KR101780098B1 - Boack copolymer - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 블록 공중합체 및 그 용도가 제공될 수 있다. 본 출원에서는 우수한 자기 조립 특성 내지는 상분리 특성을 가지며, 필요에 따라서 요구되는 다양한 기능도 자유롭게 부여된 블록 공중합체를 제공할 수 있다.The present application may provide block copolymers and uses thereof. The present application can provide a block copolymer having excellent self-assembling properties or phase separation characteristics and being freely given various functions as required.

Description

블록 공중합체{BOACK COPOLYMER}Block Copolymer {BOACK COPOLYMER}

본 출원은, 블록 공중합체에 관한 것이다.The present application relates to block copolymers.

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 크기는 광범위하게 조절될 수 있으며, 다양한 형태의 구조의 제작이 가능하여 고밀도 자기저장매체, 나노선 제작, 양자점 또는 금속점 등과 같은 다양한 차세대 나노 소자나 자기 기록 매체 또는 리소그라피 등에 의한 패턴 형성 등에 응용될 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 size of the domain of the structure formed by the self-assembling phenomenon of the block copolymer can be widely controlled, and various types of structures can be manufactured. Thus, various next-generation nano-structures such as high density magnetic storage media, nanowire fabrication, And can be applied to pattern formation by devices, magnetic recording media, lithography, or the like.

본 출원은, 블록 공중합체 및 그 용도를 제공한다.The present application provides block copolymers and uses thereof.

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 출원의 하나의 측면에서는, 블록 공중합체를 형성할 수 있는 신규한 구조의 단량체로서, 하기 화학식 1로 표시되는 단량체가 제공될 수 있다.In one aspect of the present application, as a monomer having a novel structure capable of forming a block copolymer, a monomer represented by the following formula (1) may be provided.

하기 화학식 1로 표시되는 블록 공중합체 형성용 단량체:A block copolymer-forming monomer represented by the following formula (1): < EMI ID =

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014119424673-pat00001
Figure 112014119424673-pat00001

화학식 1에서 R은 수소 또는 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, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 소정 범위의 사슬 형성 원자를 가지는 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다.X is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2- , a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 -, and the alkylene, alkenylene or alkynylene group, Y Is a monovalent substituent group including a ring structure having a chain having a certain chain-forming atom bonded thereto.

상기에서 Y는 적어도 고리 구조를 포함하는 치환기이고, 예를 들어 상기 고리 구조가 방향족 고리인 경우 상기 사슬 형성 원자의 수는 3개 이상일 수 있고, 고리 구조가 지환족 고리 구조인 경우에 상기 사슬 형성 원자의 수는 8개 이상일 수 있다. 상기 고리 구조가 방향족 고리 구조인 경우에도 사슬 형성 원자는 5개 이상, 7개 이상 또는 8개 이상일 수 있다.Y is at least a substituent containing a cyclic structure. For example, when the cyclic structure is an aromatic ring, the number of the chain-forming atoms may be 3 or more, and when the cyclic structure is an alicyclic ring structure, The number of atoms can be eight or more. Even when the ring structure is an aromatic ring structure, the chain forming atoms may be 5 or more, 7 or 8 or more.

화학식 1에서 X는 다른 예시에서 단일 결합, 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이거나, -C(=O)-O-일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.X in the formula 1 may be a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, -C (= O) -O- or -OC (= O) - or -C (= O) -O- in another example, But is not limited to.

화학식 1에서 Y의 1가 치환기는, 적어도 3개 또는 8개의 사슬 형성 원자로 형성되는 사슬 구조를 포함한다.The monovalent substituent of Y in formula (1) includes a chain structure formed by at least three or eight chain-forming atoms.

본 출원에서 용어 사슬 형성 원자는, 소정 사슬의 직쇄 구조를 형성하는 원자를 의미한다. 상기 사슬은 직쇄형이거나, 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 계산되지 않는다. 또한, 분지형 사슬인 경우에 상기 사슬 형성 원자의 수는 가장 긴 사슬을 형성하고 있는 사슬 형성 원자의 수로 계산될 수 있다. 예를 들어, 상기 사슬이 n-펜틸기인 경우에 사슬 형성 원자는 모두 탄소로서 그 수는 5이고, 상기 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 3 이상, 5 이상, 7 이상, 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. 상기 사슬 형성 원자의 적절한 하한은 전술한 바와 같이 고리 구조의 종류에 따라서 결정될 수 있다.The term chain forming atom in the present application means an atom forming a straight chain structure of a certain chain. The number of chain-forming atoms is calculated by the number of atoms forming the longest straight chain, and the number of the other atoms bonded to the chain-forming atoms (for example, the chain- A hydrogen atom bonded to the carbon atom in the case of a carbon atom, etc.) is not calculated. Also, in the case of a branched chain, the number of chain-forming atoms can be calculated as the number of chain-forming atoms forming the longest chain. For example, when the chain is an n-pentyl group, all of the chain-forming atoms are carbon, the number is 5, and even if the chain is a 2-methylpentyl group, all the chain-forming atoms are carbon, 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 the chain forming atoms may be 3 or more, 5 or more, 7 or more, 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 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. The appropriate lower limit of the chain-forming atoms may be determined according to the type of ring structure as described above.

화학식 1의 화합물은 상기 사슬의 존재로 인하여 후술하는 블록 공중합체를 형성하였을 때에 그 블록 공중합체가 우수한 자기 조립 특성을 나타내도록 할 수 있다.The compound of the formula (1) can cause the block copolymer to exhibit excellent self-assembling properties when the block copolymer described later is formed due to the presence of the chain.

하나의 예시에서 상기 사슬은, 직쇄 알킬기와 같은 직쇄 탄화수소 사슬일 수 있다. 이러한 경우에 알킬기는, 탄소수 3 이상, 탄소수 5 이상, 탄소수 7 이상 탄소수 8 이상, 탄소수 8 내지 30, 탄소수 8 내지 25, 탄소수 8 내지 20 또는 탄소수 8 내지 16의 알킬기일 수 있다. 상기 알킬기의 탄소 원자 중 하나 이상은 임의로 산소 원자로 치환되어 있을 수 있고, 상기 알킬기의 적어도 하나의 수소 원자는 임의적으로 다른 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.In one example, the chain may be a straight chain hydrocarbon chain such as a straight chain alkyl group. In this case, the alkyl group may be an alkyl group having 3 or more carbon atoms, 5 or more carbon atoms, 7 or more carbon atoms, 8 or more carbon atoms, 8 to 30 carbon atoms, 8 to 25 carbon atoms, 8 to 20 carbon atoms, or 8 to 16 carbon atoms. At least one of the carbon atoms of the alkyl group may optionally be substituted with an oxygen atom, and at least one hydrogen atom of the alkyl group may be optionally substituted by another substituent.

화학식 1에서 Y는 고리 구조를 포함하고, 상기 사슬은 상기 고리 구조에 연결되어 있을 수 있다. 이러한 고리 구조에 의해 상기 단량체에 의해 형성되는 블록 공중합체의 자기 조립 특성 등이 보다 향상될 수 있다. 고리 구조는 방향족 구조이거나, 지환족 구조일 수 있다.In Formula (1), Y may include a cyclic structure, and the chain may be connected to the cyclic structure. Such a ring structure can further improve the self-assembling property and the like of the block copolymer formed by the monomer. The ring structure may be an aromatic structure or an alicyclic structure.

상기 사슬은 상기 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 시될 수 있고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기일 수 있으며, X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있고, 상기에서 R2는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기일 수 있다. 적절한 링커로는 산소 원자 또는 질소 원자가 예시될 수 있다. 상기 사슬은, 예를 들면, 산소 원자 또는 질소 원자를 매개로 방향족 구조에 연결되어 있을 수 있다. 이러한 경우에 상기 링커는 산소 원자이거나, -NR1-(상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기)일 수 있다.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) - may be when there is, in the above R 1 may be hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl date, X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom , -NR 2 -, -S (═O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group, and R 2 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, have. An appropriate linker may be an oxygen atom or a nitrogen atom. The chain may be connected to the aromatic structure via, for example, an oxygen atom or a nitrogen atom. In this case, the linker may be an oxygen atom, or -NR 1 - (wherein R 1 may be hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group).

화학식 1의 Y는, 일 예시에서 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.Y in the formula (1) may be represented by the following formula (2) in one example.

[화학식 2](2)

Figure 112014119424673-pat00002
Figure 112014119424673-pat00002

화학식 2에서 P는 아릴렌기 또는 사이클로알킬렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자 또는 -NR3-이며, 상기에서 R3는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, Z는 P가 아릴렌기인 경우에 3개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 사슬이고, P가 사이클로알킬렌기인 경우에는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 사슬이다. 화학식 1의 Y가 상기 화학식 2의 치환기인 경우에 상기 화학식 2의 P가 화학식 1의 X에 직접 연결되어 있을 수 있다.In Formula (2), P is an arylene group or a cycloalkylene group, Q is a single bond, an oxygen atom or -NR 3 -, and R 3 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, Z is the above chain having 3 or more chain-forming atoms when P is an arylene group, and the chain having 8 or more chain-forming atoms when P is a cycloalkylene group. When Y in the general formula (1) is a substituent of the general formula (2), P in the general formula (2) may be directly connected to X in the general formula (1).

화학식 2에서 P의 적절한 예시로는, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기, 예를 들면, 페닐렌기를 예시할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Suitable examples of P in formula (2) include, but are not limited to, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, such as a phenylene group.

화학식 2에서 Q는 적절한 예시로는, 산소 원자 또는 -NR1-(상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기) 등을 들 수 있다.In formula (2), Q is an oxygen atom or -NR 1 - (where R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group) as a suitable example.

화학식 1의 단량체의 적절한 예시로는, 상기 화학식 1에서 R은 수소 또는 알킬기, 예를 들면, 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 -C(=O)-O-이며, Y는 상기 화학식 2에서 P는 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기 또는 페닐렌이고, Q는 산소 원자이며, Z는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 전술한 사슬인 화합물을 들 수 있다.As a suitable example of the monomer represented by the formula (1), R is hydrogen or an alkyl group such as hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is -C (= O) -O-, In the formula (2), P is an arylene group having 6 to 12 carbon atoms or phenylene, Q is an oxygen atom, and Z is a group of the aforementioned chain having at least 8 chain-forming atoms.

따라서, 화학식 1의 적절한 예시의 단량체로는 하기 화학식 3의 단량체를 들 있다.Thus, suitable examples of monomers of formula (1) include the monomers of formula (3).

[화학식 3](3)

Figure 112014119424673-pat00003
Figure 112014119424673-pat00003

화학식 3에서 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 사슬이다.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, Z is a chain- Lt; RTI ID = 0.0 > 8 < / RTI >

본 출원의 다른 측면은, 상기 단량체를 중합시켜서 블록을 형성하는 단계를 포함하는 블록 공중합체의 제조 방법에 대한 것이다.Another aspect of the present application relates to a method for producing a block copolymer comprising polymerizing the monomer to form a block.

본 출원에서 블록 공중합체를 제조하는 구체적인 방법은, 전술한 단량체를 사용하여 블록 공중합체의 적어도 하나의 블록을 형성하는 단계를 포함하는 한 특별히 제한되지 않는다.A specific method for producing the block copolymer in the present application is not particularly limited as long as it includes the step of forming at least one block of the block copolymer using the above-mentioned monomer.

예를 들면, 블록 공중합체는 상기 단량체를 사용한 LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 제조할 있다. 예를 들면, 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. For example, the block copolymer can be prepared by the LRP (Living Radical Polymerization) method using the above monomers. For example, anionic polymerization in which an organic rare earth metal complex is used as a polymerization initiator, or an organic alkali metal compound is used as a polymerization initiator in the presence of an inorganic acid salt such as a salt of an alkali metal or an alkaline earth metal, An atomic transfer radical polymerization method (ATRP) using an atom transfer radical polymerization agent as a polymerization initiator, and an atom transfer radical polymerization agent as a polymerization initiator, (ATRP), Initiators for Continuous Activator Regeneration (ATR), Atomic Transfer Radical Polymerization (ATRP), Inorganic Reducing Agent Reversible Additive - Reversible addition-cleavage chain transfer using cleavage chain transfer agent And a method using the polymerization method of (RAFT) or an organic tellurium compound, etc. as an initiator, may be subject to a suitable method among these methods is selected.

예를 들면, 상기 블록 공중합체는, 라디칼 개시제 및 리빙 라디칼 중합 시약의 존재 하에, 상기 블록을 형성할 수 있는 단량체들을 포함하는 반응물을 리빙 라디칼 중합법으로 중합하는 것을 포함하는 방식으로 제조할 수 있다.For example, the block copolymer can be prepared in a manner that includes polymerizing a reactant containing monomers capable of forming the block in the presence of a radical initiator and a living radical polymerization reagent by living radical polymerization .

블록 공중합체의 제조 시에 상기 단량체를 사용하여 형성하는 블록과 함께 상기 공중합체에 포함되는 다른 블록을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 블록의 종류를 고려하여 적절한 단량체를 선택하여 상기 다른 블록을 형성할 수 있다.The method of forming the other block included in the copolymer together with the block formed by using the monomer in the production of the block copolymer is not particularly limited and may be appropriately selected in consideration of the kind of the desired block, Block can be formed.

블록공중합체의 제조 과정은, 예를 들면 상기 과정을 거쳐서 생성된 중합 생성물을 비용매 내에서 침전시키는 과정을 추가로 포함할 수 있다. The preparation of the block 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.

본 출원의 다른 측면에서는, 상기 단량체를 통해 형성된 블록(이하, 제 1 블록으로 호칭될 수 있다.)을 포함하는 블록 공중합체가 제공될 수 있다.In another aspect of the present application, a block copolymer comprising a block formed through the monomer (hereinafter, may be referred to as a first block) may be provided.

상기 블록은 예를 들면, 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.The block may be represented, for example, by the following formula (4).

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112014119424673-pat00004
Figure 112014119424673-pat00004

화학식 4에서 R, X 및 Y는 각각 화학식 1에서의 R, X 및 Y에 대한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.In the formula (4), R, X and Y may be the same with respect to R, X and Y in the formula (1).

따라서, 화학식 4에서 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, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 3개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 직쇄 사슬이 연결된 방향족 고리 구조를 포함하는 상기 1가 치환기 또는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 직쇄 사슬이 연결된 상기 지환족 고리 구조를 포함하는 1가 치환기일 수 있고, 상기 각 치환기의 구체적인 종류도 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.Therefore, in the general formula (4), 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) -, wherein X 1 represents an oxygen atom, a sulfur atom, -S (═O) 2 -, an alkylene group, Or an alkynylene group, and Y includes the alicyclic ring structure in which the monovalent substituent group including an aromatic ring structure having a straight chain having three or more chain-forming atoms connected thereto or a straight chain having at least 8 chain- , And the specific examples of the respective substituents may be the same as those described above.

하나의 예시에서 상기 제 1 블록은, 상기 화학식 4에서 R이 수소 또는 알킬기, 예를 들면, 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 -C(=O)-O-이고, Y는 상기 화학식 2의 치환기인 블록일 수 있다. 이러한 블록은, 본 명세서에서 제 1A 블록으로 지칭될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 블록은 예를 들면 하기 화학식 5로 나타날 수 있다.In one embodiment, the first block is a compound wherein R is hydrogen or an alkyl group, for example, hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is -C (= O) -O-, May be a block which is a substituent of formula (2). Such a block may be referred to herein as the < RTI ID = 0.0 > 1A < / RTI > Such a block may be represented, for example, by the following formula (5).

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112014119424673-pat00005
Figure 112014119424673-pat00005

화학식 5에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, P는 아릴렌기이고, Q는 산소 원자 또는 -NR3-이며, 상기에서 R3는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, Z는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 직쇄 사슬이다. 다른 예시에서 화학식 5의 Q는 산소 원자일 수 있다.X is a single bond, an oxygen atom, -C (= O) -O- or -OC (= O) -, P is an arylene group, Q is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, An oxygen atom or -NR 3 -, wherein R 3 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, and Z is a straight chain having 8 or more chain forming atoms. In another example, Q in formula (5) may be an oxygen atom.

다른 예시에서 제 1 블록은 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다. 이러한 제 1 블록은, 본 명세서에서 제 1B 블록으로 호칭될 수 있다.In another example, the first block may be represented by the following formula (6). This first block may be referred to herein as a first B block.

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure 112014119424673-pat00006
Figure 112014119424673-pat00006

화학식 6에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 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 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, T는 단일 결합 또는 아릴렌기이고, Q는 단일 결합 또는 카보닐기이며, Y는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 사슬이다.In Formula (6), R 1 and R 2 are each independently 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, group, an alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group, T is a single bond or an arylene group, Q is a single bond or a carbonyl group, and Y is a chain having 8 or more chain forming atoms.

제 1B 블록인 상기 화학식 6에서 X는 단일 결합, 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있다.In the first block B, X may be a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, -C (= O) -O- or -O-C (= O) -.

제 1B 블록에 포함되는 상기 Y의 사슬의 구체적인 예로는, 화학식 1에서 기술한 내용이 유사하게 적용될 수 있다.As a specific example of the chain of Y included in the first B block, the contents described in the formula (1) may be similarly applied.

다른 예시에서 상기 제 1 블록은 상기 화학식 4 내지 6 중 어느 하나의 화학식에서 사슬 형성 원자가 8개 이상인 사슬의 적어도 하나의 사슬 형성 원자가 전기 음성도가 3 이상인 블록일 수 있다. 상기 원자의 전기 음성도는 다른 예시에서는 3.7 이하일 수 있다. 본 명세서에서 이러한 블록은 제 1C 블록으로 호칭될 수 있다. 상기에서 전기 음성도가 3 이상인 원자로는, 질소 원자 또는 산소 원자가 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In another example, the first block may be a block in which at least one chain-forming atom of the chain having at least 8 chain-forming atoms in the formulas (4) to (6) has an electronegativity of 3 or more. The electronegativity of the atom may be 3.7 or less in another example. This block may be referred to herein as a first C block. In the above, the reactor having the electronegativity of 3 or more may be exemplified by nitrogen atom or oxygen atom, but is not limited thereto.

