실리콘 함유 고불소화 고분자 포토레지스트 및 이를 이용한 유기전자소자의 제조방법
Highly fluorinated polymer photoresist containing Si atoms and method for manufacturing organic electronic device using the same
특허 요약
본 발명은 실리콘 원소 및 스피로피란(spiropyran) 구조를 함께 포함하는 포지티브형 고불소화 고분자 감광재료의 합성과 이를 이용한 포토패터닝 방법 및 유기 전자소자 제작 기법에 관한 것이다. 본 발명의 포토레지스트는 부가적인 첨가제와 후속 열처리 공정이 필요하지 않은 비화학증폭형 감광재료이며, 포토 리소그래피 공정시 유기용매나 수용액을 사용하지 않고, 오직 고불소계 용제만을 사용하여 미세 패턴의 형성이 가능하다는 특징이 있다. 또한, 우수한 내식각성을 바탕으로 건식각 공정 시 유기 전자소자에 대한 화학적 손상 가능성을 줄여주어 소자의 성능 저하를 막을 수 있다는 장점을 지닌다.
청구항
번호청구항
1

하기 화학식 1로 표시되는 화합물:[화학식 1]상기 화학식 1에서,A는 , , , 및 의 실리콘원소를 포함한 아크릴계 모노머로 이루어진 군에서 선택되며,R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, (C10C15)알킬 트리티오카보네이트((C10C15)alkyl trithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카보네이트((C2C5)alkyl dithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카바메이트((C2C5)alkyldithiocarbamate), (C2C5)알킬 다이티오에스터((C2C5)alkyl dithioester), α-브로모이소부티릴(α-bromoisobutyryl) 및 (C2C5)다이알킬 니트록실((C2C5)dialkyl nitroxyl)로 이루어진 군에서 선택되며,n은 3 내지 9의 정수이고, a, b, c 및 d는 각 단량체의 평균 몰(mole) 비를 나타낸 것으로서, a : b : c : d는 (1 ~ 1.5) : (0.05 ~ 0.5) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1)임.

2

제 1 항에 있어서,상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:[화학식 1-1]상기 화학식 1-1에서,R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, (C10C15)알킬 트리티오카보네이트((C10C15)alkyl trithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카보네이트((C2C5)alkyl dithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카바메이트((C2C5)alkyldithiocarbamate), (C2C5)알킬 다이티오에스터((C2C5)alkyl dithioester), α-브로모이소부티릴(α-bromoisobutyryl) 및 (C2C5)다이알킬 니트록실((C2C5)dialkyl nitroxyl)로 이루어진 군에서 선택되며,n은 3 내지 9의 정수이고, a, b, c 및 d는 각 단량체의 평균 몰(mole) 비를 나타낸 것으로서, a : b : c : d는 (1 ~ 1.5) : (0.05 ~ 0.5) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1)임.

3

제 1 항에 있어서,상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-2로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:[화학식 1-2]상기 화학식 1-2에서,R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, (C10C15)알킬 트리티오카보네이트((C10C15)alkyl trithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카보네이트((C2C5)alkyl dithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카바메이트((C2C5)alkyldithiocarbamate), (C2C5)알킬 다이티오에스터((C2C5)alkyl dithioester), α-브로모이소부티릴(α-bromoisobutyryl) 및 (C2C5)다이알킬 니트록실((C2C5)dialkyl nitroxyl)로 이루어진 군에서 선택되며,n은 3 내지 9의 정수이고, a, b, c 및 d는 각 단량체의 평균 몰(mole) 비를 나타낸 것으로서, a : b : c : d는 (1 ~ 1.5) : (0.05 ~ 0.5) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1)임.

4

하기 화학식 2로 표시되는 화합물:[화학식 2]상기 화학식 2에서,Y는 및 의 아크릴계 모노머로 이루어진 군에서 선택되며,A는 , , , 및 의 실리콘원소를 포함한 아크릴계모노머로 이루어진 군에서 선택되며,R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, (C10C15)알킬 트리티오카보네이트((C10C15)alkyl trithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카보네이트((C2C5)alkyl dithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카바메이트((C2C5)alkyldithiocarbamate), (C2C5)알킬 다이티오에스터((C2C5)alkyl dithioester), α-브로모이소부티릴(α-bromoisobutyryl) 및 (C2C5)다이알킬 니트록실((C2C5)dialkyl nitroxyl)로 이루어진 군에서 선택되며,n은 3 내지 9의 정수이고, a, b, c, d 및 e는 각 단량체의 평균 몰(mole) 비를 나타낸 것으로서, a : b : c : d : e는 (1 ~ 1.5) : (0.05 ~ 0.5) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1)임.

