專利名稱：寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電導(dǎo)層，尤其涉及一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓及制備方法。
有機(jī)光電導(dǎo)體是光激發(fā)下能形成光生載流子并遷移的電攝影成像的“心臟”部件，1998年世界OPC鼓的產(chǎn)量為1億1千萬(wàn)只，已產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，相應(yīng)及相關(guān)的產(chǎn)業(yè)已成為年遞增超過(guò)15％的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
酞菁作為顏料早在本世紀(jì)的三十年代已經(jīng)工業(yè)化，但直到七十年代才發(fā)現(xiàn)其具有機(jī)半導(dǎo)體的特征。1973年大不列顛與北愛爾蘭聯(lián)合王國(guó)專利1,337,228和1,337,227，首次揭示了酞菁類化合物可以作為雙層光電導(dǎo)體的光生載流子發(fā)生材料。酞菁的分子是由四個(gè)異吲哚環(huán)組成封閉的十六元環(huán)，碳原子和氮原子在環(huán)上交替排列著，形成一個(gè)有十六個(gè)π電子的平面環(huán)狀輪稀發(fā)色體系；中心的兩個(gè)氫原子則可以被不同的金屬離子取代，并與兩個(gè)氮原子形成共價(jià)健，另兩個(gè)氮原子以配價(jià)健與金屬離子(M*)結(jié)合成十分穩(wěn)定的絡(luò)合物。酞菁的大π共軛體系結(jié)構(gòu)是酞菁具有本征導(dǎo)電性的基本條件。由于酞菁類化合物具有價(jià)廉易的、低毒、穩(wěn)定性好，且具有較寬的光譜響應(yīng)，所以開展了大量的將單一的酞菁類化合物應(yīng)用于電攝影的研究和開發(fā)工作，包括單一的酞菁化合物的合成、表征、光電導(dǎo)特性以及制成酞菁類單一化合物的雙層光電導(dǎo)體，如日本公開特許公報(bào)49544/1984；(美國(guó)專利4,444,861)166959/1984；239248/1986(美國(guó)專利4,728,592)等。但上述專利均未涉及酞菁共混復(fù)合物。
中國(guó)發(fā)明專利(88100214.3 88100213.5)首次公開了采用酞菁復(fù)合物制備雙層有機(jī)光導(dǎo)體的方法，利用碾磨法制備了Fe(II)Pc和CuPc的復(fù)合光生載流子材料，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的光敏性有了大幅度的提高，紅外和X射線衍射表明這兩種酞菁復(fù)合后形成了新的復(fù)合物，開辟了用材料共混復(fù)合新方法制備有機(jī)光電導(dǎo)體的新途徑，但尚未涉及該類酞菁共混復(fù)合物在可見光與近紅外都有優(yōu)良光譜響應(yīng)，且結(jié)構(gòu)為單層的有機(jī)光電導(dǎo)體的問(wèn)題。
日本公開特許公報(bào)11065133公開了一種單層有機(jī)光電導(dǎo)體的制備方法，它由載流子發(fā)生材料、二硝基芴叉基苯胺類載流子傳輸材料與電離勢(shì)為5.3-5.7電子伏特的空穴傳輸材料構(gòu)成；日本公開特許公報(bào)08278644公開了一種單層有機(jī)光電導(dǎo)體的制法，其結(jié)構(gòu)由雙偶氮或三偶氮化合物類載流子發(fā)生材料、空穴傳輸材料、電子傳輸材料與樹脂構(gòu)成。但其都存在著空穴傳輸材料與電子傳輸材料形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物使其在可見光范圍內(nèi)有很強(qiáng)的吸收，造成了光生載流子在該區(qū)域的量子效率大幅度降低的問(wèn)題。日本公開特許公報(bào)05 271,564(1993)公開了一種公開了一種酞菁氧鈦與雙偶氮化合物的光電導(dǎo)體的制法，由于認(rèn)為兩者的極性不同，容易引起凝聚而沉降，難以將兩者與傳輸材料共同分散在同一種聚合物介質(zhì)中得到均勻、穩(wěn)定的材料體系，仍采用多層結(jié)構(gòu)而獲得寬頻響的光電導(dǎo)體。迄今未見有關(guān)寬頻響應(yīng)的單層有機(jī)光電導(dǎo)體的報(bào)道。
國(guó)際上產(chǎn)業(yè)化的有機(jī)光電導(dǎo)鼓是采用單一的有機(jī)光生載流子材料與有機(jī)載流子傳輸材料相匹配，進(jìn)行層狀復(fù)合，組成功能分離型的雙層結(jié)構(gòu)的有機(jī)光電導(dǎo)體，由于多次涂布，制作工藝復(fù)雜、控制難度大、成本高。同時(shí)特定的光生載流子發(fā)生材料具有特定的光譜響應(yīng)范圍，因而以可見光為光源的光頻率響應(yīng)范圍為7.5*1014-4.6*1014赫茲的靜電復(fù)印機(jī)的有機(jī)光電導(dǎo)鼓和以近紅外激光為光源的光頻率響應(yīng)范圍為4.6*1014-3.3*1014赫茲的激光打印機(jī)有機(jī)光電導(dǎo)鼓是不能通用的。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合有機(jī)光電導(dǎo)鼓及制備方法。
為了達(dá)到上述目的本發(fā)明采取下列措施寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓制備方法的步驟為1)將酞菁/酞菁共混復(fù)合物、樹脂與載流子傳輸材料以1∶20～180∶20～180(wt.)的比例攪拌分散于四氫呋喃、二氧六環(huán)、氯代烴中，即得有機(jī)光電導(dǎo)涂料；2)采用浸涂法在鋁合金鼓基上涂布上述涂料，其涂布速度為4.0～7.0mm/s，涂布液粘度在300～450cp，烘干溫度為90～100℃，烘干時(shí)間為3.5小時(shí)，其厚度為15～35μm。
