CH620697A5 - - Google Patents

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CH620697A5
CH620697A5 CH280476A CH280476A CH620697A5 CH 620697 A5 CH620697 A5 CH 620697A5 CH 280476 A CH280476 A CH 280476A CH 280476 A CH280476 A CH 280476A CH 620697 A5 CH620697 A5 CH 620697A5
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layer
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organic
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CH280476A
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William Andrew Huffman
Stephen Paul Birkeland
Kevin Patrick O'leary
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Minnesota Mining & Mfg
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Description

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, halbleitende Massen zu schaffen. Damit im Zusammenhang kann es für die Lösung von weiteren Problemen vorteilhaft 50 sein, Zusätze für Bindemittel und Zusätze für organische synthetische polymere Bindemittel zu schaffen, die diesen Bindemitteln halbleitende Eigenschaften verleihen, sowie neue photoleitende Elemente und aktive Verbindungen^ die in diesen Elementen enthalten sind, bereitzustellen und 55 eine bestimmte Klasse von Farbstoffen aufzuzeigen, die photoleitende Elemente sensibilisieren und den Empfindlichkeitsbereich dieser Elemente für das elektromagnetische Spektrum erweitern.
Der einschlägige Stand der Technik auf dem Gebiet der 60 Halbleiter und Photoleiter hat diese Probleme erkannt.
Es wurden die verschiedensten Stoffe als halbleitende Zusätze oder Sensibilisatoren für photoleitende Systeme vorgeschlagen; vgl. US-PS 3 037 861. Die z. Z. verwendeten Sensibilisatoren können jedoch die Empfindlichkeitsprobleme 65 der photo leitenden Systeme nicht signifikant vermindern und die Zusätze können die halbleitenden Stoffe nicht wesentlich verbessern. Weder der Empfindlichkeitsbereich noch die Empfindlichkeit der sensibilisierten Elemente wurde in
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einem Ausmass geändert, wie dies nach der vorliegenden Erfindung möglich ist. Weiter konnten mit der erhöhten Empfindlichkeit der hierin geschilderten photoleitenden Elemente neue Strukturen und neue Verwendungszwecke für photoleitende Elemente aufgefunden werden, die ihre Verwendung beispielsweise in der Xerographie und anderen elektrostatischen Verfahren finden.
Die gestellte Aufgabe konnte gelöst werden durch eine halbleitende Masse, umfassend ein polymeres Bindemittel und einen organischen Farbstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff mindestens zwei chinoide Benzolringe enthält, die gegebenenfalls Substituenten in der ortho-Stel-lung tragen, die nicht stärker elektronenabziehend sind als ein Chloratom, und die über eine Cyclopropan- oder Cyclobutangruppe oder die Gruppe (=C=C=)„, in der n den Wert 1 oder 2 hat, als Brückenglied miteinander verbunden sind, und sämtliche restlichen Ringkohlenstoffatome der Cyclopropan- oder Cyclobutangruppe durch Carbonylsauer-stoffatome abgesättigt sind.
Zur Herstellung von halbleitenden Massen der Erfindung wird vorzugsweise eine spezielle Klasse von organischen Farbstoffen beliebigen polymeren Bindemitteln einverleibt.
Es gibt die verschiedensten Konstruktionen, die für photoleitende Elemente verwendet werden können, die von den speziellen Eigenschaften und der vom Element erforderlichen Reaktion abhängen. Zumindest muss ein Bindemittel vorliegen. Im allgemeinen handelt es sich hier um organische Polymerisate mit hoher dielektrischer Festigkeit, wie Poly-vinyltoluol, Polystyrol, Polyhalogenstyrole und deren Copo-lymerisate, Copolymerisate aus Vinyltoluol oder substituiertem Vinyltoluol und Butadien, Acrylat-Polymerisate und -Copolymerisate, Epoxyharze und Polycarbonate. Eine besonders brauchbare Klasse von Bindemitteln sind die organischen Photoleiter, wie Poly-N-vinylcarbazol, Polyanthracen, Polyvinylacenaphthylen, PoIy-2,9-methylenfluoren, Polyvi-nylferrocen, Polybenzocarbazol und Polybenzoanthracen. Erfindungsgemäss muss die photoleitende Schicht mit den sensibilisierenden Farbstoffen zusammen vorliegen. Die Struktur zahlreicher Elemente ist jedoch ansonsten üblicherweise die gleiche wie die der bekannten Elemente.
