JP3227232B2 - 被膜形成用塗布液の貯蔵方法 - Google Patents

被膜形成用塗布液の貯蔵方法

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島 昭 中
松 通 郎 小
美 紀 ▲高▼橋
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触媒化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、被膜形成用塗布液の貯蔵
方法に関し、さらに詳しくは、分子中にSi−H結合を
有する有機ケイ素化合物および/またはその加水分解重
縮合物が有機溶媒中に溶解または分散した被膜形成用塗
布液の貯蔵方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】従来より、半導体装置では半導体
基板とアルミニウム配線層などの金属配線層との間、あ
るいは金属配線層間に絶縁膜が設けられ、また、液晶表
示装置では液晶表示セルの一部である透明電極板の透明
電極と配向膜との間に絶縁膜が設けられている。
【0003】近年、このような半導体装置用および液晶
表示装置用の絶縁膜として、あるいはレンズなどのハー
ドコート膜として、塗布法によって形成されたシリカ系
被膜が用いられている。
【0004】上記シリカ系被膜を形成する際には、アル
コキシシランなどのような加水分解可能な有機ケイ素化
合物および/またはこの加水分解重縮合物であるポリシ
ロキサンなどが有機溶媒中に溶解または分散した塗布液
が用いられており、また、最近ではポリシラザンが有機
溶媒中に溶解または分散した塗布液を用いる試みもなさ
れている。
【0005】しかしながら、分子中にSi−H結合を有
する有機ケイ素化合物および/またはこの加水分解重縮
合物が被膜形成成分として有機溶媒中に溶解または分散
したシリカ系被膜形成用塗布液は、製造後、空気中に放
置しておくとゲル化が進行して塗布液中に微粒子が発生
するなど、概してそのポットライフが短く、ポットライ
フの向上が望まれている。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術におけ
る問題点を解決しようとするものであって、分子中にS
i−H結合を有する有機ケイ素化合物および/またはそ
の加水分解重縮合物が被膜形成成分として有機溶媒中に
溶解または分散したシリカ系被膜形成用塗布液を長期間
にわたって貯蔵できるような被膜形成用塗布液の貯蔵方
法を提供することを目的としている。
【0007】
【発明の概要】本発明に係る被膜形成用塗布液の貯蔵方
法は、分子中にSi−H結合を有する有機ケイ素化合物
および/またはその加水分解重縮合物が有機溶媒中に溶
解または分散した被膜形成用塗布液を、水分量が1pp
m以下の乾燥ガスを封入した密閉容器内で貯蔵すること
を特徴としている。
【0008】上記乾燥ガスは、不活性ガスであることが
好ましく、また、加圧状態で容器内に封入されているこ
とが好ましい。
【0009】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る被膜形成用塗
布液の貯蔵方法について具体的に説明する。本発明に係
る被膜形成用塗布液の貯蔵方法では、分子中にSi−H
結合を有する有機ケイ素化合物および/またはその加水
分解重縮合物が有機溶媒中に溶解または分散した被膜形
成用塗布液を、水分量が1ppm以下の乾燥ガスを封入
した密閉容器内で貯蔵する。
【0010】上記のような有機ケイ素化合物としては、
次式〔I〕 Ha1 bSiX4-(a+b) …〔I〕 (式中、R1は炭化水素基または水素原子であり、Xは
ハロゲンまたはアルコキシ基であり、aは1〜3の整数
であり、bは0〜2の整数であり、a+bは1〜3であ
る。)で表わされる加水分解性有機ケイ素化合物または
その部分加水分解重縮合物、および次式〔II〕
【0011】
【化1】
【0012】(式中、R2 およびR3 は、それぞれ独立
して水素原子または炭素原子数1〜8のアルキル基であ
る。)で表わされる繰り返し単位を少なくとも有する鎖
状または環状のポリシラザンなどが挙げられる。
【0013】上記のような有機ケイ素化合物としては、
具体的には、トリクロロシラン、ジクロロシランなどの
ようなハロゲン化シラン、トリメトキシシラン、ジメト
キシシラン、トリエトキシシラン、ジエトキシシランな
