JP2011119435A - Field effect transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

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Seiichiro Murase
清一郎 村瀬
Maiko Ikeda
真衣子 池田
Jun Tsukamoto
遵 塚本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain high mobility and a high on/off ratio, in a field effect transistor with a semiconductor layer containing a CNT on a substrate formed of an organic polymer compound. <P>SOLUTION: The field effect transistor includes a substrate formed of the organic polymer compound, a gate electrode, a gate insulating layer, the semiconductor layer, and a source electrode, and a drain electrode where the semiconductor layer contains a carbon nanotube composite having a conjugate polymer stuck on at least a part of the surface thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機高分子化合物からなる基板上にカーボンナノチューブを含む半導体層を有する電界効果型トランジスタおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a field effect transistor having a semiconductor layer containing carbon nanotubes on a substrate made of an organic polymer compound and a method for manufacturing the same.

近年、移動度が高く柔軟性に優れるカーボンナノチューブ(以下、CNTという)を半導体層として用いた電界効果型トランジスタ(以下、FETという)が注目を浴びている。CNTは凝集し易く、通常バンドル(CNT束)状で存在するが、分散剤の共存下で超音波照射等をすることにより、CNTを溶液中に均一分散できることがわかってきた。CNTが均一に分散したCNT分散液を利用することで、インクジェット技術やスクリーニング技術等により、基板上に直接回路パターンを形成することが可能になることから、低コストかつ移動度の高いFETを実現する有力技術として盛んに研究が進められている。   In recent years, field effect transistors (hereinafter referred to as FETs) using carbon nanotubes (hereinafter referred to as CNTs) having high mobility and excellent flexibility have attracted attention. CNTs tend to aggregate and usually exist in the form of bundles (CNT bundles), but it has been found that CNTs can be uniformly dispersed in a solution by irradiating ultrasonic waves in the presence of a dispersant. By using a CNT dispersion liquid in which CNTs are uniformly dispersed, circuit patterns can be formed directly on the substrate by inkjet technology, screening technology, etc., realizing low-cost and high-mobility FETs Research is being actively promoted as a leading technology.

一方、来るユビキタス情報社会の実現に向け、より身近で利用し易い電子機器の開発が進められている。中でも、フレキシブルディスプレイなどのフレキシブル電子機器は、軽くて、曲げられ、割れにくいという特徴から、次世代の電子機器として研究が活発になっている。フレキシブル電子機器用の基板としては、透明で軽く、柔軟性の高いポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)等の有機高分子化合物からなる基板が広く検討されているが、ガラス転移温度が低く、プロセス温度が制限されるため、使用できる材料が限られたり、高い性能が得られにくい等の課題がある。例えば、従来のシリコン半導体薄膜の作製には、300℃を超える高温プロセスが必要なため、有機高分子化合物からなるフレキシブル基板上に作製することは困難である。従って、フレキシブル基板上にFETを作製すべく、比較的低温のプロセスで高い性能(特に移動度)を示す半導体材料が切望されている。   On the other hand, in order to realize the coming ubiquitous information society, the development of electronic devices that are more familiar and easy to use is being promoted. In particular, flexible electronic devices such as flexible displays are being researched as next-generation electronic devices because they are light, bent, and difficult to break. As a substrate for a flexible electronic device, a substrate made of an organic polymer compound such as polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) that is transparent, light, and highly flexible has been widely studied, but has a low glass transition temperature and a process temperature. Therefore, there are problems such as limited materials that can be used and difficulty in obtaining high performance. For example, since a conventional silicon semiconductor thin film requires a high-temperature process exceeding 300 ° C., it is difficult to manufacture on a flexible substrate made of an organic polymer compound. Therefore, in order to fabricate an FET on a flexible substrate, a semiconductor material that exhibits high performance (particularly mobility) in a relatively low temperature process is highly desired.

有機半導体は、柔軟かつ低温プロセスである塗布法で作製できることから、フレキシブルFET用の半導体材料として広く研究が進められている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、高移動度を示す塗布型有機半導体は少ない上に、高移動度を示す塗布型有機半導体には150℃以上の高温アニールを必要とするものが多い(例えば、非特許文献2参照)。   Since organic semiconductors can be manufactured by a coating method that is a flexible and low-temperature process, research has been widely conducted as a semiconductor material for flexible FETs (see, for example, Non-Patent Document 1). However, there are few coating type organic semiconductors that exhibit high mobility, and many coating type organic semiconductors that exhibit high mobility require high-temperature annealing at 150 ° C. or higher (see, for example, Non-Patent Document 2).

また、フレキシブル基板上に半導体層を形成する別の方法として、CNTの均一分散液を用いる例が開示されている(例えば、非特許文献3参照)。しかしながら、分散剤として非共役の長鎖アルキル系分散剤を用いているため、高い移動度は得られていない。   As another method for forming a semiconductor layer on a flexible substrate, an example using a uniform dispersion of CNTs is disclosed (for example, see Non-Patent Document 3). However, since a non-conjugated long-chain alkyl dispersant is used as the dispersant, high mobility has not been obtained.

Appl.Phys.Lett.,2007年,Vol.90,P.053504Appl. Phys. Lett. , 2007, Vol. 90, p. 053504 J.Am.Chem.Soc.,2002年,Vol.124,No.30,P.8812−8813J. et al. Am. Chem. Soc. , 2002, Vol. 124, no. 30, P.I. 8812-8813 Nano Letters,2005年,Vol.5,No.4,P.757−760Nano Letters, 2005, Vol. 5, no. 4, P. 757-760

本発明の目的は、有機高分子化合物からなる基板上に半導体層を有する電界効果型トランジスタにおいて、高移動度・高オンオフ比を達成することである。   An object of the present invention is to achieve a high mobility and a high on / off ratio in a field effect transistor having a semiconductor layer on a substrate made of an organic polymer compound.

本発明は、有機高分子化合物からなる基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有する電界効果型トランジスタであって、前記半導体層が表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体を含有する電界効果型トランジスタである。   The present invention relates to a field effect transistor having a substrate made of an organic polymer compound, a gate electrode, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode, wherein the semiconductor layer has a conjugated weight on at least a part of its surface. It is a field effect transistor containing a carbon nanotube composite to which a coalescence is attached.

本発明により、高移動度・高オンオフ比を示すフレキシブルな電界効果型トランジスタを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a flexible field-effect transistor that exhibits high mobility and high on / off ratio.

本発明のFETの例を示す模式断面図Schematic sectional view showing an example of the FET of the present invention 本発明のFETの別の例を示す模式断面図Schematic sectional view showing another example of the FET of the present invention

本発明のFETについて説明する。本発明のFETは、有機高分子化合物からなる基板上に半導体層が形成されているFETであり、該半導体層が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(以下、CNT複合体という)を含有することを特徴とする。柔軟性や加工性に優れる有機高分子化合物からなる基板を用いることで、フレキシブルディスプレイなどが可能になるが、一方でプロセス温度が制限されるため、高い移動度を得ることが難しかった。本発明は、有機高分子化合物からなる基板上にCNT複合体を含む半導体層を形成することにより、比較的低いプロセス温度で高い移動度とオンオフ比を可能にした。これは、CNTが極めて高い導電性を有し、塗布後の加熱処理による配向コントロール等を必要としないこと、およびCNTの表面に導電性を阻害しない共役系重合体を付着させることにより、基板上にCNTの均一分散を実現したことによるものである。   The FET of the present invention will be described. The FET of the present invention is an FET in which a semiconductor layer is formed on a substrate made of an organic polymer compound, and the semiconductor layer is a CNT composite (hereinafter referred to as CNT) in which a conjugated polymer is attached to at least a part of the surface. (Referred to as a composite). By using a substrate made of an organic polymer compound that is excellent in flexibility and workability, a flexible display or the like becomes possible. On the other hand, since the process temperature is limited, it is difficult to obtain high mobility. The present invention enables high mobility and on / off ratio at a relatively low process temperature by forming a semiconductor layer containing a CNT complex on a substrate made of an organic polymer compound. This is because CNT has extremely high conductivity and does not require alignment control by heat treatment after coating, and by attaching a conjugated polymer that does not inhibit conductivity on the surface of CNT, This is because the uniform dispersion of CNTs was realized.

