JP6856174B1 - Carbon nanotube dispersion liquid, manufacturing method of semiconductor device using it, and manufacturing method of wireless communication device - Google Patents

Carbon nanotube dispersion liquid, manufacturing method of semiconductor device using it, and manufacturing method of wireless communication device Download PDF

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Abstract

インクジェットにより精度良く所望の位置に塗布可能なカーボンナノチューブ分散液を提供することを課題とするものであり、カーボンナノチューブの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と、溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、前記共役系重合体が一般式(1)で表される側鎖を有し、前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、粘度が5〜40cPであり、沸点が150〜290℃または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有するカーボンナノチューブ分散液であることを本旨とする。(一般式(1)中、R1は、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基等を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基等を示す。)An object of the present invention is to provide a carbon nanotube dispersion liquid that can be applied to a desired position with high accuracy by inkjet, and a carbon nanotube composite in which a conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the carbon nanotube and a solvent. A carbon nanotube dispersion liquid containing at least and, wherein the conjugated polymer has a side chain represented by the general formula (1), the solvent is a single or mixed solvent, and the viscosity is 5. The main purpose is a carbon nanotube dispersion liquid containing a solvent having a boiling point of about 40 cP, a boiling point of 150 to 290 ° C., or a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa. (In the general formula (1), R1 represents an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, etc. A represents a hydroxy group, an alkylsulfanil group, etc.)

Description

本発明は、カーボンナノチューブ分散液、それを用いた半導体素子の製造方法および無線通信装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a carbon nanotube dispersion liquid, a method for manufacturing a semiconductor device using the same, and a method for manufacturing a wireless communication device.

近年、非接触型のタグとして、RFID(Radio Frequency IDentification)技術を用いた無線通信システムの開発が進められている。RFIDシステムでは、リーダ/ライタと呼ばれる無線送受信機とRFIDタグとの間で、無線通信が行われる。 In recent years, as a non-contact type tag, the development of a wireless communication system using RFID (Radio Frequency Identification) technology has been promoted. In an RFID system, wireless communication is performed between a wireless transmitter / receiver called a reader / writer and an RFID tag.

RFIDタグは、物流管理、商品管理、万引き防止などの様々な用途での利用が期待されており、交通カードなどのICカード、商品タグなど、一部の用途では導入されてきている。RFIDタグは、ICチップと、アンテナとを有している。RFIDタグ内に設置されたアンテナが、リーダ/ライタから送信される搬送波を受信し、ICチップ内の駆動回路が動作する。 RFID tags are expected to be used for various purposes such as physical distribution management, product management, and shoplifting prevention, and have been introduced in some applications such as IC cards such as transportation cards and product tags. The RFID tag has an IC chip and an antenna. The antenna installed in the RFID tag receives the carrier wave transmitted from the reader / writer, and the drive circuit in the IC chip operates.

RFIDタグは、あらゆる商品で使用することが期待されている。そのためには、RFIDタグの製造コストを下げることが必要である。そこで、RFIDタグの製造プロセスにおいて、真空や高温を使用するプロセスから脱却し、塗布・印刷技術を用いた、フレキシブルで安価なプロセスを利用することが検討されている。 RFID tags are expected to be used in all products. For that purpose, it is necessary to reduce the manufacturing cost of RFID tags. Therefore, in the RFID tag manufacturing process, it is being considered to break away from the process of using vacuum or high temperature and to use a flexible and inexpensive process using coating / printing technology.

例えば、ICチップ内の駆動回路におけるトランジスタにおいては、インクジェット技術やスピンコート技術などが適用できる有機半導体を、半導体層の材料として用いることが考えられる。そこで、従来の無機半導体に換わり、カーボンナノチューブ(CNT)や有機半導体を用いた電界効果型トランジスタ(以下、FETという)が盛んに検討されている(例えば、特許文献1〜2および非特許文献1〜2参照)。この動きは、RFIDタグに限らず、例えばセンサやディスプレイ用薄膜トランジスタ(TFT)アレイなどとして用いられる半導体においても見られる(例えば、特許文献3参照)。 For example, in a transistor in a drive circuit in an IC chip, it is conceivable to use an organic semiconductor to which an inkjet technique, a spin coating technique, or the like can be applied as a material for a semiconductor layer. Therefore, field effect transistors (hereinafter referred to as FETs) using carbon nanotubes (CNTs) and organic semiconductors have been actively studied in place of conventional inorganic semiconductors (for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1). See ~ 2). This movement is observed not only in RFID tags but also in semiconductors used as, for example, sensors and thin film transistor (TFT) arrays for displays (see, for example, Patent Document 3).

国際公開第2009/139339号International Publication No. 2009/139339 国際公開第2017/130836号International Publication No. 2017/130863 国際公開第2015/12186号International Publication No. 2015/12186

Nano Letters.16,p.5120−5128(2016)Nano Letters. 16, p. 5120-5128 (2016) Applied Physics Letters.112,p.033103(2018)Applied Physics Letters. 112, p. 033103 (2018)

駆動回路やTFTアレイにおいてはトランジスタがそれぞれ配置されており、半導体層を各トランジスタ位置にて形成する技術が必要である。その候補技術として、半導体層材料の溶液をインクジェットにより所望の位置に塗布し、乾燥することで半導体層を形成する技術が挙げられる。 Transistors are arranged in drive circuits and TFT arrays, and a technique for forming a semiconductor layer at each transistor position is required. As a candidate technique, there is a technique of forming a semiconductor layer by applying a solution of a semiconductor layer material to a desired position by inkjet and drying it.

しかしながら、特許文献1〜3ならびに非特許文献1および2に記載のような技術で作製したカーボンナノチューブ分散液は、インクジェットによる塗布性が悪く、サテライト(インクジェット塗出液の飛び散り)の発生や塗布位置精度が不十分といった現象が起き、トランジスタ特性のバラツキが大きくなってしまうという課題があった。 However, the carbon nanotube dispersion liquids produced by the techniques described in Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Documents 1 and 2 have poor coating properties by inkjet, and satellites (spattering of inkjet coating liquid) are generated and the coating position. There is a problem that a phenomenon such as insufficient accuracy occurs and the variation in transistor characteristics becomes large.

発明者らは、これは、トルエン(粘度1.5cP)やN−メチルピロリドン(粘度1.9cP)などの、低粘度の溶媒を用いていたためであることを見出した。しかしながら、好適な粘度範囲にすべく、増粘剤を添加すると、半導体素子を形成した場合、増粘剤による導電阻害が起き、素子特性が不十分であるという問題があった。他の手法として、好適な粘度の溶媒を使用することが挙げられるが、従来のCNT複合体はそのような粘度の溶媒に良好に分散させることができなかった。 The inventors have found that this is due to the use of low viscosity solvents such as toluene (viscosity 1.5 cP) and N-methylpyrrolidone (viscosity 1.9 cP). However, when a thickener is added in order to maintain a suitable viscosity range, when a semiconductor device is formed, there is a problem that conductivity is inhibited by the thickener and the device characteristics are insufficient. Another approach is to use a solvent of suitable viscosity, but conventional CNT complexes have not been able to disperse well in a solvent of such viscosity.

そこで本発明は、インクジェットにより精度良く所望の位置に塗布可能なカーボンナノチューブ分散液を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a carbon nanotube dispersion liquid that can be applied to a desired position with high accuracy by inkjet.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
すなわち本発明は、
カーボンナノチューブの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と、溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、前記共役系重合体が一般式(1)で表される側鎖を有し、前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、前記単一または混合溶媒の粘度が5〜40cPであり、前記単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃である溶媒または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
That is, the present invention
It is a carbon nanotube dispersion liquid containing at least a carbon nanotube complex in which a conjugate polymer is attached to at least a part of the surface of the carbon nanotubes and a solvent, and the conjugate polymer is represented by the general formula (1). The solvent is a single or mixed solvent, the single or mixed solvent has a viscosity of 5 to 40 cP, and the single or mixed solvent has a boiling point of 150 to 290 ° C. It is a carbon nanotube dispersion liquid containing a certain solvent or a solvent having a steam pressure of 0.9 to 500 Pa.

Figure 0006856174
Figure 0006856174

(一般式(1)中、Rは、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキルカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基を示す。)(In the general formula (1), R 1 represents an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group. A represents a hydroxy group or an alkylsulfanyl. A group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkylcarbonylamino group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (2). Show.)

Figure 0006856174
Figure 0006856174

(一般式(2)中、Rは、アルキレン基を示す。Rは、水素原子またはヒドロキシ基を示す。mは、1以上の整数を示す。)(In the general formula (2), R 2 represents an alkylene group. R 3 represents a hydrogen atom or a hydroxy group. M represents an integer of 1 or more.)

本発明によれば、インクジェットにより精度良く所望の位置に塗布可能なカーボンナノチューブ分散液を得ることができる。また、それを用いた半導体素子および無線通信装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a carbon nanotube dispersion liquid that can be applied to a desired position with high accuracy by inkjet. Further, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor element and a wireless communication device using the same.

本発明の実施の形態に係るCNT分散液を用いて形成される半導体素子を示した模式断面図Schematic cross-sectional view showing a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るCNT分散液を用いて形成される半導体素子を示した模式断面図Schematic cross-sectional view showing a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るCNT分散液を用いて形成される半導体素子を示した模式断面図Schematic cross-sectional view showing a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention. 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

以下、カーボンナノチューブ分散液、それを用いた半導体素子の製造方法および無線通信装置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 a carbon nanotube dispersion liquid, a method for manufacturing a semiconductor device using the carbon nanotube dispersion liquid, and a method for manufacturing a wireless communication device 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.

<カーボンナノチューブ分散液>
カーボンナノチューブ(以下、CNTという)分散液は、CNTの表面の少なくとも一部に後述の一般式(1)で表される側鎖を有する共役系重合体が付着したCNT複合体と、後述の組成および特性を有する溶媒と、を少なくとも含有する。
<Carbon nanotube dispersion liquid>
The carbon nanotube (hereinafter referred to as CNT) dispersion liquid is a CNT composite in which a conjugated polymer having a side chain represented by the general formula (1) described later is attached to at least a part of the surface of the CNT, and a composition described later. And at least a solvent having properties.

(CNT複合体)
CNT複合体は、CNTの表面の少なくとも一部に、後述の一般式(1)で表される側鎖を有する共役系重合体が付着している。
(CNT complex)
In the CNT complex, a conjugated polymer having a side chain represented by the general formula (1) described later is attached to at least a part of the surface of the CNT.

CNTの表面の少なくとも一部に共役系重合体を付着させることにより、CNTの保有する高い電気的特性を損なうことなく、CNTを溶液中に均一に分散することが可能になる。CNTが均一に分散した溶液を用いれば、塗布法により、均一に分散したCNT膜を形成することが可能になる。これにより、高い半導体特性を実現できる。 By adhering the conjugated polymer to at least a part of the surface of the CNT, the CNT can be uniformly dispersed in the solution without impairing the high electrical properties of the CNT. If a solution in which CNTs are uniformly dispersed is used, it becomes possible to form a uniformly dispersed CNT film by the coating method. Thereby, high semiconductor characteristics can be realized.

CNTの表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着した状態とは、CNTの表面の一部、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、両者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。 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 CNTs because the interaction occurs due to the overlap of the π-electron clouds derived from the conjugated structures of both.

CNTが共役系重合体で被覆されているか否かは、CNTの反射色から判断できる。被覆されたCNTの反射色は、被覆されていないCNTの反射色とは異なり、共役系重合体の反射色に近い。定量的には、X線光電子分光(XPS)などの元素分析によって、CNTへの付着物の存在を確認することや、CNTと付着物との重量比を測定することができる。共役系重合体はCNTの表面の5%以上90%以下を被覆していることが好ましく、より好ましくは70%以下、さらに好ましくは50%以下である。 Whether or not the CNT is coated with the conjugated polymer can be determined from the reflected color of the CNT. The reflected color of the coated CNT is different from the reflected color of the uncoated CNT and is close to the reflected color of the conjugated polymer. Quantitatively, elemental analysis such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be used to confirm the presence of deposits on the CNTs and to measure the weight ratio of the deposits to the CNTs. The conjugated polymer preferably covers 5% or more and 90% or less of the surface of the CNT, more preferably 70% or less, and further preferably 50% or less.