블록 공중합체에 상기 제 1A, 1B 또는 1C 블록과 같은 제 1 블록과 함께 포함될 수 있는 다른 블록(이하, 제 2 블록으로 지칭할 수 있다.)의 종류는 특별히 제한되지 않는다.The type of another block (hereinafter referred to as a second block) that can be included in the block copolymer together with the first block such as the first 1A, 1B, or 1C block is not particularly limited.

예를 들면, 상기 제 2 블록은, 폴리비닐피롤리돈 블록, 폴리락트산(polylactic acid) 블록, 폴리비닐피리딘 블록, 폴리스티렌 또는 폴리트리메틸실릴스티렌(poly trimethylsilylstyrene) 등과 같은 폴리스티렌(polystyrene) 블록, 폴리에틸렌옥시드(polyethylene oxide)와 같은 폴리알킬렌옥시드 블록, 폴리부타디엔(poly butadiene) 블록, 폴리이소프렌(poly isoprene) 블록 또는 폴리에틸렌(poly ethylene) 등의 폴리올레핀 블록이 예시될 수 있다. 이러한 블록은 본 명세서에서 제 2A 블록으로 지칭될 수 있다.For example, the second block may be a polystyrene block such as a polyvinyl pyrrolidone block, a polylactic acid block, a polyvinyl pyridine block, polystyrene or poly trimethylsilyl styrene, A polyalkylene oxide block such as polyethylene oxide, a polybutadiene block, a polyisoprene block, or a polyolefin block such as polyethylene may be exemplified. Such a block may be referred to herein as a 2A block.

하나의 예시에서 상기 제 1A, 1B 또는 1C 블록과 같은 제 1 블록과 함께 포함될 수 있는 제 2 블록으로는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 블록일 수 있다.In one example, the second block, which may be included with the first block such as the first 1A, 1B, or 1C block, may be a block having an aromatic structure comprising one or more halogen atoms.

이러한 제 2 블록은, 예를 들면, 하기 화학식 7로 표시되는 블록일 수 있다. 이러한 블록은, 본 명세서에서 제 2B 블록으로 지칭될 수 있다.Such a second block may be, for example, a block represented by the following general formula (7). Such a block may be referred to herein as a 2B block.

[화학식 7](7)

Figure 112014119424673-pat00007
Figure 112014119424673-pat00007

화학식 7에서 B는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 1가 치환기이다.In Formula (7), B is a monovalent substituent having an aromatic structure containing at least one halogen atom.

이러한 제 2 블록은, 전술한 제 1 블록과 우수한 상호 작용을 나타내어 블록 공중합체가 우수한 자기 조립 특성 등을 나타내도록 할 수 있다.Such a second block exhibits excellent interaction with the above-mentioned first block, so that the block copolymer can exhibit excellent self-assembling properties and the like.

화학식 7에서 방향족 구조는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조일 수 있다.The aromatic structure in formula (7) may be, for example, an aromatic structure having 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms.

또한, 화학식 7에 포함되는 할로겐 원자로는, 불소 원자 또는 염소 원자 등이 예시될 수 있고, 적절하게는 불소 원자가 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the halogen atom contained in the general formula (7) include a fluorine atom, a chlorine atom, and the like, and a fluorine atom may be used as appropriate, but the present invention is not limited thereto.

하나의 예시에서 화학식 7의 B는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자로 치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조를 가지는 1가 치환기일 수 있다. 상기에서 할로겐 원자의 개수의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하의 할로겐 원자가 존재할 수 있다.In one example, B in formula (7) may be a monovalent substituent having an aromatic structure of 6 to 12 carbon atoms substituted with at least 1, at least 2, at least 3, at least 4, or at least 5 halogen atoms. The upper limit of the number of halogen atoms is not particularly limited and may be, for example, 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

예를 들어, 제 2B 블록인 화학식 7은 하기 화학식 8로 표시될 수 있다.For example, the second B block, formula (7), may be represented by the following formula (8).

[화학식 8][Chemical Formula 8]

Figure 112014119424673-pat00008
Figure 112014119424673-pat00008

화학식 8에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다. 상기에서 W는 적어도 1개의 할로겐 원자로 치환된 아릴기, 예를 들면, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로렌 원자로 치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다.In Formula 8 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) - and, in the X 1 is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , alkylene group, alkenyl group or alkynyl group, and W is at least one halogen Is an aryl group containing an atom. In the above, W may be an aryl group substituted with at least one halogen atom, for example, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms substituted with at least 2, at least 3, at least 4, or at least 5 halolene atoms.

제 2B 블록은, 예를 들면, 하기 화학식 9로 표시될 수 있다.The 2B block can be represented, for example, by the following formula (9).

[화학식 9][Chemical Formula 9]

Figure 112014119424673-pat00009
Figure 112014119424673-pat00009

화학식 9에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 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 9 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) - and, in the X 1 is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 -, and the alkylene, alkenylene or alkynylene group, R 1 to R 5 is Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a haloalkyl group or a halogen atom, and each of R 1 to R 5 contains one or more halogen atoms.

화학식 9에서 X2는, 다른 예시에서 단일 결합, 산소 원자, 알킬렌기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있다.X 2 in Formula 9 may be a single bond, an oxygen atom, an alkylene group, -C (= O) -O- or -OC (= O) - in another example.

화학식 9에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이되, R1 내지 R5는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자, 예를 들면, 불소 원자를 포함할 수 있다. R1 내지 R5에 포함되는 할로겐 원자, 예를 들면, 불소 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.In formula 9 R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group or a halogen are wonjayi, R 1 to R 5 are one or more, two or more, three or more, four or more or five or more halogen atoms , For example, a fluorine atom. The halogen atoms contained in R 1 to R 5 , for example, the fluorine atom, may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

하나의 예시에서 상기 제 2 블록은, 하기 화학식 10으로 표시되는 블록일 수 있다. 이러한 블록은, 본 명세서에서 제 2C 블록으로 지칭될 수 있다.In one example, the second block may be a block represented by Formula 10 below. Such a block may be referred to herein as a second C block.

[화학식 10][Chemical formula 10]

Figure 112014119424673-pat00010
Figure 112014119424673-pat00010

화학식 10에서 T 및 K는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 단일 결합이고, U는 알킬렌기이다.In the formula (10), T and K are each independently an oxygen atom or a single bond, and U is an alkylene group.

일 예시에서 상기 제 2C 블록은, 상기 화학식 10에서 U는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기인 블록일 수 있다.In one example, the second C block may be a block of 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 in the formula (10).

상기 제 2C 블록은, 상기 화학식 10의 T 및 K 중에서 어느 하나가 단일 결합이고, 다른 하나가 산소 원자인 블록일 수 있다. 이러한 블록에서 상기 U는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기인 블록일 수 있다. The second C block may be a block in which one of T and K in Formula 10 is a single bond and the other is an oxygen atom. In this block, U may be a block 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.

상기 제 2C 블록은, 상기 화학식 10의 T 및 K가 모두 산소 원자인 블록일 수 있다. 이러한 블록에서 상기 U는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기인 블록일 수 있다.The second C block may be a block in which T and K in Formula 10 are all oxygen atoms. In this block, U may be a block 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.

제 2 블록은 또 다른 예시에서 금속 원자 또는 준금속 원자를 하나 이상 포함하는 블록일 수 있다. 이러한 블록은 본 명세서에서 제 2D 블록으로 지칭될 수 있다. 이러한 블록은, 예를 들어, 블록 공중합체를 사용하여 형성한 자기 조립된 막에 대하여 에칭 공정이 진행되는 경우에, 에칭 선택성을 개선할 수 있다.The second block may be a block comprising at least one metal atom or a metalloid atom in another example. Such a block may be referred to herein as a second 2D block. Such a block can improve the etch selectivity, for example, when an etching process is performed on a self-assembled film formed using a block copolymer.

제 2D 블록에 포함되는 금속 또는 준금속 원자로는, 규소 원자, 철 원자 또는 붕소 원자 등이 예시될 수 있지만, 블록 공중합체에 포함되는 다른 원자와의 차이에 의해 적절한 에칭 선택성을 보일 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. As the metal or metalloid atom contained in the second block, a silicon atom, an iron atom or a boron atom can be exemplified. However, if it is possible to show appropriate etching selectivity by a difference from other atoms contained in the block copolymer, It is not limited.

제 2D 블록은, 상기 금속 또는 준금속 원자와 함께 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자, 예를 들면, 불소 원자를 포함할 수 있다. 제 2D 블록에 포함되는 불소 원자와 같은 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.The second block may contain at least one, more than two, at least three, at least four, or at least five halogen atoms, such as fluorine atoms, together with the metal or metalloid atoms. The halogen atoms such as fluorine atoms contained in the second D block may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

제 2D 블록은, 하기 화학식 11로 표시될 수 있다.The second block may be represented by the following formula (11).

[화학식 11](11)

Figure 112014119424673-pat00011
Figure 112014119424673-pat00011

화학식 11에서 B는 금속 원자 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기 및 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 1가 치환기일 수 있다.In formula (11), B may be a monovalent substituent having an aromatic structure including a substituent including a metal atom or a metalloid atom and a halogen atom.

화학식 11의 상기 방향족 구조는, 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조, 예를 들면, 아릴기이거나, 아릴렌기일 수 있다.The aromatic structure of formula (11) may be an aromatic structure having 6 to 12 carbon atoms, for example, an aryl group or an arylene group.

화학식 11의 제2 2D 블록은, 예를 들면, 하기 화학식 12로 표시될 수 있다.The second 2D block of formula (11) can be represented, for example, by the following formula (12).

[화학식 12][Chemical Formula 12]

Figure 112014119424673-pat00012
Figure 112014119424673-pat00012

화학식 12에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, W는 금속 원자 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기 및 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.In the formula 12 X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, wherein R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, -NR 2 -, -S (= O ) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, W is an aryl group containing a substituent, and at least one halogen atom, which comprises a metal atom or metalloid atom .

상기에서 W는, 금속 원자 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기 및 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다.In the above, W may be a substituent group containing a metal atom or a metalloid atom, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms and containing at least one halogen atom.

이러한 아릴기에서 상기 금속 원자 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기는 적어도 1개 또는 1개 내지 3개 포함되어, 상기 할로겐 원자는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상 포함될 수 있다.In the aryl group, at least one or one to three substituents including the metal atom or the quasi metal atom are included, and the halogen atom may be substituted with one or more, two or more, three or more, four or five Or more.

상기에서 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하로 포함될 수 있다.In the above, the halogen atom may be contained in 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

화학식 12의 제 2D 블록은, 예를 들면, 하기 화학식 13으로 표시될 수 있다.The second block of formula (12) can be represented, for example, by the following formula (13).

[화학식 13][Chemical Formula 13]

Figure 112014119424673-pat00013
Figure 112014119424673-pat00013

화학식 13에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기, 할로겐 원자 및 금속 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기이고, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 할로겐 원자이며, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 금속 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기이다.In the formula 13 X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, wherein R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, -NR 2 -, -S (= O ) 2 -, alkylene, alkenylene or alkynylene is a carbonyl group, R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom and a metal or metalloid atom , At least one of R 1 to R 5 is a halogen atom, and at least one of R 1 to R 5 is a substituent containing a metal or a metalloid atom.

화학식 13에서 R1 내지 R5 중 적어도 1개, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는 전술한 금속 원자 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기일 수 있다.In formula (13), at least one, one to three, or one to two of R 1 to R 5 may be a substituent including the above-described metal atom or metalloid atom.

화학식 13에서 R1 내지 R5에는 할로겐 원자가 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상 포함될 수 있다. R1 내지 R5에 포함되는 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.In Formula 13, R 1 to R 5 may contain one or more halogen atoms, two or more, three or more, four or more, or five or more halogen atoms. The halogen atoms contained in R 1 to R 5 may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

상기 기술한 내용에서 금속 또는 준금속 원자를 포함하는 치환기로는, 트리알킬실록시기, 페로세닐(ferrocenyl)기, 폴리헤드럴 올리고메릭 실세스퀴오켄(polyhedral oligomeric silsesquioxane)기 등과 같은 실세스퀴옥사닐기 또는 카보레이닐(carboranyl)기 등이 예시될 수 있지만, 이러한 치환기는, 적어도 하나의 금속 또는 준금속 원자를 포함하여, 에칭 선택성이 확보될 수 있도록 선택된다면 특별히 제한되지 않는다.In the above description, examples of the substituent containing a metal or a metalloid atom include silsesquioxane such as a trialkylsiloxy group, a ferrocenyl group, a polyhedral oligomeric silsesquioxane group, Or a carboranyl group can be exemplified. However, these substituents are not particularly limited as long as they include at least one metal or a metalloid atom and are selected so that etching selectivity can be ensured.

제 2 블록은 또 다른 예시에서 전기 음성도가 3 이상인 원자로서 할로겐 원자가 아닌 원자(이하, 비할로겐 원자로 호칭될 수 있다.)를 포함하는 블록일 수 있다. 상기와 같은 블록은 본 명세서에서 제 2E 블록으로 호칭될 수 있다. 제 2E 블록에 포함되는 상기 비할로겐 원자의 전기 음성도는 다른 예시에서는 3.7 이하일 수 있다.The second block may be a block including an atom other than a halogen atom (hereinafter, may be referred to as a non-halogen atom) as an atom having an electronegativity of 3 or more in another example. Such a block may be referred to herein as a second E block. The electronegativity of the non-halogen atom included in the second E block may be 3.7 or less in another example.

제 2E 블록에 포함되는 상기 비할로겐 원자로는, 질소 원자 또는 산소 원자 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. Examples of the non-halogen atom contained in the second E block include, but are not limited to, a nitrogen atom or an oxygen atom.

제 2E 블록은, 상기 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자와 함께 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자, 예를 들면, 불소 원자를 포함할 수 있다. 제 2E 블록에 포함되는 불소 원자와 같은 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.The second E block may contain one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more halogen atoms, for example, a fluorine atom, together with a non-halogen atom having an electronegativity of 3 or more . Halogen atoms such as fluorine atoms included in the second E block may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

제 2E 블록은, 하기 화학식 14로 표시될 수 있다.The second E block may be represented by the following formula (14).

[화학식 14][Chemical Formula 14]

Figure 112014119424673-pat00014
Figure 112014119424673-pat00014

화학식 14에서 B는 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기 및 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 1가 치환기일 수 있다.In formula (14), B may be a substituent containing a non-halogen atom having an electronegativity of 3 or more and a monovalent substituent having an aromatic structure containing a halogen atom.

화학식 14의 상기 방향족 구조는, 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조, 예를 들면, 아릴기이거나, 아릴렌기일 수 있다.The aromatic structure of formula (14) may be an aromatic structure having 6 to 12 carbon atoms, for example, an aryl group or an arylene group.

화학식 14의 블록은, 다른 예시에서 하기 화학식 15로 표시될 수 있다.The block of formula (14) may be represented by the following formula (15) in another example.

[화학식 15][Chemical Formula 15]

Figure 112014119424673-pat00015
Figure 112014119424673-pat00015

화학식 15에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, W는 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기 및 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.In the formula 15 X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, wherein R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, -NR 2 -, -S (= O ) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, W is a substituent containing at least one halogen atom and containing a non-halogen atoms is 3 or greater electronegativity Lt; / RTI >

상기에서 W는, 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기 및 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다.In the above, W may be a substituent group containing a non-halogen atom having an electronegativity of 3 or more and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms and containing at least one halogen atom.

이러한 아릴기에서 상기 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기는 적어도 1개 또는 1개 내지 3개 포함될 수 있다. 도한, 상기 할로겐 원자는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상 포함될 수 있다. 상기에서 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하로 포함될 수 있다.In the aryl group, at least one or one to three substituents including a non-halogen atom having an electronegativity of 3 or more may be included. Also, the halogen atom may be contained in one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more. In the above, the halogen atom may be contained in 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

화학식 15의 블록은, 다른 예시에서 하기 화학식 16으로 표시될 수 있다.The block of formula (15) may be represented by the following formula (16) in another example.

[화학식 16][Chemical Formula 16]

Figure 112014119424673-pat00016
Figure 112014119424673-pat00016

화학식 16에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기, 할로겐 원자 및 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기이고, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 할로겐 원자이며, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기이다.In the formula 16 X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, wherein R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, -NR 2 -, -S (= O ) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, R 1 to R 5 are independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom and an electronegativity of each of three At least one of R 1 to R 5 is a halogen atom, and at least one of R 1 to R 5 is a substituent containing a non-halogen atom having an electronegativity of 3 or more.

화학식 16에서 R1 내지 R5 중 적어도 1개, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는 전술한 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기일 수 있다.In formula (16), at least one, one to three, or one to two of R 1 to R 5 may be a substituent containing a non-halogen atom having three or more electronegativity as described above.

화학식 16에서 R1 내지 R5에는 할로겐 원자가 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상 포함될 수 있다. R1 내지 R5에 포함되는 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.In Formula 16, R 1 to R 5 may contain one or more halogen atoms, two or more, three or more, four or more, or five or more halogen atoms. The halogen atoms contained in R 1 to R 5 may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

상기 기술한 내용에서 전기 음성도가 3 이상인 비할로겐 원자를 포함하는 치환기로는, 히드록시기, 알콕시기, 카복실기, 아미도기, 에틸렌 옥시드기, 니트릴기, 피리딘기 또는 아미노기 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In the above description, examples of the substituent containing a halogen atom having an electronegativity of 3 or more include a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an amido group, an ethylene oxide group, a nitrile group, a pyridine group or an amino group , But is not limited thereto.

