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JP2016164899A - Method for manufacturing organic transistor element - Google Patents

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Takefumi Abe
岳文 阿部
正樹 小尾
Masaki Koo
正樹 小尾
桑名 保宏
Yasuhiro Kuwana
保宏 桑名
純一 竹谷
Junichi Takeya
純一 竹谷
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Abstract

【課題】撥液性の高いフッ素樹脂膜上に、湿式塗布法によって感光性樹脂から形成される絶縁膜を形成でき、該感光性樹脂膜からフォトリソグラフィ工程を経て形成される絶縁膜と前記フッ素樹脂から形成される絶縁膜との密着性が高く、微細加工が施された絶縁膜を有する有機トランジスタ素子を簡便に製造できる製造方法の提供。【解決手段】基板1と、ゲート電極2と、ゲート絶縁膜3と、ソース電極4と、ドレイン電極5と、有機半導体層6と、フッ素樹脂(F)を含み、表面の水接触角が105°以上である第1の絶縁膜7とを有する積層体上に、感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹脂膜を部分的に露光し現像して第2の絶縁膜8を形成して有機トランジスタ素子10を得る。前記感光性樹脂組成物は、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含み、固形分中のフッ素原子含有率が10〜45質量%である。【選択図】図1Kind Code: A1 An insulating film formed of a photosensitive resin can be formed by a wet coating method on a fluorine resin film having high liquid repellency, and the insulating film and the fluorine are formed from the photosensitive resin film through a photolithography process. To provide a manufacturing method capable of easily manufacturing an organic transistor element having a finely processed insulating film which has high adhesion to an insulating film made of resin. A substrate 1, a gate electrode 2, a gate insulating film 3, a source electrode 4, a drain electrode 5, an organic semiconductor layer 6, and a fluorine resin (F) are included, and the water contact angle of the surface is 105. A photosensitive resin composition is applied on the laminate having the first insulating film 7 having a temperature of 10° C. or more to form a photosensitive resin film, and the photosensitive resin film is partially exposed and developed to form a first film. 2, an insulating film 8 is formed to obtain an organic transistor element 10. Next, as shown in FIG. The photosensitive resin composition contains a fluororesin (A) having a crosslinkable group and a radical polymerization initiator (C), and has a fluorine atom content of 10 to 45% by mass in solid content. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、有機半導体層を備える有機トランジスタ素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an organic transistor element including an organic semiconductor layer.

有機トランジスタ素子においては、有機半導体層と接するゲート絶縁膜の比誘電率が高い場合、有機半導体層との界面においてキャリアの非局在化が起こり、キャリアの移動度が低下するという報告がなされている(非特許文献1)。そのため、ゲート絶縁膜に、比誘電率の低いサイトップ(登録商標)等のフッ素樹脂を用いる提案がされている(例えば特許文献1〜2)。   In the organic transistor element, when the relative dielectric constant of the gate insulating film in contact with the organic semiconductor layer is high, it has been reported that carrier delocalization occurs at the interface with the organic semiconductor layer and the mobility of the carrier is reduced. (Non-Patent Document 1). Therefore, proposals have been made to use a fluorine resin such as Cytop (registered trademark) having a low relative dielectric constant for the gate insulating film (for example, Patent Documents 1 and 2).

一方、ゲート絶縁膜上にソース電極、ドレイン電極および有機半導体層を設け、その上に層間絶縁膜を設けるタイプの有機トランジスタ素子の製造においては、層間絶縁膜に微細加工を施し、コンタクトホール等を設ける場合がある。
層間絶縁膜を微細加工する方法としては、例えば層間絶縁膜を感光性樹脂組成物で形成する方法がある。液状の感光性樹脂組成物を湿式で塗布して感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹脂膜をフォトリソグラフィにより微細加工することで、目的の層間絶縁膜を形成できる。
しかし、有機半導体層は、製造工程でダメージを受けやすい。例えば感光性樹脂組成物の塗布時に、該感光性樹脂組成物に含まれる溶媒、重合開始剤等によって有機半導体層にダメージを受けることがある。
On the other hand, in the manufacture of an organic transistor element in which a source electrode, a drain electrode, and an organic semiconductor layer are provided on a gate insulating film and an interlayer insulating film is provided thereon, the interlayer insulating film is finely processed to form a contact hole or the like. May be provided.
As a method for finely processing the interlayer insulating film, for example, there is a method of forming the interlayer insulating film with a photosensitive resin composition. By applying a liquid photosensitive resin composition in a wet manner to form a photosensitive resin film, and finely processing the photosensitive resin film by photolithography, a desired interlayer insulating film can be formed.
However, the organic semiconductor layer is easily damaged in the manufacturing process. For example, when the photosensitive resin composition is applied, the organic semiconductor layer may be damaged by a solvent, a polymerization initiator, or the like contained in the photosensitive resin composition.

有機半導体層の保護のため、サイトップ(登録商標)等のフッ素樹脂を含フッ素溶剤に溶解した樹脂組成物で封止層を形成することが提案されている(例えば特許文献1、3)。
含フッ素溶剤は有機半導体層にダメージを与えにくい。そのため、該樹脂組成物を湿式で塗布し、乾燥する簡便な方法で、有機半導体層にダメージを与えずに封止層を形成することができる。また、封止層を設けることで、その後の工程で有機半導体層がダメージを受けることを防止できる。
In order to protect the organic semiconductor layer, it has been proposed to form a sealing layer with a resin composition in which a fluorine resin such as Cytop (registered trademark) is dissolved in a fluorine-containing solvent (for example, Patent Documents 1 and 3).
The fluorine-containing solvent hardly damages the organic semiconductor layer. Therefore, the sealing layer can be formed without damaging the organic semiconductor layer by a simple method in which the resin composition is applied wet and dried. Further, by providing the sealing layer, it is possible to prevent the organic semiconductor layer from being damaged in the subsequent steps.

しかし、上述のような封止層は感光性を有しないため、コンタクトホール等を有する層間絶縁膜を形成する場合には、封止層の上に、微細加工可能な感光性樹脂膜から形成される絶縁膜を設ける必要がある。しかし、該封止層は、フッ素樹脂を含むことから表面エネルギーが低く撥液性(撥水・撥油性)が高い。そのため、プラズマ処理、オゾン処理、アッシング等の表面処理なしでは、封止層上に湿式塗布法で感光性樹脂膜を形成することは難しく、形成できても封止層との間の密着性が低いものとなる。該密着性が低いと、フォトリソグラフィによる微細加工時、例えば現像液による現像時に該絶縁膜が剥離する該問題が生じる。   However, since the sealing layer as described above does not have photosensitivity, when an interlayer insulating film having a contact hole or the like is formed, it is formed from a photosensitive resin film that can be finely processed on the sealing layer. It is necessary to provide an insulating film. However, since the sealing layer contains a fluororesin, the surface energy is low and the liquid repellency (water repellency / oil repellency) is high. Therefore, without surface treatment such as plasma treatment, ozone treatment, and ashing, it is difficult to form a photosensitive resin film on the sealing layer by a wet coating method, and even if it can be formed, adhesion between the sealing layer and the sealing layer is difficult. It will be low. If the adhesion is low, the problem that the insulating film is peeled off occurs during fine processing by photolithography, for example, development with a developer.

フッ素樹脂膜の上に絶縁膜を湿式塗布法で形成するため、フッ素樹脂膜表面に予め蒸着膜を形成する方法も提案されている(例えば特許文献1〜2)。
しかし、前記の表面処理や蒸着膜の形成には手間やコストがかかる。また、表面処理の種類によっては有機半導体層がダメージを受けるおそれがある。そのため、有機トランジスタ素子を効率良く製造するためには、前記の表面処理や蒸着膜の形成を行わなくても、湿式塗布法による処理のみで、撥液性の高いフッ素樹脂膜の表面に直接、感光性樹脂膜を形成できること、および該感光性樹脂膜から形成される絶縁膜とフッ素樹脂膜との密着性が優れること、を達成し得る技術が求められる。
In order to form an insulating film on a fluororesin film by a wet coating method, a method of previously forming a vapor deposition film on the fluororesin film surface has also been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).
However, it takes time and effort to form the surface treatment and the deposited film. Further, depending on the type of surface treatment, the organic semiconductor layer may be damaged. Therefore, in order to efficiently manufacture the organic transistor element, without performing the surface treatment or the formation of the vapor deposition film, only by the treatment by the wet coating method, directly on the surface of the highly liquid-repellent fluororesin film, There is a need for a technique capable of forming a photosensitive resin film and having excellent adhesion between an insulating film formed from the photosensitive resin film and a fluororesin film.

Veres他,Advanced Functional Materials,第13巻3号,199〜204頁(2003年)Veres et al., Advanced Functional Materials, Vol. 13, No. 3, pp. 199-204 (2003)

特開2010−278173号公報JP 2010-278173 A 特開2010−283240号公報JP 2010-283240 A 特許第5098153号公報Japanese Patent No. 5098153

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、撥液性の高いフッ素樹脂から形成される絶縁膜上に、湿式塗布法によって感光性樹脂膜を形成でき、該感光性樹脂膜からフォトリソグラフィ工程を経て形成される絶縁膜と前記フッ素樹脂から形成される絶縁膜との密着性が高く、微細加工が施された絶縁膜を有する有機トランジスタ素子を簡便に製造できる製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. A photosensitive resin film can be formed on an insulating film formed of a highly liquid-repellent fluororesin by a wet coating method, and photolithography can be performed from the photosensitive resin film. To provide a manufacturing method that can easily manufacture an organic transistor element having an insulating film that has a high degree of adhesion between an insulating film formed through a process and an insulating film formed from the fluororesin and that has been subjected to microfabrication. Objective.

本発明は、以下の[1]〜[7]の構成を有する有機トランジスタ素子の製造方法および電子機器を提供する。
[1]基板上に、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層とを有する有機トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体層を被覆する第1の絶縁膜上に、
感光性樹脂組成物を塗布して少なくとも一部が前記第1の絶縁膜に接する感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜を部分的に露光し現像して第2の絶縁膜を形成する工程とを有し、
前記第1の絶縁膜がフッ素樹脂(F)を含み、該第1の絶縁膜の表面の水接触角が105°以上であり、
前記感光性樹脂組成物が、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含み、該感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率が10〜45質量%であることを特徴とする、有機トランジスタ素子の製造方法。
[2]前記感光性樹脂組成物が、非含フッ素溶剤をさらに含む、[1]の有機トランジスタ素子の製造方法。
[3]前記感光性樹脂組成物が、2以上の架橋性官能基を有し、フッ素原子を有しない化合物(B)をさらに含む、[1]または[2]の有機トランジスタ素子の製造方法。
[4]前記フッ素樹脂(A)が、含フッ素ポリアリーレンプレポリマーである、[1]〜[3]のいずれかの有機トランジスタ素子の製造方法。
[5]前記フッ素樹脂(F)が、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体(F1)、および主鎖に環構造を有さず、側鎖にペルフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体(F2)のいずれか一方または両方を含む、[1]〜[4]のいずれかの有機トランジスタ素子の製造方法。
[6]前記第1の絶縁膜が、前記フッ素樹脂(F)と、含フッ素溶剤とを含有する樹脂組成物から形成された膜である、[1]〜[5]のいずれかの有機トランジスタ素子の製造方法。
[7]前記[1]〜[6]のいずれかの製造方法で得た有機トランジスタ素子を有する電子機器。
The present invention provides a method for producing an organic transistor element and an electronic device having the following configurations [1] to [7].
[1] A method for producing an organic transistor element having a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and an organic semiconductor layer on a substrate,
On the first insulating film covering the organic semiconductor layer,
Applying a photosensitive resin composition to form a photosensitive resin film at least partially in contact with the first insulating film;
A step of partially exposing and developing the photosensitive resin film to form a second insulating film,
The first insulating film contains a fluororesin (F), and the water contact angle of the surface of the first insulating film is 105 ° or more;
The said photosensitive resin composition contains the fluororesin (A) which has a crosslinkable group, and a radical polymerization initiator (C), and the fluorine atom content rate in solid content of this photosensitive resin composition is 10-45. The manufacturing method of the organic transistor element characterized by the above-mentioned.
[2] The method for producing an organic transistor element according to [1], wherein the photosensitive resin composition further contains a non-fluorinated solvent.
[3] The method for producing an organic transistor element according to [1] or [2], wherein the photosensitive resin composition further includes a compound (B) having two or more crosslinkable functional groups and having no fluorine atom.
[4] The method for producing an organic transistor element according to any one of [1] to [3], wherein the fluororesin (A) is a fluorine-containing polyarylene prepolymer.
[5] The fluororesin (F) is a fluorinated polymer (F1) having an aliphatic ring structure in the main chain, and a fluorinated heavy polymer having no ring structure in the main chain and having a perfluoroalkyl group in the side chain. The manufacturing method of the organic transistor element in any one of [1]-[4] containing any one or both of unification (F2).
[6] The organic transistor according to any one of [1] to [5], wherein the first insulating film is a film formed from a resin composition containing the fluororesin (F) and a fluorine-containing solvent. Device manufacturing method.
[7] An electronic apparatus having an organic transistor element obtained by the manufacturing method according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、撥液性の高いフッ素樹脂から形成される絶縁膜上に、湿式塗布法によって感光性樹脂膜を形成でき、該感光性樹脂膜からフォトリソグラフィ工程を経て形成される絶縁膜と前記フッ素樹脂から形成される絶縁膜との密着性が高く、微細加工が施された絶縁膜を有する有機トランジスタ素子を簡便に製造できる製造方法を提供できる。   According to the present invention, a photosensitive resin film can be formed by a wet coating method on an insulating film formed of a highly liquid-repellent fluororesin, and the insulating film is formed from the photosensitive resin film through a photolithography process. It is possible to provide a manufacturing method that can easily manufacture an organic transistor element having an insulating film subjected to microfabrication and having high adhesion between the insulating film formed from the fluororesin and the insulating film.

本発明の第一実施形態における有機トランジスタ素子10の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the organic transistor element 10 in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態における有機トランジスタ素子20の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the organic transistor element 20 in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態における有機トランジスタ素子30の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the organic transistor element 30 in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態における有機トランジスタ素子40の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the organic transistor element 40 in 4th embodiment of this invention.

本発明における「絶縁膜」は、絶縁性を有する膜である。「絶縁性を有する」とは、電気(電流)を通しにくい性質を有することを意味し、具体的には、二重リング電極法により測定される体積抵抗率が1010Ω・cm以上であることを示す。
本明細書における「塗膜」は、液状の材料(感光性樹脂組成物、硬化性組成物等)を塗布して得られる膜であり、「乾燥膜」は、液状の材料が溶媒を含まない場合には塗膜と同義であり、液状の材料が溶媒を含む場合には溶媒を除去した膜を意味し、「硬化膜」は、乾燥膜を光および熱のいずれか一方または両方により硬化させた膜をいう。
本発明における「フルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換された基であり、「ペルフルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換された基である。
本明細書において、式(1)で表される化合物を「化合物(1)」とも記す。他の式で表される単位、化合物等についても同様に記す。
本明細書において、メタクリロイル基とメタクリオイルオキシ基とを総称して、「メタクリロイル(オキシ)基」という。また、アクリロイル基とメタクリロイル基とを総称して、「(メタ)アクリロイル基」という。また、ビニル基とビニルオキシ基とを総称して「ビニル(オキシ)基」、アリル基とアリルオキシ基とを総称して「アリル(オキシ)基」、トリフルオロビニル基とトリフルオロビニルオキシ基とを総称して「トリフルオロビニル(オキシ)基」という。
An “insulating film” in the present invention is an insulating film. “Having insulation” means having the property of not allowing electricity (electric current) to pass through. Specifically, the volume resistivity measured by the double ring electrode method is 10 10 Ω · cm or more. It shows that.
The “coating film” in the present specification is a film obtained by applying a liquid material (photosensitive resin composition, curable composition, etc.), and the “dry film” is a liquid material containing no solvent. In the case, it is synonymous with a coating film, and when the liquid material contains a solvent, it means a film from which the solvent has been removed, and the “cured film” means that the dried film is cured by one or both of light and heat. Refers to the film.
The “fluoroalkyl group” in the present invention is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms, and the “perfluoroalkyl group” means that all of the hydrogen atoms of the alkyl group are fluorine atoms. Is a group substituted.
In the present specification, the compound represented by the formula (1) is also referred to as “compound (1)”. The same applies to units, compounds and the like represented by other formulas.
In this specification, a methacryloyl group and a methacryloyloxy group are collectively referred to as a “methacryloyl (oxy) group”. The acryloyl group and the methacryloyl group are collectively referred to as “(meth) acryloyl group”. In addition, vinyl group and vinyloxy group are collectively referred to as “vinyl (oxy) group”, allyl group and allyloxy group are collectively referred to as “allyl (oxy) group”, trifluorovinyl group and trifluorovinyloxy group. Collectively, it is called “trifluorovinyl (oxy) group”.

本発明の有機トランジスタ素子の製造方法は、基板上に、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層とを有する有機トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体層を被覆する第1の絶縁膜上に、
感光性樹脂組成物を塗布して少なくとも一部が前記第1の絶縁膜に接する感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜を部分的に露光し現像して第2の絶縁膜を形成する工程とを有し、
前記第1の絶縁膜がフッ素樹脂(F)を含み、該第1の絶縁膜の表面の水接触角が105°以上であり、
前記感光性樹脂組成物が、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含み、該感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率が10〜45質量%であることを特徴とする。
以下、添付の図面を参照し、実施形態例を示して本発明を説明する。
The method for producing an organic transistor element of the present invention is a method for producing an organic transistor element having a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and an organic semiconductor layer on a substrate,
On the first insulating film covering the organic semiconductor layer,
Applying a photosensitive resin composition to form a photosensitive resin film at least partially in contact with the first insulating film;
A step of partially exposing and developing the photosensitive resin film to form a second insulating film,
The first insulating film contains a fluororesin (F), and the water contact angle of the surface of the first insulating film is 105 ° or more;
The said photosensitive resin composition contains the fluororesin (A) which has a crosslinkable group, and a radical polymerization initiator (C), and the fluorine atom content rate in solid content of this photosensitive resin composition is 10-45. It is characterized by mass%.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

〔第一実施形態〕
図1は、本発明の第一実施形態の製造方法で製造する有機トランジスタ素子10の概略構成を示す断面図である。
有機トランジスタ素子10は、基板1と、ゲート電極2と、ゲート電極2上に形成されたゲート絶縁膜3と、ゲート絶縁膜3上に形成されたソース電極4およびドレイン電極5と、ゲート絶縁膜3上であってソース電極4とドレイン電極5との間に形成された有機半導体層6と、有機半導体層6を被覆する第1の絶縁膜7と、第1の絶縁膜7上に設けられた第2の絶縁膜8と、を有する。
[First embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic transistor element 10 manufactured by the manufacturing method of the first embodiment of the present invention.
The organic transistor element 10 includes a substrate 1, a gate electrode 2, a gate insulating film 3 formed on the gate electrode 2, a source electrode 4 and a drain electrode 5 formed on the gate insulating film 3, and a gate insulating film. 3, an organic semiconductor layer 6 formed between the source electrode 4 and the drain electrode 5, a first insulating film 7 covering the organic semiconductor layer 6, and the first insulating film 7. And a second insulating film 8.

有機トランジスタ素子10において、第2の絶縁膜8は、基板1上に、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース電極4、ドレイン電極5、有機半導体層6および第1の絶縁膜7を覆うように形成されている。第2の絶縁膜8は、基板1、ゲート絶縁膜3、ソース電極4、ドレイン電極5および第1の絶縁膜7と直接接している。有機半導体層6の周囲がゲート絶縁膜3、ソース電極4、ドレイン電極5および第1の絶縁膜7によって覆われているため、第2の絶縁膜8は、有機半導体層6とは接していない。
第2の絶縁膜8には、第2の絶縁膜8の上面(基板1側とは反対側の表面)からドレイン電極5まで到達する孔9が形成されている。
In the organic transistor element 10, the second insulating film 8 covers the gate electrode 2, the gate insulating film 3, the source electrode 4, the drain electrode 5, the organic semiconductor layer 6, and the first insulating film 7 on the substrate 1. Is formed. The second insulating film 8 is in direct contact with the substrate 1, the gate insulating film 3, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the first insulating film 7. Since the periphery of the organic semiconductor layer 6 is covered with the gate insulating film 3, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the first insulating film 7, the second insulating film 8 is not in contact with the organic semiconductor layer 6. .
In the second insulating film 8, a hole 9 that reaches the drain electrode 5 from the upper surface (the surface opposite to the substrate 1 side) of the second insulating film 8 is formed.

第2の絶縁膜8は、基板1上にゲート電極2とゲート絶縁膜3とソース電極4とドレイン電極5と有機半導体層6と第1の絶縁膜7とを有する積層体(以下、積層体(X)ともいう。)上に、前記感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂膜を形成する工程(以下、塗布工程ともいう。)と、前記感光性樹脂膜を部分的に露光し現像して第2の絶縁膜8を形成する工程(以下、リソグラフィ工程ともいう。)と、を行うことに形成される。
リソグラフィ工程で、前記感光性樹脂膜を部分的に露光すると、露光部では、フッ素樹脂(A)の架橋(硬化)が進行し、現像液に対する溶解性が低下する。他方、未露光部の現像液に対する溶解性は変化しない。そのため、露光後の感光性樹脂膜を現像液で現像すると、未露光部のみが除去される。この除去された部分が孔9となる。これにより、孔9が形成された硬化膜として第2の絶縁膜8が得られる。
このようにして積層体(X)上に第2の絶縁膜8を形成することで、有機トランジスタ素子10が得られる。
以下、各構成要素の詳細を説明する。
The second insulating film 8 is a stacked body (hereinafter referred to as a stacked body) having a gate electrode 2, a gate insulating film 3, a source electrode 4, a drain electrode 5, an organic semiconductor layer 6, and a first insulating film 7 on a substrate 1. (Also referred to as (X))) a step of applying the photosensitive resin composition to form a photosensitive resin film (hereinafter also referred to as an application step), and partially exposing the photosensitive resin film. The step of developing and forming the second insulating film 8 (hereinafter also referred to as a lithography step) is performed.
When the photosensitive resin film is partially exposed in the lithography process, the crosslinking (curing) of the fluororesin (A) proceeds in the exposed portion, and the solubility in the developer is lowered. On the other hand, the solubility of the unexposed area in the developer does not change. For this reason, when the exposed photosensitive resin film is developed with a developer, only the unexposed portions are removed. This removed portion becomes the hole 9. Thereby, the 2nd insulating film 8 is obtained as a cured film in which the hole 9 was formed.
Thus, the organic transistor element 10 is obtained by forming the 2nd insulating film 8 on laminated body (X).
Details of each component will be described below.

(基板1)
基板1を形成する材料としては、ガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド等のプラスチック;ガラス繊維強化プラスチック等の繊維強化複合材料;シリコン等が挙げられる。
基板1は、上記材料からなる基板の表面(ゲート電極2を設ける側)に絶縁膜が形成されたものであってもよい。絶縁膜を形成する材料としては、特に限定されず、公知のものを使用できる。
基板1の厚さは、10〜2,000μmが好ましく、50〜1,000μmが特に好ましい。
(Substrate 1)
Examples of the material forming the substrate 1 include glass; plastics such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, and polyimide; fiber reinforced composite materials such as glass fiber reinforced plastic; and silicon.
The substrate 1 may be one in which an insulating film is formed on the surface (the side where the gate electrode 2 is provided) of the substrate made of the above material. The material for forming the insulating film is not particularly limited, and known materials can be used.
The thickness of the substrate 1 is preferably 10 to 2,000 μm, particularly preferably 50 to 1,000 μm.

(ゲート電極2)
ゲート電極2は導電体から形成される。
導電体としては、白金、金、銀、銅、クロム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛、カーボンブラック、フラーレン類、カーボンナノチューブ、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリスチレンスルホン酸、ポリアニリン、ポリピロール、ポリフルオレン等が好ましい。これらの導電体は1種類で用いても複数の材料を組み合わせて用いてもよい。
ゲート電極2の厚さは、通常、5〜100nm程度であり、10〜50nmが好ましい。
ゲート電極2の形成方法としては、スパッタ、真空蒸着、スピンコート、スプレーコート、印刷、インクジェット等の公知の方法のなかから適宜選択できる。
(Gate electrode 2)
The gate electrode 2 is formed from a conductor.
Conductors include platinum, gold, silver, copper, chromium, aluminum, calcium, barium, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, carbon black, fullerenes, carbon nanotubes, polythiophene, polyethylenedioxythiophene, polystyrene sulfone. Acid, polyaniline, polypyrrole, polyfluorene and the like are preferable. These conductors may be used alone or in combination of a plurality of materials.
The thickness of the gate electrode 2 is usually about 5 to 100 nm, and preferably 10 to 50 nm.
As a formation method of the gate electrode 2, it can select suitably from well-known methods, such as a sputter | spatter, vacuum evaporation, a spin coat, spray coat, printing, and an inkjet.

(ゲート絶縁膜3)
ゲート絶縁膜3は、ゲート電極2とソース電極4およびドレイン電極5との間に設けられ、これらの電極間を電気的に絶縁状態に保持する層である。
ゲート絶縁膜3の厚さは、ゲート電極2が存在しない部分での厚さが1nm〜10μmであることが好ましく、2nm〜5μmがより好ましく、5nm〜1μmが特に好ましい。ゲート絶縁膜3の厚さが薄すぎると、ゲート電極2とソース電極4との間に漏れ電流が生じやすく、厚すぎると、駆動電圧が上昇する傾向がある。
(Gate insulation film 3)
The gate insulating film 3 is a layer that is provided between the gate electrode 2 and the source electrode 4 and the drain electrode 5, and holds these electrodes in an electrically insulated state.
The thickness of the gate insulating film 3 is preferably 1 nm to 10 μm, more preferably 2 nm to 5 μm, and particularly preferably 5 nm to 1 μm at the portion where the gate electrode 2 does not exist. If the thickness of the gate insulating film 3 is too thin, a leakage current tends to occur between the gate electrode 2 and the source electrode 4, and if it is too thick, the drive voltage tends to increase.

本実施形態において、ゲート絶縁膜3は、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含む硬化性組成物を硬化させて得た硬化膜からなる。
該硬化性組成物は、必要に応じて、2以上の架橋性官能基を有し、フッ素原子を有しない化合物(B)、紫外線の照射によって親液化し得る撥液性化合物(D)、添加剤(E)、溶剤等をさらに含んでもよい。
かかる硬化性組成物としては、例えば第2の絶縁膜8を形成する感光性樹脂組成物と同様のものが挙げられる。ただしゲート絶縁膜3の形成においては硬化性組成物を熱のみによって硬化させてもよく、その場合、硬化性組成物は熱硬化性を有していればよく、感光性(光硬化性)を有しなくてもよい。また、硬化性組成物の固形分中のフッ素原子含有率は10〜45質量%でなくてもよい。
In this embodiment, the gate insulating film 3 consists of a cured film obtained by curing a curable composition containing a fluororesin (A) having a crosslinkable group and a radical polymerization initiator (C).
If necessary, the curable composition comprises a compound (B) having two or more crosslinkable functional groups and having no fluorine atom, a liquid repellent compound (D) that can be lyophilic by irradiation with ultraviolet rays, An agent (E), a solvent, etc. may further be included.
As this curable composition, the thing similar to the photosensitive resin composition which forms the 2nd insulating film 8, for example is mentioned. However, in the formation of the gate insulating film 3, the curable composition may be cured only by heat. In that case, the curable composition only needs to have thermosetting properties, and has photosensitivity (photocurability). You do not have to. Moreover, the fluorine atom content rate in solid content of a curable composition may not be 10-45 mass%.

