KR20140059983A - 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서 - Google Patents

수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20140059983A
KR20140059983A KR1020120126520A KR20120126520A KR20140059983A KR 20140059983 A KR20140059983 A KR 20140059983A KR 1020120126520 A KR1020120126520 A KR 1020120126520A KR 20120126520 A KR20120126520 A KR 20120126520A KR 20140059983 A KR20140059983 A KR 20140059983A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
moisture
water
sensitive fluorescent
detection sensor
defect detection
Prior art date
Application number
KR1020120126520A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101517963B1 (ko
Inventor
구은회
최푸른
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020120126520A priority Critical patent/KR101517963B1/ko
Publication of KR20140059983A publication Critical patent/KR20140059983A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101517963B1 publication Critical patent/KR101517963B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1022Heterocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 극미량의 수분에 대하여도 측정이 가능하고, 결함을 감시(monitoring)할 수 있는 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 수분 민감성 형광체를 이용하여 수분량에 따른 수분 민감성 형광체의 형광변화를 측정함으로써 수분 투과도를 반복적으로 측정할 수 있고 또한 수분과의 반응 시 나타나는 형광 특성을 이용하여 필름의 결함을 감시할 수 있는 수분 및 결함 검출 센서에 관한 것으로서, 상기 수분 민감성 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다:
[화학식 1]
Figure pat00005

Description

수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서 {WATER SENSITIVE PHOSPHOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND WATER AND DEFECTION DETECTING SENSOR COMPRISING SAID WATER SENSITIVE PHOSPHOR}
본 발명은 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서에 관한 것으로, 특히 극미량의 수분에 대하여도 측정이 가능하고, 결함을 감시(monitoring)할 수 있는 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 수분 민감성 형광체를 이용하여 수분량에 따른 수분 민감성 형광체의 형광변화를 측정함으로써 수분 투과도를 반복적으로 측정할 수 있고 또한 수분과의 반응 시 나타나는 형광 특성을 이용하여 필름의 결함을 감시할 수 있는 수분 및 결함 검출 센서에 관한 것이다.
최근 디스플레이 분야에서 중요하게 부각되고 있는 유기발광다이오드(OLED ; organic light emitting diode)는 소형 휴대폰에서부터 55인치 텔레비젼까지 다양하게 적용되고 있다. OLED 디스플레이에서 중요한 기술 중 하나가 OLED의 수명 및 내구성과 관련 있는 가스 배리어 기술(수분 및 산소 차단기술 혹은 봉지 기술)이다. 즉, OLED는 수분에 매우 민감하여 수분투과도(WVTR ; water vapor transmission rate) 허용치가 10-6g/㎡일(기판 1㎡ 당 하루 동안 투과된 수분의 양)이하이다. 현재 OLED는 유리기판을 사용하므로 기판 자체의 수분투과도 문제는 없으며, 봉지 소재(packaging material) 및 실링 소재(sealing material)의 배리어 특성을 향상하여 수분투과 문제를 중점적으로 해결하고 있다.
한편, 유연한 형태를 갖는 플렉시블 디스플레이(flexible display)나 전자종이 등의 디바이스는 현재의 경질의 전자제품(hard electronic device)들과는 달리 가볍고, 휘어지거나 접을 수 있어, 향후 시장에서 중요한 위치를 차지할 것으로 예상된다. 다만 이런 형태의 유연한 전자제품(flexible electronic device)은 유리가 아닌 플라스틱(폴리머)을 기판으로 사용하기 때문에 큰 문제가 발생한다. 즉, 플라스틱 기판은 분자 간의 치밀도가 낮은 공간(free volume)을 갖는 구조로 구성되어 있기 때문에 많은 양의 수분들이 기판 자체를 통하여 디바이스 안으로 들어오게 되며, 수분투과량이 101g/㎡일 이상이 되기도 한다. 이 수치는 OLED 디스플레이가 요구되는 수분투과도의 허용치의 107배 값이다. 따라서 플라스틱 기판 위에 다양한 형태의 배리어막을 올려 WVTR을 방지하는 기술들이 개발되고 있으며, 대표적으로 폴리머/세라믹의 다층막 구조가 있다.
