JP2015533641A - 昇華精製装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は昇華によってOLED材料を精製するための装置に関する。従来の昇華精製装置は、1つの昇華精製工程が1つの原料をプロセッサ室の中に装入し、次いで、プロセス室から精製材料を取り出すことによって行われる、バッチ方式である。これらの工程は手動で行われ、そのためOLED用の精製材料を連続的に生産することは可能ではない。したがって、処理量および生産性を増大させることは難しい。本発明によれば、原料の装入および精製材料の取り出しが自動的に行われ、その結果OLEDの原料を精製する連続プロセスが可能になる。【選択図】図5a
Description
本発明は、有機発光ダイオード(OLED)用の材料を精製するための装置に関し、更に具体的には、真空状態下で有機材料を昇華および再結晶するための装置に関する。
典型的には、有機発光ダイオード(OLED)に使用される材料は精製を必要とする。OLED材料の精製技術は、複合材料からエレクトロルミネセンスに要求される純粋な成分のみを抽出し、かつその抽出された成分を薄膜析出に利用することを意図している。OLED材料の精製技術が改善されるにつれて、色純度および発光効率が改善され、かつOLEDの発光寿命が延長される。OLED材料の大量生産の目的で、プロセス時間を低減しかつ精製効率を改善する、このOLED材料の精製技術は必須である。
有機材料の昇華精製方法が、H.J.Wagner.et al.,Journal of Materials Science,17,2781,(1982)による論文に開示されている。この論文では、長さが約1メートルであるガラス管が熱伝導のための銅管内へ挿入され、OLED材料を生産するために精製すべき原料がガラス管の一端の領域内に配設される。ヒータが原料を収容する銅管を取り囲み、ガラス管の内部は真空状態を維持する。ヒータがガラス管内の原料を加熱することによって、原料は昇華される。ガラス管は温度勾配をなすように作られることによって昇華材料がガラス管の他端において冷却および再結晶される。これによって、再結晶された有機材料がガラス管の他端の領域内で生成される。
典型的な精製器は精製工程の制約に起因してバッチ方式である。1回使用できる原料が装入され、次いで、精製材料が昇華精製工程後に取り出される。これによって、最初のプロセスが完了する。この精製材料を使用する昇華精製装置および昇華精製方法は韓国特許公開第10−2010−0114342号に開示される。しかしながら、このような文献に開示される従来の昇華精製装置および方法は、プロセスが順番に手動で行われるため生産性および処理量に限界がある。
本発明は、従来の装置における上記の問題を解決することに関連し、かつ原料の装入および搬送ならびに精製材料の取り出しが連続プロセスを可能にするように自動化され、かつ各プロセスを同時に並行して進めることができ、これによって高品質の有機発光ダイオード(OLED)用の材料を精製するプロセスの生産性を向上させて大量生産を可能にする、昇華精製装置を提供することを意図している。
また、本発明は原料の装入および精製材料の取り出しを促進し、原料または精製材料の搬送中に生じ得る、精製材料の相互汚染を防止し、かつそれによって高品質のOLED用の材料を精製するためのプロセスの生産性を向上させて大量生産を可能にするための、昇華精製装置を提供することを意図している。
課題を解決するための手段
課題を解決するための手段
本発明の一態様によれば、昇華精製装置が提供され、本昇華精製装置は、
原料を収容する容器をプロセス室内へ装入するためのアームを有する第1のロボットと、
昇華精製工程を行って原料から精製材料を取得するためのプロセス室であって、原料を収容する容器および精製材料を捕集する捕集器がプロセス室内の所定の場所に位置する、プロセス室と、
精製材料を収容する捕集器をプロセス室から取り出すためのアームを有する第2のロボットと、を備え、
プロセス室は、容器および捕集器のそれぞれがプロセス室から離間されるようにプロセス室と容器および捕集器のそれぞれとの間に位置付けられるスペーサを更に備える。
本発明の別の態様によれば、スペーサはプロセス室の内側表面上に取り付けられ得る。
本発明の別の態様によれば、スペーサは複数のスペーサとして構成され得、複数のスペーサは間隔をあけて配置される。
本発明の別の態様によれば、スペーサはプロセス室の長手方向に沿って位置付けられ得、スペーサの上部表面の一部分がプロセス室のゲートへ下向きに傾斜し得る。
本発明の別の態様によれば、スペーサは透明材料で作製され得る。
本発明の別の態様によれば、透明材料は石英、ガラス、またはホウケイ酸塩であり得る。
本発明の別の態様によれば、スペーサは金属で作製され得る。
発明の効果
本発明の昇華精製装置によれば、原料の装入および精製材料の取り出しが連続プロセスを可能にするように自動化されることによって、OLED材料の精製工程に必要とされる時間を短縮することができる。それによって、生産性が向上されかつ生産コストが削減される。更に、複数のプロセスを同時に並行して行うことができることによって、プロセス室当たりの生産性を著しく改善することができる。そこで、OLED生産工場における単位面積当たりの処理量は増大する。更に、本発明の昇華精製装置によれば、不純物が精製材料へ添加されることが防止され、かつこのように精製された高純度を有するOLED材料が生産される。それによって、OLEDの発光効率および寿命を改善することが可能である。
