11月22日，總投資50億元的湖畔光芯超高清、高亮硅基OLED微型顯示器項目在宜興環(huán)科園奠基。據(jù)悉，湖畔光芯超高清、高亮硅基OLED微型顯示器項目，由中金資本、美國高平、日本松下等機構(gòu)共同投資。

項目分兩期建設(shè)，其中一期投資30億元，新建2條12英寸硅基OLED顯示器生產(chǎn)線及1條研發(fā)線，以及超凈智能制造車間、生產(chǎn)輔助設(shè)施及綜合辦公樓等。一期建設(shè)完成后，將啟動二期第3條產(chǎn)線建設(shè)。項目全部建成達產(chǎn)后，預(yù)計年產(chǎn)值超60億元。

依托該項目，計劃在3年內(nèi)形成年產(chǎn)不低于900萬粒1.31英寸硅基OLED微型顯示器的規(guī)模， 力爭成為世界領(lǐng)先的超高清、高亮硅基OLED微型顯示器的技術(shù)和生產(chǎn)廠商。

一、顯示器件工藝流程簡述：

蒸鍍前清洗：外購入廠的硅片表面可能沾染少量灰塵顆粒物，為避免其對后續(xù)工序產(chǎn)生影響，利用晶圓清洗機對其進行噴淋清洗。清洗過程使用純水，不添加清洗劑、添加劑等化學(xué)試劑。此過程產(chǎn)生蒸鍍前清洗廢水。

等離子體處理：利用低溫等離子體表面處理機產(chǎn)生的高頻電場對氬氣及氧氣進行電離，電離產(chǎn)生大量氬、氧離子并對硅片表面進行撞擊，硅片的表面形態(tài)發(fā)生的顯著變化；通過撞擊，硅片引入含氧基團，使其表面由非極性、難粘性轉(zhuǎn)為有一定極性、易粘性和親水性，有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。

有機層蒸鍍：利用 OLED 蒸鍍機對等離子體處理后的硅片進行有機層的蒸鍍。首先，真空泵在蒸鍍前工作，將蒸鍍機蒸鍍腔及多功能真空鍍膜系統(tǒng)內(nèi)的空氣抽空并通過樓頂排氣孔排放，為蒸鍍創(chuàng)造真空密閉的環(huán)境。蒸鍍過程真空泵不工作，多功能真空鍍膜系統(tǒng)內(nèi)坩堝對電子傳輸材料、空穴傳輸材料、電子注入材料、空穴注入材料、主體發(fā)光材料及發(fā)光材料進行加熱，加熱方式為電加熱，根據(jù)不同材料沸點差異將加熱溫度控制在 100~400℃之間；上述材料受熱后其原子或分子從表面氣化逸出并形成蒸汽流，凝華到硅片表面并形成固態(tài)蒸鍍層。硅片上覆蓋有掩膜版（Mask 版），被覆蓋的部分不會被蒸鍍上蒸鍍材料。整個蒸鍍過程均在真空密閉環(huán)境下進行，故此過程無廢氣污染物外逸產(chǎn)生。

掩膜版、坩堝清洗：有機層蒸鍍過程使用的掩膜版及坩堝需定期進行清洗，清洗后可循環(huán)使用，清洗過程使用丙酮、N-甲基吡咯烷酮、純水、無水乙醇。超聲波清洗機內(nèi)先加丙酮對工件進行第一道清洗，溶解去除工件上附著的絕大部分有機殘留物；接著將丙酮排空并加入 N-甲基吡咯烷酮水溶液進行第二道清洗，去除工件上殘留的丙酮及剩余部分的有機殘留物；最后將 N-甲基吡咯烷酮水溶液排空并加入無水乙醇進行第四道清洗，除去工件上殘留的N-甲基吡咯烷酮水溶液。洗凈的工件取出放入清洗機自帶的烘箱進行烘干即可，烘干采用電加熱，烘干溫度約 80℃。上述清洗過程均加蓋進行，每次清洗過后均對清洗液進行更換；清洗過程產(chǎn)生清洗廢液及少量逸散的有機廢氣。

濺鍍電極層：根據(jù)工藝設(shè)計，硅片表面需做一層或幾層金屬用于導(dǎo)電的作用，采用濺鍍的方式進行。濺鍍是物理氣相沉積的一種，通過在真空系統(tǒng)中使用氣體（使用氬氣或氮氣）在低壓下離子化，向所用濺鍍的材料組成的靶材（本項目使用 ITO 靶材及高純電極材料）加速，將靶材及電極材料上的金屬原子撞擊落在硅片上沉積下來作為電路的內(nèi)引線。此過程產(chǎn)生少量廢金屬材料。

