KR101516713B1 - 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템 - Google Patents

유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정화기 내부에 구비된 내부히터를 통해 수분흡착제와 산소제거촉매를 직접 가열함과 동시에 정화기의 외부면을 둘러싸는 히팅재킷을 통해 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 간접적으로 가열함에 따라, 재생에 소요되는 시간과 비용이 절감됨과 동시에 수분흡착제와 산소제거촉매의 재생효율이 대폭 증대될 수 있도록 한 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템은, 유기발광소자의 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버를 질소가스로 충전한 상태에서 연속적으로 공정챔버 내부의 가스를 순환시켜 수분과 산소를 제거하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 있어서, 상기 유기발광소자의 봉지공정이 실시되는 공정챔버와, 상기 공정챔버에 연결되고 상기 공정챔버 내를 질소가스로 충전하는 질소가스탱크와, 상기 공정챔버에 다수개가 병렬연결되고 내부에는 상기 공정챔버로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제와 산소제거촉매가 충전됨과 동시에 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 직접적으로 가열하는 내부히터가 구비되며, 외부에는 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 간접적으로 가열하는 히팅재킷이 구비되는 정화기와, 상기 정화기와 상기 공정챔버 사이에 연결되고 상기 정화기에 의해 수분과 산소가 제거된 순환가스를 다시 상기 공정챔버로 순환시키는 순환블로어와, 상기 정화기에 병렬연결되고 상기 산소제거촉매의 재생을 위해 상기 정화기 내로 수소를 함유하는 재생가스를 제공하는 재생가스탱크와, 상기 정화기에 병렬연결되고 상기 재생가스에 의한 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매의 재생시 발생되는 수분함유가스를 외부로 배출시키는 배출펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템{IN-LINE NITROGEN FURIFICATION SYSTEM OF OLED ENCAPSULATION PROCESS}
본 발명은 유기발광소자 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버를 질소가스로 충전한 상태에서 연속적으로 공정챔버 내부의 가스를 순환시켜 수분과 산소를 제거하여 1ppm 이하로 유지하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정챔버로부터 배출되어 공정챔버로 다시 제공되는 순환가스로부터 수분과 산소를 제거하는 수분흡착제와 산소제거촉매의 기능이 저하되는 경우에 이미 재생된 다른 정화기를 교대로 사용함과 동시에 해당 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 가열하고 해당 정화기 내로 수소가스를 포함하는 재생가스를 투입하여 수분흡착제와 산소제거촉매를 재생하여 차후 교대로 사용할 수 있도록 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 관한 것이다.
최근 음극선관(cathode ray tube)과 같이 무겁고, 크기가 큰 종래의 표시장치의 단점을 해결하는 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기전계 발광장치(organic electroluminescence device) 또는 피디피(PDP; plasma display panel) 등과 같은 평판형 표시장치(plat panel display device)가 주목받고 있다.
액정표시장치는 자체 발광소자가 아니라 수광소자이기 때문에 밝기, 콘트라스트, 시야각 및 대면적화 등에 한계가 있는 문제점이 있고, 피디피는 자체 발광소자이기는 하지만 다른 평판형 표시장치에 비해 무게가 무겁고 소비전력이 높을 뿐만 아니라 제조방법이 복잡하다는 문제점이 있는 반면, 유기 전계 발광장치는 자체 발광소자이기 때문에 시야각, 콘트라스트 등이 우수하고 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리한 장점이 있다. 또한 유기 전계 발광장치는 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부 충격에 강하고 사용 온도범위도 넓을 뿐만 아니라 제조방법이 단순하고 저렴하다는 장점이 있다.
유기발광소자를 제조하기 위해서는 여러 공정이 필요하게 되는데, 거의 마지막 공정인 봉지(Encapsulation) 공정에서 발광부가 형성된 소자 기판에 대응하는 봉지 기판의 소정 위치에 흡습재 및 실런트를 형성한 후, 소자 기판에 봉지 기판을 봉지하여 유기 전계 발광 소자를 완성한다.
특히 유기발광소자 봉지공정에서는 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버를 질소가스로 충전한 상태에서 공정챔버 내부의 가스를 연속적으로 순환시켜 수분 및 산소농도를 1ppm 이하로 유지하는 인라인 질소정화시스템이 적용된다.
