KR100739708B1

KR100739708B1 - 두 개의 이환식 복소환 히드라존을 구비한 브리지된전하수송물질, 이를 포함하는 전자사진 감광체와 전자사진화상형성장치, 및 이를 이용한 전자사진 화상형성방법

Info

Publication number: KR100739708B1
Application number: KR1020050049694A
Authority: KR
Inventors: 즈빅뉴 토카르스키; 누스랠라 주브란; 라무나스 리가이티스; 유오자스 브이 그라줄레비시우스; 에드문다스 몬트리마스; 요나스 시다라비시우스
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2007-07-13
Also published as: US20050277037A1; KR20060049570A; US7220523B2

Abstract

개선된 전자사진 감광체는 도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체위의 광도전 요소를 포함하고, 상기 광도전 요소는 (a) 하기 화학식을 갖는 전하수송물질; 및 (b) 전하발생 화합물을 포함한다:

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타내고; X₁ 및 X₂는 각각 독립적으로 -(CH₂)_n-기이고; X₃는 연결기이고; 및 Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, 및 Q₆는 각각 독립적으로 O, S, NR, 또는 NC(=O)R^' 이고, 여기서 R 및 R^' 는 각각 독립적으로 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 또는 방향족기이다. 대응하는 전자사진 장치 및 화상형성방법이 개시되어 있다.

전자사진 감광체, 히드라존계 전하수송물질

Description

두 개의 이환식 복소환 히드라존을 구비한 브리지된 전하수송물질, 이를 포함하는 전자사진 감광체와 전자사진 화상형성장치, 및 이를 이용한 전자사진 화상형성방법{Bridged charge transport materials having two bicyclic heterocycle hydrazones, electrophotoreceptor and electrophotographic imaging apparatus comprising the same, and electrophotographic imaging process using the same}

본 발명은 전자사진법에 이용하기 적합한 전자사진 감광체 등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연결기를 통하여 함께 결합된 두 개의 이환식 복소환 히드라존을 구비한 전하수송물질, 이를 포함하는 전자사진 감광체와 전자사진 화상형성장치, 및 이를 이용한 전자사진 화상형성방법에 관한 것이다.

전자사진법에 있어서, 도전성 지지체(substrate) 상에 전기 절연성 광도전성 요소를 구비하는 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태의 전자사진 감광체는, 먼저 광도전층의 표면을 균일하게 정전기적으로 대전시키고, 대전된 표면을 광 패턴에 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 하나의 인접 부위에 부착되어 광도전층의 표면상에 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 화상 형성 공정을 수회 반복하여, 예를 들면 별개의 색채 성분의 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.

전자사진 감광체에서 단일층 및 다중층 광도전성 요소 양자 모두가 사용되어 왔다. 단일층 구현예의 경우에는, 전하수송물질 및 전하발생물질이 폴리머 바인더와 결합되어 전기 도전성 지지체 상에 부착된다. 다중층 구현예의 경우에는, 전하수송물질 및 전하발생물질이 별개의 층에 존재하며, 이들 각각은 선택적으로 폴리머 바인더와 결합되어, 도전성 지지체 상에 부착될 수 있다. 이층 광도전 요소의 경우 두 가지 배열이 가능하다. 한 가지의 이층 배열에서는("이중층" 배열), 전하 발생층이 전기 도전성 지지체 상에 부착되고, 전하 수송층이 상기 전하 발생층 상에 부착된다. 다른 이층 배열 ("역이중층" 배열)에서는, 전하수송층과 전하발생층의 순서가 역전된다.

단일층 및 다중층 광도전 요소 모두의 경우, 전하발생물질의 목적은 노광시 전하 캐리어(즉, 정공 및/또는 전자)를 생성하는 것이다. 전하수송물질의 목적은 이러한 전하 캐리어 중의 적어도 한 가지 유형을 수용하고, 광도전 요소 상에서 표면전하의 방전을 용이하게 하기 위해서 그들을 전하수송층을 통하여 수송하는 것이 다. 전하수송물질은 전하수송 화합물, 전자수송 화합물, 또는 양자의 조합일 수 있다. 전하수송 화합물이 사용되는 경우에는, 상기 전하수송 화합물은 정공 캐리어를 수용하여 전하수송 화합물을 포함하는 층을 통하여 그들을 수송한다. 전자수송 화합물이 사용되는 경우에는, 상기 전자수송 화합물은 전자 캐리어를 수용하고, 전자수송 화합물을 포함하는 층을 통하여 그들을 수송한다.

따라서, 본 발명의 목적은 높은 V_acc 및 낮은 V_dis와 같은 우수한 정전(靜電) 특성을 갖는 새로운 전하수송물질을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전하수송물질을 포함하는 전자사진감광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 전자사진감광체를 포함하는 전자사진 화상형성장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 전자사진 감광체를 이용한 전자사진 화상형성방법을 제공하는 것이다.

제 1 태양에서, 전자사진감광체는 도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하고, 상기 광도전 요소는

(a) 하기 화학식을 갖는 전하수송물질; 및

(b) 전하발생화합물을 포함한다:

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타내고;

X₁ 및 X₂는 각각 독립적으로 -(CH₂)_n-기이고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_a기, CR_b기, CR_cR_d기, SiR_eR_f기, BR_g기 또는 P(=O)R_h 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_a, R_b, R_c, R_d, R_e, R_f, R_g 및 R_h는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 시클로알킬기, 복소환기, 또는 벤조기와 같은 환기(ring group)의 일부이고;

X₃는 -(CH₂)_m-기와 같은 연결기이고, 여기서 m은 1 내지 50의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_i기, CR_j기, CR_kR_l기, SiR_mR_n기, BR_o기, 또는 P(=O)R_p기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_i, R_j, R_k, R_l, R_m, R_n, R_o, 및 R_p는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐 기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 시클로알킬기, 복소환기, 또는 벤조기와 같은 환기(ring group)의 일부이고; 및

Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, 및 Q₆는 각각 독립적으로 O, S, NR, 또는 NC(=O)R^' 이고, 여기서 R 및 R^' 는 각각 독립적으로 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 또는 방향족기이다.

상기 전자사진 감광체는, 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 전자사진감광체는 (a) 상기 전하수송물질, 전하발생 화합물, 제 2 전하수송물질, 및 폴리머 바인더를 포함하는 광도전 요소; 및 (b) 도전성 지지체를 포함한다.

제2 태양에서, 본 발명은 (a) 광화상 형성 성분; 및 (b) 상기 광화상 형성 성분으로부터의 광을 수용할 수 있도록 배향된 상기 전자사진 감광체를 포함하는 전자사진 화상형성 장치를 제공한다. 상기 장치는 습식 토너 디스펜서와 같은 토너 디스펜서를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 전하수송물질을 포함하는 감광체를 이용한 전자사진 화상형성 방법이 개시되어 있다.

제3 태양에서, 본 발명은, (a) 상기 전자사진 감광체의 표면에 전하를 인가하는 단계; (b) 상기 전자사진 감광체의 표면을 화상에 따라 노광시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면상에 적어도 상대적으로 대전 및 비대전된 영역의 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 표면을, 유기 액체 중에 착색제 입자의 분 산물을 포함하는 습식 토너와 같은, 토너와 접촉시켜서 톤 화상을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 톤 화상을 기재(substrate)에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성 방법을 제공한다.

제4 태양에서, 본 발명은 상기 화학식 (I)을 갖는 전하수송물질을 제공한다.

본 발명은 우수한 기계적 및 정전 특성의 조합을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체용으로 적당한 전하수송물질을 제공한다. 이러한 전자사진 감광체는 습식 토너와 같은 토너와 함께 성공적으로 사용되어 고품질 화상을 형성할 수 있다. 화상 형성 시스템의 고품질 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 전자사진 감광체는 도전성 지지체 및 전하발생 화합물과,연결기를 통하여 함께 결합된 두 개의 이환식 복소환 히드라존을 구비한 전하수송물질을 포함하는 광도전 요소를 구비한다. 이환식 복소환의 비제한적인 예는 3,4-알킬렌디옥시티오펜, 3,4-알킬렌디옥시퓨란, 3,4-알킬렌디옥시피롤, 3,4-알킬렌디티아티오펜, 3,4-알킬렌디티아퓨란, 3,4-알킬렌디티아피롤, 3,4-알킬렌디이민티오펜, 3,4-알킬렌디이민퓨란 또는 3,4-알킬렌디이민피롤을 포함한다. 이들 전하수송물질은 전자사진용 전자사진 감광체 중에서의 그들의 성능에 의해서 입증되는 바와 같은 바람직한 특성을 갖는다. 특히, 본 발명의 전하수송물질은 높은 전하 캐리어 이동도 및 다양한 바인더 물질과의 우수한 상용성을 가지며, 탁월한 전자사진 특성을 보유한다. 본 발명의 전하수송물질은 높은 전하 캐리어 이동도 및 다양한 바인더 물질과의 우수한 상용성(compatibility)를 가지며, 또한 우수한 전자사진 특성을 보유한다. 본 발명에 따른 전자사진 감광체는 일반적으로 우수한 감광도, 낮은 잔류 전위(residual potential), 및 사이클 테스팅, 결정화, 및 전자사진감광체 벤딩 및 스트레칭에 대해서 높은 안정성을 갖는다. 본 발명의 전자사진 감광체는 특히 전자사진법에 기초한 팩스기, 복사기, 스캐너 및 다른 전자 장치 뿐만 아니라, 레이저 프린터 등에 있어서 특히 유용하다. 이러한 전하수송물질의 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, 고품질 화상을 얻기 위해서는, 전하수송물질이 폴리머 바인더와 균질 용액을 형성하여 상기 물질의 사이클링 동안 전자사진 감광체 재료를 통하여 대략적으로 균질하게 분포된 상태로 남아 있는 것이 바람직하다. 또한, 전하수송물질이 수용할 수 있는 전하량 (수용 전압 또는 "V_acc"로 알려진 파라미터로 나타냄)을 증가시키고, 방전시 전하 보유(방전 전압 또는 "V_dis"로 알려진 파라미터로 나타냄)를 감소시키는 것이 바람직하다.

전하수송물질은 일반적으로 전하수송 화합물 또는 전자수송 화합물로 분류될 수 있다. 전자사진 기술분야에는 많은 전하수송 화합물 및 전자수송 화합물이 알려져 있다. 전하수송 화합물의 비제한적인 예는, 예를 들어, 피라졸린 유도체, 플루오렌 유도체, 옥사디아졸 유도체, 스틸벤 유도체, 엔아민 유도체(enamine derivatives), 엔아민 스틸벤 유도체, 히드라존 유도체, 카바졸 히드라존 유도체, 트리아릴 아민(triaryl amines)과 같은 (N,N-이치환된)아릴아민, 폴리비닐 카바졸, 폴리비닐 피렌, 폴리아세나프틸렌, 및 미국특허 6,689,523, 6,670,085, 및 6,696,209와 미국특허출원 10/431,135, 10/431,138, 10/699,364, 10/663,278, 10/699,581, 10/449,554, 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, 10/663,970, 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, 10/775,429, 10/670,483, 10/671,255, 10/663,971, 10/760,039에 기재된 전하수송 화합물들을 포함한다. 위의 모든 특허 및 특허출원은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

전자수송 화합물의 비제한적인 예는, 예를 들면, 브로모아닐린, 테트라시아노에틸렌, 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-시 클로헥사디엔의 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 안트라퀴노디메탄 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(tetracyano quinodimethane), 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,7-트리니트로-9-디시아노메틸렌 플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤 유도체 및 2,4,8-트리니트로티오크산톤 유도체, 미국특허 5,232,800호, 4,468,444호 및 4,442,193호에 기재된 1,4,5,8-나프탈렌 비스-디카르복스이미드 유도체, 미국특허 6,472,514호에 기재된 페닐아조퀴놀리드 유도체를 포함한다. 관심 대상이 되는 일 부 구현예에서, 전자수송 화합물은 (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴과 같은 (알콕시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체 및 1,4,5,8-나프탈렌 비스-디카르복스이미드 유도체를 포함한다.

