液晶パネルの処理方法
【課題】液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることのできる液晶パネルの処理方法を提供する。
【解決手段】貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程と、金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させるレーザ光照射工程と、ガラス基板を破砕するガラス基板破砕工程と、ガラス基板の破砕物を分別する破砕物分別工程とを含む液晶パネルの処理方法。
【解決手段】貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程と、金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させるレーザ光照射工程と、ガラス基板を破砕するガラス基板破砕工程と、ガラス基板の破砕物を分別する破砕物分別工程とを含む液晶パネルの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルを用いた家電製品、パソコン、携帯端末などの製品が急速に普及している。ここで、上述した液晶パネルとは、貼り合せた２枚のガラス基板の内側に液晶材料を注入、封入し、各ガラス基板の外側に偏光板（樹脂）を貼り付けたものを指す。液晶パネルを用いた製品の普及に伴い、液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）の数量も急激に増加しているが、環境との共存が期待される循環型社会の形成の中、廃液晶パネルについてもリサイクルし資源を有効に利用することが要望されている。
【０００３】
現在、家電製品や情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置や液晶パネルは、廃棄物の量としては少ないこともあって、廃棄物の処理施設にて製品ごとに破砕された後、プラスチックを多量に含むシュレッダーダストと共に、埋め立て処理あるいは焼却処理されている。
【０００４】
液晶パネルの製造工場から排出される不良の廃液晶パネルや家電製品および情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置や液晶パネルの処理方法として、液晶パネルの製造工場や廃棄物の処理施設にて製品ごと破砕後、非鉄精錬炉に投入し珪石の代替材料として処理する方法が一部で実施されている（たとえば、特開２０００−８４５３１号公報（特許文献１）を参照。）。この特許文献１に開示された方法では、有機物は炉内で完全燃焼され、二酸化炭素や水素などに分解される。
【０００５】
また液晶パネルに用いられているガラスを回収する方法として、たとえば、特開２００５−２９２３９４号公報（特許文献２）には、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸などの強酸溶液を用いてガラス表面に付着している金属薄膜などの無機成分を除去する方法が提案されている。
【０００６】
また、特開２００３−２３７６５３号公報（特許文献３）には、ガラスと黒色セラミックなどの固着部材との固着界面にレーザを照射して、その近傍のガラスを溶融、再凝固させ、固着部材をガラスから分離する方法が開示されている。この特許文献３に開示された方法は、レーザを透過するガラスとこのガラスに固着されレーザを吸収すると共にそのガラスよりも高い融点を有する固着部材とからなるガラス体に、ガラス側から固着部材へレーザを照射してガラスと固着部材との固着界面を加熱し、固着界面近傍のガラスを溶融させるレーザ照射工程と、レーザ照射工程で溶融したガラスの再凝固により固着部材を脆化させる固着部材脆化工程と、固着部材脆化工程で脆化した固着部材とガラスとを分離する分離工程を含む。
【特許文献１】特開２０００−８４５３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２３９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２３７６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液晶パネルは、省電力・省資源に貢献できる表示装置であるので、今後、高度情報化社会の進展に伴って、急激に生産量が増大するとともに、その表示面積も大型化することが予測され、これに伴って、今後、廃液晶パネルも、数・量ともに急激に増大すると予想される。したがって、液晶パネルの重量の大半を占めるガラスについても、廃棄物の低減と資源を大切にする観点から、再生利用することが好ましい。
【０００８】
しかしながら特許文献１に開示された方法では、液晶パネルのガラスはスラグとなりセメント材料として再利用することを意図しているため、ガラス自体として再生利用することはできない。
【０００９】
また特許文献２に開示された方法は、液晶パネルのガラスをガラス自体として再生利用することは可能であるが、強酸を使用するため、発生する廃液の処理に多大な労力とエネルギーを必要とする。
【００１０】
なお、液晶パネルのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）回路が形成された側のガラス基板（ＴＦＴ側ガラス基板）では、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）などからなるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などの電極がガラス表面に形成されており、ゲート電極、および窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種からなる絶縁物（絶縁膜）がガラス表面に固着している。ガラスを再生利用する場合、ガラス本来の成分以外の不純物元素の混入は望ましくないため、液晶パネルのＴＦＴ側ガラス基板を再生利用する場合には、上述した電極の材料であるＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏなどの金属元素だけでなく、炭素、窒素などの混入も問題となる。
【００１１】
上述した特許文献３に開示された方法のようにＴＦＴ側ガラス基板にレーザを照射した場合、ガラス基板の表面に固着した金属材料はレーザを一部吸収するものの、窒化ケイ素からなる絶縁物はレーザを透過してしまう。このため、ゲート電極はレーザ照射によりガラス基板の表面から除去できるが、絶縁物はガラス基板の表面に残存してしまうこととなる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることのできる液晶パネルの処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液晶パネルの処理方法は、貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程と、金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させるレーザ光照射工程と、ガラス基板を破砕するガラス基板破砕工程と、ガラス基板の破砕物を分別する破砕物分別工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の液晶パネルの処理方法において、ガラス基板に固着した金属電極は、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されたものであることが好ましい。
【００１５】
また本発明の液晶パネルの処理方法において、ガラス基板に固着した絶縁物が窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種からなるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶パネルの処理方法によれば、本発明の液晶パネルの処理方法によれば、液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることができ。また、本発明の液晶パネルの処理方法では、少ない労力とエネルギーを用いて、液晶を完全に回収することができるとともに、透明導電膜に含まれる希少金属であるＩｎを回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の液晶パネルの処理方法の好ましい一例を示すフローチャートである。本発明の液晶パネルの処理方法は、ガラス基板分離工程（ステップＳ２）と、レーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）と、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）と、破砕物分別工程（ステップＳ７ｂ）とを基本的に含む。本発明の液晶パネルの処理方法によれば、液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることができ。また、本発明の液晶パネルの処理方法では、少ない労力とエネルギーを用いて、液晶を完全に回収することができるとともに、透明導電膜に含まれる希少金属であるＩｎ（インジウム）を回収することができる。
【００１８】
本発明の液晶パネルの処理方法における各工程の具体的な説明に先立ち、本発明の液晶パネルの処理方法に供される液晶パネルの典型的な構造について、まずは説明する。図２は、本発明の液晶パネルの処理方法に供される典型的な一例の液晶パネル１を模式的に示す断面図である。本発明の液晶パネルの処理方法には、従来公知の適宜の構造の液晶パネルを特に制限されることなく供することができる。たとえば、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、ならびに、市場にて廃棄された情報表示装置、映像表示装置などを解体処理して排出される液晶パネルを適用することができる。図２には、一例として、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのアクティブ素子（図示せず）を備えた液晶パネル１を示しているが、本発明の液晶パネルの処理方法は、ＴＮ（Ｔｗｅｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルなどのデューティ液晶パネルにも勿論適用可能である。
