利用離子液體的有機材料提純方法及提純裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于離子液體工藝的有機材料提純方法及提純裝置，更具體地說，本 發(fā)明涉及作為篩選多種離子液體（Ionic liquids)和提純對象有機材料之間最佳提取組合 的裝置，即使使用微量的〇LED(Organic Light Emitting Diodes)有機材料，還能用實驗迅 速地確認何種離子液體最適合于對象有機材料再結晶化的有機材料簡易提純方法及提純 裝置。
[0002] 另外，本發(fā)明也涉及將離子液體作為過濾器可以大量提純OLED有機材料的有機 材料提純方法及提純裝置。
【背景技術】
[0003] 最近OLED顯示裝置被關注作為下一代顯示裝置。其理由是不僅不需要無機LED 所需求的高驅動電壓，還具有自身發(fā)光、薄片、快速響應時間、廣視角等的優(yōu)點和因各種有 機化合物易于彩色化的優(yōu)點。這種OLED是指空穴和電子在發(fā)光層再結合后以激發(fā)態(tài)形成 激發(fā)子（exciton)，從形成的激發(fā)子的能量放出特定波長光的發(fā)光元件。
[0004] 圖1是顯示OLED結構的概念圖。如圖1所示，OLED是在玻璃等的透明基板 (Glass) 110 上依序形成陽極（Anode) 120,空穴注入層（Hole injection layer:HIL) 130， 空穴傳輸層（Hole transport layer:HTL) 140,有機發(fā)光層（Emission layer:EML) 150， 電子傳輸層（Electron transport layer:ETL) 160，電子注入層（Electron injection layer:EIL) 170及陰極（Cathode) 180的多層結構所構成。
[0005] 制作如上所述多層結構的OLED需要用于發(fā)光及傳輸電荷的有機物。但是，因為這 種有機物不僅干預電子和電動的注入，而且直接干預空穴和電子的再結合，所以有機物的 純度是影響OLED的彩色，發(fā)光效率及壽命的非常重要的因素。即，有機物內(nèi)的少量雜質不 僅是增加注入電荷的熄滅幾率，降低空穴和電子的再結合幾率而降低發(fā)光效率，而且由于 雜質的添加形成新的能級是降低發(fā)光彩色純度的因素。
[0006] 因此，為了完成高輝度、高效率、長壽命的電場發(fā)光元件，包含電場發(fā)光元件結構 的優(yōu)化、空穴（或是電子）注入及傳輸特性良好的新材料開發(fā)、以及有機發(fā)光層的新材料開 發(fā)在內(nèi)，需要提高OLED有機物的純度。
[0007] 另一方面，提純OLED有機物通常利用溶劑的再結晶或升華的再結晶方法。升華的 再結晶方法是在真空下升華有機材料后再結晶，所以有不含雜質的特性。因此，有機電場發(fā) 光元件的有機材料的提純方法通常使用升華提純方法。
[0008] 在此，升華（sublimate)是指在相平衡圖的三相點以下的溫度和壓力下產(chǎn)生的 氣體-固體相的迀移現(xiàn)象。即使在常壓下加熱分解的物質，在三相點以下的低壓下，在較 高的溫度也保持不分解的狀態(tài)。利用這種性質在能控制溫度斜率的升華裝置中，對混合 物加熱以物質尚未分解的狀態(tài)與不同升華點的雜質分離的操作稱為真空升華法（vacuum sublimation method)。這種真空升華法是純粹的物理方法，因不使用補助試劑或其余的化 學方法，具有無試劑污染、高分離度的優(yōu)點，對OLED有機材料的提純是有用的方法。