図1および図2は、本発明のFETの例を示す模式断面図である。図1では、ゲート絶縁層3で覆われたゲート電極2を有する有機高分子化合物からなる基板1上に、ソース電極5およびドレイン電極6が形成され、さらにその上にCNT複合体を含有する半導体層4が形成されている。図2では、ゲート絶縁層3で覆われたゲート電極2を有する有機高分子化合物からなる基板1上に、CNT複合体を含有する半導体層4が形成され、さらにその上にソース電極5およびドレイン電極6が形成されている。   1 and 2 are schematic sectional views showing examples of the FET of the present invention. In FIG. 1, a source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed on a substrate 1 made of an organic polymer compound having a gate electrode 2 covered with a gate insulating layer 3, and a semiconductor containing a CNT composite is further formed thereon. Layer 4 is formed. In FIG. 2, a semiconductor layer 4 containing a CNT complex is formed on a substrate 1 made of an organic polymer compound having a gate electrode 2 covered with a gate insulating layer 3, and further a source electrode 5 and a drain are formed thereon. An electrode 6 is formed.

基板1に用いられる材料としては、有機高分子化合物であれば特に限定されないが、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などのポリエステル、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリパラキシレンまたはこれらいずれかの誘導体等が挙げられる。特に、透明性、柔軟性、加工性に優れるポリエステル、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミドまたはこれらいずれかの誘導体が好ましい。さらにコストの観点から、ポリエステルまたはその誘導体がより好ましい。基板の厚みには特に制限はなく、用途に応じて、必要な厚みを選択できる。また、透明性、平坦性、耐環境性など基板としての特性を高める目的で、基板表面に1層または複数層の有機および/または無機の薄膜を形成してもよい。   The material used for the substrate 1 is not particularly limited as long as it is an organic polymer compound, but polyester such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyether sulfone, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyethylene, polyphenylene sulfide, polyparaxylene or Any of these derivatives and the like can be mentioned. In particular, polyesters, polyether sulfones, polycarbonates, polyamides, polyimides, or any derivatives thereof that are excellent in transparency, flexibility, and processability are preferable. Furthermore, from the viewpoint of cost, polyester or a derivative thereof is more preferable. There is no restriction | limiting in particular in the thickness of a board | substrate, A required thickness can be selected according to a use. In addition, for the purpose of enhancing the properties as a substrate such as transparency, flatness, and environmental resistance, one or more organic and / or inorganic thin films may be formed on the surface of the substrate.

ゲート電極2、ソース電極5およびドレイン電極6に用いられる材料としては、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など、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が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。   Examples of materials used for the gate electrode 2, the source electrode 5, and the drain electrode 6 include conductive metal oxides such as tin oxide, indium oxide, and indium tin oxide (ITO), platinum, gold, silver, copper, iron, Inorganic conductivity such as tin, zinc, aluminum, indium, chromium, lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, magnesium, palladium, molybdenum, metals such as amorphous silicon and polysilicon, alloys thereof, copper iodide, copper sulfide Examples include, but are not limited to, materials, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, and a conductive polymer whose conductivity is improved by doping with iodine or the like, such as a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid. A plurality of materials may be laminated or mixed.

ゲート絶縁層3に用いられる材料としては、特に限定されないが、酸化シリコン、アルミナ等の無機材料、ポリイミドやその誘導体、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、ポリフッ化ビニリデン、ポリシロキサンやその誘導体、ポリビニルフェノールやその誘導体等の有機高分子化合物、あるいは無機化合物粉末と有機高分子化合物の混合物や有機低分子化合物と有機高分子化合物の混合物を挙げることができる。なお、本発明における有機高分子化合物とは分子量3000を超える有機化合物を示し、有機低分子化合物とは分子量3000以下の有機化合物を示す。ゲート絶縁層3の膜厚は、好ましくは50nm〜3μm、より好ましくは100nm〜1μmである。ゲート絶縁層3は単層でも複数層でもよい。また、1つの層を複数の絶縁性材料から形成してもよいし、複数の絶縁性材料を積層して形成しても構わない。   The material used for the gate insulating layer 3 is not particularly limited, but inorganic materials such as silicon oxide and alumina, polyimide and derivatives thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polysiloxane and derivatives thereof, polyvinyl Examples thereof include organic polymer compounds such as phenol and derivatives thereof, mixtures of inorganic compound powders and organic polymer compounds, and mixtures of organic low molecular compounds and organic polymer compounds. In the present invention, the organic polymer compound indicates an organic compound having a molecular weight exceeding 3000, and the organic low molecular compound indicates an organic compound having a molecular weight of 3000 or less. The film thickness of the gate insulating layer 3 is preferably 50 nm to 3 μm, more preferably 100 nm to 1 μm. The gate insulating layer 3 may be a single layer or a plurality of layers. In addition, one layer may be formed from a plurality of insulating materials, or a plurality of insulating materials may be stacked.

本発明における半導体層4は、少なくともCNT複合体を含有する。導電性の高いCNT複合体を半導体層中に含むことにより、高移動度のFETが得られる。さらに、CNTの表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着していることにより、CNTを基板上により均一に分散させることができ、移動度をより向上させるとともに高いオンオフ比を実現できる。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(XPS)などによって付着物の存在とCNTに対する付着物の重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。   The semiconductor layer 4 in the present invention contains at least a CNT composite. By including a highly conductive CNT composite in the semiconductor layer, a high mobility FET can be obtained. Furthermore, since the conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the CNT, the CNT can be more uniformly dispersed on the substrate, and the mobility can be further improved and a high on / off ratio can be realized. The state in which the conjugated polymer is attached to at least a part of the CNT surface means a state in which a part or all of the CNT surface is covered with the conjugated polymer. The reason why the conjugated polymer can coat the CNT is presumed to be that an interaction occurs due to the overlap of π electron clouds derived from the respective conjugated structures. Whether or not the CNT is coated with the conjugated polymer can be determined by approaching the color of the conjugated polymer from the color of the uncoated CNT. Quantitatively, the presence of deposits and the weight ratio of deposits to CNTs can be identified by elemental analysis or X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In addition, the conjugated polymer attached to the CNT can be used regardless of the molecular weight, molecular weight distribution, or 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。本発明では、複数の方法を組み合わせてもよい。   The method for attaching the conjugated polymer to the CNT is as follows: (I) a method in which CNT is added and mixed in the molten conjugated polymer, and (II) the conjugated polymer is dissolved in a solvent, and the CNT is added to the CNT. (III) A method in which a conjugated polymer is added and mixed in a place where CNT has been pre-dispersed in a solvent in advance using ultrasonic waves, and (IV) a conjugated polymer in the solvent. And CNT, and a method of mixing the mixed system by irradiating ultrasonic waves. In the present invention, a plurality of methods may be combined.

本発明において、CNT複合体に用いられる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。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。   In the present invention, the CNT used in the CNT composite is a single-layer CNT in which one carbon film (graphene sheet) is wound in a cylindrical shape, and two layers in which two graphene sheets are wound in a concentric shape. Either CNT or multilayer CNT in which a plurality of graphene sheets are concentrically wound may be used, or two or more of these may be used. CNTs can be obtained by methods such as arc discharge, chemical vapor deposition (CVD), and laser ablation.

