KR20150088951A - Self-assembled brush block copolymers with fluorocarbon for memory device, preparation thereof and products comprising the polymer - Google Patents

Self-assembled brush block copolymers with fluorocarbon for memory device, preparation thereof and products comprising the polymer Download PDF

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KR20150088951A
KR20150088951A KR1020140009041A KR20140009041A KR20150088951A KR 20150088951 A KR20150088951 A KR 20150088951A KR 1020140009041 A KR1020140009041 A KR 1020140009041A KR 20140009041 A KR20140009041 A KR 20140009041A KR 20150088951 A KR20150088951 A KR 20150088951A
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이문호
정성민
위동우
김영용
권경호
송성진
이진석
고용기
김종현
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to polyether polymers having properties of a digital memory and a manufacturing method thereof and, more specifically, to polyether brush polymer materials in which compounds having properties of a digital memory are formed at the end of a brush, to synthesis thereof, and to a non-volatile memory device manufactured by using the polymers as an activating layer between an upper electrode and a lower electrode. One or more functional groups are formed at the end of at least some of the brush, and are chosen among the represented chemical formula (1).

Description

플루오르카본이 도입된 비휘발성 메모리 특성 자기조립성 브러쉬 블록 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 이용하는 메모리 소자 {SELF-ASSEMBLED BRUSH BLOCK COPOLYMERS WITH FLUOROCARBON FOR MEMORY DEVICE, PREPARATION THEREOF AND PRODUCTS COMPRISING THE POLYMER}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a non-volatile memory self-assembling brush block copolymer having fluorocarbon incorporated therein, a method for producing the self-assembling brush block copolymer, and a memory device using the self-

본 발명은 디지털 메모리 특성을 가지는 플루오르카본이 도입된 비휘발성 메모리 특성 자기조립성 브러쉬 블록 공중합체, 이의 제조방법 및 발명된 블록 공중합체를 상부 전극과 하부 전극사이에서 활성층으로 이용하여 제조되는 비휘발성 메모리 소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a non-volatile memory self-assembling brush block copolymer to which fluorocarbon having a digital memory characteristic is introduced, a process for producing the same, and a non-volatile memory block manufactured by using the inventive block copolymer as an active layer between an upper electrode and a lower electrode And a memory device.

최근 각종 스마트 카드, 휴대용 단말기, 전자 화폐, 디지털 카메라, 게임용 메모리, MP3 플레이어 등 디지털 매체의 이용이 급격하게 증가하고 있는 가운데, 처리 및 저장하여야 할 정보의 양 또한 급증하고 있어 각종 메모리 소자에 대한 수요가 급증하고 있다. 또한, 이 같은 대용량 정보를 고속으로 처리하고자 하는 기술적인 요구가 커지고 있는 가운데 차세대 메모리 소자 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 차세대 메모리소자는 초대용량, 저소비전력, 고속 처리가 가능함과 동시에 기록된 정보가 전원이 꺼지더라도 기록된 정보가 사라지지 않는 비휘발성 메모리이어야만 한다. 지금까지 진행된 대부분의 비휘발성 메모리에 대한 연구는 실리콘 재료에 기반을 둔 플래시 메모리가 주류를 이루고 있으나 실리콘계 메모리 소자는 근본적인 한계에 직면해 있다. 예를 들면, 기존의 플래시 메모리는 기록/소거 횟수가 제한되고, 기록 속도가 느리며, 고집적의 메모리 용량을 얻기Recently, as the use of digital media such as various smart cards, portable terminals, electronic money, digital cameras, game memory, and MP3 players is rapidly increasing, the amount of information to be processed and stored is rapidly increasing, . In addition, there is a growing demand for high-speed processing of such large-capacity information, and a lot of research is being conducted on the development of a next-generation memory device. The next generation memory device must be a nonvolatile memory capable of high capacity, low power consumption, high speed processing, and the recorded information is not lost even if the information is turned off. Most of the non-volatile memories studied so far are mainly based on silicon-based flash memory, but silicon-based memory devices are faced with fundamental limitations. For example, the conventional flash memory has a limited number of write / erase operations, a slow write speed, and a high integration memory capacity

위한 미세화 공정으로 인해서 메모리 칩의 제조 비용이 상승하고 물리적 특성에 인하여 더 이상 칩을 소형화 할 수 없는 한계에 직면해 있다.The fabrication cost of the memory chip is increased due to the miniaturization process, and the chip is no longer miniaturized because of its physical characteristics.

이와 같이 기존의 플래시 메모리 기술의 한계가 드러남에 따라 기존의 실리콘 메모리 소자를 대체하기 위한 연구가 활발하게 진행 되고 있는 가운데, 차세대 메모리들은 반도체 내부의 기본 단위인 셀을 구성하는 물질에 따라서 분류되어, 강유전체 메모리, 강자성 메모리, 상변화 메모리, 나노 튜브 메모리, 홀로그래픽 메모리, 유기 메모리 등이 있다. As the limit of conventional flash memory technology is revealed, researches for replacing existing silicon memory devices are being actively carried out. Next-generation memories are classified according to materials constituting cells, which are basic units of semiconductor, A ferroelectric memory, a ferromagnetic memory, a phase change memory, a nanotube memory, a holographic memory, and an organic memory.

이들 가운데 고분자 메모리는 기존의 metal-oxide-semiconductor 기반 비휘발성 무기메모리 소자들이 유연성과 이동성이 부족하고, 적층이 어려워 저장 용량을 늘이기 어려운 근본적인 한계를 극복할 수 있다. 일 예로 스핀코팅, 잉크젯프린팅 등과 같은 방법으로 쉽게 박막을 형성할 수 있어서 메모리 소자 제작 공정이 단순하고, 저가에 메모리 소자 제작이 가능하며, 복수의 유기 박막층을 유리, 플라스틱, 금속 호일과 같은 여러 가지 기판에 형성할 수 있어 저장 밀도를 무한정 높일 수 있다는 장점을 가지고 있다.Among these, polymer memory is able to overcome the fundamental limitation that conventional metal-oxide-semiconductor based non-volatile inorganic memory devices have difficulty in stacking and storage capacity because of lack of flexibility and mobility. For example, it is possible to easily form a thin film by a method such as spin coating, inkjet printing or the like, thereby simplifying the manufacturing process of a memory device, making it possible to manufacture a memory device at a low cost, and forming a plurality of organic thin film layers by various methods such as glass, It can be formed on a substrate and the storage density can be increased indefinitely.

이러한 고분자 메모리는 상하부 전극 사이에 유기고분자 물질을 이용하여 메모리층을 형성하고 여기에 전압을 인가하여 메모리층의 저항값의 쌍안정성을 이용하여 메모리 특성을 구현하는 것이다. 상부 전극과 하부 전극이 교차하는 지점에 형성되는 셀이 쌍안정성을 제공한다. In the polymer memory, a memory layer is formed by using an organic polymer material between the upper and lower electrodes, and a voltage is applied to the memory layer, thereby realizing the memory characteristic by using the bistability of the resistance value of the memory layer. The cell formed at the intersection of the upper electrode and the lower electrode provides bistability.

즉 고분자 메모리는 상하부 전극 사이에 존재하는 고분자 물질의 전기적 신호에 의해 저항이 가역적으로 변해서 데이터 '0'과 '1'을 기록하고 읽을 수 있는 형태의 메모리이다. 이러한 고분자 메모리는 기존의 플래시 메모리의 장점인 비휘발성은 구현하면서 단점으로 인식되어온 공정성, 제조비용, 집적도 문제를 극복할 수 있는 차세대 메모리로 큰 기대를 모으고 있다.That is, the polymer memory is a memory in which the resistance is reversibly changed due to the electrical signal of the polymer material existing between the upper and lower electrodes, and data '0' and '1' are written and read. Such a polymer memory is expected to be a next-generation memory that can overcome the problems of fairness, manufacturing cost, and integration that have been recognized as disadvantages while implementing nonvolatile memory which is an advantage of conventional flash memory.

유기 및 고분자 메모리의 일례로 미국 특허 공개 제 2004-27849호는 유기 활성층 사이에 금속 나노 클러스터를 적용한 유기 메모리 소자를 제안하고 있고, 또한 일본 특개소62-95882호는 유기 금속착제 전하 이동 (charge transger) 화합물인 CuTCNQ (7,7,8,8-tetracyano-p-quinodimethane)를 이용하는 유기 메모리 소자를 개시하고 있다. 그러나 이러한 소자 진공증착을 이용하여 메모리 소자의 유기 활성층을 형성하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 균일하게 금속 나노 클러스터를 소자 내에 형성하는 것이 어려운 문제점과 수율이 매우 낮고, 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다. 한편, 고분자 이용한 비휘발성 메모리 소자에 있어서, 활성층으로 사용되는 화합물로는 알킬 그룹이 도입된 폴리싸이오펜 (polythiophene)계, 폴리아세틸렌(polyacetylene)계 및 폴리비닐카바졸(poly vinylcarbazole)계 고분자 화합물 등이 있다 (문헌 [H. S. Majumdar, A. Bolognesi, and A. J. Pal, Synthetic metal 140, 203-206 (2004)]; [M. P. Groves, C. F. Carvalho, and R. H. Prager, Materials Science and Engineering C, 3(3), 181-183 (1995)]; 및 Y. -S. Lai, C. -H., Tu and D. -L. Kwong, Applied Physics Letters, 87, 122101-122103 (2005)]참조). 폴리싸이오펜계 고분자의 경우에는 온/오프 상태를 나타내는 전압 값이 높다는 단점과 공기 중에서 불안정하며 온/오프 비율이 일정하지 않은 단점이 있으며, 폴리아세틸렌의 경우에는 메모리 소자로서의 가능성은 있지만 일반적으로 공액결합된 고분자 중 가장 공기 중에 산화되기 쉬운 고분자로 알려져 있기 때문에 실제로 디바이스 구현이 어렵다. 또한, 폴리비닐카바졸계 고분자의 경우에는 우수한 스위칭 특성을 보이는 것으로 보고되고 있으며 현재 활발히 연구 중인 것으로 알려져 있다 (문헌 [Y.-S. Lai, C. -H., Tu and D. -L. Kwong, Applied Physics Letters, 87, 122101-122103 (2005)] 참조). 또한, 폴리아닐린도 메모리 소자재료로서 사용되어 왔으나, 유기용매에 대해 용해성이 낮은 문제가 있다 (문헌 [R. J. Tseng, J. Huang, J. Ouyang, R. B. Kaner, and Y. Yang, Nano Letters, 5, 1077-1080 (2005)]참조).As an example of the organic and polymer memory, U.S. Patent Publication No. 2004-27849 proposes an organic memory device in which metal nanoclusters are applied between organic active layers, and Japanese Patent Application No. 62-95882 discloses a charge transger ) Compound, CuTCNQ (7,7,8,8-tetracyano-p-quinodimethane). However, since the organic active layer of the memory device is formed by using the device vacuum deposition, the manufacturing process is complicated, and it is difficult to uniformly form the metal nano clusters in the device, the yield is very low, and the manufacturing cost is increased . On the other hand, in the polymer non-volatile memory device, examples of the compound used as the active layer include a polythiophene-based, polyacetylene-based, and poly vinylcarbazole-based polymer compound into which an alkyl group is introduced (MP Groves, CF Carvalho, and RH Prager, Materials Science and Engineering C, 3 (3), 2004) And Y.-S. Lai, C.-H., Tu and D. -L. Kwong, Applied Physics Letters, 87, 122101-122103 (2005)). In the case of the polythiophene-based polymer, there is a disadvantage that the voltage value indicating on / off state is high, unstable in the air, and the on / off ratio is not constant. Polyacetylene has a possibility as a memory element, It is known as the polymer that is most likely to be oxidized in the air among the bonded polymers. In addition, the polyvinylcarbazole-based polymer has been reported to exhibit excellent switching characteristics and has been actively studied (Y.-S. Lai, C. -H., Tu and D. -L. Kwong , Applied Physics Letters, 87, 122101-122103 (2005)). Polyaniline has also been used as a memory element material, but has a problem of low solubility in an organic solvent (RJ Tseng, J. Huang, J. Ouyang, RB Kaner, and Y. Yang, Nano Letters, 5, 1077 -1080 (2005)).

