KR20220082615A - 광가교성 양자점 리간드용 화합물, 광가교성 양자점, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 - Google Patents

광가교성 양자점 리간드용 화합물, 광가교성 양자점, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 Download PDF

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KR20220082615A KR1020200172671A KR20200172671A KR20220082615A KR 20220082615 A KR20220082615 A KR 20220082615A KR 1020200172671 A KR1020200172671 A KR 1020200172671A KR 20200172671 A KR20200172671 A KR 20200172671A KR 20220082615 A KR20220082615 A KR 20220082615A
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Abstract

본 발명은, 양자점 표면에 결합되는 광가교성 양자점 리간드용 화합물로,
광개시제의 미존재하에서 광에 의해 자가가교 가능한 광가교성부(A);
양자점 표면과 결합하는 앵커부(C); 및
상기 광가교성부(A)와 상기 앵커부(C)를 연결하는 바디부(B);를 포함하여 양자점 표면에 결합되는 광가교성 양자점 리간드용 화합물, 광가교성 양자점, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 전자 소자를 제공한다.
상기에서, 광가교성부(A), 바디부(B) 및 앵커부(C)의 구조는 제1항에서 정의된 바와 같다.

Description

광가교성 양자점 리간드용 화합물, 광가교성 양자점, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 전자 소자{Compound for Photo-crosslinkable Quantum Dot Ligand, Photo-crosslinkable Quantum Dot, Photoresist Composition Comprising the Same and Electric Device using the Same}
본 발명은, 광개시제의 미존재하에서도 광에 의해 자가가교 가능한 광가교성 양자점 리간드용 화합물, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물이 표면에 결합된 광가교성 양자점, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 전자 소자에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이에 적용하는 컬러필터는 감광성 레지스트 조성물을 사용하여 포토마스크를 적용한 노광 공정을 통해 원하는 패턴을 형성하고, 현상 공정을 통해 비노광부를 용해시켜 제거하는 패터닝 공정을 통해 형성하므로 컬러필터용 소재는 알칼리 가용성이며 높은 감도, 기판에 대한 부착력, 내화학성, 내열성 등이 요구된다. 그러나 통상적으로 노광 공정만으로 경화반응이 충분하지 못하기 때문에 요구되는 특성들을 얻기 위해서는 200℃이상의 고온에서 일정시간 열경화 시켜주는 단계가 필요하여 전자종이, OLED 등 저온 공정이 필요한 응용에는 한계가 있었다.
전자종이, OLED 등 비교적 저온 공정 적용이 필요한 컬러 필터용 감광성 수지 조성물을 개발하기 위해, 조성물에 에폭시드 및 과산화물 등을 첨가하여 부족한 경화특성을 보완하려는 노력이 있었으나, 경화도가 충분하지 않아, 신뢰성이 낮다는 문제점이 있었다. 이는 안료 또는 염료 등의 색재료가 광중합 개시제와 광에너지를 경쟁적으로 흡수하며, 또한 안료 및 염료가 생성된 라디칼을 제거하여 충분한 개시효율을 얻기 어렵기 때문에 나타나는 현상으로, 이에 따라 광중합성 단량체의 경화율이 색재료를 사용하지 않은 경우보다 감소하게 되는 것이다. 이를 해결하기 위하여, 최근에는 기존의 염료 혹은 안료 등의 색재료 대신 양자점(quantum dot) 등의 물질을 사용함으로써 내화학성, 내열성 등의 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있는, 감광성 수지 조성물을 개발하려는 노력이 있다.
양자점은 수 내지 수십 나노미터(nm) 단위의 크기로 인해 단위 부피당 표면적이 넓고, 대부분의 원자들이 나노 결정의 표면에만 존재하게 되어 양자 효과(quantum effect)라는 특이한 거동을 나타낸다. 이러한 양자점은 양자점 표면의 댕글링 본드(dangling bond)를 안정화시켜 양자점 자체의 안정성을 부여함과 동시에 소수성을 가지는 용매에 무기 입자인 양자점의 분산성을 부여하기 위하여 리간드가 부착되어 있다. 종래 방법으로 합성된 양자점의 리간드 시스템(ligand system)은 필연적으로 소수성을 가지는 긴 알킬사슬과 친수성을 가지는 머리기(head group; carboxylic aicd, phosphine, amine, phosphineoxide 등)로 이루어져 있다.
그러나 양자점 합성 조건에 의한 리간드 시스템을 원하는 대로 변경하지 못하여, 소수성을 가지는 비극성 용매에서만 양자점 분산이 이루어짐으로써, 양자점을 디스플레이 공정 상에 적용시키는 데 상당한 제약이 되고 있다. 현재 InP계 양자점의 리간드는 대부분 올레산, 트리옥틸아민, 트리옥틸포스핀(-옥사이드) 등으로 이루어져 있고, 분산 가능한 용매가 hexane, cyclohexane, chloroform, toluene 등이 있으나, 이들 모두 디스플레이 공정 상에서 인체 독성 문제로 금지물질로 지정되어 있고, 공정 상 필요한 물성(녹는점, 끓는점, 증기압, 다른 용매와의 상용성 등) 또한 맞지 않다.
