专利名称：利用深池化学反应有选择地回收tft-lcd玻璃基底的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用深池化学反应(chemicals reactive deep bath ) 方法有选择地回收TFT-LCD (薄膜晶体管-液晶显示器)的玻璃基底的 方法。本发明尤其涉及这样一种使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD的玻璃基底的方法，即，其使用深池化学反应方法顺序地去 除在有缺陷的TFT-LCD玻璃基底的上表面和下表面上形成的层，从而 回收TFT-LCD玻璃基底。
背景技术：
TFT-LCD板包括在其上形成薄膜晶体管和传导层的下玻璃基底、 在其上形成滤色镜的上玻璃基底、介于下玻璃基底和上玻璃基底之间 的液晶层、以及位于下玻璃基底下方的光源。在TFT-LCD板的上玻璃基底上形成滤色镜的过程中，金属氧化物 (例如氧化4各)或有才几材料形成黑色矩阵(black matrix )。在使用有机黑色矩阵材料形成滤色镜时，形成黑色矩阵层，并利 用光刻胶对其进行构图，在形成的图案上涂敷萸光材料，并在其上形 成用于保护荧光材料的外涂层。玻璃基底的材料成本占用了 TFT-LCD 板的大部分制造成本，因此，如果将在形成滤色镜过程中产生的有缺 陷的上玻璃基底回收，则可以减少TFT-LCD板的制造成本。此外，未进行回收处理的有缺陷的玻璃基底，将被作为废品处理 掩埋于地下。这会造成环境污染。回收LCD玻璃基底的传统方法的步骤如下首先将装载有多个有 缺陷的玻璃基底的盒子浸入在填充有清洗液的溶胀池(swelling bath) 中，然后从外清洗液容器中不断地循环清洗液，以提高溶胀效应，接 着将清洗液排放到清洗液容器中，并风干感光树脂层的表面。在这种情况下，当将有缺陷的玻璃基底机械地载入到盒子中并移动时，可能会对玻璃基底造成损坏。此外，由于将具有不同缺陷特征 的玻璃基底浸入同一个溶胀池中进行清洗，因此在玻璃基底的表面会 因为玻璃基底的不规则表面和不良的反应特征而留下微粒，并且玻璃 基底会由于尺寸不同而损坏。此外，仅将玻璃基底浸入到溶胀池中并不能够完全去除在玻璃基 底上形成的感光树脂层，因此，在玻璃基底上会留下有机残留物或光 刻胶残留物。因此，需要这样一种回收有缺陷的玻璃基底的方法，其具有能够 防止在移动时损坏有缺陷的玻璃基底、并能够完全去除感光材料和有 机材料的标准化处理。发明内容因此，针对现有技术中存在的上述问题提出了本发明，其主要目的在于提供一种使用深池化学反应方法有选择地回收TFT-LCD玻璃 基底的方法，使用该方法4又清洗在TFT-LCD玻璃基底上形成的层的特 殊部分，以根据用户的请求回收在其上留有特殊层的玻璃基底。本发明的另一个目的在于提供这样一种使用深池化学反应方法有 选择地回收TFT-LCD玻璃基底的方法，该方法能够防止在移动时损坏 在形成TFT-LCD滤色镜的过程中产生的有缺陷的玻璃基底、并能够完 全去除有机层和不需要的材料，以有效地回收有缺陷的玻璃基底。为了实现上述目标，根据本发明提供了 一种使用深池化学反应的 方法有选择地回收TFT-LCD玻璃基底的方法，包括检查处理步骤， 用肉眼检查以确认所述玻璃基底的型号、数量和状态；层去除处理步 骤，将各个玻璃基底浸入到含有强酸性或强碱性化学溶液的池中，所 述强酸性化学溶液由10%的NH03、 25%的HC1以及65%的去离子水 混合而成，所述强碱性化学溶液由10%的KOH、 18.5%的MEA、 18.5% 的DMSO、 18%的BDG和35%的去离子水的混合而成，所述池还包 括振动发生器，并驱动所迷振动发生器振动所述的化学溶液并导致化 学反应，从而将在所述玻璃基底上形成的柱状间隔物层、ITO层(透 明电极)、外涂层、RGB颜色过滤树脂层或者铬黑矩阵层或树脂黑色矩阵层融化去除；所述方法还包括后处理步骤，以去除其上去除了所 述层的玻璃基底上的化学残留物。