그러나, 이러한 제품들의 개발에도 불구하고 여전히 비휘발성 메모리 소자에 활성층으로 사용될 수 있는 새로운 고분자에 대한 요구가 계속되고 있다.
Despite the development of these products, however, there is a continuing need for new polymers that can be used as active layers in nonvolatile memory devices.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 비휘발성 메모리 소자에 활성층으로 사용할 수 있는 새로운 블록 공중합체를 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a novel block copolymer which can be used as an active layer in a nonvolatile memory device.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 비휘발성 메모리 소자에 활성층으로 사용할 수 있는 새로운 블록공중합체의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a novel block copolymer which can be used as an active layer in a nonvolatile memory device.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 블록 공중합체 브러쉬 고분자를 활성층으로 이용한 새로운 비휘발성 메모리 소자를 제공하는 것이다. 본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 블록 공중합체 브러쉬 고분자를 활성층으로 이용하여 비휘발성 메모리 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a novel nonvolatile memory device using a block copolymer polymer as an active layer. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nonvolatile memory device using a block copolymer brush polymer as an active layer.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 폴리에테르 브러쉬 고분자에 있어서, 적어도 일부의 브러쉬 말단에 하기 화학식(1)로 표현되는 정공 운반 물질군에서 선택되는 하나 이상의 관능기가 형성되며, 상기 n은 1~20인 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a polyether brush polymer, wherein at least one brush terminal has at least one functional group selected from the group of hole transporting materials represented by the following formula (1) 1 to 20.

Figure pat00001

Figure pat00001

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 폴리에테르 브러쉬 고분자의 브러쉬 말단에 형성되는 정공운반을 위한 관능기는 하기 화학식(2)로 표현될 수 있으며, n은 1~20의 정수인 것을 특징으로 한다.In the preferred embodiment of the present invention, the functional group for hole transport formed at the brush terminal of the polyether brush polymer may be represented by the following chemical formula (2), and n is an integer of 1 to 20.

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명에 있어서, 상기 폴리에테르 브러쉬 고분자는 폴리에테르 고분자 주쇄에 다양한 링커를 통해 관능기가 도입되는 고분자를 의미한다.In the present invention, the polyether brush polymer means a polymer in which a functional group is introduced into a polyether polymer main chain through various linkers.

본 발명에 있어서, 폴리에테르 브러쉬 고분자는 브러쉬 말단의 1-99 %에 상기 화학식(1) 또는 화학식(2)의 관능기가 형성될 수 있으며, 적어도 일부의 다른 브러쉬 말단에는 하기 화힉식(3)의 관능기가 형성될 수 있으며,In the present invention, the polyether brush polymer may form a functional group of the above formula (1) or (2) at 1-99% of the end of the brush, and at least some of the other brush terminals may have a Functional groups may be formed,

Figure pat00003
(3)
Figure pat00003
(3)

나머지 다른 브러쉬의 말단에는 -H, -CH3, -COOH, -CHO, -OH, -NH2, -C6H6, -(C6H6)2및 N3 및 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 관능기가 형성될 수 있다.End of the other brush is -H, -CH 3, -COOH, -CHO , -OH, -NH 2, -C 6 H 6, - (C 6 H 6) 2 and N 3, and select at least one from the group consisting of Functional groups may be formed.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리에테르 브러쉬 고분자는 주쇄가 블록 공중합체로 이루어지며, 상기 화학식(1)과 화학식(3)로 표현되는 관능기가 소정 블록에 형성된 브러쉬의 말단에 선택적으로 형성될 수 있다. In the practice of the present invention, the polyether brush polymer is composed of a block copolymer having a main chain, and the functional groups represented by the formulas (1) and (3) may be selectively formed at the end of a brush formed in a predetermined block have.

본 발명에 있어서, 구체적으로 상기 폴리에테르 브러쉬 고분자는 하기 화학식(4)으로 표현된다.In the present invention, specifically, the polyether brush polymer is represented by the following chemical formula (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

상기식에서 ρ, σ는 R1, R2, R3, R4를 포함하는 탄소의 반복 단위를 나타내는 것으로 서로에 관계없이 1 내지 20의 값이고;In the above formula, ρ and σ represent repeating units of carbon including R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , and independently of each other, are values of 1 to 20;

R1, R2, R3, R4 , Y1 , Y2은 서로에 관계없이 수소, 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고;R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y 1 , and Y 2 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms;

m 및 n는 폴리에테르 단위체의 함량(mol %)을 나타낸 것으로, 0<m≤100 이고, 0≤n<100이며, m + n = 100이고;m and n represent the content (mol%) of the polyether unit, 0 <m? 100, 0? n <100 and m + n = 100;

Z1 및 Z2는 말단의 관능기와 폴리에테르 주쇄를 연결하는 링커로, -CH2ORO-, -CH2OROCO-, -CH2ORCOO-, -CH2OCORO-, -CH2ORNHCO-, -CH2OROCO(CH2)2OCO-, -CH2ORCO-, -CH2OROCO(CH2)2OCOR-, -CH2OCO(C6H6)2RO-, -CH2OCO(C6H6)2ROCO-, -CH2OCO(C6H6)2RCOO-, -CH2OCO(C6H6)2RNHCO-, -CH2OCO(C6H6)2ROCO(CH2)2OCO-, -CH2OCO(C6H6)2ROCO(CH2)2OCORO-, -CH2OCORO(C6H6)2-, -CH2OCOROCO(C6H6)2-, -CH2OCORCOO(C6H6)2-, -CH2OCORNHCO(C6H6)2, -CH2OCORO(C6H6)2ORO-, -CH2OCORO(C6H6)2ORCO-, -CH2OCORO(C6H6)2ORCOO-, -CH2OCOROCO(C6H6)2ORO-, -CH2OCOROCO(C6H6)2ORCO-, -CH2OCOROCO(C6H6)2ORCOO-, -CH2OCORCOO(C6H6)2ORO-, -CH2OCORCOO(C6H6)2ORCO-, -CH2OCORCOO(C6H6)2ORCOO-, -CH2SRO-, -CH2SROCO-, -CH2SRCOO-, -CH2SRO-, -CH2SRNHCO-, -CH2SROCO(CH2)2OCO-, -CH2SRCO-, -CH2SROCO(CH2)2OCOR-, -CH2SO2RO-, -CH2SO2ROCO-, -CH2SO2RCOO-, -CH2SO2RNHCO-, -CH2SO2ROCO(CH2)2OCO-, -CH2SO2ROCO(CH2)2OCOR-, -CH2SO2RCO-, -CH2ORSRO-, -CH2ORSROCO-, -CH2ORSROCOR-, -CH2ORSRCOO-, -CH2ORSRNHCO-, -CH2ORSROCO(CH2)2OCO-, -CH2ORSROCO(CH2)2OCOR-로 이루어진 군으로부터 선택되는 지방족 또는 방향족 유도체이며, 여기에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 선택되며, Z 1 and Z 2 are linkers connecting the functional group at the terminal and the polyether backbone, and are -CH 2 ORO-, -CH 2 OROCO-, -CH 2 ORCOO-, -CH 2 OCORO-, -CH 2 ORNHCO-, CH 2 OROCO (CH 2) 2 OCO-, -CH 2 ORCO-, -CH 2 OROCO (CH 2) 2 OCOR-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 RO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 ROCO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 RCOO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 RNHCO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 ROCO (CH 2 ) 2 OCO-, -CH 2 OCO ( C 6 H 6) 2 ROCO (CH 2) 2 OCORO-, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 -, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6) 2 - , -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6) 2 -, -CH 2 OCORNHCO (C 6 H 6) 2, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 ORO-, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 ORCO-, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 ORCOO-, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6) 2 ORO-, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6) 2 ORCO-, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6 ) 2 ORCOO-, -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6 ) 2 ORO-, -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6 ) 2 ORCO-, -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6 ) 2 ORCOO -, -CH 2 SRO-, -CH 2 SROCO-, -CH 2 SRCO-, -CH 2 SRO-, -CH 2 SRNHCO-, -CH 2 SROCO (CH 2 ) 2 OCO-, -CH 2 SRCO-, -CH 2 SROCO (CH 2 ) 2 OCOR-, -CH 2 SO 2 RO-, -CH 2 SO 2 ROCO-, -CH 2 SO 2 RCOO-, -CH 2 SO 2 RNHCO-, -CH 2 SO 2 ROCO (CH 2 ) 2 OCO-, -CH 2 SO 2 ROCO (CH 2 ) 2 OCOR-, -CH 2 SO 2 RCO -, -CH 2 ORSRO-, -CH 2 ORSROCO-, -CH 2 ORSROCOR-, -CH 2 ORSRCOO-, -CH 2 ORSRNHCO-, -CH 2 ORSROCO (CH 2) 2 OCO-, -CH 2 ORSROCO (CH 2 ) 2 OCOR-, wherein R is selected from hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,

P는 적어도 일부 또는 전부가 상기 화학식 (1)에서 하나 이상 선택되는 관능기이며, P is a functional group at least partially or fully selected from the above-mentioned formula (1)

X는 적어도 일부 또는 전부가 상기 화학식 (3)이다. 상기 P와 X는 -H, -CH3, -COOH, -CHO, -OH, -NH2, -C6H6, -(C6H6)2, N3, 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. X is at least part or all of the above formula (3). Wherein P and X is -H, -CH 3, -COOH, -CHO , -OH, -NH 2, -C 6 H 6, - may be selected from (C 6 H 6) 2, N 3, the group consisting of .