[0009] 目前，通常使用的OLED有機材料的提純方法是連續(xù)升華（train sublimation)提 純法。此方法是在中空的長管末端置放提純對象材料，利用真空泵將管的內(nèi)部抽成真空的 狀態(tài)下，用加熱器對管加熱在整個管上形成溫度斜率。由此，根據(jù)要分離的材料和雜質的升 華點的不同，利用再結晶位置的差異可以分離材料。根據(jù)情況，自從溫度高處向溫度低處， 在真空度不會降低很多的范圍內(nèi)，流動與構成提純裝置的材料不反應的氮或惰性氣體，作 為搬運有機材料氣體的運輸氣體。這種運輸氣體起圓滑地流動有機材料氣體的作用。
[0010] 圖2是概略地顯示用于執(zhí)行連續(xù)升華提純法的根據(jù)現(xiàn)有技術的升華提純裝置構 成關系的構成圖。如圖2所示，有機材料原料放在坩堝240中，將坩堝240配置在第2石英 玻璃管210內(nèi)一側。另一方面，第2石英玻璃管210的外側是第1石英玻璃管220圍繞的 結構。在此，雖然沒有顯示坩堝240,其構成是正好套進在開放兩端部的中空圓筒石英管的 兩端部，并由不銹鋼材料制成，具有一對有孔的蓋。
[0011] 加熱器250設置得圍繞第1石英玻璃管220的一側。此時，加熱器250設置在對 應坩堝240位置的位置。真空泵230是設置在第2石英玻璃管210的另一側，起保持第2 石英玻璃管210內(nèi)部真空狀態(tài)的作用。
[0012] 具有上述結構的升華提純裝置200是首先利用真空泵230將第2石英玻璃管210 的內(nèi)部抽成真空狀態(tài)，將小量的運輸氣體流向設置有真空泵230的第2石英玻璃管210整 體，形成微細的壓力斜率。并且，利用加熱器250慢慢加熱在第2石英玻璃管210整體形成 溫度斜率，此時形成的溫度分布顯示正態(tài)分布曲線的形狀。
[0013] 另外，當坩堝240的溫度高過其所含的提純對象有機材料原料的升華點時，材料 開始升華，此時形成的氣體分子向坩堝240的外部流出后，由壓力斜率的作用開始向設置 有真空泵230的方向移動。此時，比有機材料原料的升華點高的雜質就滯留在坩堝240內(nèi) 部。
[0014] 設置有真空泵230的方向移動的氣體分子在具有升華點以下溫度的第2石英玻璃 管210區(qū)間再迀移到固體相，在第2石英玻璃管210的內(nèi)側表面形成結晶。圖面符號260表 示在第2石英玻璃管210的內(nèi)側表面以結晶狀態(tài)形成的提純材料。另外，經(jīng)過一定時間后 停止加熱慢慢冷卻到室溫，解開第2石英玻璃管210刮出并回收結晶狀態(tài)的提純材料260。
[0015] 然而，在OLED使用的有機材料（提純材料）必須是雜質含量極小的高純度狀態(tài)， 因此只靠一次的提純很難獲得所需純度的材料。因此，利用圖2所示裝置的提純方法是需 要反復數(shù)次升華提純過程才能獲得高純度的材料，反復的提純過程所需的操作時間長，不 適合大量生產(chǎn)。
[0016] 另外，因為要經(jīng)過多步升華提純工序，只能獲得初期投入有機材料的70%以下的 提純量，具有成本高、耗電量多的問題。
[0017] 換句話說，升華提純法為例，雖然具有利用有機材料的升華點差異將原料物質可 以提純成高純度有機物質的優(yōu)點，但是提純過程在反復升華-冷凝的過程中相當量的有機 物質與惰性氣體一起排出而損失，具有最終提純物質對比出發(fā)物質的收率非常低的問題。 另外，還有根據(jù)各有機材料優(yōu)化提純設備時消耗巨大時間和費用的問題。
[0018] 為了解決上述問題，本發(fā)明人要提供，利用在真空中亦能使用的離子液體作為溶 劑，通過選定有機材料的提純溫度、最合適的離子液體等，迅速地優(yōu)化基于離子液體工序的 提純工序參數(shù)，能大量提純OLED有機材料的基于離子液體工序的嶄新有機材料提純工序。
[0019] 可是，由于OLED有機材料的原料的價錢太貴，要實驗基于離子液體工序的大量提 純工序，具有費用等的現(xiàn)實障礙。因此，需要以實驗室的水準，將各種離子液體作為對象迅 速地確認目的有機材料的升華氣體是否再結晶化，并研宄這種再結晶化的離子液體的溫 度、壓力條件及隨溫度的溶解度變化等，探索新提純工序的可能性并優(yōu)化工序條件的簡易 提純裝置。由此，可以期待節(jié)省基于離子液體工序的新大量提純工序的工序費用、節(jié)省優(yōu)化 工序所需時間等的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明要解決的技術課題
