專利名稱：有機小分子升華純化方法
技術領域：
本發明涉及有機化合物領域，特別是涉及有機小分子的純化即一種改進的升華提純的方法。
背景技術：
在過去的幾十年期間，有機電子器件取得了很大的進步，比如0LED(有機電致發光器件)、OTFT (有機薄膜晶體管)、OPV (有機太陽能電池)等，其中尤其OLED材料，由于具有自發旋光性、高對比、高反應速率、廣視角，低耗電、全彩化、制作過程簡單等優點，在國內外已經被確認為可應用于下一代的新型平板顯示器技術，近些年來OLED材料受到了研究界和產業界的廣泛關注。
自柯達的鄧青云及Van Slyke針對OLED材料的開創性工作開始后，OLED材料的應用和工業化取得了很快的進步。對于OLED器件而言，在諸多影響其器件性能的因素中，OLED材料主物質的純度是最重要因素之一，因為它不僅直接影響著器件的性能，而且還影響其可靠性。實際上，由于OLED材料純度直接影響著其內部電荷(電子和空穴)傳輸能力，因而純度在有機電子器件中是考察其性能的最重要的因素之一。目前OLED材料從技術方向分成兩大類小分子有機材料和高分子材料。從目前已經商業化的產品來看，大部分的廠家均使用小分子的OLED有機材料。目前獲得高純度的小分子有機材料的純化工藝主要有如下幾種，比如分區熔融法、色譜比較法、原位過濾技術，及溫度梯度升華分離法等等。在這些方法中，由于大部分有機小分子物質在大氣壓或者低壓下不存在液相狀態，所以溫度梯度升華技術是有機半導體小分子材料的最有用和最常見的一種純化方法。目前國內外眾多的OLED材料研究者和生產廠商均使用這種工藝技術進行有機小分子OLED高純材料的生產。這種方法的原理主要是設定一個溫度梯度，采用逐步升溫的方式來加熱升華管將主物質和雜質分離從而進行提純。如圖I所示。在圖I所示的加熱區I的加熱過程中，在惰性氣體氣流存在或不存在的情況下，主物質會富集在采集區2 (設定特定溫度的加熱區)附近的管內壁，而更多的揮發性雜質會被輸送沉積在距離主物質更遠的雜質區3，非揮發性雜質則留在盛放未純化舟內。這種方式原理簡單，然而，通常一次加熱升華純化無法滿足純度的要求，需要將主物質進行第二次升華甚至更多次的升華來達到足夠的純度，因此整個純化過程需要很大量時間和資源。由此可知，升華分離提純技術的改進對于獲得高純的材料，從而得到低成本、高效率的有機電子器件是很迫切的。
發明內容
針對上述領域的不足，本發明提供一種改進的有機小分子升華純化的方法，采用內部空間阻擋來改變升華物質的運行路徑，從而使主物質與雜質在升華過程中分離更好，升華收率更高。有機小分子升華純化方法，將待升華的有機小分子化合物放置于升華加熱管的加熱區內，開啟真空泵，加熱升華，主物質富集采集區，揮發性雜質富集雜質區，其特征在于在采集區內固定有障礙物，使氣體能從加熱區通過或繞過障礙物到達真空泵接口。所述雜質區內也固定有障礙物。所述障礙物為半圓板，交叉相錯固定于采集區的內壁上。所述障礙物為一帶若干通孔的圓板，采集區或/和雜質區由若干緊靠排列且緊貼升華管內壁的空心圓筒組成，所述每個圓筒內固定著一塊圓板，圓筒軸向與圓板平面方向成一定角度，圓筒與圓板構成空間阻隔單元。所述圓筒軸向與圓板平面方向垂直。所述通孔均勻分布在圓板上。 現有的升華加熱管均為一封閉式，其一端開設有真空泵接口，另一端可開或不可開進氣口，升華加熱管從遠離真空泵接口開始依次分為加熱區、采集區和雜質區，采集區和雜質區分別有貼壁圓筒，取出圓筒能分別收集升華物質和雜質。本發明在采集區設置若干障礙物，使得升華物質的通過路徑迂回曲折，從而使得主物質與揮發性雜質能更好分離，提高了采集區主物質的純度，同時由于障礙物的存在，使得真空泵抽走的物質量減少，損耗少，收率相對提高。同理，在采集區也可以固定障礙物，以進一步提高上述效果。障礙物可以設置為半圓形，由于兩個半圓板是交錯的，因此氣體可以繞過半圓邊通過，主物質或雜質會沉積在半圓板或采集區、雜質區的內壁上。可將半圓板設計成可拆式固定，這樣收集主物質或雜質時會方便。為進一步方便收集主物質或雜質，本發明將采集區和/或雜質區改成一個接一個的小圓筒式，圓筒內加圓形板，板上有通孔，圓筒與圓板溝成空間阻擋單元，因此在采集區和雜質區就由空間阻擋單元陣列組成，這樣氣體可以從孔里進出，取出時，是一個一個的小圓筒，方便收集。經過實驗證明，本發明的方法，有利于主物質與雜質的分離，有利于提高主物質的純度，而且損耗少。
