[发明专利]含有乙烯基醚基团的共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有乙烯基醚基团的共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

彩色光阻剂主要由颜料液、碱溶性成膜树脂、多官能度单体和光引发剂构成（参见中国专利申请CN101613276A）。甲基丙烯酸类树脂是彩色光阻剂中通常使用的成膜树脂，其具有高度的透明性及分辨率。在甲基丙烯酸类成膜树脂侧链上具有一定比例的双键，所以能够在自由基聚合引发剂的作用下发生高分子链间的聚合，或者与小分子发生交联反应。通常引入的双键为甲基丙烯酸双键，所发生的聚合为自由基聚合，而自由基聚合易受到氧的阻聚作用的干扰，有时导致彩色光阻剂的感度下降，显影性差。

发明内容

鉴于上述彩色光阻剂的感度下降，显影性差的问题，本发明提供一种含有乙烯基醚基团的共聚物、其制备方法以及利用该共聚物制备得到的彩色光阻剂，具体方案如下。

一种含有乙烯基醚基团的共聚物，其由通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示的结构单元组成，

其中，R¹为O或HN，

R²为碳原子数为1-4的烷基、环己基或通式Ⅳ所示的基团，其中，优选为甲基、乙基或丁内酯基，

其中，m表示1-3的正整数，

n为1-4的正整数，优选2-4的正整数，通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示的结构单元的摩尔数分别为x、y、z，并且x：y：z=3－8：1－4：1－5，优选x：y：z=4－6：2－3：2－4，所述共聚物的重均分子量为5000-20000，优选为14000-17000。

所述共聚物可以为无规共聚物或嵌段共聚物。

上述共聚物的制备方法包括以下步骤：

（1）由甲基丙烯酸、通式Ⅵ所示的甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氯共聚得到共聚物1；

（2）向所述共聚物1中滴加通式Ⅴ所示的乙烯基醚，得所述共聚物，

其中，R¹为O或HN，

R²为碳原子数为1-4的烷基、环己基或通式Ⅳ所示的基团，其中，m表示1-3的正整数，

n为1-4的正整数。

上述制备方法可以如下进行：甲基丙烯酸、通式Ⅵ所示的甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氯在引发剂的作用下，于50-90℃下反应8-20h，得到共聚物1；接下来，在35-50℃下将通式Ⅴ所示的乙烯基醚经1-3h滴加到所述共聚物1中，反应5-20小时，得到本发明的共聚物。

本发明还涉及上述共聚物在制备彩色光阻剂中的应用。

另外，本发明还涉及一种彩色光阻剂，其中包含上述含有乙烯基醚基团的共聚物。

优选所述彩色光阻剂中还包括自由基聚合引发剂和阳离子聚合引发剂。

其中，所述自由基聚合引发剂为选自1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉基-1-丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种；所述阳离子聚合引发剂为选自AlCl₃、BF₃、SnCl₄、PAG-201、ZnCl₂或TiBr₄中的一种或几种。

本发明的含有乙烯基醚基团的共聚物，在高分子侧链中引入乙烯基醚类双键，乙烯基醚可以在自由基聚合引发剂和阳离子聚合引发剂下发生聚合。由于阳离子聚合不受氧气干扰，聚合效率高，所以，添加有该共聚物的彩色光阻剂可提高感度。并且，由于本发明的共聚物含有甲基丙烯酸单元，使其具有一定程度的酸性，在碱性溶液中具有溶解性，所以，添加有该共聚物的彩色光阻剂具有良好的显影性。另外，本发明的共聚物中含有极性基团羧基，有助于改善膜的粘附性，所以，添加有本发明共聚物的彩色光阻剂具有良好的成膜性。本发明的共聚物中含有甲基丙烯酸酯单元，有利于调节膜的柔韧性。而且，本发明的共聚物的原料简单易得，操作工艺简单，成本较低。

具体实施方式

本发明涉及一种含有乙烯基醚基团的共聚物，其由通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示的结构单元组成，

其中，R¹为O或HN，

R²为碳原子数为1-4的烷基、环己基或通式Ⅳ所示的基团（其中，m表示1-3的正整数，优选m为1。）。所述碳原子数为1-4的烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基，优选R²为甲基、乙基或丁内酯基，