コーティング用組成物およびそれを用いた表示装置
【課題】高品位な光学材料や表示装置材料に求められる耐熱性、透明性、平坦性、高硬度、耐クラック性といった性能が得られ、スピン塗布と減圧乾燥を用いる膜形成工程に適したコーティング用組成物の提供。
【解決手段】（ａ）一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物、および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーと、（ｂ）２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒であって異なる蒸気圧値を示す該有機溶媒を２種類以上含有するコーティング用組成物の、（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下であることを特徴とする。
【解決手段】（ａ）一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物、および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーと、（ｂ）２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒であって異なる蒸気圧値を示す該有機溶媒を２種類以上含有するコーティング用組成物の、（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシロキサンポリマーを含有したコーティング用組成物、およびそれを用いた光学材料や表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルコキシシランを加水分解・縮合することによって得られるシロキサンポリマーを含有したコーティング用組成物は種々提案されており、半導体や液晶表示素子などの不純物の拡散防止、絶縁、表面の平坦化膜、バッファーコート膜などに用いられている。しかし近年、塗布基板の大型化に伴い、従来のコーティング用組成物を用いてＴＦＴが形成された基板上の凹凸を平坦化する場合、コーティング用組成物から得られる膜の塗布性、平坦性、表面平滑性を満足できないことが問題であった。
【０００３】
また、塗布後の基板を減圧乾燥する際にも、突沸やハジキなど減圧工程中に塗膜の状態が刻々と変化するため、好ましくない現象が起こることも問題であった。たとえば、スピンコート中に乾燥を起こりにくくし、下地の段差に関わらずほぼ平坦な表面が得られるように、２０℃での蒸気圧1ｍｍＨｇ（１．３３×１０２Ｐａ）以下の溶剤を単独で用いる塗布液が開示されている（特許文献１参照）。しかしながらこの塗布膜を減圧乾燥すると、単独溶剤系であるため減圧の途中突然溶剤が揮発し始め、突沸等により塗膜表面平滑性が損なわれることが想定される。
【０００４】
またノズルと基板を相対的に移動させながら塗布するスキャン塗布方式により塗膜を形成するための塗布液であって、室温での蒸気圧が１Ｔｏｒｒ（１３３．３２２Ｐａ）未満の低蒸気圧溶剤を含むことを特徴とする塗布液が開示されている（特許文献２参照）。スキャン塗布方式は基板上に平行線状や螺旋状に吐出された液線が静置した基板上で広がる作用時間を利用してひとつの連続した塗膜を形成する方式であるため、スピン塗布方式に比べて塗布時間がかかり、基板サイズが大きくなるにつれ生産性が低下する問題がある。スキャン塗布専用塗布液は、塗布後の溶剤除去工程長期化を考慮して、低蒸気圧溶剤の使用割合は塗布液中の全溶剤量の５〜５０％が好ましいとある。しかしながら、スピン塗布方式は塗布回転中に刻々と溶媒が揮発していくため、スキャン塗布方式に比べて塗膜が乾燥しやすい特徴を持つ。
【０００５】
また、表面平滑性に優れた多孔質シリカフィルムの製造方法において、２５℃における蒸気圧が０〜１．３３×１０３Ｐａ（１０ｍｍＨｇ）である有機化合物を反応溶液１００体積％に対し、１〜５０体積％添加する技術が開示されている（特許文献３参照）。これらの従来技術はシリコンウエハや半導体基板等の丸形基板上に塗布することを想定しており、近年のサイズが大きくなりつつあるＴＦＴ基板等の角形大型ガラス基板にスピン塗布方式で塗布する場合、その四隅にまで平滑な塗膜を得るためにはより乾燥を起こしにくくする必要がある。
【特許文献１】特開平６−２４４１７１号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００３−２１１０７０号公報（第２−４頁）
【特許文献３】特開２００３−８９５１３号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる状況に鑑み、本発明は、高品位な光学材料や表示装置材料に求められる耐熱性、透明性、平坦性、高硬度、耐クラック性といった性能が得られ、スピン塗布と減圧乾燥を用いる膜形成工程に適したコーティング用組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、（ａ）一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物、および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーと、（ｂ）２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒であって異なる蒸気圧値を示す該有機溶媒を２種類以上含有するコーティング用組成物の、（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下であることを特徴とするコーティング用組成物である。
【０００８】
【化１】
【０００９】
（Ｒ１、Ｒ６は、それぞれ同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。ｍは１〜１０００の範囲である。）
【００１０】
【化２】
【００１１】
（Ｒ７は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ８は、同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。ｎは０〜２の整数である。）
【発明の効果】
【００１２】
本発明のコーティング用組成物から得られた膜は、塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、平坦化性のすべてが優れており、特にＴＦＴ用の平坦化膜として有用である。また本発明の組成物から得られた膜を平坦化膜として用いた表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明において、（ａ）成分は、一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解縮合されることによって得られるシロキサンポリマーである。このシロキサンポリマーは、一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物を加水分解縮合して得られるもの、一般式（１）で表される化合物と一般式（２）で表されるシラン化合物との加水分解縮合で得られるもの、一般式（２）で表されるシラン化合物の加水分解縮合で得られるものを指す。
【００１４】
本発明で用いる一般式（１）で表されるポリシロキサンは、通常線状ポリシロキサンと称される。
【００１５】
【化３】
【００１６】
Ｒ１、Ｒ６は、それぞれ同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。ｍは１〜１０００の範囲である。
【００１７】
一般式（１）中のＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基およびこれらの基を有する置換基を表し、具体例としては、水素、炭素数は１〜１０までが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、フェニル基、トリル基、ナフチル基などのアリール基、ビニル基、アリル基、アクリロイルオキシプロピル基、などのアルケニル基および、トリフルオロメチル、トリフルオロメチルエチル基などのフルオロ置換体、３−グリシドキシプロピル基などのエポキシ置換体、３−アミノプロピル基などのアミン置換体などが挙げられるが、これらに限定されず、また、それらは同じでも異なっていてもよい。また、Ｒ６は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、アセチル基が挙げられ、それぞれ同じでも異なっていても良い。
【００１８】
また、下記に説明する一般式（２）で表されるオルガノシラン化合物との相溶性、および誘電率の観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５のフェニル基含有率が好ましくは１〜１００モル％、さらに好ましくは３〜７０モル％であることが好ましい。フェニル基が少ないと相溶性が悪くなり、多いと膜の誘電率が高くなる。またフェニル基含有率が耐クラック性の向上に大きな効果を有する。
【００１９】
一般式（１）中のｍは、一般式（２）で表されるオルガノシランとの相溶性の観点から、好ましくは１〜１０００、さらに好ましくは２〜１００、さらに好ましくは、３〜５０であることが好ましい。ｍが１０００より大きいと、膜に白濁が生じたり、可視光線の透過率が低下したりする。
【００２０】
一般式（１）で表される線状シロキサンの具体例として、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジメチルシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジエトキシジシロキサンや、“ＤＭＳ−Ｓ１２”（分子量４００〜７００の分布を持つ）、“ＤＭＳ−Ｓ１５”（分子量１５００〜２０００の分布を持つ）、“ＤＭＳ−Ｓ２１”（分子量４２００）、“ＤＭＳ−Ｓ２７”（分子量１８０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３１”（分子量２６０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３２”（分子量３６０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３３”（分子量４３５００）、“ＤＭＳ−Ｓ３５”（分子量４９０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３８”（分子量５８０００）、“ＤＭＳ−Ｓ４２”（分子量７７０００）、（以上商品名、ゲレスト社製シラノール末端ポリジメチルシロキサン）“ＰＳＤ−０３３２”（分子量３５０００、ジフェニルシロキサンを２．５−３．５モル％共重合している）、“ＰＤＳ−１６１５”（分子量９００〜１０００の分布を持つ、ジフェニルシロキサンを１４〜１８モル％共重合している）、“ＰＤＳ−９９３１”（分子量１０００〜１４００の分布を持つ）（以上商品名、ゲレスト社製シラノール末端ジフェニルシロキサンおよびシラノール末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー）などが挙げられるがこれに限定されない。
【００２１】
本発明において一般式（２）で表されるオルガノシランは、２官能、３官能または４官能のシラン化合物である。
【００２２】
【化４】
【００２３】
Ｒ７は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびこれらの基を有する置換基を表す。Ｒ８は、同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびこれらの基を有する置換基を表す。ｎは０または１または２である。
【００２４】
一般式（２）中のＲ７は、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびこれらの基を有する置換基を表し、具体例としては、水素、炭素数１〜１０までが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基などのアリール基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基および、トリフルオロメチル、トリフルオロメチルエチル基などのフルオロ置換体、３−グリシドキシプロピル基などのエポキシ置換体、３−アミノプロピル基などのアミン置換体などが挙げられるが、これらに限定されず、また、それらは同じであっても異なっていてもよい。また、Ｒ８は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、アセチル基が挙げられ、それぞれ同じでも異なっていても良い。
【００２５】
一般式（２）中のｎは０〜２の整数であり、ｎ＝０が４官能性シランであり、ｎ＝１が３官能性シランであり、ｎ＝２が２官能性シランである。４官能性シランは膜の緻密性を向上させる利点がある反面、耐クラック性の低下に繋がるため、４官能シラン化合物／２官能または３官能のシラン化合物のモル比は０．１以下であることが好ましい。
【００２６】
一般式（２）で表されるオルガノシラン化合物において、２官能性シランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジセトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジクロロシランなどが挙げられる。
【００２７】
３官能性シランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルメトキシシラン、トリフルオロメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジグリシジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシシプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、フェニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、メチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロオクチルトリクロロシラントリフルオロプロピルトリクロロシランなどが挙げられる。などが挙げられる。
【００２８】
４官能性シランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラクロロシランなどが挙げられる。もちろん本発明では、これらに限定されない。
【００２９】
一般式（１）および（２）で表される化合物の各々の特性により、（ａ）成分のシロキサンポリマーを構成する組合せとしては、３官能性シランのみからなる組み合わせ、３官能性シランとポリシロキサンからなる組み合わせ、３官能性シランと２官能性シランからなる組み合わせ、３官能性シランと４官能性シランからなる組み合わせ、２官能性シランと４官能性シランからなる組み合わせ、２官能性シランとポリシロキサンからなる組み合わせ、２官能性シラン、３官能性シランおよび４官能性シランからなる組み合わせ、３官能性シラン、４官能性シランおよびポリシロキサンからなる組み合わせ等が挙げられるがこれらに限定されない。これらの組み合わせの中で、２官能性シランまたはポリシロキサンを含む組み合わせは、３官能性シランのみからなる組み合わせに比べ、耐クラック性や保存安定性に優れた性質を得ることができる。また、４官能性シランを含む組み合わせは３官能性シランのみからなる組み合わせに比べ高硬度となる性質を得ることができる。さらに２官能性シランまたはポリシロキサンと４官能性シランの両方を含む組み合わせは、３官能性シランのみからなる組み合わせに比べ耐クラック性や保存安定性に優れ、また膜硬度の高い性質を得ることができるが、この場合それぞれの原料添加割合によってその特性を幅広く変えることができる。
【００３０】
なかでも一般式（２）で表されるシラン化合物でｎ＝３の３官能性シラン化合物から加水分解縮合して得られるシロキサンポリマーに対し、一般式（１）で表される両末端がシラノールまたは加水分解性基である線状ポリシロキサンおよび一般式（２）で表されるシラン化合物でｎ＝２の２官能性シラン化合物を共重合していくことで、貯蔵安定性、耐クラック性、耐熱性、透明性、低誘電率性のすべてにおいて優れた効果を有するシロキサンポリマーを得られるようになる。特に、貯蔵安定性については、線状シロキサンが重要な働きをしている。一般式（１）で表される線状ポリシロキサンと一般式（２）で表されるシラン化合物との部分縮合物（つまり、シラノール基含有オルガノシロキサンポリマーを意味する）では、一般式（１）で表される線状ポリシロキサンが橋かけ的に存在するため、この線状ポリシロキサンが立体障害となり、ゲル化反応が遅くなる（つまり、シラノール基含有オルガノシロキサンポリマー分子間の縮合反応速度が遅くなる）ので、貯蔵安定性が増したと考えられる。また、耐クラック性については一般式（２）で表されるシラン化合物でｎ＝２の２官能性シラン化合物の添加が重要な働きを示す。すなわち、２官能性シランを添加することで、ポリシロキサンの架橋密度が低下し、膜応力の増大を抑えクラックの発生を防ぐ効果が得られる。この場合、特に２官能性シラン１モルに対して、３官能性シランを４〜１０モル含有するシラン混合物を用いることが、耐クラック性、平坦化性、塗布性、硬度、透湿性のすべて満足する被膜を得るためには必要である。さらに、４官能性シランの含有率が膜硬度に大きく作用している。すなわち、４官能性シランを添加することで、ポリシロキサンの架橋密度が増し、膜硬度が向上する。
【００３１】
一般式（１）および（２）の化合物の好ましいモル比としては、例えば２官能性シラン、３官能性シランおよび４官能性シランからなる組み合わせにおいては、４官能性シラン１モルに対して、２官能または３官能性シランは合わせて１０モル以上が好ましい。また、３官能性シランと２官能性シランからなる組み合わせにおいては、２官能性シラン１モルに対して、３官能性シランは４〜１０モルが好ましい。
【００３２】
また、シラン化合物は、一般式（２）で表される２官能性シラン１モルに対して、Ｓｉ（ＯＲ８）４で表される４官能性シランを５モル以下含有することもできる。ただし、４官能性シランの使用は、膜の緻密性を向上させる利点がある反面、耐クラック性の低下に繋がるため、２官能性シラン１モルに対して、好ましくは２モル以下が良い。
【００３３】
また、（ａ）成分であるシロキサンポリマーから、２官能性シラン、３官能性シラン、４官能性シランの組成比は、例えば２９Ｓｉ−ＮＭＲにより分析することが可能である。また得られたシロキサンポリマーの構造については、２９Ｓｉ−ＮＭＲ、より好ましくは１Ｈ−２９Ｓｉ−二次元ＮＭＲ法（ＨＭＢＣ法）を用いることにより、分析することができる。
【００３４】
分析条件としては、例えば、２９Ｓｉ−ＮＭＲについては
観測周波数 ５３．６７１ＭＨｚ、
観測範囲 １５０１５Ｈｚ、
データポイント １６８３４、
