DE69825694T2 - Leitfähige Polymerbeschichtung - Google Patents

Leitfähige Polymerbeschichtung Download PDF

Info

Publication number
DE69825694T2
DE69825694T2 DE1998625694 DE69825694T DE69825694T2 DE 69825694 T2 DE69825694 T2 DE 69825694T2 DE 1998625694 DE1998625694 DE 1998625694 DE 69825694 T DE69825694 T DE 69825694T DE 69825694 T2 DE69825694 T2 DE 69825694T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
group
carbon atoms
charge transport
substituted
transport compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1998625694
Other languages
English (en)
Other versions
DE69825694D1 (de
Inventor
Bing R. Webster Hsich
Joan R. Fairport Ewing
Anita C. Macedon VanLaeken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69825694D1 publication Critical patent/DE69825694D1/de
Publication of DE69825694T2 publication Critical patent/DE69825694T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/10Bases for charge-receiving or other layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/121Charge-transfer complexes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/48Conductive polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025Solid electrolytes
    • H01G9/028Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0855Materials and manufacturing of the developing device
    • G03G2215/0858Donor member
    • G03G2215/0861Particular composition or materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917Electroluminescent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

  • JP-A-60131544 offenbart einen elektrofotografischen Toner, der eine para-substituierte oxidierte Arylaminverbindung mit einem Hexafluorantimonatgegenion und einen polymeren Binderharz umfasst.
  • US-A-5587224 betrifft eine leitende Polymerbeschichtung, die ein Arylamin, einen Fotosäurekatalysator, der ein Hexafluorantimonatsalz ist, und ein Polycarbonat als polymeres Bindemittel umfasst. Die Beschichtung wird durch das Auflösen der Verbindungen in Methylenchlorid, gefolgt durch einen Trocknungsschritt, hergestellt. Die Arylaminverbindung kann zudem para-substituiert sein.
  • US-A-3341464 offenbart eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Arylamin, Silberhexanfluorarsenat als Oxidationsmittel und PMMA als Polymerbindemittel umfasst. Das Arylamin kann zudem para-substituiert sein und die Beschichtung kann durch Auflösen der Verbindungen in Aceton, Gießen eines Films auf ein Substrat und Trocknen bei 70°C hergestellt werden.
  • Es war die Aufgabe dieser Erfindung, die Mängel der Zusammensetzungen, wie sie durch den Stand der Technik zur Verfügung gestellt werden, zu beseitigen.
  • Diese Aufgabe wird durch die leitenden Polymerbeschichtungen gemäß der Ansprüche 1 und 4 und dem Verfahren zur Herstellung einer leitenden Polymerbeschichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt elektrisch und mechanisch stabile leitende Polymerbeschichtungen zur Verfügung, die eine Arylamin-Ladungstransportverbindung, ein oxidiertes Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz und ein Polymerbindemittel umfassen. In Ausführungsformen umfasst das oxidierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz das Oxidationsprodukt, das aus der gleichen Arylamin-Ladungstransportverbindung entsteht. In anderen Ausführungsformen wird das oxi dierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz aus einer Verbindung, die nicht die Arylamin-Ladungstransportverbindung ist, ausgebildet.
  • Das oxidierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz kann in Ausführungsformen in situ aus der Arylamin-Ladungstransportverbindung hergestellt werden. Alternativ dazu kann das oxidierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz ex situ aus der Arylamin-Ladungstransportverbindung oder aus einer unterschiedlichen Arylamin-Ladungstransportverbindung hergestellt werden.
  • Das oxidierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz umfasst eine oxidierte Form einer Arylamin-Ladungstransportverbindung und ein Gegenion, z. B. Hexafluorantimonat und Hexafluorarsenat, wobei Hexafluorsalze bevorzugte Gegenionen sind.
  • Die Arylamin-Ladungstransportmoleküle, die entweder monomolekular oder in polymere Strukturen eingebaut sind, sind para-substituierte Arylamin-Ladungstransportverbindungen. Die Oxidation des Transportmoleküls kann durch bekannte chemische Oxidationsmittel oder sie kann durch Oxidationsverfahren erreicht werden, z. B., chemisch, fotochemisch oder elektrochemisch. Oxidierende Verbindungen können z. B. bekannte chemische Oxidationsmittel sein, einschließlich ionischer Salze, Brønstedsäuren, Halogene, Lewissäuren und Mischungen davon. Ionische Salze umfassen AgSbF6, AgAsF6, AgPF6, AgBF4, AgBr, Agl, AgF, AgCl, O2SbF6, O2AsF6, NOSbF6, NOAsF6, NO2SbF6, NO2AsF6, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Al, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Ga, (CH3CH2)O+(CF3SO3)B, CH3(C=O)+(CF3SO3)Al und Ähnliche und Mischungen davon. Brønstedsäuren umfassen Sulfonsäuren, Phosphorsäuren, Carbonsäuren und Ähnliche und Mischungen davon. Lewissäuren umfassen z. B. AlCl3, GaCl3, SnCl4, BF3, FeCl3, AsF3, SnCl4, ZrCl4, ZnCl2, TiCl4, AuCl3, CuCl2, VCl3, InCl3, TaCl5, SbF5 und Ähnliche und Mischungen davon. Das Oxidationsmittel kann ein sublimierbares Material wie O2SbF6, O2SbF6, O2AsF6, NOSbF6, NOAsF6, Lewissäuren, Carbonsäuren, Squarinsäuren, Chinone, Chinondimethane, Kohlenstoff-60-Käfige und verwandte Fulleren-Verbindungen und Mischungen davon sein. Foto-Oxidantien umfassen z. B. Diphenyliodoniumsalze und Diarylsulfoniumsalze.
  • Die leitenden Beschichtungen der vorliegenden Erfindung haben Leitfähigkeiten von 10–12–1,0 S/cm, wobei die Leitfähigkeit durch die Konzentrationen des Oxidationsmittels und die Ladungstransporteinheiten, die in den Beschichtungen enthalten sind, gesteuert wird. Die leitenden Beschichtungen der vorliegenden Erfindung, die z. B. die vorgenannten Oxidationsmittel verwenden, zeigten eine exzellente elektrische Stabilität im Vergleich zu leitenden Beschichtungen, die mit anderen Oxidationsmitteln hergestellt wurden und hierin illustriert werden. Die leitenden Polymerbeschichtungen in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben elektrische Leitfähigkeiten und mechanische Stabilitäten, die über einen längeren Zeitraum beibehalten und aufrechterhalten werden können, z. B. über 8 bis 10 Wochen bei einer Temperatur von z. B. von 80 bis 100°C in einer relativen Feuchtigkeit von 50 bis 100%.
  • In Ausführungsformen können die Beschichtungszusammensetzungen zusätzlich optionale Additive wie ein alkalisches Antikorrosionsadditiv und ein spannungsstabilisierendes Additiv umfassen. Beispiele eines alkalischen Antikorrosionsadditivs umfassen heterocyclische Verbindungen mit mindestens einem Stickstoffheteroatom, Metallocenverbindungen und Mischungen davon, z. B., 2-(4-Biphenylyl)-5,6-phenyloxazol, 1,4-Dichlorphthalazin, 1-Phenylpyrazol, Di-pyridylanthracene, 1-Phenyl-imidazol, 3-Methyl-1-phenylpyrazol, 2,4,6-Triphenyl-1,3,5-triazin, 2,6-Di-t-butylpyridin, 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin, 2,6-Bis(chlormethyl)pyridin, 2,5-Diphenyloxazol, 2,4,6-Triphenoxy-1,3,5-triazin, 8-Hydroxychinolin-aluminium, Ferrocen, Mischungen davon und Ähnliche. Viele der zuvor genannten heterocyclischen Verbindungen sind bekannte Elektronentransportmaterialien.
