专利名称：纯化管和使用该纯化管的材料纯化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纯化管，特别是指一种用于材料纯化装置的改良结构的纯化管，本发明还涉及使用该纯化管的材料纯化装置。
背景技术：
在现今众多影像显示技术中，有机发光二极管(Organic Light EmittedDiode，以下简称OLED)显示器所具有的高亮度、高反应速度、直流低电压驱动、重量轻、无视角差且不需背光源等诸多优点，使其越来越受到人们的重视，成为下一世代显示器面板的发展重点。
其发光原理，主要是分别由阴极与阳极注入电子(Electron)与电洞(Hole)，当电子与电洞在发光材料层相遇，会产生再结合(Recombination)现象而释放出能量，以致激发发光材料层的材料分子成为不稳定的激发态，此时材料分子会以光的形式释放出能量，以从激发态回复到稳定的基态，故在OLED组件构造中，发光材料层是非常重要的一环。若在发光材料层中掺杂有不纯物(如溶剂、水气等等)，将直接影响到OLED组件寿命、发光效率等重要产品特性。
故在现今OLED工艺中，多会利用材料纯化装置，对有机发光材料进行纯化。纯化方式为利用加热炉内不同区段的温度差异，使得汽化或是升华的材料以及不纯物在纯化管中不同的位置凝结或固化，藉此获得纯度更高的有机发光材料，以确保后续真空蒸镀成膜作业时，能获得更佳的品质。
请参阅图1，其为现有的有机发光材料纯化装置的剖面图，此纯化装置包括一加热炉2、一升华管3、一真空泵4。
加热炉2装置有复数个温度控制组件21，使炉内不同位置可调整为不同的设定温度，而可在加热炉2内形成纯化作业所需的温度梯度T。
升华管3一般为玻璃管，设置在加热炉2内，并具有入口端31及出口端32，一般而言，以出口端32与真空泵4直接套接连通较为普遍。
进行纯化作业时，将欲纯化的有机发光材料1置放于升华管3的入口端31处，且依有机发光材料1材料性质的不同，调整加热炉2内的温度，使加热炉2内所形成温度梯度T最高温度超过有机发光材料1的升华温度。
一般而言，加热炉2所形成的温度梯度T内以升华管的入口端31处为最高温度，向升华管的出口端32方向递减，并且控制加热炉2内温度梯度T，以使炉内升华管3中部分区域温度，低于有机发光材料1的凝结温度，并在纯化作业开始后，以真空泵4持续将升华管3内的气体抽离。
当位于升华管入口端31的有机发光材料1，受到加热炉2内温度影响，会由固态直接转化为汽态(即为升华)，而此气体主要为汽态的高纯度有机发光材料11，并掺杂部分汽态的不纯物10所混合而成。
由于真空泵4的持续抽取，以及升华管3内温度梯度T所造成的热扩散效应，使得有机发光材料1升华后的气体，形成质量流(Mass flow)，持续向升华管的出口端32处移动。
请参阅图2A及图2B，其为在现有技术升华管中材料纯化过程示意图。在纯化过程中，藉由加热炉2内温度梯度T的控制，使升华管3内的质量流随着升华管3内温度变化，逐渐在升华管3内各区段间冷却，其中，所希望获得的高纯度有机发光材料11，将藉由加热炉2内温度梯度T的控制，使质量流在升华管区段B的温度低于有机发光材料11的凝结温度，使其在升华管中区段B内凝结。
而不纯物10主要以几种方式被分离出部分未升华成汽态的不纯物将残留在管内入口端31处，而升华为汽态掺杂于质量流中的不纯物10，则藉由加热炉2温度的控制，使质量流温度在区段C中低于不纯物10的凝结温度，进而使不纯物10在升华管3内的区段C凝结。
藉由以上操作，在纯化完成后，可在升华管的区段B中，获得更高纯度的材料。然而，因所进行纯化的有机发光材料的不同，将在管内产生不同的凝结方式。
如图2A所示，高纯度有机发光材料11可能会在升华管3的区段B中，由汽态直接凝结为固态，而结晶在升华管3的管壁表面。此外，亦可能如图2B所示，高纯度有机发光材料11在升华管3的区段B中，由汽态冷却为液态，而沉积在升华管3的下方区域，再逐渐冷却为固态。
请参阅图3，在此特别说明的是，升华管3为复数个纯化管33组合而成的管体，其中每一纯化管33皆为一中空圆管；升华管3利用每一纯化管33紧密相抵，或将纯化管33入口端331及出口端332表面经适当磨砂处理后，在将纯化管33彼此套接而组成升华管3。如图3所示，即为一经由磨砂处理后的纯化管33示意图。
