KR20050087695A - 전하 수송 조성물을 갖는 유기감광체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광전도성 요소가:
(a) 화학식 1을 갖는 폴리머 전하 수송 조성물:
상기 식에서,
Y1 및 Y2가 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
X1 및 X2가 각각 독립적으로, 연결기이고;
R1 및 R2가 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
Z는 브릿징기이고; 또한,
n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이고; 및
(b) 전하 발생 화합물
을 포함하는 유기감광체에 관한 것이다. 이에 대응되는 전자사진 장치 및 전자사진 화상 형성방법에 관하여 기재되어 있다.

Description

전하 수송 조성물을 갖는 유기감광체 {Organophotoreceptor with charge transport compositions}
본 발명은 전자사진법에 이용하기 적합한 유기감광체 (organophotoreceptors)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 브릿징기 (bridging group)을 통하여 함께 결합된 두 개의 히드라진기를 포함하는 반복 단위를 갖는 폴리머를 포함하는 전하 수송 화합물 또는 폴리머 전하 수송 물질을 갖는 유기감광체에 관한 것이다.
전자사진법에 있어서, 도전성 지지체 상에 전기 절연성 광도전성 요소를 갖는, 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태인 유기감광체는, 먼저 광도전층의 표면을 균일하게 정전기적으로 대전시키고, 이어서 대전된 표면을 광 패턴에 노광시킴으로써 화상이 형성된다. 광 노출은 광이 표면에 충돌하는 조사된 영역 중의 전하를 선택적으로 소산시킴으로써, 대전 및 비대전된 영역들의 패턴, 이른바 잠상 (latent image)을 형성하게 된다. 이어서, 습식 또는 건식 토너가 잠상의 인접부위에 제공되며, 토너 방울들 또는 입자들이 대전된 영역 또는 비대전된 영역 중 어느 하나의 인접부위에 적층되어 광도전층의 표면에 톤 화상 (toned image)을 형성하게 된다. 결과물인 톤 화상은 종이와 같은 적당한 최종 또는 중간 수용 표면으로 전사되거나, 또는 광도전층이 화상에 대한 최종 수용체로서 기능할 수 있다. 화상 형성 공정은, 예를 들어 완전한 컬러 최종 화상을 형성하기 위해서 구별되는 색상들을 갖는 이미지들을 중첩시키는 것과 같이, 구별되는 색상 성분들 또는 효과 음영 화상들 (effect shadow images)을 중첩시킴으로써 단일 화상을 완성하거나 및/또는 부가적인 화상들을 재현하기 위하여 여러 번 반복될 수 있다.
단일층 및 다중층 광도전성 요소들이 모두 사용되어 왔다. 단일층인 경우에는, 전하 수송 조성물 및 전하 발생 물질은 폴리머 바인더와 결합되어 도전성 지지체 상에 적층된다. 다중층인 경우, 전하 수송 물질 및 전하 발생 물질은 별개층들로 된 요소에 존재하며, 이들 각각은 선택적으로 폴리머 바인더와 결합되어 도전성 지지체 상에 적층된다. 이층 광도전성 요소로는 두 가지 배열이 가능하다. 한 가지 이층 배열에서는 ("이중층 (dual layer)" 배열), 전하 발생층이 도전성 지지체 상에 적층되고, 전하 수송층이 전하 발생층의 위에 적층된다. 다른 이층 배열에서는 ("역이중층 (inverted dual layer)" 배열), 전하 수송층과 전하 발생층의 순서가 역전된다.
단일층 및 다중층 광도전성 요소 모두에서, 전하 발생 물질의 목적은, 노광에 따라서 전하 캐리어 (charge carrier) (즉, 정공 및/또는 전자)를 발생시키기 위한 것이다. 전하 수송 물질의 목적은, 이러한 전하 캐리어 중 최소한 하나의 유형을 수용하여 광도전성 요소에서 표면 전하의 방전을 용이하게 하기 위하여 전하 수송층을 통하여 그들을 수송하는 것이다. 전하 수송 물질은 전하 수송 화합물, 전자 수송 화합물, 또는 양자의 조합일 수 있다. 전하 수송 화합물이 사용되는 경우에는, 전하 수송 화합물은 정공 캐리어를 수용하여 전하 수송 화합물을 포함하는 층을 통하여 그들을 수송한다. 전자 수송 화합물이 사용되는 경우에는, 전자 수송 화합물은 전자 캐리어를 수용하여 전자 수송 화합물을 포함하는 층을 통과하여 그들을 수송한다.