다른 예시에서 제 2 블록은, 헤테로고리 치환기를 가지는 방향족 구조를 포함할 수 있다. 이러한 제 2 블록은 본 명세서에서 제 2F 블록으로 지칭될 수 있다. In another example, the second block may comprise an aromatic structure having a heterocyclic substituent. This second block may be referred to herein as a second F block.

제 2F 블록은 하기 화학식 17로 표시될 수 있다.The second F block may be represented by the following formula (17).

[화학식 17][Chemical Formula 17]

Figure 112014119424673-pat00017
Figure 112014119424673-pat00017

화학식 17에서 B는 헤테로고리 치환기로 치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조를 가지는 1가 치환기이다.In Formula 17, B is a monovalent substituent having an aromatic structure having 6 to 12 carbon atoms substituted with a heterocyclic substituent.

화학식 17의 방향족 구조는, 필요한 경우에 하나 이상이 할로겐 원자를 포함할 수 있다.The aromatic structure of formula (17) may, if necessary, contain one or more halogen atoms.

화학식 17의 단위는 하기 화학식 18로 표시될 수 있다.The unit of the formula (17) can be represented by the following formula (18).

[화학식 18][Chemical Formula 18]

Figure 112014119424673-pat00018
Figure 112014119424673-pat00018

화학식 18에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, W는 헤테로고리 치환기를 가지는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이다.In the formula 18 X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, wherein R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, -NR 2 -, -S (= O ) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group, W is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms having a heterocyclic substituent.

화학식 18의 단위는 하기 화학식 19로 표시될 수 있다.The unit of the formula (18) may be represented by the following formula (19).

[화학식 19][Chemical Formula 19]

Figure 112014119424673-pat00019
Figure 112014119424673-pat00019

화학식 19에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기, 할로겐 원자 및 헤테로고리 치환기이고, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 헤테로고리 치환기이다.In the formula 19 X 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 1 -, -S (= O) 2 -, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, wherein R 1 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, and, an alkylene group, an alkenylene group, or alkynylene group, R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom, and the heterocyclic substituent, - -NR 2 -, -S ( = O) 2 At least one of R 1 to R 5 is a heterocyclic substituent.

화학식 19에서 R1 내지 R5 중 적어도 하나, 예를 들면, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는, 상기 헤테로고리 치환기이고, 나머지는 수소 원자, 알킬기 또는 할로겐 원자이거나, 수소 원자 또는 할로겐 원자이거나 또는 수소 원자일 수 있다.At least one, for example, 1 to 3 or 1 to 2 of R 1 to R 5 in the formula (19) is the above-mentioned heterocyclic substituent and the others are a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, Atom or a hydrogen atom.

전술한 헤테로고리 치환기로는, 프탈이미드 유래 치환기, 싸이오펜 유래 치환기, 싸이아졸 유래 치환기, 카바졸 유래 치환기 또는 이미다졸 유래 치환기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the above-mentioned heterocyclic substituent include phthalimide-derived substituents, thiophene-derived substituents, thiazole-derived substituents, carbazole-based substituents, and imidazole-derived substituents.

본 출원의 블록 공중합체는 전술한 제 1 블록 중에서 하나 이상을 포함하고, 또한 전술한 제 2 블록 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 블록 공중합체는 2개의 블록 또는 3개의 블록을 포함하거나, 그 이상의 블록을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 블록 공중합체는, 상기 제 1 블록 중에서 어느 하나와 상기 제 2 블록 중에서 어느 하나를 포함하는 디블록 공중합체일 수 있다.The block copolymer of the present application includes at least one of the above-described first blocks, and may also include at least one of the above-mentioned second blocks. Such a block copolymer may include two blocks or three blocks, or may include more blocks. For example, the block copolymer may be a diblock copolymer including any one of the first blocks and the second blocks.

상기와 같은 블록 공중합체는, 기본적으로 우수한 상분리 내지는 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 각 블록의 선택 및 조합과 하기 기술된 파라미터 중 하나 이상을 만족하도록 함으로써 상기 상분리 내지는 자기 조립 특성이 보다 개선되도록 할 수 있다.The above-mentioned block copolymer can exhibit excellent phase separation or self-assembling properties basically. Further, by satisfying at least one of the selection and combination of each block and the parameters described below, it is possible to further improve the phase separation or self-assembly characteristics.

블록 공중합체는 공유 결합으로 연결된 2개 또는 그 이상의 고분자 사슬을 포함하기 때문에 상분리가 일어나게 된다. 본 출원의 블록 공중합체는 우수한 상분리 특성을 나타내고, 필요에 따라서 미세상분리(microphase seperation)에 의한 나노 스케일의 구조를 형성할 수 있다. 나노 구조의 형태 및 크기는 블록 공중합체의 크기(분자량 등)나, 블록간의 상대적 비율 등에 의해 조절될 수 있다. 상분리에 의해 형성되는 구조로는, 구형, 실린더, 자이로이드(gyroid), 라멜라 및 반전 구조 등이 예시될 수 있고, 이러한 구조를 형성하는 블록 공중합체의 능력을 자기 조립성으로 호칭할 수 있다. 본 발명자들은, 전술한 다양한 구조의 블록 공중합체 중에서 하기에서 기술하는 각종 파라미터 중에서 적어도 하나를 만족하는 공중합체는, 각 블록 공중합체가 기본적으로 보유하고 있는 자기 조립성이 크게 향상되는 점을 확인하였다. 본 출원의 블록 공중합체는 후술하는 파라미터 중에서 어느 하나만을 충족할 수도 있고, 2개 이상의 파라미터를 동시에 충족할 수도 있다. 특히, 적절한 파라미터의 충족을 통해 블록 공중합체가 수직 배향성을 나타내도록 할 수 있음을 밝혀내었다. 본 출원에서 용어 수직 배향은, 블록 공중합체의 배향성을 나타내는 것이고, 블록 공중합체에 의해 형성되는 나노 구조체의 배향이 기판 방향과 수직한 배향을 의미할 수 있다. 블록 공중합체의 자기 조립된 구조를 다양한 기판 위에 수평 혹은 수직으로 조절하는 기술은 블록 공중합체의 실제적 응용에서 매우 큰 비중을 차지한다. 통상적으로 블록 공중합체의 막에서 나노 구조체의 배향은 블록 공중합체를 형성하고 있는 블록 중에서 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 위하여 다양한 기술이 제안되어 있으며, 가장 대표적인 기술은 중성 표면 제작을 적용한 배향의 조절이다. 그렇지만, 본 출원의 하나의 측면에서는, 하기의 파라미터를 적절하게 조절하게 되면, 블록 공중합체가 중성 표면 처리 등을 포함한 수직 배향을 달성하기 위한 것으로 알려진 공지의 처리가 수행되지 않은 기판에 대해서도 수직 배향이 가능하다. 또한, 본 출원의 추가적인 측면에서는 상기와 같은 수직 배향을 열적 숙성(thermal annealing)에 의해서 넓은 영역에 단 시간 내에 유도할 수도 있다.Since the block copolymer contains two or more chains of chains linked by covalent bonds, phase separation occurs. The block copolymer of the present application exhibits excellent phase separation characteristics and can form a nanoscale structure by microphase seperation if necessary. The shape and size of the nanostructure can be controlled by the size (molecular weight, etc.) of the block copolymer, the relative ratio of the blocks, and the like. Examples of the structure formed by phase separation include spheres, cylinders, gyroids, lamellas and inverted structures, and the ability of the block copolymer to form such a structure can be referred to as self-assembling property. The inventors of the present invention have found that a copolymer satisfying at least one of the various parameters described below among the above-described variously-structured block copolymers has a substantially improved self-assembly property possessed by each block copolymer . The block copolymer of the present application may satisfy either one of the following parameters or two or more parameters at the same time. In particular, it has been found that the block copolymer can be made to exhibit vertical orientation by satisfying appropriate parameters. In the present application, the term " vertical orientation " refers to the orientation of the block copolymer, and the orientation of the nanostructure formed by the block copolymer may mean an orientation perpendicular to the substrate direction. The technique of adjusting 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. Usually, the orientation of the nanostructure in the film of the block copolymer is determined by which of the blocks forming 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 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, various techniques have been proposed to allow the blocks having different characteristics of the block copolymer to be wetted simultaneously on the substrate side, and the most representative technique is the adjustment of the orientation using neutral surface preparation. However, in one aspect of the present application, by properly adjusting the following parameters, it is possible to obtain a perpendicular orientation even for a substrate on which a known process is not performed, in which the block copolymer is known to achieve vertical alignment including neutral surface treatment and the like This is possible. Further, in a further aspect of the present application, such a vertical orientation may be induced in a short period of time by thermal annealing.

본 출원의 하나의 측면의 블록 공중합체는, 소수성 표면상에서 스침각 입사 소각 산란(GISAXS, Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering)의 인플레인상(in plane) 회절 패턴을 나타내는 막을 형성할 수 있다. 상기 블록 공중합체는, 친수성 표면상에서 스침각 입사 소각 산란(GISAXS, Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering)에서 인플레인상 회절 패턴을 나타내는 막을 형성할 수 있다. The block copolymer of one aspect of the present application may form a film exhibiting an in-plane diffraction pattern of Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) on a hydrophobic surface. The block copolymer may form a film exhibiting an inflation impingement diffraction pattern on a hydrophilic surface by Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS).

본 출원에서 GISAXS에서 인플레인상의 회절 패턴을 나타낸다는 것은 GISAXS 분석 시에 GISAXS 회절 패턴에서 X좌표에 수직한 피크를 나타낸다는 것을 의미할 수 있다. 이러한 피크는, 블록 공중합체의 수직 배향성에 의해 확인된다. 따라서, 인플레인상 회절 패턴을 나타내는 블록 공중합체는 수직 배향성을 가진다. 추가적인 예시에서 상기 GISAXS 회절 패턴의 X좌표에서 확인되는 피크은, 적어도 2개 이상일 수 있고, 복수의 피크가 존재하는 경우에 그 피크의 산란 벡터(q값)들은 정수비를 가지면서 확인될 수 있고, 이러한 경우에 블록 공중합체의 상분리 효율은 보다 향상될 수 있다.Indicating the diffraction pattern of inflation in GISAXS in the present application may mean that it exhibits a peak perpendicular to the X coordinate in the GISAXS diffraction pattern in the GISAXS analysis. This peak is confirmed by the vertical orientation of the block copolymer. Therefore, the block copolymer exhibiting the inflation-induced diffraction pattern has vertical orientation. In a further example, the peak identified in the X coordinate of the GISAXS diffraction pattern may be at least two or more, and in the presence of a plurality of peaks, the scattering vectors (q values) of the peak may be identified with an integer ratio, In this case, the phase separation efficiency of the block copolymer can be further improved.

본 출원에서 용어 수직은, 오차를 감안한 표현이고, 예를 들면, ±10도, ±8도, ±6도, ±4도 또는 ±2도 이내의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.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.

친수성과 소수성의 표면 상에서 모두 인플레인상의 회절 패턴을 나타내는 막을 형성할 수 있는 블록 공중합체는 수직 배향을 유도하기 위하여 별도의 처리를 수행하지 않은 다양한 표면상에서 수직 배향 특성을 나타낼 수 있다. 본 출원에서 용어 소수성 표면은, 순수(purified water)에 대한 젖음각이 5도 내지 20도의 범위 내에 있는 표면을 의미한다. 소수성 표면의 예로는, 산소 플라즈마, 황산 또는 피라나 용액으로 처리된 실리콘의 표면이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원에서 용어 친수성 표면은, 순수(purified water)에 대한 상온 젖음각이 50도 내지 70도의 범위 내에 있는 표면을 의미한다. 친수성 표면으로는, 산소 플라즈마로 처리한 PDMS(polydimethylsiolxane)의 표면, HMDS(hexamethyldisilazane) 처리한 실리콘의 표면 또는 불산(Hydrogen fluoride, HF) 처리한 실리콘의 표면 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.A block copolymer capable of forming a film exhibiting a diffraction pattern on inflation on both hydrophilic and hydrophobic surfaces can exhibit vertical orientation characteristics on various surfaces without performing any separate treatment to induce vertical orientation. The term hydrophobic surface in the present application means a surface having a wetting angle with respect to purified water in the range of 5 to 20 degrees. Examples of hydrophobic surfaces include, but are not limited to, surfaces of silicon treated with oxygen plasma, sulfuric acid or pyran solution. The term hydrophilic surface in the present application means a surface having a room temperature wetting angle with respect to purified water in the range of 50 to 70 degrees. Examples of the hydrophilic surface include a surface of PDMS (polydimethylsiloxane) treated with oxygen plasma, a surface of silicon treated with hexamethyldisilazane (HMDS), a surface of silicon treated with hydrofluoric acid (HF), and the like. no.

특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 출원에서 젖음각 등과 같이 온도에 의해 변할 수 있는 물성은 상온에서 측정한 수치이다. 용어 상온은, 가온되거나, 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 약 10℃ 내지 30℃, 약 25℃ 또는 약 23℃의 온도를 의미할 수 있다. Unless otherwise specified, physical properties that may vary with temperature, such as wetting angle in the present application, are values measured at room temperature. The term ambient temperature is a natural, non-warming or non-warming temperature and may refer to a temperature of about 10 ° C to 30 ° C, about 25 ° C, or about 23 ° C.

친수성 또는 소수성 표면상에 형성되어 스침각 입사 소각 산란(GISAXS)상에서 인플레인상 회절 패턴을 나타내는 막은 열적 숙성(thermal annealing)을 거친 막일 수 있다. 스침각 입사 소각 산란(GISAXS)를 측정하기 위한 막은, 예를 들면, 상기 블록 공중합체를 약 0.7 중량%의 농도로 용매(예를 들면, 플루오르벤젠(flourobenzene)에 희석하여 제조한 코팅액을 약 25 nm의 두께 및 2.25 cm2의 코팅 면적(가로: 1.5 cm, 세로: 1.5 cm)으로 해당 친수성 또는 소수성 표면에 코팅하고, 이러한 코팅막을 열적 숙성시켜서 형성할 수 있다. 열적 숙성은, 예를 들면, 상기 막을 약 160℃의 온도에서 약 1 시간 동안 유지하여 수행할 수 있다. 스침각 입사 소각 산란(GISAXS)은 상기와 같이 형성된 막에 약 0.12 내지 0.23도의 범위 내의 입사각에서 X선을 입사시켜서 측정할 수 있다. 공지의 측정 기기(예를 들면, 2D marCCD)로 막으로부터 산란되어 나오는 회절 패턴을 얻을 수 있다. 상기 회절 패턴을 통해 인플레인상의 회절 패턴의 존재 여부를 확인하는 방식은 공지이다.The film exhibiting the inflation impression diffraction pattern on the hydrophilic or hydrophobic surface and on the sagittal incident incidence scattering (GISAXS) may be a thermal annealed film. The film for measuring the fine angle incident incidence scattering (GISAXS) can be obtained, for example, by coating a coating solution prepared by diluting the above block copolymer with a solvent (for example, flourobenzene) at a concentration of about 0.7 wt% (thickness: 1.5 cm, length: 1.5 cm) and a thickness of 2.25 cm < 2 >. The thermal aging can be performed by, for example, The film may be maintained at a temperature of about 160 DEG C for about 1 hour. The grinding angle incident incidence angle scattering (GISAXS) is measured by incidence of X-rays at an incident angle within the range of about 0.12 to 0.23 degrees A diffraction pattern emerging from the film can be obtained with a known measuring device (for example, 2D marCCD). A method of confirming the presence of a diffraction pattern of inflation impression through the diffraction pattern is as follows: Jiyida.

스침각 입사 소각 산란(GISAXS)에서 전술한 피크를 나타내는 블록 공중합체는 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있고, 그러한 특성이 목적에 따라 효과적으로 조절될 수 있다.The block copolymer exhibiting the aforementioned peaks in the fine angle incident incidence scattering (GISAXS) can exhibit excellent self-assembling properties, and such properties can be effectively controlled according to the purpose.

본 출원의 블록 공중합체는, XRD 분석(X선 회절 분석, X-ray Diffraction analysis) 시에 소정 범위의 산란 벡터(q) 내에서 적어도 하나의 피크를 나타낼 수 있다.The block copolymer of the present application can exhibit at least one peak within a predetermined range of the scattering vector (q) in XRD analysis (X-ray diffraction analysis, X-ray diffraction analysis).

예를 들면, 상기 블록 공중합체는, 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. For example, the block copolymer may exhibit at least one peak within the range of the scattering vector (q) of 0.5 nm -1 to 10 nm -1 in the 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.

상기 산란 벡터(q)의 범위 내에서 확인되는 피크의 반높이 너비(Full width at half maximum, FWHM)는, 0.2 내지 0.9 nm-1의 범위 내일 수 있다. 상기 반높이 너비는 다른 예시에서 0.25 nm-1 이상, 0.3 nm-1 이상 또는 0.4 nm-1 이상일 수 있다. 상기 반높이 너비는 다른 예시에서 0.85 nm-1 이하, 0.8 nm-1 이하 또는 0.75 nm-1 이하일 수 있다. 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-height 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-height width may be 0.85 nm -1 or less, 0.8 nm -1 or 0.75 nm -1 or less in other examples.

본 출원에서 용어 반높이 너비는, 최대 피크의 강도의 1/2의 강도를 나타내는 위치에서의 피크의 너비(산란 벡터(q)의 차이)를 의미할 수 있다.The term half-height width in the present application may mean the width of the peak (the difference in the scattering vector q) at a position showing the intensity of 1/2 of the intensity of the maximum peak.