本発明の昇華精製装置によれば、原料の装入および精製材料の取り出しが連続プロセスを可能にするように自動化されることによって、OLED材料の精製工程に必要とされる時間を短縮することができる。それによって、生産性が向上されかつ生産コストが削減される。更に、複数のプロセスを同時に並行して行うことができることによって、プロセス室当たりの生産性を著しく改善することができる。そこで、OLED生産工場における単位面積当たりの処理量は増大する。更に、本発明の昇華精製装置によれば、不純物が精製材料へ添加されることが防止され、かつこのように精製された高純度を有するOLED材料が生産される。それによって、OLEDの発光効率および寿命を改善することが可能である。
図1aを参照して、本発明の一実施形態に係る昇華精製装置100が示される。本発明の昇華精製装置100は、OLED昇華精製工程用の原料を収容する原料容器120と、精製工程において精製されたOLED材料を収容する精製材料捕集器130と、を備える。好ましくは、原料容器120はボート形状であってよく、精製材料捕集器130は管形状(すなわち、捕集管)であってよい。
更に、本発明の昇華精製装置100は、OLED材料を生産するための昇華精製工程が起こる、プロセス室110を備える。プロセス室110は外側管111と、ヒータ112と、ゲート113および114と、を備える。昇華精製工程は、外側管111内で行われる。外側管111は、石英またはホウケイ酸塩ガラス等の透明材料で形成され、基本的には円筒形状を有する。外側管111は、ヒータ112で取り囲まれている。外側管111は複数のゾーンに分割されてよく、これらのゾーンはヒータ112によって異なる温度に調節され得る。ゲート113および114は外側管の両端部に配設されている。原料を収容する原料容器120は、ゲート113を通って外側管111内へ搬送され、外側管111内に装入される。精製工程が完了すると、空の原料容器120が外側管111から取り出される。同様にして、空の精製材料捕集器130がゲート114を通って外側管111内へ搬送され、外側管111内へ装入される。昇華精製工程が完了すると、精製材料を収容する精製材料捕集器130が外側管111から取り出される。プロセス室110の内部は、真空ポンプ(図示せず)によって真空状態を維持する。あるいは、プロセス室110はトラップまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。
プロセス室110内での昇華精製工程は以下の通りである。原料容器120はプロセス室110の一端部に位置するゲート113を通って外側管111の中へ搬送され、外側管111内に装入される。原料がヒータ112によって精製工程において取得されるべきOLED材料の昇華点以上に加熱されると、原料が外側管111内で昇華されかつ拡散される。この拡散された原料がヒータ112によって精製工程において取得されるべきOLED材料の昇華点以下に加熱されると、OLED材料は精製材料捕集器130内に捕集される。昇華精製工程が完了すると、精製材料を収容する精製材料捕集器130は、ゲート114を通ってプロセス室110から取り出される。
図1aを再び参照して、本発明の昇華精製装置100は、原料容器120をプロセス室110の中に装入するのに使用される搬送室140と、原料貯蔵手段160と、予熱室180と、を更に備える。搬送室140は、搬送室140内で、プロセス室110と予熱室180との間に原料容器120を自動的に搬送するためのロボット141を有する。ロボット141は、ロボット141のアームで原料容器120を持ち上げおよび搬送する。あるいは、本発明の搬送室140は搬送室140に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。
本発明の実施形態の昇華精製装置100において、搬送室140はゲート113を介してプロセス室110の一端部に連結される。原料貯蔵手段160は搬送室140の別のゲートを介して搬送室140に連結され、予熱室180は搬送室140の他のゲートを介して搬送室140に連結される。プロセス室110、搬送室140、原料貯蔵手段160、および予熱室180はプロセスにおいて必要に応じて互いから分離されてよい。
原料貯蔵手段160は、原料を収容する1つ以上の原料容器120が格納される室であってよい。あるいは、原料貯蔵手段160は、原料貯蔵手段160に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。搬送室140と原料貯蔵手段160との間のゲートが開いているとき、ロボット141はそのアームを使用して複数の原料容器120のうちの1つを原料貯蔵手段160から搬送室140へ搬送する。