한국등록특허 제10-1993679호 및 한국등록특허 제10-1628065호는 특정 리간드가 표면에 결합된 양자점에 대해 개시하고 있으나, 상용성이 낮아 분산성이 떨어지고 안정성 및 신뢰성이 저하되며, 시간 경과에 따라 양자효율이 감소되는 문제를 해결하고 있지 못하다.
이에, 광변환율 및 공정유지율 증가를 위해 양자점 함유 감광성 수지 조성물 조액 내 특정 기능기가 부여된 단량체나 바인더 수지를 첨가하려는 시도가 있었다. 그러나 이러한 단량체나 바인더 수지는 대부분 단분자 상태로 조액에 혼합 적용하고 있어 양자점 표면과의 리간드 이탈을 근본적으로 차단하지는 못하여 양자효율의 감소가 일어나는 실정이다.
<선행기술문헌>
한국등록특허 제10-1993679호
한국등록특허 제10-1628065호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 광개시제의 미존재하에서도 광에 의해 자가가교가 이루어지는 광가교성 양자점 리간드용 화합물, 광가교성 양자점 및 이를 이용하여 우수한 분산안정성 및 광변환율을 나타내는 양자점 함유 패턴 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 양자점 함유 패턴 조성물을 이용하여 궁극적으로 전기적 특성이 우수한 전자소자를 제공하는 것이다.
본 발명은,
양자점 표면에 결합되는 광가교성 양자점 리간드용 화합물로,
광개시제의 미존재하에서 광에 의해 자가가교 가능한 광가교성부(A);
양자점 표면과 결합하는 앵커부(C); 및
상기 광가교성부(A)와 상기 앵커부(C)를 연결하는 바디부(B);를 포함하는 광가교성 양자점 리간드용 화합물을 제공한다.
여기서, 상기 광가교성부(A)는, 하기 구조식 1로 표현되고,
Figure pat00001
[구조식 1]
상기 구조식 1에서,
X는 O, S 또는 NH이고;
Y는 수소, 할로겐 원소, 치환 또는 비치환의 C1-C4의 알킬; 치환 또는 비치환의 C1-C4의 알콕시, 치환 또는 비치환의 C4-C6 아릴옥시, 치환 또는 비치환의 C4-C6의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬이며; 치환기는 할로겐 원소, C1-C3의 알킬 또는 페닐이고;
m은 1 내지 5의 정수이고;
*는 Y와 결합하는 결합 사이트이며;
a는 1 내지 3의 정수이고;
b는 0 내지 2의 정수이며;
헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
상기 바디부(B)는, 하기 구조식 2로 표현되고,
Figure pat00002
[구조식 2]
상기 구조식 2에서,
R은 치환 또는 비치환의 C2-C20의 알킬, 치환 또는 비치환의 C2-C20의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C10의 알킬 또는 C1-C10의 헤테로알킬이고; 치환기는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고;
*’은 앵커부(C)와 결합하는 결합사이트이며,
상기 앵커부(C)는, 하기 구조식 3으로 표현되고,
Figure pat00003
[구조식 3]
상기 구조식 3에서,
A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며;
n은 1 내지 3의 정수이며 및
*’은 바디부(B)와 결합하는 결합사이트이다.
하나의 예로, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기와 같이 표현될 수 있다.
상기 구조식 1에서,
X는 O, S 또는 NH이고;
Y는 수소, 할로겐 원소, C1-C3의 알킬; C1-C3의 알콕시, C6 아릴옥시, C4-C5의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬이며;
m은 1이고;
a는 1 또는 2이며;
b는 0 또는 1이고;
헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
상기 구조식 2에서,
R은 C2-C11의 알킬, C2-C11의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C5의 알킬 또는 C1-C5의 헤테로알킬이고; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이며;
*’은 앵커부(C)와 결합하는 결합사이트이며,
상기 구조식 3에서,
A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며;
n은 1 내지 3의 정수이며 및
*’은 바디부(B)와 결합하는 결합사이트이다.
상세하게는, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화합물에서 선택되는 하나일 수 있다.
Figure pat00004
[화학식 1]
Figure pat00005
[화학식 2]
Figure pat00006
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 화학식 3은 각각 동일하게 또는 서로 다르게,
X는 O, S 또는 NH이고;
Y는 수소, 할로겐 원소, C1 알킬; C1 알콕시, C6 아릴옥시, C4-C5의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C2 알킬이며;
m은 1이고;
헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
R은 C2-C11의 알킬, C2-C11의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며, 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C5의 알킬 또는 C1-C5의 헤테로알킬이고; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이며;
*'는 R과 -(SH)n가 결합하는 결합 사이트이고; 및
A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며; 및
n은 1 내지 3의 정수이다.
