JP2021055049A - Resin composition, and method for producing element using the same - Google Patents

Resin composition, and method for producing element using the same Download PDF

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潤史 脇田
Junji Wakita
潤史 脇田
尚代 岡本
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尚代 岡本
和生 磯貝
Kazuo Isogai
和生 磯貝
村瀬 清一郎
Seiichiro Murase
清一郎 村瀬
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Abstract

To provide a resin composition that can form an insulating layer with high dielectric constants and reduced leakage currents.SOLUTION: A resin composition at least has (a) polymer A: a polymer in which a polymer is bound to an inorganic particle having a hydroxy group on the surface, (b) polymer B: a polymer that is not bound to an inorganic particle and has a functional group capable of forming a hydrogen bond with a hydroxy group on the inorganic particle in the polymer A, and (C) a solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、樹脂組成物、それを用いた素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a resin composition and a method for manufacturing an element using the resin composition.

近年、電子ペーパー、フレキシブルセンサー、RFID(Radio Frequency IDentification)タグなどの電子デバイスを、塗布法を用いて製造する技術が検討されている。塗布法を用いると真空プロセスや高温プロセスを回避できるため、電子デバイスを低コストで製造することができる。 In recent years, techniques for manufacturing electronic devices such as electronic paper, flexible sensors, and RFID (Radio Frequency Identification) tags by using a coating method have been studied. Since the vacuum process and the high temperature process can be avoided by using the coating method, the electronic device can be manufactured at low cost.

電子デバイスには電界効果型トランジスタ(FET)やキャパシタなどの素子が含まれている。これらの素子には上部電極と下部電極を絶縁する絶縁膜が必要である。 Electronic devices include elements such as field effect transistors (FETs) and capacitors. These elements require an insulating film that insulates the upper and lower electrodes.

FETにおける絶縁膜は、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極とゲート電極を隔てるゲート絶縁膜である。ゲート絶縁膜の電気特性、表面平滑性、膜厚は、リーク電流値やFETのON/OFF電流値などのFET特性に大きな影響を与える。 The insulating film in the FET is a semiconductor layer, a source electrode, and a gate insulating film that separates the drain electrode and the gate electrode. The electrical characteristics, surface smoothness, and film thickness of the gate insulating film have a great influence on FET characteristics such as leakage current value and FET ON / OFF current value.

キャパシタにおける絶縁膜は、上部電極と下部電極を隔て、かつ上部下部電極間に引加された電界によって生じる電荷を蓄積する誘電膜である。誘電膜の電気特性、表面平滑性、膜厚は、リーク電流値、蓄積電荷量などのキャパシタ特性に大きな影響を与える。 The insulating film in the capacitor is a dielectric film that separates the upper electrode and the lower electrode and accumulates the electric charge generated by the electric field applied between the upper and lower electrodes. The electrical characteristics, surface smoothness, and film thickness of the dielectric film have a great influence on the capacitor characteristics such as the leakage current value and the amount of accumulated charge.

絶縁膜用の材料として、有機ポリマーなど有機溶媒に可溶な有機材料が精力的に検討されている。これらは、スリットコートなどの塗布法による低コストの薄膜形成が可能であり、かつ低温プロセスでポリエチレンテレフタレートなどのフィルム基材上に薄膜形成ができる。特に、絶縁膜の誘電率を高くするため、無機化合物を絶縁膜中に添加する検討が盛んに為されている。 As a material for an insulating film, an organic material soluble in an organic solvent such as an organic polymer is being energetically studied. These can form a low-cost thin film by a coating method such as slit coating, and can form a thin film on a film substrate such as polyethylene terephthalate by a low temperature process. In particular, in order to increase the dielectric constant of the insulating film, studies on adding an inorganic compound to the insulating film have been actively conducted.

有機ポリマーに無機化合物を添加した絶縁膜としては、無機粒子と化学的に結合したポリシロキサンを含有するゲート絶縁膜(例えば、特許文献1参照)、ポリマーおよび無機酸化物粒子を含有するゲート絶縁膜(例えば、特許文献2参照)、が知られている。 Examples of the insulating film obtained by adding an inorganic compound to an organic polymer include a gate insulating film containing a polysiloxane chemically bonded to inorganic particles (see, for example, Patent Document 1), and a gate insulating film containing a polymer and inorganic oxide particles. (See, for example, Patent Document 2).

国際公開第2019/065561号International Publication No. 2019/065561 特開2013−115162号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-115162

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、下部電極近傍での絶縁膜の膜厚ムラが大きくなり、素子のリーク電流が高くなる問題があることが明らかになった。また、特許文献1では、キャパシタについての言及はなく、上記問題は、下部電極面積が大きなキャパシタにおいて、特に顕著であることが見出された。 However, it has been clarified that the technique described in Patent Document 1 has a problem that the film thickness unevenness of the insulating film in the vicinity of the lower electrode becomes large and the leakage current of the element becomes high. Further, Patent Document 1 does not mention a capacitor, and it has been found that the above problem is particularly remarkable in a capacitor having a large lower electrode area.

さらに、本発明者は特許文献2の技術を検討したところ、絶縁膜の膜厚ムラは小さいが、一部の凝集した無機粒子による導電パスの形成により、キャパシタのリーク電流が大きくなる問題が明らかになった。 Further, as a result of examining the technique of Patent Document 2, the present inventor has revealed that although the thickness unevenness of the insulating film is small, the leakage current of the capacitor becomes large due to the formation of the conductive path by some agglomerated inorganic particles. Became.

本発明は上記課題に着目し、高誘電率で、かつリーク電流を低減した絶縁層を形成することができる樹脂組成物を提供することを目的とする。 Focusing on the above problems, it is an object of the present invention to provide a resin composition capable of forming an insulating layer having a high dielectric constant and a reduced leakage current.

本発明者は、特許文献1の技術における電極近傍の膜厚ムラの原因が、無機粒子と化学的に結合したポリマーの流動性が低いことにあるものと推測して検討を行い、本発明に至った。 The present inventor presumed that the cause of the uneven film thickness in the vicinity of the electrode in the technique of Patent Document 1 was the low fluidity of the polymer chemically bonded to the inorganic particles, and investigated the present invention. I arrived.

すなわち本発明は、少なくとも、(a)ポリマーA:表面にヒロドキシ基を有する無機粒子にポリマーが結合したポリマー、(b)ポリマーB:無機粒子と結合しておらず、かつ前記ポリマーAに含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合を形成可能な官能基を有するポリマー、および(c)溶剤を含有する樹脂組成物である。 That is, the present invention is at least (a) polymer A: a polymer in which a polymer is bonded to inorganic particles having a herodoxy group on the surface, and (b) polymer B: a polymer that is not bonded to inorganic particles and is contained in the polymer A. It is a resin composition containing a polymer having a functional group capable of forming a hydrogen bond with a hydroxy group on the surface of an inorganic particle, and (c) a solvent.

本発明の素子によれば、電極近傍、および電極上での膜厚均一性の高い絶縁膜を形成可能な樹脂組成物が得られ、その結果として、絶縁膜の高誘電率と低リーク電流を両立した素子を得ることが可能である。 According to the device of the present invention, a resin composition capable of forming an insulating film having a high film thickness uniformity in the vicinity of the electrode and on the electrode can be obtained, and as a result, a high dielectric constant and a low leakage current of the insulating film can be obtained. It is possible to obtain compatible elements.

本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られるキャパシタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a capacitor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られるキャパシタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a capacitor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られるキャパシタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a capacitor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られるキャパシタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a capacitor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a circuit obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a circuit obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a circuit obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタを用いた無線通信装置の一例を示すブロック図Block diagram showing an example of a wireless communication device using a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られるキャパシタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a capacitor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる電界効果型トランジスタの一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a field effect transistor obtained by using the resin composition of the present invention. 本発明の樹脂組成物を用いて得られる回路の一例を示す模式断面図Schematic cross-sectional view showing an example of a circuit obtained by using the resin composition of the present invention.

以下、本発明に係る樹脂組成物、それを用いた素子の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the resin composition according to the present invention and the method for producing an element using the resin composition will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented according to an object and an application.

<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、少なくとも、(a)ポリマーA:表面にヒロドキシ基を有する無機粒子にポリマーが結合したポリマー、(b)ポリマーB:無機粒子と結合しておらず、かつ前記ポリマーAに含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合を形成可能な官能基を有するポリマー、および(c)溶剤を含有する樹脂組成物である。
<Resin composition>
The resin composition of the present invention has at least (a) polymer A: a polymer in which a polymer is bonded to inorganic particles having a herodoxy group on the surface, and (b) polymer B: a polymer that is not bonded to inorganic particles and the polymer A. It is a resin composition containing (c) a polymer having a functional group capable of forming a hydrogen bond with a hydroxy group on the surface of the inorganic particles contained in the above.

(ポリマーA:表面にヒロドキシ基を有する無機粒子が結合したポリマー)
「無機粒子が結合したポリマー」における「結合」とは、共有結合、イオン結合、配位結合、金属結合、水素結合、π−π相互作用による結合、イオン−双極子相互作用による結合、双極子−双極子相互作用による結合、双極子−誘起双極子相互作用による結合、疎水性相互作用による結合、電荷移動錯体形成による結合、金属−配位子錯体形成による結合、ロンドンの分散力による結合、およびファンデルワールス力による結合から選ばれた結合である。
(Polymer A: Polymer to which inorganic particles having a herodoxy group are bonded to the surface)
"Bond" in "polymer with inorganic particles" means covalent bond, ionic bond, coordination bond, metal bond, hydrogen bond, bond by π-π interaction, bond by ion-dipole interaction, dipole. Bonds by -dipole interaction, dipole-induced dipole interaction, hydrophobic interaction, charge transfer complex formation, metal-ligand complex formation, London dispersive bond, And a bond selected from van der Waals forces.

無機粒子は、その表面にヒドロキシ基など、ポリマーと反応可能な官能基を有しており、そこを基点として無機粒子とポリマーとが反応し、ポリマー中に無機粒子が組み込まれる。無機粒子がポリマーに結合された状態では、無機粒子とポリマーとを混合した場合と比較して、溶液状態での無機粒子の凝集が抑制される。さらに、無機粒子がポリマーに結合された状態では、無機粒子のアルカリ可溶性が向上するため、本発明の樹脂組成物から得られる硬化膜(以下、特に断りのない限り、単に「硬化膜」というときは本発明の樹脂組成物から得られる硬化膜を指す)をアルカリ現像する場合に、残渣発生によるパターン加工性の低下を抑制することができる。「結合」は、共有結合であることが、凝集抑制、パターン加工性の観点から好ましい。 The inorganic particles have a functional group that can react with the polymer, such as a hydroxy group, on the surface thereof, and the inorganic particles react with the polymer from there as a base point, and the inorganic particles are incorporated into the polymer. In the state where the inorganic particles are bound to the polymer, the aggregation of the inorganic particles in the solution state is suppressed as compared with the case where the inorganic particles and the polymer are mixed. Further, in a state where the inorganic particles are bonded to the polymer, the alkali solubility of the inorganic particles is improved, so that a cured film obtained from the resin composition of the present invention (hereinafter, unless otherwise specified, simply referred to as a "cured film"). Refers to a cured film obtained from the resin composition of the present invention), which can suppress a decrease in pattern processability due to residue generation. The "bond" is preferably a covalent bond from the viewpoint of agglutination suppression and pattern processability.

無機粒子とポリマーとの結合の有無は、13C−NMR、29Si−NMRおよびIRなどの分析手段を組み合わせて確認することができる。例えば、13C−NMRまたは29Si−NMRを用いて、無機粒子のスペクトル、ポリマーのスペクトルおよび無機粒子が結合したポリマーのスペクトルを比較する。無機粒子が結合したポリマー中の、無機粒子に結合しているCまたはSi原子由来のピークは、ポリマーのスペクトルには存在しない化学シフトを有するピークとなるため、無機粒子とポリマーとの結合の有無を確認することができる。 The presence or absence of bonding between the inorganic particles and the polymer can be confirmed by combining analytical means such as 13 C-NMR, 29 Si-NMR and IR. For example, 13 C-NMR or 29 Si-NMR is used to compare the spectrum of the inorganic particles, the spectrum of the polymer, and the spectrum of the polymer to which the inorganic particles are bonded. In the polymer to which the inorganic particles are bonded, the peak derived from the C or Si atom bonded to the inorganic particles is a peak having a chemical shift that does not exist in the spectrum of the polymer. Can be confirmed.

同様に、IRでも無機粒子が結合したポリマー中のCまたはSi原子由来のピークは、ポリマーのスペクトルとは異なる波数を有するピークとなるため、無機粒子とポリマーとの結合の有無を確認することができる。 Similarly, in IR, the peak derived from the C or Si atom in the polymer to which the inorganic particles are bonded becomes a peak having a wave number different from the spectrum of the polymer, so it is possible to confirm the presence or absence of the bond between the inorganic particles and the polymer. it can.

(無機粒子)
無機粒子としては、無機物質からなる粒子であれば特に制限はない。無機粒子は熱硬化時の収縮率が小さいため、収縮応力の発生を抑制することができる。そのため、本発明の樹脂組成物から得られる硬化膜の耐クラック性が向上し、リーク電流を低減することができる。
(Inorganic particles)
The inorganic particles are not particularly limited as long as they are particles made of an inorganic substance. Since the inorganic particles have a small shrinkage rate during thermosetting, the generation of shrinkage stress can be suppressed. Therefore, the crack resistance of the cured film obtained from the resin composition of the present invention is improved, and the leakage current can be reduced.

無機粒子としては、金属化合物または半金属化合物からなる粒子が好ましく、ポリマーとの反応性の観点から、特に無機酸化物粒子が好ましい。 As the inorganic particles, particles composed of a metal compound or a metalloid compound are preferable, and inorganic oxide particles are particularly preferable from the viewpoint of reactivity with a polymer.

金属または半金属としては、例えば、ケイ素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、セリウム、スズ、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、ニオブ、タンタルおよびアルミニウムからなる群から選ばれる元素が挙げられる。金属化合物または半金属化合物としては、例えば、上記金属もしくは半金属のハロゲン化物、酸化物、窒化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩またはメタケイ酸塩が挙げられる。 Examples of the metal or semi-metal include elements selected from the group consisting of silicon, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum, cerium, tin, titanium, zirconium, hafnium, yttrium, niobium, tantalum and aluminum. Examples of the metal compound or metalloid compound include the above-mentioned metal or metalloid halides, oxides, nitrides, hydroxides, carbonates, sulfates, nitrates or metasilicates.

無機粒子の形状に特に制限はないが、硬化膜の表面を平滑に保つためには、低アスペクト比の形状が好ましく、球状であることがより好ましい。 The shape of the inorganic particles is not particularly limited, but in order to keep the surface of the cured film smooth, a shape having a low aspect ratio is preferable, and a spherical shape is more preferable.

溶液状態での無機粒子の凝集抑制、および硬化膜の耐クラック性向上によるリーク電流低減の観点から、無機粒子の数平均粒子径は、1nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましく、15nm以上がさらに好ましく、20nm以上が特に好ましい。一方、数平均粒子径は、100nm以下が好ましく、70nm以下がより好ましく、60nm以下がさらに好ましく、50nm以下が特に好ましい。数平均粒子径が上記範囲内であると、硬化膜のパターン加工性を向上させることができる。 From the viewpoint of suppressing aggregation of inorganic particles in a solution state and reducing leakage current by improving crack resistance of the cured film, the number average particle size of the inorganic particles is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, and further preferably 15 nm or more. It is preferable, and 20 nm or more is particularly preferable. On the other hand, the number average particle size is preferably 100 nm or less, more preferably 70 nm or less, further preferably 60 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less. When the number average particle size is within the above range, the pattern processability of the cured film can be improved.

ここで、無機粒子の数平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)または透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、以下のように測定することで求めることができる。拡大倍率を50,000〜200,000倍として、硬化膜の断面を観測する。無機粒子が真球の場合、真球の直径を測定し、その粒子の粒子径とする。無機粒子が真球でない場合、最も長い径(以下、「長軸径」)および長軸径と直交する方向において最も長い径(以下、「短軸径」)を測定し、長軸径と短軸径を平均した、二軸平均径をその粒子の粒子径とする。この粒子径測定を無作為に選んだ20個以上の粒子について行い、その算術平均を数平均粒子径とする。 Here, the number average particle diameter of the inorganic particles can be determined by measuring as follows using a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). The cross section of the cured film is observed at a magnification of 50,000 to 200,000 times. When the inorganic particle is a true sphere, the diameter of the true sphere is measured and used as the particle size of the particle. When the inorganic particles are not true spheres, the longest diameter (hereinafter, "major axis diameter") and the longest diameter in the direction orthogonal to the major axis diameter (hereinafter, "minor axis diameter") are measured, and the major axis diameter and the shortest are measured. The biaxial average diameter obtained by averaging the shaft diameters is defined as the particle diameter of the particles. This particle size measurement is performed on 20 or more randomly selected particles, and the arithmetic mean thereof is taken as the number average particle size.

本発明に用いられる無機粒子としては、国際公開第2019/065561号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。中でも、硬化膜の高誘電化の観点から、酸化スズ−酸化チタン複合粒子、酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子、酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化ハフニウム粒子、酸化イットリウム粒子、酸化ニオブ粒子、酸化タンタル粒子、酸化スズ粒子、酸化スズ−酸化ジルコニウム複合粒子、酸化ケイ素−酸化ジルコニウム複合粒子、酸化アルミニウム粒子、チタン酸バリウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子およびチタン酸バリウム−チタン酸ストロンチウム複合粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛粒子、ニオブ酸ストロンチウムビスマス粒子、ニオブ酸チタン酸ストロンチウムビスマス粒子、タンタル酸ビスマスストロンチウム粒子から選ばれた無機粒子がより好ましく、入手性の観点からは、酸化スズ−酸化チタン複合粒子、酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子、酸化チタン粒子等の酸化チタン含有粒子が特に好ましい。硬化膜の誘電率を向上させることで、本発明の樹脂組成物を用いて得られる素子の素子特性が向上する。例えば、FETの場合、あるゲート電圧値でのFET駆動時(オン時)において、回路上へ流れる電流が上昇する。 Examples of the inorganic particles used in the present invention include known particles such as those described in International Publication No. 2019/065561. Among them, from the viewpoint of high dielectric constant of the cured film, tin oxide-titanium oxide composite particles, silicon oxide-titanium oxide composite particles, titanium oxide particles, zirconium oxide particles, hafnium oxide particles, yttrium oxide particles, niobium oxide particles, and tantalum oxide. Particles, tin oxide particles, tin oxide-zinc oxide composite particles, silicon oxide-zinc oxide composite particles, aluminum oxide particles, barium titanate particles, strontium titanate particles and barium titanate-strontium titanate composite particles, zirconic acid titanate Inorganic particles selected from lead particles, strontium titanate lead particles, strontium titanate bismuth particles, strontium titanate bismuth particles, and bismus strontium titanate particles are more preferable, and tin oxide- Titanium oxide-containing particles such as titanium oxide composite particles, silicon oxide-titanium oxide composite particles, and titanium oxide particles are particularly preferable. By improving the dielectric constant of the cured film, the element characteristics of the element obtained by using the resin composition of the present invention are improved. For example, in the case of FET, the current flowing on the circuit rises when the FET is driven (on) at a certain gate voltage value.

(ポリマー)
ポリマーAにおいて、ポリマーは、溶媒に可溶性のものが好ましい。ポリマーの骨格は直鎖状、環状、分岐状の何れも用いられる。また側鎖に架橋性の官能基や、極性を有する官能基や、ポリマーの種々の特性を制御する官能基が導入されていることが好ましい。これらの特性を制御したポリマーを用いることによって、FET素子の作製工程において、例えば、塗布性、表面の平坦性、耐溶剤性、透明性、他インクの良好な濡れ性などが得られる。さらにはFET素子形成後の耐久性や安定性などに優れた、良好なFET素子を得ることができる。
(polymer)
In the polymer A, the polymer is preferably soluble in a solvent. The skeleton of the polymer may be linear, cyclic or branched. Further, it is preferable that a crosslinkable functional group, a polar functional group, or a functional group that controls various properties of the polymer is introduced into the side chain. By using a polymer having these characteristics controlled, for example, coatability, surface flatness, solvent resistance, transparency, and good wettability of other inks can be obtained in the manufacturing process of the FET element. Further, it is possible to obtain a good FET element having excellent durability and stability after forming the FET element.

本発明に用いられるポリマーとしては、FETが正常に機能する程度の絶縁性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリエステル、芳香族ポリエーテル、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、脂環式オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等を用いることができる。また、これらのポリマーに他のポリマーを共重合もしくは混合したものを用いることもできる。これらの内、FETのオン電流の向上およびリーク電流の低減の観点から、ポリシロキサンが好ましく用いられる。 The polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it exhibits insulating properties to the extent that the FET functions normally. For example, polysiloxane, polyamide, polyamideimide, polyimide, polybenzimidazole, polyvinyl alcohol, and polyvinyl. Phenol, polyacetal, polycarbonate, polyallylate, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyetherketone, polyphthalamide, polyethernitrile, polymethylmethacrylate, polymethacrylicamide, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polystyrene, polyester, aromatic Group polyether, novolak resin, phenol resin, acrylic resin, olefin resin, alicyclic olefin resin, vinyl chloride resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin and the like can be used. Further, those obtained by copolymerizing or mixing other polymers with these polymers can also be used. Of these, polysiloxane is preferably used from the viewpoint of improving the on-current of the FET and reducing the leakage current.

ポリシロキサンは、一般式(1)で表される構造単位を有することが好ましい。 The polysiloxane preferably has a structural unit represented by the general formula (1).

Figure 2021055049
Figure 2021055049

なお、一般式(1)で表される構造単位を有するポリシロキサンは、一般式(8)で表される構造単位を有するポリシロキサンとして表すこともできる。 The polysiloxane having the structural unit represented by the general formula (1) can also be represented as a polysiloxane having the structural unit represented by the general formula (8).

Figure 2021055049
Figure 2021055049

一般式(1)および(8)において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはシリル基を表す。mは0または1を表す。Aは、カルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基またはそれらの誘導体を少なくとも二つ含む有機基を表す。ただし、前記誘導体が、前記カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうちの二つによる環状縮合構造である場合は、Aは当該環状縮合構造を少なくとも一つ有する有機基を表す。 In the general formulas (1) and (8), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group or an alkenyl group. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or a silyl group. m represents 0 or 1. A 1 represents an organic group containing at least two carboxyl groups, sulfo groups, thiol groups, phenolic hydroxyl groups or derivatives thereof. However, when the derivative has a cyclic condensation structure consisting of two of the carboxyl group, the sulfo group, the thiol group and the phenolic hydroxyl group, A 1 represents an organic group having at least one of the cyclic condensation structures.

アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。置換基としては、特に制限はなく、例えば、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができる。これらの置換基はさらに置換基を有していてもよい。また、アルキル基の炭素数は、特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、1以上20以下が好ましく、より好ましくは1以上8以下である。 The alkyl group indicates a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a tert-butyl group, and has a substituent. You may or may not have it. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxy group, an aryl group, and a heteroaryl group. These substituents may further have a substituent. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 20 or less, and more preferably 1 or more and 8 or less, from the viewpoint of availability and cost.

シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。置換基としては、特に制限はなく、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができる。これらの置換基はさらに置換基を有していてもよい。これら置換基に関する説明は、以下の記載にも共通する。シクロアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、3以上20以下の範囲が好ましい。 The cycloalkyl group indicates, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group, and may or may not have a substituent. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, and a heteroaryl group. These substituents may further have a substituent. The description of these substituents is also common to the following description. The number of carbon atoms of the cycloalkyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.

複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、アミド環などの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環から導かれる基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。複素環基の炭素数は、特に限定されないが、2以上20以下の範囲が好ましい。 The heterocyclic group refers to a group derived from an aliphatic ring having an atom other than carbon such as a pyran ring, a piperidine ring, and an amide ring in the ring, and has or does not have a substituent. May be good. The number of carbon atoms of the heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は、特に限定されないが、6〜40の範囲が好ましい。 The aryl group indicates, for example, an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthrasenyl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, a pyrenyl group, and has or does not have a substituent. You may. The number of carbon atoms of the aryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 to 40.

ヘテロアリール基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ピリジル基、キノリニル基など、炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する芳香族基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリール基の炭素数は、特に限定されないが、2〜30の範囲が好ましい。 The heteroaryl group refers to an aromatic group having one or more atoms other than carbon in the ring, such as a furanyl group, a thiophenyl group, a benzofuranyl group, a dibenzofuranyl group, a pyridyl group, and a quinolinyl group, and is a substituent. May or may not have. The number of carbon atoms of the heteroaryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 to 30.

アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は、特に限定されないが、2以上20以下の範囲が好ましい。 The alkenyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond such as a vinyl group, an allyl group, or a butadienyl group, and may or may not have a substituent. The carbon number of the alkenyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

また上記で置換基として挙げたアルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基など、エーテル結合の一方を脂肪族炭化水素基で置換した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は、特に限定されないが、1以上20以下の範囲が好ましい。 Further, the alkoxy group mentioned above as a substituent indicates a functional group in which one of the ether bonds is substituted with an aliphatic hydrocarbon group, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and the aliphatic hydrocarbon group is a functional group. It may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.

における有機基とは、先に挙げたアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。これらの内、低ヒステリシスの観点から、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基およびアルケニル基が好ましく、アルキル基およびアリール基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。 The organic group in A 1 represents the above-mentioned alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, aryl group, heteroaryl group or alkenyl group. Of these, from the viewpoint of low hysteresis, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group and an alkenyl group are preferable, an alkyl group and an aryl group are more preferable, and an alkyl group is further preferable.

一般式(1)または(8)で表される構造単位を有するポリシロキサンが、Aとしてカルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基またはそれらの誘導体を少なくとも二つ含む有機基を含有することで、硬化膜上に、ペンタセンやポリチオフェン誘導体等の有機半導体やCNTなどの半導体を含む溶液が平滑に塗布でき、均一な半導体層を形成することが可能になる。これは、硬化膜に存在するこれら極性官能基が、半導体溶液の濡れ性を制御し、はじきのない塗布を可能にできるためと推測される。 Formula (1) or polysiloxane having the structural unit represented by (8), a carboxyl group as A 1, containing sulfo groups, thiol group, phenolic hydroxyl group or at least two organic group containing derivatives thereof As a result, a solution containing an organic semiconductor such as pentacene or a polythiophene derivative or a semiconductor such as CNT can be smoothly applied onto the cured film, and a uniform semiconductor layer can be formed. It is presumed that this is because these polar functional groups present in the cured film can control the wettability of the semiconductor solution and enable repelling-free coating.

また、上記誘導体が、上記カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうちの二つによる環状縮合構造である場合は、Aとして当該環状縮合構造を少なくとも一つ有する有機基を含有することで、同様の効果が得られる。 Further, the derivative is the carboxyl group, a sulfo group, if a two by cyclocondensation structure of thiol group and phenolic hydroxyl group containing at least one having an organic group the cyclocondensation structure as A 1 Therefore, the same effect can be obtained.

また、一般式(1)または(8)で表される構造単位を有するポリシロキサンが、Aを有することで、得られた硬化膜の耐クラック性が増大し、素子のリーク電流の低減が成される。 In general formula (1) or polysiloxane having the structural unit represented by (8), that it has a A 1, crack resistance of the cured film is increased, the reduction of the leakage current of the element Made.

さらに、一般式(1)または(8)で表される構造単位を有するポリシロキサンが、Aを有することで、硬化膜のリソグラフィー時に、アルカリ現像液に対する優れた溶解性を示す。これにより、パターンを設計寸法通り精度良く加工することが可能になることから、解像度が良好になる。解像度は、30μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましい。 Moreover, the general formula (1) or polysiloxane having the structural unit represented by (8), that it has a A 1, during lithography of the cured film exhibits excellent solubility in an alkali developing solution. As a result, the pattern can be processed with high accuracy according to the design dimensions, so that the resolution is improved. The resolution is preferably 30 μm or less, more preferably 15 μm or less, and even more preferably 5 μm or less.

カルボキシル基、スルホ基、チオール基またはフェノール性水酸基の各誘導体のうち、非環状の縮合構造としては、炭化水素基またはシリル基とのカルボン酸エステル、スルホン酸エステル、チオエステル、チオエーテルおよびフェニルエーテル等が挙げられる。加えてカルボン酸無水物およびカルボン酸無水物とアミン化合物との反応により生じるアミド化合物またはイミド化合物等が挙げられる。 Among the derivatives of carboxyl group, sulfo group, thiol group or phenolic hydroxyl group, the acyclic condensed structure includes carboxylic acid ester with hydrocarbon group or silyl group, sulfonic acid ester, thioester, thioether and phenyl ether. Can be mentioned. In addition, carboxylic acid anhydrides and amide compounds or imide compounds produced by the reaction of carboxylic acid anhydrides with amine compounds can be mentioned.

ここで、シリル基とは、Si原子を結合点とする官能基であれば特に制限はされず、水素基、有機基およびさらにシリル基を有してよく、酸素原子を介してもよい。ポリシロキサンもまた可能である。 Here, the silyl group is not particularly limited as long as it is a functional group having a Si atom as a bond point, and may have a hydrogen group, an organic group, and a silyl group, and may be mediated by an oxygen atom. Polysiloxane is also possible.

カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうちの二つによる環状縮合構造としては、環状酸無水物構造、環状エステル構造、環状チオエステル構造、環状エーテル構造および環状チオエーテル構造等が挙げられる。 Examples of the cyclic condensation structure consisting of two of a carboxyl group, a sulfo group, a thiol group and a phenolic hydroxyl group include a cyclic acid anhydride structure, a cyclic ester structure, a cyclic thioester structure, a cyclic ether structure and a cyclic thioether structure.

縮合は、自分子内の縮合および他分子間の縮合の双方を含む。他分子間の縮合の場合、ポリシロキサン同士および他の構成材料由来とのもの双方を含む。 Condensation includes both intraself and intermolecular condensation. In the case of condensation between other molecules, both polysiloxanes and those derived from other constituent materials are included.

一般式(1)および(8)におけるAとしては、半導体溶液の塗布性向上、および硬化膜の耐クラック性向上による素子のリーク電流低減の観点から、カルボキシル基またはその誘導体を少なくとも二つ、もしくは環状の酸無水物基を少なくとも一つ有する有機基が好ましい。Aとしては、一般式(2)または(3)で表される基がさらに好ましい。 The A 1 in the general formula (1) and (8), the coating of the semiconductor solution improves, and from the viewpoint of reducing leakage current of the device according to the crack resistance improvement of the cured film, at least two carboxyl groups or derivatives thereof, Alternatively, an organic group having at least one cyclic acid anhydride group is preferable. As A 1 , a group represented by the general formula (2) or (3) is more preferable.

Figure 2021055049
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一般式(2)において、Xは、単結合、炭素数1〜10のアルキレン基または炭素数6〜15のアリーレン基を表す。RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、有機基またはシリル基を表す。一般式(3)において、Xは、単結合、炭素数1〜10のアルキレン基または炭素数6〜15のアリーレン基を表す。 In the general formula (2), X 1 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 15 carbon atoms. R 3 and R 4 independently represent a hydrogen atom, an organic group or a silyl group, respectively. In the general formula (3), X 2 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 15 carbon atoms.

ポリシロキサンにおいて、全シラン構造単位に占める前記一般式(1)または(8)で表される構造単位の含有比率は、半導体溶液の塗布性向上、および硬化膜の耐クラック性向上による素子のリーク電流低減、および硬化膜のリソグラフィー時における解像度向上の観点から、0.5mol%以上が好ましく、1.0mol%以上がより好ましく、1.5mol%以上がさらに好ましい。また、吸湿によるリーク電流の増加を防ぐ観点から、25mol%以下が好ましく、20mol%以下がより好ましく、15mol%以下がさらに好ましい。 In polysiloxane, the content ratio of the structural unit represented by the general formula (1) or (8) to the total silane structural unit is the leakage of the element due to the improvement of the coatability of the semiconductor solution and the crack resistance of the cured film. From the viewpoint of reducing the current and improving the resolution during lithography of the cured film, 0.5 mol% or more is preferable, 1.0 mol% or more is more preferable, and 1.5 mol% or more is further preferable. Further, from the viewpoint of preventing an increase in leakage current due to moisture absorption, 25 mol% or less is preferable, 20 mol% or less is more preferable, and 15 mol% or less is further preferable.

ポリシロキサンにおける、全シラン構造単位に占める前記一般式(1)または(8)で表される構造単位の含有比率は、13C−NMRにより求めることができる。カルボキシル基およびその誘導体では、カルボニルの炭素原子が化学シフト170−180ppm付近に、スルホ基およびその誘導体では、S原子と結合する炭素原子が化学シフト30−40ppm付近に、チオール基およびその誘導体では、S原子と結合する炭素原子が化学シフト10−20ppm付近に、フェノール性水酸基およびその誘導体では、フェノール性水酸基由来のO原子と結合する芳香環内の炭素原子が化学シフト140−170ppm付近に、それぞれ特徴的に出現する。これらおよび他の構造単位における炭素原子とのピーク面積比から、構造単位の含有比率が求められる。 The content ratio of the structural unit represented by the general formula (1) or (8) in the total silane structural unit in the polysiloxane can be determined by 13 C-NMR. In the carboxyl group and its derivative, the carbon atom of carbonyl is around 170-180 ppm of chemical shift, in the sulfo group and its derivative, the carbon atom bonded to the S atom is around 30-40 ppm of chemical shift, and in the thiol group and its derivative, it is around 30-40 ppm. The carbon atom bonded to the S atom is in the vicinity of the chemical shift of 10-20 ppm, and in the phenolic hydroxyl group and its derivative, the carbon atom in the aromatic ring bonded to the O atom derived from the phenolic hydroxyl group is in the vicinity of the chemical shift of 140-170 ppm, respectively. Appears characteristically. The content ratio of the structural unit can be obtained from the peak area ratio with the carbon atom in these and other structural units.

一般式(1)および(8)で表される構造単位としては、以下のシラン化合物由来の構造単位が例示される。 Examples of the structural units represented by the general formulas (1) and (8) include the following structural units derived from silane compounds.

カルボキシル基またはそれらの誘導体を持つものとして、ジメトキシメチルシリルメチルコハク酸、ジエトキシメチルシリルメチルコハク酸、ジメトキシフェニルシリルメチルコハク酸、ジエトキシフェニルシリルメチルコハク酸、トリメトキシシリルメチルコハク酸、トリエトキシシリルメチルコハク酸、2−ジメトキシメチルシリルエチルコハク酸、2−ジエトキシメチルシリルエチルコハク酸、2−ジメトキシフェニルシリルエチルコハク酸、2−ジエトキシフェニルシリルエチルコハク酸、2−トリメトキシシリルエチルコハク酸、2−トリエトキシシリルエチルコハク酸、3−ジメトキシメチルシリルプロピルコハク酸、3−ジエトキシメチルシリルプロピルコハク酸、3−ジメトキシフェニルシリルプロピルコハク酸、3−ジエトキシフェニルシリルプロピルコハク酸、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、3−トリエトキシシリルプロピルコハク酸、4−ジメトキシメチルシリルブチルコハク酸、4−ジエトキシメチルシリルブチルコハク酸、4−ジメトキシフェニルシリルブチルコハク酸、4−ジエトキシフェニルシリルブチルコハク酸、4−トリメトキシシリルブチルコハク酸、4−トリエトキシシリルブチルコハク酸、5−ジメトキシメチルシリルペンチルコハク酸、5−ジエトキシメチルシリルペンチルコハク酸、5−ジメトキシフェニルシリルペンチルコハク酸、5−ジエトキシフェニルシリルペンチルコハク酸、5−トリメトキシシリルペンチルコハク酸、5−トリエトキシシリルペンチルコハク酸、6−ジメトキシメチルシリルヘキシルコハク酸、6−ジエトキシメチルシリルヘキシルコハク酸、6−ジメトキシフェニルシリルヘキシルコハク酸、6−ジエトキシフェニルシリルヘキシルコハク酸、6−トリメトキシシリルヘキシルコハク酸、6−トリエメトキシシリルヘキシルコハク酸、これらコハク酸構造を有する化合物の無水物、およびこれらコハク酸がグルタル酸となった化合物由来の構造単位が挙げられる。 As having a carboxyl group or a derivative thereof, dimethoxymethylsilylmethylsuccinic acid, diethoxymethylsilylmethylsuccinic acid, dimethoxyphenylsilylmethylsuccinic acid, diethoxyphenylsilylmethylsuccinic acid, trimethoxysilylmethylsuccinic acid, triethoxy Cyrilmethylsuccinic acid, 2-dimethoxymethylsilylethylsuccinic acid, 2-diethoxymethylsilylethylsuccinic acid, 2-dimethoxyphenylsilylethylsuccinic acid, 2-diethoxyphenylsilylethylsuccinic acid, 2-trimethoxysilylethylsuccinic acid Acid, 2-triethoxysilylethyl succinic acid, 3-dimethoxymethylsilylpropyl succinic acid, 3-diethoxymethylsilylpropylsuccinic acid, 3-dimethoxyphenylsilylpropylsuccinic acid, 3-diethoxyphenylsilylpropylsuccinic acid, 3 -Trimethoxysilylpropyl succinic acid, 3-triethoxysilylpropyl succinic acid, 4-dimethoxymethylsilylbutylsuccinic acid, 4-diethoxymethylsilylbutylsuccinic acid, 4-dimethoxyphenylsilylbutylsuccinic acid, 4-diethoxyphenyl Cyrilbutylsuccinic acid, 4-trimethoxysilylbutylsuccinic acid, 4-triethoxysilylbutylsuccinic acid, 5-dimethoxymethylsilylpentylsuccinic acid, 5-diethoxymethylsilylpentylsuccinic acid, 5-dimethoxyphenylsilylpentylsuccinic acid , 5-Diethoxyphenylsilylpentylsuccinic acid, 5-trimethoxysilylpentylsuccinic acid, 5-triethoxysilylpentylsuccinic acid, 6-dimethoxymethylsilylhexylsuccinic acid, 6-diethoxymethylsilylhexylsuccinic acid, 6- Dimethoxyphenylsilylhexyl succinic acid, 6-diethoxyphenylsilylhexyl succinic acid, 6-trimethoxysilylhexyl succinic acid, 6-triemethoxysilylhexyl succinic acid, anhydrides of compounds having these succinic acid structures, and these succinic acids. Examples thereof include structural units derived from compounds in which succinic acid is succinic acid.

スルホ基またはそれらの誘導体を持つものとして、5−ジメトキシメチルシリルペンタン−1,2−ジスルホン酸、5−ジエトキシメチルシリルペンタン−1,2−ジスルホン酸、5−ジメトキシフェニルシリルペンタン−1,2−ジスルホン酸、5−ジエトキシフェニルシリルペンタン−1,2−ジスルホン酸、5−トリメトキシシリルペンタン−1,2−ジスルホン酸、5−トリエトキシシリルペンタン−1,2−ジスルホン酸およびこれらのメチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、イソプロピルエステル、n−ブチルエステル、sec−ブチルエステル加えてt−ブチルエステル由来の構造単位が挙げられる。 As having a sulfo group or a derivative thereof, 5-dimethoxymethylsilylpentane-1,2-disulfonic acid, 5-diethoxymethylsilylpentane-1,2-disulfonic acid, 5-dimethoxyphenylsilylpentane-1,2. -Disulfonic acid, 5-diethoxyphenylsilylpentane-1,2-disulfonic acid, 5-trimethoxysilylpentane-1,2-disulfonic acid, 5-triethoxysilylpentane-1,2-disulfonic acid and their methyls. Examples include structural units derived from t-butyl esters in addition to esters, ethyl esters, n-propyl esters, isopropyl esters, n-butyl esters and sec-butyl esters.

チオール基またはそれらの誘導体を持つものとして、3−(3−ジメトキシメチルシリルプロピロキシ)プロパン−1,2−ジチオール、3−(3−ジエトキシメチルシリルプロピロキシ)プロパン−1,2−ジチオール、3−(3−ジメトキシフェニルシリルプロピロキシ)プロパン−1,2−ジチオール、3−(3−ジエトキシフェニルシリルプロピロキシ)プロパン−1,2−ジチオール、3−(3−トリメトキシシリルプロピロキシ)プロパン−1,2−ジチオール、3−(3−トリエトキシシリルプロピロキシ)プロパン−1,2−ジチオールおよびこれらのメチルチオエーテル、エチルチオエーテル、n−プロピルチオエーテル、イソプロピルチオエーテル、n−ブチルチオエーテル、sec−ブチルチオエーテル加えてt−ブチルチオエーテル由来の構造単位が挙げられる。 As those having a thiol group or a derivative thereof, 3- (3-dimethoxymethylsilylpropyroxy) propane-1,2-dithiol, 3- (3-diethoxymethylsilylpropyroxy) propane-1,2-dithiol, 3- (3-Dimethoxyphenylsilylpropyroxy) propane-1,2-dithiol, 3- (3-diethoxyphenylsilylpropyroxy) propane-1,2-dithiol, 3- (3-trimethoxysilylpropyroxy) Propane-1,2-dithiol, 3- (3-triethoxysilylpropyroxy) propane-1,2-dithiol and their methylthioethers, ethylthioethers, n-propylthioethers, isopropylthioethers, n-butylthioethers, sec- Butylthioether In addition, structural units derived from t-butylthioether can be mentioned.

フェノール性水酸基またはそれらの誘導体を持つものとして、3−ジメトキシメチルシリルプロピル基、3−ジエトキシメチルシリルプロピル基、3−ジメトキシフェニルシリルプロピル基、3−ジエトキシフェニルシリルプロピル基、3−トリメトキシシリルプロピル基または3−トリエトキシシリルプロピル基を有するカテコール、レソルシノール、ヒドロキノンまたはフロログルシノール、およびこれらのメチルエーテル、エチルエーテル、n−プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、n−ブチルエーテル、sec−ブチルエーテル加えてt−ブチルエーテル由来の構造単位が挙げられる。 As having a phenolic hydroxyl group or a derivative thereof, 3-dimethoxymethylsilylpropyl group, 3-diethoxymethylsilylpropyl group, 3-dimethoxyphenylsilylpropyl group, 3-diethoxyphenylsilylpropyl group, 3-trimethoxy Catecol, resorcinol, hydroquinone or fluoroglucolcinol having a silylpropyl group or 3-triethoxysilylpropyl group, and their methyl ethers, ethyl ethers, n-propyl ethers, isopropyl ethers, n-butyl ethers, sec-butyl ethers plus t -Structural units derived from butyl ether can be mentioned.

カルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基またはそれらの誘導体の内、異なる種類の基をそれぞれ一つずつ含むものとして、1−カルボキシル−2−スルホ−5−トリメトキシシリルペンタン、1−カルボキシル−2−メルカプト−5−トリメトキシシリルペンタン、1−スルホ−2−メルカプト−5−トリメトキシシリルペンタン、1−カルボキシル−2−ヒドロキシ−4−トリメトキシシリルベンゼン、1−スルホ−2−ヒドロキシ−4−トリメトキシシリルベンゼン、1−メルカプト−2−ヒドロキシ−4−トリメトキシシリルベンゼンおよびこれら置換基の位置が異なる位置異性体、加えてこれらのメチル(チオ)エステル、エチル(チオ)エステル、n−プロピル(チオ)エステル、イソプロピル(チオ)エステル、n−ブチル(チオ)エステル、sec−ブチル(チオ)エステル、t−ブチル(チオ)エステル、メチル(チオ)エーテル、エチル(チオ)エーテル、n−プロピル(チオ)エーテル、イソプロピル(チオ)エーテル、n−ブチル(チオ)エーテル、sec−ブチル(チオ)エーテル、t−ブチル(チオ)エーテル、環状(チオ)エステルおよび環状(チオ)エーテル由来の構造単位が挙げられる
中でも、半導体溶液の塗布性向上、および硬化膜の耐クラック性向上による素子のリーク電流低減の観点から、カルボキシル基またはその誘導体を少なくとも二つ、もしくは環状の酸無水物基を少なくとも一つ有するシラン化合物由来の構造単位が好ましく、コハク酸、コハク酸無水物構造またはそれらの誘導体を有するシラン化合物由来の構造単位がより好ましく、コハク酸またはコハク酸無水物構造をするシラン化合物由来の構造単位がさらに好ましい。具体的には、3−ジメトキシメチルシリルプロピルコハク酸、3−ジエトキシメチルシリルプロピルコハク酸、3−ジメトキシフェニルシリルプロピルコハク酸、3−ジエトキシフェニルシリルプロピルコハク酸、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、3−トリエトキシシリルプロピルコハク酸およびこれらの無水物由来の構造単位がさらに好ましく、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、3−トリエトキシシリルプロピルコハク酸およびこれらの無水物由来の構造単位が特に好ましい。
1-carboxy-2-sulfo-5-trimethoxysilylpentane, 1-carboxyl as one containing one different type of group from each of a carboxyl group, a sulfo group, a thiol group, a phenolic hydroxyl group or a derivative thereof. -2-Mercapto-5-trimethoxysilylpentane, 1-sulfo-2-mercapto-5-trimethoxysilylpentane, 1-carboxy-2-hydroxy-4-trimethoxysilylbenzene, 1-sulfo-2-hydroxy- 4-Trimethoxysilylbenzene, 1-mercapto-2-hydroxy-4-trimethoxysilylbenzene and position isomers with different positions of these substituents, plus their methyl (thio) ester, ethyl (thio) ester, n -Propyl (thio) ester, isopropyl (thio) ester, n-butyl (thio) ester, sec-butyl (thio) ester, t-butyl (thio) ester, methyl (thio) ether, ethyl (thio) ether, n Derived from -propyl (thio) ether, isopropyl (thio) ether, n-butyl (thio) ether, sec-butyl (thio) ether, t-butyl (thio) ether, cyclic (thio) ester and cyclic (thio) ether Among the structural units, at least two carboxyl groups or derivatives thereof, or cyclic acid anhydride groups are used from the viewpoint of improving the coatability of the semiconductor solution and reducing the leakage current of the element by improving the crack resistance of the cured film. A structural unit derived from a silane compound having at least one is preferable, and a structural unit derived from a silane compound having a succinic acid, a succinic acid anhydride structure or a derivative thereof is more preferable, and a silane compound having a succinic acid or a succinic acid anhydride structure is derived. The structural unit of is more preferred. Specifically, 3-dimethoxymethylsilylpropyl succinic acid, 3-diethoxymethylsilylpropyl succinic acid, 3-dimethoxyphenylsilylpropyl succinic acid, 3-diethoxyphenylsilylpropyl succinic acid, 3-trimethoxysilylpropyl succinic acid. Structural units derived from acids, 3-triethoxysilylpropyl succinic acid and their anhydrides are more preferred, with structural units derived from 3-trimethoxysilylpropyl succinic acid, 3-triethoxysilylpropyl succinic acid and their anhydrides. Especially preferable.

硬化膜中のポリシロキサンは、さらに、高い絶縁性と耐クラック性を両立させる観点から、一般式(1)および(8)以外の構造単位を1種以上含むことが好ましい。ここで、本発明でいう絶縁性とは、電気の通しにくさの指標であり、体積抵抗率が10Ω・cm以上であることを指す。 The polysiloxane in the cured film preferably contains one or more structural units other than the general formulas (1) and (8) from the viewpoint of achieving both high insulation and crack resistance. Here, the insulating property in the present invention is an index of electricity through difficulty refers to volume resistivity is 10 8 Ω · cm or more.

一般式(1)および(8)以外の構造単位としては、国際公開第2019/065561号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。 Examples of the structural unit other than the general formulas (1) and (8) include known ones such as those described in International Publication No. 2019/065561.

(ポリマーAの製造方法)
ポリマーAは、例えば次の方法で得ることができる。ここでは、ポリシロキサンの場合を例にする。溶媒中に全シラン化合物および無機粒子を投入した後、撹拌し、ここに酸触媒および水を1〜180分かけて添加した後、15〜80℃で1〜180分加水分解反応させる。加水分解反応時の温度は、15〜55℃がより好ましい。得られた反応液を、さらに50℃以上、溶媒の沸点以下で1〜100時間加熱し、縮合反応を行うことにより、無機粒子が結合したポリシロキサンを得ることができる。このように、無機粒子の存在下で、シラン化合物を加水分解し、脱水縮合させる方法が挙げられる。
(Manufacturing method of polymer A)
Polymer A can be obtained, for example, by the following method. Here, the case of polysiloxane is taken as an example. After putting all the silane compounds and inorganic particles into the solvent, the mixture is stirred, an acid catalyst and water are added thereto over 1 to 180 minutes, and then the hydrolysis reaction is carried out at 15 to 80 ° C. for 1 to 180 minutes. The temperature during the hydrolysis reaction is more preferably 15 to 55 ° C. The obtained reaction solution is further heated at 50 ° C. or higher and below the boiling point of the solvent for 1 to 100 hours to carry out a condensation reaction, whereby a polysiloxane to which inorganic particles are bonded can be obtained. As described above, a method of hydrolyzing the silane compound and dehydrating and condensing it in the presence of inorganic particles can be mentioned.