유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템은, 현재 사용중인 정화기 내에 수용된 수분흡착제의 수분제거기능과 산소제거촉매의 산소제거기능이 저하되는 경우에 이미 재생된 다른 정화기를 교대로 사용함과 동시에 해당 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 가열하고 해당 정화기 내로 수소가스를 포함하는 재생가스를 투입하여 수분흡착제와 산소제거촉매를 재생하게 된다.
전술한 인라인 질소정화시스템을 포함하여 유기발광소자의 봉지공정에 적용되는 장치의 일 예로, 대한민국 특허등록공보 제10-0685829호(2007.02.15. 등록)에는 기판을 장착하는 척을 포함하는 챔버와, 상기 챔버의 소정 부위에 연결된 진공 펌프와, 상기 챔버의 소정 부위에 연결된 순환 정화 유닛을 포함하고, 순환 정화 유닛으로 수분 정화필터(수분흡착제) 및 산소 정화필터(산소제거촉매) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치에 개시되어 있다.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템의 경우에는 정화기의 외부면에 설치된 온도센서의 신호를 기준으로 정화기의 내부에 설치된 내부히터를 통해서만 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 예를 들어 200℃ 이상의 온도로 가열하는 구조로 형성됨에 따라, 수분흡착제와 산소제거촉매의 충분한 재생을 위해서는 3시간 이상과 같은 장시간 동안 가열이 필요되므로 재생에 소요되는 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 반경방향으로 내부 온도편차가 발생되어 수분흡착제와 산소제거촉매가 균일하면서도 효율적으로 재생될 수 없고, 그로 인해 봉지공정의 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
또한 전술한 바와 같은 종래의 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템의 경우에는, 정화기의 외부면에 설치된 온도센서의 신호를 기준으로 정화기의 내부에 설치되는 내부히터를 통해서만 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 가열하는 구조로 형성됨에 따라, 수분흡착제와 산소제거촉매의 일부는 열화되어 수분흡착제와 산소제거촉매의 일부는 불완전하게 재생됨으로써, 해당 정화기의 반복 사용시 수분흡착제의 수분제거기능과 산소제거촉매의 산소제거기능이 저하되어 유기발광소자의 봉지공정의 안정성에도 불리한 영향을 미치는 문제점이 있다.
또한 전술한 바와 같은 종래의 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템의 경우에는, 재생가스가 별도의 사전가열없이 정화기로 유입됨에 따라 정화기의 재생시 재생가스의 유입으로 인해 내부온도편차가 가중되어 재생효율이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 정화기의 재생시 정화기로부터 배출되는 수분함유가스가 재활용됨없이 그대로 방출됨에 따라 열효율이 저하되는 문제점도 있었다.
따라서 본 발명의 목적은, 정화기 내부에 구비된 내부히터를 통해 수분흡착제와 산소제거촉매를 직접 가열함과 동시에 정화기의 외부면을 둘러싸는 히팅재킷을 통해 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 간접적으로 가열함에 따라, 재생에 소요되는 시간과 비용이 절감됨과 동시에 반경방향으로의 내부온도편차를 최소화시켜 수분흡착제와 산소제거촉매의 재생효율이 대폭 증대될 수 있도록 한 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 정화기의 정화시에 내부히터와 히팅재킷에 의한 가열 뿐만 아니라 재생가스가 충분히 사전 가열된 상태로 정화기 내부로 유입되어 재생가스의 유입으로 인한 내부온도편차가 최소화됨에 따라 수분흡착제와 산소제거촉매의 정화가 균일하게 이루어짐과 동시에 수분흡착제와 산소제거촉매의 정화효율이 극대화될 수 있도록 한 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 재생가스를 정화기 내로 공급함에 있어서, 정화기의 재생시 정화기로부터 배출되는 수분함유가스의 폐열을 이용하여 재생가스를 예비 가열한 후 정화기로 공급함에 따라 수분흡착제와 산소제거촉매의 재생효율과 전체 열효율이 증대될 수 있도록 한 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적들은, 유기발광소자의 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버를 질소가스로 충전한 상태에서 연속적으로 공정챔버 내부의 가스를 순환시켜 수분과 산소를 제거하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 있어서, 상기 유기발광소자의 봉지공정이 실시되는 공정챔버와, 상기 공정챔버에 연결되고 상기 공정챔버 내를 질소가스로 충전하는 질소가스탱크와, 상기 공정챔버에 다수개가 병렬연결되고 내부에는 상기 공정챔버로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제와 