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摘 要:随着AMOLED的兴起,国内各面板企业为实现性能的提升,稳定良率,以快速抢占市场,在工艺过程中不断验证新型的材料,这些新型材料多数具有毒性、易燃性等危险特性,甚至还有一些危险特性未知的材料,这给安全管理带来了很大的难度。本文针对AMOLED蒸镀工艺过程中使用的材料镱,首先根据其性质进行深入分析,识别出主要风险,在此基础上,结合企业现状,从降低事故发生的可能性和严重性,提出安全管理要求,同时为行业内其他面板企业提供参考。
关键词:AMOLED;Yb;蒸镀;安全管理
0 引言
AMOLED作为新兴显示技术,与传统液晶显示器相比,具有更宽的视角、更高的刷新率和更薄的尺寸,其能耗低、成本低和可实现柔性显示等特点,使得它比传统液晶显示屏具有先天优势,国内各大面板企业纷纷投入AMOLED生产线的建设,而目前AMOLED最大的难关仍然是良率的问题。
为了提高良率,优化产品性能,AMOLED工艺过程中不断引入新型的材料,这些新型材料多数具有毒性、易燃性等危险特性,甚至还有一些危险特性未知的材料,这给安全管理带来了很大的难度。本文以国内某大型上市面板企业为例,针对AMOLED蒸镀工艺中所使用的材料镱进行风险识别,并提出安全管理的建议,供同行业参考。
1 材料镱的主要风险
真空蒸镀是在真空室中,加热蒸发容器中待形成薄膜的原料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法[1]。该企业蒸镀工艺中主要使用各种有机材料和银、镁、镱等金属材料。
1.1 镱的主要性质
镱,分子式Yb,镧系元素,银白色软金属,有光泽,易氧化,在空气中缓慢地被腐蚀,可溶于水,并与水反应,缓慢地释放出氢气;其同位素包括166Yb、168Yb、170Yb~177Yb。
1.2 镱的火灾危险性分析
该企业使用的Yb原材料为块状,材料保存在氮气柜中,使用时取出进行称重后添加到坩埚内,放至蒸镀设备内进行蒸镀;经蒸镀后,坩埚内剩余的材料表面附着有粉末状Yb,腔室内地面上也会掉落有粉末状Yb,而蒸镀设备挡板上附着的Yb主要为peeling状。通过收集不同形态的Yb进行实验发现,Yb在块状形态下不具有火灾危险性,明火无法点燃,其与水反应缓慢,产生的氢气不足以支持燃烧;而粉末状和peeling状的Yb均可以被点燃,且peeling状的Yb在空气中燃烧剧烈,其性质非常活泼;粉末状Yb因产生量较少,仅进行了燃烧实验,对其爆炸特性未知。
1.3 镱的辐射性分析
镧系元素中的La、Ce、Nd、Sm、Lu等都含有天然放射性核素,具有放射性。自然界中Yb包括168Yb、170Yb~174Yb和176Yb,其中168Yb和176Yb具有半衰期,但其半衰期长达1014年以上,不被分类为放射性元素。人造Yb包括166Yb、169Yb、175Yb和177Yb,其半衰期最短的仅1.911小时,最长的为32.026天,因其不稳定性,目前人造Yb主要存在于实验室中。故可以排除Yb辐射性对人体造成的伤害。
1.4 工艺现状分析
该企业为AMOLED 5.5代线,在生产过程中,产生量较大的为peeling状Yb,而粉末状Yb产生量较少,不足以形成爆炸性粉尘环境。Peeling状Yb主要附着于挡板、角度板、固定螺丝等处。其中挡板上的peeling状Yb量最大,角度板上的peeling状Yb因未与有机材料混合,纯度最高。
真空蒸镀工艺结束后,设备开腔,附着于设备上的Yb瞬间与大气接触,同时受气流影响,Yb因附着强度不足,开始与挡板等设备本體剥离,剥离过程中因摩擦产生静电,引燃Yb,从而发生火灾。