加水分解反応における各種条件は、反応スケール、反応容器の大きさ、形状などを考慮して、例えば、酸濃度、反応温度、反応時間などを設定することによって、目的とする用途に適した物性を得ることができる。 Various conditions in the hydrolysis reaction are set in consideration of the reaction scale, the size and shape of the reaction vessel, for example, the acid concentration, the reaction temperature, the reaction time, etc., so that the physical properties suitable for the intended use can be obtained. Obtainable.

シラン化合物の加水分解反応に利用される酸触媒としては、蟻酸、蓚酸、塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、リン酸、ポリリン酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂などの酸触媒が挙げられる。酸触媒の含有量は、ポリシロキサンの原料である全シラン化合物100質量部に対して0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。また、酸触媒の含有量は、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。酸触媒の含有量が、0.05質量部以上であれば加水分解反応が十分進行し、また、10質量部以下であれば、急激な反応を抑制することができる。 Acid catalysts used in the hydrolysis reaction of silane compounds include formic acid, oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, polyvalent carboxylic acid or its anhydride, and acids such as ion exchange resins. Examples include catalysts. The content of the acid catalyst is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the total silane compound which is the raw material of the polysiloxane. The content of the acid catalyst is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. When the content of the acid catalyst is 0.05 parts by mass or more, the hydrolysis reaction proceeds sufficiently, and when it is 10 parts by mass or less, a rapid reaction can be suppressed.

ポリシロキサンは保存安定性の観点から、上記酸触媒を含有しないことが好ましいため、加水分解反応後に触媒を除去しても構わない。触媒を除去する方法としては、操作の簡便さおよび除去性の観点から、水洗浄又はイオン交換樹脂による処理が好ましい。ここで水洗浄とは、ポリシロキサンの溶液を適当な疎水性溶剤で希釈した後、水で数回洗浄し、得られた有機層をエバポレーターなどで濃縮する方法をいう。またイオン交換樹脂による処理とは、得られたポリシロキサンの溶液をイオン交換樹脂に接触させる方法をいう。 Since the polysiloxane does not preferably contain the above acid catalyst from the viewpoint of storage stability, the catalyst may be removed after the hydrolysis reaction. As a method for removing the catalyst, water washing or treatment with an ion exchange resin is preferable from the viewpoint of ease of operation and removability. Here, the water washing refers to a method in which a solution of polysiloxane is diluted with an appropriate hydrophobic solvent, washed with water several times, and the obtained organic layer is concentrated with an evaporator or the like. The treatment with an ion exchange resin refers to a method in which the obtained polysiloxane solution is brought into contact with the ion exchange resin.

加水分解反応に用いられる溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エタノール、プロパノール、ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールなどのアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、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ブチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類;メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;エチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールアセテートなどのアセテート類;トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。溶媒の量は、ポリシロキサンの原料である全シラン化合物100質量部に対して、50質量部以上500質量部以下の範囲が好ましい。50質量部以上であれば、急激な反応を抑制でき、500質量部以下であれば、加水分解を十分進行させることができる。 As the solvent used in the hydrolysis reaction, an organic solvent is preferable, and alcohols such as ethanol, propanol, butanol, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol; glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; ethylene glycol monomethyl Ethers such as ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethyl ether; ketones such as methyl isobutyl ketone and diisobutyl ketone; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, 3-methyl Acetates such as -3-methoxy-1-butanol acetate; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane and cyclohexane, as well as γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like. be able to. The amount of the solvent is preferably in the range of 50 parts by mass or more and 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total silane compound which is a raw material of polysiloxane. If it is 50 parts by mass or more, a rapid reaction can be suppressed, and if it is 500 parts by mass or less, hydrolysis can be sufficiently proceeded.

また、加水分解に用いられる水としては、イオン交換水が好ましい。水の量は、任意に選択可能であるが、シラン化合物中のアルコキシ基と当量モルの水に加えて、酸無水物基やエポキシ基などの加水分解する構造を有するシラン化合物を用いる場合は、加水分解する官能基と当量モル以上の水をさらに添加するのがよい。ポリシロキサンの重合度を上げるために、再加熱もしくは塩基触媒の添加を行うことも可能である。 Further, as the water used for hydrolysis, ion-exchanged water is preferable. The amount of water can be arbitrarily selected, but when a silane compound having a hydrolyzing structure such as an acid anhydride group or an epoxy group is used in addition to the alkoxy group and the equivalent molar amount of water in the silane compound, it is used. It is advisable to further add hydrolyzable functional groups and equivalent molars or more of water. It is also possible to reheat or add a base catalyst in order to increase the degree of polymerization of the polysiloxane.

ポリシロキサンが一般式(1)または(8)で表される構造単位を含むことは、元素分析、核磁気共鳴分析、赤外分光分析等の各種有機分析手法を単独または複数組み合わせることにより判定することができる。 It is determined that the polysiloxane contains the structural unit represented by the general formula (1) or (8) by using one or a plurality of various organic analysis methods such as elemental analysis, nuclear magnetic resonance analysis, and infrared spectroscopic analysis. be able to.

(ポリマーB:無機粒子と結合しておらず、かつポリマーAに含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合を形成可能な官能基を有するポリマー)
樹脂組成物に含まれるポリマーがポリマーAのみの場合、下部電極の周囲、及び下部電極上に形成された樹脂組成物の硬化膜の膜厚ムラ大きくなる。このため、FETの場合、ゲート絶縁膜の膜厚ムラが大きくなり、膜厚が薄い箇所ではゲートリークにより素子が動作せず、膜厚が厚い箇所では、オン電流が低くなるなど、素子特性の低下が見られる。さらに、膜厚ムラにより、複数のFETを備えた基板において、基板内での素子特性のバラツキが大きくなる。一方、キャパシタの場合、下部電極の面積が大きく、電極上での樹脂組成物の硬化膜の膜厚ムラが大きくなると、膜厚が薄い箇所でリークしていまい、素子形成の歩留まりが著しく低くなる。さらに、膜厚ムラにより、基板内での容量値などの素子特性のバラツキが大きくなる。
(Polymer B: A polymer that is not bonded to the inorganic particles and has a functional group capable of forming a hydrogen bond with the hydroxy group on the surface of the inorganic particles contained in the polymer A)
When the polymer contained in the resin composition is only polymer A, the film thickness unevenness of the cured film of the resin composition formed around the lower electrode and on the lower electrode becomes large. For this reason, in the case of FET, the uneven film thickness of the gate insulating film becomes large, the element does not operate due to gate leak in the place where the film thickness is thin, and the on-current becomes low in the place where the film thickness is thick. There is a decline. Further, due to the uneven film thickness, in a substrate provided with a plurality of FETs, the variation in element characteristics within the substrate becomes large. On the other hand, in the case of a capacitor, if the area of the lower electrode is large and the film thickness unevenness of the cured film of the resin composition on the electrode becomes large, leakage may occur at the thin film thickness, and the yield of element formation becomes extremely low. .. Further, due to the uneven film thickness, the variation in element characteristics such as the capacitance value in the substrate becomes large.

上記膜厚ムラは、ポリマーAのワニス塗布時や乾燥時の液流動性が低く、下部電極近傍でのレベリング性が悪いことに起因すると推定される。この原因としては、ポリマーAが無機粒子を含んでいるためと推測される。そこで、ポリマーAのワニスの液流動性を向上させるために、ポリマーBを含ませたところ、上記の膜厚ムラが改善されることが見出された。 It is presumed that the film thickness unevenness is caused by the low liquid fluidity of the polymer A when it is applied to the varnish or when it is dried, and the leveling property in the vicinity of the lower electrode is poor. It is presumed that the cause of this is that the polymer A contains inorganic particles. Therefore, it was found that when the polymer B was added in order to improve the liquid fluidity of the varnish of the polymer A, the above-mentioned film thickness unevenness was improved.

ポリマーBとしては、ポリマーAに含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合可能な官能基を有するものであれば特に制限はなく、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリルアミド、芳香族ポリエーテル、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等、種々のポリマーを用いることができる。また、これらのポリマーに他のポリマーを共重合もしくは混合したものを用いることもできる。 The polymer B is not particularly limited as long as it has a functional group capable of hydrogen bonding with the hydroxy group on the surface of the inorganic particles contained in the polymer A, and is polysiloxane, polyamide, polyamideimide, polyimide, polybenzimidazole, or polyvinyl alcohol. , Polyhydroxystyrene, polyacetal, polycarbonate, polyallylate, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyetherketone, polyphthalamide, polyethernitrile, polymethylmethacrylate, polymethacrylicamide, aromatic polyether, novolak resin, phenol resin, Various polymers such as acrylic resin, epoxy resin, melamine resin, and urea resin can be used. Further, those obtained by copolymerizing or mixing other polymers with these polymers can also be used.

ポリマーAに含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合可能な官能基を有していないポリマーを用いた場合は、ワニス中でのポリマーAの分散性が低下し、無機粒子が析出してしまい、均一な膜を得ることができない。 When a polymer having no functional group capable of hydrogen bonding with the hydroxy group on the surface of the inorganic particles contained in the polymer A is used, the dispersibility of the polymer A in the varnish is lowered and the inorganic particles are precipitated. , A uniform film cannot be obtained.

ポリマーBとしては、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、メルカプト基、水酸基、エポキシ基及びそれらの誘導体からなる群より少なくとも1種類の官能基を有するポリマーが好ましい。特に、一般式(4)で表される構造単位を有するポリシロキサン、フェノール性水酸基を持つ樹脂、一般式(5)で表されるカルボン酸残基を有するポリエステル、ならびに、ポリマレイン酸及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1つが好ましい。 As the polymer B, a polymer having at least one functional group is preferable from the group consisting of a carboxyl group, a sulfo group, a phosphoric acid group, a mercapto group, a hydroxyl group, an epoxy group and derivatives thereof. In particular, from polysiloxane having a structural unit represented by the general formula (4), a resin having a phenolic hydroxyl group, polyester having a carboxylic acid residue represented by the general formula (5), and polymaleic acid and its derivatives. At least one selected from the group is preferred.

Figure 2021055049
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なお、一般式(4)で表される構造単位を有するポリシロキサンは、一般式(9)で表される構造単位を有するポリシロキサンとして表すこともできる。 The polysiloxane having the structural unit represented by the general formula (4) can also be represented as a polysiloxane having the structural unit represented by the general formula (9).

Figure 2021055049
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一般式(4)および(9)において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはシリル基を表す。nは0または1を表す。Aは、カルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基、エポキシ基またはそれらの誘導体を少なくとも一つ含む有機基を表す。ただし、前記誘導体が、前記カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうち、いずれか二つによる環状縮合構造である場合は、Aは当該環状縮合構造を少なくとも一つ有する有機基を表す。 In the general formulas (4) and (9), R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group or an alkenyl group. R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or a silyl group. n represents 0 or 1. A 2 represents an organic group containing at least one carboxyl group, sulfo group, thiol group, phenolic hydroxyl group, epoxy group or a derivative thereof. However, when the derivative has a cyclic condensation structure consisting of any two of the carboxyl group, sulfo group, thiol group and phenolic hydroxyl group, A 2 has an organic group having at least one cyclic condensation structure. Represent.

一般式(4)および(9)で表される構造単位の内、カルボキシル基を含むシラン化合物由来の構造単位としては、前述の一般式(1)および(8)と同じものを用いることができる。 Among the structural units represented by the general formulas (4) and (9), the same structural units as those described in the general formulas (1) and (8) can be used as the structural unit derived from the silane compound containing a carboxyl group. ..

一般式(4)および(9)で表される構造単位で、スルホ基またはそれらの誘導体を持つもの、チオール基またはそれらの誘導体を持つもの、フェノール性水酸基またはそれらの誘導体を持つもの、及びカルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基またはそれらの誘導体の内、異なる種類の基をそれぞれ一つずつ含むものとしては、前述の一般式(1)および(8)と同じものを用いることができる。 Structural units represented by the general formulas (4) and (9), which have a sulfo group or a derivative thereof, a thiol group or a derivative thereof, a phenolic hydroxyl group or a derivative thereof, and a carboxyl group. As a group containing one different type of group from each of a group, a sulfo group, a thiol group, a phenolic hydroxyl group or a derivative thereof, the same ones as those in the above general formulas (1) and (8) may be used. it can.

一般式(4)および(9)で表される構造単位の内、エポキシ基を含むシラン化合物由来の構造単位としては、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルシクロヘキシルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルフェニルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルシクロヘキシルジメトキシシランなどのシラン化合物由来の構造単位が挙げられる。 Among the structural units represented by the general formulas (4) and (9), the structural units derived from the silane compound containing an epoxy group include β-glycidoxyethyl trimethoxysilane and β-glycidoxyethyl triethoxysilane. , Γ-Glysidoxypropyltrimethoxysilane, γ-Glysidoxypropyltriethoxysilane, γ-Glysidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-Glysidoxypropylphenyldimethoxysilane, γ-Glysidoxypropylcyclohexyldimethoxysilane , 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, 2- (3) , 4-Epylcyclohexyl) Ethylphenyldimethoxysilane, 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethylcyclohexyldimethoxysilane, and other structural units derived from silane compounds.

フェノール性水酸基を持つ樹脂としては、ポリヒロドキシスチレンやフェノール樹脂が挙げられる。なお、フェノール樹脂としては、一分子内にフェノール性水酸基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂;トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂が挙げられる。 Examples of the resin having a phenolic hydroxyl group include polyhirodoxystyrene and a phenol resin. The phenolic resin is a general monomer, oligomer, or polymer having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited. For example, a phenol novolac resin and a cresol novolac. Novolac resin such as resin, naphthol novolac resin; polyfunctional phenol resin such as triphenol methane type phenol resin; modified phenol resin such as terpen-modified phenol resin and dicyclopentadiene-modified phenol resin; phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton Examples thereof include an aralkyl type resin having a phenol aralkyl resin, phenylene and / or a naphthol aralkyl resin having a biphenylene skeleton.

Figure 2021055049
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一般式(5)において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、または一般式(6)で表される有機基を表す。 In the general formula (5), R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkenyl group, or an organic group represented by the general formula (6).

Figure 2021055049
Figure 2021055049

一般式(6)において、Rは、水酸基、アルコキシ基、又は一般式(7)で表される官能基を表す。 In the general formula (6), R 8 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or a functional group represented by the general formula (7).

Figure 2021055049
Figure 2021055049

一般式(7)において、Rは、アルキレン基、またはオキシアルキレン基で表される官能基を表す。ただし、アルキレン基、オキシアルキレン基の中に少なくとも1つのエステル結合、アミド結合、またはウレタン結合が含まれていてもよい。R10は、水素原子、またはメチル基を表す。 In the general formula (7), R 9 represents a functional group represented by an alkylene group or an oxyalkylene group. However, at least one ester bond, amide bond, or urethane bond may be contained in the alkylene group and the oxyalkylene group. R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(7)のように不飽和結合を有することで、それら同士および/または後述のラジカル重合性化合物に含まれるアクリル基および/またはメタクリル基との付加反応が可能となり、その結果、ポリマー間に架橋構造が形成されることで、絶縁膜が緻密化し、耐クラック性や耐溶剤性などが向上する。 Having an unsaturated bond as in the general formula (7) enables an addition reaction between them and / or an acrylic group and / or a methacrylic group contained in a radically polymerizable compound described later, and as a result, between the polymers. By forming a crosslinked structure, the insulating film is densified, and crack resistance and solvent resistance are improved.

一般式(5)で表されるカルボン酸残基を有するポリエステル材料としては、例えば、WR−301((株)ADEKA製)、V−259ME(商品名)(新日鉄住金化学(株)製)、ファインディックM−8842、ファインディックM−8843、ファインディックM−8860、ファインディックM−8961(DIC(株)製)などが挙げられる。これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 Examples of the polyester material having a carboxylic acid residue represented by the general formula (5) include WR-301 (manufactured by ADEKA Corporation), V-259ME (trade name) (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.). Examples thereof include Findick M-8842, Findick M-8843, Findick M-8860, and Findick M-8961 (manufactured by DIC Corporation). These may be used alone or in combination of two or more.

一般式(5)で表されるカルボン酸残基を有するポリエステル材料は、テ卜ラカルボン酸二無水物の酸無水物基とジオール化合物の水酸基のエステル化反応で合成することができる。 The polyester material having a carboxylic acid residue represented by the general formula (5) can be synthesized by an esterification reaction of an acid anhydride group of a terracarboxylic dianhydride and a hydroxyl group of a diol compound.

テ卜ラカルボン酸二無水物としては、特に限定されないが、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−オキシジフタル酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンニ無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、及びそれらの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 The tetracarboxylic dianhydride is not particularly limited, but for example, pyromellitic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4. '-Oxydiphthalic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropanenianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, and derivatives thereof, etc. However, the present invention is not limited to these. Further, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

ジオール化合物としては、特に限定されないが、例えば、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、水素化ビスフェノールA等が挙げられる。さらに市販品としては、クラレポリオ一ルC−1015N((株)クラレ製) ) 、クラレポリオ一ルC−1065N((株)クラレ製 )、DURANOL−T5651(旭化成ケミカルズ(株)製 )などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 The diol compound is not particularly limited, but for example, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, polyethylene. Examples thereof include glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, hydride bisphenol A and the like. Further, examples of commercially available products include Kuraray Polyol C-1015N (manufactured by Kuraray Co., Ltd.)), Clarepolyol C-1065N (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and DURANOL-T5651 (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.). However, it is not limited to these. Further, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

一般式(7)の構造は、一般式(5)のカルボキシル基に対して、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物を反応させることで導入することができる。ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物としては特に制限はないが、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチル-フタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 The structure of the general formula (7) can be introduced by reacting the carboxyl group of the general formula (5) with a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound. The hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound is not particularly limited, and for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth). Acrylate, 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxypropylphthalate, glycerol mono Examples thereof include (meth) acrylate, but the present invention is not limited thereto. Further, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

ポリマレイン酸及びその誘導体としては、ポリマレイン酸、イソブチレン・無水マレイン酸共重合物、スチレン・無水マレイン酸共重合物、メチルビニルエーテル・無水マレイン酸共重合物、α−メチルスチレン・無水マレイン酸共重合物、ロジン変性マレイン酸樹脂、及びそれらのカルボキシル基の一部、又は全てがエステル化されたもの、マルキード、トラフィックス、アラスター(以上、商品名、荒川化学工業(株)製)、X−288、X−220、US−1243、X−200、X−205(以上、商品名、星光PMC(株)製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 Polymaleic acid and its derivatives include polymaleic acid, isobutylene / maleic anhydride copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, methylvinyl ether / maleic anhydride copolymer, α-methylstyrene / maleic anhydride copolymer. , Rosin-modified maleic anhydride, and some or all of their carboxyl groups esterified, Marquid, Traffics, Alaster (trade name, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.), X-288, Examples thereof include, but are not limited to, X-220, US-1243, X-200, and X-205 (above, trade name, manufactured by Seikou PMC Co., Ltd.). Further, these may be used alone or in combination of two or more.

ポリマーBの含有量としては特に制限はないが、電極上及び周囲での硬化膜の膜厚ムラ改善の観点からは、ポリマーAとポリマーBの合計100重量部に対して5重量部以上が好ましく、8重量部以上がより好ましい。一方、後述するフォトリソグラフィ加工時のアルカリ現像液に対する溶解性の制御、及びポリマーAに含まれる無機粒子に由来する高誘電性の維持の観点からは、60重量部以下が好ましく、30重量部以下がより好ましく、20重量部以下がさらに好ましい。 The content of the polymer B is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the film thickness unevenness of the cured film on and around the electrode, 5 parts by weight or more is preferable with respect to 100 parts by weight of the total of the polymer A and the polymer B. , 8 parts by weight or more is more preferable. On the other hand, from the viewpoint of controlling the solubility in an alkaline developer during photolithography processing, which will be described later, and maintaining high dielectric property derived from the inorganic particles contained in the polymer A, 60 parts by weight or less is preferable, and 30 parts by weight or less. Is more preferable, and 20 parts by weight or less is further preferable.

これらの範囲にあることで、硬化膜の高誘電率を維持しつつフォトリソグラフィ時に露光部と未露光部のコントラストをとることができる。「露光部と未露光部のコントラストをとることができる」とは、例えば、ポジ型感光性材料の場合、露光部では残膜が無く、未露光部は現像液への溶解性が抑制され、所望膜厚の硬化膜が残膜することを意味する。 Within these ranges, it is possible to obtain the contrast between the exposed portion and the unexposed portion during photolithography while maintaining the high dielectric constant of the cured film. "The contrast between the exposed part and the unexposed part can be obtained" means, for example, in the case of a positive photosensitive material, there is no residual film in the exposed part, and the unexposed part is suppressed in solubility in a developing solution. It means that a cured film having a desired film thickness remains.

また、ポリマーAとポリマーBの合計100重量部に対して占める無機粒子の含有量としては特に制限はないが、硬化膜の高誘電率化の観点から、15重量部以上が好ましく、30重量部以上が特に好ましい。一方、溶液状態でのポリマーAの分散性の観点からは、80重量部以下が好ましい。 The content of the inorganic particles in the total of 100 parts by weight of the polymer A and the polymer B is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the dielectric constant of the cured film, 15 parts by weight or more is preferable, and 30 parts by weight is preferable. The above is particularly preferable. On the other hand, from the viewpoint of the dispersibility of the polymer A in the solution state, 80 parts by weight or less is preferable.

樹脂組成物中にポリマーAとポリマーBが含まれていることは、FT−IR、H−NMR、13C−NMR、29Si―NMR、熱分解GC−MS、LC−MSなどの分析手法を組み合わせることで分析することができる。 The inclusion of polymer A and polymer B in the resin composition is an analytical method such as FT-IR, 1 H-NMR, 13 C-NMR, 29 Si-NMR, pyrolysis GC-MS, LC-MS, etc. Can be analyzed by combining.

(溶剤)
本発明の樹脂組成物に用いられる溶媒としては、特に制限は無いが、例えば、アセトール、3−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、5−ヒドロキシ−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)、乳酸エチル(沸点:151℃)乳酸ブチル(沸点:186℃)、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n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノール)等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−1−ブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシ−1−ブチルアセテート、アセト酢酸エチル等のエステル類、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、炭酸プロピレン、N−メチルピロリドン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等が挙げられるが、これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、無機粒子の分散性の観点から、アルコール類を含むことが好ましい。
(solvent)
The solvent used in the resin composition of the present invention is not particularly limited, and is, for example, ether, 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 5-hydroxy. -2-Pentanone, 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol), ethyl lactate (boiling point: 151 ° C), butyl lactate (boiling point: 186 ° C), propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Propropylene glycol mono n-propyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-1-butanol, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol) Alcohols such as ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-1-butyl acetate, 3-methyl-3-methoxy-1-butyl Esters such as acetate and ethyl acetoacetate, ketones such as methylisobutylketone, diisopropylketone, diisobutylketone and acetylacetone, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, din-butyl ether, diphenyl ether, diethylene glycol ethylmethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether , Γ-Butylollactone, γ-Valerolactone, δ-Valerolactone, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone and the like, but two or more of these may be contained. Among these, it is preferable to contain alcohols from the viewpoint of dispersibility of the inorganic particles.

(感光性有機成分)
後述するように、本発明の樹脂組成物を用いて素子を形成する場合、硬化膜にフォトリソ加工によるパターン加工を施すことが好ましく、本発明の樹脂組成物は感光性有機成分を含んでいることが好ましい。感光性有機成分としては、エチレン性不飽和二重結合基を有するラジカル重合性化合物、UV光の照射によって結合開裂および/または反応してラジカルを発生する光重合開始剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、光により酸を発生する光酸発生剤などが挙げられる。
(Photosensitive organic component)
As will be described later, when an element is formed using the resin composition of the present invention, it is preferable that the cured film is patterned by photolithography, and the resin composition of the present invention contains a photosensitive organic component. Is preferable. Photosensitive organic components include radically polymerizable compounds having an ethylenically unsaturated double-bonding group, photopolymerization initiators that cleave and / or react with UV light to generate radicals, chain transfer agents, and polymerization inhibitors. Examples thereof include an agent and a photoacid generator that generates an acid by light.