산소제거촉매가 충전됨과 동시에 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 직접적으로 가열하는 내부히터가 구비되며, 외부에는 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 간접적으로 가열하는 히팅재킷이 구비되는 정화기와, 상기 정화기와 상기 공정챔버 사이에 연결되고 상기 정화기에 의해 수분과 산소가 제거된 순환가스를 다시 상기 공정챔버로 순환시키는 순환블로어와, 상기 정화기에 병렬연결되고 상기 산소제거촉매의 재생을 위해 상기 정화기 내로 수소를 함유하는 재생가스를 제공하는 재생가스탱크와, 상기 정화기에 병렬연결되고 상기 재생가스에 의한 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매의 재생시 발생되는 수분함유가스를 외부로 배출시키는 배출펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 정화기와 상기 배출펌프 사이에 설치되고 상기 재생가스탱크로부터 배출되는 재생가스를 상기 수분함유가스와 열교환시켜 사전 가열하는 제 1 열교환기를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 순환블로어와 상기 공정챔버 사이에 설치되고 상기 공정챔버로 제공되는 순환가스를 냉각수와의 열교환을 통해 냉각시키는 제 2 열교환기를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 정화기는 2개가 교호적으로 정화 또는 재생을 위해 사용된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 정화기는, 상기 정화기는, 상기 공정챔버로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제와 산소제거촉매가 충전되는 정화기본체와, 상기 정화기본체에 연결되고 상기 순환가스가 유입되는 순환가스유입관과, 상기 정화기본체에 연결되고 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매에 의해 정화된 순환가스가 배출되는 순환가스배출관과, 상기 순환가스배출관에 분기연결되고 수소를 포함한 재생가스가 유입되는 재생가스유입관과, 상기 순환가스유입관에 분기연결되고 재생에 의해 생성된 수분함유가스가 배출되는 수분함유가스배출관과, 상기 정화기본체의 내부에 코일형상으로 설치되는 내부히터와, 상기 정화기본체의 외부둘레에 설치되고 내부에 코일히터가 설치되는 히팅재킷과, 상기 정화기본체에 설치되는 온도센서를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 정화기는 내부 하측에 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 지지하는 다공판을 더 포함되고, 상기 재생가스유입관으로 사용되는 순환가스배출관은 상기 다공판을 관통하여 상기 정화기본체의 내부 바닥면에 근접되게 연장되며, 상기 내부히터는 상기 재생가스유입관으로 사용되는 순환가스배출관을 둘러싸도록 설치되어 상기 재생가스유입관으로 사용되는 순환가스배출관을 통해 유입되는 재생가스를 가열한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 온도센서는 상기 정화기본체의 상측으로부터 내부로 연장되게 설치된다.
본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 의하면, 정화기 내부에 구비된 내부히터를 통해 수분흡착제와 산소제거촉매를 직접 가열함과 동시에 정화기의 외부면을 둘러싸는 히팅재킷을 통해 정화기 내의 수분흡착제와 산소제거촉매를 간접적으로 가열함에 따라, 재생에 소요되는 시간과 비용이 절감됨과 동시에 반경방향으로의 내부온도편차가 최소화되어 수분흡착제와 산소제거촉매의 재생효율이 대폭 증대되는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 의하면, 정화기의 정화시에 내부히터와 히팅재킷에 의한 가열뿐만 아니라 재생가스가 충분히 사전 가열된 상태로 정화기 내부로 유입되어 재생가스의 유입으로 인한 내부온도편차가 최소화됨에 따라 수분흡착제와 산소제거촉매의 정화가 균일하게 이루어지면서도 수분흡착제와 산소제거촉매의 정화효율이 극대화될 수 있는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 의하면, 정화기의 재생시에 정화기로부터 배출되는 수분함유가스의 폐열을 이용하여 재생가스를 예비 가열한 후 정화기로 공급함에 따라 수분흡착제와 산소제거촉매의 재생효율이 증대됨과 동시에 예열회수에 따라 전체 열효율이 증대될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템의 블럭구성도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 있어서, 2개의 정화기의 교호적 사용을 나타내는 블럭구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 있어서, 정화기의 단면구조도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 있어서, 정화기의 