한편, 이와 같은 수분 투과 방지기술과 더불어 개발된 소재의 WVTR 물성을 측정하는 기술 역시 매우 중요하다. 대표적인 WVTR 측정기술은 3가지가 있으며, (1) 투과율 측정법, (2) IR 측정법, (3) 질량분석법 (4) 칼슘 테스트법이 있다.
특히 칼슘 테스트법은 10-4g/㎡일 이하의 극미량의 투과율을 측정하는 대표적인 방법으로, 이 기술은 수분과의 반응에 의하여 불투명한 칼슘이 투명해지는 정도를 자외선-가시광선(UV-Visible)을 이용하여 투과율을 측정하는 방법이다. 통상적으로 불활성 기체 혹은 건조 공기에 수증기를 포화시키고, 이들을 일정량 반응물질(예를 들면, 칼슘)에 보냄으로서 반응물질이 투명해지는 정도(칼슘하이드록사이드 ; calcium hydroxide)를 투과율을 측정하고,이를 통하여 WVTR를 측정하는 방법이다. 그러나 이 방법으로는 테스트 시편이 수 ㎝ 이하의 작은 부분에 대한 수분 투과율을 얻을 수 있을 뿐이고, 절대적인 수분투과율이 아니라, 상대적인 비교값을 얻을 수 있는 것에 불과하기 때문에, 대면적으로 생산되는 디스플레이 장치의 기판 및 배리어막의 수분 투과량 측정에 이용되기는 어려운 문제가 있다.
IR 측정방법은 물분자의 회전, 진동, 병진운동의 에너지 레벨이 적외선 파장에 해당되며, 적외선이 조사될 경우, 이를 흡수하는 원리를 이용하는 것으로서, 과학적으로는 많이 이용되지만 검출기(detector)의 감도(sensitivity)의 한계로 10-4g/㎡일 이하의 수분 투과량을 측정하기에는 어려움이 있다.
질량분석법도 과학적인 원리를 바탕으로 수분투과량 측정이 가능하지만, IR 측정법처럼 다양한 문제 때문에 10-4g/㎡일 이하의 수분 투과량을 측정하기에는 산업적으로 어려움이 있다. 또한, 수분 투과도가 가장 큰 영향을 미치는 요인은 필름에 생성된 결함이다. 따라서, 결함의 실시간 감시는 수분 투과도 해결을 위해 매 중요하다.
이에 따라, 10-4g/㎡일 이하의 수분투과량을 측정할 수 있고, 단시간 내 측정이 가능한 고속 WVTR 측정방법이 디스플레이 시장을 중심으로 하여 크게 요구되고 있으며, 이를 위해서는 극미량의 수분에 대하여도 광특성의 변화가 큰 물질과 측정 시스템이 개발되어야 한다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 선택성이 우수하고, 계속적으로 재사용이 가능하여 소요 비용이 절감되며, 민감도가 우수하고 극미량의 수분 검출이 가능하며, 응답속도가 빠른 수분 및 결함 검출 센서의 제조에 사용될 수 있는 수분 민감성 형광체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 수분 민감성 형광체를 제조하는 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 수분 민감성 형광체를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서를 제공하며, 또한 결함을 통하여 수분이 쉽게 침투하고 형광 강도가 증가하는 것을 이용하여 결함을 용이하게 모니터링 할 수 있는 결함 검출 센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 상기와 같은 수분 및 결함 검출 센서를 이용한 수분의 검출 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 상기와 같은 수분 및 결함 검출 센서를 이용한 수분의 검출 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 수분과 가역적으로 반응하는 수분 민감성 형광체를 이용하여 수분의 검출이 가능함을 확인하고, 이를 통하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 따른 수분 민감성 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 수분 민감성 형광체이다:
Figure pat00001
본 발명에 따른 수분 민감성 형광체의 제조방법은, (1) 9-(메틸아미노메틸)안트라센(9-(methylaminomethyl)anthracene)을 용매 중에서 환원제로 환원시키는 환원 단계; (2) 환원 단계에서 수득되는 생성물에 2-브로모메틸페닐보론산 피나콜 에스테르(2-bromomethylphenylboronic acid pinacol ester)를 적가하고 교반시키는 주반응 단계; 및 (3) 상기 주반응 단계에서 수득되는 생성물로부터 용매를 제거하여 수득되는 조생성물을 재결정에 의하여 정제하는 정제 단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 정제 단계 이후에 상기 정제 단계에서 수득되는 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼크로마토그래피법으로 재정제하는 재정제 단계가 더 수행되는 것이 바람직하다.