CNTに共役系重合体を付着させる方法としては、(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を溶媒中に超音波等で予備分散させておき、そこへ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、この混合系へ超音波を照射して混合する方法、などが挙げられる。本発明では、いずれの方法を用いてもよく、複数の方法を組み合わせてもよい。 As a method of adhering the conjugated polymer to the CNT, (I) a method of adding CNT to the molten conjugated polymer and mixing it, and (II) dissolving the conjugated polymer in a solvent and incorporating it into the CNT. A method of adding and mixing CNTs, (III) a method of pre-dispersing CNTs in a solvent by ultrasonic waves or the like, and then adding and mixing a conjugated polymer there, (IV) a conjugated polymer in a solvent. And CNT are put in, and a method of irradiating this mixing system with ultrasonic waves to mix the polymer can be mentioned. In the present invention, any method may be used, and a plurality of methods may be combined.

(CNT)
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い。高い半導体特性を得るためには、単層CNTを用いるのが好ましい。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により得ることができる。
(CNT)
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 CNT may be used. In order to obtain high semiconductor characteristics, it is preferable to use single-walled CNTs. CNTs can be obtained by an arc discharge method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a laser ablation method, or the like.

また、CNTは、半導体型CNTを80重量%以上含むことがより好ましい。さらに好ましくは、半導体型CNTを90重量%以上含むことであり、特に好ましくは、半導体型CNTを95重量%以上含むことである。CNT中に半導体型CNTを80重量%以上含ませる方法としては、既知の方法を用いることができる。例えば、密度勾配剤の共存下で超遠心する方法、特定の化合物を選択的に半導体型もしくは金属型CNTの表面に付着させ、溶解性の差を利用して分離する方法、電気的性質の差を利用し電気泳動等により分離する方法などが挙げられる。CNT中の半導体型CNTの含有率を測定する方法としては、可視−近赤外吸収スペクトルの吸収面積比から算出する方法や、ラマンスペクトルの強度比から算出する方法等が挙げられる。 Further, it is more preferable that the CNT contains 80% by weight or more of the semiconductor type CNT. More preferably, it contains 90% by weight or more of semiconductor-type CNTs, and particularly preferably 95% by weight or more of semiconductor-type CNTs. As a method for containing 80% by weight or more of the semiconductor type CNT in the CNT, a known method can be used. For example, a method of ultracentrifugating in the presence of a density gradient agent, a method of selectively adhering a specific compound to the surface of a semiconductor-type or metal-type CNT and separating using the difference in solubility, a difference in electrical properties. There is a method of separating by electrophoresis or the like using the above. Examples of the method for measuring the content of semiconductor-type CNTs in CNTs include a method of calculating from the absorption area ratio of the visible-near infrared absorption spectrum, a method of calculating from the intensity ratio of the Raman spectrum, and the like.

本発明において、CNTを半導体素子の半導体層に用いる場合、CNTの長さは、ソース電極とドレイン電極との間の距離(以下、「電極間距離」)よりも短いことが好ましい。CNTの平均長さは、電極間距離にもよるが、好ましくは2μm以下、より好ましくは1μm以下である。CNTの長さを短くする方法としては、酸処理、凍結粉砕処理などが挙げられる。 In the present invention, when the CNT is used in the semiconductor layer of the semiconductor element, the length of the CNT is preferably shorter than the distance between the source electrode and the drain electrode (hereinafter, “distance between electrodes”). The average length of CNTs is preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less, although it depends on the distance between the electrodes. Examples of the method for shortening the length of the CNT include an acid treatment and a freeze pulverization treatment.

CNTの平均長さとは、ランダムにピックアップした20本のCNTの長さの平均値を言う。CNT平均長さの測定方法としては、原子間力顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等で得た画像の中から、20本のCNTをランダムにピックアップし、それらの長さの平均値を得る方法が挙げられる。 The average length of CNTs is the average value of the lengths of 20 randomly picked CNTs. As a method for measuring the average length of CNTs, 20 CNTs are randomly picked up from images obtained by an atomic force microscope, a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, etc., and the average value of their lengths is obtained. There is a way to obtain.

一般に市販されているCNTは長さに分布があり、電極間距離よりも長いCNTが含まれることがある。そのため、CNTを電極間距離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、CNTを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、CNTの純度を向上させる点でさらに好ましい。 Generally, commercially available CNTs have a distribution in length, and may include CNTs longer than the distance between electrodes. Therefore, it is preferable to add a step of making the CNT shorter than the distance between the electrodes. For example, a method of cutting CNTs 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 of CNTs.

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、上限としてより好ましくは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 as the upper limit.

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、電極間距離よりも短い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、電極間距離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 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 distance between the electrodes 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 distance between the electrodes, and is preferably 0.5 to 10 μm.

(共役系重合体)
本発明において共役系重合体とは、繰り返し単位が共役構造をとり、重合度が2以上である化合物を指す。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などが挙げられるが、特に限定されない。上記重合体としては、単一のモノマーユニットが並んだものが好ましく用いられるが、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、およびグラフト重合したものも好ましく用いられる。
(Conjugated polymer)
In the present invention, the conjugated polymer refers to a compound in which the repeating unit has a conjugated structure and the degree of polymerization is 2 or more. Examples of the conjugated polymer include polythiophene-based polymers, polypyrrole-based polymers, polyaniline-based polymers, polyacetylene-based polymers, poly-p-phenylene-based polymers, and poly-p-phenylene vinylene-based polymers. , Not particularly limited. As the polymer, a polymer in which a single monomer unit is lined up is preferably used, but a polymer in which different monomer units are block-copolymerized, a random-copolymerized polymer, and a graft-polymerized polymer are also preferably used.

上記重合体の中でも、本発明においては、CNTへの付着が容易であり、CNT複合体を形成しやすい観点から、フルオレンユニットまたはチオフェンユニットを繰り返し単位中に含む共役系重合体が好ましい。さらに、環中に含窒素二重結合を有する縮合へテロアリールユニットを繰り返し単位中に含むものがより好ましい。 Among the above polymers, in the present invention, a conjugated polymer containing a fluorene unit or a thiophene unit in a repeating unit is preferable from the viewpoint of easy adhesion to CNTs and easy formation of CNT complexes. Further, those containing a condensed heteroaryl unit having a nitrogen-containing double bond in the ring in the repeating unit are more preferable.

環中に含窒素二重結合を有する縮合へテロアリールユニットとしては、チエノピロール、ピロロチアゾール、ピロロピリダジン、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾチアジアゾール、キノリン、キノキサリン、ベンゾトリアジン、チエノオキサゾール、チエノピリジン、チエノチアジン、チエノピラジンなどのユニットが挙げられる。これらの中でも特にベンゾチアジアゾールユニットまたはキノキサリンユニットが好ましい。これらのユニットを有することで、CNTと共役系重合体の密着性が増し、CNTをより良好に分散することができる。 Condensed heteroaryl units having a nitrogen-containing double bond in the ring include thienopyrol, pyrolotiazole, pyropyridazine, benzimidazole, benzotriazole, benzoxazole, benzothiazole, benzothiadiazole, quinoline, quinoxalin, benzotriazole, thienooxazole. , Thienopyridine, thienothiazine, thienopyrazine and the like. Of these, the benzothiadiazole unit or the quinoxaline unit is particularly preferable. By having these units, the adhesion between the CNT and the conjugated polymer is increased, and the CNT can be dispersed better.

本発明において、共役系重合体は、一般式(1)で表される側鎖を有する。 In the present invention, the conjugated polymer has a side chain represented by the general formula (1).

Figure 0006856174
Figure 0006856174

一般式(1)中、Rは、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキルカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基を示す。In the general formula (1), R 1 represents an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group. A is a hydroxy group, an alkylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkylcarbonylamino group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a general formula ( The group represented by 2) is shown.

Figure 0006856174
Figure 0006856174

一般式(2)中、Rは、アルキレン基を示す。Rは、水素原子またはヒドロキシ基を示す。mは、1以上の整数を示す。mが2以上のとき、各アルキレン基は互いに同じでも異なっていてもよい。In the general formula (2), R 2 represents an alkylene group. R 3 represents a hydrogen atom or a hydroxy group. m represents an integer of 1 or more. When m is 2 or more, the alkylene groups may be the same or different from each other.

一般式(1)で表される側鎖を有する共役系重合体が付着したCNT複合体は、溶媒への分散性が良好である。特に、インクジェット塗布において好適な粘度である、5〜40cP程度の溶媒に対し、該CNT複合体は良好に分散する。これは、一般式(1)で表される側鎖により、共役系重合体の溶媒内での分子運動の様相が変わり、好適な粘度の溶媒と相性が良くなったためと推定される。 The CNT complex to which the conjugated polymer having a side chain represented by the general formula (1) is attached has good dispersibility in a solvent. In particular, the CNT complex disperses well in a solvent having a viscosity of about 5 to 40 cP, which is suitable for inkjet coating. It is presumed that this is because the side chain represented by the general formula (1) changed the aspect of the molecular motion of the conjugated polymer in the solvent and improved the compatibility with the solvent having a suitable viscosity.

上記効果をより高める観点から、Aは、アルキルスルホニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基であってmが2以上の整数で表されるものであることが好ましい。mは10以下が好ましく、8以下がより好ましく、5以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the above effect, A is an alkylsulfonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (2) and having m of 2 or more. It is preferably represented by an integer. m is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 5 or less.

アルキレン基とは、2価(結合部位が2箇所)の飽和脂肪族炭化水素基を示し、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基などが挙げられる。アルキレン基は、置換基を有していてもいなくてもよい。また、アルキレン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、Rの場合には、1以上20以下が好ましく、より好ましくは1以上8以下であり、Rの場合には、1以上10以下が好ましく、より好ましくは1以上4以下である。The alkylene group represents a divalent (two bonding sites) saturated aliphatic hydrocarbon group, and examples thereof include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a hexylene group. The alkylene group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but in the case of R 1 , it is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 8 or less, and of R 2 from the viewpoint of availability and cost. In the case, it is preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 1 or more and 4 or less.

シクロアルキレン基とは、2価の飽和脂環式炭化水素基を示し、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンタレン基、シクロヘキシレン基などが挙げられる。シクロアルキレン基は、置換基を有していてもいなくてもよい。また、シクロアルキレン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、3以上20以下が好ましく、より好ましくは3以上8以下である。 The cycloalkylene group represents a divalent saturated alicyclic hydrocarbon group, and examples thereof include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentalene group, and a cyclohexylene group. The cycloalkylene group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the cycloalkylene group is not particularly limited, but is preferably 3 or more and 20 or less, and more preferably 3 or more and 8 or less, from the viewpoint of availability and cost.

アルケニレン基とは、2価の不飽和脂肪族炭化水素基を示し、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ヘキセニレン基などが挙げられる。アルケニレン基は、置換基を有していてもいなくてもよい。また、アルケニレン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、2以上20以下が好ましく、より好ましくは2以上8以下である。 The alkenylene group represents a divalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and examples thereof include an ethenylene group, a propenylene group, a butenylene group, and a hexenylene group. The alkenylene group may or may not have a substituent. The carbon number of the alkenylene group is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 20 or less, and more preferably 2 or more and 8 or less, from the viewpoint of availability and cost.

アルキニレン基とは、2価の不飽和脂肪族炭化水素基を示し、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ヘキシニレン基などが挙げられる。アルキニレン基は、置換基を有していてもいなくてもよい。また、アルキニレン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、2以上20以下が好ましく、より好ましくは2以上8以下である。 The alkynylene group represents a divalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and examples thereof include an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, and a hexynylene group. The alkynylene group may or may not have a substituent. The carbon number of the alkynylene group is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 20 or less, and more preferably 2 or more and 8 or less, from the viewpoint of availability and cost.

アリーレン基とは、2価の芳香族炭化水素基を示し、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フェナントリレン基、アントリレン基、ターフェニレン基、ピレニレン基、フルオレニレン基、ペリレニレン基などが挙げられる。無置換でも置換されていてもかまわない。アリーレン基の炭素数は特に限定されないが、6以上40以下の範囲が好ましい。 The arylene group represents a divalent aromatic hydrocarbon group, and examples thereof include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a phenanthrylene group, an anthylene group, a terphenylene group, a pyrenylene group, a fluorenylene group, and a peryleneylene group. It may be unchanged or replaced. The carbon number of the arylene group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.