FET素子のヒステリシス低減の観点からは、ゲート絶縁膜中での電荷トラップの原因となるラジカルが発生しない光酸発生剤が好ましい。ゲート絶縁膜中での電荷トラップを低減することで、低ヒステリシスの実現が可能である。 From the viewpoint of reducing the hysteresis of the FET element, a photoacid generator that does not generate radicals that cause charge traps in the gate insulating film is preferable. Low hysteresis can be achieved by reducing charge traps in the gate insulating film.

光酸発生剤としては、特に限定されないが、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物などを例として挙げることができる。ジアゾケトン化合物の具体的な例としては、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などが挙げられる。中でもジアゾナフトキノン化合物が、パターン加工精度や得られる硬化膜の耐クラック性の観点から好ましい。好ましいジアゾケトン化合物は1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸と2,2,3,4,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンとのエステル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸と1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンとのエステルなどを挙げることができる。 The photoacid generator is not particularly limited, and examples thereof include onium salt compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, diazomethane compounds, sulfon compounds, sulfonic acid ester compounds, and sulfonimide compounds. Specific examples of the diazoketone compound include 1,3-diketo-2-diazo compound, diazobenzoquinone compound, diazonaphthoquinone compound and the like. Of these, the diazonaphthoquinone compound is preferable from the viewpoint of pattern processing accuracy and crack resistance of the obtained cured film. Preferred diazoketone compounds are esters of 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid and 2,2,3,4,4'-pentahydroxybenzophenone, 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid and 1,1, Esters with 1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane and the like can be mentioned.

(その他の成分)
本発明の樹脂組成物は、無機粒子が結合したポリマーに加えて、さらに、ポリマーが結合していない無機粒子をさらに含有してもよい。ポリマーが結合していない無機粒子の好ましい材質や形状としては、上述のポリマーが結合された無機粒子と同様である。
(Other ingredients)
The resin composition of the present invention may further contain inorganic particles to which the polymer is not bonded, in addition to the polymer to which the inorganic particles are bonded. The preferred material and shape of the inorganic particles to which the polymer is not bonded are the same as those of the above-mentioned inorganic particles to which the polymer is bonded.

また、本発明における樹脂組成物は、必要に応じて、粘度調整剤、界面活性剤、安定化剤などを含有することができる。また、残留溶媒を含有していても構わない。 Further, the resin composition in the present invention may contain a viscosity modifier, a surfactant, a stabilizer and the like, if necessary. Further, it may contain a residual solvent.

特に、樹脂組成物の塗布性の向上の観点からは界面活性材を含むことが好ましい。界面活性剤の種類に特に制限はなく、例えば、“メガファック(登録商標)”F142D、同F172、同F173、同F183、同F445、同F470、同F475、同F477(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、NBX−15、FTX−218、DFX−18((株)ネオス製)などのフッ素系界面活性剤、BYK−333、BYK−301、BYK−331、BYK−345、BYK−307(ビックケミー・ジャパン(株)製)などのシリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などを用いることができる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、フッ素系界面活性剤が特に好ましい。 In particular, from the viewpoint of improving the coatability of the resin composition, it is preferable to include a surfactant. The type of surfactant is not particularly limited, and for example, "Megafuck (registered trademark)" F142D, F172, F173, F183, F445, F470, F475, F477 (above, Dainippon Ink and Chemicals). Fluorosurfactants such as Kogyo Co., Ltd., NBX-15, FTX-218, DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.), BYK-333, BYK-301, BYK-331, BYK-345, BYK A silicone-based surfactant such as −307 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), a polyalkylene oxide-based surfactant, a poly (meth) acrylate-based surfactant, or the like can be used. Two or more of these may be used. Of these, fluorine-based surfactants are particularly preferable.

<素子>
本発明の樹脂組成物を用いて形成される素子としては、例えば、電界効果型トランジスタ(FET)やキャパシタが挙げられる。
<Element>
Examples of the device formed by using the resin composition of the present invention include a field effect transistor (FET) and a capacitor.

FETとしては、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、ソース電極及びドレイン電極に接する半導体層とを有する素子であり、本発明の樹脂組成物を塗布および乾燥させることでゲート絶縁膜が得られる。 The FET is an element having a gate electrode, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer in contact with the source electrode and the drain electrode, and by applying and drying the resin composition of the present invention. A gate insulating film is obtained.

キャパシタとしては、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間の誘電膜とを有する素子であり、本発明の樹脂組成物を塗布および乾燥させることで誘電膜が得られる。 The capacitor is an element having a lower electrode, an upper electrode, and a dielectric film between the lower electrode and the upper electrode, and the dielectric film can be obtained by applying and drying the resin composition of the present invention.

このような素子の製造方法の例としては、例えば以下の例が挙げられる。
(製造例1)
以下の(工程1)〜(工程3)を含む、素子の製造方法。
(工程1)基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程
(工程2)請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物を、前記導電性パターンが形成された基板上に塗布および乾燥し、コーティング膜を得る工程、
(工程3)前記コーティング膜上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程。
(製造例2)
以下の(工程1’)〜(工程3’)を含む、素子の製造方法。
(工程1’)基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程
(工程2’)請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物を、前記導電性パターンが形成された基板上に塗布および乾燥し、コーティング膜を得た後、該コーティング膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射し、現像して、前記導電性パターン上に開口部を有する誘電体パターンを形成する工程
(工程3’)前記誘電体パターン上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程。
Examples of the method for manufacturing such a device include the following examples.
(Manufacturing Example 1)
A method for manufacturing an element, which comprises the following (step 1) to (step 3).
(Step 1) Step of forming a conductive pattern to be a lower electrode on a substrate (Step 2) The resin composition according to any one of claims 1 to 7 is applied onto a substrate on which the conductive pattern is formed. And the process of drying and obtaining a coating film,
(Step 3) A step of forming a conductive pattern as an upper electrode on the coating film.
(Manufacturing Example 2)
A method for manufacturing an element, which comprises the following (step 1') to (step 3').
(Step 1') A step of forming a conductive pattern to be a lower electrode on a substrate (Step 2') The resin composition according to any one of claims 1 to 7 is applied onto a substrate on which the conductive pattern is formed. After coating and drying to obtain a coating film, the coating film is irradiated with active chemical rays via a photomask and developed to form a dielectric pattern having an opening on the conductive pattern. (Step 3') A step of forming a conductive pattern to be an upper electrode on the dielectric pattern.

以下、図面を用いて本発明の樹脂組成物を用いて得られる素子の具体例をより詳細に説明する。ただし、本発明の樹脂組成物を用いて得られる素子は以下のものに限定されるわけではない。 Hereinafter, specific examples of the device obtained by using the resin composition of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the elements obtained by using the resin composition of the present invention are not limited to the following.

[FET]
図1は、FETを示す模式断面図である。この構造では、絶縁基材100と、ゲート電極11と、ゲート絶縁膜12と、ソース電極13と、ドレイン電極15と、ソース電極及びドレイン電極に接する半導体層14とを有する。半導体層とゲート電極とは、ゲート絶縁膜によって電気的に隔てられている。
[FET]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an FET. In this structure, the insulating base material 100, the gate electrode 11, the gate insulating film 12, the source electrode 13, the drain electrode 15, and the semiconductor layer 14 in contact with the source electrode and the drain electrode are provided. The semiconductor layer and the gate electrode are electrically separated by a gate insulating film.

図2〜6は、上記FETの変形例を示す模式断面図である。図2に示す変形例1では、ゲート電極11とソース電極13・ドレイン電極15との重なりがなく、半導体層14の幅とゲート電極の幅が一致する。図3に示す変形例2では、ゲート電極11とソース電極13・ドレイン電極15との重なりがある。図4に示す変形例3では、ゲート電極11とソース電極13・ドレイン電極15との重なりがなく、半導体層14の幅がゲート電極の幅よりも大きい。図5に示す変形例4では、ゲート電極11とソース電極13とが重なる。 2 to 6 are schematic cross-sectional views showing a modified example of the FET. In the modified example 1 shown in FIG. 2, the gate electrode 11 and the source electrode 13 / drain electrode 15 do not overlap, and the width of the semiconductor layer 14 and the width of the gate electrode match. In the second modification shown in FIG. 3, there is an overlap between the gate electrode 11 and the source electrode 13 and the drain electrode 15. In the modified example 3 shown in FIG. 4, the gate electrode 11 and the source electrode 13 / drain electrode 15 do not overlap, and the width of the semiconductor layer 14 is larger than the width of the gate electrode. In the modified example 4 shown in FIG. 5, the gate electrode 11 and the source electrode 13 overlap each other.

図1〜図5はボトムゲート構造の例であるが、図6に示す変形例5は、トップゲート構造であり、ゲート電極11とドレイン電極15とが重なる例である。 1 to 5 are examples of a bottom gate structure, but the modified example 5 shown in FIG. 6 is an example of a top gate structure in which the gate electrode 11 and the drain electrode 15 overlap.

(ゲート絶縁膜)
ゲート絶縁膜は、比誘電率が4以上であることが好ましく、7以上であることがより好ましく、8.5以上であることがさらに好ましく、10以上であることが特に好ましい。比誘電率が上記の範囲であることにより、FETのオン電流を大きくすることができる。また、比誘電率は20以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましく、13.5以下であることがさらに好ましく、12以下であることが特に好ましい。比誘電率が上記の範囲であることにより、ゲート絶縁膜による過剰な誘電損失を防ぐことができ、特に100MHz以上の高周波帯域の電波により駆動するFETでは、正確な動作を行うことができる。ゲート絶縁膜の比誘電率εは、下記の(a)式を用いて算出することができる。
(Gate insulating film)
The gate insulating film preferably has a relative permittivity of 4 or more, more preferably 7 or more, further preferably 8.5 or more, and particularly preferably 10 or more. When the relative permittivity is in the above range, the on-current of the FET can be increased. The relative permittivity is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, further preferably 13.5 or less, and particularly preferably 12 or less. When the relative permittivity is in the above range, excessive dielectric loss due to the gate insulating film can be prevented, and in particular, an FET driven by a radio wave in a high frequency band of 100 MHz or more can perform accurate operation. The relative permittivity ε r of the gate insulating film can be calculated using the following equation (a).

ε=C・D/(S・ε) (a)
ただしC(F)はゲート絶縁膜の静電容量、D(m)はゲート絶縁膜の厚さ、S(m)はゲート絶縁膜を挟む電極の面積、εは真空の誘電率(8.85×10−12F/m)である。
ε r = C ・ D / (S ・ ε 0 ) (a)
However, C (F) is the capacitance of the gate insulating film, D (m) is the thickness of the gate insulating film, S (m 2 ) is the area of the electrode sandwiching the gate insulating film, and ε 0 is the permittivity of the vacuum (8). .85 × 10-12 F / m).

ゲート絶縁膜に占める無機粒子の含有量は、体積分率で10vol%以上が好ましく、15vol%以上がより好ましく、20vol%以上が特に好ましい。また、同様に含有量は、60vol%以下が好ましく、50vol%以下がより好ましく、40vol%以下が特に好ましい。 The content of the inorganic particles in the gate insulating film is preferably 10 vol% or more, more preferably 15 vol% or more, and particularly preferably 20 vol% or more in terms of volume fraction. Similarly, the content is preferably 60 vol% or less, more preferably 50 vol% or less, and particularly preferably 40 vol% or less.

ゲート絶縁膜の厚さは10nm以上が好ましく、25nm以上がより好ましく、50nm以上が特に好ましい。また、ゲート絶縁膜の厚さは、1000nm以下が好ましく、750nm以下がより好ましく、500nm以下が特に好ましい。 ゲート絶縁膜は、単層、もしくは複数層から構成される。複数層の場合には、前述の好ましいゲート絶縁膜を複数積層してもよいし、該好ましいゲート絶縁膜と公知のゲート絶縁膜を積層してもよい。 The thickness of the gate insulating film is preferably 10 nm or more, more preferably 25 nm or more, and particularly preferably 50 nm or more. The thickness of the gate insulating film is preferably 1000 nm or less, more preferably 750 nm or less, and particularly preferably 500 nm or less. The gate insulating film is composed of a single layer or a plurality of layers. In the case of a plurality of layers, a plurality of the above-mentioned preferable gate insulating films may be laminated, or the preferred gate insulating film and a known gate insulating film may be laminated.

また、ゲート絶縁膜と後述の半導体層の間に配向性層を設けることもできる。配向性層の材料としては、シラン化合物、チタン化合物、有機酸、ヘテロ有機酸など、公知の材料を用いることができ、特に有機シラン化合物が好ましい。 Further, an orientation layer can be provided between the gate insulating film and the semiconductor layer described later. As the material of the orientation layer, known materials such as a silane compound, a titanium compound, an organic acid, and a heteroorganic acid can be used, and an organic silane compound is particularly preferable.

(第2絶縁膜)
本発明のFETは、後述の半導体層に対してゲート絶縁膜と反対側に第2絶縁膜を有してもよい。ここで、半導体層に対してゲート絶縁膜と反対側とは、例えば、半導体層の上側にゲート絶縁膜を有する場合は半導体層の下側を指す。これにより、しきい値電圧やヒステリシスを低減することができ、高性能なFETが得られる。好ましく用いられる第2絶縁層およびその製造方法としては、国際公開第2019/065561号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。
(Second insulating film)
The FET of the present invention may have a second insulating film on the side opposite to the gate insulating film with respect to the semiconductor layer described later. Here, the side opposite to the gate insulating film with respect to the semiconductor layer refers to, for example, the lower side of the semiconductor layer when the gate insulating film is provided on the upper side of the semiconductor layer. As a result, the threshold voltage and hysteresis can be reduced, and a high-performance FET can be obtained. Examples of the second insulating layer and a method for producing the second insulating layer preferably used include known ones such as those described in International Publication No. 2019/065561.

(半導体層)
本発明における半導体層は、半導体性を有するものであれば特に制限はなく、シリコン半導体や酸化物半導体等の無機半導体、ペンタセンやポリチオフェン誘導体等の有機半導体、カーボンナノチューブ(CNT)やグラフェン等のカーボン半導体を用いることができる。これらの中でも、CNTは、キャリア移動度が高く、低コストで簡便な塗布プロセスが適用できる点で優れている。
(Semiconductor layer)
The semiconductor layer in the present invention is not particularly limited as long as it has semiconductor properties, such as inorganic semiconductors such as silicon semiconductors and oxide semiconductors, organic semiconductors such as pentacene and polythiophene derivatives, and carbon such as carbon nanotubes (CNT) and graphene. Semiconductors can be used. Among these, CNTs are excellent in that they have high carrier mobility and can be applied with a simple coating process at low cost.

CNTとしては、1枚の炭素膜(グラフェン・シート)が円筒状に巻かれた単層CNT、2枚のグラフェン・シートが同心円状に巻かれた2層CNT、複数のグラフェン・シートが同心円状に巻かれた多層CNTのいずれを用いてもよく、これらを2種以上用いてもよい。半導体の特性を示すという観点から単層CNTを用いることが好ましい。単層CNTが半導体型単層CNTを90質量%以上含むことがより好ましい。さらに好ましくは単層CNTが半導体型単層CNTを95質量%以上含むことである。 The CNTs are a single-walled CNT in which one carbon film (graphene sheet) is wound in a cylindrical shape, a two-walled CNT in which two graphene sheets are wound concentrically, and a plurality of graphene sheets are concentric. Any of the multi-walled CNTs wound around the CNTs may be used, and two or more of these may be used. It is preferable to use single-walled CNTs from the viewpoint of exhibiting the characteristics of semiconductors. It is more preferable that the single-walled CNT contains 90% by mass or more of the semiconductor type single-walled CNT. More preferably, the single-walled CNT contains 95% by mass or more of the semiconductor-type single-walled CNT.

半導体型単層CNTの含有比率は、可視−近赤外吸収スペクトルの吸収面積比により算出できる。CNTは、アーク放電法、化学気相成長法(CVD法)、レーザー・アブレーション法等の方法により得ることができる。 The content ratio of the semiconductor type single-walled CNT can be calculated from the absorption area ratio of the visible-near infrared absorption spectrum. CNTs can be obtained by methods such as an arc discharge method, a chemical vapor deposition method (CVD method), and a laser ablation method.

さらに、CNT表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着した、CNT複合体は、溶液中での分散安定性に優れ、低ヒステリシスが得られるため、特に好ましい。共役系重合体がCNTの表面の少なくとも一部に付着した状態とは、CNT表面の一部、あるいは全部を共役系重合体が被覆した状態を意味する。共役系重合体がCNTを被覆できるのはそれぞれの共役系構造に由来するπ電子雲が重なることによって相互作用が生じるためと推測される。CNTが共役系重合体で被覆されているか否かは、被覆されたCNTの反射色が被覆されていないCNTの色から共役系重合体の色に近づくことで判別できる。定量的には元素分析やX線光電子分光法などによって付着物の存在とCNTに対する付着物の質量比を同定することができる。また、CNTに付着させる共役系重合体は、分子量、分子量分布や構造に関わらず用いることができる。 Further, the CNT complex in which the conjugated polymer is attached to at least a part of the CNT surface is particularly preferable because it has excellent dispersion stability in a solution and low hysteresis can be obtained. The state in which the conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the CNT means a state in which a part or the whole of the surface of the CNT is covered with the conjugated polymer. It is presumed that the conjugated polymer can coat the CNTs because the interaction occurs due to the overlap of the π-electron clouds derived from the respective conjugated structures. Whether or not the CNTs are coated with the conjugated polymer can be determined by approaching the color of the conjugated polymer from the color of the uncoated CNTs as the reflected color of the coated CNTs. Quantitatively, the presence of deposits and the mass ratio of deposits to CNT can be identified by elemental analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, or the like. Further, the conjugated polymer attached to the CNT can be used regardless of the molecular weight, the molecular weight distribution and the structure.

共役系重合体をCNTに付着させる方法は、(I)溶融した共役系重合体中にCNTを添加して混合する方法、(II)共役系重合体を溶媒中に溶解させ、この中にCNTを添加して混合する方法、(III)CNTを溶媒中で予め超音波等で予備分散しておいた所に共役系重合体を添加し混合する方法、(IV)溶媒中に共役系重合体とCNTを入れ、この混合系に超音波を照射して混合する方法等が挙げられる。複数の方法を組み合わせてもよい。 The methods for adhering the conjugated polymer to CNT are (I) a method of adding CNT to the molten conjugated polymer and mixing it, and (II) dissolving the conjugated polymer in a solvent and CNT in this. (III) A method of adding a conjugated polymer to a place where CNTs have been pre-dispersed in advance by ultrasonic waves or the like in a solvent and mixing, (IV) A method of adding and mixing a conjugated polymer in a solvent. And CNT are put in, and this mixing system is irradiated with ultrasonic waves to mix. A plurality of methods may be combined.

CNTの長さは、ソース電極とドレイン電極間の距離(チャネル長)よりも短いことが好ましい。CNTの平均長さは、チャネル長によるが、好ましくは2μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。一般に市販されているCNTは長さに分布があり、チャネル長よりも長いCNTが含まれることがあるため、CNTをチャネル長よりも短くする工程を加えることが好ましい。例えば、硝酸、硫酸などによる酸処理、超音波処理、または凍結粉砕法などにより短繊維状にカットする方法が有効である。またフィルターによる分離を併用することは、純度を向上させる点でさらに好ましい。 The length of the CNT is preferably shorter than the distance (channel length) between the source electrode and the drain electrode. The average length of CNT depends on the channel length, but is preferably 2 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. Generally, commercially available CNTs have a distribution in length and may contain CNTs longer than the channel length. Therefore, it is preferable to add a step of making the CNTs shorter than the channel length. For example, a method of cutting into short fibers by acid treatment with nitric acid, sulfuric acid or the like, ultrasonic treatment, or freeze pulverization method is effective. Further, it is more preferable to use the separation by a filter together in terms of improving the purity.

また、CNTの直径は特に限定されないが、1nm以上100nm以下が好ましく、より好ましくは50nm以下である。 The diameter of the CNT is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 50 nm or less.

CNTを溶媒中に均一分散させ、分散液をフィルターによってろ過する工程を設けることが好ましい。フィルター孔径よりも小さいCNTを濾液から得ることで、チャネル長よりも短いCNTを効率よく得られる。この場合、フィルターとしてはメンブレンフィルターが好ましく用いられる。ろ過に用いるフィルターの孔径は、チャネル長よりも小さければよく、0.5〜10μmが好ましい。 It is preferable to provide a step of uniformly dispersing CNTs in a solvent and filtering the dispersion liquid with a filter. By obtaining CNTs smaller than the filter pore size from the filtrate, CNTs shorter than the channel length can be efficiently obtained. In this case, a membrane filter is preferably used as the filter. The pore size of the filter used for filtration may be smaller than the channel length, preferably 0.5 to 10 μm.

上記のCNTを被覆する共役系重合体としては、ポリチオフェン系重合体、ポリピロール系重合体、ポリアニリン系重合体、ポリアセチレン系重合体、ポリ−p−フェニレン系重合体、ポリ−p−フェニレンビニレン系重合体、チオフェンユニットとヘテロアリールユニットを繰り返し単位中に有するチオフェン−ヘテロアリーレン系重合体などが挙げられ、これらを2種以上用いてもよい。上記重合体は、単一のモノマーユニットが並んだもの、異なるモノマーユニットをブロック共重合したもの、ランダム共重合したもの、また、グラフト重合したものなどを用いることができる。 Examples of the conjugated polymer that coats the above CNT include a polythiophene polymer, a polypyrrole polymer, a polyaniline polymer, a polyacetylene polymer, a poly-p-phenylene polymer, and a poly-p-phenylene vinylene-based weight. Examples thereof include a thiophene-heteroarylene polymer having a thiophene unit and a heteroaryl unit in a repeating unit, and two or more of these may be used. As the above polymer, one in which a single monomer unit is lined up, one in which different monomer units are block copolymerized, one in which random copolymerization is performed, one in which graft polymerization is used, or the like can be used.

また、半導体層は、CNT複合体と有機半導体を混合して用いてもよい。有機半導体中にCNT複合体を均一に分散させることにより、有機半導体そのものの特性を維持しつつ、低ヒステリシスを実現することが可能となる。好ましく用いられる有機半導体としては、国際公開第2019/065561号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。 Further, the semiconductor layer may be a mixture of a CNT complex and an organic semiconductor. By uniformly dispersing the CNT complex in the organic semiconductor, it is possible to realize low hysteresis while maintaining the characteristics of the organic semiconductor itself. Examples of the organic semiconductor preferably used include known ones such as those described in International Publication No. 2019/065561.

CNT複合体と有機半導体を含む半導体層中のCNT複合体の含有量は、有機半導体100質量部に対して0.01質量部以上3質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましい。 The content of the CNT composite in the semiconductor layer containing the CNT composite and the organic semiconductor is preferably 0.01 part by mass or more and 3 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organic semiconductor.

半導体層は、他のカーボン材料を含んでもよい。ここで用いられる他のカーボン材料としては、グラフェン、フラーレンなどが挙げられる。 The semiconductor layer may contain other carbon materials. Examples of other carbon materials used here include graphene and fullerenes.

半導体層は、さらに絶縁性材料を含んでもよい。ここで用いられる絶縁性材料としては、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリマー材料が挙げられるが、特にこれらに限定されない。 The semiconductor layer may further contain an insulating material. Examples of the insulating material used here include, but are not limited to, polymer materials such as poly (methyl methacrylate), polycarbonate, and polyethylene terephthalate.

半導体層は単層でも複数層でもよい。半導体層の膜厚は1nm以上200nm以下が好ましく、100nm以下がさらに好ましい。この範囲の膜厚にすることにより、均一な薄膜形成が容易になり、FET特性のバラツキを低減することができる。膜厚は、原子間力顕微鏡やエリプソメトリ法などにより測定できる。 The semiconductor layer may be a single layer or a plurality of layers. The film thickness of the semiconductor layer is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less. By setting the film thickness in this range, it becomes easy to form a uniform thin film, and the variation in FET characteristics can be reduced. The film thickness can be measured by an atomic force microscope, an ellipsometry method, or the like.