상기 환원제로는 수소화나트륨(NaH)이 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수분 및 결함 검출 센서는 상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체를 포함하여 이루어진다.
상기 수분 및 결함 검출 센서는 상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체가 수분과 반응하는 경우에 발광하는 것을 특징으로 한다.
상기 수분 및 결함 검출 센서는 수분의 농도가 증가함에 따라 형광의 강도가 증가하는 것을 특징으로 한다.
상기 수분 및 결함 검출 센서의 상기 수분 민감성 형광체가 친수성 고분자 수지와 혼련되어 수분 검출 필름으로 성형되는 것이 바람직하다.
상기 수분 검출 필름은 상기 수분 민감성 형광체 5 내지 75중량%와 상기 친수성 고분자 수지 95 내지 25중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수분 및 결함 검출 센서를 포함하는 수분 검출 장치는, 상기 수분 민감성 형광체를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서와, 상기 수분 민감성 형광체를 발광시키기 위한 발광부 및 상기 수분 민감성 형광체로부터 방출되는 형광을 수광하는 수광부를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서에 따르면, 수분과 가역적으로 반응하여 형광 특성이 변할 수 있는 상기한 수분 민감성 형광체를 개발하여 이를 활용함으로써, 공존 가스의 방해를 받지 않고, 수분 및 결함의 검출이 가능함은 물론 수분을 정확하게 정량할 수 있는 선택성이 우수하고, 계속적으로 재사용이 가능하여 소요 비용이 절감되며, 민감도가 우수하여 정밀한 검출이 가능하며, 응답속도가 매우 빠른 장점이 있다.
또한, 이러한 형광형 수분 및 결함 검출 센서를 통해 OLED제품의 실링 소재, 배리어 필름 등의 아주 작은 수분투과도(WVTR)를 측정하는데 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예에서 합성된 수분 민감성 형광체 2 X 10- 4몰 에탄올 용액(도 1a), 2 X 10- 5몰 에탄올 용액(도 1b), 2 X 10- 6몰 에탄올 용액(도 1c) 및 2 X 10-7몰 에탄올 용액(도 1d)에 수분을 2 내지 1110ppm의 양으로 적가하면서 형광 강도를 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 측정 대상 필름의 결함을 측정하는 방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 측정 대상 필름에 결함을 임의로 생성시킨 후 광학현미경(도 3a) 및 형광 현미경(도 3b)으로 촬영한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 수분 민감성 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 수분 민감성 형광체이다:
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1로 표시되는 수분 민감성 형광체는 366㎚의 여기파장과 389㎚ 및 408㎚의 형광파장을 갖는 형광물질이다. 상기 수분 민감성 형광체는 물분자가 없는 상태에서는 질소원자의 비공유 전자쌍의 영향으로 형광이 퀀칭(quenching)되어 형광을 잃은 상태로 존재하며, 수분의 첨가 또는 제거에 의하여 하기 반응식 1과 같이 가역적으로 상호 변환되며, 수분의 존재 및 수분의 양에 따라 가역적으로 형광 특성이 변하게 된다.