搬送室140と予熱室180との間のゲートが開いているとき、ロボット141はロボット141のアームで原料容器120を持ち上げて予熱室180へ搬送する。搬送室140と予熱室180との間のゲートが閉じられ、予熱室180は原料を、原料がプロセス室110において加熱される温度より低い温度で予熱する。ロボット141はロボット141のアームで予熱された原料を収容する原料容器120を持ち上げて予熱室180から搬送室140まで搬送する。プロセス室110のゲート113が開いているとき、ロボット141は原料を収容する原料容器120をプロセス室110の中へ装入する。一方、予熱室180は予熱室180に連結されている真空ポンプおよびバルブ(図示せず)を更に備え得る。
連続プロセスを実現しかつプロセス効率を増大させるために、上記の昇華精製工程が行われている状態で、ロボット141は原料を収容する次の原料容器120を原料貯蔵手段160から搬送室140の中に搬送し、次いで、原料容器120を予熱室180の中に装入する。次回の予熱プロセスはまた上述したものと同じ方法で予熱室180において行われる。本発明は予熱室において予熱プロセスを独立して採用するので、プロセス室110での加熱時間は低減される。従来では、予熱プロセスおよび昇華精製工程の両方がプロセス室で行われる。しかしながら、本発明の昇華精製装置は、プロセス室110から独立している予熱室180を採用することによって、予熱プロセスがプロセス室110で行われるための時間を低減することができ、またそれによってプロセス室110での予熱時間が低減されるためプロセス室110はより多くの回数操作されることができる。したがって、昇華精製工程の生産性は全体的に高められる。
一方、プロセス室110で先行精製工程が完了すると、ロボット141はロボット141のアームで精製工程の完成後に放置される、空の原料容器120を持ち上げて搬送室140へ搬送し、次いで、空の原料容器120を原料貯蔵手段160へ搬送し、原料貯蔵手段160において空の原料容器120を積み上げる。この時点で、予熱プロセスは予熱室180において同時に行われ得る。
図1aを再び参照して、本発明の昇華精製装置100は搬送室150と、精製材料貯蔵手段170と、冷却室190と、を更に備え、これらはプロセス室110から精製材料を収容する精製材料捕集器130を取り出すという自動化プロセスに使用される。搬送室150は精製材料捕集器130を自動的に搬送するためのロボット151を有する。ロボット151はロボット151のアームで精製材料捕集器130を搬送する。あるいは、本発明の搬送室150は搬送室150に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。
本発明の本実施形態の昇華精製装置100において、搬送室150はプロセス室110の他端部に位置するゲート114を介してプロセス室110に連結される。精製材料貯蔵手段170は搬送室150の別のゲートを介して搬送室150に連結され、冷却室190は搬送室150の他のゲートを介して搬送室150に連結される。プロセス室110、搬送室150、精製材料貯蔵手段170、および冷却室190はプロセスにおいて必要に応じて互いから分離され得る。
精製材料貯蔵手段170は、精製材料を収容する1つ以上の空の精製材料捕集器130が貯蔵される、室であり得る。あるいは、精製材料貯蔵手段170は精製材料貯蔵手段170に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。精製工程がプロセス室110で行われる前に、搬送室150と精製材料貯蔵手段170との間のゲートが開いているとき、ロボット151がロボット151のアームで複数の空の精製材料捕集器130のうちの1つを持ち上げて精製材料貯蔵手段170から搬送室150まで搬送する。プロセス室110のゲート114が開いているとき、ロボット151はロボット151のアームで空の精製材料捕集器130をプロセス室110の中に搬送する。
精製工程がプロセス室110で完了すると、プロセス室110のゲート114が再び開いて、ロボット151はロボット151のアームで精製材料を収容する精製材料捕集器130を搬送室150の中へ取り出す。搬送室150と冷却室190との間のゲートが開いているとき、ロボット151はロボット151のアームで精製材料捕集器130を冷却室190の中に搬送する。冷却室190のゲートが閉じて、冷却室190は精製材料捕集器130に収容される精製材料を冷却する。冷却室190の温度は精製材料捕集器130がプロセス室で加熱される温度より低く、かつ室温より高い。一方、冷却室190は冷却室190に連結されている真空ポンプおよびバルブ(図示せず)を更に備え得る。
更に、ロボット151は次の精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130を精製材料貯蔵手段170から搬送室150まで搬送し、精製材料捕集器130をプロセス室110の中に搬送し、次いで、昇華精製工程が行われる。冷却工程は冷却室190で昇華精製工程と同時に行われ得る。従来では、昇華精製工程と冷却工程の両方がプロセス室で行われる。しかしながら、本発明の昇華精製装置は、プロセス室110から独立している冷却室190を採用することによって、冷却工程がプロセス室で行われるのにかかる時間を低減することができ、またそれによってプロセス室110は冷却時間が低減されるためプロセス室110ではより多くの回数操作されることができる。このようにして、昇華精製工程の生産性が全体的に高められる。
