TWI438249B - 層間絕緣膜形成用塗布液及具有層間絕緣膜之基板 - Google Patents
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Description
本發明是有關主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液及具有層間絕緣膜之基板，該塗布液是由將特定的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物之反應物，與聚矽氧樹脂分散或溶解在分散媒中而形成。
主動矩陣是TFT彩色液晶等中所採用的結構，針對每一液晶畫素，均具有用以進行控制電壓的「主動元件」。同時，也因這種結構，才可顯現鮮明且無不均的畫面。
過去，這種液晶顯示裝置所可使用的主動矩陣基板具備有基板、在前述基板上形成的數條掃描配線、交錯於前述數條掃描配線的數條訊號配線、在前述基板上形成且可應答施加在相對應的前述掃描配線之訊號而動作的數個薄膜電晶體、與可介由前述數個薄膜電晶體而與對應的前述訊號配線電性連接的數個畫素電極；其中，前述數個薄膜電晶體分別具有電性連接在對應之前述掃描配線的閘極、電性連接在對應之前述訊號配線的源極、與電性連接在對應之前述畫素電極的汲極；並且，該主動矩陣基板復備有以如同被覆在前述數個薄膜電晶體之方式而形成的層間絕緣膜；前述數條訊號配線是由不同於前述源極及前述汲極的導電層形成在前述層間絕緣膜上，而且，介由前述層間絕緣膜上所設置的接觸孔(contact hole)與前述源極電性連接。
近年來，因為顯示裝置的畫面趨向大畫面，故在製造主動矩陣基板時，已採用：於大面積的基板上形成層間絕緣膜時以銷(pin)支撐基板、於層間絕緣膜形成後使基板上昇、或以滾輪使其移動、以及在真空乾燥時以支撐銷支撐並以滾輪移動的步驟等。
另外，本案申請人之一人，在日本特開2006-071946號公報(專利文獻1)中，提出層間絕緣膜係由含有有機成分的絕緣材料所形成，具體上係以含有有機成分的旋塗式玻璃(spin on glass)(亦即所謂有機SOG材料)，尤其以Si-O-C鍵結為架構的SOG材料、或以Si-C鍵結為架構的SOG材料為適用。
另外，本案申請人之一人，在日本特開平3-263476號公報(專利文獻2)中，提出一種被膜形成用塗布液，其係由烷氧基矽烷水解聚縮合而得的矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物之反應物所構成。
[專利文獻1]日本特開2006-071946號公報
[專利文獻2]日本特開平3-263476號公報
不過，在如專利文獻1中的以往的層間絕緣膜形成用塗布液，因殘留吸附卡盤(chuck)孔痕、支撐銷痕、滾輪痕等模樣的膜不均，而造成外觀不均的問題。另外，如專利文獻2的過去所知的氧化矽系被膜形成用塗布液，由於不易進行均勻的乾燥，而有產生膜不均(在下文中亦有稱為
「膜斑」者)的問題。
本發明人等為了解決上述問題而深入探討的結果，發現在層間絕緣膜形成用塗布液中添加少量的聚矽氧樹脂時，可使塗膜形成後的乾燥均勻，同時實質上也可消除前述的膜斑，而完成本發明。
亦即，本發明的目的為提供可適用於製造外觀無斑點的主動矩陣基板之主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，及具有層間絕緣膜之基板。
本發明的構成如下述。
[1]一種主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，其係由(i)將以通式Rn
Si(OR’)4-n
[式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與(ii)前述烷氧基矽烷的部分水解物之反應物、與聚矽氧樹脂分散或溶解在分散媒中而形成。
[2]如[1]的主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，其中，前述聚矽氧樹脂為聚醚改質聚矽氧樹脂。
[3]如[1]或[2]的主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，其中，前述聚矽氧樹脂的數平均分子量在1,000至100,000的範圍內。
