(57)【要約】【課題】Ｎｉおよびその合金やステンレスからなるメタルマスクは高精度加工された薄板形状であるため、人手による洗浄では、メタルマスクを損傷することが多発していた。また、メタルマスクの細孔部等に付着した有機ＥＬ材料を洗浄するのは困難であった。さらに、人手による有機溶剤洗浄の為その洗浄剤を処理するのが大変であった。【解決手段】超臨界および／又は亜臨界流体を用いてメタルマスク洗浄を行う方法を見出すとともに、使用する超臨界および／又は亜臨界流体、それに添加されるモディファイア及び有機物である有機ＥＬ材料の回収が容易で且つ再使用が可能なことから、環境汚染物質を排出することなくメタルマスクの洗浄を効率よく行うことができることを見出した。【選択図】          図１
2004192850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ材料が蒸着されたメタルマスクを超臨界又は亜臨界流体を用いて洗浄した後、有機ＥＬ材料が溶解した超臨界又は亜臨界流体の温度及び／又は圧力を変動させることにより、溶解した有機ＥＬ材料を超臨界又は亜臨界流体から抽出した後、超臨界又は亜臨界流体を再度洗浄に使用することを特徴とするメタルマスクの洗浄方法。
【請求項２】
有機ＥＬ材料が蒸着されたメタルマスクを超臨界又は亜臨界流体を用いて洗浄した後、超臨界又は亜臨界流体の超臨界又は亜臨界状態を解いた流体をタンクに回収し、該流体を循環して使用することを特徴とする請求項１記載のメタルマスクの洗浄方法。
【請求項３】
超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加することを特徴とする請求項１又は２に記載のメタルマスクの洗浄方法。
【請求項４】
洗浄を行う高圧セル内において、モディファイアが有機ＥＬ材料蒸着面に接触するように高圧セルの超臨界又は亜臨界流体の入口と出口を配置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のメタルマスク洗浄方法。
【請求項５】
高圧セル内で超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加した流体のモディファイア相と超臨界又は亜臨界流体相とを分離させ、メタルマスクをモディファイア相で溶解洗浄させ、その後超臨界又は亜臨界流体相ですすぐことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項６】
有機ＥＬ材料が蒸着されたメタルマスクを超臨界又は亜臨界流体を用いて洗浄した後、有機ＥＬ材料が溶解した超臨界又は亜臨界流体の温度及び／又は圧力を変動させることにより、溶解した有機ＥＬ材料を超臨界又は亜臨界流体から抽出した後、超臨界又は亜臨界流体を再度洗浄に使用することを特徴とするメタルマスクの洗浄装置。
【請求項７】
有機ＥＬ材料が蒸着されたメタルマスクを超臨界又は亜臨界流体を用いて洗浄した後、超臨界又は亜臨界流体の超臨界又は亜臨界状態を解いた流体をタンクに回収し、該流体を循環して使用することを特徴とする請求項６記載のメタルマスクの洗浄装置。
【請求項８】
超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加することを特徴とする請求項６又は７に記載のメタルマスクの洗浄装置。
【請求項９】
洗浄を行う高圧セル内において、モディファイアが有機ＥＬ材料蒸着面に接触するように高圧セルの超臨界又は亜臨界流体の入口と出口を配置することを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載のメタルマスク洗浄装置。
【請求項１０】