従来の昇華精製装置では、典型的には、プロセス室において、予熱プロセスを行うのに約1時間30分〜2時間30分、昇華精製工程を行うのに約6〜7時間、および冷却工程を行うのに約1時間30分〜2時間30分かかることが想定される。すなわち、プロセス室において合計約9時間〜12時間かかる。しかしながら、本発明の昇華精製装置によれば、各プロセスは予熱室180、プロセス室110、および冷却室190で独立して行われ、その結果プロセス室110においてプロセスを行うのに合計約6〜7時間かかる。こうして、全昇華精製工程の時間が低減される。
ロボット151は、ロボット151のアームで、冷却された精製材料を収容する精製材料捕集器130を持ち上げ、精製材料捕集器130を冷却室190から搬送室150まで搬送し、精製材料捕集器130を精製材料貯蔵手段170の中へ搬送する。上述したように昇華精製工程は連続的に繰り返される。その結果、冷却された精製材料を収容する1つ以上の精製材料捕集器130が精製材料貯蔵手段170に貯蔵される。その後、精製材料貯蔵手段170の内部は大気圧を受け、次いで、各精製材料捕集器130に収容された精製材料が捕集される。
一方、上記に説明したように、原料容器120および精製材料捕集器130が異なるロボット141および151によってそれぞれ搬送されるので、原料が搬送中に精製材料に加えられ、またそれによって精製材料が汚染されることから防止され得る。このようにして、精製材料の純度が高められ得る。また、原料容器120および精製材料捕集器130の取り出し後には、原料容器120および精製材料捕集器130がプロセス室110から別々に取り出されるので原料容器120および精製材料捕集器130を分離するという付加的なプロセスを行う必要がない。それに応じて、全プロセス時間は低減され得る。更に、原料容器120および精製材料捕集器130は異なるロボット141および151によってそれぞれ搬送されるので、ロボット141および151のアームを長くする必要がなく、ロボット141および151のアームが耐えるべき重量が低減され得、かつそれによってロボット141および151のアームの耐久性が向上され得る。
しかしながら、本出願は上記に限定されるべきではない、また1つのロボットが原料容器120と精製材料捕集器130の両方を搬送し得る。すなわち、1つのロボットが原料容器120と精製材料捕集器130の両方を同時に持ち上げて搬送し得る、あるいは原料容器120と精製材料捕集器130とを順次に持ち上げて搬送し得る。この場合、1つのロボットを含む1つの搬送室がプロセス室に連結され得る。予熱室、冷却室、原料貯蔵手段、および精製材料貯蔵手段のすべてが搬送室に連結され得る。別の方法では、予熱室、冷却室、原料貯蔵手段、および精製材料貯蔵手段はそれぞれ搬送室に連結され、対応する工程に従って搬送室から分離されてもよい。そのうえ、他の様々な改変または変更が可能である。
図1bは、図1aに示す装置を部分的に改変する昇華精製装置100’を示す。図1bの昇華精製装置100’は、空の原料容器120が精製工程後に貯蔵される独立の貯蔵手段161を更に備える。図1aでは、精製工程前に原料を収容する原料容器120と精製工程後の空の原料容器120の両方が原料貯蔵手段160に貯蔵される。しかしながら、図1bに示される昇華精製装置100’では原料貯蔵手段160に貯蔵される、原料を収容する原料容器120は、ロボット141によって搬送室140を介して予熱室180の中に搬送され、予熱プロセスを受け、次いで、プロセス室110の中に搬送されるのに対して、精製工程後の空の原料容器120はロボット141によってプロセス室110から取り出され、搬送室140を介して搬送され、そして空の原料容器120が貯蔵される貯蔵手段161に貯蔵される。
図1bを再び参照して、本発明の昇華精製装置100’は、独立の貯蔵手段171を更に備え、その中に精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130が貯蔵される。図1aでは、精製工程前の空の精製材料捕集器130と精製工程後の精製材料を収容する精製材料捕集器130の両方が精製材料貯蔵手段170に貯蔵される。しかしながら、図1bでは、精製材料を収容する精製材料捕集器130は、ロボット151によってプロセス室110から取り出され、搬送室150を介して冷却室190へ搬送され、冷却工程を受け、そして精製材料貯蔵手段170へ搬送され貯蔵されるのに対して、精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130は、搬送室150に連結されている独立の貯蔵手段171に貯蔵され、そして精製工程のためにロボット151によって搬送室150を介して独立の貯蔵手段171からプロセス室110の中へ搬送される。
図2aは、本発明の他の実施形態に係る昇華精製装置200を示す。図2aの昇華精製装置200では、搬送室140がゲート113を介してプロセス室110の一端部に連結され、予熱室280が搬送室140の他のゲートを介して搬送室140に連結される。原料貯蔵手段260は予熱室280のゲートを介して予熱室280に連結される。プロセス室110、搬送室140、原料貯蔵手段260、および予熱室280はプロセスにおいて必要に応じて互いから分離され得る。