所以在纯化完成后，升华管的复数个纯化管33可各自拆卸分离，再将凝结在纯化管33内的高纯度有机发光材料11取出，而达到材料纯化目的。
请再次参阅图2B，当高纯度有机发光材料11以液态沉积在升华管3下方区域时，将在纯化作业中，造成极大的问题因每一纯化管33皆为一中空圆管，在纯化作业过程中，随着液态沉积量的增加，升华管3内分布在不同纯化管33之间的高纯度有机发光材料11，会在纯化管33之间产生流动扩散，而与不纯物10再次混合，以致无法获得高纯度的材料。
而现有技术中为了避免产生材料再次混合的问题，藉由降低加热炉2在升华管的入口端31的温度，或是减少有机发光材料1置入量，使纯化作业过程中的升华量减少，以致沉积量的减少，而减少流动发生的机会。但是，这些措施都会大幅降低有机发光材料1的纯化效率。
如何藉由改良纯化管的结构，而能有效地进行纯化作业并能同时获得高纯度的有机发光材料，为本领域技术人员所致力的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一纯化管，材料在该纯化管中进行纯化之后，可将纯化后的材料分隔，使材料不致发生混合情形，而获得高纯度的材料。
为达到以上目的，本发明提供一纯化管，其特征在于，该纯化管包括收集腔，具有一第一截面积；入口端，位于该收集腔的一侧，具有一第二截面积；以及出口端，位于该收集腔的另一侧，具有一第三截面积；其中该第二截面积与该第三截面积皆小于该第一截面积，且该入口端及该出口端的下缘皆高于该收集腔的底部。
本发明还提供一种使用该纯化管的材料纯化装置，其中包括加热炉，具有复数个温度控制组件；升华管，设置于该加热炉内部，为复数个纯化管所组成，其中每一纯化管均具有上述纯化管的特征。
本发明所提供的纯化管可在进行大量纯化作业之后，将纯化后的材料分隔，使材料不致发生混合情形，而达到获得高纯度的材料的效果。
本发明中，将纯化管内升华后材料气体的主要凝结区定义为收集腔；将纯化管内升华后的材料气体进入收集腔处定义为入口端；将纯化管内升华后的材料气体离开收集腔处定义为出口端。
每一纯化管皆具有一入口端、一出口端以及一收集腔，入口端位于收集腔的一侧，出口端位于收集腔的另一侧；且每一纯化管的入口端皆连接于其相邻纯化管的出口端。
上述纯化管，其入口端及出口端具有相同的中心轴，并且该中心轴皆高于该收集腔的中心轴；其中第二截面积等于第三截面积；该入口端和出口端可分布各自为一开孔，也可为表面经过磨砂处理的连接头，其中入口端优选为突出于收集腔外的连接头或向收集腔内凹入的连接头，同样地，出口端亦可做与入口端相对应的设计；目的是为了将单独的纯化管彼此套接而组成升华管，该升华管的纯化管可各自拆卸分离。
本发明的纯化管外形虽可依需要进行变更，但考虑其在加热炉内受热的均匀度，该纯化管优选为一圆形管状体。
本发明中，收集腔具有第一截面积；入口端具有第二截面积；出口端具有第三截面积。
收集腔的第一截面积。使得出口端与入口端的下缘高于收集腔的底部，产生一落差高度，藉此落差高度分隔相邻纯化管的收集腔，使纯化后的材料不会在纯化管间流动。
在此值得特别注意的是，为了要增加收集腔内材料的可蓄积量，更可将纯化管的出口端及入口端设置位置提高，使两者之中心轴皆位于该收集腔的中心轴上方，偏移于收集腔的中心轴一适当距离，而使落差高度增加，以增加收集腔内材料蓄积量。在本发明的优选实施例中，入口端与出口端位于纯化管的上缘。
在本发明的不同实施例中，入口端可依连接上的需求，设计为一开孔，或为一表面经过磨砂处理的连接头；若为连结头的设计，更可为一突出于收集腔外的连接头，或是一向收集腔内凹的连接头；同样地，出口端亦可做与入口端相对应的设计。
而在本发明的实施例中，为了便于每个相邻纯化管彼此间的连接。每一纯化管的入口端正对于出口端，两者具有相同的中心轴。
本发明亦提供一材料纯化装置，其包括一加热炉以及由本发明提供的纯化管所套接而成的升华管。
加热炉内装置有复数个温度控制组件，使炉内不同位置可调整为不同的设定温度，而可在加热炉内形成纯化作业所需的温度梯度。