どのアルコキシシランなどが挙げられる。
【0014】また、上記ポリシラザンは、例えば特公昭
63−16325号公報、または米国特許第43978
28号明細書に記載された方法によって製造することが
できる。
【0015】本発明で貯蔵される被膜形成用塗布液は、
これらの1種または2種以上の有機ケイ素化合物および
/またはその加水分解重縮合物と、1種または2種以上
の有機溶媒とからなっている。
【0016】このような塗布液を調製する際には、有機
溶媒としては、具体的には、メタノール、エタノール等
のアルコール類、メチルイソブチルケトンなどのケトン
類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどの環状炭
化水素、エチルブチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ
オキサンなどのエーテル類が挙げられ、これらの単独ま
たは2種以上の混合溶媒が用いられる。
【0017】本発明に係る被膜形成用塗布液の貯蔵方法
では、上記塗布液を貯蔵する容器としてボトル、タンク
などのような密閉可能な容器が用いられる。このような
容器は、少なくとも塗布液と接する部分が、ガラス、ス
テンレス、あるいはアクリロニトリル系樹脂、フッ素樹
脂などのプラスチックから選ばれる気密な材質からなっ
ている。
【0018】また、本発明に係る被膜形成用塗布液の貯
蔵方法では、水分量が1ppm以下の乾燥ガスを封入し
た密閉容器内で上記塗布液を貯蔵すればよく、上記のよ
うな密閉可能な容器内に水分量が1ppm以下の乾燥ガ
スおよび塗布液を入れる順序に制限はない。すなわち、
容器内の空気を水分量が1ppm以下の乾燥ガスで置換
した後で塗布液を容器内に収容することができ、また、
塗布液を容器内に収容した後で容器内の空気を水分量が
1ppm以下の乾燥ガスで置換することもでき、あるい
は、容器内の空気を水分量が1ppm以下の乾燥ガスで
置換しながら塗布液を容器内に収容することもできる。
【0019】このようにして容器内に塗布液が収容さ
れ、かつ、容器内の空気が水分量が1ppm以下の乾燥
ガスと置換された状態で容器を密閉することにより、こ
のような乾燥ガスの封入された容器内で塗布液を貯蔵す
る。
【0020】上記容器内に封入される乾燥ガスとして
は、容器内で貯蔵されている塗布液の貯蔵安定性の点か
ら、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが好ま
しい。また、この乾燥ガスは、加圧状態で容器内に封入
されていることが好ましい。貯蔵容器内の乾燥ガス圧
は、大気圧よりも高ければ充分であり、また、このガス
圧を、極端に高くする必要はなく、0.5〜5kg/c
2・G程度に維持することが好ましい。
【0021】また、このようにして乾燥ガスの封入され
た密閉容器はできるだけ低温に保持しながら貯蔵するこ
とが好ましく、乾燥ガスの封入された容器を約5℃以下
の雰囲気温度で貯蔵することが好ましい。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る被膜形成用塗布液の貯蔵法
によれば、分子中にSi−H結合を有する有機ケイ素化
合物および/またはその加水分解重縮合物が有機溶媒に
溶解または分散した被膜形成用塗布液塗布液中で貯蔵中
に微粒子の発生が抑制され、この結果、塗布液のポット
ライフが飛躍的に向上する。
【0023】このように上記被膜形成成分を含む塗布液
のポットライフが飛躍的に向上する理由は、次のように
推定される。被膜形成用塗布液に含まれている有機ケイ
素化合物および/またはこの加水分解重縮合物は、分子
中にSi−H結合があると、空気中では比較的不安定
で、空気中の水分と容易に加水分解反応を起こす。この
加水分解物が局部的に重縮合して遂にはゲル化し、塗布
液中に微粒子が発生する。このため塗布液のポットライ
フが低下する。
【0024】ところが、本発明に係る被膜形成用塗布液
の貯蔵法では、容器中の空気が水分量1ppm以下の乾
燥ガスで置換されているので、上記有機ケイ素化合物お
よび/またはこの加水分解重縮合物を加水分解させ、塗
布液のポットライフを低下させる水分が貯蔵容器中にほ
とんどなく、このため塗布液のポットライフが飛躍的に
向上する。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0026】
