1288669 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種回收廢液晶螢幕之離心脫水方 法，特別是指將潮濕的液晶螢幕之基板材料置於離心環境 中，離心環境轉動時所產生之能量，使基板材料及水份分 離，而玎以完整徹底且快速的乾燥，有利於量產，並具有 快速、簡單和低成本的優點。 【先前技術】 各種平面顯示技術比陰極射線管模式工作的螢幕性能 更好，便不斷的被開發出來，例如液晶螢幕（LCDs , Liquid
Crystal Displays)、場發射螢幕（FEDs , Field Emission Displays)、電襞電視（PDPs , Plasma Displays)等等。在 這些製造之技術中，又以液晶螢幕可謂是技術最純熟且最 普及化的一項產品。液晶螢幕擁有重量輕，省電，可攜帶、 無輻射及全彩色等優點，舉凡常見的手機、語言翻譯機、 數位相機及攝影機、個人數位助理（PDA)、筆記型電腦、甚 至於桌上型螢幕都可以見到液晶螢幕的蹤影。而依照其價 格與實際應用範圍上的考量，各種液晶螢幕技術都有其應 用的範圍’諸如手機上採用的扭轉型（tn，Twist Nematic) 或超扭轉型（STN，Super Twist Nematic)，或是筆記型電 腦與桌上螢幕常用的薄膜電晶體型液晶螢幕（TFT_LCDs， Thin-Film TransistorLCDs)等。 液晶螢幕顧名思義就是利用液態晶體的光學特性來 5 1288669 達到顯示的效果’只要把液態晶體灌入兩片抽完真空的玻 璃間’再加上電壓，並適當控制玻璃板間距，便能改變入 射光的偏轉特性，然而實際製作起來卻不簡單；目前最常 被報章媒體提到引用的大致有下列幾種：刊、^…^^^^ 及poly-Si TFTs，依驅動模式來看，可分為主動矩陣式 (Active Matrix)和被動矩陣式（passive Matrix)兩種，一 般的TN和STN型都是屬於後者，而目前引起國内廠商投資熱 潮的TFT型則是屬於前者。 液晶顯示面板簡單的内部結構包括其上下由兩塊透 光的玻璃基板包覆，内部包含了背光源（Back-light)、偏 光板（Polarizing Filter)、透光導電層（Transparent Electrodes)、對準層（Alignment Layer)，液晶（Liquid Crystal)、彩色濾光片（Color Fi 1 ter)及空間裝置（Spacer) 等零組件’其中液晶材料通常為多種nemat ic 1 iquid crystal所組合在一起，當外加電壓於液晶的兩侧時，液晶 便開始反轉，其反轉的量由外加電壓控制，用來決定光通 過的方向及總量。 台灣的液晶螢幕產業，在1997年TFT-LCDs產品產值即 已超過200億台幣規模，在液晶螢幕產業投資已有三千億 元，其產值也漸漸繼半導體1C產業後，成為我國最亮眼之 光電產業之明星。尤其從1999年到2000年，短短的不到一 年的時間，整個TFT-LCDs產能便增加了接近9倍。 然而，關於如前述之液晶螢幕隨著需求的增加，其廢 6 1288669 棄處理已經成為問題。必須廢棄之液晶螢幕大致包含有製 造過^中發生損傷者，在製造後之最終的檢查過程中成為 不良者其匕尚有剩餘的庫存品，甚為是使用故障品等。 远7為止，廢棄液晶螢幕之處理方法已經被採用者 有，將廢棄液晶螢幕予以粉碎並掩埋填平的方法，以及焚 燒液^曰螢幕的方法。在前者的處理方法中，掩埋填平地點 之選定困難’如將其直接以衛生掩埋處理，則以生態毒性、 生物夕樣性、人類生活及產生非毒性廢棄物的衝擊為主， 廢^液晶螢幕之重金屬和液晶以掩埋方式予以處理，存有 2次污染之問題，會產生苯乙歸、環己炫、驗銅等致癌 ’對人體職有潛在危害性。*在後者處理方法中，需 ^殊的焚化爐’因為所分解的有機物有環己烧、醯胺及 丄，為主要’這些化合物都是向列型液晶中央基主要的化 :物種類’其中又以環己烧出現的次數最為頻繁，因此焚 ^之廢氣亦必彡I扣妥錢理再料，如與其他液晶螢 i之塑膠材料混合焚化，其處理成本、污染及速度均不理 …以貝源制狀角度觀之，兩者均不利於後續的資源 回收，上述處理方法都有其缺點。 針對上述回收問題，可見國内之專利公報，例如中華 ^專利公衫527232號「廢液晶顯示II之資源回收處理 二置與方法」，則將液晶螢幕的破璃精密切割下來，用超 :波震盪倾潰__將液晶㈣分離再代化，加熱 斤餘_偏光膜的玻璃片至⑽。C，經由加熱—段時間之姻 7 1288669 鈦氧化物導電朗騎料在隔溫式液㈣浸潰槽後，以 令其下方的偏賴脫落，重點在於回收玻璃基板。 »、而、Π A報巾所記載的處理方法並無提及乾燥製 程由於漁’’私的最後一道通常為乾燥，其影響後續製 程甚大’特別是-定會有成本考量’離。乾燥無須升降溫 的時間’所耗用的能源遠低於加熱乾燥，加上傳統的加熱 方式，為求快速賴，會提w作溫度，但高溫容易使回 收材質產生劣化，例如塑膠就不適用，如此並不能完全解 決液晶螢幕内多樣材質的乾燥問題。 