2 材料镱的火灾风险管控措施
根据该企业现状和不同形态Yb的燃烧实验结果显示,火灾危险性较大的主要为peeling状Yb。故本文从降低Yb火灾事故发生的可能性和严重性两个方面提出管控措施。
Yb火灾事故发生主要是因为在蒸镀过程中会形成大量的peeling状Yb,腔室从真空状态切换至大气状态的过程中,Yb处于极不稳定状态,易发生火灾。首先需要控制peeling状Yb的产生量,由于设备内使用的挡板、角度板、固定螺丝等均为光滑表面,Yb在各交界面处易产生薄弱点,首先开始剥离,继而带动整片区域逐步剥离,如挡板和螺丝的交界面处,挡板和挡板的衔接处,角度板和盖板的衔接处,另外在角度板口有较大角度的倾角,在倾角处易积聚Yb材料。本文主要通过将挡板、角度板和固定螺丝进行磨砂处理,提高Yb材料的附着力,使其均匀附着于表面,可大大减少peeling状Yb的产生。其次通过调整工艺条件,提升Yb的稳定性;在蒸镀开腔之前,完成氮气破真空后,先进行大气吹扫,使Yb在密闭腔室内达到稳定状态后再打开腔室。再者是对拆卸下来的挡板进行运输过程的安全管控,运输过程中因震动等原因可能导致附着在挡板上的Yb材料脱落,故需要对拆卸下来的挡板进行真空包装,阻绝空气后再装到推车上进行运输。最后是对腔室保养过程中的安全管控,由于Yb粉尘具有燃烧性能,在清除腔室内的Yb粉尘时,需使用防爆吸尘器进行清洁。
为降低Yb发生火灾事故的严重性,作业现场应配备相匹配的D类灭火器,安排接受过专业培训的人员进行作业,编制现场处置方案并定期组织应急演练,提升人员安全意识和应急技能,确保发生事故后能够第一时间响应并妥善处理。
3 结语
综上所述,AMOLED蒸镀工艺中使用Yb的主要风险为火灾风险,且在不同形态下,其火灾危险性差别较大。企业在进行风险识别时,需要结合工艺流程,对Yb材料的全生命周期进行风险分级管控,尤其是蒸镀结束后,Yb材料由块状形态变化为peeling状和粉末状,增大了与空气的接触面积,性质变得相对活泼,需要做好挡板拆卸、腔室清洁和挡板运输过程中的安全管控。
参考文献
[1]孟红梅.蒸镀、磁控溅射铝和铝合金薄膜的组织与性能[D].天津大学,2007.
关键词:AMOLED;Yb;蒸镀;安全管理
0 引言
AMOLED作为新兴显示技术,与传统液晶显示器相比,具有更宽的视角、更高的刷新率和更薄的尺寸,其能耗低、成本低和可实现柔性显示等特点,使得它比传统液晶显示屏具有先天优势,国内各大面板企业纷纷投入AMOLED生产线的建设,而目前AMOLED最大的难关仍然是良率的问题。
为了提高良率,优化产品性能,AMOLED工艺过程中不断引入新型的材料,这些新型材料多数具有毒性、易燃性等危险特性,甚至还有一些危险特性未知的材料,这给安全管理带来了很大的难度。本文以国内某大型上市面板企业为例,针对AMOLED蒸镀工艺中所使用的材料镱进行风险识别,并提出安全管理的建议,供同行业参考。
1 材料镱的主要风险
真空蒸镀是在真空室中,加热蒸发容器中待形成薄膜的原料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法[1]。该企业蒸镀工艺中主要使用各种有机材料和银、镁、镱等金属材料。
1.1 镱的主要性质
镱,分子式Yb,镧系元素,银白色软金属,有光泽,易氧化,在空气中缓慢地被腐蚀,可溶于水,并与水反应,缓慢地释放出氢气;其同位素包括166Yb、168Yb、170Yb~177Yb。
1.2 镱的火灾危险性分析
