TFT-LCD废弃面板的资源化处理分析

胡龙 毕鹏飞

摘要：TFT-LCD废弃面板在生产过程中会产生一定的电子垃圾，且处理过程中存在附加值较低的问题，不仅影响相关企业的经济效益，如果电子垃圾得到不有效处理，还会对环境造成很大危害。近些年来关于TFT-LCD废弃面板的处理模式在不断更新，其中资源化处理模式具有良好的作用，通过采用相关的加工工艺，能够有效提高处理过程的附加值。因此，本文将对TFT-LCD废弃面板的资源化处理方面进行深入的研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步提高资源化处理技术水平，促进相关行业发展。

关键词：TFT-LCD废弃面板;资源化处理;处理工艺;附加值;优化措施

薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）是当前彩色平板领域的主要产品，且我国是液晶显示屏最大的生产国和消费国，在全球液晶显示屏市场中占据很大份额。在现代信息技术发展的推动下，电子产品的更新迭代速度不断提升，虽然液晶显示屏生产能够提高我国经济发展，但是电子垃圾问题也随之而体现，大量的TFT-LCD废弃面板被丢弃，不仅造成资源浪费，同时对于产业健康发展极为不利。当前针对TFT-LCD废弃面板的处理工艺尚不成熟，存在成本高、污染高等多项问题，所以必须准确掌握资源化处理的关键要点。

1 TFT-LCD面板的基本构成

薄膜晶体管液晶显示器在当前电子产品领域的应用较为广泛，因其独特的优势使其功能更加强大且稳定。液晶是介于固态和液态之间，具有固态晶体光学特性，同时又具有液态流动特性的一种物质，能够实现流动自由能，其极化性使得液晶在受到外加电场作用时，很容易产生感应偶极性，从而形成光电效应。TFT-LCD显示技术克服了传统显示技术中存在的多项不足，有效解决了交叉效应较重、显示容量较小以及回应速度较慢等多项问题，薄膜电晶体能够将显示单元和扫描电极进行区分，当扫描信号到达某一处时，其中所有的TFT单元同时打开，实现资料线与液晶单元之间的现实咨询传输，使得显示图像中能够存储相应的电荷，且因为在特定时刻只有一行单元被选中，其他单元都处于非选择状态，从而能够彻底消除交叉效应问题[1]。下图为TFT-LCD面板的基本构成。

因为TFT-LCD面板的多项优势，在电子领域的应用较为广泛，但是在电子产品更新速度不断提升的形势下，TFT-LCD废弃面板数量逐渐增多，如果妥善处理TFT-LCD废弃面板已经成为该行业所面临的主要问题。

2 TFT-LCD废弃面板的资源化处理方式分析

根据相关统计资料显示，全球每年会产生超过5亿t的电子垃圾，其中超过4亿t会被运输到亚洲进行处理，且超过90%以上在我国处理，大量的电子垃圾中包含很大一部分TFT-LCD废弃面板，通过对TFT-LCD废弃面板进行资源化处理，能够实现对废弃资源的合理利用，同时能够提高环境保护效果，防止TFT-LCD废弃面板处理工艺不成熟引起的生态环境问题，从而实现经济效益与社会效益的统一。以下是当前采用较多的TFT-LCD废弃面板资源化处理工艺[2]。

2.1偏光片去除技术分析

偏光片是TFT-LCD废弃面板中的重要组成部分，主要包括偏光膜和保护膜构成，是一种复合膜，偏光膜的主要原材料为高聚物聚乙烯醇，这种材料具有良好的吸附性，能够与碘和其他具有二向色性的染料形成吸附结构，从而构成偏光膜，其保护膜的主要材料为三醋酸纤维素。在我国针对偏光片的去除工艺研究中，一些学者提出通过10%氢氧化钠溶液和15%氢氧化钠溶液对TFT-LCD废弃面板的偏光片进行浸泡的处理技术，能够起到去除偏光片的，通过10%的氢氟酸将TFT电机以及金属镀膜进行去除，从而得到去除干净的基板，虽然该处理方法成本较低，且工艺流程简单，但是因为采用化学药剂所以会产生一定的污染问题[3]。近些年来部分学者提出针对TFT-LCD废弃面板的玻璃基板回收处理技术，采用磨削技术将玻璃基板和膜层分离，同时对磨削的废料进行收集，将分离后的玻璃基板采用粉碎、化学浸泡以及离心等处理方式，完成对TFT-LCD废弃面板偏光片的回收，但是该技术应用成本较高，具体技术还需要进一步优化。此外，一些学者提出采用热冲击技术对偏光膜进行基板和膜层分离的方式，热冲击温度在230—240摄氏度之间，这种工艺会产生一定的废气，需要增加废气处理工序。综合来看，当前针对TFT-LCD废弃面板偏光片的资源化处理技术虽然种类较多，但是还存在着一定的局限性，需要在后续的处理中进行优化。

