JP2015533641A - 昇華精製装置 - Google Patents

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

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。

本発明の一実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明の一実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明の別の実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明の別の実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明の他の実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明の他の実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明の他の実施形態に係る昇華精製装置を示す。 本発明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の昇華精製装置の断面図を示す。 本発明に係る別のスペーサを更に備える昇華精製装置の一部分を示す。 本発明に係る他のスペーサを更に備える昇華精製装置の一部分を示す。 図７ａの昇華精製装置の断面図を示す。 本発明に係る他のスペーサを更に備える昇華精製装置の一部分を示す。 本発明に係る他のスペーサを更に備える昇華精製装置の一部分を示す。

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

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
   
   

Images