[00928917]TFT-LCD用高品质ITO靶材关键技术及应用

液晶显示器已经广泛应用在各行各业和日常生活中，2017年中国液晶显示器市场规模达到990多亿元。薄膜晶体管液晶显示器（简称TFT-LCD）是主流的液晶显示器，其制造技术属于顶尖技术。液晶显示器制造工艺流程中的阵列制程(Array)和彩膜制程（CF）都必须以氧化铟锡（ITO）为靶材，通过磁控溅射等方法制备在玻璃基板上制备透明导电薄膜。因此，ITO靶材是液晶显示器行业的一种性能要求极高的重要材料。 国内ITO靶材研发起步晚、技术相对落后，靶材密度低、晶粒粗大、均匀性差，靶材成膜的光学透过性和导电性能低、结瘤严重，产品只能用于中低端市场。国内高端显示器用靶材全部依赖进口。中国铟资源占全世界首位，80%铟锭在中国生产，国外公司从中国购买大量铟锭，而后生产成高品质靶材出口到中国。因此，急需自主研发高品质ITO靶材，满足国内高端市场需求。 福建阿石创新材料股份有限公司与福建工程学院、福州大学及福州京东方光电科技有限公司经过多年的产学研合作攻关，突破了ITO靶材绑定、粉体制备、坯体成型、烧结等技术瓶颈，成功研发了TFT-LCD用高品质ITO靶材，打破国外技术垄断，在福州京东方光电科技有限公司投入应用，其品质完全可以与国外产品相媲美，显著节约成本，缩短供货期。 该项目的主要创新成果如下： （1）自主创新研发ITO靶材绑定技术。提出“局部摩擦发热绑定”新思路，创新研发了特有的ITO靶材搅拌摩擦焊接新技术，突破了水路铜背板严重变形及靶材开裂的技术瓶颈。研究了ITO靶材背面预镀金属过渡层方法、靶材绑定专用的钎焊、电阻焊和搅拌摩擦焊等新工艺。 （2）自主研发了纳米氧化铟粉末粒度控制与调整技术。突破氧化铟粒度尺寸范围大、稳定性差和团聚严重等技术难题，通过煅烧和球磨工艺能够严格控制粉体分散指数（PDI），实现纳米氧化铟的可控制备。 （3）创新研发了ITO靶材成型及烧结技术。提出“半透膜滤布过滤、真空持续抽气实现加压”新思路，设计高密度陶瓷靶材生胚的制造装置，突破了普通注浆成型坯料含水率高、致密度低和粒度均匀性差等技术瓶颈，避免了等静压工艺复杂、设备投入高、靶材尺寸受限等缺点。研发了富氧烧结关键技术，有效攻克了靶材烧结高温脱氧和晶粒粗大等技术难题。 （4）发明了旋转ITO靶材管状坯料成型制备技术及工艺。研发不锈钢钢管内径精确加工新方法，提出管状坯料成型新方法和工艺，突破旋转靶材生产的技术难题。 该项目创新成果已获授权专利10件，发表论文4篇。在ITO靶材绑定、坯体成型和烧结等靶材制造关键核心技术实现全面突破，形成自主知识产权。整体技术在福建阿石创新材料股份有限公司应用、实现高品质ITO靶材批量生产，在福州京东方光电科技有限公司用于TFT-LCD制造，替代进口靶材，新增销售474,000万元，新增利润51,000万元，创造了显著的经济效益和社会效益。