KR101470594B1 - 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교반기가 구비된 가열장치에 증류수를 투입하고 가열하는 증류수가열단계, 상기 증류수가열단계를 통해 가열된 증류수에 금속 수용액과 탄산나트륨 수용액을 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 가열 및 교반하는 가열교반단계, 상기 가열교반단계를 통해 가열 및 교반된 혼합물의 산도를 조절하는 산도조절단계, 상기 산도조절단계를 통해 산도가 조절된 혼합물을 건조하는 건조단계 및 상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물을 소성하는 소성단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조되는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물은 유기발광소자 봉지공정에서 사용되는 질소에 함유된 산소를 효율적으로 제거할 수 있다.
상기의 과정을 통해 제조되는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물은 유기발광소자 봉지공정에서 사용되는 질소에 함유된 산소를 효율적으로 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기발광소자 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버에 충전되는 질소가스에 함유된 산소를 제거하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법에 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, 상기와 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.
따라서, 유기발광소자 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버에 충전되는 질소가스에 함유된 산소를 효율적으로 제거할 수 있는 촉매 조성물의 제공이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 유기발광소자 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버에 충전되는 질소가스에 함유된 산소를 효율적으로 제거할 수 있는 촉매 조성물을 제공하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 교반기가 구비된 가열장치에 증류수를 투입하고 가열하는 증류수가열단계, 상기 증류수가열단계를 통해 가열된 증류수에 금속 수용액과 탄산나트륨 수용액을 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 가열 및 교반하는 가열교반단계, 상기 가열교반단계를 통해 가열 및 교반된 혼합물의 산도를 조절하는 산도조절단계, 상기 산도조절단계를 통해 산도가 조절된 혼합물을 건조하는 건조단계 및 상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물을 소성하는 소성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 증류수가열단계는 증류수를 65 내지 75℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 원료혼합단계는 금속 수용액 30 내지 35 중량% 및 탄산나트륨 수용액 65 내지 70 중량%를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열교반단계는 65 내지 75℃의 온도에서 20 내지 40분 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 60 내지 80 중량% 및 질산알루미늄 수용액 20 내지 40 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 56 내지 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 14 내지 19 중량% 및 질산아연 수용액 5 내지 30 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 68 내지 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 17 내지 19 중량% 및 질산마그네슘 수용액 5 내지 15 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 60.8 내지 64 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.2 내지 16 중량%, 질산아연 수용액 19 내지 19.8 중량% 및 질산마그네슘 수용액 1 내지 5 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 62.1 내지 63.7 중량%, 질산 알루미늄 수용액 15.5 내지 15.9 중량%, 질산아연 수용액 19.4 내지 19.9 중량% 및 질산갈륨 수용액 0.5 내지 3 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 질산구리 수용액은 질산구리 100 중량부 및 정제수 200 내지 300 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 질산알루미늄 수용액은 질산알루미늄 100 중량부 및 정제수 800 내지 1000 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열교반단계는 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 65 내지 75℃의 온도로 가열한 상태에서 20 내지 40분 동안 교반하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산도조절단계는 상기 가열교반단계를 통해 가열 및 교반된 혼합물을 감압여과하고, 감압여과된 혼합물을 정제수와 혼합하고 가열 및 교반하는 과정을 반복하여 혼합물의 산도를 6.9 내지 7.1로 조절하는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 건조단계는 상기 산도조절단계를 통해 산도가 조절된 혼합물을 오븐에 투입하고 10 내지 15시간 동안 건조하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 소성단계는 350 내지 450℃의 온도에서 200 내지 300분 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법은 유기발광소자 봉지공정 중 수분과 산소로부터 유기발광소자를 보호하기 위해 공정챔버에 충전되는 질소가스에 함유된 산소를 효율적으로 제거할 수 있는 촉매 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예 1의 촉매 조성물의 ET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 조성물의 산소 반응 실험을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4 내지 8 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 5의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 6의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예 7의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예 8의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시예 3 내지 8의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시예 3 내지 8 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예 9 내지 11 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시예 9의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시예 10의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시예 11의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시예 3, 9 내지 11의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 22는 본 발명의 실시예 3, 9 내지 11 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 