[4]如[1]至[3]的主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，其中，前述反應物的濃度就固形物而言係在5至50重量%的
範圍內，前述聚矽氧樹脂的濃度就固形物而言係在0.01至0.5重量%的範圍內。
[5]一種主動矩陣基板，其具有由(i)將以通式Rn
Si(OR’)4-n
[式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與(ii)前述烷氧基矽烷的部分水解物之反應物、與聚矽氧樹脂所構成的層間絕緣膜。
[6]如[5]的主動矩陣基板，其中，前述反應物的含量就固形物而言係在90至99.98重量%的範圍內，前述聚矽氧樹脂的含量就固形物而言係在0.02至10重量%的範圍內。
[7]如[5]或[6]的主動矩陣基板，其中，前述聚矽氧樹脂為聚醚改質聚矽氧樹脂。
藉由本發明的塗布液，即可在形成主動矩陣基板的層間絕緣膜時，沒有吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕等模樣的模斑，而形成緻密且密著性、機械強度、耐藥品性、耐濕性、絕緣性等俱優並且相對電容率(relative permittivity)低的層間絕緣膜。
這樣的層間絕緣膜，可適用作為液晶電視、液晶顯示器、筆記型電腦等中所使用的主動矩陣基板之層間絕緣膜。
以下，具體說明有關本發明的層間絕緣膜形成用塗布
液及具有層間絕緣膜之基板。
與本發明有關的層間絕緣膜形成用塗布液，係由(i)矽溶膠與(ii)烷氧基矽烷的部分水解物之反應物、與聚矽氧樹脂分散或溶解在分散媒中而形成。
以下，針對各成分說明。
可使用於本發明的矽溶膠，是在鹼觸媒的存在下，使烷氧基矽烷於水與有機溶劑的混合溶劑中進行水解聚縮合而得之生成物。
烷氧基矽烷係以通式Rn
Si(OR’)4-n
[式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示。
具體例可舉例如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、四辛氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷等。這些烷氧基矽烷可以單獨使用，也可以組合二種以上後使用。
有機溶劑可舉例如醇類、酮類、醚類、酯類等，更具
體而言，例如可使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類；甲基賽珞蘇(methyl Cellosolve)、乙基賽珞蘇等乙二醇醚類；乙二醇、丙二醇等甘醇(glycol)類；醋酸甲酯、醋酸乙酯、乳酸甲酯等酯類等。
鹼觸媒可使用氨、胺、鹼金屬氫氧化物、四級胺化合物、胺系偶合劑等在水溶液中顯示鹼性的化合物，使用量為使反應混合物的pH在7至12，並以使pH成為8至12的量較佳。
更具體的例示矽溶膠的調製法時，例如係在一邊攪拌水-醇混合溶劑時，一邊將烷氧基矽烷及例如氨水等鹼觸媒加入此混合溶劑中，使其水解。
當構成烷氧基矽烷的Si-OR基為1莫耳時，水的使用量為5至50莫耳當量，並以成為5至25莫耳時為佳；氨為在成為前述的pH範圍之量；烷氧基矽烷的使用量以SiO2
為例時，其是成為0.01至1.0莫耳/SiO2
莫耳之量，並以成為0.05至0.8莫耳/SiO2
莫耳時為佳。
水解聚縮合反應，通常是在常壓下以使用的溶劑之沸點以下的溫度進行，並以低於沸點約5至10℃的溫度為佳，但在使用高壓釜等時，則也可以高於此溫度的溫度進行反應。
於上述的條件下水解時，烷氧基矽烷的聚縮合係以三次元的方式進行，而可生成氧化矽粒子，並進行成長。
另外，如同上述，例如將烷氧基矽烷與氨加入攪拌下的水-醇混合溶劑中後，使其於水-醇混合溶劑的沸點以下之溫度(例如約100℃以下的溫度)中進行反應，使氧化矽粒子生成、成長，之後，也可再將上述溫度上昇到溶劑的沸點以上之溫度(例如約100℃以上的溫度)，使其保持一定時間後進行加熱處理。
進行這樣的加熱處理後，可更加促進烷氧基矽烷的聚縮合，而得到分散有密度大之氧化矽粒子的矽溶膠。
本發明中可使用的矽溶膠，其氧化矽粒子的平均粒徑為5至50nm，並以在10至30nm的範圍內為佳。如氧化矽粒子的平均粒徑太小時，在使用所得之層間絕緣膜形成用塗布液而成形層間絕緣膜時，則有在膜面上發生碎裂的傾向，另一方面，粒徑太大時也在膜上產生許多孔洞，而可能無法得到緻密的膜。
氧化矽粒子在矽溶膠中，以作為SiO2
