Patterned Fluorescence Images with Indigo Precursors.

Abstract

최근 광식각을 이용한 기능성 패턴 및 이미지 형성 기술에 많은 관심과 응용이 이루어 지고 있다. 광식각에 의한 패턴 및 이미지 형성 기술에서 주로 사용 되어지는 방법은 먼저, 포토 마스크를 이용하여 빛이 노광된 부분에 작용기 (fuctional group)를 도입시키고 그 다음 기능성 염료(fuctional dye)와 반응시켜 패턴을 얻는 “two step procedure”이다. 그러나 이 러한 “two step procedure”에 의한 패턴 형성은 dye 분자들 이 고분자 매트릭스로 침투하기 쉽지 않아서 고분자의 표면에 서만 반응이 일어나는 경우가 대부분이다. 이러한 문제점을 해 결하기 위하여 본 연구에서는 wet developing 과정이 필요없 이 전구체(precursor)를 이용한 direct imaging 방법을 개발하 였다. 따라서 t-Boc 으로 보호된 dye 유도체를 전구체로 사용 하여 광산 발생제 존재 하에 포토마스크를 이용한 선택적 노 광으로 부가적인 현상과정 없이 패턴화된 형광이미지를 얻을 수 있었다. t-Boc 으로 보호되기 전의 indigo는 형광이 나지 않지만 t- Boc 으로 보호하게 되면 t-Boc-protected indigo precursor 에서는 강한 형광이 나게 된다. 이는 t-Boc 으로 보호된 indigo의 보호기를 제거하면 형광이 사라짐을 의미한다. 따라 서 t-Boc-protected indigo precursor 를 전구물질로 사용하 여 실리콘 웨이퍼 위에 고분자 및 광산 발생제와 함께 코팅하 여 얇은 필름을 만들었다. 이 필름에 포토마스크를 사용하여 자외선으로 노광하면 광산 발생제로부터 산이 발생하게 되고 보호기로 사용된 t-Boc 그룹을 제거하게 된다. 따라서 노광된 부분에서만 형광이 사라지게 된다. 전구체 (precursor)로 사용된 유도체들은 간단히 만들 수 있었으며 이 전구체를 사용하여 형광화상을 쉽게 얻을 수 있 었다. 이러한 전구 물질을 이용한 패턴 형성기법은 색 화상 및 형광화상 물질과 같은 기록용 재료, 그리고 디스플레이 재료에 응용될 수 있다.; We have developed a method for patterned fluorescence images in thin polymer films based on chemical amplification concept. tert-Butoxycarbonyl (t-Boc)-protected indigo precursors were prepared and these materials were formulated with a photoacid generator in thin polymer films. Irradiation of the polymer film with UV light through a photomask allowed generation of patterned fluorescence images. The photoinduced chemical transformation of the t-Boc protected precursors to indigo molecule was evidenced by observing formation of blue color upon irradiation followed by post exposure baking of the film. Interestingly, the t-Boc protected indigo precursors are nonfluorescent while the original indigo reveals virtually no fluorescence. Thus, patterned fluorescence images were obtained by the chemical amplification process. Superior patterned images were generated when the t-Boc protected 5,5’-dibromoindigo over the t-Boc protected hydroxyindole were used as the precursor molecule. Direct UV irradiation of an acetoxyindole containing polymer film also afforded patterned fluorescence images.