(基板)
基板に用いる材料としては、少なくとも電極(ゲート電極、またはソース・ドレイン電極)が配置される面が絶縁性であればいかなる材質のものでもよい。例えば、シリコンウェハー、ガラス、サファイア、アルミナ焼結体等の無機材料;ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルクロライド、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、ポリフッ化ビニリデン、ポリシロキサン、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリパラキシレン等の有機材料などが好適に用いられる。
(substrate)
The material used for the substrate may be any material as long as at least the surface on which the electrodes (gate electrodes or source / drain electrodes) are arranged is insulating. For example, inorganic materials such as silicon wafers, glass, sapphire, alumina sintered body; polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyvinylidene fluoride, polysiloxane, polyvinylphenol (PVP), polyester, polycarbonate, etc. Organic materials such as polysulfone, polyethersulfone, polyethylene, polyphenylene sulfide, and polyparaxylene are preferably used.

また、例えばシリコンウェハー上にPVP膜を形成したものや、ポリエチレンテレフタレート上に下部電極の密着改良剤としてアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリシロキサンを形成したものなど、複数の材料が積層されたものであってもよい。 Further, for example, a plurality of materials such as a PVP film formed on a silicon wafer and an acrylic resin, a polyester resin, and a polysiloxane formed on a polyethylene terephthalate as an adhesion improver for a lower electrode are laminated. You may.

これらの中でも、素子の柔軟性、製造コストの観点から、基板の材料としてはポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましく、特に基板表面の平滑性の観点から、シリカ粒子などのフィラーが未添加のPETフィルムの表面にシリカナノ粒子を含むコート層が形成されたフィルムが好ましい。 Among these, polyethylene terephthalate (PET) is preferable as the substrate material from the viewpoint of device flexibility and manufacturing cost, and particularly from the viewpoint of substrate surface smoothness, a PET film to which fillers such as silica particles are not added is used. A film having a coat layer containing silica nanoparticles formed on its surface is preferable.

通常のPETフィルムでは、フィルム中にシリカ粒子が含まれているため基板の表面平滑性が低く、このフィルムで素子を作製すると、凸部分でゲート絶縁膜のリークが起こりやすい。一方、シリカ粒子などのフィラーが未添加のPETフィルムの表面にシリカナノ粒子を含むコート層が形成されたフィルムでは、表面平滑性が高い。このため、このフィルムで作製した素子では、ゲート絶縁膜でのリークが起きにくい。 In a normal PET film, since silica particles are contained in the film, the surface smoothness of the substrate is low, and when an element is manufactured from this film, the gate insulating film tends to leak at the convex portion. On the other hand, a film in which a coat layer containing silica nanoparticles is formed on the surface of a PET film to which a filler such as silica particles is not added has high surface smoothness. Therefore, in the element made of this film, leakage in the gate insulating film is unlikely to occur.

(電極)
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に用いる材料としては、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)などの導電性金属酸化物;白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、パラジウム、モリブデン、アモルファスシリコンやポリシリコンなどの金属やこれらの合金;ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質;ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン;ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体;ヨウ素などのドーピングなどで導電率を向上させた導電性ポリマーなど;炭素材料などの導電体が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよいし、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。
(electrode)
Materials used for gate electrodes, source electrodes and drain electrodes include, for example, conductive metal oxides such as tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO); platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc, Metals such as aluminum, indium, chromium, lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, magnesium, palladium, molybdenum, amorphous silicon and polysilicon and their alloys; inorganic conductive substances such as copper iodide and copper sulfide; polythiophene, Polypyrrole, polyaniline; a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrene sulfonic acid; a conductive polymer whose conductivity has been improved by doping with iodine or the like; a conductor such as a carbon material can be mentioned. These materials may be used alone, or a plurality of materials may be laminated or mixed.

導電体としては金属粒子を用いることが好ましい。金属粒子を用いることで、素子の折り曲げ耐性向上という効果を有する。この原因としては、導電膜表面に凹凸が形成され、その凹凸にゲート絶縁膜が入り込むことで生じるアンカー効果によって、導電膜とゲート絶縁膜との密着性が向上するためと考えられる。 It is preferable to use metal particles as the conductor. The use of metal particles has the effect of improving the bending resistance of the device. It is considered that the reason for this is that unevenness is formed on the surface of the conductive film, and the anchor effect generated by the gate insulating film entering the unevenness improves the adhesion between the conductive film and the gate insulating film.

金属粒子としては、具体的には、金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、酸化ルテニウム、クロム、チタン、カーボン若しくはインジウムの少なくとも1種を含む金属粒子が好ましい。これらの金属粒子を単独、合金、あるいは混合粒子として用いることができる。これらの中でも導電性の観点から金、銀、銅または白金の粒子が好ましい。中でも、コスト、安定性の観点から銀の粒子であることがより好ましい。また、導電膜の電気抵抗率低減の観点から、カーボンブラックを含むことがさらに好ましい。 Specifically, as the metal particles, metal particles containing at least one of gold, silver, copper, platinum, lead, tin, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, ruthenium oxide, chromium, titanium, carbon and indium are preferable. .. These metal particles can be used alone, as alloys, or as mixed particles. Among these, gold, silver, copper or platinum particles are preferable from the viewpoint of conductivity. Above all, silver particles are more preferable from the viewpoint of cost and stability. Further, from the viewpoint of reducing the electrical resistivity of the conductive film, it is more preferable to contain carbon black.

ゲート電極、及びソース電極/ドレイン電極のうち少なくとも一方の電極が有機成分を含むことが好ましい。有機成分を含むことで電極とゲート絶縁膜の密着性が向上する。また、有機成分が感光性有機成分を含むことで、レジストを用いずフォトリソグラフィによる電極のパターン加工ができ、より生産性を向上させることが可能になる。これらの効果をより高める観点から、ゲート電極、及びソース電極/ドレイン電極のいずれもが有機成分を含むことが好ましい。 It is preferable that at least one of the gate electrode and the source electrode / drain electrode contains an organic component. The inclusion of an organic component improves the adhesion between the electrode and the gate insulating film. Further, since the organic component contains the photosensitive organic component, the electrode pattern can be processed by photolithography without using a resist, and the productivity can be further improved. From the viewpoint of further enhancing these effects, it is preferable that both the gate electrode and the source electrode / drain electrode contain an organic component.

有機成分としては、特に制限はないが、モノマー、オリゴマーもしくはポリマーなどが挙げられる。オリゴマーもしくはポリマーとしては特に限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド前駆体、ポリイミドなどを用いることができるが、屈曲時の耐クラック性の観点からアクリル樹脂が好ましい。これは、アクリル樹脂のガラス転移温度は100℃以下であり、導電膜の熱硬化時に軟化し、導電体粒子間の結着が強まるためと推定される。 The organic component is not particularly limited, and examples thereof include a monomer, an oligomer, and a polymer. The oligomer or polymer is not particularly limited, and acrylic resin, epoxy resin, novolak resin, phenol resin, polyimide precursor, polyimide and the like can be used, but acrylic resin is preferable from the viewpoint of crack resistance during bending. It is presumed that this is because the glass transition temperature of the acrylic resin is 100 ° C. or lower, and the conductive film softens during thermosetting, and the binding between the conductor particles is strengthened.

また、感光性有機成分は、分子内に重合性不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーおよび/またはこれらの付加反応体を含むものである。 Further, the photosensitive organic component contains a monomer, an oligomer, a polymer and / or an addition reaction thereof having a polymerizable unsaturated group in the molecule.

分子内に重合性不飽和基を有するモノマーとしては、活性な炭素−炭素不飽和二重結合を有する化合物を用いることができる。官能基として、ビニル基、アリル基、アクリレート基、メタクリレート基およびアクリルアミド基から選ばれた基を有する単官能化合物および多官能化合物が応用できる。これらを1種または2種以上使用することができる。 As the monomer having a polymerizable unsaturated group in the molecule, a compound having an active carbon-carbon unsaturated double bond can be used. As the functional group, monofunctional compounds and polyfunctional compounds having a group selected from a vinyl group, an allyl group, an acrylate group, a methacrylate group and an acrylamide group can be applied. One or two or more of these can be used.

上記モノマーは、電極材料の全質量部に対し、1質量%〜15質量%の範囲で含まれることが好ましく、より好ましくは、2質量%〜10質量%の範囲内である。 分子内に重合性不飽和基を有するオリゴマーもしくはポリマーは、オリゴマーもしくはポリマーに対して、重合性不飽和基を側鎖または分子末端に付加させることによって得ることができる。 The monomer is preferably contained in the range of 1% by mass to 15% by mass, more preferably in the range of 2% by mass to 10% by mass, based on the total mass part of the electrode material. An oligomer or polymer having a polymerizable unsaturated group in the molecule can be obtained by adding a polymerizable unsaturated group to the side chain or the end of the molecule with respect to the oligomer or polymer.

好ましい重合性不飽和基は、エチレン性不飽和基を有するものである。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。 Preferred polymerizable unsaturated groups are those having an ethylenically unsaturated group. Examples of the ethylenically unsaturated group include a vinyl group, an allyl group, an acrylic group and a methacrylic group.

このような側鎖をオリゴマーもしくはポリマーに付加させる方法としては、国際公開第2019/065561号に記載されている方法など、公知の方法が挙げられる。 Examples of the method for adding such a side chain to the oligomer or polymer include known methods such as the method described in International Publication No. 2019/065561.

電極材料は光硬化するために、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤は、光硬化に使用される光源によって選択され、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤等が使用できる。 Since the electrode material is photocurable, it preferably contains a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator is selected depending on the light source used for photocuring, and a photoradical polymerization initiator, a photocationic polymerization initiator, or the like can be used.

光重合開始剤は、電極材料の全質量部に対し、0.05質量%〜10質量%の範囲内で含まれることが好ましく、より好ましくは、0.1質量%〜10質量%である。光重合開始剤の量が少なすぎると光硬化不足となり、光重合開始剤の量が多すぎる場合には相溶性が不良になる恐れがある。 The photopolymerization initiator is preferably contained in the range of 0.05% by mass to 10% by mass, more preferably 0.1% by mass to 10% by mass, based on the total mass part of the electrode material. If the amount of the photopolymerization initiator is too small, the photocuring may be insufficient, and if the amount of the photopolymerization initiator is too large, the compatibility may be poor.

光重合開始剤と共に増感剤を使用することで感度を向上させ、反応に有効な波長範囲を拡大することができる。電極材料が増感剤を含む場合、その含有量は感光性有機成分に対して0.05質量%〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.1質量%〜10質量%である。増感剤の量が少なすぎれば光硬化を向上させる効果が発揮されず、増感剤の量が多すぎれば、相溶性が不良になる恐れがある。 By using a sensitizer together with a photopolymerization initiator, the sensitivity can be improved and the effective wavelength range for the reaction can be expanded. When the electrode material contains a sensitizer, the content thereof is preferably 0.05% by mass to 10% by mass, more preferably 0.1% by mass to 10% by mass, based on the photosensitive organic component. If the amount of the sensitizer is too small, the effect of improving photocuring is not exhibited, and if the amount of the sensitizer is too large, the compatibility may be poor.

導電膜中の導電体の量は、導電膜の70〜95wt%の範囲内であることが好ましく、下限としては80wt%以上が、上限としては90wt%以下が、それぞれより好ましい。この範囲にあることで、導電膜の比抵抗値、および断線確率を低くすることができる。 The amount of the conductor in the conductive film is preferably in the range of 70 to 95 wt% of the conductive film, more preferably 80 wt% or more as the lower limit and 90 wt% or less as the upper limit, respectively. Within this range, the specific resistance value of the conductive film and the probability of disconnection can be reduced.

電極の形成方法としては、抵抗加熱蒸着、電子線ビーム、スパッタリング、メッキ、CVD、イオンプレーティングコーティング、インクジェット、印刷などの公知技術を用いた方法や、前記有機成分および導電体を含むペーストをスピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコーター法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法などの公知の技術で絶縁基板上に塗布し、オーブン、ホットプレート、赤外線などを用いて乾燥を行い形成する方法などが挙げられる。導通を取ることができれば特に制限されない。 As a method for forming the electrode, a method using known techniques such as resistance heating vapor deposition, electron beam, sputtering, plating, CVD, ion plating coating, inkjet, printing, or a paste containing the organic component and a conductor is spun. It is applied on an insulating substrate by known techniques such as coating method, blade coating method, slit die coating method, screen printing method, bar coater method, mold method, printing transfer method, immersion pulling method, etc. Examples thereof include a method of forming by drying using. There is no particular limitation as long as it can be conducted.

電極をペーストの塗布により形成する場合、ペースト形成のために、有機溶剤を含有しても構わない。有機溶剤を用いることで、ペーストの粘度調整を行うことができ、塗布膜の表面平滑性を向上できる。 When the electrode is formed by applying a paste, an organic solvent may be contained for forming the paste. By using an organic solvent, the viscosity of the paste can be adjusted and the surface smoothness of the coating film can be improved.

電極の幅、厚み、間隔は任意である。電極幅は5μm〜1mm、厚みは0.01μm〜100μm、電極の間隔は1μm〜500μmが好ましいが、これらに限られない。 The width, thickness, and spacing of the electrodes are arbitrary. The electrode width is preferably 5 μm to 1 mm, the thickness is 0.01 μm to 100 μm, and the electrode spacing is preferably 1 μm to 500 μm, but is not limited thereto.

電極をパターン状に形成する方法としては、上記方法で作製した電極薄膜を公知のフォトリソグラフィ法などで所望の形状にパターン形成してもよいし、あるいは電極、配線および接続部物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターン形成してもよい。また、インクジェットや印刷法を用いて直接パターンを形成してもよい。 As a method for forming the electrode into a pattern, the electrode thin film produced by the above method may be patterned into a desired shape by a known photolithography method, or the electrode, wiring and connection material may be vapor-deposited or sputtering. Occasionally, the pattern may be formed through a mask having a desired shape. Further, the pattern may be directly formed by using an inkjet or a printing method.

電極パターンは、それぞれ別々に加工して形成してもよいし、それらのうちの少なくとも2つを一括して加工して形成してもよい。加工工程の低減、およびパターンの接続の観点からは、電極パターンを一括して加工することが好ましい。 The electrode patterns may be formed by processing them separately, or at least two of them may be processed together to form the electrode patterns. From the viewpoint of reducing the processing process and connecting the patterns, it is preferable to process the electrode patterns collectively.

(FETの製造方法)
以下に、図1の構成で示されるFETの製造方法を説明する。なお、製造方法は下記に限定されるものではない。
(Method of manufacturing FET)
The method of manufacturing the FET shown in the configuration of FIG. 1 will be described below. The manufacturing method is not limited to the following.

(工程1)基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程
まず、基板100上にゲート電極11となる導電性パターンを形成する。形成方法は、例えば金属蒸着やスピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。なお、導電性パターンを形成するにあたっては、マスクなどを用いて直接パターン形成してもよいし、形成したゲート電極上にレジストを塗布し、レジスト膜を所望のパターンに露光および現像した後、エッチングすることによりゲート電極をパターニングすることも可能である。さらに、感光性有機成分を有する導電性ペーストを用いる場合、レジストを用いなくても、フォトリソグラフィによりゲート電極をパターニングすることが可能である。
(Step 1) Step of Forming a Conductive Pattern to be a Lower Electrode on a Substrate First, a conductive pattern to be a gate electrode 11 is formed on a substrate 100. Examples of the forming method include known methods such as metal vapor deposition, spin coating method, blade coating method, slit die coating method, screen printing method, bar coating method, mold method, print transfer method, immersion pulling method, and inkjet method. In forming the conductive pattern, the pattern may be directly formed using a mask or the like, or a resist is applied onto the formed gate electrode, the resist film is exposed and developed into a desired pattern, and then etching is performed. It is also possible to pattern the gate electrode by doing so. Further, when a conductive paste having a photosensitive organic component is used, the gate electrode can be patterned by photolithography without using a resist.

(工程2)本発明の樹脂組成物を、前記導電性パターンが形成された基板上に塗布および乾燥し、コーティング膜を得る工程
次に上記導電性パターンが形成された基板上にゲート絶縁膜12を形成する。ゲート絶縁膜12の形成方法としては、本発明の樹脂組成物を、基板上に塗布し、乾燥してコーティング膜を得た後、該コーティング膜を加熱して硬化させることにより、ゲート絶縁膜12を形成することができる。
(Step 2) A step of applying and drying the resin composition of the present invention on a substrate on which the conductive pattern is formed to obtain a coating film. Next, a gate insulating film 12 is formed on the substrate on which the conductive pattern is formed. To form. As a method for forming the gate insulating film 12, the resin composition of the present invention is applied onto a substrate, dried to obtain a coating film, and then the coating film is heated and cured to cure the gate insulating film 12. Can be formed.

本発明の樹脂組成物を塗布する方法としては、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の塗布方法が挙げられる。 Known methods for applying the resin composition of the present invention include a spin coating method, a blade coating method, a slit die coating method, a screen printing method, a bar coating method, a mold method, a printing transfer method, a dipping pulling method, and an inkjet method. An application method can be mentioned.

コーティング膜を得る際の、乾燥温度は50〜150℃が好ましく、60〜140℃がより好ましく、70℃〜130℃がさらに好ましく、80℃〜120℃が特に好ましい。乾燥温度がこの範囲であることにより、コーティング膜からの溶媒の除去、および、後述のパターニング時に所望の形状に加工することがより容易になる観点から好ましい。乾燥時間は0.5〜5分が好ましく、1〜3分がより好ましい。乾燥時間がこの範囲であることにより、コーティング膜からの溶媒の除去、および、後述のパターニング時に所望の形状に加工することがより容易になる観点から好ましい。 The drying temperature for obtaining the coating film is preferably 50 to 150 ° C., more preferably 60 to 140 ° C., further preferably 70 ° C. to 130 ° C., and particularly preferably 80 ° C. to 120 ° C. When the drying temperature is in this range, it is preferable from the viewpoint that it becomes easier to remove the solvent from the coating film and to process it into a desired shape at the time of patterning described later. The drying time is preferably 0.5 to 5 minutes, more preferably 1 to 3 minutes. When the drying time is within this range, it is preferable from the viewpoint that it becomes easier to remove the solvent from the coating film and to process it into a desired shape at the time of patterning described later.

さらに、コーティング膜を硬化させてゲート絶縁膜を得るための、コーティング膜の熱処理の温度は、100〜300℃の範囲が好ましく、120〜250℃がより好ましい。熱処理温度がこの範囲であることにより、十分に硬化したゲート絶縁膜が得られる。 Further, the temperature of the heat treatment of the coating film for curing the coating film to obtain the gate insulating film is preferably in the range of 100 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. When the heat treatment temperature is in this range, a sufficiently cured gate insulating film can be obtained.

さらに、プラスチック基板上にFETを形成する場合は、120〜200℃が好ましく、特に120〜150℃が好ましい。温度がこの範囲にあることで、熱処理時のプラスチック基板の収縮を抑制することができる。 Further, when the FET is formed on the plastic substrate, 120 to 200 ° C. is preferable, and 120 to 150 ° C. is particularly preferable. When the temperature is in this range, the shrinkage of the plastic substrate during the heat treatment can be suppressed.

コーティング膜の熱処理の時間は、0.5〜60分が好ましく、5〜30分がより好ましい。熱処理時間がこの範囲であることにより、十分に硬化したゲート絶縁膜が得られる。 The heat treatment time of the coating film is preferably 0.5 to 60 minutes, more preferably 5 to 30 minutes. When the heat treatment time is within this range, a sufficiently cured gate insulating film can be obtained.

(工程3)前記コーティング膜上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程
次に、ゲート絶縁膜上にソース電極13およびドレイン電極15となる導電性パターンを形成する。ソース電極13およびドレイン電極15を形成する方法としては、ゲート電極11と同様、例えば金属蒸着、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。なお、導電性パターンを形成するにあたっては、マスクなどを用いて直接パターン形成してもよいし、形成した電極上にレジストを塗布し、レジスト膜を所望のパターンに露光および現像した後、エッチングすることによりソース電極およびドレイン電極をパターニングすることも可能である。さらに、感光性有機成分を有する導電性ペーストを用いる場合、レジストを用いず導電性ペーストのみから、フォトリソグラフィによりゲート電極をパターニングすることもまた可能である。
(Step 3) Step of Forming a Conductive Pattern to be an Upper Electrode on the Coating Film Next, a conductive pattern to be a source electrode 13 and a drain electrode 15 is formed on the gate insulating film. Similar to the gate electrode 11, the method of forming the source electrode 13 and the drain electrode 15 includes, for example, metal deposition, spin coating method, blade coating method, slit die coating method, screen printing method, bar coating method, mold method, and printing transfer method. , Known methods such as a dipping pulling method and an inkjet method can be mentioned. In forming the conductive pattern, the pattern may be directly formed using a mask or the like, or a resist is applied onto the formed electrodes, and the resist film is exposed and developed into a desired pattern and then etched. This makes it possible to pattern the source electrode and the drain electrode. Further, when a conductive paste having a photosensitive organic component is used, it is also possible to pattern the gate electrode by photolithography from only the conductive paste without using a resist.

上記(工程1)〜(工程3)は、(工程1’)〜(工程3’)に置き換えることが可能である。 The above (step 1) to (step 3) can be replaced with (step 1') to (step 3').

(工程2’)においては、コーティング膜を得るまでは(工程2)と同様の操作をおこなった後、コーティング膜にパターニングを施すことができる。FETを組み合わせた回路を形成する際は、絶縁層下部に存在する導電性パターンから導通を取るために、導電性パターン上に開口部(コンタクトホール)を有するパターンを形成する必要がある場合がある。 In (Step 2'), the coating film can be patterned after performing the same operation as in (Step 2) until the coating film is obtained. When forming a circuit in which FETs are combined, it may be necessary to form a pattern having an opening (contact hole) on the conductive pattern in order to take conduction from the conductive pattern existing in the lower part of the insulating layer. ..

感光性有機成分を含有する組成物を用いたコーティング膜のパターン形成方法について説明する。コーティング膜の上方から所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照射(露光)する。露光に用いられる化学線としては、紫外線、可視光線、電子線、X線などがあるが、水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)を利用することが好ましい。次に、露光したコーティング膜を現像する。現像液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム等、国際公開第2019/065561号に記載されているもの等、公知のものが挙げられる。 A method for forming a pattern of a coating film using a composition containing a photosensitive organic component will be described. Chemical rays are irradiated (exposed) from above the coating film through a mask having a desired pattern. Examples of chemical rays used for exposure include ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, etc., but it is preferable to use i-rays (365 nm), h-rays (405 nm), and g-rays (436 nm) of mercury lamps. Next, the exposed coating film is developed. Examples of the developing solution include known ones such as tetramethylammonium hydroxide and those described in International Publication No. 2019/065561.

またゲート絶縁膜上にレジストを塗布し、レジスト膜を所望のパターンに露光および現像した後、フッ酸等のエッチング液で処理することによりゲート絶縁膜をパターニングすることも可能である。この方法であれば、ゲート絶縁膜が感光性有機成分を含有しない組成物からなる場合であってもパターニングが可能である。しかし、工程数が増加するため、感光性有機成分を有する絶縁層材料を用いてゲート絶縁膜をパターニングする方が、生産性に優れる観点から好ましい。さらに、得られるゲート絶縁膜の耐クラック性向上の観点から、
(工程3)または(工程3’)の後、ソース電極およびドレイン電極を形成したゲート絶縁膜上に半導体層14を形成することにより、FETが得られる。半導体層14の形成方法としては、抵抗加熱蒸着、電子線、スパッタリング、CVDなど乾式の方法を用いることも可能であるが、製造コストや大面積への適合の観点から塗布法を用いることが好ましい。塗布法としては、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコート法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などの公知の塗布方法が挙げられる。塗膜厚み制御や配向制御など、得ようとする塗膜特性に応じて塗布方法を選択できる。これらの方法を用いて、半導体層と、ソース電極13およびドレイン電極15となる導電性パターンとが、お互いに接するように半導体層を形成する。なお、半導体層を形成した後に、ソース電極およびドレイン電極を形成してもよい。
It is also possible to pattern the gate insulating film by applying a resist on the gate insulating film, exposing and developing the resist film in a desired pattern, and then treating the resist film with an etching solution such as hydrofluoric acid. With this method, patterning is possible even when the gate insulating film is made of a composition containing no photosensitive organic component. However, since the number of steps increases, it is preferable to pattern the gate insulating film using an insulating layer material having a photosensitive organic component from the viewpoint of excellent productivity. Furthermore, from the viewpoint of improving the crack resistance of the obtained gate insulating film,
After (step 3) or (step 3'), the FET is obtained by forming the semiconductor layer 14 on the gate insulating film on which the source electrode and the drain electrode are formed. As a method for forming the semiconductor layer 14, a dry method such as resistance heating vapor deposition, electron beam, sputtering, or CVD can be used, but it is preferable to use a coating method from the viewpoint of manufacturing cost and compatibility with a large area. .. Examples of the coating method include known coating methods such as spin coating method, blade coating method, slit die coating method, screen printing method, bar coating method, mold method, printing transfer method, immersion pulling method, and inkjet method. The coating method can be selected according to the coating film characteristics to be obtained, such as coating film thickness control and orientation control. Using these methods, the semiconductor layer is formed so that the semiconductor layer and the conductive patterns serving as the source electrode 13 and the drain electrode 15 are in contact with each other. After forming the semiconductor layer, the source electrode and the drain electrode may be formed.

