KR20190052743A - Laminate - Google Patents

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KR20190052743A
KR20190052743A KR1020170148399A KR20170148399A KR20190052743A KR 20190052743 A KR20190052743 A KR 20190052743A KR 1020170148399 A KR1020170148399 A KR 1020170148399A KR 20170148399 A KR20170148399 A KR 20170148399A KR 20190052743 A KR20190052743 A KR 20190052743A
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구세진
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강나나
이응창
윤성수
이제권
최은영
유형주
허윤형
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a laminate which can be effectively applied to the production of various patterned substrates because highly aligned block copolymers having no alignment defects, coordination number defects, and distance defects can be formed on a substrate, and to a production method of a patterned substrate using the same.

Description

적층체{LAMINATE}Laminate {LAMINATE}

본 출원은 적층체에 관한 것이다.The present application relates to a laminate.

블록 공중합체는 서로 다른 화학적 구조를 가지는 고분자 블록들이 공유 결합을 통해 연결되어 있는 분자 구조를 가지고 있다. 블록 공중합체는 상분리에 의해서 스피어(sphere), 실린더(cylinder) 또는 라멜라(lamella) 등과 같은 주기적으로 배열된 구조를 형성할 수 있다. 블록 공중합체의 자기 조립 현상에 의해 형성된 구조의 도메인의 형태 및 크기는, 예를 들면, 각 블록을 형성하는 단량체의 종류 또는 블록간의 상대적 비율 등에 의해 광범위하게 조절될 수 있다.The block copolymer has a molecular structure in which polymer blocks having different chemical structures are linked via covalent bonds. The block copolymer can form a periodically arranged structure such as a sphere, a cylinder or a lamella by phase separation. The shape and size of the domain of the structure formed by the self-assembly phenomenon of the block copolymer can be extensively controlled by, for example, the kind of the monomer forming each block or the relative ratio between the blocks.

이러한 특성으로 인하여, 블록 공중합체는, 나노선 제작, 양자점 또는 금속점 등과 같은 다양한 차세대 나노 소자의 제작이나 소정의 기판 상에 고밀도의 패턴을 형성할 수 있는 리소그래피법 등으로의 적용이 검토되고 있다.Due to these properties, the block copolymer is considered to be applied to a variety of next generation nano devices such as nanowire fabrication, quantum dots or metal dots, or to a lithography method capable of forming a high-density pattern on a predetermined substrate .

블록 공중합체의 자기 조립된 구조의 배향을 다양한 기판 위에 수평 혹은 수직으로 조절하는 기술은 블록 공중합체의 실제적 응용에서 매우 큰 비중을 차지한다. 통상적으로 블록 공중합체의 막에서 나노 구조체의 배향은 블록 공중합체의 어느 블록이 표면 혹은 공기 중에 노출되는 가에 의해 결정된다. 일반적으로 다수의 기판이 극성이고, 공기는 비극성이기 때문에 블록 공중합체의 블록 중에서 더 큰 극성을 가지는 블록이 기판에 웨팅(wetting)하고, 더 작은 극성을 가지는 블록이 공기와의 계면에서 웨팅(wetting)하게 된다. 따라서, 블록 공중합체의 서로 다른 특성을 가지는 블록이 동시에 기판측에 웨팅하도록 하기 위한 기술이 요구되고 있다.The technique of adjusting the orientation of the self-assembled structure of the block copolymer horizontally or vertically on various substrates occupies a very large proportion in the practical application of the block copolymer. Typically, the orientation of the nanostructure in the film of the block copolymer is determined by which block of the block copolymer is exposed to the surface or air. In general, since a plurality of substrates are polar and air is non-polar, a block having a larger polarity among the blocks of the block copolymer is wetted to the substrate, and a block having a smaller polarity is wetted at the interface with air ). Therefore, there is a demand for a technique for simultaneously causing the blocks having different characteristics of the block copolymer to be wetted to the substrate side.

본 출원은 적층체를 제공한다.The present application provides a laminate.

본 명세서에서 용어 알킬기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, the term alkyl group may mean an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified. The alkyl group may be a straight chain, branched or cyclic alkyl group and may be optionally substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알콕시기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알콕시기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, unless otherwise specified, the term alkoxy group may mean an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. The alkoxy groups may be straight, branched or cyclic alkoxy groups and may optionally be substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알케닐기 또는 알키닐기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기 또는 알키닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기 또는 알키닐기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, the term alkenyl or alkynyl group means an alkenyl group or alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms unless otherwise specified can do. The alkenyl or alkynyl group may be linear, branched or cyclic and may optionally be substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알킬렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬렌기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, unless otherwise specified, the alkylene group may mean an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. The alkylene group may be a straight, branched or cyclic alkylene group and may optionally be substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐렌기 또는 알키닐렌기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, the term alkenylene group or alkynylene group means an alkenylene group or an alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms, It can mean a group. The alkenylene or alkynylene group may be linear, branched or cyclic and may optionally be substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 용어 아릴기 또는 아릴렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 하나의 벤젠 고리 구조, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 연결되어 있거나, 또는 임의의 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 또는 2가 잔기를 의미할 수 있다. 상기 아릴기 또는 아릴렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기일 수 있다.As used herein, the term "aryl" group or "arylene group" means, unless otherwise specified, one benzene ring structure, two or more benzene rings connected together sharing one or two carbon atoms, Or a monovalent or di-valent residue derived from a compound or a derivative thereof. The aryl group or the arylene group may be, for example, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, 6 to 25 carbon atoms, 6 to 21 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms, or 6 to 13 carbon atoms unless otherwise specified.

본 출원에서 용어 방향족 구조는 상기 아릴기 또는 아릴렌기를 의미할 수 있다.The term aromatic structure in this application may mean the aryl group or the arylene group.

본 명세서에서 용어 지환족 고리 구조는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 방향족 고리 구조가 아닌 고리형 탄화수소 구조를 의미한다. 상기 지환족 고리 구조는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 3 내지 30, 탄소수 3 내지 25, 탄소수 3 내지 21, 탄소수 3 내지 18 또는 탄소수 3 내지 13의 지환족 고리 구조일 수 있다.As used herein, the term alicyclic ring structure means a cyclic hydrocarbon structure other than an aromatic ring structure unless otherwise specified. The alicyclic ring structure may be, for example, an alicyclic ring structure having 3 to 30 carbon atoms, 3 to 25 carbon atoms, 3 to 21 carbon atoms, 3 to 18 carbon atoms, or 3 to 13 carbon atoms unless otherwise specified .

본 출원에서 용어 단일 결합은 해당 부위에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, A-B-C로 표시된 구조에서 B가 단일 결합인 경우에 B로 표시되는 부위에 별도의 원자가 존재하지 않고, A와 C가 직접 연결되어 A-C로 표시되는 구조를 형성하는 것을 의미할 수 있다.The term single bond in the present application may mean that no separate atom is present at the site. For example, in the structure represented by A-B-C, when B is a single bond, it may mean that no atom exists at a site represented by B and A and C are directly connected to form a structure represented by A-C.

본 출원에서 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 알콕시기, 아릴기, 아릴렌기, 사슬 또는 방향족 구조 등에 임의로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 히드록시기, 할로겐 원자, 카복실기, 글리시딜기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일기옥시, 메타크릴로일기옥시기, 티올기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 알콕시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the substituent which may optionally be substituted in the present application include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an alkoxy group, an aryl group, an arylene group, A carboxyl group, a glycidyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a thiol group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkylene group, an alkenylene group, , An alkoxy group or an aryl group, but are not limited thereto.

본 출원은 적층체에 대한 것이다. 본 출원의 적층체는 패턴화 기판의 제조 방법에 적용되는 것일 수 있다. 본 출원의 패턴화 기판의 제조 방법은, 유도 자기 조립(Directed Self Assembly) 재료를 템플릿으로 적용한 리소그래피(lithography) 방식에 의해 수행되는 것일 수 있고, 상기에서 유도 자기 조립 재료는, 블록 공중합체일 수 있다.The present application is directed to a laminate. The laminate of the present application may be applied to a method for producing a patterned substrate. The method of manufacturing a patterned substrate of the present application may be performed by a lithography method in which a directed self assembly material is applied as a template, and the induction self-assembled material may be a block copolymer have.

본 출원의 적층체는, 상기와 같은 패턴화 기판의 제조 과정에서 유도 자기 조립 재료의 자기 조립 구조를 보다 고도로 정밀하게 형성할 수 있게 하고, 이에 따라 정밀하게 기판의 패턴화를 수행할 수 있게 한다.The laminated body of the present application enables the self-assembled structure of the induction self-assembled material to be formed with a higher degree of precision in the process of manufacturing the patterned substrate as described above, and thereby enables precise patterning of the substrate .

본 출원의 적층체는, 기판; 상기 기판 상에 스트라이프 형태를 가지면서 교대로 배치된 랜덤 고분자 영역과 피닝 영역을 포함하는 고분자층; 및 상기 고분자층 상에 형성되어 있는 블록 공중합체막을 포함한다.The laminate of the present application comprises: a substrate; A polymer layer including a random polymer region and a pinning region alternately arranged in a stripe form on the substrate; And a block copolymer film formed on the polymer layer.

본 출원의 적층체에 포함되는 기판의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 이 기판은 후술하는 패턴화 기판의 제조 방법에서 블록 공중합체막에 의해 형성된 마스크를 매개로 식각되는 것일 수 있다. 이러한 기판으로는, 예를 들면, 표면에 패턴의 형성이 필요한 다양한 종류의 기판이 모두 사용될 수 있다. 이러한 종류의 기판으로는, 예를 들면, 실리콘 기판, 실리콘 게르마늄(silicon germanium) 기판, GaAs 기판, 산화 규소 기판 등과 같은 반도체 기판을 들 수 있다. 기판으로는 예를 들면, finFETs(fin field effect transistor) 또는 다이오드, 트랜지스터 또는 커패시터 등과 같은 기타 다른 전자 디바이스의 형성에 적용되는 기판이 사용될 수 있다. 또한, 용도에 따라서 세라믹 등의 다른 재료도 상기 기판으로 사용될 수 있으며, 본 출원에서 적용될 수 있는 기판의 종류는 이에 제한되는 것은 아니다.The type of the substrate included in the laminate of the present application is not particularly limited. This substrate may be etched through a mask formed by a block copolymer film in a method of manufacturing a patterned substrate to be described later. As such a substrate, for example, various kinds of substrates requiring formation of a pattern on the surface may be used. Examples of such a substrate include semiconductor substrates such as a silicon substrate, a silicon germanium substrate, a GaAs substrate, a silicon oxide substrate, and the like. As the substrate, for example, a finert field effect transistor (finFETs) or a substrate which is applied to the formation of other electronic devices such as diodes, transistors or capacitors, etc., can be used. In addition, other materials such as ceramics may be used as the substrate according to the application, and the type of the substrate that can be applied in the present application is not limited thereto.

본 출원에서 상기와 같은 기판의 표면에 랜덤 고분자 영역과 피닝 영역이 교대로 배치된 스트라이프 패턴이 형성된다. 상기에서 스트라이프 패턴은, 예를 들면, 도 1에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 기판(10)의 표면에 고분자 막(20)과 고분자 막(30)이 교대로 형성되어 패턴을 이루고 있는 형태를 의미한다. 상기 고분자 막(20)과 고분자 막(30)은 서로 상이한 고분자 막일 수 있다. 본 출원의 적층체의 스트라이프 패턴은, 예를들어, 복수의 랜덤 고분자 영역(20) 및 피닝 영역(30)이 교대로 스트라이프 패턴을 형성하고 있을 수 있다. 상기 랜덤 고분자 영역은, 본 출원의 적층체의 스트라이프 패턴에서 중성 영역으로 기능할 수 있다. 본 발명자는 기판 상에 상기 고분자 스트라이프 패턴을 형성하는 경우, 일반적인 중성층에 비해 넓은 범위에서 블록 공중합체의 배향성을 조절할 수 있음을 확인하였다. 특히, 기판 상에 복수의 랜덤 고분자 영역과 피닝 영역을 교대로 형성하는 경우, 랜덤 고분자 영역에 포함되는 단위의 부피 분율이 일반적인 중성 영역을 형성하는 범위를 벗어나는 경우에도, 상기 스트라이프 패턴 상에 고도로 패턴화된 블록 공중합체의 자기 조립 구조를 형성할 수 있음을 확인하였다. 본 출원에서 중성 영역이란, 블록 공중합체에 포함되는 후술하는 고분자 세그먼트 A 및 고분자 세그먼트 B 각각에 대하여 실질적으로 동일한 수준의 표면 에너지(표면 장력 또는 친화성)를 가지는 영역을 의미할 수 있으며, 기판상에 블록 공중합체의 수직 배향을 달성할 수 있는 것으로 알려져 있는 처리 영역을 의미할 수 있다. 상기 랜덤 고분자 영역은 후술하는 화학식 1의 단위 및 화학식 2의 단위를 가지는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있으며, 상기 화학식 1 및 2의 단위의 전체 부피를 1로 한 때에 상기 화학식 2의 단위의 부피 분율은 0.3 내지 0.95의 범위 내일 수 있다.In this application, a stripe pattern is formed in which a random polymer region and a pinning region are alternately arranged on the surface of the substrate as described above. The stripe pattern is a pattern in which the polymer film 20 and the polymer film 30 are alternately formed on the surface of the substrate 10 to form a pattern as schematically shown in Fig. do. The polymer membrane 20 and the polymer membrane 30 may be different polymer membranes. In the stripe pattern of the laminate of the present application, for example, the plurality of random polymer regions 20 and the pinning region 30 may alternately form a stripe pattern. The random polymer region can function as a neutral region in the stripe pattern of the laminate of the present application. The present inventors have found that when the polymer stripe pattern is formed on a substrate, the orientation of the block copolymer can be controlled over a wider range than a general neutral layer. Particularly, when a plurality of random polymer regions and pinning regions are alternately formed on a substrate, even if the volume fraction of the units included in the random polymer region deviates from the range of forming a general neutral region, It was confirmed that the self assembled structure of the modified block copolymer can be formed. The neutral region in the present application may mean a region having substantially the same level of surface energy (surface tension or affinity) with respect to each of the polymer segment A and the polymer segment B which will be described later and contained in the block copolymer, ≪ / RTI > can be understood to mean a processing region known to be capable of achieving the vertical orientation of the block copolymer. The random polymer region may include a random copolymer having a unit of the following formula (1) and a unit of the following formula (2), and when the total volume of the units of the general formulas (1) and (2) is 1, the volume fraction May be in the range of 0.3 to 0.95.

본 출원에서 피닝(pinning) 영역은, 어느 하나의 고분자 세그먼트에 대하여 선택성을 나타내는 표면(preferential surface)을 형성하는 막일 수 있으며, 피닝 고분자로 형성된 막일 수 있다. 본 출원에서 선택성을 나타낸다는 것은, 상기 피닝 영역의 고분자 세그먼트 A(또는 고분자 세그먼트 B)에 대한 표면 에너지가 고분자 세그먼트 B(또는 고분자 세그먼트 A)에 대한 표면 에너지보다 낮아서, 해당 표면에 고분자 세그먼트 A(또는 고분자 세그먼트 B)이 우선적으로 접촉하게 되는 것을 의미할 수 있다. 다시 말해, 상기 고분자 세그먼트 A(또는 고분자 세그먼트 B)가 우선적인 젖음성을 가지게 되는 것을 의미할 수 있다. 상기 피닝(pinning) 영역은 블록 공중합체의 자기조립 구조의 배향 구조에 대한 방향성 및 위치 선정성을 부여할 수 있는 모든 종류의 층을 의미할 수 있다. In the present application, the pinning region may be a film forming a preferential surface showing selectivity with respect to any one of the polymer segments, or may be a film formed of a pinning polymer. The selectivity in the present application means that the surface energy for the polymer segment A (or the polymer segment B) in the pinning region is lower than the surface energy for the polymer segment B (or polymer segment A), and the polymer segment A Or the polymer segment B) is preferentially contacted. In other words, it may mean that the polymer segment A (or polymer segment B) has a preferential wettability. The pinning region may refer to any kind of layer capable of imparting directionality and positioning properties to the orientation structure of the self-assembled structure of the block copolymer.

적층체에서 상기와 같은 스트라이프 패턴이 형성되어 있는 기판의 표면에는 블록 공중합체막이 형성되어 있다. 상기 블록 공중합체막에서 블록 공중합체는 자기 조립 구조를 형성하고 있다. 블록 공중합체가 형성하는 자기 조립 구조의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 자기 조립 구조, 예를 들면, 스피어(sphere), 실린더(cylinder) 또는 라멜라(lamella) 등의 구조일 수 있으며, 일 예시에서는 라멜라 구조일 수 있다.A block copolymer film is formed on the surface of the substrate on which the stripe pattern is formed as described above. The block copolymer in the block copolymer film forms a self-assembled structure. The type of the self-assembled structure formed by the block copolymer is not particularly limited and may be a known self-assembled structure, for example, a structure such as a sphere, a cylinder or a lamella, May be a lamellar structure.

상기에서 용어 블록 공중합체막은 블록 공중합체를 주성분으로 포함하는 막을 의미할 수 있다. 예를 들면, 중량을 기준으로 어떤 막의 내부에 블록 공중합체가 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상 포함되는 경우에 그 막을 블록 공중합체막으로 호칭할 수 있다. 블록 공중합체막 내에서 블록 공중합체의 비율은 예를 들면 중량을 기준으로 100% 이하일 수 있다.In the above, the term block copolymer film may mean a film containing a block copolymer as a main component. For example, when a block copolymer contains 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or 95% or more of a block copolymer on the basis of weight, the film may be referred to as a block copolymer film . The proportion of the block copolymer in the block copolymer film may be, for example, 100% or less by weight.

본 출원의 적층체에서 블록 공중합체막을 형성하는 블록 공중합체는, 고분자 세그먼트 A와 상기 고분자 세그먼트 A와는 상이한 고분자 세그먼트 B를 포함할 수 있다.The block copolymer forming the block copolymer film in the laminate of the present application may include the polymer segment A and the polymer segment B different from the polymer segment A. [

본 출원에서 어떤 2종의 고분자 세그먼트가 동일하다는 것은, 어떤 2종의 고분자 세그먼트가 포함하는 단량체 단위가 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상 공통되고, 각 고분자 세그먼트의 상기 공통 단량체 단위의 중량 비율의 편차가 30% 이내, 25% 이내, 20% 이내, 20% 이내, 15% 이내, 10% 이내 또는 5% 이내인 경우이다. 따라서, 양 고분자 세그먼트가 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 이들은 서로 상이한 고분자 세그먼트이다. 상기에서 공통되는 단량체 단위의 비율은, 양 고분자 세그먼트 모드에 대해서 만족하는 것이 적절할 수 있다. 예를 들어, 어떤 고분자 세그먼트 1이 A, B, C, D 및 F의 단량체 단위를 가지고, 다른 고분자 세그먼트 2가 D, F, G 및 H의 단량체 단위를 가질 경우에는, 고분자 세그먼트 1과 2에서 공통되는 단량체 단위는 D 및 F인데, 고분자 세그먼트 1의 입장에서는 전체 5종의 단량체 중 2종이 공통되기 때문에 공통 비율은 40%(=100×2/5)이나, 고분자 세그먼트 2의 입장에서는 상기 비율은 50%(=100×2/5)이다. 따라서, 이러한 경우에는 공통 비율이 고분자 세그먼트 2에서만 50% 이상이기 때문에, 양 고분자 세그먼트는 동일하지 않은 것으로 인정될 수 있다. 한편, 상기에서 공통 단량체의 중량 비율의 편차는, 큰 중량 비율에서 작은 중량 비율을 뺀 수치를 작은 중량 비율로 나눈 수치의 백분율이다. 예를 들어, 상기 경우에서 세그먼트 1의 D 단량체 단위의 중량 비율이 세그먼트 1의 전체 단량체 단위의 중량 비율 합계 100% 기준으로 약 40%이고, 세그먼트 2의 D 단량체 단위의 중량 비율이 세그먼트 2의 전체 단량체 단위의 중량 비율 합계 100% 기준으로 약 30%라면, 상기 중량 비율 편차는 약 33%(=100×(40-30)/30) 정도가 될 수 있다. 2개의 세그먼트 내에 공통되는 단량체 단위가 2종 이상이라면, 동일한 세그먼트라고 하기 위해서는, 상기 중량 비율 편차 30% 이내가 모든 공통되는 단량체에 대하여 만족되거나, 혹은 주성분인 단량체 단위에 대하여 만족되면 공통되는 단량체로 여겨질 수 있다. 상기와 같은 기준에 의해 동일한 것으로 인정되는 각 고분자 세그먼트는 서로 다른 형태의 중합체일 수 있으나(예를 들면, 어느 하나의 세그먼트는 블록 공중합체 형태이고, 다른 하나의 세그먼트는 랜덤 공중합체의 형태), 적절하게는 같은 형태의 중합체일 수 있다.The reason why the two polymer segments are the same in the present application means that the monomer units contained in any two kinds of polymer segments contain at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75% At least 80%, at least 85%, or at least 90% of the total weight of the polymer segment, and the variation of the weight ratio of the common monomer units in each polymer segment is within 30%, within 25%, within 20% Or 5% or less. Therefore, when both polymer segments do not satisfy the above conditions, they are polymer segments that are different from each other. The ratio of the monomer units common in the above may suitably be satisfied for the both polymer segment modes. For example, if one polymer segment 1 has monomer units of A, B, C, D and F and the other polymer segment 2 has monomer units of D, F, G and H, then polymer segments 1 and 2 The common proportions are 40% (= 100 x 2/5) because two common monomers are D and F in the case of polymer segment 1, and two of the five monomers are common in the case of polymer segment 1. In the case of polymer segment 2, Is 50% (= 100 x 2/5). Thus, in this case, both polymer segments may be regarded as not identical, since the common ratio is greater than 50% in polymer segment 2 alone. On the other hand, the deviation of the weight ratio of the common monomer in the above is a percentage of a numerical value obtained by dividing a value obtained by subtracting a small weight ratio from a large weight ratio by a small weight ratio. For example, in the above case, the weight ratio of the D monomer units of the segment 1 is about 40% based on the total weight percentage of the total monomer units of the segment 1, and the weight ratio of the D monomer units of the segment 2 is the whole of the segment 2 If the weight ratio of the monomer units is about 30% based on the total 100%, the weight ratio variation may be about 33% (= 100 x (40-30) / 30). When two or more monomer units common to two segments are used, in order to be the same segment, if the weight ratio deviation within 30% is satisfied with respect to all the common monomers, or if the monomer unit as the main component is satisfied, Can be considered. Each polymer segment recognized as being the same by the above criteria may be a polymer of a different type (for example, one segment is in the form of a block copolymer and the other segment is in the form of a random copolymer) Suitably it may be a polymer of the same type.