ゲート絶縁膜3は、基板1上に硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、必要に応じて塗膜中の溶剤を除去し、得られた乾燥膜を硬化させて硬化膜とすることによって形成できる。このとき、必要に応じて、フォトリソグラフィ等による微細加工を行ってもよい。   The gate insulating film 3 is formed by applying a curable composition on the substrate 1 to form a coating film, removing the solvent in the coating film as necessary, and curing the resulting dried film to form a cured film. Can be formed. At this time, fine processing by photolithography or the like may be performed as necessary.

基板1上に硬化性組成物を塗布する方法としては、公知の湿式塗布法を用いることができ、スピンコート法、ワイプコート法、スプレーコート法、スキージーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法、フローコート法、ロールコート法、キャスト法、スリットコート法、スクリーン印刷法、ラングミュア・ブロジェット法またはグラビアコート法等が挙げられる。生産性の点から、スピンコート法、インクジェット法、スリットコート法が好ましい。
塗膜中の溶剤を除去する方法としては、加熱、減圧、加熱と減圧を組合せ方法等が挙げられる。乾燥膜に欠陥が生じにくく、操作も簡便な点から、常圧での加熱が好ましい。このとき、加熱温度は30〜150℃が好ましく、40〜100℃が特に好ましい。
乾燥膜の硬化は、加熱または光照射により行うことができる。加熱および光照射を組合わせてもよい。
As a method for applying the curable composition on the substrate 1, a known wet coating method can be used, and a spin coating method, a wipe coating method, a spray coating method, a squeegee coating method, a dip coating method, a die coating method, an inkjet method. Method, flow coating method, roll coating method, casting method, slit coating method, screen printing method, Langmuir-Blodgett method or gravure coating method. From the viewpoint of productivity, a spin coating method, an ink jet method, and a slit coating method are preferable.
Examples of the method for removing the solvent in the coating film include heating, reduced pressure, and a combination of heating and reduced pressure. Heating at normal pressure is preferable from the viewpoint that defects in the dry film are less likely to occur and the operation is simple. At this time, the heating temperature is preferably 30 to 150 ° C, particularly preferably 40 to 100 ° C.
Curing of the dry film can be performed by heating or light irradiation. Heating and light irradiation may be combined.

硬化を加熱により行う熱硬化の場合、硬化膜は、例えば硬化性組成物を塗布し、溶媒の除去を目的とした加熱(プリベーク)の後、硬化を目的とした加熱(キュア)を行う方法によって形成できる。
プリベークの温度は40〜200℃が好ましく、60〜200℃が特に好ましい。キュアの温度は100〜200℃が好ましく、120〜200℃が特に好ましい。プリベークの時間は1〜120分が好ましく、1〜60分がより好ましく、1〜30分が特に好ましい。キュアの時間は1〜10分が好ましく、1〜5分が特に好ましい。
なお、プリベークまたはキュアの温度が200℃以下とは、加熱に供される物品の温度が200℃を超えないことを意味する。実質的には、ホットプレートやオーブン等の加熱装置の設定温度を200℃以下とすればよい。なお、この熱硬化による硬化膜形成の場合は、キュアがプリベークを兼ねることができ、工程を分けずに処理することもできる。
In the case of heat curing in which curing is performed by heating, the cured film is formed by, for example, applying a curable composition, heating (pre-baking) for the purpose of removing the solvent, and then performing heating (curing) for the purpose of curing. Can be formed.
The prebaking temperature is preferably 40 to 200 ° C, particularly preferably 60 to 200 ° C. The curing temperature is preferably from 100 to 200 ° C, particularly preferably from 120 to 200 ° C. The prebaking time is preferably 1 to 120 minutes, more preferably 1 to 60 minutes, and particularly preferably 1 to 30 minutes. The curing time is preferably 1 to 10 minutes, particularly preferably 1 to 5 minutes.
The prebaking or curing temperature of 200 ° C. or lower means that the temperature of the article subjected to heating does not exceed 200 ° C. Essentially, the set temperature of a heating device such as a hot plate or oven may be set to 200 ° C. or lower. In the case of forming a cured film by thermosetting, the curing can also serve as a pre-bake and can be processed without dividing the process.

硬化を光の照射(露光)により行う光硬化の場合、硬化膜は、例えば硬化性組成物を塗布し、溶媒の除去を目的とした加熱(プリベーク)の後、光を照射(露光)し、必要に応じて加熱(キュア)を行う方法によって形成できる。
硬化させるために照射する光は、硬化性組成物に含まれるラジカル重合開始剤(C)が感度を有する波長の光であればよく、特に限定されない。通常、硬化に使用する光は紫外線であるが、これに限定されない。なお、硬化性組成物が撥液性化合物(D)を含む場合、硬化の際には、撥液性化合物(D)の親液化が起こる波長の光および該波長の光に感度を有するラジカル重合開始剤(C)を用いないことが好ましい。
光硬化の場合のプリベークの温度は30〜100℃が好ましく、40〜100℃が特に好ましく、キュアの温度は60〜200℃が好ましく、100〜200℃が特に好ましい。プリベークの時間は1〜20分が好ましく、1〜10分が特に好ましい。キュアの時間は1〜20分が好ましく、1〜10分が特に好ましい。
In the case of photocuring in which curing is performed by light irradiation (exposure), for example, the cured film is applied with a curable composition, heated (prebaked) for the purpose of removing the solvent, and then irradiated with light (exposure) It can be formed by a method of heating (curing) as necessary.
The light to be irradiated for curing is not particularly limited as long as the radical polymerization initiator (C) contained in the curable composition has a wavelength with sensitivity. Usually, the light used for curing is ultraviolet, but is not limited thereto. When the curable composition contains the liquid repellent compound (D), at the time of curing, the light having a wavelength at which the lyophilic property of the liquid repellent compound (D) occurs and the radical polymerization having sensitivity to the light having the wavelength are used. It is preferable not to use the initiator (C).
In the case of photocuring, the prebaking temperature is preferably 30 to 100 ° C, particularly preferably 40 to 100 ° C, and the curing temperature is preferably 60 to 200 ° C, particularly preferably 100 to 200 ° C. The prebaking time is preferably 1 to 20 minutes, particularly preferably 1 to 10 minutes. The curing time is preferably 1 to 20 minutes, particularly preferably 1 to 10 minutes.

フォトリソグラフィによる微細加工が施されたゲート絶縁膜3の形成は、第2の絶縁膜8の形成と同様の手順で実施できる。   The formation of the gate insulating film 3 that has been finely processed by photolithography can be performed in the same procedure as the formation of the second insulating film 8.

(ソース電極4、ドレイン電極5)
ソース電極4およびドレイン電極5はそれぞれ導電体から形成される。
導電体としては、ゲート電極2の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
ゲート電極2、ソース電極4およびドレイン電極5の材質は、互いに同じでも異なってもよい。
ソース電極4およびドレイン電極5の厚さは、通常、5〜100nm程度であり、10〜50nmが好ましい。
ソース電極4およびドレイン電極5の形成方法としては、スパッタ、真空蒸着、スピンコート、スプレーコート、印刷、インクジェット等の公知の方法のなかから適宜選択できる。
(Source electrode 4, drain electrode 5)
The source electrode 4 and the drain electrode 5 are each formed from a conductor.
Examples of the conductor are the same as those described in the description of the gate electrode 2.
The materials of the gate electrode 2, the source electrode 4, and the drain electrode 5 may be the same or different from each other.
The thickness of the source electrode 4 and the drain electrode 5 is usually about 5 to 100 nm, and preferably 10 to 50 nm.
A method for forming the source electrode 4 and the drain electrode 5 can be appropriately selected from known methods such as sputtering, vacuum deposition, spin coating, spray coating, printing, and inkjet.

ゲート絶縁膜3を形成する硬化性組成物が、撥液性化合物(D)を含む場合、ゲート絶縁膜3上の所望の位置に、スピンコート、スプレーコート等のコート法によって均一な膜厚のソース電極4およびドレイン電極5を形成しやすい。
すなわち、前記硬化性組成物から形成した硬化膜は、撥液性に優れる。この硬化膜の所望の箇所に紫外線を照射すると、照射部で撥液性化合物(D)が親液化し、硬化膜の表面に撥液性領域と親液性領域とのパターンが形成される。該表面に液状の電極形成材料、例えば導電体が溶剤に分散した分散液を塗布すると、親液性領域に選択的に付着する。そのため、該電極形成材料を加熱し溶剤を除去することで、親液性領域に対応する形状の電極が形成される。なお、親液化は、硬化性組成物から形成される乾燥膜に紫外線を照射して親液化し、撥液性領域と親液性領域とのパターンを有する乾燥膜を得て、次に、該乾燥膜を熱または光を用いて硬化させてもよい。
When the curable composition for forming the gate insulating film 3 contains the liquid repellent compound (D), the film has a uniform thickness at a desired position on the gate insulating film 3 by a coating method such as spin coating or spray coating. It is easy to form the source electrode 4 and the drain electrode 5.
That is, a cured film formed from the curable composition is excellent in liquid repellency. When a desired portion of the cured film is irradiated with ultraviolet rays, the liquid repellent compound (D) becomes lyophilic at the irradiated portion, and a pattern of liquid repellent areas and lyophilic areas is formed on the surface of the cured film. When a liquid electrode forming material, for example, a dispersion liquid in which a conductor is dispersed in a solvent, is applied to the surface, it selectively adheres to the lyophilic region. Therefore, an electrode having a shape corresponding to the lyophilic region is formed by heating the electrode forming material and removing the solvent. In the lyophilic process, the dried film formed from the curable composition is made lyophilic by irradiating with ultraviolet rays to obtain a dried film having a pattern of lyophobic regions and lyophilic regions. The dried film may be cured using heat or light.

撥液性領域と親液性領域とからなるパターンを形成する方法としては、乾燥膜または硬化膜の表面にフォトマスクを介して紫外線を照射する方法、または、乾燥膜または硬化膜の表面にレーザを用いて選択的に紫外線を照射する方法が挙げられる。
紫外線の光源としては、高圧水銀灯(i線365nm)、YAGレーザ(3倍波355nm)等の波長300nm以上の紫外線を照射し得る光源を使用できる。なお、乾燥膜または硬化膜の表面は波長300nm未満の紫外線によっても親液化できるため、波長300nm未満の紫外線を照射し得る光源を用いても構わない。
As a method of forming a pattern composed of a liquid repellent region and a lyophilic region, the surface of the dried film or cured film is irradiated with ultraviolet rays through a photomask, or the surface of the dried film or cured film is lasered. And a method of selectively irradiating with ultraviolet rays using.
As the ultraviolet light source, a light source capable of irradiating ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or more, such as a high-pressure mercury lamp (i-line 365 nm), a YAG laser (third harmonic wave 355 nm), or the like can be used. In addition, since the surface of the dried film or the cured film can be lyophilic even by ultraviolet rays having a wavelength of less than 300 nm, a light source capable of irradiating ultraviolet rays having a wavelength of less than 300 nm may be used.

(有機半導体層6)
有機半導体層6は、ゲート絶縁膜3の表面の、ソース電極4とドレイン電極5との間の位置に、ソース電極4およびドレイン電極5に接して設けられている。この位置は、ゲート絶縁膜3を挟んでゲート電極2と対向する位置であり、ゲート電極2に電圧をかけたときに、ソース電極4とドレイン電極5の導通を確保するためのものである。
有機半導体層6の膜厚は、特に限定はないが、5nm〜100μmが好ましく、10nm〜10μmがより好ましく、10nm〜1μmが特に好ましい。
(Organic semiconductor layer 6)
The organic semiconductor layer 6 is provided on the surface of the gate insulating film 3 at a position between the source electrode 4 and the drain electrode 5 in contact with the source electrode 4 and the drain electrode 5. This position is a position facing the gate electrode 2 with the gate insulating film 3 interposed therebetween, and is for ensuring the conduction between the source electrode 4 and the drain electrode 5 when a voltage is applied to the gate electrode 2.
The film thickness of the organic semiconductor layer 6 is not particularly limited, but is preferably 5 nm to 100 μm, more preferably 10 nm to 10 μm, and particularly preferably 10 nm to 1 μm.

有機半導体層6を構成する有機半導体としては、種々の低分子化合物、オリゴマー、ポリマーを用いることができ、特に制限はない。
低分子化合物としては、ペンタセン、ルブレン、フタロシアニン、ペリレン、フラーレンまたはこれらの誘導体、含硫黄化合物等が挙げられる。
オリゴマーとしては、オリゴチオフェンまたはその誘導体等が挙げられる。
ポリマーとしては、ポリ−p−フェニレンビニレン(PPV)、ポリフルオレン、フルオレン−ベンゾチアジアゾール共重合体、フルオレン−トリフェニルアミン共重合体、フルオレン−ジチオフェン共重合体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロールまたはこれらの誘導体等が挙げられる。
As the organic semiconductor constituting the organic semiconductor layer 6, various low molecular compounds, oligomers, and polymers can be used, and there is no particular limitation.
Examples of the low molecular weight compound include pentacene, rubrene, phthalocyanine, perylene, fullerene, derivatives thereof, and sulfur-containing compounds.
Examples of the oligomer include oligothiophene or a derivative thereof.
Examples of the polymer include poly-p-phenylene vinylene (PPV), polyfluorene, fluorene-benzothiadiazole copolymer, fluorene-triphenylamine copolymer, fluorene-dithiophene copolymer, polythiophene, polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, or these And the like.

有機半導体層6の形成方法としては、有機半導体を真空蒸着する方法、有機半導体を溶媒に溶解し、スピンコート、スプレーコート、印刷、インクジェット等によって塗膜を形成し、乾燥する方法等が挙げられる。
また、有機半導体層6の形成方法として、まず有機半導体の前駆体からなる層を形成し、その後、光や熱を加えることで該前駆体を有機半導体に変換する方法を用いてもよい。このように変換可能な前駆体材料として、シリルエチン置換ペンタセンやテトラビシクロポルフィリン誘導体が挙げられる。これらの材料は、加熱によりペンタセンやテトラベンゾポルフィリン誘導体に変換できるため、有機半導体層6の前駆体材料として利用できる。
Examples of the method for forming the organic semiconductor layer 6 include a method in which an organic semiconductor is vacuum-deposited, a method in which an organic semiconductor is dissolved in a solvent, a coating film is formed by spin coating, spray coating, printing, inkjet, or the like, and then dried. .
Further, as a method for forming the organic semiconductor layer 6, a method may be used in which a layer made of a precursor of an organic semiconductor is first formed and then the precursor is converted into an organic semiconductor by applying light or heat. Examples of such a convertible precursor material include silylethyne-substituted pentacene and tetrabicycloporphyrin derivatives. Since these materials can be converted into pentacene or a tetrabenzoporphyrin derivative by heating, they can be used as precursor materials for the organic semiconductor layer 6.

(第1の絶縁膜7)
有機トランジスタ素子10において、第1の絶縁膜7は、ソース電極4、ドレイン電極5および有機半導体層6の上に設けられ、有機半導体層6の、ソース電極4およびドレイン電極5で覆われていない部分を被覆している。第1の絶縁膜7は、有機半導体層6の封止層として機能し、第2の絶縁膜8の形成時に、第2の絶縁膜8を形成する感光性樹脂組成物が有機半導体層6に接触することを防止して、感光性樹脂組成物中のラジカル重合開始剤(C)や溶媒によって有機半導体層6がダメージを受けることを防止する。
第1の絶縁膜7の厚さは、有機半導体層6上部(基板1側とは反対側)の部分の厚さとして、50〜5,000nmが好ましい。
(First insulating film 7)
In the organic transistor element 10, the first insulating film 7 is provided on the source electrode 4, the drain electrode 5, and the organic semiconductor layer 6, and is not covered with the source electrode 4 and the drain electrode 5 of the organic semiconductor layer 6. The part is covered. The first insulating film 7 functions as a sealing layer for the organic semiconductor layer 6, and the photosensitive resin composition for forming the second insulating film 8 is formed on the organic semiconductor layer 6 when the second insulating film 8 is formed. The contact is prevented and the organic semiconductor layer 6 is prevented from being damaged by the radical polymerization initiator (C) or the solvent in the photosensitive resin composition.
The thickness of the first insulating film 7 is preferably 50 to 5,000 nm as the thickness of the upper portion of the organic semiconductor layer 6 (the side opposite to the substrate 1 side).

第1の絶縁膜7は、フッ素樹脂(F)を含み、表面の水接触角が105°以上である。
フッ素樹脂(F)としては、含フッ素溶剤に溶解し、湿式塗布法による膜形成が可能な点で、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体(F1)、および主鎖に環構造を有さず、側鎖にペルフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体(F2)のいずれか一方または両方が好ましい。
第1の絶縁膜7中において、フッ素樹脂(F)は、カルボキシ基および水酸基を有しないことが好ましい。カルボキシ基および水酸基を有しないことで、有機トランジスタ素子10の性能が向上する。例えばゲート電圧を正と負で逆転して印可したときの電圧―電流特性のヒステリシスがほとんど見られず、安定性に優れる。
フッ素樹脂(F)については後で詳しく説明する。
The first insulating film 7 contains a fluororesin (F) and has a water contact angle of 105 ° or more on the surface.
As the fluororesin (F), a fluorine-containing polymer (F1) having an aliphatic ring structure in the main chain and a ring structure in the main chain in that it can be dissolved in a fluorine-containing solvent and a film can be formed by a wet coating method. One or both of the fluoropolymer (F2) having a perfluoroalkyl group in the side chain is preferred.
In the first insulating film 7, the fluororesin (F) preferably has no carboxy group and no hydroxyl group. By not having a carboxy group and a hydroxyl group, the performance of the organic transistor element 10 is improved. For example, there is almost no hysteresis of the voltage-current characteristic when the gate voltage is applied with positive and negative reversed, and the stability is excellent.
The fluororesin (F) will be described in detail later.

第1の絶縁膜7は、簡便性の点で、湿式塗布法により形成されることが好ましい。
湿式塗布法により第1の絶縁膜7を形成する場合、第1の絶縁膜7の形成に用いられる材料としては、前記フッ素樹脂(F)と、含フッ素溶剤とを含有する樹脂組成物(以下、塗布用組成物ともいう。)が好ましい。
表面の水接触角が105°以上である絶縁膜を形成し得るフッ素樹脂(F)は、フッ素原子含有率が高いことから、通常、非含フッ素溶剤に不溶で、含フッ素溶剤に可溶である。溶媒が含フッ素溶剤であれば、塗布用組成物を有機半導体層6の上に塗布したときに、有機半導体層6がダメージを受けにくい。
塗布用組成物については後で詳しく説明する。
The first insulating film 7 is preferably formed by a wet coating method in terms of simplicity.
When the first insulating film 7 is formed by a wet coating method, the material used for forming the first insulating film 7 is a resin composition containing the fluororesin (F) and a fluorinated solvent (hereinafter referred to as a “fluorinated solvent”). , Also referred to as a coating composition).
The fluororesin (F) capable of forming an insulating film having a water contact angle of 105 ° or more on the surface is usually insoluble in non-fluorinated solvents and soluble in fluorine-containing solvents because of its high fluorine atom content. is there. If the solvent is a fluorine-containing solvent, the organic semiconductor layer 6 is not easily damaged when the coating composition is applied onto the organic semiconductor layer 6.
The coating composition will be described in detail later.

湿式塗布法による第1の絶縁膜7の形成は、例えば、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース電極4、ドレイン電極5および有機半導体層6が形成された基板1上に、塗布用組成物を塗布して塗膜を形成し、塗膜中の溶媒を除去することによって形成できる。
塗布用組成物の塗布方法および塗膜中の溶媒を除去する方法は、例示も好ましい方法もゲート絶縁膜3を形成する硬化性組成物の塗布方法および塗膜中の溶媒を除去する方法と同様である。
For example, the first insulating film 7 is formed by a wet coating method on the substrate 1 on which the gate electrode 2, the gate insulating film 3, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the organic semiconductor layer 6 are formed. Is applied to form a coating film, and the solvent in the coating film is removed.
The application method of the coating composition and the method of removing the solvent in the coating film are the same as the application method of the curable composition for forming the gate insulating film 3 and the method of removing the solvent in the coating film as well as the exemplified and preferred methods. It is.

(第2の絶縁膜)
第2の絶縁膜8は、上述のとおり、特定の感光性樹脂組成物から、塗布工程およびリソグラフィ工程を経て形成される硬化膜である。
第2の絶縁膜8の形成に用いられる感光性樹脂組成物については後で詳しく説明する。
(Second insulating film)
As described above, the second insulating film 8 is a cured film formed from a specific photosensitive resin composition through a coating process and a lithography process.
The photosensitive resin composition used for forming the second insulating film 8 will be described in detail later.

<塗布工程>
塗布工程では、前記積層体(X)上に、前記感光性樹脂組成物を塗布する。感光性樹脂組成物が溶媒を含む場合、感光性樹脂組成物の塗布後、形成された塗膜中の溶媒を除去して乾燥膜とする。これにより、感光性樹脂膜が形成される。
<Application process>
In the coating step, the photosensitive resin composition is coated on the laminate (X). When the photosensitive resin composition contains a solvent, the solvent in the formed coating film is removed after application of the photosensitive resin composition to obtain a dry film. Thereby, a photosensitive resin film is formed.

感光性樹脂組成物を塗布する方法および塗膜中の溶剤を除去する方法は、例示も好ましい方法もゲート絶縁膜3を形成する硬化性組成物の塗布方法および塗膜中の溶剤を除去する方法と同様である。
加熱条件は、溶媒が揮散し、フッ素樹脂(A)や化合物(B)の架橋性官能基やラジカル重合開始剤(C)が実質的には反応しない温度が望ましい。例えば加熱温度は30〜150℃が好ましく、40〜100℃が特に好ましい。加熱時間は30秒〜10分程度が望ましい。
Examples of the method for applying the photosensitive resin composition and the method for removing the solvent in the coating film include both the exemplified method and the preferable method. It is the same.
The heating condition is preferably a temperature at which the solvent evaporates and the crosslinkable functional group of the fluororesin (A) or compound (B) and the radical polymerization initiator (C) do not substantially react. For example, the heating temperature is preferably 30 to 150 ° C, particularly preferably 40 to 100 ° C. The heating time is preferably about 30 seconds to 10 minutes.

<リソグラフィ工程>
リソグラフィ工程では、塗布工程で形成した感光性樹脂膜を部分的に露光し現像して第2の絶縁膜8を形成する。
感光性樹脂膜の、孔9を形成する位置以外の領域を部分的に露光すると、露光部が硬化する。これにより、露光部の現像液に対する溶解性が低下し、その一方で未露光部(孔9に対応する部分)の現像液に対する溶解性は変化しない。そのため、露光後の感光性樹脂膜を現像液で現像すると、未露光部が現像液に溶解または分散して除去され、孔9が形成された硬化膜(第2の絶縁膜8)が得られる。
<Lithography process>
In the lithography process, the photosensitive resin film formed in the coating process is partially exposed and developed to form the second insulating film 8.
When a region other than the position where the hole 9 is formed in the photosensitive resin film is partially exposed, the exposed portion is cured. Thereby, the solubility with respect to the developing solution of an exposure part falls, on the other hand, the solubility with respect to the developing solution of an unexposed part (part corresponding to the hole 9) does not change. Therefore, when the exposed photosensitive resin film is developed with a developer, the unexposed portion is removed by dissolution or dispersion in the developer, and a cured film (second insulating film 8) in which holes 9 are formed is obtained. .

露光には、ラジカル重合開始剤(C)等によって吸収される波長を含むX線、電子線、紫外線、可視光線等が使用できる。露光に用いる光源としては、紫外線または可視光線が好ましく、超高圧水銀アークが特に好ましい。
線量は、感光性樹脂膜の膜厚および使用されるラジカル重合開始剤(C)等の種類に応じて設定される。例えば10μmの厚さの膜の場合、適切な線量は100〜2,000mJ/cmである。
露光方法としては、アライナーやステッパー等の露光装置を用い、プレッシャーモード、バキュームコンタクトモード、プロキシミティーモード等においてマスクを通して露光する方法が挙げられる。
For the exposure, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like including wavelengths absorbed by the radical polymerization initiator (C) can be used. As a light source used for exposure, ultraviolet rays or visible rays are preferable, and an ultrahigh pressure mercury arc is particularly preferable.
The dose is set according to the film thickness of the photosensitive resin film and the type of the radical polymerization initiator (C) used. For example, for a 10 μm thick film, a suitable dose is 100 to 2,000 mJ / cm 2 .
Examples of the exposure method include a method of exposing through a mask using an exposure apparatus such as an aligner or a stepper in a pressure mode, a vacuum contact mode, a proximity mode, or the like.

露光後、現像を行う前に、ベーク(露光後ベーク)を行ってもよい。ベークを行うことで、光化学的に発生した寿命の長い中間体の反応速度を高めることができる。これらの中間体は、ベークの間は移動性を増すので、移動して反応部位との接触確率を高め、反応率を上げることができる。これらの反応性中間体の移動性を増加させる他の方法として、露光中に加熱することができる。このような手法は感光剤等の感度を増す。ベークの温度は中間体の種類により異なるが、50〜250℃が望ましい。   Baking (post-exposure baking) may be performed after exposure and before development. By baking, the reaction rate of the photochemically generated intermediate having a long lifetime can be increased. Since these intermediates increase mobility during baking, they can move to increase the probability of contact with the reaction site and increase the reaction rate. As another method for increasing the mobility of these reactive intermediates, heating can be performed during exposure. Such a technique increases the sensitivity of the photosensitizer and the like. The baking temperature varies depending on the type of intermediate, but is preferably 50 to 250 ° C.

現像は、スプレー、パドル、浸漬、超音波等の公知の方法により行うことができる。
現像に用いる現像液としては、露光部の樹脂が不溶または極僅かだけ可溶であり、未露光部の樹脂は可溶な溶剤を使用する。すなわち未露光部の樹脂を溶解できるものがよい。現像液としては、感光性樹脂組成物の溶媒として挙げるケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等の非含フッ素溶剤が挙げられる。
Development can be performed by a known method such as spraying, paddle, dipping, or ultrasonic waves.
As the developer used for development, the resin in the exposed area is insoluble or only slightly soluble, and the resin in the unexposed area uses a soluble solvent. That is, it is preferable to dissolve the resin in the unexposed area. Examples of the developer include non-fluorinated solvents such as ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents, amide-based solvents, and aromatic hydrocarbon-based solvents mentioned as solvents for photosensitive resin compositions.

現像後により未露光部の樹脂が溶解したら、必要に応じて、リンス液でリンスを行い、乾燥するために高速でスピン(回転)させる。
リンス液としては、現像液と同様のもの、または現像液ほどは未露光部の樹脂の溶解性が高くなく、また、現像液と相溶性のあるものであれば特に制限がない。具体的には、アルコール類、前述のケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。
When the resin in the unexposed area is dissolved after the development, the resin is rinsed with a rinsing liquid as necessary, and is spun (rotated) at high speed for drying.
The rinsing solution is not particularly limited as long as it is the same as the developing solution, or the developing solution is not as highly soluble as the resin in the unexposed area, and is compatible with the developing solution. Specific examples include alcohols, the aforementioned ketone solvents, and ester solvents.

