KR102688364B1 - 신규 인돌로카바졸 유도체 화합물 및 이를 포함하는 광중합 개시제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 넓은 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 구현할 수 있는 광중합 개시제를 제공할 수 있는 신규 인돌로카바졸 유도체 화합물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 신규한 인돌로카바졸 유도체 화합물 및 이를 포함하는 광중합 개시제에 관한 것이다.
광중합 개시제는 조사된 빛에 의해 선택적으로 경화되어 다양한 패턴을 형성할 수 있기 때문에 광경화성 잉크, 감광성 인쇄판, 각종 포토레지스트 등에 사용되고 있다. 이러한 특성을 갖는 광중합 개시제로는 아세토페논 유도체, 벤조페논 유도체, 바이이미다졸 유도체, 아실 포스핀 옥사이드 유도체, 트리아진 유도체, 옥심 유도체 등 여러 종류의 화합물이 알려져 있다. 이 중에서도 특허문헌 1 내지 3에는 카르바졸 골격을 포함하는 옥심에스테르 화합물이 개시되어 있으며, 특허문헌 4에는 벤조페논 유도체가 개시되어 있다. 이러한 종래의 광중합 개시제를 이용하여 패턴을 형성하는 경우, 노광 공정시 감도가 낮아 광중합 개시제의 사용량을 늘리거나 노광량을 늘려야 하였으며, 이로 인해 노광 공정에서 마스크를 오염시키고, 고온 가교시에 광중합 개시제가 분해되어 발생한 부산물로 인하여 수율의 저하가 발생하여 생산성 향상의 걸림돌이 되고 있다.
또한, 고해상도 등의 사용 목적과 패턴 모양에 따라 특정한 파장 값을 가지는 광을 조사하고 있으며, 광을 조사하는 노광기의 종류는 다양하다. 노광기에서 조사되는 광에 감응하여 광개시를 활성화시키기 위하여, 특정한 파장에 고감도 및 민감한 광중합 개시제를 선택해야 되는 문제가 있었다.
이에, 넓은 파장 영역 및 특정 파장에서 우수한 흡수 및 감도를 가지는 광중합 개시제에 대한 지속적인 연구가 수행되고 있으며, 이를 개발할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 일본공개특허제2006-036750호
특허문헌 2: 국제공개특허WO2002-100903
특허문헌 3: 국제공개특허WO2011-152066
특허문헌 4: 미국등록특허제4590145호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 디스플레이용 노광기뿐만 아니라 고해상도의 반도체 노광 공정에 사용되는 i-line(365nm, i-line stepper), 봉지제 등의 특정 용도의 장파장(395nm, 405nm)등을 포함하여 250nm 내지 450nm까지 넓은 파장영역에서 우수한 흡수 및 감도를 가지는 신규의 인돌로카바졸 유도체 화합물과 이를 포함하여 우수한 광감도를 가지는 광중합 개시제를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는, 하기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식에서,
R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 이고, 상기 R51은 단일결합; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐렌;이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 할로겐; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; ; 또는 -NR31R32;이고,
상기 R21, R31, 및 R32는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
m은 0 또는 1이고,
"*"은 결합 위치를 나타낸다.
또한, 본 발명의 일 실시상태는, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함하는 광중합 개시제를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물은 넓은 범위의 파장(250nm 내지 450nm)에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물을 광중합 개시제로 사용할 경우, 높은 감도에 의해 적은 사용량으로도 목적하는 물성을 구현할 수 있을 뿐 아니라, 감도가 우수하여 고온(150 내지 300℃) 및 저온(150℃ 미만)에서 우수한 패턴특성과 광개시 효율을 나타낼 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함한 광중합 개시제가 감응할 노광기의 파장의 예를 나타낸 도면이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "할로겐"은 플루오로, 클로로, 브로모 또는 아이오도를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "알킬" 및 그 외 "알킬"부분을 포함하는 모든 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함하는 탄화수소 라디칼을 의미하는 것으로, 구체적인 예로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸, s-펜틸, n-헥실, i-헥실, s-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, i-데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실 및 n-헥사데실 등으로 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "알케닐"은 이중결합을 하나이상 포함하는 직쇄 또는 분쇄 형태의 불포화 탄화수소 라디칼을 의미하는 것으로, 구체적인 예로 에테닐, 프로프-1-엔-1-일, 프로프-1-엔-2-일, 프로프-2-엔-1-일, 프로프-2-엔-2-일, 부트-1-엔-1-일, 부트-1-엔-2-일, 2-메틸-프로프-1-엔-1-일, 부트-2-엔-1-일, 부트-2-엔-2-일, 부타-1,3-디엔-1-일, 부타-1,3-디엔-2-일 등일 수 있으며, 용어 "알키닐"은 삼중결합을 하나이상 포함하는 직쇄 또는 분쇄 형태의 불포화 탄화수소 라디칼을 의미하는 것으로, 구체적인 예로 에티닐, 프로프-1-인-1-일, 프로프-2-인-1-일, 부트-1-인-1-일, 부트-1-인-3-일 또는 부트-3-인-1-일 등으로 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "시클로알킬"은 3 내지 20개의 탄소 원자의 완전히 포화 및 부분적으로 불포화된 탄화수소 고리를 의미하는 것일 수 있으며, 아릴 또는 헤테로아릴이 융합되어 있는 경우도 포함하는 것일 수 있다. 또한 용어 "헤테로시클로알킬"은 B, N, O, S, P(=O), Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 일환상 또는 다환상 비방향족 라디칼일 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "아릴"은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 일환상 또는 다환상 방향족 탄화수소 라디칼일 수 있고, 각 고리에 적절하게는 3 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합 고리계를 포함하며, 다수개의 아릴이 단일결합으로 연결되어 있는 형태까지 포함하며, 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 안트릴, 인데닐(indenyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등으로 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본원 명세서 전체에서, "헤테로아릴"은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로 B, N, O, S, P(=O), Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 3 내지 8개의 고리원자를 포함하는 일환상 또는 다환상 방향족 탄화수소 라디칼일 수 있고, 각 고리에 적절하게는 3 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합 고리계를 포함하며, 다수개의 헤테로아릴이 단일결합으로 연결되어 있는 형태까지 포함하며, 구체적인 예로 퓨릴, 티오펜일, 피롤릴, 피란일, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단환 헤테로아릴; 및 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 