실시예 12 내지 14 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 24는 본 발명의 실시예 12의 촉매 조성물의 BET 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 25는 본 발명의 실시예 13의 촉매 조성물의 BET 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 26은 본 발명의 실시예 14의 촉매 조성물의 BET 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 27은 본 발명의 실시예 7 및 비교예 12 내지 14의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 28은 본 발명의 실시예 3, 12 내지 14 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 29는 본 발명의 실시예 7, 15 내지 17의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 30은 비교예 1의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 31은 본 발명의 실시예 7의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 32는 본 발명의 실시예 10의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 33은 본 발명의 실시예 13의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예 1의 촉매 조성물의 ET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 조성물의 산소 반응 실험을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4 내지 8 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 5의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 6의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예 7의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예 8의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시예 3 내지 8의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시예 3 내지 8 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예 9 내지 11 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시예 9의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시예 10의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시예 11의 촉매 조성물의 BET 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시예 3, 9 내지 11의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 22는 본 발명의 실시예 3, 9 내지 11 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 실시예 12 내지 14 및 비교예 1의 촉매 조성물의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 24는 본 발명의 실시예 12의 촉매 조성물의 BET 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 25는 본 발명의 실시예 13의 촉매 조성물의 BET 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 26은 본 발명의 실시예 14의 촉매 조성물의 BET 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 27은 본 발명의 실시예 7 및 비교예 12 내지 14의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 28은 본 발명의 실시예 3, 12 내지 14 및 비교예 1의 촉매 조성물의 TPR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 29는 본 발명의 실시예 7, 15 내지 17의 촉매 조성물의 산소 반응 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 30은 비교예 1의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 31은 본 발명의 실시예 7의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 32는 본 발명의 실시예 10의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 33은 본 발명의 실시예 13의 촉매 조성물의 재생실험 결과를 나타낸 그래프이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법은 교반기가 구비된 가열장치에 증류수를 투입하고 가열하는 증류수가열단계(S101), 상기 증류수가열단계(S101)를 통해 가열된 증류수에 금속 수용액과 탄산나트륨 수용액을 혼합하는 원료혼합단계(S103), 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 가열 및 교반하는 가열교반단계(S105), 상기 가열교반단계(S105)를 통해 가열 및 교반된 혼합물의 산도를 조절하는 산도조절단계(S107), 상기 산도조절단계(S107)를 통해 산도가 조절된 혼합물을 건조하는 건조단계(S109) 및 상기 건조단계(S109)를 통해 건조된 혼합물을 소성하는 소성단계(S111)로 이루어진다.
상기 증류수가열단계(S101)는 교반기가 구비된 가열장치에 증류수를 투입하고 가열하는 단계로, 가열장치에 증류수를 투입하고 65 내지 75℃의 온도로 가열하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 4구 둥근 플라스크에 증류수 200ml를 투입하고, 플라스크를 히팅맨틀(Heating mantle)에 고정시킨 상태에서, 임펠러를 가운데 입구에 설치하여 300rpm으로 가동시킨 상태에서 65 내지 75℃의 온도로 가열하여 이루어지며, 이때, 플라스크의 나머지 2구에는 피에치미터(pH meter)와 온도계를 고정시킨다.
상기 원료혼합단계(S103)는 상기 증류수가열단계(S101)를 통해 가열된 증류수에 금속 수용액과 탄산나트륨 수용액을 혼합하는 단계로, 금속 수용액 30 내지 35 중량% 및 탄산나트륨 수용액 65 내지 70 중량%를 혼합하여 이루어지는데, 상기와 같은 혼합비로 금속수용액과 탄산나트륨 수용액이 혼합되면, 혼합물의 pH는 7.0 내지 7.5로 조절된다.
이때, 상기 금속 수용액은 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 60 내지 80 중량% 및 질산알루미늄 수용액 20 내지 40 중량%로 이루어진다.
또한, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 56 내지 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 14 내지 19 중량% 및 질산아연 수용액 5 내지 30 중량%로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 68 내지 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 17 내지 19 중량% 및 질산마그네슘 수용액 5 내지 15 중량%로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 60.8 내지 64 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.2 내지 16 중량%, 질산아연 수용액 19 내지 19.8 중량% 및 질산마그네슘 수용액 1 내지 5 중량%로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 62.1 내지 63.7 중량%, 질산 알루미늄 수용액 15.5 내지 15.9 중량%, 질산아연 수용액 19.4 내지 19.9 중량% 및 질산갈륨 수용액 0.5 내지 3 중량%로 이루어질 수도 있다.