유기감광체는 건식 및 습식 전자사진법으로 사용될 수 있다. 건식 및 습식 전자사진법에는 차이점이 많다. 뚜렷한 차이점은 건식 토너가 건식 전자사진법에서 사용되는 것인 반면, 습식 토너는 습식 전자사진법에 사용된다는 점이다. 습식 전자사진법의 잠재적인 장점은 일반적으로 습식 토너 입자들이 건식 토너 입자들보다 현저하게 작아질 수 있기 때문에, 개선된 해상도를 제공할 수 있으며, 따라서 건식 전자사진법보다 더 샤프한 화상들을 제공할 수 있다는 점이다. 그러한 작은 입자의 결과로서 습식 토너는 토너 건식 토너보다 더 높은 광학 밀도를 갖는 화상을 제공할 수 있다.
건식 및 습식 전자사진법 모두에서, 유기감광체에 대하여 사용되는 전하 수송 물질은 광도전성 요소에 있어서 폴리머 바인더와 양립가능할 것이 요구된다. 이러한 요구는 특정의 전하 수송 물질에 대한 적합한 폴리머 바인더의 선택은 광도전 요소의 형성에 바람직하지 못한 제한사항을 야기한다. 만일 전하 수송 물질이 폴리머 바인더와 양립가능하지 않다면, 전하 수송 물질은 폴리머 바인더 매트릭스 중에서 상분리 또는 결정화될 수 있으며, 또는 전하 수송 물질을 함유하는 층 표면 상으로 확산될 수 있다. 이러한 양립불가능이 발생하면, 유기감광체는 전하 수송을 멈추게 된다.
또한, 습식 전자사진법은 부가적인 문제에 직면하게 된다. 특히, 습식 전자사진법용 유기감광체가 자주 습식 토너의 액체 캐리어와 접촉한다는 것이다. 결과적으로, 광도전성 요소 중의 전하 수송 물질은 액체 캐리어에 의한 추출로 인하여 제거될 수 있다. 장시간의 작업후에, 추출에 의히여 제거된 전하 수송 물질의 양이 상당할 수 있고, 이러한 제거는 유기감광체의 성능에 해가 될 수 있다.
본 발명은 높은 Vacc 및 낮은 Vdis과 같은 우수한 정전 특성을 갖는 유기감광체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 액체 캐리어에 의한 감소된 추출을 나타내고, 폴리머 바인더에 대한 필요성을 감소시키는 폴리머 전하 수송 조성물을 제공하는 것이다.
제1 태양에서, 본 발명은 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 도전성 요소가:
(a) 하기 화학식 (I)을 갖는 전하 수송 조성물;
상기 식에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
X1 및 X2는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH2)m기와 같은 연결기이고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcRd 기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd, Re , 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
Z는 -(CH2)k기와 같은 브릿징기이고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiRk Rl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한,
n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이고; 및
(b) 전하 발생 화합물
을 포함하는 유기감광체를 제공한다.
별표 (*)는 폴리머의 말단기를 가리키며, 상기 말단기가 중합단계의 마지막에 특유한 중합공정의 상태에 따라서 다른 폴리머 분자 단위 사이에서 변화될 수 있다는 것을 나타낸다.
상기 유기감광체는, 예를 들어, 플레이트, 연성 벨트, 연성 디스크, 시트, 강성 드럼, 또는 강성 또는 유연성 (compliant) 드럼 둘레의 시트의 형태로서 제공될 수 있다. 일 구현예로 유기감광체는 (a) 전하 수송 조성물, 전하 발생 화합물, 제2 전하 수송 물질, 및 폴리머 바인더를 포함하는 광도전성 요소, 및 (b) 도전성 지지체를 포함한다.
제2 태양에서, 본 발명은 (a) 광 화상 형성 성분; 및 (b) 광 화상 형성 성분으로부터 광을 수용할 수 있도록 배향된 상기 기술된 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치를 제공한다. 상기 장치는 바람직하게는 습식 토너 분배기와 같은 토너 분배기를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 신규한 전하 수송 화합물을 포함하는 유기감광체를 이용한 전자사진 화상 형성방법이 개시되어 있다.
제3 태양에서, 본 발명은 (a) 상기 기술된 유기감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계; (b) 선택된 영역들에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 최소한 상대적으로 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하기 위하여 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시키는 단계; (c) 톤 화상을 형성하기 위하여 상기 표면을, 유기 액체 중에 착색제 입자들의 분산물을 포함하는 습식토너와 같은, 토너와 접촉시키는 단계; 및 (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상 형성방법을 제공한다.
