Kemikaalien riskianalyysi ja uusien lähtöaineiden soveltuvuus EL-näyttöjen loisteainekerroksen valmistukseen
Kopiloff, Annina (2019)
Kopiloff, Annina
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202001091153
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202001091153
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin Beneq Oy:lle, joka valmistaa atomikerroskasvatusmenetelmään (ALD) perustuvia pinnoituslaitteita sekä elektroluminesenssi- eli EL-näyttöjä.
EL-näyttöjen valmistukseen käytetään useita kemikaaleja, joille yrityksellä on tällä hetkellä vain yksi hyväksytty toimittaja. Näiden yhden toimittajan kemikaalien saatavuudessa on esiintynyt ongelmia, jotka ovat uhanneet yrityksen tuotannon jatkuvuutta. Tämän työn tarkoituksena oli tunnistaa yrityksestä nämä yhden toimittajan riskikemikaalit sekä tehdä riskianalyysi mahdollisten saatavuusongelmien seurauksista. Lisäksi tavoitteena oli löytää kahdelle riskianalyysissa mukana olevalle kemikaalille uusi toimittaja ja testata näiden kemikaalien soveltuvuutta EL-näyttöjen valmistuksessa.
Riskianalyysi tehtiin kvalitatiivisen tutkimusmenetelmän mukaisesti ja toteutettiin haastattelemalla yrityksen työntekijöitä. Riskianalyysissa tunnistettiin kahdeksan riskikohdetta sekä määriteltiin riskikohteille riskin toteutumisen todennäköisyydet ja vaikutukset. Lisäksi analyysissa pohdittiin riskeihin vaikuttavia tekijöitä ja riskien merkitystä arvioitiin riskimatriisin avulla.
Kokeellisessa osuudessa kasvatettiin ALD-menetelmällä valoa luminoivia ZnS:Mn-ohutkalvoja uusilla lähtöaineilla (MnCl2 ja ZnCl2). Kasvatetuilta ohutkalvoilta mitattiin EL-näyttöjen käytön kannalta tärkeitä ominaisuuksia, kynnysjännitettä ja luminanssia käyttöjännitteellä. Lisäksi MnCl2-testeissä määritettiin ohutkalvon Mn-pitoisuus aikavakiomittauksella. Saatuja mittaustuloksia verrattiin tuotantokäytössä olevilla kemikaaleilla kasvatettujen ZnS:Mn-kalvojen mittaustuloksiin.
MnCl2-testien tulokset näyttivät lupaavilta, mutta vaativat lisäkokeita, joilla kemikaalin soveltuvuus voidaan osoittaa. ZnCl2-kokeiden tuloksille tehtiin t-testi, jonka avulla arvioitiin, onko nykyisen ja uuden kemikaalin välillä tilastollisesti merkitsevää eroa. Testistä saatiin yksi merkitsevyystasoa pienempi p-arvo, mutta tämän ei kuitenkaan katsottu olevan uuden kemikaalin käytön hylkäävä tekijä.
EL-näyttöjen valmistukseen käytetään useita kemikaaleja, joille yrityksellä on tällä hetkellä vain yksi hyväksytty toimittaja. Näiden yhden toimittajan kemikaalien saatavuudessa on esiintynyt ongelmia, jotka ovat uhanneet yrityksen tuotannon jatkuvuutta. Tämän työn tarkoituksena oli tunnistaa yrityksestä nämä yhden toimittajan riskikemikaalit sekä tehdä riskianalyysi mahdollisten saatavuusongelmien seurauksista. Lisäksi tavoitteena oli löytää kahdelle riskianalyysissa mukana olevalle kemikaalille uusi toimittaja ja testata näiden kemikaalien soveltuvuutta EL-näyttöjen valmistuksessa.
Riskianalyysi tehtiin kvalitatiivisen tutkimusmenetelmän mukaisesti ja toteutettiin haastattelemalla yrityksen työntekijöitä. Riskianalyysissa tunnistettiin kahdeksan riskikohdetta sekä määriteltiin riskikohteille riskin toteutumisen todennäköisyydet ja vaikutukset. Lisäksi analyysissa pohdittiin riskeihin vaikuttavia tekijöitä ja riskien merkitystä arvioitiin riskimatriisin avulla.
Kokeellisessa osuudessa kasvatettiin ALD-menetelmällä valoa luminoivia ZnS:Mn-ohutkalvoja uusilla lähtöaineilla (MnCl2 ja ZnCl2). Kasvatetuilta ohutkalvoilta mitattiin EL-näyttöjen käytön kannalta tärkeitä ominaisuuksia, kynnysjännitettä ja luminanssia käyttöjännitteellä. Lisäksi MnCl2-testeissä määritettiin ohutkalvon Mn-pitoisuus aikavakiomittauksella. Saatuja mittaustuloksia verrattiin tuotantokäytössä olevilla kemikaaleilla kasvatettujen ZnS:Mn-kalvojen mittaustuloksiin.
MnCl2-testien tulokset näyttivät lupaavilta, mutta vaativat lisäkokeita, joilla kemikaalin soveltuvuus voidaan osoittaa. ZnCl2-kokeiden tuloksille tehtiin t-testi, jonka avulla arvioitiin, onko nykyisen ja uuden kemikaalin välillä tilastollisesti merkitsevää eroa. Testistä saatiin yksi merkitsevyystasoa pienempi p-arvo, mutta tämän ei kuitenkaan katsottu olevan uuden kemikaalin käytön hylkäävä tekijä.