厦门AMOLED面板生产企业有机废气环境影响评价的疑难探讨

厦门绿润源环保科技有限公司 张勇魁

AMOLED技术与LCD相比，具有超轻薄、对比度高、色彩鲜艳、响应快、功耗低、理论成本低、可实现柔性显示等诸多优点，属于领先技术性产品，对产业的发展具有强大的带动作用。随着AMOLED项目的建设，将会带动其上下游产业发展，促进上游原材料快速国产化，形成互补联动的发展新局面。中国的AMOLED产业正面临发展的有利时机，要把握机遇，加大投资力度，釆取更为有效的策略加快发展AMOLED产业，提高产品质量和技术水平，降低产品成本，增加核心竞争力，使其成为电子信息产业新的经济增长点。

厦门市正在大力发展电子信息、平板显示、光电显示、集成电路、电力电器、LED产业等战略性新兴产业和装备制造业，涉及AMOLED面板生产的主要有厦门天马显示科技有限公司、厦门天马微电子有限公司等。

有机废气污染属于AMOLED面板生产重点关注的环境污染问题，其环境影响是否可接受，污染防治措施是否合理可行是AMOLED面板生产环境影响评价的重点。

一、AMOLED面板项目生产情况

本文通过调查武汉天马微电子有限公司、信利（仁寿）高端显示科技有限公司、绵阳京东方光电科技有限公司、厦门天马显示科技有限公司、厦门天马微电子有限公司等国内代表性企业，从原辅材料、工艺流程及有机废气的产生情况分析显示面板项目生产情况。

（一）主要工程及工艺

AMOLED面板生产一般包含了阵列工程及触控工程、蒸镀工程、薄膜封装工程、彩膜工程及模组工程。

阵列工程包括玻璃基板清洗、PI涂布、掩膜光刻（照相蚀刻）、等离子增强化学气相沉积（PECVD）镀膜、激光退火（晶化）、真空溅射沉积镀膜（PVD）、离子注入（掺杂）、光刻胶剥离、蚀刻（干法/湿法）及检测等工序。蒸镀工程主要包括光刻胶剥离、清洗、有机发光层蒸镀、阴极层蒸镀等工序。薄膜封装工程主要包括化学气相沉积（CVD）、PET覆膜、激光剥离取下等工序。触控工程（TPOT）工艺原理与阵列工程（Array）工艺原理相似，触控工程为蒸镀封装之后的玻璃基板返回阵列工程生产设备中进行化学气相沉积、物理气相沉积、干法蚀刻、掩膜光刻等制程之后，制得具有触控功能的AMOLED显示面板，之后送至模组厂房进行模组制程。模组工序主要包括驱动芯片、线路板绑定、激光取下、消泡、老化、测试等工序。

（二）主要原辅材料

AMOLED面板生产所使用的原辅材料种类繁多，多达上百种，除主体材料外，还包含了各种化学品和特殊气体，主要化学品有光刻胶、固着剂、稀释剂、显影液、蚀刻液、剥离液、清洗剂、异丙醇（IPA）、特种气体有三氟化氮（NF3）、硅烷（SiH4）、六氟化硫（SF6）、氨气（NH3）、氯气（Cl2）、氯化氢（HC1）、三氟化硼（BF3）、笑气（N2O）、四氟化碳（CF4）等。

（三）有机废气种类及来源

AMOLED面板生产产生的有机废气主要为退火、坚膜、喷墨打印等产生的一般有机废气；PI固化、蒸镀清洗过程中产生的NMP废气；光刻胶涂敷过程中产生HMDS废气、模组生产过程中产生有机废气等。

根据有机废气来源及成分，可将AMOLED面板生产的有机废气分为一般有机废气、含HDMS有机废气、含NMP有机废气、模组厂房废气的有机废气4类。有机废气主要成分为NMP（N-甲基毗咯烷酮）、丙二醇单甲髄乙酸酯（PGMEA）、丙二醇单甲髄（PGME）、六甲基二硅胺（HMDS）、羟乙基哌嗪（HEP）、乙二醇丁髄（BDG）、NMF（N-甲基甲酰胺）、异丙醇、酒精等有机物。

二、AMOLED面板生产合理可行的有机废气治理措施

《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2018）要求项目大气环境影响需满足以下要求：“10.2.1大气污染治理设施与预防措施必须保证污染源排放以及控制措施均符合排放标准的有关规定，满足经济、技术可行性。”

通过AMOLED面板生产企业的有机废气种类及来源分析可知，AMOLED面板生产的有机废气产生源多，成分复杂，釆用单一的处理工艺及设施难以实现有效处理，故行业内对有机废气多为按来源及成分分别收集处理。