測定モード ＳＧＮＮＥ（１Ｈゲーテッドデカップル、２９Ｓｉ定量モード）、
パルス幅 ５．５μｓｅｃ（２９Ｓｉ ３０°パルス）
積算繰り返し ７５ｓｅｃ、
積算回数 ４０９６回、
溶媒 ＣＤＣｌ３、
試料濃度５０ｗｔ％、緩和試薬アセチルアセトンクロム（III）塩（１０−２ｍｏｌ／ｋｇ）、測定温度 室温である。
【００３５】
１Ｈ−ＮＭＲについては、
測定周波数 ２７０．１６７ＭＨｚ、
観測範囲 ４０００Ｈｚ、
データポイント １６３８４、
測定モード ＳＧＮＯＮ（１Ｈシングルパルス）、
パルス幅 ９．０μｓｅｃ、
積算繰り返し ７ｓｅｃ、
積算回数 ３２回、
試料濃度 原液（希釈なし）、
測定温度 室温である。
【００３６】
本発明のシロキサンポリマーにおいては、一般式（１）で表される線状シロキサンのシラン原子モル数１モルに対して、一般式（２）で表されるオルガノシランのシラン原子モル数が０．３〜５０モル、さらに好ましくは１〜１０モルになるように各材料を調整する。この範囲を満たすことによって高硬度、耐クラック性、相溶性、貯蔵安定性に優れた被膜が得られる。
【００３７】
一般式（１）で表される線状ポリシロキサンは熱分解温度が３００℃以上であるので、線状ポリシロキサンのシラン原子モル数１モルに対して、一般式（２）で表されるシラン化合物のシラン原子モル数が０．３モル未満であると、コーティング後、通常の３００〜５００℃の加熱によっては硬化せず、膜が形成できない。また、５０モルを超えると、線状ポリシロキサンの貯蔵安定性の効果が全く機能しないので５０モル以下が好ましい。貯蔵安定性を向上させるには上記の範囲を満たすことが好ましい。なお、シラン化合物のシラン原子モル数が０．３モル〜１モル未満の範囲では、膜形成は可能となるものの、基板との接着性が十分でないことがある。また１０モルを超えると、貯蔵安定の効果は機能するがその効果は１０モル以下に比べ弱まる傾向にある。
【００３８】
また、シロキサンポリマー中のフェニル基の含有率が５〜７０モル％、好ましくは１０〜５５モル％であることが、耐クラック性と硬度を両立させる観点から好ましい。フェニル基含有率が７０モル％を越える場合には、形成した膜が白濁したり、透過率が低下したり、硬度が低下したり、誘電率が大きくなるという問題が生じる。また、フェニル基含有率が５モル％未満の場合には、耐クラック性が低下する。フェニル基の含有率は、例えば、シロキサンポリマーの２９Ｓｉ−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したＳｉのピーク面積とフェニル基が結合していないＳｉのピーク面積の比から求めることができる。
【００３９】
本発明のコーティング用組成物をＴＦＴ基板の平坦化膜に用いる場合は、ＴＦＴ基板の製造工程では平坦化膜を熱処理形成後に、２００℃以上５００℃以下の熱処理があるため、コーティング用組成物にはこれらの熱処理を施してもクラックを発生しないことが求められる。基板上に塗布、加熱処理した後の塗膜の残留応力が高いほど、塗膜のクラックや基板の反りを引き起こす。６インチのシリコンウエハ上に熱処理後の膜厚が１μｍとなるように形成した場合、クラックを発生させないためには４５ＭＰａ以下であることが好ましい。より好ましくは４０ＭＰａ以下である。
【００４０】
本発明では、一般式（１）で表されるポリシロキサン、一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれる化合物の混合物に水と触媒を加え、加水分解および部分縮合させることにより、（ａ）シロキサンポリマーが得られる。
【００４１】
加水分解および部分縮合反応は無溶媒でも良いが、通常は溶媒中で行われる。反応溶媒は有機溶媒が好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ｎ−オクタノール、ｎ−デカノール、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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アルキレングリコール類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジｎ−ブチルエーテル、ジフェニルエーテルなどのエーテル類、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノンなどのケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、エチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノールアセテートなどのアセテート類、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、メシチレン、ジイソプロピルベンゼンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。シロキサンポリマーの溶解性の点から、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルエーテル、ジｎ−ブチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、３−メチル−３−メトキシブタノール等が好ましい。溶媒の量は任意に選択可能であるが、線状ポリシロキサンおよび／またはシラン化合物の反応溶液中にしめる重量濃度が５〜９０重量部の範囲で用いるのが適しており、より好ましくは２０〜６０重量部である。
【００４２】
加える水はイオン交換水が好ましい。水の量は任意に選択可能であるが、シラン原子１モルに対して、０．５〜４モルの範囲で用いるのが好ましい。
【００４３】
また、加水分解および部分縮合反応には、酸あるいは塩基触媒を用いることができる。塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、リン酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂などの酸触媒、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシランなどの塩基触媒が挙げられる。より好ましくは酸性触媒を用いることである。一般に、塩基性触媒を用いると３次元架橋構造を取りやすく、ポリマーの２次元構造が球状となるため、段差被覆性に劣ることが知られている。本発明では、酸性触媒を用いることにより、ポリマーの２次元構造がより線状となるため、段差被覆性に優れる。
【００４４】
また、反応温度は反応系の凝固点から沸点の範囲で通常選択されるが、通常５０〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃であり、反応時間は、０．５〜１００時間である。また沸点以上の温度で加圧状態で反応することも可能である。そのほかシロキサンポリマーの重合度を上げるために、再加熱もしくは塩基触媒の添加を行うことも可能である。
【００４５】
また、コーティング用組成物から得られる膜の脱ガス量を低減するために、シラン化合物を加水分解する際に副生するアルコールの沸点が低いことが好ましく、一般式（１）のＲ１およびＲ６、一般式（２）のＲ８がメチル基もしくはエチル基であることが好ましい。さらに好ましくは、Ｒ１、Ｒ６およびＲ８がメチル基である。
【００４６】
本発明のコーティング用組成物において、塗布液にはシラン化合物の加水分解により副生したアルコールまたはカルボン酸、水を実質的に含まないことが好ましい。好ましくは、水はコーティング用組成物に対して組成物中の水の含有量は、０．１〜２重量％、より好ましくは０．１〜１．５重量％、特に好ましくは０．１〜１重量％であることが、上記塗布均一性を更に向上させるため好ましい。従って、反応溶液からシラン化合物の加水分解により副生アルコール、カルボン酸を除去する必要がある。除去する方法としては特に限定されないが、好ましいのは、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメトキシエタンなどの疎水性有機溶剤を用いて該反応溶液からシロキサンポリマーを抽出し、その有機層を水洗する方法、あるいは、加熱することによって副生したアルコールまたはカルボン酸および水を留出させる方法である。
【００４７】
塗布性、貯蔵安定性の向上のためには、副生したアルコールを除去するほか、反応溶液から水、あるいは触媒をも除去することができる。
【００４８】
副生したアルコールを除去した後のシロキサンポリマーあるいは、シロキサンポリマー溶液に必要に応じて、溶剤を追加することができる。ポリマー濃度は、５〜８０重量％とするのが好ましく、さらには、１０〜６０重量％とするのが好ましい。
【００４９】
本発明のコーティング用組成物は、有機溶媒として（ｂ）成分を有する。（ｂ）成分とは、２０℃における蒸気圧が１００Ｐａ以下の異なる蒸気圧値を示す有機溶媒を２種類以上含有することをいう。また本発明は（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下である。より好ましくは９０重量％以上１００重量％以下である。（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％未満であると、２０℃における蒸気圧が１００Ｐａより大きい揮発性の高い溶剤が有機溶媒全量に対して２０重量％以上含まれ、揮発性の高い溶剤の存在が無視できなくなり、スピン塗布時に塗膜中央から基板周辺に向かって放射状のスジ（ストリエーションという）が発生しやすい。
【００５０】
本発明で用いる２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒の具体例としては、例えばｎ−オクタノール、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、エチルヘキシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、３−メトキシ−３−メチルブタノール、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコールジアセテート、２，５−ヘキサンジオール、２，４−ヘプタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、２−ピロリドン等が挙げられるがこれらに限定されない。これら低蒸気圧溶剤は２種類以上組み合わせて用いられる。
【００５１】
２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒は反応溶媒として用いることもできるし、反応後に希釈などを目的として添加しても良いが、希釈溶媒として後から添加することが好ましい。反応溶媒として用いるときは単独もしくは混合して用いることができる。希釈溶媒として後添加するとき、反応溶媒を単独溶媒で行った場合はそれと異なる溶媒を少なくとも１種含むように単独または混合して添加しても良いし、反応溶媒を複数混合して用いた場合は、後添加溶媒はその反応溶媒と同じでも異なっていても良く、単独または混合して添加することができる。
【００５２】
本発明の組成物には上記低蒸気圧溶剤に該当しない溶剤、すなわち２０℃での蒸気圧が１００Ｐａより大きい有機溶剤を有機溶媒全量に対して０重量％以上２０重量％未満、より好ましくは０重量％以上１０重量％未満含有することができる。具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルプロピオネート、乳酸メチル、乳酸エチル、ジアセトンアルコール、γ−ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【００５３】
本発明の（ｂ）成分である２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶剤は、異なる蒸気圧値を示す溶剤を２種類以上用いるが、好ましくは２０℃における各々の蒸気圧差が１０Ｐａ以上７０Ｐａ未満である。蒸気圧差がこの領域である溶剤を用いることで、減圧乾燥工程において複数の溶剤が緩やかに蒸発し、塗膜表面の平滑性が損なわれにくい。蒸気圧差が７０Ｐａ以上であると減圧条件下での有機溶媒の緩やかな蒸発の連続性に乱れが生じる可能性があり、また蒸気圧差が１０Ｐａ未満になると溶媒の蒸気圧差による緩やかな連続的蒸発の効果が薄れ、もはや単独溶媒の蒸発と類似した蒸発挙動を示すようになり、例えば突沸等の好ましくない現象が起こり塗布膜の均一性を著しく損なう問題がある。
【００５４】
本発明における（ｂ）成分の２０℃における蒸気圧が１００Ｐａ以下の２種類以上の有機溶媒において、少なくとも１種は２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃより大きい有機溶剤であることが好ましい。なお（ｂ）成分を構成するすべての有機溶剤が２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃ以下であると、本コーティング用組成物の粘度が上昇しやすくなり保存安定性が悪化する場合がある。２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃより大きい有機溶剤としては例えば、３−メトキシ−３−メチルブタノール、１，３−ブチレングリコール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−ブタンジオール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒はシロキサンポリマーの反応溶媒として好適に用いることができる。
【００５５】
コーティング用組成物中の（ｂ）成分は、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーなどの一般的な分離分析方法を用いて同定することが可能である。さらに、例えば「溶剤ハンドブック（講談社；浅原照三ほか編）」などで調べることにより、同定された溶剤の沸点、水に対する溶解度、蒸気圧などの物性値を知ることができる。
【００５６】
本発明のコーティング用組成物は、公知の方法によって基板上に塗布し、乾燥、加熱処理することによって、硬化膜となる。
【００５７】
用いる基板は、ガラス、シリコン、セラミック、金属、プラスチックなどが挙げられる。また、これらを下地基板にしてＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉなどをスパッタ、ＣＶＤや蒸着で成膜したもの、およびこれら材質から成るＴＦＴ基板などの素子付き基板のことである。ここで、ＴＦＴとは表示装置を駆動させるスイッチング素子としての薄膜トランジスタのことである。これらの基板は段差のない平滑なものであっても良いし、０．０１〜３μｍの段差があるものを用いても良い。加熱処理後のコーティング用組成物の膜厚は、０．１〜２０μｍが好ましく、段差基板の場合は段差に対して０．１倍〜１０倍の膜厚、より好ましくは０．５倍〜５倍である。
【００５８】
塗布する方法としては、スピンコート、スリットアンドスピンコート、スリットコート、ロールコート、スプレーコート、ディップコート、スキャンコートなどやインクジェットを用いた塗布方法を挙げることができるが、本発明のコーティング用組成物が効果を発揮する塗布方式はスピンコート、スリットアンドスピンコート、スリットコートであり、もっとも効果を発揮する塗布方式はスピンコートである。
【００５９】
塗布後の塗布膜から溶剤を除去することによって乾燥した塗布膜を得ることができる。塗布後の塗布膜から溶剤を除去する方法は、塗布膜基板を減圧条件下に置くことによって行うこともできるし、また塗布膜基板を加熱することにより溶媒を除去することもできるが、本発明のコーティング用組成物が最も効果を発揮するのは減圧条件下に置くことである。
【００６０】
一般に、減圧乾燥を行うには真空室を用いる。真空室には塗布基板を静置するための静置台が設けられており、基板保持用突起部に塗布基盤を載せて静置する。その後真空室内を減圧し、溶剤の除去を行う。基板静置台は溶媒の揮発により基板温度が低下するのを防いだり、また基板を加熱して溶剤の除去を促す目的で、温度調整プレートとなっている。減圧条件は溶剤の蒸気圧によってその都度調節されるが、通常１０秒から１０分かけて真空室内の真空度を大気圧から１００Ｐａ以下に下げて行われる。乾燥後の膜厚は０．３〜２０μｍであることが好ましい。
【００６１】
加熱によって塗布膜を乾燥する場合、乾燥温度は５０〜２００℃、乾燥時間は１分〜３時間、乾燥後の膜厚は０．３〜２０μｍであることが好ましい。
【００６２】
次いで加熱処理を行うが、これは、塗布したコーティング用組成物を加熱し、加水分解および縮合反応を進行させ、脱水・脱アルコールを行う工程である。加熱温度は、２００℃以上５００℃以下、好ましくは２５０℃以上４５０℃以下である。加熱方法は、オーブンやホットプレートを用いた加熱方法が一般的であるが、他にＵＶ照射なども挙げられる。加熱雰囲気は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス、あるいは酸素を含んだ空気中でも好ましく用いられる。加熱処理後の硬化膜の脱ガスを低減させるには、脱ガスの原因となる硬化膜中の残留物をより効果的に熱分解することができるように、空気中で処理することが好ましい。
【００６３】
膜の硬度、高温高湿耐性を向上させる目的で、金属アルコキシド、あるいは該金属アルコキシドから誘導される金属キレート化合物を添加することもできる。これら化合物は、膜の硬化温度を下げる効果がある。これにより、本発明のコーティング用組成物を硬化させる温度が３００℃以下であっても、高温高湿耐性に優れた硬化膜を得ることができる。
【００６４】
本発明において用いられる金属アルコキシドは、Ｍ（ＯＲ”）ｐで表される。Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金属原子である。Ｒ”は同一もしくは異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、およびこれらの基を有する置換基を表わす。また、ｐは金属原子Ｍの原子価を意味する。
【００６５】
Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金属原子である。ボロン、マグネシウムなどは、反応性がシリコンアルコキシドと同程度であるために低温硬化に効果がなかったり、あるいは、反応性が極端に高すぎて実用的でない。チタン、ジルコニウム、アルミニウムのアルコキシド化合物を用いた場合、被膜の硬化温度を下げる効果があり、高温高湿耐性に優れた被膜を得ることができる。さらには、ジルコニウムを用いた場合は、被膜の強靱性の向上に非常に有効であることから、特にジルコニウムアルコキシド、あるいはジルコニウムアルコキシドのキレート化合物を用いるのが好ましい。
【００６６】
