JP2007161550A - 表示パネルの切断装置および切断方法 - Google Patents

表示パネルの切断装置および切断方法 Download PDF

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    • Y02W30/82Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

Abstract

【課題】PDPのような表示パネルにおいて、周辺部を接合してなる前面基板と背面基板の分離を、基板が割れることなく、低コストで短時間に行う。
【解決手段】2枚のガラス基板の周辺部を封着部材で接合してなるパネル14の前記封着部材が形成されたパネル周辺部を切断する装置であって、パネル14を載置するテーブル31と、先端角度が150°〜165°のカッティングホイールを3kg〜13kgの加重でパネル14に圧接させて移動させることでテーブル31に載置されたパネル14のスクライブを行うスクライブ手段と、テーブル31に載置されたパネル14のスクライブを行った辺に衝撃を加える衝撃印加手段とを有し、前記スクライブ手段および前記衝撃印加手段は、テーブル31に載置されたパネル14に対して同時に作用することを可能にすべく、それぞれテーブル31の周囲の所定位置に設置されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、表示パネルの切断装置および切断方法に関する。
プラズマディスプレイ装置は、複数の電極などが形成された一対のガラス基板を、ガラス基板間に放電空間が形成されるように対向配置してその周辺部を封着部材で封着してなるプラズマディスプレイパネル(PDP)と、このPDPに熱伝導シートを介して貼り付けられた金属製のシャーシと、このシャーシの背面に取り付けられPDPを駆動するための電気回路部材とにより構成される表示ユニットを、前面カバーと背面カバーとで構成する筺体の内部に配設することにより構成されている。
近年、プラズマディスプレイ装置は、自発光型であるので視認性がよく、薄型で大画面表示が可能な表示装置であることから、その需要が増加している。また、資源の有効利用などの観点から家電製品のリサイクルが重要視されてきており、プラズマディスプレイ装置のリサイクル方法についても検討されている(例えば特許文献1参照)。
特開2003−112155号公報
PDPは、ガラス基板からなる前面基板と背面基板とが周辺部でフリットガラスを用いて接合され、内部の気密性を確保するよう構成されている。この前面基板と背面基板をリサイクルするためには、前面基板、背面基板の表面に形成している電極や誘電体層などを除去し、何も形成されていないガラス基板(素ガラス)にすることが必要である。そのためには、PDPを前面基板と背面基板に分離しなければならないが、その方法として、PDPを電気炉で加熱してフリットガラスを溶かして分離する方法、PDPの内部に高圧ガスを入れて分離する方法、フリットガラスによる接合部の内側部をダイヤモンドカッターで切断する方法、等が提案されている。PDPを加熱して分離する方法は高価な電気炉が必要であること、および、加熱中に前面基板と背面基板を引き剥がす機構が必要であること、加熱処理に時間がかかり処理時間が長くかかる、等の問題点があった。PDPの内部に高圧ガスを入れて前面基板と背面基板を分離する方法はフリットガラスによる接合部からきれいに分離することはまれで、前面基板および背面基板が複雑な形で破壊してしまうことが多い。ダイヤモンドカッターで切断する方法は、切断中にガラス基板にクラックが入って割れることが多く、前面基板と背面基板を割れないように所定の形で切り出すことが困難であること、またダイヤモンドカッターのコストも高い、等の課題があった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、PDPのような表示パネルにおいて、周辺部を接合してなる前面基板と背面基板の分離を、基板が割れることなく、低コストで短時間に行うことを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の表示パネルの切断装置は、2枚のガラス基板の周辺部を封着部材で接合してなる表示パネルの前記封着部材が形成されたパネル周辺部を切断する装置であって、表示パネルを載置するテーブルと、先端角度が150°〜165°のカッティングホイールを3kg〜13kgの加重で表示パネルに圧接させて移動させることで前記テーブルに載置された表示パネルのスクライブを行うスクライブ手段と、前記テーブルに載置された表示パネルの前記スクライブを行った辺に衝撃を加える衝撃印加手段とを有し、前記スクライブ手段および前記衝撃印加手段は、前記テーブルに載置された表示パネルに対して同時に作用することを可能にすべく、それぞれ前記テーブルの周囲の所定位置に設置されたことを特徴とする。
