JPH1187064A - Photoelectric conversion element - Google Patents

Photoelectric conversion element

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Publication number
JPH1187064A
JPH1187064A JP9242714A JP24271497A JPH1187064A JP H1187064 A JPH1187064 A JP H1187064A JP 9242714 A JP9242714 A JP 9242714A JP 24271497 A JP24271497 A JP 24271497A JP H1187064 A JPH1187064 A JP H1187064A
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JP
Japan
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liquid crystal
photoelectric conversion
charge
layer
charge transport
Prior art date
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Pending
Application number
JP9242714A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isamu Nagae
偉 長江
Takamitsu Fujimoto
隆光 藤本
Yuji Hizuka
裕至 肥塚
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH1187064A publication Critical patent/JPH1187064A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve various characteristics of response speed, diffraction efficiency and luminous efficiency through improvement of the charge-mobility by forming a charge transfer layer of an organic compound out of a high molecular liquid crystal material, which has charge transfer ability using hopping conduction and the alignment of which is possible. SOLUTION: A positive electrode 1 of a metal such as Pt having a large work function or ITO or the like having high transparency, a charge transfer layer 2 obtained by dispersing a light emitting material in the organic compound and working as a light emitting layer, a negative electrode 3 consisting of a metal such as Ca, Li having a small work function and Ag or Al are laminated in order on a substrate 4 of transparent glass or the like so as to obtain a single-layer organic EL element as a photoelectric conversion element. At this stage, as a charge transfer layer 2, a high molecular liquid crystal material, which has charge transfer ability with hopping conduction and of which orientation is possible, is used. Degree of charge-transfer is improved by using this material in the aligned condition. As a high molecular liquid crystal material, discotic liquid crystal or rod-like liquid crystal is desirable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホールとエレクト
ロンを分離または結合し、有機化合物からなる電荷輸送
層により機能を発現する光電変換素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion element which separates or combines holes and electrons, and functions by a charge transport layer made of an organic compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】光電変換素子には電子写真用感光体、光
センサ、フォトリフラクティブなど、光により電荷発生
材料を励起し、バイアス電圧などの電気的な力を利用し
てキャリアを発生させ、このキャリアを電荷輸送剤を介
して移動させ、機能を発現させるものや、有機EL素子
のように電気的にキャリアを電荷輸送剤を含む層に注入
し、ホールとエレクトロンを発光材料内で再結合させて
光を取り出すものなどがある。なお、これら光電変換素
子における電荷の移動はホッピングにより行われ、この
ホッピング過程は原子の熱振動によって助けられるの
で、電気伝導率は温度の上昇と共に増大する特徴を有す
る。
2. Description of the Related Art In a photoelectric conversion element, a charge generation material such as an electrophotographic photoreceptor, an optical sensor, and a photorefractive is excited by light, and carriers are generated by using an electric force such as a bias voltage. Carriers are transferred via a charge transport agent to allow them to function, or carriers are electrically injected into a layer containing a charge transport agent, such as an organic EL device, and holes and electrons are recombined in the light emitting material. To extract light. The transfer of electric charges in these photoelectric conversion elements is performed by hopping, and the hopping process is assisted by thermal vibration of atoms, so that the electric conductivity has a characteristic of increasing with an increase in temperature.

【0003】例えば、刊行物1{第40回電子写真学会
講習会 第39〜52頁}に示されているような有機感
光体には電荷輸送材料(以下CTMと略す)が用いら
れ、これらCTMとしては芳香族ヒドラゾン系化合物、
トリフェニルメタン系化合物、アリールアミン系化合物
が主に用いられている。また、刊行物2{光・電子機能
有機材料ハンドブック 第III編、第393〜406
頁 朝倉書店刊(1995)}に示されているように、
光センサにおいてもアゾ顔料とCTMであるヒドラゾン
誘導体を積層したものが示されている。
For example, a charge transporting material (hereinafter abbreviated as CTM) is used for an organic photoreceptor as shown in Publication 1 {40th Workshop of the Society of Electrophotography, pp. 39-52}. As aromatic hydrazone compounds,
Triphenylmethane-based compounds and arylamine-based compounds are mainly used. Also, Publication 2 Handbook for Organic Materials with Optical and Electronic Functions, III, 393-406
Page As Asakura Shoten (1995)},
Also shown is an optical sensor in which an azo pigment and a hydrazone derivative as a CTM are laminated.