XRD 분석에서의 상기 산란 벡터(q) 및 반높이 너비는, 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 반높이 너비를 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-height width in the XRD analysis are numerical values obtained by a numerical analytical method using a 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 and the scattering vector and the half height width 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 반높이 너비의 피크를 나타내는 블록 공중합체는, 자기 조립에 적합한 결정성 부위를 포함할 수 있다. 상기 기술한 산란 벡터(q)의 범위 내에서 확인되는 블록 공중합체는 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다.The block copolymer exhibiting the half height width peak within the range of the scattering vector (q) may include a crystalline portion suitable for self-assembly. The block copolymer identified within the scope of the above-described scattering vector (q) can exhibit excellent self-assembling properties.

XRD 분석은 블록 공중합체 시료에 X선을 투과시킨 후에 산란 벡터에 따른 산란 강도를 측정하여 수행할 수 있다. XRD 분석은 블록 공중합체에 대하여 특별한 전 처리 없이 수행할 수 있으며, 예를 들면, 블록 공중합체를 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 반높이 너비 등을 구할 수 있다.XRD analysis can be performed by passing X-rays through a block copolymer sample and measuring the scattering intensity according to the scattering vector. XRD analysis can be performed on the block copolymer without any special pretreatment, for example, after the block copolymer is dried under suitable conditions and then transmitted 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, a half-height width, .

후술하는 바와 같이 블록 공중합체의 적어도 하나의 블록이 상기 사슬을 포함하는 경우에, 상기 상기 사슬의 사슬 형성 원자의 수(n)는, 상기 X선 회절 분석에 의해 구해지는 산란 벡터(q)와 하기 수식 1을 만족할 수 있다.As will be described later, when at least one block of the block copolymer contains the chain, the number (n) of chain-forming atoms of the chain is determined by the scattering vector (q) obtained by the X- The following equation (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 블록 공중합체에 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 π은 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 of the block copolymer, or a peak of the largest peak area is observed Is a scattering vector (q). In Equation (1),? Represents the circularity.

상기에서 수식 1에 도입되는 산란 벡터 등은 전술한 X선 회절 분석 방식에서 언급한 바와 같은 방식에 따라 구한 수치이다.The scattering vector and the like introduced into the formula (1) are values 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 공중합체가 자기 조립되어 상분리 구조를 형성하였을 경우에 상기 상기 사슬이 포함되어 있는 블록간의 간격(D)과 상기 상기 사슬의 사슬 형성 원자의 수의 관계를 나타내며, 상기 사슬을 가지는 블록 공중합체에서 상기 상기 사슬의 사슬 형성 원자의 수가 상기 수식 1을 만족하는 경우에 상기 상기 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 상기 사슬이 포함되어 있는 블록간의 간격(D, 단위: nm)은, 수식 D=2×π/q로 계산될 수 있고, 상기에서 D는 상기 블록간의 간격(D, 단위: nm)이고, π 및 q는 수식 1에서 정의된 바와 같다.(1) represents the relationship between the distance (D) between the blocks in which the chain is included and the number of chain forming atoms of the chain when the block copolymer is self-assembled to form a phase separation structure, When the number of chain-forming atoms of the chain in the block copolymer satisfies the above-mentioned formula 1, the crystallinity exhibited by the chain is increased, and thus the phase-separating property or the vertical orientation of the block copolymer 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. (D, unit: nm) between the blocks including the chain can be calculated by the following equation: D = 2 x? / Q where D is the interval (D, unit: nm) between the blocks , < / RTI > and < RTI ID = 0.0 > q < / RTI >

본 출원의 하나의 측면에서는, 블록 공중합체의 제 1 블록의 표면 에너지와 상기 제 2 블록의 표면 에너지의 차이의 절대값이 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 제 1 블록과 제 2 블록이 공유 결합에 의해 연결된 구조는, 적절한 비상용성으로 인한 상분리에 의해 효과적인 미세상분리(microphase seperation)를 유도할 수 있다. 상기에서 제 1 블록은, 예를 들면, 전술한 상기 사슬을 가지는 블록일 수 있다.In one aspect of the present application, the absolute value of the difference between the surface energy of the first block of the block copolymer and the surface energy of the second block is 10 mN / m or less, 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. The structure in which the first block and the second block having the absolute value of the difference in surface energy in this range are connected by covalent bonding can induce effective microphase seperation by phase separation due to proper non-availability. In the above, the first block may be, for example, a block having the chain described above.

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°C에서 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 블록에 대한 표면 에너지의 수치는, 상기 블록을 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 (2 cm in length, 2 cm in length) and 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 block of the block copolymer can be obtained by the method described above for a homopolymer produced only of the monomers forming the block.

블록 공중합체가 전술한 상기 사슬을 포함하는 경우에 상기 상기 사슬이 포함되어 있는 블록은 다른 블록에 비하여 높은 표면 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체의 제 1 블록이 상기 사슬을 포함한다면, 제 1 블록은 제 2 블록에 비하여 높은 표면 에너지를 가질 수 있다. 이러한 경우에 제 1 블록의 표면 에너지는, 약 20 mN/m 내지 40 mN/m의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 제 1 블록의 표면 에너지는, 22 mN/m 이상, 24 mN/m 이상, 26 mN/m 이상 또는 28 mN/m 이상일 수 있다. 상기 제 1 블록의 표면 에너지는, 38 mN/m 이하, 36 mN/m 이하, 34 mN/m 이하 또는 32 mN/m 이하일 수 있다. 이러한 제 1 블록이 포함되고, 제 2 블록과 상기와 같은 표면 에너지의 차이를 나타내는 블록 공중합체은, 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다.When the block copolymer includes the above-mentioned chain, the block including the chain may have a higher surface energy than other blocks. For example, if the first block of the block copolymer comprises the chain, the first block may have a higher surface energy than the second block. In this case, the surface energy of the first block may be in the range of about 20 mN / m to 40 mN / m. The surface energy of the first block may be greater than or equal to 22 mN / m, greater than or equal to 24 mN / m, greater than or equal to 26 mN / m, or greater than or equal to 28 mN / m. The surface energy of the first block may be 38 mN / m or less, 36 mN / m or less, 34 mN / m or less, or 32 mN / m or less. The first block is included, and the block copolymer showing the difference in surface energy as the second block and the like can exhibit excellent self-assembling properties.

블록 공중합체에서 제 1 블록과 제 2 블록의 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 제 1 블록과 제 2 블록이 공유 결합에 의해 연결된 구조는, 적절한 비상용성으로 인한 상분리에 의해 효과적인 미세상분리(microphase seperation)를 유도할 수 있다. The absolute value of the difference between the density of the first block and the second block in the block copolymer is 0.25 g / cm 3 or more, 0.3 g / cm 3 or more, 0.35 g / cm 3 or more, 0.4 g / cm 3 or more, or 0.45 g / 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 first block having the absolute value of the density difference in this range and the second block are connected by the covalent bond can induce effective microphase seperation by phase separation due to proper non-availability.

상기 블록 공중합체의 각 블록의 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 block 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 공중합체가 전술한 상기 사슬을 포함하는 경우에 상기 상기 사슬이 포함되어 있는 블록은 다른 블록에 비하여 낮은 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 블록 공중합체의 제 1 블록이 상기 사슬을 포함한다면, 제 1 블록은 제 2 블록에 비하여 낮은 밀도를 가질 수 있다. 이러한 경우에 제 1 블록의 밀도는, 약 0.9 g/cm3 내지 1.5 g/cm3 정도의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 제 1 블록의 밀도는, 0.95 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 제 1 블록의 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 제 1 블록이 포함되고, 제 2 블록과 상기와 같은 밀도차이를 나타내는 블록 공중합체은, 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 상기 언급된 표면 에너지와 밀도는, 상온에서 측정한 수치일 수 있다.When the block copolymer includes the above-mentioned chain, the block including the chain may have a lower density than other blocks. For example, if the first block of the block copolymer comprises the chain, the first block may have a lower density than the second block. In this case, the density of the first block may be in the range of about 0.9 g / cm 3 to about 1.5 g / cm 3 . The density of the first block may be 0.95 g / cm < 3 > or more. The density of the first block is 1.4 g / cm < 3 > 1.3 g / cm < 3 > 1.2 g / cm < 3 > 1.1 g / cm < 3 > Or 1.05 g / cm < 3 > ≪ / RTI > Such a first block is included, and a block copolymer exhibiting such a density difference with the second block can exhibit excellent self-assembling properties. The above-mentioned surface energy and density may be values measured at room temperature.

블록 공중합체는, 부피 분율이 0.4 내지 0.8의 범위 내에 있는 블록과, 부피 분율이 0.2 내지 0.6의 범위 내에 있는 블록을 포함할 수 있다. 블록 공중합체가 상기 사슬을 포함하는 경우, 상기 상기 사슬을 가지는 블록의 부피 분율이 0.4 내지 0.8의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 사슬이 제 1 블록에 포함되는 경우에 제 1 블록의 부피 분율이 0.4 내지 0.8의 범위 내이고, 제 2 블록의 부피 분율이 0.2 내지 0.6의 범위 내에 있을 수 있다. 제 1 블록과 제 2 블록의 부피 분율의 합은 1일 수 있다. 상기와 같은 부피 분율로 각 블록을 포함하는 블록 공중합체는 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.The block copolymer may include a block having a volume fraction falling within a range of 0.4 to 0.8 and a block having a volume fraction falling within a range of 0.2 to 0.6. When the block copolymer comprises the chain, the volume fraction of the block having the chain may be in the range of 0.4 to 0.8. For example, when the chain is included in the first block, the volume fraction of the first block may be in the range of 0.4 to 0.8, and the volume fraction of the second block may be in the range of 0.2 to 0.6. The sum of the volume fractions of the first block and the second block may be one. The block copolymer containing each block in the above volume fraction can exhibit excellent self-assembling properties. 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).

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, 40000이하, 30000 이하 또는 25000 이하 정도일 수 있다. 블록 공중합체는, 1.01 내지 1.60의 범위 내의 분산도(polydispersity, Mw/Mn)를 가질 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 1.1 이상, 약 1.2 이상, 약 1.3 이상 또는 약 1.4 이상일 수 있다.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 another example, the molecular weight (Mn) is not more than 250,000, less than 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, Or 25,000 or less. 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 at least about 1.1, at least about 1.2, at least about 1.3, or at least about 1.4.

이러한 범위에서 블록 공중합체는 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 can exhibit proper self-assembling properties. 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.

블록 공중합체가 상기 제 1 및 제 2 블록을 적어도 포함할 경우에 상기 블록 공중합체 내에서 제 1 블록, 예를 들면, 전술한 상기 사슬을 포함하는 블록의 비율은 10몰% 내지 90몰%의 범위 내에 있을 수 있다.When the block copolymer contains at least the first and second blocks, the ratio of the first block in the block copolymer, for example, the block including the chain described above, is from 10 mol% to 90 mol% Lt; / RTI >

본 출원은 또한 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자 막에 대한 것이다. 상기 고분자 막은 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 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 is also directed to a polymer membrane comprising said block copolymer. The polymer membrane can be used for various purposes, for example, 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.

하나의 예시에서 상기 고분자 막에서 상기 블록 공중합체는, 자기 조립을 통해 스피어(sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid) 또는 라멜라(lamellar) 등을 포함하는 주기적 구조를 구현하고 있을 수 있다.In one example, the block copolymer in the polymer membrane may be self-assembled to implement a cyclic structure including a sphere, a cylinder, a gyroid or a lamellar, .

예를 들면, 블록 공중합체에서 제 1 또는 제 2 블록 또는 그와 공유 결합된 다른 블록의 세그먼트 내에서 다른 세그먼트가 라멜라 형태 또는 실린더 형태 등과 같은 규칙적인 구조를 형성하고 있을 수 있다.For example, within the block of the first or second block or another block covalently bonded thereto, the other segment in the block copolymer may form a regular structure such as a lamellar shape or a cylinder shape.

본 출원의 상기 고분자막은 전술한 인플레인상 회절 패턴, 즉 GISAXS 분석 시에 GISAXS 회절 패턴에서 X좌표에 수직한 피크를 나타낼 수 있다. 추가적인 예시에서 상기 GISAXS 회절 패턴의 X좌표에서 확인되는 피크은, 적어도 2개 이상일 수 있고, 복수의 피크가 존재하는 경우에 그 피크의 산란 벡터(q값)들은 정수비를 가지면서 확인될 수 있다.The polymer membrane of the present application can exhibit a peak perpendicular to the X coordinate in the above-described inflation impression diffraction pattern, that is, the GISAXS diffraction pattern in the GISAXS analysis. In a further example, the peak identified in the X coordinate of the GISAXS diffraction pattern may be at least two or more, and when there are a plurality of peaks, the scattering vector (q values) of the peak may be identified with an integer ratio.

본 출원은 또한 상기 블록 공중합체를 사용하여 고분자 막을 형성하는 방법에 대한 것이다. 상기 방법은 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 자기 조립된 상태로 기판상에 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 상기 블록 공중합체 또는 그를 적정한 용매에 희석한 코팅액의 층을 도포 등에 의해 기판 상에 형성하고, 필요하다면, 상기 층을 숙성하거나 열처리하는 과정을 포함할 수 있다.The present application also relates to a method for forming a polymer film using the block copolymer. The method may include forming a polymer membrane including the block copolymer on a substrate in a self-assembled state. For example, the method may include forming a layer of the block copolymer or a coating liquid in which the block copolymer is diluted with a suitable solvent on the substrate by applying or the like, and if necessary, aging or heat-treating the layer.

상기 숙성 또는 열처리는, 예를 들면, 블록 공중합체의 상전이온도 또는 유리전이온도를 기준으로 수행될 수 있고, 예를 들면, 상기 유리 전이 온도 또는 상전이 온도 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 열처리가 수행되는 시간은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1분 내지 72시간의 범위 내에서 수행될 수 있지만, 이는 필요에 따라서 변경될 수 있다. 또한, 고분자 박막의 열처리 온도는, 예를 들면, 100℃ 내지 250℃ 정도일 수 있으나, 이는 사용되는 블록 공중합체를 고려하여 변경될 수 있다.The aging or heat treatment may be performed based on, for example, the phase transition temperature or the glass transition temperature of the block copolymer, and may be performed at, for example, the glass transition temperature or a temperature higher than the phase transition temperature. The time at which this heat treatment 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 if necessary. The heat treatment temperature of the polymer thin film may be, for example, about 100 ° C to 250 ° C, but may be changed in consideration of the block copolymer to be used.

상기 형성된 층은, 다른 예시에서는 상온의 비극성 용매 및/또는 극성 용매 내에서, 약 1분 내지 72 시간 동안 용매 숙성될 수도 있다.The formed layer may be solvent aged for about 1 minute to 72 hours in a non-polar solvent and / or a polar solvent at room temperature in another example.

본 출원은 또한 패턴 형성 방법에 대한 것이다. 상기 방법은, 예를 들면, 기판 및 상기 기판의 표면에 형성되어 있고, 자기 조립된 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 가지는 적층체에서 상기 블록 공중합체의 제 1 또는 제 2 블록을 선택적으로 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 기판에 패턴을 형성하는 방법일 수 있다. 예를 들면 상기 방법은, 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자 막을 기판에 형성하고, 상기 막 내에 존재하는 블록 공중합체의 어느 하나 또는 그 이상의 블록을 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. 이러한 방식에 적용되는 상기 기판의 종류는 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라서 선택될 수 있으며, 예를 들면, 산화 규소 등이 적용될 수 있다.The present application also relates to a method of pattern formation. The above method is a method for selectively removing the first or second block of the block copolymer in a laminate having a substrate and a polymer film formed on the surface of the substrate and self-assembled with the block copolymer . ≪ / RTI > The method may be a method of forming a pattern on the substrate. For example, the method may include forming a polymeric film comprising the block copolymer on a substrate, selectively removing one or more blocks of the block copolymer present in the film, 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. The type of the substrate to be applied to this method is not particularly limited and may be selected as required. For example, silicon oxide or the like may be applied.

예를 들면, 상기 방식은 높은 종횡비를 나타내는 산화 규소의 나노 스케일의 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 산화 규소 상에 상기 고분자막을 형성하고, 상기 고분자막 내의 블록 공중합체가 소정 구조를 형성하고 있는 상태에서 블록 공중합체의 어느 한 블록을 선택적으로 제거한 후에 산화 규소를 다양한 방식, 예를 들면, 반응성 이온 식각 등으로 에칭하여 나노로드 또는 나노 홀의 패턴 등을 포함한 다양한 형태를 구현할 수 있다. 또한, 이러한 방법을 통하여 종횡비가 큰 나노 패턴의 구현이 가능할 수 있다.For example, the method can form a nanoscale pattern of silicon oxide that exhibits a high aspect ratio. For example, the polymer film is formed on silicon oxide, and one block of the block copolymer is selectively removed while the block copolymer in the polymer film forms a predetermined structure. Thereafter, the silicon oxide is removed in various ways, for example, , Reactive ion etching, or the like to form various patterns including patterns of nano-rods or nano holes. In addition, it is possible to realize a nano pattern having a large aspect ratio through such a method.

예를 들면, 상기 패턴은, 수십 나노미터의 스케일에서 구현될 수 있으며, 이러한 패턴은, 예를 들면, 차세대 정보전자용 자기 기록 매체 등을 포함한 다양한 용도에 활용될 수 있다.For example, the pattern can be implemented in a scale of several tens of nanometers, and such a pattern can be utilized for various purposes including, for example, a next-generation information electronic magnetic recording medium and the like.

