專利名稱：改善有機光導體光疲勞性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于改善有機光導體光疲勞性能的方法，尤其涉及一種通過改變電荷生成層性能從而實現光導體光疲勞性能改善的方法。
背景技術：
目前，隨著模擬、數碼復印機、激光打印機、激光傳真機及多功能數碼一體機等現代辦公設備的廣泛使用，有機光導體(也可稱為“有機光導鼓”)已成為其光電轉換與影像輸出的核心部件，有機光導體的質量和性能將直接影響到這些整機的影像輸出質量，因此，有機光導體在其中的重要性也日益突出。
隨著激光微型化技術與信息集成技術的日益發展，影像輸出也從模擬式發展到數碼式，而相應地有機光導體中的光響應區域也從一般的可見光區轉變成了紅外光區，機中光束照射源也從發射可見光的鹵鎢燈改變為了發射波長約為780nm的紅外激光的微型激光器。因此，在有機光導體中，與此相對應的電荷生成層(簡稱“CGL”，即“Charge Generation Layer”的縮寫)的光敏材料也作了相應的變化，即由在可見光區有強吸收的光敏材料如偶氮類分子材料轉變成在紅外光區有很好吸收的紅外光敏材料，如酞菁類和萘酞菁類功能分子材料。目前使用得最廣泛的紅外激光光敏材料為共軛大環平面結構的酞菁類(Phthalocyanine)染料功能分子材料，如原酞菁(H2Pc，Phthalocyanine)和含金屬離子配位的金屬酞菁化合物(MPc，Metallophthalocyanine)等。由于酞菁材料具有穩定性高、光譜響應區寬、光敏性好、種類多等特點，因此被廣泛應用于數碼有機光導體電荷生成層的生產制造中，常見的有銅酞菁(CuPc)、鎂鈦菁(MgPc)、鈦氧酞菁(TiOPc)、釩氧酞菁(VOPc)、鋁酞菁(ClAlPc)、銦酞菁(ClInPc)和鎵酞菁(HOGaPc)等。
一般說來，有機光導體的電荷生成層主要由光敏功能材料和高分子成膜材料組成光敏功能材料通常由一種或若干種酞菁材料混合而成，其功能為吸收光子，產生電子——空穴對，成為傳輸電荷的源泉；高分子成膜材料一般可采用聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚胺酯、聚醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺等高分子材料，它可以由其中的一種高分子材料構成，也可以由它們之中的任意種不同類型的高分子材料混合組成，其作用主要是將光敏功能材料分散，并使其定形成膜。
電荷生成層的光電性能主要由光敏功能材料與高分子材料的匹配性決定，也受與電荷生成層相鄰的阻擋層(也可簡稱為“BL”，是“Blocking Layer”的縮寫)和電荷傳輸層(也可簡稱為“CTL”，是“Charge Transportation Layer”的縮寫)材料性狀的影響。
電荷生成層是有機光導體中光生載流子的發源地。在信息調制激光源的照射下，光敏功能材料吸收光子而激發產生電子——空穴對，并在高電場下產生分離，形成光生載流子，即電子和空穴。電荷生成層十分關鍵，光敏材料的光電特性、材料的表面特性、分布狀態、分散介質、薄膜的厚度及均勻性、電荷生成層(CGL)與阻擋層(BL)、電荷傳輸層(CTL)的介面狀態都會直接影響光導體的最終性能。
有機光導體的生產和使用常常會遇到產品性能不穩定，從而影響印品輸出質量，其影響因素很多，如基材質量問題、阻擋層性能不穩定、電荷生成層性能發生變化，或者電荷傳輸層材料發生變化等等，其中電荷生成層發生變化而使性能不穩定是較常見的現象，而引起電荷生成層性能發生改變的主要原因是電荷生成層的光敏功能材料產生了光疲勞現象。光疲勞現象表現為隨著有機光導體長期使用而被頻繁曝光，其光敏度不斷下降，從而使印品質量下降，常常表現為印品黑度降低、白道加深等。光疲勞產生的原因很多，如光照射下，在電荷傳輸層中產生的光化學反應產物；光導體材料在使用過程中被氧化或被還原；光導體受其充電時產生的臭氧分子(O3)、氧化氮化合物(NxOy)等氧化性分子的腐蝕等；但是，其中最常見、最容易發生、且影響最大的是電荷生成層中光敏功能材料的光疲勞化，其表現為在不斷光照下光敏性能降低，或吸收光子后產生光生載流子的量子效率降低，或產生的光生載流子再復合機率增加等。這些變化都會直接影響光導體的光敏特性，從而直接影響印品的質量，因此如何克服或降低有機光導體的光疲勞現象，特別是如何長久保持電荷生成層中光敏功能材料的光電性能穩定是解決光導體光疲勞現象的關鍵所在。目前，較常見方法是通過改變光敏功能材料本身的聚集特性，如晶型、粒徑、分散度等，以此達到改善光導體的光疲勞性能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種改善有機光導體光疲勞性能的方法，該方法能在不改變光敏功能材料的聚集特性的情況下，確保光導體具有穩定的光電性能，提高其抗光疲勞性能，并延長光導體的使用壽命。
為實現本發明的目的，一種改善有機光導體光疲勞性能的方法，該有機光導體的電荷生成層主要由光敏功能材料和高分子成膜材料組成，光敏功能材料主要采用酞菁類(Phthalocyanine)材料，在上述的電荷生成層組成材料中添加缺電子材料，該材料采用富勒烯類分子(fullerenes)，如碳60(C60)、碳70(C70)等及其衍生物、富勒烯類聚合物，如碳60聚合物(C60)n、碳70聚合物(C70)n等及其衍生物、或者它們之間任意幾種的混合物，該缺電子材料占電荷生成層總質量的1ppm--10％。
本發明的有益效果是由于在有機光導體的電荷生成層中添加了此類缺電子材料，該缺電子物質具有易接受電子的特性，降低或減少光照后產生的電子、空穴等光生載流子的復合機率，并減少電荷生成層中電子的累積程度，因此可提高光導體中電荷生成層的抗光疲勞特性，從而提高光導體的使用性能，并可延長其使用壽命。
具體實施例方式
一種改善有機光導體光疲勞性能的方法，該有機光導體的電荷生成層主要由光敏功能材料和高分子成膜材料組成，光敏功能材料采用酞菁類(Phthalocyanine)材料制成，主要包括原酞菁(H2Pc，Phthalocyanine)和含金屬離子配位的金屬酞菁化合物(MPc，Metallophthalocyanine)，可以是原酞菁、銅酞菁(CuPc)、鎂鈦菁(MgPc)、鈦氧酞菁(TiOPc)、釩氧酞菁(VOPc)、鋁酞菁(ClAlPc)、銦酞菁(ClInPc)和鎵酞菁(HOGaPc)等酞菁材料中的一種或任意種的混合物；高分子成膜材料可采用聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚胺酯、聚醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺等高分子材料，可以由其中的一種高分子材料構成，也可以由它們之中的任意種不同類型的高分子材料混合組成。
在上述的電荷生成層組成材料中添加缺電子材料，該材料采用富勒烯類分子(fullerenes)，如碳60(C60)、碳70(C70)等及其衍生物、富勒烯類聚合物，如碳60聚合物(C60)n、碳70聚合物(C70)n等及其衍生物、或者它們之間任意幾種的混合物，該缺電子材料一般占電荷生成層總質量的1ppm--10％，最好占電荷生成層總質量的1ppm--5％。
本發明的具體實施舉例如下實例1分別量取正丁醇、異丙醇和四氫呋喃共1000克作為溶劑，它們的重量比為20∶10∶70，分別加入銅酞菁20克，釩氧酞菁15克，C6020毫克，混合均勻，一起研磨10小時，然后再加入15％聚乙烯醇的四氫呋喃溶液100毫升攪拌4小時。過濾后得到均勻分散的用于鍍膜的電荷生成層溶液。此溶液可用浸涂法(dip-coating)或旋轉鍍膜法(spin-coating)并經適當烘干，可制得用于有機光導體的電荷生成薄層材料。
實例2分別量取聚丁醚、四氫呋喃、丙酮共1000克作為溶劑，其重量比為20∶40∶40，加入銅酞菁15克、鈦氧酞菁20克、C6010毫克、C700.5毫克，一起混合均勻，并研磨15小時，然后再加入10％聚碳酸酯的四氫呋喃溶液150毫升，混合攪拌5小時，過濾后得到均勻分散的深蘭色溶液。此溶液可用實例1的方法，制得有機光導體中的電荷生成薄層。
實例3分別量取乙酸乙酯、丁醚、甲苯共1000克，其重量比為30∶30∶40，然后加入鈦氧酞菁40克、C705毫克，混合均勻后一起研磨15小時，再加入15％聚乙烯醇縮丁醛甲苯溶液200毫升，攪拌混合5小時，經過濾后可得均勻分散的深蘭色溶液。此溶液用實例1的方法可制得用于有機光導體中的電荷生成層材料。
實例4分別量取乙酸乙酯、丁醚、四氫呋喃共1000克，其重量比為30∶40∶30，然后分別加入鈦氧酞菁20克、銦酞菁25克、C605克、C705毫克，混合均勻后一起研磨18小時，再加入10％聚甲基丙烯酸甲酯的四氫南溶液80毫升，攪拌混合均勻5小時后，經過濾后可得均勻分散的深蘭色溶液。此溶液可用實例1的方法制得用于有機光導體中的電荷生成層薄膜材料。
實例5分別量取異戊醇、甲苯、四氫呋喃共1000克，其重量比為30∶40∶30，然后分別加入鈦氧酞菁20克、鎵酞菁25克、羥基化C60的衍生物C60(OH)80.1毫克，混合均勻后一起研磨15小時，再加入10％聚甲基丙烯酸甲酯的四氫呋喃溶液150毫升，攪拌混合均勻5小時后，經過濾后可得均勻分散的深蘭色溶液。此溶液可用實例1的方法制得用于有機光導體中的電荷生成層薄膜材料。
實例6分別量取丁醚、甲苯、四氫呋喃共1000克，其重量比為30∶40∶30，然后分別加入鈦氧酞菁25克、原酞菁15克、C60的衍生低聚物C1180.05毫克，混合均勻后一起研磨15小時，再加入10％聚碳酸酯的四氫呋喃溶液100毫升，攪拌混合均勻5小時后，經過濾后可得均勻分散的深蘭色溶液。此溶液可用實例1的方法制得用于有機光導體中的電荷生成層薄膜材料。
實例7分別量取環己烷、正丁醇、四氫呋喃共1000克，其重量比為30∶30∶40，然后分別加入銅鈦菁5克，鎂酞菁3克，C605克，C60的鹵化衍生物C60Br240.1毫克，混合均勻后一起研磨15小時，加入含10％聚乙烯醇和聚碳酸酯的四氫呋喃溶液100毫升，聚乙烯醇和聚碳酸酯兩者的重量1∶1，攪拌混合均勻5小時后，經過濾后可得均勻分散的深蘭色溶液。此溶液可用實例1的方法制得用于有機光導體中的電荷生成層薄膜材料。
實例8分別量取異戊醇、甲苯、四氫呋喃共1000克，其重量比為30∶30∶40，然后分別加入銅鈦菁15克，釩氧酞菁15克，鈦氧酞菁15克，C605毫克，C705毫克，C60(OH)245毫克，混合均勻后一起研磨15小時，加入含10％聚乙烯醇、聚碳酸酯的四氫呋喃溶液100毫升，聚乙烯醇和聚碳酸酯兩者的重量1∶1，攪拌混合均勻5小時后，經過濾后可得均勻分散的深蘭色溶液。此溶液可用實例1的方法制得用于有機光導體中的電荷生成層薄膜材料。
權利要求
1.一種改善有機光導體光疲勞性能的方法，該有機光導體的電荷生成層主要由光敏功能材料和高分子成膜材料組成，光敏功能材料采用共軛大環平面結構的酞菁類(Phthalocyanine)材料，在上述的電荷生成層組成材料中添加缺電子材料，該材料可采用富勒烯類分子(fullerenes)如碳60(C60)、碳70(C70)等及其衍生物，富勒烯類聚合物如碳60聚合物(C60)n、碳70聚合物(C70)n等及其衍生物，或者它們之間任意幾種的混合物，該缺電子材料占電荷生成層總質量的1ppm--10％。
2.根據權利要求1所述的一種有機光導體光疲勞性能的方法，其特征在于所述的酞菁類材料主要包括原酞菁(H2Pc，Phthalocyanine)和含金屬離子配位的金屬酞菁化合物(MPc，Metallophthalocyanine)，金屬酞菁化合物可以是銅酞菁(CuPc)、鎂酞菁(MgPc)、鈦氧酞菁(TiOPc)、釩氧酞菁(VOPc)、鋁酞菁(ClAlPc)、銦酞菁(ClInPc)和鎵酞菁(HOGaPc)等酞菁材料中的一種或任意幾種的混合物。所述的高分子成膜材料可采用酯類、酰胺類、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚胺酯、聚醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺等高分子材料，可以由其中的一種高分子材料構成，也可以由它們之中的任意幾種不同類型的高分子材料混合組成。
3.根據權利要求1所述的一種改善有機光導體光疲勞性能的方法，其特征在于所述的缺電子材料占電荷生成層總質量的1ppm--5.9％。
全文摘要
本發明公開了一種改善有機光導體光疲勞性能的方法，有機光導體的電荷生成層主要由光敏功能材料和高分子成膜材料組成，光敏功能材料主要采用酞菁類材料，在上述的電荷生成層組成材料中添加缺電子材料，該材料采用富勒烯類分子及其衍生物、富勒烯類聚合物及其衍生物、或者它們之間任意幾種的混合物，該缺電子材料占電荷生成層總質量的1ppm—10％，其優點是該有機光導體通過降低或減少光照后產生的電子、空穴等光生載流子的復合機率，減少電荷生成層中電子的累積程度，從而提高了光導體中電荷生成層的抗光疲勞特性，改善了光導體的使用性能，并延長了使用壽命。
文檔編號G03G5/06GK1786836SQ200410066179
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月10日 優先權日2004年12月10日
發明者余榮清 申請人:蘇州恒久光電科技有限公司