5

제 4 항에 있어서,상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:[화학식 2-1]상기 화학식 2-1에서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, (C10C15)알킬 트리티오카보네이트((C10C15)alkyl trithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카보네이트((C2C5)alkyl dithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카바메이트((C2C5)alkyldithiocarbamate), (C2C5)알킬 다이티오에스터((C2C5)alkyl dithioester), α-브로모이소부티릴(α-bromoisobutyryl) 및 (C2C5)다이알킬 니트록실((C2C5)dialkyl nitroxyl)로 이루어진 군에서 선택되며,n은 3 내지 9의 정수이고, a, b, c, d 및 e는 각 단량체의 평균 몰(mole) 비를 나타낸 것으로서, a : b : c : d : e는 (1 ~ 1.5) : (0.05 ~ 0.5) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1)임.

6

제 4 항에 있어서,상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-2로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:[화학식 2-2]상기 화학식 2-2에서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 수소, (C10C15)알킬 트리티오카보네이트((C10C15)alkyl trithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카보네이트((C2C5)alkyl dithiocarbonate), (C2C5)알킬 다이티오카바메이트((C2C5)alkyldithiocarbamate), (C2C5)알킬 다이티오에스터((C2C5)alkyl dithioester), α-브로모이소부티릴(α-bromoisobutyryl) 및 (C2C5)다이알킬 니트록실((C2C5)dialkyl nitroxyl)로 이루어진 군에서 선택되며,n은 3 내지 9의 정수이고, a, b, c, d 및 e는 각 단량체의 평균 몰(mole) 비를 나타낸 것으로서, a : b : c : d : e는 (1 ~ 1.5) : (0.05 ~ 0.5) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1) : (0.1 ~ 1)임.

7

제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물은 다분산지수(polydispersity index)가 1.1 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 화합물.

8

청구항 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 고불소화 고분자 포토레지스트.

9

청구항 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 고불소화 고분자 포지티브형 포토레지스트.

10

청구항 제 9 항에 따른 포토레지스트를 고불소계 용제에 혼합한 감광재료 용액을 도포하여 기판에 감광재료 박막을 형성하는 제1 공정;상기 감광재료 박막이 형성된 기판을 열처리하여 남은 용제를 증발시켜 건조시키는 제2 공정;상기 건조된 감광재료 박막에 포토마스크를 밀착시킨 후 자외선을 이용하여 노광하는 제3 공정; 및상기 노광된 기판을 고불소계 현상액으로 세척하여 기판에 패턴을 형성하는 제4 공정;을 포함하는 포지티브형 패턴 형성방법

11

제 10 항에 있어서,상기 제 2 공정의 열처리는 60 내지 90℃에서 30초 내지 3분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 포지티브형 패턴 형성 방법.

12

투명 전극 상에 유기 반도체 박막을 증착한 후, 청구항 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 감광재료 용액을 도포하여 감광재료 박막을 형성하는 제1 공정; 상기 감광재료 박막이 형성된 전극을 열처리하여 남은 용제를 증발시켜 건조시키는 제2 공정;상기 건조된 감광재료 박막에 포토마스크를 밀착시킨 후 자외선을 이용하여 노광하는 제3 공정;상기 노광된 기판을 고불소계 현상액으로 세척하여 기판에 패턴을 형성하는 제4 공정; 및상기 형성된 패턴을 하부 유기 반도체 박막에 전사하기 위해 건식각을 진행하는 제5 공정;을 포함하는 유기전자소자 제조방법.

13

제 12 항에 있어서,상기 유기 반도체 박막은 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 기능층, 전자 저지층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입충 및 전자 수송 기능과 전자 주입 기능을 동시에 갖는 기능층으로 이루어진 군에서 선택되어 1층 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자소자 제조방법.

14

제 12 항에 있어서,상기 제5 공정 이후에, 금속 전극을 진공 증착하고 마감하는 제6 공정을 더 포함하는 유기전자소자 제조방법.

15

제 12 항에 따른 제조방법으로 제조된 것인 유기전자소자.

16

제 15 항에 있어서,상기 유기전자소자는 유기발광다이오드, 유기박막트랜지스터, 유기발광트랜지스터, 및 유기태양전지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전자소자.