In den Figuren I bis VII sind verschiedene mögliche Konstruktionen für photoleitende Elemente, die im Zusammenhang mit erfindungsgemässen Massen verwendet werden können, gezeigt:
Fig. 1 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einer photoleitenden Schicht besteht, die auf einem Substrat aufgebracht ist. Bei dieser Konstruktion muss das Substrat im allgemeinen gewisse leitende Eigenschaften aufweisen, die eine Entladung nach Belichtung der photoleitenden Schicht ermöglicht.
Fig. 2 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einem Substrat, einer Leiterschicht und einer photoleitenden Schicht besteht.
Fig. 3 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einem Substrat, einer Photoleiterschicht und einer einen sensibilisierenden Farbstoff enthaltenden Schicht besteht. Diese Konstruktion unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion dadurch, dass der Farbstoff und der photoleitende Stoff voneinander getrennt sind. Die Farbstoff-Schicht (beispielsweise eine Beschichtung mit einer Lösung des Farbstoffs) wird üblicherweise so aufgebracht, dass der Farbstoff nicht in die photoleitende Schicht eindringt.
Fig. 4 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einem Substrat, einer Leiterschicht, einer Sperrschicht und einer photoleitenden Schicht besteht. Die Sperrschicht trennt die phötoleitende Schicht und die Leiterschicht, wenn diese Schichten miteinander in Reaktion treten könnten oder wenn in dem Element eine verminderte Leitfähigkeit und eine erhöhte dielektrische Festigkeit erwünscht ist.
Fig. 5 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einem Substrat, einer halbleitenden Schicht, einer Leiterschicht und einer photoleitenden Schicht besteht. Dieser Aufbau kann auch eine zweite halbleitende Schicht auf der Rückseite des Substrats aufweisen. Die erste halbleitende Schicht kann zur Erhöhung sowohl der Haftfestigkeit als auch der Wirksamkeit der Ladungsverteilung in der photoleitenden Schicht dienen. Die zweite halbleitende Schicht vermindert in der Regel die Wahrscheinlichkeit einer Ladungsentwicklung auf der Rückseite des Substrats, insbesondere bei Reproduk-tionsverfahren, bei denen beide Seiten des Elements aufgeladen werden.
Fig. 6 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einer piezo/pyroelektrischen Polymerschicht, einer Photoleiterschicht und einer Leiterschicht besteht.
Fig. 7 zeigt ein photoleitendes Element, das aus einem Substrat, einer Photoleiterschicht und einer hydro/oleophi-len Halbleiterschicht besteht. Dieser Aufbau eignet sich vorzugsweise als Element für elektrostatische Druckverfahren. Im belichteten Film dienen im allgemeinen die Bereiche, in denen das Tonerpulver geschmolzen ist, als Druckfarbe aufnehmendes Substrat. Man erhält eine Offset-Druckform.
Die in erfindungsgemässen Massen verwendeten photoleitenden Schichten bestehen vorzugsweise aus organischen thermoplastischen polycyclischen Polymerisaten oder Copo-lymerisaten, beispielsweise Poly-(N-vinylcarbazol) oder Vinyl-carbazol-Vinylacetat-Copolymerisaten und den erfindungsgemässen, sensibilisierenden Farbstoffen. Es können noch andere bekannte sensibilisierende Farbstoffe verwendet werden, beispielsweise die in der DE-PS 1 068 115 beschriebenen Farbstoffe, sowie andere übliche Zusätze für photoleitende Systeme, wie Filmverbesserer, beispielsweise Weichmacher, Haftfestigkeitsverbesserer, Härtungsmittel und andere thermoplastische Kunstharze, wie Epoxyharze und Polycarbonate, organische Säuren zur Verbesserung der Bildung eines Farbildes durch Oxidation von Leucofarbstoffen, wie Bis-(trifluormethylsulfonylmethan), photolytisch spaltbare Halogen Verbindungen, wie Tristribrom-s-triazin, und Lewis-Säuren zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Schicht.
