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JP7803041B2 - Composition for forming a protective film - Google Patents
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JP7803041B2 - Composition for forming a protective film - Google Patents

Composition for forming a protective film

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JP7803041B2 JP2021003972A JP2021003972A JP7803041B2 JP 7803041 B2 JP7803041 B2 JP 7803041B2 JP 2021003972 A JP2021003972 A JP 2021003972A JP 2021003972 A JP2021003972 A JP 2021003972A JP 7803041 B2 JP7803041 B2 JP 7803041B2
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Description

本発明は有機半導体膜上に塗布成膜するのに好適な保護膜形成用組成物に関する。 The present invention relates to a protective film-forming composition suitable for coating and forming a film on an organic semiconductor film.

近年、低コストで生産性が高い全印刷法による有機電子デバイスの製造に関する技術開発が積極的に行われている。電子デバイスとして、例えば有機トランジスタの開発も進められている。この有機トランジスタは多数の工程を経て製造されるが、樹脂よりなる保護膜が有機トランジスタを保護し、EL発光部のパターンを形成する工程も含まれている。このパターンは、例えば、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体層またはポリマー層を覆うように設けられていて、EL発光部を形成するところである電極上には存在しないようになっている。 In recent years, there has been active development of technology for the production of organic electronic devices using all-printing methods, which are low-cost and highly productive. One example of an electronic device that is being developed is organic transistors. These organic transistors are manufactured through a number of processes, including a process in which a protective film made of resin protects the organic transistor and forms a pattern for the EL light-emitting portion. This pattern is formed so as to cover, for example, the source electrode, drain electrode, and organic semiconductor layer or polymer layer, and is not present on the electrodes that form the EL light-emitting portion.

通常、EL発光部は、感光性物質(レジスト) を塗布した基板面をフォトマスクまたはレチクル等を介しパターンに露光し、露光された部位と露光されていない部位からなるパターンを形成する技術であるフォトリソグラフィを用い露光された部位と露光されていない部位からなるパターンを形成する技術であるフォトリソグラフィを用いて形成し、ドライエッチング法、または、ウエットエッチングによりEL発光部を開口している。 Typically, EL light-emitting sections are formed using photolithography, a technique in which a substrate surface coated with a photosensitive material (resist) is exposed to a pattern through a photomask or reticle to form a pattern consisting of exposed and unexposed areas, and the EL light-emitting section is then opened using dry etching or wet etching.

EL発光部の開口用材料として材料を溶解させたインクを塗布し、乾燥させた後、常温かつ短時間の露光で光架橋により溶剤に不溶化する性質を兼ね備えた、フォトリソグラフィでパターン形成が可能な材料が求められている。 There is a need for a material that can be patterned using photolithography, which can be used to form openings in the EL light-emitting areas. After the material is dissolved in ink and applied, it is dried and then becomes insoluble in solvents through photocrosslinking at room temperature and short-term exposure.

このような材料として特許文献1の光反応性が高くパターニングが可能であるとともに、高く誘電特性に優れる被膜を形成できるネガ感光型樹脂組成物及びそれから製造される光硬化パターンが挙げられている。しかしながら、この樹脂はアルカリ可溶性ポリマーであり現像の際に水を使う必要がある。また、組成物の溶剤はキシレン、PGMEA(1―methoxy―2―propanol acetate)のような有機溶剤を使う必要がある。有機溶剤と水は電子デバイスの性能を低下する原因であり、電子デバイスの性能を低下する原因であり、フッ素溶剤での溶解性が必要である。 Patent Document 1 lists such materials as a negative photosensitive resin composition and photocured patterns produced from it that are highly photoreactive, allowing for patterning, and capable of forming coatings with excellent dielectric properties. However, this resin is an alkali-soluble polymer, and requires the use of water during development. Furthermore, the composition must be solvented with an organic solvent such as xylene or PGMEA (1-methoxy-2-propanol acetate). Organic solvents and water can degrade the performance of electronic devices, so solubility in a fluorine-containing solvent is necessary.

水、有機溶剤による電子デバイスの性能低下を防ぐため、特許文献2、非特許文献1のようにフッ素溶剤へ可溶なフッ素系樹脂を用いてパターンを形成する方法がある。しかしながらフッ素系樹脂は光架橋しない問題がある。 To prevent the performance of electronic devices from being reduced by water or organic solvents, there is a method of forming patterns using fluorine-based resins that are soluble in fluorine solvents, as described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1. However, fluorine-based resins have the problem of not being photocrosslinkable.

フッ素溶剤に溶解し、光架橋するフッ素系樹脂としてアントラセン架橋基を用いた非特許文献2のようなフッ素系樹脂が挙げられる。しかしながら、フッ素溶剤に可溶するためフッ素残基比率が高くて架橋性が低い問題がある。 Examples of fluororesins that dissolve in fluorosolvents and undergo photocrosslinking include fluororesins that use anthracene crosslinking groups, such as those described in Non-Patent Document 2. However, because they are soluble in fluorosolvents, they have a high proportion of fluorine residues, which results in poor crosslinkability.

フッ素溶剤への溶解性を上げるためには8以上のパーフルオロアルキル基を有する化合物を使用する方法があるが、環境や人体への蓄積性、および有害性から使用を見直されており、そのため、炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を有する化合物で代替する検討が行われてきている。(例えば、特許文献3または特許文献4参照)。 One way to increase solubility in fluorine solvents is to use compounds with eight or more perfluoroalkyl groups, but their use is being reconsidered due to their potential for accumulation in the environment and the human body, as well as their harmful effects. Therefore, efforts are being made to replace them with compounds with perfluoroalkyl groups with six or fewer carbon atoms (see, for example, Patent Document 3 or Patent Document 4).

上記の背景から、炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を有する化合物でありながら、フッ素溶剤に高い可溶性を有してかつ露光量で光架橋させることにより溶剤に不溶化し、パターンを形成できるともに、電子デバイスの性能の低下を防げる組成物が求められていた。 In light of the above, there has been a demand for a composition that is a compound containing a perfluoroalkyl group with six or fewer carbon atoms, yet is highly soluble in fluorine solvents, and can be made insoluble in solvents by photocrosslinking with exposure to light, allowing for the formation of patterns while preventing a decrease in the performance of electronic devices.

特開2017―167513号公報JP 2017-167513 A 特許第6281427号Patent No. 6281427 特開2006-185869号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-185869 特開2014-006273号公報JP 2014-006273 A

Appl. Phys. Express 7, 101602 (2014)Appl. Phys. Express 7, 101602 (2014) J Polym Sci A Polym Chem 53、1252(2015)J Polym Sci A Polym Chem 53, 1252 (2015)

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機半導体へのダメージを与えることなく、性能の低下を防げる保護膜形成用組成物を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a composition for forming a protective film that prevents performance degradation without damaging the organic semiconductor.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示す保護膜形成用組成物を用いることにより、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into resolving the above-mentioned problems, the inventors discovered that the above-mentioned problems could be resolved by using the protective film-forming composition described below, leading to the completion of the present invention.

即ち、本発明は式(1)で表される残基単位、式(2)で表される残基単位または式(3)で表される残基単位からなる群の少なくとも一種を30モル%以上含むことを特徴とするフッ素系樹脂とフッ素系溶剤を含む保護膜形成用組成物。 That is, the present invention provides a composition for forming a protective film, comprising a fluorine-based resin and a fluorine-based solvent, characterized in that it contains 30 mol % or more of at least one member selected from the group consisting of a residue unit represented by formula (1), a residue unit represented by formula (2), or a residue unit represented by formula (3).

(式(1)~(3)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基からなる群の1種を表す。Rfは、末端がCFである炭素数1~6の直鎖状のパーフルオロアルキル基、末端がCFである炭素数3~6の分岐状のパーフルオロアルキル基または末端がCFである炭素数3~6の環状のパーフルオロアルキル基からなる群の1種を表す。Rfは、炭素数1~6の直鎖状のパーフルオロアルキレン基、炭素数3~6の分岐状のパーフルオロアルキレン基または炭素数3~6の環状のパーフルオロアルキレン基からなる群の1種を表す。Rfは、末端がCFである炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキル基、末端がCFである炭素数3~5の分岐状のパーフルオロアルキル基または末端がCFである炭素数3~5の環状のパーフルオロアルキル基を表す。Rfは、炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキレン基、炭素数3~5の分岐状のパーフルオロアルキレン基または炭素数3~5の環状のパーフルオロアルキレン基を表す。R~Rは、それぞれ独立して、水素原子またはフッ素原子を表す。nは1~5の整数を表す。Xは単結合、CH、酸素原子または硫黄原子からなる群の1種を表す。Lは連結基を表す。) (In formulas (1) to (3), R 1 represents one of the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. Rf 1 represents one of the group consisting of a linear perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms and having a terminal CF 3 , a branched perfluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms and having a terminal CF 3 , or a cyclic perfluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms and having a terminal CF 3. Rf 2 represents one of the group consisting of a linear perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a branched perfluoroalkylene group having 3 to 6 carbon atoms, or a cyclic perfluoroalkylene group having 3 to 6 carbon atoms. Rf 3 represents a linear perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms and having a terminal CF 3 , a branched perfluoroalkyl group having 3 to 5 carbon atoms and having a terminal CF 3 , or a cyclic perfluoroalkyl group having 3 to 5 carbon atoms and having a terminal CF 3. Rf 4 represents a linear perfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a branched perfluoroalkylene group having 3 to 5 carbon atoms, or a cyclic perfluoroalkylene group having 3 to 5 carbon atoms. R 2 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom. n represents an integer of 1 to 5. X represents one member of the group consisting of a single bond, CH 2 , an oxygen atom, or a sulfur atom. L represents a linking group.

本発明によれば、フッ素溶剤に可溶で常温かつ低露光量で光架橋させることにより溶剤に不溶化し、パターンを形成できるともに、電子デバイスの性能の低下を防げる保護膜形成用組成物、及びこれを用いた電子デバイスを提供することができる。 The present invention provides a protective film-forming composition that is soluble in a fluorine-containing solvent and becomes insoluble in the solvent when photocrosslinked at room temperature with a low exposure dose, enabling the formation of a pattern while preventing a decrease in the performance of electronic devices, as well as an electronic device using the same.

;有機トランジスタの断面形状を示す図である。1 is a diagram showing the cross-sectional shape of an organic transistor.

以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.

本発明の保護膜形成用組成物は式(1)で表される残基単位、式(2)で表される残基単位または式(3)で表される残基単位からなる群の少なくとも一種を30モル%以上含むフッ素系樹脂及びフッ素系溶剤を含む。 The protective film-forming composition of the present invention contains a fluorine-based resin containing 30 mol % or more of at least one member selected from the group consisting of residue units represented by formula (1), residue units represented by formula (2), and residue units represented by formula (3), and a fluorine-based solvent.

本発明における保護膜形成用組成物は、式(1)で表される残基単位、式(2)で表される残基単位または式(3)で表される残基単位からなる群の少なくとも一種を30モル%以上含むフッ素系樹脂を含む。これにより、前記樹脂がフッ素系溶剤に溶解する。 The protective film-forming composition of the present invention contains a fluorine-based resin containing 30 mol % or more of at least one member selected from the group consisting of residue units represented by formula (1), residue units represented by formula (2), and residue units represented by formula (3). This allows the resin to dissolve in a fluorine-based solvent.

本発明の保護膜形成用樹脂組成物はフッ素系溶剤を含む。これにより、有機半導体にダメージなくパターンが形成できる。 The resin composition for forming a protective film of the present invention contains a fluorine-based solvent. This allows patterns to be formed on the organic semiconductor without damaging it.