많은 전하수송물질이 이용 가능하지만, 특정한 전자사진 기술의 응용에 대한 다양한 요구를 충족시키기 위해서는 다른 전하수송물질에 대한 필요가 존재한다.

전자사진 기술의 응용에 있어서, 전자사진 감광체 내의 전하발생 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 낳는데, 이는 광에 의하여 그려진 패턴과 본질적으로 일치한다. 다음으로, 이 대전 패턴은 토너 부착을 유도하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 전하수송물질은 전하, 특히 전하발생 화합물에 의해서 형성된 전자-정공 쌍으로부터의 정공을 수송하는 데에 특히 효율적이다. 일부 구현예에서, 특정 전자수송 화합물 또는 전하수송 화합물이 또한 본 발명의 전하수송물질과 함께 사용될 수도 있다.

전하 발생 화합물 및 전하수송물질을 포함하는 물질의 층 또는 층들은 전자사진 감광체 내에 존재한다. 전자사진 감광체를 사용하여 2차원 화상을 인쇄하기 위하여, 전자사진 감광체는 화상의 적어도 일부분을 형성하기 위한 2차원 표면을 갖는다. 다음으로, 화상 형성 공정은 전체 화상 형성의 완성 및/또는 후속 화상의 프로세싱을 위하여 전자사진 감광체를 사이클링함으로써 계속된다.

상기 전자사진 감광체는 플레이트, 유연성 벨트, 디스크, 경질 드럼, 경질 또는 연질 드럼 주위의 시트 등의 형태로 제공될 수 있다. 전하수송물질은 전하발생 화합물과 동일한 층에 존재할 수도 있고 및/또는 전하발생 화합물과 다른 층에 존재할 수도 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 부가적인 층이 또한 사용될 수도 있다.

일부 구현예에서, 전자사진 감광체 재료는, 예를 들어: (a) 전하수송물질 및 폴리머 바인더를 포함하는 전하 수송층; (b) 전하발생 화합물 및 폴리머 바인더를 포함하는 전하 발생층; 및 (c) 도전성 지지체를 포함한다. 전하 수송층은 전하 발생층과 도전성 지지체 사이의 중간에 위치할 수도 있다. 이와 달리, 전하 발생층은 전하 수송층과 도전성 지지체 사이의 중간에 위치할 수도 있다. 다른 구현예에서, 상기 전자사진 감광체 재료는 폴리머 바인더 내에 전하수송물질 및 전하발생 화합물 모두를 포함하는 단일층을 갖는다.

전자사진감광체는 레이저 프린터와 같은 전자사진 화상형성장치 내로 통합될 수 있다. 이러한 장치의 경우, 화상은 물리적 구현체로부터 형성되고, 표면 잠상을 형성하기 위하여 전자사진 감광체 상으로 스캔되는 광화상으로 변환된다. 표면 잠상은 전자사진 감광체의 표면 상으로 토너를 유도하는 데에 사용될 수 있고, 여기에서 토너 화상은 전자사진 감광체 상에 투영된 광화상과 동일하거나 또는 그 네거티브 상이다. 토너는 습식 토너 또는 건식 토너일 수 있다. 계속해서 토너는 전자사진 감광체의 표면으로부터 한 장의 종이와 같은 수용 표면으로 전사된다. 토너의 전사 이후에, 상기 표면은 방전되며, 상기 재료는 다시 사이클될 수 있도록 준비된다. 화상형성장치는, 예를 들어 종이 수용 매체의 수송 및/또는 전자사진 감광체의 운동을 위한 복수 개의 지지 롤러, 광화상을 형성하기에 적당한 광학적 성질을 갖는 광화상 형성 성분, 레이저와 같은 광원, 토너 공급원 및 전달 시스템, 및 적당한 콘트롤 시스템을 더 포함할 수도 있다.

전자사진 화상형성공정은 일반적으로 (a) 상기 전자사진 감광체의 표면에 전하를 인가하는 단계; (b) 상기 전자사진 감광체의 표면을 화상에 따라 노광(imagewise exposing)시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면위에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하는 단계; (c) 토너 화상을 형성하고, 상기 전자사진 감광체의 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, 전자사진 감광체는 하기 화학식 (I)을 갖는 전하수송물질을 포함한다:

X₁ 및 X₂는 각각 독립적으로 -(CH₂)_n-기이고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이 고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_a기, CR_b기, CR_cR_d기, SiR_eR_f기, BR_g기 또는 P(=O)R_h 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_a, R_b, R_c, R_d, R_e, R_f, R_g 및 R_h는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 시클로알킬기, 복소환기, 또는 벤조기와 같은 환기(ring group)의 일부이고;

X₃는 -(CH₂)_m-기와 같은 연결기이고, 여기서 m은 1 내지 50의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_i기, CR_j기, CR_kR_l기, SiR_mR_n기, BR_o기, 또는 P(=O)R_p기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_i, R_j, R_k, R_l, R_m, R_n, R_o, 및 R_p는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 시클로알킬기, 복소환기, 또는 벤조기와 같은 환기(ring group)의 일부이고; 및

복소환기는 환내에 적어도 하나의 헤테로원자(예를 들면, O, S, N, P, B, Si 등)를 갖는 임의의 단일환 또는 다환(예를 들면 이환, 삼환 등)식 화합물(monocyclic or polycyclic ring compound)을 포함한다.

방향족기는 n이 임의의 정수일 때 4n+2π전자를 포함하는 임의의 공역환 시스템(conjugated ring system)일 수 있다. 방향족성을 결정하는 데 사용가능한 많은 기준(criteria)이 있다. 방향족성의 정량적 평가를 하는 데 널리 사용되는 기준은 공명 에너지이다. 구체적으로, 방향족기는 공명 에너지를 갖는다. 몇몇 구현예에서, 방향족기의 공명 에너지는 적어도 10KJ/mol이다. 다른 구현예에서, 방향족기의 공명 에너지는 적어도 0.1KJ/mol 보다 크다. 방향족기는 4n+2π전자의 환 내에 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 방향족 복소환기, 또는 4n+2π전자의 환 내에 헤테로원자를 포함하지 않는 아릴기로 분류될 수 있다. 방향족기는 방향족 복소환기와 아릴기의 조합을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 방향족 복소환기 또는 아릴기는 4n+2π전자의 환에 결합된 치환기내에 적어도 하나의 헤테로원자를 가질 수 있다. 또한, 상기 방향족 복소환기 또는 아릴기는 단일환 또는 (이환, 삼환 등과 같은)다환을 포함할 수 있다.

방향족 복소환기의 비제한적인 예는 푸라닐, 티오페닐, 피롤릴, 인돌릴, 카바졸릴, 벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 피리디닐, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 트리아지닐, 테트라지닐, 펜타지닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 시놀리닐(cinnolinyl), 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴노옥살리닐, 나프티리디닐, 아크리디닐, 페난트리디닐, 페난트롤리닐, 안티리디닐, 푸리닐, 프테리디닐(pteridinyl), 알옥사지닐(alloxazinyl), 페나지닐, 페노티아지닐, 페노옥사 지닐, 페노옥사티이닐(phenoxathiinyl), 디벤조(1,4)디옥시닐, 티안트레닐(thianthrenyl), 및 이들의 조합을 포함한다. 상기 방향족 복소환기는 또한 (비카바졸릴에서와 같이) 결합 또는 (1,6-디(10H-10-페노티아지닐)헥산에서와 같이) 연결기에 의하여 함께 결합된 상기 방향족 복소환기의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 연결기는 지방족기, 방향족기, 복소환기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결기는 O, S, Si, 및 N과 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 포함할 수 있다.

상기 아릴기의 비제한적인 예는 페닐, 나프틸, 벤질, 또는 톨라닐기, 섹시페닐렌(sexiphenylene), 페난트레닐, 안트라세닐, 코로네닐(coronenyl), 및 톨라닐페닐을 포함한다. 상기 아릴기는 또한 (비페닐기에서와 같이) 결합 또는 (스틸베닐, 디페닐 술폰, 아릴아민기에서와 같이) 연결기에 의하여 함께 결합된 상기한 아릴기의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 연결기는 지방족기, 방향족기, 복소환기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결기는 O, S, Si, 및 N과 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 포함할 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 대해서 치환이 자유롭게 허용된다. 화학적 치환기의 서술에 있어서, 용어 사용에 반영되는, 당업계에 통상적인 특정 관행이 존재한다. 기(group)라는 용어는, 총칭적 화학종(예를 들어, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 페닐기, 방향족기, 복소환기 등)이 그 기의 결합 구조와 부합하는 임의의 치환기를 가질 수 있다는 것 을 나타낸다. 예를 들어, '알킬기' 또는 '알케닐기'라는 용어가 사용되는 경우에는, 그러한 용어는 메틸, 에틸, 에테닐 또는 비닐, 이소프로필, tert-부틸, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 도데실 등과 같은 비치환된 선형, 분지형 및 환상 알킬기를 포함할 뿐만 아니라, 3-에톡시프로필, 4-(N,N-디에틸아미노)부틸, 3-히드록시펜틸, 2-티올헥실, 1,2,3-트리브로모프로필 등과 같은 헤테로원자를 포함하는 치환기 및 페닐, 나프틸, 카바졸릴, 피롤 등과 같은 방향족기도 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-이치환된)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, 그와 같은 치환으로 인하여 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.

전자사진 감광체

전자사진 감광체는, 예를 들어, 플레이트, 시트, 유연성 벨트, 디스크, 경질 드럼, 또는 경질 또는 연질 드럼 주위의 시트의 형태일 수 있는데, 유연성 벨트 및 경질 드럼이 일반적으로 상업적 용도로 사용되고 있다. 전자사진 감광체는, 예를 들어 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 위치하는 하나 이상의 층의 형태인 광도전 요소를 포함할 수 있다. 상기 광도전 요소는, 폴리머 바인더 중에 전하수송물질 및 전하발생 화합물 양자 모두를 포함할 수도 있으며, 이는 동일한 층 내에 존재할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는데, 상기 광도전 요소는 일부 구현예에서 전하수송 화합물 또는 전자수송 화합물과 같은 제 2 전하수송물질도 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 전하수송물질 및 전하발생 화합물은 단일층에 존재할 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서는 상기 광도전성 요소는 전하 발생층 및 별개의 전하 수송층을 구비하는 이중층 구조를 포함한다. 상기 전하 발생층은 도전성 지지체 및 전하 수송층의 사이에 위치할 수도 있다. 이와 달리, 상기 광도전 요소는 전하 수송층이 도전성 지지체 및 전하 발생층의 사이에 위치하는 구조를 가질 수도 있다.