按照上述方法制備的寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓是在鋁合金鼓基上涂布單層有機(jī)光電導(dǎo)涂料，所說(shuō)的有機(jī)光電導(dǎo)涂料是由酞菁/酞菁共混復(fù)合物、樹脂與載流子傳輸材料混合而成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用該方法制得的具有寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓與目前市場(chǎng)上機(jī)能分離型雙層結(jié)構(gòu)的有機(jī)光電導(dǎo)鼓相比，具有光生量子效率高、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低，且在可見光區(qū)與近紅外光區(qū)都具有優(yōu)良的光譜響應(yīng)，該有機(jī)光電導(dǎo)體既可以用于以可見光為光源的靜電復(fù)印機(jī)和也可以用于以近紅外激光為光源的激光打印機(jī)。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明上述酞菁/酞菁共混復(fù)合物，其制備方法是在常溫下將兩種酞菁類化合物，經(jīng)純化、干燥以后，以0.1∶9.9～9.9∶0.1的比例在砂磨機(jī)或球磨機(jī)中加溶劑研磨共混，在研磨結(jié)束后，過(guò)濾，干燥，制得酞菁/酞菁共混復(fù)合物。所用的溶劑為甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、乙醚、正丁醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、二氯乙烷。載流子傳輸材料為三芳基胺化合物、腙化合物、吡唑啉化合物、噁唑化合物、三芳基甲烷化合物、四苯基聯(lián)苯胺及其衍生物。樹脂為聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯咔唑、苯氧基樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、酯酸乙烯酯樹脂、丙烯腈—苯乙烯共聚物。酞菁/酞菁共混復(fù)合物中的酞菁化合物是指酞菁氧鈦、酞菁鎳、無(wú)金屬酞菁、酞菁銅、酞菁氧釩、氯化酞菁鋁、氯化酞菁銦、酞菁鈷。
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.5Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.3Lx.S 載流子傳輸材料(腙化合物)
采用浸涂法在鋁合金鼓基上涂布上述涂料，其涂布速度為5.7mm/s，烘干時(shí)間為3.5小時(shí)，其厚度為30μm。
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為0.3Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.3Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.2Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.3Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為0.75Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.0Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為2.0Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為2.2Lx.S
采用浸涂法在鋁合金鼓基上涂布上述涂料，其涂布速度為5.5mm/s，烘干時(shí)間為3.5小時(shí)，其厚度為30μm。
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.0Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.0Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.1Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.5Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.0Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為1.80Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.8Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為2.0Lx.S
將無(wú)金屬酞菁與酞菁銅以9∶1的比例混合，加入乙二醇單丁醚和砂磨介質(zhì)，在室溫下砂磨5小時(shí)，蒸出乙二醇單丁醚，得無(wú)金屬酞菁與酞菁銅共混復(fù)合物。將無(wú)金屬酞菁與酞菁銅共混復(fù)合物、聚酯與四苯基聯(lián)苯胺以1∶100∶100(wt.)的比例攪拌分散于二氯乙烷中，即得有機(jī)光電導(dǎo)涂料；采用浸涂法在鋁合金鼓基上涂布上述涂料，其涂布速度為5.0mm/s，烘干時(shí)間為3.5小時(shí)，其厚度為30μm。
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.8Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為2.0Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為2.80Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.80Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.1Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為2.5Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為1.2Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為1.0Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為2.0Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.3.0Lx.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為2.0Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為3.3x.S
上激光打印機(jī)(Canon LBP-KT)，打印效果優(yōu)異，其感光靈敏度E1/2為0.8Lx.S。上復(fù)印機(jī)(Canon 1215)復(fù)印效果優(yōu)良，其感光靈敏度E1/2為1.2Lx.S
權(quán)利要求
1.一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓的制備方法，它的步驟為1)將酞菁/酞菁共混復(fù)合物、樹脂與載流子傳輸材料以1∶20～180∶20～180(wt.)的比例攪拌分散于四氫呋喃、二氧六環(huán)、氯代烴中，即得有機(jī)光電導(dǎo)涂料；2)采用浸涂法在鋁合金鼓基上涂布上述涂料，其涂布速度為4.0～7.0mm/s，涂布液粘度在300～450cp，烘干溫度為90～100℃，烘干時(shí)間為3.5小時(shí)，其厚度為15～35μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于所說(shuō)的酞菁/酞菁共混復(fù)合物，其制備方法是在常溫下將兩種酞菁類化合物，經(jīng)純化、干燥以后，以0.1∶9.9～9.9∶0.1的比例在砂磨機(jī)或球磨機(jī)中加溶劑研磨共混，在研磨結(jié)束后，過(guò)濾，干燥，制得酞菁/酞菁共混復(fù)合物。所說(shuō)的溶劑為甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、乙醚、正丁醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、二氯乙烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于；所說(shuō)的載流子傳輸材料為三芳基胺化合物、腙化合物、吡唑啉化合物、噁唑化合物、三芳基甲烷化合物、四苯基聯(lián)苯胺及其衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于所說(shuō)的樹脂為聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯咔唑、苯氧基樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、酯酸乙烯酯樹脂、丙烯腈—苯乙烯共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓的制備方法，其特征在于所說(shuō)的酞菁/酞菁共混復(fù)合物中的酞菁化合物是指酞菁氧鈦、酞菁鎳、無(wú)金屬酞菁、酞菁銅、酞菁氧釩、氯化酞菁鋁、氯化酞菁銦、酞菁鈷。
6.一種按照上述方法制備的寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于它是在鋁合金鼓基上涂布單層有機(jī)光電導(dǎo)涂料，所說(shuō)的有機(jī)光電導(dǎo)涂料是由酞菁/酞菁共混復(fù)合物、樹脂與載流子傳輸材料混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于所說(shuō)的載流子發(fā)生材料為酞菁/酞菁共混復(fù)合物，其制備方法是在常溫下將兩種酞菁類化合物，經(jīng)純化、干燥以后，以0.1∶9.9～9.9∶0.1的比例在砂磨機(jī)或球磨機(jī)中加溶劑研磨共混，在研磨結(jié)束后，過(guò)濾，干燥，制得酞菁/酞菁共混復(fù)合物。所說(shuō)的溶劑為甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、乙醚、正丁醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、二氯乙烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于所說(shuō)的載流子傳輸材料為三芳基胺化合物、腙化合物、吡唑啉化合物、噁唑化合物、三芳基甲烷化合物、四苯基聯(lián)苯胺及其衍生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓，其特征在于所說(shuō)的樹脂為聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯咔唑、苯氧基樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、酯酸乙烯酯樹脂、丙烯腈—苯乙烯共聚物。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓的制備方法，其特征在于所說(shuō)的酞菁/酞菁共混復(fù)合物中的酞菁化合物是指酞菁氧鈦、酞菁鎳、無(wú)金屬酞菁、酞菁銅、酞菁氧釩、氯化酞菁鋁、氯化酞菁銦，酞菁鋁、酞菁鈷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓及制備方法。方法為:將酞菁/酞菁共混復(fù)合物、樹脂與載流子傳輸材料以1∶20～180∶20～180(wt.)的比例攪拌分散于四氫呋喃、二氧六環(huán)、氯代烴中,即得有機(jī)光電導(dǎo)涂料;采用浸涂法在鋁合金鼓基上涂布上述涂料。寬頻響應(yīng)的酞菁/酞菁復(fù)合單層有機(jī)光電導(dǎo)鼓是在鋁合金鼓基上涂布單層有機(jī)光電導(dǎo)涂料。本發(fā)明具有光生量子效率高、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低,光譜響應(yīng)優(yōu)良。
文檔編號(hào)G03G5/06GK1349134SQ0013190
公開日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月18日
發(fā)明者汪茫, 潘浦敦, 葉堅(jiān) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)