現像後、またはリンス後、露光部に残存する現像液やリンス液を取り除くためのベークを行ってもよい。該ベークは、ホットプレート、オーブン等により行うことができ、ベーク条件は、80〜200℃で0.5〜60分間が望ましい。   After development or rinsing, baking may be performed to remove the developer or rinse liquid remaining in the exposed area. The baking can be performed by a hot plate, an oven or the like, and the baking condition is desirably 80 to 200 ° C. and 0.5 to 60 minutes.

現像後、またはリンス後、露光部を熱硬化させるための加熱を行ってもよい。加熱条件は150〜450℃で1〜300分程度が好ましく、160〜400℃で2〜180分程度が特に好ましい。
加熱装置としては、ホットプレート、オーブン、ファーネス(炉)が好ましく、加熱雰囲気は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気、空気、酸素等の雰囲気、減圧等が例示でき、不活性ガス雰囲気または減圧が好ましい。
After development or rinsing, heating for thermally curing the exposed portion may be performed. The heating conditions are preferably about 150 to 450 ° C. for about 1 to 300 minutes, particularly preferably about 160 to 400 ° C. for about 2 to 180 minutes.
As the heating device, a hot plate, an oven, and a furnace (furnace) are preferable, and examples of the heating atmosphere include an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon, an atmosphere such as air and oxygen, a reduced pressure, and the like. Is preferred.

露光、現像条件によっては、未露光部に若干の樹脂が認められる場合があり、現像後、デスカムを行ってもよい。
デスカムは、ドライエッチングにより行われる。デスカムのエッチングガスとしては、酸素ガスやアルゴンガス、フロロカーボン系ガス等が挙げられる。
Depending on the exposure and development conditions, some resin may be observed in the unexposed areas, and descum may be performed after development.
The descum is performed by dry etching. Examples of the descum etching gas include oxygen gas, argon gas, and fluorocarbon gas.

上記のようにして、積層体(X)上に第2の絶縁膜8を形成することで、有機トランジスタ素子10が得られる。
この後、必要に応じて、第2の絶縁膜8上に、ドレイン電極5と接続するように画素電極を形成して、液晶ディスプレイ等に好適な有機トランジスタ素子とすることもできる。かかる有機トランジスタ素子において、第2の絶縁膜8は層間絶縁膜、孔9はコンタクトホールとして機能する。
画素電極の形成は、例えば、第2の絶縁膜8に形成された孔9に電極材料を満たし、さらに第2の絶縁膜8の表面に電極パターンを形成することにより実施できる。画素電極は、ゲート電極2、ソース電極4、ドレイン電極5等と同様にして形成できる。
As described above, the organic transistor element 10 is obtained by forming the second insulating film 8 on the stacked body (X).
Thereafter, if necessary, a pixel electrode may be formed on the second insulating film 8 so as to be connected to the drain electrode 5 to form an organic transistor element suitable for a liquid crystal display or the like. In such an organic transistor element, the second insulating film 8 functions as an interlayer insulating film, and the hole 9 functions as a contact hole.
The pixel electrode can be formed, for example, by filling the hole 9 formed in the second insulating film 8 with an electrode material and further forming an electrode pattern on the surface of the second insulating film 8. The pixel electrode can be formed in the same manner as the gate electrode 2, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the like.

〔感光性樹脂組成物〕
第2の絶縁膜8の形成に用いられる感光性樹脂組成物は、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含み、必要に応じて、2以上の架橋性官能基を有し、フッ素原子を有しない化合物(B)、紫外線の照射によって親液化し得る撥液性化合物(D)、添加剤(E)、溶剤等をさらに含んでもよい。また、該感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率は10〜45質量%である。
[Photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition used for forming the second insulating film 8 includes a fluororesin (A) having a crosslinkable group and a radical polymerization initiator (C), and if necessary, two or more crosslinks. It may further contain a compound (B) having a functional functional group and having no fluorine atom, a liquid repellent compound (D) that can be lyophilic by irradiation with ultraviolet rays, an additive (E), a solvent, and the like. Moreover, the fluorine atom content rate in solid content of this photosensitive resin composition is 10-45 mass%.

本発明における架橋性官能基とは、外部エネルギーが与えられるとラジカル重合反応しうる官能基である。これにより架橋性官能基を有する化合物は、重合、架橋、鎖延長等の反応を起こす。
前記感光性樹脂組成物においては、外部エネルギーの作用によりラジカル重合開始剤(C)からラジカルが発生し、このラジカルが架橋性官能基に重合反応を生じさせる。ラジカル重合開始剤(C)が含まれていなくても、架橋性官能基は、外部エネルギーが与えられることにより重合反応を生じうるが、ラジカル重合開始剤(C)を含有することによって、効率的に硬化膜が製造でき、硬化膜の耐溶剤性が向上する。
本発明において、外部エネルギーとしては、少なくとも光が用いられる。外部エネルギーは、光のみを用いてもよく、光と熱とを併用してもよい。
The crosslinkable functional group in the present invention is a functional group that can undergo radical polymerization reaction when external energy is applied. As a result, the compound having a crosslinkable functional group undergoes reactions such as polymerization, crosslinking, and chain extension.
In the photosensitive resin composition, radicals are generated from the radical polymerization initiator (C) by the action of external energy, and the radicals cause a polymerization reaction in the crosslinkable functional group. Even if the radical polymerization initiator (C) is not contained, the crosslinkable functional group can cause a polymerization reaction by being given external energy. However, by containing the radical polymerization initiator (C), it is efficient. Thus, a cured film can be produced, and the solvent resistance of the cured film is improved.
In the present invention, at least light is used as the external energy. As the external energy, only light may be used, or light and heat may be used in combination.

(フッ素樹脂(A))
フッ素樹脂(A)の架橋性官能基は、外部エネルギーを与えることによりラジカル重合反応を生じ、フッ素樹脂(A)分子間の架橋または鎖延長を引き起こす。また、感光性樹脂組成物中に後述する化合物(B)が含まれる場合は、該化合物(B)の架橋性官能基とも反応し、これらと一体となって硬化膜を生成する。
(Fluororesin (A))
The crosslinkable functional group of the fluororesin (A) causes a radical polymerization reaction by applying external energy, and causes crosslinkage or chain extension between the fluororesin (A) molecules. Moreover, when the photosensitive resin composition contains a compound (B) to be described later, it reacts with the crosslinkable functional group of the compound (B) to form a cured film together with these.

架橋性官能基としては、ラジカルにより重合しうる炭素−炭素不飽和二重結合、ラジカルにより重合しうる炭素−炭素不飽和三重結合、ラジカルにより開環する環、それらを含む基等が挙げられる。
具体的には、ビニル(オキシ)基、アリル(オキシ)基、イソプロぺニル基、3−ブテニル基、(メタ)アクリロイル(オキシ)基、トリフルオロビニル(オキシ)基、エチニル基、1−オキソシクロペンタ−2,5−ジエン−3−イル基、ジアリールヒドロキシメチル基、ヒドロキシフルオレニル基、シクロブタレン環、オキシラン環が挙げられる。
本発明における架橋性官能基としては、反応性が高く、高い架橋密度の硬化膜が得られやすい点で、ビニル(オキシ)基、アリル(オキシ)基、エチニル基および(メタ)アクリロイル(オキシ)基からなる群から選ばれる少なくとも一種の架橋性官能基が好ましい。
Examples of the crosslinkable functional group include a carbon-carbon unsaturated double bond that can be polymerized by a radical, a carbon-carbon unsaturated triple bond that can be polymerized by a radical, a ring that is opened by a radical, and a group containing them.
Specifically, vinyl (oxy) group, allyl (oxy) group, isopropenyl group, 3-butenyl group, (meth) acryloyl (oxy) group, trifluorovinyl (oxy) group, ethynyl group, 1-oxo Examples thereof include a cyclopenta-2,5-dien-3-yl group, a diarylhydroxymethyl group, a hydroxyfluorenyl group, a cyclobutalene ring, and an oxirane ring.
As the crosslinkable functional group in the present invention, a vinyl (oxy) group, an allyl (oxy) group, an ethynyl group, and a (meth) acryloyl (oxy) are highly reactive and easily obtain a cured film having a high crosslink density. At least one crosslinkable functional group selected from the group consisting of groups is preferred.

フッ素樹脂(A)は、フッ素原子を有するため、硬化膜の誘電率および誘電損失が低くなりやすいため、絶縁膜を形成する材料として好ましい。絶縁膜の誘電率および誘電損失が低いと、該絶縁膜を用いて製造された多層配線間において信号伝播速度の遅延を抑制でき、電気特性に優れた素子が得られる。
フッ素原子を有することは、硬化膜の吸水率が低くなる点でも、絶縁膜を形成する材料として好ましい。絶縁膜の吸水率が低いことは、該絶縁膜に接合する電極およびその周辺の配線部分等における接合状態の変化が抑制できる点、または金属の変質(錆等)が抑制できる点に優れ、素子の信頼性向上という点で効果が大きい。
Since the fluororesin (A) has a fluorine atom, the dielectric constant and dielectric loss of the cured film are likely to be low, so that it is preferable as a material for forming the insulating film. When the dielectric constant and dielectric loss of the insulating film are low, a delay in signal propagation speed can be suppressed between multilayer wirings manufactured using the insulating film, and an element having excellent electrical characteristics can be obtained.
Having a fluorine atom is preferable as a material for forming the insulating film from the viewpoint of lowering the water absorption of the cured film. The low water absorption rate of the insulating film is excellent in that it is possible to suppress changes in the bonding state of the electrode bonded to the insulating film and the surrounding wiring portions, or in that metal deterioration (such as rust) can be suppressed. The effect is great in terms of improving the reliability.

フッ素樹脂(A)のフッ素原子含有率は、感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率を10〜45質量%以下とし得る量であればよく、感光性樹脂組成物に含まれる他の成分の含有量によっても異なるが、20〜50質量%が好ましく、25〜48質量%が特に好ましい。フッ素樹脂(A)のフッ素原子含有率が上記範囲の上限値以下であると、非含フッ素溶剤への溶解性に優れる。   The fluorine atom content of the fluororesin (A) may be an amount that allows the fluorine atom content in the solid content of the photosensitive resin composition to be 10 to 45% by mass or less, and is included in the photosensitive resin composition. 20-50% by mass is preferable, and 25-48% by mass is particularly preferable. When the fluorine atom content of the fluororesin (A) is not more than the upper limit of the above range, the solubility in a non-fluorinated solvent is excellent.

フッ素樹脂(A)が1種の構成単位からなる単独重合体である場合は、該1種の構成単位のフッ素原子含有率(質量%)を、フッ素樹脂(A)のフッ素原子含有率とする。
フッ素樹脂(A)が複数種の構成単位からなる共重合体である場合は、該複数種の構成単位それぞれのフッ素原子含有率(質量%)に、共重合体中の全構成単位の合計を1としたときの各構成単位の割合(モル比)を乗じ、それらの値を合計した値を、フッ素樹脂(A)のフッ素原子含有率とする。
構成単位のフッ素原子含有率(質量%)は、当該構成単位中に含まれるフッ素原子の数Fnと、当該構成単位の式量Fwとから、下式により求められる。
フッ素原子含有率(質量%)=(Fn×19)×100/Fw
When the fluororesin (A) is a homopolymer composed of one type of structural unit, the fluorine atom content (mass%) of the one type of structural unit is the fluorine atom content of the fluororesin (A). .
When the fluororesin (A) is a copolymer composed of a plurality of types of structural units, the total of all the structural units in the copolymer is calculated as the fluorine atom content (% by mass) of each of the multiple types of structural units. A value obtained by multiplying the ratio (molar ratio) of each structural unit when set to 1 and summing those values is defined as the fluorine atom content of the fluororesin (A).
The fluorine atom content (% by mass) of the structural unit is obtained from the following formula from the number Fn of fluorine atoms contained in the structural unit and the formula amount Fw of the structural unit.
Fluorine atom content (% by mass) = (Fn × 19) × 100 / Fw

フッ素樹脂(A)としてより具体的には、含フッ素ポリアリーレンプレポリマー、含フッ素フェノール樹脂等の含フッ素芳香族樹脂;含フッ素アクリル(メタクリル)樹脂;含フッ素エポキシ樹脂;含フッ素ポリイミド等が挙げられる。なかでも、低誘電率、高耐熱、感光性等の点で、含フッ素芳香族樹脂が好ましく、含フッ素ポリアリーレンプレポリマーが特に好ましい。   More specifically, the fluorine resin (A) includes fluorine-containing aromatic resins such as fluorine-containing polyarylene prepolymers and fluorine-containing phenol resins; fluorine-containing acrylic (methacrylic) resins; fluorine-containing epoxy resins; fluorine-containing polyimides and the like. It is done. Of these, fluorine-containing aromatic resins are preferable, and fluorine-containing polyarylene prepolymers are particularly preferable in terms of low dielectric constant, high heat resistance, photosensitivity, and the like.

前記含フッ素ポリアリーレンプレポリマー(以下、「プレポリマー(A1)」ともいう。)は、複数の芳香族環が単結合または連結基を介して結合しているポリアリーレン構造を有するとともに、フッ素原子を有し、かつ架橋性官能基を有する。
プレポリマー(A1)の架橋性官能基は、プレポリマー(A1)製造時には実質上反応を起こさず、外部エネルギーを与えることによりラジカル重合反応を生じ、プレポリマー(A1)分子間の架橋または鎖延長を引き起こすものが好ましい。
プレポリマー(A1)における架橋性官能基としては、該プレポリマー(A1)の製造時の反応性が低く、外部エネルギーが与えられたときの反応性が良好である点から、ビニル基またはエチニル基が特に好ましい。
プレポリマー(A1)は、1分子に2種以上の架橋性官能基を有していてもよい。
The fluorine-containing polyarylene prepolymer (hereinafter also referred to as “prepolymer (A1)”) has a polyarylene structure in which a plurality of aromatic rings are bonded via a single bond or a linking group, and a fluorine atom. And has a crosslinkable functional group.
The crosslinkable functional group of the prepolymer (A1) does not substantially react at the time of producing the prepolymer (A1), and causes a radical polymerization reaction by applying external energy. Those that cause is preferred.
As the crosslinkable functional group in the prepolymer (A1), a vinyl group or an ethynyl group is preferable because the reactivity at the time of production of the prepolymer (A1) is low and the reactivity when external energy is applied is good. Is particularly preferred.
The prepolymer (A1) may have two or more types of crosslinkable functional groups per molecule.

ポリアリーレン構造における連結基は、例えばエーテル結合(−O−)、スルフィド結合(−S−)、カルボニル基(−CO−)、スルホニル基(−SO−)、炭素鎖中にこれらの結合および基のいずれかを含むアルキレン基等が挙げられる。
含フッ素ポリアリーレンプレポリマーのうち、特に芳香族環同士がエーテル結合を含む連結基で結合されている構造を有するポリマーを「含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマー」という。該エーテル結合を含む連結基の具体例としては、エーテル性酸素原子のみからなるエーテル結合、炭素鎖中にエーテル性酸素原子を含むアルキレン基等が例示される。
該含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマーは、エーテル性酸素原子を有するため、分子構造が柔軟性を有し、硬化膜の可とう性が良好であり、好ましい。
プレポリマー(A1)としては、含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマーを含むことが好ましく、プレポリマー(A1)としては、含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマーのみであることが特に好ましい。
The linking group in the polyarylene structure includes, for example, an ether bond (—O—), a sulfide bond (—S—), a carbonyl group (—CO—), a sulfonyl group (—SO 2 —), these bonds in the carbon chain, and Examples include an alkylene group containing any of the groups.
Among the fluorinated polyarylene prepolymers, a polymer having a structure in which aromatic rings are bonded with a linking group containing an ether bond is referred to as “fluorinated polyarylene ether prepolymer”. Specific examples of the linking group containing an ether bond include an ether bond consisting only of an etheric oxygen atom and an alkylene group containing an etheric oxygen atom in the carbon chain.
Since the fluorine-containing polyarylene ether prepolymer has an etheric oxygen atom, the molecular structure is flexible and the flexibility of the cured film is favorable.
The prepolymer (A1) preferably includes a fluorinated polyarylene ether prepolymer, and the prepolymer (A1) is particularly preferably only a fluorinated polyarylene ether prepolymer.

プレポリマー(A1)の具体例としては、架橋性官能基およびフェノール性水酸基を有する化合物(Y−1)ならびに架橋性官能基およびフッ素原子置換芳香環を有する化合物(Y−2)のいずれか一方または両方と、下式(Z1)で表される含フッ素芳香族化合物(Z1)と、フェノール性水酸基を3個以上有する化合物(Z2)とを、脱HF剤存在下に縮合反応させて得られ、架橋性官能基およびエーテル結合を有するポリマー(以下、「プレポリマー(A1−1)」ともいう。)が挙げられる。   Specific examples of the prepolymer (A1) include one of a compound (Y-1) having a crosslinkable functional group and a phenolic hydroxyl group and a compound (Y-2) having a crosslinkable functional group and a fluorine atom-substituted aromatic ring. Or both, a fluorine-containing aromatic compound (Z1) represented by the following formula (Z1) and a compound (Z2) having three or more phenolic hydroxyl groups are subjected to a condensation reaction in the presence of a deHF agent. , A polymer having a crosslinkable functional group and an ether bond (hereinafter also referred to as “prepolymer (A1-1)”).

Figure 2016164899
Figure 2016164899

式(Z1)中、n1は0〜3の整数、a、bはそれぞれ独立に0〜3の整数を表し、RfおよびRfはそれぞれ独立に炭素数1〜8の含フッ素アルキル基を表し、芳香環内のFはその芳香環の水素原子が全てフッ素原子で置換されていることを表す。aが2以上である場合、複数のRfは同じであっても異なっていてもよい。bが2以上である場合、複数のRfは同じであっても異なっていてもよい。 In formula (Z1), n1 represents an integer of 0 to 3, a and b each independently represents an integer of 0 to 3, and Rf 1 and Rf 2 each independently represents a fluorine-containing alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. F in the aromatic ring represents that all hydrogen atoms in the aromatic ring are substituted with fluorine atoms. When a is 2 or more, the plurality of Rf 1 may be the same or different. When b is 2 or more, the plurality of Rf 2 may be the same or different.

前記プレポリマー(A1−1)は、フェノール性水酸基を3個以上有する化合物(Z2)を用いることにより、ポリマー鎖に分岐構造を導入し、分子構造を三次元化でき、ポリマーの自由体積を増大させて低密度化、すなわち低誘電率化が達成される。また、一般的に、芳香環を有する直鎖状ポリマーは芳香環のスタッキングによる分子の配向が起き易いが、プレポリマー(A1−1)から形成された硬化膜では、分岐構造を導入することにより分子の配向が抑えられ、その結果、複屈折が小さくなる。   By using the compound (Z2) having 3 or more phenolic hydroxyl groups, the prepolymer (A1-1) can introduce a branched structure into the polymer chain, make the molecular structure three-dimensional, and increase the free volume of the polymer. Thus, a reduction in density, that is, a reduction in dielectric constant is achieved. In general, a linear polymer having an aromatic ring is likely to undergo molecular orientation due to stacking of aromatic rings, but in a cured film formed from a prepolymer (A1-1), a branched structure is introduced. Molecular orientation is suppressed, and as a result, birefringence is reduced.

プレポリマー(A1−1)は、下記(i)または(ii)の方法のいずれか一方または両方で製造することができる。
(i)含フッ素芳香族化合物(Z1)と、化合物(Z2)と、化合物(Y−1)と、を脱HF剤存在下に縮合反応させる方法。
(ii)含フッ素芳香族化合物(Z1)と、化合物(Z2)と、化合物(Y−2)と、を脱HF剤存在下に縮合反応させる方法。
なお、前記(i)および(ii)の両方でプレポリマー(A1)を製造する場合は、含フッ素芳香族化合物(Z1)と、化合物(Z2)と、化合物(Y−1)および化合物(Y−2)と、を脱HF剤存在下に縮合反応させる。
The prepolymer (A1-1) can be produced by either or both of the following methods (i) and (ii).
(I) A method in which a fluorine-containing aromatic compound (Z1), a compound (Z2), and a compound (Y-1) are subjected to a condensation reaction in the presence of a deHF agent.
(Ii) A method of subjecting the fluorine-containing aromatic compound (Z1), the compound (Z2), and the compound (Y-2) to a condensation reaction in the presence of a deHF agent.
In addition, when manufacturing prepolymer (A1) by both said (i) and (ii), a fluorine-containing aromatic compound (Z1), a compound (Z2), a compound (Y-1), and a compound (Y -2) are subjected to a condensation reaction in the presence of a deHF agent.

前記(i)または(ii)の方法のいずれにおいても、縮合反応は一段階で全てを反応させてもよく、多段階に分けて反応させてもよい。また反応原料のうち特定の化合物を先に優先的に反応させた後に、引き続いて他の化合物を反応させてもよい。縮合反応を多段階に分けて行う場合に、途中で得られた中間生成物は、反応系から分離し精製した後に、後続の反応(縮合反応)に用いてもよい。反応の場において原料化合物は一括で投入されてもよく、連続的に投入されてもよく、間歇的に投入されてもよい。   In any of the methods (i) and (ii), the condensation reaction may be carried out in one step or in multiple steps. Moreover, after reacting a specific compound preferentially among the reaction raw materials, another compound may be subsequently reacted. When the condensation reaction is performed in multiple stages, the intermediate product obtained in the middle may be separated from the reaction system and purified, and then used for the subsequent reaction (condensation reaction). In the reaction field, the raw material compounds may be charged all at once, may be charged continuously, or may be charged intermittently.

製造方法(i)で用いられる化合物(Y−1)としては、フェノール性水酸基を1個有する化合物(Y−1−1)およびフェノール性水酸基を2個有する化合物(Y−1−2)が好ましい。
化合物(Y−1−1)の具体例としては、4−ヒドロキシスチレン等の反応性二重結合を有するフェノール類;3−エチニルフェノール、4−フェニルエチニルフェノール、4−(4−フルオロフェニル)エチニルフェノール等のエチニルフェノール類が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。架橋性官能基としてビニル基、エチニル基を有する芳香族化合物が特に好ましい。
化合物(Y−1−2)の具体例としては、2,2’−ビス(フェニルエチニル)−5,5’−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ビス(フェニルエチニル)−4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のビス(フェニルエチニル)ジヒドロキシビフェニル類;4,4’−ジヒドロキシトラン、3,3’−ジヒドロキシトラン等のジヒドロキシジフェニルアセチレン類が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
As the compound (Y-1) used in the production method (i), a compound having one phenolic hydroxyl group (Y-1-1) and a compound having two phenolic hydroxyl groups (Y-1-2) are preferable. .
Specific examples of the compound (Y-1-1) include phenols having a reactive double bond such as 4-hydroxystyrene; 3-ethynylphenol, 4-phenylethynylphenol, 4- (4-fluorophenyl) ethynyl. Examples include ethynylphenols such as phenol. These may be used alone or in combination of two or more. Aromatic compounds having a vinyl group or an ethynyl group as the crosslinkable functional group are particularly preferred.
Specific examples of the compound (Y-1-2) include 2,2′-bis (phenylethynyl) -5,5′-dihydroxybiphenyl, 2,2′-bis (phenylethynyl) -4,4′-dihydroxy. Bis (phenylethynyl) dihydroxybiphenyls such as biphenyl; and dihydroxydiphenylacetylenes such as 4,4′-dihydroxytolane and 3,3′-dihydroxytolane. These may be used alone or in combination of two or more.

製造方法(ii)で用いられる化合物(Y−2)としては、架橋性官能基と、ペルフルオロフェニル、ペルフルオロビフェニル等のペルフルオロ芳香環とを有する化合物が好ましい。具体例としては、ペンタフルオロスチレン、ペンタフルオロベンジルアクリレート、ペンタフルオロベンジルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルアクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、ペルフルオロスチレン、ペンタフルオロフェニルトリフルオロビニルエーテル、3−(ペンタフルオロフェニル)ペンタフルオロプロペン−1等の反応性二重結合を有する含フッ素アリール類;ペンタフルオロベンゾニトリル等のシアノ基を有する含フッ素アリール類;ペンタフルオロフェニルアセチレン、ノナフルオロビフェニルアセチレン等の含フッ素アリールアセチレン類;フェニルエチニルペンタフルオロベンゼン、フェニルエチニルノナフルオロビフェニル、デカフルオロトラン等の含フッ素ジアリールアセチレン類が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。比較的低温で架橋反応が進行し、かつ得られるプレポリマーから形成される硬化膜の耐熱性が高くなることから、化合物(Y−2)としては二重結合を有する含フッ素アリール類、三重結合を有する含フッ素アリールアセチレン類が好ましい。   The compound (Y-2) used in the production method (ii) is preferably a compound having a crosslinkable functional group and a perfluoroaromatic ring such as perfluorophenyl or perfluorobiphenyl. Specific examples include pentafluorostyrene, pentafluorobenzyl acrylate, pentafluorobenzyl methacrylate, pentafluorophenyl acrylate, pentafluorophenyl methacrylate, perfluorostyrene, pentafluorophenyl trifluorovinyl ether, 3- (pentafluorophenyl) pentafluoropropene- Fluorinated aryls having a reactive double bond such as 1; fluorinated aryls having a cyano group such as pentafluorobenzonitrile; fluorinated aryl acetylenes such as pentafluorophenylacetylene and nonafluorobiphenylacetylene; phenylethynylpenta Fluorine-containing diarylacetylenes such as fluorobenzene, phenylethynyl nonafluorobiphenyl, decafluorotolane, etc. It is. These may be used alone or in admixture of two or more. Since the crosslinking reaction proceeds at a relatively low temperature and the heat resistance of the cured film formed from the resulting prepolymer is increased, the compound (Y-2) is a fluorine-containing aryl having a double bond, a triple bond. Fluorine-containing arylacetylenes having the formula:

プレポリマー(A1−1)を製造する際に用いられる脱HF剤としては、塩基性化合物が好ましく、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩または水酸化物が特に好ましい。具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。   As the deHF agent used when producing the prepolymer (A1-1), a basic compound is preferable, and an alkali metal carbonate, hydrogencarbonate or hydroxide is particularly preferable. Specific examples include sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.

前記製造方法(i)および(ii)において、縮合反応は、極性溶媒中で行うことが好ましい。極性溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;スルホラン等のスルホン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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ジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類等の非プロトン性の極性溶媒が好ましい。
極性溶媒中には、生成するプレポリマーの溶解性を低下させず、縮合反応に悪影響を及ぼさない範囲で、トルエン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ベンゾトリフルオライド、キシレンヘキサフルオライド等が含有されていてもよい。これらを含有することにより、溶媒の極性(誘電率)が変化し、反応速度をコントロールすることが可能である。
縮合反応条件は、10〜200℃で1〜80時間が好ましい。20〜180℃で2〜60時間がより好ましく、50〜160℃で3〜24時間が特に好ましい。
In the production methods (i) and (ii), the condensation reaction is preferably performed in a polar solvent. Examples of polar solvents include amides such as N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; sulfones such as sulfolane; diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether Aprotic polar solvents such as ethers such as diethylene glycol diethyl ether and triethylene glycol dimethyl ether are preferred.
The polar solvent contains toluene, xylene, benzene, tetrahydrofuran, benzotrifluoride, xylene hexafluoride and the like as long as the solubility of the prepolymer to be produced is not lowered and the condensation reaction is not adversely affected. Also good. By containing these, the polarity (dielectric constant) of the solvent changes, and the reaction rate can be controlled.
The condensation reaction conditions are preferably 10 to 200 ° C. and 1 to 80 hours. 2 to 60 hours are more preferable at 20 to 180 ° C, and 3 to 24 hours are particularly preferable at 50 to 160 ° C.

