光刻胶组合物及其制备方法
阅读说明：本技术 光刻胶组合物及其制备方法 (Photoresist composition and preparation method thereof ) 是由 胡凡华 卢克军 朴大然 张腾 何卿 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种光刻胶组合物及其制备方法。该光刻胶组合物包括酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂。其中酚醛树脂组合物包括：第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂。第一线性酚醛树脂具有较高的感光度,第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂具有较高的耐热温度。三种酚醛树脂相互配合,协同作用,能够使得光刻胶组合物具有较高的耐热温度的同时,还具有较高的感光度。(The invention discloses a photoresist composition and a preparation method thereof. The photoresist composition includes a phenolic resin composition, a photosensitive compound, and an organic solvent. Wherein the phenolic resin composition comprises: a first linear phenolic resin, a second linear phenolic resin, and a third linear phenolic resin. The first linear phenolic resin has higher photosensitivity, and the second linear phenolic resin and the third linear phenolic resin have higher heat resistance temperature. The three phenolic resins are matched with each other and have synergistic effect, so that the photoresist composition has higher heat resistance temperature and higher light sensitivity.)
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光刻胶组合物及其制备方法。
背景技术
光刻工艺是制作精细图形的一种常见工艺。利用光刻工艺制作精细图形时，需要先在基板上依次形成待刻蚀的膜层和光刻胶层(也可称作光致抗蚀剂)，然后对光刻胶层依次进行曝光和显影等工序，获得所需的光刻胶图形。之后，以光刻胶图形作为掩膜(即保护层)，对待刻蚀的膜层表面被光刻胶图形露出的区域进行刻蚀，以去除待刻蚀的膜层中位于该区域的部分；剥离残留的光刻胶图形后，即可在待刻蚀的膜层上上形成与光刻胶图形一致的基板图形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光刻胶组合物及其制备方法，用于使光刻胶组合物具有较高的耐热温度的同时，还具有较高的感光度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种光刻胶组合物。该光刻胶组合物包括：酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂。
所述酚醛树脂组合物包括：第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂；其中，
所述第一线性酚醛树脂的结构通式为(式1)：
所述第二线性酚醛树脂的结构通式为式(2)：
所述第三线性酚醛树脂的结构通式为式(3)：
其中，n1，n2和n3均为正整数，且n1的数值在15～60的范围内，n2的数值在20～200的范围内；n3的数值在20～400的范围内。
示例的，所述第一线性酚醛树脂的质量占所述酚醛树脂组合物总质量的10％～50％；
所述第二线性酚醛树脂的质量占所述酚醛树脂组合物总质量的10％～50％；
所述第三线性酚醛树脂的质量占所述酚醛树脂组合物总质量的10％～50％。
具体的，所述第一线性酚醛树脂与所述第二线性酚醛树脂的质量比为(1～2)：2；和/或，
所述第一线性酚醛树脂与所述第三线性酚醛树脂的质量比为(1～2)：2。
示例的，所述感光化合物的结构通式为式(4)：
其中，R1，R2、R3和R4中，至少三个中的任一个的结构式为式(5)或式(6)，其余为氢原子；
具体的，所述R1、R2、R3和R4中至少三个的结构式为式(5)，其余为氢原子。
作为一种示例，光刻胶组合物还包括添加剂；
所述酚醛树脂组合物的质量占所述光刻胶组合物总质量的10％～20％；
所述感光化合物占所述光刻胶组合物总重量的1％～10％；
所述有机溶剂占所述光刻胶组合物总重量的70％～85％；
所述添加剂占所述光刻胶组合物总重量的1.5％～10.5％。
具体的，所述添加剂包括增感剂、流平剂和附着力促进剂中的至少一种。
并且，在所述添加剂包括增感剂、流平剂和附着力促进剂时，所述增感剂的质量占所述添加剂总质量的20％～70％；
所述流平剂的质量占所述添加剂总质量的1％-10％；
所述附着力促进剂的质量占所述添加剂总质量的20％～35％。
进一步优选的，所述添加剂的种类选自以下至少一种：
所述添加剂中的所述增感剂的结构式为式(7)：
所述添加剂中的所述流平剂包括有机硅类流平剂和含氟表面活性剂中的至少一种；
所述添加剂中的所述附着力促进剂包括密胺树脂、硅烷偶联剂、超高分子乙烯基醚类化合物中的至少一种。
优选的，所述有机溶剂包括丙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚，二乙二醇单甲醚，二乙二醇二甲醚、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