原料貯蔵手段260では、原料を収容する1つ以上の原料容器120は積み重ねられる。あるいは、原料貯蔵手段260は、原料貯蔵手段260に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。原料貯蔵手段260と予熱室280との間のゲートが開いているとき、複数の原料容器120のうちの1つが原料貯蔵手段260から予熱室280の中に搬送される。この場合、搬送室140のロボット141のアームが予熱室280の2つのゲートを通過するのに十分な長さを有し得、かつアームは原料容器120を原料貯蔵手段260から予熱室280の中に搬送し得る。あるいは、搬送室140およびロボット141と同一または同様である他のユニット(図示せず)が、原料貯蔵手段260と予熱室280との間に更に提供され得、よって原料容器120がこのユニットによって搬送され得る。次いで、上述したように、原料を収容する原料容器120の予熱プロセスが予熱室280で行われる。
プロセス室110において先行精製工程が完了すると、原料貯蔵手段260は変位されて搬送室140に連結される、およびロボット141は精製工程後に空の原料容器120を搬送室140へ搬送し、次いで、原料貯蔵手段260へ搬送し、原料貯蔵手段260において空の原料容器120を積み重ねる。この時点で、予熱プロセスが予熱室280において同時に行われ得る。
予熱プロセスが完了すると、ロボット141は予熱された原料を収容する原料容器120を予熱室280から搬送室140の中に搬送する。プロセス室110のゲートが開いているとき、ロボット141は原料を収容する原料容器120をプロセス室110の中に再び装入し、精製工程がプロセス室110にて行われる。
図2aの昇華精製装置200では、搬送室150はゲート114を介してプロセス室110の端部に連結される。冷却室290は搬送室150のゲートを介して搬送室150に連結され、精製材料貯蔵手段270が冷却室290のゲートを介して冷却室290に連結される。プロセス室110、搬送室150、精製材料貯蔵手段270、および冷却室290はプロセスにおいて必要に応じて互いから分離され得る。
精製材料を収容する1つ以上の空の精製材料捕集器130は精製材料貯蔵手段270において積み重ねられる。あるいは、精製材料貯蔵手段270は、精製材料貯蔵手段270に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。プロセス室110の精製工程前に空の精製材料捕集器130をプロセス室110の中に搬送するために、冷却室290に連結されていた、精製材料貯蔵手段270は、搬送室150に変位される。搬送室150と精製材料貯蔵手段270との間のゲートが開いているとき、ロボット151は複数の空の精製材料捕集器130のうちの1つを精製材料貯蔵手段270から搬送室150へ搬送する。プロセス室110のゲートが開いているとき、ロボット151は精製材料を収容する精製材料捕集器130をプロセス室110の中に搬送する。
精製工程がプロセス室110において完了すると、プロセス室110のゲート114が再び開いて、ロボット151が精製材料を収容する精製材料捕集器130を搬送室150の中に取り出す。搬送室150と冷却室290とを連結するゲートが開いているとき、ロボット151は精製材料捕集器130を冷却室290へ搬送する。冷却室290のゲートは閉じて、冷却室290は精製材料捕集器130に収容されている精製材料を冷却する。
加えて、ロボット151は次の精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130を精製材料貯蔵手段270から搬送室150へ搬送し、空の精製材料捕集器130をプロセス室110の中に搬送し、次いで、次の精製工程が行われる。この時点で、冷却工程が冷却室290において同時に行われ得る。
冷却工程が冷却室290において完了すると、図2aに示されるように、精製材料貯蔵手段270は冷却室290へ変位および連結される。冷却室290と精製材料貯蔵手段270との間のゲートが開いているとき、精製材料を収容する精製材料捕集器130は冷却室290から精製材料貯蔵手段270へ取り出される。この場合、搬送室150のロボット151のアームが冷却室290の2つのゲートを通過するのに十分な長さを有し得、アームは精製材料捕集器130を冷却室290から精製材料貯蔵手段270まで搬送し得る。あるいは、搬送室150およびロボット151と同一または同様な他のユニット(図示せず)が精製材料貯蔵手段270と冷却室290との間に更に提供され得、したがって精製材料捕集器130はユニットによって搬送され得る。
図2bは、図2aに示される装置を部分的に改変する昇華精製装置200’を示す。図2bの昇華精製装置200’は精製工程後に空の原料容器120を貯蔵する独立の貯蔵手段261を更に備える。図2aでは、精製工程前に原料を収容する原料容器120と精製工程の後の空の原料容器120の両方が原料貯蔵手段260に貯蔵され、原料貯蔵手段260は搬送室140のゲートまたは予熱室280のゲートのいずれかに変位され、かつ対応するプロセスに従って選択的に搬送室140および予熱室280に連結される。図2bに示される昇華精製装置200’では、原料貯蔵手段260が予熱室280に連結されている。原料を収容する原料容器120は原料貯蔵手段260から予熱室280の中に装入され、精製工程後の空の原料容器120は搬送室140に連結されている独立の貯蔵手段261に貯蔵される。