【0004】光コンピューティング用の素子等の応用が
考えられているフォトリフラクティブ結晶としては、チ
タン酸バリウム、ニオブ酸リチウム、BSO(Bi12
iO20)等の無機結晶がある。これに対し、有機系と
しては、刊行物3{Japan Hardcopy’9
6論文集第291頁(1996)}に示されているよう
に、電荷発生材料、非線形光学材料または電荷輸送材料
を高分子バインダに分散させたフォトリフラクティブポ
リマーが開発されている。
As photorefractive crystals which are considered to be applied to elements for optical computing, barium titanate, lithium niobate, BSO (Bi 12 S
There are inorganic crystals such as iO 2 0). On the other hand, as an organic system, the publication 3 @ Japan Hardcopy '9
As shown in Sixth Paper Collection, page 291 (1996)}, a photorefractive polymer in which a charge generating material, a nonlinear optical material, or a charge transporting material is dispersed in a polymer binder has been developed.

【0005】有機ELにおいては、上記刊行物2に示さ
れているように、単層型、積層型といった素子構造があ
るが、高い発光効率を得るために電荷輸送能の高い材料
の開発が進められている。
[0005] As shown in the above-mentioned Publication 2, the organic EL has an element structure such as a single layer type or a stacked type. However, in order to obtain a high luminous efficiency, a material having a high charge transporting property is being developed. Have been.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来有
機系光電変換素子に用いられるCTMは低分子系であり
バインダ樹脂中に分散されて用いられるため、材料その
ものの持つ電荷輸送能を最大限に生かすことができず、
例えばアリールアミンの樹脂分散膜(構成重量比50w
t%)のドリフト移動度(μ)は10-4〜10-5(cm
2/V・sec)程度の電荷輸送特性を示している。ま
た、高分子系としてはポリビニルカルバゾールがある
が、電荷がホッピングするカルバゾール基がダイマーを
形成することで大きなドリフト移動度(μ)を示さず、
有機ポリシランの場合は、ドリフト移動度(μ)は10
-4(cm2/V・sec)程度である。それに対し、無
機物のホール移動度は、例えばa―Seでは0.15
(cm2/V・sec)、Se―Te(Te10wt
%)では2.75×10-3(cm2/V・sec)と大
きな値を示す。
However, since the CTM used in the conventional organic photoelectric conversion element is a low molecular weight system and is used by being dispersed in a binder resin, the charge transport ability of the material itself is maximized. Can not
For example, an arylamine resin dispersion film (constituent weight ratio of 50 w
t%) is 10 −4 to 10 −5 (cm).
2 / V · sec). In addition, as a polymer system, there is polyvinylcarbazole, but a carbazole group whose charge hops forms a dimer, so that it does not show a large drift mobility (μ),
In the case of organic polysilane, the drift mobility (μ) is 10
-4 (cm 2 / V · sec). On the other hand, the hole mobility of the inorganic substance is, for example, 0.15 for a-Se.
(Cm 2 / V · sec), Se-Te (Te 10 wt
%) Shows a large value of 2.75 × 10 −3 (cm 2 / V · sec).

【0007】つまり、有機系光電変換素子は電子写真感
光体に実用化されているものの、上記のように、電荷移
動度は無機系より小さいため、プリンタの高速化が阻害
されている。また、有機系光電変換素子における電荷移
動度の低さにより、光センサでは応答速度の点で無機系
の素子に比べ性能が劣り実用化に至っていない。同様
に、フォトリフラクティブでは回折効率、有機ELでは
発光効率に問題を生じさせている。即ち、電荷移動度の
低さにより、無機系光電変換素子が実用化されているの
に対し有機系光電変換素子が未だ実用化に至らない原因
となっている。
That is, although the organic photoelectric conversion element has been put to practical use in an electrophotographic photoreceptor, as described above, the charge mobility is smaller than that of the inorganic type, so that the speeding up of the printer is hindered. In addition, due to the low charge mobility of the organic photoelectric conversion element, the performance of the optical sensor is inferior to that of the inorganic element in terms of response speed, and has not been put to practical use. Similarly, photorefractive causes a problem in diffraction efficiency, and organic EL causes a problem in luminous efficiency. That is, the low charge mobility causes inorganic photoelectric conversion elements to be put to practical use, whereas organic photoelectric conversion elements have not yet come to practical use.

【0008】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、電荷移動度を向上させることにより、特
性の向上した光電変換素子を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a photoelectric conversion element having improved characteristics by improving charge mobility.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の光電
変換素子は、電荷輸送層を備えた光電変換素子におい
て、上記電荷輸送層が、ホッピング伝導による電荷輸送
能を有しかつ配向が可能である高分子液晶材料からなる
ものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a photoelectric conversion element having a charge transport layer, wherein the charge transport layer has a charge transport ability by hopping conduction and has an orientation. It is made of a polymer liquid crystal material that can be used.

【0010】本発明に係る第2の光電変換素子は、上記
第1の光電変換素子において、高分子液晶材料がディス
コチック液晶のものである。
A second photoelectric conversion element according to the present invention is the first photoelectric conversion element, wherein the polymer liquid crystal material is a discotic liquid crystal.

【0011】本発明に係る第3の光電変換素子は、上記
第2の光電変換素子において、ディスコチック液晶が下
記一般式(1)〜(3)
In a third photoelectric conversion device according to the present invention, in the second photoelectric conversion device, the discotic liquid crystal is represented by the following general formulas (1) to (3).

