CN1455301A - 耐光疲劳有机光导器件制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐光疲劳有机光导器件制作方法，一般的光导器件使用的空穴产生材料和空穴传输材料均按一定比例分散于选定的高分子成膜剂当中，依次涂布干燥后形成电荷产生层(CGL)与电荷传输层(CTL)。在本发明的期间制作中，将合适的光稳定剂涂布液涂在电荷产生层与电荷传输层之间，并在CTL中配合添加适当的光屏蔽剂。本发明的光导器件可以有效改善光导鼓的耐光疲劳特性，发挥有机光导材料高光敏性、高分辨率的优点，同时提高其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机光导器件的制作技术，具体地说涉及一种耐光疲劳有机光导器件制作方法。
背景技术
光导鼓是打印机、复印机的核心部件。目前使用的光导鼓大多采用有机光导材料制作，普遍采用功能分离型的多层结构，即在导电基层上依次涂布一层电荷隔离材料(BL)、一层电荷产生材料(CGL)和一层电荷传输材料(CTL)。光导体的作用方式可描述为：光导体首先在暗处充电，通过成像曝光，电荷产生层吸光后产生电子空穴对，在电场作用下，一种电荷通过传输层与表面电荷中和，从而形成静电潜像。
为保持所打印图像质量，光导鼓使用过程中的表面充电电位和曝光电位需保持稳定，这要求尽量控制目前光导鼓产品较为普遍存在的光疲劳现象。同时，在当今信息时代，对打印速度和打印图像的精度(DPI)要求也越来越高，这要求光导器件必须有较高的感光灵敏度。光导器件的感光灵敏度和耐疲劳性能通常是一对矛盾，例如在光导器件中增加电荷传输材料可以提高其感光灵敏度，同时也降低了抗光疲劳的能力。如何阻止光疲劳的出现，同时不影响光导器件的感光灵敏度，仍是一个在不断探索中的课题。
腙类化合物是商业化有机光导鼓产品通常使的电荷传输材料。大量研究表明，腙类化合物能发生光异构化反应，导致光导鼓在使用过程中表面充电电位下降，暗衰速度增加，曝光参与电位增大，影响光导鼓的性能及打印质量。例如常用的N，N-二乙氨基苯甲醛二苯腙(DEH)，光照并与空气接触时发生环合反应生成吲唑衍生物IDH。这种光化学反应可以从光导鼓的表面开始进行逐步向内部推展，也可能在电荷产生材料的参与下，从CGL和CTL的界面开始。有关光化学反应及其对光导鼓电性能的影响，文献[Pacansky et al.Chem.Mater.4：401(1992)；Nakazawa et al.Chem.Lett.1992，1125]已经作了详细讨论。
为确保腙类衍生物作为电荷传输材料的作用，必须将光致环化反应控制在允许范围内。有两种方法可以有效阻止光化学反应：(1)合成新的电荷传输材料，如在DEH分子上接入适当的基团，以防止闭环氧化反应发生；(2)加入适当添加剂，如在电荷传输层加入适量的光吸收剂、抗氧化剂，以屏蔽有害波段的光辐射(US Patent 4362798，Anderson et al.)。由于前一种方法将增大电荷传输材料的制造难度和成本；采用后一种方式，进行专用的光稳定剂的合成，如芴基吖嗪(US Patent 604708，Bellino etal.)，也会增加实施的难度和制作成本。最方便和合适的方法是选择适当的已商品化的光稳定剂作为添加剂。按常规方式使用光稳定剂或抗氧剂，虽然能有效控制电荷传输材料的光氧化，但对光导器件的电性能也产生了一些副面影响，使曝光残余电位增大，暗衰速率增加。因此，光稳定剂或抗氧剂的使用方式是本发明的重点之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐光疲劳有机光导器件的制作方法，结合使用商品化光稳定剂和光屏蔽剂作为添加剂，以有效控制有机光导器件的光疲劳，同时充分发挥有机光导材料高光敏性、高分辨率的优点。
本发明提供的耐光疲劳有机光导器件的制作方法，采用酞菁氧钛或酞菁氧钒为电荷产生材料；腙为电荷传输材料；使用的光稳定剂为受阻胺类(GW-480、Chimassorb944、GW-509)、水杨酸酯类(TBS、BAD)或抗氧化剂(1010)；光屏蔽剂为二甲基黄(Solvent Yellow 2)、阿泽托佐(acetosol，(Solvent Yellow138)颜料。
其操作步骤为：
①将电荷产生材料和聚氯乙烯成膜剂按2∶1-10的比例(质量比，下同)溶于环己酮或丁酮，并进行分散，制成电荷产生层涂布液。成膜剂分子量为25000-300000，分散在涂布液中的电荷产生材料凝聚体大小为0.1～5μm；