[반응식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체(상기 반응식 1의 왼쪽 화합물)는 물분자가 없는 상태에서는 질소원자의 비공유 전자쌍의 영향으로 형광이 퀀칭되는 효과, 즉 광유발 전자 전달(PET ; photo-induced electron transfer) 현상을 야기함으로써 형광을 발현하지 않는 경로로 흡수된 에너지를 방출(nonradiative relaxation)하는 것으로 여겨진다. 상기 화학식 1의 화합물에 물분자가 가해지는 경우, 상기 질소원자의 존재로 인하여 물분자가 해리되고(H2O → H+ + OH-), 동시에 쌍성 이온화 구조(zwitterionic structure)를 형성하게 된다. 이때, 질소원자의 비공유 전자쌍은 더 이상 PET 현상을 야기하지 못하게 됨으로써 상기 화학식 1의 화합물은 형광이 발현되는(turn-on) 것으로 여겨지고 있다.
또한, 본 발명에 따른 수분 민감성 형광체의 제조방법은, (1) 9-(메틸아미노메틸)안트라센(9-(methylaminomethyl)anthracene)을 용매 중에서 환원제로 환원시키는 환원 단계; (2) 환원 단계에서 수득되는 생성물에 2-브로모메틸페닐보론산 피나콜 에스테르(2-bromomethylphenylboronic acid pinacol ester)를 적가하고 교반시키는 주반응 단계; 및 (3) 상기 주반응 단계에서 수득되는 생성물로부터 용매를 제거하여 수득되는 조생성물을 재결정에 의하여 정제하는 정제 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 (1)의 환원 단계는 9-(메틸아미노메틸)안트라센(9-(methylaminomethyl)anthracene)을 용매, 바람직하게는 디메틸포름아미드(DMF) 중에서 환원제, 바람직하게는 수소화나트륨으로 환원시키는 것으로 이루어진다. 이 환원 단계를 통하여 상기 9-(메틸아미노메틸)안트라센이 환원되어 후속하는 상기 (2)의 주반응 단계에서 2-브로모메틸페닐보론산 피나콜 에스테르와 반응하여 본 발명에 따른 수분 민감성 형광체를 생성하게 된다.
이후, 상기 (3)의 정제 단계에서 용매, 즉 DMF를 진공 하에서 증발시켜 제거하고, 수득되는 조생성물을 재결정, 바람직하게는 디클로로메탄에 용해시킨 후, 탈이온수로 추출하는 것으로 수행되는 재결정에 의하여 정제하여 본 발명에 따른 수분 민감성 형광체를 수득하게 된다.
상기 (3)의 정제 단계 이후에 상기 정제 단계에서 수득되는 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼크로마토그래피법으로 재정제하는 재정제 단계가 더 수행되는 것이 바람직하다. 상기 재정제 단계는 탈이온수로 세척한 조생성물을 디클로로메탄/메탄올(10/1 용적비)의 혼합용액을 용리액(eluent)으로 하여 실리카겔(silica gel) 상에서 컬럼크로마토그래피법(column chromatography)을 수행하는 것에 의해 더욱 정제된다.
본 발명에 따른 수분 및 결함 검출 센서는 상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체를 포함하여 이루어진다.
상기 수분 및 결함 검출 센서는 상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체가 수분과 반응하는 경우에 발광하는 것을 특징으로 한다.
상기 수분 및 결함 검출 센서는 수분의 농도가 증가함에 따라 형광의 강도가 증가하는 것을 특징으로 한다.
상기 수분 및 결함 검출 센서의 상기 수분 민감성 형광체가 친수성 고분자 수지와 혼련되어 수분 검출 필름으로 성형되는 것이 바람직하다.
