KR101624610B1 - Method for purifying organic materials using ionic liquid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온성 액체를 이용하여 유기재료를 정제하는 방법에 관한 것으로서, 비정질 유기재료를 제공하는 유기재료 제공 단계; 상기 비정질 유기재료를 이온성 액체에 혼합하는 혼합 단계, 상기 이온성 액체와 혼합된 비정질 유기재료를 제1 온도에서 열처리하여 응집시키는 응집 단계 및 상기 이온성 액체로부터 응집된 유기재료를 분리하는 수득 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명에 의하면, 간단한 공정에 의해 저비용으로 비결정성 유기재료도 정제할 수 있고, 정제된 유기재료를 수득하기에 용이한 효과가 있다.The present invention relates to a method of purifying an organic material using an ionic liquid, comprising: providing an organic material for providing an amorphous organic material; A mixing step of mixing the amorphous organic material with an ionic liquid; an aggregation step of heat-treating and coagulating the amorphous organic material mixed with the ionic liquid at a first temperature; and an obtaining step of separating the aggregated organic material from the ionic liquid And a control unit. According to the present invention, an amorphous organic material can be purified at a low cost by a simple process, and the purified organic material can be easily obtained.

Description

이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법 {METHOD FOR PURIFYING ORGANIC MATERIALS USING IONIC LIQUID}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for purifying an organic material using an ionic liquid,

본 발명은 유기재료를 정제하는 방법에 관한 것으로, 특히 유기재료를 결정화시키지 않고 정제할 수 있고 정제된 유기재료를 간편하게 수득할 수 있는 정제 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for purifying an organic material, and more particularly, to a purification method capable of purifying an organic material without crystallizing and easily obtaining a purified organic material.

유기 전계 발광(EL; Electroluminescence) 소자, 유기 반도체 소자, 유기 광전 변환 소자, 유기 센서 소자 등 전자 소자에 유기재료를 사용하는 예가 점점 증가함에 따라, 유기 전자 소자 제조의 원료로 사용하기 위한 고품질의 유기재료를 저비용으로 제공하는 것이 점점 중요해지고 있다.2. Description of the Related Art As an example of using organic materials for electronic devices such as organic electroluminescence (EL) devices, organic semiconductor devices, organic photoelectric conversion devices, and organic sensor devices has been increasing, It is increasingly important to provide materials at low cost.

특히 유기 전계 발광 소자의 전자 주입층(Electron Injection Layer), 전자 전달층(Electron Transfer Layer), 정공 주입층(Hole Injection Layer), 정공 전달층(Hole Transfer Layer), 발광층(Emission Layer), 유기 광전 변환 소자의 광 흡수층, 유기 반도체 소자의 유기 반도체층 등에 사용되는 전도성 유기재료는 불순물이 포함되어 있으면 유기 전자 소자의 성능에 심각한 악영향을 주게 되므로, 바람직하게는 99.9% 이상의 고순도로 정제하는 과정이 반드시 필요하다.In particular, an organic electroluminescent device, such as an electron injection layer, an electron transfer layer, a hole injection layer, a hole transfer layer, an emission layer, The conductive organic material used for the light absorbing layer of the conversion element and the organic semiconductor layer of the organic semiconductor device has a serious adverse effect on the performance of the organic electronic device if impurities are contained therein. need.

또한, 최근에는 유기 전자 소자의 제조에 사용된 전도성 유기재료들을 회수하여 다시 정제하는 공정도 개발되는 추세이다. 예를 들어, 유기 전계 발광 소자는 진공 상태에서 전도성 유기재료들을 증발시켜 기판에 증착시키는 방식으로 제조되는데, 이때 기판에 증착되는 양은 증발된 유기재료의 10% 미만이며, 나머지는 공정장치 표면에 부착된다. 이때 공정장치 표면에 부착된 전도성 유기재료를 긁어내는 등의 방식으로 회수하더라도, 여기에는 각종 불순물들이 포함되어 있으므로, 이를 재사용하기 위해서는 고순도로 다시 정제하는 과정이 필수적으로 요구된다.Recently, a process for recovering and purifying conductive organic materials used in the production of organic electronic devices has also been developed. For example, an organic electroluminescent device is manufactured by evaporating conductive organic materials in a vacuum state and depositing them on a substrate, wherein the amount deposited on the substrate is less than 10% of the evaporated organic material, do. At this time, even if the conductive organic material attached to the surface of the processing apparatus is recovered by scraping or the like, various impurities are contained therein. Therefore, it is essential to refill the conductive organic material with high purity in order to reuse it.

현재 유기 전계 발광 소자 등 유기 전자 소자 제조에 사용되는 고순도의 전도성 유기재료를 실용화 가능한 수준으로 대량 정제하기 위한 방법으로는 논문[H.J.Wagner, el al., Journal of Materials Science, 17, 2781 (1982)]에 개시된 승화정제법이 유일하게 사용되고 있다. 승화정제법은 전도성 유기재료와 그 안에 포함된 불순물들의 승화점 차이를 이용한 정제방법으로, 진공 상태로 유지되는 관 내부의 길이 방향 일단부에 배치된 전도성 유기재료를 승화점 이상으로 가열하여 승화시키고 관 내부의 길이 방향 타단부 영역에서 전도성 유기재료가 냉각되어 재결정화되도록 함으로써 불순물이 제거된 고순도의 전도성 유기재료를 얻는 방법이다.(HJWagner, el al., Journal of Materials Science, 17, 2781 (1982)) discloses a method for mass-refining conductive organic materials of high purity used in the production of organic electronic devices such as organic electroluminescent devices, Is the sole use of the sublimation purification method. The sublimation purification method is a purification method using a difference between sublimation points of a conductive organic material and impurities contained therein, in which a conductive organic material disposed at one longitudinal end portion in a tube maintained in a vacuum state is sublimated And the conductive organic material is cooled in the other end region in the longitudinal direction inside the tube to be recrystallized, thereby obtaining a highly pure conductive organic material from which the impurities have been removed.

그러나 승화정제법에 의하면 재결정화되어 관 내벽에 증착된 정제 유기재료를 수작업으로 긁어내어 채취하여야 하므로 그 수득이 용이하지 않고, 관의 길이 방향 타단부에 연결된 진공펌프에 의한 펌핑 동작으로 인해 상당량의 전도성 유기재료가 관 내벽에 증착되지 않은 채 유실되며, 이에 더하여 관 내벽에 증착된 전도성 유기재료를 불순물과 섞이지 않도록 채취하는 과정에서도 전도성 유기재료의 손실을 막기 어려워, 결과적으로 정제물의 수득률이 60~70% 정도에 그치는 한계가 있다.However, according to the sublimation purification method, the purified organic material deposited on the inner wall of the tube is recrystallized and must be scraped off by hand, so that it is not easy to obtain. Due to the pumping operation by the vacuum pump connected to the other end in the longitudinal direction of the tube, The conductive organic material is not deposited on the inner wall of the tube and is lost. In addition, the conductive organic material deposited on the inner wall of the tube is difficult to prevent the conductive organic material from being lost even in the process of collecting the conductive organic material not mixed with the impurities. As a result, There is a limit of 70%.

