KR20200020255A - Compositon for neural layer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a neutral layer composition and, more specifically, to a neutral layer composition which can effectively control orientation, such as vertical orientation of a block copolymer, and is capable of forming a neutral layer showing excellent reaction selectivity and high cross-linking degree to a substrate within a short time even by a low temperature process.

Description

중성층 조성물{COMPOSITON FOR NEURAL LAYER}Neutral layer composition {COMPOSITON FOR NEURAL LAYER}

본 출원은, 중성층 조성물에 관한 것이다.The present application relates to a neutral layer composition.

2개 이상의 화학적으로 상이한 고분자 사슬들이 공유 결합으로 연결되어 있는 블록 공중합체는 규칙적인 미세상(microphase)으로 분리될 수 있다. 이러한 블록 공중합체의 미세상분리 현상은 일반적으로 구성 성분간의 부피 분율, 분자량 및 상호인력계수(Flory-Huggins interaction parameter) 등에 의해 설명되고 있다. 상기 블록 공중합체가 형성하는 미세상에는, 나노스케일의 스피어(sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid) 또는 라멜라(lamella) 등과 같은 다양한 구조가 존재한다. Block copolymers in which two or more chemically different polymer chains are covalently linked may be separated into regular microphases. The microphase separation phenomenon of such block copolymers is generally explained by the volume fraction, molecular weight, and floor-Huggins interaction parameter between components. In the microphase formed by the block copolymer, various structures such as nanoscale spheres, cylinders, gyroids, or lamellas exist.

블록 공중합체의 실제 적용에 있어서 중요한 이슈는 상기 미세상의 배향을 조절하는 것이다. 블록 공중합체의 배향성은 나노구조체의 배향이 기판 방향과 수평(parallel)한 수평 배향과 상기 나노구조체의 배향이 기판 방향과 수직(vertical)한 수직 배향을 들 수 있는데, 이 중에서 수직 배향이 수평 배향에 비해 더 큰 중요성을 가지는 경우가 많다.An important issue in the practical application of block copolymers is to control the orientation of the microphase. The orientation of the block copolymer may include a horizontal orientation in which the nanostructures are parallel to the substrate direction and a vertical orientation in which the nanostructures are perpendicular to the substrate direction, of which the vertical orientation is a horizontal orientation. It is often of greater importance than.

블록 공중합체의 블록의 선택적인 웨팅(wetting)에 의하여 나노 구조체의 배향이 결정될 수 있는데, 일반적으로 다수의 기판이 극성이고, 공기는 비극성이기 때문에 블록 공중합체의 블록들 중에서 보다 큰 극성을 가지는 블록은 기판에 웨팅(wetting)하고, 보다 작은 극성을 가지는 블록은 공기와의 계면에서 웨팅(wetting)하게 되어, 수평 배향이 유도된다.Selective wetting of the blocks of the block copolymer can determine the orientation of the nanostructures, which generally have the greater polarity among the blocks of the block copolymer because many substrates are polar and air is nonpolar. Wetting on the silver substrate, and blocks with smaller polarities are wetting at the interface with air, leading to horizontal orientation.

본 출원은, 중성층 조성물을 제공한다. 본 출원은 블록 공중합체의 수직 배향 등의 배향성을 효과적으로 조절할 수 있으며, 저온 공정에 의해서도 단시간 내에 기판에 대한 우수한 반응 선택성과 높은 가교도를 나타내는 중성층을 형성할 수 있는 중성층 조성물을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.The present application provides a neutral layer composition. The present application is to provide a neutral layer composition that can effectively control the orientation, such as the vertical orientation of the block copolymer, and can form a neutral layer exhibiting excellent reaction selectivity and high crosslinking degree to the substrate within a short time even by a low temperature process For the purpose of.

본 명세서에서 용어 알킬기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, unless otherwise specified, the term alkyl group may mean an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group may be a straight chain, branched or cyclic alkyl group, and may be optionally substituted with one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알콕시기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알콕시기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, unless otherwise specified, the term alkoxy group may mean an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. The alkoxy group may be a straight chain, branched or cyclic alkoxy group, and may be optionally substituted with one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알케닐기 또는 알키닐기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기 또는 알키닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기 또는 알키닐기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, the term alkenyl group or alkynyl group means an alkenyl group or alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified. can do. The alkenyl group or alkynyl group may be linear, branched or cyclic, and may be optionally substituted with one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알킬렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬렌기일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, unless otherwise specified, the term alkylene group may mean an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. The alkylene group may be a straight chain, branched or cyclic alkylene group, and may be optionally substituted with one or more substituents.

본 명세서에서 용어 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐렌기 또는 알키닐렌기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는 직쇄형, 분지형 또는 고리형일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.As used herein, the term alkenylene group or alkynylene group is an alkenylene group or alkynylene having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms unless otherwise specified. Can mean a group. The alkenylene group or alkynylene group may be linear, branched or cyclic, and may be optionally substituted with one or more substituents.

본 명세서에서 용어 아릴기 또는 아릴렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 하나의 벤젠 고리 구조, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 연결되어 있거나, 또는 임의의 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 또는 2가 잔기를 의미할 수 있다. 상기 아릴기 또는 아릴렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기일 수 있다.As used herein, unless otherwise specified, the term aryl group or arylene group is one benzene ring structure, at least two benzene rings are connected while sharing one or two carbon atoms, or connected by any linker It may mean a monovalent or divalent residue derived from a compound containing a structure or a derivative thereof. Unless otherwise specified, the aryl group or arylene group may be, for example, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, 6 to 25 carbon atoms, 6 to 21 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms, or 6 to 13 carbon atoms.

본 출원에서 용어 방향족 구조는 상기 아릴기 또는 아릴렌기를 의미할 수 있다.In the present application, the term aromatic structure may mean the aryl group or the arylene group.

본 명세서에서 용어 지환족 고리 구조는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 방향족 고리 구조가 아닌 고리형 탄화수소 구조를 의미한다. 상기 지환족 고리 구조는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 3 내지 30, 탄소수 3 내지 25, 탄소수 3 내지 21, 탄소수 3 내지 18 또는 탄소수 3 내지 13의 지환족 고리 구조일 수 있다.As used herein, the term alicyclic ring structure means a cyclic hydrocarbon structure other than an aromatic ring structure, unless otherwise specified. The alicyclic ring structure may be, for example, an alicyclic ring structure having 3 to 30 carbon atoms, 3 to 25 carbon atoms, 3 to 21 carbon atoms, 3 to 18 carbon atoms, or 3 to 13 carbon atoms, unless otherwise specified. .

본 출원에서 용어 단일 결합은 해당 부위에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, A-B-C로 표시된 구조에서 B가 단일 결합인 경우에 B로 표시되는 부위에 별도의 원자가 존재하지 않고, A와 C가 직접 연결되어 A-C로 표시되는 구조를 형성하는 것을 의미할 수 있다.In the present application, the term single bond may refer to a case where no separate atom exists at a corresponding site. For example, in the structure represented by A-B-C, when B is a single bond, it may mean that a separate atom is not present at a site represented by B, and A and C are directly connected to form a structure represented by A-C.

본 출원에서 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 알콕시기, 아릴기, 아릴렌기, 사슬 또는 방향족 구조 등에 임의로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 히드록시기, 할로겐 원자, 카복실기, 글리시딜기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일기옥시, 메타크릴로일기옥시기, 티올기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 알콕시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present application, as the substituent which may be optionally substituted with an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an alkoxy group, an aryl group, an arylene group, a chain or an aromatic structure, a hydroxy group, a halogen atom , Carboxyl group, glycidyl group, acryloyl group, methacryloyl group, acryloyl groupoxy, methacryloyl groupoxy group, thiol group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkylene group, alkenylene group, alkynylene group , An alkoxy group or an aryl group may be exemplified, but is not limited thereto.

본 출원은 중성층 조성물에 대한 것이다. 용어 중성층 조성물은, 중성층을 형성하는 것에 사용되는 조성물을 의미할 수 있다. 본 출원에서 용어 중성층은, 블록 공중합체의 수직 배향을 유도할 수 있는 모든 종류의 층을 의미할 수 있다. 용어 블록 공중합체의 수직 배향의 의미는 업계에 잘 알려져 있으며, 예를 들면, 블록 공중합체가 상분리 구조를 형성하고, 그 상분리 구조를 이루는 블록들의 계면이 기판에 실질적으로 수직하게 형성된 경우를 의미할 수 있다.The present application is directed to a neutral layer composition. The term neutral layer composition may mean a composition used to form a neutral layer. As used herein, the term neutral layer may refer to any kind of layer capable of inducing the vertical orientation of the block copolymer. The term vertical alignment of the block copolymer is well known in the art, and may mean, for example, when the block copolymer forms a phase separation structure, and the interface of the blocks constituting the phase separation structure is formed substantially perpendicular to the substrate. Can be.

본 출원의 중성층 조성물은, 소정 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 랜덤 공중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 단위; 및 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 단위를 포함할 수 있다.The neutral layer composition of the present application may include a predetermined random copolymer. The random copolymer is a unit represented by the following formula (1); And a unit having an aromatic structure including one or more halogen atoms.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬일 수 있다.In formula (1), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= 0) 2- , a carbonyl group, -C (= 0) -O- or -OC (= 0 ), P is an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, Q is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2- , carbonyl group, -C (= O) -O- or -OC (═O) —, and Z may be a hydrocarbon chain having 8 to 20 carbon atoms.

화학식 1에서 X는 다른 예시에서 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이거나, -C(=O)-O-일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In Formula 1, X may be, in another example, an oxygen atom, a carbonyl group, -C (= 0) -O-, or -OC (= 0)-, or -C (= 0) -O-, but is not limited thereto. no.

화학식 1에서 P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기, 탄소수 6 내지 12이 아릴렌기이거나, 혹은 페닐렌기일 수 있다. In Formula 1, P may be an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or a phenylene group.

화학식 1에서 Q는 상기 P가 페닐렌기인 경우에 파라(para) 위치에 연결되어 있을 수 있다. In Formula 1, Q may be linked to a para position when P is a phenylene group.

화학식 1의 Q는, 일 예시에서 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있고, 예를 들면, 단일 결합, 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Q in Formula 1 may be, in one example, a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —S (═O) 2 —, a carbonyl group, —C (═O) —O— or —OC (═O) — For example, it may be, but is not limited to, a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, -C (= 0) -O-, or -OC (= 0)-.

화학식 1의 Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬이다. 상기 탄화수소 사슬의 탄소수는 다른 예시에서 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상이거나, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하 또는 12 이하일 수도 있다. 상기 탄화수소 사슬은 직쇄 탄화수소 사슬일 수 있으며, 예를 들면, 직쇄의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있다. 상기 직쇄의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소수는 8 이상, 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상이거나, 20 이하, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하 또는 12 이하일 수 있다.Z in Formula 1 is a hydrocarbon chain having 8 to 20 carbon atoms. In other examples, the carbon number of the hydrocarbon chain may be 9 or more, 10 or more, 11 or more, or 12 or more, or 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, or 12 or less. The hydrocarbon chain may be a straight chain hydrocarbon chain, for example, may be a straight chain alkyl group, alkenyl group or alkynyl group. Carbon number of the said linear alkyl group, alkenyl group, or alkynyl group is 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or more or 12 or more, 20 or less, 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, or 12 or less.

일 예시에서 상기 탄화수소 사슬은 직쇄 구조를 포함하는 사슬이고, 이 때 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수가 상기 8 내지 20의 범위 내일 수 있다. 상기 사슬은 직쇄형이거나, 분지형일 수 있으나, 탄소 원자의 수는 가장 긴 직쇄를 형성하고 있는 탄소 원자의 수만으로 계산되는 탄소 원자의 수는 상기 8 내지 20의 범위 내일 수 있다. 분지형 사슬인 경우에 상기 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는 가장 긴 사슬을 형성하고 있는 탄소 원자의 수로 계산될 수 있다. 예를 들어, 상기 사슬이 n-펜틸기인 경우에 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는 5이고, 상기 사슬이 2-메틸펜틸기인 경우에도 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는 5이다. In one example, the hydrocarbon chain is a chain including a straight chain structure, wherein the number of carbon atoms forming the straight chain structure may be in the range of 8 to 20. The chain may be linear or branched, but the number of carbon atoms calculated from only the number of carbon atoms forming the longest straight chain may be in the range of 8 to 20. In the case of branched chains, the number of carbon atoms forming the straight chain structure can be calculated as the number of carbon atoms forming the longest chain. For example, when the chain is an n-pentyl group, the number of carbon atoms forming a straight chain structure is five, and even when the chain is a 2-methylpentyl group, the number of carbon atoms forming a straight chain structure is five.

상기 직쇄 구조를 포함하는 탄화수소 사슬은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있으며, 이 때 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는, 8 이상, 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상이거나, 20 이하, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하 또는 12 이하일 수 있다.The hydrocarbon chain including the straight chain structure may be a linear or branched alkyl, alkenyl or alkynyl group, wherein the number of carbon atoms forming the straight chain is at least 8, at least 9, at least 10, at least 11 or 12 or less, 20 or less, 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, or 12 or less.

하나의 예시에서 상기 탄화수소 사슬인 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소 원자 중 하나 이상은 임의로 산소 원자 등 탄소 원자에 대한 헤테로 원자로 대체되어 있을 수 있고, 상기 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기의 적어도 하나의 수소 원자는 임의적으로 다른 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.In one example, one or more of the carbon atoms of the alkyl group, alkenyl group or alkynyl group which is the hydrocarbon chain may be optionally substituted with a hetero atom for a carbon atom such as an oxygen atom, and at least one of the alkyl group, alkenyl group or alkynyl group The hydrogen atom may be optionally substituted by another substituent.

랜덤 공중합체에서 화학식 1의 단위의 비율은 전체 공중합체를 기준으로 32 몰% 이하로 포함될 수 있다. 이 비율은, 예를 들면, 상기 중성층이 적용되는 블록 공중합체의 종류에 따라서 조절될 수 있다. 하나의 예시에서 랜덤 공중합체에서 상기 화학식 1의 단위의 비율은, 32 몰% 이하, 31 몰% 이하, 30 몰% 이하, 29 몰% 이하, 28몰% 이하, 27몰% 이하, 26몰% 이하, 25몰% 이하, 24몰% 이하, 23몰% 이하, 22몰% 이하, 21몰% 이하, 20몰% 이하, 19몰% 이하, 18몰% 이하, 17몰% 이하, 16몰% 이하, 15몰% 이하, 14몰% 이하, 13몰% 이하, 12몰% 이하, 11 몰% 이하 또는 10몰% 이하일 수 있거나, 1몰% 이상, 2몰% 이상, 3몰% 이상, 4몰% 이상, 5몰% 이상, 6몰% 이상, 7몰% 이상, 8몰% 이상, 9몰% 이상 정도일 수 있다. 본 발명자들은 랜덤 공중합체에 포함되는 화학식 1의 단위의 비율이 상기 범위에서 중성 특성을 나타낼 수 있음을 확인하였다. 랜덤 공중합체가 화학식 1의 단위를 상기 비율을 만족하는 범위로 포함함으로써, 본 출원의 중성층 조성물로 형성되는 중성층이 블록 공중합체의 수직 배향을 효과적으로 유도하면서도, 후술하는 기능성 단량체를 추가로 포함할 수 있어, 블록 공중합체와 중성층 간의 결합력 및 중성층과 기판 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.The ratio of units of Formula 1 in the random copolymer may be included in an amount of 32 mol% or less based on the total copolymer. This ratio can be adjusted according to the kind of block copolymer to which the said neutral layer is applied, for example. In one example, the ratio of the units of Formula 1 in the random copolymer is 32 mol% or less, 31 mol% or less, 30 mol% or less, 29 mol% or less, 28 mol% or less, 27 mol% or less, 26 mol% 25 mol% or less, 24 mol% or less, 23 mol% or less, 22 mol% or less, 21 mol% or less, 20 mol% or less, 19 mol% or less, 18 mol% or less, 17 mol% or less, 16 mol% or less Up to 15 mol%, up to 14 mol%, up to 13 mol%, up to 12 mol%, up to 11 mol% or up to 10 mol%, or at least 1 mol%, at least 2 mol%, at least 3 mol%, 4 It may be about mol% or more, 5 mol% or more, 6 mol% or more, 7 mol% or more, 8 mol% or more, 9 mol% or more. The inventors confirmed that the ratio of units of the formula (1) included in the random copolymer may exhibit neutral properties in the above range. Since the random copolymer includes the units of the formula (1) in a range satisfying the above ratio, the neutral layer formed of the neutral layer composition of the present application further induces vertical alignment of the block copolymer, and further includes a functional monomer described below. The adhesion between the block copolymer and the neutral layer and the adhesion between the neutral layer and the substrate can be improved.