블록 공중합체의 각 고분자 세그먼트들은 일종의 단량체만에 의해 형성되거나, 혹은 2종 이상의 단량체에 의해 형성될 수 있다. 블록 공중합체는 하나의 고분자 세그먼트 A와 하나의 고분자 세그먼트 B만을 포함하는 디블록 공중합체일 수 있다. 블록 공중합체는, 또한 상기 고분자 세그먼트 A 및 B를 각각 1개 포함하고, 추가로 상기 고분자 세그먼트 A 및 B 중 어느 하나 또는 모두를 더 포함하거나, 혹은 고분자 세그먼트 A 및 B 외에 다른 고분자 세그먼트를 추가로 포함하는 트리블록 이상의 블록 공중합체일 수 있다.Each of the polymer segments of the block copolymer may be formed of only one type of monomer, or may be formed of two or more types of monomers. The block copolymer may be a diblock copolymer containing only one polymer segment A and one polymer segment B. [ The block copolymer may further include one or more of the polymer segments A and B, and may further include any one or both of the polymer segments A and B, or may further include another polymer segment other than the polymer segments A and B May be a block copolymer of more than the included tree block.

블록 공중합체는 공유 결합으로 연결된 2개 또는 그 이상의 고분자 세그먼트를 포함하기 때문에 상분리가 일어나고, 소위 자기 조립 구조를 형성하게 된다. 본 발명자들은, 블록 공중합체가 하기 기술하는 조건들 중 어느 하나 또는 2개 이상을 만족함으로써 상기 적층체 내에서 보다 효과적으로 적용될 수 있다는 점을 확인하였다. 따라서, 본 출원의 블록 공중합체는 하기 기술한 조건 중 적어도 하나를 만족하는 것일 수 있다. 후술하는 조건은 병렬적인 것이고, 어느 하나의 조건이 다른 조건에 우선하지 않는다. 블록 공중합체는 후술하는 조건 중에서 선택된 어느 하나의 조건을 만족하거나, 2개 이상의 조건을 만족할 수 있다. 후술하는 조건 중 어느 하나의 조건의 충족을 통해 블록 공중합체가 전술한 적층체 내에서 수직 배향성을 나타낼 수 있다. 본 출원에서 용어 수직 배향은, 블록 공중합체의 배향성을 나타내는 것이고, 블록 공중합체에 의해 형성되는 상분리 구조 또는 자기 조립 구조의 배향이 기판 방향과 수직한 배향을 의미할 수 있으며, 예를 들면, 블록 공중합체의 상기 고분자 세그먼트 A에 의해 형성되는 도메인과 상기 고분자 세그먼트 B에 의해 형성되는 도메인의 계면이 기판의 표면에 수직한 경우를 의미할 수 있다. 본 출원에서 용어 수직은, 오차를 감안한 표현이고, 예를 들면, ±10도, ±8도, ±6도, ±4도 또는 ±2도 이내의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.Since the block copolymer contains two or more polymer segments linked by covalent bonds, phase separation occurs and forms a so-called self-assembled structure. The present inventors have confirmed that the block copolymer can be more effectively applied in the laminate by satisfying any one or two or more of the conditions described below. Accordingly, the block copolymer of the present application may satisfy at least one of the following conditions. The conditions described below are in parallel, and any one condition does not override the other conditions. The block copolymer may satisfy any one of the following conditions, or may satisfy two or more conditions. The block copolymer can exhibit the vertical orientation in the above-described laminate by satisfying any one of the conditions described below. The term vertical orientation in the present application indicates the orientation of the block copolymer, and the orientation of the phase separation structure or the self-assembled structure formed by the block copolymer may mean an orientation perpendicular to the direction of the substrate. For example, The interface between the domain formed by the polymer segment A of the copolymer and the domain formed by the polymer segment B is perpendicular to the surface of the substrate. The term vertical in the present application is an expression in consideration of an error, and may mean an error including, for example, errors within ± 10 degrees, ± 8 degrees, ± 6 degrees, ± 4 degrees, or ± 2 degrees.

본 출원의 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A의 표면 에너지와 고분자 세그먼트 B의 표면 에너지의 차이의 절대값이 10 mN/m 이하일 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A의 표면 에너지와 고분자 세그먼트 B의 표면 에너지의 차이의 절대값은 10 mN/m 이하, 9 mN/m 이하, 8 mN/m 이하, 7.5 mN/m 이하 또는 7 mN/m 이하일 수 있다. 상기 표면 에너지의 차이의 절대값은 1.5 mN/m, 2 mN/m 또는 2.5 mN/m 이상일 수 있다. 이러한 범위의 표면 에너지의 차이의 절대값을 가지는 고분자 세그먼트 A 및 B가 공유 결합에 의해 연결된 구조는, 효과적인 미세상분리(microphase seperation)를 유도할 수 있다. 상기에서 고분자 세그먼트 A는, 예를 들면, 후술하는 측쇄 사슬을 가지는 고분자 세그먼트 일 수 있다.The absolute value of the difference between the surface energy of the polymer segment A of the block copolymer and the surface energy of the polymer segment B of the block copolymer of the present application may be 10 mN / m or less. The absolute value of the difference between the surface energy of the polymer segment A and the surface energy of the polymer segment B may be 10 mN / m or less, 9 mN / m or less, 8 mN / m or less, 7.5 mN / m or less or 7 mN / have. The absolute value of the difference in surface energy may be 1.5 mN / m, 2 mN / m or 2.5 mN / m or more. The structure in which the polymer segments A and B having the absolute value of the difference in surface energy in this range are connected by a covalent bond can induce an effective microphase seperation. The polymer segment A may be, for example, a polymer segment having a side chain as described later.

표면 에너지는 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 측정할 수 있다. 구체적으로 표면 에너지는 측정하고자 하는 대상 시료(블록 공중합체 또는 단독 중합체)를 플루오르벤젠(flourobenzene)에 약 2 중량%의 고형분 농도로 희석시킨 코팅액을 기판에 약 50nm의 두께와 4 cm2의 코팅 면적(가로: 2cm, 세로: 2cm)으로 상온에서 약 1 시간 정도 건조시킨 후에 160℃에서 약 1시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)시킨 막에 대하여 측정할 수 있다. 열적 숙성을 거친 상기 막에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하고, 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다. 그 후, 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구할 수 있다. 블록 공중합체의 각 고분자 세그먼트에 대한 표면 에너지의 수치는, 상기 고분자 세그먼트를 형성하는 단량체만으로 제조된 단독 중합체(homopolymer)에 대하여 상기 기술한 방법으로 구할 수 있다.Surface energy can be measured using a Drop Shape Analyzer (DSA100, KRUSS). Specifically, the surface energy of a sample solution (block copolymer or homopolymer) to be measured is diluted with fluorobenzene to a solid concentration of about 2% by weight, and the coating solution is applied to the substrate with a thickness of about 50 nm and a coating area of 4 cm 2 (Length: 2 cm, length: 2 cm), which is then dried at room temperature for about 1 hour and then thermally annealed at 160 ° C for about 1 hour. The process of dropping the deionized water whose surface tension is known in the film subjected to thermal aging and obtaining the contact angle is repeated 5 times to obtain an average value of the obtained five contact angle values and similarly, The process of dropping the known diiodomethane and determining the contact angle thereof is repeated five times, and an average value of the obtained five contact angle values is obtained. Thereafter, the surface energy can be obtained by substituting the value (Strom value) of the surface tension of the solvent by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the average value of the contact angle with the deionized water and diiodo methane obtained. The numerical value of the surface energy for each polymer segment of the block copolymer can be obtained by the method described above for a homopolymer produced only of the monomer forming the polymer segment.

블록 공중합체가 후술하는 측쇄 사슬을 포함하는 경우에 상기 측쇄 사슬이 포함되어 있는 고분자 세그먼트는 다른 고분자 세그먼트에 비하여 높은 표면 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A가 측쇄 사슬을 포함한다면, 고분자 세그먼트 A는 고분자 세그먼트 B에 비하여 높은 표면 에너지를 가질 수 있다. 이러한 경우에 고분자 세그먼트 A의 표면 에너지는, 약 20 mN/m 내지 40 mN/m의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A의 표면 에너지는, 22 mN/m 이상, 24 mN/m 이상, 26 mN/m 이상 또는 28 mN/m 이상일 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A의 표면 에너지는, 38 mN/m 이하, 36 mN/m 이하, 34 mN/m 이하 또는 32 mN/m 이하일 수 있다. 이러한 고분자 세그먼트 A가 포함되고, 고분자 세그먼트 B와 상기와 같은 표면 에너지의 차이를 나타내는 블록 공중합체는, 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다.When the block copolymer includes a side chain as described later, the polymer segment including the side chain may have a higher surface energy than the other polymer segment. For example, if the polymer segment A of the block copolymer comprises a side chain chain, the polymer segment A may have a higher surface energy than the polymer segment B. In this case, the surface energy of the polymer segment A may be in the range of about 20 mN / m to 40 mN / m. The surface energy of the polymer segment A may be at least 22 mN / m, at least 24 mN / m, at least 26 mN / m, or at least 28 mN / m. The surface energy of the polymer segment A may be 38 mN / m or less, 36 mN / m or less, 34 mN / m or 32 mN / m or less. A block copolymer containing such a polymer segment A and exhibiting a difference in surface energy from the polymer segment B as described above can exhibit excellent self-assembling properties.

본 출원의 블록 공중합체의 순도는 80 중량% 이상일 수 있다. 상기 블록 공중합체의 순도는 블록 공중합체막 내의 모든 고분자 성분(호모폴리머, 블록 공중합체 및 랜덤 공중합체 등)의 중량을 100%로 한 때에 중량을 기준으로 블록 공중합체가 80 중량% 이상 포함되는 것을 의미할 수 있다. 상기 블록 공중합체의 순도는 80 중량% 이상, 82 중량% 이상, 84 중량% 이상, 86 중량% 이상, 88 중량% 이상, 90 중량% 이상, 92 중량% 이상, 94 중량% 이상, 96 중량% 이상, 98 중량% 이상 또는 99 중량% 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 블록 공중합체의 순도의 상한은 예를들어 100% 일 수 있다. 본 출원의 적층체에 적용되는 블록 공중합체의 순도가 상기 범위를 만족하는 경우, 블록 공중합체의 자기 조립 구조의 결함을 최소화 할 수 있다. 상기 블록 공중합체의 순도를 조절하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 고분자를 정제하는 공지의 방법 등을 사용할 수 있다. 예를들어, 제조된 블록 공중합체를 형성하는 어느 한 고분자 세그먼트로부터 형성된 호모 중합체 만을 선택적으로 용해시킬 수 있는 용매를 이용하여 침전 시키는 방법 또는 컬럼 크로마토 그래피 등을 이용하여 블록 공중합체를 정제하는 방법 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용매를 이용하여 침전시키는 방법에 사용되는 용매는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를들어 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran: THF), 트리에틸아민(triethylamine: TEA), 디메틸포름아미드(dimethylformamide: DMF), 에틸아세테이트(ethylacetate) 또는 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide: DMSO), 이소옥탄(isooctane: IO), 메틸렌클로라이드(methylene chloride: MC) 및/또는 아세토니트릴(acetonitrile: ACN)을 사용할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The purity of the block copolymer of the present application may be at least 80% by weight. The purity of the block copolymer is preferably 80% by weight or more based on the weight of the block copolymer, based on 100% by weight of all the polymer components (homopolymer, block copolymer and random copolymer, etc.) in the block copolymer film. It can mean something. The purity of the block copolymer is at least 80 wt%, at least 82 wt%, at least 84 wt%, at least 86 wt%, at least 88 wt%, at least 90 wt%, at least 92 wt%, at least 94 wt% , Not less than 98% by weight or not less than 99% by weight. The upper limit of the purity of the block copolymer may be, for example, 100%. When the purity of the block copolymer to be applied to the laminate of the present application satisfies the above range, defects in the self-assembling structure of the block copolymer can be minimized. The method for controlling the purity of the block copolymer is not particularly limited, and a known method for purifying the polymer may be used. For example, a method of precipitating using a solvent capable of selectively solubilizing only a homopolymer formed from a polymer segment forming the prepared block copolymer, a method of purifying a block copolymer using column chromatography or the like But is not limited thereto. The solvent used for the precipitation using the solvent is not particularly limited and includes, for example, tetrahydrofuran (THF), triethylamine (TEA), dimethylformamide (DMF), ethyl Ethylacetate or dimethyl sulfoxide (DMSO), isooctane (IO), methylene chloride (MC) and / or acetonitrile (ACN) Can be mixed and used.

본 출원의 예시적인 블록 공중합체는, 고분자 세그먼트 A 및 상기 고분자 세그먼트 A와는 다른 고분자 세그먼트 B를 포함하고, 상기 블록 공중합체 또는 상기 고분자 세그먼트 A는, DSC 분석에서 -80℃ 내지 200℃의 범위 내에서 용융 전이 피크 또는 등방 전이 피크를 나타낼 수 있다(조건 1).Exemplary block copolymers of the present application comprise a polymer segment A and a polymer segment B different from the polymer segment A, wherein the block copolymer or the polymer segment A is in the range of -80 占 폚 to 200 占 폚 A melt transition peak or an isotropic transition peak (condition 1).

본 출원의 예시적인 블록 공중합체는, 고분자 세그먼트 A 및 상기 고분자 세그먼트 A와는 다른 고분자 세그먼트 B를 포함하고, 상기 블록 공중합체 또는 상기 고분자 세그먼트 A는, XRD 분석 시에 0.5 nm-1 내지 10 nm-1의 산란 벡터(q) 범위 내에서 0.2 내지 0.9 nm-1의 범위 내의 반치폭을 가지는 피크를 나타낼 수 있다(조건 2).An exemplary block copolymer of the present application, the polymer segment A and the polymeric segment A than the segment contains a different polymer B, and wherein the block copolymer is the polymer or segment A, 0.5 nm -1 to 10 nm upon XRD analysis 1 > (condition 2) within the range of 0.2 to 0.9 nm < -1 > within the range of the scattering vector (q) of 1 .

본 출원의 예시적인 블록 공중합체는, 고분자 세그먼트 A 및 상기 고분자 세그먼트 A와는 다른 고분자 세그먼트 B를 포함하고, 상기 고분자 세그먼트 A는, 측쇄 사슬을 포함하며, 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수(n)와 상기 고분자 세그먼트 A에 대한 XRD 분석에 의해 구해지는 산란 벡터(q)는 하기 수식 1을 만족할 수 있다(조건 3).Exemplary block copolymers of the present application include a polymer segment A and a polymer segment B different from the polymer segment A, wherein the polymer segment A comprises a side chain, and the number of chain-forming atoms of the side chain ) And the scattering vector (q) obtained by XRD analysis of the polymer segment A can satisfy the following equation (Condition 3).

[수식 1][Equation 1]

3 nm-1 내지 5 nm-1 = nq/(2×π)3 nm -1 to 5 nm -1 = nq / (2 x π)

수식 1에서 n은 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수이고, q는, 상기 측쇄 사슬을 포함하는 고분자 세그먼트에 대한 X선 회절 분석에서 피크가 관찰되는 가장 작은 산란 벡터(q)이거나, 혹은 가장 큰 피크 면적의 피크가 관찰되는 산란 벡터(q)이다. In Formula 1, n is the number of chain-forming atoms of the sidechain chain, and q is the smallest scattering vector (q) in which the peak is observed in the X-ray diffraction analysis for the polymer segment containing the sidechain chain, (Q) where the peak of the peak area is observed.

본 출원의 예시적인 블록 공중합체는, 고분자 세그먼트 A 및 상기 고분자 세그먼트 A와는 다른 고분자 세그먼트 B를 포함하고, 상기 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B의 밀도의 차이의 절대값은 0.25 g/cm3 이상일 수 있다(조건 4).An exemplary block copolymer of the present application, the polymer segment A and the polymeric segment A than contain other polymer segment B, and the absolute value of the difference between the density of the polymer segment A and the polymeric segment B is 0.25 g / cm 3 be at least (Condition 4).

상기 각 블록 공중합체에서 고분자 세그먼트 A는 후술하는 측쇄 사슬을 포함하는 고분자 세그먼트일 수 있다.In each of the block copolymers, the polymer segment A may be a polymer segment including a side chain as described later.

이하 상기 각 조건에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, each of the above conditions will be described in detail.

본 명세서에서 밀도 등과 같이 온도에 의해 변할 수 있는 물성은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상온에서 측정한 수치이다. 용어 상온은, 가온 및 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 약 10℃ 내지 30℃, 약 25℃ 또는 약 23℃의 온도를 의미할 수 있다. In the present specification, physical properties such as density and the like that can be changed by temperature are values measured at room temperature unless otherwise specified. The term ambient temperature is a natural, non-warmed and non-warmed temperature, and can refer to a temperature of about 10 ° C to 30 ° C, about 25 ° C, or about 23 ° C.

A. 조건 1A. Condition 1

본 출원의 블록 공중합체 또는 상기 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트는, DSC(Differential scanning calorimetry) 분석에서 -80℃ 내지 200℃의 범위 내에서 용융 전이(melting transition) 피크 또는 등방 전이(isotropic transition) 피크를 나타낼 수 있다. 블록 공중합체 또는 상기 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트는 용융 전이 피크 또는 등방 전이 피크 중에서 어느 하나의 피크만을 나타낼 수도 있고, 2개의 피크 모두를 나타낼 수 있다. 이러한 블록 공중합체는, 자기 조립에 적합한 결정(crystal)상 및/또는 액정(liquid crystal)상을 전체적으로 나타내거나, 혹은 그러한 결정상 및/또는 액정상을 나타내는 고분자 세그먼트를 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 조건 1을 만족하는 고분자 세그먼트는, 고분자 세그먼트 A일 수 있다.Any polymer segment of the block copolymer or the block copolymer of the present application has a melting transition peak or an isotropic transition in the range of -80 ° C to 200 ° C in DSC (differential scanning calorimetry) Peak. ≪ / RTI > Any one of the polymer segments of the block copolymer or the block copolymer may exhibit either one of the peaks from the melt transition peak or the isotropic transition peak, or both peaks. Such a block copolymer may be a copolymer including a polymer segment which represents a crystal phase and / or a liquid crystal phase suitable for self-assembly, or a polymer segment which exhibits such a crystal phase and / or a liquid crystal phase. The polymer segment satisfying the condition 1 may be the polymer segment A.

위에 기술한 DSC 거동을 나타내는 블록 공중합체 또는 그 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트는 하기의 조건을 추가로 만족할 수 있다. Any polymer segment of the block copolymer or the block copolymer thereof exhibiting the DSC behavior described above may be satisfactorily satisfied under the following conditions.

예를 들면, 상기 등방 전이 피크와 용융 전이 피크가 동시에 나타나는 경우에 상기 등방 전이 피크가 나타나는 온도(Ti)와 상기 용융 전이 피크가 나타나는 온도(Tm)의 차이(Ti-Tm)는 5℃ 내지 70℃의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 차이(Ti-Tm)는 다른 예시에서 10℃ 이상, 15℃ 이상, 20℃ 이상, 25℃ 이상, 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상 또는 60℃ 이상일 수 있다. 등방 전이 피크의 온도(Ti)와 용융 전이 피크의 온도(Tm)의 차이(Ti-Tm)가 상기 범위 내인 블록 공중합체 또는 그러한 고분자 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체는 상분리 내지는 자기 조립 특성이 우수하게 유지될 수 있다.For example, the difference (Ti-Tm) between the temperature (Ti) at which the isotropic transition peak appears and the temperature (Tm) at which the melting transition peak appears when the isotropic transition peak and the melt transition peak appear simultaneously is in the range of 5 to 70 Lt; 0 > C. In another example, the difference (Ti-Tm) is at least 10 ° C, at least 15 ° C, at least 20 ° C, at least 25 ° C, at least 30 ° C, at least 35 ° C, at least 40 ° C, at least 45 ° C, Or 60 < 0 > C or higher. The block copolymer having a difference (Ti-Tm) between the temperature (Ti) of the isotropic transition peak and the temperature (Tm) of the melt transition peak within the above range or the block copolymer comprising such a polymer segment has excellent phase separation or self- Can be maintained.

다른 예시에서, 상기 등방 전이 피크와 용융 전이 피크가 동시에 나타나는 경우에 상기 등방 전이 피크의 면적(I)과 상기 용융 전이 피크의 면적(M)의 비율(M/I)은 0.1 내지 500의 범위 내에 있을 수 있다. DSC 분석에서 등방 전이 피크의 면적(I)과 용융 전이 피크의 면적(M)의 비율(M/I)이 상기 범위 내인 블록 공중합체 또는 그러한 고분자 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체는 상분리 내지는 자기 조립 특성이 우수하게 유지될 수 있다. 상기 비율(M/I)은, 다른 예시에서 0.5 이상, 1 이상, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상 또는 3 이상일 수 있다. 또한, 다른 예시에서 상기 비율(M/I)은 450 이하, 400 이하, 350 이하, 300 이하, 250 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하, 90 이하 또는 85 이하일 수 있다.In another example, when the isotropic transition peak and the melt transition peak appear simultaneously, the ratio (M / I) of the area (I) of the isotropic transition peak and the area (M) of the melting transition peak is in the range of 0.1 to 500 Can be. In the DSC analysis, the block copolymer having the ratio (M / I) of the area (I) of the isotropic transition peak to the area (M) of the melt transition peak within the above range or the block copolymer comprising such a polymer segment has a phase separation or self- Can be maintained excellent. The ratio (M / I) may be 0.5 or more, 1 or more, 1.5 or more, 2 or more, 2.5 or more, or 3 or more in another example. In another example, the ratio M / I may be 450 or less, 400 or less, 350 or less, 300 or less, 250 or less, 200 or less, 150 or less, 100 or less, 90 or less or 85 or less.

