JP2013147610A

JP2013147610A - 洗浄用組成物及びこれを用いた洗浄方法

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Publication number: JP2013147610A
Application number: JP2012010856A
Authority: JP
Inventors: Dirk Schumann; ディルクシューマン; Naoki Noda; 直喜野田; Manabu Uchida; 内田　　学
Original assignee: Bubbles and Beyond GmbH; JNC Corp
Current assignee: Bubbles and Beyond GmbH; JNC Corp
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】簡便で安全かつ効率のよい洗浄用組成物と洗浄方法の提供。
【解決手段】成分（Ａ）：アルキル硫酸エステル塩、成分（Ｂ）：アセト酢酸エステル、成分（Ｃ）：果実抽出油、成分（Ｄ）：水、成分（Ｅ）：
ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む洗浄用組成物、及びこれを用いた洗浄方法。上記洗浄用組成物は、電気・電子部品、特に有機ELデバイス又は液晶ディスプレイの洗浄に有効である。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄用組成物及びそれを用いた洗浄方法に関し、具体的には、成分（Ａ）：アルキル硫酸エステル塩、成分（Ｂ）：アセト酢酸エステル、成分（Ｃ）：果実抽出油、成分（Ｄ）：水、成分（Ｅ）：ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む洗浄用組成物とこれを用いた洗浄方法である。本発明の洗浄用組成物は、具体的には、電気・電子部品、特に有機ELデバイス関連部品または液晶ディスプレイ関連部品の洗浄に用いられる。さらに詳しくは、有機EL材料製造装置、有機ELデバイス、有機ELデバイス製造工程および有機ELパネル等、または液晶材料製造装置、液晶デバイス、液晶デバイス製造工程および液晶パネル等の洗浄に用いられる。

有機ELデバイスの１つである有機ELディスプレイは、発光型のディスプレイであることから、液晶ディスプレイのようにバックライトを必要とせず、薄型のディスプレイとして携帯電話、スマートフォンなどのモバイル用ディスプレイとして使われ始めている。この有機ELディスプレイに使われている発光デバイスは、真空蒸着法により製造されており、デバイスに使われる発光材料等は、真空蒸着が可能で、高温に耐える必要があるため、溶解性に優れる柔軟な化学構造を有していない。そのため、その多くは有機溶剤等に不溶もしくは難溶であり、製造装置等に付着した有機EL材料の洗浄には大量の有機溶剤を使用するかまたは、強酸、強アルカリなどの有害性の高いものが使われている。

一方、液晶ディスプレイは、低消費電力という利点を有する上、近年、高コントラスト化や高速駆動化等の技術改良が進み、テレビやノートパソコンのディスプレイだけではなく、スマートフォンやタブレット型パソコン等の表示パネルに用途が広がっている。液晶ディスプレイや製造装置等に付着した液晶化合物の洗浄には、従来、フロンなどのハロゲン系溶剤、代替フロン系溶剤、炭化水素等の非ハロゲン系溶剤等が使用されているが、ハロゲン系溶剤については、オゾン層を破壊するため使用が制限されている。代替フロン系溶剤についても地球温暖化に与える影響を完全になくしたものはなく、その使用において、将来にわたって無制限が保障されるものではない。また炭化水素系溶剤は有害性や引火性があるため、環境上または安全上において大きな課題がある。

有機ELディスプレイに関しては、特許文献１および２において、特定の有機溶剤を使用した洗浄方法が示されている。すなわち、低分子型有機ELデバイス製造時の真空蒸着工程において使用するマスクを、非プロトン性極性溶媒を含む洗浄液組成物を用いて浸漬またはジェット水流により洗浄後、ハイドロフルオロエーテルによってリンスする洗浄方法である。より具体的には、低分子型有機ELデバイス構造が、Ｎ，Ｎ ′−ジ（ナフタレン−１ −イル）−Ｎ，Ｎ ′−ジフェニル−ベンジジン、銅フタロシアニンおよびトリス（８−キノリノラト）アルミニウムを含み、前記非プロトン性極性溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、１、４−ジオキサンおよびシクロヘキサノンからなる群から選択される１種または２種以上である、前記洗浄方法である。

しかしながら、人体に有害な有機溶剤を使用しており、また、有機溶剤に不溶な顔料系、例えば、前記銅フタロシアニンのような材料に対しては、効果が乏しい問題があった。

また、有機ELディスプレイの製造工程においては、ディスプレイの駆動回路が形成されたTFT基板上に有機ELデバイスをパターニングするが、この段階で有機ELデバイス作製を失敗すると、その全てを廃棄しなければならない。もし、この段階で有機ELデバイスのみを剥離することができれば、高価なTFT基板の再利用が可能で、資源の有効利用、コストダウンにつながり、製造上有効である。このような有機ELパネル製造におけるリワークの工程に効果的な洗浄剤が求められている。

液晶ディスプレイに関しては、特許文献３および４において、特定の有機溶剤を使用して洗浄した例が示されている。すなわち、２枚のガラス板で構成されている二連結液晶セルにマイクロシリンジで汎用液晶化合物を注入した後、エポキシ系の封止剤で封止したものを、５０℃に保温された洗浄溶剤に６分間浸漬し超音波洗浄し、スピン法と減圧加熱によって溶剤を除去する洗浄方法である。より具体的には、前記洗浄溶剤が、トリルフェニルメタン、１，１−フェニルキシリルエタン、メチルビフェニル、エチルビフェニル、及びイソプロピルビフェニルからなる群から選択される１種である、前記洗浄方法である。

しかしながら、引火点のある有機溶剤を使用しており、安全上に問題があると共に、その取扱、貯蔵にあたっては、消防法に定められた規制に従わなければならない。このため洗浄剤に関する作業が煩雑であるという問題点があった。

特開2006-313753号公報特開2005-162947号公報特開平6-220492号公報特開平6-220493号公報

本発明は、環境性や安全性に優れ、かつ、有機ELデバイスに使用される発光材料、電荷注入材料、もしくは輸送材料に対して優れた洗浄性を示すと共に、液晶ディスプレイに使用する液晶化合物に対しても高い洗浄性を示す、含水系洗浄用組成物を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、（１）以下の成分（Ａ）〜（Ｅ）を含む電気・電子デバイス用洗浄用組成物である。
成分（Ａ）：アルキル硫酸エステル塩、成分（Ｂ）：アセト酢酸エステル、成分（Ｃ）：果実抽出油、成分（Ｄ）：水、成分（Ｅ）：
ポリオキシエチレンアルキルエーテル。
好ましい実施態様として、以下の（２）、（３）、（４）の洗浄用組成物を挙げることができる。
（２）：電気・電子デバイスが有機ELデバイス関連部品であることを特徴とする、（１）に記載の洗浄用組成物。
（３）：電気・電子デバイスが液晶ディスプレイ関連部品であることを特徴とする、（１）に記載の洗浄用組成物。
（４）：前記洗浄用組成物の全量に対して、前記成分（Ａ）が１〜４５重量％、前記成分（Ｂ）が１〜８０重量％、前記成分（Ｃ）が１〜８０重量％、前記成分（Ｄ）が１〜９０重量％、前記成分（Ｅ）が１〜４５重量％の割合で含まれることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の洗浄用組成物。
また本発明は、（１）〜（４）のいずれかに記載の洗浄用組成物を用いた洗浄方法である。

本発明の洗浄用組成物からなる洗浄液を、被洗浄物に直接滴下、あるいは塗布するか、被洗浄物を該洗浄液に浸漬することにより、被洗浄物表面の汚れや不純物を溶解、剥離、分離あるいは細分化して除去することができる。本発明の洗浄用組成物は常温で高い洗浄効果を有し、洗浄時に被洗浄物表面を熱、電磁波、外的力などで刺激する必要が無い。本発明の洗浄用組成物は、通常の汚染物ならば、数秒から数十分という短い時間で完全に除去することができる。このため、本発明の洗浄用組成物は、低エネルギー、低コストで、短時間のうちに、被洗浄物表面を損傷することなく洗浄を行うことができる。本発明の洗浄剤で洗浄した後のすすぎには、水やアルコールなどの水系媒体を用いることができるから、洗浄の全工程で出る排水は水系であり、有機溶剤を主体とする従来の排水のような煩雑な廃棄処理が要らない。
また、本発明の洗浄用組成物には揮発性の高い有機溶剤や毒性の強いハロゲン化合物は含まれていない。このため取り扱いが簡単である。本発明の洗浄用組成物は自然界に存在する果実の抽出成分が用いられており、環境や人体への適合性が高い。このため、防災上も環境上も安全な洗浄を行うことができる。
このような本発明の洗浄用組成物及びこれを用いた洗浄方法は、工業製品の品質とコストへの貢献度が高く、完全な洗浄効果が求められる電気・電子部品、特に有機ELデバイス関連部品又は液晶ディスプレイ関連部品などの精密部品の洗浄工程に特に有用である。

成分（Ａ）：アルキル硫酸エステル塩は、アルキルサルフェート、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキル硫酸塩などとも呼ばれる。具体的には、陰イオン界面活性剤として用いられるアルキル硫酸エステル塩が用いられる。アニオン性残基の対イオンとしては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、などが挙げられる。成分（Ａ）としては、好ましくは炭素数８〜１６のアルキル基を有するアルキル硫酸エステル塩が用いられ、さらに好ましくは式Ｉ：Ｒ−Ｏ−ＳＯ_３Ｎａ（Ｒは炭素数８〜１６のアルキル基を表す。）で表されるナトリウム塩が用いられる。中でもドデシル硫酸ナトリウムが好ましい。成分（Ａ）の配合量は洗浄用組成物全量に対して好ましくは１〜４５重量％であり、より好ましくは２〜２０重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％である。

成分（Ｂ）：アセト酢酸エステルは、以下の式ＩＩで表されるアセト酢酸エステル：
［式ＩＩ］Ｃ（Ｒ_３）_３−ＣＯ−ＣＨ_２−ＣＯ−Ｏ−Ｒ_４（式中、Ｒ_３は、各々、互いに独立に、水素または炭素数が１または２のアルキル基、Ｒ_４は分枝状または非分枝状の炭素数が１〜４のアルキル基を示す。）、
または以下の式ＩＩＩで表されるアセト酢酸エステル：
［式ＩＩＩ］ＣＨ_３−ＣＯ−ＣＨ_２−ＣＯ−Ｏ−Ｒ_５（式中、Ｒ_５は炭素数が１〜４のアルキル基を示す。）
である。
成分（Ｂ）の配合量は洗浄用組成物全量に対して好ましくは１〜８０重量％であり、より好ましくは２〜５０重量％、さらに好ましくは３〜２５重量％である。

成分（C）：果実抽出油は、オレンジ、レモン、グレープフルーツなど各種柑橘類の表皮から抽出される油分であり、原料となる果実の名称をとってオレンジオイル、レモンオイル、グレープフルーツオイル、ココナッツオイルなどと称される製品が市販されている。本発明の洗浄用組成物では、価格や入手容易性の点でオレンジオイルが好ましく用いられる。成分（C）の配合量は洗浄用組成物全量に対して好ましくは１〜８０重量％であり、より好ましくは２〜５０重量％、さらに好ましくは３〜２５重量％である。

成分（Ｄ）：水は、具体的にはイオン交換水である。洗浄用組成物全量に対して好ましくは１〜９０重量％であり、より好ましくは２〜８０重量％、さらに好ましくは３〜７０重量％である。

成分（Ｅ）：ポリオキシエチレンアルキルエーテルは、アルコールエトキシレート、アルキルエトキシレートなどとも呼ばれる。具体的には、非イオン界面活性剤として用いられるアルキル基の炭素数が６〜２０の範囲にある、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが用いられる。成分（Ｅ）の配合量は洗浄用組成物全量に対して好ましくは１〜４５重量％であり、より好ましくは２〜３０重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％である。なお、本明細書では、炭素数が11のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテルを「Ｃ１１−アルコールエトキシレート」のように略記する。

本発明の洗浄用組成物は、上記成分（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）を所定量秤量し、混合、撹拌し、各成分を均一に分散させることにより得られる。撹拌は例えば、マグネチックスターラーと攪拌子、またはスリーワンモーターと攪拌羽根を用いて行う。これらの操作はすべて常温で行う。

得られた洗浄用組成物を用いて各種工業製品を洗浄する場合は、例えば、被洗浄物表面へのスプレーによる滴下、ロールコーターやブラシなどによる塗布、洗浄組成物入り容器への被洗浄物の浸漬によって行う。被洗浄物が電気・電子部品の場合は、それぞれの部品の形状に応じて適当な手段が選ばれる。
例えば、有機EL材料が真空蒸着された部品又は液晶材料が付着した部品を洗浄する際には、まず、該部品を洗浄組成物入り容器に、常温にて所定時間浸漬した後、イオン交換水で所定時間洗い流す。
洗浄される各種工業製品としては、前記有機ELデバイス又は液晶ディスプレイが挙げられるが、これらに付着している被洗浄物としては、例えば、有機ELデバイスにおいては、金属錯体、芳香族アミン誘導体、ヘテロ芳香族誘導体、アントラセン誘導体などが挙げられる。液晶ディスプレイにおいては、フッ素系液晶、シアノ系液晶、シクロヘキシル系液晶、ビフェニル系液晶などが挙げられる。

以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
以下の材料を用いた。
成分（Ａ）：ナトリウムドデシルサルフェート
成分（Ｂ）：エチルアセトアセテート
成分（Ｃ）：オレンジオイル
成分（Ｄ）：イオン交換水
成分（Ｅ）：C11-アルコールエトキシレート

最初に上記全ての材料を所定の割合に従って秤量した。その後まずイオン交換水をスクリュー管などの容器に入れ、常温にて、攪拌子とマグネチックスターラーで撹拌しながら、次いでナトリウムドデシルサルフェート、オレンジオイル、エチルアセトアセテート、C11-アルコールエトキシレートの順に添加した。均一に各成分が分散した洗浄用組成物が得られた。
得られた洗浄用組成物を用いて、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機ＥＬ材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄した。前記蒸着用有機ＥＬ材料は、トリアリールアミンを有効成分とする。まず、常温にて、各基板上に洗浄用組成物を一滴滴下し、10秒間放置後、滴下した部分をイオン交換水で5秒間流した。その後、圧縮空気で各基板上に残留したイオン交換水を吹き飛ばした。洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。
尚、銅フタロシアニンは有機EL材料の中でも、特に有機溶媒に対する溶解性が乏しい。これに対して、蒸着用有機EL材料の方は有機溶媒に対し一部溶解性を有するものである。

［比較例１］
アセトンを用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

［比較例２］
トルエンを用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

［比較例３］
テトラヒドロフランを用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

［比較例４］
酢酸エチルを用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

［比較例５］
イソプロパノールを用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

［比較例６］
メタノールを用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した各基板から、銅フタロシアニン、または蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

[比較例７]
シクロヘキサノンを９０重量％以上含有する関東化学株式会社製商品「OEL Clean-01」を用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した基板から、蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

[比較例８]
N-メチル-2-ピロリドンを有効成分とする関東化学株式会社製商品「OEL Clean-03」を用い、実施例１と同じ条件で、銅フタロシアニンが約100nm真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が約1μm真空蒸着されたSUS304基板を洗浄し、洗浄が終了した基板から、蒸着用有機EL材料が除去されたかどうか、目視で観察した。

目視結果を以下のように評価した。
（銅フタロシアニン洗浄性）
A: 水リンス後、銅フタロシアニンは完全に除去された。
B: 水リンス後、銅フタロシアニンは一部除去された。
C: 水リンス後、銅フタロシアニンはわずかに除去された。
D: 水リンス後、銅フタロシアニンは全く除去されなかった。
（蒸着用有機EL材料洗浄性）
Ａ: 水リンス後、蒸着用有機EL材料は完全に除去された。
B: 水リンス後、大部分の蒸着用有機EL材料が除去された。
C: 水リンス後、一部分の蒸着用有機EL材料が除去された。
D: 水リンス後、ほとんど、あるいは全く蒸着用有機EL材料は除去されなかった。
（染み残り性）
A: 水リンス後、洗浄した部分、及びその周囲に染みは全く観察されなかった。
B: 水リンス後、洗浄した部分、またはその周囲に少し染みが観察された。
C: 水リンス後、洗浄した部分、またはその周囲に際立って染みが観察された。

表１に、上記実施例、比較例の、銅フタロシアニンが真空蒸着されたガラス基板、及び蒸着用有機EL材料が真空蒸着されたSUS304基板に対する評価結果を配合処方と共に示す。表１の結果が示すように、実施例１では、銅フタロシアニン、蒸着用有機EL材料のいずれに対しても優れた洗浄能力を示した。これに対していずれの比較例でも、銅フタロシアニンと蒸着用有機EL材料の両方を完全に除去することは不可能であった。

図１〜１５に、洗浄後の基板表面の写真を示す。図１、図１０が示すように、実施例１では基板上の銅フタロシアニン、蒸着用有機EL材料が完全に除去され、除去された部分が白くなっている。白い部分の周辺に染み残りは見られない。これに対して図２〜９、図１１〜１５に示す比較例では、銅フタロシアニンあるいは蒸着用有機EL材料が完全に除去されず着色されているか、洗浄後の白い部分の周辺に染み残りが見られる。

本発明の洗浄用組成物は、簡便な操作で、安全に、環境に対する影響を最小限として、効率よく、各種工業製品を洗浄することができる。本発明の洗浄用組成物は、特に生産効率と精密性が求められる電気・電子部品、例えば有機ELデバイス部品又は液晶ディスプレイ部品に有用である。

銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（実施例１）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例１）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例２）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例３）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例４）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例５）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例６）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例７）銅フタロシアニン洗浄後の基板表面写真。（比較例８）蒸着用有機EL材料洗浄後の基板表面写真。（実施例１）蒸着用有機EL材料洗浄後の基板表面写真。（左：比較例１、右：比較例２）蒸着用有機EL材料洗浄後の基板表面写真。（左：比較例３、右：比較例４）蒸着用有機EL材料洗浄後の基板表面写真。（左：比較例５、右：比較例６）蒸着用有機EL材料洗浄後の基板表面写真。（比較例７）蒸着用有機EL材料洗浄後の基板表面写真。（比較例８）

Claims

以下の成分を含む電気・電子デバイス用洗浄用組成物。
成分（Ａ）：アルキル硫酸エステル塩
成分（Ｂ）：アセト酢酸エステル
成分（Ｃ）：果実抽出油
成分（Ｄ）：水
成分（Ｅ）：ポリオキシエチレンアルキルエーテル
電気・電子デバイスが有機ELデバイス関連部品であることを特徴とする、請求項１に記載の洗浄用組成物。
電気・電子デバイスが液晶ディスプレイ関連部品であることを特徴とする、請求項１に記載の洗浄用組成物。
前記洗浄用組成物の全量に対して、前記成分（Ａ）が１〜４５重量％、前記成分（Ｂ）が１〜８０重量％、前記成分（Ｃ）が１〜８０重量％、前記成分（Ｄ）が１〜９０重量％、前記成分（Ｅ）が１〜４５重量％の割合で含まれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄用組成物。
請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄用組成物を用いた洗浄方法。