제4 태양에서, 본 발명은 상기 화학식 (I)을 갖는 바람직한 전하 수송 조성물을 제공한다.
이러한 유기감광체는 고품질의 화상을 형성하기 위하여 습식 및 건식 토너와 같은 토너와 함께 성공적으로 사용될 수 있다. 화상 형성 시스템의 고화질은 반복된 싸이클링 이후에도 유지될 수 있다.
본 발명의 기타 특징 및 장점은 하기의 바람직한 구현예들의 기재 및 청구범위로부터 명백하다.
본 발명에 따른 유기감광체는 도전성 지지체 및 전하 발생 화합물 및 브릿징기를 통하여 함께 결합된 두 개의 히드라존기를 포함하는 반복단위를 갖는 전하 수송 조성물 또는 폴리머 전하 수송 조성물을 포함하는 광도전성 요소를 갖는다. 이러한 폴리머 전하 수송 조성물들은 전자사진용 유기감광체 중에서의 이용에 있어서 바람직한 특성들을 갖는다. 특히, 본 발명의 전하 수송 조성물은 캐리어 액체 중의 낮은 용해도 및 다양한 바인더 물질들과의 우수한 상용성을 가지며, 단일층 및 다중층 광도전성 요소 모두에 통합될 수 있으며, 탁월한 전자사진 특성들을 보유한다. 본 발명에 따른 유기감광체들은 일반적으로 높은 광감도 (photosensitivity), 낮은 잔류 전위 (residual potential), 및 싸이클 테스팅, 결정화, 및 유기감광체 벤딩 및 스트레칭에 대한 높은 안정성을 갖는다. 본 발명의 유기감광체들은 특히 전자사진법에 기초한 광복사기, 스캐너 및 다른 전자 장치들 뿐만 아니라, 레이저 프린터 등에 있어서 특히 유용하다. 이러한 폴리머 전하 수송 물질들의 이용은 하기에 레이저 프린터에 사용되는 경우에 있어서 더욱 상세하게 설명되지만, 전자사진법에 의하여 작동되는 다른 장치들에의 응용 또한 하기 서술된 바로부터 일반화될 수 있다.
특히 여러 번의 싸이클 이후에도, 고품질의 화상을 형성하기 위하여는 전하 수송 물질이 폴리머 바인더와 균질한 용액을 형성하여, 상기 물질의 싸이클링 동안 유기감광체 물질을 통하여 대략적으로 균질하게 분포된 상태로 남아 있는 것이 바람직하다. 부가적으로, 전하 수송 물질이 수용할 수 있는 전하량 (수용 전압 또는 "Vacc"로 알려진 패러미터로 표시된다)을 증가시키고, 방전시에 그러한 전하의 잔류 (retention) (방전 전압 또는 "Vdis"로 알려진 패러미터로 표시된다)를 감소시키는 것이 바람직하다.
전하 수송 물질들은 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물로 분류될 수 있다. 전자사진법에 이용 가능한 당업계에 공지된 많은 전하 수송 화합물들 및 전자 수송 화합물들이 존재한다. 전하 수송 화합물들의 비제한적인 예들은, 예를 들어, 피라졸린 유도체류, 플루오렌 유도체류, 옥사디아졸 유도체류, 스틸벤 유도체류, 에나민 유도체류, 에나민 스틸벤 유도체류, 히드라존 유도체류, 카르바졸 히드라존 유도체류, 트리아릴 아민류, 폴리비닐 카르바졸, 폴리비닐 피렌, 폴리아세나프틸렌, 또는 적어도 두 개의 히드라존기와 (N,N-이치환된)아릴아민과 같은 아릴아민류, 카르바졸, 줄로리딘, 페노티아진, 페나진, 페녹사진, 페녹사틴 (phenoxathiin), 티아졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 디벤조(1,4)디옥신, 티안트렌, 이미다졸, 벤조티아졸, 벤조트리아졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이미다졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린, 인돌, 인다졸, 피롤, 퓨린, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아졸, 옥사디아졸, 테트라졸, 티아디아졸, 벤즈이소옥사졸, 벤즈이소티아졸, 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 티오펜, 티아나프텐, 퀴나졸린 또는 시놀린과 같은 헤테로싸이클류로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두 개의 기들을 포함하는 다중-히드라존 화합물들 (multihydrazone compound)을 포함한다.
