OLED有机小分子发光材料中痕量杂质检测方案(液相色谱仪)

利用 Agilent 1260 Infinity II HDR-DAD助力 OLED 行业产品质量精准分析 作者 前言 周洁，孟颖，杨新磊 安捷伦科技(中国)有限公司 有机发光二极管显示器 (OLED) 因具有亮度高、清晰度好、响应快、能耗低、柔性好等特点，是近年来平板显示行业的研究热点。OLED 器件主要由有机光电材料组成。材料纯度从根本上决定了器件性能，微小的纯度差异即会导致明显的器件性能差异。因此，控制材料纯度对于 OLED 行业非常重要。国标方法 GB/T 37949-20192规定，利用高效液相色谱法测定OLED 行业中有机小分子发光材料的纯度。该方法采用紫外-可见光检测器，对所有峰面积进行总和归一化，某个组分的峰面积占所有峰的总面积的比例即该组分在样品中的含量。 由于OLED 行业中对杂质限度的控制极为严格，而且产品中的主成分含量通常极高，而杂质含量极低，因此二者经常难以兼顾，提高了利用面积归一化法进行定量的难度。安捷伦高动态范围二极管阵列检测器 (HDR-DAD) 包含两个不同光程的检测器，对于含量极高的主成分采用低光程(3.7mm)检测器，对于痕量杂质则采用高光程(60 mm)检测器。因此可通过一针进样实现主成分与痕量杂质的同时定量，完美解决了产品质量控制过程中遇到的难题。 OLED 样品中痕量杂质的分析 称取适量 OLED 样品，溶于 1.5 mL四氢呋喃中，制得样品溶液(质量比1：500)待用。 实验采用 Agilent 1260 Infinity lI 液相色谱系统，其配备如下安捷伦组件： -Agilent 1260 Infinity l四元泵：部件号 G7111B - Agilent 1260 Infinity Ⅱ自动进样器： G7129A -AAgilent 1260 Infinity Ⅱ柱温箱： G7116A 一AAgilent 1260 Infinity HDR-DAD： G4212A (配备60mm流通池)， G4212B(配备3.7 mm 流通池) -AAgilent 1260 Infinity 二极管阵列检测器： G4212A(配备10 mm 流通池) 所用液相色谱分析条件见表 1。 表1.液相色谱条件 色谱柱 Agilent Zorbax Extend C18， 4.6×250 mm， 5 pm(部件号770450-902) 流速 1.0 mL/min 柱温 40°C 流动相 A： 0.1%甲酸水溶液， B：乙腈：甲醇 (50：50，v/v)， 且 A：B=25：75(v/v) 检测条件 检测波长254 nm/4nm， 参比波长450nm/100 nm 采样频率 5Hz 进样方式 程序进样 进样量 2 pL H，0+5pL样品+2pLH，0 HDR-DAD 系统配备两个不同光程的 DAD， 之间连接管线的延迟体积也得到准确测定，有利于更好地实现复杂体系的化合物归属。在软件控制上，所用检测器以簇的形式存在，简化了方法编辑步骤。进样结果最终来自三组检测通道，分别为配备60 mm流通池的 LNG 通道、配备 3.7 mm 流通池的 SHT 通道以及利用LNG 与 SHT 通道拟合成的标准10 mm 流通池的 DAD 通道。其中LNG 通道用于检测低含量化合物， SHT 通道用于检测高含量化合物， DAD 通道则作为最终输出通道呈现最终结果。 利用该 HDR-DAD 系统分析由用户提供的 OLED样品。结果表明，LNG 通道可以更好地检出含量极低的杂质， SHT 通道则使主成分获得了更出色的峰形(见图1)。因此，所述方法可在更宽的线性范围内实现对主成分与杂质的同时定量。 图1.利用 HDR-DAD 系统分析 OLED 样品中的高含量主成分和低含量杂质 对比 HDR-DAD 拟合后的10 mm流通池色谱图与常规10 mm 流通池实际进样所得的色谱图，发现 HDR-DAD 拟合所得到的基线更为平稳，因此更有利于检测痕量杂质，并实现主成分与杂质的精确定量。利用配备常规10 mm 流通池的检测器采集到的峰5的信噪比 (S/N) 为1.9，峰6的 S/N 为1.1，难以达到检测限(通常要求S/N≥3) 的要求；而利用 HDR-DAD 采集到的峰5的S/N为10.1，峰6的 S/N 为 7.0，远高于检测限的要求(见图2)。 图2.利用 HDR-DAD 与配有常规10 mm流通池检测器所得到的色谱图：峰1、2、 4、5和6对应于杂质，峰3对应于主成分 另外，由于样品溶剂为四氢呋喃，而流动相由25%水相和75%有机相组成，样品溶剂洗脱强度远远高于流动相的洗脱强度，因此会产生较为明显的溶剂效应，表现为色谱峰变形、峰宽展宽，影响杂质的良好分离。本文所述的方法采用简便的自动进样器程序进样功能，无需额外的手动前处理以及仪器配置更改，即可解决溶剂效应问题，为检出更多杂质提供了可能。 ( 参考文献 ) ( 1. 张昕，吴佩雯，肖书平，陈琦，邱天，符晓，宁洪龙.显示驱 动芯片原理及发展现状.液晶与显示.2020，35(1 1 )：1156-1167 ) ( 2.( GB/T 37949-2019.有机发光二极管显示器用有机小分子发光材料纯度测定高效液相色谱法 ) 查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn 免费专线： 800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 在线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com 安捷伦对本资料可能存在的错误或由于提供、展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任何责任。 ( ◎安捷伦科技(中国)有限公司，2021 ) 由于 OLED 行业中对杂质限度的控制极为严格，而且产品中的主成分含量通常极高，而杂质含量极低，因此二者经常难以兼顾，提高了利用面积归一化法进行定量的难度。安捷伦高动态范围二极管阵列检测器 (HDR-DAD) 包含两个不同光程的检测器，对于含量极高的主成分采用低光程 (3.7 mm) 检测器，对于痕量杂质则采用高光程 (60 mm) 检测器。因此可通过一针进样实现主成分与痕量杂质的同时定量，完美解决了产品质量控制过程中遇到的难题