좀 더 상세하게는, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기 화학식 A로 표현될 수 있다.
Figure pat00007
[화학식 A]
또한, 본 발명은, 양자점; 및 상기 양자점 표면에 결합되어 있는 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물; 를 포함하는 광가교성 양자점을 제공한다.
상기 양자점은, MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si 및 Ge로 이루어진 군에선 선택되는 화합물을 포함하며 코어/쉘 구조를 이룰 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 광가교성 양자점 및 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 조성물 전체 중량을 기준으로 0 초과 내지 0.1 중량% 이하의 광개시제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 광가교성 양자점 함유 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조되는 전자소자를 제공한다.
본 발명에 따른 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 광가교성 공액(Conjugated) 관능기를 포함하여 광개시제의 미존재하에서도 광에 의해 자가가교가 이루어질 수 있는 바, 이를 포함하는 광가교성 양자점을 이용하여 우수한 분산안정성, 광변환율 및 신뢰성을 나타내는 양자점 함유 패턴 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 광가교성 양자점 리간드는 소정의 치환기로 이루어진 앵커부를 포함하는 바, 이를 포함하는 광가교성 양자점을 이용하여 우수한 생산수율 및 제조 공정성을 나타내는 양자점 함유 패턴 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은, 이러한 양자점 함유 패턴 조성물을 이용하여 우수한 전기적 특성 및 장수명을 가지는 전자소자를 궁극적으로 제공할 수 있다.
도 1은 제조예 1에서 제조된 양자점의 단면 모식도 및 SEM 사진이다;
도 2는 실시예 2에서 광가교성 양자점 리간드의 치환%에 따른 흡광도 변화이다;
도 3는 실시예 2에서 광가교성 양자점 리간드의 7% 치환에 따른 NMR 그래프이다;
도 4은 실시예 2에서 광가교성 양자점 리간드의 7% 치환에 따른 IR 그래프이다;
도 5은 실시예 2를 이용한 광가교성 양자점 박막 패턴 사진이다; 및
도 6은 실시예 2를 이용한 광가교성 양자점 박막의 광특성 변화 결과이다.
본 발명은, 양자점 표면에 결합되며 하기 일반식 1로 표현되는 광가교성 양자점 리간드용 화합물로, 광개시제의 미존재하에서 광에 의해 자가가교 가능한 광가교성부(A); 양자점 표면과 결합하는 앵커부(C); 및 상기 광가교성부(A)와 상기 앵커부(C)를 연결하는 바디부(B);를 포함하는 광가교성 양자점 리간드용 화합물을 제공한다.
Figure pat00008
[일반식 1]
구체적으로, 상기 광가교성부(A)는, 하기 구조식 1로 표현되고,
Figure pat00009
[구조식 1]
상기 구조식 1에서,
X는 O, S 또는 NH이고;
Y는 수소, 할로겐 원소, 치환 또는 비치환의 C1-C4의 알킬; 치환 또는 비치환의 C1-C4의 알콕시, 치환 또는 비치환의 C4-C6 아릴옥시, 치환 또는 비치환의 C4-C6의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬이며; 치환기는 할로겐 원소, C1-C3의 알킬 또는 페닐이고;
m은 1 내지 5의 정수이고;
*는 Y와 결합하는 결합 사이트이며;
a는 1 내지 3의 정수이고;
b는 0 내지 2의 정수이며;
헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이다.
또한, 상기 바디부(B)는, 하기 구조식 2로 표현되고,
Figure pat00010
[구조식 2]
상기 구조식 2에서,
R은 치환 또는 비치환의 C2-C20의 알킬, 치환 또는 비치환의 C2-C20의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C10의 알킬 또는 C1-C10의 헤테로알킬이고; 치환기는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고;
*’은 앵커부(C)와 결합하는 결합사이트이다.
또한, 상기 앵커부(C)는, 하기 구조식 3으로 표현되고,
Figure pat00011
[구조식 3]
A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며;
n은 1 내지 3의 정수이며 및
*’은 바디부(B)와 결합하는 결합사이트이다.
아크릴류/비닐류와 같은 광반응성 작용기의 경우에 광개시제에 의해 말단기가 잘리면서 라디칼 발생으로 광가교 반응이 이루어진다. 즉, 아크릴레이트 등의 광개시제가 광 조사에 의해 라디칼 반응을 하면서 다른 경화반응 발생하도록 환경을 만들어 주는 것이다. 그러나 광개시제는 반응 완료 후에 잔여 성분으로 남아 양자점 함유 패턴의 해상도 및 화학적 전기적 특성의 저하를 유발하는 원인이 되고 있다.