이때, 상기 질산구리 수용액은 질산구리 100 중량부 및 정제수 200 내지 300 중량부로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 질산알루미늄 수용액은 질산알루미늄 100 중량부 및 정제수 800 내지 1000 중량부로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 질산아연 수용액은 질산아연 100 중량부 및 정제수 500 내지 700 중량부로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 질산마그네슘 수용액은 질산마그네슘 100 중량부 및 정제수 500 내지 700 중량부로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 질산갈륨 수용액은 정제수 100 중량부 및 질산갈륨 0.3 내지 1.79 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 가열교반단계(S105)는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 가열 및 교반하는 단계로, 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 65 내지 75℃의 온도로 가열한 상태에서 20 내지 40분 동안 교반하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 2L용량의 비커에 옮겨 담고, 비커를 65 내지 75℃의 온도로 가열한 상태에서 비커에 스터링바(Stirring bar)를 투입하여 20 내지 40분 동안 교반하는 과정으로 이루어진다.
상기 산도조절단계(S107)는 상기 가열교반단계(S105)를 통해 가열 및 교반된 혼합물의 산도를 조절하는 단계로, 상기 가열교반단계(S105)를 통해 가열 및 교반된 혼합물을 감압여과하고, 감압여과된 혼합물을 정제수와 혼합하고 가열 및 교반하는 과정을 반복하여 혼합물의 산도를 6.9 내지 7.1로 조절하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 상기 가열교반단계(S105)를 통해 가열 및 교반된 혼합물을 감압 여과하고, 여과된 혼합물을 800ml의 증류수에 투입하여 65 내지 75℃의 온도로 30분 동안 가열한 후에, 가열된 혼합물을 다시 감압여과하고 65 내지 75℃의 온도로 30분 동안 가열하는 과정을 2 내지 3회 반복하여, 여과된 혼합물의 pH가 6.9 내지 7.1을 나타내도록 하는 단계다.
상기 건조단계(S109)는 상기 산도조절단계(S107)를 통해 산도가 조절된 혼합물을 건조하는 단계로, 상기 산도조절단계(S107)를 통해 산도가 조절된 혼합물을 오븐에 투입하고 10 내지 15시간 동안 건조하여 이루어지는데, 건조 오븐에서 100℃의 온도로 12시간 동인 건조하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 소성단계(S111)는 상기 건조단계(S109)를 통해 건조된 혼합물을 소성하는 단계로, 상기 건조단계(S109)를 통해 건조된 혼합물을 350 내지 450℃의 온도에서 200 내지 300분 동안 가열하여 이루어지는데, 400℃의 온도에서 240분 동안 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
이하에서는, 본 발명에 따른 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 촉매 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
4구 둥근 플라스크에 증류수 200ml를 넣고, 플라스크를 히팅맨틀에 고정시키고, 임펠러를 가운데 입구에 설치하여 300rpm으로 가동시킨 후에 플라스크를 70℃로 가열시킨 상태에서, 나머지 2구에 피에이치 미터와 온도계를 고정시키고, 질산구리 수용액 60 중량%와 질산알루미늄 수용액이 40 중량%를 혼합되어 이루어진 금속 수용액 300ml 및 탄산나트륨 수용액(탄산나트륨 105.99 g을 증류수 1 L에 녹여 제조) 600ml를 플라스크에 투입하되, 플라스크에 고정된 피에이치 미터를 통해 혼합물의 pH가 7.1 내지 7.5가 되도록 맞추면서 주입하고, 금속 수용액과 탄산나트륨 수용액의 주입이 완료되면 혼합물을 2L의 비커에 옮겨 담고, 비커를 70℃의 온도로 가열하면서 스티어링바(stirring bar)를 비커에 투입하여 30분 동안 가열 및 교반시키고, 교반된 혼합물을 감압여과한 후에 여과된 혼합물을 800ml의 증류수에 투입하고, 70℃의 온도에서 30분 동안 가열 및 교반 후 다시 감압시키는 과정을 반복하여, 혼합물의 pH를 7로 조절하고, pH가 조절된 혼합물을 건조오븐에 투입하여 100℃의 온도로 12시간 동안 건조하고, 건조된 혼합물을 400℃의 온도에서 4시간 동안 가열하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 70 중량%와 질산알루미늄 수용액 30 중량%가 혼합되어 이루어진 금속 수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 80 중량%와 질산알루미늄 수용액 20 중량%가 혼합되어 이루어진 금속 수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 19 중량% 및 질산아연 수용액 5 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 72 중량%, 질산알루미늄 수용액 18 중량% 및 질산아연 수용액 10 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 68 중량%, 질산알루미늄 수용액 17 중량% 및 질산아연 수용액 15 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 7>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 64 중량%, 질산알루미늄 수용액 16 중량% 및 질산아연 수용액 20 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 