[发明专利]稠环杂5元环分子、p型半导体膜和电子器件

说明书

本发明提供空穴迁移率更充分高的稠环杂5元环分子。一种稠环杂5元环分子，其在1分子中具有包含3个或5个杂5元环的8个芳香环，且上述8个芳香环具有1个或2个萘结构部，上述3个或5个杂5元环各自独立地选自噻吩环、硒吩环和呋喃环。

技术领域

本公开涉及稠环杂5元环分子、p型半导体膜和电子器件。

背景技术

近年来，提出了许多使用有机材料作为半导体层(半导体膜)的形成材料的电子器件、特别是薄膜晶体管(TFT)，其研究开发变得盛行。将有机材料用于半导体层有各种优点。例如，以无机非晶硅等作为基体的以往的无机薄膜晶体管需要350～400℃左右的加热工序，与此相比，有机TFT能够以50～200℃左右的低温加热工序来制造。因此，能够在塑料膜等耐热性更弱的基底上制作元件。此外，作为有机材料的优点，还可举出：能够用旋涂法、喷墨法、印刷等之类的容易的形成方法来形成半导体层，以低成本制造大面积的器件。

作为用于判断TFT的性能而使用的指标之一，有半导体层的载流子迁移率，为了提高有机TFT中的有机半导体层(有机半导体膜)的迁移率，进行了许多研究。这些研究中，作为主要着眼于形成有机半导体层(有机半导体膜)的有机材料的分子的研究，有例如使用了具有在1分子中稠合了包含2个噻吩环的4个～9个芳香环的结构的稠环噻吩分子的研究(专利文献1～3)、以及使用了具有在1分子中稠合了包含4个噻吩环的8个～13个芳香环的结构的稠环噻吩分子的研究(专利文献4)等。这样，得到具有良好特性的有机半导体及其膜关系着电子器件的性能提高。因此，用于进一步提高有机半导体及其膜的特性的研究成为必要。

另外，作为稠环噻吩分子的p型有机半导体材料，特别是苯并噻吩并苯并噻吩(BTBT)及其衍生物(C8-BTBT)作为载流子迁移率高的材料广为人知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/150474号

专利文献2：国际公开第2016/152889号

专利文献3：日本专利第6318452号

专利文献4：欧洲专利公开第3050887号公报

发明内容

本公开的发明人等发现，就以往的p型有机半导体材料而言，产生了如以下所示的新问题。以往已知的稠环噻吩分子的空穴迁移率称不上充分高，因此无法得到工作速度充分高的电子器件。具体而言，BTBT及其衍生物等分子系材料的空穴迁移率至多为5～10cm²/Vs左右。该情况下，就栅极长为10μm的元件而言，只能得到1MHz左右的工作速度。用涂敷法能够形成的几乎是下限的栅极长为1μm，即使是这样的元件，也只能得到10MHz左右的工作速度。因此，为了实现RF-ID(射频识别，Radio Frequency Identifications)中需要的100MHz左右的工作速度，要求具有更高的空穴迁移率的有机半导体材料。

本公开的目的在于提供空穴迁移率更充分高的稠环杂5元环分子、包含该稠环杂5元环分子的p型半导体膜、以及使用了该p型半导体膜的电子器件。

本公开为一种稠环杂5元环分子，其在1分子中具有包含3个或5个杂5元环的8个芳香环，且上述8个芳香环具有1个或2个萘结构部。本公开为一种稠环杂5元环分子，其中，3个或5个杂5元环各自独立地选自噻吩环、硒吩环和呋喃环。本公开提供包含该稠环杂5元环分子的p型半导体膜、以及使用了该p型半导体膜的电子器件。

本公开的稠环杂5元环分子显示出更充分高的空穴迁移率，因此包含该稠环杂5元环分子的p型半导体膜可以使电子器件的频率特性提高。

附图说明

图1为示出使用了本公开的稠环杂5元环分子的晶体管的基本结构的一例的结构示意图。