2.2液晶去除技术分析

液晶是多种有机物的混合体，主要包括氰基、氟、苯以及环己基等芳香族的聚合物，且具有一定的毒性。在TFT-LCD液晶显示屏行业快速发展的背景下，我国液晶显示屏的需求量每年超过260t，占据全球需求量的40%左右，庞大的液晶显示屏需求量，如果没有针对TFT-LCD废弃面板中液晶的处理工艺，势必会对环境造成很大破坏。当前，我国针对TFT-LCD废弃面板液晶的处理，大多采用丙酮对液晶面板进行浸泡，通过丙酮将液晶进行溶解，之后采用二组分沸点差的方式对其进行蒸馏分离，将分离后的液晶采用焚烧处理方式，虽然该处理方法应用流程简便，但是焚烧过程中会产生大量的一氧化碳、二氧化碳、多环芳烃、二噁英等具有毒性的气体，这些气体如果直接排放会对空气环境造成很大污染，所以需要增加废气处理装置[4]。

近些年来，一些学者提出采用萃取工艺对液晶进行处理，将液晶面板在萃取器中通过二氧化碳进行处理，二氧化碳以超临界状态的流体形式能够对液晶起到溶解作用，利用压力控制对气态二氧化碳和液晶进行回收，该工艺的分离效率较高，且不会产生废气污染，但是对于设备要求较高，当前尚未实现工业化，具体的工艺设备工业化还需要进行优化。

2.3ITO膜处理技术分析

ITO膜为氧化铟锡膜，是一种N型半导体材料，該材料具有良好的导电率和透光率，且机械硬度和化学稳定性良好，所以在TFT-LCD液晶显示屏中被用作为薄膜材料，是TFT-LCD面板的关键材料部分。常规的TFT-LCD液晶显示屏中ITO膜包括90%的氧化铟和10%的二氧化锡，废弃的TFT-LCD液晶显示屏中ITO膜具有一定的回收价值，其中金属铟的回收价值最高，在LCD中的占比约为0.3%，其较高的回收价值主要是因为金属铟的稀缺，全球金属铟储量约为黄金的15%。我国部分学者提出采用热处理方法对其进行回收，将废弃面板拆解后分离出液晶面板，经过粉碎处理使其为一定粒度的粉末，将其放置在密闭环境中加入氮气进行加热，在加热过程中对出现的气体进行排放，剩余的部分则为ITO残渣，虽然该方法应用较为简单，但是回收率较低，回收不够彻底，需要对工艺进行优化;国外一些研究人员设计一套用于ITO膜中金属铟的回收设备，将废弃面板进行粉碎处理使其成为直径低于10mm的状态，之后采用酸溶液对其进行溶解，溶解后将其放置于反应器中，通过金属铟的析出原理，加入离子化倾向大于铟的金属粒子，在金属粒子表面析出金属铟后对其进行剥离，从而实现回收的目的，但是工艺应用要求较高。

2.4玻璃基板处理工艺分析

TFT-LCD液晶显示屏中所采用的玻璃基板，主要材料大都为中性硼硅或无碱硅酸铝，其热膨胀系数较低，耐热性良好，具有稳定的化学性质，所以针对该玻璃基板的资源化回收，大多采用加工资源化的处理方式，比如在水泥、瓷砖以及混凝土等材料生产时，向其中加入25%左右的废弃TFT-LCD玻璃基板，能够提高材料综合性能。

结束语

综上所述，本文全面阐述了TFT-LCD液晶显示屏的基本构成，并对其多项资源化回收工艺进行分析，希望能够对相关行业起到一定的借鉴和帮助作用，促进资源化处理技术水平提升。

参考文献

[1]李华琳， 刘海龙， 李文龙，等. TFT-LCD废弃面板的资源化处理[J]. 科技与创新， 2019， 140（20）：96-97+99.

[2]张巧， 杨晟， 衷从强，等. TFT-LCD生产废水深度处理组合工艺优化研究[J]. 水处理技术， 2019， 333（10）：100-104.

[3]盛守祥， 于俊波， 徐元宁，等. TFT-LCD行业废气处置研究[J]. 中国环保产业， 2019， 000（011）：54-57.

[4]王瑞雪， 马恩， 王艳萍，等. 废弃液晶面板中铟回收的研究现状及展望[J]. 有色金属（冶炼部分）， 2019，（009）：0023-0023.