예를 들면, 상기 방식에 의하면 약 3nm 내지 40 nm의 폭을 가지는 나노 구조물, 예를 들면, 나노 선들이 약 6 nm 내지 80 nm의 간격을 두고 배치되어 있는 패턴을 형성할 수 있다. 다른 예시에서는 약 3 nm 내지 40 nm의 너비, 예를 들면 직경을 가지는 나노 홀들이 약 6 nm 내지 80 nm의 간격을 형성하면 배치되어 있는 구조의 구현도 가능하다.For example, according to the above method, a pattern in which nanostructures having a width of about 3 nm to 40 nm, for example, nanowires are arranged at intervals of about 6 nm to 80 nm, can be formed. In another example, it is possible to implement a structure in which the width is about 3 nm to 40 nm, for example, nanoholes having a diameter of about 6 nm to 80 nm are formed.

또한, 상기 구조에서 나노 선이나 나노 홀들이 큰 종횡비(aspect ratio)를 가지도록 할 수 있다.Also, in the above structure, the nanowires and nano holes can have a large aspect ratio.

상기 방법에서 블록 공중합체의 어느 한 블록을 선택적으로 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 고분자막에 적정한 전자기파, 예를 들면, 자외선 등을 조사하여 상대적으로 소프트한 블록을 제거하는 방식을 사용할 수 있다. 이 경우 자외선 조사 조건은 블록 공중합체의 블록의 종류에 따라서 결정되며, 예를 들면, 약 254 nm 파장의 자외선을 1분 내지 60 분 동안 조사하여 수행할 수 있다.The method of selectively removing one block of the block copolymer in the above method is not particularly limited. For example, a method of removing a relatively soft block by irradiating an appropriate electromagnetic wave, for example, ultraviolet light, Can be used. In this case, the ultraviolet ray irradiation conditions are determined depending on the type of the block 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.

또한, 자외선 조사에 이어서 고분자 막을 산 등으로 처리하여 자외선에 의해 분해된 세그먼트를 추가로 제거하는 단계를 수행할 수도 있다.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 segment decomposed by ultraviolet rays.

또한, 선택적으로 블록이 제거된 고분자막을 마스크로 하여 기판을 에칭하는 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 film having the removed block as a mask is not particularly limited. For example, the step of etching the substrate may be performed by 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, 블록 공중합체 및 그 용도가 제공될 수 있다. 본 출원에서는 우수한 자기 조립 특성 내지는 상분리 특성을 가지며, 필요에 따라서 요구되는 다양한 기능도 자유롭게 부여된 블록 공중합체를 제공할 수 있다.
The present application may provide block copolymers and uses thereof. The present application can provide a block copolymer having excellent self-assembling properties or phase separation characteristics and being freely given various functions as required.

도 1 내지 15는 고분자막의 SEM 또는 AFM 사진을 보여주는 도면이다.
도 16 내지 20은 고분자막의 GISAXS 결과를 보여주는 도면이다.
1 to 15 are SEM or AFM photographs of a polymer membrane.
16 to 20 are views showing GISAXS results of the polymer membrane.

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

1. One. NMRNMR 측정 Measure

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(2. GPC ( GelCome PermeationPermeation ChromatographChromatograph ))

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 ㎛)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)

제조예Manufacturing example 1. One.

하기 화학식 A의 화합물(DPM-C12)은 다음의 방식으로 합성하였다. 250 mL 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 카보네이트 및 반응에 사용한 아세토니트릴도 제거하였다. DCM(dichloromethane)과 물의 혼합 용매를 첨가하여 워크업(work up)하고, 분리된 유기층을 MgSO4로 탈수하였다. 이어서, CC(Column Chromatography)에서 DCM(dichloromethane)으로 정제하여 흰색 고체상의 중간체를 약 37%의 수득률로 얻었다.The compound (DPM-C12) shown below 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. An excess of potassium Potassium carbonate was added, and the mixture was reacted at 75 DEG C for about 48 hours under a nitrogen atmosphere. After the reaction, the remaining potassium carbonate and acetonitrile used for the reaction were also removed. The mixture was worked up by adding a mixed solvent of DCM (dichloromethane) and water, and the separated organic layer was dehydrated with MgSO 4 . Subsequently, the product was purified by DC (dichloromethane) in CC (Column Chromatography) to obtain a white solid intermediate with a yield of about 37%.

<중간체에 대한 <For intermediate NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d6.77(dd, 4H); d4.45(s, 1H); d3.89(t, 2H); d1.75(p, 2H); d1.43(p, 2H); d1.33-1.26(m, 16H); d0.88(t, 3H).
1 H-NMR (CDCl 3) : d6.77 (dd, 4H); d4.45 (s, 1 H); d3.89 (t, 2H); d 1.75 (p, 2H); d1.43 (p, 2H); d 1.33-1.26 (m, 16H); d 0.88 (t, 3 H).

플라스크에 합성된 중간체(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)을 넣고, 120 mL의 메틸렌클로라이드를 첨가한 후, 상온의 질소 분위기에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 후에 반응 중에 생성된 염(urea salt)을 필터로 제거하고 잔존하는 메틸렌클로라이드도 제거하였다. CC(Column Chromatography)에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 하여 불순물을 제거하고, 얻어진 생성물을 메탄올과 물의 혼합 용매(1:1 중량 비율로 혼합)에서 재결정시켜 흰색 고체상의 목적물(DPM-C12)(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 p-dimethylaminopyridine (1.7 g, 13.9 mmol) 120 mL of methylene chloride was added, and the mixture was allowed to react for 24 hours in a nitrogen atmosphere at room temperature. After the reaction, the urea salt formed 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 (mixed at a weight ratio of 1: 1) to obtain the title compound (DPM-C12) as a white solid, which was purified by CC (Column Chromatography) using hexane and dichloromethane as mobile phases, (7.7 g, 22.2 mmol) in 63% yield.

<< DPMDPM -- C12C12 NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d7.02(dd, 2H); d6.89(dd, 2H); d6.32(dt, 1H); d5.73(dt, 1H); d3.94(t, 2H); d2.05(dd, 3H); d1.76(p, 2H); d1.43(p, 2H); 1.34-1.27(m, 16H); d0.88(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : d7.02 (dd, 2H); d 6.89 (dd, 2 H); d6.32 (dt, 1 H); d5.73 (dt, 1 H); d 3.94 (t, 2 H); d 2.05 (dd, 3H); d, 1.76 (p, 2H); d1.43 (p, 2H); 1.34-1.27 (m, 16H); d 0.88 (t, 3 H).

[화학식 A](A)

Figure 112017041858312-pat00051
Figure 112017041858312-pat00051

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

제조예Manufacturing example 2. 2.

1-브로모도데칸 대신 1-브로모옥탄을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1에 준한 방식으로 반응을 진행시켜서, 하기 화학식 B의 화합물(DPM-C8)을 합성하였다. 상기 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다.< DPM - C8 NMR 분석 결과> (DPM-C8) was synthesized by proceeding the reaction in the same manner as in Preparation Example 1, except that 1-bromooctane was used instead of 1-bromododecane. NMR analysis results for the above compound are as follows. < DPM - C8 NMR analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d7.02(dd, 2H); d6.89(dd, 2H); d6.32(dt, 1H); d5.73(dt, 1H); d3.94(t, 2H); d2.05(dd, 3H); d1.76(p, 2H); d1.45(p, 2H); 1.33-1.29(m, 8H); d0.89(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : d7.02 (dd, 2H); d 6.89 (dd, 2 H); d6.32 (dt, 1 H); d5.73 (dt, 1 H); d 3.94 (t, 2 H); d 2.05 (dd, 3H); d, 1.76 (p, 2H); d1.45 (p, 2H); 1.33-1.29 (m, 8H); d0.89 (t, 3H).

[화학식 B][Chemical Formula B]

Figure 112017041858312-pat00052
Figure 112017041858312-pat00052

화학식 B에서 R은 탄소수 8의 직쇄상 알킬기이다.
In the formula (B), R is a straight chain alkyl group having 8 carbon atoms.

제조예Manufacturing example 3.  3.

1-브로모도데칸 대신 1-브로모데칸을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1에 준한 방식으로 반응을 진행시켜서, 하기 화학식 C의 화합물(DPM-C10)을 합성하였다. 상기 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다.(DPM-C10) was synthesized by proceeding the reaction in the same manner as in Preparation Example 1, except that 1-bromododecane was used instead of 1-bromododecane. NMR analysis results for the above compound are as follows.

<< DPMDPM -- C10C10 NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d7.02(dd, 2H); d6.89(dd, 2H); d6.33(dt, 1H); d5.72(dt, 1H); d3.94(t, 2H); d2.06(dd, 3H); d1.77(p, 2H); d1.45(p, 2H); 1.34-1.28(m, 12H); d0.89(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : d7.02 (dd, 2H); d 6.89 (dd, 2 H); d6.33 (dt, 1 H); d5.72 (dt, 1 H); d 3.94 (t, 2 H); d 2.06 (dd, 3 H); d 1.77 (p, 2H); d1.45 (p, 2H); 1.34-1.28 (m, 12H); d0.89 (t, 3H).

[화학식 C]&Lt; RTI ID = 0.0 &

Figure 112017041858312-pat00053
Figure 112017041858312-pat00053

화학식 C에서 R은 탄소수 10의 직쇄상 알킬기이다.
In formula (C), R is a straight chain alkyl group having 10 carbon atoms.

제조예Manufacturing example 4. 4.

1-브로모도데칸 대신 1-브로모테트라데칸을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1에 준한 방식으로 반응을 진행시켜서, 하기 화학식 D의 화합물(DPM-C14)을 합성하였다. 상기 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다.(DPM-C14) was synthesized by proceeding the reaction in the same manner as in Production Example 1, except that 1-bromotetradecane was used instead of 1-bromododecane. NMR analysis results for the above compound are as follows.

<< DPMDPM -- C14C14 NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d7.02(dd, 2H); d6.89(dd, 2H); d6.33(dt, 1H); d5.73(dt, 1H); d3.94(t, 2H); d2.05(dd, 3H); d1.77(p, 2H); d1.45(p, 2H); 1.36-1.27(m, 20H); d0.88(t, 3H.) 1 H-NMR (CDCl 3) : d7.02 (dd, 2H); d 6.89 (dd, 2 H); d6.33 (dt, 1 H); d5.73 (dt, 1 H); d 3.94 (t, 2 H); d 2.05 (dd, 3H); d 1.77 (p, 2H); d1.45 (p, 2H); 1.36-1.27 (m, 20H); d 0.88 (t, 3H.)

[화학식 D][Chemical Formula D]

Figure 112017041858312-pat00054
Figure 112017041858312-pat00054

화학식 D에서 R은 탄소수 14의 직쇄상 알킬기이다.
In formula (D), R is a straight chain alkyl group having 14 carbon atoms.

제조예Manufacturing example 5. 5.

1-브로모도데칸 대신 1-브로모헥사데칸을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1에 준한 방식으로 반응을 진행시켜서, 하기 화학식 E의 화합물(DPM-C16)을 합성하였다. 상기 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다.(DPM-C16) was synthesized by proceeding the reaction in the same manner as in Preparation Example 1 except that 1-bromohexadecane was used instead of 1-bromododecane. NMR analysis results for the above compound are as follows.

<< DPMDPM C16C16 NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d7.01(dd, 2H); d6.88(dd, 2H); d6.32(dt, 1H); d5.73(dt, 1H); d3.94(t, 2H); d2.05(dd, 3H); d1.77(p, 2H); d1.45(p, 2H); 1.36-1.26(m, 24H); d0.89(t, 3H) 1 H-NMR (CDCl 3) : d7.01 (dd, 2H); d 6.88 (dd, 2 H); d6.32 (dt, 1 H); d5.73 (dt, 1 H); d 3.94 (t, 2 H); d 2.05 (dd, 3H); d 1.77 (p, 2H); d1.45 (p, 2H); 1.36-1.26 (m, 24H); d0.89 (t, 3H)

[화학식 E](E)

Figure 112017041858312-pat00055
Figure 112017041858312-pat00055

화학식 E에서 R은 탄소수 16의 직쇄상 알킬기이다.
In formula (E), R is a straight chain alkyl group having 16 carbon atoms.

제조예 6. Production Example 6

화학식 F의 화합물(DPM-N2)을 다음의 방식으로 합성하였다. 500 mL 플라스크에 Pd/C(palladium on carbon)(1.13g, 1.06mmol) 및 2-프로판올 200 mL를 첨가하고, 물 20 mL에 용해시킨 암모늄 포메이트(ammonium formate)(6.68g, 106.0mmol)를 추가하고, 1분 동안 상온에서 반응시켜 Pd/C를 활성화시켰다. 이어서 4-아미노 페놀(4-amino phenol)(1.15g, 10.6mmol)과 라우르산 무수물(lauric aldehyde)(1.95g, 10.6mmol)을 추가하고, 상온에서 약 1시간 동안 질소 조건하에서 교반하여 반응시켰다. 반응 후 Pd/C를 제거하고, 반응에 사용한 2-프로판올을 제거한 후, 물과 메틸렌클로라이드로 추출하여 미반응물을 제거하였다. 유기층을 채취하여 MgSO4로 탈수 후 용매를 제거한다. 조생성물(crude product)을 컬럼 크로마토그래피에서 정제(이동상: hexane/ethyl acetate)하여 무색의 고체상의 중간체(1.98, 7.1mmolg)을 얻었다(수득률: 67 중량%).The compound of formula (F) (DPM-N2) was synthesized in the following manner. To a 500 mL flask was added Pd / C (palladium on carbon) (1.13 g, 1.06 mmol) and 200 mL of 2-propanol, and ammonium formate (6.68 g, 106.0 mmol) dissolved in 20 mL of water , And reacted at room temperature for 1 minute to activate Pd / C. Then, 4-aminophenol (1.15 g, 10.6 mmol) and lauric aldehyde (1.95 g, 10.6 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for about 1 hour under nitrogen, . After the reaction, Pd / C was removed, 2-propanol used in the reaction was removed, and the reaction mixture was extracted with water and methylene chloride to remove unreacted materials. The organic layer is collected, dehydrated with MgSO 4 and the solvent is removed. The crude product was purified by column chromatography (mobile phase: hexane / ethyl acetate) to give a colorless solid (1.98, 7.1 mmol) as a solid (yield: 67% by weight).

<중간체 <Intermediate NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(DMSO-d): d6.69(dd, 2H); d6.53(dd, 2H); d3.05(t, 2H); d1.59(p, 2H); d1.40-1.26(m, 16H); d0.88(t, 3H). 1 H-NMR (DMSO-d):? 6.69 (dd, 2H); d 6.53 (dd, 2 H); d 3.05 (t, 2 H); d 1.59 (p, 2H); d 1.40-1.26 (m, 16H); d 0.88 (t, 3 H).

플라스크에 합성된 중간체(1.98g, 7.1mmol), 메타크릴산(0.92g, 10.7mmol), DCC(dicyclohexylcarbodiimide)(2.21g, 10.7mmol) 및 DMAP(p-dimethylaminopyridine)(0.35g, 2.8mmol)을 넣고, 100mL의 메틸렌클로라이드를 첨가한 후, 질소 하 실온에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후에 반응 중에 생성된 염(urea salt) 및 잔존 메틸렌클로라이드도 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 사용하여 불순물을 제거하고, 다시 얻어진 생성물을 메탄올과 물의 혼합 용매(메탄올: 물 = 3:1 (중량 비율))에서 재결정시켜 백색 고체상의 목적물(DPM-N2)(1.94g, 5.6mmol)을 79 중량%의 수득률로 얻었다.(1.98 g, 7.1 mmol), methacrylic acid (0.92 g, 10.7 mmol), dicyclohexylcarbodiimide (2.21 g, 10.7 mmol) and DMAP (p-dimethylaminopyridine) (0.35 g, 2.8 mmol) 100 mL of methylene chloride was added, and the reaction was allowed to proceed at room temperature under nitrogen for 24 hours. The salt (urea salt) formed during the reaction and the remaining methylene chloride were also removed after the reaction was completed. The obtained product was recrystallized from a mixed solvent of methanol and water (methanol: water = 3: 1 (weight ratio)) to obtain the title compound as a white solid ( DPM-N2) (1.94 g, 5.6 mmol) was obtained in a yield of 79% by weight.

<< DPMDPM -- N2N2 NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d6.92(dd, 2H); d6.58(dd, 2H); d6.31(dt, 1H); d5.70(dt, 1H); d3.60(s, 1H); d3.08(t, 2H); d2.05(dd, 3H); d1.61(p, 2H); d1.30-1.27(m, 16H); d0.88(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : d6.92 (dd, 2H); d 6.58 (dd, 2 H); d6.31 (dt, 1 H); d 5.70 (dt, 1 H); d 3.60 (s, 1 H); d3.08 (t, 2H); d 2.05 (dd, 3H); d 1.61 (p, 2H); d 1.30-1.27 (m, 16H); d 0.88 (t, 3 H).

[화학식 F][Chemical Formula F]

Figure 112017041858312-pat00056
Figure 112017041858312-pat00056

화학식 F에서 R은 탄소수 12의 직쇄상 알킬기이다.
In Formula (F), R is a straight chain alkyl group having 12 carbon atoms.

제조예Manufacturing example 7 7

1-브로모도데칸 대신 1-브로모부탄을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1에 준한 방식으로 반응을 진행시켜서 화학식 G의 화합물(DPM-C4)을 합성하였다. 합성된 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다.(DPM-C4) was synthesized by proceeding the reaction in the same manner as in Preparation Example 1, except that 1-bromobutane was used instead of 1-bromododecane. The NMR analysis results of the synthesized compound are as follows.

<< DPMDPM -- C4C4 NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d7.02(dd, 2H); d6.89(dd, 2H); d6.33(dt, 1H); d5.73(dt, 1H); d3.95(t, 2H); d2.06(dd, 3H); d1.76(p, 2H); d1.49(p, 2H); d0.98(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3) : d7.02 (dd, 2H); d 6.89 (dd, 2 H); d6.33 (dt, 1 H); d5.73 (dt, 1 H); d 3.95 (t, 2 H); d 2.06 (dd, 3 H); d, 1.76 (p, 2H); d1.49 (p, 2H); d0.98 (t, 3H).

