TFT-LCD廢棄面板的資源化處理分析

胡龍 畢鵬飛

摘要：TFT-LCD廢棄面板在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的電子垃圾，且處理過程中存在附加值較低的問題，不僅影響相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟效益，如果電子垃圾得到不有效處理，還會對環(huán)境造成很大危害。近些年來關(guān)于TFT-LCD廢棄面板的處理模式在不斷更新，其中資源化處理模式具有良好的作用，通過采用相關(guān)的加工工藝，能夠有效提高處理過程的附加值。因此，本文將對TFT-LCD廢棄面板的資源化處理方面進行深入的研究與分析，并提出一些合理的意見和措施，旨在進一步提高資源化處理技術(shù)水平，促進相關(guān)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：TFT-LCD廢棄面板;資源化處理;處理工藝;附加值;優(yōu)化措施

薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）是當前彩色平板領(lǐng)域的主要產(chǎn)品，且我國是液晶顯示屏最大的生產(chǎn)國和消費國，在全球液晶顯示屏市場中占據(jù)很大份額。在現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的推動下，電子產(chǎn)品的更新迭代速度不斷提升，雖然液晶顯示屏生產(chǎn)能夠提高我國經(jīng)濟發(fā)展，但是電子垃圾問題也隨之而體現(xiàn)，大量的TFT-LCD廢棄面板被丟棄，不僅造成資源浪費，同時對于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展極為不利。當前針對TFT-LCD廢棄面板的處理工藝尚不成熟，存在成本高、污染高等多項問題，所以必須準確掌握資源化處理的關(guān)鍵要點。

1 TFT-LCD面板的基本構(gòu)成

薄膜晶體管液晶顯示器在當前電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，因其獨特的優(yōu)勢使其功能更加強大且穩(wěn)定。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間，具有固態(tài)晶體光學(xué)特性，同時又具有液態(tài)流動特性的一種物質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)流動自由能，其極化性使得液晶在受到外加電場作用時，很容易產(chǎn)生感應(yīng)偶極性，從而形成光電效應(yīng)。TFT-LCD顯示技術(shù)克服了傳統(tǒng)顯示技術(shù)中存在的多項不足，有效解決了交叉效應(yīng)較重、顯示容量較小以及回應(yīng)速度較慢等多項問題，薄膜電晶體能夠?qū)@示單元和掃描電極進行區(qū)分，當掃描信號到達某一處時，其中所有的TFT單元同時打開，實現(xiàn)資料線與液晶單元之間的現(xiàn)實咨詢傳輸，使得顯示圖像中能夠存儲相應(yīng)的電荷，且因為在特定時刻只有一行單元被選中，其他單元都處于非選擇狀態(tài)，從而能夠徹底消除交叉效應(yīng)問題[1]。下圖為TFT-LCD面板的基本構(gòu)成。

因為TFT-LCD面板的多項優(yōu)勢，在電子領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，但是在電子產(chǎn)品更新速度不斷提升的形勢下，TFT-LCD廢棄面板數(shù)量逐漸增多，如果妥善處理TFT-LCD廢棄面板已經(jīng)成為該行業(yè)所面臨的主要問題。

2 TFT-LCD廢棄面板的資源化處理方式分析

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，全球每年會產(chǎn)生超過5億t的電子垃圾，其中超過4億t會被運輸?shù)絹喼捱M行處理，且超過90%以上在我國處理，大量的電子垃圾中包含很大一部分TFT-LCD廢棄面板，通過對TFT-LCD廢棄面板進行資源化處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢棄資源的合理利用，同時能夠提高環(huán)境保護效果，防止TFT-LCD廢棄面板處理工藝不成熟引起的生態(tài)環(huán)境問題，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的統(tǒng)一。以下是當前采用較多的TFT-LCD廢棄面板資源化處理工藝[2]。

2.1偏光片去除技術(shù)分析

偏光片是TFT-LCD廢棄面板中的重要組成部分，主要包括偏光膜和保護膜構(gòu)成，是一種復(fù)合膜，偏光膜的主要原材料為高聚物聚乙烯醇，這種材料具有良好的吸附性，能夠與碘和其他具有二向色性的染料形成吸附結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成偏光膜，其保護膜的主要材料為三醋酸纖維素。在我國針對偏光片的去除工藝研究中，一些學(xué)者提出通過10%氫氧化鈉溶液和15%氫氧化鈉溶液對TFT-LCD廢棄面板的偏光片進行浸泡的處理技術(shù)，能夠起到去除偏光片的，通過10%的氫氟酸將TFT電機以及金屬鍍膜進行去除，從而得到去除干凈的基板，雖然該處理方法成本較低，且工藝流程簡單，但是因為采用化學(xué)藥劑所以會產(chǎn)生一定的污染問題[3]。近些年來部分學(xué)者提出針對TFT-LCD廢棄面板的玻璃基板回收處理技術(shù)，采用磨削技術(shù)將玻璃基板和膜層分離，同時對磨削的廢料進行收集，將分離后的玻璃基板采用粉碎、化學(xué)浸泡以及離心等處理方式，完成對TFT-LCD廢棄面板偏光片的回收，但是該技術(shù)應(yīng)用成本較高，具體技術(shù)還需要進一步優(yōu)化。此外，一些學(xué)者提出采用熱沖擊技術(shù)對偏光膜進行基板和膜層分離的方式，熱沖擊溫度在230—240攝氏度之間，這種工藝會產(chǎn)生一定的廢氣，需要增加廢氣處理工序。綜合來看，當前針對TFT-LCD廢棄面板偏光片的資源化處理技術(shù)雖然種類較多，但是還存在著一定的局限性，需要在后續(xù)的處理中進行優(yōu)化。