DSC 분석을 수행하는 방식은 공지이며, 본 출원에서는 이러한 공지의 방식에 의해 상기 분석을 수행할 수 있다.The manner of performing the DSC analysis is known, and in the present application, the above analysis can be performed by this known method.

용융 전이 피크가 나타나는 온도(Tm)의 범위는 -10℃ 내지 55℃의 범위일 수 있다. 다른 예시에서 상기 온도(Tm)는, 50℃ 이하, 45℃ 이하, 40℃ 이하, 35℃ 이하, 30℃ 이하, 25℃ 이하, 20℃ 이하, 15℃ 이하, 10℃ 이하, 5℃ 이하 또는 0℃ 이하일 수 있다. The range of the temperature (Tm) at which the melting transition peak appears may range from -10 ° C to 55 ° C. In another example, the temperature Tm is in the range of 50 占 폚 or less, 45 占 폚 or less, 40 占 폚 or less, 35 占 폚 or less, 30 占 or less, 25 占 or less, 20 占 or 15 占 or 10 占 or 5 占 or It may be 0 ° C or less.

블록 공중합체는 후술하는 바와 같이 측쇄 사슬을 가지는 고분자 세그먼트를 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 블록 공중합체는, 하기 수식 2를 만족할 수 있다.The block copolymer may include a polymer segment having a side chain chain as described below. In this case, the block copolymer may satisfy the following formula (2).

[수식 2][Equation 2]

10℃ ≤ Tm - 12.25℃ × n + 149.5℃ ≤ 10℃ 10 ° C ≤ Tm - 12.25 ° C × n + 149.5 ° C ≤ 10 ° C

수식 2에서 Tm은 상기 블록 공중합체 또는 상기 측쇄 사슬을 가지는 고분자 세그먼트의 용융 전이 피크가 나타나는 온도이고, n은 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수이다.In the formula (2), Tm is a temperature at which a melt transition peak of the block copolymer or the polymer segment having the side chain chain appears, and n is the number of chain forming atoms of the side chain.

상기 수식을 만족하는 블록 공중합체는, 우수한 상분리 내지는 자기 조립 특성을 가질 수 있다.The block copolymer satisfying the above formula may have excellent phase separation or self-assembling properties.

수식 2에서 Tm - 12.25℃ × n + 149.5℃는, 다른 예시에서 -8℃ 내지 8℃, -6℃ 내지 6℃ 또는 약 -5℃ 내지 5℃ 정도일 수 있다.Tm-12.25 占 폚 占 n + 149.5 占 폚 in Formula 2 may be -8 占 폚 to 8 占 폚, -6 占 폚 to 6 占 폚, or about -5 占 폚 to 5 占 폚 in another example.

B. 조건 2B. Condition 2

본 출원의 블록 공중합체는, XRD 분석(X선 회절 분석, X-ray Diffraction analysis) 시에 소정 범위의 산란 벡터(q) 내에서 적어도 하나의 피크를 나타내는 고분자 세그먼트를 포함할 수 있다. 조건 2를 만족하는 고분자 세그먼트는 상기 고분자 세그먼트 A일 수 있다.The block copolymer of the present application may include a polymer segment showing at least one peak within a predetermined range of the scattering vector (q) in XRD analysis (X-ray diffraction analysis, X-ray diffraction analysis). The polymer segment satisfying the condition 2 may be the polymer segment A.

예를 들면, 상기 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트는, X선 회절 분석에서 0.5 nm-1 내지 10 nm-1의 산란 벡터(q) 범위 내에서 적어도 하나의 피크를 나타낼 수 있다. 상기 피크가 나타나는 산란 벡터(q)은 다른 예시에서 0.7 nm-1 이상, 0.9 nm-1 이상, 1.1 nm-1 이상, 1.3 nm-1 이상 또는 1.5 nm-1 이상일 수 있다. 상기 피크가 나타나는 산란 벡터(q)은 다른 예시에서 9 nm-1 이하, 8 nm-1 이하, 7 nm-1 이하, 6 nm-1 이하, 5 nm-1 이하, 4 nm-1 이하, 3.5 nm-1 이하 또는 3 nm-1 이하일 수 있다. 상기 산란 벡터(q)의 범위 내에서 확인되는 피크의 반치폭(Full width at half maximum, FWHM)는, 0.2 내지 0.9 nm-1의 범위 내일 수 있다. 상기 반치폭은 다른 예시에서 0.25 nm-1 이상, 0.3 nm-1 이상 또는 0.4 nm-1 이상일 수 있다. 상기 반치폭은 다른 예시에서 0.85 nm-1 이하, 0.8 nm-1 이하 또는 0.75 nm-1 이하일 수 있다. For example, any one of the polymer segments of the block copolymer may exhibit at least one peak within the range of scattering vector (q) of 0.5 nm -1 to 10 nm -1 in X-ray diffraction analysis. The scattering vector q at which the peak appears may be 0.7 nm -1 or more, 0.9 nm -1 or more, 1.1 nm -1 or more, 1.3 nm -1 or 1.5 nm -1 or more in another example. In another example, the scattering vector q at which the peak appears may be 9 nm -1 or less, 8 nm -1 or less, 7 nm -1 or less, 6 nm -1 or less, 5 nm -1 or less, 4 nm -1 or less, 3.5 nm -1 or 3 nm -1 or less. The full width at half maximum (FWHM) of the peak identified within the range of the scattering vector (q) may be in the range of 0.2 to 0.9 nm -1 . The half width may be at least 0.25 nm -1, at least 0.3 nm -1, or at least 0.4 nm -1 in other examples. The half bandwidth may be 0.85 nm -1 or less, 0.8 nm -1 or 0.75 nm -1 or less in other examples.

조건 2에서 용어 반치폭은, 최대 피크의 강도의 1/2의 강도를 나타내는 위치에서의 피크의 너비(산란 벡터(q)의 차이)를 의미할 수 있다.In condition 2, the term half-width can mean the width of the peak (the difference in the scattering vector q) at the position showing the intensity of 1/2 of the intensity of the maximum peak.

XRD 분석에서의 상기 산란 벡터(q) 및 반치폭은, 후술하는 XRD 분석에 의해 얻어진 결과를 최소 좌승법을 적용한 수치 분석학적인 방식으로 구한 수치이다. 상기 방식에서는 XRD 회절 패턴에서 가장 최소의 강도(intensity)를 보이는 부분을 베이스라인(baseline)으로 잡아 상기에서의 강도(intensity)를 0으로 되게 한 상태에서 상기 XRD 패턴 피크의 프로파일을 가우시안 피팅(Gaussian fitting)한 후, 피팅된 결과로부터 상기 산란 벡터와 반치폭을 구할 수 있다. 상기 가우시안 피팅 시에 R 제곱(R square)은 적어도 0.9 이상, 0.92 이상, 0.94 이상 또는 0.96 이상이다. XRD 분석으로부터 상기와 같은 정보를 얻을 수 있는 방식은 공지이며, 예를 들면, 오리진(origin) 등의 수치 해석 프로그램을 적용할 수 있다.The scattering vector (q) and the half width in the XRD analysis are numerical values obtained by a numerical analytical method using the minimum left-hand method as a result of XRD analysis described later. In this method, a portion showing the smallest intensity in the XRD diffraction pattern is taken as a baseline, and the intensity of the XRD pattern peak is set to a Gaussian fitting, and then the scattering vector and the full width at half maximum can be obtained from the fitted results. The R square at the time of Gaussian fitting is at least 0.9, at least 0.92, at least 0.94, or at least 0.96. The manner of obtaining the above information from the XRD analysis is known, and for example, a numerical analysis program such as an origin can be applied.

상기 산란 벡터(q)의 범위 내에서 상기 반치폭의 피크를 나타내는 고분자 세그먼트는, 자기 조립에 적합한 결정성 부위를 포함할 수 있다. 상기 기술한 산란 벡터(q)의 범위 내에서 확인되는 고분자 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체는 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다.The polymer segment showing the peak of the half-width within the range of the scattering vector (q) may include a crystalline portion suitable for self-assembly. A block copolymer comprising a polymer segment identified within the range of the above-described scattering vector (q) may exhibit excellent self-assembling properties.

XRD 분석은 시료에 X선을 투과시킨 후에 산란 벡터에 따른 산란 강도를 측정하여 수행할 수 있다. XRD 분석은 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트, 예를 들면, 상기 고분자 세그먼트 A를 이루는 단량체만을 중합시켜 제조되는 중합체를 사용하여 수행할 수 있다. 이러한 중합체에 대하여 특별한 전 처리 없이 XRD 분석을 수행할 수 있으며, 예를 들면, 상기 중합체를 적절한 조건에서 건조한 후에 X선에 투과시켜 수행할 수 있다. X선으로는 수직 크기가 0.023 mm이고, 수평 크기가 0.3 mm인 X선을 적용할 수 있다. 측정 기기(예를 들면, 2D marCCD)를 사용하여 시료에서 산란되어 나오는 2D 회절 패턴을 이미지로 얻고, 얻어진 회절 패턴을 전술한 방식으로 피팅(fitting)하여 산란 벡터 및 반치폭 등을 구할 수 있다.XRD analysis can be performed by passing the X-rays through the sample and measuring the scattering intensity according to the scattering vector. The XRD analysis can be performed using any polymer segment of the block copolymer, for example, a polymer prepared by polymerizing only the monomer constituting the polymer segment A. [ An XRD analysis can be performed on such a polymer without special pretreatment, for example, by drying the polymer under appropriate conditions and then passing it through X-rays. An X-ray having a vertical size of 0.023 mm and a horizontal size of 0.3 mm can be applied. A 2D diffraction pattern that is scattered in the sample is obtained as an image by using a measuring device (for example, 2D marCCD), and the obtained diffraction pattern is fitted in the above-described manner to obtain a scattering vector and a half width.

C. 조건 3C. Condition 3

본 출원의 블록 공중합체는, 고분자 세그먼트 A으로서, 후술하는 측쇄 사슬을 가지는 고분자 세그먼트를 포함할 수 있고, 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수(n)가, 상기 조건 2에서와 같은 방식으로 수행되는 X선 회절 분석에 의해 구해지는 산란 벡터(q)와 하기 수식 1을 만족할 수 있다.The block copolymer of the present application may comprise a polymer segment having a side chain chain to be described later as a polymer segment A and the number (n) of chain forming atoms of the side chain chain is measured in the same manner as in the above- The scattering vector q obtained by the X-ray diffraction analysis and the following formula 1 can be satisfied.

[수식 1][Equation 1]

3 nm-1 내지 5 nm-1 = nq/(2×π)3 nm -1 to 5 nm -1 = nq / (2 x π)

수식 1에서 n은 상기 사슬 형성 원자의 수이고, q는, 상기 측쇄 사슬을 포함하는 고분자 세그먼트에 대한 X선 회절 분석에서 피크가 관찰되는 가장 작은 산란 벡터(q)이거나, 혹은 가장 큰 피크 면적의 피크가 관찰되는 산란 벡터(q)이다. 또한, 수식 1에서 π는 원주율을 의미한다. In the formula 1, n is the number of the chain-forming atoms and q is the smallest scattering vector (q) in which the peak is observed in the X-ray diffraction analysis for the polymer segment including the side chain chain, or the largest peak area (Q) at which the peak is observed. In Equation (1),? Represents the circularity.

수식 1에 도입되는 산란 벡터 등은 전술한 X선 회절 분석 방식에서 언급한 바와 같은 방식에 따라 구한 수치이다.The scattering vector or the like introduced into the formula (1) is a value obtained by the method mentioned in the above-mentioned X-ray diffraction analysis method.

수식 1에서 도입되는 산란 벡터(q)는, 예를 들면, 0.5 nm-1 내지 10 nm-1의 범위 내의 산란 벡터(q)일 수 있다. 상기 수식 1에 도입되는 산란 벡터(q)는 다른 예시에서 0.7 nm-1 이상, 0.9 nm-1 이상, 1.1 nm-1 이상, 1.3 nm-1 이상 또는 1.5 nm-1 이상일 수 있다. 상기 수식 1에 도입되는 산란 벡터(q)는 다른 예시에서 9 nm-1 이하, 8 nm-1 이하, 7 nm-1 이하, 6 nm-1 이하, 5 nm-1 이하, 4 nm-1 이하, 3.5 nm-1 이하 또는 3 nm-1 이하일 수 있다.The scattering vector q introduced in Equation 1 may be, for example, a scattering vector q within a range of 0.5 nm -1 to 10 nm -1 . In another example, the scattering vector q introduced into Equation 1 may be 0.7 nm -1 or more, 0.9 nm -1 or more, 1.1 nm -1 or more, 1.3 nm -1 or 1.5 nm -1 or more. In another example, the scattering vector q introduced into the above formula 1 is 9 nm -1 or less, 8 nm -1 or less, 7 nm -1 or less, 6 nm -1 or less, 5 nm -1 or less, 4 nm -1 or less , 3.5 nm -1 or less, or 3 nm -1 or less.

수식 1은, 블록 공중합체의 상기 측쇄 사슬을 포함하는 고분자 세그먼트만으로 되는 중합체가 막을 형성하였을 경우에 상기 측쇄 사슬이 포함되어 있는 중합체 주쇄간의 간격(D)과 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수의 관계를 나타내며, 측쇄 사슬을 가지는 중합체에서 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수가 상기 수식 1을 만족하는 경우에 상기 측쇄 사슬이 나타내는 결정성이 증대되고, 그에 따라 블록 공중합체의 상분리 특성 내지는 수직 배향성이 크게 향상될 수 있다. 상기 수식 1에 따른 nq/(2×π)는, 다른 예시에서 4.5 nm-1 이하일 수도 있다. 상기에서 측쇄 사슬이 포함되어 있는 중합체 주쇄간의 간격(D, 단위: nm)은, 수식 D=2×π/q로 계산될 수 있고, 상기에서 D는 상기 간격(D, 단위: nm)이고, π 및 q는 수식 1에서 정의된 바와 같다.The formula (1) indicates that when a polymer composed of only a polymer segment including the side chain of the block copolymer forms a film, the distance (D) between the polymer main chains containing the side chain and the number of chain- When the number of chain-forming atoms of the side chain in the polymer having side chain chains satisfies the above-mentioned formula 1, the crystallinity represented by the side chain is increased and consequently the phase-separating property or the vertical orientation Can be greatly improved. The nq / (2 x pi) according to the above formula 1 may be 4.5 nm -1 or less in another example. The distance (D, unit: nm) between the polymer main chains containing the side chain chain in the above can be calculated by the equation D = 2 x? / Q where D is the interval (D, unit: nm) and < RTI ID = 0.0 > q < / RTI >

D. 조건 4D. Condition 4

블록 공중합체에서 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B의 밀도의 차이의 절대값은 0.25 g/cm3 이상, 0.3 g/cm3 이상, 0.35 g/cm3 이상, 0.4 g/cm3 이상 또는 0.45 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 밀도의 차이의 절대값은 0.9 g/cm3 이상, 0.8 g/cm3 이하, 0.7 g/cm3 이하, 0.65 g/cm3 이하 또는 0.6 g/cm3 이하일 수 있다. 이러한 범위의 밀도차의 절대값을 가지는 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B가 공유 결합에 의해 연결된 구조는, 적절한 비상용성으로 인한 상분리에 의해 효과적인 미세상분리(microphase seperation)를 유도할 수 있다.The absolute value of the difference in density between the polymer segment A and the polymer segment B in the block copolymer is at least 0.25 g / cm 3, at least 0.3 g / cm 3, at least 0.35 g / cm 3, at least 0.4 g / cm 3, cm < 3 >. The absolute value of the density difference may be 0.9 g / cm 3 or more, 0.8 g / cm 3 or less, 0.7 g / cm 3 or less, 0.65 g / cm 3 or less, or 0.6 g / cm 3 or less. The structure in which the polymer segment A having the absolute value of the density difference in this range and the polymer segment B are linked by the covalent bond can induce an effective microphase seperation by phase separation due to proper non-availability.

블록 공중합체의 각 고분자 세그먼트의 밀도는 공지의 부력법을 이용하여 측정할 수 있으며, 예를 들면, 에탄올과 같이 공기 중에서의 질량과 밀도를 알고 있는 용매 내에서의 블록 공중합체의 질량을 분석하여 밀도를 측정할 수 있다.The density of each polymer segment of the block copolymer can be measured by a known buoyancy method. For example, the mass of the block copolymer in a solvent such as ethanol, which is known in mass and density in air, is analyzed The density can be measured.

블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트가 후술하는 측쇄 사슬을 포함하는 경우에 상기 측쇄 사슬이 포함되어 있는 고분자 세그먼트는 다른 고분자 세그먼트에 비하여 낮은 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A가 측쇄 사슬을 포함한다면, 고분자 세그먼트 A는 고분자 세그먼트 B에 비하여 낮은 밀도를 가질 수 있다. 이러한 경우에 고분자 세그먼트 A의 밀도는, 약 0.9 g/cm3 내지 1.5 g/cm3 정도의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A의 밀도는, 0.95 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A의 밀도는, 1.4 g/cm3 이하, 1.3 g/cm3 이하, 1.2 g/cm3 이하, 1.1 g/cm3 이하 또는 1.05 g/cm3 이하일 수 있다. 이러한 고분자 세그먼트 A가 포함되고, 고분자 세그먼트 B와 상기와 같은 밀도차이를 나타내는 블록 공중합체는, 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다.In the case where one polymer segment of the block copolymer includes a side chain as described later, the polymer segment including the side chain may have a lower density than the other polymer segment. For example, if the polymer segment A of the block copolymer comprises a side chain chain, the polymer segment A may have a lower density than the polymer segment B. In this case, the density of the polymer segment A may be in the range of about 0.9 g / cm 3 to about 1.5 g / cm 3 . The density of the polymer segment A may be 0.95 g / cm < 3 > or more. The density of the polymer segment A may be 1.4 g / cm 3 or less, 1.3 g / cm 3 or less, 1.2 g / cm 3 or less, 1.1 g / cm 3 or less, or 1.05 g / cm 3 or less. Such a block copolymer containing the polymer segment A and exhibiting the density difference with the polymer segment B as described above can exhibit excellent self-assembling properties.

전술한 바와 같이 블록 공중합체는 상기 조건들 중 어느 하나를 만족하거나, 혹은 그 중에서 선택된 2개 이상을 만족할 수 있다.As described above, the block copolymer may satisfy any one of the above conditions, or may satisfy two or more of the above conditions.

하나의 예시에서 상기 블록 공중합체는, 상기 조건 중에서 조건 1 내지 3 중 어느 하나 또는 2개 이상을 만족하는 고분자 세그먼트 A를 상기 조건 4에 따른 표면 에너지의 차이를 보이는 고분자 세그먼트 B와 포함할 수 있다. In one example, the block copolymer may include a polymer segment A satisfying any one or two or more of the conditions 1 to 3 among the above conditions and a polymer segment B showing a difference in surface energy according to the above condition 4 .

이론에 의해 제한되는 것은 아니나, 조건 1 내지 3 중 어느 하나를 만족하는 고분자 세그먼트 A는, 결정성 내지는 액정성을 나타낼 수 있고, 이에 따라 자기 조립 구조의 형성 시에 규칙성을 가지면서 패킹(packing)될 수 있다. 이러한 상태에서 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B가 조건 4에 따른 표면 에너지의 차이를 만족할 경우에 상기 고분자 세그먼트 A 및 B 각각에 의해 형성되는 도메인들은 실질적으로 중성화되고, 그에 따라 상기 언급한 적층체의 구조 내에서 수직 배향될 수 있다.Although not limited by theory, the polymer segment A satisfying any one of the conditions 1 to 3 can exhibit crystallinity or liquid crystallinity, and accordingly, it is possible to form a self- ). In this state, when the polymer segment A and the polymer segment B satisfy the difference in surface energy according to Condition 4, the domains formed by the polymer segments A and B are substantially neutralized, and accordingly, the structure of the above- Lt; / RTI >

블록 공중합체에서 상기 고분자 세그먼트 A의 부피 분율은 0.2 내지 0.8의 범위 내이고, 상기 고분자 세그먼트 B의 부피 분율은 0.2 내지 0.8의 범위 내에 있을 수 있다. 고분자 세그먼트 A와 B의 부피 분율의 합은 1일 수 있다. 상기와 같은 부피 분율로 전술한 각 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체는 적층체 내에서 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 블록 공중합체의 각 블록의 부피 분율은 각 블록의 밀도와 GPC(Gel Permeation Chromatogrph)에 의해 측정되는 분자량을 토대로 구할 수 있다.In the block copolymer, the volume fraction of the polymer segment A is in the range of 0.2 to 0.8, and the volume fraction of the polymer segment B may be in the range of 0.2 to 0.8. The sum of the volume fractions of the polymer segments A and B may be one. The block copolymer containing each of the above-mentioned segments at the above volume fractions may exhibit excellent self-assembling properties in the laminate. The volume fraction of each block of the block copolymer can be determined based on the density of each block and the molecular weight measured by GPC (Gel Permeation Chromatography).

하나의 예시에서, 블록 공중합체 내에서 화학식 1 및 화학식 2의 단위의 합계 부피를 1로 한 때의 상기 화학식 2의 단위의 부피 비율(VB)과 랜덤 공중합체에서 화학식 1 및 2의 단위의 전체 부피를 1로 한 때에 상기 화학식 2 단위의 부피 분율(VR)의 비율(VB/VR)은, 2.2 이하일 수 있다. 상기 비율(VB/VR)은 2.20 이하, 2.15 이하, 2.10 이하, 2.05 이하, 2.00 이하 또는 1.95 이하일 수 있으며, 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를들어 0.70 이상, 0.75 이상, 0.80 이상 또는 0.85 이상일 수 있다.In one example, the volume ratio (VB) of the unit of the formula (2) when the total volume of the units of the formulas (1) and (2) is 1 in the block copolymer and the ratio The ratio (VB / VR) of the volume fraction (VR) of the unit of the above formula (2) when the volume is 1 may be 2.2 or less. The ratio VB / VR may be, for example, not less than 0.70, not less than 0.75, not less than 0.80, or not less than 0.85, for example, not less than 2.20, 2.15 or less, 2.10 or less, 2.05 or less, 2.00 or 1.95 or less .