평면구조도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용 이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명 의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 아울러 이하에 기재되는 "질소"는 단순한 질소가스 뿐만 아니라 비활성가스를 모두 포함하는 뜻으로 사용됨을 밝혀둔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템(1)은 유기발광소자의 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버(10)를 질소가스로 충전한 상태에서 연속적으로 공정챔버(10) 내부의 가스를 순환시켜 수분과 산소를 제거하여 예를 들어 1ppm 이하의 상태로 유지함으로써 유기발광소자 봉지공정이 안정적으로 실시될 수 있도록 하는 것으로, 도 1 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 유기발광소자의 봉지공정이 실시되는 공정챔버(10)와, 공정챔버(10)에 연결되고 공정챔버(10) 내를 질소가스로 충전하는 질소가스탱크(20)와, 공정챔버(10)에 다수개가 병렬연결되고 내부에는 공정챔버(10)로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)가 충전됨과 동시에 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)를 직접적으로 가열하는 내부히터(36)가 구비되며 외부에는 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)를 간접적으로 가열하는 히팅재킷(37)이 구비되는 정화기(30)와, 정화기(30)와 공정챔버(10) 사이에 연결되고 정화기(30)에 의해 수분과 산소가 제거된 순환가스를 다시 공정챔버(10)로 순환시키는 순환블로어(40)와, 정화기(30)에 병렬연결되고 산소제거촉매(31b)의 재생을 위해 정화기(30) 내로 수소를 함유하는 재생가스를 제공하는 재생가스탱크(50)와, 정화기(30)에 병렬연결되고 재생가스에 의한 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생시 발생되는 수분함유가스를 외부로 배출시키는 배출펌프(60)를 포함한다.
여기서 공정챔버(10)는 실제 유기발광소자의 봉지공정이 실시되는 챔버로, 상세히 도시되지는 않았지만 내부에는 유기발광소자 기판을 장착할 수 있는 척이 구비되고, 내부는 비활성가스, 특히 질소로 충전되고 이 내부의 가스는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템(1)에 의해 연속적으로 순환되어 수분 및 산소농도 1ppm 이하로 유지된다. 또한 척에는 척 진공펌프가 연결되는데, 이 척 진공펌프는 척 상에 유기발광소자 기판을 로딩한 후 척과 기판 사이에 진공을 형성함으로써, 기판이 척에 밀착되도록 하는 역할을 한다.
전술한 공정챔버(10)의 구성은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 공정챔버(10)에는 질소가스탱크(20)가 연결되는데, 이 질소가스탱크(20)는 공정챔버(10) 내를 질소가스로 충전하여 공정챔버(10) 내에서 봉지되는 유기발광소자가 수분이나 산소에 의해 영향을 받지 않고 봉지될 수 있도록 하는 것으로, 액화질소가 충전된 통상의 고압가스탱크의 형태로 형성된다.
전술한 공정챔버(10)에는 다수개의 정화기(30)가 병렬연결되는데, 이 정화기(30)는 공정챔버(10)로 배출되는 가스로부터 수분과 산소를 제거하여 다시 공정챔버(10)로 유입될 수 있도록 하는 것으로, 내부에는 공정챔버(10)로부터 배출되는 순환가스로부터 수분을 제거하는 수분흡착제(31a)와 공정챔버(10)로부터 배출되는 순환가스로부터 산소를 각각 제거하는 산소제거촉매(31b)가 충전됨과 동시에 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)를 직접적으로 가열하는 내부히터(36)가 구비되며 외부에는 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)를 간접적으로 가열하는 히팅재킷(37)이 구비된다.
정화기(30)는, 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 공정챔버(10)로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)가 충전되는 정화기본체(31)와, 정화기본체(31)에 연결되고 순환가스가 유입되는 순환가스유입관(32)과, 정화기본체(31)에 연결되고 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)에 의해 정화된 순환가스가 배출되는 순환가스배출관(33)과, 순환가스배출관(33)에 분기연결되고 수소를 포함한 재생가스가 유입되는 재생가스유입관(34)과, 순환가스유입관(32)에 분기연결되고 재생에 의해 생성된 수분함유가스가 배출되는 수분함유가스배출관(35)와, 정화기본체(31)의 내부에 코일형상으로 설치되는 내부히터(36)와, 정화기본체(31)의 외부둘레에 설치되고 내부에 코일히터(37')가 설치되는 히팅재킷(37)과, 정화기본체(31)에 설치되는 온도센서(38)를 포함한다.
