(57)【特許請求の範囲】
【請求項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７〜１３ｃＰであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が１５０〜２９０℃である溶媒または蒸気圧が０．９〜５００Ｐａである溶媒を含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。
【化１】
0006856174.tif 000016
（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。）
【化２】
0006856174.tif 000017
（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。）
【請求項２】
カーボンナノチューブの表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体と、
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、
前記共役系重合体が一般式（１）で表される側鎖を有し、
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、
前記単一または混合溶媒の粘度が５〜４０ｃＰであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が１５０〜２９０℃である溶媒または蒸気圧が０．９〜５００Ｐａである溶媒を含有し、
前記単一または混合溶媒が、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中５重量％以上含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。
【化３】
0006856174.tif 000018
（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。）
【化４】
0006856174.tif 000019
（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。）
【請求項３】
カーボンナノチューブの表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体と、
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、
前記共役系重合体が一般式（１）で表される側鎖を有し、
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、
前記単一または混合溶媒の粘度が５〜４０ｃＰであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が１５０〜２９０℃である溶媒または蒸気圧が０．９〜５００Ｐａである溶媒を含有し、
前記混合溶媒が、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中５重量％以上５０重量％以下含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。
【化５】
0006856174.tif 000020
（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。）
【化６】
0006856174.tif 000021
（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。）
【請求項４】
カーボンナノチューブの表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体と、
溶媒と、を少なくとも含有するカーボンナノチューブ分散液であって、
前記共役系重合体が一般式（１）で表される側鎖を有し、
前記溶媒が、単一または混合溶媒であり、
前記単一または混合溶媒の粘度が５〜４０ｃＰであり、
前記単一または混合溶媒が、沸点が１５０〜２９０℃である溶媒または蒸気圧が０．９〜５００Ｐａである溶媒を含有し、
前記混合溶媒が、ハロゲン系芳香族溶媒を全溶媒中１５重量％以上３５重量％以下含有することを特徴とする、カーボンナノチューブ分散液。
【化７】
0006856174.tif 000022
（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。）
【化８】
0006856174.tif 000023
（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。）
【請求項５】
前記単一または混合溶媒の粘度が５〜２０ｃＰである、請求項２〜４のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項６】
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１〜５のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項７】
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１〜６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。
【請求項８】
前記塗布法がインクジェット法である、請求項７に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項９】
基材と、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極と、前記ソース電極およびドレイン電極と接する半導体層と、前記半導体層を前記ゲート電極と絶縁するゲート絶縁層と、を備えた半導体素子と、アンテナと、を少なくとも有する無線通信装置の製造方法であって、請求項７または８に記載の方法で前記半導体素子を形成する工程を含む、無線通信装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／１３９３３９号
【特許文献２】国際公開第２０１７／１３０８３６号
【特許文献３】国際公開第２０１５／１２１８６号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ．１６，ｐ．５１２０−５１２８（２０１６）
【非特許文献２】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ．１１２，ｐ．０３３１０３（２０１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。【００１３】
【化１】
0006856174.tif 000002
【００１４】
（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。）【００１５】
【化２】
0006856174.tif 000003
【００１６】
（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。）
【発明の効果】
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】無線通信装置の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
＜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。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
【化３】
0006856174.tif 000004
【００３８】
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。
【００３９】
【化４】
0006856174.tif 000005
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
【化５】
0006856174.tif 000006
【００６２】
【化６】
0006856174.tif 000007
【００６３】
【化７】
0006856174.tif 000008
【００６４】
【化８】
0006856174.tif 000009
【００６５】
【化９】
0006856174.tif 000010
【００６６】
【化１０】
0006856174.tif 000011
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
＜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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
＜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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
（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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
＜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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
＜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。
【０１１９】
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。
【実施例】
【０１２０】
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。【０１２１】
＜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。【０１２２】
＜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。【０１２３】
＜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。【０１２４】
＜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。【０１２５】
＜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。【０１２６】
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。【０１２７】
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。【０１２８】
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。【０１２９】
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。【０１３０】
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。【０１３１】
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。【０１３２】
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。【０１３３】
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。【０１３４】
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。【０１３５】
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。【０１３６】
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。【０１３７】
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。【０１３８】
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。【０１３９】
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。【０１４０】
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。【０１４１】
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。【０１４２】
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。【０１４３】
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。【０１４４】
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。【０１４５】
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。【０１４６】
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。【０１４７】
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。【０１４８】
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。【０１４９】
＜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。【０１５０】
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。【０１５１】
＜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。【０１５２】
＜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。【０１５３】
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。【０１５４】
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。【０１５５】
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。【０１５６】
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。【０１５７】
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。【０１５８】
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。【０１５９】
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。【０１６０】
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。【０１６１】
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。【０１６２】
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。【０１６３】
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。【０１６４】
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。【０１６５】
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。【０１６６】
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。【０１６７】
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。【０１６８】
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。【０１６９】
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。【０１７０】
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。【０１７１】
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。【０１７２】
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。【０１７３】
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。【０１７４】
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。【０１７５】
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。【０１７６】
各実施例および比較例の結果を表１〜４にまとめた。【０１７７】
【表１】
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【０１７８】
【表２】
0006856174.tif 000013
【０１７９】
【表３】
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【０１８０】
【表４】
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【符号の説明】
【０１８１】
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
【要約】
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。）
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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