まれる固形分中、５０〜８０重量％であることを特徴とする。
【００５１】
上記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。
【００５２】
また、上記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物又は酸化ジルコニウムからなることが好ましく、上記金属酸化物粒子の平均粒子径は、２０〜２００ｎｍであることが好ましく、上記コーティング組成物は、アクリル系樹脂を更に含むことが好ましい。これにより、本発明の第１の形態のコーティング組成物と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
次に、本発明の第２の形態の光学部材について説明する。本発明の第２の形態の光学部材は、金属酸化物粒子及びシリコン系樹脂を含む光学部材であって、上記金属酸化物粒子の含有量は、上記光学部材中、５０〜８０重量％であり、上記光学部材の屈折率は、１．６５〜１．８２であり、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。
【００５４】
上記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。
【００５５】
また、上記金属酸化物粒子は、チタン酸化合物又は酸化ジルコニウムを使用できるが、これらに限定はされない。また、上記金属酸化物粒子の平均粒子径は、２０〜２００ｎｍであることが好ましく、上記光学部材は、アクリル系樹脂を更に含むことが好ましい。これにより、本発明の第１の形態の光学部材と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
上記コーティング組成物及び上記光学部材に用いる金属酸化物粒子、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂及び有機溶剤は、前述した本発明の第１の形態で説明した各成分と同様のものが使用できるので、詳細な説明は省略する。
【実施例】
【００５７】
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。
【００５８】
（実施例１）
［分散組成物の作製］
下記の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４０部加えて、ペイントコンディショナーを用いて分散処理を行った。そして、分散処理した混合物を、濾過精度２μｍのフィルターに通してジルコニアビーズを取り除き、分散組成物Ａを得た。
（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−０３０ＲＦ”、粒子径：４３ｎｍ）：９．０部
（２）アクリル系樹脂（三菱レイヨン社製、商品名“ダイヤナール  ＢＲ８７”、酸価：１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量：２５０００）：１．０部
（３）溶剤：メチルエチルケトン：５．０部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．０部
【００５９】
［配合樹脂溶液の作製］
下記の成分を混合し、配合樹脂溶液Ａを作製した。
（１）シリコン系樹脂溶液（信越化学工業社製、商品名“ＫＲ３１２”、固形分濃度：６０％）：１０部
（２）溶剤：トルエン：５部
（３）溶剤：シクロヘキサノン：５部
【００６０】
［コーティング組成物の作製］
上記分散組成物Ａ、上記配合樹脂溶液Ａ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、実施例１のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ａ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：３．５２部
（３）溶剤：トルエン：３．３８部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：３．３８部
【００６１】
［光学部材の作製］
上記実施例１のコーティング組成物をガラス基板（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５００ｒｐｍ、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の光学部材を得た。
【００６２】
（実施例２）
［分散組成物の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、上記実施例１と同様にして、分散組成物Ｂを得た。
（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−０５０ＲＦ”、粒子径：５４ｎｍ）：９．５部
（２）アクリル系樹脂：（三菱レイヨン社製、商品名“ダイヤナール  ＢＲ８７”、酸価：１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量：２５０００）：０．５部
（３）溶剤：メチルエチルケトン：５．０部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．０部
【００６３】
［コーティング組成物の作製］
上記分散組成物Ｂ、前述の実施例１で作製した配合樹脂溶液Ａ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、実施例２のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ｂ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：４．９５部
（３）溶剤：トルエン：３．７４部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：３．７４部
【００６４】
［光学部材の作製］
上記実施例２のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、実施例２の光学部材を作製した。
【００６５】
（実施例３）
［分散組成物の作製］
下記の成分を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、分散組成物Ｃを得た。
（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：８４ｎｍ）：９．４部
（２）アクリル系樹脂（三菱レイヨン社製、商品名“ダイヤナール  ＢＲ８７”、酸価：１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量：２５０００）：０．６部