상기 수분 검출 필름은 상기 수분 민감성 형광체 5 내지 75중량%와 상기 친수성 고분자 수지 95 내지 25중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 수분 민감성 형광체가 5중량% 미만으로 사용되는 경우, 수득되는 수분 검출 필름의 수분 감지능이 너무 낮아지게 되어 수분을 충분히 감지하지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 75중량%를 초과하는 경우, 필름으로의 성형성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수분 및 결함 검출 센서를 포함하는 수분 검출 장치는, 상기 수분 민감성 형광체를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서와, 상기 수분 민감성 형광체를 발광시키기 위한 발광부 및 상기 수분 민감성 형광체로부터 방출되는 형광을 수광하는 수광부를 포함하여 이루어진다.
상기 화학식 1로 표시되는 수분 민감성 형광체 또는 상기 화학식 1로 표시되는 수분 민감성 형광체를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서는 공존가스의 방해를 받지 않고 수분 및 결함을 정확하게 정량할 수 있어 선택성이 우수하고, 가역적이어서 계속적으로 재사용이 가능하여 소요 비용이 절감되고, 수분의 농도 변화를 효과적으로 감시(monitoring)할 수 있다. 또한, 수분에 대한 민감도가 우수하여 정밀한 수분 검출이 가능하며, 응답속도가 매우 빠른 장점이 있다. 또한, 결함을 통하여 침투하는 수분의 양에 따라 형광 강도가 증가하는 것을 이용하여 필름 등의 결함을 용이하게 감시할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체의 합성 공정은 다음과 같다. 9-(메틸아미노메틸)안트라센 0.067g을 디메틸포름아미드 70㎖에 용해시킨 후, 수소화나트륨(NaH ; 광유(mineral oil) 내 60% 분산액, 2당량)을 첨가하고, 1시간 동안 상온에서 교반하면서 반응시켰다. 계속해서, 위 반응에서 수득되는 반응생성물에 2-브로모메틸페닐보론산 피나콜 에스테르 1g을 약 20분에 걸쳐서 서서히 투입한 후, 1시간 동안 상온에서 교반하면서 반응시켰다. 이후, 용매인 디메틸포름아미드를 40 내지 50℃의 온도에서 진공 하에서 제거한 후, 수득되는 농축된 조생성물을 디클로로메탄에 용해시킨 후, 탈이온수로 미반응 투입원료를 추출하였다. 이때, 미반응 투입원료는 수분상(탈이온수) 내에 용해되어 수분상 내에 존재하게 되고, 반면에 소정의 반응생성물인 안트라센 보론산 피나콜 에스테르는 디클로로메탄에 용해되어 유기상 내에 존재하므로 상기 유기상인 디클로로메탄과 수성상인 탈이온수를 액-액 분리하는 것에 의하여 미반응 투입원료를 반응생성물로부터 제거할 수 있다. 수득된 조생성물은 최종적으로 디클로로메탄:메탄올(10:1, 용적비)의 혼합용액을 용리액으로 하여 실리카겔 상에서 컬럼크로마토그래피법을 수행함으로써 정제를 수행하였다.
실험예 : 수분 민감성 및 결함 특성 평가
수분의 검출 특성을 확인하기 위하여 형광 측정 장치(PL Spectrometer, 일본국 소재 신코사 제품, 모델명:S-3100)를 이용하여 수분의 양에 따른 형광 강도를 측정하였다. 상기 실시예의 수분 민감성 형광체의 2 x 10- 4몰, 2 x 10- 5몰, 2 x 10- 6몰 및 2 x 10- 7몰이 포함된 에탄올 용액을 제조하고, 여기에 수분을 2 내지 1110ppm의 양으로 적가하면서 형광 증가를 관찰하였다. 수분 민감성에 대한 평가 결과는 도 1a 내지 도 1c에 나타내었다.