参照相应的附图对本发明的优选实施方式进行详细描述后，本发 明的上述和其他目的、特征和有益效果将变得显而易见，其中 图1是根据本发明的回收TFT-LCD玻璃基底的方法的流程图； 图2为在图1中显示的后处理的流程图；图3到图7为根据本发明的一个实施方案回收的TFT-LCD玻璃基 底的截面图；以及图8到图13是根据本发明的另一个实施方案回收的TFT-LCD玻 璃基底的截面图。
具体实施方式
下面将参照附图解释使用深池化学反应的方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法。图1是使用深池化学反应的方法有选择地回收TFT-LCD玻璃基底 的流程图。柱状间隔物去除处理操作者执行肉眼检查处理S100以确认玻璃基底的型号、数量和状 态。在肉眼检查处理S100中，操作者将玻璃基底分为成品(product) 玻璃基底和假(dummy)玻璃基底(用于测试和设备传递)。操作者将 成品玻璃基底分为IPS、 CR BM ( TN )和树脂TN类型，确认玻璃基 底的型号和数量，接着观察各个玻璃基底是否具有擦伤。这里，操作 者留意地检测各个玻璃基底易于损坏的侧面。IPS型的玻璃基底具有在其背側形成的ITO薄膜，CRBM型的玻璃基底具有使用金属薄膜形成的黑色矩阵。树脂TN类型的玻璃基底 具有荧光层。玻璃基底为树脂TN类型时，所有的层都层压到玻璃基 底的上表面。此外，在进行回收操作之前，净喿作者用肉眼观察各个层的表面，以确认在各个玻璃基底的拐角和端部是否具有碎片(chip),并检测玻璃基底上是否有损坏和缺陷。接着，手动地将各个玻璃基底浸入到含有用于去除柱状间隔物层 的化学溶液的池中，从而使得柱状间隔物层与化学溶液进行反应并被去除(S110)。用于去除柱状间隔物层的化学溶液是强碱性化学溶液， 包括具有10%的KOH、 18.5%的MEA、 18.5%的DMSO、 18%的BDG 和35%的去离子水的混合剥离溶液。为了有效地去除柱状间隔物层，化学溶液必须具有70土5。C的温 度，并且必须将玻璃基底在该化学溶液中保持25土5分钟。当柱状间隔物层去除处理S110结束时，执行后处理S120。图2 为后处理S120的流程图。具体地，手动地将玻璃基底从池中取出，并传递到第二沖洗区域， 以通过喷射淋浴和海绵清洗(sponge cleaning)来执行第一冲洗处理 S121。在这里，喷射淋浴使用纯度为15到18MQ.cm的去离子水去除 化学物质，并用3.5Kg/min的压力对玻璃基底进行喷射淋浴60秒，而 同时将去离子水的温度保持在20到30度。在这里，使用去离子水的 目的在于防止微粒物重新附着到薄膜上。第一冲洗处理S121被执行120秒。海绵清洗和一次喷射淋浴由两 个一组的操作者执行。可以在玻璃基底的左右执行喷射淋浴5次，而 在玻璃基底的上下执行喷射淋浴6次，接着在玻璃基底的左、右执行 海绵清洗10次，并在玻璃基底的上、下执行海绵清洗10次。将进行了第一沖洗处理S121后的玻璃基底手动地浸入在含有用 于去除细小微粒的有机清洗溶液的池中(S122)。优选地，在40到60 。C的温度下执行有机清洗处理5到10分钟。有机清洗溶液包含无机碱、 螯合物(chelate )、负离子表面活性剂、非离子表面活性剂和水。从而 将留在玻璃基底表面上的微粒、金属离子、磨光剂、玻璃基底底尖 (culet)、手印和油雾去除。