KR100739704B1 - 적어도 1개의1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조（１ｍｎ）（３，８）페난트롤린-2,7-디일기를 갖는 전하 수송 물질 - Google Patents

적어도 1개의1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조（１ｍｎ）（３，８）페난트롤린-2,7-디일기를 갖는 전하 수송 물질 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 하기의 화학식을 갖는 개선된 전하 수송 물질을 제공한다:
Y1-Z1-X-E
상기 식에서 E는 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 또는 -Z2-Y2기를 나타내고;
Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며;
Y1 및 Y2는, 각각 독립적으로, H 또는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합과 같은 유기기를 나타내고; 또한
X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합을 나타낸다. 또한 본 발명에서는 유기감광체에서 상기 전하 수송 물질을 사용하는 방법, 전자사진 화상형성 장치, 및 전자사진 화상형성 방법이 개시되어 있다.

Description

적어도 1개의 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조（１ｍｎ）（３，８）페난트롤린-2,7-디일기를 갖는 전하 수송 물질{Charge transport materials having at least a 1,3,6,8-tetraoxo-1,3,6,8-tetrahydrobenzo（１ｍｎ）（３，８）phenanthroline-2,7-diyl group}
본 발명은 전자 사진법에 이용하기 적합한 유기감광체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 및 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기로 이루어진 군으로부터 선택된 전하 수송기에 결합이나 연결기를 통해 결합된 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 갖는 전하 수송 물질을 포함하는 유기감광체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 포함하는 반복 단위를 갖는 고분자 전하 수송 물질에 관한 것이다.
전자 사진법에 있어서, 도전성 지지체(substrate) 상에 전기 절연성 광도전 요소를 구비하는 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태의 유기감광체는, 먼저 광도전층의 표면을 균일하게 정전기적으로 대전시키고, 대전된 표면을 광 패 턴에 노광시킴으로써 화상이 형성된다. 노광은 표면에 광이 충돌된 조사 영역의 전하를 선택적으로 소산시킴으로써, 대전 및 비대전 영역의 패턴, 이른바 잠상(latent image)을 형성하게 된다. 다음으로, 습식 또는 건식 토너가 잠상의 인접 부위에 제공되고, 토너 방울 또는 입자가 대전된 또는 비대전된 영역 중 어느 한개의 인접 부위에 부착되어 광도전층의 표면 상에 톤 화상(toned image)을 형성한다. 결과물인 톤 화상은 종이와 같은 적당한 최종 또는 중간 수용 표면으로 전사되거나, 또는 광도전층이 화상에 대한 최종 수용체로서 기능할 수 있다. 상기 화상형성 공정을 수 회 반복하여, 예를 들면 별개의 색채 성분으로 된 화상을 중첩시켜 단일 화상을 완성하거나, 별개 색채의 화상을 중첩시켜서 음영 화상(shadow images)을 발생하여 풀 칼라 최종 화상을 형성 및/또는 추가 화상을 재생산한다.
유기감광체에는 단일층 및 다중층 광도전 요소 양자 모두가 사용되어 왔다. 단일층 구현예의 경우에는, 전하 수송 물질 및 전하 발생 물질이 고분자 바인더와 결합되어 전기 도전성 지지체 상에 부착된다. 다중층 구현예의 경우에는, 전하 수송 물질 및 전하 발생 물질이 별개의 층에 존재하며, 이들 각각은 선택적으로 고분자 바인더와 결합되어, 도전성 지지체 상에 부착될 수 있다. 이층 광도전 요소의 경우 두 가지 배열이 가능하다. 한 가지 이층 배열에서는("이중층" 배열), 전하 발생층이 전기 도전성 지지체 상에 부착되고, 전하 수송층이 상기 전하 발생층 상에 부착된다. 다른 이층 배열 ("역이중층" 배열)에서는, 전하 수송층과 전하 발생층의 순서가 역전된다.
단일층 및 다중층 광도전 요소 모두의 경우, 전하 발생 물질의 목적은 노광 시 전하 캐리어(즉, 정공 및/또는 전자)를 생성하는 것이다. 전하 수송 물질의 목적은 이러한 전하 캐리어 중의 적어도 한 가지 유형을 수용하고, 광도전 요소 상에서 표면 전하의 방전을 용이하게 하기 위해서 그들을 전하 수송층을 통하여 수송하는 것이다. 전하 수송 물질은 전하 수송 화합물, 전자 수송 화합물, 또는 양자의 조합일 수 있다. 전하 수송 화합물이 사용되는 경우에는, 상기 전하 수송 화합물은 정공 캐리어를 수용하여 전하 수송 화합물을 포함하는 층을 통하여 그들을 수송한다. 전자 수송 화합물이 사용되는 경우에는, 상기 전자 수송 화합물은 전자 캐리어를 수용하고, 전자 수송 화합물을 포함하는 층을 통하여 그들을 수송한다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 Vacc 및 낮은 Vdis와 같은, 우수한 정전(靜電) 특성을 갖는 전하 수송 물질을 제공하는 것이다.
제 1 태양에서, 본 발명은 하기의 화학식을 갖는 전하 수송 물질을 제공한다:
Y1-Z1-X-E
상기 식에서 E는 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 또는 -Z2-Y2기를 나타내고;
Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며;
Y1 및 Y2는, 각각 독립적으로, H 또는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합과 같은 유기기를 나타내고; 또한
X는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타낸다. 유기 연결기의 일부 비제한적인 예는 알킬렌기, 카보닐기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 및 이들의 조합을 포함한다.
제 2 태양에서, 본 발명은 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전 요소는:
(a) 화학식 (1)에 따른 전하 수송 물질; 및
(b) 전하 발생 화합물을 포함하는 유기감광체를 제공한다.
상기 유기감광체는, 예를 들면 플레이트, 유연성 벨트, 유연성 디스크, 시트, 경질 드럼, 또는 경질 또는 연질 드럼 주위의 시트 등의 형태로 제공될 수도 있다. 일 구현예에서, 상기 유기감광체는 (a) 상기 전하 수송 물질, 상기 전하 발생 화합물, 제 2 전하 수송 물질, 및 고분자 바인더를 포함하는 광도전 요소; 및 (b) 도전성 지지체를 포함한다.
제 3 태양에서, 본 발명은 (a) 광 화상형성 성분; 및 (b) 상기 광 화상형성 성분으로부터의 광을 수용할 수 있도록 배향된 상기 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상형성 장치을 제공한다. 상기 장치는 습식 토너 분배기를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 전하 수송 물질을 포함하는 감광체를 이용한 전자사진 화상형성 방 법이 개시되어 있다.
제 4 태양에서, 본 발명은, (a) 상기 유기감광체의 표면에 전하를 인가하는 단계; (b) 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면상에 적어도 상대적으로 대전 및 비대전된 영역의 패턴을 형성하는 단계; (c) 유기 액체 중에 착색제 입자의 분산물을 포함하는 습식 토너와 같은 토너의 표면에 접촉시켜, 톤 화상을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성 방법을 제공한다.
제 5 태양에서, 본 발명은 하기의 식을 갖는 고분자 전하 수송 물질을 제공한다.
E1-(Z1-X)n-E2
상기 식에서 Z1은 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내고; X는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타내며; n은 1 및 5000 사이 정수의 분포 평균이고; 또한 E1 및 E2는 각각 말단기이다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서 고분자 전하 수송 물질은 하기의 화학식을 갖는다.
Figure 112005022954113-pat00001
말단기는 출발 물질의 몰비, 사슬 종결제의 존재 여부 및 중합 단계 종결시의 특정 중합 방법의 상태와 같은 여러 인자에 따라 각기 다른 고분자 단위 사이에서 다양할 수 있다.
일반적으로, n 값의 분포는 출발 물질의 몰비, 반응시간 및 온도, 사슬종결제의 존재 여부, 개시제의 양(존재한다면) 및 중합 조건과 같은 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다. 화학식 (2)의 고분자 전하 수송 물질이 존재한다는 것이 유기감광체 내에 미반응 단량체가 존재하는 것을 배제하는 것은 아니며, 단량체 농도는 보통 극소량이나 감지되지 않을 만큼은 아니라 해도, 일반적으로 소량은 존재한다. n으로 특정화되는 중합 정도는 결과물인 고분자의 특성에 영향을 줄 수 있다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서는, n 값은 1 내지 1000이다. 다른 관심 대상이 되는 구현예에서는 n 값은 1 내지 100이다. 또 다른 관심 대상이 되는 구현예에서는 n 값은 1 내지 50이다. 또 다른 관심 대상이 되는 구현예에서는 n 값은 1 내지 10이다. 당업자라면 평균 n 값의 추가적인 범위가 상정될 수 있고, 또한 본 발명의 개시에 포함된다는 것을 알 수 있을 것이다.
관심 대상이 되는 일부 구현예에서는 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기에 존재하는 하나 이상의 수소원자는 치환기로 치환될 수 있다. 적당한 치환기의 비제한적인 예는 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐기, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기, 및 시클로알킬기, 헤테로시클릭기 및 벤조기와 같은 고리기의 일부를 포함한다.
본 발명은 우수한 기계적 및 정전 특성의 조합을 제공하는 것을 특징으로 하는 유기감광체용으로 적당한 전하 수송 물질을 제공한다. 이러한 감광체는 고화질 화상을 형성하기 위해서 습식 토너 및 건식 토너와 같은 토너와 함께 성공적으로 사용될 수 있다. 화상형성 시스템의 고화질 특성은 반복된 사이클링 이후에도 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 잇점은 하기 특정 구현예에 대한 설명 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 유기감광체는 도전성 지지체 및 전하 발생 화합물과 전하 수송 물질을 포함하는 광도전 요소를 가지며, 상기 전하 수송 물질은 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 및 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기로 이루어진 군으로부터 선택된 전하 수송기에 결합이나 연결기를 통해 결합되고, 또한 수소원자나 유기기에 2- 또는 7-위치에서 결합된 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린- 2,7-디일기를 갖는다. 연결기는 O, S, 아미닐렌기, 유기 연결기 및 이들의 조합일 수 있다. 이러한 전하 수송 물질은 전자사진용 유기감광체 중에서의 그들의 성능에 의해서 입증되는 바와 같은 바람직한 특성을 갖는다. 특히, 본 발명의 전하 수송 물질은 높은 전하 캐리어 이동도 및 다양한 바인더 물질과의 우수한 상용성을 가지며, 탁월한 전자사진 특성을 보유한다. 본 발명에 따른 유기감광체는 일반적으로 높은 감광도(photosensitivity), 낮은 잔류 전위(residual potential), 및 사이클 테스팅, 결정화, 및 유기감광체 벤딩 및 스트레칭에 대해서 높은 안정성을 갖는다. 본 발명의 유기감광체는 특히 전자사진법에 기초한 팩스기, 복사기, 스캐너 및 다른 전자 장치 뿐만 아니라, 레이저 프린터 등에 있어서 특히 유용하다. 이러한 전하 수송 물질의 이용은 이하 레이저 프린터에 사용되는 경우에 대해 더욱 상세하게 설명되지만, 전자사진법에 의하여 작동되는 다른 장치에의 응용 또한 하기된 바로부터 일반화될 수 있다.
특히 여러 번의 사이클 이후에, 고화질 화상을 제조하기 위해서는, 상기 전하 수송 물질이 고분자 바인더와 균질 용액을 형성하여 상기 물질의 사이클링 동안 유기감광체 물질을 통하여 대략적으로 균질하게 분포된 상태로 남아 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전하 수송 물질이 수용할 수 있는 전하량 (수용 전압 또는 "Vacc"로 알려진 파라미터로 나타냄)을 증가시키고, 방전시 전하 보유(방전 전압 또는 "Vdis"로 알려진 파라미터로 나타냄)를 감소시키는 것이 바람직하다.
