行动、无缝、运算随身的需求,牵动世界走向多屏时代,一人多机,已是无法撼动的趋势。然而,越多的显示幕製造,意味着越高的ITO材料消耗,因此,如何能在多萤时代裡建立起显示材料的环保回收机制,将是产业永续发展重要的一环。而环保氧化铟锡回收技术,正是开启这一机制的解决方案。
一人多机,意味着越高的ITO材料消耗
氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)材料是一种铟氧化物 (In2O3) 和锡氧化物 (SnO2)的溷合物,它被广泛运用在各种光电产品中,包含各类型液晶显示幕、触控面板、太阳能电池、抗静电镀膜等,是一项非常重要的关键材料,必需要仰赖它来达成平面电导的功能。根据统计,铟锡氧化物(ITO)靶材,占整个铟用量的60~70%.
多屏时代铟金属需求飞涨
矿物与金属市场研究机构Nystar便预测,平面显示应用对铟金属的需求将持续高涨,成为铟金属的主要消费市场。以平板电脑和智慧手机的触控面板为例,不管是电容式触控或是电阻式触控,都需要使用ITO薄膜和ITO玻璃,因此对铟金属的用量需求很大。另一方面,ITO镀膜的製程难度很高,良率有限,又让铟材料更显珍贵。
然而,铟的价格一直以来都十分的昂贵,目前每公斤的价格约US$ 600元左右,其价格居高不下的主要原因,是其供应受限。
铟金属在地壳中的含量原本就十分稀少,且不属于独立矿产,是种与锌矿并存的微量元素,需先提炼出锌金属后,再精炼方可得铟锭。目前中国是世界上铟锭主要的生产地,但每年可以出口的数量受到限制,虽然还有美国、加拿大和日本等国生产,但在多屏时代的驱动下,需求量与供应量仍将无法相应。
而台湾的氧化铟锡使用量约佔全世界使用量的1/3,且绝大多数集中在面板与太阳能电池厂,从产业全球竞争的观点来看,台湾对铟有极高的需求量,同时又面对巨大的兢争压力,因此,如何能够提高铟的使用效率和回收效率,对于降低生产成本与提高竞争力有直接的正面帮助。
生产效能低 ITO回收率成竞争力关键
但在目前的生产技术限制下,ITO靶材在离子溅镀机(Sputter)上只有约30%的使用率,其馀70%为使用过之废ITO靶,因此,自ITO 靶材回收铟回收率约60% 到65%,是另一重要的铟来源。
「ITO玻璃和薄膜在进行镀铟时,必须使用气相沉积(MOCVD, Metal-organic Chemical Vapor Deposition)的方式,铟离子并不能直接打在玻璃上,而是要利用反射的方式,才能产生均匀平顺的ITO层。因此,许多的铟元素都被浪费掉了。」优胜奈米科技总经理许景翔解释。
另一方面,现今广泛使用的铟回收流程中会使用许多的强酸物质,容易对ITO靶材造成损坏,而剥除后的废水也会对环境产生负面影响。
目前广泛使用的ITO铟回收技术,主要是将ITO 废靶料粉碎溶于无机酸中(盐酸或盐酸+硫酸的溷合酸中进行溶解),利用酸溶液把铜(Cu)、铅(Pb)、锡(Sn)等元素析出后,再进行铟锡分离,接着再以电解精炼,主要难度在铟锡分离。
为了提高铟金属的回收效益,同时减轻回收过程中所产生的污染,优胜奈米科技研发出一种环保的铟锡氧化物剥除剂-ITO-900。
许景翔总经理表示,ITO-900铟锡氧化物剥除剂是专门针对光电、面板产业等製程所使用的ITO镀层或残渣进行铟锡剥除的产品,它可广范应用在镍、铜、钛合金、陶瓷、不鏽钢、玻璃等底材上的ITO镀层。
ITO-900剥除剂满足多屏时代的铟锡回收需求
正因为适用的底材类型广泛,因此ITO-900刚好可以能满足多屏时代裡多元显示与光电技术的铟锡回收需要,只要运用单一的剥除剂就能进行多种类的废靶材回收。
但更重要的是,ITO-900剥除剂同样也具备优胜奈米一贯的产品优势,那就是绿色环保的特色,完全符合当今时代对于生态环境永续发展的要求。
「ITO-900不含氰化物或卤素等有毒的有害物质,同时废水处理也简单。」许景翔总经理说。
然而,产业发展与企业经营除了要满足环保的需求之外,经济效益才是至关重要的事,而那正是ITO-900铟锡氧化物剥除剂所能提供最直接的效益。
根据优胜奈米的实验,每公升的ITO-900药水可处理约300 ~400g的ITO废渣,最后可产出200 -300g的纯铟,回收率高达66.6%至75%,较目前广泛使用的方式提升了约10%,若将之效益转移至成本改善上,在竞争激烈的显示产业裡,10%几乎是一个可以扭转市场的幅度。
目前铟锡氧化物回收的来原可分为两大部分,一为ITO玻璃(例如显示、触控面板和太阳能电池),另一为ITO靶材。前者需将之先行打碎,再以化学溶液进行杂质滤除和铟锡的提炼;后者则是从镀层设备上取下,直接浸泡至溶液裡进行剥除和提炼。
而值得一提的是,优胜奈米科技的ITO-900剥除剂几乎不会伤及底材,能让ITO的靶材「全身而退」。
许景翔指出,ITO镀层所使用的气相沉积设备都非常昂贵,且进行ITO溅镀的靶材属于耗材,使用一段时间后就必须进行替换,而替换下来的靶材则会拿来做为铟剥除和回收的原料。然而,ITO-900能将铟锡氧化物完全剥除,却又不会伤及原本的靶材,甚至可以降低溅镀设备的费用支出,且剥除速度是传统使用强酸溶解的2~3倍,大符缩短ITO剥除反应时间。
至于ITO玻璃的铟锡回收,目前优胜奈米正在积极研发更具效益的优化流程,预计不久就能提供更具经济效益与环保品质的解决方案。
环保ITO回收为显示产业建立绿色生态
随着多屏时代的到来,成千成万具备显示功能的电子产品正在被生产并销售至市场上,这些产品包含智慧型手机、平板电脑、PC、TV、穿戴装置、汽车电子和智慧家庭电器等。而在这蓬勃的产业发展背后,代表着更多铟金属的需求,另一方面,也意味着更多的铟金属被废弃,而ITO-900环保回收技术将是串接需求与供应的完美桥梁。
它一方面能提高ITO材料製造端的铟回收率,改善其生产成本,另一方面,它也能从废弃的电子产品裡回收有价值的铟金属,进一步舒缓铟金属的供需平衡,建立起产业永续的供应循环,而这一切都满足环境保护的前提,是一种绿色的产业生态系统。
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