また、本発明の表示パネルの切断方法は、2枚のガラス基板の周辺部を封着部材で接合してなる表示パネルの前記封着部材が形成されたパネル周辺部を切断する方法であって、表示パネルを載置するテーブルと、このテーブルの周囲の所定位置にそれぞれ配置されたスクライブ手段および衝撃印加手段とを有する切断装置を用い、前記テーブルの上に表示パネルを載置した後、前記スクライブ手段によって前記表示パネルの一辺にクラックを形成し、その後、前記表示パネルの厚さ方向にクラックが伸長する時間を利用して前記一辺が前記衝撃印加手段の位置にくるとともに別の辺が前記スクライブ手段の位置にくるように前記表示パネルを移動させ、その後、前記衝撃印加手段によって前記一辺に衝撃を印加して前記クラックの部分で切断し、前記別の辺では前記スクライブ手段によってクラックを形成することを特徴とする。
本発明によれば、表示パネルのパネル周辺部を効率よく切断することができ、前面基板と背面基板の分離を、基板が割れることなく、低コストで短時間に行うことができる。
以下本発明の実施の形態について、プラズマディスプレイ装置を例として図面を参照しながら説明する。
まず、プラズマディスプレイ装置におけるプラズマディスプレイパネルの構造について図1を用いて説明する。図1に示すように、ガラス基板からなる前面基板1上には、走査電極2と維持電極3とで対をなすストライプ状の表示電極4が複数形成され、その表示電極4を覆うように誘電体層5が形成され、その誘電体層5上には保護層6が形成されている。このように、前面基板1上に表示電極4、誘電体層5および保護層6からなる表面層を形成することにより、前面パネル7を構成している。
また、ガラス基板からなる背面基板8上には、ストライプ状のアドレス電極9が複数形成され、アドレス電極9を覆うように誘電体層10が形成されている。アドレス電極9間の誘電体層10上には、アドレス電極9と平行に複数の隔壁11が配置され、この隔壁11の側面および誘電体層10の表面に蛍光体層12が設けられている。このように、背面基板8上にアドレス電極9、誘電体層10、隔壁11、蛍光体層12からなる表面層を形成することにより、背面パネル13を構成している。
これらの前面基板1と背面基板8とは、表示電極4とアドレス電極9とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周辺部が封着部材で接合されて封止され、放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、表示電極4とアドレス電極9とが交差する位置にそれぞれ放電セルが形成され、その各放電セルには、表示電極4が伸びる方向に、赤色、緑色および青色となるように蛍光体層12が一色ずつ順次配置されている。
このような構成のプラズマディスプレイパネルにおいては、アドレス電極9と走査電極2との間に書き込みパルスを印加することにより、アドレス電極9と走査電極2との間でアドレス放電を行い、表示すべき放電セルを選択した後、走査電極2と維持電極3との間に、交互に反転する周期的な維持パルスを印加することにより、走査電極2と維持電極3との間で維持放電を行い、所定の表示を行うものである。
図2は、上記で説明した構造のプラズマディスプレイパネルを組み込んだプラズマディスプレイ装置の全体構成の一例を示したものである。
図2に示すように、パネル(プラズマディスプレイパネル)14を収容する筐体は、前面カバー15と金属製の背面カバー16とから構成され、前面カバー15の開口部には光学フィルターおよびパネル14の保護を兼ねたガラス等からなる前面板17が配置されている。また、この前面板17には電磁波の不要輻射を抑制するために、例えば銀蒸着が施されている。さらに、背面カバー16には、パネル14等で発生した熱を外部に放出するための複数の通気孔16aが設けられている。