Ｒ”は、例えば水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、アセチル基、β−メトキシエトキシ基などの置換アルキル基などが挙げられる。具体例としては、テトライソプロポキシチタン、テトラノルマルブトキシチタン、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラノルマルブトキシジルコニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリノルマルブトキシアルミニウムなどが挙げられる。
また、本発明において用いられる金属キレート化合物は、Ｍ（ＯＲ”）ｐで表される金属アルコキシドから誘導される金属キレート化合物である。金属キレート化合物は、金属アルコキシドにキレート剤を反応させることにより容易に得られ、下記に示されるようなものが好ましい。
【００６７】
【化５】
【００６８】
Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金属原子である。Ｒ”は同一もしくは異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、およびこれらの基を有する置換基、Ｒ９は同一もしくは異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基およびこれらの基を有する置換基を表す。また、ｓは金属原子Ｍの原子価、ｔは０〜（ｓ−１）の数を意味する。
【００６９】
キレート剤の例としては、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタンなどのβ−ジケトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイル酢酸エチルなどのβ−ケト酸エステルなどを用いることができる。
【００７０】
金属アルコキシドは種々の化学理論量のキレート化剤と反応して相当する金属キレート化合物となるため、用いるキレート化剤の量は金属アルコキシド１モルに対して、０．１〜１０モルの範囲で、成分（ａ）であるシロキサンポリマーの反応性に応じて決めることが好ましい。すなわち、成分（ａ）の反応性が低い場合には、金属アルコキシドあるいは低配位の金属キレート化合物を用いることができるが、成分（ａ）の反応性が高い場合には、より加水分解安定性が高い高配位の金属キレート化合物を用いるのが好ましい。
【００７１】
金属アルコキシド、または金属キレート化合物の割合は、シロキサンポリマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量部である。混合方法としては、常温での混合した後、１時間〜１日程度の放置、あるいは沸点以下での加熱処理を行うのが好ましい。
加熱処理後の膜の誘電率を低下させる目的で、熱分解性化合物を添加することもできる。本発明で用いられる熱分解性化合物は、膜を形成する有機溶媒に可溶であることが好ましい。熱分解性化合物はトリエタノールアミン、アミンにポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、ポリプロピレンオキシド（ポリプロピレングリコール）等が付加した基を有する化合物等の３級アミン化合物、３級りん化合物やポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、ポリプロピレンオキシド（ポリプロピレングリコール）、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート等、脂肪族ポリカーボネート、例えばポリプロピレンカーボネート、ポリエチレンカーボネート等、ポリ乳酸、ポリプロビレン、ポリエチレン、ポリブタジエン等であり、これらの一部に（a）成分であるシロキサンポリマーとイオン結合、水素結合、分子間力相互作用の少なくとも１つを有する基が含まれている化合物が好ましい。さらに、上記に挙げた化合物同士が自己集合的に集まる相互作用力よりも、シロキサンポリマーへのイオン結合力や水素結合力や分子間力相互作用力が同じもしくはそれより大きいことが好ましい。
【００７２】
また、シロキサンポリマーとイオン結合、水素結合、分子間力相互作用する熱分解性化合物の基として、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、アミド基、アミノ基、芳香環、カルボキシル基、水酸基、炭素数６以上の長鎖脂肪族基等が含まれていることが好ましい。また、シロキサンポリマーとの絡み合いを大きくするために熱分解性化合物は、分岐状であることが好ましい。また、熱分解性化合物の分岐状態は、櫛状、星状、樹木状が、空孔径や空孔の形が均一であるという点から好ましい。
【００７３】
本発明で用いる熱分解性化合物は１５０℃より高い、好ましくは２００℃より高い分解温度を有することが望ましい。また、熱分解性化合物はその分解温度で非毒性のガスに分解するのが好ましい。
【００７４】
本発明の塗布液においては、２官能性シランを用いる場合、３官能性シラン、４官能性シランを用いた場合に比べて膜が硬化しにくいことがあり、膜硬化剤を用いることもできる。膜硬化剤としては、熱によって酸、あるいは塩基を発生する化合物、および、光によって酸、あるいは塩基を発生する化合物が好ましい。具体的には、熱あるいは光によって酸を発生する化合物として、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレート、ピロガロールトリトシレート、ピロガロールトリメシレート、トリ（ニトロベンジル）フォスフェート、トリアニソインフォスフェート、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩など、熱あるいは光によって塩基を発生する化合物として、ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、ジ（メトキシベンジル）ヘキサメキレンジカルバメートなどを挙げることができる。これらの化合物の使用量としては、シロキサンポリマーに対して、０．０１〜２０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１０重量％である。
【００７５】
さらに、本発明に用いられる塗布液には、膜硬化剤のほか、必要に応じて、粘度調整剤、界面活性剤、安定化剤、着色剤、ガラス質形成剤などを添加することができる。
【００７６】
ここで、粘度調整剤とは、増粘材、減粘材、ゲル化剤、安定化剤などを指し、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、メチルセルロース、グアーガム、カジブビーンガム、タラガム、タマリンドシードガム、アラビアガム、トラガントガム、カラヤガム、アルギン酸、カラギナン、キサンタンガム、ジエランガム、カードラン、ペリチン、キチン、キトサン、キトサミンなどが挙げられる。
【００７７】
界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩などの陰イオン界面活性剤、脂肪族アミン塩、塩化ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などの陽イオン界面活性剤、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイドなどの両性界面活性剤、ポリエオキシエチレンアルキルエーテル、単一鎖長ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポロキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エーテル型）、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油および硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩（エーテルエステル型）、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル（エステル型）、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポロキシエチレンアルキルアミン（含窒素型）、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００７８】
着色剤としては、例えば、塩基性や酸性の水溶性、アゾ系、アンスラキノン系、ペリレン系、酸化物、硫化物、フェロシアン化物、クロム酸塩などの染料、硫酸塩、炭酸塩、珪酸塩、炭素、金属粉、アゾ系、縮合アゾ系、インジゴ系、フタロシアニン系、アンスラキノン系、キノフタロン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、ジアリライド系、イソインドリノン系、金属錯塩などの顔料が挙げられる。
【００７９】
ガラス質形成剤としては、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩などが挙げられる。
【００８０】
また、本発明のコーティング用組成物は、膜の絶縁性能の観点から、クロム、鉄、ニッケル等の重金属、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、塩素、臭素等のハロゲンなどの元素含有濃度が低いことが望ましい。具体的には、コーティング用組成物中における該元素類の濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｂ以下、より好ましくは、１０ｐｐｂ以下である。
【００８１】
本発明に用いられる塗布液は、予めろ過によりパーティクルを除去して用いられる。ろ過フィルターの材質としては、四フッ化ポリエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン６６等がありいずれのフィルターを用いても良い。フィルター孔径としては１μｍ、０．５μｍ、０．２μｍ、０．１μｍ、０．０７μｍ、０．０５μｍ、０．０３μｍ等が用いられる。
【００８２】
本発明における塗布性は、基板上に塗布したときに基板中央から基板周辺に向かって放射状スジ（ストリエーションという）の有無に関する。
【００８３】
また、必要に応じて本発明のコーティング用組成物と基板との塗れ性を向上させる目的で、界面活性剤、乳酸エチルなどのエステル類、エタノールなどのアルコール類、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類を混合しても良い。また、二酸化ケイ素、二酸化チタンなどの無機粒子、あるいはポリイミドの粉末などを添加することもできる。
【００８４】
本発明における乾燥安定性とは、塗布基盤を減圧乾燥処理した後に、凸状の突沸痕や不規則箇所に発生する凹みなどの塗膜乾燥欠陥個数に関する。この塗膜乾燥欠陥個数は３００ｍｍ×３５０ｍｍの基板に対して、１０個以下、好ましくは３個以下、より好ましくは１個以下である。単位面積当たりでは０．００９５個／ｃｍ２以下、好ましくは０．００２９個／ｃｍ２以下、より好ましくは０．０００９個／ｃｍ２以下である。
【００８５】
本発明における耐クラック性とは、基板に塗布、乾燥、加熱処理を行った後に、光学顕微鏡下で観察されるクラックの発生に対する耐性を意味し、クラックが発生しないことが求められる。耐クラック性のテストを行う際には、基板に段差のない平滑なものを用いても良いし、０．３〜２μｍの段差があるものを用いても良い。加熱処理後のコーティング用組成物の膜厚は、０．３〜２０μｍが好ましい。
【００８６】
耐クラック性と膜の残留応力には相関があり、残留応力が小さいほど耐クラック性は向上する。残留応力とは、塗膜の付いていない基板をリファレンスとして塗膜付きの基板を熱処理したときに発生する内部応力のことである。測定には薄膜応力測定装置を用いる。薄膜応力測定装置の測定原理が、レーザー光を基板に当て、その反射角度をリファレンスと比較して内部応力を換算するため、基板にはレーザー光を反射できる鏡面の金属基板、または鏡面の金属膜で覆われている基板を用いることが好ましい。鏡面仕上げのシリコンウエハ、アルミニウム膜付基板などが好ましく用いられる。加熱処理後の内部応力を測定するには、薄膜応力測定装置内で塗膜付き基板を加熱処理し、２５℃まで冷却して残留応力を読みとるか、薄膜応力測定装置外で加熱処理を行い（例えばオーブンやホットプレートを用いる）、２５℃にて応力を測定する方法などがある。ここで熱処理とは、乾燥後の加熱処理、高温アニール処理など、加熱するあらゆる工程のことである。
【００８７】
一般にＴＦＴ素子は、素子の信頼性向上を目的として、３００℃以上の高温アニール処理を施す必要がある。この際、従来のシリカ系コーティング剤を平坦化膜として用いると、高温アニール処理時のためにクラックがより発生し易かった。これは、シリカ系コーティング剤を塗布・加熱処理すると、アルコキシシランが加水分解および縮合するため塗膜に内部応力が生じ、さらに３５０℃以上の高温アニール処理をすると塗膜中の有機基の熱分解が進行するため、内部応力がさらに増大することが原因とされる。
【００８８】
本発明は、高温アニール処理後の塗膜の残留応力が４５ＭＰａ以下のときにクラックが発生しないことが見いだされたものであり、特に、３５０℃以上４２０℃以下の温度で加熱処理を行った後の塗膜の残留応力が４５ＭＰａ以下であるとクラックが生じない。
【００８９】
上記の特性に加えて、ＴＦＴ用平坦化膜としては平坦化性や高温高湿耐性が求められる。本発明における平坦化性とは段差埋め込み性のことであり、段差を有する基板に塗布したときに、塗布前の段差に対する塗布後の段差の関係から評価されるものである。平坦化性のテストでは、０．３〜２μｍの段差を有する基板を用い、コーティング用組成物を基板に塗布、乾燥、加熱処理し、０．１〜１０μｍの膜厚を形成し、塗布前の段差Ａμｍに対して塗布後の埋め込まれた段差Ｂμｍとしたときの、平坦化率Ｐで評価する（下記式）。一般に、平坦化率Ｐは５０％以上、より好ましくは７０％以上である。
Ｐ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００。
【００９０】
また、本発明における高温高湿耐性とは、高温高湿条件下でのコーティング膜の耐性のことを表す。具体的には、高温高湿条件（例えば、１２１℃、２×１０５Ｐａ、１００％ＲＨ）に曝露した後、クラックや剥離などが観察されないことが好ましい。
【００９１】
以下に、本発明のコーティング用組成物を平坦化膜として用いたＴＦＴ基板を作製し、その基板上に有機ＥＬ素子を作製した表示装置について説明する。
【００９２】
液晶や有機ＥＬディスプレイの表示素子を駆動するための薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下ＴＦＴと記す）を設けるアクティブマトリックス型の表示装置は、基板上に設けられたＴＦＴおよび配線を覆う状態で平坦化膜が設けられ、この平坦化膜上に表示素子が設けられている。また、表示素子と配線とは、平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されている。本発明のコーティング用組成物は、この平坦化膜として用いることができる。
【００９３】
図１に示す表示装置は、基板６上に、ボトムゲート型またはトップゲート型のＴＦＴ１が行列状に設けられており、このＴＦＴ１を覆う状態で絶縁膜３が形成されている。また、この絶縁膜３上にＴＦＴ１に接続された配線２が設けられている。さらに絶縁膜３上には、配線２を埋め込む状態で平坦化膜４が設けられている。平坦化膜４には、配線２に達するコンタクトホール７が設けられている。そして、このコンタクトホール７を介して、配線２に接続された状態で、平坦化膜４上に表示素子（例えば有機ＥＬ素子）が設けられている。この有機ＥＬ素子は、ガラス基板６と反対側から発光光を放出するトップエミッション型でも良いし、基板６側から光を取り出すボトムエミッション型であっても良い。このようにして、各有機ＥＬ素子にこれを駆動するためのＴＦＴ１を接続したアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００９４】
本発明のシロキサンポリマーを含有したコーティング用組成物は光導波路のコアやクラッド材のほか、半導体装置の拡散防止膜、層間絶縁膜、バッファーコート膜、平坦化膜、液晶ディスプレーの保護膜、位相シフター用材料、電荷結合素子用平坦化膜材料、各種保護膜など、あるいは液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置の保護膜などの用途に好適に用いられる。
【実施例】
【００９５】
以下実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、実施例中のコーティング用組成物の評価は以下の方法である。
【００９６】
＜評価方法＞
塗布性（ストリエーションの有無）
３００ｍｍ×３５０ｍｍ×０．７ｍｍの無アルカリガラス上に、コーティング用組成物をスピン塗布し、塗膜中央から基板周辺に向かって放射状のスジ（ストリエーションという）が発生していないかを観察した。塗布後の膜厚は１μｍとなるようにした。無アルカリガラスの面積に対し、上記塗布不良により塗布ができなかった面積の割合を算出した。この割合は、基板全面に塗布できた場合、０％を示す。
【００９７】
乾燥安定性（欠陥個数）
不良塗布面積が０％の前記基板を用いて、真空室容積２０Ｌ、最大排気速度６５０Ｌ／分で到達真空度０．５Ｐａの真空ポンプを用いて１分間減圧乾燥した。乾燥後、塗膜表面について突沸痕、凹み等の欠陥個数を自動欠陥検査装置（タカノ（株）製）で測定した。
【００９８】
クラック数（耐クラック性）
６インチのシリコンウエハ上に、コーティング用組成物を塗布し、空気フロー下で３００℃×１時間の熱処理行った。その後、アニール処理として４００℃×１時間の熱処理をさらに行った。硬化後の膜厚は１μｍとなるようにした。得られた硬化膜を光学顕微鏡下（ニコン製ＡＦＸ−２）で観察し、６インチシリコンウエハ上にあるクラックの個数を数えた。なお、顕微鏡観察には１０倍の接眼レンズと１０倍の対物レンズを用い、顕微鏡下でひび割れと確認できるものをクラックとして数えた。
【００９９】
残留応力
４インチのシリコンウエハ上に、コーティング用組成物を塗布、乾燥させた。その後、ケーエルエー・テンコール社製の薄膜応力測定装置ＦＬＸ−２９０８内において、窒素フロー下で４００℃×１時間の熱処理行った後、室温まで冷却し、室温における応力を測定した。硬化後の膜厚は０．８μｍとなるようにした。
【０１００】
実施例１
成分（ａ）メチルトリメトキシシラン（以下ＭｅＴＭＳという）１３６．２ｇ（１モル）、フェニルトリメトキシシラン（以下ＰｈＴＭＳという）１９８．３ｇ（１モル）のシラン混合物を成分（ｂ）３−メチル−１，３−ブタンジオール（以下ＭＢＤという、蒸気圧１００Ｐａ）３９１．８ｇに溶解し、これに水１０８ｇ（６モル）、リン酸１．６７ｇ（０．０１７モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させた。その後室温まで冷却し、成分（ｂ）メトキシメチルブチルアセテート（以下ＭＭＢ−ＡＣという、蒸気圧５３Ｐａ）を１９５ｇ添加して固形分濃度２５％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０１】