8>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 56 중량%, 질산알루미늄 수용액 14 중량% 및 질산아연 수용액 30 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 9>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 19 중량% 및 질산마그네슘 수용액 5 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 10>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 72 중량%, 질산알루미늄 수용액 18 중량% 및 질산마그네슘 수용액 10 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 11>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 68 중량%, 질산알루미늄 수용액 17 중량% 및 질산마그네슘 수용액 15 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 12>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 63.4 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.8 중량%, 질산아연 수용액 19.8 및 질산마그네슘 수용액 1 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 13>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 62.1 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.5 중량%, 질산아연 수용액 19.4 및 질산마그네슘 수용액 3 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 14>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 60.8 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.2 중량%, 질산아연 수용액 19.0 및 질산마그네슘 수용액 5 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 15>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 63.7 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.9 중량%, 질산아연 수용액 19.9 및 질산갈륨 수용액 0.5 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 16>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 63.4 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.8 중량%, 질산아연 수용액 19.8 및 질산갈륨 수용액 1 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<실시예 17>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 질산구리 수용액 62.1 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.5 중량%, 질산아연 수용액 19.4 및 질산갈륨 수용액 3 중량%로 이루어진 금속수용액을 사용하여 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
종래에 사용되고 있는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물.(R3-11G)
상기 실시예 1 내지 17을 통해 제조된 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 물성을 비교예 1의 촉매용 조성물과 비교하여 아래 도 2 내지 ***에 나타내었다.
(단, 측정항목은 BET : 촉매의 표면적 측정 실험은 BEL JAPAN의 BELL SORP-mini 장치에 의해 실행되었다. 촉매 sample을 건조시킨 후 0.1 g의 시료를 장착시켰다. 6시간 동안 200 및 진공 하에서 전처리를 수행한 후, 액체질소 온도에서 흡착 gas로 질소를 흘려주어 BET 표면적을 얻었으며,
X- ray diffraction ( XRD ) : XRD는 Cu K 복사에너지를 사용하는 Rigaku MiniFlex600를 사용하여 얻었다. 촉매의 결정성을 X-ray diffraction (XRD)에 의해 확인하였고,
Temperature programmed reduction ( TPR ) : BELLCAT-B (BELL-JAPAN)를 이용하여 여러 가지 방법으로 제조된 촉매의 H2-consumption 실험을 수행하였다. 0.023 g의 샘플을 He gas(99.999%) 분위기에서(50 cc/min) 45분동안 400 까지 가열 한 후 400 에서 1 시간 동안 유지하였다. 그리고 cooling시켜 100 온도를 낮춰 주었다. 100가 된 후 20분간의 안정화 과정을 가진 후 환원을 하였다. 환원시 H2의 소모량을 알아보기 위하여 10% H2/Ar gas를 30 cc/min로 흘려주며 100 에서 500 까지 10 /min으로 승온 시키면서 검출기(TCD)에서 측정,
촉매 산소 제거 반응 실험 : 촉매는 제조한 Cu계 촉매를 사용하였다. 이 반응은 500cc/min의 120 ppm O2/N2 gas 흐름 하에서 Fixed bed reactor에서 수행되었다. 내부직경 15mm, 길이 70mm인 반응기 내부에 75 내지 125m 크기로 분류한 촉매 2.7g을 넣어주었다. 촉매의 환원과 재생을 위해 반응기 외부에 전기가열 furnace를 장착하였다. 또한 반응 중 반응기 안의 유량을 제어하기 위한 MFC(Brooks 5850 Series), 반응기 및 furnace의 온도를 측정하는 thermocouple, 산소측정을 위한 산소분석기(ALPHA OMEGA INSTRUMENT SERIES 3500 TRACE OXYGEN TRANSMITTER)를 장착하였다.