상기 전하 수송 물질은 단량체 분자(예를 들어, N-에틸카바졸로-3-알데히드 N-메틸-N-페닐-히드라존), 이량체 분자(예를 들어, 미국특허번호 6,140,004, 6,670,085 및 6,749,978에 개시된 것과 같음), 또는 고분자 조성물(예를 들어, 폴리(비닐카바졸))을 포함한다. 상기 전하 수송 물질은 일반적으로 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물로 분류될 수 있다. 전자사진 기술분야에는 많은 전하 수송 화합물 및 전자 수송 화합물이 알려져 있다. 전하 수송 화합물의 비제한적인 예로는, 예를 들어, 피라졸린 유도체류, 플루오렌 유도체류, 옥사디아졸 유도체류, 스틸벤 유도체류, 에나민 유도체류(enamine derivatives), 에나민 스틸벤 유도체류, 히드라존 유도체류, 카바졸 히드라존 유도체류, 트리아릴 아민류(triaryl amines)와 같은 (N,N-이치환)아릴아민류, 폴리비닐 카바졸, 폴리비닐 피렌, 폴리아세나프틸렌, 및 미국특허번호 6,670,085, 6,689,523, 6,696,209, 6,749,978, 6,768,010, 6,815,133, 6,835,513, 및 6,835,514와 미국특허 출원번호 10/431,135, 10/431,138, 10/699,364, 10/663,278, 10/699,581, 10/748,496, 10/789,094, 10/644,547, 10/749,174, 10/749,171, 10/749,418, 10/699,039, 10/695,581, 10/692,389, 10/634,164, 10/749,164, 10/772,068, 10/749,178, 10/758,869, 10/695,044, 10/772,069, 10/789,184, 10/789,077, 10/775,429, 10/670,483, 10/671,255, 10/663,971, 10/760,039, 10/815,243, 10/832,596, 10/836,667, 10/814,938, 10/834,656, 10/815,118, 10/857,267, 10/865,662, 10/864,980, 10/865,427, 10/883,453, 10/929914, 및 10/900785에 기술된 전하 수송물질을 포함한다. 상기의 모든 특허 및 특허출원은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
전자 수송 화합물의 비제한적인 예로는, 예를 들면, 브로모아닐린, 테트라시 아노에틸렌, 테트라시아노퀴노디메탄, 2,4,7-트리니트로-9-플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤, 2,4,8-트리니트로티오크산톤, 2,6,8-트리니트로-인데노[1,2-b]티오펜-4-온, 및 1,3,7-트리니트로디벤조티오펜-5,5-디옥사이드, (2,3-디페닐-1-인데닐리덴)말로노니트릴, 4-디시아노메틸렌-2,6-디페닐-4H-티오피란-1,1-디옥사이드, 4-디시아노메틸렌-2,6-디-m-톨릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드와 같은 4H-티오피란-1,1-디옥사이드 및 그 유도체, 및 4H-1,1-디옥소-2-(p-이소프로필페닐)-6-페닐-4-(디시아노메틸리덴)티오피란 및 4H-1,1-디옥소-2-(p-이소프로필페닐)-6-(2-티에닐)-4-(디시아노메틸리덴)티오피란과 같은 비대칭적으로 치환된 2,6-디아릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드, 포스파-2,5-시클로헥사디엔의 유도체, (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-펜에톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-카르비톡시-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, 및 디에틸(4-n-부톡시카보닐-2,7-디니트로-9-플루오레닐리덴)-말로네이트와 같은 (알콕시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체, 11,11,12,12-테트라시아노-2-알킬안트라퀴노디메탄 및 11,11-디시아노-12,12-비스(에톡시카보닐)안트라퀴노디메탄과 같은 안트라퀴노 디메탄 유도체, 1-클로로-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디클로로-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디히드록시-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론, 및 1-시아노-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론과 같은 안트론 유도체, 7-니트로-2-아자-9-플루오레닐리덴-말로노니트릴, 디페노퀴논 유도체, 벤조퀴논 유도체, 나프토퀴논 유도체, 퀴닌 유도체, 테트라시아노에틸렌시아노에틸렌, 2,4,8-트리니트로 티오크산톤, 디니트로벤젠 유도체, 디니트로안트라센 유도체, 디니트로아크리딘 유도체, 니트로안트라퀴논 유도체, 디니트로안트라퀴논 유도체, 숙신산 무수물, 말레산 무수물, 디브로모 말레산 무수물, 피렌 유도체, 카바졸 유도체, 히드라존 유도체, N,N-디알킬아닐린 유도체, 디페닐아민 유도체, 트리페닐아민 유도체, 트리페닐메탄 유도체, 테트라시아노퀴노디메탄(tetracyanoquinodimethane), 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,7-트리니트로-9-디시아노메틸렌 플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤 유도체, 2,4,8-트리니트로티오크산톤 유도체, 미국특허번호 5,232,800, 4,468,444 및 4,442,193에 기술된 바와 같은 1,4,5,8-나프탈렌 비스-디카복시미드 유도체 및 미국특허번호 6,472,514에 기술된 바와 같은 페닐아조퀴놀리드 유도체를 포함한다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서, 전자 수송 화합물은 (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴과 같은 (알콕시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체 및 1,4,5,8-나프탈렌 비스-디카복시미드 유도체를 포함한다.
많은 전하 수송 물질이 이용 가능하지만, 특정한 전자사진 기술의 응용에 대한 다양한 요구를 충족시키기 위해서는 다른 전하 수송 물질에 대한 필요가 존재한다.
전자사진 기술의 응용에 있어서, 유기감광체 내의 전하 발생 화합물은 광을 흡수하여 전자-정공 쌍을 형성한다. 이러한 전자 및 정공은 큰 전기장 하에서 적당한 시간 프레임에 걸쳐 수송되어 상기 전기장을 발생시키는 표면 전하를 국소적으로 방전할 수 있다. 특정 영역에서의 상기 전기장의 방전은 표면 대전 패턴을 야기하고, 이는 광에 의하여 그려진 패턴과 본질적으로 일치한다. 다음으로, 이 대전 패턴은 토너 부착을 가이드하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 전하 수송 물질은 전하, 상세하게는 전하 발생 화합물에 의해서 형성된 전자-정공 쌍으로부터의 전자를 수송하는 데에 특히 효율적이다. 일부 구현예에서, 특정 전자 수송 화합물 또는 전하 수송 화합물이 본 발명의 전하 수송 물질과 함께 사용될 수도 있다.
상기 전하 발생 화합물 및 상기 전하 수송 물질을 포함하는 물질의 층 또는 층들은 유기감광체 내에 존재한다. 유기감광체를 사용하여 2차원 화상을 인쇄하기 위하여, 상기 유기감광체는 적어도 화상의 일일부를 형성하기 위한 2차원 표면을 갖는다. 다음으로, 화상형성 공정은 전체 화상형성의 완성 및/또는 후속 화상의 프로세싱을 위하여 유기감광체를 사이클링함으로써 계속된다.
상기 유기감광체는 플레이트, 유연성 벨트, 디스크, 경질 드럼, 경질 또는 연질 드럼 주위의 시트 등의 형태로 제공될 수도 있다. 상기 전하 수송 물질은 전하 발생 화합물과 동일한 층에 존재할 수도 있고 및/또는 전하 발생 화합물과 다른 층에 존재할 수도 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 부가적인 층이 사용될 수도 있다.
일부 구현예에서, 유기감광체 재료는, 예를 들어: (a) 상기 전하 수송 물질 및 고분자 바인더를 포함하는 전하 수송층; (b) 상기 전하 발생 화합물 및 고분자 바인더를 포함하는 전하 발생층; 및 (c) 도전성 지지체를 포함한다. 상기 전하 수송층은 전하 발생층과 도전성 지지체 사이의 중간에 존재할 수도 있다. 다른 한편으로, 상기 전하 발생층은 전하 수송층과 도전성 지지체 사이의 중간에 존재할 수도 있다. 다른 구현예에서, 상기 유기감광체 물질은 고분자 바인더 내에 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물 모두를 포함하는 단일층을 갖는다.
유기감광체는 레이저 프린터와 같은 전자사진 화상형성 장치 내로 통합될 수도 있다. 이러한 장치의 경우에, 화상은 물리적 구현체로부터 형성되고, 표면 잠상을 형성하기 위하여 유기감광체 상으로 스캔되는 광 화상으로 변환된다. 표면 잠상은 유기감광체의 표면 상으로 토너를 유도하는 데에 사용될 수 있고, 여기에서 토너 화상은 유기감광체 상에 투영된 광 화상과 동일하거나 또는 그 네거티브 상이다. 상기 토너는 습식 토너 또는 건식 토너일 수 있다. 계속해서 토너는 유기감광체의 표면으로부터 한 장의 종이와 같은 수용 표면으로 전사된다. 토너의 전사 이후에, 전체 표면이 방전되며, 상기 물질은 다시 사이클될 수 있도록 준비된다. 화상형성 장치는, 예를 들어 종이 수용 매체의 수송 및/또는 유기감광체의 운동을 위한 복수 개의 지지 롤러, 광 화상을 형성하기에 적당한 광학적 성질을 갖는 광 화상형성 성분, 레이저와 같은 광원, 토너 공급원 및 전달 시스템, 및 적당한 콘트롤 시스템을 더 포함할 수도 있다.
전자사진 화상형성 공정은 일반적으로 (a) 상기 유기감광체의 표면에 전하를 인가하는 단계; (b) 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광(imagewise exposing)시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하는 단계; (c) 토너 화상을 형성하고, 상기 유기감광체의 대전된 또는 방전된 영역으로 토너를 유도하기 위하여, 유기 액체 중에 착색제 입자의 분산물을 포함하는 습식 토너와 같은 토너에 상기 표면을 노출시키는 단계; 및 (d) 상기 토너 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 것처럼, 유기감광체는 하기 식을 갖는 전하 수송 물질을 포함한다:
<화학식 1>
Y1-Z1-X-E
상기 식에서 E는 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 또는 -Z2-Y2기를 나타내고;
Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며;
Y1 및 Y2는, 각각 독립적으로, H 또는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합과 같은 유기기를 나타내고; 또한
X는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타낸다. 유기 연결기의 일부 비제한적인 예는 알킬렌기, 카보닐기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 및 이들의 조합을 포함한다.
유기기란 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합과 같이 적어도 한개의 탄소를 포함하는 기를 말한다. 상기 헤테로시클릭기는 적어도 한개의 헤테로원자(예를 들어, O, S, N, P, B, Si 등)를 고리내에 포함하고 있는 모노시클릭 또는 폴리시클릭(예를 들어, 바이시클릭, 트리시클릭 등) 고리 화합물을 포함한다. 더우기, 헤테로시클릭기는 방향족 또는 비방향족일 수 있다.
방향족기는 4n + 2 개의 파이-전자를 갖는 임의의 공액(conjugated) 고리계일 수 있다. 방향성(aromaticity)을 판단하는 데 있어 적용될 수 있는 많은 기준들이 존재한다. 방향성의 양적 평가에 있어 넓게 적용되는 기준은 공명에너지이다. 특별히, 방향족기는 공명에너지를 갖는다. 일부 구현예에서 방향족기의 공명에너지는 최소 10 KJ/mol이다. 다른 구현예에서 방향족기의 공명에너지는 0.1 KJ/mol보다 크다. 방향족기는 4n + 2 파이-전자 고리에 적어도 한개의 헤테로원자를 포함하는 방향족 헤테로시클릭기 또는 4n + 2 파이-전자 고리에 헤테로원자를 포함하지 않는 아릴기로서 분류될 수 있다. 방향족기는 방향족 헤테로시클릭기 및 아릴기의 조합을 포함한다. 그럼에도, 방향족 헤테로시클릭기 또는 아릴기 중 한개는 4n + 2 파이-전자 고리에 부착된 치환기에 적어도 한개의 헤테로원자를 포함할 수 있다. 더우기, 방향족 헤테로시클릭 또는 아릴기 중 한개는 모노시클릭 또는, 비시클릭 또는 트리시클릭 같은 폴리시클릭 고리를 포함한다.
방향족 헤테로시클릭기의 비제한적인 예로는 퓨릴, 티에닐, 피롤릴, 인돌릴, 인돌리지닐, 이소인돌릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 벤조티아졸릴, 1,2,4-트리아졸릴, 1,2,3-트리아졸릴, 인다졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤지미다졸릴, 인다졸릴, 카바졸릴, 카볼리닐, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 벤조티오페닐, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 피리딜, 퓨리닐, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 트리아지닐, 테트라지닐, 페타지닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 페리미디닐, 시놀리닐, 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 나프티리디닐, 아크리디닐, 페난트리디닐, 페난트롤리닐, 안티리디닐, 퓨리닐, 프테리 디닐, 알록사지닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 페녹사티이닐, 디벤조(1,4)디옥시닐, 티안트레닐 및 이러한 기들의 조합이 포함된다. 또한 방향족 헤테로시클릭기는 결합(예를 들어, 비카바졸릴)이나 연결기(예를 들어, 1,6디(10H-10-페노티아지닐)헥산)에 의해 함께 결합된 상기의 방향족 헤테로시클릭기의 조합을 포함한다. 연결기는 지방족기, 방향족기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합을 포함한다. 더우기, 연결기는 O, S, Si, 및 N과 같은 헤테로원자를 적어도 한개 가질 수 있다.