【0012】[0012]

【化7】 Embedded image

【0013】[0013]

【化8】 Embedded image

【0014】[0014]

【化9】 Embedded image

【0015】で示される高分子化合物のものである。[0015] The polymer compound represented by

【0016】本発明に係る第4の光電変換素子は、上記
第1の光電変換素子において、高分子液晶材料がロッド
状液晶のものである。
A fourth photoelectric conversion element according to the present invention is the first photoelectric conversion element, wherein the polymer liquid crystal material is a rod-shaped liquid crystal.

【0017】本発明に係る第5の光電変換素子は、上記
第4の光電変換素子において、ロッド状液晶が下記一般
式(4)〜(6)
According to a fifth photoelectric conversion element of the present invention, in the fourth photoelectric conversion element, the rod-shaped liquid crystal is represented by the following general formulas (4) to (6).

【0018】[0018]

【化10】 Embedded image

【0019】[0019]

【化11】 Embedded image

【0020】[0020]

【化12】 Embedded image

【0021】で示される高分子化合物のものである。The compound is a polymer compound represented by the formula:

【0022】本発明に係る第6の光電変換素子は、上記
第1ないし第5のいずれかの光電変換素子において、電
荷輸送層が高分子液晶材料に発光材料を分散させたもの
である。
A sixth photoelectric conversion element according to the present invention is the photoelectric conversion element according to any one of the first to fifth aspects, wherein the charge transport layer has a light emitting material dispersed in a polymer liquid crystal material.

【0023】本発明に係る第7の光電変換素子は、上記
第1ないし第5のいずれかの光電変換素子において、電
荷輸送層に積層し発光材料を含有する発光層を備えたも
のである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the photoelectric conversion device according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a light emitting layer containing a light emitting material, which is laminated on the charge transport layer.

【0024】本発明に係る第8の光電変換素子は、上記
第1ないし第5のいずれかの光電変換素子において、電
荷輸送層に積層し電荷を発生する電荷発生層を備えたも
のである。
An eighth photoelectric conversion element according to the present invention is the photoelectric conversion element according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a charge generation layer which generates a charge by being stacked on the charge transport layer.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の光電変換素子は、ホッピ
ング伝導による電荷輸送能を有し、かつ配向が可能な高
分子液晶材料からなる電荷輸送層を備えたものであり、
上記高分子液晶材料を配向させた状態で電荷輸送層とし
て用いることにより、無機系光電変換素子と同等の電荷
移動度を有するようにしたもので、光電変換素子の発光
効率または高速応答性と言った特性の向上が図れる。即
ち、上記光電変換素子中の電荷輸送を司る電荷輸送層を
CTMとして高分子液晶材料用いることにより、電荷輸
送層における電荷移動部であるホッピングサイト(分子
の一部分)を配向させ、電荷移動度を向上させることを
可能としている。また、高電荷移動可能なCTMと構造
材料の両方を兼ね備えた上記高分子液晶材料で電荷輸送
層を構成しているので、上記材料を結着樹脂中に分散さ
せる必要がなく、ホッピングサイトが希釈されることも
なく、無機系光電変換素子と匹敵する特性が得られるこ
とを可能としている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photoelectric conversion device of the present invention has a charge transporting layer made of a polymer liquid crystal material which has a charge transporting capability by hopping conduction and can be oriented.
The polymer liquid crystal material is used as a charge transport layer in an oriented state, so that it has a charge mobility equivalent to that of an inorganic photoelectric conversion element. Characteristics can be improved. That is, by using a polymer liquid crystal material as a CTM for a charge transport layer that controls charge transport in the photoelectric conversion element, a hopping site (a part of a molecule) as a charge transfer portion in the charge transport layer is oriented, and the charge mobility is reduced. It is possible to improve. In addition, since the charge transport layer is composed of the above-mentioned polymer liquid crystal material having both a CTM capable of high charge transfer and a structural material, there is no need to disperse the material in the binder resin, and the hopping site is diluted. Without being performed, it is possible to obtain characteristics comparable to those of an inorganic photoelectric conversion element.

【0026】本発明において用いられる上記高分子液晶
材料は高電荷移動高分子液晶であり、ネマチック相、ス
メクチック相(SA,SC,SB,SI,SH等)、カ
ラム相(ND,Dh,Dr,Dob等)等で、キャリア
伝導部位がホッピング伝導しやすい配向であればどの相
を用いても良く、ディスコティック液晶の場合はDh相
が、ロッド状液晶の場合はスメクティックA相が用いら
れることが好ましい。配向に関しては特に製造時に配向
が完了している必要はなく、素子使用時に配向が完了し
ていればよい。
The polymer liquid crystal material used in the present invention is a high charge transfer polymer liquid crystal, and includes a nematic phase, a smectic phase (SA, SC, SB, SI, SH, etc.) and a column phase (ND, Dh, Dr, Dob etc.), any phase may be used as long as the carrier conduction site is easily oriented to hopping conduction. A discotic liquid crystal may use a Dh phase, and a rod-shaped liquid crystal may use a smectic A phase. preferable. With respect to the orientation, it is not particularly necessary to complete the orientation at the time of manufacturing, and it is sufficient that the orientation is completed at the time of using the device.

