WO2020261891A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2020261891A1
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磯貝和生
村瀬清一郎
田中龍一
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東レ株式会社
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Definitions

  • 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.
  • RFID tags are expected to be used for various purposes such as logistics 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 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.
  • Transistors are arranged in each drive circuit and TFT array, and a technology 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 an inkjet and drying the solution.
  • 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.
  • the present invention has the following configurations. That is, the present invention 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.
  • 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.
  • R 2 represents an alkylene group.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a hydroxy group.
  • M represents an integer of 1 or more.
  • 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.
  • Schematic cross-sectional view showing a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention shows a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention.
  • Schematic cross-sectional view showing a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention shows a semiconductor device formed by using the CNT dispersion liquid according to the embodiment of the present invention.
  • 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 a solvent having properties, and at least.
  • CNT complex In the CNT composite, 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.
  • the CNT 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 characteristics 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. As a result, high semiconductor characteristics can be realized.
  • 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 ⁇ -electron clouds derived from the conjugated structures of both.
  • the CNT is coated with the conjugated polymer can be judged 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.
  • elemental analysis such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be used to confirm the presence of deposits on CNTs and to measure the weight ratio of CNTs and deposits.
  • 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.
  • a method of adhering the conjugated polymer to the CNT 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 the mixing system is irradiated with ultrasonic waves to mix.
  • any method may be used, and a plurality of methods may be combined.
  • 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.
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • laser ablation method or the like.
  • 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.
  • a known method can be used as a method for containing 80% by weight or more of the semiconductor type CNT in the CNT. 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, and 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.
  • the length of 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 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m 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.
  • the average length of CNTs is the average value of the lengths of 20 randomly picked 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 the lengths is obtained. There is a way to obtain.
  • CNTs have a distribution in length, and may contain 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.
  • 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.
  • 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 electrodes can be efficiently obtained.
  • 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 ⁇ m.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Condensed heteroaryl units having a nitrogen-containing double bond in the ring include thienopyrol, pyrrolothiazole, pyropyridazine, benzimidazole, benzotriazole, benzoxazole, benzothiazole, benzothiadiazole, quinoline, quinoxalin, benzotriazole, thienooxazole. , Thienopyridine, thienothiazine, thienopyrazine and the like. Among these, benzothiadiazole unit or 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.
  • the conjugated polymer has a side chain represented by 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.
  • 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.
  • the CNT composite to which the conjugated polymer having a side chain represented by the general formula (1) is attached has good dispersibility in a solvent.
  • the CNT composite 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) changes the aspect of the molecular motion of the conjugated polymer in the solvent and improves the compatibility with the solvent having a suitable viscosity.
  • 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.
  • 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 carbon number 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 R 2 is easy to obtain 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.
  • 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.
  • 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.
  • the alkynylene group indicates 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.
  • 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.
  • 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.
  • the alkylsulfanyl group refers to a functional group in which one of the sulfanyl groups is replaced 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.
  • the alkylsulfinyl group refers to a functional group in which one of the sulfinyl groups is replaced 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the N-alkylcarbonylamino group refers to a functional group in which an alkylcarbonyl group such as an acetyl group is bonded to the 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 an 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.
  • 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.
  • the side chain described here is a group that binds to the main chain of the conjugated polymer.
  • 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.
  • the carbon atom at the 9-position of the fluorene unit is contained in the main chain.
  • 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.
  • 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.
  • 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 is preferably 1/5 to 1/1. Within this range, compatibility with a solvent having a suitable viscosity can be further improved.
  • 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. However, 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.
  • the conjugated polymer can be synthesized by a known method. For example, as a method for 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 thiophene glinal 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.
  • a conjugated polymer from which impurities such as raw materials and by-products used in the synthesis process have been removed 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.
  • the CNT dispersion liquid of the present invention has both inkjet coatability and CNT dispersibility by using the above-mentioned conjugated polymer and a solvent having the following composition and characteristics.
  • 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. or a vapor pressure of 0.9 to 500 Pa. Contains a solvent.
  • the viscosity of a single or 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 composite in a single solvent or a mixed solvent is usually about the same as the viscosity of the solvent used.
  • a single solvent having a viscosity of 5 to 40 cP examples include benzyl benzoate, ⁇ -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.
  • 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. It is possible to avoid clogging, and the CNT dispersion liquid discharged on 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.
  • 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.
  • the mixed solvent When used as a mixed solvent, the mixed solvent preferably contains a halogen-based aromatic solvent in an amount of 5% by weight or more of the total solvent.
  • a halogen-based aromatic 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.
  • 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, and more preferably 15% by weight or more and 35% by weight or less.
  • halogen-based aromatic solvent examples 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.
  • the other solvent includes, for example, benzyl benzoate, veratrol, ⁇ -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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first example of a semiconductor element.
  • 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 contains the CNT composite 7.
  • 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.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second example of a semiconductor element.
  • the semiconductor layer 4 contains the CNT composite 7.
  • 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.
  • 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.
  • the base material may be any material as long as 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.
  • 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.
  • 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, polysilicon and their alloys; inorganic conductive substances such as copper iodide, copper sulfide; polythiophene, polypyrrole, polyaniline; polyethylenedioxythiophene and polystyrene sulfonic acid 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.
  • 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 bent, and the electrical connection with the wiring and the semiconductor layer is good. It is preferable to contain it.
  • the conductor may be any conductive material that can be generally used as an electrode, but conductive particles are preferable.
  • conductive particles examples include gold, silver, copper, nickel, tin, bismuth, lead, zinc, palladium, platinum, aluminum, tungsten, molybdenum or 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.