랜덤 공중합체에 포함되는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 단위는 하기 화학식 4로 표시되는 단위일 수 있다.The unit having an aromatic structure including at least one halogen atom included in the random copolymer may be a unit represented by the following formula (4).

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00002
Figure pat00002

화학식 4에서 X2는 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자이고, W는 3개 이상의 할로겐 원자를 포함하는 탄소수 6 내지 18의 아릴기이다 In Formula 4, X 2 is a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom, and W is an aryl group having 6 to 18 carbon atoms including three or more halogen atoms.

화학식 4의 단위에서 X2는 일 예시에서 단일 결합일 수 있다.X 2 in the unit of Formula 4 may be a single bond in one example.

화학식 4에서 아릴기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 페닐기일 수 있다.In Formula 4, the aryl group may be, for example, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms, or a phenyl group.

화학식 4에 포함되는 할로겐 원자로는, 불소 원자 또는 염소 원자 등이 예시될 수 있고, 적절하게는 불소 원자가 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 할로겐 원자는 상기 아릴기에 치환되어 있을 수도 있다.As the halogen atom included in the formula (4), a fluorine atom or a chlorine atom and the like may be exemplified, and a fluorine atom may be appropriately exemplified, but is not limited thereto. The halogen atom may be substituted with the aryl group.

하나의 예시에서 화학식 4의 W는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자(불소 원자 또는 염소 원자 등)로 치환된 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 혹은 페닐기일 수 있다. 상기에서 치환되는 할로겐 원자의 개수의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하의 할로겐 원자가 존재할 수 있다.In one example, W of formula 4 has 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms substituted with one or more, two or more, three or more, four or more or five halogen atoms (such as a fluorine atom or a chlorine atom) It may be an aryl group or a phenyl group. The upper limit of the number of halogen atoms to be substituted is not particularly limited, and for example, 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less halogen atoms may be present.

상기 화학식 4의 단위는 다른 예시에서 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.The unit of Formula 4 may be represented by the following Formula 5 in another example.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00003
Figure pat00003

화학식 5에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자이고, R4 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이고, R4 내지 R8이 포함하는 할로겐 원자의 수는 3개 이상일 수 있다.In Formula 5, X 2 is a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom, R 4 to R 8 are each independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group or a halogen atom, and the number of halogen atoms included in R 4 to R 8 is It may be three or more.

화학식 5에서 X2는, 다른 예시에서 단일 결합일 수 있다.In Chemical Formula 5, X 2 may be a single bond in another example.

화학식 5에서 R4 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이되, R4 내지 R8은 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자, 예를 들면, 불소 원자 또는 염소 원자를 포함할 수 있다. R4 내지 R8에 포함되는 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.In Formula 5, R 4 to R 8 are each independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, or a halogen atom, and R 4 to R 8 are one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more halogen atoms. For example, it may contain a fluorine atom or a chlorine atom. The halogen atoms contained in R 4 to R 8 may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

상기 할로겐 원자는 할로알킬기에 포함되어 있을 수도 있고, R4 내지 R8 중 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개가 할로겐 원자일 수 있다. 이 때 할로겐 원자는 불소 원자 또는 염소 원자 등일 수 있다.The halogen atom may be contained in a haloalkyl group, and at least one, at least two, at least three, at least four or five of R 4 to R 8 may be halogen atoms. In this case, the halogen atom may be a fluorine atom or a chlorine atom.

하나의 예시에서, 상기 화학식 1로 표시되는 단위의 몰수(D) 및 하나 이상의 할로겐 원자를 가지는 방향족 구조를 가지는 단위의 몰수(A)의 비율(A/D)은 2 내지 10의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(A/D)은, 2.00 이상, 2.04 이상, 2.08 이상, 2.12 이상, 2,16 이상, 2.20 이상, 2.24 이상, 2.28 이상, 2.32 이상, 2.36 이상, 2.4 이상, 2.44 이상, 2.48 이상, 3 이상, 4 이상, 5 이상, 6 이상 또는 7 이상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 비율(A/D)은 10 이하, 9.8 이하, 9.6 이하, 9.4 이하, 9.2 이하, 9.0 이하, 8.8 이하, 8.6 이하, 8.4 이하, 8.2 이하, 8.0 이하, 7.8 이하, 7.6 이하, 7.4 이하, 7.2 이하, 7.0 이하, 6.8 이하 또는 6.6 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 화학식 1로 표시되는 단위와 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 단위가 상기 범위의 몰수의 비율을 만족하여, 적절한 중성 표면의 형성이 가능할 수 있다.In one example, the ratio (A / D) of the number of moles (D) of the unit represented by Formula 1 and the number of moles (A) of the unit having an aromatic structure having one or more halogen atoms may be in the range of 2 to 10. . The ratio (A / D) is 2.00 or more, 2.04 or more, 2.08 or more, 2.12 or more, 2,16 or more, 2.20 or more, 2.24 or more, 2.28 or more, 2.32 or more, 2.36 or more, 2.4 or more, 2.44 or more, 2.48 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, or 7 or more, but is not limited thereto. The ratio (A / D) is 10 or less, 9.8 or less, 9.6 or less, 9.4 or less, 9.2 or less, 9.0 or less, 8.8 or less, 8.6 or less, 8.4 or less, 8.2 or less, 8.0 or less, 7.8 or less, 7.6 or less, 7.4 or less , 7.2 or less, 7.0 or less, 6.8 or less, or 6.6 or less, but is not limited thereto. A unit having an aromatic structure including a unit represented by Formula 1 and at least one halogen atom may satisfy a ratio of the number of moles in the above range, so that an appropriate neutral surface may be formed.

랜덤 공중합체에서 상기 할로겐 원자를 포함하는 방향족기를 가지는 단위의 비율은 전체 공중합체를 기준으로 40 몰% 이상일 수 있다. 상기 비율은, 중성층이 적용되는 블록 공중합체의 종류에 따라서 조절될 수 있다. 하나의 예시에서 랜덤 공중합체에서 상기 할로겐 원자를 포함하는 방향족기를 가지는 단위의 비율은, 45 몰% 이상, 50 몰% 이상, 55 몰% 이상, 60 몰% 이상, 65 몰% 이상 또는 68몰% 이상일 수 있거나, 90 몰% 이하, 85 몰% 이하, 80 몰% 이하 또는 75몰% 이하 정도일 수도 있다. 본 발명자들은 랜덤 공중합체에 포함되는 상기 단위의 비율이 상기 범위에서 중성 특성을 나타낼 수 있음을 확인하였다. 이를 통해, 본 출원의 중성층 조성물로 형성되는 중성층이 블록 공중합체의 수직 배향을 효과적으로 유도하면서도, 후술하는 기능성 단량체를 추가로 포함할 수 있어, 블록 공중합체와 중성층 간의 결합력 및 중성층과 기판 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.The ratio of units having an aromatic group containing the halogen atom in the random copolymer may be 40 mol% or more based on the entire copolymer. The ratio may be adjusted according to the type of block copolymer to which the neutral layer is applied. In one example, the proportion of units having an aromatic group containing the halogen atom in the random copolymer is at least 45 mol%, at least 50 mol%, at least 55 mol%, at least 60 mol%, at least 65 mol% or 68 mol%. 90 mol% or less, 85 mol% or less, 80 mol% or less, or 75 mol% or less may be sufficient. The inventors confirmed that the ratio of the units included in the random copolymer may exhibit neutral properties in the above range. Through this, while the neutral layer formed of the neutral layer composition of the present application effectively induces the vertical orientation of the block copolymer, it may further include a functional monomer described later, and the binding force between the block copolymer and the neutral layer and the neutral layer and The adhesion between the substrates can be improved.

랜덤 공중합체는, 추가적인 단위로서, 하기 화학식 2로 표시되는 단위; 및 가교성 관능기 함유 단위를 포함할 수 있다.The random copolymer is, as an additional unit, a unit represented by the following formula (2); And crosslinkable functional group-containing units.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

화학식 2에서 R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, L은 카보닐기, -C(=O)-L1-, -C(=O)-O-, -C(=O)-O-L1- 또는 알킬렌기이며, R2는 히드록시기, 히드록시알킬기, -SO3H, -OSO3H, -OPO3H2 또는 -PO3H이며, 상기에서 L1은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기일 수 있다.In Formula 2, R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, L is a carbonyl group, -C (= 0) -L 1- , -C (= 0) -O-, -C (= 0) -OL Is a 1- or alkylene group, R 2 is a hydroxy group, hydroxyalkyl group, -SO 3 H, -OSO 3 H, -OPO 3 H 2 or -PO 3 H, wherein L 1 is alkylene having 1 to 4 carbon atoms It may be a flag.

상기에서 L의 알킬렌기는 일 예시에서 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬렌기일 수 있다.In the above, the alkylene group of L may be, in one example, a straight, branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.

일 예시에서 상기 화학식 2의 단위에서 L은, 카보닐기, -C(=O)-L1-, -C(=O)-O-, -C(=O)-O-L1- 또는 알킬렌기일 수 있고, R2는, 히드록시기, 히드록시알킬기, -SO3H, -OSO3H, -OPO3H2 또는 -PO3H일 수 있으며, L1은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기일 수 있다In one example, in the unit of Formula 2, L is a carbonyl group, -C (= 0) -L 1- , -C (= 0) -O-, -C (= 0) -OL 1 -or an alkylene group R 2 may be a hydroxy group, a hydroxyalkyl group, -SO 3 H, -OSO 3 H, -OPO 3 H 2, or -PO 3 H, and L 1 may be an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

상기 화학식 2의 단위가 가교성 관능기 함유 단위와 함께 랜덤 공중합체에 존재함으로써, 중성층 형성 과정에서 저온에서도 목적하는 가교도를 적절하게 확보할 수 있고, 조성물의 균일한 코팅이 가능하며, 기판에 대한 접착력이 우수한 중성층을 형성할 수 있다.Since the unit of Formula 2 is present in the random copolymer together with the crosslinkable functional group-containing unit, it is possible to appropriately secure the desired degree of crosslinking even at low temperatures in the process of forming the neutral layer, and uniform coating of the composition is possible. The neutral layer which is excellent in adhesive force can be formed.

상기 단위는, 랜덤 공중합체의 제조 과정에서 (메타)아크릴산 또는 포스포에틸 (메타)아크릴레이트 등의 단량체를 중합시켜서 형성할 수 있다.The said unit can be formed by polymerizing monomers, such as (meth) acrylic acid or phosphoethyl (meth) acrylate, in the manufacturing process of a random copolymer.

랜덤 공중합체는 상기 화학식 2의 단위를 대략 0.01 내지 20몰%의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 대략 0.05몰% 이상, 0.1몰% 이상, 0.15몰% 이상, 0.2몰% 이상, 0.25몰% 이상 또는 0.3몰% 이상이거나, 18몰% 이하, 16몰% 이하, 14몰% 이하, 12몰% 이하, 10몰% 이하, 9몰% 이하, 8몰% 이하, 7몰% 이하, 6몰% 이하, 5몰% 이하, 4몰% 이하, 3몰% 이하, 2몰% 이하 또는 1몰% 이하일 수도 있다.The random copolymer may include the unit of Formula 2 in a ratio of about 0.01 to 20 mole%. The ratio is, in another example, about 0.05 mol% or more, 0.1 mol% or more, 0.15 mol% or more, 0.2 mol% or more, 0.25 mol% or more or 0.3 mol% or more, 18 mol% or less, 16 mol% or less, 14 mol % Or less, 12 mol% or less, 10 mol% or less, 9 mol% or less, 8 mol% or less, 7 mol% or less, 6 mol% or less, 5 mol% or less, 4 mol% or less, 3 mol% or less, 2 mol It may be% or less or 1 mol% or less.

이러한 비율 하에서 목적하는 화학식 2의 단위의 작용이 적절하게 확보될 수 있다.Under this ratio, the action of the desired unit of formula (2) can be properly ensured.

가교성 관능기 함유 단위는, 중성층의 형성 과정에서 가교 구조를 구현하기 위해서 적용될 수 있다. 상기 단위는, 가교성 관능기로서, 예를 들면, 히드록시기, 글리시딜기, 에폭시기, 이소시아네이트기, 글리시딜기, 하기 화학식 A의 관능기, 벤조일페녹시기, 알케닐옥시카보닐기, (메타)아크릴로일기 및/또는 알케닐옥시알킬기 등을 가지는 단량체를 랜덤 공중합체에 공중합시켜서 형성할 수 있다.The crosslinkable functional group-containing unit may be applied to implement the crosslinked structure in the process of forming the neutral layer. The said unit is a crosslinkable functional group, For example, a hydroxyl group, a glycidyl group, an epoxy group, an isocyanate group, a glycidyl group, the functional group of following formula A, a benzoyl phenoxy group, an alkenyloxy carbonyl group, a (meth) acryloyl group And / or a monomer having an alkenyloxyalkyl group or the like can be formed by copolymerizing a random copolymer.

[화학식 A][Formula A]

Figure pat00005
Figure pat00005

화학식 A에서 Y는 단일 결합, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, L1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이며, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이다.Y in formula (A) is a single bond, an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group, L 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2- , an alkylene group, an alkenylene group, alkynyl Or a -C (= O) -X 1 -or -X 1 -C (= O)-, wherein X 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= O) 2- , an alkylene group And an alkenylene group or an alkynylene group.

화학식 A의 관능기는 말단에 가교 가능한 아자이드 잔기가 존재하는 치환기이고, 이러한 관능기는 가교될 수 있다.The functional group of formula (A) is a substituent in which a crosslinkable azide moiety is present at the terminal, and such functional group may be crosslinked.

화학식 A에서 Y는 다른 예시에서 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기일 수 있다. In Formula A, Y may be, in another example, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.

화학식 A에서 L1은 다른 예시에서 단일 결합, 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In Formula A, L 1 may be a single bond, an oxygen atom, -C (= 0) -O-, or -OC (= 0)-in another example, but is not limited thereto.