반면, 본 발명에 따른 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 광가교성 공액(Conjugated) 관능기(하기 구조식 1에서 붉은색 박스 부분)를 포함하여 광개시제의 미존재하에서도 광에 의해 자가가교가 이루어질 수 있다. 즉, 광 조사시 광가교성 공액(Conjugated) 관능기가 일시적인 흥분상태에서 인접한 광가교성 공액(Conjugated) 관능기 및/또는 하이드로 카본 존재 하에 결합하여 경화되는 것으로, 라디칼이 발생하지 않거나, 발생하더라도 극미량 발생하여 자가가교가 일어날 수 있으므로 매우 안정적이며, 이를 이용하여 이를 이용하여 우수한 분산안정성, 광변환율 및 신뢰성을 나타내는 양자점 함유 패턴 조성물을 제공할 수 있다.
Figure pat00012
[구조식 1]
하나의 예로, 하기 참고도 1 내지 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 벤젠고리 존재 및/또는 하이드로 카본 존재 하에 카보닐(carbonyl) 부분의 자가가교가 수행될 수 있다.
Figure pat00013
[참고도 1]
Figure pat00014
[참고도 2]
Figure pat00015
[참고도 3]
본 발명에서 광가교성부(A)에 위치한 광가교성 공액(Conjugated) 관능기는 광개시제의 미존재하에서도 광에 의해 자가가교를 하지만, 바디부(B) 및 앵커부(C)의 구조에 따라 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 바디부(B)가 공유 파이 전자계를 가지고 있는 적어도 하나의 링을 가지는 방향족 치환체로서 "아릴(aryl)"를 포함하는 경우, 광개시제로 참여하여 라디칼 반응이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 헤테로 원자 함유 알킬 골격을 가지고 있는 바디부(B)를 포함하여 이러한 라디칼 반응이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 양자점 표면과 결합하는 앵커부(C)에 양자점 표면과의 친화성이 좋은 치환기가 도입되어, 양자점 표면의 올레산이 용이하게 치환(ligand exchange)되는 바, 이를 포함하는 광가교성 양자점은 포토레지스트 조성물 내 용매에 대한 분산성이 극대화되어, 우수한 생산수율 및 제조 공정성을 제공할 수 있다.
이하 본 명세서에서 사용된 용어에 대해 간략히 설명한다.
용어 "할로겐"은 주기율표의 17족에 속하는 원소들로, 상세하게는 플루오르, 염소, 브롬, 요오드일 수 있다.
용어 "알킬"은 지방족 탄화수소 그룹을 의미한다. 본 발명에서 알킬은 어떠한 알켄이나 알킨 부위를 포함하고 있지 않음을 의미하는 "포화 알킬(saturated alkyl)"로 사용될 수 있다. 상기 알킬은 분지형, 직쇄형 또는 환형을 포함할 수 있고, 또한 구조 이성질체를 포함하므로, 예를 들어, C3 알킬의 경우, 프로필, 이소 프로필을 의미할 수 있다
용어 “알콕시”는 산소 연결(-O-)을 통해 결합된 상기 기재된 바와 같은 알킬기를 의미한다.
용어 "아릴옥시"는 방향족치환체를 이루는 어느 하나의 탄소와 산소와 결합된 그룹을 의미하며, 예를 들어, 페닐기에 산소가 결합되어 있는 경우 -O-C6H5, -C6H4-O-로 표시할 수 있다.
용어 “헤테로시클로알킬”은 탄소 원자의 완전히 포화된 또는 부분적으로 불포화된 탄화수소 고리의 일부가 산소, 질소, 황 등으로 치환되어 있는 치환체이다.
용어 “헤테로알킬”은 알킬기의 일부가 산소, 질소, 황 등으로 치환되어 있는 치환체이다.
용어 “치환 또는 비치환”은 대상 작용기가 다른 치환기로 치환되거나 치환되지 않은 것으로, 이러한 기재가 없다면 편의상 치환되지 않은 것으로 본다.
"R3CO(O)R4"는 R3 및 R4사이에 카르복실기가 포함된 것으로 이러한 카르복실기는 -OC(=O)- 또는 -C(=O)O- 등의 형태로 위치할 수 있다.
" *’ "은 바디부(B)와 앵커부(C)가 결합하는 결합사이트로, 경우에 따라 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
치환기 A로 -SH는 앵커부로 단독 사용되지 않으며 다른 종류의 치환기 A와 함께 포함된다.
기타 용어들은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 이해되는 의미로서 해석될 수 있다.
본 발명의 하나의 예로서,
상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은,
상기 구조식 1에서,
X는 O, S 또는 NH이고;
Y는 수소, 할로겐 원소, C1-C3의 알킬; C1-C3의 알콕시, C6 아릴옥시, C4-C5의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬이며;
m은 1이고;
*는 Y와 결합하는 결합 사이트이며;
a는 1 또는 2이며;
b는 0 또는 1이고;
헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
상기 구조식 2에서,
R은 C2-C11의 알킬, C2-C11의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C5의 알킬 또는 C1-C5의 헤테로알킬이고; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이며;
*’은 앵커부(C)와 결합하는 결합사이트이며,
상기 구조식 3에서,
A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며;
n은 1 내지 3의 정수이며 및
*’은 바디부(B)와 결합하는 결합사이트이다.