在从玻璃基底的表面去除了不需要的物质后，手动地将玻璃基底 从填充了有机清洗溶液的池中取出，并传送到第三冲洗区域以通过手动喷射、淋浴和海绵清洗进4亍第二冲洗处理S123。第二沖洗处理S123用海绵清理玻璃基底的表面，并对玻璃基底进 行一次喷射淋浴。由于玻璃基底的背侧暴露在空气中，因此进行喷嘴 去离子水喷射以清洗玻璃基底的背侧。当玻璃基底的背侧未被喷淋时， 化学成分迅速干化以留下瑕疵或微小的残留物。因此，在将玻璃基底 的表面清洗干净后，两个一组的操作者将玻璃基底翻转进行背侧喷射 和海绵清洗。在执行第二冲洗处理S123后，用净化的空气将玻璃基底干燥 (S195),并接着执行尾处理S197。在干燥处理步骤S195之前，可以手动地将玻璃基底加载到自动清 洗装置，以去除超微小的微粒，并重复高压喷射以及用刷子清理。在 此之后执行尾处理S197。在顺序地执行前述的柱状间隔物去除处理 SllO，以及将在下面解释的ITO去除处理S130，外涂层去除处理S150、 RGB层去除处理S170和铬黑矩阵去除处理S185之后，执行上述干燥 处理S195和尾处理S197。反之，还可以在每个处理SllO、 S130、 S150、 S170和S185执行完之后执行上述干燥处理S195和尾处理S197，接 着执行后处理。尾处理S197包括反射检测，在玻璃基底前面从卣灯向安装于检 测台的玻璃基底发射光，以在水平方向检测玻璃基底；传输检测，在 玻璃基底后面从卣灯向玻璃基底发射光以在垂直方向检测玻璃基底； 以及边缘检测，确认在玻璃基底的边缘处是否留下微粒或玻璃基底的 边缘是否破损。在尾处理S197中使用的囟灯使用20,2000勒克斯的光。包含在池中的化学溶液的高度优选地被保持为高于40nm。这是因 为在浸入池中的玻璃基底暴露到空气中时，不能够获得蚀刻效应，并 且回收过程将变长从而降低生产率。包含化学溶液的池使用溶胀池，并且在池的一侧设置超声波发生 器以振动清洗溶液从而提高溶胀效应。应该在后面描述的后处理S140、 S160、 S180和S190与上述的后 处理S120—致，因此省略了对它们的描述。ITO去除处理将去除了柱状间隔物层的玻璃基底浸入并保持在含有强酸性化学 溶液的池中，从而使得玻璃基底上形成的ITO层通过与化学溶液进行 化学反应而被去除。为了去除厚度为1400A的ITO层，例如使用具有15%到26%的 HCL、4o/o到8。/o的NH03、小于2ppm的砷、小于lppm的4丐、小于0.5ppm 的镉、小于lppm的钴、小于lppm的铜、小于lppm的铁、小于5ppm 的钾、小于0.5ppm的钠、小于lppm的镍、小于5ppm的铅、小于5ppm 的锡和60%到75%的去离子水构成的混合蚀刻溶液中浸泡20±5分钟。 化学溶液的适宜温度为40士5。C。当化学溶液的温度低于35。C时，需 要40到50分钟的蚀刻时间来去除ITO层。当化学溶液的温度高于50°C 时，化学溶液迅速老化从而降低化学变化周期、并增加了能耗，而且 化学物质生成的气体会使得池周围的装置腐蚀。因此，化学物质的温 度优选为35到40°C。随后，执行后处理S140。后处理S140与上述的后处理S120相同， 因此不再赘述。为了在玻璃基底上留下(leave) ITO层，在执行柱状间隔物层去 除处理之后执行下面描述的外涂层去除处理。外涂层去除处理通过柱状间隔物/和ITO层的玻璃基底、或者仅通过柱状间隔物层去除处理去除了柱状 间隔物层的玻璃基底被浸入在含有强碱化学溶液的池中，并保持预定 的时间。接着，该玻璃基底与强碱性化学溶液进行反应，以将玻璃基 底上形成的外涂层融化去除。上述化学溶液与用来去除柱状间隔物层的溶液相同。即，使用具 有10%的KOH、 18.5%的MEA、 18.5%的DMSO、 18%的BDG和35% 的去离子水组成的混合剥离溶液作为去除外涂层的化学溶液。