專利名稱：一種單層正電性有機光導(dǎo)鼓的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機光導(dǎo)鼓的制備方法。
背景技術(shù)：
有機光導(dǎo)鼓是在導(dǎo)電性鋁基管上涂覆有機光導(dǎo)材料層而形成[K. Y. Law, Chemical Reνiews，93，449-486 (1993)]，它基于靜電成像原理的工作過程可以描述如下有機光 導(dǎo)鼓在暗處是絕緣體，可以通過電暈充電或接觸充電使其表面達(dá)到一定電位(實用要求 600-800V電位的負(fù)電或正電)；當(dāng)用適當(dāng)波長的光(如780nm激光)照射時，光導(dǎo)材料層將 產(chǎn)生空穴_電子的正負(fù)電荷對，然后再將正或負(fù)電荷傳輸?shù)奖砻?，中和掉原來表面的?fù)或 正電，未光照部分的電荷保留，這樣就在有機光導(dǎo)鼓表面形成靜電潛像；經(jīng)帶電墨粉顯影、 轉(zhuǎn)印墨粉圖文到紙張上、熱壓定影，完成一次打印周期。如此周而復(fù)始，打印機/復(fù)印機連 續(xù)進行印制工作。人們發(fā)現(xiàn)有機光導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)化效率很低，難以達(dá)到實用化要求。研究表明，有 機光電材料不同于無機半導(dǎo)體材料，它不能同時具有良好的光致電荷產(chǎn)生能力與電荷傳輸 能力，而且它在電荷傳輸上是單性的，即它不能同時地既能傳輸電子又能傳輸空穴。這些 因素造成有機光導(dǎo)體分子受光激發(fā)產(chǎn)生的電子_空穴對不能有效地被分離和傳輸，因而 容易重新結(jié)合成中性分子失活，故其總體載流子光生效率低(表現(xiàn)為低效的光電轉(zhuǎn)化效 率)。為了解決這個問題，以后人們將有機光導(dǎo)體的電荷產(chǎn)生功能和電荷傳輸功能分開，分 別由不同的有機光電材料承擔(dān)。這樣使有機光導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)化效率大幅度提高而達(dá)到可 實用化程度，由此發(fā)展出了由電荷產(chǎn)生層(CGL)和電荷傳輸層(CTL)雙層結(jié)構(gòu)為主要類型 的功能分離型有機光導(dǎo)體[P. M. Borsenberger, D.S.Weiss， OrganicPhotorec 印 tors for Xerography,Marcel Dekker，New York，1998]。在實用的有機光導(dǎo)鼓制備中，為了兼顧其它 性能(如電荷保持能力、層間粘接性、耐磨性等)的需要，常常還要附加其它涂層，因此一般 功能分離型有機光導(dǎo)鼓應(yīng)是兩層以上涂層的多層結(jié)構(gòu)。原則上，光導(dǎo)鼓采取負(fù)充電或正充電方式都可以實現(xiàn)靜電成像目的。目前普遍采 用的功能分離型有機光導(dǎo)鼓具有鋁基-電荷產(chǎn)生層-空穴傳輸層(對于負(fù)電性O(shè)PC)或鋁 基-電荷產(chǎn)生層-電子傳輸層(對于正電性0PC)的一般結(jié)構(gòu)模式。由于空穴傳輸材料(HTM) 的功能性(傳輸率)及實用性(溶解性、與成膜樹脂相容性)遠(yuǎn)比電子傳輸材料(ETM) 好，加之HTM分子的設(shè)計合成也比ETM分子有更多的手段和途徑，因此在過去幾十年中，大 量開發(fā)和應(yīng)用的電荷傳輸材料是^1[丫.511化(^3，Journal of Materials Chemistry, 10, 1-25(2000) ；P. Strohriegl et al. , Advanced Materials，14，1439-1452 (2002)]，目前市 場上負(fù)電性的多層結(jié)構(gòu)OPC占到90%以上的絕對地位。也是由于空穴傳輸材料的廣泛可 得性，人們曾經(jīng)在發(fā)展正電性O(shè)PC時，不是使用ETM按照Al基-CGL-ETL結(jié)構(gòu)模式，而是完 全利用負(fù)電性功能分離型OPC材料通過巧妙的涂層逆轉(zhuǎn)方式(即由Al基-CGL-HTL結(jié)構(gòu) 次序變成Al基-HTL-CGL結(jié)構(gòu)次序)制備出正電性的多層結(jié)構(gòu)OPC[US Patents 5733696， 7115346B2 和 7491989B2]。
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多層結(jié)構(gòu)OPC的制作過程中，需要將各功能層通過分步工序逐一涂布至鋁鼓基上 (至少要涂2次)；各層的厚度和均勻性要求很高，否則將嚴(yán)重影響光導(dǎo)鼓的性能?？偟膩?說，多層結(jié)構(gòu)OPC的制備存在著工序長、工藝條件復(fù)雜、高成品率控制難、生產(chǎn)效率相對較 低、總成本較高等需要改進的地方。此外，應(yīng)用負(fù)充電性有機光導(dǎo)鼓時存在可能的臭氧(充 電過程產(chǎn)生)污染以及對雙組分色粉(目前主要的色粉類型)的顯影不穩(wěn)定性等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種單層正電性有機光導(dǎo)鼓的制備方法， 它工藝簡單，效率高，成本低。本發(fā)明包括下列步驟(1)、制備電子傳輸材料-TPD-FCN或TPD-CN 以三苯胺或 4-氟三苯胺為起始原料，將其醛化后，通過與丙二氰的縮合反應(yīng)，與三氯化鐵氧化偶聯(lián)反 應(yīng)，可得到目標(biāo)產(chǎn)物電子傳輸材料-TPD-FCN或TPD-CN ； (2)、制備光導(dǎo)鼓使用聚碳酸酯 (PCZ-300)溶于四氫呋喃(THF)得到成膜劑溶液，以X-型無金屬酞菁為電荷產(chǎn)生材料，以 N，N’ - 二(3-甲苯基)-N，N’ - 二苯基_1，1’ -聯(lián)苯_4，4’ - 二胺(商品名N-50)為空穴傳 輸材料，以TPD-FCN(或TPD-CN)為電子傳輸材料；步驟為①將X-型無金屬酞菁、TPD-FCN 或TPD-CN、N-50和成膜劑溶液按質(zhì)量比1 2-10 5-15 100-250的比例混合；②混合 液用超聲波或球磨機分散均勻，制成涂布液；③以浸涂方式，在陽極氧化鋁基表面形成涂覆 層，烘干后即得到單層有機光導(dǎo)鼓。所述TPD-FCN或TPD-CN的表征數(shù)據(jù)為N，N，- 二 [p-(l，1_ 二氰基乙烯基)苯 基]-N，N，- 二(ρ-氟苯基)_1，1，-聯(lián)苯_4，4，- 二胺(TPD-FCN):紅色固體粉末，熔點 228 °C ；氫譜(DMS0-d6,400ΜΗζ) δ 8. 23 (s, 2H)，7. 84 (d, 4H, J = 8. 9Hz)，7. 74 (d, 4H, J = 8. 4Hz)，7. 39-7. 27 (m, 12H)，6. 90 (d, 4H, J = 8. 9Hz)；質(zhì)譜(EI) :m/z676 (M+, 100% )；元素 分析[C44H26 F2N6]理論值 C，78. 09 ；H, 3. 87 ；N, 12. 42 ；F, 5. 61.實測值 C，77. 69 ；H, 3. 88 ；N, 12. 35 ；F, 5. 56 ；N，N，_ 二 [p_(l，1_ 二氰基乙烯基)苯基]-N，N，- 二苯基-1，1，-聯(lián)苯-4， 4，- 二胺(TPD-CN)橙色固體粉末，熔點 227 0C ；氫譜(CDCl3,400MHz) δ 7. 76(d，4H，J = 8. 8Hz)，7. 57 (d, 4H, J = 8. 2Hz)，7. 53 (s, 2H)，7. 41 (t,4H, J = 7. 7Hz)，7. 30-7. 20 (m, 10H)， 7. 01(d，4H，J = 8. 9Hz)；質(zhì)譜(EI) :m/z 640 (M+，100% )；元素分析[C44H28N6]理論值 C， 82. 48 ；H, 4. 40 ；N, 13. 12.實測值 C, 82. 05 ；H, 4. 41 ；N, 13. 03。所述步驟(2)第③步的烘干溫度為60-90°C，烘干時間為1-3小時；涂覆層的厚度 為 5-20 μ mo本發(fā)明工藝簡單，效率高，成本低。
具體實施例方式實施例1 將聚碳酸酯(PCZ-300)溶于THF制成質(zhì)量百分濃度為10%的成膜劑溶 液；取200克10 %的PCZ-300溶液，加入6克X-型無金屬酞菁，用球磨機分散均勻；另取300 克10%的PCZ-300溶液，加入12克TPD-FCN及32克N-50，攪拌溶解；將兩部分溶液合并， 攪拌均勻，得到涂布液；采用浸涂方式，將涂布液涂于。24XL250mm的鋁基表面，烘干1. 5 小時后，即得到光導(dǎo)層厚度為15-20 μ m的但層有機光導(dǎo)鼓。光電性能參數(shù)見表1。實施例2 除用電子傳輸材料TPD-CN替換TPD-FCN外，一切步驟與實施例1相同。光電性能參數(shù)見表1。對比例1 除不使用電子傳輸材料TPD-FCN或TPD-CN外，一切步驟與實施例1相 同。光電性能參數(shù)見表1。表1.本發(fā)明涉及的單層正電性有機光導(dǎo)鼓光電性能參數(shù)表
權(quán)利要求
一種單層正電性有機光導(dǎo)鼓的制備方法，其特征在于包括下列步驟(1)、制備電子傳輸材料 TPD FCN或TPD CN以三苯胺或4 氟三苯胺為起始原料，將其醛化后，通過與丙二氰的縮合反應(yīng)，與三氯化鐵氧化偶聯(lián)反應(yīng)，可得到目標(biāo)產(chǎn)物電子傳輸材料 TPD FCN或TPD CN；(2)、制備光導(dǎo)鼓使用聚碳酸酯(PCZ 300)溶于四氫呋喃(THF)得到成膜劑溶液，以X 型無金屬酞菁為電荷產(chǎn)生材料，以N，N’ 二(3 甲苯基) N，N’ 二苯基 1，1’ 聯(lián)苯 4，4’ 二胺(商品名N 50)為空穴傳輸材料，以TPD FCN(或TPD CN)為電子傳輸材料；步驟為①將X 型無金屬酞菁、TPD FCN或TPD CN、N 50和成膜劑溶液按質(zhì)量比1∶2 10∶5 15∶100 250的比例混合；②混合液用超聲波或球磨機分散均勻，制成涂布液；③以浸涂方式，在陽極氧化鋁基表面形成涂覆層，烘干后即得到單層有機光導(dǎo)鼓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層正電性有機光導(dǎo)鼓的制備方法，其特征在于所述 TPD-FCN或TPD-CN的表征數(shù)據(jù)為N，N，_二 [p-(l，1-二氰基乙烯基)苯基]-N，N，_二(ρ-氟 苯基)_1，1，-聯(lián)苯_4，4，- 二胺(TPD-FCN)紅色固體粉末，熔點228°C ；氫譜(DMS0_d6， 400MHz) δ 8. 23(s，2H)，7· 84(d，4H，J = 8. 9Hz)，7. 74 (d，4H，J = 8. 4Hz)，7. 39-7. 27 (m， 12H)，6. 90(d，4H，J = 8. 9Hz)；質(zhì)譜(EI) :m/z676 (if, 100 % )；元素分析[C44H26 F2N6]理 論值 C, 78. 09 ；H, 3. 87 ；N, 12. 42 ；F, 5. 61.實測值 C, 77. 69 ；H, 3. 88 ；N, 12. 35 ；F, 5. 56 ；N, N，-二 [p-(l，l-二氰基乙烯基)苯基]-N，N，-二苯基-1，1，_ 聯(lián)苯-4，4，-二胺(TPD-CN) 橙色固體粉末，熔點 2270C ；氫譜(CDCl3,400MHz) δ 7. 76 (d，4H，J = 8. 8Hz)，7. 57 (d，4H，J = 8. 2Hz)，7. 53 (s，2H)，7. 41 (t,4H, J = 7. 7Hz)，7. 30-7. 20 (m, 10H) ,7. 01 (d, 4H, J = 8. 9Hz)； 質(zhì)譜(EI) :m/z 640 (M+，100% )；元素分析[C44H28N6]理論值 C，82. 48 ；H, 4. 40 ；N, 13. 12.實 測值 C，82. 05 ；H, 4. 41 ；N, 13. 03。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層正電性有機光導(dǎo)鼓的制備方法，其特征在于所述步驟 (2)第③步的烘干溫度為60-90°C，烘干時間為1-3小時；涂覆層的厚度為5-20 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機光導(dǎo)鼓的制備方法，包括下列步驟(1)、制備電子傳輸材料以三苯胺或4-氟三苯胺為起始原料，將其醛化后，通過與丙二氰的縮合反應(yīng)，與三氯化鐵氧化偶聯(lián)反應(yīng)，可得到目標(biāo)產(chǎn)物電子傳輸材料；(2)、制備光導(dǎo)鼓使用聚碳酸酯溶于四氫呋喃得到成膜劑溶液，以X-型無金屬酞菁為電荷產(chǎn)生材料，以N，N’-二(3-甲苯基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺為空穴傳輸材料，以TPD-FCN為電子傳輸材料；步驟為①將X-型無金屬酞菁、TPD-FCN、N-50和成膜劑溶液混合；②混合液分散均勻，制成涂布液；③以浸涂方式，在陽極氧化鋁基表面形成涂覆層，烘干后即得到單層有機光導(dǎo)鼓。
文檔編號G03G5/05GK101963767SQ20101027168
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者李安洲, 楊聯(lián)明, 汪學(xué)文, 蘇電禮, 韓燕平 申請人:邯鄲光導(dǎo)重工高技術(shù)有限公司