JP4651506B2 - 液晶パネルの処理方法および処理装置 - Google Patents
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Description
<液晶パネル>
本発明の液晶パネルの処理方法に適用可能な液晶パネルの構成概略一例を図2に示す。この液晶パネルは、例えば、液晶パネルの製造工場において廃棄される液晶パネル、液晶表示装置の組立工場にて廃棄された液晶表示装置を分解処理して排出される液晶パネル、液晶を応用した製品の製造工場にて廃棄された製品を分解処理して排出される液晶パネル、および、市場にて廃棄された情報表示装置や映像表示装置等を解体処理して排出される液晶パネルである。図示した液晶パネルは、TFT(Thin Film Transistor)等のアクティブ素子(図示せず)を備えたものである。なお、本発明は、TN(Twisted Nematic)液晶パネル、STN(Super Twisted Nematic)液晶パネル等のデューティ液晶パネルにも勿論適用可能である。
<液晶パネルの処理方法>
本実施の形態にかかる液晶パネルの処理方法は、ガラス基板をガラスの種類別に選別するガラス選別工程と偏光板を有する状態で液晶パネルを破砕する工程と、該液晶パネルに含まれる偏光板、液晶、配向膜を分解する有機物分解工程、該液晶パネルに含まれる透明電極膜を除去する金属および金属薄膜剥離工程とを備えている。次に、リサイクルのための液晶パネルの処理方法(工程)を、以下に説明する。
前記の選別工程においては、ガラス基板(図2を例にすると、カラーフィルタ側ガラス基板1aとTFT側ガラス基板1b)のガラスを品種別に選別する。ガラスは、ガラスメーカーによって、或いはガラス品種や品番等によって組成が異なる。したがって、回収したガラスを例えばガラス基板用の材料として再使用するためには、多種多様なガラスを品種別に選別することが必要となる。また、回収したガラスを例えば一般ガラス用の材料として再使用する場合にも、ある程度、ガラスを品種別に選別することが要求される場合がある。
前記のパネル破砕工程は、単一の品種のガラス基板毎に行なう。破砕は、具体的には、図2に示す偏光板4を有したままのカラーフィルタ側ガラス基板1a・TFT側ガラス基板1bについて行なう。液晶パネルの破砕工程においては、市販の各種方式の破砕機を使用することができる。破砕機の種類は特に限定されるものではないが、塵の発生が少なく容易に破砕することができ、環境に悪影響を及ぼさず、かつ、ランニングコストが安価である等の観点から、2軸剪断方式の破砕機がより好ましい。該破砕機は、サイズの揃った
破砕物が得られやすいこと、微粉末の発生比率が小さく、破砕物をガラスカレットとして最終的に再利用しやすいこと等の利点も有している。破砕のサイズは自由であるが、15mm以下が好ましい。
図1に示すS1の有機物分解工程では、前記破砕物に付着しているシール樹脂体、偏光板、液晶、配向膜等の有機物を酸化物半導体粉体を用いて効率的に分解する。これにより、多大なエネルギーや有機溶剤を用いることなしに有機物を完全に分解除去し、固形廃棄物の排出を防止することができる。
上記分解で発生したガス(排気ガス)は、水、炭酸ガス、窒素ガス、フッ素ガス等である。まず、排気ガスは集塵装置によりダストが分離される。集塵装置としては、例えばサイクロン、バグフィルター等があげられるが、特に限定するものではない。分離したダスト成分はガラス成分、樹脂成分から成り、再度、有機物分解工程に戻す。集塵装置を通過したガスは、除害装置で浄化を行なう。除害装置としては、例えばスクラバー等が挙げられるが、特に限定するものではない。
図1に示すS2の金属および金属薄膜剥離工程では、有機物を分解した液晶パネルの破砕物を酸性水溶液に浸漬することにより、破砕物上に残っている反射防止膜や透明電極、画素電極、バス電極の薄膜を溶解することで剥離する。この工程で、酸性水溶液は金属溶解液になり、破砕物はガラスカレットになる。酸性水溶液としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、王水を用いる。特に溶解速度が最も速い塩酸が望ましい。
図1に示すS3のガラスカレット分離工程では、金属および金属薄膜剥離工程における混合物をふるいにかけ、ガラスカレットと、酸化物半導体粉体および金属溶解液の混合物とに分離する。分離されたガラスカレットは再使用する。ふるいのメッシュは100μmが好ましい。
図1に示すS4の酸化物半導体粉体(酸化チタン)分離工程では、酸化物半導体粉体と金属溶解液の混合物を、酸化物半導体粉体と金属溶解液とに分離する。分離の方法としては例えばろ過等が挙げられる。分離した酸化物半導体粉体は再利用する。酸化物半導体粉体粉末に破砕物の微粉が混入する場合があるが、有機物の分解性能は変わらないのでそのまま使用することができる。
本手法により、液晶パネルに付着した金属および金属薄膜は完全に除去される。得られた金属溶解液からインジウムを回収する方法としては、例えば、該金属溶解液に水酸化ナトリウムを加え中和し、水酸化錫を沈殿させ除去する。さらに、錫を取り除いたインジウム溶解液を電解採取することによりインジウムを金属として回収する方法がある。このように、薄膜を形成していた希少金属であるインジウムを経済的に高純度で回収・再生することができる。