Die Leiterschicht kann praktisch jedes Schichtmaterial mit leitenden Eigenschaften sein, beispielsweise eine Beschichtung aus einem Metall, wie Aluminium, Kupfer, Silber oder Chrom, einem Metalloxid, wie einem Eisenoxid, Indiumoxid oder Zinn(II)-oxid, einem anorganischen Salz, wie Kupferjodid, oder ein elektrisch leitendes Kunstharz, einschliesslich einem mit leitenden Teilchen gefüllten Kunstharz, z.B. Polyvinyibenzol- oder Pyridiumchlorid (vgl. IT-PS 767 082 und 801 584) und sulfonierte Polyvinyltoluole.
In den meisten Konstruktionen kann das Substrat ein beliebiges Trägermaterial sein, beispielsweise Papier, Folien aus thermoplastischen Polymeren, wie Polyester, Cellulose-ester, wie Celluloseacetatbutyrat und Celluloseacetatpropionat, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Polycarbonaten, oder eine Polymermatrix. Das Substrat kann isolierend oder elektrisch leitend sein und eine hohe oder niedrige Dielektrizitätskonstante haben, je nach dem beabsichtigen Abbildungsverfahren.
Des weiteren konnte festgestellt werden, dass bestimmte Farbstoffe dem Bindemittel halbleitende Eigenschaften verleihen und ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen können, wenn sie als Sensibilisatoren für photoleitende Stoffe verwendet werden. Es wurde festgestellt, dass diese verwendeten Farbstoffe im allgemeinen ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen, insbesondere solche, wie sie für Sensibilisatoren erforderlich sind, nämlich niedrige Photoabklingzeiten bis zur Hälfte des Werts der Ladungsaufnahme, einen brauchbaren
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Löslichkeitsbereich in üblichen Lösungsmitteln, hohe Quantenausbeute als aktiver Sensibilisator, breiter Sensibilisie-rungsbereich, bis in den infraroten Bereich und hohe Ladungsaufnahme.
Die in erfindungsgemässen Massen verwendbaren Farbstoffe enthalten mindestens zwei chinoide Benzolringe, die gegebenenfalls Substituenten in der ortho-Stellung tragen, die nicht stärker elektronenabziehend sind als ein Chloratom, und die über eine Cyclopropan- oder Cyclobutangruppe oder die Gruppe (=C=C=)n, in der n den Wert 1 oder 2 hat, als Brückenglied miteinander verbunden sind, und sämtliche restlichen Ringkohlenstoffatome der Cyclopropan- oder Cyclobutangruppe durch Carbonylsauerstoffatome abgesättigt sind.
Der Ausdruck «chinoider Benzolring» soll hier im allgemeinen folgendes bedeuten: Benzolring mit einer exocycli-schen Doppelbindung, die durch ein Sauerstoffatom abgesättigt ist, und der folgende Struktur aufweist.
in einer Konzentration von 0,5 X 10"° Mol im Lösungsmittel pro Mol Photoleiter und bis zur Löslichkeitsgrenze des Farbstoffs verwendet. Bei Verwendung als Halbleiterzusatz ist in der Regel jede wirksame Konzentration des Farbstoffs s im Bindemittel für den beabsichtigten Zweck geeignet. Die Mindestmenge der Farbstoffkonzentration ist im allgemeinen diejenige Menge, die die Leitereigenschaften des Bindemittels (ohne den Farbstoff) um etwa 20% ändert.
Die in erfindungsgemässen Massen verwendeten Farb-io stoffe haben also die allgemeinen Formeln
15
h
A.
