DE602005001457T2

DE602005001457T2 - Ladungstransportierende Verbindungen enthaltender organischer Photorezeptor

Info

Publication number: DE602005001457T2
Application number: DE602005001457T
Authority: DE
Inventors: Zbigniew Woodbury Tokarski; Edmundas LT-2041 Montrimas; Juozas Vidas Grazulevicius; Nusrallah St. Paul Jubran; Tadas Malinauskas; Valentas Gaidelis; Vytautas Getautis
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: US20050191570A1; KR100619015B1; JP2005242367A; EP1569040A3; KR20050087695A; CN1661483A; US7108948B2; EP1569040B1; EP1569040A2; DE602005001457D1

Description

Diese Erfindung betrifft Organophotorezeptoren, die zur Verwendung in der Elektrophotografie geeignet sind, und insbesondere Organophotorezeptoren mit einer Ladungstransportzusammensetzung oder einem polymeren Ladungstransportmaterial, die bzw. das ein Polymer mit Wiederholungseinheiten, die zwei Hydrazongruppen enthalten, die miteinander durch ein verbrückende Gruppe verbunden sind, enthält.
In der Elektrophotografie wird ein Organophotorezeptor in der Form einer Platte, einer Scheibe, eines Blattes, eines Bandes, einer Trommel oder Ähnlichem mit einem elektrisch isolierenden photoleitenden Element auf einem elektrisch leitenden Substrat durch zuerst das einheitliche elektrostatische Aufladen der Oberfläche der photoleitenden Schicht und dann das Belichten der geladenen Oberfläche mit einem Lichtmuster abgebildet. Die Belichtung mit Licht entlädt selektiv die Ladung in den beleuchteten Bereichen, in denen Licht auf die Oberfläche trifft, wodurch ein Muster aus geladenen und ungeladenen Bereichen gebildet wird, das als ein latentes Bild bezeichnet wird. Ein flüssiger oder trockener Toner wird dann in dem Umfeld des latenten Bildes bereit gestellt und Tonertröpfchen oder -teilchen lagern sich entweder im Umfeld der geladenen oder der ungeladenen Bereiche ab, um ein getöntes Bild auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht zu bilden. Das resultierende getönte Bild kann auf eine geeignete letzte oder intermediäre Aufnahmeoberfläche wie Papier übertragen werden, oder die photoleitende Schicht kann als ein letzter Aufnehmer für das Bild dienen. Das bildgebende Verfahren kann viele Male wiederholt werden, um ein einzelnes Bild zu vervollständigen, zum Beispiel durch das Übereinanderlegen von Bildern mit verschiedenen Farbkomponenten oder um Schattenbilder zu bewirken, wie durch das Übereinanderlegen von Bildern mit unterschiedlichen Farben zur Ausbildung eines fertigen Vollfarbbildes und/oder um weitere Bilder zu reproduzieren.
Es wurden sowohl einzelschichtige wie auch mehrschichtige photoleitende Elemente verwendet. In einzelschichtigen Ausführungsformen werden eine Ladungstransportzusammensetzung und ein ladungsgenerierendes Material mit einem polymeren Bindemittel verbunden und dann auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden. In mehrschichtigen Ausführungsformen sind das Ladungstransportmaterial und das ladungsgenerierende Material in dem Element in getrennten Schichten vorhanden, wobei jedes davon optional mit einem polymeren Bindemittel verbunden werden kann, und diese auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden sind. Es sind zwei Anordnungen für ein zweischichtiges photoleitendes Element möglich. In einer zweischichtigen Anordnung (der „Dualschicht" – Anordnung) wird die ladungsgenerierende Schicht auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden und die Ladungstransportschicht wird oben auf der ladungsgenerierenden Schicht abgeschieden. In einer alternativen zweischichtigen Anordnung (der „umgekehrten Dualschicht" – Anordnung) ist die Reihenfolge der Ladungstransportschicht und der ladungsgenerierenden Schicht umgekehrt.
In sowohl den einzel- wie auch mehrschichtigen photoleitenden Elementen ist der Zweck des ladungsgenerierenden Materials die Generierung von Ladungsträgern (d. h. Löcher und/oder Elektronen) bei Bestrahlung mit Licht. Der Zweck des Ladungstransportmaterials ist es, wenigstens eine Art von diesen Ladungsträgern aufzunehmen und diese durch die Ladungstransportschicht zu transportieren, um die Entladung einer Oberflächenladung auf dem photoleitenden Element zu erleichtern. Das Ladungstransportmaterial kann eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransporterbindung oder eine Kombination aus Beiden sein. Wenn eine Ladungstransportverbindung verwendet wird, nimmt die Ladungstransportverbindung die Lochträger auf und transportiert diese durch die Schicht mit der Ladungstransportverbindung. Wenn eine Elektronentransportverbindung verwendet wird, nimmt die Elektronentransportverbindung die Elektronenträger auf und transportiert diese durch die Schicht mit der Elektronentransportverbindung.
Organophotorezeptoren können für sowohl die trockene wie auch die flüssige Elektrophotographie verwendet werden. Es gibt viele Unterschiede zwischen der trockenen und der flüssigen Elektrophotographie. Ein wesentlicher Unterschied ist, dass ein trockener Toner in der trockenen Elektrophotographie verwendet wird, wohingegen ein flüssiger Toner in der flüssigen Elektrophotographie verwendet wird. Ein potentieller Vorteil der flüssigen Elektrophotographie ist, dass sie eine höhere Auflösung und somit schärfere Bilder als die trockene Elektrophotographie zur Verfügung stellen kann, weil flüssige Tonerteilchen im Allgemeinen erheblich kleiner als trockene Tonerteilchen sein können. Als ein Ergebnis von deren kleinerer Größe sind flüssige Toner in der Lage, Bilder mit höherer optischer Dichte als trockene Toner zur Verfügung zu stellen.
Sowohl in der trockenen wie auch der flüssigen Elektrophotographie sollte das für den Organophotorezeptor verwendete Ladungstransportmaterial mit dem polymeren Bindemittel in dem photoleitenden Element kompatibel sein. Die Auswahl eines geeigneten polymeren Bindemittels für ein jeweiliges Ladungstransportmaterial kann Beschränkungen für die Bildung des photoleitenden Elements bedeuten. Wenn das Ladungstransportmaterial nicht mit dem polymeren Bindemittel kompatibel ist, dann kann sich das Ladungstransportmaterial in Phasen auftrennen oder in der Matrix des polymeren Bindemittels auskristallisieren oder es kann auf die Oberfläche der Schicht diffundieren, die das Ladungstransportmaterial enthält. Wenn eine solche Inkompatibilität zustande kommt, dann können die Organophotorezeptoren aufhören, Ladungen zu transportieren.
Zudem gibt es bei der flüssigen Elektrophotographie ein zusätzliches Problem. Insbesondere liegt der Organophotorezeptor für die flüssige Elektrophotographie in Kontakt mit dem flüssigen Trägermittel eines flüssigen Toners vor, während der Toner trocknet oder auf die Übertragung auf eine aufnehmende Oberfläche wartet. Als ein Ergebnis kann das Ladungstransportmaterial in dem photoleitenden Element durch Extraktion durch das flüssige Trägermittel entfernt werden. Über einen längeren Betriebszeitraum kann die Menge des entfernten Ladungstransportmaterials signifikant sein und daher nachteilig für die Leistungsfähigkeit des Organophotorezeptors.
Obwohl viele Ladungstransportmaterialien bekannt sind, gibt es einen Bedarf an anderen Ladungstransportmaterialien, die die verschiedenen Voraussetzungen von besonderen elektrophotographischen Anwendungen erfüllen. Entsprechend ist dies eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung.
Um hoch qualitative Bilder herzustellen, insbesondere nach mehreren Zyklen, ist es für die Ladungstransportmaterialien wünschenswert, eine homogene Lösung mit dem polymeren Bindemittel zu bilden und in etwa homogen verteilt innerhalb des Organophotorezeptormaterials während der zyklischen Verwendung des Materials zu verbleiben. Zusätzlich ist es wünschenswert, die Menge an Ladung zu erhöhen, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann (was durch einen Parameter angezeigt wird, der als Aufnahmespannung oder als „V_acc" bekannt ist) und die Retention der Ladung beim Entladen zu verringern (was durch einen Parameter angezeigt wird, der als Entladungsspannung oder „V_dis" bekannt ist).
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Organophotorezeptoren, elektrophotografische bildgebende Vorrichtungen, elektrophotografische bildgebende Verfahren und Ladungstransportzusammensetzungen bereit zu stellen, die im Allgemeinen (a) gute und/oder vorteilhafte und/oder nützliche Eigenschaften oder Kombinationen von solchen Eigenschaften zeigen und vorzugsweise wenigstens eines oder einige der Probleme auf dem Gebiet ansprechen.
Es sind für die Elektrophotografie viele Ladungstransportmaterialien verfügbar, einschließlich zum Beispiel Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Silbenderivate, Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren und Polyacenaphthylen. Jedoch können wenigstens einige der verfügbaren Ladungstransportmaterialien an einigen Nachteilen leiden und somit gibt es immer den Bedarf an Ladungstransportmaterialien, die die verschiedenen Voraussetzungen für elektrophotografischen Anwendungen erfüllen. Dieses stellt eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung dar.
Eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften.
Eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung oder von Ausführungen davon ist es, verbesserte Organophotorezeptoren, vorzugsweise mit verbesserten Eigenschaften wie verbesserten elektrostatischen Eigenschaften, insbesondere im Vergleich mit bekannten Organophotorezeptoren, zur Verfügung zu stellen.
Zudem ist es eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung oder von Ausführungsformen davon, Ladungstransportmaterialien für Organophotorezeptoren bereit zu stellen, die gute mechanische und/oder chemische Eigenschaften und/oder elektrostatische Eigenschaften und/oder eine Kombination von guten mechanischen und elektrostatischen Eigenschaften zeigen.
Geeigneter Weise ist es eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, Organophotorezeptoren und elektrophotografische bildgebende Vorrichtungen, die verwendet werden können, um hoch qualitative Bilder sogar nach wiederholter zyklischer Verwendung bereit zu stellen, elektrophotografische Vorrichtungen unter Verwendung der Organophotorezeptoren und elektrophotografische bildgebende Verfahren unter Verwendung der Organophotorezeptoren/Ladungstransportmaterialien bereit zu stellen.
Andere Aufgaben und/oder Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargestellt und werden sich teilweise aus der Beschreibung ergeben oder daraus offensichtlich sein oder durch die Durchführung der Erfindung erlernt.
Dem entsprechend bemüht sich diese Erfindung um die Bereitstellung von Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften wie einer hohen V_acc und einer niedrigen V_dis. Die Erfindung bemüht sich auch um die Bereitstellung von polymeren Ladungstransportzusammensetzungen mit weniger Extraktion durch flüssige Trägermittel sowie die Verringerung der notwendigen Menge an polymerem Bindemittel.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Organophotorezeptor, eine elektrophotografische bildgebende Vorrichtung, ein elektrophotografisches bildgebendes Verfahren, eine Ladungstransportzusammensetzung sowie eine Ladungstransportzusammensetzung, die durch das Copolymerisieren einer multifunktionellen Verbindung hergestellt wird, zur Verfügung gestellt, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargestellt werden. Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung ergeben.
In einem ersten Aspekt der voruliegenden Erfindung wird ein Organophotorezeptor bereit gestellt, der ein elektrisch leitendes Substrat und ein photoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat umfasst, wobei das photoleitende Element das Folgende umfasst:

(a) eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe wie eine -(CH₂)_m-Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_c,R_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine verbrückende Gruppe wie eine -(CH₂)_k-Gruppe ist, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l, jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert größer als 1 ist; und
(b) eine ladungsgenerierende Verbindung.

Die Sternchen (*) zeigen endständige Gruppen auf dem Polymer an, die zwischen verschiedenen Polymereinheiten abhängig von dem Stadium des jeweiligen Polymerisationsverfahrens am Ende des Polymerisationsschritts variieren können.
Vorzugsweise umfassen Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe.
Vorzugsweise umfassen X₁, und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise wird wenigstens eine der Methylengruppen durch eine heterocyclische Gruppe, einer aromatischen Gruppe, einer CHOH-Gruppe, O oder S ersetzt.
Vorzugsweise weist die Ladungstransportzusammensetzung die folgende Formel auf:
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 ist; V₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
Vorzugsweise umfasst Z eine -(CH₂)_k-Gruppe, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise weist Z die folgende Formel auf:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n- Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Hamstoff, eine Estergruppe, eine NR₈-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise weist Z die folgende Formel auf:
worin Q gleich O=S=O ist und Z₁ und Z₂ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung sind.
Vorzugsweise umfasst das photoleitende Element zusätzlich ein zweites Ladungstransportmaterial. Vorzugsweise umfasst das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung. Vorzugsweise umfasst das photoleitende Element zusätzlich ein polymeres Bindemittel.
Der Organophotorezeptor kann in der Form einer Platte, eines flexiblen Bandes, einer flexiblen Scheibe, eines Blattes, einer starren Trommel oder eines Blattes um eine starre oder biegsame Trommel herum vorliegen. In einer Ausführungsform umfasst der Organophotorezeptor: (a) ein photoleitendes Element, das die Ladungstransportzusammensetzung, die ladungsgenerierende Verbindung, ein zweites Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfasst, und (b) das elektrisch leitende Substrat.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrophotografische bildgebende Vorrichtung bereit gestellt, umfassend (a) eine Lichtbild-gebende Komponente und (b) den hierin beschriebenen Organophotorezeptor, der so orientiert ist, um Licht von der Lichtbild-gebenden Komponente aufzunehmen. Die Vorrichtung kann vorzugsweise zusätzlich eine Dispensiervorrichtung wie eine Dispensiervorrichtung für flüssigen Toner umfassen. Das Verfahren der elektrophotografischen Bildgenerierung mit Photorezeptoren, die diese Ladungstransportmaterialien enthalten, wird auch beschrieben.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotografisches bildgebendes Verfahren bereit gestellt, umfassend (a) das Auftragen einer elektrischen Ladung auf eine Oberfläche des hierin beschriebenen Organophotorezeptors, (b) das bildweise Belichten der Oberfläche des Organophotorezeptors mit Strahlung zum Dissipieren der Ladung in ausgewählten Bereichen und dadurch das Bilden eines Musters von wenigstens relativ geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche, (c) das in Kontaktbringen der Oberfläche mit einem Toner wie einem flüssigen Toner, der eine Dispersion aus Farbmittelteilchen in einer organischen Flüssigkeit umfasst, zur Generierung eines getönten Bildes und (d) das Übertragen des getönten Bildes auf ein Substrat.