本発明において、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5μm以下、より好ましくは2μm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。   In the present invention, 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 5 μm or less, more preferably 2 μm or less. In general, commercially available CNTs have a distribution in length and may contain CNTs longer than the channel length, and therefore it is preferable to add a step of shortening 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 is effective. Further, it is more preferable to use separation by a filter in view of improving 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。   Moreover, the diameter of CNT is not specifically limited, However, 1 nm or more and 100 nm or less are preferable, More preferably, it is 50 nm or less.

本発明では、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。   In the present invention, it is preferable to provide a step of uniformly dispersing CNT in a solvent and filtering the dispersion with a filter. By obtaining CNT smaller than the filter pore diameter from the filtrate, CNT shorter than the channel length can be obtained efficiently. In this case, a membrane filter is preferably used as the filter. The pore diameter of the filter used for filtration should just be smaller than channel length, and 0.5-10 micrometers is preferable.

他にCNTを短小化する方法として、酸処理、凍結粉砕処理などが挙げられる。   Other methods for shortening CNT include acid treatment, freeze pulverization treatment, and the like.

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が、チオフェン骨格を繰り返し単位中に含むことが好ましい。中でも、CNTへの付着が容易であり、CNT複合体を形成しやすいポリチオフェン系重合体およびチオフェン−ヘテロアリーレン系重合体が特に好ましく使用される。   Examples of the conjugated polymer that coats the 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 polymer. Examples thereof include a thiophene-heteroarylene polymer having a combination, a thiophene unit and a heteroaryl unit in the repeating unit, and two or more of these may be used. The polymer may be a single monomer unit arranged, a block copolymer of different monomer units, a random copolymer, a graft polymer or the like, but the thiophene skeleton is a repeating unit. It is preferable to include in. Among these, a polythiophene polymer and a thiophene-heteroarylene polymer that are easily attached to the CNT and easily form a CNT complex are particularly preferably used.

ポリチオフェン系重合体としては、ポリ−チオフェン構造の骨格を持つ重合体に側鎖を有するものが好ましい。具体例としては、ポリ−3−メチルチオフェン、ポリ−3−ブチルチオフェン、ポリ−3−ヘキシルチオフェン、ポリ−3−オクチルチオフェン、ポリ−3−ドデシルチオフェンなどのポリ−3−アルキルチオフェン(アルキル基の炭素数は好ましくは1〜12);ポリ−3−メトキシチオフェン、ポリ−3−エトキシチオフェン、ポリ−3−ドデシルオキシチオフェンなどのポリ−3−アルコキシチオフェン(アルコキシ基の炭素数は好ましくは1〜12);ポリ−3−メトキシ−4−メチルチオフェン、ポリ−3−ドデシルオキシ−4−メチルチオフェンなどのポリ−3−アルコキシ−4−アルキルチオフェン(アルコキシ基およびアルキル基の炭素数は好ましくは1〜12);ポリ−3−チオヘキシルチオフェンやポリ−3−チオドデシルチオフェンなどのポリ−3−チオアルキルチオフェン(アルキル基の炭素数は好ましくは1〜12)が挙げられ、1種もしくは2種以上を用いることができる。中でも、ポリ−3−アルキルチオフェンまたはポリ−3−アルコキシチオフェンが好ましい。前者としては特にポリ−3−ヘキシルチオフェンが好ましい。ポリチオフェン系重合体の好ましい分子量は、数平均分子量で800〜100000である。また、上記重合体は必ずしも高分子量である必要はなく、直鎖状共役系からなるオリゴマーであってもよい。   As the polythiophene polymer, one having a side chain in a polymer having a poly-thiophene skeleton is preferable. Specific examples include poly-3-alkylthiophene (alkyl group) such as poly-3-methylthiophene, poly-3-butylthiophene, poly-3-hexylthiophene, poly-3-octylthiophene, poly-3-dodecylthiophene, and the like. Is preferably 1-12); poly-3-alkoxythiophene such as poly-3-methoxythiophene, poly-3-ethoxythiophene, poly-3-dodecyloxythiophene (the carbon number of the alkoxy group is preferably 1) -12); poly-3-alkoxy-4-alkylthiophene such as poly-3-methoxy-4-methylthiophene, poly-3-dodecyloxy-4-methylthiophene (the number of carbons of the alkoxy group and the alkyl group is preferably 1-12); poly-3-thiohexylthiophene and poly-3-thiodode Poly-3-thio-alkylthiophene such as Le thiophene (number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 to 12) are exemplified, can be used singly or in combination. Among these, poly-3-alkylthiophene or poly-3-alkoxythiophene is preferable. As the former, poly-3-hexylthiophene is particularly preferable. The preferred molecular weight of the polythiophene polymer is 800 to 100,000 in terms of number average molecular weight. Further, the polymer need not necessarily have a high molecular weight, and may be an oligomer composed of a linear conjugated system.

チオフェン−ヘテロアリーレン系重合体としては、ポリ{(9,9−ジオクチルフルオレン)−2,7−ジイル−alt−[4,7−ビス(3−デシロキシチエン−2−イル)−2,1,3−ベンゾチアジアゾール]−5’,5’−ジイル}、ポリ{[4,7−ビス(4,4’−ジヘキシルビチオフェン−2−イル)−2,1,3−ベンゾチアジアゾール]−5’,5’−ジイル}などのチオフェン−ベンゾチアジアゾール系重合体、ポリ{(9,9−ジオクチルフルオレン)−2,7−ジイル−alt−[5,8−ジ−2−チエニル−2,3−ビス(3−オクチロキシフェニル)キノキサリン)]−5’,5’−ジイル}などのチオフェン−キノキサリン系重合体、ポリ{5,7−ジ−2−チエニル−2,3−ビス(3,5−ジ(2−エチルヘキシロキシ)フェニル)チエノ[2,4−b]ピラジン}などのチオフェン−チエノピラジン系重合体などが挙げられる。   Examples of the thiophene-heteroarylene polymer include poly {(9,9-dioctylfluorene) -2,7-diyl-alt- [4,7-bis (3-decyloxythien-2-yl) -2,1. , 3-Benzothiadiazole] -5 ′, 5′-diyl}, poly {[4,7-bis (4,4′-dihexylbithiophen-2-yl) -2,1,3-benzothiadiazole] -5 Thiophene-benzothiadiazole-based polymers such as', 5'-diyl}, poly {(9,9-dioctylfluorene) -2,7-diyl-alt- [5,8-di-2-thienyl-2,3 -Bis (3-octyloxyphenyl) quinoxaline)]-5 ′, 5′-diyl} and the like, poly {5,7-di-2-thienyl-2,3-bis (3 5-di (2-ethyl) Hexyloxy) phenyl) thiophene such as thieno [2,4-b] pyrazine} - Chienopirajin polymer and the like.

本発明で用いられる共役系重合体の不純物を除去する方法として、再沈殿法、ソクスレー抽出法、ろ過法、イオン交換法、キレート法等を用いることができる。中でも低分子量成分を除去する場合には再沈殿法やソクスレー抽出法が好ましく用いられ、金属成分の除去には再沈殿法やキレート法、イオン交換法が好ましく用いられる。これらの方法を2種以上組み合わせてもよい。   As a method for removing impurities from the conjugated polymer used in the present invention, a reprecipitation method, a Soxhlet extraction method, a filtration method, an ion exchange method, a chelate method, or the like can be used. In particular, when removing low molecular weight components, a reprecipitation method or Soxhlet extraction method is preferably used, and for removing metal components, a reprecipitation method, a chelate method, or an ion exchange method is preferably used. Two or more of these methods may be combined.

