KR102220438B1 - Method and apparatus for single crystal growth of organic materials using ionic liquid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온성 액체를 이용하여 고순도 유기재료 단결정을 성장하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계, 제1 조건에서 열처리하여 상기 이온성 액체에 혼합된 유기재료를 용액화시키는 용액화 단계, 제2 조건에서 상기 용액화된 유기재료를 포함하는 이온성 액체에 시드를 투입하는 핵생성 단계, 제3 조건에서 단결정을 성장시키는 단결정 성장 단계 및 성장된 유기재료 단결정을 이온성 액체로부터 분리하는 분리 단계를 포함하여, 이온성 액체에 혼합되기 전보다 고순도로 정제된 유기재료 단결정을 얻는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명에 의하면, 간단한 공정에 의해 저비용으로 고순도의 유기재료 단결정을 성장시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method and apparatus for growing a single crystal of a high-purity organic material using an ionic liquid, comprising: a mixing step of mixing an organic material with an ionic liquid; an organic material mixed with the ionic liquid by heat treatment under a first condition A solution step of solutionizing, a nucleation step of injecting a seed into an ionic liquid containing the solutionized organic material under a second condition, a single crystal growth step of growing a single crystal under a third condition, and a grown organic material single crystal It is characterized in that it comprises a separation step of separating from the ionic liquid, and obtains a single crystal of an organic material purified to a higher purity than before being mixed with the ionic liquid. According to the present invention, there is an effect of growing a single crystal of a high purity organic material at low cost by a simple process.

Description

이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SINGLE CRYSTAL GROWTH OF ORGANIC MATERIALS USING IONIC LIQUID}Method and apparatus for growing organic material single crystal using ionic liquid {METHOD AND APPARATUS FOR SINGLE CRYSTAL GROWTH OF ORGANIC MATERIALS USING IONIC LIQUID}

본 발명은 유기재료 단결정을 성장시키는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이온성 액체에 유기재료를 혼합한 후 단결정을 성장시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for growing a single crystal of an organic material, and more particularly, to a method and apparatus for growing a single crystal after mixing an organic material in an ionic liquid.

유기 전계 발광(EL; Electroluminescence) 소자, 유기 반도체 소자, 유기 광전 변환 소자, 유기 센서 소자 등 전자 소자에 유기재료를 사용하는 예가 점점 증가하면서, 단결정 유기재료에 대한 관심이 커지고 있다. 그러나, 효율적인 유기재료 단결정 성장 기술의 부재로 인해 유기전자소자에는 대부분 비정질 상태의 유기재료가 사용되고 있는 실정이다.As examples of using organic materials in electronic devices such as organic electroluminescence (EL) devices, organic semiconductor devices, organic photoelectric conversion devices, and organic sensor devices are increasing, interest in single crystal organic materials is increasing. However, due to the lack of efficient organic material single crystal growth technology, organic electronic devices mostly use organic materials in an amorphous state.

종래의 유기재료 단결정 성장 방법으로는 용매에 유기재료를 용해시킨 후 일정 온도에서 서서히 용매를 휘발시킴으로써 단결정이 성장되도록 하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 단결정 성장 시간이 너무 오래 걸릴 뿐만 아니라, 고품질의 단결정을 성장시키기 위해 필요한 공정 제어도 어려운 문제가 있다. 이러한 문제들은 결국 단결정 성장 비용의 증가로 이어지므로, 유기재료 단결정이 산업적으로 이용되는데 걸림돌이 되고 있다.As a conventional method for growing single crystals of organic materials, there is a method of growing a single crystal by dissolving an organic material in a solvent and then gradually evaporating the solvent at a certain temperature. However, this method not only takes too long a single crystal growth time, but also has a problem in that it is difficult to control a process required to grow a high-quality single crystal. These problems eventually lead to an increase in the cost of single crystal growth, and thus, are an obstacle to industrial use of the organic material single crystal.

또한, 종래의 유기재료 단결정 성장 방법은 불순물 제거가 용이하지 않다는 문제가 있다. 따라서, 고순도 단결정을 얻기 위해서는 논문[H.J.Wagner, el al., Journal of Materials Science, 17, 2781 (1982)]에 개시된 승화정제법 등의 방법으로 유기재료를 우선 고순도로 정제한 후에 단결정 성장을 해야 하는 번거로움이 있었다.In addition, the conventional organic material single crystal growth method has a problem that impurities are not easily removed. Therefore, in order to obtain a high-purity single crystal, the organic material must first be purified to high purity by a method such as sublimation purification disclosed in the paper [HJ Wagner, el al., Journal of Materials Science, 17, 2781 (1982)], and then single crystal growth must be performed. There was a hassle.

따라서, 종래 기술이 가지고 있는 다양한 문제점들을 해결하고 저비용의 간단한 공정으로 유기재료를 정제하면서 동시에 단결정을 성장시킬 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a new method capable of solving various problems of the prior art, purifying organic materials with a simple process at low cost, and simultaneously growing single crystals.

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 정제방법이 가지고 있는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 유기재료 단결정 성장 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a novel organic material single crystal growth method and apparatus capable of solving the problems of the conventional purification method as described above.

구체적으로는, 1회의 공정만으로도 99% 이상, 바람직하게는 99.5% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상의 고순도 유기재료 단결정을 성장시킬 수 있는 단결정 성장 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Specifically, an object of the present invention is to provide a single crystal growing method and apparatus capable of growing a single crystal of a high purity organic material of 99% or more, preferably 99.5% or more, and more preferably 99.9% or more with only one step.

또한 본 발명은 저비용으로 고순도 유기재료 단결정을 효율적으로 성장시킬 수 있는 단결정 성장 방법 및 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a single crystal growing method and apparatus capable of efficiently growing a single crystal of a high purity organic material at low cost.

또한 본 발명은 공정 설계 및 제어가 용이하고 다양한 유기재료에 대응할 수 있는 단결정 성장 방법 및 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for growing a single crystal that is easy to design and control a process and that can respond to various organic materials.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 유기재료 단결정 성장 방법은, 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계; 제1 조건에서 열처리하여 상기 이온성 액체에 혼합된 유기재료를 용액화키는 용액화 단계; 제2 조건에서 상기 용액화된 유기재료를 포함하는 이온성 액체에 시드를 투입하고 시드 표면에 핵을 생성시키는 핵생성 단계; 제3 조건에서 단결정을 성장시키는 단결정 성장 단계; 및 성장된 유기재료 단결정을 이온성 액체로부터 분리하는 분리 단계(S50)를 포함하여, 이온성 액체에 혼합되기 전보다 고순도로 정제된 유기재료 단결정을 얻는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제1 조건, 제2 조건 또는 제3 조건은 시간에 따라 변화하는 조건일 수 있다.An organic material single crystal growing method according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises: a mixing step of mixing an organic material with an ionic liquid; A solution step of heat-treating under a first condition to solution the organic material mixed in the ionic liquid; A nucleation step of injecting a seed into an ionic liquid containing the organic material that has been solutionized under a second condition and generating nuclei on the seed surface; A single crystal growing step of growing a single crystal under a third condition; And a separation step (S50) of separating the grown single crystal of the organic material from the ionic liquid, and obtaining a single crystal of the organic material purified to higher purity than before being mixed with the ionic liquid. In this case, the first condition, the second condition, or the third condition may be a condition that changes with time.

본 발명에 있어서, 이온성 액체에 투입되는 상기 시드는 결정화 대상인 유기재료와 동일한 물질의 단결정이거나 또는 중공의 마이크로 튜브일 수 있으며, 상기 용액화는 용해 또는 용융 중 적어도 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the seed introduced into the ionic liquid may be a single crystal of the same material as the organic material to be crystallized, or a hollow microtube, and the solution may be at least one of melting or melting.

또한, 상기 혼합 단계, 용액화 단계, 핵생성 단계, 단결정 성장 단계 및 분리 단계를 1회 진행하는 것에 의해 99% 이상의 고순도 단결정 유기재료가 얻어질 수 있고, 이온성 액체로부터 분리된 상기 유기재료 단결정을 세척 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, by performing the mixing step, solution step, nucleation step, single crystal growth step, and separation step once, a high purity single crystal organic material of 99% or more can be obtained, and the organic material single crystal separated from the ionic liquid It may further include washing and drying.

상기 분리 단계 이후에는 상기 분리된 유기재료 단결정의 표면 불순물을 제거하기 위한 스웨팅 공정을 더 진행할 수 있으며, 상기 용액화 단계 및 상기 핵생성 단계 사이에 용액화되지 않은 유기재료를 걸러내기 위한 필터링 단계를 더 진행할 수 있다.After the separating step, a sweating process for removing surface impurities of the separated organic material single crystal may be further performed, and a filtering step for filtering out unsolutionized organic material between the solution step and the nucleation step You can proceed further.