가교성 관능기를 포함하는 단량체 단위로는, 하기 화학식 3의 단위가 예시될 수 있다.As a monomer unit containing a crosslinkable functional group, the unit of following formula (3) can be illustrated.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00006
Figure pat00006

화학식 3에서 R3는 수소 또는 알킬기이고, T는 단일 결합 또는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 2가 탄화수소기이다.In formula (3), R 3 is hydrogen or an alkyl group, T is a divalent hydrocarbon group with or without a single bond or hetero atom.

화학식 3에서 알킬기는 다른 예시에서 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기일 수 있다. 이러한 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있고, 임의로 하나 이상의 전술한 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.In another embodiment, the alkyl group may be an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Such alkyl groups may be linear, branched or cyclic and may be optionally substituted by one or more of the aforementioned substituents.

화학식 3에서 T는 다른 예시에서 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있다. 상기에서 알킬렌기는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기일 수 있다. 이러한 알킬렌이기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있고, 임의로 하나 이상의 전술한 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 상기에서 알케닐렌기는 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐렌기일 수 있다. 이러한 알케닐렌이기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있고, 임의로 하나 이상의 전술한 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 상기에서 알키닐렌기는 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알키닐렌기일 수 있다. 이러한 알키닐렌이기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있고, 임의로 하나 이상의 전술한 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.In Formula 3, T may be, in another example, an alkylene group, an alkenylene group, or an alkynylene group. The alkylene group may be an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms. Such alkylene di groups may be straight, branched or cyclic and may be optionally substituted by one or more of the aforementioned substituents. The alkenylene group may be an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms. Such alkenylene di groups may be straight, branched or cyclic and may be optionally substituted by one or more of the aforementioned substituents. The alkynylene group may be an alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms. Such alkynylene di groups may be linear, branched or cyclic and may be optionally substituted with one or more of the aforementioned substituents.

화학식 3의 T의 2가 탄화수소기는, 필요하다면, 헤테로 원자를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 헤테로 원자는 탄소에 대한 헤테로 원자이고, 예를 들면, 산소, 질소 또는 황 등이 있다. 이러한 헤테로 원자는 화학식 3의 T에 1개 내지 4개 이하로 포함될 수 있다.The divalent hydrocarbon group of T of formula (3) may further comprise a hetero atom, if necessary. In the above, the hetero atom is a hetero atom with respect to carbon, for example, oxygen, nitrogen or sulfur. Such hetero atoms may be included in one to four or less than T in the formula (3).

상기 화학식 3의 단위를 형성할 수 있는 단량체의 예시는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 화학식 3의 단위를 형성할 수 있는 단량체로는, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있다.Examples of the monomer capable of forming the unit of Formula 3 are not particularly limited. For example, glycidyl (meth) acrylate may be exemplified as the monomer capable of forming the unit of Chemical Formula 3.

상기 가교성 관능기 함유 단위의 랜덤 공중합체 내에서의 비율은 대략 0.01 내지 30 몰% 정도이다. 상기 비율은 다른 예시에서 대략 0.1몰% 이상, 0.5몰% 이상, 1몰% 이상, 2몰% 이상, 3몰% 이상, 5몰% 이상, 7몰% 이상 또는 9 몰% 이상이거나, 28 몰% 이하, 26 몰% 이하, 24 몰% 이하, 22 몰% 이하, 20 몰% 이하, 18 몰% 이하, 16 몰% 이하, 14 몰% 이하 또는 12몰% 이하 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The ratio in the random copolymer of the said crosslinkable functional group containing unit is about 0.01-30 mol%. The ratio is at least about 0.1 mol%, at least 0.5 mol%, at least 1 mol%, at least 2 mol%, at least 3 mol%, at least 5 mol%, at least 7 mol% or at least 9 mol%, or in another example, 28 mol Up to 26 mol%, up to 24 mol%, up to 22 mol%, up to 20 mol%, up to 18 mol%, up to 16 mol%, up to 14 mol% or up to 12 mol%, but is not limited thereto. no.

랜덤 공중합체는, 필요하다면, 추가적으로 락톤이기 함유 단위를 포함할 수 있다. 이와 같은 단위는 계면 밀착력이 우수한 중성층의 형성하는 것에 도움을 줄 수 있다.The random copolymer may, if necessary, additionally comprise lactone group containing units. Such a unit can help to form a neutral layer excellent in interfacial adhesion.

이러한 단위로는, 예를 들면, 하기 화학식 6의 단위가 예시될 수 있다.As such a unit, for example, a unit of formula (6) may be exemplified.

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00007
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화학식 6에서 R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R10은 -L2-U이며, 상기에서 L2는 단일 결합, 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 산소 원자이고, U는 락톤기일 수 있다. In formula (6), R 9 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 10 is -L 2 -U, wherein L 2 is a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or an oxygen atom, and U is a lactone group Can be.

상기 화학식에서 적절하게는 L2는 산소 원자일 수 있다.Suitably in the above formula L 2 may be an oxygen atom.

또한, 상기 락톤기는, 일 예시에서 탄소수 2 내지 12 또는 탄소수 2 내지 6의 락톤기일 수 있으며, 그 예로는, 알파-아세토락톤일기(alpha-acetolactonyl group), 베타-프로피오락톤일기(beta-propiolactonyl group) 또는 감마-부티로락톤일기(gamma- butyrolactonyl) 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the lactone group may be, for example, a lactone group having 2 to 12 carbon atoms or 2 to 6 carbon atoms, and examples thereof include an alpha-acetolactonyl group and a beta-propiolactonyl group. group) or gamma-butyrolactonyl and the like can be exemplified, but is not limited thereto.

포함되는 경우에 상기 락톤기 함유 단위의 랜덤 공중합체 내에서의 비율은 대략 0.01 내지 50 몰% 정도일 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 대략 0.05 몰% 이상, 0.1 몰% 이상, 0.5 몰% 이상, 1 몰% 이상, 2 몰% 이상, 3몰% 이상, 4 몰% 이상, 5 몰% 이상, 6 몰% 이상, 7 몰% 이상, 8 몰% 이상 또는 9 몰% 이상이거나, 48 몰% 이하, 46 몰% 이하, 44 몰% 이하, 42 몰% 이하, 40몰% 이하, 38 몰% 이하, 36 몰% 이하, 34 몰% 이하, 32 몰% 이하, 30 몰% 이하, 28 몰% 이하, 26 몰% 이하, 24 몰% 이하, 22 몰% 이하, 20 몰% 이하, 18 몰% 이하, 16 몰% 이하, 14 몰% 이하, 12 몰% 이하, 10 몰% 이하, 8 몰% 이하, 6 몰% 이하 또는 4몰% 이하 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.When included, the ratio of the lactone group-containing unit in the random copolymer may be about 0.01 to 50 mol%. The ratio is, in another example, at least about 0.05 mol%, at least 0.1 mol%, at least 0.5 mol%, at least 1 mol%, at least 2 mol%, at least 3 mol%, at least 4 mol%, at least 5 mol%, 6 mol%. 7 mol% or more, 8 mol% or more, or 9 mol% or more, 48 mol% or less, 46 mol% or less, 44 mol% or less, 42 mol% or less, 40 mol% or less, 38 mol% or less, 36 mol% or more Or less, up to 34 mol%, up to 32 mol%, up to 30 mol%, up to 28 mol%, up to 26 mol%, up to 24 mol%, up to 22 mol%, up to 20 mol%, up to 18 mol%, up to 16 mol It may be about% or less, 14 mol% or less, 12 mol% or less, 10 mol% or less, 8 mol% or less, 6 mol% or less, or about 4 mol% or less, but is not limited thereto.

랜덤 공중합체는, 상기 단위에 추가로 목적하는 효과가 확보되는 한 다른 단위를 추가적으로 포함할 수 있다. 랜덤 공중합체에 포함되는 추가적인 단위는, 다양한 기능성 관능기를 가지는 기능성 단량체가 포함될 수 있으며, 상기 기능성 단량체는 랜덤 공중합체를 포함하는 중성층에 요구되는 물성에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 상기 기능성 단량체로, 예를 들어, 기판 간의 접착력을 향상시키기 위해 접착력을 개선할 수 있는 단량체의 단위 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The random copolymer may further include other units as long as the desired effect is further secured to the units. The additional unit included in the random copolymer may include a functional monomer having various functional functional groups, and the functional monomer may be appropriately selected according to the physical properties required for the neutral layer including the random copolymer. The functional monomer may be, for example, a unit of a monomer capable of improving adhesion to improve adhesion between substrates, but is not limited thereto.

상기 랜덤 공중합체는 수평균분자량(Mn (Number Average Molecular Weight))은, 예를 들면, 2,000 내지 500,000의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 수평균 분자량은 다른 예시에서, 3,000 이상, 4,000 이상, 5,000 이상, 6,000 이상, 7,000 이상, 8,000 이상, 9,000 이상, 10,000 이상, 20,000 이상, 30,000 이상 또는 약 35,000 이상 정도일 수 있다. 상기 수평균분자량은 다른 예시에서 약 400,000 이하, 300,000 이하, 200,000 이하, 100,000 이하, 90,000 이하, 80,000 이하, 70,000 이하, 60,000 이하, 50,000 이하 또는 40,000 이하 정도일 수도 있다. 본 명세서에서 용어 수평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이고, 용어 분자량은 특별히 달리 규정하지 않는 한 수평균분자량을 의미한다. 또한, 특별히 달리 언급하지 않는 한, 수평균분자량의 단위는 g/mol이다. 랜덤 공중합체의 분자량은 목적하는 중성층의 물성 등을 고려하여 조절될 수 있다.The random copolymer may have a number average molecular weight (Mn) in the range of, for example, 2,000 to 500,000. The number average molecular weight may be, in another example, at least 3,000, at least 4,000, at least 5,000, at least 6,000, at least 7,000, at least 8,000, at least 9,000, at least 10,000, at least 20,000, at least 30,000, or at least about 35,000. In another example, the number average molecular weight may be about 400,000 or less, 300,000 or less, 200,000 or less, 100,000 or less, 90,000 or less, 80,000 or less, 70,000 or less, 60,000 or less, 50,000 or less, or about 40,000 or less. As used herein, the term number average molecular weight is a conversion value with respect to standard polystyrene measured using a gel permeation chromatograph (GPC), and the term molecular weight means a number average molecular weight unless otherwise specified. In addition, unless otherwise stated, the unit of number average molecular weight is g / mol. The molecular weight of the random copolymer can be adjusted in consideration of the physical properties of the desired neutral layer.

상기와 같은 랜덤 공중합체를 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 랜덤 공중합체는, 자유 라디칼 중합 방식(free radical polymerization method) 또는 LRP(Living Radical Polymerization) 방식 등을 적용하여 제조할 수 있다. 상기에서 LRP 방식의 예로는, 유기 희토류 금속 복합체 또는 유기 알칼리 금속 화합물 등을 개시제로 사용하여 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 염 등의 무기산염이나 유기 알루미늄 화합물의 존재 하에서 중합을 진행하는 음이온 중합, 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하는 원자 이동 라디칼 중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하되, 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 진행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동라디칼 중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동라디칼 중합법, 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을 개시제로서 이용하는 방법 등이 예시될 수 있고, 상기 방식 중에서 적절한 방식이 채용될 수 있다.The manner of producing the random copolymer as described above is not particularly limited. For example, the random copolymer may be prepared by applying a free radical polymerization method or a LRP (Living Radical Polymerization) method. Examples of the LRP method include an anionic polymerization and a polymerization agent which proceeds polymerization in the presence of an inorganic acid salt or an organoaluminum compound, such as a salt of an alkali metal or an alkaline earth metal, using an organic rare earth metal complex or an organic alkali metal compound as an initiator. An atomic transfer radical polymerization method (ATRP) using an atomic transfer radical polymerizer as a yesterday, ARGET (Activators Regenerated by Electron) using an atomic transfer radical polymerizer as a polymerization control agent, but proceeds polymerization under an organic or inorganic reducing agent that generates electrons Transfer (ATRP), Initiators for continuous activator regeneration (ICAR) Atomic radical polymerization, Inorganic reducing agent Reversible addition-breaking chain transfer using reversible addition-breaking chain transfer (RAFT) or organic The method using a tellurium compound as an initiator, etc. can be illustrated. , A suitable method may be employed in the method.

중합 과정에서 사용될 수 있는 라디칼 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, AIBN(azobisisobutyronitrile), ABCN(1,1'-Azobis(cyclohexanecarbonitrile)) 또는 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile)) 등의 아조계 개시제 또는 BPO(benzoyl peroxide) 또는 DTBP(di-tert-butyl peroxide) 등의 과산화물계 개시제 등이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 스티렌계 단량체의 열적 자기 개시(thermal self initiation)를 이용하는 방식과 같이, 단량체의 종류에 따라서는 개시제를 사용하지 않는 중합 방식도 적용될 수 있다.The kind of radical initiator that can be used in the polymerization process is not particularly limited. For example, aobisisobutyronitrile (AIBN), 1,1'-cyclohexanecarbonitrile (ABC) or 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (2,2'-azobis- (2,4) Azo initiators such as -dimethylvaleronitrile)) or peroxide initiators such as benzoyl peroxide (BPO) or di-tert-butyl peroxide (DTBP) may be used. For example, thermal self-initiation of styrene monomers may be applied. Like the method using initiation), depending on the type of monomer, a polymerization method using no initiator may be applied.

상기 중합 과정은, 예를 들면, 적절한 용매 내에서 수행될 수 있고, 이 경우 적용 가능한 용매로는, 메틸렌클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 벤젠, 톨루엔, 아니솔, 아세톤, 클로로포름, 테트라히드로푸란, 디옥산, 모노글라임, 디글라임, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드 또는 디메틸아세트아미드 등과 같은 용매가 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 랜덤 공중합체의 형성 후에 비용매를 사용하여 랜덤 공중합체를 침전에 의해 수득할 수 있으며, 이 때 사용될 수 있는 비용매로는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올 또는 이소프로판올 등의 알코올, 에틸렌글리콜 등의 글리콜, n-헥산, 시클로헥산, n-헵탄 또는 페트롤리움 에테르 등의 에테르계 용매 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The polymerization process can be carried out, for example, in a suitable solvent, in which case applicable solvents include methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, benzene, toluene, anisole, acetone Solvents such as, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, monoglyme, diglyme, dimethylformamide, dimethylsulfoxide or dimethylacetamide may be exemplified, but are not limited thereto. After formation of the random copolymer, a random copolymer can be obtained by precipitation using a non-solvent, and non-solvents that can be used at this time include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol or isopropanol, ethylene glycol and the like. Ether-based solvents such as glycol, n-hexane, cyclohexane, n-heptane or petroleum ether may be exemplified, but is not limited thereto.

중합체의 합성 분야에서 그 중합체를 형성하는 단량체에 따라서 중합을 수행하여 중합체를 제조하는 방식은 공지이며, 본 출원의 랜덤 공중합체의 제조 시에는 상기 방식 중에서 임의의 방식이 모두 적용될 수 있다.In the field of synthesis of polymers, a method of preparing a polymer by carrying out polymerization according to monomers forming the polymer is known, and any of the above methods may be applied when preparing a random copolymer of the present application.

