액정 표시장치의 용도 및 이의 사용 방법 document_id A220623031044

LCD의 생산 수량 및 표시장치당 평균 표시면적은 몇 년 동안 계속 증가되고 있다. LCD는 최근 TV 세트에도 사용되고 있으므로, 앞으로도 상당한 성장률이 기대될 수 있다. 가장 중요한 LCD 제품, 예를 들어 노트북, 모니터 및 TV 세트는 수명이 긴 제품이지만, 폐기 또는 재활용은 훨씬 더 중요한 역할을 한다. 특히, LCD가 제거되어 폐기되거나 재활용되어야 함을 개시하는 EU 지침 2002/96/EC "폐전기전자제품(Waste Electrical and Electronic Equipment: WEEE)"의 견지에서도, 과거에는 통상적이었던 전자부품의 매립 폐기는 점차 재활용 방법으로 대체되고 있다. 재활용을 위한 3가지의 상이한 대안이 존재한다: 1. LCD를 분해하여, 개별 부품을 원래의 제품에 재사용(re-used)한다(예를 들어, 액정 또는 유리를 회수하여 새로운 LCD의 제조에 이를 사용함). 2. LCD를 분해하여, 개별 부품을 다른 산업 또는 다른 제품에 사용한다. 3. LCD의 개별 부품, 바람직하게는 제거된 부품을 열 회수에 적용한다. 이러한 경우에, 예를 들어 플라스틱의 소각은 에너지 회수의 역할을 한다. 새로운 LCD의 제조를 위한 LCD 유리의 재활용은, 예를 들어 일본 특허 제 JP 2001/305501 A 호, 제 JP 2001/305502 A 호, 제 JP 2000/024613 A 호 및 제 JP 2001/337305 A 호에 기술되어 있다. 이러한 유형의 재활용에서는 유리가 항상 표면 오염 물질을 함유하고 또한 수집시 분류되어야 하는 것이 단점이고, 이는 일반적으로 상이한 유리의 상이한 용도에의 사용에 기인한 높은 기술적 복잡성 및 높은 비용 둘 다와 관련된다. 따라서, 예를 들어 일반적으로 약 1000℃에서 용융되는 소다-석회 유리는 일반적으로 STN(수퍼 비틀린 네마틱(Super Twisted Nematic)) LCD에 사용되는 반면에, 일반적으로 약 1300℃에서 용융되는 보로실리케이트 유리는 일반적으로 TFT(박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)) LCD에 사용된다. LCD의 폐기를 위한 특수 방법은 시험 공장에서 베를린(Berlin) 컴퍼니의 "VICOR"에 의해 조작되고, 이때 표시장치는 수동으로 케이싱(casing), 전자부품 및 편광 필름으로부터 분리되고, 이어서 약 1cm의 크기로 조각난다(shredded)(문헌[EDV, Elektronikschrott, Abfallwirtschaft 1993, pp. 231-241]). 이어서, 액정은 최대 400℃ 및 대기압에서 질소/아르곤 분위기하에 노에서 증류된다. 냉 트랩에서 응축된 후, 이들은 지하 매립지의 최종 저장소로 이동된다. 노 온도는 처리하는 동안에 600℃를 초과하지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 분자 구조 때문에 다이옥신 형성의 위험이 있기 때문이다. 발생하는 다른 물질 분획, 즉 유리, 플라스틱 및 회로판 뿐만 아니라 구조 부재는 추가로 전통적인 재활용 방법에 의해 처리된다. 이 방법은, 전체 표시장치의 매우 작은 중량 부분을 구성하면서(표시장치 톤 당 약 1kg의 액정) 다수의 상이한 개별 성분의 혼합물을 나타내는 액정을 분리하는 것이 기술적으로 매우 복잡하고 매우 비용이 많이 들며, 특히 액정을 이어서 매립 폐기하여야 하기 때문에, 단점이 있다. 