상기 브러쉬 고분자 화합물의 중량평균 분자량은 5,000 내지 5,000,000, 바람직하게는 5,000 내지 500,000이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 브러쉬 고분자의 각 블록의 반복단위는 10~1,000일 수 있다. The weight average molecular weight of the brush polymer compound is 5,000 to 5,000,000, preferably 5,000 to 500,000. In a preferred embodiment of the present invention, the repeating unit of each block of the brush polymer may be 10 to 1,000.

본 발명에 따른 화학식 1의 자기조립성 공중합체 고분자로서 대표적인 예로서 하기 화학식 5의 구조를 갖는 poly(3-((6-((7-(9H-carbazole-9-Representative examples of the self-assembled copolymer polymer of Formula 1 according to the present invention include poly (3 - ((6 - ((7- (9H-carbazole-

yl)heptanoyl)oxy)hexyl)thio)propyl glycidyl ether)40-b-poly(glycidyl-12-yl) heptanoyl) oxy) hexyl) thio) propyl glycidyl ether) 40- b-poly (glycidyl-

((3,3,4,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl)oxy)12-oxododecanoate)40 이 있다 (이하 PGCHHTP40-b-PGHFO40 라 약칭함)여기서, 20과 40은 각각 반복단위를 나타낸다.((3,3,4,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl) oxy) 12-oxododecanoate) 40 Hereinafter abbreviated as PGCHHTP 40 - b - PGHFO 40 ) where 20 and 40 each represent a repeating unit.

Figure pat00005
(5)
Figure pat00005
(5)

본 발명은 일 측면에서, 화학식 4의 폴리에테르 브러쉬 블록 공중합체를 제조하는 방법으로서, 하기 화학식 (6)에 의해서 표현되는 폴리에테르 블록 공중합체를 제조하는 단계,In one aspect, the present invention provides a process for preparing a polyether block copolymer of formula (4), comprising the steps of: preparing a polyether block copolymer represented by the following formula (6)

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, ρ, σ, R1, R2, R3, R4, Y1 , Y2, m 및 n은 화학식 (1)에서 정의한 바와 같으며;Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y 1 , Y 2 , m and n are as defined in formula (1);

상기 폴리에테르 블록 공중합체에서 측쇄에 부착된 관능기 B를 하기 화학식(7)으로 표현되는 화합물과 반응시키는 단계, Reacting the functional group B attached to the side chain in the polyether block copolymer with a compound represented by the following formula (7)

X-B'(7)X-B '(7)

여기서, X-는 상기 화학식(1)에 정의한 바와 같으며, 상기 B와 B'은 상호간의 반응에 의해서, 예를 들어 에스테르 반응에 의해서 상기 화학식 4의 링커 Z2를 이루는 잔기들이며;Herein, X- is as defined in the above formula (1), and B and B 'are residues constituting the linker Z 2 of the above formula (4) by, for example, an ester reaction by mutual reaction;

상기 폴리에테르 블록 공중합체에서 측쇄에 부착된 관능기 A를 하기 화학식(8)으로The functional group A attached to the side chain in the polyether block copolymer is represented by the following formula (8)

표현되는 화합물과 반응시키는 단계, With a compound to be represented,

HO-A' (8) HO-A '(8)

여기서, 상기 A와 A' 는 상호간의 반응에 의해서, 예를 들어 이중결합의 첨가 반응에 의해서 상기 화학식 4의 링커 Z1를 이루는 잔기들이며; 및 Herein, A and A 'are residues constituting the linker Z 1 of the above formula (4) by the reaction between them, for example, by the addition reaction of a double bond; And

상기 -OH 관능기를 하기 화학식 (9)과 반응시키는 단계, 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬이다.Reacting the -OH functional group with the formula (9), wherein R is alkyl of 1-20 carbon atoms.

Figure pat00007
(9)
Figure pat00007
(9)

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 B는 -ROH이며, 바람직하게는 -CH2OH이며, 상기 X-B' 은 하기 화학식(10)으로 표현될 수 있으며, 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬이다. In a preferred embodiment of the present invention, wherein the B is -ROH, preferably -CH 2 OH, the XB 'can be represented by the formula (10), wherein R is alkyl of 1 to 20 carbon atoms.

Figure pat00008
(10)
Figure pat00008
(10)

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 A는 말단에 알릴기가 형성된 관능기, 일예로 -CH2OCH-C=CH2로 표현되는 화합물이며, 상기 P-A'은 하기 화학식(11)의 화합물로 표현될 수 있으며, 여기서 R은 탄소수 1-20 알킬이다.In a preferred embodiment of the present invention, A is a compound represented by -CH 2 OCH-C = CH 2 as a functional group, an allyl group is an example formed at the terminal, the P-A 'is to represent a compound of formula (11) , Wherein R is 1-20 carbon atoms.

SH-R-OH (11)SH-R-OH (11)

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 화학식(6)의 화합물은 하기 화학식(12)로 표현될 수 있으며, 여기서 R은 독립적으로 탄소수 1-20의 알킬이다. In a preferred embodiment of the present invention, the compound of formula (6) may be represented by the following formula (12), wherein R is independently alkyl of 1-20 carbon atoms.

Figure pat00009
Figure pat00009

본 발명의 실시에 있어서, 상기 화학식(6)의 화합물은 하기 화학식(13) 화합물에서,In the practice of the present invention, the compound of formula (6) is a compound of formula (13)

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서, X1과 X3는 -RO-, -O-, -COO-, -NH-, -S-, -SOO-, -R-로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택되는 링커로서 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬기이며, X2와 X4는 (13)에서 독립적으로 선택되는 보호기이며,Wherein X 1 and X 3 are independently selected from the group consisting of -R-, -O-, -COO-, -NH-, -S-, -SOO-, -R-, -20, X 2 and X 4 are protecting groups independently selected from (13)

Figure pat00011
Figure pat00011

일부의 보호기를 선택적으로 제거하여 제조될 수 있다.May be prepared by selectively removing some protecting groups.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 화학식(13)의 폴리에테르 블록 공중합체 화합물은 하기 화학식(15)로 표현되는 화합물들을 순차적으로 블록 공중합하여 제조될 수 있다.In the practice of the present invention, the polyether block copolymer compound of the above formula (13) can be prepared by sequentially block-copolymerizing the compounds represented by the following formula (15).

Figure pat00012
Figure pat00012

여기서, Xa는 X1 또는 X3, Xb는 X2 또는 X4이며, n는 1-8의 정수이며, 포스파진 촉매하에서 개환된다.Here, X a is X 1 or X 3 , X b is X 2 or X 4 , and n is an integer of 1-8, which is opened under a phosphine catalyst.

본 발명은 다른 일 측면에서, 상기 화학식1의 화합물을 이용한 유기 메모리 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 유기 메모리 소자는 제 1전극, 상기 제 1전극 상에 형성된 활성층, 및 상기 활성층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하며, 상기 활성층이 상기 화학식1로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 유기 메모리 소자의 활성층은 상기의 폴리에테르 블록공중합체 고분자로 형성되는 두께 5 내지 100nm 이내의 막 형태로 구성된다. In another aspect, the present invention provides an organic memory device using the compound of Formula 1. An organic memory device according to the present invention includes a first electrode, an active layer formed on the first electrode, and a second electrode formed on the active layer. The active layer of the organic memory device of the present invention is formed into a film shape having a thickness of 5 to 100 nm or less formed of the above-mentioned polyether block copolymer polymer.

본 발명은 또 다른 일 측면에서, 기판 상에 형성된 하부 전극 위에 상기 화학식 3으로 이루어진 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층을 나노 구조화하는 단계; 및 상기 활성층과 접촉하도록 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor, comprising: forming an active layer of Formula 3 on a lower electrode formed on a substrate; Nanostructuring the active layer; And forming an upper electrode to be in contact with the active layer.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 나노 구조화는 활성층의 용매 어닐링을 통해서 이루어질 수 있으며, 이러한 나노 구조는 또한 활성층을 이루는 블록 공중합체에서 각 블록의 부피비에 따라서 변화된다. 상기 활성층은 폴리에테르 블록공중합체 고분자로 구성되고, 유기 메모리 제조 후 메모리 소자의 전극의 양단에 전압을 인가하면, 전극을 통해 전자와 홀이 활성층 안으로 유입되고, 활성층 내부에서 형성되는 필라멘트를 통해 전류가 운반된다. 이러한 메모리 소자에 전압을 인가하면 활성층의 저항값이 쌍안정성을 나타내어 메모리 특성을 보이게 된다. 그리고 활성층 고분자의 각 블록의 부피비에 따라 형성된 나노구조체들이 이러한 메모리 특성에 영향을 주게 된다.In the practice of the present invention, the nanostructuring can be performed by solvent annealing of the active layer, and the nanostructure is also changed according to the volume ratio of each block in the block copolymer constituting the active layer. When the voltage is applied to both ends of the electrode of the memory device after the organic memory is manufactured, electrons and holes are introduced into the active layer through the electrode, and the current flows through the filament formed inside the active layer, Lt; / RTI &gt; When a voltage is applied to such a memory device, the resistance value of the active layer exhibits bistability and exhibits a memory characteristic. The nanostructures formed by the volume ratio of each block of the active layer polymer affect the memory characteristics.