是在2至50重量%，並且期望是在5至40重量%的範圍內。
當氧化矽粒子的濃度超過50重量%時，則有易於凝膠化的傾向，當氧化矽粒子的濃度不到2重量%時，則使層間絕緣膜形成用塗布液的濃度過低，而可能無法形成所期望厚度的層間絕緣膜。
本發明中，如後述而使矽溶膠與烷氧基矽烷反應，此時雖然也可直接使用以前述方法所得的矽溶膠，但以在反應之前，預先將矽溶膠的水-有機溶劑系分散媒予以溶媒取代(solvent substitution)成水者為佳。
在進行溶媒取代時，可適當地採用超濾膜法等。
使用此矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物之反應物。
作為與矽溶膠反應的烷氧基矽烷，係使用調製矽溶膠時所使用的以通式Rn
Si(OR’)4-n
表示的烷氧基矽烷，此時可使用調製矽溶膠時的同種烷氧基矽烷，也可使用不同種的烷氧基矽烷。
本發明中，該與矽溶膠反應的烷氧基矽烷雖然可直接就使用，但以依照常法預先使部分水解後，再將所得之部分水解物與矽溶膠混合者為佳。如此操作後，比較不容易引起溶膠的凝聚、凝膠化。此處所稱的部分水解，是指前述通式Rn
Si(OR’)4-n
中的OR’基至少有一個以上因水解而變成OH基，而在水解聚縮合物中具有OR’殘基的水解之意。
在進行烷氧基矽烷的部分水解時，通常可使用水、有機溶劑、酸或鹼觸媒。有機溶劑及鹼觸媒可舉如前述者。酸觸媒具體上可使用鹽酸、硝酸、硫酸等無機酸，醋酸、草酸等有機酸，或金屬皂等在水溶液中顯示酸性的化合物。
在構成烷氧基矽烷的Si-OR基為1莫耳時，水的使用量通常為0.1至2莫耳當量，並以成為0.5至2莫耳時為佳。在使用酸觸媒時，其量通常是可使反應液的pH成為0至6之量，並以使pH成為1至3時之量較佳，另外，在使用鹼觸媒時，其量通常是可使反應液的pH成為7至10之量，並以使pH成為7至8時之量較佳。
以如上述的條件而得的烷氧基矽烷的部分水解物之分子量為100至10,000，並以500至5,000(換算成聚苯乙烯的分子量)時為理想。
本發明中，雖然可以這種方法得到烷氧基矽烷部分水解物，但除了上述方法之外，也可使用藉由日本特開平3-054279號公報或日本特開平3-115379號公報所說明的方法而得的塗布液以作為本發明的部分水解物。亦即，如日本特開平3-54279號公報中所記載，將一種以上之以通式R1 n
Si(OR2
)4-n
(式中，R1
表示烴基、R2
表示碳數1至4的烷基，n為0至3的整數)表示的烷氧基矽烷，於有機溶劑、水及鹼觸媒的存在下進行部分水解後，接著將所得的部分水解液於水及酸觸媒的存在下再予以部分水解而製成含有烷氧基矽烷部分水解物的聚縮合物之氧化矽系被膜形成用塗布液，可使用該塗布液作為本發明中的部分水解物。
或是，如日本特開平3-115379號公報中所記載，將一種或二種以上之以通式R1 n
Si(OR2
)4-n
(式中，R1
表示烴基、R2
表示碳數1至4的烷基，n為0至3的整數)表示的烷氧基矽烷，於有機溶劑、水及酸觸媒的存在下進行部分水解，接著使所得的部分水解液與鹼接觸後，將所得的塗布液再配合必要性而添加酸使其呈酸性而製成含有烷氧基矽烷部分水解物的聚縮合物之氧化矽系被膜形成用塗布液，可使用該塗布液作為本發明的部分水解物。
在本發明中，是使矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物
混合後反應。
在矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物之反應中，並非使矽溶膠中的氧化矽粒子成長或生成新的氧化矽粒子，而是在氧化矽粒子的表面引發與烷氧基矽烷的部分水解物的結合反應，使用含此反應物的層間絕緣膜形成用塗布液而形成的層間絕緣膜是緻密且密著性、機械強度、耐藥品性、耐濕性、絕緣性等俱優同時相對電容率低的層間絕緣膜。
矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物之混合比，是矽溶膠中的SiO2
(A)之重量/烷氧基矽烷的部分水解物SiO2
中的SiO2
(B)之重量=0.01至10.0，並以混合成0.25至4.0的重量比時為理想。
當成分(A)之量較多時，雖然所得的層間絕緣膜之耐熱性、耐濕性優異，但是若形成具有厚膜的層間絕緣膜時，會有易於發生碎裂的傾向，另一方面，當成分(B)之量較多時，所得的層間絕緣膜則有耐熱性、耐濕性不足的傾向。