【００１９】
図２に示す例の液晶パネル１は、たとえば、対向配置された厚さ０．４〜１．１ｍｍ程度の２枚のガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板２ａ、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂ）を備える。これらガラス基板２ａ，２ｂは、対向配置された側（内面側）に、周縁部に沿ってシール樹脂体（図示せず）が設けられ、互いに貼り合わされてなる。また、これらガラス基板２ａ，２ｂとシール樹脂体とによって密封された領域には、液晶が封入され、厚さ４〜６μｍ程度の液晶４の層（液晶層）が形成されている。また、各ガラス基板２ａ，２ｂの対向配置された側とは反対側（外面側）に、厚さ０．２〜０．４ｍｍ程度の偏光板５が粘着剤により貼着されている。
【００２０】
図２に示す例では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側には、カラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９が形成されている。カラーフィルタ６は有機物を主体とした材料からなる。ブラックマトリクス７は炭素を主成分とした薄膜などからなる。透明導電膜８はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる。配向膜９はポリイミドなどの有機物からなる。
【００２１】
また図２に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの内面側には、配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６が形成されている。画素電極１０はＩＴＯからなる。またゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３は、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏなどの金属を主成分とする薄膜で形成される。また、絶縁膜１５は、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種の絶縁物の膜状物として形成される。
【００２２】
ここで、図３は、図２に示した例の液晶パネル１におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの上面図である。図３に示されるように、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面に、ゲート電極１１およびソース電極１２がライン状に形成されており、このゲート電極１１およびソース電極１２に囲まれた領域に画素電極１０、ＴＦＴ１７が形成される。
【００２３】
本発明の液晶パネルの処理方法では、たとえば上述したような構造を備える液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）を適用する。以下、本発明の液晶パネルの処理方法における各工程について、図２に示した例の液晶パネル１を適用する場合を主として例に挙げて詳細に説明する。
【００２４】
図１に示した例のフローチャートは、偏光板剥離工程（ステップＳ１）、ガラス基板分離工程（ステップＳ２）、液晶回収工程（ステップＳ３）を行なった後、カラーフィルタ側ガラス基板２ａを処理する場合とＴＦＴ側ガラス基板２ｂを処理する場合とで異なる手順で処理を行なう。図１に示す例では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合には、スクレーピング工程（ステップＳ４ａ）、インジウム回収工程（ステップＳ５ａ）、ガラス基板選別工程（ステップＳ６ａ）およびガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）が行なわれる。また、図１に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの場合には、レーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）、ガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）、破砕物分別工程（ステップＳ７ｂ）およびインジウム回収工程（ステップＳ８ｂ）が行なわれる。以下、図１に示す例について詳細に説明する。
【００２５】
〔１〕偏光板剥離工程
本発明の液晶パネルの処理方法は、たとえば図２に示したように各ガラス基板２ａ，２ｂの外面側に偏光板５が貼着された液晶パネル１に適用する場合には、偏光板５を剥離する工程（ステップＳ１）を含むことが好ましい。偏光板５の剥離は、たとえば手作業で行なってもよく、また、偏光板剥離装置（たとえば、ペルチェ冷却装置の上に液晶パネルを載置し、冷却により偏光板の接着力を低下させて剥離するように構成された装置）を用いてもよい。
【００２６】
なお、図１に示すフローチャートでは、この偏光板剥離工程（ステップＳ１）をガラス基板分離工程（ステップＳ２）（後述）の前に行なう場合を例示しているが、偏光板剥離工程は、カラーフィルタ側ガラス基板２ａに関してはガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、また、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂに関してはレーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、この順序に限定されるものではない。また、偏光板を有しない液晶パネルの場合には、この偏光板剥離工程を省略しても勿論よい。
【００２７】
〔２〕ガラス基板分離工程
次に、貼り合わされたガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板２ａおよびＴＦＴ側ガラス基板２ｂ）を、２枚に分離する（ステップＳ２）。ガラス基板２ａ，２ｂを分離する方法としては、たとえば、シール樹脂体を加熱する方法、ガラス基板２ａ，２ｂのエッジ部分を切断する方法などが挙げられる。ガラス基板２ａ，２ｂを分離すると、ガラス基板２ａ，２ｂの隙間に封入されていた液晶４が表面に露出する。
【００２８】
シール樹脂体を加熱して分離する方法では、シール樹脂体（図示せず）を加熱し、シール樹脂体の強度を低下させることにより分離する。上述したように、ガラス基板２ａ，２ｂは、通常、対向配置された側（内面側）に、周縁部に沿ってシール樹脂体が設けられ、互いに貼り合わされてなる。シール樹脂体としては、通常、エポキシ系樹脂などが用いられ、加熱することでシール樹脂体の強度を低下させることができる。シール樹脂体の加熱温度としては、シール樹脂体の形成材料に応じて適宜選択することができ、特に制限されるものではないが、たとえばエポキシ系樹脂で形成されたシール樹脂体の場合には、３００℃以上が望ましく、４００℃以上がより望ましい。加熱の方法としては、たとえば、ハロゲンヒーター加熱、ヒートプレスなどが挙げられる。加熱によりシール樹脂体の強度を低下させることで、手作業で容易にガラス基板２ａ，２ｂを分離することが可能となる。
【００２９】
また、ガラス基板２ａ，２ｂのエッジ部分を切断することによってガラス基板２ａ，２ｂを分離する場合には、ガラス基板２ａ，２ｂの内部の四辺を切断することで、それぞれ１枚ずつガラスを切り出すようにすればよい。ガラス基板２ａ，２ｂの切断には、たとえばガラスカッター、ダイヤモンドソー、スクライバーなどを用いることができる。
【００３０】
〔３〕液晶回収工程
次に、液晶４が露出したガラス基板２ａ，２ｂから液晶４を回収する（ステップＳ３）。液晶４は、たとえば、ガラス基板２ａ，２ｂの表面を樹脂性のスキージを用いてかき取ることによって回収できる。液晶回収用のスキージとしては、ガラス基板２ａ，２ｂ上に形成されている配向膜９より柔らかいポリプロピレンゴム、ポリエチレンゴムなどで形成さてたスキージを好適に用いることができる。このようなゴム製のスキージを用いることにより、配向膜９を削り取らずに液晶のみを回収することができる。
【００３１】
〔４Ａ〕スクレーピング工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
上述のように、以下の工程では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合とＴＦＴ側ガラス基板２ｂの場合とで処理が異なってくる。カラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合には、上述した液晶回収工程（ステップＳ３）で液晶４を回収した後に、カラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９などの固着物を、カラーフィルタ側ガラス基板２ａから除去する（ステップＳ４ａ）。
【００３２】