B
B
B
s,
□
0'
Diese chinoiden Gruppen, die an dreigliedrige oder vier-gliedrige Ringe oder definiscile Gruppen gebunden sind, können in der o-Stellung zum Chinon-Sauerstoffatom durch Reste substituiert sein, die nicht stärker elektronenabziehend sind als ein Chloratom. Diese chinoiden Benzolringe können also die allgemeine Formel
0 "
haben, in der Xt und X2 derartige Reste bedeuten, die nicht stärker elektronenabziehend sind als ein Chloratom. Es können beide ortho-Stellungen substituiert sein. Beispiel für derartige Substituenten sind unverzweigte und verzweigte Alkyl- und Alkoxyreste mit vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Phenyl-, Phenoxy- und Halogenphenylgruppen, durch C^!,,-Alkyl- oder Alkoxyreste substituierte Phenylgrup-pen, halogensubstituierte unverzweigte und verzweigte Alkyl-reste, die höchstens 1 Halogenatom pro Kohlenstoffatom aufweisen, Chlor-, Brom- und Jodatome, Amino-, Carboxyl-, Carbamyl- und Amidogruppen. Vorzugsweise sollen diese Gruppen nicht mehr etwa 60 Atome, und insbesondere nicht mehr als 20 Atome enthalten. Im allgemeinen enthalten die o-Substituenten nicht mehr als 20 Kohlenstoffatome und nicht mehr als 4 Heteroatome.
Der Ausdruck «chinoider Benzolring» bedeutet also sowohl unsubstituierte als auch am Benzolring substituierte Verbindungen. Die vorgenannten Substituenten beeinflussen zwar die Funktion der in erfindungsgemässen Massen verwendeten Verbindungen im allgemeinen nicht wesentlich, doch sind diese Gruppen üblicherweise auch nicht vollständig inaktiv. Die Substituenten können die Verbindungen gegen unerwünschte Reduktion des Chinon-Sauerstoffatoms stabilisieren und auch die Löslichkeit des Farbstoffs verbessern. Beispielsweise wird durch langkettige Kohlenwasserstoffreste die Löslichkeit in unpolaren Lösungsmitteln verbessert, während polare Reste die Löslichkeit in polaren Lösungsmitteln erhöhen. Die Farbstoffe werden vorzugsweise
20
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B
und
CS
A C=C ^=A
B
worin n den Wert 1 oder 2 hat, A einen chinoiden Benzol-30 ring darstellt und B entweder einen chinoiden Benzolring oder ein Sauerstoffatom darstellt.
Die Herstellung dieser Farbstoffe kann in an sich bekannter Weise erfolgen; vgl. u. a. J. Am. Chem. Soc., Bd. 88 (1966), Nr. 6, S. 11, Bd. 89 (1967), S. 153, Bd. 92 (1970), 35 Seiten 149 bis 154 und Bd. 92 (1970), Seiten 155 bis 161.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
1 g Polyvinylcarbazol (PVK) wird in Chlorbenzol zu 4o einer lOgewichtsprozentigen Lösung gelöst. Die Lösung wird mit 4 mg Hexa-tert.-butyl)-trichinocyclopropan (TQCP) versetzt. Die erhaltene Lösung wird mit einer Rakel auf eine 0,0127 mm dicke Aluminiumfolie aufgetragen und die Be-schichtung 10 Minuten bei 50°C getrocknet. Sodann wird 45 die beschichtete Aluminiumfolie negativ mittels einer Co-ronaentladung aufgeladen, bildmässig belichtet und in einen flüssigen Entwickler getaucht, der aus einer Dispersion von Nr. 4852 Zulu Blau 818-026-16 Pigment in Kerosin besteht. Nach kurzer Zeit wird das Element aus dem Entwickler so herausgenommen. Es wird ein positives Farbbild guter Qualität und hoher Schärfe erhalten.
Beispiel 2
TQCP wird einer lOprozentigen Lösung von Polyvinyl-55 carbazol in Chlorbenzol in solcher Menge zugesetzt, dass eine 0,1 gewichtsprozentige TQCP-Lösung entsteht. Die eine Hälfte dieser Lösung wird mit 5 mg Tris-tribrommethyl-s--triazin versetzt und die erhaltene Lösung in einer Dicke von etwa 10 Mikron auf einen leitenden Träger, nämlich 60 eine mit Metall gefüllte Folie aus thermoplastischem Material, aufgetragen. Sodann wird die Beschichtung 10 Minuten bei 50°C getrocknet. Die andere Hälfte der Lösung wird auf einen ähnlichen Träger aufgetragen und in gleicher Weise getrocknet. An elektrostatisch negativ aufgeladenen und mit 65 einer Lichtquelle von 161,4 Lux belichteten Proben wird die Lichtenladungszeit bestimmt. Die Restspannung nach 10 Sekunden ohne die Triazinverbindung beträgt 100 Volt, während sie in Gegenwart der Triazinverbindung nur 10
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Volt beträgt. Dies zeigt, dass die Halogenverbindung die Belichtungsentladung mit den Farbstoffen der Erfindung verstärkt.