본 발명의 다른 측면에 따른 유기재료 단결정 성장 장치는, 스테이지; 상기 스테이지에 의해 지지되며 유기재료와 이온성 액체의 혼합물이 수용되는 용기 본체; 상기 용기 본체에 수용된 유기재료와 이온성 액체의 혼합물을 가열하는 온도조절부; 상기 용기 본체에 수용된 유기재료와 이온성 액체의 혼합물에 시드를 투입되는 시드가 단부에 고정된 시드 홀더;를 포함하며, 상기 용기 본체 및 상기 시드 홀더는 상대 이동 가능한 것을 특징으로 한다.An organic material single crystal growth apparatus according to another aspect of the present invention includes: a stage; A container body supported by the stage and accommodating a mixture of an organic material and an ionic liquid; A temperature controller for heating a mixture of an organic material and an ionic liquid accommodated in the container body; And a seed holder in which a seed is inserted into a mixture of an organic material and an ionic liquid contained in the container body and fixed to an end thereof, wherein the container body and the seed holder are relatively movable.

여기서, 상기 시드는 상기 유기재료와 동일한 물질의 단결정 또는 중공의 마이크로 튜브일 수 있고, 상기 상대 이동은 상하 이동 및 회전 운동 중 하나 이상일 수 있다.Here, the seed may be a single crystal or a hollow microtube made of the same material as the organic material, and the relative movement may be at least one of vertical movement and rotational movement.

또한, 상기 용기 본체 내부로 기체를 인입하기 위한 기체 인입부; 및 상기 용기 본체 내부로부터 기체를 배출하기 위한 기체 배출부를 더 포함할 수 있다.In addition, a gas inlet portion for introducing gas into the container body; And a gas discharge part for discharging gas from the inside of the container body.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 유기재료 단결정은, 상기한 방법들 중 어느 하나의 방법에 의해 성장된 것일 수 있으며, X선 반치폭이 0.1o 이하일 수 있다.The organic material single crystal according to another aspect of the present invention may be grown by any one of the above methods, and the half width of the X-ray may be 0.1 o or less.

본 발명에 의하면, 유기재료를 이온성 액체에 혼합하여 용액화시킨 후 단결정을 성장시키는 방법을 사용함으로써, 종래의 정제방법이 가지고 있는 다양한 문제점들을 해결할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using a method of growing a single crystal after mixing an organic material with an ionic liquid to form a solution, there is an effect of solving various problems of the conventional purification method.

구체적으로는, 1회의 공정만으로도 99% 이상, 바람직하게는 99.5% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상의 고순도로 유기재료 단결정을 성장시킬 수 있는 효과가 있다.Specifically, there is an effect of being able to grow a single crystal of an organic material with a high purity of 99% or more, preferably 99.5% or more, and more preferably 99.9% or more with only one step.

또한 본 발명에 의하면, 저비용으로 고순도 유기재료 단결정을 효율적으로 성장시킬 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, there is an effect of efficiently growing a single crystal of a high-purity organic material at low cost.

또한 본 발명에 의하면, 공정 설계 및 제어가 용이하고 다양한 유기재료에 대응할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, process design and control are easy, and there is an effect that can cope with various organic materials.

도 1은 본 발명에 따른 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법의 주요 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 방법을 진행하기 위한 온도 변화 곡선의 일례이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 자기-시드(self-seed) 형성을 위한 마이크로 튜브를 사용한 예시도이다.
도 5(a)는 본 발명에 따라 성장된 NPB 단결정의 XRD 분석 결과이고, 도 5(b)는 NPB 다결정의 XRD 분석 결과이다.
도 6(a)는 본 발명에 따라 성장된 Alq3 단결정의 XRD 분석 결과이고, 도 6(b)는 Alq3 다결정의 XRD 분석 결과이다.
도 7(a)는 본 발명에 따라 성장된 Alq3 단결정, 도 7(b)는 Alq3 다결정의 주사전자현미경 사진이다.
1 is a main flowchart of a method of growing a single crystal of an organic material using an ionic liquid according to the present invention.
2 is an example of a temperature change curve for proceeding the organic material single crystal growth method according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of an organic material single crystal growing apparatus according to the present invention.
4 is an exemplary diagram using microtubes for self-seed formation.
FIG. 5(a) is an XRD analysis result of an NPB single crystal grown according to the present invention, and FIG. 5(b) is an XRD analysis result of an NPB polycrystal.
6(a) is an XRD analysis result of an Alq3 single crystal grown according to the present invention, and FIG. 6(b) is an XRD analysis result of an Alq3 polycrystal.
7(a) is an Alq3 single crystal grown according to the present invention, and FIG. 7(b) is a scanning electron micrograph of an Alq3 polycrystal.

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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description includes specific embodiments, but the present invention is not limited or limited by the described embodiments. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 방법은 이온성 액체(ionic liquid)에 단결정 성장시키고자 하는 유기재료를 혼합한 다음, 제1 조건에서 열처리하여 유기재료를 용액화시킨 후, 제2 조건에서 단결정 성장을 위한 시드(Seed)를 투입하여 단결정 핵을 생성시키며, 이어서 제3 조건에서 단결정을 성장시키는 과정을 통해 고순도 유기재료 단결정을 성장시키는 것을 특징으로 하는 것이다. 여기서 제1, 2 및 3 조건은 온도, 압력, 공정 분위기 등의 공정 조건을 의미한다.In the organic material single crystal growth method according to the present invention, an organic material to be grown single crystal is mixed in an ionic liquid, and then heat-treated under the first condition to solution the organic material, and then the single crystal is grown under the second condition. It is characterized in that a single crystal of a high purity organic material is grown through a process of generating a single crystal nucleus by introducing a seed for and then growing the single crystal under the third condition. Here, the first, second, and third conditions mean process conditions such as temperature, pressure, and process atmosphere.

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.Ionic liquid refers to a liquid composed of only ions, and is generally a molten salt in a broad sense consisting of a large cation and a smaller anion. Although not particularly limited, the cation constituting the ionic liquid is the following [Chemical Formula 1] can be used. In [Chemical Formula 1], R1, R2, R3 and R4 may be a linear or branched alkyl group having n carbon atoms.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112017048346928-pat00001
Figure 112017048346928-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.Further, the anion constituting the ionic liquid with the cation is Cl -, Br -, NO 3 -, BF 4 -, PF 6 -, AlCl 4 -, Al 2 Cl 7 -, AcO -, CH 3 COO -, CF 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 It may be one of anions such as (OH)CO 2 -.

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 a very low vapor pressure, so that it exists as a stable liquid over a wide temperature range. In addition, it has excellent thermal stability and ionic conductivity, can dissolve various organic, inorganic, and polymeric materials of hydrophilic and hydrophobic properties, and is an eco-friendly material with low volatility, flame retardancy and low explosive properties compared to general organic solvents.

도 1은 본 발명에 따른 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법의 주요 흐름도이다.1 is a main flowchart of a method of growing a single crystal of an organic material using an ionic liquid according to the present invention.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 방법을 설명하면, 단결정 성장시키고자 하는 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계(S10), 제1 조건에서 열처리하여 이온성 액체 내에서 유기재료를 용액화시키는 용액화 단계(S20), 제2 조건에서 용액화된 유기재료를 포함하는 이온성 액체에 시드를 투입하고 시드 표면에 핵을 생성시키는 핵생성 단계(S30), 제3 조건에서 단결정을 성장시키는 단결정 성장 단계(S40) 및 성장된 유기재료 단결정을 이온성 액체로부터 분리하는 분리 단계(S50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the organic material single crystal growing method according to the present invention will be described, a mixing step (S10) of mixing an organic material to be grown single crystal with an ionic liquid, and heat treatment under the first condition to organically form the organic material in the ionic liquid. Solutionization step (S20) of solutionizing the material, nucleation step (S30) of injecting a seed into an ionic liquid containing an organic material solutionized under the second condition and generating nuclei on the seed surface (S30), single crystal under the third condition And a single crystal growing step (S40) of growing a single crystal and a separation step (S50) of separating the grown organic material single crystal from the ionic liquid.