【製造実施例】
1)ポリシラザンAの合成 特公昭63−16325号公報記載の製造法に準じて次
のような製造法でポリシラザンAを合成した。
【0027】温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器内
にピリジン600mlを入れ、攪拌しながらジクロロシラ
ン28.3gを加えて錯体(ピリジンアダクツ)を形成
させた。次いでこのピリジンアダクツを含む液中にアン
モニアを2時間吹き込んで沈澱を生じさせた。この沈澱
を濾過して除去した後、濾液を80℃で10時間加熱
し、次いで減圧して濾液からピリジンを除去することに
より、反応器内に樹脂状のポリシラザンAを得た。 2)ポリシロキサンBの合成 1リットルの四つ口フラスコ内にメチルイソブチルケト
ン400g、水360gをいれ、0℃に冷却した。次い
で、攪拌しながらこの四つ口フラスコ内にジエトキシシ
ラン40gを加え、さらに1時間攪拌した。しかる後、
この四つ口フラスコを加熱して30℃で5時間保持し
た。こうして得られた反応液からポリシロキサンBを含
む有機相を抽出し、次いで、この有機相を減圧下で濃縮
することにより、樹脂状のポリシロキサンBを得た。 3)ポリシラザン/ポリシロキサン共重合体Cの合成 ポリシラザンAの5重量%メチルイソブチルケトン溶液
とポリシロキサンBの5重量%メチルイソブチルケトン
溶液とを、ポリシラザンA/ポリシロキサンBが重量比
で8/2となるような量で20℃で混合し、次いで溶媒
を減圧で留去することにより、樹脂状のポリシラザン/
ポリシロキサン共重合体Cを得た。 4)被膜形成用塗布液a〜cの製造 上記ポリシラザンAをキシレンに溶解してポリシラザン
Aを20重量%含む被膜形成用塗布液aを調製した。
【0028】同様にして上記ポリシロキサンBの20重
量%メチルイソブチルケトン溶液からなる被膜形成用塗
布液bおよび上記ポリシラザン/ポリシロキサン共重合
体Cの20重量%キシレン溶液からなる被膜形成用塗布
液cを調製した。
【0029】このようにして調製された被膜形成用塗布
液a〜cを、それぞれテフロン製フィルター(口径0.
1μm)でろ過した後、塗布液中に存在する0.5μm
以上の微粒子の個数をパーティクルカウンター(KL2
2型、リオン社製)で測定し、重量平均分子量をゲルク
ロマトグラフ法で測定した。被膜形成用塗布液a〜cの
測定結果を参考例1〜3としてそれぞれ表2〜4に示
す。
【0030】
【実施例1〜12、比較例1〜9】上記塗布液a〜c
を、それぞれ表1に示す材質の容器に充填し、表1に示
す条件で容器内部の空気を水分量0.86ppmの窒素
ガスで置換した後、この容器を密閉した。なお、表1で
封入ガス圧力:0kg/cm2・Gと記載されているの
は、容器内部の空気が水分量0.86ppmの窒素ガス
で置換されていない状態で塗布液を貯蔵したことを示
す。なお、上記ガス中の水分量は、SHAW露点計(日
本冶金工業社製SADP型)で測定した。
【0031】このようにして密閉容器内で3ケ月間上記
被膜形成用塗布液a〜cを貯蔵した後、この密閉容器を
開放して、容器内部に貯蔵されていたそれぞれの被膜形
成用塗布液a〜c中に存在する0.5μm以上の微粒子
の個数と重量平均分子量を測定した。結果を表2〜4に
示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−157161(JP,A) 特開 平4−256466(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05D 1/00 - 7/26 B05C 11/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子中にSi−H結合を有する有機ケイ素
    化合物および/またはその加水分解重縮合物が有機溶媒
    中に溶解または分散した被膜形成用塗布液を、水分量が
    1ppm以下の乾燥ガスを封入した密閉容器内で貯蔵す
    ることを特徴とする被膜形成用塗布液の貯蔵方法。
  2. 【請求項2】前記乾燥ガスが不活性ガスである請求項1
    記載の被膜形成用塗布液の貯蔵方法。
  3. 【請求項3】前記乾燥ガスを、加圧状態で容器内に封入
    する請求項1記載の被膜形成用塗布液の貯蔵方法。
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