본 발명에 의해서 폴리에테르 브러쉬 고분자를 활성층으로 이용하는 유기 메모리 소자와 그 제조 방법이 제공되었다. 또한, 유기 메모리 소자의 활성층으로 사용할 수 있는 새로운 폴리에테르 브러쉬 고분자와 그 제조 방법이 제공되었다.
An organic memory device using the polyether brush polymer as an active layer according to the present invention and a method of manufacturing the same are provided. In addition, a new polyether brush polymer that can be used as an active layer of an organic memory device and a method of manufacturing the same are provided.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 고분자 메모리 소자의 단면 개략도이다.
실시예 1의 경우, 1은 Al 전극, 2는 고분자 활성층, 3은 Al 전극, 4는 SiO2/Si 이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 고분자 메모리 소자의 두께가 10nm인 활성층의 고분자 블록 간의 부피비가 1:1인 고분자(PGCHHTP40-b-PGHFO40)의 전압에 따른 전류 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3는 포항 방사광 가속기의 9A 빔라인을 이용하여 고분자 박막 구조를 분석하는 스침각 입사 엑스선 산란(Grazing Incidence X-ray Scattering; GIXS) 장치를 이용하여 고분자 블록 간의 부피비가 1:1인 고분자(PGCHHTP40-b-PGHFO40)의 나노구조체를 측정한 2차원 이미지 결과이다.
(a)는 스침각 입사 소각 엑스선 산란 (Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering; GISAXS )결과
(b)는 스침각 입사 광각 엑스선 산란 (Grazing Incidence Wide Angle X-ray Scattering; GISAXS )결과
1 is a schematic cross-sectional view of a polymer memory device according to an embodiment of the present invention.
In the case of Example 1, 1 is an Al electrode, 2 is a polymer active layer, 3 is an Al electrode, and 4 is SiO 2 / Si.
FIG. 2 is a graph showing a current change according to a voltage of a polymer (PGCHHTP 40 - b - PGHFO 40 ) having a volume ratio of 1: 1 between polymer blocks of an active layer having a thickness of 10 nm of the polymer memory device prepared in Example 1.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between polymer blocks having a volume ratio of 1: 1 (PGCHHTP 40 ) using a grazing incidence X-ray scattering (GIXS) apparatus for analyzing a polymer thin film structure using a 9A beamline of a Pohang radiation accelerator - b -PGHFO 40 ), which is a two-dimensional image.
(a) shows the results of Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS)
(b) shows the results of Grazing Incidence Wide Angle X-ray Scattering (GISAXS)

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 발명을 예시하기 위한 것임을 유념하여야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. It should be noted that the following examples are not intended to limit the invention but to illustrate the invention.

<합성예 1>&Lt; Synthesis Example 1 &

Figure pat00013
Figure pat00013

각기 다른 블록 부피비를 (AGE/EEGE = 60/20, 40/40, 20/60) 가지는 폴리에테르 블록 공중합체인 poly(allyl glycidyl ether-b-ethoxyethyl glycidyl ether) (PAGE-b-PEEGE는 음이온 중합법을 이용하여 중합한다. 모든 중합 반응은 아르곤 기체하에 습도와 산소의 용량이 조절된 glovebox에서 중합한다. AGE/EEGE = 40/40의 블록 부피비를 가지는 블록 공중합체의 합성법을 대표적으로 나타내었다. 250mL의 둥근바닥 플라스크에 0.466mL(3.42mmol)의 페닐프로필알코올, 130.0mL의 톨루엔, 그리고 3.42mL(3.42mmol )의 t-Bu-P4 포스파진 촉매를 넣고 교반을 해준다. 이 용액에 41.0mL(345mmol)의 알릴 글라이시딜 에테르를 넣고 상온에서 20시간 교반하였다. 이후 여기에 6.63mL(44.5mmol)의 에톡시에틸 글라이시딜 에테르를 넣고 다시 상온에서 20시간 교반하였다. 이 반응물에 벤조익산(2.1g)을 넣어 반응을 종료시킨 후 테트라하이드로퓨란으로 묽여준다. 이 후 알루미나 컬럼을 이용하여 정제하고 용매를 날린 후에 40°C 진공 하에서 8시간 건조하여 폴리에테르 블록 공중합체(PAGE40-b-PEEGE40)를 제조하였다. Yield: 70 %. 1H NMR (300 MHz, CDCl3, δ(ppm)): 7.21-7.29 (m, 5H, aromatic protons from initiator), 5.88 (m, 40H,-OCH2CHC(Ha)Hb), 5.25 (d, 40H, -OCH2CHC(Ha)H b ), 5.15 (d, 40H, -OCH2CHC(H a )Hb), 4.69 (q, 65H, -OCH(CH3)O-EEGE), 4.0 (d, 80H, -OCH 2 CHC(Ha)Hb), 3.43-3.69 (m, -OCH 2 CH- CH 2 groups in main chain, -OCH2CH3-EEGE, Ph-CH2CH2CH 2 O), 2.68 (t, 2H, Ph-CH 2 CH2CH2O), 1.87 (m, 2H, Ph-CH2CH 2 CH2O), 1.29 (d, 195H, -OCH(CH 3 )O-EEGE), 1.20 (t, 195H, -OCH2CH 3 -EEGE); 13C NMR (75 MHz, CDCl3, δ: 15.3, 19.8, 31.2, 32.3, 60.7, 64.8, 69.8, 70.0, 70.6, 72.2, 78.9, 99.7, 116.7, 125.7, 128.3, 128.4, 134.9, 141.9; IR (film, /(cm-1)): 3100 (w), 2978 (s), 2930-2870 (s), 1650 (w), 1455 (m), 1380, 1340, 1300, 1270(m), 1135-1060 (s), 1000 (m), 930 (m), 877 (m).
Each of the other blocks by volume (AGE / EEGE = 60/20, 40/40 , 20/60) having a polyether block copolymer, poly (allyl glycidyl ether glycidyl ether- -ethoxyethyl b) (b-PAGE-PEEGE the anionic polymerization method All polymerizations are carried out in a glovebox under controlled conditions of humidity and oxygen under argon gas.The synthesis of block copolymers with a block volume ratio of AGE / EEGE = 40/40 is representative. (3.42 mmol) of phenylpropyl alcohol, 130.0 mL of toluene, and 3.42 mL (3.42 mmol) of t-Bu-P4 phosphine catalyst are added to a round bottom flask equipped with a stirrer, ), And the mixture was stirred at room temperature for 20 hours. Then, 6.63 mL (44.5 mmol) of ethoxyethyl glycidyl ether was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours. g) was added to terminate the reaction. . D. gives mukyeo as tetrahydrofuran is after 8 hours and dried to the polyether block copolymer under vacuum to 40 ° C then purified using an alumina column, and the shot and the solvent was prepared (PAGE 40 b -PEEGE 40) Yield : 70 % 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, δ (ppm)):. 7.21-7.29 (m, 5H, aromatic protons from initiator), 5.88 (m, 40H, -OCH 2 C H C (H a) H b ), 5.25 (d, 40H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 5.15 (d, 40H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 4.69 (q, 65H, -OC H (CH 3 ) O- EEGE), 4.0 (d , 80H, -O CH 2 CHC (H a) H b), 3.43-3.69 (m, -OC H 2 C H- C H 2 groups in main chain, -OC H2 CH 3 - EEGE, Ph-CH 2 CH 2 C H 2 O), 2.68 (t, 2H, Ph-C H 2 CH 2 CH 2 O), 1.87 (m, 2H, Ph-CH 2 C H 2 CH 2 O ), 1.29 (d, 195H, -OCH (C H 3) O- EEGE), 1.20 (t, 195H, -OCH 2 C H 3 - EEGE); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3, δ: 15.3, 19.8, 31.2, 32.3, 60.7, 64.8, 69.8, 70.0, 70.6, 72.2, 78.9, 99.7, 116.7, 125.7, 128.3, 128.4, 134.9, 141.9; IR ( film, / (cm -1)) : 3100 (w), 2978 (s), 2930-2870 (s), 1650 (w), 1455 (m), 1380, 1340, 1300, 1270 (m), 1135- 1060 (s), 1000 (m), 930 (m), 877 (m).

<합성예 2>&Lt; Synthesis Example 2 &

Figure pat00014
Figure pat00014

합성예 1에서 얻은 폴리에테르 블록 공중합체 화합물 1.80g (에톡시에틸 글라이시딜 에테르 = 6.90mmol)을 테트라하이드로퓨란에 녹인 후에 6.90mmol의 염산을 넣어준 후 상온에서 5시간동안 교반해준다. 이후 이 용액에 중탄산나트륨을 넣어 중화시킨 후 갑압 하에서 용매를 날려준다. 이렇게 얻은 화합물을 클로로포름에 녹인 후 녹지 않는 물질을 필터를 해서 걸러낸 후 클로로포름을 날리고 40°C 진공 하에서 8시간 건조하여 목적 화합물(PAGE40-b-PG65)을 얻었다. Yield: 87 %. 1H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 , δ(ppm)): 7.16-7.29 (m, 5H, aromatic protons from initiator), 5.88 (m, 40H, -OCH2CHC(Ha)Hb), 5.25 (d, 40H, -OCH2CHC(Ha)H b ), 5.15 (d, 40H, -OCH2CHC(H a )Hb), 4.50 (br, 65H, -(CH2)OH), 4.00 (d, 80H, -OCH 2 CHC(Ha)Hb), 3.43-3.69 (m, -OCH 2 CH -, CH 2 groups directly bonded to the main chain, Ph-CH2CH2CH 2 O), 2.68 (t, 2H, Ph-CH 2 CH2CH2O), 1.80 (m, 2H, Ph-CH2CH 2 CH2O).1.80 g of the polyether block copolymer compound obtained in Synthesis Example 1 (ethoxyethyl glycidyl ether = 6.90 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran, and 6.90 mmol of hydrochloric acid was added thereto, followed by stirring at room temperature for 5 hours. Subsequently, sodium bicarbonate is added to the solution to neutralize the solution, and then the solvent is blown under a high pressure. The compound thus obtained was dissolved in chloroform, and the insoluble material was filtered off. The chloroform was then blown off and dried under vacuum at 40 ° C for 8 hours to obtain the desired compound (PAGE 40 - b- PG 65 ). Yield: 87%. 1 H NMR (300 MHz, DMSO- d 6, δ (ppm)): 7.16-7.29 (m, 5H, aromatic protons from initiator), 5.88 (m, 40H, -OCH 2 C H C (H a) H b ), 5.25 (d, 40H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 5.15 (d, 40H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 4.50 (br, 65H, - (CH 2) O H ), 4.00 (d, 80H, -OC H 2 CHC (H a ) H b ), 3.43-3.69 (m, -OC H 2 C H - , C H 2 groups directly bonded to the main chain, 2 CH 2 C H 2 O) , 2.68 (t, 2H, Ph-C H 2 CH 2 CH 2 O), 1.80 (m, 2H, Ph-CH 2 C H 2 CH 2 O).