  • Beispiele von spannungsstabilisierenden Additiven umfassen substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe der Formel Ar(X)n, worin Ar ein Arylgruppe mit z. B. 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, X ist ein Substituent, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus -H, -F, -Br, -Cl, -I, -NO2, -SO2-R ausgewählt ist, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, und n ist eine ganze Zahl von 1 bis 20, wie bekannte aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen, halogenierte aromatische Verbindungen, Nitro-aromatische Verbindungen, Sulfon-aromatische Verbindungen, Cyano-aromatische Verbindungen und Mischungen davon, z. B. Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, 1,4-Dichlornaphthalin, Nitroanthracene, 4,4'-Dibrombiphenyl, 4-Nitrobiphenyl, Cyanobiphenyl, 2-Nitroanilin, 9,10'-Dibromanthracen, Benzophenon, Diphenylsulfon, o-Chinone, p-Chinone, Tetracyanochinondimethan, 1,1'-Bichinone, 9-Dicyanomethylenfluoren und Mischungen davon.
  • Inerte Polymerbindemittelmaterialien umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, Lösungsmittel-verarbeitbare und schmelzverarbeitbare thermoplastische und elastomere thermoplastische Stoffe, wie Polystyrole, Polycarbonate, Polyester, Polyimide, Polyurethane, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyetherketone, Polyamide und deren Copolymere und Polymermischungen.
  • In Ausführungsformen kann das Polymerbindemittel ein inertes Polymer sein, eines oder mehrere, z. B. bis zu 5 Ladungstransportpolymere und Mischungen davon sein, und wird in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Beschichtung gewählt. Wenn das gewählte Polymerbindemittel eine polymere Ladungstransportverbindung ist, umfassen Beispiele davon Polyvinylcarbazole, Polythiophene, Polysilane, Polyaniline, Poly(phenylenvinylene), Polyphenylene, Poly(phenylensulfide), Polyaniline, Poly(phenylensulfidphenylenamin), Copolymere davon, die Triarylamin-Ladungstransportgruppen enthalten und Mischungen davon. Die Arylamin-Ladungstransportverbindung ist ein para-substituiertes Arylamin-Ladungstransportmaterial, das Polymere umfasst, die para-substituierte Arylamin-Ladungstransportmoleküle aufweisen, die molekular darin geimpft sind, z. B. in Mengen von 20 bis 70 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Beschichtung, und Ladungstransportpolymeren, die para-substituierte Arylamingruppen enthalten, das bedeutet, covalent gebundene Arylamingruppen in einer Haupt- oder Seitenpolymerkette und Mischungen davon.
  • Die Ladungstransportpolymere umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, Polyvinylcarbazole, Polythiophene, Polysilane, Polyaniline, Poly(phenylenvinylene), Polyphenylene, Poly(phenylensulfide), Polyaniline, Poly(phenylensulfidphenylenamin) und Polymere, die Arylamin-Ladungstransportgruppen enthalten. Die Arylamin-Ladungstransportverbindung ist vorzugsweise ein para-substituiertes Arylamin-Ladungstransportmaterial, das aus der Gruppe der para-substituierten Arylamin-Ladungstransportverbindungen, molekular geimpften Polymere mit para-substituierten Arylamin-Ladungstransportmolekülen, Ladungstransportpolymeren, die para-substituierte Arylamingruppen enthalten und Mischungen davon ausgewählt ist.
  • Die Arylamin-Ladungstransportverbindung kann eine der folgenden alternativen Formeln aufweisen:
    Figure 00050001
    worin Ar, Ar' und Ar'' unabhängig voneinander aus nicht-substituierten und substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, z. B. Phenyl, 3-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 3,4-Dimethylphenyl, 4-Ethylphenyl, 4-t-Butylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 4-Bromphenyl, 4-Chlorphenyl, 3-Iodphenyl, 4-Fluorphenyl, 4-Phenylphenyl, 2-Naphthyl, 1-Naphthyl und Mischungen davon, und R1, R2, R3, R1', R2' und R3' sind unabhängig voneinander aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht, ausgewählt, Z ist aus den Atomen O, S, Se oder einem Substituenten -CH2- ausgewählt, G ist eine alkalische Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe, die aus den folgenden Teilformeln ausgewählt ist:
    Figure 00050002
    Figure 00060001
    worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Alkylgruppen mit z. B. 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.
  • Die Arylamin-Ladungstransportverbindung kann die folgenden Arylaminverbindungen und Mischungen davon umfassen,
    • a) Aryldiaminverbindungen der Formel:
      Figure 00060002
      Figure 00070001
      worin Ar eine substituierte oder nicht-substituierte aromatische Gruppe, z. B. Phenyl, 3-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 3,4-Dimethylphenyl, 4-Ethylphenyl, 4-t-Butylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 4-Bromphenyl, 4-chlorphenyl, 3-Iodphenyl, 4-Fluorphenyl, 4-Phenylphenyl, 2-Naphthyl, 1-Naphthyl und Mischungen davon ist, R1, R2 und R3 sind unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Ethoxy, Isobutoxy besteht, und Z ist aus einem Atom O, S, Se oder einem Methylensubsituenten -CH2- ausgewählt;
    • b) Aryltriaminverbindungen der Formel:
      Figure 00070002
      Figure 00080001
      worin Ar und Ar' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen ausgewählt sind, R ist aus Wasserstoff, Phenyl, das 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, und Alkylgruppen, die 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, ausgewählt, und worin i und j ganze Zahlen von 1 bis 2 sind;
    • c) Aryltetraaminverbindungen der Formel:
      Figure 00080002
      Figure 00090001
      worin Ar, Ar' und Ar'' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, p-Ar und p-Ar' sind unabhängig voneinander aus para-substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt, R ist aus Wasserstoff, Phenyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Alkylgruppen, die 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl ausgewählt, i, j und k sind die ganzen Zahlen 1 oder 2, G ist eine alkalische Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einer Gruppe, die aus den folgenden Teilformeln ausgewählt ist:
      Figure 00090002
      Figure 00100001
      worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind;
    • d) Arylpentaaminverbindungen der Formel:
      Figure 00100002
      worin Ar, Ar', Ar'' und Ar''' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, und i, j, k und l die ganzen Zahlen von 1 oder 2 sind; und
    • e) Arylhexaaminverbindungen der Formel:
      Figure 00110001
      worin Ar und Ar' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, p-Ar und p-Ar' sind para-substituierte aromatische Gruppen mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, i, j und k sind die ganzen Zahlen 1 oder 2, G ist eine alkalische Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine aromatische Gruppe, die aus den folgenden Formeln ausgewählt ist:
      Figure 00110002
      Figure 00120001
      worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, und R und R' sind Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl.