본 발명의 또 다른 예에서,
상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은, 하기 화학식 1 내지 3의 화합물에서 선택되는 하나일 수 있다.
Figure pat00016
[화학식 1]
Figure pat00017
[화학식 2]
Figure pat00018
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 화학식 3은 각각 동일하게 또는 서로 다르게,
X는 O, S 또는 NH이고;
Y는 수소, 할로겐 원소, C1 알킬; C1 알콕시, C6 아릴옥시, C4-C5의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C2 알킬이며;
m은 1이고;
헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
R은 C2-C11의 알킬, C2-C11의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C5의 알킬 또는 C1-C5의 헤테로알킬이고; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이며;
*'는 R과 -(A)n가 결합하는 결합 사이트이고;
A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며; 및
n은 1 내지 3의 정수이다.
상세하게는, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기 화학식 A로 표현될 수 있다.
Figure pat00019
[화학식 A]
한편, 본 발명은,
양자점; 및 상기 양자점 표면에 결합되어 있는 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물;을 포함하는 광가교성 양자점을 제공한다.
본 발명에 따른 광가교성 양자점은 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물로 표면 개질되어, 포토레지스트 조성물 내 양자효율 및 분산안정성이 우수하므로 높은 광변환율을 나타낼 뿐만 아니라 포토레지스트의 노광 공정에서 양자점 표면에 경화피막 형성을 통해 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 광가교성 양자점에서 중심 입자를 이루고 있는 양자점은, 예를 들어, MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si 및 Ge로 이루어진 군에선 선택되는 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.
이러한 중심 입자를 이루고 있는 양자점은, 코어/쉘 구조를 가질 수 있고, 상기 코어 및 쉘 각각은 상기 예시한 화합물들을 포함할 수 있다. 상기 예시한 화합물들은 각각 단독으로 또는 둘 이상 조합되어 코어나 쉘에 포함될 수 있다.
한편, 본 발명은,
상기 광가교성 양자점, 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물로 표면 개질되어 광개시제의 미존재하에서 광에 의해 자가가교 가능한 광가교성 양자점을 포함한다. 따라서, 양자효율 및 분산안정성이 우수하여 높은 광변환율을 나타낼 뿐만 아니라 포토레지스트의 노광 공정에서 양자점 표면에 경화피막 형성을 통해 신뢰성을 확보할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 별도의 감광성 물질 및 광개시제 없이 포토레지스트 공정을 수행할 수 있는 것이다.
한편, 특정 치환기를 포함하는 물질 첨가제로 사용하여 포토레지스트 조성물 내에 단순 혼합(mixing)하는 경우 단분자인 첨가제는 조성물 조액 상태에서 양자점 표면으로부터 이탈, 재결합을 반복하는 일종의 평형상태를 이루며, 이 과정에서 양자효율의 감소가 일어나고, 이후 pre-bake의 열공정을 거치며 첨가제가 양자점의 표면으로부터 이탈, 재결합하는 속도는 증가하게 되고 이에 따른 양자효율 감소도 증가하여, 결국 광변환율의 저하를 야기하기에 이를 수 있다. 더욱이 첨가제에 포함된 특정 치환기와 아크릴레이트 계열의 단량체가 반응하여 패턴형성 공정이 진행됨에 따라, 양자점 표면으로부터 리간드의 물리적 손실이 증가하여 최종 post-bake 후의 광변환율이 낮아질 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 양자점 표면과 결합하는 앵커부(C)에 양자점 표면과의 친화성이 좋은 치환기가 도입되어, 더욱 우수한 분산안정성 및 광변환율을 나타낼 수 있다. 상기 치환기는 상세하게는 카르복실기일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용매는 포토레지스트 공정에서 패턴 형성을 위한 통상의 유기 용매로서, 예를 들면, DMF, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논(4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanone), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(Ethylene glycol monoethyl ether) 및 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), 클로로포름, 클로로 벤젠, 톨루엔, 테트라하이드로 퓨란, 다이클로로메탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 경우에 따라 감광성 물질을 포함하여 노광시 가교 결합 및/또는 경화 반응에 참여함으로써, 양자점-함유 패턴의 해상도와 경화물의 내구성을 높이는 역할을 할 수 있다.
