JP2006225489A - 水系液体洗浄剤組成物およびスペーサ粒子の洗浄除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶パネルの端子部に付着したスペーサ粒子の洗浄除去性に優れた液体洗浄剤組成物を提供する。
【解決手段】 （Ａ）式（１）で示される高級脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテル、
Ｒ¹−ＣＯＯ−（Ａ¹Ｏ）ｎ−Ｒ²・・・（１）
（式中、Ｒ¹は炭素数７〜２１の直鎖もしくは分岐のアルキル基又はアルケニル基を、Ｒ²は炭素数１〜８の直鎖もしくは分岐アルキル基又はアルケニル基を、Ａ¹は炭素数２〜４のアルキレン基を、ｎは１〜２０の整数を示す。）
（Ｂ）式（２）で示されるグリコールエーテル系化合物、
Ｒ³−Ｏ−（Ａ¹Ｏ）_m−Ｒ⁴・・・（２）
（式中、Ｒ³は炭素数１〜８の炭化水素残基を、Ｒ⁴は水素原子又は炭素数１〜４の直鎖もしくは分岐アルキル基を、Ａ¹は炭素数２〜４のアルキレン基を、ｍは１〜４の整数を示す。）
（Ｃ）炭素数８〜１８の脂肪族炭化水素、及び
（Ｄ）スルホコハク酸ジアルキルエステル塩を含む水系液体洗浄剤組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、水系液体洗浄剤組成物に関し、例えば、精密部品の洗浄、特に、液晶パネル端子部に付着したスペーサ粒子の洗浄用として好適な中性水系液体洗浄剤組成物に関する。

液晶パネルは、機器の薄型・軽量化に寄与するパネルとして採用され、当初、電卓・時計から実用化されてきた。この液晶パネルは、消費電力が少ないという利点を有している上、近年、高コントラスト化等の技術改良が進み、多様な画像表示が可能となった。その結果、現在、液晶パネルは、パソコン、携帯電話、テレビ、カーナビ、家電や産業機器など、幅広い分野に用いられ、その用途がさらに拡大している。

液晶パネルは、１０μｍ以下の所定間隔離した状態で、対向・保持させた２枚のガラス基板の周囲を、内部に中空部が形成されるように接着剤で貼り合わせた後、この中空部内に液晶を封入して製造される。
具体的には、基板洗浄、レジスト塗布、露光およびエッチングからなるパターニング工程、配向膜を塗布してラビング処理するラビング工程、シール剤塗布、スペーサ散布、基板張り合わせおよびシール材硬化工程からなる基板張り合わせ工程、液晶注入、注入口封止および封止後洗浄からなる液晶注入工程、偏向板貼り付け・パネル検査工程の各工程を経て液晶パネルが製造される。

上記各工程により製造される液晶パネルが、目的とする電気光学特性を発揮するためには、２枚のガラス基板の間隔が均一に保たれることが必要である。このため、直径数μｍのスペーサ粒子を、各ガラス基板間に多数介在させることが一般的である。
各ガラス基板間を均一に保つには、直径の揃ったスペーサ粒子を基板上に均一に散布する必要がある。このスペーサ粒子散布工程は、通常、一方のガラス基板上に上記所定間隔に相当する直径（数μｍ）を有するスペーサ粒子を散布する手法により行われる。この工程では、スペーサ粒子同士の凝集を避けて、ガラス基板上でのスペーサ粒子の分散の均一化、散布密度の均一化を図ることが特に重要である。
これらを均一化させる一般的な方法として、水／アルコールなどの溶媒にスペーサ粒子を分散させて、所定時間スプレー噴霧する方法が用いられている。

スペーサ粒子としては、有機架橋重合体粒子（アミノ樹脂の硬化粒子、ジビニルベンゼン架橋樹脂粒子等）、無機粒子（ガラス、シリカ、アルミナ等）、有機質−無機質複合体粒子（有機質部分と無機質部分とを含む複合粒子）などが挙げられる。特に、２枚のガラス基板の間隔を均一に制御し易いという点で、最近では有機質−無機質複合体粒子が使用されることが多い。
スペーサ粒子の形状としては、球状、針状、板状、柱状等の種々の形状があるが、２枚のガラス基板の間隔を均一とする上で、球状粒子が使用されることが多い。
また、スペーサ粒子は、染料や顔料により着色されたものが主流になってきているが、この場合、スペーサ粒子自身の光り抜けを防止でき、画質のコントラストを向上できるように、光を透過しにくい色で着色されることが一般的である。
さらに、液晶内においてスペーサ粒子が移動することによる表示ムラや傷つきを防止するために、固着剤をコーティングしたスペーサが用いられ、これにより対振動性を高める工夫もなされている。