特に、CNTを含有する半導体層を形成する場合は、CNTを含む溶液を、ゲート絶縁膜上に塗布することが好ましい。この場合、塗布する方法に特に制限は無いが、インクジェット法を用いることが、溶液の使用量を削減し、生産性を高めることができる点で優れている。CNTを含む溶液は、超音波ホモジナイザーなど公知の分散装置を用いた撹拌処理によって、CNTを溶媒中で撹拌することにより作製することができる。 In particular, when forming a semiconductor layer containing CNT, it is preferable to apply a solution containing CNT on the gate insulating film. In this case, the coating method is not particularly limited, but the use of the inkjet method is excellent in that the amount of the solution used can be reduced and the productivity can be increased. The solution containing CNTs can be prepared by stirring CNTs in a solvent by a stirring treatment using a known dispersion device such as an ultrasonic homogenizer.

半導体層を塗布にて形成する場合、形成した塗膜に対して、大気下、減圧下または不活性ガス(窒素やアルゴン)雰囲気下で乾燥処理を行う。乾燥温度は50〜150℃が好ましい。 When the semiconductor layer is formed by coating, the formed coating film is dried under the atmosphere, under reduced pressure, or under the atmosphere of an inert gas (nitrogen or argon). The drying temperature is preferably 50 to 150 ° C.

ゲート絶縁膜12と半導体層14の間に配向性層を、上記ゲート絶縁膜材料のコーティング膜を形成する方法と同様の方法にて形成する工程を追加してもよい。また、半導体層14に対してゲート絶縁膜12と反対側に第2絶縁層を、前記半導体層14と同様の方法にて形成する工程を追加してもよい。 A step of forming an oriented layer between the gate insulating film 12 and the semiconductor layer 14 by the same method as the method of forming the coating film of the gate insulating film material may be added. Further, a step of forming the second insulating layer on the side opposite to the gate insulating film 12 with respect to the semiconductor layer 14 in the same manner as the semiconductor layer 14 may be added.

[キャパシタ]
図7は、キャパシタを示す模式断面図である。この構造では、絶縁基材200と、一対の導電膜である下部電極21、誘電膜22、及び上部電極23とを有する。下部電極21と上部電極23は電気的に接続されておらず、下部電極21と上部電極23の間に誘電膜22が形成されている。誘電膜22は、本発明の樹脂組成物と塗布、乾燥、硬化することで得られる。
[Capacitor]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a capacitor. In this structure, the insulating base material 200 has a pair of conductive films, a lower electrode 21, a dielectric film 22, and an upper electrode 23. The lower electrode 21 and the upper electrode 23 are not electrically connected, and a dielectric film 22 is formed between the lower electrode 21 and the upper electrode 23. The dielectric film 22 is obtained by applying, drying and curing with the resin composition of the present invention.

図8〜10は、上記のキャパシタの変形例を示す模式断面図である。図8に示す変形例1では、絶縁基材200上の下部電極21を覆うように誘電膜22が形成され、さらに誘電膜22を覆うように上部電極23が形成されている。図9に示す変形例2では、絶縁基材200上に下部電極21、上部電極23が存在し、それらの間に誘電膜22が形成されている。図10に示す変形例3では、絶縁基材200上の上部電極21の一部を覆うように誘電膜22が存在し、さらに誘電膜22の一部を覆うように上部電極23が形成されている。 8 to 10 are schematic cross-sectional views showing a modified example of the above capacitor. In the first modification shown in FIG. 8, the dielectric film 22 is formed so as to cover the lower electrode 21 on the insulating base material 200, and the upper electrode 23 is further formed so as to cover the dielectric film 22. In the second modification shown in FIG. 9, the lower electrode 21 and the upper electrode 23 are present on the insulating base material 200, and the dielectric film 22 is formed between them. In the modified example 3 shown in FIG. 10, the dielectric film 22 exists so as to cover a part of the upper electrode 21 on the insulating base material 200, and the upper electrode 23 is further formed so as to cover a part of the dielectric film 22. There is.

絶縁基材、誘電膜、上部電極および下部電極の材料及び製造方法については、上記のFETにおける絶縁基材、ゲート絶縁膜およびゲート電極におけるものと同様の事項が当てはまる。 Regarding the materials and manufacturing methods of the insulating base material, the dielectric film, the upper electrode and the lower electrode, the same matters as those in the insulating base material, the gate insulating film and the gate electrode in the above-mentioned FET apply.

<回路>
上記のFETとキャパシタを組み合わせることで、回路を構成することができる。回路としては特に制限はなく、整流回路、変調回路、メモリ回路、電源回路、基準電圧・電流回路、データ・コンバータ回路、オペアンプ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせもよい。
<Circuit>
A circuit can be configured by combining the above FET and a capacitor. The circuit is not particularly limited, and examples thereof include a rectifier circuit, a modulation circuit, a memory circuit, a power supply circuit, a reference voltage / current circuit, a data converter circuit, an operational amplifier, and the like, but the circuit is not limited thereto. Further, these may be used alone or in combination of two or more.

図11は、FET301とキャパシタ素子302とを備える整流回路の一例である。図11の構造では、絶縁基材300上に、下部電極32、上部電極37、および絶縁膜(誘電膜)33からなるキャパシタ302と、ゲート電極31、絶縁膜33(ゲート絶縁膜)、ソース電極35、ドレイン電極36および半導体層34からなるFET301と、配線38と、ビア39とが設けられている。図11ではキャパシタ302の誘電膜とFET301のゲート絶縁膜が共通化されており、同一の材料を使用している。図11では、ドレイン電極36と上部電極37が配線38を介して電気的に接続されている構造を例示しているが、ドレイン電極36と下部電極32が配線38とビア39を介して電気的に接続されていてもよい。また、図11ではボトムゲート構造のFETを示したが、トップゲート構造のFETでも構わない。さらに、図11ではキャパシタ302の誘電膜とFET301のゲート絶縁膜が共通の回路を示したが、図12、13に示すように、それぞれ異なる材料による絶縁膜33A、絶縁膜33Bを用いてもよい。 FIG. 11 is an example of a rectifier circuit including the FET 301 and the capacitor element 302. In the structure of FIG. 11, a capacitor 302 composed of a lower electrode 32, an upper electrode 37, and an insulating film (dielectric film) 33, a gate electrode 31, an insulating film 33 (gate insulating film), and a source electrode are placed on the insulating base material 300. An FET 301 composed of 35, a drain electrode 36 and a semiconductor layer 34, a wiring 38, and a via 39 are provided. In FIG. 11, the dielectric film of the capacitor 302 and the gate insulating film of the FET 301 are shared, and the same material is used. FIG. 11 illustrates a structure in which the drain electrode 36 and the upper electrode 37 are electrically connected via the wiring 38, but the drain electrode 36 and the lower electrode 32 are electrically connected via the wiring 38 and the via 39. It may be connected to. Further, although the FET having a bottom gate structure is shown in FIG. 11, an FET having a top gate structure may be used. Further, although FIG. 11 shows a circuit in which the dielectric film of the capacitor 302 and the gate insulating film of the FET 301 are common, as shown in FIGS. 12 and 13, insulating films 33A and 33B made of different materials may be used. ..

なお、絶縁基材、誘電膜、ゲート電極、上部電極、下部電極については、第1及び第2の実施形態に用いられるのと同様の材料、及び製造方法を用いることができる。また、ビア、配線については、下部電極および上部電極と同様の材料、及び製造方法を用いることができる。 As the insulating base material, the dielectric film, the gate electrode, the upper electrode, and the lower electrode, the same materials and manufacturing methods as those used in the first and second embodiments can be used. Further, for vias and wiring, the same materials and manufacturing methods as those for the lower electrode and the upper electrode can be used.

(素子の適用可能性)
本発明の樹脂組成物を用いて製造された素子は、各種電子機器のIC、RFIDタグなどの無線通信装置、ディスプレイ用TFTアレイ、センサ、開封検知システムなどに適用可能である。
(Applicability of element)
The element manufactured by using the resin composition of the present invention can be applied to ICs of various electronic devices, wireless communication devices such as RFID tags, TFT arrays for displays, sensors, open detection systems and the like.

<無線通信装置>
本発明の樹脂組成物を用いて製造された回路は、無線通信装置に適用することができる。この無線通信装置は、例えば、商品タグ、万引防止タグ、各種チケットやスマートカードなどの、非接触型タグであるRFID(Radio Frequency IDentification)タグのような、リーダ/ライタに搭載されたアンテナから送信される搬送波を受信することで電気通信を行う装置である。具体的な動作は、例えばリーダ/ライタに搭載されたアンテナから送信された無線信号を、RFIDタグのアンテナが受信し、整流回路により直流電流に変換されRFIDタグが起電する。次に、起電されたRFIDタグは、無線信号からコマンドを受信し、コマンドに応じた動作を行う。その後、コマンドに応じた結果の回答をRFIDタグのアンテナからリーダ/ライタのアンテナへ無線信号として送信する。なお、コマンドに応じた動作は復調回路、制御回路、変調回路等によって実行される。
<Wireless communication device>
The circuit manufactured by using the resin composition of the present invention can be applied to a wireless communication device. This wireless communication device transmits from an antenna mounted on a reader / writer, such as an RFID (Radio Frequency Identification) tag, which is a non-contact tag such as a product tag, an anti-cash tag, various tickets, and a smart card. It is a device that performs telecommunications by receiving a carrier wave. Specifically, for example, the antenna of the RFID tag receives the radio signal transmitted from the antenna mounted on the reader / writer, converts it into a direct current by the rectifier circuit, and causes the RFID tag to generate electricity. Next, the generated RFID tag receives a command from the radio signal and performs an operation in response to the command. After that, the answer of the result according to the command is transmitted as a radio signal from the antenna of the RFID tag to the antenna of the reader / writer. The operation according to the command is executed by a demodulation circuit, a control circuit, a modulation circuit, or the like.

本発明の無線通信装置は、上述のFETと、アンテナと、を少なくとも有するものである。より具体的な構成としては、例えば図14に示すように、アンテナ40で受信した外部からの変調波信号の整流を行い、各部に電源を供給する電源生成部45、上記変調波信号を復調して制御回路へ送る復調回路41、制御回路から送られたデータを変調してアンテナに送り出す変調回路43、復調回路41で復調されたデータの記憶回路44への書込みおよび記憶回路44からデータを読み出して変調回路43への送信を行う制御回路42で構成され、各回路部が電気的に接続された無線通信装置が挙げられる。前記電源生成部、復調回路、制御回路、変調回路、記憶回路の少なくともいずれか1つ以上は上述の素子を含み、さらにコンデンサ、抵抗素子、ダイオード等を含んでいても良い。なお前記記憶回路は、さらに、製造時に情報が書き込まれる読み取り専用の記憶部や、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、FeRAM(Ferroelectric Randam Access Memory)等の不揮発性の書換え可能な記憶部を有していてもよい。なお、前記電源生成部はコンデンサおよびダイオードから構成される。 The wireless communication device of the present invention has at least the above-mentioned FET and an antenna. As a more specific configuration, for example, as shown in FIG. 14, the power generation unit 45 that rectifies the modulated wave signal from the outside received by the antenna 40 and supplies power to each unit, and demodulates the modulated wave signal. The demodulation circuit 41 that sends the data to the control circuit, the modulation circuit 43 that modulates the data sent from the control circuit and sends it to the antenna, writes the data demodulated by the demodulation circuit 41 to the storage circuit 44, and reads the data from the storage circuit 44. A wireless communication device composed of a control circuit 42 for transmitting to the modulation circuit 43 and electrically connected to each circuit unit can be mentioned. At least one or more of the power generation unit, the demodulation circuit, the control circuit, the modulation circuit, and the storage circuit includes the above-mentioned elements, and may further include a capacitor, a resistance element, a diode, and the like. The storage circuit is further composed of a non-volatile storage unit such as a read-only storage unit in which information is written at the time of manufacture, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and a FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory). You may have. The power generation unit is composed of a capacitor and a diode.

アンテナ、コンデンサ、抵抗素子、ダイオードおよび不揮発性の書き換え可能な記憶部は一般的に使用されるものであればよく、用いられる材料および形状は特に限定はされない。またそれぞれを電気的に接続する材料も、一般的に使用されうる導電材料であればいかなるものでもよい。接続方法も電気的に導通を取ることができれば、いかなる方法でもよく、接続部の幅および厚みは任意である。 The antenna, capacitor, resistance element, diode, and non-volatile rewritable storage unit may be any commonly used material, and the material and shape used are not particularly limited. Further, the material for electrically connecting each of them may be any conductive material that can be generally used. The connection method may be any method as long as it can be electrically conductive, and the width and thickness of the connection portion are arbitrary.

<商品タグ>
上記の無線通信装置を用いた商品タグについて説明する。この商品タグは、例えば基体と、この基体によって被覆された上記無線通信装置を有している。
<Product tag>
A product tag using the above wireless communication device will be described. This product tag has, for example, a substrate and the wireless communication device coated with the substrate.

基体は、例えば、平板状に形成された紙などの非金属材料によって形成されている。例えば、基体は2枚の平板状の紙を貼り合わせた構造をしており、この2枚の紙の間に上記無線通信装置が配置されている。上記無線記憶装置の記憶回路に、例えば商品を個体識別する個体識別情報が予め格納されている。 The substrate is formed of, for example, a non-metallic material such as paper formed in a flat plate shape. For example, the substrate has a structure in which two sheets of flat paper are bonded together, and the wireless communication device is arranged between the two sheets of paper. In the storage circuit of the wireless storage device, for example, individual identification information for identifying an individual product is stored in advance.

この商品タグとリーダ/ライタとの間で、無線通信を行う。リーダ/ライタとは、無線により商品タグに対するデータの読み取りおよび書き込みを行う装置であり、商品の流通過程や決済時に、商品タグとデータのやり取りを行うものである。リーダ/ライタは公知のものが利用でき、例えば、携帯型のものや、レジに設置される固定型のものがある。 Wireless communication is performed between this product tag and the reader / writer. A reader / writer is a device that wirelessly reads and writes data to a product tag, and exchanges data with the product tag during the distribution process of the product or at the time of payment. Known readers / writers can be used, for example, portable ones and fixed type readers / writers installed at cash registers.

具体的には、商品タグは個体識別情報の送信を要求する所定のリーダ/ライタからのコマンドに応じ、記憶している個体識別情報を無線により返信する識別情報返信機能を備えている。これにより、例えば商品の精算レジにおいて、非接触で多数の商品を同時に識別することが可能となり、バーコードでの識別と比較すると決済処理の容易化や迅速化を図ることができる。 Specifically, the product tag has an identification information reply function that wirelessly returns the stored individual identification information in response to a command from a predetermined reader / writer requesting transmission of the individual identification information. As a result, for example, at a product checkout register, a large number of products can be identified at the same time without contact, and payment processing can be facilitated and speeded up as compared with identification by a barcode.

例えば、商品の会計の際には、リーダ/ライタが商品タグから読み取った商品情報をPOS(Point of sale system、販売時点情報管理)端末に送信すると、POS端末においてその商品情報によって特定される商品の販売登録がなされるといったことが可能となる。 For example, when accounting for a product, if the reader / writer sends the product information read from the product tag to the POS (Point of sale system) terminal, the product specified by the product information on the POS terminal. It is possible to register for sale.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to the following examples.

(1)絶縁層の膜厚測定
光干渉式分光膜厚測定機(OPTM−A2大塚電子(株)製)を用いて、下部電極上の絶縁層の膜厚、及び下部電極周囲の絶縁基材上の絶縁層の膜厚を測定した。
下部電極上、及び下部電極周囲のそれぞれについて、5箇所で膜厚の測定を行い、最大値と最小値の差を膜厚ムラとし、以下の基準で評価を行った。
A+(格段に良好):膜厚ムラが±15nm未満。
A(非常に良好):膜厚ムラが±25nm未満。
B(良好):膜厚ムラが±25nm以上±50nm未満。
C(可):膜厚ムラが±50nm以上±100nm未満。
D(不可):膜厚ムラが±100nm以上。
(1) Measuring the film thickness of the insulating layer Using an optical interference type spectroscopic film thickness measuring machine (OPTM-A2 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the film thickness of the insulating layer on the lower electrode and the insulating base material around the lower electrode The film thickness of the upper insulating layer was measured.
The film thickness was measured at 5 points on the lower electrode and around the lower electrode, and the difference between the maximum value and the minimum value was defined as the film thickness unevenness, and the evaluation was performed according to the following criteria.
A + (remarkably good): Film thickness unevenness is less than ± 15 nm.
A (very good): Film thickness unevenness is less than ± 25 nm.
B (good): Film thickness unevenness is ± 25 nm or more and less than ± 50 nm.
C (possible): Film thickness unevenness is ± 50 nm or more and less than ± 100 nm.
D (impossible): Film thickness unevenness is ± 100 nm or more.

(2)絶縁層の比誘電率の測定
表1に示す絶縁体溶液をアルミ基板上にスピンコート塗布(800rpm×10秒)し、110℃で2分間熱処理後、乾燥オーブンを用いて150℃30分加熱処理することによって、膜厚400nmの硬化膜を形成した。次に、硬化膜上に、直径5mmの円形のアルミ電極を蒸着形成した。この膜を、精密インピーダンスアナライザー(Agilent製、4294A型)を使用し、25℃、1MHzで静電容量を測定した。以上の条件と測定値を元に、(a)式に従い硬化膜の比誘電率εを求めた。
(2) Measurement of Relative Pertivity of Insulation Layer The insulator solution shown in Table 1 is spin-coated on an aluminum substrate (800 rpm x 10 seconds), heat-treated at 110 ° C for 2 minutes, and then 150 ° C 30 using a drying oven. A cured film having a film thickness of 400 nm was formed by heat treatment for a minute. Next, a circular aluminum electrode having a diameter of 5 mm was deposited and formed on the cured film. The capacitance of this film was measured at 25 ° C. and 1 MHz using a precision impedance analyzer (manufactured by Agilent, type 4294A). Based on the above conditions and measured values, the relative permittivity ε r of the cured film was determined according to equation (a).

(3)キャパシタの作製
図15に示すキャパシタを作製した。膜厚50μmのPETフィルム(商品名「U48」、東レ(株)製)500上に、抵抗加熱法により、銅を膜厚100nmになるように真空蒸着し、その上にフォトレジスト(商品名「LC140−10cP」、ローム・アンド・ハース(株)製)をスピンコート塗布(1000rpm×20秒)し、100℃で10分加熱乾燥した。作製したフォトレジスト膜をパラレルライトマスクアライナー(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、マスクを介してパターン露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38質量%TMAH水溶液であるELM−D(商品名、三菱ガス化学(株)製)で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間洗浄した。その後、Cu−03(商品名、関東化学(株)製)で2分間エッチング処理した後、水で30秒間洗浄した。JELK−101(商品名、関東化学(株)製)に2分間浸漬してレジストを剥離し、水で30秒間洗浄後、120℃で20分間加熱乾燥することで下部電極51を形成した。次に本発明の樹脂組成物を下部電極51が形成されたPETフィルム上にスピンコート塗布(800rpm×10秒)し、110℃で2分間熱処理後、乾燥オーブンを用いて150℃30分加熱処理することによって、膜厚400nmの誘電膜52を形成した。次に、調製例2の導電ペーストをバーコーターで塗布し、乾燥オーブンで100℃、10分間プリベークを行った。その後、露光装置“PEM−8M”を用いて露光した後、0.5%NaCO溶液で30秒間浸漬現像し、超純水でリンス後、乾燥オーブンで140℃、30分間キュアを行い、上部電極53を形成した。
(3) Preparation of Capacitor The capacitor shown in FIG. 15 was manufactured. Copper is vacuum-deposited on a PET film (trade name "U48", manufactured by Toray Industries, Inc.) 500 having a film thickness of 50 μm so as to have a film thickness of 100 nm by a resistance heating method, and a photoresist (trade name "trade name") is deposited on the copper film. "LC140-10cP", manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd., was spin-coated (1000 rpm x 20 seconds) and dried by heating at 100 ° C. for 10 minutes. The prepared photoresist film was pattern-exposed through a mask using a parallel light mask aligner (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), and then using an automatic developing device (AD-2000 manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.). It was shower-developed for 60 seconds with ELM-D (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), which is a 2.38 mass% TMAH aqueous solution, and then washed with water for 30 seconds. Then, it was etched with Cu-03 (trade name, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) for 2 minutes, and then washed with water for 30 seconds. The lower electrode 51 was formed by immersing in JELK-101 (trade name, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) for 2 minutes to peel off the resist, washing with water for 30 seconds, and then heating and drying at 120 ° C. for 20 minutes. Next, the resin composition of the present invention is spin-coated (800 rpm × 10 seconds) on a PET film on which the lower electrode 51 is formed, heat-treated at 110 ° C. for 2 minutes, and then heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes using a drying oven. By doing so, a dielectric film 52 having a film thickness of 400 nm was formed. Next, the conductive paste of Preparation Example 2 was applied with a bar coater, and prebaked at 100 ° C. for 10 minutes in a drying oven. Then, after exposure using the exposure apparatus "PEM-8M", immersion development is performed in a 0.5% Na 2 CO 3 solution for 30 seconds, rinsing with ultrapure water, and curing is performed at 140 ° C. for 30 minutes in a drying oven. , The upper electrode 53 was formed.

(4)FETの作製
図16に示すFETを作製した。膜厚50μmのPETフィルム(商品名「U48」、東レ(株)製)600上に、抵抗加熱法により、銅を膜厚100nmになるように真空蒸着し、その上にフォトレジスト(商品名「LC140−10cP」、ローム・アンド・ハース(株)製)をスピンコート塗布(1000rpm×20秒)し、100℃で10分加熱乾燥した。作製したフォトレジスト膜をパラレルライトマスクアライナー(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、マスクを介してパターン露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38質量%TMAH水溶液であるELM−D(商品名、三菱ガス化学(株)製)で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間洗浄した。その後、Cu−03(商品名、関東化学(株)製)で2分間エッチング処理した後、水で30秒間洗浄した。JELK−101(商品名、関東化学(株)製)に2分間浸漬してレジストを剥離し、水で30秒間洗浄後、120℃で20分間加熱乾燥することでゲート電極61を形成した。次に本発明の樹脂組成物をゲート電極61が形成されたPETフィルム上にスピンコート塗布(800rpm×10秒)し、110℃で2分間熱処理後、乾燥オーブンを用いて150℃30分加熱処理することによって、膜厚400nmのゲート絶縁膜62を形成した。次に、調製例1の半導体溶液を、ゲート絶縁膜62上にインクジェット塗布し、大気下150℃で30分間熱処理することによって半導体層63を形成した。次に、調製例2の導電ペーストをバーコーターで塗布し、乾燥オーブンで100℃、10分間プリベークを行った。その後、露光装置“PEM−8M”を用いて露光した後、0.5%NaCO溶液で30秒間浸漬現像し、超純水でリンス後、乾燥オーブンで140℃、30分間キュアを行い、ソース電極64、ドレイン電極65を形成した。
(4) Manufacture of FET The FET shown in FIG. 16 was manufactured. Copper is vacuum-deposited on a PET film (trade name "U48", manufactured by Toray Industries, Inc.) 600 with a film thickness of 50 μm so as to have a film thickness of 100 nm by a resistance heating method, and a photoresist (trade name "trade name") is deposited on the copper film. "LC140-10cP", manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd., was spin-coated (1000 rpm x 20 seconds) and dried by heating at 100 ° C. for 10 minutes. The prepared photoresist film was pattern-exposed through a mask using a parallel light mask aligner (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), and then using an automatic developing device (AD-2000 manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.). It was shower-developed for 60 seconds with ELM-D (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), which is a 2.38 mass% TMAH aqueous solution, and then washed with water for 30 seconds. Then, it was etched with Cu-03 (trade name, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) for 2 minutes, and then washed with water for 30 seconds. The gate electrode 61 was formed by immersing in JELK-101 (trade name, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) for 2 minutes to peel off the resist, washing with water for 30 seconds, and then heating and drying at 120 ° C. for 20 minutes. Next, the resin composition of the present invention is spin-coated (800 rpm × 10 seconds) on a PET film on which the gate electrode 61 is formed, heat-treated at 110 ° C. for 2 minutes, and then heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes using a drying oven. By doing so, a gate insulating film 62 having a film thickness of 400 nm was formed. Next, the semiconductor solution of Preparation Example 1 was inkjet-coated on the gate insulating film 62 and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes in the atmosphere to form the semiconductor layer 63. Next, the conductive paste of Preparation Example 2 was applied with a bar coater, and prebaked at 100 ° C. for 10 minutes in a drying oven. Then, after exposure using the exposure apparatus "PEM-8M", the mixture is immersed and developed in a 0.5% Na 2 CO 3 solution for 30 seconds, rinsed with ultrapure water, and then cured in a drying oven at 140 ° C. for 30 minutes. , Source electrode 64 and drain electrode 65 were formed.