式(1)~(3)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基からなる群の1種を表す。Rfは、末端がCFである炭素数1~6の直鎖状のパーフルオロアルキル基、末端がCFである炭素数3~6の分岐状のパーフルオロアルキル基または末端がCFである炭素数3~6の環状のパーフルオロアルキル基からなる群の1種を表す。Rfは、炭素数1~6の直鎖状のパーフルオロアルキレン基、炭素数3~6の分岐状のパーフルオロアルキレン基または炭素数3~6の環状のパーフルオロアルキレン基からなる群の1種を表す。Rfは、末端がCFである炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキル基、末端がCFである炭素数3~5の分岐状のパーフルオロアルキル基または末端がCFである炭素数3~5の環状のパーフルオロアルキル基を表す。Rfは、炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキレン基、炭素数3~5の分岐状のパーフルオロアルキレン基または炭素数3~5の環状のパーフルオロアルキレン基を表す。R~Rは、それぞれ独立して、水素原子またはフッ素原子を表す。nは1~5の整数を表す。Xは単結合、CH、酸素原子または硫黄原子からなる群の1種を表す。Lは連結基を表す。 In formulas (1) to (3), R1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. Rf1 represents a C1 to C6 linear perfluoroalkyl group having a terminal CF3 , a C3 to C6 branched perfluoroalkyl group having a terminal CF3 , or a C3 to C6 cyclic perfluoroalkyl group having a terminal CF3 . Rf2 represents a C1 to C6 linear perfluoroalkylene group, a C3 to C6 branched perfluoroalkylene group, or a C3 to C6 cyclic perfluoroalkylene group. Rf3 represents a C1 to C5 linear perfluoroalkyl group having a terminal CF3 , a C3 to C5 branched perfluoroalkyl group having a terminal CF3 , or a C3 to C5 cyclic perfluoroalkylene group having a terminal CF3 . Rf4 represents a linear perfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a branched perfluoroalkylene group having 3 to 5 carbon atoms, or a cyclic perfluoroalkylene group having 3 to 5 carbon atoms. R2 to R5 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom. n represents an integer of 1 to 5. X represents one member of the group consisting of a single bond, CH2 , an oxygen atom, or a sulfur atom. L represents a linking group.

式(1)~(3)で示される残基単位がフッ素原子を含むことで、当該フッ素系樹脂はフッ素溶剤との親和性が高くなる。また、式(1)、式(2)、式(3)が主鎖に隣接して、極性基であるエステル結合を有しているために、フッ素系樹脂を塗布成膜したフッ素系樹脂膜は柔軟性に富み、平坦でひび割れのないフッ素系樹脂膜を得ることができる。さらに、側鎖にフッ素化された炭化水素基を有するために、当該フッ素系樹脂はフッ素系溶剤への溶解性に優れる。 The residue units represented by formulas (1) to (3) contain fluorine atoms, which gives the fluororesin a high affinity with fluorine-based solvents. Furthermore, because formulas (1), (2), and (3) have ester bonds, which are polar groups, adjacent to the main chain, the fluororesin film formed by coating is highly flexible, and a flat, crack-free fluororesin film can be obtained. Furthermore, because the side chains contain fluorinated hydrocarbon groups, the fluororesin has excellent solubility in fluorine-based solvents.

式(1)および式(2)における、Rf1-(CR3=CR2-X-Rf2)n-の部分の具体的構造としては、例えば、C2F5-CH=CH-C4F8-、C2F5-CH=CF-C4F8-、C2F5-CF=CH-C4F8-、C2F5-CF=CF-C4F8-、C2F5-(CH=CH-C4F8)2-、C2F5-(CH=CH-C4F8)3-、C2F5-CH=CH-C6F12-、C4F9-CH=CH-C4F8-、C4F9-CH=CH-C6F12、C6F13-CH=CH-C4F8-、C6F13-CH=CH-C6F12-、C2F5-CH=CH-C4F8-、CF3-CF=CHCH2C4F8-、CF3-CF=CHCH2C6F12-、C3F7-CF=CHCH2C4F8-、C3F7-CF=CHCH2C6F12-、C5F11-CF=CHCH2C4F8-、C5F11-CF=CHCH2C6F12-、C2F5-CH2CH=CF-C3F6-、C2F5-CH2CH=CF-C5F10-、C4F9-CH2CH=CF-C3F6-、C4F9-CH2CH=CF-C5F10-、C6F13-CH2CH=CF-C3F6-、C6F13-CH2CH=CF-C5F10-、C6F13-(CH2CH=CF-C3F6)2-、C6F13-(CH2CH=CF-C3F6)3-などが挙げられる。 Specific structures of the Rf1-(CR3=CR2-X-Rf2)n- portion in formula (1) and formula (2) include, for example, C2F5-CH=CH-C4F8-, C2F5-CH=CF-C4F8-, C2F5-CF=CH-C4F8-, C2F5-CF=CF-C4F8-, C2F5-CF=CF-C4F8-, C2F5-(CH=CH-C4F8)2 -, C2F5-(CH=CH-C4F8)3-, C2F5-CH=CH-C6F12-, C4F9-CH=CH-C4F8-, C4F9-CH=CH-C6F 12, C6F13-CH=CH-C4F8-, C6F13-CH=CH-C6F12-, C2F5-CH=CH-C4F8-, CF3-CF=CHCH2C4 F8-, CF3-CF=CHCH2C6F12-, C3F7-CF=CHCH2C4F8-, C3F7-CF=CHCH2C6F12-, C5F11-CF= CHCH2C4F8-, C5F11-CF=CHCH2C6F12-, C2F5-CH2CH=CF-C3F6-, C2F5-CH2CH=CF-C5F10 -, C4F9-CH2CH=CF-C3F6-, C4F9-CH2CH=CF-C5F10-, C6F13-CH2CH=CF-C3F6-, C6F13-CH2CH=CF-C5F10-, C6F13-(CH2CH=CF-C3F6)2-, C6F13-(CH2CH=CF-C3F6)3-, etc.

本発明において、連結基Lは、容易に合成できるため、下記一般式(4)で示されることが好ましい。 In the present invention, the linking group L is preferably represented by the following general formula (4), as it can be easily synthesized.

ここで式(4)中、lとmの合計は2~6の整数であり、l及び/またはmが2以上のとき、-CH2CH2-の代わりに-CH=CH-構造を含んでもよい。 In formula (4), the sum of l and m is an integer from 2 to 6, and when l and/or m is 2 or greater, the compound may contain a -CH=CH- structure instead of -CH2CH2-.

Qは、単結合、-OCONH-、-CONH-、-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-NHCONH-もしくは-C6H4-である。なお、Qが-C6H4-の場合、オルト体、メタ体、パラ体が例示できるが、パラ体が好ましい。 Q is a single bond, -OCONH-, -CONH-, -O-, -NH-, -CO-O-, -O-CO-, -NHCONH-, or -C6H4-. When Q is -C6H4-, examples include the ortho-, meta-, and para-isomers, with the para-isomer being preferred.

フッ素系樹脂において、式(3)で表される残基単位中のRf基は、末端がCFである炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。これにより、自己会合構造をとりやすくなる。Rf基は、炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキレン基が好ましい。 In the fluororesin, the Rf3 group in the residue unit represented by formula (3) is preferably a linear perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a CF3 terminal. This facilitates the formation of a self-associated structure. The Rf4 group is preferably a linear perfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms.

式(3)における、Rf3-(CF=CR5-CR4=CF-Rf4)n-の部分の具体的構造としては、例えば、CF3-CF=CH―CH=CF-C3F6-、CF3-CF=CH―CH=CF-C5F10-、C3F7-CF=CH―CH=CF-C3F6-、C3F7-CF=CH―CH=CF-C5F10-、C5F11-CF=CF―CH=CF-C5F10-、C5F11-CF=CH―CF=CF-C5F10-、C5F11-CF=CF―CF=CF-C5F10-、C5F11-CF=CH―CH=CF-C3F6-、C5F11-CF=CH―CH=CF-C5F10-、CF3-(CF=CH―CH=CF-C5F10)2-、C3F7-(CF=CH―CH=CF-C5F10)2-、C5F11-(CF=CH―CH=CF-C5F10)2-などが挙げられる。 Specific structures of the Rf3-(CF=CR5-CR4=CF-Rf4)n- portion in formula (3) include, for example, CF3-CF=CH-CH=CF-C3F6-, CF3-CF=CH-CH=CF-C5F10-, C3F7-CF=CH-CH=CF-C3F6-, C3F7-CF=CH-CH=CF-C5F10-, C5F11-CF=CF-CH=CF-C5F10-, C5F11-CF= CH-CF=CF-C5F10-, C5F11-CF=CF-CF=CF-C5F10-, C5F11-CF=CH-CH=CF-C3F6-, C5F11-CF=CH-CH=CF-C5F10- , CF3-(CF=CH-CH=CF-C5F10)2-, C3F7-(CF=CH-CH=CF-C5F10)2-, C5F11-(CF=CH-CH=CF-C5F10)2-, and the like.

式(3)におけるR4及び/またはR5は水素原子であることが好ましい。 In formula (3), R4 and/or R5 are preferably hydrogen atoms.

具体的な式(1)に表される残基単位としては、例えば以下の構造が挙げられる。 Specific examples of residue units represented by formula (1) include the following structures:

具体的な式(2)に表される残基単位としては、例えば以下の構造が挙げられる。 Specific examples of residue units represented by formula (2) include the following structures:

具体的な式(3)に表される残基単位としては、例えば以下の構造が挙げられる。 Specific examples of residue units represented by formula (3) include the following structures:

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂は、式(1)~(3)で表わされる繰り返し単位の1種または2種以上を含む。加えて、式(1)~(3)で表わされる以外の構造の繰り返し単位を含んでもよい。 The fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention contains one or more repeating units represented by formulas (1) to (3). In addition, it may contain repeating units with structures other than those represented by formulas (1) to (3).

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂は、十分なフッ素系溶剤への溶解性を持つために式(1)~(3)で表わされる繰り返し単位を30モル%以上、より好ましくは40モル%以上含む。 The fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention contains 30 mol % or more, and more preferably 40 mol % or more, of repeating units represented by formulas (1) to (3) in order to have sufficient solubility in fluorine-based solvents.

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系溶剤は、前述のフッ素系樹脂を溶解させるものであればよい。 The fluorine-based solvent contained in the protective film-forming composition of the present invention may be any solvent that dissolves the above-mentioned fluorine-based resin.

フッ素系溶剤のフッ素含有量に特に制限は無いが、速やかに溶解させるには、フッ素系溶剤の全質量に対して、50質量%以上、90質量%以下、より好ましくは60質量%以上80質量%以下、より好ましくは65質量%以上、80質量%以下である。90質量%を超えると前述のフッ素系樹脂が十分溶解しなくなる。また、50質量%より少ないと、有機半導体膜上に塗布または印刷する際、有機半導体膜の表面を溶解または膨潤することがある。発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系溶剤として、以下に示す含フッ素炭化水素、含フッ素エーテルまたは含フッ素アルコールを好ましく用いることができる。 There are no particular restrictions on the fluorine content of the fluorine-based solvent, but to ensure rapid dissolution, it should be 50% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 65% by mass or more and 80% by mass or less, based on the total mass of the fluorine-based solvent. If it exceeds 90% by mass, the fluorine-based resin will not dissolve sufficiently. If it is less than 50% by mass, the surface of the organic semiconductor film may dissolve or swell when applied or printed on the organic semiconductor film. The fluorine-containing hydrocarbons, fluorine-containing ethers, or fluorine-containing alcohols shown below can preferably be used as the fluorine-based solvent contained in the protective film-forming composition of the invention.

含フッ素炭化水素はオゾン破壊係数が低く、本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系溶剤として好ましい。特に、炭素数4~8の、直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素で、水素原子の少なくとも1個がフッ素原子で置換されているようなものは塗布しやすく好ましい。 Fluorinated hydrocarbons have a low ozone depletion potential and are preferred as fluorine-based solvents contained in the protective film-forming composition of the present invention. In particular, linear, branched, or cyclic hydrocarbons with 4 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom are preferred because they are easy to apply.

このような含フッ素炭化水素として具体的には、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロペンタンまたはシクロヘキサンの水素原子の少なくとも1個がフッ素原子で置換されたものを例示することができる。具体的に示せば、例えば、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサン、2H,3H-デカフルオロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ヘキサフルオロシクロペンタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタンの含フッ素炭化水素を例示することができる。 Specific examples of such fluorine-containing hydrocarbons include butane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclopentane, and cyclohexane in which at least one hydrogen atom has been substituted with a fluorine atom. Specific examples include fluorine-containing hydrocarbons such as 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane, 2H,3H-decafluoropentane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorooctane, hexafluorocyclopentane, and 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane.