  • Die Arylamin-Ladungstransportverbindung kann para-substituierte Triarylaminverbindungen mit mindestens einem der para-substituierten Molekularsegmente sein, die aus den folgenden Teilformeln ausgewählt sind:
    Figure 00120002
    worin R1 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Ethoxy, Butoxy, Isobutoxy, ausgewählt ist, R2 und R3 sind unabhängig voneinander aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Ethoxy, Butoxy, Isobutoxy besteht, ausgewählt, und Z ist ein Atom O, S, Se oder ein Methylensubstituent -CH2-.
  • Ein bevorzugtes Ladungstransportpolymer wird in Ausführungsformen aus Polymeren ausgewählt, die eine para-substituierte Aryldiamineinheit der folgenden Formel enthalten:
    Figure 00130001
    worin R1 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen, die 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, und Alkoxygruppen, die 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, wie Methoxy, Ethoxy, Butoxy, Isobutoxy besteht, R2 und R3 sind unabhängig voneinander aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen, die 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, Cyclohexyl, und Alkoxygruppen, die 1 bis 24 Kohlenstoffatome, wie Methoxy, Ethoxy, Butoxy, Isobutoxy, besteht, ausgewählt, G ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus alkalischen Gruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und den folgenden Formeln besteht:
    Figure 00140001
    worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' sind Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, Cyclohexyl.
  • Eine bevorzugte para-substituierte Arylamin-Transportverbindung hat die folgende Formel:
    Figure 00150001
    worin die oxidierte Form der para-substituierten Arylamin-Ladungstransportverbindung aus der Fotooxidation mit Fotooxidationsmitteln wie Diphenyliodoniumsalzen und Diarylsulfoniumsalzen resultiert.
  • Die vorliegende Erfindung stellt leitende Polymerbeschichtungen zur Verfügung, die eine para-substituierte Arylamin-Ladungstransportverbindung und ein Oxidationsprodukt der para-substituierten Arylamin-Ladungstransportverbindung und ein Oxidationsmittel oder Salz umfassen. Die Beschichtungszusammensetzung kann zusätzlich optional Additive wie eine alkalische Antikorrosionsverbindung, eine spannungsstabilisierende Verbindung und ein Polymerbindemittelumfassen.
  • In Ausführungsformen sind die zur Verfügung gestellten Beschichtungen in diversen Ladungstransport- und Elektronentransportanwendungen und Vorrichtungen nützlich, z. B. als eine dünne Filmelektrode oder Kontaktmodifikationsschicht in Elektrolumineszenzvorrichtungen, um die Ladungsinjektion zu erleichtern.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer leitenden Polymerbeschichtung zur Verfügung, das:
    das Vermischen eines Arylamin-Ladungstransportmoleküls und eines Oxidantionsmittels, optional von Additiven und einem Polymerbindemittel, in einem Lösungsmittel, vorzugsweise bis die vollständige Auflösung des Polymers erreicht ist, um eine Beschichtungsmischung herzustellen;
    das Absetzen der leitenden Polymerbeschichtungslösungsmischung auf ein Substrat, z. B., durch Schleuderbeschichtung, Fließbeschichtung, Sprühbeschichtung, Tauchbeschichtung, Netzbeschichtung und Ähnliches; und
    das Trocknen des beschichteten Substrats, z. B. bei 25 bis 150°C umfasst.
  • Das Herstellverfahren wird vorzugsweise durch das Entfernen jeglicher ausgefallener Partikel durchgeführt, die z. B. durch die Reaktion des Oxidationsmittels und des Arylamin-Ladungstransportmoleküls in der Beschichtungsmischung entstehen, und anschließendem Auflösen eines Polymerbindungsmittels und optional von Additiven in der Beschichtungslösung, um eine Beschichtungslösung zur Verfügung zu stellen, die frei von Partikeln ist. Die Beschichtungen können eine Dicke von z. B. 0,01 cm bis 0,5 cm und Leitfähigkeiten von 10–12 bis 100,0 S/cm aufweisen und wobei die Leitfähigkeit über einen breiten relativen Luftfeuchtigkeitsbereich von 0 bis 100% hoch stabil ist. Die verbesserte Leitfähigkeitsstabilität wird z. B. über 60 bis 90 Tage, bei wesentlich höheren Temperaturen und bei höheren Feuchtigkeitswerten im Vergleich zu Kontrollmaterialien und wie hierin illustriert aufrechterhalten. Die verbesserte Leitfähigkeit und Luftfeuchtigkeitsstabilität stellt eine Stabilitätsverbesserung um z. B. das 4- bis 8fache dar.
  • In alternativen Ausführungsformen kann das Herstellverfahren durch das Vermischen der Komponenten der Zusammensetzung in einem Extruder zum Erzielen einer einheitlichen Mischung und Dispersion, gefolgt durch einen Beschichtungsschritt, wie er hierin illustriert wird, erzielt werden.
  • Teil- und Prozentangaben sind Gewichtsanteile, es sei denn, dieses wird anderweitig angezeigt.
  • In den folgenden Beispielen wurden die folgenden vier repräsentativen Ladungstransportmoleküle verwendet:
    N,N'-Diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4-diamin, anschließend als m-TPD bezeichnet;
    N,N'-Diphenyl-N,N'-di(p-tolyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, anschließend als p-TPD bezeichnet;
    N,N'-Dip-tolyl-N,N'-p-ethylphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin, anschließend als p-DE-TPD bezeichnet; und
    N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, anschließend als TM-TPD bezeichnet.
  • Sowohl m-TPD wie auch p-TPD sind kommerziell von der N. W. Sands Corp. jeweils unter den Katalog Nr. ST16/1 und ST16/3 verfügbar. Die Synthese von TM-TPD wird in Beispiel 1 gezeigt. p-DE-TPD wurde analog zu dem im Beispiel 1 gezeigten Verfahren hergestellt. Silbertrifluoracetat (AgTFA), Iod (I2), Bis(p-t-Butylphenyl)iodoniumhexafluorarsenat, hiernach als Fotosäure bezeichnet, Silberhexafluorantimonat (AgSbF6), Nitrosoniumhexafluorantimonat (NOSbF6) wurden als Oxidationsmittel verwendet. Die Synthese der Fotosäure wird z. B. in dem U.S. Patent Nr. 5,587,224 offenbart, während die anderen Oxidationsmittel kommerziell verfügbar sind. Polymerbindemittel umfassen MAKROLON®, ein Polyester, das kommerziell von der Bayer Corp. verfügbar ist und PCZ-200, ein Polycarbonat, das aus Bisphenol Z abgeleitet ist und kommerziell von der Mitsubishi Chemical Corp. verfügbar ist.
  • Beispiel I
  • Herstellung von N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-biphenyldiamin (TM-TPD)
  • Synthese von 4'-Methylacetanilid: In einen Dreihals-Rundbodenkolben (5 l), der mit einem mechanischen Rührer, einem Kühler und einem Einfülltrichter ausgestattet war, wurden p-Toluidin (995 g, 9,3 mol) und Hexan (1,6 l) hinzugefügt. Es wurde Essigsäureanhydrid (960 ml, 10,2 mol) tropfenweise über 2 h hinzugefügt, um unter Rückfluss zu kochen, dann wurde für 1 h unter Rückfluss gekocht und auf Raumtemperatur abgekühlt, um einen braunen Feststoff zu ergeben. Dieser wurde durch Vakuumfiltrieren gesammelt, in ein Becherglas transferiert und mit Wasser (2 l) 30 min gewaschen. Die Filtrations- und Waschprozeduren wurden wiederholt. Die nassen weißen Kristalle wurden für 7 Tage luftgetrocknet, um N-(4-Methylphenyl)acetamid zu ergeben (1,343 g, 97% Ausbeute). Schmelzpunkt: 150–152°C (Lit. 153°C, Merckindex, 11, 67).
