KR102509099B1 - 3차원 가교제용 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 제조 방법 - Google Patents
3차원 가교제용 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102509099B1 KR102509099B1 KR1020200178860A KR20200178860A KR102509099B1 KR 102509099 B1 KR102509099 B1 KR 102509099B1 KR 1020200178860 A KR1020200178860 A KR 1020200178860A KR 20200178860 A KR20200178860 A KR 20200178860A KR 102509099 B1 KR102509099 B1 KR 102509099B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mixture
- formula
- flask
- crosslinking agent
- thin film
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 131
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 title description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 147
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 62
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 38
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 24
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 22
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 21
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 19
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 19
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 18
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 16
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 13
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 12
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 229940093499 ethyl acetate Drugs 0.000 description 9
- 235000019439 ethyl acetate Nutrition 0.000 description 9
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 9
- -1 3,3-dimethylbutyl group Chemical group 0.000 description 8
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 8
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 7
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 6
- PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N Sodium azide Chemical compound [Na+].[N-]=[N+]=[N-] PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 6
- QPLWXRCHMYXYER-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5-tetrafluoro-6-propan-2-ylbenzoic acid Chemical compound CC(C)C1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1C(O)=O QPLWXRCHMYXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IOJFHZXQSLNAQJ-UHFFFAOYSA-N 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=C(F)C(F)=C(N=[N+]=[N-])C(F)=C1F IOJFHZXQSLNAQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 5
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 5
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 5
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UVFDPYYLBHIZOX-UHFFFAOYSA-N [3-(2,3,4,5-tetrafluoro-6-propan-2-ylbenzoyl)oxy-2,2-bis[(2,3,4,5-tetrafluoro-6-propan-2-ylbenzoyl)oxymethyl]propyl] 2,3,4,5-tetrafluoro-6-propan-2-ylbenzoate Chemical compound CC(C)C1=C(C(=C(C(=C1F)F)F)F)C(=O)OCC(COC(=O)C2=C(C(=C(C(=C2F)F)F)F)C(C)C)(COC(=O)C3=C(C(=C(C(=C3F)F)F)F)C(C)C)COC(=O)C4=C(C(=C(C(=C4F)F)F)F)C(C)C UVFDPYYLBHIZOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- WDGCGWKOFMXDIR-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrafluoro-5-propan-2-ylbenzene Chemical compound CC(C)C1=CC(F)=C(F)C(F)=C1F WDGCGWKOFMXDIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DATKUPKUABVTOE-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3,4,5-tetrafluoro-6-propan-2-ylbenzoyl)oxyethyl 2,3,4,5-tetrafluoro-6-propan-2-ylbenzoate Chemical compound CC(C)C1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1C(=O)OCCOC(=O)C1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1C(C)C DATKUPKUABVTOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOJFHZXQSLNAQJ-UHFFFAOYSA-M 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate Chemical compound [O-]C(=O)C1=C(F)C(F)=C(N=[N+]=[N-])C(F)=C1F IOJFHZXQSLNAQJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ROJWQMFZXRVQMF-UHFFFAOYSA-N CC(C)C(C(CCCC(C(C(C(C)C)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)(C(C(F)=C1N=[N+]=[N-])F)C(O)=O)=C1F Chemical compound CC(C)C(C(CCCC(C(C(C(C)C)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)(C(C(F)=C1N=[N+]=[N-])F)C(O)=O)=C1F ROJWQMFZXRVQMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IZJWPPIZAGJYJK-UHFFFAOYSA-N [3-(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy-2-[(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxymethyl]propyl] 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate Chemical compound [N-]=[N+]=NC(C(F)=C(C(C(OCC(COC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)COC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)=O)=C1F)F)=C1F IZJWPPIZAGJYJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- UUEVFMOUBSLVJW-UHFFFAOYSA-N oxo-[[1-[2-[2-[2-[4-(oxoazaniumylmethylidene)pyridin-1-yl]ethoxy]ethoxy]ethyl]pyridin-4-ylidene]methyl]azanium;dibromide Chemical compound [Br-].[Br-].C1=CC(=C[NH+]=O)C=CN1CCOCCOCCN1C=CC(=C[NH+]=O)C=C1 UUEVFMOUBSLVJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 229940086542 triethylamine Drugs 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- SOZFIIXUNAKEJP-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrafluorobenzene Chemical compound FC1=CC=C(F)C(F)=C1F SOZFIIXUNAKEJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZEVSDGEBAJOTK-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[5-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]-1,3,4-oxadiazol-2-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CC=1OC(=NN=1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O KZEVSDGEBAJOTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004973 1-butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- 125000006023 1-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- DGSZRSHUZSRTRS-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentakis[(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy]hexyl 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate Chemical compound [N-]=[N+]=NC(C(F)=C(C(C(OCC(C(C(C(COC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)OC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)OC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)OC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)OC(C(C(F)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)=O)=C1F)F)=C1F DGSZRSHUZSRTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFRDXVJWXWOTEW-UHFFFAOYSA-N 2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)CO SFRDXVJWXWOTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXAMGRAIZSSWIH-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-1,2,4-oxadiazol-5-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1=NOC(=N1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 SXAMGRAIZSSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRPAUEVGEGEPFQ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 ZRPAUEVGEGEPFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVKRKMWZYMKVTQ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JVKRKMWZYMKVTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJLUBHOZZTYQIP-UHFFFAOYSA-N 2-[5-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-1,3,4-oxadiazol-2-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1=NN=C(O1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 YJLUBHOZZTYQIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTJWCLYPVFJWMP-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO PTJWCLYPVFJWMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006176 2-ethylbutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- UVYAACRDTZXWFC-UHFFFAOYSA-N 4-azido-2,3,5-trifluoro-6-propan-2-ylbenzoic acid Chemical compound CC(C)c1c(F)c(N=[N+]=[N-])c(F)c(F)c1C(O)=O UVYAACRDTZXWFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017745 AgNP Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N Pentaerythritol Tetranitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(CO[N+]([O-])=O)(CO[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ONXAVHQWLDYKMA-UHFFFAOYSA-N [3-(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy-2,2-bis[(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxymethyl]propyl] 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate Chemical compound FC1=C(F)C(C(=O)OCC(COC(=O)C2=C(F)C(F)=C(N=[N+]=[N-])C(F)=C2F)(COC(=O)C2=C(F)C(F)=C(N=[N+]=[N-])C(F)=C2F)COC(=O)C2=C(F)C(F)=C(N=[N+]=[N-])C(F)=C2F)=C(F)C(F)=C1N=[N+]=[N-] ONXAVHQWLDYKMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDUCXTOMCFURHU-UHFFFAOYSA-N [3-(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-propan-2-ylbenzoyl)oxy-2,2-bis[(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-propan-2-ylbenzoyl)oxymethyl]propyl] 4-azido-2,3,5-trifluoro-6-propan-2-ylbenzoate Chemical compound CC(C)C(C(C(OCC(COC(C(C(C(C)C)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)(COC(C(C(C(C)C)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)COC(C(C(C(C)C)=C(C(N=[N+]=[N-])=C1F)F)=C1F)=O)=O)=C(C(F)=C1N=[N+]=[N-])F)=C1F MDUCXTOMCFURHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 125000005055 alkyl alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002102 aryl alkyloxo group Chemical group 0.000 description 1
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 150000001975 deuterium Chemical group 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- ULYZAYCEDJDHCC-UHFFFAOYSA-N isopropyl chloride Chemical compound CC(C)Cl ULYZAYCEDJDHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N lithium butane Chemical compound [Li+].CCC[CH2-] DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N n-Butyllithium Substances [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 1
- 125000002572 propoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 125000003011 styrenyl group Chemical group [H]\C(*)=C(/[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001973 tert-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
- C08G61/123—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
- C08G61/123—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
- C08G61/126—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
- C08K5/175—Amines; Quaternary ammonium compounds containing COOH-groups; Esters or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
- C08K5/18—Amines; Quaternary ammonium compounds with aromatically bound amino groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08L25/06—Polystyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/16—Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L65/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/484—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the channel regions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 가교제용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 소자의 제조에 사용되는 3차원 가교제용 조성물에 관한 것이다.