进一步优选的，所述有机溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯。
第二方面，本发明提供了一种光刻胶组合物的制备方法。该光刻胶组合物的制备方法包括：
将酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂混合，得到光刻胶组合物；其中，
所述酚醛树脂包括：第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂。
所述第一线性酚醛树脂的结构通式为式(1)：
所述第二线性酚醛树脂的结构通式为式(2)：
所述第三线性酚醛树脂的结构通式为(式3)：
其中，n1，n2和n3均为正整数，且n1的数值在15～60的范围内，n2的数值在20～200的范围内；n3的数值在20～400的范围内。
基于此，本发明提供的光刻胶组合物中，具有三种线性酚醛树脂，其中第一线性酚醛树脂的单体中具有对甲基，使得第一线性酚醛树脂具有较高感光度。第二线性酚醛树脂的单体具有三个苯环，而苯环的键能较大，因此，第二线性酚醛树脂具有较高的耐热性。第三线性酚醛树脂中具有四个甲基，使得第三线性酚醛树脂具有较高的耐热性。三种线性酚醛树脂相互配合，协同作用，能够使得光刻胶组合物具有较高的耐热温度和较高的感光度。较高的耐热温度可以避免光刻胶层在刻蚀时发生软化流动现象，从而可以保证光刻得到的光刻胶图形的线条尺寸与掩膜板图形相同或基本相同。同时，较高的感光度使得光刻胶层在曝光时所需的能量较小，可以提高光刻效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性示例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为相关技术中采用光刻工艺将电路图形转印到待刻蚀的膜层上的流程图；
图2为相关技术中一种正性光刻胶的光分解机理图；
图3为本发明的实施例提供的光刻胶的图形化方法的流程图；
图4为本发明的实施例提供的基板的图形化方法的流程图；
图5为本发明的实施例中示例1提供的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果；
图6为本发明的实施例中示例2提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；
图7为本发明的实施例中示例3提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；
图8为本发明的实施例中示例4提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；
图9为本发明的实施例中示例5提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；
图10为本发明的实施例中示例6提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；
图11为对比例1提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；
图12为对比例2提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果；以及
图13为对比例3提供的光刻胶组合物制得的光刻胶图形的耐热性测试结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
光刻工艺是制作精细图形的一种常见的方法。以集成电路中的信号线以及电极(如晶体管中的电极或电容器中的电极)等结构为例，在单晶片或者介质层的表面先形成一层待刻蚀的膜层，通过光刻工艺可以将电路图形转印到待刻蚀的膜层(如金属层)上，再通过刻蚀工艺(如干法刻蚀或湿法刻蚀)对待刻蚀的膜层进行刻蚀，即可在晶体或者介质层的表面形成与电路图形相一致的结构。
光刻胶是光刻工艺的基础材料。光刻胶指的是在光照作用下，溶解度、附着力和熔融性均能够发生显著变化的材料。根据光刻胶的化学反应机理和显影原理，光刻胶可以分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶的曝光区域会发生光解反应，使光刻胶降解为能够溶解于显影液的物质，从而使得光刻胶的非曝光区域能够形成与掩膜板图形(即掩膜板上的透光区的图形)相同或基本相同的光刻胶图形。负性光刻胶的曝光区域会发生交联反应不能溶于显影液中，非曝光区域能够溶解于显影液中，从而能够得到与掩膜板图形互补或基本互补的光刻胶图形。
示例地，图1示出了相关技术中采用光刻工艺将电路图形转印到待刻蚀的膜层上的流程图。参见图1，采用光刻工艺将电路图形转印到待刻蚀的膜层上包括步骤10～步骤14(S10～S14)：
S10：如图1中的A所示，在待刻蚀的膜层上形成光刻胶层，具体为：在待刻蚀的膜层上涂覆光刻胶组合物，然后将光刻胶组合物进行软烘干，即可在待刻蚀的膜层上形成光刻胶层。
S11：如图1中的B所示，将掩膜板(Mask)与待刻蚀的膜层对准，采用紫外光(UV)对光刻胶层进行曝光。
需要说明的是，若光刻胶为正性光刻胶，掩膜板图形应与电路图形相同，若光刻胶为负性光刻胶，掩膜板图形应与电路图形互补。
S12：利用显影液去除光刻胶层中被UV光曝光或未曝光的部分，从而形成光刻胶图形。
在此情况下，若光刻胶为正性光刻胶，如图1中的C1所示，利用显影液可以去除光刻胶层被UV光曝光的部分，形成的光刻胶图形与掩膜板图形相同或基本相同，进而使得光刻胶图形与电路图形相同或基本相同。
若光刻胶为负性光刻胶，如图1中的C2所示，利用显影液可以去除光刻胶层中未被UV光曝光的部分，形成的光刻胶图形与掩膜板图形互补或基本互补，进而使得光刻胶图形与电路图形相同或者基本相同。
S13：在待刻蚀的膜层表面被光刻胶图形露出的部分进行刻蚀，以去除待刻蚀的膜层中位于该区域的部分。
在此情况下，若光刻胶为正性光刻胶，如图1中的D1所示，待刻蚀的膜层上被刻蚀的部分与掩膜板图形相同或基本相同，使得待刻蚀膜层上被刻蚀的部分与电路图形相同或者基本相同。
若光刻胶为负性光刻胶，如图1中的D2所示，待刻蚀的膜层上被刻蚀的部分与掩膜板图形互补或基本互补，使得刻蚀的膜层上被刻蚀的部分与电路图形相同或者基本相同。