또한, 승화정제법은 일반적으로 1회 공정만으로는 원하는 정도의 고순도 유기재료를 얻을 수 없어, 통상 3회 이상 동일한 공정을 반복하여야 하는 등 공정이 복잡한 문제가 있다. 또한 기상법의 특성상 고온, 고진공 및 긴 공정 시간이 소요되고 대량 정제를 위해서는 승화정제기를 대형화하여야 하므로 정제 효율 면에서 한계가 있을 뿐만 아니라, 승화온도 차이를 이용하는 방법이기 때문에 정제 대상이 바뀌게 되면 안정적인 수율이 얻어지기까지 오랜 기간의 공정 및 장비 최적화가 필요하다는 문제가 있다. 그리고 이러한 문제점들은 결국 비용 상승의 원인이 되므로, 승화정제법은 저비용으로 유기재료를 정제하는 데에는 한계가 있는 방법이다.In addition, the sublimation purification method generally involves a complicated process such as the necessity of repeating the same process three times or more since a high-purity organic material can not be obtained in a desired degree by a single process. In addition, due to the nature of the meteorological method, high temperature, high vacuum, and long process time are required. In order to mass-purify, the sublimation purifier must be enlarged. Therefore, the purification efficiency is limited. There is a problem that a long period of process and equipment optimization is required until it is obtained. These problems ultimately lead to a cost increase. Therefore, the sublimation purification method has a limitation in refining organic materials at low cost.

승화정제법 외의 정제방법으로는 유기재료의 결정화를 이용한 정제벙법이 있는데, 예를 들어 한국등록특허 제1363241호에 개시된 바와 같이 고온에서 유기용매에 유기재료를 용해시킨 후 저온에서 재결정으로 석출시키는 과정에서 불순물이 분리되도록 하는 정제 방법이 있다. 그러나, 전도성 유기재료의 경우 용해 가능한 유기용매의 종류가 제한적이고 용해 가능하더라도 용해도가 매우 낮으며, 정제과정에서 유기용매와의 반응 등으로 불순물이 포함될 가능성이 있어, 정제 순도 및 수득률에 한계가 있다. As a purification method other than the sublimation purification method, there is a purification method using crystallization of an organic material. For example, as disclosed in Korean Patent No. 1363241, an organic material is dissolved in an organic solvent at a high temperature and then precipitated by recrystallization at a low temperature And the like. However, in the case of conductive organic materials, the types of soluble organic solvents are limited and even if they are soluble, they are very low in solubility, and there is a possibility that impurities may be contained due to reaction with an organic solvent during purification, and there is a limitation in purification purity and yield .

또한 일반적으로 유기재료의 용해도는 온도에 대략 비례하므로 대량의 유기재료를 재결정으로 석출시키기 위해서는 넓은 온도 범위에서 온도를 변화시켜야 하는데 유기용매는 비등점(boiling point)이 낮은 특성상 액체로 존재하는 온도 영역이 좁다는 점에서도 정제물을 높은 수득률로 얻는 것이 사실상 불가능하다.In general, the solubility of an organic material is approximately proportional to the temperature. Therefore, in order to precipitate a large amount of organic material by recrystallization, the temperature must be changed over a wide temperature range. The organic solvent has a temperature range in which the organic solvent has a low boiling point It is practically impossible to obtain purified water at a high yield even in view of its narrowness.

유기재료를 유기용매에 용해시킨 후 재결정화하지 않고 용융시킨 후 결정화하여 정제하는 방법의 경우에도, 전도성 유기재료의 구조상 용융 온도가 높고 정제 과정에서 불순물이 혼입되기 쉬워, 역시 1회 공정으로 얻어낼 수 있는 순도 및 수득률에 한계가 있다.Even in the case of dissolving an organic material in an organic solvent and then melting it without recrystallization and then refining it by crystallization, the melting temperature of the conductive organic material is high in structure, and impurities are easily mixed in the purification process. There is a limit to the purity and yield that can be achieved.

특히 이러한 결정화를 이용한 방법에 의하면, 정제된 유기재료 결정을 유기용매에서 분리하기 위해서는 필터링 등의 공정이 필요하며, 결정화를 유도하기 어려운 비결정성 유기재료의 경우에는 적용할 수 없는 방법이라는 문제가 있다.Particularly, according to the method using such crystallization, a process such as filtering is required in order to separate the purified organic material crystals from the organic solvent, and there is a problem that this method can not be applied to amorphous organic materials which are difficult to induce crystallization .

한국등록특허 제10-1363241호Korean Patent No. 10-1363241

H.J.Wagner, el al., Journal of Materials Science, 17, 2781 (1982)H. J. Wagner, el al., Journal of Materials Science, 17, 2781 (1982)

본 발명은 상기와 같은 종래의 방법들이 가지고 있는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 유기재료 정제 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 구체적으로는 유기재료를 결정화시키지 않고 정제할 수 있는 유기재료 정제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a novel organic material purification method capable of solving the problems of the conventional methods as described above and more specifically to an organic material purification method capable of purifying an organic material without crystallization .

또한 본 발명은 높은 수득률로 유기재료를 정제할 수 있고, 정제된 유기재료를 간편하게 수득할 수 있는 유기재료 정제 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an organic material purification method capable of purifying an organic material with a high yield and easily obtaining a purified organic material.

또한, 본 발명은 비결정성 유기재료를 정제할 수 있는 유기재료 정제 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is still another object of the present invention to provide an organic material purification method capable of purifying an amorphous organic material.

또한, 본 발명은 정제에 사용된 이온성 액체의 변질을 최소화하여 이온성 액체의 재사용이 용이한 정제 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a purification method in which ionic liquids can be easily reused by minimizing the deterioration of the ionic liquid used in purification.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기재료 정제 방법은, 정제하고자 하는 비정질 유기재료를 제공하는 유기재료 제공 단계, 상기 비정질 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계, 상기 이온성 액체와 혼합된 비정질 유기재료를 제1 온도에서 열처리하여 응집시키는 응집 단계 및 상기 이온성 액체로부터 응집된 유기재료를 분리하는 수득 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 비정질 유기재료는 비결정성 유기재료일 수 있으며, 상기 비결정성 유기재료는 질소분위기의 상압에서 시차열량주사계(DSC)를 이용해 10℃/min의 속도로 승온했을 때 결정 피크가 나타나지 않는 유기재료일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an organic material refining method comprising: providing an organic material for providing an amorphous organic material to be refined; mixing the amorphous organic material with an ionic liquid; And a step of subjecting the mixed amorphous organic material to heat treatment at a first temperature for coagulation, and a step for separating the aggregated organic material from the ionic liquid. Here, the amorphous organic material may be an amorphous organic material, and the amorphous organic material does not show a crystal peak when heated at a rate of 10 ° C / min using a differential scanning calorimeter (DSC) under atmospheric pressure in a nitrogen atmosphere Organic material.

또한, 상기 제1 온도는 상기 유기재료의 유리전이온도(Tg)보다 높은 온도이고 상기 유리전이온도(Tg)는 상기 비정질 유기재료를 질소분위기의 상압에서 시차열량주사계(DSC)를 이용해 10℃/min의 속도로 승온했을 때 측정되는 유리전이온도일 수 있으며, 또는 상기 제1 온도는 상기 이온성 액체 내에서 상기 유기재료의 결정화가 일어나지 않는 온도일 수 있다.The first temperature is a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the organic material, and the glass transition temperature (Tg) is a temperature at which the amorphous organic material is heated at a temperature of 10 [deg.] C / min, or the first temperature may be a temperature at which crystallization of the organic material does not occur in the ionic liquid.

또한, 본 발명에 따른 유기재료 정제 방법은 상기 분리 단계 이후 분리된 유기재료 결정을 세척 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, the organic material refining method according to the present invention may further include washing and drying the separated organic material crystals after the separating step.

또한, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨 기반의 이온성 액체일 수 있으며, 상기 이온성 액체는 알킬기 개수가 12개 이하인 것일 수 있다.Further, the ionic liquid may be an imidazolium-based ionic liquid, and the ionic liquid may have 12 or less alkyl groups.

또한, 본 발명에 따른 유기재료 정제방법은, 정제된 유기재료 수득률이 70% 이상일 수 있다.Further, in the organic material refining method according to the present invention, the yield of the purified organic material may be 70% or more.