(5)整流回路の作製
図17に示すFET701とキャパシタ702からなる整流回路を作製した。膜厚50μmのPETフィルム(商品名「U48」、東レ(株)製)700上に、抵抗加熱法により、銅を膜厚100nmになるように真空蒸着し、その上にフォトレジスト(商品名「LC140−10cP」、ローム・アンド・ハース(株)製)をスピンコート塗布(1000rpm×20秒)し、100℃で10分加熱乾燥した。作製したフォトレジスト膜をパラレルライトマスクアライナー(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、マスクを介してパターン露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38質量%TMAH水溶液であるELM−D(商品名、三菱ガス化学(株)製)で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間洗浄した。その後、Cu−03(商品名、関東化学(株)製)で2分間エッチング処理した後、水で30秒間洗浄した。JELK−101(商品名、関東化学(株)製)に2分間浸漬してレジストを剥離し、水で30秒間洗浄後、120℃で20分間加熱乾燥することでFET素子のゲート電極71とキャパシタ素子の下部電極72を形成した。次に本発明の樹脂組成物をゲート電極71と下部電極72が形成されたPETフィルム上にスピンコート塗布(800rpm×10秒)し、110℃で2分間熱処理した。その後、露光装置“PEM−8M”を用いて露光した後、TMAH溶液で30秒間浸漬現像し、超純水でリンスし、ビア79を形成する箇所に抜きパターンを形成した。その後、乾燥オーブンを用いて150℃30分加熱処理することによって、膜厚400nmのFET素子のゲート絶縁膜とキャパシタ素子の誘電膜を兼ねる絶縁膜73を形成した。次に、調製例1の半導体溶液を、絶縁膜73上にインクジェット塗布し、大気下150℃で30分間熱処理することによって半導体層74を形成した。次に、調製例2の導電ペーストをバーコーターで塗布し、乾燥オーブンで100℃、10分間プリベークを行った。その後、露光装置“PEM−8M”を用いて露光した後、0.5%NaCO溶液で30秒間浸漬現像し、超純水でリンス後、乾燥オーブンで140℃、30分間キュアを行い、FET素子のソース電極75とドレイン電極76、キャパシタ素子の上部電極77、配線78、ビア79を形成した。
(5) Preparation of Rectifier Circuit A rectifier circuit including the FET 701 and the capacitor 702 shown in FIG. 17 was manufactured. Copper is vacuum-deposited on a PET film (trade name "U48", manufactured by Toray Industries, Inc.) 700 with a film thickness of 50 μm so as to have a film thickness of 100 nm by a resistance heating method, and a photoresist (trade name "trade name") is deposited on the copper film. "LC140-10cP", manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd., was spin-coated (1000 rpm x 20 seconds) and dried by heating at 100 ° C. for 10 minutes. The prepared photoresist film was pattern-exposed through a mask using a parallel light mask aligner (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), and then using an automatic developing device (AD-2000 manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.). It was shower-developed for 60 seconds with ELM-D (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), which is a 2.38 mass% TMAH aqueous solution, and then washed with water for 30 seconds. Then, it was etched with Cu-03 (trade name, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) for 2 minutes, and then washed with water for 30 seconds. Immerse in JELK-101 (trade name, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) for 2 minutes to peel off the resist, wash with water for 30 seconds, and heat and dry at 120 ° C. for 20 minutes to obtain the gate electrode 71 and capacitor of the FET element. The lower electrode 72 of the element was formed. Next, the resin composition of the present invention was spin-coated (800 rpm × 10 seconds) on a PET film on which the gate electrode 71 and the lower electrode 72 were formed, and heat-treated at 110 ° C. for 2 minutes. Then, after exposure using the exposure apparatus "PEM-8M", the film was immersed and developed in TMAH solution for 30 seconds, rinsed with ultrapure water, and a punched pattern was formed at a portion where the via 79 was formed. Then, by heat-treating at 150 ° C. for 30 minutes using a drying oven, an insulating film 73 having a thickness of 400 nm, which also serves as a gate insulating film of the FET element and a dielectric film of the capacitor element, was formed. Next, the semiconductor solution of Preparation Example 1 was inkjet-coated on the insulating film 73 and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes in the atmosphere to form the semiconductor layer 74. Next, the conductive paste of Preparation Example 2 was applied with a bar coater, and prebaked at 100 ° C. for 10 minutes in a drying oven. Then, after exposure using the exposure apparatus "PEM-8M", the film is immersed and developed in a 0.5% Na 2 CO 3 solution for 30 seconds, rinsed with ultrapure water, and then cured at 140 ° C. for 30 minutes in a drying oven. , The source electrode 75 and drain electrode 76 of the FET element, the upper electrode 77 of the capacitor element, the wiring 78, and the via 79 were formed.

(6)キャパシタの短絡率の評価
作製したキャパシタ100個について、印加電圧(Ve)を変えたときの電極間電流(Ie)を測定した。測定には半導体特性評価システム4200−SCS型(ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用い、大気中(気温20℃、湿度35%)で測定した。電極面積1mmの素子について、Ve=10VにおけるIeが10−8A以上の素子を短絡素子として、以下の基準で評価を行った。
A(非常に良好):短絡が見られた素子数が100個中1個以下。
B(良好):短絡が見られた素子数が100個中2個以上5個未満。
C(可):短絡が見られた素子数が100個中5個以上10個未満。
D(不可):短絡が見られた素子数が100個中10個以上。
(6) Evaluation of Short Circuit Rate of Capacitors The inter-electrode current (Ie) when the applied voltage (Ve) was changed was measured for 100 manufactured capacitors. The semiconductor characteristic evaluation system 4200-SCS type (manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.) was used for the measurement, and the measurement was performed in the atmosphere (temperature 20 ° C., humidity 35%). An element having an electrode area of 1 mm 2 was evaluated according to the following criteria, with an element having an IE of 10-8 A or more at Ve = 10 V as a short-circuit element.
A (very good): The number of elements in which a short circuit was observed is 1 in 100 or less.
B (good): The number of elements in which a short circuit was observed is 2 or more and less than 5 out of 100.
C (possible): The number of elements in which a short circuit was observed is 5 or more and less than 10 out of 100.
D (impossible): The number of elements with short circuits is 10 or more out of 100.

(7)FETリーク率の評価
作製したFET100個について、ゲート電圧(Vg)を変えたときのソース・ドレイン間電流(Id)−ソース・ドレイン間電圧(Vsd)特性を測定した。測定には半導体特性評価システム4200−SCS型(ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用い、大気中(気温20℃、湿度35%)で測定した。Vg=−20Vにおけるドレイン電流値からオン電流を求めた。さらに、Vg=20Vでの、ゲート・ソース間電流(Vgs)が10−8A以上の素子をリーク素子として、以下の基準で評価を行った。
A(非常に良好):リークが見られた素子数が100個中1個以下。
B(良好):リークが見られた素子数が100個中2個以上5個未満。
C(可):リークが見られた素子数が100個中5個以上10個未満。
D(不可):リークが見られた素子数が100個中10個以上。
(7) Evaluation of FET Leakage Rate The source-drain current (Id) -source-drain voltage (Vsd) characteristics when the gate voltage (Vg) was changed were measured for the 100 FETs produced. The semiconductor characteristic evaluation system 4200-SCS type (manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.) was used for the measurement, and the measurement was performed in the atmosphere (temperature 20 ° C., humidity 35%). The on-current was determined from the drain current value at Vg = −20 V. Further, an element having a gate-source current (Vgs) of 10-8 A or more at Vg = 20 V was used as a leak element, and evaluation was performed according to the following criteria.
A (very good): The number of elements with leaks was 1 in 100 or less.
B (good): The number of elements with leaks is 2 or more and less than 5 out of 100.
C (possible): The number of elements with leaks is 5 or more and less than 10 out of 100.
D (impossible): The number of elements with leaks is 10 or more out of 100.

(8)整流回路の歩留まり評価
作製した整流回路100個において、ソース電極74に交流電流を入力した際、ドレイン電極75に出力された直流電流を測定し、整流回路の歩留まりを、以下の基準で評価を行った。
A(非常に良好):駆動しない回路数が100個中1個以下。
B(良好):駆動しない回路数が100個中2個以上5個未満。
C(可):駆動しない回路数が100個中5個以上10個未満。
D(不可):駆動しない回路数が100個中10個以上。
(8) Evaluation of rectifier circuit yield In the 100 rectifier circuits manufactured, when an AC current is input to the source electrode 74, the DC current output to the drain electrode 75 is measured, and the rectifier circuit yield is measured according to the following criteria. Evaluation was performed.
A (very good): The number of circuits that are not driven is 1 in 100 or less.
B (good): The number of circuits not driven is 2 or more and less than 5 out of 100.
C (possible): The number of circuits that are not driven is 5 or more and less than 10 out of 100.
D (impossible): The number of circuits that are not driven is 10 or more out of 100.

合成例1:無機粒子が結合したポリシロキサン(PS−01)の合成
三口フラスコにメチルトリメトキシシラン(MeSi)を10.90g(0.08mol)、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物(SucSi)を5.25g(0.02mol)、1−ナフチルトリメトキシシラン(NapSi)を24.84g(0.10mol)、20.6質量%の酸化チタン−酸化ケイ素複合粒子メタノール分散液である“オプトレイク(登録商標)”TR−550(日揮触媒化成(株)製)を133.68g(オルガノシランが完全縮合した場合の質量(27.54g)100質量部に対して、粒子含有量100質量部)、ジアセトンアルコール(DAA、沸点168℃)を102.28g仕込み、室温で撹拌しながら水11.16gにリン酸0.205g(仕込みモノマーに対して0.50質量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分間かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて60分間撹拌した後、オイルバスを30分間かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱撹拌した(内温は100〜110℃)。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して2重量%加えて12時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、無機粒子が結合したポリシロキサン(PS−01)の溶液を得た。なお、昇温および加熱撹拌中、窒素を0.05l(リットル)/分で流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計121.19g留出した。得られた、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液PS−01の固形分濃度は33質量%であった。
Synthesis Example 1: Synthesis of polysiloxane (PS-01) to which inorganic particles are bound 10.90 g (0.08 mol) of methyltrimethoxysilane (MeOH) and 3-trimethoxysilylpropylsuccinic acid anhydride (SucSi) are placed in a three-mouth flask. ) Is 5.25 g (0.02 mol), 1-naphthyltrimethoxysilane (NapSi) is 24.84 g (0.10 mol), and 20.6% by mass of titanium oxide-silicon oxide composite particle methanol dispersion is “Opto”. Lake (registered trademark) "TR-550 (manufactured by Nikki Catalyst Kasei Co., Ltd.) has a particle content of 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of 133.68 g (mass (27.54 g) when fully condensed organosilanes). ), Diacetone alcohol (DAA, boiling point 168 ° C.) was charged in 102.28 g, and 0.205 g of phosphoric acid (0.50% by mass with respect to the charged monomer) was dissolved in 11.16 g of water while stirring at room temperature. The aqueous solution was added over 10 minutes. Then, the flask was immersed in an oil bath at 40 ° C. and stirred for 60 minutes, and then the temperature of the oil bath was raised to 115 ° C. over 30 minutes. The internal temperature of the solution reached 100 ° C. 1 hour after the start of the temperature rise, and the mixture was heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.). The resin solution obtained by heating and stirring was cooled in an ice bath, and then 2% by weight of each of an anion exchange resin and a cation exchange resin was added to the resin solution and stirred for 12 hours. After stirring, the anion exchange resin and the cation exchange resin were filtered off to obtain a solution of polysiloxane (PS-01) to which inorganic particles were bound. During the temperature rise and heating and stirring, nitrogen was flowed at 0.05 liter (liter) / min. A total of 121.19 g of methanol and water, which are by-products, were distilled off during the reaction. The solid content concentration of the obtained solution PS-01 of the polysiloxane to which the inorganic particles were bonded was 33% by mass.

合成例2:ポリシロキサンの合成(PS−02)
メチルトリメトキシシラン(MeSi)を10.90g(0.08mol)、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物(SucSi)を5.25g(0.02mol)、1−ナフチルトリメトキシシラン(NapSi)を24.84g(0.10mol)をプロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)64.26gに溶解し、これに、水11.16g、リン酸0.205gを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2時間加熱し、内温を70℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温130℃で2.0時間加熱し、内温を110℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノブチルエーテルからなる成分を留出せしめた。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して2重量%加えて12時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、固形分濃度36.0wt%のポリシロキサン溶液を得た。
Synthesis Example 2: Synthesis of polysiloxane (PS-02)
10.90 g (0.08 mol) of methyltrimethoxysilane (MeSi), 5.25 g (0.02 mol) of 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride (SucSi), 1-naphthyltrimethoxysilane (NapSi) 24.84 g (0.10 mol) was dissolved in 64.26 g of propylene glycol monobutyl ether (boiling point: 170 ° C.), and 11.16 g of water and 0.205 g of phosphoric acid were added thereto with stirring. The obtained solution was heated at a bath temperature of 105 ° C. for 2 hours, the internal temperature was raised to 70 ° C., and a component mainly composed of methanol produced as a by-product was distilled off. Next, the bath temperature was heated at 130 ° C. for 2.0 hours, the internal temperature was raised to 110 ° C., and a component mainly composed of water and propylene glycol monobutyl ether was distilled off. The resin solution obtained by heating and stirring was cooled in an ice bath, and then 2% by weight of each of an anion exchange resin and a cation exchange resin was added to the resin solution and stirred for 12 hours. After stirring, the anion exchange resin and the cation exchange resin were filtered off to obtain a polysiloxane solution having a solid content concentration of 36.0 wt%.

合成例3:ポリシロキサンの合成(PS−03)
メチルトリメトキシシラン61.29g(0.09モル)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン12.31g(0.01モル)、およびフェニルトリメトキシシラン99.15g(0.10モル)をプロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)48.84gに溶解し、これに、水10.98g、リン酸0.173gを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2時間加熱し、内温を90℃まで上げて、主として副生するメタノールからなる成分を留出せしめた。次いでバス温130℃で2.0時間加熱し、内温を118℃まで上げて、主として水とプロピレングリコールモノブチルエーテルからなる成分を留出せしめた。加熱撹拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却した後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を、それぞれ樹脂溶液に対して2重量%加えて12時間撹拌した。撹拌後、陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をろ過して除去し、固形分濃度36.0wt%のポリシロキサン溶液を得た。
Synthesis Example 3: Synthesis of Polysiloxane (PS-03)
Methyltrimethoxysilane 61.29 g (0.09 mol), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 12.31 g (0.01 mol), and phenyltrimethoxysilane 99.15 g (0.10) Mol) was dissolved in 48.84 g of propylene glycol monobutyl ether (boiling point: 170 ° C.), and 10.98 g of water and 0.173 g of phosphoric acid were added thereto with stirring. The obtained solution was heated at a bath temperature of 105 ° C. for 2 hours, the internal temperature was raised to 90 ° C., and a component mainly composed of methanol produced as a by-product was distilled off. Next, the bath temperature was heated at 130 ° C. for 2.0 hours, the internal temperature was raised to 118 ° C., and a component mainly composed of water and propylene glycol monobutyl ether was distilled off. The resin solution obtained by heating and stirring was cooled in an ice bath, and then 2% by weight of each of an anion exchange resin and a cation exchange resin was added to the resin solution and stirred for 12 hours. After stirring, the anion exchange resin and the cation exchange resin were filtered off to obtain a polysiloxane solution having a solid content concentration of 36.0 wt%.

合成例4:ナフトキノンジアジド化合物(QD−01)の合成
乾燥窒素気流下、Ph−cc−AP−MF(商品名、本州化学工業(株)製)15.32g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド37.62g(0.14mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン15.58g(0.154mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間撹拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(QD−01)を得た。
Synthesis Example 4: Synthesis of naphthoquinone diazide compound (QD-01) Ph-cc-AP-MF (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 15.32 g (0.05 mol) and 5-naphtho under a dry nitrogen stream. 37.62 g (0.14 mol) of quinonediazide sulfonyl acid chloride was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. Here, 15.58 g (0.154 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system did not exceed 35 ° C. After the dropping, the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was added to water. Then, the precipitated precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried in a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (QD-01) having the following structure.

合成例5;化合物P1(重合性成分:重合性不飽和基を有するポリマー)
共重合比率(重量基準):エチルアクリレート(以下、「EA」)/メタクリル酸2−エチルヘキシル(以下、「2−EHMA」)/スチレン(以下、「St」)/グリシジルメタクリレート(以下、「GMA」)/アクリル酸(以下、「AA」)=20/40/20/5/15。
Synthesis Example 5; Compound P1 (polymerizable component: polymer having a polymerizable unsaturated group)
Copolymerization ratio (weight basis): Ethyl acrylate (hereinafter "EA") / 2-ethylhexyl methacrylate (hereinafter "2-EHMA") / styrene (hereinafter "St") / glycidyl methacrylate (hereinafter "GMA") ) / Acrylic acid (hereinafter, "AA") = 20/40/20/5/15.

窒素雰囲気の反応容器中に、150gのジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(以下、「DMEA」)を仕込み、オイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、20gのEA、40gの2−EHMA、20gのSt、15gのAA、0.8gの2,2’−アゾビスイソブチロニトリル及び10gのDMEAからなる混合物を、1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、1gのハイドロキノンモノメチルエーテルを添加して、重合反応を停止した。引き続き、5gのGMA、1gのトリエチルベンジルアンモニウムクロライド及び10gのDMEAからなる混合物を、0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで、化合物P1を得た。 150 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate (hereinafter, “DMEA”) was charged in a reaction vessel having a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 80 ° C. using an oil bath. A mixture of 20 g of EA, 40 g of 2-EHMA, 20 g of St, 15 g of AA, 0.8 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 10 g of DMEA was added dropwise thereto over 1 hour. did. After completion of the dropping, the polymerization reaction was further carried out for 6 hours. Then, 1 g of hydroquinone monomethyl ether was added to terminate the polymerization reaction. Subsequently, a mixture consisting of 5 g of GMA, 1 g of triethylbenzylammonium chloride and 10 g of DMEA was added dropwise over 0.5 hours. After completion of the dropping, an addition reaction was carried out for another 2 hours. The obtained reaction solution was purified with methanol to remove unreacted impurities, and vacuum dried for 24 hours to obtain compound P1.

合成例6;化合物P2(重合性成分:重合性不飽和基を有するポリマー)
共重合比率(重量基準):2官能エポキシアクリレートモノマー(エポキシエステル3002A;共栄社化学(株)製)/2官能エポキシアクリレートモノマー(エポキシエステル70PA;共栄社化学(株)製)/GMA/St/AA=20/40/5/20/15。
Synthesis Example 6; Compound P2 (polymerizable component: polymer having a polymerizable unsaturated group)
Copolymerization ratio (weight basis): Bifunctional epoxy acrylate monomer (epoxy ester 3002A; manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) / Bifunctional epoxy acrylate monomer (epoxy ester 70PA; manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) / GMA / St / AA = 20/40/5/20/15.

窒素雰囲気の反応容器中に、150gのDMEAを仕込み、オイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、20gのエポキシエステル3002A、40gのエポキシエステル70PA、20gのSt、15gのAA、0.8gの2,2’−アゾビスイソブチロニトリル及び10gのDMEAからなる混合物を、1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、1gのハイドロキノンモノメチルエーテルを添加して、重合反応を停止した。引き続き、5gのGMA、1gのトリエチルベンジルアンモニウムクロライド及び10gのDMEAからなる混合物を、0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで、化合物P2を得た。 150 g of DMEA was charged in a reaction vessel having a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 80 ° C. using an oil bath. A mixture of 20 g of epoxy ester 3002A, 40 g of epoxy ester 70PA, 20 g of St, 15 g of AA, 0.8 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 10 g of DMEA over 1 hour. And dropped. After completion of the dropping, the polymerization reaction was further carried out for 6 hours. Then, 1 g of hydroquinone monomethyl ether was added to terminate the polymerization reaction. Subsequently, a mixture consisting of 5 g of GMA, 1 g of triethylbenzylammonium chloride and 10 g of DMEA was added dropwise over 0.5 hours. After completion of the dropping, an addition reaction was carried out for another 2 hours. The obtained reaction solution was purified with methanol to remove unreacted impurities, and vacuum dried for 24 hours to obtain compound P2.

合成例7;化合物P2のウレタン変性化合物である化合物P3(重合性成分:重合性不飽和基を有するポリマー)
窒素雰囲気の反応容器中に、100gのジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(以下、「DMEA」)を仕込み、オイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、感光性成分P2を10g、3.5gのn−ヘキシルイソシアネート及び10gのDMEAからなる混合物を、1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに3時間反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで、ウレタン結合を有する化合物P3を得た。
Synthesis Example 7; Compound P3 which is a urethane-modified compound of Compound P2 (polymerizable component: polymer having a polymerizable unsaturated group)
100 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate (hereinafter, “DMEA”) was charged in a reaction vessel having a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 80 ° C. using an oil bath. To this, a mixture consisting of 10 g of the photosensitive component P2, 3.5 g of n-hexyl isocyanate and 10 g of DMEA was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, the reaction was carried out for another 3 hours. The obtained reaction solution was purified with methanol to remove unreacted impurities, and further vacuum dried for 24 hours to obtain compound P3 having a urethane bond.

調製例1:半導体溶液の調製
ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)(アルドリッチ(株)製)2.0mgのクロロホルム10ml溶液にCNT(CNI社製、単層CNT、純度95%)を1.0mg加え、氷冷しながら超音波ホモジナイザー(東京理化器械(株)製VCX−500)を用いて出力20%で4時間超音波撹拌し、CNT分散液A(溶媒に対するCNT複合体濃度0.96g/l)を得た。
Preparation Example 1: Preparation of semiconductor solution Poly (3-hexylthiophene) (P3HT) (manufactured by Aldrich Co., Ltd.) Add CNT (manufactured by CNI, single-walled CNT, 95% purity) to 2.0 mg of a 10 ml solution of chloroform. Add 0 mg, and while cooling with ice, use an ultrasonic homogenizer (VCX-500 manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) to ultrasonically stir at 20% output for 4 hours, and CNT dispersion A (CNT complex concentration with respect to solvent 0.96 g). / L) was obtained.

次に、半導体層を形成するための半導体溶液の作製を行った。上記CNT分散液Aをメンブレンフィルター(孔径10μm、直径25mm、ミリポア社製オムニポアメンブレン)を用いてろ過を行い、長さ10μm以上のCNT複合体を除去した。得られた濾液にo−ジクロロベンゼン(和光純薬工業(株)製)5mlを加えた後、ロータリーエバポレーターを用いて、低沸点溶媒であるクロロホルムを留去し、溶媒をo−ジクロロベンゼンで置換し、CNT分散液Bを得た。CNT分散液B1mlにo−ジクロロベンゼン3mLを加え、半導体溶液(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/l)とした。 Next, a semiconductor solution for forming the semiconductor layer was prepared. The CNT dispersion liquid A was filtered using a membrane filter (pore diameter 10 μm, diameter 25 mm, omnipore membrane manufactured by Millipore) to remove CNT complexes having a length of 10 μm or more. After adding 5 ml of o-dichlorobenzene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to the obtained filtrate, chloroform, which is a low boiling point solvent, was distilled off using a rotary evaporator, and the solvent was replaced with o-dichlorobenzene. Then, the CNT dispersion liquid B was obtained. 3 mL of o-dichlorobenzene was added to 1 ml of the CNT dispersion liquid B to prepare a semiconductor solution (CNT complex concentration 0.03 g / l with respect to the solvent).