【0027】上記高分子液晶を含む層の各素子基板への
塗布方法としては、スピンコート法スプレー法、ディッ
ピング法などが用いられる。配向方法は、アニール法、
ラビング法や、電界、磁場等も利用できる。
As a method of applying the layer containing the polymer liquid crystal to each element substrate, a spin coating method, a spray method, a dipping method, or the like is used. The orientation method is an annealing method,
A rubbing method, an electric field, a magnetic field, and the like can also be used.

【0028】上記高分子液晶材料としては、主鎖型でも
側鎖型でもよく、主鎖型高分子液晶としては、ポリエス
テル、ポリアミド等を主鎖に有するもの、側鎖型高分子
液晶としてはポリアクリレート、ポリメタクリレート、
ポリシロキサン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリチ
オエーテル、ポリエチレン、ポリクロロアクリレート、
ポリシアノアクリレート等を主鎖に有するものを用いる
ことができる。
The polymer liquid crystal material may be a main-chain type or a side-chain type. Examples of the main-chain type polymer liquid crystal include those having polyester or polyamide in the main chain. Acrylate, polymethacrylate,
Polysiloxane, polyester, polyether, polythioether, polyethylene, polychloroacrylate,
Those having polycyanoacrylate or the like in the main chain can be used.

【0029】上記液晶材料のコア部としてはディスク状
またはロッド状のものが用いられる。 上記液晶材料の
コア部がディスク状のものとしては、ヘテロ原子を含ま
ない中性分子として、ベンゼン、ナフタレン、アントラ
セン、ナフタセン、ペンタセン、フェナンスレン、ピレ
ン、クリセン、トリフェニレン、ペリレン、コロネンお
よびフルオランセン等が、ヘテロ原子を含むものとして
は、アクリジン、フェノチアジン、フタロシアニンおよ
びポルフィリン等が、その他トルクセンなどを骨格とす
るもので電荷移動能を有するものが用いられ、鎖部とし
ては、大きな分子間力で上記コア部の配列の規則性が維
持されている温度領域で溶解し、液晶性を発現させる適
当な長さのアルキル鎖、アルコキシ鎖等が用いられる。
As the core of the liquid crystal material, a disk or rod is used. As the disc-shaped core of the liquid crystal material, benzene, naphthalene, anthracene, naphthacene, pentacene, phenanthrene, pyrene, chrysene, triphenylene, perylene, coronene, and fluorancene, etc., as neutral molecules containing no heteroatoms, Examples of those containing a hetero atom include acridine, phenothiazine, phthalocyanine, porphyrin, and the like, and those having a charge transfer ability with a skeleton of other tolcene or the like are used. An alkyl chain, an alkoxy chain, or the like having a suitable length that dissolves in a temperature region where the regularity of the arrangement of the above is maintained and exhibits liquid crystallinity is used.

【0030】また、ホッピング伝導による電荷輸送能を
有する材料として、ディスコティック液晶である高分子
液晶として具体的な主鎖型高分子液晶としては、例え
ば、上記一般式(1)または一般式(2)で示されるよ
うなものが用いられる。また、側鎖型としては例えば、
上記一般式(3)で示されるようなものがある。
Further, as a material having a charge transporting ability by hopping conduction, as a polymer liquid crystal which is a discotic liquid crystal, a specific main-chain polymer liquid crystal, for example, the above general formula (1) or general formula (2) ) Are used. As the side chain type, for example,
There is one represented by the general formula (3).

【0031】また、上記液晶材料のコア部がロッド状の
ものとしては、ナフタレン、アントラセン、フェニルベ
ンゾチアゾールまたはカルバゾールを骨格とするものが
よい。ロッド状高分子液晶の具体的なものとしては、例
えば、上記一般式(4)〜(6)で示されるようなもの
が用いられる。
The core of the liquid crystal material having a rod shape preferably has a skeleton of naphthalene, anthracene, phenylbenzothiazole or carbazole. Specific examples of the rod-shaped polymer liquid crystal include, for example, those represented by the above general formulas (4) to (6).

【0032】以上のような高分子液晶は、単独でも混合
して用いても、又は共重合して用いても良い。通常の高
分子化合物とも、その電荷輸送能を失わない範囲で用い
ることが可能である。また、低分子液晶もその膜強度を
弱めない範囲で用いることが可能であり、好ましくはホ
ッピング伝導による電荷輸送能を有する液晶が用いられ
る。
The above-mentioned polymer liquid crystals may be used alone, in a mixture or in a copolymer. It is possible to use ordinary polymer compounds as long as their charge transport ability is not lost. In addition, a low-molecular liquid crystal can be used as long as the film strength is not weakened. Preferably, a liquid crystal having a charge transporting ability by hopping conduction is used.