ところで、近年、液晶パネルの大型化、高精細化の進展は著しいものがある。このようなパネルの大型化傾向に伴い、２枚のガラス基板の間隔をより精密なものとする必要が生じている。このためには、スペーサ粒子の散布量を増やす必要があるが、多量のスペーサ粒子をガラス基板上に散布することになる結果、今度は液晶ガラスの電極端子部に付着するスペーサ粒子の汚れが無視できない状況となってきた。

すなわち、スペーサ粒子は、一般的に、溶媒（水：アルコール＝約７：３）とスペーサ粒子との比を約１０００：３とした分散溶液を、スプレーにて数十秒程度ガラス基板へ噴霧する手法により散布されている。この際の散布密度は、近年、１００〜２００個／ｍｍ²またはそれ以上まで増大し、液晶パネル１枚に対して非常に多数のスペーサ粒子が使用されている。
この散布工程において、スペーサ粒子は、ガラス基板上の液晶パネル表示部分だけでなく、その外側の電極端子部にも付着してしまう。電極端子部は、液晶による画像を表示させるために電圧をかける部分であるとともに、導電フィルムを圧着させる部位でもある。この部位に、微小な異物が付着していると、絶縁不良が発生してしまう。

そこで、電極端子部に付着したスペーサ粒子を可能な限り除去する必要があるが、その付着量が極めて多いため、全てを除去することは困難である。しかも、前述したとおり、近年用いられているスペーサは、固着性を付与すべくエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの強力な接着性を有する樹脂からなる粒子が多いため、電極端子表面に強固に付着しており、その除去は一層困難なものとなっている。
これらの事情から、固着スペーサを効率的に除去し得る、より強力な洗浄能力をもつ洗浄剤が求められている。

液晶パネルなどの精密部品分野の洗浄剤としては、例えば、脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテルを含む光学レンズ加工工程でのピッチ洗浄剤（特許文献１）、脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテルを含む電子部品用洗浄剤（特許文献２）、脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテルを含む精密部品用洗浄剤（特許文献３）、スルホコハク酸ジアルキルエステルを含む精密部品用洗浄剤（特許文献４）等が知られている。
しかし、いずれの特許文献にも、前述の特定のスペーサ粒子に好適な洗浄剤については開示されておらず、現在までのところ、スペーサ粒子除去に好適な洗浄剤の報告例は皆無である。

特開平７−１５０１９２号公報 特開平５−３０２０９６号公報 特開平４−５７８９８号公報 特開平９−１５７６９１号公報

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、液晶パネルの端子部用の洗浄剤、特にスペーサ粒子の洗浄除去性に優れた液体洗浄剤組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の高級脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテル、所定のグリコールエーテル系化合物、炭素数８〜１８の脂肪族炭化水素、およびスルホコハク酸ジアルキルエステル塩を含む水系液体洗浄剤が、上述した液晶パネルの端子部に付着したスペーサ粒子の除去性能に優れていることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
１． （Ａ）式（１）で示される高級脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテル、
Ｒ¹−ＣＯＯ−（Ａ¹Ｏ）_n−Ｒ²・・・（１）
（式中、Ｒ¹は炭素数７〜２１の直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアルケニル基を示し、Ｒ²は炭素数１〜８の直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアルケニル基を示し、Ａ¹は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、ｎは１〜２０の整数を示す。）
（Ｂ）式（２）で示されるグリコールエーテル系化合物、
Ｒ³−Ｏ−（Ａ¹Ｏ）_m−Ｒ⁴・・・（２）
（式中、Ｒ³は炭素数１〜８の炭化水素残基を示し、Ｒ⁴は水素原子または炭素数１〜４の直鎖もしくは分岐のアルキル基を示し、Ａ¹は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、ｍは１〜４の整数を示す。）
（Ｃ）炭素数８〜１８の脂肪族炭化水素、および
（Ｄ）スルホコハク酸ジアルキルエステル塩を含むことを特徴とする液晶パネル端子部用中性水系液体洗浄剤組成物、
２． 液晶パネル端子部に付着しているスペーサ粒子除去用である１の液晶パネル端子部用中性水系液体洗浄剤組成物、
３． １の洗浄剤組成物を用いる液晶パネル端子部に付着したスペーサ粒子の洗浄除去方法
を提供する。

本発明の液晶パネル端子部用中性水系液体洗浄剤組成物によれば、液晶パネルの端子部に付着するスペーサ粒子を効率的に洗浄除去することができる。
また、本発明の洗浄剤組成物は、中性であるので、液晶ガラス基板を損傷することもなく、組成物としての経日安定性にも優れるものである。さらに、本発明の洗浄剤組成物は、すすぎ性にも優れる。

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る液晶パネル端子部用中性水系液体洗浄剤組成物（以下、洗浄剤組成物という）は、（Ａ）上記式（１）で示される高級脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテル、（Ｂ）上記式（２）で示されるグリコールエーテル系化合物、（Ｃ）炭素数８〜１８の脂肪族炭化水素、および（Ｄ）スルホコハク酸ジアルキルエステル塩を含むものである。これらの各成分について具体的に説明する。

［１］（Ａ）成分
上記式（１）において、Ｒ¹は、炭素数７〜２１、好ましくは炭素数７〜１１のアルキル基である。なお、このアルキル基は、直鎖でも分岐鎖でもよい。
具体的には、脂肪酸残基のＲ¹ＣＯとして、例えば、ヘプタノイル、オクタノイル、２−エチルヘキサノイル、ノナノイル、ラウロイル、ヘキサデカノイル、オレイル等が挙げられる。
Ｒ²は、炭素数１〜８のアルキル基、好ましくは、炭素数１〜３のアルキル基である。具体的には、メチル、エチル、イソプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシルなどが挙げられるが、メチルが好適である。

ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、その具体例としては、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレンを単独、または混合してなるものが挙げられる。さらに、これらをランダム付加またはブロック付加させたものを用いてもよいが、スペーサ粒子と電極端子部の付着部位への浸透性を考慮すると、オキシエチレン単独で用いることが好ましい。この場合、オキシアルキレン基の付加モル数ｎは１〜２０の整数であり、好ましくは１〜１０の整数である。

この（Ａ）成分の洗浄剤組成物中における配合量は、特に限定されるものではないが、全組成物中に５〜４０質量％（以下、「質量％」を単に「％」と略記する。）が好ましく、５〜３０％がより好ましく、７〜２０％がより一層好ましい。（Ａ）成分の配合量が、５％未満では、洗浄剤組成物の浸透性が低下して、スペーサの洗浄除去性が悪化する可能性が高まり、４０％を超えると、組成の経日安定性が低下する可能性が高い。

［２］（Ｂ）成分
上記式（２）において、Ｒ³は、炭素数１〜８、好ましくは炭素数４〜８の炭化水素残基アルコール類にアルキレンオキサイドを付加した化合物であれば、特に制限無く用いることができる。アルコール類の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、フェノール、ベンジルアルコールなどが挙げられる。これらの中でも、特に、ｎ−ブタノール、２−エチルヘキサノール、フェノールが好適である。

Ｒ⁴は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基であるが、洗浄剤組成物の経日安定性という点から、特に水素原子が好適である。また、アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどが挙げられる。
ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレンを単独、または混合して用いることができ、さらに、これらをランダム付加またはブロック付加させたものを用いてもよい。この場合、オキシアルキレン基の付加モル数ｍは１〜４、好ましくは１〜２の整数である。

この（Ｂ）成分の洗浄剤組成物中における配合量は、特に限定されるものではないが、全組成物中に５〜５０％が好ましく、５〜３０％がより好ましく、５〜２０％がより一層好ましい。（Ｂ）成分の配合量が、５％未満では、スペーサの洗浄除去性が悪化するとともに、組成物の経日安定性が低下する可能性が高く、５０％を超えると、その他の必須成分の配合量が減少し、スペーサ洗浄除去性が低下する可能性が高い。

［３］（Ｃ）成分
上記（Ｃ）成分は、炭素数８〜１８、好ましくは炭素数１０〜１４の飽和または不飽和脂肪族炭化水素である。この炭化水素としては、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−テトラデカン、イソオクタン、イソドデカン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、２−オクテン、２−デセン、２−ドデセンなどが挙げられる。
この（Ｃ）成分の洗浄剤組成物中における配合量は、特に限定されるものではないが、全組成物中に１０〜８０％が好ましく、２０〜７０％がより好ましく、３０〜６０％がより一層好ましい。（Ｃ）成分の配合量が、１０％未満では、スペーサ粒子の洗浄除去性が低下する可能性が高く、８０％を超えると、その他の必須成分の配合量が減少し、スペーサ洗浄除去性が低下する可能性が高い。

［４］（Ｄ）成分
上記（Ｄ）成分は、スルホコハク酸ジアルキルエステル塩である。この場合、アルキル鎖としては、特に限定されるものではないが、洗浄剤組成物の粘度を低減し得るという点から、炭素数６〜１２、特に、炭素数６〜８のものが好ましい。具体的にはヘキシル、オクチル、２−エチルヘキシル、ラウリルなどが挙げられる。
また、塩の対イオンとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオンなどが挙げられるが、特に、ナトリウムイオンが好適である。
この（Ｄ）成分の洗浄剤組成物中における配合量は、特に限定されるものではないが、全組成物中に５〜２０％が好ましく、１０〜２０％がより好ましい。（Ｄ）成分の配合量が、５％未満では、洗浄除去性および組成の経日安定性が低下する可能性が高く、２０％を超えると、組成物の粘度が増大し、スペーサ粒子の洗浄性が悪化する可能性が高い。

さらに、本発明の洗浄剤組成物は、水を含有するものである。水の配合量は、上記（Ａ）〜（Ｄ）の各成分の配合量に応じて適宜な量とすればよいが、洗浄剤組成物の引火性を低減させるため、組成物全体に対し、５〜３０％配合することが好ましい。水の配合量が３０％を超えると、有効成分の減少に伴う洗浄性の低下、および液安定性の低下が生じる可能性がある。

また、本発明の洗浄剤組成物のｐＨは中性である。ここで中性とはｐＨ５〜８を意味するが、７が好適である。洗浄剤組成物のｐＨの調整は、上述した（Ａ）〜（Ｄ）成分および水を混合してなる洗浄剤組成物に対し、適宜酸・塩基を加えて常法に従って調整すればよい。
中性の洗浄剤組成物とすることにより、液晶ガラス基板のアルカリやけ等の損傷がないだけでなく、（Ａ）成分のような脂肪酸エステルが配合されている場合であってもエステルの加水分解がほとんどなく、経日安定性も良好で、均一透明な液体状態を保つことができる。

本発明の洗浄剤組成物の製法としは、特に限定はなく、常法に従って、上記の各成分を混合・攪拌して調製すればよい。この場合、各成分の配合順序は任意である。
また、本発明の洗浄剤組成物の使用にあたっては、組成物原液で用いることも、さらに水で希釈して用いることもできるが、充分な洗浄力を発揮させるという点から、洗浄剤組成物原液で使用することが好ましい。
本発明の洗浄剤組成物を用いて液晶パネルを洗浄する際には、例えば、液晶パネルを本発明の洗浄剤組成物に投入して浸漬洗浄したり、スプレー洗浄したりすればよいが、特に超音波洗浄を伴った浸漬洗浄が好ましい。超音波洗浄の条件は、特に限定されないが、４０〜５０℃に加温した洗浄剤組成物中に、液晶パネルを５〜１０分間、浸漬する方法が好適である。

なお、本発明の洗浄剤組成物には、上記必須成分に加えて、その他の任意成分として、液安定性向上や洗浄力向上のために、ＰＲＴＲ法（化学物質管理促進法）の規制に触れない炭素数１１以下のアルコールのアルキレンオキシド付加体、キレート剤等を適宜配合することができる。この点、本発明の洗浄剤組成物は、本来、炭素数１２〜１５のアルコールエチレンオキシド付加体、アルキルベンゼンスルホン酸塩等を用いなくともよいため、環境負荷が少なく、しかもＰＲＴＲ法に規定される届出の必要もない。
本発明の洗浄剤組成物は、液晶パネルの端子部に付着するスペーサ粒子の除去だけでなく、各種精密部品の製造工程に用いられる液体油、固体油、液晶パネルの空隙に入り込んだ液晶汚れの除去に対しても好適に用いることができる。

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例１〜７］
下記表１に示される成分を混合して、液体洗浄剤組成物を調製した。この場合、水以外の成分を予め充分混合した後、水を少量ずつ添加して均一な洗浄剤組成物とした。なお、得られた組成物のｐＨを測定し、７．０未満であれば、トリエタノールアミンを加えて７．０に調整し、８．０を超えている場合は、安息香酸を加えて７．０に調整した。

［比較例１〜３］
下記表２に示される成分を混合して、洗浄剤組成物を調製した。この場合、水以外の成分を予め充分混合した後、水を少量ずつ添加しながら均一な液体組成物とした。なお、得られた組成物のｐＨは、上記実施例と同様の方法にて７．０に調整した。

上記実施例１〜７および比較例１〜３で得られた液体洗浄剤組成物について、ガラスに付着したスペーサ粒子のモデル汚垢に対する洗浄力を評価した。結果を表３に示す。なお、各評価項目は、以下の評価方法により測定、評価した。
［１］洗浄力評価
モデル汚垢としては、５０×５０ｍｍにカットしたガラス基板に、以下のスペーサ溶液をスプレー噴霧した後、１００℃において１時間乾燥させて被洗浄サンプルとした。スペーサ溶液は、水およびイソプロピルアルコールの混合溶媒（７：３、体積比）と、ポリスチレン系真珠ポリマー（積水化学工業（株）製）のスペーサ粒子を１０００：３（質量比）としたものを用いた。
上記実施例１〜７および比較例１〜３で調製した各洗浄剤組成物の原液中に、上記被洗浄サンプルを浸漬し、超音波洗浄機（３９ｋＨｚ、２００Ｗ、ＳＣ−２０Ａ型、サン電子工業（株）製）を用いて、５０℃で５分間超音波洗浄を行った。

続いて、被洗浄サンプルを取り出し、５０℃のイオン交換水中で１分間、洗浄時と同条件で超音波すすぎを行った後、１０５℃の恒温乾燥機で１０分間乾燥させた。乾燥終了後、顕微鏡（ＢＨ２−ＵＭＡ、オリンパス工業（株）製）を用いて残留しているスペーサ粒子の数をカウントし、下記式に基づいて除去率を算出して評価した。
スペーサ粒子の除去率（％）＝（洗浄前のスペーサ粒子数−洗浄後のスペーサ粒子数）×１００／洗浄前のスペーサ粒子数

［２］液安定性評価
［２−１］液安定性１
４５〜５０℃にて一週間後の洗浄剤組成物の液状態を確認し、下記基準により評価した。
○：均一透明，×：白濁または分離
［２−２］液安定性２
０〜５℃にて一週間後の洗浄剤組成物の液状態を確認し、下記基準により評価した。
○：均一透明，×：白濁または分離

表３に示されるように、実施例１〜７で得られた各液体洗浄剤組成物は、比較例１〜３と比べ、スペーサ粒子の除去性に優れていることがわかる。

Claims (3)

1. （Ａ）式（１）で示される高級脂肪酸のアルキレンオキシド付加体のアルキルエーテル、
   Ｒ¹−ＣＯＯ−（Ａ¹Ｏ）_n−Ｒ²・・・（１）
   （式中、Ｒ¹は炭素数７〜２１の直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアルケニル基を示し、Ｒ²は炭素数１〜８の直鎖もしくは分岐のアルキル基またはアルケニル基を示し、Ａ¹は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、ｎは１〜２０の整数を示す。）
   （Ｂ）式（２）で示されるグリコールエーテル系化合物、
   Ｒ³−Ｏ−（Ａ¹Ｏ）_m−Ｒ⁴・・・（２）
   （式中、Ｒ³は炭素数１〜８の炭化水素残基を示し、Ｒ⁴は水素原子または炭素数１〜４の直鎖もしくは分岐のアルキル基を示し、Ａ¹は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、ｍは１〜４の整数を示す。）
   （Ｃ）炭素数８〜１８の脂肪族炭化水素、および
   （Ｄ）スルホコハク酸ジアルキルエステル塩
   を含むことを特徴とする液晶パネル端子部用中性水系液体洗浄剤組成物。
2. 液晶パネル端子部に付着しているスペーサ粒子除去用である請求項１記載の液晶パネル端子部用中性水系液体洗浄剤組成物。
3. 請求項１記載の洗浄剤組成物を用いることを特徴とする液晶パネル端子部に付着したスペーサ粒子の洗浄除去方法。