기존의 진공 기반 공정으로 전자 소자를 제작하는 방법보다, 용액 공정으로 전자 소자를 제작하는 방법은 공정 비용을 급격히 낮출 수 있는 장점이 있는 혁신적인 기술이다. 다만, 전자 소자 제작에 사용되는 재료를 용액 공정으로 각 소재층들을 패터닝하는 기술들은, 일반적으로, 감광성 수지를 사용해야 하고 에칭 공정이 필요하다. 이에 따라, 기존의 용액 공정으로 전자 소자를 제작하는 방법은 복잡해질 수 있고, 패터닝이 될 재료가 손상될 수 있는 문제가 있다. 특히, 용액 공정을 통한 소재층의 패턴화 공정에서 상부층을 만들 때 하부층이 손상되어 전기적 소자 특성이 저하되는 현상이 발생하고 있다. 이러한 문제는 단일 소자에서뿐만 아니라 대면적 어레이(array) 전자 소자나 회로 제작 시 심각한 문제로 대두된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전자 소자의 제조에 사용되는 가교제용 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 가교제용 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
본 발명의 일 실시예는, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 가교제용 조성물에 관한 것이다.
[화학식 2]
본 발명의 일 실시예는, 기판 상에 하기 화학식 1로 표시되는 가교제용 조성물을 도포하여 하부막을 형성하는 것, 및 상기 하부막을 패터닝하는 것을 포함하는 전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
본 발명에 따르면, 패턴의 형성 또는 전자 소자의 제조를 위해 포토레지스트막이 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 단순해질 수 있고, 동시에 전자 소자의 구성 요소의 손상을 방지할 수 있다. 이에 더하여, 3차원 가교제용 조성물을 이용하여 제조된 전기 소자는 전기적 특성 및 안정성이 향상될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 가교제용 조성물을 사용한 전자 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 전자 소자의 안정성을 평가한 결과를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 전자 소자의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 전자 소자의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 전자 소자의 안정성을 평가한 결과를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 전자 소자의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 전자 소자의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예들에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가한 결과들을 나타낸다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 개념이 어떤 적합한 환경에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 물질, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 물질, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, 알킬기는 선형 알킬기, 가지 달린 알킬기, 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30의 알킬기일 수 있다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, i-부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 및 시클로펜틸기 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 알콕시(alkoxy)기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 알콕시기는 알킬 알콕시기 및 아릴 알콕시기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 알케닐기는 선형 알케닐기 또는 가지 달린 알케닐기일 수 있다. 알케닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 알케닐기의 예로는 비닐기, 1-부테닐기, 1-펜테닐기, 1,3-부타디에닐 아릴기, 스티레닐기, 및 스티릴비닐기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 알케닐기는 알릴기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 탄화수소 고리는 단환 또는 다환일 수 있다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에서, 할로겐의 예로 플루오린(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 및 아이오딘(I) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, “치환 또는 비치환된”은 수소원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 하이드록시기, 알콕시기, 에테르기, 할로겐화 알킬기, 할로겐화 알콕시기, 할로겐화 에테르기, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 탄화수소 고리기 및 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 할로겐화 알콕시기는 알콕시기로 해석될 수 있다.
본 명세서의 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져 있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 가교제용 조성물을 사용한 전자 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1을 참조하면 기판(100)이 제공될 수 있다. 상기 기판(100) 상에 하부막(200)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부막(200)의 형성은 스핀 코팅에 의해 수행될 수 있다. 상기 하부막(200)은 단일막 또는 적층된 복수의 막들일 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 기판(100) 및 상기 하부막(200) 사이에 층들이 더 제공될 수 있다. 상기 하부막(200)은 식각 대상막일 수 있다. 상기 하부막(200)은 반도체 물질(일 예로, 유기 반도체 물질), 금속 물질(일 예로, 금속 나노입자 및/또는 양자점 나노입자), 및 절연 물질(일 예로, 고분자 절연 물질) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 반도체 물질은 고분자 또는 유기 반도체 소재를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 반도체 물질은 P(DPP2DT-TVT), P(DPP2DT-T2), P(DPP2DT-F2T2), P(DPP2DT-TT), P(NDI3OT-Se2), 및 P(NDI3OT-Se), P(NDI2OD-Se2) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예로, 상기 고분자 절연 물질은 PMMA, PS, 및 PVDF-HFP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 금속 나노입자는 은나노입자(AgNP) 또는 금나노입자(AuNP)와 같은 금속 나노입자를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 이에 제한되는 것은 아니다.
이에 더하여, 상기 하부막(200)은 가교제용 조성물을 포함할 수 있다. 상기 가교제용 조성물은 3차원 구조일 수 있다. 상기 가교제용 조성물의 농도는 0.1 wt% 내지 50 wt%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.1 wt% 내지 5 wt%일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 가교제용 조성물은 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1은 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, 또는 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기이고, R2는 O, S, NH, CH2 또는 이고, R3은 O, S, NH 또는 CH2이고, R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기, 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, 및 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기 중 어느 하나이고, R5는 수소 또는 할로겐이고, R6은 CO, CH2, 또는 SO2이고, l 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고, n은 3 내지 12의 정수이다.