（３）溶剤：メチルエチルケトン：５．０部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．０部
【００６６】
［コーティング組成物の作製］
上記分散組成物Ｃ、前述の実施例１で作製した配合樹脂溶液Ａ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、実施例３のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ｃ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：１２．９５部
（３）溶剤：トルエン：５．７４部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．７４部
【００６７】
［光学部材の作製］
上記実施例３のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、実施例３の光学部材を作製した。
【００６８】
（実施例４）
［分散組成物の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、分散組成物Ｄを得た。
（１）金属酸化物粒子：酸化チタン（石原産業社製、商品名“ＴＴＯ５５（Ａ）”、粒子径：４０ｎｍ）：８．７５部
（２）アクリル系樹脂（三菱レイヨン社製、商品名“ダイヤナール  ＢＲ８７”、酸価：１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量：２５０００）：１．２５部
（３）溶剤：メチルエチルケトン：５．０部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．０部
【００６９】
［コーティング組成物の作製］
上記分散組成物Ｄ、前述の実施例１で作製した配合樹脂溶液Ａ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、実施例４のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ｄ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：５．１２部
（３）溶剤：トルエン：３．７８部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：３．７８部
【００７０】
［光学部材の作製］
上記実施例４のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、実施例４の光学部材を作製した。
【００７１】
（比較例１）
［コーティング組成物の作製］
前述の実施例３で作製した分散組成物Ｃ、前述の実施例１で作製した配合樹脂溶液Ａ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、比較例１のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ｃ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：２．９０部
（３）溶剤：トルエン：３．２３部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：３．２３部
【００７２】
［光学部材の作製］
上記比較例１のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、比較例１の光学部材を作製した。
【００７３】
（比較例２）
［コーティング組成物の作製］
前述の実施例１で作製した分散組成物Ａ及び配合樹脂溶液Ａと、下記溶剤とを、下記に示す配合で混合し、比較例２のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ａ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：１３．８５部
（３）溶剤：トルエン：５．９６部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．９６部
【００７４】
［光学部材の作製］
上記比較例２のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、比較例２の光学部材を作製した。
【００７５】
（比較例３）
［配合樹脂溶液の作製］
下記の成分を混合し、配合樹脂溶液Ｂを作製した。
（１）アクリル系樹脂：（三菱レイヨン社製、商品名“ダイヤナール  ＢＲ８７”、酸価：１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量：２５０００）：３０部
（２）溶剤：メチルイソブチルケトン：７０部
【００７６】
［コーティング組成物の作製］
前述の実施例２の分散組成物Ｂ、上記配合樹脂溶液Ｂ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、比較例３のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ｂ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ｂ：４．９５部
（３）溶剤：トルエン：３．７４部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：３．７４部
【００７７】
［光学部材の作製］
上記比較例３のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、比較例３の光学部材を作製した。
【００７８】
（比較例４）
［分散組成物の作製］
下記の成分を含む混合物を用いたこと以外、上記実施例１と同様にして、分散組成物Ｄを得た。
（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−０５０ＲＦ”、粒子径：５４ｎｍ）：９．５部
（２）分散剤（アビシア社製、商品名“ソルスパーズ  ３２０００”、酸価：１５ｍｇＫＯＨ／ｇ）：０．５部
（３）溶剤：メチルエチルケトン：５．０部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：５．０部
【００７９】
［コーティング組成物の作製］
上記分散組成物Ｄ、前述の実施例１で作製した配合樹脂溶液Ａ、及び下記溶剤を、下記に示す配合で混合し、比較例４のコーティング組成物を得た。
（１）分散組成物Ｄ：１０.００部
（２）配合樹脂溶液Ａ：４．９５部