보다 구체적으로 설명하면, 우선 유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계(S10)는, 단결정 성장시키고자 하는 유기재료를 이온성 액체 내에 넣고 혼합하는 단계이다. 이때 고체 상태의 유기재료가 이온성 액체와 보다 균일하게 혼합될 수 있도록 기계 교반, 자기 교반 등의 방법으로 교반을 수행할 수 있다. 유기재료는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 고순도 단결정을 성장시키고자 하는 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 유기재료인 것이 바람직하다. 또한, 이온성 액체와 혼합되는 유기재료는 불순물이 포함된 저순도 유기재료일 수 있다.More specifically, the mixing step (S10) of mixing an organic material with an ionic liquid is a step of putting an organic material to be grown single crystal into the ionic liquid and mixing it. At this time, the agitation may be performed by a method such as mechanical stirring or magnetic stirring so that the solid organic material can be more evenly mixed with the ionic liquid. The organic material is an organic material for growing high-purity single crystals using the method according to the present invention, and the material is not specifically limited, but the electron injection layer, electron transport layer, hole injection layer, and hole transport of the organic electroluminescent device It is preferably a conductive organic material used for a layer, a light emitting layer, a light absorbing layer of an organic photoelectric conversion element, an organic semiconductor layer of an organic semiconductor element, and the like. In addition, the organic material mixed with the ionic liquid may be a low-purity organic material containing impurities.

또한 이온성 액체는 혼합되는 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][TFSI]'로 약칭함), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐이마이드[l-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide], 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐아마이드 [(l-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide], 1-데실-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐아마이드[1-Decyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide], 1-도데실-3-메틸이미다졸륨 트리플로로메틸술포닐아마이드[1-Dodecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide] 등이 사용될 수 있다.In addition, the ionic liquid may be appropriately selected depending on the organic material to be mixed, and in particular, 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 trifluoromethylsulfonylimide [l-octyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide] (hereinafter abbreviated as'[Omim][TFSI]'), 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonylimide [l-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide], 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonylamide [(l-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide], 1-decyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonylamide [1-Decyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide], 1- Dodecyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonylamide [1-Dodecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide] and the like may be used.

이온성 액체는 양이온과 음이온의 조합에 의해 이론적으로는 1018에 이르는 무수한 조합이 가능하므로 다양한 유기재료에 대응할 수 있다. 즉, 고순도 단결정을 성장시키고자 하는 유기재료에 따라 그에 적합한 특성을 갖는 이온성 액체를 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 특히, 유기 전계 발광 소자용 전도성 유기재료 등 상업적으로 사용되는 전도성 유기재료는 대부분 유사한 기본구조 및 극성을 가지고 있고 이러한 기본구조를 바탕으로 일부분의 반응기가 치환된 구조여서 비슷한 결정화 거동이 나타나므로, 굳이 다양한 이온성 액체를 설계하지 않더라도 [Omim][TFSI] 등 일부 이온성 액체를 이용하여 공정 조건을 최적화하는 방법으로 본 발명에 따른 단결정 성장 방법은 다양한 전도성 유기재료에 사용될 수 있다. The ionic liquid is theoretically capable of numerous combinations ranging from 10 to 18 by the combination of cations and anions, so it can cope with various organic materials. That is, it is possible to select and use an ionic liquid having properties suitable for the organic material to be grown for high purity single crystal. In particular, commercially used conductive organic materials, such as conductive organic materials for organic electroluminescent devices, have similar basic structures and polarities, and based on these basic structures, some of the reactive groups are substituted, so that similar crystallization behavior appears. Even if various ionic liquids are not designed, the single crystal growth method according to the present invention can be used for various conductive organic materials as a method of optimizing process conditions using some ionic liquids such as [Omim] [TFSI].

유기재료와 이온성 액체를 혼합한 후에는 제1 조건에서 열처리하여 이온성 액체 내에서 유기재료를 용액화시키는 용액화 단계(S20)를 수행한다. 여기서 용액화는 용해 또는 용융을 의미할 수 있으며, 용해와 용융이 혼합된 형태일 수도 있다. 용해와 용융 중 어느 쪽이 용액화의 주된 메커니즘인가는 유기재료와 이온성 액체 쌍(pair)과 제1 조건에 따라 결정될 수 있다. 제1 조건이란 제1 온도, 제1 압력 및 제1 분위기 조건 등 열처리 공정 조건을 의미하며, 어느 하나의 고정된 조건이 아닌 시간에 따라 변화되는 조건일 수도 있다. 예를 들어 유기재료와 이온성 액체를 혼합한 후 제1 온도로 소정 시간 유지하면서 유기재료를 용액화시킬 수도 있으나, 소정 속도로 온도를 변화시키면서 용액화시킬 수도 있다. 또한 제1 조건은 위치에 따라 균일할 것을 요구하는 것은 아니다. 가령 유기재료와 이온성 액체가 혼합된 용기는 위치에 따라 소정의 온도 구배가 생기도록 열처리될 수도 있다.After mixing the organic material and the ionic liquid, heat treatment under the first condition is performed to perform a solution step (S20) of solutionizing the organic material in the ionic liquid. Here, solutionization may mean dissolution or melting, and may be a mixture of dissolution and melting. Whether dissolution or melting is the main mechanism for solutionization can be determined by the organic material and ionic liquid pair and the first condition. The first condition refers to a heat treatment process condition such as a first temperature, a first pressure, and a first atmospheric condition, and may be a condition that changes with time rather than any one fixed condition. For example, after mixing the organic material and the ionic liquid, while maintaining the first temperature for a predetermined period of time, the organic material may be solutionized, but the solution may be made while changing the temperature at a predetermined rate. Also, the first condition does not require uniformity depending on the location. For example, a container in which an organic material and an ionic liquid are mixed may be heat treated to generate a predetermined temperature gradient depending on the location.

단결정 성장을 위해서는 이온성 액체 내에서 유기재료가 우선 용액화되어야 하므로, 높은 공정 수율을 위해 제1 조건은 이온성 재료 내에 혼합된 유기재료의 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 실질적으로 전량 용액화되는 조건으로 설정될 수 있으며, 이는 유기재료가 전량 용액화되기에 충분한 고온으로 제1 온도 조건을 설정하는 것에 의해 달성될 수 있다.For single crystal growth, the organic material must first be solution in the ionic liquid, so the first condition for high process yield is 80% or more, preferably 90% or more, and more preferably of the organic material mixed in the ionic material. May be set to a condition in which substantially the entire amount is solutionized, and this may be achieved by setting the first temperature condition to a high temperature sufficient for the organic material to be solutionized in total amount.

용액화 단계(S20) 후에는 용액화된 유기재료를 포함하는 이온성 액체에 시드를 투입하고 시드 표면에 핵을 생성시키는 핵생성 단계(S30)를 수행한다. 여기서 시드를 투입한다는 것은 시드가 이온성 액체 내에 완전히 잠기는 것을 반드시 의미하는 것은 아니며, 시드의 적어도 일부가 이온성 액체와 접하는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.After the solutionization step (S20), a nucleation step (S30) of injecting a seed into an ionic liquid containing a solutionized organic material and generating nuclei on the seed surface is performed. Here, the introduction of the seed does not necessarily mean that the seed is completely immersed in the ionic liquid, and it should be understood that at least a portion of the seed is in contact with the ionic liquid.

핵생성 단계는 제2 조건에서 수행되는데, 제2 조건은 시드 표면에서 유기재료 결정의 핵생성이 용이하게 이루어지는 조건일 수 있다. 예를 들어, 용액화의 주된 메커니즘이 용해인 경우, 제2 조건은 제1 조건보다 낮은 온도의 조건일 수 있다. 저온에서 용해도가 감소하는 유기재료의 경우 제1 조건보다 낮은 온도인 제2 조건 하에서는 결정화를 위한 구동력(Driving force)이 증가하므로, 시드 표면에 핵생성이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 용액화의 주된 메커니즘이 용융인 경우, 제2 조건은 제1 조건보다 높은 온도의 조건일 수 있다. 유기재료-이온성 액체 쌍에 따라서는 용융 온도보다 고온에서 결정화를 위한 구동력이 증가할 수 있으므로, 제1 조건보다 높은 온도의 제2 조건에서 시드 표면에 핵생성이 용이하게 이루어질 수 있다.The nucleation step is performed under the second condition, and the second condition may be a condition in which the organic material crystal is easily nucleated on the seed surface. For example, when the main mechanism of solutionization is dissolution, the second condition may be a condition at a lower temperature than the first condition. In the case of an organic material whose solubility decreases at a low temperature, a driving force for crystallization increases under the second condition, which is a temperature lower than the first condition, so that nucleation can be easily performed on the seed surface. In addition, when the main mechanism of solutionization is melting, the second condition may be a condition of a higher temperature than the first condition. Depending on the organic material-ionic liquid pair, the driving force for crystallization may increase at a higher temperature than the melting temperature, so that nucleation can be easily performed on the seed surface under the second condition at a temperature higher than the first condition.