아릴기의 비제한적인 예로는 페닐, 나프틸, 벤질, 또는 톨라닐기, 섹시페닐렌, 페난트레닐, 안트라세닐, 코로네닐, 및 톨라닐페닐이 포함된다. 또한 아릴기는 결합(예를 들어, 비페닐기)이나 연결기(예를 들어, 스틸베닐, 디페닐 술폰, 아릴아민기)에 의해 함께 결합된 상기의 아릴기의 조합을 포함한다. 연결기는 지방족기, 방향족기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합을 포함한다. 더우기, 연결기는 O, S, Si, 및 N과 같은 헤테로원자를 적어도 한개 가질 수 있다.
당업계에 일반적으로 공지된 바와 같이 이동도, 감도, 용해도, 안정성 등과 같은 화합물의 특성에 다양한 물리적 효과를 가져오기 위해서 화학적 기(chemical groups)에 대해서는 치환이 자유롭게 허용된다. 화학적 치환기의 서술에 있어서, 용어 사용에 반영되는, 당업계에 통상적인 특정 관행이 존재한다. 기(group)라는 용어는, 총칭적으로 인용되는 화학 물질(예를 들어, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 페닐기, 방향족기, 헤테로시클릭기, 아실기, 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤 린-2,7-디일기 등)이 상기 기의 결합 구조와 부합하는 임의의 치환기를 가질 수 있다는 것을 나타낸다. 예를 들어, '알킬기' 또는 '알케닐기'라는 용어가 사용되는 경우에는, 그러한 용어가 메틸, 에틸, 에테닐, 또는 비닐, 이소프로필, t-부틸, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 도데실 등과 같은 비치환된 선형, 분지형 및 환상(環狀) 알킬기 또는 알케닐기를 포함할 뿐만 아니라, 3-에톡시프로필, 4-(N,N-디에틸아미노)부틸, 3-히드록시펜틸, 2-티올헥실, 1,2,3-트리브로모프로필 등과 같은 헤테로원자(들) 및 페닐, 나프틸, 카바졸릴, 피롤 등과 같은 방향족기를 포함하는 치환기도 포함한다. 그러나, 그와 같은 명명법에 부합되는 것과 같이, 골격기(underlying group)의 기본적 결합 구조를 변화시키는 치환은 상기 용어에 포함되지 않는다. 예를 들어, 페닐기가 인용된 경우에는, 2- 또는 4-아미노페닐, 2- 또는 4-(N,N-이치환)아미노페닐, 2,4-디히드록시페닐, 2,4,6-트리티오페닐, 2,4,6-트리메톡시페닐 등과 같은 치환은 상기 용어 내에 허용되지만, 1,1,2,2,3,3-헥사메틸페닐의 치환은, 페닐기의 환상 결합 구조(ring bond structure)가 비-방향족 형태로 변화될 것이 요구되기 때문에 허용되지 않는다. 알킬 모이어티 또는 페닐 모이어티와 같은 모이어티(moiety)라는 용어가 사용되는 경우에는, 상기 용어는 화학적 물질이 치환되지 않은 것을 나타낸다. 알킬 모이어티라는 용어가 사용된 경우에는, 상기 용어는, 분지된 사슬, 선형 사슬 또는 환상 형태인지 여부와 상관없이, 비치환된 알킬 탄화수소기만을 나타낸다.
유기감광체
유기감광체는, 예를 들어, 플레이트, 시트, 유연성 벨트, 디스크, 경질 드 럼, 또는 경질 또는 연질 드럼 주위의 시트의 형태일 수 있는데, 유연성 벨트 및 경질 드럼이 일반적으로 상업적 용도로 사용되고 있다. 유기감광체는, 예를 들어 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 한개 이상의 층의 형태로 광도전 요소를 포함할 수도 있다. 상기 광도전 요소는, 고분자 바인더 중에 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물 양자 모두를 포함할 수도 있으며, 이는 동일한 층 내에 존재할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는데, 상기 광도전 요소는 일부 구현예에서 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물과 같은 제 2 전하 수송 물질도 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물은 단일층에 존재할 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서는, 상기 광도전 요소는 전하 발생층 및 별개의 전하 수송층을 구비하는 이중층 구조를 포함한다. 상기 전하 발생층은 도전성 지지체 및 전하 수송층의 사이에 중간층으로 위치할 수도 있다. 다른 한편으로, 상기 광도전 요소는 전하 수송층이 도전성 지지체 및 전하 발생층의 사이에 중간층으로 존재하는 구조를 가질 수도 있다.
상기 도전성 지지체는, 예를 들어 유연성 웹(web) 또는 벨트 형태의 유연한 것이거나, 또는 예를 들어 드럼 형태의 비유연한 것일 수 있다. 드럼은 화상형성 과정 중에 상기 드럼을 회전시키는 드라이브에 상기 드럼이 부착될 수 있도록 하는 중공 실린더형 구조를 가질 수 있다. 통상적으로, 유연한 도전성 지지체는 전기 절연성 지지체 및 도전성 물질의 박막층을 포함하는 데, 상기 박막층상에 광도전성 물질이 형성된다.
상기 전기 절연성 지지체는 종이 또는 폴리에스테르 [예를 들어, 폴리(에틸 렌 테레프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌 나프탈레이트)], 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리비닐 수지, 폴리(비닐 플루오라이드), 폴리스티렌 등과 같은 필름 형성 고분자일 수 있다. 지지체용 고분자의 특정 예는, 예를 들어 폴리에테르술폰 (STARBARTM S-100, ICI로부터 구입 가능), 폴리(비닐 플루오라이드) (TEDLAR®, E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 구입 가능), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트 (MAKROFOLTM, Mobay Chemical Company로부터 구입 가능) 및 비결정 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (MELINARTM, ICI Americas, Inc.로부터 구입 가능)를 포함한다. 상기 도전성 물질은 흑연, 분산 카본 블랙, 요오드화물 (iodine), 폴리피롤 및 CALGON® 도전성 고분자 261 (Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa.로부터 상업적으로 구입 가능)과 같은 도전성 고분자, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 황동, 금, 구리, 팔라듐, 니켈, 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속, 또는 주석 산화물이나 인듐 산화물과 같은 금속 산화물을 포함한다. 특히 중요한 구현예에서, 상기 도전성 물질은 알루미늄이다. 일반적으로, 광도전체 지지체는 요구되는 기계식적 안정성을 제공하기에 적당한 두께를 갖는다. 예를 들어, 유연성 웹 지지체는 일반적으로 약 0.01 mm 내지 약 1 mm의 두께를 가지며, 드럼 지지체는 일반적으로 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다.
상기 전하 발생 화합물은 (염료 또는 안료와 같이) 전하 캐리어를 발생시키기 위하여 광을 흡수할 수 있는 물질이다. 적당한 전하 발생 화합물의 비제한적인 예는, 예를 들어 금속-비함유 프탈로시아닌류 (예를 들어, ELA 8034 금속-비함유 프탈로시아닌, H.W. Sands, Inc.로부터 구입 가능, 또는 CGM-X101, Sanyo Color Works, Ltd.로부터 구입 가능), 티타늄 프탈로시아닌, 구리 프탈로시아닌, 옥시티타늄 프탈로시아닌 (티나닐 옥시프탈로시아닌으로도 불리며, 전하 발생 화합물로서 작용할 수 있는 임의의 결정상 또는 결정상들의 혼합물들을 포함), 히드록시갈륨 프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌류, 스쿠아릴륨 염료 및 안료, 히드록시-치환된 스쿠아릴륨 안료, 페릴이미드류, Allied Chemical Corporation으로부터 INDOFASTTM Double Scarlet, INDOFASTTM Violet Lake B, INDOFASTTM Brilliant Scarlet 및 INDOFASTTM Orange라는 상표명으로 구입 가능한 다핵 퀴논류(polynuclear quinones), DuPont으로부터 MONASTRALTM Red, MONASTRALTM Violet 및 MONASTRALTM Red Y라는 상표명으로 구입 가능한 퀴나크리돈류, 페리논류, 테트라벤조포르피린류 및 테트라나프탈로포르피린류를 포함하는 나프탈렌 1,4,5,8-테트라카복실산 유도 안료, 인디고- 및 티오인디고 염료, 벤조티오크산텐 (benzothioxanthene) 유도체, 페릴렌 3,4,9,10-테트라카르복실산 유도 안료들, 비스아조-, 트리스아조- 및 테트라키스아조-안료를 포함하는 폴리아조-안료들, 폴리메틴 염료들, 퀴나졸린기를 포함하는 염료, 3차 아민류, 비결정 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 셀레늄-텔루륨-비소 및 셀레늄-비소와 같은 셀레늄 합금, 카드뮴 술포셀레나이드, 카드뮴 셀레나이드, 카드뮴 술파이드, 및 그 혼합물을 포함한다. 일부 구현 예에서, 상기 전하 발생 화합물은 옥시티타늄 프탈로시아닌 (예를 들어, 그의 임의의 상(相)), 히드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 그 조합을 포함한다.
본 발명의 광도전층은 전하 수송 화합물, 전자 수송 화합물, 또는 양자의 조합일 수 있는 제 2 전하 수송 물질을 선택적으로 포함할 수도 있다. 일반적으로, 당업계에 공지된 임의의 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물이 제 2 전하 수송 물질로 사용될 수 있다.
전자 수송 화합물 및 자외선 안정제는 광도전체 내에서 원하는 전자 흐름을 제공하기 위한 상승 관계를 가질 수 있다. 자외선 안정제의 존재는 전자 수송 화합물의 전자 수송 특성을 변화시켜서, 복합체의 전자 수송 특성을 향상시킨다. 자외선 안정제는 자유 라디칼을 포획하는 자외선 흡수제 (UV light absorber) 또는 자외선 억제제 (UV light inhibitor)일 수 있다.
자외선 흡수제는 자외선 복사를 흡수할 수 있으며, 그것을 열로서 소산시킬 수 있다. 자외선 억제제는 자외선에 의하여 생성된 자유 라디칼을 포획하고, 자유 라디칼을 포획한 이후에는, 후속으로 에너지 소산으로 활성 안정제 일부 (moiety)을 재생하는 것으로 생각된다. 자외선 안정제와 전자 수송 화합물과의 상승 관계를 고려할 때, 비록 자외선 안정화 능력이 장시간에 걸쳐 유기감광체의 열화를 감소시키는 데에 있어서 더욱 이로울 수 있지만, 자외선 안정제의 특유한 잇점은 그것의 자외선 안정화 능력이 아닐 수도 있다. 전자 수송 화합물과 자외선 안정제 모두를 포함하는 층을 구비하는 유기감광체의 개선된 상승 성능은, 미국특허청에 2003년 4월 28일자로 출원되어 본 출원의 우선권주장의 기초가 되는 출원과 함께 계류 중인 Zhu 등의 미국특허출원 일련번호 제10/425,333호, "Organophotoreceptor With A Light Stabilizer"에 상세히 서술되어 있는데, 그 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다.
적당한 광안정제의 비제한적인 예는, 예를 들어, TINUVINTM 144 및 TINUVINTM 292 (Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY)와 같은 힌더드 트리알킬아민류, TINUVINTM 123 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 힌더드 알콕시디알킬아민류, TINUVINTM 328, TINUVINTM 900 및 TINUVINTM 928 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 벤조트리아졸류, SANDUVORTM 3041 (Clariant Corp., Charlotte, N.C.)과 같은 벤조페논류, ARBESTABTM (Robinson Brothers Ltd, West Midlands, Great Britain)과 같은 니켈 화합물, 살리실레이트류, 시아노신나메이트류, 벤질리덴 말로네이트류, 벤조에이트류, SANDUVORTM VSU (Clariant Corp., Charlotte, N.C.)와 같은 옥사닐리드류, CYAGARDTM UV-1164 (Cytec Industries Inc., N.J.)와 같은 트리아진류, LUCHEMTM (Atochem North America, Buffalo, NY)과 같은 고분자 입체 힌더드 아민류 (polymeric sterically hindered amines)를 포함한다. 일부 구현예에서는, 상기 광안정제는 하기 식을 갖는 힌더드 트리알킬아민류로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure 112005022954113-pat00002
,
Figure 112005022954113-pat00003
,
상기 식에서 R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8, R10, R11, R12, R13, R15, 및 R16은, 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 또는, 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R14는, 각각 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이고, 여기에서 m은 2 내지 20이다.