含フッ素炭化水素の沸点は、保護膜形成用組成物を塗布する際の基板温度よりも高い必要があり、好ましくは基板温度より20℃以上、さらに好ましくは50℃以上さらに好ましくはである。含フッ素炭化水素の沸点が、保護膜形成用組成物を塗布する際の基板温度より低いと、塗布作業中に含フッ素炭化水素が急速に揮発し、形成されるフッ素系樹脂膜に十分な平坦性を得難い。また、用いられる含フッ素炭化水素は、沸点が60℃以上、200℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは80℃以上、180℃以下である。含フッ素炭化水素の沸点が60℃以上、200℃以下であると、保護膜形成用組成物を塗布形成したフッ素系樹脂膜から、加熱により含フッ素炭化水素を蒸発除去しやすい。 The boiling point of the fluorine-containing hydrocarbon must be higher than the substrate temperature when the protective film-forming composition is applied, preferably by 20°C or more, more preferably by 50°C or more than the substrate temperature. If the boiling point of the fluorine-containing hydrocarbon is lower than the substrate temperature when the protective film-forming composition is applied, the fluorine-containing hydrocarbon will rapidly volatilize during the application process, making it difficult to achieve sufficient flatness in the fluororesin film that is formed. Furthermore, the fluorine-containing hydrocarbon used preferably has a boiling point of 60°C or more and 200°C or less, more preferably 80°C or more and 180°C or less. If the boiling point of the fluorine-containing hydrocarbon is 60°C or more and 200°C or less, the fluorine-containing hydrocarbon can be easily evaporated and removed by heating from the fluororesin film formed by applying the protective film-forming composition.

前記含フッ素炭化水素のうち、特に好ましい沸点を有する例として、以下を例示することができる。 Among the above fluorinated hydrocarbons, the following are examples having particularly preferred boiling points:

2H,3H-デカフルオロペンタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサンを例示することができる。 Examples include 2H,3H-decafluoropentane, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorooctane, and 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane.

また、オゾン破壊係数の低さから、フッ素系溶剤として含フッ素エーテルを使用することができる。特に、含フッ素エーテルの沸点は、保護膜形成用組成物を塗布する際の基板温度よりも高い必要があり、好ましくは基板温度より20℃以上、さらに好ましくは50℃以上高い。含フッ素エーテルの沸点が、保護膜形成用組成物を塗布する際の基板温度より低いと、塗布作業中に含フッ素脂肪族エーテルが急速に揮発し、形成されるフッ素系樹脂膜に十分な平坦性を得難い。また、用いられる含フッ素エーテルは、沸点が200℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは180℃以下である。含フッ素エーテルの沸点が200℃以下であると、保護膜形成用組成物を塗布形成したフッ素系樹脂膜から、加熱により含フッ素エーテルを蒸発除去しやすい。 Furthermore, due to their low ozone depletion potential, fluorinated ethers can be used as fluorinated solvents. In particular, the boiling point of the fluorinated ether must be higher than the substrate temperature when the protective film-forming composition is applied, preferably at least 20°C higher than the substrate temperature, and more preferably at least 50°C higher. If the boiling point of the fluorinated ether is lower than the substrate temperature when the protective film-forming composition is applied, the fluorinated aliphatic ether will rapidly volatilize during the application process, making it difficult to achieve sufficient flatness in the fluorinated resin film that is formed. Furthermore, the boiling point of the fluorinated ether used is preferably 200°C or lower, more preferably 180°C or lower. If the boiling point of the fluorinated ether is 200°C or lower, the fluorinated ether can be easily evaporated and removed by heating from the fluorinated resin film formed by applying the protective film-forming composition.

好ましい含フッ素エーテルの例として、1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロ-1-(2,2,2-トリフルオロエトキシ)プロパン、1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロ-1-(2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロポキシ)プロパン、1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロ-1-(2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ)プロパンまたは2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-1-(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)プロパン、1,1,1,2,2,3,3-ヘプタフルオロ-3-メトキシプロパン、メチルパーフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-2-(トリフルオロメチル)ペンタン、2-(トリフルオロメチル)-3-エトキシドデカフルオロヘキサン、(1,1,1,2,3,3-ヘキサヘキサフルオロプロポキシ)ペンタン、1,1,2,2-テトラフルオロエチル2,2,2-トリフルオロエチルエーテル、メトキシパーフルオロヘプテンを例示することができる。 Preferred examples of fluorine-containing ethers include 1,1,2,3,3,3-hexafluoro-1-(2,2,2-trifluoroethoxy)propane, 1,1,2,3,3,3-hexafluoro-1-(2,2,3,3,3-pentafluoropropoxy)propane, 1,1,2,3,3,3-hexafluoro-1-(2,2,3,3-tetrafluoropropoxy)propane, or 2,2,3,3,3-pentafluoro-1-(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)propane, 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoro Examples include 3-methoxypropane, methyl perfluorobutyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-2-(trifluoromethyl)pentane, 2-(trifluoromethyl)-3-ethoxydodecafluorohexane, (1,1,1,2,3,3-hexahexafluoropropoxy)pentane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl 2,2,2-trifluoroethyl ether, and methoxyperfluoroheptene.

好ましい沸点を有する含フッ素エーテルとしてはエチルノナフルオロブチルエーテル、メチルパーフルオロブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-2-(トリフルオロメチル)ペンタン、2-(トリフルオロメチル)-3-エトキシドデカフルオロヘキサン、(1,1,1,2,3,3-ヘキサヘキサフルオロプロポキシ)ペンタン等、1,1,2,2-テトラフルオロエチル2,2,2-トリフルオロエチルエーテル、メトキシパーフルオロヘプテンを例示することができる。 Examples of fluorinated ethers having preferred boiling points include ethyl nonafluorobutyl ether, methyl perfluorobutyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-2-(trifluoromethyl)pentane, 2-(trifluoromethyl)-3-ethoxydodecafluorohexane, (1,1,1,2,3,3-hexahexafluoropropoxy)pentane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl 2,2,2-trifluoroethyl ether, and methoxyperfluoroheptene.

また、スピンコート等の塗布方法で平坦に塗布できることから、フッ素系溶剤として含フッ素アルコールを使用することができる。特に、含フッ素アルコールの沸点は、保護膜形成用組成物を塗布する際の基板温度よりも高い必要があり、好ましくは基板温度より20℃以上、さらに好ましくは50℃以上高い。含フッ素アルコールの沸点が、保護膜形成用組成物を塗布する際の基板温度より低いと、塗布作業中に含フッ素脂肪族アルコールが急速に揮発し、形成されるフッ素系樹脂膜に十分な平坦性を得難い。また、用いられる含フッ素アルコールは、沸点が200℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは180℃以下である。含フッ素アルコールの沸点が200℃以下であると、保護膜形成用組成物を塗布形成したフッ素系樹脂膜から、加熱により含フッ素アルコールを蒸発除去しやすい。 Furthermore, since it can be applied evenly by application methods such as spin coating, fluorine-containing alcohols can be used as fluorine-based solvents. In particular, the boiling point of the fluorine-containing alcohol must be higher than the substrate temperature when the protective film-forming composition is applied, preferably at least 20°C higher than the substrate temperature, and more preferably at least 50°C higher. If the boiling point of the fluorine-containing alcohol is lower than the substrate temperature when the protective film-forming composition is applied, the fluorine-containing aliphatic alcohol will rapidly volatilize during the application process, making it difficult to achieve sufficient flatness in the fluorine-based resin film that is formed. Furthermore, the boiling point of the fluorine-containing alcohol used is preferably 200°C or lower, and more preferably 180°C or lower. If the boiling point of the fluorine-containing alcohol is 200°C or lower, the fluorine-containing alcohol can be easily evaporated and removed by heating from the fluorine-based resin film formed by applying the protective film-forming composition.

好ましい含フッ素アルコールの例として、1H,1H―トリフルオロエタノール、1H1H-ペンタフルオロプロパノール、1H,1H-へプタフルオロブタノール、2-(パーフルオロブチル)エタノール、3-(パーフルオロブチル)プロパノール、2-(パーフルオロヘキシル)エタノール、3-(パーフルオロヘキシル)プロパノール、1H,1H,3H-テトラフルオロプロパノール、1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール、1H,1H,7H-ドデカフルオロヘプタノール、2H-ヘキサフルオロ-2-プロパノール、1H,1H,3H-ヘキサフルオロブタノールを例示することができる。 Preferred examples of fluorine-containing alcohols include 1H,1H-trifluoroethanol, 1H1H-pentafluoropropanol, 1H,1H-heptafluorobutanol, 2-(perfluorobutyl)ethanol, 3-(perfluorobutyl)propanol, 2-(perfluorohexyl)ethanol, 3-(perfluorohexyl)propanol, 1H,1H,3H-tetrafluoropropanol, 1H,1H,5H-octafluoropentanol, 1H,1H,7H-dodecafluoroheptanol, 2H-hexafluoro-2-propanol, and 1H,1H,3H-hexafluorobutanol.

前記フッ素系溶剤は溶解性と半導体上にダメージなく塗布するために、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、エチルノナフルオロブチルエーテル、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-2-(トリフルオロメチル)ペンタン、2-(トリフルオロメチル)-3-エトキシドデカフルオロヘキサン、メトキシパーフルオロヘプテン、1H1H-ペンタフルオロプロパノール、1H,1H-へプタフルオロブタノール、2-(パーフルオロブチル)エタノール、1H,1H,3H-テトラフルオロプロパノール、1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール1H,1H,7H-ドデカフルオロヘプタノールが好ましく、より好ましくは1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-2-(トリフルオロメチル)ペンタン、メトキシパーフルオロヘプテン、1H,1H,3H-テトラフルオロプロパノール、1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール1H,1H,7H-ドデカフルオロヘプタノールが好ましい。 The above fluorine-based solvents are used in order to achieve solubility and to apply them to semiconductors without damaging them, and are generally selected from the following: 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorooctane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, ethyl nonafluorobutyl ether, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-2-(trifluoromethyl)pentane, 2-(trifluoromethyl)-3-ethoxydodecafluorohexane, methoxyperfluoroheptene, 1H1H-pentafluoropropanol, 1H,1H-heptafluorobutanol, 2-(perfluoro (perfluorobutyl)ethanol, 1H,1H,3H-tetrafluoropropanol, 1H,1H,5H-octafluoropentanol and 1H,1H,7H-dodecafluoroheptanol are preferred, and 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorooctane, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-2-(trifluoromethyl)pentane, methoxyperfluoroheptene, 1H,1H,3H-tetrafluoropropanol, 1H,1H,5H-octafluoropentanol and 1H,1H,7H-dodecafluoroheptanol are more preferred.

さらに、塗布した膜を平坦にするためにフッ素溶剤を2種類以上含んでいてもよく、好ましくは前記含フッ素炭化水素と前記含フッ素アルコール、または、前記含フッ素エーテルと前記含フッ素アルコールの混合溶剤が好ましい。 Furthermore, two or more types of fluorine solvents may be contained to flatten the applied film, and a mixed solvent of the fluorine-containing hydrocarbon and the fluorine-containing alcohol, or the fluorine-containing ether and the fluorine-containing alcohol, is preferred.

本発明のフッ素系樹脂とフッ素系溶剤の保護膜形成用組成物は、フッ素系樹脂を1wt%以上50wt%以下含み、かつ、前記のフッ素系溶剤を50wt%以上99wt%以下含むことが好ましく、より好ましくはフッ素系樹脂を1wt%以上30wt%以下含み、かつ、前記のフッ素系溶剤を70wt%以上99wt%以下含む保護膜形成用組成物である。 The protective film-forming composition of the present invention, which is made of a fluorine-based resin and a fluorine-based solvent, preferably contains 1 wt% to 50 wt% of the fluorine-based resin and 50 wt% to 99 wt% of the fluorine-based solvent, and more preferably contains 1 wt% to 30 wt% of the fluorine-based resin and 70 wt% to 99 wt% of the fluorine-based solvent.

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂における側鎖に光架橋性基を有するエチレン性不飽和単量体残基単位において、光架橋性基とは、紫外線、可視光などの光が作用することによって、官能基間で架橋構造を形成しうる官能基のことを指す。本発明のフッ素系樹脂は、上記の光架橋性基を樹脂の側鎖に含むことで光照射を受けた部位のみが選択的に不溶化する。光架橋性基としては、例えば、光二量化反応性基;メタクリロイル基、アクリロイル基、芳香族ビニル基、ビニルエーテル基などのラジカル反応性基;エポキシ基、オキセタン基などのカチオン反応性基が挙げられ、光ラジカル発生剤や光カチオン発生剤を用いる必要がなく、膜とした際に長期安定性に優れることから、光二量化反応性基が好ましい。 In the ethylenically unsaturated monomer residue units having a photocrosslinkable group in the side chain of the fluororesin contained in the protective film-forming composition of the present invention, the photocrosslinkable group refers to a functional group that can form a crosslinked structure between functional groups when exposed to light such as ultraviolet light or visible light. By including the above-mentioned photocrosslinkable group in the side chain of the resin, the fluororesin of the present invention selectively insolubilizes only the site exposed to light. Examples of photocrosslinkable groups include photodimerization-reactive groups; radical-reactive groups such as methacryloyl groups, acryloyl groups, aromatic vinyl groups, and vinyl ether groups; and cation-reactive groups such as epoxy groups and oxetane groups. Photodimerization-reactive groups are preferred because they do not require the use of a photoradical generator or photocation generator and provide excellent long-term stability when formed into a film.