<합성예 3>&Lt; Synthesis Example 3 &

Figure pat00015
Figure pat00015

100mL의 둥근바닥 플라스크에 2g(8.7mmol)의 도데칸다이오익 산, 2g(10.4mmol)의 EDC, 0.64g(5.2mmol)DMAP을 넣고 30ml 의 클로로폼으로 녹인다. 여기에 헵타데카플루오데케인 알코올을 30ml의 클로로폼에 녹여서 천천히 넣고, 35?에 서 24 시간동안 교반해 준다. 이후 상온으로 용액을 식힌 후 클로로폼으로 추출하고 물로 씻어준 후 MGSO4를 이용하여 물을 제거한다. 감압 가열을 이용하여 용매을 제거한 후에 클로로폼과 헥세인을 이용하여 재결정을 통해 정제하여 헵타데카플로오르데실 옥시-12-옥소도데칸오익 산 화합물을 얻는다. Yield: 2.58 g (44%). 1H NMR (δ(ppm), 300 MHz, DMSO): δ12.0(s, 1H), 4.3 (t, 2H), 2.65 (t, 2H), 2.3 (t, 2H), 2.15 (t, 2H), 1.5 (m, 4H), 1.2 (m, 12H).Add 2 g (8.7 mmol) of dodecanedioic acid, 2 g (10.4 mmol) of EDC and 0.64 g (5.2 mmol) of DMAP in a 100 mL round bottom flask and dissolve in 30 mL of chloroform. The heptadecafluorodecane alcohol is dissolved in 30 ml of chloroform, slowly added, and stirred at 35 ° C for 24 hours. After cooling the solution to room temperature, it is extracted with chloroform, washed with water, and then water is removed using MGSO 4 . After removing the solvent by using reduced pressure heating, the product is purified by recrystallization using chloroform and hexane to obtain heptadecafluorodecyloxy-12-oxododecane-oic acid compound. Yield: 2.58 g (44%). 1 H NMR (δ (ppm) , 300 MHz, DMSO): δ12.0 (s, 1H), 4.3 (t, 2H), 2.65 (t, 2H), 2.3 (t, 2H), 2.15 (t, 2H ), 1.5 (m, 4H), 1.2 (m, 12H).

<합성예 4>&Lt; Synthesis Example 4 &

Figure pat00016
Figure pat00016

합성예 2에서 얻은 폴리에테르 블록 공중합체 화합물 PAGE40-b-PG40 0.15 g(PG = 0. 81 mmol)을 20mL의 클로로포름에 녹인 후 여기에 합성예 3에서 얻은 화합물 0.66 g(0.97 mmol), EDC 0.37 g(1.9 mmol), DMAP 0.12g(0.97 mmol)을 넣고 35℃에서 24시간동안 교반해준다. 갑압 가열을 이용해 용매를 제거한 후 클로로포름에 녹여 메탄올에서 여러 번 침전을 잡는다. 여러 번의 침천 정제를 후에 목적 화합물 PAGE40-b-PGHFO40을 얻는다. PAGE40-b-PGHFO40 , Yield: 72.0%, 1H NMR (300 MHz, CDCl3, δ(ppm)): 5.88 (m, 40H, -OCH2CHC(Ha)Hb), 5.1-5.3 (m, 80H, -OCH2CHC(Ha)Hb), -OCH2CHC(Ha)Hb), 4.35(m, 80H, -COOCH2CH2CF2-), 4.05-4.3 (br, 80H, -OCH2CHC(Ha)Hb),3.89-4.0 (br, 80H, -OCH2CHC(Ha)Hb), 3.43-3.70 (m, -OCH2CH-, CH2-AGE groups directly bonded to the main chain, Ph-CH2-CH2CH2O), 2.68 (t, 2H, Ph-CH2CH2CH2O), 2.45 (br, 74H, -COOCH2CH2CF2CF2-), 2.28 (br, 160H, -COOCH2(CH2)8CH2COO-),1.87 (m, 2H, Ph-CH2CH2CH2O), 1.6 (br, 160H, -CH2(CH2)6CH2-), 1.25(br, 480H, -(CH2)6-). 0.15 g (PG = 0. 81 mmol) of the polyether block copolymer compound PAGE 40 -b-PG 40 obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 20 mL of chloroform, to which 0.66 g (0.97 mmol) of the compound obtained in Synthesis Example 3, 0.37 g (1.9 mmol) of EDC and 0.12 g (0.97 mmol) of DMAP were added thereto, followed by stirring at 35 ° C for 24 hours. After removing the solvent by using pressure heating, it is dissolved in chloroform and precipitated many times in methanol. After several submergence purification, the desired compound PAGE 40 - b - PGHFO 40 is obtained. PAGE 40 - b -PGHFO 40, Yield : 72.0%, 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, δ (ppm)): 5.88 (m, 40H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 5.1-5.3 (m, 80H, -OCH 2 CHC (H a) H b), -OCH 2 CHC (H a) H b), 4.35 (m, 80H, -COOCH 2 CH 2 CF 2 -), 4.05-4.3 (br , 80H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 3.89-4.0 (br, 80H, -OCH 2 CHC (H a) H b), 3.43-3.70 (m, -OCH 2 CH-, CH 2 - AGE groups directly bonded to the main chain , Ph-CH 2 -CH 2 CH 2 O), 2.68 (t, 2H, Ph-CH 2 CH 2 CH 2 O), 2.45 (br, 74H, -COOCH 2 CH 2 CF 2 CF 2 -), 2.28 ( br, 160H, -COOCH 2 (CH 2) 8 CH 2 COO -), 1.87 (m, 2H, Ph-CH 2 CH 2 CH 2 O), 1.6 (br, 160H, - CH 2 (CH 2 ) 6 CH 2 -), 1.25 (br, 480H, - (CH 2 ) 6 -).

<합성예 5>&Lt; Synthesis Example 5 &

Figure pat00017
Figure pat00017

50mL쉬링크 플라스크에 합성예 4에서 얻은 화합물 PAGE40-b-PGHFO40 0.25g(AGE =0.68 mmol)을 넣고 7mL의 클로로포름, 디메틸포름아마이드 혼합용매(부피비 1:10)로 녹여준다. 여기에 AIBN 0.084 g(0.51 mmol)과 6-머캅토-1-헥사놀0.74 ml(5.5 mmol)을 넣고 디캐싱 과정을 통해 용매의 산소와 습기를 제거한다. 이 용액을 75℃에서 24시간동안 교반해준다. 이 후 상온으로 식혀준 후 갑압 과정을 통해 일부 용매를 제거하고 물과 메탄올 혼합용매에 침전을 잡아준다. 클로로포름으로 녹인 후 디에틸 에테르에 여러 번 침전을 시켜 정제하면 목적 화합물 PGPSHOH40-b-PGHFO40을 얻을 수 있다. Tield: 71%. 1H NMR (300 MHz, CDCl3, δ(ppm)): 4.35(m, 2H, -COOCH2CH2CF2-), 4.05-4.3 (br, 4H, -OCH2CHC(Ha)Hb), 3.43-3.70 (m, -OCH2CH-, CH2-GPGPSHOH group directly bonded to the main chain, Ph-CH2-CH2CH2O, -CH2CH2OH, -OCH2CH2CH2S-), 2.68 (t, 2H, Ph-CH2CH2CH2O), 2.4-2.5 (br, 6H, -CH2CH2SCH2, -COOCH2CH2CF2-), 2.28 (br, 4H, -COOCH2(CH2)8CH2COO-), 1.87 (br, 4H, Ph-CH2CH2CH2O, -OCH2CH2CH2S-), 1.59-1.63 (br, 8H, -CH2(CH2)6CH2-, --SCH2CH2(CH2)3, -CH2CH2OH), 1.25-1.4(br, 28H, -(CH2)6-, -S(CH2)2(CH2)2(CH2)2OH). To a 50 mL shrinkage flask, add 0.25 g of the compound obtained in Synthesis Example 4, PAGE 40 - b - PGHFO 40 (AGE = 0.68 mmol), and dissolve in 7 mL of chloroform and dimethylformamide mixed solvent (volume ratio 1:10). To this, 0.084 g (0.51 mmol) of AIBN and 0.74 ml (5.5 mmol) of 6-mercapto-1-hexanol are added and the solvent oxygen and moisture are removed through decaching. This solution is stirred at 75 ° C for 24 hours. After cooling down to room temperature, some solvent is removed through a leaching process and precipitation is carried out in a mixed solvent of water and methanol. After dissolution in chloroform and subsequent purification by precipitation with diethyl ether several times, the target compound PGPSHOH 40 -b-PGHFO 40 can be obtained. Tield: 71%. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, δ (ppm)): 4.35 (m, 2H, -COOCH 2 CH 2 CF 2 -), 4.05-4.3 (br, 4H, -OCH 2 CHC (H a) H b ), 3.43-3.70 (m, -OCH 2 CH-, CH 2 -GPGHOH group directly bonded to the main chain, Ph-CH 2 -CH 2 CH 2 O, -CH 2 CH 2 OH, -OCH 2 CH 2 CH 2 S-), 2.68 (t, 2H, Ph-CH 2 CH 2 CH 2 O), 2.4-2.5 (br, 6H, -CH 2 CH 2 SCH 2, -COOCH 2 CH 2 CF 2 -), 2.28 ( br, 4H, -COOCH 2 (CH 2) 8 CH 2 COO-), 1.87 (br, 4H, Ph-CH 2 CH 2 CH 2 O, -OCH 2 CH 2 CH 2 S-), 1.59-1.63 (br , 8H, -CH 2 (CH 2 ) 6 CH 2 -, --SCH 2 CH 2 (CH 2) 3, -CH 2 CH 2 OH), 1.25-1.4 (br, 28H, - (CH 2) 6 - , -S (CH 2 ) 2 (CH 2 ) 2 (CH 2 ) 2 OH).