상기 도전성 지지체는, 예를 들어 유연성 웹 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(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌 나프탈레이트)), 폴리이미드, 폴리술폰, 폴 리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리비닐 수지, 폴리(비닐 플루오라이드), 폴리스티렌 등과 같은 필름 형성 폴리머일 수 있다. 지지체용 폴리머의 특정예는, 예를 들어 폴리에테르술폰 (STARBAR^TM S-100, ICI로부터 구입 가능), 폴리(비닐 플루오라이드) (TEDLAR

, E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 구입 가능), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트 (MAKROFOL^TM, Mobay Chemical Company로부터 구입 가능) 및 비결정 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (MELINAR^TM, ICI Americas, Inc.로부터 구입 가능)를 포함한다. 상기 도전성 물질은 흑연, 분산 카본 블랙, 요오드화물 (iodine), 폴리피롤 및 CALGON

도전성 폴리머 261 (Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa.로부터 상업적으로 구입 가능)과 같은 도전성 폴리머, 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 기계적 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 전하발생 화합물은 염료 또는 안료와 같이 전하 캐리어를 발생시키기 위하여 광을 흡수할 수 있는 물질이다. 적당한 전하발생 화합물의 비제한적인 예는, 예를 들어 무금속 프탈로시아닌류 (예를 들어, ELA 8034 무금속 프탈로시아닌, H.W. Sands, Inc.로부터 구입 가능, 또는 CGM-X101, Sanyo Color Works, Ltd.로부터 구입 가능), 티타늄 프탈로시아닌, 구리 프탈로시아닌, 옥시티타늄 프탈로시아닌 (티타닐 옥시프탈로시아닌으로도 불리며, 전하발생 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 INDOFAST^TM Double Scarlet, INDOFAST^TM Violet Lake B, INDOFAST^TM Brilliant Scarlet 및 INDOFAST^TM Orange라는 상표명으로 구입 가능한 다핵 퀴논류(polynuclear quinones), DuPont으로부터 MONASTRAL^TM Red, MONASTRAL^TM Violet 및 MONASTRAL^TM 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 안료, 비스아조-, 트리스아조- 및 테트라키스아조-안료를 포함하는 폴리아조-안료, 폴리메틴 염료, 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 구현예에서, 상기 전하발생 화합물은 옥시티타늄 프탈로시아닌 (예를 들어, 그의 임의의 상(相)), 히드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 그 조합을 포함한다.

본 발명의 광도전층은 전하수송 화합물, 전자수송 화합물, 또는 양자의 조합일 수 있는 제2 전하수송물질을 선택적으로 포함할 수도 있다. 일반적으로, 당업계에 공지된 임의의 전하수송 화합물 또는 전자수송 화합물이 제2 전하수송물질로 사용될 수 있다.

전자수송 화합물 및 자외선(UV) 안정제는 광도전체 내에서 원하는 전자 흐름을 제공하기 위한 상승관계를 가질 수 있다. 자외선 안정제의 존재는 전자수송 화합물의 전자수송 특성을 변화시켜서, 복합체의 전자수송 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 부분 (moiety)을 재생하는 것으로 생각된다. 자외선 안정제와 전자수송 화합물과의 상승 관계를 고려할 때, 비록 자외선 안정화 능력이 장시간에 걸쳐 전자사진 감광체의 열화를 감소시키는 데에 있어서 더욱 이로울 수 있지만, 자외선 안정제의 특유한 잇점은 그것의 자외선 안정화 능력이 아닐 수도 있다. 전자수송 화합물과 자외선 안정제 모두를 포함하는 층을 구비하는 전자사진 감광체의 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 내 용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다.

적당한 광안정제의 비제한적인 예는, 예를 들어, Tinuvin 144 및 Tinuvin 292 (Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY)와 같은 힌더드 트리알킬아민류, Tinuvin 123 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 힌더드 알콕시디알킬아민류, Tinuvin 328, Tinuvin 900 및 Tinuvin 928 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 벤조트리아졸류, Sanduvor 3041 (Clariant Corp., Charlotte, N.C.)과 같은 벤조페논류, Arbestab (Robinson Brothers Ltd, West Midlands, Great Britain)과 같은 니켈 화합물, 살리실레이트류, 시아노신나메이트류, 벤질리덴 말로네이트류, 벤조에이트류, Sanduvor VSU (Clariant Corp., Charlotte, N.C.)와 같은 옥사닐리드류, Cyagard UV-1164 (Cytec Industries Inc., N.J.)와 같은 트리아진류, Luchem (Atochem North America, Buffalo, NY)과 같은 폴리머 입체 장애 아민류 (polymeric sterically hindered amines)를 포함한다. 일부 구현예에서는, 상기 광안정제는 하기 식을 갖는 힌더드 트리알킬아민류로 이루어진 군으로부터 선택된다:

,

.

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₆, R₇, R₈, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃, R₁₅, R₁₆는, 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 또는, 에스테르기 또는 에테르기이고; R₅, R₉, 및 R₁₄는 각각 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH₂)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연 결기이고, 여기에서 m은 2 내지 20이다.

상기 바인더는 일반적으로, 전하수송물질(전하 수송층 또는 단일층 구조의 경우), 전하발생 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 폴리머, 폴리(비닐 아세테이트), 스티렌-알키드 수지류, 소야-알킬 수지류, 폴리(비닐클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트류, 폴리(아크릴산), 폴리아크릴레이트류, 폴리메타크릴레이트류, 스티렌 폴리머류, 폴리(비닐 부티랄), 알키드 수지류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류, 폴리에스테르류, 폴리술폰류, 폴리에테르류, 폴리케톤류, 페녹시 수지류, 에폭시 수지류, 실리콘 수지류, 폴리실록산류, 폴리(히드록시에테르) 수지류, 폴리(히드록시스티렌) 수지류, 노볼락, 폴리(페닐글리시딜에테르-co-디시클로펜타디엔), 상기 언급한 폴리머에 사용된 모노머의 공중합체, 및 그 조합을 포함한다. 특히 적당한 바인더는 폴리(비닐부티랄), 폴리카보네이트, 및 폴리에스테르이다. 폴리(비닐부티랄)의 비제한적인 예는 일본, Sekisui Chemical Co. Ltd.의 BX-1과 BX-5를 포함한다. 적당한 폴리카보네이트의 비제한적인 예는 비스페놀-A로부터 유도된 폴리카보네이트 A(New York, White Plain 소재의 미쯔비시 엔지니어링 플라스틱 코포레이션의 Iupilon-A 또는 제네랄 일렉트릭의 Lexan 145); 시클로헥실리덴 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트 Z(미쯔비시 엔지니어링 플라스틱 코포레이션의 Iupilon-Z); 및 메틸비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트 C(미쯔비시 케미칼 코포레이션)를 포함한다. 적당한 폴리에스테르 바인더의 비제한적인 예는 오르소-폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(예를 들면, 일본, 야마구치현 소재의 카네보 리미티드의 OPET TR-4)를 포함한다.

임의의 하나 이상의 층에 사용되는 적당한 선택적인 첨가제는, 예를 들면, 산화방지제, 커플링제, 분산제, 경화제, 계면활성제 및 그 조합을 포함한다.

상기 광도전 요소는 전체적으로 약 10 미크론 내지 약 45 미크론의 통상적인 두께를 갖는다. 개별적인 전하 발생층 및 개별적인 전하 수송층을 갖는 이중층 구조에서, 전하 발생층은 일반적으로 약 0.5 미크론 내지 약 2 미크론의 두께를 가지며, 전하 수송층은 약 5 미크론 내지 약 35 미크론의 두께를 갖는다. 전하수송물질 및 전하발생 화합물이 동일한 층에 존재하는 구현예에서는, 상기 전하발생 화합물 및 전하수송 조성물을 포함하는 층은 일반적으로 약 7 미크론 내지 약 30 미크론의 두께를 갖는다. 개별적인 전자 수송층을 구비하는 구현예에서는, 상기 전자 수송층은 약 0.5 미크론 내지 약 10 미크론의 평균 두께를 가지며, 다른 구현예에서는 약 1 미크론 내지 약 3 미크론의 두께를 갖는다. 일반적으로, 전자 수송 오버코트층은 기계적 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 전자사진 감광체의 경우에, 전하발생 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 전하수송물질은, 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 전하수송물질은, 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 경우에는, 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 전하수송물질은, 만약 존재한다면, 일반적으로 전하 발생층 중량 기준으로, 적어도 약 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.

전하발생 화합물 및 전하수송물질을 갖는 단일층 구현예의 경우에는, 광도전층은 일반적으로 바인더, 전하수송물질 및 전하발생 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. 전하수송물질은, 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. 전하수송 조성물 및 전하발생 화합물을 포함하는 단일층은, 일반적으로 바인더를, 약 10 내지 약 75 중량%의 함량, 다른 구현예에서는 약 20 내지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예에서는 약 25 내지 약 50 중량%의 함량으로 포함한다. 선택적으로, 전하발생 화합물 및 전하수송물질을 포함하는 층은, 제2 전하수송물질을 포함할 수도 있다. 상기 선택적인 제2 전하수송물질은, 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, 전자수송 화합물을 포함하는 임의의 층은 바람직하게는 자외선 안정제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 전자 수송층은 일반적으로 전자수송 화합물, 바인더 및 선택적인 자외선 안정제를 포함할 수 있다. 전자수송 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 전자수송 화합물은 본 명세서에 기재된 광도전체의 이형층에서 사용될 수 있다. 전자 수송층 중의 전자수송 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 하나 이상의 적당한 층에 존재하는 자외선 광안정제는, 만약 존재한다면, 그 특정층의 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 하나 이상의 전하발생 화합물, 본 발명의 전하수송물질, 전하수송 화합물 또는 전자수송 화합물과 같은 제 2 전하수송물질, 자외선 안정제, 및 폴리머 바인더와 같은 성분을 유기용매중에 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(샌드) 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 하나 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 광도전성 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 코폴리머, 카제인, 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(아크릴산), 젤라틴, 전분, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리카보네이트, 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 아세토아세탈), 폴리(비닐 포르말), 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리아크릴레이트류, 폴리( 비닐 카바졸류), 상기 언급한 폴리머에 사용된 모노머의 코폴리머, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/비닐 알코올 터폴리머, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/말레산 터폴리머, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 코폴리머, 셀룰로오스 폴리머, 및 이들의 혼합물과 같은 유기 바인더를 포함한다. 상기 배리어층 폴리머는 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, 이형층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 또는 이들의 조합이다. 상기 이형층은 가교된 폴리머를 포함할 수 있다.

이형층은 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 이형층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지, 우레탄-에폭시 수지, 아크릴화-우레탄 수지, 우레탄-아크릴계 수지, 또는 그 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 이형층은 가교된 폴리머를 포함한다.

보호층은 전자사진 감광체를 화학적 및 기계적 열화로부터 보호할 수 있다. 보호층은, 당업계에 공지된 임의의 보호층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 보호층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지, 우레탄-에폭시 수지, 아크릴화-우레탄 수지, 우레탄-아크릴계 수지, 또는 이들의 조합이다. 특히 중요한 일부 구현예에서, 상기 보호층은 가교된 폴리머이다.