光二量化反応性基としては、例えば、けい皮酸基、カルコン基、スチルベニル基、スチルバゾリル基、クマリニル基、アントラセニル基、ナフトキノニル基、アセナフチル基、マレイミジル基、フェニルシクロヘキセノニル基、テトラセニル基、ベンザゼピニル基、ナフタレノニル基等が挙げられる。これらのなかでも光架橋性、経済性が高く、官能基として導入のしやすいことから、下記一般式(5)、一般式(6)、一般式(7)、一般式(8)からなる群より選ばれる少なくとも一つの光二量化反応性基が好ましい。 Examples of photodimerization reactive groups include cinnamic acid groups, chalcone groups, stilbenyl groups, stilbazolyl groups, coumarinyl groups, anthracenyl groups, naphthoquinonyl groups, acenaphthyl groups, maleimidyl groups, phenylcyclohexenonyl groups, tetracenyl groups, benzazepinyl groups, and naphthalenonyl groups. Among these, at least one photodimerization reactive group selected from the group consisting of general formulas (5), (6), (7), and (8) below is preferred because of its high photocrosslinkability, economical efficiency, and ease of introduction as a functional group.

(式(5)中、Aは水素、ヒドロキシル基、アミノ基、C~Cのアルキル基、C~Cの1級または2級アルキルアミノ基、C~Cのアルコキシ基または単結合を示し、Aは同一または異なって、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基または単結合を表す。Bは同一または異なって水素またはC~Cのアルキル基、ハロゲン、シアノ基、アリール基を表す。但し、1つのAおよび5つのAのうち、ただ1つが単結合で他の置換基と結合していることを示すものとする。) (In formula (5), A 1 represents hydrogen, a hydroxyl group, an amino group, a C 1 to C 6 alkyl group, a C 1 to C 6 primary or secondary alkylamino group, a C 1 to C 6 alkoxy group, or a single bond; A 2 may be the same or different and represent hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, carboxyalkyl group, alkyl ether group, aryl ether group, C 1 to C 18 alkyl group, fluoroalkyl group, cycloalkyl group, or a single bond; B 1 may be the same or different and represent hydrogen, a C 1 to C 6 alkyl group, halogen, cyano group, or aryl group, provided that only one of one A 1 and five A 2 is bonded to another substituent via a single bond.)

(式(6)中、Aは同一または異なって、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基または単結合を表す。Bは同一または異なって水素またはC~Cのアルキル基、ハロゲン、シアノ基、アリール基を表す。Lは存在しないかカルボニル基を表す。但し、10個のAのうち、ただ1つが単結合で他の置換基と結合していることを示すものとする。) (In formula (6), A3s are the same or different and represent hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, carboxyalkyl group, alkyl ether group, aryl ether group, C1 to C18 alkyl group, fluoroalkyl group, cycloalkyl group, or a single bond. B2s are the same or different and represent hydrogen, C1 to C6 alkyl group, halogen, cyano group, or aryl group. L is absent or represents a carbonyl group, provided that only one of the ten A3s is bonded to another substituent via a single bond.)

(式(7)中、Aは同一または異なって、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基または単結合を表す。Bは同一または異なって水素またはC~Cのアルキル基、ハロゲン、シアノ基、アリール基を表す。但し、4つのAのうち、ただ1つが単結合で他の置換基と結合していることを示すものとする。) (In formula (7), A 4 's may be the same or different and represent hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, carboxyalkyl group, alkyl ether group, aryl ether group, C 1 to C 18 alkyl group, fluoroalkyl group, cycloalkyl group, or a single bond. B 3 's may be the same or different and represent hydrogen, C 1 to C 6 alkyl group, halogen, cyano group, or aryl group, provided that only one of the four A 4's is bonded to another substituent via a single bond.)

(式(8)中、Aは同一または異なって、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基または単結合を表す。但し、10個のAのうち、ただ1つが単結合で他の置換基と結合していることを示すものとする。) (In formula (8), A5 may be the same or different and represent hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, carboxyalkyl group, alkyl ether group, aryl ether group, C1 to C18 alkyl group, fluoroalkyl group, cycloalkyl group, or a single bond, provided that only one of the ten A5 is bonded to another substituent via a single bond.)

具体的な式(5)で表される基としては、例えば、以下のものが挙げられる。式中、*は側鎖と結合する部分である。 Specific examples of groups represented by formula (5) include the following. In the formula, * represents the moiety that bonds to the side chain.

具体的な式(6)で表される基としては、例えば、以下のものが挙げられる。 Specific examples of groups represented by formula (6) include the following:

具体的な式(7)で表される基としては、例えば、以下のものが挙げられる。 Specific examples of groups represented by formula (7) include the following:

具体的な式(8)で表される光二量化反応性基としては、例えば、以下のものが挙げられる。 Specific examples of photodimerization reactive groups represented by formula (8) include the following:

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂におけるアクリル系樹脂残基単位は、側鎖に式(5)で表される基を有することが好ましい。そして、残基単位の原料となる単量体がより容易に合成が可能となることから、式(5)で表される残基単位は、下記式(9)で表される残基単位であることが好ましい。 The acrylic resin residue unit in the fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention preferably has a group represented by formula (5) in its side chain. Furthermore, since this makes it easier to synthesize the monomer that serves as the raw material for the residue unit, the residue unit represented by formula (5) is preferably a residue unit represented by the following formula (9).

(式(9)中、Rは水素原子またはメチル基のいずれかを表す。Bは同一または異なって、水素、C~Cのアルキル基、ハロゲン、シアノ基、またはアリール基を表す。Dは同一または異なって、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、またはシクロアルキル基を表す。Mはハロゲンまたはアリールエーテル基を表す。) (In formula (9), R1 represents a hydrogen atom or a methyl group; B4 may be the same or different and represent a hydrogen atom, a C1 - C6 alkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an aryl group; D may be the same or different and represent a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyalkyl group, an alkyl ether group, an aryl ether group, a C1 - C18 alkyl group, a fluoroalkyl group, or a cycloalkyl group; and M represents a halogen atom or an aryl ether group.)

式(9)中、Rは水素原子またはメチル基のいずれかを表し、好ましくはメチル基である。 In formula (9), R 1 represents either a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a methyl group.

式(9)中、Bは同一または異なって、水素原子、C~Cのアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、またはアリール基からなる群の1種を表し、好ましくは水素原子またはC~Cのアルキル基のいずれかであり、さらに好ましくは水素原子である。 In formula (9), B4 may be the same or different and represents one member of the group consisting of a hydrogen atom, a C1 - C6 alkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an aryl group, and is preferably either a hydrogen atom or a C1 - C6 alkyl group, and more preferably a hydrogen atom.

式(9)中、Dは同一または異なって、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、またはシクロアルキル基からなる群の1種を表し、好ましくは水素原子またはC~C18のアルキル基のいずれかであり、さらに好ましくは水素原子である。 In formula (9), D's may be the same or different and represent one of the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyalkyl group, an alkyl ether group, an aryl ether group, a C1 - C18 alkyl group, a fluoroalkyl group, or a cycloalkyl group, and are preferably either a hydrogen atom or a C1 - C18 alkyl group, and more preferably a hydrogen atom.

式(9)中、Mはハロゲン原子またはアリールエーテル基のいずれかを表し、好ましくはハロゲン原子である。 In formula (9), M represents either a halogen atom or an aryl ether group, preferably a halogen atom.

本発明の保護膜形成用組成物は光増感剤を含んでもよい。ここで光架橋性基の架橋反応を促進させるものであれば良い。光増感剤を含む場合、本発明のフッ素樹脂と光増感剤との保護膜形成用組成物であってもよく、また、前述した本発明の溶液にさらに光増感剤を含んでいてもよい。 The protective film-forming composition of the present invention may contain a photosensitizer. Any photosensitizer may be used as long as it promotes the crosslinking reaction of the photocrosslinkable groups. When a photosensitizer is contained, the protective film-forming composition may be a composition containing the fluororesin of the present invention and the photosensitizer, or the solution of the present invention described above may further contain a photosensitizer.

光増感剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエ─テル、ベンゾインイソプロピルエ─テル、ベンゾインイソブチルエ─テルなどのアシロイン類;アントラキノン、2─メチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、1─クロロアントラキノン、シクロヘキサノンなどのカルボニル類;ジアセチル、ベンジルなどのジケトン類;ジフェニルモノサルファイド、ジフェニルジサルファイド、テトラメチルチウラムジサルファイドなどの有機サルファイド類;アセトフェノン、ベンゾフェノン、4,4’─ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’─ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、o─メトキシベンゾフェノン、2,4,6─トリメトキシベンゾフエノンなどのフェノン類;p─トルエンスルホニルクロライド、I─ナフタレンスルホニルクロライド、1,3─ベンゼンスルホニルクロライド、2,4─ジニトロベンゼンスルホニルブロマイド、p─アセトアミドベンゼンスルホニルクロライドなどのスルホニルハライド類;5-ニトロフルオレン、5-ニトロアセナフテン、N-アセチル-4-ニトロ-1-ナフチルアミン、ビクラミド等の芳香族ニトロ化合物類;7-ジエチルアミノ-3-テノイルクマリン、3,3′―カルボニルビス(7―ジエチルアミノクマリン)などのクマリン類;四塩化炭素、ヘキサブロモエタン、1,1,2,2─テトラブロモエタンなどのハロゲン化炭化水素類;ジアゾメタン、アブビスイソブチロニトリル、ヒドラジン、トリメチルベンジルアンモニウムクロライドなどの窒素誘導体;エチオニン、チオニン、メチレンブル─などの色素類などがあげられる。光増感剤を添加することでより低露光量で本発明のフッ素系樹脂を架橋(不溶化)することができる。また、該増感剤は必要に応じて2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of photosensitizers include acyloins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether; carbonyls such as anthraquinone, 2-methylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, and cyclohexanone; diketones such as diacetyl and benzil; organic sulfides such as diphenyl monosulfide, diphenyl disulfide, and tetramethylthiuram disulfide; phenones such as acetophenone, benzophenone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, o-methoxybenzophenone, and 2,4,6-trimethoxybenzophenone; p-toluenesulfonyl chloride, 1-naphthalene Examples of suitable photosensitizers include sulfonyl halides such as sulfonyl chloride, 1,3-benzenesulfonyl chloride, 2,4-dinitrobenzenesulfonyl bromide, and p-acetamidobenzenesulfonyl chloride; aromatic nitro compounds such as 5-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, and biclamide; coumarins such as 7-diethylamino-3-thenoylcoumarin and 3,3'-carbonylbis(7-diethylaminocoumarin); halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, hexabromoethane, and 1,1,2,2-tetrabromoethane; nitrogen derivatives such as diazomethane, bisisobutyronitrile, hydrazine, and trimethylbenzylammonium chloride; and dyes such as ethionine, thionine, and methylene blue. The addition of a photosensitizer enables crosslinking (insolubilization) of the fluororesin of the present invention at lower exposure doses. Two or more types of such sensitizers can be used in combination as needed.

本発明の保護膜形成用組成物がさらに光増感剤を含む場合、フッ素系樹脂を1wt%以上50wt%以下、フッ素系溶剤を50wt%以上99wt%以下、増感剤を0.001wt%以上5wt%以下含むことが好ましく、フッ素系樹脂を1wt%以上30wt%以下、フッ素系溶剤を70wt%以上99wt%以下、増感剤を0.01wt%以上3wt%以下含むことが好ましい。 When the protective film-forming composition of the present invention further contains a photosensitizer, it preferably contains 1 wt% to 50 wt% of a fluorine-based resin, 50 wt% to 99 wt% of a fluorine-based solvent, and 0.001 wt% to 5 wt% of a sensitizer, and more preferably contains 1 wt% to 30 wt% of a fluorine-based resin, 70 wt% to 99 wt% of a fluorine-based solvent, and 0.01 wt% to 3 wt% of a sensitizer.