상기와 같은 랜덤 공중합체를 포함하는 중성층 조성물을 상기 랜덤 공중합체만을 포함하거나, 필요하다면, 상기 랜덤 공중합체 외에 다른 성분을 적절하게 포함할 수 있다. 중성층 조성물은 상기 랜덤 공중합체를 적어도 주성분으로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 주성분으로 포함한다는 것은, 해당 조성물이 상기 랜덤 공중합체만을 포함하거나, 혹은 고형분 기준으로 약 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상 또는 90 중량% 이상 포함하는 경우를 의미할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 100 중량% 이하 또는 약 99 중량% 이하 정도일 수도 있다. 상기 비율은 중성층 조성물이 용매를 포함하는 경우에 상기 용매를 제외한 중량을 기준으로 한 것일 수 있다. 상기 램덤 공중합체와 함께 포함될 수 있는 다른 성분으로는, 예를 들어, 랜덤 공중합체가 전술한 가교성 관능기를 포함하는 경우에 필요한 열개시제 또는 광개시제 등의 개시제나 가교제 등을 예시할 수 있다.The neutral layer composition including the random copolymer as described above may include only the random copolymer or, if necessary, may include other components in addition to the random copolymer. The neutral layer composition may include the random copolymer at least as a main component. Including the main ingredient herein, the composition comprises only the random copolymer, or based on solids, about 50% by weight, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, It may mean a case containing 75 wt% or more, 80 wt% or more, 85 wt% or more, or 90 wt% or more. The ratio may, in another example, be about 100 wt% or less or about 99 wt% or less. The ratio may be based on weight excluding the solvent when the neutral layer composition includes a solvent. As other components that may be included with the random copolymer, for example, an initiator or a crosslinking agent such as a thermal initiator or a photoinitiator required when the random copolymer includes the aforementioned crosslinkable functional groups may be exemplified.

본 출원은 또한 상기 랜덤 공중합체를 포함하는 중성층에 대한 것이다. 본 출원에서 용어 중성층은, 전술한 바와 같이 블록 공중합체의 수직 배향을 유도할 수 있는 층을 의미한다.The present application also relates to a neutral layer comprising the random copolymer. As used herein, the term neutral layer refers to a layer capable of inducing vertical alignment of the block copolymer as described above.

상기 중성층은, 적절한 기판상에 형성되어 있을 수 있다. 중성층이 형성되는 기판으로는, 실리콘 웨이퍼, 실리콘 옥사이드 기판, 실리콘 니트라이드 기판 또는 가교된 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The neutral layer may be formed on a suitable substrate. As the substrate on which the neutral layer is formed, a silicon wafer, a silicon oxide substrate, a silicon nitride substrate, or a crosslinked PET (poly (ethylene terephthalate)) film may be exemplified, but is not limited thereto.

상기 중성층은, 전술한 중성층 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 중성층의 형성 과정은, 상기 중성층 조성물을 기판상에 코팅하는 단계 및 코팅된 상기 중성층 조성물의 층을 고정시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기에서 기판상에 중성층 조성물을 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 바 코팅, 스핀 코팅 또는 콤마 코팅 등의 방식이 적용될 수 있고, 롤-투-롤 방식에 의한 코팅도 적용될 수 있다.The said neutral layer can be formed using the above-mentioned neutral layer composition. For example, the process of forming the neutral layer may include coating the neutral layer composition on a substrate and fixing the layer of the coated neutral layer composition. The method of coating the neutral layer composition on the substrate in the above is not particularly limited, for example, bar coating, spin coating or comma coating may be applied, and a roll-to-roll coating may also be applied. have.

또한, 상기에서 중성층 조성물의 층을 고정시키는 방식도 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 적절한 방식에 의해 상기 층과 기판과의 공유 결합을 유도하거나, 상기 층 내에서 화학적 가교 반응을 유도하는 방식 등이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기와 같은 과정을 열처리에 의해 수행하는 경우에 그 열처리는 약 100℃ 내지 250℃ 또는 약 100℃ 내지 200℃의 범위 내에서 조절될 수 있다. 또한, 상기 열처리에 요구되는 시간도 필요에 따라 변경될 수 있으며, 예를 들면, 약 1분 내지 72시간 또는 약 1분 내지 24 시간의 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기 열처리의 온도 및 시간은, 중성층 조성물의 랜덤 공중합체의 관능기의 종류 등을 고려하여 적정 수준으로 조절할 수 있다.In addition, the method of fixing the layer of the neutral layer composition is not particularly limited, for example, a method of inducing a covalent bond between the layer and the substrate by an appropriate method, or inducing a chemical crosslinking reaction in the layer. Etc. may be applied. For example, when the above process is performed by heat treatment, the heat treatment may be controlled within a range of about 100 ° C to 250 ° C or about 100 ° C to 200 ° C. In addition, the time required for the heat treatment may be changed as necessary, for example, it may be adjusted within the range of about 1 minute to 72 hours or about 1 minute to 24 hours. The temperature and time of the heat treatment may be adjusted to an appropriate level in consideration of the kind of the functional group of the random copolymer of the neutral layer composition.

중성층은, 예를 들면, 약 2 nm 내지 100 nm 의 두께를 가질 수 있으며, 다른 예시에서 약 2 nm 내지 50 nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 상기 중성층의 표면 균일성이 유지될 수 있으며, 블록 공중합체의 수직 배향을 유도하고, 이후 식각 과정에서 식각 선택성을 해치지 않을 수 있는 이점이 있을 수 있다.The neutral layer may have a thickness of, for example, about 2 nm to 100 nm, and in other examples, may have a thickness of about 2 nm to 50 nm. The uniformity of the surface of the neutral layer may be maintained within the thickness range, may induce a vertical orientation of the block copolymer, there may be an advantage that may not damage the etch selectivity in the subsequent etching process.

본 출원은 또한 기판, 상기 기판상에 형성된 상기 랜덤 공중합체를 포함하는 중성층 및 상기 중성층상에 형성되어 있고, 제 1 블록 및 상기 제 1 블록과는 화학적으로 구별되는 제 2 블록을 가지는 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 포함하는 적층체에 대한 것이다.The present application also discloses a block air having a substrate, a neutral layer comprising the random copolymer formed on the substrate, and a second block formed on the neutral layer and chemically distinct from the first block and the first block. The present invention relates to a laminate comprising a polymer film containing a coalescence.

상기와 같은 적층체에서 상기 고분자막은 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 다양한 전자 또는 전자 소자, 상기 패턴의 형성 공정 또는 자기 저장 기록 매체, 플래쉬 메모리 등의 기록 매체 또는 바이오 센서 등이나 분리막의 제조 공정 등에 사용될 수 있다.In the laminate as described above, the polymer film may be used in various applications. For example, various electronic or electronic devices, a process of forming the pattern or a recording medium such as a magnetic storage recording medium, a flash memory, or a biosensor or the like may be used. It can be used in manufacturing processes and the like.

하나의 예시에서 상기 고분자 막에서 상기 블록 공중합체는, 자기 조립을 통해 스피어(sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid) 또는 라멜라(lamellar) 등을 포함하는 주기적 구조를 구현하고 있을 수 있다. 상기 구조들 중 스피어 또는 라멜라의 경우에 상기 블록 공중합체는, 수직 배향된 상태로 존재할 수 있다.In one example, the block copolymer in the polymer membrane may implement a periodic structure including a sphere, a cylinder, a gyroid or a lamellar through self-assembly. . In the case of spheres or lamellaes of the structures, the block copolymer may be present in a vertically oriented state.

상기와 같은 적층체에서 고분자막에 포함될 수 있는 블록 공중합체는 특별히 제한되지 않지만, 상기 언급된 중성층상에 보다 적절한 방향성과 위치 선정성을 보이는 블록 공중합체는 하기 예시된 블록 공중합체이다. The block copolymer that can be included in the polymer film in the laminate as described above is not particularly limited, but the block copolymer showing more appropriate orientation and positioning on the above-mentioned neutral layer is a block copolymer exemplified below.

본 출원에서는 후술하는 제 1 블록과 상기 제 1 블록과는 다른 후술하는 제 2 블록을 포함하는 블록 공중합체가 적용될 수 있다. 블록 공중합체의 각 블록들은 일종의 단량체만에 의해 형성되거나, 혹은 2종 이상의 단량체에 의해 형성될 수 있다. 블록 공중합체는 하나의 제 1 블록과 하나의 제 2 블록만을 포함하는 디블록 공중합체일 수 있다. 블록 공중합체는, 또한 상기 제 1 및 제 2 블록을 각각 1개 포함하고, 추가로 상기 제 1 및 제 2 블록 중 어느 하나 또는 모두를 더 포함하거나, 혹은 제 1 및 제 2 블록 외에 다른 블록을 추가로 포함하는 트리블록 이상의 블록 공중합체일 수 있다.In the present application, a block copolymer including a first block to be described later and a second block to be described later different from the first block may be applied. Each block of the block copolymer may be formed by only one kind of monomer, or may be formed by two or more kinds of monomers. The block copolymer may be a diblock copolymer comprising only one first block and one second block. The block copolymer also includes one each of the first and second blocks, and further includes one or both of the first and second blocks, or blocks other than the first and second blocks. It may further comprise a block copolymer of triblock or more.

블록 공중합체는 공유 결합으로 연결된 2개 또는 그 이상의 고분자 사슬을 포함하기 때문에 상분리가 일어나고, 소위 자기 조립 구조를 형성하게 된다. 본 발명자들은, 후술하는 구조의 블록 공중합체는, 전술한 중성층상에서 적절한 상분리를 일으키고, 방향성과 위치 선정성도 탁월하게 확보되는 것을 확인하였다. Since the block copolymer includes two or more polymer chains connected by covalent bonds, phase separation occurs, thereby forming a so-called self-assembly structure. The inventors of the present invention confirmed that the block copolymer having the structure described below causes proper phase separation on the above-mentioned neutral layer, and also excellent in directionality and positioning.

본 출원의 상기 블록 공중합체는, 하기 화학식 7의 단위로 되는 반복 단위를 포함하는 제 1 블록과 하기 화학식 8의 단위로 되는 반복 단위를 포함하는 제 2 블록을 포함할 수 있다. The block copolymer of the present application may include a first block including a repeating unit that is a unit of Formula 7 and a second block including a repeating unit that is a unit of the following Formula 8.

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00008
Figure pat00008

화학식 7에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬이다:In formula (7), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= 0) 2- , a carbonyl group, -C (= 0) -O- or -OC (= 0 ), P is an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, Q is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2- , carbonyl group, -C (= O) -O- or -OC (= O)-, Z is a hydrocarbon chain of 8 to 20 carbon atoms:

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00009
Figure pat00009

화학식 8에서 X2는 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자이고, W는 3개 이상의 할로겐 원자를 포함하는 탄소수 6 내지 18의 아릴기이다.In formula (8), X 2 is a single bond, an oxygen atom, or a sulfur atom, and W is an aryl group having 6 to 18 carbon atoms including three or more halogen atoms.

화학식 7에서 X는 다른 예시에서 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이거나, -C(=O)-O-일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.X in Formula 7 may be, in another example, an oxygen atom, a carbonyl group, -C (= 0) -O-, or -OC (= 0)-, or -C (= 0) -O-, but is not limited thereto. no.

화학식 7에서 P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기, 탄소수 6 내지 12이 아릴렌기이거나, 혹은 페닐렌기일 수 있다. In Formula 7, P may be an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or a phenylene group.

화학식 7에서 Q는 상기 P가 페닐렌기인 경우에 파라(para) 위치에 연결되어 있을 수 있다. Q in Formula 7 may be connected to a para position when P is a phenylene group.

화학식 7의 Q는, 일 예시에서 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있고, 예를 들면, 단일 결합, 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Q in Formula 7 may be, in one example, a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —S (═O) 2 —, a carbonyl group, —C (═O) —O— or —OC (═O) — For example, it may be, but is not limited to, a single bond, an oxygen atom, a carbonyl group, -C (= 0) -O-, or -OC (= 0)-.

화학식 7의 Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬이다. 상기 탄화수소 사슬의 탄소수는 다른 예시에서 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상이거나, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하 또는 12 이하일 수도 있다. 상기 탄화수소 사슬은 직쇄 탄화수소 사슬일 수 있으며, 예를 들면, 직쇄의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있다. 상기 직쇄의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소수는 8 이상, 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상이거나, 20 이하, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하 또는 12 이하일 수 있다.Z in Formula 7 is a hydrocarbon chain having 8 to 20 carbon atoms. In other examples, the carbon number of the hydrocarbon chain may be 9 or more, 10 or more, 11 or more, or 12 or more, or 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, or 12 or less. The hydrocarbon chain may be a straight chain hydrocarbon chain, for example, may be a straight chain alkyl group, alkenyl group or alkynyl group. Carbon number of the said linear alkyl group, alkenyl group, or alkynyl group is 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 or more or 12 or more, 20 or less, 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, or 12 or less.

일 예시에서 상기 탄화수소 사슬은 직쇄 구조를 포함하는 사슬이고, 이 때 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수가 상기 8 내지 20의 범위 내일 수 있다. 상기 사슬은 직쇄형이거나, 분지형일 수 있으나, 탄소 원자의 수는 가장 긴 직쇄를 형성하고 있는 탄소 원자의 수만으로 계산되는 탄소 원자의 수는 상기 8 내지 20의 범위 내일 수 있다. 분지형 사슬인 경우에 상기 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는 가장 긴 사슬을 형성하고 있는 탄소 원자의 수로 계산될 수 있다. 예를 들어, 상기 사슬이 n-펜틸기인 경우에 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는 5이고, 상기 사슬이 2-메틸펜틸기인 경우에도 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는 5이다. In one example, the hydrocarbon chain is a chain including a straight chain structure, wherein the number of carbon atoms forming the straight chain structure may be in the range of 8 to 20. The chain may be linear or branched, but the number of carbon atoms calculated from only the number of carbon atoms forming the longest straight chain may be in the range of 8 to 20. In the case of branched chains, the number of carbon atoms forming the straight chain structure can be calculated as the number of carbon atoms forming the longest chain. For example, when the chain is an n-pentyl group, the number of carbon atoms forming a straight chain structure is five, and even when the chain is a 2-methylpentyl group, the number of carbon atoms forming a straight chain structure is five.

상기 직쇄 구조를 포함하는 탄화수소 사슬은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있으며, 이 때 직쇄 구조를 형성하는 탄소 원자의 수는, 8 이상, 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상이거나, 20 이하, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하 또는 12 이하일 수 있다.The hydrocarbon chain including the straight chain structure may be a linear or branched alkyl, alkenyl or alkynyl group, wherein the number of carbon atoms forming the straight chain is at least 8, at least 9, at least 10, at least 11 or 12 or less, 20 or less, 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, or 12 or less.

하나의 예시에서 상기 탄화수소 사슬인 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소 원자 중 하나 이상은 임의로 산소 원자 등 탄소 원자에 대한 헤테로 원자로 대체되어 있을 수 있고, 상기 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기의 적어도 하나의 수소 원자는 임의적으로 다른 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.In one example, one or more of the carbon atoms of the alkyl group, alkenyl group or alkynyl group which is the hydrocarbon chain may be optionally substituted with a hetero atom for a carbon atom such as an oxygen atom, and at least one of the alkyl group, alkenyl group or alkynyl group The hydrogen atom may be optionally substituted by another substituent.

