[发明专利]硅氧烷树脂组合物的固化覆膜形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成含有硅烷醇基或烷氧基甲硅烷基的硅氧烷树脂组合物的固化覆膜的方法，更详细的是涉及一种形成含有硅烷醇基或烷氧基甲硅烷基的硅氧烷树脂组合物的固化覆膜的方法，该固化覆膜的透明性优异，具有高划痕硬度、高绝缘性、低介电常数并且平整性优异、即使形成厚的膜也不会产生裂痕，而且基板界面上没有膜剥落、密合性优异。

背景技术

硅氧烷树脂作为高耐热性、高硬度、高绝缘性、高透明性的材料而已知，用于各种用途中。作为这些用途中的一种是含有硅氧烷树脂的组合物固化(以下，有时也称作“烧制固化”)覆膜，是由耐久性、低介电性而使绝缘性优异，具有高硬度，利用这些性质，作为半导体元件以及液晶显示元件中的绝缘膜或平整化膜、保护膜以及半导体密封材料等而使用。另外，由于是高透明性，所以不仅在这种电子材料领域中使用，还可作为光学部件以及车等的表面保护膜使用。

使用以硅氧烷树脂作为粘合剂的硅氧烷树脂组合物，形成固化覆膜时，已知的方法有制备包含多官能聚硅氧烷的组合物，涂布该组合物，加热干燥等使其固化，从而形成覆膜(参照专利文献1)，该多官能聚硅氧烷的组合物具有烷氧基或羟基。此时，作为固化剂(也称作“催化剂”)，使用酸性化合物或碱性化合物、金属烷氧化物、金属螯合化合物等，但是在多官能聚硅氧烷的粘度高或者固体成分浓度高时，如果在多官能聚硅氧烷中添加上述固化剂，则会产生立即增稠或者凝胶化这一问题。另外，在添加后，即使没有立即增稠或者凝胶化，在保存时也会产生增稠，如果催化剂是弱酸性的，还会产生难以固化这样的问题。此外，使用这种材料形成固化覆膜时，涂膜必须在高温下处理，而且还会产生此时的膜减少量大这样的问题。

为了解决这种问题，还提出了使用酸性化合物和与该酸性化合物的沸点不同的碱性化合物作为固化剂(参照专利文献2)。该组合物是即使在具有多个烷氧基和/或羟基的多官能聚硅氧烷中，添加含有酸性化合物和与该酸性化合物的沸点不同的碱性化合物的固化剂，也不会立即固化，此外，在酸性化合物和碱性化合物的沸点不同时，利用在这些沸点间的温度下，加热聚硅氧烷化合物，酸性化合物或碱性化合物起到作为固化剂的作用，是保存稳定性优异的硅氧烷组合物，可以在低温下缩合且实现膜的固化，但是由于使用固化剂，所以具有容易产生裂痕现象的问题以及不能充分抑制经时稳定性低下的问题。

另外，硅烷醇基固化型硅氧烷树脂可在低温下固化涂膜，具有硬度高的性质。进而，除此以外，硅烷醇基固化型硅氧烷树脂由于覆膜的透明性高，还具有高耐热性、低介电性、绝缘性这样的性质而受到关注。特别是，在硅原子的4个连接键中，一个碳原子和3个氧原子连接的倍半硅氧烷以及硅原子的4个连接键全部和氧原子连接的硅树脂，由于硅和氧形成牢固的三维交联，更显著地显示出上述性质，所以特别期待作为针对柔性显示器的塑料基板上的涂布剂以及薄膜晶体管(以下，也简称为TFT)上的阻隔膜或平整化剂，但是如果在250℃以上形成固化覆膜，则特别是TFT的电性质降低，所以固化必须在不足250℃下进行。到目前为止，公开了将含有烷氧基硅烷的水解产物和有机硅类表面活性剂的硅石类覆膜形成用涂布液，在250～500℃的温度下进行热处理，形成硅石类覆膜的方法(参照专利文献3)，根据该方法，虽然形成不会损害平整性、裂痕界限的性质，且密合性优异的覆膜，但是必须在250℃以上的高温下进行固化，或者必须有有机硅类表面活性剂，而且在形成厚膜时，具有只能选择重均分子量(Mw)大的材料的问题。另一方面，如果是薄膜，则虽然Mw小也可以，但是烧制时的升华物增加，膜减少量变大，进行固化而不会升华的Mw范围狭窄，还无法用于实用。

三维的硅氧烷树脂的覆膜具有生成的膜厚越厚或者暴露在越高温度下(即使不足250℃)，膜回复到常温时的应力增加得越多，越容易产生裂痕现象的趋势。为了使硅氧烷树脂的固化覆膜难以产生裂痕现象，包括使用硅原子的4个连接键中，2个链接碳原子，2个链接氧原子的有机硅树脂，或者在硅氧烷树脂中添加有机树脂(例如，丙烯酸树脂)的方法，但是这些方法都具有阻碍上述覆膜性质的倾向。另外，如果另外添加或者在硅氧烷树脂的高分子重复单元中添加有机硅树脂，则由于在流动性提高的同时升华性也提高，所以具有成膜时污染烘箱、根据流动踪迹形成褶皱，或者固化后的膜硬度变低这样的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2004-99879号公报

[专利文献2]日本特开2008-208200号公报

[专利文献3]日本第4079383号发明专利公报

发明内容