상기 할로겐은 F 또는 Cl을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 R4는 하기 화학식 R-1 내지 화학식 R-97 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 화학식 R-1 내지 화학식 R-97에서, a, b 및 c는 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, R2는 O, S, NH, CH2 또는 이고, R3은 O, S, NH 또는 CH2이고, R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기, 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, 및 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기 중 어느 하나이고, R5는 수소 또는 할로겐이고, R6은 CO, CH2, 또는 SO2이고, l 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 가교제용 조성물은 하기의 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R1은 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, 또는 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기이고, R2는 O, S, NH, CH2 또는 이고, R3는 O, S, NH 또는 CH2이고, R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기, 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, 및 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기 중 어느 하나이고, R5는 수소 또는 할로겐이고, l 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고, n은 3 내지 12의 정수이다.
상기 할로겐은 F 또는 Cl을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 R4는 상기 화학식 R-1 내지 화학식 R-97 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
[화학식 2-5]
[화학식 2-6]
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서, R2는 O, S, NH, CH2 또는 이고, R3는 O, S, NH 또는 CH2이고, R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기, 및 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알킬기, 및 적어도 하나의 수소가 할로겐으로 치환된 C1 내지 C30의 직쇄형태 또는 분기형태의 알콕시기 중 어느 하나이고, R5는 수소 또는 할로겐이고, l 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-8 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
[화학식 3-5]
[화학식 3-6]
[화학식 3-7]
[화학식 3-8]
도 2를 참조하면, 포토마스크(300)가 상기 하부막(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 포토마스크(300)은 상기 하부막(200)의 일부를 노출시킬 수 있다. 상기 포토마스크(300) 상에 빛(400)이 조사될 수 있다. 빛(400)에 의해 상기 하부막(200)이 노광될 수 있다. 빛(400)은 전자선 또는 극자외선일 수 있다. 상기 포토마스크(300)에 의해 노출된 하부막(200)의 제1 부분(210) 상에 빛(400)이 직접 조사될 수 있다. 빛(400)에 의해, 상기 하부막(200)의 상기 제1 부분(210) 내의 가교제용 조성물은 가교 반응이 진행되어 경화될 수 있다. 구체적으로, 빛(400)에 의해, 상기 가교제용 조성물의 화학 결합의 일부가 끊어져 라디칼들이 형성될 수 있다. 상기 라디칼들은 자유 라디칼들일 수 있다. 예를 들어, 하기와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 가교제용 조성물에서 N2가 제거되고, N 라디칼(즉, 나이트린)이 형성될 수 있다. 라디칼들로 인해, 상기 화학식 1의 물질들 사이의 분자간 결합 반응이 발생할 수 있다.
상기 포토마스크(300)에 의해 노출되지 않은 상기 하부막(200)의 제2 부분(220)은 빛(400)에 노출되지 않을 수 있다. 즉, 상기 하부막(200)의 상기 제2 부분(220) 내의 가교제용 조성은 경화되지 않을 수 있다.
도 3을 참조하면, 포토마스크(300)는 제거될 수 있다. 용액을 이용하여 상기 하부막(200)의 상기 제2 부분(220)이 제거되고, 상기 하부막(200)의 상기 제1 부분(210)이 남아 하부 패턴을 형성할 수 있다. 이하, 상기 하부막(200)의 상기 제1 부분(210)은 하부 패턴으로 지칭될 수 있다. 상기 하부 패턴은 전자 소자의 구성 요소일 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 패턴은 전자 소자를 구성하는 전극층, 전하수송층, 활성층 및 절연층 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 소자는 유기박막트랜지스터, 논리 전자 소자, 유기발광소자(organic light-emitting diode, OLED) 또는 양자점발광소자(quantum dot light-emitting diode, QD-LED)일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 상기 3차원 가교제용 조성물은 패턴의 형성 또는 전자 소자의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교제용 조성물은 전자 소자의 제조를 위한 패터닝 공정에 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 패턴의 형성 또는 전자 소자의 제조를 위해 포토레지스트막이 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 단순해질 수 있고, 동시에 전자 소자의 구성 요소의 손상을 방지할 수 있다. 이에 더하여, 3차원 가교제용 조성물을 이용하여 제조된 전기 소자는 전기적 특성 및 안정성이 향상될 수 있다.
이에 따라, 반도체 소자의 제조 공정에서 금속 원소에 의해 오염이 발생하는 현상이 방지될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 가교제용 조성물의 제조 방법을 설명한다.
실시예 1
2-(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (3Bx)의 합성
25 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoic acid (0.30 g, 1.28 mmol)을 첨가하고, 2시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (0.21 mL, 2.84 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (6 mL)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 26 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온(약 25 °C)으로 냉각시키고 회전농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (6 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 25 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol (37.40 mg, 0.35 mmol)을 첨가고, 2시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 anhydrous dichloromethane(DCM) (8 mL) 및 triethyl amine (0.18 mL, 1.27 mmol)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 22 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (15 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기 및 dichloromethane (20 mL)을 이용하여 상기 제2 혼합물의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(ethyl acetate:n-hexane = 3 : 1)를 이용하여 분리하고, n-hexane을 이용한 재결정 방법으로 순수한 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.14 g 이고, 수율은 52 %로 분석되었다.
실시예 2
2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (4Bx)의 합성
50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoic acid (1.00 g, 4.25 mmol)을 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (0.62 mL, 8.50 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (25 mL)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 16 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온(약 25 °C)으로 냉각시키고 회전농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (10 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 pentaerythritol (0.12 g, 0.88 mmol)을 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 anhydrous dichloromethane(DCM) (15 mL) 및 triethyl amine (0.59 mL, 4.25 mmol)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 26 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (10 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수 (20 mL) 및 dichloromethane (20 mL)을 이용하여 상기 제2 혼합물의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(ethyl acetate:n-hexane = 3 : 1)로 분리하고, n-hexane을 이용한 재결정 방법으로 순수한 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.79 g 이고, 수율은 89 %로 분석되었다.
실시예 3
2-(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)-2-((3-((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)-2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propoxy)methyl)propane-1,3-diylbis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (6Bx)의 합성
50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoic acid (1.50 g, 6.38 mmol)를 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (0.66 mL, 9.12 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (25 mL)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 28 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온(약 25 °C)으로 냉각시키고 회전 농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜, 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (15 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 dipentaerythritol (0.19 g, 0.76 mmol)을 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 anhydrous pyridine (25 mL)을 넣고 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 22 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (15 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수 (35 mL) 및 dichloromethane (30 mL)을 이용하여, 상기 제2 혼합물의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(dichloromethane : n-hexane = 7 : 1)로 분리하고, n-hexane을 이용한 재결정 방법으로 순수한 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.86 g이고, 수율은 73 %로 분석되었다.
