CN113009796A - 一种光导鼓及其制造方法及打印设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光导鼓及其制造方法及打印设备。光导鼓包括：载流子产生层；载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。本发明提供的光导鼓光电转化效率高，具有较高的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及激光成像技术领域，具体涉及一种光导鼓及其制造方法及打印设备。
背景技术
激光打印机、复印机和各种功能数码一体机等现代办公设备中，特别是打印设备的光导鼓被称为光导鼓，是激光成像设备中的核心部件。现有技术中的光导鼓的载流子产生层一般由导电高分子或者小分子材料制备而成，目前应用的这些导电高分子和小分子材料制备。这样的载流子产生层缺点在于光电转换能力较差，对光的响应不敏感，需要采用较强的激光对载流子产生层进行曝光才能产生足够的电子和空穴对用于感光成像。而较强的激光会造成能量损耗，设备发热和材料老化等问题。
发明内容
本发明提供一种光导鼓及其制造方法及打印设备，以改善现有技术中的光导鼓无法同时兼顾载流子产生层良好的光电转换能力和设备较长的寿命的问题。
本发明提供一种光导鼓，包括：载流子产生层，所述载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。
可选的，所述载流子产生层的材料由有机无机杂化钙钛矿材料构成。
可选的，所述载流子产生层的材料由有机无机杂化钙钛矿材料与有机聚合物材料共混组成。
可选的，所述有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构选自ABX3、A2BX4，A3B2X7或A2BX6中的一种或多种，其中A离子为有机阳离子，B离子为IV族金属阳离子，X离子为卤素阴离子。
可选的，所述有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构为ABX3
可选的，所述有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构中，所述有机阳离子包括：CH3NH3 +或NH2CH＝NH2 +；所述IV族金属阳离子包括：Pb2+或Sn2+；所述卤素阴离子包括：I-、Cl-或Br-。
可选的，所述载流子产生层的厚度为0.21μm-0.61μm。
本发明还提供一种光导鼓的制造方法，包含以下步骤：形成载流子产生层，所述载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。
可选的，所述形成载流子产生层的步骤包含：通过IV族金属卤盐与卤素有机盐共混溶于有机溶剂制备包含有机无机杂化钙钛矿材料；将所述有机无机杂化钙钛矿材料分散到粘结材料中，形成载流子产生膜原料；将所述载流子产生膜原料涂布至待形成所述载流子产生层的位置，形成所述载流子产生层。
可选的，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、γ-丁内酯(γ-GBL)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种。
本发明还提供一种打印设备，包含如上所述的光导鼓。
本发明的有益效果在于：
1.本发明提供的光导鼓，载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料，相比于现有技术的共轭聚合物和小分子化合物制备的载流子产生层具有较高的消光系数，从而使得本发明光导鼓的载流子产生层具有较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。故，本发明的光导鼓可以兼顾良好的光电转化效率和更高的寿命。
2.本发明提供的光导鼓，有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构可以选自ABX3、A2BX4、A3B2X7或A2BX6中的一种或多种，其中A离子为有机阳离子，B离子为IV族金属阳离子，X离子为卤素阴离子。进一步的，有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构为ABX3型。ABX3型晶体的有机无机杂化钙钛矿材料具有较高的载流子迁移率，从而可以实现较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而在单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。
3.本发明提供的光导鼓，有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构中，有机阳离子可以包括：CH3NH3 +或NH2CH＝NH2 +；金属阳离子可以包括：Pb2+或Sn2+；卤素阴离子可以包括：I-、Cl-或Br-。其中，I-、Cl-阴离子具有相对其他离子更低的缺陷态密度，更有利于载流子的传输，可以实现较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而在单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。
4.本发明提供的光导鼓，载流子产生层的厚度为0.21μm-0.61μm，可在载流子产生层的良好传输和对光的良好吸收之间取得平衡。
5.本发明提供的光导鼓制造方法制备的光导鼓，其载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。相比于现有技术的共轭聚合物和小分子化合物制备的载流子产生层具有较高的消光系数，从而使得本发明的光导鼓制造方法制造的光导鼓的载流子产生层具有较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。故，本发明的光导鼓制造方法制造的光导鼓可以兼顾良好的光电转化效率和更高的寿命。