한편, 제2 조건은 반드시 고정된 조건을 의미하는 것은 아니며, 시간에 따라 변하는 조건일 수 있다. 즉, 제1 조건에서 열처리 후 그보다 낮은 온도 또는 높은 온도로 일정하게 유지하면서 핵생성을 유발시킬 수도 있으나, 온도를 서서히 감소 또는 증가시키면서 핵생성이 이루어지도록 할 수도 있다. 또한 제2 조건은 위치에 따라 균일할 것을 요구하는 것은 아니다. 가령, 시드 투입 방향에 따라 소정의 온도 구배가 생기도록 할 수 있다.Meanwhile, the second condition does not necessarily mean a fixed condition, but may be a condition that changes over time. That is, after the heat treatment under the first condition, nucleation may be induced while maintaining a constant lower or higher temperature than that, but the temperature may be gradually decreased or increased to allow nucleation to occur. Also, the second condition does not require uniformity depending on the location. For example, a predetermined temperature gradient may be generated according to the seed input direction.

시드는 용융된 유기재료와 동일한 물질의 고순도 단결정일 수 있으며, 자기-시드(Self-seed) 형성을 위해 중공의 마이크로 튜브를 사용할 수도 있다. 마이크로 튜브를 사용할 경우, 용융된 유기재료가 마이크로 튜브의 중공 부분으로 모세관 현상에 의해 상승하면서 결정화되어 시드 역할을 할 수 있으며, 이를 위해 마이크로 튜브의 중공 영역 직경은 800㎛ 이하일 수 있다.The seed may be a high-purity single crystal of the same material as the molten organic material, and a hollow microtube may be used to form a self-seed. In the case of using the microtube, the molten organic material may be crystallized while rising to the hollow portion of the microtube due to capillary phenomenon to serve as a seed, and for this purpose, the diameter of the hollow region of the microtube may be 800 μm or less.

핵생성 단계(S30) 이후에는 제3 조건에서 단결정을 성장시키는 단결정 성장 단계를 수행한다(S40). 여기서 제3 조건이란 제3 온도, 제3 압력 및 제3 분위기 조건 등 이온성 액체 내에서 용액화된 유기재료의 단결정을 성장시키는 공정 조건을 의미하며, 어느 하나의 고정된 조건이 아닌 시간에 따라 변화되는 조건일 수도 있다. 또한 제3 조건은 위치에 따라 균일할 것을 요구하는 것은 아니다. 가령, 시드 투입 방향에 따라 소정의 온도 구배가 생기도록 할 수 있다.After the nucleation step (S30), a single crystal growth step of growing a single crystal under the third condition is performed (S40). Here, the third condition refers to a process condition for growing a single crystal of an organic material solution in an ionic liquid, such as a third temperature, a third pressure, and a third atmospheric condition. It may be a changing condition. Also, the third condition does not require uniformity depending on the location. For example, a predetermined temperature gradient may be generated according to the seed input direction.

제3 조건은 제1 조건 및/또는 제2 조건과 온도, 압력, 분위기 중 적어도 어느 하나가 상이한 조건일 수 있으며, 압력 및 분위기는 동일하고 온도가 상이한 조건인 것이 바람직하다. 용액화의 주된 메커니즘이 용해인 경우 제3 온도는 제1 온도 또는 제2 온도보다 낮은 온도일 수 있고, 용액화의 주된 메커니즘이 용융인 경우 제3 온도는 제1 온도 또는 제2 온도보다 높은 온도일 수 있다. The third condition may be a condition in which at least one of temperature, pressure, and atmosphere is different from the first condition and/or the second condition, and it is preferable that the pressure and atmosphere are the same and the temperature is different. When the main mechanism of solutionization is dissolution, the third temperature may be a temperature lower than the first temperature or the second temperature, and when the main mechanism of solutionization is melting, the third temperature is higher than the first temperature or the second temperature. Can be

한편, 핵생성 단계(S20) 및/또는 단결정 성장 단계(S30)에서는 투입된 시드를 유기재료와 이온성 액체가 수용된 용기에 대하여 상대 이동시킬 수 있다. 여기서 상대 이동은 회전 또는 상하 이동을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시드를 9rph 이하의 속도로 회전시키면서 시간당 2mm 이하의 속도로 상방향으로 이동시킬 수 있으며, 이 과정에서 시드로부터 단결정이 성장되도록 유도할 수 있다.Meanwhile, in the nucleation step (S20) and/or the single crystal growth step (S30), the seed may be moved relative to the container containing the organic material and the ionic liquid. Here, the relative movement may include rotation or vertical movement. For example, while rotating the seed at a speed of 9 rph or less, the seed can be moved upward at a speed of 2 mm or less per hour, and in this process, a single crystal can be induced to grow from the seed.

한편, 이상의 설명에서는 온도를 변화시켜 유기재료를 용액화시키고 단결정을 성장시키는 예를 설명하였으나, 온도 대신 압력을 변화시키거나 온도와 압력을 모두 변화시키는 것에 의해 유기재료의 용액화 및 단결정화를 유도할 수도 있다.On the other hand, in the above description, an example in which an organic material is dissolved and a single crystal is grown by changing the temperature has been described, but by changing the pressure instead of the temperature or changing both the temperature and pressure, the solution and single crystallization of the organic material are induced. You may.

단결정 성장 단계(S30)에서는 이온성 액체 내에 용해 또는 용융되었던 유기재료가 불순물이 배제된 상태의 고순도 단결정으로 석출되므로, 불순물을 포함한 이온성 액체로부터 유기재료 단결정을 분리하게 되면 고순도로 정제된 유기재료 단결정을 취득할 수 있다(S50). In the single crystal growth step (S30), the organic material dissolved or melted in the ionic liquid is precipitated as a high-purity single crystal in a state where impurities are excluded. Therefore, when the organic material single crystal is separated from the ionic liquid containing impurities, the organic material purified with high purity. A single crystal can be obtained (S50).

도 1에는 S50 단계까지만 도시하였으나, 이온성 액체로부터 분리된 유기재료 단결정을 세척한 후 건조하는 공정이 더 수행될 수 있으며, 유기재료 단결정 표면에 포함된 불순물을 제거하기 위하여 적정 온도로 가열하거나 표면 부분만 살짝 용융시키는 등의 스웨팅 공정을 더 진행할 수 있다. 또한, 이온성 액체에 혼합된 유기재료가 용액화 단계(S20)에서 전량 용액화되지 않고 일부가 용해 또는 용융되지 않은 상태에서 단결정을 성장시키는 경우, 분리 단계(S50)에서 저순도 유기재료가 고순도 단결정과 섞일 수 있으므로, 용액화 단계(S20) 및 핵생성 단계(S30) 사이에 용액화되지 않은 유기재료를 걸러내기 위한 필터링 단계를 더 진행할 수 있다.Although only the step S50 is shown in FIG. 1, a process of washing the single crystal of the organic material separated from the ionic liquid and then drying may be further performed.In order to remove the impurities contained in the surface of the single crystal of the organic material, the surface is heated to an appropriate temperature or You can further proceed with the sweating process such as slightly melting only the part. In addition, when a single crystal is grown in a state in which the organic material mixed with the ionic liquid is not fully solutionized in the solution step (S20) and part of it is not dissolved or melted, the low-purity organic material is highly purified in the separation step (S50). Since it may be mixed with the single crystal, a filtering step for filtering out the organic material that has not been solution may be further performed between the solutionization step S20 and the nucleation step S30.

많은 양의 유기재료가 용해되거나 용융될 정도의 고온에서는 일반 유기용매의 경우 휘발성이 강하여 안정한 액체상으로 존재하지 않는 경우가 많고, 액체로 존재하더라도 유기재료와의 비율이 일정하게 유지되지 않으며, 유기재료와의 반응 등으로 인한 불순물 혼입 등이 문제가 된다. 반면 이온성 액체는 액체로 안정하게 존재하는 온도 범위가 넓어 상대적으로 고온까지 열처리하는 것이 가능하므로 많은 양의 유기재료를 용해 또는 용융시킬 수 있고, 그러한 고온에서도 특성 변화가 적다. 용해 또는 용융되는 유기재료의 양은 결국 단결정 공정 수율에 영향을 미치므로, 이온성 액체를 이용하여 단결정을 성장시키는 본 발명에 따르면 저비용으로 유기재료 단결정을 성장시키는 것이 가능하다.At a high temperature such that a large amount of organic materials are dissolved or melted, general organic solvents are highly volatile and do not exist as a stable liquid in many cases. Even if they exist as liquids, the ratio with organic materials is not kept constant, and organic materials Incorporation of impurities due to reaction with and the like becomes a problem. On the other hand, since ionic liquids have a wide range of temperatures that stably exist as liquids, they can be heat-treated to a relatively high temperature, so that a large amount of organic materials can be dissolved or melted, and characteristic changes are small even at such high temperatures. Since the amount of the organic material dissolved or melted eventually affects the single crystal process yield, it is possible to grow the organic material single crystal at low cost according to the present invention in which the single crystal is grown using an ionic liquid.