[화학식 G][Formula G]

Figure 112017041858312-pat00057
Figure 112017041858312-pat00057

화학식 G에서 R은 탄소수 4의 직쇄상 알킬기이다.
In formula (G), R is a straight chain alkyl group having 4 carbon atoms.

실시예Example 1. One.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 2.0 g 및 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약(cyanoisopropyl dithiobenzoate) 64 mg, AIBN(Azobisisobutyronitrile) 23 mg 및 벤젠 5.34 mL를 10 mL 플라스트(Schlenk flask)에 넣고 질소 분위기 하 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 mL에 침전시킨 후, 감압 여과 후 건조시켜, 분홍색의 거대 개시제를 제조하였다. 거대 개시제의 수득률은 약 82.6%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 9,000 및 1.16이었다. 2.0 g of the compound (DPM-C12) of Preparation Example 1 and 64 mg of a reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) reagent, 23 mg of AIBN (azobisisobutyronitrile) and 5.34 mL of benzene were charged into a 10 mL plunger (Schlenk flask) The mixture was stirred at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere, and then subjected to Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) at 70 ° C for 4 hours. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which was an extraction solvent, filtered under reduced pressure, and dried to obtain a pink macro initiator. The yield of the macro initiator was about 82.6%, and the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 9,000 and 1.16, respectively.

거대개시제 0.3 g, 펜타플루오로스티렌 2.7174 g 및 벤젠 1.306 mL를 10 mL 플라스크(Schlenk flask)에 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. 블록 공중합체의 수득률은 약 18%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 16,300 및 1.13이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 화합물(DPM-C12) 유래의 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌 유래의 제 2 블록을 포함한다.
0.3 g of macroinitiator, 2.7174 g of pentafluorostyrene and 1.306 mL of benzene were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask), stirred at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere, and then subjected to Reversible Addition-Fragmentation Transfer polymerization 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 18%, and the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 16,300 and 1.13, respectively. The block copolymer includes a first block derived from the compound (DPM-C12) of Preparation Example 1 and a second block derived from the pentafluorostyrene.

실시예Example 2. 2.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신에 제조예 2의 화합물(DPM-C8)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 사용하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 2의 화합물(DPM-C8)에서 유래된 제 1 블록과 펜타플루오로스티렌 모노머에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
A block copolymer was prepared by using a macromonomer and pentafluorostyrene in the same manner as in Example 1, except that the compound (DPM-C8) of Preparation Example 2 was used in place of the compound (DPM-C12) . The block copolymer comprises a first block derived from the compound (DPM-C8) of Preparation Example 2 and a second block derived from a pentafluorostyrene monomer.

실시예Example 3. 3.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신에 제조예 3의 화합물(DPM-C10)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 사용하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 3의 화합물(DPM-C10)에서 유래된 제 1 블록과 펜타플루오로스티렌 모노머에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
A block copolymer was obtained by using a macromonomer and pentafluorostyrene in the same manner as in Example 1, except that the compound (DPM-C10) of Preparation Example 3 was used in place of the compound (DPM-C12) . The block copolymer comprises a first block derived from the compound (DPM-C10) of Preparation Example 3 and a second block derived from a pentafluorostyrene monomer.

실시예Example 4. 4.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신에 제조예 4의 화합물(DPM-C14)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 사용하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 4의 화합물(DPM-C14)에서 유래된 제 1 블록과 펜타플루오로스티렌 모노머에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
A block copolymer was prepared by using a macromonomer and pentafluorostyrene in the same manner as in Example 1, except that the compound (DPM-C14) of Preparation Example 4 was used in place of the compound (DPM-C12) . The block copolymer comprises a first block derived from the compound (DPM-C14) of Production Example 4 and a second block derived from a pentafluorostyrene monomer.

실시예Example 5. 5.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신에 제조예 5의 화합물(DPM-C16)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 사용하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 5의 화합물(DPM-C16)에서 유래된 제 1 블록과 펜타플루오로스티렌 모노머에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
A block copolymer was obtained by using a macromonomer and pentafluorostyrene in the same manner as in Example 1, except that the compound (DPM-C16) of Preparation Example 5 was used in place of the compound (DPM-C12) . The block copolymer comprises a first block derived from the compound (DPM-C16) of Production Example 5 and a second block derived from a pentafluorostyrene monomer.

실시예Example 6. 6.

단량체의 합성Synthesis of monomers

3-히드록시-1,2,4,5-테트라플루오로스티렌을 다음의 방식으로 합성하였다. 펜타플루오로스티렌(Pentafluorostyrene)(25 g, 129 mmol)을 400 mL의 tert-부탄올과 포타슘히드록시드(potassium hydroxide)(37.5 g, 161 mmol)의 혼합 용액에 첨가하고, 2시간 동안 반응(reflux reaction)시켰다. 상온으로 반응물을 식힌 후에 물 1200 mL를 첨가하고, 반응에 사용된 잔존 부탄올을 휘발시켰다. 부가물들은 디에틸 에테르(300 mL)로 3회 추출하고, 수용액층은 10 중량%의 염산 용액으로 pH가 약 3 정도가 되도록 산성화시켜서 목적물을 침전시키고, 다시 디에틸에테르(300 mL)로 3회 추출하여 유기층을 채취하였다. 유기층을 MgSO4로 탈수하고, 용매를 제거하였다. 조생성물(Crude product)을 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 하여 정제하여 하여 무색 액체상의 3-히드록시-1,2,4,5-테트라플루오로스티렌(11.4 g)을 수득하였다. 상기에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다. 3-hydroxy-1,2,4,5-tetrafluorostyrene was synthesized in the following manner. Pentafluorostyrene (25 g, 129 mmol) was added to a mixed solution of 400 mL of tert -butanol and potassium hydroxide (37.5 g, 161 mmol), and the reaction was refluxed for 2 hours reaction. The reaction mixture was cooled to room temperature, 1200 mL of water was added, and the remaining butanol used in the reaction was volatilized. The adducts were extracted three times with diethyl ether (300 mL), and the aqueous layer was acidified with 10% by weight hydrochloric acid solution to a pH of about 3 to precipitate the desired product. The product was precipitated three times with diethyl ether (300 mL) And the organic layer was collected. Dehydrating the organic layer with MgSO 4 and the solvent was removed. The crude product was purified by column chromatography using hexane and DCM (dichloromethane) as mobile phases to obtain 3-hydroxy-1,2,4,5-tetrafluorostyrene (11.4 g) as a colorless liquid phase Respectively. NMR analysis results for the above are as follows.

<< NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(DMSO-d): δ11.7 (s, 1H); δ6.60(dd, 1H); δ5.89(d, 1H); δ5.62(d, 1H)
1 H-NMR (DMSO-d ): δ11.7 (s, 1H); [delta] 6.60 (dd, 1H); [delta] 5.89 (d, IH); [delta] 5.62 (d, IH)

블록 공중합체의 합성Synthesis of block copolymer

AIBN(Azobisisobutyronitrile), RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약(2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate) 및 제조예 1의 화합물(DPM-C12)을 벤젠에 50:1:0.2의 중량 비율(DPM-C12:RAFT 시약: AIBN)로 용해시키고(농도: 70 중량%), 질소 분위기하 70℃에서 4 시간 동안 반응시켜서 거대 개시제(수평균분자량: 14000, 분자량 분포: 1.2)를 합성하였다. 합성된 거대 개시제, 3-히드록시-1,2,4,5-테트라플루오로스티렌(TFS-OH) 및 AIBN을 1:200:0.5(거대 개시제:TFS-OH:AIBN)의 중량 비율로 벤젠에 용해시키고(농도: 30 중량%), 질소 분위기 하의 70℃에서 6시간 동안 반응시켜서 블록 공중합체를 제조하였다(수평균분자량: 35000, 분자량 분포: 1.2). 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 화합물 유래의 제 1 블록과 3-히드록시-1,2,4,5-테트라플루오로스티렌 유래의 제 2 블록을 포함한다.
2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (RAFT) and the compound of Preparation Example 1 (DPM-C12) were dissolved in benzene in a weight ratio of 50: 1: 0.2 (DPM (Number average molecular weight: 14,000, molecular weight distribution: 1.2) was synthesized by dissolving the compound in a solvent (C12: RAFT reagent: AIBN) (concentration: 70% by weight) and reacting in a nitrogen atmosphere at 70 DEG C for 4 hours. (TFS-OH: AIBN) at a weight ratio of 1: 200: 0.5 (giant initiator: TFS-OH: AIBN) to the synthesized macromonomer, 3-hydroxy-1,2,4,5-tetrafluorostyrene (Concentration: 30% by weight) and reacted at 70 DEG C under a nitrogen atmosphere for 6 hours to prepare a block copolymer (number average molecular weight: 35,000, molecular weight distribution: 1.2). The block copolymer includes a first block derived from the compound of Preparation Example 1 and a second block derived from 3-hydroxy-1,2,4,5-tetrafluorostyrene.

실시예Example 7. 7.

단량체의 합성Synthesis of monomers

하기 화학식 H의 화합물을 다음의 방식으로 합성하였다. 프탈이미드(Phthalimide)(10.0 g, 54 mmol) 및 클로로메틸스티렌(chloromethyl styrene)(8.2 g, 54 mmol)을 50 mL의 DMF(dimethylformamide)에 투입하고, 질소 조건 하 55?C에서 18시간 동안 반응시켰다. 반응 후 반응물에 에틸 아세테이트(ethyl acetate) 100 mL와 증류수 100 mL를 추가한 후에 유기층을 추출하고, 유기층은 다시 한번 브라인(brine) 용액으로 세척하였다. 모아진 유기층을 MgSO4로 처리하여 물을 제거하고, 용매를 최종적으로 제거한 후에 펜탄(pentane)에서 재결정시켜 목적물인 백색 고체상 화합물(11.1 g)을 수득하였다. 상기 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다.The following compound of formula (H) was synthesized in the following manner. Phthalimide (10.0 g, 54 mmol) and chloromethyl styrene (8.2 g, 54 mmol) were placed in 50 mL of DMF and heated at 55 ° C for 18 h Lt; / RTI &gt; After the reaction, 100 mL of ethyl acetate and 100 mL of distilled water were added to the reaction product, and then the organic layer was extracted and the organic layer was washed again with a brine solution. The collected organic layer was treated with MgSO 4 to remove water, and after the solvent was finally removed, the residue was recrystallized in pentane to obtain 11.1 g of the objective white solid compound. NMR analysis results for the above compound are as follows.

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

1H-NMR(CDCl3): δ7.84 (dd, 2H); δ7.70 (dd, 2H); δ7.40-7.34(m, 4H); δ6.67 (dd, 1H); δ5.71(d, 1H); δ5.22 (d, 1H); δ4.83 (s, 2H) 1 H-NMR (CDCl 3) : δ7.84 (dd, 2H); [delta] 7.70 (dd, 2H); [delta] 7.40-7.34 (m, 4H); [delta] 6.67 (dd, 1H); [delta] 5.71 (d, IH); [delta] 5.22 (d, IH); [delta] 4.83 (s, 2H)

[화학식 H][Formula H] &lt;

Figure 112014119424673-pat00027

Figure 112014119424673-pat00027

블록 공중합체의 합성Synthesis of block copolymer

AIBN(Azobisisobutyronitrile), RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약(2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate) 및 제조예 1의 화합물(DPM-C12)을 벤젠에 50:1:0.2의 중량 비율(DPM-C12:RAFT 시약: AIBN)로 용해시키고(농도: 70 중량%), 질소 분위기하 70℃에서 4 시간 동안 반응시켜서 거대 개시제(수평균분자량: 14000, 분자량 분포:1.2)를 합성하였다. 합성된 거대 개시제, 상기 화학식 H의 화합물(TFS-PhIM) 및 AIBN을 1:200:0.5(거대 개시제: TFS-PhIM:AIBN)의 중량 비율로 벤젠에 용해시키고(농도: 30 중량%), 질소 분위기 하 70℃에서 6시간 동안 반응시켜서 블록 공중합체를 제조하였다(수평균분자량: 35000, 분자량 분포: 1.2). 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 화합물 유래의 제 1 블록과 화학식 H 화합물 유래의 제 2 블록을 포함한다.
2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (RAFT) and the compound of Preparation Example 1 (DPM-C12) were dissolved in benzene in a weight ratio of 50: 1: 0.2 (DPM (Number average molecular weight: 14,000, molecular weight distribution: 1.2) was synthesized by dissolving the compound in a solvent (C12: RAFT reagent: AIBN) (concentration: 70% by weight) and reacting in a nitrogen atmosphere at 70 DEG C for 4 hours. The synthesized macromonomer, the compound of Formula H (TFS-PhIM) and AIBN were dissolved in benzene in a weight ratio of 1: 200: 0.5 (macro initiator: TFS-PhIM: AIBN) Under the atmosphere at 70 캜 for 6 hours to prepare a block copolymer (number average molecular weight: 35000, molecular weight distribution: 1.2). The block copolymer comprises a first block derived from the compound of Preparation Example 1 and a second block derived from the compound of Formula H.

실시예Example 8. 8.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 0.8662 g, RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약이 양 말단에 결합된 거대개시제(Macro-PEO)(poly(ethylene glycol)-4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoate, 중량평균분자량(MW) 10,000, sigma aldrich사제) 0.5 g, AIBN(azobisisobutyronitrile) 4.1 mg 및 아니솔(Anisole) 3.9 mL를 10 mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃의 실리콘 오일 용기에서 12시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합반응을 수행하였다. 중합 후 반응용액을 추출용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 연한 분홍색의 새로운 블록 공중합체를 제조하였다(수득률: 30.5%, 수평균 분자량(Mn): 34300, 분자량분포(Mw/Mn): 1.60). 상기 블록 공중합체는 제조예 1 화합물 유래의 제 1 블록과 폴리에틸렌옥시드 블록(제 2 블록)을 포함한다.
0.8662 g of the compound of Preparation Example 1 (DPM-C12), and a macro-PEO (poly (ethylene glycol) -4-cyano-4- ( phenylcarbonothioylthio) pentanoate, 0.5 g of a weight average molecular weight (MW) 10,000, manufactured by Sigma Aldrich), 4.1 mg of AIBN (azobisisobutyronitrile) and 3.9 mL of anisole were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask) And then subjected to Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) polymerization in a silicone oil vessel at 70 ° C for 12 hours. After the polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent and then dried by filtration under reduced pressure to obtain a pale pink new block copolymer (yield: 30.5%, number average molecular weight (Mn): 34300, molecular weight distribution Mw / Mn): 1.60). The block copolymer includes a first block derived from the compound of Preparation Example 1 and a polyethylene oxide block (second block).

실시예Example 9. 9.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 2.0 g, RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약(cyanoisopropyl dithiobenzoate) 25.5 mg, AIBN(azobisisobutyronitrile) 9.4 mg 및 벤젠 5.34 mL를 10 mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃ 실리콘 오일 용기에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합반응을 수행하였다. 중합 후 반응용액을 추출용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약이 중합체 양 말단에 결합된 분홍색의 거대 개시제를 제조하였다. 거대 개시제의 수득률, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 81.6 중량%, 15400 및 1.16이었다. 스티렌 1.177 g과 상기 거대개시제 0.3 g 및 벤젠 0.449 mL를 10 mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 115℃의 실리콘 오일 용기에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합반응을 수행하였다. 중합 후 반응용액을 추출용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 연한 분홍색의 새로운 블록 공중합체을 제조하였다. 블록 공중합체의 수득률, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 39.3 중량%, 31800 및 1.25였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1 화합물 유래의 제 1 블록과 폴리스티렌 블록(제 2 블록)을 포함한다.
2.0 g of the compound of Preparation Example 1 (DPM-C12), 25.5 mg of a reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) reagent, 9.4 mg of AIBN (azobisisobutyronitrile) and 5.34 mL of benzene were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask) The mixture was stirred at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere, and then subjected to a reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization in a silicone oil container 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 then dried under reduced pressure to prepare a pink macro initiator having a reversible addition-Fragmentation chain transfer (RAFT) reagent bound to both ends of the polymer. The yield, number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the macro initiator were 81.6 wt%, 15400 and 1.16, respectively. 1.177 g of styrene, 0.3 g of the macroinitiator and 0.449 mL of benzene were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask), stirred at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere, and then subjected to Reversible Addition-Fragmentation (RAFT) chain transfer polymerization reaction. 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 new block copolymer. The yield, number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the block copolymer were 39.3 wt%, 31800 and 1.25, respectively. The block copolymer includes a first block derived from the compound of Preparation Example 1 and a polystyrene block (second block).

실시예Example 10 10

실시예 9에서 합성된 거대 개시제 0.33 g, 4-트리메틸실릴스티렌(4-trimethylsilylstyrene) 1.889 g, AIBN(azobisisobutyronitrile) 2.3 mg 및 벤젠 6.484 mL를 10 mL 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 질소분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃의 실리콘 오일 용기에서 24시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응용액을 추출용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 연한 분홍색의 새로운 블록 공중합체를 제조하였다. 블록 공중합체의 수득률, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 44.2 중량%, 29600 및 1.35였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1 화합물 유래의 제 1 블록과 폴리(4-트리메틸실릴스티렌) 블록(제 2 블록)을 포함한다.
0.33 g of the macro initiator synthesized in Example 9, 1.889 g of 4-trimethylsilylstyrene, 2.3 mg of AIBN (azobisisobutyronitrile) and 6.484 mL of benzene were placed in a 10 mL flask (Schlenk flask) Min, and then subjected to Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) polymerization in a silicone oil vessel at 70 ° C. for 24 hours. 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 light pink new block copolymer. The yield of the block copolymer, the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 44.2 wt%, 29600 and 1.35, respectively. The block copolymer includes a first block derived from the compound of Preparation Example 1 and a poly (4-trimethylsilylstyrene) block (second block).