パネル14の背面側には、このパネル14を保持するアルミニウム等からなるシャーシ18が熱伝導シート19を介して配置され、そしてシャーシ18の背面側には、パネル14を表示駆動させるための複数の電気回路部材20が取り付けられており、これにより表示ユニットが構成されている。電気回路部材20は、パネル14の表示駆動とその制御を行うための電気回路を備えており、パネル14の縁部に引き出された電極引出部に、シャーシ18の四辺の縁部を越えて延びる複数のフレキシブル配線板(図示せず)によって電気的に接続されている。また、シャーシ18の後面には、電気回路部材20を取り付けたり、背面カバー16を固定するためのボス部18aがダイカスト等による一体成型により突設されている。なお、このシャーシ18は、アルミニウム平板に固定ピンを固定して構成してもよい。なお熱伝導シート19は、パネル14で発生した熱をシャーシ18に効率よく伝え、放熱を行うためのものであり、パネル14およびシャーシ18のそれぞれと接着剤により接着している。すなわち、背面基板8には接着剤を介してシャーシ18が接着されている。
次に、このようなプラズマディスプレイ装置の解体方法について、図3の工程フロー図に従って説明する。
廃棄するPDPテレビ(廃棄PDPテレビ)は、筐体取り外し工程21において、まず人手により背面カバー16を外し、次に前面カバー15を外す。次の電気回路部材解体工程22では、図示していない固定ネジ等を外し、電気回路部材20をシャーシ18から順次取り外す。さらに、フレキシブル配線板をパネル14から取り外す。この段階では、パネル14、熱伝導シート19およびシャーシ18が一体に固定されたモジュールの状態である。
次のシャーシ分離工程23では、このモジュールを電気炉で熱伝導シートの接着剤の接着力が低下する温度で加熱することにより、熱伝導シート19の接着力を低下させ、この状態で、人手あるいは機械的な方法で引き剥がし力を加えることにより、パネル14とシャーシ18と熱伝導シート19とに分離する。
次の基板分離工程24では、分離されたパネル14において、封着部材によって接合された部分を切断することにより、前面パネル7と背面パネル13とに分離する。その後、前面パネル7は表面層除去工程25において前面基板1上の表面層を研磨等の方法で除去して素ガラスの基板にされ、背面パネル13は表面層除去工程26において背面基板8上の表面層を研磨等の方法で除去して素ガラスの基板にされる。この素ガラスの基板をカレット化し、カレット化によって得られたカレットガラスを溶融することで、ガラスのリサイクルを可能にするものである。
上記のように、廃棄PDPテレビに対し、筐体取り外し工程21、電気回路部材解体工程22およびシャーシ分離工程23を行うことによりパネル14が取り出される。このパネル14は、図4に示すように、前面パネル7と背面パネル13の周辺部が封着部材(フリットガラス)30により接合されて構成されている。図4(a)は平面図であり、図4(b)はパネル周辺部を示す断面図である。封着部材30が形成された部分であるパネル周辺部を切断すれば、切断箇所の内側の部分は前面パネル7と背面パネル13とに分かれる構造となっている。パネル14の一辺について、パネル14を切断する場所の一例を図4に一点鎖線60で示しており、切断場所は封着部材30よりも内側である。また一例として、前面基板1および背面基板8の厚みは約2.8mmであり、前面パネル7の厚みは約2.85mm、背面パネル13の厚みは約2.95mmである。
基板分離工程24では、上記のパネル14の接着部材30で接合した部分(接合部分)の内側においてパネル14の辺と平行に切断することで接合部分を取り除き、接合部分の内側を前面パネル7と背面パネル13とに分離する。例えば、図4に示した一点鎖線60の位置で切断し、他の3辺においても同様の位置(接合部分の内側の位置)で切断する。このように基板分離工程24では、封着部材30が形成された部分であるパネル周辺部を切断してパネル14から分離する。次に、この基板分離工程24の実施方法について、図面を用いて説明する。
基板分離工程24において切断を行う際に用いる切断装置について図5〜図8を用いて説明する。図5は切断装置の平面図であり、図6は図5で示す切断装置をA方向から見た拡大図であり、図7はカッティングホイールの拡大図であり、図8は図5で示す切断装置をB方向から見た拡大図である。
31はパネル14を載置するテーブルであり、このテーブル31上に複数個のローラベアリング32を配置している。パネル14はローラベアリング32上に載置される。テーブル31の一辺には、その辺に沿って支持台33が設けられており、支持台33は、ローラベアリング32上に載置されたパネル14の端部をちょうど支持できる高さとなっている。支持台33の上方にはパネル押さえ部材34が設けられており、エアーシリンダ35はパネル押さえ部材34を上下に動かすための上下駆動手段である。エアーシリンダ35は単体で加重が10kg程度まで出せるようにしている。