步骤S14：剥离残留的光刻胶图形后，即可与形成与掩膜板图形相同或基本相同的膜层刻蚀后的结构。
在此情况下，若光刻胶为正性光刻胶，如图1中的E1所示，膜层刻蚀后的结构与掩膜板图形相同或基本相同，即可使得膜层刻蚀后的结构与电路图形相同或基本相同。
若光刻胶为负性光刻胶，如图1中的E2所示，膜层刻蚀后的结构与掩膜板图形互补或基本互补，即可使得膜层刻蚀后的结构与电路图形互补或者基本互补。
目前，通过光刻工艺将电路图形转印到待刻蚀的膜层上被广泛地用于薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor显示器，缩写为TFT-LCD显示器)中的集成电路的生产中。并且，在TFT-LCD显示器的制备过程中涉及到的光刻工艺中，采用的主流光刻胶为以酚醛树脂作为成膜树脂(即具有成膜性能的树脂)，以重氮萘醌衍生物作为感光剂的正性光刻胶。图2示出了相关技术中该正性光刻胶的分解机理图。参见图2，在紫外光照(UV)条件下，重氮萘醌衍生物中的重氮基(N2＝)能够形成高活性的卡宾基团(C＝)，同时释放出氮气。卡宾基团中碳原子最外层的两个电子没有参与成键，使得卡宾基团容易发生沃尔夫重排反应(即Wolff重排)形成烯酮(C＝C＝O)。烯酮能够与环境中的水迅速发生反应，生成如图2中虚线框A所示意出的亲水性的茚酸，即可使得曝光后的正性光刻胶能够溶于显影液(如稀碱溶液)，从而形成与掩膜板图形相同或基本相同的光刻胶图形。
但是，使用上述正性光刻胶转印电路图形时，正性光刻胶的耐热温度较低。而待刻蚀的膜层进行刻蚀的温度要求较高，一般需要将待刻蚀的膜层的温度升高至刻蚀所要求温度。当待刻蚀的膜层的温度超过光刻胶的耐热温度(即玻璃化温度)后，会使得刻蚀的膜层表面的光刻胶层软化流动，导致光刻胶图形的线条尺寸与原本设计的关键尺寸(criticaldimension，缩写为CD)之间的差异较大，进而导致晶体或者介质层表面的膜层刻蚀后的结构的线条尺寸与设计的电路图形的关键尺寸之间的差异也就较大。此时，得到的集成电路的电学性能波动较大，甚至会超过管控范围，导致集成电路的良品率较低。
为解决上述问题，相关技术中一种方式是通过调整刻蚀工艺来防止基板的温度高于光刻胶的耐热温度，避免光刻胶出现软化流动的现象。但是，调整后刻蚀工艺难以达到预设的刻蚀效果，同时还会影响刻蚀的效率，导致集成电路的生产效率降低，进而导致显示器的生产效率降低。
另一种方式是通过提高光刻胶组合物中酚醛树脂的分子量来提高光刻胶的耐热温度。但是，随着酚醛树脂的分子量的增加，酚醛树脂的感光度会逐渐降低，导致光刻胶层曝光所需要的能量升高。此时，光刻时光刻胶的曝光效率会降低，导致集成电路的产能下降。
基于此，为了保证光刻胶具有较高的耐热温度的同时，还具有较高的感光度，本发明一些实施例提供了一种光刻胶组合物。该光刻胶组合物包括酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂。
可以理解的是，有机溶剂主要用于使形成的光刻胶组合物处于液体状态，从而使得光刻胶组合物具有良好的涂覆性能。有机溶剂的种类在此不做限定，只要有机溶剂能够溶解酚醛树脂组合物和感光化合物即可。同时，有机溶剂的质量占光刻胶组合物质量的百分比也在此不做限定，只要能够使形成的光刻胶组合物处于液体状态，并保证光刻胶组合物具有良好的涂覆性能即可。
感光化合物具有感光特性，在曝光后能够发生化学反应，使光刻胶组合物能够溶解于显影液中。感光化合物的种类和感光化合物的质量占光刻胶组合物的质量分数在此不做限定，只要曝光后能够发生化学反应，使光刻胶层能够溶解于显影液中即可。
酚醛树脂组合物包括：第一线性酚醛树脂(也可称为普通酚醛树脂)、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂。
其中，第一线性酚醛树脂的结构通式为式(1)：
所述第二线性酚醛树脂的结构通式为式(2)：
所述第三线性酚醛树脂的结构通式为(式3)：
其中，n1，n2和n3均为正整数，且n1的数值在15～60的范围内，n2的数值在20～200的范围内；n3的数值在20～400的范围内。
需要说明的是，第一线性酚醛树脂的聚合度n1为15～60，因此，第一线性酚醛树脂的分子量为2000～7000。此时，第一线性酚醛树脂的分子量整体较小，使得第一线性酚醛树脂的感光度较高。同时，第一线性酚醛树脂的单体中具有对甲基，可以进一步提高第一线性酚醛树脂的感光度，使得第一线性酚醛树脂具有较高的感光度。
第二线性酚醛树脂的聚合度n2为20～200，因此，第二线性酚醛树脂的分子量为3000～32000。此时，第二线性酚醛树脂具有较高的分子量，使得第二线性酚醛树脂具有较高的耐热温度。同时，第二线性种酚醛树脂的单体具有三个苯环，而苯环的键能较大，可以进一步提高第二线性酚醛树脂的耐热温度，使得第二线性酚醛树脂具有较高的耐热温度。
第三线性酚醛树脂的聚合度n3的取值范围为20～400，因此，第三线性酚醛树脂的分子量为3000～48000。此时，第三线性酚醛树脂具有较高的分子量使得第三线性酚醛树脂具有较高的耐热温度。同时，第三线性种酚醛树脂的单体具有四个甲基，可以进一步提高第三线性酚醛树脂的耐热温度，使得第三线性酚醛树脂具有较高的耐热温度。
酚醛树脂组合物中，第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂相互配合，协同作用，使得光刻胶组合物具有较高的耐热温度的同时，还具有较高的感光度。
这样一来，以光刻胶层作为保护层，在基板上光刻胶图形露出的区域进行刻蚀的过程中，由于光刻胶组合物具较高的耐热温度，因此，光刻胶组合物进行软烘干得到的光刻胶层也具有较高的耐热温度。这样一来，将待刻蚀的膜层的温度提升至刻蚀所要求的温度时，不会导致光刻胶层发生软化流动现象，从而使膜层刻蚀后的结构的线条尺寸与原本设计电路图形的关键尺寸之间的偏差较小。在此情况下，集成电路的电学性能的稳定性较好，从而可以提高显示基板的良品率。
同时，由于光刻胶组合物具有较高的感光度，使得光刻胶曝光时所需要的能够量较少，可以提高光刻效率，从而可以提高集成电路和显示装置的生产效率。
基于此，本发明提供一种光刻胶组合物。该光刻胶组合物的酚醛树脂中包括第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂，使得本发明实施例提供的光刻胶组合物在具有较高的耐热温度的同时，还具有较高的感光度，可以提高集成电路的电学性能的稳定性和集成电路的产能，从而可以提高显示面板的良品率和产能。