本發明中，在如上述的使矽溶膠與烷氧基矽烷的部分水解物混合之後，於25至100℃下(以40至80℃下為佳)，通常加熱處理0.5至5小時(以1至3小時為佳)。經由這樣的處理之後，即可得與本發明有關的層間絕緣膜形成用塗布液。
前述處理溫度若為較低時，則使烷氧基矽烷的部分水解物的聚縮合反應不充分而致聚合度降低，在使用這樣的層間絕緣膜形成用塗布液以形成厚膜的層間絕緣膜時，有可能發生碎裂。處理溫度若太高時，則使烷氧基矽烷的聚
縮合進行過度，而致層間絕緣膜形成用塗布液的安定性不足。
使用於本發明中的聚矽氧樹脂，可舉例如聚醚改質聚矽氧樹脂、胺基改質聚矽氧樹脂、環氧基改質聚矽氧樹脂、烷氧基改質聚矽氧樹脂等以往即知的樹脂。
在這些樹脂之中，本發明是以使用聚醚改質聚矽氧樹脂為適當。聚醚改質聚矽氧樹脂的數平均分子量為1,000至100,000，並且以10,000至80,000的範圍為佳。
如聚醚改質聚矽氧樹脂的數平均分子量不到1,000時，則使其與烷氧基矽烷的部分水解物或反應物的親和性變強，而難以存在於膜表面上，或使塗膜的乾燥均勻的效果不足，在製造主動矩陣基板時，會產生吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕等膜斑，而使層間絕緣膜的外觀惡化。
如聚醚改質聚矽氧樹脂的數平均分子量超過100,000時，則使其與烷氧基矽烷的部分水解物或反應物的親和性變低，或是降低對溶劑的分散性，使聚醚改質聚矽氧樹脂在層間絕緣膜形成用塗布液中變成凝聚物而殘留，不僅使塗膜的乾燥均勻之效果不足，也使層間絕緣膜與基板間的密著性不足。
這種聚醚改質聚矽氧樹脂可舉例如日本特開平5-125189號公報中所記載，將(A)有機氫矽氧烷共聚合物、(B)聚氧伸烷基(polyoxylalkylene)與(C)烷二醇的單羧酸酯酯混合後，於惰性氣體環境下，利用貴金屬矽氫化觸媒，
以約130℃以下的溫度使其合成。
(A)有機矽氧烷共聚合物，可例示如下述的聚合物：
(R為不含碳數1至20的不飽和鍵之烴基，a為1至192，b為1至30)。
(B)聚氧伸烷基可例示如下述的(i)、(ii)、(iii)等。
R1
-(OCH2
CH2
)z
-OR2
(i)
R1
-(OCH2
CH(CH3
))w
-OR2
(ii)
R1
-(OCH2
CH2
)z
(OCH2
CH(CH3
))w
-OR2
(iii)
式中，R1
為烯基(伸烷基)、OR2
的R2
為不阻礙此步驟的任一取代基(羥基、烷氧基、烯丙氧基、芳氧基、烷基矽氧烷基、炔氧基、羧酸酯基、異氰酸酯基等)。z為1至20之值，w為1至20之值。
上述中，(B)聚氧伸烷基是插入於(A)有機矽氧烷共聚合物中的H。據此即可得到適用於本發明的聚醚改質聚矽氧樹脂。
層間絕緣膜形成用塗布液是使前述反應物與聚矽氧樹脂分散或溶解在分散媒中，該分散媒是以有機溶劑為適當，可舉例如醇類、酮類、醚類、芳香族類等，更具體而
言，可舉例如乙醇、異丙醇、丁醇等醇類，丙酮、甲基異丁基酮等酮類，甲基賽珞蘇(methyl Cellosolve)、乙基賽珞蘇等乙二醇醚類，乙二醇、丙二醇、丙基丙二醇等甘醇類等。
層間絕緣膜形成用塗布液中的前述反應物之濃度就固形物而言係5至50重量%，並且以10至30重量%的範圍內為佳。
前述反應物的濃度太高時，層間絕緣膜形成用塗布液的黏度將變高，而使安定性變得不足。另外，在形成膜時，會使膜厚變得太厚，或可能難以控制膜厚。前述反應物的濃度太低時，層間絕緣膜的膜厚變薄，而可能使絕緣性不足。
此外，層間絕緣膜形成用塗布液中的前述聚矽氧樹脂的濃度就固形物而言係0.01至0.5重量%，並且以0.03至0.1重量%的範圍內為佳。當層間絕緣膜形成用塗布液中的前述聚矽氧樹脂的濃度在前述範圍內時，即使基板因支撐銷等的支撐而致熱傳導不均，但因可使其均勻乾燥，故可抑制吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕等膜斑的發生。
當層間絕緣膜形成用塗布液中的前述聚矽氧樹脂的濃度較少時，將使塗膜乾燥均勻的效果變小，因此，在製造主動矩陣基板時，會產生吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕等膜斑，而使層間絕緣膜的外觀惡化。
當層間絕緣膜形成用塗布液中的前述聚矽氧樹脂的濃度太多時，可能使層間絕緣膜與基板間的密著性不足。
接著，說明與本發明有關的主動矩陣基板。