In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden wünschenswerte Ladungstransportzusammensetzungen mit der oben genannten Formel (I), d.h. der folgenden Formel, zur Verfügung gestellt:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe wie eine -(CH₂)_m-Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine verbrückende Gruppe wie eine -(CH₂)_k-Gruppe ist, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert größer als 1 ist.
In einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Ladungstransportzusammensetzungen zur Verfügung gestellt durch das Copolymerisieren einer multifunktionellen Verbindung, die wenigstens zwei aktive Wasserstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Hydroxylwasserstoff, Aminowasserstoff, Carboxylwasserstoff und Thiolwasserstoff besteht, mit einer reaktiven Ringverbindung mit der folgenden Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₃ und X₄ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_p-Gruppe umfassen, worin p eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_m-Gruppe, eine CR_n-Gruppe, eine CR_oR_p-Gruppe oder eine SiR_qR_r-Gruppe ersetzt ist, worin R_m, R_n, R_o, R_p, R_q und R_r jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe„ eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander eine reaktive Ringgruppe sind, vorausgesetzt, dass E₁ und E₂ nicht beide eine Epoxygruppe sind.
In einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Ladungstransportzusammensetzung zur Verfügung gestellt, umfassend das Copolymerisieren einer multifunktionellen Verbindung, die wenigstens zwei aktive Wasserstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Hydroxylwasserstoff, Aminowasserstoff, Carboxylwasserstoff und Thiolwasserstoff besteht, mit einer reaktiven Ringverbindung mit der folgenden Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₃ und X₄ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_p-Gruppe umfassen, worin p eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_m-Gruppe, eine CR_n-Gruppe, eine CR_oR_p-Gruppe oder eine SiR_qR_r-Gruppe ersetzt ist, worin R_m, R_n, R_o, R_p, R_q und R_r jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe„ eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind;
Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander eine reaktive Ringgruppe sind, vorausgesetzt, dass E₁ und E₂ nicht beide eine Epoxygruppe sind.
Typischerweise können diese Photorezeptoren erfolgreich mit Tonern wie flüssigen und trockenen Tonern verwendet werden, um hoch qualitative Bilder herzustellen. Die hohe Qualität des bildgebenden Systems wird nach wiederholter zyklischer Verwendung aufrecht gehalten. Die Erfindung und/oder Ausführungsformen davon stellt Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften wie einer hohen V_acc und einer niedrigen V_dis zur Verfügung. Die Erfindung und/oder Ausführungsformen davon stellen auch polymere Ladungstransportzusammensetzungen mit verringerter Extraktion durch flüssige Trägermittel sowie einem verringerten Bedarf an einem polymeren Bindemittel zur Verfügung.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon und aus den Ansprüchen ergeben.
Die hierin beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen der ersten, zweiten, dritten und vierten Aspekte der vorliegenden Erfindung können jeweils als bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der anderen Aspekte der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
Ein Organophotorezeptor, wie er hierin beschrieben wird, hat ein elektrisch leitendes Substrat und ein photoleitendes Element, das eine ladungsgenerierende Verbindung und eine Ladungstransportzusammensetzung oder ein polymeres Ladungstransportmaterial mit Wiederholungseinheiten umfasst, die zwei Hydrazongruppen enthalten, die durch eine verbrückende Gruppe miteinander verbunden sind. Die Ladungstransportzusammensetzung kann wünschenswerte Eigenschaften zur Verwendung in Organophotorezeptoren für die Elektrophotografie haben. Insbesondere kann die Ladungstransportzusammensetzung dieser Erfindung eine niedrige Löslichkeit in Tägerflüssigkeit und gute Kompatibilität mit verschiedenen Bindematerialien haben und kann exzellente elektrophotografische Eigenschaften besitzen. Die Organophotorezeptoren gemäß dieser Erfindung haben im Allgemeinen eine hohe Photoempfindlichkeit, ein niedriges Restpotenzial und eine hohe Stabilität in Bezug auf zyklische Tests, Kristallisation und die Biegung und Dehnung von Organophotorezeptoren. Die Organophotorezeptoren sind besonders in Laserdruckern und Ähnlichem wie Photokopierern, Scannern und anderen elektronischen Vorichtungen, die auf Elektrophotografie basieren, nützlich. Die Verwendung dieser polymeren Ladungstransportmaterialien wird in mehr Detail unten in dem Zusammenhang der Verwendung mit einem Laserdruckers beschrieben, obwohl deren Anwendung in anderen Vorrichtungen, die durch Elektrophotografie betrieben werden, aus der unten gegebenen Diskussion verallgemeinert werden kann.
Wie es oben erwähnt wird, ist es für die Ladungstransportmaterialien wünschenswert, eine homogene Lösung mit dem polymeren Bindemittel zu bilden und in etwa homogen verteilt in dem Organophotorezeptormaterial während der zyklischen Verwendung des Materials zu verbleiben, um hoch qualitative Bilder, insbesondere nach mehreren Zyklen, herzustellen. Zusätzlich ist es wünschenswert, die Menge an Ladung, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann, zu erhöhen (was durch einen Parameter angezeigt wird, der als Aufnahmespannung oder „V_acc" bekannt ist) und die Retention dieser Ladung nach dem Entladen zu verringern (was durch einen Parameter angezeigt wird, der als Entladungsspannung oder „V_dis ^„ bekannt ist).
Die Ladungstransportmaterialien können als Ladungstransportverbindung oder als Elektronentransportverbindung klassifiziert werden. Es gibt viele Ladungstransportverbindungen und Elektronentransportverbindungen, die auf dem Gebiet der Elektrophotografie bekannt sind. Nicht einschränkende Beispiele von Ladungstransportverbindungen umfassen zum Beispiel Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate, Enaminderivate, Enaminstilbenderivate, Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen oder Multihydrazonverbindungen, die wenigstens zwei Hydrazongruppen sowie wenigstens zwei Gruppen umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Arylaminen wie (N,N-disubstituierten)arylaminen sowie Heterocyclen wie Carbazol, Julolidin, Phenothiazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenoxathiin, Thiazol, Oxazol, Isoxazol, Dibenzo(1,4)dioxin, Thianthren, Imidazol, Benzothiazol, Benzotriazol, Benzoxazol, Benzimidazol, Chinolin, Isochinolin, Chinoxalin, Indol, Indazol, Pyrrol, Purin, Pyridin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Triazol, Oxadiazol, Tetrazol, Thiadiazol, Benzisoxazol, Benzisothiazol, Dibenzofuran, Dibenzothiophen, Thiophen, Thianaphthen, Chinazolin oder Cinnolin besteht.
Im Allgemeinen hat eine Elektronentransportverbindung eine Elektronenaffinität, die zu potentiellen Elektronenfallen relativ groß ist, während sie eine geeignete Elektronenmobilität in einem Verbund mit einem Polymer ergibt. In einigen Ausführungsformen hat die Elektronentransportverbindung ein Reduktionspotential von weniger als dem von 02. Im Allgemeinen sind Elektronentransportverbindungen leicht zu reduzieren und schwer zu oxidieren, wohingegen Ladungstransportverbindungen im Allgemeinen leicht zu oxidieren und schwer zu reduzieren sind. In einigen Ausführungsformen haben die Elektronentransportverbindungen eine Nullfeld-Elektronenmobilität bei Raumtemperatur von wenigstens ungefähr 1 × 10^–13 cm²/Vs, in weiteren Ausführungsformen von wenigstens ungefähr 1 × 10^–10 cm²/Vs, in zusätzlichen Ausführungsformen von wenigstens ungefähr 1 × 10^–8 cm²/Vs und in anderen Ausführungsformen von wenigstens ungefähr 1 × 10^–6 cm²/Vs. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass andere Bereiche der Elektronenmobilität innerhalb der explizit genannten Bereiche vorgesehen sind und in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Nicht einschränkende Beispiele von Elektronentransportverbindungen umfassen zum Beispiel Bromanilin, Tetracyanoethylen, Tetracyanochinodimethan, 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-Trinitro-indeno[1,2-b]thiophen-4-on und 1,3,7-Trinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid, (2,3-Diphenyl-1-indenyliden)malonnitril, 4H-Thiopyran-1,1-dioxid und seine Derivate wie 4-Dicyanomethylen-2,6-diphenyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid, 4-Dicyanomethylen-2,6-di-m-tolyl-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-(dicyanomethyliden)thiopyran und 4H-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-(2-thienyl)-4-(dicyanomethyliden)thiopyran, Derivate von Phospha-2,5-cyclohexadien, Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitrilderivate wie (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonnitril, (4-Phenethoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonnitril, (4-Carbitoxy-9-fluorenyliden)malonnitril und Diethyl(4-n-butoxycarbonyl-2,7-dinitro-9-fluorenyliden)-malonat, Anthrachinodimethanderivate wie 11,11,12,12-Tetracyano-2-alkylanthrachinodimethan und 11,11-Dicyano-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-Cyano-10[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 7-Nitro-2-aza-9-fluorenyliden-malonnitril, Diphenochinonderivate, Benzochinonderivate, Naphtochinonderivate, Chininderivate, Tetracyanoethylencyanoethylen, 2,4,8-Trinitrothioxanton, Dinitrobenzolderivate, Dinitroanthracenderivate, Dinitroacridinderivate, Nitroanthrachinonderivate, Dinitroanthrachinonderivate, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Dibrommaleinsäureanhydrid, Pyrenderivate, Carbazolderivate, Hydrazonderivate, N,N-Dialkylanilinderivate, Diphenylaminderivate, Triphenylaminderivate, Triphenylmethanderivate, Tetracyanochinodimethan, 2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,7-Trinitro-9-dicyanomethylenfluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthonderivate, 2,4,8-Trinitrothioxanthonderivate, 1,4,5,8-Naphalen-bis-dicarboximidderivate, wie sie in den U.S. Patenten Nr. 5,232,800 , 4,468,444 und 4,442,193 beschrieben werden, sowie Phenylazochinolidderivate, wie sie in dem U.S. Patent 6,472,514 beschrieben werden. In einigen Ausführungsformen von Interesse umfasst die Elektronentransportverbindung ein (Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonnitrilderivat wie (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonnitril und 1,4,5,8-Naphalen-bis-dicarboximidderivate.
Obwohl viele Ladungstransportmaterialien zur Verfügung stehen, gibt es einen Bedarf an anderen Ladungstransportmaterialien, um die verschiedenen Voraussetzungen von bestimmten elektrophotografischen Anwendungen zu erfüllen. Polymere Ladungstransportmaterialien haben den potentiellen Vorteil, dass sie innerhalb eines polymeren Bindemittels physikalisch weniger mobil sind. Insbesondere können sich die Polymere, wenn das polymere Ladungstransportmaterial mit dem polymeren Bindemittel kompatibel ist, derart miteinander verwickeln, dass das polymere Ladungstransportmaterial weniger anfällig für eine Extraktion durch ein flüssiges Trägermittel ist, das mit einem flüssigen Toner oder Ähnlichem assoziiert ist.
In elektrophotografischen Anwendungen absorbiert eine ladungsgenerierende Verbindung in einem Organophotorezeptor Licht, um Elektronenlochpaare zu bilden. Diese Elektronen und Löcher können über ein geeignetes Zeitfenster unter einem großen elektrischen Feld transportiert werden, um lokal eine Oberflächenladung, die das Feld generiert, zu entladen. Die Entladung des Feldes in einer bestimmten Position resultiert in einem Oberflächenbeladungsmuster, das im Wesentlichen dem Muster entspricht, das mit dem Licht erzeugt wird. Dieses Ladungsmuster kann dann zur Führung der Tonerabscheidung verwendet werden. Die hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien sind im Allgemeinen effektiv für den Transport von Ladung, Löchern und/oder Elektronen aus den Elektronen-Lochpaaren, die durch die ladungsgenerierende Verbindung gebildet wurden. In einigen Ausführungsformen kann auch eine spezifische Elektronentransportverbindung oder eine Ladungstransportverbindung zusammen mit dem polymeren Ladungstransportmaterial dieser Erfindung verwendet werden.
Die Schicht oder Schichten von Materialien, die die ladungsgenerierende Verbindung und die Ladungstransportmaterialien enthalten, befinden sich in einem Organophotorezeptor. Um ein zweidimensionales Bild unter Verwendung des Organophotorezeptors zu drucken, hat der Organophotorezeptor eine zweidimensionale Oberfläche zur Ausbildung von wenigstens einem Teil des Bildes. Das bildgebende Verfahren wird dann durch die zyklische Bearbeitung des Organophotorezeptors zur Vervollständigung der Bildung des gesamten Bildes und/oder zur Verarbeitung der folgenden Bilder weiter ausgeführt.
Der Organophotorezeptor kann in der Form einer Platte, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer starren Trommel, eines Blattes um eine starre oder biegsame Trommel herum oder Ähnliches bereitgestellt werden. Das Ladungstransportmaterial kann in der gleichen Schicht wie die ladungsgenerierende Verbindung vorliegen und/oder in einer von der ladungsgenerierenden Verbindung unterschiedlichen Schicht vorliegen. Zusätzliche Schichten können auch verwendet werden, wie es weiter unten beschrieben wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Organophotorezeptormaterial zum Beispiel: (a) eine Ladungstransportschicht, die das polymere Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfasst, (b) eine ladungsgenerierende Schicht, die die ladungsgenerierende Verbindung und ein polymeres Bindemittel umfasst, und (c) das elektrisch leitende Substrat. Die Ladungstransportschicht kann zwischen der ladungsgenerierenden Schicht und dem elektrisch leitenden Substrat vorliegen. Alternativ dazu kann die ladungsgenerierende Schicht zwischen der Ladungstransportschicht und dem elektrisch leitenden Substrat vorliegen. In weiteren Ausführungsformen weist das Organophotorezeptormaterial eine einzelne Schicht mit sowohl einem Ladungstransportmaterial wie auch einer ladungsgenerierenden Verbindung in einem polymeren Bindemittel auf.
Die Organophotorezeptoren können in eine elektrophotografische bildgebende Vorrichtung wie Laserdrucker eingebracht werden. In diesen Vorrichtungen wird ein Bild von physikalischen Ausführungsformen abgebildet und in ein Lichtbild umgesetzt, das auf den Organophotorezeptor übertragen wird, um ein latentes Oberflächenbild zu formen. Das latente Oberflächenbild kann verwendet werden, um Toner auf die Oberfläche des Organophotorezeptors anzuziehen, wobei das Tonerbild die gleiche oder die Negativform des Lichtbildes ist, das auf den Organophotorezeptor projiziert wird. Der Toner kann ein flüssiger Toner oder ein trockener Toner sein. Der Toner wird anschließend von der Oberfläche des Organophotorezeptors auf eine aufnehmende Oberfläche wie ein Blatt Papier übertragen. Nach dem Übertragen des Toners wird die gesamte Oberfläche entladen und das Material ist zur weiteren zyklischen Verwendung bereit. Die bildgebende Vorrichtung kann zusätzlich zum Beispiel eine Vielzahl von Stützrollen zum Transport eines aufnehmenden Mediums aus Papier und/oder zur Bewegung des Photorezeptors, eine Lichtbild-gebende Komponente mit geeigneten optischen Vorrichtungen zur Bildung des Lichtbildes, eine Lichtquelle wie einen Laser, eine Tonerquelle und ein Fördersystem und ein geeignetes Steuerungssystem umfassen.