并且，第一线性酚醛树脂的价格较低，从而能够降低光刻胶组合物的生产成本。
在一些示例中，第一线性酚醛树脂占酚醛树脂总重量的10％～50％。例如：第一种线型酚醛树脂占酚醛树脂总重量的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。
第二线性酚醛树脂占酚醛树脂总重量的10％～50％。例如：第二种线型酚醛树脂可以占酚醛树脂总重量的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。
第三线性酚醛树脂占酚醛树脂总重量的10％～50％。例如：第二种线型酚醛树脂可以占酚醛树脂总重量的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。
具体的，上述酚醛树脂中，第一线性酚醛树脂和第二线性酚醛树脂的质量比为：(1～2)：2。例如：第一线性酚醛树脂和第二线性酚醛树脂的质量比为1：2、1.5：2或2：2。
第一线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂的质量比为：(1～2)：2。例如：第一线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂的质量比为1：2、1.6：2或2：2。
作为一种可能的实现方式，在上述基础上，上述的感光化合物的结构通式为式(4)：
其中，R1，R2、R3和R4中，至少三个中的任一个的结构式为式(5)或式(6)，其余为氢原子；
需要说明的是，上述光刻胶组合物为正性光刻胶，即曝光前不溶解于显影液，曝光后，受到光照的部分化学性质发生转变，能够溶解于显影液从而被去除。
在此情况下，由于R1，R2、R3和R4中至少三个中的任一个为第一种基团或第二种基团，并且第一种基团和第二种基团中均具有重氮基，因此，本发明实施例提供的感光化合物能够在紫外光照条件下转化为亲水性的茚酸，使得光刻胶组合物形成的光刻胶层能够在光照条件下形成与掩膜板图形相同的光刻胶图形。
同时，由于，R1，R2、R3和R4中，至少三个中的任一个的结构式为式(5)或式(6)，其余为氢原子，而式(5)和式(6)中均具有苯环，因此，本发明实施例提供的感光化合物的单体中具有5个苯环，使得感光化合物具有较高的耐热温度，可以进一步提高光刻胶组合物的耐热温度。
具体的，R1、R2、R3和R4中至少三个的结构式均为式(5)，其余为氢原子。由于式(5)中的结构式的位阻较小，使得感光化合物具有更好的溶解性能，从而可以提高光刻胶层的均匀性。
作为一种可能的实现方式，上述酚醛树脂组合物还包括添加剂。
应理解，上述添加剂主要用于对光刻胶组合物的感光性或均匀性等性能进行调节。在此，添加剂的种类不做限定，只要能够改善光刻胶组合物的性能即可。
在光刻胶组合物包括添加剂的情况下，光刻胶组合物中的各组分配比为：
酚醛树脂组合物的质量占光刻胶组合物的总质量的10％～20％。例如：酚醛树脂组合物的质量占光刻胶组合物的总质量的10％、12％、14％、16％、18％或20％。
感光化合物的质量占光刻胶组合物的总质量的1％～10％。例如：感光化合物的质量占光刻胶组合物的总质量的1％、3％、5％、7％、9％或10％。
有机溶剂的质量占光刻胶组合物的总质量的70％～85％。例如：有机溶剂的质量占光刻胶组合物的总质量的70％、75％、80％或85％。
添加剂的质量占光刻胶组合物的总质量的1.5％～10.5％。例如：添加剂的质量占光刻胶组合物的总质量的1.5％、3.5％、5.5％、6％、7.5％、7.5％、8.5或10.5％。
示例性的，上述添加剂包括增感剂、流平剂和附着力促进剂中的至少一种。
增感剂对光刻胶组合物的感光度进行微调，从而可以进一步提高光刻胶组合物形成的光刻胶的感光度。需要说明的是，上述增感剂可以根据实际情况进行选择，只要具有较高的感光度即可，在此不做限定。
流平剂能够降低光刻胶组合物中的酚醛树脂、感光化合物和有机溶剂之间的表面张力，使得酚醛树脂组合物、感光化合物能够更均匀地分散有机溶剂中。在此情况下，光刻胶组合物涂覆得到的光刻胶层中酚醛树脂组合物、感光化合物均匀分布，能够防止光刻胶层出现斑点或线型斑痕。需要说明的是，上述流平剂的种类可以根据实际情况进行选择，只要能够降低酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂的表面张力即可。
附着力促进剂能够提高光刻胶组合物与待刻蚀的膜层之间的结合力，使得光刻胶层能够稳定的附着在待刻蚀的膜层的表面。需要说明的是，上述附着力促进剂的种类可以根据实际情况进行选择，只要能够提高光刻胶组合物与待刻蚀的膜层之间的结合力即可，在此不做具体限定。
具体的，在添加剂包括增感剂、流平剂和附着力促进剂时，增感剂的质量占添加剂总质量的20％～70％。例如：增感剂的质量占添加剂总质量的20％、30％、45％、60％或70％。
流平剂的质量占添加剂总质量的1％-10％。例如：流平剂的质量占添加剂总质量的1％、3％、5％、6.5％、8或101％。
附着力促进剂的质量占添加剂总质量的20％～35％。例如：附着力促进剂占光刻胶组合物总质量的20％、23％、26％、29％、32％或35％。
具体的，添加剂的种类选自以下至少一种：
添加剂中的增感剂的结构式为式(7)：
添加剂中的流平剂包括有机硅类流平剂和含氟表面活性剂中的至少一种。
需要说明的是，有机硅类流平剂的具体种类和含氟表面活性剂的具体种类在此不做限定，只要能够降低光刻胶组合物中的酚醛树脂、感光化合物和有机溶剂的表面张力即可。例如：上述有机硅类流平剂可以为硅油和聚二甲基硅氧烷中任一种。上述含氟表面活性剂的种类也可以为全氟辛基磺酰氟(分子式为C8F18SO2F)、全氟辛基磺酰基季胺碘化物(分子式为C8F17SO2HN(CH2)3N(CH3)3I)中任一种。