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, 전자수송 화합물을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 전자수송 화합물은, 상기한 바와 같이, 본 발명의 오버코트층에 사용될 수도 있다. 오버코트층내의 전자수송 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, 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리우레탄, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시 아미노 에테르) 등과 같은 필름 형성 폴리머를 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, 폴리(비닐 부티랄), 유기실란류, 가수분해성 실란류, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 셀룰로오스류 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 서브층은 약 20 Å 내지 약 20,000 Å의 건조 두께를 갖는다. 금속산화물 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 전하수송물질 및 이러한 화합물을 포함하는 전자사진감광체는, 건식 또는 습식 토너 현상에 의한 화상 형성 공정에 사용하기에 적당하다. 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 건식 토너 및 습식 토너가 본 발명의 방법 및 장치에 사용될 수 있다. 습식 토너 현상은, 건식 토너에 비하여 고해상도의 화상을 제공하고, 화상을 정착하는 데에 더 낮은 에너지가 소요된다는 잇점을 제공하기 때문에 바람직할 수 있다. 적당한 습식 토너의 예는 당업계에 공지되어 있다. 습식 토너는 일반적으로 캐리어 액체에 분산된 토너 입자를 포함한다. 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 토너는 공개된 미국 특허 출원 제 2002/0128349호 "Liquid Inks Comprising A Stable Organosol", 제 2002/0086916호 "Liquid Inks Comprising Treated Colorant Particles", 및 미국 특허 6,649,316호 "Phase Change Developer For Liquid Electrophotography"에 더욱 상세하게 서술되어 있으며, 이들 3가지 문헌들은 본 명세서에 인용에 의하여 통 합되어 있다.

전하수송물질

본 명세서에 서술된 바와 같이, 전자사진 감광체는 하기 식을 갖는 전하수송물질을 포함한다:

관심이 있는 몇몇 구현예에서, X₃는 다음 식으로 이루어진 군에서 선택된다:

여기서, Q₇는 결합, O, S, C=O, SO₂, C(=O)O, NR_b기, 또는 CR_cR_d기이고; R_a, R_b, R_c, 및 R_d는 각각 독립적으로 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고; 및 X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 각각 독립적으로 결합 또는 -(CH₂)_p-기와 같은 연결기이고, 여기서 p는 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_q기, CR_r기, CR_sR_t기, SiR_uR_v기, BR_w기 또는 P(=O)R_x 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_q, R_r, R_s, R_t, R_u, R_v, R_w, 및 R_x는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 비닐기, 알릴기, 및 2-페닐에테닐기와 같은 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 시클로알킬기, 복소환기, 또는 벤조기와 같은 환기(ring group)의 일부이다. 다른 구현예에서, X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 각각 독립적으로 다음 식을 가질 수 있다:

여기서, Q₈및 Q₉는 각각 독립적으로 O, S, NR"이고 여기서 R" 및 R"'기는 각각 독립적으로 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기 또는 방향족기이다.

관심이 있는 다른 구현예에서, R₅ 및 R₆는 각각 독립적으로 다음의 식으로 이루어진 군에서 선택된 기를 포함한다:

본 발명의 상기 식(I)에 포함되는 적당한 전하수송물질의 구체적이고 비제한적인 예는 하기 구조를 가진다:

전하수송물질의 합성

본 발명의 상기 전하수송물질은 다음의 다단계 합성 과정 중의 하나에 의하 여 얻어질 수 있지만, 당업자에 의하여 여기에 개시된 것에 기초한 다른 적당한 과정이 사용될 수도 있다.

식 (I)의 전하수송물질의 전체 합성과정

과정 A

화학식 (V)의 제조

화학식 (V)의 이환식 복소환(bicyclic heterocycle)은 3과 4 위치에 2개의 작용기(functional group)를 갖는 5원 복소환과 화학식 Y-X₁-Y를 갖는 디할라이드의 반응에 의하여 제조될 수 있다. 여기서 Y는 F, Cl, Br, 또는 I이며, 상기 작용기는 히드록실기, 티올기, 아미노기, 및 카르복실기로 이루어진 군에서 독립적으로 선택 된다. 적당한 디할라이드의 비제한적인 예는 메틸렌 디브로마이드, 에틸렌 디브로마이드, 1,3-프로필렌 디브로마이드, 메틸렌 디클로라이드, 에틸렌 디클로라이드, 1,3-프로필렌 디클로라이드, 메틸렌 디아이오다이드, 에틸렌 디아이오다이드, 및 1,3-프로필렌 디아이오다이드를 포함한다. 이와 달리, 화학식 (V)의 이환식 복소환은 3과 4 위치에 2개의 알콕시기(예를 들면 메톡시기)를 갖는 5원 복소환과 화학식 Y-X₁-Y를 갖는 이관능성 화합물의 반응에 의하여 제조될 수 있다. 여기서 Y기는 히드록실기, 티올기, 아미노기, 및 카르복실기로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다. 상기 이관능성 화합물은 디올 화합물, 디티올 화합물, 디아민 화합물, 디카르복실산 화합물, 히드록실아민 화합물, 아미노산 화합물, 히드록실산 화합물, 티올산 화합물, 히드록시티올 화합물, 또는 티오아민 화합물일 수 있다. 적당한 디티올 화합물의 비제한적인 예는 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올, 에리트로-1,4-디머캅토-2,3-부탄디올, (±)트레오-1,4-디머캅토-2,3-부탄디올, 4,4'-티오비스벤젠티올, 1,4-벤젠디티올, 1,3-벤젠디티올, 술포닐-비스(벤젠티올), 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸, 1,2-에탄디티올, 1,3-프로판디티올, 1,4-부탄디티올, 2,3-부탄디티올, 1,5-펜탄디티올, 및 1,6-헥산디티올을 포함한다. 적당한 디올 화합물의 비제한적인 예는 2,2'-비-7-나프톨, 1,4-디히드록시벤젠, 1,3-디히드록시벤젠, 10,10-비스(4-히드록시페닐)안트론, 4,4'-술포닐디페놀, 비스페놀, 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디페놀, 1,10-데칸디올, 1,5-펜탄디올, 디에틸렌 글리콜, 4,4'-(9-플루오레닐리덴)-비스(2-페녹시에탄올), 비스(2-히드록시에틸) 테레프탈레이트, 비스[4-(2-히드록시에 톡시)페닐]술폰, 하이드로퀴논-비스(2-히드록시에틸)에테르, 및 비스(2-히드록시에틸)피페라진을 포함한다. 적당한 디아민 화합물의 비제한적인 예는 디아미노아렌(diaminoarenes) 및 디아미노알칸을 포함한다. 적당한 디카르복실산 화합물의 비제한적인 예는 프탈산, 테레프탈산, 아디프산, 및 4,4'-비페닐디카르복실산을 포함한다. 적당한 히드록실아민 화합물의 비제한적인 예는 p-아미노페놀 및 플루오레신아민(fluoresceinamine)을 포함한다. 적당한 아미노산 화합물의 비제한적인 예는 4-아미노부티르산, 페닐알라닌, 및 4-아미노벤조산을 포함한다. 적당한 히드록실산 화합물의 비제한적인 예는 살리실산, 4-히드록시부티르산, 및 4-히드록시벤조산을 포함한다. 적당한 히드록시티올 화합물의 비제한적인 예는 모노티오하이드로퀴논 및 4-머캅토-1-부탄올을 포함한다. 적당한 티오아민 화합물의 비제한적인 예는 p-아미노벤젠티올을 포함한다. 적당한 티올산 화합물의 비제한적인 예는 4-머캅토벤조산 및 4-머캅토부티르산을 포함한다. 상기한 이관능성 화합물의 거의 모두는 Aldrich 및 다른 화학약품 공급자로부터 상업적으로 입수할 수 있다.

관심이 있는 몇몇 구현예에서, 화학식 (V)의 이환 복소환은 3,4-알킬렌디옥시티오펜, 3,4-알킬렌디옥시푸란, 및 3,4-알킬렌디옥시피롤과 같은 3,4-알킬렌디옥시 환상 화합물을 포함한다. 여기서 Q₂및 Q₃는 각각 O이다. 그러한 화합물은 공지되어 있거나 또는 해당하는 3,4-디히드록시티오펜 화합물, 3,4-디히드록시푸란 화합물, 및 3,4-디히드록시피롤 화합물을 적당한 알킬렌 디할라이드 화합물과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R'는 H이고, Y는 F, Cl, Br, 및 I와 같은 할로겐 이다. 이와 달리, 3,4-알킬렌디옥시티오펜, 3,4-알킬렌디옥시푸란, 및 3,4-알킬렌디옥시피롤은 해당하는 3,4-디메톡시티오펜, 3,4-디메톡시푸란, 및 3,4-디메톡시피롤을 적당한 알킬렌 디올 화합물과 촉매량의 p-톨루엔 술폰산과 같은 산의 존재하에서 환류시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R'는 메틸기이고, Y는 히드록실기이다.

관심이 있는 다른 구현예에서, 화학식 (V)의 이환 복소환은 3,4-알킬렌디티아티오펜, 3,4-알킬렌디티아푸란, 및 3,4-알킬렌디티아피롤과 같은 3,4-알킬렌디티아 환상 화합물을 포함한다. 여기서 Q₂및 Q₃는 각각 S이다. 그러한 화합물은 해당하는 3,4-디티오티오펜 화합물, 3,4-디티오푸란 화합물, 및 3,4-디티오피롤 화합물을 적당한 알킬렌 디할라이드 화합물과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R'는 H이고, Y는 F, Cl, Br, 및 I와 같은 할로겐이다. 이와 달리, 3,4-알킬렌디티아티오펜, 3,4-알킬렌디티아푸란, 및 3,4-알킬렌디티아피롤은 해당하는 3,4-디메틸술파닐티오펜, 3,4-디메틸술파닐푸란, 및 3,4-디메틸술파닐피롤을 적당한 알킬렌 디올 화합물과 촉매량의 p-톨루엔 술폰산과 같은 산의 존재하에서 환류시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R'는 메틸기이고, Y는 히드록실기이다.

관심이 있는 다른 구현예에서, 화학식 (V)의 이환 복소환은 3,4-알킬렌디이민티오펜, 3,4-알킬렌디이민푸란, 및 3,4-알킬렌디이민피롤과 같은 3,4-알킬렌디이민 환상 화합물을 포함한다. 여기서 Q₂및 Q₃는 각각 NR기이다. 그러한 화합물은 해당하는 3,4-디아미노티오펜 화합물, 3,4-디아미노푸란 화합물, 및 3,4-디아미노피 롤 화합물을 적당한 알킬렌 디할라이드 화합물과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R'는 H이고, Y는 F, Cl, Br, 및 I와 같은 할로겐이다. 이와 달리, 3,4-알킬렌디이민티오펜, 3,4-알킬렌디이민푸란, 및 3,4-알킬렌디이민피롤은 해당하는 3,4-디(N-메틸아미노)티오펜, 3,4-디(N-메틸아미노)푸란, 및 3,4-디(N-메틸아미노)피롤을 적당한 알킬렌 디올 화합물과 촉매량의 p-톨루엔 술폰산과 같은 산의 존재하에서 환류시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R'는 메틸기이고, Y는 히드록실기이다.