（一）一般有机废气、含HMDS有机废气

釆用吸附浓缩+燃烧法进行处理，一般有机废气、含HMDS有机废气排放特点是浓度较低，但排风量较大。对于气量大且浓度低的有机废气，其处理措施主要有吸附、吸收、焚烧、生物降解，其中吸附脱除方法最为常用。

（二）含NMP有机废气

釆用吸附浓缩+冷凝器有机废气净化装置处理NMP有机废气，相比一般有机废气、含HMDS有机废气，项目含NMP有机废气成分较为单一，且NMP具有较高的回收价值，若使用燃烧的话，将造成资源浪费，且会产生大量的污染物，故NMP有机废气经沸石吸附浓缩处理后，选用冷凝的工艺进行处理。

（三）模组工程有机废气

主要成分为酮醇类，釆用活性炭吸附进行处理。

根据武汉天马微电子有限公司、信利（仁寿）高端显示科技有限公司、绵阳京东方光电科技有限公司等企业监测资料，AMOLED面板生产的有机废气釆用以上环保措施后，其排放浓度、排放速率等均可以满足排放标准要求。

郑坂村 2.3 0.12 2.3 0.12西坂村 3.4 0.17 3.0 0.15亭洋村 1.7 0.09 1.7 0.08后莲村 1.2 0.06 1.1 0.06山亭村 1.5 0.08 1.5 0.07窗东村 1.3 0.06 1.3 0.06蔡浦村 2.0 0.1 2.0 0.1湖头村 1.3 0.06 1.2 0.06新店村 1.7 0.08 1.7 0.08祥吴村 1.3 0.07 1.3 0.06朱坑村 2.2 0.11 2.2 0.11溪尾村 1.4 0.07 1.3 0.07吕塘村 1.5 0.07 1.4 0.07大宅村 1.8 0.09 1.8 0.09黄厝村 1.4 0.07 1.4 0.07许厝村 3.4 0.17 3.4 0.17厦门演艺职业学院 4.5 0.23 4.5 0.23厦门外国语学校翔 安附属学校 1.3 0.06 1.1 0.06厦门市新店中学 3.0 0.15 3.0 0.15华天涉外职业技术 学院 2.7 0.13 2.7 0.13厦门南洋职业学院 1.1 0.06 1.1 0.06琼坑村 1.7 0.08 1.6 0.08网格点 12.1 0.61 12.1 0.61香山风景区 6.2 0.31 6.2 0.31

三、排放标准执行过程的疑难

《电子工业污染物排放标准》正在征求意见阶段，尚未正式实施，各地AMOLED面板生产有机废气排放多执行地方标准。通过查阅国内多个地方有机废气排放标准，除排气筒出口处有排放浓度及排放速率限值要求外，其它排气筒设置的要求为排气筒高度要高出周边200米建筑3米以上，根据对AMOLED面板生产企业有机废气排气筒高度的调查，该要求均能落实。

此外，《厦门市大气污染物排放标准》(DB35/323-2018)对排气筒设置还作了如下要求：“6.1.1釆用燃烧法(含直接燃烧、催化燃烧和蓄热燃烧法等)处理废气中挥发性有机物的，每套燃烧设施允许设置一根排气筒；釆用其他方法处理废气中挥发性有机物的，一个企业一栋建筑只允许设置一根排气筒；禁止设置其他任何排放口及出风口。”

厦门天马显示科技有限公司第6代柔性AMOLED生产线项目有机废气排放及污染防治存在如下特点：

（1）环保节能：NMP废气主要成分为N-甲基毗咯烷酮(NMP)、异丙醇(IPA)、1,1,2,2-四氟-1-(2,2,2-三氟乙氧基)乙烷(HFE)。剥离排气主要成分为2-(2-氨基乙氧基)乙醇(AEE)、N-甲基毗咯烷酮(NMP)、单甲基甲酰胺(MMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、丁内酯、乙二醇丁髄。冷凝液均可回收再使用，适合釆用冷凝法进行回收利用，实现资源最大化利用，实现废气污染物减量化排放。相比冷凝回收法，直接燃烧法不仅易造成资源浪费，还需要消耗天然气，增加能耗，且项目NMP废气及剥离废气污染物中含有N元素，燃烧后会产生大量的NOx,增加污染物排放。