  • gold, silver, copper or platinum particles are preferable from the viewpoint of conductivity. Above all, silver particles are more preferable from the viewpoint of cost and stability.
  • the electrode forming method 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.
  • 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 during vapor deposition or sputtering of an electrode substance.
  • a pattern may be formed through a mask of the shape.
  • 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.
  • Examples of the organic compound containing a bond between silicon and carbon include a silane compound, an epoxy group-containing silane compound, a condensate of these, or a polysiloxane containing these as a copolymerization component.
  • polysiloxane is more preferable from the viewpoint of high insulating property and low-temperature curing.
  • 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.
  • the method for producing the gate insulating layer is not particularly limited, but for example, a method in which a coating film obtained by applying a composition containing a material for forming an insulating layer to a substrate and drying the coating film is heat-treated, if necessary.
  • a 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a spin coating method, a blade coating method, a slit die coating method, a screen printing method, a bar coater method, a molding 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 an 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.
  • 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.
  • 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 contains the CNT composite 7.
  • 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 powder 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.
  • 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 alkylphosphin 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.
  • 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.
  • the formed coating film may be annealed or dried with hot air under an atmosphere, a reduced pressure, or an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
  • the current flowing between the source electrode and the drain electrode can be controlled by changing the gate voltage.
  • the mobility ⁇ (cm 2 / V ⁇ s) of the semiconductor element can be calculated by using the following equation (a).
  • 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)
  • L is the channel length (m).
  • W is the channel width (m)
  • ⁇ r is the relative permittivity of the gate insulating layer
  • ⁇ is the permittivity of the vacuum (8.85 ⁇ 10-12 F / m)
  • ⁇ is the amount of change in the corresponding physical quantity.
  • 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 coating method is preferably an inkjet method.
  • 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.
  • 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.
  • the wireless communication device has at least the above-mentioned semiconductor element and an antenna.
  • 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, demodulation circuit, control circuit, modulation circuit, and 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 read-only storage unit in which information is written at the time of manufacture, an EEPROM (Electricular Erasable Programmable Read-Only Memory), a FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory), and other non-volatile memory. It may have a part.
  • the power generation unit is composed of a capacitor and a diode.
  • 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.
  • 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.
  • a coating method using the CNT dispersion liquid of the present invention to form a semiconductor element.
  • the method for forming the semiconductor element is as described above, and the coating method is preferably the inkjet method.
  • the use of the wireless communication device is not particularly limited, but can be applied to, for example, a product tag.
  • a 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. If 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 without contact at the product checkout register. Therefore, it is possible to facilitate and speed up the payment process as compared with the identification by the barcode.
  • the reader / writer can transmit the product information read from the product tag to a POS (Point of sale system, point-of-sale information management) terminal.
  • POS Point of sale system, point-of-sale information management
  • the POS terminal can also register the sale of the product specified by the product information, so that inventory management can be facilitated and speeded up.
  • ⁇ 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. It was measured at several tens of rpm, and the average value of the results of three measurements was taken as the viscosity of the solvent.
  • a viscometer RE110L type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
  • the dispersibility of CNT was evaluated as follows.
  • the CNT dispersion is filtered with a membrane filter having a pore size of 10 ⁇ m, and the concentration reduction rate of the CNT dispersion 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%.
  • 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 to 3, C for 4 or more, and the coating position accuracy is within 20 ⁇ m.
  • the case larger than 20 ⁇ m and within 30 ⁇ m was designated as B
  • the case larger than 30 ⁇ m and within 50 ⁇ m was designated as C
  • the case larger than 50 ⁇ m was designated as D.
  • “coating position accuracy of 20 ⁇ m” means that the target pattern is coated with an inkjet coating at 30 locations, the distance between the target landing position and the actual landing position is measured, and the average value is 20 ⁇ m. ..
  • the mobility was evaluated as follows. A semiconductor element was manufactured using a 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.
  • Example of preparation of CNT dispersion liquid Production Example 1 of CNT Dispersion Solution; CNT Dispersion Solution 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).
  • the CNT dispersion liquid 1 was filtered using a membrane filter (pore diameter 10 ⁇ m, 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.
  • Liquid E CNT complex concentration 0.03 g / L with respect to solvent
  • the viscosity of the solvent was 9.6 cP.
  • the CNT complex concentration was 0.03 g / L).
  • the viscosity of the solvent was 34.9 cP.
  • CNT Dispersion Solution K 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 [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 Dispersion Solution 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 Dispersion Solution 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 Dispersion Solution N 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 [4] is used instead of the conjugated polymer represented by the above [10].
  • a dispersion N (CNT complex concentration with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained.
  • the viscosity of the solvent was 9.6 cP.
  • CNT Dispersion Solution O 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 [5] is used instead of the conjugated polymer represented by [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 Dispersion Solution 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 Dispersion Solution 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 Dispersion Solution R 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 [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 Dispersion Solution S Similar to the production example of the CNT dispersion liquid E, CNTs are used, except that the conjugated polymer represented by [13] is used instead of the conjugated polymer represented by [10].
  • a 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 Dispersion Solution 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 dispersion liquid 21 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
  • the viscosity of the solvent was 9.6 cP.
  • CNT dispersion liquid 22 Preparation example of CNT dispersion liquid 22; CNT dispersion liquid V
  • CNT dispersion liquid A Preparation of the above-mentioned 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.
  • CNT dispersion V concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L
  • the viscosity of the solvent was 1.3 cP.
  • CNT dispersion liquid 23 CNT dispersion liquid W A CNT dispersion W (concentration of CNT complex with respect to solvent 0.03 g / L) was obtained in the same manner as in the above-mentioned preparation example of CNT dispersion V except that ⁇ -tetralone was used instead of o-dichlorobenzene. ..
  • the viscosity of the solvent was 7.2 cP.
  • 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.
  • Fabrication example of semiconductor device 1 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.
  • the gate insulating layer solution A was spin-coated (2000 rpm ⁇ 30 seconds) on the substrate 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.
  • 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 ⁇ m, and the distance between the source / drain electrodes (channel length) was set to 20 ⁇ m.
  • Example 1 Using the CNT dispersion liquid A, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated.
  • the CNT dispersibility was C
  • the inkjet coating property was satellite B
  • the coating position accuracy was B.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was B.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was C.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was C.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • Comparative Example 1 Using the CNT dispersion liquid V, the CNT dispersibility and the inkjet coatability were evaluated.
  • the CNT dispersibility was A
  • the inkjet coating property was satellite C
  • the coating position accuracy was D.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was A.
  • 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.
  • 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
  • the coating position accuracy was C.
  • 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.