Beispiel 3
Eine 20gewichtsprozentige Lösung von PVK in einem Gemisch von Chlorbenzol und 1,2-Dichloräthan im Gewichtsverhältnis 80 : 20 wird mit Octa-(tert.-butyl)-tetrachino-cyclobutan in solcher Menge versetzt, dass 5 mg Farbstoff pro g PVK vorliegen. Die Lösung wird auf einen leitenden Träger aufgetragen und die Beschichtung getrocknet. Sodann wird die Probe auf ihre Wirksamkeit als Photoleiter geprüft.
Scheiben mit einem Durchmesser von 25,4 mm werden aus den photoleitenden Proben gestanzt und unter eine kalibrierte Detektorsonde für statische Aufladungen gesetzt, beispielsweise dem MK-System Model 169C «Stati-Tester», die elektrostatisch auflädt, den Dunkelverlust ermöglicht, das Element mit Licht belichtet und die Photoreaktion bestimmt und sie auf einem zweidimensionalen Abszissen-Or-dinaten-Papier aufzeichnet. Es kann sowohl eine negative als auch eine positive Aufladung und der Dunkelverlust während bestimmter Zeiträume erhalten werden. Die Beleuchtung erfolgt in einer Intensität von 161,4 Lux während eines bestimmten Zeitraums. Diese Vorrichtung liefert Werte der beibehaltenen Ladung zu jeder Zeit in der Folge der physikalischen Stufen und misst damit sämtliche Änderungen der Ladung während des Verfahrens.
Die erhaltenen Proben liefern folgende Ergebnisse nach 10 Sekunden langer Aufladung mit negativer Koronaentladung, 5 Sekunden Dunkelabklingzeit und 10 Sekunden Belichtung mit einer Wolframlampe von 161,4 Lux.
Ladungsaufnahme Dunkelverlust
500 Volt 20 Volt
0,45 Sekunden bis zur Restladung 250 Volt
1,0 Sekunden bis zur Restladung
10 Volt.
Beispiel 4
Eine Lösung von 1,0 g PVK in 9,0 g eines Gemisches von Chlorbenzol und 1,2-Dichloräthan im Gewichtsverhältnis 80 : 20 wird mit 2,0 mg Hexa-tert.-butylrichinocyclopro-pan versetzt. Die Lösung wird in einer Dicke von 0,0635 mm auf die Aluminiumoberfläche einer Trägerfolie aufgebracht, die aus einer 0,0762 mm dicken Polyesterfolie besteht, die mit Aluminium dampfbeschichtet wurde. Über die photoleitende Schicht wird eine sehr dünne Schicht eines säureempfindlichen Leukofarbstoffs aufgebracht, der in einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat gelöst ist. Das durchsichtige Element wird sodann negativ aufgeladen, mit einer Wolframlampe bildmässig belichtet und in ein Entwicklerbad getaucht,.das dispergierte Teilchen von Salicylsäure enthält. Die Säure schlägt sich auf den belichteten Bereichen nieder. Beim Erhitzen bildet sich ein positives Farbbild.
Beispiel 5
10 g PVK werden in 90 g eines Gemisches von Chlorbenzol und 1,2-Dichloräthan im Volumenverhältnis 80 : 20 gelöst. Die Lösung wird mit 500 mg Hexa-isopropyltrichino-cyclopropan versetzt. Die erhaltene tiefgrüne Lösung wird mit einer Rakel in einer Dicke von etwa 25 Mikron auf eine 0,0381 mm dicke Aluminiumfolie aufgetragen, die auf der Rückseite mit einem sulfonierten Polyester beschichtet ist. Die Beschichtung wird 10 Minuten bei 50°C im Umwälzluftofen getrocknet. Sodann wird die Folie zu Proben zerschnitten und auf ihre Lichtreaktion in elektrophotogra-phischer Weise untersucht. Bei negativer Aufladung mit einer Koronaentladung von 100 mA während 10 Sekunden, einer Dunkelabklingzeit von 5 Sekunden und einer Belichtung von 161,4 Lux pro Sekunde mit einer Wolframfadenlampe bei 2850° K werden folgende Ergebnisse erhalten:
5 Ladungsaufnahme 650 Volt
Dunkelverlust 50 Volt
Zeit bis zur Hälfte der Ladung 0,30 Sekunden
10 Zeit bis zu einer Restladung von 50 Volt 0,75 Sekunden
Restladung nach 10 Sekunden 0 Volt.