为了有效地去除外涂层，化学溶液必须保持在70°C±5°C的温度，并且必须将玻璃基底浸入在化学溶液中20±5分钟。接着，执行后处理S160。后处理S160与上述后处理S120相同， 因此不再赘述。RGB层去除处理将通过外涂层去除处理去除了外涂层的玻璃基底浸入在含有强碱 性化学溶液的池中，并将保持预定的时间。接着玻璃基底与化学溶液 进行化学反应，从而将在玻璃基底上形成的RGB层融化去除。用来去除RGB层的化学溶液与用来去除柱状间隔物层的溶液相 同。即，使用具有10%的KOH、 18.5%的MEA、 18.5%的DMSO、 18% 的BDG和35yo的去离子水组成的混合剥离溶液作为去除RGB层的化 学溶液。为了有效地去除RGB层，化学溶液必须保持在70。C±5。C的温度， 并且必须将玻璃基底浸入在化学溶液中10±5分钟。4妻着，执^f亍后处理S180。后处理S180与上述后处理S120相同， 因此不再赘述。铬黑矩阵/树脂黑色矩阵去除处理将去除了 RGB层的玻璃基底浸入在含有强碱性的化学溶液的池 中，并将保持预定的时间。接着玻璃基底与化学溶液进行化学反应， 从而将在玻璃基底上形成的黑色矩阵层融化去除。上述化学溶液是蚀刻溶液，其为含有17°/。的C.A.N、 11%的HC 104、小于lppm的钙、小于0.5ppm的镉、小于lppm的钴、小于lppm 的铜、小于lppm的铁、小于5ppm的钾、小于0.5ppm的钠、小于lppm 的镍、小于5ppm的铅、小于5ppm的锡和60%到75%的去离子水构 成的混合蚀刻溶液。为了有效地去除铬黑矩阵层，化学溶液必须保持在20。C土5。C的 温度，并且必须将玻璃基底浸入在化学溶液中20±5分钟。可以使用树脂黑色矩阵层来代替铬黑矩阵层。在这种情况下，树 脂黑色矩阵层与强碱性的化学溶液反应，并被融化去除。随后，执^f亍后处理S190。后处理S190与上述后处理S120相同， 因此不再赘述。图3到图7为根据本发明的实施方案回收的TFT-LCD玻璃基底的 截面图；以及图8到图13是根据本发明的另一个实施方案回收的 TFT-LCD玻璃基底的截面图。参照图3，黑色矩阵层20、 RGB层30、外涂层40和柱状间隔物 层60在玻璃基底10的表面形成，在玻璃基底10的側面形成透明的传 导层(ITO薄膜)50。将玻璃基底IO浸入含有用于去除光刻胶的温度为70。C的化学溶 液的池中25分钟，然后将其从池中取出。随后，对玻璃基底10进行 喷射淋浴和海绵清洗。通过上述处理，柱状间隔物层被去除(如图4 所示)，外涂层被去除(如图5所示)，以及RGB层被去除(如图6 所示)。随后，黑色矩阵层被去除，如图7所示。在这里，可根据用户的 需要在玻璃基底10上留下铬黑矩阵层，并且还可以留下透明传导层 (ITO薄膜)。因此，当在回收的玻璃基底10上重新形成多个层时， 处理过程的数量降低，从而降低了生产的时间和成本，提高了生产率。参照图8,在玻璃基底IO上形成黑色矩阵层20、 RGB层30、外 涂层40、柱状间隔物层60和透明传导层(ITO薄膜)50。参照图9，将玻璃基底IO浸入在含有用于去除ITO薄膜的、温度 为20到25°C的化学溶液中20到25分钟，接着将其取出。随后，对 玻璃基底IO进行喷射淋浴和海绵清洗，以去除透明传导层(ITO薄膜)。接着，将玻璃基底10浸入在含有用于去除光刻胶的、温度为65。C 的化学溶液中20分钟，接着将其取出。接着，对玻璃基底10进行喷 射淋浴和海绵清洗，以去除柱状间隔物层(如图IO所示)，以及去除 外涂层(如图11所示)。此外，将RGB层去除(如图12所示)，并将黑色矩阵去除(如图 13所示)，这样将玻璃基底10回收为棵玻璃基底。