실시예 4
hexane-1,2,3,4,5,6-hexayl hexakis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (6Bx_M)의 합성
50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoic acid (1.00 g, 4.25 mmol)를 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (0.49 mL, 6.8 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (20 mL)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 23 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온(약 25 °C)으로 냉각시키고 회전 농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜, 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (12 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 D-mannitol, (0.86 g, 0.47 mmol)을 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 anhydrous pyridine (15 mL)을 넣고 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 22 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (15 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수 (30 mL) 및 dichloromethane (25 mL)을 이용하여, 상기 제2 혼합물의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(dichloromethane : n-hexane = 7 : 1)로 분리하고, n-hexane을 이용한 재결정 방법으로 순수한 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.50 g이고, 수율은 71 %로 분석되었다.
실시예 5
2-((3-((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)-2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propoxy)methyl)-2-((3-((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)-2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propoxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (8Bx)의 합성
50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoic acid (2.00 g, 8.51 mmol)를 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (0.99 mL, 13.62 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (28 mL)을 순차적으로 첨가하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 17 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온(약 25 °C)으로 냉각시키고 회전 농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜, 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (18 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 100 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 tripentaerythritol (0.26 g, 0.71 mmol)을 첨가하고, 2 시간 동안 상온에서 교반하면서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 anhydrous pyridine (38 mL)을 넣고 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 17 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (18 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수 (40 mL) 및 dichloromethane (35 mL)을 이용하여, 상기 제2 혼합물의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피(dichloromethane : n-hexane = 7 : 1)로 분리하고, n-hexane을 이용한 재결정 방법으로 순수한 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.40 g이고, 수율은 26 %로 분석되었다.
실시예 6
4-(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylphenyl)-4-oxobutyl4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoate (IP-2Bx)의 합성
실시예 6-1: 1,2,3,4-tetrafluoro-5-isopropylbenzene의 합성
50 ml의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 1,2,3,4-tetrafluorobenzene (1.47 g, 9.60 mmol)와 AlCl3 (0.38 g, 2.89 mmol)을 첨가하고, 0 ℃ 조건에서 30분 동안 아르곤 분위기하에 교반한다. 상기 플라스크에 isopropyl chloride (1.14 mL, 12.48 mmol)을 한 방울씩 적가한다. 1시간 뒤에 상온으로 승온시키고, 상온에서 3시간 동안 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 증류수를 이용하여 반응을 종결한 후, 추출용 깔때기 및 chloroform을 이용하여 3회의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정으로 수득된 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 및 dichloromethane을 이용하여 필터하고, 회전 농축기를 통해 건조하여, 탁한 노란색의 오일 상태의 생성물을 수득하였다. 상기 생성물은 1.40 g이고, 수율은 76 %로 분석되었다.
실시예 6-2: 2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoic acid의 합성
250 mL의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 1,2,3,4-tetrafluoro-5-isopropylbenzene (10.87 g, 56.58 mmol)와 THF (110 mL)를 첨가하고, -78 ℃에서 30분 동안 아르곤 분위기하에 교반한다. 상기 플라스크에 n-BuLi (42.4 mL, 67.90 mmol)을 한 방울씩 적가한다. 2 시간 뒤에, -78 ℃에서 이산화탄소 가스를 30 분간 버블링(bubbling)한다. 이 후, 상온으로 서서히 승온시키면서 14 시간 동안 교반한다. 0 ℃ 조건하에서 1 M의 HCl 80 mL를 상기 플라스크에 적가하여, 혼합물을 제조한다. 추출용 깔때기, 증류수 100 mL 및 ethyl acetate을 이용하여 상기 혼합물의 추출 공정을 3회 수행한다. 상기 추출 공정으로 수득된 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 진공 펌프를 이용하여 건조하여, 하얀색 고체의 생성물을 수득하였다. 상기 고체의 생성물은 8.28 g이고, 수율은 62 %로 분석되었다.
실시예 6-3: Ethane-1,2-diyl bis(2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoate)의 합성
25 mL의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoic acid (0.5 g, 2.12 mmol)를 첨가하고, 2시간 동안 상온에서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (0.61 mL, 8.49 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (10 mL)을 순차적으로 첨가하여, 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 18 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 회전 농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (8 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 25 mL의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 ethyleneglycol (0.053 g, 0.85 mmol), trimethylamine (0.6 mL, 4.23 mmol) 및 anhydrous DCM(8 mL)을 첨가하고 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여, 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 26 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (6 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수 (15 mL) 및 dichloromethane (25 mL)을 이용하여, 상기 제2 혼합물의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (ethylacetate : n-hexane = 1 : 10)로 분리하여, 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.342 g이고, 수율은 81 %로 분석되었다.
실시예 6-4: 4-(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylphenyl)-4-oxobutyl4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoate (IP-2Bx)의 합성
오븐에서 건조시킨 마그네틱바를 넣은 10 mL 갈색 vial을 준비한다. 상기 vial에 ethane-1,2-diyl bis(2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoate) (0.34 g, 0.68 mmol) 및 sodium azide (0.13 g, 2.05 mmol)을 첨가한 후, 증류수 (0.7 mL) 및 DMF (7 mL)를 첨가하고, 60 ℃의 핫플레이트에서 19 시간 동안 교반한다. 상기 vial을 상온으로 냉각시킨 후, 추출용 깔때기, 증류수 25 mL, ethyl acetate (8mL) 및 n-hexane (2 mL)을 이용하여 4회의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정으로 수득된 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (chloroform : n-hexane = 1 : 2)로 분리하여, 흰색의 고체의 최종 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.35 g이고, 수율은 94 %로 분석되었다.
실시예 7
2,2-bis(((4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoate) (IP-4Bx)의 합성
실시예 7-1: 2,2-bis(((2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoate)의 합성
25 mL 의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoic acid (1.0 g, 4.23 mmol)를 첨가하고, 2시간 동안 상온에서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (2 mL, 27.57 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (10 mL)을 순차적으로 첨가한 후, 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 22 시간 동안 교반하여, 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 상온으로 냉각시키고 회전 농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜, 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (10 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 50 mL 의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 pentaerythtol (0.11 g, 0.81 mmol) 및 anhydrous pyridine(10 mL)을 첨가하고 교반하여, 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여, 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 34시간 동안 교반하고, 증류수 (10 mL)를 첨가하여 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수 (20 mL) 및 dichloromethane (35 mL)을 이용하여 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득된 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (ethylacetate : n-hexane = 1 : 8)로 분리하여 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 흰색의 고체 생성물은 0.51 g이고, 수율은 61.7 %로 분석되었다.