본 발명에 의하면, 비정질 유기재료를 이온성 액체에 혼합한 후 열처리하여 응집시키는 방법을 사용함으로써, 유기재료를 결정화시키지 않고 정제할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to purify an organic material without crystallizing it by using a method of mixing an amorphous organic material into an ionic liquid and then subjecting it to heat treatment and coagulation.

또한 본 발명에 의하면, 높은 수득률로 유기재료를 정제할 수 있고, 정제된 유기재료를 간편하게 수득할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is possible to purify an organic material with a high yield, and to obtain a purified organic material easily.

또한 본 발명에 의하면, 비결정성 유기재료를 정제할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an amorphous organic material can be purified.

또한 본 발명에 의하면, 정제에 사용되는 매질인 이온성 액체의 물성 변화가 최대한 억제되는 저온에서 열처리를 진행함으로써, 정제에 사용된 이온성 액체의 재사용이 용이한 효과가 있다.According to the present invention, the heat treatment is performed at a low temperature at which the change in physical properties of the ionic liquid, which is a medium used for purification, is suppressed to the utmost, whereby the ionic liquid used for purification can be easily reused.

도 1은 본 발명에 따른 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기재료 정제 장치를 기능블럭 별로 도시한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 사용된 HTL 시료의 시차주사 열량측정(DSC) 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 Emim 이온성 액체 내에서 열처리를 진행한 후 HTL 시료가 응집된 형상을 관찰한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 Dodecyl 이온성 액체 내에서 열처리를 진행한 후 HTL 시료가 응집된 형상을 관찰한 결과이다.
도 6은 도 5(b)의 HTL 응집체를 수득하여 XRD 분석한 결과이다
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수득된 HTL 응집체의 수득률 결과이다.
도 8은 Dodecyl 이온성 액체에 혼합된 HTL 시료의 중량%에 따른 수득률 결과이다.
도 9는 열처리 온도에 따른 HTL 응집체의 시차주사 열량측정(DSC) 결과이다.
1 is a flow chart of a method for purifying an organic material using an ionic liquid according to the present invention.
2 is a schematic configuration diagram showing the organic material refining apparatus according to the present invention by functional blocks.
FIG. 3 shows differential scanning calorimetry (DSC) results of the HTL samples used in Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 4 is a result of observing the shape of the HTL sample aggregated after the heat treatment in the Emim ionic liquid according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a result of observing the shape of the HTL sample aggregated after heat treatment in a Dodecyl ionic liquid according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the result of XRD analysis of the HTL agglomerate of Figure 5 (b)
Figure 7 is the result of the yield of HTL agglutinates obtained according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the yield results for the weight percent of HTL samples mixed in the Dodecyl ionic liquid.
FIG. 9 shows differential scanning calorimetry (DSC) results of HTL agglomerates according to the heat treatment temperature.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이하의 설명은 구체적인 실시예들을 포함하지만, 본 발명이 설명된 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention. The following description includes specific embodiments, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments described. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 유기재료 정제 방법은 비정질 유기재료를 이온성 액체(ionic liquid)에 혼합한 다음 제1 온도에서 열처리하여 이온성 액체 내에서 응집시킴으로써 정제하는 것을 특징으로 하는 것이다.The method for purifying an organic material according to the present invention is characterized in that an amorphous organic material is mixed with an ionic liquid and then heat-treated at a first temperature and then purified by coagulation in an ionic liquid.

이온성 액체는 이온만으로 구성된 액체를 말하며, 일반적으로 거대 양이온과 보다 작은 음이온으로 이루어져 있는 넓은 의미의 용융염(molten salt)으로서, 특별히 한정하는 것은 아니나 이온성 액체를 구성하는 양이온으로는 다음 [화학식 1]의 양이온이 사용될 수 있다. [화학식 1]에서 R1, R2, R3 및 R4은 탄소수 n개의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기 일 수 있다.The ionic liquid refers to a liquid composed of only ions, and is generally a molten salt which is composed of a large cation and a smaller anion, and is not particularly limited, but the cation constituting the ionic liquid includes the following [ 1] can be used. In formula (1), R 1, R 2, R 3 and R 4 may be linear or branched alkyl groups having n carbon atoms.

[화학식 1] [Chemical Formula 1]

Figure 112014095780839-pat00001
Figure 112014095780839-pat00001

또한, 양이온과 함께 이온성 액체를 구성하는 음이온은 Cl-, Br-, NO3 -, BF4 -, PF6 -, AlCl4 -, Al2Cl7 -, AcO-, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)2N-, C4F9SO3 -, C3F7COO-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, C4F10N-, C2F6NO4S2 -, C2F6NO6S2 -, C4F10NO4S2 -, CF3SO2 -, C4F9SO2 -, C2H6NO4S2 -, C3F6NO3S-, CH3CH(OH)CO2 - 등의 음이온 중 하나 일 수 있다.In addition, the anions constituting the ionic liquid together with the cations include Cl - , Br - , NO 3 - , BF 4 - , PF 6 - , AlCl 4 - , Al 2 Cl 7 - , AcO - , CH 3 COO - 3 COO -, CH 3 SO 3 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 SO 2) 3 C -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, C 4 F 9 SO 3 -, C 3 F 7 COO -, (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) N -, C 4 F 10 N -, C 2 F 6 NO 4 S 2 -, C 2 F 6 NO 6 S 2 - , C 4 F 10 NO 4 S 2 - , CF 3 SO 2 - , C 4 F 9 SO 2 - , C 2 H 6 NO 4 S 2 - , C 3 F 6 NO 3 S - , CH 3 CH (OH) CO 2 -, and the like.

이온성 액체는 그 구조적 특징으로 인해 낮은 융점을 가지며 증기압이 매우 낮아 넓은 온도 범위에서 안정한 액체로 존재하는 특성이 있다. 또한, 열적 안정성 및 이온 전도성이 뛰어나고, 친수성 및 소수성의 다양한 유기물, 무기물, 고분자 물질들을 녹일 수 있으며, 휘발성이 낮고 난연성이며 폭발성도 낮아 일반 유기용매에 비해 친환경적인 물질이다.
The ionic liquid has a low melting point due to its structural characteristics and has a very low vapor pressure and is present as a stable liquid in a wide temperature range. In addition, it is excellent in thermal stability and ionic conductivity, can dissolve various organic, inorganic and polymeric substances having hydrophilic and hydrophobic properties, is low in volatility, low in flammability, and low in explosibility, thus being environmentally friendly.

도 1은 본 발명에 따른 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법의 흐름도이다.1 is a flow chart of a method for purifying an organic material using an ionic liquid according to the present invention.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 유기재료 정제 방법을 설명하면, 정제하고자 하는 비정질 유기재료를 제공하는 유기재료 제공 단계(S110), 상기 비정질 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계(S120), 상기 이온성 액체와 혼합된 유기재료를 제1 온도에서 열처리하여 응집시키는 응집 단계(S130), 상기 이온성 액체로부터 응집된 유기재료를 분리하는 수득 단계(S140)를 포함한다.1, a method of purifying an organic material according to the present invention will now be described with reference to FIG. 1. Referring to FIG. 1, there is provided a method for purifying an organic material comprising: providing an organic material for providing an amorphous organic material to be purified (S110); mixing the amorphous organic material with an ionic liquid An aggregating step (S130) of heat-treating and aggregating the organic material mixed with the ionic liquid at a first temperature, and a step (S140) of separating the aggregated organic material from the ionic liquid.

보다 구체적으로 설명하면, 우선 유기재료 제공 단계(S110)에서 제공하는 유기재료는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 정제하고자 하는 비정질 유기재료로서, 그 물질을 구체적으로 제한하는 것은 아니나 유기 전계 발광 소자의 전자 주입층, 전자 전달층, 정공 주입층, 정공 전달층, 발광층, 유기 광전 변환 소자의 광 흡수층, 유기 반도체 소자의 유기 반도체층 등에 사용되는 전도성 유기재료일 수 있다.More specifically, the organic material provided in the organic material providing step (S110) is an amorphous organic material to be purified using the method according to the present invention, and the material thereof is not specifically limited, An electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a light absorbing layer of an organic photoelectric conversion element, an organic semiconductor layer of an organic semiconductor device, or the like.