하나의 예시에서, 본 출원의 블록 공중합체는 전체 블록 공중합체 중량을 기준으로 상기 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B의 합계 중량이 80% 이상일 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B의 합계 중량은 82% 이상, 84% 이상, 86% 이상, 88% 이상, 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상, 96% 이상일 수 있으며, 상한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를들어 100% 이하일 수 있다.In one example, the total weight of the polymer segment A and the polymer segment B may be 80% or more based on the total block copolymer weight. The total weight of the polymer segment A and the polymer segment B may be at least 82%, at least 84%, at least 86%, at least 88%, at least 90%, at least 92%, at least 94%, at least 96% For example, 100% or less.

기타 조건으로서 블록 공중합체의 수평균분자량(Mn (Number Average Molecular Weight))은, 예를 들면, 3,000 내지 300,000의 범위 내에 있을 수 있다. 본 명세서에서 용어 수평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이고, 본 명세서에서 용어 분자량은 특별히 달리 규정하지 않는 한 수평균분자량을 의미한다. 분자량(Mn)은 다른 예시에서는, 예를 들면, 3000 이상, 5000 이상, 7000 이상, 9000 이상, 11000 이상, 13000 이상 또는 15000 이상일 수 있다. 분자량(Mn)은 또 다른 예시에서 250000 이하, 200000 이하, 180000 이하, 160000이하, 140000이하, 120000이하, 100000이하, 90000이하, 80000이하, 70000이하, 60000이하, 50000이하 또는 40000이하 정도일 수 있다. 블록 공중합체는, 1.01 내지 1.60의 범위 내의 분산도(polydispersity, Mw/Mn)를 가질 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 1.01 이상, 약 1.02 이상, 약 1.03 이상, 약 1.04 이상, 1.05 이상, 1.06 이상, 1.07 이상 또는 1.08 이상일 수 있으며, 1.60 이하, 1.55 이하, 1.50 이하, 1.45 이하, 1.40 이하, 1.35 이하, 1.30 이하, 1.25 이하 또는 1.20 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As other conditions, the number average molecular weight (Mn) of the block copolymer may be in the range of, for example, 3,000 to 300,000. In the present specification, the term number average molecular weight refers to a value converted to standard polystyrene measured using GPC (Gel Permeation Chromatograph). In the present specification, the term molecular weight refers to a number average molecular weight unless otherwise specified. The molecular weight (Mn) may be, for example, 3000 or more, 5000 or more, 7000 or more, 9000 or more, 11000 or more, 13000 or more, or 15000 or more in other examples. In yet another example, the molecular weight (Mn) may be less than or equal to 250,000, less than or equal to 200,000, less than or equal to 180,000, less than or equal to 160,000, less than or equal to 140000, less than or equal to 120000, less than or equal to 100000, less than or equal to 90000, less than or equal to 80000, less than or equal to 70000, . The block copolymer may have a polydispersity (Mw / Mn) in the range of 1.01 to 1.60. In another example, the degree of dispersion may be about 1.01 or more, about 1.02 or more, about 1.03 or more, about 1.04 or more, about 1.05 or more, about 1.06 or more, about 1.07 or about 1.08 or about 1.60 or less, about 1.55 or less, about 1.50 or less, about 1.45 or less, , 1.35 or less, 1.30 or less, 1.25 or less, or 1.20 or less, but is not limited thereto.

이러한 범위에서 블록 공중합체는 상기 적층체 내에서 적절한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 블록 공중합체의 수평균 분자량 등은 목적하는 자기 조립 구조 등을 감안하여 조절될 수 있다.In this range, the block copolymer may exhibit proper self-assembling properties in the laminate. The number average molecular weight of the block copolymer and the like can be adjusted in consideration of the desired self-assembling structure and the like.

상기 언급한 조건들은, 예를 들면, 블록 공중합체의 구조의 제어를 통해 달성할 수 있다. 예를 들면, 상기 언급된 조건 중 하나 이상을 만족시키는 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A는 후술하는 측쇄 사슬을 포함할 수 있다. 상기 고분자 세그먼트 A는 고리 구조를 포함하고, 상기 측쇄 사슬이 상기 고리 구조에 치환되어 있을 수 있다. 상기 측쇄 사슬은 상기 고리 구조에 직접 치환되어 있거나, 혹은 적절한 링커를 매개로 치환되어 있을 수 있다. 상기 고리 구조는 전술한 방향족 구조 또는 지환족 고리 구조일 수 있다. 이러한 고리 구조에는 할로겐 원자가 존재하지 않을 수 있다. 이러한 고분자 세그먼트 A와 함께 블록 공중합체에 포함되는 고분자 세그먼트 B는, 3개 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 이 때, 고분자 세그먼트 B는 고리 구조를 포함하고, 할로겐 원자가 상기 고리 구조에 치환되어 있을 수 있다. 상기 고리 구조는 전술한 지환족 고리 구조 또는 방향족 구조일 수 있다.The above-mentioned conditions can be achieved, for example, by controlling the structure of the block copolymer. For example, the polymer segment A of the block copolymer that satisfies one or more of the above-mentioned conditions may comprise the side chain chain described below. The polymer segment A may include a cyclic structure, and the side chain may be substituted with the cyclic structure. The sidechain chain may be directly substituted on the ring structure or may be substituted by a suitable linker. The ring structure may be an aromatic structure or an alicyclic ring structure as described above. Such a ring structure may not contain a halogen atom. The polymer segment B contained in the block copolymer together with the polymer segment A may contain three or more halogen atoms. At this time, the polymer segment B includes a cyclic structure, and a halogen atom may be substituted for the cyclic structure. The ring structure may be an alicyclic ring structure or an aromatic structure described above.

상기에서 방향족 구조 또는 지환족 고리 구조는 고분자 세그먼트 주쇄에 포함되어 있는 구조이거나, 혹은 고분자 세그먼트 주쇄에 측쇄 형태로 연결되어 있는 구조일 수 있다.The aromatic structure or the alicyclic ring structure may be a structure contained in the main chain of the polymer segment, or a structure in which the aromatic structure or the alicyclic ring structure is linked to the polymer segment main chain in the form of a side chain.

하나의 예시에서 상기 조건들 중 하나 이상을 만족하는 블록 공중합체는 측쇄 사슬을 포함하는 고분자 세그먼트 A와 그와는 다른 고분자 세그먼트 B를 포함할 수 있다. 상기에서 측쇄 사슬은 후술하는 바와 같이 사슬 형성 원자가 8개 이상인 측쇄 사슬일 수 있다. 이러한 고분자 세그먼트 A는 전술한 조건 1 내지 3 중 어느 하나를 만족하거나, 상기 중 2개 이상의 조건을 만족하거나, 혹은 상기 조건을 모두 만족하는 고분자 세그먼트일 수 있다.In one example, a block copolymer that meets one or more of the above conditions may comprise a polymer segment A comprising a sidechain chain and a polymer segment B different therefrom. In the above, the side chain may be a side chain having 8 or more chain-forming atoms as described later. The polymer segment A may be a polymer segment satisfying any one of the conditions 1 to 3 described above, satisfying at least two of the above conditions, or satisfying all of the above conditions.

상기에서 용어 측쇄 사슬은, 고분자의 주쇄에 연결된 사슬을 의미하고, 용어 사슬 형성 원자는, 상기 측쇄 사슬을 형성하는 원자로서, 상기 사슬의 직쇄 구조를 형성하는 원자를 의미한다. 상기 측쇄 사슬은 직쇄형 또는 분지형일 수 있으나, 사슬 형성 원자의 수는 가장 긴 직쇄를 형성하고 있는 원자의 수만으로 계산되며, 상기 사슬 형성 원자에 결합되어 있는 다른 원자(예를 들면, 사슬 형성 원자가 탄소 원자인 경우에 그 탄소 원자에 결합하고 있는 수소 원자 등)는 계산에 포함되지 않는다. 예를 들어, 분지형 사슬인 경우에 상기 사슬 형성 원자의 수는 가장 긴 사슬 부위를 형성하고 있는 사슬 형성 원자의 수로 계산될 수 있다. 예를 들어, 측쇄 사슬이 n-펜틸기인 경우에 사슬 형성 원자는 모두 탄소로서 그 수는 5이고, 측쇄 사슬이 2-메틸펜틸기인 경우에도 사슬 형성 원자는 모두 탄소로서 그 수는 5이다. 상기 사슬 형성 원자로는, 탄소, 산소, 황 또는 질소 등이 예시될 수 있고, 적절한 사슬 형성 원자는 탄소, 산소 또는 질소이거나, 탄소 또는 산소일 수 있다. 상기 사슬 형성 원자의 수는 8 이상, 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상일 수 있다. 상기 사슬 형성 원자의 수는, 또한 30 이하, 25 이하, 20 이하 또는 16 이하일 수 있다.In the above, the term side chain chain means a chain connected to the main chain of the polymer, and the term chain forming atom means an atom which forms the side chain chain and forms a straight chain structure of the chain. The side chain may be linear or branched, but the number of chain-forming atoms is calculated by the number of atoms forming the longest straight chain, and other atoms bonded to the chain-forming atoms (for example, A hydrogen atom bonded to the carbon atom in the case of a carbon atom, etc.) is not included in the calculation. For example, in the case of a branched chain, the number of chain forming atoms may be calculated as the number of chain forming atoms forming the longest chain region. For example, when the side chain is an n-pentyl group, all of the chain-forming atoms are carbon atoms, and the number of the chain-forming atoms is 5 even when the side chain is a 2-methylpentyl group. The chain-forming atom may be exemplified by carbon, oxygen, sulfur or nitrogen, and a suitable chain-forming atom may be carbon, oxygen or nitrogen, or carbon or oxygen. The number of chain-forming atoms may be 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or more, or 12 or more. The number of the chain-forming atoms may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less.

전술한 조건의 조절을 위하여 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A에는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 사슬이 측쇄에 연결되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 용어 사슬과 측쇄 사슬은 서로 동일한 대상을 지칭할 수 있다.In order to control the above-mentioned conditions, the polymer segment A of the block copolymer may have a chain having at least 8 chain-forming atoms connected to the side chain. In the present specification, the term chain and side chain chain may refer to the same object.

측쇄 사슬은, 상기 언급한 바와 같이 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 사슬 형성 원자를 포함하는 사슬일 수 있다. 상기 사슬 형성 원자의 수는, 또한 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다. 사슬 형성 원자는, 탄소, 산소, 질소 또는 황 원자일 수 있고, 적절하게는 탄소 또는 산소일 수 있다.The side chain chain may be a chain containing at least 8, at least 9, at least 10, at least 11 or at least 12 chain forming atoms as mentioned above. The number of chain-forming atoms may also be not more than 30, not more than 25, not more than 20, or not more than 16. The chain forming atom may be a carbon, oxygen, nitrogen or sulfur atom, and may suitably be carbon or oxygen.

측쇄 사슬로는, 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기와 같은 탄화수소 사슬이 예시될 수 있다. 상기 탄화 수소 사슬의 탄소 원자 중에서 적어도 하나는 황 원자, 산소 원자 또는 질소 원자로 대체되어 있을 수 있다.As the branched chain, a hydrocarbon chain such as an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group can be exemplified. At least one of the carbon atoms of the hydrocarbon chain may be replaced by a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom.

측쇄 사슬이 고리 구조에 연결되는 경우에 상기 사슬은 고리 구조에 직접 연결되어 있거나, 혹은 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다. 상기 링커로는, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-가 예시될 수 있다. 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기일 수 있으며, X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있고, 상기에서 R2는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기일 수 있다. 적절한 링커로는 산소 원자가 예시될 수 있다. 측쇄 사슬은, 예를 들면, 산소 원자 또는 질소 원자를 매개로 방향족 구조와 같은 고리 구조에 연결되어 있을 수 있다.When the side chain is connected to the ring structure, the chain may be directly connected to the ring structure or may be connected via a linker. The linker is an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, a carbonyl group, an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - can be exemplified. In the above R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl can be date, X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 2 -, alkylene, alkenylene or alkynylene date Wherein R 2 may be hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group. Suitable linkers may be exemplified by oxygen atoms. The side chain may be connected to a ring structure such as an aromatic structure via an oxygen atom or a nitrogen atom, for example.

전술한 방향족 구조와 같은 고리 구조가 고분자 세그먼트의 주쇄에 측쇄 형태로 연결되어 있는 경우에 상기 방향족 구조도 상기 주쇄에 직접 연결되어 있거나, 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다. 이 경우 링커로는, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-가 예시될 수 있고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있다. 방향족 구조를 주쇄에 연결하는 적절한 링커로는, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-가 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.When a ring structure such as the above-described aromatic structure is linked to the main chain of the polymer segment in the form of a side chain, the aromatic structure may be directly connected to the main chain or may be connected via a linker. In this case, linker, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , a carbonyl group, an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 - C (= O) - can be exemplified, wherein X 1 may be a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group. Suitable linkers connecting aromatic structures to the backbone include, but are not limited to, -C (= O) -O- or -OC (= O) -.

다른 예시에서 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 B에 포함되는 방향족 구조와 같은 고리 구조는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 할로겐 원자의 수는, 예를 들면, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하, 15개 이하 또는 10개 이하일 수 있다. 할로겐 원자로는, 불소 또는 염소 등이 예시될 수 있고, 불소 원자의 사용이 유리할 수 있다. 이와 같이 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조 등의 고리 구조를 가지는 고분자 세그먼트는 다른 고분자 세그먼트와의 적절한 상호 작용을 통해 효율적으로 상분리 구조를 구현할 수 있다.In another example, the ring structure such as the aromatic structure contained in the polymer segment B of the block copolymer may contain one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more halogen atoms. The number of halogen atoms may be, for example, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, or 10 or less. Examples of the halogen atom include fluorine or chlorine, and the use of a fluorine atom may be advantageous. As described above, the polymer segment having a cyclic structure such as an aromatic structure containing a halogen atom can efficiently realize a phase separation structure through proper interaction with other polymer segments.

상기에서 고분자 세그먼트 A는, 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 고분자 세그먼트일 수 있다. 상기 고분자 세그먼트는 하기 화학식 1의 단위를 주성분으로 포함하는 고분자 세그먼트일 수 있다. 본 명세서에서 어떤 고분자 세그먼트 또는 고분자가 어떤 단위를 주성분으로 포함한다는 것은, 그 고분자 세그먼트 또는 고분자가 상기 단위를 중량을 기준으로 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상 포함하는 경우이거나, 혹은 상기 단위를 60몰% 이상, 70몰% 이상, 80몰% 이상, 90몰% 이상 또는 95몰% 이상 포함하는 경우를 의미할 수 있다.The polymer segment A may be, for example, a polymer segment including a unit represented by the following formula (1). The polymer segment may be a polymer segment containing a unit represented by the following formula (1) as a main component. The term " polymer segment or polymer " means that the polymer segment or polymer contains the unit in an amount of 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% Or a case where the unit is contained in an amount of 60 mol% or more, 70 mol% or more, 80 mol% or more, 90 mol% or more, or 95 mol% or more.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 측쇄 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다.Wherein R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and X is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2 -, a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, Y is 8 or more Is a monovalent substituent comprising a cyclic structure in which the side chain having the chain-forming atoms is linked.

상기 측쇄 사슬이 알킬기인 경우에 상기 알킬기는, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 이 알킬기의 탄소 원자의 수는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다. 또한, 상기 측쇄 사슬이 알케닐기 또는 알키닐기는, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 이 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소 원자의 수는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다.When the side chain is an alkyl group, the alkyl group may contain 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or 12 or more carbon atoms, and the number of carbon atoms of the alkyl group may be 30 Less than or equal to 25, less than or equal to 20, or less than or equal to 16. The alkenyl group or alkynyl group in the branched chain may contain at least 8, at least 9, at least 10, at least 11, or at least 12 carbon atoms, and the alkenyl group or alkynyl group may have at least one The number may be no greater than 30, no greater than 25, no greater than 20, or no greater than 16.

화학식 1의 X는 다른 예시에서 -C(=O)O- 또는 -OC(=O)-일 수 있다.X in formula (1) may be -C (= O) O- or -OC (= O) - in another example.

화학식 1에서 Y는 전술한 측쇄 사슬을 포함하는 치환기이고, 상기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조를 포함하는 치환기일 수 있다. 상기에서 사슬은, 예를 들면, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 알킬기일 수 있다. 이 알킬기는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 이러한 사슬은, 상기 방향족 구조에 직접 또는 상기 언급한 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다.In the general formula (1), Y is a substituent group containing the above-described side chain chain, and the above may be a substituent containing an aromatic structure having 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms, for example. The chain may be, for example, a straight chain alkyl group containing at least 8, at least 9, at least 10, at least 11, or at least 12 carbon atoms. The alkyl group may contain up to 30, up to 25, up to 20 or up to 16 carbon atoms. Such a chain may be directly connected to the aromatic structure or via the above-mentioned linker.

고분자 세그먼트 A의 상기 화학식 1의 단위는 다른 예시에서 하기 화학식 1-1의 단위일 수 있다.The unit of the above formula (1) of the polymer segment A may be a unit of the following formula (1-1) in another example.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00002
Figure pat00002

화학식 1-1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 -C(=O)-O-이며, P는 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이고, Q는 산소 원자이며, Z는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 상기 측쇄 사슬이다.In Formula 1-1, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is -C (= O) -O-, P is an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, Q is an oxygen atom, Forming side chain having 8 or more forming atoms.

화학식 1-1에서 P는 다른 예시에서 페닐렌일 수 있고, Z는 다른 예시에서 탄소수 9 내지 20, 탄소수 9 내지 18, 탄소수 9 내지 16, 탄소수 10 내지 16, 탄소수 11 내지 16 또는 탄소수 12 내지 16의 직쇄 알킬기일 수 있다. 상기에서 P가 페닐렌인 경우에 Q는 상기 페닐렌의 파라 위치에 연결되어 있을 수 있다. 상기에서 알킬기, 아릴렌기, 페닐렌기 및 측쇄 사슬은 임의로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.In another embodiment, P may be phenylene, and in another example, Z may have from 9 to 20 carbon atoms, from 9 to 18 carbon atoms, from 9 to 16 carbon atoms, from 10 to 16 carbon atoms, from 11 to 16 carbon atoms, or from 12 to 16 carbon atoms Straight chain alkyl group. In the above, when P is phenylene, Q may be connected to the para position of the phenylene. In the above, the alkyl group, arylene group, phenylene group and side chain chain may be optionally substituted with one or more substituents.

블록 공중합체의 상기 고분자 세그먼트 B는, 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시되는 단위를 포함하는 고분자 세그먼트일 수 있다. 상기 고분자 세그먼트는 하기 화학식 2의 단위를 주성분으로 포함할 수 있다.The polymer segment B of the block copolymer may be, for example, a polymer segment containing a unit represented by the following formula (2). The polymer segment may include a unit represented by the following formula (2) as a main component.

[화학식 2] (2)

Figure pat00003
Figure pat00003

화학식 2에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.In formula 2 X 2 is a single bond, an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, W is an aryl group containing at least one halogen atom.

화학식 2의 X2는 다른 예시에서 단일 결합 또는 알킬렌기일 수 있다.X 2 in formula (2) may be a single bond or an alkylene group in another example.

화학식 2에서 W의 아릴기는, 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 페닐기일 수 있고, 이러한 아릴기 또는 페닐기는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 상기에서 할로겐 원자의 수는, 예를 들면, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하, 15개 이하 또는 10개 이하일 수 있다. 할로겐 원자로는 불소 원자가 예시될 수 있다.In formula (2), the aryl group of W may be an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or may be a phenyl group. The aryl group or phenyl group may have one or more, two or more, three or more, four or five or more halogen atoms . The number of halogen atoms in the above may be, for example, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, or 10 or less. As the halogen atom, a fluorine atom may be exemplified.

화학식 2의 단위는 다른 예시에서 하기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.The unit of formula (2) may be represented by the following formula (2-1) in another example.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure pat00004
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화학식 2-1에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이고, R1 내지 R5가 포함하는 할로겐 원자의 수는 1개 이상이다.In formula 2 2-1 X is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or - X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, R 1 to R 5 are hydrogen, an alkyl group, each independently, A haloalkyl group or a halogen atom, and the number of halogen atoms contained in R 1 to R 5 is one or more.

화학식 2-1에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 할로겐일 수 있고, 상기에서 할로겐은 염소 또는 불소일 수 있다.In the formula (2-1), R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or halogen, wherein the halogen may be chlorine or fluorine.

화학식 2-1에서 R1 내지 R5의 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상 또는 6개 이상은 할로겐을 포함할 수 있다. 상기 할로겐수의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 12개 이하, 8개 이하 또는 7개 이하일 수 있다.In formula (2-1), at least 2, at least 3, at least 4, at least 5 or at least 6 of R 1 to R 5 may contain a halogen. The upper limit of the number of halogen atoms is not particularly limited and may be, for example, 12 or less, 8 or less, or 7 or less.

전술한 바와 같이 블록 공중합체는 상기 단위 중 어느 2개를 포함하는 디블록 공중합체거나, 상기 2종의 고분자 세그먼트 중 어느 하나 또는 모두를 다른 고분자 세그먼트와 함께 포함하는 블록 공중합체일 수 있다.As described above, the block copolymer may be a diblock copolymer containing any two of the above units, or a block copolymer containing any one or both of the two polymer segments together with other polymer segments.