이소벤조퓨란일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴놀리진일, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴 등의 다환식 헤테로아릴; 등으로 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태는, 하기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 이고, 상기 R51은 단일결합; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐렌;이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 할로겐; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐;이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; ; 또는 -NR31R32;이고, 상기 R21, R31, 및 R32는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, m은 0 또는 1이고, "*"은 결합 위치를 나타낸다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물은 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 우수한 광 감도로 인하여, 고온(예를 들어, 300 ℃ 이하)뿐만 아니라, 저온(예를 들어, 150 ℃ 미만, 구체적으로 100 ℃ 이하)의 온도에서도 우수한 패턴특성과 광 개시 효율을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물을 광중합 개시제로 사용할 경우, 높은 감도에 의해 적은 사용량으로도 목적하는 물성을 구현할 수 있을 뿐 아니라, 감도가 우수하여 고온 및 저온에서 우수한 패턴특성과 광개시 효율을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에서, 상기 R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 또는 이고, 상기 R51은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬;이고, 상기 R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C5의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C6의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C10의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C10의 헤테로아릴;이고, R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; 또는;이고, 상기 R21는 비치환 또는 치환된 C6-C10의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C10의 헤테로아릴;이고, 상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬;이고, 상기 헤테로아릴은 O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, m은 0이고, "*"은 결합 위치를 나타낸다.
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4, m이 전술한 것인 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 용매에 대한 높은 용해도 및 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 우수한 광 감도로 인하여, 고온(예를 들어, 300 ℃ 이하)뿐만 아니라, 저온(예를 들어, 150 ℃ 미만, 구체적으로 100 ℃ 이하)의 온도에서도 우수한 패턴특성과 광 개시 효율을 구현할 수 있다.
또한, R1 내지 R4, m이 전술한 것인 경우, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 중합 및 경화 반응의 속도를 현저하게 향상시킬 수 있으며, 낮은 노광량으로도 우수한 반응성을 구현할 수 있을 뿐 아니라 포토레지스트의 조성물의 목적에 따라 패턴 특성 조절과 내열성 및 내화학성 등의 박막 물성 조절로 다양한 목적에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐일 수 있다. 구체적으로, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C15의 알킬, 또는 C1-C10의 알킬일 수 있다. 또한, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C25의 알케닐, C2-C20의 알케닐, C2-C15의 알케닐, 또는 C2-C10의 알케닐일 수 있다. 또한, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C25의 알키닐, C2-C20의 알키닐, C2-C15의 알키닐, 또는 C2-C10의 알키닐일 수 있다. 상기 화학식 1에서 R1 및 R'1가 전술한 것인 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R'1은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, R1 및 R'1가 서로 동일한 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에서, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;일 수 있다. 구체적으로, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C15의 알킬, 또는 C1-C10의 알킬일 수 있다. 또한, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C25의 알케닐, C2-C20의 알케닐, C2-C15의 알케닐, 또는 C2-C10의 알케닐일 수 있다. 또한, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C25의 알키닐, C2-C20의 알키닐, C2-C15의 알키닐, 또는 C2-C10의 알키닐일 수 있다. 특히, 상기 화학식 1에서, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 -R11-R12;일 수 있다.
상기 화학식 1에서 R2 및 R3가 전술한 것인 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 중합 및 경화 반응의 속도를 현저하게 향상시킬 수 있으며, 낮은 노광량으로도 우수한 반응성을 구현할 수 있을 뿐 아니라 포토레지스트의 조성물의 목적에 따라 패턴 특성 조절과 내열성 및 내화학성 등의 박막 물성 조절로 다양한 목적에 적용할 수 있다.
상기 화학식 1에서, R2 및 R3이 각각 독립적으로, -R11-R12일 수 있으며, 이때, R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;일 수 있다.
상기 C5-C12의 시클로알킬은 단일 고리 또는 다환 고리 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 C5-C12의 시클로알킬이 다환 고리인 경우, 고리의 수는 2개 내지 3개일 수 있다. 상기 C4-C12의 헤테로시클로알킬은 단일 고리 또는 다환 고리 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 C4-C12의 헤테로시클로알킬이 다환 고리인 경우, 고리의 수는 2개 내지 3개일 수 있다. 상기 C6-C30의 아릴은 단일 고리 또는 다환 고리 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 C6-C30의 아릴이 다환 고리인 경우, 고리의 수는 2개 내지 4개일 수 있다. 상기 C4-C30의 헤테로아릴은 단일 고리 또는 다환 고리 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 C4-C30의 헤테로아릴이 다환 고리인 경우, 고리의 수는 2개 내지 4개일 수 있다.
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴에서 탄소수는, 고리를 이루는 총 원자에서 헤테로원자를 제외한 탄소 원자의 수를 의미한다. 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴는 각각 헤테로 원자를 포함하며, 상기 헤테로 원자는 산소(O), 질소(N), 또는 황(S)일 수 있다.