プレポリマー(A1−1)の製造方法は、形成される硬化膜の耐熱性、比誘電率、複屈折、可とう性等の物性に応じて、製造方法(i)または(ii)を適宜選択できる。例えば、製造方法(ii)を用いる場合、製造されたプレポリマー(A1−1)は、硬化膜の比誘電率および複屈折値が一般に低くなる傾向にある。すなわち、比誘電率および複屈折値が低い硬化膜を得るためには、製造方法(ii)によってプレポリマー(A1)を製造することが好ましい。   The production method of the prepolymer (A1-1) is appropriately selected from the production methods (i) and (ii) according to the physical properties such as heat resistance, relative dielectric constant, birefringence and flexibility of the cured film to be formed. it can. For example, when the production method (ii) is used, the produced prepolymer (A1-1) tends to generally have a low dielectric constant and birefringence value of the cured film. That is, in order to obtain a cured film having a low relative dielectric constant and low birefringence value, it is preferable to produce the prepolymer (A1) by the production method (ii).

プレポリマー(A1−1)は、縮合反応後または溶液化後に、中和、再沈殿、抽出、ろ過等の方法で精製される。縮合反応触媒であるカリウム、ナトリウム等の金属および遊離したハロゲン原子はトランジスタの動作不良や配線の腐食等を引き起こす原因となる可能性があるので充分に精製することが好ましい。   The prepolymer (A1-1) is purified by a method such as neutralization, reprecipitation, extraction, or filtration after the condensation reaction or solution. It is preferable to sufficiently purify the metal, such as potassium and sodium, which is a condensation reaction catalyst, and free halogen atoms, which may cause malfunction of the transistor and corrosion of the wiring.

プレポリマー(A1−1)の好適な例としては、ペルフルオロ(1,3,5−トリフェニルベンゼン)、ペルフルオロビフェニル等の含フッ素芳香族化合物と、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のフェノール系化合物と、ペンタフルオロスチレン、アセトキシスチレン、クロルメチルスチレン、ペンタフルオロフェニルアセチレン等の架橋性官能基含有芳香族化合物と、を炭酸カリウム等の脱ハロゲン化水素剤の存在下で反応させて得られるポリマーが挙げられる。   Suitable examples of the prepolymer (A1-1) include fluorine-containing aromatic compounds such as perfluoro (1,3,5-triphenylbenzene) and perfluorobiphenyl, 1,3,5-trihydroxybenzene, 1, Potassium carbonate, etc., including phenolic compounds such as 1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane and crosslinkable functional group-containing aromatic compounds such as pentafluorostyrene, acetoxystyrene, chloromethylstyrene, and pentafluorophenylacetylene And a polymer obtained by reacting in the presence of a dehydrohalogenating agent.

フッ素樹脂(A)の数平均分子量(Mn)は、1,000〜10万が好ましく、5,000〜5万がより好ましく、5,000〜2万が特に好ましい。数平均分子量(Mn)の上記範囲の下限値以上であると、硬化膜の可とう性が低下しにくく、上記範囲の上限値以下であると、感光性樹脂組成物の精製が容易である。   The number average molecular weight (Mn) of the fluororesin (A) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, and particularly preferably 5,000 to 20,000. When the number average molecular weight (Mn) is not less than the lower limit of the above range, the flexibility of the cured film is hardly lowered, and when it is not more than the upper limit of the above range, the photosensitive resin composition is easily purified.

感光性樹脂組成物に含まれるフッ素樹脂(A)は1種でも2種以上でもよい。
感光性樹脂組成物中のフッ素樹脂(A)の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分(100質量%)に対し、40〜90質量%が好ましく、50〜80質量%がより好ましく、55〜70質量%が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であると、形成される硬化膜の誘電率が充分に低くなる。上記範囲の上限値以下であると、低温で硬化しやすくなるため、硬化膜の耐溶剤性が充分に高くなる。
The fluororesin (A) contained in the photosensitive resin composition may be one type or two or more types.
40-90 mass% is preferable with respect to solid content (100 mass%) of the photosensitive resin composition, and, as for content of the fluororesin (A) in the photosensitive resin composition, 50-80 mass% is more preferable, 55-70 mass% is especially preferable. When it is at least the lower limit of the above range, the dielectric constant of the formed cured film is sufficiently low. Since it will become easy to harden | cure at low temperature as it is below the upper limit of the said range, the solvent resistance of a cured film becomes high enough.

(化合物(B))
感光性樹脂組成物が化合物(B)を含むことにより、分子間を架橋させることができ、低温での硬化性が向上する。また該感光性樹脂膜から形成される硬化膜の硬度および耐溶剤性が向上する。
なお、化合物(B)として液状の化合物を含む場合は、化合物(B)が溶剤としての機能を有し、感光性樹脂組成物が化合物(B)に該当しない溶剤を含まない場合でも、感光性樹脂組成物の湿式塗布が可能となる。化合物(B)が低粘度の化合物であるほど、また化合物(B)の配合量が多いほど、感光性樹脂組成物の粘度は低下し、湿式塗布しやすくなる。
(Compound (B))
When the photosensitive resin composition contains the compound (B), the molecules can be cross-linked and the curability at low temperature is improved. Moreover, the hardness and solvent resistance of the cured film formed from the photosensitive resin film are improved.
In addition, when a liquid compound is included as the compound (B), the compound (B) has a function as a solvent, and the photosensitive resin composition does not include a solvent that does not correspond to the compound (B). Wet application of the resin composition becomes possible. The more the compound (B) is a low-viscosity compound and the more the compound (B) is added, the lower the viscosity of the photosensitive resin composition and the easier the wet application.

化合物(B)は架橋性官能基を2〜20個有することが好ましく、2〜8個有することが特に好ましい。
化合物(B)の架橋性官能基は、フッ素樹脂(A)の架橋性官能基がラジカル重合反応を生じる工程と同工程で反応を生じる基が好ましい。
化合物(B)の架橋性官能基は、架橋性官能基同士が反応して架橋または鎖延長を引き起こす。また、フッ素樹脂(A)の架橋性官能基と反応し、これらと一体となって硬化膜を生成する。
The compound (B) preferably has 2 to 20 crosslinkable functional groups, and particularly preferably 2 to 8 crosslinkable functional groups.
The crosslinkable functional group of the compound (B) is preferably a group that reacts in the same step as the step in which the crosslinkable functional group of the fluororesin (A) causes a radical polymerization reaction.
The crosslinkable functional group of the compound (B) reacts with each other to cause crosslinking or chain extension. Moreover, it reacts with the crosslinkable functional group of the fluororesin (A) and forms a cured film together with these.

化合物(B)の架橋性官能基としては、(メタ)アクリロイル(オキシ)基が好ましい。反応性が高く、入手容易の点で、(メタ)アクリロイルオキシ基がより好ましく、反応性がより高い点で、アクリロイル基およびアクリロイルオキシ基が特に好ましい。
化合物(B)は、1分子中に2種以上の架橋性官能基を有していてもよい。
感光性樹脂組成物中に共存するフッ素樹脂(A)および化合物(B)における架橋性官能基は同一でもよく、異なっていてもよい。
As the crosslinkable functional group of the compound (B), a (meth) acryloyl (oxy) group is preferable. A (meth) acryloyloxy group is more preferable from the viewpoint of high reactivity and availability, and an acryloyl group and an acryloyloxy group are particularly preferable from the viewpoint of higher reactivity.
The compound (B) may have two or more kinds of crosslinkable functional groups in one molecule.
The crosslinkable functional groups in the fluororesin (A) and the compound (B) coexisting in the photosensitive resin composition may be the same or different.

化合物(B)の数平均分子量(Mn)は、140〜5,000が好ましく、200〜3,000がより好ましく、250〜2,500が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であると、加熱によって揮発しにくい。上記範囲の上限値以下であると、化合物(B)の粘度が低く抑えられ、フッ素樹脂(A)と混合したときに均一な感光性樹脂組成物が得られやすい。   140-5,000 are preferable, as for the number average molecular weight (Mn) of a compound (B), 200-3,000 are more preferable, and 250-2,500 are especially preferable. It is hard to volatilize by heating as it is more than the lower limit of the above-mentioned range. When the amount is not more than the upper limit of the above range, the viscosity of the compound (B) is kept low, and a uniform photosensitive resin composition is easily obtained when mixed with the fluororesin (A).

化合物(B)の具体例としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレートトリウンデシレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートモノウンデシレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、1,9−ノナンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、下式(4)で表されるエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、下式(5)で表されるプロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールメタクリレート、下式(6)で表される化合物等が挙げられる。
また、ポリエステルアクリレート(二価アルコールと二塩基酸との縮合物の両末端をアクリル酸で修飾した化合物:東亞合成社製、商品名アロニックス(M−6100、M−6200、M−6250、M−6500);多価アルコールと多塩基酸との縮合物の水酸基末端をアクリル酸で修飾した化合物:東亞合成社製、商品名アロニックス(M−7100、M−7300K、M−8030、M−8060、M−8100、M−8530、M−8560、M−9050))も利用できる。これらは市販品から入手できる。
Specific examples of the compound (B) include dipentaerythritol triacrylate triundecylate, dipentaerythritol pentaacrylate monoundecylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ε-caprolactone-modified tris- (2-acryloxyethyl). Isocyanurate, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate, ethoxy Bisphenol A dimethacrylate, propoxylated bisphenol A diacrylate, propoxylated bisphenol A dimethacrylate 1,10-decanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, hydroxypivalin Acid neopentyl glycol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylation Trimethylolpropane triacrylate, propoxylated trimethylolpropane triacrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, trimeta ali Luisocyanurate, 1,4-butanediol divinyl ether, 1,9-nonanediol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, acrylic acid 2- ( 2-vinyloxyethoxy) ethyl, 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate, trimethylolpropane diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, with the following formula (4) Ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, propoxylated pentaerythritol tetraacrylate represented by the following formula (5) , Ditrimethylolpropane tetraacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, tricyclodecane dimethanol methacrylate, compounds represented by the following formula (6).
Further, polyester acrylate (compound obtained by modifying both ends of a condensate of dihydric alcohol and dibasic acid with acrylic acid: manufactured by Toagosei Co., Ltd., trade name Aronix (M-6100, M-6200, M-6250, M- 6500): Compound obtained by modifying the hydroxyl terminal of the condensate of polyhydric alcohol and polybasic acid with acrylic acid: manufactured by Toagosei Co., Ltd., trade name Aronix (M-7100, M-7300K, M-8030, M-8060, M-8100, M-8530, M-8560, M-9050)) can also be used. These can be obtained from commercial products.

Figure 2016164899
Figure 2016164899

化合物(B)としては、入手容易性と反応性の点から、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、およびトリシクロデカンジメタノールジアクリレートが好ましい。   As the compound (B), ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, 1,10-decanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate from the viewpoint of availability and reactivity. , Trimethylolpropane triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, and tricyclodecane dimethanol diacrylate are preferred.

感光性樹脂組成物に化合物(B)を含有させる場合、その含有量は、フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)のうち、10〜60質量部が好ましく、20〜50質量部がより好ましく、30〜45質量部が特に好ましい。化合物(B)の割合が上記範囲の下限値以上であると、化合物(B)を含有させることによる効果が充分に得られやすい。また化合物(B)の割合が上記範囲の上限値以下であると、形成される絶縁膜の誘電率が充分に低くなる。   When the photosensitive resin composition contains the compound (B), the content is preferably 10 to 60 parts by mass in the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B), and 20 -50 mass parts is more preferable, and 30-45 mass parts is especially preferable. When the proportion of the compound (B) is not less than the lower limit of the above range, the effect of containing the compound (B) can be sufficiently obtained. Moreover, the dielectric constant of the insulating film formed as the ratio of a compound (B) is below the upper limit of the said range becomes low enough.

(ラジカル重合開始剤(C))
ラジカル重合開始剤(C)としては、感光性(光硬化性)の点から、光によりラジカルを発生する光重合開始剤(C1)が好ましく用いられる。
光重合開始剤(C1)としては、光硬化性組成物において公知のものを使用でき、露光に使用する光の種類(波長等)に応じて適宜選択できる。感光性樹脂組成物を硬化させるために照射する光としては、特に限定されないが、紫外線が好適に用いられる。
紫外線領域に感度を有する光重合開始剤(C1)の具体例としては、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)](例えば、製品名:IRGACURE OXE01)、エタノン 1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(例えば、製品名:IRGACURE OXE02)等のオキシムエステル誘導体;IRGACURE 369(製品名)、IRGACURE 907(製品名)等のα−アミノアルキルフェノン系化合物;DAROCUR TPO(製品名)等(いずれもチバスペシャリティーケミカルズ社製)のアシルホスフィンオキサイド系化合物等が挙げられる。
発生するラジカルの反応性が良好である点で、IRGACURE OXE01およびIRGACURE OXE02が好ましい。
感光性樹脂組成物に光重合開始剤(C1)を含有させる場合、その含有量は、フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)に対して、1〜20質量部が好ましく、3〜15質量部が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であると、低温で硬化させたときの硬化性の向上効果が充分に得られ、硬化膜の耐溶剤性が充分に向上する。上記範囲の上限値以下であると、感光性樹脂組成物の貯蔵安定性が良好になる。
(Radical polymerization initiator (C))
As the radical polymerization initiator (C), a photopolymerization initiator (C1) that generates a radical by light is preferably used from the viewpoint of photosensitivity (photocurability).
As a photoinitiator (C1), a well-known thing can be used in a photocurable composition, and it can select suitably according to the kind (wavelength etc.) of the light used for exposure. Although it does not specifically limit as light irradiated in order to harden the photosensitive resin composition, An ultraviolet-ray is used suitably.
Specific examples of the photopolymerization initiator (C1) having sensitivity in the ultraviolet region include 1,2-octanedione-1- [4- (phenylthio) -2- (o-benzoyloxime)] (for example, product name: IRGACURE OXE01), oximes such as ethanone 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (o-acetyloxime) (for example, product name: IRGACURE OXE02) Ester derivatives; α-aminoalkylphenone compounds such as IRGACURE 369 (product name), IRGACURE 907 (product name); acylphosphine oxide compounds such as DAROCUR TPO (product name) (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), etc. Is mentioned.
IRGACURE OXE01 and IRGACURE OXE02 are preferable in that the reactivity of the generated radicals is good.
When the photopolymerization initiator (C1) is contained in the photosensitive resin composition, the content thereof is 1 to 20 parts by mass with respect to the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B). Is preferably 3 to 15 parts by mass. When it is at least the lower limit of the above range, the effect of improving the curability when cured at a low temperature is sufficiently obtained, and the solvent resistance of the cured film is sufficiently improved. The storage stability of the photosensitive resin composition will become favorable as it is below the upper limit of the said range.

感光性樹脂組成物を硬化させるための外部エネルギーとして熱を併用する場合、ラジカル重合開始剤(C)として、熱によりラジカルを発生する熱重合開始剤(C2)を感光性樹脂組成物に含有させてもよい。
感光性樹脂組成物を熱硬化させる際の反応温度は、低すぎると架橋性官能基を有する化合物やそれを含む組成物の保存時における安定性が確保できないため、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上が特に好ましい。該反応温度の上限は、硬化膜の製造工程で許容される加熱温度の上限以下であり、例えば基板の耐熱温度以下である。反応温度が低いほど、より低温のプロセスに適用できることから、例えば250℃以下であることが好ましく、200℃以下が特に好ましい。
熱重合開始剤(C2)の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、tert−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、過酸化ジ−tert−ブチル、過酸化ジクミル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。分解温度の点で、アゾビスイソブチロニトリルおよび過酸化ベンゾイルが好ましい。
感光性樹脂組成物に光重合開始剤(C2)を含有させる場合、その含有量は、フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)に対して、1〜20質量部が好ましく、5〜15質量部が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であると、低温で硬化させたときの硬化性の向上効果が充分に得られ、硬化膜の耐溶剤性が充分に向上する。上記範囲の上限値以下であると、感光性樹脂組成物の貯蔵安定性に優れる。
When using heat together as external energy for curing the photosensitive resin composition, the photosensitive resin composition contains a thermal polymerization initiator (C2) that generates radicals by heat as the radical polymerization initiator (C). May be.
Since the reaction temperature at the time of thermosetting the photosensitive resin composition is too low, stability during storage of a compound having a crosslinkable functional group and a composition containing the same cannot be ensured, and therefore, preferably 40 ° C or higher, 60 ° C. The above is more preferable, and 70 ° C. or higher is particularly preferable. The upper limit of the reaction temperature is not more than the upper limit of the heating temperature allowed in the production process of the cured film, for example, not more than the heat resistant temperature of the substrate. For example, the reaction temperature is preferably 250 ° C. or less, and particularly preferably 200 ° C. or less because the lower the reaction temperature, the lower the reaction temperature.
Specific examples of the thermal polymerization initiator (C2) include azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, and dicumyl peroxide. These may be used alone or in combination of two or more. In view of the decomposition temperature, azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide are preferred.
When the photopolymerization initiator (C2) is contained in the photosensitive resin composition, the content is 1 to 20 parts by mass with respect to the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B). Is preferable, and 5 to 15 parts by mass is particularly preferable. When it is at least the lower limit of the above range, the effect of improving the curability when cured at a low temperature is sufficiently obtained, and the solvent resistance of the cured film is sufficiently improved. It is excellent in the storage stability of the photosensitive resin composition as it is below the upper limit of the said range.

(紫外線の照射によって親液化し得る撥液性化合物(D))
撥液性化合物(D)を含有すると、感光性樹脂組成物から形成される硬化膜の表面が高い撥液性を有するものとなる。該硬化膜に部分的に紫外線を照射すると、紫外線が照射された部分の撥液性が低下(親液性が向上)し、その結果、該表面に撥液性領域と親液性領域とのパターンを形成することができる。該表面に他の層(例えば電極)を形成するための液状の材料を塗布すると、親液性領域に選択的に付着する。これを利用して、該表面上に選択的に他の層を形成できる。
(Liquid repellent compound (D) that can be made lyophilic by UV irradiation)
When the liquid repellent compound (D) is contained, the surface of the cured film formed from the photosensitive resin composition has high liquid repellency. When the cured film is partially irradiated with ultraviolet rays, the liquid repellency of the portion irradiated with the ultraviolet rays decreases (improves lyophilicity), and as a result, the surface has a liquid-repellent region and a lyophilic region. A pattern can be formed. When a liquid material for forming another layer (for example, an electrode) is applied to the surface, it selectively adheres to the lyophilic region. By utilizing this, another layer can be selectively formed on the surface.

撥液性化合物(D)としては、前記のような撥液性領域と親液性領域とのパターンを形成するための材料として公知のものを用いることができる。
撥液性化合物(D)の好ましい例として、下記構成単位(d1)を有する重合体(D1)が挙げられる。
構成単位(d1):分子内にフルオロアルキル基と、紫外線の照射によって分解する部位(紫外線分解部位)とを含む化合物(M)に由来する構成単位。
重合体(D1)は、構成単位(d1)がフルオロアルキル基を含むことで撥液性を有する。また、構成単位(d1)が紫外線分解部位を含むことで、紫外線が照射された際に、分子内において分解が起こり、前記フルオロアルキル基を含む分解残基が重合体(D1)から脱離し、撥液性が低下(親液性が向上)する性質を有する。
As the liquid repellent compound (D), a known material can be used as a material for forming the pattern of the liquid repellent region and the lyophilic region as described above.
Preferable examples of the liquid repellent compound (D) include a polymer (D1) having the following structural unit (d1).
Structural unit (d1): a structural unit derived from the compound (M) containing in the molecule a fluoroalkyl group and a site (UV decomposing site) that decomposes upon irradiation with ultraviolet rays.
The polymer (D1) has liquid repellency because the structural unit (d1) contains a fluoroalkyl group. Further, since the structural unit (d1) contains an ultraviolet decomposition site, decomposition occurs in the molecule when irradiated with ultraviolet rays, and the decomposition residue containing the fluoroalkyl group is detached from the polymer (D1), It has the property of reducing liquid repellency (improving lyophilicity).

化合物(M)としては、例えば、下式(m1)〜(m7)でそれぞれ表される化合物(m1)〜(m7)が挙げられる。なかでも、化合物(m1)および化合物(m2)は、300nm以上の波長の紫外線の照射によって分解できるため、好ましい。   Examples of the compound (M) include compounds (m1) to (m7) represented by the following formulas (m1) to (m7), respectively. Among these, the compound (m1) and the compound (m2) are preferable because they can be decomposed by irradiation with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or more.

Figure 2016164899
[式中、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基であり;Rは、単結合またはフッ素原子を有しない2価の有機基であり;Cfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基、または炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜20のフルオロアルキル基であり;Xは、酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはNHであり;mは、Xが酸素原子、硫黄原子またはNHである場合には1であり、Xが窒素原子である場合には2であり;nは、0〜4の整数であり;kは、0または1であり;Zは、RC=CR−CO−であり、R、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはメチル基である。]
Figure 2016164899
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group; R 2 is a single bond or a divalent organic group having no fluorine atom; A fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms; X is an oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom or NH; 1 when X is an oxygen atom, sulfur atom or NH; 2 when X is a nitrogen atom; n is an integer from 0 to 4; k is 0 or 1 ; Z is R 4 R 5 C = a CR 3 -CO-, R 3, R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a methyl group. ]

Figure 2016164899
[式中、Cf、X、Z、およびnはそれぞれ前記と同義であり;RおよびRは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基であり;lは、Xが酸素原子、硫黄原子またはNHである場合には1であり、Xが窒素原子である場合には2である。]
Figure 2016164899
[Wherein, Cf, X, Z, and n are as defined above; R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group; It is 1 when X is an oxygen atom, a sulfur atom or NH, and 2 when X is a nitrogen atom. ]

−R−Cf ・・・(m3)
−Ph−Y−R−Cf ・・・(m4)
−(CH−Ph−Y−R−Cf ・・・(m5)
−Ph−Y−Ph−Y−R−Cf ・・・(m6)
−(CH−Ph−Y−Ph−Y−R−Cf ・・・(m7)
[式中、Cfは炭素数2〜15のペルフルオロアルキル基であり;Vは(メタ)アクリルロイルオキシ基であり;Vはビニル基または(メタ)アクリルロイルオキシ基であり;Rは炭素数1〜10のアルキレン基または単結合であり;Phはフェニレン基であり;Yは−CHO−または−COO−であり;Yは−OCH−または−CHO−であり;gは1または2である。]
V 1 -R 8 -Cf 1 (m3)
V 2 -Ph-Y 3 -R 8 -Cf 1 ··· (m4)
V 1 - (CH 2) g -Ph-Y 3 -R 8 -Cf 1 ··· (m5)
V 2 -Ph-Y 2 -Ph- Y 3 -R 8 -Cf 1 ··· (m6)
V 1 - (CH 2) g -Ph-Y 4 -Ph-Y 3 -R 8 -Cf 1 ··· (m7)
[Wherein Cf 1 is a C 2-15 perfluoroalkyl group; V 1 is a (meth) acryloyloxy group; V 2 is a vinyl group or a (meth) acryloyloxy group; R 8 Is a C 1-10 alkylene group or a single bond; Ph is a phenylene group; Y 3 is —CH 2 O— or —COO—; Y 4 is —OCH 2 — or —CH 2 O—. G is 1 or 2. ]

としては、化合物(m1)の溶解性に優れる点から、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。
の2価の有機基としては、−C−、−CO(CHw1−(ただし、w1は0〜10の整数である。)、−CCOO(CHw2−(ただし、w2は0〜10の整数である。)、−CH−、−(CHw3COO(CHw4−(ただし、w3は1〜10の整数であり、w4は0〜10の整数である。)、−CHO(CHw5−(ただし、w5は0〜10の整数である。)、−CH(CH)O(CHw6−(ただし、w6は0〜10の整数である。)が挙げられる。波長300nm以上の紫外線を吸収しやすい点からは、−C−、−CO(CHw1−、−CCOO(CHw2−が好ましい。また、Cf基を含む分解残基が除去しやすい点からは、単結合、−CH−、−(CHw3COO(CHw4−、−CHO(CHw5−、−CH(CH)O(CHw6−が好ましい。w1、w2、w4〜w6はそれぞれ、0〜4の整数が好ましく、製造しやすい点から0〜2の整数が特に好ましい。w3は、0〜6の整数が好ましく、製造しやすい点から1〜3の整数が特に好ましい。
R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms from the viewpoint of excellent solubility of the compound (m1).
Examples of the divalent organic group for R 2 include —C 6 H 4 —, —C 6 H 4 O (CH 2 ) w1 — (wherein w1 is an integer of 0 to 10), —C 6 H 4. COO (CH 2) w2 -, ( provided that, w2 is an integer of 0~10.) - CH 2 -, - (CH 2) w3 COO (CH 2) w4 - ( However, w3 is an integer of from 1 to 10 And w4 is an integer of 0 to 10.), —CH 2 O (CH 2 ) w5 — (where w5 is an integer of 0 to 10), —CH (CH 3 ) O (CH 2 ) W6- (where w6 is an integer of 0 to 10). From the viewpoint of easily absorb more UV wavelength 300nm is, -C 6 H 4 -, - C 6 H 4 O (CH 2) w1 -, - C 6 H 4 COO (CH 2) w2 - are preferred. Further, from the viewpoint that the decomposition residue is easily removed, including a Cf group, a single bond, -CH 2 -, - (CH 2) w3 COO (CH 2) w4 -, - CH 2 O (CH 2) w5 -, -CH (CH 3) O (CH 2) w6 - it is preferred. Each of w1, w2, and w4 to w6 is preferably an integer of 0 to 4, and an integer of 0 to 2 is particularly preferable from the viewpoint of easy production. w3 is preferably an integer of 0 to 6, and an integer of 1 to 3 is particularly preferable from the viewpoint of easy production.

Cfの炭素数は、撥液性に優れるとともに、他の単量体との相溶性に優れる点から、2〜20が好ましく、2〜15がより好ましく、4〜8が特に好ましい。また、Cf基の炭素数は、環境負荷が低くなる点からは、6以下が好ましく、2〜6がより好ましく、4〜6が特に好ましい。
Cfは、硬化膜の表面の撥液性がより良好となる点から、フッ素原子と水素原子の合計数に対してフッ素原子の数が80%以上であることが好ましく、100%であること、すなわち、炭素数1〜20のペルフルオロアルキル基、または炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜20のペルフルオロアルキル基が特に好ましい。
Cfは、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。
The carbon number of Cf is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 15, and particularly preferably 4 to 8 from the viewpoint of excellent liquid repellency and excellent compatibility with other monomers. Further, the number of carbon atoms in the Cf group is preferably 6 or less, more preferably 2 to 6 and particularly preferably 4 to 6 from the viewpoint of low environmental load.
Cf is preferably such that the number of fluorine atoms is 80% or more with respect to the total number of fluorine atoms and hydrogen atoms, from the point that the liquid repellency of the surface of the cured film becomes better, That is, a C 1-20 perfluoroalkyl group or a C 2-20 perfluoroalkyl group having an etheric oxygen atom between carbon atoms is particularly preferred.
Cf may be linear or branched.