또한 상기 비정질 유기재료는 결정화 유도가 어려운 비결정성 유기재료일 수 있다. 여기서 비결정성 유기재료는 예를 들어 질소분위기의 상압에서 시차열량주사계(DSC)를 이용해 10℃/min의 속도로 승온했을 때 결정화 피크(peak)가 나타나지 않는 유기재료일 수 있다.Further, the amorphous organic material may be an amorphous organic material which is difficult to induce crystallization. Here, the amorphous organic material may be an organic material in which a crystallization peak is not observed when the temperature is elevated at a rate of 10 ° C / min by using differential scanning calorimetry (DSC) under atmospheric pressure in a nitrogen atmosphere, for example.

혼합 단계(S120)는 제공된 비정질 유기재료를 이온성 액체에 혼합하는 단계이다. 이때 유기재료가 이온성 액체와 보다 균일하게 혼합될 수 있도록 자성바(magnetic bar)를 이용한 스터링(stirring) 등의 방법으로 교반할 수 있다.The mixing step (S120) is a step of mixing the provided amorphous organic material into the ionic liquid. At this time, stirring may be performed using a magnetic bar so that the organic material can be more uniformly mixed with the ionic liquid.

이온성 액체는 정제 대상인 유기재료에 따라 적절히 선택될 수 있는데, 특히 긴 알킬 치환기를 갖는 이미다졸륨 기반의 이온성 액체가 본 발명의 이온성 액체로 적합하다. 예를 들어 1-옥틸-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐이마이드[l-octyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide](이하 'Omim'으로 약칭함), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐이마이드[l-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide](이하 'Bmim'으로 약칭함), 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐아마이드 [(l-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide] (이하 'Emim'으로 약칭함), 1-데실-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐아마이드[1-Decyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide](이하 'Decyl'로 약칭함), 1-도데실-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐아마이드[1-Dodecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide](이하 'Dodecyl'로 약칭함) 등이 사용될 수 있다.The ionic liquid may be appropriately selected according to the organic material to be purified, and an imidazolium-based ionic liquid having a long alkyl substituent is suitable as the ionic liquid of the present invention. For example, 1-octyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (hereinafter abbreviated as 'Omim'), 1-butyl- Methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide] (hereinafter abbreviated as 'Bmim'), 1-ethyl-3-methylimidazolium triflor 3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide (hereinafter abbreviated as 'Emim'), 1-decyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonylamide [1-Decyl 3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide] (hereinafter abbreviated as 'Decyl'), 1-dodecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide] (hereinafter abbreviated as 'Dodecyl') may be used.

이온성 액체는 양이온과 음이온의 조합에 의해 이론적으로는 1018에 이르는 무수한 조합이 가능하므로 다양한 유기재료에 대응할 수 있다. 즉, 정제하고자 하는 유기재료에 따라 그에 적합한 특성을 갖는 이온성 액체를 선택하여 사용하는 것이 가능하다.The ionic liquid can cope with a variety of organic materials because of the myriad combinations of up to 10 18 theoretically due to the combination of cations and anions. That is, it is possible to select and use an ionic liquid having properties suitable for the organic material to be purified.

비정질 유기재료와 이온성 액체를 혼합한 후에는 상기 이온성 액체와 혼합된 비정질 유기재료를 제1 온도에서 열처리하여 응집시키는 응집 단계(S130)를 수행한다. 여기서 제1 온도는 유기재료의 응집이 일어나는 온도이면 특정 온도로 한정되는 것은 아니나, 열처리 과정에서 이온성 액체의 물성 변화를 최대한 억제함으로써 이온성 액체의 재사용이 용이하도록 하는 것이 바람직하므로 제1 온도는 가능한 한 낮은 온도인 것이 바람직하다. 다만 제1 온도는 최소한 응집이 일어나는 온도 이상은 되어야 한다. 예를 들어 본 발명에 있어서 제1 온도는 비정질 유기재료의 유리전이온도(Tg)보다 높은 온도일 수 있으며, 여기서 유리전이온도(Tg)는 질소분위기의 상압에서 시차열량주사계(DSC)를 이용해 10℃/min의 속도로 승온했을 때 측정되는 유리전이온도일 수 있다.After the amorphous organic material and the ionic liquid are mixed, an aggregation step (S130) is performed in which the amorphous organic material mixed with the ionic liquid is heat-treated at a first temperature and agglomerated. Here, the first temperature is not limited to a specific temperature as long as it is the temperature at which aggregation of the organic material occurs. However, it is preferable that the ionic liquid is easily reused by suppressing the change of physical properties of the ionic liquid as much as possible during the heat treatment. It is preferable that the temperature is as low as possible. However, the first temperature should be at least above the temperature at which agglomeration occurs. For example, in the present invention, the first temperature may be higher than the glass transition temperature (Tg) of the amorphous organic material, wherein the glass transition temperature (Tg) is measured using a differential scanning calorimeter (DSC) Lt; RTI ID = 0.0 > 10 C / min. ≪ / RTI >

특히 후술하는 실시예에서 설명되는 바와 같이, 비결정성 유기재료의 경우 제1 온도를 유리전이온도(Tg) 이하로 설정한 경우 이온성 액체 내에서 유기재료가 오히려 결정화되면서 응집되지 않는 결과가 나타날 수 있다. 따라서, 제1 온도를 유리전이온도(Tg) 이상으로 하는 것은 특정 비정질 유기재료를 응집시켜 정제하는 데에 있어서 특히 바람직하다. Especially when the first temperature is set to be lower than the glass transition temperature (Tg) in the case of amorphous organic material, as described in the following embodiments, the organic material in the ionic liquid may be crystallized rather than aggregated have. Therefore, it is particularly preferable to set the first temperature to the glass transition temperature (Tg) or higher in order to coagulate and purify a specific amorphous organic material.

온도 조건 이외에 응집 단계(S130)를 진행하는 조건은 특별히 한정되지 않는다. 후술하는 실시예에서 설명되는 바와 같이 본 발명에 따른 응집 단계(S130)는 상압의 질소(N2) 분위기에서 진행할 수 있으며, 진공 분위기에서 진행될 수도 있다.Conditions for carrying out the flocculation step (S130) other than the temperature condition are not particularly limited. Flocculation step (S130) in accordance with the present invention as will be described in Examples below may proceed in a nitrogen (N 2) atmosphere of normal pressure, it may take place in a vacuum environment.

응집 단계(S130)를 진행한 후 이온성 액체 내에서 응집된 유기재료를 이온성 액체로부터 분리하는 수득 단계(S140)를 진행한다. 본 발명에 따르면 유기재료가 이온성 액체 내에서 덩어리 형태로 응집되므로 이온성 액체로부터 간편하게 분리할 수 있다. 예를 들어 이온성 액체 내에서 응집된 유기재료 응집체를 핀셋 등 적당한 수단을 이용하여 끄집어 내거나, 이온성 액체를 다른 용기에 따라내는 등의 방법을 사용할 수 있다. 이온성 액체로부터 유기재료 응집체를 분리하는 방법은 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 방법이 사용될 수 있음은 자명하다. 또한, 응집 단계(S130)를 거친 후 이온성 액체 내에서 유기재료가 응집체로만 존재하지 않을 수 있는데, 이 경우 수득 단계(S140)는 응집체만을 분리해내는 것으로 한정하는 것은 아니다.After the flocculation step (S130), an obtaining step (S140) of separating the flocculated organic material from the ionic liquid in the ionic liquid proceeds. According to the present invention, an organic material can be easily separated from an ionic liquid since it aggregates in a lump form in an ionic liquid. For example, the organic material agglomerated in the ionic liquid may be taken out by a suitable means such as tweezers, or the ionic liquid may be discharged in another vessel. The method of separating the organic material aggregate from the ionic liquid is not limited thereto, and it is obvious that various methods can be used. Also, after the flocculation step (S130), the organic material may not exist only as an aggregate in the ionic liquid. In this case, the obtaining step (S140) is not limited to separating only aggregates.