以下に本発明の一態様であるフッ素系樹脂で構成されるパターンについて説明する。 The following describes a pattern made of fluorine-based resin, which is one aspect of the present invention.

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂はパターンを形成することができる。 The fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention can form a pattern.

まず、本発明の保護膜形成用組成物を用いたパターン形成方法について説明する。 First, we will explain the pattern formation method using the protective film-forming composition of the present invention.

最初に、公知の塗膜形成方法によって、基材の表面にフッ素系樹脂の塗膜を形成する。
基材としては、例えば、各種ガラス板;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン;ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリイミドの熱可塑性プラスチックシート;エポキシ樹脂;ポリエステル樹脂;ポリ(メタ)アクリル樹脂等の熱硬化性プラスチックシート等を挙げることができる。
First, a coating film of a fluorine-based resin is formed on the surface of a substrate by a known coating film forming method.
Examples of the substrate include various glass plates; polyesters such as polyethylene terephthalate; polyolefins such as polypropylene and polyethylene; thermoplastic plastic sheets such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, polysulfone, and polyimide; epoxy resins; polyester resins; and thermosetting plastic sheets such as poly(meth)acrylic resins.

塗膜の形成方法としては、例えば、スピンコーティング、ドロップキャスト、ディップコーティング、ドクターブレードコーティング、パッド印刷、スキージコート、ロールコーティング、ロッドバーコーティング、エアナイフコーティング、ワイヤーバーコーティング、フローコーティング、グラビア印刷、フレキソ印刷、スーパーフレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、凸版反転印刷、反転オフセット印刷、付着力コントラスト印刷等を用いることが出来る。 Methods for forming the coating film include, for example, spin coating, drop casting, dip coating, doctor blade coating, pad printing, squeegee coating, roll coating, rod bar coating, air knife coating, wire bar coating, flow coating, gravure printing, flexographic printing, superflexographic printing, screen printing, inkjet printing, letterpress reverse printing, reverse offset printing, and adhesion contrast printing.

次に、塗膜は乾燥される。乾燥することによって、溶剤が揮発し、粘着性のない塗膜が得られる。乾燥条件は、用いる溶剤の沸点や配合割合などによっても異なるが、好ましくは50~150℃、10~2000秒間程度の幅広い範囲で使用できる。 Next, the coating is dried. This process evaporates the solvent, resulting in a non-sticky coating. Drying conditions vary depending on the boiling point and blend ratio of the solvent used, but a wide range of temperatures, preferably 50 to 150°C and 10 to 2000 seconds, can be used.

塗膜形成時に、印刷手法を用いて所定のパターンを形成した際は、露光を行うことでパターンが光架橋し、固定化され、パターンを形成できる。 When forming a coating film using a printing method to create a desired pattern, exposure to light causes the pattern to undergo photocrosslinking and become fixed, forming the pattern.

一方、塗膜形成時にパターンを形成しなかった場合は、フォトリソグラフィ技術を用いて、塗膜に所定パターンを形成できる。フォトリソグラフィ技術を用いる場合、まず、乾燥された塗膜に所定パターンのマスクを介して露光し、光架橋させる。 On the other hand, if no pattern is formed when the coating film is formed, a desired pattern can be formed in the coating film using photolithography technology. When using photolithography technology, the dried coating film is first exposed to light through a mask with the desired pattern, causing photocrosslinking.

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂を光架橋により硬化させる際、紫外線、可視光等の放射線が用いられ、例えば、波長245~435nmの紫外線が例示される。照射量は樹脂の組成により適宜変更されるが、例えば、10~5000mJ/cmが挙げられ、架橋度の低下を防止し、かつ、プロセスの短時間化による経済性の向上のため、好ましくは100~4000mJ/cmである。具体的な光照射装置または光源としては、例えば、殺菌灯、紫外線用蛍光灯、カーボンアーク、キセノンランプ、複写用高圧水銀灯、中圧又は高圧水銀灯、超高圧水銀灯、無電極ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。 When the fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention is cured by photocrosslinking, radiation such as ultraviolet light or visible light is used, for example, ultraviolet light with a wavelength of 245 to 435 nm. The irradiation dose varies depending on the resin composition, but may be, for example, 10 to 5000 mJ/ cm². To prevent a decrease in the degree of crosslinking and improve economic efficiency by shortening the process time, the irradiation dose is preferably 100 to 4000 mJ/ cm² . Specific examples of light irradiation devices or light sources include germicidal lamps, ultraviolet fluorescent lamps, carbon arcs, xenon lamps, high-pressure mercury lamps for copying, medium- or high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, electrodeless lamps, and metal halide lamps.

紫外線の照射は通常大気中で行うが、必要に応じて不活性ガス中、または一定量の不活性ガス気流下で行うことも出来る。必要に応じて前記の光増感剤を添加して光架橋反応を促進させることも出来る。その後、現像液により現像し、未露光部分を除去する。現像液としては、未硬化のフッ素系樹脂が溶解する溶剤であれば如何なるものでもよく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤;ジオキサン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤等を用いることができる。 Ultraviolet irradiation is usually carried out in the atmosphere, but can also be carried out in an inert gas atmosphere or in a stream of a certain amount of inert gas if necessary. If necessary, the photo-crosslinking reaction can be accelerated by adding the aforementioned photosensitizer. The unexposed areas are then removed by development using a developer. Any solvent that dissolves uncured fluororesin can be used as the developer, including, for example, aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene; ether-based solvents such as dioxane, diethyl ether, tetrahydrofuran, and diethylene glycol dimethyl ether; ketone-based solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; and ester-based solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isopropyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate.

現像時間は、30~300秒間が好ましい。また現像方法は液盛り法、ディッピング法などのいずれでもよい。現像後、溶剤で洗浄を行い、圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、基材上の溶剤を除去する。続いて、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置により、好ましくは40~150℃で、5~90分間加熱処理をすることによって、パターンが形成される。 The development time is preferably 30 to 300 seconds. The development method may be either the puddle method or the dipping method. After development, the substrate is washed with a solvent and air-dried with compressed air or compressed nitrogen to remove the solvent from the substrate. The substrate is then heated using a heating device such as a hot plate or oven, preferably at 40 to 150°C for 5 to 90 minutes, to form a pattern.

上記のフォトリソグラフィ工程を経て画素パターンを形成させた後、画素内の基材表面の汚れを除去してもよい。例えば、低圧水銀灯やエキシマUV等の短波長紫外線の照射や、光アッシング処理等により基材表面を洗浄することが挙げられる。光アッシング処理とはオゾンガス存在下、短波長紫外線を照射する処理である。前記短波長紫外線とは、100~300nmの波長にメインピークを有する光である。 After forming a pixel pattern through the above photolithography process, dirt on the substrate surface within the pixels may be removed. For example, the substrate surface may be cleaned by irradiating it with short-wavelength ultraviolet light such as a low-pressure mercury lamp or excimer UV, or by photo-ashing. Photo-ashing is a process in which short-wavelength ultraviolet light is irradiated in the presence of ozone gas. The short-wavelength ultraviolet light is light with a main peak at wavelengths between 100 and 300 nm.

このように、本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂は、それ自体はフッ素系溶剤または有機溶剤に可溶であり、光照射により、側鎖に有する光架橋性基が架橋され硬化し、フッ素系溶剤または有機溶剤に不溶化する。この性質を利用し、本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂を光照射により架橋した際に、フッ素系溶剤または有機溶剤によって光の照射されていない部分が除去されるネガ型レジストとして使用できる。 As such, the fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention is itself soluble in fluorine-based solvents or organic solvents, and upon irradiation with light, the photocrosslinkable groups in the side chains crosslink and harden, rendering the composition insoluble in fluorine-based solvents or organic solvents. By utilizing this property, the fluorine-based resin contained in the protective film-forming composition of the present invention can be used as a negative resist in which, when crosslinked by light irradiation, the non-irradiated portions are removed by the fluorine-based solvent or organic solvent.

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂をパターニングした後、フッ素系樹脂が架橋して残っている部分(パターン外部)は有機溶剤の濡れ広がりを避けるため、有機溶剤に対する接触角は50°以上であることが好ましい。 After patterning the fluororesin contained in the protective film-forming composition of the present invention, the contact angle of the remaining crosslinked fluororesin (outside the pattern) with respect to the organic solvent is preferably 50° or greater to prevent the organic solvent from wetting and spreading.

本発明の保護膜形成用組成物が含むフッ素系樹脂は、優れた撥液特性を有し、有機トランジスタ素子、カラーフィルター、有機EL素子を製造する際のパターン材料に用いることができる。また、本発明のフッ素樹脂は前記の有機トランジスタ素子、カラーフィルター、有機EL素子を含む電子バイスに用いることができる。 The fluororesin contained in the protective film-forming composition of the present invention has excellent liquid-repellent properties and can be used as a pattern material when manufacturing organic transistor elements, color filters, and organic EL elements. The fluororesin of the present invention can also be used in electronic devices including the aforementioned organic transistor elements, color filters, and organic EL elements.

以下に本発明の一態様である電子デバイスについて詳細に説明する。 The electronic device, which is one aspect of the present invention, is described in detail below.

本発明の保護膜形成用組成物は、電子デバイスに使用できる。電子デバイスとして、有機半導体へのダメージが少ないことから有機トランジスタを挙げることができる。 The protective film-forming composition of the present invention can be used in electronic devices. Examples of electronic devices include organic transistors, as they cause less damage to organic semiconductors.

本発明の保護膜形成用組成物を有機トランジスタに用いるとき、該有機トランジスタは、基板上にゲート絶縁層を有し、更にこのゲート絶縁層の上に有機半導体層を成膜し、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を付設することにより得られる。 When the protective film-forming composition of the present invention is used in an organic transistor, the organic transistor has a gate insulating layer on a substrate, and is obtained by further depositing an organic semiconductor layer on this gate insulating layer, followed by the addition of a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode.

本発明の有機トランジスタは図1に示すボトムゲート-トップコンタクト型(A)、ボトムゲート-ボトムコンタクト型(B)、トップゲート-トップコンタクト型(C)、トップゲート-ボトムコンタクト型(D)のいずれの素子構造でもよい。ここで、1は有機半導体層、2は基板、3はゲート電極、4はゲート絶縁層、5はソース電極、6はドレイン電極を示す。 The organic transistor of the present invention may have any of the following device structures shown in Figure 1: bottom gate-top contact type (A), bottom gate-bottom contact type (B), top gate-top contact type (C), or top gate-bottom contact type (D). Here, 1 represents the organic semiconductor layer, 2 represents the substrate, 3 represents the gate electrode, 4 represents the gate insulating layer, 5 represents the source electrode, and 6 represents the drain electrode.

該有機トランジスタにおいて、用いることが出来る基材は素子を作製できる十分な平坦性を確保できれば特に制限されず、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、ハイドープシリコン、酸化シリコン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物等の無機材料基板;プラスチック;金、銅、クロム、チタン、アルミニウム等の金属;セラミックス;コート紙;表面コート不織布等が挙げられ、これらの材料からなる複合材料又はこれらの材料を多層化した材料であっても良い。また、表面張力を調整するため、これらの材料表面をコーティングすることも出来る。 The substrate that can be used in this organic transistor is not particularly limited as long as it can ensure sufficient flatness for fabricating the device. Examples include inorganic material substrates such as glass, quartz, aluminum oxide, highly doped silicon, silicon oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, and indium tin oxide; plastics; metals such as gold, copper, chromium, titanium, and aluminum; ceramics; coated paper; and surface-coated nonwoven fabric. Composite materials made from these materials or multilayered materials made from these materials are also acceptable. Furthermore, the surfaces of these materials can be coated to adjust the surface tension.

基材として用いるプラスチックとしては、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、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリメチルペンテン-1、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、フッ素化環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリ(ジイソプロピルマレエート)、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、スチレンブロック共重合体等が例示される。また、上記のプラスチックを2種以上用いて積層して基材として用いることができる。 Examples of plastics that can be used as the substrate include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, polycarbonate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polymethylpentene-1, polypropylene, cyclic polyolefins, fluorinated cyclic polyolefins, polystyrene, polyimide, polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, poly(diisopropyl fumarate), poly(diethyl fumarate), poly(diisopropyl maleate), polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, polyester elastomers, polyurethane elastomers, polyolefin elastomers, polyamide elastomers, and styrene block copolymers. Furthermore, two or more of the above plastics can be laminated together and used as the substrate.