일반적으로, 전자 수송 화합물은 폴리머와의 복합물에 있어서 적합한 전자 이동성을 제공하는 포텐셜 전자 트랩 (Potential electron traps)과 크게 관계가 있는 전자 친화성을 갖는다. 일부 구현예에서 전자 수송 화합물은 O2보다 작은 환원 포텐셜을 갖는다. 일반적으로, 전하 수송 화합물은 산화되기 쉽고 환원되기 어려운 것이 일반적인 반면, 전자 수송 조성물은 환원되기 쉽고, 산화되기 어렵다. 일부 구현예에서, 전자 수송 화합물은 적어도 약 1 × 10-13cm2/Vs, 추가의 구현예에서 적어도 약 1 × 10-10cm2/Vs, 부가적인 구현예에서 적어도 약 1 × 10-8 cm2/Vs, 또 다른 구현예에서 적어도 약 1 × 10-6cm2/Vs의 실온, 영 자기 전자 이동성 (zero field electron mobility)을 갖는다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 전자 이동성의 다른 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
전자 수송 화합물들의 비한정적인 예는, 예를 들어, 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-인데노4H-인데노[1,2-b]티오펜-4-온 및 1,3,7-트리니트로디벤조 티오펜-5,5-디옥사이드, (2,3-디페닐-1-인데닐리덴)말로노니트릴, 4H-티오피란 -1,1-디옥사이드 및 4-디시아노메틸렌-2,6-디페닐-4H-티오피란-1,1-디옥사이드, 4-디시아노메틸렌-2,6-디-m-톨릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드와 같은 그의 유도체들 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-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-펜에톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-카르비톡시-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 및 디에틸(4-n-부톡시카르보닐-2,7-디니트로-9-플루오레닐리덴)-말로네이트와 같은 (알콕시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체, 11,11,12,12-테트라시아노-2-알킬안트라퀴노디메탄 및 11,11-디시아노-12,12-비스(에톡시카르보닐)안트라퀴노디메탄과 같은 안트라퀴노디메탄 유도체, 1-클로로-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디클로로-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디히드록시-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론 및 1-시아노-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론과 같은 안트론 유도체, 7-니트로-2-아자-9-플루오레닐리덴-말로노니트릴, 디페노퀴논 유도체, 벤조퀴논 유도체, 나프토퀴논 유도체, 퀴닌 유도체, 테트라시아노에틸렌시아노에틸렌, 2,4,8-트리니트로티오크산톤, 디니트로벤젠 유도체, 디니트로안트라센 유도체, 디니트로아크리딘 유도체, 니트로안트라퀴논 유도체, 디니트로안트라퀴논 유도체, 숙신산 무수물, 말레산 무수물, 디브로모 말레산 무수물, 피렌 유도체, 카르바졸 유도체, 히드라존 유도체, N,N-디알킬아닐린 유도체, 디페닐아민 유도체, 트리페닐아민 유도체, 트리페닐메탄 유도체, 테트라시아노퀴논디메탄, 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,7-트리니트로-9-디시아노메틸렌플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤 유도체, 및 2,4,8-트리니트로티오크산톤 유도체, 미국 특허 제5,232,800호, 제4,468,444호, 및 제4,442,193호에 개시되어 있는 1,4,5,8-나프탈렌 비스-디카르복스이미드 유도체 및 미국 특허 제6,472,514호에 개시되어 있는 페닐아조퀴놀리드 유도체를 포함한다. 일부 관심 대상이 되는 구현예들에서, 상기 전자 수송 화합물은 (4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴과 같은 (알콕시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체, 및 1,4,5,8-나프탈렌 비스-디카르복스이미드 유도체를 포함한다.
비록 많은 전하 수송 물질들이 이용가능하지만, 특정 전자사진 적용에 대한 다양한 요구사항들을 만족시키기 위해서 다른 전하 수송 물질들을 필요로 한다. 폴리머 전하 수송 물질은 폴리머 바인더 내에서 물리적으로 덜 유동적이라는 잠재적인 장점을 갖는다. 특히, 만일 폴리머 전하 수송 물질이 폴리머 바인더와 양립가능하다면, 폴리머가 서로간에 얽힐 수 있어서, 폴리머 전하 수송 물질은 습식 토너 등과 관련된 액체 캐리어에 의한 추출에 덜 민감하게 된다.