ヘテロアリーレン基とは、2価の複素芳香環基を示し、例えば、ピリジレン基、ピラジレン基、キノリニレン基、イソキノリレン基、キノキサリレン基、アクリジニレン基、インドリレン基、カルバゾリレン基などに加え、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾジチオフェン、ベンゾシロールおよびジベンゾシロールなどの、複素芳香環から導かれる2価の基などが挙げられる。無置換でも置換されていてもかまわない。ヘテロアリーレン基の炭素数は特に限定されないが、2以上30以下の範囲が好ましい。 The heteroarylene group represents a divalent heteroaromatic ring group, for example, benzofuran, dibenzofuran, benzo, in addition to pyridylene group, pyrazilen group, quinolinylene group, isoquinolylene group, quinoxalylene group, acridinylene group, indolylene group, carbazolylen group and the like. Examples include divalent groups derived from heteroaromatic rings such as thiophene, dibenzothiophene, benzodithiophene, benzosilol and dibenzocilol. It may be unchanged or replaced. The number of carbon atoms of the heteroarylene group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 30 or less.

アルキルスルファニル基とは、メチルスルファニル基、エチルスルファニル基、n−プロピルスルファニル基など、スルファニル基の一方を脂肪族炭化水素基で置換した官能基を示す。アルキルスルファニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルスルファ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 alkylsulfanyl group refers to a functional group in which one of the sulfanyl groups is substituted with an aliphatic hydrocarbon group, such as a methylsulfanyl group, an ethylsulfanyl group, and an n-propylsulfanyl group. The alkylsulfanil group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylsulfanil group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アルキルスルフィニル基とは、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、n−プロピルスルフィニル基など、スルフィニル基の一方を脂肪族炭化水素基で置換した官能基を示す。アルキルスルフィニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルスルフィ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 alkylsulfinyl group refers to a functional group in which one of the sulfinyl groups is substituted with an aliphatic hydrocarbon group, such as a methylsulfinyl group, an ethylsulfinyl group, and an n-propylsulfinyl group. The alkylsulfinyl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylsulfinyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アルキルスルホニル基とは、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、n−プロピルスルホニル基など、スルホニル基の一方を脂肪族炭化水素基で置換した官能基を示す。アルキルスルホニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルスルホ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 alkylsulfonyl group refers to a functional group in which one of the sulfonyl groups is replaced with an aliphatic hydrocarbon group, such as a methylsulfonyl group, an ethylsulfonyl group, and an n-propylsulfonyl group. The alkylsulfonyl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylsulfonyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アルキルアミノカルボニル基とは、カルボニル結合の一方を、メチルアミノ基、エチルアミノ基などのアルキルアミノ基で置換した官能基を示す。アルキルアミノカルボニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルアミノカルボ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 alkylaminocarbonyl group refers to a functional group in which one of the carbonyl bonds is replaced with an alkylamino group such as a methylamino group or an ethylamino group. The alkylaminocarbonyl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylaminocarbonyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

ジアルキルアミノカルボニル基とは、カルボニル結合の一方を、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基で置換した官能基を示す。ジアルキルアミノカルボニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。ジアルキルアミノカルボ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 dialkylaminocarbonyl group refers to a functional group in which one of the carbonyl bonds is replaced with a dialkylamino group such as a dimethylamino group, a diethylamino group, or an ethylbutylamino group. The dialkylaminocarbonyl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the dialkylaminocarbonyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

N−アルキルカルボニルアミノ基とは、アミノ基にアセチル基などのアルキルカルボニル基が結合した官能基を示す。N−アルキルカルボニルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。N−アルキルカルボニルアミノ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 N-alkylcarbonylamino group refers to a functional group in which an alkylcarbonyl group such as an acetyl group is bonded to an amino group. The N-alkylcarbonylamino group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the N-alkylcarbonylamino group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基とは、アミノ基に、メチル基、エチル基などの脂肪族炭化水素基、および、アセチル基などのアルキルカルボニル基が結合した官能基を示す。N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ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 N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group refers to a functional group in which an aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group or an ethyl group and an alkylcarbonyl group such as an acetyl group are bonded to an amino group. The N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

脂肪族炭化水素基とは、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−ブチル基などが挙げられる。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。また、脂肪族炭化水素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。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group and the like. The aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon 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.

アルキルアミノ基とは、アミノ基にメチルアミノ基、エチルアミノ基、n−プロピルアミノ基などの脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示す。アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルアミノ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 alkylamino group refers to a functional group in which an aliphatic hydrocarbon group such as a methylamino group, an ethylamino group or an n-propylamino group is bonded to the amino group. The alkylamino group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylamino group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

ジアルキルアミノ基とは、アミノ基にジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基などの脂肪族炭化水素基が2つ結合した官能基を示す。2つの脂肪族炭化水素基は互いに同じであっても異なっていてもよい。ジアルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。ジアルキルアミノ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 dialkylamino group refers to a functional group in which two aliphatic hydrocarbon groups such as a dimethylamino group and a diethylamino group are bonded to the amino group. The two aliphatic hydrocarbon groups may be the same or different from each other. The dialkylamino group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the dialkylamino group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アルキルカルボニル基とは、例えば、アセチル基、ヘキサノイル基など、カルボニ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す。アルキルカルボニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルカルボ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 alkylcarbonyl group refers to a functional group such as an acetyl group or a hexanoyl group in which one of the carbonyl bonds is replaced with an aliphatic hydrocarbon group. The alkylcarbonyl group may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylcarbonyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

本発明に好ましく用いられる共役系重合体の具体例としては、下記のような構造を有するものが挙げられる。ただし、これらに限られるものではない。 Specific examples of the conjugated polymer preferably used in the present invention include those having the following structures. However, it is not limited to these.

Figure 0006856174
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なお、ここで述べる側鎖とは、共役系重合体の主鎖に結合する基のことである。共役系重合体の主鎖としては、(1)共役構造(2)共役構造同士を結合することにより環構造を形成する不飽和の基がこれに該当する。(2)として、例えば、フルオレンユニットの9位の炭素原子は主鎖に含まれる。 The side chain described here is a group bonded to the main chain of the conjugated polymer. As the main chain of the conjugated polymer, (1) a conjugated structure and (2) an unsaturated group that forms a ring structure by bonding the conjugated structures to each other correspond to this. As (2), for example, the carbon atom at the 9-position of the fluorene unit is contained in the main chain.

nは、共役系重合体の重合度を表しており、2〜1000の範囲であることが好ましい。CNTへの付着のしやすさを考慮して、nは3〜500の範囲がより好ましい。本発明において、重合度nは、重量平均分子量から求めた値である。重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定し、ポリスチレンの標準試料を用いて換算して求める。また、CNTへの付着のしやすさから、共役系重合体の重量平均分子量が1000以上であることが好ましい。 n represents the degree of polymerization of the conjugated polymer, and is preferably in the range of 2 to 1000. Considering the ease of adhesion to CNT, n is more preferably in the range of 3 to 500. In the present invention, the degree of polymerization n is a value obtained from the weight average molecular weight. The weight average molecular weight is measured by using GPC (gel permeation chromatography) and converted using a standard polystyrene sample. Further, from the viewpoint of easy adhesion to CNT, the weight average molecular weight of the conjugated polymer is preferably 1000 or more.

また、一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数と、共役系重合体の全ユニットの数との比率[一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数/前記共役系重合体の全ユニットの数]が、1/5〜1/1であることが好ましい。この範囲にあることで、好適な粘度の溶媒との相性をさらに向上できる。 The ratio of the number of units having a side chain represented by the general formula (1) to the total number of units of the conjugated polymer [the number of units having a side chain represented by the general formula (1) / The total number of units of the conjugated polymer] is preferably 1/5 to 1/1. Within this range, compatibility with a solvent having a suitable viscosity can be further improved.

ここで述べるユニットとは、共役系重合体の主鎖に含まれた2価の基として、エテニレン基、エチニレン基、アリーレン基およびヘテロアリーレン基からなる群から選ばれる何れか1種を1個含んだ2価の基として理解される。ユニットの数とは、繰り返し単位における主鎖のエテニレン基、エチニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基それぞれを1ユニットとして数えた場合の数を指す。「一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数」は、ユニットのうち、一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数を意味し、「共役系重合体の全ユニットの数」は、ユニットの合計数を意味する。例えば、重合体[4]では[一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数/共役系重合体の全ユニットの数]=1/1、重合体[14]では[一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数/共役系重合体の全ユニットの数]=2/3、重合体[16]では[一般式(1)で表される側鎖を有するユニットの数/共役系重合体の全ユニットの数]=4/5である。 The unit described here contains one of any one selected from the group consisting of an ethenylene group, an ethynylene group, an arylene group and a heteroarylene group as a divalent group contained in the main chain of a conjugated polymer. It is understood as a divalent group. The number of units refers to the number when each of the ethenylene group, ethynylene group, arylene group or heteroarylene group of the main chain in the repeating unit is counted as one unit. "The number of units having a side chain represented by the general formula (1)" means the number of units having a side chain represented by the general formula (1) among the units, and is "a conjugated polymer. "Number of all units" means the total number of units. For example, in the polymer [4], [the number of units having a side chain represented by the general formula (1) / the number of all units of the conjugated polymer] = 1/1, and in the polymer [14], the [general formula]. Number of units having a side chain represented by (1) / Number of all units of conjugated polymer] = 2/3, and polymer [16] has a side chain represented by the general formula (1). Number of units / Number of total units of conjugated polymer] = 4/5.

共役系重合体は、公知の方法により合成することができる。例えば、チオフェン同士を連結する方法としては、ハロゲン化チオフェンとチオフェンボロン酸またはチオフェンボロン酸エステルとを、パラジウム触媒下でカップリングする方法、ハロゲン化チオフェンとチオフェングリニヤール試薬とを、ニッケルまたはパラジウム触媒下でカップリングする方法が挙げられる。また、他のユニットとチオフェンユニットを連結する場合も、ハロゲン化した他のユニットとチオフェンユニットとを、同様の方法でカップリングすることができる。また、そのようにして得られたモノマーの末端に重合性官能基を導入し、パラジウム触媒やニッケル触媒下で重合を進行させることで、共役系重合体を得ることができる。 The conjugated polymer can be synthesized by a known method. For example, as a method of connecting thiophenes to each other, a method of coupling thiophene halide and thiophene boronic acid or thiophene boronic acid ester under a palladium catalyst, or a method of coupling thiophene halide and a thiophene Grignard reagent under a nickel or palladium catalyst. There is a method of coupling with. Further, when connecting the other unit and the thiophene unit, the halogenated other unit and the thiophene unit can be coupled in the same manner. Further, a conjugated polymer can be obtained by introducing a polymerizable functional group into the terminal of the monomer thus obtained and proceeding the polymerization under a palladium catalyst or a nickel catalyst.

共役系重合体は、合成過程で使用した原料や副生成物などの不純物を除去したものを用いることが好ましい。不純物を除去する方法としては、例えば、シリカゲルカラムグラフィー法、ソクスレー抽出法、ろ過法、イオン交換法、キレート法などを用いることができる。これらの方法を2種以上組み合わせてもよい。 As the conjugated polymer, it is preferable to use one from which impurities such as raw materials and by-products used in the synthesis process have been removed. As a method for removing impurities, for example, a silica gel column chromatography method, a soxley extraction method, a filtration method, an ion exchange method, a chelation method and the like can be used. Two or more of these methods may be combined.

<溶媒>
本発明のCNT分散液は、上述の共役系重合体および以下の組成および特性を有する溶媒を用いることで、インクジェット塗布性およびCNT分散性を両立している。
<Solvent>
The CNT dispersion liquid of the present invention has both inkjet coating property and CNT dispersibility by using the above-mentioned conjugated polymer and a solvent having the following composition and characteristics.

溶媒は、単一または混合溶媒であり、前記単一または混合溶媒の粘度が5〜40cPであり、前記単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有する。 The solvent is a single or mixed solvent, the single or mixed solvent has a viscosity of 5-40 cP, and the single or mixed solvent has a boiling point of 150 to 290 ° C. or a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa. Contains a solvent.