본 출원의 블록 공중합체에서 상기 제 1 블록은, 상기 화학식 7의 단위로 되는 반복 단위만으로 이루어지거나, 혹은 상기 반복 단위에 추가로 다른 반복 단위를 포함할 수 있다. 일 예시에서 상기 제 1 블록은 상기 화학식 7의 단위로 되는 반복 단위를 대략 80몰% 이상, 82몰% 이상, 84몰% 이상, 86몰% 이상, 88몰% 이상 또는 90몰% 이상 포함하거나, 약 100몰% 이하, 98몰% 이하, 96몰% 이하, 94몰% 이하, 92몰% 이하 또는 90몰% 이하 정도로 포함할 수 있다.In the block copolymer of the present application, the first block may be made of only a repeating unit that is a unit of Formula 7, or may include another repeating unit in addition to the repeating unit. In one example, the first block includes at least about 80 mol%, at least 82 mol%, at least 84 mol%, at least 86 mol%, at least 88 mol%, or at least 90 mol% of the repeating unit that is a unit of Formula 7 or About 100 mol% or less, 98 mol% or less, 96 mol% or less, 94 mol% or less, 92 mol% or less, or about 90 mol% or less.

제 1 블록에 추가로 포함될 수 있는 다른 단위의 종류는, 목적하는 방향성과 위치 선정성에 나쁜 영향을 주지 않는 한, 특별한 제한은 없다. 상기 단위는, 예를 들면, 비닐피롤리돈 단위, 락트산(lactic acid) 단위, 비닐피리딘 단위, 스티렌 또는 트리메틸실릴스티렌(trimethylsilylstyrene) 등과 같은 스티렌(styrene) 단위, 에틸렌옥시드(ethylene oxide)와 같은 알킬렌옥시드 단위, 부타디엔(butadiene) 단위, 이소프렌(isoprene) 단위 또는 에틸렌(ethylene) 등의 올레핀 단위 등이거나, 그러한 단위로 되는 반복 단위가 예시될 수 있다. The kind of other units that can be additionally included in the first block is not particularly limited as long as it does not adversely affect the desired directionality and positioning. The unit may be, for example, a vinylpyrrolidone unit, a lactic acid unit, a vinylpyridine unit, a styrene unit such as styrene or trimethylsilylstyrene, or an ethylene oxide. The repeating unit which is an alkylene oxide unit, butadiene unit, isoprene unit, olefin unit, such as ethylene, etc. can be illustrated.

상기 화학식 8의 단위로 되는 반복 단위를 가지는 제 2 블록은, 상기 제 1 블록과 우수한 상호 작용을 나타내어 상기 중성층상에서 우수한 수직 배향성 등을 나타낼 수 있다.The second block having a repeating unit which is a unit of Formula 8 may exhibit excellent interaction with the first block and thus exhibit excellent vertical alignment on the neutral layer.

화학식 8에서 X2는 일 예시에서 단일 결합일 수 있다.X 2 in Formula 8 may be a single bond in one example.

화학식 8에서 아릴기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 페닐기일 수 있다.In Formula 8, the aryl group may be, for example, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms, or a phenyl group.

화학식 8에 포함되는 할로겐 원자로는, 불소 원자 또는 염소 원자 등이 예시될 수 있고, 적절하게는 불소 원자가 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 할로겐 원자는 상기 아릴기에 치환되어 있을 수도 있다.As the halogen atom included in the formula (8), a fluorine atom or a chlorine atom may be exemplified, and a fluorine atom may be exemplified as appropriate, but is not limited thereto. The halogen atom may be substituted with the aryl group.

하나의 예시에서 화학식 2의 W는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자(불소 원자 또는 염소 원자 등)로 치환된 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 혹은 페닐기일 수 있다. 상기에서 치환되는 할로겐 원자의 개수의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하의 할로겐 원자가 존재할 수 있다.In one example, W of formula 2 has 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms substituted with one or more, two or more, three or more, four or more or five halogen atoms (such as a fluorine atom or a chlorine atom) It may be an aryl group or a phenyl group. The upper limit of the number of halogen atoms to be substituted is not particularly limited, and for example, 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less halogen atoms may be present.

상기 화학식 8의 단위는 다른 예시에서 하기 화학식 9로 표시될 수 있다.The unit of Formula 8 may be represented by the following Formula 9 in another example.

[화학식 9][Formula 9]

Figure pat00010
Figure pat00010

화학식 9에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자이고, R4 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이고, R4 내지 R8이 포함하는 할로겐 원자의 수는 3개 이상일 수 있다.In Formula 9, X 2 is a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom, R 4 to R 8 are each independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group or a halogen atom, and the number of halogen atoms included in R 4 to R 8 is It may be three or more.

화학식 9에서 X2는, 다른 예시에서 단일 결합일 수 있다.In Chemical Formula 9, X 2 may be a single bond in another example.

화학식 9에서 R4 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이되, R4 내지 R8은 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자, 예를 들면, 불소 원자 또는 염소 원자를 포함할 수 있다. R4 내지 R8에 포함되는 할로겐 원자는, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하, 7개 이하 또는 6개 이하일 수 있다.In Formula 9, R 4 to R 8 are each independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, or a halogen atom, and R 4 to R 8 are one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more halogen atoms. For example, it may contain a fluorine atom or a chlorine atom. The halogen atoms contained in R 4 to R 8 may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, or 6 or less.

상기 할로겐 원자는 할로알킬기에 포함되어 있을 수도 있고, R4 내지 R8 중 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개가 할로겐 원자일 수 있다. 이 때 할로겐 원자는 불소 원자 또는 염소 원자 등일 수 있다.The halogen atom may be contained in a haloalkyl group, and at least one, at least two, at least three, at least four or five of R 4 to R 8 may be halogen atoms. In this case, the halogen atom may be a fluorine atom or a chlorine atom.

블록 공중합체에서 상기 제 2 블록은, 상기 화학식 8 또는 9의 단위로 되는 반복 단위만으로 이루어지거나, 혹은 상기 반복 단위에 추가로 다른 반복 단위를 포함할 수 있다. 일 예시에서 상기 제 2 블록은 상기 화학식 8 또는 9의 단위로 되는 반복 단위를 대략 80몰% 이상, 82몰% 이상, 84몰% 이상, 86몰% 이상, 88몰% 이상 또는 90몰% 이상 포함하거나, 약 100몰% 이하, 98몰% 이하, 96몰% 이하, 94몰% 이하, 92몰% 이하 또는 90몰% 이하 정도로 포함할 수 있다.In the block copolymer, the second block may consist of only repeating units of units of Formula 8 or 9, or may include other repeating units in addition to the repeating units. In one example, the second block is about 80 mol% or more, 82 mol% or more, 84 mol% or more, 86 mol% or more, 88 mol% or more or 90 mol% or more of the repeating unit that is the unit of Formula 8 or 9 About 100 mol% or less, 98 mol% or less, 96 mol% or less, 94 mol% or less, 92 mol% or less, or about 90 mol% or less.

제 2 블록에 추가로 포함될 수 있는 다른 단위의 종류는, 목적하는 방향성과 위치 선정성에 나쁜 영향을 주지 않는 한, 특별한 제한은 없다. 상기 단위는, 예를 들면, 비닐피롤리돈 단위, 락트산(lactic acid) 단위, 비닐피리딘 단위, 스티렌 또는 트리메틸실릴스티렌(trimethylsilylstyrene) 등과 같은 스티렌(styrene) 단위, 에틸렌옥시드(ethylene oxide)와 같은 알킬렌옥시드 단위, 부타디엔(butadiene) 단위, 이소프렌(isoprene) 단위 또는 에틸렌(ethylene) 등의 올레핀 단위 등이거나, 그러한 단위로 되는 반복 단위가 예시될 수 있다.The kind of other units that can be additionally included in the second block is not particularly limited as long as it does not adversely affect the desired directionality and positioning. The unit may be, for example, a vinylpyrrolidone unit, a lactic acid unit, a vinylpyridine unit, a styrene unit such as styrene or trimethylsilylstyrene, or an ethylene oxide. The repeating unit which is an alkylene oxide unit, butadiene unit, isoprene unit, olefin unit, such as ethylene, etc. can be illustrated.

상기 제 2 블록은, 일 예시에서, 상기 화학식 8 또는 9의 단위로 되는 반복 단위와 함께 알킬 스티렌 단위 또는 스티렌 단위를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 단위를 통해 상기 중성층상에서 보다 우수한 상분리 패턴을 구현할 수 있다.The second block, in one example, may further include an alkyl styrene unit or a styrene unit with the repeating unit of the formula (8) or (9). Through such additional units, it is possible to implement a better phase separation pattern on the neutral layer.

상기 알킬 스티렌 단위에서 알킬기는 para 위치에 포함될 수 있고, 따라서 상기 알킬 스티렌 단위는 para-알킬 스티렌 단위일 수 있다.The alkyl group in the alkyl styrene unit may be included in the para position, and thus the alkyl styrene unit may be a para-alkyl styrene unit.

상기에서 알킬 스티렌 단위에 포함되는 알킬기는, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다.The alkyl group included in the alkyl styrene unit may be a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.

상기 알킬 스티렌 단위는 하기 화학식 10에서 R11 내지 R15가 수소 또는 알킬기이되, R11 내지 R15 중 어느 하나는 적어도 알킬기인 단위일 수 있으며, 일 예시에서는 상기 para-알킬 스티렌 단위는, 하기 화학식 10에서 R13이 알킬기이고, R11, R12, R14 및 R15는 수소 원자인 단위일 수 있다. The alkyl styrene unit may be a unit in which R 11 to R 15 is hydrogen or an alkyl group in Formula 10, wherein any one of R 11 to R 15 is at least an alkyl group, and in one example, the para-alkyl styrene unit may be represented by the following formula: 10 may be a unit in which R 13 is an alkyl group, and R 11 , R 12 , R 14, and R 15 are hydrogen atoms.

상기 알킬 스티렌 단위의 알킬기는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 이러한 알킬기는, 상기 R11 내지 R15 중 어느 하나의 알킬기이거나, R13의 알킬기일 수 있다.The alkyl group of the alkyl styrene unit may be a straight or branched chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Such an alkyl group may be an alkyl group of any one of R 11 to R 15 or an alkyl group of R 13 .

한편, 상기에서 스티렌 단위는 하기 화학식 10에서 R11 내지 R15가 모두 수소인 단위이다.On the other hand, the styrene unit is a unit in which R 11 to R 15 are all hydrogen in the following Formula 10.

[화학식 10][Formula 10]

Figure pat00011
Figure pat00011

본 발명자들은, 상기 알킬 스티렌 단위 또는 스티렌 단위는, 제 2 블록에 상기 화학식 8 또는 9의 단위로 되는 반복 단위와 함께 제 2 블록이 제 1 블록과 적절한 상호 작용할 수 있도록 하는 것을 확인하였다.The present inventors have confirmed that the alkyl styrene unit or the styrene unit allows the second block to interact properly with the first block together with the repeating unit of the formula 8 or 9 in the second block.

상기 제 2 블록이 상기 화학식 10의 단위를 추가로 포함한다면, 상기 화학식 8 또는 9의 단위로 되는 반복 단위를 60몰% 내지 97몰%의 범위 내로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 65몰% 이상 또는 70몰% 이상일 수 있거나, 95몰% 이하, 93몰% 이하, 91몰% 이하 또는 90몰% 이하일 수도 있다.If the second block further includes a unit of Formula 10, the second block may include a repeating unit which is a unit of Formula 8 or 9 within a range of 60 mol% to 97 mol%. The ratio may in another example be at least about 65 mole percent or at least 70 mole percent, or may be at most 95 mole percent, at most 93 mole percent, at most 91 mole percent or at most 90 mole percent.

한편, 상기 제 2 블록은 상기 알킬 스티렌 단위 또는 스티렌 단위를 포함하는 경우에는 3몰% 내지 40몰%의 범위 내로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 5몰% 이상, 약 7몰% 이상, 약 9몰% 이상 또는 약 10몰% 이상이거나, 약 38몰% 이하, 약 36몰% 이하, 약 34몰% 이하, 약 32몰% 이하 또는 약 30몰% 이하일 수도 있다.Meanwhile, when the second block includes the alkyl styrene unit or the styrene unit, the second block may be included in the range of 3 mol% to 40 mol%. The ratio is, in another example, at least about 5 mole%, at least about 7 mole%, at least about 9 mole% or at least about 10 mole%, about 38 mole% or less, about 36 mole% or less, about 34 mole% or less, about 32 mol% or less, or about 30 mol% or less may be sufficient.

상기 블록 공중합체에서 상기 제 1 블록과 제 2 블록의 부피를 1로 하였을 때에 상기 제 1 블록의 부피 분율은 0.3 내지 0.8의 범위 내에 있고, 제 2 블록의 부피 분율은 0.2 내지 0.7의 범위 내에 있을 수 있다.When the volume of the first block and the second block in the block copolymer is 1, the volume fraction of the first block is in the range of 0.3 to 0.8, and the volume fraction of the second block is in the range of 0.2 to 0.7. Can be.

상기 제 1 블록의 부피 분율은 다른 예시에서 약 0.35 이상, 약 0.4 이상 또는 약 0.45 이상이거나, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하 정도일 수도 있다. 또한, 제 2 블록의 부피 분율은 다른 예시에서 약 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상, 0.4 이상, 0.45 이상 또는 약 0.5 이상이거나, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 정도일 수도 있다. 상기 제 1 및 제 2 블록을 상기 비율로 포함하는 블록 공중합체는 우수한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 상기 제 1 블록과 제 2 블록의 부피 분율의 합은 1일 수 있다. 블록 공중합체의 각 블록의 부피 분율은 각 블록의 밀도와 GPC(Gel Permeation Chromatogrph)에 의해 측정되는 분자량을 토대로 구할 수 있다.In another example, the volume fraction of the first block may be about 0.35 or more, about 0.4 or more, or about 0.45 or more, or about 0.75 or less, about 0.7 or less, about 0.65 or less, about 0.6 or less, about 0.55 or less, or about 0.5 or less. . Also, in another example, the volume fraction of the second block may be about 0.25 or more, 0.3 or more, 0.35 or more, 0.4 or more, 0.45 or more, or about 0.5 or more, or about 0.65 or less, about 0.6 or less, or about 0.55 or less. The block copolymer including the first and second blocks in the ratio may exhibit excellent self-assembly characteristics. The sum of the volume fractions of the first block and the second block may be one. The volume fraction of each block of the block copolymer can be determined based on the density of each block and the molecular weight measured by Gel Permeation Chromatogrph (GPC).

블록 공중합체의 수평균분자량(Mn (Number Average Molecular Weight))은, 예를 들면, 10,000 내지 100,000의 범위 내에 있을 수 있다. 분자량(Mn)은 다른 예시에서는, 예를 들면, 대략 12,000 이상, 14,000 이상, 16,000 이상, 18,000 이상, 약 19,000 이상, 20,000 이상, 22,000 이상, 24,000 이상, 26,000 이상, 28,000 이상 또는 30,000 이상일 수 있다. 분자량(Mn)은 또 다른 예시에서 95,000 이하, 90,000 이하, 85,000 이하, 80,000 이하, 75,000 이하, 70,000 이하, 65,000 이하, 60,000 이하, 55,000 이하, 50,000 이하, 45,000 이하, 40,000 이하 또는 35,000 이하 정도일 수 있다. 블록 공중합체는, 1.05 내지 1.45의 범위 내의 분산도(polydispersity, Mw/Mn)를 가질 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 1.1 이상, 1.15 이상 또는 약 1.2 이상이거나, 약 1.40 이하 또는 약 1.35 이하 정도일 수 있다.The number average molecular weight (Mn) of the block copolymer may be, for example, in the range of 10,000 to 100,000. The molecular weight (Mn) may be, for example, at least about 12,000, at least 14,000, at least 16,000, at least 18,000, at least about 19,000, at least 20,000, at least 22,000, at least 24,000, at least 26,000, at least 28,000, or at least 30,000. The molecular weight (Mn) may be up to 95,000, up to 90,000, up to 85,000, up to 80,000, up to 75,000, up to 70,000, up to 65,000, up to 60,000, up to 55,000, up to 50,000, up to 45,000, up to 40,000 or up to 35,000. . The block copolymer may have a polydispersity (Mw / Mn) in the range of 1.05 to 1.45. In another example, the degree of dispersion may be about 1.1 or more, 1.15 or more, or about 1.2 or more, or about 1.40 or less, or about 1.35 or less.