Ein elektrophotografisches bildgebendes Verfahren kann im Allgemeinen das Folgende umfassen: (a) das Auftragen einer elektrischen Ladung auf eine Oberfläche des hierin beschriebenen Organophotorezeptors, (b) das bildweise Belichten der Oberfläche des Organophotorezeptors mit Strahlung zum Dissipieren der Ladung in ausgewählten Bereichen und dadurch das Bilden eines Musters aus geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche, (c) das Aussetzen der Oberfläche an einen Toner wie einem flüssigen Toner, der eine Dispersion aus Farbstoffteilchen in einer organischen Flüssigkeit umfasst, zur Generierung eines getönten Bildes, um Toner zu den geladenen oder ungeladenen Bereichen des Organophotorezeptors anzuziehen, und (d) das Übertragen des Tonerbildes auf ein Substrat.
Wie es hierin beschrieben wird, umfasst ein Organophotorezeptor eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁, und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind;
X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe wie eine -(CH₂)_m- Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRa-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind;
Z eine verbrückende Gruppe wie eine -(CH₂)_k-Gruppe ist, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert größer als 1 ist.
Vorzugsweise umfassen Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe.
Vorzugsweise umfassen X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise wird wenigstens eine der Methylengruppen durch eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine CHOR-Gruppe, O oder S ersetzt.
Vorzugsweise hat die Ladungstransportzusammensetzung die folgende Formel:
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 ist;
Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
Vorzugsweise umfasst Z eine -(CH₂)_k-Gruppe, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise weist Z die folgenden Formeln auf:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n- Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Hamstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇- Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise weist Z die folgende Formel auf:
worin Q gleich O=S=O ist und Z₁ und Z₂ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung sind.
Vorzugsweise umfasst das photoleitende Element des Organophotorezeptors zusätzlich ein zweites Ladungstransportmaterial. Vorzugsweise umfasst das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung. Vorzugsweise umfasst das photoleitende Element des Organophotorezeptors zusätzlich ein polymeres Bindemittel.
In einigen Ausführungsformen sind Y₁ und Y₂ die gleichen. In anderen Ausführungsformen sind Y₁ und Y₂ verschieden.
In einigen Ausführungsformen umfassen Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe oder Carbazolgruppe.
In einigen Ausführungsformen sind X₁ und X₂ die gleichen. In anderen Ausführungsformen sind X₁ und X₂ verschieden.
In einigen Ausführungsformen sind X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist, insbesondere zwischen und einschließlich 1 und 12 ist, mehr bevorzugt zwischen und einschließlich 3 und 8 ist, vor allem 3, 6 oder 8 ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
In einigen Ausführungsformen ist X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m 3 ist und eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, wobei R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist. In einigen Ausführungsformen ist X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m-T-Gruppe, worin m 3 ist, eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, worin R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind. In noch weiteren Ausführungsformen ist eine von X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m 3 ist und eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, wobei R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist, und die andere von X₁ oder X₂ ist eine -(CH₂)_m-T-Gruppe, worin m 3 ist, eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, worin R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
In einigen Ausführungsformen sind R₁ und R₂ die gleichen. In anderen Ausführungsformen sind R₁ und R₂ verschieden. In einigen Ausführungsformen sind R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander H.
In einigen Ausführungsformen ist Z eine -(CH₂)_k-Gruppe, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist, insbesondere zwischen und einschließlich 2 und 10 ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
In einigen Ausführungsformen hat Z die Formeln:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 12 ist, insbesondere zwischen und einschließlich 1 und 8 ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Harnstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Die Arylamingruppe umfasst, ist aber nicht eingeschränkt auf, eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe (z. B. Triarylamingruppe, Alkyldiarylamingruppe und Dialkylarylamingruppe), eine Julolidingruppe und eine Carbazolgruppe.
Die heterocyclische Gruppe umfasst jegliche monozyklischen oder polyzyklischen (z. B. bizyklischen, trizyklischen, etc.) Ringverbindungen mit wenigstens einem Heteroatom (z. B. O, S, N, P, B, Si, etc.) in dem Ring.
Eine aromatische Gruppe kann jedes konjugierte Ringsystem sein, das 4n + 2 pi-Elektronen enthält. Es sind viele Kriterien zur Bestimmung der Aromatizität verfügbar. Ein weit verbreitet eingesetztes Kriterium zur quantitativen Beurteilung der Aromatizität ist die Resonanzenergie. Genauer gesagt hat eine aromatische Gruppe eine Resonanz energie. 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 in eine aromatische heterocyclische Gruppe, die wenigstens ein Heteroatom in dem 4n + 2 pi-Elektronenring enthält, oder eine Arylgruppe, die kein Heteroatom in dem 4n + 2 pi-Elektronenring enthält, klassifiziert werden. Die aromatische Gruppe kann eine Kombination aus einer aromatischen heterocyclischen Gruppe und einer Arylgruppe umfassen. Nichtsdestotrotz können entweder die aromatische heterocyclische Gruppe oder die Arylgruppe wenigstens ein Heteroatom in einem Substituenten aufweisen, der an den 4n + 2 pi-Elektronenring gebunden ist. Zudem können entweder die aromatische heterocyclische Gruppe oder die Arylgruppe einen monozyklischen oder polyzyklischen (wie bizyklischen, trizyklischen, etc.) Ring umfassen.
Nicht einschränkende Beispiele der aromatischen heterocyclischen Gruppe sind Furanyl, Thiophenyl, Pyrrolyl, Indolyl, Carbazolyl, Benzofuranyl, Benzothiophenyl, Dibenzofuranyl, Dibenzothiophenyl, Pyridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Triazinyl, Tetrazinyl, Petazinyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Cinnolinyl, Phthalazinyl, Chinazolinyl, Chinoxalinyl, Naphthyridinyl, Pteridinyl, Acridinyl, Phenanthridinyl, Phenanthrolinyl, Anthyridinyl, Purinyl, Pteridinyl, Alloxazinyl, Phenazinyl, Phenothiazinyl, Phenoxazinyl, Phenoxathiinyl, Dibenzo(1,4)dioxinyl, Thianthrenyl und eine Kombination derselben. Die aromatische heterocyclische Gruppe kann auch jede Kombination der oben genannten aromatischen heterocyclischen Gruppen umfassen, die miteinander entweder durch eine Bindung (wie in Bicarbazolyl) oder durch eine Verbindungsgruppe (wie in 1,6-Di(10H-10-phenothiazinyl)hexan) verbunden sind. Die Verbindungsgruppe kann eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine Kombination derselben enthalten. Zudem kann entweder eine aliphatische Gruppe oder eine aromatische Gruppe innerhalb einer Verbindungsgruppe wenigstens ein Heteroatom wie O, S, Si und N enthalten.
Nicht beschränkende Beispiele der Arylgruppe sind eine Phenyl-, Naphthyl-, Benzyl- oder Tolanylgruppe, Sexiphenylen, Phenanthrenyl, Anthracenyl, Coronenyl und Tolanylphenyl. Die Arylgruppe kann auch jede Kombination der oben genannten Arylgruppen enthalten, die miteinander entweder durch eine Bindung (wie in einer Biphenylgruppe) oder durch eine Verbindungsgruppe (wie in Stilbenyl, Diphenylsulfon, eine Arylamingruppe) verbunden sind. Die Verbindungsgruppe kann eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine Kombination derselben enthalten. Zudem kann entweder eine aliphatische Gruppe oder eine aromatische Gruppe innerhalb einer Verbindungsgruppe wenigstens ein Heteroatom wie O, S, Si und N enthalten.
Die Substitution auf den chemischen Gruppen ist freizügig gestattet, um verschiedene physikalische Wirkungen auf die Eigenschaften der Verbindungen wie Mobilität, Empfindlichkeit, Löslichkeit, Stabilität und Ähnliches, wie es auf dem Gebiet im Allgemeinen bekannt ist, zu beeinflussen. In der Beschreibung der chemischen Substituenten gibt es bestimmte Vorgehensweisen, die auf dem Gebiet üblich sind, die in der Verwendung der Sprache reflektiert werden. Die Begriffe Gruppen, Zentralnukleus und Rest haben definierte Bedeutungen. Der Begriff „Gruppe" zeigt an, dass die generisch genannte chemische Einheit (z. B. Alkylgruppe, Phenylgruppe, aromatische Gruppe, heterozyklische Ringgruppe, Epoxygruppe, Thiiranylgruppe und Aziridinylgruppe, etc.) jeglichen Substituenten darauf aufweisen kann, der mit der Bindungsstruktur dieser Gruppe konsistent ist. Zum Beispiel würde der Begriff, wenn der Begriff „Alkylgruppe" verwendet wird, nicht nur nicht-substituierte lineare, verzweigte und zyklische Alkyle wie Methyl, Ethyl, Isopropyl, tert-Butyl, Cyclohexyl, Dodecyl und Ähnliche, sondern auch Substituenten mit einem Heteroatom wie 3-Ethoxypropyl, 4-N,N-Diethylaminobutyl, 3-Hydroxypentyl, 2-Thiolhexyl, 1,2,3-Tribrompropyl und Ähnliche sowie eine aromatische Gruppe wie Phenyl, Naphthyl, Carbazolyl, Pyrrol und Ähnliches bedeuten. Hydroxyethyl, Cyanobutyl, 1,2,3-Trichlorpropyl und Ähnliche bedeuten. Jedoch würde, so wie es mit dieser Nomenklatur konsistent ist, keine Substitution von diesem Begriff mit umfasst werden, die die fundamentale Bindungsstruktur der zugrunde liegenden Gruppe ändern würde. Zum Beispiel wäre, wenn eine Phenylgruppe genannt wird, 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 dieser Terminologie akzeptabel, wohingegen die Substitution von 1,1,2,2,3,3-Hexamethylphenyl nicht akzeptabel wäre, da diese Substitution erfordern würde, dass die Ringbindungsstruktur der Phenylgruppe in eine nicht-aromatische Form wegen der Substitution verändert wird.
In ähnlicher Weise umfasst, wenn auf eine Epoxygruppe Bezug genommen wird, die genannte Verbindung oder der Substituent jede Substitution, die die chemische Natur des Epoxyringes in der Formel nicht wesentlich verändert. Wenn auf eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe Bezug genommen wird, dann können die zwei an dem Stickstoff gebundenen Substituenten jede Gruppe sein, die die chemische Natur der Amingruppe nicht wesentlich verändert. Wenn der Begriff „Rest" verwendet wird, wie Alkylrest oder Phenylrest, dann zeigt diese Terminologie, dass das chemische Material nicht substituiert ist. Wenn der Begriff „Alkylrest" verwendet wird, dann steht dieser Begriff nur für eine nicht substituierte Alkylkohlenwasserstoffgruppe, egal ob verzweigt, geradkettig oder zyklisch.
Im Allgemeinen und außer, wenn es anderweitig hierin dargestellt wird, gilt das Folgende: Bevorzugte Alkyl (oder Alk- wie in zum Beispiel Alkoxy-)-Gruppen sind C_1-24-Alkyl, insbesondere C_1-16-Alkyl, ganz besonders C_1-12-Alkyl, mehr bevorzugt C_1-8-Alkyl, sogar noch mehr bevorzugt C_1-6Alkyl, und noch mehr bevorzugt C_1-4-Alkyl, entweder substituiert oder nicht substituiert, entweder linear, verzweigt oder zyklisch (wo anwendbar), insbesondere linear oder verzweigt. Bevorzugte Alkenylgruppen sind C_2-20-Alkenyl, besonders C_2-16-Alkenyl, insbesondere C_2-12-Alkenyl, mehr bevorzugt C_2-8-Alkenyl, insbesondere mehr bevorzugt C_2-6-Alkenyl, sogar noch mehr bevorzugt C_2-4-Alkenyl, entweder substituiert oder nicht substituiert, entweder linear, verzweigt oder zyklisch (wo anwendbar), insbesondere linear oder verzweigt. Bevorzugte Alkinylgruppen sind C_2-20-Alkinyl, besonders C_2-16-Alkinyl, insbesondere C_2-12-Alkinyl, mehr bevorzugt C_2-8-Alkinyl, sogar noch mehr bevorzugt C_2-6-Alkinyl, sogar noch mehr bevorzugt C_2-4-Alkinyl, entweder substituiert oder nicht substituiert, entweder linear, verzweigt oder zyklisch (wo anwendbar), insbesondere linear oder verzweigt. Mehr bevorzugt sind Cycloalkyle C_5-20-Cycloalkyl, insbesondere C₅ _-10-Cycloalkyl. Bevorzugtes Amino ist –NH₂.
Organoohotorezeptoren
Die Organophotorezeptoren können zum Beispiel in der Form einer Platte, eines Blattes, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer festen Trommel oder eines Blattes um eine starre oder biegsame Trommel herum vorliegen, wobei flexible Bänder und starre Trommeln im Allgemeinen in kommerziellen Ausführungsformen verwendet werden. Der Organophotorezeptor kann zum Beispiel ein elektrisch leitendes Substrat und auf dem elektrisch leitenden Substrat ein photoleitendes Element in der Form einer oder mehrerer Schichten umfassen. Das photoleitende Element kann sowohl ein Ladungstransportmaterial wie auch eine ladungsgenerierende Verbindung in einem polymeren Bindemittel umfassen, die in der gleichen Schicht oder auch nicht vorliegen kann, sowie in einigen Ausführungsformen ein zweites Ladungstransportmaterial wie eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung. Zum Beispiel können das Ladungstransportmaterial und die ladungsgenerierende Verbindung in einer einzigen Schicht vorliegen. In anderen Ausführungsformen umfasst das photoleitende Element jedoch eine Doppelschichtkonstruktion, die eine ladungsgenerierende Schicht und eine getrennte Ladungstransportschicht aufweist. Die ladungsgenerierende Schicht kann zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und der Ladungstransportschicht positioniert sein. Alternativ dazu kann das photoleitende Element eine Struktur aufweisen, in der die Ladungstransportschicht zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und der ladungsgenerierenden Schicht vorliegt.
Das elektrisch leitende Substrat kann flexibel sein, zum Beispiel in der Form eines flexiblen Gewebes oder eines Bandes oder zum Beispiel unflexibel in der Form einer Trommel vorliegen. Eine Trommel kann eine hohle zylindrische Struktur aufweisen, die eine Befestigungsmöglichkeit der Trommel für einem Antrieb bereitstellt, der die Trommel während des bildgebenden Verfahrens rotiert. Typischer Weise umfasst ein flexibles elektrisch leitendes Substrat ein elektrisch isolierendes Substrat und eine dünne Schicht aus elektrisch leitendem Material, auf dem das photoleitende Material aufgeragen ist.