本發明相關的主動矩陣基板具有一種層間絕緣膜，其係由以通式Rn
Si(OR’)4-n
[式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與該烷氧基矽烷的部分水解物之反應物、以及聚矽氧樹脂所構成。該層間絕緣膜是將前述層間絕緣膜形成用塗布液塗布在基板上後，再藉由進行乾燥、加熱處理而形成者。
亦即，層間絕緣膜是由下述所構成：(i)將以通式Rn
Si(OR’)4-n
[式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與(ii)前述烷氧基矽烷的部分水解物之反應物，與聚矽氧樹脂所構成。
尚且，層間絕緣膜的構成，是前述反應物的含有量就固形物而言係90至99.98重量%，並以在92至99.95重量%的範圍內為佳，前述聚矽氧樹脂的含有量就固形物而言係0.02至10重量%，並以在0.05至8重量%的範圍內為佳。
前述聚矽氧樹脂，是以如前述的聚醚改質聚矽氧樹脂為佳。
本發明的主動矩陣基板的實施例之1形態，如第1圖
與第2圖中所示。
尚且，雖然一邊參照第1圖及第2圖一邊說明本發明的實施形態，但本發明並不侷限於這些實施形態。
第1圖及第2圖中，係表示液晶顯示裝置100。第1圖係表示液晶顯示裝置100之一個的畫素區域之俯視示意圖，第2圖係沿著第1圖中的2A-2A’線之截面圖。
液晶顯示裝置100備有：主動矩陣基板(以下稱為「TFT基板」)100a、與TFT基板100a對向的對向基板(以下稱為「彩色濾光片基板」)100b、與設在此二基板間的液晶層60。
TFT基板100a具有：透明絕緣性基板(例如玻璃基板)10、在基板10上形成的數條掃描配線11、與掃描配線11交錯的數條訊號配線13。
在TFT基板100a的各畫素區域，設置有：應答施加在相對應的掃描配線11之訊號而動作的薄膜電晶體(TFT)14、與可介由TFT而電性連接在相對應之訊號配線13的畫素電極15。
對向基板100b具有透明絕緣性基板(例如玻璃基板)50a、以及與形成在基板50上的畫素電極15相對向的對向電極51。典型的是，對向基板100b復具有濾色器(此處未予以圖示)。
液晶層60可配合施加在畫素電極15與對向電極51之間的電壓，而變化配向狀態，藉此即可將通過液晶層60的光予以調變(modulation)而進行顯示。
本發明的主動矩陣基板具備有基板、在前述基板上形成的數條掃描配線、與前述數條掃描配線交錯的數條訊號配線、在前述基板上形成且可應答施加在相對應的掃描配線之訊號而動作的數個薄膜電晶體、與可介由前述數個薄膜電晶體而電性連接在相對應之前述訊號配線的數個畫素電極；其中，前述的數個薄膜電晶體分別具有電性連接在相對應的前述掃描配線之閘極、電性連接在相對應的前述訊號配線之源極、與電性連接在相對應的前述畫素電極之汲極；並且，該主動矩陣基板具備有以被覆前述數個薄膜電晶體之方式而形成的層間絕緣膜；前述的數條訊號配線是在前述層間絕緣膜上由異於前述源極及前述汲極的導電層所形成，而且，介由設置在前述層間絕緣膜的接觸孔而電性連接在前述源極。
如欲使層間絕緣膜形成用塗布液塗布在基板上時，可採用噴塗法、旋轉塗布法、浸塗法、輥塗法、網版印刷法、轉印印刷法、凹板印刷法、微凹板印刷法、細縫塗布法等通常的方法。
在大型基板上形成層間絕緣膜時，本發明是適當的層間絕緣膜形成用塗布液，並推薦細縫塗布法。若採用細縫塗布法，即可廣範圍的塗布成如使全區達成均質的膜厚，因此，可使塗膜更均勻的乾燥，而得以抑制前述膜斑的生成。
上述的加熱處理溫度通常為150至800℃，並以200至450℃左右為佳。
層間絕緣膜的膜厚為0.5至4.0 μm，並以在1.0至3.0 μm的範圍內為佳。當膜厚太薄時，有可能使絕緣性不足，或主動矩陣基板的覆蓋(coverage)性降低。另外，當膜厚太厚時，則可能使乾燥不均勻，因此使層間絕緣膜產生碎裂，而致絕緣性不足。
以下，擬藉由實施例更具體的說明本發明，但本發明並不侷限於這些實施例的範圍。
使純水139.1g與甲醇169.9g之混合溶液保持在60℃中，再於其中以52小時同時加入矽酸乙酯-28的水-甲醇溶液(是在重量比2/8的水/甲醇混合液2450g中加入532.5g的矽酸乙酯-28而成者)2982.57g、及濃度0.25重量%之氨水596.4g。添加完畢後，再在此溫度下熟成3小時。之後，以超過濾法進行濃縮，可得SiO2
濃度10重量%、分散有平均粒徑為20nm的SiO2
粒子之矽溶膠(1)。