15 Aufgrund der niedrigen Restladung kann dieses System als endloses Band in einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung dienen.
In den folgenden Beispielen werden die halbleitenden Eigenschaften der verwendeten Farbstoffe in Bindemitteln 20 untersucht. Vergleichsproben des Bindemittels in Folienform werden mit Proben von Bindemitteln untersucht, die einen der erwähnten Farbstoffe enthalten.
Die Proben werden auf Photoleitfähigkeit und Halbleitfähigkeit durch Untersuchung der Leitfähigkeit der Masse 25 und der Oberfläche sowohl in belichtetem als auch in dunklem Zustand untersucht. Als Lichtquellen werden eine Wolframlampe und eine IR- Lampe verwendet. Es werden Messungen des Stroms während der Belichtung (IJ und im dunklen Zustand (I„) durchgeführt. Ein Wert von Ir,/ID von 30 mehr als 1,00 zeigt halbleitende oder photoleitende Eigenschaften.
In den folgenden Beispielen wird ein angelegtes Feld von 10' Volt/cm zusammen mit einer 100 Watt Wolframlampe und einer 250 Watt IR-Lampe verwendet.
35
Beispiele 6 bis 13
Die Proben werden folgendermassen hergestellt: Das nachstehend angegebene Polymerisat wird in Chlorbenzol zu einer lOgewichtsprozentigen Lösung gelöst. Sodann wird 40 die angegebene Menge an Zusatzstoff gründlich eingemischt. Hierauf wird die Lösung auf eine 0,102 mm dicke Polyesterfolie aufgetragen, die mit Aluminium dampfbeschichtet wurde. Die Beschichtungen sind in allen Fällen etwa 0,0254 mm dick.
Es werden folgende Proben hergestellt:
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- 50
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel) Polymethylmethacrylat (Kontrollprobe).
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel) Polymethylmethacrylat und 0,5 Gew.-% Tetraphenyl--p-phenylendiamin (ein monomerer Elektronendonor).
Beispiel 8
55 Polymethylmethacrylat, 0,4 Gew.-% Hexa-tert.-butyl-trichinocyclopropan und 0,4 Gew.-% Tetraphenyl-p-phe-nylendiamin.
Beispiel 9 (Vergleichsbeispiel)
60 1:1 -Vinyltoluol-Butadien-Copolymerisat (Vergleichspro-be).
Beispiel 10
I:l-Vinyltoluol-Butadien-Copolymerisat mit 5 X 10~4 Mol Hexa-tert.-butyltrichinocyclopropan pro Gramm Monomer.
65
Beispiel 11 (Vergleichsbeispiel) Vinyltoluol-Butadien-Copolymerisat und 0,5 Gewichtsprozent Tetraphenyl-p-phenylendiamin.
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Beispiel 12
Polyvinyltoluol mit 5 X 10-4 Mol Hexa-tert.-butyltri-chinocyclopropan pro Gramm Monomer.
Beispiel 13
Polyvinyltoluol mit 5 X 10~4 Mol Hexa-tert.-butyltrichi-nocyclopropan und 5 X 10~4 Mol Tetraphenyl-p-phenylen-diamin pro Gramm Monomer.
Sämtliche Messungen wurden an der Masse der Probe durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammen-gefasst.