上述した固着物を除去する方法としては、スクレーピングを好適に用いることができる。スクレパーを用いて、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側に形成された上記固着物をそれぞれ削り取る。図４は、カラーフィルタ側ガラス基板２ａ側の固着物の除去方法の一例を模式的に示す図である。カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側には、カラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９が形成されているが、このうちカラーフィルタ側ガラス基板２ａに直接付着している材料は、カラーフィルタ６およびブラックマトリクス７である。カラーフィルタ６およびブラックマトリクス７は、有機物を主体とした材料からなり、ファンデルワールス力によりカラーフィルタ側ガラス基板２ａに付着しているため、スクレパー２１を用いたスクレーピングによりカラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９のすべての薄膜を容易に除去することができる。薄膜除去用のスクレパー２１としては、たとえばステンレス、チタン合金などの金属製スクレパーを好適に用いることができる。
【００３３】
〔５Ａ〕インジウム回収工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
上述のように、Ｉｎは透明導電膜８に含まれる。スクレーピングによりガラスフィルタ側ガラス基板２ａの内面側から除去されたこの透明導電膜８を含む固着物は、有機物とＩＴＯ粉末とからなるＩｎ含有粉末として回収される。このＩｎ含有粉末を焼成することで、有機物を燃焼させて、残存したＩＴＯ粉末を回収することができる（ステップＳ５ａ）。回収されたＩＴＯ粉末は、非鉄精錬メーカなどにより金属Ｉｎに精製あるいはＩＴＯターゲットに加工される。また、スクレーピングによりカラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９が除去されたカラーフィルタ側ガラス基板２ａは、後述のガラス回収工程（ステップＳ７ａ）でガラスへとリサイクルされる。
【００３４】
〔６Ａ〕ガラス基板選別工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
次に、カラーフィルタ側ガラス基板２ａをガラスの種類（品種）別に選別する（ステップＳ６ａ）。ガラスは、ガラスメーカによって、あるいはガラス品種、品番などによって組成が異なる。したがって、回収したガラスをたとえばガラス基板用の材料として再利用するためには、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、回収したガラスをたとえば一般ガラス用の材料として再利用する場合にも、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。
【００３５】
本発明の液晶パネルの処理方法においては、蛍光Ｘ線装置を用いて、液晶パネルのカラーフィルタ側ガラス基板２ａのガラスを品種別に選別するようにしてもよい。この場合、具体的には、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を用いカラーフィルタ側ガラス基板２ａに軟Ｘ線を直接照射することも挙げられる。これにより、カラーフィルタ側ガラス基板２ａに含まれるそれぞれの元素に特有なエネルギーをもった蛍光Ｘ線が発せられる。この蛍光Ｘ線を蛍光Ｘ線センサにてエネルギーごとにカウントすることで、カラーフィルタ側ガラス基板２ａにどのような元素がどのような割合で含まれているかを測定（分析）する。ガラスの化学組成を品種ごとに予め調べておき、それらの値とカラーフィルタ側ガラス基板２ａでの測定値とを比較することにより、カラーフィルタ側ガラス基板２ａをガラス品種ごとに短時間で、確実に、かつ経済的に選別することができる。また、液晶パネルにガラス品種の表示を予め設けておくようにしてもよい。
【００３６】
なお、図１に示すフローチャートでは、このガラス基板選別工程（ステップＳ６ａ）をスクレーピング工程（ステップＳ４ａ）と後述するガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）との間に行なう場合を例示しているが、このカラーフィルタ側ガラス基板２ａについてのガラス基板選別工程を行なう場合には、ガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、この順序に限定されるものではない。
【００３７】
〔７Ａ〕ガラス回収工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
次に、表面の付着物が除去されたカラーフィルタ側ガラス基板２ａからガラスを回収する（ステップＳ７ａ）。回収の方法としては、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの破砕を行ないガラスカレットにするのが、減溶化の点から好ましい。図１に示す例では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａは上述したガラス基板選別工程（ステップＳ６ａ）において既にガラス品種別に選別されているので、この選別された単一の品種のカラーフィルタ側ガラス基板２ａごとに破砕を行なうようにすればよい。カラーフィルタ側ガラス基板２ａの破砕には、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などの観点から、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などの利点も有している。それ故、ガラスカレットを原料ガラスに添加混合することにより、または、原料ガラスに置き換えて、再使用（マテリアルリサイクル）することができる。再使用する際には、たとえば、ガラスカレットを原料ガラスと共に溶融炉で溶融させればよい。さらに、回収されたガラスカレットは、たとえば、一般ガラス用の材料として再使用することもできる。
【００３８】
〔４Ｂ〕レーザ光照射工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
一方、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの場合は、上述した液晶回収工程（ステップＳ３）で液晶４を回収した後、まずはＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面にレーザ光を照射する（ステップＳ４ｂ）。ここで、図５は、本発明の液晶パネルの処理方法におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の固着物の除去方法を段階的に示す模式図である。上述したように、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの内面側には、配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４および窒化ケイ素からなる絶縁膜１５、保護膜１６が形成されており、金属電極としてゲート電極１１が固着しており、また、絶縁物として絶縁膜１５が固着している。本発明におけるレーザ光照射工程では、このような金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させる。
【００３９】
本発明の液晶パネルの処理方法においては、ガラス基板に固着した金属電極は、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）から選ばれる少なくとも１種で形成されたものであることが好ましい。金属電極であるゲート電極１１は、アンカー効果または共有結合によりＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面に固着しており、容易に除去することができない。ゲート電極１１は、通常、上述したＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されるため、酸性溶液などを用いてこれらの金属材料を溶解することでこれらを除去することも考えられるが、このような方法を採用すると、廃液処理に多大なエネルギーと労力を必要とし、環境に悪影響を及ぼす虞がある。本発明の液晶パネルの処理方法では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の金属電極を含む固着物を、レーザ光の照射により除去することで、上述したような酸性廃液の発生がなく、環境負荷を低減することができ、当該金属電極がＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されたものである場合に特に好適である。
【００４０】
また本発明の液晶パネルの処理方法においてはまた、ガラス基板に固着した絶縁物は、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種で形成されたものであることが好ましい。絶縁物である絶縁膜１５も、アンカー効果または共有結合によりＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面に固着しており、容易に除去することができない。絶縁膜１５は通常、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種で形成されるため、リン酸またはフッ酸を用いて除去する方法もあるが、この場合も、廃液処理に多大なエネルギーと労力を必要とし、環境に悪影響を及ぼす虞がある。本発明の液晶パネルの処理方法では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の絶縁物を含む固着物を、レーザ光の照射により除去することで、上述したような酸性廃液の発生がなく、環境負荷を低減することができ、当該絶縁物が窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種で形成されたものである場合に特に好適である。
【００４１】