本発明の保護膜形成用組成物は有機半導体上に塗布した際、有機半導体膜を溶解または膨潤し浸すことがないので、有機半導体膜上に上へ湿式成膜し塗膜を形成できる。且つ当該フッ素樹脂膜は、フォトリソグラフィ、印刷またはインプリントを用いてパターン加工し、次いで有機半導体膜をウエットエッチングする際、炭化水素系溶剤または芳香族系溶剤等のエッチャントに浸されることなく有機半導体膜をパターン加工することができる。 When the protective film-forming composition of the present invention is applied to an organic semiconductor, it does not dissolve or swell the organic semiconductor film, so a coating film can be formed by wet deposition on top of the organic semiconductor film. Furthermore, this fluororesin film can be patterned using photolithography, printing, or imprinting, and then when wet etching the organic semiconductor film, the organic semiconductor film can be patterned without being immersed in an etchant such as a hydrocarbon solvent or aromatic solvent.

本発明の保護膜形成用組成物は水および有機溶剤敏感性である有機半導体または有機発光材料上に塗布できるので、これらの材料を水および有機溶剤から保護する保護層として使用できる。 The protective film-forming composition of the present invention can be applied to organic semiconductor or organic light-emitting materials that are sensitive to water and organic solvents, and can therefore be used as a protective layer to protect these materials from water and organic solvents.

本発明で用いることが出来る有機半導体には何ら制限はなく、N型およびP型の有機半導体の何れも使用することができ、N型とP型を組み合わせたバイポーラトランジスタとしても使用できる。また、低分子および高分子の有機半導体の何れも用いることができ、これらを混合して使用することも出来る。具体的な化合物としては、例えば式(F-1)~(F-11)等が例示される。 There are no limitations on the organic semiconductors that can be used in the present invention; both N-type and P-type organic semiconductors can be used, and bipolar transistors that combine N-type and P-type can also be used. In addition, both low-molecular-weight and high-molecular-weight organic semiconductors can be used, and they can also be mixed and used. Specific examples of compounds include those represented by formulas (F-1) to (F-11).

本発明において、有機半導体層を形成する方法としては、有機半導体を真空蒸着する方法、または有機半導体を有機溶剤に溶解させて塗布、印刷する方法等が例示されるが、有機半導体層の薄膜を形成出来る方法であれば何らの制限もない。有機半導体層を有機溶剤に溶解させた溶液を用いて塗布、または印刷する場合の溶液濃度は有機半導体の構造および用いる溶剤により異なるが、より均一な半導体層の形成および層の厚みの低減の観点から、0.5%~5重量%であることが好ましい。この際の有機溶剤としては有機半導体が製膜可能な一定の濃度で溶解する限り何ら制限はなく、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、デカリン、インダン、1-メチルナフタレン、2-エチルナフタレン、1,4-ジメチルナフタレン、ジメチルナフタレン異性体混合物、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、テトラリン、オクチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,4-ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、γ-ブチロラクトン、1,3-ブチレングリコール、エチレングリコール、ベンジルアルコール、グリセリン、シクロヘキサノールアセテート、3-メトキシブチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アニソール、シクロヘキサノン、メシチレン、3-メトキシブチルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、エチルアセテート、フェニルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル-N-プロピルエーテル、テトラデカヒドロフェナントレン、1,2,3,4,5,6,7,8-オクタヒドロフェナントレン、デカヒドロ-2-ナフトール、1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフトール、α-テルピネオール、イソホロントリアセチンデカヒドロ-2-ナフトール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、2,6-ジメチルアニソール、1,2-ジメチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、1-ベンゾチオフェン、3-メチルベンゾチオフェン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン、ジオキサン、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトフェノン、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、リモネン等が例示されるが、好ましい性状の結晶膜を得るためには有機半導体の溶解力が高く、沸点が100℃以上の溶剤が適しており、キシレン、イソプロピルベンゼン、アニソール、シクロヘキサノン、メシチレン、1,2-ジクロロベンゼン、3,4-ジメチルアニソール、ペンチルベンゼン、テトラリン、シクロヘキシルベンゼン、デカヒドロ-2-ナフトールが好ましい。また、前述の溶剤2種以上を適切な割合で混合した混合溶剤も用いることが出来る。 In the present invention, examples of methods for forming an organic semiconductor layer include vacuum deposition of an organic semiconductor, or dissolving an organic semiconductor in an organic solvent and coating or printing it, but there are no limitations on the method as long as it can form a thin film of an organic semiconductor layer. When coating or printing using a solution in which the organic semiconductor layer is dissolved in an organic solvent, the solution concentration varies depending on the structure of the organic semiconductor and the solvent used, but from the perspective of forming a more uniform semiconductor layer and reducing the layer thickness, it is preferably 0.5% to 5% by weight. The organic solvent used in this case is not limited as long as it dissolves the organic semiconductor at a certain concentration that allows film formation, and examples thereof include hexane, heptane, octane, decane, dodecane, tetradecane, hexadecane, decalin, indane, 1-methylnaphthalene, 2-ethylnaphthalene, 1,4-dimethylnaphthalene, a mixture of dimethylnaphthalene isomers, toluene, xylene, ethylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, mesitylene, isopropylbenzene, pentylbenzene, hexylbenzene, tetralin, octylbenzene, cyclohexylbenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, trichlorobenzene, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, γ-butylbenzene, 1,2-butylbenzene, 1,4 ... Tyrolactone, 1,3-butylene glycol, ethylene glycol, benzyl alcohol, glycerin, cyclohexanol acetate, 3-methoxybutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, anisole, cyclohexanone, mesitylene, 3-methoxybutyl acetate, cyclohexanol acetate, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,6-hexanediol diacetate, 1,3-butylene Glycol diacetate, 1,4-butanediol diacetate, ethyl acetate, phenyl acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol methyl-N-propyl ether, tetradecahydrophenanthrene, 1,2,3,4,5,6,7,8-octahydrophenanthrene, decahydro-2-naphthol, 1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthol, α-terpineol, isophorone triacetin decahydro-2-naphthol, dipropylene glycol dimethyl ether, 2,6-dimethylanisole, 1,2-dimethylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, 1-benzothiophene, 3-methylbenzothiophene, 1,2-dic Examples of suitable solvents include chloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, chloroform, dichloromethane, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane, dioxane, cyclohexanone, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone, acetophenone, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and limonene. However, to obtain a crystal film with desirable properties, a solvent with a high dissolving power for organic semiconductors and a boiling point of 100°C or higher is suitable, and xylene, isopropylbenzene, anisole, cyclohexanone, mesitylene, 1,2-dichlorobenzene, 3,4-dimethylanisole, pentylbenzene, tetralin, cyclohexylbenzene, and decahydro-2-naphthol are preferred. Mixed solvents containing two or more of the above solvents in appropriate ratios can also be used.

有機半導体層には必要に応じて各種有機・無機の高分子若しくはオリゴマー、又は有機・無機ナノ粒子を固体若しくは、ナノ粒子を水若しくは有機溶剤に分散させた分散液として添加でき、上記絶縁層上に高分子溶液を塗布して保護膜を形成出来る。更に、必要に応じて本保護膜上に各種防湿コーティング、耐光性コーティング等を行うことが出来る。 If necessary, various organic and inorganic polymers or oligomers, or organic and inorganic nanoparticles can be added to the organic semiconductor layer as a solid or as a dispersion of nanoparticles in water or an organic solvent, and a protective film can be formed by applying the polymer solution to the insulating layer. Furthermore, various moisture-proof coatings, light-resistant coatings, etc. can be applied to this protective film as needed.

本発明で用いることが出来るゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極としては、アルミニウム、金、銀、銅、ハイドープシリコン、ポリシリコン、シリサイド、スズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、クロム、白金、チタン、タンタル、グラフェン、カーボンナノチューブ等の無機電極、又はドープされた導電性高分子(例えば、PEDOT-PSS)等の有機電極等の導電性材料が例示され、これらの導電性材料を複数、積層して用いることもできる。また、キャリアの注入効率を上げるために、これらの電極に表面処理剤を用いて表面処理を実施することもできる。このような表面処理剤としては、例えば、ベンゼンチオール、ペンタフルオロベンゼンチオール等を挙げることができる。 Examples of gate electrodes, source electrodes, or drain electrodes that can be used in the present invention include conductive materials such as inorganic electrodes made of aluminum, gold, silver, copper, highly doped silicon, polysilicon, silicide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, chromium, platinum, titanium, tantalum, graphene, and carbon nanotubes, as well as organic electrodes made of doped conductive polymers (e.g., PEDOT-PSS). Multiple layers of these conductive materials can also be stacked. Furthermore, to increase carrier injection efficiency, these electrodes can be surface-treated using a surface treatment agent. Examples of such surface treatment agents include benzenethiol and pentafluorobenzenethiol.

また、前記の基材、絶縁層または有機半導体層の上に電極を形成する方法に特に制限はなく、蒸着、高周波スパッタリング、電子ビームスパッタリング等が挙げられ、前記導電性材料のナノ粒子を水又は有機溶剤に溶解させたインクを用いて、溶液スピンコート、ドロップキャスト、ディップコート、ドクターブレード、ダイコート、パッド印刷、ロールコーティング、グラビア印刷、フレキソ印刷、スーパーフレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、凸版反転印刷等の方法を採用することも出来る。 In addition, there are no particular limitations on the method for forming an electrode on the substrate, insulating layer, or organic semiconductor layer, and examples include vapor deposition, high-frequency sputtering, and electron beam sputtering. It is also possible to use ink in which nanoparticles of the conductive material are dissolved in water or an organic solvent, and methods such as solution spin coating, drop casting, dip coating, doctor blade coating, die coating, pad printing, roll coating, gravure printing, flexographic printing, superflexographic printing, screen printing, inkjet printing, and letterpress reverse printing can also be used.

本発明の有機トランジスタは、有機トランジスタ素子の実用性の観点から、移動度が0.20cm/Vs以上であることが好ましい。 From the viewpoint of practicality of the organic transistor element, the organic transistor of the present invention preferably has a mobility of 0.20 cm 2 /Vs or more.

本発明の有機トランジスタは、有機トランジスタ素子の実用性の観点から、オン電流/オフ電流比が10以上であることが好ましい。 In view of the practicality of the organic transistor element, the organic transistor of the present invention preferably has an on-current/off-current ratio of 10 5 or more.

本発明の有機トランジスタは、有機トランジスタ素子の実用性の観点から、ソース・ドレイン間電流のヒステリシスが無いことが好ましい。 From the viewpoint of practicality of the organic transistor element, it is preferable that the organic transistor of the present invention has no hysteresis in the source-drain current.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない
実施例において、樹脂の組成、スピンコート、膜厚測定、UV照射、光架橋(硬化)性の評価方法、パターン形成については、以下に示す条件・装置で実施した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, the resin composition, spin coating, film thickness measurement, UV irradiation, evaluation method of photocrosslinking (curing) property, and pattern formation were carried out under the conditions and with the apparatus shown below.