<합성예 6>&Lt; Synthesis Example 6 &

Figure pat00018

Figure pat00018

100mL의 둥근바닥 플라스크에 3.5g(20.9mmol)의 카바졸, 1.26g(31.4mmol)의 NaH을 넣고104ml의 디메틸포름아마이드로 녹인 후 50?에서 20분 동안 천천히 교반해준다. 그리고 에틸 7-브로모언데카노에이트 4.07ml(20.9mmol)을 천천히 넣고, 80?에서 12시간 교반해준다. 이후 상온으로 용액을 식힌 후 5%의 염화암모늄 수용액(350ml)을 사용하여 반응을 종료시킨다. 에틸아세테이트와 물을 이용하여 추출한 후, 유기용액은 다시 brine을 씻어준 후 MGSO4를 이용하여 물을 제거한다. 1:3볼륨비의 에틸 아세테이트와 헥산 전개 용액으로 실리카겔 컬럼을 진행하여 정제한 후에 화합물을 얻는다. Yield: 5.42 g (80%). 1H NMR (δ(ppm), 300 MHz, CDCl3): δ8.1(d, 2H), 7.4 (m, 4H), 7.2 (t, 2H), 4.28 (t, 2H), 4.1 (q, 2H), 2.25 (t, 2H), 1.85 (m, 2H), 1.58 (m, 2H) 1.37 (m, 4H) 1.2 (t, 3H).Add 3.5 g (20.9 mmol) of carbazole and 1.26 g (31.4 mmol) of NaH to a 100 mL round bottom flask and dissolve in 104 mL of dimethylformamide and stir gently at 50? For 20 min. Then, 4.07 ml (20.9 mmol) of ethyl 7-bromo-undecanoate is slowly added and the mixture is stirred at 80 ° C for 12 hours. After cooling the solution to room temperature, the reaction is terminated by using 5% aqueous solution of ammonium chloride (350 ml). After extraction with ethyl acetate and water, the organic solution is washed again with brine and then water is removed using MGSO4. The silica gel column was eluted with 1: 3 volume ratio of ethyl acetate and hexane to obtain a compound after purification. Yield: 5.42 g (80%). 1 H NMR (δ (ppm) , 300 MHz, CDCl 3): δ8.1 (d, 2H), 7.4 (m, 4H), 7.2 (t, 2H), 4.28 (t, 2H), 4.1 (q, 2H), 2.25 (t, 2H), 1.85 (m, 2H), 1.58 (m, 2H) 1.37 (m, 4H) 1.2 (t, 3H).

두번째 단계로 앞서 얻어진 에틸 7-카바졸헵타노에이트 5.42g(16.8mmol)을 50ml의 테트라 하이드로퓨란에 녹인 용액에 KOH 2.82g(50.3mmol)을 7,5ml 메탄올에 녹인 용액을 천천히 넣어준다. 35?에서 2시간동안 교반해 주고 상온으로 식힌 후 물 500ml를 이용하여 반응을 종료시킨다. 여기에 35% 염산용액을 이용하여 PH가 2 가 될 때까지 넣어주면 침전이 생긴다. 이후 1:2볼륨비의 에틸 아세테이트와 헥산 전개용액으로 실리카겔 컬럼을 진행하여 정제한 후에 화합물을 얻는다. Yield: 4.46 g (90%). 1H NMR (δ(ppm), 300 MHz, CDCl3):δ11.0(b, 1H),δ8.1(d, 2H), 7.4 (m, 4H), 7.2 (t, 2H), 4.1 (q, 2H), 2.25 (t, 2H), 1.85 (m, 2H), 1.58 (m, 2H) 1.37 (m, 4H).
In the second step, a solution of 5.42 g (16.8 mmol) of ethyl 7-carbazoleheptanoate dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran is slowly added to a solution of 2.82 g (50.3 mmol) of KOH in 7.5 ml of methanol. After stirring at 35 ° C for 2 hours, the reaction mixture was cooled to room temperature and the reaction was terminated by using 500 ml of water. Add 35% hydrochloric acid solution until PH becomes 2, and precipitate occurs. Thereafter, silica gel column was eluted with 1: 2 volume ratio of ethyl acetate and hexane solution to obtain a compound. Yield: 4.46 g (90%). 1 H NMR (δ (ppm) , 300 MHz, CDCl 3): δ11.0 (b, 1H), δ8.1 (d, 2H), 7.4 (m, 4H), 7.2 (t, 2H), 4.1 ( q, 2H), 2.25 (t, 2H), 1.85 (m, 2H), 1.58 (m, 2H) 1.37 (m, 4H).

<합성예 7>&Lt; Synthesis Example 7 &

Figure pat00019

Figure pat00019

합성예 5 에서 얻은 폴리에테르 블록 공중합체 화합물 PGPSHOH40-b-PGHFO40 0.25 g(PGPSHOH = 0. 27 mmol)을 8mL의 클로로포름에 녹인 후 여기에 합성예 6에서 얻은 화합물 0.12 g(0.41 mmol), EDC 0.16 g(0.82 mmol), DMAP 0.05g(0.41 mmol)을 넣고 35?에서 24시간동안 교반해준다. 갑압 가열을 이용해 용매를 제거한 후 클로로포름에 녹여 메탄올에서 여러 번 침전을 잡는다. 여러 번의 침천 정제를 후에 목적 화합물 PGCHHTP40-b-PGHFO40을 얻는다. PGCHHTP40-b-PGHFO40 , Yield: 72.0%, 1H NMR (300 MHz, CDCl3, δ(ppm)): δ8.1(d, 2H), 7.4 (m, 4H), 7.2 (t, 2H), 4.35(m, 2H, -COOCH2CH2CF2-), 4.05-4.3 (br, 6H, -OCH2CHC(Ha)Hb, -CH2-carbazole, -CH2OCOCH2-), 3.43-3.70 (m, -OCH2CH-, CH2-GPGPSHOH group directly bonded to the main chain, Ph-CH2-CH2CH2O, -OCH2CH2CH2S-), 2.68 (t, 2H, Ph-CH2CH2CH2O), 2.4-2.5 (br, 6H, -CH2CH2SCH2, -COOCH2CH2CF2-), 2.2-2.28 (br, 6H, -COOCH2(CH2)8CH2COO-, -COOCH2(CH2)5-carbazole), 1.83-1.87 (br, 6H, Ph-CH2CH2CH2O, -OCH2CH2CH2S-,-CH2CH2-carbazole), 1.59-1.63 (br, 10H, -CH2(CH2)6CH2-, --SCH2CH2(CH2)3, -CH2CH2OH, -OCOCH2CH2), 1.25-1.58(br, 32H, -(CH2)6-, -S(CH2)2(CH2)2(CH2)2O-, -CH2CH2CH2CH2-carbazole).0.25 g (PGPSHOH = 0.27 mmol) of the polyether block copolymer compound PGPSOH 40 - b- PGHFO 40 obtained in Synthesis Example 5 was dissolved in 8 mL of chloroform, to which 0.12 g (0.41 mmol) of the compound obtained in Synthesis Example 6, 0.16 g (0.82 mmol) of EDC and 0.05 g (0.41 mmol) of DMAP are added, and the mixture is stirred at 35? For 24 hours. After removing the solvent by using pressure heating, it is dissolved in chloroform and precipitated many times in methanol. After several times of precipitation purification, the desired compound PGCHHTP 40 - b - PGHFO 40 is obtained. PGCHHTP 40 - b -PGHFO 40, Yield : 72.0%, 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, δ (ppm)): δ8.1 (d, 2H), 7.4 (m, 4H), 7.2 (t, 2H ), 4.35 (m, 2H, -COOCH 2 CH 2 CF 2 -), 4.05-4.3 (br, 6H, -OCH 2 CHC (H a) H b, -CH2-carbazole, -CH2OCOCH2-), 3.43-3.70 (m, -OCH 2 CH-, CH 2 - GPGPSHOH group directly bonded to the main chain, Ph-CH 2 -CH 2 CH 2 O, -OCH 2 CH 2 CH 2 S-), 2.68 (t, 2H, Ph -CH 2 CH 2 CH 2 O) , 2.4-2.5 (br, 6H, -CH 2 CH 2 SCH 2, -COOCH 2 CH 2 CF 2 -), 2.2-2.28 (br, 6H, -COOCH 2 (CH 2 ) 8 CH 2 COO-, -COOCH 2 (CH 2) 5 -carbazole), 1.83-1.87 (br, 6H, Ph-CH 2 CH 2 CH 2 O, -OCH 2 CH 2 CH 2 S -, - CH 2 CH 2 -carbazole), 1.59-1.63 (br, 10H, -CH 2 (CH 2 ) 6 CH 2 -, -SCH 2 CH 2 (CH 2 ) 3 , -CH 2 CH 2 OH, -OCOCH 2 CH 2 ), 1.25-1.58 (br, 32H, - (CH 2) 6 -, -S (CH 2) 2 (CH 2) 2 (CH 2) 2 O-, -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -carbazole) .

메모리 소자 제조 실시예Embodiment of Memory Device Manufacturing Example

실리콘 기판 위에 열산화 반응(thermal oxidation)을 통해 절연막 SiO2를 형성시킨 후, 그 위에 전자빔(electron beam) 또는 열증착장치(thermal evaporator)를 이용하여 30 ~ 100 nm 두께를 가지는 Al 전극을 형성시켰다.An insulating film SiO 2 was formed on the silicon substrate through thermal oxidation and then an Al electrode having a thickness of 30 to 100 nm was formed thereon using an electron beam or a thermal evaporator .

그 다음, 상기 합성예 7에서 제조된 고분자를 테트라하이드로퓨란 용매에 질량 퍼센트를 달리하여 용해시킨 후, 0.22 마이크로필터의 실린지 필터로 걸러 내어낸 용액을 위의 Al 전극에 스핀코팅 한다. 이렇게 형성된 고분자 활성층을 진공상태에서 40 ℃에서24시간 열처리하여 전극 위에 5~50nm 두께의 고분자 활성층을 가지는 박막을 만들었다. 이 때 활성층의 두께는 알파-스텝 프로파일러 (Alpha-Step profiler)와 타원 편광기 (Ellipsometry)를 이용하여 측정하였다. 이렇게 만들어진 고분자 활성층을 용매의 증기를 이용하여 나노구조체를 형성시켜준다. PGCHHTP40-b-PGHFO40, PGCHHTP60-b-PGHFO20, PGCHHTP20-b-PGHFO60 불륨 비율이 다른 고분자에 대해서 90?에서 2시간 동안 열 처리를 통해서 나노구조체를 형성한다. 이렇게 만들어진 고분자 활성층 위에 Al 전극을, 전자빔(electron beam) 또는 열증착장치(thermal evaporator)를 이용하여 20 nm 내지 100nm 두께로 증착시켜 메모리 소자를 완성하였다. 이 때 증착되는 전극의 두께는 석영 모니터 (quartz crystal monitor)를 통하여 조절하였다. Then, the polymer prepared in Synthesis Example 7 was dissolved in a tetrahydrofuran solvent in different mass percentages, and then filtered with a syringe filter of 0.22 microfilter to spin-coat the solution on the above Al electrode. The polymer active layer thus formed was annealed at 40 ° C for 24 hours under vacuum to form a thin film having a polymer active layer of 5 to 50 nm thick on the electrode. The thickness of the active layer was measured using an alpha-step profiler and an ellipsometer. The polymer active layer thus formed is allowed to form a nanostructure by using a vapor of a solvent. PGCHHTP 40 - b - PGHFO 40 , PGCHHTP 60 - b - PGHFO 20 , PGCHHTP 20 - b - PGHFO 60 For the polymers with different volume ratios, the nanostructures are formed by heat treatment at 90? For 2 hours. An Al electrode was deposited on the polymer active layer to a thickness of 20 nm to 100 nm using an electron beam or a thermal evaporator to complete a memory device. The thickness of the deposited electrode was controlled through a quartz crystal monitor.