当該工程では、具体的には、半導体レーザ素子（図示せず）から出射するレーザ光３１を凸レンズなどを用いてＴＦＴ側ガラス基板２ｂと電極との界面近傍に集光させる（図５ａ）。この際、レーザ光３１を照射した領域の温度が約６００〜７００℃になるように半導体レーザ素子の出力およびスキャン速度を調整しておき、ステージ３２に設置したＴＦＴ側ガラス基板２ｂのガラス側から波長８０８ｎｍのレーザ光３１を照射して、ガラス基板と金属電極（ゲート電極１１）との固着界面を加熱する。これにより、画素電極１０を含む領域では、ポリイミドで形成された配向膜９の一部が炭化して炭化部３３が形成され、また、加熱された固着界面近傍のガラス（図５に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂのゲート電極１１が固着している部分のガラス）が溶融し、ガラス溶融部３４となってゲート電極１１と分離する（図５（ｂ））。レーザは、ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）、ＹＡＧレーザ第二高調波（波長５２３ｎｍ）なども用いることができる。
【００４２】
レーザ光３１が透過した後、ガラス溶融部３５は再凝固して再凝固部が形成される。この際、ガラス表面にクラック（亀裂）３６が入る。具体的には、応力によりガラス溶融部３４が形成されていた周辺のガラス表面に深さ約０．１ｍｍ、直径約１ｍｍの凹面状のクラック３６が数珠つなぎに生じる（図５（ｃ））。次いで、後述するガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）で、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂを破砕機に投入し、破砕する際に、レーザ照射により生じたガラス表面の凹面状のクラック３６から剥離が起こり、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂと剥離ガラス３７とに分離する（図５（ｄ））。
【００４３】
本発明の液晶パネルの処理方法において、当該レーザ照射工程に用いられるレーザ素子としては、半導体レーザ素子を用いることが好ましく、このような半導体レーザ素子として、具体的には、１７Ｗ ＣＷ Ｌｅｎｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ（Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｅｄｇｅ Ｏｐｔｉｎｉｃｓ社製）を用いることができる。半導体レーザ素子の出力、スキャン速度とガラス溶融の有無を調べた結果を以下の表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１から、ガラスが溶融し、かつ、表面だけにクラックが入るレーザ照射条件として、スキャン速度が５０〜１００ｃｍ／分の範囲内、出力が１２〜１７Ｗの範囲内であることが好ましいことが分かる。
【００４６】
〔５Ｂ〕ガラス基板選別工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
次に、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂをガラスの種類（品種）別に選別する（ステップＳ５ｂ）。選別の方法は、上述したカラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合（ステップＳ６ａ）と同様にして行なうことができる。
【００４７】
なお、図１に示すフローチャートでは、このガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）をレーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）と後述するガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）との間に行なう場合を例示しているが、このＴＦＴ側ガラス基板２ｂについてのガラス基板選別工程を行なう場合には、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、この順序に限定されるものではない。
【００４８】
〔６Ｂ〕ガラス基板破砕工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
次に、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの破砕を行なう（ステップＳ６ｂ）。図１に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂは、上述したガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）で既にガラス品種別に選別されているので、この選別された単一の品種のＴＦＴ側ガラス基板２ｂごとに破砕する。ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの破砕には、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制限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などの観点から、２軸剪断方式の破砕機がより好ましい。
【００４９】
ＴＦＴ側ガラス基板２ｂを破砕機に投入し、サイズ５〜１５ｍｍに破砕する際に、レーザ光の照射により生じたガラス表面の凹面状のクラック３６から剥離が起こり、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面から、配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６が、剥離ガラス３７に固着した状態で除去される。
【００５０】
〔７Ｂ〕破砕物分別工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
続く工程では、上述したガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）で得られた破砕物を大きさで篩分けして、大きさ５〜１５ｍｍ程度のガラスカレットと、大きさが約１ｍｍ程度の配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６が固着した剥離ガラス３６とに分別する（ステップＳ７ｂ）。
【００５１】
回収されたガラスカレットは、上述したガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）において既にガラス品種別に選別されている。このため、回収されたガラスカレットは、単一の品種のガラスであり、かつ、固着物が剥離ガラスと共に除去されているので、ガラス基板用の原料ガラスと変わらない化学組成を有している。それ故、ガラスカレットを原料ガラスに添加混合することにより、または、原料ガラスに置き換えて、再使用（マテリアルリサイクル）することができる。再使用する際には、たとえば、ガラスカレットを原料ガラスと共に溶融炉で溶融させればよい。さらに、回収されたガラスカレットは、たとえば、一般ガラス用の材料として再使用することもできる。
【００５２】
〔８Ｂ〕インジウム回収工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
剥離ガラス３６には、ＩＴＯが付着しているため、たとえば塩酸に浸漬してＩＴＯを溶解し、インジウム含有溶液を中和することで、水酸化インジウムとして回収することができる（ステップＳ８ｂ）。
【００５３】
なお、本発明の液晶パネルの処理方法は、上述したようにガラス基板分離工程（ステップＳ２）、レーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）および破砕物分別工程（ステップＳ７ｂ）を少なくとも含んでいればよく、図１のフローチャートに示した手順に限定されるものではなく、図１に示したステップの一部が削除または置換されていてもよく、また、図１に示されていないステップが必要により付加されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）の埋立地への投棄量を極力抑え、資源を有効に利用することのできる液晶パネルの処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の液晶パネルの処理方法の好ましい一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の液晶パネルの処理方法に供される典型的な一例の液晶パネル１を模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示した例の液晶パネル１におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの上面図である。
【図４】カラーフィルタ側ガラス基板２ａ側の固着物の除去方法の一例を模式的に示す図である。
【図５】本発明の液晶パネルの処理方法におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の固着物の除去方法を段階的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 液晶パネル、２ａ カラーフィルタ側ガラス基板、２ｂ ＴＦＴ側ガラス基板、４ 液晶、５ 偏光板、６ カラーフィルタ、７ ブラックマトリクス、８ 透明導電膜、９ 配向膜、１０ 画素電極、１１ ゲート電極、１２ ソース電極、１３ ドレイン電極、１４ α−Ｓｉ膜、１５ 絶縁膜、１６ 保護膜、１７ ＴＦＴ、２１ スクレパー、３１ レーザ光、３２ ステージ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルを用いた家電製品、パソコン、携帯端末などの製品が急速に普及している。ここで、上述した液晶パネルとは、貼り合せた２枚のガラス基板の内側に液晶材料を注入、封入し、各ガラス基板の外側に偏光板（樹脂）を貼り付けたものを指す。液晶パネルを用いた製品の普及に伴い、液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）の数量も急激に増加しているが、環境との共存が期待される循環型社会の形成の中、廃液晶パネルについてもリサイクルし資源を有効に利用することが要望されている。