<処理装置>
≪有機物分解≫
図7に有機物分解装置を示す。これは、本発明における液晶パネルの処理装置の一形態である。反応容器31には破砕物および酸化物半導体粉体等の導入口36、破砕物および酸化物半導体粉体の排出口38、酸素供給手段としての酸素供給口35、排気ガス排気手段としての排気口37が設けられている。容器は振動装置32上に置かれる。円筒状容器の下部には反応容器31加熱手段としてのヒータ33が設置され、温度はサーモスタットにより制御されている。反応容器31の側部には、排気ガスからダストを分離する集塵装置39を備え、集塵装置39を通過したガスから有害成分を吸着する除害装置34を備える。また、排出口38にはガラス分離装置41が設けられており、ふるいでガラスと金属溶解液を分離する。さらに、金属溶解液から酸化物半導体粉体を分離する酸化物半導体粉体分離装置42が設けられている。
有機物分解後の破砕物と酸化物半導体粉体が入った反応容器31に、導入口36から酸性水溶液を投入し、所定時間浸漬する。その後、弁44を開放し、排出口38から金属溶解液、ガラスカレット、酸化物半導体粉体の混合物を取り出し、ガラス分離装置41でふるいにかけることによりガラスカレットと、金属溶解液および酸化物半導体粉体の混合物とに分離する。ふるいのメッシュは100μmが好ましい。酸性水溶液としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、王水を用いる。溶解速度が最も速い塩酸が望ましい。
≪酸化物半導体粉体と金属溶解液の分離工程≫
その後、酸化物半導体粉体分離装置42内で酸化物半導体粉体と金属溶解液の混合物を、酸化物半導体粉体と金属溶解液とに分離する。分離した酸化物半導体粉体は再利用する。金属溶解液からはインジウムを回収する。方法としては例えば、該金属溶解液に水酸化ナトリウムを加え中和し、水酸化錫を沈殿させ除去する。さらに、錫を取り除いた金属溶解液を電解採取することによりインジウムを金属として回収する方法がある。
Claims (2)
- 液晶パネルを15mm以下に破砕することにより、ガラスカレットに金属成分が付着した液晶パネルの破砕物を得る破砕工程と、
酸化物半導体粉体と前記液晶パネルの破砕物とを混合し加熱することにより、前記液晶パネルの破砕物に含まれる有機物を酸化分解処理する有機物分解工程と、
前記有機物を分解した前記液晶パネルの破砕物を酸性水溶液に浸漬することにより、前記液晶パネルの破砕物に残る金属成分を溶解させて、前記ガラスカレットと、前記酸化物半導体粉体と、金属溶解液との混合物を得る金属および金属薄膜の剥離工程と、
前記ガラスカレットと、前記酸化物半導体粉体と、前記金属溶解液との混合物を、ガラスカレットと、酸化物半導体粉体および金属溶解液の混合物とに分離するガラスカレット分離工程と、
前記ガラスカレット分離工程において得られた前記酸化物半導体粉体と前記金属溶解液の混合物を、前記酸化物半導体粉体と前記金属溶解液とに分離する酸化物半導体分離工程と、
前記金属溶解液からインジウムを回収するインジウム回収工程とを含み、
前記有機物分解工程は、350〜400℃に加熱することにより行ない、
前記金属および金属薄膜の剥離工程は、40℃以下の温度で4時間以上の処理を行なう、液晶パネルの処理方法。 - 液晶パネルを15mm以下の、ガラスカレットに金属成分が付着した液晶パネルの破砕物に破砕する破砕機と、
酸化物半導体粉体と前記液晶パネルの破砕物とを加熱混合し、前記液晶パネルの破砕物の表面に含まれる有機物を酸化分解処理するための反応容器と、
前記反応容器内に設けられ、前記酸化物半導体粉体と前記液晶パネルの破砕物とを均一に混合するための攪拌装置と、
前記反応容器内の前記酸化物半導体粉体を加熱するための加熱手段と、
前記反応容器に接続され、前記有機物の酸化を促進するために前記反応容器に酸素を導入するための酸素供給手段と、
前記反応容器に接続され、前記反応容器内で前記有機物の酸化分解により発生したガスを反応容器外に排出するための排気ガス排気手段と、
前記排気ガス排気手段に接続され、前記有機物の酸化分解により発生したガス中の有害成分を吸着するための除害装置と、
前記反応容器に接続され、前記反応容器内で有機物を分解した液晶パネルの破砕物と前記酸化物半導体粉体との混合物から、前記金属および金属薄膜を剥離するために、酸性溶液を前記反応容器内に導入するための導入口と、
前記反応容器に接続され、前記反応容器内で金属および金属薄膜を剥離した後の、前記酸化物半導体粉体と、金属溶解液と、ガラスカレットとの混合物を、前記ガラスカレットと、前記酸化物半導体粉体および前記金属溶解液とに分離するためのガラス分離手段と、
前記ガラス分離手段に接続され、前記酸化物半導体粉体および前記金属溶解液の混合物を、前記酸化物半導体粉体と前記金属溶解液とに分離するための酸化物半導体分離手段と、
前記金属溶解液からインジウムを金属として回収する手段と、
を備えた液晶パネルの処理装置。
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