以濃硝酸將甲基三甲氧基矽烷454.5g、乙醇185.5g及純水360.0g的混合溶液之pH調整為1.0之後，於50℃中使其水解2小時。其後，加入濃度1重量%的氨水，使pH調整為7.0之後，再以50℃處理2小時後，即得烷氧基矽烷部分水解物(1)。測定其分子量後，結果如表中所示。
將矽溶膠(1)與烷氧基矽烷部分水解物(1)以重量比60/40的比率混合後，接著，以50℃加熱處理1小時後，即得反應物(1)。
以旋轉蒸發器餾去反應物(1)中的水、醇類後，進行溶劑取代成丙二醇單丙基醚，製成固形物濃度10重量%的反應物(1)之丙二醇單丙基醚分散液。
其次，在反應物(1)之丙二醇單丙基醚分散液中加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.05g混合後，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(1)。
在玻璃基板(康寧公司製：220 cm×250 cm)上利用吸附卡盤孔以固定後，以細縫塗布法進行層間絕緣膜形成用塗布液之塗布。之後，以支撐銷將玻璃基板撐起，乘載在滾輪上使其移動，接著，搭載在支撐銷上以350℃進行10分鐘的煆燒，即形成層間絕緣膜(1)。
在形成層間絕緣膜(1)的上述步驟中，觀察吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等，並依以下的基準進行評估後，結果如表1中所示。以下述的基準評估。
完全無法確認吸附卡盤孔痕：◎
可確認一些但不造成問題：○
可確認一些且會造成問題：△
明顯地可確認：×
完全無法確認支撐銷痕：◎
可確認一些但不造成問題：○
可確認一些且會造成問題：△
明顯地可確認：×
完全無法確認滾輪痕：◎
可確認一些但不造成問題：○
可確認一些且會造成問題：△
明顯地可確認：×
完全無法確認膜斑：◎
可確認一些但不造成問題：○
可確認一些且會造成問題：△
明顯地可確認：×
另外，將所得的層間絕緣膜(1)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率進行如下的評估，結果如表中所示。
剝下一部分的層間絕緣膜(1)並製作成片段。藉由以東京精密股份公司製的Surfcom(表面粗度測定器)測定所得的片段，測得膜厚。
將市售的玻璃紙膠帶貼附在膜面上，使其邊部與膜面
保持直角，在瞬間拉起剝離後，觀察當時膜之剝離狀態，並依以下的基準進行評估，結果如表1中所示。
不能確認膜的剝離：○
可確認部分的剝離：△
全面性地剝離：×
以目視觀察有無碎裂後，結果如表1中所示。
以旋轉器(spinner)法將層間絕緣膜形成用塗布液塗布成另種矽晶片狀直至如同與層間絕緣膜同樣的膜厚，使其乾燥後，在氮氣氣流中以350℃煆燒30分鐘而形成薄膜，再在此薄膜上形成Al的蒸鍍膜後，測定其相對電容率。結果如表1中所示。
除了在實施例1中的反應物(1)之丙二醇單丙基醚分散液中加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.01g混合之外，其餘與實施例1進行同樣的操作，而調製成層間絕緣膜形成用塗布液(2)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(2)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
除了在實施例1中的反應物(1)之丙二醇單丙基醚分散液中加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.1g混合之外，其餘與實施例1進行同樣的操作，而調製成層間絕緣膜形成用塗布液(3)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(3)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
將與實施例1同樣調製成的矽溶膠(1)與烷氧基矽烷部分水解物(1)以重量比30/70的比率混合後，接著，以50℃加熱處理1小時後，即得反應物(4)。