반응실험 과정은 다음과 같다. H2 3.9%/N2 gas의 유량을 MFC로 조절하여 300 cc/min의 흐름으로 2시간동안 400로 승온시키고 4시간동안 400에서 유지시켜주는 과정으로 촉매를 환원시켰다. 환원과정을 마치고 난 후에 N2 gas를 5분간 흘려주어 장치 line을 purge 시켜주었다. 반응가스 120ppm O2/N2를 500 cc/min으로 흘려주면서 촉매와 반응되어 나온 가스의 산소량을 산소분석기를 통해 측정하였고 100분간 실험을 진행.)
아래 도 2 내지 8에 나타낸 것처럼, 구리의 함량을 변화시켜주면서 촉매에 미치는 영향을 분석하였는데, XRD의 분석결과, 본원 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 촉매가 상업용 촉매(R3-11G)의 구조와 비슷한 것을 알 수 있으며, 산화구리의 함량이 증가할수록 피크(peak)가 증가하지만 피크의 위치가 변함없이 일정한 위치에서 나타나는 것을 보아 산화구리가 고르게 분포되어 담지된 것을 알 수 있다.
BET 분석결과는, 상업용 촉매뿐만 아니라 질산구리와 질산알루미늄의 비율이 6:4, 7:3, 8:2로 제조된 촉매에서 IV형 흡착 등온선이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 흡착과 탈착이 서로 일치하지 않은 Ⅳ형 흡착 등온선은 히스테레시스 현상을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 이러한 히스테레시스 현상은 mesopore를 갖는 촉매에서 주로 나타나는 현상이다. 즉, 제조된 촉매들은 상업용 촉매와 마찬가지로 mesopore를 가지고 있다는 것을 알 수 있다.
산소 제거 반응 실험에서 R3-11G는 상업용 촉매로서 제조된 촉매와 비교하기 위해서 실험되었다. 유입된 산소가 촉매를 거쳐 배출되는 산소의 양을 측정한 것으로서, 촉매의 산소제거 효율을 알 수 있는 실험이다. 질산구리와 질산알루미늄의 비율이 6:4일 때 가장 결과가 좋지 않았으며, 8:2와 7:3의 경우 상업용 촉매보다 우수한 결과를 보였다. 8:2와 7:3의 경우, 시작부터 40분까지 비슷한 산소제거 효율을 보였지만 40분 이후 활성의 큰 변화를 보였다. 8:2의 경우 꾸준히 산소제거 효율을 유지하였지만 7:3의 경우 점점 산소제거 효율이 떨어지는 것을 알 수 있었다.
위와 같은 반응 결과는 TPR 분석 결과로부터 설명이 가능하다. 상업용 촉매의 경우, 촉매의 활성이 약 200 내지 250℃에서 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이와 마찬가지로, 질산구리와 질산알루미늄의 비율이 8:2와 7:3인 촉매도 상업용 촉매와 비슷한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 아래 도 9 내지 16에 나타낸 것처럼, 상기 실시예 3 내지 8 및 비교예 1의 촉매 조성물을 BET, TPR 및 XRD 분석과 산소 제거 반응을 수행하여 최종 목표의 촉매로서의 가능성을 조사하였다.
XRD의 분석결과, 질산구리 수용액과 질산 알루미늄 수용액의 비율을 8:2로 유지하고 질산 알루미늄의 함량을 변화시키면서 제조한 촉매가 상업용 촉매(R3-11G)의 구조와 비슷한 것을 알 수 있다. 질산아연 수용액의 함량이 증가할수록 peak가 증가하지만 peak의 위치가 변함없이 일정한 위치에서 나타나는 것을 보아 산화구리, 산화알루미늄 및 산화아연이 고르게 분포되어 담지된 것을 알 수 있다.
BET 분석결과, 상업용 촉매뿐만 아니라 질산구리 수용액과 질산알루미늄 수용액의 비율을 8:2로 유지한 상태에서 질산아연 수용액의 함량을 달리하여 제조된 촉매 조성물에서 IV형 흡착 등온선이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제조된 촉매 조성물은 상업용 촉매와 마찬가지로 mesopore를 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 그 중에서도, 실시예 7을 통해 제조된 촉매 조성물이 가장 뚜렷한 히스테리시스를 보이며, 상업용 촉매와 가장 비슷한 결과를 나타내었다.