【０００３】
現在、家電製品や情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置や液晶パネルは、廃棄物の量としては少ないこともあって、廃棄物の処理施設にて製品ごとに破砕された後、プラスチックを多量に含むシュレッダーダストと共に、埋め立て処理あるいは焼却処理されている。
【０００４】
液晶パネルの製造工場から排出される不良の廃液晶パネルや家電製品および情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置や液晶パネルの処理方法として、液晶パネルの製造工場や廃棄物の処理施設にて製品ごと破砕後、非鉄精錬炉に投入し珪石の代替材料として処理する方法が一部で実施されている（たとえば、特開２０００−８４５３１号公報（特許文献１）を参照。）。この特許文献１に開示された方法では、有機物は炉内で完全燃焼され、二酸化炭素や水素などに分解される。
【０００５】
また液晶パネルに用いられているガラスを回収する方法として、たとえば、特開２００５−２９２３９４号公報（特許文献２）には、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸などの強酸溶液を用いてガラス表面に付着している金属薄膜などの無機成分を除去する方法が提案されている。
【０００６】
また、特開２００３−２３７６５３号公報（特許文献３）には、ガラスと黒色セラミックなどの固着部材との固着界面にレーザを照射して、その近傍のガラスを溶融、再凝固させ、固着部材をガラスから分離する方法が開示されている。この特許文献３に開示された方法は、レーザを透過するガラスとこのガラスに固着されレーザを吸収すると共にそのガラスよりも高い融点を有する固着部材とからなるガラス体に、ガラス側から固着部材へレーザを照射してガラスと固着部材との固着界面を加熱し、固着界面近傍のガラスを溶融させるレーザ照射工程と、レーザ照射工程で溶融したガラスの再凝固により固着部材を脆化させる固着部材脆化工程と、固着部材脆化工程で脆化した固着部材とガラスとを分離する分離工程を含む。
【特許文献１】特開２０００−８４５３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２３９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２３７６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液晶パネルは、省電力・省資源に貢献できる表示装置であるので、今後、高度情報化社会の進展に伴って、急激に生産量が増大するとともに、その表示面積も大型化することが予測され、これに伴って、今後、廃液晶パネルも、数・量ともに急激に増大すると予想される。したがって、液晶パネルの重量の大半を占めるガラスについても、廃棄物の低減と資源を大切にする観点から、再生利用することが好ましい。
【０００８】
しかしながら特許文献１に開示された方法では、液晶パネルのガラスはスラグとなりセメント材料として再利用することを意図しているため、ガラス自体として再生利用することはできない。
【０００９】
また特許文献２に開示された方法は、液晶パネルのガラスをガラス自体として再生利用することは可能であるが、強酸を使用するため、発生する廃液の処理に多大な労力とエネルギーを必要とする。
【００１０】
なお、液晶パネルのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）回路が形成された側のガラス基板（ＴＦＴ側ガラス基板）では、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）などからなるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などの電極がガラス表面に形成されており、ゲート電極、および窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種からなる絶縁物（絶縁膜）がガラス表面に固着している。ガラスを再生利用する場合、ガラス本来の成分以外の不純物元素の混入は望ましくないため、液晶パネルのＴＦＴ側ガラス基板を再生利用する場合には、上述した電極の材料であるＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏなどの金属元素だけでなく、炭素、窒素などの混入も問題となる。
【００１１】
上述した特許文献３に開示された方法のようにＴＦＴ側ガラス基板にレーザを照射した場合、ガラス基板の表面に固着した金属材料はレーザを一部吸収するものの、窒化ケイ素からなる絶縁物はレーザを透過してしまう。このため、ゲート電極はレーザ照射によりガラス基板の表面から除去できるが、絶縁物はガラス基板の表面に残存してしまうこととなる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることのできる液晶パネルの処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液晶パネルの処理方法は、貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程と、金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させるレーザ光照射工程と、ガラス基板を破砕するガラス基板破砕工程と、ガラス基板の破砕物を分別する破砕物分別工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の液晶パネルの処理方法において、ガラス基板に固着した金属電極は、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されたものであることが好ましい。
【００１５】
また本発明の液晶パネルの処理方法において、ガラス基板に固着した絶縁物が窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種からなるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶パネルの処理方法によれば、本発明の液晶パネルの処理方法によれば、液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることができ。また、本発明の液晶パネルの処理方法では、少ない労力とエネルギーを用いて、液晶を完全に回収することができるとともに、透明導電膜に含まれる希少金属であるＩｎを回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の液晶パネルの処理方法の好ましい一例を示すフローチャートである。本発明の液晶パネルの処理方法は、ガラス基板分離工程（ステップＳ２）と、レーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）と、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）と、破砕物分別工程（ステップＳ７ｂ）とを基本的に含む。本発明の液晶パネルの処理方法によれば、液晶パネルにおけるガラス基板の表面への固着物の分離を容易にし、液晶パネルに用いられたガラスのリサイクル性を向上させることができ。また、本発明の液晶パネルの処理方法では、少ない労力とエネルギーを用いて、液晶を完全に回収することができるとともに、透明導電膜に含まれる希少金属であるＩｎ（インジウム）を回収することができる。
【００１８】
本発明の液晶パネルの処理方法における各工程の具体的な説明に先立ち、本発明の液晶パネルの処理方法に供される液晶パネルの典型的な構造について、まずは説明する。図２は、本発明の液晶パネルの処理方法に供される典型的な一例の液晶パネル１を模式的に示す断面図である。本発明の液晶パネルの処理方法には、従来公知の適宜の構造の液晶パネルを特に制限されることなく供することができる。たとえば、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、ならびに、市場にて廃棄された情報表示装置、映像表示装置などを解体処理して排出される液晶パネルを適用することができる。図２には、一例として、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのアクティブ素子（図示せず）を備えた液晶パネル１を示しているが、本発明の液晶パネルの処理方法は、ＴＮ（Ｔｗｅｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルなどのデューティ液晶パネルにも勿論適用可能である。
【００１９】
図２に示す例の液晶パネル１は、たとえば、対向配置された厚さ０．４〜１．１ｍｍ程度の２枚のガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板２ａ、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂ）を備える。これらガラス基板２ａ，２ｂは、対向配置された側（内面側）に、周縁部に沿ってシール樹脂体（図示せず）が設けられ、互いに貼り合わされてなる。また、これらガラス基板２ａ，２ｂとシール樹脂体とによって密封された領域には、液晶が封入され、厚さ４〜６μｍ程度の液晶４の層（液晶層）が形成されている。また、各ガラス基板２ａ，２ｂの対向配置された側とは反対側（外面側）に、厚さ０．２〜０．４ｍｍ程度の偏光板５が粘着剤により貼着されている。
【００２０】