  • Synthese von N,N-Di-p-tolylamin: Zu einem Rundbodenkolben (3 l), der mit einem Kühler, einer Dean-Stark-Falle, einem mechanischen Rührer und einem Argon-Auslass mit einem Thermometer versehen war, wurden 4'-Methylacetanilid (448 g, 3,0 mol), 4-Iodtoluol (746 g, 3,4 mol, von Aldrich), Kaliumcarbonat (830 g, 6,0 mol), Kupfersulfat (20 g) und Toluol (50 ml) hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wurde auf 210°C für 24 h in einem Ölbad erhitzt. Die resultierende Lösung wurde in einen Rundbodenkolben (5 l) dekantiert und der verbleibende Feststoff wurde mit heißem Ethanol (3 × 500) gewaschen. Zu den zusammengeführten Mischungen wurden Kaliumhydroxid (340 g) und Wasser (400 ml) hinzugefügt und dann für 24 h unter Rückfluss gekocht. Zu der resultierenden Lösung wurde konzentrierte HCl (400 ml) tropfenweise hinzugefügt, gefolgt durch Toluol (1000 ml). Die Mischung wurde für 10 min unter Rückfluss gekocht. Die heiße organische Schicht (oben) wurde abgetrennt, mit heißem Wasser (500 ml × 2) gewaschen und unter reduziertem Druck aufkonzentriert. Der resultierende Feststoff wurde aus der Mischung aus Toluol (100 ml) und Hexan (700 ml) umkristallisiert. Die erhaltenen weißen Kristalle wurden mit einem Mörser und Stößel zerrieben, filtriert, mit Hexan (100 ml) gewaschen und an der Luft für 24 h getrocknet, um braune Kristalle (360 g, 6 mol) zu ergeben. Das Filtrat wurde unter reduziertem Druck aufkonzentriert und aus der Mischung aus Toluol (20 ml) und Hexan (150 ml) umkristallisiert, um einen braunen Feststoff (120 g, zweite Charge) zu ergeben. Der zusammengeführte Feststoff wurde bei 165°C und 1 Torr destilliert, um einen weißen Feststoff (445 g) zu ergeben, während der erste Vorlauf (15 g, destilliert bei 65–80°C und 1 Torr) verworfen wurde. Der weiße Feststoff wurde aus Hexan (500 ml) umkristallisiert, um einen weißen Feststoff zu ergeben (422 g, 61% Ausbeute). Schmelzpunkt 80–82°C (Lit. 79°C, TCl-Katalog) 1H-NMR (CDCl3): 7,04 (d, 4H), 6,93 (d, 4H), 5,45 (s, br, 1H), 2,33 (s, 6H) ppm. Es bleibt festzustellen, dass, wenn Iodtoluole von der Oakwood Product Inc. oder Charkit Chemical Inc. verwendet wurden, dass die oben genannte Reaktion sehr langsam verlief. Drei Anteile CuSO4 (50 g) wurden alle 10 h hinzugefügt und die Reaktion wurde in 40 h vollendet (über 95% Umwandlung des 4-Methylacetanilids). Während der Aufarbeitung nach der Hydrolyse war eine Vakuumfiltration notwendig, um Kupferreste zu entfernen.
  • Synthese von N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TM-TPD): Zu einem Rundbodengefäß (5 l), das mit einem Kühler, einer Dean-Stark-Falle, einem mechanischen Rührer und einem Argonauslaß mit einem Thermometer ausgestattet war, wurden 4,4'-Diiodbiphenyl (DIB, 406 g, 1,0 mol), N,N-Di-p-tolylamin (417 g, 2,1 mol), Kaliumhydroxid (448 g, 8,0 mol) und Toluol (300 ml) hinzugefügt. Nach dem Hinzufügen von 1,10-Phenanthrolin (9,0 g) und CuCl (1,5 g) bei 130°C wurde die Mischung heftig bei 137°C zum Rückfluss erhitzt. Nach dem Hinzufügen einer weiteren Portion CuCl (3,5 g) kam es zu einer sehr exothermen Reaktion. Die Reaktionsmischung wurde weiterhin auf 130°C für 4 Stunden erhitzt. Zu der Reaktionsmischung wurde Wasser (400 ml), Toluol (400 ml) und Essigsäure (400 ml) hinzugefügt. Die resultierende Lösung wurde mit Wasser (2 l) durch leichtes Schütteln in ein 6 l-Schütteltrichter gewaschen und die obere Schicht wurde abgetrennt und gesammelt. Die wässrige Schicht wurde vakuumfiltriert und der Rückstand wurde mit Toluol gewaschen (300 ml) und die obere Schicht wurde abgetrennt. Nach dem Verbinden der organischen Schichten wurde das Waschverfahren noch einmal wiederholt. Die dunkle organische Lösung wurde unter reduziertem Druck aufkonzentriert und die resultierende Lösung wurde in einem Kühler für 1 Stunde gekühlt, um einen braunen Feststoff zu ergeben. Nach dem Filtrieren wurde der braune Feststoff mit Aceton (3 × 400 ml) gewaschen und in einem Ofen bei 45°C und 10 Torr getrocknet. Zu einem Rundbodengefäß (2 l), das mit einem Kühler, einem mechanischen Rührer, einem Argonauslass mit einem Thermometer und einem Heizmantel ausgestattet war, wurden das Rohprodukt (350 g) und neutrales Aluminiumoxid (200 g) und Toluol (1 l) hinzugefügt. Die Mischung wurde bei 90°C für 2,5 Stunden erhitzt. Die resultierende gelbe Lösung wurde durch einen vorgewärmten Büchnertrichter filtriert. Der Rückstand des Aluminiumoxids wurde mit heißem Toluol extrahiert (350 ml × 2) und die organischen Schichten wurden zusammengeführt. Nach dem Aufkonzentrieren der gesammelten gelben Lösung im Vakuum wurde der resultierende schwach gelbe Feststoff (350 g) und Aceton (400 g) auf 60°C erhitzt und bei 23°C für 15 Stunden unter Argon gerührt, um einen schwach gelben Feststoff zu ergeben. Nach dem Abfiltrieren, Waschen mit Aceton (200 ml × 3) und Trocknen unter reduziertem Druck für 16 Stunden wurde reines TM-TPD (306 g, 56% Ausbeute) erhalten. Schmelzpunkt: 217–219°C; 1H-NMR (CDCl3): 7,39 (d, 4H), 7,07–7,00 (m, 2H), 2,31 (s, 12H) ppm.
  • Beispiel II
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Beschichtungslösung mit verschiedenen Zusammensetzungen.