Cfとしては、具体的には、−CF、−CFCF、−CF(CF、−CH(CF、−CFCHF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CFCF、−(CF11CF、−(CF15CF、−CF(CF)O(CFCF、−CFO(CFCFO)CF(ただし、pは1〜8の整数である。)、−CF(CF)O(CFCF(CF)O)13(ただし、qは1〜4の整数である。)、−CF(CF)O(CFCF(CF)O)(ただし、rは0〜5の整数である。)が挙げられる。 As Cf, specifically, —CF 3 , —CF 2 CF 3 , —CF (CF 3 ) 2 , —CH (CF 3 ) 2 , —CF 2 CHF 2 , — (CF 2 ) 2 CF 3 , - (CF 2) 3 CF 3 , - (CF 2) 4 CF 3, - (CF 2) 5 CF 3, - (CF 2) 6 CF 3, - (CF 2) 7 CF 3, - (CF 2) 8 CF 3 , — (CF 2 ) 9 CF 3 , — (CF 2 ) 11 CF 3 , — (CF 2 ) 15 CF 3 , —CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 5 CF 3 , —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) p CF 3 (where p is an integer of 1 to 8), —CF (CF 3 ) O (CF 2 CF (CF 3 ) O) q C 6 F 13 (where q is an integer from 1 to 4), -. CF (CF 3 ) O (CF 2 CF (CF 3) O) r C F 7 (where, r is an integer of 0-5.) Are exemplified.

Xは、重合体(D1)を製造しやすい(重合体(D1)がゲル化しにくい)点から、酸素原子、硫黄原子、NHが好ましく、原料を入手しやすい点から、酸素原子、硫黄原子がより好ましく、化合物(m1)を製造しやすい点から、硫黄原子が特に好ましい。   X is preferably an oxygen atom, a sulfur atom or NH from the viewpoint of easy production of the polymer (D1) (the polymer (D1) is difficult to gel), and from the point of easy availability of raw materials, A sulfur atom is particularly preferable from the viewpoint of easy production of the compound (m1).

mは、重合体(D1)を製造しやすい(重合体(D1)がゲル化しにくい)点から、1が好ましい。
nは、原料の入手性と合成の簡便さの点から、0〜2の整数が好ましく、0または1が特に好ましい。
kは、原料の入手性と合成の簡便さの点から、1が特に好ましい。この場合、式(m1)中の−O−ベンゼン環−X−におけるXとOとの位置関係は、原料の入手容易性の点から、パラ位置関係が好ましい。
m is preferably 1 from the viewpoint of easy production of the polymer (D1) (the polymer (D1) is difficult to gel).
n is preferably an integer of 0 to 2, particularly preferably 0 or 1, from the viewpoint of availability of raw materials and ease of synthesis.
k is particularly preferably 1 from the viewpoint of availability of raw materials and ease of synthesis. In this case, the positional relationship between X and O in —O-benzene ring —X— in formula (m1) is preferably a para positional relationship from the viewpoint of availability of raw materials.

Zは、反応性が高い点から、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。   Z is preferably an acryloyl group or a methacryloyl group from the viewpoint of high reactivity.

化合物(m1)〜(m7)のZ基、V基およびV基(架橋性官能基と同種の基)における炭素−炭素不飽和二重結合は、重合によって失われるため、単位(d1)は、架橋性官能基を有しない。 Since the carbon-carbon unsaturated double bond in the Z group, the V 1 group and the V 2 group (the same kind as the crosslinkable functional group) of the compounds (m1) to (m7) is lost by polymerization, the unit (d1) Does not have a crosslinkable functional group.

重合体(D1)における構成単位(d1)の割合は、重合体(D1)の総質量に対し、10〜90質量%が好ましく、15〜90質量%がより好ましく、20〜85質量%が特に好ましい。構成単位(d1)の割合が上記範囲の下限値以上であると、硬化膜の表面における撥液性がより良好となる。上記範囲の上限値以下であると、重合体(D1)が非含フッ素溶剤に溶けやすい。   The proportion of the structural unit (d1) in the polymer (D1) is preferably 10 to 90 mass%, more preferably 15 to 90 mass%, particularly preferably 20 to 85 mass%, based on the total mass of the polymer (D1). preferable. When the proportion of the structural unit (d1) is not less than the lower limit of the above range, the liquid repellency on the surface of the cured film becomes better. When the amount is not more than the upper limit of the above range, the polymer (D1) is easily dissolved in the non-fluorinated solvent.

重合体(D1)は、架橋性官能基を有し、かつCf基(炭素数1〜20のフルオロアルキル基、または炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜20のフルオロアルキル基)を有しない構成単位(d2)をさらに有することが好ましい。構成単位(d2)の架橋性官能基は、フッ素樹脂(A)や化合物(B)の架橋性官能基と反応し、これらと一体となって、硬度、耐溶剤性等に優れた硬化膜を形成する。
重合体(D1)は、構成単位(d1)および構成単位(d2)以外の他の構成単位(d3)を有していてもよい。
構成単位(d2)、(d3)の具体例としては、それぞれ、国際公開第2011/162001号に記載の「架橋性官能基を有する単位(c2)」、「他の単位(c3)」と同様のものが挙げられる。ただしこれらに限定されるものではない。
なお、重合体(D1)中の構成単位(d1)、構成単位(d2)、構成単位(d3)はランダム状に結合していてもブロック状に結合していてもよい。
The polymer (D1) has a crosslinkable functional group and a Cf group (a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms). It is preferable to further have a structural unit (d2) not having. The crosslinkable functional group of the structural unit (d2) reacts with the crosslinkable functional group of the fluororesin (A) or the compound (B) and forms a cured film excellent in hardness, solvent resistance, etc. together with these. Form.
The polymer (D1) may have a structural unit (d3) other than the structural unit (d1) and the structural unit (d2).
Specific examples of the structural units (d2) and (d3) are the same as the “unit having a crosslinkable functional group (c2)” and “other units (c3)” described in International Publication No. 2011/162001, respectively. Can be mentioned. However, it is not limited to these.
In addition, the structural unit (d1), the structural unit (d2), and the structural unit (d3) in the polymer (D1) may be bonded in a random manner or a block shape.

重合体(D1)における構成単位(d2)の割合は、10〜90質量%が好ましく、10〜85質量%がより好ましく、10〜80質量%がさらに好ましく、10〜50質量%が特に好ましい。構成単位(d2)の割合が上記範囲の下限値以上であると、フッ素樹脂(A)や化合物(B)との反応が良好になる。上記範囲の上限値以下であると、硬化膜の表面における撥液性がより良好となる。   The proportion of the structural unit (d2) in the polymer (D1) is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 10 to 85% by mass, further preferably 10 to 80% by mass, and particularly preferably 10 to 50% by mass. When the proportion of the structural unit (d2) is not less than the lower limit of the above range, the reaction with the fluororesin (A) and the compound (B) becomes good. When the amount is not more than the upper limit of the above range, the liquid repellency on the surface of the cured film becomes better.

重合体(D1)における構成単位(d3)の割合は、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、20質量%以下が特に好ましい。下限は0質量%が好ましい。構成単位(d3)の割合が上記範囲の上限値以下であると、構成単位(d1)および構成単位(d2)の充分な割合を確保でき、硬化膜の表面における撥液性や感光性樹脂組成物の硬化性を損なわない。   The proportion of the structural unit (d3) in the polymer (D1) is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less. The lower limit is preferably 0% by mass. When the proportion of the structural unit (d3) is not more than the upper limit of the above range, a sufficient proportion of the structural unit (d1) and the structural unit (d2) can be secured, and the liquid repellency and photosensitive resin composition on the surface of the cured film can be secured. Does not impair the curability of the product.

重合体(D1)のフッ素原子含有率は、5〜60質量%が好ましく、8〜40質量%が特に好ましい。フッ素含有量が上記範囲の下限値以上であると、硬化膜の表面における撥液性がより良好となる。上記範囲の上限値以下であると、硬化膜とこれに隣接する層との密着性が良好となる。   5-60 mass% is preferable and, as for the fluorine atom content rate of a polymer (D1), 8-40 mass% is especially preferable. When the fluorine content is not less than the lower limit of the above range, the liquid repellency on the surface of the cured film becomes better. Adhesiveness of a cured film and the layer adjacent to this becomes favorable as it is below the upper limit of the said range.

重合体(D1)の数平均分子量(Mn)は、1,000〜50,000が好ましく、3,000〜20,000が特に好ましい。数平均分子量(Mn)が上記範囲の下限値以上であると、重合体(D1)が硬化膜の表面に充分に移行するため、より良好な撥液性を発現できる。上記範囲の上限値以下であると、感光性樹脂組成物中のフッ素樹脂(A)との相溶性が良好となり、欠陥のない硬化膜を形成できる。   The number average molecular weight (Mn) of the polymer (D1) is preferably from 1,000 to 50,000, particularly preferably from 3,000 to 20,000. When the number average molecular weight (Mn) is not less than the lower limit of the above range, the polymer (D1) is sufficiently transferred to the surface of the cured film, so that better liquid repellency can be expressed. When the amount is not more than the upper limit of the above range, the compatibility with the fluororesin (A) in the photosensitive resin composition becomes good, and a cured film having no defects can be formed.

感光性樹脂組成物に撥液性化合物(D)を含有させる場合、その含有量は、フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)に対して、0.1〜20質量部が好ましく、0.2〜15質量部が特に好ましい。撥液性化合物(D)の含有量が上記範囲の下限値以上であると、撥液性の向上効果が充分に得られやすい。上記範囲の上限値以下であると、膜物性が良好になる。   When the photosensitive resin composition contains the liquid repellent compound (D), the content is 0.1 to 20 with respect to the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B). Part by mass is preferable, and 0.2 to 15 parts by mass is particularly preferable. When the content of the liquid repellent compound (D) is not less than the lower limit of the above range, the effect of improving the liquid repellent property is easily obtained. A film physical property becomes it favorable that it is below the upper limit of the said range.

(添加剤(E))
感光性樹脂組成物には、上記(A)〜(D)の成分以外に、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、添加剤(E)を配合することができる。
添加剤(E)としては、酸化防止剤、熱重合防止剤等の安定剤類;カップリング剤等の接着促進剤;レベリング剤、消泡剤、沈殿防止剤、分散剤等の界面活性剤類;可塑剤;増粘剤等の、コーティング分野で周知の各種添加剤の中から適宜選択できる。
上記のうち、接着促進剤を感光性樹脂組成物に含有させると、該感光性樹脂組成物の硬化膜と、これに隣接する層(第1の絶縁膜7等)との密着性を向上させることができる。なお、該隣接する層に予め接着促進剤を塗布する方法でも接着性を向上させることができる。接着促進剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
感光性樹脂組成物に添加剤(E)を含有させる場合、その含有量は、フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)に対して、0.0001〜30質量部が好ましく、0.0001〜20質量部がより好ましく、0.0001〜10質量部が特に好ましい。
(Additive (E))
An additive (E) can be mix | blended with the photosensitive resin composition in the range which does not impair the effect of this invention as needed other than the component of said (A)-(D).
Additives (E) include stabilizers such as antioxidants and thermal polymerization inhibitors; adhesion promoters such as coupling agents; surfactants such as leveling agents, antifoaming agents, suspending agents, and dispersing agents. A plasticizer; a thickener and the like, which can be appropriately selected from various additives well known in the coating field.
Among the above, when an adhesion promoter is contained in the photosensitive resin composition, the adhesion between the cured film of the photosensitive resin composition and the layer adjacent thereto (such as the first insulating film 7) is improved. be able to. The adhesion can also be improved by applying an adhesion promoter to the adjacent layer in advance. Examples of the adhesion promoter include silane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, and the like.
When the additive (E) is contained in the photosensitive resin composition, the content is 0.0001 to 30 parts by mass with respect to the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B). Is preferable, 0.0001-20 mass parts is more preferable, and 0.0001-10 mass parts is especially preferable.

(溶媒)
感光性樹脂組成物は、湿式塗布しやすい点で、溶媒をさらに含むことが好ましい。
溶媒は、該感光性樹脂組成物を塗布した後に、揮発させて除去される。したがって、溶媒は、感光性樹脂組成物中の溶媒以外の成分よりも低沸点であることが必要である。上記(A)〜(E)の成分のうち最も低沸点の化合物は、通常、化合物(B)であるので、感光性樹脂組成物が化合物(B)を含む場合は、これよりも低沸点の溶媒が使用される。逆に、化合物(B)としては、使用される溶媒よりも充分に高い沸点を有する化合物を使用することが好ましい。
(solvent)
It is preferable that the photosensitive resin composition further includes a solvent in terms of easy wet application.
The solvent is removed by volatilization after applying the photosensitive resin composition. Therefore, the solvent needs to have a lower boiling point than components other than the solvent in the photosensitive resin composition. Since the compound having the lowest boiling point among the components (A) to (E) is usually the compound (B), when the photosensitive resin composition contains the compound (B), it has a lower boiling point. A solvent is used. On the other hand, as the compound (B), it is preferable to use a compound having a boiling point sufficiently higher than the solvent used.

感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率が45質量%以下となるようなフッ素樹脂(A)は、通常、非含フッ素溶剤に溶解するが、含フッ素溶剤には溶解しない。
そのため、感光性樹脂組成物が溶媒を含む場合、溶媒としては、非含フッ素溶剤が用いられる。
非含フッ素溶剤は、フッ素原子を含まない有機溶剤である。非含フッ素溶剤としては、例えばケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルアミルケトン等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、安息香酸ベンジル、メチルセルソルブアセテート、エチルセルソルブアセテート、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(以下、「PGMEA」ともいう。)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、テトラヒドロフラン、ピラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジフェニルエーテル、アニソール、フェネトール、ジグライム、トリグライム等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、キュメン、メシチレン、テトラリン、メチルナフタレン等が挙げられる。
The fluororesin (A) having a fluorine atom content in the solid content of the photosensitive resin composition of 45% by mass or less is usually dissolved in a non-fluorinated solvent, but not in a fluorinated solvent.
Therefore, when the photosensitive resin composition contains a solvent, a non-fluorinated solvent is used as the solvent.
The non-fluorinated solvent is an organic solvent that does not contain a fluorine atom. Examples of non-fluorinated solvents include ketone solvents, ester solvents, ether solvents, amide solvents, aromatic hydrocarbon solvents, and the like.
Examples of the ketone solvent include cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, and methyl amyl ketone.
Examples of ester solvents include ethyl lactate, methyl benzoate, ethyl benzoate, butyl benzoate, benzyl benzoate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl Examples include ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as “PGMEA”), propylene glycol monoethyl ether acetate, and the like.
Examples of ether solvents include tetrahydrofuran, pyran, dioxane, dimethoxyethane, diethoxyethane, diphenyl ether, anisole, phenetole, diglyme, and triglyme.
Examples of the amide solvent include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide.
Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, mesitylene, tetralin, and methylnaphthalene.

感光性樹脂組成物に含まれる溶媒は1種でも2種以上でもよい。
感光性樹脂組成物中の溶媒の含有量は、感光性樹脂組成物の総質量に対するフッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計の含有量が1〜60質量%となる量が好ましく、1〜50質量%となる量が特に好ましい。
The solvent contained in the photosensitive resin composition may be one type or two or more types.
The content of the solvent in the photosensitive resin composition is preferably such that the total content of the fluororesin (A) and the compound (B) with respect to the total mass of the photosensitive resin composition is 1 to 60% by mass, An amount of 1 to 50% by mass is particularly preferred.

(好ましい組成)
感光性樹脂組成物としては、固形分が、下記のフッ素樹脂(A)と、化合物(B)と、光重合開始剤(C1)とからなるものが好ましく、該固形分と非含フッ素溶剤とからなるものがより好ましく、該非含フッ素溶剤が、PGMEAおよびシクロヘキサノンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上であるものが特に好ましい。
フッ素樹脂(A):プレポリマー(A1−1)(特に、ペルフルオロビフェニルと、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンと、アセトキシスチレンとを脱HF剤存在下に縮合反応させて得られるプレポリマー)。フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)のうち、フッ素樹脂(A)が40〜90質量部。
化合物(B):エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートおよびトリシクロデカンジメタノールジアクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種以上。フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)のうち、化合物(B)が10〜60質量部。
光重合開始剤(C1):IRGACURE OXE01(BASF社製)、IRGACURE OXE02(BASF社製)、IRGACURE 369(BASF社製)、IRGACURE 907(BASF社製)、DAROCUR TPO(BASF社製)からなる群から選ばれる少なくとも1種以上。フッ素樹脂(A)と化合物(B)との合計(100質量部)に対して、光重合開始剤(C1)が3〜20質量部。
(Preferred composition)
As the photosensitive resin composition, the solid content is preferably composed of the following fluororesin (A), compound (B), and photopolymerization initiator (C1). The solid content and the non-fluorinated solvent More preferably, the non-fluorinated solvent is at least one selected from the group consisting of PGMEA and cyclohexanone.
Fluororesin (A): Prepolymer (A1-1) (particularly a prepolymer obtained by condensation reaction of perfluorobiphenyl, 1,3,5-trihydroxybenzene and acetoxystyrene in the presence of a deHF agent) . Of the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B), the fluororesin (A) is 40 to 90 parts by mass.
Compound (B): ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ε-caprolactone modified tris- (2-acryloxyethyl) isocyanurate, 1,10-decanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, 1,9- At least one selected from the group consisting of nonanediol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, and tricyclodecane dimethanol diacrylate. Of the total (100 parts by mass) of the fluororesin (A) and the compound (B), the compound (B) is 10 to 60 parts by mass.
Photopolymerization initiator (C1): IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF), IRGACURE OXE02 (manufactured by BASF), IRGACURE 369 (manufactured by BASF), IRGACURE 907 (manufactured by BASF), DAROCUR TPO (manufactured by BASF) At least one selected from 3-20 mass parts of photoinitiators (C1) with respect to the sum total (100 mass parts) of a fluororesin (A) and a compound (B).

(固形分中のフッ素原子含有率)
本発明において、前記感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率は10〜45質量%であり、20〜45質量%が好ましく、30〜45質量%が特に好ましい。
感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率が10質量%以上であることで、水接触角が105°以上の高撥液性(低表面エネルギー)の第1の絶縁膜7の表面に直接、プラズマ処理、オゾン処理、アッシング等の表面処理なしで、湿式塗布法によって感光性樹脂膜を形成できる。また、形成される感光性樹脂膜や、これを露光、現像して得られる第2の絶縁膜8の第1の絶縁膜7への密着性も優れる。
該フッ素原子含有率が45質量%以下である場合、該感光性樹脂組成物の固形分(フッ素樹脂(A)等)は、非含フッ素溶剤に可溶で、含フッ素溶剤に不溶である傾向がある。そのため、該感光性樹脂組成物の溶媒として、含フッ素溶剤は使用せず、非含フッ素溶剤が用いられる。
第1の絶縁膜7の前記のような高撥液性(低表面エネルギー)は主にフッ素樹脂(F)に起因し、かかる高撥液性の絶縁膜を形成し得るフッ素樹脂(F)は、含フッ素溶剤に可溶で、非含フッ素溶剤に不溶である傾向がある。感光性樹脂組成物が溶媒として含フッ素溶剤を含まないことで、感光性樹脂組成物の塗布時に第1の絶縁膜7が感光性樹脂組成物の溶媒により溶解することを防止でき、該溶媒が有機半導体層6にダメージを与えることを防止できる。
(Fluorine atom content in solids)
In this invention, the fluorine atom content rate in solid content of the said photosensitive resin composition is 10-45 mass%, 20-45 mass% is preferable and 30-45 mass% is especially preferable.
The surface of the first insulating film 7 having a high liquid repellency (low surface energy) having a water contact angle of 105 ° or more when the fluorine atom content in the solid content of the photosensitive resin composition is 10% by mass or more. In addition, a photosensitive resin film can be formed by a wet coating method directly without surface treatment such as plasma treatment, ozone treatment, or ashing. Moreover, the adhesiveness to the 1st insulating film 7 of the photosensitive resin film formed and the 2nd insulating film 8 obtained by exposing and developing this is also excellent.
When the fluorine atom content is 45% by mass or less, the solid content of the photosensitive resin composition (fluorine resin (A), etc.) tends to be soluble in non-fluorinated solvents and insoluble in fluorine-containing solvents. There is. Therefore, a fluorine-containing solvent is not used as a solvent for the photosensitive resin composition, and a non-fluorine-containing solvent is used.
The high liquid repellency (low surface energy) as described above of the first insulating film 7 is mainly caused by the fluororesin (F), and the fluororesin (F) capable of forming such a high liquid repellency insulating film is They tend to be soluble in fluorine-containing solvents and insoluble in non-fluorinated solvents. Since the photosensitive resin composition does not contain a fluorine-containing solvent as a solvent, it is possible to prevent the first insulating film 7 from being dissolved by the solvent of the photosensitive resin composition when the photosensitive resin composition is applied. It is possible to prevent the organic semiconductor layer 6 from being damaged.

本発明における「感光性樹脂組成物の固形分」は、感光性樹脂組成物中の溶媒以外の成分の合計(感光性樹脂組成物の総質量から溶媒の質量を除いた量)を示す。
感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率は、感光性樹脂組成物の固形分を構成する各成分のフッ素原子含有率と固形分中の割合(質量%)とから求めることができる。例えば感光性樹脂組成物の固形分がフッ素樹脂(A)、化合物(B)およびラジカル重合開始剤(C)からなる場合、(フッ素樹脂(A)のフッ素原子含有率(質量%)×固形分中の含有量(質量%)/100)+(化合物(B)のフッ素原子含有率(質量%)×固形分中の含有量(質量%)/100)+(ラジカル重合開始剤(C)のフッ素原子含有率(質量%)×固形分中の含有量(質量%)/100)の値が、固形分中のフッ素原子含有率となる。
The “solid content of the photosensitive resin composition” in the present invention indicates the total of components other than the solvent in the photosensitive resin composition (amount obtained by removing the mass of the solvent from the total mass of the photosensitive resin composition).
The fluorine atom content in the solid content of the photosensitive resin composition can be determined from the fluorine atom content of each component constituting the solid content of the photosensitive resin composition and the ratio (mass%) in the solid content. . For example, when the solid content of the photosensitive resin composition is composed of the fluororesin (A), the compound (B) and the radical polymerization initiator (C), (fluorine resin (A) fluorine atom content (mass%) × solid content Content (mass%) / 100) + (fluorine atom content of compound (B) (mass%) × solid content (mass%) / 100) + (radical polymerization initiator (C) The value of fluorine atom content (mass%) × content in solid (mass%) / 100) is the fluorine atom content in the solid.

感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率は、感光性樹脂組成物の硬化膜(第2の絶縁膜8)を分析することによっても求めることができる。
硬化膜の分析は、例えば、燃焼−イオンクロマトグラフ法により行うことができる。燃焼−イオンクロマトグラフ法では、試料を自動燃焼装置で燃焼分解し、発生したガスを吸収液に捕集し、吸収液をイオンクロマトグラフィで分析することで、吸収液に捕集されたフッ素原子を定量できる。
The fluorine atom content in the solid content of the photosensitive resin composition can also be determined by analyzing the cured film (second insulating film 8) of the photosensitive resin composition.
The analysis of the cured film can be performed, for example, by combustion-ion chromatography. In the combustion-ion chromatography method, a sample is burned and decomposed by an automatic combustion device, the generated gas is collected in an absorbing solution, and the absorbing solution is analyzed by ion chromatography, so that the fluorine atoms collected in the absorbing solution are collected. Can be quantified.

〔塗布用組成物〕
第1の絶縁膜7の形成に用いられる塗布用組成物は、フッ素樹脂(F)と、含フッ素溶剤とを含有する樹脂組成物である。
[Coating composition]
The coating composition used for forming the first insulating film 7 is a resin composition containing a fluororesin (F) and a fluorinated solvent.

(フッ素樹脂(F))
<含フッ素重合体(F1)>
含フッ素重合体(F1)は、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体である。
該脂肪族環の環骨格を構成する原子の数は、4〜7個が好ましく、5〜6個が特に好ましい。すなわち、脂肪族環は4〜7員環であることが好ましく、5〜6員環であることが特に好ましい。
該脂肪族環としては、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素環、該脂肪族炭化水素環における炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された脂肪族複素環、前記脂肪族炭化水素環または脂肪族複素環における水素原子がフッ素原子で置換された含フッ素脂肪族環等が好ましい。
含フッ素重合体(F1)は、なかでも、含フッ素脂肪族環または脂肪族炭化水素環を主鎖に有することが好ましい。
(Fluororesin (F))
<Fluoropolymer (F1)>
The fluoropolymer (F1) is a fluoropolymer having an aliphatic ring structure in the main chain.
The number of atoms constituting the ring skeleton of the aliphatic ring is preferably 4 to 7, and particularly preferably 5 to 6. That is, the aliphatic ring is preferably a 4- to 7-membered ring, particularly preferably a 5- to 6-membered ring.
Examples of the aliphatic ring include a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon ring, an aliphatic heterocyclic ring in which a part of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon ring is substituted with a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom, A fluorine-containing aliphatic ring in which a hydrogen atom in an aliphatic hydrocarbon ring or an aliphatic heterocyclic ring is substituted with a fluorine atom is preferred.
In particular, the fluorinated polymer (F1) preferably has a fluorinated aliphatic ring or an aliphatic hydrocarbon ring in the main chain.

「主鎖に脂肪族環構造を有する」とは、脂肪族環の環骨格を構成する炭素原子のうち、少なくとも1つが、含フッ素重合体(F1)の主鎖を構成する炭素原子であることを意味する。
含フッ素重合体(F1)において、フッ素原子は、主鎖を構成する炭素原子に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよい。低吸水率・低誘電率で絶縁破壊電圧が高く、体積抵抗率の高い重合体を得る観点から、少なくとも、主鎖を構成する炭素原子に結合したフッ素原子を有することが好ましい。すなわち、含フッ素重合体は、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有することが好ましい。
特に、該含フッ素脂肪族環が、骨格に1〜2個のエーテル性酸素原子を有する複素環構造の含フッ素脂肪族環であることが、単量体から重合体の生成が容易、重合体の入手が容易等の点から好ましい。
“The main chain has an aliphatic ring structure” means that at least one of carbon atoms constituting the ring skeleton of the aliphatic ring is a carbon atom constituting the main chain of the fluoropolymer (F1). Means.
In the fluoropolymer (F1), the fluorine atom may be bonded to the carbon atom constituting the main chain, or may be bonded to the side chain. From the viewpoint of obtaining a polymer having a low water absorption and a low dielectric constant, a high dielectric breakdown voltage, and a high volume resistivity, it is preferable to have at least fluorine atoms bonded to carbon atoms constituting the main chain. That is, the fluorine-containing polymer preferably has a fluorine-containing aliphatic ring structure in the main chain.
In particular, since the fluorinated aliphatic ring is a fluorinated aliphatic ring having a heterocyclic structure having 1 to 2 etheric oxygen atoms in the skeleton, it is easy to produce a polymer from a monomer. Is preferable from the viewpoint of easy availability.