図２に示す例では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側には、カラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９が形成されている。カラーフィルタ６は有機物を主体とした材料からなる。ブラックマトリクス７は炭素を主成分とした薄膜などからなる。透明導電膜８はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる。配向膜９はポリイミドなどの有機物からなる。
【００２１】
また図２に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの内面側には、配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６が形成されている。画素電極１０はＩＴＯからなる。またゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３は、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏなどの金属を主成分とする薄膜で形成される。また、絶縁膜１５は、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種の絶縁物の膜状物として形成される。
【００２２】
ここで、図３は、図２に示した例の液晶パネル１におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの上面図である。図３に示されるように、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面に、ゲート電極１１およびソース電極１２がライン状に形成されており、このゲート電極１１およびソース電極１２に囲まれた領域に画素電極１０、ＴＦＴ１７が形成される。
【００２３】
本発明の液晶パネルの処理方法では、たとえば上述したような構造を備える液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）を適用する。以下、本発明の液晶パネルの処理方法における各工程について、図２に示した例の液晶パネル１を適用する場合を主として例に挙げて詳細に説明する。
【００２４】
図１に示した例のフローチャートは、偏光板剥離工程（ステップＳ１）、ガラス基板分離工程（ステップＳ２）、液晶回収工程（ステップＳ３）を行なった後、カラーフィルタ側ガラス基板２ａを処理する場合とＴＦＴ側ガラス基板２ｂを処理する場合とで異なる手順で処理を行なう。図１に示す例では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合には、スクレーピング工程（ステップＳ４ａ）、インジウム回収工程（ステップＳ５ａ）、ガラス基板選別工程（ステップＳ６ａ）およびガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）が行なわれる。また、図１に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの場合には、レーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）、ガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）、破砕物分別工程（ステップＳ７ｂ）およびインジウム回収工程（ステップＳ８ｂ）が行なわれる。以下、図１に示す例について詳細に説明する。
【００２５】
〔１〕偏光板剥離工程
本発明の液晶パネルの処理方法は、たとえば図２に示したように各ガラス基板２ａ，２ｂの外面側に偏光板５が貼着された液晶パネル１に適用する場合には、偏光板５を剥離する工程（ステップＳ１）を含むことが好ましい。偏光板５の剥離は、たとえば手作業で行なってもよく、また、偏光板剥離装置（たとえば、ペルチェ冷却装置の上に液晶パネルを載置し、冷却により偏光板の接着力を低下させて剥離するように構成された装置）を用いてもよい。
【００２６】
なお、図１に示すフローチャートでは、この偏光板剥離工程（ステップＳ１）をガラス基板分離工程（ステップＳ２）（後述）の前に行なう場合を例示しているが、偏光板剥離工程は、カラーフィルタ側ガラス基板２ａに関してはガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、また、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂに関してはレーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、この順序に限定されるものではない。また、偏光板を有しない液晶パネルの場合には、この偏光板剥離工程を省略しても勿論よい。
【００２７】
〔２〕ガラス基板分離工程
次に、貼り合わされたガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板２ａおよびＴＦＴ側ガラス基板２ｂ）を、２枚に分離する（ステップＳ２）。ガラス基板２ａ，２ｂを分離する方法としては、たとえば、シール樹脂体を加熱する方法、ガラス基板２ａ，２ｂのエッジ部分を切断する方法などが挙げられる。ガラス基板２ａ，２ｂを分離すると、ガラス基板２ａ，２ｂの隙間に封入されていた液晶４が表面に露出する。
【００２８】
シール樹脂体を加熱して分離する方法では、シール樹脂体（図示せず）を加熱し、シール樹脂体の強度を低下させることにより分離する。上述したように、ガラス基板２ａ，２ｂは、通常、対向配置された側（内面側）に、周縁部に沿ってシール樹脂体が設けられ、互いに貼り合わされてなる。シール樹脂体としては、通常、エポキシ系樹脂などが用いられ、加熱することでシール樹脂体の強度を低下させることができる。シール樹脂体の加熱温度としては、シール樹脂体の形成材料に応じて適宜選択することができ、特に制限されるものではないが、たとえばエポキシ系樹脂で形成されたシール樹脂体の場合には、３００℃以上が望ましく、４００℃以上がより望ましい。加熱の方法としては、たとえば、ハロゲンヒーター加熱、ヒートプレスなどが挙げられる。加熱によりシール樹脂体の強度を低下させることで、手作業で容易にガラス基板２ａ，２ｂを分離することが可能となる。
【００２９】
また、ガラス基板２ａ，２ｂのエッジ部分を切断することによってガラス基板２ａ，２ｂを分離する場合には、ガラス基板２ａ，２ｂの内部の四辺を切断することで、それぞれ１枚ずつガラスを切り出すようにすればよい。ガラス基板２ａ，２ｂの切断には、たとえばガラスカッター、ダイヤモンドソー、スクライバーなどを用いることができる。
【００３０】
〔３〕液晶回収工程
次に、液晶４が露出したガラス基板２ａ，２ｂから液晶４を回収する（ステップＳ３）。液晶４は、たとえば、ガラス基板２ａ，２ｂの表面を樹脂性のスキージを用いてかき取ることによって回収できる。液晶回収用のスキージとしては、ガラス基板２ａ，２ｂ上に形成されている配向膜９より柔らかいポリプロピレンゴム、ポリエチレンゴムなどで形成さてたスキージを好適に用いることができる。このようなゴム製のスキージを用いることにより、配向膜９を削り取らずに液晶のみを回収することができる。
【００３１】
〔４Ａ〕スクレーピング工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
上述のように、以下の工程では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合とＴＦＴ側ガラス基板２ｂの場合とで処理が異なってくる。カラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合には、上述した液晶回収工程（ステップＳ３）で液晶４を回収した後に、カラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９などの固着物を、カラーフィルタ側ガラス基板２ａから除去する（ステップＳ４ａ）。
【００３２】
上述した固着物を除去する方法としては、スクレーピングを好適に用いることができる。スクレパーを用いて、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側に形成された上記固着物をそれぞれ削り取る。図４は、カラーフィルタ側ガラス基板２ａ側の固着物の除去方法の一例を模式的に示す図である。カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側には、カラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９が形成されているが、このうちカラーフィルタ側ガラス基板２ａに直接付着している材料は、カラーフィルタ６およびブラックマトリクス７である。カラーフィルタ６およびブラックマトリクス７は、有機物を主体とした材料からなり、ファンデルワールス力によりカラーフィルタ側ガラス基板２ａに付着しているため、スクレパー２１を用いたスクレーピングによりカラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９のすべての薄膜を容易に除去することができる。薄膜除去用のスクレパー２１としては、たとえばステンレス、チタン合金などの金属製スクレパーを好適に用いることができる。
【００３３】
〔５Ａ〕インジウム回収工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
上述のように、Ｉｎは透明導電膜８に含まれる。スクレーピングによりガラスフィルタ側ガラス基板２ａの内面側から除去されたこの透明導電膜８を含む固着物は、有機物とＩＴＯ粉末とからなるＩｎ含有粉末として回収される。このＩｎ含有粉末を焼成することで、有機物を燃焼させて、残存したＩＴＯ粉末を回収することができる（ステップＳ５ａ）。回収されたＩＴＯ粉末は、非鉄精錬メーカなどにより金属Ｉｎに精製あるいはＩＴＯターゲットに加工される。また、スクレーピングによりカラーフィルタ６、ブラックマトリクス７、透明導電膜８および配向膜９が除去されたカラーフィルタ側ガラス基板２ａは、後述のガラス回収工程（ステップＳ７ａ）でガラスへとリサイクルされる。
【００３４】