실시예Example 11. 11.

단량체의 합성Synthesis of monomers

하기 화학식 I의 화합물을 다음의 방식으로 합성하였다. 펜타플루오로스티렌(Pentafluorostyrene)(25 g, 129 mmol)을 400 mL의 tert-부탄올과 포타슘히드록시드(potassium hydroxide)(37.5 g, 161 mmol)의 혼합 용액에 첨가하고, 2시간 동안 반응(reflux reaction)시켰다. 상온으로 반응물을 식힌 후에 물 1200 mL를 첨가하고, 반응에 사용된 잔존 부탄올을 휘발시켰다. 부가물들은 디에틸 에테르(300 mL)로 3회 추출하고, 수용액층은 10 중량%의 염산 용액으로 pH가 약 3 정도가 되도록 산성화시켜서 목적물을 침전시키고, 다시 디에틸에테르(300 mL)로 3회 추출하여 목적물이 포함되어 있는 유기층을 채취하였다. 유기층을 MgSO4로 탈수하고, 용매를 제거하였다. 조생성물(Crude product)을 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 하여 정제하여 하여 무색 액체상의 중간체(3-히드록시-1,2,4,5-테트라플루오로스티렌)(11.4 g)을 수득하였다. 상기에 대한 NMR 분석 결과는 하기와 같다. The following compounds of formula (I) were synthesized in the following manner. Pentafluorostyrene (25 g, 129 mmol) was added to a mixed solution of 400 mL of tert -butanol and potassium hydroxide (37.5 g, 161 mmol), and the reaction was refluxed for 2 hours reaction. The reaction mixture was cooled to room temperature, 1200 mL of water was added, and the remaining butanol used in the reaction was volatilized. The adducts were extracted three times with diethyl ether (300 mL), and the aqueous layer was acidified with 10% by weight hydrochloric acid solution to a pH of about 3 to precipitate the desired product. The product was precipitated three times with diethyl ether (300 mL) And the organic layer containing the target substance was collected. Dehydrating the organic layer with MgSO 4 and the solvent was removed. Crude product was purified by column chromatography using hexane and dichloromethane as mobile phases to obtain a colorless liquid phase intermediate (3-hydroxy-1,2,4,5-tetrafluorostyrene) (11.4 g ). NMR analysis results for the above are as follows.

<< NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(DMSO-d): δ11.7 (s, 1H); δ6.60(dd, 1H); δ5.89(d, 1H); δ5.62(d, 1H) 1 H-NMR (DMSO-d ): δ11.7 (s, 1H); [delta] 6.60 (dd, 1H); [delta] 5.89 (d, IH); [delta] 5.62 (d, IH)

상기 중간체(11.4 g, 59 mmol)를 DCM(dichloromethane)(250 mL)에 녹인 용액에 이미다졸(imidazole)(8.0 g, 118 mmol), DMAP(p-dimethylaminopyridine)(0.29 g, 2.4 mmol)과 tert-부틸클로로디메틸실란(17.8 g, 118 mmol)을 가해준다. 24 시간 동안 상온에서 교반하여 반응시킨 후에 100 mL의 brine을 넣어주어 반응을 종료시킨 후, DCM으로 추가적인 추출을 수행한다. 모아진 DCM의 유기층은 MgSO4로 탈수하고, 용매를 제거하여 조생성물(crude product)을 얻었다. 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM을 이동상으로 하여 정제하여 무색의 목적물(10.5 g)을 액체상으로 수득하였다. 얻어진 목적물의 NMR 결과는 하기와 같다. Imidazole (8.0 g, 118 mmol), DMAP (p-dimethylaminopyridine) (0.29 g, 2.4 mmol) and tert ( tert -butoxycarbonylamino) pyridine were added to a solution of the above intermediate (11.4 g, 59 mmol) in dichloromethane -Butylchlorodimethylsilane (17.8 g, 118 mmol). After stirring for 24 hours at room temperature, 100 mL of brine was added to terminate the reaction, followed by further extraction with DCM. The collected organic layer of DCM was dehydrated with MgSO 4 and the solvent was removed to give a crude product. Purification by column chromatography using hexane and DCM as mobile phases gave a colorless target (10.5 g) as a liquid phase. The NMR results of the obtained object are as follows.

<< NMRNMR 분석 결과>  Analysis results>

1H-NMR(CDCl3): d6.62(dd, 1H); d6.01(d, 1H); d5.59(d, 1H); d1.02(t, 9H), d0.23(t, 6H) 1 H-NMR (CDCl 3) : d6.62 (dd, 1H); d 6.01 (d, 1 H); d5.59 (d, 1 H); d 1.02 (t, 9H), d 0.23 (t, 6H)

[화학식 I](I)

Figure 112014119424673-pat00028

Figure 112014119424673-pat00028

블록 공중합체의 합성Synthesis of block copolymer

AIBN(Azobisisobutyronitrile), RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약(2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate) 및 제조예 1의 화합물(DPM-C12)을 벤젠에 50:1:0.2의 중량 비율(DPM-C12:RAFT 시약: AIBN)로 용해시키고(농도: 70 중량%), 질소 분위기하 70℃에서 4 시간 동안 반응시켜서 거대 개시제(수평균분자량: 14000, 분자량 분포:1.2)를 합성하였다. 합성된 거대 개시제, 상기 화학식 I의 화합물(TFS-S) 및 AIBN(Azobisisobutyronitrile)을 1:200:0.5(거대 개시제:TFS-S:AIBN)의 중량 비율로 벤젠에 용해시키고(농도: 30 중량%), 질소 분위기 하의 70℃에서 6시간 동안 반응시켜서 블록 공중합체를 제조하였다(수평균분자량: 35000, 분자량 분포: 1.2). 상기 블록 공중합체는 제조예 1 화합물 유래의 제 1 블록과 상기 화학식 I 유래의 제 2 블록을 포함한다.
2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (RAFT) and the compound of Preparation Example 1 (DPM-C12) were dissolved in benzene in a weight ratio of 50: 1: 0.2 (DPM (Number average molecular weight: 14,000, molecular weight distribution: 1.2) was synthesized by dissolving the compound in a solvent (C12: RAFT reagent: AIBN) (concentration: 70% by weight) and reacting in a nitrogen atmosphere at 70 DEG C for 4 hours. The synthesized macromonomer, the compound of Formula I (TFS-S) and AIBN (Azobisisobutyronitrile) were dissolved in benzene in a weight ratio of 1: 200: 0.5 (macro initiator: TFS-S: AIBN) ) And reacted at 70 캜 for 6 hours under a nitrogen atmosphere to prepare a block copolymer (number average molecular weight: 35,000, molecular weight distribution: 1.2). The block copolymer comprises a first block derived from the compound of Preparation Example 1 and a second block derived from the above-mentioned Formula I.

실시예Example 12. 12.

AIBN(Azobisisobutyronitrile), RAFT 시약(2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate) 및 제조예 6에서 제조된 화합물(DPM-N1)을 26:1:0.5의 중량 비율(DPM-N1:RAFT 시약:AIBN)로 벤젠에 용해시키고(농도: 70 중량%), 질소 분위기 하 70℃에서 4 시간 반응시켜 거대 개시제(수평균분자량: 9700, 분자량 분포: 1.2)를 합성하였다. 거대 개시제, 펜타플루오로스티렌(PFS) 및 AIBN을 1:600:0.5의 중량 비율(거대 개시제:PFS:AIBN)로 벤젠에 녹이고(농도: 30 중량%), 질소 분위기에서 115℃로 6시간 반응을 시켜서 블록 공중합체(수평균분자량: 17300, 분자량 분포: 1.2)를 합성하였다.AIBN (Azobisisobutyronitrile), RAFT reagent (2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate) and the compound (DPM-N1) prepared in Preparation Example 6 were mixed in a weight ratio (DPM-N1: RAFT reagent: AIBN) of 26: (Concentration: 70% by weight) and reacted at 70 캜 for 4 hours under a nitrogen atmosphere to synthesize a macro initiator (number average molecular weight: 9700, molecular weight distribution: 1.2). (Concentration: 30% by weight) with a large initiator, pentafluorostyrene (PFS) and AIBN in a weight ratio of 1: 600: 0.5 (macro initiator: PFS: AIBN) To obtain a block copolymer (number average molecular weight: 17,300, molecular weight distribution: 1.2).

상기 블록 공중합체는 제조예 6의 화합물 유래의 제 1 블록과 펜타플루오로스티렌 유래의 제 2 블록을 포함한다.
The block copolymer includes a first block derived from the compound of Preparation Example 6 and a second block derived from pentafluorostyrene.

비교예Comparative Example 1. One.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신에 제조예 7의 화합물(DPM-C4)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 사용하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 제조예 7의 화합물(DPM-C4)에서 유래된 제 1 블록과 펜타플루오로스티렌에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
Except that the compound (DPM-C4) of Preparation Example 7 was used in place of the compound (DPM-C12) of Production Example 1, a block copolymer was prepared by using a macro initiator and pentafluorostyrene in the manner similar to Example 1 . The block copolymer comprises a first block derived from the compound (DPM-C4) of Preparation Example 7 and a second block derived from pentafluorostyrene.

비교예Comparative Example 2. 2.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신 4-?메톡시페닐 메타크릴레이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 모노머로 하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 상기 4-메톡시페닐 메타크릴레이트에서 유래된 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
Except that 4-methoxyphenyl methacrylate was used in place of the compound (DPM-C12) of Preparation Example 1, a block copolymer was prepared using a macromonomer and pentafluorostyrene as monomers in the manner similar to Example 1 Respectively. The block copolymer comprises a first block derived from the 4-methoxyphenyl methacrylate and a second block derived from the pentafluorostyrene.

비교예Comparative Example 3. 3.

제조예 1의 화합물(DPM-C12) 대신 도데실 메타크릴레이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준하는 방식으로 거대개시제 및 펜타플루오로스티렌을 모노머로 하여 블록 공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체는 상기 도데실 메타크릴레이트에서 유래된 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌에서 유래된 제 2 블록을 포함한다.
A block copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that dodecyl methacrylate was used in place of the compound (DPM-C12) in Production Example 1, using a macro initiator and pentafluorostyrene as monomers. The block copolymer includes a first block derived from the dodecyl methacrylate and a second block derived from the pentafluorostyrene.

시험예Test Example 1. One.

실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 3에서 합성된 블록 공중합체를 사용하여 자기 조립된 고분자막을 형성하고, 그 결과를 확인하였다. 구체적으로 각 공중합체를 용매에 약 1.0 중량%의 농도로 용해시키고, 실리콘 웨이퍼상에 3000 rpm의 속도로 60초 동안 스핀코팅하였다. 그 후, 용매 숙성(solvent annealing) 또는 열적 숙성(thermal annealing)시켜 자기 조립시켰다. 각 블록 공중합체에 대하여 적용된 용매 및 숙성 방식 등은 하기 표 1에 정리하였다. 그 후, 각 고분자막에 대하여 SEM(scanning electron microscope: SEM) 또는 AFM(Atomic force microscopy) 사진을 촬영하여 자기 조립 효율을 평가하였다. 도 1 내지 12는 각각 실시예 1 내지 12에 대한 결과이고, 도 13 내지 15는 각각 비교예 1 내지 3에 대한 결과이다.
Self-assembled polymer membranes were formed using the block copolymers synthesized in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3, and the results were confirmed. Specifically, each copolymer was dissolved in a solvent at a concentration of about 1.0% by weight, and spin-coated on a silicon wafer at a speed of 3000 rpm for 60 seconds. Then, solvent self-assembly was performed by solvent annealing or thermal annealing. The solvent applied to each block copolymer, the aging method, etc. are summarized in Table 1 below. Then, each polymer membrane was photographed by scanning electron microscope (SEM) or atomic force microscopy (AFM) to evaluate self-assembly efficiency. 1 to 12 are the results for Examples 1 to 12, respectively, and Figs. 13 to 15 are the results for Comparative Examples 1 to 3, respectively.


코팅액Coating liquid 숙성(annealing)Annealing
사용용매Solvent used 블록공중합체농도Block copolymer concentration 숙성방식Aging method 숙성조건Aging condition 실시예1Example 1 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예2Example 2 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예3Example 3 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예4Example 4 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예5Example 5 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예6Example 6 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 용매숙성Solvent aging 2 시간2 hours 실시예7Example 7 다이옥신Dioxin 1.0 중량%1.0 wt% 용매숙성Solvent aging 1 시간1 hours 실시예8Example 8 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 용매숙성Solvent aging 2시간2 hours 실시예9Example 9 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예10Example 10 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 용매숙성Solvent aging 2시간2 hours 실시예11Example 11 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예12Example 12 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 비교예1Comparative Example 1 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 비교예2Comparative Example 2 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 비교예3Comparative Example 3 톨루엔toluene 1.0 중량%1.0 wt% 열숙성Heat ripening 160℃, 1시간160 ° C, 1 hour 실시예12 용매 숙성시 적용 용매: THF(tetrahydrofuran) 및 물의 혼합 용매(THF:물=4:6의 중량 비율)
실시예 13 용매 숙성 시 적용 용매: 클로로포름
실시예 14 용매 숙성시 적용 용매: THF(tetrahydrofuran) 및 물의 혼합 용매(THF:물=4:6의 중량 비율)
실시예16 용매 숙성 시 적용 용매: 사이클로헥산
Example 12 Applied solvent for aging solvent: THF (tetrahydrofuran) and water (THF: water = 4: 6 weight ratio)
Example 13 Applied when the solvent was aged Solvent: chloroform
Example 14 Applied when the solvent was aged Solvent: a mixed solvent of THF (tetrahydrofuran) and water (weight ratio of THF: water = 4: 6)
Example 16 Applied when the solvent was aged Solvent: Cyclohexane

시험예Test Example 2. 2.

시험예 1로부터 실시예에서 제조된 블록 공중합체는 기본적으로 우수한 자기 조립성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 실시예 중에서 실시예 1에서 제조된 블록 공중합체에 대하여 추가로 GISAXS(Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering) 특성을 평가하였다. 상기 특성은, 포항가속기 3C 빔라인을 이용하여 측정하였다. 실시예 1의 블록 공중합체를 플로로벤젠(fluorobezene)에 0.7 중량%의 고형분 농도로 희석시켜 제조한 코팅액을 친수성 표면 또는 소수성 표면을 가지는 기재에 약 5 nm의 두께로 스핀 코팅(코팅 면적: 가로 길이=1.5cm, 세로 길이=1.5cm)하고, 상온에서 약 1시간 동안 건조시킨 후에 다시 약 160?C의 온도에서 약 1 시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)하여 막을 형성하였다. 형성된 막에 막의 임계각과 기재의 임계각 사이의 각도에 해당하는 약 0.12도 내지 0.23도의 범위 내의 입사각으로 X선을 입사시킨 후에 2D marCCD로 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. 상기에서 친수성 표면을 가지는 기재로는, 순수에 대한 상온 젖음각이 약 5도인 기재를 사용하였고, 소수성 표면을 가지는 기재로는, 순수에 대한 상온 젖음각이 약 60도인 기재를 사용하였다. 순수에 대한 상온 젖음각이 5도인 표면에 대하여 상기 기재된 방식으로 GISAXS(Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering)를 측정한 결과는 도 16에 나타내었고, 소수성 표면으로서 순수에 대한 상온 젖음각이 60도인 표면에 대하여 측정한 GISAXS(Grazing Incidence Small Angle X ray Scattering)의 결과를 도 17에 나타내었다. 도면으로부터 어느 경우이던지 인플레이상의 회절 패턴이 확인되고, 이로부터 실시예 1의 블록 공중합체는 수직 배향성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.From the Test Example 1, it can be confirmed that the block copolymer produced in the Examples basically exhibits excellent self-assembly properties. Among the examples, the GISAXS (Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering) property was further evaluated for the block copolymer prepared in Example 1. [ The above characteristics were measured using a Pohang accelerator 3C beam line. The coating solution prepared by diluting the block copolymer of Example 1 with 0.7% by weight of solid content in fluorobezene was spin-coated on a hydrophilic surface or a substrate having a hydrophobic surface to a thickness of about 5 nm Length = 1.5 cm, vertical length = 1.5 cm), dried at room temperature for about 1 hour, and then subjected to thermal annealing at a temperature of about 160 캜 for about 1 hour to form a film. An X-ray was incident on the formed film at an incident angle within a 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, and then an X-ray diffraction pattern was obtained which was scattered in the film with 2D marCCD. 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. As the substrate having a hydrophilic surface, a substrate having a room temperature wetting angle of about 5 degrees with respect to pure water was used. As the substrate having a hydrophobic surface, a substrate having a room temperature wetting angle of about 60 degrees relative to pure water was used. The results of measurement of GISAXS (Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering) on a surface having a room temperature wetting angle of 5 degrees with respect to pure water are shown in FIG. 16. The results are shown in FIG. 16. As a hydrophobic surface, The results of the GISAXS (Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering) measured on the surface of the sample are shown in FIG. From any of the figures, the diffraction pattern above infinity was confirmed in any case, and it can be confirmed from this that the block copolymer of Example 1 exhibits vertical orientation.

추가로, 실시예 1과 같은 방식으로 블록 공중합체를 제조하되, 단량체와 거대 개시제의 몰비의 조절을 통해 다른 부피 분율을 가지는 블록 공중합체를 제조하였다.Further, in the same manner as in Example 1 Block copolymers were prepared, and block copolymers having different volume fractions were prepared by controlling the molar ratio of monomers to macro initiators.