특히 본 발명에 따르면 이온성 액체를 이용하여 단결정을 성장시킴으로써 사전 정제 공정을 거치지 않더라도 고순도 단결정 성장이 가능하다. 후술하는 실시예에 따르면, 이온성 액체 내에서 저순도 유기재료를 용액화한 후 단결정을 성장시키는 1회의 공정만으로 99.9% 이상의 고순도로 유기재료 단결정을 성장시킬 수 있었다. In particular, according to the present invention, by growing a single crystal using an ionic liquid, high-purity single crystal growth is possible without prior purification. According to an example to be described later, it was possible to grow a single crystal of an organic material with a high purity of 99.9% or more with only one step of growing a single crystal after a solution of a low-purity organic material in an ionic liquid.

또한, 이온성 액체는 증기압이 매우 작아 고온으로 열처리하여도 유기재료와의 비율이 일정하게 유지되므로 공정 설계 및 제어가 용이하며, 화학적으로 안정하여 유기재료 결정 내에 불순물로 혼입되는 양도 무시할만한 수준이다. 이러한 효과들은 일반 유기용매를 사용하는 종래의 단결정 성장 방법에서는 기대할 수 없는 특성이다. In addition, the vapor pressure of ionic liquids is very low, so the ratio with organic materials is kept constant even when heat-treated at high temperatures, so process design and control are easy, and because they are chemically stable, the amount of impurities incorporated into organic material crystals is negligible. . These effects are characteristics that cannot be expected in the conventional single crystal growth method using a general organic solvent.

도 2는 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 방법을 진행하기 위한 온도 변화 곡선의 일례이다. 도 2를 참조하면, 이온성 액체에 유기재료를 혼합한 후 소정의 속도로 제1 온도(T1)까지 승온하여 일정 시간(t2-t1) 유지함으로써 유기재료를 용액화시킨다. 제1 온도는 유기재료 및 이온성 액체의 조합에 따라 유기재료가 가급적 전량 용액화될 수 있을 정도의 온도로 설정할 수 있으며, 이온성 액체를 사용하는 것에 의해 유기재료의 용액화 온도를 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 혼합된 유기재료에는 저품질의 초기 결정이 포함되어 있을 수 있으므로 제1 온도(T1)로 유지시키는 시간은 초기 결정을 포함한 유기재료가 전량 용액화될 수 있도록 충분한 시간으로 설정하는 것이 바람직하다.2 is an example of a temperature change curve for proceeding the organic material single crystal growth method according to the present invention. Referring to FIG. 2, after mixing an organic material with an ionic liquid, the temperature is raised to a first temperature T1 at a predetermined rate and maintained for a predetermined period of time (t2-t1) to form a solution of the organic material. The first temperature can be set to a temperature such that the organic material can be solutionized as much as possible according to the combination of the organic material and the ionic liquid, and the solution temperature of the organic material can be significantly reduced by using the ionic liquid. I can. In addition, since the mixed organic material may contain low-quality initial crystals, it is preferable to set the time to be maintained at the first temperature T1 to a sufficient time so that the entire amount of the organic material including the initial crystal can be solution.

제1 온도(T1)에서의 유지 시간이 종료된 후에는 시드 투입 후 단결정 성장 온도인 제2 온도(T2)까지 소정 속도로 강온시키고, 제2 온도(T2)에서 일정 시간(t4-t3) 유지시킨다. 제2 온도(T2)에 따라 단결정 성장 속도 및 성장된 단결정 품질은 각각 다를 수 있으며, 결정의 순도도 차이가 날 수 있다. 고순도의 단결정이 형성되도록 하기 위해서는 제2 온도(T2)가 가급적 높은 것이 바람직하다. 한편 제1 온도(T1)에서 제2 온도(T2)에서 강온시키는 과정 또는 제2 온도(T2)에서 유지되는 동안 핵생성 및 단결정 성장이 진행되게 되므로, 제2 온도(T2)에서 유지시키는 시간은 용액화된 유기재료가 대부분 결정화될 수 있을 정도로 충분한 시간으로 설정하는 것이 바람직하다.After the holding time at the first temperature (T1) is over, the temperature is lowered at a predetermined rate to the second temperature (T2), which is the single crystal growth temperature after seeding, and maintained at the second temperature (T2) for a certain time (t4-t3). Let it. Depending on the second temperature T2, the growth rate of the single crystal and the quality of the grown single crystal may be different, and the purity of the crystal may be different. In order to form a high-purity single crystal, it is preferable that the second temperature T2 is as high as possible. Meanwhile, since nucleation and single crystal growth proceed while the temperature is lowered from the first temperature T1 to the second temperature T2 or the second temperature T2 is maintained, the time to be maintained at the second temperature T2 is It is preferable to set it to a time sufficient to allow most of the solution organic material to crystallize.

제2 온도(T2)에서 단결정 성장을 진행한 후에는 소정의 속도로 온도를 내려 분리 단계(S50)을 진행할 수 있다. After growing the single crystal at the second temperature T2, the temperature may be lowered at a predetermined rate to perform the separation step S50.

도 2의 온도 변화 곡선은 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 유기재료의 용액화를 위해 제1 온도에서 일정 시간 유지하는 대신, 소정의 속도로 제1 온도까지 승온시키는 과정에서 용액화되도록 할 수도 있으며, 이 경우 승온 속도는 상대적으로 작게 하는 것이 좋다. 또한, 도 2에서는 제2 온도가 제1 온도보다 낮은 것으로 도시하였으나 제2 온도는 제1 온도보다 높은 온도일 수도 있으며, 제2 온도에서 일정 시간 유지하는 대신 소정의 속도로 온도를 변화시키는 과정에서 단결정 성장이 이루어지도록 할 수도 있다. 혼합 단계(S10) 및 분리 단계(S50)가 이루어지는 온도도 상온으로 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 제1 온도(T1)에서 이온성 액체에 유기재료를 혼합할 수도 있다.The temperature change curve of FIG. 2 is only an example, and the present invention is not limited thereto. For example, instead of maintaining the organic material at a first temperature for a certain period of time, it may be made to be solution in the process of raising the temperature to the first temperature at a predetermined rate. In this case, the rate of temperature increase is relatively small. good. In addition, although FIG. 2 shows that the second temperature is lower than the first temperature, the second temperature may be higher than the first temperature. In the process of changing the temperature at a predetermined rate instead of maintaining the second temperature for a certain period of time, It is also possible to allow single crystal growth to occur. The temperature at which the mixing step S10 and the separation step S50 are performed is not limited to room temperature, and for example, an organic material may be mixed with the ionic liquid at the first temperature T1.

이상 설명한 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 방법에 의하면, 이온성 액체 내에 유기재료를 혼합하여 용액화한 후 시드를 투입하여 단결정 성장을 진행하기만 하면 되므로, 저비용의 간단한 공정으로 고순도의 유기재료 단결정을 성장시킬 수 있다. 특히, 실시예를 통해 설명하는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의하면 1회의 공정만으로도 99.9% 이상에 이를 정도의 고순도 단결정 성장이 가능하다. According to the organic material single crystal growth method according to the present invention described above, it is only necessary to proceed with the single crystal growth by mixing the organic material in the ionic liquid and adding a seed to the solution. Can grow. In particular, as described through the examples, according to the method according to the present invention, it is possible to grow a single crystal with high purity of 99.9% or more with only one process.

또한, 이온성 액체를 이용한 이와 같은 공정은 상압 또는 저진공에서 단시간에 이루어질 수 있고 원재료의 손실이 거의 없어 공정 수율도 높으므로, 종래의 단결정 성장 또는 정제 방법 대비 소요 비용 측면에서 장점이 있다. In addition, since such a process using an ionic liquid can be performed in a short time at atmospheric pressure or low vacuum, and there is little loss of raw materials, the process yield is high, and thus there is an advantage in terms of cost compared to the conventional single crystal growth or purification method.

