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유기전기발광 제품의 경쟁력 강화를 위한 솔루션

EL(유기전기발광) 재료의 제조에는 엄격한 품질 표준과 높은 정제 능력이 중요한 작용을 합니다. 높은 경쟁력을 가진 유기 EL 제품을 개발 및 제조하기 위해 기업은 기본적인 성능(혁신성), 재료 성분 품질과 공급의 안정성, 그리고 비용이라는 세 가지 결정 인자에 집중해야 합니다. 이러한 문제에 대한 Waters의 접근 방법은 SFC (Supercritical Fluid Chromatography)를 이용한 정제법과 UPC2 (Ultra Performance Convergence Chromatography)입니다. 전자는 고순도 제품을 제공하며, 후자는 핵심 차별화 기술로서 엄격한 품질 관리를 통해 EL 재료의 제품 경쟁력을 개선할 수 있습니다.

품질 인자 분석

유기 EL 재료는 유기전기 물질로 조성된 고부가가치 제품이며, 몇 곳의 첨단 회사에서만 생산할 수 있습니다. 제품 차별화를 위해 제품 품질을 개선하고 생산 라인당 수율을 높이기 위해서는 EL 제품의 가치 및 기술 투자 그리고 제조 전문 기술의 확보가 중요합니다. 불순물의 식별과 공정 제어 및 정제 공정 개선을 위한 피드백을 통해 분석의 가치를 증대할 수 있습니다. Waters에서는 UPLC/Xevo G2 QTof 시스템과 다변량 분석 소프트웨어인 Progenesis QI를 함께 사용할 것을 권장합니다. 이 두 제품의 조합을 통해 제조업체는 로트 간 가변성과 관련된 요소를 파악하고 차별화 요소의 구조를 예측할 수 있습니다.

불순물 프로파일링

높은 피크 용량의 정량 분석은 유기 EL 재료의 제조 공정 모니터링과 품질 제어를 위해 필수적입니다. 마찬가지로, 개발 단계에서 불순물을 프로파일링할 때만이 아니라 정제 방법을 선택하고 계획할 때도 분리/측정 방법이 중요합니다. 기존 분리 분석에는 순상 또는 역상 LC(액체 크로마토그래피)가 사용됩니다. 그러나 유기 EL 재료의 분리와 관련해서, 분리되지 않은 이성질체, 유사체와 극성이나 복잡한 분자 구조 때문에 컬럼에 남아 있는 화합물을 간과할 수 있는 가능성과 같은 우려가 있습니다. Waters에서는 유기 EL 재료의 불순물 프로파일링의 보완 기술로 UPLC H-ClassUPC2의 사용을 권장합니다.

UPLC H-Class/PDA 시스템

  • 효율적인 역상 분리 조건 개발의 최적화
  • 네 가지 유형의 용액이 포함된 혼합 용액 전달 시스템에서 고용리 성능을 가진 용매로 분리 조건 적용
  • 방향족 3차 아민의 분석을 위해 최적화된 CSH 컬럼

PDA 검출기를 이용한 피크 순도 시험

UPLC H-Class/CSH C18 이용한 BDABVi 분석의

기존의 HPLC에서 간과될 수 있는 이성질체의 피크는 그림 1에서 볼 수 있는 것처럼 UPLC 기술을 이용해 검출됩니다.

그림 1. CSH C18 컬럼을 이용해 tailing이 없는 피크 모양을 얻었습니다.

UPC2/BEH 2-EP를 이용한 Ir (Fppy)3 분석의 예

8면체 복합체, MLa3Lb3에는 facial (fac) 타입 및 meridional (emr) 타입의 이성질체가 있습니다. UPC2는 8면체 복합체에서와 같은 이성질체 분리 가능성을 높일 수 있는 기술입니다.

UPC2 BEH 2-EP 컬럼을 이용한 Ir (Fppy)3의 facial/meridional 타입 이성질체 분리의 예는 아래 그림 2에 나와 있습니다.

불순물의 구조 규명

새로운 정제 방법

극히 순수한 유기 EL 재료의 증류 및 생산은 현재의 업계에 결코 쉽지 않은 과제입니다. 증류를 통해 정제하기 어려운 물질의 경우, 유사체 제거 문제를 해결하기 위해 여러 가지 정제 방법 및 합성 방법이 연구되어 왔습니다. 이 과제를 해결하기 위해 Waters는 새로운 정제 기법인 Prep SFC 시스템을 출시했습니다. Prep SFC를 이용할 경우, 불순물 구조 분석을 위한 실험실 규모의 시스템부터 분취 정제를 위한 소규모 시스템 그리고 심지어 산업용 생산까지 고객의 요구에 따라 정제 방법을 확대할 수 있습니다.

SFCq 100 시스템의 예                                   SFC 350 시스템의 예

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