実施例２
成分（ａ）ＭｅＴＭＳ１０９ｇ（０．８モル）、ＰｈＴＭＳ２７８ｇ（１．２モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）３−メトキシ−３−メチルブタノール（以下ＭＭＢという、蒸気圧６７Ｐａ）４１０．７ｇに溶解し、これに水１０８ｇ（６モル）、リン酸１．７４ｇ（０．０１８モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させ、シロキサンポリマー溶液Ａを得た。
【０１０２】
一方、テトラブトキシジルコニウム４４．３２ｇ（０．１２モル）をＭＭＢ１８０．９９ｇ（０．１６モル）に溶解し、これにアセト酢酸エチル７５．１６ｇ（０．５８モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を室温で１時間撹拌しながら反応させ、キレート化合物溶液Ｂを調整した。次に得られたシロキサンポリマー溶液Ａを６２１ｇとキレート化合物Ｂを５２．２ｇ、および成分（ｂ）ＭＭＢ−ＡＣを２７６ｇ添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０３】
実施例３
成分（ａ）ＭｅＴＭＳ４０．９ｇ（０．３モル）、ＰｈＴＭＳ５９．５ｇ（０．３モル）、ＤＭＳ−Ｓ１２（ゲレスト社製シラノール末端ポリジメチルシロキサン、分子量４００〜７００の分布を持つ）を１４．８ｇ（シラン原子モル数０．２モル）をプロピレングリコールモノメチルエーテル（以下ＰＧＭＥと言う、蒸気圧１１００Ｐａ）６９．５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下ＰＧＭＥＡと言う、蒸気圧５１０Ｐａ）６９．５ｇに溶解し、これに、水３３ｇ（１．８モル）、リン酸０．５７ｇ（０．００６モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１００℃で２時間加熱し、主として副生するメタノールからなる成分５８．６ｇを留出せしめた。次いで、室温まで冷却し、ここに、イオン交換水１６０ｇ、イソブチルケトン（以下ＭＩＢＫという）１６０ｇを加えて振とうし、静置後、水層を分離除去した。得られた有機層を濃縮乾固して、シロキサンポリマーを得た。ポリマー濃度が２０重量％となるように、成分（ｂ）ジプロピレングリコール（以下ＤＰＭという、蒸気圧３７Ｐａ）／ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（以下ＤＰＭＡという、蒸気圧１１Ｐａ）＝１／１となるように加え、コーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０４】
実施例４
ＭｅＴＭＳ７６．６ｇ（０．５６モル）、ＰｈＴＭＳ１１１．５ｇ（０．５６モル）、ＰＤＳ−１６１５（ゲレスト社製シラノール末端ポリジフェニルシロキサン、分子量１０００〜１４００の分布を持つ）を３６．１ｇ（シラン原子モル数０．３７モル）をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１６０．４ｇに溶解し、これに、水６０．７ｇ（３．３７モル）、リン酸０．２２ｇ（０．００２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温１２０℃で２時間加熱し、主として副生するメタノールからなる成分５８．６ｇを留出せしめた後、室温まで冷却した。ここに、イオン交換水１６０ｇ、イソブチルケトン（ＭＩＢＫ）１６０ｇを加えて振とうし、静置後、水層を分離除去した。得られた有機層を濃縮乾固して、シロキサンポリマーを得た。得られたシロキサンポリマー１２０ｇに対して分岐状ポリプロピレングリコールであるアデカポリエーテルＴ−４０００（旭電化工業（株）製、平均分子量４０００）を３０ｇ、および成分（ｂ）プロピレングリールモノブチルエーテルを１５０ｇ（以下ＰＧＢＥという、蒸気圧８０Ｐａ）、ジプロピレングリコール３００ｇ（ＤＰＭ、蒸気圧３７Ｐａ）を添加し、固形分濃度が２５重量％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０５】
実施例５
成分（ａ）ジメチルジメトキシシラン（以下ＤＭｅＤＭＳという）２４ｇ（０．２モル）、ＭｅＴＭＳ１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳ１９８．３ｇ（１モル）のシラン混合物を成分（ｂ）３−メチル−１，３−ブタンジオール（ＭＢＤ、蒸気圧１００Ｐａ）４２８ｇに溶解し、これに水１１５．２ｇ（６．４モル）、リン酸１．７９ｇ（０．０１８モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させた。その後室温まで冷却し、成分（ｂ）トリプロピレングリコールメチルエーテル（以下ＴＰＭという、蒸気圧４Ｐａ）を３２５ｇ添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０６】
実施例６
成分（ａ）ＤＭｅＤＭＳ６０．１ｇ（０．５モル）、ＭｅＴＭＳ１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳ１９８．３ｇ（１モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）３−メトキシ−３−メチルブタノール（ＭＭＢ、蒸気圧６７Ｐａ）４６３．９ｇに溶解し、これに水１２６ｇ（７モル）、リン酸１．９７ｇ（０．０２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させ、室温まで冷却しシロキサンポリマー溶液Ｃを得た。
【０１０７】
次にシロキサンポリマー溶液Ｃを６９９．５ｇとキレート化合物Ｂを６５．５ｇ、および成分（ｂ）ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（以下ＤＰＮＰという、蒸気圧７Ｐａ）を２３９．８ｇとプロピレングリコールモノエチルエーテル（以後ＰＧＥＥという、蒸気圧５３０Ｐａ）５６．２ｇを添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０８】
実施例７
成分（ａ）ＤＭｅＤＭＳ４８．１ｇ（０．４モル）、ＭｅＴＭＳ１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳ１９８．３ｇ（１モル）、テトラエトキシシラン（以後ＴＥＯＳという）を４１．７ｇ（０．２モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）ジエチレングリコールモノエチルエーテル（以下ＥＤＧという、蒸気圧１６Ｐａ）４９７．４ｇに溶解し、これに水１３６．８ｇ（７．６モル）、リン酸２．１２ｇ（０．０２２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノール、エタノールおよび水を留去させた。
【０１０９】
ここに、エチレンジアミンの活性水素すべてをポリプロピレングリコール（４量体）と反応させたアデカポリエーテルＥＤＰ−１１００（旭電化工業（株））３７．５ｇ、１，３−ブチレングリコールジアセテート（以下１，３−ＢＧＤＡという、蒸気圧４Ｐａ）３２７ｇ添加して、固形分濃度が２５％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１０】
実施例８
成分（ａ）ＤＭｅＤＭＳを４８．１ｇ（０．４モル）、ＭｅＴＭＳを１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳを１９８．３ｇ（１モル）、ＴＥＯＳを４１．７ｇ（０．２モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）ジプロピレングリコールジメチルエーテル（以下ＤＭＭという、蒸気圧６７Ｐａ）４９７．４ｇに溶解し、これに水１３６．８ｇ（７．６モル）、リン酸２．１２ｇ（０．０２２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノール、エタノールおよび水を留去させた。その後室温まで冷却し、成分（ｂ）ジエチレングリコールモノブチルエーテル（以下ＢＤＧという、蒸気圧３Ｐａ）を３４５ｇ添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１１】
実施例９（ＴＦＴを用いた有機ＥＬ表示装置）
ＴＦＴを用いた有機ＥＬ表示装置の各構成要素の詳細を、製造工程順に示す（図１参照）。ガラス基板６上にボトムゲート型のＴＦＴ１を形成し、このＴＦＴ１を覆う状態でＳｉ３Ｎ４から成る絶縁膜３を形成した。次に、この絶縁膜３に、ここでは図示を省略したコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してＴＦＴ１に接続される配線２（高さ１μｍ）を絶縁膜３上に形成した。この配線２は、ＴＦＴ１間または、後の工程で形成される有機ＥＬ素子とＴＦＴ１とを接続するためのものである。
【０１１２】
さらに、配線２の形成による凹凸を平坦化するために、配線４による凹凸を埋め込む状態で絶縁膜３上へ平坦化層４を形成した。絶縁膜３上への平坦化膜４の形成は、実施例１で得られたコーティング用組成物を基板上にスピン塗布し、ホットプレート上でプリベーク（１００℃×３分）した後、空気フロー下において３００℃で６０分間の加熱処理を行った。得られたコーティング用組成物を塗布する際の塗布性は良好で、また得られた硬化膜にはクラックは認められなかった。さらに、配線２の平均段差は５００ｎｍ、作製した平坦化膜の膜厚は８００ｎｍであり、平坦化率は７５％と良好であった。
【０１１３】
次に、レジストを塗布、プリベークし、所望のパターンのマスクを介して露光し、現像した。このレジストパターンをマスクとして、四フッ化炭素／酸素の混合ガスを用いたドライエッチングによりパターン加工を行った。その後、レジスト剥離液（モノエタノールアミンとＤＭＳＯの混合液）を用いてレジストパターンを剥離した。
【０１１４】
次に、得られた平坦化膜４上に、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を形成した。まず、平坦化膜４上に、ＩＴＯからなる下部電極を、コンタクトホール７を介して配線２に接続させて形成した。その後、レジストを用いたエッチングにより下部電極を所望のパターンにした。この下部電極は、有機ＥＬ素子の陽極に相当する。
【０１１５】
次に、下部電極の周縁を覆う形状の絶縁層を形成した。絶縁層には、ポジ型感光性のポリイミドを用いた。この絶縁層を設けることによって、下部電極とこの後の工程で形成する上部電極との間のショートを防止することができる。さらに、真空蒸着装置内で所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して設けた。次いで、基板上方の全面にアルミニウムからなる上部電極を形成した。
【０１１６】
以上のようにして、各有機ＥＬ素子にこれを駆動するためのＴＦＴ１が接続してなるアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置が得られた。駆動回路を介して電流駆動したところ、良好な発光を示した。
【０１１７】
比較例１
実施例１の成分（ｂ）であるＭＢＤをプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ、蒸気圧１１００Ｐａ）に変更し、ＭＭＢ−ＡＣをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、蒸気圧５１０Ｐａ）に変更した以外は実施例１と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１８】
比較例２
実施例２の成分（ｂ）であるＭＭＢをプロピレングリコールモノプロピルエーテル（以下ＰＧＰＥという、蒸気圧２０６Ｐａ）に変更し、ＭＭＢ−ＡＣをＭＢＤに変更し、キレート化合物Ｂを添加しない以外は実施例２と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１９】
比較例３
実施例３の成分（ｂ）であるＤＰＭ／ＤＰＭＡをＤＰＭ／プロピレングリコールモノメチルプロピオネート（以下ＰＭＰという、蒸気圧１２０Ｐａ）に変更した以外は実施例３と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２０】
比較例４
実施例４の成分（ｂ）であるプロピレングリールモノブチルエーテルを１５０ｇ（ＰＧＢＥ、蒸気圧８０Ｐａ）、ＤＰＭ ３００ｇをプロピレングリールモノブチルエーテル４５０ｇ（ＰＧＢＥ、蒸気圧８０Ｐａ）変更した以外は実施例４と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２１】
比較例５
実施例５の成分（ｂ）であるＴＰＭ、蒸気圧４Ｐａ）、をＭＢＤ（蒸気圧１００Ｐａ）に変更した以外は実施例５と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２２】
比較例６
実施例６の成分（ｂ）であるジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル２４６ｇ（ＤＰＮＰ、蒸気圧８Ｐａ）、プロピレングリコールモノエチルエーテル５０ｇ（ＰＧＥＥ、蒸気圧５３０Ｐａ）をジプロピレングリコールジメチルエーテル２９６ｇ（ＤＭＭ、蒸気圧６７Ｐａ）に変更した以外は実施例６と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２３】
比較例７
実施例７の成分（ｂ）である１，３−ブチレングリコールジアセテート（１，３−ＢＧＤＡ、蒸気圧４Ｐａ）をＰＧＭＥＡに変更した以外は実施例７と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２４】
比較例８
実施例８の成分（ｂ）であるＢＤＧをＰＭＰに変更した以外は実施例７と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２５】
比較例９
オルト珪酸エチル（テトラエトキシシラン、ＴＥＯＳ）と水との加水分解重合反応にて製造した重量平均分子量約３０００のシロキサンオリゴマーを、ｎ−オクタノール（蒸気圧１００Ｐａ）に１０重量％の割合で溶解したコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２６】
比較例１０
テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）１０ｇとエタノール５０ｍＬとを室温下で混合撹拌した後、１Ｎ塩酸１ｍＬおよび水１０ｍＬを添加しさらに１時間撹拌した。次いで、ポリ（アルキレンオキサイド）ブロックコポリマー（ＰｌｕｒｏｎｉｃＰ１２３（商品名、ＢＡＳＦ社製））２．８ｇをエタノール６０ｍＬに溶解し、さらに混合した。１時間撹拌後、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ、蒸気圧７０Ｐａ）を２０ｍＬ添加し、さらに１時間撹拌し、コーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２７】
比較例１１
（Ａ）石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール３７０ｇ、イオン交換水１８６ｇと２５％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液１４．６ｇを入れ、均一に撹拌した。この溶液にＭｅＴＭＳ３５．３ｇとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）５４．１ｇの混合物を添加した。溶液を５５℃に保ったまま、５時間反応を行った。この溶液にプロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰＥ、蒸気圧２０６Ｐａ）３００ｇを加えた後、５０℃のエバポレーターを用いて溶液を１０重量％（完全加水分解縮合物換算）となるまで濃縮し、その後酢酸の１０重量％プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液１０ｇを添加した。
【０１２８】
上記（Ａ）で得た溶液にジプロピレングリコールモノプロピルエーテル８０ｇを添加し、十分に撹拌しコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】ＴＦＴ基板の断面図
【符号の説明】
【０１３２】
１ ＴＦＴ
２ 配線
３ 絶縁膜
４ 平坦化膜
５ ＩＴＯ
６ 基板
７ コンタクトホール
【技術分野】
【０００１】
本発明はシロキサンポリマーを含有したコーティング用組成物、およびそれを用いた光学材料や表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルコキシシランを加水分解・縮合することによって得られるシロキサンポリマーを含有したコーティング用組成物は種々提案されており、半導体や液晶表示素子などの不純物の拡散防止、絶縁、表面の平坦化膜、バッファーコート膜などに用いられている。しかし近年、塗布基板の大型化に伴い、従来のコーティング用組成物を用いてＴＦＴが形成された基板上の凹凸を平坦化する場合、コーティング用組成物から得られる膜の塗布性、平坦性、表面平滑性を満足できないことが問題であった。
【０００３】
また、塗布後の基板を減圧乾燥する際にも、突沸やハジキなど減圧工程中に塗膜の状態が刻々と変化するため、好ましくない現象が起こることも問題であった。たとえば、スピンコート中に乾燥を起こりにくくし、下地の段差に関わらずほぼ平坦な表面が得られるように、２０℃での蒸気圧1ｍｍＨｇ（１．３３×１０２Ｐａ）以下の溶剤を単独で用いる塗布液が開示されている（特許文献１参照）。しかしながらこの塗布膜を減圧乾燥すると、単独溶剤系であるため減圧の途中突然溶剤が揮発し始め、突沸等により塗膜表面平滑性が損なわれることが想定される。
【０００４】
またノズルと基板を相対的に移動させながら塗布するスキャン塗布方式により塗膜を形成するための塗布液であって、室温での蒸気圧が１Ｔｏｒｒ（１３３．３２２Ｐａ）未満の低蒸気圧溶剤を含むことを特徴とする塗布液が開示されている（特許文献２参照）。スキャン塗布方式は基板上に平行線状や螺旋状に吐出された液線が静置した基板上で広がる作用時間を利用してひとつの連続した塗膜を形成する方式であるため、スピン塗布方式に比べて塗布時間がかかり、基板サイズが大きくなるにつれ生産性が低下する問題がある。スキャン塗布専用塗布液は、塗布後の溶剤除去工程長期化を考慮して、低蒸気圧溶剤の使用割合は塗布液中の全溶剤量の５〜５０％が好ましいとある。しかしながら、スピン塗布方式は塗布回転中に刻々と溶媒が揮発していくため、スキャン塗布方式に比べて塗膜が乾燥しやすい特徴を持つ。
【０００５】