図2bを再び参照して、本発明の昇華精製装置200’は、精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130が貯蔵されている独立の貯蔵手段271を更に備える。図2aの昇華精製装置200では、精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130と精製工程後に精製材料を収容する精製材料捕集器130の両方が精製材料貯蔵手段270に貯蔵されるように、精製材料貯蔵手段270は搬送室150のゲートまたは冷却室290のゲートのいずれかに変位され、かつ対応するプロセスに従って搬送室150および冷却室290に選択的に連結される。図2bに示される昇華精製装置200’では、精製材料貯蔵手段270は冷却室290に連結され、精製材料を収容する冷却精製材料捕集器130は冷却室290から精製材料貯蔵手段270の中に取り出されかつ精製材料貯蔵手段270に貯蔵される。精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130は搬送室150に連結されている独立の貯蔵手段271に貯蔵され、次いで、精製工程のために搬送室150の中に搬送される。
図3aは、本発明の他の実施形態に係る昇華精製装置300を示す。図3aの昇華精製装置300では、搬送室140がゲート113を介してプロセス室110の一端部に連結され、原料貯蔵手段360が搬送室140の他のゲートを介して搬送室140に連結されている。予熱室380は、原料貯蔵手段360のゲートを介して原料貯蔵手段360に連結されている。プロセス室110、搬送室140、原料貯蔵手段360、および予熱室380はプロセスにおいて必要に応じて互いから分離され得る。
精製工程前に原料を収容する原料容器120および精製工程後の空の原料容器120は原料貯蔵手段360に貯蔵される。あるいは、原料貯蔵手段360は原料貯蔵手段360に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。
複数の原料容器120のうちの1つが、ロボット141によって原料貯蔵手段360から予熱室380の中に搬送され、原料を収容する原料容器120に対する予熱プロセスが予熱室380で行われる。予熱プロセスが完了すると、ロボット141は予熱された原料を収容する原料容器120を予熱室380から原料貯蔵手段360を通って搬送室140へ搬送し、次いで、原料容器120をプロセス室110の中に再び装入する。精製工程がプロセス室110で行われる。
精製工程がプロセス室110で完了すると、ロボット141は精製工程後に空の原料容器120を搬送室140へ搬送し、次いで、空の原料容器120を原料貯蔵手段360へ搬送しかつ空の原料容器120を原料貯蔵手段360に積み重ねる。この時点で、次の予熱プロセスが予熱室380で同時に行われ得る。
ここで、原料容器120がロボット141によって原料貯蔵手段360と予熱室380間を搬送されると説明されてきた。あるいは、搬送室140およびロボット141と同一または同様である他のユニット(図示せず)が、原料貯蔵手段360と予熱室380との間に更に提供され得、したがって原料容器120が搬送ユニットによって搬送され得る。
図3aの昇華精製装置300では、搬送室150がゲート114を介してプロセス室110の端部に連結される。精製材料貯蔵手段370が、搬送室150の他のゲートを介して搬送室150に連結され、冷却室390が精製材料貯蔵手段370のゲートを介して精製材料貯蔵手段370に連結される。プロセス室110、搬送室150、精製材料貯蔵手段370、および冷却室390はプロセスにおいて必要に応じて互いから分離され得る。
精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130および精製工程後の精製材料を収容する精製材料捕集器130は、精製材料貯蔵手段370に貯蔵される。あるいは、精製材料貯蔵手段370は精製材料貯蔵手段370に連結される真空ポンプまたはバルブ(図示せず)を更に備え得る。
精製工程がプロセス室110で完了すると、ロボット151は精製材料を収容する精製材料捕集器130をプロセス室110から搬送室150へ取り出し、次いで、精製材料捕集器130を搬送室150から精製材料貯蔵手段370を通って冷却室390まで搬送する。冷却室390は、精製材料捕集器130に収容されている精製材料を冷却する。冷却工程が冷却室390で完了すると、ロボット151は精製材料を収容する冷却された精製材料捕集器130を冷却室390から精製材料貯蔵手段370の中に取り出し、次いで、精製材料捕集器130が精製材料貯蔵手段370に貯蔵される。
加えて、ロボット151は次の精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130を精製材料貯蔵手段370から搬送室150へ搬送し、精製材料捕集器130をプロセス室110の中に搬送し、次いで、次の精製工程が行われる。この時点で、冷却工程が冷却室390で行われ得る。