상기 바인더는 일반적으로, 전하 수송 물질(전하 수송층 또는 단일층 구조의 경우), 전하 발생 화합물 (전하 발생층 또는 단일층 구조의 경우) 및/또는 전자수송 화합물을 적당한 구현예에서 분산 또는 용해시킬 수 있다. 전하 발생층 및 전하 수송층 모두에 대한 적당한 바인더의 예는 일반적으로, 예를 들면, 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 개질 아크릴계 고분자, 폴리(비닐 아세테이트), 스티렌-알키드 수지류, 소야-알킬 수지류, 폴리(비닐클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트류, 폴리(아크릴산), 폴리아크릴레이트류, 폴리메타크릴레이트류, 스티렌 고분자류, 폴리(비닐 부티랄), 알키드 수지류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류, 폴리에스테르류, 폴리술폰류, 폴리에테르류, 폴리케톤류, 페녹시 수지류, 에폭시 수지류, 실리콘 수지류, 폴리실록산류, 폴리(히드록시에테르) 수지류, 폴리히드록시스티렌 수지류, 노볼락, 폴리( 페닐글리시딜에테르-co-디시클로펜타디엔), 상기 언급한 고분자에 사용된 단량체의 공중합체, 및 그 조합을 포함한다. 특히 적당한 바인더는, 예를 들어 폴리비닐 부티랄, 폴리카보네이트 및 폴리에스터를 포함한다. 폴리비닐 부티랄의 비제한적인 예는 Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan의 BX-1 및 BX-5을 포함한다. 적당한 폴리카보네이트의 비제한적인 예는 비스페놀-A로부터 유도된 폴리카보네이트 A(예를 들어, Mitsubishi Engineering Plastics의 IUPILONTM A 또는 General Electric의 LEXANTM); 시클로헥실리덴 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트 Z(예를 들어, Mitsubishi Engineering Plastics Corp, White Plain, New York의 IUPILONTM Z); 메틸비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트 C(Mitsubishi Chemical Corporation)를 포함한다. 적당한 폴리에스테르 바인더의 비제한적인 예는 오르토-폴리에틸렌 테레프탈레이트(예를 들어, Kanebo Ltd., Yamaguchi,Japan의 OPETTM TR-4)를 포함한다.
임의의 한개 이상의 층에 사용되는 적당한 선택적인 첨가제는, 예를 들면, 산화방지제, 커플링제, 분산제, 경화제, 계면활성제 및 그 조합을 포함한다.
상기 광도전 요소는 전체적으로 약 10 내지 약 45 미크론의 통상적인 두께를 갖는다. 개별적인 전하 발생층 및 개별적인 전하 수송층을 갖는 이중층 구조에서, 전하 발생층은 일반적으로 약 0.5 내지 약 2 미크론의 두께를 가지며, 전하 수송층은 약 5 내지 약 35 미크론의 두께를 갖는다. 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물이 동일한 층에 존재하는 구현예에서는, 상기 전하 발생 화합물 및 전하 수송 조성 물을 포함하는 층은 일반적으로 약 7 내지 약 30 미크론의 두께를 갖는다. 구별되는 전자 수송층을 구비하는 구현예에서는, 상기 전자 수송층은 약 0.5 내지 약 10 미크론의 평균 두께를 가지며, 다른 구현예에서는 약 1 내지 약 3 미크론의 두께를 갖는다. 일반적으로, 전자 수송 오버코트층은 기계식적 내마모성을 증가시키고, 캐리어 액체 및 대기 수분에 대한 내성을 증가시키며, 코로나 기체에 의한 감광체의 열화를 감소시킨다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 범위의 두께가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
일반적으로, 여기에 서술된 유기감광체의 경우에, 전하 발생 화합물은, 광도전층 중량 기준으로, 약 0.5 내지 약 25 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 1 내지 약 15 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 2 내지 약 10 중량%의 함량으로 존재한다. 상기 전하 수송 물질은, 광도전층 중량 기준으로, 약 10 내지 약 80 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 35 내지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 45 내지 약 55 중량%의 함량으로 존재한다. 선택적인 제 2 전하 수송 물질은, 존재하는 경우, 광도전층 중량 기준으로, 적어도 약 2 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 2.5 내지 약 25 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 4 내지 약 20 중량%의 함량으로 존재한다. 상기 바인더는, 광도전층 중량 기준으로, 약 15 내지 약 80 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 20 내지 약 75 중량%의 함량으로 존재한다. 당업자라면 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 조성물 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
개별적인 전하 발생층 및 전하 수송층을 구비하는 이중층 구현예의 경우에 는, 전하 발생층은 일반적으로 바인더를, 전하 발생층 중량 기준으로, 약 10 내지 약 90 중량%, 다른 구현예에서는 약 15 내지 약 80 중량%, 또 다른 구현예에서는 약 20 내지 약 75 중량%의 함량으로 포함한다. 전하 발생층 중의 선택적인 전하 수송 물질은, 만약 존재한다면, 일반적으로 전하 발생층 중량 기준으로, 적어도 2.5 중량%, 다른 구현예에서는 약 4 내지 약 30 중량%, 또 다른 구현예에서는 약 10 내지 약 25 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 전하 수송층은 일반적으로 바인더를 약 20 내지 약 70 중량%, 다른 구현예에서는 약 30 내지 약 50 중량%의 함량으로 포함한다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 범위의 이중층 구현예에 대한 바인더 농도가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
전하 발생 화합물 및 전하 수송 물질을 갖는 단일층 구현예의 경우에는, 광도전층은 일반적으로 바인더, 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물을 포함한다. 전하 발생 화합물은, 광도전층 중량 기준으로, 약 0.05 내지 약 25 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 2 내지 약 15 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 전하 수송 물질은, 광도전층 중량 기준으로, 약 10 내지 약 80 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 25 내지 약 65 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 30 내지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 35 내지 약 55 중량%의 함량으로 존재할 수 있으며, 광도전층의 나머지는 바인더, 및 선택적으로 임의의 통상적인 첨가제와 같은 첨가제를 포함한다. 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물을 포함하는 단일층은, 일반적으로 바인더를, 약 10 내지 약 75 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 20 내 지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 25 내지 약 50 중량%의 함량으로 포함한다. 선택적으로, 전하 발생 화합물 및 전하 수송 물질을 포함하는 층은, 제 2 전하 수송 물질을 포함할 수도 있다. 상기 선택적인 제 2 전하 수송 물질은, 만약 존재한다면, 일반적으로 광도전층 중량 기준으로, 적어도 약 2.5 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 4 내지 약 30 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 10 내지 약 25 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 조성물 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
일반적으로, 전자 수송 화합물을 포함하는 임의의 층은 바람직하게는 자외선 안정제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 전자 수송층은 일반적으로 전자 수송 화합물, 바인더 및 선택적인 자외선 안정제를 포함할 수 있다. 전자 수송 화합물을 포함하는 오버코트층은, 미국 특허청에 함께 계류 중인 Zhu 등의 미국특허출원 일련번호 제10/396,536호 "Organoreceptor With An Electron Transport Layer"에 더욱 상세하게 서술되어 있는데, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같은 전자 수송 화합물은 본 명세서에 기재된 광도전체의 이형층에서 사용될 수 있다. 전자 수송층 중의 전자 수송 화합물은, 전자 수송층 중량 기준으로, 약 10 내지 약 50 중량%, 다른 구현예에서는 약 20 내지 약 40 중량%의 함량일 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성물의 부가적인 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
광도전체의 한 개 이상의 적당한 층에 존재하는 자외선 광안정제는, 만약 존 재한다면, 그 특정 층 중량 기준으로, 일반적으로 약 0.5 내지 약 25 중량%, 일부 구현예에서는 약 1 내지 약 10 중량%의 함량으로 존재한다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성물의 부가적인 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
예를 들어, 상기 광도전층은 한개 이상의 전하 발생 화합물, 본 발명의 전하 수송 물질, 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물과 같은 제 2 전하 수송 물질, 자외선 안정제, 및 고분자 바인더와 같은 성분을 유기용매 중에 분산 또는 용해시키고, 상기 분산액 및/또는 용액을 각각의 기저층 상에 코팅시키고, 상기 코팅을 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 성분은 고전단 균질화(high shear homogenization), 볼-밀링, 마쇄기 밀링(attritor milling), 고에너지 비드(모래) 밀링 또는 분산액을 형성함에 있어서 입자 크기 감소를 위하여 사용되는, 당업계에 공지된 다른 크기 감소 방법 또는 혼합 수단에 의해서 분산될 수 있다.
상기 감광체는 또한 선택적으로 한개 이상의 부가적인 층을 포함할 수도 있다. 부가적인 층은 예를 들면 배리어층 (barrier layer), 이형층(release layer), 보호층(protective layer), 또는 접착층(adhesive layer)과 같은 서브층(sub-layer) 또는 오버코트층일 수 있다. 이형층 또는 보호층은 광도전 요소의 최상층을 형성할 수 있다. 배리어층은 이형층과 광도전 요소 사이에 개재될 수 있거나, 또는 광도전 요소를 오버코트하는데 사용될 수 있다. 배리어층은 마모로부터 기저층을 보호한다. 접착층은 광도전 요소, 배리어층 및 이형층, 또는 임의의 그 조합 사이에 위치하여 그들 사이의 접착을 향상시킨다. 서브층은 전하 차단층이고, 도전성 지지체와 광도전 요소 사이에 위치한다. 서브층은 또한 도전성 지지체와 광도전 요소의 접착을 향상시킬 수도 있다.
적당한 배리어층은 예를 들면, 가교가능한 실록사놀-콜로이드성 실리카 코팅 및 히드록실화 실세스퀴녹산-콜로이드성 실리카 코팅과 같은 코팅류, 및 폴리(비닐 알코올), 메틸 비닐 에테르/말레산 무수물 코고분자, 카제인, 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(아크릴산), 젤라틴, 전분, 폴리우레탄류, 폴리이미드류, 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리카보네이트류, 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 아세토아세탈), 폴리(비닐 포르말), 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리아크릴레이트류, 폴리(비닐 카바졸류), 상기 언급한 고분자에 사용된 단량체의 코고분자류, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/비닐 알코올 터고분자류, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/말레산 터고분자류, 에틸렌/비닐 아세테이트 코고분자류, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 코고분자류, 셀룰로오스 고분자류, 및 이들의 혼합물과 같은 유기 바인더류를 포함한다. 상기 배리어층 고분자류는 선택적으로 퓸드 실리카, 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합과 같은 작은 무기 입자를 포함할 수도 있다. 배리어층은 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Woo 등의 미국 특허 제6,001,522호 "Barrier Layer For Photoconductor Elements Comprising An Organic Polymer And Silica"에 더욱 상세히 서술되어 있다. 이형층 상부코트(topcoat)는 당업계에 공지된 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 이형층은 플루오르화 고분자, 실록산 고분자, 플루오로실리콘 고분 자, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 또는 이들의 조합이다. 상기 이형층은 가교화된 고분자류를 포함할 수 있다.
이형층은 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 이형층은 플루오르화 고분자, 실록산 고분자, 플루오로실리콘 고분자, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴화-우레탄 수지류, 우레탄-아크릴계 수지류, 또는 그 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 이형층은 가교화된 고분자류를 포함한다.
보호층은 유기감광체를 화학적 및 기계식적 열화로부터 보호할 수 있다. 보호층은, 당업계에 공지된 임의의 보호층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 보호층은 플루오르화 고분자, 실록산 고분자, 플루오로실리콘 고분자, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴화-우레탄 수지류, 우레탄-아크릴계 수지류, 또는 이들의 조합이다. 특히 중요한 일부 구현예에서, 상기 보호층은 가교화된 고분자류이다.
오버코트층은, 미국특허청에 2003년 3월 25일자로 출원되어 본 출원의 우선권의 기초가 되는 출원과 함께 계류 중이며 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Zhu 등의 미국특허출원 일련번호 제10/396,536호 "Organoreceptor With An Electron Transport Layer"에 더욱 상세히 서술된 바와 같이, 전자 수송 화합물을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 전자 수송 화합물은, 상기한 바와 같이, 본 발명의 오버코트 층에 사용될 수도 있다. 오버코트층 중의 전자 수송 화합물은, 오버코트층 중량 기준으로, 약 2 내지 약 50 중량%, 다른 구현예에서는 약 10 내지 약 40 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성물의 부가적인 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
일반적으로, 접착층은 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시 아미노 에테르) 등과 같은 필름 형성 고분자를 포함한다. 배리어층 및 접착층은 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Ackley 등의 미국특허 6,180,305호 "Organic Photoreceptors for Liquid Electrophotography," 에 더욱 상세히 서술되어 있다.