정화기본체(31)의 내부에 수용되는 수분흡착제(31a)로는 가열에 의한 재생이 용이한 활성알루미나 또는 실리카겔 등이 사용될 수 있고, 정화기본체(31)의 내부에 수용되는 산소제거촉매(31b)로는 공침법을 통해 제조된 산화구리(CuO) 및 산화알루미늄(Al2O3)의 2성분계 촉매, 공침법을 통해 제조된 산화구리(CuO), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화아연(ZnO)의 3성분계 촉매, 공침법을 통해 제조된 산화구리(CuO), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화마그네슘(MgO)의 3성분계 촉매, 공침법을 통해 제조된 산화구리(CuO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO) 및 산화마그네슘(MgO)의 4성분계 축매, 또는 공침법을 통해 제조된 구리(Cu), 알루미나, 산화아연(ZnO) 및 산화갈륨(GaO)의 4성분계 촉매 등이 사용될 수 있다.
수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)는 다공판(31c)에 의해 정화기(30) 내에 구획되어 설치될 수 있는데, 도 3에는 정화기(30) 내에서 상부에 수분흡착제(31a)가 위치되고 하부에 산소제거촉매(31b)가 위치되는 것을 도시되어 있으나, 실시예에 따라서는 정화기(30) 내에서 상,하부에 수분흡착제(31a)가 위치되고 상,하부의 수분흡착제(31a) 사이에 산소제거촉매(31b)가 위치될 수도 있다.
또한 순환가스가 유입되는 순환가스유입관(32)과, 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)에 의해 정화된 순환가스가 배출되는 순환가스배출관(33)과, 수소를 포함한 재생가스가 유입되는 재생가스유입관(34)과, 재생에 의해 생성된 수분함유가스가 배출되는 수분함유가스배출관(35)은 각각 분리 형성될 수도 있지만, 효율적인 관로배열을 위해 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 재생가스유입관(34)은 순환가스배출관(33)에 분기연결되고 수분함유가스배출관(35)은 순환가스유입관(32)에 분기연결될 수도 있다.
후자의 경우에는 1개의 관로가 정화시 순환가스배출관(33)으로 사용되다가 재생시 재생가스유입관(34)으로도 사용될 수 있고 다른 1개의 관로가 정화시 순환가스유입관(32)으로 사용되다가 재생시 수분함유가스배출관(35)으로 사용될 수 있다.
특히 재생가스유입관(34)으로 사용되는 순환가스배출관(33)은 정화기본체(10)의 내부 최하측에 위치되는 다공판(31c)을 관통하여 정화기본체(31)의 내부 바닥면에 근접되게 연장되고, 코일히터 형태의 내부히터(36)는 재생가스유입관(34)으로 사용되는 순환가스배출관(33)을 둘러싸도록 설치되어 재생가스유입관(34)을 통해 유입되는 재생가스를 가열하는 것이 바람직한데, 이 경우에는 재생가스의 유입시에 재생가스가 내부히터(36)에 의해 예를 들어 200℃에 이르기까지 충분히 가열된 상태로 정화기(30)의 하부로부터 유입되도록 함에 따라 재생가스의 유입에 따른 정화기(30)의 내부온도편차, 즉 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 온도편차가 최소화될 수 있도록 함으로써, 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생이 좀 더 균일하면서도 효율적으로 이루어질 수 있다.
또한 정화기본체(31)의 외부둘레를 둘러싸는 히팅재킷(37)은 코일히터(37')의 발열을 통해 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 반경방향의 온도분포를 내부히터(36)와의 공조하에 균일하게 함으로써, 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생이 좀 더 균일하면서도 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.
뿐만 아니라 온도센서(38)는 정화기(30)의 외부온도가 아니라 실제 정화기 내부온도를 측정하여 내부히터(36)와 히팅재킷(37)의 발열작동을 제어하도록 하는 것으로, 정화기본체(31)의 상측으로부터 정화기본체(31)의 내부로 연장되게 설치되는 것이 바람직하다.
전술한 구조를 가지는 정화기(30)는 2개가 교호적으로 정화 또는 재생을 위해 사용되는 것이 바람직하다. 즉 도 1에 도시되는 바와 같이 일측의 정화기(30)가 순환가스를 정화시키기 위해 사용될 경우 타측의 정화기(30)는 내부히터(36)와 히팅재킷(37)의 가열과 재생가스의 유입에 의해 재생된 후 차후 사용을 위해 준비되고, 일측의 정화기(30)의 정화성능이 저하될 경우 타측의 정화기(30)가 순환가스를 정화시키기 위해 사용됨과 동시에 일측의 정화기(20)는 내부히터(36)와 히팅재킷(37)의 가열과 재생가스의 유입에 의해 재생된 후 차후 사용을 위해 준비된다.