제조된 블록 공중합체의 부피 분율은 하기와 같다.
The volume fractions of the prepared block copolymers are as follows.

제1블록의 부피 분획The volume fraction of the first block 제2블록의 부피 분획The volume fraction of the second block 샘플1Sample 1 0.70.7 0.30.3 샘플2Sample 2 0.590.59 0.410.41 샘플3Sample 3 0.480.48 0.520.52

상기에서 블록 공중합체의 각 블록의 부피 분율은, 각 블록의 상온에서의 밀도와 GPC(Gel Permeation chromatograph)에 의해 측정된 분자량을 토대로 계산하였다. 상기에서 밀도는, 부력법을 이용하여 측정하였으며, 구체적으로는 공기 중에서의 질량과 밀도를 알고 있는 용매(에탄올) 내에서의 질량을 통해 계산하였고, GPC는 전술한 방식에 따라 계산하였다. 상기 각 샘플에 대하여 상기 언급한 방식으로 GISAXS를 측정한 결과를 도 18 내지 20에 나타내었다. 도 18 내지 20은 각각 샘플 1 내지 3에 대한 결과이고, 도면으로부터 GISAXS상에 인플레인 회절 패턴이 확인되는 것을 알 수 있고, 이로부터 수직 배향성을 가질 것을 예측할 수 있다.
The volume fraction of each block of the block copolymer was calculated on the basis of the density at room temperature of each block and the molecular weight measured by GPC (Gel Permeation Chromatograph). The density was measured using the buoyancy method. Specifically, the density was calculated through mass in a solvent (ethanol) in which mass and density in air were known, and GPC was calculated according to the above-described method. The results of measurement of GISAXS in the above-mentioned manner for each sample are shown in Figs. 18 to 20. Fig. Figs. 18 to 20 are the results for Samples 1 to 3, respectively, from which it can be seen that the infra-red diffraction pattern is confirmed on the GISAXS, from which it can be predicted to have vertical orientation.

시험예Test Example 3. 3.

시험예 1로부터 실시예에서 제조된 블록 공중합체는 기본적으로 우수한 자기 조립성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 실시예 중에서 특히 적절한 결과를 확인한 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 및 3의 결과에 대하여 표면 에너지 및 밀도 등을 평가하였다.From the Test Example 1, it can be confirmed that the block copolymer produced in the Examples basically exhibits excellent self-assembly properties. Surface energy and density and the like were evaluated for the results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 3 in which particularly appropriate results were confirmed among the examples.

표면 에너지는, 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 표면 에너지를 측정하였다. 표면 에너지를 측정하고자 하는 물질을 플루오르벤젠(flourobenzene)에 약 2 중량%의 고형분 농도로 희석시킨 코팅액을 실리콘 웨이퍼에 약 50 nm의 두께로 스핀 코팅(코팅 면적: 가로 길이=2cm, 세로 길이=2cm)하고, 상온에서 약 1시간 동안 건조시킨 후에 다시 약 160°C에서 약 1시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)을 하여 막을 형성하고, 형성된 막에 대하여 표면 에너지를 측정하였다. 표면 에너지는 표면 장력(Surface tension)이 공지되어 있는 액체인 탈이온화수(H2O) 및 디요오드메탄(diiodomethane)를 각각 5회씩 떨어뜨려서 접촉각을 구하고, 그 평균값을 계산하여 그로부터 계산하였다. 상기 평균값의 접촉각을 적용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구할 수 있다. 하기 표에서 각 블록의 표면에너지는 그 블록을 형성하는 단량체만을 중합시켜 얻어진 단독 중합체에 대하여 상기 방식으로 측정한 표면 에너지이다.Surface energy was measured using a Drop Shape Analyzer (product of DSU100, KRUSS). The coating liquid prepared by diluting the substance to be measured with surface energy to flourobenzene to a solid concentration of about 2% by weight was spin-coated on a silicon wafer to a thickness of about 50 nm (coating area: width = 2 cm, length = ), Dried at room temperature for about 1 hour, and then subjected to thermal annealing at about 160 ° C for about 1 hour to form a film, and the surface energy was measured for the formed film. The surface energy was calculated by calculating the average value of the contact angle by dropping the deionized water (H 2 O) and the diiodomethane, which are surface tension known liquids, 5 times each. 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 by applying the average contact angle. In the following table, the surface energy of each block is the surface energy measured in the above manner for the homopolymer obtained by polymerizing only the monomer forming the block.

밀도의 측정 방식은 상기 시험예에서 기술한 바와 같다.The density measurement method is as described in the above test example.

상기와 같은 측정 결과를 하기 표에 정리하여 기재하였다.
The above measurement results are summarized in the following table.


실시예Example 비교예Comparative Example
1One 22 33 44 55 1One 22
1
블록
My
One
block
SESE 30.8330.83 31.4631.46 27.3827.38 26.92426.924 27.7927.79 37.3737.37 48.9548.95
DEDE 1One 1.041.04 1.021.02 0.990.99 1.001.00 1.111.11 1.191.19 VFVF 0.660.66 0.570.57 0.600.60 0.610.61 0.610.61 0.730.73 0.690.69
1
블록
My
One
block
SESE 24.424.4 24.424.4 24.424.4 24.424.4 24.424.4 24.424.4 24.424.4
DEDE 1.571.57 1.571.57 1.571.57 1.571.57 1.571.57 1.571.57 1.571.57 VFVF 0.340.34 0.430.43 0.400.40 0.390.39 0.390.39 0.270.27 0.310.31 SE 차이SE difference 6.436.43 7.067.06 2.982.98 2.5242.524 3.393.39 12.9812.98 24.5524.55 DE 차이DE difference 0.570.57 0.530.53 0.550.55 0.580.58 0.570.57 0.460.46 0.380.38 SE: 표면 에너지(단위: mN/m)
De: 밀도(단위: g/cm3)
SE 차이: 제1블록의 표면 에너지와 제 2 블록의 표면 에너지의 차이의 절대값
De 차이:제1블록의 밀도와 제 2 블록의 밀도의 차이의 절대값
SE: surface energy (unit: mN / m)
De: density (unit: g / cm 3 )
SE difference: the absolute value of the difference between the surface energy of the first block and the surface energy of the second block
De difference: the absolute value of the difference between the density of the first block and the density of the second block

상기 표의 결과로부터 적절한 자기 조립 특성이 구현되는 경우(실시예 1 내지 5)에는 표면 에너지의 차이 등이 특정한 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 실시예 1 내지 5의 블록 공중합체의 경우, 제 1 블록과 제 2 블록의 표면 에너지의 차이의 절대값이 2.5 mN/m 내지 7 mN/m의 범위 내에 있으나, 비교예의 경우 상기 범위를 벗어난 표면 에너지 차이의 절대값을 나타내었다. 또한, 제 1 블록이 제 2 블록에 비하여 높은 표면에너지를 나타내었고, 그 범위는 약 20 mN/m 내지 35 mN/m의 범주 내였다. 또한, 실시예 1 내지 5의 블록 공중합체는, 제 1 블록의 밀도와 제 2 블록의 밀도의 차이의 절대값이 0.3 g/cm3 이상이였다.
From the results of the above table, it can be seen that when the proper self-assembly characteristics are realized (Examples 1 to 5), the difference in surface energy shows a specific tendency. Specifically, in the case of the block copolymers of Examples 1 to 5, the absolute value of the difference in surface energy between the first block and the second block is in the range of 2.5 mN / m to 7 mN / m, The absolute value of the surface energy difference was shown. Also, the first block exhibited a higher surface energy than the second block, and the range was within the range of about 20 mN / m to 35 mN / m. In the block copolymers of Examples 1 to 5, the absolute value of the difference between the density of the first block and the density of the second block was 0.3 g / cm 3 or more.

시험예Test Example 4. 4.

자기 조립 특성 시험 등에서 우수한 결과를 확인한 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 및 2의 결과에 대하여 XRD 패턴을 분석한 결과는 하기 표 4에 정리하여 기재하였다.The results of the XRD pattern analysis on the results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, which confirmed excellent results in the self-assembly characteristics test, are summarized in Table 4 below.


실시예Example 비교예Comparative Example
1One 22 33 44 55 1One 22 산란벡터(q값)(단위: nm-1)Scattering vector (q value) (unit: nm -1 ) 1.961.96 2.412.41 2.152.15 1.831.83 1.721.72 4.424.42 3.183.18 반높이 너비(단위: nm-1)Half height width (unit: nm -1 ) 0.570.57 0.720.72 0.630.63 0.450.45 0.530.53 0.970.97 1.061.06

XRD 패턴은, 포항가속기 4C 빔라인에서 시료에 X-선을 투과시켜 산란 벡터(q)에 따른 산란 강도를 측정하여 구하였다. 시료로는 측정 대상인 블록 공중합체를 특별한 전 처리 없이 정제하여 불순물을 제거하여 얻어진 분말 상태의 블록 공중합체를 XRD측정용 셀에 넣어 적용하였다. 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 얻은 후에 얻어진 회절 패턴을 silver behenate를 이용하여 산란 벡터(q)로 캘리브레이션(calibration)하고, 원형 평균(circular average)하여 산란 벡터(q)에 대한 산란강도로 플롯(plot)하였다. 산란 벡터(q)에 따른 산란 강도를 플롯(plot)하여 피크의 위치와 반높이 너비(FWHM)를 피크 피팅(peak fitting)을 통하여 구하였다. 상기 결과로부터 우수한 자기 조립성을 나타내는 블록 공중합체의 경우, 그렇지 않은 비교예와 비교하여 특이한 XRD 패턴을 보이는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 실시예의 블록 공중합체의 경우, XRD 패턴에서 0.5 nm-1 내지 10 nm-1의 산란 벡터(q) 내에서 반높이 너비가 0.2 nm-1 내지 1.5 nm-1의 범위 내에 있는 피크가 확인되지만, 비교예에서는 이러한 피크가 확인되지 않았다.The XRD pattern was obtained 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 block copolymer in powder form obtained by purifying a block copolymer to be measured without any special pretreatment and removing impurities was applied to a cell for XRD measurement. 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. The diffraction pattern obtained after obtaining the scattered 2D diffraction pattern as an image is calibrated to a scattering vector q using silver behenate and circularly averaged to obtain the scattering intensity for the scattering vector q, respectively. The scattering intensity according to the scattering vector (q) was plotted and the position of the peak and the half-height width (FWHM) were obtained through peak fitting. From the above results, it can be seen that a block copolymer showing excellent self-assembly properties exhibits a unique XRD pattern as compared with the comparative example. Specifically, in the case of the block copolymer of the embodiment, a peak whose half-height width is within the range of 0.2 nm -1 to 1.5 nm -1 within the scattering vector (q) of 0.5 nm -1 to 10 nm -1 in the XRD pattern is confirmed However, these peaks were not confirmed in the comparative example.

Claims (21)

X선 회절 분석에서 반높이 너비가 0.2 내지 1.5nm-1의 범위 내에 있는 피크를 나타내고, 하기 화학식 4로 표시되는 블록을 포함하며, 상기 반높이 너비가 0.2 내지 1.5 nm-1의 범위 내에 있는 피크를 나타내는 상기 X선 회절 분석에서의 산란 벡터값(q값)이 0.5 내지 10 nm-1의 범위 내에 있는 블록 공중합체:
[화학식 4]
Figure 112017041858312-pat00029

화학식 4에서 R은 수소 또는 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, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 3개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 직쇄 사슬이 연결된 방향족 고리 구조를 포함하는 1가 치환기 또는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 직쇄 사슬이 연결된 지환족 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다.
A half height width in a range of 0.2 to 1.5 nm -1 in X-ray diffraction analysis, and a block having a half height width in the range of 0.2 to 1.5 nm -1 Wherein the scattering vector value (q value) in the X-ray diffraction analysis is in the range of 0.5 to 10 nm &lt; -1 & gt ;.
[Chemical Formula 4]
Figure 112017041858312-pat00029

X is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2- , a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) - is, in the X 1 is an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 -, and the alkylene, alkenylene or alkynylene group, Y Is a monovalent substituent group including an alicyclic ring structure having a straight chain having three or more chain forming atoms connected thereto, or a monovalent substituent group including an alicyclic ring structure having a straight chain having at least eight chain forming atoms connected to each other.
제 1 항에서, R은, 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. 제 1 항에 있어서, X는 단일 결합, 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-인 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein X is a single bond, an oxygen atom, -C (= O) -O-, or -O-C (= O) -. 제 1 항에 있어서, X는 -C(=O)-O-인 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein X is -C (= O) -O-. 제 1 항에 있어서, 방향족 고리 구조 또는 지환족 고리 구조에 연결된 사슬은 8개 내지 20개의 사슬 형성 원자를 포함하는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein the chain connected to the aromatic ring structure or the alicyclic ring structure comprises 8 to 20 chain-forming atoms. 제 1 항에 있어서, 사슬 형성 원자는 탄소, 산소 또는 질소인 블록 공중합체.The block copolymer of claim 1, wherein the chain-forming atoms are carbon, oxygen, or nitrogen. 제 1 항에 있어서, 사슬은 탄화수소 사슬인 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein the chain is a hydrocarbon chain. 제 1 항에 있어서, 사슬은 방향족 고리 구조 또는 지환족 고리 구조에 직접 또는 링커를 통해 연결되어 있는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein the chain is connected to the aromatic ring structure or the alicyclic ring structure directly or via a linker. 제 8 항에 있어서, 링커는, 산소 원자, 황 원자, -NR3-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, 상기에서 R3는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기인 블록 공중합체.The method of claim 8, wherein the linker is an oxygen atom, a sulfur atom, -NR 3 -, -S (= O) 2 -, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group, in the R 3 is hydrogen, an alkyl group , An alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group or an aryl group. 제 1 항에 있어서, 방향족 고리 구조는 6개 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 지환족 고리 구조는 3개 내지 12개의 탄소 원자를 가지는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein the aromatic ring structure has 6 to 12 carbon atoms, and the alicyclic ring structure has 3 to 12 carbon atoms. 제 1 항에 있어서, Y는 하기 화학식 2로 표시되는 블록 공중합체:
[화학식 2]
Figure 112014119424673-pat00030

화학식 2에서 P는 아릴렌기 또는 사이클로알킬렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자 또는 -NR3-이며, 상기에서 R3는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기이고, Z는 P가 아릴렌기인 경우에 3개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 사슬이고, P가 사이클로알킬렌기인 경우에는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 상기 사슬이다.
2. The block copolymer according to claim 1, wherein Y is a block copolymer represented by the following formula (2): &lt; EMI ID =
(2)
Figure 112014119424673-pat00030

In Formula (2), P is an arylene group or a cycloalkylene group, Q is a single bond, an oxygen atom or -NR 3 -, and R 3 is hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, Z is the above chain having 3 or more chain-forming atoms when P is an arylene group, and the chain having 8 or more chain-forming atoms when P is a cycloalkylene group.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 사슬의 사슬 형성 원자의 수(n)와 자기 조립된 상태에서의 제 1 블록간의 거리(D, 단위: nm)의 비율(n/D)이 2.5 nm-1 내지 5 nm-1의 범위 내에 있는 블록 공중합체.The method of claim 1, wherein the distance between the first block of the number (n) of the chain-forming atoms of the chain and the self-assembled condition: The ratio of (D, units of nm) (n / D) is 2.5 nm to 5 nm -1 -1 . &Lt; / RTI &gt; 제 1 항에 있어서, 화학식 4로 표시되는 블록의 부피 분율이 0.4 내지 0.8의 범위 내에 있는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein the volume fraction of the block represented by the general formula (4) is in the range of 0.4 to 0.8. 제 1 항에 있어서, 화학식 4로 표시되는 블록과의 표면 에너지 차이의 절대값이 2.5 mN/m 내지 7 mN/m의 범위 내에 있는 제 2 블록을 추가로 포함하는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, further comprising a second block having an absolute value of a surface energy difference with a block represented by the general formula (4) is in the range of 2.5 mN / m to 7 mN / m. 제 15 항에 있어서, 화학식 4로 표시되는 블록의 표면 에너지가 제 2 블록의 표면 에너지보다 높은 블록 공중합체.16. The block copolymer according to claim 15, wherein the surface energy of the block represented by the general formula (4) is higher than the surface energy of the second block. 제 1 항에 있어서, 화학식 4로 표시되는 블록의 표면 에너지가 20 내지 35 mN/m의 범위 내에 있는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, wherein the surface energy of the block represented by the general formula (4) is in the range of 20 to 35 mN / m. 제 1 항에 있어서, 화학식 4로 표시되는 블록과의 밀도 차이의 절대값이 0.3 g/cm3 이상인 제 2 블록을 추가로 포함하는 블록 공중합체.The block copolymer according to claim 1, further comprising a second block having an absolute density difference of 0.3 g / cm 3 or more with respect to the block represented by the general formula (4). 자기 조립된 제 1 항의 블록 공중합체를 포함하는 고분자막.A polymer membrane comprising the self-assembled block copolymer of claim 1. 자기 조립된 제 1 항의 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 기판상에 형성하는 것을 포함하는 고분자막의 형성 방법.A method for forming a polymer membrane, which comprises forming on a substrate a self-assembled polymer membrane comprising the block copolymer of claim 1. 기판 및 상기 기판상에 형성되어 있고, 자기 조립된 제 1 항의 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 가지는 적층체에서 상기 블록 공중합체의 화학식 4로 표시되는 블록 또는 그와는 다른 블록을 선택적으로 제거하는 과정을 포함하는 패턴 형성 방법.(4) of the block copolymer or a block different therefrom in a laminate having a substrate and a polymer film formed on the substrate and self-assembled with the polymer block comprising the block copolymer of claim 1 &Lt; / RTI &gt;
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