산소 제거 반응 실험에서는 실시예 4와 실시예 6을 통해 제조된 촉매 조성물이 비슷한 산소 제거 능력을 보였다. 실시예 8을 통해 제조된 촉매 조성물의 산소 제거 능력이 가장 떨어졌으며, 실시예 7을 통해 제조된 촉매 조성물의 산소 제거 능력이 가장 우수하였다.
위와 같은 반응 결과는 TPR 분석 결과로부터 설명이 가능하다. 아래 도 16에 나타낸 것처럼, 상업용 촉매의 경우, 약 200 내지 300℃에서 촉매의 환원이 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 질산구리 수용액과 질산알루미늄 수용액의 비율이 8:2이며, 질산알루미늄 수용액이 함유된 촉매의 경우 상업용 촉매의 환원온도보다 낮은 온도에서 환원이 이루어진다. 특히 실시예 7을 통해 제조된 촉매 조성물의 경우는 가장 낮은 온도에서 환원이 진행되었으며, 250℃ 이하에서 환원이 이루어진다. 이렇게 낮은 온도에서 환원이 쉽게 진행된다는 것은 구리의 환원성이 뛰어나다는 것을 의미한다. 구리가 환원상태, 즉 금속 상태로 존재해야 산소와의 반응에 의해 산화구리가 되면서 산소를 제거할 수 있으므로 환원성이 우수하다는 것은 산소 제거 능력에 직접적인 영향을 줄 수 있다.
또한, 아래 도 17 내지 22에 나타낸 것처럼, 상기 실시예 3, 9 내지 11 및 비교예 1의 촉매 조성물을 BET, TPR 및 XRD 분석과 산소 제거 반응을 수행하여 최종 목표의 촉매로서의 가능성을 조사하였다.
XRD의 분석결과, 질산구리 수용액과 질산알루미늄 수용액의 비율을 8:2로 유지하고 질산마그네슘의 함량을 변화시키면서 제조한 촉매 조성물이 상업용 촉매(R3-11G)의 구조와 비슷한 것을 알 수 있다. 또한, 질산마그네슘의 함량이 증가할수록 peak가 증가하지만 peak의 위치가 변함없이 일정한 위치에서 나타나는 것을 보아 산화구리와 산화알루미늄이 고르게 분포되어 담지된 것을 알 수 있다.
BET 분석결과, 상업용 촉매뿐만 아니라 실시예 9 내지 11을 통해 제조된 촉매 조성물에서 IV형 흡착 등온선이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제조된 촉매 조성물들은 상업용 촉매와 마찬가지로 mesopore를 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 그 중에서도, 실시예 11을 통해 제조된 촉매 조성물이 가장 뚜렷한 히스테리시스를 보이며, 상업용 촉매와 가장 비슷한 결과를 나타내었다.
산소 제거 반응 실험의 결과는 실시예 10의 촉매 조성물이 가장 우수하였으며, 실시예 3의 촉매 조성물과 비슷한 결과를 나타내었다.
위와 같은 반응 결과는 TPR 분석 결과로부터 설명이 가능한데, 도 22에 나타낸 바와 같이 상업용 촉매의 경우, 촉매의 활성이 약 200 내지 250℃에서 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이와 마찬가지로, 실시예 10을 통해 제조된 촉매 조성물도 상업용 촉매와 비슷한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
아래 도 23 내지 28에 나타낸 것처럼, 상기 실시예 3, 7, 12 내지 14 및 비교예 1의 촉매 조성물을 BET, TPR 및 XRD 분석과 산소 제거 반응을 수행하여 최종 목표의 촉매로서의 가능성을 조사하였다.
XRD의 분석결과, 실시예 12 내지 14의 촉매 조성물이 상업용 촉매(R3-11G)와 구조가 비슷한 것을 알 수 있다. 질산마그네슘 수용액의 함량이 증가할수록 peak가 증가하지만 peak의 위치가 변함없이 일정한 위치에서 나타나는 것을 보아 산화구리, 산화알루미늄 및 산화아연이 고르게 분포되어 담지된 것을 알 수 있다.
BET 분석결과, 상업용 촉매뿐만 아니라 실시예 12 내지 14를 통해 제조된 촉매 조성물은 IV형 흡착 등온선이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제조된 촉매들은 상업용 촉매와 마찬가지로 mesopore를 가지고 있다는 것을 알 수 있다.