회수된 액정을 새로운 LCD에 사용하는 것은 오늘날 당업계의 기술상태에 따르면 비경제적이다. 이는 또한 일본 특허 제 JP 2002/126688 A 호에 기술된, 용매를 사용하는 액정의 추출을 위한 추가의 공정에도 적용된다. 예를 들어, 케이싱 부품과 같은 플라스틱, 및 편광 필름 및 다른 필름은 일반적으로 분리되어 열 회수에 적용되거나 다른 제품에 사용된다. 상기 플라스틱의 열적 재활용은, 예를 들어 일본 특허 제 JP 2002/159955 A 호에 기술되어 있다. 다른 제품을 위한 개별 부품의 용도도 공지되어 있다. 따라서, 호켄하임(Hockenheim) 소재의 "Strassburger Aufbereitungsgesellschaft"(SAG)는 LCD를 취입성형(blowing)하여 발포 유리를 수득하는 방법을 사용한다(문헌[degree project: "Recycling-verfahren fur Flussigkristalldisplays"[Recycling Processes for Liquid-Crystal Displays], Prof. Paffrath, Prof. Schon, Scala, TU-Darmstadt, 1997-98]). 사용된 표시장치는 원칙적으로 제조 불량품으로부터 유래한다. LC 액체를 포함하는 이들을 평면 유리 및 기구 유리와 혼합하고, 조각내고, 입자 크기 40㎛의 분말미세도(fineness)로 미쇄(grinding)하고 발포제와 혼합한다. 이어서, 약 5 내지 15mm의 직경을 갖는 발포 유리 비드를 800 내지 850℃에서 취입성형한다. 마무리 처리된 물질은 수경재배로부터의 공지된 팽창된 점토와 유사하고, 건축 산업, 원예 및 조경, 및 폐수 기술에서 경량의 응집체, 충진제, 단열재, 담체 과립 또는 흡수 물질로서 사용될 수 있다. 기계적인 제거, 소각 또는 가스화에 의한 편광 필름의 제거 공정과 이어지는 유리의 분쇄 및 유리 대체재로서의 이의 사용이 일본 특허 제 JP 2001/296508 A 호 및 제 JP 2001/296509 A 호에 기술되어 있다. 이들 방법의 단점은 이로부터 수득된 유리가 매우 오염되어 있고 조성이 매우 상이하다는 것이다. 그러므로, 이들은 단지 저급의 용도에만 사용될 수 있다. 따라서, 일본 특허 제 JP 2000/084531 A 호는 LCD가 먼저 10mm 미만의 입자 크기로 분쇄되는 LCD의 재활용 방법을 기술한다. 이어서, 이러한 방식으로 분쇄된 입자는 철의 제거를 위해 1200℃의 제련로(smelting furnace)에서 사용된다. 이러한 방법에서의 단점은 특히 10mm 미만의 입자 크기로의 LCD의 복잡한 분쇄 및 철의 제거를 위한 제한된 용도이다. 또한, 에너지 소비는 계속 증가하고, 에너지를 절약하기 위한 상당한 노력이 광범위하게 행해지고 있다. 특히, 산업적인 제조에서, 비용 및/또는 에너지 소비의 감소가 공정 간소화, 열 회수 및/또는 원자재의 대체에 의해 시도되고 있다. 그러므로, 공지된 종래 기술에 기초한 본 발명의 하나의 목적은 종래 기술로부터 공지된 단점을 갖지 않는 LCD의 재활용을 위한 경제적인 방법을 찾는 것이다. 특히, 액정 및/또는 편광 필름의 복잡한 분리 및 상이한 유형의 유리로의 표시장치의 복잡한 분류를 피하며, 공정의 에너지 효율성을 고려한다. 본 발명의 추가의 목적은 LCD의 신규한 잠재적인 용도를 제공하는 것이다. 놀랍게도, 간단하고 또한 경제적인 방법으로 LCD가 물질 재활용을 거치게 하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다.