テーブル31の支持台33が設けられた一辺に対応する位置にはパネル14のスクライブを行うスクライブユニット(スクライブ手段)36が設けられている。スクライブユニット36は、パネル14にスクライブを形成するためのカッティングホイール37と、カッティングホイール37を支持するホルダー38と、ホルダー38を上下に動かすための上下駆動手段であるエアーシリンダ39と、エアーシリンダ39が取り付けられたシリンダ取り付けブラケット40と、シリンダ取り付けブラケット40が取り付けられた固定ブロック41と、固定ブロック41をx方向に移動させるボールねじからなる駆動手段42とにより構成されている。カッティングホイール37は回転自在に軸支されており、カッティングホイール37の先端角度θ(図7参照)を150°〜165°にしている。またエアーシリンダ39は、パネル14にスクライブを形成する際にカッティングホイール37を3kg〜13kgの加重でパネル14に圧接させることができるように構成されている。
また、テーブル31の一辺には、その辺に沿って支持台43が設けられており、支持台43は支持台33と同じ高さである。テーブル31の支持台43が設けられた辺は、テーブル31の支持台33が設けられた辺と隣り合う辺である。支持台43の上方にはパネル押さえ部材44が設けられており、エアーシリンダ45はパネル押さえ部材44を上下に動かすための上下駆動手段である。エアーシリンダ45は単体で加重が10kg程度まで出せるようにしている。ここで、50はスクライブユニット36によってパネル14にスクライブが形成されたスクライブ形成部であり、スクライブ形成部50の位置は図4に示した一点鎖線60の位置である。スクライブ形成部50が支持台43の端部より若干外側に位置するように、ローラベアリング32上にパネル14を載置する。
テーブル31の支持台43が設けられた一辺に対応する位置には衝撃印加手段46が設けられている。衝撃印加手段46は、錘47と、錘47が固定されたシリンダ48と、シリンダ48が固定された保持手段49とにより構成されており、シリンダ48およびその先端に固定された錘47はテーブル31の辺に沿って2個設置されている。錘47はシリンダ48によって上下に動くが、錘47が下方に動いた場合、錘47の先端がパネル14の端部(スクライブ形成部50の外側)に衝突するように配置されている。錘47は例えば約600gであり、錘47を下方に動かす場合、錘47が自重によって落下するように構成している。また、錘47がパネル14の端部に衝突することでスクライブ形成部50において分離されるが、分離されたスクライブ形成部50の外側部分を収納するための破片収納箱51を設けている。なお、錘47の重さと落下させるときの錘47の高さは、錘47の衝突によってパネル周辺部を分離できるように設定すればよい。
次に、本実施の形態の切断装置による切断方法について説明する。
図9はスクライブユニット36を用いてパネル14をスクライブしたときの様子を示した図であり、背面パネル13について示した断面図である。背面パネル13は背面基板8上に表面層が形成されたものであるが、図9では背面基板8について示し、表面層は図示を省略している。なお、図9において背面基板8の下側表面に表面層が形成されている。
スクライブユニット36のカッティングホイール37を、加重約6kgで背面基板8の表面に押さえつけながらその表面に沿って移動させると、図9(a)に示すように垂直クラック52aが形成される。カッティングホイール37の移動速度は例えば約20cm/secである。図9(a)はスクライブによって切り込みを入れた直後の背面基板8の断面図であり、スクライブによって発生する垂直クラック52aは背面基板8の表層に極めて浅く形成されている。
図9(a)の状態から約5秒〜10秒経過すると、垂直クラック52aは背面基板8の厚み方向に伸長する。そして、図9(b)に示す垂直クラック52bのように背面基板8の下面の近くまで到達した状態となる。このように垂直クラック52aが背面基板8の厚み方向に伸長して垂直クラック52bのようになる現象は、カッティングホイール37の先端角度θを150°〜165°とし、且つ、カッティングホイール37を背面基板8の表面に押さえつけるときの加重を3kg〜13kgとすることにより発生することがわかった。垂直クラック52aが伸長して背面基板8の下面の近くまで形成されると、スクライブを行った箇所の外側の位置(図9(b)では垂直クラック52bより右側の位置)に小さな力を作用させることにより、スクライブした箇所の外側の部分を容易に分離することができる。なお、垂直クラック52aが背面基板8の厚み方向に伸長する量(長さ)は、カッティングホイール37の先端角度θの値とカッティングホイール37を背面基板8の表面に押さえつけるときの加重の大きさによって調整することができる。
