薄膜晶体管液晶显示器制造行业典型污染物及治理措施简析

摘 要：通过调研国内典型薄膜液晶面板（TFT-LCD）制造企业的生产工艺、原物料使用、三废及噪声产生环节及治理措施等情况，简析行业污染物产生特点及治理效果，旨在为TFT-LCD行业的环境影响及环境管理提供参考。

关键词：薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）；生产工艺

1 引言

薄膜晶体管液晶显示（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，簡称“TFT-LCD”）是将微电子技术与液晶显示技术相结合的一种新技术，是将在硅片上进行微电子精细加工的技术，移植到大面积玻璃上进行阵列加工，再将该阵列基板与另一片带彩色滤光膜的基板，利用与业已成熟的LCD技术，形成一个液晶盒，再经过后工序如偏光片贴覆等过程，最后形成液晶显示器件。LCD面板与驱动板通过输入信号线相连，驱动板用于传输主机输入信号，并将信号处理转化为液晶面板的驱动信号，根据不同的图像显示信号能够改变加在液晶面板上的电压，通过控制像素点中液晶分子的扭转，将来自背光源的光调制产生不同的色彩、亮度等显示效果，从而显示不同图像。

TFT-LCD是一种可跨越所有尺寸的显示技术，具有一系列突出的优点，产品几乎涵盖整个信息应用领域，作为国家重点扶持产业，具有广泛的发展前景。而随着行业的大发展，其制造过程中产生的污染物势必对环境构成越来越大的影响。下文通过调研国内典型薄膜液晶面板（TFT-LCD）制造企业的生产工艺、污染物产生环节及污染物治理措施等情况，分析行业污染物产生特点及治理效果。

2 TFT-LCD生产工艺及主要污染物产生情况

2.1 生产工艺

TFT-LCD生产包括阵列工程（Array）、彩膜工程（Color filter）、成盒工程（Cell）和模块工程（Module）四大部分。

阵列工程为阵列玻璃基板生产，主要工艺包括：玻璃基板清洗、薄膜（CVD、溅射）、光刻（涂胶、曝光、显影）、烘干 、刻蚀（干法刻蚀、湿法刻蚀）、剥离、光刻胶灰化、退火、检查、返修（Rework）等工序，使用的主要原物料包括：玻璃基板、各种金属靶材（ITO、Mo、Al、Cu等）、液态化学品（光刻胶、显影液、稀释剂、剥离液、刻蚀液等）、特殊气体（SiH4、PH3、NH3、Cl2、SF6、NF3等）、大宗气体（Ar、H2、O2等），TFT-LCD生产过程中主要污染物源于此工程。

彩膜工程为彩色滤光片的生产，主要工序包括：清洗、ITO膜形成、BM膜形成、红绿蓝（R.G.B）三色形成、上保护（OC）膜、PS膜、检查、返修等工序，使用的主要原物料包括：玻璃基板、金属靶材（ITO）、液态化学品（清洗剂、BM光刻胶、RGB胶、OC胶、剥离液等）。

成盒工程为制屏生产，主要工序包括：配向膜（PI）涂敷、摩擦取向、液晶注入、真空粘合、紫外固化、切割、检查、返修等工序，使用的主要原物料包括：液态化学品（配向液、清洗剂、液晶）、硅球、胶框等。

模块工程主要工序包括：偏光片贴敷、导电胶/PCB连接、背光源及外框组装、老化、返修等工序，使用的主要原物料包括：偏光片、导电胶、PCB板、保护胶、背光源、边框等。

2.2 生产工艺主要污染物产生情况

（1）废水污染物

生产工艺过程产生的废水污染源及主要污染物见表1。

（2）废气污染物

生产工艺过程中废气污染源及主要污染物见表2。

（3）废弃物污染源

生产工艺及污染物治理过程中产生的主要废弃物污染源见表3。

（4）噪声污染源

TFT-LCD生产设备噪声源强较低，其位于的洁净厂房有较好的隔声效果。噪声主要源自冷冻机组、冷却塔、空压机、真空泵、风机、水泵等辅助动力设备，上述动力设备（除风机外）基本位于综合动力站室内或屋顶。

2.3 污染物特点分析

TFT-LCD制造业具有原物料消耗大、水耗大、能耗大，物料和水在生产过程中大部分进入污染物等特点，其中各项污染物又具有以下特点：

废水：排放量大；废水种类及污染物类型多，包括酸碱、非持久性污染物和持久性污染物（如锌、铜等）；具有一定的可生化性。

废气：种类多，包括酸性、碱性、有机、工艺等废气；废气排风量大，尤其是有机废气具有风量大、浓度低等特点。

废弃物：种类多、产生量大。化学品及特殊工艺气体使用量大而后大量形成或转移到废弃物，其中大多数都具有腐蚀性、毒性、易燃性或易爆性。

3 TFT-LCD主要污染物的行业典型处理工艺

针对三废和噪声，通过调研了解，国内典型TFT-LCD制造主要采取如下处置方式。

（1）废水处理

分类收集、分质处理，并设置有清洗水回收系统。采用的典型废水处理工艺及效果见表4，其处理后的排水能满足相应的排放标准。

（2）废气处理

根据废气性质，废气典型处理工艺及效果见表5，其处理后的废气能满足相应的排放标准。

（3）废弃物处置。危险废物基本采取交由专业危险废物处置公司处置；一般固废根据性质交由相应的专业公司回收处置或环卫清运处置。

（4）噪声治理。针对产噪设备采取建筑物隔声、消声（如风机、空压机）等措施，以控制噪声污染。

4 结语

通过调研国内典型企业，作为高科技的TFT-LCD制造企业，根据污染物产生的特点，企业有针对性采取了当今电子行业通用、稳定的处理治理措施，可保证废水、废气、噪声持续稳定达标，废弃物去向合理。但在自然环境形势日益严峻和排放标准日趋严格的形式下，如何采取更优质、高效的治理措施（尤其是特征污染物——氟化物、氮氧化物等），进一步降低污染物排放量，是企业有待进一步深入研究和持续改进的地方。

参考文献

[1]李继军，聂晓梦，甄威，等.显示技术比较及新进展[J]. 液晶与显示， 2018， 33（1）： 74-84.

[2]张俊，袁玉梅.薄膜液晶面板制造业生产工艺废气污染及治理[J].北方环境， 2011， 23（7）：172-173.

[3]张卿川，陈家桂.电子产业污染特征简析.四川省首届环境影响评价学术研讨会论文集[C]， 2009

作者简介

谢江（1986-），男，四川遂宁人，硕士研究生，主要从事环境影响评估.