本发明能够应用于第 一到第七代玻璃基底以回收有缺陷的玻璃基底。如上所述，本发明顺序地执4于肉眼检查处理、去除层压的层的处 理、沖洗处理、干燥处理以及尾处理来完全去除玻璃基底上的光刻胶、 有机和无机材料。此外，本发明防止微粒附着到玻璃基底上，并防止坡璃基底在移动时被损坏。此外，本发明还能够还原TFT-LCD的材料， 并防止由于玻璃浪费而造成的环境污染。此外，通过冲洗处理能够回收到和新的玻璃基底相似的玻璃基底， 并且可以根据用户的请求仅留下特殊的层。因此，在所回收的玻璃基 底上重新形成层时，能够降低处理的个数。虽然已经参照具体的示例性实施方案对本发明进行了描述，但本 发明并不由这些实施方式来限制，而应该由所附的权利要求书来限制。 本领域的技术人员应该理解在未背离本发明的精神和范围之下可以对 本发明进行各种修改和改变。
权利要求
1. 一种使用深池化学反应方法有选择地回收TFT-LCD玻璃基底的方法，包括检查处理步骤，用肉眼检查以确认所述玻璃基底的型号、数量和状态；层去除处理步骤，将各个玻璃基底浸入到含有强酸性或强碱性化学溶液的池中，所述强酸性化学溶液是由10％的NHO3、25％的HCl以及65％的去离子水混合而成，所述强碱性化学溶液是由10％的KOH、18.5％的MEA、18.5％的DMSO、18％的BDG和35％的去离子水的混合而成，所述池还包括振动发生器，并驱动所述振动发生器振动所述化学溶液并导致化学反应，从而将在所述玻璃基底上形成的柱状间隔物层、ITO层(透明电极)、外涂层、RGB颜色过滤树脂层或者铬黑矩阵层或树脂黑色矩阵层融化去除；以及后处理步骤，包括手动地将所述玻璃基底从所述池中取出，并将所述玻璃基底载入到清洗台上，使用去离子水通过喷射淋浴和海绵清洗执行第一冲洗处理，从而去除所述玻璃基底上的化学残留物；手动地将经过所述第一冲洗处理的玻璃基底浸入到包含有机清洗溶液的池中以去除细微的微粒，然后将所述玻璃基底从含有所述有机清洗溶液的池中取出；将所述玻璃基底传送到第三冲洗区域，以及手动地通过喷射淋浴和海绵清洗执行第二冲洗处理，并使用纯净的空气使经过所述第二冲洗处理的玻璃基底干燥，以及对所述玻璃基底执行尾处理，其中，在执行所述干燥处理之前，手动地将所述玻璃基底载入自动清洗装置，重复地对所述玻璃基底执行高压淋浴清洗和刷洗清洗，以去除非常细小的微粒。
2. 如权利要求1所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在所述层去除处理步骤中，去除所 述柱状间隔物层是通过如下步骤实现的，即，通过将所述玻璃基底浸 入到含有强碱性化学溶液的池中，并将所述玻璃基底保持在所述池中，从而使得所述玻璃基底上形成的柱状间隔物层与所述化学溶液进行反 应而^皮融化去除。
3. 如权利要求1所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在所述层去除处理步骤中，去除所 述ITO层是通过如下步骤实现的，即，通过将所述玻璃基底浸入到含 有强酸性化学溶液的池中，并将所述玻璃基底保持在所述池中，从而 使得所述玻璃基底上形成的ITO层与所述化学溶液进行反应而被融化 去除。
4. 如权利要求1所述的4吏用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在所述层去除处理步骤中，去除所 述外涂层是通过如下步骤实现的，即，通过将所述玻璃基底浸入到含 有强碱性化学溶液的池中，并将所述玻璃基底保持在所述池中，从而去除。