単一または混合溶媒の粘度とは、溶媒が単一成分である場合はそのものの粘度を指し、2種類以上の溶媒からなる混合溶媒の場合はその混合溶媒の粘度を指す。 The viscosity of a single solvent or a mixed solvent refers to the viscosity of the solvent itself when the solvent is a single component, and refers to the viscosity of the mixed solvent when the solvent is a mixed solvent consisting of two or more kinds of solvents.

単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有するとは、溶媒が単一成分である場合はそのものの沸点または蒸気圧が上記範囲であることを指し、2種類以上の溶媒からなる混合溶媒の場合は、各溶媒のうち少なくとも一つの沸点または蒸気圧が上記範囲であることを指す。 When a single or mixed solvent contains a solvent having a boiling point of 150 to 290 ° C. or a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa, the boiling point or vapor pressure of the solvent itself is in the above range when the solvent is a single component. In the case of a mixed solvent composed of two or more kinds of solvents, it means that at least one boiling point or vapor pressure of each solvent is in the above range.

単一または混合溶媒の粘度が5〜40cPであることで、インクジェットによる塗布でのサテライトの発生を抑制し、かつ、塗布位置の精度を向上させることができる。単一または混合溶媒の粘度は、より好ましくは5〜20cP、さらに好ましくは7〜13cPである。本発明で用いられる単一または混合溶媒の粘度は、コーンプレート型粘度計を用い、25℃にて測定された値である。粘度の測定方法は後述する。なお、単一または混合溶媒にCNT複合体を分散させて作製されるCNT分散液の粘度は、通常、用いられる溶媒の粘度と同程度である。 When the viscosity of the single or mixed solvent is 5 to 40 cP, it is possible to suppress the generation of satellites in the coating by inkjet and improve the accuracy of the coating position. The viscosity of the single or mixed solvent is more preferably 5 to 20 cP, even more preferably 7 to 13 cP. The viscosity of the single or mixed solvent used in the present invention is a value measured at 25 ° C. using a cone plate type viscometer. The method for measuring the viscosity will be described later. The viscosity of the CNT dispersion liquid prepared by dispersing the CNT complex in a single solvent or a mixed solvent is usually about the same as the viscosity of the solvent used.

粘度が5〜40cPである単一溶媒の具体例としては、安息香酸ベンジル、α―テトラロン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、1−メトキシナフタレン、o−アニス酸メチル、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、フェニルジグリコール、N−オクチルピロリドン、N−シクロヘキシルピロリドン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリアセチンなどが挙げられる。 また、単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有することで、インクジェットヘッドの塗出口にてCNT分散液が乾燥することによるインクジェットヘッド詰まりを回避でき、また、基材上に吐出したCNT分散液を乾燥工程により乾燥させることができる。上記沸点は、より好ましくは170〜270℃である。上記蒸気圧は、より好ましくは1.1〜400Paである。なお、上記蒸気圧は20℃における値である。 Specific examples of a single solvent having a viscosity of 5 to 40 cP include benzyl benzoate, α-tetralone, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, 1-methoxynaphthalene, methyl o-anisate, benzyl alcohol, and ethylene glycol monophenyl. Examples thereof include ether, propylene glycol monophenyl ether, phenyldiglycol, N-octylpyrrolidone, N-cyclohexylpyrrolidone, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether and triacetin. Further, the single or mixed solvent contains a solvent having a boiling point of 150 to 290 ° C. or a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa, so that the CNT dispersion liquid dries at the coating port of the inkjet head. Clogging can be avoided, and the CNT dispersion liquid discharged onto the substrate can be dried by a drying step. The boiling point is more preferably 170 to 270 ° C. The vapor pressure is more preferably 1.1 to 400 Pa. The vapor pressure is a value at 20 ° C.

沸点または蒸気圧が上記範囲となる溶媒の具体例としては、例えば、4−クロロトルエン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、1−ブロモ−2−クロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、2,3−ジクロロトルエン、1−クロロナフタレン、3−フェノキシトルエン、ベラトロール、α―テトラロン、フタル酸ジメチル、1−メトキシナフタレン、o−アニス酸メチル、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、フェニルジグリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリアセチン、テルピネオールなどが挙げられる。 また、混合溶媒としたとき、該混合溶媒はハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中5重量%以上含有することが好ましい。ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中5重量%以上含有することで、溶媒の極性および粘度を好ましい範囲に調整しやすくなる。また、ハロゲン系芳香族溶媒はCNTとの相性が良く、CNT分散性も向上できる。より好ましくは、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中5重量%以上50重量%以下、さらに好ましくは、15重量%以上35重量%以下含有することである。 Specific examples of solvents having a boiling point or vapor pressure in the above range include, for example, 4-chlorotoluene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, 1-bromo-2-chlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, and the like. 2,3-Dichlorotoluene, 1-chloronaphthalene, 3-phenoxytoluene, veratrol, α-tetralone, dimethyl phthalate, 1-methoxynaphthalene, methyl o-anisate, benzyl alcohol, ethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol mono Examples thereof include phenyl ether, phenyl diglycol, diethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol methyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triacetin and terpineol. When used as a mixed solvent, the mixed solvent preferably contains 5% by weight or more of a halogen-based aromatic solvent in the total solvent. By containing 5% by weight or more of the halogen-based aromatic solvent in the total solvent, it becomes easy to adjust the polarity and viscosity of the solvent in a preferable range. In addition, the halogen-based aromatic solvent has good compatibility with CNTs and can improve CNT dispersibility. More preferably, the halogen-based aromatic solvent is contained in the total solvent in an amount of 5% by weight or more and 50% by weight or less, more preferably 15% by weight or more and 35% by weight or less.

ハロゲン系芳香族溶媒としては、例えば、クロロベンゼン、4−クロロトルエン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、1−ブロモ−2−クロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、2,3−ジクロロトルエン、1−クロロナフタレンなどが挙げられる。 Examples of the halogen-based aromatic solvent include chlorobenzene, 4-chlorotoluene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, 1-bromo-2-chlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, and 2,3-dichlorotoluene. , 1-chloronaphthalene and the like.

ハロゲン系芳香族溶媒と他の溶媒との混合溶媒で上記粘度範囲とする場合、当該他の溶媒としては、例えば、安息香酸ベンジル、ベラトロール、α―テトラロン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、1−メトキシナフタレン、o−アニス酸メチル、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、フェニルジグリコール、N−オクチルピロリドン、N−シクロヘキシルピロリドン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリアセチンなどが挙げられる。中でも他の溶媒としては、芳香族溶媒やテルペン系溶媒であることが好ましい。該溶媒は本発明の共役系重合体との相性が特によく、CNT分散性を向上できる。好ましいものは例えば、安息香酸ベンジル、α―テトラロン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、1−メトキシナフタレン、o−アニス酸メチル、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、フェニルジグリコール、テルピネオールなどが挙げられる。 When the above viscosity range is obtained with a mixed solvent of a halogen-based aromatic solvent and another solvent, the other solvent includes, for example, benzyl benzoate, veratrol, α-tetralone, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, 1-. Ethylenenaphthalene, methyl o-anisate, benzyl alcohol, ethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, phenyldiglycol, N-octylpyrrolidone, N-cyclohexylpyrrolidone, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene Glycol monobutyl ether, triacetin and the like can be mentioned. Among them, the other solvent is preferably an aromatic solvent or a terpene solvent. The solvent is particularly compatible with the conjugated polymer of the present invention and can improve the CNT dispersibility. Preferred are, for example, benzyl benzoate, α-tetralone, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, 1-methoxynaphthalene, methyl o-anisate, benzyl alcohol, ethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, phenyldiglycol. , Terpineol, etc.

より具体的な例としては、例えば、フタル酸ジメチル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%(粘度7.8cP)、エチレングリコールモノフェニルエーテル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%(粘度8.5cP)、プロピレングリコールモノフェニルエーテル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%(粘度9.6cP)、エチレングリコールモノフェニルエーテル/1−クロロナフタレン=75重量%/25重量%(粘度13.7cP)、フェニルジグリコール/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%(粘度12.8cP)、フェニルジグリコール/o−ジクロロベンゼン=90重量%/10重量%(粘度21.8cP)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%(粘度6.7cP)、N−シクロヘキシルピロリドン/o−ジクロロベンゼン=90重量%/10重量%(粘度9.0cP)、テルピネオール/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%(粘度8.9cP)などが挙げられる。 More specific examples include, for example, dimethyl phthalate / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight (viscosity 7.8 cP), ethylene glycol monophenyl ether / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight. % (Viscosity 8.5 cP), propylene glycol monophenyl ether / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight (viscosity 9.6 cP), ethylene glycol monophenyl ether / 1-chloronaphthalene = 75% by weight / 25% by weight % (Viscosity 13.7 cP), phenyldiglycol / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight (viscosity 12.8 cP), phenyldiglycol / o-dichlorobenzene = 90% by weight / 10% by weight (viscosity 21) .8 cP), triethylene glycol monobutyl ether / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight (viscosity 6.7 cP), N-cyclohexylpyrrolidone / o-dichlorobenzene = 90% by weight / 10% by weight (viscosity 9. 0 cP), terpineol / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight (viscosity 8.9 cP) and the like.

<半導体素子>
本発明の実施の形態に係る半導体素子の製造方法により得られる半導体素子は、基材と、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極と、上記ソース電極およびドレイン電極と接する半導体層と、上記半導体層を上記ゲート電極と絶縁するゲート絶縁層と、を備えた半導体素子であって、上記半導体層は、本発明のCNT分散液を用いて形成され、CNTの表面の少なくとも一部に一般式(1)で表される側鎖を有する共役系重合体が付着したCNT複合体を含有する。
<Semiconductor element>
The semiconductor element obtained by the method for manufacturing a semiconductor element according to the embodiment of the present invention includes a base material, a source electrode, a drain electrode and a gate electrode, a semiconductor layer in contact with the source electrode and the drain electrode, and the semiconductor layer. A semiconductor device including a gate insulating layer that insulates the gate electrode. The semiconductor layer is formed by using the CNT dispersion liquid of the present invention, and is formed on at least a part of the surface of the CNT by the general formula (1). It contains a CNT complex to which a conjugate semiconductor having a side chain represented by is attached.

図1は、半導体素子の第一の例を示す模式断面図である。絶縁性の基材1の上に形成されるゲート電極2と、それを覆うゲート絶縁層3と、その上に設けられるソース電極5およびドレイン電極6と、それらの電極の間に設けられる半導体層4と、を有する。半導体層4は、CNT複合体7を含む。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first example of a semiconductor device. A gate electrode 2 formed on an insulating base material 1, a gate insulating layer 3 covering the gate electrode 2, a source electrode 5 and a drain electrode 6 provided on the gate electrode 2, and a semiconductor layer provided between the electrodes. 4 and. The semiconductor layer 4 includes a CNT complex 7.

この構造は、ゲート電極が半導体層の下側に配置され、半導体層の下面にソース電極およびドレイン電極が配置される、いわゆるボトムゲート・ボトムコンタクト構造である。 This structure is a so-called bottom gate / bottom contact structure in which the gate electrode is arranged on the lower side of the semiconductor layer and the source electrode and the drain electrode are arranged on the lower surface of the semiconductor layer.

図2は、半導体素子の第二の例を示す模式断面図である。絶縁性の基材1の上に形成されるゲート電極2と、それを覆うゲート絶縁層3と、その上に設けられる半導体層4と、その上に形成されるソース電極5およびドレイン電極6と、を有する。半導体層4は、CNT複合体7を含む。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second example of the semiconductor element. A gate electrode 2 formed on an insulating base material 1, a gate insulating layer 3 covering the gate electrode 2, a semiconductor layer 4 provided on the gate electrode 2, a source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the gate electrode 5 Has. The semiconductor layer 4 includes a CNT complex 7.

この構造は、ゲート電極が半導体層の下側に配置され、半導体層の上面にソース電極およびドレイン電極が配置される、いわゆるボトムゲート・トップコンタクト構造である。 This structure is a so-called bottom gate top contact structure in which the gate electrode is arranged on the lower side of the semiconductor layer and the source electrode and the drain electrode are arranged on the upper surface of the semiconductor layer.

半導体素子の構造はこれらに限定されるものではない。また、以下の説明は、特に断りのない限り、半導体素子の構造によらず共通する。 The structure of the semiconductor element is not limited to these. Further, the following description is common regardless of the structure of the semiconductor element unless otherwise specified.