3,4-알킬렌디옥시티오펜, 3,4-알킬렌디옥시푸란, 3,4-알킬렌디옥시피롤, 및 3,4-알킬렌디티오티오펜의 제조는 Groenendaal et el., "Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Its Derivatives: Past, Present, and Future, Adv. Mater., 12, No. 7, pp. 481-494 (2000); Kros et al., "Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-Based Copolymers for Biosensor Applications," Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 40, pp. 738-47 (2002); Zong et el., "3,4-Alkylenedioxy Ring Formation Via Double Mitsunobu Reactions: An Efficient Route for the Synthesis of 3,4-Ethylenedioxythiophene (Edot) and 3,4-Propylenedioxythiophene (Prodot) Derivatives as Monomers for Electron-Rich Conducting Polymers," J. R. Chem. Commun, pp. 2498-2499 (2002); U.S. Patent No. 4,910,645; Tetrahedron, Vol. 23, pp. 2437-2441 (1967); J. Am. Chem. Soc., 67, pp. 2217-2218 (1945); Pozo-Gonzalo et el., "Synthesis and electropolymerisation of 3',4'-bis(alkylsulfanyl)terthiophenes and the significance of the fused dithiin ring in 2,5-dithienyl-3,4- ethylenedithiothiophene (DT-EDTT)," J. Mater. Chem., 12, pp. 500-510 (2002); and Kim et el., "New Conducting Polymers Based on Poly(3,4-ethylenedioxypyrrole): Synthesis, Characterization, and Properties," Chemistry Letters, Vol.33, No.1, pp. 46-47 (2004)에 설명되어 있는데, 이들은 모두 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

화학식 (IV)의 제조

화학식 (V)의 이환 복소환의 C-아실화(C-acylation)에 의한 화학식 (IV)의 아실화 화합물의 형성은 Vilsmeier-Haack 조건하에서 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸벤즈아미드와 같은 N,N-디알킬아미드와 포스포러스 옥시클로라이드(POCl₃)의 혼합물로 실행될 수 있다. Vilsmeier-Haack 조건하에서 티오펜 화합물, 푸란 화합물, 및 피롤 화합물의 C-아실화는 Alan Katritzky, "Handbook of heterocyclic chemistry," Pergamon Press, New York, p. 254-255 (1985)에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 또한 Vilsmeier-Haack 아실화 및 관련 반응은 Carey et al., "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, pp. 380-393에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 이와 달리, 화학식 (V)의 이환 복소환은 부틸 리튬와 같은 강염기 및 N,N-디알킬아미드의 혼합물, 또는 스태닉 클로라이드와 같은 루이스산 및 아세트산 무수물과 같은 산무수물의 혼합물에 의하여 상승된 온도에서 아실화될 수 있다.

구체적으로, 3,4-에틸렌디옥시티오펜의 아실화는 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999) 및 Sotzing et al., "Low Band Gap Cyanovinylene Polymers Based on Ethylenedioxythiophene," Macromolecules, 31, pp. 3750-3752 (1998) 에 설명되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

화학식 (III)의 제조

화학식 (III)의 (N-치환된)히드라존은 화학식 (IV)의 아실화 화합물을 해당하는 (N-치환된)히드라진과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 R₁은 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타낸다. 이 반응은 황산 및 염산과 같은 적당량의 진한 산에 의하여 촉매화될 수 있다.

화학식 (II)의 제조

화학식 (II)의 (N-이치환된)히드라존은 화학식 (III)의 (N-치환된)히드라존을 화학식 Ha-Y를 갖는 유기 할라이드 화합물과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 Ha는 F, Cl, Br, 또는 I이며; (Y₁ 및 Y₂와 같은) Y는 이소시아네이트, 카보닐, 할로겐, 히드록실, 티올, 아미노기, 카르복실, 및 환상 에테르(예를 들면 에폭사이드 및 옥세탄), 환상 아민(예를 들면 아지리딘), 환상 술파이드(예를 들면 티이란(thiirane)), 환상 아미드(예를 들면 2-아제티디논, 2-피롤리돈, 2-피페리돈, 카프로락탐, 에난토락탐, 및 카프릴락탐), N-카르복시-α-아미노산 무수물, 락톤, 및 시클로실록산과 같은 반응성 환상기(reactive ring group)가 같은 반응성 환기 (reactive ring groups)으로 이루어진 군에서 선택되는 작용기를 포함할 수 있다. 상기한 복소환 반응성 환상기의 화학은 George Odian, "Principle of Polymerization," second edition, Chapter 7, p. 508-552 (1981)에 설명되어 있는데, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

화학식 (II)의 (N-이치환된)히드라존의 Y기는 에폭시기일 수 있다. 그러한 에폭시 화합물을 제조하기 위하여 Ha-Y는 에폭시기를 포함하는 유기 할라이드 화합물이어야 한다. 반응성 환기로서 에폭시기를 포함하는 적당한 유기 할라이드의 비제한적인 예는 에피클로로히드린과 같은 에피할로히드린 화합물이다. 에폭시기를 포함하는 유기 할라이드는 또한 할라이드기를 갖는 해당하는 알켄의 에폭시화 반응에 의하여 제조될 수 있다. 이러한 에폭시화 반응은 Carey et al., "Advanced Organic Chemistry," Part B: Reactions and Synthesis, New York, 1983, pp. 494-498에 설명되어 있는데, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 할라이드기를 갖는 알켄은 적당한 알데히드 또는 케토 화합물과 적당한 비티히 시약(Wittig reagent) 사이의 비티히 반응에 의하여 제조될 수 있다. 비티히 반응과 이에 관련된 반응은 Carey et al., "Advanced Organic Chemistry," Part B: Reactions and Synthesis, New York, 1983, pp. 69-77에 설명되어 있는데, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

화학식 (II)의 (N-이치환된)히드라존의 Y기는 티이라닐기(thiiranyl group)일 수 있다. 상기한 것들과 같은 에폭시 화합물은 상기 에폭시 화합물과 암모늄 티오시아네이트를 테트라히드로퓨란에서 환류시킴으로써 해당하는 티이라닐 화합물로 전환될 수 있다. 이와 달리, 해당하는 티이라닐 화합물은 상기한 에폭시 화합물의 용액을 3-(티오시아노)프로필-작용기화 실리카 겔(상업적으로 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 Aldrich로부터 입수가능)에 통과시킴으로써 얻어질 수 있다. 이와 달리, 티이라닐 화합물은 해당하는 에폭시 화합물의 티아-페인 재배열(thia-Paine rearrangement)에 의하여 얻어질 수 있다. 티아-페인 재배열은 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; and Rayner, C. M. Contemporary Organic Synthesis 1996, 3, 499에 설명되어 있다. 상기 4개의 논문은 본 명세서에 인용에 의하여 통합된다.

화학식 (II)의 (N-이치환된)히드라존의 Y기는 아지리디닐기일 수 있다. 아지리딘 화합물은 상기한 에폭시 화합물들중의 하나와 같은 해당하는 에폭시 화합물의 아자-페인 재배열(aza-Paine rearrangement)에 의하여 얻어질 수 있다. 아자-페인 재배열은 Rayner, C. M. Synlett 1997, 11; Liu, Q. Y.; Marchington, A. P.; Rayner, C. M. Tetrahedron 1997, 53, 15729; and Ibuka, T. Chem. Soc. Rev. 1998, 27, 145에 설명되어 있다. 상기 3개의 논문은 본 명세서에 인용에 의하여 통합된다. 이와 달리, 아지리딘 화합물은 적당한 니트렌(nitrene) 화합물과 적당한 알켄 사이의 부가반응에 의하여 제조될 수 있다. 이러한 부가반응은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되는 Carey et al., "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, pp. 446-448에 설명되어 있다.

화학식 (II)의 (N-이치환된)히드라존의 Y기는 옥세타닐기(oxetanyl)일 수 있 다. 옥세타닐 화합물은 적당한 카보닐 화합물과 적당한 알켄 사이의 파테르노-부치(Paterno-Buchi) 반응에 의하여 제조될 수 있다. 파테르노-부치 반응은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되는 Carey et al., "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis," New York, 1983, pp. 335-336에 설명되어 있다.

화학식 (II)의 (N-이치환된)히드라존의 Y기는 부티로락톤, N-메틸부티로락탐, N-메틸카프로락탐, 및 카프로락톤과 같은 -COO-기 또는 -CONR-기를 포함하는 5원환 또는 7원환일 수 있다.

화학식 (I)의 제조

화학식 (I)의 전하수송물질은 적어도 하나의 화학식 (II)의 (N,N-이치환된) 히드라존을 화학식 Z₁-X'-Z₂를 갖는 연결 화합물(bridging compound)과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서 Z₁ 및 Z₂는 각각 독립적으로 이소시아네이트, 카보닐, 할라이드, 히드록실, 티올, 아미노기, 카보닐 및 반응성 환기로 이루어진 군에서 선택되는 작용기이다. 몇 몇 구현예에서, 연결 화합물은 디올, 디티올, 디아민, 디카르복실산, 히드록실아민, 아미노산, 히드록실산, 티올산, 히드록시티올, 및 티오아민으로 이루어진 군에서 선택된다.

Z₁ 및 Z₂는 (Y₁및 Y₂와 같은)Y기와 반응할 수 있도록 선택된다. Y기가 히드록실 또는 아미노기인 관심이 있는 몇몇 구현예에서, Z₁ 및 Z₂는 각각 독립적으로 이소시아네이트, 할라이드, 및 카르복실로 이루어진 군에서 선택된다. Y기가 아미노 기인 관심이 있는 몇몇 구현예에서, Z₁ 및 Z₂는 각각 독립적으로 카르복실, 카보닐 및 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된다. Y기가 히드록실, 티올, 아미노기, 또는 카르복실인 다른 구현예에서, Z₁ 및 Z₂는 각각 독립적으로 반응성 환기로 이루어진 군에서 선택된다. Y기가 반응성 환기인 추가적인 구현예에서, Z₁ 및 Z₂는 각각 독립적으로 히드록실, 티올, 아미노기, 및 카르복실로 이루어진 군에서 선택된다. X₃는 Y₁, Z₁-X'-Z₂, 및 Y₂의 반응에 의하여 형성된다.

화학식 (I)의 대칭적인 전하수송물질이 요망되는 경우, 화학식 (IIA)의 (N,N-이치환된) 히드라존은 화학식 (IIB)의 (N,N-이치환된) 히드라존과 동일하여야 하며, 또한 연결화합물 Z₁-X'-Z₂는 대칭이어야 한다. 화학식 (I)의 비대칭적인 전하수송물질이 요망되는 경우, 화학식 (IIA)의 (N,N-이치환된) 히드라존은 화학식 (IIB)의 (N,N-이치환된) 히드라존과 달라야 하며, 또한 연결화합물 Z₁-X'-Z₂는 비대칭이어야 한다. 화학식 (I)의 비대칭적인 전하수송물질을 제조하는 경우, 연결화합물은 두 개의 다른 화학식 (II)의 (N,N-이치환된) 히드라존과 두 개의 순차적인 반응으로 반응할 수 있다. 첫 번째 반응에서, 목적 생성물을 최대화하고 바람직하지 않은 대칭적인 부생성물을 최소화하기 위하여 과량의 연결화합물이 사용될 수 있다. 두 번째 반응에서, 첫 번째 반응에서 얻어진 생성물은 화학식 (II)의 제2의 (N,N-이치환된) 히드라존과 반응하여 목적으로 하는 화학식 (I)의 비대칭 전하수송물질을 형성할 수 있다.

대칭이든 비대칭이든 목적 생성물은 컬럼 크로마토그래피 및 재결정과 같은 통상적인 정제 기술에 의하여 분리되고 정제될 수 있다.

과정 B

이와 달리, 화학식 (I)의 전하수송물질은 적어도 화학식 (III)의 (N-치환된) 히드라존을 디메틸술폭사이드와 같는 극성용매내에서 수산화나트륨과 같은 염기의 존재하에서 상승된 온도에서 디브로마이드, 디아이오다이드, 디클로라이드, 및 디플루오라이드와 같은 디할라이드(Ha-X₃-Ha', 여기서 Ha, Ha'는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I)와 반응시켜서 제조될 수 있다. 적당한 디할라이드의 비제한적인 예는 1,4-디브로모부탄, 1,5-디브로모펜탄, 1,8-디브로모옥탄 및 1,10-디브로모데칸을 포함한다.