이러한 범위에서 블록 공중합체는, 적절한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 블록 공중합체의 수평균 분자량 등은 목적하는 자기 조립 구조(ex. 라멜라 패턴의 피치 등) 등을 감안하여 조절될 수 있다. In this range, the block copolymer may exhibit suitable self-assembly characteristics. The number average molecular weight of the block copolymer can be adjusted in view of the desired self-assembly structure (ex. Pitch of lamellar pattern, etc.).

상기와 같은 블록 공중합체를 제조하는 구체적인 방법은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 각 블록을 형성할 수 있는 단량체를 사용하여 공지의 블록 공중합체의 제조 방법을 적용하여 상기 블록 공중합체를 제조할 수 있다.The specific method for producing such a block copolymer is not particularly limited, and for example, the block copolymer may be manufactured by applying a known method for producing a block copolymer using a monomer capable of forming each block. can do.

예를 들면, 블록 공중합체는 LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 제조할 있다. 예를 들면, 유기 희토류 금속 복합체를 중합 개시제로 사용하거나, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 염 등의 무기산염의 존재 하에 합성하는 음이온 중합, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 유기 알루미늄 화합물의 존재 하에 합성하는 음이온 중합 방법, 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하는 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자이동 라디칼 중합제를 이용하되 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 수행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을 개시제로서 이용하는 방법 등이 있으며, 이러한 방법 중에서 적절한 방법이 선택되어 적용될 수 있다. For example, the block copolymer may be manufactured by LRP (Living Radical Polymerization). For example, an anionic polymerization or an organic alkali metal compound synthesized in the presence of an inorganic acid such as an alkali metal or a salt of an alkaline earth metal is polymerized using an organic rare earth metal complex as a polymerization initiator or an organic alkali metal compound as a polymerization initiator. Anion polymerization method synthesized in the presence of an organoaluminum compound using as an initiator, atom transfer radical polymerization method (ATRP) using an atom transfer radical polymerization agent as a polymerization control agent, an atom transfer radical polymerization agent as a polymerization control agent is used. Activators Regenerated by Electron Transfer (ARRP) Atomic Radical Polymerization (ATRP), Initiators for continuous activator regeneration (ICAR), and Reversible Addition of Inorganic Reductants Reversible addition-cleavage chain transfer using cleavage chain transfer agents And a method using the polymerization method of (RAFT) or an organic tellurium compound, etc. as an initiator, may be subject to a suitable method among these methods is selected.

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

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

블록공중합체의 제조 과정은, 예를 들면 상기 과정을 거쳐서 생성된 중합 생성물을 비용매 내에서 침전시키는 과정을 추가로 포함할 수 있다. The manufacturing process of the block copolymer may further include, for example, precipitating the polymerization product produced through the above process in the non-solvent.

라디칼 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 중합 효율을 고려하여 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, AIBN(azobisisobutyronitrile) 또는 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile)) 등의 아조 화합물이나, BPO(benzoyl peroxide) 또는 DTBP(di-t-butyl peroxide) 등과 같은 과산화물 계열을 사용할 수 있다.The kind of radical initiator is not particularly limited and may be appropriately selected in consideration of the polymerization efficiency. For example, azobisisobutyronitrile (AIBN) or 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (2,2 ') can be appropriately selected. Azo compounds such as -azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile)) and peroxides such as benzoyl peroxide (BPO) or di-t-butyl peroxide (DTBP) can be used.

리빙 라디칼 중합 과정은, 예를 들면, 메틸렌클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 벤젠, 톨루엔, 아세톤, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 모노글라임, 디글라임, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드 또는 디메틸아세트아미드 등과 같은 용매 내에서 수행될 수 있다.Living radical polymerization processes are, for example, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, benzene, toluene, acetone, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, monoglyme, diglyme, dimethylform It may be carried out in a solvent such as amide, dimethyl sulfoxide or dimethylacetamide.

비용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 노르말 프로판올 또는 이소프로판올 등과 같은 알코올, 에틸렌글리콜 등의 글리콜, n-헥산, 시클로헥산, n-헵탄 또는 페트롤리움 에테르 등과 같은 에테르 계열이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the non-solvent, for example, alcohols such as methanol, ethanol, normal propanol or isopropanol, glycols such as ethylene glycol, ether series such as n-hexane, cyclohexane, n-heptane or petroleum ether may be used. It is not limited to this.

본 출원은 또한, 상기와 같은 적층체의 제조 방법으로서, 기판상에 형성되어 있는 상기 중성층상에 제 1 블록 및 상기 제 1 블록과는 화학적으로 구별되는 제 2 블록을 가지며, 자기 조립된 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 형성하는 단계를 포함하는 적층체의 제조 방법에 대한 것이다. 상기에서 블록 공중합체로는, 상기 기술한 블록 공중합체가 사용될 수 있다.The present application also provides a method of manufacturing a laminate as described above, comprising a first block and a second block chemically distinguished from the first block on the neutral layer formed on a substrate, It relates to a method for producing a laminate comprising the step of forming a polymer film comprising a coalescence. As the block copolymer in the above, the above-described block copolymer may be used.

블록 공중합체를 사용하여 상기와 같은 고분자 막을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 방법은 상기 중성층상에 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 자기 조립된 상태로 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 상기 블록 공중합체 또는 그를 적정한 용매에 희석한 코팅액의 층을 도포 등에 의해 중성층 상에 형성하고, 필요하다면, 상기 층을 숙성하거나 열처리하는 과정을 포함할 수 있다.The method for forming such a polymer film using a block copolymer is not particularly limited. For example, the method may include forming a polymer film including the block copolymer on the neutral layer in a self-assembled state. For example, the method may include forming a layer of the block copolymer or a coating liquid diluted in a suitable solvent on the neutral layer by applying, and if necessary, aging or heat-treating the layer.

상기 숙성 또는 열처리는, 예를 들면, 블록 공중합체의 상전이온도 또는 유리전이온도를 기준으로 수행될 수 있고, 예를 들면, 상기 유리 전이 온도 또는 상전이 온도 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 열처리가 수행되는 시간은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1분 내지 72시간의 범위 내에서 수행될 수 있지만, 이는 필요에 따라서 변경될 수 있다. 또한, 고분자 박막의 열처리 온도는, 예를 들면, 100℃ 내지 250℃ 정도일 수 있으나, 이는 사용되는 블록 공중합체를 고려하여 변경될 수 있다.The aging or heat treatment may be performed based on, for example, the phase transition temperature or the glass transition temperature of the block copolymer, and may be performed, for example, at a temperature above the glass transition temperature or the phase transition temperature. The time for which such heat treatment is performed is not particularly limited, and for example, it may be performed in the range of about 1 minute to 72 hours, but this may be changed as necessary. In addition, the heat treatment temperature of the polymer thin film may be, for example, about 100 ° C. to 250 ° C., but this may be changed in consideration of the block copolymer used.

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

본 출원은 또한 패턴 형성 방법에 대한 것이다. 상기 방법은, 예를 들면, 상기 적층체의 고분자막에서 상기 블록 공중합체의 제 1 또는 제 2 블록을 선택적으로 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 기판에 패턴을 형성하는 방법일 수 있다. 예를 들면 상기 방법은, 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자 막을 기판에 형성하고, 상기 막 내에 존재하는 블록 공중합체의 어느 하나 또는 그 이상의 블록을 선택적으로 제거한 후에 기판을 식각하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들면, 나노 스케일의 미세 패턴의 형성이 가능하다. 또한, 고분자 막 내의 블록 공중합체의 형태에 따라서 상기 방식을 통하여 나노 로드 또는 나노 홀 등과 같은 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 필요하다면, 패턴 형성을 위해서 상기 블록 공중합체와 다른 공중합체 혹은 단독 중합체 등이 혼합될 수 있다. 이러한 방식에 적용되는 상기 기판의 종류는 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라서 선택될 수 있으며, 예를 들면, 산화 규소 등이 적용될 수 있다.The present application also relates to a pattern forming method. The method may include, for example, selectively removing the first or second block of the block copolymer from the polymer film of the laminate. The method may be a method of forming a pattern on the substrate. For example, the method may include forming a polymer film comprising the block copolymer on the substrate, and etching the substrate after selectively removing any one or more blocks of the block copolymer present in the film. . In this way, for example, formation of nanoscale fine patterns is possible. In addition, according to the shape of the block copolymer in the polymer film, it is possible to form various types of patterns such as nanorods or nanoholes through the above method. If necessary, the block copolymer and other copolymers or homopolymers may be mixed to form a pattern. The kind of the substrate to be applied in this manner is not particularly limited, and may be selected as necessary, for example, silicon oxide or the like may be applied.

예를 들면, 상기 방식은 높은 종횡비를 나타내는 산화 규소의 나노 스케일의 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 산화 규소 상에 상기 고분자막을 형성하고, 상기 고분자막 내의 블록 공중합체가 소정 구조를 형성하고 있는 상태에서 블록 공중합체의 어느 한 블록을 선택적으로 제거한 후에 산화 규소를 다양한 방식, 예를 들면, 반응성 이온 식각 등으로 에칭하여 나노로드 또는 나노 홀의 패턴 등을 포함한 다양한 형태를 구현할 수 있다. 또한, 이러한 방법을 통하여 종횡비가 큰 나노 패턴의 구현이 가능할 수 있다.For example, this approach can form nanoscale patterns of silicon oxide that exhibit high aspect ratios. For example, after forming the polymer film on silicon oxide, and selectively removing any block of the block copolymer in a state in which the block copolymer in the polymer film forms a predetermined structure, the silicon oxide is removed in various ways, for example, By etching with reactive ion etching, various forms including nanorods or nanohole patterns may be realized. In addition, it may be possible to implement a nanopattern with a high aspect ratio through this method.

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

상기 방법에서 블록 공중합체의 어느 한 블록을 선택적으로 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 고분자막에 적정한 전자기파, 예를 들면, 자외선 등을 조사하여 상대적으로 소프트한 블록을 제거하는 방식을 사용할 수 있다. 이 경우 자외선 조사 조건은 블록 공중합체의 블록의 종류에 따라서 결정되며, 예를 들면, 약 254 ㎚ 파장의 자외선을 1분 내지 60 분 동안 조사하여 수행할 수 있다.The method of selectively removing any block of the block copolymer in the above method is not particularly limited. For example, a method of removing a relatively soft block by irradiating an appropriate electromagnetic wave, for example, ultraviolet rays, to the polymer membrane may be employed. Can be used In this case, UV irradiation conditions are determined according to the type of the block of the block copolymer, for example, it can be carried out by irradiating ultraviolet rays of about 254 nm wavelength for 1 minute to 60 minutes.

또한, 자외선 조사에 이어서 고분자 막을 산 등으로 처리하여 자외선에 의해 분해된 세그먼트를 추가로 제거하는 단계를 수행할 수도 있다.In addition, after the ultraviolet irradiation, the polymer film may be treated with an acid or the like to further remove the segment decomposed by the ultraviolet ray.

또한, 선택적으로 블록이 제거된 고분자막을 마스크로 하여 기판을 에칭하는 단계는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, CF4/Ar 이온 등을 사용한 반응성 이온 식각 단계를 통해 수행할 수 있고, 이 과정에 이어서 산소 플라즈마 처리 등에 의해 고분자막을 기판으로부터 제거하는 단계를 또한 수행할 수 있다.In addition, the step of etching the substrate using the polymer film with the selectively removed block as a mask is not particularly limited, and may be performed by, for example, a reactive ion etching step using CF 4 / Ar ions or the like. Subsequently, the step of removing the polymer film from the substrate by oxygen plasma treatment or the like may also be performed.

본 출원은 블록 공중합체의 수직 배향 등의 배향성을 효과적으로 조절할 수 있으며, 저온 공정에 의해서도 단시간 내에 기판에 대한 우수한 반응 선택성과 높은 가교도를 나타내는 중성층을 형성할 수 있는 중성층 조성물을 제공할 수 있다.The present application can effectively control the orientation of the block copolymer, such as the vertical alignment, and can provide a neutral layer composition capable of forming a neutral layer exhibiting excellent reaction selectivity and high crosslinking degree to the substrate within a short time even by a low temperature process. .

도 1 내지 7은, 실시예 또는 비교예에서의 블록 공중합체 막의 SEM 이미지이다.1 to 7 are SEM images of block copolymer films in Examples or Comparative Examples.

이하 본 출원에 따른 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples according to the present application, but the scope of the present application is not limited to the examples given below.

1. NMR 측정1. NMR measurement

NMR 분석은 삼중 공명 5 mm 탐침(probe)을 가지는 Varian Unity Inova(500 MHz) 분광계를 포함하는 NMR 분광계를 사용하여 상온에서 수행하였다. NMR 측정용 용매(CDCl3)에 분석 대상 물질을 약 10 mg/ml 정도의 농도로 희석시켜 사용하였고, 화학적 이동은 ppm으로 표현하였다. NMR analysis was performed at room temperature using an NMR spectrometer including a Varian Unity Inova (500 MHz) spectrometer with triple resonance 5 mm probe. The analyte was diluted to a concentration of about 10 mg / ml in a solvent for NMR measurement (CDCl 3 ), and chemical shifts were expressed in ppm.

<적용 약어><Applicable abbreviation>

br = 넓은 신호, s = 단일선, d = 이중선, dd = 이중 이중선, t = 삼중선, dt = 이중 삼중선, q = 사중선, p = 오중선, m = 다중선.br = wide signal, s = singlet, d = doublet, dd = doublet, t = triplet, dt = doublet, q = quartet, p = quintet, m = multiplet.

2. GPC(Gel Permeation Chromatograph)2.Gel Permeation Chromatograph

수평균분자량(Mn) 및 분자량 분포는 GPC(Gel permeation chromatography)를 사용하여 측정하였다. 5 mL 바이얼(vial)에 측정 대상 고분자 물질을 넣고, 약 1 mg/mL 정도의 농도가 되도록 THF(tetrahydro furan)에 희석하였다. 이어서, Calibration용 표준 시료와 분석하고자 하는 시료를 syringe filter(pore size: 0.45 ㎛)를 통해 여과시킨 후 측정하였다. 분석 프로그램은 Agilent technologies 사의 ChemStation을 사용하였으며, 시료의 elution time을 calibration curve와 비교하여 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 각각 구하고, 그 비율(Mw/Mn)로 분자량분포(PDI)를 계산하였다. GPC의 측정 조건은 하기와 같다.The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution were measured using gel permeation chromatography (GPC). The polymer material to be measured was placed in a 5 mL vial, and diluted with tetrahydrofuran (THF) to a concentration of about 1 mg / mL. Subsequently, the standard sample for calibration and the sample to be analyzed were filtered through a syringe filter (pore size: 0.45 μm) and measured. The analysis program used ChemStation of Agilent Technologies, and compared the sample's elution time with the calibration curve to obtain the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), respectively, and the molecular weight distribution (PDI) as the ratio (Mw / Mn). ) Was calculated. The measurement conditions of GPC are as follows.