<フッ素系樹脂の組成>
核磁気共鳴測定装置(日本電子製、商品名JNM-ECZ400S)を用い、プロトン核磁気共鳴分光(H-NMR)スペクトル分析より求めた。
<フッ素系溶剤への溶解性>
前記フッ素系樹脂と、比較例のための樹脂を各フッ素溶剤に10wt%となるように加えて100℃まで加熱しながら混合し、常温まで温度を下げて不溶解分または析出分があるかを目視にて確認した。以下、「溶解性評価」という。
<スピンコート>
ミカサ株式会社製MS―A100を用いた。
<平坦性>
後述するフッ素系樹脂を各フッ素溶剤に10wt%なるように調整して、洗浄、乾燥した30×30mmのガラス基材(コーニング社製EagleXG)上に500rpm5秒→1000rpm20秒の条件でスピンコートし、90℃で1分間乾燥後、レーザーテック社製レーザーマイクロスコープ、OPTELICS(登録商標) HYBRIDでスピンコートした膜の表面を確認した。以下、「平坦性評価」という。
<膜厚測定>
ブルカー社製DektakXTスタイラスプロファイラーを用いて測定した。
<UV照射>
ウシオライティング(株)製UVマスクアライナ、UPE-1605MAを用い、UV強度13.0mW/cmの条件で、搬送速度を変えてUV照射時間を調整した。
<光架橋(硬化)性の評価方法>
洗浄、乾燥した30×30mmのガラス基材(コーニング社製EagleXG)上に、スピンコータ―を用いてフッ素系樹脂または保護膜形成用組成物の溶液を乾燥後の膜厚が2000nm以上となるようにスピンコート製膜し、十分に乾燥させた。このフッ素系樹脂に500mJ/cmの紫外線を照射して保護膜形成用組成物膜を光架橋した。この膜の厚みをブルカー社製DektakXTスタイラスプロファイラーにより測定し、Tとした。次に、この光架橋した保護膜形成用組成物膜がコーティングされたガラス板を保護膜形成用組成物の良溶剤であるAE-3000(AGC社製)に1分浸漬後、取り出してホットプレート用いて100℃で1分乾燥した後の膜厚を測定してTとした。これらの膜厚測定値を用いて、残膜率(R)を下記の式により算出した。
R=T/T×100(%)
残膜率が残膜率95%以上を架橋の判断基準として、光架橋(硬化)性を評価した。以下、「光架橋性評価」という)。また、残膜率95%以上に達する紫外線を照射が低いほど光架橋性が高い(早い)ことを示す。
<Fluorine-based resin composition>
The values were determined by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H-NMR) spectrum analysis using a nuclear magnetic resonance analyzer (manufactured by JEOL Ltd., trade name JNM-ECZ400S).
<Solubility in fluorinated solvents>
The fluororesin and the resin for the comparative example were added to each fluorosolvent so as to be 10 wt %, and mixed while heating to 100°C. The temperature was then lowered to room temperature, and the presence of insoluble or precipitated matter was visually confirmed. This is hereinafter referred to as "solubility evaluation."
<Spin coating>
MS-A100 manufactured by Mikasa Co., Ltd. was used.
<Flatness>
The fluorine-based resin described below was adjusted to 10 wt % in each fluorine solvent, and spin-coated onto a cleaned and dried 30 x 30 mm2 glass substrate (Eagle XG manufactured by Corning Incorporated) at 500 rpm for 5 seconds, then 1000 rpm for 20 seconds. After drying at 90°C for 1 minute, the surface of the spin-coated film was confirmed using a laser microscope, OPTELICS (registered trademark) HYBRID manufactured by Lasertec Corporation. Hereinafter, this will be referred to as "flatness evaluation."
<Film thickness measurement>
Measurements were made using a DektakXT stylus profiler manufactured by Bruker.
<UV irradiation>
A UV mask aligner UPE-1605MA manufactured by Ushio Lighting Inc. was used, and the UV irradiation time was adjusted by changing the conveying speed under the condition of a UV intensity of 13.0 mW/cm 2 .
<Method for evaluating photocrosslinking (curing) properties>
A solution of a fluororesin or a protective film-forming composition was spin-coated onto a cleaned and dried 30 x 30 mm² glass substrate (Corning EagleXG) using a spin coater to form a film with a dry thickness of 2000 nm or more, and the resulting film was thoroughly dried. The fluororesin was irradiated with 500 mJ/ cm² of ultraviolet light to photocrosslink a protective film-forming composition film. The thickness of this film was measured using a Bruker DektakXT stylus profiler and designated T0 . Next, the glass plate coated with this photocrosslinked protective film-forming composition film was immersed in AE-3000 (AGC), a good solvent for the protective film-forming composition, for 1 minute, then removed and dried at 100°C using a hot plate. The film thickness was then measured and designated T1 . Using these film thickness measurements, the remaining film ratio (R) was calculated using the following formula:
R=T 1 /T 0 ×100 (%)
The photocrosslinking (curing) property was evaluated using a residual film rate of 95% or more as the criterion for crosslinking. (Hereinafter referred to as "photocrosslinking property evaluation"). The lower the ultraviolet irradiation required to reach a residual film rate of 95% or more, the higher (faster) the photocrosslinking property.

実施例において、フッ素系樹脂の合成、フッ素系溶剤への溶解性評価、耐溶剤性とパターン形成についての評価を以下の条件で実施し、結果を得た。 In the examples, the synthesis of fluororesin, evaluation of solubility in fluorosolvents, and evaluation of solvent resistance and pattern formation were carried out under the following conditions, and the results were obtained.

実施例1
容量75mLのガラスアンプルに一般式(10)に表される化合物25.3g、およびメタクリル酸グリシジル4.7g、重合開始剤としてパーヘキシルND(日油製)1.3g、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(日本ゼオン製)70gを入れ、窒素置換と抜圧を繰り返したのち減圧状態で熔封した。このアンプルを45℃の恒温槽に入れ、24時間保持することによりラジカル重合を行った。重合反応終了後、アンプルからポリマー溶液を取り出し、このポリマー溶液を、メタノール300mL中に滴下して析出させた後、メタノール200mLで2回洗浄した。さらに30℃で8時間真空乾燥することにより、フッ素系樹脂前駆体1を27g得た(収率:90%)。また、H-NMR測定により、共重合体組成は、一般式(11)に表される残基単位/メタクリル酸グリシジル残基単位=48/52(モル%)であることを確認した。
Example 1
A 75 mL glass ampoule was charged with 25.3 g of the compound represented by general formula (10), 4.7 g of glycidyl methacrylate, 1.3 g of Perhexyl ND (NOF Corp.) as a polymerization initiator, and 70 g of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (ZEON Corp.). The ampoule was repeatedly purged with nitrogen and depressurized, and then sealed under reduced pressure. The ampoule was placed in a thermostatic chamber at 45°C and maintained for 24 hours to allow radical polymerization. After completion of the polymerization reaction, the polymer solution was removed from the ampoule, and the polymer solution was precipitated by dropwise addition to 300 mL of methanol. The precipitate was then washed twice with 200 mL of methanol. The resulting mixture was then vacuum dried at 30°C for 8 hours, yielding 27 g of fluororesin precursor 1 (yield: 90%). Furthermore, 1 H-NMR measurement confirmed that the copolymer composition was such that the residue unit represented by the general formula (11)/glycidyl methacrylate residue unit=48/52 (mol %).

容量200mLのシュレンク管を加熱乾燥後、窒素雰囲気下、フッ素系樹脂前駆体1を8g、けい皮酸クロリド4.73g、触媒としてテトラエチルアンモニウムクロリド1.25g、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン72g加え、活栓で密封した。フッ素系樹脂前駆体1が溶解するまで室温で攪拌した後、80℃のオイルバス中8時間攪拌した。得られた樹脂溶液を、ヘキサン500mL中に滴下して析出させた後、メタノール300mLで2回洗浄した。さらに40℃で6時間真空乾燥することにより、フッ素系樹脂1を9.75g得た。また、H-NMR測定により、原料のメタクリル酸グリシジル残基単位が減少し、式(12)に表される残基単位に変換されていることを確認した。その結果、H-NMR測定によりフッ素系樹脂1の共重合組成は、一般式(11)に表される残基単位(フッ素系単位)/式(12)に表される残基単位(光硬化性基単位)=52/48(モル%)の式(13)であることを確認した。 After heating and drying a 200 mL Schlenk flask, 8 g of fluororesin precursor 1, 4.73 g of cinnamic acid chloride, 1.25 g of tetraethylammonium chloride as a catalyst, and 72 g of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane were added under a nitrogen atmosphere and sealed with a stopcock. The mixture was stirred at room temperature until fluororesin precursor 1 was dissolved, and then stirred in an oil bath at 80°C for 8 hours. The resulting resin solution was added dropwise to 500 mL of hexane to precipitate, followed by washing twice with 300 mL of methanol. This was followed by vacuum drying at 40°C for 6 hours to obtain 9.75 g of fluororesin 1. Furthermore, 1H -NMR analysis confirmed that the glycidyl methacrylate residue units of the raw material had decreased and were converted to the residue units represented by formula (12). As a result, 1H -NMR measurement confirmed that the copolymerization composition of Fluorine-based Resin 1 was formula (13), in which the residue unit (fluorine-based unit) represented by general formula (11)/residue unit (photocurable group unit) represented by formula (12)=52/48 (mol %).

合成したフッ素系樹脂1に対して、以下のフッ素系溶剤を用いて溶解性評価を行った。
溶剤1 : メトキシパーフルオロヘプテン
溶剤2 : 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-2-(トリフルオロメチル)ペンタン
溶剤3 : 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサン
The synthesized fluorine-based resin 1 was subjected to a solubility evaluation using the following fluorine-based solvents.
Solvent 1: Methoxyperfluoroheptene Solvent 2: 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-2-(trifluoromethyl)pentane Solvent 3: 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane

フッ素系樹脂1は、フッ素系溶剤1~3に対して溶解し、優れた溶解性を示した。結果を表1示す。 Fluorine-based resin 1 was soluble in fluorine-based solvents 1 to 3, demonstrating excellent solubility. The results are shown in Table 1.

<平坦性評価>
合成したフッ素系樹脂1に対して、以下のフッ素系溶剤を用いて平坦性評価を行った。
溶剤1 : メトキシパーフルオロヘプテン
溶剤4 : 1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール
溶剤5 : メトキシパーフルオロヘプテン及び1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノールを体積比 7:3で混合
溶剤6 : メトキシパーフルオロヘプテン及び1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノールを体積比 5:5で混合
<Flatness evaluation>
The synthesized fluorine-based resin 1 was subjected to a flatness evaluation using the following fluorine-based solvents.
Solvent 1: Methoxyperfluoroheptene Solvent 4: 1H,1H,5H-octafluoropentanol Solvent 5: Methoxyperfluoroheptene and 1H,1H,5H-octafluoropentanol mixed in a volume ratio of 7:3 Solvent 6: Methoxyperfluoroheptene and 1H,1H,5H-octafluoropentanol mixed in a volume ratio of 5:5

フッ素系樹脂1は、フッ素系溶剤1ではフッ素系樹脂膜の表面にうねりが生じ、平坦でなかった。フッ素系溶剤4~6の溶液を用いて、得られたフッ素系樹脂膜の表面はうねりがなく平坦であることを確認した。 When using Fluorine-based Resin 1 and Fluorine-based Solvent 1, the surface of the fluororesin film was wavy and not flat. When solutions of Fluorine-based Solvents 4 to 6 were used, the surface of the resulting fluororesin film was confirmed to be flat and free of wavy edges.

<光硬化性評価>
合成したフッ素系樹脂1に、増感剤として4,4′-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを加え、1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール溶剤に溶解させ溶液を調製した。(フッ素系樹脂1:15wt%、増感剤:0.2wt%)調製した溶液を光硬化性評価結果、残膜率95%以上であり、光硬化を確認した。
<Photocuring evaluation>
The synthesized fluororesin 1 was mixed with 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone as a sensitizer and dissolved in 1H,1H,5H-octafluoropentanol solvent to prepare a solution. The photocuring properties of the prepared solution (fluororesin 1: 15 wt%, sensitizer: 0.2 wt%) were evaluated, and the residual film rate was 95% or more, confirming photocuring.

<パターン形成>
パターン形成のため、フッ素系樹脂1に、増感剤として4,4′-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを加え、メトキシパーフルオロヘプテン溶剤に溶解させ溶液を調製した。(フッ素系樹脂2:3wt%、増感剤:0.1wt%)
<Pattern formation>
For pattern formation, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone was added as a sensitizer to fluororesin 1, and the mixture was dissolved in methoxyperfluoroheptene solvent to prepare a solution (fluororesin 2: 3 wt%, sensitizer: 0.1 wt%).

10cm×10cmのガラス基材に、一辺が50ミクロンの正方形を縦に10個、横に10個配列した形状をクロムでパターニングしたマスク(パターン形成用マスク)を用いた。基材上に前記の溶液をスピンコートして膜上にマスクを配置し紫外線を照射した後、未架橋部分をアサヒクリンAE―3000(AGC社製)で洗浄除去することにより、膜上に50×50μmサイズの穴が100個空いた形状のパターンを形成した。 A 10cm x 10cm glass substrate was used, on which a chrome-patterned mask (patterning mask) was used, in which 10 squares, each 50 microns on a side, were arranged vertically and horizontally. The solution was spin-coated onto the substrate, the mask was placed on the film, and the film was irradiated with ultraviolet light. The uncrosslinked portions were then washed away with Asahiklin AE-3000 (manufactured by AGC), forming a pattern on the film with 100 holes, each 50 x 50 μm2 in size.