(基材)
基材は、少なくとも電極系が配置される面が絶縁性を備える基材であれば、いかなる材質のものでもよい。基材としては、例えば、シリコンウエハ、ガラス、サファイア、アルミナ焼結体等の無機材料からなる基材;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からなる基材が好ましい。
(Base material)
The base material may be any material as long as at least the surface on which the electrode system is arranged has an insulating property. Examples of the base material include a base material made of an inorganic material such as a silicon wafer, glass, sapphire, and an alumina sintered body; polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polysiloxane, and polyvinylphenol (PVP). , Polyester, Polycarbonate, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyethylene, Polyphenylene sulfide, Polyparaxylene and other organic materials are preferred.

(電極)
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に用いられる材料は、一般的に電極として使用されうる導電材料であれば、いかなるものでもよい。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、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との錯体など;ヨウ素などのドーピングにより導電率を向上させた導電性ポリマーなど;炭素材料など;および有機成分と導電体とを含有する材料など、が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(electrode)
The material used for the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode may be any conductive material that can be generally used as an electrode. For example, conductive metal oxides such as tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO); platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc, aluminum, indium, chromium, lithium, sodium, potassium, cesium, Metals such as calcium, magnesium, palladium, molybdenum, amorphous silicon, and polysilicon and their alloys; inorganic conductive substances such as copper iodide and copper sulfide; polythiophene, polypyrrole, polyaniline; Complexes and the like; conductive polymers whose conductivity has been improved by doping with iodine and the like; carbon materials and the like; and materials containing organic components and conductors, etc., but are not limited thereto.

中でも、電極の柔軟性が増し、屈曲時にも基材およびゲート絶縁層との密着性が良く、配線および半導体層との電気的接続が良好となる点から、電極は、有機成分と導電体を含有することが好ましい。 Above all, the electrode is made of an organic component and a conductor because the flexibility of the electrode is increased, the adhesion between the base material and the gate insulating layer is good even when the electrode is bent, and the electrical connection with the wiring and the semiconductor layer is good. It is preferable to contain it.

導電体としては、一般的に電極として使用されうる導電材料であれば、いかなるものでもよいが、導電性粒子であることが好ましい。 The conductor may be any conductive material that can be generally used as an electrode, but conductive particles are preferable.

導電性粒子としては、金、銀、銅、ニッケル、錫、ビスマス、鉛、亜鉛、パラジウム、白金、アルミニウム、タングステン、モリブデンまたは炭素などが挙げられる。より好ましい東電整流子は、金、銀、銅、ニッケル、錫、ビスマス、鉛、亜鉛、パラジウム、白金、アルミニウムおよび炭素からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含有する導電性粒子である。 Examples of the conductive particles include gold, silver, copper, nickel, tin, bismuth, lead, zinc, palladium, platinum, aluminum, tungsten, molybdenum and carbon. More preferred TEPCO commutators are conductive particles containing at least one element selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, tin, bismuth, lead, zinc, palladium, platinum, aluminum and carbon.

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、コストおよび安定性の観点から、銀の粒子であることがより好ましい。 Among these, gold, silver, copper or platinum particles are preferable from the viewpoint of conductivity. Of these, silver particles are more preferable from the viewpoint of cost and stability.

電極の形成方法としては、特に制限はなく、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が挙げられる。また、電極の形成方法の別の例として、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。 The method for forming the electrode is not particularly limited, and examples thereof include methods using known techniques such as resistance heating vapor deposition, electron beam beam, sputtering, plating, CVD, ion plating coating, inkjet, and printing. Further, as another example of the electrode forming method, a paste containing an organic component and a conductor is immersed in 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, and a dipping method. Examples thereof include a method of applying the paste onto an insulating substrate by a known technique such as a pulling method, and drying the paste using an oven, a hot plate, infrared rays, or the like to form the paste.

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することで、パターンを形成してもよい。 Further, as a method for forming the electrode pattern, the electrode thin film produced by the above method may be patterned into a desired shape by a known photolithography method or the like, or may be desired at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. A pattern may be formed through a mask of the shape.

(ゲート絶縁層)
ゲート絶縁層に用いられる材料は、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、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、ポリビニルフェノール(PVP)等の有機高分子材料;あるいは無機材料粉末と有機材料の混合物を挙げることができる。
中でもケイ素と炭素の結合を含む有機化合物を含むものが好ましい。
(Gate insulating layer)
The material used for the gate insulating layer is not particularly limited, but is an inorganic material such as silicon oxide and alumina; organic highs such as polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polysiloxane, and polyvinylphenol (PVP). Molecular materials; or mixtures of inorganic material powders and organic materials can be mentioned.
Of these, those containing an organic compound containing a bond between silicon and carbon are preferable.

ケイ素と炭素の結合を含む有機化合物としては、シラン化合物、エポキシ基含有シラン化合物、これらの縮合物またはこれらを共重合成分とするポリシロキサン等が挙げられる。これらの中でも、絶縁性が高く、低温硬化が可能である観点から、ポリシロキサンがより好ましい。 Examples of the organic compound containing a bond between silicon and carbon include a silane compound, an epoxy group-containing silane compound, a condensate thereof, or a polysiloxane containing these as a copolymerization component. Among these, polysiloxane is more preferable from the viewpoint of high insulating property and low-temperature curing.

ゲート絶縁層は、さらに、金属原子と酸素原子との結合を含む金属化合物や、無機粒子が結合したポリマーを含有していてもよい。 The gate insulating layer may further contain a metal compound containing a bond between a metal atom and an oxygen atom, or a polymer in which inorganic particles are bonded.

ゲート絶縁層の作製方法は、特に制限はないが、例えば、絶縁層を形成する材料を含む組成物を基板に塗布し、乾燥することで得られたコーティング膜を、必要に応じ熱処理する方法が挙げられる。塗布方法としては、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、インクジェット法などの公知の塗布方法が挙げられる。コーティング膜の熱処理の温度としては、100〜300℃の範囲にあることが好ましい。 The method for producing the gate insulating layer is not particularly limited, but for example, a method of applying a composition containing a material for forming an insulating layer to a substrate and drying the coating film to be heat-treated, if necessary. Can be mentioned. 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 coater method, mold method, printing transfer method, immersion pulling method, and inkjet method. The temperature of the heat treatment of the coating film is preferably in the range of 100 to 300 ° C.

ゲート絶縁層は、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複数の絶縁層を形成しても構わない。 The gate insulating layer may be a single layer or a plurality of layers. Further, one layer may be formed from a plurality of insulating materials, or a plurality of insulating materials may be laminated to form a plurality of insulating layers.

(半導体層)
半導体層は、本発明のCNT分散液を用いて形成され、CNTの表面の少なくとも一部に一般式(1)で表される側鎖を有する共役系重合体が付着したCNT複合体を含有する。半導体層は電気特性を阻害しない範囲であれば、さらに有機半導体や絶縁性材料を含んでもよい。
(Semiconductor layer)
The semiconductor layer is formed by using the CNT dispersion liquid of the present invention, and contains a CNT composite in which a conjugated polymer having a side chain represented by the general formula (1) is attached to at least a part of the surface of the CNT. .. The semiconductor layer may further contain an organic semiconductor or an insulating material as long as it does not impair the electrical characteristics.

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、塗布法を用いることが好ましい。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、インクジェット法などを好ましく用いることができる。これらの中から、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することが好ましい。中でも回路形成に向けては、上述の理由の通り、インクジェットによる塗布が特に好ましい。また、形成した塗膜に対して、大気下、減圧下または窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、アニーリング処理を行ってもよい。 As a method for forming the semiconductor layer, a dry method such as resistance heating vapor deposition, electron beam, sputtering, or CVD can be used, but the coating method should be used from the viewpoint of manufacturing cost and compatibility with a large area. Is preferable. Specifically, 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 dipping pulling method, an inkjet method and the like can be preferably used. From these, it is preferable to select a coating method according to the coating film characteristics to be obtained, such as coating film thickness control and orientation control. Above all, for circuit formation, as described above, coating by inkjet is particularly preferable. Further, the formed coating film may be annealed in the atmosphere, under reduced pressure, or under the atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.

(第2絶縁層)
第2絶縁層は、半導体層に対してゲート絶縁層と反対側に形成される。半導体層に対してゲート絶縁層と反対側とは、例えば、半導体層の下側にゲート絶縁層を有する場合は、半導体層の上側を指す。第2絶縁層を形成することにより、半導体素子特性の調整や半導体層の保護が可能となる。
(Second insulating layer)
The second insulating layer is formed on the side opposite to the gate insulating layer with respect to the semiconductor layer. The side opposite to the gate insulating layer with respect to the semiconductor layer refers to, for example, the upper side of the semiconductor layer when the gate insulating layer is provided below the semiconductor layer. By forming the second insulating layer, it is possible to adjust the characteristics of the semiconductor element and protect the semiconductor layer.

図3は、本発明の実施の形態に係る半導体素子の第三の例を示す模式断面図である。絶縁性の基材1の上に形成されるゲート電極2と、それを覆うゲート絶縁層3と、その上に設けられるソース電極5およびドレイン電極6と、それらの電極の間に設けられる半導体層4と、半導体層を覆う第2絶縁層8と、を有する。半導体層4は、CNT複合体7を含む。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a third example of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. A gate electrode 2 formed on an insulating base material 1, a gate insulating layer 3 covering the gate electrode 2, a source electrode 5 and a drain electrode 6 provided on the gate electrode 2, and a semiconductor layer provided between the electrodes. It has 4 and a second insulating layer 8 that covers the semiconductor layer. The semiconductor layer 4 includes a CNT complex 7.

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、アルミナなどの無機材料;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、ポリアクリロニトリル、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、ポリノルボルネン、ポリスチレン、ポリカーボネートおよびこれらの誘導体、ポリアクリル酸誘導体、ポリメタクリル酸誘導体などの有機高分子材料;あるいは無機材料粉末と有機高分子材料の混合物や有機低分子材料と有機高分子材料の混合物が挙げられる。 The material used for the second insulating layer is not particularly limited, but specifically, an inorganic material such as silicon oxide or alumina; polyimide or its derivative, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile. , Polysiloxane and its derivatives, polyvinylphenol and its derivatives, polynorbornene, polystyrene, polycarbonate and their derivatives, polyacrylic acid derivatives, polymethacrylic acid derivatives and other organic polymer materials; or inorganic material powders and organic polymer materials Examples thereof include a mixture or a mixture of an organic low molecular weight material and an organic high molecular weight material.

また第2絶縁層は、アミド系化合物、イミド系化合物、ウレア系化合物、アミン系化合物、イミン系化合物、アニリン系化合物、ニトリル系化合物、アルキルホスフィン系化合物などの電子供与性化合物を含有していても良い。電子供与性とは、ある化合物が別の化合物へ電子を供与する能力のことである。電子供与性化合物は、電子供与する能力を有する化合物である。第2絶縁層にそのような電子供与性化合物が含まれることにより、通常はp型半導体特性を示すCNT−FETを、n型半導体特性を示す半導体素子へ転換できる。 The second insulating layer contains electron-donating compounds such as amide compounds, imide compounds, urea compounds, amine compounds, imine compounds, aniline compounds, nitrile compounds, and alkylphosphine compounds. Is also good. Electron donation is the ability of one compound to donate electrons to another compound. An electron donating compound is a compound having an electron donating ability. By including such an electron-donating compound in the second insulating layer, a CNT-FET that normally exhibits p-type semiconductor characteristics can be converted into a semiconductor element that exhibits n-type semiconductor characteristics.

第2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、ラミネート、スパッタリング、CVDなど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。塗布法では、第2絶縁層を形成するための材料を溶解させた組成物を塗布する工程を少なくとも含む。 The method for forming the second insulating layer is not particularly limited, and methods such as resistance heating vapor deposition, electron beam beam, lamination, sputtering, and CVD can be used, but from the viewpoint of manufacturing cost and compatibility with a large area. It is preferable to use the coating method. The coating method includes at least a step of coating a composition in which a material for forming a second insulating layer is dissolved.

また、形成した塗膜に対して、大気下、減圧下または窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でアニーリング処理や熱風乾燥を行ってもよい。 Further, the formed coating film may be subjected to an annealing treatment or hot air drying under an atmosphere, a reduced pressure, or an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.