상기와 같은 블록 공중합체를 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 블록 공중합체는, 예를 들면, LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 중합할 있고, 그 예로는 유기 희토류 금속 복합체를 중합 개시제로 사용하거나, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 염 등의 무기산염의 존재 하에 합성하는 음이온 중합, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 유기 알루미늄 화합물의 존재 하에 합성하는 음이온 중합 방법, 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하는 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자이동 라디칼 중합제를 이용하되 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 수행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을 개시제로서 이용하는 방법 등이 있으며, 이러한 방법 중에서 적절한 방법이 선택되어 적용될 수 있다.The method of producing such a block copolymer is not particularly limited. The block copolymer is polymerized by, for example, an LRP (Living Radical Polymerization) method. Examples thereof include an organic rare earth metal complex as a polymerization initiator or an organic alkali metal compound as a polymerization initiator to form an alkali metal or alkaline earth metal , An anion polymerization method in which an organic alkali metal compound is used as a polymerization initiator and synthesized in the presence of an organoaluminum compound, an anion polymerization method using an atom transfer radical polymerization agent as a polymerization initiator, (ATRP), Atomic Transfer Radical Polymerization (ATRP), and ICAR (Atomization Transfer), which perform polymerization under an organic or inorganic reducing agent that generates electrons using an atom transfer radical polymerization agent as a polymerization initiator. Initiators for continuous activator regeneration) Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) (RAFT) using a reversible addition-cleavage chain transfer agent using a reducing agent addition-cleavage chain transfer agent, or a method using an organic tellurium compound as an initiator. Among these methods, an appropriate method can be selected and applied.

예를 들면, 상기 블록 공중합체는, 라디칼 개시제 및 리빙 라디칼 중합 시약의 존재 하에, 상기 고분자 세그먼트를 형성할 수 있는 단량체들을 포함하는 반응물을 리빙 라디칼 중합법으로 중합하는 것을 포함하는 방식으로 제조할 수 있다. 고분자 세그먼트공중합체의 제조 과정은, 예를 들면 상기 과정을 거쳐서 생성된 중합 생성물을 비용매 내에서 침전시키는 과정을 추가로 포함할 수 있다.For example, the block copolymer can be prepared in a manner that includes polymerizing the reactants, including monomers capable of forming the polymer segment, in the presence of a radical initiator and a living radical polymerization reagent by living radical polymerization have. The production process of the polymer segment copolymer may further include, for example, a step of precipitating the polymerization product produced through the above process in the non-solvent.

라디칼 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 중합 효율을 고려하여 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, AIBN(azobisisobutyronitrile) 또는 2,2’-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(2,2’-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile)) 등의 아조 화합물이나, BPO(benzoyl peroxide) 또는 DTBP(di-t-butyl peroxide) 등과 같은 과산화물 계열을 사용할 수 있다.The kind of the radical initiator is not particularly limited and may be appropriately selected in consideration of the polymerization efficiency. For example, AIBN (azobisisobutyronitrile) or 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (2,2 ' -azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), and peroxides such as benzoyl peroxide (BPO) or di-t-butyl peroxide (DTBP).

리빙 라디칼 중합 과정은, 예를 들면, 메틸렌클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 벤젠, 톨루엔, 아세톤, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 모노글라임, 디글라임, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드 또는 디메틸아세트아미드 등과 같은 용매 내에서 수행될 수 있다.The living radical polymerization process can be carried out in the presence of a base such as, for example, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, benzene, toluene, acetone, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, monoglyme, diglyme, Amide, dimethylsulfoxide or dimethylacetamide, and the like.

비용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 노르말 프로판올 또는 이소프로판올 등과 같은 알코올, 에틸렌글리콜 등의 글리콜, n-헥산, 시클로헥산, n-헵탄 또는 페트롤리움 에테르 등과 같은 에테르 계열이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the non-solvent include ethers such as alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol or isopropanol, glycols such as ethylene glycol, n-hexane, cyclohexane, n-heptane or petroleum ether, But is not limited thereto.

적층체의 블록 공중합체막에서 블록 공중합체가 라멜라 구조를 형성하는 경우에 상기 블록 공중합체막의 두께는 1L 내지 10L의 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기에서 L은 상기 블록 공중합체가 형성하고 있는 라멜라 구조의 피치이다.When the block copolymer in the block copolymer film of the laminate forms a lamellar structure, the thickness of the block copolymer film can be controlled within a range of 1L to 10L. In the above, L is the pitch of the lamellar structure formed by the block copolymer.

본 출원의 적층체에서 상기와 같은 블록 공중합체에 의해 형성되는 블록 공중합체막과 접하여 형성되는 랜덤 고분자 영역에 포함되는 랜덤 공중합체는, 상기 고분자 세그먼트 A를 형성하는 단량체 및 상기 고분자 세그먼트 B를 형성하는 단량체의 랜덤 공중합체일 수 있다. 본 발명자들은 상기와 같은 랜덤 고분자 영역에 접촉시켜 상기 블록 공중합체막을 형성한 후에 자기 조립 구조를 유도할 경우에 고도로 정렬된 자기 조립 구조가 형성된 블록 공중합체를 얻을 수 있다는 점을 확인하였다.The random copolymer contained in the random polymer region formed in contact with the block copolymer film formed by the block copolymer in the laminate of the present application forms the monomer forming the polymer segment A and the polymer segment B ≪ / RTI > The inventors of the present invention confirmed that a block copolymer having a highly aligned self-assembly structure can be obtained when the self-assembled structure is induced after contacting the random polymer region to form the block copolymer film.

따라서, 상기 랜덤 공중합체는, 전술한 화학식 1 또는 1-1의 단위와 화학식 2 또는 2-1의 단위를 포함하는 랜덤 공중합체일 수 있다. 상기 랜덤 공중합체는 상기 언급된 단량체 단위들만을 포함하거나, 혹은 그 외에 추가적인 단위를 포함할 수도 있다. 이러한 랜덤 공중합체에서 상기 화학식 2 또는 2-1의 단위의 부피 분율은 전술한 화학식 1 또는 1-1의 단위와 화학식 2 또는 2-1의 단위의 전체 부피를 1로 한 때에 상기 화학식 2 또는 2-1의 단위의 부피 분율이 0.3 이상일 수 있다. 상기에서 화학식 2 또는 2-1의 단량체 단위의 부피 분율은 다른 예시에서 약 0.30 이상, 약 0.31 이상, 약 0.32 이상 또는 약 0.33 이상일 수 있다.Accordingly, the random copolymer may be a random copolymer containing units of the above-mentioned formula (1) or (1-1) and units of the formula (2) or (2-1). The random copolymer may contain only the above-mentioned monomer units, or may include additional units. In this random copolymer, the volume fraction of the unit of the formula (2) or (2-1) may be the same as that of the unit of the formula (2) or (2-1) when the total volume of the units of the above- The volume fraction of the unit of -1 may be 0.3 or more. In another embodiment, the volume fraction of the monomer units of Formula 2 or 2-1 may be about 0.30 or more, about 0.31 or more, about 0.32 or more, or about 0.33 or more.

또한, 상기 부피 분율은 다른 예시에서 약 0.95 이하, 약 0.93 이하, 약 0.91 이하, 약 0.89 이하, 약 0.87 이하, 약 0.85 이하, 약 0.83 이하, 약 0.81 이하, 약 0.79 이하, 약 0.77 이하, 약 0.75 이하 또는 약 0.73 이하일 수 있다. 랜덤 공중합체가 상기 부피 분율을 만족하는 경우, 전술한 블록 공중합체가 자기 조립 구조를 효과적으로 형성할 수 있으며, 특히 수직 배향된 라멜라 구조를 형성할 수 있다.In another example, the volume fraction may be about 0.95 or less, about 0.93, about 0.91, about 0.89, about 0.87, about 0.85, about 0.83, about 0.81, about 0.79, about 0.77, 0.75 or less or about 0.73 or less. When the random copolymer satisfies the above-mentioned volume fraction, the above-mentioned block copolymer can effectively form a self-assembled structure, and in particular, can form a vertically oriented lamellar structure.

상기 랜덤 고분자 영역은 랜덤 공중합체를 주성분으로 포함하는 막일 수 있다. 랜덤 고분자 막이 랜덤 공중합체를 주성분으로 한다는 것은, 예를들어, 중량을 기준으로 어떤 막의 내부에 랜덤 공중합체가 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상 포함되는 경우를 의미할 수 있다. 랜덤 고분자 막 내에서 랜덤 공중합체의 비율은 예를 들면 중량을 기준으로 100% 이하일 수 있다.The random polymer region may be a film containing a random copolymer as a main component. When the random polymer film is a main component, for example, when a random copolymer is contained in a certain film in an amount of 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or 95% . ≪ / RTI > The proportion of the random copolymer in the random polymer film can be, for example, 100% or less by weight.

하나의 예시에서, 상기 랜덤 공중합체는 전체 랜덤 공중합체 중량을 기준으로 상기 화학식 1 또는 화학식 1-1의 단위와, 상기 화학식 2 또는 화학식 2-1의 단위의 합계 중량이 70% 이상일 수 있다. 상기 화학식 1 또는 화학식 1-1의 단위와, 상기 화학식 2 또는 화학식 2-1의 단위의 합계 중량은 72% 이상, 74% 이상, 76% 이상, 78% 이상, 80% 이상, 82% 이상 또는 84% 이상일 수 있으며, 상한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를들어 100% 이하일 수 있다.In one example, the random copolymer may have a total weight of 70% or more of the unit of Formula 1 or 1-1 and the unit of Formula 2 or 2-1 based on the weight of the entire random copolymer. The total weight of the unit of the formula 1 or 1-1 and the unit of the formula 2 or 2-1 is 72% or more, 74% or more, 76% or more, 78% or more, 80% or more, 82% And the upper limit is not particularly limited, but may be, for example, 100% or less.

랜덤 공중합체의 수평균분자량(Mn (Number Average Molecular Weight))은, 예를 들면, 3,000 내지 300,000의 범위 내에 있을 수 있다. 분자량(Mn)은 다른 예시에서는, 예를 들면, 3000 이상, 5000 이상, 7000 이상, 9000 이상, 10,000 이상 또는 11000 이상일 수 있다. 분자량(Mn)은 또 다른 예시에서 250000 이하, 200000 이하, 180000 이하, 160000이하, 140000이하, 120000이하, 100000이하, 90000이하, 80000이하, 70000이하, 60000이하 또는 50000이하 정도일 수 있다. 랜덤 공중합체는, 1.01 내지 3.60의 범위 내의 분산도(polydispersity, Mw/Mn)를 가질 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 1.05 이상 또는 약 1.1 이상일 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 3.5 이하, 약 3.4 이하, 약 3.3 이하 또는 약 3.2 이하일 수 있다.The number average molecular weight (Mn) of the random copolymer may be in the range of, for example, 3,000 to 300,000. In other examples, the molecular weight (Mn) may be, for example, 3000 or more, 5000 or more, 7000 or more, 9000 or more, 10,000 or more, or 11000 or more. In yet another example, the molecular weight (Mn) may be less than or equal to 250,000, less than or equal to 200,000, less than or equal to 180,000, less than or equal to 160,000, less than or equal to 140000, less than or equal to 120000, less than or equal to 100000, less than or equal to 90000, The random copolymer may have a polydispersity (Mw / Mn) in the range of 1.01 to 3.60. The degree of dispersion may be about 1.05 or more or about 1.1 or more in other examples. In another example, the degree of dispersion may be about 3.5 or less, about 3.4 or less, about 3.3 or less, or about 3.2 or less.

이와 같은 랜덤 공중합체에 의해 형성된 랜덤 고분자 영역은 고도로 정렬된 블록 공중합체막의 형성에 유리하다.The random polymer region formed by such a random copolymer is advantageous for forming a highly aligned block copolymer film.

상기와 같은 랜덤 공중합체는 공지의 방식으로 제조할 수 있다.The random copolymer as described above can be produced in a known manner.

이와 같은 적층체에서 랜덤 고분자 영역의 두께는 10 nm 이하일 수 있다. 상기에서 랜덤 고분자 영역의 두께의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 두께는 약 0.5 nm 이상 또는 약 1 nm 이상일 수 있다.In such a laminate, the thickness of the random polymer region may be 10 nm or less. The lower limit of the thickness of the random polymer region is not particularly limited. For example, the thickness may be about 0.5 nm or more or about 1 nm or more.

한편, 상기 적층체에서 스트라이프 패턴을 형성하는 피닝 영역은, 상기 조건 1 내지 3 중 어느 하나 또는 2개 이상을 만족하는 고분자로부터 형성되거나, 혹은 상기 고분자 세그먼트 A 또는 고분자 세그먼트 B와의 표면 에너지의 차이의 절대값이 10 mN/m 이하인 고분자로부터 형성될 수 있다. 상기에서 표면 에너지의 차이는, 9 mN/m 이하, 8 mN/m 이하, 7.5 mN/m 이하 또는 7 mN/m 이하일 수 있다. 상기 표면 에너지의 차이의 절대값은 1.5 mN/m, 2 mN/m 또는 2.5 mN/m 이상일 수 있다.On the other hand, the pinning region for forming the stripe pattern in the laminate may be formed of a polymer which satisfies any one of the conditions 1 to 3 or two or more of the conditions 1 to 3, or a difference in surface energy between the polymer segment A and the polymer segment B And an absolute value of 10 mN / m or less. The difference in surface energy may be 9 mN / m or less, 8 mN / m or less, 7.5 mN / m or less or 7 mN / m or less. The absolute value of the difference in surface energy may be 1.5 mN / m, 2 mN / m or 2.5 mN / m or more.

상기와 같은 피닝 영역을 적용하여 전술한 스트라이프 패턴을 형성함으로써, 적층체에서 블록 공중합체가 보다 효과적으로 자기 조립 구조를 구현하면서도, 블록 공중합체의 자기 조립 구조에 방향성을 부여할 수 있다. 상기와 같은 피닝 영역을 형성하는 고분자의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 조건 1 내지 3 중 어느 하나 또는 2개 이상을 만족하는 고분자로는, 전술한 고분자 세그먼트 A일 수 있고, 상기 고분자 세그먼트 A와의 표면 에너지의 차이의 절대값이 10 mN/m 이하인 고분자는 전술한 고분자 세그먼트 B일 수 있다. 따라서, 상기 고분자는 전술한 화학식 1 또는 1-1의 단위를 주성분으로 포함하는 중합체이거나, 혹은 전술한 화학식 2 또는 2-1의 단위를 주성분으로 포함하는 중합체일 수 있다. 또한, 상기 화학식 1 또는 1-1의 단위, 또는 상기 화학식 2 또는 2-1의 단위에 전술한 기판과 화학적 결합을 할 수 있는 관능기가 하나 이상 치환되어 있을 수 있다. 상기 관능기는 예를들어 히드록시기, 에폭시기, 실레인기 또는 카르복시기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 피닝 영역을 형성하는 고분자에 상기 관능기가 치환되어 있는 단위가 포함되는 경우, 기판과의 반응성이 개선되어 피닝 영역의 내구성이 개선될 수 있다.By forming the stripe pattern by applying the pinning region as described above, it is possible to impart a directionality to the self-assembled structure of the block copolymer while the block copolymer in the laminate realizes a self-assembled structure more effectively. The kind of the polymer forming the pinning region is not particularly limited. For example, the polymer satisfying any one or two or more of the conditions 1 to 3 above may be the above-mentioned polymer segment A, and the absolute value of the difference in surface energy with respect to the polymer segment A is 10 mN / m or less The polymer may be the polymer segment B described above. Therefore, the polymer may be a polymer containing the above-described unit of the general formula (1) or (1-1) as a main component, or a polymer containing the unit of the above general formula (2) or 2-1 as a main component. In addition, one or more functional groups capable of forming a chemical bond with the above-described substrate may be substituted in the units of the above formula (1) or (1-1), or the units of the above formula (2) or (2-1). The functional group may be, for example, a hydroxy group, an epoxy group, a silyl group, or a carboxyl group, but is not limited thereto. When the polymer forming the pinning region includes a unit in which the functional group is substituted, the reactivity with the substrate is improved and the durability of the pinning region can be improved.

상기 피닝 영역을 형성하는 중합체의 수평균분자량(Mn (Number Average Molecular Weight))은, 예를 들면, 3,000 내지 200,000의 범위 내에 있을 수 있다. 분자량(Mn)은 다른 예시에서는, 예를 들면, 3000 이상, 5000 이상, 7000 이상, 9000 이상, 10,000 이상 또는 11000 이상일 수 있다. 분자량(Mn)은 또 다른 예시에서 180000 이하, 160000 이하, 140000 이하, 120000이하, 100000이하, 90000이하, 80000이하, 70000이하 또는 60000이하 정도일 수 있다. 상기 중합체는, 1.01 내지 4.00의 범위 내의 분산도(polydispersity, Mw/Mn)를 가질 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 1.05 이상 또는 약 1.1 이상일 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 3.9 이하, 약 3.8 이하, 약 3.7 이하 또는 약 3.6 이하일 수 있다.The number average molecular weight (Mn) of the polymer forming the pinning region may be in the range of, for example, 3,000 to 200,000. In other examples, the molecular weight (Mn) may be, for example, 3000 or more, 5000 or more, 7000 or more, 9000 or more, 10,000 or more, or 11000 or more. In another example, the molecular weight (Mn) may be less than or equal to 180,000, less than or equal to 160,000, less than or equal to 140000, less than or equal to 120000, less than or equal to 100000, less than or equal to 90000, less than or equal to 80000, The polymer may have a polydispersity (Mw / Mn) in the range of 1.01 to 4.00. The degree of dispersion may be about 1.05 or more or about 1.1 or more in other examples. In other examples, the degree of dispersion may be about 3.9 or less, about 3.8 or less, about 3.7 or less, or about 3.6 or less.

본 발명자들은, 상기와 같은 적층체의 구성에서 고분자 스트라이프 패턴을 후술하는 것과 같이 제어함으로써, 기판상에 고도로 정밀하게 자기 조립된 구조를 형성할 수 있다는 점을 확인하였다.The inventors of the present invention have confirmed that a highly precise self-assembled structure can be formed on a substrate by controlling the polymer stripe pattern in a structure of the laminate as described below.

예를 들어, 상기 적층체에서 고분자 스트라이프 패턴의 형태는 하기와 같이 제어될 수 있다.For example, the shape of the polymer stripe pattern in the laminate can be controlled as follows.

하나의 예시에서, 적층체의 블록 공중합체막에서 블록 공중합체가 형성하는 자기 조립 구조가 라멜라 구조인 경우에 상기 고분자 스트라이프 패턴의 피닝 영역의 폭은 0.3 × L 이상, 0.4 × L 이상 또는 0.5 × L 이상일 수 있으며, 2.0 × L 이하, 1.6 × L 이하, 1.2 × L 이하, 1.0 × L 이하 또는 0.8 × L 이하일 수 있다. 상기에서 L은 상기 블록 공중합체가 형성하고 있는 라멜라 구조의 피치이다. 또한, 상기에서 스트라이프의 폭은, 예를 들면, 도 1에서 W로 표시되어 있다.In one example, when the self-assembling structure formed by the block copolymer in the block copolymer film of the laminate is a lamellar structure, the width of the pinning region of the polymer stripe pattern may be 0.3 x L or more, 0.4 x L or more or 0.5 x L or less, 2.0 x L or less, 1.6 x L or less, 1.2 x L or less, 1.0 x L or 0.8 x L or less. In the above, L is the pitch of the lamellar structure formed by the block copolymer. In the above, the width of the stripe is indicated by W in Fig. 1, for example.

또한, 상기에서 고분자 스트라이프 패턴에서 피닝 영역의 폭(W)과 피치(F)의 비율(F/W)은 2 내지 20의 범위 내에 있을 수 있다. 상기에서 피닝 영역의 피치는, 어느 하나의 피닝 영역의 시작 지점과 그에 인접한 다른 피닝 영역의 시작 지점간의 거리이고, 도 1에서는 F로 표시되어 있다. 상기 피닝 영역의 폭(W)과 피치(F)의 비율(F/W)은, 2 이상, 3 이상, 4 이상 또는 5 이상일 수 있으며, 20 이하, 18 이하, 16 이하, 14 이하, 12 이하 또는 10 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the ratio (F / W) of the width W to the pitch F of the pinning region in the polymer stripe pattern may be in the range of 2 to 20. The pitch of the pinning region is a distance between the start point of one of the pinning regions and the start point of another pinning region adjacent to the start point of the pinning region, and is indicated by F in Fig. The ratio (F / W) of the width (W) to the pitch (F) of the pinning region may be 2 or more, 3 or more, 4 or 5 or more, and 20 or less, 18 or less, 16 or less, 14 or less, 12 or less Or 10 or less, but is not limited thereto.

적층체에서 고분자 스트라이프 패턴의 두께는 10 nm 이하일 수 있다. 상기에서 고분자 스트라이프 패턴의 두께의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 두께는 약 0.5 nm 이상 또는 약 1 nm 이상일 수 있다.The thickness of the polymer stripe pattern in the laminate may be 10 nm or less. The lower limit of the thickness of the polymer stripe pattern is not particularly limited. For example, the thickness may be about 0.5 nm or more or about 1 nm or more.

본 출원의 일례에서, 피닝 영역의 두께와 랜덤 고분자 영역의 두께의 차이의 절대값은 L이하일 수 있다. 상기에서 L은 상기 블록 공중합체가 형성하고 있는 라멜라 구조의 피치이다. 상기 피닝 영역의 두께와 랜덤 고분자 영역의 두께의 차이의 절대값의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를들어 0 이상일 수 있다. 피닝 영역의 두꼐와 랜덤 고분자 영역의 두께의 차이를 상기 범위로 형성함으로써, 고분자 스트라이프 패턴 상에 형성되는 블록 공중합체 막의 자기 조립 구조의 결함을 최소화 할 수 있다.In one example of the present application, the absolute value of the difference between the thickness of the pinning region and the thickness of the random polymer region may be L or less. In the above, L is the pitch of the lamellar structure formed by the block copolymer. The lower limit of the absolute value of the difference between the thickness of the pinning region and the thickness of the random polymer region is not particularly limited, but may be 0 or more, for example. By forming the thickness difference between the thickness of the pinning region and the random polymer region within the above range, defects in the self-assembling structure of the block copolymer film formed on the polymer stripe pattern can be minimized.

본 출원은 또한 상기와 같은 적층체를 사용하여 패턴화 기판을 제조하는 방법에 대한 것이다. 이와 같이 제조된 패턴화 기판은, 다양한 전자 또는 전자 소자, 상기 패턴의 형성 공정 또는 자기 저장 기록 매체, 플래쉬 메모리 등의 기록 매체 또는 바이오 센서 등에 사용될 수 있다.The present application also relates to a method for producing a patterned substrate using such a laminate. The patterned substrate thus produced can be used in various electronic or electronic devices, a process of forming the pattern, a recording medium such as a magnetic storage medium, a flash memory, or a biosensor.