5. 如权利要求1所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在所述层去除处理步骤中，去除所 述RGB层是通过如下步骤实现的，即，通过将所述玻璃基底浸入到含 有强碱性化学溶液的池中，并将所述玻璃基底保持在所述池中，从而 使得所述玻璃基底上形成的RGB层与所述化学溶液进行反应而被融 化去除。
6. 如权利要求1所述的使用深池化学反应方法有选择地回收TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在所述层去除处理步骤中，去除所 述铬黑矩阵层或树脂黑色矩阵层是通过如下步骤实现的，即，通过将所述玻璃基底浸入到含有强碱性化学溶液的池中，并将所述玻璃基底 保持在所述池中，从而使得所述玻璃基底上形成的所述铬黑矩阵层或 树脂黑色矩阵层与所述化学溶液进行反应而被融化去除。
7. 如权利要求1所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，所述强碱性化学溶液是用来去除所 述柱状间隔物层、所述外涂层膜和所述RGB层的蚀刻溶液。
8. 如权利要求2所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在70±5。C的温度下执行去除所述 柱状间隔物层的处理25±5分钟。
9. 如权利要求3所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在40±5。C的温度下执行去除所述 ITO层的处理20±5分钟。
10. 如权利要求4所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在70土5。C的温度下执行去除所述 外涂层的处理20土5分钟。
11. 如权利要求5所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在70±5°C的温度下执行去除所述 RGB层的处理10±5分钟。
12. 如权利要求1所述的使用深池化学反应方法有选择地回收 TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，在所述层去除处理步骤中，根据用 户的需求留下在所述玻璃基底的背面形成的ITO层或留下所述铬黑矩 阵层，其他的层被去除，从而使得回收的玻璃基底具有期望的选择性 地保留下来的层。
13. 如权利要求1到5中任一项所述的使用深池化学反应方法有 选择地回收TFT-LCD玻璃基底的方法，其中，包含在所述池中的所述 化学溶液的高度高出所述玻璃基底40nm。
全文摘要
一种使用深池化学反应方法有选择地回收TFT-LCD玻璃基底的方法，其使用深池化学反应的方法顺序地去除在有缺陷的玻璃基底的上下表面形成的层，以回收TFT-LCD玻璃基底。该方法包括检查处理步骤，用肉眼检查以确认玻璃基底的型号、数量和状态；层去除处理步骤，将各个玻璃基底浸入到含有强酸性或强碱性化学溶液的池中，该强酸性化学溶液由10％的NHO<sub>3</sub>、25％的HCl以及65％去离子水混合而成，该强碱性化学溶液由10％的KOH、18.5％的MEA、18.5％的DMSO、18％的BDG和35％的去离子水的混合而成，所述池还包括振动发生器，以振动化学溶液并导致化学反应，从而将在玻璃基底上形成的柱状间隔物层、ITO层、外涂层、RGB颜色过滤树脂层或者铬黑矩阵层或树脂黑色矩阵层融化去除。
文档编号C11D7/02GK101234386SQ20071000275
公开日2008年8月6日 申请日期2007年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者朱明勋, 金顺东 申请人:金顺东