8.5代TFT-LCD用ITO靶材

東南網7月6日訊（福建日報記者 陳旻 文/圖）近日，在福州濱海新城臨空經濟區，福建阿石創新材料股份有限公司（以下簡稱“阿石創”）濺射靶材生產基地里，全新的PVD鍍膜材料智能化生產線即將進入安裝。生產線投產后，濺射靶材的生產能力將擴大到年產1200噸平板顯示濺射靶材，并進入智能制造時代。

阿石創的主要產品包括ITO(氧化銦錫)靶材、鉬靶、鋁靶、銅靶、硅靶等。其中，“TFT-LCD用高品質ITO靶材”，是LCD（液晶顯示器）以及新一代顯示器(OLED、QLED、MicroLED等)的關鍵基礎材料。ITO靶材多項關鍵技術的突破，來自福建工程學院教授、福建省新材料制備與成形技術重點實驗室主任戴品強領銜的“福建阿石創新材料股份有限公司專家工作站”。這一科研成果轉化，突破了國外技術壁壘，實現了高品質靶材的國產化，讓阿石創一舉成為京東方、群創光電、藍思科技、伯恩光學等數十家世界級行業巨擘的戰略伙伴，并在2017年成功登陸A股市場；項目成果獲得2018年度福建省科技進步一等獎。

“ITO靶材對LCD面板的質量、生產效率和良品率起關鍵性作用，其品質要求非常高。”戴品強告訴記者，2015年之前，國產ITO靶材存在純度不夠、坯體密度不足等問題，嚴重影響ITO薄膜的透過率、電阻率和均一性，只能用在太陽能薄膜、低精度觸摸屏等中低端場合。

當時，國內高品質ITO靶材基本依賴進口，其核心技術長期被日本、韓國等國的大企業壟斷。“這與我國LCD生產大國的地位很不相稱。”戴品強說，全世界80%銦錠（ITO靶材的原材料）都在中國生產，國外公司從中國進口銦錠，生產成高品質ITO靶材，再高價出口到中國，我國沒有議價權且供貨期長。

決心自主研發生產ITO靶材的阿石創，與長期合作的福建工程學院開始合作研發。2012年6月，“福建阿石創新材料股份有限公司專家工作站”通過認定，聘請戴品強教授作為工作站的領銜專家，帶領建站專家團隊9人，與企業進站技術團隊15人進行研發。

“要生產出高品質的ITO靶材，在我們面前有兩大關鍵難題。”戴品強說，一是靶材由靶坯和背板組成，靶坯ITO是氧化物，背板是金屬銅，二者熱膨脹系數差別大，綁定時容易造成靶材開裂、銅背板變形，越大尺寸的靶材越為嚴重；二是高品質靶材的純度要求大于99.99%，內部晶粒平均晶粒尺寸在4～5微米，且組織均勻，相對密度>99.7%，但國內當時的技術和裝備都難以生產如此高純度、高致密度和高均勻性靶材。

針對這些難題，工作站的專家團隊從2012年起開始科研攻關。經過4年多的不懈努力，團隊創新研發出了高純納米粉制備技術和粉體均勻化、ITO靶材成型及燒結、ITO靶材綁定等三項關鍵技術，在高品質ITO靶材關鍵核心技術上取得了全方位突破。

“對于靶材綁定技術瓶頸，我們通過特有的‘ITO靶材攪拌絲摩擦發熱’技術實現大面積連續移動焊合，開發出金屬過渡層制備新工藝，設計制造了相關裝備，達到了高品質靶材整體翹起不超過±2mm的要求。”戴品強說，“針對純度、致密度、均勻性等問題，我們采用‘多工序協同調控粉體性能’新方法，提出了高純納米粉制備技術、粉體均勻化技術，研發了相關裝備，并研發了高致密度、低水分坯體成型新技術，設計、制造了靶材生坯成型裝置，并開發了富氧燒結關鍵技術，有效攻克了靶材燒結時高溫脫氧和晶粒粗大等技術難題。”

2016年，應用這些新技術與生產設備進行試生產的產品，通過了福州京東方光電科技有限公司嚴格的導入測試驗證，產品的薄膜顆粒數量、面電阻、膜厚、透過率等各項性能指標，均達到國外同類先進靶材的水平，完全可以替代國外進口產品，成功用于TFT-LCD生產。

2017年，阿石創自主創新開發的TFT-LCD用高品質ITO靶材，正式投入量產。自此，我國突破了大尺寸高端ITO靶材的國外技術壁壘，在顯示面板產業重要材料國產化的道路上又前進了一步。

“學校的科研力量通過就近服務靶材生產企業，為顯示器產業集群就近提供關鍵基礎材料，完善產業鏈，提升企業的核心競爭力，助推我省產業邁向中高端。”戴品強說，科研成果對面板產業、有色金屬資源等都有深遠影響。

2017年，“福建阿石創新材料股份有限公司專家工作站”被授予福州市首批“十佳專家工作站”榮譽稱號。如今，專家工作站正繼續攜手企業，共同攻克新的技術難題、培養技術骨干。