도 1에는 S140 단계까지만 도시하였으나, 이온성 액체로부터 분리된 유기재료를 세척한 후 건조하는 공정이 더 수행될 수 있다.1, the organic material separated from the ionic liquid may be washed and then dried.

본 발명의 실시예에 따른 혼합 단계(S120) 및 수득 단계(S140)는 상온에서 진행되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 제1 온도에서 이온성 액체에 유기재료를 혼합하여 소정 시간 열처리한 후 분리할 수도 있다. 또한, 제1 온도는 고정된 온도로 한정하는 것은 아니며, 시간에 따라 변화되는 온도일 수도 있다.Although it is preferable that the mixing step (S120) and the obtaining step (S140) according to the embodiment of the present invention proceed at room temperature, it is not limited thereto. For example, mixing the organic material with the ionic liquid at the first temperature, It may be separated after heat treatment. In addition, the first temperature is not limited to a fixed temperature, but may be a temperature that changes with time.

이상 설명한 본 발명에 따른 유기재료 정제 방법에 의하면, 비정질 유기재료를 이온성 액체 내에 혼합하여 열처리한 후 유기재료 응집체를 분리하기만 하면 되므로, 저비용의 간단한 공정으로 유기재료를 정제할 수 있다. 특히, 실시예를 통해 설명하는 바와 같이, 본 발명에 따른 정제 방법에 의하면 결정화를 통해 정제하기 어려운 비결정성 유기재료를 결정화할 수 있다. According to the organic material refining method of the present invention described above, since the amorphous organic material is mixed in the ionic liquid and then heat-treated, the aggregate of the organic material is separated, so that the organic material can be purified by a simple and inexpensive process. Particularly, as described in Examples, the purification method according to the present invention makes it possible to crystallize an amorphous organic material which is difficult to purify through crystallization.

또한, 정제된 유기재료의 수득이 쉬울 뿐만 아니라, 정제하고자 하는 유기재료에 따라 이온성 액체의 종류나 혼합 비율을 최적화하는 것에 의해 95% 이상의 높은 수득률을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이온성 액체에서 열처리하는 온도가 비교적 저온이어도 되므로 이온성 액체의 물성 변화가 최소화되어 고가의 이온성 액체를 반복하여 재사용하는 것이 가능하다.In addition, it is easy to obtain the purified organic material, and it is advantageous to obtain a high yield of 95% or more by optimizing the kind or mixing ratio of the ionic liquid according to the organic material to be purified. Further, since the temperature for heat treatment in the ionic liquid may be relatively low, the change in physical properties of the ionic liquid is minimized, and it is possible to repeatedly reuse the expensive ionic liquid.

이 외에도, 이온성 액체를 이용한 이와 같은 공정은 상압에서 단시간에 이루어질 수 있고, 원 재료의 손실이 거의 없으며, 유기재료를 승화시킬 필요 없는 액상 공정이고, 장비의 대형화가 불필요하다는 점에서도 장점이 있다.
In addition, such a process using an ionic liquid is advantageous in that it can be performed at a normal pressure in a short time, has little loss of a raw material, is a liquid phase process in which an organic material does not need to be sublimated, .

도 2는 본 발명에 따른 유기재료 정제 방법을 수행하기 위하여 구성할 수 있는 정제 장치의 예를 기능블럭 별로 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하여 설명하면 본 발명에 따른 정제 장치는, 유기재료 공급조 및 이온성 액체 공급조로부터 각각 정제하고자 하는 유기재료 및 이온성 액체를 공급받아 두 물질을 혼합하는 혼합조를 구비하고, 혼합된 유기재료 및 이온성 액체를 열처리하기 위한 열처리조를 구비한다. 이때 열처리조에는 측정부가 연결되어 온도, 압력 등의 조건을 측정할 수 있으며, 가스공급부 및 배기부가 연결되어 열처리가 진행되는 공정분위기를 조절할 수 있도록 되어 있다. 또한 도시하지는 않았으나 열처리조에는 진공펌프가 연결되어 가스공급부로부터 제공되는 분위기 가스를 배기하고 열처리가 진행되는 압력을 조절할 수 있도록 할 수 있으며, 이때 진공펌프는 배기부에 포함될 수 있다. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a purification apparatus that can be configured to perform the organic material purification method according to the present invention, according to functional blocks. 2, the refining apparatus according to the present invention comprises a mixing tank for mixing organic materials and ionic liquids to be purified from an organic material supply tank and an ionic liquid supply tank, respectively, And a heat treatment tank for heat-treating the mixed organic material and the ionic liquid. At this time, the measuring unit is connected to the heat treatment tank to measure conditions such as temperature and pressure, and the gas supply unit and the exhaust unit are connected to control the process atmosphere in which the heat treatment is performed. Also, although not shown, a vacuum pump may be connected to the heat treatment tank to exhaust the atmospheric gas supplied from the gas supply unit, and to adjust the pressure at which the heat treatment proceeds, and the vacuum pump may be included in the exhaust unit.

열처리된 유기재료는 분리조에서 이온성 액체와 분리되어 세척조로 이송되며, 유기재료와 분리된 이온성 액체는 이온성 액체 정제조에서 내부에 포함된 불순물들을 제거하고 이온성 액체 공급조로 재순환될 수 있다. 또한, 세척조로 이송된 유기재료는 세척액 투입조로부터 공급된 세척액을 이용해 세척되어 건조조에서 건조됨으로써 최종 정제된 유기재료가 되며, 사용된 세척액은 세척액 정제조에서 정제되어 세척액 투입조로 재순환될 수 있다.The heat-treated organic material is separated from the ionic liquid in the separation tank and transferred to the washing tank. The ionic liquid separated from the organic material removes the impurities contained in the ionic liquid preparation and can be recycled to the ionic liquid supply tank have. Further, the organic material transferred to the cleaning tank is washed using the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply tank, and dried in the drying tank to obtain a final purified organic material, and the used cleaning liquid can be purified in the cleaning liquid cleaning process and recycled to the cleaning liquid cleaning bath .

또한, 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명에 따른 정제 장치에는 전체 공정 중 적어도 일부 공정을 사용자에 의해 입력된 공정 레시피에 따라 제어하는 제어부가 더 포함될 수 있다.Although not shown in FIG. 2, the purification apparatus according to the present invention may further include a control unit for controlling at least some of the entire processes according to a process recipe inputted by a user.

도 2는 본 발명에 따른 정제 장치를 기능블럭으로 도시한 것이므로 실제 장치의 구성과 상이할 수 있으며, 복수의 기능들이 실제로는 하나의 구성에서 이루어질 수 있다. 예를 들어 유기재료 공급조 또는 이온성 액체 공급조를 별도로 구비하지 않고 혼합조에 유기재료 또는 이온성 액체가 직접 투입되도록 구성할 수 있으며, 건조조를 별도로 구비하는 대신 세척조 내에서 건조까지 이루어지도록 장치를 구성할 수도 있다. 또한, 도 2에 개시된 기능블럭들은 본 발명에 따른 유기재료 정제 장치에 모두 구비되어 있어야 하는 것은 아니며, 가령 이온성 액체 정제조나 세척액 정제조 등은 생략될 수 있는 선택적 구성으로 이해되어야 한다. 생산성 향상을 위해서는 각 기능블럭들을 인라인으로 배치하여 공정들이 순차적으로 진행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
FIG. 2 is a functional block diagram of a purification apparatus according to the present invention, and thus may be different from a configuration of an actual apparatus, and a plurality of functions may actually be performed in one configuration. For example, the organic material or the ionic liquid may be directly introduced into the mixing tank without separately providing the organic material supply tank or the ionic liquid supply tank. Instead, the drying tank may be separately provided, . In addition, the functional blocks shown in FIG. 2 are not necessarily provided in the organic material purification apparatus according to the present invention, and it should be understood that the ionic liquid purifier or the cleaning liquid purifier, for example, may be omitted. In order to improve the productivity, it is preferable to arrange each functional block inline so that the processes can be sequentially performed.