升华管设于加热炉内，将欲进行纯化的材料置放升华管中，藉由加热炉温度的控制，使材料在升华管内特定区域升华后，于升华管内另一特定区域中冷却凝结，而达到纯化材料的目的。并为了控制升华管内的气压以及汽化的材料在升华管内移动速度，更可在升华管出口端连结一真空泵。
藉由加热炉内温度的控制，使纯化后的材料集中在特定区域中的升华管的纯化管收集腔内。因升华管中，每一纯化管的收集腔彼此分隔，所以纯化后的材料，不会再次发生混合的情况。
当纯化作业完成后，将升华管内的纯化管拆卸分离，而以适当工具取得高纯度的材料。
图1为现有技术的材料纯化装置的剖面图。
图2A、图2B为在现有技术的升华管中材料纯化过程示意图。
图3为现有技术的升华管中纯化管的示意图。
图4A为本发明的纯化管所组成升华管的优选实施例示意图。
图4B、图4C为本发明的纯化管的优选实施例的剖视图及示意图。
图5A为使用图4A所示升华管的材料纯化装置示意图。
图5B为材料纯化过程示意图。
图6A为本发明的纯化管的另一实施例示意图。
图6B为图6A所示的纯化管所组成的升华管的另一实施例示意图。
图7A为本发明的纯化管的另一实施例示意7B为图7A所示纯化管所组成的升华管的另一实施例示意图。
图8A为本发明的纯化管的又一实施例示意图。
图8B为图8A所示的纯化管所组成的升华管的又一实施例示意图。
图9A为本发明的纯化管的实施例示意图。
图9B为图9A所示的纯化管所组成的升华管的实施例示意图。
图号说明1-有机发光材料 333-纯化管的收集腔2-加热炉 3311-中心轴3-升华管 3331-中心轴4-真空泵 H1-落差高度10-不纯物H2-偏移量
11-高纯度有机发光材料 M1-第一截面积21-温度控制组件 M2-第二截面积31-升华管的入口端 M3-第三截面积32-升华管的出口端 La-下缘33-纯化管 Lb-收集腔的底部331-纯化管的入口端 A-有机发光材料升华区332-纯化管的出口端 B-有机发光材料凝结区C-不纯物凝结区具体实施方式
在以下说明中，为能求得本发明技术解释的一贯性，故在不同实施例中，若有组件功能相同，但形状略异者，则仍以相同的名称与图号注明。
请参阅图4A，其为本发明所提供的纯化管所组成的升华管的优选实施例示意图。
在本实施例中，构成此升华管3的复数个纯化管33，其各自皆为一圆形管状体。
请参阅图4B及图4C，分别为图4A所示的优选实施例内的纯化管33的剖视图及示意图。
如图所示，纯化管33，具有一入口端331、一出口端332以及一收集腔333。
入口端331位于收集腔333一侧的上缘，其为向收集腔333外突出的连接头，且其外表面经过磨砂处理，具有适当的粗糙度以及斜度。出口端332位于收集腔333的另一侧的上缘，其为向收集腔333内凹入的连接头，且其内表面经过磨砂处理，具有适当的粗糙度以及斜度。并且为了便于每一纯化管33之间的连接，相邻入口端331正对于出口端332，两者具有相同的中心轴3311，且入口端331外径略小于出口端332内径，使相邻的纯化管33可以相互紧配合套接。
在本实施例中，因入口端331位于收集腔333的一侧的上缘，出口端332位于收集腔333的另一侧的上缘，故其中心轴3311位于收集腔的中心轴3331上方，与收集腔的中心轴3331的位置偏移H2。
此外，纯化管的收集腔333具有第一截面积M1，入口端331具有第二截面积M2，并且出口端332具有第三截面积M3。
本实施例中，为便于纯化管33之间的连接，设计为截面积M2与M3相等，并使第二截面积M2以及第三截面积M3，皆小于收集腔333的截面积M1，这使得入口端331与出口端332两者的下缘La高于收集腔333之底部Lb，而具有落差高度H1。
藉由使用复数个如图4B或图4C所示的纯化管33，将其中每一纯化管33的入口端331，套入其相邻纯化管33的出口端332，串联套接而组成升华管3的结构(即为如图4A所示的升华管)。因入口端331及出口端332两者表面具有适当粗糙度以及斜度，可使套接时更容易套入固定，并在套接后保持紧配合，不致于脱离。
请参阅图5A，其为使用如图4A的升华管的材料纯化装置示意图，藉由以下说明，更加详述本发明的优点。如图所示，此材料纯化装置，包括一加热炉2、一升华管3以及一真空泵4。