調製例2:導電ペーストの調製
100mlクリーンボトルに化合物P1を1.6g、化合物P3を0.4g、光重合開始剤OXE−01(BASFジャパン株式会社製)0.4g、酸発生剤SI−110(三新化学工業株式会社製)を0.06g、ジアセトンアルコール(三協化学株式会社製)38gを入れ、自転−公転真空ミキサー“あわとり練太郎”(登録商標)(ARE−310;(株)シンキー製)で混合し、感光性樹脂溶液40.86g(固形分4.0重量%)を得た。得られた感光性樹脂溶液20.0gと体積平均粒子径0.5μmのAg粒子5.0gを混ぜ合わせ、3本ローラー“EXAKT M−50”(商品名、EXAKT社製)を用いて混練し、25gの導電ペーストを得た。
Preparation Example 2: Preparation of conductive paste 1.6 g of compound P1 and 0.4 g of compound P3 in a 100 ml clean bottle, 0.4 g of photopolymerization initiator OXE-01 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.), acid generator SI-110. (Sankyo Chemical Co., Ltd.) 0.06 g and diacetone alcohol (Sankyo Chemical Co., Ltd.) 38 g are added, and the rotation-revolution vacuum mixer "Awatori Rentaro" (registered trademark) (ARE-310; (Manufactured by Shinky Co., Ltd.) was mixed to obtain 40.86 g (solid content 4.0% by weight) of a photosensitive resin solution. 20.0 g of the obtained photosensitive resin solution and 5.0 g of Ag particles having a volume average particle diameter of 0.5 μm are mixed and kneaded using a three-roller “EXAKT M-50” (trade name, manufactured by EXAKT). , 25 g of conductive paste was obtained.

実施例1
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01、ポリマーA)16.36g、アラスター700(荒川化学工業(株)製、ポリマーB、スチレン・マレイン酸ハーフエステル共重合体)0.60g(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が90:10)、キノンジアジド化合物(QD−01)0.54g、BYK−333(ポリシロキサン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン(株)製)を300ppm、DAA33.04gを黄色灯下で混合、撹拌して均一溶液とした後、0.20μmのフィルターで濾過して絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た。
Example 1
16.36 g of polysiloxane solution (PS-01, polymer A) to which inorganic particles are bonded, 0.60 g of Araster 700 (Polymer B, styrene / maleic acid half ester copolymer, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.) (polymer) The mixed weight ratio of A and polymer B is 90:10), 0.54 g of quinonediazide compound (QD-01), 300 ppm of BYK-333 (polysiloxane-based surfactant, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), DAA33. 04 g was mixed under a yellow lamp and stirred to obtain a uniform solution, which was then filtered through a 0.20 μm filter to obtain an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。
また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、(4)に記載の方法でFETを作製し、(1)に記載の方法でゲート絶縁膜の膜厚評価を行い、(7)に記載の方法でFET特性の評価を行った。
また、(5)に記載の方法で整流回路を作製し、(1)に記載の方法で絶縁膜の膜厚評価を行い、(8)に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表1〜4に示す。
Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2).
Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). Further, the FET was produced by the method described in (4), the film thickness of the gate insulating film was evaluated by the method described in (1), and the FET characteristics were evaluated by the method described in (7).
Further, a rectifier circuit was produced by the method described in (5), the film thickness of the insulating film was evaluated by the method described in (1), and the yield of the rectifier circuit was evaluated by the method described in (8). The results are shown in Tables 1-4.

実施例2
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を13.64gに、アラスター700を1.50gに、DAAを34.86gに、それぞれ変更した以外は実施例1と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 2
Insulating material solution in the same manner as in Example 1 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 13.64 g, Alaster 700 to 1.50 g, and DAA to 34.86 g. (Solid content concentration 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 75:25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例3
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を9.09gに、アラスター700を3.00gに、DAAを37.91gに、それぞれ変更した以外は実施例1と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が50:50)。
Example 3
Insulating material solution in the same manner as in Example 1 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 9.09 g, Alaster 700 was changed to 3.00 g, and DAA was changed to 37.91 g. (Solid content concentration 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 50:50).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例4
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を17.27gに、アラスター700を0.30gに、DAAを32.42gに、それぞれ変更した以外は実施例1と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が95:5)。
Example 4
Insulating material solution in the same manner as in Example 1 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 17.27 g, Alaster 700 to 0.30 g, and DAA to 32.42 g. (Solid content concentration 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 95: 5).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例5
アラスター700の代わりにWR−301(ADEKA(株)製、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液、44.5重量%、一般式(5)で表されるカルボン酸残基を有するポリエステル、ポリマーB)1.35gを用い、DAAを32.29gに変更した以外は実施例1と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が90:10)。
Example 5
1. Instead of Araster 700, WR-301 (made by ADEKA Co., Ltd., propylene glycol monomethyl ether acetate solution, 44.5% by weight, polyester having a carboxylic acid residue represented by the general formula (5), polymer B) 1. An insulating material solution (solid content concentration 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 35 g was used and the DAA was changed to 32.29 g (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 90:10). ).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、(4)に記載の方法でFETを作製し、(1)に記載の方法でゲート絶縁膜の膜厚評価を行い、(7)に記載の方法でFET特性の評価を行った。また、(5)に記載の方法で整流回路を作製し、(1)に記載の方法で絶縁膜の膜厚評価を行い、(8)に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表1〜4に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). Further, the FET was produced by the method described in (4), the film thickness of the gate insulating film was evaluated by the method described in (1), and the FET characteristics were evaluated by the method described in (7). Further, a rectifier circuit was produced by the method described in (5), the film thickness of the insulating film was evaluated by the method described in (1), and the yield of the rectifier circuit was evaluated by the method described in (8). The results are shown in Tables 1-4.

実施例6
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を13.64gに、WR−301を3.37gに、DAAを32.99gに、それぞれ変更した以外は実施例5と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 6
Insulating material in the same manner as in Example 5 except that the solution of polysiloxane (PS-01) to which inorganic particles were bonded was changed to 13.64 g, WR-301 was changed to 3.37 g, and DAA was changed to 32.99 g. A solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 75:25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例7
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を9.09gに、WR−301を6.74gに、DAAを34.17gに、それぞれ変更した以外は実施例5と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が50:50)。
Example 7
Insulating material in the same manner as in Example 5 except that the solution of polysiloxane (PS-01) to which inorganic particles were bonded was changed to 9.09 g, WR-301 was changed to 6.74 g, and DAA was changed to 34.17 g. A solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 50:50).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例8
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を17.27gに、WR−301を0.67gに、DAAを32.05gに、それぞれ変更した以外は実施例5と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が95:5)。
Example 8
Insulating material in the same manner as in Example 5 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 17.27 g, WR-301 to 0.67 g, and DAA to 32.05 g. A solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 95: 5).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例9
アラスター700の代わりに合成例2で合成したポリシロキサン溶液(PS−02、ポリマーB)1.67gを用い、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を18.00gに、DAAを30.33gに、それぞれ変更した以外は実施例1と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が90:10)。
Example 9
Instead of Araster 700, 1.67 g of the polysiloxane solution (PS-02, Polymer B) synthesized in Synthesis Example 2 was used, and the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bound was added to 18.00 g, and DAA was added. An insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the weight was changed to 30.33 g (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 90:10).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、(4)に記載の方法でFETを作製し、(1)に記載の方法でゲート絶縁膜の膜厚評価を行い、(7)に記載の方法でFET特性の評価を行った。また、(5)に記載の方法で整流回路を作製し、(1)に記載の方法で絶縁膜の膜厚評価を行い、(8)に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表1〜4に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). Further, the FET was produced by the method described in (4), the film thickness of the gate insulating film was evaluated by the method described in (1), and the FET characteristics were evaluated by the method described in (7). Further, a rectifier circuit was produced by the method described in (5), the film thickness of the insulating film was evaluated by the method described in (1), and the yield of the rectifier circuit was evaluated by the method described in (8). The results are shown in Tables 1-4.

実施例10
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を13.64gに、ポリシロキサン溶液(PS−02)を4.17gに、DAAを32.20gに、それぞれ変更した以外は実施例9と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 10
Example 9 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 13.64 g, the polysiloxane solution (PS-02) was changed to 4.17 g, and the DAA was changed to 32.20 g. In the same manner, an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 75:25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例11
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を9.09gに、ポリシロキサン溶液(PS−02)を8.33gに、DAAを32.58gに、それぞれ変更した以外は実施例9と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が50:50)。
Example 11
Example 9 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 9.09 g, the polysiloxane solution (PS-02) was changed to 8.33 g, and the DAA was changed to 32.58 g. In the same manner, an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 50:50).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例12
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を17.27gに、ポリシロキサン溶液(PS−02)を0.83gに、DAAを31.89gに、それぞれ変更した以外は実施例9と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が95:5)。
Example 12
Example 9 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 17.27 g, the polysiloxane solution (PS-02) was changed to 0.83 g, and the DAA was changed to 31.89 g. In the same manner, an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 95: 5).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例13
アラスター700の代わりに合成例3で合成したポリシロキサン溶液(PS−03、ポリマーB)1.67gを用い、無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を18.00gに、DAAを30.33gに、それぞれ変更した以外は実施例1と同様にして実施例9と同様の方法で、絶縁体溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が90:10)。
Example 13
Instead of Araster 700, 1.67 g of the polysiloxane solution (PS-03, Polymer B) synthesized in Synthesis Example 3 was used, and the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bound was added to 18.00 g, and DAA was added. An insulator solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the weight was changed to 30.33 g (mixed weight of polymer A and polymer B). The ratio is 90:10).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、(4)に記載の方法でFETを作製し、(1)に記載の方法でゲート絶縁膜の膜厚評価を行い、(7)に記載の方法でFET特性の評価を行った。また、(5)に記載の方法で整流回路を作製し、(1)に記載の方法で絶縁膜の膜厚評価を行い、(8)に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表1〜4に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). Further, the FET was produced by the method described in (4), the film thickness of the gate insulating film was evaluated by the method described in (1), and the FET characteristics were evaluated by the method described in (7). Further, a rectifier circuit was produced by the method described in (5), the film thickness of the insulating film was evaluated by the method described in (1), and the yield of the rectifier circuit was evaluated by the method described in (8). The results are shown in Tables 1-4.

実施例14
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を13.64gに、ポリシロキサン溶液(PS−03)を4.17gに、DAAを32.20gに、それぞれ変更した以外は実施例13と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 14
Example 13 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 13.64 g, the polysiloxane solution (PS-03) was changed to 4.17 g, and the DAA was changed to 32.20 g. In the same manner, an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 75:25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例15
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を9.09gに、ポリシロキサン溶液(PS−03)を8.33gに、DAAを32.58gに、それぞれ変更した以外は実施例9と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が50:50)。
Example 15
Example 9 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 9.09 g, the polysiloxane solution (PS-03) was changed to 8.33 g, and the DAA was changed to 32.58 g. In the same manner, an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 50:50).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例16
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)を17.27gに、ポリシロキサン溶液(PS−03)を0.83gに、DAAを31.89gに、それぞれ変更した以外は実施例9と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が95:5)。
Example 16
Example 9 except that the polysiloxane solution (PS-01) to which the inorganic particles were bonded was changed to 17.27 g, the polysiloxane solution (PS-03) was changed to 0.83 g, and the DAA was changed to 31.89 g. In the same manner, an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass) was obtained (mixed weight ratio of polymer A and polymer B was 95: 5).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例17
界面活性剤のBYK333 300ppmをDFX−18 150ppmに変更した以外は実施例2と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 17
An insulating material solution (solid content concentration 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the surfactant BYK333 300 ppm was changed to DFX-18 150 ppm (the mixed weight ratio of the polymer A and the polymer B was 75). : 25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例18
界面活性剤のBYK333 300ppmをDFX−18 150ppmに変更した以外は実施例6と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 18
An insulating material solution (solid content concentration 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 6 except that the surfactant BYK333 300 ppm was changed to DFX-18 150 ppm (the mixed weight ratio of the polymer A and the polymer B was 75). : 25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

実施例19
界面活性剤のBYK333 300ppmをDFX−18 150ppmに変更した以外は実施例10と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 19
An insulating material solution (solid content concentration 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 10 except that the surfactant BYK333 300 ppm was changed to DFX-18 150 ppm (the mixed weight ratio of the polymer A and the polymer B was 75). : 25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、(4)に記載の方法でFETを作製し、(1)に記載の方法でゲート絶縁膜の膜厚評価を行い、(7)に記載の方法でFET特性の評価を行った。また、(5)に記載の方法で整流回路を作製し、(1)に記載の方法で絶縁膜の膜厚評価を行い、(8)に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表1〜4に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). Further, the FET was produced by the method described in (4), the film thickness of the gate insulating film was evaluated by the method described in (1), and the FET characteristics were evaluated by the method described in (7). Further, a rectifier circuit was produced by the method described in (5), the film thickness of the insulating film was evaluated by the method described in (1), and the yield of the rectifier circuit was evaluated by the method described in (8). The results are shown in Tables 1-4.

実施例20
界面活性剤のBYK333 300ppmをDFX−18 150ppmに変更した以外は実施例14と同様にして絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た(ポリマーAとポリマーBとの混合重量比率が75:25)。
Example 20
An insulating material solution (solid content concentration 12% by mass) was obtained in the same manner as in Example 14 except that the surfactant BYK333 300 ppm was changed to DFX-18 150 ppm (the mixed weight ratio of the polymer A and the polymer B was 75). : 25).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。結果を表1、2に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). The results are shown in Tables 1 and 2.

比較例1
無機粒子が結合したポリシロキサンの溶液(PS−01)18.18g、キノンジアジド化合物(QD−01)0.54g、BYK−333(ポリシロキサン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン(株)製)を300ppm、DAA31.82gを黄色灯下で混合、撹拌して均一溶液とした後、0.20μmのフィルターで濾過して絶縁材料溶液(固形分濃度12質量%)を得た。
Comparative Example 1
18.18 g of a polysiloxane solution (PS-01) to which inorganic particles are bound, 0.54 g of a quinonediazide compound (QD-01), and 300 ppm of BYK-333 (polysiloxane-based surfactant, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.). , DAA 31.82 g was mixed under a yellow lamp, stirred to obtain a uniform solution, and then filtered through a 0.20 μm filter to obtain an insulating material solution (solid content concentration: 12% by mass).

得られた絶縁体溶液を用いて、(2)に記載の方法で絶縁体の比誘電率を測定した。また、(3)に記載の方法でキャパシタを作製し、(1)に記載の方法で誘電膜の膜厚評価を行い、(6)に記載の方法で短絡率の評価を行った。また、(4)に記載の方法でFETを作製し、(1)に記載の方法でゲート絶縁膜の膜厚評価を行い、(7)に記載の方法でFET特性の評価を行った。また、(5)に記載の方法で整流回路を作製し、(1)に記載の方法で絶縁膜の膜厚評価を行い、(8)に記載の方法で整流回路の歩留まり評価を行った。結果を表1〜4に示す。 Using the obtained insulator solution, the relative permittivity of the insulator was measured by the method described in (2). Further, a capacitor was produced by the method described in (3), the film thickness of the dielectric film was evaluated by the method described in (1), and the short circuit rate was evaluated by the method described in (6). Further, the FET was produced by the method described in (4), the film thickness of the gate insulating film was evaluated by the method described in (1), and the FET characteristics were evaluated by the method described in (7). Further, a rectifier circuit was produced by the method described in (5), the film thickness of the insulating film was evaluated by the method described in (1), and the yield of the rectifier circuit was evaluated by the method described in (8). The results are shown in Tables 1-4.

比較例2:絶縁体溶液の調製
アラスター700の代わりにポリスチレン(SigmaAldrich製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、絶縁体溶液を調製したが、酸化チタン粒子が析出してしまい、均一な溶液を得ることができなかった。
Comparative Example 2: Preparation of Insulator Solution An insulator solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that polystyrene (manufactured by Sigma-Aldrich) was used instead of Araster 700, but titanium oxide particles were precipitated. Therefore, a uniform solution could not be obtained.

Figure 2021055049
Figure 2021055049

Figure 2021055049
Figure 2021055049

Figure 2021055049
Figure 2021055049

Figure 2021055049
Figure 2021055049

11、31、61、71 ゲート電極
12、62 ゲート絶縁膜
13、35、64、75 ソース電極
14、34、63、74 半導体層
15、36、65、76 ドレイン電極
38、78 配線
39、79 ビア
100、200、300、400、500、600、700 絶縁基材
301、701 FET素子
302、702 キャパシタ素子
21、32、51、72 下部電極
22、52 誘電膜
23、37、53、77 上部電極
33、33A、33B、73 絶縁膜
40 アンテナ
41 復調回路
42 制御回路
43 変調回路
44 記憶回路
45 電源生成部
11, 31, 61, 71 Gate electrodes 12, 62 Gate insulating films 13, 35, 64, 75 Source electrodes 14, 34, 63, 74 Semiconductor layers 15, 36, 65, 76 Drain electrodes 38, 78 Wiring 39, 79 vias 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 Insulating base material 301, 701 FET element 302, 702 Capulator element 21, 32, 51, 72 Lower electrode 22, 52 Dielectric film 23, 37, 53, 77 Upper electrode 33 , 33A, 33B, 73 Insulation film 40 Antenna 41 Demodulation circuit 42 Control circuit 43 Modulation circuit 44 Storage circuit 45 Power supply generator

Claims (13)

少なくとも、
(a)ポリマーA:表面にヒロドキシ基を有する無機粒子にポリマーが結合したポリマー、
(b)ポリマーB:無機粒子と結合しておらず、かつ前記ポリマーAに含まれる無機粒子表面のヒドロキシ基と水素結合を形成可能な官能基を有するポリマー、および
(c)溶剤
を含有する樹脂組成物。
at least,
(A) Polymer A: A polymer in which a polymer is bonded to inorganic particles having a herodoxy group on the surface.
(B) Polymer B: A polymer that is not bonded to inorganic particles and has a functional group capable of forming a hydrogen bond with a hydroxy group on the surface of the inorganic particles contained in the polymer A, and (c) a resin containing a solvent. Composition.
前記ポリマーAに含まれるポリマーがポリシロキサンを含む、請求項1に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1, wherein the polymer contained in the polymer A contains a polysiloxane. 前記ポリマーAに含まれるポリマーが、少なくとも、一般式(1)で表される構造単位を有する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
Figure 2021055049
(一般式(1)において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはシリル基を表す。mは0または1を表す。Aは、カルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基またはそれらの誘導体を少なくとも二つ含む有機基を表す。ただし、前記誘導体が、前記カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうちの二つによる環状縮合構造である場合は、Aは当該環状縮合構造を少なくとも一つ有する有機基を表す。)
The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the polymer contained in the polymer A has at least a structural unit represented by the general formula (1).
Figure 2021055049
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group or an alkenyl group. R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. It represents a group or a silyl group. M represents 0 or 1. A 1 represents an organic group containing at least two carboxyl group, sulfo group, thiol group, phenolic hydroxyl group or derivatives thereof. the carboxyl group, a sulfo group when a two by cyclocondensation structure of thiol groups and phenolic hydroxyl groups, a 1 represents an organic group having at least one said ring fused structure.)
前記ポリマーAに含まれる無機粒子が、無機酸化物粒子である、請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic particles contained in the polymer A are inorganic oxide particles. 前記ポリマーBが、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、メルカプト基、水酸基、エポキシ基及びそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種類の官能基を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。 One of claims 1 to 4, wherein the polymer B has at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfo group, a phosphoric acid group, a mercapto group, a hydroxyl group, an epoxy group and a derivative thereof. The resin composition described. 前記ポリマーBが、一般式(4)で表される構造単位を有するポリシロキサン、フェノール性水酸基を持つ樹脂、一般式(5)で表されるカルボン酸残基を有するポリエステル、ならびに、ポリマレイン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
Figure 2021055049
(一般式(4)において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはシリル基を表す。nは0または1を表す。Aは、カルボキシル基、スルホ基、チオール基、フェノール性水酸基、エポキシ基またはそれらの誘導体を少なくとも一つ含む有機基を表す。ただし、前記誘導体が、前記カルボキシル基、スルホ基、チオール基およびフェノール性水酸基のうち、いずれか二つによる環状縮合構造である場合は、Aは当該環状縮合構造を少なくとも一つ有する有機基を表す。)
Figure 2021055049
(一般式(5)において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、または一般式(6)で表される有機基を表す。)
Figure 2021055049
(一般式(6)において、Rは、水酸基、アルコキシ基、又は一般式(7)で表される官能基を表す。)
Figure 2021055049
(一般式(7)において、Rは、アルキレン基、またはオキシアルキレン基で表される官能基を表す。R10は、水素原子、またはメチル基を表す。)
The polymer B contains a polysiloxane having a structural unit represented by the general formula (4), a resin having a phenolic hydroxyl group, a polyester having a carboxylic acid residue represented by the general formula (5), and polymaleic acid. The resin composition according to any one of claims 1 to 5, which comprises at least one selected from the group consisting of the derivatives.
Figure 2021055049
(In the general formula (4), R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group or an alkenyl group. R 6 is a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. It represents a group or a silyl group. N represents 0 or 1. A 2 represents an organic group containing at least one carboxyl group, sulfo group, thiol group, phenolic hydroxyl group, epoxy group or a derivative thereof. When the derivative has a cyclic condensation structure consisting of any two of the carboxyl group, sulfo group, thiol group and phenolic hydroxyl group, A 2 represents an organic group having at least one cyclic condensation structure. )
Figure 2021055049
(In the general formula (5), R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkenyl group, or an organic group represented by the general formula (6). .)
Figure 2021055049
(In the general formula (6), R 8 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or a functional group represented by the general formula (7).)
Figure 2021055049
(In the general formula (7), R 9 represents a functional group represented by an alkylene group or an oxyalkylene group. R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
(b)ポリマーBの含有量が、(a)ポリマーAと(b)ポリマーBの合計100重量部に対して8重量部以上60重量部以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。 The invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of the polymer B is 8 parts by weight or more and 60 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total of (a) polymer A and (b) polymer B. Resin composition. 前記樹脂組成物中に、フッ素系界面活性剤をさらに含む、請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 7, further comprising a fluorine-based surfactant in the resin composition. 以下の(工程1)〜(工程3)を含む、素子の製造方法。
(工程1)基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程
(工程2)請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物を、前記導電性パターンが形成された基板上に塗布および乾燥し、コーティング膜を得る工程
(工程3)前記コーティング膜上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程
A method for manufacturing an element, which comprises the following (step 1) to (step 3).
(Step 1) Step of forming a conductive pattern to be a lower electrode on a substrate (Step 2) The resin composition according to any one of claims 1 to 8 is applied onto a substrate on which the conductive pattern is formed. And drying to obtain a coating film (step 3) A step of forming a conductive pattern as an upper electrode on the coating film.
以下の(工程1’)〜(工程3’)を含む、素子の製造方法。
(工程1’)基板上に下部電極となる導電性パターンを形成する工程
(工程2’)請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物と感光性有機成分とを含む感光性樹脂組成物を、前記導電性パターンが形成された基板上に塗布および乾燥し、コーティング膜を得た後、該コーティング膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射し、現像して、前記導電性パターン上に開口部を有する誘電体パターンを形成する工程
(工程3’)前記誘電体パターン上に上部電極となる導電性パターンを形成する工程。
A method for manufacturing an element, which comprises the following (step 1') to (step 3').
(Step 1') Step of forming a conductive pattern to be a lower electrode on a substrate (Step 2') A photosensitive resin composition containing the resin composition according to any one of claims 1 to 8 and a photosensitive organic component. The material is applied and dried on the substrate on which the conductive pattern is formed to obtain a coating film, and then the coating film is irradiated with active chemical rays via a photomask and developed to develop the conductive pattern. Step of forming a dielectric pattern having an opening on the top (Step 3') A step of forming a conductive pattern to be an upper electrode on the dielectric pattern.
前記素子がキャパシタである、請求項9または10に記載の素子の製造方法。 The method for manufacturing an element according to claim 9 or 10, wherein the element is a capacitor. 前記素子が電界効果型トランジスタである、請求項9または10に記載の素子の製造方法。 The method for manufacturing an element according to claim 9 or 10, wherein the element is a field effect transistor. カーボンナノチューブを含む半導体溶液を前記コーティング膜上に、塗布および乾燥し、半導体膜を得る工程を含む、請求項12に記載の素子の製造方法。 The method for manufacturing an element according to claim 12, further comprising a step of applying and drying a semiconductor solution containing carbon nanotubes on the coating film to obtain a semiconductor film.
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