공정 조건의 설계 및 제어의 용이성 측면에서도 본 발명은 유리한 효과가 있다. 즉, 일반 유기용매는 휘발성이 크기 때문에, 용액화에 고온이 필요한 유기재료에는 적용하기 곤란하고, 열처리 과정에서 유기용매가 휘발되어 분균일한 핵생성 등 설계한 대로 공정이 이루어지지 않는 반면, 이온성 액체는 대부분의 유기재료에 대응이 가능하고 넓은 온도 범위에서 액체상으로 존재할 뿐만 아니라 화학적으로 안정하여 이온성 액체와 유기재료의 혼합비가 열처리 과정에서도 사실상 동일하게 유지된다. The present invention also has an advantageous effect in terms of ease of design and control of process conditions. In other words, since general organic solvents are highly volatile, they are difficult to apply to organic materials that require high temperatures for solutionization, and the organic solvent is volatilized during the heat treatment and the process is not performed as designed, such as uniform nucleation. The soluble liquid can cope with most organic materials and exists in a liquid phase over a wide temperature range, and is chemically stable, so that the mixing ratio of the ionic liquid and the organic material is substantially the same during the heat treatment process.

도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 유기재료 단결정 성장 장치의 개략적인 단면도이다. 도 3을 참조하여 설명하면 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 장치(100)는, 스테이지(110), 상기 스테이지에 의해 지지되며 유기재료와 이온성 액체의 혼합물(200)이 수용되는 용기 본체(120), 상기 용기 본체(120) 주위에 구비되어 유기재료와 이온성 액체의 혼합물(200)을 가열하는 온도조절부(130), 상기 용기 본체(120) 내부로 기체를 인입하기 위한 기체 인입부(140), 상기 용기 본체(120) 내부로부터 기체를 배출하기 위한 기체 배출부(150), 상기 용기 본체(120)를 덮어 밀폐시키기 위한 용기 커버(160), 시드(310)를 고정시키기 위한 시드 홀더(300)를 포함하여 구성된다.3 is a schematic cross-sectional view of an organic material single crystal growing apparatus according to another aspect of the present invention. Referring to FIG. 3, the organic material single crystal growing apparatus 100 according to the present invention includes a stage 110, a container body 120 supported by the stage and accommodating a mixture 200 of an organic material and an ionic liquid. ), a temperature control unit 130 provided around the container body 120 to heat a mixture 200 of an organic material and an ionic liquid, and a gas inlet unit for introducing gas into the container body 120 ( 140), a gas discharge unit 150 for discharging gas from the inside of the container body 120, a container cover 160 for covering and sealing the container body 120, and a seed holder for fixing the seed 310 It consists of 300, including.

보다 구체적으로 설명하면, 스테이지(110)는 용기 본체(120)를 지지하는 구성으로서 상하 이동 및/또는 회전 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 용기 본체(120)는 단결정을 성장시키고자 하는 유기재료를 혼합한 이온성 액체를 내부에 수용한다. 용기 본체(120)는 세라믹 등 내열성이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 고온 가열 시 이온성 액체 및 유기재료와 반응하지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 온도조절부(130)는 유기재료를 이온성 액체 내에서 용액화시키기 위해 가열하기 위한 구성으로, 저항가열식 히터일 수 있다. 도 3에는 온도조절부(130)가 용기 본체(120) 둘레를 감싸는 코일 형태 히터로 도시하였으나, 온도조절부(130)의 형태나 종류, 설치 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 온도 조절부(130)는 400℃ 이상 승온 가능한 히터일 수 있으며, 용기 본체(120)의 모든 방향에서 온도 구배가 일정하도록 설계된 것일 수 있다.In more detail, the stage 110 is configured to support the container body 120 and may be configured to vertically move and/or rotate. The container body 120 accommodates an ionic liquid in which an organic material for growing a single crystal is mixed. The container body 120 may be formed of a material having excellent heat resistance, such as ceramic, and is preferably formed of a material that does not react with ionic liquids and organic materials when heated at high temperatures. The temperature control unit 130 is a component for heating the organic material to be a solution in the ionic liquid, and may be a resistance heating type heater. In FIG. 3, the temperature controller 130 is illustrated as a coil heater surrounding the container body 120, but the shape, type, and installation position of the temperature controller 130 are not limited thereto. The temperature control unit 130 may be a heater capable of raising a temperature of 400° C. or more, and may be designed to have a constant temperature gradient in all directions of the container body 120.

기체 인입부(140) 및 기체 배출부(150)는 용기 본체(140) 내부의 기체 분위기를 조절하기 위한 구성이다. 예를 들어, 기체 인입부(140)를 질소, 아르곤 등 비활성 가스 공급원에 연결하여 용기 본체(140) 내부를 비활성 가스 분위기로 유지한 상태에서 공정을 진행할 수 있다. 기체 배출부(150)에는 진공 펌프를 연결하여 용기 본체(140) 내부를 진공 분위기로 유지한 상태에서 공정을 진행할 수도 있다. 용기 본체(140) 내부 분위기나 압력을 유지하기 위해서는 밀폐 공간을 형성할 필요가 있는데, 용기 커버(160)는 용기 본체(140) 상부를 덮어 밀폐 공간을 형성하기 위한 것이다.The gas inlet 140 and the gas discharge unit 150 are configured to adjust the gas atmosphere inside the container body 140. For example, by connecting the gas inlet 140 to an inert gas supply source such as nitrogen or argon, the process may be performed while the inside of the container body 140 is maintained in an inert gas atmosphere. A vacuum pump may be connected to the gas discharge unit 150 to perform the process while maintaining the inside of the container body 140 in a vacuum atmosphere. In order to maintain the atmosphere or pressure inside the container body 140, a closed space needs to be formed, and the container cover 160 covers the upper portion of the container body 140 to form a closed space.

시드 홀더(300)는 단부에 시드(310)를 고정하여 이온성 액체에 시드를 투입하기 위한 구성으로, 상하 이동 및/또는 회전 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 시드(310)는 단결정 성장시키고자 하는 유기재료와 동일한 물질의 고순도 단결정일 수 있다.The seed holder 300 is a configuration for inserting the seed into the ionic liquid by fixing the seed 310 at an end thereof, and may be configured to be vertically moved and/or rotated. The seed 310 may be a high-purity single crystal of the same material as the organic material to be grown for the single crystal.

한편 시드 홀더(300)의 단부에 시드(310)를 고정하는 대신 자기-시드(self-seed) 형성을 위한 마이크로 튜브를 고정하여 이온성 액체에 투입할 수도 있는데, 이를 도 4에 도시하였다. 도 4와 같이, 시드 홀더(300) 단부에는 시드(310) 대신 중공의 마이크로 튜브(320)가 고정되어 있으며, 그 중공 영역의 직경은 800㎛ 이하일 수 있다. 이러한 마이크로 튜브를 유기재료가 용액화되어 있는 이온성 액체에 투입하면 모세관 현상에 의해 유기재료 용액이 마이크로 튜브의 중공 영역으로 상승하면서 미세한 온도 차이에 의해 결정화되어 시드(330)를 형성할 수 있다. 이처럼 마이크로 튜브를 사용하면, 별도의 단결정 시드(310) 없이도 유기재료 단결정을 성장시킬 수 있다.Meanwhile, instead of fixing the seed 310 at the end of the seed holder 300, a microtube for self-seed formation may be fixed and introduced into the ionic liquid, which is illustrated in FIG. 4. As shown in FIG. 4, a hollow microtube 320 is fixed to an end of the seed holder 300 instead of the seed 310, and the diameter of the hollow region may be 800 μm or less. When such microtubes are introduced into an ionic liquid in which an organic material is solution, the organic material solution rises to the hollow region of the microtube due to a capillary phenomenon, and crystallization due to a slight temperature difference may form the seed 330. In this way, when a micro tube is used, a single crystal of an organic material can be grown without a separate single crystal seed 310.

단결정 성장 단계에서는 용기 본체(12)와 시드 홀더(300)를 상하 또는 회전 방향으로 상대 이동시킬 수 있으며, 상하 이동 속도는 시간당 2mm 이하, 회전 속도는 9 rph 이하일 수 있다. 도 3에는 스테이지(110) 및 시드 홀더(300) 모두 상하 이동 및 회전 운동할 수 있는 것으로 도시하였으나, 필요에 따라 어느 한쪽만 상하 이동 또는 회전 운동할 수 있도록 구성할 수 있다.In the single crystal growth step, the container body 12 and the seed holder 300 may be moved vertically or in a rotational direction, and the vertical movement speed may be 2mm or less per hour, and the rotation speed may be 9 rph or less. In FIG. 3, both the stage 110 and the seed holder 300 are shown to be capable of vertical movement and rotational movement, but only one of them may be configured to vertically move or rotate if necessary.