Das elektrisch isolierende Substrat kann Papier oder ein filmbildendes Polymer wie Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat), Polyimid, Polysulfon, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylharz, Polvinylfluorid, Polystyrol und Ähnliches sein. Spezifische Beispiele von Polymeren als Träger von Substraten umfassen zum Beispiel Polyethersulfon (STABAR^® S-100, das von ICI verfügbar ist), Polyvinylfluorid (Tedlar^®, das von E. I. DuPont de Nemours & Company verfügbar ist), Polybisphenol-A Polycarbonat (MAKROFOL^®, das von der Mobay Chemical Company verfügbar ist) und amorphes Polyethylenterephthalat (MELINAR^®, das von ICI Americas, Inc. verfügbar ist). Die elektrisch leitenden Materialien können Grafit, dispergiertes Russ, Iod, leitende Polymere wie Polypyrrole und Calgon^® leitendes Polymer 261 sein (das kommerziell von der Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa. verfügbar ist), Metalle wie Aluminium, Titan, Chrom, Messing, Gold, Kupfer, Palladium, Nickel oder Edelstahl oder Metalloxid wie Zinnoxid oder Indiumoxid sein. In Ausführungsformen von besonderem Interesse ist das elektrisch leitende Material Aluminium. Im Allgemeinen hat das photoleitende Substrat eine Dicke, die ausreicht, um die benötigte mechanische Stabilität bereit zu stellen. Zum Beispiel können flexible Gewebesubstrate im Allgemeinen eine Dicke von ungefähr 0,01 bis ungefähr 1 mm aufweisen, während Trommelsubstrate im Allgemeinen eine Dicke von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm aufweisen.
Die ladungsgenerierende Verbindung ist ein Material, das in der Lage ist, Licht wie ein Farbstoff oder ein Pigment zu absorbieren, um Ladungsträger zu generieren. Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten ladungsgenerierenden Verbindungen umfassen zum Beispiel metallfreie Phthalocyanine (z. B. ELA 8034 metallfreies Phthalocyanin, das von H. W. Sands, Inc. oder Sanyo Color Works, Ltd., CGM-X01 verfügbar ist), Metallphthalocyanine wie Titanphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin (wird auch als Titanyloxyphthalocyanin bezeichnet und umfasst jegliche kristalline Phase oder Mischungen von kristallinen Phasen, die als eine ladungsgenerierende Verbindung wirken können), Hydroxygalliumphthalocyanin, Squaryliumfarbstoffe und Pigmente, Hydroxy-substituierte Squaryliumpigmente, Perylimide, polynukleare Chinone, die von der Allied Chemical Corporation unter dem Markennamen INDOFAST^® Double Scarlet, INDOFAST^® Violet Lake B, INDOFAST^® Brilliant Scarlet und INDOFAST^® Orange verfügbar sind, Chinacridone, die von DuPont unter dem Markennamen MONASTRAL^® Red, MONASTRAL^® Violet und MONASTRAL^® Red Y verfügbar sind, aus Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente, die die Perinone, Tetrabenzoporphyrine und Tetranaphthaloporphyrine umfassen, Indigo- und Thioindigofarbstoffe, Benzothioxanthenderivate, aus Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente, Polyazopigmente einschließlich Bisazo-, Trisazo- und Tetrakisazopigmente, Polymethinfarbstoffe, Farbstoffe, die Chinazolingruppen enthalten, tertiäre Amine, amorphes Selen, Selenlegierungen wie Selen-Tellur, Selen-Tellur-Arsen und Selen-Arsen, Cadmiumsulphoselenid, Cadmiumselenid, Cadmiumsulphid und Mischungen davon. Für einige Ausführungsformen umfasst die ladungsgenerierende Verbindung Oxytitanphthalocyanin (z. B. jegliche Phase davon) Hydroxygalliumphthalocyanin oder eine Kombination davon.
Die photoleitende Schicht dieser Erfindung kann optional ein zweites Ladungstransportmaterial enthalten, das eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransportverbindung oder eine Kombination von beiden sein kann. Im Allgemeinen kann jede Ladungstransportverbindung und Elektronentransportverbindung, die auf dem Gebiet bekannt ist, als das zweite Ladungstransportmaterial verwendet werden.
Eine Elektronentransportverbindung und ein UV-Lichtstabilisator können ein synergistisches Verhältnis zur Bereitstellung des gewünschten Elektronenflusses innerhalb des Photoleiters aufweisen. Das Vorhandensein der UV-Lichtsabilisatoren verändert die Elektronentransporteigenschaften der Elektronentransportverbindungen zur Verbes serung der elektronentransportierten Eigenschaften des Verbundstoffes. UV-Lichtstabilisatoren können ultraviolette Lichtabsorber oder ultraviolette Lichthemmer sein, die freie Radikale einfangen.
UV-Lichtabsorber können ultraviolette Strahlung absorbieren und als Hitze dissipieren. Von UV-Lichthemmem wird angenommen, dass sie freie Radikale einfangen, die durch das ultraviolette Licht gebildet werden, und nach dem Einfangen der freien Radikale anschließend aktive Stabilisatorenreste unter Energieentladung regenerieren. Im Hinblick auf das synergistische Verhältnis der UV-Stabilisatoren zu den Elektronentransportverbindungen müssen die besonderen Vorteile der UV-Stabilisatoren nicht unbedingt deren UV-stabilisierenden Fähigkeiten sein, obwohl die UV-stabilisierende Fähigkeit zusätzlich bei der Verringerung des Abbaus des Organophotorezeptors mit der Zeit vorteilhaft sein kann. Die verbesserte synergistische Leistungsfähigkeit der Organophotorezeptoren bei Schichten, die sowohl eine Elektronentransportverbindung wie auch einen UV-Stabilisator umfassen, werden zusätzlich in der korrespondierenden U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/425,333 beschrieben, die am 28. April 2003 von Zhu unter dem Titel „Organophotoreceptor With A Light Stabilizer", angemeldet wurde, die als US 2003/0228534 A1 veröffentlicht wurde.
Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten Lichtstabilisatoren umfassen zum Beispiel gehinderte Trialkylamine wie Tinuvin 144 und Tinuvin 292 (von Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY), gehinderte Alkoxydialkylamine wie Tinuvin 123 (von Ciba Specialty Chemicals), Benzotriazole wie Tinuvin 328, Tinuvin 900 und Tinuvin 928 (von Ciba Specialty Chemicals), Benzophenone wie Sanduvor 3041 (von der Clariant Corp., Charlotte, N.C.), Nickelverbindungen wie Arbestab (von Robinson Brothers Ltd., West Midlands, Great Britain), Salicylate, Cyanocinnamate, Benzylidenmalonate, Benzoate, Oxanilide wie Sanduvor VSU (von der Clariant Corp., Charlotte, N.C.), Triazine wie Cyagard UV-1164 (von Cytec Industries Inc., N.J.), polymere sterisch gehinderte Amine wie Luchem (von Atochem North America, Buffalo, NY). In einigen Ausführungsformen wird der Lichtstabilisator aus der Gruppe ausgewählt, die aus gehinderten Trialkylaminen mit der folgenden Formel besteht:
worin R₁, R₂, R₃, R₄, R₆, R₇, R_8, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃, R₁₅ und R₁₆ unabhängig voneinander gleich Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder eine Ester- oder Ethergruppe sind; und R₅, R₉ und R₁₄ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe sind; und X eine Verbindungsgruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus -O-CO-(CH₂)_m-CO-O-besteht, worin m zwischen 2 und 20 liegt.
Optional kann die photoleitende Schicht ein Vernetzungsmittel umfassen, das die Ladungstransportverbindung und das Bindemittel verbindet. Wie es im Allgemeinen für Vernetzungsmittel in verschiedenen Zusammenhängen wahr ist, umfasst das Vernetzungsmittel eine Vielzahl von funktionellen Gruppen oder wenigstens eine funktionelle Gruppe mit der Fähigkeit, eine Mehrfachfunktionalität aufzuzeigen. Insbesondere umfasst ein geeignetes Vernetzungsmittel im Allgemeinen wenigstens eine funktionelle Gruppe, die mit einer Epoxygruppe reagiert, sowie wenigstens eine funktionelle Gruppe, die mit einer funktionellen Gruppe auf dem polymeren Bindemittel reagiert. Nicht einschränkende Beispiele von funktionellen Gruppen zur Umsetzung mit der Epoxygruppe umfassen Hydroxyl, Thiol, eine Aminogruppe, Carboxylgruppe oder eine Kombination derselben. In einigen Ausführungsformen reagiert die funktionelle Gruppe des Vernetzungsmittels zur Umsetzung mit dem polymeren Bindemittel mit der Epoxygruppe nicht wesentlich. Im Allgemeinen kann ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet die geeignete funktionelle Gruppe des Vernetzungsmittels so auswählen, dass sie mit dem polymeren Bindemittel reagiert, oder in ähnlicher Weise kann ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet geeignete funktionelle Gruppen des polymeren Bindemittels auswählen, um mit der funktionellen Gruppe des Vernetzungsmittels zu reagieren. Geeignete funktionelle Gruppen des Vernetzungsmittels, die nicht wesentlich mit der Epoxygruppe reagieren, wenigstens nicht unter festgelegten Bedingungen, umfassen zum Beispiel Epoxygruppen, Aldehyd und Ketone. Geeignete reaktive funktionelle Gruppen des Bindemittels zur Umsetzung mit den Aldehyden und Ketonen umfassen zum Beispiel Amine.
In einigen Ausführungsformen ist das Vernetzungsmittel ein zyklisches Säureanhydrid, das wirksam wenigstens bifunktionell ist. Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten zyklischen Säureanhydriden umfassen zum Beispiel 1,8-Naphthalindicarboxylsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid und Citraconsäureanhydrid, Fumarsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäureanhydrid und Terephthalsäureanhydrid, wobei Maleinsäureanhydrid und Phthalsäureanhydrid von besonderem Interesse sind.
Das Bindemittel ist im Allgemeinen in der Lage, das Ladungstransportmaterial (in dem Fall der Ladungstransportschicht oder einer Einzelschichtkonstruktion), die ladungsgenerierende Verbindung (in dem Fall der ladungsgenerierenden Schicht oder einer Einzelschichtkonstruktion) und/oder eine Elektronentransportverbindung für geeignete Ausführungsformen zu dispergieren oder aufzulösen. Beispiele von geeigneten Bindemitteln für sowohl die ladungsgenerierende Schicht wie auch die Ladungstransportschicht umfassen im Allgemeinen zum Beispiel Polystyrol-co-butadien, Polystyrol-co-acrylnitril, modifizierte acrylische Polymere, Polyvinylacetat, Styrol-Alkydharze, Soja-Alkylharze, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polycarbonate, Polyacrylsäure, Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrolpolymere, Polyvinylbutyral, Alkydharze, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polysulfone, Polyether, Polyketone, Phenoxyharze, Epoxyharze, Silikonharze, Polysiloxane, Poly(hydroxy-ether)harze, Polyhydroxystyrolharze, Novolak, Poly(phenylglycidylether)-co-dicyclo- pentadien, Copolymere aus Monomeren, die in den oben genannten Polymeren verwendet werden und Kombinationen davon. Spezielle geeignete Bindemittel umfassen zum Beispiel Polyvinylbutyral, Polycarbonat und Polyester. Nicht einschränkende Beispiele von Polyvinylbutyral umfassen BX-1 und BX-5 von der Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan. Nicht einschränkende Beispiele von geeignetem Polycarbonat umfassten Polycarbonat A, das aus Eisphenol A abgeleitet ist (z. B. lupilon-A von Mitsubishi Engineering Plastics oder Lexan 145 von General Electric); Polycarbonat Z, das aus Cyclohexylidenbisphenol abgeleitet ist (z. B. lupilon-Z von Mitsubishi Engineering Plastics Corp., White Plain, New York); sowie Polycarbonat C, das aus Methylbisphenol A abgeleitet ist (von der Mitsubishi Chemical Corporation). Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten Polyesterbindemittel umfassen Orthopolyethylenterephthalat (z. B. OPET TR-4 von Kanebo Ltd., Yamaguchi, Japan).
Geeignete optionale Additive für eine einzelne oder mehrere der Schichten umfassen zum Beispiel Antioxidantien, Kopplungsmittel, dispergierende Mittel, Härtungsmittel, Tenside und Kombinationen davon.
Das photoleitende Element hat im Ganzen typischer Weise eine Dicke von ungefähr 10 Mikron bis ungefähr 45 Mikron. In den Dualschicht-Ausführungsformen mit einer getrennten ladungsgenerierenden Schicht und einer getrennten Ladungstransportschicht hat die ladungsgenerierende Schicht im Allgemeinen eine Dicke von ungefähr 0,5 Mikron bis ungefähr 2 Mikron und die Ladungstransportschicht hat eine Dicke von ungefähr 5 Mikron bis ungefähr 35 Mikron. In Ausführungsformen, bei denen das Ladungstransportmaterial und die ladungsgenerierende Verbindung in der gleichen Schicht vorliegen, hat die Schicht mit der ladungsgenerierenden Verbindung und der Ladungstransportzusammensetzung im Allgemeinen eine Dicke von ungefähr 7 Mikron bis ungefähr 30 Mikron. In Ausführungsformen mit einer getrennten Elektronentransportschicht hat die Elektronentransportschicht typischerweise in Ausführungsformen eine mittlere Dicke von ungefähr 0,5 Mikron bis ungefähr 10 Mikron und in weiteren Ausführungsformen von ungefähr 1 Mikron bis ungefähr 3 Mikron. Im Allgemeinen kann eine Elektronentransportdeckschicht die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischem Abrieb erhöhen, die Widerstandsfähigkeit gegenüber der Feuchtigkeit der Trägerflüssigkeit und der Atmosphäre erhöhen und den Abbau des Photorezeptors durch Koronagase verringern. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Dickenbereiche innerhalb der oben explizit genannten Bereiche vorgesehen sind und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Im Allgemeinen liegt die ladungsgenerierende Verbindung für die hierin beschriebenen Organophotorezeptoren in einer Menge von ungefähr 0,5 bis ungefähr 25 Gewichtsprozent, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 1 bis ungefähr 15 Gewichtsprozent und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vor. Das Ladungstransportmaterial liegt in Ausführungsformen geeigneter Weise in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 80 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 35 bis ungefähr 60 Gewichtsprozent und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 45 bis ungefähr 55 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vor. Das optionale zweite Ladungstransportmaterial kann, falls es vorhanden ist, in einer Menge von wenigstens ungefähr 2 Gewichtsprozent vorliegen, in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 2,5 bis ungefähr 25 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 4 bis ungefähr 20 Gewichtsprozent basierend auf der photoleitenden Schicht vorliegen. Das Bindemittel liegt in Ausführungsformen geeigneter Weise in einer Menge von ungefähr 15 bis ungefähr 80 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vor und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 75 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vor. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche innerhalb der explizit genannten Bereiche der Zusammensetzungen vorgesehen sind und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Für die Dualschicht-Ausführungsformen mit einer getrennten ladungsgenerierenden Schicht und einer Ladungstransportschicht umfasst die ladungsgenerierende Schicht im Allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 90 Gewichtsprozent, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 15 bis ungefähr 80 Gewichtsprozent und in einigen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 75 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der ladungsgenerierenden Schicht. Das optionale Ladungstransportmaterial in der ladungsgenerierenden Schicht kann im Allgemeinen, falls es vorhanden ist, in einer Menge von wenigstens ungefähr 2,5 Gewichtsprozent, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 4 bis ungefähr 30 Gewichtsprozent und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 25 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der ladungsgenerierenden Schicht vorliegen. Die Ladungstransportschicht umfasst im Allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 70 Gewichtsprozent und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 30 Gewichtsprozent bis ungefähr 50 Gewichtsprozent. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der Bindemittelkonzentrationen für die Doppelschicht-Ausführungsformen innerhalb der oben explizit genannten Bereiche vorgesehen sind und in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Für die Ausführungsformen mit einer Einzelschicht mit einer ladungsgenerierenden Verbindung und einem Ladungstransportmaterial umfasst die photoleitende Schicht im Allgemeinen ein Bindemittel, ein Ladungstransportmaterial und eine ladungsgenerierende Verbindung. Die ladungsgenerierende Verbindung kann in einer Menge von ungefähr 0,05 bis ungefähr 25 Gewichtsprozent und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 15 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vorliegen. Das Ladungstransportmaterial kann in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 80 Gewichtsprozent vorliegen, in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 25 bis ungefähr 65 Gewichtsprozent, in zusätzlichen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 30 bis ungefähr 60 Gewichtsprozent und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 35 bis ungefähr 55 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vorliegen, wobei der Rest der photoleitenden Schicht das Bindemittel und optionale Additive wie jegliche konventionellen Additive umfasst. Eine Einzelschicht mit einer Ladungstransportzusammensetzung und einer ladungsgenerierenden Verbindung umfasst im Allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge von ungefähr 10 Gewichtsprozent bis ungefähr 75 Gewichtsprozent, in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 60 Gewichtsprozent und in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 25 Gewichtsprozent bis ungefähr 50 Gewichtsprozent. Optional kann die Schicht mit der ladungsgenerierenden Verbindung und dem Ladungstransportmaterial ein zweites Ladungstransportmaterial umfassen. Das optionale zweite Ladungstransportmaterial kann im Allgemeinen, falls es vorhanden ist, in einer Menge von wenigstens ungefähr 2,5 Gewichtsprozent vorhanden sein, in weiteren Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 4 bis ungefähr 30 Gewichtsprozent und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 25 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der photoleitenden Schicht vorhanden sein. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der Zusammensetzungen innerhalb der explizit genannten Bereiche der Zusammensetzungen für die oben genannten Schichten vorgesehen sind und innerhalb der vorliegenden Offenbarung liegen.
Im Allgemeinen kann jede Schicht mit einer Elektronentransportverbindung vorteilhafter Weise zusätzlich einen UV-Lichtstabilisator umfassen. Insbesondere kann die Elektroentransportschicht im Allgemeinen eine Elektronentransportverbindung, ein Bindemittel und optional einen UV-Lichtstabilisator umfassen. Eine Deckschicht, die eine Elektronentransportverbindung umfasst, wird zusätzlich in der korrespondierenden U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/396,536 von Zhu et al. mit dem Titel „Organophotoreceptor With An Electron Transport Layer" beschrieben, die als U.S. 2003/0194626 A1 veröffentlicht wurde. Zum Beispiel kann eine Elektronentransportverbindung, wie sie oben beschrieben wird, in der Freisetzungsschicht der hierin beschriebenen Photoleiter verwendet werden. Die Elektronentransportverbindung in einer Elektronentransportschicht kann in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 50 Gewichtsprozent vorliegen und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Elektronentransportschicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der Zusammensetzungen innerhalb der explizit genannten Bereiche vorgesehen sind und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Der UV-Lichtstabilisator liegt im Allgemeinen, falls er in einer oder mehreren geeigneten Schichten des Photoleiters vorhanden ist, in einer Menge von ungefähr 0,5 bis ungefähr 25 Gewichtsprozent vor und in einigen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der jeweiligen Schicht vor. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der Zusammensetzungen innerhalb der explizit genannten Bereiche vorgesehen sind und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Zum Beispiel kann die photoleitende Schicht durch das Dispergieren oder Auflösen der Komponenten, wie einer oder mehreren ladungsgenerierenden Verbindung(en), des Ladungstransportmaterials dieser Erfindung, eines zweiten Ladungstransportmaterials wie eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung, eines UV-Lichtstabilisators und eines polymeren Bindemittels, in einem organischen Lösungsittel, das Beschichten der Dispersion und/oder Lösung auf die jeweils darunter liegende Schicht und das Trocknen der Beschichtung hergestellt werden. Insbesondere können die Komponenten durch stark scherende Homogenisation, Kugelmahlen, Abriebmahlen, hoch energetisches Kugel-(Sand-) mahlen oder andere die Größe verringernde Verfahren oder Mischvorrichtungen, die auf dem Gebiet bekannt sind, zur Bewirkung einer Verringerung der Partikelgröße bei der Bildung einer Dispersion dispergiert werden.
Der Photorezeptor kann optional auch eine oder mehrere zusätzliche Schichten aufweisen. Eine zusätzliche Schicht kann zum Beispiel eine Unterschicht oder eine Deckschicht wie eine Sperrschicht, eine Freisetzungsschicht, eine Schutzschicht oder eine Haftschicht sein. Eine Freisetzungsschicht oder eine Schutzschicht können die oberste Schicht des photoleitenden Elements bilden. Eine Sperrschicht kann zwischen der Freisetzungsschicht und dem photoleitenden Element vorliegen oder zur Überschichtung des photoleitenden Elements verwendet werden. Die Sperrschicht stellt einen Schutz vor Abrieb für die darunter liegenden Schichten dar. Eine Haftschicht lokalisiert und verbessert die Haftung zwischen einem photoleitenden Element, einer Sperrschicht und einer Freisetzungsschicht oder jeglicher Kombination davon. Eine Unterschicht ist eine ladungsblockierende Schicht und liegt zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und dem photoleitenden Element vor. Die Unterschicht kann auch die Haftung zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und dem photoleitenden Element verbessern.
Geeignete Sperrschichten umfassen zum Beispiel Beschichtungen wie eine vernetzbare kolloidale Siloxanol-Siliziumdioxid-Beschichtung und eine kolloidale hydroxylierte Silsesquioxan-Silizumdioxid-Beschichtung und organische Bindemittel wie Polyvinylalkohol, Methylvinylether-/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Gelatine, Stärke, Polyurethane, Polyimide, Polyester, Polyamide, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetoacetal, Polyvinylformiat, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyacrylate, Polyvinylcarbazole, Copolymere aus Monomeren, die in den oben genannten Polymeren verwendet werden, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Terpolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlori/Vinylidenchlorid-Copolymere, Cellulosepolymere und Mischungen davon. Die oben genannten Sperrschichtpolymere können optional kleine anorganische Teilchen wie pyrogenes Siliziumdioxid, Siliziumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder eine Kombination davon, enthalten. Sperrschichten werden zusätzlich in dem U.S. Patent 6,001,522 von Woo et al. mit dem Titel „Barrier Layer For Photoconductor Elements Comprising An Organic Polymer And Silica" beschrieben. Die Deckschicht der Freisetzungsschicht kann jede Freisetzungsschichtzusammensetzung, die auf dem Gebiet bekannt ist, umfassen. In einigen Ausführungsformen ist die Freisetzungsschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Silan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat oder eine Kombination davon. Die Freisetzungsschichten können vernetzte Polymere umfassen.
Die Freisetzungsschicht kann zum Beispiel jegliche Freisetzungsschichtzusammensetzung, die auf dem Gebiet bekannt ist, umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst die Freisetzungsschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Poly(methylmethacrylat-comethacrylsäure), Urethanharze, Urethanepoxyharze, acrylierte Urethanharze, Urethanacrylsäureharze oder eine Kombination davon. In weiteren Ausführungsformen umfassen die Freisetzungsschichten vernetzte Polymere.
Die Schutzschicht kann den Organophotorezeptor vor chemischem und mechanischem Schaden schützen. Die Schutzschicht kann jegliche Schutzschichtzusammensetzung, die auf dem Gebiet bekannt ist, umfassen. In einigen Ausführungsformen ist die Schutzschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure), Urethanharze, Urethanepoxyharze, acrylierte Urethanharze, Urethanacrylsäureharze oder eine Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen von besonderem Interesse sind die Freisetzungsschichten vernetzte Polymere.
Eine Deckschicht kann eine Elektronentransportverbindung umfassen, wie sie zusätzlich in der korrespondierenden U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/396,536 beschrieben wird, die am 25. März 2003 von Zhu et al. angemeldet wurde, mit dem Titel „Organoreceptor With An Electron Transport Layer", die als U.S. 2003/0194626 A1 veröffentlicht wurde. Zum Beispiel kann eine Elektronentransportverbindung, wie sie oben beschrieben wird, in der Freisetzungsschicht dieser Erfindung verwendet werden. Die Elektronentransportverbindung in der Deckschicht kann in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 50 Gewichtsprozent und in anderen Ausführungsformen in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 40 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Freisetzungsschicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der Zusammensetzung in den explizit genannten Bereichen vorgesehen sind und innerhalb der vorliegenden Offenbarung liegen.
Im Allgemeinen umfassen Haftschichten ein filmbildendes Polymer wie Polyester, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidin, Polyurethan, Polymethalmethacrylat, Poly(hydroxyaminoether) und Ähnliche. Sperr- und Haftschichten werden zusätzlich in dem U.S. Patent 6,180,305 von Ackley et al. mit dem Titel „Organic Photoreceptors for Liquid Electrophotography" beschrieben.
Unterschichten können zum Beispiel Polyvinylbutyral, Organosilane, hydrolysierbare Silane, Epoxyharze, Polyester, Polyamide, Polyurethane und Ähnliche umfassen. In einigen Ausführungsformen hat die Unterschicht eine Trockendicke zwischen ungefähr 20 Angström und ungefähr 2000 Angström. Unterschichten, die leitende Metalloxidteilchen enthalten, können zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 25 Mikron dick sein. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der Zusammensetzungen und der Dicke in den explizit genannten Bereichen vorgesehen sind und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Die hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien und Photorezeptoren, die diese Verbindungen umfassen, sind zur Verwendung in einem bildgebenden Verfahren mit entweder einer Trockentoner- oder Flüssigtonerentwicklung geeignet. Zum Beispiel können jegliche trockenen Toner und flüssigen Toner, die auf dem Gebiet bekannt sind, in einem Verfahren und mit der Vorrichtung dieser Erfindung verwendet werden. Die flüssige Tonerentwicklung kann wünschenswert sein, weil sie die Vorteile der Bereitstellung höher auflösender Bilder und die Notwendigkeit niedrigerer Energie zur Bildfixierung im Vergleich zu trockenen Toner bietet. Beispiele von geeigneten flüssigen Toner sind auf dem Gebiet bekannt. Flüssige Toner umfassen im Allgemeinen Tonerteilchen, die in einer Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Die Tonerteilchen können ein Farbmittel/Pigment, ein Harzbindemittel und/oder einen Ladungsrichter umfassen. In einigen Ausführungsformen des flüssigen Toners kann das Verhältnis von Harz zu Pigment bei 1:1 bis 10:1 liegen und in anderen Ausführungsformen bei 4:1 bis 8:1 liegen. Flüssige Toner werden zusätzlich in den veröffentlichten U.S. 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 dem U.S. Patent Nr. 6,649,316 mit dem Titel „Phase Change Developer For Liquid Electrophotography" beschrieben.
Ladungstransportzusammensetzung
Der hierin beschriebene Organophotorezeptor umfasst eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind;
X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe wie eine -(CH₂)_m Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind;
Z eine verbrückende Gruppe wie eine -(CH₂)_k-Gruppe ist, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert größer als 1 ist.
Vorzugsweise umfassen Y₁, und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe.
Vorzugsweise umfassen X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise wird wenigstens eine der Methylengruppen durch eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine CHOR-Gruppe, O oder S ersetzt.
Vorzugsweise weist die Ladungstransportzusammensetzung die folgende Formel auf:
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 ist;
Y₁ und Y₂ sind jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe ist; und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
Vorzugsweise umfasst Z eine -(CH₂)_k-Gruppe, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR₉-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise weist Z die folgenden Formeln auf:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Hamstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Vorzugsweise weist Z die folgende Formel auf:
worin Q gleich O=S=O ist und Z₁ und Z₂ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung sind.
Vorzugsweise umfasst das photoleitende Element des Organophotorezeptors zusätzlich ein zweites Ladungstransportmaterial. Vorzugsweise umfasst das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung. Vorzugsweise umfasst das photoleitende Element des Organophotorezeptors zusätzlich ein polymeres Bindemittel. In einigen Ausführungsformen sind Y₁ und Y₂ die gleichen. In anderen Ausführungsformen sind Y₁ und Y₂ verschieden. In einigen Ausführungsformen umfassen Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe oder eine Carbazolgruppe.
In einigen Ausführungsformen sind X₁ und X₂ die gleichen. In anderen Ausführungsformen sind X₁ und X₂ verschieden. In einigen Ausführungsformen sind X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist, insbesondere zwischen und einschließlich 2 und 12 ist, mehr bevorzugt zwischen und einschließlich 3 und 8 ist, vor allem 3, 6 oder 8 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
In einigen Ausführungsformen ist X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m Gruppe, worin m 3 ist und eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, wobei R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist. In einigen Ausführungsformen ist X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m-T-Gruppe, worin m 3 ist, eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, worin R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind. In noch weiteren Ausführungsformen ist eine von X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m-Gruppe, worin m 3 ist und eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, wobei R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist, und die andere von X₁ oder X₂ eine -(CH₂)_m-T-Gruppe ist, worin m 3 ist, eine der Methylengruppen durch CR_cR_d ersetzt ist, worin R_c H ist und R_d eine Hydroxylgruppe ist und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
In einigen Ausführungsformen sind R₁ und R₂ die gleichen. In anderen Ausführungsformen sind R₁ und R₂ verschieden. In einigen Ausführungsformen sind R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander H.
In einigen Ausführungsformen ist Z eine -(CH₂)_k-Gruppe, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist, insbesondere zwischen und einschließlich 2 und 10 ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
In einigen Ausführungsformen hat Z die Formeln:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 12 ist, insbesondere zwischen und einschließlich 1 und 8 ist, und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Hamstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Im Allgemeinen hängt die Verteilung der n-Werte von den Polymerisationsbedingungen ab. Das Vorhandensein des Polymers der Formel (I) schließt das Vorhandensein nicht umgesetzten Monomers und von Dimeren innerhalb des Organophotorezeptors nicht aus, obwohl die Konzentrationen von Monomeren und Dimeren im Allgemeinen klein wären, wenn nicht sogar extrem klein oder nicht nachweisbar. Das Ausmaß der Polymerisation, wie es durch n spezifiziert wird, kann die Eigenschaften des resultierenden Polymers beeinflussen. In einigen Ausführungsformen kann ein mittlerer Wert von n in den Hunderten oder Tausenden liegen, obwohl der mittlere Wert von n jeder Wert von 3 oder größer und in einigen Ausführungsformen jeder Wert von 5 oder größer und in zusätzlichen Ausführungsformen der mittlere Wert von n 10 oder größer sein kann. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass zusätzliche Bereiche der mittleren n-Werte vorgesehen sind und in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
In einigen Ausführungsformen kann die verbrückende Gruppe Z eine Alkylengruppe, eine Alkenylengruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe umfassen. Insbesondere kann eine aromatische Z-Gruppe in wünschenswerter Weise zu der Funktion der Ladungstransportzusammensetzung beitragen. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten aromatischen Gruppen umfassen diejenigen der folgenden Formeln:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Hamstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
In einigen Ausführungsformen hat die verbrückende Gruppe Z eine Struktur entsprechend der oben gezeigten Formel (II), worin Q eine O=S=O-Gruppe ist und Z, und Z₂ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung sind. In bevorzugten Ausführungsformen hat die Ladungstransportzusammensetzung die folgende Formel:
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 ist;
Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; und
T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
Genauer gesagt haben nicht einschränkende Beispiele einer geeigneten Ladungstransportzusammensetzung im Umfang der allgemeinen Formel (I) der vorliegenden Erfindung die folgenden Formeln (1) – (4):
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem mittleren Wert von mehr als 1 ist und die Sternchen (*) endständige Gruppen auf dem Polymer zeigen, die zwischen verschiedenen Polymereinheiten abhängig von dem Zustand des jeweiligen Polymerisationsverfahrens an dem Ende des Polymerisationsschritts variieren können.
Synthese von Ladungstransportzusammensetzungen
Die Synthese von Ladungstransportzusammensetzungen dieser Erfindung kann durch das folgende Mehrschrittsyntheseverfahren durchgeführt werden, obwohl andere geeignete Verfahren von einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet auf der Grundlage der hierin gemachten Offenbarung verwendet werden können.
Die Ladungstransportzusammensetzung dieser Erfindung kann durch die Umsetzung einer mehrfach funktionellen Verbindung, die wenigstens zwei aktive Wasserstoffe enthält, zum Beispiel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylwasserstoff, Aminowasserstoff, Carboxylwasserstoff und Thiolwasserstoff, mit einer reaktiven Ringverbindung mit der folgenden Formel hergestellt werden:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind;
X₃ und X₄ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_p-Gruppe umfassen, worin p eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_m-Gruppe, eine CR_n-Gruppe, eine CR_oR_p-Gruppe oder eine SiR_qR_r-Gruppe ersetzt ist, worin R_m, R_n, R_o, R_p, R_q und R_r jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind;
R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind;
Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
und E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander eine reaktive Ringgruppe wie ein Epoxyring, ein Thiiranylgruppe, eine Aziridinylgruppe und eine Oxetanylgruppe sind.
In einigen Ausführungsformen kann die verbrückende Gruppe Z eine Alkylengruppe, eine Alkenylengruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe umfassen. Insbesondere kann eine aromatische Z-Gruppe in wünschenswerter Weise zu der Funktion der Ladungstransportzusammensetzung beitragen. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten aromatischen Gruppen umfassen die folgenden Formeln:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Harnstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Die reaktiven Ringgruppen E₁ und E₂ sind aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus heterocyclischen Ringgruppen, die eine höhere Spannungsenergie als ihre entsprechend geöffnete Ringstruktur aufweisen. Die konventionelle Definition der Spannungsenergie ist, dass sie den Unterschied in der Energie zwischen dem tatsächlichen Molekül und einem vollständig spannungsfreien Molekül mit der gleichen Zusammensetzung darstellt. Mehr Information über den Ursprung der Spannungsenergie ist in einem Artikel von Wiberg et al., _"A Theoretical Analysis of Hydrocarbon Properties: II Additivity of Group Properties and the Origin of Strain Energy," J. Am. Chem. Soc. 109, 985 (1987) zu finden.
Die heterocyclische Ringgruppe kann 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Glieder aufweisen, in weiteren Ausführungsformen 3, 4, 5, 7 oder 8 Glieder, in einigen Ausführungsformen 3, 4 oder 8 und in zusätzlichen Ausführungsformen 3 oder 4 Glieder. Nicht einschränkende Beispiele eines solchen heterocyclischen Rings sind zyklische Ether (z. B. Epoxide oder Oxetan), zyklische Amine (z. B. Aziridin), zyklische Sulfide (z. B. Thiiran), zyklische Amide (z. B. 2-Azetidinon, 2-Pyrrolidon, 2-Piperidon, Caprolactam, Enantholactam und Capryllactam), N-carboxy-a-aminosäureanhydride, Lactone und Cyclosiloxane. Die Chemie der oben genannten heterocyclischen Ringe wird in Georg Odian, „Principle of Polymerization," zweite Ausgabe, Kapitel 7, S. 508 – 552 (1981) beschrieben.
In einigen Ausführungsformen von Interesse ist die reaktive Ringgruppe eine Epoxygruppe. Einige Epoxygruppen haben die folgende Formel:
worin R₂₁, R₂₂ und R₂₃ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine aromatische Gruppe (z. B. Phenyl, Naphthyl, Carbazolyl, Stilbenyl) sind, oder wenn sie miteinander verbunden sind, die Atome sind, die notwendig sind, um einen 5- oder 6-gliedrigen cycloaliphatischen Ring zu bilden.
Die Diepoxyring-Verbindung kann durch das folgende Mehrschrittsyntheseverfahren hergestellt werden, obwohl andere geeignete Verfahren von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet auf der Grundlage der hierin gemachten Offenbarung verwendet werden können.
Der erste Schritt ist eine nukleophile Substitutionsreaktion zwischen einer verbindenden organischen Verbindung mit zwei Halogengruppen (z. B. Dibromalkane oder 4,4'-Dichlordiphenylsulfon) und Hydrazinhydrat. Die verbindende organische Verbindung kann in Bezug auf die zwei Halogengruppen symmetrisch sein oder auch nicht. Die Reaktionsmischung kann für 24 Stunden zum Sieden erhitzt werden. Das Produkt der nukleophilen Substitution ist die entsprechende aromatische Verbindung mit zwei Hydrazingruppen wie 4,4'-Dihydrazindiphenylsulfon.
In dem zweiten Schritt kann die aromatische Verbindung mit zwei Hydrazingruppen mit einem Arylamin mit einer Aldehyd- oder einer Ketogruppe reagieren, um die entsprechende aromatische Verbindung mit zwei Hydrazongruppen zu bilden. Falls es gewünscht wird, können zwei unterschiedliche Arylaminverbindungen mit der Dihydrazinverbindung umgesetzt werden. Die Verwendung von ein oder zwei Arylaminreaktanden mit Ketogruppen resultiert in einem Ladungstransportmaterial mit R₁- und/oder R₂-Gruppen, die sich von H unterscheiden. Obwohl die Verwendung von zwei verschieenen Arylaminverbindungen in einer Mischung von Produkten resultieren kann, kann ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet die Synthese unerwünschter Formen des Produkts durch entweder sequenzielle oder gleichzeitige Reaktionen verringern und die unterschiedlichen Produktverbindungen können voneinander durch geeignete Reinigungsansätze getrennt werden.
In dem dritten Schritt können die zwei NH-Gruppen der aromatischen Verbindung mit zwei Hydrazongruppen mit einem organischen Halogenid, das eine Epoxygruppe umfasst, in der Gegenwart einer alkalischen Verbindung umgesetzt werden, um ein Ladungstransportmaterial mit zwei epoxydierten Hydrazongruppen zu bilden, die durch eine Verbindungsgruppe miteinander verbunden sind. Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten organischen Halogeniden, die eine Epoxygruppe für diese Erfindung umfassen, sind Epihalohydrine wie Epichlorhydrin. Das organische Halogenid, das eine Epoxygruppe umfasst, kann auch durch die Epoxydierungsreaktion des entsprechenden organischen Halogenids mit einer Olefingruppe hergestellt werden. Die Epoxydierungsreaktion wird in Carey et al., _"Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, S. 494 – 498, beschrieben. Das organische Halogenid mit einer Olefingruppe kann durch die Wittig-Reaktion zwischen einem geeigneten organischen Halogenid mit einer Aldehyd- oder Ketogruppe und einem geeigneten Wittig-Reagens hergestellt werden. Die Wittig- und damit verwandte Reaktionen werden in Carey et al., _"Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, S. 69 – 77, beschrieben. Abhängig von den jeweiligen Reaktivitäten der Gruppen kann die Reihenfolge einiger der Reaktionen geändert werden.
In einigen Ausführungsformen von Interesse ist die E-Gruppe eine Thiiranylgruppe. Eine Epoxyverbindung wie solche, die oben beschrieben werden, kann in die entsprechende Thiiranylverbindung durch das Erhitzen der Epoxyverbindung und Ammoniumthiocyanat in Tetrahydrofuran zum Sieden umgesetzt werden. Alternativ dazu kann die korrespondierende Thiiranylverbindung durch das Durchführen einer Lösung der oben beschriebenen Epoxyverbindung durch ein mit 3-(Thiocyano)propyl funktionalisiertes Siliciumdioxidgel (kommerziell von Aldrich, Milwaukee, WI, verfügbar) hergestellt werden. Alternativ dazu kann eine Thiiranylverbindung durch die Thia-Payne-Umlagerung einer entsprechenden Epoxyverbindung erhalten werden. Die Thia-Payne-Umlagerung wird in Rayner, C. M., Synlett 1997, 11; Liu, Q. Y.; Marchington, A. P.; Rayner, C. M. Tetrahedron 1997, 53, 15729; Ibuka, T. Chem. Soc. Rev. 1998., 27, 145; und Rayner, C. M. Contemporary Organic Synthesis 1996, 3, 499, beschrieben. Für diese Ausführungsformen können X'-Gruppen gebildet werden, z. B. unter Verwendung einer bifunktionellen Gruppe mit einem Halogen und mit einer Thiiranylgruppe. Die Halogenidgruppe kann durch eine Bindung zu der sekundären Amingruppe des Hydrazons durch eine nukleophile Substitution ersetzt werden.
In einigen Ausführungsformen von Interesse ist die E-Gruppe eine Aziridinylgruppe. Eine Aziridinverbindung kann durch die Aza-Payne-Umlagerung einer entspechenden Epoxyverbindung, wie einer der oben beschriebenen Epoxyverbindungen, erhalten werden. Die Aza-Payne-Umlagerung wird in Rayner, C. M. Synlett 1997, 11; Liu, Q. Y.; Marchington, A. P.; Rayner, C. M. Tetrahedron 1997, 53, 15729 und Ibuka, T. Chem. Soc. Rev. 1998., 27, 145 beschrieben. Alternativ dazu kann eine Aziridinverbindung durch die Additionsreaktion zwischen einer geeigneten Nitrenverbindung und einem geeigneten Alken hergestellt werden. Solch eine Additionsreaktion wird in Carey et al., „Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, S. 446–448, beschrieben. Für diese Ausführungsformen können X'-Gruppen zum Beispiel unter Verwendung einer bifunktionellen Gruppe mit einem Halogen und mit einer Aziridinylgruppe gebildet werden. Die Halogengruppe kann durch eine Bindung zu der sekundären Amingruppe des Hydrazons durch eine nukleophile Substitution ersetzt werden.
In einigen Ausführungsformen von Interesse ist die E-Gruppe eine Oxetanylgruppe. Eine Oxetanverbindung kann durch die Patemo-Buchi-Reaktion zwischen einer geeigneten Carbonylverbindung und einem geeigneten Alken hergestellt werden. Die Patemo-Buchi-Reaktion wird in Carey et al., „Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, S. 335–336, beschrieben. Für diese Ausführungsform können X'-Gruppen zum Beispiel unter Verwendung einer bifunktionellen Gruppe mit einem Halogen und mit einer Oxetanylgruppe gebildet werden. Die Halogenidgruppe kann durch eine Bindung zu der sekundären Amingruppe des Hydrazons durch eine nukleophile Substitution ersetzt werden.
Zur Umsetzung mit den reaktiven Ringgruppen können die multifunktionellen Verbindungen wie difunktionelle Verbindungen, trifunktionelle Verbindungen und tetrafunktionelle Verbindungen zwei oder mehrere aktive Wasserstoffatome wie Hydroxylwasserstoff, Thiolwasserstoff, Aminowasserstoff und Carboxylwasserstoff aufweisen. Die aktiven Wasserstoffatome in einer der multifunktionellen Verbindungen können gleich oder verschieden sein. Nicht einschränkende Beispiele von tetrafunktionellen Verbindungen umfassen Tetrahydroxylverbindungen, Tetrathiolverbindungen, Tetraaminoverbindungen und Tetracarbomsäureverbindungen. Nicht einschränkende Beispiele von trifunktionellen Verbindungen umfassen Trihydroxylverbindungen, Trithiolverbindungen, Triaminoverbindungen und Tricarbonsäuren. Die difunktionelle Verbindung kann Ammoniak, ein primäres Amin, ein Diol, ein Dithiol, ein Diamin, eine Dicarbonsäure, ein Hydroxylamin, eine Aminosäure, eine Hydroxylsäure, eine Thiolsäure, ein Hydroxythiol oder ein Thioamin sein. Nicht einschränkende Beispiele von geeignetem Dithiol sind 4,4'-Thiobisbenzolthiol, 1,4-Benzoldithiol, 1,3-Benzoldithiol, Sulfonyl-bis(benzolthiol), 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 1,2-Ethandithiol, 1,3-Propandithiol, 1,4-Butandithiol, 1,5-Pentandithiol und 1,6-Hexandithiol. Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten Diolen sind 2,2'-Bi-7-naphtol, 1,4-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxybenzol, 10,10-Bis(4-hydroxyphenyl)anthron, 4,4'-Sulfonyldiphenol, Eisphenol, 4,4'-(9-Fluorenyliden)diphenol, 1,10-Decandiol, 1,5-Pentandiol, Diethylenglycol, 4,4'-(9-Flurorenyliden)-bis(2-phenoxyethanol), Bis(2-hydroxyethyl)terephthalat, Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfon, Hydrochinon-bis(2-hydroxyethyl)ether und Bis(2-hydroxyethyl)piperazin. Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten Diaminen sind Diaminoarene und Diaminoalkane. Nicht einschränkende Beispiele einer geeigneten Dicarbonsäure sind Phthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure und 4,4'-Biphenyldicarbonsäure. Nicht einschränkende Beispiele eines geeigneten Hydroxylamins sind p-Aminophenol und Fluoresceinamin. Nicht einschränkende Beispiele einer geeigneten Aminosäure sind 4-Aminobuttersäure, Phenylalanin und 4-Aminobenzoesäure. Nicht einschränkende Beispiele einer geeigneten Hydroxylsäure sind Salicylsäure, 4-Hydroxybuttersäure und 4-Hydroxybenzoesäure. Nicht einschränkende Beispiele eines geeigneten Hydroxythiols sind Monothiohydrochinon und 4-Mercapto-1-butanol. Ein nicht einschränkendes Beispiel eines geeigneten Thioamins ist p-Aminobenzothiol. Ein nicht einschränkendes Beispiel einer geeigneten Thiolsäure sind 4-Mercaptobenzoesäure und 4-Mercaptobuttersäure. Fast alle der oben genannten difunktionellen Verbindungen sind kommerziell von der Aldrich Chemical Co. und anderen Lieferanten von Chemikalien verfügbar.
In einigen Ausführungsformen kann die difunktionelle Verbindung zwei funktionelle Gruppen umfassen, die durch eine Alkylengruppe, eine Alkenylengruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine aromatische Gruppe verbunden sind. Nicht einschränkende Beispiele einer geeigneten aromatischen Gruppe umfassen die Gruppen mit den folgenden Formeln:
worin Q' eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine NR₁₂-Gruppe oder eine CR₁₃R₁₄-Gruppe ist, worin R₁₂, R₁₃ und R₁₄ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und
Z₅, Z₆, Z₇ und Z₈ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_q-Gruppe sind, worin q eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Harnstoff, eine Estergruppe, eine NR₁₅-Gruppe, eine CR₁₆-Gruppe, eine CR₁₇R₁₈-Gruppe oder eine SiR₁₉R₂₀-Gruppe ersetzt ist, worin R₁₅, R₁₆, R₁₇, R₁₈, R₁₉ und R₂₀ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Die chemische Bindung zwischen der reaktiven Ringverbindung und der difunktionellen Verbindung kann durch die Verwendung eines Vernetzungsmittels oder einer erhöhten Reaktionstemperatur unterstützt werden. Die Reaktionstemperatur kann bei 20°C bis 200°C liegen. Vorzugsweise liegt die Reaktionstemperatur zwischen 30°C und 100°C.
Es kann jegliches konventionelles Vernetzungsmittel für die Reaktion zwischen einer der reaktiven Ringgruppen wie einer Epoxygruppe und einer funktionellen Gruppe wie einer Hydroxyl-, Thiol-, Carboxyl- und einer Aminogruppe, die auf dem Gebiet bekannt sind, für diese Erfindung verwendet werden. Nicht einschränkende Beispiele eines geeigneten Vernetzungsmittels umfassen Säureanhydride und primäre oder sekundäre Amine. Nicht einschränkende Beispiele eines geeigneten Säureanhydrids umfassen 1,8-Naphthalindicarbonsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid und Citraconsäureanhydrid, Fumarsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäureanhydrid und Terephthalsäureanhydrid, wobei Maleinsäureanhydrid und Phthalsäureanhydrid am meisten bevorzugt sind. Nicht einschränkende Beispiele von geeigneten primären oder sekundären Aminen umfassen Diethylentriamin, Triethylentetraamin, m-Phenylendiamin.
Zur Synthese der Ladungstransportzusammensetzungen wird der Grad der Polymerisation, d. h. der mittlere Wert und/oder die Verteilung von n, durch die Konzentrationen der Reaktanden, die Reaktionsbedingungen und die Reaktionszeit bestimmt. Die Reaktionsparameter können durch einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung angepasst werden, um die gewünschten Werte des Ausmaßes der Reaktion zu erhalten. Im Allgemeinen tendieren die Ladungstransportzusammensetzungen dazu, wenn ein Eins-zu-eins-Verhältnis der reaktiven Ringverbindung zu der difunktionellen Verbindung verwendet wird, Moleküle mit sowohl einer reaktiven Ringendgruppe wie auch einer funktionellen Gruppe zu umfassen. Ein kleiner Überschuss der reaktiven Ringverbindung tendiert dazu, in einem größeren Prozentanteil der reaktiven Ringendgruppe zu resultieren. In ähnlicher Weise tendiert ein kleiner Überschuss der difunktionellen Verbindung dazu, in einem größeren Prozentanteil der funktionellen Endgruppe zu resultieren.
Genauer gesagt reagieren die reaktive Ringverbindung und die difunktionelle Verbindung, um kleine Moleküle mit mehr als einer sich wiederholenden Einheit zu bilden, wie sie in der Formel (I) gezeigt wird. Unter ausreichend verdünnten Reaktionsbedingungen und bei einer ausreichend kurzen Reaktionszeit kann eine Monomerzusammensetzung effektiv gebildet werden. In dem Ausmaß, in dem die Reaktion weiter fortschreitet, können die kleinen Moleküle mit anderen Monomereinheiten reagieren, der reaktiven Ringverbindung und/oder der difunktionellen Verbindung, um größere Moleküle zu bilden, die weiter reagieren können. Dieses Reaktionsverfahren dauert, bis die Reaktion gestoppt wird. Das resultierende Produkt kann im Allgemeinen durch ein mittleres Molekulargewicht und eine Verteilung der Molekulargewichte sowie die Menge von jeder Endgruppe charakterisiert werden. Es können verschiedene Techniken, die zur Charakterisierung von Polymeren verwendet werden, allgemein verwendet werden, um die hierin beschriebenen Polymere entsprechend zu beschreiben.
Im Allgemeinen kann es wünschenswert sein, wenn ein Vernetzungsmittel verwendet wird, das Vernetzungsmittel zuerst mit entweder der Ladungstransportverbindung oder dem Polymerbindemittel umzusetzen, bevor diese mit anderen Inhaltsstoffen kombiniert werden. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet kann die richtige Reaktionsreihen folge wie das Kombinieren aller Komponenten zur gleichen Zeit oder nacheinander zur Bildung der Schicht mit den gewünschten Eigenschaften bestimmen.
Obwohl reaktive Ringgruppen einen vielseitigen Syntheseansatz für die Bildung der hierin beschriebenen Polymere zur Verfügung stellen, können andere Verbindungsgruppen Y der oben genannten Formel (I) unter Verwendung von anderen Hilfsreaktionen gebildet werden, die keine reaktiven Ringgruppen involvieren. Zum Beispiel können verschiedene nukleophile Substitutionen verwendet werden. Einige nicht beschränkende Beispiele von geeigneten Reaktionen umfassen Veresterungsreaktionen und Amidbildungsreaktionen. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird geeignete reaktive funktionelle Gruppen zur Polymerisation erkennen.
Die Erfindung wird nun weiter im Wege der folgenden darstellenden Beispiele beschrieben werden. Diese Beispiele sind als illustrativ für mehrere spezielle Materialien anzusehen, die in die breitere hierin vorgestellte Offenbarung fallen.
BEISPIELE
Beispiel 1 – Synthese und Charakterisierung von Ladungstransportzusammensetzungen
Dieses Beispiel beschreibt die Synthese und Charakterisierung der Zusammensetzungen 1 – 4, wobei sich die Zahlen auf die oben genannten Formelzahlen beziehen. Die Charakterisierung involviert sowohl die chemische Charakterisierung wie auch die elektronische Charakterisierung von Materialien, die mit dieser Verbindung hergestellt werden.
Zusammensetzung (1)
Eine Suspension aus 4,4'-Dichlordiphenylsulfon (20 g, 0,069 Mol, erhalten von Aldrich) in Hydrazinhydrat (158 ml, von Aldrich) wurde für 24 Stunden zum Sieden erhitzt. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und Kristalle fällten aus. Die Kristalle wurden abfiltriert und drei Mal mit Wasser und ein Mal mit Isopropanol gewaschen. Die Ausbeute des Produkts, 4,4'-Dihydrazindiphenylsulfon, betrug 15,75 g (81,8%). Das Produkt hatte einen Schmelzpunkt von 193 – 194°C. Das Literaturverfahren für die Herstellung von 4,4'-Dihydrazindiphenylsulfon wurde in Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, 11, S. 1508–1510, 1980 veröffentlicht (in der Republik Lettland).
Eine Mischung aus 4-(Diphenylamino)benzaldehyd (25 g, 0,09 Mol, von Aldrich), 4,4'-Dihydrazindiphenylsulfon (11,37 g, 0,041 Mol) und 80 ml Dioxan wurde zu einem 250 ml Rundbodengefäß gegeben, das mit einem Rückflusskühler und einem magnetischen Rührer ausgestattet war. Die Reaktionsmischung wurde unter Rühren für 2 Stunden auf 50°C erwärmt. Das Lösungsmittel wurde durch Verdampfen entfernt, um 4,4'-Dihydrazondiphenylsulfontriphenylaminohydrazon zu bilden. Die Ausbeute betrug 30,1 g (93,4 %).
Eine Mischung aus 4,4'-Dihydrazondiphenylsulfontriphenylaminohydrazon (30,1 g, 0,038 Mol) und Epichlorhydrin (68 ml, 0,855 Mol, erhalten von Aldrich) wurde zu einem 250 ml Dreihalsrundbodengefäß gegeben, das mit einem Rückflusskühler, einem Thermometer und einem Magnetrührer ausgestattet war. Die Reaktionsmischung wurde intensiv bei 35–40°C für 7 Stunden gerührt. Während dieser Zeit wurde gepulvertes 85-%-iges Kaliumhydroxid (KOH, 11,3 g, 0,171 Mol) und wasserfreies Natriumsulfat (Na₂SO₄, 9 g, 0,0228Mol) in drei Portionen unter vorherigem Kühlen der Reaktionsmischung auf 20–25°C zugegeben. Nach der Beendigung der Reaktion wurde die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt und filtriert. Der organische Teil wurde mit Ethylacetat behandelt und mit destilliertem Wasser gewaschen, bis der pH-Wert des Wassers neutral wurde. Die organische Schicht wurde über getrocknetem Magnesiumsulfat getrocknet, mit Aktivkohle behandelt und filtriert. Die Lösungsmittel wurden verdampft, um ein Diepoxid zu bilden. Das Diepoxid wurde durch Säulenchromatographie (Kieselgel, Klasse 62, 60–200 Mesh, 150 Å, Aldrich) unter Verwendung einer Mischung aus Aceton und Hexan in einem Verhältnis von 1: 4 nach Volumen als das Elutionsmittel gereinigt. Die Fraktionen, die das Diepoxid (die Zusammensetzung (1) des Monomervorläufers) enthalten, wurden gesammelt und die Lösungsmittel wurden verdampft. Das Diepoxid wurde aus einer Mischung aus Aceton und Hexan in einem Verhältnis von 1:4 nach Volumen umkristallisiert und bei 50°C in einem Vakuumofen für 6 Stunden getrocknet. Die Ausbeute des Diepoxids aus 4,4'-Dihydrazondiphenylsulfontriphenylaminohydrazon betrug 19,3 g (56%). Das Produkt hatte einen Schmelzpunkt von 223–225°C. Das ¹H-HMR-Spektrum (100 MHz) des Diepoxids aus 4,4'-Dihydrazondiphenylsulfontriphenylaminohydrazon in CDCl₃ war durch die folgenden chemischen Verschiebungen gekennzeichnet (σ, ppm): 8,0–6,8 (m, 38H, CH=N), Ar); 4,5–4,3 (dd, 2H, ein Proton von NCH₂); 4,1–3,8 (dd, 2H, ein anderes Proton von NCH₂); 3,2 (m, 2H, CH); 2,9–2,8 (dd, 2H, ein Proton von OCH₂); 2,7–2,5 (dd, ein anderes Proton von OCH₂). Eine Elementaranalyse ergab die folgenden Ergebnisse in Gewichtsprozent: C 74,71; H 5,33; N 9,45, die mit den berechneten Werten für C₃₈H₃₅N₅O₂ in Gewichtsprozent vergleichbar waren: C 74,64; H 5,37; N 9,33.
Eine Mischung aus Diepoxid aus 4,4'-Dihydrazondiphenylsulfontriphenylaminohydrazon (1 g, 1,1 mmol, hergestellt im vorangegangenen Schritt), 4,4'-Thiobisbenzothiol (0,275 g, 1,1 mmol, erhalten von Aldrich) und 15 ml Tetrahydrofuran (THF) wurden zu einem 50 ml Dreihalsrundbodengefäß gegeben, das mit einem Rückflusskühler und einem mechanischen Rührer ausgestattet. Dann wurde Triethylamin (0,14 ml, 1,1 mmol, von Aldrich, Milwaukee, WI) zu der Mischung hinzu gegeben. Die Mischung wurde unter Argon für 60 Stunden zum Sieden erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und durch eine 3–4 cm Schicht Kieselgel (Güte 62, 60–200 Mesh, 150 Å) filtriert. Das Kieselgel wurde mit THF gewaschen. Die Lösung wurde auf 15–20 ml durch Verdampfen konzentriert und dann in einen 20-fachen Überschuss aus Methanol unter intensivem Rühren gegossen. Das resultierende Präzipitat wurde abfiltriert und wiederholt mit Methanol gewaschen und im Vakuum bei 50°C getrocknet. Die Ausbeute der Zusammensetzung (1) betrug 1,08 g (84,7%).
Zusammensetzung (2)
Die Zusammensetzung (2) kann entsprechend dem Verfahren für die Zusammensetzung (1) hergestellt werden, außer dass 9-Ethyl-3-carbazolcarboxaldehyd (0,09 Mol) den 4-(Diphenylamino)benzaldehyd (0,09 Mol) ersetzt.
Zusammensetzung (3)
Die Zusammensetzung (3) wurde entsprechend dem Verfahren für die Zusammensetzung (1) hergestellt, außer dass 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol (0,165 g, 1,1 mmol) das Thiobisbenzothiol (0,275 g, 1,1 mmol) ersetzte. Die Ausbeute der Zusammensetzung (3) betrug 1,01 g (86,6%).
Zusammensetzung (4)
Die Zusammensetzung (4) wurde entsprechend dem Verfahren für die Zusammensetzung (2) hergestellt, außer dass 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol (0,165 g, 1,1 mmol) das Thiobisbenzothiol (0,275 g, 1,1 mmol) ersetzte.
