專利名稱：一種單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，具體地說(shuō)，涉及一種單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法。
光導(dǎo)材料可分為無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料和有機(jī)光導(dǎo)材料兩大類。無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料的主要代表有ZnO、CdS、Se、Se-Te/Se、無(wú)定形Si等。早期光導(dǎo)鼓使用的材料主要是無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料，而且多采用單層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一般是通過(guò)真空鍍膜等方法在一導(dǎo)電基層上鍍上無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料或者將無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料分散在電絕緣樹(shù)脂粘合劑中形成涂布液涂布在導(dǎo)電基層上，U.S.Patent 3,121,006報(bào)導(dǎo)了這一方法。但無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料普遍存在光敏性差、分辨率低、光導(dǎo)鼓制作工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，目前已基本被淘汰。有機(jī)光導(dǎo)材料主要有偶氮化合物、苝四酸衍生物、酞菁化合物等載流子產(chǎn)生材料以及腙類、丁二烯類化合物、三苯胺類化合物等載流子傳輸材料。目前使用的光導(dǎo)鼓多為使用有機(jī)光導(dǎo)材料制作的有機(jī)光導(dǎo)鼓，普遍采用功能分離型多層結(jié)構(gòu)，即在導(dǎo)電基層上先涂布一層載流子產(chǎn)生材料，再涂布一層載流子傳輸材料，U.S.Patent 4,265,900報(bào)導(dǎo)了這種功能分離型光導(dǎo)鼓的制備方法。與無(wú)機(jī)光導(dǎo)材料相比，有機(jī)光導(dǎo)材料毒性小，容易合成，并且價(jià)格較低，具有高電位承受能力和低暗衰特性以及光敏性好等優(yōu)點(diǎn)。然而有機(jī)光導(dǎo)鼓對(duì)涂層厚度及均勻性要求很高，若各涂層厚度比例不均勻?qū)⒂绊懝鈱?dǎo)鼓的光電性能，因此涂布次數(shù)越多工藝條件就越不易控制。為了減少涂布次數(shù)，人們?cè)M(jìn)行單層結(jié)構(gòu)光導(dǎo)器件的研制工作王艷喬等(化學(xué)通報(bào)，1993，11，45)報(bào)導(dǎo)了使用PVK與TNF形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物制成單層結(jié)構(gòu)有機(jī)光導(dǎo)器件，但由于其光敏性較低，而且所用材料具有一定的毒性而未能得到推廣使用；張春秀等(感光科學(xué)與化學(xué)，1998，16，343)報(bào)導(dǎo)了Y-TiOPc/ETM/HTM三組分摻雜的單層有機(jī)光導(dǎo)體，其中ETM仍然使用了帶有毒性的TNF，不利于環(huán)境保護(hù)。
本發(fā)明提供的一種單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，使用的成膜劑溶液為聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛或聚酯等溶于氯代烷、酮類或醚類溶劑形成的溶液；金屬酞菁為載流子產(chǎn)生材料；腙為載流子傳輸材料；其操作步驟為a)將成膜劑溶液、金屬酞菁和腙混合；b)放入容器進(jìn)行分散制成涂布液；c)將涂布液涂布在有預(yù)涂絕緣層的鋁板基上，干燥后即形成單層有機(jī)光導(dǎo)器件。
其中制備成膜劑的溶劑中，氯代烷為1，2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或三氯甲烷，酮類為環(huán)己酮或丁酮，醚類為四氫呋喃，成膜劑溶液質(zhì)量比為5-10％。金屬酞菁為酞菁氧鈦或酞菁氧釩，腙為對(duì)-二乙胺基苯甲醛二苯腙。
將金屬酞菁、腙及成膜劑溶液按質(zhì)量比1∶40∶4000-1∶100∶8000的比例混合，放入容器內(nèi)，用超聲波進(jìn)行分散制成涂布液，或按混合物∶玻璃球質(zhì)量比為1∶2-1∶3的比例加入直徑為1-4mm的強(qiáng)化玻璃球，用球磨機(jī)分散24小時(shí)制成涂布液，分散在溶液中的酞菁氧酞凝聚體的大小為5-20nm。將此涂布液用刮涂法涂布在預(yù)涂了干珞素的鋁板基上，在60-90℃下干燥1-3小時(shí)，制成的器件其單層光導(dǎo)性復(fù)合物的厚度為20-40m，對(duì)可見(jiàn)光(400-700nm)及近紅外光(780nm)敏感，尤其對(duì)可見(jiàn)光有特別高的感度，而且既可進(jìn)行正性充放電也可進(jìn)行負(fù)性充放電，該層復(fù)合物具有電荷轉(zhuǎn)移特性。
圖2為單層有機(jī)光導(dǎo)器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為用可見(jiàn)光對(duì)光導(dǎo)器件進(jìn)行正性充放電的光電特性曲線圖。
圖4為用可見(jiàn)光對(duì)光導(dǎo)器件進(jìn)行負(fù)性充放電的光電特性曲線圖。
實(shí)施例2、將聚苯乙烯溶于四氫呋喃溶劑，制備成膜劑溶液，其溶液質(zhì)量濃度為5％，將酞菁氧釩、對(duì)-二乙胺基苯甲醛二苯腙及成膜劑溶液按質(zhì)量比1∶100∶4000的比例混合后，放入玻璃容器，用超聲波發(fā)生器分散24小時(shí)，制成涂布液。將此涂布液用刮涂法涂布在預(yù)涂了干珞素的鋁板基上，在60℃下干燥3小時(shí)，制成厚度為40m的單層有機(jī)光導(dǎo)器件。
實(shí)施例3、將聚乙烯醇縮丁醛溶于環(huán)己酮，制備成膜劑溶液，其溶液質(zhì)量濃度為7％，將酞菁氧鈦、對(duì)-二乙胺基苯甲醛二苯腙及成膜劑溶液按質(zhì)量比1∶70∶8000的比例混合后，放入玻璃容器，并按混合物∶玻璃球質(zhì)量比為1∶2的比例加入直徑為1mm的強(qiáng)化玻璃球，用球磨機(jī)分散24小時(shí)，制成涂布液。將此涂布液用刮涂法涂布在預(yù)涂了干珞素的鋁板基上，在80℃下干燥2小時(shí)，制成厚度為20m的單層有機(jī)光導(dǎo)器件。
實(shí)施例4、將聚乙烯醇縮丁醛溶于丁酮，制備成膜劑溶液，其溶液質(zhì)量濃度10％。其余操作條件同實(shí)施例1。
實(shí)施例5、將聚酯溶于三氯甲烷，制備成膜劑溶液，其溶液質(zhì)量濃度10％。其余操作條件同實(shí)施例1。
實(shí)施例6、將聚碳酸酯溶于偏二氯乙烷，制備成膜溶液，其溶液質(zhì)量濃度8％。其余操作條件同實(shí)施例1。
實(shí)施例7、將聚碳酸酯溶于1，1，2-三氯乙烷，制備成膜劑溶液，其溶液質(zhì)量濃度5％。其余操作條件同實(shí)施例1。
本發(fā)明使用納米級(jí)有機(jī)光導(dǎo)材料制作的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的光電性能指標(biāo)可滿足激光打印機(jī)、靜電復(fù)印機(jī)的使用要求，感光響應(yīng)范圍從可見(jiàn)光到近紅外光，具有廣譜響應(yīng)性，對(duì)可見(jiàn)光(400-700nm)及近紅外光(780nm)敏感，尤其對(duì)可見(jiàn)光有特別高的感度，而且既可進(jìn)行正性充放電也可進(jìn)行負(fù)性充放電(正性充放電和負(fù)性充放電的光電特征曲線分別如圖3、圖4所示)，因而其應(yīng)用范圍非常廣泛。
權(quán)利要求
1.一種單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其載流子產(chǎn)生材料為金屬酞菁，載流子傳輸材料為腙，其特征在于，成膜劑溶液為聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛或聚酯等溶于氯代烷、酮類或醚類溶劑形成的溶液，并包括如下制作步驟a)將成膜劑溶液、金屬酞菁和腙混合；b)將混合物進(jìn)行分散制成涂布液；c)將涂布液涂布在有預(yù)涂絕緣層的鋁板基上，干燥后即形成單層有機(jī)光導(dǎo)器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的氯代烷為1，2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或三氯甲烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的酮類為環(huán)己酮或丁酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的醚類為四氫呋喃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的成膜劑溶液質(zhì)量濃度為5-10％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的金屬酞菁為酞菁氧鈦或酞菁氧釩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的腙為對(duì)-二乙胺基苯甲醛二苯腙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的金屬酞菁、腙和成膜劑溶液的質(zhì)量比為1∶40∶4000-1∶100∶8000。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的分散是采用超聲波發(fā)生器進(jìn)行或加入直徑1-4mm的強(qiáng)化玻璃球用球磨機(jī)進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的物料與玻璃球加入量的質(zhì)量比為1∶2-1∶3。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的涂布液中金屬酞菁凝聚體的大小為5-20nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的鋁板基上預(yù)涂的絕緣層為干珞素。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的涂布液涂布于鋁板基后的干燥溫度為60-90℃，干燥時(shí)間為1-3小時(shí)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的鋁板基上形成的有機(jī)光導(dǎo)層厚度為20-40m。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件可進(jìn)行正性充放電和負(fù)性充放電。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，其特征在于，所述的單層有機(jī)光導(dǎo)器件的感光響應(yīng)范圍為400-700nm和780nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單層有機(jī)光導(dǎo)器件的制作方法，將載流子產(chǎn)生材料、載流子(空穴)傳輸材料與特別選定的高分子成膜劑按一定比例混合于適當(dāng)溶劑中，經(jīng)超聲波或球磨等方法進(jìn)行分散處理后，所得涂布液用旋轉(zhuǎn)涂布法或刮涂法將涂布液涂布在有預(yù)涂絕緣層的鋁板基上，形成具有電荷轉(zhuǎn)移特性的單層光導(dǎo)性復(fù)合物，該光導(dǎo)器件能進(jìn)行正性充放電和負(fù)性充放電，其主要光電性能指標(biāo)可滿足靜電復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)有機(jī)光導(dǎo)鼓的應(yīng)用要求。
文檔編號(hào)G03G5/06GK1400508SQ0112387
公開(kāi)日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2001年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月8日
發(fā)明者魏先福, 楊聯(lián)明, 蔣克健, 閻建民, 邸振文, 王艷喬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所