이하 본 발명에 따른 유기재료 정제 방법 및 결과를 실시예 및 비교예를 통해 설명한다.
Hereinafter, the organic material purification method and results according to the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.

1. 시료 준비1. Sample Preparation

본 발명에 따른 정제 방법에 의한 정제 효과를 확인하기 위해 유기 전계 발광 소자(OLED)에 사용되는 전도성 유기재료인 HTL 시료를 준비하였다. HTL 시료의 초기 구조를 X-ray Diffraction(XRD)로 확인한 결과 결정 피크가 관찰되지 않는 비정질이었으며, HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 순도 분석 결과 초기 순도는 99.5%였다.In order to confirm the refining effect by the refining method according to the present invention, an HTL sample which is a conductive organic material used for an organic electroluminescent device (OLED) was prepared. The initial structure of the HTL sample was confirmed by X-ray diffraction (XRD). As a result, an amorphous crystal peak was not observed, and the initial purity was 99.5% by HPLC (High Performance Liquid Chromatography).

또한, 상압의 질소 가스 분위기에서 10℃/min의 속도로 승온하면서 시차주사 열량측정(DSC; differential scanning calorimetry)을 수행하였으며, 그 결과를 도 3에 도시하였다. 도 3과 같이 DSC 열분석 결과 약 133.1℃에서 비정질의 특성인 유리전이온도(Tg) 피크만 나타나고 다른 피크는 나타나지 않았으므로, 비결정성 유기재료임을 확인하였다.
Differential scanning calorimetry (DSC) was also performed while the temperature was raised at a rate of 10 ° C / min in an atmospheric pressure nitrogen gas atmosphere. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, the DSC thermal analysis showed that only a glass transition temperature (Tg) peak, which is an amorphous characteristic, was observed at about 133.1 ° C, and no other peak was observed.

2. 정제 실험2. Purification experiment

<< 실시예Example >>

HTL 시료를 이온성 액체에 10 중량% 혼합한 후, 질소 분위기로 유지되는 튜브 퍼니스에서 1시간 동안 열처리하였으며, 열처리 온도로는 도 3에서 확인된 유리전이온도(Tg) 이상인 170℃를 선택하였다.The HTL samples were mixed in an ionic liquid at 10 wt%, and then heat treated in a tube furnace maintained in a nitrogen atmosphere for 1 hour. As the heat treatment temperature, 170 DEG C, which is higher than the glass transition temperature (Tg) shown in FIG.

승온 속도는 5℃/min, 냉각 속도는 0.5℃/min 였으며, 열처리가 완료된 후 유기재료 응집체를 수득하여 이소프로필알콜(IPA)로 세척한 후 50℃에서 1시간 동안 건조처리함으로써 최종 정제된 시료를 얻었다.After the heat treatment was completed, an aggregate of organic materials was obtained, washed with isopropyl alcohol (IPA), and dried at 50 DEG C for 1 hour to obtain a final purified sample .

이온성 액체로는 다음의 [표 1]과 같이 알킬기 개수가 다른 다섯 가지 이온성 액체를 사용하였다.As the ionic liquid, five ionic liquids having different numbers of alkyl groups were used as shown in [Table 1].

번호number 이온성 액체Ionic liquid 알킬기 개수Number of alkyl groups 실시예 1Example 1 EmimEmim 22 실시예 2Example 2 BmimBmim 44 실시예 3Example 3 OmimOmim 88 실시예 4Example 4 DecylDecyl 1010 실시예 5Example 5 DodecylDodecyl 1212

<< 비교예Comparative Example >>

실시예에 사용된 것과 동일한 HTL 시료를 이온성 액체 대신 고온 열교환기용 열매체 오일(SK사의 SG-THERM 700)에 혼합한 후, 질소 분위기로 유지되는 튜브 퍼니스에 넣고 170℃에서 1시간 동안 열처리하였다. 그 밖에 조건은 실시예와 동일하였다.
The same HTL sample as used in the examples was mixed with a heating medium oil (SG-THERM 700, SK Corp.) for a high-temperature heat exchanger instead of an ionic liquid, and then put into a tube furnace maintained in a nitrogen atmosphere and heat-treated at 170 ° C for 1 hour. The other conditions were the same as in the examples.

3. 응집 및 정제 결과3. Coagulation and purification results

도 4는 본 발명의 실시예 1의 결과로, Emim 이온성 액체 내에서 열처리를 진행한 후 HTL 재료가 응집된 형상이다. 도 4(a)는 열처리 전 혼합 상태이고, 도 4(b)는 열처리 후의 형상으로, HTL 재료가 Emim 이온성 액체 내에서 큰 덩어리로 응집되어 있음을 확인할 수 있다.Fig. 4 is a result of Embodiment 1 of the present invention, in which the HTL material is aggregated after heat treatment in the Emim ionic liquid. Fig. 4 (a) shows the mixed state before the heat treatment, and Fig. 4 (b) shows that the HTL material aggregates into a large lump in the Emim ionic liquid in the shape after the heat treatment.

도 5는 실시예 5의 결과로서, 이온성 액체로 Dodecyl을 사용한 결과이다. 도 5(a)는 열처리 전 혼합 상태, 도 5(b)는 열처리 후의 형상이다. 도 4(b)와 마찬가지로 이온성 액체 내에서 HTL 재료가 응집되어 있음이 확인되었으나, 그 응집체의 크기는 도 4(b)에 비해서는 작았다.5 shows the results of Example 5 using Dodecyl as an ionic liquid. Fig. 5 (a) shows the mixed state before the heat treatment, and Fig. 5 (b) shows the shape after the heat treatment. As shown in FIG. 4 (b), it was confirmed that the HTL material was aggregated in the ionic liquid, but the size of the aggregate was smaller than that of FIG. 4 (b).

한편 이온성 액체를 사용하지 않고 열매체 오일 내에서 동일 조건으로 열처리한 비교예의 경우에는 HTL 시료의 응집 현상은 관찰되지 않았다. On the other hand, in the case of the comparative example in which the heat treatment was performed under the same conditions in the heat medium oil without using the ionic liquid, aggregation phenomenon of the HTL sample was not observed.

아래의 [표 2]는 도 4(b) 및 도 5(b)의 응집체를 수득한 최종 정제 시료를 HPLC 순도 분석한 결과이다. Emim 및 Dodecyl 이온성 액체를 사용한 경우 모두 99.9% 이상의 고순도로 정제되었음이 확인되었다.[Table 2] below shows the result of HPLC purity analysis of the final purified sample obtained from the aggregates of Figs. 4 (b) and 5 (b). Both Emim and Dodecyl ionic liquids were found to be purified to a high purity of 99.9% or more.

