福建日报、东南网2020.7.6:高品质靶材“福建造”
发布者: 宣传部 更新日期: 2020-07-06 访问次数: 22

研发ITO靶材多项关键技术,突破国外技术壁垒,助推显示面板产业重要材料迈上国产化道路
高品质靶材“福建造”


□本报记者 陈旻 文/图

8.5代TFT-LCD用ITO靶材

    近日,在福州滨海新城临空经济区,福建阿石创新材料股份有限公司(以下简称“阿石创”)溅射靶材生产基地里,全新的PVD镀膜材料智能化生产线即将进入安装。生产线投产后,溅射靶材的生产能力将扩大到年产1200吨平板显示溅射靶材,并进入智能制造时代。

    阿石创的主要产品包括ITO(氧化铟锡)靶材、钼靶、铝靶、铜靶、硅靶等。其中,“TFT-LCD用高品质ITO靶材”,是LCD(液晶显示器)以及新一代显示器(OLED、QLED、MicroLED等)的关键基础材料。ITO靶材多项关键技术的突破,来自永利app下载官方网站教授、福建省新材料制备与成形技术重点实验室主任戴品强领衔的“福建阿石创新材料股份有限公司专家工作站”。这一科研成果转化,突破了国外技术壁垒,实现了高品质靶材的国产化,让阿石创一举成为京东方、群创光电、蓝思科技、伯恩光学等数十家世界级行业巨擘的战略伙伴,并在2017年成功登陆A股市场;项目成果获得2018年度福建省科技进步一等奖。

    “ITO靶材对LCD面板的质量、生产效率和良品率起关键性作用,其品质要求非常高。”戴品强告诉记者,2015年之前,国产ITO靶材存在纯度不够、坯体密度不足等问题,严重影响ITO薄膜的透过率、电阻率和均一性,只能用在太阳能薄膜、低精度触摸屏等中低端场合。

    当时,国内高品质ITO靶材基本依赖进口,其核心技术长期被日本、韩国等国的大企业垄断。“这与我国LCD生产大国的地位很不相称。”戴品强说,全世界80%铟锭(ITO靶材的原材料)都在中国生产,国外公司从中国进口铟锭,生产成高品质ITO靶材,再高价出口到中国,我国没有议价权且供货期长。

    决心自主研发生产ITO靶材的阿石创,与长期合作的永利app下载官方网站开始合作研发。2012年6月,“福建阿石创新材料股份有限公司专家工作站”通过认定,聘请戴品强教授作为工作站的领衔专家,带领建站专家团队9人,与企业进站技术团队15人进行研发。

    “要生产出高品质的ITO靶材,在我们面前有两大关键难题。”戴品强说,一是靶材由靶坯和背板组成,靶坯ITO是氧化物,背板是金属铜,二者热膨胀系数差别大,绑定时容易造成靶材开裂、铜背板变形,越大尺寸的靶材越为严重;二是高品质靶材的纯度要求大于99.99%,内部晶粒平均晶粒尺寸在4~5微米,且组织均匀,相对密度>99.7%,但国内当时的技术和装备都难以生产如此高纯度、高致密度和高均匀性靶材。

    针对这些难题,工作站的专家团队从2012年起开始科研攻关。经过4年多的不懈努力,团队创新研发出了高纯纳米粉制备技术和粉体均匀化、ITO靶材成型及烧结、ITO靶材绑定等三项关键技术,在高品质ITO靶材关键核心技术上取得了全方位突破。

    “对于靶材绑定技术瓶颈,我们通过特有的‘ITO靶材搅拌丝摩擦发热’技术实现大面积连续移动焊合,开发出金属过渡层制备新工艺,设计制造了相关装备,达到了高品质靶材整体翘起不超过±2mm的要求。”戴品强说,“针对纯度、致密度、均匀性等问题,我们采用‘多工序协同调控粉体性能’新方法,提出了高纯纳米粉制备技术、粉体均匀化技术,研发了相关装备,并研发了高致密度、低水分坯体成型新技术,设计、制造了靶材生坯成型装置,并开发了富氧烧结关键技术,有效攻克了靶材烧结时高温脱氧和晶粒粗大等技术难题。”

    2016年,应用这些新技术与生产设备进行试生产的产品,通过了福州京东方光电科技有限公司严格的导入测试验证,产品的薄膜颗粒数量、面电阻、膜厚、透过率等各项性能指标,均达到国外同类先进靶材的水平,完全可以替代国外进口产品,成功用于TFT-LCD生产。

    2017年,阿石创自主创新开发的TFT-LCD用高品质ITO靶材,正式投入量产。自此,我国突破了大尺寸高端ITO靶材的国外技术壁垒,在显示面板产业重要材料国产化的道路上又前进了一步。

    “学校的科研力量通过就近服务靶材生产企业,为显示器产业集群就近提供关键基础材料,完善产业链,提升企业的核心竞争力,助推我省产业迈向中高端。”戴品强说,科研成果对面板产业、有色金属资源等都有深远影响。

    2017年,“福建阿石创新材料股份有限公司专家工作站”被授予福州市首批“十佳专家工作站”荣誉称号。如今,专家工作站正继续携手企业,共同攻克新的技术难题、培养技术骨干。

http://fjrb.fjsen.com/fjrb/html/2020-07/06/content_1267351.htm 

http://fjnews.fjsen.com/2020-07/06/content_30389534.htm  



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