（３）溶剤：トルエン：３．７４部
（４）溶剤：シクロヘキサノン：３．７４部
【００８０】
［光学部材の作製］
上記比較例４のコーティング組成物を用いて、上記実施例１と同様にして、比較例４の光学部材を作製した。
【００８１】
続いて、上記実施例１〜４及び上記比較例１〜４で得られた各光学部材について、厚み、屈折率、耐薬品性を評価した。以下に評価方法を示す。
【００８２】
（厚み）
ガラス基板上に形成された光学部材の一部をマイクロマニピュレーターを用いてはがして段差を形成し、非接触粗さ計を用いて評価した。非接触粗さ計には、ＺＹＧＯ社製の“Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ  ５０３０”を用い、対物レンズの倍率は５０倍、視野は１倍の条件で段差を設けた部分を観察し、その段差の高さを求め、これを光学部材の厚みとした。
【００８３】
（屈折率）
上記実施例及び比較例の各コーティング組成物を、乾燥後の厚みが２００〜５００ｎｍになるようにガラス基板（コーニング社製の“イーグルＸＧ”、７５×７５ｍｍ、厚み：０．７ｍｍ）上にスピンコーターを用いて塗布し、他は上記実施例、比較例と同様にして、屈折率測定用試料を作製した。そして、屈折率測定用試料の屈折率を、大塚電子社製の反射分光膜厚計“ＦＥ３０００”及び標準ソフトウェア（ＦＥ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｖｅｒ４）を用いて評価した。測定条件は、絶対反射、マニュアルモードで、レファランスにアルミミラーの標準反射板を用い、レンズはＲｅｆｒｅｃ×２０、ＮＡ＝０．４００、フィルターなし、スリットは０．２×２ｍｍ、サンプリングを５２４ｍｓｅｃ、積算９回、ゲインはノーマルの条件で行った。
【００８４】
上記各屈折率測定用試料の評価にあたって、先ず、用いたガラス基板の屈折率を登録した。具体的には、コーティング組成物の塗膜が形成されていないガラス基板の一主面に黒テープを貼り付けて反射スペクトルを測定し、解析して登録した。解析にあたって、解析条件のアルゴリズムを基板解析とし、演算波長範囲を２３０〜８００ｎｍ、雰囲気の形式をＴａｂｌｅ、材料ファイルをＡｉｒとし、基板層の形式をＬｏｒｅｎｔｚ２、材料ファイルを＠ＬＯＲＥＮＴＺ２とし、上記実測した反射スペクトルと上記解析結果の一致性のよい屈折率を、ガラス基板の屈折率として登録した。
【００８５】
次に、屈折率測定用試料の裏面、即ち、ガラス基板の塗膜が形成されていない側の面に黒テープを貼り付けて反射スペクトルを測定し、解析し、評価した。解析にあたって、解析条件のアルゴリズムを最小二乗法とし、演算波長範囲を４００〜８００ｎｍ、雰囲気の形式をＴａｂｌｅ、材料ファイルをＡｉｒとし、第一層の形式をｎ−Ｃａｕｃｈｙ、材料ファイルを＠Ｎ−ＣＡＵとし、膜厚及びｎｋを可変とし、基板層の形式をＬｏｒｅｎｔｚ２、材料ファイルを先に解析したガラス基板とし、裏面反射はｏｆｆの条件で解析した。また、解析にあたって、解析条件のシミュレーション初期値を入力した。具体的には、第一層の初期膜厚及びｎ−Ｃａｕｃｈｙのｃには適当な値を入力し、ｎ−Ｃａｕｃｈｙのa及びｂには“０”を入力して解析を実行した。そして、解析結果として得られた反射スペクトルと上記実測スペクトルの一致性を確認した。一致性が不良と判断した場合、シミュレーション初期値を変更し、解析を再び実行した。一致性が良いと判断した場合の屈折率（波長：５５０ｎｍ）を、光学部材の屈折率とした。
【００８６】
（耐薬品性）
各種薬剤をガラスビーカーに入れ、４０℃に保ち、一主面上に光学部材が形成されたガラス基板を２０分間浸漬し、水洗した。浸漬前後の変化を目視確認し、変化のないものをＡ、白濁あるいはハガレなどの異常を確認したものをＢと評価した。評価に用いた薬剤は、ナガセケムテックス社製のアルミエッチャント“ＡＬエッチャント５”、関東化学社製のＩＴＯエッチャント“ＩＴＯ−０７Ｎ”、東京応化工業社製のレジスト剥離液“ＮＭＤ−３  ２．３８％”である。
【００８７】
また、上記実施例１〜４で得られた各光学部材について、下記方法により光損失率を測定し、評価した。
【００８８】
（光損失率）
日本分光社製の分光光度計“Ｕｂｅｓｔ  Ｖ５７０型”を用い、大型積分球“ＩＬＮ-４７２型”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、各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。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（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。
【００８９】
上記実施例１〜４及び上記比較例１〜４について、金属酸化物粒子の含有量、及び上記各評価結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】
2014198848.tif 000002
【００９１】
表１から明らかなように、金属酸化物粒子、アクリル系樹脂及びシリコン系樹脂を含み、金属酸化物粒子の含有量が５０〜８０重量％である実施例１〜４の光学部材は、屈折率が１．６５〜１．８２であり、耐薬品性が良好であった。一方、金属酸化物粒子の含有量が８０重量％を超えた比較例１の光学部材は、屈折率が１．８５と高く、ＩＴＯエッチャント及びアルミエッチャントに対する耐薬品性が劣っていた。金属酸化物粒子の含有量が５０重量％未満の比較例２の光学部材は、屈折率が１．６２と小さかった。シリコン系樹脂を用いなかった比較例３の光学部材は、ＩＴＯエッチャント及びアルミエッチャントに対する耐薬品性が劣っていた。アクリル系樹脂を用いなかった比較例４の光学部材は、ＩＴＯエッチャント、アルミエッチャント及びレジスト剥離液に対する耐薬品性が劣っていた。
【００９２】
また、金属酸化物粒子としてチタン酸バリウムを用いた実施例１〜３の光学部材は、光損失率の最大ピークの開始波長が４１０ｎｍ以下の領域に存在し、金属酸化物粒子として酸化チタンを用いた実施例４の光学部材は、光損失率の最大ピークの開始波長が４１０ｎｍを超える領域に存在していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、耐熱性に優れた高屈折率の光学部材を提供でき、有機ＥＬ照明など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。
【図１】
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【図２】
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