실시예 7-2: 2,2-bis(((4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoate) (IP-4Bx)의 합성
오븐에서 건조시킨 마그네틱바를 넣은 10 mL 갈색 vial을 준비한다. 상기 vial에 2,2-bis(((2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoate) (0.40 g, 0.40 mmol), sodium azide (0.26 g, 4.00 mmol), 증류수 (0.4 mL) 및 DMF (3.6 mL)를 첨가하고 70 ℃의 핫플레이트에서 39시간 동안 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 상온으로 냉각시킨 후, 추출용 깔때기, 증류수 (30 mL), ethyl acetate (20mL) 및 n-hexane (4 mL)을 이용하여 4회의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정으로 수득된 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (chloroform : n-hexane = 1 : 2)로 분리하여 흰색의 고체의 최종 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.42 g이고, 수율은 95.6 %로 분석되었다.
실시예 8
2-(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)-2-((3-((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)-2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propoxy)methyl)propane-1,3-diylbis(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoate) (IP-6Bx)의 합성
실시예 8-1: 2-(((2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoyl)oxy)methyl)-2-((3-((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)-2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propoxy)methyl)propane-1,3-diylbis(2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoate)의 합성
25 mL의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoic acid (1.0 g, 4.23 mmol)를 첨가하고, 2시간 동안 상온에서 진공 건조한다. 상기 플라스크에 thionyl chloride(SOCl2) (2 mL, 27.57 mmol) 및 anhydrous dichloromethane(DCM) (10 mL)을 순차적으로 첨가하여, 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 70 ℃까지 승온시키고, 70 ℃에서 17 시간 동안 교반한다. 상기 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 회전 농축기로 유기용매를 제거한 후, 진공 펌프를 이용하여 추가로 건조시켜 생성물을 수득한다. 상기 생성물을 anhydrous dichloromethane(DCM) (10 mL)으로 묽게 하여 제1 혼합물을 제조하고, 아르곤 분위기하에 준비한다.
별도의 50 mL의 둥근바닥 플라스크에 마그네틱바를 넣어 준비한다. 상기 둥근바닥 플라스크를 토치로 가열하면서 진공 건조한 후에, 상기 플라스크를 아르곤으로 채운다. 상기 플라스크에 dipentaerythtol (0.16 g, 0.55 mmol) 및 anhydrous pyridine (10 mL)을 첨가하고 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물에 먼저 제조된 상기 제1 혼합물을 한 방울씩 적가하여, 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 상온에서 29 시간 동안 교반시킨 후, 증류수 (8 mL)를 넣어 반응을 종결한다. 추출 깔때기, 증류수(20mL) 및 dichloromethane (30 mL)을 이용하여 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정을 3회 반복하여 수득한 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (ethylacetate : n-hexane = 1 : 7)로 분리하여 흰색의 고체 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.40 g이고, 수율은 46.3 %로 분석되었다.
실시예 8-2: 2-(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)-2-((3-((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)-2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propoxy)methyl)propane-1,3-diylbis(4-azido-2,3,5-trifluoro-6-isopropylbenzoate) (IP-6Bx)의 합성
오븐에서 건조시킨 마그네틱바를 넣은 20 mL 갈색 vial을 준비한다. 상기 vial에 2,2-bis(((2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(2,3,4,5-tetrafluoro-6-isopropylbenzoate) (0.36 g, 0.40 mmol), sodium azide (0.13 g, 2.06 mmol), 증류수 (1.0 mL) 및 DMF (10 mL)를 첨가하고, 70 ℃의 핫플레이트에서 19시간 동안 교반하여 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물을 상온으로 냉각시킨 후, 추출용 깔때기, 증류수 15 mL, ethyl acetate (15 mL) 및 n-hexane (3 mL)을 이용하여 4회의 추출 공정을 수행한다. 상기 추출 공정으로 수득된 유기층을 anhydrous MgSO4를 이용하여 수분을 제거한 후, 회전 농축기를 이용하여 유기용매를 제거한다. 이에 따라, 수득된 유기물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피 (chloroform : n-hexane = 1 : 1)로 분리하여 흰색의 고체의 최종 생성물을 수득하였다. 상기 고체 생성물은 0.36 g이고, 수율은 91.9 %로 분석되었다.
실험예 1
: 4Bx 가교제를 사용한 유기 박막 트랜지스터 소자의 제작
실험예 1-1: Bottom Gate Top Contact(BGTC) 유기 박막 트랜지스터 소자의 제작
300 nm 두께의 SiO2 층을 갖는 고농도 n-도핑된 Si 웨이퍼를 acetone, isopropyl alcohol, 및 물의 순서로 10 분씩 초음파 세척기로 세척하였다. 세척된 Si 웨이퍼는 ODTS를 이용하여 표면처리를 하였다. 5 mg의 유기 반도체 물질 및 1 wt%의 4Bx 가교제 및 1 mL의 클로로포름을 첨가하고 상온에서 교반하여, 가교제용 조성물을 제조하였다. 질소 환경의 글러브 박스 내에서, 상기 가교제용 조성물을 상기 Si 웨이퍼 상에 스핀코팅하여 박막을 제조하였다. 상기 박막 상에 패턴을 갖는 포토마스크를 배치하고, 자외선에 노출시켜 상기 가교제용 조성물을 가교시켰다. 이 후, 스핀코터를 이용하여 스핀 상태에서 클로로포름으로 가교되지 않은 부분을 세척하였다. 상기 기판을 질소 환경의 글러브 박스에서 4시간 동안 보관하여, 잔존하는 용매를 제거하였다. 금을 진공 증착 방법을 이용하여 증착시켜, 50 nm 두께의 소스/드레인 전극을 제조하였다. 이에 따라, 상기 전극의 채널 길이와 넓이의 각각은 100 μm 및 800 μm이다.