메모리 소자의 특성 시험Characterization of memory devices

실시예 1에서 얻어진 유기 메모리 소자의 전기적 특성을 측정하기 위하여 반도체 분석기(Semiconductor Analyzer)에 연결된 프로브 스테이션 (Probe station)을 이용하였다. 고분자 활성층의 양단의 전극에 프로브 스테이션의 텅스텐 팁을 접촉하고 전압을 인가함에 따른 전류의 변화를 측정하여서 스위칭 특성을 보았다. In order to measure the electrical characteristics of the organic memory device obtained in Example 1, a probe station connected to a semiconductor analyzer was used. The tungsten tips of the probe station were contacted with electrodes at both ends of the polymer active layer, and the switching characteristics were measured by measuring the change of current as voltage was applied.

도 2의 Al 전극을 기반으로 하는 소자의 전압-전류 관계의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에테르 블록 공중합체 고분자를 활성층으로 갖는 메모리 소자는 낮은 전압에서 낮은 전류 상태, 오프상태(Off-state)를 유지하다가 특정 전압 (±1~9 V) 부근에서 Turn-On 이 되어 높은 전류 상태, 온상태(On-state)를 유지하고 이후의 반복된 양방향 sweep 에서도 안정적으로 온상태(On-state)를 유지하는 경향성을 보여 주었다. 여기서 Turn-On 이 되는 현상은 메모리의 현상 중에서 Write 현상에 해당하는 것이다. 이 소자들은 활성층의 나노구조체에 따라 한번 Write를 하면 지워(Erase)지지 않고 계속해서 온상태, 즉 Write 상태를 유지하는 특성인 Write-Once-Read-Many times (WORM) 현상이나 전원이 있는 상태에서만 Write 상태를 유지하는 특성인 dynamic random access memory (DRAM) 현상을 보여주었다. 또한 이 메모리 소자들은 두 가지 저항상태(On & Off) 상태에서, 예를 들어 0.5 V에서 On 상태인 경우 전류가 6.9 x 10-3 A 이며 Off 상태인 경우 2.3 x 10-10A, 온-오프 상태의 전류비(On-Off ratio)가 106-107 가량으로 상당히 안정적인 WORM과 DRAM 메모리 소자의 특성을 보여주었다. 즉, 메모리 소자의 특성을 결정짓는 가장 중요한 요소는 고분자 활성층인데, 본 발명에 따른 폴리에테르 블록 공중합체 고분자 활성층은 형성되는 나노구조체에 따라 각기 다른 메모리 특성을 가지며 데이터 저장 능력이 우수하다는 것을 확인 할 수 있었다.As can be seen from the graph of the voltage-current relationship of the device based on the Al electrode shown in FIG. 2, the memory device having the polyether block copolymer polymer according to the present invention as an active layer has a low current at low voltage, (± 1 ~ 9 V) and maintains high current state and on-state after a certain voltage (± 1 ~ 9 V) On-state. The phenomenon that turns on here corresponds to the write phenomenon in the memory phenomenon. These devices can not be erased if they are written once according to the nanostructure of the active layer, but can be kept in the ON state, that is, the Write-Once-Read-Many times (WORM) And a dynamic random access memory (DRAM) phenomenon, which is a characteristic of maintaining a write state. These memory devices are also available in two On and Off states, for example, a current of 6.9 x 10 -3 A in the On state at 0.5 V and 2.3 x 10 -10 A in the Off state, (On-off ratio) of about 10 &lt; 6 &gt; to about 10 &lt; 7 & gt ;. That is, the most important factor determining the characteristics of the memory device is the polymer active layer. It is confirmed that the polyether block copolymer polymer active layer according to the present invention has various memory characteristics and excellent data storage ability according to the formed nanostructure I could.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 정공 전달 물질과 플루오르카본이 말단에 도입된 자기조립 브러쉬 블록 공중합체 고분자는 유기용매에 가용성이어서 가공성이 매우 우수하고, 열적 안정성, 기계적 강도등 기계적 물성이 매우 좋다. 그리고 전기적 특성으로 낮은 구동전압에 스위칭 현상이 일어나며 온/오프 두 전류 상태가 존재함을 확인함으로써 이를 활성층으로 이용하여 메모리 소자를 구현할 수 있다. 또한 정공 전달 물질과 플루오르카본이 도입된 자기조립 브러쉬 블록 공중합체 고분자의 나노구조체에 따라 메모리 특성을 다르게 할 수 있기 때문에 따라서 상기의 고분자를 이용하여 매우 우수한 성능을 지닌 메모리 소자를 매우 간단한 공정과 저렴한 생산 비용으로 제조하는 것이 가능할 것으로 기대한다.
As described above, the hole transporting material of the present invention and the self-assembling brush block copolymer polymer having fluorocarbon introduced at the end thereof are highly soluble in an organic solvent and thus have excellent processability and excellent mechanical properties such as thermal stability and mechanical strength. In addition, a switching phenomenon occurs at a low driving voltage due to electrical characteristics, and it is confirmed that there are two on / off current states, so that a memory device can be implemented using the same as an active layer. In addition, since the memory characteristics can be made different depending on the nanostructure of the self-assembling brush block copolymer polymer into which the hole transferring material and the fluorocarbon are introduced, the memory device having excellent performance using the above- It is expected that it will be possible to manufacture it at the production cost.

Claims (20)

적어도 일부의 브러쉬 말단에 하기 화학식(1)에서서 선택되는 하나 이상의 관능기가 형성되는 폴리에테르 브러쉬 고분자.
Figure pat00020
And at least one functional group selected from the following formula (1) is formed on at least a part of the brush end.
Figure pat00020
제1항에 있어서, 상기 화학식(1)의 관능기는 하기 화학식(2)로 표현되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자.
Figure pat00021
The polyether brushed polymer according to claim 1, wherein the functional group of the formula (1) is represented by the following formula (2).
Figure pat00021
제1항에 있어서, 상기 브러쉬 고분자는 폴리에테르 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자.The polyether brush polymer according to claim 1, wherein the brush polymer is a polyether block copolymer. 제1항에 있어서, 폴리에테르 브러쉬 고분자는 브러쉬 말단의 1-99 %에 상기 화학식(1) 또는 화학식(2)의 관능기가 형성되며, 적어도 일부의 다른 브러쉬 말단에는 하기 화학식(3)으로 이루어진 관능기가 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자.
Figure pat00022
(3)
The polyether brush polymer according to claim 1, wherein the polyether brush polymer has a functional group of formula (1) or (2) at 1-99% of the end of the brush, and at least a part of the other brush terminal has a functional group Is formed on the surface of the polyether-bridged polymer.
Figure pat00022
(3)
하기 화학식(4)로 표현되는 폴리에테르 브러쉬 고분자.
Figure pat00023

상기식에서 ρ, σ는 R1, R2, R3, R4를 포함하는 탄소의 반복 단위를 나타내는 것으로 서로에 관계없이 1 내지 20의 값이고;
R1, R2, R3, R4 , Y1 , Y2은 서로에 관계없이 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고;
m 및 n는 폴리에테르 단위체의 함량(mol %)을 나타낸 것으로, 0<m≤100 이고, 0≤n<100이며, m + n = 100이고;
Z1 및 Z2는 말단의 관능기와 폴리에테르 주쇄를 연결하는 링커로, -CH2ORO-, -CH2OROCO-, -CH2ORCOO-, -CH2OCORO-, -CH2ORNHCO-, -CH2OROCO(CH2)2OCO-, -CH2ORCO-, -CH2OROCO(CH2)2OCOR-, -CH2OCO(C6H6)2RO-, -CH2OCO(C6H6)2ROCO-, -CH2OCO(C6H6)2RCOO-, -CH2OCO(C6H6)2RNHCO-, -CH2OCO(C6H6)2ROCO(CH2)2OCO-, -CH2OCO(C6H6)2ROCO(CH2)2OCORO-, -CH2OCORO(C6H6)2-, -CH2OCOROCO(C6H6)2-, -CH2OCORCOO(C6H6)2-, -CH2OCORNHCO(C6H6)2, -CH2OCORO(C6H6)2ORO-, -CH2OCORO(C6H6)2ORCO-, -CH2OCORO(C6H6)2ORCOO-, -CH2OCOROCO(C6H6)2ORO-, -CH2OCOROCO(C6H6)2ORCO-, -CH2OCOROCO(C6H6)2ORCOO-, -CH2OCORCOO(C6H6)2ORO-, -CH2OCORCOO(C6H6)2ORCO-, -CH2OCORCOO(C6H6)2ORCOO-, -CH2SRO-, -CH2SROCO-, -CH2SRCOO-, -CH2SRO-, -CH2SRNHCO-, -CH2SROCO(CH2)2OCO-, -CH2SRCO-, -CH2SROCO(CH2)2OCOR-, -CH2SO2RO-, -CH2SO2ROCO-, -CH2SO2RCOO-, -CH2SO2RNHCO-, -CH2SO2ROCO(CH2)2OCO-, -CH2SO2ROCO(CH2)2OCOR-, -CH2SO2RCO-, -CH2ORSRO-, -CH2ORSROCO-, -CH2ORSROCOR-, -CH2ORSRCOO-, -CH2ORSRNHCO-, -CH2ORSROCO(CH2)2OCO-, -CH2ORSROCO(CH2)2OCOR- 로 이루어진 군으로부터 선택되는 지방족 또는 방향족 유도체이며, 여기에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 선택되며,
X는 적어도 일부가 하기 화학식 (1)에서 하나 이상 선택되는 관능기이며,
P는 적어도 일부가 하기 화학식(3)의 유도체이며,
상기 브러쉬 고분자 화합물의 중량평균 분자량은 5,000 내지 5,000,000임.
Figure pat00024