また、半導体層4は、CNTの導電性を阻害しない限り、CNT複合体の他に有機半導体や絶縁性材料等を含んでもよい。有機半導体としては、特に限定されないが、具体的にはポリ−3−ヘキシルチオフェン、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリピロール類、ポリ(p−フェニレンビニレン)などのポリ(p−フェニレンビニレン)類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類、ポリカルバゾール類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ピリジン、キノリン、フェナントロリン、オキサゾール、オキサジアゾールなどの含窒素芳香環を構成単位とするポリヘテロアリール類、アントラセン、ピレン、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ルブレンなどの縮合多環芳香族化合物、フラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ピリジン、キノリン、フェナントロリン、オキサゾール、オキサジアゾールなどの含窒素芳香族化合物、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルに代表される芳香族アミン誘導体、ビス(N−アリルカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、銅ポルフィリンなどの金属ポルフィリン類、ジスチリルベンゼン誘導体、アミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド、ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミドなどの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、メロシアニン、フェノキサジン、ローダミンなどの有機色素などが例として挙げられる。   Further, the semiconductor layer 4 may include an organic semiconductor, an insulating material, and the like in addition to the CNT composite as long as the conductivity of the CNT is not impaired. The organic semiconductor is not particularly limited, and specifically, polythiophenes such as poly-3-hexylthiophene and polybenzothiophene, polypyrroles, and poly (p-phenylenevinylene) s such as poly (p-phenylenevinylene), Polyanilines, polyacetylenes, polydiacetylenes, polycarbazoles, polyfurans such as polyfuran and polybenzofuran, polyheteroaryls having nitrogen-containing aromatic rings such as pyridine, quinoline, phenanthroline, oxazole and oxadiazole, Condensed polycyclic aromatic compounds such as anthracene, pyrene, naphthacene, pentacene, hexacene, rubrene, furan, thiophene, benzothiophene, dibenzofuran, pyridine, quinoline, phenanthroline, oxazole, oxadia Nitrogen-containing aromatic compounds such as alcohol, aromatic amine derivatives represented by 4,4′-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl, bis (N-allylcarbazole) or bis Biscarbazole derivatives such as (N-alkylcarbazole), pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine, metal porphyrins such as copper porphyrin, distyrylbenzene derivatives, aminostyryl derivatives, aromatic Acetylene derivatives, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, condensed ring tetracarboxylic acid diimides such as perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid diimide, merocyanine, phenoxazine, rhodamine, etc. Examples include organic dyes. It is.

また、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有機高分子材料が挙げられるが、特にこれらに限定されない。   Examples of the insulating material include, but are not limited to, organic polymer materials such as poly (methyl methacrylate), polycarbonate, and polyethylene terephthalate.

半導体層4は単層でも複数層でもよく、CNT複合体を含有する複数の層を積層してもよいし、CNT複合体を含有する層と既知の有機半導体からなる層を積層してもよい。半導体層4の膜厚は1nm以上200nm以下が好ましく、5nm以上100nm以下が好ましい。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、さらにゲート電圧によって制御できないソース・ドレイン間電流を抑制し、FETのオンオフ比をより高くすることができる。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 4 may be a single layer or a plurality of layers, and a plurality of layers containing a CNT composite may be laminated, or a layer containing a CNT composite and a layer made of a known organic semiconductor may be laminated. . The thickness of the semiconductor layer 4 is preferably 1 nm to 200 nm, and preferably 5 nm to 100 nm. By setting the film thickness in this range, it is easy to form a uniform thin film, and further, the source-drain current that cannot be controlled by the gate voltage can be suppressed, and the on / off ratio of the FET can be further increased. The film thickness can be measured by an atomic force microscope or an ellipsometry method.

本発明では、少なくともCNT複合体を含有する半導体層4に対してゲート絶縁層3と反対側に第2絶縁層を設けてもよい。ここで、半導体層に対してゲート絶縁層と反対側とは、例えば、半導体層の上側にゲート絶縁層を有する場合は半導体層の下側を指す。これにより、しきい値電圧および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。第2絶縁層に用いられる材料としては特に限定されないが、具体的には酸化シリコン、アルミナ等の無機化合物、ポリイミドやその誘導体、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、ポリフッ化ビニリデン、ポリシロキサンやその誘導体、ポリビニルフェノールやその誘導体等などの有機高分子化合物、あるいは無機化合物粉末と有機高分子化合物の混合物や有機低分子化合物と有機高分子化合物の混合物を挙げることができる。これらの中でも、インクジェット等の塗布法で作製できる有機高分子化合物を用いることが好ましい。特に、ポリフルオロエチレン、ポリノルボルネン、ポリシロキサン、ポリイミド、ポリスチレン、ポリカーボネートまたはこれらの誘導体、ポリアクリル酸誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、またはこれらを含む共重合体を用いると、しきい値電圧およびヒステリシス低減効果がより大きくなるため好ましく、ポリアクリル酸誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、またはこれらを含む共重合体が特に好ましい。   In the present invention, a second insulating layer may be provided on the side opposite to the gate insulating layer 3 with respect to the semiconductor layer 4 containing at least the CNT composite. Here, the side opposite to the gate insulating layer with respect to the semiconductor layer indicates, for example, the lower side of the semiconductor layer when the gate insulating layer is provided on the upper side of the semiconductor layer. Thereby, threshold voltage and hysteresis can be reduced, and a high-performance FET can be obtained. The material used for the second insulating layer is not particularly limited, but specifically, inorganic compounds such as silicon oxide and alumina, polyimide and derivatives thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polysiloxane and the like Examples thereof include organic polymer compounds such as derivatives, polyvinylphenol and derivatives thereof, mixtures of inorganic compound powders and organic polymer compounds, and mixtures of organic low molecular compounds and organic polymer compounds. Among these, it is preferable to use an organic polymer compound that can be prepared by a coating method such as inkjet. Especially when polyfluoroethylene, polynorbornene, polysiloxane, polyimide, polystyrene, polycarbonate or derivatives thereof, polyacrylic acid derivatives, polymethacrylic acid derivatives, or copolymers containing these are used, threshold voltage and hysteresis are reduced. A polyacrylic acid derivative, a polymethacrylic acid derivative, or a copolymer containing these is particularly preferable because the effect is greater.

第2絶縁層の膜厚は、一般的には50nm〜10μm、好ましくは100nm〜3μmである。第2絶縁層は単層でも複数層でもよい。また、1つの層を複数の絶縁性材料から形成してもよいし、複数の絶縁性材料を積層して形成しても構わない。   The film thickness of the second insulating layer is generally 50 nm to 10 μm, preferably 100 nm to 3 μm. The second insulating layer may be a single layer or a plurality of layers. In addition, one layer may be formed from a plurality of insulating materials, or a plurality of insulating materials may be stacked.

本発明のFETの製造方法は、高分子からなる基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極をそれぞれ形成する工程を有し、前記半導体層を形成する工程が、表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体を含有する半導体溶液を塗布する工程と150℃以下の温度で加熱処理する工程を含む。   The method for producing an FET of the present invention includes forming a gate electrode, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode on a polymer substrate, and the step of forming the semiconductor layer includes: A step of applying a semiconductor solution containing a carbon nanotube composite having a conjugated polymer attached to at least a part of the surface, and a step of heat treatment at a temperature of 150 ° C. or lower.

ゲート電極、ソース電極およびドレイン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、インクジェットおよび印刷などが挙げられるが、導通を取ることができれば特に制限されない。また電極パターンの形成方法としては、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ー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。   Examples of the method for forming the gate electrode, source electrode, and drain electrode include resistance heating vapor deposition, electron beam beam, sputtering, plating, CVD, ion plating coating, ink jet, and printing. Not. As an electrode pattern forming method, the electrode thin film prepared by the above method may be formed into a desired shape by a known photolithography method, or a mask having a desired shape may be formed at the time of electrode material vapor deposition or sputtering. A pattern may be formed through the pattern.

