一种正型感光性树脂组合物、层间绝缘膜及其制备方法与流程

本申请涉及感光树脂组合物，尤其涉及一种正型感光性树脂组合物、层间绝缘膜及其制备方法。

背景技术：

1、薄膜晶体管（tft）型液晶显示元件等电子部件中，通常于层状配线之间设置层间绝缘膜以实现电绝缘。作为该层间绝缘膜的形成材料，正型放射线敏感性树脂组合物因工序数少且平坦性优良而被广泛使用。

2、以tft型液晶显示元件为例，其制造过程包括在层间绝缘膜上形成透明电极膜及液晶取向膜的工序。在此过程中，层间绝缘膜需经受高温条件、抗蚀剂剥离液及多种波长光的照射，因此要求具备充分的耐热性、耐溶剂性及耐光性；同时，因可能经历干蚀刻工序，还需具有充分的干蚀刻耐受性。

3、近年来，随着tft型液晶显示元件向大画面化、高精细化及薄型化发展，对层间绝缘膜形成用组合物的性能要求日益提高，不仅要求高感度，还要求所形成的膜具有低介电常数和高光线透过率。此外，在显影工序中，若显影时间稍长于最适时间，显影液易渗透至图案与基板界面，导致图案剥离，从而引发成品率下降的问题。

4、因此，期望开发一种组合物，其涂布性优异，对放射线具有高感度，在显影时间超出规定范围时仍能保持良好的图案形状，且所形成的层间绝缘膜在耐热性、耐溶剂性、光线透过率及耐干蚀刻性等方面均表现优良。然而，目前尚未获得能够满足上述全部性能要求的放射线敏感性树脂组合物。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种正型感光性树脂组合物、层间绝缘膜及其制备方法，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

3、本申请提供一种正型感光性树脂组合物，以质量份数计，所述正型感光性树脂组合物的原料包括：碱可溶性丙烯酸树脂100份、感光性化合物10-30份、硅烷偶联剂0.5-3份、流平剂0.05-0.5份、有机溶剂30-80份。

4、可选地，以质量份数计，所述碱可溶性丙烯酸树脂的原料包括：甲基丙烯酸10-15份、对苯二酚单甲基丙烯酸酯15-20份、甲基丙烯酸甲酯4-22份、硅烷单体4-8份、苯乙烯4-12份、甲基丙烯酸二环戊基酯5-10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-15份、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯5-10份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯15-20份、4-丙烯酰吗啉10-15份。

5、可选地，所述碱可溶性丙烯酸树脂为均相溶液。

6、所述均相溶液中的固含量为30-40wt%；

7、所述均相溶液的溶剂包括二乙二醇甲基乙基醚。

8、可选地，所述碱可溶性丙烯酸树脂的重均分子量为13000-17000，分子量分布为1.8-2.4。

9、可选地，所述硅烷单体包括3-甲基丙烯酸氧基丙基三乙氧基硅烷和/或3-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷。

10、可选地，所述感光性化合物为酚类化合物与1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰氯的缩合物。

11、可选地，所述酚类化合物包括4,4'-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷、单酚化合物中的至少一种。