화학식(1)
Figure pat00025
(3).
A polyether brush polymer represented by the following formula (4).
Figure pat00023

In the above formula, ρ and σ represent repeating units of carbon including R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , and independently of each other, are values of 1 to 20;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y 1 , and Y 2 are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms;
m and n represent the content (mol%) of the polyether unit, 0 <m? 100, 0? n <100 and m + n = 100;
Z 1 and Z 2 are linkers connecting the functional group at the terminal and the polyether backbone, and are -CH 2 ORO-, -CH 2 OROCO-, -CH 2 ORCOO-, -CH 2 OCORO-, -CH 2 ORNHCO-, CH 2 OROCO (CH 2) 2 OCO-, -CH 2 ORCO-, -CH 2 OROCO (CH 2) 2 OCOR-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 RO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 ROCO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 RCOO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 RNHCO-, -CH 2 OCO (C 6 H 6) 2 ROCO (CH 2 ) 2 OCO-, -CH 2 OCO ( C 6 H 6) 2 ROCO (CH 2) 2 OCORO-, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 -, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6) 2 - , -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6) 2 -, -CH 2 OCORNHCO (C 6 H 6) 2, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 ORO-, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 ORCO-, -CH 2 OCORO (C 6 H 6) 2 ORCOO-, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6) 2 ORO-, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6) 2 ORCO-, -CH 2 OCOROCO (C 6 H 6 ) 2 ORCOO-, -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6 ) 2 ORO-, -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6 ) 2 ORCO-, -CH 2 OCORCOO (C 6 H 6 ) 2 ORCOO -, -CH 2 SRO-, -CH 2 SROCO-, -CH 2 SRCO-, -CH 2 SRO-, -CH 2 SRNHCO-, -CH 2 SROCO (CH 2 ) 2 OCO-, -CH 2 SRCO-, -CH 2 SROCO (CH 2 ) 2 OCOR-, -CH 2 SO 2 RO-, -CH 2 SO 2 ROCO-, -CH 2 SO 2 RCOO-, -CH 2 SO 2 RNHCO-, -CH 2 SO 2 ROCO (CH 2 ) 2 OCO-, -CH 2 SO 2 ROCO (CH 2 ) 2 OCOR-, -CH 2 SO 2 RCO -, -CH 2 ORSRO-, -CH 2 ORSROCO-, -CH 2 ORSROCOR-, -CH 2 ORSRCOO-, -CH 2 ORSRNHCO-, -CH 2 ORSROCO (CH 2) 2 OCO-, -CH 2 ORSROCO (CH 2 ) 2 OCOR-, wherein R is selected from hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
X is a functional group at least partially selected from the group consisting of at least one group represented by the following formula (1)
P is a derivative at least partially of the following formula (3)
The weight average molecular weight of the brush polymer compound is 5,000 to 5,000,000.
Figure pat00024

(1)
Figure pat00025
(3).
제5항에 있어서, 상기 화학식(1)의 관능기가 하기 화학식(2)로 표현되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자.
Figure pat00026
The polyether brush polymer according to claim 5, wherein the functional group of the formula (1) is represented by the following formula (2).
Figure pat00026
제5항에 있어서, 상기 폴리에테르 브러쉬 고분자는 하기 화학식 5로 표현되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자.
Figure pat00027
(5)

여기서, m 및 n는 폴리에테르 단위체의 함량(mol %)을 나타낸 것으로, 0<m≤100 이고, 0≤n<100이며, m + n = 100.
The polyether brush polymer according to claim 5, wherein the polyether brush polymer is represented by the following formula (5).
Figure pat00027
(5)

Here, m and n represent the content (mol%) of the polyether unit, where 0 <m? 100, 0? N <100, and m + n = 100.
하기 화학식 (6)에 의해서 표현되는 폴리에테르 블록 공중합체와,
Figure pat00028

여기서, ρ, σ, R1, R2, R3, R4, Y1 , Y2, m 및 n은 화학식 (1)에서 정의한 바와 같으며;
상기 폴리에테르 블록 공중합체에서 측쇄에 부착된 관능기 B를 하기 화학식(7)로 표현되는 화합물과 반응시키는 단계,
X-B'(7)
여기서, X-는 상기 화학식(1)에 정의한 바와 같으며, 상기 B와 B' 에스테르 반응에 의해서 상기 청구항 3의 링커 Z2를 이루는 잔기들이며;
상기 폴리에테르 블록 공중합체에서 측쇄에 부착된 관능기 A를 하기 화학식(8)으로
표현되는 화합물과 반응시키는 단계,
HO-A' (8)
여기서, 상기 A와 A'는 이중결합의 첨가 반응에 의해서 상기 청구항 3의 링커 Z1를 이루는 잔기들이며, 및
상기 -OH 관능기를 하기 화학식 (9)과 반응시키는 단계, 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬임
Figure pat00029
(9)
를 포함하는 폴리에테를 브러쉬 고분자 제조 방법.
A polyether block copolymer represented by the following formula (6)
Figure pat00028

Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , Y 1 , Y 2 , m and n are as defined in formula (1);
Reacting the functional group B attached to the side chain in the polyether block copolymer with a compound represented by the following formula (7)
X-B '(7)
Wherein X- is the same as defined in the above formula (1), and the residues constituting the linker Z 2 of claim 3 by the B and B 'ester reactions;
The functional group A attached to the side chain in the polyether block copolymer is represented by the following formula (8)
With a compound to be represented,
HO-A '(8)
Herein, A and A 'are residues constituting the linker Z 1 of claim 3 by the addition reaction of a double bond, and
Reacting the -OH functional group with a compound of formula (9) wherein R is alkyl of 1-20 carbon atoms
Figure pat00029
(9)
&Lt; / RTI &gt;
제8항에 있어서, 상기 B는 -R-OH이며, A는 -R-O-R=C이며, 여기서 R은 각각 독립적으로 탄소수 1-20 알킬인 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자 제조 방법.9. The method of claim 8, wherein B is -R-OH and A is -R-O-R = C, wherein each R is independently an alkyl of 1-20 carbon atoms. 제8항에 있어서, 상기 화학식(6)는 하기 화학식(12)의 화합물로 표현되며, 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬인 폴리에테르 브러쉬 고분자 제조 방법.
Figure pat00030

The method of claim 8, wherein the formula (6) is represented by the following formula (12), wherein R is an alkyl having 1 to 20 carbon atoms.
Figure pat00030

제8항에 있어서, 상기 화학식 (7)의 X-B'는 하기 화학식(11)으로 표현되며, 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬인 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자 제조 방법.
Figure pat00031
(11)
The method of claim 8, wherein X-B 'in the formula (7) is represented by the following formula (11), wherein R is an alkyl having 1 to 20 carbon atoms.
Figure pat00031
(11)
제8항에 있어서, 상기 화학식(8)의 HO-A'은 하기 화학식(10)의 화합물로 표현되며, 여기서 R은 탄소수 1-10 알킬인 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자 제조 방법.
SH-R-OH (10)
The method of claim 8, wherein HO-A 'in the formula (8) is represented by the following formula (10), wherein R is 1-10 alkyl.
SH-R-OH (10)
제8항에 있어서, 상기 청구항 8의 화학식 (6)에 의해서 표현되는 폴리에테르 블록 공중합체는 하기 화학식(13) 화합물에서,
Figure pat00032

여기서, X1과 X3, -RO-, -O-, -COO-, -NH-, -S-, -SOO-, -R-로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택되는 링커로서 여기서 R은 탄소수 1-20의 알킬기이며, X2와 X4는 (14)에서 독립적으로 선택되는 보호기이며,
Figure pat00033

일부의 보호기를 선택적으로 제거하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르 브러쉬 고분자 제조 방법.
The polyether block copolymer according to claim 8, wherein the polyether block copolymer represented by formula (6) of claim 8 is a compound represented by formula (13)
Figure pat00032

Wherein R 1 is a linker independently selected from the group consisting of X 1 and X 3 , -RO-, -O-, -COO-, -NH-, -S-, -SOO-, -20, X 2 and X 4 are protecting groups independently selected from (14)
Figure pat00033

And then selectively removing some of the protecting groups.
상기 청구항 1-7중 어느 한 항에 따른 폴리에테르 브러쉬 고분자를 포함하는 활성층을 가지는 고분자 메모리 소자.A polymer memory device having an active layer comprising a polyether brush polymer according to any one of claims 1-7. 제14항에 있어서, 상기 고분자 메모리 소자는
하부 전극; 상기 하부전극 위에 형성된 유기 활성층; 및 상기 유기전극위에 형성된 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 메모리 소자.
The method of claim 14, wherein the polymer memory element
A lower electrode; An organic active layer formed on the lower electrode; And an upper electrode formed on the organic electrode.
제14항에 있어서, 상기 폴리에테르 브러쉬 고분자는 나노구조화된 것을 특징으로 하는 고분자 메모리 소자.15. The polymer memory device according to claim 14, wherein the polyether brush polymer is nanostructured. 기판상에 형성된 하부 전극 위에 청구항 1-7항 중 어느 한 항에 따른 폴리에테르 브러쉬 고분자를 포함하는 활성층을 형성하는 단계; 및
상기 활성층과 접촉하도록 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 고분자 메모리 소자 제조 방법.
Forming an active layer including a polyether brush polymer according to any one of claims 1 to 7 on a lower electrode formed on a substrate; And
And forming an upper electrode to be in contact with the active layer.
제17항에 있어서, 상기 폴리에테르 브러쉬 고분자는 나노구조화된 폴리에테르 브러쉬 고분자인 것을 특징으로 하는 고분자 메모리 소자 제조 방법. 18. The method of claim 17, wherein the polyether brush polymer is a nano-structured polyether brush polymer. 제18항에 있어서, 상기 나노 구조화는 활성층의 용매 어닐링을 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고분자 메모리 소자의 제조 방법.19. The method of claim 18, wherein the nanostructuring is performed through solvent annealing of the active layer. 제19항에 있어서, 상기 고분자 메모리 소자의 양단에 전압을 가하여 활성층 안으로 전자와 홀을 유입시켜, 활성층 내부에 필라멘트를 통하여 전류가 흐르도록 하는 단계를 더 포함하는 고분자 메모리 소자의 제조 방법.20. The method of claim 19, further comprising the step of injecting electrons and holes into the active layer by applying a voltage to both ends of the polymer memory device so that current flows through the filament in the active layer.
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