<GPC 측정 조건><GPC measurement condition>

기기: Agilent technologies 사의 1200 series Instrument: 1200 series by Agilent technologies

컬럼: Polymer laboratories 사의 PLgel mixed B 2개 사용Column: Uses 2 PLgel mixed Bs from Polymer laboratories

용매: THFSolvent: THF

컬럼온도: 35℃Column temperature: 35 ℃

샘플 농도: 1mg/mL, 200L 주입Sample concentration: 1 mg / mL, 200 L infusion

표준 시료: 폴리스티렌(Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)Standard samples: polystyrene (Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)

제조예 1. 모노머(A)의 합성Preparation Example 1 Synthesis of Monomer (A)

하기 화학식 A의 화합물(DPM-C12)은 다음의 방식으로 합성하였다. 250 mL의 플라스크에 히드로퀴논 (hydroquinone)(10.0g, 94.2 mmol) 및 1-브로모도데칸(1- Bromododecane)(23.5 g, 94.2 mmol)을 넣고, 100 mL의 아세토니트릴(acetonitrile)에 녹인 후 과량의 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) 첨가하고, 75℃에서 약 48시간 동안 질소 조건하에서 반응시켰다. 반응 후 잔존하는 포타슘 카보네이트를 필터링하여 제거하고 반응에 사용한 아세토니트릴도 제거하였다. 여기에 DCM(dichloromethane)과 물의 혼합 용매를 첨가하여 워크업하고, 분리한 유기층을 모아서 MgSO4에 통과시켜 탈수하였다. 이어서, 컬럼 크로마토그래피에서 DCM(dichloromethane)을 사용하여 흰색 고체상의 목적물(4-도데실옥시페놀)(9.8 g, 35.2 mmol)을 약 37%의 수득률로 얻었다.The compound of formula A (DPM-C12) was synthesized in the following manner. Into a 250 mL flask, add hydroquinone (10.0 g, 94.2 mmol) and 1-bromododecane (23.5 g, 94.2 mmol), dissolve in 100 mL acetonitrile, and remove excess Potassium carbonate was added and reacted at 75 ° C. for about 48 hours under nitrogen conditions. Remaining potassium carbonate after the reaction was filtered off and the acetonitrile used in the reaction was also removed. A mixed solvent of dichloromethane (DCM) and water was added thereto to work up, and the separated organic layers were collected and passed through MgSO 4 to be dehydrated. Dichloromethane (DCM) was then used in column chromatography to give the title compound (4-dodecyloxyphenol) (9.8 g, 35.2 mmol) as a white solid in a yield of about 37%.

<NMR 분석 결과><NMR analysis result>

1H-NMR(CDCl3): δ6.77(dd, 4H); δ4.45(s, 1H); δ3.89(t, 2H); δ1.75(p, 2H); δ1.43(p, 2H); δ1.33-1.26(m,16H); δ0.88(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 6.77 (dd, 4H); δ 4.45 (s, 1 H); δ 3.89 (t, 2H); δ 1.75 (p, 2H); δ 1.43 (p, 2H); δ 1.33-1.26 (m, 16H); δ 0.88 (t, 3H).

플라스크에 합성된 4-도데실옥시페놀(9.8 g, 35.2 mmol), 메타크릴산(6.0 g, 69.7 mmol),DCC(dicyclohexylcarbodiimide)(10.8g,52.3mmol)및DMAP(p-dimethylaminopyridine)(1.7 g, 13.9 mmol)을 넣고, 120 mL의 메틸렌클로라이드를 첨가한 후, 질소 하 실온에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후에 반응 중에 생성된 염(urea salt)을 필터로 제거하고 잔존하는 메틸렌클로라이드도 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 사용하여 불순물을 제거하고, 다시 얻어진 생성물을 메탄올과 물의 혼합 용매(1:1 혼합)에서 재결정하여 흰색 고체상의 목적물(7.7 g, 22.2 mmol)을 63%의 수득률로 얻었다.4-dodecyloxyphenol (9.8 g, 35.2 mmol), methacrylic acid (6.0 g, 69.7 mmol), dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (10.8 g, 52.3 mmol) and p-dimethylaminopyridine (DMAP) synthesized in the flask (1.7 g) , 13.9 mmol) were added, and 120 mL of methylene chloride was added, followed by reaction at room temperature under nitrogen for 24 hours. After completion of the reaction, the salt produced during the reaction was removed with a filter, and the remaining methylene chloride was also removed. In the column chromatography, hexane and DCM (dichloromethane) were used as a mobile phase to remove impurities, and the obtained product was recrystallized in a mixed solvent of methanol and water (1: 1 mixture) to obtain a target compound (7.7 g, 22.2 mmol) as a white solid. Obtained at a yield of 63%.

<NMR 분석 결과><NMR analysis result>

1H-NMR(CDCl3): δ7.02(dd, 2H); δ6.89(dd, 2H); δ6.32(dt, 1H); δ5.73(dt, 1H); δ3.94(t, 2H); δ2.05(dd, 3H); δ1.76(p, 2H); δ1.43(p, 2H); 1.34-1.27(m, 16H); δ0.88(t, 3H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.02 (dd, 2H); δ 6.89 (dd, 2H); δ 6.32 (dt, 1 H); δ 5.73 (dt, 1 H); δ 3.94 (t, 2H); δ 2.05 (dd, 3H); δ 1.76 (p, 2H); δ 1.43 (p, 2H); 1.34-1.27 (m, 16 H); δ 0.88 (t, 3H).

[화학식 A][Formula A]

Figure pat00012
Figure pat00012

화학식 A에서 R은 탄소수 12의 직쇄 알킬기이다.R in formula (A) is a straight-chain alkyl group having 12 carbon atoms.

제조예 2. 블록 공중합체의 합성Preparation Example 2 Synthesis of Block Copolymer

제조예 1의 모노머(A) 30 g과 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 시약인 시아노이소프로틸디티오벤조에이트 356 mg, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 24 mg 및 아니솔(anisole) 71 g을 250 mL 플라스크(Round flask)에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 1 시간 정도 교반한 후 95℃에서 1시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 분홍색의 거대개시제를 제조하였다. 상기 거대 개시제의 수득률은 약 60 중량%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 12,800 및 1.17이었다. 30 g of Monomer (A) of Preparation Example 1 and 356 mg of cyanoisoprotyldithiobenzoate as a Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) reagent, 24 mg of Azobisisobutyronitrile (AIBN) as a radical initiator and anisole 71 Into a 250 mL round flask (Round flask) was stirred for 1 hour at room temperature under a nitrogen atmosphere and then subjected to RAFT (Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) polymerization reaction at 95 ℃ for 1 hour. After polymerization, the reaction solution was precipitated in methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a pink macroinitiator. The yield of the macroinitiator was about 60% by weight, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were 12,800 and 1.17, respectively.

상기 거대개시제 0.76 g, 펜타플루오로스티렌 모노머 3.46 g 및 트리플루오로톨루엔(trifluorotoluene) 4.22 g을 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 1 시간 동안 교반한 후 95℃에서 20 시간 동안 RAFT(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 다음, 감압 여과하여 건조시켜 연한 분홍색의 블록공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체의 수득률은 약 50 중량%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 30,500 및 1.20이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 모노머(A)에서 유래된 제 1 블록(제 1 블록의 부피 분율: 0.41)과 상기 펜타플루오로스티렌 모노머(제 2 블록의 부피 분율: 0.59)에서 유래된 제 2 블록을 포함한다. 0.76 g of the macroinitiator, 3.46 g of pentafluorostyrene monomer, and 4.22 g of trifluorotoluene were added to a 10 mL Schlenk flask, stirred at room temperature for 1 hour under nitrogen atmosphere, and then RAFT (Reversible) at 95 ° C. for 20 hours. Addition-Fragmentation chain Transfer) polymerization was carried out. After polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of an extraction solvent, and then filtered and dried under reduced pressure to prepare a light pink block copolymer. The yield of the block copolymer was about 50% by weight, and the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 30,500 and 1.20, respectively. The block copolymer comprises a first block (volume fraction of the first block: 0.41) derived from the monomer (A) of Preparation Example 1 and a agent derived from the pentafluorostyrene monomer (volume fraction of the second block: 0.59). Contains 2 blocks.

제조예 3. 랜덤 공중합체(A)의 합성Preparation Example 3 Synthesis of Random Copolymer (A)

제조예 1의 화합물(DPM) 0.992 g, 펜타플루오로스티렌(PFS) 4.074 g, GMA(glycidyl methacrylate) 0.427 g, 메타아크릴산(MAA) 0.013 g 및 GBLMA(gamma-Butyrolactone-3-yl methacrylate) 0.511 g)를 9.5:70:10:0.5:10의 몰비(DPM:PFS:GMA:MAA:GBLMA)가 되도록 혼합한 후에 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 0.099g과 함께 THF(tetrahydrofuran) 6.114g 내에 넣고, 질소 분위기에서 30분 정도 교반하고, 60℃에서 12 시간 동안 자유 라디칼(free radical) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL에 침전시킨 후, 감압 여과 후 건조시켜, 랜덤 공중합체를 제조하였다. 랜덤 공중합체의 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 33,700 g/mol 및 2.27이었다.0.992 g of Compound (DPM) of Preparation Example 1, 4.074 g of pentafluorostyrene (PFS), 0.427 g of glycidyl methacrylate (GMA), 0.013 g of methacrylic acid (MAA), and 0.511 g of gamma-Butyrolactone-3-yl methacrylate (GBLMA) ) Was mixed to a molar ratio (DPM: PFS: GMA: MAA: GBLMA) of 9.5: 70: 10: 0.5: 10, and then placed in 6.114 g of THF (tetrahydrofuran) with 0.099 g of AIBN (Azobisisobutyronitrile) as an initiator. After stirring for about 30 minutes, free radical polymerization was performed at 60 ° C. for 12 hours. After polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a random copolymer. The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the random copolymer were 33,700 g / mol and 2.27, respectively.

제조예 4 내지 9. 랜덤 공중합체의 합성Preparation Examples 4 to 9. Synthesis of Random Copolymer

적용된 단량체의 종류 및 몰비와 랜덤 공중합체의 수평균 분자량(Mn) 및 분자량 분포(Mw/Mn)가 하기 표 1과 같이 되도록 반응 조건을 제어하여 6종의 랜덤 공중합체를 추가로 각각 제조하였다. 하기 표 1에서 각 단량체의 함량의 단위는 몰%이다.Six kinds of random copolymers were further prepared by controlling the reaction conditions such that the number and average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the random copolymer and the type and molar ratio of the monomers applied were as shown in Table 1 below. In Table 1 below, the unit of content of each monomer is mol%.

랜덤공중합체Random copolymer DPMDPM PFSPFS GMAGMA MAAMAA MAPMAP GBLMAGBLMA MnMn PDIPDI

My
article
Yes
33 AA 9.59.5 7070 1010 0.50.5 1010 33.733.7 2.272.27
44 BB 9.69.6 70.170.1 1010 0.30.3 1010 36.536.5 2.022.02 55 CC 9.69.6 70.370.3 1010 0.10.1 1010 34.334.3 1.971.97 66 DD 9.59.5 7070 1010 0.50.5 1010 51.851.8 5.525.52 77 EE 9.69.6 70.170.1 1010 0.30.3 1010 50.750.7 5.515.51 88 FF 9.69.6 70.370.3 1010 0.10.1 1010 45.745.7 5.405.40 99 GG 9.69.6 70.470.4 1010 1010 33.633.6 2.122.12 DPM: 제조예 1의 화학식 A의 화합물
PFS: pentafluorostyrene
GMA: glycidyl methacrylate
MAA: methacrylic acid
MAP: (methacryloxy)methyl phosphonic acid
GBLMA: gammabutyrolactone-3-yl methacrylate
Mn: 랜덤 공중합체의 수평균 분자량(단위: kg/mol)
PDI: 랜덤 공중하체의 분자량 분포
DPM: Compound of Formula A of Preparation Example 1
PFS: pentafluorostyrene
GMA: glycidyl methacrylate
MAA: methacrylic acid
MAP: (methacryloxy) methyl phosphonic acid
GBLMA: gammabutyrolactone-3-yl methacrylate
Mn: number average molecular weight of the random copolymer (unit: kg / mol)
PDI: Molecular Weight Distribution of Random Bodies

실시예 1.Example 1.

제조예 2의 블록 공중합체와 제조예 3의 랜덤 공중합체(A)를 사용하여 각각 가교된 중성층과 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 우선 제조예 3의 랜덤 공중합체(A)를 플루오로벤젠에 약 0.2 중량%의 농도로 용해시켜 코팅액을 제조하고, 제조된 코팅액을 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코팅 방식으로 약 10nm 정도의 두께로 코팅한 후에 약 250℃ 정도의 온도에서 약 5분 동안 베이킹(baking)하여 중성층을 형성시켰다. 이어서, 제조예 2의 블록 공중합체를 플루오로벤젠에 약 1.0 중량%의 농도로 용해시켜 제조된 코팅액을 상기 중성층 위에 약 35nm의 두께로 스핀 코팅하고, 약 230℃에서 1시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)을 통해 자기 조립된 블록 공중합체를 포함하는 막을 형성하였다. 도 1은 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 효과적으로 형성된 것을 확인할 수 있다. The block copolymer of Preparation Example 2 and the random copolymer (A) of Preparation Example 3 were used to form a crosslinked neutral layer and a self-assembled polymer film, respectively, and the results were confirmed. First, a coating solution was prepared by dissolving random copolymer (A) of Preparation Example 3 in a concentration of about 0.2% by weight in fluorobenzene, and coating the prepared coating solution on a silicon wafer with a thickness of about 10 nm by spin coating. After baking at a temperature of about 250 ℃ for about 5 minutes to form a neutral layer. Subsequently, the coating liquid prepared by dissolving the block copolymer of Preparation Example 2 in a concentration of about 1.0% by weight in fluorobenzene was spin-coated to a thickness of about 35 nm on the neutral layer, and thermally aged at about 230 ° C. for 1 hour. thermal annealing to form a film comprising the self-assembled block copolymer. 1 is a result of the self-assembled block copolymer film, it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is effectively formed.

실시예 2.Example 2.

제조예 4의 랜덤 공중합체(B)를 사용하여 각각 가교된 중성층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 도 2는 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 효과적으로 형성된 것을 확인할 수 있다. A self-assembled polymer film was formed in the same manner as in Example 1 except that the crosslinked neutral layers were formed using the random copolymer (B) of Preparation Example 4, and the results were confirmed. 2 is a result of the self-assembled block copolymer film, it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is effectively formed.

실시예 3.Example 3.

제조예 5의 랜덤 공중합체(C)를 사용하여 각각 가교된 중성층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 도 3은 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 효과적으로 형성된 것을 확인할 수 있다. A self-assembled polymer film was formed in the same manner as in Example 1 except that the crosslinked neutral layers were formed using the random copolymer (C) of Preparation Example 5, and the results were confirmed. 3 is a result of the self-assembled block copolymer film, it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is effectively formed.