상기 제조 방법은, 기판상에 형성되어 있고, 스트라이프 형태를 가지면서 교대로 배치된 랜덤 고분자 영역과 피닝 영역을 포함하는 고분자층 상에 자기 조립된 블록 공중합체막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 상기 블록 공중합체 막은, 블록 공중합체의 순도는 80 중량% 이상인 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 블록 공중합체 막은 전술한 화학식 1의 단위를 가지는 고분자 세그먼트 A 및 전술한 화학식 2의 단위를 가지는 고분자 세그먼트 B를 포함할 수 있다. 상기 랜덤 고분자 영역은, 상기 화학식 1의 단위 및 상기 화학식 2의 단위를 가지는 랜덤 공중합체 영역이고, 상기 랜덤 공중합체에서 상기 화학식 1 및 2의 단위의 전체 부피를 1로 한 때에 상기 화학식 2 단위의 부피 분율은 0.3 이상일 수 있다.The manufacturing method may include forming a self-assembled block copolymer film on a polymer layer formed on a substrate and including a random polymer region and a pinning region alternately arranged in a stripe form. The block copolymer film may be formed using a material having a purity of the block copolymer of 80 wt% or more. The block copolymer film may include a polymer segment A having a unit of the above-mentioned formula (1) and a polymer segment B having a unit of the above-mentioned formula (2). Wherein the random polymer region is a random copolymer region having units of the formula (1) and the unit of the formula (2), and when the total volume of the units of the formulas (1) and (2) is 1 in the random copolymer, The volume fraction may be at least 0.3.

상기에서 블록 공중합체막은 전술한 블록 공중합체를 사용하여 형성할 수 있다. 상기와 같은 방식으로 스트라이프 패턴이 형성된 기판 상에 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 형성하고, 그 고분자막 내에서 상기 블록 공중합체의 자기 조립 구조를 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.The block copolymer film described above can be formed using the above-mentioned block copolymer. There is no particular limitation on the method of forming the polymer film including the block copolymer on the substrate having the stripe pattern formed in the above manner and forming the self-assembled structure of the block copolymer in the polymer film.

예를 들면, 상기 방법은 상기 블록 공중합체 또는 그를 포함하는 코팅액을 도포하여 층을 형성하고, 이를 숙성하는 과정을 포함할 수 있다. 상기에서 숙성 공정은 열적 숙성(thermal annealing) 공정이거나, 용매 숙성(solvent annealing) 공정일 수 있다.For example, the method may include coating the block copolymer or a coating solution containing the block copolymer to form a layer, and then aging the layer. The aging process may be a thermal annealing process or a solvent annealing process.

열적 숙성은, 예를 들면, 블록 공중합체의 상전이온도 또는 유리전이온도를 기준으로 수행될 수 있고, 예를 들면, 상기 유리전이온도 또는 상전이온도 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 열적 숙성이 수행되는 시간은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1분 내지 72시간의 범위 내에서 수행될 수 있지만, 이는 필요에 따라서 변경될 수 있다. 열적 숙성 과정에서 열처리 온도는, 예를 들면, 100℃ 내지 250℃ 정도일 수 있으나, 이는 사용되는 블록 공중합체를 고려하여 변경될 수 있다. 또한, 상기 용매 숙성 공정은, 적절한 상온의 비극성 용매 및/또는 극성 용매 내에서, 약 1분 내지 72 시간 동안 수행될 수도 있다.Thermal aging can be performed based on, for example, the phase transition temperature or the glass transition temperature of the block copolymer, and can be performed at, for example, a temperature above the glass transition temperature or the phase transition temperature. The time at which such thermal aging is performed is not particularly limited, and can be performed within a range of, for example, about 1 minute to 72 hours, but this can be changed as required. The heat treatment temperature in the thermal aging process may be, for example, about 100 ° C to 250 ° C, but may be changed in consideration of the block copolymer to be used. Further, the solvent aging step may be performed in a non-polar solvent and / or a polar solvent at a suitable room temperature for about 1 minute to 72 hours.

하나의 예시에서, 스트라이프 패턴이 형성되어 있는 기판은, 기판 상에 랜덤 고분자 영역을 형성한 후, 기판 상에 형성된 랜덤 고분자 영역의 일부를 제거한 후 피닝 영역을 형성하는 조성물의 층을 형성하고 어닐링하는 단계를 포함할 수 있다. 기판상에 상기 랜덤 고분자 영역을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.In one example, a substrate on which a stripe pattern is formed is formed by forming a random polymer region on a substrate, forming a layer of a composition to form a pinning region after removing a portion of the random polymer region formed on the substrate, Step < / RTI > The method of forming the random polymer region on the substrate is not particularly limited.

예를 들면, 상기 방법은 전술한 랜덤 공중합체 또는 그를 포함하는 코팅액을 도포하여 층을 형성하고, 이를 숙성하는 과정을 포함할 수 있다. 상기에서 숙성 공정은 열적 숙성(thermal annealing) 공정이거나, 용매 숙성(solvent annealing) 공정일 수 있다. 열적 숙성은, 예를 들면, 랜덤 공중합체의 상전이온도 또는 유리전이온도를 기준으로 수행될 수 있고, 예를 들면, 상기 유리전이온도 또는 상전이온도 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 열적 숙성이 수행되는 시간은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1분 내지 72시간의 범위 내에서 수행될 수 있지만, 이는 필요에 따라서 변경될 수 있다. 열적 숙성 과정에서 열처리 온도는, 예를 들면, 100℃ 내지 250℃ 정도일 수 있으나, 이는 사용되는 랜덤 공중합체를 고려하여 변경될 수 있다. 또한, 상기 용매 숙성 공정은, 적절한 상온의 비극성 용매 및/또는 극성 용매 내에서, 약 1분 내지 72 시간 동안 수행될 수도 있다.For example, the method may include a step of coating the above-mentioned random copolymer or a coating solution containing the same to form a layer, and aging the same. The aging process may be a thermal annealing process or a solvent annealing process. The thermal aging may be performed based on, for example, the phase transition temperature or the glass transition temperature of the random copolymer, and may be performed at a temperature above the glass transition temperature or the phase transition temperature, for example. The time at which such thermal aging is performed is not particularly limited, and can be performed within a range of, for example, about 1 minute to 72 hours, but this can be changed as required. The heat treatment temperature in the thermal aging process may be, for example, about 100 ° C to 250 ° C, but this can be changed in consideration of the random copolymer to be used. Further, the solvent aging step may be performed in a non-polar solvent and / or a polar solvent at a suitable room temperature for about 1 minute to 72 hours.

이러한 방식으로, 예를 들면, 나노 스케일의 미세 고분자 스트라이프 패턴의 형성이 가능하다. 상기 방법에서 랜덤 고분자 영역의 일부를 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 랜덤 고분자 영역에 적정한 전자기파, 예를 들면, 자외선 등을 일부만 조사하거나, 또는 랜덤 고분자 영역 상에 마스크를 씌운 후 자외선 등을 조사하여 형성된 랜덤 고분자 영역의 일부 만을 제거하는 방식을 사용할 수 있다. 이 경우 자외선 조사 조건은 랜덤 고분자 영역의 종류에 따라서 결정되며, 예를 들면, 약 254 nm 파장의 자외선을 1분 내지 60 분 동안 조사하여 수행할 수 있다. 또한, 자외선 조사에 이어서 고분자 막을 산 등으로 처리하여 자외선에 의해 분해된 랜덤 고분자 영역을 추가로 제거하는 단계를 수행할 수도 있다.In this way, it is possible to form, for example, nanoscale fine polymer stripe patterns. The method of removing a portion of the random polymer region in the above method is not particularly limited. For example, a method of partially irradiating the random polymer region with an appropriate electromagnetic wave, for example, ultraviolet light, or applying a mask on the random polymer region A method of removing only a part of the random polymer region formed by irradiating ultraviolet rays or the like can be used. In this case, the ultraviolet ray irradiation conditions are determined depending on the type of the random polymer region, and can be performed, for example, by irradiating with ultraviolet light having a wavelength of about 254 nm for 1 minute to 60 minutes. In addition, the ultraviolet irradiation may be followed by a step of treating the polymer membrane with an acid or the like to further remove the random polymer region decomposed by ultraviolet rays.

상기 패턴화 기판의 제조 방법은, 상기와 같이 자기 조립 구조가 형성된 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트를 선택적으로 제거하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.The patterned substrate manufacturing method may further include the step of selectively removing any one of the polymer segments of the block copolymer having the self-assembled structure as described above.

예를 들면, 상기 적층체에서 상기 블록 공중합체의 상기 고분자 세그먼트 A 또는 B를 선택적으로 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 제조 방법은, 상기 블록 공중합체의 어느 하나 또는 그 이상의 고분자 세그먼트를 선택적으로 제거한 후에 기판을 식각하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들면, 나노 스케일의 미세 패턴의 형성이 가능하다. 또한, 고분자 막 내의 블록 공중합체의 형태에 따라서 상기 방식을 통하여 나노 로드 또는 나노 홀 등과 같은 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 필요하다면, 패턴 형성을 위해서 상기 블록 공중합체와 다른 공중합체 혹은 단독 중합체 등이 혼합될 수 있다.For example, it may include a step of selectively removing the polymer segment A or B of the block copolymer from the laminate. The manufacturing method may include selectively removing one or more polymer segments of the block copolymer, and then etching the substrate. In this way, it is possible to form, for example, a nanoscale fine pattern. In addition, various patterns such as nano-rods, nano-holes, and the like can be formed through the above-described method depending on the type of the block copolymer in the polymer film. If necessary, the block copolymer may be mixed with another copolymer or homopolymer for pattern formation.

상기 방법에서 블록 공중합체의 어느 한 고분자 세그먼트를 선택적으로 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 고분자막에 적정한 전자기파, 예를 들면, 자외선 등을 조사하여 상대적으로 소프트한 고분자 세그먼트를 제거하는 방식을 사용할 수 있다. 이 경우 자외선 조사 조건은 블록 공중합체의 고분자 세그먼트의 종류에 따라서 결정되며, 예를 들면, 약 254 nm 파장의 자외선을 1분 내지 60 분 동안 조사하여 수행할 수 있다.In the above method, a method of selectively removing one polymer segment of the block copolymer is not particularly limited. For example, a method of removing a relatively soft polymer segment by irradiating the polymer membrane with an appropriate electromagnetic wave, for example, ultraviolet light Method can be used. In this case, the ultraviolet ray irradiation conditions are determined depending on the type of the polymer segment of the block copolymer, and can be performed, for example, by irradiating ultraviolet light having a wavelength of about 254 nm for 1 minute to 60 minutes.

자외선 조사에 이어서 고분자 막을 산 등으로 처리하여 자외선에 의해 분해된 세그먼트를 추가로 제거하는 단계를 수행할 수도 있다.Following the ultraviolet irradiation, the polymer membrane may be treated with an acid or the like to further remove the segment decomposed by ultraviolet rays.

선택적으로 고분자 세그먼트가 제거된 고분자막을 마스크로 하여 기판을 식각하는 단계는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, CF4/Ar 이온 등을 사용한 반응성 이온 식각 단계를 통해 수행할 수 있고, 이 과정에 이어서 산소 플라즈마 처리 등에 의해 고분자막을 기판으로부터 제거하는 단계를 또한 수행할 수 있다.The step of selectively etching the substrate using the polymer membrane having the polymer segment removed as a mask is not particularly limited and may be performed by, for example, a reactive ion etching step using CF 4 / Ar ions or the like, A step of removing the polymer membrane from the substrate by an oxygen plasma treatment or the like can also be performed.

본 출원은, 기판상에 배향 결함, 배위수 결함, 거리 결함 등이 없는 고도로 정렬된 블록 공중합체를 형성할 수 있어서, 다양한 패턴화 기판의 제조에 효과적으로 적용될 수 있는 적층체 및 그를 사용한 패턴화 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.The present application relates to a laminate capable of forming a highly aligned block copolymer having no alignment defects, coordination water defects, and distance defects on a substrate, and thus can be effectively applied to the production of various patterned substrates, and a patterned substrate Can be provided.

도 1은 본 출원의 고분자 스트라이프 패턴의 모식도이다.
도 2는 실시예 1의 SEM 이미지이다.
도 3은 실시예 2의 SEM 이미지이다.
도 4는 비교예 1의 SEM 이미지이다.
도 5는 비교예 2의 SEM 이미지이다.
도 6은 비교예 3의 SEM 이미지이다..
도 7은 GIWAXS의 분석 결과를 보여주는 도면이다.
1 is a schematic view of a polymer stripe pattern of the present application.
2 is an SEM image of Example 1. Fig.
3 is an SEM image of Example 2. Fig.
4 is an SEM image of Comparative Example 1. Fig.
5 is an SEM image of Comparative Example 2. Fig.
6 is an SEM image of Comparative Example 3. Fig.
FIG. 7 is a diagram showing an analysis result of GIWAXS. FIG.

이하 본 출원에 따르는 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail by way of examples and comparative examples according to the present application, but the scope of the present application is not limited by the following examples.

1. NMR 측정1. NMR measurement

NMR 분석은 삼중 공명 5 mm 탐침(probe)을 가지는 Varian Unity Inova(500 MHz) 분광계를 포함하는 NMR 분광계를 사용하여 상온에서 수행하였다. NMR 측정용 용매(CDCl3)에 분석 대상 물질을 약 10 mg/ml 정도의 농도로 희석시켜 사용하였고, 화학적 이동은 ppm으로 표현하였다. NMR analysis was performed at room temperature using an NMR spectrometer including a Varian Unity Inova (500 MHz) spectrometer with a triple resonance 5 mm probe. The analytes were diluted to a concentration of about 10 mg / ml in a solvent for NMR measurement (CDCl 3 ), and chemical shifts were expressed in ppm.

<적용 약어><Application Abbreviation>

br = 넓은 신호, s = 단일선, d = 이중선, dd = 이중 이중선, t = 삼중선, dt = 이중 삼중선, q = 사중선, p = 오중선, m = 다중선.br = broad signal, s = singlet, d = doublet, dd = doublet, t = triplet, dt = double triplet, q = quartet, p = octet, m = polyline.

2. GPC(Gel Permeation Chromatograph)2. Gel Permeation Chromatograph (GPC)

수평균분자량(Mn) 및 분자량 분포는 GPC(Gel permeation chromatography)를 사용하여 측정하였다. 5 mL 바이얼(vial)에 실시예 또는 비교예의 블록 공중합체 또는 거대 개시제 등의 분석 대상 물일을 넣고, 약 1 mg/mL 정도의 농도가 되도록 THF(tetrahydro furan)에 희석한다. 그 후, Calibration용 표준 시료와 분석하고자 하는 시료를 syringe filter(pore size: 0.45 μm)를 통해 여과시킨 후 측정하였다. 분석 프로그램은 Agilent technologies 사의 ChemStation을 사용하였으며, 시료의 elution time을 calibration curve와 비교하여 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 각각 구하고, 그 비율(Mw/Mn)로 분자량분포(PDI)를 계산하였다. GPC의 측정 조건은 하기와 같다.The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution were measured using GPC (Gel Permeation Chromatography). Add a sample to be analyzed such as a block copolymer or a macroinitiator of the example or comparative example into a 5 mL vial and dilute with tetrahydrofuran (THF) to a concentration of about 1 mg / mL. After that, the calibration standard sample and the sample to be analyzed were filtered through a syringe filter (pore size: 0.45 μm) and then measured. The analytical program used was a ChemStation from Agilent Technologies. The elution time of the sample was compared with a calibration curve to determine the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), and the molecular weight distribution (PDI ) Were calculated. The measurement conditions of GPC are as follows.

<GPC 측정 조건>&Lt; GPC measurement condition >

기기: Agilent technologies 사의 1200 series Devices: 1200 series from Agilent Technologies

컬럼: Polymer laboratories 사의 PLgel mixed B 2개 사용Column: Using PLgel mixed B from Polymer laboratories

용매: THFSolvent: THF

컬럼온도: 35℃Column temperature: 35 ° C

샘플 농도: 1mg/mL, 200L 주입Sample concentration: 1 mg / mL, 200 L injection

표준 시료: 폴리스티렌(Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)Standard samples: Polystyrene (Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)

3. GISAXS(Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering)3. GISAXS (Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering)

스침각 입사 소각 산란(GISAXS) 분석은, 포항가속기 3C 빔라인을 이용하여 수행하였다. 분석 대상인 블록 공중합체를 플루오로벤젠(fluorobezene)에 약 0.7 중량%의 고형분 농도로 희석시켜 코팅액을 제조하고, 상기 코팅액을 기재상에 약 5 nm의 두께로 스핀 코팅하였다. 코팅 면적은 2.25cm2 정도로 조정하였다(가로 길이: 1.5 cm, 세로 길이: 1.5 cm). 코팅된 고분자막을 상온에서 약 1시간 동안 건조시키고, 다시 약 160℃의 온도에서 약 1 시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)시켜서 상분리 구조를 유도하였다. 이어서, 상분리 구조가 형성된 막을 형성하였다. 막의 임계각과 기재의 임계각 사이의 각도에 해당하는 약 0.12도 내지 0.23도의 범위 내의 입사각으로 막에 X선을 입사시킨 후에 검출기(2D marCCD)로 막에서 산란되어 나오는 X선 회절 패턴을 얻었다. 이 때 막으로부터 검출기까지의 거리는 약 2m 내지 3m의 범위 내에서 막에 형성된 자기 조립 패턴이 잘 관찰되는 범위로 선택하였다. 기재로는 친수성 표면을 가지는 기재(피라나(piranha) 용액으로 처리되어 순수에 대한 상온 젖음각이 약 5도인 실리콘 기판) 또는 소수성 표면을 가지는 기재(HMDS(hexamethyldisilazane)로 처리되어 순수에 대한 상온 젖음각이 약 60도인 실리콘 기판)를 사용하였다. The GISAXS analysis was performed using a Pohang accelerator 3C beamline. The block copolymer to be analyzed was diluted with fluorobenzene to a solid concentration of about 0.7 wt% to prepare a coating solution, and the coating solution was spin-coated on the substrate to a thickness of about 5 nm. The coating area was adjusted to about 2.25 cm 2 (width: 1.5 cm, length: 1.5 cm). The coated polymer membrane was dried at room temperature for about 1 hour and then thermally annealed at about 160 ° C for about 1 hour to induce a phase separation structure. Then, a film having a phase separation structure was formed. An X-ray diffraction pattern was obtained by scattering in a film with a detector (2D marCCD) after the X-ray was incident on the film at an incident angle within the range of about 0.12 to 0.23 degrees corresponding to the angle between the critical angle of the film and the critical angle of the substrate. At this time, the distance from the film to the detector was selected within a range of about 2 m to 3 m so that the self-assembly pattern formed on the film was well observed. The substrate may be a substrate having a hydrophilic surface (a silicon substrate treated with a solution of piranha and having a room temperature wetting angle of about 5 degrees relative to pure water) or a substrate having a hydrophobic surface (HMDS (hexamethyldisilazane) A silicon substrate having a recessed angle of about 60 degrees) was used.

4. XRD 분석 방법4. XRD analysis method

XRD 분석은 포항가속기 4C 빔라인에서 시료에 X선을 투과시켜 산란 벡터(q)에 따른 산란 강도를 측정함으로써 측정하였다. 시료로는, 특별한 전처리 없이 합성된 중합체를 정제한 후에 진공 오븐에서 하루 정도 유지함으로써 건조시킨 분말 상태의 중합체를 XRD측정용 셀에 넣어서 사용하였다. XRD 패턴 분석 시에는, 수직 크기가 0.023 mm이고, 수평 크기가 0.3 mm인 X선을 이용하였고, 검출기로는 2D marCCD를 이용하였다. 산란되어 나오는 2D 회절패턴을 이미지로 얻었다. 얻어진 회절 패턴을 최소 좌승법을 적용한 수치 분석학적인 방식으로 분석하여 산란 벡터 및 반치폭 등의 정보를 얻었다. 상기 분석 시에는 오리진(origin) 프로그램을 적용하였으며, XRD 회절 패턴에서 가장 최소의 강도(intensity)를 보이는 부분을 베이스라인(baseline)으로 잡아 상기에서의 강도(intensity)를 0으로 되게 한 상태에서 상기 XRD 패턴 피크의 프로파일을 가우시안 피팅(Gaussian fitting)하고, 피팅된 결과로부터 상기 산란 벡터와 반치폭을 구하였다. 가우시안 피팅 시에 R 제곱(R square)은 적어도 0.96 이상이 되도록 하였다.The XRD analysis was performed by measuring the scattering intensity according to the scattering vector (q) by passing X-rays through the sample at the Pohang accelerator 4C beamline. As a sample, a synthesized polymer was purified without a specific pretreatment and then kept in a vacuum oven for one day to be dried. The dried polymer was used in an XRD measurement cell. For XRD pattern analysis, an X-ray with a vertical size of 0.023 mm and a horizontal size of 0.3 mm was used and a 2D marCCD was used as a detector. A scattered 2D diffraction pattern was obtained as an image. The obtained diffraction pattern was analyzed by a numerical analytical method using the minimum left - hand method to obtain information such as a scattering vector and a half width. In the analysis, an origin program was applied. A portion having the smallest intensity in the XRD diffraction pattern was taken as a baseline, and the intensity was set to be 0, The profile of the XRD pattern peak was subjected to Gaussian fitting, and the scattering vector and the half width were determined from the fitting results. The R square was at least 0.96 at the time of Gaussian fitting.