구분division 공정 조건Process condition 순도(%)water(%) 초기시료Initial sample -- 99.599.5 실시예 1Example 1 Emim과 혼합 후 열처리(170℃, 1시간)Heat treatment after mixing with Emim (170 ° C, 1 hour) 99.9599.95 실시예 5Example 5 Dodecyl과 혼합 후 열처리(170℃, 1시간)After mixing with Dodecyl, heat treatment (170 ℃, 1 hour) 99.9399.93

도 6은 실시예 5의 HTL 응집체에 대한 XRD 분석 결과이다. 도 6에서 확인되는 바와 같이, Dodecyl 이온성 액체 내에서 170℃, 1시간 열처리하여 응집된 후에도 HTL 초기 시료와 마찬가지로 여전히 비정질 상태였다. 즉, 본 발명의 정제 방법에 따르면 유기재료의 결정화 과정이 없이 정제가 이루어지며, 이는 결정화 과정에서 불순물이 분리되는 일반적인 정제 원리에 의할 때 의외의 결과이다.
6 shows the results of XRD analysis of the HTL agglomerate of Example 5. Fig. As can be seen in FIG. 6, after agglomeration by heat treatment at 170 ° C for 1 hour in Dodecyl ionic liquid, it was still amorphous as in the HTL initial sample. That is, according to the purification method of the present invention, the purification is performed without crystallization of the organic material, which is an unexpected result when the general purification principle in which impurities are separated in the crystallization process.

4. 이온성 액체에 따른 수득률4. Yields according to ionic liquids

도 7은 실시예 1~5에 따라 수득된 HTL 응집체의 질량을 측정하여 수득률을 계산한 그래프이며, 가로축은 이온성 액체의 알킬기 개수, 세로축은 수득률이다. 여기서 수득률은 이온성 액체에 혼합한 유기재료의 질량에 대한 응집체로 수득된 유기재료의 질량 비율이다.FIG. 7 is a graph showing the results obtained by measuring the mass of HTL agglomerates obtained according to Examples 1 to 5, wherein the abscissa is the number of alkyl groups in the ionic liquid and the ordinate is the yield. Here, the yield is the mass ratio of the organic material obtained as an aggregate to the mass of the organic material mixed with the ionic liquid.

도 7에 따르면, 알킬기 개수가 2인 Emim의 경우 수득률이 약 96%였으며, 알킬기 개수가 증가함에 따라 수득률은 감소하여 알킬기 개수가 12인 Dodecyl의 경우 수득률이 약 70%로 나타나, 이온성 액체의 알킬기 개수가 작을수록 HTL 유기재료가 더 큰 수득률로 응집되는 결과가 나타났다.7, the yield was about 96% for Emim with the number of alkyl groups of 2, and the yield decreased with increasing number of alkyl groups, resulting in a yield of about 70% for Dodecyl having 12 alkyl groups, The smaller the number of alkyl groups, the more aggregated the HTL organic material with the higher yield.

한편 도 7의 결과는 이온성 액체의 종류에 관계없이 HTL 시료를 10 중량% 혼합한 후 열처리하여 응집시킨 결과이므로, 이온성 액체에 혼합되는 HTL 시료의 중량%를 변화시키면서 수득률의 변화를 관찰하였다. 알킬기 개수가 12인 Dodecyl 이온성 액체에 HTL 시료를 여러 중량%로 혼합한 후 수득률을 계산한 결과를 도 8에 도시하였다.Meanwhile, the result of FIG. 7 was obtained by mixing 10 wt% of the HTL sample with heat treatment, regardless of the kind of the ionic liquid. Therefore, the change in the yield was observed while changing the weight% of the HTL sample mixed in the ionic liquid . FIG. 8 shows the results obtained by mixing the HTL sample at several weight% in a Dodecyl ionic liquid having an alkyl number of 12 and calculating the yield.

도 8로부터, 유기재료의 중량%에 따라 수득률도 변화함을 알 수 있으며, Dodecyl 이온성 액체에 HTL 유기재료를 혼합하는 경우 약 15%의 중량%로 혼합하는 경우에 약 80%의 수득률이 얻어졌다. 이로부터, Dodecyl 이외의 다른 이온성 액체들도 혼합되는 유기재료의 중량%를 최적화할 경우 도 7의 결과보다 더 향상된 수득률을 얻을 수 있을 것으로 예상된다.
From Figure 8 it can be seen that the yield varies with the weight percent of the organic material, and when mixing the HTL organic material with the Dodecyl ionic liquid, a yield of about 80% is obtained when mixing at about 15% by weight lost. From this, it is expected that other ionic liquids other than Dodecyl will achieve better yields than the results of FIG. 7 when optimizing the weight percent of organic materials to be mixed.

5. 열처리 온도(제1 온도)의 영향5. Effect of heat treatment temperature (first temperature)

위 실시예에서는 열처리 온도인 제1 온도를 170℃로 하였으나, 더 낮은 온도에서도 동일한 응집 현상이 나타나는지를 실험하였다. 도 3의 HTL 초기시료 열분석 결과 유리전이온도(Tg)가 약 133.1도로 나타났으므로, 유리전이온도를 기준으로 유리전이온도 이하인 120℃, 유리전이온도 부근인 140℃, 유리전이온도 이상인 170℃로 제1 온도를 변화시켜 가면서 실험하였으며, 이때 열처리 시간은 10시간으로 하였고, 이온성 액체는 Dodecyl을 사용하였다.In the above example, the first heat treatment temperature was set to 170 캜, but it was experimentally determined whether the same coagulation phenomenon occurs even at a lower temperature. 3, the glass transition temperature (Tg) was found to be about 133.1 degrees. Therefore, it was found that the glass transition temperature was 120 ° C. below the glass transition temperature, 140 ° C. around the glass transition temperature, and 170 ° C. above the glass transition temperature , And the heat treatment time was 10 hours. Dodecyl was used as the ionic liquid.

열처리 결과, 170℃ 열처리 후에는 도 5(b)와 유사하게 응집체가 형성되었으나, 120℃ 열처리 후에는 응집물질은 형성되지 않고 이온성 액체 내에 HTL 파우더가 분산된 형태로 나타났으며, 140℃ 열처리 후에는 소량의 응집체가 파우더들과 혼재된 형태가 관찰되었다.As a result of the heat treatment, aggregates were formed similarly to FIG. 5 (b) after the heat treatment at 170 ° C., but after the heat treatment at 120 ° C., the aggregate was not formed and HTL powder was dispersed in the ionic liquid. Thereafter, a small amount of agglomerates were mixed with the powders.

도 9는 각 온도에서 열처리한 HTL 시료를 이온성 액체로부터 분리한 후 DSC 열분석을 한 결과이다. 분석 결과, 170℃ 열처리한 시료의 경우 예상대로 유리전이온도(Tg) 피크만이 나타나 비정질 상태로 응집되었음을 알 수 있었으나, 120℃ 열처리한 시료의 경우 유리전이온도 피크가 사라지고 약 196℃에서 결정의 용융(Tm) 피크가 나타났으며, XRD 분석 결과(미도시)로도 결정질로 확인되었다. 이로부터 120℃에서 열처리하는 경우 비정질 형태로 응집되는 것이 아니라 결정화된 후 이온성 액체 내에 파우더 형태로 분산되는 것임을 알 수 있었다. 또한, 140℃에서 열처리한 시료의 경우 유리전이온도(Tg) 피크와 결정의 용융(Tm) 피크가 함께 나타났으며, 이는 소량의 응집체와 파우더들이 혼재된 형태로 관찰된 것과 일치하는 결과였다.9 is a result of DSC thermal analysis after separating the HTL sample heat-treated at each temperature from the ionic liquid. As a result, the glass transition temperature (Tg) peak of the sample annealed at 170 ° C showed only a peak of amorphous state. However, in the case of the sample annealed at 120 ° C, the peak of the glass transition temperature disappeared, Melting (Tm) peaks were observed, and as a result of XRD analysis (not shown), it was confirmed to be crystalline. From this, it can be seen that when heat-treated at 120 ° C, not crystallized in an amorphous form but dispersed in a powder form in an ionic liquid after crystallization. In addition, in the case of the sample heat treated at 140 ℃, the glass transition temperature (Tg) peak and the melting (Tm) peak of the crystal appeared together, which was consistent with that observed in a mixed form of a small amount of agglomerates and powders.