(半導体素子の特性評価)
本発明の実施の形態に係る半導体素子では、ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流(ソース・ドレイン間電流)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。そして、半導体素子の移動度μ(cm/V・s)は、下記の(a)式を用いて算出することができる。
(Characteristic evaluation of semiconductor elements)
In the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the current flowing between the source electrode and the drain electrode (source-drain current) can be controlled by changing the gate voltage. Then, the mobility μ (cm 2 / V · s) of the semiconductor element can be calculated by using the following equation (a).

μ=(δId/δVg)L・D/(W・εr・ε・Vsd)X10000 (a)
ただしIdはソース・ドレイン間電流(A)、Vsdはソース・ドレイン間電圧(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)、εr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)、δは該当の物理量の変化量を示す。
μ = (δId / δVg) L · D / (W · εr · ε · Vsd) X10000 (a)
However, 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), εr is the relative permittivity of the gate insulating layer, ε is the permittivity of the vacuum (8.85 × 10-12 F / m), and δ is the amount of change in the corresponding physical quantity.

(半導体素子の製造方法)
本発明の実施の形態に係る半導体素子の製造方法は、特に制限はないが、本発明のCNT分散液を用いて塗布法により半導体層を形成する工程を含むことが好ましい。半導体層の形成方法については上述の通りであり、塗布法としてはインクジェット法が好ましい。
(Manufacturing method of semiconductor element)
The method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but preferably includes a step of forming a semiconductor layer by a coating method using the CNT dispersion liquid of the present invention. The method for forming the semiconductor layer is as described above, and the inkjet method is preferable as the coating method.

(半導体素子の適用可能性)
本発明の実施の形態に係る半導体素子は、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 semiconductor devices)
The semiconductor element according to the embodiment 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>
次に、本発明のCNT分散液を用いて形成された半導体素子を含有する無線通信装置について説明する。この無線通信装置は、例えば商品タグ、万引き防止タグ、各種チケットやスマートカードのような、無線電波を用いて情報の通信を行う装置である。
<Wireless communication device>
Next, a wireless communication device containing a semiconductor element formed by using the CNT dispersion liquid of the present invention will be described. This wireless communication device is a device that communicates information using wireless radio waves, such as a product tag, a shoplifting prevention tag, various tickets, and a smart card.

無線通信装置は、上述の半導体素子と、アンテナと、を少なくとも有するものである。本発明の実施の形態に係る無線通信装置の、より具体的な構成としては、例えば、図4に示すようなものが挙げられる。これは、アンテナ50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と、上記変調波信号を復調して制御回路へ送る復調回路と、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と、復調回路で復調されたデータの記憶回路への書込み、および記憶回路からデータを読み出して変調回路への送信を行う制御回路と、で構成され、各回路部が電気的に接続されている。上記電源生成部、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つ以上は本発明の実施の形態にかかる半導体素子を含み、さらにコンデンサ、抵抗素子、ダイオードを含んでいても良い。なお、上記記憶回路は、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。上記電源生成部は、コンデンサと、ダイオードとから構成される。 The wireless communication device includes at least the above-mentioned semiconductor element and an antenna. As a more specific configuration of the wireless communication device according to the embodiment of the present invention, for example, the one shown in FIG. 4 can be mentioned. This is sent from a power generation unit that rectifies an externally modulated wave signal received by the antenna 50 and supplies power to each unit, a demodulation circuit that demodulates the modulated wave signal and sends it to a control circuit, and a control circuit. It consists of a modulation circuit that modulates the data and sends it to the antenna, a control circuit that writes the demodulated data in the demodulation circuit to the storage circuit, and a control circuit that reads the data from the storage circuit and sends it to the modulation circuit. Each circuit unit is electrically connected. 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 semiconductor element according to the embodiment of the present invention, and may further include a capacitor, a resistance element, and a diode. .. The storage circuit is further provided with 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). It may have a part. 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、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、形状は特に限定はされない。また、上記の各構成要素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。各構成要素の接続方法も、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い。各構成要素の接続部の幅や厚みは、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 the above components may be any conductive material that can be generally used. The connection method of each component may be any method as long as it can be electrically conductive. The width and thickness of the connection portion of each component are arbitrary.

本発明の実施の形態に係る無線通信装置の製造方法は、特に制限はないが、本発明のCNT分散液を用いて塗布法により半導体層を形成して半導体素子を形成する工程を含むことが好ましい。半導体素子の形成方法については上述の通りであり、塗布法としてはインクジェット法が好ましい。 The method for manufacturing the wireless communication device according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but may include a step of forming a semiconductor layer by a coating method using the CNT dispersion liquid of the present invention to form a semiconductor element. preferable. The method for forming the semiconductor element is as described above, and the inkjet method is preferable as the coating method.

<商品タグ>
上記無線通信装置の用途は特に制限はないが、例えば商品タグへ適用することができる。商品タグとしては公知のものを用いることができ、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とを有しているものが挙げられる。識別情報返信機能を備えた商品タグに適用すれば、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る。それゆえ、バーコードでの識別と比較して、決済処理の容易化や迅速化を図ることができる。
<Product tag>
The use of the wireless communication device is not particularly limited, but can be applied to, for example, a product tag. As the product tag, a known one can be used, and examples thereof include a tag having a substrate and the wireless communication device coated with the substrate. When applied to a product tag having an identification information reply function, it is possible to identify a large number of products at the same time in a non-contact manner at a product checkout register. Therefore, it is possible to facilitate and speed up the payment process as compared with the identification by the barcode.

また、例えば、商品の会計の際に、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)端末に送信することが可能である。この機能により、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をすることもできるため、在庫管理の容易化や迅速化を図ることができる。 Further, for example, at the time of accounting for a product, the reader / writer can transmit the product information read from the product tag to a POS (Point of sale system) terminal. With this function, it is possible to register the sale of a product specified by the product information on the POS terminal, so that inventory management can be facilitated and speeded up.

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して解釈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 construed as being limited to the following examples.

<溶媒の粘度>
溶媒の粘度は、粘度計(東機産業(株)製RE110L型)を用いて測定した。なお、測定温度は25℃、溶媒の粘度が0.6cP以上6cP以下では回転数100rpm、6cPより大きく12cP以下では回転数50rpm、12cPより大きく30cP以下では回転数20rpm、30cPより大きく60cP以下では回転数10rpmとして測定し、3回の測定結果の平均値を溶媒の粘度とした。
<Solvent viscosity>
The viscosity of the solvent was measured using a viscometer (RE110L type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). When the measurement temperature is 25 ° C. and the viscosity of the solvent is 0.6 cP or more and 6 cP or less, the rotation speed is 100 rpm. The measurement was performed at several tens of rpm, and the average value of the results of the three measurements was taken as the viscosity of the solvent.

<CNTの分散性>
CNTの分散性は、以下のように評価した。CNT分散液を孔径10μmメンブレンフィルターでの濾過し、濾過前後のCNT分散液の濃度減少率が0%以上15%以下をA、15%より大きく30%以下をB、30%より大きく50%以下をC、50%より大きく100%以下をDとした。
<Dispersibility of CNT>
The dispersibility of CNT was evaluated as follows. The CNT dispersion liquid is filtered with a membrane filter having a pore size of 10 μm, and the concentration reduction rate of the CNT dispersion liquid before and after filtration is A for 0% or more and 15% or less, B for more than 15% and 30% or less, and 50% or less for more than 30%. Was C, and D was greater than 50% and 100% or less.

<インクジェット塗布性>
インクジェット塗布性は、以下のように評価した。インクジェット装置(東レエンジニアリング(株)製)を用いて、CNT分散液を吐出し、サテライトの数が0個をA、1〜3個をB、4個以上をCとし、塗布位置精度が20μm以内の場合をA、20μmより大きく30μm以内の場合をB、30μmより大きく50μm以内の場合をC、50μmより大きい場合をDとした。なお、例えば「塗布位置精度が20μm」とは、狙いのパターン30箇所にそれぞれインクジェット塗布し、狙いの着弾位置と実際の着弾位置の距離をそれぞれ計測し、その平均値が20μmであることをいう。
<Inkjet coating property>
The inkjet coatability was evaluated as follows. Using an inkjet device (manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.), the CNT dispersion liquid is discharged, the number of satellites is A for 0, B for 1-3, and C for 4 or more, and the coating position accuracy is within 20 μm. Was A, the case of more than 20 μm and less than 30 μm was B, the case of more than 30 μm and less than 50 μm was C, and the case of larger than 50 μm was D. For example, "coating position accuracy of 20 μm" means that the target pattern is coated with inkjet at 30 locations, the distance between the target landing position and the actual landing position is measured, and the average value is 20 μm. ..

<移動度>
移動度は、以下のように評価した。CNT分散液を用いて半導体素子を作製し、その半導体素子について、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。
<Mobility>
The mobility was evaluated as follows. A semiconductor element was manufactured using the CNT dispersion liquid, and the source-drain current (Id) -source-drain voltage (Vsd) characteristics of the semiconductor element were measured when the gate voltage (Vg) was changed. 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. The mobility of the linear region was determined from the change in the value of Id at Vsd = + 5V when the value was changed from Vg = +30 to −30V.

<CNT分散液の作製例>
CNT分散液の作製例1;CNT分散液A
前記の[10]で表される共役系重合体5.0mg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40%で2時間超音波撹拌し、CNT分散液1(溶媒に対するCNT複合体濃度1.0g/L)を得た。次に、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、上記CNT分散液1のろ過を行った。得られた濾液に、1−メトキシナフタレン(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、CNT分散液2を得た。CNT分散液2の1mLに、3mLの1−メトキシナフタレンを加え、CNT分散液A(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)とした。溶媒の粘度は5.8cPだった。
<Example of preparation of CNT dispersion liquid>
Production Example 1 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid A
1.0 mg of CNT (manufactured by CNI, single-walled CNT, purity 95%) is added to a solution of 5.0 mg of the conjugated polymer represented by [10] in 10 mL of chloroform, and the ultrasonic homogenizer is cooled with ice. (VCX-500 manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) was ultrasonically stirred at an output of 40% for 2 hours to obtain CNT dispersion solution 1 (CNT complex concentration 1.0 g / L with respect to solvent). Next, the CNT dispersion liquid 1 was filtered using a membrane filter (pore diameter 10 μm, diameter 25 mm, omnipore membrane manufactured by Millipore). After adding 5 mL of 1-methoxynaphthalene (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 to obtain a CNT dispersion liquid 2. .. 3 mL of 1-methoxynaphthalene was added to 1 mL of the CNT dispersion liquid 2 to obtain CNT dispersion liquid A (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent). The viscosity of the solvent was 5.8 cP.

CNT分散液の作製例2;CNT分散液B
1−メトキシナフタレンの代わりにα−テトラロンを用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液B(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は7.2cPだった。
Production Example 2 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid B
A CNT dispersion liquid B (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained in the same manner as in the above-mentioned preparation example of the CNT dispersion liquid A except that α-tetralone was used instead of 1-methoxynaphthalene. .. The viscosity of the solvent was 7.2 cP.

CNT分散液の作製例3;CNT分散液C
1−メトキシナフタレンの代わりにフタル酸ジメチル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液C(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は7.8cPだった。
Production Example 3 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid C
The CNT dispersion liquid C is similar to the above-mentioned preparation example of the CNT dispersion liquid A, except that a mixed solvent of dimethyl phthalate / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight is used instead of 1-methoxynaphthalene. (Concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained. The viscosity of the solvent was 7.8 cP.

CNT分散液の作製例4;CNT分散液D
1−メトキシナフタレンの代わりにエチレングリコールモノフェニルエーテル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液D(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は8.5cPだった。
Production Example 4 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid D
CNT dispersion in the same manner as in the above-mentioned preparation example of CNT dispersion liquid A, except that a mixed solvent of ethylene glycol monophenyl ether / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight was used instead of 1-methoxynaphthalene. Liquid D (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 8.5 cP.