서브층은, 예를 들면, 폴리비닐부티랄, 유기실란류, 가수분해성 실란류, 에폭시 수지류, 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류, 셀룰로오스 물질 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 서브층은 약 20 Å 내지 약 20,000 Å의 건조 두께를 갖는다. 금속 산화물 도전성 입자를 포함하는 서브층은 약 1 내지 약 25 미크론의 두께일 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성 및 두께의 부가적인 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
본 명세서에 서술된 전하 수송 물질 및 이러한 화합물을 포함하는 유기감광체는, 건식 또는 습식 토너 현상에 의한 화상형성 공정에 사용하기에 적당하다. 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 건식 토너류 및 습식 토너류가 본 발명의 방법 및 장치에 사용될 수 있다. 습식 토너 현상은, 건식 토너류에 비하여 고해상도의 화상을 제공하고, 화상을 정착하는 데에 더 낮은 에너지를 필요로 한다는 잇점을 제공하기 때문에 바람직할 수 있다. 적당한 습식 토너류의 예는 당업계에 공지되어 있다. 습식 토너류는 일반적으로 캐리어 액체에 분산된 토너 입자를 포함한다. 상기 토너 입자는 일반적으로 착색제/안료, 수지 바인더, 및/또는 전하 디렉터 (charge director)를 포함할 수 있다. 습식 토너의 일부 구현예에서는, 수지 대 안료 비가 1:1 내지 10:1일 수 있고, 다른 구현예에서는, 4:1 내지 8:1일 수 있다. 습식 토너류는 미국 공개 특허 출원 제 2002/0128349호 "Liquid Inks Comprising A Stable Organosol", 제 2002/0086916호 "Liquid Inks Comprising Treated Colorant Particles", 및 미국특허번호 제 6,649,316호 "Phase Change Developer For Liquid Electrophotography"에 더욱 상세하게 서술되어 있으며, 이들 3가지 문헌들은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
전하 수송 물질
본 명세서에 서술된 바와 같이, 유기감광체는 하기 식을 갖는 전하 수송 물질을 포함한다:
<화학식 1>
Y1-Z1-X-E
상기 식에서 E는 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 또는 -Z2-Y2기를 나타내고;
Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며;
Y1 및 Y2는, 각각 독립적으로, H 또는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합과 같은 유기기를 나타내고; 또한
X는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기(예를 들어 NR기로서, 여기에서 R은 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 또는 헤테로시클릭기임), 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타낸다.
본 발명에서 개시된 유기기는 적어도 한개의 탄소원자를 포함하는 기이다. 상기 유기기는 1가(monovalent), 2가, 3가, 4가 등일 수 있다. 상기 유기기의 비제한적인 예는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 헤테로시클릭기 및 벤조기를 포함한다. 알킬, 알케닐, 알키닐, 아실, 카복실, 방향족, 헤테로시클릭 및 시클로알킬기, 헤테로시클릭기 및 벤조기 같은 고리기(ring group)의 일부를 포함한다. 알킬, 알케닐, 알키닐, 아실, 카복실, 방향족, 헤테로시클릭 및 고리기 내의 수소원자 중 한개 또는 그 이상이, 할로겐 및 알칼리 금속과 같은 비수소원자, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 포스폰산기, 히드록실기, 티올기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로시클릭기 및 방향족기와 같은 극성 또는 비극성기로써 치환될 수 있다.
본 발명에서 개시된 유기 연결기는 적어도 두개의 화학식 단편을 연결하는 2가(divalent) 유기기일 수 있다. 예를 들면, 화학식 (1)에서의 연결기 X는 Y1-Z1기 및 E를 연결한다. 2가 유기 연결기의 일부 비제한적인 예는 알킬렌기, 카보닐기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 및 이들의 조합을 포함한다. 상기 2가 연결기의 또 다른 비제한적인 예는 -(CH2)m-기를 포함하며, 여기에서 m은 1 내지 50까지의 정수로서 이중 한개 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcRd기, SiRcRf기, BRg기, 또는 P(=O)Rh기로 선택적으로 치환될 수 있으며, 여기에서 Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg 및 Rh는, 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기(예를 들어, 비닐기, 알릴기 및 2-페닐에테닐기), 알키닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 고리기(예를 들어, 시클로알킬기, 헤테로시클릭기 및 벤조기)의 일부 또는 알킬기(여기에서 알킬기의 수소들 중 한개 이상이 방향족기, 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기 또는 할로겐으로 선택적으로 치환됨)이다.
관심 대상이 되는 일부 구현예에서, 유기 연결기는 3이상의 원자가전자를 가질수 있으며, 따라서 3개 이상의 화학식 단편을 연결시킬 수 있다. 원자가 전자 3을 갖는 유기 연결기의 비제한적인 예는 -(CH2)m-에서 한개의 메틸렌기를 CRb기로 치환하여 생성된 3가 유기 연결기이다. 원자가 전자 4를 갖는 유기 연결기의 또 다른 비제한적인 예는 -(CH2)m-에서 한개의 메틸렌기를 탄소 원자로 치환하여 생성된 4가 유기 연결기이다. 원자가 전자 3을 갖는 유기 연결기의 또 다른 비제한적인 예는 -(CH2)m-에서 한개의 메틸렌기를 N, P 또는 B로 치환하여 생성된 3가 유기 연결 기이다. 원자가 전자 4를 갖는 유기 연결기의 또 다른 비제한적인 예는 -(CH2)m-에서 두개의 메틸렌기를 두개의 CRb기로 치환하여 생성된 4가 유기 연결기이다. 본 발명에서 개시된 바에 의해, 당업자는 -(CH2)m-기에서 적어도 한개의 메틸렌기를, 적어도 한개의 원자 또는 N, P, B, C, Si, CRb기, 원자가 전자 2 이상을 갖는 방향족기, 및 원자가 전자 2이상을 갖는 헤테로시클릭기와 같은 원자가 전자 3이상을 갖는 원자 또는 기로써 치환함에 의해 원자가 전자 2이상을 갖는 유기 연결기를 제조할 수 있을 것이다.
관심 대상이 되는 다른 구현예에서, 상기 유기 연결기는 -CRb=N-결합, 이중결합 또는 삼중결합과 같은 불포화 결합을 적어도 한개 포함할 수 있다. 이중결합을 갖는 유기 연결기의 비제한적인 예는, -(CH2)m-기에서 인접하는 두개의 메틸렌기를 두개의 CRb기로써 치환하여 생성되는 불포화 유기 연결기이다. 상기 이중결합은 상기 두개의 인접 CRb기 사이에 위치한다. 삼중결합을 갖는 유기 연결기의 또 다른 비제한적인 예는, -(CH2)m-기에서 인접하는 두개의 메틸렌기를 두개의 탄소 원자로써 각각 치환하여 생성되는 불포화 유기 연결기이다. 상기 삼중결합은 상기 두개의 인접 탄소원자 사이에 위치한다. -CRb=N-결합을 갖는 유기 연결기의 또 다른 비제한적인 예는, -(CH2)m-기에서 인접하는 두개의 메틸렌기를 CRb기 및 질소원자로써 치환하여 생성되는 불포화 유기 연결기이다. 본 발명에서 개시된 바에 의해, 당업자 는 -(CH2)m-기에서 적어도 한쌍의 메틸렌기를, N, P, B, C, Si, CRb기, 원자가 전자 2 이상을 갖는 방향족기, 및 원자가 전자 2이상을 갖는 헤테로시클릭기로 이루어진 군으로부터 선택된 한개의 원자 또는 기에 의해 각각 독립적으로 치환함에 의해 적어도 한개의 불포화 결합을 갖는 유기 연결기를 제조할 수 있을 것이다.
관심 대상이 되는 구현예에서, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기는 하기의 화학식을 포함한다:
Figure 112005022954113-pat00004
상기 식에서 R1, R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로, H, 니트로, 시아노, 할로겐, 술폰산기, 포스폰산기, 또는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 헤테로시클릭기, 및 고리기(예를 들어, 시클로알킬, 헤테로시클릭기 및 벤조기)의 일부와 같은 유기기이다. 상기 각 R(즉, R1, R2, R3, 및 R4)기는 그것이 다른 R기와 함께 시클릭 고리를 형성할 경우, 고리기의 일부가 될 수 있다.
관심 대상이 되는 다른 구현예에서, 9-플루오레노닐기는 하기의 화학식을 포함한다:
Figure 112005022954113-pat00005
상기 식에서 X에 연결된 결합은 트리시클릭 9-플루오레노닐 고리의 임의의 가능한 방향족 고리 위치에 위치할 수 있다. 상기 화학식 (5)에 존재하는 하나 이상의 수소 원자는 치환기로 치환될 수 있다.
관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기는 하기의 화학식을 포함한다:
Figure 112005022954113-pat00006
상기 식에서 X에 연결된 결합은 트리시클릭 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐 고리의 적용가능한 방향족 고리 위치에 위치할 수 있다. 상기 화학식 (6)에 존재하는 하나 이상의 수소 원자는 치환기로 치환될 수 있다.
관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, X는 -R5-Q'-C(=O)-기를 포함하며, 여기에서 R5는 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 Q'는 O, S 또는 NR과 같은 아미닐렌기이며, 여기에서 R은 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기 또는 헤테로시클릭기이다. 상기 -R5-Q'- C(=O)-기의 비제한적인 예는 -(CH2)h-O-C(=O)- 또는 -Ar1-NH-C(=O)-를 포함하며, 여기에서 Ar1은 아릴렌기이고 h는 1 내지 10 사이의 정수이다.
관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, X는 알킬기, 카보닐기, 술포닐기, 아미닐렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합을 나타낸다. 아미니렌기의 비제한적인 예는 NR기를 포함하며, 여기에서 R은 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기 및 헤테로시클릭기이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, X는 -Ar2-X1-Ar3-의 화학식을 나타내며, 여기에서 Ar2 및 Ar3는 각각 아릴렌기이고; X1은 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 또는 카보닐기이다.
본 발명의 또 다른 태양은 하기의 화학식을 갖는 고분자 전하 수송 물질을 개시한다:
<화학식 2>
E1-(Z1-X)n-E2
상기 식에서 Z1은 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며; X는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타내고; n은 1 내지 5000 사이의 정수들의 분포 평균이며; 또한 E1 및 E2는 각각 말단기이다. 관심 대상이 되는 구현예에서, 고분자 전하 수송 물질은 하기의 화학식을 갖는다.
<화학식 3>
Figure 112005022954113-pat00007
관심 대상이 되는 다른 구현예에서, E1은 하기의 화학식을 갖는 군으로부터 선택될 수 있다:
H2N-X- 및
Figure 112005022954113-pat00008
상기 식에서 X는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타내며; 또한 E2는 하기의 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
H2N- 및
Figure 112005022954113-pat00009
말단기는 출발 물질의 몰비, 사슬 종결제의 존재 여부 및 중합단계의 종결시 의 특정 중합과정의 상태와 같은 많은 요소들에 따라 고분자 단위마다 다양할 수 있다.
일반적으로, 상기 n 값의 분포는 출발 물질의 몰비, 반응 시간 및 온도, 사슬 종결제의 존재 여부, (존재한다면)개시제의 양, 및 중합 조건과 같은 다양한 요소들에 따라 달라질 수 있다. 화학식 (2)의 고분자 전하 수송 물질이 존재한다는 것이 유기감광체 내에 미반응 단량체가 존재하는 것을 배제하는 것은 아니며, 단량체 농도는 보통 극소량이나 감지되지 않을 만큼은 아니라 해도, 일반적으로 소량은 존재한다. n에 의해 특정되는 중합 정도는 결과물인 고분자의 특성에 영향을 줄 수 있다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서, n 값은 1 내지 1000이다. 관심 대상이 되는 다른 구현예에서, n 값은 1 내지 100이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, n 값은 1 내지 50이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현에에서, n 값은 1 내지 10이다. 당업자라면 평균 n 값의 추가적인 범위가 상정될 수 있고, 또한 본 발명의 개시에 포함된다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 상기 화학식 (1) 및 (2)에 포함되는 적당한 전하 수송 물질의 구체적이고 비제한적인 예는 하기 구조를 가진다:
Figure 112005022954113-pat00010
Figure 112005022954113-pat00011
Figure 112005022954113-pat00012
Figure 112005022954113-pat00013
Figure 112005022954113-pat00014
Figure 112005022954113-pat00015
Figure 112005022954113-pat00016
Figure 112005022954113-pat00017
Figure 112005022954113-pat00018
Figure 112005022954113-pat00019
Figure 112005022954113-pat00020
Figure 112005022954113-pat00021
Figure 112005022954113-pat00022
Figure 112006070959527-pat00023
Figure 112005022954113-pat00024
Figure 112005022954113-pat00025
Figure 112006070959527-pat00026
Figure 112005022954113-pat00027
Figure 112005022954113-pat00028
Figure 112006070959527-pat00029
Figure 112005022954113-pat00030
Figure 112005022954113-pat00031
상기 식에서, p 및 k는 각각 1 내지 5,000 사이의 정수의 분포 평균이고; 또한 E3, E4, E5 및 E6는 각각 말단기이다
관심 대상이 되는 일부 구현예에서, 상기 화학식 (9) 내지 (30)의 화합물, 화학식 (1), (2), (3), (7), (8), (4) 내지 (6), 및 E, Z1, Z2, Y1 및 Y2기에 존재하는 하나 이상의 수소 원자는 치환기로 치환될 수 있다. 적당한 치환기의 비제한적인 예는 히드록실기, 티올기, 옥소기, 티옥소기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기 및 시클로알킬기, 헤테로시클릭기 및 벤조기와 같은 고리기의 일부를 포함한다.