상기 감광성 물질은, 예를 들어, 아크릴기 및 비닐기 중 하나 이상의 적어도 하나 포함하는 다관능성 아크릴레이트계 화합물, 다관능성 폴리알킬렌옥사이드 또는 폴리실록산계 중합체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 감광성 물질은, 우레탄 아크릴레이트, 아릴옥시레이티드 시클로헥실 디아크릴레이트(Allyloxylated cyclohexyl diacrylate), 비스(아크릴옥시 에틸)히드록실 이소시아뉴레이트 [Bis(acryloxy ethyl)hydroxyl isocyanurate], 비스(아크릴옥시 네오펜틸글리콜)아디페이트 [Bis (acryloxy neopentylglycol) adipate], 비스페놀A 디아크릴레이트 (Bisphenol A diacrylate), 비스페놀A 디메타크릴레이트 (Bisphenyl A dimethacrylate), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 (1,4-butanediol diacrylate), 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트(1,4-butanediol dimethacrylate), 1,3-부틸렌글리콜 다아크릴레이트 (1,3-butyleneglycol diacrylate), 1,3-부틸렌글리콜 다메타클릴레이트 (1,3-butyleneglycol dimethacrylate), 디시클로펜타닐 디아크릴레이트 (dicyclopentanyl diacrylate), 디에틸렌글리콜디아크릴레이트 (diethyleneglycol diacrylate), 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (diethyleneglycol dimethacrylate), 디펜타에리쓰롤헥사아크릴레이트 (dipentaerythirol hexaacrylate), 디펜타에리쓰롤모노히드록시헥사아크릴레이트 (dipentaerythirol monohydroxy pentacrylate), 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트(ditrimethylolprpane tetraacrylate), 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, (ethyleneglycol dimethacrylate), 글리세롤메타크릴레이트 (glyceol methacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 (1,6-hexanediol diacrylate), 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트 (neopentylglycol dimethacrylate), 네오펜틸글리콜 히드록시피바레이트 디아크릴레이트 (neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate), 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트 (pentaerythritol triacrylate), 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트 (pentaerythritol tetraacrylate), 인산 디메타크릴레이트(phosphoric acid dimethacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(polyetyleneglycol diacrylate), 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 (polypropyleneglycol diacrylate), 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트 (tetraethyleneglycol diacrylate), 테트라브로모비스페놀 A 디아크릴레이트(tetrabromobisphenol A diacrylate), 트리에틸렌글리콜 디비닐에테르 (triethyleneglycol divinylether), 트리글리세롤 디아크릴레이트 (triglycerol diacrylate), 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 (tripropyleneglycol diacrylate), 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아뉴레이트 [tris(acryloxyethyl)isocyanurate], 인산 트리아크릴레이트 (phosphoric acid triacrylate), 인산 디아크릴레이트 (phosphoric acid diacrylate), 아크릴산 프로파길 에스테르 (acrylic acid propargyl ester), 말단에 비닐기를 가진 폴리디메틸실록산 (Vinyl teminated Polydimethylsiloxane), 말단에 비닐기를 가진 디페닐실록산-디메틸실록산 공중합체 (Vinyl teminated diphenylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer), 말단에 비닐기를 갖는 폴리페틸메틸실록산 (Vinyl teminated Polyphenylmethylsiloxane), 말단에 비닐기를 갖는 트리플루오로메틸 실록산-디메틸실록산 공중합체 (Vinyl teminated trifluoromethylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer), 말단에 비닐기를 갖는 디에틸실록산-디메틸실록산 공중합체 (Vinyl teminated diethylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer), 비닐메틸실록산 (Vinylmethylsiloxane), 말단에 모노메타크릴옥시프로필기를 갖는 폴리디메틸실록산 (Monomethacryloyloxypropyl Terminated Polydimethyl siloxane), 말단에 모노비닐기를 가지는 폴리디메틸록산 (Monovinyl Terminated Polydimethyl siloxane), 또는 말단에 모노알릴기 또는 모노트리메틸실록시기를 갖는 폴리에틸렌 옥사이드 (Monoallyl-mono trimethylsiloxy terminated polyethylene oxide)를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 감광성 물질의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 광경화 속도, 광경화 필름 상태 등과 감광성 양자점 표면의 감광성 작용기 결합수 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다
본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 광개시제를 포함하지 않을 수 있으나, 경우에 따라서는 극소량의 광개시제를 포함하여 본 발명에 따른 양자점간 및/또는 감광성 물질 간의 가교 결합 및/또는 경화 반응을 개시할 수 있다.
예를 들어, 상기 광개시제의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 0 초과 0.1 중량%일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에서 광개시제는 조성물 전체 중량을 기준으로 0 이상 내지 0.1 중량%으로, 이를 넘어서 광개시제가 지나치게 많이 포함되면 반응 완료 후에 잔여 성분으로 남아 양자점 함유 패턴의 해상도 및 화학적 전기적 특성의 저하를 유발할 수 있어 바람직하지 않다.
상기 광개시제는 예를 들어, 아세토페논계, 벤조인계, 벤조페논계, 및 티옥산톤계 물질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 포토레지스트 조성물을 이용하여 당업계에서 통상적으로 수행되는 방법으로 포토레지스트 공정을 수행하여 양자점 함유 패턴을 형성을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 포토레지스트 조성물을 기판에 제공한 후, 선택적으로 노광시켜 패턴을 형성하고, 현상 공정을 통해 비노광부를 용해시켜 제거하는 패터닝 공정을 통해 양자점 함유 패턴을 얻을 수 있다. 이러한 공정은 당업계에 널리 알려져 있는 바 자세한 설명은 이하 생략한다.
또한, 본 발명은, 상기 광가교성 양자점 함유 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조되는 전자소자를 제공한다.