ゲート絶縁層の形成方法としては、特に限定されず、抵抗加熱蒸着、電子線ビーム、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、具体的には、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、バーコーター法、鋳型法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法、ドロップキャスト法などを好ましく用いることができ、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。形成した塗膜に対して、大気下、減圧下または不活性ガス雰囲気下(窒素やアルゴン雰囲気下)でアニーリング処理を行ってもよい。また、第2絶縁層を有する場合、第2絶縁層も同様の方法で形成することができる。   The method for forming the gate insulating layer is not particularly limited, and it is possible to use a dry method such as resistance heating vapor deposition, electron beam, sputtering, and CVD, but from the viewpoint of manufacturing cost and adaptability to a large area, It is preferable to use a coating method. Specifically, as a coating method, a spin coating method, a blade coating method, a slit die coating method, a screen printing method, a bar coater method, a mold method, a printing transfer method, a dip pulling method, an ink jet method, a drop cast method, or the like is preferably used. The coating method can be selected according to the characteristics of the coating film to be obtained, such as coating film thickness control and orientation control. The formed coating film may be annealed in the air, under reduced pressure, or in an inert gas atmosphere (in a nitrogen or argon atmosphere). In the case where the second insulating layer is included, the second insulating layer can be formed by a similar method.

半導体層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、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、CNT複合体を含有する半導体溶液を塗布し、150℃以下の温度で加熱処理する方法が好ましい。150℃以下の温度で加熱処理することにより、基板素材を多くの有機高分子化合物の中から選択することができるため、コスト、透明性、柔軟性など必要特性に応じた基板の選択が可能となる。   As a method for forming the semiconductor layer, dry methods such as resistance heating vapor deposition, electron beam, sputtering, and CVD can be used. However, from the viewpoint of manufacturing cost and adaptability to a large area, a CNT composite is contained. The method of apply | coating a semiconductor solution and heat-processing at the temperature of 150 degrees C or less is preferable. By heat-treating at a temperature of 150 ° C. or lower, the substrate material can be selected from many organic polymer compounds, which makes it possible to select a substrate according to required properties such as cost, transparency, and flexibility. Become.

塗布法としては、ゲート絶縁層の形成方法として例示したものを挙げることができ、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。本発明において、CNT複合体を含む半導体溶液の溶媒としては、テトラヒドロフランやトルエン、キシレン、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,2,3,5−テトラメチルベンゼン、1,2,3,5−テトラメチルベンゼン、1,3−ジエチルベンゼン、1,4−ジエチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、1,3−ジイソプロピルベンゼン、1,4−イソプロピルベンゼン、1,4−ジプロピルベンゼン、ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、o−クロロトルエン、1,2−ジヒドロナフタレン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、安息香酸エチル、2,4,6−トリメチル安息香酸エチル、2−エトキシ安息香酸エチル、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジンなどが挙げられる。これらの溶媒を2種以上用いてもよい。また、形成した塗膜に対して、大気下、減圧下または不活性ガス雰囲気下(窒素やアルゴン雰囲気下)でアニーリング処理を行ってもよい。   Examples of the coating method include those exemplified as the method for forming the gate insulating layer, and the coating method can be selected according to the properties of the coating film to be obtained, such as coating thickness control and orientation control. In the present invention, the solvent of the semiconductor solution containing the CNT complex includes tetrahydrofuran, toluene, xylene, 1,2,3-trimethylbenzene, 1,2,3,5-tetramethylbenzene, 1,2,3,5. -Tetramethylbenzene, 1,3-diethylbenzene, 1,4-diethylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, 1,3-diisopropylbenzene, 1,4-isopropylbenzene, 1,4-dipropylbenzene, butylbenzene , Isobutylbenzene, 1,3,5-triisopropylbenzene, dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, o-chlorotoluene, 1,2-dihydronaphthalene, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene, benzoic acid Ethyl, 2,4,6-trimethylbenzo Ethyl, ethyl 2-ethoxy benzoic acid, o- toluidine, m- toluidine and p- toluidine and the like. Two or more of these solvents may be used. In addition, the formed coating film may be annealed in the air, under reduced pressure, or in an inert gas atmosphere (in a nitrogen or argon atmosphere).

このようにして形成されたFETは、ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流をゲート電圧を変化させることによって制御することができる。FETの移動度μは、下記の(a)式を用いて算出することができる。   In the FET formed as described above, the current flowing between the source electrode and the drain electrode can be controlled by changing the gate voltage. The mobility μ of the FET can be calculated using the following equation (a).

μ=(δId/δVg)L・D/(W・ε・ε・Vsd) (a)
ただしIdはソース・ドレイン間の電流(A)、Vsdはソース・ドレイン間の電圧(V)、Vgはゲート電圧(V)、Dはゲート絶縁層の厚み(m)、Lはチャネル長(m)、Wはチャネル幅(m)、εはゲート絶縁層の比誘電率、εは真空の誘電率(8.85×10−12F/m)である。
μ = (δId / δVg) L · D / (W · ε r · ε · Vsd) (a)
Where Id is the source-drain current (A), Vsd is the source-drain voltage (V), Vg is the gate voltage (V), D is the thickness of the gate insulating layer (m), and L is the channel length (m ), W is the channel width (m), ε r is the dielectric constant of the gate insulating layer, and ε is the dielectric constant of vacuum (8.85 × 10 −12 F / m).

また、あるマイナスのゲート電圧におけるId(オン電流)の値と、あるプラスのゲート電圧におけるId(オフ電流)の値の比からオンオフ比を求めることができる。   Further, the on / off ratio can be obtained from the ratio of the value of Id (on current) at a certain negative gate voltage to the value of Id (off current) at a certain positive gate voltage.

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these Examples.

なお、平均分子量(数平均分子量、重量平均分子量)はGPC装置(クロロホルムを送液したTOSOH社製、高速GPC装置HLC−8220GPC)を用い、絶対検量線法によって算出した。重合度nは以下の式で算出した。
重合度n=[(重量平均分子量)/(モノマー1ユニットの分子量)] 。
In addition, the average molecular weight (number average molecular weight, weight average molecular weight) was calculated by an absolute calibration curve method using a GPC apparatus (manufactured by TOSOH Co., Ltd., to which chloroform was fed, high-speed GPC apparatus HLC-8220 GPC). The degree of polymerization n was calculated by the following formula.
Degree of polymerization n = [(weight average molecular weight) / (molecular weight of one monomer unit)].

合成例1
共役系重合体[WP−BT1]を以下のように合成した。
Synthesis example 1
A conjugated polymer [WP-BT1] was synthesized as follows.

Figure 2011119435
Figure 2011119435

4,7−ジブロモ−2,1,3−ベンゾチアジアゾール2.0gと、ビス(ピナコラト)ジボロン4.3gを1,4−ジオキサン40mlに加え、窒素雰囲気下で酢酸カリウム4.0g、[ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム1.0gを加え、80℃で8時間撹拌した。得られた溶液に水200mlと酢酸エチル200mlを加え、有機層を分取し、水400mlで洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(充填材:シリカゲル、溶離液:ジクロロメタン/酢酸エチル)で精製し、4,7−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−2,1,3−ベンゾチアジアゾールを1.3g得た。   2.0 g of 4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole and 4.3 g of bis (pinacolato) diboron are added to 40 ml of 1,4-dioxane, and 4.0 g of potassium acetate, [bis ( Diphenylphosphino) ferrocene] dichloropalladium (1.0 g) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 8 hours. 200 ml of water and 200 ml of ethyl acetate were added to the resulting solution, and the organic layer was separated, washed with 400 ml of water, and dried over magnesium sulfate. The resulting solution was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: dichloromethane / ethyl acetate) and 4,7-bis (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] 1.3 g of dioxaborolan-2-yl) -2,1,3-benzothiadiazole was obtained.