2.2液晶去除技術(shù)分析

液晶是多種有機物的混合體，主要包括氰基、氟、苯以及環(huán)己基等芳香族的聚合物，且具有一定的毒性。在TFT-LCD液晶顯示屏行業(yè)快速發(fā)展的背景下，我國液晶顯示屏的需求量每年超過260t，占據(jù)全球需求量的40%左右，龐大的液晶顯示屏需求量，如果沒有針對TFT-LCD廢棄面板中液晶的處理工藝，勢必會對環(huán)境造成很大破壞。當前，我國針對TFT-LCD廢棄面板液晶的處理，大多采用丙酮對液晶面板進行浸泡，通過丙酮將液晶進行溶解，之后采用二組分沸點差的方式對其進行蒸餾分離，將分離后的液晶采用焚燒處理方式，雖然該處理方法應(yīng)用流程簡便，但是焚燒過程中會產(chǎn)生大量的一氧化碳、二氧化碳、多環(huán)芳烴、二噁英等具有毒性的氣體，這些氣體如果直接排放會對空氣環(huán)境造成很大污染，所以需要增加廢氣處理裝置[4]。

近些年來，一些學(xué)者提出采用萃取工藝對液晶進行處理，將液晶面板在萃取器中通過二氧化碳進行處理，二氧化碳以超臨界狀態(tài)的流體形式能夠?qū)σ壕鸬饺芙庾饔?，利用壓力控制對氣態(tài)二氧化碳和液晶進行回收，該工藝的分離效率較高，且不會產(chǎn)生廢氣污染，但是對于設(shè)備要求較高，當前尚未實現(xiàn)工業(yè)化，具體的工藝設(shè)備工業(yè)化還需要進行優(yōu)化。

2.3ITO膜處理技術(shù)分析

ITO膜為氧化銦錫膜，是一種N型半導(dǎo)體材料，該材料具有良好的導(dǎo)電率和透光率，且機械硬度和化學(xué)穩(wěn)定性良好，所以在TFT-LCD液晶顯示屏中被用作為薄膜材料，是TFT-LCD面板的關(guān)鍵材料部分。常規(guī)的TFT-LCD液晶顯示屏中ITO膜包括90%的氧化銦和10%的二氧化錫，廢棄的TFT-LCD液晶顯示屏中ITO膜具有一定的回收價值，其中金屬銦的回收價值最高，在LCD中的占比約為0.3%，其較高的回收價值主要是因為金屬銦的稀缺，全球金屬銦儲量約為黃金的15%。我國部分學(xué)者提出采用熱處理方法對其進行回收，將廢棄面板拆解后分離出液晶面板，經(jīng)過粉碎處理使其為一定粒度的粉末，將其放置在密閉環(huán)境中加入氮氣進行加熱，在加熱過程中對出現(xiàn)的氣體進行排放，剩余的部分則為ITO殘渣，雖然該方法應(yīng)用較為簡單，但是回收率較低，回收不夠徹底，需要對工藝進行優(yōu)化;國外一些研究人員設(shè)計一套用于ITO膜中金屬銦的回收設(shè)備，將廢棄面板進行粉碎處理使其成為直徑低于10mm的狀態(tài)，之后采用酸溶液對其進行溶解，溶解后將其放置于反應(yīng)器中，通過金屬銦的析出原理，加入離子化傾向大于銦的金屬粒子，在金屬粒子表面析出金屬銦后對其進行剝離，從而實現(xiàn)回收的目的，但是工藝應(yīng)用要求較高。

2.4玻璃基板處理工藝分析

TFT-LCD液晶顯示屏中所采用的玻璃基板，主要材料大都為中性硼硅或無堿硅酸鋁，其熱膨脹系數(shù)較低，耐熱性良好，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，所以針對該玻璃基板的資源化回收，大多采用加工資源化的處理方式，比如在水泥、瓷磚以及混凝土等材料生產(chǎn)時，向其中加入25%左右的廢棄TFT-LCD玻璃基板，能夠提高材料綜合性能。

結(jié)束語

綜上所述，本文全面闡述了TFT-LCD液晶顯示屏的基本構(gòu)成，并對其多項資源化回收工藝進行分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)行業(yè)起到一定的借鑒和幫助作用，促進資源化處理技術(shù)水平提升。

參考文獻

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