상기 전자소자는 예를 들어, 디스플레이 등의 발광소자, 홀로그래피, 레이저, 센서, 태양전지, 트랜지스터일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 양자점 합성
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 1.2mmol(0.30g) 및 1-옥타데센 (octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 10분간 반응시켰다. 생성된 양자점은 아세톤으로 두 차례 정제 후 톨루엔에 100 mg/ml로 분산시켰다.
이어서 아연 아세테이트 12mmol, 올레익산 24mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 1mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 3.0 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 320℃에서 2 시간 동안 반응시켰다. 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 6.6mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 수득 후 클로로포름에 100 mg/ml로 분산시켰다. 최대발광파장이 525nm인 양자점을 합성하였다.
실시예 1 : 화학식 A 광가교성 양자점 리간드의 합성
Figure pat00020
(화학식 A)
4,4'-difluorobenzophenone 20g (91.6 mmol), pyrrolidine 6.52g (91.6 mmol), DMSO 200ml를 500ml RBF에 넣고 60℃가열하여 overnight 반응했다. 과량의 물에 침전 후, 필터하여 얻은 침전물을 에탄올과 아세톤 혼합 용매로 재결정하여 파우더 형태의 생성물을 수득했다. 생성물 15g, 12-mercaptododecanoic aicd 21.6 g, triethylamine 10 ml, DMF 70ml를 250ml 1구 RBF에 넣고 60℃가열하여 overnight 반응했다. 과량의 물에 침전 후, 필터하여 침전물을 에탄올로 재결정하여 프로덕트를 수득했다.
H NMR (δ ppm; CDCl3) : 7.62(d, 2H), 7.58(d, 2H), 7.28(d, 2H), 7.02(d, 2H), 3.42(t, 4H), 3.05(t, 2H), 2.26(t, 2H), 2.05(t, 4H), 1.32~1.21(m, 16H).
실시예 2 : 리간드 치환 반응
제조예 1에서 얻어진 100mg/ml의 양자점 용액 1mL에 50 mg의 실시예 1의 화합물을 넣고, 질소분위기 하에서 40℃로 가열하면서 한시간 동안 반응시켰다
이어서, 반응물에 5mL의 아세톤을 넣어 양자점을 침전시킨 후 원심분리를 실시하여 침전물을 분리한 다음 클로로폼을 투입하여 분산시켰다. 용액의 농도가 20 mg/ml이 되도록 클로로폼의 양을 조절하였다. 양자점의 최대발광파장은 525nm였다.
실험예 1
제조예 1에서 제조된 양자점의 단면 모식도 및 SEM 사진을 도 1에 나타내었다.
도 1에 따르면 올레익산을 표면 리간드로 가지는 InP/ZnSe/ZnS (total dimension = 7nm) 양자점을 확인할 수 있다.
실험예 2
실시예 2에서 실시예 1에 따른 광가교성 양자점 리간드의 치환%에 따른 흡광도 변화를 관찰하여 도 2에 나타내었다.
도 2를 참고하면, 리간드의 치환%가 높을수록 흡수 피크가 더 긴 파장으로 이동하여 리간드가 더 강하고 안정한 결합을 형성하는 것을 확인할 수 있다.
실험예 3
실시예 2에서 실시예 1에 따른 광가교성 양자점 리간드의 7% 치환에 따른 NMR 및 IR를 관찰하여 각각 도 3 및 도 4에 나타내었다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 양자점과 광가교성 양자점 리간드는 강한 결합을 형성하였고 높은 열적 안정성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실험예 4 : 패터닝 공정 (코팅->경화->현상)
제조예 1의 InP/ZnSe/ZnS 양자점에 실시예 1에 따른 리간드를 7 mol% 치환 후 20 nm 두께의 박막제조한다.
1. 실시예 2에서 준비한 양자점 용액을 유리 기판위에 4000 rpm으로 30초간 스핀코팅 해준 후 질소 분위기에서 건조시켜 양자점 박막을 준비한다.
2. 마스크 얼라이너를 통해 양자점 박막을 마스크 아래에 위치시키고 365 nm (1 mW/cm2) 광원을 5 초간 조사하여 준다.
3. Toluene으로 washing하여 양자점의 박막 패턴의 광학 현미경 사진을 도 5에 나타내었다. 또한, 공정전후의 양자점 박막의 Time resolved photoluminescence 를 측정하여 양자점 박막의 광특성 변화를 도 6에 나타내었다.