ここでは、精製材料捕集器130が搬送室150に設置されているロボット151によって精製材料貯蔵手段370と冷却室390間を搬送されると説明されてきた。あるいは、搬送室150およびロボット151と同一または同様である他のユニット(図示せず)が精製材料貯蔵手段370と冷却室390との間に更に提供され得る。
図3bは、図3aに示される装置を部分的に改変している昇華精製装置300’を示している。図3bの昇華精製装置300’では、原料を収容する原料容器120が原料貯蔵手段360に貯蔵され、精製工程後の空の原料容器120が独立の貯蔵手段361に貯蔵される。原料貯蔵手段360および独立の貯蔵手段361は、対応する工程に従って搬送室140または予熱室180に連結されるように、左側/右側方向に、上側/下側方向に、または他の様々な方向に変位され得る。
図3bを再び参照して、昇華精製装置300’では、精製材料を収容する精製材料捕集器130は精製材料貯蔵手段370に貯蔵され、精製工程に使用されるべき空の精製材料捕集器130は独立の貯蔵手段371に貯蔵される。精製材料貯蔵手段370および独立の貯蔵手段371は、対応するプロセスに従って搬送室150または冷却室160に連結されるように左側/右側方向に、上側/下側方向に、または他の様々な方向に変位され得る。
図4は、本発明の別の実施形態に係る昇華精製装置を示し、これは図1aの装置100に従って装置を部分的に改変している。図1の搬送室140は複数のゲートを有する。しかしながら、この実施形態では、搬送室440は1つのゲートを有し得、かつ搬送室440は回転および/または変位され、かつプロセス室110、原料貯蔵手段160、もしくは予熱室180に連結される。次に、対応する工程が行われる。同様に、取り出し工程に使用される搬送室450は1つのゲートを有し得る。搬送室450は回転および/または変位され、かつプロセス室110、精製材料貯蔵手段170、もしくは冷却室190に連結される。次に、対応する工程が行われる。
上記のように、本発明の本実施形態は原料容器120および精製材料捕集器130を搬送する手段としてロボット141および151を使用する。あるいは、ロボット141および151はリモートコントローラもしくは任意の他の自動輸送手段によって制御されたコンベヤーベルトであり得る。
図5aは本発明の別の実施形態に係るスペーサを更に備える昇華精製装置の一部分を示す。図5aのプロセス室510はスペーサ515を更に備え、これは原料容器120および精製材料捕集器130をプロセス室110の内側表面から離れさせる。好ましくは、スペーサ515はプロセス室510の外側管511上に取り付けられる。
図5bは、図5aの昇華精製装置500の断面図を示している。スペーサ515はプロセス室510の外側管511の内側表面上に取り付けられている。それによって、外側管511の内側表面と原料容器120および精製材料捕集器130の外側表面との間に空間が形成され、かつロボット141および151のアームが空間の中に動き得る。
このようなスペーサ515は外側管511の内側表面上に取り付けられ、したがってスペーサ515は損傷を受けにくくかつスペーサ515の耐久性が増大する。一方、スペーサ515の長さは原料容器120または精製材料捕集器130の長さほど長くはないが、スペーサ515は図5aに示すように精製材料捕集器130の原料容器120の一部分を支持することで十分である。それによって、スペーサ515を生産するコストは低減される。しかしながら、本出願は上記に限定されるべきではなく、スペーサ515はプロセス室515の内側表面から分離され得、かつ様々な改変または変更が可能である。
スペーサ515は金属等で作製され得るだけでなく、ヒータ112からの放射熱が原料容器120および精製材料捕集器130まで正常に伝熱されるように好ましくは石英、ガラス、またはホウケイ酸塩等の透明材料でも作製され得る。スペーサ515が非透明材料で作製される場合には、非透明スペーサによって遮蔽される部分は、原料容器120および精製材料捕集器130の他の部分よりも少なく加熱され得る。したがって、スペーサ515を透明材料で作製するのが好ましい。
プロセス室510での昇華精製工程は以下の通りである。プロセス室510の一端部のゲート513が開いているとき、ロボット141は原料容器120を持ち上げ、ロボットアームで原料容器120を外側管511の中に装入する。ロボット141は原料容器120をスペーサ515の上に置きかつロボットアームが外側管511と原料容器120との間にスペーサ515によって形成される空間を通ってプロセス室510から退出してゲート513が閉じる。
同様に、プロセス室510の一端部のゲート514が開いているとき、ロボット151は精製材料捕集器130を持ち上げ、ロボットアームで精製材料捕集器130を外側管511の中に装入する。ロボット151は精製材料捕集器130をスペーサ515の上に置きかつロボットアームが外側管511と精製材料捕集器130との間にスペーサ515によって形成される空間を通ってプロセス室510から退出して、ゲート514が閉じる。