【0033】また、上記光電変換素子の電荷輸送層が上
記高分子液晶材料に発光材料を分散させたものである
と、単層型の有機EL素子として用いられる。この場
合、電荷輸送層の電荷輸送能が向上するため、発光効率
も大きくなる。さらに、発光材料も配向し指向性が得ら
れるので発光効率が向上する。
When the charge transport layer of the photoelectric conversion element is formed by dispersing a light-emitting material in the polymer liquid crystal material, it is used as a single-layer organic EL element. In this case, since the charge transporting ability of the charge transporting layer is improved, the luminous efficiency is also increased. Furthermore, since the light emitting material is also oriented and the directivity is obtained, the light emitting efficiency is improved.

【0034】また、上記光電変換素子の電荷輸送層に、
発光材料を含有する発光層を積層することにより積層型
の有機EL素子として用いられる。この場合、電荷輸送
層の電荷輸送能が向上するため、発光効率も大きくな
る。
Further, the charge transport layer of the photoelectric conversion element is
By stacking a light emitting layer containing a light emitting material, it is used as a stacked organic EL device. In this case, since the charge transporting ability of the charge transporting layer is improved, the luminous efficiency is also increased.

【0035】また、上記光電変換素子の電荷輸送層に、
電荷を発生する電荷発生層を積層することにより高速応
答性の電子写真用感光体として用いられる。
In addition, the charge transport layer of the photoelectric conversion element may include:
By laminating a charge generation layer that generates charges, it is used as a high-speed responsive electrophotographic photoconductor.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

実施例1.図1は本発明の一実施例の光電変換素子であ
る単層型有機EL素子の断面の構成を示す構成図であ
る。図において1は陽極、2は発光層を兼ねた電荷輸送
層、3は陰極、4は基板である。陽極1には一般に仕事
関数の大きな金属Pt,Au,Cuなどが用いられる
が、透明性の良いITOが好んで用いられる。発光層を
兼ねた電荷輸送層2はホッピング伝導による電荷輸送能
を有し、かつ配向可能な上記高分子液晶材料に発光材料
を分散させた層である。陰極3は仕事関数の小さな金属
Ca,Li,Mg等が用いられるが、酸化しやすいため
AgやAlと共蒸着されて使用される。基板4としては
透明性の良いガラスが一般的に用いられる。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a cross-sectional configuration of a single-layer organic EL element which is a photoelectric conversion element according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an anode, 2 is a charge transport layer also serving as a light emitting layer, 3 is a cathode, and 4 is a substrate. The anode 1 is generally made of a metal having a large work function, such as Pt, Au, Cu, etc., but ITO having good transparency is preferably used. The charge transport layer 2 also serving as a light emitting layer is a layer having a charge transport ability by hopping conduction and having a light emitting material dispersed in the above-mentioned polymer liquid crystal material capable of alignment. The cathode 3 is made of metal Ca, Li, Mg, or the like having a small work function. However, since the cathode 3 is easily oxidized, it is used after being co-evaporated with Ag or Al. As the substrate 4, glass with good transparency is generally used.

【0037】上記発光材料としてチオフェン6量体を用
い、これを上記一般式(1)においてn=4、R=―O
2m+1(m=5)で示される高分子液晶材料に0.
35wt%となるように添加した混合物を得た。次に、
基板4であるガラス板に設けた陽極1であるITO透明
電極上に上記混合物をトルエン溶媒中に溶解した塗液
を、スピンコート法で塗布し乾燥して膜厚約1μmの発
光層を兼ねた電荷輸送層2を形成した。次に、陰極3と
なるAl:Liを発光層を兼ねた電荷輸送層2上に蒸着
し、その後80℃で3分間アニールして上記高分子液晶
材料を配向させ単層型有機EL素子を得た。この素子の
電極間に3Vを印可したところ、100cd/m2の高
輝度で発光した。
A thiophene hexamer is used as the light emitting material, and is represented by the formula (1) where n = 4 and R = —O
In the polymer liquid crystal material represented by C m H 2m + 1 (m = 5), 0.1 was added.
A mixture added so as to have a concentration of 35 wt% was obtained. next,
A coating solution obtained by dissolving the above mixture in a toluene solvent was applied on an ITO transparent electrode serving as an anode 1 provided on a glass plate serving as a substrate 4 by a spin coating method and dried to serve as a light emitting layer having a thickness of about 1 μm. The charge transport layer 2 was formed. Next, Al: Li serving as the cathode 3 is vapor-deposited on the charge transport layer 2 also serving as a light emitting layer, and then annealed at 80 ° C. for 3 minutes to orient the polymer liquid crystal material to obtain a single-layer organic EL device. Was. When a voltage of 3 V was applied between the electrodes of the device, the device emitted light with a high luminance of 100 cd / m 2 .