C1-C20의 알킬에 할로겐이 치환되는 것은, 상기 알킬에 포함된 -CHR-, -CH2-, 또는/및 -CH3의 탄소에 적어도 하나의 할로겐이 치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, C1-C20의 알콕시에 할로겐이 치환되는 것은, 상기 알콕시에 포함된 -CHR-, -CH2-, 또는/및 -CH3의 탄소에 적어도 하나의 할로겐이 치환된 것을 의미할 수 있다. 상기 -CHR-에서 "R"은 분지쇄의 알킬을 의미할 수 있다. 예를 들어, 할로겐으로 치환된 C1-C20의 알킬은 -CF3, -CHF2, -CH2F, -CF2CH3, -CHFCH3, -CH2CF3 등일 수 있으나, 상기 할로겐으로 치환된 C1-C30의 알킬의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 할로겐으로 치환된 C1-C20의 알콕시는 -OCF3, -OCHF2, -OCH2F, -OCF2CH3, -OCHFCH3, -OCH2CF3 등일 수 있으나, 상기 할로겐으로 치환된 C1-C20의 알콕시의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C5의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C6의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C10의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C10의 헤테로아릴;일 수 있다.
상기 화학식 1에서 R2 및 R3가 전술한 것인 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 우수한 광 감도로 인하여, 고온(예를 들어, 300 ℃ 이하)뿐만 아니라, 저온(예를 들어, 150 ℃ 미만, 구체적으로 100 ℃ 이하)의 온도에서도 우수한 패턴특성과 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 중합 및 경화 반응의 속도를 현저하게 향상시킬 수 있으며, 낮은 노광량으로도 우수한 반응성을 구현할 수 있을 뿐 아니라 포토레지스트의 조성물의 목적에 따라 패턴 특성 조절과 내열성 및 내화학성 등의 박막 물성 조절로 다양한 목적에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1에서, R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; ; 또는 -NR31R32;이고, 상기 R21, R31, 및 R32는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;일 수 있다.
구체적으로, 상기 R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; 또는;이고, 상기 R21는 비치환 또는 치환된 C6-C10의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C10의 헤테로아릴;이고, 상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬;이고, 상기 헤테로아릴은 O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;일 수 있다.
상기 화학식 1에서 R4가 전술한 것인 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 우수한 광 감도로 인하여, 고온(예를 들어, 300 ℃ 이하)뿐만 아니라, 저온(예를 들어, 150 ℃ 미만, 구체적으로 100 ℃ 이하)의 온도에서도 우수한 패턴특성과 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물의 광에 대한 감도가 향상시킬 수 있고, 용매에 대한 용해도 및 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 중합 및 경화 반응의 속도를 현저하게 향상시킬 수 있으며, 낮은 노광량으로도 우수한 반응성을 구현할 수 있을 뿐 아니라 포토레지스트의 조성물의 목적에 따라 패턴 특성 조절과 내열성 및 내화학성 등의 박막 물성 조절로 다양한 목적에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1a]
상기 화학식 1a에서 R1 내지 R4는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R4와 동일하다. 상기 화학식 1a로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 상기 화학식 1 대비하여, R4가 특정한 위치로 고정되고, m이 0에 해당하여, 광에 대한 감도가 향상될 수 있고, 다양한 범위의 흡수 스펙트럼에서 고 감도를 가질 수 있다. 또한, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 우수한 광 감도로 인하여, 고온(예를 들어, 300 ℃ 이하)뿐만 아니라, 저온(예를 들어, 150 ℃ 미만, 구체적으로 100 ℃ 이하)의 온도에서도 우수한 패턴특성과 광 개시 효율을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1a로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 반응식 1을 통해 제조될 수 있다. 다만, 상기 화학식 1a로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
[반응식 1]
상기 반응식 1에서 R1 내지 R4는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R4와 동일하다. 또한, 상기 반응식 1은, 상기 화학식 1에서, m이 0이고, R1 및 R'1이 동일한 인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-1]
상기 화학식 1-1에서, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;일 수 있다.
상기 화학식 1-1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 특히, 상기 화학식 1-1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 반응식 1-1을 통해 제조될 수 있다. 다만, 상기 화학식 1-1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
[반응식 1-1]
상기 반응식 1-1에서 R1 내지 R3는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R3와 동일하다. 또한, 상기 반응식 1-1은, 상기 화학식 1에서, m이 0이고, R4는 수소(H)이고, R1 및 R'1이 동일한 인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-2]
상기 화학식 1-2에서, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;일 수 있다.
상기 화학식 1-2로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 특히, 상기 화학식 1-2로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-2로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 반응식 1-2을 통해 제조될 수 있다. 다만, 상기 화학식 1-2로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
[반응식 1-2]
상기 반응식 1-2에서 R1 내지 R3는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R3와 동일하다. 또한, 상기 반응식 1-2은, 상기 화학식 1에서, m이 0이고, R4는 니트로(NO2)이고, R1 및 R'1이 동일한 인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-3]
상기 화학식 1-3에서, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 R21은 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다.
상기 화학식 1-3으로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 특히, 상기 화학식 1-3으로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-3a 내지 화학식 1-3d 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-3a]
[화학식 1-3b]
[화학식 1-3c]
[화학식 1-3d]
상기 화학식 1-3a 내지 화학식 1-3d에서 R1 내지 R3는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R3와 동일하다. 또한, 상기 화학식 1-3a 내지 화학식 1-3d에서, R41 내지 R45는 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다. 또한, 상기 상기 화학식 1-3b 및 화학식 1-3d에서, X는 O, N, 또는 S일 수 있고, 구체적으로 S일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-3으로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 반응식 1-3을 통해 제조될 수 있다. 다만, 상기 화학식 1-3으로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
[반응식 1-3]
상기 반응식 1-3에서 R1 내지 R3, R21은 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R3, R21와 동일하다. 또한, 상기 반응식 1-3은, 상기 화학식 1에서, m이 0이고, R4는 -COR21이고, R1 및 R'1이 동일한 인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-4]
상기 화학식 1-4에서, R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, 상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다.