（2）回收成本高：含NMP有机废气来自阵列的PI涂布、蒸镀工程Mask清洗。其中PI涂布产生的有机废气成分较为单一，主要为NMP气体；蒸镀工程Mask清洗工艺产生的有机废气成分除NMP外，还有少量IPA、HFE等其他有机废气。两处废气冷凝后物质成分及浓度不同，故PI涂布和蒸镀工程Mask清洗的有机废气分别釆用两套处理系统及排气筒，便于后续回收处理。

（3）工艺流程存在制约：面板生产企业生产厂房多为大跨度厂房，如厦门天马显示科技有限公司第6代柔性AMOLED生产线项目主厂房跨度甚至达到南北600多米，东西200多米，因工艺流程制约，产品生产流程中需多次釆用相同工序，PI涂布、固化及蒸镀工程清洗等多种生产工艺穿插进行，导致相同污染物工艺制程设备距离较远，若将两端废气集中一起排放,管路铺设可能超过数百，从而造成大幅度的压力损失。

（4）安全性要求高：根据《厦门市大气污染物排放标准》(DB35/323-2018)要求：“新增、改造大气污染物排放控装置时应该同时符全各类安全生产规范要求”。NMP、剥离废气如果釆用燃烧式处理，存在加热控制系统异常导致焚烧炉内温度过高引发火灾或天然气泄漏引发火灾及爆炸的风险，冷凝处理方式相对安全可靠。为保证工艺设备的有机废气完全收集至管路中，需将管路的压力损失控制在一定的范围内。若将大跨度的厂房排气筒集中排放，压力损失将出现无法满足工艺要求的情况。

管路无法承受任何压力波动，否则将导致工艺设备宕机，同时也将导致现场有机废气挥发溢散至车间(全封闭车间)，直接影响现场作业人员的身体健康，并引发环境安全事故。

通过以上分析，厦门天马显示科技有限公司第6代柔性AMOLED生产线项目在釆取合理可行的有机废气治理措施前提下，执行《厦门市大气污染物排放标准》(DB35/323-2018)存在着困难。

四、有机废气排气筒不同设置方案对环境的影响分析

本文釆用《境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2018)推荐的AERMOD模型，在相同的地形、气象条件下，含NMP有机废气排气筒设置为两根和合并为一根的情况下，对大气环境的影响分别进行了预测，预测结果对比见表1。

表1 NMP废气设为两根与合并非甲烷总炷贡献质量浓度预测结果对比表

预测表明，在相同的条件下，NMP有机废气排气筒设为两根与合并为一根对大气环境的影响基本一致。

五、结论

AMOLED面板生产所使用的原辅材料种类繁多，涉及多种化学品及特殊气体，工艺流程复杂，有机废气种类多，成分也较复杂，应根据其来源及成分釆用针对性的治理措施，釆用单一措施难以有效处理。

AMOLED面板生产线及设备的平面布置跨度大，废气收集管线长，从厂房结构、工艺流程制约性、生产安全问题、资源回收利用率、环境影响等因素考虑，一个厂房的有机废气排气筒难以合并为一根，与《厦门市大气污染物排放标准》(DB35/323-2018)的要求不利，但其环境影响与合并一根排气筒对大气环境的影响相差不大。

本人对在厦AMOLED面板企业执行《厦门市大气污染物排放标准》(DB35/323-2018)过程可能面对的疑难提出一些建议。

（1）排污企业应当深化工艺设计、生产线布置，将产生相似废气污染物的工序布置在相近的车间内，避免废气收集管线过长，增强屋顶荷载设计，排气筒按集束式烟囱布置，以便于废气处理后集中排放。

（2）建议标准发布部门从环保、安全等方面对排放标准进一步优化论证，对不同行业执行“釆用其他方法处理废气中挥发性有机物的，一个企业一栋建筑只允许设置一根排气筒”的要求进行细化区分，对排放标准进行合理化完善。

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AMOLED（ 英 语：Active-matrix organic light-emitting diode，中译：有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体）是一种显示屏技术。其中OLED（有机发光二极体）是描述薄膜显示技术的具体类型：有机电激发光显示；AM（有源矩阵体或称主动式矩阵体）是指背后的像素寻址技术。AMOLED技术主要用于智能手机[1]，并继续朝低功耗、低成本、大尺寸方向发展。AMOLED全称是Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，可翻译为是有源矩阵有机发光二极体面板。AMOLED被称为下一代显示技术，包括三星电子、三星SDI、LG、飞利浦都比较重视这项新的显示技术。从技术发展来看，α-Si（非晶硅）、LTPS（低温多晶硅）、Oxide（氧化物半导体） TFT-LCD、AMOLED及柔性显示等平板显示技术的基础技术均为半导体技术，业内统称为半导体显示技术。

AMOLED与多数手机使用的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，因此正在得到智能手机采用。