【0038】実施例2.図2は本発明の一実施例の光電
変換素子である積層型有機EL素子の断面の構成を示す
構成図である。図において、1は陽極、5は電荷輸送
層、6は発光層、3は陰極、4は基板であり、必要に応
じて電子輸送層や電極を保護するバッファー層を設けて
も良い。電荷輸送材料としてホール輸送材料であるロッ
ド状電荷輸送高分子液晶材料、即ち上記一般式(5)に
おいてn=6、m=12で示される高分子液晶材料を用
い、これを基板4であるガラス板に設けた陽極1上にス
ピンコートで乾燥膜厚で1μm塗布し、電荷輸送層5を
形成した。この上に発光材料であるアルミキノリノール
(Alq3)錯体を100nmとなるように真空蒸着に
より発光層6を形成し、更にAl:Liを蒸着して陰極
3とし、100℃で3分アニールして上記液晶を配向さ
せて積層型有機EL素子を得た。この素子の電極間に3
Vを印可したところ、90cd/m2の高輝度で発光し
た。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing a cross-sectional configuration of a stacked organic EL element which is a photoelectric conversion element according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an anode, 5 is a charge transporting layer, 6 is a light emitting layer, 3 is a cathode, and 4 is a substrate. If necessary, an electron transporting layer and a buffer layer for protecting electrodes may be provided. A rod-shaped charge transporting polymer liquid crystal material which is a hole transporting material, that is, a polymer liquid crystal material represented by n = 6 and m = 12 in the above general formula (5) is used as the charge transporting material, A 1 μm dry film was applied by spin coating on the anode 1 provided on the plate to form a charge transport layer 5. An aluminum quinolinol (Alq3) complex as a light emitting material is formed thereon by vacuum evaporation to form a light emitting layer 6 having a thickness of 100 nm, and Al: Li is further evaporated to form a cathode 3, which is annealed at 100 ° C. for 3 minutes. The liquid crystal was aligned to obtain a laminated organic EL device. 3 between the electrodes of this element
When V was applied, light was emitted at a high luminance of 90 cd / m 2 .

【0039】比較例1.上記実施例1において用いた高
分子液晶の代わりに、ホッピング伝導はしないが配向可
能な下記化学式で示される高分子液晶材料
Comparative Example 1 Instead of the polymer liquid crystal used in Example 1 above, a polymer liquid crystal material which does not conduct hopping conduction but can be oriented is represented by the following chemical formula:

【0040】[0040]

【化13】 Embedded image

【0041】を用い100℃で3分間アニールする他は
実施例1と同様にして単層型有機EL素子を得た。この
素子に実施例1と同様に電極間に電圧を印加してもわず
かに発光するのみであった。
A single-layer organic EL device was obtained in the same manner as in Example 1 except that annealing was performed at 100 ° C. for 3 minutes. Even when a voltage was applied between the electrodes as in Example 1, only a slight amount of light was emitted from this device.

【0042】比較例2.上記実施例1において用いた高
分子液晶の代わりに、ホッピング伝導はしないが配向可
能な下記化学式で示される高分子液晶材料
Comparative Example 2 Instead of the polymer liquid crystal used in Example 1 above, a polymer liquid crystal material which does not conduct hopping conduction but can be oriented is represented by the following chemical formula:

【0043】[0043]

【化14】 Embedded image

【0044】を用い80℃で3分間アニールする他は実
施例1と同様にして単層型有機EL素子を得た。この素
子に実施例1と同様に電極間に電圧を印加してもわずか
に発光するのみであった。
A single-layer organic EL device was obtained in the same manner as in Example 1 except that annealing was performed at 80 ° C. for 3 minutes. Even when a voltage was applied between the electrodes as in Example 1, only a slight amount of light was emitted from this device.

【0045】比較例3.上記実施例2において用いた高
分子液晶の代わりに、ホッピング伝導はしないが配向可
能な上記比較例1で用いた高分子液晶材料を用い100
℃で3分間アニールする他は実施例2と同様にして積層
型有機EL素子を得た。この素子に実施例1と同様に電
極間に電圧を印加してもわずかに発光するのみであっ
た。
Comparative Example 3 Instead of the polymer liquid crystal used in Example 2 above, the polymer liquid crystal material used in Comparative Example 1 which does not perform hopping conduction but can be used is used.
A laminated organic EL device was obtained in the same manner as in Example 2 except that annealing was performed at 3 ° C. for 3 minutes. Even when a voltage was applied between the electrodes as in Example 1, only a slight amount of light was emitted from this device.