在反應物(4)之丙二醇單丙基醚分散液中，加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.05g混合後，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(4)。除了使用反應物(4)之外，其餘進行與實施例1同樣的操作，而調製成層間絕緣膜形成用塗布液(4)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾
輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(4)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
將與實施例1同樣調製成的矽溶膠(1)與烷氧基矽烷部分水解物(1)以重量比80/20的比率混合後，接著，以50℃加熱處理1小時後，即得反應物(5)。
在反應物(5)之丙二醇單丙基醚分散液中，加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.05g混合後，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(5)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(5)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
使純水139.1g與甲醇169.9g之混合溶液保持在60℃中，再於其中以52小時同時加入矽酸乙酯-28的水-甲醇溶液(是在重量比2/8的水/甲醇混合液2450g中加入532.5g的矽酸乙酯-28而成者)2982.57g、及濃度0.25重
量%之氨水596.4g。添加完畢後，再於此溫度下熟成5小時。之後，以超過濾法進行濃縮，可得SiO2
濃度10重量%、分散有平均粒徑為10nm的SiO2
粒子之矽溶膠(6)。
將矽溶膠(6)以及與實施例1同樣調製成的烷氧基矽烷部分水解物(1)以重量比60/40的比率混合後，接著，以50℃加熱處理1小時後，即得反應物(6)。
除了使用反應物(6)之外，其餘進行與實施例1同樣的操作，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(6)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(6)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
以濃硝酸將四甲氧基矽烷454.5g、乙醇185.5g及純水360.0g的混合溶液之pH調整為1.0之後，於50℃中使其水解2小時。其後，加入濃度1重量%的氨水，使pH調整為7.0之後，再以50℃處理2小時後，即得烷氧基矽烷部分水解物(7)。測定其分子量後，結果如表1中所示。
將與實施例1同樣調製成的矽溶膠(1)與烷氧基矽烷部
分水解物(7)以重量比60/40的比率混合後，接著，以50℃加熱處理1小時後，即得反應物(7)。
以旋轉蒸發器餾去反應物(7)中的水、醇類後，進行溶劑取代成丙二醇單丙基醚，製成固形物濃度10重量%的反應物(7)之丙二醇單丙基醚分散液。
其次，在反應物(7)之丙二醇單丙基醚分散液中加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.05g混合後，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(7)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(7)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
以濃硝酸將四乙氧基矽烷454.5g、乙醇185.5g及純水360.0g的混合溶液之pH調整為1.0之後，於50℃中使其水解2小時。其後，加入濃度1重量%的氨水，使pH調整為7.0之後，再以50℃處理2小時後，即得烷氧基矽烷部分水解物(8)。測定其分子量後，結果如表1中所示。
將與實施例1同樣調製成的矽溶膠(1)與烷氧基矽烷部
分水解物(8)以重量比60/40的比率混合後，接著，以50℃加熱處理1小時後，即得反應物(8)。
以旋轉蒸發器餾去反應物(8)中的水、醇類後，進行溶劑取代成丙二醇單丙基醚，製成固形物濃度10重量%的反應物(8)之丙二醇單丙基醚分散液。