TABELLE I
Beispiel
Lichtquelle
Ii/ID
log ID
Kontrollprobe
6
Wolframlampe IR-Lampe
1,00 <1,00
-12 -12
Kontrollprobe
7
Wolframlampe IR-Lampe
1,00 1,06
-12 -12
Kontrollprobe
9
Wolframlampe IR-Lampe
1,00 1,03
-13 -13
Kontrollprobe
11
Wolframlampe IR-Lampe
1,00 1,00
-10 -10
8
Wolframlampe IR-Lampe
1,11 1,14
-10 -10
10
Wolfram-
lampe
IR-Lampe
1,69 1,55
- 8
- 8
12
Wolframlampe IR-Lampe
2,08 2,17
-10 -10
13
Wolframlampe IR-Lampe
3,34 2,67
-10 -10
Aus Tabelle I ist ersichtlich, dass durch Zusatz der Farbstoffe in das Polymethylmethacrylat bzw. Vinyltoluol-Buta-dien-Copolymerisat halbleitende oder photoleitende Eigenschaften erzeugt werden oder die Brauchbarkeit dieser Eigenschaften erheblich verbessert wird, wenn sie bereits in dem Bindemittel (Polyvinyltoluol) vorhanden ist.
Beispiel 14
1 g PVK wird in 9 g eines Gemisches von Chlorbenzol und 1,2-Dichloräthan. im Gewichtsverhältnis 8 : 2 gelöst. Die Lösung wird mit 5,0 mg Dichinoäthylen unter Rühren versetzt, bis alles in Lösung gegangen ist. Sodann wird die Lösung mit einer Rakel in einer Dicke von 25 Mikron auf eine Polyesterfolie aufgetragen, die mit einem durchsichtigen, elektrisch leitenden Kunstharz (ECR-34) beschichtet ist. Die photoleitende Masse wird 5 Minuten bei 50°C gleich-mässig getrocknet. Die Bestimmung des Photoabklingens und der Photoleitfähigkeit erfolgt auf die vorstehend beschriebene Weise. Die Lichtentladungszeit auf die Hälfte der aufgenommenen Ladung wird bei einer Belichtung von 161,4 Lux pro Sekunde bestimmt.
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5
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30
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40
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V
1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

  1. 620697
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Halbleitende Masse, umfassend ein polymeres Bindemittel und einen organischen Farbstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff mindestens zwei chinoide Benzolringe enthält, die gegebenenfalls Substituenten in der ortho-Stellung tragen, die nicht stärker elektronenabziehend sind als ein Chloratom, und die über eine Cyclopropan- oder Cyclobutangruppe oder die Gruppe (=C=C=)U, in der n den Wert 1 oder 2 hat, als Brückenglied miteinander verbunden sind, und sämtliche restlichen Ringkohlenstoffatome der Cyclopropan- oder Cyclobutangruppe durch Carbonyl-sauerstoffatome abgesättigt sind.
  2. 2. Halbleitende Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein chinoider Benzolring mindestens einen Substituenten in der ortho-Stellung trägt, der nicht stärker elektronenabziehend ist als ein Chloratom.
  3. 3. Halbleitende Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine organische photoleitende polymere Bindemittelschicht ist, und die halbleitende Masse auch photoleitend ist.
  4. 4. Halbleitende Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die organische photoleitende polymere Bindemittelschicht Poly-(N-vinylcarbazol), Polyanthracen, Polyvinylacenaphthylen, Poly-(2,9-methylenfluoren), Poly-vinylferrocen, Polybenzocarbazol oder Polybenzoanthracen enthält.
  5. 5. Verwendung der halbleitenden Masse nach Anspruch 1 für die Herstellung eines halbleitenden Elementes, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Masse auf ein leitendes Substrat beschichtet ist.
  6. 6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die halbleitende Masse auf eine organische photoleitende Bindemittelschicht, die ihrerseits auf ein Substrat aufgebracht ist, beschichtet ist.
    Zu den Halbleitern gehören elektronenleitende Stoffe, deren spezifischer Widerstand bei Raumtemperatur 10-2 bis IO9 Q . cm beträgt und deren elektrische Ladungsträgerkonzentration mit ansteigender Temperatur über einen gewissen Temperaturbereich zunimmt. Wichtige Halbleiter sind beispielsweise Silicium, Germanium, Selen, Kupfer(I)-oxid, Siliciumcarbid, Bleisulfid, Bleitellurid, Zinkoxid und Cad-miumsulfid. Die Halbleiter werden auf den verschiedensten Gebieten der Technik eingesetzt, beispielsweise als Gleichrichter, Photoleiter, Transistoren, Modulatoren, Detektoren, Thermistoren und zur Umwandlung von Sonnenenergie. Im allgemeinen sind halbleitende Stoffe, insbesondere wenn sich ihre elektronischen Eigenschaften variieren lassen, von beträchtlichem wirtschaftlichem Interesse.