화학식 (I)의 대칭적인 전하수송물질이 요망되는 경우, 화학식 (IIIA)의 (N-치환된) 히드라존은 화학식 (IIIB)의 (N-치환된) 히드라존과 동일하여야 하며, 또한 디할라이드 Ha-X₃-Ha'는 대칭이어야 한다. 화학식 (I)의 비대칭적인 전하수송물 질이 요망되는 경우, 화학식 (IIIA)의 (N-치환된) 히드라존은 화학식 (IIIB)의 (N-치환된) 히드라존과 달라야 하며, 또한 디할라이드 Ha-X₃-Ha'는 비대칭이어야 한다. 화학식 (I)의 비대칭적인 전하수송물질을 제조하는 경우, 연결화합물이 두 개의 다른 화학식 (III)의 (N-치환된) 히드라존과 두 개의 순차적인 반응으로 반응할 수 있다. 첫 번째 반응에서, 목적 생성물을 최대화하고 바람직하지 않은 대칭적인 부생성물을 최소화하기 위하여 과량의 연결화합물이 사용될 수 있다. 두 번째 반응에서, 첫 번째 반응에서 얻어진 생성물은 화학식 (III)의 제2의 (N-치환된) 히드라존과 반응하여 목적으로 하는 화학식 (I)의 비대칭 전하수송물질을 형성할 수 있다.

본 발명은 이제 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명된다.

실시예

실시예 1 : 전하수송물질의 합성 및 특성결정(characterization)

본 실시예는 상기 화합물 (1) 내지 (7)의 화합물의 합성 및 특성결정에 대하여 설명한다. 여기서 상기 번호는 상기한 화학식 번호를 지칭한다. 특성결정은 상기 화합물들의 화학적 특성결정을 포함한다. 상기 화합물을 이용하여 형성된 물질의 이동도 및 이온화 포텐셜과 같은 정전 특성결정은 후속 실시예에서 제공된다.

화합물 (1)

3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드

3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드는 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순에 따라 제조될 수 있다. 또는, 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드는 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Sotzing et al., "Low Band Gap Cyanovinylene Polymers Based on Ethylenedioxythiophene," Macromolecules, 31, pp. 3750-3752 (1998)에 설명된 수순에 따라 제조될 수 있다.

3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-페닐히드라존

250 ml의 3구 둥근 바닥 플라스크에서 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드(5g, 0.0294 mol)를 메탄올 120 ml에 가열하여 용해시켰다. 이 용액을 실온으로 냉각시킨 후, N-페닐히드라진(4.76 g, 0.0441 mol)의 메탄올 용액을 가했다. 이 반응 혼합물을 65℃에서 약 2.5 시간 동안 가열하고 농축한 후 냉장고에 넣어서 노란색 결정의 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-페닐히드라존을 생성시켰다. 상기 노란색(yellowish) 결정을 여과하고, 다량의 차가운 메탄올로 세정하고 건조하였다. 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-페닐히드라존의 수율은 4.73g(62%)이었다. 생성물의 융점은 136-137℃ 이었다. CDCl₃중의 생성물의 ¹H NMR 스펙트럼(100 MHz)은 다음과 같은 화학적 이동에 의하여 특성결정이 되었다(δ, ppm): 7.81(s, 1H, CH=N), 7.4-6.95(m, 4H, Ar), 6.82(t, 1H, J=5.3Hz, 4-H_Ph), 6.26(s, 1H, CH=S), 및 4.4-4.1(m, 4H, OCH₂CH₂). 상기 생성물의 적외선 흡수 스펙 트럼(KBr 윈도우, cm^-1)은 다음과 같은 흡수 피크에 의하여 특성결정이 되었다: 3124, 3058 (arene C-H); 2976, 2922, 2869 (CH); 1595, 1500, 1442 (C=C in Ar, C=N); 1069, 935, 907 (C-O); 760 (Ar). 상기 생성물의 매스 스펙트럼은 다음의 m/z 피크에 의하여 특성결정이 되었다: 261(100%, M+1).

3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-(2,3-에폭시프로필)-N-페닐히드라존

100 ml의 3구 둥근 바닥 플라스크에서 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-페닐히드라존(4.6g, 0.0097 mol)을 에피클로로히드린 24.5g에 용해시켰다. 수산화칼륨(3.8g, 0.068 mol)을 상기 반응 혼합물에 5회에 걸쳐 나누어 넣었다. 추가적으로, KOH를 넣을 때 마다 그 전에 0.25g의 황산나트륨을 상기 플라스크에 넣었다. 반응 혼합물을 실온에서 15시간 동안 교반하고 여과하였다. 이어서 에피클로로히드린을 진공 증류에 의하여 제거하였다. 조생성물(crude product)을 에틸 아세테이트 및 n-헥산의 1:2 부피비의 혼합물을 용출액으로서 이용하여 실리카 겔 컬럼에 의하여 정제하였다. 생성물인 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-(2,3-에폭시프로필)-N-페닐히드라존을 디에틸에테르로 재결정하였다. 이 생성물의 수율은 58%(1.76g)이었다. 이 생성물의 융점은 107-108℃이었다. CDCl₃중의 이 생성물의 ¹H NMR 스펙트럼(100 MHz)은 다음과 같은 화학적 이동에 의하여 특성결정이 되었다(δ, ppm): 7.79 (s, 1H, CH=N), 7.5-7.25 (m, 4H, Ar), 7.05-6.8 (m, 1H, 4-H_Ph), 6.23(s, 1H, CH=S), 4.43-4.27(dd, 1H, one of NCH₂ protons, (H_A), J _AX=2.9Hz, J _AB=9.7Hz), 4.1-3.78 (dd, 1H, another NCH₂ proton, (H_B), J _BX=4Hz, ), 3.24 (m, 1H, CH), 2.87 (t, one of OCH₂ protons, (H_B), J _BX=4.2Hz), 및 2.7-2.55 (dd, 1H, CH₂O another proton, (H_A), J _AX=2.7Hz). 이 생성물의 적외선 흡수 스펙트럼(KBr 윈도우, cm^-1)은 다음과 같은 흡수 피크에 의하여 특성결정이 되었다: 3124, 3058 (arene C-H); 2976, 2922, 2869 (CH); 1595, 1500, 1442 (C=C in Ar, C=N); 1069, 935, 907 (C-O); 760 (Ar). 생성물의 매스 스펙트럼은 다음의 m/z 피크에 의하여 특성결정이 되었다: 317(100%, M+1).

10ml의 2-부탄온 중의 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-(2,3-에폭시프로필)-N-페닐히드라존 0.7g (2.2mmol) 및 4,4'-티오비스벤젠티올 0.26g (1.0mmol)의 용액에 이 반응 혼합물의 온도를 30℃ 이하로 유지하면서 세 방울의 트리에틸아민을 서서히 적가하였다. 이 반응 혼합물을 실온에서 하룻밤 방치하였다. 용매를 증발시킨 후, 잔류물을 디클로로메탄 및 에틸 아세테이트의 용출액 혼합물을 이용하여 실리카 겔 컬럼을 이용하여 정제하였다. 노란색 무정형 생성물인 화합물(1)의 수율은 0.64 g (73%)이었다. CDCl₃중의 이 생성물의 ¹H NMR 스펙트럼(100 MHz)은 다음과 같은 화학적 이동에 의하여 특성결정이 되었다(δ, ppm): 7.99 (s, 2H, CH=N), 7.6-7.1 (m, 16H, Ar), 6.95-6.7 (m, 2H, Ar), 6.48(s, 2H, CH=S); 5.6 (s, 2H, OH); 4.24 (s, 8H, OCH₂CH₂O); 4.15-3.8 (m, 6H, CHOH, NCH ₂ CH); and 3.05-3.27 (m, 4H, CH₂S). 이 화합물 (1)의 적외선 흡수 스펙트럼(KBr 윈도우, cm^-1)은 다음과 같은 흡수 피크에 의하여 특성결정이 되었다: 3426 (OH), 3105 (Ar C-H), 2977, 2921, 2870, (Alk C-H), 1596, 1515, 1439 (Ar C=C), 및 1146 (C-N).

화합물 (2)

4,4'-티오비스벤젠티올 대신 1,3-벤젠디티올(Aldrich, Milwaukee, WI)을 사용한 것을 제외하고는 상기 화합물 (1)의 제조수순과 동일한 방법으로 화합물 (2)를 제조하였다.

15ml의 2-부탄온 중의 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-(2,3-에폭시프로필)-N-페닐히드라존 0.81g (2.56mmol) 및 1,3-벤젠디티올 0.158g (1.13mmol)의 용액에 이 반응 혼합물의 온도를 30℃ 이하로 유지하면서 세 방울의 트리에틸아민을 서서히 적가하였다. 이 반응 혼합물을 실온에서 하룻밤 방치하였다. 용매를 증발시킨 후, 상기 생성물을 최후로 용출시키기 위한 용출액으로서 디클로로메탄 및 에틸 아세테이트의 혼합물을 이용하여 잔류물에 대하여 크로마토그래피(실리카 겔, Aldrich)를 실시하였다. d₆-DMSO 중의 이 생성물의 ¹H NMR 스펙트럼(100 MHz)은 다음과 같은 화학적 이동에 의하여 특성결정이 되었다(δ, ppm): 7.95 (s, 2H, CH=N), 7.6-6.7 (m, 14H, Ar), 6.48(s, 2H, CH=S); 5.5 (s, 2H, OH); 4.21 (s, 8H, OCH₂CH₂O); 4.15-3.8 (m, 6H, CHOH, NCH₂CH); 및 3.05-3.27 (m, 4H, CH₂S).

화합물 (3)

2,5-비스[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸은 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Pepitone et al, "synthesis and Characterization of Photoluminescent 3,4-Ethylenedioxythiophene Derivatives," Chem. Mater. 15, pp. 557-563 (2003)에 설명된 수순에 따라 제조될 수 있다.

2-[(2-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-5-일]-5-[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸은 본 명세서에 인용에 의하여 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순과 유사한 다음의 수순에 따라 제조될 수 있다. 건조 테트라히드로푸란 (30ml) 중의 2,5-비스[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸 (4.94g, 0.0141 mol)의 용액을 질소하에서 -78℃으로 냉각시키고 헥산중의 2.5M의 n-부틸 리튬(Aldrich로부터 입수) 6.2ml로 처리하고 온도를 0℃로 올렸다. 이 혼합물을 0℃에서 30분간 교반한 후, 이 혼합물을 -78℃로 재냉각하고 건조 N,N-디메틸포름아미드(2ml, 0.026mol)로 처리하였다. 이어서 이 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하고 염산을 포함하는 분쇄된 얼음에 부었다. 생성물인 2-[(2-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-5-일]-5-[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸을 여과하고 물로 씻고, 진공 오븐에서 건조하였다. 이 생성물을 통상적인 재결정 또는 크로마토그래피 기술에 의하여 더욱 정제할 수 있다. 또는, 2-[(2-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-5-일]-5-[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸은 N,N-디메틸포름아미드 및 포스퍼러스 옥시클로라이드의 혼합물을 이용하 는 2,5-비스[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸의 Vilsmeier 포르밀화반응에 의하여 제조될 수 있다.