次に、2−ブロモ−3−ヘキシルチオフェン18.3gをテトラヒドロフラン250mlに溶解し、−80℃に冷却した。n−ブチルリチウム(1.6Mヘキサン溶液)45mlを加えた後、−50℃まで昇温し、再度−80℃に冷却した。2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン18.6mlを加え、室温まで昇温し、窒素雰囲気下で6時間撹拌した。得られた溶液に1N塩化アンモニウム水溶液200mlと酢酸エチル200mlを加え、有機層を分取し、水200mlで洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(充填材:シリカゲル、溶離液:ヘキサン/ジクロロメタン)で精製し2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−3−ヘキシルチオフェン16.66gを得た。   Next, 18.3 g of 2-bromo-3-hexylthiophene was dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran and cooled to -80 ° C. After adding 45 ml of n-butyllithium (1.6M hexane solution), the temperature was raised to −50 ° C. and cooled again to −80 ° C. 2-Isopropoxy-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (18.6 ml) was added, the temperature was raised to room temperature, and the mixture was stirred under a nitrogen atmosphere for 6 hours. 200 ml of 1N aqueous ammonium chloride and 200 ml of ethyl acetate were added to the resulting solution, and the organic layer was separated, washed with 200 ml of water, and then dried over magnesium sulfate. The resulting solution was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: hexane / dichloromethane) to give 2- (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] dioxaborolan-2-yl. ) -3-hexylthiophene (16.66 g) was obtained.

次に、上記2−ブロモ−3−ヘキシルチオフェン2.52gと、上記2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−3−ヘキシルチオフェン3.0gをジメチルホルムアミド100mlに加え、窒素雰囲気下でリン酸カリウム13g、[ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム420mgを加え、90℃で5時間撹拌した。得られた溶液に水200mlとヘキサン100mlを加え、有機層を分取し、水400mlで洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(充填材:シリカゲル、溶離液:ヘキサン)で精製し、3,3’−ジヘキシル−2,2’−ビチオフェンを2.71g得た。   Next, 2.52 g of the 2-bromo-3-hexylthiophene and the 2- (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] dioxaborolan-2-yl) -3-hexylthiophene 3.0 g was added to 100 ml of dimethylformamide, 13 g of potassium phosphate and 420 mg of [bis (diphenylphosphino) ferrocene] dichloropalladium were added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 5 hours. 200 ml of water and 100 ml of hexane were added to the resulting solution, and the organic layer was separated, washed with 400 ml of water, and dried over magnesium sulfate. The resulting solution was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: hexane) to obtain 2.71 g of 3,3′-dihexyl-2,2′-bithiophene.

次に、上記3,3’−ジヘキシル−2,2’−ビチオフェン2.71gをジメチルホルムアミド8mlに溶解し、N−ブロモスクシンイミド2.88gのジメチルホルムアミド(16ml)溶液を加え、5℃〜10℃で9時間撹拌した。得られた溶液に水150mlとヘキサン100mlを加え、有機層を分取し、水300mlで洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(充填材:シリカゲル、溶離液:ヘキサン)で精製し、5,5’−ジブロモ−3,3’−ジヘキシル−2,2’−ビチオフェンを3.76g得た。   Next, 2.71 g of the above 3,3′-dihexyl-2,2′-bithiophene was dissolved in 8 ml of dimethylformamide, a solution of N-bromosuccinimide 2.88 g in dimethylformamide (16 ml) was added, and 5 ° C. to 10 ° C. For 9 hours. 150 ml of water and 100 ml of hexane were added to the resulting solution, the organic layer was separated, washed with 300 ml of water, and dried over magnesium sulfate. The resulting solution was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: hexane) to obtain 3.76 g of 5,5'-dibromo-3,3'-dihexyl-2,2'-bithiophene.

次に、上記5,5‘−ジブロモ−3,3’−ジヘキシル−2,2’−ビチオフェン3.76gと、上記2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−3−ヘキシルチオフェン4.71gをジメチルホルムアミド70mlに加え、窒素雰囲気下でリン酸カリウム19.4g、[ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム310mgを加え、90℃で9時間撹拌した。得られた溶液に水500mlとヘキサン200mlを加え、有機層を分取し、水300mlで洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(充填材:シリカゲル、溶離液:ヘキサン)で精製し、3,4’,3’’,3’’’−テトラヘキシル−2,2’:5’,2’’:5’’,2’’’−クオーターチオフェンを4.24g得た。   Next, 3.76 g of the above 5,5′-dibromo-3,3′-dihexyl-2,2′-bithiophene and the above 2- (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] ] Dioxaborolan-2-yl) -3-hexylthiophene (4.71 g) was added to dimethylformamide (70 ml), and 19.4 g of potassium phosphate and [bis (diphenylphosphino) ferrocene] dichloropalladium (310 mg) were added under a nitrogen atmosphere. For 9 hours. To the resulting solution, 500 ml of water and 200 ml of hexane were added, and the organic layer was separated, washed with 300 ml of water, and dried over magnesium sulfate. The resulting solution was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: hexane), and 3,4 ′, 3 ″, 3 ″ ′-tetrahexyl-2,2 ′: 5 ′, 2 ′. ': 5 ″, 2 ′ ″-Quarterthiophene 4.24g was obtained.

次に、上記3,4’,3’’,3’’’−テトラヘキシル−2,2’:5’,2’’:5’’,2’’’−クオーターチオフェン520mgをクロロホルム20mlに溶解し、N−ブロモスクシンイミド280mgのジメチルホルムアミド(10ml)溶液を加え、5℃〜10℃で5時間撹拌した。得られた溶液に水150mlとジクロロメタン100mlを加え、有機層を分取し、水200mlで洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(充填材:シリカゲル、溶離液:ヘキサン)で精製し、5,5’’’−ジブロモ−3,4’,3’’,3’’’−テトラヘキシル−2,2’:5’,2’’:5’’,2’’’−クオーターチオフェンを610mg得た。   Next, 520 mg of the above 3,4 ′, 3 ″, 3 ′ ″-tetrahexyl-2,2 ′: 5 ′, 2 ″: 5 ″, 2 ′ ″-quarterthiophene is dissolved in 20 ml of chloroform. Then, a solution of 280 mg of N-bromosuccinimide in dimethylformamide (10 ml) was added and stirred at 5 ° C. to 10 ° C. for 5 hours. To the obtained solution, 150 ml of water and 100 ml of dichloromethane were added, and the organic layer was separated, washed with 200 ml of water, and dried over magnesium sulfate. The resulting solution was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: hexane), and 5,5 ′ ″-dibromo-3,4 ′, 3 ″, 3 ′ ″-tetrahexyl-2. , 2 ′: 5 ′, 2 ″: 5 ″, 2 ′ ″-quarterthiophene was obtained in an amount of 610 mg.

次に、上記4,7−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−2,1,3−ベンゾチアジアゾール280mgと、上記5,5’’’−ジブロモ−3,4’,3’’,3’’’−テトラヘキシル−2,2’:5’,2’’:5’’,2’’’−クオーターチオフェン596mgをトルエン30mlに溶解した。ここに水10ml、炭酸カリウム1.99g、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)83mg、Aliquat336 1滴を加え、窒素雰囲気下、100℃にて20時間撹拌した。得られた溶液にメタノール100mlを加え、生成した固体をろ取し、メタノール、水、アセトン、ヘキサンの順に洗浄した。得られた固体をクロロホルム200mlに溶解させ、シリカゲルショートカラム(溶離液:クロロホルム)を通した後に濃縮乾固した後、メタノール、アセトン、メタノールの順に洗浄し、共役系重合体[WP−BT1]を480mg得た。重量平均分子量は29398、数平均分子量は10916、重合度nは36.7であった。   Next, 280 mg of the above 4,7-bis (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] dioxaborolan-2-yl) -2,1,3-benzothiadiazole and the above 5,5 '' '-Dibromo-3,4', 3 '', 3 '' '-tetrahexyl-2,2': 5 ', 2' ': 5' ', 2' ''-quarterthiophene 596 mg in 30 ml of toluene Dissolved in. 10 ml of water, 1.99 g of potassium carbonate, 83 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) and 1 drop of Aliquat 336 were added thereto, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 20 hours under a nitrogen atmosphere. 100 ml of methanol was added to the resulting solution, and the generated solid was collected by filtration and washed with methanol, water, acetone, and hexane in this order. The obtained solid was dissolved in 200 ml of chloroform, passed through a silica gel short column (eluent: chloroform), concentrated to dryness, then washed with methanol, acetone and methanol in this order to obtain a conjugated polymer [WP-BT1]. 480 mg was obtained. The weight average molecular weight was 29398, the number average molecular weight was 10916, and the polymerization degree n was 36.7.