加热炉2装置有复数个温度控制组件21，使炉内不同位置可调整为不同的设定温度，而可在加热炉内形成纯化作业所需的温度梯度T，此温度控制技术，为熟悉该工艺者所了解，非本发明技术特点，故在此不予赘述。
升华管3，设置在于加热炉2内，并具有一入口端31及一出口端32，出口端32与真空泵4相连通。在本实施例中，为了便于与真空泵4的连接，以及使升华管3成为一封闭空间，升华管3的入口端31与出口端32处的纯化管33可作相对应的适当变更，以利作业。
进行纯化作业时，将欲纯化的有机发光材料1置放于升华管3的入口端31处后，依有机发光材料1材料性质的不同，而调整加热炉2内的温度，进而使升华管的入口端31处的温度超过有机发光材料1的升华温度。
一般而言，加热炉2内的温度梯度T以升华管的入口端31处为最高温度，向升华管的出口端32方向递减，并且控制加热炉2内的温度梯度T，使炉内升华管3中部分区域温度，低于有机发光材料1的凝结温度。并在纯化作业开始后，以真空泵4持续将升华管3内的气体抽离。
由于真空泵4的持续抽取，及升华管3内温度梯度T所造成的热扩散效应，使得有机发光材料1升华后的气体，形成一质量流，持续向升华管3的出口端332处移动。
在纯化过程中，升华管3内的质量流随着管内温度的变化，逐渐在管内各区段间冷却，其中，所希望获得的高纯度有机发光材料11，藉由加热炉2内温度梯度T的控制，使质量流在升华管区段B的温度低于有机发光材料11的凝结温度，而在升华管区段B内凝结；而不纯物未升华的部分将残留在管内入口端31处；升华为汽态掺杂于质量流中的不纯物10，则藉由加热炉2温度控制，使质量流温度在区段C中低于不纯物10的凝结温度，使不纯物10在升华管3内的区段C凝结。
请参阅图5B，如图所示，在升华管内的区段A的有机发光材料1会升华为汽态，其所形成的质量流，随着加热炉2内温度梯度T的改变，当质量流流至升华管内的区段B时，其温度降低而由汽态转变为液态凝结后，集中在升华管内区段B的纯化管33底部。
但与现有结构不同处在于，如前图4B中所示，每一纯化管33的入口端331与出口端332的下缘La与收集腔333的底部Lb皆具有一落差高度H1，此落差高度H1分隔了相邻的纯化管的收集腔，使分离纯化后的材料不会在纯化管33之间流动。
且因入口端331与出口端332各位于收集腔333二侧的上缘，故两者的中心轴3311偏移于收集腔333的中心轴3331上方，落差高度H2在此种设计下具有较大落差高度，增加了材料在纯化管33内可蓄积量。
此外，即使入口端331为向收集腔333外突出的连接头，但因出口端332为一向收集腔333内凹入的连接头，故入口端331在组合套入后，不会外露在收集腔333外，可避免套接之后，相连接区域过长或是发生温度散失问题，导致材料在此区域凝结形成沉积，进而影响流动速率甚至发生阻塞。
综上所述，本发明具有以下优点因每一纯化管33的收集腔皆被分隔开，使得已分离在不同纯化管33内的高纯度有机发光材料11，不会随着液态沉积量的增加，在纯化管33之间产生流动扩散，与不纯物10再次混合。
此外，本实施例更可说明，若欲增加每一纯化管33的收集腔333内高纯度有机发光材料11的可蓄积量，可藉由入口端331与出口端332对于收集腔333的偏移来达成，降低了拆卸纯化管33以收集材料的作业频率，可有效节省人力和时间，且藉由入口端331及出口端332在套接后，不外露于收集腔333之外，减少了温度散失的干扰，而预防了连接区域可能发生的阻塞问题。
然而，在此要特别说明的是，上述仅为本发明的一优选实施例，在不同设计水准之下，纯化管内各部件亦可以其它方式实施。
请参阅图6A，与图4C所示不同者在于，此纯化管33的入口端331及出口端332皆为一圆形开孔，如图6B所示，在组接为升华管3时，将每一纯化管33紧密相抵而成。
请参阅图7A，与图4C所示不同者在于，此纯化管33的入口端331为一向收集腔333外突出的连接头，出口端332则为一圆形开孔。如图7B所示，在组接为升华管3时，将每一纯化管33的入口端331套入相邻的纯化管33的出口端332；显而易见的，在相似设计下，入口端331亦可以为一圆形开孔，出口端332为一向收集腔333外突出的连接头(图中未示)。