含フッ素重合体(F1)は、反応性官能基を有していてもよい。
「反応性官能基」とは、加熱等を行った際に、当該含フッ素重合体(F1)の分子間、または含フッ素重合体(F1)とともに配合されている他の成分と反応して結合を形成し得る反応性を有する基を意味する。
例えば塗布用組成物が、含フッ素重合体(F1)とともに、シランカップリング剤または多価極性化合物を含む場合、含フッ素重合体(F1)は、シランカップリング剤が有する官能基または多価極性化合物が有する極性官能基と反応し得る反応性官能基を有していてもよい。
シランカップリング剤または多価極性化合物との相互作用の強さ、重合体中への導入のしやすさを考慮すると、含フッ素重合体(F1)が有する反応性官能基は、カルボキシ基、酸ハライド基、アルコキシカルボニル基、カルボニルオキシ基、カーボネート基、スルホ基、ホスホノ基、ヒドロキシ基、チオール基、シラノール基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、カルボキシ基またはアルコキシカルボニル基がより好ましい。
The fluoropolymer (F1) may have a reactive functional group.
The “reactive functional group” is bonded by reacting with other components blended between the molecules of the fluoropolymer (F1) or together with the fluoropolymer (F1) when heating or the like is performed. Means a reactive group capable of forming.
For example, when the coating composition contains a silane coupling agent or a polyvalent polar compound together with the fluorine-containing polymer (F1), the fluorine-containing polymer (F1) is a functional group or a polyvalent polarity possessed by the silane coupling agent. You may have the reactive functional group which can react with the polar functional group which a compound has.
Considering the strength of the interaction with the silane coupling agent or the polyvalent polar compound and the ease of introduction into the polymer, the reactive functional group possessed by the fluoropolymer (F1) is a carboxy group, an acid At least one selected from the group consisting of a halide group, an alkoxycarbonyl group, a carbonyloxy group, a carbonate group, a sulfo group, a phosphono group, a hydroxy group, a thiol group, a silanol group and an alkoxysilyl group is preferred, and a carboxy group or an alkoxycarbonyl group Is more preferable.

好ましい含フッ素重合体(F1)として、下記含フッ素環状重合体(I)、含フッ素環状重合体(II)が挙げられる。
含フッ素環状重合体(I):環状含フッ素単量体に基づく構成単位を有する重合体。
含フッ素環状重合体(II):ジエン系含フッ素単量体の環化重合により形成される構成単位を有する重合体。
「環状重合体」とは環状構造を有する重合体を意味する。
以下、構成単位を単に「単位」ともいう。
Preferred fluorine-containing polymers (F1) include the following fluorine-containing cyclic polymers (I) and fluorine-containing cyclic polymers (II).
Fluorine-containing cyclic polymer (I): a polymer having a structural unit based on a cyclic fluorine-containing monomer.
Fluorine-containing cyclic polymer (II): a polymer having a structural unit formed by cyclopolymerization of a diene-based fluorine-containing monomer.
“Cyclic polymer” means a polymer having a cyclic structure.
Hereinafter, the structural unit is also simply referred to as “unit”.

含フッ素環状重合体(I)は、「環状含フッ素単量体」に基づく単位を有する。
「環状含フッ素単量体」とは、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子と含フッ素脂肪族環外の炭素原子との間に重合性二重結合を有する単量体である。
環状含フッ素単量体としては、下式(1)で表される化合物(1)または下式(2)で表される化合物(2)が好ましい。
The fluorinated cyclic polymer (I) has units based on “cyclic fluorinated monomer”.
“Cyclic fluorine-containing monomer” means a monomer having a polymerizable double bond between carbon atoms constituting a fluorine-containing aliphatic ring, or a carbon atom constituting a fluorine-containing aliphatic ring and a fluorine-containing fat. It is a monomer having a polymerizable double bond with a carbon atom outside the group ring.
As the cyclic fluorine-containing monomer, the compound (1) represented by the following formula (1) or the compound (2) represented by the following formula (2) is preferable.

Figure 2016164899
[式中、X、X、X、X、YおよびYは、それぞれ独立に、フッ素原子、酸素原子が介在してもよいペルフルオロアルキル基、または酸素原子が介在してもよいペルフルオロアルコキシ基である。XおよびXは相互に結合して環を形成してもよい。]
Figure 2016164899
[Wherein, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 are each independently a fluorine atom, a perfluoroalkyl group that may be intervened by an oxygen atom, or an oxygen atom. A good perfluoroalkoxy group. X 3 and X 4 may be bonded to each other to form a ring. ]

、X、X、X、YおよびYにおけるペルフルオロアルキル基は、炭素数が1〜7であることが好ましく、炭素数が1〜4が特に好ましい。該ペルフルオロアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状が好ましく、直鎖状が特に好ましい。具体的には、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられ、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
、X、X、X、YおよびYにおけるペルフルオロアルコキシ基としては、前記ペルフルオロアルキル基にエーテル性酸素原子(−O−)が結合したものが挙げられ、トリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
前記ペルフルオロアルキル基またはペルフルオロアルコキシ基の炭素数が2以上である場合、該ペルフルオロアルキル基またはペルフルオロアルコキシ基の炭素原子間にエーテル性酸素原子が介在してもよい。
The perfluoroalkyl group in X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 preferably has 1 to 7 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 4 carbon atoms. The perfluoroalkyl group is preferably linear or branched, and particularly preferably linear. Specific examples include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, and the like, and a trifluoromethyl group is particularly preferable.
Examples of the perfluoroalkoxy group in X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 include those in which an etheric oxygen atom (—O—) is bonded to the perfluoroalkyl group, and a trifluoromethoxy group Is particularly preferred.
When the perfluoroalkyl group or perfluoroalkoxy group has 2 or more carbon atoms, an etheric oxygen atom may be interposed between carbon atoms of the perfluoroalkyl group or perfluoroalkoxy group.

式(1)中、Xは、フッ素原子であることが好ましい。
は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、または炭素数1〜4のペルフルオロアルコキシ基であることが好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
およびXは、それぞれ独立に、フッ素原子または炭素数1〜4のペルフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が特に好ましい。
およびXは相互に結合して環を形成してもよい。前記環の環骨格を構成する原子の数は、4〜7個が好ましく、5〜6個が特に好ましい。
化合物(1)の具体例として、化合物(1−1)〜(1−5)が挙げられる。
In formula (1), X 1 is preferably a fluorine atom.
X 2 is preferably a fluorine atom, a trifluoromethyl group, or a C 1-4 perfluoroalkoxy group, and particularly preferably a fluorine atom or a trifluoromethoxy group.
X 3 and X 4 are each independently preferably a fluorine atom or a C 1-4 perfluoroalkyl group, particularly preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group.
X 3 and X 4 may be bonded to each other to form a ring. The number of atoms constituting the ring skeleton of the ring is preferably 4 to 7, and particularly preferably 5 to 6.
Specific examples of compound (1) include compounds (1-1) to (1-5).

Figure 2016164899
Figure 2016164899

式(2)中、YおよびYは、それぞれ独立に、フッ素原子、炭素数1〜4のペルフルオロアルキル基または炭素数1〜4のペルフルオロアルコキシ基が好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が特に好ましい。
化合物(2)の具体例として、化合物(2−1)〜(2−2)が挙げられる。
In Formula (2), Y 1 and Y 2 are each independently preferably a fluorine atom, a C 1-4 perfluoroalkyl group or a C 1-4 perfluoroalkoxy group, and a fluorine atom or a trifluoromethyl group is preferred. Particularly preferred.
Specific examples of compound (2) include compounds (2-1) to (2-2).

Figure 2016164899
Figure 2016164899

含フッ素環状重合体(I)は、上記環状含フッ素単量体により形成される単位のみから構成されてもよく、該単位と、それ以外の他の単位とを有する共重合体であってもよい。
ただし、該含フッ素環状重合体(I)中、環状含フッ素単量体に基づく単位の割合は、該含フッ素環状重合体(I)を構成する全繰り返し単位の合計に対し、20モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましく、100モル%であってもよい。
該他の単量体としては、上記環状含フッ素単量体と共重合可能なものであればよく、特に限定されない。具体的には、ジエン系含フッ素単量体、側鎖に反応性官能基を有する単量体、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)等が挙げられる。ジエン系含フッ素単量体としては、後述する含フッ素環状重合体(II)の説明で挙げるものと同様のものが挙げられる。側鎖に反応性官能基を有する単量体としては、重合性二重結合および反応性官能基を有する単量体が挙げられる。重合性二重結合としては、CF=CF−、CF=CH−、CH=CF−、CFH=CF−、CFH=CH−、CF=C−、CF=CF−等が挙げられる。反応性官能基としては、後述する含フッ素環状重合体(II)の説明で挙げるものと同様のものが挙げられる。
なお環状含フッ素単量体とジエン系含フッ素単量体との共重合により得られる重合体は含フッ素環状重合体(I)として考える。
The fluorinated cyclic polymer (I) may be composed only of units formed by the cyclic fluorinated monomer, or may be a copolymer having the units and other units. Good.
However, the proportion of units based on the cyclic fluorinated monomer in the fluorinated cyclic polymer (I) is 20 mol% or more based on the total of all repeating units constituting the fluorinated cyclic polymer (I). Is preferable, 40 mol% or more is more preferable, and 100 mol% may be sufficient.
The other monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with the cyclic fluorine-containing monomer. Specific examples include diene fluorine-containing monomers, monomers having a reactive functional group in the side chain, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, perfluoro (methyl vinyl ether), and the like. Examples of the diene-based fluorine-containing monomer include the same as those mentioned in the description of the fluorine-containing cyclic polymer (II) described later. Examples of the monomer having a reactive functional group in the side chain include monomers having a polymerizable double bond and a reactive functional group. The polymerizable double bond, CF 2 = CF-, CF 2 = CH-, CH 2 = CF-, CFH = CF-, CFH = CH-, CF 2 = C-, include CF = CF-, etc. . Examples of the reactive functional group include the same functional groups as those described in the explanation of the fluorine-containing cyclic polymer (II) described later.
A polymer obtained by copolymerization of a cyclic fluorine-containing monomer and a diene-based fluorine-containing monomer is considered as a fluorine-containing cyclic polymer (I).

含フッ素環状重合体(II)は、ジエン系含フッ素単量体の環化重合により形成される単位を有する。
「ジエン系含フッ素単量体」とは、2個の重合性二重結合およびフッ素原子を有する単量体である。該重合性二重結合としては、特に限定されないが、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
ジエン系含フッ素単量体としては、下記化合物(3)が好ましい。
CF=CF−Q−CF=CF ・・・(3)。
式(3)中、Qは、エーテル性酸素原子を有していてもよく、フッ素原子の一部がフッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5、好ましくは1〜3の、分岐を有してもよいペルフルオロアルキレン基である。該フッ素以外のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
Qはエーテル性酸素原子を有するペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。その場合、該ペルフルオロアルキレン基におけるエーテル性酸素原子は、該基の一方の末端に存在していてもよく、該基の両末端に存在していてもよく、該基の炭素原子間に存在していてもよい。環化重合性の点から、該基の一方の末端に存在していることが好ましい。
The fluorinated cyclic polymer (II) has units formed by cyclopolymerization of a diene fluorinated monomer.
The “diene fluorine-containing monomer” is a monomer having two polymerizable double bonds and fluorine atoms. Although it does not specifically limit as this polymerizable double bond, A vinyl group, an allyl group, and a (meth) acryloyl group are preferable.
As the diene fluorine-containing monomer, the following compound (3) is preferable.
CF 2 = CF-Q-CF = CF 2 ··· (3).
In formula (3), Q may have an etheric oxygen atom, and a part of fluorine atoms may be substituted with a halogen atom other than fluorine atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 1 carbon atoms. 3 is a perfluoroalkylene group which may have a branch. Examples of halogen atoms other than fluorine include chlorine atom and bromine atom.
Q is preferably a perfluoroalkylene group having an etheric oxygen atom. In that case, the etheric oxygen atom in the perfluoroalkylene group may be present at one end of the group, may be present at both ends of the group, and is present between the carbon atoms of the group. It may be. From the viewpoint of cyclopolymerizability, it is preferably present at one end of the group.

化合物(3)の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
CF=CFOCFCF=CF、CF=CFOCF(CF)CF=CF、CF=CFOCFCFCF=CF、CF=CFOCFCF(CF)CF=CF、CF=CFOCF(CF)CFCF=CF、CF=CFOCFClCFCF=CF、CF=CFOCClCFCF=CF、CF=CFOCFOCF=CF、CF=CFOC(CFOCF=CF、CF=CFOCFCF(OCF)CF=CF、CF=CFCFCF=CF、CF=CFCFCFCF=CF、CF=CFCFOCFCF=CF
Specific examples of the compound (3) include the following compounds.
CF 2 = CFOCF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFOCF (CF 3) CF = CF 2, CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3) CF = CF 2, CF 2 = CFOCF (CF 3) CF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFOCFClCF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFOCCl 2 CF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFOCF 2 OCF = CF 2, CF 2 = CFOC (CF 3) 2 OCF = CF 2, CF 2 = CFOCF 2 CF (OCF 3) CF = CF 2, CF 2 = CFCF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFCF 2 CF 2 CF = CF 2, CF 2 = CFCF 2 OCF 2 CF = CF 2.

化合物(3)の環化重合により形成される単位としては、下記単位(3−1)〜(3−4)等が挙げられる。   Examples of the units formed by the cyclopolymerization of the compound (3) include the following units (3-1) to (3-4).

Figure 2016164899
Figure 2016164899

含フッ素重合体(F1)は、市販品を用いてもよく、CYTOP(登録商標、旭硝子社製)が挙げられる。   A commercially available product may be used as the fluoropolymer (F1), and examples thereof include CYTOP (registered trademark, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).

<含フッ素重合体(F2)>
含フッ素重合体(F2)は、主鎖に環構造を有さず、側鎖にペルフルオロアルキル基を有するフッ素樹脂である。
「主鎖に環構造を有さず」とは、含フッ素重合体(F2)の主鎖を構成する炭素原子が、環骨格を構成する炭素原子ではないことを意味する。
主鎖に環構造を有しない重合体としては、例えば、重合性二重結合を1個有する化合物の重合により形成された重合体が挙げられる。この場合、重合体の主鎖は、重合性二重結合の反応(重合)によって形成された直鎖状の炭化水素鎖となる。
<Fluoropolymer (F2)>
The fluoropolymer (F2) is a fluororesin having no ring structure in the main chain and having a perfluoroalkyl group in the side chain.
“The main chain does not have a ring structure” means that the carbon atom constituting the main chain of the fluoropolymer (F2) is not the carbon atom constituting the ring skeleton.
Examples of the polymer having no ring structure in the main chain include a polymer formed by polymerization of a compound having one polymerizable double bond. In this case, the main chain of the polymer is a linear hydrocarbon chain formed by a reaction (polymerization) of a polymerizable double bond.

含フッ素重合体(F2)が側鎖に有するペルフルオロアルキル基としては、炭素数2〜8の直鎖状または分岐状のペルフルオロアルキル基が好ましく、炭素数4〜6のペルフルオロアルキル基が特に好ましい。ペルフルオロアルキル基の炭素数が2以上であると撥液性が高く、第1の絶縁膜の水接触角が105°以上になりやすい。炭素数が8以下であると、分解物が生じたときに、該分解物による悪影響が生じにくい。
ペルフルオロアルキル基としては、−(CFCF、−CFCF(CF、−C(CF、−(CFCF、−(CFCF(CF、−CFC(CF、−CF(CF)CFCFCF、−(CFCF、−(CFCF(CF等が挙げられ、−(CFCF、−(CFCFが特に好ましい。
As a perfluoroalkyl group which a fluoropolymer (F2) has in a side chain, a C2-C8 linear or branched perfluoroalkyl group is preferable, and a C4-C6 perfluoroalkyl group is especially preferable. When the carbon number of the perfluoroalkyl group is 2 or more, the liquid repellency is high and the water contact angle of the first insulating film tends to be 105 ° or more. When the number of carbon atoms is 8 or less, when a decomposition product is generated, an adverse effect due to the decomposition product is hardly generated.
The perfluoroalkyl group, - (CF 2) 3 CF 3, -CF 2 CF (CF 3) 2, -C (CF 3) 3, - (CF 2) 4 CF 3, - (CF 2) 2 CF ( CF 3) 2, -CF 2 C (CF 3) 3, -CF (CF 3) CF 2 CF 2 CF 3, - (CF 2) 5 CF 3, - (CF 2) 3 CF (CF 3) 2 , etc. It can be mentioned, - (CF 2) 3 CF 3, - (CF 2) 5 CF 3 is particularly preferred.

含フッ素重合体(F2)として、例えば、下記含フッ素重合体(III)が挙げられる。
含フッ素重合体(III):下式(α1)で表される単量体(α1)に由来する単位(f21)を有する重合体。
CH=CR11−C(=O)O−Y−R12 …(α1)
[式中、R11は水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、Yは炭素数1〜4の2価の脂肪族基であり、R12は炭素数2〜8の直鎖状または分岐状のペルフルオロアルキル基である]
Examples of the fluoropolymer (F2) include the following fluoropolymer (III).
Fluoropolymer (III): A polymer having units (f21) derived from the monomer (α1) represented by the following formula (α1).
CH 2 = CR 11 —C (═O) O—R— 12 (α1)
[Wherein, R 11 represents a hydrogen atom, a methyl group or a halogen atom, Y represents a divalent aliphatic group having 1 to 4 carbon atoms, and R 12 represents a linear or branched group having 2 to 8 carbon atoms. Is a perfluoroalkyl group of

11のハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子が好ましい。
11は、撥水撥油性の点から、水素原子またはメチル基が好ましい。
Yは、撥水撥油性の点から、炭素数1〜4のアルキレン基が好ましく、エチレン基が特に好ましい。
12としては、含フッ素重合体(F2)が側鎖に有するペルフルオロアルキル基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
As the halogen atom for R 11 , a chlorine atom and a fluorine atom are preferable.
R 11 is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of water and oil repellency.
Y is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably an ethylene group, from the viewpoint of water and oil repellency.
Examples of R 12 include the same groups as those described as the perfluoroalkyl group that the fluoropolymer (F2) has in the side chain.

単量体(α1)の具体例としては、例えば、2−ペルフルオロヘキシルエチルアクリレート(以下、「C6FA」という。)、2−ペルフルオロヘキシルエチルメタクリレート(以下、「C6FMA」という。)、2−ペルフルオロブチルエチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,7,7,7−デカフルオロ−6−(トリフルオロメチル)ヘプチルアクリレート、2−ペルフルオロヘキシルエチルα―クロロアクリレート)(以下、「α―ClC6FA」という。)等が挙げられる。なかでも、撥水撥油性に優れる点から、C6FA、C6FMA、3,3,4,4,5,5,6,7,7,7−デカフルオロ−6−(トリフルオロメチル)ヘプチルアクリレートおよびα―ClC6FAが好ましく、C6FA、C6FMAおよびα―ClC6FAが特に好ましい。
含フッ素重合体(III)が有する構成単位(f21)は、1種であっても2種以上であってもよい。
含フッ素重合体(III)中の単位(f21)の含有量は、含フッ素重合体(III)を構成する全単位の合計に対し、70〜100モル%が好ましく、80〜100モル%が特に好ましい。
Specific examples of the monomer (α1) include, for example, 2-perfluorohexylethyl acrylate (hereinafter referred to as “C6FA”), 2-perfluorohexylethyl methacrylate (hereinafter referred to as “C6FMA”), and 2-perfluorobutyl. Ethyl acrylate, 3,3,4,4,5,5,6,7,7,7-decafluoro-6- (trifluoromethyl) heptyl acrylate, 2-perfluorohexylethyl α-chloroacrylate) (hereinafter “ α-ClC6FA ”) and the like. Of these, C6FA, C6FMA, 3,3,4,4,5,5,6,7,7,7-decafluoro-6- (trifluoromethyl) heptyl acrylate and α are preferred because of their excellent water and oil repellency. -ClC6FA is preferred, C6FA, C6FMA and α-ClC6FA are particularly preferred.
The structural unit (f21) possessed by the fluoropolymer (III) may be one type or two or more types.
The content of the unit (f21) in the fluoropolymer (III) is preferably 70 to 100 mol%, particularly 80 to 100 mol%, based on the total of all units constituting the fluoropolymer (III). preferable.

含フッ素重合体(III)は、単位(f21)以外の他の単位(f22)をさらに有してもよい。
単位(f22)としては、単量体(α1)と共重合可能で、主鎖に環構造を導入しない単量体(α2)に由来するものであれば特に限定されない。
単量体(α2)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジルメタクリレート等の(メタ)アクリレート系単量体;スチレン、4−ヒドロキシスチレン等の芳香族炭化水素系ビニル単量体;t−ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル系単量体;1,1−ジクロロエチレン、1,1−ジフルオロエチレン等のビニリデン系単量体等が挙げられる。
The fluoropolymer (III) may further have other units (f22) other than the unit (f21).
The unit (f22) is not particularly limited as long as it is derived from the monomer (α2) that can be copolymerized with the monomer (α1) and does not introduce a ring structure into the main chain.
As the monomer (α2), for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, phenyl (Meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylate monomers such as benzyl methacrylate; aromatic hydrocarbon vinyl such as styrene and 4-hydroxystyrene Monomers; vinyl ether monomers such as t-butyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether; vinylidene monomers such as 1,1-dichloroethylene and 1,1-difluoroethylene.

形成される第1の絶縁膜7の耐熱性の点から、単位(f22)として、側鎖に環構造を有する単位を有することが好ましい。該環構造は、芳香族環でも脂肪族環でもよい。
側鎖に環構造を有する単位(f22)としては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、シクロヘキシルビニルエーテル等に由来する単位が挙げられる。
From the viewpoint of the heat resistance of the first insulating film 7 to be formed, the unit (f22) preferably has a unit having a ring structure in the side chain. The ring structure may be an aromatic ring or an aliphatic ring.
Examples of the unit (f22) having a ring structure in the side chain include units derived from cyclohexyl (meth) acrylate, styrene, cyclohexyl vinyl ether, and the like.

含フッ素重合体(F2)は、前述した単量体を重合させることにより合成したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。   As the fluoropolymer (F2), a polymer synthesized by polymerizing the above-described monomers may be used, or a commercially available product may be used.

フッ素樹脂(F)の質量平均分子量は、1万以上が好ましく、3万以上がより好ましい。該質量平均分子量が1万以上であると、良好に第1の絶縁膜7を形成でき、特に3万以上であると、第1の絶縁膜7の耐熱性が向上する。
一方、該質量平均分子量が大きすぎると、溶媒に溶けにくくなり、塗布用組成物の調製や塗布用組成物の湿式塗布が難しくなる等の問題が生じるおそれがある。したがって、フッ素樹脂(F)の質量平均分子量は、100万以下が好ましく、80万以下がより好ましく、50万以下がさらに好ましい。
なかでも、フッ素樹脂(F)がフッ素重合体(F1)である場合の質量平均分子量は、10万〜30万が特に好ましい。フッ素樹脂(F)がフッ素重合体(F2)である場合の質量平均分子量は、5万〜20万が特に好ましい。
The mass average molecular weight of the fluororesin (F) is preferably 10,000 or more, and more preferably 30,000 or more. When the mass average molecular weight is 10,000 or more, the first insulating film 7 can be formed satisfactorily. When the mass average molecular weight is 30,000 or more, the heat resistance of the first insulating film 7 is improved.
On the other hand, when the mass average molecular weight is too large, it is difficult to dissolve in a solvent, and there is a possibility that problems such as difficulty in preparing a coating composition and wet coating of the coating composition may occur. Therefore, the mass average molecular weight of the fluororesin (F) is preferably 1 million or less, more preferably 800,000 or less, and further preferably 500,000 or less.
Especially, 100,000-300,000 are especially preferable as a mass mean molecular weight in case a fluororesin (F) is a fluoropolymer (F1). The mass average molecular weight when the fluororesin (F) is a fluoropolymer (F2) is particularly preferably from 50,000 to 200,000.

フッ素樹脂(F)は、層間絶縁膜用の樹脂として使用する場合には、比誘電率が1.8〜8.0であることが好ましく、1.8〜5.0がより好ましく、1.8〜3.0が特に好ましい。該比誘電率は、ASTM D150に準拠し、周波数1MHzにおいて測定される値である。
フッ素樹脂(F)は、体積固有抵抗が高く、絶縁破壊電圧が大きいことが好ましい。フッ素樹脂(F)の体積固有抵抗は、1010〜1020Ωcmが好ましく、1016〜1019Ωcmが特に好ましい。該体積固有抵抗は、ASTM D257により測定される。フッ素樹脂(F)の絶縁破壊電圧は、1〜10kV/mmが好ましく、3〜10kV/mmが特に好ましい。該絶縁破壊電圧は、水銀フローバー(SSM社製、製品名:SSM−495)により測定される。
フッ素樹脂(F)としては、絶縁性に悪影響を与える水を排除し、高い絶縁性を維持するために、疎水性の高いものが好ましい。
When the fluororesin (F) is used as a resin for an interlayer insulating film, the relative dielectric constant is preferably 1.8 to 8.0, more preferably 1.8 to 5.0. 8 to 3.0 is particularly preferable. The relative dielectric constant is a value measured at a frequency of 1 MHz in accordance with ASTM D150.
The fluororesin (F) preferably has a high volume resistivity and a high dielectric breakdown voltage. The volume resistivity of the fluororesin (F) is preferably 10 10 to 10 20 Ωcm, particularly preferably 10 16 to 10 19 Ωcm. The volume resistivity is measured according to ASTM D257. The dielectric breakdown voltage of the fluororesin (F) is preferably 1 to 10 kV / mm, and particularly preferably 3 to 10 kV / mm. The breakdown voltage is measured by a mercury flow bar (product name: SSM-495, manufactured by SSM).
As the fluororesin (F), those having high hydrophobicity are preferable in order to eliminate water that adversely affects the insulating properties and maintain high insulating properties.

(任意成分)
塗布用組成物は、フッ素樹脂(F)以外の他の成分をさらに含有してもよい。
該他の成分としては、例えば、シランカップリング剤、多価極性化合物等が挙げられる。シランカップリング剤または多価極性化合物を含有させることにより、形成される第1の絶縁膜7の耐熱性、他の層との密着性等を向上させることができる。
(Optional component)
The coating composition may further contain other components other than the fluororesin (F).
Examples of the other components include a silane coupling agent and a polyvalent polar compound. By containing a silane coupling agent or a polyvalent polar compound, it is possible to improve the heat resistance of the first insulating film 7 to be formed, the adhesion to other layers, and the like.

<シランカップリング剤>
シランカップリング剤としては、アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましい。例えばフッ素樹脂(F)がカルボキシ基を有する場合、該シランカップリング剤を配合すると、カルボキシ基とアミノ基とが反応してカルボキシ基が消失する。例えばシランカップリング剤がHN−L−Si(OR)で表される化合物(ただしLは連結基である。)である場合、該反応によりカルボキシ基が−CONH−L−Si(OR)となる。そのため、第1の絶縁膜中のフッ素樹脂(F)が、カルボキシ基を有しないものとなる。
入手の容易性の点から、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、およびN−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。
<Silane coupling agent>
As the silane coupling agent, a silane coupling agent having an amino group is preferable. For example, when the fluororesin (F) has a carboxy group, when the silane coupling agent is blended, the carboxy group and the amino group react and the carboxy group disappears. For example, when the silane coupling agent is a compound represented by H 2 N—L—Si (OR) n (where L is a linking group), the reaction causes the carboxy group to be —CONH—L—Si (OR). ) N. Therefore, the fluororesin (F) in the first insulating film does not have a carboxy group.
From the viewpoint of easy availability, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl)- γ-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane are preferred.