3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 대신에 2-[(2-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-5-일]-5-[(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일]-1,3,4-옥사디아졸을 사용하고 또한 4,4'-티오비스벤젠티올 대신 1,4-벤젠디티올을 사용하는 것을 제외하고는, 화합물 (3)은 화합물 (1)을 제조하는 상기 수순에 의하여 제조될 수 있다.

화합물 (4)

2,2'-(3,4-에틸렌디옥시)디티에닐-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순에 따라 제조될 수 있다.

2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순에 유사한 다음의 수순에 따라 제조될 수 있다. 건조 테트라히드로푸란 (30ml) 중의 2,2'-(3,4-에틸렌디옥시)디티에닐-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜 (5.41g, 0.0141 mol)의 용액을 질소하에서 -78℃으로 냉각시키고 헥산중의 2.5 M의 n-부틸 리튬(Aldrich로부터 입수) 6.2ml로 처리하고 온도를 0℃로 올렸다. 이 혼합물을 0℃에서 30분간 교반한 후, 이 혼합물을 -78℃로 재냉각하고 건조 N,N-디메틸포름아미드(2ml, 0.026mol)로 처리하였다. 이어서 이 혼합물을 실 온에서 4시간 동안 교반하고 염산을 포함하는 분쇄된 얼음에 부었다. 생성물인 2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜을 여과하고 물로 씻고, 진공 오븐에서 건조하였다. 이 생성물을 통상적인 재결정 또는 크로마토그래피 기술에 의하여 더욱 정제할 수 있다. 또는, 2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜은 N,N-디메틸포름아미드 및 포스퍼러스 옥시클로라이드의 혼합물을 이용하는 2,2'-(3,4-에틸렌디옥시)디티에닐-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜의 Vilsmeier 포르밀화반응에 의하여 제조될 수 있다.

3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 대신에 2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-2,5-디비닐티오펜을 사용하고 또한 4,4'-티오비스벤젠티올 대신 1,4-벤젠디티올을 사용하는 것을 제외하고는, 화합물 (4)는 화합물 (1)을 제조하는 상기 수순에 의하여 제조될 수 있다.

화합물 (5)

2,2'-(3,4-에틸렌디옥시)디티에닐-ω,ω'-1,4-디비닐 벤젠은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순에 따라 제조될 수 있다.

2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-1,4-디비닐 벤젠은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순에 유사한 다음의 수순에 따라 제조될 수 있다. 건조 테트라히드로푸란 (30ml) 중의 2,2'-(3,4-에틸렌디옥시)디티에닐-ω,ω'-1,4-디비닐 벤젠 (5.78g, 0.0141 mol)의 용액을 질소하에서 -78℃으로 냉각시키고 헥산중의 2.5 M의 n-부틸 리튬(Aldrich로부터 입수) 6.2ml로 처리하고 온도를 0℃로 올렸다. 이 혼합물을 0℃에서 30분간 교반한 후, 이 혼합물을 -78℃로 재냉각하고 건조 N,N-디메틸포름아미드(2ml, 0.026mol)로 처리하였다. 이어서 이 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하고 염산을 포함하는 분쇄된 얼음에 부었다. 생성물인 2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-1,4-디비닐 벤젠을 여과하고 물로 씻고, 진공 오븐에서 건조하였다. 이 생성물을 통상적인 재결정 또는 크로마토그래피 기술에 의하여 더욱 정제할 수 있다. 또는, 2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-1,4-디비닐 벤젠은 N,N-디메틸포름아미드 및 포스퍼러스 옥시클로라이드의 혼합물을 이용하는 2,2'-(3,4-에틸렌디옥시)디티에닐-ω,ω'-1,4-디비닐벤젠의 Vilsmeier 포르밀화반응에 의하여 제조될 수 있다.

3,4-에틸렌디옥시벤젠-2-카브알데히드 대신에 2-(3,4-에틸렌디옥시티에닐)-2'-(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시티에닐)-ω,ω'-1,4-디비닐벤젠을 사용하고 또한 4,4'-티오비스벤젠티올 대신 1,4-벤젠디티올을 사용하는 것을 제외하고는, 화합물 (5)는 화합물 (1)을 제조하는 상기 수순에 의하여 제조될 수 있다.

화합물 (6)

1,4-비스[(1-시아노-2-{(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐] 벤젠은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된 Pepitone et al, "synthesis and Characterization of Photoluminescent 3,4-Ethylenedioxythiophene Derivatives," Chem. Mater. 15, pp. 557-563 (2003)에 설명된 수순에 따라 제조될 수 있다.

1-[(1-시아노-2-{(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐]-4-[(1-시아노-2-{(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐] 벤젠은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된 Mohanakrishnan et al., "Functionalization of 3,4-ethylenedioxythiophene," Tetrahedron, 55, pp. 11745-11754 (1999)에 설명된 수순에 유사한 다음의 수순에 따라 제조될 수 있다. 건조 테트라히드로푸란 (30ml) 중의 1,4-비스[(1-시아노-2-{(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐] 벤젠(6.49g, 0.0141 mol)의 용액을 질소하에서 -78℃으로 냉각시키고 헥산중의 2.5 M의 n-부틸 리튬(Aldrich로부터 입수) 6.2ml로 처리하고 온도를 0℃로 올렸다. 이 혼합물을 0℃에서 30분간 교반한 후, 이 혼합물을 -78℃로 재냉각하고 건조 N,N-디메틸포름아미드(2ml, 0.026mol)로 처리하였다. 이어서 이 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하고 염산을 포함하는 분쇄된 얼음에 부었다. 생성물을 여과하고 물로 씻고, 진공 오븐에서 건조하였다. 이 생성물을 통상적인 재결정 또는 크로마토그래피 기술에 의하여 더욱 정제할 수 있다. 또는, 1-[(1-시아노-2-{(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐]-4-[(1-시아노-2-{(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐] 벤젠은 N,N-디메틸포름아미드 및 포스퍼러스 옥시클로라이드의 혼합물을 이용하는 1,4-비스[(1-시아노-2-{(3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐] 벤젠의 Vilsmeier 포르밀화반응에 의하여 제조될 수 있다.

3,4-에틸렌디옥시벤젠-2-카브알데히드 대신에 1-[(1-시아노-2-{(3,4-에틸렌 디옥시)티엔-2-일}비닐]-4-[(1-시아노-2-{(5-포르밀-3,4-에틸렌디옥시)티엔-2-일}비닐] 벤젠을 사용하고 또한 4,4'-티오비스벤젠티올 대신 1,4-벤젠디티올을 사용하는 것을 제외하고는, 화합물 (6)은 화합물 (1)을 제조하는 상기 수순에 의하여 제조될 수 있다.

화합물 (7)

화합물 (7)은 다음의 수순에 의하여 제조될 수 있다. 3,4-에틸렌디옥시티오펜-2-카브알데히드 N-페닐히드라존 (0.1 mol, 상기 화합물 (1)의 중간체로서 제조) 및 디메틸 술폭사이드(50ml)의 혼합물을 온도계 및 기계적 교반기를 구비한 250ml 3구 둥근바닥 플라스크에 넣었다. 상기 고체를 용해시킨 후, 1,5-디브로모펜탄(0.05 mol, Aldrich Chemical Company로부터 구입) 및 이어서 50% 수산화나트륨 수용액(20g)을 가했다. 이 반응 혼합물을 85℃에서 2 시간동안 가열하였다. 상기 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후 2L의 물에 부었다. 생성물을 통상적인 재결정 및/또는 크로마토그래피 기술에 의하여 분리되고 정제될 수 있다.

실시예 2 - 전하 이동도 측정(Charge Mobility Measurements)

본 실시예는 전하수송물질, 특히 화합물 (1)의 전하 이동도 및 이온화 전위의 측정에 대하여 설명한다.

샘플 1

화합물 (1) 0.1 g 및 폴리카보네이트 Z(Mitsubishi Engineering Plastics Corp., White Plain, New York로부터 상업적으로 입수) 0.1 g의 혼합물을 2 ml의 테트라히드로퓨란(THF)에 용해시켰다. 이 용액을 딥 롤러 방법(dip roller method) 에 의해서 도전성 알루미늄층을 갖는 폴리에스테르 필름상에 코팅하였다. 상기 코팅을 80℃ 온도에서 1시간 동안 건조시켜 투명한 10㎛ 두께의 층을 형성하였다. 이 샘플의 정공이동도를 측정하여 표 1에 그 결과를 나타냈다.

샘플 2

화합물 (1) 대신 화합물 (2)를 사용한 것을 제외하고, 샘플 1에서와 같이 샘플 2를 준비하고 측정하였다.

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 변화시킴으로써, 층 내부의 다른 전기장 강도 E에 해당하는 다른 U 값으로 샘플을 대전시키면서 정공 이동도 측정을 되풀이 하였다. 이러한 전기장 강도에 대한 의존성은 하기 식에 의해서 대략 계산할 수 있다:

μ= μ₀exp(α√E)

여기서 E는 전기장 강도이고, μ₀는 제로 전기장 이동도(zero field mobility)이고, α는 풀-프렌켈 (Pool-Frenkel) 파라미터이다. 표 1은 두 개의 샘플에 대하여 이러 한 측정법으로 결정된 이동도 특성 결정 파라미터인 μ₀ 및 α 값 및 6.4 ×10⁵V/cm 전기장 강도에서의 이동도 값을 종합한다.

실시예	μ₀ (cm²/V·s)	6.4 ×10⁵V/cm에서의 μ(cm²/V·s)	α(cm/V)^0.5	이온화 전위 (eV)
화합물 (1)	/	/	/	5.6
샘플 1	5.6 ×10^-10	1.1×10^-7	0.0066	/
화합물 (2)	/	/	/	5.54
샘플 2	2.0 ×10^-11	3.0 ×10^-9	0.0063	/

실시예 3 - 이온화 전위 측정

본 실시예는 실시예 1에 설명된 전하수송물질들에 대한 이온화 전위 측정을 설명한다.

이온화 전위 측정을 수행하기 위해서, 0.2 ml의 테트라히드로퓨란 중의 전하수송물질 2 mg의 용액을 20 cm²지지체 표면상에 코팅하여 약 0.5 ㎛ 두께의 전하수송물질의 박막층을 형성하였다. 상기 지지체는 약 0.4 ㎛ 두께의 메틸셀룰로오스 서브층이 코팅된 알루미늄층을 갖는 폴리에스테르 필름이었다.

이온화 전위는, 인용에 의하여 본 명세서에 통합된, Grigalevicius 등에 의한, "3,6-Di(N-diphenylamino)-9-phenylcarbazole and its methyl-substituted derivative as novel hole-transporting amorphous molecular materials", Synthetic Metals 128 (2002), p. 127-131에 서술된 바와 같이 측정하였다. 구체적으로, 각 샘플을 중수소 램프 소스를 갖는 석영 단색광기(quartz monochromator)로부터의 단색광으로 조사하였다. 입사 광선 빔의 전력은 2-5×10^-8 W이었다. 샘플 지지체에 -300 V의 네가티브 전압이 가해졌다. 조사용 4.5 ×15 mm² 슬릿을 갖는 카운터-전극이 샘플 표면으로부터 8 mm 거리에 위치하였다. 상기 카운터-전극은, 광전류 (photocurrent) 측정을 위해서, 개방 입력 체제(open input regime)에서 작동되는, BK2-16 타입 전위계의 입력부에 연결되었다. 10^-15 내지 10^-12 amp의 광전류가 조사(illumination)하의 회로 내에 흐르고 있었다. 광전류 I는 입사 광선 광자 에너지 hν에 강하게 의존하였다. I^0.5=f(hν) 의존성이 플롯팅되었다. 통상적으로, 입사 광선 양자 에너지에 대한 광전류의 제곱근의 의존성은 문턱값 (threshold) 부근에서의 선형 관계에 의해서 잘 서술된다[E. Miyamoto, Y. Yamaguchi, 및 M. Yokoyama의 "Ionization Potential of Organic Pigment Film by Atmospheric Photoelectron Emission Analysis", Electrophotography, 28, Nr. 4, p. 364 (1989); 및 M. Cordona 및 L. Ley의 "Photoemission in Solids", Topics in Applied Physics, 26, 1-103 (1978)를 참조할 수 있으며, 상기 양 문헌은 인용에 의하여 본 발명의 명세서에 통합되어 있다]. 이러한 의존성의 선형 부분은 hν축에 외삽되었으며, Ip 값은 절편에서의 광자 에너지로서 결정되었다. 이온화 전위 측정은 ±0.03 eV의 오차를 갖는다. 이온화 전위 값을 상기 표 1에 나타내었다.