상기 화학식 1-4로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다. 특히, 상기 화학식 1-4로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-4a로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-4a]
상기 화학식 1-4a에서 R1, R'1, R2, R3, R22 및 R23은 상기 화학식 1-4에서 정의한 R1, R'1, R2, R3, R22 및 R23과 동일하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-4로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 반응식 1-4을 통해 제조될 수 있다. 다만, 상기 화학식 1-4로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
[반응식 1-4]
상기 반응식 1-4에서 R1 내지 R3, R22 및 R23는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R3, R22 및 R23와 동일하다. 또한, 상기 반응식 1-4은, 상기 화학식 1에서, m이 0이고, R4는 이고, R1 및 R'1이 동일한 인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-5로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-5]
상기 화학식 1-5에서 R1, R'1, R2, R3, R22 및 R23은 상기 화학식 1-4에서 정의한 R1, R'1, R2, R3, R22 및 R23과 동일하다.
구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-5a로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-5a]
상기 화학식 1-5a에서 R1, R'1, R2, R3, R22 및 R23은 상기 화학식 1-5에서 정의한 R1, R'1, R2, R3, R22 및 R23과 동일하다.
상기 화학식 1-5로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1-5로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 반응식 1-5을 통해 제조될 수 있다. 다만, 상기 화학식 1-5로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
[반응식 1-5]
상기 반응식 1-5에서 R1 내지 R3, R22 및 R23는 상기 화학식 1에서 정의한 R1 내지 R3, R22 및 R23와 동일하다. 또한, 상기 반응식 1-5은, 상기 화학식 1에서, m이 0이고, R4는 이고, R1 및 R'1이 동일한 인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-6으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-6]
상기 화학식 1-6에서, 상기 R51은 단일결합; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐렌;이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 할로겐; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐;이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고, 상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고, R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; ; 또는 -NR31R32;이고, 상기 R21, R31, 및 R32는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, 상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고, "*"은 결합 위치를 나타낸다.
상기 화학식 1-6으로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 넓은 범위에 파장에서 높은 광감도를 가질 뿐 아니라 높은 용해성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대한 우수한 감도를 가질 수 있어, 상기 범위의 광에서 우수한 광 개시 효율을 구현할 수 있다.
상기 화학식 1-6으로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물은, 전술한 반응식 1을 통해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함하는 광중합 개시제를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함하는 광중합 개시제는, 높은 감도에 의해 적은 사용량으로도 목적하는 물성을 구현할 수 있을 뿐 아니라, 감도가 우수하여 고온(예를 들어, 300 ℃ 이하) 및 저온(예를 들어, 150 ℃ 미만, 구체적으로 100 ℃ 이하)에서 우수한 패턴특성과 광개시 효율을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광중합 개시제가 활성화되는 광의 파장은 250 nm 내지 450 nm일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대하여 활성화되어, 광 개시가 용이할 수 있으며, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함하는 상기 광중합 개시제는 250 nm 내지 450 nm의 파장 범위의 광에 대하여 우수한 감도 및 광 개시 효율을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 상기 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함하는 상기 광중합 개시제는, 기존의 일반적인 디스플레이용 노광기(여러 자외선 파장이 혼합되어 조사)뿐만 아니라, i-line(365nm 파장의 광을 조사; i-line stepper), 장파장(LED 램프: 395nm, 주로 장파장은 365nm이상인 300 nm 후반 자외선과 400 nm 초중반 h,g-line 자외선까지 포함) 노광기에도 우수한 흡수파장을 가지며 감도가 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광중합 개시제는 포토레지스트 조성물에 포함되는 것일 수 있다. 다만, 상기 광중합 개시제가 사용되는 용도를 한정하는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시 예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
하기 모든 화합물 실시예는 글로브 박스 또는 슐랭크 관(schlenk line)을 이용하여 비활성 아르곤 또는 질소 분위기 하에서 수행 하였으며, 생성물은 양성자 핵자기 공명 분광법(1H Nuclear Magnetic Resonance, NMR)를 이용하여 분석하였다.
