JP4828190B2 - 洗浄剤 - Google Patents

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に有機ＥＬ素子ともいう）を製造する際に使用されたメタルマスクやるつぼ、チャンバー等の有機ＥＬ素子材料が付着した装置又は物品から有機ＥＬ材料を除去するための洗浄剤に関する。

有機ＥＬ素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、現在、盛んに開発が行われている。一般に有機ＥＬ素子は、ガラス板等の透明基板上に、アノード電極（ＩＴＯ）、ホール輸送層、有機層（発光層）、電子輸送層、カソード電極をこの順に積層し、表面に封止缶を配置した構成となっている。上記有機層（発光層）、ホール注入層、ホール輸送層及び電子輸送層（以下、単に有機層等ともいう）は、有機ＥＬ素子材料を含んでおり、有機ＥＬ素子材料としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、スターバースト（star-burst）、ビス（Ｎ−(1−ナフチル)−Ｎ−フェニル）ベンジジン、ベリリウム−キノリン錯体（Ｂｅｑ２）、４−メチル−８−ヒドロキシキノリン、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール分子などの低分子系材料と、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリアニリン等の高分子系材料が知られている。

有機ＥＬ材料として低分子系材料を用いた有機ＥＬ素子の製造工程において、有機層等の形成は、アノード電極層及び必要に応じてホール注入層が形成された基板上に、有機ＥＬ素子材料を真空蒸着することにより行われている。真空蒸着により有機層等を形成する場合には、各色の表示をするため、或いは不要な発光を制御するために、画素ごとのパターンニングをする必要がある。そして、このパターンニングにはスリットを有するメタルマスクが用いられている（特許文献１及び２参照）。

ところで、上記のような蒸着法により有機層を形成した場合、メタルマスク表面には有機ＥＬ素子材料が付着する。有機ＥＬ素子材料が付着したメタルマスクを使用し続けると、メタルマスク自体が変形したり、堆積した有機ＥＬ素子材料によりスリットが塞がれたりして、高精度のパターンニングができなくなる。このため、メタルマスクを繰り返して使用するためには、定期的に洗浄して表面に付着した有機ＥＬ素子材料を取り除く必要がある。このときの洗浄剤及び洗浄方法としては、人手によりアセトン、クロロホルム、イソプロピルアルコール、塩化メチレン等の有機溶剤を用いて拭き取る方法、超臨界流体を用いて高圧にて洗浄する方法等が知られている（特許文献３参照）。

特開２００３−３３２０５７号 特開２００３−２９７５６６号 特開２００３−３０５４２１号

有機ＥＬ素子材料が付着したメタルマスクの洗浄に関し、前記した超臨界流体を用いる方法は、有機ＥＬ素子材料のリサイクルが可能であるという長所がある反面、加圧装置が必要であるばかりでなく、洗浄効率や操作性の観点で問題がある。

一方、洗浄剤を用いた有機ＥＬ素子材料が付着した装置又は物品の洗浄は、自動システムを組むことが可能であり、多くの分野で採用されていることからもわかるように、工業的に有利な方法である。しかしながら、アセトン、クロロホルム、イソプロピルアルコール、塩化メチレン等の有機溶剤を用いた洗浄は、環境問題や人体に対する安全性の観点から問題となっている。したがって、洗浄剤を用いる有機ＥＬ素子材料が付着した装置又は物品の洗浄においては、アセトン、クロロホルム、イソプロピルアルコール、塩化メチレン等の環境や人体に悪影響を及ぼす有機溶剤を使用しない洗浄であって、かつ有機ＥＬ素子材料に対する洗浄力が高い洗浄剤を見出すことが必要である。

そこで、本発明は、上記の課題を鑑みて、自動システムを組むことが可能であり、有機ＥＬ素子材料に対する洗浄力が高く、かつ、人体や環境への悪影響も少ない洗浄剤を提供することにある。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なった。その結果、ε−カプロラクトンを始めとする特定の化合物とジメチルスルホキシドとの混合物は、有機ＥＬ材料に対する洗浄力に優れ、かつ、人体や環境への悪影響も少ないことを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明は、有機ＥＬ材料が付着した被洗浄物を洗浄するための洗浄剤であって、ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレン並びにジメチルスルホキシドからなる組成物であって、ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレンの含有量が５〜８０質量％であり、ジメチルスルホキシドの含有量が２０〜９５質量％である組成物を９０質量％以上含有してなることを特徴とする洗浄剤である。

また、他の本発明は、有機ＥＬ材料が付着した装置又は物品を、上記洗浄剤を用いて洗浄することを特徴とする洗浄方法である。

本発明の洗浄剤は、例えば有機ＥＬ材料を用いたディスプレイを製造する際に使用されるマスクやるつぼ、真空蒸着装置のチャンバーに付着した有機ＥＬ材料に対して優れた除去性能を発揮する。しかも、特殊な洗浄装置は必要なく、環境や人体への悪影響も少なく、かつ、引火の危険性も低い。

また、ジメチルスルホキシドは凝固点が１８．４℃と高いため、単独で用いた場合、季節によっては扱いにくいという問題があったが、本発明の洗浄剤はジメチルスルホキシド単独よりも凝固点が低いため、季節に関係なく扱いやすいという副次的な効果もある。

本発明の洗浄剤は、有機ＥＬ材料が付着した被洗浄物を洗浄するための洗浄剤である。ここで、有機ＥＬ材料とはディスプレイの製造に使用する有機化合物を意味し、ホール注入輸送層や発光層、電子注入輸送層の形成に使用される。ホール注入輸送層に用いる有機ＥＬ材料として、例えば、銅フタロシアニン、ビス（Ｎ−(1−ナフチル)−Ｎ−フェニル）ベンジジンが、発光層に用いる有機ＥＬ材料として例えばベリリウム−キノリン錯体（Ｂｅｑ２）、４−メチル−８−ヒドロキシキノリンが、電子注入輸送層に用いる有機ＥＬ材料としては例えば３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾールが挙げられる。

また、本発明の洗浄剤の洗浄対象となる被洗浄物はこれらが付着した装置又は物品であれば特に限定されない。これら装置又は物品を例示すれば、有機ＥＬ材料を用いたディスプレイを製造する際に使用する真空蒸着装置、基板に有機ＥＬ材料を蒸着させる際に使用するメタルマスク、有機ＥＬ材料を加熱溶解するためのるつぼ等を挙げることができる。ここで、真空蒸着装置とは、真空中で有機ＥＬ材料を基板につけるための装置であり、加熱溶解の方法によって、抵抗加熱式、電子ビーム式、高周波誘導式、レーザー式等があるが、特に限定されるものではない。

本発明の洗浄剤はε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレン並びにジメチルスルホキシドからなる組成物であって、ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレンの含有量が５〜８０質量％であり、ジメチルスルホキシドの含有量が２０〜９５質量％である組成物を９０質量％以上含有してなることを特徴とする。洗浄成分として、少なくともこれら２種類の化合物を含有することにより、低い揮発性に加えて有機ＥＬ材料に対して高い洗浄力を持つようになると共に、操作性も良くなり、環境や人体への悪影響も少ないものとなる。効果の観点から、本発明の上記組成物におけるε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレンの含有量は、３０〜６０重量％であるのが好適である。（この場合において、残部はジメチルスルホキシドとなる。）

ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレンは夫々単独で使用しても混合して使用してもよい。また本発明の洗浄剤は、ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレン並びにジメチルスルホキシドのみからなっていてもよいし、必要に応じてグリコール類、グリコールエーテル類、パラフィン、イソパラフィン、ナフテン等の炭化水素等を加えても良い。該有機溶剤成分の含有量は全洗浄剤質量を基準として、０〜１０重量％である。更に、必要に応じて、ブチルヒドロキシアニソール、ジブチルヒドロキシトルエン等の公知の酸化防止剤等の安定化剤を添加することができる。前記安定化剤成分の含有量は全洗浄剤質量を基準として、０〜１０００ｐｐｍ、特に０〜１００ｐｐｍであるのが好適である。

本発明の洗浄剤を用いて有機ＥＬ材料が付着した被洗浄物を洗浄する場合、その方法は特に限定されず、従来の洗浄剤を用いた場合と同様にして行なうことができる。例えば被洗浄物がメタルマスクである場合には、外部に洗浄液が漏洩しないような洗浄槽を設けて本発明の洗浄剤を溜めて、該メタルマスクを浸漬し、付着した有機ＥＬ材料を除去してもよく、或いは被洗浄物がるつぼの場合には、本発明の洗浄剤を染み込ませた布で付着した有機ＥＬ材料を拭き取っても良い。前者の場合には、加熱、超音波などで洗浄を促進してもよい。被洗浄物は洗浄後に、イソプロピルアルコールやハイドロフルオロエーテル等の揮発性の高い有機溶剤でリンスしてもよく、また、乾燥用エアー等の乾燥ラインを設けて被洗浄後の乾燥を行なってもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
洗浄剤の洗浄力を評価するために、１ｃｍ×２ｃｍのシリコンウエハ上に５００ｎｍの厚みになるように、有機ＥＬ材料である銅フタロシアニン（和光純薬製）を真空蒸着した。次いで、該有機ＥＬ材料が蒸着されたシリコンウエハを、５０ｇのε−カプロラクトンと５０ｇのジメチルスルホキシドから成る洗浄剤に１５℃で３分間浸漬し、洗浄した。洗浄後、該シリコンウエハを１００ｍＬのイソプルピルアルコールに室温で３０秒間浸漬し、リンスした。続いて、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上に残存している銅フタロシアニン量を測定するために、赤外分光光度計（パーキンエルマー社：スペクトラムワン）を用いて透過法にて１６００ｃｍ^−１のピーク面積を定量した。洗浄前の該ピーク面積を１００％とし、有機ＥＬ材料を蒸着していないシリコンウエハの該ピーク面積を０％としたところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は３％以下（検出限界以下）であった。

実施例２
実施例１のε−カプロラクトンの代わりに、洗浄剤としてプロピレンカーボネートを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は３％以下（検出限界以下）であった。

実施例３
実施例１の洗浄剤の代わりに、３０ｇのε−カプロラクトンと７０ｇのジメチルスルホキシドから成る洗浄剤を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は３％以下（検出限界以下）であった。

実施例４
実施例１の洗浄剤の代わりに、８０ｇのε−カプロラクトンと２０ｇのジメチルスルホキシドから成る洗浄剤を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は５％であった。

実施例５
実施例１の洗浄剤の代わりに、７０ｇのε−カプロラクトン、２０ｇのジメチルスルホキシドと１０ｇのメチルプロピレンジグリコールから成る洗浄剤を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は６％であった。

比較例１
実施例１の洗浄剤の代わりに、１００％のε−カプロラクトンを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は８１％であった。

比較例２
実施例１の洗浄剤の代わりに、１００％のジメチルスルホキシドを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力評価を試みたが、ジメチルスルホキシドが凝固して洗浄できなかった。

比較例３
実施例１の洗浄剤の代わりに、洗浄剤としてアセトンを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上の銅フタロシアニン残存率は１００％であった。

実施例５
真空蒸着した有機ＥＬ材料を銅フタロシアニンの代わりにトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（III）（Ａｌｑ３）にしたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上のＡｌｑ３残存率は３％以下（検出限界以下）であった。

実施例６
真空蒸着した有機ＥＬ材料を銅フタロシアニンの代わりに（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）にしたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価したところ、洗浄、リンスしたシリコンウエハ上のα−ＮＰＤ残存率は３％以下（検出限界以下）であった。

Claims (2)

1. 有機ＥＬ材料が付着した被洗浄物を洗浄するための洗浄剤であって、ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレン並びにジメチルスルホキシドからなる組成物であって、ε−カプロラクトンまたは／および炭酸プロピレンの含有量が５〜８０質量％であり、ジメチルスルホキシドの含有量が２０〜９５質量％である組成物を９０質量％以上含有してなることを特徴とする洗浄剤。
2. 有機ＥＬ材料が付着した装置又は物品を請求項１に記載の洗浄剤を用いて洗浄することを特徴とする洗浄方法。