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 예시를 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 V_acc 및 낮은 V_dis와 같은, 우수한 정전 특성을 갖는 새로운 전하수송물질, 전자사진감광체 및 이를 포함하는 전자사진 화성형성장치를 얻을 수 있다.

Claims

도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체 위의 광도전 요소를 포함하고, 상기 광도전 요소는,

(a) 하기 화학식을 갖는 전하수송물질; 및

(b) 전하발생화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체:

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆는 동일 또는 상이한 것으로서, H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타내고;

X₁ 및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_a기, CR_b기, CR_cR_d기, SiR_eR_f기, BR_g기 또는 P(=O)R_h 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_a, R_b, R_c, R_d, R_e, R_f, R_g 및 R_h는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고;

X₃는 연결기이고; 및

Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, 및 Q₆는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR, 또는 NC(=O)R^' 이고, 여기서 R 및 R^' 는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 또는 방향족기이다.
제1항에 있어서, X₃는 -(CH₂)_m-기를 나타내고, 여기서 m은 1 내지 50의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_i기, CR_j기, CR_kR_l기, SiR_mR_n기, BR_o기, 또는 P(=O)R_p기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_i, R_j, R_k, R_l, R_m, R_n, R_o, 및 R_p는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제2항에 있어서, X₃는 다음 식으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체:

여기서, Q₇은 결합, O, S, C=O, SO₂, C(=O)O, NR_b기, 또는 CR_cR_d기이고; R_a, R_b, R_c, 및 R_d는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고; 및 X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 결합 또는 -(CH₂)_p-기와 같은 연결기이고, 여기서 p는 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_q기, CR_r기, CR_sR_t기, SiR_uR_v기, BR_w기 또는 P(=O)R_x 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_q, R_r, R_s, R_t, R_u, R_v, R_w, 및 R_x는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이다.
제3항에 있어서, X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 다음 식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체:

여기서, Q₈및 Q₉는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR"이고 여기서 R" 및 R"'기는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기 또는 방향족기이다.
제4항에 있어서, Q₂, Q₃, Q₅, 및 Q₆은 각각 O인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, Q₁ 및 Q₄는 각각 S인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, R₁ 및 R₂는 동일 또는 상이한 것으로서 아릴기를 나타내는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제7항에 있어서, X₁및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, n은 1 내지 3의 정수인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 광도전요소는 제2 전하수송물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제9항에 있어서, 상기 제2 전하수송물질은 전자수송 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 광도전요소는 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
(a) 광 화상 형성 성분(light imaging component); 및

(b) 상기 광 화상 형성 성분으로부터의 광을 수용할 수 있도록 배향된 전자사진 감광체를 포함하는 전자사진 화상형성장치로서, 상기 전자사진 감광체는,

도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체위의 광도전 요소를 포함하며, 상기 광도전 요소는,

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆는 동일 또는 상이한 것으로서, H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타내고;

X₁ 및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_a기, CR_b기, CR_cR_d기, SiR_eR_f기, BR_g기 또는 P(=O)R_h 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_a, R_b, R_c, R_d, R_e, R_f, R_g 및 R_h는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고;

X₃는 연결기이고; 및

Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, 및 Q₆는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR, 또는 NC(=O)R^' 이고, 여기서 R 및 R^' 는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 또는 방향족기이다.
제12항에 있어서, X₃는 -(CH₂)_m-기를 나타내고, 여기서 m은 1 내지 50의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_i기, CR_j기, CR_kR_l기, SiR_mR_n기, BR_o기, 또는 P(=O)R_p기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_i, R_j, R_k, R_l, R_m, R_n, R_o, 및 R_p는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제13항에 있어서, X₃는 다음 식으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치:

여기서, Q₇은 결합, O, S, C=O, SO₂, C(=O)O, NR_b기, 또는 CR_cR_d기이고; R_a, R_b, R_c, 및 R_d는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고; 및 X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 결합 또는 -(CH₂)_p-기와 같은 연결기이고, 여기서 p는 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_q기, CR_r기, CR_sR_t기, SiR_uR_v기, BR_w기 또는 P(=O)R_x 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_q, R_r, R_s, R_t, R_u, R_v, R_w, 및 R_x는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이다.
제14항에 있어서, X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 다음 식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치:

여기서, Q₈및 Q₉는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR"이고 여기서 R" 및 R"'기는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기 또는 방향족기이다.
제15항에 있어서, Q₂, Q₃, Q₅, 및 Q₆는 각각 O인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제12항에 있어서, Q₁ 및 Q₄는 각각 S인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제12항에 있어서, R₁ 및 R₂는 동일 또는 상이한 것으로서 아릴기를 나타내는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제18항에 있어서, X₁및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, n은 1 내지 3의 정수인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제12항에 있어서, 상기 광도전 요소는 제2 전하수송물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제20항에 있어서, 상기 제2 전하수송물질은 전자수송 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제12항에 있어서, 토너 디스펜서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사 진 화상형성장치.
(a) 도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체 상부에 위치하는 광도전 요소를 포함하고, 상기 광도전 요소는,

(ⅰ) 하기 식을 갖는 전하수송물질, 및

(ⅱ) 전하 발생 화합물을 포함하는 전자사진 감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계;

(b) 상기 전자사진감광체 표면을 화상에 따라 노광하여 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면상에 대전 및 비대전된 영역의 패턴을 형성하는 단계;

(c) 상기 표면을 토너와 접촉시켜 톤 화상(toned image)을 형성하는 단계; 및

(d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성방법:

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆는 동일 또는 상이한 것으로서, H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타내고;

X₁ 및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_a기, CR_b기, CR_cR_d기, SiR_eR_f기, BR_g기 또는 P(=O)R_h 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_a, R_b, R_c, R_d, R_e, R_f, R_g 및 R_h는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고;

X₃는 연결기이고; 및

Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, 및 Q₆는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR, 또는 NC(=O)R^' 이고, 여기서 R 및 R^' 는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 또는 방향족기이다.
제23항에 있어서, X₃는 -(CH₂)_m-기를 나타내고, 여기서 m은 1 내지 50의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_i기, CR_j기, CR_kR_l기, SiR_mR_n기, BR_o기, 또는 P(=O)R_p기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_i, R_j, R_k, R_l, R_m, R_n, R_o, 및 R_p는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제24항에 있어서, X₃는 다음 식으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법:

여기서, Q₇은 결합, O, S, C=O, SO₂, C(=O)O, NR_b기, 또는 CR_cR_d기이고; R_a, R_b, R_c, 및 R_d는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고; 및 X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 결합 또는 -(CH₂)_p-기와 같은 연결기이고, 여기서 p는 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_q기, CR_r기, CR_sR_t기, SiR_uR_v기, BR_w기 또는 P(=O)R_x 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_q, R_r, R_s, R_t, R_u, R_v, R_w, 및 R_x는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이다.
제25항에 있어서, X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 다음 식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법:

여기서, Q₈및 Q₉는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR"이고 여기서 R" 및 R"'기는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기 또는 방향족기이다.
제26항에 있어서, Q₂, Q₃, Q₅, 및 Q₆는 각각 O인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제23항에 있어서, Q₁ 및 Q₄는 각각 S인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제23항에 있어서, R₁ 및 R₂는 동일 또는 상이한 것으로서 아릴기를 나타내는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제29항에 있어서, X₁및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, n은 1 내지 3의 정수인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제23항에 있어서, 상기 광도전 요소는 제2 전하수송물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제31항에 있어서, 상기 제2 전하수송물질은 전자수송 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제23항에 있어서, 상기 광도전요소는 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
제23항에 있어서, 상기 토너가 착색제 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성방법.
하기 식을 갖는 전하수송물질:

여기서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆는 동일 또는 상이한 것으로서, H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기, 또는 복소환기를 나타내고;

X₁ 및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_a기, CR_b기, CR_cR_d기, SiR_eR_f기, BR_g기 또는 P(=O)R_h 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_a, R_b, R_c, R_d, R_e, R_f, R_g 및 R_h는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고;

X₃는 연결기이고; 및

Q₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, 및 Q₆는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR, 또는 NC(=O)R^' 이고, 여기서 R 및 R^' 는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 또는 방향족기이다.
제35항에 있어서, X₃는 -(CH₂)_m-기를 나타내고, 여기서 m은 1 내지 50의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_i기, CR_j기, CR_kR_l기, SiR_mR_n기, BR_o기, 또는 P(=O)R_p기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_i, R_j, R_k, R_l, R_m, R_n, R_o, 및 R_p는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부인 것을 특징으로 하는 전하수송물질.
제36항에 있어서, X₃는 다음 식으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전하수송물질:

여기서, Q₇은 결합, O, S, C=O, SO₂, C(=O)O, NR_b기, 또는 CR_cR_d기이고; R_a, R_b, R_c, 및 R_d는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이고; 및 X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 결합 또는 -(CH₂)_p-기와 같은 연결기이고, 여기서 p는 1 내지 10의 정수이고, 하나 이상의 상기 메틸렌기는 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 복소환기, 방향족기, NR_q기, CR_r기, CR_sR_t기, SiR_uR_v기, BR_w기 또는 P(=O)R_x 기로 선택적으로 대체되고, 여기에서 R_q, R_r, R_s, R_t, R_u, R_v, R_w, 및 R_x는 동일 또는 상이한 것으로서, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알킬술파닐기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기, 방향족기, 또는 환기(ring group)의 일부이다.
제37항에 있어서, X₄, X₅, X₆, X₇, X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, 및 X₁₃은 동일 또는 상이한 것으로서 다음 식을 갖는 것을 특징으로 하는 전하수송물질:

여기서, Q₈및 Q₉는 동일 또는 상이한 것으로서 O, S, NR"이고 여기서 R" 및 R"'기는 동일 또는 상이한 것으로서 H, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 복소환기 또는 방향족기이다.
제38항에 있어서, Q₂, Q₃, Q₅, 및 Q₆는 각각 O인 것을 특징으로 하는 전하수송물질.
제35항에 있어서, Q₁ 및 Q₄는 각각 S인 것을 특징으로 하는 전하수송물질.
제35항에 있어서, R₁ 및 R₂는 동일 또는 상이한 것으로서 아릴기를 나타내는 것을 특징으로 하는 전하수송물질.
제41항에 있어서, X₁및 X₂는 동일 또는 상이한 것으로서 -(CH₂)_n-기이고, n은 1 내지 3의 정수인 것을 특징으로 하는 전하수송물질.