高圧セル内で超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加した流体のモディファイア相と超臨界又は亜臨界流体相とを分離させ、メタルマスクをモディファイア相で溶解洗浄させ、その後超臨界又は亜臨界流体相ですすぐことを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料を用いたディスプレイの製造工程であるメタルマスクを使用した蒸着工程において、余剰の有機ＥＬ材料が蒸着したメタルマスクの洗浄に関する洗浄方法及び洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ基板の製造に関しては、有機ＥＬ基板の裏面に磁石配置し、表面にメタルマスクを配備するとメタルマスクは磁石によって有機ＥＬ基板に吸着する。その状態で、複数の発光材料を個々の蒸気圧に合わせて真空蒸着する。そこで、所定の発光層が形成されるが、同時に当該メタルマスクに余剰の有機物である有機ＥＬ材料が多く付着する。このメタルマスクに蒸着した余剰の有機ＥＬ材料を除去する洗浄については人手により有機溶剤を用いてなされている。また、人手による洗浄の為、多量の有機溶剤を用い、その洗浄に用いた有機溶剤は有機ＥＬ材料と共に廃棄しているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｎｉおよびその合金やステンレスからなるメタルマスクは高精度加工された薄板形状であるため、人手による洗浄では、メタルマスクを損傷することが多発していた。また、メタルマスクの細孔部等に付着した有機ＥＬ材料を洗浄するのは困難であった。さらに、人手による有機溶剤洗浄の為洗浄剤としての有機溶剤を多量に使用され、その洗浄剤を処理するのが大変であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の損傷が多発していた人手による洗浄作業から、超臨界又は亜臨界流体を用いてメタルマスク洗浄を行う方法を見出すとともに、使用する超臨界又は亜臨界流体、それに添加されるモディファイア及び有機物である有機ＥＬ材料の回収が容易で且つ再使用が可能なことから、環境汚染物質を排出することなくメタルマスクの洗浄を効率よく行うことができることを見出した。
【０００５】
有機ＥＬ材料が蒸着されたメタルマスクを超臨界又は亜臨界流体を用いて洗浄した後、有機ＥＬ材料が溶解した超臨界又は亜臨界流体の温度及び／又は圧力を変動させることにより、溶解した有機ＥＬ材料を超臨界又は亜臨界流体から抽出した後、超臨界又は亜臨界流体を再度洗浄に使用する様に超臨界又は亜臨界流体循環方式とすることにより、環境汚染物質を排出することなくメタルマスクの洗浄を効率よく行い、且つ、有機ＥＬ材料を回収する。
【０００６】
上記洗浄工程において、有機ＥＬ材料が蒸着されたメタルマスクを超臨界又は亜臨界流体を用いて洗浄した後、超臨界又は亜臨界流体の超臨界又は亜臨界状態を解いた流体をタンクに回収し、該流体を循環して使用する。
【０００７】
超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加することにより、超臨界又は亜臨界流体の溶解度を制御し、超臨界又は亜臨界流体の分離特性を上げ効率良くメタルマスクから有機ＥＬ材料を溶解させる。
【０００８】
洗浄を行う高圧セル内において、モディファイアが有機ＥＬ材料蒸着面に接触するように高圧セルの超臨界又は亜臨界流体の入口と出口を配置する。
【０００９】
高圧セルの入口と出口の位置については、モディファイアが超臨界又は亜臨界状態の溶媒よりも軽いものを使用した場合は入口を高圧セルの下側に、出口を高圧セルの上側に設けることが望ましい。逆に、モディファイアが超臨界又は亜臨界状態の溶媒より重い場合は、入口を高圧セルの上側に、出口を高圧セルの下側に設けることが望ましい。超臨界又は亜臨界状態の溶媒とモディファイアの密度がほぼ同じ時は、入口及び出口ともに上側あるいは、下側に設ける装置構成が望ましい。
【００１０】