그 중에서도, 실시예 13을 통해 제조된 촉매 조성물이 가장 뚜렷한 히스테리시스를 보이며, 상업용 촉매와 가장 비슷한 결과를 나타내었다.
산소 제거 반응 실험의 결과는 실시예 13을 통해 제조된 촉매 조성물이 가장 우수하였으나, 지속성이 매우 좋지 않았다. 실시예 7을 통해 제조된 촉매 조성물과 비교하였을 때, 반응 시작 약 30분 후에 급격히 산소 제거 능력이 떨어졌다.
위와 같은 반응 결과는 TPR 분석 결과로부터 설명이 가능한데, 도 28에 나타낸 것처럼, 상업용 촉매의 경우, 촉매의 활성이 약 200 내지 250℃에서 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 아래 도 29에 나타낸 것처럼, 상기 실시예 7, 15 내지 17의 촉매 조성물의 산소 제거 반응 실험을 수행하여 최종 목표의 촉매로서의 가능성을 조사하였다.
산소 제거 반응 실험의 결과는 아래 도 29와 같은데, 실시예 7을 통해 제조된 촉매 조성물이 가장 우수한 산소 제거 반응 효과를 나타내었다.
실시예 17과 같이 질산갈륨 수용액의 함량이 30일 때, 실시예 15 내지 16의 촉매 조성물보다 성능이 우수하였다.
또한, 아래 도 30 내지 33에 나타낸 것처럼, 비교예 1의 촉매 조성물과 촉매의 산소 제거 반응 실험 중에서 결과가 우수하였던 본 발명의 실시예 7, 10 및 13의 촉매 조성물의 재생능력과 수명을 확인하기 위해서 재생 실험을 하였다.
재생실험은 기존의 산소 제거 반응 실험과 동일한 조건에서 환원과 반응의 과정을 반복하여 측정하였다.
아래 도 30에는 비교예 1의 상업용 촉매(R3-11G)의 재생실험 결과를 나타내었다. 상업용 촉매의 경우 산소 제거 반응 실험에서 30분까지 3회의 반복 실험을 하였을 때, 큰 산소 제거 능력이 변하지 않았지만 이후 100분까지는 큰 변화를 보였다.
아래 도 31에는 실시예 7의 촉매 조성물의 재생 실험 결과를 나타내었다. 6회 이상 반복실험을 하였는데도 산소 제거 능력이 변함없이 꾸준히 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 환원과 반응을 거치면서 촉매의 재생 능력이 떨어질 것으로 예상하였으나, 결과상으로 오히려 반복될수록 미세하지만 촉매의 산소 제거 능력이 증가하였다.
아래 도 32에는 실시예 10의 촉매 조성물의 재생 실험 결과를 나타내었다.
촉매의 산소 제거 능력은 뛰어나지 않으나, 3회 이상의 반복실험에서도 산소 제거량은 크게 변함없이 비슷한 수준으로 유지되었다.
아래 도 33에는 실시예 13의 촉매 조성물의 재생 실험 결과를 나타내었다.
촉매가 기존의 산소 제거 반응 실험 결과와 비슷한 수준으로 재현성이 유지되면서, 산소 제거 능력은 우수하지 않지만 3회 이상의 재생실험에서도 그 능력은 변함없이 유지 되었다.
결론적으로는 기존의 촉매 산소 제거 반응실험의 결과와 비슷한 값이 유지되어서 선정된 실시예 7, 실시예 10 및 실시예 13의 촉매 조성물이 모두 재현성을 나타내었다. 또한, 기존의 결과와 동일하게 실시예 7의 촉매 조성물이 가장 우수한 산소 제거 능력을 보이며 6회 이상의 재생 실험에서 초기보다 횟수가 늘어갈수록 오히려 능력이 미세하지만 증가하였다.
따라서, 질산구리 수용액과 질산알루미늄 수용액으로 이루어진 금속 수용액을 사용한 실시예 1 내지 3의 촉매 조성물 중에서는 실시예 2와 실시예 3의 촉매 조성물이 상업용 촉매(비교예 1)보다 산소 제거 반응 실험에 우수한 결과를 보였다.