실험예 1-2: 4Bx 가교제를 사용한 Top Gate Bottom Contact(TGBC) 유기 박막 트랜지스터와 논리 전자 소자 제작
PEN 기판을 acetone, isopropyl alcohol, 및 물의 순서로 10 분씩 초음파 세척기로 세척하였다. 은-나노 입자가 퍼져있는 용액 50 mg, 4Bx 가교제 (5 wt%) 및 무수 클로로포름 1mL을 상온에서 교반하여, 가교제용 조성물을 제조하였다. 질소 환경의 글러브 박스 내에서, 상기 가교제용 조성물을 상기 PEN 기판 상에 스핀코팅하여 박막을 제조하였다. 상기 박막 상에 패턴을 갖는 포토마스크를 배치하고, 자외선에 노출시켜 가교제용 조성물을 가교시켰다. 이 후, 스핀코터를 이용하여 스핀 상태에서 클로로포름으로 가교되지 않은 부분을 세척하였다. 상기 기판을 150 ℃의 진공 오븐에서 8 시간 동안 열처리하였다. 이에 따라, 은-나도 전극의 두께는 약 72 nm이고, 소스/드레인 전극의 채널 길이와 넓이의 각각은 100 μm 및 800 μm이다. 5 mg의 유기 반도체 물질, 1 wt%의 4Bx 가교제 및 1 mL의 클로로포름을 첨가하고 상온에서 교반하여 가교제용 조성물을 제조하였다. 전극이 패턴된 기판 상에 상기 가교제용 조성물을 스핀코팅하여 박막을 제조하였다. 상기 박막 위에 패턴을 갖는 포토마스크를 배치하고, 자외선에 노출시켜 상기 가교제용 조성물을 가교시켰다. 이 후, 스핀코터를 이용하여 스핀 상태에서 클로로포름으로 가교되지 않은 부분을 세척하였다. 상기 기판을 질소 환경의 글러브박스에서 4 시간 동안 보관하여, 잔존하는 용매를 제거하였다. 이 때, 논리 전자 소자 경우, 상기 유기 반도체 물질로 p-type 고분자 반도체 패터닝 공정 후에, n-type 유기 반도체 물질 5 mg, 1 wt%의 4Bx 및 클로로포름 1 mL를 첨가하여 교반한 용액을 스핀코팅하여 박막을 제조하였다. 상기 박막 상에 포토마스크를 배치하고, 자외선에 노출시켜 가교시켰다. 스핀코터를 이용하여 스핀 상태에서 클로로포름으로 가교되지 않은 부분을 세척하고, 질소 환경의 글러브박스에서 4 시간 동안 보관하여 잔존하는 용매를 제거하였다. 이 후, PMMA 70 mg 및 4Bx 가교제 3.5 mg을 n-부틸아세테이트 1 mL에 용해시킨 용액을 스핀코팅하여 박막을 제조하고, 자외선에 노출시켜 가교시켰다. 80 ℃의 진공 오븐에서 6 시간 동안 건조한 후, 고분자 절연층의 두께는 482 nm이다. 상기 고분자 절연층 위에 앞서 은-나노 소스/드레인(S/D)의 제조방법과 동일한 방법으로 게이트 전극 박막을 제조하고 광가교시켜, 패턴을 갖는 유기 박막 트랜지스터 및 논리 전자 소자를 제작하였다.
실험예 2
: 4Bx 가교제를 사용한 유기 발광 다이오드 소자 제작
유리 상에 인듐 주석 산화물(ITO) 증착된 기판을 acetone, isopropyl alcohol의 순서로 10분씩 초음파 세척기로 세척하였다. 상기 기판 상에 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate(PEDOT:PSS)을 스핀코팅(4000 rpm, 40 초)하여 고분자 박막을 제조하였다. 상기 고분자 박막을 핫 플레이트 상에서 110 ℃로 5 분, 180 ℃로 30 분간 가열한 후, 질소 환경의 글러브 박스 내에서 120 ℃로 15 분 동안 건조하였다. 별도의 같은 질소 환경의 글러브 박스에서 사이클로헥사논(cyclohexanone)을 용매로 사용하고, 110 ℃로 교반하여 Super Yellow 발광고분자 용액 (7 mg/mL)을 제조한다. 사이클로헥사논을 용매로 사용하고, 상온에서 교반하여 4Bx 용액 (7 mg/mL)을 제조한다. 상기 Super Yellow 발광고분자 용액 및 상기 4Bx 용액을 99.9 : 0.1의 질량비로 혼합하여 혼합물을 제조한다. 상기 PEDOT:PSS 박막 상에 상기 혼합물을 스핀코팅(2000 rpm, 60초)하여 도포하고, 질소 환경의 글러브 박스 내에서 자외선에 노출시켜 가교하였다. 이 때, 포토마스크를 사용하여, Super Yellow 박막의 일부를 노출시켜 상기 박막의 가교를 국부적으로 유도할 수 있다. 순수한 사이클로헥사논 용액을 기판 전면에 도포한 후, 스핀코팅(4000 rpm, 20 초)하여 가교되지 않은 부분을 세척하는 과정을 두 번 반복한다. 이를 통해, Super Yellow 고분자 패턴이 형성될 수 있다. 글러브 박스 내의 핫플레이트를 이용하여, 상기 기판을 180 ℃로 12시간 동안 건조한다. 상기 기판 상에 패턴을 갖는 쉐도우마스크를 배치한 후, 진공 증착기를 이용하여 2nm의 플루오린화 리튬, 150nm의 알루미늄을 순차적으로 증착하여 유기 발광 다이오드 소자를 제작하였다.
실험예 3
: 4Bx 가교제를 사용한 양자점 발광 다이오드 소자 제작
유리 상에 인듐 주석 산화물(ITO) 증착된 기판을 아세톤(acetone), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)의 순서로 10분씩 초음파 세척기로 세척하였다. 상기 기판 상에 스핀코터를 이용하여 정공주입층인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) 박막을 코팅(4000 rpm, 40 s)하였고, 핫플레이트 상에서 110 ℃로 5분, 180℃로 30분간 건조시킨 후, 질소 환경의 글러브 박스 안에서 120 ℃로 15분 동안 추가로 건조하였다. 양자점으로의 효율적인 정공 주입을 위해, 상기 PEDOT:PSS가 코팅된 기판 상에 정공수송층으로 poly(N,N'-bis-4-butylphenyl-N,N'-bisphenyl)benzidine (poly-TPD)를 코팅(2000 rpm, 30 s)하고, 140 ℃로 30분간 건조하였다. 동일 농도로 톨루엔에 분산된 각각의 InP/ZnSeS 코어쉘 양자점 용액 및 4Bx 가교제 용액을 0.5 wt%의 비율로 혼합하고, poly-TPD층 상에 스핀 코팅하여, 박막들을 제조하였다. InP/ZnSeS 양자점 박막에 자외선을 조사하고 양자점 표면 리간드와 4Bx 가교제의 가교 반응을 유도하여 양자점 박막을 겔화하였다. 이 과정에서 패턴된 쉐도우마스크를 사용하여 국부적으로 양자점 박막을 가교하고, 가교되지 않은 부분을 톨루엔 용매로 세척하여 양자점 패턴을 형성하였다. 가교된 양자점 박막 상에 전자수송층인 산화아연 나노입자 (ZnO nanoparticle) 박막을 형성(2000 rpm, 60 s)하고, 90 ℃로 30분간 건조하였다. 열증착기를 이용하여 150 nm의 알루미늄(Al) 전극을 증착하여 양자점 발광 다이오드를 제작하였다.