  • Herstellung einer Beschichtungslösung unter Verwendung von AgSbF6 als Oxidationsmittel mit Filtration
  • m-TPD (32,0 g) und Methylenchlorid (544 g) wurden magnetisch in einer 500 ml-Flasche bis zum vollständigen Auflösen von m-TPD gerührt. AgSbF6 in einer Menge von 1,6 g, 0,5 Gew.-% in Bezug auf m-TPD, wurde dann hinzugefügt. Die resultierende Lösung wurde für 16 Stunden gerührt und die resultierende Lösung wurde für mindestens 2 Stunden stehen gelassen, um das Silberpräzipitat abzusetzen und als Stammlösung verwendet. Alternativ dazu kann das Silberpräzipitat durch Abfiltrieren entfernt werden. In eine 2-Unzenflasche wurde ein Teil der Stammlösung (72,0 g) und MAKROLON 5705 (7,5 g) hinzugefügt und die Mischung wurde für 5 Stunden geschüttelt, um das MAKROLON aufzulösen und um eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffgewichtsprozentanteilen zu ergeben: MAKROLON (65%), m-TPD (35%) und AgSbF6 in einer Menge von 5 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD. Die gleiche Stammlösung wurde verwendet, um eine andere Beschichtungslösung wie folgt zu formulieren: In eine 2-Unzenflasche wurde ein Teil der Stammlösung (72,0 g), MAKROLON 5705 (7,5 g) und 2-(4-Biphenylyl)-5-phenyloxazol (0,12 g) als Antikorrosionsadditiv hinzugefügt und die Mischung wurde für 5 Stunden geschüttelt, um das MAKROLON aufzulösen und eine Beschichtungslösung mit den folgenden Gewichtsprozentanteilen zu ergeben: MAKROLON (65%), m-TPD (35%), AgSbF6 in einer Menge von 5 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD und 2-(4-Biphenylyl)-5-phenoloxazol in einer Menge von 3 Gew.-% in Bezug auf m-TPD.
  • m-TPD (16,0 g) und Chlorbenzol (229 g) wurden magnetisch in einer 250 ml-Flasche bis zur vollständigen Auflösung des m-TPD gerührt. AgSbF6 in einer Menge von 0,8 g, 0,5 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD, wurde hinzugefügt. Die resultierende Lösung wurde 16 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wurde für mindestens 2 Stunden stehen gelassen, um das Silberpräzipitat abzusetzen und als Stammlösung verwendet. In eine 2-Unzenflasche wurde ein Teil der Stammlösung (61,5 g) und PCZ 200 (Polycarbonat Z, 7,5 g) hinzugefügt und die Mischung wurde 5 Stunden geschüttelt, um das MAKROLON aufzulösen und eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffprozentanteilen zu ergeben: PCZ 200 (65%), m-TPD (35%) und AgSbF6 in einer Menge von 5% in Bezug auf das m-TPD.
  • Es wurden Beschichtungslösungen unter Verwendung anderer Ladungstransportmoleküle, Polymerbindemittel, Lösungsmittel und/oder Korrosionsadditiven in verschiedenen Gewichtsprozentanteilen in ähnlicher Weise hergestellt.
  • Herstellung einer Beschichtungslösung unter Verwendung von AgSbF6 als Oxidationsmittel ohne das Entfernen des Silbers: Eine Mischung aus m-TPD (4,0 g), MAKROLON (7,44 g), AgSbF6 (0,08 g) und Methylenchlorid (68 g) in einer undurchsichtigen Flasche wurden bis zur vollständigen Auflösung des Polymers vermahlen, um eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffgewichtsprozentanteilen zu ergeben: MAKROLON (65%), m-TPD (35%) und AgSbF6 in einer Menge von 2 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD.
  • Herstellung einer Beschichtungslösung unter Verwendung von NOSbF6 als Oxidationsmittel: In ein 500 ml-Gefäß, das mit einem Kühler, einem magnetischen Rührer und einem Trockenrohr ausgestaltet war, wurde m-TPD (40,0 g) und Methylenchlorid (425 g) hinzugefügt. Die Mischung wurde gerührt bis m-TPD aufgelöst war und NOSbF6 (2,0 g) wurde dann hinzugefügt. Die resultierende Lösung wurde über Nacht gerührt und in eine 500 ml-Flasche mit engem Hals überführt, um eine Stammlösung zu ergeben. In eine 4-Unzenflasche wurde ein Teil der Stammlösung (93,4 g) und MAKROLON 3108 (15 g) hinzugefügt und die Mischung wurde für 19 Stunden geschüttelt, um das MAKROLON aufzulösen und eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffgewichtsprozentanteilen zu ergeben: MAKROLON (65%), m-TPD (35%) und AgSbF6 in einer Menge von 5 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD. Ein Teil dieser Lösung (93,4 g) und MAKROLON 3108 (15,0 g) wurde geschüttelt.
  • Herstellung einer Beschichtungslösung unter Verwendung einer Fotosäure als Oxidationsmittel: In eine 2-Unzenflasche wurde m-TPD (4,0 g), MAKROLON 3108 (7,44 g), Fotosäure (0,08 g, 2 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD), Dioctylphthalat (0,074 g, als Weichmacher) und Methylenchlorid (68 g) gegeben. Die Mischung wurde für 20 Stunden geschüttelt, um eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffgewichtsprozentanteilen zu ergeben: m-TPD (35%), MAKROLON 3108 (65%), Fotosäure (2%), Dioctylphthalat (in einer Menge von 1 Gew.-% in Bezug auf das MAKROLON).
  • In eine 2-Unzenflasche wurde m-TPD (4,0 g), MAKROLON 3108 (7,44 g), Fotosäure (0,08 g, 2 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD), Polyester PE 200 von DuPont (0,074 g, als Spannungsstabilisator) und Methylenchlorid (68 g) hinzugefügt. Die Mischung wurde für 20 Stunden geschüttelt, um eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffgewichtsprozentanteilen zu ergeben: m-TPD (35%), MAKROLON 3108 (65%), Fotosäure (2%) und PE 200 (in einer Menge von 1 Gew.-% in Bezug auf das MAKROLON).
  • In eine 2-Unzenflasche wurden m-TPD (4,0 g), MAKROLON 3108 (7,44 g), Fotosäure (0,08 g, 2 Gew.-% in Bezug auf das m-TPD), Polysiloxanflüssigkeit (0,074 g, als Zusatz für eine niedrigere Oberflächenenergie) und Methylenchlorid (68 g) hinzugefügt. Die Mischung wurde für 20 Stunden geschüttelt, um eine Beschichtungslösung mit den folgenden Feststoffgewichtsprozentanteilen zu ergeben: m-TPD (35%), MAKROLON 3108 (65%), Fotosäure (2%), Polysiloxanflüssigkeit (in einer Menge von 1 Gew.-% in Bezug auf MAKROLON).