전하 수송 물질의 합성
본 발명의 상기 전하 수송 물질은 다음의 다단계 합성 공정에 의하여 합성될 수 있으며, 물론 당업자는 여기에 개시된 것 을 바탕으로 다른 적당한 합성 공정을 이용할 수 있을 것이다.
화학식 (1)의 전하 수송 물질의 일반적 합성과정 A
Figure 112005022954113-pat00032
상기 화학식 (31)의 화합물은 1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실 디안히드리드 또는 이들의 유도체 중 한개를, Y1-NH2의 화학식을 갖는 아민과 1:1 몰비로 1 내지 6 시간동안 디메틸포름아미드 및 디메틸 술폭시드와 같은 용매에서 환류(reflux)시킴에 의해 제조할 수 있으며, 상기에서 Y1은 H 또는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합과 같은 유기기이다. Y1-NH2의 일부 비제한적인 예는 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, 부틸아민, 페닐아민, p-톨루이딘, 4-아미노비페닐, 9H-카바졸-9-아민, 2-아미노-4,5-디메틸-3-퓨란카보니트릴, 메틸 2-아미노-3-티오펜카복실레이트, 4-피리딘아민, 6-아미노벤조티아졸, 2-아미노벤조티아졸, 2-아미노벤지미다졸, 1H-1,2,3-벤조트리아졸-5-아민, 5-아미노인돌, 4-아미노인돌, 2-아미노 벤지미다졸, 1H-인다졸-5-아민, 3-아미노-2-메톡시디벤조퓨란, 디벤조[b,d]퓨란-3-아민, 디벤조[b,d]퓨란-2-아민 및 3-아미노-9-에틸카바졸을 포함하며, 상기 모든 물질들은 Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI와 같은 상업적 판매자로부터 구입 가능하다.
상기 1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실 디안히드리드 또는 이들의 유도체 중에 존재하는 하나 이상의 수소 원자는 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기 및 시클로알킬기, 헤테로시클릭기 및 벤조기와 같은 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기로 치환될 수 있다.
화학식 (32)의 화합물은 화학식 (31)의 화합물을 화학식 HQ-X'-NH2를 갖는 다른 아민과 1:1 몰비로 1 내지 6 시간 동안 용매 내에서 환류시킴에 의해 제조할 수 있으며, 상기에서 X'는 결합 또는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 연결기를 나타낸다. 유기 연결기의 일부 비제한적인 예는 알킬렌기, 카보닐기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 및 이들의 조합을 포함하고; 또한 상기 Q는 O, S, 또는 아미닐렌기이다. HQ-X'-NH2의 일부 비제한적인 예는 에탄올아민, 1,4-페닐렌디아민, 4,4-디아미노디페닐 술폰 및 9-에틸-3,6-디아미노-9H-카바졸을 포함한다.
화학식 (1)의 전하 수송 물질(상기 식에서 E는 9-플루오레노닐기 또는 디시아노메틸렌-9-플루오레닐기임)은 화학식 (32)의 화합물을 화학식 L-X"-E를 갖는 화합물과 반응시킴으로써 제조할 수 있으며, 여기에서 E는 9-플루오레노닐기 또는 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기를 나타내고; X"는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합과 같은 결합 또는 연결기이며; 또한 L은 할로겐화물(예를 들어, 불소화물, 염소화물, 브롬화물 및 요드화물), 메실화물 및 토실화물과 같은 이탈기이다. 상기 유기 연결기의 일부 비제한적인 예는 알킬렌기, 카보닐기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합을 포함한다. 화학식 (32) 화합물의 -X'-OH기는 L-X"-E 화합물의 L-X"기와 반응하여 -X'-Q-X"-기, 즉 화학식 (1)의 전하 수송 물질의 X기를 형성한다. 관심 대상이 되는 구현예에서, X'는 결합, O, S, 아미닐렌기 또는 술포닐기를 나타내고, Q는 아미닐렌기이다. 관심 대상이 되는 다른 구현예에서, X" 는 카보닐기이고, Q는 O이며, X'는 알킬렌기이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, X"는 카보닐기이고, Q는 아미닐렌기이며, X'는 아릴렌기이다. L-X"-E의 일부 비제한적인 예는 4-tert-부틸아닐린 9-플루오레논-4-카보닐 클로라이드 및 디시아노메틸렌-9-플루오레논-4-카보닐 클로라이드를 포함한다. 상기의 모든 L-X"-E는 Aldrich Chemicals 및 Across Organics와 같은 상업적 판매자로부터 구입할 수 있다.
상기의 치환 반응은 에틸 메틸 케톤 및 테트라히드로퓨란과 같은 용매 내에서 일어날 수 있다. 상기의 치환 반응은 트리에틸아민과 같은 유기 염기에 의해 촉매화될 수 있다. 반응 혼합물은 고온에서 2 내지 48 시간 동안 가열될 수 있다. 반 응이 종료된 후, 화학식 (1)의 전하 수송 물질을 분리하고, 크로마토그래피 및 재결정 같은 통상적인 정제기술에 의해 정제할 수 있다.
화학식 (1)의 전하 수송 물질의 일반적 합성과정 B
Figure 112005022954113-pat00033
상기 화학식 (33) 또는 (34)의 화합물은 1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실 디안히드리드 또는 이들의 유도체 중 한개를, Y1-NH2 또는 Y2-NH2 화학식을 갖는 아민과 각각 1:1 몰비로 1 내지 6 시간동안 고온에서 디메틸포름아미드 및 디메틸 술폭시드와 같은 용매 내에서 환류(reflux)시켜서 제조할 수 있으며, 상기에서 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, H 또는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합과 같은 유기기이다. Y1-NH2 및 Y2-NH2의 일부 비제한적인 예는 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, 부틸아민, 페닐아민, p-톨루이딘, 4-아미노비페닐, 9H-카바졸-9-아민, 2-아미노-4,5-디메틸-3-퓨란카보니트릴, 메틸 2-아미노-3-티오펜카복실레이트, 4-피리딘아민, 6-아미노벤조티아졸, 2-아미노벤조티아졸, 2-아미노벤지미다졸, 1H-1,2,3-벤조트리아졸-5-아민, 5-아미노인돌, 4-아미노인돌, 2-아미노벤지미다졸, 1H-인다졸-5-아민, 3-아미노-2-메톡시디벤조퓨란, 디벤조[b,d]퓨란-3-아민, 디벤조[b,d]퓨란-2-아민 및 3-아미노-9-에틸카바졸을 포함하며, 상기 모든 물질들은 Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI와 같은 상업적 판매자로부터 구입 가능하다.
상기 1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실 디안히드리드 또는 이들의 유도체에 존재하는 하나 이상의 수소는 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기 및 시클로알킬기, 헤테로시클릭기 및 벤조기와 같은 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기로 치환될 수 있다.
화학식 (1)의 전하 수송 물질(상기 식에서 E는 -Z2-Y2기이고, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기임)은 화학식 (33)의 화합물 및 화학식 (34)의 화합물을 동시에 또는 순차적으로, 화학식 H2N-X-NH2를 갖는 디아민과 반응시킴으로써 제조할 수 있으며, 여기에서 X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 또는 유기 연결기를 나타낸다. 상기의 반응은 고온에서 디메틸 포름아미드 및 디메틸 술폭시드와 같은 용매 내에서 수행될 수 있다. 화학식 (33)의 화합물 및 화학식 (34)의 화합물은 같을 수도 있고, 다를 수도 있다. 즉 Y1 및 Y2가 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 화학식 (33)의 화합물 및 화학식 (34)의 화합물이 같은 경우, 이들은 디아민과 몰비 2:1로 1 내지 6 시간 동안 동시에 반응할 수 있다. 화학식 (33)의 화합물 및 화학식 (34)의 화합물이 다르다면, 화학식 (33)의 화합물 및 화학식 (34)의 화합물은 용매 내에서 디아민과 1:1:1의 몰비로 2단계로 순차적으로 반응될 수 있다. 각 단계는 1 내지 6시간 동안 지속될 수 있다. 관심 대상이 되는 구현예에서, X는 알킬렌기, 카보닐기, 술포닐기, O, S, 아미닐렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합이다. 관심 대상이 되는 다른 구현예에서, X, Y1, Y2 및 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기에 존재하는 하나 이상의 수소원자는 치환기로 치환될 수 있다. 적당한 치환기의 비제한적인 예는 히드록실기, 티올기, 옥소기, 티옥소기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기 및 시클로알킬기 헤테로시클릭기 및 벤조기와 같은 고리기의 일부를 포함한다. 디아민의 일부 비제한적인 예는 1,4-페닐렌디아민, 4,4-디아미노벤조페논 및 4,4-디아미노디페닐 술폰과 같은 디아미노아렌류 및 1,2-에탄디아민 및 1,4-부탄디아민과 같은 디아미노알칸류, 디벤조[b,d]퓨란-2,7-디아민 및 3,7-디아미노-2(4),8-디메틸디벤조티오펜 5,5-디옥시드를 포함한다. 상기 디아민류는 Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI와 같은 상업적 판매자로부터 구입 가능하다.
화학식 (2)의 고분자 전하 수송 물질의 일반적 합성과정 C
Figure 112005022954113-pat00034
화학식 (2)의 고분자 전하 수송 물질은 나프탈렌테트라카복실 디안히드리드 및 그 유도체 중 한개를 화학식 H2N-X-NH2를 갖는 디아민과 반응시킴으로써 제조할 수 있으며, 여기에서 X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 또는 유기 연결기를 나타내고; n은 1 내지 5,000 사이 정수의 분포 평균이며; 또한 E1 및 E2는 각각 말단기이다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서, X는 알킬렌기, O, S, 카보닐기, 술포닐기, 아미닐렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합이다. 디아민의 일부 비제한적인 예는 1,4-페닐렌디아민, 4,4-디아미노벤조페논 및 4,4-디아미노디페닐 술폰과 같은 디아미노아렌류 및 1,2-에탄디아민 및 1,4-부탄디아민과 같은 디아미노알칸류, 디벤조[b,d]퓨란-2,7-디아민 및 3,7-디아미노-2(4),8-디메틸디벤조티오펜 5,5-디옥시드를 포함한다. 상기 디아민류는 Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI와 같은 상업적 판매자로부터 구입 가능하다.
관심 대상이 되는 다른 구현예에서, 나프탈렌테트라카복실 디안히드리드 및 Z1에 존재하는 하나 이상의 수소 원자는 치환기로 치환될 수 있다. 적당한 치환기의 비제한적인 예는 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 아지리디닐기 및 시클로알킬기 헤테로시클릭기 및 벤조기와 같은 고리기의 일부를 포함한다.
관심 대상이 되는 일부 구현예에서, 나프탈렌테트라카복실 디안히드리드의 디아민에 대한 몰비는 1:2 내지 2:1이다. 관심 대상이 되는 다른 구현예에서, 나프탈렌테트라카복실 디안히드리드의 디아민에 대한 몰비는 1:1.5 내지 1.5:1이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, 나프탈렌테트라카복실 디안히드리드의 디아민에 대한 몰비는 1:1.1 내지 1.1:1이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, 나프탈렌테트라카복실 디안히드리드의 디아민에 대한 몰비는 약 1:1이다. 중합은 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드와 같은 용매 내에서 1 내지 24 시간 동안 고온에서 행해질 수 있다.
말단기는 출발 물질의 몰비, 사슬 종결제의 존재 여부 및 중합 단계 종결시의 특정 중합과정의 상태에 따라 고분자 단위마다 다양할 수 있다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서, E1은 하기의 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
<화학식 7>
NH2-X-, 및
Figure 112005022954113-pat00035
상기 식에서, X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 또는 이들의 조합이며; E2는 하기의 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
<화학식 8>
NH2-, 및
Figure 112005022954113-pat00036
일반적으로, n 값의 분포는 출발물질의 몰비, 반응 시간 및 온도, 사슬 종결제의 존재 여부, (존재한다면)개시제의 양 및 중합 조건과 같은 다양한 요소들에 따라 달라질 수 있다.