シランカップリング剤の含有量は、フッ素樹脂(F)とシランカップリング剤との合計量に対して、0.1〜20質量%が好ましく、0.3〜10質量%がより好ましく、0.5〜5質量%が特に好ましい。上記範囲にあると、フッ素樹脂(F)と均一に混合でき、各成分を溶媒に溶解して塗布用組成物とした際、相分離を起こしにくい。   The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.3 to 10% by mass with respect to the total amount of the fluororesin (F) and the silane coupling agent. 5-5 mass% is especially preferable. When it is in the above range, it can be uniformly mixed with the fluororesin (F), and when each component is dissolved in a solvent to form a coating composition, phase separation hardly occurs.

<多価極性化合物>
多価極性化合物は、極性官能基を2個以上有する分子量が50〜2,000の化合物(ただし前記シランカップリング剤は除く。)である。
「極性官能基」とは、下記の(1a)および(1b)の何れか一方または両方の特性を有する官能基である。
(1a)電気陰性度の異なる2種類以上の原子を含み、当該官能基中に分極による極性を有する。
(1b)当該官能基と結合した炭素との電気陰性度の差により分極を生じさせる。
<Polyvalent polar compound>
The polyvalent polar compound is a compound having two or more polar functional groups and a molecular weight of 50 to 2,000 (excluding the silane coupling agent).
The “polar functional group” is a functional group having one or both of the following properties (1a) and (1b).
(1a) Two or more types of atoms having different electronegativity are included, and the functional group has polarity due to polarization.
(1b) Polarization is caused by the difference in electronegativity with carbon bonded to the functional group.

上記特性(1a)のみを有する極性官能基の具体例としては、ヒドロキシフェニル基等が挙げられる。
上記特性(1b)のみを有する極性官能基の具体例としては、1級アミノ基(−NH)、2級アミノ基(−NH−)、ヒドロキシ基、チオール基等が挙げられる。
上記特性(1a)および(1b)の両方を有する極性官能基の具体例としては、スルホ基、ホスホノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、酸ハライド基、ホルミル基、イソシアナート基、シアノ基、カルボニルオキシ基、カーボネート基等が挙げられる。
Specific examples of the polar functional group having only the above characteristic (1a) include a hydroxyphenyl group.
Specific examples of the polar functional group having only the characteristic (1b) include a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NH—), a hydroxy group, and a thiol group.
Specific examples of the polar functional group having both the above characteristics (1a) and (1b) include sulfo group, phosphono group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, acid halide group, formyl group, isocyanate group, cyano group, carbonyl group. Examples thereof include an oxy group and a carbonate group.

多価極性化合物としては、ペンタン−1,5−ジアミン、ヘキサン−1,6−ジアミン、シクロヘキサン−1,2−ジアミン、シクロヘキサン−1,3−ジアミン、シクロヘキサン−1,4−ジアミン、1,2−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,4−ジアミノベンゼン、トリアミノメチルアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、トリス(3−アミノプロピル)アミン、シクロヘキサン−1,3,5−トリアミン、シクロヘキサン−1,2,4−トリアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン、1,2,4−トリアミノベンゼン、2,4,6−トリアミノトルエン、1,3,5−トリス(2−アミノエチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(2−アミノエチル)ベンゼン、2,4,6−トリス(2−アミノエチル)トルエン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンおよびポリエチレンイミンがより好ましく、トリス(2−アミノエチル)アミン、トリス(3−アミノプロピル)アミン、シクロヘキサン−1,3−ジアミン、ヘキサン−1,6−ジアミン、ジエチレントリアミンおよびポリエチレンイミンが特に好ましい。   Examples of the polyvalent polar compound include pentane-1,5-diamine, hexane-1,6-diamine, cyclohexane-1,2-diamine, cyclohexane-1,3-diamine, cyclohexane-1,4-diamine, and 1,2. -Diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 1,4-diaminobenzene, triaminomethylamine, tris (2-aminoethyl) amine, tris (3-aminopropyl) amine, cyclohexane-1,3,5-triamine , Cyclohexane-1,2,4-triamine, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminobenzene, 2,4,6-triaminotoluene, 1,3,5-tris (2 -Aminoethyl) benzene, 1,2,4-tris (2-aminoethyl) benzene, 2,4,6-tris (2-aminoethyl) to Ene, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and polyethyleneimine are more preferred, and tris (2-aminoethyl) amine, tris (3-aminopropyl) amine, cyclohexane-1,3-diamine, hexane-1,6 Particularly preferred are diamines, diethylenetriamine and polyethyleneimine.

塗布用組成物中の多価極性化合物の含有量は、フッ素樹脂(F)の含有量に対し0.01〜30質量%が好ましく、0.05〜10質量%が特に好ましい。該含有量が上記範囲の下限値以上であると、多価極性化合物を配合することによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、フッ素樹脂(F)との相溶性に優れる。   0.01-30 mass% is preferable with respect to content of a fluororesin (F), and, as for content of the polyvalent polar compound in a coating composition, 0.05-10 mass% is especially preferable. When the content is not less than the lower limit of the above range, the effect of blending the polyvalent polar compound is sufficiently obtained, and when it is not more than the upper limit, the compatibility with the fluororesin (F) is excellent.

(溶媒)
塗布用組成物は、フッ素樹脂(F)を溶解する溶媒として、含フッ素溶剤を含有する。含フッ素溶剤は、フッ素原子を含む有機溶剤である。
フッ素樹脂(F)を溶解する含フッ素溶剤としては、非プロトン性含フッ素溶剤が好ましい。「非プロトン性含フッ素溶剤」とは、プロトン供与性を有しない含フッ素溶剤である。
非プロトン性含フッ素溶剤としては、例えば、1,4−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等のポリフルオロ芳香族化合物、ペルフルオロトリブチルアミン等のポリフルオロトリアルキルアミン化合物、ペルフルオロデカリン等のポリフルオロシクロアルカン化合物、ペルフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)等のポリフルオロ環状エーテル化合物、ペルフルオロポリエーテル、ポリフルオロアルカン化合物、ハイドロフルオロエーテル(HFE)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)等を用いることができる。
(solvent)
The coating composition contains a fluorine-containing solvent as a solvent for dissolving the fluororesin (F). The fluorine-containing solvent is an organic solvent containing a fluorine atom.
As the fluorine-containing solvent for dissolving the fluororesin (F), an aprotic fluorine-containing solvent is preferable. The “aprotic fluorinated solvent” is a fluorinated solvent having no proton donating property.
Examples of the aprotic fluorine-containing solvent include polyfluoroaromatic compounds such as 1,4-bis (trifluoromethyl) benzene, polyfluorotrialkylamine compounds such as perfluorotributylamine, and polyfluorocycloalkanes such as perfluorodecalin. A compound, polyfluoro cyclic ether compound such as perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), perfluoropolyether, polyfluoroalkane compound, hydrofluoroether (HFE), hydrofluorocarbon (HFC) and the like can be used.

シランカップリング剤または多価極性化合物を含有する場合、これらを溶解する溶媒として、プロトン性含フッ素溶剤を用いてもよい。「プロトン性含フッ素溶剤」とは、プロトン供与性を有する含フッ素溶剤である。
プロトン性含フッ素溶剤としては、例えば、2−(ペルフルオロオクチル)エタノール等の含フッ素アルコール、含フッ素カルボン酸、含フッ素カルボン酸のアミド、含フッ素スルホン酸等を用いることができる。
When a silane coupling agent or a polyvalent polar compound is contained, a protic fluorine-containing solvent may be used as a solvent for dissolving them. The “protic fluorine-containing solvent” is a fluorine-containing solvent having proton donating properties.
As the protic fluorine-containing solvent, for example, fluorine-containing alcohol such as 2- (perfluorooctyl) ethanol, fluorine-containing carboxylic acid, amide of fluorine-containing carboxylic acid, fluorine-containing sulfonic acid and the like can be used.

塗布用組成物の含フッ素溶剤としては、フッ素樹脂(F)の溶解度が大きく、良溶媒であることから、フッ素原子含有率が45%以上の含フッ素溶剤が好ましく、フッ素原子含有率が45%以上の非プロトン性含フッ素溶剤が特に好ましい。
含フッ素溶剤の沸点は100〜200℃が好ましい。含フッ素溶剤の沸点が前記範囲の下限以上であれば、湿式塗布により均一な厚さの膜を形成しやすい。
塗布用組成物の調製に用いる含フッ素溶剤は、有機半導体層6へのダメージの点から、水分含量が少ないことが好ましい。該水分含量は、100質量ppm以下が好ましく、10質量ppm以下が特に好ましい。
The fluorine-containing solvent of the coating composition is preferably a fluorine-containing solvent having a fluorine atom content of 45% or more because the solubility of the fluororesin (F) is large and a good solvent, and the fluorine atom content is 45%. The above aprotic fluorine-containing solvents are particularly preferable.
The boiling point of the fluorinated solvent is preferably 100 to 200 ° C. If the boiling point of the fluorine-containing solvent is at least the lower limit of the above range, a film having a uniform thickness can be easily formed by wet coating.
The fluorine-containing solvent used for preparing the coating composition preferably has a low water content from the viewpoint of damage to the organic semiconductor layer 6. The water content is preferably 100 ppm by mass or less, particularly preferably 10 ppm by mass or less.

塗布用組成物中の含フッ素溶剤の含有量は、塗布用組成物におけるフッ素樹脂(F)の濃度、固形分濃度、固形分中のフッ素原子含有率等を考慮して適宜設定できる。
塗布用組成物におけるフッ素樹脂(F)の濃度は、0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜20質量%が特に好ましい。
塗布用組成物の固形分濃度は、通常、0.1〜30質量%であり、0.5〜20質量%が好ましい。
なお、塗布用組成物の固形分は、塗布用組成物中の溶媒以外の成分の合計(塗布用組成物の総質量から溶媒の質量を除いた量)を示し、固形分濃度は下記式により求められる。
固形分濃度(質量%)=溶媒以外の成分の合計の質量/塗布用組成物の総質量×100
The content of the fluorine-containing solvent in the coating composition can be appropriately set in consideration of the concentration of the fluororesin (F) in the coating composition, the solid content concentration, the fluorine atom content in the solid content, and the like.
The concentration of the fluororesin (F) in the coating composition is preferably 0.1 to 30% by mass, and particularly preferably 0.5 to 20% by mass.
The solid content concentration of the coating composition is usually 0.1 to 30% by mass, and preferably 0.5 to 20% by mass.
The solid content of the coating composition indicates the total of components other than the solvent in the coating composition (amount obtained by removing the mass of the solvent from the total mass of the coating composition). Desired.
Solid content concentration (% by mass) = total mass of components other than solvent / total mass of coating composition × 100

塗布用組成物の固形分中のフッ素原子含有率は、40〜70質量%が好ましく、50〜70質量%がより好ましく、60〜70質量%が特に好ましい。塗布用組成物の固形分中のフッ素原子含有率が上記範囲の下限値以上であると、含フッ素溶剤への溶解性に優れ、また、誘電率や吸水率が低減できる。上記範囲の上限値以下であると、感光性樹脂層との密着性に優れる。
塗布用組成物の固形分中のフッ素原子含有率は、感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率と同様の手順で求めることができる。
The fluorine atom content in the solid content of the coating composition is preferably 40 to 70 mass%, more preferably 50 to 70 mass%, and particularly preferably 60 to 70 mass%. When the fluorine atom content in the solid content of the coating composition is not less than the lower limit of the above range, the solubility in a fluorine-containing solvent is excellent, and the dielectric constant and water absorption can be reduced. It is excellent in adhesiveness with the photosensitive resin layer as it is below the upper limit of the said range.
The fluorine atom content in the solid content of the coating composition can be determined in the same procedure as the fluorine atom content in the solid content of the photosensitive resin composition.

塗布用組成物は、塗布用組成物に含有させる各成分(フッ素樹脂(F)、任意成分、溶媒)を含む組成物を予め調製し、これを溶媒に溶解して得てもよく、各成分をそれぞれ溶媒に溶解し、各溶液を混合して得てもよい。各成分を含む組成物を予め調製する場合の該組成物の製造方法としては、固体と固体、または固体と液体を混練、共融押し出し法等により混合してもよく、それぞれを可溶な溶媒に溶解した各溶液を混合してもよい。
なかでも、各溶液を混合することがより好ましい。例えば含フッ素重合体(F1)とシランカップリング剤とを併用する場合、塗布用組成物は、含フッ素重合体(F1)を非プロトン性含フッ素溶剤に溶解した含フッ素重合体(F1)溶液と、シランカップリング剤をプロトン性含フッ素溶剤に溶解したシランカップリング剤溶液とを各々調製し、含フッ素重合体(F1)溶液と、シランカップリング剤溶液とを混合することによって得ることが好ましい。
The coating composition may be obtained by preparing in advance a composition containing each component (fluororesin (F), optional component, solvent) to be contained in the coating composition, and dissolving this in a solvent. May be obtained by dissolving each in a solvent and mixing each solution. As a method for producing the composition in the case of preparing a composition containing each component in advance, the solid and the solid, or the solid and the liquid may be mixed by kneading, eutectic extrusion, etc. Each solution dissolved in may be mixed.
Especially, it is more preferable to mix each solution. For example, when the fluoropolymer (F1) and a silane coupling agent are used in combination, the coating composition is a fluoropolymer (F1) solution in which the fluoropolymer (F1) is dissolved in an aprotic fluorinated solvent. And a silane coupling agent solution in which a silane coupling agent is dissolved in a protic fluorine-containing solvent, and the fluorine-containing polymer (F1) solution and the silane coupling agent solution are mixed. preferable.

〔第二実施形態〕
図2は、本発明の第二実施形態の製造方法で製造する有機トランジスタ素子20の概略構成を示す断面図である。
有機トランジスタ素子20は、基板1と、ゲート電極2と、ゲート電極2上に形成されたゲート絶縁膜23と、ゲート絶縁膜23上に形成されたソース電極4およびドレイン電極5と、ゲート絶縁膜23上であってソース電極4とドレイン電極5との間に形成された有機半導体層6と、有機半導体層6を被覆する第1の絶縁膜7と、第2の絶縁膜8と、を有する。
有機トランジスタ素子20は、第一実施形態におけるゲート絶縁膜3の代わりにゲート絶縁膜23を有する以外は、第一実施形態の有機トランジスタ素子10と同様である。
なお、以下に記載する実施形態において、第一実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the organic transistor element 20 manufactured by the manufacturing method of the second embodiment of the present invention.
The organic transistor element 20 includes a substrate 1, a gate electrode 2, a gate insulating film 23 formed on the gate electrode 2, a source electrode 4 and a drain electrode 5 formed on the gate insulating film 23, and a gate insulating film. An organic semiconductor layer 6 formed between the source electrode 4 and the drain electrode 5, a first insulating film 7 covering the organic semiconductor layer 6, and a second insulating film 8. .
The organic transistor element 20 is the same as the organic transistor element 10 of the first embodiment, except that it has a gate insulating film 23 instead of the gate insulating film 3 in the first embodiment.
In the embodiments described below, the same reference numerals are given to the components corresponding to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

ゲート絶縁膜23は、フッ素樹脂(F)を含有する。
ゲート絶縁膜23は、第一実施形態におけるゲート絶縁膜3よりもフッ素原子含有率が高く、比誘電率が低い。そのため、有機半導体層6との界面においてキャリアの非局在化が起こりにくく、キャリアの移動度が高くなる傾向がある。
The gate insulating film 23 contains a fluororesin (F).
The gate insulating film 23 has a higher fluorine atom content and a lower relative dielectric constant than the gate insulating film 3 in the first embodiment. Therefore, carrier delocalization is unlikely to occur at the interface with the organic semiconductor layer 6, and the carrier mobility tends to increase.

有機トランジスタ素子20は、ゲート絶縁膜3の代わりにゲート絶縁膜23を形成する以外は第一実施形態の有機トランジスタ素子10の製造と同様の手順で製造できる。
ゲート絶縁膜23は、第1の絶縁膜7と同様の方法で形成できる。
なお、有機トランジスタ素子20においては、第1の絶縁膜7の表面だけでなく、ゲート絶縁膜23の表面も、水接触角が105°以上になる。
この場合、ソース電極4およびドレイン電極5をその上に湿式塗布法により形成することは難しいため、ソース電極4およびドレイン電極5の形成は、スパッタ法、真空蒸着法等のドライプロセスにより行うことが好ましい。同様に、有機半導体層6の形成も、真空蒸着法等のドライプロセスにより行うことが好ましい。ただし本発明はこれに限定されるものではなく、これらを湿式塗布法により形成してもよい。湿式塗布法により形成する場合、ゲート絶縁膜23に対し、プラズマ処理、オゾン処理、アッシング等の表面処理を行ってもよい。
The organic transistor element 20 can be manufactured by the same procedure as that of the organic transistor element 10 of the first embodiment except that the gate insulating film 23 is formed instead of the gate insulating film 3.
The gate insulating film 23 can be formed by a method similar to that for the first insulating film 7.
In the organic transistor element 20, not only the surface of the first insulating film 7 but also the surface of the gate insulating film 23 has a water contact angle of 105 ° or more.
In this case, since it is difficult to form the source electrode 4 and the drain electrode 5 thereon by a wet coating method, the source electrode 4 and the drain electrode 5 can be formed by a dry process such as a sputtering method or a vacuum deposition method. preferable. Similarly, the organic semiconductor layer 6 is preferably formed by a dry process such as a vacuum evaporation method. However, the present invention is not limited to this, and these may be formed by a wet coating method. When the gate insulating film 23 is formed by a wet coating method, surface treatment such as plasma treatment, ozone treatment, or ashing may be performed.

〔第三実施形態〕
図3は、本発明の第三実施形態の製造方法で製造する有機トランジスタ素子30の概略構成を示す断面図である。
有機トランジスタ素子30は、基板1と、ゲート電極2と、ゲート電極2上に形成されたゲート絶縁膜31と、ゲート絶縁膜31上に形成されたソース電極4およびドレイン電極5と、ゲート絶縁膜31上であってソース電極4とドレイン電極5との間に形成された有機半導体層6と、有機半導体層6を被覆する第1の絶縁膜7と、第1の絶縁膜7上に設けられた第2の絶縁膜8と、を有する。
有機トランジスタ素子30は、第一実施形態におけるゲート絶縁膜3の代わりにゲート絶縁膜31を有する以外は、第一実施形態の有機トランジスタ素子10と同様である。
[Third embodiment]
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of the organic transistor element 30 manufactured by the manufacturing method of the third embodiment of the present invention.
The organic transistor element 30 includes a substrate 1, a gate electrode 2, a gate insulating film 31 formed on the gate electrode 2, a source electrode 4 and a drain electrode 5 formed on the gate insulating film 31, and a gate insulating film. 31, the organic semiconductor layer 6 formed between the source electrode 4 and the drain electrode 5, the first insulating film 7 covering the organic semiconductor layer 6, and the first insulating film 7. And a second insulating film 8.
The organic transistor element 30 is the same as the organic transistor element 10 of the first embodiment, except that it has a gate insulating film 31 instead of the gate insulating film 3 in the first embodiment.

ゲート絶縁膜31は、ゲート電極2と接する下層32と、下層32上に設けられた上層33とからなる。
下層32は、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含む硬化性組成物を硬化させて得た硬化膜からなる。
上層33は、フッ素樹脂(F)を含有する。
上層33は、下層32よりもフッ素原子含有率が高く、比誘電率が低い。ソース電極4、ドレイン電極5および有機半導体層6と接する部分が上層33であることで、第二実施形態と同様、有機半導体層6との界面においてキャリアの非局在化が起こりにくく、キャリアの移動度が高くなる傾向がある。また、下層32を有することで、絶縁耐圧を高くできる利点がある。
The gate insulating film 31 includes a lower layer 32 in contact with the gate electrode 2 and an upper layer 33 provided on the lower layer 32.
The lower layer 32 consists of a cured film obtained by curing a curable composition containing a fluororesin (A) having a crosslinkable group and a radical polymerization initiator (C).
The upper layer 33 contains a fluororesin (F).
The upper layer 33 has a higher fluorine atom content and a lower dielectric constant than the lower layer 32. Since the portion in contact with the source electrode 4, the drain electrode 5, and the organic semiconductor layer 6 is the upper layer 33, similarly to the second embodiment, carrier delocalization hardly occurs at the interface with the organic semiconductor layer 6. There is a tendency for mobility to increase. In addition, the lower layer 32 is advantageous in that the withstand voltage can be increased.

有機トランジスタ素子30は、ゲート絶縁膜31(上層33)の形成前に、下層32を形成する以外は第二実施形態の有機トランジスタ素子20の製造と同様の手順で製造できる。下層32の形成は、第一実施形態のゲート絶縁膜3の形成と同様の手順で実施できる。   The organic transistor element 30 can be manufactured in the same procedure as the manufacture of the organic transistor element 20 of the second embodiment, except that the lower layer 32 is formed before the gate insulating film 31 (upper layer 33) is formed. The lower layer 32 can be formed in the same procedure as the formation of the gate insulating film 3 of the first embodiment.

〔第四実施形態〕
図4は、本発明の第四実施形態の製造方法で製造する有機トランジスタ素子40の概略構成を示す断面図である。
有機トランジスタ素子40は、基板1と、ゲート電極2と、ゲート電極2上に形成されたゲート絶縁膜3と、ゲート絶縁膜3上に形成されたソース電極4およびドレイン電極5と、ゲート絶縁膜3上であってソース電極4とドレイン電極5との間に形成された有機半導体層6と、有機半導体層6を被覆する第1の絶縁膜47と、第1の絶縁膜47上に設けられた第2の絶縁膜48と、を有する。
有機トランジスタ素子40は、第一実施形態における第1の絶縁膜7および第2の絶縁膜8の代わりに、第1の絶縁膜47および第2の絶縁膜48を有する以外は、第一実施形態の有機トランジスタ素子10と同様である。
[Fourth embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic transistor element 40 manufactured by the manufacturing method of the fourth embodiment of the present invention.
The organic transistor element 40 includes a substrate 1, a gate electrode 2, a gate insulating film 3 formed on the gate electrode 2, a source electrode 4 and a drain electrode 5 formed on the gate insulating film 3, and a gate insulating film. 3, the organic semiconductor layer 6 formed between the source electrode 4 and the drain electrode 5, the first insulating film 47 covering the organic semiconductor layer 6, and the first insulating film 47. And a second insulating film 48.
The organic transistor element 40 is the first embodiment except that the organic transistor element 40 includes a first insulating film 47 and a second insulating film 48 instead of the first insulating film 7 and the second insulating film 8 in the first embodiment. This is the same as the organic transistor element 10.

第1の絶縁膜47は、フッ素樹脂(F)を含有し、基板1上に、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース電極4、ドレイン電極5および有機半導体層6を覆うように形成されている。
第2の絶縁膜48は、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含む硬化性組成物を硬化させて得た硬化膜からなり、第1の絶縁膜47の上面に設けられ、第1の絶縁膜47のみと接している。
孔9は、第2の絶縁膜48だけでなく、第1の絶縁膜47も貫通している。
The first insulating film 47 contains a fluororesin (F) and is formed on the substrate 1 so as to cover the gate electrode 2, the gate insulating film 3, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the organic semiconductor layer 6. Yes.
The second insulating film 48 is composed of a cured film obtained by curing a curable composition containing a fluororesin (A) having a crosslinkable group and a radical polymerization initiator (C). The first insulating film It is provided on the upper surface of 47 and is in contact with only the first insulating film 47.
The hole 9 penetrates not only the second insulating film 48 but also the first insulating film 47.

有機トランジスタ素子40は、第1の絶縁膜7を設ける範囲を変更する以外は第一実施形態の有機トランジスタ素子10の製造と同様にして第2の絶縁膜8(第2の絶縁膜48)まで形成した後、第2の絶縁膜8をマスクとして第1の絶縁膜7をエッチングし、第1の絶縁膜7に孔9を形成する(第1の絶縁膜47を形成する)ことにより製造できる。
第1の絶縁膜7のエッチングは、酸素プラズマ等を用いたドライエッチングや、含フッ素溶剤によるウェットエッチング等の方法により行うことができる。
The organic transistor element 40 extends to the second insulating film 8 (second insulating film 48) in the same manner as in the manufacture of the organic transistor element 10 of the first embodiment except that the range in which the first insulating film 7 is provided is changed. After the formation, the first insulating film 7 can be etched using the second insulating film 8 as a mask to form holes 9 in the first insulating film 7 (the first insulating film 47 is formed). .
The first insulating film 7 can be etched by a method such as dry etching using oxygen plasma or wet etching using a fluorine-containing solvent.

以上、第一〜第四実施形態を示して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。上記実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
例えば第一〜第四実施形態においては、いわゆるボトムゲート・トップコンタクト型の有機トランジスタ素子を製造する例を示したが、本発明の製造方法は、ボトムゲート・ボトムコンタクト型、トップゲート・ボトムコンタクト型、またはトップゲート・トップコンタクト型の有機トランジスタ素子の製造にも適用できる。
Although the present invention has been described with reference to the first to fourth embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Each configuration in the above embodiment, a combination thereof, and the like are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the first to fourth embodiments, an example of manufacturing a so-called bottom gate / top contact type organic transistor element has been shown. However, the manufacturing method of the present invention includes a bottom gate / bottom contact type and a top gate / bottom contact. The present invention can also be applied to the manufacture of a type or top gate / top contact type organic transistor element.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。例1〜7および11が実施例、例8〜10が比較例である。
各例で用いた材料、測定・評価方法を以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. Examples 1 to 7 and 11 are examples, and examples 8 to 10 are comparative examples.
The materials and measurement / evaluation methods used in each example are shown below.

〔使用した材料〕
(第1の絶縁膜を形成するための材料)
塗布用組成物(1−1):サイトップ CTL−809M(製品名、旭硝子社製。ペルフルオロブテニルビニルエーテル(CF=CFOCFCFCF=CF)の環化重合により形成され、主鎖末端に−CONH−L−Si(OR)を有する含フッ素環状重合体が濃度9質量%でペルフルオロトリブチルアミンに溶解した溶液)。
塗布用組成物(1−2):サイトップ CTL−809A(製品名、旭硝子社製。ペルフルオロブテニルビニルエーテルの環化重合により形成され、主鎖末端に−COOHを有する含フッ素環状重合体が濃度9質量%でペルフルオロトリブチルアミンに溶解した溶液)。
塗布用組成物(1−3):サイトップ CTL−810S(製品名、旭硝子社製。ペルフルオロブテニルビニルエーテルの環化重合により形成され、主鎖末端に−CFを有する含フッ素環状重合体が濃度10質量%でペルフルオロトリブチルアミンに溶解した溶液)。
塗布用組成物(1−4):下記の手順で製造した粉末状の化合物(F2−1)をペルフルオロトリブチルアミンに9質量%で溶解させ、0.2μm孔のPTFE製フィルタでろ過して得た化合物(F2−1)溶液。
[Materials used]
(Material for forming first insulating film)
Coating composition (1-1): Cytop CTL-809M (product name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., formed by cyclopolymerization of perfluorobutenyl vinyl ether (CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF = CF 2 ), main chain A solution in which a fluorine-containing cyclic polymer having -CONH-L-Si (OR) n at the terminal is dissolved in perfluorotributylamine at a concentration of 9% by mass).
Composition for coating (1-2): Cytop CTL-809A (product name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. Concentration of fluorine-containing cyclic polymer formed by cyclopolymerization of perfluorobutenyl vinyl ether and having —COOH at the end of the main chain) 9% by weight solution in perfluorotributylamine).
Coating composition (1-3): Cytop CTL-810S (product name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) Fluorocyclic cyclic polymer formed by cyclopolymerization of perfluorobutenyl vinyl ether and having —CF 3 at the main chain terminal A solution dissolved in perfluorotributylamine at a concentration of 10% by mass).
Coating composition (1-4): obtained by dissolving a powdery compound (F2-1) produced by the following procedure in 9% by mass in perfluorotributylamine and filtering with a 0.2 μm pore PTFE filter. Compound (F2-1) solution.