  • Beispiel III
  • Beschichtungsablagerung: Die MYLAR (75 Mikrometer)-Substrate mit Titanbeschichtungen von ca. 200 bis 300 Angström waren von der ICI Inc. Die Substrate wurden mit einer Silanblockierungsschicht (200 bis 500 Angström, aus 2-Aminoisopropyltriethoxysilan abgeleitet) und dann mit einer Haftschicht (200 bis 500 Angström) aus 49 K Polyester (von DuPont) überschichtet. Die resultierenden Substrate wurden zur Ablagerung der leitenden Beschichtungen unter Verwendung eines mechanisch betriebenen Gardner – Filmapplikators verwendet, der in einem Plexiglaskarton eingefasst ist. Ein Substrat wurde auf die Vakuumplatte des Gardnerbeschichters platziert und ein Bird-Filmapplikator der Größe 0,004 wurde oben auf das Substrat platziert, dann mit einer leitenden Polymerschicht unter Verwendung einer Beschichtungslösung, die wie in Beispiel II beschrieben hergestellt wurde, beschichtet. Die resultierende Beschichtung wurde 1 Stunde luftgetrocknet und dann in einem Umluftofen bei 125°C für 30 min getrocknet, um eine Beschichtung mit einer Dicke von ungefähr 20–25 Mikrometer zu ergeben. Im Falle der Fotosäurebeschichtungen war eine UV-Exposition über 99 Sekunden notwendig, um die Leitfähigkeit in den Beschichtungen zu induzieren.
  • Messungen der Zeitkonstante: Eine Elektrodag-Elektrode wurde auf die Probe zur Messung der Zeit des Ladungsabfalls aufgemalt, was die Anwendung einer gepulsten Spannung auf die Probe zwischen den Elektroden involvierte. Es ist den Durchschnitsfachleuten auf dem Gebiet üblicherweise bekannt, dass die Zeitkonstante des Ladungsabfalls zur Leitfähigkeit invers proportional ist. Tabelle 1 zeigt eine Serie von m-TPD/MAKROLON (35/65)-Beschichtungen und verschiedenen Oxidationsmitteln und Additiven. Alle diese Beschichtungen wurden aus Methylenchlorid abgelagert. Die Gewichtsprozentanteile des Oxidationsmittels und der Additive in Bezug auf das Ladungstransportmolekül sind auch angegeben. Alle diese Proben wurden in einer Umweltkammer mit 85% relativer Luftfeuchtigkeit (RF) und 50°C stressgetestet. Die Zeitkonstanten der Proben wurden zu bestimmten Zeitintervallen gemessen, um die elektrische Stabilität der Beschichtungen zu bestimmen. Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, erhöhen sich die Zeitkonstanten des Ladungsabfalls für die Proben 1 bis 8 nach 1 Woche im Stresstest um mindestens einen Faktor von 3 in Bezug auf ihre jeweiligen ursprünglichen Werte. Dieses zeigt an, dass die Beschichtungen weniger als 1 Woche Stabilität aufweisen und mindestens dreimal weniger leitend werden. Probe 9 unter Verwendung von AgAsF6 zeigt 1 Woche lang Stabilität, wird aber nach 2 Wochen fünf Mal isolierender. Proben 10 bis 13 unter Verwendung von AgSbF6 oder NOSbF6 als Oxidationsmittel zeigen alle nur eine kleine Änderung in der Zeitkonstante des Ladungsabfalls, was eine sehr hohe Stabilität in der Leitfähigkeit anzeigt. Die Stabilität der AgSbF6-basierenden Beschichtungen ist sehr reproduzierbar wie durch die Daten für die Proben 11a und 12a beispielhaft gezeigt wird, die aus Beschichtungslösungen beschichtet wurden, die zwei Monate gealtert worden waren. Die verbesserte Stabilität, die für Beschichtungen, die aus AgAsF6, AgSbF6 und NOSbF6 resultieren, zu sehen war, war unerwartet und es wird angenommen, dass davon nicht zuvor berichtet wurde.
  • Tabelle 1. Vergleichende Stabilität von m-TPD/MAKROLON (35/65)-Beschichtungen.
    Figure 00240001
  • Beispiel IV
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt wird, zeigen die Proben 16 und 16a mit TM-TPD als Ladungstransportmoleküle eine verbesserte Stabilität gegenüber der m-TPD-basierenden Probe 15 um einen Faktor von ungefähr 2. Dieses Beispiel illustriert, dass die Beschichtungen, die aus einem para-substituierten Ladungstransportmolekül TM-TPD re sultieren, eine verbesserte Stabilität gegenüber einem nicht-para-substituierten Ladungstransportmolekül wie m-TPD, aufzeigen. Es kann aus den Proben 17, 18, 19 und 20 bestimmt werden, dass die Größe der Stabilität der Beschichtung TM-TPD > p-DE-TPD > p-TPD > m-TPD ist, was anzeigt, dass die vollständig para-substituierten Verbindungen, z. B., TM-TPD und p-DE-TPD, die stabilsten Beschichtungen zur Verfügung stellen, gefolgt von solchen, die auf 50%-para-substituiertem p-TPD basieren. Beschichtungen wie Probe 17, die aus nicht-para-subsituiertem m-TPD abgeleitet sind, sind weniger stabil. Proben 21, 22 und 23 enthalten eine Mischung aus m-TPD und TM-TPD als Ladungstransportmoleküle. Es ist zu sehen, dass Probe 21, die den höchsten TM-TPD-Prozentanteil aufweist, am stabilsten von den drei Proben ist; während Probe 23, die den geringsten TM-TPD-Prozentanteil aufweist, am wenigsten stabil ist.
  • Tabelle 2. Vergleichende Stabilität der Beschichtungen mit verschiedenen Ladungstransportmolekülen
    Figure 00250001
  • Beispiel V
  • Dieses Beispiel zeigt zusätzlich, dass para-substituierte Ladungstransportmoleküle eine verbesserte Stabilität gegenüber nicht-para-substituierten aufzeigen. Wie in Tabelle 3 gezeigt wird, hatten Proben, die auf m-TPD mit PCZ 200, Proben 24 bis 28, sehr schlechte elektrische Stabilitäten im Bereich von weniger als ungefähr einer Woche. Im Gegensatz dazu sind TM-TPD-basierende Proben, die aus verschiedenen Beschichtungslösungsmitteln resultieren, Proben 29 bis 35, unter Stressbedingungen über ungefähr 8 Wochen sehr stabil.
  • Tabelle 3. Vergleichende Stabilität von Beschichtungen.
    Figure 00260001

Claims (7)

  1. Ein leitende Polymerbeschichtung, die eine Arylamin-Ladungstransportverbindung, ein oxidiertes Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz und ein Polymerbindemittel umfasst, worin das oxidierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz ein Gegenion aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hexafluorantimonat und Hexafluorarsenat besteht, worin die Arylamin-Ladungstransportverbindung ein para-substituiertes Arylamin-Ladungstransportmaterial ist, worin das oxidierte Arylamin-Ladungstransportverbindungssalz ein Oxidationsprodukt von besagter Arylamin-Ladungstransportverbindung und eine oxidierende Verbindung umfasst, worin die oxidierende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die ionische Salze umfasst, und worin das ionische Salz aus der Gruppe: AgSbF6, AgAsF6, AgPF6, AgBF4, AgBr, Agl, AgF, AgCl, O2SbF6, O2AsF6, NOSbF6, NOAsF6, NO2SbF6, NO2AsF6, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Al, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Ga, (CH3CH2)O+(CF3SO3)B, CH3(C=O)+(CF3SO3)Al und Mischungen davon ausgewählt ist.