〔６Ａ〕ガラス基板選別工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
次に、カラーフィルタ側ガラス基板２ａをガラスの種類（品種）別に選別する（ステップＳ６ａ）。ガラスは、ガラスメーカによって、あるいはガラス品種、品番などによって組成が異なる。したがって、回収したガラスをたとえばガラス基板用の材料として再利用するためには、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、回収したガラスをたとえば一般ガラス用の材料として再利用する場合にも、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。
【００３５】
本発明の液晶パネルの処理方法においては、蛍光Ｘ線装置を用いて、液晶パネルのカラーフィルタ側ガラス基板２ａのガラスを品種別に選別するようにしてもよい。この場合、具体的には、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を用いカラーフィルタ側ガラス基板２ａに軟Ｘ線を直接照射することも挙げられる。これにより、カラーフィルタ側ガラス基板２ａに含まれるそれぞれの元素に特有なエネルギーをもった蛍光Ｘ線が発せられる。この蛍光Ｘ線を蛍光Ｘ線センサにてエネルギーごとにカウントすることで、カラーフィルタ側ガラス基板２ａにどのような元素がどのような割合で含まれているかを測定（分析）する。ガラスの化学組成を品種ごとに予め調べておき、それらの値とカラーフィルタ側ガラス基板２ａでの測定値とを比較することにより、カラーフィルタ側ガラス基板２ａをガラス品種ごとに短時間で、確実に、かつ経済的に選別することができる。また、液晶パネルにガラス品種の表示を予め設けておくようにしてもよい。
【００３６】
なお、図１に示すフローチャートでは、このガラス基板選別工程（ステップＳ６ａ）をスクレーピング工程（ステップＳ４ａ）と後述するガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）との間に行なう場合を例示しているが、このカラーフィルタ側ガラス基板２ａについてのガラス基板選別工程を行なう場合には、ガラス基板回収工程（ステップＳ７ａ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、この順序に限定されるものではない。
【００３７】
〔７Ａ〕ガラス回収工程（カラーフィルタ側ガラス基板）
次に、表面の付着物が除去されたカラーフィルタ側ガラス基板２ａからガラスを回収する（ステップＳ７ａ）。回収の方法としては、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの破砕を行ないガラスカレットにするのが、減溶化の点から好ましい。図１に示す例では、カラーフィルタ側ガラス基板２ａは上述したガラス基板選別工程（ステップＳ６ａ）において既にガラス品種別に選別されているので、この選別された単一の品種のカラーフィルタ側ガラス基板２ａごとに破砕を行なうようにすればよい。カラーフィルタ側ガラス基板２ａの破砕には、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などの観点から、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などの利点も有している。それ故、ガラスカレットを原料ガラスに添加混合することにより、または、原料ガラスに置き換えて、再使用（マテリアルリサイクル）することができる。再使用する際には、たとえば、ガラスカレットを原料ガラスと共に溶融炉で溶融させればよい。さらに、回収されたガラスカレットは、たとえば、一般ガラス用の材料として再使用することもできる。
【００３８】
〔４Ｂ〕レーザ光照射工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
一方、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの場合は、上述した液晶回収工程（ステップＳ３）で液晶４を回収した後、まずはＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面にレーザ光を照射する（ステップＳ４ｂ）。ここで、図５は、本発明の液晶パネルの処理方法におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の固着物の除去方法を段階的に示す模式図である。上述したように、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの内面側には、配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４および窒化ケイ素からなる絶縁膜１５、保護膜１６が形成されており、金属電極としてゲート電極１１が固着しており、また、絶縁物として絶縁膜１５が固着している。本発明におけるレーザ光照射工程では、このような金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させる。
【００３９】
本発明の液晶パネルの処理方法においては、ガラス基板に固着した金属電極は、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）から選ばれる少なくとも１種で形成されたものであることが好ましい。金属電極であるゲート電極１１は、アンカー効果または共有結合によりＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面に固着しており、容易に除去することができない。ゲート電極１１は、通常、上述したＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されるため、酸性溶液などを用いてこれらの金属材料を溶解することでこれらを除去することも考えられるが、このような方法を採用すると、廃液処理に多大なエネルギーと労力を必要とし、環境に悪影響を及ぼす虞がある。本発明の液晶パネルの処理方法では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の金属電極を含む固着物を、レーザ光の照射により除去することで、上述したような酸性廃液の発生がなく、環境負荷を低減することができ、当該金属電極がＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されたものである場合に特に好適である。
【００４０】
また本発明の液晶パネルの処理方法においてはまた、ガラス基板に固着した絶縁物は、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種で形成されたものであることが好ましい。絶縁物である絶縁膜１５も、アンカー効果または共有結合によりＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面に固着しており、容易に除去することができない。絶縁膜１５は通常、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種で形成されるため、リン酸またはフッ酸を用いて除去する方法もあるが、この場合も、廃液処理に多大なエネルギーと労力を必要とし、環境に悪影響を及ぼす虞がある。本発明の液晶パネルの処理方法では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の絶縁物を含む固着物を、レーザ光の照射により除去することで、上述したような酸性廃液の発生がなく、環境負荷を低減することができ、当該絶縁物が窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種で形成されたものである場合に特に好適である。
【００４１】
当該工程では、具体的には、半導体レーザ素子（図示せず）から出射するレーザ光３１を凸レンズなどを用いてＴＦＴ側ガラス基板２ｂと電極との界面近傍に集光させる（図５ａ）。この際、レーザ光３１を照射した領域の温度が約６００〜７００℃になるように半導体レーザ素子の出力およびスキャン速度を調整しておき、ステージ３２に設置したＴＦＴ側ガラス基板２ｂのガラス側から波長８０８ｎｍのレーザ光３１を照射して、ガラス基板と金属電極（ゲート電極１１）との固着界面を加熱する。これにより、画素電極１０を含む領域では、ポリイミドで形成された配向膜９の一部が炭化して炭化部３３が形成され、また、加熱された固着界面近傍のガラス（図５に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂのゲート電極１１が固着している部分のガラス）が溶融し、ガラス溶融部３４となってゲート電極１１と分離する（図５（ｂ））。レーザは、ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）、ＹＡＧレーザ第二高調波（波長５２３ｎｍ）なども用いることができる。
【００４２】
レーザ光３１が透過した後、ガラス溶融部３５は再凝固して再凝固部が形成される。この際、ガラス表面にクラック（亀裂）３６が入る。具体的には、応力によりガラス溶融部３４が形成されていた周辺のガラス表面に深さ約０．１ｍｍ、直径約１ｍｍの凹面状のクラック３６が数珠つなぎに生じる（図５（ｃ））。次いで、後述するガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）で、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂを破砕機に投入し、破砕する際に、レーザ照射により生じたガラス表面の凹面状のクラック３６から剥離が起こり、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂと剥離ガラス３７とに分離する（図５（ｄ））。
【００４３】