実施例1
(1)半導体溶液の作製
共役系重合体であるポリ−3−ヘキシルチオフェン(アルドリッチ社製、レジオレギュラー、数平均分子量(Mn):13000、以下P3HTという)0.10gをクロロホルム5mlの入ったフラスコの中に加え、超音波洗浄機(井内盛栄堂(株)製US−2、出力120W)中で超音波撹拌することによりP3HTのクロロホルム溶液を得た。次いでこの溶液をスポイトにとり、メタノール20mlと0.1規定塩酸10mlの混合溶液の中に0.5mlずつ滴下して、再沈殿を行った。固体になったP3HTを0.1μm孔径のメンブレンフィルター(PTFE社製:4フッ化エチレン)によって濾別捕集し、メタノールでよくすすいだ後、真空乾燥により溶媒を除去した。さらにもう一度溶解と再沈殿を行い、90mgの再沈殿P3HTを得た。
Example 1
(1) Preparation of Semiconductor Solution Flask containing 5 ml of chloroform with 0.10 g of poly-3-hexylthiophene (Aldrich, regioregular, number average molecular weight (Mn): 13000, hereinafter referred to as P3HT) as a conjugated polymer In addition to the above, a P3HT chloroform solution was obtained by ultrasonic stirring in an ultrasonic cleaner (US-2, manufactured by Inoue Seieido Co., Ltd., output 120 W). Subsequently, this solution was taken in a dropper, and 0.5 ml was dropped into a mixed solution of 20 ml of methanol and 10 ml of 0.1N hydrochloric acid to perform reprecipitation. The solid P3HT was collected by filtration with a 0.1 μm pore size membrane filter (PTFE: tetrafluoroethylene), rinsed well with methanol, and then the solvent was removed by vacuum drying. Further, dissolution and reprecipitation were performed again to obtain 90 mg of reprecipitation P3HT.

次に、CNT(CNI社製、単層CNT、純度95%、以下単層CNTという)1.5mgと、上記P3HT1.5mgを30mlのクロロホルム中に加え、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250Wで30分間超音波撹拌した。超音波照射を30分間行った時点で一度照射を停止し、P3HTを1.5mg追加し、さらに1分間超音波照射することによって、CNT分散液A(溶媒に対するCNT複合体濃度0.05g/l)を得た。   Next, 1.5 mg of CNT (manufactured by CNI, single-walled CNT, purity 95%, hereinafter referred to as single-walled CNT) and 1.5 mg of the above P3HT are added to 30 ml of chloroform, and an ultrasonic homogenizer (Tokyo Rika Co., Ltd.) is cooled with ice. Using an instrument (VCX-500 manufactured by Kikai Co., Ltd.), the mixture was ultrasonically stirred at an output of 250 W for 30 minutes. When the ultrasonic irradiation was performed for 30 minutes, the irradiation was stopped once, 1.5 mg of P3HT was added, and further ultrasonic irradiation was performed for 1 minute, whereby CNT dispersion A (CNT complex concentration with respect to the solvent was 0.05 g / l). )

上記CNT分散液A中で、P3HTがCNTに付着しているかどうかを調べるため、分散液A5mlをメンブレンフィルターを用いてろ過を行い、フィルター上にCNTを捕集した。捕集したCNTを、溶媒が乾かないうちに素早くシリコンウエハー上に転写し、乾燥したCNTを得た。このCNTを、X線光電子分光法(XPS)を用いて元素分析したところP3HTに含まれる硫黄元素が検出された。従って、CNT分散液A中のCNTにはP3HTが付着していることが確認できた。   In order to examine whether or not P3HT adhered to CNTs in the CNT dispersion A, 5 ml of the dispersion A was filtered using a membrane filter, and CNTs were collected on the filter. The collected CNTs were quickly transferred onto a silicon wafer before the solvent was dried to obtain dried CNTs. When this CNT was subjected to elemental analysis using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), sulfur element contained in P3HT was detected. Therefore, it was confirmed that P3HT was adhered to the CNT in the CNT dispersion A.

次に、半導体層4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。得られたろ液を半導体溶液Aとした。   Next, a semiconductor solution for forming the semiconductor layer 4 was prepared. The CNT dispersion A was filtered using a membrane filter (pore size 10 μm, diameter 25 mm, Omnipore membrane manufactured by Millipore) to remove a CNT composite having a length of 10 μm or more. The obtained filtrate was designated as semiconductor solution A.

(2)ゲート絶縁層用ポリマー溶液の作製
メチルトリメトキシシラン61.29g(0.45モル)、β−(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(0.05モル)、およびフェニルトリメトキシシラン99.15g(0.5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℃)203.36gに溶解し、これに、水54.90g、リン酸0.864gを撹拌しながら加えた。得られた溶液をバス温105℃で2.0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後、室温まで冷却し、固形分濃度26.0重量%のポリマー溶液Aを得た。
(2) Production of polymer solution for gate insulating layer 61.29 g (0.45 mol) of methyltrimethoxysilane, 12.31 g (0.05 mol) of β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 99.15 g (0.5 mol) of phenyltrimethoxysilane was dissolved in 203.36 g of propylene glycol monobutyl ether (boiling point: 170 ° C.), and 54.90 g of water and 0.864 g of phosphoric acid were added thereto with stirring. The obtained solution was heated at a bath temperature of 105 ° C. for 2.0 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 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. A weight percent polymer solution A was obtained.

得られたポリマー溶液Aを50gはかり取り、プロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)16.6gを混合して、室温にて2時間撹拌し、ポリマー溶液B(固形分濃度19.5重量%)を得た。   50 g of the obtained polymer solution A was weighed, mixed with 16.6 g of propylene glycol monobutyl ether (boiling point 170 ° C.), stirred at room temperature for 2 hours, and polymer solution B (solid content concentration 19.5 wt%) was obtained. Obtained.

(3)FETの製造
図1に示すFETを作製した。ポリエチレンテレフタレート(PET)製の基板1(膜厚125μm)上に、抵抗加熱法により、マスクを通してクロムを5nmおよび金を50nm真空蒸着し、ゲート電極2を形成した。次に上記(2)に記載の方法で作製したポリマー溶液Bを上記ゲート電極が形成されたPET基板上にスピンコート塗布(2000rpm×30秒)し、窒素気流下150℃、2時間熱処理することによって、膜厚600nmのゲート絶縁層3を形成した。次に、抵抗加熱法により、マスクを通して金を膜厚50nmになるように真空蒸着し、ソース電極5およびドレイン電極6を形成した。
(3) Production of FET The FET shown in FIG. 1 was produced. A gate electrode 2 was formed on a polyethylene terephthalate (PET) substrate 1 (thickness: 125 μm) by resistance heating and vacuum-depositing 5 nm of chromium and 50 nm of gold through a mask. Next, the polymer solution B prepared by the method described in (2) above is spin-coated (2000 rpm × 30 seconds) on the PET substrate on which the gate electrode is formed, and heat-treated at 150 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream. Thus, the gate insulating layer 3 having a thickness of 600 nm was formed. Next, gold was vacuum-deposited so as to have a film thickness of 50 nm through a mask by a resistance heating method, and the source electrode 5 and the drain electrode 6 were formed.