添加剂中的附着力促进剂包括密胺树脂、硅烷偶联剂以及超高分子乙烯基醚类化合物中的至少一种。需要说明的是，上述超高分子乙烯基醚类化合物为相对分子质量超过1×106的乙烯基醚类化合物。上述硅烷偶联剂和超高分子乙烯基醚类化合物的种类在此不做限定，只要能够提高光刻胶组合物与待刻蚀的膜层之间的结合力即可。例如：上述硅烷偶联剂可以为乙烯基三乙酰氧基硅烷(分子式为CH2CHSi(OCOCH3)3)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷(分子式为H2NCH2CH2CH2SI(OCH3)3)和乙烯基三氯硅烷(分子式为CH2CHSiCl3)中至少一种。上述超高分子乙烯基醚类化合物可以为聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚和聚十八烷基乙烯基醚中至少一种。
在一些示例中，上述有机溶剂为乙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚，二乙二醇单甲醚，二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯，乳酸乙酯，乙酸乙酯，乙酸正丁和N-甲基吡咯烷酮中的任一种。选用上述有机溶剂能够使得有机溶剂极具有更良好的溶解性能和更良好的涂布性能，使得光刻胶组合物中的酚醛树脂和感光化合物更均匀的溶解在有机溶剂中，从而使得光刻胶组合物形成的光刻胶层中感光化合物和酚醛树脂组合物更均匀的分布。
具体的，上述有机溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯。丙二醇甲醚乙酸酯为具有多官能团的环境友好型溶剂，能够减小光刻过程中的污染。
本发明的一些实施例中，还提供了一种光刻胶组合物的制备方法。该光刻胶组合物的制备方法包括：
将酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂混合，得到光刻胶组合物。
其中，酚醛树脂组合物包括：第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂。第一线性酚醛树脂的结构通式为式(1)：
所述第二线性酚醛树脂的结构通式为式(2)：
所述第三线性酚醛树脂的结构通式为(式3)：
其中，n1，n2和n3均为正整数，且n1的数值在15～60的范围内，n2的数值在20～200的范围内；n3的数值在20～400的范围内。
需要说明的是，由于自然光线中包括有UV光，为了避免酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂在混合的过程中，感光化合物受到UV光的作用就发生化学反应，从而影响上述各个组合混合后形成的光刻胶组合物的化学稳定性，因此，在一些实施例中，上述各个组分在没有UV光的环境中进行混合。例如，酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂在黄光环境中进行混合。
上述酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂混合的先后顺序、混合时间和混合温度在此不做限定，只要能够将酚醛树脂组合物和感光化合物均匀分散在有机溶剂中即可。例如：采用搅拌的方式将酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂在45℃～50℃的温度下混合12h～16h，即可将酚醛树脂组合物和感光化合物均匀分散在有机溶剂中。
示例性的，上述酚醛树脂组合物、感光化合物和有机溶剂混合时，可以将酚醛树脂组合物和感光化合物同时加入至有机溶剂中，搅拌均匀后，再加入添加剂。
在本发明的一些实施例中，还提供了一种光刻胶的图形化方法。参见图3，该图形化方法包括步骤20～步骤22(S20～S22)：
步骤S20：在基底的表面形成光刻胶层。
步骤S21：采用掩膜板对光刻胶层进行曝光。
步骤S22：对曝光后的光刻胶层进行显影，得到光刻胶图形。
本发明实施例提供的光刻胶的图形化方法的有益效果与上述光刻胶组合物的有益效果相同，在此不做赘述。
在一些示例中，S20中，将光刻胶组合物涂覆在基底的表面，然后将光刻胶组合物进行烘干，即可在基板的表面形成光刻胶层。
具体的，采用旋转(spin)涂布的方式将光刻胶涂覆在基底的表面。
将光刻胶组合物进行烘干时，先将涂覆有光刻胶组合物的基底进行真空干燥(VacuumDehydration,，缩写为VCD)，然后真空干燥后的涂覆有光刻胶组合物的基底在110℃的温度下烘烤90秒(90s)。
示例性的，S21中，采用H线、I线和G线的混合光源对光刻胶层进行曝光。其中，H线的波长为365nm。I线的波长为436nm。G线的波长为405nm。使用H线、I线和G线的混合光源能够对光刻胶层进行不同波长的曝光，使得光刻胶层曝光更均匀。
S22中，采用质量分数为2.38w％的四甲基氢氧化铵溶液(TetramethylammoniumHydroxide，缩写为TMAH)为显影液对曝光后的光刻胶层进行显影，显影的时长为1min。然后对显影完成后的光刻胶层水洗25s后进行干燥，去除曝光部分，得到光刻胶图形。
在本发明的一些实施例中，还提供了一种基底的图形化方法。参见图4，该基底的图形化方法包括步骤30～33(S30～S33)：
S30：在基底的表面形成光刻胶层。其中，光刻胶层由上述光刻胶组合物或上述光刻胶组合物的制备方法制得的光刻胶组合物构成。
S31：采用掩膜板对光刻胶层进行曝光。
S32：对曝光后的光刻胶层进行显影，得到光刻胶图形。
S33：以光刻胶图形为掩膜，对基底进行刻蚀，形成基底图形。
作为一种示例，S30中，将光刻胶组合物涂覆在基底的表面，然后将光刻胶组合物进行烘干，即可在基板的表面形成光刻胶层。
具体的，采用旋转(spin)涂布的方式将光刻胶涂覆在基底的表面。
将光刻胶组合物进行烘干时，先将涂覆有光刻胶组合物的基底进行真空干燥(VacuumDehydration,，缩写为VCD)，然后真空干燥后的涂覆有光刻胶组合物的基底在110℃的温度下烘烤90秒(90s)。
S31中，采用H线、I线和G线的混合光源对光刻胶层进行曝光。其中，H线的波长为365nm。I线的波长为436nm。G线的波长为405nm。
S32中，采用质量分数为2.38w％的四甲基氢氧化铵溶液(TetramethylammoniumHydroxide，缩写为TMAH)为显影液对曝光后的光刻胶层进行显影，显影的时长为1min。然后对显影完成后的光刻胶层水洗25s后进行干燥，去除曝光部分，得到光刻胶图形。
下面提供一些示例和对比例进一步对本发明提供的光刻胶组合物进行说明。