ALD 薄膜封裝：ALD 即原子層積層，原子層沉積（Atomic layer deposition)是一種可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法。原子層沉積設(shè)備通過流量控制器精準(zhǔn)控制加入 ALD 前驅(qū)體（本項目使用三甲基鋁或四氯化鈦），在電場作用下進行等離子體放電發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并進行薄膜的沉積。上述 ALD 前驅(qū)體基本都參與化學(xué)反應(yīng)成膜，故此工序基本無廢氣污染物產(chǎn)生。

彩色濾光片封裝前清洗：采用清洗棉刷洗、水汽二流體噴淋等方式對彩色濾光片進行清洗，主要是去除濾光片表面沾染的少量灰塵。該過程產(chǎn)生廢水。

UV 膠粘合：依據(jù)設(shè)計好圖案，利用點膠機在彩色濾光片上畫出若干格框膠，然后運用真空貼合技術(shù)，通過紫外光照射，在瞬間使 UV 膠固化，將彩色濾光片與沉積有機層的硅片高精度貼合。UV 膠為本體型膠黏劑，基本不含溶劑，且光照固化在瞬間完成，無需加熱，不考慮產(chǎn)生廢氣。此過程會產(chǎn)生廢膠。

切割：將大尺寸玻璃濕式切割成規(guī)定的尺寸，濕式切割可避免產(chǎn)生玻璃粉塵，不會對生產(chǎn)環(huán)境造成影響。切割過程產(chǎn)生邊角料，切割時產(chǎn)生比例切割廢水。

切割后清洗：采用水汽二流體清洗，主要是清洗切割過程產(chǎn)生的微小玻璃顆粒。具體是將液滴混入高壓加速空氣中以產(chǎn)生噴霧，使噴霧高速沖擊清洗面，沖擊時可在低破壞下發(fā)揮高清洗效果。此過程會產(chǎn)生切割后清洗廢水。

模組綁定：方式一熱壓：在切割好的芯粒邊緣上粘貼異向?qū)щ娔z ACF，然后利用 FPC（柔性電路板）綁定機的熱壓頭，將 FPC 壓合到異向?qū)щ娔z上。此過程產(chǎn)生廢膠。方式二鍵合：首先利用環(huán)氧樹脂膠將芯粒粘貼到 PCB 板上，然后用鋁線在芯粒和 PCB板上鍵合。鍵合是在室溫下使用超聲波和壓力得使鋁線與下面的 PCB 的內(nèi)部原子擴散，形成電氣鏈接。鍵合是物理過程，不產(chǎn)生廢氣。此過程產(chǎn)生廢膠、廢鋁線。

檢測：對產(chǎn)品進行檢測，會產(chǎn)生不合格品。

二、彩色濾光片生產(chǎn)工藝流程簡述：

光刻前清洗：外購入廠的玻璃基材表面可能沾染少量灰塵顆粒物，為避免其對后續(xù)工序產(chǎn)生影響，利用全自動清洗機對其進行噴淋清洗。清洗過程使用純水，不添加清洗劑、添加劑等化學(xué)試劑；此過程產(chǎn)生光刻前清洗廢水。

掩膜光刻：光刻工藝是利用特定波長的光線透過光刻版使光刻膠發(fā)生反應(yīng)從而將圖形轉(zhuǎn)移到基板上的過程。整個掩膜光刻過程包括涂膠、曝光、顯影等工序。

涂膠：在清洗后的玻璃基板表面均勻涂上一層光刻膠。光刻膠主要由對光與能量非常敏感的高分子聚合物組成。為使光刻膠牢固附著在玻璃面板表面，涂勻膠后要進行烘烤，烘烤采用電加熱，溫度約 80℃，烘烤后光刻膠中的高分子聚合物和光敏劑等作為涂層牢固地附著在基質(zhì)表面；此過程產(chǎn)生少量有機廢氣。

光刻膠又叫光致抗蝕劑，是指通過紫外光、電子束、離子束、X 射線等的照射或輻射，其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料，由感光樹脂、增感劑和溶劑 3 種主要成分組成的對光敏感的混合液體。在光刻工藝過程中，用作抗腐蝕涂層材料，主要應(yīng)用于顯示面板、集成電路和半導(dǎo)體分立器件等細(xì)微圖形加工作業(yè)。本項目使用的光刻膠類型屬于“紫外正性光刻膠”，外購成品用于生產(chǎn)。經(jīng)查閱資料，該種光刻膠生產(chǎn)方法為：由混合甲酚與甲醛縮聚制得酚醛樹脂，以β-萘胺經(jīng)重氮化、氧化生成鄰重氮萘醌，再與磺酰氯反應(yīng)生成 2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯（215 磺酰氯），然后 2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯與三羥基二苯甲酮發(fā)生酯化，得到感光劑；然后將酚醛樹脂、樹脂、感光劑、添加劑和溶劑按一定比例混合配膠，制得紫外正性光刻膠。成膜劑是光刻膠的基本成分，它對光刻膠的黏附性、抗蝕性、成膜性及顯影性均有影響，常用的為酚醛樹脂，一般為了獲得線型酚醛樹脂，采用酚量多于醛量，以草酸作催化劑進行縮聚，反應(yīng)后用水蒸氣蒸餾脫酚，經(jīng)熱水水洗、冷卻后即得線性酚醛樹脂。因此，酚醛樹脂中甲醛完全反應(yīng)，無殘留，光刻膠使用過程無游離甲醛揮發(fā)，不考慮甲醛排放。