6.本发明提供的打印设备，包含如上所述的光导鼓。相比于现有技术的共轭聚合物和小分子化合物制备的载流子产生层具有较高的消光系数，从而使得本发明的打印设备的光导鼓的载流子产生层具有较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。故，本发明的打印设备可以兼顾良好的光电转化效率和更高的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光导鼓结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
参考图1，本实施例提供一种光导鼓，包含载流子产生层3。还包含依次堆叠的导电基体1、载流子阻挡层2和载流子传输层4，载流子产生层3位于载流子阻挡层2和载流子传输层4之间。
其中，载流子产生层3的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。
在一些优选实施例中，载流子产生层3的材料由有机无机杂化钙钛矿材料构成。
在另一些实施例中，载流子产生层3的材料由有机无机杂化钙钛矿材料与有机聚合物材料共混组成。
实际作业中，首先对光导鼓进行充电，在载流子传输层4背向导电基体1一侧表面生成600V-800V的正电位。然后采用图形化的激光束沿垂直载流子传输层4表面的方向入射载流子传输层4，至载流子产生层3中产生电子-空穴对；由于载流子传输层4的表面是正电位，电子将传输到载流子传输层4的表面中和掉表面的正电，而载流子传输层4的表面上未经激光束照射的部分因没有电子中和正电而会保留正电荷，从而在光导体表面形成静电潜像。因此，载流子产生层3的光电转化效率至关重要。
本实施例提供的光导鼓，载流子产生层3的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料，载流子产生层3的消光系数可以达到105cm–1，相比于现有技术的共轭聚合物和小分子化合物制备的载流子产生层具有较高的消光系数，从而使得本实施例的载流子产生层具有较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而在单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。故，本实施例的光导鼓可以兼顾良好的光电转化效率和更高的寿命。
在一些优选实施例中，有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构可以选自ABX3、A2BX4、A3B2X7或A2BX6中的一种或多种，其中A离子为有机阳离子，B离子为IV族金属阳离子，X离子为卤素阴离子。较佳的，有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构为ABX3型。ABX3型晶体的有机无机杂化钙钛矿材料具有较高的载流子迁移率，从而可以实现较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而在单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。
具体的，有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构中，有机阳离子可以包括：CH3NH3 +或NH2CH＝NH2 +；金属阳离子可以包括：Pb2+或Sn2+；卤素阴离子可以包括：I-、Cl-或Br-。其中，I-、Cl-阴离子具有相对其他离子的选择更低的缺陷态密度，更有利于载流子的传输，可以实现较高的载流子产生效率，在单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，从而有利于提高打印设备的利用率和光导鼓的寿命。
具体的，载流子产生层3的厚度可以为0.21μm-0.61μm；例如可以为0.21μm、0.31μm、0.41μm、0.51μm或0.61μm。若载流子产生层3的厚度大于0.61μm，则不利于载流子的传输，影响光电转化效率；若载流子产生层3的厚度小于0.21μm，则不利于光导鼓对光的充分吸收和光生载流子的产生。因此载流子产生层3的厚度在0.21μm-0.61μm的范围内，可在载流子的良好传输和对光的良好吸收之间取得平衡。
具体的，载流子阻挡层2的厚度可以为0.15μm-0.35μm；例如可以为0.15μm、0.20μm、0.25μm、0.30μm或0.35μm。若载流子阻挡层2的厚度大于0.35μm，易导致工作电压过高；若载流子阻挡层2的厚度小于0.15μm，易导致光导鼓产生漏电；因此载流子阻挡层2的厚度在0.15μm-0.35μm的范围内可以在避免漏电和维持合适的工作电压之间取得平衡。
实施例2
本实施例提供一种上述实施例1中的光导鼓的制造方法，包含以下步骤：
形成载流子产生层3；载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。
此外，还包含以下步骤：
提供导电基体1。
在导电基体1上形成载流子阻挡层2。
在载流子产生层3上形成载流子传输层4。
进一步的，载流子产生层3在载流子阻挡层2上形成。
具体的，上述形成载流子产生层3的步骤包含以下步骤：
将IV族金属卤盐如PbI2，与卤素有机盐如甲基碘化铵(MAI)，共混溶于有机溶剂，在60摄氏度下搅拌1小时，制备有机无机杂化钙钛矿材料。
将有机无机杂化钙钛矿材料纯化、干燥、研磨后分散到粘接材料中，如树脂材料中，形成载流子产生膜原料。研磨步骤可通过球磨机研磨成粉末。一个具体的实施例中，该步骤为：把乙酸乙酯滴入钙钛矿溶液，使有机无机杂化钙钛矿材料析出沉淀后，抽滤放入真空干燥箱干燥，研磨后分散到树脂材料如聚碳酸酯树脂或者聚酯中。
将载流子产生膜原料涂布至待形成载流子产生层3的位置(本实施例中为载流子阻挡层2表面)，形成载流子产生层3。
其中，上述有机溶剂选自DMF(N,N-Dimethylformamide，N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(Dimethyl sulfoxide，二甲亚砜)、γ-GBL(γ-butyrrolactone，γ-丁内酯)或NMP(N-Methyl pyrrolidone，N-甲基吡咯烷酮)中的一种或多种。
在一个具体的实施例中，形成载流子阻挡层2的步骤为：在导电基体1上涂布树脂形成载流子阻挡层2。