화학식 (2)의 고분자 전하 수송 물질이 존재한다는 것이 유기감광체 내에 미반응 단량체가 존재하는 것을 배제하는 것은 아니며, 단량체 농도는 보통 극소량이나 감지되지 않을 만큼은 아니라 해도, 일반적으로 소량은 존재한다. n으로 특정화되는 중합 정도는 결과물인 고분자의 특성에 영향을 줄 수 있다. 관심 대상이 되는 일부 구현예에서, n 값은 1 내지 1000이다. 관심 대상이 되는 다른 구현예에서, n 값은 1 내지 100이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현예에서, n 값은 1 내지 50이다. 관심 대상이 되는 또 다른 구현에에서, n 값은 1 내지 10이다. 당업자라면 평균 n 값의 추가적인 범위가 상정될 수 있고, 또한 본 발명의 개시에 포함된다는 것을 알 수 있을 것이다.
화학식 (2)의 고분자 주쇄 내의 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기, 말단기 E1 및 E2, 그리고 화학식 (7) 및 (8)은 각각 독립적으로, 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기 및 고리기의 일부를 포함할 수 있다.
본 발명은 지금부터 하기 실시예에 의해 더 상세하게 설명될 것이다.
실시예
실시예 1 : 전하 수송 물질의 합성 및 특성 결정
본 실시예는 상기 화학식 (9) 내지 (30)의 화합물의 합성 및/또는 특성결정에 대하여 설명하며 각 숫자들은 상기의 화학식 번호를 나타낸다. 상기 특성 결정은 조성물의 화학적 특성 결정을 포함한다. 조성에 의해 형성되는 물질들의 유동성 및 이온화 전위과 같은 정전기적 특성이 하기의 실시예에서 제공될 것이다.
N-(2-히드록시에틸)-N'-(2-메틸-6-에틸페닐)나프탈렌테트라카복실 디이미드의 합성
1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실 디안히드리드(26.8 g, 0.1 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능), 디메틸 포름아미드(DMF, 200 ml, Aldrich Chemicals로부터 구입 가능) 및 6-에틸-o-톨루이딘(13.52 g, 0.1 몰, Aldrich Chemicals로부터 구입 가능)의 혼합물을 환류 응축기와 기계식 교반기가 장착된 500 ml 3-구 둥근-바닥 플라스크에 가하였다. 용액을 1.5 시간동안 환류시켰다. 용액을 80℃까지 냉각시킨 후, DMF 10 ml 중의 에탄올아민 용액(6.10 g, 0.1 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)을 반응 용액에 가하였다. 반응 용액을 다시 3시간 동안 환류시켰다. 반응 용액을 실온까지 냉각시킨 후, 과량의 물에 가하여 조생성물의 침전물을 얻었다. 상기 조생성물을 분리시키고, 진공오븐에서 50℃로 5시간 동안 건조시켰다. 상기 생성물의 수율은 34.30 g (80%)였다. 상기 생성물을 (1) 냉각 클로로포름 300 ml에 녹여서 용액을 형성하고, (2) 상기 클로로포름 용액을 실리카겔 베드(bed)에 최소 3번 이상 여과하였으며, (3) 상기 클로로포름 용액에 활성탄을 가하고, (4) 상기 클로로포름 용액으로부터 상기 활성탄을 여과, 제거함에 의하여 정제하였다. 상기 여과된 클로로포름 용액을 15분간 끓인 후에 이소프로필 알코올(100 ml)을 가하였다. 상기 클로로포름이 모두 증발될 때까지 계속 끓여서 상기 생성물의 침전을 완료하였다. 상기 생성물을 고온 용액으로부터 여과, 분리해 낸 후 진공오븐에서 50℃로 5시간 동안 건조시켰다. 상기 생성물의 수율은 31%(13.0 g)였다.
화합물 (9)
N-(2-히드록시에틸)-N'-(2-메틸-6-에틸페닐)나프탈렌테트라카복실 디이미드(5.0 g, 0.0117 몰, 상기에서 제조됨), 테트라히드로퓨란(200 ml, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입) 및 4-tert-부틸아닐린 9-플루오레논-4-카보닐 클로리드(2.84 g, 0.0117 몰, Across Organics, New Jersey, USA로부터 구입 가능)의 혼합물을 환류 응축기와 기계식 교반기가 장착된 500 ml 3-구 둥근-바닥 플라스크에 가하였다. 상기 용액을 실온에서 30분간 교반한 후, 트리에틸아민(1.18 g, 0.0117 몰, Across Organics, New Jersey, USA로부터 구입 가능)을 가하였다. 다시 5시간 동안 환류시킨 후에 상기 용액을 여과지를 통해 뜨거운 상태로 여과하여 염의 부산물을 제거한 후, 실리카겔 베드를 통해 여과하여 용해성 불순물을 제거하였다. 여과액을 30분간 끓인 후, 에탄올 100 ml를 가하였다. 상기 모든 생성물이 침전될 때까지 계속 끓였다. 상기의 생성물을 뜨거운 상태에서 여과하고 진공 오븐에서 50℃로 4시간 동안 건조시켰다. 상기 생성물의 수율은 54%(4 g)였다.
화합물 (10)
화합물 (10)은 상기 화합물 (9)의 제조과정에 따라 유사하게 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루딘이 L(-)-알파-메틸벤질아민(Across Organics, New Jersey, USA로부터 구입 가능)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (11)
화합물 (11)은 상기 화합물 (9)의 제조과정에 따라 유사하게 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루딘이 4-tert-부틸아닐린(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (12)
화합물 (12)는 상기 화합물 (9)의 제조과정에 따라 유사하게 제조될 수 있으 며, 상기에서 6-에틸-o-톨루딘이 아닐린(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (13)
화합물 (9)(2.53 g, 0.004 몰, 상기에서 제조됨), 메탄올 200 ml, 말로노니트릴(0.6 g, 0.009 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입) 및 비피리딘 7방울의 혼합물을 환류 응축기와 기계식 교반기가 장착된 500 ml 3-구 둥근-바닥 플라스크에 가하였다. 혼합물을 6시간 동안 환류시킨 후, 용매를 증발시켜 생성물을 얻었다. 상기 생성물을 테트라히드로퓨란 및 에탄올의 혼합물로 재결정하고, 진공 오븐에서 50℃로 5시간 동안 건조시켰다. 상기 생성물의 수율은 58%(1.5 g)였다.
화합물 (14)
화합물 (14)는 상기 화합물 (13)의 제조과정에 따라 유사하게 제조될 수 있으며, 상기에서 화합물 (9)가 화합물 (10)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (15)
화합물 (15)는 상기 화합물 (13)의 제조과정에 따라 유사하게 제조될 수 있으며, 상기에서 화합물 (9)가 화합물 (11)로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (16)
화합물 (16)은 상기 화합물 (13)의 제조과정에 따라 유사하게 제조될 수 있으며, 상기에서 화합물 (9)가 화합물 (12)로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (17)
나프탈렌테트라카복실 디안히드리드(26.81 g, 0.1 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입), 디메틸 포름아미드(DMF, 200 ml, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입) 및 6-에틸-o-톨루이딘(13.52 g, 0.1 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)의 혼합물을 환류 응축기와 기계식 교반기가 장착된 500 ml 3-구 둥근-바닥 플라스크에 가하였다. 상기 반응 혼합물을 1.5 시간동안 환류시킨 후, DMF 50 ml 중의 1,4-페닐렌디아민 용액(5.41 g, 0.05 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)을 가하였다. 혼합물을 다시 5시간 동안 환류시켰다. 실온까지 서서히 냉각시킨 후에, 상기 반응 혼합물을 천천히 1000 ml 비이커에 있는 메탄올 400 ml에 강한 교반 하에 가하였다. 조생성물을 여과한 후, 진공 오븐에서 50℃로 4시간 동안 건조시켰다. 상기 조생성물의 수율은 67%(28 g)였다. 상기 조생성물을 클로로포름 및 에탄올의 혼합물로써 세 번 재결정하였다.
화합물 (18)
화합물 (18)은 상기 화합물 (17)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 1,4-페닐렌디아민이 4,4-디아미노디페닐 술폰(0.05 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)으로 바뀌는 것만 다르다. 조생성물의 수율은 35 g(72%)였다. 상기 조생성물을 클로로포름 및 에탄올의 혼합물로써 세 번 재결정하였다.
화합물 (19)
화합물 (19)는 상기 화합물 (17)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루이딘이 4-tert-부틸아닐린(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (20)
화합물 (20)은 상기 화합물 (18)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루이딘이 4-tert-부틸아닐린(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (21)
화합물 (21)은 상기 화합물 (17)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 1,4-페닐렌디아민이 9-에틸-3,6-디아미노-9H-카바졸로 바뀌는 것만 다르다. 9-에틸-3,6-디아미노-9H-카바졸은 9-에틸-3,6-디니트로-9H-카바졸(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)을 에탄올 중의 산화백금, 및 SnCl2 및 염화수소의 혼합물과 같은 환원제로 환원하여 제조할 수 있다.
화합물 (22)
화합물 (22)는 상기 화합물 (21)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루이딘이 4-tert-부틸아닐린(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (23)
화합물 (23)은 상기 화합물 (21)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루이딘이 아닐린(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (24)
화합물 (24)는 상기 화합물 (17)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 6-에틸-o-톨루이딘이 2-아미노벤조티아졸(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (25)
화합물 (25)는 상기 화합물 (24)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 1,4-페닐렌디아민이 4,4-디아미노디페닐 술폰(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)으로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (26)
화합물 (26)은 상기 화합물 (24)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 2-아미노벤조티아졸이 2-아미노-4-메틸벤조티아졸(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (27)
화합물 (27)은 상기 화합물 (24)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 2-아미노벤조티아졸이 2-아미노-4-메틸벤조티아졸(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (28)
화합물 (28)은 상기 화합물 (24)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 2-아미노벤조티아졸이 2-아미노-5,6-디메틸벤조트리아졸 (Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)로 바뀌는 것만 다르다.
화합물 (29)
나프탈렌테트라카복실 디안히드리드(0.1 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입), 디메틸 포름아미드(DMF, 200 ml, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입) 및 4,4-디아미노디페닐 술폰(0.1 몰, Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입)의 혼합물을 환류 응축기와 기계식 교반기가 장착된 500 ml 3-구 둥근-바닥 플라스크에 가하였다. 상기 반응 혼합물을 16 시간동안 환류시켰다. 실온까지 서서히 냉각시킨 후에, 상기 반응 혼합물을 천천히 1000 ml 비이커 중의 메탄올 400 ml에 강한 교반 하에 가하였다. 생성물을 여과한 후, 진공 오븐에서 50℃로 4시간 동안 건조시켰다. 상기 생성물을 재결정 및 크로마토그래피와 같은 통상적인 정제법에 의해 정제하였다.
화합물 (30)
화합물 (30)은 상기 화합물 (24)의 제조과정과 유사한 과정에 의해 제조될 수 있으며, 상기에서 4,4-디아미노디페닐 술폰이 1,4-페닐렌디아민(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입 가능)으로 바뀌는 것만 다르다.
실시예 2 - 전하 이동도 측정(Charge Mobility Measurements)
본 실시예는 상기의 전하 수송 물질, 특히 화합물 (9), (13) 및 (17)에 대한 전하 이동도 및 이온화 전위(potential)의 측정을 설명한다.
샘플 1
0.1 g의 화합물 (9) 및 0.1 g의 폴리카보네이트 Z의 혼합물을 2 ml의 테트라 히드로퓨란(THF)에 용해시켰다. 상기 용액을 전조(trough) 코팅 방법(일명, "딥 롤러" 방법 (dip roller method))에 의해서 도전성 알루미늄 층을 갖는 폴리에스테르 필름 상에 코팅하였다(상기에서 지지체는 코팅 용액을 함유하는 전조(trough)를 통해 회전하는 롤러에 부착하였다). 상기 코팅된 것을 80℃ 온도에서 1 시간 동안 건조시킨 후에, 투명한 10 ㎛ 두께의 층을 형성하였다. 상기 샘플의 전하 이동도를 측정하였고, 결과는 표 1에 제시하였다.
샘플 2
0.1 g의 화합물 (13) 및 0.1 g의 폴리카보네이트 Z의 혼합물을 2 ml의 테트라히드로퓨란(THF)에 용해시켰다. 상기 용액을 전조 코팅 방법(일명, "딥 롤러" 방법 (dip roller method))에 의해서 도전성 알루미늄 층을 갖는 폴리에스테르 필름 상에 코팅하였다(상기에서 지지체는 코팅 용액을 함유하는 전조(trough)를 통해 회전하는 롤러에 부착하였다). 상기 코팅된 것을 80℃ 온도에서 1 시간 동안 건조시킨 후에, 투명한 10 ㎛ 두께의 층을 형성하였다. 상기 샘플의 전하 이동도를 측정하였고, 결과는 표 1에 제시하였다.
샘플 3
샘플 3은 진공 승화 기법(vacuum sublimation technique)을 이용하여 SnInO2 전도층으로 코팅된 유리판(45×55 mm)에 화합물 (17)을 코팅함으로써 얻었다. 화합물 (17)의 샘플(0.3 g)을 텅스텐 도가니에 넣었다. SnInO2 전도층으로 코팅된 유리판을 상기 도가니 위 12 cm 거리에 위치시키고, 진공펌프(회전 및 확산 펌프)를 가 동하였다. 진공이 2×10-4 토르(torr)에 도달한 후, 상기 도가니를 가열하였다. 화합물 (17)이 용해되고 승화가 관측되었을 때, 가열 강도를 줄이고 도가니의 온도를 12분동안 균일한 승화가 일어나도록 유지하였다. 샘플 3에서 화합물 (17)의 두께는 7.5 ㎛였다. 표준 XTOF 법을 이용하여 상기 샘플 3의 전하 이동도를 측정하였다. 실험 결과를 표 1에 요약하였다.
샘플 4
샘플 (4)는 상기 샘플 (3)의 제조 방법과 유사한 방법에 의해 제조하였으며, 상기 방법에서 화합물 (17)이 화합물 (18)로 바뀌었고, 가열을 25분 동안 실시한 것만 다르다. 샘플 4에서 화합물 (18)의 코팅 두께는 3.6 ㎛였다. 표준 XTOF 법을 이용하여 상기 샘플 4의 전하 이동도를 측정하였다. 실험 결과를 표 1에 요약하였다.
이동도 측정
각 샘플을 표면 전위 U까지 양(+)으로 코로나 대전시키고, 2 ns 길이의 질소 레이저 광 펄스로 조사하였다. 정공 이동도 (hole mobility) μ를, 인용에 의하여 본 명세서에 통합된, Kalade 등에 의한, "Investigation of charge carrier transfer in electrophotographic layers of chalcogenide glasses," Proceeding IPCS 1994: The Physics and Chemistry of Imaging Systems, Rochester, NY, pp. 747-752에 서술된 바와 같이 측정하였다. 대전 체제(charging regime)를 적당히 변화시키며, 층 내부의 다른 전기장 강도 E에 해당하는, 다른 U 값으로 샘플을 대전 시키면서 상기 정공 이동도 측정을 되풀이 하였다. 이러한 전기장 강도에 대한 의존성은 하기 식에 의해서 대략 계산할 수 있다:
μ= μ0eα√E
상기 식에서 E는 전기장 강도이고, μ0는 제로 전기장 이동도 (zero field mobility)이고, α는 풀-프렌켈 (Pool-Frenkel) 파라미터이다. 이러한 측정법으로부터 결정된, 이동도 특성 결정 파라미터인 μ0 및 α 수치 및 6.4 ×105 V/cm 전기장 강도에서의 이동도 값을 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 μ0 (cm2/V·s) 6.4 ×105 V/cm에서의 μ(cm2/V·s) α(cm/V)1/2
1 4.5×10-10 4.8×10-8 0.0059
2 3.3×10-9 1.3×10-7 0.0046
3 5.0×10-6 2.5×10-4 0.0049
4 6.0×10-7 1.5×10-4 0.0068
당업자에 의해서 이해되는 바와 같이, 부가적인 치환, 치환기 중의 변화, 및 합성 및 사용의 다른 방법이 본 발명에 대한 본 개시의 범위 및 의도 내에서 수행될 수 있다. 상기 구현예는 서술을 위한 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 부가적인 구현예가 청구범위 내에 속한다. 비록 본 발명이 특정 구현예를 참조하여 서술되었지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 형태 및 세부사항에 있어서 변화가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 높은 Vacc 및 낮은 Vdis와 같은, 우수한 정전 특성을 갖는 새로운 전하 수송 물질, 유기감광체 및 이를 포함하는 전자사진 화성 형성 장치를 얻을 수 있다.

Claims (37)

  1. 하기의 화학식을 갖는 전하 수송 물질로서:
    Y1-Z1-X-E
    상기 식에서 E는 9-플루오레노닐기, 디시아노메틸렌-9-플루오레노닐기, 또는 -Z2-Y2기를 나타내고;
    Z1 및 Z2는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며;
    Y1 및 Y2는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, H 또는 유기기를 나타내고; 또한
    X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 및 이들의 조합인 전하 수송 물질.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 X는 -(CH2)m-기이고, 여기에서 m은 1 내지 30 사이의 정수이며, 상기 메틸렌기 중 한개 이상이 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcRd기, SiRcRf기, BRg기 또는 P(=O)Rh이고, 상기에서 Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, 및 Rh는, 각각 서로 동일 또는 상이하며 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 고리기의 일부 또는 알킬기로서 상기 알킬기의 수소 중 한 개 이상이 방향족기, 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기 또는 할로겐으로 선택적으로 치환된 것을 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 X는 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 카보닐기, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 X는 화학식 -Ar2-X1-Ar3-를 나타내며, 여기에서 Ar2 및 Ar3는 각각 서로 동일 또는 상이하며 아릴렌기이고, X1은 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 또는 카보닐기인 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 X는 -R5-Q'-C(=O)-기를 나타내며, 여기에서 R5는 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합이고, Q'는 O, S, 또는 아미닐렌기인 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 Y1 및 Y2는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 E는 하기의 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
    Figure 112005022954113-pat00037
    및
    Figure 112005022954113-pat00038
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 각 화학식에 존재하는 하나 이상의 수소 원자는 히드록실기, 티올기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 아미도기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기, 아지리디닐기 및 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 E는 -Z2-Y2-기를 나타내며, 여기에서 Z2는 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내고, Y2는 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 유기기를 나타내는 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질.
  10. 제 1 항에 있어서, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기는 하기의 화학식을 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 수송 물질로서:
    Figure 112006070959527-pat00039
    상기 식에서 R1, R2, R3 및 R4는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, H, 니트로, 시아노, 할로겐, 술폰산기, 포스폰산기 또는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 헤테로시클릭기 및 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택된 유기기이인 전하 수송 물질.
  11. 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전 요소는:
    (a) 제 1 항에 따른 전하 수송 물질; 및
    (b) 전하 발생 화합물을 포함하는 유기감광체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 X는 O, S, 카보닐기, 술포닐기, 아미닐렌기, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 X는 화학식 -Ar2-X1-Ar3-를 나타내며, 여기에서 Ar2 및 Ar3는 각각 서로 동일 또는 상이하며, 아릴렌기이고, X1은 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 또는 카보닐기인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 X는 -R5-Q'-C(=O)-이며, 여기에서 R5는 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합이고, Q'는 O, S, 또는 아미닐렌기인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 Y1 및 Y2는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  16. 제 11 항에 있어서, 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기는 하기의 화학식을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체로서:
    Figure 112006070959527-pat00040
    상기 식에서 R1, R2, R3 및 R4는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, H, 니트로, 시아노, 할로겐, 술폰산기, 포스폰산기 또는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 헤테로시클릭기 및 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택된 유기기인 유기감광체.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 광도전 요소는 제 2 전하 수송 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 전하 수송 물질은 전하 수송 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 광도전 요소는 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  20. (a) 광 화상형성 성분; 및
    (b) 상기 광 화상형성 성분으로부터의 광을 수용할 수 있도록 배향된 유기감광체를 포함하는 화상형성 장치로서,
    상기 유기감광체는 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하며, 상기 광도전 요소는:
    (i) 제 1 항에 따른 전하 수송 물질; 및
    (ii) 전하 발생 화합물을 포함하는 전자사진 화상형성 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 X는 O, S, 카보닐기, 술포닐기, 아미닐렌기, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 Y1 및 Y2는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 장치.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기는 하기의 화학식을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 장치로서:
    Figure 112006070959527-pat00041
    상기 식에서 R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 동일 또는 상이하며, H, 니트로, 시아노, 할로겐, 술폰산기, 포스폰산기 또는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 헤테로시클릭기 및 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택된 유기기인 전자시진 화상형성 장치.
  24. 제 20 항에 있어서, 토너 디스펜서(dispenser)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 장치.
  25. (a) 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전 요소는
    (i) 제 1 항에 따른 전하 수송 물질; 및
    (ii) 전하 발생 화합물을 포함하는 유기감광체의 표면에 전하를 인가하는 단계;
    (b) 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역의 패턴을 형성하는 단 계;
    (c) 상기 표면을 토너와 접촉시켜 톤 화상을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 X는 O, S, 카보닐기, 술포닐기, 아미닐렌기, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 Y1 및 Y2는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, 알킬기, 아릴기, 방향족 헤테로시클릭기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 방법.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기는 하기의 화학식을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 방법으로서:
    Figure 112006070959527-pat00042
    상기 식에서 R1, R2, R3 및 R4는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, H, 니트로, 시아노, 할로겐, 술폰산기, 포스폰산기 또는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 카복실기, 아실기, 방향족기, 헤테로시클릭기 및 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택된 유기기인 전자사진 화상형성 방법.
  29. 하기의 화학식을 갖는 고분자 전하 수송 물질로서:
    E1-(Z1-X)n-E2
    상기 식에서 Z1은 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기를 나타내며; X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기, 또는 이들의 조합을 나타내고; n은 1 내지 5,000 사이의 정수의 분포 평균이며; E1 및 E2는 각각 말단기인 고분자 전하 수송 물질.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 카보닐기, 술포닐기, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합을 나타내는 것을 특징으로 하는 고분자 전하 수송 물질.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 X는 화학식 -Ar2-X1-Ar3-를 나타내며, 여기에서 Ar2 및 Ar3는, 각각 서로 동일 또는 상이하며, 아릴렌기이고, X1은 O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 또는 카보닐기인 것을 특징으로 하는 고분자 전하 수송 물질.
  32. 제 29 항에 있어서, 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 전하 수송 물질로서:
    Figure 112007016972781-pat00043
    상기 식에서 X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 카보닐기, 술포닐기, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로시클릭기 또는 이들의 조합을 나타내는 고분자 전하 수송 물질.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 E1은 하기의 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 전하 수송 물질로서:
    NH2-X-, 및
    Figure 112005022954113-pat00044
    상기 식에서, X는 결합, O, S, 아미닐렌기, 술포닐기, 유기 연결기 또는 이들의 조합이고; 또한 E2는 하기의 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 고분자 전하 수송 물질.
    NH2-, 및
    Figure 112005022954113-pat00045
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 1,3,6,8-테트라옥소-1,3,6,8-테트라히드로벤조[lmn][3,8]페난트롤린-2,7-디일기, E1 및 E2에 존재하는 하나 이상의 수소원자가, 각각 서로 동일 또는 상이하게, 히드록실기, 티올기, 옥소기, 티옥소기, 카복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 아실기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 에스테르기, 이미드기, 니트로기, 시아노기, 술폰산기, 인산기, 포스폰산기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 히드라존기, 에나민기, 아진기, 에폭시기, 티이라닐기 및 고리기의 일부로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기로 치환되는 것을 특징으로 하는 고분자 전하 수송 물질.
  35. 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전 요소는:
    (a) 제 29 항에 따른 고분자 전하 수송 물질; 및
    (b) 전하 발생 화합물을 포함하는 유기감광체.
  36. (a) 광 화상형성 성분; 및
    (b) 상기 광 화상형성 성분으로부터의 광을 수용할 수 있도록 배향된 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상형성 장치로서,
    상기 유기감광체는 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하며, 상기 광도전 요소는:
    (i) 제 29 항에 따른 고분자 전하 수송 물질; 및
    (ii) 전하 발생 화합물을 포함하는 전자사진 화상형성 장치.
  37. (a) 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전 요소는
    (i) 제 29 항에 따른 고분자 전하 수송 물질; 및
    (ii) 전하 발생 화합물을 포함하는 유기감광체의 표면에 전하를 인가하는 단계;
    (b) 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역의 패턴을 형성하는 단 계;
    (c) 상기 표면을 토너와 접촉시켜, 톤 화상을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성 방법.
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