圖I現有的OLED材料升華工藝示意圖，圖2本發明的升華工藝示意3本發明的采集區結構示意圖，圖4圖3的A-A向剖視5采用不同純化后的材料制作的器件性能曲線，圖6顯示在恒定電流密度50mA/cm2下亮度的變化曲線，圖中各標號列示如下I-加熱區,2_米集區,3_雜質區,4_圓筒，5_通孔,6_圓板,7_升華加熱管。
具體實施例方式如圖I-圖4所示，本發明升華加熱管7在采集區2和雜質區3內加裝了帶通孔5的圓板6，以此希望加熱區I升華的氣體的通過變得更迂回曲折，使主物質與雜質的分離效果更好；為了便于收集，本發明將采集區和雜質區設計了一排陣列式空間阻擋單元，空間阻擋由空心圓筒4和其筒內加裝帶通孔5的圓板6組成。本發明的帶通孔的圓板可以設計成各種形式的障礙物，以期氣體不是那么容易通過，只要保證氣體能穿過或是繞過即可，帶通孔的圓板是一種優選的形式。空心圓筒4的個數或是空心圓筒4的長度，以及通孔5的大小及數目可以按照主物質的分離容易來設計。通過對比發現，本發明的工藝(圖2)與傳統工藝(圖I)的區別是，在純化后材料的采集區2和雜質區3陣列有若干空間阻擋單元，其結構如圖3、4所示，這些單元材質根據所升華材料的不同可以采用石英、玻璃或者不銹鋼等。這種多個陣列的空間阻擋單元一起使用可以促進主物質與雜質的分離。對比實驗例為了驗證本發明工藝的優越性，本發明將它與傳統結構升華工藝進行了比較試驗，使用常見OLED材料NPB進行升華，我們采用IOOcm升華加熱管7，升華原材料位進氣口 大約IOcm處。IS氣流量控制在O-IOsccm,真空度控制在l-9xl(T4torr。傳統方法中，純化的材料沉積在升華管的內壁上，沉積區域覆蓋整個采集區甚至會和雜質區產生重疊。比如NPB在傳統系統里，沉積范圍在15cm到30cm，大部分雜質沉積雜質區域但會延伸到Alq收集區內。在本發明方法中，NPB的沉積范圍是5cm-15cm，沉積范圍大大窄于傳統方法。通過對產品產率的計算以及純化后材料的檢測發現，本發明方法較傳統方法最終純化產率提高10-20%，同時可以提高相同升華次數后產品的純度。產率的結果如表一表I :10g NPB 一次升華后兩個系統的收率比較
權利要求
1.有機小分子升華純化方法，將待升華的有機小分子化合物放置于升華加熱管的加熱區內，開啟真空泵，加熱升華，主物質富集采集區，揮發性雜質富集雜質區，其特征在于在采集區內固定有障礙物，使氣體能從加熱區通過或繞過障礙物到達真空泵接口。
2.根據權利要求I所述的方法，所述雜質區內也固定有障礙物。
3.根據權利要求I或2所述的方法，所述障礙物為半圓板，交叉相錯固定于采集區的內壁上。
4.根據權利要求I或2所述的方法，所述障礙物為一帶若干通孔的圓板，采集區或/和雜質區由若干緊靠排列且緊貼升華管內壁的空心圓筒組成，所述每個圓筒內固定著一塊圓板，圓筒軸向與圓板平面方向成一定角度，圓筒與圓板構成空間阻隔單元。
5.根據權利要求4所述的方法，所述圓筒軸向與圓板平面方向垂直。
6.根據權利要求4所述的方法，所述通孔均勻分布在圓板上。
全文摘要
本發明涉及“有機小分子升華純化方法”，將待升華的有機小分子化合物放置于升華加熱管的加熱區內，開啟真空泵，加熱升華，主物質富集采集區，揮發性雜質富集雜質區，其特征在于在采集區內固定有障礙物，使氣體能從加熱區通過或繞過障礙物到達真空泵接口。由于設置有障礙物，能進一步有效的將主物質與雜質分離開來。利用此方法升華出來的物質，通過純度檢測和OLED性能的測試，證實材料純度的提高。
文檔編號C07B63/00GK102924207SQ201110233398
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月13日 優先權日2011年8月13日
發明者戴雷, 蔡麗菲 申請人:廣東阿格蕾雅光電材料有限公司, 北京阿格蕾雅科技發展有限公司