示例1～6
将13g的酚醛树脂组合物、3g的感光化合物、1g的增感剂、0.05g的流平剂、0.5g的附着力促进剂与80g的有机溶剂混合，得到光刻胶组合物。其中，
上述感光化合物的结构通式为式(4)，且通式(4)中R1、R2、R3和R4中至少三个的结构式为式(5)，其余为氢原子。增感剂的结构式为式(7)。流平剂为全氟辛基磺酰氟。附着力促进剂为烯基三乙酰氧基硅烷。酚醛树脂组合物由第一线性酚醛树脂、第二线性酚醛树脂和第三线性酚醛树脂组成，其中，第一种线性酚醛树脂的聚合度n1＝50，第二种线性酚醛树脂的聚合度n2＝190，第三种线性酚醛树脂的聚合度n3＝370，并且第一线性酚醛树脂的质量占酚醛树脂组合物总质量的百分数、第二线性酚醛树脂的质量占酚醛树脂组合物的总质量的百分数和第三线性酚醛树脂的质量占酚醛树脂组合物的总质量的百分数见表1。
表1不同酚醛树脂占酚醛树脂总重量的百分数
对比例1
将13g的第一线性酚醛树脂、3g的感光化合物、1g的增感剂、0.05g的流平剂、0.5g的附着力促进剂与80g的有机溶剂混合，得到光刻胶组合物。
其中，第一种线性酚醛树脂的聚合度n1＝50。上述感光化合物的结构通式为式(4)，且通式(4)中R1、R2、R3和R4中至少三个的结构式为式(5)，其余为氢原子。增感剂的结构式为式(7)。流平剂为全氟辛基磺酰氟。附着力促进剂为烯基三乙酰氧基硅烷。
对比例2
将13g的第二线性酚醛树脂、3g的感光化合物、1g的增感剂、0.05g的流平剂、0.5g的附着力促进剂与80g的有机溶剂混合，得到光刻胶组合物。
其中，第二种线性酚醛树脂的聚合度n2＝190。上述感光化合物的结构通式为式(4)，且通式(4)中R1、R2、R3和R4中至少三个的结构式为式(5)，其余为氢原子。增感剂的结构式为式(7)。流平剂为全氟辛基磺酰氟。附着力促进剂为烯基三乙酰氧基硅烷。
对比例3
将13g的第三线性酚醛树脂、3g的感光化合物、1g的增感剂、0.05g的流平剂、0.5g的附着力促进剂与80g的有机溶剂混合，得到光刻胶组合物。
其中，第三种线性酚醛树脂的聚合度n3＝370，上述感光化合物的结构通式为式(4)，且通式(4)中R1、R2、R3和R4中至少三个的结构式为式(5)，其余为氢原子。增感剂的结构式为式(7)。流平剂为全氟辛基磺酰氟。附着力促进剂为烯基三乙酰氧基硅烷。
对示例1～6中的光刻胶组合物和对比例1～3中的光刻胶组合物进行评价，评价的方法包括步骤40～44(S10～S41)：
采用旋转(spin)涂布方式将示例1～示例6示例中的光刻胶组合物和对比例1～对比例3中的光刻胶组合物分别涂覆在硅片上，然后将涂覆有光刻胶组合物的硅片经过真空干燥后，在110℃的温度下烘烤90s，得到厚度约为2.0μm的光刻胶层。其中，每个示例的光刻胶组合物均形成5个相同的光刻胶层，每个对比例的光刻胶组合物也均形成5个相同的光刻胶层，且示例1～示例6和对比例1～对比例3形成的光刻胶层的形状相同，大小相等。
利用膜厚仪分别测量每个示例的光刻胶组合物得到的光刻胶层和每个对比例的光刻胶组合物得到的光刻胶层的厚度。
然后，采用掩膜板，利用H线、I线和G线的混合光源分别对每个光刻胶层进行曝光，然后利用质量分数为2.38w％的四甲基氢氧化铵溶液为显影液分别对曝光后的光刻胶层进行显影，显影的时长为1min，得到光刻胶图形。
分别在每个光刻胶层曝光开始时和结束时均计时，并分别根据曝光光源的能量和每个光刻胶层的曝光时间计算每个光刻胶层中宽度为3μm的线条对应的曝光能量，然后分别计算每个示例或对比例制得的5个光刻胶组合层的曝光能量的平均值得到该示例或对比例制得的光刻胶层的曝光能量，其结果如表2所示。
利用膜厚仪分别测量每个示例的光刻胶组合物得到的光刻胶图形和每个对比例的光刻胶组合物得到的光刻胶图形的厚度。
根据每个示例或对比例中，每个光刻胶层的厚度和光刻胶层制得的光刻胶图形的厚度计算每个光刻胶组合物的残膜率，并根据5个光刻胶图形的残膜率的平均值得到该示例或对比例的光刻胶组合物的残膜率，其结果如表2所示。
将每个示例或对比例中的光刻胶组合物制成的5个表面具有光刻胶图形的硅片均分别置于加热板(Hotplate)上进行烘烤，并设定每个示例或对比例中的光刻胶组合物的制成的5个表面具有光刻胶图形的硅片的烘烤温度分别为120℃、125℃、130℃、135℃、140℃，设定烘烤的时间为120s。
烘烤完成后，用显微镜观察每个光刻胶图形的萧条，并分别根据每实施例或对比例得到的光刻胶图形分析该实施例或对比例形成的光刻胶图形的耐热温度。
示例一中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图5所示。其中，图5中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图(沿光刻胶图形厚度方向的剖面图，以下各图剖切方向均相同)。图5中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图5中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图5中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图5中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图5可以看出，当烘烤的温度为120℃～135℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为140℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此可以得出140℃的温度超过了示例1制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，示例1中的光刻胶组合物的耐热温度为135℃。