②将此涂布液均匀涂布在预涂了干珞素绝缘层的铝板/鼓基上，在90-200℃下烘干1-3小时，形成的电荷产生层厚度范围为0.05-5μm，最好为0.1-2μm；
③将光稳定剂溶于聚碳酸酯成膜剂溶液，制得隔离层涂布液。成膜剂溶液的溶剂采用1，2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或三氯甲烷，成膜剂浓度为0.5-5％(质量浓度，下同)，光稳定剂与成膜剂的质量比为2∶1-10；
④在电荷产生层上面涂布光稳定剂隔离层，60-150℃下干燥0.5-2小时，隔离层厚度为0.01-1μm；
⑤将腙和光屏蔽剂溶于聚碳酸酯成膜剂溶液，制得电荷传输层涂布液。成膜剂溶液的溶剂采用1，2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或三氯甲烷，成膜剂浓度为0.5-5％；光屏蔽剂、电荷传输材料和成膜剂的质量比为1∶10-100∶100-10000。
⑥涂布电荷产生层并烘干，60-150℃下干燥1-3小时，电荷传输层厚度为10-25μm。即形成有机光导器件/鼓，涂层总厚度为10-30μm。
其中，隔离层涂布液可以加入电荷传输材料(腙)，其加入量不超过成膜剂。
本发明所制备的光导器件的光电性能使用SP-428静电纸分析仪进行测试。
附图说明
图1为有隔离层的光导器件结构示意图。
图2为比较例1有明显光疲劳的光导器件的光电特性曲线。
图3为实施例1光导器件的光电特性曲线。
具体实施方式
实施例1、将分子量50000的聚氯乙烯溶于环己酮，形成5％的溶液，然后加入与聚氯乙烯等量的酞菁氧钛，用超声波分散后形成电荷产生层涂布液，均匀涂布在预涂了干珞素绝缘层的铝板/鼓基上，在160℃干燥2小时；将聚碳酸酯溶于1，2-二氯乙烷，制备成膜剂溶液，其质量浓度为3％，将光稳定剂Chimassorb-944与成膜剂溶液按质量比1∶100混合溶解制备隔离层涂布液，涂布在在预涂干珞素绝缘层、电荷产生层的铝板基上并在100℃干燥1小时；将二甲基黄、N，N-二乙氨基苯甲醛二苯腙(DEH)和10％的聚碳酸酯成膜剂溶液按质量比1∶30∶800混合溶解制备传输层涂布液，涂布后在100℃干燥3小时。制作后的光导器件结构如图1所示，图中a为导电底基，b为绝缘层，c为电荷产生层，d隔离层，e电荷传输层。该器件的光电特性曲线如图3所示，相对最初性能(曲线4)，日光灯光照30min(曲线5)和60min(曲线6)后，各项指标基本稳定。
实施例2、在隔离层涂布液中加入2倍光稳定剂质量的N，N-二乙氨基苯甲醛二苯腙(DEH)，其余操作同实施例1。
实施例3、在隔离层涂布液中使用抗氧化剂1010作为光稳定剂，其余操作同实施例1。
比较例1、(电荷产生层的制备与电荷传输层的制备并不完全一样，因此，应给出完整的电荷产生层的制备方法。)将N，N-二乙氨基苯甲醛二苯腙(DEH)和10％的聚碳酸酯成膜剂溶液按质量比3∶80混合溶解制备传输层涂布液，涂布在在预涂干珞素绝缘层、电荷产生层的铝板基上并在100℃干燥3小时。制得的有明显疲劳的光导器件的光电特性如图2所示，图2中相对最初性能(曲线1)，日光灯光照30min(曲线2)和60min(曲线3)后，充电电位、残余电位和暗衰速度都有很大变化。
比较例2、将二甲基黄、Chimassorb-944、N，N-二乙氨基苯甲醛二苯腙(DEH)和10％的聚碳酸酯成膜剂溶液按质量比1∶1∶30∶800混合溶解制备传输层涂布液，涂布在在预涂干珞素绝缘层、电荷产生层的铝板基上并在100℃干燥3小时。电荷产生层的制备同上操作步骤所述。
以上各实例制备的光导器件的光电性能见表1，光照使用日光灯，照射到光导器件表面的光强为580-600LUX。其中感光灵敏度指示光照后表面电位衰减到初始电位的一半所需光能密度。
表1 光导器件的光电性能指标
| 光导器件 | 充电电位(v) | 残余电位(v) | 感光灵敏度lux·s | 暗衰速度(v/s) | |
| 实施例1 | 光照前 | 1906 | 243 | 3.05 | 52.1 |
| 照射30分钟后 | 1826 | 286 | 3.09 | 54.5 | |
| 照射90分钟后 | 1783 | 290 | 3.41 | 70.3 | |
| 实施例2 | 光照前 | 1804 | 310.8 | 3.11 | 38 |
| 照射30分钟后 | 1853 | 323.3 | 2.93 | 54 | |
| 照射90分钟后 | 1915 | 285.5 | 3.30 | 56 | |
| 实施例3 | 光照前 | 1633 | 375 | 3.05 | 57 |