<有機半導体へのダメージ評価>
洗浄、乾燥した100×100mmのガラス(コーニング社製Eagle XG)にアルミニウムを真空蒸着し、厚み50nmゲート電極形成した後、絶縁膜としてパリレンCを化学気相蒸着を用いて成膜した。その後、銀をスパッタ成膜し、厚み50nmのチャネル長10μm、電極幅500μmのソース電極およびドレイン電極を形成した。その後、ペンタフルオロベンゼンチオール30mmol/Lの2-プロパノール溶液に浸漬し、5分間経過した時点で取り出し、2-プロパノールで洗浄後、ブロー乾燥した。
<Damage evaluation of organic semiconductors>
Aluminum was vacuum-deposited onto a cleaned and dried 100 x 100 mm² glass substrate (Corning Eagle XG) to form a 50 nm thick gate electrode, followed by chemical vapor deposition of Parylene C as an insulating film. Silver was then sputter-deposited to form a 50 nm thick source and drain electrode with a channel length of 10 μm and an electrode width of 500 μm. The substrate was then immersed in a 2-propanol solution containing 30 mmol/L of pentafluorobenzenethiol for 5 minutes, removed, rinsed with 2-propanol, and blow-dried.

有機半導体(ジ-n-ヘキシルジチエノベンゾジチオフェン)の0.8wt%テトラリン溶液をチャネル部にインクジェット印刷し、溶剤を揮発させ90℃で20分乾燥した。その後、有機トランジスタ素子特性を評価した結果、移動度0.30cm/V・sであった。続けて、フッ素系樹脂1に、増感剤として4,4′-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを加え、メトキシパーフルオロヘプテン溶剤に溶解させ溶液(フッ素系樹脂1:3wt%、増感剤:0.1wt%)を前記の有機トランジスタ上に500rpm×5秒、1000rpm×20秒の条件でスピンコートし、50℃で乾燥した。その後、有機トランジスタ素子特性を評価した結果、移動度0.30cm/V・sであり、移動度の劣化がないことが確認された。 A 0.8 wt% tetralin solution of an organic semiconductor (di-n-hexyldithienobenzodithiophene) was inkjet printed onto the channel portion, the solvent was evaporated, and the device was dried at 90°C for 20 minutes. The device characteristics were then evaluated, revealing a mobility of 0.30 cm 2 /V·s. Next, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone was added as a sensitizer to fluororesin 1, which was dissolved in methoxyperfluoroheptene solvent. The solution (fluororesin 1: 3 wt%, sensitizer: 0.1 wt%) was spin-coated onto the organic transistor at 500 rpm for 5 seconds and 1000 rpm for 20 seconds, and then dried at 50°C. The device characteristics were then evaluated, revealing a mobility of 0.30 cm 2 /V·s, confirming no degradation in mobility.

比較例1
容量75mLのガラスアンプルに一般式(10)に表される化合物5.71g、およびメタクリル酸グリシジル4.28g、重合開始剤としてパーヘキシルND(日油製)0.29g、脱水酢酸ブチル23.3gを入れ、窒素置換と抜圧を繰り返したのち減圧状態で熔封した。このアンプルを45℃の恒温槽に入れ、24時間保持することによりラジカル重合を行った。重合反応終了後、アンプルからポリマー溶液を取り出し、このポリマー溶液を、メタノール300mL中に滴下して析出させた後、メタノール200mLで2回洗浄した。さらに30℃で8時間真空乾燥することにより、フッ素系樹脂前駆体3を9.4g得た(収率:94%)。また、H-NMR測定により、共重合体組成は、一般式(11)に表される残基単位/メタクリル酸グリシジル残基単位=20/80(モル%)であることを確認した。
Comparative Example 1
A 75 mL glass ampoule was charged with 5.71 g of the compound represented by general formula (10), 4.28 g of glycidyl methacrylate, 0.29 g of Perhexyl ND (NOF Corp.) as a polymerization initiator, and 23.3 g of dehydrated butyl acetate. The ampoule was repeatedly purged with nitrogen and depressurized, and then sealed under reduced pressure. The ampoule was placed in a thermostatic chamber at 45°C and maintained for 24 hours to allow radical polymerization. After completion of the polymerization reaction, the polymer solution was removed from the ampoule, and the polymer solution was precipitated by dripping into 300 mL of methanol. The precipitate was then washed twice with 200 mL of methanol. The resulting mixture was vacuum-dried at 30°C for 8 hours to obtain 9.4 g of fluororesin precursor 3 (yield: 94%). Furthermore, 1 H-NMR analysis confirmed that the copolymer composition was a ratio of residue units represented by general formula (11)/glycidyl methacrylate residue units = 20/80 (mol %).

容量200mLのシュレンク管を加熱乾燥後、窒素雰囲気下、フッ素系樹脂前駆体3を8g、けい皮酸クロリド6.02g、触媒としてテトラエチルアンモニウムクロリド1.60g、酢酸ブチル72g加え、活栓で密封した。フッ素系樹脂前駆体1が溶解するまで室温で攪拌した後、100℃のオイルバス中8時間攪拌した。得られた樹脂溶液を、ヘキサン500mL中に滴下して析出させた後、メタノール300mLで2回洗浄した。さらに40℃で6時間真空乾燥することにより、フッ素系樹脂3を9.5g得た。また、H-NMR測定により、原料のメタクリル酸グリシジル残基単位が減少し、式(12)に表される残基単位に変換されていることを確認した。その結果、H-NMR測定によりフッ素系樹脂2の共重合組成は、一般式(11)に表される残基単位(フッ素系単位)/式(12)に表される残基単位=21/79(モル%)の式(15)であることを確認した。 After heating and drying a 200 mL Schlenk flask, 8 g of fluororesin precursor 3, 6.02 g of cinnamic acid chloride, 1.60 g of tetraethylammonium chloride as a catalyst, and 72 g of butyl acetate were added under a nitrogen atmosphere and sealed with a stopcock. The mixture was stirred at room temperature until fluororesin precursor 1 was dissolved, and then stirred in an oil bath at 100 °C for 8 hours. The resulting resin solution was dropped into 500 mL of hexane to precipitate, and then washed twice with 300 mL of methanol. This was followed by vacuum drying at 40 °C for 6 hours to obtain 9.5 g of fluororesin 3. Furthermore, 1 H-NMR analysis confirmed that the glycidyl methacrylate residue units of the raw material had decreased and were converted to the residue units represented by formula (12). As a result, 1H -NMR measurement confirmed that the copolymer composition of Fluorine-based Resin 2 was formula (15), where the residue unit (fluorine-based unit) represented by general formula (11)/residue unit represented by formula (12)=21/79 (mol %).

合成したフッ素系樹脂2に対して、実施例1と同様にして溶解性評価を行った。フッ素系樹脂1は、すべてのフッ素系溶剤で不溶であった。結果を表1示す。 The solubility of the synthesized Fluorine-Based Resin 2 was evaluated in the same manner as in Example 1. Fluorine-Based Resin 1 was insoluble in all fluorine-based solvents. The results are shown in Table 1.

Claims (4)

式(1)で表される残基単位、
式(2)で表される残基単位または式(3)で表される残基単位からなる群の少なくとも一種をフッ素系樹脂全残基単位のうち30モル%以上、及び
下記式(4)で表される側鎖に光架橋性基を有するエチレン性不飽和単量体残基単位を含むフッ素系樹脂
及びフッ素系溶剤を含む保護膜形成用組成物。
(式(1)~(3)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基からなる群の1種を表す。Rfは、末端がCFである炭素数1~6の直鎖状のパーフルオロアルキル基、末端がCFである炭素数3~6の分岐状のパーフルオロアルキル基または末端がCFである炭素数3~6の環状のパーフルオロアルキル基からなる群の1種を表す。Rfは、炭素数1~6の直鎖状のパーフルオロアルキレン基、炭素数3~6の分岐状のパーフルオロアルキレン基または炭素数3~6の環状のパーフルオロアルキレン基からなる群の1種を表す。Rfは、末端がCFである炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキル基、末端がCFである炭素数3~5の分岐状のパーフルオロアルキル基または末端がCFである炭素数3~5の環状のパーフルオロアルキル基を表す。Rfは、炭素数1~5の直鎖状のパーフルオロアルキレン基、炭素数3~5の分岐状のパーフルオロアルキレン基または炭素数3~5の環状のパーフルオロアルキレン基を表す。R~Rは、それぞれ独立して、水素原子またはフッ素原子を表す。nは1~5の整数を表す。Xは単結合、CH、酸素原子または硫黄原子からなる群の1種を表す。Lは下記一般式(a)で示される。)
(ここで、Rは水素原子またはメチル基のいずれかを表す。Bは、同一または相異なって、水素原子、C~Cのアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、またはアリール基からなる群の1種を表す。Dは同一または相異なって、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシアルキル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、C~C18のアルキル基、フルオロアルキル基、またはシクロアルキル基からなる群の1種を表す。Mはハロゲン原子またはアリールエーテル基のいずれかを表す。)
(ここで式(a)中、lとmの合計は2~6の整数であり、l及び/またはmが2以上のとき、-CH2CH2-の代わりに-CH=CH-構造を含んでもよい。Qは、単結合、-OCONH-、-CONH-、-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-NHCONH-もしくは-C6H4-である。)
A residue unit represented by formula (1):
A composition for forming a protective film, comprising a fluorine-based resin containing at least one kind of a group consisting of residue units represented by formula (2) or residue units represented by formula (3) in an amount of 30 mol % or more of all residue units of the fluorine-based resin, and residue units of an ethylenically unsaturated monomer having a photocrosslinkable group in a side chain represented by the following formula (4), and a fluorine-based solvent:
(In formulas (1) to (3), R 1 represents one of the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. Rf 1 represents one of the group consisting of a linear perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms and having a terminal CF 3 , a branched perfluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms and having a terminal CF 3 , or a cyclic perfluoroalkyl group having 3 to 6 carbon atoms and having a terminal CF 3. Rf 2 represents one of the group consisting of a linear perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a branched perfluoroalkylene group having 3 to 6 carbon atoms, or a cyclic perfluoroalkylene group having 3 to 6 carbon atoms. Rf 3 represents a linear perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms and having a terminal CF 3 , a branched perfluoroalkyl group having 3 to 5 carbon atoms and having a terminal CF 3 , or a cyclic perfluoroalkyl group having 3 to 5 carbon atoms and having a terminal CF 3. Rf 4 represents a linear perfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a branched perfluoroalkylene group having 3 to 5 carbon atoms, or a cyclic perfluoroalkylene group having 3 to 5 carbon atoms. R 2 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom. n represents an integer of 1 to 5. X represents one member of the group consisting of a single bond, CH 2 , an oxygen atom, or a sulfur atom. L is represented by the following general formula (a):
(Here, R2 represents either a hydrogen atom or a methyl group. B4 may be the same or different and represent one of the group consisting of a hydrogen atom, a C1 to C6 alkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an aryl group. D may be the same or different and represent one of the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyalkyl group, an alkyl ether group, an aryl ether group, a C1 to C18 alkyl group, a fluoroalkyl group, or a cycloalkyl group. M represents either a halogen atom or an aryl ether group.)
(Here, in formula (a), the sum of l and m is an integer of 2 to 6, and when l and/or m is 2 or more, a —CH═CH— structure may be included instead of —CHCH—. Q is a single bond, —OCONH—, —CONH—, —O—, —NH—, —CO—O—, —O—CO—, —NHCONH—, or —CH—.)
フッ素系溶剤が含フッ素炭化水素、含フッ素エーテルまたは含フッ素アルコールからなる群の少なくとも1種である請求項1に記載の保護膜形成用組成物。 The composition for forming a protective film according to claim 1, wherein the fluorine-containing solvent is at least one member selected from the group consisting of fluorine-containing hydrocarbons, fluorine-containing ethers, and fluorine-containing alcohols. 光増感剤を含む請求項1乃至2いずれか一項に記載の保護膜形成用組成物。 The protective film-forming composition according to any one of claims 1 to 2, which contains a photosensitizer. 有機半導体膜上に請求項1乃至3いずれか一項に記載の保護膜形成用組成物を用いてフッ素系樹脂膜を形成する有機半導体デバイスの製造方法。 A method for manufacturing an organic semiconductor device, in which a fluororesin film is formed on an organic semiconductor film using the protective film-forming composition described in any one of claims 1 to 3.
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WO2009093568A1 (en) 2008-01-24 2009-07-30 Unimatec Co., Ltd. Mixture of fluoroalkyl alcohol-unsaturated carboxylic acid derivatives, polymer of the derivatives, and water repellent oil repellent agent containing the polymer as active ingredient
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