인돌로카바졸 유도체 화합물의 제조
실시예 1:
화합물 5의 합성
실시예 1-1: 5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 합성
5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 3.0g (19.51mmol)을 N,N-디메틸포름아마이드 200ml에 용해시키고 실온에서 수산화칼륨 8.3g(42.92mmol)을 첨가하였다. 30분동안 교반한 후 2-에틸핵실브로마이드 7.4ml (42.92 mmol) 첨가후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류 하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 8.5g (90.6%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.25 (s, 2H), 8.23 (d, 2H), 7.53 (d, 2H), 7.47~7.43 (t, 2H), 7.20~7.16 (t, 2H), 4.40~4.39 (d, 4H), 2.25~2.23 (m, 2H), 1.53~1.22 (m, 16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 1-2: (1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 합성
5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 4.0g (8.32 mmol)을 1,2-디클로로메탄 150ml에 용해시키고 빙욕에서 0 ℃로 냉각 한 후 질소 분위기하에서 30분간 유지한 후에 염화 알루미늄 1.33g (9.98 mmol)을 가해준 다음 아세틸 클로라이드 0.72ml (9.98mmol)를 천천히 가해주고 상온으로 승온하여 6시간 교반하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 추출한 유기층을 증류수 100ml로 3회 씻어준 다음 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류 하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 (1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 3.2g (73.53%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.94 (s, 1H), 8.44 (s, 1H), 8.33 (s, 1H), 8.16~8.13 (d, 1H), 7.61~7.58 (d, 1H), 7.57~7.55 (d, 1H), 7.50~7.47 (t, 1H), 7.22~7.21 (t, 1H), 4.47~4.43 (d, 4H), 2.68(s, 3H) 2.29~2.26 (m, 2H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 1-3: (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 합성
(1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 3g (5.74mmol)을 에탄올 100ml에 용해시키고 염산히도록실아민 0.48g (6.89mmol)과 초산나트륨 0.56g (6.89mmol)을 가해준 다음, 반응용액을 서서히 80oC까지 승온하여 2시간 환류 반응하였다. (종결) 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 빙수 100ml를 가해준 다음 30분 교반하여 얻어진 고체 생성물을 여과하여 증류수로 여러 번 씻어준후 건조하여 (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 2.8g (90.7%)을 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 10.00 (s, 1H), 8.56 (s, 1H), 8.32 (s, 1H), 8.25 (s, 1H), 8.25~8.23 (d, 1H), 7.90~7.87 (d, 1H), 7.54~7.44 (m, 3H), 7.20~7.17 (t, 1H), 4.42~4.41 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.38(s, 3H) 2.26~2.24 (m, 2H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 1-4: 화합물 5의 제조.
(E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 1g (1.86mmol)을 1,2-디클로로메탄 50ml에 용해시키고 트리에틸아민 0.52ml (3.72mmol)을 가해준 다음 30분정도 교반한 후 아세틸클로라이드 0.2ml (2.79mmol)을 가해준 다음 실온에서 3시간 동안 반응 하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하여 얻은 생성물을 메탄올 20ml로 재결정 하여 (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 O-아세틸 옥심 0.8g (74.2%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.72 (s, 1H), 8.40 (s, 1H), 8.30 (s, 1H), 8.27~8.25 (d, 1H), 8.01~7.98 (d, 1H), 7.60~7.58 (d, 1H), 7.56~7.54 (d, 1H), 7.50~7.47 (t, 1H), 7.22~7.21 (t, 1H), 4.45~4.43 (d, 4H), 2.53(s, 3H), 2.26(m, 5H), 1.53~1.22 (m, 16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 2:
화합물 9의 합성
실시예 2-1: (5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 합성
상기 실시예 1-2에서 아세틸클로라이드 대신 2-메틸벤조일 클로라이드 1.19ml (9.15mmol)을 사용하는것을 제외하고, 실시예 1-2와 동일한 방법을 수행하여 (5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 3.5g (70.2 %)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.72 (s, 1H), 8.31 (s, 1H), 8.30 (s, 1H), 8.26~8.24 (d, 1H), 7.90~7.88 (d, 1H), 7.59~7.57 (d, 1H), 7.54~7.52 (t, 1H), 7.50~7.44 (m, 2H), 7.41~7.34 (m, 3H), 7.22~7.18 (t, 1H), 4.43~4.41 (d, 2H), 4.37~4.35 (d, 2H), 2.33 (s, 3H), 2.25~2.21 (m, 2H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 2-2: (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 옥심의 합성
실시예 1-3에서 (1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 대신에, 실시예 2-1에서 제조된 (5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1-3과 동일한 방법으로, (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 옥심 1.8g (87%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 10.05 (s, 1H), 8.33 (s, 1H), 8.27 (s, 1H), 8.25 (d, 1H), 8.17 (s, 1H), 7.59~7.57 (d, 1H), 7.54~7.44 (m, 3H), 7.38~7.30 (m, 3H), 7.20 (d, 2H), 4.41~4.37 (t, 4H), 2.25(s, 3H) 2.21~2.16 (m, 2H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 2-3: 화합물 9의 제조.
실시예 1-4에서 (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 대신에, 실시예 2-2에서 제조된 (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 옥심을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-4의 동일한 합성 방법으로 (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 O-아세틸 옥심 0.8g (74.8%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.51 (s, 1H), 8.29 (s, 1H), 8.25 (s, 1H), 8.23 (d, 1H), 7.63~7.61 (d, 1H), 7.55~7.52 (m, 2H), 7.48~7.35 (m, 4H), 7.23 (m, 2H), 4.42~4.40 (d, 2H), 4.38~4.36 (d, 2H), 2.21(s, 3H) 2.21~2.16 (m, 2H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 3: 화합물 45의 제조
실시예 3-1: (5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(메시틸)메탄온 합성
5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 4.0g (8.32 mmol)을 1,2-디클로로에탄 150ml에 용해시키고 빙욕에서 0 ℃로 냉각 한 후 질소 분위기하에서 30분간 유지한 후에 염화 알루미늄 1.33g (9.98 mmol)을 가해준 다음 2,4,6-트리메틸벤조일 클로라이드 1.53ml (9.15mmol)를 천천히 가해주고 상온으로 승온하여 6시간 교반하였다. (종결) 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 추출한 유기층을 증류수 100ml로 3회 씻어준 다음 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류 하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 (5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(메시틸)메탄온 4g (76.68%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.77 (s, 1H), 8.32 (d, 1H), 8.31 (s, 1H), 8.26~8.24 (d, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.57~7.55 (d, 1H), 7.54~7.52 (d, 1H), 7.49~7.46 (t, 1H), 7.21~7.18 (t, 1H), 6.98(s, 2H), 4.43~4.41 (d, 2H), 4.38~4.37 (d, 2H), 2.36 (s, 3H), 2.26~2.24 (m, 2H), 2.21(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 3-2: 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 합성
(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(메시틸)메탄온 4.0g (6.38 mmol)을 1,2-디클로로에탄 150ml에 용해시키고 빙욕에서 0 ℃로 냉각 한 후 질소 분위기하에서 30분간 유지한 후에 염화 알루미늄 1.1g (7.66 mmol)을 가해준 다음 아세틸 클로라이드 0.55ml (7.66mmol)를 천천히 가해주고 상온으로 승온하여 6시간 교반하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 추출한 유기층을 증류수 100ml로 3회 씻어준 다음 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류 하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트라이메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 3g (70%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.93 (s, 1H), 8.79 (s, 1H), 8.50 (s, 1H), 8.41 (s, 1H), 8.17~8.14 (d, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.62~7.58 (m, 2H), 6.99 (s, 2H), 4.48~4.46 (d, 2H), 4.4~4.43 (d, 2H), 2.67(s, 3H), 2.37(s, 3H), 2.26~2.24 (m, 2H), 2.21(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 3-3: (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 합성
1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트라이메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 3g (5.74mmol)을 에탄올 100ml에 용해시키고 염산히도록실아민 0.48g (6.89mmol)과 초산나트륨 0.56g (6.89mmol)을 가해준 다음, 반응용액을 서서히 80oC까지 승온하여 2시간 환류 반응하였다. (종결) 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 빙수 100ml를 가해준 다음 30분 교반하여 얻어진 고체 생성물을 여과하여 증류수로 여러 번 씻어준 후 건조하여 (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 2.8g (90.7%)을 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 10.04 (s, 1H), 8.77 (s, 1H), 8.57 (s, 1H), 8.43 (s, 1H), 8.38 (s, 1H), 7.93~7.90 (d, 1H), 7.82 (s, 1H), 7.61~7.59 (d, 1H), 7.55~7.53 (d, 1H), 6.99 (s, 2H), 4.49~4.47 (d, 2H), 4.44~4.42 (d, 2H), 2.37(s, 6H) 2.28~2.21 (m, 2H), 2.12(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 3-4: 화합물 45 제조
(E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 1g (1.46mmol)을 1,2-디클로로메탄 50ml에 용해시키고 트리에틸아민 0.31ml (2.19mmol)을 가해준 다음 30분정도 교반한 후 아세틸 클로라이드 0.16ml (2.19mmol)을 가해준 다음 실온에서 3시간 동안 반응 하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하여 얻은 생성물을 메탄올 20ml로 재결정 하여 (Z)-1-((((5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메틸렌)아미노)옥시)에탄-1-온 0.7g (65.9%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.79 (s, 1H), 8.72 (s, 1H), 8.47 (s, 1H), 8.39 (s, 1H), 8.02 (d, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.61(d, 2H), 6.99 (s, 2H), 4.47~4.45 (d, 2H), 4.44~4.42 (d, 2H), 2.52(s, 3H), 2.37(s, 3H), 2.26(s, 3H), 2.26~2.24 (m, 2H), 2.21(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 4: 화합물 49의 제조
실시예 4-1: (5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸2-일)(o-톨일)메탄온 합성
상기 실시예 3-2에서 아세틸 클로라이드 대신 2-메틸벤조일클로라이드 0.75ml (5.74mmol)을 사용하는것을 제외하고, 실시예 3-2와 동일한 방법으로 (5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸2-일)(o-톨일)메탄온 2.5g (70%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.80 (s, 1H), 8.75 (s, 1H), 8.47 (s, 2H), 8.41 (s, 1H), 7.93~7.90 (d, 1H), 7.83 (s, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.63~7.60 (d, 1H), 7.49~7.27 (m, 5H), 6.99 (s, 2H), 4.50~4.48 (d, 2H), 4.48~4.46 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.33(s, 3H), 2.26~2.24 (m, 2H), 2.12(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 4-2: (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-((하이드록시이미노)(o-톨일)메틸)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(메시틸)메탄온 합성
실시예 3-3에서 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트라이메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 대신에, 실시예 4-1에서 제조된 (5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸2-일)(o-톨일)메탄온을 사용한 것을 제외하고, 실시예 3-3과 동일한 방법으로 (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-((하이드록시이미노)(o-톨일)메틸)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(메시틸)메탄온 1.8g (88.7 %)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 10.08 (s, 1H), 8.76 (s, 1H), 8.35 (s, 2H), 8.24 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.61~7.59 (d, 1H), 7.57~7.55 (d, 1H), 7.49 (d, 1H), 7.37~7.30 (m, 3H), 7.20~7.18 (d, 1H), 6.99 (s, 2H), 4.41~4.39 (d, 2H), 4.39~4.37 (d, 2H), 2.35(s, 3H), 2.25(s, 3H) 2.20~2.21 (m, 2H), 2.11(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 4-3: 화합물 49 제조
실시예 3-4에서 (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 대신에, 실시예 4-2에서 제조된 (Z)-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-((하이드록시이미노)(o-톨일)메틸)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(메시틸)메탄온을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3-4과 동일한 방법으로 (Z)-1-((((5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메틸렌)아미노)옥시)에탄-1-온 1.2g (85.7 %)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.80 (s, 1H), 8.58 (s, 1H), 8.45 (s, 1H), 8.41 (s, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.67~7.59 (m, 3H), 7.49~7.38 (m, 3H), 7.24~7.22 (d, 1H), 7.01 (s, 2H), 4.49 (d, 4H), 2.38(s, 3H), 2.24(m, 2H) 2.23 (s, 3H), 2.13(s, 6H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 5: 화합물 125의 제조
실시예 5-1: 2-브로모-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 합성
5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 3g (6.24mmol)을 1,2-디클로로메탄 150ml에 용해시키고 빙욕에서 0 ℃로 냉각 한 후 질소 분위기하에서 30분간 유지한 후에 N-브로모숙신이미드 1.11g (6.24mmol)을 천천히 가해준 다음 실온에서 3시간 동안 반응 하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하여 얻은 생성물을 메탄올 20ml로 재결정 하여 2-브로모-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 3g (78%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.94 (s, 1H), 8.44 (s, 1H), 8.33 (s, 1H), 8.16~8.13 (d, 1H), 7.61~7.58 (d, 1H), 7.57~7.55 (d, 1H), 7.50~7.47 (t, 1H), 7.22~7.21 (t, 1H), 4.47~4.43 (d, 4H), 2.29~2.26 (m, 2H), 1.53~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 5-2: 2-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로[3,2-b]카바졸 합성
2-브로모-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸 2g (3.57mmol)을 톨루엔 150ml에 용해시킨 후 질소 분위기하에서 촉매(Pd-132) 0.13g (0.18mmol), 소튬터트부톡사이드 0.7g (7.15mmol)과 3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸 1g (3.57mmol)을 넣어준 다음 110oC에서 6시간 동안 반응 하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하여 얻은 생성물을 실리카 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 2-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로[3,2-b]카바졸 2.2g (81%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.44 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 8.34 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 4H), 7.33~7.31 (d, 1H), 7.23~7.21 (t, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.29~2.26 (m, 2H), 1.48 (s,18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 5-3: 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 합성
2-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로[3,2-b]카바졸 2.0g (6.38 mmol)을 1,2-디클로로에탄 150ml에 용해시키고 빙욕에서 0 ℃로 냉각 한 후 질소 분위기하에서 30분간 유지한 후에 염화 알루미늄 1.1g (7.66 mmol)을 가해준 다음 아세틸 클로라이드 0.55ml (7.66mmol)를 천천히 가해주고 상온으로 승온하여 6시간 교반하였다. 반응 혼합물에 빙수 100ml를 넣어주고 1,2-디클로로메탄 300ml로 생성물을 2회 추출하였다. 추출한 유기층을 증류수 100ml로 3회 씻어준 다음 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류 하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 3g (70%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.45 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 8.33 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 3H), 7.33~7.31 (d, 1H), 7.23~7.21 (d, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.29~2.26 (m, 2H), 1.48 (s, 18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 5-4: (1-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 합성
실시예 3-3에서 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트라이메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 대신에, 실시예 5-3에서 제조된 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온을 사용한 것을 제외하고, 실시예 3-3과 동일한 방법으로 (1-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 1.6g (78.5 %)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 10.08 (s, 1H), 8.45 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 8.33 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 3H), 7.33~7.31 (d, 1H), 7.23~7.21 (d, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.29~2.26 (m, 2H), 1.48 (s, 18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 5-5: 화합물 125 제조
실시예 3-4에서 (E)-1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 옥심 대신에, 실시예 5-4에서 제조된 (1-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온을 이용한 것을 제외하고, 실시예 3-4와 동일한 방법으로 (E)-1-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 O-아세틸 옥심 0.8g (76 %)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.55 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 8.33 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 3H), 7.33~7.31 (d, 1H), 7.23~7.21 (d, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.29~2.26 (m, 2H), 2.25(s, 3H) 1.48 (s, 18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 6: 화합물 129의 제조
실시예 6-1: (8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨릴)메탄온 합성
상기 실시예 5-3에서 아세틸 클로라이드 대신 2-메틸벤조일클로라이드 0.41ml (3.17mmol)을 사용하는것을 제외하고, 실시예 5-3과 동일한 방법을 수행하여 (8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨릴)메탄온 1.4g (60%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.65 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.33 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 3H), 7.33~7.31 (m, 5H), 7.23~7.21 (d, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.25(s, 3H), 2.29~2.26 (m, 2H), 1.48 (s, 18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 6-2: (Z)-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 옥심 합성
실시예 5-4에서 1-(5,11-비스(2-에틸핵실)-8-(2,4,6-트리메틸벤조일)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 대신에, 실시예 6-1에서 제조된 (8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨릴)메탄온을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5-4와 동일한 방법을 수행하여 (Z)-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 옥심 1.6g (78.6%)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 10.03 (s, 1H), 8.65 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.33 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 3H), 7.33~7.31 (m, 5H), 7.23~7.21 (d, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.25(s, 3H), 2.29~2.26 (m, 2H), 1.48 (s, 18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실시예 6-3: 화합물 129 제조
실시예 5-5에서 (1-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 대신에, 실시예 6-2에서 제조된 (Z)-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)(o-톨일)메탄온 옥심을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5-5와 동일한 방법을 수행하여, (E)-1-(8-(3,6-디-터트-부틸-9H-카바졸-9-일)-5,11-비스(2-에틸핵실)-5,11-디하이드로인돌로[3,2-b]카바졸-2-일)에탄-1-온 O-아세틸 옥심 0.8g (76 %)를 얻었다.
1H NMR (400 MHz, acetone-d, ppm): 8.55 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.33 (s, 2H), 8.30~8.28 (d, 1H), 7.82~7.80 (d, 1H), 7.66~7.63 (d, 1H), 7.55~7.48 (m, 3H), 7.33~7.31 (m, 5H), 7.23~7.21 (d, 1H), 4.55~4.53 (d, 2H), 4.40~4.39 (d, 2H), 2.37(s, 3H), 2.25(s, 3H), 2.29~2.26 (m, 2H), 2.23(s, 3H), 1.48 (s, 18H), 1.33~1.22 (m,16H), 0.98~0.95 (t, 6H), 0.86~0.82 (t, 6H).
실험예
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함한 광중합 개시제가 감응할 노광기의 파장의 예를 나타낸 도면이다.
비교예 1 및 비교예 2로서, 디스플레이 노광기뿐만아니라 장파장 노광기 i-line stepper, LED 노광기, 등에 우수한 감도를 가지는 OXE-03(BASF社)과 NCI-831(ADEKA社) 제품을 준비하였다.
이후, 상기 실시예에서 제조된 화합물 5, 화합물 9, 화합물 45, 화합물 49, 비교예 1 및 비교예 2의 화합물을 PGMEA 용제에 2 X 10-5M 농도로 용해시키고, 광흡수도(몰흡광계수)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 화합물 (광중합 개시제) |
313nm (j-line) 몰흡광계수(ε) |
365nm (i-line) 몰흡광계수(ε) |
405nm (h-line) 몰흡광계수(ε) |
| 비교예 1(OXE-03) | 23,055 | 15,470 | 0 |
| 비교예 2(NCI-831) | 9,565 | 7,465 | 1,530 |
| 실시예 1(화합물 5) | 47,765 | 3,035 | 3,375 |
| 실시예 2(화합물 9) | 34,375 | 7,060 | 3,435 |
| 실시예 3(화합물 45) | 54,770 | 16,625 | 3,805 |
| 실시예 4(화합물 49) | 46,440 | 20,225 | 4,395 |
도 1 및 상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물의 경우 디스플레이 공정, 반도체 공정, 장파장 흡수 노광공정의 노광기에 우수한 감도를 가지는 OXE-03, NCI-831에 대비하여, 300 nm 내지 400nm 초반 파장 영역에 걸쳐 전반적으로 우수한 흡수도를 보이고, 특히 화합물 45 및 화합물 49의 경우는 365 nm뿐만 아니라 400 nm 초반까지도 기존 고감도의 상용 광개시제보다도 우수한 흡수도를 가지는 것으로 확인하였다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물은 디스플레이 공정, 반도체 공정, 장파장 흡수 노광 공정의 노광기에 등에서 우수한 흡수도를 가지며 노광되는 광에 우수한 감도를 갖을 수 있는 장점이 있음을 알 수 있다.
Claims (13)
- 하기 화학식 1로 표시되는 인돌로카바졸 유도체 화합물:
[화학식 1]
상기 화학식에서,
R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 이고,
상기 R51은 단일결합; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐렌;이고,
R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 할로겐; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; ; 또는 -NR31R32;이고,
상기 R21, R31, 및 R32는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
m은 0이고,
"*"은 결합 위치를 나타낸다.
- 제1항에 있어서,
상기 R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 또는 이고, 상기 R51은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬;이고,
상기 R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C5의 알킬렌;이고, 상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C6의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C10의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C10의 헤테로아릴;이고,
R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; 또는;이고,
상기 R21는 비치환 또는 치환된 C6-C10의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C10의 헤테로아릴;이고,
상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬;이고,
상기 헤테로아릴은 O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
m은 0이고,
"*"은 결합 위치를 나타내는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
[화학식 1-1]
상기 화학식에서,
R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다.
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
[화학식 1-2]
상기 화학식에서,
R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다.
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
[화학식 1-3]
상기 화학식에서,
R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 R21은 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다.
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
[화학식 1-4]
상기 화학식에서,
R1 및 R'1은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐, 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이다.
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나인 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
- 제1항에 있어서,
상기 인돌로카바졸 유도체 화합물은 하기 화학식 1-6으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 인돌로카바졸 유도체 화합물:
[화학식 1-6]
상기 화학식에서,
상기 R51은 단일결합; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐렌;이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로, 수소, 또는 중수소; 할로겐; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐;이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소; 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알케닐; 직쇄 또는 분지쇄의 C2-C30의 알키닐; 또는 -R11-R12;이고,
상기 R11은 단일결합; 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬렌;이고,
상기 R12는 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
R4는 수소; 니트로(-NO2); -COR21; ; 또는 -NR31R32;이고,
상기 R21, R31, 및 R32는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환된 C5-C12의 시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C4-C12의 헤테로시클로알킬; 비치환 또는 치환된 C6-C30의 아릴; 또는 비치환 또는 치환된 C4-C30의 헤테로아릴;이고,
상기 R22 및 R23은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 각각 독립적으로, O, S, 및 N 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 치환된 시클로알킬, 치환된 헤테로시클로알킬, 치환된 아릴, 및 치환된 헤테로아릴은 적어도 하나의 치환기로 치환되고, 상기 치환기는 할로겐; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알킬; 비치환 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시; 또는 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20의 알콕시;이고,
"*"은 결합 위치를 나타낸다.
- 제1항에 따른 인돌로카바졸 유도체 화합물을 포함하는 광중합 개시제.
- 제12항에 있어서,
상기 광중합 개시제가 활성화되는 광의 파장은 250 nm 내지 450 nm인 것인 광중합 개시제.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210184081A KR102688364B1 (ko) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 신규 인돌로카바졸 유도체 화합물 및 이를 포함하는 광중합 개시제 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20230094717A KR20230094717A (ko) | 2023-06-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210184081A KR102688364B1 (ko) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 신규 인돌로카바졸 유도체 화합물 및 이를 포함하는 광중합 개시제 |
Country Status (1)
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