其次，在反應物(8)之丙二醇單丙基醚分散液中加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)0.05g混合後，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(8)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(8)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
除了在實施例1中，不添加聚醚改質聚矽氧樹脂之外，其餘進行與實施例1同樣的操作，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(R1)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(R1)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容
率之評估，結果如表1中所示。
除了在實施例1中，加入聚醚改質聚矽氧樹脂(東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製：Pentad 54)1.0g混合之外，其餘與實施例1進行同樣的操作，即調製成層間絕緣膜形成用塗布液(R2)。
與實施例1同樣的進行吸附卡盤孔痕、支撐銷痕、滾輪痕及膜斑等的觀察，結果如表中所示。另外，進行所得之層間絕緣膜(R2)之膜厚、密著性、有無碎裂及相對電容率之評估，結果如表1中所示。
10‧‧‧基板(透明絕緣性基板)
11‧‧‧掃描配線
12‧‧‧第1層間絕緣膜
12’‧‧‧接觸孔
13‧‧‧訊號配線
14‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
14D‧‧‧汲極
14G‧‧‧閘極
14S‧‧‧源極
15‧‧‧畫素電極
15a‧‧‧第2導電零件
16‧‧‧閘極絕緣膜
16’‧‧‧接觸孔
17‧‧‧半導體層(真性半導體層)
18‧‧‧添加雜質之半導體層
19‧‧‧層間絕緣膜
19’‧‧‧接觸孔
20‧‧‧輔助電容配線
21‧‧‧輔助電容電極
50‧‧‧基板(透明絕緣性基板)
51‧‧‧對向電極
60‧‧‧液晶層
100‧‧‧液晶顯示裝置
100a‧‧‧主動矩陣基板(TFT基板)
100b‧‧‧對向基板(濾色器基板)
第1圖係本發明的第1實施形態之液晶顯示裝置100的俯視示意圖。
第2圖係液晶顯示裝置100的截面示意圖，表示沿著第1圖中的2A-2A’線之截面的圖。
11‧‧‧掃描配線
12’‧‧‧接觸孔
13‧‧‧訊號配線
14‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
14D‧‧‧汲極
14G‧‧‧閘極
14S‧‧‧源極
15‧‧‧畫素電極
19’‧‧‧接觸孔
20‧‧‧輔助電容配線
21‧‧‧輔助電容電極
100‧‧‧液晶顯示裝置
Claims (3)
- 一種主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，其係由(i)將以通式Rn Si(OR’)4-n [式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與(ii)前述烷氧基矽烷的部分水解物之反應物、與聚醚改質聚矽氧樹脂分散或溶解在分散媒中而形成；其中，前述反應物的濃度就固形物而言係在5至50重量%的範圍內，前述聚醚改質聚矽氧樹脂的濃度就固形物而言係在0.01至0.5重量%的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的主動矩陣層間絕緣膜形成用塗布液，其中，前述聚醚改質聚矽氧樹脂的數平均分子量係在1,000至100,000的範圍內。
- 一種主動矩陣基板，其具有由(i)將以通式Rn Si(OR’)4-n [式中，R、R’表示碳數1至8的烷基、芳基或烯基，n為0至3的整數]表示的烷氧基矽烷予以水解聚縮合而得的矽溶膠與(ii)前述烷氧基矽烷的部分水解物之反應物、與聚醚改質聚矽氧樹脂所構成的層間絕緣膜；其中，前述反應物的含量就固形物而言係在90至99.98重量%的範圍內，前述聚醚改質聚矽氧樹脂的含量就固形物而言係在0.02至10重量%的範圍內。
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