【0046】比較例4.上記実施例2において用いた高
分子液晶材料の代わりに、ホッピング伝導はしないが配
向可能な上記比較例2で用いた高分子液晶を用い80℃
で3分間アニールする他は実施例2と同様にして積層型
有機EL素子を得た。この素子に実施例1と同様に電極
間に電圧を印加してもわずかに発光するのみであった。
Comparative Example 4 Instead of the polymer liquid crystal material used in Example 2 above, the polymer liquid crystal used in Comparative Example 2 which does not conduct hopping conduction but can be oriented was used.
A laminated organic EL device was obtained in the same manner as in Example 2 except that the annealing was performed for 3 minutes. Even when a voltage was applied between the electrodes as in Example 1, only a slight amount of light was emitted from this device.

【0047】実施例3.図3は本発明の一実施例の光電
変換素子である電子写真用感光体の断面の構成を示す構
成図である。図において、7は電荷発生層、8は電荷輸
送層、9は導電性基板である。導電性基板9であるアル
ミ素管上に、上記一般式(1)においてn=4、R=―
OCm2m+1(m=5)で示される高分子液晶材料のト
ルエン溶液を乾燥膜厚で20μmとなるように塗布し、
その上に無金属フタロシアニン50wt%をポリカーボ
ネート50wt%に分散させたシクロヘキサノン溶液を
ディッピングにより1μm塗布して電荷発生層7を形成
し、80℃で1時間アニールして上記高分子液晶を配向
させ電子写真感光体を得た。この感光体を正に帯電し、
印画試験を行ったところきれいな画像が得られた。光感
度(半減露光量)は1μJ/cm2であった。
Embodiment 3 FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing a cross-sectional configuration of an electrophotographic photosensitive member that is a photoelectric conversion element according to one embodiment of the present invention. In the figure, 7 is a charge generation layer, 8 is a charge transport layer, and 9 is a conductive substrate. On the aluminum tube as the conductive substrate 9, n = 4 and R = − in the above general formula (1).
A toluene solution of a polymer liquid crystal material represented by OC m H 2m + 1 (m = 5) is applied to a dry film thickness of 20 μm,
A cyclohexanone solution in which 50% by weight of metal-free phthalocyanine was dispersed in 50% by weight of polycarbonate was applied thereon by dipping to form a charge generating layer 7, which was then annealed at 80 ° C. for 1 hour to align the polymer liquid crystal. A photoreceptor was obtained. This photoconductor is positively charged,
When a printing test was performed, a clear image was obtained. The light sensitivity (half-exposure amount) was 1 μJ / cm 2 .

【0048】なお、本願発明の光電変換素子は上記実施
例に示した他の例えば光センサまたはフォトリフラクテ
ィブなどに適用される。
The photoelectric conversion element according to the present invention is applied to, for example, an optical sensor or a photorefractive element shown in the above embodiment.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の第1の光電変換素子によれば、
電荷輸送層を備えた光電変換素子において、上記電荷輸
送層が、ホッピング伝導による電荷輸送能を有しかつ配
向が可能である高分子液晶材料からなると、特性が向上
するという効果がある。
According to the first photoelectric conversion element of the present invention,
In the photoelectric conversion element provided with the charge transport layer, if the charge transport layer is made of a polymer liquid crystal material having a charge transport ability by hopping conduction and capable of alignment, there is an effect that characteristics are improved.

【0050】本発明の第2の光電変換素子によれば、上
記第1の光電変換素子において、高分子液晶材料がディ
スコチック液晶のものであれば、特性が向上するという
効果がある。
According to the second photoelectric conversion element of the present invention, in the first photoelectric conversion element, if the polymer liquid crystal material is a discotic liquid crystal, the effect is that the characteristics are improved.

【0051】本発明の第3の光電変換素子によれば、上
記第2の光電変換素子において、ディスコチック液晶が
上記一般式(1)〜(3)で示される高分子化合物のも
のであれば、特性が向上するという効果がある。
According to the third photoelectric conversion element of the present invention, in the second photoelectric conversion element, if the discotic liquid crystal is a polymer compound represented by the above general formulas (1) to (3), This has the effect of improving the characteristics.

【0052】本発明の第4の光電変換素子によれば、上
記第1の光電変換素子において、高分子液晶材料がロッ
ド状液晶のものであれば、特性が向上するという効果が
ある。
According to the fourth photoelectric conversion element of the present invention, in the case of the first photoelectric conversion element, if the polymer liquid crystal material is a rod-shaped liquid crystal, there is an effect that the characteristics are improved.

【0053】本発明の第5の光電変換素子によれば、上
記第4の光電変換素子において、ロッド状液晶が上記一
般式(4)〜(6)で示される高分子化合物のものであ
れば、特性が向上するという効果がある。
According to the fifth photoelectric conversion element of the present invention, in the fourth photoelectric conversion element, if the rod-shaped liquid crystal is a polymer compound represented by the above general formulas (4) to (6), This has the effect of improving the characteristics.