昇華精製工程が完了すると、ゲート513が開けられ、ロボット141のロボットアームが、外側管511と精製材料捕集器130との間にスペーサ515によって形成される空間の中に移動して、原料容器120を持ち上げてプロセス室510から原料容器120を取り出す。同様に、ゲート514が開いているとき、ロボット151のロボットアームが外側管511と精製材料捕集器130との間にスペーサ515によって形成される空間の中に移動する。そして、ロボット151は精製材料捕集器130を持ち上げて精製材料捕集器130をプロセス室510から取り出す。
図6は、本発明に係る他のスペーサを更に備える昇華精製装置600の一部分を示す。スペーサ615はロッドとして形成され得る。
図7aおよび7bは、本発明に係る他のスペーサを更に備える昇華精製装置700の一部分を示す。スペーサ715の、ゲート713に面している、一端部は傾斜平面を含む。また、スペーサ715の、ゲート714に面している、一端部は傾斜平面を含む。図7aに示されるように、傾斜平面を含むスペーサ715の高さは容器120および捕集器130がプロセス室710の中に装入される方向に従って増大する。それによって、原料容器120または精製材料捕集器130がプロセス室710の中に装入されるとき、スペーサ715との衝突に起因して原料容器120または精製材料捕集器130の破損が防止され得る。この傾斜平面は図7aに示すように平面であってよいし、また図8に示すように曲面であってもよい。
図9は、本発明に係る他のスペーサを更に備える昇華精製装置900の一部分を示している。スペーサ915は、図5bとは異なって、外側管911の底部の中間に取り付けられる。好ましくは、原料容器120または精製材料捕集器130が外側管911の底部上へ落下するのを防止するために、スペーサ915の内側表面は原料容器120または精製材料捕集器130の外側表面と同一または同様の形状にしてもよい。
一方、スペーサの形状は上記のものに限定されない。六面体、円筒、楕円柱等の様々な形状が可能である。スペーサの外側表面は、外側管の内側表面と同一または同様の形状にしてもよい、あるいは平面であってもよい。
スペーサは、上記におけるプロセス室の外側管の外側表面上に取り付けられるが、本出願は上記のものに限定されない。スペーサは搬送室140および150、原料貯蔵手段160、精製材料貯蔵手段170、予熱室180、冷却室190等の外側表面上に取り付けられるのが好ましい。
ここまで、本発明は上記に開示される例示の実施形態に関して説明されてきた。これらの実施形態は本発明の本質的な特性から逸脱せずに改変された態様で実施され得ることが当業者によって理解され得る。したがって、この開示される実施形態は本発明を説明するものであって、本発明を限定するものでないと見なされるべきである。本発明の範囲は上記の記載ではなく添付の請求項によって決定され、かつそれらに準じる範囲内でのすべての相違は本発明に含まれるものと解釈されるべきである。
参照符号の説明
100:昇華精製装置、110:プロセス室、120:原料容器、130:精製材料捕集器、141:ロボット、151:ロボット、160:原料貯蔵手段、170:精製材料貯蔵手段、180:予熱室、190:冷却室
100:昇華精製装置、110:プロセス室、120:原料容器、130:精製材料捕集器、141:ロボット、151:ロボット、160:原料貯蔵手段、170:精製材料貯蔵手段、180:予熱室、190:冷却室
Claims (7)
- 昇華精製装置であって、
原料を収容する容器をプロセス室の中に装入するためのアームを有する第1のロボットと、
昇華精製工程を行って前記原料から精製材料を取得するためのプロセス室であって、前記原料を収容する前記容器および精製材料を捕集する捕集器が前記プロセス室内の所定の場所に位置する、プロセス室と、
前記精製材料を収容する前記捕集器を前記プロセス室から取り出すためのアームを有する第2のロボットと、を備え、
前記プロセス室が、前記プロセス室と前記容器および前記捕集器のそれぞれとの間に位置付けられるスペーサを更に備え、それによって前記容器および前記捕集器のそれぞれが前記プロセス室から離間されるようになっている、昇華精製装置。 - 前記スペーサが前記プロセス室の内側表面上に取り付けられる、請求項1に記載の昇華精製装置。
- 前記スペーサが複数のスペーサとして構成され、前記複数のスペーサが間隔をあけて配置される、請求項1に記載の昇華精製装置。
- 前記スペーサが前記プロセス室の長手方向に沿って位置付けられ、
前記スペーサの上部表面の一部分が、前記プロセス室のゲートへ向けて下向きに傾斜している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の昇華精製装置。 - 前記スペーサが透明材料で作製される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の昇華精製装置。
- 前記透明材料が石英、ガラス、またはホウケイ酸塩である、請求項4に記載の昇華精製装置。
- 前記スペーサが金属で作製される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の昇華精製装置。
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