示例2中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图6所示。其中，图6中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图6中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图6中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图6中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图6中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图6可以看出，当烘烤的温度为120℃～125℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为130℃～140℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此，130℃的温度超过了示例2制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，示例2中的光刻胶组合物的耐热温度为125℃。
示例3中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图7所示。其中，图7中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图7中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图7中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图7中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图7中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图7可以看出，当烘烤的温度为120℃～125℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为130℃～140℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此，130℃的温度超过了示例3制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，示例3中的光刻胶组合物的耐热温度为125℃。
示例4中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图8所示。其中，图8中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图8中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图8中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图8中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图8中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图8可以看出，当烘烤的温度为120℃～130℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为135℃和140℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此，135℃的温度超过了示例4制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，示例4中的光刻胶组合物的耐热温度为130℃。
示例5中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图9所示。其中，图9中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图9中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图9中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图9中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图9中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图9可以看出，当烘烤的温度为120℃～135℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为140℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此，140℃的温度超过了示例5制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，示例5中的光刻胶组合物的耐热温度为135℃。
示例6中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图10所示。其中，图10中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图10中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图10中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图10中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图10中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图10可以看出，当烘烤的温度为120℃～130℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为135℃～140℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此，135℃的温度超过了示例6制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，示例6中的光刻胶组合物的耐热温度为130℃。