12、可选地，所述流平剂包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷和/或f-563。

13、可选地，所述有机溶剂包括丙二醇单甲醚醋酸酯、二乙二醇甲乙醚、丙二醇单甲醚中的至少一种。

14、本申请还提供一种层间绝缘膜，原料包括所述正型感光性树脂组合物。

15、本申请还提供所述层间绝缘膜的制备方法，包括：

16、将所述正型感光性树脂组合物设置在基板上，形成涂膜；

17、对所述涂膜依次进行预烘烤处理、曝光处理、显影处理，得到图案化涂膜；

18、对所述图案化涂膜进行加热固化处理，得到所述层间绝缘膜。

19、可选地，所述预烘烤处理的温度为80-110℃，时间为100-160s。

20、可选地，所述显影处理的时间为60-90s。

21、可选地，所述显影处理使用的显影液包括四甲基氢氧化铵水溶液；所述四甲基氢氧化铵水溶液的质量浓度为0.4%-0.6%。

22、可选地，所述加热固化处理的温度为200-250℃，时间为30-60min。

23、可选地，所述曝光处理中，光源为i线光源，波长为365nm。

24、与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

25、树脂的共聚组成中同时包含含羧基的不饱和单体、含酚羟基的可聚合单体、（甲基）丙烯酸烷基酯、含硅烷基团的不饱和单体、含芳香环的不饱和单体、含脂肪族环状骨架的不饱和单体、含环氧基团的不饱和单体、含四氢呋喃基团的不饱和单体以及含吗啉基团的不饱和单体。基于上述单体种类的协同配合，该组合物被固化时，确保能够获得具有优异的透过率、耐刻蚀性和粘附性等的固化膜。具体而言，含脂肪族环状骨架的不饱和单体赋予固化膜刚硬的分子链结构，有利于提高耐热性和耐干蚀刻性；含芳香环的不饱和单体进一步增强了固化膜的热稳定性；含硅烷基团的不饱和单体可增强固化膜与基板之间的密合性，从而提高粘附性；含四氢呋喃基团的不饱和单体和含吗啉基团的不饱和单体有助于改善固化膜的光学性能，提高光线透过率，并增强对有机溶剂的耐受性。

26、此外，本申请组合物中树脂所含的含羧基的不饱和单体赋予了树脂碱可溶性，确保了组合物在碱性显影液中的良好显影性能；同时，各单体之间的协同作用使树脂在显影液中的溶解速率适中，从而在显影时间超出最适范围时仍能维持良好的图案形状，有效抑制图案剥离。由此，本申请组合物兼具高感度和优异的显影宽容度。

27、并且，本申请组合物通过控制树脂溶液与感光性化合物、硅烷偶联剂、流平剂及有机溶剂之间的特定配比，使得组合物在常温储存过程中粘度变化小，具有良好的储存稳定性。

28、与现有技术相比，本申请提供的正型感光性树脂组合物能够同时兼顾高感度、优异的显影性能及储存稳定性，且由其形成的固化膜在光线透过率、耐溶剂性、耐干蚀刻性及与基板的粘附性等方面均表现优良，能够全面满足tft型液晶显示元件等电子部件对层间绝缘膜材料的高性能要求。

1.一种正型感光性树脂组合物，其特征在于，以质量份数计，所述正型感光性树脂组合物的原料包括：碱可溶性丙烯酸树脂100份、感光性化合物10-30份、硅烷偶联剂0.5-3份、流平剂0.05-0.5份、有机溶剂30-80份。

2.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组合物，其特征在于，以质量份数计，所述碱可溶性丙烯酸树脂的原料包括：甲基丙烯酸10-15份、对苯二酚单甲基丙烯酸酯15-20份、甲基丙烯酸甲酯4-22份、硅烷单体4-8份、苯乙烯4-12份、甲基丙烯酸二环戊基酯5-10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-15份、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯5-10份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯15-20份、4-丙烯酰吗啉10-15份。

3.根据权利要求2所述的正型感光性树脂组合物，其特征在于，满足下列条件中的至少一项：

4.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组合物，其特征在于，所述感光性化合物为酚类化合物与1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰氯的缩合物。

5.根据权利要求4所述的正型感光性树脂组合物，其特征在于，所述酚类化合物包括4,4'-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷、单酚化合物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组合物，其特征在于，所述流平剂包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷和/或f-563。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的正型感光性树脂组合物，其特征在于，所述有机溶剂包括丙二醇单甲醚醋酸酯、二乙二醇甲乙醚、丙二醇单甲醚中的至少一种。

8.一种层间绝缘膜，其特征在于，原料包括权利要求1-7任意一项所述的正型感光性树脂组合物。

9.一种权利要求8所述的层间绝缘膜的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的层间绝缘膜的制备方法，其特征在于，满足下列条件中的至少一项：