5. 표면 에너지의 측정5. Measurement of surface energy

표면 에너지는 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 측정하였다. 측정하고자 하는 물질(중합체)을 플루오르벤젠(flourobenzene)에 약 2 중량%의 고형분 농도로 희석시켜 코팅액을 제조하고, 제조된 코팅액을 실리콘 웨이퍼에 약 50 nm의 두께 및 4 cm2의 코팅 면적(가로: 2cm, 세로: 2cm)으로 스핀 코팅하였다. 코팅층을 상온에서 약 1 시간 동안 건조하고, 이어서 약 160℃에서 약 1시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)시켰다. 열적 숙성을 거친 막에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하였다. 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하였다. 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구하였다. 블록 공중합체의 각 고분자 세그먼트에 대한 표면 에너지의 수치는, 상기 고분자 세그먼트를 형성하는 단량체만으로 제조된 단독 중합체(homopolymer)에 대하여 상기 기술한 방법으로 구하였다.Surface energy was measured using a Drop Shape Analyzer (product of DSU100, KRUSS). The material to be measured (polymer) was diluted with flourobenzene to a solid concentration of about 2% by weight to prepare a coating solution. The coating solution was applied to a silicon wafer at a thickness of about 50 nm and a coating area of 4 cm 2 : 2 cm, length: 2 cm). The coating layer was dried at room temperature for about 1 hour and then subjected to thermal annealing at about 160 ° C for about 1 hour. The process of dropping the deionized water whose surface tension is known in the film subjected to thermal aging and obtaining the contact angle thereof was repeated 5 times to obtain an average value of the obtained five contact angle values. In the same manner, the process of dropping the diiodomethane having known surface tension and determining the contact angle thereof was repeated five times, and an average value of the obtained five contact angle values was obtained. The surface energy was determined by substituting the value (Strom value) of the surface tension of the solvent by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the average value of the contact angle with the deionized water and diiodo methane obtained. The numerical values of the surface energy for each polymer segment of the block copolymer were obtained by the method described above for a homopolymer made only of the monomer forming the polymer segment.

6. GIWAXS(Grazing Incidence Wide Angle X ray Scattering)6. GIWAXS (Grazing Incidence Wide Angle X-ray Scattering)

스침각 입사 광각 산란(GIWAXS) 분석은, 포항가속기 3C 빔라인을 이용하여 수행하였다. 분석 대상인 단일 중합체를 톨루엔(toulene)에 약 1 중량%의 고형분 농도로 희석시켜 코팅액을 제조하고, 상기 코팅액을 기재상에 약 30 nm의 두께로 스핀 코팅하였다. 코팅 면적은 약 2.25 cm2 정도로 조정하였다(가로: 1.5 cm, 세로: 1.5 cm). 코팅된 고분자막을 상온에서 약 1시간 동안 건조시키고, 다시 약 160℃의 온도에서 약 1 시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)시켜서 막을 형성하였다. 막의 임계각과 기재의 임계각 사이의 각도에 해당하는 약 0.12도 내지 0.23도의 범위 내의 입사각으로 막에 X선을 입사시킨 후에 검출기(2D marCCD)로 막에서 산란되어 나오는 X선 회절 패턴을 얻었다. 이 때 막으로부터 검출기까지의 거리는 약 0.1m 내지 0.5m의 범위 내에서 막에 형성된 결정 또는 액정 구조가 잘 관찰되는 범위로 선택하였다. 기재로는 피라나(piranha) 용액으로 처리되어 순수에 대한 상온 젖음각이 약 5도인 실리콘 기판을 사용하였다. GIWAXS 스펙트럼에서 12 nm-1 내지 16 nm-1의 범위의 회절 패턴의 방위각(azimuthal angle) -90도 내지 90도 범위(회절 패턴의 윗방향(아웃오브플레인 회절 패턴)을 0도로 한 때의 방위각)에서의 산란 강도를 플로팅(plotting)하고, 그 그래프로부터 가우스 피팅(Gauss fitting)을 통해 반치폭을 구하였다. 또한, 가우스 피팅 시에 피크의 반만이 관찰되는 경우에는 구해지는 반치폭(FWHM)의 2배의 값을 피크의 반치폭으로 정의하였다. The GIWAXS analysis was performed using a Pohang accelerator 3C beamline. The homopolymer to be analyzed was diluted with toluene (toulene) to a solids concentration of about 1% by weight to prepare a coating solution, and the coating solution was spin-coated on the substrate to a thickness of about 30 nm. The coating area was adjusted to about 2.25 cm 2 (width: 1.5 cm, length: 1.5 cm). The coated polymer membrane was dried at room temperature for about 1 hour, and then subjected to thermal annealing at a temperature of about 160 DEG C for about 1 hour to form a film. An X-ray diffraction pattern was obtained by scattering in a film with a detector (2D marCCD) after the X-ray was incident on the film at an incident angle within the range of about 0.12 to 0.23 degrees corresponding to the angle between the critical angle of the film and the critical angle of the substrate. At this time, the distance from the film to the detector was selected within a range of about 0.1 m to 0.5 m so that the crystal or liquid crystal structure formed on the film was well observed. As a substrate, a silicon substrate having a room temperature wetting angle of about 5 degrees with respect to pure water was used as the piranha solution. An azimuthal angle of the diffraction pattern in the range of 12 nm -1 to 16 nm -1 in the GIWAXS spectrum, an azimuthal angle in the range of 90 to 90 degrees (the azimuth angle when the upper direction of the diffraction pattern (out-of-plane diffraction pattern) ), And the half width was obtained from the graph through Gauss fitting. Further, when half of the peak is observed at the time of Gauss fitting, a value twice as large as the half width (FWHM) is defined as the half width of the peak.

7. DSC 분석7. DSC Analysis

DSC 분석은 PerkinElmer DSC800 장비를 사용하여 수행하였다. 상기 장비를 사용하여 분석 대상 시료를 질소 분위기 하에서 25℃에서 200℃까지 분당 10℃의 속도로 가온하고, 다시 200℃에서 -80℃까지 분당 -10℃의 속도로 냉각시키고, 다시 -80℃에서 200℃까지 분당 10℃의 속도로 승온시켜 흡열 커브를 얻는 방식으로 수행하였다. 얻어진 흡열 커브를 분석하여 용융 전이 피크를 나타내는 온도(용융 전이 온도, Tm) 또는 등방 전이 피크를 나타내는 온도(등방 전이 온도, Ti)를 구하고, 상기 피크의 면적을 구하였다. 상기에서 온도는 각 피크의 정점에 대응되는 온도로 정의하였다. 각 피크의 단위질량당 면적은 각 피크의 면적을 시료의 질량으로 나눈 값으로 정의하고, 이러한 계산은 DSC 장비에서 제공된 프로그램을 이용하여 계산할 수 있다.DSC analysis was performed using a PerkinElmer DSC800 instrument. Using the above equipment, the sample to be analyzed was heated from 25 ° C to 200 ° C at a rate of 10 ° C per minute under a nitrogen atmosphere, cooled again at a rate of -10 ° C per minute from 200 ° C to -80 ° C, And the temperature was raised to 200 ° C at a rate of 10 ° C per minute to obtain an endothermic curve. The obtained endothermic curve was analyzed to determine the temperature (melt transition temperature, Tm) or the temperature (isotropic transition temperature, Ti) indicating the isotropic transition peak indicating the melting transition peak, and the area of the peak was obtained. The temperature was defined as the temperature corresponding to the apex of each peak. The area per unit mass of each peak is defined as the area of each peak divided by the mass of the sample, and this calculation can be calculated using the program provided by the DSC equipment.

8. 순도 분석8. Purity analysis

순도 분석은 하기의 방식으로 수행하였다. 제조된 블록 공중합체를 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran: THF)과 아세토니트릴(acetonitrile: ACN)을 6:4의 중량비로 혼합한 용매에 녹인 후, 35℃의 온도에서 GPEC(gradient polymer elution chromatography)에 로딩하였다. 로딩이 완료된 후, 상기 혼합 용매를 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran: THF) 100중량%까지 연속적으로 변화시키며 성분 별로 분리하였다. 분리된 블록 공중합체를 PDA(photo diode array) 디텍터로 정량 분석하여, 제조된 블록 공중합체에 잔류하는 각 블록의 호모중합체 잔량을 분석하였다.Purity analysis was performed in the following manner. The prepared block copolymer was dissolved in a mixed solvent of tetrahydrofuran (THF) and acetonitrile (ACN) in a weight ratio of 6: 4, and then loaded into GPEC (gradient polymer elution chromatography) at a temperature of 35 ° C. Respectively. After the loading was completed, the mixed solvent was continuously changed up to 100 wt% of tetrahydrofuran (THF) and separated by components. The separated block copolymers were quantitatively analyzed with a PDA (photo diode array) detector to analyze the residual amount of homopolymer of each block remaining in the prepared block copolymer.

제조예 1. 단량체(A)의 합성Production Example 1. Synthesis of monomer (A)

하기 화학식 A의 단량체(DPM-C12)는 다음의 방식으로 합성하였다. 250 mL의 플라스크에 히드로퀴논(hydroquinone)(10.0g, 94.2 mmol) 및 1-브로모도데칸(1-Bromododecane)(23.5 g, 94.2 mmol)을 넣고, 100 mL의 아세토니트릴(acetonitrile)에 녹인 후 과량의 포타슘 카보네이트(potassium carbonate)를 첨가하고, 75℃에서 약 48시간 동안 질소 조건하에서 반응시켰다. 반응 후 잔존하는 포타슘 카보네이트를 필터링하여 제거하고 반응에 사용한 아세토니트릴도 제거하였다. 여기에 DCM(dichloromethane)과 물의 혼합 용매를 첨가하여 워크업하고, 분리한 유기층을 모아서 MgSO4에 통과시켜 탈수하였다. 이어서, 컬럼 크로마토그래피에서 DCM(dichloromethane)을 사용하여 흰색 고체상의 목적물(4-도데실옥시페놀)(9.8 g, 35.2 mmol)을 약 37%의 수득률로 얻었다.The monomer (DPM-C12) represented by the following formula (A) was synthesized in the following manner. Hydroquinone (10.0 g, 94.2 mmol) and 1-bromododecane (23.5 g, 94.2 mmol) were placed in a 250-mL flask and dissolved in 100 mL of acetonitrile. Potassium carbonate was added and reacted at 75 占 폚 for about 48 hours under a nitrogen atmosphere. After the reaction, the remaining potassium carbonate was filtered off and acetonitrile used in the reaction was removed. A mixed solvent of DCM (dichloromethane) and water was added thereto to work up, and the separated organic layers were collected and dehydrated by passing through MgSO 4 . Subsequently, the title compound (4-dodecyloxyphenol) (9.8 g, 35.2 mmol) as white solid was obtained in a yield of about 37% using dichloromethane in column chromatography.

<NMR 분석 결과> &Lt; NMR analysis result >

1H-NMR(CDCl3): δ6.77(dd, 4H); δ4.45(s, 1H); δ3.89(t, 2H); δ1.75(p, 2H); δ1.43(p, 2H); δ1.33-1.26(m, 16H); δ0.88(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : δ6.77 (dd, 4H); [delta] 4.45 (s, 1H); [delta] 3.89 (t, 2H); [delta] 1.75 (p, 2H); [delta] 1.43 (p, 2H); [delta] 1.33-1.26 (m, 16H); [delta] 0.88 (t, 3H).

플라스크에 합성된 4-도데실옥시페놀(9.8 g, 35.2 mmol), 메타크릴산(6.0 g, 69.7 mmol), DCC(dicyclohexylcarbodiimide)(10.8 g, 52.3 mmol) 및 DMAP(p-dimethylaminopyridine)(1.7 g, 13.9 mmol)를 넣고, 120 mL의 메틸렌클로라이드를 첨가한 후, 질소 하 실온에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후에 반응 중에 생성된 염(urea salt)을 필터로 제거하고 잔존하는 메틸렌클로라이드도 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 사용하여 불순물을 제거하고, 다시 얻어진 생성물을 메탄올과 물의 혼합 용매(1:1 혼합)에서 재결정하여 흰색 고체상의 목적물(하기 화학식 A의 화합물)(7.7 g, 22.2 mmol)을 63%의 수득률로 얻었다.(9.8 g, 35.2 mmol), methacrylic acid (6.0 g, 69.7 mmol), DCC (dicyclohexylcarbodiimide) (10.8 g, 52.3 mmol) and DMAP (p-dimethylaminopyridine) , 13.9 mmol), 120 mL of methylene chloride was added, and the reaction was allowed to proceed at room temperature under nitrogen for 24 hours. After completion of the reaction, the salt (urea salt) produced during the reaction was filtered off and the remaining methylene chloride was removed. The resulting product was recrystallized in a mixed solvent of methanol and water (1: 1 mixture) to obtain the title compound as a white solid (compound of formula (A)) ( 7.7 g, 22.2 mmol) in 63% yield.

<NMR 분석 결과> &Lt; NMR analysis result >

1H-NMR(CDCl3): δ7.02(dd, 2H); δ6.89(dd, 2H); δ6.32(dt, 1H); δ5.73(dt, 1H); δ3.94(t, 2H); δ2.05(dd, 3H); δ1.76(p, 2H); δ1.43(p, 2H); 1.34-1.27(m, 16H); δ0.88(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : δ7.02 (dd, 2H); [delta] 6.89 (dd, 2H); [delta] 6.32 (dt, IH); [delta] 5.73 (dt, 1H); delta 3.94 (t, 2H); delta 2.05 (dd, 3H); delta 1.76 (p, 2H); [delta] 1.43 (p, 2H); 1.34-1.27 (m, 16H); [delta] 0.88 (t, 3H).

[화학식 A](A)

Figure pat00005
Figure pat00005

화학식 A에서 R은 탄소수 12의 직쇄 알킬기이다.In formula (A), R is a straight chain alkyl group having 12 carbon atoms.

GIWAXS, XRD 및 DSC 분석GIWAXS, XRD and DSC analysis

제조예 1의 단량체(A)를 사용하여 단독 중합체를 제조하고, 제조된 단독 중합체에 대하여 GIWAXS 및 DSC를 분석하였다. 상기에서 단독 중합체는, 하기 실시예에서 단량체(A)를 사용하여 거대 개시제를 합성하는 방식에 따라 제조하였다. 도 7은, 상기 단독 중합체에 대한 GIWAXS 분석 결과이다. 도 7에서 가우스 피팅 시에 R 제곱(R square)은 약 0.264였다. 상기 단독 중합체에 대한 DSC 분석 결과 해당 중합체는 약 -3℃의 용융 온도와 약 15℃의 등방 전이 온도를 나타내었다. 또한, 상기 단독 중합체의 DSC 분석에서의 용융 전이 피크의 면적(M)과 등방 전이 피크의 면적(I)의 비율(M/I)은, 약 3.67이었고, GIWAXS의 12 nm-1 내지 16 nm-1 범위의 산란 벡터의 회절 패턴의 -90도 내지 -70도의 방위각에서의 피크의 반치폭은 약 48도이고, GIWAXS의 12 nm-1 내지 16 nm-1 범위의 산란 벡터의 회절 패턴의 70도 내지 90도의 방위각에서의 피크의 반치폭은 약 58도였다. 또한, X선 회절 분석(XRD)에서 1.96 nm-1의 산란 벡터 값에서 반치폭이 약 0.57 nm-1 정도인 피크가 관찰되었다.A homopolymer was prepared using the monomer (A) of Preparation Example 1, and GIWAXS and DSC were analyzed for the prepared homopolymer. In the above, the homopolymer was prepared by a method of synthesizing a macromonomer using the monomer (A) in the following examples. 7 shows the results of GIWAXS analysis for the homopolymer. In Fig. 7, R square (R square) was about 0.264 at the time of Gauss fitting. DSC analysis of the homopolymer showed that the polymer had a melting temperature of about -3 ° C and an isotropic transition temperature of about 15 ° C. Further, the ratio (M / I) of the sole area of the melt transition peak in the DSC analysis of the polymer (M) and the isotropic transition peak area (I) of the, was about 3.67, 12 nm to 16 nm of GIWAXS -1 - full width at half maximum of a peak in the first range of the scattering vector diffraction pattern azimuth of -90 degrees to -70 degrees of about 48 degrees, and 70 of the diffraction pattern of the scattering vector of 12 -1 nm to about 16 nm the range of -1 degree to GIWAXS The half width of the peak at the azimuth angle of 90 degrees was about 58 degrees. In X-ray diffraction analysis (XRD), a peak having a half-width of about 0.57 nm -1 was observed at a scattering vector value of 1.96 nm -1 .

제조예 2. 블록 공중합체(B)의 합성Production Example 2. Synthesis of block copolymer (B)

제조예 1의 단량체(A) 2.0 g과 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약인 시아노이소프로틸디티오벤조에이트 64mg, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 23 mg 및 벤젠 5.34 mL를 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 분홍색의 거대개시제를 제조하였다. 상기 거대 개시제의 수득률은 약 82.6 중량%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 9,000 및 1.16이었다. 거대개시제 0.3 g, 펜타플루오로스티렌 단량체 2.7174 g 및 벤젠 1.306 mL를 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 115℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 다음, 감압 여과하여 건조시켜 연한 분홍색의 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체의 수득률은 약 19 중량%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 30,000 및 1.19이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 단량체(A)에서 유래된 것으로서 사슬 형성 원자가 12개(화학식 A의 R의 탄소수)인 고분자 세그먼트 A와 상기 펜타플루오로스티렌 단량체에서 유래된 고분자 세그먼트 B를 포함한다. 상기에서 고분자 세그먼트 A의 부피 분율은 약 0.36 정도였고, 고분자 세그먼트 B의 부피 분율은 약 0.64 정도였다. 상기 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A의 표면 에너지와 밀도는 각각 30.83 mN/m 및 1 g/cm3였고, 고분자 세그먼트 B의 표면 에너지와 밀도는 각각 24.4 mN/m 및 1.57 g/cm3이였다. 또한, 상기 블록 공중합체의 고분자 세그먼트 A의 사슬 형성 원자의 수(12)와 X선 회절 분석 시 산란 벡터 0.5 nm-1 내지 10 nm-1의 범위에서 가장 큰 피크 면적을 가지는 피크가 확인되는 산란 벡터 수치(q)를 수식 nq/(2×π)에 각각 대입하여 계산한 결과는 약 3.75였다.2.0 g of the monomer (A) of Preparation Example 1, 64 mg of cyanoisoproyldithiobenzoate (Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) reagent, 23 mg of azobisisobutyronitrile (AIBN) as a radical initiator and 5.34 mL of benzene were dissolved in 10 mL of Schlenk flask and stirred at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere. Reversible Addition-Fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization was carried out at 70 ° C for 4 hours. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which was an extraction solvent, and dried under reduced pressure to give a giant initiator of pink color. The yield of the macromonomer was about 82.6% by weight and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were 9,000 and 1.16, respectively. 0.3 g of macroinitiator, 2.7174 g of pentafluorostyrene monomer and 1.306 mL of benzene were placed in a 10 mL Schlenk flask, stirred at room temperature for 30 minutes under nitrogen atmosphere, and then subjected to Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) The reaction was carried out. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which was an extraction solvent, and then dried under reduced pressure to obtain a pale pink block copolymer. The yield of the block copolymer was about 19% by weight, the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 30,000 and 1.19, respectively. The block copolymer includes a polymer segment A derived from the monomer (A) of Production Example 1 and having 12 chain-forming atoms (the number of carbon atoms of R in Formula A) and a polymer segment B derived from the pentafluorostyrene monomer . The volume fraction of the polymer segment A was about 0.36, and the volume fraction of the polymer segment B was about 0.64. The surface energy and density of the polymer segment A of the block copolymer were 30.83 mN / m and 1 g / cm 3 , respectively, and the surface energy and density of the polymer segment B were 24.4 mN / m and 1.57 g / cm 3, respectively. In addition, the number 12 and the X-ray diffraction analysis when the scattering vector 0.5 nm of the chain-forming atoms of the polymeric segment A of the block copolymer-scattering peak being confirmed with the largest peak area in the range of 1 to 10 nm -1 The result obtained by substituting the vector value (q) into the equation nq / (2 × π) was about 3.75.

제조예 3. 블록 공중합체의 정제(C)Production Example 3. Purification of Block Copolymer (C)

제조예 2에서 합성된 블록 공중합체(B) 200 mg을 6.0 mL의 헵탄(heptane)에서 2회 재침전하여 제조예 1의 단량체(A)로부터 유래한 호모중합체를 제거하였다. 상기 재침전 단계에서 얻은 침전물을 다시 테트라하이드로퓨란(THF, tetrahydrofuran)과 아세토니트릴(CAN, acetonitrile)을4:6의 중량비로 혼합한 용매에 2회 침전하여 상기 펜타플루오로스티렌 모노머의 호모중합체를 제거하였다. 상기의 재침전 단계에서 얻은 침전물을 메탄올에 재침전한 후 필터하여 정제된 블록 공중합체를 얻었다. 정제 단계의 수득률은 86 중량%였고, 정제된 블록 공중합체의 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포도(Mw/Mn)는 각각 35,000 및 1.10이었다. 상기 정제된 블록 공중합체의 순도를 GPEC(gradient polymer elution chromatography)와 PDA(photo diode array) 디텍터로 정량 분석한 결과 정제된 블록 공중합체의 순도는 99.0 중량%으로 확인되었다.200 mg of the block copolymer (B) synthesized in Production Example 2 was reprecipitated twice in 6.0 mL of heptane to remove the homopolymer derived from the monomer (A) of Production Example 1. [ The precipitate obtained in the reprecipitation step was precipitated twice in a mixed solvent of tetrahydrofuran (THF, tetrahydrofuran) and acetonitrile (CAN, acetonitrile) in a weight ratio of 4: 6 to prepare a homopolymer of the pentafluorostyrene monomer Respectively. The precipitate obtained in the above re-precipitation step was reprecipitated in methanol and then filtered to obtain a purified block copolymer. The yield of the purification step was 86% by weight, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the purified block copolymer were 35,000 and 1.10, respectively. The purity of the purified block copolymer was quantitatively analyzed by a gradient polymer elution chromatography (GPEC) and a photo diode array (PDA) detector, and the purity of the purified block copolymer was found to be 99.0 wt%.

제조예 4. 랜덤 공중합체(D1)의 합성Production Example 4. Synthesis of random copolymer (D1)

제조예 1의 단량체(A) 1.16 g, 펜타플루오로스티렌 0.90 g, 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 0.14g, 감마부티로락톤 메타크릴레이트(gamma-butyrolactone methacrylate) 0.17g, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 0.03g 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 2mL를 10mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소 분위기 하 60℃에서 12시간 동안 자유 라디칼 (free radical) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜 랜덤 공중합체를 제조하였다. 1.16 g of the monomer (A) of Production Example 1, 0.90 g of pentafluorostyrene, 0.14 g of glycidyl methacrylate, 0.17 g of gamma-butyrolactone methacrylate, 0.03 g of AIBN (Azobisisobutyronitrile) and 2 mL of tetrahydrofuran (THF) were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask), and free radical polymerization was performed at 60 캜 for 12 hours under a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which was an extraction solvent, and then dried under reduced pressure to obtain a random copolymer.