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。）

Description

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
　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。
　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。
　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。
　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）。
国際公開第２００９／１３９３３９号 国際公開第２０１７／１３０８３６号 国際公開第２０１５／１２１８６号
Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ．１６，ｐ．５１２０－５１２８（２０１６） 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。
　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。
　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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
（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、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 JPOXMLDOC01-appb-C000004
（一般式（２）中、Ｒ２は、アルキレン基を示す。Ｒ３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。）
　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。
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 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 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 無線通信装置の一例を示すブロック図
　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。
　＜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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　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、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 JPOXMLDOC01-appb-C000006
　一般式（２）中、Ｒ２は、アルキレン基を示す。Ｒ３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。
　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。
　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。
　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、Ｒ１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、Ｒ２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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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（ｃｍ２／Ｖ・ｓ）は、下記の（ａ）式を用いて算出することができる。
　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。
　（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。
　（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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　＜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。
　＜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。
　＜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。
　＜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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　＜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。
　＜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０．６１ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．６５ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８７ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．９０ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８８ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８９ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８０ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．７４ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８５ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．７２ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８８ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．９１ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．９３ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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１．２ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．９０ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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１．１ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．８９ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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１．２ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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１．４ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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１．２ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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１．４ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．２５ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．３０ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　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０．１９ｃｍ２／Ｖ・ｓだった。
　各実施例および比較例の結果を表１～４にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
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

Claims (10)

  1. 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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （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、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 JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （一般式（２）中、Ｒ２は、アルキレン基を示す。Ｒ３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。）
  2. 前記単一または混合溶媒の粘度が５～２０ｃＰである、請求項１に記載のカーボンナノチューブ分散液。
  3. 前記単一または混合溶媒の粘度が７～１３ｃＰである、請求項１または２に記載のカーボンナノチューブ分散液。
  4. 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、請求項１～３のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
  5. 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、請求項１～４のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
  6. 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、請求項１～５のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
  7. 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１～６のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
  8. 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１～７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。
  9. 前記塗布法がインクジェット法である、請求項８記載の半導体素子の製造方法。
  10. 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８または９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。
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