이로부터, 본 발명에 따른 정제 방법에 의해 비정질 상태의 응집체를 유도하기 위해서는 제1 온도를 특정 온도 범위로 설정하는 것이 중요함을 알 수 있다. 응집되지 않고 결정이 형성되는 현상을 최소화하기 위해서는 상기 특정 온도 범위는 유리전이온도(Tg) 이상의 온도 범위일 수 있다. 이러한 결정화 및 비정질 응집 특성은 통상 열처리 온도가 높을수록 결정화가 용이하다는 일반적인 예상에 반하는 것이었다.
From this, it can be seen that it is important to set the first temperature to a specific temperature range in order to induce aggregates in the amorphous state by the purification method according to the present invention. In order to minimize the phenomenon of crystal formation without aggregation, the specific temperature range may be a temperature range higher than the glass transition temperature (Tg). Such crystallization and amorphous cohesion properties are contrary to the general expectation that crystallization is usually easier as the heat treatment temperature is higher.

이상의 결과로부터, 본 발명에 개시된 이온성 액체를 이용한 정제 방법을 사용하면 비정질 유기재료를 단 1회의 간단하면서도 저비용의 공정을 통해 정제하는 것이 가능함을 알 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 유기재료가 결정화되지 않고 비정질 상태로 응집되면서 정제가 이루어진다는 특징이 있으며, 이로 인해 정제된 유기재료를 수득하는 것이 용이하고, 실시예에 사용된 HTL 시료와 같이 종래기술로는 결정화가 어려운 비결정성 유기재료도 본 발명의 방법에 의하면 정제가 가능한 효과가 있다. 이온성 액체가 아닌 열매체 오일에 혼합하여 동일한 조건에서 열처리한 비교예의 경우 응집이 전혀 진행되지 않은 것으로 보아, 본 발명의 효과는 단순한 열처리 또는 용매 내에서의 열처리 효과가 아니라 이온성 액체에서 열처리함으로써 발생한 효과로 추측된다.From the above results, it can be seen that when the purification method using the ionic liquid disclosed in the present invention is used, it is possible to purify the amorphous organic material through a simple and low-cost process only once. Particularly, according to the present invention, the organic material is characterized in that the organic material is not crystallized but aggregated in an amorphous state to be purified. Thus, it is easy to obtain a purified organic material, and as in the HTL sample used in the examples, The amorphous organic material having difficulty in crystallization can be purified by the method of the present invention. In the case of the comparative example in which heat treatment was performed under the same conditions by mixing with the heat medium oil instead of the ionic liquid, aggregation did not proceed at all, and the effect of the present invention is not a simple heat treatment or a heat treatment effect in a solvent, Effect.

또한, 본 발명에 따른 정제 방법에 의하면, 비정질 유기재료의 유리전이온도(Tg) 이상의 비교적 낮은 온도에서 열처리하면서도 유기재료의 정제가 가능하다. 이처럼 비교적 저온에서 열처리하는 것에 의해 정제가 가능한 특성은 고가의 이온성 액체가 변질되는 것을 막아 재사용을 가능하게 한다는 점에서 장점이 있다.
Further, according to the purification method of the present invention, it is possible to purify an organic material while performing heat treatment at a relatively low temperature not lower than the glass transition temperature (Tg) of the amorphous organic material. The characteristic that can be refined by such a heat treatment at a relatively low temperature is advantageous in that the ionic liquid is prevented from being denatured and reusable.

이상 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시예일뿐이며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

실시예에서는 일부 전도성 유기재료에 대한 정제 결과만을 개시하였으나 이는 예시적인 것이며, 본 발명에 따른 정제방법은 유기 전계 발광 소자, 유기 광전 변환 소자, 유기 반도체 소자 등에 사용되는 전도성 유기재료들, 결정화 유도가 어려운 저분자 전도성 유기재료, 비결정성 유기재료 또는 그 외의 유기재료의 정제에 효과적으로 사용될 수 있다. 여기서 유기재료에는 금속 유기 화합물(Metal Organic Compound)도 포함될 수 있다.In the embodiment, only the purification results for some conductive organic materials are disclosed. However, the purification method according to the present invention is not limited to the conductive organic materials used for the organic electroluminescent device, the organic photoelectric conversion device, and the organic semiconductor device, Can be effectively used for the purification of difficult low-molecular conductive organic materials, amorphous organic materials or other organic materials. Here, the organic material may also include a metal organic compound.

또한, 본 발명은 정제에 사용되는 이온성 액체로 복수 종류의 이온성 액체를 혼합하여 사용하거나 다른 용매와 혼합하여 사용하는 것을 배제하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.It should be understood that the present invention does not exclude the use of a mixture of a plurality of kinds of ionic liquids mixed with another solvent as an ionic liquid used for purification. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be determined by the description of the claims and their equivalents.

Claims (9)

정제하고자 하는 비정질 유기재료를 제공하는 유기재료 제공 단계;
상기 비정질 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계;
상기 이온성 액체와 혼합된 비정질 유기재료를 제1 온도에서 열처리하여 응집시키는 응집 단계; 및
상기 이온성 액체로부터 응집된 유기재료를 분리하는 수득 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
An organic material providing step of providing an amorphous organic material to be purified;
Mixing the amorphous organic material with an ionic liquid;
An agglomeration step of subjecting the amorphous organic material mixed with the ionic liquid to heat treatment at a first temperature to coagulate; And
A step of separating the aggregated organic material from the ionic liquid;
Wherein the ionic liquid is an organic material.
제1항에 있어서,
상기 제1 온도는 상기 유기재료의 유리전이온도(Tg)보다 높은 온도이고,
상기 유리전이온도(Tg)는 상기 비정질 유기재료를 질소분위기의 상압에서 시차열량주사계(DSC)를 이용해 10℃/min의 속도로 승온했을 때 측정되는 유리전이온도인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first temperature is higher than the glass transition temperature (Tg) of the organic material,
Wherein the glass transition temperature (Tg) is a glass transition temperature measured when the amorphous organic material is heated at a rate of 10 占 폚 / min using a differential scanning calorimeter (DSC) at normal pressure in a nitrogen atmosphere. A method for purifying an organic material using the method.
제2항에 있어서,
상기 제1 온도는 상기 이온성 액체 내에서 상기 유기재료의 결정화가 일어나지 않는 온도인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the first temperature is a temperature at which crystallization of the organic material does not occur in the ionic liquid.
제1항에 있어서,
상기 비정질 유기재료는 비결정성 유기재료인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the amorphous organic material is an amorphous organic material.
제4항에 있어서,
상기 비결정성 유기재료는 질소분위기의 상압에서 시차열량주사계(DSC)를 이용해 10℃/min의 속도로 승온했을 때 결정 피크가 나타나지 않는 유기재료인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the amorphous organic material is an organic material in which crystal peaks do not appear when the temperature of the amorphous organic material is raised at a rate of 10 ° C / min using a differential scanning calorimeter (DSC) under atmospheric pressure in a nitrogen atmosphere. Way.
제1항에 있어서,
상기 분리 단계 이후 분리된 유기재료 결정을 세척 및 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
The method according to claim 1,
And washing and drying the separated organic material crystals after the separation step.
제1항에 있어서,
상기 이온성 액체는 이미다졸륨 기반의 이온성 액체인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ionic liquid is an imidazolium-based ionic liquid.
제7항에 있어서,
상기 이온성 액체는 알킬기 개수가 12개 이하인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the ionic liquid has a number of alkyl groups of 12 or less.
제7항에 있어서,
수득률이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 정제 방법.
8. The method of claim 7,
And the yield is 70% or more.
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