離心設備係已應用在食品、製藥、釀酒、橡膠、化工 的乾知i«目月』並無針對液晶螢幕回收而設計的離心乾燥 製程’特狀_騎加熱魏燥，達顺高祕的效果 ’加上殘餘水分大都留在層層相疊的液晶螢幕接觸面間， 過去的加熱方式需要相當長的時間才能讓水克服表面張力 ’循序由層間空隙蒸發，而離心則是直接作用其上，加上 液晶螢幕外型呈扁平狀，即使是混亂堆積，能具有相當高 的方向性，亦即層間間隙同時朝向水平方向，當受到離心 力時，水滴容易沿此水平層間間隙甩出，同時，此方法對 碎片或整片的玻璃基板都可以處理，其能量作用方式迥異 於傳統，不僅是提高乾燥效率，也產生提高回收材質的價 值，這是過去文獻未提及的新用途，特別適用於液晶螢幕 的特殊外型，此為本發明之新穎性。 因此，如何加速乾燥，減少製程時間和能源損耗，更 8 1288669* 重要的待解決問題在於減少加熱乾燥對回收材之傷害，藉 以提高回收材的回收價值，目泰並未提出相關專利，特^ 是離心的處理方法。本發明人有鑑於此，乃潛心力以研究 ，並經多次試驗及改良，遂得以首創出本發明。 九 【發明内容】 ^使用本發明之處理方法，僅需以簡單的製作程序和少 里成本，即可完成徹底且快速的乾燥，有利於量產，可半 連，置入陕速、女全和便且，有利於加速後續液晶螢幕 回收製程’因此具有安全可靠、低成本、高使用價 利等優點。 ^ 其特徵係在於：係將潮濕的液晶榮幕之基板材料置於 離心環境中，利用離心環境轉動時所產生之能量，使基板 材料及水份分離，而達縣板材料乾燥回收者。 【實施方式】 本發明主要係將潮濕的液晶肇幕之基板材料（或其碎 入於離^槽中’再以離心轉速1斷卿，功率35〇w，時 二，甘料上之水伤t以分離，以達到基板材料乾燥之功 1私而，、去水率係可呵達94%。但以傳統12麵熱風同時3rpm f動乾燥，歷物in，料㈣W。若要達到去水率 95%，則需時20min。 、w液晶榮幕之基板材料置於離心環境中完全不需加 溫，並保留基板材料原始物性以供高價值之再利用 。若未 9 12886691 經過離心脫水製程之處理，則乾燥時間需延長六倍，且破 壞其物性的數量愈多，it限制回收基板材料再利用的範 圍，浪費更多能源，而減少經濟價值。 如此，若使用前述之離心脫水方法，並可配合有攪 動、嘴射、循環和加熱空氣至少一種乾燥之方法同時作用。 則僅以簡單的處理程序即可以將廢棄液晶螢幕之基板材料 乾燥，使得循環使用成為可能。且由於高效率地回收材料， 因此具有可以大幅削減污染之優點。 在上述之實施例中，本發明所提供之離心脫水方法， 使整個液晶螢幕基板材料之回收程序更為迅速並具經濟效 益，同時使回收物保留有高價值之再利用性。 由於水分殘留會影響後續回收製程，利用離心脫水而 不加熱於回收基板材料，故不會劣化材質，如此，可大量 增加乾燥效率，且有助於回收高品質材料之方法者。本二 以完整徹底且快速的乾燥，有利於量產，具有快速、x 間早和低成本的優點。 、 上述潮濕的液晶螢幕之基板材料進入離心脫水製程 時，係將待處理之液晶$幕放置於離，中，調整功转 時間予以將水份分離，在離心脫水之作用過程中，兼可以 透過視窗直接觀察。 另外，各類液晶螢幕因材質、來源、製作參數和品管 等差異’需要濕式製程部分’如清洗、溶解附著在基板或 塑膠上的殘餘液晶、分離和化學反應等，而有需進一步其 1288669 - · . 他分離或乾燥步驟，經過離心脫水製程之半成口 係可再 施予以進一步徹底解離；或者，券 货υ 乾燥後:再續以完全解離;即離心脫水製製 程之其中一部份 前述之液晶螢幕可包括扭轉型或超扭轉型，或是 電晶體型、α-Si及P〇ly_Si液晶螢幕等。由於這 晨、 皆具有片狀多層結構，所遭遇的乾燥問題皆相同，因愛= 用於本發明之製程方法。 k 如此，若使用前述方法，則僅以簡單的處理程序即可 以自液晶螢幕回收未產生變質之基板材料，而且回收純度 高的基板材料，並使得循環使用成為可能。且由於高效率 地回收基板材料，因此具有可以大幅削減成本之優點。 此外，於上述離心脫水方法時，係可同時外加水流將 液晶螢幕之基板材料進一步清洗，如此可節省後續清洗的 時間與能源，並可以透過視窗直接觀察。 在上述之實施例中，本發明所提供之離心脫水方法， 使整個液晶螢幕之基板材料回收程序更為迅速，並具經濟 效益’同時使回收之基板材料保留有高價值之再利用性， 亦有效控制了回收過程中基板材料之劣化問題。 本發明提供之離心脫水方法尤適用於從製造過程中發 生損傷者，或在製造後之最終的檢查過程中成為不良者， 或變成剩餘的庫存品之液晶螢幕等，包括成型片和破碎片 型態’回收其基板材料等並循環使用。由於可以回收純度 11 1288^69； 南的基板材料，容易循環使用其回收後之基板材料’具有 極高經濟效益，並可有效避免液晶螢幕之基板材料回收處 理過程中所造成污染者。 綜上所述 明罐1匕具有可供產業上之利用性， 且未見有相同發明之特徵公知、公用在先 二了要:、_提_申請:懇: 早日審W並賜准專利，實深任感夜。 【圖式簡單說明】 ％ WT ° 無圖式