CNT分散液の作製例5;CNT分散液E
1−メトキシナフタレンの代わりにプロピレングリコールモノフェニルエーテル/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液E(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 5 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid E
CNT dispersion in the same manner as in the above-mentioned preparation example of CNT dispersion liquid A, except that a mixed solvent of propylene glycol monophenyl ether / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight was used instead of 1-methoxynaphthalene. Liquid E (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例6;CNT分散液F
1−メトキシナフタレンの代わりにフェニルジグリコール/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液F(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は12.8cPだった。
Production Example 6 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid F
The CNT dispersion liquid F is similar to the above-mentioned preparation example of the CNT dispersion liquid A, except that a mixed solvent of phenyldiglycol / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight is used instead of 1-methoxynaphthalene. (Concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained. The viscosity of the solvent was 12.8 cP.

CNT分散液の作製例7;CNT分散液G
1−メトキシナフタレンの代わりにフェニルジグリコール/o−ジクロロベンゼン=83重量%/17重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液G(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は15.5cPだった。
Production Example 7 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid G
The CNT dispersion liquid G was similar to the above-mentioned preparation example of the CNT dispersion liquid A, except that a mixed solvent of phenyldiglycol / o-dichlorobenzene = 83% by weight / 17% by weight was used instead of 1-methoxynaphthalene. (Concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained. The viscosity of the solvent was 15.5 cP.

CNT分散液の作製例8;CNT分散液H
1−メトキシナフタレンの代わりにフェニルジグリコール/o−ジクロロベンゼン=90重量%/10重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液H(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は21.8cPだった。
Production Example 8 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid H
The CNT dispersion liquid H is similar to the above-mentioned preparation example of the CNT dispersion liquid A, except that a mixed solvent of phenyldiglycol / o-dichlorobenzene = 90% by weight / 10% by weight is used instead of 1-methoxynaphthalene. (Concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained. The viscosity of the solvent was 21.8 cP.

CNT分散液の作製例9;CNT分散液I
1−メトキシナフタレンの代わりにテルピネオール/o−ジクロロベンゼン=75重量%/25重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液I(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は8.9cPだった。
Preparation Example 9 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid I
CNT dispersion I (solvent) was used in the same manner as in the above-mentioned preparation example of CNT dispersion A, except that a mixed solvent of terpineol / o-dichlorobenzene = 75% by weight / 25% by weight was used instead of 1-methoxynaphthalene. The CNT complex concentration was 0.03 g / L). The viscosity of the solvent was 8.9 cP.

CNT分散液の作製例10;CNT分散液J
1−メトキシナフタレンの代わりにテルピネオール/1−クロロナフタレン=95重量%/5重量%の混合溶媒を用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液J(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は34.9cPだった。
Preparation Example 10 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid J
CNT dispersion J (solvent) was used in the same manner as in the above-mentioned preparation example of CNT dispersion A, except that a mixed solvent of terpineol / 1-chloronaphthalene = 95% by weight / 5% by weight was used instead of 1-methoxynaphthalene. The CNT complex concentration was 0.03 g / L). The viscosity of the solvent was 34.9 cP.

CNT分散液の作製例11;CNT分散液K
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[1]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液K(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Preparation Example 11 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid K
Similar to the production example of the CNT dispersion liquid E, CNTs are used in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [1] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. Dispersion K (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例12;CNT分散液L
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[2]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液L(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Preparation Example 12 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid L
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [2] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. A dispersion L (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例13;CNT分散液M
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[3]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液M(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 13 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid M
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [3] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. A dispersion M (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例14;CNT分散液N
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[4]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液N(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Preparation Example 14 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid N
Similar to the production example of the CNT dispersion liquid E, CNTs are used in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [4] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. A dispersion N (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例15;CNT分散液O
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[5]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液O(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Preparation Example 15 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid O
Similar to the production example of the CNT dispersion liquid E, CNTs are used in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [5] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. The dispersion O (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例16;CNT分散液P
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[6]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液P(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 16 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid P
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by [6] is used instead of the conjugated polymer represented by [10]. The dispersion P (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例17;CNT分散液Q
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[8]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液Q(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 17 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid Q
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [8] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. The dispersion Q (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例18;CNT分散液R
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[9]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液R(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 18 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid R
Similar to the production example of the CNT dispersion liquid E, CNTs are used in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by the above [9] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10]. A dispersion R (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例19;CNT分散液S
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[13]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液S(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 19 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid S
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by [13] is used instead of the conjugated polymer represented by [10]. The dispersion S (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例20;CNT分散液T
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[12]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液T(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 20 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid T
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by [12] is used instead of the conjugated polymer represented by [10]. The dispersion T (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例21;CNT分散液U
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりに前記の[14]で表される共役系重合体を用いたこと以外は、上記CNT分散液Eの作製例と同様にして、CNT分散液U(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は9.6cPだった。
Production Example 21 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid U
CNTs are produced in the same manner as in the production example of the CNT dispersion liquid E, except that the conjugated polymer represented by [14] is used instead of the conjugated polymer represented by [10]. A dispersion U (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained. The viscosity of the solvent was 9.6 cP.

CNT分散液の作製例22;CNT分散液V
前記の[10]で表される共役系重合体の代わりにポリ−3−ヘキシルチオフェンを用い、1−メトキシナフタレンの代わりにo−ジクロロベンゼンを用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液V(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は1.3cPだった。
Production Example 22 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid V
Preparation of the CNT dispersion liquid A except that poly-3-hexylthiophene was used instead of the conjugated polymer represented by [10] and o-dichlorobenzene was used instead of 1-methoxynaphthalene. In the same manner as in the example, CNT dispersion V (concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained. The viscosity of the solvent was 1.3 cP.

CNT分散液の作製例23;CNT分散液W
o−ジクロロベンゼンの代わりにα−テトラロンを用いたこと以外は、上記CNT分散液Vの作製例と同様にして、CNT分散液W(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は7.2cPだった。
Production Example 23 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid W
The CNT dispersion liquid W (CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to the solvent) was obtained in the same manner as in the above-mentioned preparation example of the CNT dispersion liquid V except that α-tetralone was used instead of o-dichlorobenzene. .. The viscosity of the solvent was 7.2 cP.

CNT分散液の作製例24;CNT分散液X
1−メトキシナフタレンの代わりに1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンを用いたこと以外は、上記CNT分散液Aの作製例と同様にして、CNT分散液X(溶媒に対するCNT複合体濃度0.03g/L)を得た。溶媒の粘度は2.0cPだった。
Preparation Example 24 of CNT Dispersion Liquid; CNT Dispersion Liquid X
CNT dispersion liquid X (concentration of CNT complex with respect to solvent 0. 03 g / L) was obtained. The viscosity of the solvent was 2.0 cP.

<組成物の作製例>
組成物の作製例1;ゲート絶縁層溶液A
メチルトリメトキシシラン61.29g(0.45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(0.05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させた。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させた。その後、室温まで冷却し、固形分濃度26.0重量%のポリシロキサン溶液Aを得た。得られたポリシロキサンの分子量を上記の方法で測定したところ、重量平均分子量は6000であった。
<Example of preparation of composition>
Composition Example 1; Gate Insulating Layer Solution A
Methyltrimethoxysilane 61.29 g (0.45 mol), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 12.31 g (0.05 mol), and phenyltrimethoxysilane 99.15 g (0.5 mol) Mol) 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 hours, the internal temperature was raised to 90 ° C., and a component mainly composed of methanol produced as a by-product was distilled off. Then, 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. Then, the mixture was cooled to room temperature to obtain a polysiloxane solution A having a solid content concentration of 26.0% by weight. When the molecular weight of the obtained polysiloxane was measured by the above method, the weight average molecular weight was 6000.

得られたポリシロキサン溶液A10gと、アルミニウムビス(エチルアセトアセテート)モノ(2,4−ペンタンジオナート)(商品名「アルミキレートD」、川研ファインケミカル(株)製、以下アルミキレートDという)13.0gと、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(以下、PGMEAという)42.0gとを混合して、室温にて2時間撹拌し、ゲート絶縁層溶液Aを得た。本溶液中の上記ポリシロキサンの含有量は、アルミキレートD 100重量部に対して20重量部であった。 10 g of the obtained polysiloxane solution A and aluminum bis (ethylacetacetate) mono (2,4-pentanionate) (trade name "Aluminum chelate D", manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., hereinafter referred to as aluminum chelate D) 13 0.0 g and 42.0 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (hereinafter referred to as PGMEA) were mixed and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a gate insulating layer solution A. The content of the polysiloxane in this solution was 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of aluminum chelate D.

<半導体素子の作製例>
半導体素子の作製例1
図1に示す半導体素子を作製した。ガラス製の基板1(膜厚0.7mm)上に、抵抗加熱法により、マスクを通して、クロムを厚さ5nmおよび金を厚さ50nm真空蒸着し、ゲート電極2を形成した。次に、ゲート絶縁層溶液Aを上記基板上にスピンコート塗布(2000rpm×30秒)し、窒素気流下、200℃で1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、金を厚さ50nm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。次に、ソース電極5とドレイン電極6との間に、CNT分散液をインクジェット塗布し、窒素気流下、180℃で30分の熱処理を行い、半導体層4を形成した。こうして、半導体素子を得た。この半導体素子のソース・ドレイン電極の幅(チャネル幅)は200μm、ソース・ドレイン電極の間隔(チャネル長)は20μmとした。
<Example of manufacturing a semiconductor device>
Fabrication Example 1 of Semiconductor Device
The semiconductor device shown in FIG. 1 was manufactured. A gate electrode 2 was formed by vacuum-depositing chromium with a thickness of 5 nm and gold with a thickness of 50 nm on a glass substrate 1 (thickness 0.7 mm) through a mask by a resistance heating method. Next, the gate insulating layer solution A was spin-coated on the substrate (2000 rpm × 30 seconds) and heat-treated at 200 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream to form a gate insulating layer 3 having a film thickness of 600 nm. Next, gold was vacuum-deposited to a thickness of 50 nm through a mask by a resistance heating method to form a source electrode 5 and a drain electrode 6. Next, a CNT dispersion liquid was inkjet-coated between the source electrode 5 and the drain electrode 6 and heat-treated at 180 ° C. for 30 minutes under a nitrogen stream to form the semiconductor layer 4. In this way, a semiconductor element was obtained. The width (channel width) of the source / drain electrodes of this semiconductor element was set to 200 μm, and the distance between the source / drain electrodes (channel length) was set to 20 μm.

<実施例>
実施例1
CNT分散液Aを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はC、インクジェット塗布性はサテライトB、塗布位置精度Bだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.61cm/V・sだった。
<Example>
Example 1
Using the CNT dispersion liquid A, the CNT dispersibility and the inkjet coating property were evaluated. The CNT dispersibility was C, the inkjet coating property was satellite B, and the coating position accuracy was B. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.61 cm 2 / V · s.

実施例2
CNT分散液Bを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はC、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.65cm/V・sだった。
Example 2
Using the CNT dispersion liquid B, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was C, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.65 cm 2 / V · s.

実施例3
CNT分散液Cを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.87cm/V・sだった。
Example 3
Using the CNT dispersion liquid C, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.87 cm 2 / V · s.

実施例4
CNT分散液Dを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.90cm/V・sだった。
Example 4
Using the CNT dispersion liquid D, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.90 cm 2 / V · s.

実施例5
CNT分散液Eを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.88cm/V・sだった。
Example 5
Using the CNT dispersion liquid E, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.88 cm 2 / V · s.

実施例6
CNT分散液Fを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.89cm/V・sだった。
Example 6
Using the CNT dispersion liquid F, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.89 cm 2 / V · s.

実施例7
CNT分散液Gを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Bだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.80cm/V・sだった。
Example 7
Using the CNT dispersion liquid G, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was B. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.80 cm 2 / V · s.

実施例8
CNT分散液Hを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Cだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.74cm/V・sだった。
Example 8
Using the CNT dispersion liquid H, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was C. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.74 cm 2 / V · s.

実施例9
CNT分散液Iを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.85cm/V・sだった。
Example 9
Using the CNT dispersion liquid I, the CNT dispersibility and the inkjet coating property were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.85 cm 2 / V · s.

実施例10
CNT分散液Jを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Cだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.72cm/V・sだった。
Example 10
Using the CNT dispersion liquid J, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was C. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.72 cm 2 / V · s.

実施例11
CNT分散液Kを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.88cm/V・sだった。
Example 11
Using the CNT dispersion liquid K, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.88 cm 2 / V · s.

実施例12
CNT分散液Lを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.91cm/V・sだった。
Example 12
Using the CNT dispersion liquid L, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.91 cm 2 / V · s.