이러한 2개의 정화기(30)의 교호적인 사용을 위해 각각의 연결관로에는 컨트롤러(도시되지 않음)에 의해 온/오프 제어되는 제어밸브와 역류방지밸브가 선택적으로 설치된다.
전술한 정화기(30)와 공정챔버(10) 사이에는 순환블로어(40)가 연결되는데, 이 순환블로어(40)는 정화기(30)에 의해 수분과 산소가 제거된 순환가스를 다시 공정챔버(10)로 순환시키는 역할을 하는 것으로, 도시되지는 않았지만 폐열을 이용하여 재생가스를 사전가열할 수 있도록 재생가스가 관류되는 열교환기가 구비된 밀폐구조로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 정화기(30)에는 재생가스탱크(50)가 병렬연결되는데, 이 재생가스탱크(50)는 산소제거촉매(31b)의 재생을 위해 정화기(30) 내로 수소를 함유하는 재생가스를 제공하는 역할을 하는 것으로, 3% 정도의 수소가스가 혼합된 질소가스가 압축액화된 상태로 충전된 통상의 고압가스탱크의 형태로 형성된다.
재생가스 내에 함유된 수소가스는 차후 정화기(30) 내에서 산소와 반응하여 수분(H2O)으로 변화된 뒤 최종 수분함유가스배출관(35)을 통해 배출된다.
전술한 정화기(30)에는 배출펌프(60)가 병렬연결되는데, 이 배출펌프(60)는 재생가스에 의한 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생시 발생되는 수분함유가스를 외부로 배출시키는 역할을 하는 것으로, 통상의 진공펌프로 형성된다.
전술한 정화기(30)와 배출펌프(60) 사이에는 제 1 열교환기(70)가 설치되는 것이 바람직한데, 이 제 1 열교환기(70)는 재생가스탱크(50)로부터 제공되는 재생가스를 수분함유가스와 열교환시켜 수분함유가스에 함유된 폐열로 사전 가열하여 정화기(30) 내로 유입되도록 함으로써, 재생가스의 유입에 따른 정화기(30)의 내부온도편차, 즉 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 온도편차를 최소화시켜 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생이 좀 더 균일하면서도 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 것으로, 통상의 핀튜브 타입의 열교환기를 비롯하여 다양한 형태의 열교환기로 형성될 수 있다.
전술한 순환블로어(40)와 공정챔버(10) 사이에는 제 2 열교환기(80)가 설치되는 것이 바람직한데, 이 제 2 열교환기(70)는 공정챔버(10)로 제공되는 순환가스를 냉각수와의 열교환을 통해 냉각시키는 역할을 하는 것으로, 통상의 핀튜브 타입의 열교환기를 비롯하여 다양한 형태의 열교환기로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템(1)의 경우에는, 정화기(30) 내부에 구비된 내부히터(36)를 통해 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)를 직접 가열함과 동시에 정화기(30)의 외부면을 둘러싸는 히팅재킷(37)을 통해 정화기(30) 내의 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)를 간접적으로 가열함에 따라, 재생에 소요되는 시간과 비용이 절감됨과 동시에 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생효율이 대폭 증대될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템(1)의 경우에는, 정화기(30)의 정화시에 내부히터(36)와 히팅재킷(37)에 의한 가열뿐만 아니라 재생가스유입관(34)으로 사용되는 순환가스배출관(33)은 정화기본체(10)의 내부 최하측에 위치되는 다공판(31c)을 관통하여 정화기본체의 내부 바닥면에 근접되게 연장됨과 동시에 코일히터 형태의 내부히터(36)가 재생가스유입관(34)으로 사용되는 순환가스배출관(33)을 둘러싸도록 설치되어 재생가스유입관(34)을 통해 유입되는 재생가스를 가열하도록 구성됨으로써, 재생가스가 충분히 사전 가열된 상태로 정화기(30) 내부로 유입되어 재생가스의 유입으로 인한 정화기(30)의 내부온도편차가 최소화됨에 따라 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 정화가 균일하게 이루어지면서도 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 정화효율이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템(1)의 경우에는, 정화기(30)와 배출펌프(60) 사이에 재생가스탱크(50)로부터 제공되는 재생가스를 수분함유가스와 열교환시켜 수분함유가스에 함유된 폐열로 사전 가열하여 정화기(30) 내로 유입되도록 하는 제 1 열교환기(70)가 설치됨으로써, 정화기(30)의 재생시에 정화기(30)로부터 배출되는 수분함유가스의 폐열을 이용하여 재생가스가 제 1 열교환기를 관류하면서 예비 가열된 후 정화기(30)로 공급함에 따라, 수분흡착제(31a)와 산소제거촉매(31b)의 재생효율이 증대됨과 동시에 예열회수에 따라 전체 열효율이 증대될 수 있다.