对比例1中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图11所示。其中，图11中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图11中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图11中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图11中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图11中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图11可以看出，当烘烤的温度为120℃～140℃时，光刻胶图形的线条均为曲线型线条。120℃的温度超过了对比例1制得的光刻胶图形的耐热温度，导致光刻胶图形发生了软化变形。由此可以得出，对比例1中的光刻胶组合物的耐热温度小于120℃。
对比例2中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图12所示。其中，图12中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图12中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图12中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图12中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图12中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图12可以看出，当烘烤的温度为120℃～140℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。由此可以看出，对比例2中的光刻胶组合物的耐热温度为140℃。
对比例3中的光刻胶组合物制得的光刻胶层的耐热性测试结果如图13所示。其中，图13中的a为烘烤温度为120℃时光刻胶图形的剖面图。图13中的b为烘烤温度为125℃时光刻胶图形的剖面图。图13中的c为烘烤温度为130℃时光刻胶图形的剖面图。图13中的d为烘烤温度为135℃时光刻胶图形的剖面图。图13中的e为烘烤温度为140℃时光刻胶图形的剖面图。
由图13可以看出，当烘烤的温度为120℃～135℃时，光刻胶图形的线条均为直线型线条。当烘烤的温度为135℃时，光刻胶图形的线条变为了曲线型线条，因此，135℃的温度超过了对比例3制得的光刻胶图形的耐热温度。由此可以看出，对比例3中的光刻胶组合物的耐热温度为135℃。
表2光刻胶组合物的性能测试结果
由表1和表2可以看出，当酚醛树脂仅包括第一线性酚醛树脂时，得到的光刻胶层具有较高的感光度，但是光刻胶层的耐热温度和残膜率较低，使得仅利用第一线性酚醛树脂作为酚醛树脂时，得到的光刻胶层的光刻效率较高，但是光刻胶层曝光、显影后形成的光刻胶图形中的线条容易发生变形，导致制得的集成电路的良品率较低。
当酚醛树脂仅包括第二线性酚醛树脂时，得到的光刻胶层具有较高的耐热温度和残膜率，但是光刻胶层的感光度较低。使得利用第二线性酚醛树脂作为酚醛树脂时，光刻胶层的线条不容易发生改变，可以提高集成电路的良品率，但是光刻胶层的光刻效率较低，导致集成电路的产能较低。
当酚醛树脂仅包括第三线性酚醛树脂时，得到的光刻胶层具有较高的耐热温度和残膜率，但是光刻胶层的感光度较低。使得利用第三线性酚醛树脂作为酚醛树脂时，光刻胶层的线条不容易发生改变，可以提高集成电路的良品率，但是光刻胶层的光刻效率较低，导致集成电路的产能较低。
而当酚醛树脂包括第一线性酚醛树脂、第二种酚醛树脂和第三种酚醛树脂时，酚醛树脂的感光度、残膜率和耐热温度均较高，因此，采用第一线性酚醛树脂、第二种酚醛树脂和第三种酚醛树脂时，得到的光刻胶层具有较高的感光度和较高的耐热温度，能够保证提高集成电路的产能和集成电路的良品率。
本发明的实施例还提供了一种显示装置。该显示装置包括上述光刻胶层的图形化方法获得的光刻胶图形，和上述基底的图形化方法获得的基底图形中的至少一种。
在一些示例中，光刻胶图形可以为显示装置中的黑矩阵；在另一些示例中，光刻胶图形可以为显示装置中的像素界定层；在又一些示例中，一个光刻胶图形可以为显示装置中的黑矩阵，另一个光刻胶图形可以为显示装置中的像素界定层，也即是说，该显示装置可以包括一个或多个采用上述光刻胶层的图形化方法获得的光刻胶图形。
上述显示装置具体可以是LCD显示器(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、LCD电视、OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示器、OLED电视、数码相框、手机、平板电脑、数码相框、导航仪等具有任何显示功能的产品或者部件。
具体的，上述基底图形包括信号线和电极中的至少一种。
示例地，信号线包括：栅线、栅线引线、数据线、数据线引线、公共电极线、和电源线等走线中的至少一种。
示例地，电极包括：TFT的源极、漏极、以及栅极、像素电极、公共电极、触控驱动电极、和触控感应电极等结构中的至少一种。
应当理解的是，当信号线包括的具体走线，例如栅线和数据线是位于不同层的走线时，当电极包括的具体结构，例如TFT的栅极与TFT的源极、漏极是位于不同层的结构时，上述显示装置包括采用上述基底的图形化方法获得的不同基底图形，也即是说，一个基底图形包括：栅线以及与栅线同层设置的其他走线或其他结构(例如栅极)，另一个基底图形包括：数据线以及与数据线同层设置的其他走线或其他结构(例如TFT的源极和TFT的漏极)。当然，上述显示装置还可以包括更多的基底图形，本发明实施例对此不再赘述。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个示例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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