실시예 4.Example 4.

제조예 6의 랜덤 공중합체(D)를 사용하여 각각 가교된 중성층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 도 4는 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 효과적으로 형성된 것을 확인할 수 있다. A self-assembled polymer film was formed in the same manner as in Example 1 except that the crosslinked neutral layers were formed using the random copolymer (D) of Preparation Example 6, and the results were confirmed. 4 is a result of the self-assembled block copolymer film, it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is effectively formed.

실시예 5.Example 5.

제조예 7의 랜덤 공중합체(E)를 사용하여 각각 가교된 중성층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 도 5는 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 효과적으로 형성된 것을 확인할 수 있다. A self-assembled polymer film was formed in the same manner as in Example 1 except that the crosslinked neutral layers were formed using the random copolymer (E) of Preparation Example 7, and the results were confirmed. 5 is a result of the self-assembled block copolymer film, it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is effectively formed.

실시예 6.Example 6.

제조예 8의 랜덤 공중합체(F)를 사용하여 각각 가교된 중성층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 도 6은 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 효과적으로 형성된 것을 확인할 수 있다. A self-assembled polymer film was formed in the same manner as in Example 1 except that the crosslinked neutral layers were formed using the random copolymer (F) of Preparation Example 8, and the results were confirmed. 6 is a result of the self-assembled block copolymer film, it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is effectively formed.

비교예 1.Comparative Example 1.

제조예 9의 랜덤 공중합체(G)를 사용하여 각각 가교된 중성층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 자기 조립된 고분자막을 형성하고 그 결과를 확인하였다. 도 7은 상기 자기 조립된 블록 공중합체막에 대한 결과이고, 해당 도면으로부터 자기 조립 라멜라 구조가 적절하게 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다. A self-assembled polymer film was formed in the same manner as in Example 1 except that the crosslinked neutral layers were formed using the random copolymer (G) of Preparation Example 9, and the results were confirmed. 7 is a result of the self-assembled block copolymer film, and it can be seen from the figure that the self-assembled lamellar structure is not properly formed.

시험예.Test example.

실시예 및 비교예의 결과를 검증하기 위해서 제조예 3 내지 9의 랜덤 공중합체의 가교 효율을 하기와 같이 평가하였다.In order to verify the result of an Example and a comparative example, the crosslinking efficiency of the random copolymer of manufacture examples 3-9 was evaluated as follows.

제조예 3 내지 9에서 형성된 랜덤 공중합체를 각각 플루오로벤젠에 약 0.2 중량%의 농도로 용해시켜 코팅액을 제조하고, 제조된 코팅액을 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코팅 방식으로 하기 표 2에 나타난 세척 전의 두께(T1)를 가지도록 코팅한 후에 하기 표 1에 나타난 온도에서 약 5분 동안 베이킹(baking)하여 중성층을 형성시켰다.Each of the random copolymers formed in Preparation Examples 3 to 9 was dissolved in fluorobenzene at a concentration of about 0.2% by weight to prepare a coating solution, and the thickness of the prepared coating solution before washing shown in Table 2 by spin coating on a silicon wafer. After coating to have (T1) it was baked for about 5 minutes at the temperature shown in Table 1 to form a neutral layer.

그 후 형성된 중성층을 용매(Fluorobenzene)를 사용하여 초음파 세척 방식으로 세척한 후에 상기 세척 전후의 두꼐를 비교하여 하기 표 2에 정리 및 기재하였다.Thereafter, the formed neutral layer was cleaned by using a solvent (Fluorobenzene) in an ultrasonic washing method, and then summarized and described in Table 2 by comparing the thickness before and after the washing.

하기 표 2에서 두께(T1)은, 상기 용매 세척 전의 중성층의 두께이고, 단위는 nm이며, 두께(T2)는 상기 용매 세척 후의 중성층의 두께로서 단위는 nm이다.In Table 2, the thickness T1 is the thickness of the neutral layer before the solvent washing, the unit is nm, and the thickness T2 is the thickness of the neutral layer after the solvent washing, and the unit is nm.

저온 가교(250℃ 이하)Low temperature crosslinking (250 ℃ or less) 고온 가교(250℃ 초과)High temperature crosslinking (above 250 ° C) 온도Temperature 두꼐(T1)Duplex (T1) 두께(T2)Thickness (T2) 온도Temperature 두께(T1)Thickness (T1) 두께(T2)Thickness (T2) 랜덤공중합체(A)Random Copolymer (A) 200℃200 ℃ 7.5 nm7.5 nm 7.4 nm7.4 nm 320℃320 ℃ 7.5 nm7.5 nm 7.4 nm7.4 nm 랜덤공중합체(B)Random Copolymer (B) 230℃230 ℃ 8.8 nm8.8 nm 8.4 nm8.4 nm 320℃320 ℃ 8.8 nm8.8 nm 8.5 nm8.5 nm 랜덤공중합체(C)Random Copolymer (C) 250℃250 ℃ 9.2 nm9.2 nm 7.7 nm7.7 nm 320℃320 ℃ 9.2 nm9.2 nm 8.8 nm8.8 nm 랜덤공중합체(D)Random Copolymer (D) 200℃200 ℃ 9.2 nm9.2 nm 8.7 nm8.7 nm 320℃320 ℃ 9.2 nm9.2 nm 9.0 nm9.0 nm 랜덤공중합체(E)Random Copolymer (E) 200℃200 ℃ 7.9 nm7.9 nm 7.4 nm7.4 nm 320℃320 ℃ 7.9 nm7.9 nm 7.7 nm7.7 nm 랜덤공중합체(F)Random Copolymer (F) 200℃200 ℃ 8.6 nm8.6 nm 8.4 nm8.4 nm 320℃320 ℃ 8.6 nm8.6 nm 8.4 nm8.4 nm 랜덤공중합체(G)Random Copolymer (G) 200℃200 ℃ 9.3 nm9.3 nm 4.9 nm4.9 nm 320℃320 ℃ 9.3 nm9.3 nm 5.5 nm5.5 nm

상기 표 2로부터 제조예 3 내지 8의 랜덤 공중합체는 저온(250℃ 이하)에서의 단시간의 베이킹(baking)에 의해서도 충분한 가교도를 구현함으로써 용매 세척 전후에 두께가 거의 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. The random copolymers of Preparation Examples 3 to 8 from Table 2 can be confirmed that the thickness is almost constant before and after the solvent wash by implementing a sufficient degree of crosslinking even by a short baking at low temperature (250 ℃ or less). .

따라서, 상기 내용을 통해서 형성된 중성층의 가교도 등에 따라서 수직 배향 구조의 형성 효율이 실시예 및 비교예에서 달라지는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that the formation efficiency of the vertically oriented structure varies in Examples and Comparative Examples according to the degree of crosslinking of the neutral layer formed through the above contents.

Claims (14)

하기 화학식 1로 표시되는 단위; 하기 화학식 2로 표시되는 단위; 가교성 관능기 함유 단위; 및 할로겐 원자를 포함하는 방향족기를 포함하는 단위를 가지는 랜덤 공중합체를 포함하는 중성층 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00013

화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬이다:
[화학식 2]
Figure pat00014

화학식 2에서 R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, L은 카보닐기, -C(=O)-L1-, -C(=O)-O-, -C(=O)-O-L1- 또는 알킬렌기이며, R2는 히드록시기, 히드록시알킬기, -SO3H, -OSO3H, -OPO3H2 또는 -PO3H이며, 상기에서 L1은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이다.
A unit represented by the following formula (1); A unit represented by the following formula (2); Crosslinkable functional group-containing unit; And a random copolymer having a unit including an aromatic group containing a halogen atom, wherein the neutral layer composition comprises:
[Formula 1]
Figure pat00013

In formula (1), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= 0) 2- , a carbonyl group, -C (= 0) -O- or -OC (= 0 ), P is an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, Q is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2- , carbonyl group, -C (= O) -O- or -OC (= O)-, Z is a hydrocarbon chain of 8 to 20 carbon atoms:
[Formula 2]
Figure pat00014

In Formula 2, R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, L is a carbonyl group, -C (= 0) -L 1- , -C (= 0) -O-, -C (= 0) -OL 1 -or an alkylene group, R 2 is a hydroxy group, a hydroxyalkyl group, -SO 3 H, -OSO 3 H, -OPO 3 H 2 or -PO 3 H, wherein L 1 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms to be.
제 1 항에 있어서, 화학식 1의 X는 산소 원자, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-인 중성층 조성물.The neutral layer composition of claim 1, wherein X in Formula 1 is an oxygen atom, a carbonyl group, —C (═O) —O—, or —O—C (═O) —. 제 1 항에 있어서, 랜덤 공중합체는, 화학식 1로 표시되는 단위를 32 몰% 이하의 비율로 포함하는 중성층 조성물.The neutral layer composition of claim 1, wherein the random copolymer comprises a unit represented by the formula (1) in a proportion of 32 mol% or less. 제 1 항에 있어서, 랜덤 공중합체는, 화학식 2로 표시되는 단위를 0.01 내지 20 몰%의 비율로 포함하는 중성층 조성물.The neutral layer composition of claim 1, wherein the random copolymer comprises a unit represented by Formula 2 in a ratio of 0.01 to 20 mol%. 제 1 항에 있어서, 가교성 관능기 함유 단위가 하기 화학식 3으로 표시되는 중성층 조성물:
[화학식 3]
Figure pat00015

화학식 3에서 R3는 수소 또는 알킬기이고, T는 단일 결합 또는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 2가 탄화수소기이다.
The neutral layer composition of claim 1, wherein the crosslinkable functional group-containing unit is represented by the following Formula 3:
[Formula 3]
Figure pat00015

In formula (3), R 3 is hydrogen or an alkyl group, T is a divalent hydrocarbon group with or without a single bond or hetero atom.
제 1 항에 있어서, 랜덤 공중합체는, 가교성 관능기 함유 단위를 0.01 내지 30 몰%의 비율로 포함하는 중성층 조성물.The neutral layer composition of Claim 1 in which a random copolymer contains a crosslinkable functional group containing unit in the ratio of 0.01-30 mol%. 제 1 항에 있어서, 할로겐 원자를 포함하는 방향족기를 포함하는 단위가 하기 화학식 4로 표시되는 중성층 조성물:
[화학식 4]
Figure pat00016

화학식 4에서 X2는 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자이고, W는 3개 이상의 할로겐 원자를 포함하는 탄소수 6 내지 18의 아릴기이다
The neutral layer composition of claim 1, wherein the unit including an aromatic group containing a halogen atom is represented by the following Chemical Formula 4:
[Formula 4]
Figure pat00016

In Formula 4, X 2 is a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom, and W is an aryl group having 6 to 18 carbon atoms including three or more halogen atoms.
제 1 항에 있어서, 랜덤 공중합체는, 할로겐 원자를 포함하는 방향족기를 포함하는 단위를 40 몰% 이상의 비율로 포함하는 중성층 조성물.The neutral layer composition of Claim 1 in which a random copolymer contains the unit containing the aromatic group containing a halogen atom in the ratio of 40 mol% or more. 하기 화학식 1로 표시되는 단위; 하기 화학식 2로 표시되는 단위; 가교성 관능기 함유 단위; 및 할로겐 원자를 포함하는 방향족기를 포함하는 단위를 가지는 랜덤 공중합체를 포함하는 중성층:
[화학식 1]
Figure pat00017

화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬이다:
[화학식 2]
Figure pat00018

화학식 2에서 R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, L은 카보닐기, -C(=O)-L1-, -C(=O)-O-, -C(=O)-O-L1- 또는 알킬렌기이며, R2는 히드록시기, 히드록시알킬기, -SO3H, -OSO3H, -OPO3H2 또는 -PO3H이며, 상기에서 L1은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이다.
A unit represented by the following formula (1); A unit represented by the following formula (2); Crosslinkable functional group-containing unit; And a neutral copolymer comprising a random copolymer having a unit comprising an aromatic group containing a halogen atom:
[Formula 1]
Figure pat00017

In formula (1), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= 0) 2- , a carbonyl group, -C (= 0) -O- or -OC (= 0 ), P is an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, Q is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2- , carbonyl group, -C (= O) -O- or -OC (= O)-, Z is a hydrocarbon chain of 8 to 20 carbon atoms:
[Formula 2]
Figure pat00018

In Formula 2, R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, L is a carbonyl group, -C (= 0) -L 1- , -C (= 0) -O-, -C (= 0) -OL 1 -or an alkylene group, R 2 is a hydroxy group, a hydroxyalkyl group, -SO 3 H, -OSO 3 H, -OPO 3 H 2 or -PO 3 H, wherein L 1 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms to be.
제 1 항의 중성층 조성물을 기판상에 코팅하는 단계 및 코팅된 상기 중성층 조성물의 층을 고정시키는 단계를 포함하는 중성층의 형성 방법.A method of forming a neutral layer, comprising coating the neutral layer composition of claim 1 onto a substrate and fixing the layer of the coated neutral layer composition. 기판; 상기 기판상에 형성된 제 9 항의 중성층; 및 상기 중성층의 일면에 형성되어 있고, 제 1 블록 및 상기 제 1 블록과는 화학적으로 구별되는 제 2 블록을 가지는 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 포함하는 적층체.Board; A neutral layer of claim 9 formed on said substrate; And a polymer film formed on one surface of the neutral layer and including a block copolymer having a first block and a second block chemically distinguished from the first block. 제 11 항에 있어서, 블록 공중합체의 제 1 블록은 하기 화학식 7의 단위로 되는 반복 단위를 포함하고, 제 2 블록은 하기 화학식 8의 단위로 되는 반복 단위를 포함하는 적층체:
[화학식 7]
Figure pat00019

화학식 7에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, P는 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이며, Z는 탄소수 8 내지 20의 탄화수소 사슬이다:
[화학식 8]
Figure pat00020

화학식 8에서 X2는 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자이고, W는 3개 이상의 할로겐 원자를 포함하는 탄소수 6 내지 18의 아릴기이다.
The laminate according to claim 11, wherein the first block of the block copolymer comprises a repeating unit which is a unit of Formula 7, and the second block comprises a repeating unit which is a unit of the following Formula 8.
[Formula 7]
Figure pat00019

In formula (7), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is an oxygen atom, a sulfur atom, -S (= 0) 2- , a carbonyl group, -C (= 0) -O- or -OC (= 0 ), P is an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, Q is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2- , carbonyl group, -C (= O) -O- or -OC (= O)-, Z is a hydrocarbon chain of 8 to 20 carbon atoms:
[Formula 8]
Figure pat00020

In formula (8), X 2 is a single bond, an oxygen atom, or a sulfur atom, and W is an aryl group having 6 to 18 carbon atoms including three or more halogen atoms.
기판상에 형성된 제 9 항의 중성층상에 제 1 블록 및 상기 제 1 블록과는 화학적으로 구별되는 제 2 블록을 가지는 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 자기 조립된 상태로 형성하는 단계를 포함하는 적층체의 제조 방법.A laminate comprising: forming a polymer film on a neutral layer formed on a substrate, the polymer film comprising a block copolymer having a first block and a second block chemically distinct from the first block, in a self-assembled state. Method of preparation. 제 13 항의 적층체의 고분자 막에서 블록 공중합체의 제 1 또는 제 2 블록을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.14. A method of forming a pattern comprising the step of selectively removing the first or second block of the block copolymer from the polymer film of the laminate of claim 13.
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