1 : 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템
10 : 공정챔버
20 : 질소가스탱크
30 : 정화기
31 : 정화기본체
31a : 수분흡착제
31b : 산소제거촉매
31c : 다공판
32 : 순환가스유입관
33 : 순환가스배출관
34 : 재생가스유입관
35 : 수분함유가스배출관
36 : 내부히터
37 : 히팅재킷
37' : 코일히터
38 : 온도센서
40 : 순환블로어
50 : 재생가스탱크
60 : 배출펌프
70 : 제 1 열교환기
80 : 제 2 열교환기

Claims (7)

  1. 유기발광소자의 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버를 질소가스로 충전한 상태에서 연속적으로 공정챔버 내부의 가스를 순환시켜 수분과 산소를 제거하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템에 있어서,
    상기 유기발광소자의 봉지공정이 실시되는 공정챔버;
    상기 공정챔버에 연결되고 상기 공정챔버 내를 질소가스로 충전하는 질소가스탱크;
    상기 공정챔버에 다수개가 병렬연결되고 내부에는 상기 공정챔버로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제와 산소제거촉매가 충전됨과 동시에 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 직접적으로 가열하는 내부히터가 구비되며, 외부에는 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 간접적으로 가열하는 히팅재킷이 구비되는 정화기;
    상기 정화기와 상기 공정챔버 사이에 연결되고 상기 정화기에 의해 수분과 산소가 제거된 순환가스를 다시 상기 공정챔버로 순환시키는 순환블로어;
    상기 정화기에 병렬연결되고 상기 산소제거촉매의 재생을 위해 상기 정화기 내로 수소를 함유하는 재생가스를 제공하는 재생가스탱크; 및
    상기 정화기에 병렬연결되고 상기 재생가스에 의한 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매의 재생시 발생되는 수분함유가스를 외부로 배출시키는 배출펌프를 포함하며,
    상기 정화기와 상기 배출펌프 사이에 설치되고 상기 재생가스탱크로부터 배출되는 재생가스를 상기 수분함유가스와 열교환시켜 사전 가열하는 제 1 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 순환블로어와 상기 공정챔버 사이에 설치되고 상기 공정챔버로 제공되는 순환가스를 냉각수와의 열교환을 통해 냉각시키는 제 2 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 정화기는 2개가 교호적으로 정화 또는 재생을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 정화기는, 상기 공정챔버로부터 배출되는 순환가스로부터 수분과 산소를 각각 제거하는 수분흡착제와 산소제거촉매가 충전되는 정화기본체와, 상기 정화기본체에 연결되고 상기 순환가스가 유입되는 순환가스유입관과, 상기 정화기본체에 연결되고 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매에 의해 정화된 순환가스가 배출되는 순환가스배출관과, 상기 순환가스배출관에 분기연결되고 수소를 포함한 재생가스가 유입되는 재생가스유입관과, 상기 순환가스유입관에 분기연결되고 재생에 의해 생성된 수분함유가스가 배출되는 수분함유가스배출관과, 상기 정화기본체의 내부에 코일형상으로 설치되는 내부히터와, 상기 정화기본체의 외부둘레에 설치되고 내부에 코일히터가 설치되는 히팅재킷과, 상기 정화기본체에 설치되는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 정화기는 내부 하측에 상기 수분흡착제와 상기 산소제거촉매를 지지하는 다공판을 더 포함되고, 상기 재생가스유입관으로 사용되는 순환가스배출관은 상기 다공판을 관통하여 상기 정화기본체의 내부 바닥면에 근접되게 연장되며, 상기 내부히터는 상기 재생가스유입관으로 사용되는 순환가스배출관을 둘러싸도록 설치되어 상기 재생가스유입관으로 사용되는 순환가스배출관을 통해 유입되는 재생가스를 가열하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 정화기본체의 상측으로부터 내부로 연장되게 설치되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템.
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