<化合物(F2−1)の製造>
フルオロアクリレート(CH=CHCOOCHCH2n+1、nは平均で6)(5g)、1,1,2−トリフルオロトリクロロエタン(68g)およびアゾイソブチロニトリル(0.52g)を耐圧ガラスアンプルに入れた。系内を3回窒素で置換した後、60℃で15時間重合を行った。反応溶液をメタノールに投入することで再沈殿精製し、減圧乾燥して、粉末状の化合物(F2−1)(ポリフルオロアルキル基を有する重合体)の2.2gを得た。化合物(F2−1)の数平均分子量(Mn)は1万であった。
<Production of Compound (F2-1)>
Fluoroacrylate (CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 C n F 2n + 1 , n is 6 on average) (5 g), 1,1,2-trifluorotrichloroethane (68 g) and azoisobutyronitrile (0.52 g) withstand pressure Placed in a glass ampoule. After the inside of the system was replaced with nitrogen three times, polymerization was carried out at 60 ° C. for 15 hours. The reaction solution was poured into methanol for reprecipitation purification and dried under reduced pressure to obtain 2.2 g of a powdery compound (F2-1) (polymer having a polyfluoroalkyl group). The number average molecular weight (Mn) of the compound (F2-1) was 10,000.

(第2の絶縁膜を形成するための材料)
<化合物(A)>
化合物(A1−1):以下の手順で製造した含フッ素ポリアリーレンエーテルプレポリマー。
N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)(6.2kg)溶媒中で、ペルフルオロビフェニル(PFB)(650g)と、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン(120g)とを炭酸カリウム(570g)の存在下に、40℃で6時間反応させた後、続けて4−アセトキシスチレン(200g)を48質量%水酸化カリウム水溶液(530g)の存在下に反応させて化合物(A1−1)を得た。化合物(A1−1)のDMAc溶液を塩酸水溶液(3.5質量%水溶液)に投入することで再沈精製し、真空乾燥して粉末状の化合物(A1−1)の800gを得た。化合物(A1−1)の数平均分子量(Mn)は1万であった。
(Material for forming second insulating film)
<Compound (A)>
Compound (A1-1): A fluorine-containing polyarylene ether prepolymer produced by the following procedure.
Perfluorobiphenyl (PFB) (650 g) and 1,3,5-trihydroxybenzene (120 g) in the presence of potassium carbonate (570 g) in N, N-dimethylacetamide (DMAc) (6.2 kg) solvent. After reacting at 40 ° C. for 6 hours, 4-acetoxystyrene (200 g) was subsequently reacted in the presence of a 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution (530 g) to obtain compound (A1-1). The DMAc solution of the compound (A1-1) was poured into a hydrochloric acid aqueous solution (3.5% by mass aqueous solution) for purification by reprecipitation, followed by vacuum drying to obtain 800 g of a powdery compound (A1-1). The number average molecular weight (Mn) of the compound (A1-1) was 10,000.

<化合物(B)>
ADCP:製品名、新中村化学工業社製、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(数平均分子量(Mn):304)。
ATMPT:製品名、新中村化学工業社製、トリメチロールプロパントリアクリレート(数平均分子量(Mn):296)。
<Compound (B)>
ADCP: product name, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., tricyclodecane dimethanol diacrylate (number average molecular weight (Mn): 304).
ATMPT: Product name, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trimethylolpropane triacrylate (number average molecular weight (Mn): 296).

<ラジカル重合開始剤(C)>
OXE01:製品名、BASF社製、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)]。
<Radical polymerization initiator (C)>
OXE01: product name, manufactured by BASF, 1,2-octanedione-1- [4- (phenylthio) -2- (o-benzoyloxime)].

<溶剤>
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
<Solvent>
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate.

〔測定・評価方法〕
(数平均分子量)
数平均分子量(Mn)は、分子量既知の標準ポリスチレン試料を用いて作成した検量線を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した(ポリスチレン換算)。
[Measurement and evaluation method]
(Number average molecular weight)
The number average molecular weight (Mn) was measured by gel permeation chromatography using a calibration curve prepared using a standard polystyrene sample with a known molecular weight (polystyrene conversion).

(水の接触角)
協和界面科学社製の接触角計CAA(製品名)を用いて、25℃の条件下、水平に配置した硬化膜上に約1μLの水を滴下して、水の接触角を測定した。
(Water contact angle)
Using a contact angle meter CAA (product name) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., about 1 μL of water was dropped on a horizontally disposed cured film under the condition of 25 ° C., and the contact angle of water was measured.

(比誘電率)
水銀フローバー(SSM社製、製品名:SSM−495)を用いて、C−V(容量−電圧)測定を行うことにより、1MHzの比誘電率を求めた。
(Relative permittivity)
The relative dielectric constant of 1 MHz was determined by performing CV (capacitance-voltage) measurement using a mercury flow bar (product name: SSM-495, manufactured by SSM).

(耐電圧)
水銀フローバー(SSM社製、製品名:SSM−495)を用いて、I−V(電流−電圧)測定を行い、絶縁破壊する電圧を求めた。
(Withstand voltage)
Using a mercury flow bar (manufactured by SSM, product name: SSM-495), IV (current-voltage) measurement was performed to determine the voltage at which dielectric breakdown occurred.

(膜厚測定)
触針式表面形状測定装置(Veeco社製、製品名:DEKTAK3ST)を用いて求めた値を使用した。
(Film thickness measurement)
A value obtained by using a stylus type surface shape measuring apparatus (product name: DEKTAK3ST, manufactured by Veeco) was used.

〔例1〕
(第1の絶縁膜の製造と評価)
表1に記載の塗布用組成物を、直径約15.24cm(6インチ)のSi基材上に毎分3,000回転で30秒間スピンコートし、100℃で120秒間ホットプレート上で加熱し、次いで、窒素雰囲気下のオーブン内にて160℃で1時間加熱し、厚さ1μmの硬化膜を得た。硬化膜(第1の絶縁膜)の水の接触角、比誘電率、耐電圧を測定し、表1に示した。
[Example 1]
(Production and evaluation of first insulating film)
The coating composition shown in Table 1 was spin coated on a Si substrate having a diameter of about 15.24 cm (6 inches) at 3,000 rpm for 30 seconds and heated on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds. Subsequently, heating was performed at 160 ° C. for 1 hour in an oven under a nitrogen atmosphere to obtain a cured film having a thickness of 1 μm. The water contact angle, relative dielectric constant, and withstand voltage of the cured film (first insulating film) were measured and shown in Table 1.

(第2の絶縁膜の製造と比誘電率、耐電圧の評価)
次に、サンプル瓶に化合物(A1−1)(3.8g)、PGMEA(10.6g)、OXE01(0.3g)を入れ、溶液状の感光性樹脂組成物を得た。
該感光性樹脂組成物を、第1の絶縁膜上(基材と反対側)に、毎分1,000回転で30秒間スピンコートし、60℃で90秒間ホットプレートで加熱して感光性樹脂膜を形成した。次いで、該感光性樹脂膜を、露光エネルギーが600mJ/cmとなるように全面露光し、厚さ1μmの硬化膜を得た。該硬化膜(第2の絶縁膜)の比誘電率、耐電圧を測定し、表1に示した。
(Manufacture of second insulating film and evaluation of relative dielectric constant and withstand voltage)
Next, compound (A1-1) (3.8 g), PGMEA (10.6 g), and OXE01 (0.3 g) were placed in a sample bottle to obtain a solution-like photosensitive resin composition.
The photosensitive resin composition is spin-coated on the first insulating film (on the side opposite to the substrate) at 1,000 rpm for 30 seconds, and heated on a hot plate at 60 ° C. for 90 seconds to photosensitive resin. A film was formed. Next, the entire surface of the photosensitive resin film was exposed so that the exposure energy was 600 mJ / cm 2 to obtain a cured film having a thickness of 1 μm. The relative dielectric constant and withstand voltage of the cured film (second insulating film) were measured and shown in Table 1.

(第2の絶縁膜の製造と第1の絶縁膜への密着性の評価)
別途、前記感光性樹脂組成物を、第1の絶縁膜の基材と反対側の表面に、毎分1,000回転で30秒間スピンコートし、60℃で90秒間ホットプレートで加熱して感光性樹脂膜を形成した。次いで、該感光性樹脂膜を、光源として高圧水銀ランプを使用し、マスク(直径30μmの円柱状孤立ホールパターン、ライン幅30μm:スペース幅30μmのラインアンドスペースパターンが切れるマスク)を介して、露光エネルギーが600mJ/cmとなるように露光して、感光性樹脂膜の一部(露光部)を硬化させた。
次いで、該感光性樹脂膜に対し、現像液としてPGMEAを用いて、パドル現像を20秒間、PGMEAによるリンスを30秒間行って第2の絶縁膜を得た。その後、現像液およびリンス液を除去するために、毎分2,000回転で30秒間スピンドライを行い、100℃で90秒間ホットプレートで加熱を行った。現像により除去されなかった部分の第2の絶縁膜の厚さは1μmであった。
顕微鏡(KEYENCE社製、製品名:VHX DIGITAL MICROSCOPE)観察にて第2の絶縁膜を観察し、以下の基準で第2の絶縁膜の第1の絶縁膜への密着性を評価し、表1に示した。
○(良好):現像時に第2の絶縁膜が剥離せず、第2の絶縁膜に微細パターン(前記円柱状孤立ホールパターンおよびラインアンドスペースパターン)が確認できた。
×(不良):現像時に第2の絶縁膜が剥離し、微細パターンが確認できなかった。
(Manufacture of second insulating film and evaluation of adhesion to first insulating film)
Separately, the photosensitive resin composition is spin-coated on the surface of the first insulating film opposite to the base material at 1,000 rpm for 30 seconds, and heated on a hot plate at 60 ° C. for 90 seconds to be photosensitive. A functional resin film was formed. Next, the photosensitive resin film is exposed through a mask (a cylindrical isolated hole pattern having a diameter of 30 μm, a mask in which a line and space pattern having a space width of 30 μm is cut) using a high-pressure mercury lamp as a light source. It exposed so that energy might be 600 mJ / cm < 2 >, and hardened a part (exposed part) of the photosensitive resin film.
Next, the photosensitive resin film was subjected to paddle development for 20 seconds and PGMEA rinse for 30 seconds using PGMEA as a developer to obtain a second insulating film. Thereafter, in order to remove the developer and the rinsing solution, spin drying was performed at 2,000 rpm for 30 seconds, and heating was performed on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds. The thickness of the second insulating film in the portion that was not removed by development was 1 μm.
The second insulating film was observed with a microscope (manufactured by KEYENCE, product name: VHX DIGITAL MICROSCOPE), and the adhesion of the second insulating film to the first insulating film was evaluated according to the following criteria. Table 1 It was shown to.
○ (good): The second insulating film was not peeled off during development, and a fine pattern (the cylindrical isolated hole pattern and line and space pattern) was confirmed on the second insulating film.
X (defect): The second insulating film was peeled off during development, and a fine pattern could not be confirmed.

〔例2〜4および例8〜10〕
化合物(A)(3.8g)の代わりに、表1の化合物(A)欄および化合物(B)欄に示す化合物を使用した以外は例1と同様にして、溶液状の感光性樹脂組成物を得た。表1に示す配合量は、化合物(A)および化合物(B)の合計を100質量%としたときの各化合物の割合(質量%)である。化合物(A)および化合物(B)の合計はいずれも3.8gとした。
得られた感光性樹脂組成物を第2の絶縁膜の形成に用いた以外は例1と同様にして、(第2の絶縁膜の製造と比誘電率、耐電圧の評価)、および(第2の絶縁膜の製造と第1の絶縁膜への密着性の評価)を行った。結果を表1に示す。なお、第1の絶縁膜の水の接触角、比誘電率、耐電圧は例1と同じのため測定を省略した。
[Examples 2 to 4 and Examples 8 to 10]
In the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in the compound (A) column and the compound (B) column of Table 1 were used instead of the compound (A) (3.8 g), a solution-like photosensitive resin composition was used. Got. The compounding amount shown in Table 1 is the ratio (mass%) of each compound when the total of the compound (A) and the compound (B) is 100 mass%. The total of compound (A) and compound (B) was 3.8 g.
(Production of second insulating film and evaluation of relative dielectric constant and withstand voltage), and (first evaluation), except that the obtained photosensitive resin composition was used for forming the second insulating film. 2) and evaluation of adhesion to the first insulating film). The results are shown in Table 1. Since the contact angle of water, the relative dielectric constant, and the withstand voltage of the first insulating film are the same as those in Example 1, the measurement was omitted.

〔例5および例7〕
表1に記載の塗布用組成物を、直径約15.24cmのSi基材上に毎分1,000回転で30秒間スピンコートし、100℃で120秒間ホットプレート上で加熱し、次いで、窒素雰囲気下のオーブン内にて160℃で1時間加熱し、厚さ1μmの硬化膜を得た。硬化膜(第1の絶縁膜)の水の接触角、比誘電率、耐電圧を測定し、表1に示した。
得られた硬化膜上に、例2と同様にして第2の絶縁膜を形成し、第1の絶縁膜への密着性を評価した。結果を表1に示す。なお、第2の絶縁膜の比誘電率および耐電圧は例2と同じのため測定を省略した。
[Examples 5 and 7]
The coating composition described in Table 1 was spin-coated on a Si substrate having a diameter of about 15.24 cm for 30 seconds at 1,000 revolutions per minute, heated on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds, and then nitrogen. Heating was performed at 160 ° C. for 1 hour in an oven under an atmosphere to obtain a cured film having a thickness of 1 μm. The water contact angle, relative dielectric constant, and withstand voltage of the cured film (first insulating film) were measured and shown in Table 1.
A second insulating film was formed on the obtained cured film in the same manner as in Example 2, and the adhesion to the first insulating film was evaluated. The results are shown in Table 1. Note that the relative dielectric constant and the withstand voltage of the second insulating film were the same as in Example 2, and thus the measurement was omitted.

〔例6〕
直径約15.24cmのSi基材の表面を、接着促進剤(信越化学工業社製KBE903(製品名、3−アミノプロピルトリエトキシシラン)で処理した。該処理は、Si基板上に、接着促進剤をエタノールと純水との混合溶媒(95:5(質量比))にて0.05質量%に希釈した溶液)を毎分5,000回転で20秒間スピンコートすることにより行った。
次に、Si基材の接着促進剤処理面の上に、表1に記載の塗布用組成物を用いた以外は例1と同様にして、厚さ1μmの硬化膜を得た。硬化膜(第1の絶縁膜)の水の接触角、比誘電率、耐電圧を測定し、表1に示した。
得られた硬化膜上に、例2と同様にして第2の絶縁膜を形成し、第1の絶縁膜への密着性を評価した。結果を表1に示す。なお、第2の絶縁膜の比誘電率および耐電圧は例2と同じのため測定を省略した。
[Example 6]
The surface of the Si base material having a diameter of about 15.24 cm was treated with an adhesion promoter (KBE903 (product name, 3-aminopropyltriethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and this treatment was performed on the Si substrate. This was carried out by spin-coating an agent in a mixed solvent of ethanol and pure water (solution diluted to 0.05% by mass with 95: 5 (mass ratio)) at 5,000 rpm for 20 seconds.
Next, a cured film having a thickness of 1 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating composition shown in Table 1 was used on the surface of the Si substrate treated with the adhesion promoter. The water contact angle, relative dielectric constant, and withstand voltage of the cured film (first insulating film) were measured and shown in Table 1.
A second insulating film was formed on the obtained cured film in the same manner as in Example 2, and the adhesion to the first insulating film was evaluated. The results are shown in Table 1. Note that the relative dielectric constant and the withstand voltage of the second insulating film were the same as in Example 2, and thus the measurement was omitted.

Figure 2016164899
Figure 2016164899

上記結果に示すとおり、第2の絶縁膜を形成する材料として、固形分中の含フッ素原子含有率が10〜45質量%の感光性樹脂組成物を使用した例1〜7では、表面の水接触角が105°以上の第1の絶縁膜の上に、湿式塗布法によって感光性樹脂膜を形成できた。また、該感光性樹脂膜を露光により硬化させた硬化膜は第1の絶縁膜に対する密着性に優れ、現像時に第1の絶縁膜から剥離せず、微細パターンを有する第2の絶縁膜を問題なく形成できた。
一方、第2の絶縁膜を形成する材料として、固形分中の含フッ素原子率が8.2%または0%の感光性樹脂組成物を使用した例8〜10では、湿式塗布法による感光性樹脂膜の形成は可能であったが、該感光性樹脂膜を露光により硬化させた硬化膜が現像時に第1の絶縁膜から剥離した。
As shown in the above results, in Examples 1 to 7 where a photosensitive resin composition having a fluorine-containing atom content of 10 to 45% by mass in the solid content was used as the material for forming the second insulating film, the surface water A photosensitive resin film could be formed on the first insulating film having a contact angle of 105 ° or more by a wet coating method. In addition, the cured film obtained by curing the photosensitive resin film by exposure is excellent in adhesion to the first insulating film, and does not peel off from the first insulating film during development, and the second insulating film having a fine pattern is a problem. It was possible to form without.
On the other hand, in Examples 8 to 10 where a photosensitive resin composition having a fluorine-containing atomic ratio of 8.2% or 0% as a material for forming the second insulating film was used, the photosensitivity by the wet coating method was used. Although a resin film could be formed, a cured film obtained by curing the photosensitive resin film by exposure was peeled off from the first insulating film during development.

〔例11〕
図2に示した有機トランジスタ素子20と同様の構成の有機薄膜トランジスタ素子を以下の手順で製造した。
ガラス基材上に、Al(アルミニウム)を30nm蒸着し、ゲート電極を形成した。次いで、塗布用組成物(1−1)を毎分1,000回転で30秒間スピンコートし、90℃で10分間、150℃で30分間ホットプレート上で加熱し、厚さ200nmのゲート絶縁膜を形成した。次いで、前記ゲート絶縁膜上に、有機半導体としてペンタセンを、真空蒸着法により厚さ30nmに製膜して有機半導体層を形成した。さらに、メタルマスクを介してAu(金)を、真空蒸着法により厚さ50nmに製膜し、ソース電極およびドレイン電極を形成した。ゲート幅は1mm、ゲート長は50μmとした。次に、塗布用組成物(1−1)を、有機半導体層上に毎分1,000回転で30秒間スピンコートし、90℃で10分間、150℃で30分間ホットプレート上で加熱して第1の絶縁膜(有機半導体の封止層)を形成した。該第1の絶縁膜上に、例2と同様にして第2の絶縁膜を形成し、有機薄膜トランジスタ素子を製造した。
[Example 11]
An organic thin film transistor element having the same configuration as that of the organic transistor element 20 shown in FIG. 2 was manufactured by the following procedure.
On the glass substrate, 30 nm of Al (aluminum) was deposited to form a gate electrode. Next, the coating composition (1-1) was spin-coated at 1,000 rpm for 30 seconds, heated on a hot plate at 90 ° C. for 10 minutes and 150 ° C. for 30 minutes, and a gate insulating film having a thickness of 200 nm Formed. Next, on the gate insulating film, pentacene as an organic semiconductor was formed to a thickness of 30 nm by a vacuum deposition method to form an organic semiconductor layer. Furthermore, Au (gold) was deposited to a thickness of 50 nm by a vacuum vapor deposition method through a metal mask to form a source electrode and a drain electrode. The gate width was 1 mm and the gate length was 50 μm. Next, the coating composition (1-1) is spin-coated on the organic semiconductor layer at 1,000 rpm for 30 seconds, and heated on a hot plate at 90 ° C. for 10 minutes and 150 ° C. for 30 minutes. A first insulating film (an organic semiconductor sealing layer) was formed. On the 1st insulating film, the 2nd insulating film was formed like Example 2, and the organic thin-film transistor element was manufactured.

得られた有機薄膜トランジスタ素子について、窒素中、室温(20〜25℃)で、電圧−電流特性を測定した。この時の移動度(μ)は0.10cm/Vs、闇値電圧(VTH)は−11Vであり、トランジスタとして充分に優れた特性を示していた。
なお、移動度(μ)は以下の方法にて算出される値である。
About the obtained organic thin-film transistor element, the voltage-current characteristic was measured at room temperature (20-25 degreeC) in nitrogen. At this time, the mobility (μ) was 0.10 cm 2 / Vs and the dark value voltage (V TH ) was −11 V, which showed sufficiently excellent characteristics as a transistor.
The mobility (μ) is a value calculated by the following method.

ドレイン電流(I)は下記数式(1)で表され、数式(1)を変形すると下記数式(2)が得られる。この式から、有機半導体の移動度(μ)は、ドレイン電流(I)の絶対値の平方根を縦軸、ゲート電圧(V)を横軸にプロットしたときのグラフの傾きから求めることができる。
=W×C×μ×(V−VTH/(2×L) …(1)
μ=((2×L)/(W×C))×(I/((V−VTH)=((2×L)/(W×C))×α …(2)
(ただし、式中のWはトランジスタのチャネル幅、Cはゲート絶縁膜の静電容量、Lはトランジスタのゲート長、Vはゲート電圧、VTHは闇値電圧、αはドレイン電流(I)の絶対値の平方根を縦軸、ゲート電圧(V)を横軸にプロットしたときのグラフの傾きを示す。)
The drain current (I D ) is expressed by the following formula (1), and the following formula (2) is obtained by modifying the formula (1). From this equation, the mobility (μ) of the organic semiconductor can be obtained from the slope of the graph when the square root of the absolute value of the drain current (I D ) is plotted on the vertical axis and the gate voltage (V G ) is plotted on the horizontal axis. it can.
I D = W × C × μ × (V G -V TH) 2 / (2 × L) ... (1)
μ = ((2 × L) / (W × C)) × (I D / ((V G -V TH) 2) = ((2 × L) / (W × C)) × α 2 ... (2 )
Where W is the channel width of the transistor, C is the capacitance of the gate insulating film, L is the gate length of the transistor, V G is the gate voltage, V TH is the dark voltage, α is the drain current ( ID absolute value and the vertical axis the square root of) shows the slope of the graph when plotted on the horizontal axis of the gate voltage (V G).)

本発明の製造方法により製造される有機トランジスタ素子は、製造工程が簡便であり、しかも製造工程での有機半導体層へのダメージが少ない等の利点を有する。
本発明の製造方法により製造される有機トランジスタ素子は、有機薄膜トランジスタ(TFT)素子、電界効果トランジスタ(FET)素子等として、液晶テレビ、有機ELテレビ、電子ペーパー、RF−ID等の電子機器に用いることができる。
The organic transistor element manufactured by the manufacturing method of the present invention has advantages such as a simple manufacturing process and less damage to the organic semiconductor layer in the manufacturing process.
The organic transistor element manufactured by the manufacturing method of the present invention is used as an organic thin film transistor (TFT) element, a field effect transistor (FET) element, and the like for electronic devices such as liquid crystal televisions, organic EL televisions, electronic paper, and RF-IDs. be able to.

1 基板
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁膜
4 ソース電極
5 ドレイン電極
6 有機半導体層
7 第1の絶縁膜
8 第2の絶縁膜
9 孔
10 有機トランジスタ素子
20 有機トランジスタ素子
30 有機トランジスタ素子
40 有機トランジスタ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Gate electrode 3 Gate insulating film 4 Source electrode 5 Drain electrode 6 Organic semiconductor layer 7 First insulating film 8 Second insulating film 9 Hole 10 Organic transistor element 20 Organic transistor element 30 Organic transistor element 40 Organic transistor element

Claims (7)

基板上に、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層とを有する有機トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体層を被覆する第1の絶縁膜上に、
感光性樹脂組成物を塗布して少なくとも一部が前記第1の絶縁膜に接する感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜を部分的に露光し現像して第2の絶縁膜を形成する工程とを有し、
前記第1の絶縁膜がフッ素樹脂(F)を含み、該第1の絶縁膜の表面の水接触角が105°以上であり、
前記感光性樹脂組成物が、架橋性基を有するフッ素樹脂(A)と、ラジカル重合開始剤(C)とを含み、該感光性樹脂組成物の固形分中のフッ素原子含有率が10〜45質量%であることを特徴とする、有機トランジスタ素子の製造方法。
A method for producing an organic transistor element having a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and an organic semiconductor layer on a substrate,
On the first insulating film covering the organic semiconductor layer,
Applying a photosensitive resin composition to form a photosensitive resin film at least partially in contact with the first insulating film;
A step of partially exposing and developing the photosensitive resin film to form a second insulating film,
The first insulating film contains a fluororesin (F), and the water contact angle of the surface of the first insulating film is 105 ° or more;
The said photosensitive resin composition contains the fluororesin (A) which has a crosslinkable group, and a radical polymerization initiator (C), and the fluorine atom content rate in solid content of this photosensitive resin composition is 10-45. The manufacturing method of the organic transistor element characterized by the above-mentioned.
前記感光性樹脂組成物が、非含フッ素溶剤をさらに含む、請求項1に記載の有機トランジスタ素子の製造方法。   The method for producing an organic transistor element according to claim 1, wherein the photosensitive resin composition further contains a non-fluorinated solvent. 前記感光性樹脂組成物が、2以上の架橋性官能基を有し、フッ素原子を有しない化合物(B)をさらに含む、請求項1または2に記載の有機トランジスタ素子の製造方法。   The manufacturing method of the organic transistor element of Claim 1 or 2 with which the said photosensitive resin composition further contains the compound (B) which has a 2 or more crosslinkable functional group, and does not have a fluorine atom. 前記フッ素樹脂(A)が、含フッ素ポリアリーレンプレポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機トランジスタ素子の製造方法。   The manufacturing method of the organic transistor element as described in any one of Claims 1-3 whose said fluororesin (A) is a fluorine-containing polyarylene prepolymer. 前記フッ素樹脂(F)が、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体(F1)、および主鎖に環構造を有さず、側鎖にペルフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体(F2)のいずれか一方または両方を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機トランジスタ素子の製造方法。   The fluororesin (F) is a fluoropolymer (F1) having an aliphatic ring structure in the main chain, and a fluoropolymer (F2) having no ring structure in the main chain and having a perfluoroalkyl group in the side chain. The method for producing an organic transistor element according to any one of claims 1 to 4, comprising any one or both of 前記第1の絶縁膜が、前記フッ素樹脂(F)と、含フッ素溶剤とを含有する樹脂組成物から形成された膜である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機トランジスタ素子の製造方法。   The organic transistor element according to claim 1, wherein the first insulating film is a film formed from a resin composition containing the fluororesin (F) and a fluorine-containing solvent. Manufacturing method. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の製造方法で得た有機トランジスタ素子を有する電子機器。   The electronic device which has an organic transistor element obtained with the manufacturing method as described in any one of Claims 1-6.
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