실험예 4
: 4Bx 가교제를 사용한 유기 박막 트랜지스터 소자의 안정성 평가
P(DPP2DT-TVT) 및 4Bx 가교제를 사용하여, 실험예 1의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터의 안정성을 평가하였다. 구체적으로, 시간에 따른 홀-수송 성능의 변화를 조사한 결과를 도 4에 나타내었다. 4Bx 가교제를 첨가하지 않은 유기 박막 트랜지스터(pristine)보다 4Bx 가교제를 첨가한 유기 박막 트랜지스터(crosslinked)의 경우, 시간이 경과되어도 홀-수송 성능이 오랫동안 유지되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 4Bx 가교제를 첨가하지 않은 유기 박막 트랜지스터(pristine)보다 4Bx 가교제를 첨가한 유기 박막 트랜지스터(crosslinked)의 안정성이 더 향상됨을 확인하였다.
실험예 5
: 4Bx 가교제를 사용한 유기 박막 트랜지스터 소자의 전기적 특성 평가
P(DPP2DT-TVT) 및 4Bx 가교제를 사용하여, 실험예 1의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가하였다. 6개의 서로 다른 게이트 전압(VG)에서 유기 박막 트랜지스터의 출력 특성을 평가한 결과를 도 5a에 나타내었다. -60V의 고정 드레인 전압(VD)에서의 유기 박막 트랜지스터의 전달 특성을 평가한 결과를 도 5b에 나타내었다. 유기 박막 트랜지스터의 홀-수송능력, 문턱 전압(threshold voltage) 및 켜짐/꺼짐(on/off) 비율을 평가한 결과를 도 5c에 도시하였다.
P(NDI3OT-Se2) 및 4Bx 가교제를 사용하여, 실험예 1의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가하였다. 6개의 서로 다른 게이트 전압(VG)에서 유기 박막 트랜지스터의 출력 특성을 평가한 결과를 도 6a에 나타내었다. +60V의 고정 드레인 전압(VD)에서의 유기 박막 트랜지스터의 전달 특성을 평가한 결과를 도 6b에 나타내었다. 유기 박막 트랜지스터의 홀-수송능력, 문턱 전압(threshold voltage) 및 켜짐/꺼짐(on/off) 비율을 평가한 결과를 도 6c에 도시하였다.
다양한 반도체 물질들과 4Bx 가교제를 사용하여, 실험예 1의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터들의 전기적 특성을 평가하였다. 홀-수송능력, 문턱 전압(threshold voltage) 및 켜짐/꺼짐(on/off) 비율을 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 볼드 처리된 수치 값은 최고 이동도를 의미한다.
Semiconductor |
Carrier mobility
(cm 2 V -1 s -1 ) |
Carrier type | On-off current ratio | Threshold voltage |
P(DPP2DT-TVT) | 0.81(±0.18)1.03 | p-type | 1.6(±0.8) x 106 | -56(±4) V |
P(DPP2DT-F2T2) | 0.72(±0.21)0.94 | p-type | 2.5(±0.5) x 106 | -74(±5) V |
P(DPP2DT-T2) | 0.25(±0.09)0.35 | p-type | 1.4(±1.1) x 106 | -60(±3) V |
PTB7-Th | 0.005(±0.001)0.007 | p-type | 4.1(±1.8) x 105 | -42(±6) V |
P(NDI3OT-Se2) | 0.15(±0.09)0.24 | n-type | 1.5(±0.9) x 105 | 26(±4) V |
P(NDI2OD-F2T2) | 0.10(±0.03)0.13 | n-type | 2.1(±1.1) x 106 | 47(±7) V |
P(NDI2OD-Se2) | 0.14(±0.05)0.19 | n-type | 6.1(±0.4) x 105 | 74(±8) V |
P(NDI3OT-Se) | 0.14(±0.05) 0.21 |
n-type | 2.8(±0.8) x 105 | 28(±4) V |
상기 전기적 특성 평가 결과들을 통해, 본 발명의 가교제용 조성물을 사용하여 전자 소자를 제조함에 따라, 제조 공정이 단순해짐과 동시에 전자 소자의 구성 요소의 손상을 방지할 수 있어, 전기 소자의 전기적 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 6
: 6Bx를 사용한 Top Gate Bottom Contact(TGBC) 유기 박막 트랜지스터와 논리 전자 소자 제작
PEN 기판을 acetone, isopropyl alcohol, 및 물의 순서로 10 분씩 초음파 세척기로 세척하였다. 소스/드레인 전극(Cr/Au)은 섀도우 마스크를 이용하여 PEN 기판 상에 열 증착 방식으로 증착되었다. 이에 따라, 형성된 Cr/Au 전극의 두께는 약 3/17 nm이고, 소스/드레인 전극의 채널 길이와 넓이의 각각은 100 μm 및 800 μm이다. 4.95 mg의 유기 반도체 물질, 0.05 mg의 6Bx 가교제 및 1 mL의 클로로포름을 첨가하고 상온에서 교반하여 가교제용 조성물을 제조하였다. 전극이 형성된 기판 상에 상기 가교제용 조성물을 스핀코팅하여 (1000 rpm, 30 s) 박막을 제조하였다. 상기 박막 위에 패턴을 갖는 포토마스크를 배치하고, 자외선에 노출시켜 상기 가교제용 조성물을 가교시켰다. 이 후, 스핀코터를 이용하여 스핀 상태에서 클로로포름으로 가교되지 않은 부분을 세척하였다. 상기 기판을 질소 환경의 글러브박스에서 4 시간 동안 보관하여, 잔존하는 용매를 제거하였다. 이 때, 논리 전자 소자 경우, 상기 유기 반도체 물질로 p-type 고분자 반도체 패터닝 공정 후에, n-type 유기 반도체 물질 4.95 mg, 0.05 mg의 6Bx 및 클로로포름 1 mL를 첨가하여 교반한 용액을 스핀코팅하여 (1000 rpm, 30 s) 박막을 제조하였다. 상기 박막 상에 포토마스크를 배치하고, 자외선에 노출시켜 가교시켰다. 스핀코터를 이용하여 스핀 상태에서 클로로포름으로 가교되지 않은 부분을 세척하고, 질소 환경의 글러브박스에서 4 시간 동안 보관하여 잔존하는 용매를 제거하였다. 이 후, PMMA 9.7 mg 및 6Bx 가교제 0.3 mg을 n-부틸아세테이트 1 mL에 용해시킨 용액을 스핀코팅하여 (1000 rpm, 60 s) 박막을 제조하고, 자외선에 노출시켜 가교시켰다. 80 ℃의 진공 오븐에서 6 시간 동안 건조한 후, 고분자 절연층의 두께는 52 nm이다. 상기 고분자 절연층 위에 게이트 전극으로써 사용되는 Al을 40nm 두께로 증착하여 유기 박막 트랜지스터 소자를 제작하였다.