  2. Die leitende Polymerbeschichtung gemäß Anspruch 1, worin die Arylamin-Ladungstransportverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus solchen besteht, die durch die folgenden Formeln dargestellt sind:
    Figure 00270001
    worin Ar, Ar' und Ar'' unabhängig voneinander aus nicht-substituierten und substituierten aromatischen Gruppen mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind und R1, R2, R3, R1', R2' und R3' unabhängig voneinander aus der Gruppe, die aus Wasserstroff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht, ausgewählt sind, Z ist aus einem Atom O, S, Se oder dem Substituenten -CH2- ausgewählt, G ist eine alkalische Gruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe, die aus den folgenden Teilformeln ausgewählt ist:
    Figure 00280001
    worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' Arylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.
  3. Die leitende Polymerbeschichtung gemäß Anspruch 1, worin die Arylamin-Ladungstransportverbindung aus den folgenden Formeln und Mischungen davon ausgewählt ist: a) Aryldiamin-Verbindungen der Formel:
    Figure 00290001
    worin Ar eine substituierte oder nicht-substituierte aromatische Gruppe ist, R1, R2 und R3 sind unabhängig voneinander aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, Brom, Chlor, Fluor, Alkylgruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen besteht, ausgewählt und Z ist aus einem Atom O, S, Se oder dem Methylen-Substituenten -CH2- ausgewählt; b) Aryltriamin-Verbindungen der Formel:
    Figure 00290002
    Figure 00300001
    worin Ar und Ar' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen ausgewählt sind, R ist ausgewählt aus Wasserstoff, Phenyl und Alkylgruppen, die 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten und worin i und j ganze Zahlen von 1 bis 2 sind; c) Aryltetraaminverbindungen der Formel:
    Figure 00300002
    Figure 00310001
    worin Ar, Ar' und Ar'' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen ausgewählt sind, p-Ar und p-Ar' sind unabhängig voneinander aus para-substituierten Aminogruppen ausgewählt, R ist aus Wasserstoff, Phenyl- und Alkyl-Gruppen, die 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, ausgewählt, i, j und k sind die ganzen Zahlen 1 oder 2, G ist eine alkalische Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe, die aus den folgenden Teilformeln ausgewählt ist:
    Figure 00310002
    worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' sind Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen; d) Arylpentaaminverbindungen der Formel:
    Figure 00310003
    e) Arylhexaaminverbindungen der Formeln:
    Figure 00320001
    worin Ar und Ar' unabhängig voneinander aus substituierten und nicht-substituierten aromatischen Gruppen ausgewählt sind, p-Ar und p-Ar' sind para-substituierte aromatische Gruppen, i, j und k sind ganze Zahlen von 1 oder 2, G ist eine alkalische Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine aromatische Gruppe der Formeln:
    Figure 00320002
    Figure 00330001
    worin n' eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und R und R' sind Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind.
  4. Eine leitende Polymerbeschichtung, die eine para-substituierte Arylamin-Ladungstransportverbindung und ein Oxidationsprodukt der para-substituierten Arylamin-Ladungstransportverbindung und eine oxidierende Verbindung umfasst, worin die oxidierende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die ionische Salze umfasst, und worin das ionische Salz aus der Gruppe: AgSbF6, AgAsF6, AgPF6, AgBF4, AgBr, Agl, AgF, AgCl, O2SbF6, O2AsF6, NOSbF6, NOAsF6, NO2SbF6, NO2AsF6, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Al, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Ga, (CH3CH2)O+(CF3SO3)B, CH3(C=O)+(CF3SO3)Al und Mischungen davon ausgewählt ist.
  5. Die Elektrolumineszenzvorrichtung, die aus einer leitenden Polymerbeschichtung von Anspruch 4 besteht, worin besagte Beschichtung eine dünne Filmelektrode oder eine Kontaktmodifikationsschicht ist und worin die Beschichtung eine Ladungsinjektion erleichtert.
  6. Ein Verfahren zur Herstellung einer leitenden Polymerbeschichtung gemäß Anspruch 1, das: das Absetzen der leitenden Polymerbeschichtungslösungsmischung auf ein Substrat; und das Trocknen des beschichteten Substrats; worin die oxidierende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die ionische Salze umfasst, und worin das ionische Salz aus der Gruppe: AgSbF6, AgAsF6, AgPF6, AgBF4, AgBr, Agl, AgF, AgCl, O2SbF6, O2AsF6, NOSbF6, NOAsF6, NO2SbF6, NO2AsF6, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Al, (CH3CH2)O+(CF3SO3)Ga, (CH3CH2)O+(CF3SO3)B, CH3(C=O)+(CF3SO3)Al und Mischungen davon ausgewählt ist.
  7. Eine Druckmaschine, die ein bilderzeugendes Bauteil umfasst, das eine leitende Beschichtung gemäß Anspruch 1 umfasst.
DE1998625694 1997-10-14 1998-08-20 Leitfähige Polymerbeschichtung Expired - Fee Related DE69825694T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/950,300 US5968674A (en) 1997-10-14 1997-10-14 Conductive polymer coatings and processes thereof
US950300 1997-10-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69825694D1 DE69825694D1 (de) 2004-09-23
DE69825694T2 true DE69825694T2 (de) 2005-01-13

Family

ID=25490243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998625694 Expired - Fee Related DE69825694T2 (de) 1997-10-14 1998-08-20 Leitfähige Polymerbeschichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5968674A (de)
EP (1) EP0910099B1 (de)
JP (1) JPH11222566A (de)
DE (1) DE69825694T2 (de)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180302B1 (en) * 1997-10-27 2001-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, and process cartridge and electrophotographic apparatus provided with the electrophotographic member
KR100697861B1 (ko) * 1998-03-13 2007-03-22 캠브리지 디스플레이 테크놀로지 리미티드 전장 발광 디바이스들
US6467862B1 (en) 1998-09-30 2002-10-22 Xerox Corporation Cartridge for use in a ballistic aerosol marking apparatus
US6416157B1 (en) 1998-09-30 2002-07-09 Xerox Corporation Method of marking a substrate employing a ballistic aerosol marking apparatus
US6290342B1 (en) 1998-09-30 2001-09-18 Xerox Corporation Particulate marking material transport apparatus utilizing traveling electrostatic waves
US6116718A (en) * 1998-09-30 2000-09-12 Xerox Corporation Print head for use in a ballistic aerosol marking apparatus
US6340216B1 (en) 1998-09-30 2002-01-22 Xerox Corporation Ballistic aerosol marking apparatus for treating a substrate
US6523928B2 (en) 1998-09-30 2003-02-25 Xerox Corporation Method of treating a substrate employing a ballistic aerosol marking apparatus
US6416156B1 (en) 1998-09-30 2002-07-09 Xerox Corporation Kinetic fusing of a marking material
US6136442A (en) * 1998-09-30 2000-10-24 Xerox Corporation Multi-layer organic overcoat for particulate transport electrode grid