도 5 및 6에 따르면 실시예 2를 이용한 양자점 박막 패턴은 단 5초간의 광 조사에도 우수한 해상도를 나타내는 것을 확인할 수 있고, 공정 전후 과정 동안 양자점 박막의 광특성 변화가 없는 것을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 양자점 표면에 결합되는 광가교성 양자점 리간드용 화합물로,
    광개시제의 미존재하에서 광에 의해 자가가교 가능한 광가교성부(A);
    양자점 표면과 결합하는 앵커부(C); 및
    상기 광가교성부(A)와 상기 앵커부(C)를 연결하는 바디부(B);를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가교성 양자점 리간드용 화합물:
    여기서, 상기 광가교성부(A)는, 하기 구조식 1로 표현되고,
    Figure pat00021
    [구조식 1]
    상기 구조식 1에서,
    X는 O, S 또는 NH이고;
    Y는 수소, 할로겐 원소, 치환 또는 비치환의 C1-C4의 알킬; 치환 또는 비치환의 C1-C4의 알콕시, 치환 또는 비치환의 C4-C6 아릴옥시, 치환 또는 비치환의 C4-C6의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬이며; 치환기는 할로겐 원소, C1-C3의 알킬 또는 페닐이고;
    m은 1 내지 5의 정수이고;
    *는 Y와 결합하는 결합 사이트이며;
    a는 1 내지 3의 정수이고;
    b는 0 내지 2의 정수이며;
    헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
    상기 바디부(B)는, 하기 구조식 2로 표현되고,
    Figure pat00022
    [구조식 2]
    상기 구조식 2에서,
    R은 치환 또는 비치환의 C2-C20의 알킬, 치환 또는 비치환의 C2-C20의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C10의 알킬 또는 C1-C10의 헤테로알킬이고; 치환기는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고;
    *’은 앵커부(C)와 결합하는 결합사이트이며,
    상기 앵커부(C)는, 하기 구조식 3으로 표현되고,
    Figure pat00023
    [구조식 3]
    상기 구조식 3에서,
    A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
    여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며;
    n은 1 내지 3의 정수이며 및
    *’은 바디부(B)와 결합하는 결합사이트이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기와 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 광가교성 양자점 리간드용 화합물:
    상기 구조식 1에서,
    X는 O, S 또는 NH이고;
    Y는 수소, 할로겐 원소, C1-C3의 알킬; C1-C3의 알콕시, C6 아릴옥시, C4-C5의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬이며;
    m은 1이고;
    a는 1 또는 2이며;
    b는 0 또는 1이고;
    헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
    상기 구조식 2에서,
    R은 C2-C11의 알킬, C2-C11의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며; 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C5의 알킬 또는 C1-C5의 헤테로알킬이고; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이며;
    *’은 앵커부(C)와 결합하는 결합사이트이며,
    상기 구조식 3에서,
    A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
    여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며;
    n은 1 내지 3의 정수이며 및
    *’은 바디부(B)와 결합하는 결합사이트이다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화합물에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 광가교성 양자점 리간드용 화합물:
    Figure pat00024
    [화학식 1]
    Figure pat00025
    [화학식 2]
    Figure pat00026
    [화학식 3]
    상기 화학식 1 내지 화학식 3은 각각 동일하게 또는 서로 다르게,
    X는 O, S 또는 NH이고;
    Y는 수소, 할로겐 원소, C1 알킬; C1 알콕시, C6 아릴옥시, C4-C5의 헤테로시클로알킬, -NO2, -NR1R2, -COR1, -CN 또는 -SR1이며; 여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C2 알킬이며;
    m은 1이고;
    헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이고,
    R은 C2-C11의 알킬, C2-C11의 헤테로알킬 또는 R3CO(O)R4이며, 여기서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C5의 알킬 또는 C1-C5의 헤테로알킬이고; 헤테로 원자는 N, O 및 S에서 선택되는 하나 이상이며;
    *'는 R과 -(SH)n가 결합하는 결합 사이트이고;
    A는 -OH, -C(=O)OH, -C(=O)OR5, -C(=O)CH2(O=)CR5, -C(=O)O(O=)CR5, =NH, -PH2, =PH, -P(=O)H2, =P(=O)H, -P(=O)(OH)2, =P(=O)(OH), -P(=O)(OH)OR5, -SSR5,-S(=O)2(OH), =S(=O)2, -S(=O)2OR5, -SH, mercaptan group 및 lipoic acid group로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘이상이며, 단 -SH가 단독으로 사용되는 경우는 제외하고;
    여기서 R5는 할로겐 원소 또는 C1-C3의 알킬이며; 및
    n은 1 내지 3의 정수이다.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광가교성 양자점 리간드용 화합물은 하기 화학식 A로 표현되는 것을 특징으로 하는 광가교성 양자점 리간드용 화합물:
    Figure pat00027
    [화학식 A]
  5. 양자점; 및
    상기 양자점 표면에 결합되어 있는 제 1 항에 따른 광가교성 양자점 리간드용 화합물; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가교성 양자점.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 양자점은, MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2O3, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, SiO2, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, BP, Si 및 Ge로 이루어진 군에선 선택되는 화합물을 포함하며 코어/쉘 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 광가교성 양자점.
  7. 제 5 항에 따른 광가교성 양자점 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 조성물은 조성물 전체 중량을 기준으로 0 초과 내지 0.1 중량% 이하의 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  9. 제 7 항에 따른 광가교성 양자점 함유 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전자소자.
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