超穩(wěn)定有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系的構(gòu)建及高光敏單層光導(dǎo)器件*

李云夢(mèng)，王世榮，李祥高，肖　殷

(1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300072; 2. 天津化學(xué)化工協(xié)同創(chuàng)新中心，天津 300072)

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超穩(wěn)定有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系的構(gòu)建及高光敏單層光導(dǎo)器件*

李云夢(mèng)1,2，王世榮1,2，李祥高1,2，肖殷1,2

(1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300072; 2. 天津化學(xué)化工協(xié)同創(chuàng)新中心，天津 300072)

摘要：將載流子產(chǎn)生與傳輸功能集成到一層的高性能正電性薄膜器件是新型激光有機(jī)光導(dǎo)體的發(fā)展趨勢(shì)。由于成膜樹脂、傳輸材料分子和載流子產(chǎn)生材料粒子之間的相互作用，使得成膜之前的分散體系極易團(tuán)聚而產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致光導(dǎo)器件的性能劣化。本文以聚苯乙烯-丙烯酰胺(PSAM)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和硬酯酸酰胺(SR)分別在二氯乙烷中對(duì)Y-酞菁氧鈦(Y-TiOPc)粒子進(jìn)行表面處理，獲得穩(wěn)定的分散體系，然后再與溶解空穴及電子傳輸材料的聚碳酸酯二氯乙烷溶液混合得到有機(jī)光導(dǎo)材料分散液。通過測(cè)試Y-TiOPc的粒徑、ξ電位、光透過率和反射率，以及原子力顯微成像分析等表征分散體系的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，采用該方法可獲得長期穩(wěn)定的PSAM@Y-TiOPc/TPD-m-TPD/DMDBQ/PC有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系，制備的單層正電性有機(jī)光導(dǎo)器件具有優(yōu)異的光導(dǎo)性能，V0=656.72 V，E1/2=0.16 μJ/cm2，Rd=29.10 V/s，Vr=71.47 V。

關(guān)鍵詞：Y-TiOPc；有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系；光導(dǎo)器件

1引言

有機(jī)光導(dǎo)體(organic photoconductor，OPC)是激光打印機(jī)的核心部件，是由載流子產(chǎn)生材料(CGM, charge generation material)、空穴傳輸材料(HTM, hole transport material)依次在鋁基表面形成薄膜而構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)光導(dǎo)電器件，如圖1(a)所示。器件工作時(shí)，在暗處接受負(fù)高壓使其表面均勻地帶負(fù)電荷，再以激光激發(fā)使CGM吸收光子產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，然后在外電場(chǎng)的作用下載流子對(duì)分離，空穴由HTM遷移至器件表面而形成靜電潛像，電子從鋁基直接注入到地面[1-4]。這種結(jié)構(gòu)的器件由于表面的高負(fù)電位會(huì)使空氣中的氧電離成臭氧，破壞器件表面的空穴傳輸分子結(jié)構(gòu)、惡化使用環(huán)境[5-8]，同時(shí)需將不同的功能層分別涂布到鋁基上，工序多而成本高。因此，單層結(jié)構(gòu)正電性O(shè)PC成為近年來的研究熱點(diǎn)(圖1(b))，其具有不產(chǎn)生臭氧，制備工藝簡單，成本低的特點(diǎn)。

圖1雙層負(fù)電性及單層正電性O(shè)PC的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖

Fig 1 The structure and working principle of multi-layered and single-layered OPC

本文設(shè)計(jì)預(yù)先用不同分子量的聚合物及表面活性劑處理Y-TiOPc粒子的表面得到穩(wěn)定的分散體系，改善粒子與HTM、ETM和PC的相容性，以制備穩(wěn)定的有機(jī)光導(dǎo)材料分散液，獲得具有優(yōu)異光敏性的單層正電性有機(jī)光導(dǎo)器件。

2實(shí)驗(yàn)

2.1試劑與儀器

硬脂酸酰胺，分析純(天津希恩思生化科技有限公司)；聚乙烯吡咯烷酮，分析純(平均分子量約10 000，天津市大茂化學(xué)試劑廠)；1,2-二氯乙烷，分析純(天津市江天化工技術(shù)有限公司)；聚碳酸酯，工業(yè)品(K1300，日本東洋株式會(huì)社)，經(jīng)提純后使用。

Y-TiOPc，N, N’-二苯基-N,N’,-二(3-甲基苯基)-1,1’-聯(lián)苯-4,4’-二胺(m-TPD)，N,N,N’,N’-四苯基-1,1’-聯(lián)苯-4,4’-二胺(TPD)，3,3’-二甲基-5,5’-二叔丁基聯(lián)苯醌(DMDBQ)，均為本實(shí)驗(yàn)室自制，純度99.5%。

聚苯乙烯，采取懸浮聚合法，以去離子水為介質(zhì)、過硫酸鈉為引發(fā)劑、聚乙烯吡咯烷酮為乳化劑，在70 ℃引發(fā)苯乙烯聚合，得到黏均分子量約為5 000的聚合物。聚苯乙烯-丙烯酰胺，以去離子水為介質(zhì)、聚乙烯吡咯烷酮為乳化劑，過硫酸鈉為引發(fā)劑，在70 ℃使苯乙烯和丙烯酰胺共聚，得到黏均分子量約為7 000的共聚物。

DelsaTMNano C型納米粒度及ξ電位分析儀(Beckman Coulter公司，美國)； Turbiscan Tower型全功能穩(wěn)定性分析儀(Formulaction，法國)；S-4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(HITACHI公司，日本)；JEM-2100型場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡(電子株式會(huì)社，日本)；Easyscan 2型原子力顯微鏡(Nanosurf AG公司，瑞士)；PDT-LTM2000感光鼓綜合測(cè)試儀(QEA公司，美國)。

2.2Y-TiOPc的表面處理及有機(jī)光導(dǎo)材料分散液的制備

在1,2-二氯乙烷中加入不同的表面處理劑，分別制成濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.05%，0.10%，0.20%，0.30%，0.40%和0.50%的分散介質(zhì)，再向其中加入一定量的Y-TiOPc，在53 Hz下超聲分散20 min，而后加入適量氧化鋯珠(?=0.8～1 mm)球磨分散90 min，過濾，得到經(jīng)表面處理劑處理的Y-TiOPc預(yù)分散液。

將PC溶于20 mL的1,2-二氯乙烷中，配制成10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的溶液，再加入m-TPD、TPD和DMDBQ共3.4 g(比例為1∶1∶1.4)，攪拌使其全部溶解后得到載流子傳輸材料溶液。然后向其中加入一定量的Y-TiOPc預(yù)分散液，在53 Hz下超聲分散10 mim后加入適量氧化鋯珠，球磨分散30 min，過濾得到有機(jī)光導(dǎo)材料分散液。

2.3有機(jī)光導(dǎo)器件的制備

在潔凈的鋁基上涂布5%聚酰胺甲醇溶液，在60 ℃烘干10 min，得到預(yù)涂層。將配制的有機(jī)光導(dǎo)分散液涂布在預(yù)涂層上，避光晾干30 min，于110 ℃下干燥100 min，得到單層OPC器件。

3結(jié)果與討論

制備單層OPC器件的有機(jī)光導(dǎo)材料分散液是含有成膜樹脂(PC)、CGM(Y-TiOPc)、HTM(m-TPD和TPD)和ETM(DMDBQ)的多組分復(fù)雜體系。其中Y-TiOPc是固體顆粒，為分散相；其它組分溶解在溶劑中為均相液體，為高濃度的分散介質(zhì)。獲得高穩(wěn)定性分散體系的關(guān)鍵問題是防止分散介質(zhì)中的各組分引起Y-TiOPc粒子聚集而產(chǎn)生沉降。因此，本文設(shè)計(jì)在Y-TiOPc粒子的表面構(gòu)建聚合物PVP、PS和PSAM或表面活性劑SR的保護(hù)層，研究其與分散介質(zhì)的相容性和有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系的穩(wěn)定性，如圖2所示。

3.1不同分散體系中Y-TiOPc粒子的聚集效應(yīng)

取PC、m-TPD-TPD(HTM)、DMDBQ(ETM)、PC/HTM和PC/ETM的1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))1,2-二氯乙烷溶液20 mL，分別向其中加入一定量的Y-TiOPc，濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))均為0.07%，超聲分散30 min，再加入氧化鋯珠球磨120 min，得到5種Y-TiOPc的分散液，以無添加物的體系作對(duì)比，測(cè)試每種分散液中Y-TiOPc的平均粒徑，見表1。

表1　不同添加物分散體系中Y-TiOPc的平均粒徑

因此，構(gòu)建穩(wěn)定的有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系的關(guān)鍵是要阻止PC分子鏈段和DMDBQ分子中極性基團(tuán)對(duì)Y-TiOPc的吸附聚集作用。

圖2　Y-TiOPc粒子的表面處理及有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系的穩(wěn)定化構(gòu)建示意圖

3.2Y-TiOPc粒子的表面處理效應(yīng)

根據(jù)圖2構(gòu)建的Y-TiOPc粒子表面處理和穩(wěn)定分散原理，在Y-TiOPc粒子表面分別修飾具有良好分散性能的SR、高分子表面活性劑PVP、非極性聚合物PS，以及由苯乙烯、丙烯酰胺合成的含極性基團(tuán)的非極性共聚物PSAM。按照2.2的方法，通過修飾劑中不同環(huán)境酰胺基的作用在粒子表面形成單分子層和聚合物包覆層，PS則形成非極性包覆層，見圖3。

圖3Y-TiOPc的表面處理效果TEM圖

Fig 3 TEM images of the surface treatment effect of Y-TiOPc

從圖3可以看出4種表面處理劑在Y-TiOPc粒子表面形成吸附層，將局部在高倍下放大可以看到Y(jié)-TiOPc的規(guī)則晶格條紋，其周圍吸附了一層無規(guī)則晶格條紋的無定型修飾劑分子，說明4種表面處理劑在粒子表面形成了保護(hù)層。通過SEM可以進(jìn)一步觀察Y-TiOPc及SR、PVP、PS、PSAM改性(濃度為0.40%)Y-TiOPc的形貌和分散狀態(tài)，如圖4，可以看出Y-TiOPc粒子之間團(tuán)聚嚴(yán)重，表面形貌雜亂；用SR、PVP、PS處理后的Y-TiOPc粒子表面較為整齊，但團(tuán)聚依然很嚴(yán)重；用PSAM改性后的Y-TiOPc粒子表面整齊，大小均一，且基本上無粒子的聚集，分散性有很大的提高。

圖4Y-TiOPc的表面處理效果SEM圖

Fig 4 SEM images of the surface treatment effect of Y-TiOPc

測(cè)試分散體系中Y-TiOPc的平均粒徑及ξ電位，如圖5。

圖5不同分散劑處理Y-TiOPc的平均粒徑及ξ電位

Fig 5 Mean particle size and ξ potential of Y-TiOPc in different concentration of surfactants added

從圖5(a)可見，在C2H4Cl2中聚合物處理的Y-TiOPc的平均粒徑隨著其用量的增加先減小后增大，而SR中則呈先增大后減小的趨勢(shì)，分別在0.10%和0.40%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))存在最小值，均低于未處理體系中的平均粒徑，這與固-液懸浮體系的分散效果存在最佳表面活性劑加入量的規(guī)律相符[20]。在測(cè)試的濃度范圍內(nèi)，由PSAM處理的Y-TiOPc粒子的粒徑均小于其它體系，表明該共聚物的表面處理效果及與分散介質(zhì)的相容性最好。另外，在高濃度時(shí)，PVP和PS體系中的粒徑增大很明顯，說明非極性和極性較大的修飾分散效果較差，而長鏈烷基表面活性劑(SR)的單分子層修飾效果明顯。

3.3Y-TiOPc分散液的穩(wěn)定性

分別以ξ電位最高時(shí)的表面處理劑加入濃度制備4種Y-TiOPc粒子的分散液，用全功能穩(wěn)定性分析儀測(cè)試其透射率。裝樣高度為(40±0.5) mm，采取程序掃描，連續(xù)測(cè)試24 h。樣品再靜置60 d后，再用同樣方法測(cè)試，結(jié)果如圖6。

圖6Y-TiOPc分散液在24 h內(nèi)及靜置60 d后透射率隨時(shí)間的變化

Fig 6 The transmittance of Y-TiOPc dispersion in different surfactants added in 24 h, after 60 d standing

從圖6(a)可見，未加表面處理劑的Y-TiOPc分散液和加入SR、PVP、PS表面處理劑的Y-TiOPc分散液隨時(shí)間的延長透射率逐漸增大，表明部分粒子發(fā)生沉降；而用PSAM進(jìn)行表面處理的Y-TiOPc分散液在24 h內(nèi)透射率為0.05%且保持不變。圖6(b)表明，樣品靜置60 d后，前4種分散體系的透射率增大至90%以上，表明絕大部分粒子已經(jīng)聚集沉降；而后者的透射率為仍保持在0.05%左右，表明粒子的平均粒徑及濃度在60 d內(nèi)均未發(fā)生變化，制備的分散液的穩(wěn)定性很高。這表明，Y-TiOPc分散液的穩(wěn)定性與其ξ電位的大小緊密相關(guān)。在4種分散體系中，只有PSAM分子能夠在緊鄰粒子吸附層的溶劑中提供強(qiáng)極性的酰胺基團(tuán)，所以能夠獲得高ξ電位的分散體系，在粒子間產(chǎn)生較大的靜電斥力，同時(shí)具有一定長度的聚合鏈段也能在溶劑中提供一定的空間位阻，從而獲得高穩(wěn)定性的Y-TiOPc分散液。盡管SR、PVP和PS分子在溶劑中也有鏈段產(chǎn)生空間穩(wěn)定作用，但是體系中粒子的ξ電位很低，分散體系的透射率增加很快，說明其中的粒子易產(chǎn)生聚集而沉降。這些結(jié)果表明，Y-TiOPc分散液的ξ電位是影響其穩(wěn)定性的主要因素，其值越大則構(gòu)建的分散體系越穩(wěn)定，反之則容易聚集沉降。此外，分散體系經(jīng)60 d靜置后其透射率仍保持初始值不變，粒子的平均粒徑為212 nm，ξ電位75 mV；經(jīng)180 d靜置后，其粒子的平均粒徑為199 nm，ξ電位為76 mV，說明PSAM分子能在Y-TiOPc粒子表面形成牢固的吸附層而不會(huì)脫附，建立的雙電層穩(wěn)定。

3.4有機(jī)光導(dǎo)材料分散液的穩(wěn)定性

典型的制備OPC器件的有機(jī)光導(dǎo)分散液含有約1%的Y-TiOPc、10%的PC、9%～10%的HTM和7%～8%的ETM，是一個(gè)濃度高、透光率低的分散體系，適合測(cè)試背散射光強(qiáng)度(BSLI, back scattering light intensity)的變化來表征其分散穩(wěn)定性。BSLI隨粒子濃度的減小及平均粒徑的增大而減小，當(dāng)體系中粒子粒徑和濃度因團(tuán)聚和沉降而發(fā)生變化時(shí)，BSLI則會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)變化。

以PSAM為表面處理劑，在其穩(wěn)定性最高濃度0.40%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，按2.2的方法制備有機(jī)光導(dǎo)材料分散液，測(cè)試其BSLI和Y-TiOPc平均粒徑隨時(shí)間的變化，如圖7。從圖7(a)可見，經(jīng)PSAM處理的Y-TiOPc制備的光導(dǎo)材料分散液在初始的24 h和放置 60 d后，體系的BSLI都保持在25%，不隨時(shí)間發(fā)生變化；圖7(b)表明該體系中Y-TiOPc粒子的平均粒徑在60 d內(nèi)一直在300 nm左右；這表明建立的分散體系具有非常高的穩(wěn)定性。對(duì)比未處理的Y-TiOPc的分散體系，其BSLI在24 h內(nèi)從35%很快減小至10%，說明分散體系的穩(wěn)定性很差；靜置60 d后，BSLI衰減至5%以下，表明這時(shí)體系中大部分粒子已發(fā)生聚集沉降；該體系中Y-TiOPc的平均粒徑在60 d內(nèi)從400 nm增大為1 200 nm，進(jìn)一步證明了分散體系的不穩(wěn)定。

圖7有機(jī)光導(dǎo)材料分散液的背散射光強(qiáng)度及Y-TiOPc平均粒徑隨時(shí)間的變化

Fig 7 The reflectance of photoconductive dispersion and mean particle size of Y-TiOPc changing with time

3.5有機(jī)光導(dǎo)薄膜器件的制備與性能

3.5.1PSAM的濃度對(duì)光導(dǎo)薄膜質(zhì)量的影響

以二氯乙烷為介質(zhì)，制備不同濃度的PSAM@Y-TiOPc有機(jī)光導(dǎo)材料分散液。采用旋轉(zhuǎn)涂布法，在潔凈的玻璃片上形成光導(dǎo)薄膜，用原子力顯微鏡測(cè)試薄膜的表面粗糙度(RMS, rough measurement of surface)，如表2。

表2不同PSAM濃度下有機(jī)光導(dǎo)薄膜的表面粗糙度

Table 2 RMS of organic photoconductive films in different PSAM concentrations

c/%0.000.100.200.300.400.50RMS/nm6.34532.67402.64321.89051.40167.7575

從表2數(shù)據(jù)可知，PSAM的用量對(duì)光導(dǎo)材料分散液的成膜質(zhì)量有很大的影響。當(dāng)體系中的Y-TiOPc未經(jīng)PSAM處理時(shí)，光導(dǎo)薄膜表面粗糙，RMS為6.3453 nm。隨著體系中PSAM的加入及濃度增大，薄膜質(zhì)量明顯改善，RMS值逐漸減小，當(dāng)其濃度達(dá)到最大ξ電位及最小平均粒徑的0.40%時(shí)，RMS為1.4016 nm，表明此時(shí)能獲得質(zhì)量最好的薄膜。當(dāng)濃度為0.50%時(shí)，薄膜的RMS驟然增大到7.7575 nm?？梢?，在Y-TiOPc分散液中適量添加PSAM，能夠獲得超穩(wěn)定的有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系，此時(shí)Y-TiOPc的粒徑最小，薄膜質(zhì)量最好。

將未處理和0.40%PSAM處理的Y-TiOPc制備的光導(dǎo)薄膜測(cè)試AFM圖譜，如圖8。從圖8(a)可以看到，由于未經(jīng)PSAM處理，薄膜中粒子分布不均且表面粗糙不平，邊緣效應(yīng)嚴(yán)重；而從圖8(b)可見薄膜中粒子分布均勻且表面平整，沒有邊緣效應(yīng), 這說明PSAM還具有良好的分散作用。

3.5.2PSAM的濃度對(duì)有機(jī)光導(dǎo)器件性能的影響

以二氯乙烷為介質(zhì)，將3.5.1制備的有機(jī)光導(dǎo)材料分散液，按2.4的方法，制備單層正電性O(shè)PC器件。在780 nm光源，+6 000 V高壓下測(cè)試其光導(dǎo)性能，器件的光致放電曲線(PIDC)見圖9，光導(dǎo)特性數(shù)據(jù)如表3。

表3不同PSAM濃度下OPC器件的光導(dǎo)性能數(shù)據(jù)

Table 3 The xerographic data of OPC devices in different PSAM concentrations

c/%V0/VVr/VE1/2/μJ·cm-2Rd/V·s-10.00550.90134.730.2936.820.10556.60140.760.2432.420.20668.28117.880.2033.690.30645.68104.940.1829.590.40656.7271.470.1629.100.50607.72130.430.2543.85

表3數(shù)據(jù)表明PSAM的用量對(duì)OPC器件的光導(dǎo)性能有較大影響。隨著PSAM用量的增大，器件的光敏性得到明顯提高，但超過最大ξ電位濃度后，光敏性大幅衰減；其它性能如表面電位(V0)、殘余電位(Vr)和暗衰率(Rd)都呈一樣的變化趨勢(shì)。當(dāng)PSAM濃度為0.40%時(shí)，器件顯示最好的光導(dǎo)性能V0=656.72 V，Vr=71.47 V，E1/2=0.16 μJ/cm2，Rd=29.10 V/s；作為對(duì)比，用0.40%的SR處理Y-TiOPc的光導(dǎo)材料分散液制備的OPC器件的性能為：V0=496.75 V，Vr=190.86 V，E1/2=0.56 μJ/cm2，Rd=44.63 V/s?？梢娪肞SAM處理Y-TiOPc制備的器件性能全面優(yōu)于SR處理Y-TiOPc制備的器件。在此條件下PSAM分散體系中Y-TiOPc的粒徑為290 nm, ξ電位為79 mV，且能長期保持穩(wěn)定，而SR分散體中Y-TiOPc的粒徑大于400 nm,ξ電位只有25 mV，而且穩(wěn)定性很差。這表明構(gòu)建具有良好分散性、分子鏈段上同時(shí)含有極性錨固基團(tuán)和非極性親油基團(tuán)的PSAM共聚物，能夠在Y-TiOPc粒子表面形成牢固的吸附層、改善相容性，可得到ξ電位高、粒徑小、穩(wěn)定性高的有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系。這幾方面的性能決定了所制備OPC器件的光導(dǎo)特性的優(yōu)劣。

圖8　有機(jī)光導(dǎo)薄膜的AFM圖

圖9　不同PSAM濃度下OPC的PIDC及暗衰曲線

Fig 9 The PIDC and dark decay curves of OPC devices in different PSAM concentrations

將未處理和0.40%PSAM處理的Y-TiOPc配制的有機(jī)光導(dǎo)材料分散液，在分別存放1和60 d后制備OPC器件，測(cè)試其PIDC曲線(圖10)，光導(dǎo)特性數(shù)據(jù)見表4?？梢钥闯觯?jīng)PSAM處理Y-TiOPc后的光導(dǎo)材料分散液，不論是存放1還是60 d后制備的器件的性能遠(yuǎn)優(yōu)于Y-TiOPc粒子表面不處理的器件的性能，而且器件光導(dǎo)性能有較好的一致性。這也證明了經(jīng)PSAM處理后的Y-TiOPc粒子能夠長時(shí)間保持穩(wěn)定分散，使制備的器件性能保持良好的一致性和穩(wěn)定性。

表4未處理及PSAM處理Y-TiOPc光導(dǎo)材料分散液靜置1與60 d后制備OPC器件的光導(dǎo)性能

Table 4 The xerographic data of OPC devices based on non-modified and modified by PSAM of photoconductive dispersion after 1 and 60 d standing

ModificationmethodsStandingdays/dV0/VVr/VE1/2/μJ·cm-2Rd/V·s-1Non-modified1550.90134.730.2936.8260549.67194.630.3550.59PSAM1656.7271.470.1629.1060589.6469.810.1520.61

圖10未處理及PSAM處理Y-TiOPc光導(dǎo)材料分散液靜置1與60 d制備OPC器件的光導(dǎo)性能曲線

Fig 10 The photoconductivity curves of OPC devices based on non-modified and modified by PSAM of photoconductive dispersion after 1 and 60 d standing

4結(jié)論

(1)在單層正電性有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系中，影響載流子產(chǎn)生材料Y-TiOPc粒子分散穩(wěn)定性，并產(chǎn)生聚集沉淀效應(yīng)的主要因素是PC分子鏈段和DMDBQ分子中極性基團(tuán)對(duì)Y-TiOPc的吸附聚集作用。

(2)通過構(gòu)建一個(gè)在分子鏈段上含極性基團(tuán)的非極性共聚物(PSAM)，能夠牢固地錨固在Y-TiOPc表面形成吸附層，有效地阻止粒子與PC分子鏈段和DMDBQ分子中極性基團(tuán)的互相吸附引起的聚集沉淀，獲得ξ電位高、平均粒徑小、分散穩(wěn)定的有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系。

(3)表面處理劑PSAM在分散體系中存在最佳濃度，在此加入量下，Y-TiOPc粒子分散體系平均粒徑最小、ξ電位最高、分散穩(wěn)定；有機(jī)光導(dǎo)材料分散體系能長期保持穩(wěn)定、光導(dǎo)薄膜質(zhì)量好、器件的光導(dǎo)性能優(yōu)異，且一致性好。

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Composition of super-stable organic photoconductive dispersion and high performance single-layered device

LI Yunmeng1,2，WANG Shirong1,2, LI Xianggao1,2, XIAO Yin1,2

(1. School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China;2. Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering,Tianjin 300072,China)

Abstract:Positive single-layered device is the research hotspot in the field of laser organic photoreceptor because of its high performance. The aggregation of Y-TiOPc, that occurs due to the interaction of film-forming resin, charge-transport molecules and charge-generation material particles, leads to performance deterioration of the device. In this paper, poly(acrylamide-co-styrene)(PSAM), polystyrene(PS), polyvinyl pyrrolidone(PVP) and stearamide(SR) were used for the surface treatment of Y-TiOPc in dichloroethane, respectively. And then the Y-TiOPc dispersion was mixed with the solution of polycarbonate in dichloroethane containing hole-transport materials and electron-transport materials to obtain a functional suspension. Particle size, ξ potential, transmittance, reflectance, and roughness were determined to investigate the stability of the dispersion. The results indicated that PSAM@Y-TiOPc particles could be well dispered in dichloroethane. And the positive single-layered device exhibited excellent photoconductivity, V0=656.72 V, E1/2=0.16 μJ/cm2, Rd=29.10 V/s, Vr=71.47 V.

Key words:Y-TiOPc; photoconductive dispersion; positive single-layered device

DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.030

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TQ314；TQ577

作者簡介：李云夢(mèng)(1989-)，女，石家莊人，在讀碩士，師承王世榮教授，從事有機(jī)光電功能材料研究。

基金項(xiàng)目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2012AA030307)；天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)資助項(xiàng)目(13ZCZDGX00900)；天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(12JCYBJC30600)

文章編號(hào)：1001-9731(2016)01-01145-08

收到初稿日期：2015-01-27 收到修改稿日期：2015-10-09 通訊作者：肖殷，E-mail: xiaoyin@tju.edu.cn