実施例13
CNT分散液Mを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.93cm/V・sだった。
Example 13
Using the CNT dispersion liquid M, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.93 cm 2 / V · s.

実施例14
CNT分散液Nを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は1.2cm/V・sだった。
Example 14
Using the CNT dispersion liquid N, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 1.2 cm 2 / V · s.

実施例15
CNT分散液Oを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.90cm/V・sだった。
Example 15
Using the CNT dispersion liquid O, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.90 cm 2 / V · s.

実施例16
CNT分散液Pを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は1.1cm/V・sだった。
Example 16
Using the CNT dispersion liquid P, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 1.1 cm 2 / V · s.

実施例17
CNT分散液Qを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はB、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.89cm/V・sだった。
Example 17
Using the CNT dispersion liquid Q, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was B, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.89 cm 2 / V · s.

実施例18
CNT分散液Rを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は1.2cm/V・sだった。
Example 18
Using the CNT dispersion liquid R, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 1.2 cm 2 / V · s.

実施例19
CNT分散液Sを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は1.4cm/V・sだった。
Example 19
Using the CNT dispersion liquid S, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 1.4 cm 2 / V · s.

実施例20
CNT分散液Tを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は1.2cm/V・sだった。
Example 20
Using the CNT dispersion liquid T, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 1.2 cm 2 / V · s.

実施例21
CNT分散液Uを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は1.4cm/V・sだった。
Example 21
Using the CNT dispersion liquid U, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 1.4 cm 2 / V · s.

比較例1
CNT分散液Vを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はA、インクジェット塗布性はサテライトC、塗布位置精度Dだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.25cm/V・sだった。
Comparative Example 1
Using the CNT dispersion liquid V, the CNT dispersibility and the inkjet coating property were evaluated. The CNT dispersibility was A, the inkjet coating property was satellite C, and the coating position accuracy was D. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.25 cm 2 / V · s.

比較例2
CNT分散液Wを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はD、インクジェット塗布性はサテライトA、塗布位置精度Aだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.30cm/V・sだった。
Comparative Example 2
Using the CNT dispersion liquid W, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated. The CNT dispersibility was D, the inkjet coating property was satellite A, and the coating position accuracy was A. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.30 cm 2 / V · s.

比較例3
CNT分散液Xを用い、CNT分散性およびインクジェット塗布性の評価を行った。CNT分散性はD、インクジェット塗布性はサテライトC、塗布位置精度Cだった。また、半導体素子の作製例1と同様にして半導体素子を作製した。移動度は0.19cm/V・sだった。
Comparative Example 3
Using the CNT dispersion liquid X, the CNT dispersibility and the inkjet coating property were evaluated. The CNT dispersibility was D, the inkjet coating property was satellite C, and the coating position accuracy was C. Further, the semiconductor element was manufactured in the same manner as in Production Example 1 of the semiconductor device. The mobility was 0.19 cm 2 / V · s.

各実施例および比較例の結果を表1〜4にまとめた。 The results of each example and comparative example are summarized in Tables 1 to 4.

Figure 0006856174
Figure 0006856174

Figure 0006856174
Figure 0006856174

Figure 0006856174
Figure 0006856174

Figure 0006856174
Figure 0006856174

1 基材
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
7 CNT複合体
8 第2絶縁層
50 アンテナ
1 Base material 2 Gate electrode 3 Gate insulating layer 4 Semiconductor layer 5 Source electrode 6 Drain electrode 7 CNT composite 8 Second insulating layer 50 Antenna

Claims (9)

カーボンナノチューブの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と、
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、
前記共役系重合体が一般式(1)で表される側鎖を有し、
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、
前記単一または混合溶媒の粘度が7〜13cPであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃である溶媒または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。
Figure 0006856174
(一般式(1)中、Rは、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキルカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基を示す。)
Figure 0006856174
(一般式(2)中、Rは、アルキレン基を示す。Rは、水素原子またはヒドロキシ基を示す。mは、1以上の整数を示す。)
A carbon nanotube complex in which a conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the carbon nanotube,
A carbon nanotube dispersion liquid containing at least a solvent,
The conjugated polymer has a side chain represented by the general formula (1) and has a side chain.
The solvent is a single or mixed solvent
The single or mixed solvent has a viscosity of 7 to 13 cP and
A carbon nanotube dispersion liquid, wherein the single or mixed solvent contains a solvent having a boiling point of 150 to 290 ° C. or a solvent having a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa.
Figure 0006856174
(In the general formula (1), R 1 represents an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group. A represents a hydroxy group or an alkylsulfanyl. A group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkylcarbonylamino group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (2). Show.)
Figure 0006856174
(In the general formula (2), R 2 represents an alkylene group. R 3 represents a hydrogen atom or a hydroxy group. M represents an integer of 1 or more.)
カーボンナノチューブの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と、A carbon nanotube complex in which a conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the carbon nanotube,
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、A carbon nanotube dispersion liquid containing at least a solvent,
前記共役系重合体が一般式(1)で表される側鎖を有し、The conjugated polymer has a side chain represented by the general formula (1) and has a side chain.
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、The solvent is a single or mixed solvent
前記単一または混合溶媒の粘度が5〜40cPであり、The single or mixed solvent has a viscosity of 5-40 cP and
前記単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃である溶媒または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有し、The single or mixed solvent contains a solvent having a boiling point of 150 to 290 ° C. or a solvent having a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa.
前記単一または混合溶媒が、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中5重量%以上含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。A carbon nanotube dispersion liquid, wherein the single or mixed solvent contains a halogen-based aromatic solvent in an amount of 5% by weight or more in the total solvent.
Figure 0006856174
Figure 0006856174
(一般式(1)中、R(In general formula (1), R 1 は、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキルカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基を示す。)Indicates an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group. A is a hydroxy group, an alkylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkylcarbonylamino group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a general formula ( The group represented by 2) is shown. )
Figure 0006856174
Figure 0006856174
(一般式(2)中、R(In general formula (2), R 2 は、アルキレン基を示す。RIndicates an alkylene group. R 3 は、水素原子またはヒドロキシ基を示す。mは、1以上の整数を示す。)Indicates a hydrogen atom or a hydroxy group. m represents an integer of 1 or more. )
カーボンナノチューブの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と、
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、
前記共役系重合体が一般式(1)で表される側鎖を有し、
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、
前記単一または混合溶媒の粘度が5〜40cPであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃である溶媒または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有し、
前記混合溶媒が、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中5重量%以上50重量%以下含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液
Figure 0006856174
(一般式(1)中、R は、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキルカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基を示す。)
Figure 0006856174
(一般式(2)中、R は、アルキレン基を示す。R は、水素原子またはヒドロキシ基を示す。mは、1以上の整数を示す。
A carbon nanotube complex in which a conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the carbon nanotube,
A carbon nanotube dispersion liquid containing at least a solvent,
The conjugated polymer has a side chain represented by the general formula (1) and has a side chain.
The solvent is a single or mixed solvent
The single or mixed solvent has a viscosity of 5-40 cP and
The single or mixed solvent contains a solvent having a boiling point of 150 to 290 ° C. or a solvent having a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa.
A carbon nanotube dispersion liquid, wherein the mixed solvent contains a halogen-based aromatic solvent in an amount of 5% by weight or more and 50% by weight or less in the total solvent .
Figure 0006856174
(In the general formula (1), R 1 represents an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group. A represents a hydroxy group or an alkylsulfanyl. A group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkylcarbonylamino group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (2). Show.)
Figure 0006856174
(In the general formula (2), R 2 represents an alkylene group. R 3 represents a hydrogen atom or a hydroxy group . M represents an integer of 1 or more.)
カーボンナノチューブの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と、
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、
前記共役系重合体が一般式(1)で表される側鎖を有し、
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、
前記単一または混合溶媒の粘度が5〜40cPであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が150〜290℃である溶媒または蒸気圧が0.9〜500Paである溶媒を含有し、
前記混合溶媒が、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中15重量%以上35重量%以下含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。
Figure 0006856174
(一般式(1)中、R は、アルキレン基またはシクロアルキレン基を示す。Xは、単結合、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を示す。Aは、ヒドロキシ基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキルカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基を示す。)
Figure 0006856174
(一般式(2)中、R は、アルキレン基を示す。R は、水素原子またはヒドロキシ基を示す。mは、1以上の整数を示す。
A carbon nanotube complex in which a conjugated polymer is attached to at least a part of the surface of the carbon nanotube,
A carbon nanotube dispersion liquid containing at least a solvent,
The conjugated polymer has a side chain represented by the general formula (1) and has a side chain.
The solvent is a single or mixed solvent
The single or mixed solvent has a viscosity of 5-40 cP and
The single or mixed solvent contains a solvent having a boiling point of 150 to 290 ° C. or a solvent having a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa.
A carbon nanotube dispersion liquid, wherein the mixed solvent contains a halogen-based aromatic solvent in an amount of 15% by weight or more and 35% by weight or less in the total solvent.
Figure 0006856174
(In the general formula (1), R 1 represents an alkylene group or a cycloalkylene group. X represents a single bond, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group. A represents a hydroxy group or an alkylsulfanyl. A group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkylcarbonylamino group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (2). Show.)
Figure 0006856174
(In the general formula (2), R 2 represents an alkylene group. R 3 represents a hydrogen atom or a hydroxy group . M represents an integer of 1 or more.)
前記単一または混合溶媒の粘度が5〜20cPである、請求項2〜4のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。 The carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 2 to 4, wherein the single or mixed solvent has a viscosity of 5 to 20 cP. 前記Aが、アルキルスルホニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、N−アルキル−N−アルキルカルボニルアミノ基、または一般式(2)で表される基であってmが2以上の整数で表されるものである、請求項1〜のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。 A is an alkylsulfonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an N-alkyl-N-alkylcarbonylamino group, or a group represented by the general formula (2), in which m is represented by an integer of 2 or more. The carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 1 to 5. 基材と、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極と、前記ソース電極およびドレイン電極と接する半導体層と、前記半導体層を前記ゲート電極と絶縁するゲート絶縁層と、を備えた半導体素子の製造方法であって、請求項1〜のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液を用いて塗布法により前記半導体層を形成する工程を含む、半導体素子の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a base material, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode, a semiconductor layer in contact with the source electrode and the drain electrode, and a gate insulating layer that insulates the semiconductor layer from the gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming the semiconductor layer by a coating method using the carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 1 to 6. 前記塗布法がインクジェット法である、請求項に記載の半導体素子の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7 , wherein the coating method is an inkjet method. 基材と、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極と、前記ソース電極およびドレイン電極と接する半導体層と、前記半導体層を前記ゲート電極と絶縁するゲート絶縁層と、を備えた半導体素子と、アンテナと、を少なくとも有する無線通信装置の製造方法であって、請求項7または8に記載の方法で前記半導体素子を形成する工程を含む、無線通信装置の製造方法。
A semiconductor device including a base material, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode, a semiconductor layer in contact with the source electrode and the drain electrode, and a gate insulating layer that insulates the semiconductor layer from the gate electrode, and an antenna. A method for manufacturing a wireless communication device, comprising the step of forming the semiconductor element by the method according to claim 7 or 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009098779A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Meijo Nano Carbon Co., Ltd. Carbon nanotube dispersion and utilization of the same
WO2016158862A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 東レ株式会社 Rectifying element, method for producing same, and wireless communication device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2287936B1 (en) * 2008-05-12 2016-05-04 Toray Industries, Inc. Carbon nanotube composite, organic semiconductor composite, and field-effect transistor
KR20160033118A (en) * 2013-07-25 2016-03-25 도레이 카부시키가이샤 Carbon nanotube composite, semiconductor device, and sensor using same
CN108780843A (en) * 2016-04-19 2018-11-09 东丽株式会社 Semiconductor element, its manufacturing method, wireless communication device and sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009098779A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Meijo Nano Carbon Co., Ltd. Carbon nanotube dispersion and utilization of the same
WO2016158862A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 東レ株式会社 Rectifying element, method for producing same, and wireless communication device
JP6683296B1 (en) * 2018-09-25 2020-04-15 東レ株式会社 Carbon nanotube composite, dispersion using the same, semiconductor element and method for manufacturing the same, and wireless communication device and product tag using the semiconductor element

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