曝光：光刻膠對很窄的紫外光敏感，被光照射后發(fā)生化學(xué)變化，很容易被顯影液去除，而沒有感光的光刻膠則不會被清洗去除。曝光就是利用光刻膠的這種特性，使用光刻機將事先設(shè)計好的電路通過掩模版以照像術(shù)透射到面板表面，使部分光刻膠得到光照，另外部分光刻膠得不到光照，從而改變光刻膠性質(zhì)。基板四邊附著的光刻膠則利用去邊液進行清洗，清洗過程產(chǎn)生清洗廢液。

顯影：使用顯影液對片材進行顯影，洗去玻璃基材上感光后的光刻膠，使下面的基板暴露出來，以便于下一道工序進行刻蝕；而沒有感光的光刻膠則不會被清洗下來，從而使下面的基板得以保護。顯影液反應(yīng)之后需要使用去離子水對顯影液進行清洗，之后載片臺旋轉(zhuǎn)基板甩干，產(chǎn)生清洗廢液。

旋涂保護膠：R、G、B 圖形制作完成后，需要在表面旋涂一層保護膠防止圖形損壞或者被腐蝕，并使用純水進行表面沖洗，該工序會產(chǎn)生廢有機廢氣、廢清洗有機廢液。

陽極干刻：干法刻蝕是指利用等離子體激活的化學(xué)反應(yīng)或者利用高能離子束轟擊完成去除物質(zhì)的方法；由于在刻蝕中不使用液體，故稱為干法刻蝕。在二氧化硅和氮化硅的干法刻蝕中，等離子體的刻蝕工藝大多采用含有氟碳化合物的氣體進行刻蝕；本項目的氣體有CF4、CH4、BCl3、Cl2、HBr等，主要設(shè)備為刻蝕機。

以CF4為例，刻蝕反應(yīng)過程如下：

CF4→2F+CF2， SiO2+4F→SiF4+O2 ， Si+4F→SiF4

SiO2+2CF2→SiF4+2CO， Si+2CF2→SiF4+C2

在干法蝕刻中，大部分蝕刻氣體與基材發(fā)生反應(yīng)消耗，極少量未參與反應(yīng)的蝕刻氣則作為廢氣排出，故此工段產(chǎn)生極少量蝕刻廢氣。

PECVD：PECVD 即等離子體增強化學(xué)氣相沉積，是反應(yīng)氣體從輝光放電等離子場中獲得能量，激發(fā)并增強化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)化學(xué)氣相沉積的技術(shù)。PECVD 中用的發(fā)光放電等離子體屬于非平衡等離子體，在此類等離子體中，自由電子的絕對溫度通常比平均氣體溫度高1 到 2 個數(shù)量級，這些高能電子撞擊反應(yīng)物氣體分子，使之激發(fā)并電離，產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)很活潑的自由基團，并使玻璃的表面產(chǎn)生更為活潑的表面結(jié)構(gòu)，從而加快了低溫下的化學(xué)反應(yīng)。在 PECVD 工序中的反應(yīng)器中，反應(yīng)氣體（本項目使用 SiH4、N2O、NH3）和攜帶氣體（ H2）不斷流過反應(yīng)室，等離子體中含有很多活性很高的化學(xué)基團這些基團經(jīng)過經(jīng)一系列化學(xué)和等離子體反應(yīng)，在產(chǎn)品表面形成固態(tài)薄膜(Si3N4 和 SiO2)從而形成薄膜封裝（TFE）阻隔水氧對產(chǎn)品影響。具體反應(yīng)過程如下：

沉積 a-Si：采用 SiH4；主要反應(yīng)方程如下：SiH4→Si+2H2

沉積 SiNx：采用 SiH4、NH3；主要反應(yīng)方程如下：3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2

沉積 SiO2：采用 SiH4、N2O；主要反應(yīng)方程如下：SiH4+2N2O→SiO2+2H2+2N2

在 PECVD 中，大部分反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)消耗，極少量未參與反應(yīng)的反應(yīng)氣體則作為廢氣排出，故此工段產(chǎn)生極少量特殊廢氣。

檢測：利用高分辨率自動檢測設(shè)備對 CF 基板微小圖形進行檢測，該過程產(chǎn)生不合格品完成上述加工后即為前述 OLED 微型顯示器件生產(chǎn)中使用的彩色濾光片，入庫待用。

來源：MicroDisplay整理于無錫日報、環(huán)評報告