도 3의 장치는 예시적인 것으로, 본 발명에 따른 유기재료 단결정 성장 장치가 도 3의 구성으로 한정되는 것이 아님을 이해하여야 한다. 도 3의 일부 구성이 생략 또는 변경되거나, 도 3에 도시되지 않은 구성이 부가될 수 있다. 예를 들어 용기 본체(120) 또는 용기 커버(160)에는 온도, 압력 등 공정 조건을 측정할 수 있는 측정부가 설치될 수 있고, 상기 측정부의 측정 결과를 전달받아 온도조절부(130) 등을 제어하는 제어장치가 구비될 수 있다.The apparatus of FIG. 3 is exemplary, and it should be understood that the apparatus for growing an organic material single crystal according to the present invention is not limited to the configuration of FIG. 3. Some configurations of FIG. 3 may be omitted or changed, or configurations not shown in FIG. 3 may be added. For example, a measurement unit capable of measuring process conditions such as temperature and pressure may be installed in the container body 120 or the container cover 160, and control the temperature controller 130 by receiving the measurement result of the measurement unit. A control device may be provided.

이하 본 발명에 따라 이온성 액체를 이용하여 고순도 유기재료 단결정을 성장시킨 결과를 실시예를 통해 설명한다.Hereinafter, a result of growing a single crystal of a high-purity organic material using an ionic liquid according to the present invention will be described through examples.

<< 실시예Example 1> 1>

실시예 1은 유기 전계 발광 소자의 재료로 사용되는 전도성 유기재료인 N,N′-bis-(1-naphyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (이하 'NPB'로 약칭함)를 [Omim][TFSI] 이온성 액체를 이용하여 단결정 성장시킨 예이다. NPB의 화학식을 아래 [화학식 2]에 나타내었다.Example 1 is a conductive organic material used as a material of an organic electroluminescent device, N,N'-bis-(1-naphyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (Hereinafter abbreviated as'NPB') is an example of growing a single crystal using [Omim][TFSI] ionic liquid. The formula of NPB is shown in [Chemical Formula 2] below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017048346928-pat00002
Figure 112017048346928-pat00002

주사전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscope) 관찰 결과 이온성 액체와 혼합하기 전의 NPB 입자는 1~2 ㎛ 정도의 무정형 형상이었으며, HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 순도 분석 결과 82.4 %의 저순도였다.As a result of scanning electron microscope (SEM) observation, the NPB particles before mixing with the ionic liquid had an amorphous shape of about 1 to 2 μm, and as a result of HPLC (High Performance Liquid Chromatography) purity analysis, the purity was 82.4%.

정제 전의 저순도 NBP 를 분쇄하여 [Omim][TFSI] 이온성 액체에 10 wt%의 혼합비로 혼합한 후, 아르곤(Ar) 가스 분위기로 유지되는 열처리로에서 상온부터 260℃까지 5℃/min의 속도로 승온하면서 NPB를 용액화시켰다. 다음 마이크로 튜브를 투입한 후 230℃까지 10℃/h의 속도로 서냉하면서 핵생성을 유도하고, 230℃에서 12시간 동안 등온 열처리하여 단결정을 성장시켰다. 형성된 NPB 단결정을 이온성 액체로부터 분리하여 이소프로필알콜(IPA)로 세척하고 60℃ 오븐에서 24시간 동안 건조함으로써 최종 NPB 결정을 얻었다. 이렇게 얻어진 결정의 결정화도를 X-선 회절분석법(XRD; X-ray Diffractometry)으로 분석하고, HPLC로 그 순도를 확인하였다.The low-purity NBP before purification is pulverized and mixed with [Omim][TFSI] ionic liquid at a mixing ratio of 10 wt%, and then 5℃/min from room temperature to 260℃ in a heat treatment furnace maintained in an argon (Ar) gas atmosphere. While increasing the temperature at a rate, NPB was solution. Then, after the microtube was added, the nucleation was induced by slow cooling to 230°C at a rate of 10°C/h, and isothermal heat treatment at 230°C for 12 hours to grow a single crystal. The formed NPB single crystal was separated from the ionic liquid, washed with isopropyl alcohol (IPA), and dried in an oven at 60° C. for 24 hours to obtain a final NPB crystal. The crystallinity of the crystal thus obtained was analyzed by X-ray diffractometry (XRD), and the purity was confirmed by HPLC.

도 5(a)는 실시예 1에 의해 성장된 NPB 단결정의 XRD 분석 결과이며, 비교를 위해 NPB 다결정의 XRD 분석 결과를 도 5(b)에 나타내었다. 도 5에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 X선 반치폭이 0.1o 이하인 우수한 NPB 단결정이 성장되었다. 또한 HPLC 순도 분석 결과 성장된 NPB 단결정은 99.92%의 고순도임이 확인되었다. 즉, 본 발명의 방법에 의할 경우, 단 1회의 간단한 열처리 공정을 통해 99.9% 이상의 고순도 NPB 단결정를 얻을 수 있음을 알 수 있다.5(a) is an XRD analysis result of an NPB single crystal grown according to Example 1, and for comparison, the XRD analysis result of an NPB polycrystal is shown in FIG. 5(b). As can be seen in FIG. 5, an excellent NPB single crystal having an X-ray half width of 0.1 o or less was grown by the method of the present invention. In addition, as a result of HPLC purity analysis, it was confirmed that the grown NPB single crystal has a high purity of 99.92%. That is, in the case of the method of the present invention, it can be seen that a high purity NPB single crystal of 99.9% or more can be obtained through only one simple heat treatment process.

<< 실시예Example 2> 2>

실시예 2은 유기 전계 발광 소자의 재료로 사용되는 전도성 유기재료인 tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum(이하 'Alq3'로 약칭함)를 [Omim][TFSI] 이온성 액체를 이용하여 정제한 예이다. 실시예 1과 비교하면 유기재료가 NPB에서 Alq3로 바뀌었을 뿐, 나머지 공정 조건은 동일하게 진행하였다. Alq3의 화학식을 아래 [화학식 3]에 나타내었다.Example 2 is an example in which tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (hereinafter abbreviated as'Alq3'), a conductive organic material used as a material for an organic electroluminescent device, was purified using [Omim][TFSI] ionic liquid to be. Compared with Example 1, only the organic material was changed from NPB to Alq3, and the remaining process conditions were the same. The formula of Alq3 is shown in [Chemical Formula 3] below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017048346928-pat00003
Figure 112017048346928-pat00003

도 6(a)는 실시예 2에 의해 성장된 Alq3 단결정의 XRD 분석 결과이며, 비교를 위해 Alq3 다결정의 XRD 분석 결과를 도 6(b)에 나타내었다. 도 6에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 X선 반치폭이 0.1o 이하인 우수한 Alq3 단결정이 성장되었다. 또한 HPLC 순도 분석 결과 성장된 Alq3 단결정의 순도도 NPB 단결정과 유사한 수준의 고순도임이 확인되었다.FIG. 6(a) is an XRD analysis result of an Alq3 single crystal grown in Example 2, and for comparison, the XRD analysis result of an Alq3 polycrystal is shown in FIG. 6(b). As can be seen in Figure 6, by the method of the present invention, an excellent Alq3 single crystal having an X-ray half width of 0.1 o or less was grown. In addition, as a result of HPLC purity analysis, it was confirmed that the purity of the grown Alq3 single crystal was similar to that of the NPB single crystal.

도 7(a) 및 도 7(b)는 각각 실시예 2에 의해 성장된 Alq3 단결정 및 Alq3 다결정의 주사전자현미경 사진이다. 도 7로부터, Alq3 다결정은 수 ㎛ 이하 크기의 침상인 반면, 본 발명에 따른 단결정 성장 공정 후에는 수백 ㎛ 이상 크기의 결정 성장이 이루어졌음이 확인되었다. 7(a) and 7(b) are scanning electron micrographs of Alq3 single crystal and Alq3 polycrystal grown in Example 2, respectively. From FIG. 7, it was confirmed that the Alq3 polycrystal was a needle shape having a size of several µm or less, while crystal growth having a size of several hundred µm or more was achieved after the single crystal growth process according to the present invention.