本発明の液晶パネルの処理方法において、当該レーザ照射工程に用いられるレーザ素子としては、半導体レーザ素子を用いることが好ましく、このような半導体レーザ素子として、具体的には、１７Ｗ ＣＷ Ｌｅｎｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ（Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｅｄｇｅ Ｏｐｔｉｎｉｃｓ社製）を用いることができる。半導体レーザ素子の出力、スキャン速度とガラス溶融の有無を調べた結果を以下の表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１から、ガラスが溶融し、かつ、表面だけにクラックが入るレーザ照射条件として、スキャン速度が５０〜１００ｃｍ／分の範囲内、出力が１２〜１７Ｗの範囲内であることが好ましいことが分かる。
【００４６】
〔５Ｂ〕ガラス基板選別工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
次に、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂをガラスの種類（品種）別に選別する（ステップＳ５ｂ）。選別の方法は、上述したカラーフィルタ側ガラス基板２ａの場合（ステップＳ６ａ）と同様にして行なうことができる。
【００４７】
なお、図１に示すフローチャートでは、このガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）をレーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）と後述するガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）との間に行なう場合を例示しているが、このＴＦＴ側ガラス基板２ｂについてのガラス基板選別工程を行なう場合には、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）の前のいずれかのステップで行なえばよく、この順序に限定されるものではない。
【００４８】
〔６Ｂ〕ガラス基板破砕工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
次に、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの破砕を行なう（ステップＳ６ｂ）。図１に示す例では、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂは、上述したガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）で既にガラス品種別に選別されているので、この選別された単一の品種のＴＦＴ側ガラス基板２ｂごとに破砕する。ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの破砕には、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制限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などの観点から、２軸剪断方式の破砕機がより好ましい。
【００４９】
ＴＦＴ側ガラス基板２ｂを破砕機に投入し、サイズ５〜１５ｍｍに破砕する際に、レーザ光の照射により生じたガラス表面の凹面状のクラック３６から剥離が起こり、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面から、配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６が、剥離ガラス３７に固着した状態で除去される。
【００５０】
〔７Ｂ〕破砕物分別工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
続く工程では、上述したガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）で得られた破砕物を大きさで篩分けして、大きさ５〜１５ｍｍ程度のガラスカレットと、大きさが約１ｍｍ程度の配向膜９、画素電極１０、ゲート電極１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、α−Ｓｉ膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６が固着した剥離ガラス３６とに分別する（ステップＳ７ｂ）。
【００５１】
回収されたガラスカレットは、上述したガラス基板選別工程（ステップＳ５ｂ）において既にガラス品種別に選別されている。このため、回収されたガラスカレットは、単一の品種のガラスであり、かつ、固着物が剥離ガラスと共に除去されているので、ガラス基板用の原料ガラスと変わらない化学組成を有している。それ故、ガラスカレットを原料ガラスに添加混合することにより、または、原料ガラスに置き換えて、再使用（マテリアルリサイクル）することができる。再使用する際には、たとえば、ガラスカレットを原料ガラスと共に溶融炉で溶融させればよい。さらに、回収されたガラスカレットは、たとえば、一般ガラス用の材料として再使用することもできる。
【００５２】
〔８Ｂ〕インジウム回収工程（ＴＦＴ側ガラス基板）
剥離ガラス３６には、ＩＴＯが付着しているため、たとえば塩酸に浸漬してＩＴＯを溶解し、インジウム含有溶液を中和することで、水酸化インジウムとして回収することができる（ステップＳ８ｂ）。
【００５３】
なお、本発明の液晶パネルの処理方法は、上述したようにガラス基板分離工程（ステップＳ２）、レーザ光照射工程（ステップＳ４ｂ）、ガラス基板破砕工程（ステップＳ６ｂ）および破砕物分別工程（ステップＳ７ｂ）を少なくとも含んでいればよく、図１のフローチャートに示した手順に限定されるものではなく、図１に示したステップの一部が削除または置換されていてもよく、また、図１に示されていないステップが必要により付加されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）の埋立地への投棄量を極力抑え、資源を有効に利用することのできる液晶パネルの処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の液晶パネルの処理方法の好ましい一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の液晶パネルの処理方法に供される典型的な一例の液晶パネル１を模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示した例の液晶パネル１におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの上面図である。
【図４】カラーフィルタ側ガラス基板２ａ側の固着物の除去方法の一例を模式的に示す図である。
【図５】本発明の液晶パネルの処理方法におけるＴＦＴ側ガラス基板２ｂの表面の固着物の除去方法を段階的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 液晶パネル、２ａ カラーフィルタ側ガラス基板、２ｂ ＴＦＴ側ガラス基板、４ 液晶、５ 偏光板、６ カラーフィルタ、７ ブラックマトリクス、８ 透明導電膜、９ 配向膜、１０ 画素電極、１１ ゲート電極、１２ ソース電極、１３ ドレイン電極、１４ α−Ｓｉ膜、１５ 絶縁膜、１６ 保護膜、１７ ＴＦＴ、２１ スクレパー、３１ レーザ光、３２ ステージ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程と、
金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させるレーザ光照射工程と、
ガラス基板を破砕するガラス基板破砕工程と、
ガラス基板の破砕物を分別する破砕物分別工程とを含む、液晶パネルの処理方法。
【請求項２】
ガラス基板に固着した金属電極が、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されたものである、請求項１に記載の液晶パネルの処理方法。
【請求項３】
ガラス基板に固着した絶縁物が窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種からなる、請求項１または２に記載の液晶パネルの処理方法。
【請求項１】
貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程と、
金属電極および絶縁物が固着したガラス基板にレーザ光を照射して、ガラス基板と金属電極との固着界面を加熱し、当該固着界面近傍のガラスを溶融させた後、溶融したガラスを再凝固させてガラス基板表面に亀裂を発生させるレーザ光照射工程と、
ガラス基板を破砕するガラス基板破砕工程と、
ガラス基板の破砕物を分別する破砕物分別工程とを含む、液晶パネルの処理方法。
【請求項２】
ガラス基板に固着した金属電極が、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種で形成されたものである、請求項１に記載の液晶パネルの処理方法。
【請求項３】
ガラス基板に固着した絶縁物が窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素から選ばれる少なくとも１種からなる、請求項１または２に記載の液晶パネルの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２６８７３５（Ｐ２００８−２６８７３５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１４４１０（Ｐ２００７−１１４４１０）
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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