また、表面平滑性に優れた多孔質シリカフィルムの製造方法において、２５℃における蒸気圧が０〜１．３３×１０３Ｐａ（１０ｍｍＨｇ）である有機化合物を反応溶液１００体積％に対し、１〜５０体積％添加する技術が開示されている（特許文献３参照）。これらの従来技術はシリコンウエハや半導体基板等の丸形基板上に塗布することを想定しており、近年のサイズが大きくなりつつあるＴＦＴ基板等の角形大型ガラス基板にスピン塗布方式で塗布する場合、その四隅にまで平滑な塗膜を得るためにはより乾燥を起こしにくくする必要がある。
【特許文献１】特開平６−２４４１７１号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００３−２１１０７０号公報（第２−４頁）
【特許文献３】特開２００３−８９５１３号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる状況に鑑み、本発明は、高品位な光学材料や表示装置材料に求められる耐熱性、透明性、平坦性、高硬度、耐クラック性といった性能が得られ、スピン塗布と減圧乾燥を用いる膜形成工程に適したコーティング用組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、（ａ）一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物、および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーと、（ｂ）２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒であって異なる蒸気圧値を示す該有機溶媒を２種類以上含有するコーティング用組成物の、（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下であることを特徴とするコーティング用組成物である。
【０００８】
【化１】
【０００９】
（Ｒ１、Ｒ６は、それぞれ同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。ｍは１〜１０００の範囲である。）
【００１０】
【化２】
【００１１】
（Ｒ７は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ８は、同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。ｎは０〜２の整数である。）
【発明の効果】
【００１２】
本発明のコーティング用組成物から得られた膜は、塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、平坦化性のすべてが優れており、特にＴＦＴ用の平坦化膜として有用である。また本発明の組成物から得られた膜を平坦化膜として用いた表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明において、（ａ）成分は、一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解縮合されることによって得られるシロキサンポリマーである。このシロキサンポリマーは、一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物を加水分解縮合して得られるもの、一般式（１）で表される化合物と一般式（２）で表されるシラン化合物との加水分解縮合で得られるもの、一般式（２）で表されるシラン化合物の加水分解縮合で得られるものを指す。
【００１４】
本発明で用いる一般式（１）で表されるポリシロキサンは、通常線状ポリシロキサンと称される。
【００１５】
【化３】
【００１６】
Ｒ１、Ｒ６は、それぞれ同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。ｍは１〜１０００の範囲である。
【００１７】
一般式（１）中のＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基およびこれらの基を有する置換基を表し、具体例としては、水素、炭素数は１〜１０までが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、フェニル基、トリル基、ナフチル基などのアリール基、ビニル基、アリル基、アクリロイルオキシプロピル基、などのアルケニル基および、トリフルオロメチル、トリフルオロメチルエチル基などのフルオロ置換体、３−グリシドキシプロピル基などのエポキシ置換体、３−アミノプロピル基などのアミン置換体などが挙げられるが、これらに限定されず、また、それらは同じでも異なっていてもよい。また、Ｒ６は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、アセチル基が挙げられ、それぞれ同じでも異なっていても良い。
【００１８】
また、下記に説明する一般式（２）で表されるオルガノシラン化合物との相溶性、および誘電率の観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５のフェニル基含有率が好ましくは１〜１００モル％、さらに好ましくは３〜７０モル％であることが好ましい。フェニル基が少ないと相溶性が悪くなり、多いと膜の誘電率が高くなる。またフェニル基含有率が耐クラック性の向上に大きな効果を有する。
【００１９】
一般式（１）中のｍは、一般式（２）で表されるオルガノシランとの相溶性の観点から、好ましくは１〜１０００、さらに好ましくは２〜１００、さらに好ましくは、３〜５０であることが好ましい。ｍが１０００より大きいと、膜に白濁が生じたり、可視光線の透過率が低下したりする。
【００２０】
一般式（１）で表される線状シロキサンの具体例として、１，１，３，３−テトラエトキシ−１，３−ジメチルシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジエトキシジシロキサンや、“ＤＭＳ−Ｓ１２”（分子量４００〜７００の分布を持つ）、“ＤＭＳ−Ｓ１５”（分子量１５００〜２０００の分布を持つ）、“ＤＭＳ−Ｓ２１”（分子量４２００）、“ＤＭＳ−Ｓ２７”（分子量１８０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３１”（分子量２６０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３２”（分子量３６０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３３”（分子量４３５００）、“ＤＭＳ−Ｓ３５”（分子量４９０００）、“ＤＭＳ−Ｓ３８”（分子量５８０００）、“ＤＭＳ−Ｓ４２”（分子量７７０００）、（以上商品名、ゲレスト社製シラノール末端ポリジメチルシロキサン）“ＰＳＤ−０３３２”（分子量３５０００、ジフェニルシロキサンを２．５−３．５モル％共重合している）、“ＰＤＳ−１６１５”（分子量９００〜１０００の分布を持つ、ジフェニルシロキサンを１４〜１８モル％共重合している）、“ＰＤＳ−９９３１”（分子量１０００〜１４００の分布を持つ）（以上商品名、ゲレスト社製シラノール末端ジフェニルシロキサンおよびシラノール末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー）などが挙げられるがこれに限定されない。
【００２１】
本発明において一般式（２）で表されるオルガノシランは、２官能、３官能または４官能のシラン化合物である。
【００２２】
【化４】
【００２３】
Ｒ７は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびこれらの基を有する置換基を表す。Ｒ８は、同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびこれらの基を有する置換基を表す。ｎは０または１または２である。
【００２４】
一般式（２）中のＲ７は、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびこれらの基を有する置換基を表し、具体例としては、水素、炭素数１〜１０までが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基などのアリール基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基および、トリフルオロメチル、トリフルオロメチルエチル基などのフルオロ置換体、３−グリシドキシプロピル基などのエポキシ置換体、３−アミノプロピル基などのアミン置換体などが挙げられるが、これらに限定されず、また、それらは同じであっても異なっていてもよい。また、Ｒ８は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、アセチル基が挙げられ、それぞれ同じでも異なっていても良い。
【００２５】
一般式（２）中のｎは０〜２の整数であり、ｎ＝０が４官能性シランであり、ｎ＝１が３官能性シランであり、ｎ＝２が２官能性シランである。４官能性シランは膜の緻密性を向上させる利点がある反面、耐クラック性の低下に繋がるため、４官能シラン化合物／２官能または３官能のシラン化合物のモル比は０．１以下であることが好ましい。
【００２６】
一般式（２）で表されるオルガノシラン化合物において、２官能性シランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジセトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジクロロシランなどが挙げられる。
【００２７】
３官能性シランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルメトキシシラン、トリフルオロメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジグリシジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシシプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、フェニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、メチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロオクチルトリクロロシラントリフルオロプロピルトリクロロシランなどが挙げられる。などが挙げられる。
【００２８】
４官能性シランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラクロロシランなどが挙げられる。もちろん本発明では、これらに限定されない。
【００２９】
一般式（１）および（２）で表される化合物の各々の特性により、（ａ）成分のシロキサンポリマーを構成する組合せとしては、３官能性シランのみからなる組み合わせ、３官能性シランとポリシロキサンからなる組み合わせ、３官能性シランと２官能性シランからなる組み合わせ、３官能性シランと４官能性シランからなる組み合わせ、２官能性シランと４官能性シランからなる組み合わせ、２官能性シランとポリシロキサンからなる組み合わせ、２官能性シラン、３官能性シランおよび４官能性シランからなる組み合わせ、３官能性シラン、４官能性シランおよびポリシロキサンからなる組み合わせ等が挙げられるがこれらに限定されない。これらの組み合わせの中で、２官能性シランまたはポリシロキサンを含む組み合わせは、３官能性シランのみからなる組み合わせに比べ、耐クラック性や保存安定性に優れた性質を得ることができる。また、４官能性シランを含む組み合わせは３官能性シランのみからなる組み合わせに比べ高硬度となる性質を得ることができる。さらに２官能性シランまたはポリシロキサンと４官能性シランの両方を含む組み合わせは、３官能性シランのみからなる組み合わせに比べ耐クラック性や保存安定性に優れ、また膜硬度の高い性質を得ることができるが、この場合それぞれの原料添加割合によってその特性を幅広く変えることができる。
【００３０】
なかでも一般式（２）で表されるシラン化合物でｎ＝３の３官能性シラン化合物から加水分解縮合して得られるシロキサンポリマーに対し、一般式（１）で表される両末端がシラノールまたは加水分解性基である線状ポリシロキサンおよび一般式（２）で表されるシラン化合物でｎ＝２の２官能性シラン化合物を共重合していくことで、貯蔵安定性、耐クラック性、耐熱性、透明性、低誘電率性のすべてにおいて優れた効果を有するシロキサンポリマーを得られるようになる。特に、貯蔵安定性については、線状シロキサンが重要な働きをしている。一般式（１）で表される線状ポリシロキサンと一般式（２）で表されるシラン化合物との部分縮合物（つまり、シラノール基含有オルガノシロキサンポリマーを意味する）では、一般式（１）で表される線状ポリシロキサンが橋かけ的に存在するため、この線状ポリシロキサンが立体障害となり、ゲル化反応が遅くなる（つまり、シラノール基含有オルガノシロキサンポリマー分子間の縮合反応速度が遅くなる）ので、貯蔵安定性が増したと考えられる。また、耐クラック性については一般式（２）で表されるシラン化合物でｎ＝２の２官能性シラン化合物の添加が重要な働きを示す。すなわち、２官能性シランを添加することで、ポリシロキサンの架橋密度が低下し、膜応力の増大を抑えクラックの発生を防ぐ効果が得られる。この場合、特に２官能性シラン１モルに対して、３官能性シランを４〜１０モル含有するシラン混合物を用いることが、耐クラック性、平坦化性、塗布性、硬度、透湿性のすべて満足する被膜を得るためには必要である。さらに、４官能性シランの含有率が膜硬度に大きく作用している。すなわち、４官能性シランを添加することで、ポリシロキサンの架橋密度が増し、膜硬度が向上する。
【００３１】
一般式（１）および（２）の化合物の好ましいモル比としては、例えば２官能性シラン、３官能性シランおよび４官能性シランからなる組み合わせにおいては、４官能性シラン１モルに対して、２官能または３官能性シランは合わせて１０モル以上が好ましい。また、３官能性シランと２官能性シランからなる組み合わせにおいては、２官能性シラン１モルに対して、３官能性シランは４〜１０モルが好ましい。
【００３２】
また、シラン化合物は、一般式（２）で表される２官能性シラン１モルに対して、Ｓｉ（ＯＲ８）４で表される４官能性シランを５モル以下含有することもできる。ただし、４官能性シランの使用は、膜の緻密性を向上させる利点がある反面、耐クラック性の低下に繋がるため、２官能性シラン１モルに対して、好ましくは２モル以下が良い。
【００３３】
また、（ａ）成分であるシロキサンポリマーから、２官能性シラン、３官能性シラン、４官能性シランの組成比は、例えば２９Ｓｉ−ＮＭＲにより分析することが可能である。また得られたシロキサンポリマーの構造については、２９Ｓｉ−ＮＭＲ、より好ましくは１Ｈ−２９Ｓｉ−二次元ＮＭＲ法（ＨＭＢＣ法）を用いることにより、分析することができる。
【００３４】
分析条件としては、例えば、２９Ｓｉ−ＮＭＲについては
観測周波数 ５３．６７１ＭＨｚ、
観測範囲 １５０１５Ｈｚ、
データポイント １６８３４、
測定モード ＳＧＮＮＥ（１Ｈゲーテッドデカップル、２９Ｓｉ定量モード）、
パルス幅 ５．５μｓｅｃ（２９Ｓｉ ３０°パルス）
積算繰り返し ７５ｓｅｃ、
積算回数 ４０９６回、
溶媒 ＣＤＣｌ３、
試料濃度５０ｗｔ％、緩和試薬アセチルアセトンクロム（III）塩（１０−２ｍｏｌ／ｋｇ）、測定温度 室温である。
【００３５】
１Ｈ−ＮＭＲについては、
測定周波数 ２７０．１６７ＭＨｚ、
観測範囲 ４０００Ｈｚ、
データポイント １６３８４、
測定モード ＳＧＮＯＮ（１Ｈシングルパルス）、
パルス幅 ９．０μｓｅｃ、
積算繰り返し ７ｓｅｃ、
積算回数 ３２回、
試料濃度 原液（希釈なし）、
測定温度 室温である。
【００３６】
本発明のシロキサンポリマーにおいては、一般式（１）で表される線状シロキサンのシラン原子モル数１モルに対して、一般式（２）で表されるオルガノシランのシラン原子モル数が０．３〜５０モル、さらに好ましくは１〜１０モルになるように各材料を調整する。この範囲を満たすことによって高硬度、耐クラック性、相溶性、貯蔵安定性に優れた被膜が得られる。
【００３７】
一般式（１）で表される線状ポリシロキサンは熱分解温度が３００℃以上であるので、線状ポリシロキサンのシラン原子モル数１モルに対して、一般式（２）で表されるシラン化合物のシラン原子モル数が０．３モル未満であると、コーティング後、通常の３００〜５００℃の加熱によっては硬化せず、膜が形成できない。また、５０モルを超えると、線状ポリシロキサンの貯蔵安定性の効果が全く機能しないので５０モル以下が好ましい。貯蔵安定性を向上させるには上記の範囲を満たすことが好ましい。なお、シラン化合物のシラン原子モル数が０．３モル〜１モル未満の範囲では、膜形成は可能となるものの、基板との接着性が十分でないことがある。また１０モルを超えると、貯蔵安定の効果は機能するがその効果は１０モル以下に比べ弱まる傾向にある。
【００３８】
また、シロキサンポリマー中のフェニル基の含有率が５〜７０モル％、好ましくは１０〜５５モル％であることが、耐クラック性と硬度を両立させる観点から好ましい。フェニル基含有率が７０モル％を越える場合には、形成した膜が白濁したり、透過率が低下したり、硬度が低下したり、誘電率が大きくなるという問題が生じる。また、フェニル基含有率が５モル％未満の場合には、耐クラック性が低下する。フェニル基の含有率は、例えば、シロキサンポリマーの２９Ｓｉ−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したＳｉのピーク面積とフェニル基が結合していないＳｉのピーク面積の比から求めることができる。
【００３９】
本発明のコーティング用組成物をＴＦＴ基板の平坦化膜に用いる場合は、ＴＦＴ基板の製造工程では平坦化膜を熱処理形成後に、２００℃以上５００℃以下の熱処理があるため、コーティング用組成物にはこれらの熱処理を施してもクラックを発生しないことが求められる。基板上に塗布、加熱処理した後の塗膜の残留応力が高いほど、塗膜のクラックや基板の反りを引き起こす。６インチのシリコンウエハ上に熱処理後の膜厚が１μｍとなるように形成した場合、クラックを発生させないためには４５ＭＰａ以下であることが好ましい。より好ましくは４０ＭＰａ以下である。
【００４０】
本発明では、一般式（１）で表されるポリシロキサン、一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれる化合物の混合物に水と触媒を加え、加水分解および部分縮合させることにより、（ａ）シロキサンポリマーが得られる。
【００４１】