또한, TPR 분석결과로도 비슷한 촉매의 환원특성을 보였다. XRD와 BET의 분석결과를 통해 상업용 촉매와 같은 mesopore 구조를 지니며, 비슷한 결정구조를 갖는다. 특히, 실시예 2와 실시예 3의 두 촉매 조성물 중에서도 실시예 3의 촉매 조성물이 가장 우수한 산소제거 능력과 지속성을 지니고 있어, 질산구리 수용액의 ㅎ함량을 변화시키면서 제조된 2성분계 촉매 중에서 가장 목표치에 근사한 값을 보였다.
또한, 3성분계 촉매 및 4성분계 촉매 중에는 실시예 7의 촉매 조성물이 가장 우수한 산소제거 능력을 보였으며, 재생 실험을 통해서도 산소 제거능력이 유지된다는 것을 확인하였다. 상기 실시예 7의 촉매 조성물의 산소제거 능력이 가장 우수한 것은 뛰어난 환원성에서 기인한다.
S101 ; 증류수가열단계
S103 ; 원료혼합단계
S105 ; 가열교반단계
S107 ; 산도조절단계
S109 ; 건조단계
S111 ; 소성단계
S103 ; 원료혼합단계
S105 ; 가열교반단계
S107 ; 산도조절단계
S109 ; 건조단계
S111 ; 소성단계
Claims (15)
- 교반기가 구비된 가열장치에 증류수를 투입하고 가열하는 증류수가열단계;
상기 증류수가열단계를 통해 가열된 증류수에 금속 수용액과 탄산나트륨 수용액을 혼합하는 원료혼합단계;
상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 가열 및 교반하는 가열교반단계;
상기 가열교반단계를 통해 가열 및 교반된 혼합물의 산도를 조절하는 산도조절단계;
상기 산도조절단계를 통해 산도가 조절된 혼합물을 건조하는 건조단계; 및
상기 건조단계를 통해 건조된 혼합물을 소성하는 소성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 증류수가열단계는 증류수를 65 내지 75℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 원료혼합단계는 금속 수용액 30 내지 35 중량% 및 탄산나트륨 수용액 65 내지 70 중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가열교반단계는 65 내지 75℃의 온도에서 20 내지 40분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 60 내지 80 중량% 및 질산알루미늄 수용액 20 내지 40 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 56 내지 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 14 내지 19 중량% 및 질산아연 수용액 5 내지 30 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 68 내지 76 중량%, 질산알루미늄 수용액 17 내지 19 중량% 및 질산마그네슘 수용액 5 내지 15 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 60.8 내지 64 중량%, 질산알루미늄 수용액 15.2 내지 16 중량%, 질산아연 수용액 19 내지 19.8 중량% 및 질산마그네슘 수용액 1 내지 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속 수용액은 질산구리 수용액 62.1 내지 63.7 중량%, 질산 알루미늄 수용액 15.5 내지 15.9 중량%, 질산아연 수용액 19.4 내지 19.9 중량% 및 질산갈륨 수용액 0.5 내지 3 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 5 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질산구리 수용액은 질산구리 100 중량부 및 정제수 200 내지 300 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 5 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질산알루미늄 수용액은 질산알루미늄 100 중량부 및 정제수 800 내지 1000 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가열교반단계는 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 65 내지 75℃의 온도로 가열한 상태에서 20 내지 40분 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 산도조절단계는 상기 가열교반단계를 통해 가열 및 교반된 혼합물을 감압여과하고, 감압여과된 혼합물을 정제수와 혼합하고 가열 및 교반하는 과정을 반복하여 혼합물의 산도를 6.9 내지 7.1로 조절하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 건조단계는 상기 산도조절단계를 통해 산도가 조절된 혼합물을 오븐에 투입하고 10 내지 15시간 동안 건조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 소성단계는 350 내지 450℃의 온도에서 200 내지 300분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법.
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| KR20120001148A (ko) * | 2010-06-29 | 2012-01-04 | (주)휴넷플러스 | 봉지막의 제조방법，이로부터 제조된 봉지막 및 이를 포함하는 유기전자소자 |
| KR20120099316A (ko) * | 2011-01-26 | 2012-09-10 | 한국에너지기술연구원 | 빠른 흡착속도를 가지는 산소 선택성 흡착제 및 이의 제조방법 |
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2013
- 2013-11-22 KR KR1020130143049A patent/KR101470594B1/ko active Active
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Legal Events
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