US6265050B1 (en) 1998-09-30 2001-07-24 Xerox Corporation Organic overcoat for electrode grid
US6291088B1 (en) 1998-09-30 2001-09-18 Xerox Corporation Inorganic overcoat for particulate transport electrode grid
US6511149B1 (en) * 1998-09-30 2003-01-28 Xerox Corporation Ballistic aerosol marking apparatus for marking a substrate
US6751865B1 (en) 1998-09-30 2004-06-22 Xerox Corporation Method of making a print head for use in a ballistic aerosol marking apparatus
US6454384B1 (en) 1998-09-30 2002-09-24 Xerox Corporation Method for marking with a liquid material using a ballistic aerosol marking apparatus
US6328409B1 (en) 1998-09-30 2001-12-11 Xerox Corporation Ballistic aerosol making apparatus for marking with a liquid material
US6593690B1 (en) * 1999-09-03 2003-07-15 3M Innovative Properties Company Large area organic electronic devices having conducting polymer buffer layers and methods of making same
US6328436B1 (en) 1999-09-30 2001-12-11 Xerox Corporation Electro-static particulate source, circulation, and valving system for ballistic aerosol marking
US6293659B1 (en) 1999-09-30 2001-09-25 Xerox Corporation Particulate source, circulation, and valving system for ballistic aerosol marking
US6670607B2 (en) * 2000-01-05 2003-12-30 The Research Foundation Of State University Of New York Conductive polymer coated nano-electrospray emitter
US7078536B2 (en) * 2001-03-14 2006-07-18 Genesoft Pharmaceuticals, Inc. Charged compounds comprising a nucleic acid binding moiety and uses therefor
JP4635312B2 (ja) * 2000-09-21 2011-02-23 日立化成工業株式会社 接着剤組成物、回路接続材料、回路接続用接着剤組成物、接続体及び半導体装置
US6830830B2 (en) 2002-04-18 2004-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Semiconducting hole injection materials for organic light emitting devices
JP2004063363A (ja) * 2002-07-31 2004-02-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 電界発光素子用材料、およびそれを用いた電界発光素子
KR20080064201A (ko) * 2004-03-11 2008-07-08 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 전하 수송막용 조성물 및 이온 화합물, 이를 이용한 전하수송막 및 유기 전계 발광 장치, 및 유기 전계 발광 장치의제조 방법 및 전하 수송막의 제조 방법
JP2006111790A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Seiko Epson Corp 導電性粘着剤
US7686994B2 (en) * 2005-03-02 2010-03-30 Cabot Microelectronics Corporation Method of preparing a conductive film
KR101356238B1 (ko) * 2007-03-26 2014-01-28 삼성전자주식회사 Uv 패터닝 가능한 전도성 고분자 필름의 제조방법 및이에 의해 제조되는 전도성 고분자 필름
CN102850728B (zh) * 2008-04-11 2015-07-22 索尔维美国有限公司 掺杂共轭聚合物、器件及器件的制造方法
WO2010051259A1 (en) * 2008-10-27 2010-05-06 Plextronics, Inc. Polyarylamine ketones
JP5774484B2 (ja) 2008-10-27 2015-09-09 ソルベイ ユーエスエイ インコーポレイテッド 電荷注入層および輸送層
EP2356168B1 (de) * 2008-11-18 2015-05-27 Solvay USA Inc. Aminobenzolzusammensetzungen und zugehörige vorrichtungen und verfahren
KR101728498B1 (ko) 2013-02-13 2017-04-19 삼성전자주식회사 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
CN107357145B (zh) * 2017-08-24 2020-12-18 中船重工汉光科技股份有限公司 一种负电性单层有机光导鼓及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3341464A (en) * 1962-08-09 1967-09-12 American Cyanamid Co Heat resistant aminium salt infrared absorbers
US4338222A (en) * 1980-04-11 1982-07-06 Xerox Corporation Semiconductive organic compositions
JPS60131544A (ja) * 1983-12-21 1985-07-13 Fujitsu Ltd 電子写真用トナ−
US5264312A (en) * 1990-12-27 1993-11-23 Xerox Corporatoin Charge transporting layers formed from curable compositions
US5334699A (en) * 1992-06-29 1994-08-02 Xerox Corporation Polymeric initiator compounds
US5386277A (en) * 1993-03-29 1995-01-31 Xerox Corporation Developing apparatus including a coated developer roller
US5300339A (en) * 1993-03-29 1994-04-05 Xerox Corporation Development system coatings
US5362421A (en) * 1993-06-16 1994-11-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrically conductive adhesive compositions
US5549851A (en) * 1994-01-25 1996-08-27 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Conductive polymer composition
US5587224A (en) * 1995-03-27 1996-12-24 Xerox Corporation Developing apparatus including a coated developer roller
US5728801A (en) * 1996-08-13 1998-03-17 The Dow Chemical Company Poly (arylamines) and films thereof
US5853906A (en) * 1997-10-14 1998-12-29 Xerox Corporation Conductive polymer compositions and processes thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP0910099A1 (de) 1999-04-21
JPH11222566A (ja) 1999-08-17
DE69825694D1 (de) 2004-09-23
US5968674A (en) 1999-10-19
EP0910099B1 (de) 2004-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69825694T2 (de) Leitfähige Polymerbeschichtung
US5853906A (en) Conductive polymer compositions and processes thereof
EP0894107B1 (de) Verbindungen mit spiroatomen und ihre verwendung als elektrolumineszenzmaterialien
DE69703804T2 (de) Poly(arylamine) sowie filme daraus
EP0061089B1 (de) Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
DE19614249A1 (de) Polysilane, Herstellungsverfahren derselben und Ausgangsmaterialien hierfür
DE1931602C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Polytrimellithimiden
DE3341627A1 (de) Elektroaktives polymeres
DE10037391A1 (de) Strukturierbare Materialien, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
WO1996017036A1 (de) Konjugierte polymere mit hetero-spiroatomen und ihre verwendung als elektrolumineszenzmaterialien
DE60208649T2 (de) Verwendung von Sulfon-, Phosphon- und Phosphor-Säuren als Dotierstoffe von Polyanilinen und aus Polyanilinen leitfähigen Verbundmaterialien
DE69619465T2 (de) Verfahren zur Herstellung von siliciumhaltigen Ladungstransportverbindungen
DE3785683T2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Polymerfilms.
DE60317856T2 (de) Organische ladungstransportpolymere mit Ladungstransportresten und Silangruppen sowie daraus hergestellten Silsesquioxanzusammensetzungen
DE3325328A1 (de) Geschmeidiges elektroaktives polymeres
DE3341377A1 (de) Elektroaktives polymeres
DE10206294A1 (de) Transparente Polythiophenschichten hoher Leitfähigkeit
DE2137370A1 (de) Organische Diselenide und PoIyselenide, sowie deren Verwendung
EP0246500B1 (de) Schichtelemente, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
DE10196442B4 (de) Elektronische Komponente mit einem dielektrischen Film aus wenigstens einem Bis(4-mercaptophenyl)-sulfidderivat
DE2916383A1 (de) Photoleitendes polymermaterial und dessen anwendung
DE10215706A1 (de) Alkylendioxythiophene und Poly(alkylendioxythiophen)e mit Urethangruppierungen enthaltenden Seitengruppen
DE60008171T2 (de) Ein Zwischenträger zur Übertragung eines Tonerbildes von einem Bildherstellungsmedium zu einem endgültigen Empfangsmaterial
WO2004013122A2 (de) Oktupolare moleküle als organische halbleiter
DE69514604T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polymeren aus Alpha, Omega ungesättigten konjugierten Verbindungen

Legal Events

Date Code Title Description
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee