DE602005000311T2 - Ladungstransportmaterialien mit Hydrazongruppe - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf Organofotorezeptoren, die zur Verwendung in der Elektrofotografie geeignet sind, und spezieller auf Organofotorezeptoren, die ein Ladungstransportmaterial auf Basis von Hydrazon mit zwei Arylaminhydrazongruppen umfassen, die durch Brücken- und Verbindungsgruppen aneinander gebunden sind.
  • In der Elektrofotografie wird ein Organofotorezeptor in Form einer Platte, einer Scheibe, eines Blattes, eines Bandes, einer Trommel oder Ähnlichem, die bzw. das ein elektrisch isolierendes fotoleitendes Element auf einem elektrisch leitenden Substrat hat, mit einem Bild versehen, indem zuerst die Oberfläche der fotoleitenden Schicht gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann die aufgeladene Oberfläche einem Lichtmuster ausgesetzt wird. Das Aussetzen gegen Licht führt selektiv die Ladung in den belichteten Bereichen ab, wo Licht die Oberfläche trifft, wodurch ein Muster von aufgeladenen und nicht aufgeladenen Bereichen gebildet wird, das als latentes Bild bezeichnet wird. Dann wird ein flüssiger oder fester Toner in der Nähe des latenten Bildes bereitgestellt, und Tonertröpfchen oder -teilchen schlagen sich in der Nähe von entweder den aufgeladenen oder nicht aufgeladenen Bereichen nieder, was ein Tonerbild auf der Oberfläche der fotoleitenden Schicht erzeugt. Das resultierende Tonerbild kann auf eine geeignete End- oder Zwischenempfangsoberfläche, wie Papier, übertragen werden, oder die fotoleitende Schicht kann als Endrezeptor für das Bild wirken. Das Abbildungsverfahren kann vielmals wiederholt werden, um ein einzelnes Bild fertig zu stellen, z. B. durch Übereinanderlegen von Bildern von verschiedenen Farbkomponenten oder Schattenbilder bewirken, wie das Übereinanderlegen von Bildern von verschiedenen Farben zum Bilden eines Vollfarbendbildes und/oder zum Reproduzieren zusätzlicher Bilder.
  • Es sind sowohl fotoleitende Einzelschicht- als auch Mehrschichtelemente verwendet worden. In Einzelschichtausführungsformen werden ein Ladungstransportmaterial und ein ladungserzeugendes Material mit einem polymeren Bindemittel vereinigt und dann auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden. In Mehrschichtausführungsformen sind das Ladungstransportmaterial und das ladungserzeugende Material in dem Element in getrennten Schichten vorhanden, wobei jede von ihnen optional mit einem polymeren Bindemittel, das auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden ist, vereinigt werden kann. Für ein fotoleitendes Zweischichtelement sind zwei Anordnungen möglich. In einer Zweischichtanordnung (der "Dualschicht"-anordnung) wird die ladungserzeugende Schicht auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden, und die Ladungstransportschicht wird auf der ladungserzeugenden Schicht abgeschieden. In einer anderen Zweischichtanordnung ("die umgekehrte Dualschicht"-anordnung) ist die Reihenfolge der Ladungstransportschicht und der ladungserzeugenden Schicht umgekehrt.
  • In sowohl den fotoleitenden Einzelschicht- als auch Mehrschichtelementen ist der Zweck des ladungserzeugenden Materials, Ladungsträger (d. h. Löcher und/oder Elektronen) beim Belichten mit Licht zu erzeugen. Der Zweck des Ladungstransportmaterials ist, wenigstens einen Typ dieser Ladungsträger anzunehmen und sie durch die Ladungstransportschicht zu transportieren, um die Entladung einer Oberflächenaufladung auf dem fotoleitenden Element zu erleichtern. Das Ladungstransportmaterial kann eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransportverbindung oder eine Kombination von beiden sein. Wenn eine Ladungstransportverbindung verwendet wird, nimmt die Ladungstransportverbindung die Löcherträger an und transportiert sie durch die Schicht mit der Ladungstransportverbindung. Wenn eine Elektronentransportverbindung verwendet wird, nimmt die Elektronentransportverbindung die Elektronenträger an und transportiert sie durch die Schicht mit der Elektronentransportverbindung.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, Organofotorezeptoren, elektrofotografische Abbildungsvorrichtungen, elektrofotografische Abbildungsverfahren und Ladungstransportmaterialien bereitzustellen, die typischerweise allgemein (a) gute und/oder vorteilhafte und/oder verwendbare Eigenschaft(en) oder Kombinationen solcher Eigenschaften aufweisen und sich typischerweise bevorzugt wenigstens einem oder einigen der Probleme und wenigstens einer oder einigen Beschränkungen in der Technik zuwenden.
  • Ein bevorzugtes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, Organofotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften bereitzustellen.
  • Ein weiter bevorzugtes Ziel der vorliegenden Erfindung oder von Ausführungsformen davon ist, verbesserte Organofotorezeptoren bereitzustellen, bevorzugt mit verbesserten Eigenschaften, wie verbesserte elektrostatische Eigenschaften, besonders im Vergleich mit bekannten Organofotorezeptoren.
  • Darüber hinaus ist ein weiter bevorzugtes Ziel der vorliegenden Erfindung oder von Ausführungsformen davon, Ladungstransportmaterialien für Organofotorezeptoren bereitzu stellen, die gute mechanische und/oder chemische und/oder elektrostatische Eigenschaften und/oder eine Kombination von guten mechanischen und elektrostatischen Eigenschaften aufweisen.
  • Geeigneterweise ist ein weiteres Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, Organofotorezeptoren und eine elektrofotografische Abbildungsvorrichtung bereitzustellen, die verwendet werden können, um Bilder von hoher Qualität, selbst nach wiederholtem periodischem Durchlaufen, eine elektrofotografische Vorrichtung, welche die Organofotorezeptoren verwendet, und elektrofotografische Abbildungsverfahren, welche die Organofotorezeptoren/Ladungstransportmaterialien verwenden, bereitzustellen.
  • Andere Ziele und/oder Vorteile der Erfindung werden teils in der folgenden Beschreibung wiedergegeben und werden teils aus der Beschreibung ersichtlich oder offensichtlich oder können durch die Ausführung der Erfindung ersichtlich oder gelernt werden.
  • Diese Erfindung versucht in geeigneter Weise Organofotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften, wie hohe Vacc und niedrige Vdis, bereitzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Organofotorezeptor, eine elektrofotografische Abbildungsvorrichtung, ein elektrofotografisches Abbildungsverfahren und ein Ladungstransportmaterial, wie in den beigefügten Patentansprüchen wiedergegeben, bereitgestellt. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind aus den abhängigen Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung ersichtlich.
  • In einem ersten Aspekt umfasst ein Organofotorezeptor ein elektrisch leitendes Substrat und ein fotoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat, wobei das fotoleitende Element umfasst:
    • (a) ein Ladungstransportmaterial der Formel
      Figure 00030001
      worin R1 und R2 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind; R3 und R4 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind; X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind, wie eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe, wie Cycloalkylgruppen und eine Benzogruppe; Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe umfassen, wie eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe und eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe; und Z eine Brückengruppe der Formel -Q1-X3-Q2- ist, worin Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und
    • (b) eine ladungserzeugende Verbindung.
  • Bevorzugt umfassen Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe.
  • Bevorzugt sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  • Bevorzugter sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2-.
  • Bevorzugt umfasst das fotoleitende Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.
  • Bevorzugt umfasst das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung.
  • Bevorzugt umfasst das fotoleitende Element weiter ein Bindemittel.
  • Der Organofotorezeptor kann z. B. in Form einer Platte, eines flexiblen Bandes, einer flexiblen Scheibe, eines Blattes, einer starren Trommel oder einer Folie um eine starre oder nachgiebige Trommel herum bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform umfasst der Fotorezeptor (a) ein fotoleitendes Element, welches das Ladungstransportmaterial, die ladungserzeugende Verbindung, ein zweites Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfasst, und (b) das elektrisch leitende Substrat.
  • In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrofotografische Abbildungsvorrichtung bereitgestellt, die (a) eine Lichtabbildungskomponente und (b) den hierin beschriebenen Organofotorezeptor umfasst, der so orientiert ist, dass er Licht von der Lichtabbildungskomponente empfängt. Die Vorrichtung kann bevorzugt ferner einen Tonerspender, bevorzugter einen Flüssigtonerspender, umfassen. Das Verfahren der elektrofotografischen Abbildung mit Fotorezeptoren, welche die vorstehend genannten Ladungstransportmaterialien enthalten, wird ebenfalls beschrieben.
  • In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrofotografisches Abbildungsverfahren bereitgestellt, das umfasst (a) das Aufbringen einer elektrischen Ladung auf eine Oberfläche des hierin beschriebenen Organofotorezeptors, (b) das bildweise Aussetzen der Oberfläche des Organofotorezeptors gegen Strahlung, um Ladung in ausgewählten Bereichen abzuführen und dadurch ein Muster von wenigstens relativ geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche zu bilden, (c) das in Berührungbringen der Oberfläche mit einem Toner, wie ein flüssiger Toner, der eine Dispersion von Färbemittelteilchen in einer organischen Flüssigkeit umfasst, um ein Tonerbild zu erzeugen, und (d) das Übertragen des Tonerbildes auf ein Substrat.
  • In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladungstransportmaterial mit der vorstehenden Formel (I) bereitgestellt, d. h. die Formel
    Figure 00060001
    worin R1 und R2 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind;
    R3 und R4 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind;
    X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind, wie eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe, wie Cycloalkylgruppen und eine Benzogruppe;
    Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe, wie eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe und eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, umfassen; und
    Z eine Brückengruppe mit der Formel -Q1-X3-Q2- ist, wo Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, wo R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist.
  • Bevorzugt ist X3 eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt sind Q1 und Q2 jeweils unabhängig S.
  • Bevorzugt sind R5 und R6 jeweils unabhängig eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt sind Q1, Q2 und Q3 jeweils unabhängig S.
  • Die Erfindung stellt geeignete Ladungstransportmaterialien für Organofotorezeptoren bereit, die eine Kombination von guten mechanischen und elektrostatischen Eigenschaften aufweisen. Diese Fotorezeptoren können erfolgreich mit Tonern, wie flüssige Toner, zum Herstellen von Bildern hoher Qualität verwendet werden. Die hohe Qualität des Abbildungssystems kann nach wiederholtem periodischem Durchlaufen aufrechterhalten werden. Die Erfindung und/oder Ausführungsformen davon stellen Organofotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften, wie hohe Vacc und niedrige Vdis, bereit.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer besonderen Ausführungsformen und aus den Patentansprüchen ersichtlich.
  • Hierin beschriebene Merkmale und Ausführungsformen der ersten, zweiten, dritten und vierten Aspekte der vorliegenden Erfindung können als bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen von einem, einigen oder sämtlichen anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung angesehen werden, d. h. die anderen Aspekte sind die übrig bleibenden ersten, zweiten, dritten und vierten Aspekte.
  • Ein Organofotorezeptor, wie hierin beschrieben, hat ein elektrisch leitendes Substrat und ein fotoleitendes Element, das eine ladungserzeugende Verbindung und ein Ladungstransportmaterial mit zwei Arylaminohydrazongruppen umfasst, die aneinander durch Brücken- und Verbindungsgruppen gebunden sind. Diese Ladungstransportmaterialien haben erwünschte Eigenschaften, wie sich durch ihr Verhalten in Organofotorezeptoren für die Elektrofotografie zeigte. Insbesondere haben die Ladungstransportmaterialien dieser Erfindung hohe Ladungsträgerbeweglichkeiten und gute Verträglichkeit mit verschiedenen Bindemittelmaterialien und besitzen ausgezeichnete elektrofotografische Eigenschaften. Die Organofotorezeptoren gemäß dieser Erfindung haben allgemein eine hohe Fotoempfindlichkeit, ein niedriges Restpotenzial und eine hohe Stabilität bezüglich der Zyklusprüfung, der Kristallisation und der Biegung und Streckung des Organofotorezeptors. Die Organofotorezeptoren sind insbesondere sowohl in Laserdruckern und Ähnlichen als auch in Faxmaschinen, Fotokopierern, Scannern und anderen elektronischen Vorrichtungen auf der Grundlage der Elektrofotografie verwendbar. Die Verwendung dieser Ladungstransportmaterialien wird im Einzelnen nachstehend in Verbindung mit einer Verwendung für Laserdrucker beschrieben, obwohl ihre Anwendung in anderen Vorrichtungen, die durch Elektrofotografie betrieben werden, aus der nachstehenden Diskussion verallgemeinert werden kann.
  • Um Bilder hoher Qualität herzustellen, insbesondere nach zahlreichen Zyklen, ist es für die Ladungstransportmaterialien erwünscht, dass sie eine homogene Lösung mit dem polymeren Bindemittel bilden und in dem Organofotorezeptormaterial während des periodischen Durchlaufens des Materials annähernd homogen verteilt bleiben. Zusätzlich ist es erwünscht, die Ladungsmenge zu erhöhen, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann (angegeben durch einen Parameter, der als Aufnahmespannung oder "Vacc" bekannt ist) und die Retention dieser Ladung beim Entladen (angegeben durch einen Parameter, der als Entladungsspannung oder "Vdis" bekannt ist) zu verringern.
  • Die Ladungstransportmaterialien können als eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung klassifiziert werden. Es gibt zahlreiche Ladungstransportverbindungen und Elektronentransportverbindungen, die in der Technik der Elektrofotografie bekannt sind. Nicht beschränkende Beispiele von Ladungstransportverbindungen umfassen z. B. Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate, Enaminderivate, Enamin-Stilben-Derivate, Hydrazonderivate, Carbazol-Hydrazon-Derivate, N,N-disubstituierte Arylamine, wie Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen und die Ladungstransportverbindungen, die in den US-Patentschriften Nr. 6,689,523, 6,670,085 und 6,696,209 und in den US-Patentanmeldungen Nr. 10/431,135 (veröffentlicht als US 2003/0232261 A1), 10/431,138 (veröffentlicht als US 2003/0232264 A1), 10/699,364, (veröffentlich als US 2005/95519 A1), 10/663,278 (veröffentlicht als US 2005/0058916 A1), 10/699,581 (veröffentlicht als US 2005/95518 A1), 10/449,554 (veröffentlicht als US 2003/0219662 A1), 10/748,496 (veröffentlicht als US 2004/0151998 A1), 10/789,094 (veröffentlicht als US 2004/0241563 A1), 10/644,547 (veröffentlicht als US 2004/0106054 A1), 10/749,174 (veröffentlicht als US 2004/0152002 A1), 101749,171 (veröffentlicht als US 2004/0170910 A1), 10/749,418 (veröffentlicht als US 2005/147903 A1), 10/699,039 (veröffentlicht als US 2005/95517 A1), 10/695,581 (veröffentlicht als US 2005/89781 A1), 10/692,389 (veröffentlicht als US 2005/89780 A1), 10/634,164 (veröffentlicht als US 2004/0081903 A1), 10/663,970 (veröffentlicht als US-Patent Nr. 6,768,010), 10/749,164 (veröffentlicht als US 2004/0157145 A1), 10/772,068 (veröffentlicht als US 2004/0161685 A1), 10/749,178 (veröffentlicht als US 2005/147904 A1), 10/758,869 (veröffentlicht als US 2005/158642 A1), 10/695,044 (veröffentlicht als US 2005/89783 A1), 10/772,069 (veröffentlicht als US 2004/0191655 A1), 10/789,184, 10/789,077, 10/775,429 (veröffentlicht als US 2004/0219446 A1), 101670,483 (veröffentlicht als US 2005/0069793 A1), 10/671,255 (veröffentlicht als US 2005/0069795 A1), 10/663,971 (veröffentlicht als US 2005/0058920 A1), 10/760,039 (veröffentlicht als US 2004/0265717 A1) beschrieben sind.
  • Nicht beschränkende Beispiele von Elektronentransportverbindungen umfassen z. B. Bromanilin, Tetracyanethylen, Tetracyanchinodimethan, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthon, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, 2,6,8-Trinitroindeno[1,2-b]thiophen-4-on und 1,3,7-Trinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid, (2,3-Diphenyl-1-indenyliden)malononitril, 4H-Thiopyran-1,1-dioxid und seine Derivate, wie 4-Dicyanmethylen-2,6-diphenyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid, 4-Dicyanmethylen-2,6-di-m-toiyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid, und unsymmetrisch substituiertes 2,6-Diaryl-4H-thiopyran-1,1-dioxid, wie 4H-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-phenyl-4-(dicyanmethyliden)thiopyran und 4H-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-(2-thienyl)-4-(dicyanmethyliden)thiopyran, Derivate von Phospha-2,5-cyclohexadien, Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malononitrilderivate, wie (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malononitril, (4-Phenethoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malononitril, (4-Carbitoxy-9-fluorenyliden)malononitril und Diethyl(4-n-butoxycarbonyl-2,7-dinitro-9-fluorenyliden)malonat, Anthrachinodimethanderivate, wie 11,11,12,12-Tetracyan-2-alkylanthrachinodimethan und 11,11-Dicyan-12,12-bis(ethoxycarbonyl)anthrachinodimethan, Anthronderivate, wie 1-Chlor-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 1,8-Dichlor-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 1,8-Dihydroxy-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron und 1-Cyan-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen)anthron, 7-Nitro-2-aza-9-fluorenylidenmalononitril, Diphenochinonderivate, Benzochinonderivate, Naphthochinonderivate, Chininderivate, Tetracyanethylencyanethylen, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, Dinitrobenzolderivate, Dinitroanthracenderivate, Dinitroacridinderivate, Nitroanthrachinonderivate, Dinitroanthrachinonderivate, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Dibrommaleinsäureanhydrid, Pyrenderivate, Carbazolderivate, Hydrazonderivate, N,N-Dialkylanilinderivate, Diphenylaminderivate, Triphenylaminderivate, Triphenylmethanderivate, Tetracyanchinodimethan, 2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,7-Trinitro-9-dicyanmethylenfluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthonderivate, 2,4,8-Trinitrothioxanthonderivate, 1,4,5,8-Naphthalinbisdicarboximidderivate, wie in den US-Patentschriften Nr. 5,232,800, 4,468,444 und 4,442,193 beschrieben, und Phenylazochinolidderivate, wie in der US-Patentschrift Nr. 6,472,514 beschrieben. In einigen interessierenden Ausführungsformen umfasst die Elektronentransportverbindung ein (Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malononitrilderivat, wie (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malononitril und 1,4,5,8-Naphthalinbisdicarboximidderivate.
  • Obwohl zahlreiche Ladungstransportmaterialien erhältlich sind, besteht ein Bedürfnis für andere Ladungstransportmaterialien, um die verschiedenen Erfordernisse von besonderen Elektrofotografieanwendungen zu erfüllen.
  • In Elektrofotografieanwendungen absorbiert eine ladungserzeugende Verbindung in einem Organofotorezeptor Licht zur Bildung von Elektron-Loch-Paaren. Diese Elektronen und Löcher können über einen geeigneten Zeitrahmen unter einem starken elektrischen Feld transportiert werden, wobei eine Oberflächenladung, welche das Feld erzeugt, lokal entladen wird. Die Entladung des Feldes an einer besonderen Stelle führt zu einem Oberflächenladungsmuster, das im Wesentlichen dem durch das Licht gezogenen Muster entspricht. Dieses Ladungsmuster kann dann verwendet werden, um die Tonerabscheidung zu leiten. Die hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien sind besonders wirksam beim Transportieren von Ladung und insbesondere von Löchern von den Elektron-Loch-Paaren, die durch die ladungserzeugende Verbindung gebildet werden. In einigen Ausführungsformen kann eine spezielle Elektronentransportverbindung oder Ladungstransportverbindung auch zusammen mit dem Ladungstransportmaterial dieser Erfindung verwendet werden.
  • Die Schicht oder Schichten von Materialien, welche die ladungserzeugende Verbindung und die Ladungstransportmaterialien enthalten, befinden sich in einem Organofotorezeptor. Um ein zweidimensionales Bild unter Verwendung des Organofotorezeptors zu drucken, hat der Organofotorezeptor eine zweidimensionale Oberfläche zum Bilden wenigstens eines Teils des Bildes. Das Abbildungsverfahren setzt sich dann fort durch periodisches Durchlaufen des Organofotorezeptors zum Vervollständigen der Bildung des gesamten Bildes und/oder zur Verarbeitung von nachfolgenden Bildern.
  • Der Organofotorezeptor kann in Form einer Platte, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer starren Trommel, einer Folie um eine starre oder nachgiebige Trommel herum oder Ähnlichem bereitgestellt werden. Das Ladungstransportmaterial kann in der gleichen Schicht wie die ladungserzeugende Verbindung und/oder in einer von der ladungs erzeugenden Verbindung verschiedenen Schicht vorhanden sein. Zusätzliche Schichten können ebenfalls verwendet werden, wie nachstehend weiter beschrieben.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Organofotorezeptormaterial z. B. (a) eine Ladungstransportschicht, die das Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfasst, (b) eine ladungserzeugende Schicht, welche die ladungserzeugende Verbindung und ein polymeres Bindemittel umfasst, und (c) das elektrisch leitende Substrat. Die Ladungstransportschicht kann sich zwischen der ladungserzeugenden Schicht und dem elektrisch leitenden Substrat befinden. Alternativ kann sich die ladungserzeugende Schicht zwischen der Ladungstransportschicht und dem elektrisch leitenden Substrat befinden. In weiteren Ausführungsformen hat das Organofotorezeptormaterial eine Einzelschicht mit sowohl einem Ladungstransportmaterial als auch einer ladungserzeugenden Schicht in einem polymeren Bindemittel.
  • Die Organofotorezeptoren können in eine elektrofotografische Abbildungsvorrichtung, wie Laserdrucker, eingearbeitet sein. In diesen Vorrichtungen wird ein Bild aus physikalischen Ausführungsformen gebildet und in ein Lichtbild umgewandelt, das auf den Organofotorezeptor zum Bilden eines latenten Oberflächenbildes gescannt wird. Das latente Oberflächenbild kann verwendet werden, um Toner auf die Oberfläche des Organofotorezeptors anzuziehen, in welchem das Tonerbild das gleiche oder das Negativ des auf den Organofotorezeptor projizierten Lichtbildes ist. Der Toner kann ein flüssiger Toner oder ein trockener Toner sein. Der Toner wird anschließend von der Oberfläche des Organofotorezeptors auf eine Empfangsoberfläche, wie ein Blatt Papier, übertragen. Nach der Übertragung des Toners wird die Oberfläche entladen, und das Material ist wieder zum Zyklisieren bereit. Die Abbildungsvorrichtung kann weiter z. B. eine Mehrzahl von Trägerwalzen zum Transportieren eines Papierempfangsmediums und/oder zur Bewegung des Fotorezeptors, eine Lichtabbildungskomponente mit geeigneter Optik zum Bilden des Lichtbildes, eine Lichtquelle, wie ein Laser, eine Tonerquelle und ein Zufuhrsystem und ein geeignetes Kontrollsystem umfassen.
  • Ein elektrofotografisches Abbildungsverfahren kann allgemein umfassen (a) das Aufbringen einer elektrischen Ladung auf eine Oberfläche des hierin beschriebenen Organofotorezeptors, (b) das bildweise Aussetzen der Oberfläche des Organofotorezeptors gegen Strahlung, um Ladung in ausgewählten Bereichen abzuführen und dadurch ein Muster von geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche zu bilden, (c) das in Be rührungbringen der Oberfläche mit einem Toner, wie ein flüssiger Toner, der eine Dispersion von Färbemittelteilchen in einer organischen Flüssigkeit umfasst, um ein Tonerbild zu erzeugen, um Toner auf die geladenen oder ungeladenen Bereiche des Organofotorezeptors anzuziehen, und (d) das Übertragen des Tonerbildes auf ein Substrat.
  • Wie hierin beschrieben, umfasst ein Organofotorezeptor ein Ladungstransportmaterial der Formel
    Figure 00120001
    worin R1 und R2 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind;
    R3 und R4 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind;
    X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind, wie eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe, wie Cycloalkylgruppen und eine Benzogruppe;
    Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe umfassen, wie eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe und eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe; und
    Z eine Brückengruppe der Formel -Q1-X3-Q2- ist, worin Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist.
  • Bevorzugt umfassen Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe.
  • Bevorzugt sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  • Bevorzugter sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2-.
  • Bevorzugt ist X3 eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt sind Q1 und Q2 jeweils unabhängig S.
  • Bevorzugt sind R5 und R6 jeweils unabhängig eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt sind Q1, Q2 und Q3 jeweils unabhängig S.
  • Bevorzugt ist X3 eine Arylgruppe, Q1, Q2 und Q3 sind jeweils unabhängig S, und R5 und R6 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt umfasst das fotoleitende Element des Organofotorezeptors weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.
  • Bevorzugt umfasst das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung.
  • Bevorzugt umfasst das fotoleitende Element des Organofotorezeptors weiter ein Bindemittel.
  • In einigen Ausführungsformen sind R3 und R4 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind R3 und R4 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind R3 und R4 jeweils H.
  • In einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind R1 und R2 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe, insbesondere eine Arylgruppe, weiter insbesondere Phenyl. In einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils Phenyl.
  • In einigen Ausführungsformen sind Y1 und Y2 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind Y1 und Y2 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe, insbesondere eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, weiter insbesondere eine Carbazolylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe. In weiteren Ausführungsformen sind Y1 und Y2 die gleiche Carbazolyl- oder N,N-disubstituierte Arylaminogruppe.
  • In einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind X1 und X2 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)m-, wo m eine ganze Zahl zwischen 1 und 16 einschließlich, insbesondere zwischen 1 und 8 einschließlich, weiter insbesondere zwischen 1 und 4 einschließlich und bevorzugt 2 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa- Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  • In einigen Ausführungsformen ist Z symmetrisch. In anderen Ausführungsformen ist X unsymmetrisch.
  • In bestimmten Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe, insbesondere eine Arylgruppe, weiter insbesondere Phenyl; R3 und R4 sind jeweils H; Y1 und Y2 sind jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, weiter insbesondere eine Carbazolylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, noch weiter insbesondere die gleiche Carbazolyl- oder N,N-disubstituierte Arylaminogruppe; X1 und X2 sind jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2-; Z ist die Gruppe -Q1-X3-Q2-, worin X3 die Gruppe -R5-Q3-R6- ist, und worin Q1, Q2 und Q3 jeweils unabhängig S sind, und R5 und R6 jeweils unabhängig eine Arylgruppe, insbesondere eine Gruppe -C6H4-, sind.
  • Eine heterocyclische Gruppe umfasst eine monocyclische oder polycyclische (z. B. bicyclische, tricyclische usw.) Ringverbindung mit wenigstens einem Heteroatom (z. B. O, S, N, P, B, Si usw.) in dem Ring.
  • Eine aromatische Gruppe kann jedes konjugierte Ringsystem sein, das 4n + 2pi-Elektronen enthält. Es sind viele Kriterien zum Bestimmen der Aromatizität verfügbar. Ein in weitem Umfang verwendetes Kriterium für die quantitative Bewertung der Aromatizität ist die Resonanzenergie. Speziell hat eine aromatische Gruppe eine Resonanzenergie. In einigen Ausführungsformen beträgt die Resonanzenergie der aromatischen Gruppe wenigstens 10 kJ/mol. In weiteren Ausführungsformen ist die Resonanzenergie der aromatischen Gruppe größer als 0,1 kJ/mol. Aromatische Gruppen können als eine aromatische heterocyclische Gruppe, die wenigstens ein Heteroatom in dem 4n + 2pi-Elektronenring enthält, oder als eine Arylgruppe, die kein Heteroatom in dem 4n + 2pi-Elektronenring enthält, klassifiziert werden. Die aromatische Gruppe kann eine Kombination von aromatischer heterocyclischer Gruppe und Arylgruppe umfassen. Nichtsdestoweniger kann entweder die aromatische heterocyclische Gruppe oder die Arylgruppe wenigstens ein Heteroatom in einem Substituent enthalten, der an den 4n + 2pi-Elektronenring gebunden ist. Weiterhin kann entweder die aromatische heterocyclische Gruppe oder die Arylgruppe einen monocyclischen oder polycyclischen (wie bicyclischen, tricyclischen usw.) Ring umfassen.
  • Nicht beschränkende Beispiele der aromatischen heterocyclischen Gruppe sind Furanyl, Thiophenyl, Pyrrolyl, Indolyl, Carbazolyl, Benzofuranyl, Benzothiophenyl, Dibenzofuranyl, Dibenzothiophenyl, Pyridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Triazinyl, Tetrazinyl, Pentazinyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Cinnolinyl, Phthalazinyl, Chinazolinyl, Chinoxalinyl, Naphthyridinyl, Acridinyl, Phenanthridinyl, Phenanthrolinyl, Anthyridinyl, Purinyl, Pteridinyl, Alloxazinyl, Phenazinyl, Phenothiazinyl, Phenoxazinyl, Phenoxathiinyl, Dibenzo(1,4)dioxinyl, Thianthrenyl und eine Kombination davon. Die aromatische heterocyclische Gruppe kann auch eine Kombination der vorstehenden aromatischen heterocyclischen Gruppen umfassen, die entweder durch eine Bindung (wie in Bicarbazolyl) oder durch eine Verbindungsgruppe (wie in 1,6-Di(10H-10-phenothiazinyl)hexan) miteinander verbunden sind. Die Verbindungsgruppe kann eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine Kombination davon umfassen. Weiterhin kann die Verbindungsgruppe wenigstens ein Heteroatom, wie O, S, Si und N, umfassen.
  • Nicht beschränkende Beispiele der Arylgruppe sind die Phenyl-, Naphthyl-, Benzyl- oder Tolanylgruppe, die Sexiphenylen-, Phenanthrenyl-, Anthracenyl-, Coronenyl- und Tolylphenylgruppe. Die Arylgruppe kann auch jede Kombination der vorstehenden Arylgruppen umfassen, die entweder durch eine Bindung (wie in der Biphenylgruppe) oder durch eine Verbindungsgruppe (wie in der Stilbenyl-, Diphenylsulfon- und einer Arylaminogruppe) miteinander verbunden sind. Die Verbindungsgruppe kann eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine Kombination davon umfassen. Weiterhin kann die Verbindungsgruppe wenigstens ein Heteroatom, wie O, S, Si und N, umfassen.
  • Eine Substitution ist in weitem Umfang an den chemischen Gruppen erlaubt, um verschiedene physikalische Wirkungen auf die Eigenschaften der Verbindungen zu beeinflussen, wie Beweglichkeit, Empfindlichkeit, Löslichkeit, Stabilität und Ähnliches, wie es allgemein in der Technik bekannt ist. Bei der Beschreibung chemischer Substituenten gibt es bestimmte in der Technik übliche Praktiken, die sich in der Verwendung der Sprache widerspiegeln. Der Ausdruck Gruppe zeigt an, dass die generisch wiedergegebene chemische Einheit (z. B. Alkylgruppe, Phenylgruppe, aromatische Gruppe, Arylaminogruppe, Julolidinylgruppe, Carbazolylgruppe, N,N-disubstituierte Arylaminogruppe usw.) daran jeden Substituent haben kann, der mit der Bindungsstruktur dieser Gruppe vereinbar ist. Wo z. B. der Ausdruck "Alkylgruppe" verwendet wird, umfasst dieser Ausdruck nicht nur unsubstituierte lineare, verzweigte und cyclische Alkyle, wie Methyl, Ethyl, Iso propyl, tert-Butyl, Cyclohexyl, Dodecyl und Ähnliche, sondern auch Substituenten mit Heteroatom, wie 3-Ethoxypropyl, 4-(N,N-Diethylamino)butyl, 3-Hydroxypentyl, 2-Thiolhexyl, 1,2,3-Tribrompropyl und Ähnliche, und aromatische Gruppe, wie Phenyl, Naphthyl, Carbazolyl, Pyrrolyl und Ähnliche. Wie es mit einer solchen Nomenklatur vereinbar ist, ist jedoch keine Substitution von dem Ausdruck umfasst, welche die grundlegende Bindungsstruktur der zugrunde liegenden Gruppe verändern würde. Wo z. B. eine Phenylgruppe wiedergegeben ist, würde eine Substitution, wie 2- oder 4-Aminophenyl, 2- oder 4-N,N-disubstituiertes Aminophenyl, 2,4-Dihydroxyphenyl, 2,4,6-Trithiophenyl, 2,4,6-Trimethoxyphenyl und Ähnliches in der Terminologie annehmbar sein, während eine Substitution 1,1,2,2,3,3-Hexamethylphenyl nicht annehmbar wäre, da diese Substitution erfordern würde, dass die Ringbindungsstruktur der Phenylgruppe in eine nicht aromatische Form geändert würde. Wo der Ausdruck Komponente (moiety) verwendet wird, wie Alkylkomponente oder Phenylkomponente, zeigt diese Terminologie an, dass das chemische Material nicht substituiert ist. Wo der Ausdruck Alkylkomponente (alkyl moiety) verwendet wird, bedeutet dieser Ausdruck nur eine unsubstituierte Alkylkohlenwasserstoffgruppe, entweder verzweigt, geradkettig und cyclisch.
  • Im Allgemeinen und ausgenommen, wo es hierin anders angegeben ist, gilt das Folgende. Bevorzugte Alkyl(oder Alk-, wie z. B. in Alkoxy-)gruppen sind C1-24-Alkyl, insbesondere C1-16-Alkyl, weiter insbesondere C1-12-Alkyl, noch weiter insbesondere C1-8-Alkyl, noch weiter insbesondere C1-6-Alkyl, noch weiter insbesondere C1-4-Alkyl, entweder substituiert oder unsubstituiert, entweder linear, verzweigt oder cyclisch (wo anwendbar), z. B. linear oder verzweigt. Bevorzugte Alkenylgruppen sind C2-20-Alkenyl, insbesondere C2-16-Alkenyl, weiter insbesondere C2-12-Alkenyl, noch weiter insbesondere C2-8-Alkenyl, noch weiter insbesondere C2-6-Alkenyl, noch weiter insbesondere C2-4-Alkenyl, entweder substituiert oder unsubstituiert, entweder linear, verzweigt oder cyclisch (wo anwendbar), z. B. linear oder verzweigt. Bevorzugte Alkinylgruppen sind C2-20-Alkinyl, insbesondere C2-16-Alkinyl, weiter insbesondere C2-12-Alkinyl, noch weiter insbesondere C2-8-Alkinyl, noch weiter insbesondere C2-6-Alkinyl, noch weiter insbesondere C2-4-Alkinyl, entweder substituiert oder unsubstituiert, entweder linear, verzweigt oder cyclisch (wo anwendbar), z. B. linear oder verzweigt. Bevorzugteres Cycloalkyl ist C5-20-Cycloalkyl, insbesondere C5-10-Cycloalkyl. Bevorzugtes Amino ist -NH2. Bevorzugte heterocyclische Gruppen sind monocyclische, bicyclische oder tricyclische Ringverbindungen mit wenigstens einem Heteroatom, ausgewählt aus der Liste O, S, N, P, B und Si, in dem Ring.
  • Organofotorezeptoren
  • Der Organofotorezeptor kann z. B. in Form einer Platte, eines Blattes, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer starren Trommel oder einer Folie um eine starre oder nachgiebige Trommel herum vorliegen, wobei flexible Bänder und starre Trommeln gewöhnlich in industriellen Ausführungsformen verwendet werden. Der Organofotorezeptor kann z. B. ein elektrisch leitendes Substrat und auf dem elektrisch leitenden Substrat ein fotoleitendes Element in Form einer oder mehrerer Schichten umfassen. Das fotoleitende Element kann in einigen Ausführungsformen sowohl ein Ladungstransportmaterial und eine ladungserzeugende Verbindung in einem polymeren Bindemittel, das in der gleichen Schicht vorliegen oder nicht vorliegen kann, als auch ein zweites Ladungstransportmaterial, wie eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung, umfassen. So kann z. B. das Ladungstransportmaterial und die ladungserzeugende Verbindung in einer einzigen Schicht vorliegen. In anderen Ausführungsformen umfasst das fotoleitende Element jedoch eine Zweischichtkonstruktion, die eine ladungserzeugende Schicht und eine getrennte Ladungstransportschicht aufweist. Die ladungserzeugende Schicht kann zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und der Ladungstransportschicht angeordnet sein. Alternativ kann das fotoleitende Element eine Struktur haben, in welcher sich die Ladungstransportschicht zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und der ladungserzeugenden Schicht befindet.
  • Das elektrisch leitende Substrat kann flexibel, z. B. in Form eines flexiblen Gewebes oder eines Bandes, oder nicht flexibel, z. B. in Form einer Trommel, sein. Eine Trommel kann eine Hohlzylinderstruktur haben, die eine Befestigung der Trommel an einen Antrieb vorsieht, welcher die Trommel während des Abbildungsverfahrens dreht. Typischerweise umfasst ein flexibles elektrisch leitendes Substrat ein elektrisch isolierendes Substrat und eine dünne Schicht von elektrisch leitendem Material, auf welches das fotoleitende Material aufgebracht ist.
  • Das elektrisch isolierende Substrat kann Papier oder ein filmbildendes Polymer sein, wie Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat), Polyimid, Polysulfon, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylharz, Polyvinylfluorid, Polystyrol und Ähnliches. Spezielle Beispiele von Polymeren für Trägersubstrate umfassen z. B. Polyethersulfon (STABAR® S-100, erhältlich von ICI), Polyvinylfluorid (Tedlar®, erhältlich von E.I. DuPont de Nemours & Company), Polybisphenol-A-polycarbonat (MAKROFOL®, erhältlich von Mobay Chemical Company) und amorphes Polyethylenterephthalat (MELINAR®, erhältlich von ICI Americas, Inc.). Die elektrisch leitenden Materialien können Graphit, dispergierter Ruß, Iod, leitende Polymere, wie Polypyrrole und leitendes Polymer 261 Calgon® (im Handel erhältlich von Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa.), Metalle, wie Aluminium, Titan, Chrom, Messing, Gold, Kupfer, Palladium, Nickel oder nicht rostender Stahl, oder Metalloxid, wie Zinnoxid oder Indiumoxid, sein. In besonders interessierenden Ausführungsformen ist das elektrisch leitende Material Aluminium. Gewöhnlich hat das Fotoleitersubstrat eine passende Dicke, um die erforderliche mechanische Stabilität bereitzustellen. So haben z. B. flexible Gewebesubstrate gewöhnlich eine Dicke von etwa 0,01 bis etwa 1 mm, während Trommelsubstrate gewöhnlich eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm haben.
  • Die ladungserzeugende Verbindung ist ein Material, das befähigt ist, Licht zu absorbieren, um Ladungsträger zu erzeugen (wie ein Farbstoff oder Pigment). Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten ladungserzeugenden Verbindungen umfassen z. B. metallfreie Phthalocyanine (z. B. metallfreies Phthalocyanin ELA 8034, erhältlich von H.W. Sands, Inc. oder Sanyo Color Works, Ltd., CGM-X01), Metallphthalocyanine, wie Titanphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin (auch als Titanyloxyphthalocyanin bezeichnet und jede kristalline Phase oder Mischung von kristallinen Phasen umfassend, die als ladungserzeugende Verbindung wirken können), Hydroxygalliumphthalocyanin, Squaryliumfarbstoffe und -pigmente, hydroxysubstituierte Squaryliumpigmente, Perylimide, mehrkernige Chinone, erhältlich von Allied Chemical Corporation unter der Handelsbezeichnung INDOFAST® Double Scarlet, INDOFAST® Violet Lake B, INDOFAST® Brilliant Scarlet und INDOFAST® Orange, Chinacridone, erhältlich von DuPont unter der Handelsbezeichnung MONASTRAL® Red, MONASTRAL® Violet und MONASTRAL® Red Y, von Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente, einschließlich der Perinone, Tetrabenzoporphyrine und Tetranaphthaloporphyrine, Indigo- und Thioindigofarbstoffe, Benzothioxanthenderivate, von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente, Polyazopigmente einschließlich Bisazo-, Trisazo- und Tetrakisazopigmente, Polymethinfarbstoffe, Chinazolingruppen enthaltende Farbstoffe, tertiäre Amine, amorphes Selen, Selenlegierungen, wie Selen-Tellur, Selen-Tellur-Arsen und Selen-Arsen, Cadmiumsulfoselenid, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid und Mischungen davon. Für einige Ausführungsformen umfasst die ladungserzeugende Verbindung Oxytitanphthalocyanin (z. B. eine Phase davon), Hydroxygalliumphthalocyanin oder eine Kombination davon.
  • Die fotoleitende Schicht dieser Erfindung kann optional ein zweites Ladungstransportmaterial enthalten, das eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransportverbindung oder eine Kombination von beiden sein kann. Gewöhnlich kann jede Ladungstransportverbindung oder Elektronentransportverbindung, die in der Technik bekannt ist, als zweites Ladungstransportmaterial verwendet werden.
  • Eine Elektronentransportverbindung und ein UV-Lichtstabilisator können eine synergistische Beziehung zur Bereitstellung eines erwünschten Elektronenflusses in dem Fotoleiter haben. Die Anwesenheit von UV-Lichtstabilisatoren ändert die Elektronentransporteigenschaften der Elektronentransportverbindungen zum Verbessern der Elektronentransporteigenschaften des Verbundes. UV-Lichtstabilisatoren können Ultraviolettlichtabsorber oder Ultraviolettlichtinhibitoren, die Radikale einfangen, sein.
  • UV-Lichtabsorber können Ultraviolettstrahlung absorbieren und sie als Wärme abführen. Es wird angenommen, dass UV-Lichtinhibitoren Radikale einfangen, die durch das Ultraviolettlicht erzeugt werden, und nach dem Einfangen der Radikale anschließend aktive Stabilisatorkomponenten unter Energieabführung regenerieren. Im Hinblick auf die synergistische Beziehung der UV-Stabilisatoren mit Elektronentransportverbindungen können die besonderen Vorteile der UV-Stabilisatoren nicht ihre UV-stabilisierenden Fähigkeiten sein, obwohl die UV-stabilisierende Fähigkeit weiter vorteilhaft bezüglich der Verringerung des Abbaus des Organofotorezeptors mit der Zeit sein kann. Das verbesserte synergistische Verhalten von Organofotorezeptoren mit Schichten, die sowohl eine Elektronentransportverbindung als auch einen UV-Stabilisator umfassen, sind weiter in der anhängigen US-Patentanmeldung Serial Number 10/425,333, eingereicht am 28. April 2003 (Zhu), mit dem Titel "Organophotoreceptor With A Light Stabilizer", veröffentlicht als US 2003/0228534 A1, beschrieben.
  • Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten Lichtstabilisatoren umfassen z. B. sterisch gehinderte Trialkylamine, wie Tinuvin 144 und Tinuvin 292 (von Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY), sterisch gehinderte Alkoxydialkylamine, wie Tinuvin 123 (von Ciba Specialty Chemicals), Benzotriazole, wie Tinuvan 328, Tinuvin 900 und Tinuvin 928 (vom Ciba Specialty Chemicals), Benzophenone, wie Sanduvor 3041 (von Clariant corp., Charlotte, N.C.), Nickelverbindungen, wie Arbestab (von Robinson Brothers Ltd, West Midlands, Großbritannien), Salicylate, Cyancinnamate, Benzylidenmalonate, Benzoate, Oxanilide, wie Sanduvor VSU (von Clariant Corp., Charlotte, N.C.), Triazine, wie Cyagard UV-1164 (von Cytec Industries Ind., N.J.), polymere sterisch gehinderte Amine, wie Luchem (von Atochem North America, Buffalo, NY). In einigen Ausführungsformen ist der Lichtstabilisator ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus sterisch gehinderten Trialkylaminen mit der folgenden Formel:
    Figure 00210001
    worin R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8, R10, R11, R12, R13, R15 und R16 jeweils unabhängig Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder eine Ester- oder eine Ethergruppe sind, und R5, R9 und R14 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe sind, und X eine Verbindungsgruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -O-CO-(CH2)m-CO-O-, worin m zwischen 2 bis 20 liegt.
  • Das Bindemittel ist gewöhnlich befähigt, das Ladungstransportmaterial (in dem Fall der Ladungstransportschicht oder einer Einzelschichtkonstruktion), die ladungserzeugende Verbindung (in dem Fall der ladungserzeugenden Schicht oder einer Einzelschichtkonstruktion) und/oder eine Elektronentransportverbindung für geeignete Ausführungsformen zu dispergieren oder aufzulösen. Beispiele von geeigneten Bindemitteln für sowohl die ladungserzeugende Schicht als auch die Ladungstransportschicht umfassen allgemein z. B. Polystyrol-co-Butadien, Polystyrol-co-Acrylnitril, modifizierte Acrylpolymere, Polyvinylacetat, Styrol-Alkyd-Harze, Soya-Alkyl-Harze, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polycarbonate, Polyacrylsäure, Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrolpolymere, Polyvinylbutyral, Alkydharze, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polysulfone, Polyether, Polyketone, Phenoxyharze, Epoxyharze, Siliconharze, Polysiloxane, Poly(hydroxyether)harze, Polyhydroxystyrolharze, Novolak, Poly(phenylglycidylether)-co-Dicyclopentadien, Copoplymere von Monomeren, die in den vorstehend genannten Polymeren verwendet werden, und Kombinationen davon. Spezielle geeignete Bindemittel umfassen z. B. Polyvinylbutyral, Polycarbonat und Polyester. Nicht beschränkende Beispiele von Polyvinylbutyral umfassen BX-1 und BX-5 von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan. Nicht beschränkende Beispiele von geeignetem Polycarbonat umfassen Polycarbonat A, das von Bisphenol A abgeleitet ist (z. B. lupilon-A von Mitsubishi Engineering Plastics, oder Lexan 145 von General Electric), Polycarbonat Z, das von Cyclohexyliden bisphenol abgeleitet ist (z. B. lupilon-Z von Mitsubishi Engineering Plastics Corp., White Plain, New York) und Polycarbonat C, das von Methylbisphenol A abgeleitet ist (von Mitsubishi Chemical Corporation). Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten Polyesterbindemitteln umfassen ortho-Polyethylenterephthalat (z. B. OPET TR-4 von Kanebo Ltd., Yamaguchi, Japan).
  • Geeignete optionale Zusätze für eine oder mehrere der Schichten umfassen z. B. Antioxidanzien, Kupplungsmittel, Dispergiermittel, Härter, oberflächenaktive Stoffe und Kombinationen davon.
  • Das fotoleitende Element hat insgesamt typischerweise eine Dicke von etwa 10 Mikron bis etwa 45 Mikron. In den Doppelschicht-Ausführungsformen mit einer getrennten ladungserzeugenden Schicht und einer getrennten Ladungstransportschicht hat die Ladungserzeugungsschicht gewöhnlich eine Dicke von etwa 0,5 Mikron bis etwa 2 Mikron, und die Ladungstransportschicht hat in Ausführungsformen typischerweise eine Dicke von etwa 5 Mikron bis etwa 35 Mikron. In Ausführungsformen, in welchen das Ladungstransportmaterial und die ladungserzeugende Verbindung in der gleichen Schicht vorliegen, hat die Schicht mit der ladungserzeugenden Verbindung und der Ladungstransportzusammensetzung gewöhnlich eine Dicke von etwa 7 Mikron bis etwa 30 Mikron. In Ausführungsformen mit einer getrennten Elektronentransportschicht hat die Elektronentransportschicht typischerweise in Ausführungsformen eine mittlere Dicke von etwa 0,5 Mikron bis etwa 10 Mikron und in weiteren Ausführungsformen von etwa 1 Mikron bis etwa 3 Mikron. Im Allgemeinen kann eine Überzugsschicht für die Elektronentransportschicht die mechanische Abriebbeständigkeit erhöhen, erhöht die Beständigkeit gegen Trägerflüssigkeit und Atmosphärenfeuchtigkeit und erniedrigt die Verschlechterung des Fotorezeptors durch Coronagase. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Dickenbereiche innerhalb der vorstehenden expliziten Bereiche in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Für die hierin beschriebenen Organofotorezeptoren liegt gewöhnlich die Ladungserzeugungsverbindung in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 25 Gew.-%, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 1 bis etwa 15 Gew.-% und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% vor, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht. In Ausführungsformen liegt das Ladungstransportmaterial in geeigneter Weise in einer Menge von etwa 10 bis etwa 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 35 bis etwa 60 Gew.-% und in anderen Ausführungsformen von etwa 45 bis etwa 55 Gew.-% vor, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht. Das optionale zweite Ladungstransportmaterial, wenn es vorhanden ist, kann in einer Menge von wenigstens etwa 2 Gew.-%, in anderen Ausführungsformen von etwa 2,5 bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht, und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 4 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht, vorliegen. In Ausführungsformen liegt das Bindemittel in geeigneter Weise in einer Menge von etwa 15 bis etwa 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht, und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gew.-%, vor, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Bereiche innerhalb der expliziten Bereiche von Zusammensetzungen in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Für die Zweischichtausführungsformen mit einer getrennten ladungserzeugenden Schicht und einer Ladungstransportschicht umfasst die Ladungserzeugungsschicht gewöhnlich ein Bindemittel in einer Menge von etwa 10 bis etwa 90 Gew.-%, in weiteren Ausführungsformen von etwa 15 bis etwa 80 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Ladungserzeugungsschicht. Das optionale Ladungstransportmaterial in der ladungserzeugenden Schicht, wenn es vorhanden ist, kann gewöhnlich in einer Menge von wenigstens etwa 2,5 Gew.-%, in weiteren Ausführungsformen von etwa 4 bis etwa 30 Gew.-% und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der ladungserzeugenden Schicht, vorhanden sein. Die Ladungstransportschicht umfasst gewöhnlich ein Bindemittel in einer Menge von etwa 20 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 30 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Bereiche von Bindemittelkonzentrationen für die Doppelschichtausführungsformen innerhalb der vorstehenden expliziten Bereiche in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Für die Ausführungsformen mit einer Einzelschicht mit einer ladungserzeugenden Verbindung und einem Ladungstransportmaterial umfasst die fotoleitende Schicht gewöhnlich ein Bindemittel, ein Ladungstransportmaterial und eine Ladungserzeugungsverbin dung. Die Ladungserzeugungsverbindung kann in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 25 Gew.-% und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 2 bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht, vorliegen. Das Ladungstransportmaterial kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 80 Gew.-%, in anderen Ausführungsformen von etwa 25 bis etwa 65 Gew.-%, in zusätzlichen Ausführungsformen von etwa 30 bis etwa 60 Gew.-% und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 35 bis etwa 55 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht, vorliegen, wobei der Rest der fotoleitenden Schicht das Bindemittel und optional Zusätze, wie herkömmliche Zusätze, umfasst. Eine Einzelschicht mit einer Ladungstransportzusammensetzung und einer ladungserzeugenden Verbindung umfasst gewöhnlich ein Bindemittel in einer Menge von etwa 10 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-%, in anderen Ausführungsformen von etwa 20 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% und in weiteren Ausführungsformen von etwa 25 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%. Optional kann die Schicht mit der ladungserzeugenden Verbindung und dem Ladungstransportmaterial ein zweites Ladungstransportmaterial umfassen. Das optionale zweite Ladungstransportmaterial, wenn es vorhanden ist, kann gewöhnlich in einer Menge von wenigstens etwa 2,5 Gew.-%, in weiteren Ausführungsformen von etwa 4 bis etwa 30 Gew.-% und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gew.-% vorliegen, bezogen auf das Gewicht der fotoleitenden Schicht. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Zusammensetzungsbereiche innerhalb der expliziten Zusammensetzungsbereiche für die vorstehenden Schichten in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Im Allgemeinen kann eine Schicht mit einer Elektronentransportschicht in vorteilhafter Weise weiter einen UV-Lichtstabilisator umfassen. Insbesondere kann die Elektronentransportschicht gewöhnlich eine Elektronentransportverbindung, ein Bindemittel und einen optionalen UV-Lichtstabilisator umfassen. Eine Überzugsschicht, die eine Elektronentransportverbindung umfasst, ist ferner in der anhängigen US-Patentanmeldung Serial No. 10/396,536 (Zhu et al.) mit dem Titel "Organophotoreceptor With An Electron Transport Layer", veröffentlicht als US 2003/0194626 A1, beschrieben. So kann z. B. eine Elektronentransportverbindung, wie vorstehend beschrieben, in der Trennschicht der hierin beschriebenen Fotoleiter verwendet werden. Die Elektronentransportverbindung in einer Elektronentransportschicht kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% vorliegen, bezogen auf das Gewicht der Elektronentransportschicht. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Bereiche von Zusammensetzungen innerhalb der expliziten Bereiche in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Der UV-Lichtstabilisator, wenn er vorhanden ist, liegt in einer oder mehreren geeigneten Schichten des Fotoleiters gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 25 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% vor, bezogen auf das Gewicht der jeweiligen Schicht. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Bereiche von Zusammensetzungen innerhalb der expliziten Bereiche in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Die fotoleitende Schicht kann z. B. gebildet werden durch Dispergieren oder Auflösen der Komponenten, wie eine oder mehrere ladungserzeugende Verbindungen, das Ladungstransportmaterial dieser Erfindung, ein zweites Ladungstransportmaterial, wie eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung, ein UV-Lichtstabilisator und ein polymeres Bindemittel in organischem Lösemittel, Aufbringen der Dispersion und/oder Lösung auf die darunter liegende Schicht und Trocknen der Beschichtung. Insbesondere können die Komponenten durch Hochscherhomogenisierung, Kugelmahlen, Attritormahlen, Hochenergieperlmahlen (Hochenergiesandmahlen) oder andere Größenverringerungsverfahren oder Mischeinrichtungen, die in der Technik zur Teilchengrößenverringerung beim Bilden einer Dispersion bekannt sind, dispergiert werden.
  • Der Fotorezeptor kann optional ebenfalls eine oder mehrere zusätzliche Schichten haben. Eine zusätzliche Schicht kann z. B. eine Unterschicht oder eine Überzugsschicht, wie eine Sperrschicht, eine Trennschicht, eine Schutzschicht oder eine Klebstoffschicht, sein. Eine Trennschicht oder eine Schutzschicht kann die oberste Schicht des Fotoleiterelements bilden. Eine Sperrschicht kann zwischen der Trennschicht und dem fotoleitenden Element angeordnet sein oder zum Überziehen des fotoleitenden Elements verwendet werden. Die Sperrschicht stellt einen Schutz gegen den Abrieb der Unterschichten bereit. Eine Klebstoffschicht lokalisiert und verbessert die Haftung zwischen einem fotoleitenden Element, einer Sperrschicht und einer Trennschicht oder einer Kombination davon. Eine Unterschicht ist eine Ladungsblockierungsschicht und befindet sich zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und dem fotoleitenden Element. Die Unter schicht kann auch die Haftung zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und dem fotoleitenden Element verbessern.
  • Geeignete Sperrschichten umfassen z. B. Beschichtungen, wie eine vernetzbare Beschichtung aus Siloxanol und kolloidalem Siliciumdioxid und eine Beschichtung aus hydroxyliertem Silsesquioxan und kolloidalem Siliciumdioxid, und organische Bindemittel, wie Polyvinylalkohol, Methylvinylether/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Gelatine, Stärke, Polyurethane, Polyimide, Polyester, Polyamide, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetoacetal, Polyvinylformal, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyacrylate, Polyvinylcarbazole, Copolymere von Monomeren, die in den vorstehend genannten Polymeren verwendet werden, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol/Terpolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Terpolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Cellulosepolymere und Mischungen davon. Die vorstehenden Sperrschichtpolymere können optional kleine anorganische Teilchen enthalten, wie Quarzstaub, Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder eine Kombination davon. Sperrschichten sind weiter in der US-Patentschrift 6,001,522 (Woo et al.) mit dem Titel "Barrier Layer For Photoconductor Elements Comprising An Organic Polymer And Silica" beschrieben. Die Deckschicht der Trennschicht kann jede Trennschichtzusammensetzung umfassen, die in der Technik bekannt ist. In einigen Ausführungsformen ist die Trennschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsiliconpolymer, Silan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat oder eine Kombination davon. Die Trennschichten können vernetzte Polymere umfassen.
  • Die Trennschicht kann z. B. eine in der Technik bekannte Trennschichtzusammensetzung umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst die Trennschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsiliconpolymer, Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, poly(Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure), Urethanharze, Urethan-Epoxy-Harze, acrylierte Urethanharze, Urethan-Acryl-Harze oder eine Kombination davon. In anderen Ausführungsformen umfassen die Trennschichten vernetzte Polymere.
  • Die Schutzschicht kann den Organofotorezeptor vor chemischer und mechanischer Verschlechterung schützen. Die Schutzschicht kann eine in der Technik bekannte Schutzschicht umfassen. In einigen Ausführungsformen ist die Schutzschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsiliconpolymer, Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, poly(Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure), Urethanharze, Urethan-Epoxy-Harze, acrylierte Urethanharze, Urethan-Acryl-Harze oder eine Kombination davon. In einigen besonders interessierenden Ausführungsformen sind die Trennschichten vernetzte Polymere.
  • Eine Überzugsschicht kann eine Elektronentransportverbindung umfassen, wie weiter in der anhängigen US-Patentanmeldung Serial No. 10/396,536, eingereicht am 25. März 2003 (Zhu et al.) mit dem Titel "Organoreceptor With An Electron Transport Layer", veröffentlicht als US 2003/0194626 A1, beschrieben, hierin durch Bezug eingeschlossen. So kann z. B. eine Elektronentransportverbindung, wie vorstehend beschrieben, in der Trennschicht dieser Erfindung verwendet werden. Die Elektronentransportverbindung in der Überzugsschicht kann in einer Menge von etwa 2 bis etwa 50 Gew.-% und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% vorliegen, bezogen auf das Gewicht der Trennschicht. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Bereiche der Zusammensetzung innerhalb der expliziten Bereiche in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Gewöhnlich umfassen Klebstoffschichten ein filmbildendes Polymer, wie Polyester, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, Polymethylmethacrylat, Poly(hydroxyaminoether) und Ähnliches. Sperrschichten und Klebstoffschichten sind weiter in der US-Patentschrift 6,180,305 (Ackley et al.) mit dem Titel "Organic Photoreceptors for Liquid Electrophotography" beschrieben.
  • Unterschichten können z. B. Polyvinylbutyral, Organosilane, hydrolysierbare Silane, Epoxyharze, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Celluloseverbindungen und Ähnliches umfassen. In einigen Ausführungsformen hat die Unterschicht eine Trockendicke zwischen etwa 20 Angström und etwa 20000 Angström. Unterschichten, die leitende Metalloxidteilchen enthalten, können zwischen etwa 1 und etwa 25 Mikron dick sein. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, dass zusätzliche Bereiche von Zusammensetzungen und Dicke innerhalb der expliziten Bereiche in Betracht gezogen sind und innerhalb der vorliegenden Beschreibung sind.
  • Die Ladungstransportmaterialien, wie hierin beschrieben, und diese Verbindungen enthaltende Fotorezeptoren sind zur Verwendung in einem Abbildungsverfahren mit entweder Trocken- oder Flüssigtonerentwicklung geeignet. So können z. B. in der Technik be kannte Trockentoner und Flüssigtoner in dem Verfahren und der Vorrichtung dieser Erfindung verwendet werden. Eine Flüssigtonerentwicklung kann erwünscht sein, da sie die Vorteile bietet, dass Bilder mit höherer Auflösung bereitgestellt werden und weniger Energie zum Bildfixieren im Vergleich zu Trockentonern erforderlich ist. Beispiele von geeigneten Flüssigtonern sind in der Technik bekannt. Flüssigtoner umfassen gewöhnlich in einer Trägerflüssigkeit dispergierte Tonerteilchen. Die Tonerteilchen können ein Färbemittel/Pigment, ein Harzbindemittel und/oder einen Ladungsdirektor umfassen. In einigen Ausführungsformen des Flüssigtoners kann ein Verhältnis von Harz zu Pigment von 1:1 bis 10:1 und in anderen Ausführungsformen von 4:1 bis 8:1 vorliegen. Flüssigtoner sind weiter in den veröffentlichten US-Patentanmeldungen 2002/0128349 mit dem Titel "Liquid Inks Comprising A Stable Organosol" und 2002/0086916 mit dem Titel "Liquid Inks Comprising Treated Colorant Particles" und in der US-Patentschrift Nr. 6,649,316 mit dem Titel "Phase Change Developer For Liquid Electrophotography" beschrieben.
  • Ladungstransportmaterial
  • Wie hierin beschrieben, umfasst ein Organofotorezeptor ein Ladungstransportmaterial der Formel
    Figure 00280001
    worin R1 und R2 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind;
    R3 und R4 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind;
    X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind, wie eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alki nylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe, wie Cycloalkylgruppen und eine Benzogruppe;
    Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe umfassen, wie eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe und eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe; und
    Z eine Brückengruppe der Formel -Q1-X3-Q2- ist, worin Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist.
  • Bevorzugt umfassen Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe.
  • Bevorzugt sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)m-, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  • Bevorzugter sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2-.
  • Bevorzugt ist X3 eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt sind Q1 und Q2 jeweils unabhängig S.
  • Bevorzugt sind R5 und R6 jeweils unabhängig eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt sind Q1, Q2 und Q3 jeweils unabhängig S.
  • Bevorzugt ist X3 eine Arylgruppe, Q1, Q2 und Q3 sind jeweils unabhängig S, R5 und R6 sind jeweils unabhängig eine Arylgruppe.
  • Bevorzugt umfasst das fotoleitende Element des Organofotorezeptors weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.
  • Bevorzugt umfasst das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung.
  • Bevorzugt umfasst das fotoleitende Element des Organofotorezeptors weiter ein Bindemittel.
  • In einigen Ausführungsformen sind R3 und R4 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind R3 und R4 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind R3 und R4 jeweils H.
  • In einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind R1 und R2 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe, insbesondere eine Arylgruppe, weiter insbesondere Phenyl. In einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils Phenyl.
  • In einigen Ausführungsformen sind Y1 und Y2 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind Y1 und Y2 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe, insbesondere eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, weiter insbesondere eine Carbazolylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe. In weiteren Ausführungsformen sind Y1 und Y2 die gleiche Carbazolyl- oder N,N-disubstituierte Arylaminogruppe.
  • In einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 verschieden. In anderen Ausführungsformen sind X1 und X2 gleich.
  • In einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)m-, wo m eine ganze Zahl zwischen 1 und 16 einschließlich, insbesondere zwischen 1 und 8 einschließlich, weiter insbesondere zwischen 1 und 4 einschließlich, bevorzugt 2, ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRe-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  • In einigen Ausführungsformen ist Z symmetrisch. In anderen Ausführungsformen ist X unsymmetrisch.
  • In bestimmten Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe, insbesondere eine Arylgruppe, weiter insbesondere Phenyl; R3 und R4 sind jeweils H; Y1 und Y2 sind jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, weiter insbesondere eine Carbazolylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, noch weiter insbesondere die gleiche Carbazolyl- oder N,N-disubstituierte Arylaminogruppe; X1 und X2 sind jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2-; Z ist die Gruppe -Q1-X3-Q2-, worin X3 die Gruppe -R5-Q3-R6- ist, und worin Q1, Q2 und Q3 jeweils unabhängig S sind, und R5 und R6 jeweils unabhängig eine Arylgruppe, insbesondere eine Gruppe -C6H4-, sind.
  • Mit Bezug auf die Formel (1) ist eine Substitution in weitem Umfang, insbesondere an Z, X1, X2, Y1 und Y2, erlaubt. Eine Variation der Substituenten, wie eine aromatische Gruppe, eine Alkylgruppe, eine heterocyclische Gruppe und eine Ringgruppe, wie eine Benzogruppe, an Z, X1, X2, Y1 und Y2, kann zu zahlreichen physikalische Wirkungen auf die Eigenschaften der Verbindungen führen, wie Beweglichkeit, Löslichkeit, Verträglichkeit, Stabilität, spektrale Absorptionsfähigkeit, Dispergierbarkeit und Ähnliches, einschließlich z. B. Substitutionen, die in der Technik zum Bewirken besonderer Modifikationen bekannt sind.
  • Das Ladungstransportmaterial der Formel (I) kann symmetrisch oder unsymmetrisch sein. So können z. B. X1 und X2 gleich oder verschieden sein. In ähnlicher Weise können Y1 und Y2 gleich oder verschieden sein; R1 und R2 können gleich oder verschieden sein; R3 und R4 können gleich oder verschieden sein; oder Z kann symmetrisch oder unsymmetrisch sein. Zusätzlich soll die Formel (I) für das Ladungstransportmaterial Isomere umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen können die Organofotorezeptoren, wie hierin beschrieben, ein verbessertes Ladungstransportmaterial der Formel (I) umfassen, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2- sind; Q1 und Q2 jeweils unabhängig S sind; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist. Spezielle nicht beschränkende Beispiele von geeigneten Ladungstransportmaterialien der Formel (I) der vorliegenden Erfindung haben die folgenden Strukturen (1) bis (2):
    Figure 00320001
  • Synthese von Ladungstransportmaterialien
  • Die Synthese der Ladungstransportmaterialien dieser Erfindung kann durch die folgenden Mehrschritt-Syntheseverfahren durchgeführt werden, obwohl andere geeignete Verfahren von einem Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Beschreibung hierin verwendet werden können.
  • Allgemeines Syntheseverfahren für Ladungstransportmaterialien der Formel (I)
    Figure 00330001
  • Der erste Schritt ist die Hydrazonbildung durch Umsetzen eines Arylamins mit einer Aldehyd- oder einer Ketongruppe mit einem N-substituierten Hydrazin zum Bilden eines Arylaminohydrazons der Formel (III), wo R1 eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist; R3 H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist; und Y1 eine Arylaminogruppe, wie eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe und eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe, umfasst. Die Reaktion kann mit einer Säure, wie Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure, katalysiert werden.
  • Der zweite Schritt ist die Bildung einer Arylaminohydrazonverbindung der Formel (II) mit einer Gruppe -O-CH=CH2 durch Umsetzen des Arylaminohydrazons der Formel (III) mit einem organischen Halogenid, das eine Gruppe -O-CH=CH2 enthält. Ein solches organisches Halogenid kann die Formel Ha-X-O-CH=CH2 haben, wo Ha ein Halogenid, wie F, Cl, Br und I, ist; und X eine Verbindungsgruppe ist, wie eine Gruppe -(CH2)m-, wo m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe, wie Cycloalkylgruppen und eine Benzogruppe, sind. In einigen Ausführungsformen ist das eine Gruppe -O-CH=CH2 enthaltende Halogenid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2-Chlorethylvinylether, Vinylchlorformiat, Vinylchloracetat und Vinylchlorbenzoat. Die Reaktion kann durch eine Base, wie Kaliumhydroxid und Kaliumcarbonat, Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, katalysiert werden.
  • In dem dritten Schritt können die Ladungstransportmaterialien der Formel (I) durch die Additionsreaktion zwischen wenigstens einer Arylaminohydrazonverbindung der Formel (II) und einer Brückenverbindung mit wenigstens zwei funktionellen Gruppen, die mit der Gruppe -O-CH=CH2 reaktiv sind, hergestellt werden. Die funktionellen Gruppen können ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus einer Hydroxylgruppe, einer Thiolgruppe, Aminogruppen und einer Carboxylgruppe.
  • Die Brückenverbindung kann die Formel HQ1-X3Q2H haben, wo Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, wo R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, wo R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, wo R' H, eine Alkylgrup pe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Brückenverbindung ein Diol, ein Dithiol, ein Diamin, eine Dicarbonsäure, ein Hydroxylamin, eine Aminosäure, eine Hydroxylsäure, eine Thiolsäure, ein Hydroxythiol oder ein Thioamin sein. Nicht beschränkende Beispiele von geeignetem Dithiol sind 3,6-Dioxa-1,8-octandithiol, Erythro-1,4-dimercapto-2,3-butandiol, (±)-threo-1,4-Dimercapto-2,3-butandiol, 4,4'-Thiobisbenzolthiol, 1,4-Benzoldithiol, 1,3-Benzoldithiol, Sulfonylbis(benzolthiol), 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 1,2-Ethandithiol, 1,3-Propandithiol, 1,4-Butandithiol, 2,3-Butandithiol, 1,5-Pentandithiol und 1,6-Hexandithiol. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten Diolen sind 2,2'-Bi-7-naphthol, 1,4-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxybenzol, 10,10-Bis(4-hydroxyphenyl)anthron, 4,4'-Sulfonyldiphenol, Bisphenol, 4,4'-(9-Fluorenyliden)diphenol, 1,10-Decandiol, 1,5-Pentandiol, Diethylenglycol, 4,4'-(9-Fluorenyliden)-bis(2-phenoxyethanol), Bis(2-hydroxyethyl)terephthalat, Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfon, Hydrochinonbis(2-hydroxyethyl)ether und Bis(2-hydroxyethyl)piperazin. Nicht beschränkende Beispiele von geeignetem Diamin sind Diaminoarene und Diaminoalkane. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneter Dicarbonsäure sind Phthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure und 4,4'-Biphenyldicarbonsäure. Nicht beschränkende Beispiele von geeignetem Hydroxylamin sind p-Aminophenol und Fluoresceinamin. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneter Aminosäure sind 4-Aminobuttersäure, Phenylalanin und 4-Aminobenzoesäure. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneter Hydroxylsäure sind Salicylsäure, 4-Hydroxybuttersäure und 4-Hydroxybenzoesäure. Nicht beschränkende Beispiele von geeignetem Hydroxythiol sind Monothiohydrochinon und 4-Mercapto-1-butanol. Ein nicht beschränkendes Beispiel von geeignetem Thioamin ist p-Aminobenzolthiol. Ein nicht beschränkendes Beispiel von geeigneter Thiolsäure sind 4-Mercaptobenzoesäure und 4-Mercaptobuttersäure. Fast sämtliche der vorstehenden Brückenverbindungen sind im Handel von Aldrich und anderen chemischen Lieferanten erhältlich.
  • Wenn ein symmetrisches Ladungstransportmaterial der Formel (1) erwünscht ist, sollte die Arylaminohydrazonverbindung der Formel (IIA) die gleiche sein wie die Arylaminoverbindung der Formel (IIB), und die Brückenverbindung ist symmetrisch. Mit anderen Worten kann ein symmetrisches Ladungstransportmaterial erhalten werden, wenn Y1 und Y2 gleich sind, R1 und R2 gleich sind, R3 und R4 gleich sind, Q1 und Q2 gleich sind, und X3 symmetrisch ist. Um ein symmetrisches Ladungstransportmaterial der Formel (I) herzustellen, kann eine symmetrische Brückenverbindung mit einer Arylaminoverbindung der Formel (II) in einem molaren Verhältnis von wenigstens 1 : 2 reagieren. Optional kann ein Überschuss der Arylaminohydrazonverbindung verwendet werden, um das erwünschte symmetrische Ladungstransportmaterial der Formel (I) zu maximieren.
  • Wenn ein unsymmetrisches Ladungstransportmaterial der Formel (I) erwünscht ist, sollte die Arylaminohydrazonverbindung der Formel (IIA) verschieden sein von der Arylaminohydrazonverbindung der Formel (IIB), oder die Brückenverbindung ist unsymmetrisch. Mit anderen Worten kann ein unsymmetrisches Ladungstransportmaterial erhalten werden, wenn Y1 und Y2 verschieden sind, R1 und R2 verschieden sind, R3 und R4 verschieden sind, Q1 und Q2 verschieden sind, oder X3 unsymmetrisch ist. Um ein unsymmetrisches Ladungstransportmaterial der Formel (I) herzustellen, kann eine Brückenverbindung gleichzeitig oder sequenziell mit zwei verschiedenen Arylaminohydrazonverbindungen reagieren. In einer sequenziellen Zweischrittreaktion kann die Brückenverbindung zuerst mit einer ersten Arylaminohydrazonverbindung reagieren. Optional kann ein Überschuss der Brückenverbindung verwendet werden, um das erwünschte Produkt zu maximieren und um das unerwünschte symmetrische Nebenprodukt zu minimieren. In der zweiten Reaktion kann das in der ersten Reaktion erhaltene Produkt mit einer zweiten Arylaminohydrazonverbindung zum Bilden des erwünschten unsymmetrischen Ladungstransportmaterials der Formel (I) reagieren.
  • Das erwünschte Produkt, entweder symmetrisch oder unsymmetrisch, kann durch übliche Reinigungstechniken, wie Säulenchromatografie, Dünnschichtchromatografie und Umkristallisation, isoliert und gereinigt werden.
  • Die Erfindung wird nun weiter durch die folgenden Beispiele beschrieben. Diese Beispiele sind als erläuternd für spezifische Materialien anzusehen, die in die vorstehend vorgelegte breitere Beschreibung fallen.
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1 – Synthese und Charakterisierung von Ladungstransportmaterialien
  • Dieses Beispiel beschreibt die Synthese und Charakterisierung von Verbindungen (1)–(2). Die Charakterisierung beinhaltet die chemische Charakterisierung der Verbindungen. Die elektrostatische Charakterisierung, wie Beweglichkeit und Ionisationspotenzial, der mit den Verbindungen gebildeten Materialien wird in einem nachfolgenden Beispiel vorgelegt.
  • Herstellung von 4-(Diphenylamino)benzaldehyd
  • 4-(Diphenylamino)benzaldehyd kann im Handel von einem Lieferanten, wie Aldrich, Milwaukee, WI oder Fluka, Buchs SG, Schweiz, erhalten werden. Er kann auch durch das folgende Verfahren hergestellt werden. Trockenes Dimethylformamid (DMF, 4,73 ml, 0,0612 mol) wurde in einen 25 ml-Dreihalsrundkolben eingebracht, der mit einem Rückflusskühler und einem mechanischen Rührer ausgerüstet war. Nachdem der Kolben unter einer Stickstoffatmosphäre gehalten und auf 0°C abgekühlt war, wurde Phosphoroxychlorid (POCl3, 3,8 ml, 0,0408 mol) tropfenweise zugesetzt. Die Temperatur im Inneren des Kolbens wurde während der Zugabe von POCl3 unter 5°C gehalten. Nach der vollständigen Zugabe von POCl3 wurde die Lösung langsam auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Dann wurde eine Lösung von Triphenylamin (5 g, 0,0204 mol, von Aldrich, Milwaukee, WI) in trockenem DMF (10 ml) tropfenweise zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde 24 Stunden bei 80°C unter Rückfluss gehalten und dann in Eiswasser gegossen. Diese Lösung wurde mit Kaliumhydroxid neutralisiert, bis der pH einen Wert zwischen 6 und 8 erreichte. Das Produkt wurde mit Chloroform extrahiert. Der Chloroformextrakt wurde mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, filtriert und zum Bilden des Rohprodukts eingedampft, das aus Methanol umkristallisiert wurde, wobei 5,57 g (72%) 4-(Diphenylamino)benzaldehyd erhalten wurden. Der Schmelzpunkt wurde als 126,5°C festgestellt. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen (δ, ppm) charakterisiert: 6,57-7,56 (m, 12H, Ar), 7,60-7,98 (m, 2H, Ar), 10,21 (s, 1H, CHO). Das IR-Spektrum des Produkts wurde durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr, cm–1) charakterisiert: ν(C-H) 2743; 2830, ν(C-H in Ar) 3037, ν(C=O) 1689, ν(C=C in Ar) 1585; 1567; 1490; γ(Ar) 825. Das Massenspektrum des Produkts wurde durch die folgenden Massenspitzen (m/z) charakterisiert: 274 (100%, M + 1).
  • Herstellung von 4-(Diphenylamino)benzaldehyd-N-phenylhydrazon
  • Eine Mischung von 4-(Diphenylamino)benzaldehyd (10 g, 0,037 mol) und 300 ml Methanol wurde in einen 500 ml-Dreihalsrundkolben eingebracht, der mit einem Rückflussküh ler und einem mechanischen Rührer ausgerüstet war. Die Mischung wurde mittels eines Heizmantels schwach erwärmt, bis der gesamte Feststoff in Lösung gegangen war. Dann wurde eine Lösung von N-Phenylhydrazin (5,94 g, 0,055 mol, von Aldrich, Milwaukee, WI) in 50 ml Methanol zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde 0,5 Stunden unter Rückfluss erwärmt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Das ausgefallene gelbe Produkt wurde abfiltriert, mit einer großen Menge Methanol gewaschen und getrocknet, wodurch 11,7 g (86,7%) 4-(Diphenylamino)benzaldehyd-N-phenylhydrazon erhalten wurden. Der Schmelzpunkt wurde als 168–169°C festgestellt. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 wurde durch die folgenden chemischen Verschiebungen δ, ppm) charakterisiert: 6,55-7,64 (m, 21H, Ar, =CH, -NH). Das IR-Spektrum des Produkts wurde durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr, cm–1) charakterisiert: ν(N-H) 3294, ν(Aren C-H) 3026, ν(C=C in Ar) 1595; 1489; ν(C-N) 1282; 1257, γ(Ar) 750; 731. Das Massenspektrum des Produkts wurde durch die folgenden Massenspitzen (m/z) charakterisiert: 364 (100%, M + 1), 314, 223, 159.
  • 4-(Diphenylamino)benzaldehyd-N-(vinyloxyethyl)-N-phenylhydrazon
  • Eine Mischung von 4-(Diphenylamino)benzaldehyd-N-phenylhydrazon (10 g, 0,027 mol) und Methylethylketon (50 ml) wurde in einen 100 ml-Dreihalsrundkolben eingebracht, der mit einem Rückflusskühler und einem mechanischen Rührer ausgerüstet war. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur gerührt, bis der gesamte Feststoff in Lösung gegangen war. Dann wurde 2-Chlorethylvinylether (5,5 ml, 0,054 mol, von Aldrich) zu der Mischung zugesetzt, gefolgt von der Zugabe von Kaliumhydroxid (3,02 g, 0,054 mol) und Kaliumcarbonat (3,73 g, 0,027 mol) in zwei Portionen. Die Mischung wurde 15 Stunden unter Rückfluss erwärmt. Das Lösemittel wurde abgedampft, und das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatografie unter Verwendung einer Mischung von Hexan-Aceton in einem Volumenverhältnis von 7 : 1 als Eluiermittel gereinigt. Die das Produkt enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt, und die Lösemittel wurden eingedampft. Das Produkt wurde 5 Stunden bei 50°C in einem Vakuumofen getrocknet und ergab 3,5 g (38%). Der Schmelzpunkt wurde als 107–108°C festgestellt. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen (δ, ppm) charakterisiert: 3,52-4,47 (m, 6H, N-CH2-CH2-O, CH2=); 6,43 (q, 1H, O-CH=); 6,70-8,03 (m, 20H, Ar, CH=N). Das IR-Spektrum des Produkts war durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr, cm–1) charakterisiert: ν(C-H) 2983; 2983; 2926; 2878; ν(Aren C-H) 3033, ν(C=C, in Ar) 1618; 1591; 1494, ν(C-N) 1315; 1276, γ(Ar) 751; 693. Das Massenspektrum des Produkts war durch die folgenden Massenspitzen (m/z) charakterisiert: 434,4 (100%, M + 1), 148,2.
  • Herstellung von 9-Ethyl-3-carbazolcarbaldehyd-N-phenylhydrazon
  • 9-Ethylcarbazol-3-carbaldehyd (10 g, 0,045 mol, erhältlich von Aldrich Chemical Milwaukee, WI) wurde in 300 ml Methanol unter mildem Erwärmen aufgelöst. Dann wurde eine Lösung von 7,25 g (0,067 mol) N-Phenylhydrazin (von Aldrich) in Methanol zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Rückfluss erwärmt zum Bilden von gelblichen Kristallen. Die gelblichen Kristalle wurden abfiltriert und mit einer großen Menge Methanol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute des Produkts 9-Ethyl-3-carbazolcarbaldehyd-N-phenylhydrazon betrug 13,12 g (92%). Der Schmelzpunkt wurde als 136–137°C festgestellt. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 wurde durch die folgenden chemischen Verschiebungen (δ, ppm) charakterisiert: 1,34 (t, J = 7,0 Hz, 3H, CH3); 4,23 (q, J = 7,0 Hz, 2H, CH2); 6,90-7,64 (m, 8H, Ar), 7,60 (s, 1H, Ar), 7,81 (dd, 1H, Ar), 8,08 (d, 2H, Ar), 8,15 (d, 1H, =CH). Das IR-Spektrum des Produkts wurde durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr, cm–1) charakterisiert: ν(N-H) 3306, ν(C-H) 2972, ν(Aren C-H) 3051, ν(C=C, C-N in Ar) 1602; 1494; 1475; 1237; ν(C-N) 1256, γ(Ar) 815; 747; 731. Das Massenspektrum des Produkts wurde durch die folgenden Massenspitzen (m/z) charakterisiert: 314 (90%, M + 1); 222 (100%, H5C2-C12H7N-CH=NH).
  • Herstellung von 9-Ethyl-3-carbazolcarbaldehyd-N-(vinyloxyethyl)-N-phenylhydrazon
  • Eine Mischung von 9-Ethylcarbazol-3-carbaldehyd-N-phenylhydrazon (10 g, 0,031 mol) wurde in 50 ml Ethylmethylketon (erhalten von Aldrich) aufgelöst, und 2-Chlorethylvinylether (6,4 ml, 0,062 mol, erhalten von Aldrich) wurde zugesetzt. Eine Mischung von 3,5 g (0,062 mol) Kaliumhydroxid und 4,3 g (0,031 mol) Kaliumcarbonat wurde in zwei Portionen zu der Reaktionsmischung zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde 36 Stunden unter Rückfluss erwärmt. Das Produkt wurde durch Säulenchromatografie unter Verwendung einer Eluiermischung von Hexan und Aceton in einem Volumenverhältnis von 7 : 1 gereinigt. Die Ausbeute betrug 44,8% (5,47 g). Der Schmelzpunkt wurde als 106–107°C festgestellt. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen (δ, ppm) charakterisiert: 1,40 (t, J = 7,0 Hz, 3H, CH3); 3,61-4,71 (m, 8H, N-CH2-CH2-O, N(Ar)-CH2, CH2=)); 6,59 (q, 1H, O-CH=); 6,90-7,60 (m, 9H, Ar), 7,79-8,32 (m, 3H, Ar), 8,35-8,45 (s, 1H, CH=N). Das IR-Spektrum des Produkts war durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr, cm–1) charakterisiert: ν(C-H) 2971; 2921; 2880, ν(Aren C-H) 3051, ν(C=C, C-N in Ar) 1616; 1592; 1494; 1480, ν(C-N) 1233; 1203 ν(Ar) 797; 749. Das Massenspektrum des Produkts war durch die folgenden Massenspitzen (m/z) charakterisiert: 384 (83%, M + 1); 224 (100%, M – 159), 120 (78%, C6H5-NH-N=CH2).
  • Verbindung (1)
  • Eine Mischung von 4-(Diphenylamino)benzaldehyd-N-(vinyloxyethyl)-N-phenylhydrazon (2 g, 4,6 mmol), 4,4'-Thiobisbenzolthiol (0,53 g, 2,1 mmol, von Aldrich) und 50 ml trockenem Tetrahydrofuran wurde in einen 100 ml-Dreihalsrundkolben eingebracht, der mit einem Rückflusskühler und einem mechanischen Rührer ausgerüstet war. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur gerührt, bis sich der gesamte Feststoff in der Lösung aufgelöst hatte. Dann wurde 1 ml einer trockenen Lösung von p-Toluolsulfonsäureanhydrid (von Aldrich, Milwaukee, WI) in Tetrahydrofuran (0,5 × 10–5 mol/l) zu der Reaktionsmischung zugesetzt. Nachdem die Reaktionsmischung 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt war, wurde eine zweite Portion der gleichen Menge von p-Toluolsulfonsäureanhydrid zu der Reaktionsmischung zugesetzt, die weitere 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde. Das Lösemittel wurde zum Erhalt eines Rohprodukts eingedampft, das durch Säulenchromatografie unter Verwendung einer Mischung von Hexan und Aceton in einem Volumenverhältnis von 3 : 1 als Eluiermittel gereinigt wurde. Die das Produkt enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt, und die Lösemittel wurden zum Erhalt eines Rückstands abgedampft. Der Rückstand wurde 5 Stunden bei 50°C in einem Vakuumofen getrocknet und ergab 1,24 g (56,54%) der Verbindung (1), Di(4-(4-diphenylaminophenylmethylen-1-phenylhydrazinoethyloxy-1-methylmethylthio)phenyl)sulfid. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen (δ, ppm) charakterisiert: 1,22 (d, 2H, J = 6 Hz, CH-O-); 2,13 (s, 6H, CH3); 3,93 (q, 8H, J = 5 Hz., -CH2-CH2-); 6,99 (m, 2H, -N=CH-), 6,82-7,59 (m, 46H, Ar). Das IR-Spektrum des Produkts war durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr-Fenster, cm–1) charakterisiert: ν(C-H) 2925; ν(C-H in Ar) 3035, ν(C-O-C) 1329, 1279, ν(Ar) 752, 695.
  • Verbindung (2)
  • Nachdem eine Mischung von 9-Ethylcarbazol-3-carbaldehyd-N-(vinyloxyethyl)-N-phenylhydrazon (3,0 g, 0,0078 mol) und 4,4'-Thiobisbenzolthiol (0,89 g, 0,0036 mol) in trockenem Tetrahydrofuran (10 ml) unter Stickstoff aufgelöst war, wurden 2 ml einer trockenen Lösung von p-Toluolsulfonsäureanhydrid (von Aldrich, Milwauke, WI) in Tetrahydrofuran (0,5 × 10–5 mol/l) zugesetzt. Die Mischung wurde auf etwa 40°C erwärmt. Nach 15-stündigem Erwärmen wurde eine zweite Portion 4,4'-Thiobisbenzolthiol (0,89 g, 0,0036 mol, von Aldrich, Milwauke, WI) zugesetzt. Nach weiteren 3 Stunden wurde eine dritte Portion 4,4'-Thiobisbenzolthiol (0,89 g, 0,0036 mol) zugesetzt. Die Reaktion wurde beendet, wenn keine Ausgangsmaterialien in der Reaktionsmischung festgestellt wurden, wie durch die Dünnschichtchromatografie angezeigt. Das Lösemittel Tetrahydrofuran wurde eingedampft, und das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatografie mit einer Eluiermischung von Hexan und Aceton in einem Volumenverhältnis von 6 : 1 gereinigt. Die Lösemittel wurden eingedampft, und es ergab sich ein Rückstand, der in Chloroform aufgelöst wurde, und das Produkt Di(4-(9-ethylcarbazol-3-methylen-1-phenylhydrazinoethyloxy-1-methyl-methylthio)phenyl)sulfid wurde durch Ausfällung in Methanol isoliert. Die Ausbeute des Produkts Di(4-(9-ethylcarbazol-3-methylen-1-phenylhydrazinoethyloxy-1-methylmethylthio)phenyl)sulfid betrug 30% (1,1 g). Das IR-Spektrum des Produkts war durch die folgenden Absorptionsfrequenzen (KBr-Fenster, cm–1) charakterisiert: 2928, 2871 (C-H); 3050, 2972 (Ar C-H); 1628, 1596, 1493 (Ar C=C); 1386 (C-O-C); 1236 (C-N); und 808, 747 (Ar). Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen (δ, ppm) charakterisiert: 1,11-1,69 (m, 12H, -CH3); 3,41-4,45 (m, 14H, -CH2-, -CH-); und 6,79-8,32 (m, 34H, aromatisches =CH-).
  • Beispiel 2 – Messungen der Ladungsbeweglichkeit
  • Dieses Beispiel beschreibt die Messung der Ladungsbeweglichkeit für Ladungstransportmaterialien, speziell der vorstehenden Verbindung (1).
  • Probe 1
  • Eine Mischung von 0,1 g der Verbindung (1) und 0,1 g Polyvinylbutyral (S-LEC B BX-1, im Handel erhältlich von Sekisui) wurde in 2 ml Tetrahydrofuran (THF) aufgelöst. Die Lösung wurde auf einen Polyesterfilm mit einer leitenden Aluminiumschicht mittels einer Tauchwalze aufgebracht. Nachdem die Beschichtung 1 Stunde bei 80°C getrocknet war, war eine klare 10 μm dicke Schicht gebildet. Die Löcherbeweglichkeit der Probe wurde gemessen, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.
  • Probe 2
  • Eine Mischung von 0,1 g der Verbindung (2) und 0,1 g Polycarbonat Z (lupilon-A von Mitsubishi Engineering Plastics, Japan) wurde in 2 ml Tetrahydrofuran aufgelöst. Die Lösung wurde auf einen Polyesterfilm mit einer leitenden Aluminiumschicht mittels einer Tauchwalze aufgebracht. Nachdem die Beschichtung 1 Stunde bei 80°C getrocknet war, war eine klare 7,5 μm dicke Schicht gebildet. Die Löcherbeweglichkeit der Probe wurde gemessen, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.
  • Beweglichkeitsmessungen
  • Jede Probe wurde durch Coronaentladung positiv auf ein Oberflächenpotenzial U aufgeladen und 2 ns lang mit einem Stickstofflaser-Lichtpuls bestrahlt. Die Löcherbeweglichkeit μ wurde bestimmt wie in Kalade et al., "Investigation of charge carrier transfer in electrophotographic layers of chalkogenide glasses", Proceeding IPCS 1994: The Physics and Chemistry of Imaging Systems, Rochester, NY, Seiten 747-752 beschrieben. Die Löcherbeweglichkeitsmessung wurde mit geeigneten Änderungen der Ladungsbedingungen zum Aufladen der Probe auf verschiedene U-Werte wiederholt, welche der verschiedenen elektrischen Feldstärke im Inneren der Schicht E entsprachen. Diese Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke wurde approximiert durch die Formel
    Figure 00420001
  • Hier ist E die elektrische Feldstärke, μ0 ist die Nullfeld-Beweglichkeit, und α ist der Pool-Frenkel-Parameter. Die Tabelle 1 führt die die Beweglichkeit charakterisierenden Parameter μ0- und α-Werte und den Beweglichkeitswert bei der Feldstärke von 6,4 × 105 V/cm auf, wie durch diese Messungen für die zwei Proben bestimmt.
  • Tabelle 1
    Figure 00430001
  • Beispiel 3 – Messungen des Ionisationspotenzials
  • Dieses Beispiel beschreibt die Messung des Ionisationspotenzials für die in Beispiel 1 beschriebenen Ladungstransportmaterialien.
  • Um die Messungen des Ionisationspotenzials durchzuführen, wurde eine dünne Schicht des Ladungstransportmaterials mit einer Dicke von etwa 0,5 μm aus einer Lösung von 2 mg des Ladungstransportmaterials in 0,2 ml Tetrahydrofuran auf eine Substratoberfläche von 20 cm2 aufgebracht. Das Substrat war ein aluminisierter Polyesterfilm, der mit einer 0,4 μm dicken Methylcellulose-Unterschicht überzogen war.
  • Das Ionisationspotenzial wurde gemessen, wie in Grigalevicius et al., "3,6-Di(N-diphenylamino)-9-phenylcarbazole and its methyl-substituted derivative as novel hole-transporting amorphous molecular materials", Synthetic Metals 128 (2002), Seiten 127-131 beschrieben. Im Einzelnen wurde jede Probe mit monochromatischem Licht aus dem Quarzmonochromator mit einer Deuterium-Lampenquelle bestrahlt. Die Leistung des einfallenden Lichtstrahls betrug 2–5 × 10–8 W. Eine negative Spannung von –300 V wurde an das Probesubstrat angelegt. Eine Gegenelektrode mit einem Schlitz von 4,5 × 15 mm2 für die Bestrahlung wurde in einem Abstand von 8 mm von der Probeoberfläche angeordnet. Die Gegenelektrode wurde für die Fotostrommessung mit dem Eingang eines Elektrometers vom BK2-16-Typ verbunden, der unter offenen Eingangsbedingungen arbeitete. Ein Fotostrom von 10–15–10–12 A floss unter Bestrahlung in dem Schaltkreis. Der Fotostrom I hing stark von der Fotonenergie hν des einfallenden Lichtes ab. Die I0,5 = f(h×)-Abhängigkeit wurde aufgetragen. Gewöhnlich wird die Abhängigkeit der Quadratwurzel des Fotostroms von der Quantenenergie des einfallenden Lichtes gut durch eine lineare Beziehung nahe des Schwellenwertes beschrieben (vgl. die Veröffentlichungen "Ionization Potential of Organic Pigment Film by Atmospheric Photoelectron Emission Analysis," Electrophotography, 28, Nr. 4, Seite 364 (1989) von E. Miyamoto, Y. Yamaguchi und M. Yokoyama; und "Photoemission in Solids," Topics in Applied Physics, 26, 1-103 (1978) von M. Cordona und L. Ley). Der lineare Teil dieser Abhängigkeit wurde auf die hν-Achse extrapoliert, und der lp-Wert wurde als die Fotonenergie an dem Achsenschnittpunkt bestimmt. Die Messung des Ionisationspotenzials hatte einen Fehler von ± 0,03 eV. Die Werte des Ionisationspotenzials sind in der vorstehenden Tabelle 1 angegeben.
  • Wie von dem Fachmann verstanden, können zusätzliche Substitution, Variation unter Substituenten und alternative Syntheseverfahren und Verwendung innerhalb des Bereichs und der Absicht der vorliegenden Beschreibung der Erfindung durchgeführt werden. Die vorstehenden Ausführungsformen sollen erläuternd und nicht beschränkend sein. Zusätzliche Ausführungsformen sind von den Patentansprüchen umfasst. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf besondere Ausführungsformen beschrieben worden ist, erkennt der Fachmann, dass Änderungen in der Form und in Einzelheiten gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.

Claims (24)

  1. Organofotorezeptor, umfassend ein elektrisch leitendes Substrat und ein fotoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat, wobei das fotoleitende Element umfasst: (a) ein Ladungstransportmaterial der Formel
    Figure 00450001
    worin R1 und R2 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind; R3 und R4 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind; X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind; Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe umfassen; und Z eine Brückengruppe der Formel -Q1-X3-Q2 ist, worin Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und (b) eine ladungserzeugende Verbindung.
  2. Organofotorezeptor gemäß Anspruch 1, worin Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe umfassen.
  3. Organofotorezeptor gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, worin X1 und X2 jeweils unabhängig sind eine Gruppe -(CH2)m- sind, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  4. Organofotorezeptor gemäß Anspruch 3, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2- sind.
  5. Organofotorezeptor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das fotoleitende Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial umfasst.
  6. Organofotorezeptor gemäß Anspruch 5, worin das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfasst.
  7. Organofotorezeptor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das fotoleitende Element weiter ein Bindemittel umfasst.
  8. Elektrofotografische Abbildungsvorrichtung, umfassend: (a) eine Lichtabbildungskomponente; und (b) einen Organofotorezeptor, der so orientiert ist, dass er Licht von der Lichtabbildungskomponente empfängt, wobei der Organofotorezeptor ein elektrisch leitendes Substrat und ein fotoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat umfasst, wobei das fotoleitende Element umfasst: (i) ein Ladungstransportmaterial wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert; und (ii) eine ladungserzeugende Verbindung.
  9. Elektrofotografische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, worin das fotoleitende Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial umfasst.
  10. Elektrofotografische Abbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, worin das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfasst.
  11. Elektrofotografische Abbildungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, die weiter einen Tonerspender umfasst.
  12. Elektrofotografisches Abbildungsverfahren, umfassend: (a) Aufbringen einer elektrischen Ladung auf eine Oberfläche eines Organofotorezeptors, umfassend ein elektrisch leitendes Substrat und ein fotoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat, wobei das fotoleitende Element umfasst (i) ein Ladungstransportmaterial, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert; und (ii) eine ladungserzeugende Verbindung; (b) bildweises Aussetzen der Oberfläche des Organofotorezeptors gegen Strahlung, um Ladung in ausgewählten Bereichen abzuführen und dadurch ein Muster von geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche zu bilden; (c) Inberührungbringen der Oberfläche mit einem Toner zum Erzeugen eines Tonerbildes; und (d) Übertragen des Tonerbildes auf das Substrat.
  13. Elektrofotografisches Abbildungsverfahren gemäß Anspruch 12, worin das fotoleitende Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial umfasst.
  14. Elektrofotografisches Abbildungsverfahren gemäß Anspruch 13, worin das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfasst.
  15. Elektrofotografisches Abbildungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, worin das fotoleitende Element weiter ein Bindemittel umfasst.
  16. Elektrofotografisches Abbildungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, worin der Toner Färbemittelteilchen umfasst.
  17. Ladungstransportmaterial der Formel
    Figure 00480001
    worin R1 und R2 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind; R3 und R4 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind; X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind; Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Arylaminogruppe umfassen; und Z eine Brückengruppe mit der Formel -Q1-X3-Q2 ist, worin Q1 und Q2 jeweils unabhängig O, S oder NR umfassen, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist; und X3 eine aromatische Gruppe oder eine Gruppe -R5-Q3-R6- ist, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind; und Q3 O, S oder NR' ist, worin R' H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist.
  18. Ladungstransportmaterial gemäß Anspruch 17, worin Y1 und Y2 jeweils unabhängig eine Carbazolylgruppe, eine Julolidinylgruppe oder eine N,N-disubstituierte Arylaminogruppe umfassen.
  19. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 17 und 18, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)m- sind, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional ersetzt sind durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CRb-Gruppe, eine CRcRd-Gruppe oder eine SiReRf-Gruppe, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
  20. Ladungstransportmaterial gemäß Anspruch 19, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Gruppe -(CH2)2- sind.
  21. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, worin X3 eine Arylgruppe ist.
  22. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, worin Q1 und Q2 jeweils unabhängig S sind.
  23. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, worin R5 und R6 jeweils unabhängig eine Arylgruppe sind.
  24. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, worin Q1, Q2 und Q3 jeweils unabhängig S sind.
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