【0054】本発明の第6の光電変換素子によれば、上
記第1ないし第5いずれかの光電変換素子において、電
荷輸送層が高分子液晶材料に発光材料を分散させたもの
であれば、発光効率に優れた有機EL素子が得られると
いう効果がある。
According to the sixth photoelectric conversion element of the present invention, in any one of the first to fifth photoelectric conversion elements described above, if the charge transport layer is formed by dispersing a light emitting material in a polymer liquid crystal material, There is an effect that an organic EL element having excellent luminous efficiency can be obtained.

【0055】本発明の第7の光電変換素子によれば、上
記第1ないし第5いずれかの光電変換素子において、電
荷輸送層に積層し発光材料を含有する発光層を備えたも
のであれば、発光効率に優れた積層型の有機EL素子が
得られるという効果がある。
According to the seventh photoelectric conversion element of the present invention, any one of the above-described first to fifth photoelectric conversion elements provided with a light emitting layer containing a light emitting material laminated on the charge transporting layer. In addition, there is an effect that a stacked organic EL element having excellent luminous efficiency can be obtained.

【0056】本発明の第8の光電変換素子は、上記第1
ないし第5いずれかの光電変換素子において、電荷輸送
層に積層し電荷を発生する電荷発生層を備えたものであ
れば、高速応答性の電子写真用感光体が得られるという
効果がある。
The eighth photoelectric conversion device of the present invention is characterized in that
In any one of the fifth to fifth photoelectric conversion elements, an element having a charge generation layer that generates charges by being stacked on the charge transport layer has an effect that a high-speed responsive electrophotographic photoconductor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例の光電変換素子である単層
型有機EL素子の断面の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a cross-sectional configuration of a single-layer organic EL element which is a photoelectric conversion element according to one embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例の光電変換素子である積層
型有機EL素子の断面の構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a cross-sectional configuration of a stacked organic EL element that is a photoelectric conversion element according to one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例の光電変換素子である電子
写真用感光体の断面の構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a cross-sectional configuration of an electrophotographic photosensitive member that is a photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 電荷輸送層、5 電荷輸送層、6 発光層、7 電
荷発生層、8 電荷輸送層。
2 charge transport layer, 5 charge transport layer, 6 light emitting layer, 7 charge generation layer, 8 charge transport layer.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C08G 77/14 C08G 77/14 C08L 101/12 C08L 101/12 C09K 19/38 C09K 19/38 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C08G77 / 14 C08G77 / 14 C08L101 / 12 C08L101 / 12 C09K 19/38 C09K 19/38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電荷輸送層を備えた光電変換素子におい
て、上記電荷輸送層が、ホッピング伝導による電荷輸送
能を有しかつ配向が可能である高分子液晶材料からなる
ことを特徴とする光電変換素子。
1. A photoelectric conversion device provided with a charge transport layer, wherein the charge transport layer is made of a polymer liquid crystal material having charge transport ability by hopping conduction and capable of alignment. element.
【請求項2】 高分子液晶材料がディスコチック液晶で
あることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the polymer liquid crystal material is a discotic liquid crystal.
【請求項3】 ディスコチック液晶が下記一般式(1)
〜(3) 【化1】 【化2】 【化3】 で示される高分子化合物であることを特徴とする請求項
2に記載の光電変換素子。
3. The discotic liquid crystal according to the following general formula (1)
~ (3) Embedded image Embedded image The photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the photoelectric conversion device is a polymer compound represented by the following formula:
【請求項4】 高分子液晶材料がロッド状液晶であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。
4. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the polymer liquid crystal material is a rod-shaped liquid crystal.
【請求項5】 ロッド状液晶が下記一般式(4)〜
(6) 【化4】 【化5】 【化6】 で示される高分子化合物であることを特徴とする請求項
4に記載の光電変換素子。
5. The rod-shaped liquid crystal according to the following general formula (4)
(6) Embedded image Embedded image The photoelectric conversion device according to claim 4, wherein the photoelectric conversion device is a polymer compound represented by the following formula:
【請求項6】 電荷輸送層が高分子液晶材料に発光材料
を分散させたものであることを特徴とする請求項1ない
し請求項5のいずれかに記載の光電変換素子。
6. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the charge transport layer is formed by dispersing a light emitting material in a polymer liquid crystal material.
【請求項7】 電荷輸送層に積層し発光材料を含有する
発光層を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項
5のいずれかに記載の光電変換素子。
7. The photoelectric conversion element according to claim 1, further comprising a light emitting layer laminated on the charge transport layer and containing a light emitting material.
【請求項8】 電荷輸送層に積層し電荷を発生する電荷
発生層を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項
5のいずれかに記載の光電変換素子。
8. The photoelectric conversion device according to claim 1, further comprising a charge generation layer that generates a charge by being stacked on the charge transport layer.
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