또한, 필름의 결함 특성을 확인하기 위하여, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예의 수분 민감성 형광체(12)를 유리(11) 위에 스핀코팅한 후, 글로브 박스 안에서 배리어 필름(13)을 덮은 후, 수분을 차단하기 위하여 아크릴-실록산계 접착제를 봉지제(14)로 이용하여 봉지시켰다. 이렇게 준비된 샘플을 임의로 충격을 가하여 결함을 생성시킨 후, 광학 현미경과 형광 현미경을 이용하여 결함을 관찰하였다. 이에 대한 결함 평가 결과는 도 2a(광학 현미경) 및 도 2b(형광 현미경)에 나타난 바와 같이, 필름의 결함이 존재하는 부분에는 수분 침투로 형광이 발현하는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 수분 민감성 형광체는 수분의 존재 및 그 양을 정량적으로 측정하는 데 유효함을 확인할 수 있었으며, 이를 이용하여 수분 및 결함 감지 센서를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명은 극미량의 수분의 존재 및 수분의 양을 측정하는 측정기의 제조 산업은 물론 극미량의 수분의 존재 및 수분의 양을 측정하여야 하는 광학 및 전자제품 등의 각종 제조 산업에서 이용될 수 있다.
11 : 유리 12 : 수분 민감성 형광체
13 : 배리어 필름 14 : 봉지제

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 수분 민감성 형광체:
    [화학식 1]
    Figure pat00004
  2. (1) 9-(메틸아미노메틸)안트라센(9-(methylaminomethyl)anthracene)을 용매 중에서 환원제로 환원시키는 환원 단계;
    (2) 환원 단계에서 수득되는 생성물에 2-브로모메틸페닐보론산 피나콜 에스테르(2-bromomethylphenylboronic acid pinacol ester)를 적가하고 교반시키는 주반응 단계; 및
    (3) 상기 주반응 단계에서 수득되는 생성물로부터 용매를 제거하여 수득되는 조생성물을 재결정에 의하여 정제하는 정제 단계;
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수분 민감성 형광체의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정제 단계 이후에 상기 정제 단계에서 수득되는 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼크로마토그래피법으로 재정제하는 재정제 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 상기 수분 민감성 형광체의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 환원제가 수소화나트륨(NaH)임을 특징으로 하는 상기 수분 민감성 형광체의 제조방법.
  5. 청구항 제 1 항에 따른 수분 민감성 형광체를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수분 및 결함 검출 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수분 및 결함 검출 센서는 상기 화학식 1의 수분 민감성 형광체가 수분과 반응하는 경우에 발광하는 것임을 특징으로 하는 상기 수분 및 결함 검출 센서.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 수분 및 결함 검출 센서는 수분의 농도가 증가함에 따라 형광의 강도가 증가하는 것을 특징으로 하는 상기 수분 및 결함 검출 센서.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 수분 및 결함 검출 센서의 상기 수분 민감성 형광체가 친수성 고분자 수지와 혼련되어 수분 검출 필름으로 성형되는 것임을 특징으로 하는 상기 수분 및 결함 검출 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수분 검출 필름은 상기 수분 민감성 형광체 5 내지 75중량%와 상기 친수성 고분자 수지 95 내지 25중량%의 비율로 혼합되는 것임을 특징으로 하는 상기 수분 및 결함 검출 센서.
  10. 청구항 1 항의 수분 민감성 형광체를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서와, 상기 수분 민감성 형광체를 발광시키기 위한 발광부 및 상기 수분 민감성 형광체로부터 방출되는 형광을 수광하는 수광부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 수분 및 결함 검출 센서를 포함하는 수분 검출 장치.
KR1020120126520A 2012-11-09 2012-11-09 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서 KR101517963B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120126520A KR101517963B1 (ko) 2012-11-09 2012-11-09 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120126520A KR101517963B1 (ko) 2012-11-09 2012-11-09 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140059983A true KR20140059983A (ko) 2014-05-19
KR101517963B1 KR101517963B1 (ko) 2015-05-06

Family

ID=50889568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120126520A KR101517963B1 (ko) 2012-11-09 2012-11-09 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101517963B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107209119A (zh) * 2014-12-30 2017-09-26 韩国陶瓷技术院 水分检测传感器、缺陷检测传感器及利用其的传感器阵列
KR20200065495A (ko) 2018-11-30 2020-06-09 숙명여자대학교산학협력단 나프탈이미드 유도체를 유효성분으로 함유하는 수분 검출용 조성물

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6800451B2 (en) 2001-01-05 2004-10-05 Sensors For Medicine And Science, Inc. Detection of glucose in solutions also containing an alpha-hydroxy acid or a beta-diketone
US20040087842A1 (en) 2002-05-30 2004-05-06 Lakowicz Joseph R. Fluorescent probes for saccharrides

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107209119A (zh) * 2014-12-30 2017-09-26 韩国陶瓷技术院 水分检测传感器、缺陷检测传感器及利用其的传感器阵列
KR20200065495A (ko) 2018-11-30 2020-06-09 숙명여자대학교산학협력단 나프탈이미드 유도체를 유효성분으로 함유하는 수분 검출용 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR101517963B1 (ko) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Fast detection of organic amine vapors based on fluorescent nanofibrils fabricated from triphenylamine functionalized β-diketone-boron difluoride
US11447606B2 (en) Fluorescent porous organic nanosheets for chemical sensing
CN103694269B (zh) 一种可检测仲胺的化合物及其制备和应用
Liu et al. In situ bifunctionalized carbon dots with boronic acid and amino groups for ultrasensitive dopamine detection
Li et al. A highly selective colorimetric and “off-on-off” fluorescent probe for fluoride ions
Cui et al. Tailoring the structures and compositions of one-dimensional organic nanomaterials towards chemical sensing applications
Halay et al. A novel triazine‒bearing calix [4] arene: Design, synthesis and gas sensing affinity for volatile organic compounds
Wang et al. Naphthalimide derivative-functionalized metal–organic framework for highly sensitive and selective determination of aldehyde by space confinement-induced sensitivity enhancement effect
CN112521931B (zh) 一种基于碳点的室温磷光测试条及其制备方法和应用
KR101517963B1 (ko) 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 수분 및 결함 검출 센서
KR101660282B1 (ko) 수분검출 센서, 결함검출 센서 및 이를 이용한 센서 어레이
CN108088828B (zh) 一种双柱芳烃汞离子荧光传感器及其制备和应用
CN110330444B (zh) 一种用于异氰酸酯类物质检测的荧光化合物及制备方法与其作为试纸型检测探针的应用
CN113512062B (zh) 一种CuIP2S型配合物VOC荧光传感材料
Huangfu et al. A stable and humidity resistant NH3 sensor based on luminous CsPbBr3 perovskite nanocrystals
KR101488386B1 (ko) 수분 민감성 형광체, 그의 제조방법 및 수분 민감성 형광체를 포함하는 가역적 수분 검출 센서
CN114835747B (zh) 一种Cu2I2双核簇配合物发光材料及其吡啶荧光传感
CN113563568B (zh) 多孔稠环半导体荧光聚合物、荧光传感薄膜及其制备方法和应用
CN113340862B (zh) 荧光分子传感器及制法、水中痕量铀酰离子的检测方法
US20040062683A1 (en) Sensitive single-layer sensing device of covalently attached luminescent indicator on glass surface for measuring the concentration of analytes
Gao et al. Fluorescent sensor based on a novel conjugated polyfluorene derivative
CN114181400A (zh) 一种具有聚集态荧光的超分子化合物及其制备方法和应用
CN113307950B (zh) 一种检测痕量气相爆炸物的荧光高分子、包括薄膜制备以及应用
CN114957301B (zh) 一种基于杯[4]芳烃的荧光纳米薄膜及其可控制备方法和对气相二氧化氯的传感应用
CN115028188B (zh) 一种用于高效氨气荧光检测的有机卤化亚铜材料及其制备和应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190423

Year of fee payment: 5