    Sämtliche zur Zeit wichtigen und technisch eingesetzten halbleitenden Stoffe sind anorganischer Herkunft. Diese Stoffe sind im allgemeinen in organischen Lösungsmitteln oder in Kunstharz-Bindemitteln und -Trägern unlöslich.
    Dies erschwert die Verteilung der halbleitenden Stoffe in organischen Substanzen. Durch die mögliche Agglomeration der Halbleiterteilchen und der elektrischen Isolierung der Teilchen durch das Bindemittel werden die halbleitenden Eigenschaften im Gemisch mit dem organischen Material inhomogen. Die Verwendung organischer halbleitender Stof-re, die in herkömmlichen Lösungsmitteln für Polymerisate, polymerisierbaren Monomeren oder Polymerisaten löslich sind, wäre daher von grösster Bedeutung, um diese Inhomogenität zu vermindern.
    Es würde eine grosse Erleichterung darstellen, halbleitende Kunstharzmassen durch Nassbeschichtung verarbeiten zu können, anstelle Halbleiter durch Abscheidung ihrer Dämpfe oder Züchtung von Kristallen herstellen zu müssen.
    Bestimmte halbleitende Stoffe, die normalerweise Isolatoren sind, werden elektrisch leitend, wenn sie von elek-5 tromagnetischer Strahlung getroffen werden, gegenüber der die Stoffe empfindlich sind. Derartige Stoffe sind photoleitend. Dieses Phänomen wird zur Erzeugung von Bildern oder Photoreproduktionen ausgenutzt, beispielsweise beim technischen Photoleitverfahren (Elektrophotographie): io 1) Eine photoleitende Schicht mit einem leitenden Träger wird elektrostatisch aufgeladen.
    2) Die aufgeladene Schicht wird selektiv mit einem Bild intensiver Strahlung, beispielsweise einer Quecksilberdampflampe, belichtet. Hierdurch werden die Leitungseigenschaf-
    15 ten der Schicht in den vom Licht getroffenen Bereichen ge-' ändert.
    3) Die Änderung in den photoleitenden Eigenschaften (von isolierend zu leitend) ermöglicht es der elektrostatischen Ladung, durch die photoleitende Schicht auf den leitenden
    20 Träger abzuwandern, während die Ladung in den.nicht von Strahlung getroffenen Bereichen beibehalten wird!
    4) Gefärbte Teilchen (Tonerteilchen) werden über der Oberfläche der teilweise entladenen photoleitenden Oberfläche dispergiert, wobei die Teilchen, je nach ihrer Ladung
    25 (neutral, positiv oder negativ) in den unbelichteten Bereichen angezogen oder abgestossen werden.
    5) Sodann werden die Teilchen entweder an der Oberfläche durch Wärme, ein Lösungsmittel und/oder Druck fixiert oder auf ein Empfängerelement übertragen und dort
    30 permanent verankert.
    6) Sowohl die photoleitende Schicht als auch die Empfängerschicht können gegenüber sichtbarer Strahlung entweder durchsichtig oder undurchsichtig sein. Für Projektionszwecke muss die fertige Bildschicht natürlich durchsichtig
    35 sein.
    Es gibt eine Anzahl von Schwierigkeiten, die überwunden werden müssen, damit derartige photoleitende Systeme wirksamer arbeiten. Die zur Zeit bekannten Systeme sind verhältnismässig unempfindlich im Vergleich zu anderen 40 technischen Aufzeichnungsverfahren, beispielsweise den üblichen photographischen Verfahren mit Silberhalogeniden. Sie erfordern Strahlung hoher Intensität zur Belichtung. Die zur Zeit verwendeten photoleitenden Stoffe haben auch einen sehr beschränkten Empfindlichkeitsbereich im elektromagne-45 tischen Spektrum, der die Wirksamkeit der Photoleitersysteme weiter vermindert.
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