该企业使用的Yb原材料为块状,材料保存在氮气柜中,使用时取出进行称重后添加到坩埚内,放至蒸镀设备内进行蒸镀;经蒸镀后,坩埚内剩余的材料表面附着有粉末状Yb,腔室内地面上也会掉落有粉末状Yb,而蒸镀设备挡板上附着的Yb主要为peeling状。通过收集不同形态的Yb进行实验发现,Yb在块状形态下不具有火灾危险性,明火无法点燃,其与水反应缓慢,产生的氢气不足以支持燃烧;而粉末状和peeling状的Yb均可以被点燃,且peeling状的Yb在空气中燃烧剧烈,其性质非常活泼;粉末状Yb因产生量较少,仅进行了燃烧实验,对其爆炸特性未知。
1.3 镱的辐射性分析
镧系元素中的La、Ce、Nd、Sm、Lu等都含有天然放射性核素,具有放射性。自然界中Yb包括168Yb、170Yb~174Yb和176Yb,其中168Yb和176Yb具有半衰期,但其半衰期长达1014年以上,不被分类为放射性元素。人造Yb包括166Yb、169Yb、175Yb和177Yb,其半衰期最短的仅1.911小时,最长的为32.026天,因其不稳定性,目前人造Yb主要存在于实验室中。故可以排除Yb辐射性对人体造成的伤害。
1.4 工艺现状分析
该企业为AMOLED 5.5代线,在生产过程中,产生量较大的为peeling状Yb,而粉末状Yb产生量较少,不足以形成爆炸性粉尘环境。Peeling状Yb主要附着于挡板、角度板、固定螺丝等处。其中挡板上的peeling状Yb量最大,角度板上的peeling状Yb因未与有机材料混合,纯度最高。
真空蒸镀工艺结束后,设备开腔,附着于设备上的Yb瞬间与大气接触,同时受气流影响,Yb因附着强度不足,开始与挡板等设备本體剥离,剥离过程中因摩擦产生静电,引燃Yb,从而发生火灾。
2 材料镱的火灾风险管控措施
根据该企业现状和不同形态Yb的燃烧实验结果显示,火灾危险性较大的主要为peeling状Yb。故本文从降低Yb火灾事故发生的可能性和严重性两个方面提出管控措施。
Yb火灾事故发生主要是因为在蒸镀过程中会形成大量的peeling状Yb,腔室从真空状态切换至大气状态的过程中,Yb处于极不稳定状态,易发生火灾。首先需要控制peeling状Yb的产生量,由于设备内使用的挡板、角度板、固定螺丝等均为光滑表面,Yb在各交界面处易产生薄弱点,首先开始剥离,继而带动整片区域逐步剥离,如挡板和螺丝的交界面处,挡板和挡板的衔接处,角度板和盖板的衔接处,另外在角度板口有较大角度的倾角,在倾角处易积聚Yb材料。本文主要通过将挡板、角度板和固定螺丝进行磨砂处理,提高Yb材料的附着力,使其均匀附着于表面,可大大减少peeling状Yb的产生。其次通过调整工艺条件,提升Yb的稳定性;在蒸镀开腔之前,完成氮气破真空后,先进行大气吹扫,使Yb在密闭腔室内达到稳定状态后再打开腔室。再者是对拆卸下来的挡板进行运输过程的安全管控,运输过程中因震动等原因可能导致附着在挡板上的Yb材料脱落,故需要对拆卸下来的挡板进行真空包装,阻绝空气后再装到推车上进行运输。最后是对腔室保养过程中的安全管控,由于Yb粉尘具有燃烧性能,在清除腔室内的Yb粉尘时,需使用防爆吸尘器进行清洁。
为降低Yb发生火灾事故的严重性,作业现场应配备相匹配的D类灭火器,安排接受过专业培训的人员进行作业,编制现场处置方案并定期组织应急演练,提升人员安全意识和应急技能,确保发生事故后能够第一时间响应并妥善处理。
3 结语
综上所述,AMOLED蒸镀工艺中使用Yb的主要风险为火灾风险,且在不同形态下,其火灾危险性差别较大。企业在进行风险识别时,需要结合工艺流程,对Yb材料的全生命周期进行风险分级管控,尤其是蒸镀结束后,Yb材料由块状形态变化为peeling状和粉末状,增大了与空气的接触面积,性质变得相对活泼,需要做好挡板拆卸、腔室清洁和挡板运输过程中的安全管控。
参考文献
[1]孟红梅.蒸镀、磁控溅射铝和铝合金薄膜的组织与性能[D].天津大学,2007.