Beispiel 2– Messungen der Ladungsmobilität
Dieses Beispiel beschreibt die Messung der Ladungsmobilität für Proben, die mit den Zusammensetzungen (1) und (3) gebildet wurden, wie es in Beispiel 1 beschrieben wird.
Probe 1
Eine Mischung aus 0,1 g der Zusammensetzung (1) wurde in 2 ml THF aufgelöst. Die Lösung wurde auf den mit Methylcellulose beschichteten Polyesterfilm mit einer leitenden Aluminiumschicht durch das Tauchrollenverfahren geschichtet. Nach dem Trocknen für 1 h bei 80°C Temperatur wurde eine klare 7 um dicke Schicht gebildet. Es wurde die Lochmobilität gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Probe 2
Die Probe 2 wurde ähnlich zur Probe 1 hergestellt und getestet, außer dass die Zusammensetzung (1) durch die Zusammensetzung (3) ersetzt wurde und die Dicke der Beschichtung 4 um war.
Messungen der der Ladungsmobilität
Jede Probe wurde positiv bis zu einem Oberflächenpotential U koronageladen und mit einem 2 ns langen Stickstofflaserlichtpuls bestrahlt. Die Lochmobilität u wurde bestimmt, wie es 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, S. 747–752, beschrieben wird. Die Messung der Lochmobilität wurde mit Änderungen in der Aufladungsweise zum Aufladen der Probe auf unterschiedliche U-Werte wiederholt, was einer unterschiedlichen elektrischen Feldstrke innerhalb der Schicht E entspricht. Diese Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke wird durch die folgende Formel angenähert μ = μ0 eα√E

Hier ist E die elektrische Feldstärke, μ_o ist die Null-Feldmobilität und α ist der Pool-Frenkel-Parameter. Die charakterisierenden Parameter der Mobilität μ_o und die α-Werte sowie der Mobilitätswert bei einer Feldstärke von 6,4 × 10⁵ V/cm, wie sie aus diesen Messungen bestimmt wurden, werden in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1

Beispiel	μ_o, (cm²V·s)	μ (cm²/V·s) bei 6,4 × 10⁵ V/cm	α (cm/V)^1/2	Ionisations-potential (eV)
Probe 1/ (Zusammensetzung 1)	8 × 10^–9	2 × 10^–5	0,0098	5,49
Probe 2/ (Zusammensetzung 3)	~ 1 × 10^–8	~ 6 × 10^-5	~ 0,011	5,49

Beispiel 3 - Messungen des Ionisierungspotentials
Dieses Beispiel beschreibt die Messung des Ionisierungspotentials für die zwei in Beispiel 1 beschriebenen Ladungstransportmaterialien.
Um Messungen des Ionisierungspotentials durchzuführen, wurde eine dünne Schicht aus polymerem Ladungstransportmaterial mit einer Dicke von ungefähr 0,5 μm aus einer Lösung aus 2 mg des polymeren Ladungstransportmaterials in 0,2 ml Tetrahydrofuran auf eine 20 cm² Substratoberfläche geschichtet. Das Substrat war ein Polyesterfilm mit einer Aluminiumschicht über einer Methylcelluloseunterschicht mit einer Dicke von ungefähr 0,4 μm.
Das Ionisierungspotential wurde gemessen, wie es in Grigalevicius et al. „3,6-Di(N-diphenylamino)-9-phenylcarbazol and its methyl-substituted derivative as novel holetransporting amorphous molecular materials," Synthetic Metals 128 (2002), S. 127–131, beschrieben wird. Insbesondere wurde jede Probe mit monochromatischem Licht aus dem Quarzmonochromator mit einer Deuteriumlampenquelle bestrahlt. Die Leistung des eingehenden Lichtstrahls betrug 2 – 5 × 10^–8 W. Die negative Spannung von –300 V wurde auf das Probensubstrat aufgetragen. Die Gegenelektrode mit einem Schlitz von 4,5 × 15 mm² zur Bestrahlung wurde in einem Abstand von 8 mm von der Probenoberfläche aufgestellt. Die Gegenelektrode wurde für die Messung der Photoleitfähigkeit mit dem Eingang eines BK2-16 Typ Elektrometers verbunden, das mit einem offenen Eingangssystems arbeitet. Eine Photostromstärke von 10^–15–10^–12 Ampere floss bei Bestrahlung durch den Schaltkreis. Der Photostrom I war stark von der eingehenden Photonenlichtenergie hv abhängig. Die Abhängigkeit I^0, ⁵ = f(hv) wurde aufgezeichnet. Üblicher Weise wird die Abhängigkeit der Quadratwurzel der Photostromstärke von der eingehenden Lichtquantenmenge gut durch das lineare Verhältnis in der Nähe des Schwellenwertes beschrieben (siehe zum Beispiel die Dokumente: „Ionization Potential of Organic Pigment Film by Atmospheric Photoelectron Emission Analysis", Elektrophotographv, 28, Nr. 4, S. 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 hv-Achse extrapoliert und der Ip-Wert wurde als die Photonenenergie am Schnittpunkt bestimmt. Die Messung des Ionisierungspotentials hatte einen Fehler von ± 0,03 eV. Die Werte des Ionisierungspotenzials werden in Tabelle 2 aufgelistet.
Wie die Fachleute auf dem Gebiet verstehen werden, können eine zusätzlich Substitution, eine Variation unter den Substituenten und alternative Verfahren der Synthese und der Verwendung im Umfang und im Vorsatz der vorliegenden Offenbarung der Erfindung praktiziert werden. Die oben gemachten Ausführungsformen sind nur als illustrativ und nicht als einschränkend vorgesehen. Zusätzliche Ausführungsformen befinden sich in den Ansprüchen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass Änderungen in der Form und dem Detail ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung gemacht werden können.
Obwohl einige wenige bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, werden die Fachleute auf dem Gebiet zu schätzen wissen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert wird, durchgeführt werden können.

Claims

Ein Organophotorezeptor, der ein elektrisch leitendes Substrat und ein photoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat umfasst, wobei das Photoleitende Element das Folgende umfasst: (a) eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine verbrückende Gruppe ist; und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert großer als 1 ist; und (b) eine ladungsgenerierende Verbindung.
Ein Organophotorezeptor gemäß Anspruch 1, wobei Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe umfassen.
Ein Organophotorezeptor gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Ein Organophotorezeptor gemäß Anspruch 3, wobei wenigstens eine der Methylengruppen durch eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine CHOH-Gruppe, O oder S ersetzt ist.
Ein Organophotorezeptor gemäß Anspruch 3, wobei die Ladungstransportzusammensetzung die folgende Formel aufweist:
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 ist; Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
Ein Organophotorezeptor gemäß Anspruch 1, wobei Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Ein Organophotorezeptor gemäß Anspruch 6, wobei Z die folgenden Formeln aufweist:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Harnstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR8R9-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Ein Organophotorezeptor gemäß einem der Ansprüche 6 und 7, wobei Z die folgende Formel aufweist:
worin Q gleich O=S=O ist und Z₁ und Z₂ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung sind.
Ein Organophotorezeptor gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das photoleitende Element zusätzlich ein zweites Ladungstransportmaterial umfasst.
Ein Organophotorezeptor gemäß Anspruch 9, wobei das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfasst.
Ein Organophotorezeptor gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das photoleitende Element zusätzlich ein Polymerbindemittel umfasst.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung, umfassend: (a) eine lichtbildgebende Komponente; und (b) einen Organophotorezeptor, der so orientiert ist, um Licht von der lichtbildgebenden Komponente aufzunehmen, wobei der Organophotorezeptor ein elektrisch leitendes Substrat und ein photoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat umfasst, wobei das photoleitende Element das Folgende umfasst: (i) eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine verbrückende Gruppe ist; und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert größer als 1 ist; und (b) eine ladungsgenerierende Verbindung.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe umfassen.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 und 13, wobei X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei wenigstens eine der Methylengruppen durch eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine CHOH-Gruppe, 0 oder S ersetzt ist.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei Z die folgenden Formeln aufweist:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Harnstoff, eine Estergruppe, eine NR₈-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR₈R₉-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 16 und 17, wobei Z die folgende Formel aufweist:
worin Q gleich O=S=O ist und Z₁ und Z₂ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung sind.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei das photoleitende Element zusätzlich eine Elektronentransportverbindung umfasst.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei das photoleitende Element zusätzlich ein Bindemittel umfasst.
Eine elektrophotografische, bildgebende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20, die zusätzlich eine Dispensiervorrichtung für Toner umfasst.
Ein elektrophotografisches, bildgebendes Verfahren, umfassend: (a) das Auftragen einer elektrischen Ladung auf eine Oberfläche eines Organophotorezeptors, der ein elektrisch leitendes Substrat und ein photoleitendes Element auf dem elektrisch leitenden Substrat umfasst, wobei das photoleitende Element das Folgende umfasst: (i) eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine verbrückende Gruppe ist; und n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert größer als 1 ist; und (ii) eine ladungsgenerierende Verbindung; (b) das bildweise Bestrahlen der Oberfläche des Organophotorezeptors mit Strahlung zum Dissipieren der Ladung in ausgewählten Bereichen und dadurch das Bilden eines Musters aus geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche; (c) das in Kontaktbringen der Oberfläche mit einem Toner zur Herstellung eines getönten Bildes; und (d) das Übertragen des getönten Bildes auf ein Substrat.
Ein elektrophotografisches, bildgebendes Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei Y, und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe umfassen.
Ein elektrophotografisches, bildgebendes Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 und 23, wobei X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Ein elektrophotografisches, bildgebendes Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Ein elektrophotografisches, bildgebendes Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei das photoleitende Element zusätzlich eine Elektronentransportverbindung umfasst.
Ein elektrophotografisches, bildgebendes Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei der Toner einen Toner umfasst, der Farbstoffpartikel enthält.
Eine Ladungstransportzusammensetzung mit der Formel:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine Verbindungsgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine verbrückende Gruppe ist; und n eine Verteilung ganzer Zahlen mit einem Durchschnittswert von mehr als 2 ist.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 28, wobei Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine (N,N-disubstituierte) Arylamingruppe, eine Julolidingruppe oder eine Carbazolgruppe umfassen.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 28 und 29, wobei X₁ und X₂ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_m Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_a-Gruppe, eine CR_b-Gruppe, eine CR_cR_d-Gruppe oder eine SiR_eR_f-Gruppe ersetzt ist, worin R_a, R_b, R_c, R_d, R_e und R_f jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 30, wobei wenigstens eine der Methylengruppen durch eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine CHOH-Gruppe, O oder S ersetzt ist.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 30, wobei die Ladungstransportzusammensetzung die folgende Formel aufweist:
worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem Durchschnittswert von mehr als 1 ist; Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; und T eine der folgenden Formeln aufweist:
worin T₁, T₂, T₃, T₄ und T₅ jeweils unabhängig voneinander O, S, O=S=O oder C=O sind.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 28, wobei Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j- Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 33, wobei Z die folgende Formel aufweist:
worin Q eine Bindung, O, S, O=S=O, C=O, eine Arylgruppe, eine NR₃-Gruppe oder eine CR₄R₅-Gruppe ist, worin R₃, R₄ und R₅ jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung oder eine -(CH₂)_n-Gruppe sind, worin n eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, Urethan, Harnstoff, eine Estergruppe, eine NR₆-Gruppe, eine CR₇-Gruppe, eine CR8R9-Gruppe oder eine SiR₁₀R₁₁-Gruppe ersetzt ist, worin R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ und R₁₁ jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 33 und 34, wobei Z die folgende Formel aufweist:
worin Q gleich O=S=O ist und Z₁ und Z₂ unabhängig voneinander eine Bindung sind.
Eine Ladungstransportzusammensetzung, die durch das Copolymerisieren einer multifunktionellen Verbindung, die wenigstens zwei aktive Wasserstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Hydroxylwasserstoff, Aminowasserstoff, Carboxylwasserstoff und Thiolwasserstoff besteht, mit einer reaktiven Ringverbindung mit der folgenden Formel hergestellt wird:
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₃ und X₄ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_p-Gruppe umfassen, worin p eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_m-Gruppe, eine CR_n-Gruppe, eine CR_oR_p-Gruppe oder eine SiR_qR_r-Gruppe ersetzt ist, worin R_m, R_n, R_o, R_p, R_q und R_r jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind: Z eine -(CH₂)_k-Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l – Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander eine reaktive Ringgruppe unter der Voraussetzung sind, dass E₁ und E₂ nicht beide eine Epoxygruppe sind.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 36, wobei E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus 3-, 4-, 5-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- und 12-ghedrigen heterozyklischen Ringgruppen besteht.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 36, wobei E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus 3-, 4-, 5-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- und 12-gliedrigen zyklischen Ethern, zyklischen Aminen, zyklischen Sulfiden, zyklischen Amiden, N-Carboxy-α-aminosäureanhydriden, Lactonen und Cyclosiloxanen besteht.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß Anspruch 36, wobei E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Epoxiden, Oxetanen, Aziridinen, Thiiranen, 2-Azetidinon, 2-Pyrrolidon, 2-Piperidon, Caprolactam, Enantholactam und Capryllactam besteht.
Eine Ladungstransportzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei die multifunktionelle Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Triolen, Triaminen, Trithiolen, Diolen, Dithiolen, Diaminen, Dicarbonsäuren, Hydroxylaminen, Aminosäuren, Hydroxylsäuren, Thiolsäuren, Hydroxythiolen und Thioaminen besteht.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Ladungstransportzusammensetzung, umfassend das Copolymerisieren einer multifunktionellen Verbindung, die wenigstens zwei aktive Wasserstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Hydroxylwasserstoff, Aminowasserstoff, Carboxylwasserstoff und Thiolwasserstoff besteht, mit einer reaktiven Ringverbindung mit der folgenden Formel
worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander eine Arylamingruppe sind; X₃ und X₄ jeweils unabhängig voneinander eine -(CH₂)_p- Gruppe umfassen, worin p eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 20 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NRm Gruppe, eine CRn-Gruppe, eine CR_oR_p-Gruppe oder eine SiR_qR_r-Gruppe ersetzt ist, worin R_m, R_n, R_o, R_p, R_q und R_r jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; R₁ und R₂ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe sind; Z eine -(CH₂)_k- Gruppe umfasst, worin k eine ganze Zahl zwischen und einschließlich 1 und 30 ist und eine oder mehrere der Methylengruppen optional durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine NR_g-Gruppe, eine CR_h-Gruppe, eine CR_iR_j-Gruppe oder eine SiR_kR_l-Gruppe ersetzt ist, worin R_g, R_h, R_i, R_j, R_k und R_l, jeweils unabhängig voneinander eine Bindung, H, eine Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind; und E₁ und E₂ jeweils unabhängig voneinander eine reaktive Ringgruppe unter der Voraussetzung sind, dass E₁ und E₂ nicht beide eine Epoxygruppe sind.