加水分解および部分縮合反応は無溶媒でも良いが、通常は溶媒中で行われる。反応溶媒は有機溶媒が好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ｎ−オクタノール、ｎ−デカノール、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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アルキレングリコール類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジｎ−ブチルエーテル、ジフェニルエーテルなどのエーテル類、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノンなどのケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、エチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノールアセテートなどのアセテート類、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、メシチレン、ジイソプロピルベンゼンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。シロキサンポリマーの溶解性の点から、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルエーテル、ジｎ−ブチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、３−メチル−３−メトキシブタノール等が好ましい。溶媒の量は任意に選択可能であるが、線状ポリシロキサンおよび／またはシラン化合物の反応溶液中にしめる重量濃度が５〜９０重量部の範囲で用いるのが適しており、より好ましくは２０〜６０重量部である。
【００４２】
加える水はイオン交換水が好ましい。水の量は任意に選択可能であるが、シラン原子１モルに対して、０．５〜４モルの範囲で用いるのが好ましい。
【００４３】
また、加水分解および部分縮合反応には、酸あるいは塩基触媒を用いることができる。塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、リン酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂などの酸触媒、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシランなどの塩基触媒が挙げられる。より好ましくは酸性触媒を用いることである。一般に、塩基性触媒を用いると３次元架橋構造を取りやすく、ポリマーの２次元構造が球状となるため、段差被覆性に劣ることが知られている。本発明では、酸性触媒を用いることにより、ポリマーの２次元構造がより線状となるため、段差被覆性に優れる。
【００４４】
また、反応温度は反応系の凝固点から沸点の範囲で通常選択されるが、通常５０〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃であり、反応時間は、０．５〜１００時間である。また沸点以上の温度で加圧状態で反応することも可能である。そのほかシロキサンポリマーの重合度を上げるために、再加熱もしくは塩基触媒の添加を行うことも可能である。
【００４５】
また、コーティング用組成物から得られる膜の脱ガス量を低減するために、シラン化合物を加水分解する際に副生するアルコールの沸点が低いことが好ましく、一般式（１）のＲ１およびＲ６、一般式（２）のＲ８がメチル基もしくはエチル基であることが好ましい。さらに好ましくは、Ｒ１、Ｒ６およびＲ８がメチル基である。
【００４６】
本発明のコーティング用組成物において、塗布液にはシラン化合物の加水分解により副生したアルコールまたはカルボン酸、水を実質的に含まないことが好ましい。好ましくは、水はコーティング用組成物に対して組成物中の水の含有量は、０．１〜２重量％、より好ましくは０．１〜１．５重量％、特に好ましくは０．１〜１重量％であることが、上記塗布均一性を更に向上させるため好ましい。従って、反応溶液からシラン化合物の加水分解により副生アルコール、カルボン酸を除去する必要がある。除去する方法としては特に限定されないが、好ましいのは、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメトキシエタンなどの疎水性有機溶剤を用いて該反応溶液からシロキサンポリマーを抽出し、その有機層を水洗する方法、あるいは、加熱することによって副生したアルコールまたはカルボン酸および水を留出させる方法である。
【００４７】
塗布性、貯蔵安定性の向上のためには、副生したアルコールを除去するほか、反応溶液から水、あるいは触媒をも除去することができる。
【００４８】
副生したアルコールを除去した後のシロキサンポリマーあるいは、シロキサンポリマー溶液に必要に応じて、溶剤を追加することができる。ポリマー濃度は、５〜８０重量％とするのが好ましく、さらには、１０〜６０重量％とするのが好ましい。
【００４９】
本発明のコーティング用組成物は、有機溶媒として（ｂ）成分を有する。（ｂ）成分とは、２０℃における蒸気圧が１００Ｐａ以下の異なる蒸気圧値を示す有機溶媒を２種類以上含有することをいう。また本発明は（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下である。より好ましくは９０重量％以上１００重量％以下である。（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％未満であると、２０℃における蒸気圧が１００Ｐａより大きい揮発性の高い溶剤が有機溶媒全量に対して２０重量％以上含まれ、揮発性の高い溶剤の存在が無視できなくなり、スピン塗布時に塗膜中央から基板周辺に向かって放射状のスジ（ストリエーションという）が発生しやすい。
【００５０】
本発明で用いる２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒の具体例としては、例えばｎ−オクタノール、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、エチルヘキシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、３−メトキシ−３−メチルブタノール、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコールジアセテート、２，５−ヘキサンジオール、２，４−ヘプタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、２−ピロリドン等が挙げられるがこれらに限定されない。これら低蒸気圧溶剤は２種類以上組み合わせて用いられる。
【００５１】
２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒は反応溶媒として用いることもできるし、反応後に希釈などを目的として添加しても良いが、希釈溶媒として後から添加することが好ましい。反応溶媒として用いるときは単独もしくは混合して用いることができる。希釈溶媒として後添加するとき、反応溶媒を単独溶媒で行った場合はそれと異なる溶媒を少なくとも１種含むように単独または混合して添加しても良いし、反応溶媒を複数混合して用いた場合は、後添加溶媒はその反応溶媒と同じでも異なっていても良く、単独または混合して添加することができる。
【００５２】
本発明の組成物には上記低蒸気圧溶剤に該当しない溶剤、すなわち２０℃での蒸気圧が１００Ｐａより大きい有機溶剤を有機溶媒全量に対して０重量％以上２０重量％未満、より好ましくは０重量％以上１０重量％未満含有することができる。具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルプロピオネート、乳酸メチル、乳酸エチル、ジアセトンアルコール、γ−ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【００５３】
本発明の（ｂ）成分である２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶剤は、異なる蒸気圧値を示す溶剤を２種類以上用いるが、好ましくは２０℃における各々の蒸気圧差が１０Ｐａ以上７０Ｐａ未満である。蒸気圧差がこの領域である溶剤を用いることで、減圧乾燥工程において複数の溶剤が緩やかに蒸発し、塗膜表面の平滑性が損なわれにくい。蒸気圧差が７０Ｐａ以上であると減圧条件下での有機溶媒の緩やかな蒸発の連続性に乱れが生じる可能性があり、また蒸気圧差が１０Ｐａ未満になると溶媒の蒸気圧差による緩やかな連続的蒸発の効果が薄れ、もはや単独溶媒の蒸発と類似した蒸発挙動を示すようになり、例えば突沸等の好ましくない現象が起こり塗布膜の均一性を著しく損なう問題がある。
【００５４】
本発明における（ｂ）成分の２０℃における蒸気圧が１００Ｐａ以下の２種類以上の有機溶媒において、少なくとも１種は２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃより大きい有機溶剤であることが好ましい。なお（ｂ）成分を構成するすべての有機溶剤が２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃ以下であると、本コーティング用組成物の粘度が上昇しやすくなり保存安定性が悪化する場合がある。２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃより大きい有機溶剤としては例えば、３−メトキシ−３−メチルブタノール、１，３−ブチレングリコール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−ブタンジオール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒はシロキサンポリマーの反応溶媒として好適に用いることができる。
【００５５】
コーティング用組成物中の（ｂ）成分は、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーなどの一般的な分離分析方法を用いて同定することが可能である。さらに、例えば「溶剤ハンドブック（講談社；浅原照三ほか編）」などで調べることにより、同定された溶剤の沸点、水に対する溶解度、蒸気圧などの物性値を知ることができる。
【００５６】
本発明のコーティング用組成物は、公知の方法によって基板上に塗布し、乾燥、加熱処理することによって、硬化膜となる。
【００５７】
用いる基板は、ガラス、シリコン、セラミック、金属、プラスチックなどが挙げられる。また、これらを下地基板にしてＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉなどをスパッタ、ＣＶＤや蒸着で成膜したもの、およびこれら材質から成るＴＦＴ基板などの素子付き基板のことである。ここで、ＴＦＴとは表示装置を駆動させるスイッチング素子としての薄膜トランジスタのことである。これらの基板は段差のない平滑なものであっても良いし、０．０１〜３μｍの段差があるものを用いても良い。加熱処理後のコーティング用組成物の膜厚は、０．１〜２０μｍが好ましく、段差基板の場合は段差に対して０．１倍〜１０倍の膜厚、より好ましくは０．５倍〜５倍である。
【００５８】
塗布する方法としては、スピンコート、スリットアンドスピンコート、スリットコート、ロールコート、スプレーコート、ディップコート、スキャンコートなどやインクジェットを用いた塗布方法を挙げることができるが、本発明のコーティング用組成物が効果を発揮する塗布方式はスピンコート、スリットアンドスピンコート、スリットコートであり、もっとも効果を発揮する塗布方式はスピンコートである。
【００５９】
塗布後の塗布膜から溶剤を除去することによって乾燥した塗布膜を得ることができる。塗布後の塗布膜から溶剤を除去する方法は、塗布膜基板を減圧条件下に置くことによって行うこともできるし、また塗布膜基板を加熱することにより溶媒を除去することもできるが、本発明のコーティング用組成物が最も効果を発揮するのは減圧条件下に置くことである。
【００６０】
一般に、減圧乾燥を行うには真空室を用いる。真空室には塗布基板を静置するための静置台が設けられており、基板保持用突起部に塗布基盤を載せて静置する。その後真空室内を減圧し、溶剤の除去を行う。基板静置台は溶媒の揮発により基板温度が低下するのを防いだり、また基板を加熱して溶剤の除去を促す目的で、温度調整プレートとなっている。減圧条件は溶剤の蒸気圧によってその都度調節されるが、通常１０秒から１０分かけて真空室内の真空度を大気圧から１００Ｐａ以下に下げて行われる。乾燥後の膜厚は０．３〜２０μｍであることが好ましい。
【００６１】
加熱によって塗布膜を乾燥する場合、乾燥温度は５０〜２００℃、乾燥時間は１分〜３時間、乾燥後の膜厚は０．３〜２０μｍであることが好ましい。
【００６２】
次いで加熱処理を行うが、これは、塗布したコーティング用組成物を加熱し、加水分解および縮合反応を進行させ、脱水・脱アルコールを行う工程である。加熱温度は、２００℃以上５００℃以下、好ましくは２５０℃以上４５０℃以下である。加熱方法は、オーブンやホットプレートを用いた加熱方法が一般的であるが、他にＵＶ照射なども挙げられる。加熱雰囲気は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス、あるいは酸素を含んだ空気中でも好ましく用いられる。加熱処理後の硬化膜の脱ガスを低減させるには、脱ガスの原因となる硬化膜中の残留物をより効果的に熱分解することができるように、空気中で処理することが好ましい。
【００６３】
膜の硬度、高温高湿耐性を向上させる目的で、金属アルコキシド、あるいは該金属アルコキシドから誘導される金属キレート化合物を添加することもできる。これら化合物は、膜の硬化温度を下げる効果がある。これにより、本発明のコーティング用組成物を硬化させる温度が３００℃以下であっても、高温高湿耐性に優れた硬化膜を得ることができる。
【００６４】
本発明において用いられる金属アルコキシドは、Ｍ（ＯＲ”）ｐで表される。Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金属原子である。Ｒ”は同一もしくは異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、およびこれらの基を有する置換基を表わす。また、ｐは金属原子Ｍの原子価を意味する。
【００６５】
Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金属原子である。ボロン、マグネシウムなどは、反応性がシリコンアルコキシドと同程度であるために低温硬化に効果がなかったり、あるいは、反応性が極端に高すぎて実用的でない。チタン、ジルコニウム、アルミニウムのアルコキシド化合物を用いた場合、被膜の硬化温度を下げる効果があり、高温高湿耐性に優れた被膜を得ることができる。さらには、ジルコニウムを用いた場合は、被膜の強靱性の向上に非常に有効であることから、特にジルコニウムアルコキシド、あるいはジルコニウムアルコキシドのキレート化合物を用いるのが好ましい。
【００６６】
Ｒ”は、例えば水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、アセチル基、β−メトキシエトキシ基などの置換アルキル基などが挙げられる。具体例としては、テトライソプロポキシチタン、テトラノルマルブトキシチタン、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラノルマルブトキシジルコニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリノルマルブトキシアルミニウムなどが挙げられる。
また、本発明において用いられる金属キレート化合物は、Ｍ（ＯＲ”）ｐで表される金属アルコキシドから誘導される金属キレート化合物である。金属キレート化合物は、金属アルコキシドにキレート剤を反応させることにより容易に得られ、下記に示されるようなものが好ましい。
【００６７】
【化５】
【００６８】
Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金属原子である。Ｒ”は同一もしくは異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、およびこれらの基を有する置換基、Ｒ９は同一もしくは異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基およびこれらの基を有する置換基を表す。また、ｓは金属原子Ｍの原子価、ｔは０〜（ｓ−１）の数を意味する。
【００６９】
キレート剤の例としては、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタンなどのβ−ジケトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイル酢酸エチルなどのβ−ケト酸エステルなどを用いることができる。
【００７０】
金属アルコキシドは種々の化学理論量のキレート化剤と反応して相当する金属キレート化合物となるため、用いるキレート化剤の量は金属アルコキシド１モルに対して、０．１〜１０モルの範囲で、成分（ａ）であるシロキサンポリマーの反応性に応じて決めることが好ましい。すなわち、成分（ａ）の反応性が低い場合には、金属アルコキシドあるいは低配位の金属キレート化合物を用いることができるが、成分（ａ）の反応性が高い場合には、より加水分解安定性が高い高配位の金属キレート化合物を用いるのが好ましい。
【００７１】
金属アルコキシド、または金属キレート化合物の割合は、シロキサンポリマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量部である。混合方法としては、常温での混合した後、１時間〜１日程度の放置、あるいは沸点以下での加熱処理を行うのが好ましい。
加熱処理後の膜の誘電率を低下させる目的で、熱分解性化合物を添加することもできる。本発明で用いられる熱分解性化合物は、膜を形成する有機溶媒に可溶であることが好ましい。熱分解性化合物はトリエタノールアミン、アミンにポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、ポリプロピレンオキシド（ポリプロピレングリコール）等が付加した基を有する化合物等の３級アミン化合物、３級りん化合物やポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、ポリプロピレンオキシド（ポリプロピレングリコール）、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート等、脂肪族ポリカーボネート、例えばポリプロピレンカーボネート、ポリエチレンカーボネート等、ポリ乳酸、ポリプロビレン、ポリエチレン、ポリブタジエン等であり、これらの一部に（a）成分であるシロキサンポリマーとイオン結合、水素結合、分子間力相互作用の少なくとも１つを有する基が含まれている化合物が好ましい。さらに、上記に挙げた化合物同士が自己集合的に集まる相互作用力よりも、シロキサンポリマーへのイオン結合力や水素結合力や分子間力相互作用力が同じもしくはそれより大きいことが好ましい。
【００７２】
また、シロキサンポリマーとイオン結合、水素結合、分子間力相互作用する熱分解性化合物の基として、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、アミド基、アミノ基、芳香環、カルボキシル基、水酸基、炭素数６以上の長鎖脂肪族基等が含まれていることが好ましい。また、シロキサンポリマーとの絡み合いを大きくするために熱分解性化合物は、分岐状であることが好ましい。また、熱分解性化合物の分岐状態は、櫛状、星状、樹木状が、空孔径や空孔の形が均一であるという点から好ましい。
【００７３】
本発明で用いる熱分解性化合物は１５０℃より高い、好ましくは２００℃より高い分解温度を有することが望ましい。また、熱分解性化合物はその分解温度で非毒性のガスに分解するのが好ましい。
【００７４】
本発明の塗布液においては、２官能性シランを用いる場合、３官能性シラン、４官能性シランを用いた場合に比べて膜が硬化しにくいことがあり、膜硬化剤を用いることもできる。膜硬化剤としては、熱によって酸、あるいは塩基を発生する化合物、および、光によって酸、あるいは塩基を発生する化合物が好ましい。具体的には、熱あるいは光によって酸を発生する化合物として、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレート、ピロガロールトリトシレート、ピロガロールトリメシレート、トリ（ニトロベンジル）フォスフェート、トリアニソインフォスフェート、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩など、熱あるいは光によって塩基を発生する化合物として、ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、ジ（メトキシベンジル）ヘキサメキレンジカルバメートなどを挙げることができる。これらの化合物の使用量としては、シロキサンポリマーに対して、０．０１〜２０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１０重量％である。
【００７５】
さらに、本発明に用いられる塗布液には、膜硬化剤のほか、必要に応じて、粘度調整剤、界面活性剤、安定化剤、着色剤、ガラス質形成剤などを添加することができる。
【００７６】
ここで、粘度調整剤とは、増粘材、減粘材、ゲル化剤、安定化剤などを指し、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、メチルセルロース、グアーガム、カジブビーンガム、タラガム、タマリンドシードガム、アラビアガム、トラガントガム、カラヤガム、アルギン酸、カラギナン、キサンタンガム、ジエランガム、カードラン、ペリチン、キチン、キトサン、キトサミンなどが挙げられる。
【００７７】
界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩などの陰イオン界面活性剤、脂肪族アミン塩、塩化ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などの陽イオン界面活性剤、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイドなどの両性界面活性剤、ポリエオキシエチレンアルキルエーテル、単一鎖長ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポロキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エーテル型）、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油および硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド硫酸塩（エーテルエステル型）、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル（エステル型）、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポロキシエチレンアルキルアミン（含窒素型）、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００７８】
着色剤としては、例えば、塩基性や酸性の水溶性、アゾ系、アンスラキノン系、ペリレン系、酸化物、硫化物、フェロシアン化物、クロム酸塩などの染料、硫酸塩、炭酸塩、珪酸塩、炭素、金属粉、アゾ系、縮合アゾ系、インジゴ系、フタロシアニン系、アンスラキノン系、キノフタロン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、ジアリライド系、イソインドリノン系、金属錯塩などの顔料が挙げられる。
【００７９】
ガラス質形成剤としては、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩などが挙げられる。
【００８０】
また、本発明のコーティング用組成物は、膜の絶縁性能の観点から、クロム、鉄、ニッケル等の重金属、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、塩素、臭素等のハロゲンなどの元素含有濃度が低いことが望ましい。具体的には、コーティング用組成物中における該元素類の濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｂ以下、より好ましくは、１０ｐｐｂ以下である。
【００８１】
本発明に用いられる塗布液は、予めろ過によりパーティクルを除去して用いられる。ろ過フィルターの材質としては、四フッ化ポリエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン６６等がありいずれのフィルターを用いても良い。フィルター孔径としては１μｍ、０．５μｍ、０．２μｍ、０．１μｍ、０．０７μｍ、０．０５μｍ、０．０３μｍ等が用いられる。
【００８２】
本発明における塗布性は、基板上に塗布したときに基板中央から基板周辺に向かって放射状スジ（ストリエーションという）の有無に関する。
【００８３】
また、必要に応じて本発明のコーティング用組成物と基板との塗れ性を向上させる目的で、界面活性剤、乳酸エチルなどのエステル類、エタノールなどのアルコール類、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類を混合しても良い。また、二酸化ケイ素、二酸化チタンなどの無機粒子、あるいはポリイミドの粉末などを添加することもできる。
【００８４】
本発明における乾燥安定性とは、塗布基盤を減圧乾燥処理した後に、凸状の突沸痕や不規則箇所に発生する凹みなどの塗膜乾燥欠陥個数に関する。この塗膜乾燥欠陥個数は３００ｍｍ×３５０ｍｍの基板に対して、１０個以下、好ましくは３個以下、より好ましくは１個以下である。単位面積当たりでは０．００９５個／ｃｍ２以下、好ましくは０．００２９個／ｃｍ２以下、より好ましくは０．０００９個／ｃｍ２以下である。
【００８５】
本発明における耐クラック性とは、基板に塗布、乾燥、加熱処理を行った後に、光学顕微鏡下で観察されるクラックの発生に対する耐性を意味し、クラックが発生しないことが求められる。耐クラック性のテストを行う際には、基板に段差のない平滑なものを用いても良いし、０．３〜２μｍの段差があるものを用いても良い。加熱処理後のコーティング用組成物の膜厚は、０．３〜２０μｍが好ましい。
【００８６】
耐クラック性と膜の残留応力には相関があり、残留応力が小さいほど耐クラック性は向上する。残留応力とは、塗膜の付いていない基板をリファレンスとして塗膜付きの基板を熱処理したときに発生する内部応力のことである。測定には薄膜応力測定装置を用いる。薄膜応力測定装置の測定原理が、レーザー光を基板に当て、その反射角度をリファレンスと比較して内部応力を換算するため、基板にはレーザー光を反射できる鏡面の金属基板、または鏡面の金属膜で覆われている基板を用いることが好ましい。鏡面仕上げのシリコンウエハ、アルミニウム膜付基板などが好ましく用いられる。加熱処理後の内部応力を測定するには、薄膜応力測定装置内で塗膜付き基板を加熱処理し、２５℃まで冷却して残留応力を読みとるか、薄膜応力測定装置外で加熱処理を行い（例えばオーブンやホットプレートを用いる）、２５℃にて応力を測定する方法などがある。ここで熱処理とは、乾燥後の加熱処理、高温アニール処理など、加熱するあらゆる工程のことである。
【００８７】
一般にＴＦＴ素子は、素子の信頼性向上を目的として、３００℃以上の高温アニール処理を施す必要がある。この際、従来のシリカ系コーティング剤を平坦化膜として用いると、高温アニール処理時のためにクラックがより発生し易かった。これは、シリカ系コーティング剤を塗布・加熱処理すると、アルコキシシランが加水分解および縮合するため塗膜に内部応力が生じ、さらに３５０℃以上の高温アニール処理をすると塗膜中の有機基の熱分解が進行するため、内部応力がさらに増大することが原因とされる。
【００８８】
本発明は、高温アニール処理後の塗膜の残留応力が４５ＭＰａ以下のときにクラックが発生しないことが見いだされたものであり、特に、３５０℃以上４２０℃以下の温度で加熱処理を行った後の塗膜の残留応力が４５ＭＰａ以下であるとクラックが生じない。
【００８９】
上記の特性に加えて、ＴＦＴ用平坦化膜としては平坦化性や高温高湿耐性が求められる。本発明における平坦化性とは段差埋め込み性のことであり、段差を有する基板に塗布したときに、塗布前の段差に対する塗布後の段差の関係から評価されるものである。平坦化性のテストでは、０．３〜２μｍの段差を有する基板を用い、コーティング用組成物を基板に塗布、乾燥、加熱処理し、０．１〜１０μｍの膜厚を形成し、塗布前の段差Ａμｍに対して塗布後の埋め込まれた段差Ｂμｍとしたときの、平坦化率Ｐで評価する（下記式）。一般に、平坦化率Ｐは５０％以上、より好ましくは７０％以上である。
Ｐ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００。
【００９０】
また、本発明における高温高湿耐性とは、高温高湿条件下でのコーティング膜の耐性のことを表す。具体的には、高温高湿条件（例えば、１２１℃、２×１０５Ｐａ、１００％ＲＨ）に曝露した後、クラックや剥離などが観察されないことが好ましい。
【００９１】
以下に、本発明のコーティング用組成物を平坦化膜として用いたＴＦＴ基板を作製し、その基板上に有機ＥＬ素子を作製した表示装置について説明する。
【００９２】
液晶や有機ＥＬディスプレイの表示素子を駆動するための薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下ＴＦＴと記す）を設けるアクティブマトリックス型の表示装置は、基板上に設けられたＴＦＴおよび配線を覆う状態で平坦化膜が設けられ、この平坦化膜上に表示素子が設けられている。また、表示素子と配線とは、平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されている。本発明のコーティング用組成物は、この平坦化膜として用いることができる。
【００９３】
図１に示す表示装置は、基板６上に、ボトムゲート型またはトップゲート型のＴＦＴ１が行列状に設けられており、このＴＦＴ１を覆う状態で絶縁膜３が形成されている。また、この絶縁膜３上にＴＦＴ１に接続された配線２が設けられている。さらに絶縁膜３上には、配線２を埋め込む状態で平坦化膜４が設けられている。平坦化膜４には、配線２に達するコンタクトホール７が設けられている。そして、このコンタクトホール７を介して、配線２に接続された状態で、平坦化膜４上に表示素子（例えば有機ＥＬ素子）が設けられている。この有機ＥＬ素子は、ガラス基板６と反対側から発光光を放出するトップエミッション型でも良いし、基板６側から光を取り出すボトムエミッション型であっても良い。このようにして、各有機ＥＬ素子にこれを駆動するためのＴＦＴ１を接続したアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００９４】
本発明のシロキサンポリマーを含有したコーティング用組成物は光導波路のコアやクラッド材のほか、半導体装置の拡散防止膜、層間絶縁膜、バッファーコート膜、平坦化膜、液晶ディスプレーの保護膜、位相シフター用材料、電荷結合素子用平坦化膜材料、各種保護膜など、あるいは液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置の保護膜などの用途に好適に用いられる。
【実施例】
【００９５】
以下実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、実施例中のコーティング用組成物の評価は以下の方法である。
【００９６】
＜評価方法＞
塗布性（ストリエーションの有無）
３００ｍｍ×３５０ｍｍ×０．７ｍｍの無アルカリガラス上に、コーティング用組成物をスピン塗布し、塗膜中央から基板周辺に向かって放射状のスジ（ストリエーションという）が発生していないかを観察した。塗布後の膜厚は１μｍとなるようにした。無アルカリガラスの面積に対し、上記塗布不良により塗布ができなかった面積の割合を算出した。この割合は、基板全面に塗布できた場合、０％を示す。
【００９７】
乾燥安定性（欠陥個数）
不良塗布面積が０％の前記基板を用いて、真空室容積２０Ｌ、最大排気速度６５０Ｌ／分で到達真空度０．５Ｐａの真空ポンプを用いて１分間減圧乾燥した。乾燥後、塗膜表面について突沸痕、凹み等の欠陥個数を自動欠陥検査装置（タカノ（株）製）で測定した。
【００９８】
クラック数（耐クラック性）
６インチのシリコンウエハ上に、コーティング用組成物を塗布し、空気フロー下で３００℃×１時間の熱処理行った。その後、アニール処理として４００℃×１時間の熱処理をさらに行った。硬化後の膜厚は１μｍとなるようにした。得られた硬化膜を光学顕微鏡下（ニコン製ＡＦＸ−２）で観察し、６インチシリコンウエハ上にあるクラックの個数を数えた。なお、顕微鏡観察には１０倍の接眼レンズと１０倍の対物レンズを用い、顕微鏡下でひび割れと確認できるものをクラックとして数えた。
【００９９】
残留応力
４インチのシリコンウエハ上に、コーティング用組成物を塗布、乾燥させた。その後、ケーエルエー・テンコール社製の薄膜応力測定装置ＦＬＸ−２９０８内において、窒素フロー下で４００℃×１時間の熱処理行った後、室温まで冷却し、室温における応力を測定した。硬化後の膜厚は０．８μｍとなるようにした。
【０１００】
実施例１
成分（ａ）メチルトリメトキシシラン（以下ＭｅＴＭＳという）１３６．２ｇ（１モル）、フェニルトリメトキシシラン（以下ＰｈＴＭＳという）１９８．３ｇ（１モル）のシラン混合物を成分（ｂ）３−メチル−１，３−ブタンジオール（以下ＭＢＤという、蒸気圧１００Ｐａ）３９１．８ｇに溶解し、これに水１０８ｇ（６モル）、リン酸１．６７ｇ（０．０１７モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させた。その後室温まで冷却し、成分（ｂ）メトキシメチルブチルアセテート（以下ＭＭＢ−ＡＣという、蒸気圧５３Ｐａ）を１９５ｇ添加して固形分濃度２５％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０１】
実施例２
成分（ａ）ＭｅＴＭＳ１０９ｇ（０．８モル）、ＰｈＴＭＳ２７８ｇ（１．２モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）３−メトキシ−３−メチルブタノール（以下ＭＭＢという、蒸気圧６７Ｐａ）４１０．７ｇに溶解し、これに水１０８ｇ（６モル）、リン酸１．７４ｇ（０．０１８モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させ、シロキサンポリマー溶液Ａを得た。
【０１０２】
一方、テトラブトキシジルコニウム４４．３２ｇ（０．１２モル）をＭＭＢ１８０．９９ｇ（０．１６モル）に溶解し、これにアセト酢酸エチル７５．１６ｇ（０．５８モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を室温で１時間撹拌しながら反応させ、キレート化合物溶液Ｂを調整した。次に得られたシロキサンポリマー溶液Ａを６２１ｇとキレート化合物Ｂを５２．２ｇ、および成分（ｂ）ＭＭＢ−ＡＣを２７６ｇ添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０３】
実施例３
成分（ａ）ＭｅＴＭＳ４０．９ｇ（０．３モル）、ＰｈＴＭＳ５９．５ｇ（０．３モル）、ＤＭＳ−Ｓ１２（ゲレスト社製シラノール末端ポリジメチルシロキサン、分子量４００〜７００の分布を持つ）を１４．８ｇ（シラン原子モル数０．２モル）をプロピレングリコールモノメチルエーテル（以下ＰＧＭＥと言う、蒸気圧１１００Ｐａ）６９．５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下ＰＧＭＥＡと言う、蒸気圧５１０Ｐａ）６９．５ｇに溶解し、これに、水３３ｇ（１．８モル）、リン酸０．５７ｇ（０．００６モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１００℃で２時間加熱し、主として副生するメタノールからなる成分５８．６ｇを留出せしめた。次いで、室温まで冷却し、ここに、イオン交換水１６０ｇ、イソブチルケトン（以下ＭＩＢＫという）１６０ｇを加えて振とうし、静置後、水層を分離除去した。得られた有機層を濃縮乾固して、シロキサンポリマーを得た。ポリマー濃度が２０重量％となるように、成分（ｂ）ジプロピレングリコール（以下ＤＰＭという、蒸気圧３７Ｐａ）／ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（以下ＤＰＭＡという、蒸気圧１１Ｐａ）＝１／１となるように加え、コーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０４】
実施例４
ＭｅＴＭＳ７６．６ｇ（０．５６モル）、ＰｈＴＭＳ１１１．５ｇ（０．５６モル）、ＰＤＳ−１６１５（ゲレスト社製シラノール末端ポリジフェニルシロキサン、分子量１０００〜１４００の分布を持つ）を３６．１ｇ（シラン原子モル数０．３７モル）をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１６０．４ｇに溶解し、これに、水６０．７ｇ（３．３７モル）、リン酸０．２２ｇ（０．００２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温１２０℃で２時間加熱し、主として副生するメタノールからなる成分５８．６ｇを留出せしめた後、室温まで冷却した。ここに、イオン交換水１６０ｇ、イソブチルケトン（ＭＩＢＫ）１６０ｇを加えて振とうし、静置後、水層を分離除去した。得られた有機層を濃縮乾固して、シロキサンポリマーを得た。得られたシロキサンポリマー１２０ｇに対して分岐状ポリプロピレングリコールであるアデカポリエーテルＴ−４０００（旭電化工業（株）製、平均分子量４０００）を３０ｇ、および成分（ｂ）プロピレングリールモノブチルエーテルを１５０ｇ（以下ＰＧＢＥという、蒸気圧８０Ｐａ）、ジプロピレングリコール３００ｇ（ＤＰＭ、蒸気圧３７Ｐａ）を添加し、固形分濃度が２５重量％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０５】