高圧セル内で超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加した流体のモディファイア相と超臨界又は亜臨界流体相とを分離させ、メタルマスクをモディファイア相で溶解洗浄させ、その後超臨界又は亜臨界相ですすぐことにより更に洗浄効果を上げることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態にかかる超臨界又は亜臨界流体によるメタルマスク１に蒸着された有機ＥＬ材料２を洗浄するためのメタルマスク１の洗浄装置を簡略的に示すものである。メタルマスク１を高圧セル５内に配置させ洗浄を行う。溶媒タンク３ａ内の溶媒を使用し、バルブ１０ａ、バルブ１０ｂ、バルブ１０ｃ、バルブ１０ｄ、バルブ１０ｅ、ベントバルブ１２ａ、ベントバルブ１２ｂ、ベントバルブ１２ｃを操作し、溶媒を循環させ、装置内部に入っている空気を除去する。その後、下記の手順により、高圧セル５内を洗浄流体で満たす。
【００１２】
まず、溶媒としての超臨界又は亜臨界流体からなる洗浄流体（以下溶媒と記載する。）は溶媒タンク３ａよりバルブ１０ａを通り溶媒供給ポンプ４ａにより供給される。そのとき溶媒の圧力は背圧弁１３ａにより調整され、溶媒は溶媒供給ポンプ４ａによりバルブ１０ｂに供給される。
【００１３】
溶媒の溶解度を増大させる効果のあるモディファイアはモディファイアタンク３ｂからモディファイア供給ポンプ４ｂによって供給される。そのときモディファイアの圧力は背圧弁１３ｂにより調整される。その後モディファイアはバルブ１０ｃを通り、溶媒とモディファイアは合流し、スタティックミキサー６により混合され、高圧セル５内に入り、ヒータ７で加熱され超臨界または亜臨界状態となる。言うまでもないが、高圧セル５に入る前に加熱し、配管中で超臨界又は亜臨界状態の流体としてもよい。
【００１４】
超臨界又は亜臨界状態の溶媒とモディファイアとの組み合わせにより、高圧セル５に配置する入口と出口の配置は溶媒とモディファイアの密度により入口を下側に設け出口を上側に設けるなど適宜構成される。図１はモディファイアが超臨界又は亜臨界状態の溶媒よりも密度が低いものを使用した場合で、超臨界又は亜臨界状態の溶媒に溶け込んだモディファイアがメタルマスク１に接触し、モディファイアが高圧セル５の上部に移動するという装置構成とした。モディファイアが超臨界又は亜臨界状態の溶媒より密度が高い場合は、高圧セル５への入口を上側に設け出口を下側に設ける構成が望ましい。超臨界又は亜臨界状態の溶媒とモディファイアの密度がほぼ同じ時は、入口及び出口ともに上側に設けるあるいは下側に設ける装置構成のどちらでもよい。また、ここでは記載していないが、撹拌スクリューにより高圧セル５内を撹拌してもよい。
【００１５】
洗浄された有機ＥＬ材料２が上記溶媒とモディファイアからなる流体と共にバルブ１０ｄを通り、トラップビーカ８に入る。ここで、減圧ポンプ１４により超臨界又は亜臨界流体は減圧される。このときに溶媒もしくはモディファイアまたは両者とも、使用した物質により、洗浄された有機ＥＬ材料２と共に液化する場合がある。液化した溶媒およびモディファイアは常温、常圧において次第に気化する。気化した溶媒とモディファイアは減圧ポンプ１４、流量計９を通り加圧ポンプ１５により加圧され、溶媒とモディファイアは液化し混合液タンク３ｃ内に入る。この溶媒とモディファイアの混合液は有機ＥＬ材料２を含まない混合液である。
【００１６】
この混合液タンク３ｃに必要量の混合液が溜まったときにはバルブ１０ｂ、バルブ１０ｃを閉じることにより、本装置は閉ループとなり、混合液タンク３ｃ内の混合液は混合液供給ポンプ４ｃにより供給される。このときの圧力は背圧弁１３ｃにより調整される。混合液はバルブ１０ｅを通り、高圧セル５内に入り、再びメタルマスク１に蒸着された有機ＥＬ材料２を洗浄する。洗浄が完了次第、装置を止め、メタルマスク１を取り出す。これで洗浄が完了する。洗浄完了後、トラップビーカ８内に溜まった有機ＥＬ材料２を取り出す。
【００１７】
また、図２のように溶媒にモディファイアを加えた状態で混合液タンク３につめ、上記と同様にして、閉ループで洗浄を行うこともできる。
【００１８】
図３は高圧セル５の内部において、モディファイアと超臨界又は亜臨界流体である溶媒が、密度の違いにより分離することを利用して、洗浄を行う例を示す。有機ＥＬ材料２が蒸着したメタルマスク１を、高圧セル５内での分離したモディファイア相１７に浸ける。モディファイア相１７に有機ＥＬ材料２が溶解され、メタルマスク１が洗浄された後、高圧セル５内を減圧させ、有機ＥＬ材料２が溶解しているモディファイアを排出させる。その後メタルマスク１を超臨界又は亜臨界流体からなる溶媒相１６ですすぐことにより、メタルマスク１に有機ＥＬ材料２の液滴が残すことなく洗浄することができる。
【００１９】
これは密度の違いにより高圧セル５内で流体を分離させ、モディファイアにて溶解洗浄させることが目的である。言うまでもないがモディファイア相１７と超臨界又は亜臨界流体である溶媒相１６が密度の差により、上下逆になることもある。このときは高圧セル５内の入口出口の構成を前述の様に変更する必要がある。
【００２０】
【実施例１】実施例１として、図１に示す超臨界流体を用いた洗浄装置において有機ＥＬ材料の洗浄を行った例を示す。溶媒に二酸化炭素、モディファイアにエタノールを使用し、洗浄実験を行った。高圧セル５内において、有機ＥＬ材料２の蒸着された面に超臨界流体が接触するように蒸着面を下にし、メタルマスク１を配置した。
【００２１】
二酸化炭素が入っている溶媒タンク３ａ内の状態は常温、圧力６ＭＰａである。またエタノールが入っているモディファイアタンク３ｂ内の状態は常温、常圧である。二酸化炭素とエタノールの供給量はバルブ１０ｄ、溶媒供給ポンプ４ａ、背圧弁１３ａ、モディファイアポンプ４ｂ、背圧弁１３ｂにより、二酸化炭素は３．６ｇ／ｍｉｎ、エタノールは０．２ｇ／ｍｉｎに設定した。高圧セル５内はヒータ７により、温度６０℃に設定した。セル内の圧力は、背圧弁１３ａ、背圧弁１３ｂにより２５ＭＰａに設定した。（二酸化炭素の流速の単位については、二酸化炭素は圧力２５ＭＰａ温度６０℃の状態と常温・常圧とでは体積が大幅に異なる為、本出願においては、ｇ／ｍｉｎを用いた。）
この状態において、二酸化炭素とエタノールは配管中に合流し、スタティックミキサー６によって混合され、高圧セル５内で有機ＥＬ材料２は超臨界流体となった二酸化炭素とその二酸化炭素に溶解したエタノールによって洗浄した。その後、有機ＥＬ材料２が溶解したエタノールを含む超臨界流体はバルブ１０ｄを通り、トラップビーカに送られ、その後減圧ポンプ１４により常圧にした。このとき、二酸化炭素とエタノールは分離し、エタノールと洗浄された有機ＥＬ材料２はトラップビーカ８内でエタノール溶液となった。
【００２２】
二酸化炭素を減圧ポンプ１４，流量計９を通り、加圧ポンプ１５により常温で８ＭＰａに加圧し、液化して混合液タンク３ｃに貯蔵した。トラップビーカ８内のエタノール溶液は常温、常圧において次第にエタノールのみ気化し、減圧ポンプ１４、流量計９を通り、加圧ポンプ１５により常温、８ＭＰａに加圧し、液化して後混合液タンク３ｃに送った。この混合液タンク３ｃに二酸化炭素とエタノールの混合液が必要量供給した後、バルブ１０ｂ、バルブ１０ｄを閉じ、閉ループとした。３０分経過し、洗浄が終了後高圧セル５内を降温、減圧し、メタルマスク１を取り出した。洗浄流体として使用した二酸化炭素とエタノールは混合液タンク３ｃに貯蔵され、廃液は出なかった。
【００２３】
また、２度目からの洗浄は図２のように混合液タンク３ｃ内の混合液を使用することにより、二酸化炭素とエタノールを補給することなく洗浄することができた。
【００２４】
【実施例２】実施例２として、図１に示す亜臨界流体を用いた洗浄装置において有機ＥＬ材料の洗浄を行った例を示す。実施例２における高圧セル５の構成の詳細は図３の様になっている。溶媒に二酸化炭素、モディファイアとしてエタノールを使用し、洗浄を行った。高圧セル５内において、この溶媒とモディファイアの組み合わせは密度の違いにより分離する。高圧セル５内において、有機ＥＬ材料２が蒸着されたメタルマスク１をモディファイア相１７となる装置上部に配置する。
【００２５】
二酸化炭素が入っている溶媒タンク３ａ内の状態は常温で圧力６ＭＰａである。またエタノールが入っているモディファイアタンク３ｂ内の状態は常温且つ常圧である。バルブ１０ｄを閉じた状態で、二酸化炭素とエタノールの供給を、溶媒供給ポンプ４ａ、背圧弁１３ａ、モディファイアポンプ４ｂ、背圧弁１３ｂにより、高圧セル５内に二酸化炭素とエタノールを貯留する。高圧セル５内はヒータ７により、温度３０℃に設定した。セル内の圧力を、背圧弁１３ａ、背圧弁１３ｂにより６．５ＭＰａに設定した。
【００２６】
高圧セル５内で二酸化炭素は亜臨界状態となり、エタノールと分離する。メタルマスク１に付着している有機ＥＬ材料２をエタノールにより溶解した。１５分後にバルブ１０ｄを開き、高圧セル５の上部に貯留したエタノールをトラップビーカ８に排出する。そのあと、溶媒相１６の亜臨界状態である二酸化炭素ですすぐことにより、溶解した有機ＥＬ材料２がメタルマスク１上に残る液滴を防ぐことができた。
【００２７】
高圧セル５内から排出されたエタノールと二酸化炭素は実施例１と同様に混合液タンク３ｃに貯溜され、次回の洗浄に使用する事が可能となった。メタルマスク１を取り出し、廃液無く洗浄処理が終了した。
【００２８】
【発明の効果】超臨界又は亜臨界流体が高い溶解性を持つことを活用し、有機ＥＬ材料が付着したメタルマスクに、超臨界又は亜臨界流体を接触させることにより溶解して、メタルマスクの有機ＥＬ材料を抽出し回収することにより、メタルマスクの損傷を防ぐことができる。また、使用する超臨界又は亜臨界流体、モディファイア、有機ＥＬ材料の回収が容易で且つ再使用が可能なことから環境汚染物質を排出することなくメタルマスクの洗浄を効率よく行うことができる。
【００２９】
超臨界又は亜臨界流体を用いてメタルマスクの有機ＥＬ材料を溶解することにより、８０℃以下（望ましくは６０℃以下）という比較的低温での処理が可能となり、メタルマスクそのものの熱変形を防止することができ、安定した状態で、精度の高いメタルマスクを再利用することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる超臨界又は亜臨界流体による洗浄装置を簡略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる超臨界又は亜臨界流体を混合液タンクに封印した洗浄装置を簡略的に示す図である。
【図３】高圧セル内で超臨界又は亜臨界流体にモディファイアを添加した流体のモディファイア相と超臨界又は亜臨界流体相とを分離させた状態を示す図である。
【符号の説明】
１  メタルマスク
２  有機ＥＬ材料
３ａ  溶媒タンク
３ｂ  モデファイアタンク
３ｃ  混合液タンク
４ａ  溶媒供給ポンプ
４ｂ  モデファイアポンプ
４ｃ  混合液供給ポンプ
５  高圧セル
６  スタティックミキサー
７  ヒータ
８  トラップビーカー
９  流量計
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ  バルブ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  ベントバルブ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  背圧弁
１４  減圧ポンプ
１５  加圧ポンプ
１６  溶液相
１７  モディファイア相
【図１】
2004192850.tif 000003
【図２】
2004192850.tif 000004
【図３】
2004192850.tif 000005