なお、図9を用いた説明は、図6においてパネル14の上側からカッティングホイール37を当接させた場合であるが、パネル14の下側からカッティングホイール37を当接させた場合も同様の現象が発生する。したがって、スクライブユニット36でパネル14の端部をスクライブしてから約5秒〜10秒経過した後、衝撃印加手段46でスクライブした箇所の外側の位置に衝撃を加えることにより、パネル14の端部を切断して分離することができる。
次に、本実施の形態の切断装置を用いてパネル14の周辺部分を切断するときの手順について説明する。
まず、図5に示すように、パネル14をテーブル31の上の所定位置に載置する。そして、エアーシリンダ35を駆動してパネル押さえ部材34を下方へ動かし、パネル14の一辺の端部を支持台33とパネル押さえ部材34との間に挟んで固定する。次に、エアーシリンダ39を駆動してカッティングホイール37をパネル14の上方および下方からパネル14へ近づけ、パネル14の表面に圧接する。そして、カッティングホイール37をパネル14へ圧接させながら、パネル14の端から他の端まで駆動手段42によって固定ブロック41をx方向に移動させることによりスクライブを行う。固定ブロック41の移動速度は約20cm/secである。これにより、パネル14の一辺において図4の一点鎖線60で示す位置に、図9(a)に示した垂直クラック52aが形成される。ここで、垂直クラック52aは前面パネル7と背面パネル13に形成される。
次に、エアーシリンダ35を駆動してパネル押さえ部材34を上方へ動かしてパネル14の固定を解除する。その後、スクライブを行った辺が衝撃印加手段46の位置にくるようにパネル14を移動させ、エアーシリンダ45を駆動してパネル押さえ部材44を下方へ動かし、スクライブを行った辺の端部を支持台43とパネル押さえ部材44との間に挟んで固定する。このときの状態を図10に示す。また、支持台43とパネル押さえ部材44との間に挟む位置は、スクライブ形成部50の内側である。
上記のように、パネル14の一辺においてスクライブを行うことで垂直クラック52aを形成した後、スクライブを行った辺が衝撃印加手段46の位置にくるようにパネル14を移動させている間に、垂直クラック52aが基板の厚み方向に伸長する。そして、垂直クラック52aを形成してから約5秒〜10秒経過すると、図9(b)に示す垂直クラック52bのようになり、パネル14の端部が垂直クラック52bの部分で容易に分離可能な状態になる。
次に、衝撃印加手段46によってスクライブを行った辺に衝撃を与える。すなわち、図11に示すように、シリンダ48によるロックを解除することで錘47を自重により落下させてパネル14の端部に衝突させると、垂直クラック52bの部分で切断され、スクライブ形成部50より外側の部分はパネル14から分離して破片収納箱51に収納される。ここで、パネル14の一辺においてスクライブを行ってから、その辺に衝撃を与えるまでの時間を約10秒とすると、垂直クラック52aが基板の厚み方向に伸長した後であるため、分離を容易に行うことができる。
以上のように本実施の形態では、パネル14の一辺にスクライブを行うことで形成される垂直クラック52aが伸長する時間を利用して、スクライブを行った辺が衝撃印加手段46の位置にくるようにパネル14を移動させている。このため、パネル14の周辺部を分離する時間を短縮することができ、プラズマディスプレイ装置の解体を効率よく行うことができる。
また、図5、10に示すように、スクライブユニット36をテーブル31の一辺に対応する位置に設置し、そのテーブル31の一辺と隣り合う一辺に対応する位置に衝撃印加手段46を設置した構成である。このため、パネル14に対してスクライブユニット36と衝撃印加手段46とを同時に作用させることも可能である。すなわち、パネル14の一辺においてスクライブを行うと同時に、他の一辺において衝撃を与えることができる。こうすることにより、さらに、パネル14の周辺部を分離する時間の短縮化が図れ、切断装置のコストパフォーマンスが向上する。
また、テーブル31上にローラベアリング32を設置して、テーブル31の上でパネル14を回転できるような構成にしているため、パネル14の回転移動を円滑に行うことができ、作業性がよい。
また、図5に示すように、本実施の形態の切断装置では錘47を2個配置している。このように、パネル14の一辺において複数箇所に対して衝撃を与えるように衝撃印加手段46を構成することにより、大きいサイズのパネルの周辺部を分離するときの信頼性が向上することと、分離部のガラス分離線が乱れず、凹凸の非常に少ないスクライブ断面が得られる。このため、分離後のガラス基板の取り扱いをより安全に行なうことができる。
なお、本発明はSED(Surface-conduction Electron-emitter Display)、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(electroluminescence)ディスプレイなどの平面型の表示パネルに対しても適用することができる。
以上のように本発明によれば、表示パネルのパネル周辺部を効率よく切断することができ、平面型の表示パネルをリサイクルする際に有用である。
プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図 プラズマディスプレイ装置の全体構成の一例を示す図 プラズマディスプレイ装置の解体工程を示すフロー図 (a)、(b)はプラズマディスプレイパネルの平面図およびパネル周辺部を示す断面図 本発明の一実施の形態における切断装置の平面図 図5で示す切断装置をA方向から見た拡大図 カッティングホイールの拡大図 図5で示す切断装置をB方向から見た拡大図 (a)、(b)はプラズマディスプレイパネルをスクライブしたときの様子を示す図 同切断装置を用いた切断方法を説明するための図 同切断装置を用いた切断方法を説明するための図
符号の説明
1 前面基板
8 背面基板
14 パネル
31 テーブル
32 ローラベアリング
36 スクライブユニット(スクライブ手段)
37 カッティングホイール
46 衝撃印加手段
47 錘

Claims (5)

  1. 2枚のガラス基板の周辺部を封着部材で接合してなる表示パネルの前記封着部材が形成されたパネル周辺部を切断する装置であって、表示パネルを載置するテーブルと、先端角度が150°〜165°のカッティングホイールを3kg〜13kgの加重で表示パネルに圧接させて移動させることで前記テーブルに載置された表示パネルのスクライブを行うスクライブ手段と、前記テーブルに載置された表示パネルの前記スクライブを行った辺に衝撃を加える衝撃印加手段とを有し、前記スクライブ手段および前記衝撃印加手段は、前記テーブルに載置された表示パネルに対して同時に作用することを可能にすべく、それぞれ前記テーブルの周囲の所定位置に設置されたことを特徴とする表示パネルの切断装置。
  2. スクライブ手段をテーブルの一辺に対応する位置に設置し、そのテーブルの一辺と隣り合う一辺に対応する位置に衝撃印加手段を設置したことを特徴とする請求項1記載の表示パネルの切断装置。
  3. テーブルの表面に複数のローラベアリングを設置し、前記テーブルの上で表示パネルを回転させるように構成したことを特徴とする請求項1記載の表示パネルの切断装置。
  4. 表示パネルの一辺において複数箇所に対して衝撃を与えるように衝撃印加手段を構成したことを特徴とする請求項1記載の表示パネルの切断装置。
  5. 2枚のガラス基板の周辺部を封着部材で接合してなる表示パネルの前記封着部材が形成されたパネル周辺部を切断する方法であって、表示パネルを載置するテーブルと、このテーブルの周囲の所定位置にそれぞれ配置されたスクライブ手段および衝撃印加手段とを有する切断装置を用い、前記テーブルの上に表示パネルを載置した後、前記スクライブ手段によって前記表示パネルの一辺にクラックを形成し、その後、前記表示パネルの厚さ方向にクラックが伸長する時間を利用して前記一辺が前記衝撃印加手段の位置にくるとともに別の辺が前記スクライブ手段の位置にくるように前記表示パネルを移動させ、その後、前記衝撃印加手段によって前記一辺に衝撃を印加して前記クラックの部分で切断し、前記別の辺では前記スクライブ手段によってクラックを形成すること特徴とする表示パネルの切断方法。
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