실험예 7
: 6Bx를 사용한 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성 평가
P(DPP2DT-TT) 및 6Bx 가교제, PMMA 절연체를 사용하여, 실험예 6의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가하였다. 6개의 서로 다른 게이트 전압(VG)에서 유기 박막 트랜지스터의 출력 특성을 평가한 결과를 도 7a에 나타내었다. -3V의 고정 드레인 전압(VD)에서의 유기 박막 트랜지스터의 전달 특성을 평가한 결과를 도 7b에 나타내었다. 유기 박막 트랜지스터의 홀-수송능력, 문턱 전압(threshold voltage) 및 켜짐/꺼짐(on/off) 비율을 평가한 결과를 도 7c에 도시하였다.
P(NDI3OT-Se2) 및 6Bx 가교제, PMMA 절연체를 사용하여, 실험예 6의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가하였다. 6개의 서로 다른 게이트 전압(VG)에서 유기 박막 트랜지스터의 출력 특성을 평가한 결과를 도 8a에 나타내었다. +3V의 고정 드레인 전압(VD)에서의 유기 박막 트랜지스터의 전달 특성을 평가한 결과를 도 8b에 나타내었다. 유기 박막 트랜지스터의 홀-수송능력, 문턱 전압(threshold voltage) 및 켜짐/꺼짐(on/off) 비율을 평가한 결과를 도 8c에 도시하였다.
다양한 반도체 물질들과 6Bx 가교제를 사용하여, 실험예 6의 제조 방법에 따라 제조한 유기 박막 트랜지스터들의 전기적 특성을 평가하였다. 홀-수송능력, 문턱 전압(threshold voltage) 및 켜짐/꺼짐(on/off) 비율을 평가한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 볼드 처리된 수치 값은 최고 이동도를 의미한다.
Semiconductor |
Carrier mobility
(cm 2 V -1 s -1 ) |
Carrier type | On-off current ratio | Threshold voltage |
P(DPP2DT-TT) | 8.8(±1.9)10.5 | p-type | 3.5(±1.1) x 105 | -0.05 (±0.11) V |
P(NDI3OT-Se2) | 1.35(±0.1)1.75 | n-type | 2.0(±1.1) x 104 | 1.25(±0.48) V |
상기 전기적 특성 평가 결과들을 통해, 본 발명의 가교제용 조성물을 사용하여 전자 소자를 제조함에 따라, 제조 공정이 단순해짐과 동시에 전자 소자의 구성 요소의 손상을 방지할 수 있어, 전기 소자의 전기적 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 6Bx의 사용은 PMMA층의 두께를 더욱 얇게 할 수 있어, 이동도가 2배 내지 7배 향상되는 특성 및 문턱 전압이 20배 이상 감소하는 특성을 동시에 확보할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (14)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 8 항에 있어서,
상기 하부막을 패터닝하는 것은,
상기 하부막 상에 포토마스크를 배치하는 것;
상기 포토마스크 상에 빛을 조사하는 것; 및
상기 하부막의 일부를 제거하는 것을 포함하는 전자 소자의 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 포토마스크 상에 빛을 조사하는 것은,
상기 하부막의 일부 상에 상기 빛을 직접 조사하는 것인 전자 소자의 제조 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/319,534 US11860536B2 (en) | 2020-06-10 | 2021-05-13 | Three-dimensional crosslinker composition and method of manufacturing electronic devices using the same |
US18/516,329 US20240132700A1 (en) | 2020-06-10 | 2023-11-21 | Three-dimensional crosslinker composition and method of manufacturing electronic devices using the same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200070392 | 2020-06-10 | ||
KR20200070392 | 2020-06-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210153515A KR20210153515A (ko) | 2021-12-17 |
KR102509099B1 true KR102509099B1 (ko) | 2023-03-14 |
Family
ID=79033727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200178860A KR102509099B1 (ko) | 2020-06-10 | 2020-12-18 | 3차원 가교제용 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102509099B1 (ko) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101172526B1 (ko) * | 2003-05-12 | 2012-08-13 | 캠브리지 엔터프라이즈 리미티드 | 고분자 소자의 제조 방법 |
KR102065710B1 (ko) * | 2018-05-17 | 2020-01-13 | 한국교통대학교 산학협력단 | 많은 가교 작용기를 가지는 아지드 유형의 가교제 |
-
2020
- 2020-12-18 KR KR1020200178860A patent/KR102509099B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210153515A (ko) | 2021-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI668516B (zh) | 形成用於電子、光學或光電子裝置之經圖案化的薄膜組份之方法、有機薄膜電晶體及顯示裝置 | |
US7276299B2 (en) | Dendrimers | |
KR101102152B1 (ko) | 유기박막 트랜지스터의 제조방법 및 그에 의해 제조된유기박막 트랜지스터 | |
KR101787121B1 (ko) | 유기 반도체 | |
JP4509228B2 (ja) | 有機材料から成る電界効果トランジスタ及びその製造方法 | |
KR101675176B1 (ko) | 격납된 층을 제조하기 위한 방법 및 물질, 및 이를 사용하여 제조된 소자 | |
JP2012510454A (ja) | 有機半導体 | |
KR20070106976A (ko) | 카르보닐-관능화 티오펜 화합물 및 관련 장치 구조물 | |
US20070195576A1 (en) | Organic compound having functional groups different in elimination reactivity at both terminals, organic thin film, organic device and method of producing the same | |
JP2007281474A (ja) | 官能化ヘテロアセン類およびそれから作製された電子デバイス | |
JP2006210920A (ja) | 薄膜トランジスタ及びそれを備えた平板表示装置 | |
EP2504871A1 (en) | Organic electronic device comprising an organic semiconducting material | |
KR20070035208A (ko) | 신규한 질소계 반도체 화합물 및 이를 이용한 소자 | |
JP2007514298A (ja) | オキセタン基を含有する可塑剤を用いた有機半導体層の改善された架橋方法 | |
JP4561122B2 (ja) | 有機薄膜発光トランジスタの製造方法 | |
US20030134147A1 (en) | Dendrimers | |
KR102509099B1 (ko) | 3차원 가교제용 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 제조 방법 | |
JP2006295004A (ja) | 有機トランジスタ | |
JP5031584B2 (ja) | 有機薄膜トランジスタ | |
KR20070101430A (ko) | 신규한 축합고리 화합물 및 이를 이용한 유기전자소자 | |
JP6572473B2 (ja) | 有機化合物及びその用途 | |
US20110245429A1 (en) | Cross Linked Organic Conductive Layer | |
KR20130094720A (ko) | 유기 반도체 | |
US11860536B2 (en) | Three-dimensional crosslinker composition and method of manufacturing electronic devices using the same | |
KR100496625B1 (ko) | 적색 유기 전기발광물질 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |