KR101348540B1

KR101348540B1 - 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치

Info

Publication number: KR101348540B1
Application number: KR1020070017866A
Authority: KR
Inventors: 박한석; 김영훈
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2014-01-07
Also published as: KR20080078168A

Abstract

본 발명은 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 관한 것으로, 디스플레이 시료에서 발생한 아웃가스(outgas)를 이송하는 배송관과; 상기 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 냉매(冷媒)에 의해 농축시키는 농축기와; 상기 농축기에 의해 소정의 농도 이상으로 농축된 아웃가스를 분석하기 위한 분석수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치이다. 이러한 본 발명은 상기 농축기에 의해 아웃가스를 농축한 후 분석을 수행함으로써, 미량의 아웃가스 성분에 대해서도 정성 및 정량의 재현성과 직선성이 모두 우수한 분석 결과를 얻을 수 있다.

아웃가스, 가스크로마토그래피, 농축

Description

농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치{Outgas Analysis Apparatus Having Concentrating Device}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 냉매 공급 수단을 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 이동기체 발생 수단을 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이고,

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 6-포트 밸브를 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이고,

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 6-포트 밸브의 대기 상태와 아웃가스 주입 상태에서의 이동기체 및 아웃가스 이동 경로를 설명하기 위한 모식도이고,

도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 콘트롤부(PLC)를 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이고,

도 7은 본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 대하여 불꽃 이온화 검출기(FID)로 정성 분석을 한 결과 그래프이다.

도 8은 본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 대하여 불꽃 이온화 검출기(FID)로 정량 분석을 한 결과 그래프이다.

도 9는 본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 대하여 불꽃 이온화 검출기(FID)로 직선성 분석을 한 결과 그래프이다.

**도면의 주요부분에 대한 기호의 간단한 설명**

1 : 디스플레이 시료 2 : 아웃가스 발생 오븐

10 : 배송관 20 : 농축기

21 : 냉매 22 : 냉각코일

23 : 냉매 공급 수단 30 : 분석 수단

31 : 가스크로마토그래피 32 : 컬럼

33 : 성분 분석기 40 : 이동기체 발생 수단

41 : 이동기체 운송관 42 : 유량조절 밸브

43 : 이동기체 조절관 50: 6-포트 밸브

51 ~ 56 : 제1포트 ~ 제6포트 60 : 콘트롤부(PLC)

본 발명은 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 관한 것으로, 특히 디스플 레이 제조 공정에서 사용되는 부품 시료에서 발생하는 아웃가스를 자동으로 분석하는 장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 아웃가스를 소정의 농도 이상으로 농축시킨 후 분석을 수행하는 미량의 아웃가스에 대한 자동 분석 장치이다.

평판 또는 플렉서블 디스플레이의 제조 공정 중 불량 발생 원인을 찾는 것은 매우 중요하다. 많은 일련의 디스플레이 제조 과정 중 어떠한 부품이 불량의 원인인지를 파악하기 위해서는 각 부품에 대하여 전압 보전율 측정, 열 분석 및 아웃가스 분석 등 다양한 방법으로 검사를 시행한다. 그러나, 전압 보전율과 열 분석의 경우 원인 물질을 추정할 뿐 직접적인 단서를 얻기 힘들다. 그러나 아웃가스 분석기의 경우 원인 물질까지 정성, 정량 분석이 가능하여 아웃가스에 의한 불량 원인을 정확하게 파악할 수 있다.

디스플레이 구동을 위한 각각의 부품에서 발생하는 아웃가스를 분석하기 위해서는 조립 공정과 동일한 조건에서 재현성 있게 아웃가스를 발생시켜야 하며 또한 발생한 서로 다른 성질을 지닌 아웃가스는 일정한 포집률을 유지하여야 한다.

그러나, 종래의 아웃가스 발생 장치의 경우 대부분 원통형 관에 시료를 넣고 이를 가열 장치에서 가열한 후, 여기서 발생한 아웃가스를 펌프로 흡착제가 충진된 흡착관에 수집한 뒤 이를 다시 가열하여 탈착된 아웃가스를 분석하였다. 그러나, 이와 같이 가열과 펌프에 의한 방식은 발생한 아웃가스를 포함한 이동기체의 유속 변화 에 따른 아웃가스 발생오븐의 열 손실을 가져와 아웃가스 발생오븐의 온도 편차로 인하여 재현성 있는 결과를 얻기 힘들다는 문제점이 있다.

또한, 디스플레이 시료로부터 발생한 아웃가스를 여러 종류의 흡착제를 이용하여 흡/탈착시켜서 수집한 후 이것을 분석하는 방법도 등장하게 되었다. 그러나, 이와 같이 분석 전 흡착에 의한 전처리 과정이 길어지면 대기 중에 있는 기타 유기물의 흡착에 의해 상이한 결과를 얻을 수 있다. 더욱이, 아웃가스는 여러 성분이 혼합된 가스이므로 각 성분별 흡착율의 차이에 의해 결과의 신뢰성을 확보하기 어렵다. 나아가, 미량의 아웃가스를 분석하기 위해서는 다량의 아웃가스를 얻어야 하고, 이를 위하여 장시간 아웃가스를 발생시켜야 한다. 그러나, 이와 같이 장시간 발생시킨 아웃가스를 가스크로마토그래피의 주입구에 주입시 피크의 대칭성 및 첨도(Kurtosis)가 낮아 정량 분석이 어렵다. 이에 따라, 기존의 분석 방법으로는 미량 아웃가스에 대한 신뢰있는 결과를 얻기가 힘들었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디스플레이 제조 공정에서 사용되는 부품 시료에서 발생하는 아웃가스를 소정의 농도 이상으로 농축시킨 후 자동으로 분석하는 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 본 발명은 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 액체 질소와 같은 냉매(冷媒)에 의해 농축시키는 농축기를 구비함으로써, 미량의 아웃가스 성분에 대해서도 정성 및 정량의 재현성과 직선성이 모두 우수한 분석 결과를 얻고자 하는 것이 목적이다.

나아가, 본 발명을 통해서 미량의 아웃가스를 정확하고 재현성 있게 자동으로 분석하여, 평판디스플레이(FPD)에 사용되는 컬러필터, 확산판 등 여러 재료에서 발생하는 아웃가스를 효과적으로 관리할 수 있고, 아웃가스에 의한 불량의 원인 파악과 신규 재료 선정에 있어서 신뢰성 있는 결과를 제공하고자 함이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태는, 디스플레이 시료에서 발생한 아웃가스(outgas)를 이송하는 배송관과; 상기 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 냉매(冷媒)에 의해 농축시키는 농축기와; 상기 농축기에 의해 소정의 농도 이상으로 농축된 아웃가스를 분석하기 위한 분석수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본원에서 사용되는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치는, 디스플레이 시료 에서 발생하는 아웃가스를 분석하기 위한 것으로, 평판 디스플레이의 부품 제조공정 중에 발생하는 아웃가스를 분석하기 위한 장치를 포함하고, 플렉서블 디스플레이의 부품 제조공정 중에 발생하는 아웃가스를 분석하기 위한 장치를 포함하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 디스플레이 종류에 따라 구분되는 부품 시료는 예시적인 것에 불과하고, 본원에서 디스플레이 시료라 함은 모든 종류의 디스플레이 제조 공정 중에 사용되는 다양한 종류의 부품이라는 의미로써 사용되는바, 디스플레이 제조에 사용되기에 적합한 것이면, 이 기술분야에서 널리 알려진 모든 부품 시료를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예들에서는 설명의 편의를 위하여 평판 디스플레이 제조 공정 중에 사용되는 컬러 필터, 편광판 또는 확산판에서 발생하는 아웃가스를 예로 들어 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알여주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 구체적으로 설명한다.

본 발명자들은 종래의 아웃가스 분석 장치를 검토한 결과, 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 액체 질소와 같은 냉매(冷媒)에 의해 농축시킨 후 분석을 수행하면, 미량의 아웃가스 성분에 대해서도 정성 및 정량의 재현성과 직선성이 모두 우수한 분석 결과를 얻을 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 아웃가스 분석장치는 디스플레이 시료(1)에서 발생한 아웃가스(outgas)를 이송하는 배송관(10)과; 상기 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 냉매(冷媒)(21)에 의해 농축시키는 농축기(20)와; 상기 농축기에 의해 소정의 농도 이상으로 농축된 아웃가스를 분석하기 위한 분석수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그래서, 상기 디스플레이 시료(1)에서 발생한 아웃가스는 배송관(10)을 통해 이동하고, 상기 배송관(10)에 구비되어 있는 농축기(20)의 냉매(21)에 의해 농축되며, 이렇게 농축된 아웃가스가 상기 분석수단(30)으로 이송되어 분석되는 것이다. 종래에 디스플레이 시료로부터 발생한 아웃가스를 여러 종류의 흡착제로 흡/탈착시켜서 수집한 후 이것을 분석하는 방법은 기타 유기물의 흡착에 의해 상이한 결과를 얻을 수 밖에 없었지만, 본 발명은 배송관(10)을 통해 이송되는 아웃가스를 냉매(21)에 의해 농축시키는 농축기(20)를 구비함으로써, 미량의 아웃가스 성분에 대해서도 정성 및 정량의 재현성과 직선성이 모두 우수한 분석 결과를 얻을 수 있는 것이다.

여기서, 상기 농축기(20)의 냉매(21)는 냉동 사이클의 작동유체로서 저온의 물체에서 열을 빼앗아 고온의 물체에 열을 운반해주는 매체를 총칭하는 것으로, 특별히 제한되는 일이 없이 이 기술분야에서 널리 알려진 다양한 냉매가 사용될 수 있다. 또한, 이러한 냉매(21)에 의해 농축된 아웃가스는 정확한 분석을 위하여, 액체 또는 기체 형태로 상기 분석수단(30)에 유입될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 냉매 공급 수단(23)을 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명은 냉각 코일(22)에 의해 동결된 액체 질소를 냉매로 이용하는 아웃가스 분석 장치일 수 있다.

즉, 본 발명의 바람직한 다른 실시형태는 상술한 농축기(20)가 구비된 아웃가스 분석 장치에 있어서, 질소 기체를 냉각코일(22)에 의해 액체 질소(liquid nitrogen)로 동결시켜서 상기 농축기(20) 내부로 액체 질소를 공급하는 냉매 공급 수단(23)을 더 포함하며, 상기 농축기(20)는 내부에 아웃가스를 이송하는 배송관(10)을 관 통시키고, 상기 냉매 공급 수단(23)에 의해 공급된 액체 질소를 냉매로 이용하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 질소 기체 용기에서 나온 질소 기체를 냉매 공급 수단(23)의 냉각코일(22)에 의해 영하 196℃의 액체 질소(liquid nitrogen)로 동결시키고, 이렇게 동결된 액체 질소를 배송관(10)이 관통된 농축기(20) 내부로 유입시키며, 아웃가스가 이동되는 배송관(10)에 직접 상기 액체 질소를 가함으로써, 아웃가스가 분석수단(30)으로 이동하는 과정 중에 바로 농축될 수 있게 하는 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 이동기체 발생 수단(40)을 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명은 아웃가스를 이동기체에 의해 운송할 수 있는 이동기체 발생 수단(40)을 더 포함하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태는 상술한 농축기(20)가 구비된 아웃가스 분석 장치에 있어서, 상기 디스플레이 시료에서 발생한 아웃가스를 고압의 이동기체에 의해 배송관(10)으로 이동시키는 이동기체 발생 수단(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 종래의 아웃가스 발생 장치에서와 같이 시료를 가열한 후, 여기 서 발생한 아웃가스를 펌프로 수집한 뒤 분석하는 방식이 아니라, 발생한 아웃가스를 이동기체의 압력에 의해 포집하여 이동시킴으로써, 아웃가스의 유속 변화에 따른 온도 편차를 최소화할 수 있는 것이다. 이러한 이동기체로는 헬륨(He) 가스가 바람직하고, 본 발명은 디스플레이 시료(1)를 포함하는 아웃가스 발생 용기와 이것을 상기 이동기체 발생 수단(40)과 연결시키는 이동기체 이송관을 더 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 6-포트 밸브를 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명은 이동기체를 운송하는 이동기체 운송관(41)과 이동기체의 운송량을 조절할 수 있는 이동기체 조절관(43)을 별도로 구비하고, 이들에 의해 전달된 이동기체에 운송가스를 선택적으로 포집시켜서 배송관이나 배출구로 방출시키는 6-포트 밸브(50)를 더 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태는 상기 이동기체 발생 수단(40)을 더 포함하는 농축기(20)가 구비된 아웃가스 분석 장치에 있어서, 상기 이동기체 발생 수단(40)은 고압의 이동기체를 운송하는 이동기체 운송관(41)과, 상기 이동기체의 운송량을 조절하기 위한 유량조절밸브(42)를 구비하여 상기 이동기체 운송관에서 분취(分取)된 이동기체 조절관(43)을 구비한다. 그리고, 이들에 의해 전달된 이동기체에 운송가스를 선택적으로 포집시켜서 방출하는 6-포트 밸브(50)는, 상기 이동기 체 조절관(43)으로부터 이동기체를 유입하는 제1포트(51), 상기 디스플레이 시료를 포함하는 아웃가스 발생 오븐으로 이동기체를 방출하는 제2포트(52), 상기 이동기체 운송관으로부터 이동기체를 유입하는 제3포트(53), 상기 배송관으로 이동기체 또는 아웃가스가 포집된 이동기체를 방출하는 제4포트(54), 상기 아웃가스 발생 오븐으로부터 아웃가스가 포집된 이동기체를 유입하는 제5포트 (55)및 아웃가스가 포집된 이동기체 또는 이동기체를 외부로 방출하는 제6포트(56)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 도 4에 나타난 바와 같이, 이동기체 발생 수단(40)에서 고압의 헬륨 이동기체가 6-포트 밸브(50)와 유량조절밸브(42)로 분기되고, 아웃가스 주입 상태에서 주입방향(14)으로 6-포트밸브(50)를 작동시켜서 상기 이동기체로 하여금 시료에서 발생하는 아웃가스를 포집한 뒤 배송관(10)으로 이송되게 할 수 있으며, 대기상태에서는 6-포트밸브(50)를 대기방향(13)으로 작동시켜서 아웃가스 없이 이동기체만을 배송관(10)으로 이송되게 할 수 있는 것이다.

다시 말해서, 상기 6-포트 밸브(50)는 도 5a에 나타난 바와 같이, 대기상태에서 상기 제3포트(53)로부터 이동기체를 유입하여 제4포트(54)로 전송하고, 상기 제1포트(51)로부터 이동기체를 유입하여 제2포트(52)로 전송한 뒤 상기 아웃가스 발생 오븐을 거쳐 상기 제5포트(55)로 유입되는 이동기체 또는 아웃가스가 포집된 이동기체를 제6포트(56)를 통하여 외부로 방출한다. 그리고, 아웃가스 주입 상태에서 는 도 5b에 나타난 바와 같이, 상기 제1포트(51)로부터 이동기체를 유입하여 제6포트(56)로 배출하고, 상기 제3포트(53)로부터 이동기체를 유입하여 제2포트(52)로 전송한 뒤 상기 아웃가스 발생 오븐을 거쳐 상기 제5포트(55)로 유입되는 아웃가스가 포집된 이동기체를 제4포트(54)를 통하여 상기 배기관(10)으로 방출하며, 이러한 대기상태와 상기 아웃가스 주입 상태는 선택적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 6-포트 밸브(50)에 의한 대기상태(도 5a)는 아웃가스 발생 오븐(2) 안에 포함되어 있는 불순물을 제거하기 위하여, 아웃가스 주입상태(도 5b)가 수행되기 전에 수차례 선행되는 것이 바람직하다.

이와 같은 과정을 거쳐서, 아웃가스 주입상태에서 발생한 아웃가스는 이동기체에 의해 농축기(20)에 도달하고, 응축코일(22)에 의해 영하 196℃로 액화된 액체 질소는 상기 농축기(20) 안에 있는 배송관(10)을 냉각시켜서 상기 배송관(10) 안에 있는 아웃가스를 측정가능한 일정농도까지 농축시키게 된다. 그래서, 미리 설정된 시간동안 아웃가스가 농축되면, 농축된 아웃가스는 분석수단(30)으로 전달되어 분석이 이루어지게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 콘트롤부(PLC)를 포함하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 여 기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 분석수단(30)은 아웃가스를 성분별로 분리하고 분석하는 수단으로 구분될 수 있고, 이러한 분석수단은 자동으로 제어되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태는 상술한 농축기(20)가 구비된 아웃가스 분석 장치에 있어서, 상기 분석수단(30)이 농축된 아웃가스를 성분별로 분리하기 위한 가스크로마토그래피(31)의 컬럼(32)과 상기 컬럼(32)에 의해 분리된 각 성분을 원소 분석하기 위한 성분 분석기(33);를 포함하고, 상기 배송관(10)은 농축기(20)를 통하여 가스크로마토그래피(31)의 컬럼(32)과 연통되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 농축된 아웃가스의 성분 분리와 성분 분석이 차례로 연속공정으로 이루어지게 할 수 있으며, 상기 배송관(10)을 농축기(20)를 통하여 가스크로마토그래피(31)의 컬럼(32)까지 연통시킴으로써, 아웃가스가 발생된 상태를 최대한 유지하면서 외부의 영향이 없이 분석까지 이루어질 수 있게 한 것이다.

나아가, 상기한 성분 분석기(33)는 유기화합물을 포함하는 아웃가스 분석에 적합한 불꽃 이온화 검출기(Flame Ionization Detector, FID), 무기 및 유기 화합물과 저비점 가스를 포함한 아웃가스 분석에 적합한 주기적 방전 이온화 검출기(Pulsed Discharge Ionization Detector, PDID), 질소와 인이 포함된 아웃가스 분석에 적합 한 질소·인 검출기(Nitrogen Phosphorous Detector, NPD), 황이나 인이 포함된 아웃가스 분석에 적합한 불꽃 광도형 검출기(Flame Photometric Detector, FPD) 및 질량 분석에 적합한 질량 분석기(Mass Spectormetry, MS) 중에서 하나 이상이 선택될 수 있다.

이러한 검출기 및 분석기는 각각이 따로 구비되어 사용될 수도 있지만, 본 발명에서는 상기 각 검출기와 분석기 수개가 병렬로 연결되어 상기 가스크로마토그래피(31)의 컬럼(32)을 통해 분리된 아웃가스 성분을 동시에 성분 분석할 수 있고, 특히 분리된 각 성분에 따라 이에 적합한 성분 분석기를 적용시킬 수 있는 기능이 있는 것이다.

이와 함께, 본 발명은 상기 농축기(20)와 분석수단(30)에 연결된 콘트롤부(Programmable Logic Controller:PLC)를 통하여, 상기 농축기(20)와 분석수단(30)을 통과하는 아웃가스의 움직임과 상기 분석수단의 동작을 자동으로 제어하는 것도 가능하다. 즉, 상기 콘트롤부(Programmable Logic Controller:PLC)는 상기 농축기(20)에 의해 아웃가스가 소정의 농도 이상으로 농축되었는지 여부를 판단하여, 상기 농도 이상으로 농축된 경우에만 아웃가스를 분석하도록 제어할 수 있고, 상술한 수개의 검출기 및 분석기 각각에 의해 적합한 아웃가스 성분 분석이 이루어질 수 있도록 자동 제어하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명은 상술한 바와 같이 디스플레이 시료(1)에서 발생한 아웃가스가 배송관(10)을 통해 농축기(20)를 거쳐 분석수단(30)까지 이송되어야 하는바, 아웃가스가 이동하는 상기 배송관(10), 농축기(20) 및 분석수단(30)의 내부에는 아웃가스가 잘 흡착되지 않도록 하는 코팅물질을 포함하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 상기 디스플레이 시료(1)에서 발생한 아웃가스를 이송하는 배송관(10)과 상기 디스플레이 시료(1)를 포함하는 아웃가스 발생 오븐(2) 중 하나 이상은 내부 표면에 아웃가스가 흡착되지 않도록 하는 코팅물질이 도포되는 것이 더욱 바람직하다. 이외에 상기한 코팅물질은 아웃가스가 발생하고 이동하는 모든 이송관 내부에 도포될 수 있고, 상기 이송관은 일정한 온도를 유지하는 것이 아웃가스의 회수율 및 재현성을 극대화할 수 있다.

이와 함께, 상기한 아웃가스 발생 오븐(2)은 2개의 상·하 판의 접합에 의하여 밀폐된 아웃가스 발생오븐이 완성된다. 또한 아웃가스 발생오븐은 표면 온도편차가 작은 저항 가열 방식의 양면 가열방식을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 저항가열 방식의 가열판이 아웃가스 발생오븐 하판과의 접지면을 온도 상승 시점과 냉각 시점에 유기적으로 작동하여 온도 상승시(도시생략)에만 접하게 되며 평상시는 불필요한 열전달을 최소화함으로 분석 전 아웃가스 발생을 억제하며 원하는 온도에서 발생한 아웃가스만을 분석하기에 매우 적합하다. 또한 기기를 불필요한 열에 의하여 손상됨을 최소화한다.

나아가, 상기한 아웃가스 발생 오븐(2)에 시료를 주입하기 위해서는, 가스 실린더를 이용하는 카트리지 방식의 자동 시료 주입장치(도시생략)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 아웃가스 발생오븐에 흡착을 최소화시키는 도포 층의 보호를 위하여 상기 자동 시료 주입장치는 상기 아웃가스 발생 오븐(2)의 하판과의 일정한 거리(3 mm)를 두어 위치하는 것이 바람직하며, 아웃가스 발생을 마친 시료 역시 진공 흡착판(도시생략)을 이용하여 분석이 완료된 시료를 제거하는 것이 더욱 바람직하다.

이하에서는, 상기한 본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치를 이용한 아웃가스의 정성 분석, 정량 분석 및 직선성 실험을 설명한다.

실험예 1: 아웃가스의 정성 분석

본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 의하여 평판디스플레이(FPD)에 사용되는 컬러필터 중 포토레지스트가 도포된 기판에서 발생하는 아웃가스의 정성분석 정도를 확인하였다.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이 A, B, C 3종 성분에 대한 머무름 시간에 대한 상대표준 편차를 보면 A는 0.25 %, B는 0.14 %, C는 0.03 %로 매우 높은 재현성을 제공함을 알 수 있었다.

실험예 2: 아웃가스의 정량 분석

본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 의하여 평판디스플레이(FPD)에 사용되는 컬러필터 중 포토레지스트가 도포된 기판에서 발생하는 아웃가스의 정량 분석 정도를 확인하였다.

그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이 A, B, C 3종 성분에 대한 크로마토그램에서 각 성분에 대한 피크의 면적의 상대표준 편차를 보면 A는 1.25 %, B는 1.66 %, C는 0.70 %로 매우 높은 재현성을 제공함을 확인할 수 있었다.

실험예 3: 아웃가스의 직선성 분석

본 발명에 따른 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치에 의하여 평판디스플레이(FPD)에 사용되는 컬러필터 중 포토레지스트가 도포된 기판에서 발생하는 아웃가스의 직선성을 확인하였다.

그 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, A, B, C 3종 성분에 대한 직선성을 보면 1 mg/kg까지 구간에서 상기 3종 모두 99 % 이상으로 양호한 직선성을 제공함을 알 수 있었다.

상기한 결과를 종합해 보면, 본 발명에 따라 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치는, 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 액체 질소와 같은 냉매(冷媒)에 의해 농축시키는 농축기를 구비함으로써, 미량의 아웃가스 성분에 대해서도 정성 및 정량의 재현성과 직선성면에서 모두 우수한 결과를 보여준다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 디스플레이 제조 공정에서 사용되는 부품 시료에서 발생하는 아웃가스를 소정의 농도 이상으로 농축시킨 후 자동으로 분석하는 장치를 제공할 수 있다.

이러한 본 발명은 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 액체 질소와 같은 냉매(冷媒)에 의해 농축시키는 농축기를 구비함으로써, 미량의 아웃가스 성분에 대해서도 정성 및 정량의 재현성과 직선성이 모두 우수한 분석 결과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 의하는 경우, 미량의 아웃가스를 정확하고 재현성 있게 자동으로 분석하여, 평판디스플레이(FPD)에 사용되는 컬러필터, 확산판 등 여러 재료에서 발생하는 아웃가스를 효과적으로 관리할 수 있으며, 아웃가스에 의한 불량의 원인 파악과 신규 재료 선정에 있어 신뢰성 있는 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 미량의 아웃가스 및 많은 양의 아웃가스 성분까지 효과적으로 관리함으로써 전자 부품 소재의 질을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims

디스플레이 시료에서 발생한 아웃가스(outgas)를 이송하는 배송관과;

상기 배송관을 통해 이송되는 아웃가스를 냉매(冷媒)에 의해 농축시키는 농축기와;

상기 농축기에 의해 소정의 농도 이상으로 농축된 아웃가스를 분석하기 위한 분석수단을 포함하고,

상기 디스플레이 시료에서 발생한 아웃가스를 고압의 이동기체에 의해 배송관으로 이동시키는 이동기체 발생 수단을 더 포함하고,

상기 이동기체 발생 수단은 고압의 이동기체를 운송하는 이동기체 운송관과, 상기 이동기체의 운송량을 조절하기 위한 유량조절밸브를 구비하여 상기 이동기체 운송관에서 분취(分取)된 이동기체 조절관을 구비하고,

상기 이동기체 조절관으로부터 이동기체를 유입하는 제1포트, 상기 디스플레이 시료를 포함하는 아웃가스 발생 오븐으로 이동기체를 방출하는 제2포트, 상기 이동기체 운송관으로부터 이동기체를 유입하는 제3포트, 상기 배송관으로 이동기체 또는 아웃가스가 포집된 이동기체를 방출하는 제4포트, 상기 아웃가스 발생 오븐으로부터 아웃가스가 포집된 이동기체를 유입하는 제5포트 및 아웃가스가 포집된 이동기체 또는 이동기체를 외부로 방출하는 제6포트를 포함하여 이루어진 6-포트 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.
제1항에 있어서, 질소 기체를 냉각코일에 의해 액체 질소(liquid nitrogen)로 동결시켜서 상기 농축기 내부로 액체 질소를 공급하는 냉매 공급 수단을 더 포함하며,

상기 농축기는 내부에 아웃가스를 이송하는 배송관을 관통시키고, 상기 냉매 공급 수단에 의해 공급된 액체 질소를 냉매로 이용하는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.
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제1항에 있어서, 상기 6-포트 밸브는,

대기상태에서, 상기 제3포트로부터 이동기체를 유입하여 제4포트로 전송하고, 상기 제1포트로부터 이동기체를 유입하여 제2포트로 전송한 뒤 상기 아웃가스 발생 오븐을 거쳐 상기 제5포트로 유입되는 이동기체 또는 아웃가스가 포집된 이동기체를 제6포트를 통하여 외부로 방출하며,

아웃가스 주입 상태에서, 상기 제1포트로부터 이동기체를 유입하여 제6포트로 배출하고, 상기 제3포트로부터 이동기체를 유입하여 제2포트로 전송한 뒤 상기 아웃가스 발생 오븐을 거쳐 상기 제5포트로 유입되는 아웃가스가 포집된 이동기체를 제4포트를 통하여 상기 배송관으로 방출하며,

상기 대기상태와 상기 아웃가스 주입 상태는 선택적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석수단은 농축된 아웃가스를 성분별로 분리하기 위한 가스크로마토그래피의 컬럼과 상기 컬럼에 의해 분리된 각 성분을 원소 분석하기 위한 성분 분석기;를 포함하고,

상기 배송관은 농축기를 통하여 가스크로마토그래피의 컬럼과 연통되는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.
제6항에 있어서, 상기 성분 분석기는 불꽃 이온화 검출기(Flame Ionization Detector, FID), 주기적 방전 이온화 검출기(Pulsed Discharge Ionization Detector, PDID), 질소·인 검출기(Nitrogen Phosphorous Detector, NPD), 불꽃 광도형 검출기(Flame Photometric Detector, FPD) 및 질량 분석기(Mass Spectormetry, MS) 중에서 하나 이상이 선택된 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 농축기에 의해 아웃가스가 소정의 농도 이상으로 농축되었는지 여부를 판단하여, 상기 농도 이상으로 농축된 경우에만 아웃가스를 분석하도록 제어하는 콘트롤부(Programmable Logic Controller:PLC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 시료에서 발생한 아웃가스를 이송하는 배송관과 상기 디스플레이 시료를 포함하는 아웃가스 발생 오븐 중 하나 이상은 내부 표면에 아웃가스가 흡착되지 않도록 하는 코팅물질이 도포된 것을 특징으로 하는 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치.