これら両電極の幅(チャネル幅)は0.1cm、両電極の間隔(チャネル長)は100μmとした。電極が形成された基板上に上記(1)に記載の方法で作製した半導体溶液Aを1μLドロップキャストし、半導体層4を得た。続いて、30℃で10分間風乾した後、ホットプレート上で窒素気流下、150℃、30分間の熱処理を行い、FETを得た。   The width (channel width) of both electrodes was 0.1 cm, and the distance (channel length) between both electrodes was 100 μm. 1 μL of the semiconductor solution A prepared by the method described in (1) above was drop-cast on the substrate on which the electrode was formed, and the semiconductor layer 4 was obtained. Subsequently, after air drying at 30 ° C. for 10 minutes, a heat treatment was performed on a hot plate under a nitrogen stream at 150 ° C. for 30 minutes to obtain an FET.

(4)FETの評価
次に、上記FETのゲート電圧(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式会社製)を用い、大気中で測定した。Vg=+30〜−30Vに変化させたときのVsd=−5VにおけるIdの値の変化から線形領域の移動度を求めたところ、0.48cm/V・secであった。また、このときのIdの最大値と最小値の比からオンオフ比を求めたところ2.4×10であった。
(4) Evaluation of FET Next, the source-drain current (Id) -source-drain voltage (Vsd) characteristics when the gate voltage (Vg) of the FET was changed were measured. The measurement was performed in the atmosphere using a semiconductor characteristic evaluation system 4200-SCS type (manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.). When the mobility in the linear region was determined from the change in the value of Id at Vsd = −5 V when Vg = + 30 to −30 V, it was 0.48 cm 2 / V · sec. Further, when the on / off ratio was determined from the ratio between the maximum value and the minimum value of Id at this time, it was 2.4 × 10 5 .

比較例1
半導体溶液作製時にP3HTを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にしてFETを作製し、特性を測定した。Vg=+30〜−30Vに変化させたときのVsd=−5VにおけるIdの値の変化から線形領域の移動度を求めたところ、0.015cm/V・secであった。また、このときのIdの最大値と最小値の比からオンオフ比を求めたところ1.3×10であった。
Comparative Example 1
An FET was produced in the same manner as in Example 1 except that P3HT was not used when producing the semiconductor solution, and the characteristics were measured. When the mobility in the linear region was determined from the change in the value of Id at Vsd = −5 V when Vg was changed from +30 to −30 V, it was 0.015 cm 2 / V · sec. Further, when the on / off ratio was determined from the ratio between the maximum value and the minimum value of Id at this time, it was 1.3 × 10 3 .

比較例2
CNT(CNI社製、単層CNT、純度95%、以下単層CNTという)1.5mgと、ラウリル硫酸ナトリウム(SDS)1.5mgを30mlの水中に加え、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250Wで3時間超音波撹拌し、CNT分散液B(溶媒に対するCNT複合体濃度0.05g/l)を得た。得られたCNT分散液Bを遠心分離機(日立工機(株)製CT15E)を用いて、21000Gで30分間遠心分離し、上澄みの80%を取り出すことにより半導体溶液Bを得た。次に、半導体溶液Aの代わりに半導体溶液Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてFETを作製し、特性を測定した。Vg=+30〜−30Vに変化させたときのVsd=−5VにおけるIdの値の変化から線形領域の移動度を求めたところ、0.012cm/V・secであった。また、このときのIdの最大値と最小値の比からオンオフ比を求めたところ75であった。
Comparative Example 2
1.5 mg of CNT (manufactured by CNI, single-walled CNT, purity 95%, hereinafter referred to as single-walled CNT) and 1.5 mg of sodium lauryl sulfate (SDS) were added to 30 ml of water, and an ultrasonic homogenizer (Tokyo) The mixture was ultrasonically stirred at an output of 250 W for 3 hours using a VCX-500 manufactured by Rika Kikai Co., Ltd. to obtain a CNT dispersion B (CNT complex concentration 0.05 g / l with respect to the solvent). The obtained CNT dispersion B was centrifuged at 21000 G for 30 minutes using a centrifuge (Hitachi Koki Co., Ltd. CT15E), and 80% of the supernatant was taken out to obtain a semiconductor solution B. Next, an FET was produced in the same manner as in Example 1 except that the semiconductor solution B was used instead of the semiconductor solution A, and the characteristics were measured. When the mobility in the linear region was determined from the change in the value of Id at Vsd = −5V when Vg = + 30 to −30V, it was 0.012 cm 2 / V · sec. Further, the on / off ratio obtained from the ratio between the maximum value and the minimum value of Id at this time was 75.

実施例2
基板としてポリエチレンナフタレート(PEN)(厚さ125μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてFETを作製し、特性を測定した。結果は表1に示した。
Example 2
An FET was produced in the same manner as in Example 1 except that polyethylene naphthalate (PEN) (thickness 125 μm) was used as the substrate, and the characteristics were measured. The results are shown in Table 1.

実施例3
基板としてポリエーテルスルフォン(PES)(厚さ100μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてFETを作製し、特性を測定した。結果は表1に示した。
Example 3
An FET was produced in the same manner as in Example 1 except that polyethersulfone (PES) (thickness: 100 μm) was used as the substrate, and the characteristics were measured. The results are shown in Table 1.

実施例4
P3HTの代わりに合成例1で得られた[WP−BT1]を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてFETを作製し、特性を測定した。結果は表1に示した。
Example 4
An FET was produced in the same manner as in Example 1 except that [WP-BT1] obtained in Synthesis Example 1 was used instead of P3HT, and characteristics were measured. The results are shown in Table 1.

実施例5
半導体溶液Aをドロップキャストした後、ホットプレート上で窒素気流下、130℃、30分間の熱処理を行ったこと以外は、実施例1と同様にしてFETを作製し、特性を測定した。結果は表1に示した。
Example 5
After the semiconductor solution A was drop-cast, a FET was prepared and measured for characteristics in the same manner as in Example 1 except that heat treatment was performed at 130 ° C. for 30 minutes in a nitrogen stream on a hot plate. The results are shown in Table 1.

Figure 2011119435
Figure 2011119435

本発明の電界効果型トランジスタは、スマートカード、セキュリティータグ、フラットパネルディスプレイ用のトランジスタアレイなどへ好ましく用いられる。   The field effect transistor of the present invention is preferably used for a smart card, a security tag, a transistor array for a flat panel display, and the like.

1 基板
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁層
4 半導体層
5 ソース電極
6 ドレイン電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Gate electrode 3 Gate insulating layer 4 Semiconductor layer 5 Source electrode 6 Drain electrode

Claims (4)

有機高分子化合物からなる基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を有する電界効果型トランジスタであって、前記半導体層が表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体を含有する電界効果型トランジスタ。 A field effect transistor having a substrate made of an organic polymer compound, a gate electrode, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode, wherein the conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the semiconductor layer A field effect transistor containing a carbon nanotube composite. 前記有機高分子化合物がポリエステル、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミドまたはこれらいずれかの誘導体を含有する請求項1記載の電界効果型トランジスタ。 2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the organic polymer compound contains polyester, polyether sulfone, polycarbonate, polyamide, polyimide, or any derivative thereof. 前記共役系重合体がチオフェン骨格を繰り返し単位中に含む請求項1または2記載の電界効果型トランジスタ。 3. The field effect transistor according to claim 1, wherein the conjugated polymer contains a thiophene skeleton in a repeating unit. 高分子からなる基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極をそれぞれ形成する工程を有する電界効果型トランジスタの製造方法であって、前記半導体層を形成する工程が、表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体を含有する半導体溶液を塗布する工程と150℃以下の温度で加熱処理する工程を含む請求項1〜3のいずれか記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 A method of manufacturing a field effect transistor having a step of forming a gate electrode, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode on a polymer substrate, wherein the step of forming the semiconductor layer comprises: The electric field according to any one of claims 1 to 3, comprising a step of applying a semiconductor solution containing a carbon nanotube composite having a conjugated polymer attached to at least a part of a surface and a heat treatment at a temperature of 150 ° C or lower. Method for producing effect transistor.
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