제조된 랜덤 공중합체(D1)의 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 41,100 및 2.59이었다. 또한, 랜덤 공중합체(D1) 내에서 제조예 1의 단량체 단위와 펜타플루오로스티렌 단위의 합계 부피를 1로 한 때에, 제조예 1의 단량체 단위의 부피 분율은 0.67이었고, 펜타플루오로스티렌 단위의 부피 분율은 약 0.33였다.The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the produced random copolymer (D1) were 41,100 and 2.59, respectively. When the total volume of the monomer unit and the pentafluorostyrene unit in Production Example 1 was 1 in the random copolymer (D1), the volume fraction of the monomer unit in Production Example 1 was 0.67, and the volume fraction of the pentafluorostyrene unit The volume fraction was about 0.33.

제조예 5. 랜덤 공중합체(D2)의 합성Production Example 5. Synthesis of random copolymer (D2)

제조예 1의 단량체(A) 0.33 g, 펜타플루오로스티렌 1.36 g, 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 0.14g, 감마부티로락톤 메타크릴레이트(gamma-butyrolactone methacrylate) 0.17g, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 0.03g 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 2mL를 10mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소 분위기 하 60℃에서 12시간 동안 자유 라디칼 (free radical) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜 랜덤 공중합체(D2)를 제조하였다.0.33 g of the monomer (A) of Production Example 1, 1.36 g of pentafluorostyrene, 0.14 g of glycidyl methacrylate, 0.17 g of gamma-butyrolactone methacrylate, 0.03 g of AIBN (Azobisisobutyronitrile) and 2 mL of tetrahydrofuran (THF) were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask), and free radical polymerization was performed at 60 캜 for 12 hours under a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which was an extraction solvent, and then dried under reduced pressure to obtain a random copolymer (D2).

제조된 랜덤 공중합체(D2)의 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 33,600 및 2.12이었다. 또한, 랜덤 공중합체(D2) 내에서 제조예 1의 단량체 단위와 펜타플루오로스티렌 단위의 합계 부피를 1로 한 때에, 제조예 1의 단량체 단위의 부피 분율은 0.28이었고, 펜타플루오로스티렌 단위의 부피 분율은 약 0.72였다.The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the produced random copolymer (D2) were 33,600 and 2.12, respectively. When the total volume of the monomer unit and the pentafluorostyrene unit in Production Example 1 was 1 in the random copolymer (D2), the volume fraction of the monomer unit in Production Example 1 was 0.28, and the volume fraction of the pentafluorostyrene unit The volume fraction was about 0.72.

제조예 6. 랜덤 공중합체(D3)의 합성Production Example 6. Synthesis of random copolymer (D3)

제조예 1의 단량체(A) 1.39 g, 펜타플루오로스티렌 0.78 g, 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 0.14g, 감마부티로락톤 메타크릴레이트(gamma-butyrolactone methacrylate) 0.17g, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 0.03g 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 2mL를 10mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소 분위기 하 60℃에서 12시간 동안 자유 라디칼 (free radical) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜 랜덤 공중합체(D3)를 제조하였다. 1.39 g of the monomer (A) of Production Example 1, 0.78 g of pentafluorostyrene, 0.14 g of glycidyl methacrylate, 0.17 g of gamma-butyrolactone methacrylate, 0.03 g of AIBN (Azobisisobutyronitrile) and 2 mL of tetrahydrofuran (THF) were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask), and free radical polymerization was performed at 60 캜 for 12 hours under a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which was an extraction solvent, and then dried under reduced pressure to obtain a random copolymer (D3).

제조된 랜덤 공중합체(D3)의 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 50,400 및 2.69이었다. 또한, 랜덤 공중합체 내에서 제조예 1의 단량체 단위와 펜타플루오로스티렌 단위의 합계 부피를 1로 한 때에, 제조예 1의 단량체 단위의 부피 분율은 0.74이었고, 펜타플루오로스티렌 단위의 부피 분율은 약 0.26였다.The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the produced random copolymer (D3) were 50,400 and 2.69, respectively. When the total volume of the monomer unit and the pentafluorostyrene unit in Production Example 1 was 1 in the random copolymer, the volume fraction of the monomer unit of Production Example 1 was 0.74, the volume fraction of the pentafluorostyrene unit was Lt; / RTI &gt;

제조예 7. 랜덤 공중합체(D4)의 합성Production Example 7. Synthesis of random copolymer (D4)

펜타플루오로스티렌 1.55 g, 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 0.14g, 감마부티로락톤 메타크릴레이트(gamma-butyrolactone methacrylate) 0.17g, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 0.03g 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 2mL를 10mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소 분위기 하 60℃에서 12시간 동안 자유 라디칼 (free radical) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜 랜덤 공중합체(D4)를 제조하였다. 1.55 g of pentafluorostyrene, 0.14 g of glycidyl methacrylate, 0.17 g of gamma-butyrolactone methacrylate, 0.03 g of AIBN (Azobisisobutyronitrile) as a radical initiator, and 0.15 g of tetrahydrofuran tetrahydrofuran, THF) was placed in a 10 mL flask (Schlenk flask), and free radical polymerization was carried out at 60 ° C for 12 hours in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent and then dried under reduced pressure to obtain a random copolymer (D4).

제조된 랜덤 공중합체(D4)의 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 19,900 및 1.85이었다. 또한, 랜덤 공중합체 내에서 제조예 1의 단량체 단위와 펜타플루오로스티렌 단위의 합계 부피를 1로 한 때에, 제조예 1의 단량체 단위의 부피 분율은 0이었고, 펜타플루오로스티렌 단위의 부피 분율은 약 1였다.The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the produced random copolymer (D4) were 19,900 and 1.85, respectively. When the total volume of the monomer unit and the pentafluorostyrene unit in Production Example 1 was 1 in the random copolymer, the volume fraction of the monomer unit in Production Example 1 was 0, the volume fraction of the pentafluorostyrene unit was 0 Lt; / RTI &gt;

실리콘 웨이퍼 기판상에 제조예 4의 랜덤 공중합체(D1)를 약 40nm 정도의 두께로 코팅하고, 160℃에서 24 시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)하여 랜덤 고분자 막을 형성하였다. 랜덤 고분자 막이 형성된 기판을 플루오로벤젠 용액 내에서 초음파 분산으로 10분 정도 처리하여 미반응물을 제거하였다. The random copolymer (D1) of Production Example 4 was coated on a silicon wafer substrate to a thickness of about 40 nm and subjected to thermal annealing at 160 DEG C for 24 hours to form a random polymer film. The substrate on which the random polymer film was formed was treated with ultrasonic dispersion in a fluorobenzene solution for about 10 minutes to remove unreacted materials.

상기 랜덤 고분자 막 위에 레지스트막(hydridosilsesquioxane (HSQ), nagative-tone resist layer)을 약 50 nm 정도의 두께로 형성하고, 상기 레지스트막을 e-beam 리소그래피 방식으로 패턴화하였다. 해당 기판에 반응성 이온 에칭(RIE: reactive ion etching)과정을 통해 랜덤층 패턴을 제작한 후, 피닝 고분자 막을 형성하기 위해 poly(pentafluorostyrene)(PPFS-OH)을 코팅하여 160℃에서 24 시간동안 열적 숙성(thermal annealing) 과정을 통해 고정시켰으며, 미반응물을 제거하기 위해 플루오로 벤젠(fluorobenzene) 용액 상에서 초음파분산(sonication) 과정을 10분간 처리하였다. 형성된 피닝 고분자 막의 폭(W)은 약 15 nm 정도였고, 피치(F)는 약 90nm 정도였다.A resist film (hydridosilsesquioxane (HSQ)) having a thickness of about 50 nm was formed on the random polymer film, and the resist film was patterned by an e-beam lithography method. After a random layer pattern was formed on the substrate by reactive ion etching (RIE), poly (pentafluorostyrene) (PPFS-OH) was coated to form a pinning polymer film, followed by thermal aging at 160 ° C. for 24 hours (thermal annealing). In order to remove unreacted materials, sonication was performed for 10 minutes on a solution of fluorobenzene. The width (W) of the formed pinning polymer film was about 15 nm, and the pitch (F) was about 90 nm.

이러한 방식으로 고분자 스트라이프 패턴이 형성된 기판상에 제조예 3의 정제된 블록 공중합체(C)를 사용하여 고분자막을 형성하였다. 구체적으로 상기 블록 공중합체(C)를 플루오로벤젠에 약 1.0 중량%의 고형분 농도로 희석시켜 제조한 코팅액을 상기 기판의 패턴상에 약 45nm의 두께로 스핀 코팅하고, 상온에서 약 1시간 동안 건조시킨 후에 다시 약 160℃의 온도에서 약 1 시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)하여 자기 조립된 막을 형성하였다. 형성된 막에 대하여 SEM(Scanning electron microscope) 이미지를 촬영하였다. The polymer block was formed using the purified block copolymer (C) of Production Example 3 on the substrate on which the polymer stripe pattern was formed in this manner. Specifically, a coating solution prepared by diluting the block copolymer (C) to a solid content concentration of about 1.0% by weight in fluorobenzene was spin-coated on the pattern of the substrate to a thickness of about 45 nm and dried at room temperature for about 1 hour Followed by thermal annealing at a temperature of about 160 DEG C for about 1 hour to form a self-assembled film. Scanning electron microscope (SEM) images were taken of the formed film.

도 2는 상기 D1으로 랜덤 고분자 막을 제조하여 자기 조립된 막의 SEM 이미지이다. 상기 자기 조립된 막은 수직 배향된 라멜라상을 형성하고 있었고, 그 피치는 약 30nm, 두께는 45nm 정도였다. 도 2로부터, 자기 조립된 블록 공중합체의 두 도메인 중 하나의 도메인이, 고분자 스트라이프 패턴을 따라서 적절하게 정렬된 것을 확인할 수 있다.2 is an SEM image of a self-assembled membrane prepared by preparing a random polymer film with D1. The self-assembled film formed a vertically oriented lamellar phase with a pitch of about 30 nm and a thickness of about 45 nm. From FIG. 2, it can be seen that one of the two domains of the self-assembled block copolymer is properly aligned along the polymer stripe pattern.

랜덤 고분자 막을 제조예 5의 랜덤 공중합체(D2)로부터 형성한 것을 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 수행하였다. 도 3은 실시예 2의 SEM 이미지이다. 도 3으로부터 블록 공중합체의 자기 조립 구조가 고분자 스트라이프 패턴을 따라서 적절하게 정렬된 것을 확인할 수 있다.The experiment was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the random polymer film was formed from the random copolymer (D2) of Production Example 5. 3 is an SEM image of Example 2. Fig. From FIG. 3, it can be seen that the self-assembled structure of the block copolymer is appropriately aligned in accordance with the polymer stripe pattern.

비교예 1Comparative Example 1

제조예 3의 정제된 블록 공중합체(C)를 사용하지 않고, 제조예 2의 블록 공중합체(B)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 수행하였다. 정제되지 않은 제조예 2의 블록 공중합체(B)의 순도는 72 중량%로 확인되었다. 도 3은 비교예 1의 자기 조립된 막의 SEM 이미지이다. 도 4으로부터 확인할 수 있듯이, 정제되지 않은 블록 공중합체를 적용하는 경우, 실시예 1에 비하여 블록 공중합체의 자기 조립 구조에 많은 배향 결함이 관찰되는 것을 알 수 있다.An experiment was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the purified block copolymer (C) of Production Example 3 was not used and the block copolymer (B) of Production Example 2 was used. The purity of the block copolymer (B) of Production Example 2 which was not purified was confirmed to be 72% by weight. 3 is an SEM image of the self-assembled membrane of Comparative Example 1; As can be seen from FIG. 4, when an unpurified block copolymer is applied, it can be seen that many alignment defects are observed in the self-assembled structure of the block copolymer as compared with Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

랜덤 고분자 막을 제조예 6의 랜덤 공중합체(D3)로부터 형성한 것을 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 수행하였다. 도 5는 비교예 2의 SEM 이미지이다. 도 5를 참조하면, 실시예와 비교하여 블록 공중합체의 정렬도가 저하되어, 직진성 결함이 다수 관찰되는 것을 확인할 수 있다.The experiment was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the random polymer film was formed from the random copolymer (D3) of Preparation Example 6. 5 is an SEM image of Comparative Example 2. Fig. Referring to FIG. 5, the degree of alignment of the block copolymer was lowered compared with the example, and it was confirmed that many straight-line defects were observed.

비교예 3 Comparative Example 3

랜덤 고분자 막을 제조예 7의 랜덤 공중합체(D4)로부터 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 수행하였다. 도 6는 비교예 3의 SEM 이미지이다. 도 6 에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에 비해 스트라이프 패턴을 따라 정렬된 정도가 적어 직진성 결함 및 배향 결함이 더 많은 것을 확인할 수 있다.The experiment was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the random polymer membrane was formed from the random copolymer (D4) of Preparation Example 7. [ 6 is an SEM image of Comparative Example 3. Fig. As can be seen from FIG. 6, the degree of alignment along the stripe pattern is smaller than that of the first embodiment, and it can be seen that there are more linear defects and alignment defects.

Claims (12)

기판; 상기 기판 상에 스트라이프 형태를 가지면서 교대로 배치된 랜덤 고분자 영역과 피닝 영역을 포함하는 고분자층; 및 상기 고분자층 상에 형성되어 있는 블록 공중합체 막을 포함하며,
상기 블록 공중합체 막에서의 블록 공중합체의 순도는, 80 중량% 이상이고,
상기 블록 공중합체는 하기 화학식 1의 단위를 가지는 고분자 세그먼트 A 및 하기 화학식 2의 단위를 가지는 고분자 세그먼트 B를 포함하며,
상기 랜덤 고분자 영역은, 하기 화학식 1의 단위 및 하기 화학식 2의 단위를 가지는 랜덤 공중합체 영역이고, 상기 랜덤 공중합체에서 상기 화학식 1 및 2의 단위의 전체 부피를 1로 한 때에 상기 화학식 2 단위의 부피 분율이 0.3 내지 0.95의 범위 내인 적층체:
[화학식 1]
Figure pat00006

화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 측쇄 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다:
[화학식 2]
Figure pat00007

화학식 2에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.
Board; A polymer layer including a random polymer region and a pinning region alternately arranged in a stripe form on the substrate; And a block copolymer film formed on the polymer layer,
The purity of the block copolymer in the block copolymer film is 80% by weight or more,
Wherein the block copolymer comprises a polymer segment A having a unit represented by the following formula (1) and a polymer segment B having a unit represented by the following formula (2)
Wherein the random polymer region is a random copolymer region having a unit represented by the following general formula (1) and a unit represented by the following general formula (2), wherein in the random copolymer, The volume fraction being in the range of 0.3 to 0.95.
[Chemical Formula 1]
Figure pat00006

Wherein R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and X is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2 -, a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, Y is 8 or more Said side chain having a chain forming atom is a monovalent substituent comprising a linked ring structure:
(2)
Figure pat00007

In formula 2 X 2 is a single bond, an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, W is an aryl group containing at least one halogen atom.
제 1 항에 있어서, 블록 공중합체는 고분자 세그먼트 A와 고분자 세그먼트 B의 표면 에너지 차이의 절대값이 10mN/m이고, 하기 조건 1 내지 3 중 적어도 하나를 만족하는 적층체:
조건 1: DSC 분석의 -80℃ 내지 200℃의 범위 내에서 용융 전이 피크 또는 등방 전이 피크를 나타냄:
조건 2: XRD 분석의 0.5 nm-1 내지 10 nm-1의 산란 벡터(q) 범위 내에서 반치폭이 0.2 내지 0.9 nm-1의 범위 내인 피크를 나타냄:
조건 3: 측쇄 사슬을 포함하고, 상기 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자의 수(n)가, XRD 분석에서의 산란 벡터(q)와 하기 수식 1을 만족함:
[수식 1]
3 nm-1 내지 5 nm-1 = nq/(2×π)
수식 1에서 n은 상기 사슬 형성 원자의 수이고, q는, 상기 블록 공중합체에 대한 X선 회절 분석에서 피크가 관찰되는 가장 작은 산란 벡터(q) 또는 가장 큰 피크 면적의 피크가 관찰되는 산란 벡터(q)이다..
The laminated body according to claim 1, wherein the block copolymer has an absolute value of a surface energy difference between the polymer segment A and the polymer segment B of 10 mN / m and satisfies at least one of the following conditions 1 to 3:
Condition 1: indicates a melting transition peak or an isotropic transition peak within a range of -80 占 폚 to 200 占 폚 of the DSC analysis:
Condition 2: shows a peak within a range of half-value width of 0.2 to 0.9 nm -1 within a range of scattering vector (q) of 0.5 nm -1 to 10 nm -1 of XRD analysis:
Condition 3: Including a side chain chain, the number (n) of chain-forming atoms of the side chain chain satisfying the following formula (1) with the scattering vector (q) in the XRD analysis:
[Equation 1]
3 nm -1 to 5 nm -1 = nq / (2 x π)
In the formula 1, n is the number of the chain-forming atoms and q is the smallest scattering vector (q) in which the peak is observed in the X-ray diffraction analysis of the block copolymer or the scattering vector (q).
제 1 항에 있어서, 블록 공중합체의 수평균 분자량은 3,000 내지 300,000 이고, 분자량 분포는 1.01 내지 1.60인 적층체.
The laminate according to claim 1, wherein the block copolymer has a number average molecular weight of 3,000 to 300,000 and a molecular weight distribution of 1.01 to 1.60.
제 1항에 있어서, 블록 공중합체 막은 라멜라 구조를 형성하고 있는 적층체.
The laminate according to claim 1, wherein the block copolymer film has a lamellar structure.
제 1 항에 있어서, 랜덤 공중합체의 수평균 분자량은 3,000 내지 300,000 이고, 분자량 분포는 1.01 내지 3.60인 적층체.
The laminate according to claim 1, wherein the random copolymer has a number average molecular weight of 3,000 to 300,000 and a molecular weight distribution of 1.01 to 3.60.
제 1 항에 있어서, 피닝 영역은, 상기 화학식 1 또는 2의 단위를 포함하는 중합체 영역 인 적층체.
The laminate according to claim 1, wherein the pinning region is a polymer region including the units of Formula (1) or (2).
제 6 항에 있어서, 중합체의 수평균 분자량은 3,000 내지 200,000 이고, 분자량 분포는 1.01 내지 4.00 인 적층체.
The laminate according to claim 6, wherein the polymer has a number average molecular weight of 3,000 to 200,000 and a molecular weight distribution of 1.01 to 4.00.
제 4항에 있어서, 피닝 영역의 폭은 0.3 × L 내지 2.0 × L의 범위 내이고, 상기에서 L은 블록 공중합체의 라멜라 구조의 피치인 적층체.
The laminate according to claim 4, wherein the width of the pinning region is in the range of 0.3 x L to 2.0 x L, wherein L is the pitch of the lamellar structure of the block copolymer.
제 4항에 있어서, 피닝 영역의 폭(W)과 피치(F)의 비율(F/W)이 2 내지 20의 범위 내인 적층체.
The laminate according to claim 4, wherein the ratio (F / W) of the width (W) to the pitch (F) of the pinning region is in the range of 2 to 20.
제 4항에 있어서, 피닝 영역의 두께와 랜덤 고분자 영역의 두께의 차이의 절대값은 L이하이고, 상기에서 L은 라멜라 구조의 피치인 적층체.
The laminate according to claim 4, wherein the absolute value of the difference between the thickness of the pinning region and the thickness of the random polymer region is not more than L, and L is a pitch of the lamellar structure.
기판상에 형성되어 있고, 스트라이프 형태를 가지면서 교대로 배치된 랜덤 고분자 영역과 피닝 영역을 포함하는 고분자층 상에 자기 조립된 블록 공중합체막을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 블록 공중합체 막은, 블록 공중합체의 순도는 80 중량% 이상인 재료를 사용하여 형성하며,
상기 블록 공중합체 막은 하기 화학식 1의 단위를 가지는 고분자 세그먼트 A 및 하기 화학식 2의 단위를 가지는 고분자 세그먼트 B를 포함하고,
상기 랜덤 고분자 영역은, 하기 화학식 1의 단위 및 하기 화학식 2의 단위를 가지는 랜덤 공중합체 영역이고, 상기 랜덤 공중합체에서 상기 화학식 1 및 2의 단위의 전체 부피를 1로 한 때에 상기 화학식 2 단위의 부피 분율이 0.3 내지 0.95의 범위 내인 패턴화 기판의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure pat00008

화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 측쇄 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다:
[화학식 2]
Figure pat00009

화학식 2에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.
Forming a self-assembled block copolymer film on a polymer layer formed on a substrate and including a random polymer region and a pinning region alternately arranged in a stripe form,
The block copolymer film is formed using a material having a purity of the block copolymer of 80 wt% or more,
Wherein the block copolymer film comprises a polymer segment A having a unit represented by the following formula (1) and a polymer segment B having a unit represented by the following formula (2)
Wherein the random polymer region is a random copolymer region having a unit represented by the following general formula (1) and a unit represented by the following general formula (2), wherein in the random copolymer, Wherein the volume fraction is in the range of 0.3 to 0.95.
[Chemical Formula 1]
Figure pat00008

Wherein R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and X is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2 -, a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, Y is 8 or more Said side chain having a chain forming atom is a monovalent substituent comprising a linked ring structure:
(2)
Figure pat00009

In formula 2 X2 is a single bond, an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 - C (= O) -, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group, and W is an aryl group containing at least one halogen atom.
제 11 항에 있어서, 자기 조립 구조를 형성한 블록 공중합체막의 어느 하나의 고분자 세그먼트를 선택적으로 제거하는 단계; 및 상기 고분자 세그먼트가 제거된 블록 공중합체를 마스크로 하여 기판을 식각하는 단계를 추가로 수행하는 패턴화 기판의 제조 방법.12. The method of claim 11, further comprising: selectively removing one of the polymer segments of the block copolymer film forming the self-assembled structure; And etching the substrate using the block copolymer from which the polymer segment is removed as a mask.
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