実施例５
成分（ａ）ジメチルジメトキシシラン（以下ＤＭｅＤＭＳという）２４ｇ（０．２モル）、ＭｅＴＭＳ１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳ１９８．３ｇ（１モル）のシラン混合物を成分（ｂ）３−メチル−１，３−ブタンジオール（ＭＢＤ、蒸気圧１００Ｐａ）４２８ｇに溶解し、これに水１１５．２ｇ（６．４モル）、リン酸１．７９ｇ（０．０１８モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させた。その後室温まで冷却し、成分（ｂ）トリプロピレングリコールメチルエーテル（以下ＴＰＭという、蒸気圧４Ｐａ）を３２５ｇ添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０６】
実施例６
成分（ａ）ＤＭｅＤＭＳ６０．１ｇ（０．５モル）、ＭｅＴＭＳ１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳ１９８．３ｇ（１モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）３−メトキシ−３−メチルブタノール（ＭＭＢ、蒸気圧６７Ｐａ）４６３．９ｇに溶解し、これに水１２６ｇ（７モル）、リン酸１．９７ｇ（０．０２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノールおよび水を留去させ、室温まで冷却しシロキサンポリマー溶液Ｃを得た。
【０１０７】
次にシロキサンポリマー溶液Ｃを６９９．５ｇとキレート化合物Ｂを６５．５ｇ、および成分（ｂ）ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（以下ＤＰＮＰという、蒸気圧７Ｐａ）を２３９．８ｇとプロピレングリコールモノエチルエーテル（以後ＰＧＥＥという、蒸気圧５３０Ｐａ）５６．２ｇを添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１０８】
実施例７
成分（ａ）ＤＭｅＤＭＳ４８．１ｇ（０．４モル）、ＭｅＴＭＳ１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳ１９８．３ｇ（１モル）、テトラエトキシシラン（以後ＴＥＯＳという）を４１．７ｇ（０．２モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）ジエチレングリコールモノエチルエーテル（以下ＥＤＧという、蒸気圧１６Ｐａ）４９７．４ｇに溶解し、これに水１３６．８ｇ（７．６モル）、リン酸２．１２ｇ（０．０２２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノール、エタノールおよび水を留去させた。
【０１０９】
ここに、エチレンジアミンの活性水素すべてをポリプロピレングリコール（４量体）と反応させたアデカポリエーテルＥＤＰ−１１００（旭電化工業（株））３７．５ｇ、１，３−ブチレングリコールジアセテート（以下１，３−ＢＧＤＡという、蒸気圧４Ｐａ）３２７ｇ添加して、固形分濃度が２５％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１０】
実施例８
成分（ａ）ＤＭｅＤＭＳを４８．１ｇ（０．４モル）、ＭｅＴＭＳを１３６．２ｇ（１モル）、ＰｈＴＭＳを１９８．３ｇ（１モル）、ＴＥＯＳを４１．７ｇ（０．２モル）のシラン混合物を、成分（ｂ）ジプロピレングリコールジメチルエーテル（以下ＤＭＭという、蒸気圧６７Ｐａ）４９７．４ｇに溶解し、これに水１３６．８ｇ（７．６モル）、リン酸２．１２ｇ（０．０２２モル）を撹拌しながら加えた。得られた溶液を１２０℃で４時間加熱し、主として副生するメタノール、エタノールおよび水を留去させた。その後室温まで冷却し、成分（ｂ）ジエチレングリコールモノブチルエーテル（以下ＢＤＧという、蒸気圧３Ｐａ）を３４５ｇ添加して固形分濃度２２％のコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１１】
実施例９（ＴＦＴを用いた有機ＥＬ表示装置）
ＴＦＴを用いた有機ＥＬ表示装置の各構成要素の詳細を、製造工程順に示す（図１参照）。ガラス基板６上にボトムゲート型のＴＦＴ１を形成し、このＴＦＴ１を覆う状態でＳｉ３Ｎ４から成る絶縁膜３を形成した。次に、この絶縁膜３に、ここでは図示を省略したコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してＴＦＴ１に接続される配線２（高さ１μｍ）を絶縁膜３上に形成した。この配線２は、ＴＦＴ１間または、後の工程で形成される有機ＥＬ素子とＴＦＴ１とを接続するためのものである。
【０１１２】
さらに、配線２の形成による凹凸を平坦化するために、配線４による凹凸を埋め込む状態で絶縁膜３上へ平坦化層４を形成した。絶縁膜３上への平坦化膜４の形成は、実施例１で得られたコーティング用組成物を基板上にスピン塗布し、ホットプレート上でプリベーク（１００℃×３分）した後、空気フロー下において３００℃で６０分間の加熱処理を行った。得られたコーティング用組成物を塗布する際の塗布性は良好で、また得られた硬化膜にはクラックは認められなかった。さらに、配線２の平均段差は５００ｎｍ、作製した平坦化膜の膜厚は８００ｎｍであり、平坦化率は７５％と良好であった。
【０１１３】
次に、レジストを塗布、プリベークし、所望のパターンのマスクを介して露光し、現像した。このレジストパターンをマスクとして、四フッ化炭素／酸素の混合ガスを用いたドライエッチングによりパターン加工を行った。その後、レジスト剥離液（モノエタノールアミンとＤＭＳＯの混合液）を用いてレジストパターンを剥離した。
【０１１４】
次に、得られた平坦化膜４上に、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を形成した。まず、平坦化膜４上に、ＩＴＯからなる下部電極を、コンタクトホール７を介して配線２に接続させて形成した。その後、レジストを用いたエッチングにより下部電極を所望のパターンにした。この下部電極は、有機ＥＬ素子の陽極に相当する。
【０１１５】
次に、下部電極の周縁を覆う形状の絶縁層を形成した。絶縁層には、ポジ型感光性のポリイミドを用いた。この絶縁層を設けることによって、下部電極とこの後の工程で形成する上部電極との間のショートを防止することができる。さらに、真空蒸着装置内で所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して設けた。次いで、基板上方の全面にアルミニウムからなる上部電極を形成した。
【０１１６】
以上のようにして、各有機ＥＬ素子にこれを駆動するためのＴＦＴ１が接続してなるアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置が得られた。駆動回路を介して電流駆動したところ、良好な発光を示した。
【０１１７】
比較例１
実施例１の成分（ｂ）であるＭＢＤをプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ、蒸気圧１１００Ｐａ）に変更し、ＭＭＢ−ＡＣをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、蒸気圧５１０Ｐａ）に変更した以外は実施例１と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１８】
比較例２
実施例２の成分（ｂ）であるＭＭＢをプロピレングリコールモノプロピルエーテル（以下ＰＧＰＥという、蒸気圧２０６Ｐａ）に変更し、ＭＭＢ−ＡＣをＭＢＤに変更し、キレート化合物Ｂを添加しない以外は実施例２と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１１９】
比較例３
実施例３の成分（ｂ）であるＤＰＭ／ＤＰＭＡをＤＰＭ／プロピレングリコールモノメチルプロピオネート（以下ＰＭＰという、蒸気圧１２０Ｐａ）に変更した以外は実施例３と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２０】
比較例４
実施例４の成分（ｂ）であるプロピレングリールモノブチルエーテルを１５０ｇ（ＰＧＢＥ、蒸気圧８０Ｐａ）、ＤＰＭ ３００ｇをプロピレングリールモノブチルエーテル４５０ｇ（ＰＧＢＥ、蒸気圧８０Ｐａ）変更した以外は実施例４と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２１】
比較例５
実施例５の成分（ｂ）であるＴＰＭ、蒸気圧４Ｐａ）、をＭＢＤ（蒸気圧１００Ｐａ）に変更した以外は実施例５と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２２】
比較例６
実施例６の成分（ｂ）であるジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル２４６ｇ（ＤＰＮＰ、蒸気圧８Ｐａ）、プロピレングリコールモノエチルエーテル５０ｇ（ＰＧＥＥ、蒸気圧５３０Ｐａ）をジプロピレングリコールジメチルエーテル２９６ｇ（ＤＭＭ、蒸気圧６７Ｐａ）に変更した以外は実施例６と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２３】
比較例７
実施例７の成分（ｂ）である１，３−ブチレングリコールジアセテート（１，３−ＢＧＤＡ、蒸気圧４Ｐａ）をＰＧＭＥＡに変更した以外は実施例７と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２４】
比較例８
実施例８の成分（ｂ）であるＢＤＧをＰＭＰに変更した以外は実施例７と同様にしてコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２５】
比較例９
オルト珪酸エチル（テトラエトキシシラン、ＴＥＯＳ）と水との加水分解重合反応にて製造した重量平均分子量約３０００のシロキサンオリゴマーを、ｎ−オクタノール（蒸気圧１００Ｐａ）に１０重量％の割合で溶解したコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２６】
比較例１０
テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）１０ｇとエタノール５０ｍＬとを室温下で混合撹拌した後、１Ｎ塩酸１ｍＬおよび水１０ｍＬを添加しさらに１時間撹拌した。次いで、ポリ（アルキレンオキサイド）ブロックコポリマー（ＰｌｕｒｏｎｉｃＰ１２３（商品名、ＢＡＳＦ社製））２．８ｇをエタノール６０ｍＬに溶解し、さらに混合した。１時間撹拌後、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ、蒸気圧７０Ｐａ）を２０ｍＬ添加し、さらに１時間撹拌し、コーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２７】
比較例１１
（Ａ）石英製セパラブルフラスコに、蒸留エタノール３７０ｇ、イオン交換水１８６ｇと２５％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液１４．６ｇを入れ、均一に撹拌した。この溶液にＭｅＴＭＳ３５．３ｇとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）５４．１ｇの混合物を添加した。溶液を５５℃に保ったまま、５時間反応を行った。この溶液にプロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰＥ、蒸気圧２０６Ｐａ）３００ｇを加えた後、５０℃のエバポレーターを用いて溶液を１０重量％（完全加水分解縮合物換算）となるまで濃縮し、その後酢酸の１０重量％プロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液１０ｇを添加した。
【０１２８】
上記（Ａ）で得た溶液にジプロピレングリコールモノプロピルエーテル８０ｇを添加し、十分に撹拌しコーティング用組成物を得た。このコーティング用組成物の塗布性、乾燥安定性、耐クラック性、残留応力を評価した。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】ＴＦＴ基板の断面図
【符号の説明】
【０１３２】
１ ＴＦＴ
２ 配線
３ 絶縁膜
４ 平坦化膜
５ ＩＴＯ
６ 基板
７ コンタクトホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物、および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーと、（ｂ）２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒であって異なる蒸気圧値を示す該有機溶媒を２種類以上含有するコーティング用組成物の、（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下であることを特徴とするコーティング用組成物。
【化１】
（Ｒ１、Ｒ６は、それぞれ同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。ｍは１〜１０００の範囲である。）
【化２】
（Ｒ７は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ８は、同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。ｎは０〜２の整数である。）
【請求項２】
（ａ）成分が、一般式（２）で表されるシラン化合物のうちＲ７２Ｓｉ（ＯＲ８）２で表される２官能性シラン１モルに対して、一般式（２）で表されるシラン化合物のうちＲ７１Ｓｉ（ＯＲ８）３で表される３官能性シラン４〜１０モルを含有するシラン混合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーであることを特徴とするコーティング用組成物。
（ただし、Ｒ７は水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ８は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。）
【請求項３】
（ｂ）成分が２種類以上の有機溶剤からなり、かつ異なる蒸気圧を示す有機溶剤各々の２０℃における蒸気圧差が１０Ｐａ以上７０Ｐａ未満であることを特徴とする請求項１記載のコーティング用組成物。
【請求項４】
（ｂ）成分が蒸気圧の異なる２種類以上の有機溶剤からなり、少なくとも一種の有機溶剤は２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃより大きいことを特徴とする請求項１記載のコーティング用組成物。
【請求項５】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板上の凹凸を覆う状態で設けられた平坦化膜と、平坦化膜上に設けられた表示素子とを備えてなる表示装置であって、請求項１から４のいずれか記載のコーティング用組成物を用いて平坦化膜が形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記表示素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項１】
（ａ）一般式（１）で表されるポリシロキサン化合物、および／または一般式（２）で表されるシラン化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーと、（ｂ）２０℃での蒸気圧が１００Ｐａ以下の有機溶媒であって異なる蒸気圧値を示す該有機溶媒を２種類以上含有するコーティング用組成物の、（ｂ）成分の含有量が有機溶媒全量に対して８０重量％以上１００重量％以下であることを特徴とするコーティング用組成物。
【化１】
（Ｒ１、Ｒ６は、それぞれ同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。ｍは１〜１０００の範囲である。）
【化２】
（Ｒ７は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ８は、同じでも異なっていても良く、水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。ｎは０〜２の整数である。）
【請求項２】
（ａ）成分が、一般式（２）で表されるシラン化合物のうちＲ７２Ｓｉ（ＯＲ８）２で表される２官能性シラン１モルに対して、一般式（２）で表されるシラン化合物のうちＲ７１Ｓｉ（ＯＲ８）３で表される３官能性シラン４〜１０モルを含有するシラン混合物を加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーであることを特徴とするコーティング用組成物。
（ただし、Ｒ７は水素、アルキル基、アリール基、アルケニル基およびそれらが置換された有機基を表す。Ｒ８は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、炭素数１〜６のアシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。）
【請求項３】
（ｂ）成分が２種類以上の有機溶剤からなり、かつ異なる蒸気圧を示す有機溶剤各々の２０℃における蒸気圧差が１０Ｐａ以上７０Ｐａ未満であることを特徴とする請求項１記載のコーティング用組成物。
【請求項４】
（ｂ）成分が蒸気圧の異なる２種類以上の有機溶剤からなり、少なくとも一種の有機溶剤は２０℃における水に対する溶解度が１００ｇ／１００ｃｃより大きいことを特徴とする請求項１記載のコーティング用組成物。
【請求項５】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板上の凹凸を覆う状態で設けられた平坦化膜と、平坦化膜上に設けられた表示素子とを備えてなる表示装置であって、請求項１から４のいずれか記載のコーティング用組成物を用いて平坦化膜が形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記表示素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−８３３１９（Ｐ２００６−８３３１９Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７０９９９（Ｐ２００４−２７０９９９）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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