[0021] 因此，本發(fā)明是為了解決如前所述的現(xiàn)有技術問題而提出，其目的是提供，利用在 真空中穩(wěn)定的尚子液體使小量的有機材料再結晶化，在實驗上可以確認有機材料提純工序 的，利用離子液體的有機材料簡易提純方法及提純裝置。
[0022] 另外，本發(fā)明的另一目的是提供，將在真空中穩(wěn)定的離子液體作為過濾器可以方 便地大量提純生產(chǎn)OLED有機材料的，利用離子液體的有機材料提純方法及提純裝置。
[0023] 解決課題的技術手段
[0024] 為了完成如上所述的目的，根據(jù)本發(fā)明的利用離子液體的有機材料簡易提純方 法，是利用有機材料簡易提純裝置的提純方法，所述提純裝置包含：真空氣氛的加熱腔體， 其設置有收容含雜質的OLED (Organic Light Emitting Diodes)有機材料原料的坩堝；以 及涂布有離子液體的基板，其設置在所述加熱腔體內(nèi)，所述提純方法，其特征在于，包含：將 所述坩堝加熱到所述有機材料原料升華點的加熱步驟；在所述加熱步驟中產(chǎn)生的所述有機 材料原料的升華氣體沉積在所述離子液體的沉積步驟；以及所述升華氣體在所述離子液體 中再結晶化的再結晶化步驟。
[0025] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述再結晶化步驟之后，還包含將所述再結晶化 的有機材料從所述尚子液體分尚的分尚步驟。
[0026] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，在所述再結晶化步驟中，為了調(diào)整所述離子液體 的溶解度，調(diào)整所述離子液體的溫度。
[0027] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，在所述再結晶化步驟中，將所述基板的溫度保持 在室溫~200°C范圍內(nèi)。
[0028] 另外，為了完成如上所述的目的，根據(jù)本發(fā)明的利用離子液體的有機材料簡易提 純裝置，包含：將含雜質的OLED有機材料原料加熱升華的真空氣氛的升華手段；使升華的 有機材料的升華氣體沉積在所述離子液體的表面，在所述離子液體中再結晶化的真空氣氛 的再結晶化手段；以及控制操作所述升華手段和所述再結晶化手段的控制手段。
[0029] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述升華手段包含：收容所述有機材料原料的坩 堝；設置有所述坩堝并具有一定內(nèi)部容積的加熱腔體；將所述加熱腔體的內(nèi)部保持真空狀 態(tài)的真空泵；對所述坩堝加熱的第1加熱器；以及將所述坩堝的上部側選擇地開放或封閉 的快門（shutter)。
[0030] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述快門的構成是覆蓋所述坩堝的上端或是與所 述坩堝的上端相隔一定距離覆蓋。
[0031] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述再結晶化手段包含：涂布所述離子液體的基 板；支持所述基板的護板；固定設置在所述加熱腔體上部的第2加熱器；以及形成在所述第 2加熱器的下部支持所述護板的支持部件。
[0032] 另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述再結晶化手段還包含設置在所述支持部件測 定所述基板溫度的熱電偶（thermocouple)，所述控制手段利用所述