| 照射30分钟后 | 1659 | 360 | 2.76 | 79 | |
| 照射90分钟后 | 1516 | 389 | 2.71 | 83 | |
| 比较例1 | 光照前 | 1848 | 134 | 2.52 | 93 |
| 照射30分钟后 | 1675 | 278 | 2.51 | 130 | |
| 照射90分钟后 | 1455 | 355 | 3.32 | 103 | |
| 比较例2 | 光照前 | 1627 | 240 | 2.35 | 73 |
| 照射30分钟后 | 1465 | 186 | 3.01 | 89 | |
| 照射90分钟后 | 1420 | 161 | 2.99 | 95 | |
可以看出，比较例2为简化涂布工艺，省略了隔离层，将光稳定剂直接加入电荷产生层或电荷传输层，虽然得到的光电器件也有一定的抗光疲劳特性，但性能指标较差。
Claims (7)
1、一种耐光疲劳有机光导器件的制作方法，该器件包含绝缘层、电荷产生层、隔离层和电荷传输层，具体制作步骤如下：
(a)将电荷产生材料和聚氯乙烯成膜剂溶液按质量比2∶1-10混合后溶于环己酮或丁酮，制备电荷产生层涂布液；
(b)将电荷产生层涂布液涂布在预涂了干珞素绝缘层的铝板/鼓基上，90-200℃烘干1-3小时，层厚为0.05-5μm；
(c)将光稳定剂溶于质量浓度为0.5-5％的聚碳酸酯成膜剂溶液，制备隔离层涂布液，光稳定剂与成膜剂的质量比为2∶1-10；
(d)在电荷产生层上面涂布光稳定剂隔离层，60-150℃干燥0.5-2小时，层厚为0.01-1μm；
(e)将电荷传输材料和光屏蔽剂溶于聚碳酸酯成膜剂溶液，制备电荷传输层涂布液，其中光屏蔽剂、电荷传输材料和成膜剂的质量比为1∶10-100∶100-10000；
(f)涂布电荷传输层，60-150℃干燥1-3小时，层厚为10-25μm，即形成有机光导器件/鼓；
所述电荷产生材料为金属酞菁或酞菁氧钒；
所述电荷传输材料为腙；
所述聚碳酸酯成膜剂的溶剂为1，2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或三氯甲烷；
所述光稳定剂为受阻胺类、水杨酸酯类或抗氧化剂1010；
所述光屏蔽剂为二甲基黄或阿泽托佐颜料。
2、如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述电荷产生层的厚度为0.1-2μm。
3、如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述聚氯乙烯成膜剂分子量为25000-300000，分散在涂布液中的电荷产生材料凝聚体大小为0.1-5μm。
4、如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤(c)隔离层涂布液中加入电荷传输材料，其中光稳定剂、电荷传输材料和成膜剂的质量比2∶0-10∶1-10。
5、如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述光稳定剂中的受阻胺类为GW-480、Chimassorb944或GW-509。
6、如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述光稳定剂中的水杨酸酯类为水杨酸叔丁基苯酯或双水杨酸双酚A酯。
7、如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述电荷传输材料为N，N-二乙氨基苯甲醛二苯腙。
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|---|---|---|---|---|
| US11499010B2 (en) | 2018-08-10 | 2022-11-15 | Lg Chem, Ltd. | Polycarbonate and preparation method thereof |
| US11884777B2 (en) | 2018-09-14 | 2024-01-30 | Lg Chem, Ltd. | Diol compound, polycarbonate, and preparation method of the same |
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2002
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