이상의 결과로부터, 본 발명에 개시된 이온성 액체를 이용한 단결정 성장 방법을 사용하면 유기재료를 단 1회의 간단하면서도 저비용의 공정을 통해 대략 99.9%에 이를 정도의 고순도 단결정으로 성장시키는 것이 가능함을 알 수 있고, 이는 종래의 방법이 가지고 있는 근본적인 한계를 극복한 것이라는 점에서 매우 중요한 의미가 있다. 실시예에서는 NPB 및 Alq3의 정제 결과만을 개시하였으나 이는 예시적인 것이며, 본 발명에 따른 단결정 성장 방법은 유기 전계 발광 소자, 유기 광전 변환 소자, 유기 반도체 소자 등에 사용되는 유기재료들 대부분에 효과적으로 적용될 수 있다. 이온성 액체를 이용한 단결정 성장 방법에 의해 이러한 우수한 효과가 나타나는 이유는 완전히 규명된 것은 아니나, 유기 전계 발광 소자 등에 사용되는 전도성 유기재료의 경우 이온성 액체와 구성 성분 및 분자량이 유사하므로 혼합이 용이하고, 용액 내에서 속도론(kinetics) 적으로 매우 유리하여, 결정화에 있어서 우수한 거동을 보이기 때문으로 추측할 수 있다.From the above results, it can be seen that by using the single crystal growth method using an ionic liquid disclosed in the present invention, it is possible to grow an organic material into a high purity single crystal of about 99.9% through a simple and low-cost process. However, this has a very important meaning in that it overcomes the fundamental limitations of the conventional method. In the examples, only the results of purification of NPB and Alq3 are disclosed, but this is exemplary, and the single crystal growth method according to the present invention can be effectively applied to most of organic materials used in organic electroluminescent devices, organic photoelectric conversion devices, and organic semiconductor devices. . The reason why such an excellent effect is exhibited by the single crystal growth method using an ionic liquid is not fully elucidated, but in the case of conductive organic materials used in organic electroluminescent devices, etc., the composition and molecular weight are similar to that of the ionic liquid, so mixing is easy. , It can be inferred because it is very advantageous in terms of kinetics in a solution, and exhibits excellent behavior in crystallization.

이상 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시예일뿐이며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 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.Although described with reference to the above limited embodiments and drawings, these are only examples, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be implemented within the scope of the technical idea of the present invention. For example, it should be understood that the present invention does not exclude the use of a mixture of plural types of ionic liquids as ionic liquids or use of mixtures with other solvents. Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined by the description of the claims and their equivalent range.

100: 유기재료 단결정 성장 장치
120: 용기 본체
130: 온도조절부
140: 기체 인입부
150: 기체 배출부
160: 용기 커버
200: 유기재료와 이온성 액체 혼합물
300: 시드 홀더
310, 330: 시드
320: 마이크로 튜브
100: organic material single crystal growth device
120: container body
130: temperature control unit
140: gas inlet
150: gas exhaust
160: container cover
200: organic material and ionic liquid mixture
300: seed holder
310, 330: seed
320: micro tube

Claims (14)

유기재료를 이온성 액체와 혼합하는 혼합 단계;
제1 조건에서 열처리하여 상기 이온성 액체에 혼합된 유기재료를 용액화시키는 용액화 단계;
제2 조건에서 상기 용액화된 유기재료를 포함하는 이온성 액체에 시드를 투입하고 시드 표면에 핵을 생성시키는 핵생성 단계;
제3 조건에서 상기 시드를 상방향으로 이동시키면서 단결정을 성장시키는 단결정 성장 단계; 및
성장된 유기재료 단결정을 이온성 액체로부터 분리하는 분리 단계(S50);
를 포함하여,
이온성 액체에 혼합되기 전보다 고순도로 정제된 유기재료 단결정을 얻는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
A mixing step of mixing an organic material with an ionic liquid;
A solutionization step of heat-treating under a first condition to make an organic material mixed with the ionic liquid solution;
A nucleation step of injecting a seed into an ionic liquid containing the organic material that has been solutionized under a second condition and generating nuclei on the seed surface;
A single crystal growing step of growing a single crystal while moving the seed upward under a third condition; And
A separation step (S50) of separating the grown single crystal of the organic material from the ionic liquid;
Including,
An organic material single crystal growth method using an ionic liquid, characterized in that to obtain a single crystal of an organic material purified with higher purity than before being mixed with the ionic liquid.
제1항에 있어서,
상기 시드는 상기 유기재료와 동일한 물질의 단결정 또는 중공의 마이크로 튜브인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
The seed is an organic material single crystal growth method using an ionic liquid, characterized in that the single crystal of the same material as the organic material or a hollow microtube.
제1항에 있어서,
상기 용액화는 용해 또는 용융 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
The solutionization is at least one of melting or melting. A method of growing a single crystal of an organic material using an ionic liquid.
제1항에 있어서,
상기 혼합 단계, 용액화 단계, 핵생성 단계, 단결정 성장 단계 및 분리 단계를 1회 진행하는 것에 의해 99% 이상의 고순도 단결정 유기재료가 얻어지는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
An organic material single crystal growth method using an ionic liquid, characterized in that 99% or more of a high purity single crystal organic material is obtained by performing the mixing step, solutionization step, nucleation step, single crystal growth step, and separation step once.
제1항에 있어서,
이온성 액체로부터 분리된 상기 유기재료 단결정을 세척 및 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
The organic material single crystal growth method using an ionic liquid, characterized in that it further comprises the step of washing and drying the organic material single crystal separated from the ionic liquid.
제1항에 있어서,
상기 제1 조건, 제2 조건 또는 제3 조건은 시간에 따라 변화하는 조건인 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
The first condition, the second condition, or the third condition is a condition that changes with time.
제1항에 있어서,
상기 분리 단계 이후에, 상기 분리된 유기재료 단결정의 표면 불순물을 제거하기 위한 스웨팅 공정을 더 진행하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
After the separation step, the organic material single crystal growth method using an ionic liquid, characterized in that further proceeding with a sweating process for removing surface impurities of the separated organic material single crystal.
제1항에 있어서,
상기 용액화 단계 및 상기 핵생성 단계 사이에,
용액화되지 않은 유기재료를 걸러내기 위한 필터링 단계를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장 방법.
The method of claim 1,
Between the solution step and the nucleation step,
Organic material single crystal growth method using an ionic liquid, characterized in that further performing a filtering step to filter out the organic material that has not been solution.
이온성 액체에 혼합되기 전보다 고순도로 정제된 유기재료 단결정을 얻기 위한 이온성 액체를 이용한 유기재료 단결정 성장장치로서,
스테이지;
상기 스테이지에 의해 지지되며 유기재료와 이온성 액체의 혼합물이 수용되는 용기 본체;
상기 용기 본체에 수용된 유기재료와 이온성 액체의 혼합물을 가열하는 온도조절부;
상기 용기 본체에 수용된 유기재료와 이온성 액체의 혼합물에 시드를 투입되는 시드가 단부에 고정된 시드 홀더;
를 포함하며,
상기 용기 본체 및 상기 시드 홀더는 상대 이동 가능하고,
상기 상대 이동은 상하 방향 이동을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기재료 단결정 성장 장치.
As an organic material single crystal growth device using an ionic liquid to obtain a single crystal of an organic material purified with higher purity than before being mixed with an ionic liquid,
stage;
A container body supported by the stage and accommodating a mixture of an organic material and an ionic liquid;
A temperature controller for heating a mixture of an organic material and an ionic liquid accommodated in the container body;
A seed holder in which a seed is inserted into a mixture of an organic material and an ionic liquid accommodated in the container body;
Including,
The container body and the seed holder are relatively movable,
The organic material single crystal growth apparatus, characterized in that the relative movement includes vertical movement.
제9항에 있어서,
상기 시드는 상기 유기재료와 동일한 물질의 단결정인 것을 특징으로 하는 유기재료 단결정 성장 장치.
The method of claim 9,
The organic material single crystal growing apparatus, wherein the seed is a single crystal of the same material as the organic material.
제9항에 있어서,
상기 상대 이동은 회전 운동을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기재료 단결정 성장 장치.
The method of claim 9,
The organic material single crystal growth apparatus, characterized in that the relative movement further includes a rotational movement.
제9항에 있어서,
상기 용기 본체 내부로 기체를 인입하기 위한 기체 인입부; 및
상기 용기 본체 내부로부터 기체를 배출하기 위한 기체 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기재료 단결정 성장 장치.
The method of claim 9,
A gas inlet portion for introducing gas into the container body; And
Organic material single crystal growth apparatus, characterized in that it further comprises a gas discharge unit for discharging the gas from the inside of the container body.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법에 의해 성장된 유기재료 단결정.An organic material single crystal grown by the method of any one of claims 1 to 8. 제13항에 있어서,
X선 반치폭이 0.1o 이하인 것을 특징으로 하는 유기재료 단결정.
The method of claim 13,
Organic material single crystal, characterized in that the X-ray half width is 0.1 o or less.
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