请参阅图8A，与图4C所示不同者在于，此纯化管33的入口端331为一向收集腔333外突出的连接头，出口端332为一向收集腔333外突出的连接头，入口端331内径略大于出口端332外径，使相邻的纯化管33可以相互紧配合套接；如图8B所示，在组接为升华管3时，将每一纯化管33的出口端332套入相邻的纯化管33的入口端331。显而易见的，在相似设计下，亦可使出口端332内径略大于入口端331外径，以每一纯化管33的入口端331套入相邻的纯化管33的出口端332(图中未示)。
请参阅图9A，与图8A所示不同者在于，此纯化管33的入口端331与出口端332的中心轴3311，与收集腔333的中心轴相同，如图9B所示，在组接为升华管3时，将每一纯化管33套接而成。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。
权利要求
1.一种纯化管，其特征在于包括一收集腔，具有一第一截面积；一入口端，其位于该收集腔的一侧，具有一第二截面积；一出口端，其位于该收集腔的另一侧，具有一第三截面积；其中该第二截面积与该第三截面积皆小于该第一截面积，且入口端及出口端的下缘皆高于收集腔的底部。
2.如权利要求1所述的纯化管，其中该入口端及该出口端的中心轴皆高于该收集腔的中心轴。
3.如权利要求1所述的纯化管，其中第二截面积等于第三截面积。
4.如权利要求1所述的纯化管，其中该入口端为一开孔。
5.如权利要求1所述的纯化管，其中该出口端为一开孔。
6.如权利要求1所述的纯化管，其中该入口端为突出于该收集腔外的连接头。
7.如权利要求1所述的纯化管，其中该出口端为突出于该收集腔外的连接头。
8.如权利要求1所述的纯化管，其中该入口端为向该收集腔内凹入的连接头。
9.如权利要求1所述的纯化管，其中该出口端为向该收集腔内凹入的连接头。
10.一种材料纯化装置，其中包括加热炉，具有复数个温度控制组件；升华管，设置于该加热炉内部，为复数个纯化管所组成，其中每一纯化管包括收集腔，具有一第一截面积；一入口端，位于该收集腔的一侧，具有一第二截面积；一出口端，位于该收集腔的另一侧，具有一第三截面积；其中该第二截面积与该第三截面积皆小于该第一截面积，且该入口端及该出口端的下缘皆高于该收集腔的底部。
11.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该入口端及该出口端的中心轴皆高于该收集腔的中心轴。
12.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该第二截面积等于该第三截面积。
13.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该入口端为一开孔。
14.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该出口端为一开孔。
15.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该入口端为突出于该收集腔外的连接头。
16.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该出口端为突出于该收集腔外的连接头。
17.如权利要求13所述的材料纯化装置，其中该入口端为向该收集腔内凹入的连接头
18.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该出口端为向该收集腔内凹入的连接头。
19.如权利要求10所述的材料纯化装置，其中该升华管的纯化管可各自拆卸分离。
全文摘要
本发明涉及一种纯化管，其包括一收集腔、一入口端以及一出口端；收集腔，具有一第一截面积；入口端位于收集腔的一侧，具有一第二截面积；以及一出口端，位于收集腔另一侧，具有一第三截面积；其中第二截面积与第三截面积皆小于第一截面积，且入口端及出口端的底部皆高于收集腔的底部。本发明还提供了使用该纯化管于一具有加热炉的材料纯化装置以收集纯化后的材料，可使纯化出的材料不致与不纯物再次混杂。
文档编号B01D7/00GK1613533SQ20041008082
公开日2005年5月11日 申请日期2004年10月9日 优先权日2004年10月9日
发明者柯崇文 申请人:友达光电股份有限公司