在一个具体的实施例中，形成载流子传输层4的步骤为：在载流子产生层3上涂布N,N’-二苯基-N,N’-二-(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(m-TPD)与树脂共混于有机溶剂中制备的载流子传输层材料，形成载流子传输层4。
对比例
使用如实施例2的方法制备实施例1中的光导鼓，其中，载流子产生层2采用钛菁类化合物Y-TiOPc，其余步骤与实施例2相同，制备的光导鼓结构均与实施例1相同，仅载流子产生层2的材料不同。对比例与实施例1的光电性能对比参见表1
表1本发明涉及的光导鼓光电性能参数表
如上表所示的，实施例1的光导鼓相比对比例较高，而灵敏度、残余电位、暗衰速率均远小于对比例。可以看出，本实施例的光导鼓制造方法制造的光导鼓，载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料，相比于现有技术的共轭聚合物和小分子化合物制备的载流子产生层的光导鼓具有较高的消光系数，从而使得本实施例的光导鼓制造方法制造的光导鼓的载流子产生层具有较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。故，本发明的光导鼓可以兼顾良好的光电转化效率和更高的寿命。
实施例3
本发明还提供一种打印设备，包含如上述实施例1所述的光导鼓。光导鼓的结构如实施例1所述，在此不予赘述。
具体的，打印设备可以为打印机，复印机，或多功能数码一体机。
本发明提供的打印设备，包含如上述实施例1中的光导鼓。其载流子产生层相比于现有技术的共轭聚合物和小分子化合物制备的载流子产生层具有较高的消光系数，从而使得本实施例的打印设备的光导鼓的载流子产生层具有较高的载流子产生效率，光电转化效率更高。由于具有更高的光电转化效率，因而单位时间内只需较弱的激光强度就能实现对光导鼓的曝光，而较弱的激光对材料的发热影响和老化影响也较小，从而有利于提高光导鼓的寿命。故，本发明的打印设备可以兼顾良好的光电转化效率和更高的寿命。
本发明的技术方案已通过实施例提供如上，相信本领域技术人员已可通过上述实施例了解本发明。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种光导鼓，其特征在于，包括：
载流子产生层；
所述载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。
2.根据权利要求1所述的光导鼓，其特征在于，所述载流子产生层的材料由有机无机杂化钙钛矿材料构成。
3.根据权利要求1所述的光导鼓，其特征在于，所述载流子产生层的材料由有机无机杂化钙钛矿材料与有机聚合物材料共混组成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光导鼓，其特征在于，
所述有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构选自ABX3、A2BX4、A3B2X7或A2BX6中的一种或多种，其中A离子为有机阳离子，B离子为IV族金属阳离子，X离子为卤素阴离子；
优选的，所述有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构为ABX3。
5.根据权利要求4所述的光导鼓，其特征在于，
所述有机无机杂化钙钛矿材料的晶体结构中，所述有机阳离子包括：CH3NH3 +或NH2CH＝NH2 +；所述金属阳离子包括：Pb2+或Sn2+；所述卤素阴离子包括：I-、Cl-或Br-。
6.根据权利要求1-3任一项所述的光导鼓，其特征在于，所述载流子产生层的厚度为0.21μm-0.61μm。
7.一种如权利要求1-6中任一项的光导鼓的制造方法，其特征在于，包含：
形成载流子产生层，所述载流子产生层的材料包含有机无机杂化钙钛矿材料。
8.根据权利要求7所述的光导鼓的制造方法，其特征在于
所述形成载流子产生层的步骤包含：
通过IV族金属卤盐与卤素有机盐共混溶于有机溶剂制备包含有机无机杂化钙钛矿材料；
将所述有机无机杂化钙钛矿材料分散到粘结材料中，形成载流子产生膜原料；
将所述载流子产生膜原料涂布至待形成所述载流子产生层的位置，形成所述载流子产生层。
9.根据权利要求8所述的光导鼓的制造方法，其特征在于，
所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
10.一种打印设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的光导鼓。
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| CN202110185339.3A Pending CN113009796A (zh) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | 一种光导鼓及其制造方法及打印设备 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113009796A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105405974A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-16 | 华中科技大学 | 一种p型掺杂的钙钛矿光电功能材料及其应用 |
| CN108368136A (zh) * | 2015-12-16 | 2018-08-03 | 国立大学法人京都大学 | 络合物及钙钛矿材料、以及使用该络合物或者钙钛矿材料的钙钛矿型太阳能电池 |
| CN111653674A (zh) * | 2019-03-04 | 2020-09-11 | 夏普株式会社 | 混合粒子、光电转换元件、感光体及图像形成装置 |
| CN111948920A (zh) * | 2019-05-14 | 2020-11-17 | 珠海天映科技有限公司 | 一种有机光导鼓涂布工艺及其制备得到的感光鼓 |
-
2021
- 2021-02-10 CN CN202110185339.3A patent/CN113009796A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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