전자사진 응용에 있어서, 유기감광체 내의 전하 발생 화합물은 광을 흡수하여 전자-정공 쌍들을 형성한다. 이러한 전자-정공 쌍들은 큰 전기장 하에서 적당한 시간대에 걸쳐 수송되어 전기장을 발생시키는 표면 전하를 국소적으로 방전한다. 특정 영역에서의 상기 전기장의 방전은 표면 대전 패턴을 야기하고, 이는 광에 의하여 그려진 패턴과 본질적으로 일치한다. 다음으로, 이 대전 패턴은 토너 침적을 가이드하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 전하 수송 물질들은 전하, 특히 전하 발생 화합물에 의해서 형성된 전자-정공 쌍들로부터의, 정공 및/또는 전자들을 수송하는 데에 있어서 효율적일 수 있다. 일부 구현예들에서, 특정 전자 수송 화합물 또는 전하 수송 화합물이 또한 본 발명의 폴리머 전하 수송 물질과 함께 사용될 수도 있다.
전하 발생 화합물 및 전하 수송 물질들을 포함하는 물질들의 층 또는 층들은 유기감광체 내에 존재한다. 유기감광체를 사용하여 2차원적인 화상을 인쇄하기 위하여, 상기 유기감광체는 최소한 화상의 일부분을 형성하기 위한 2차원 표면을 갖는다. 다음으로, 화상 형성 공정은 전체 화상 형성의 완성 및/또는 연이은 화상들의 프로세싱을 위하여 유기감광체를 순환시킴으로써 계속된다.
유기감광체는 플레이트, 유연성 벨트, 디스크, 단단한 드럼, 단단한 또는 유연한 드럼 주위의 시트 등의 형태로 제공될 수도 있다. 전하 수송 물질은 전하 발생 화합물과 동일한 층에 존재할 수도 있고 또는 다른 층에 존재할 수도 있다. 또한, 하기 서술한 바와 같이 부가적인 층들이 사용될 수도 있다.
일부 구현예들에서, 유기감광체 물질은, 예를 들어: (a) 폴리머 전하 수송 물질 및 폴리머 바인더를 포함하는 전하 수송층; (b) 전하 발생 화합물 및 폴리머 바인더를 포함하는 전하 발생층; 및 (c) 도전성 지지체를 포함한다. 전하 수송층은 전하 발생층과 도전성 지지체 사이의 중간에 존재할 수도 있다. 다른 한편으로, 전하 발생층은 전하 수송층과 도전성 지지체 사이의 중간에 존재할 수도 있다. 다른 구현예에서, 유기감광체 물질은 폴리머 바인더 내에 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물 모두를 포함하는 단일층을 갖는다.
유기감광체는 레이저 프린터와 같은 전자사진 화상 형성 장치 내로 통합될 수도 있다. 이러한 장치들의 경우에, 화상은 물리적 구현예들로부터 형성되고, 표면 잠상 (latent image)을 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 싸이클될 수 있도록 준비된다. 화상 형성 장치는, 예를 들어 매체를 수용하는 종이의 수송 및/또는 유기감광체의 이동을 위한 복수 개의 지지 롤러들, 광 화상을 형성하기에 적당한 광학적 성질을 갖는 광 화상 형성 성분, 레이저와 같은 광원, 토너 공급원 및 전달 시스템, 및 적당한 조절 시스템을 더 포함할 수도 있다.
전자사진 화상 형성 공정은 일반적으로 (a) 상기 서술한 유기감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계; (b) 선택된 영역들에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하기 위하여 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시키는 단계; (c) 토너 화상을 형성하고, 상기 유기감광체의 대전된 또는 방전된 영역들로 토너를 유도하기 위하여 상기 표면을, 유기 액체 중에 착색제 입자의 분산물을 포함하는 습식 토너와 같은, 토너에 노출시키는 단계; 및 (d) 상기 토너 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
하기에 기술하는 바와 같이, 유기감광체는 하기의 화학식을 갖는 분자를 포함하는 전하 수송 조성물을 포함한다:
상기 식에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
X1 및 X2는 각각 독립적으로, -(CH2)m기와 같은 연결기이고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcRd기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd, Re, 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
Z는 -(CH2)k기와 같은 브릿징기이고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiRk Rl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한,
n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이다.
아릴아민은 이에 제한되지는 않지만, (N,N-이치환된)아릴아민기 (예를 들어, 트리아릴아민기, 알킬디아릴아민기, 및 디알킬아릴아민기), 줄로리딘기, 및 카르바졸기를 포함한다.
헤테로시클릭기는 적어도 하나 이상의 헤테로 원자 (예를 들어, O, S, N, P, B, Si 등)를 갖는 임의의 모노시클릭 또는 폴리시클릭 (예를 들어, 바이시클릭, 트리시크릭 등)고리 화합물을 포함한다.
방향족기는 4n+2π 전자를 함유하는 임의의 공액고리계 (conjugated ring system)가 될 수 있다. 방향성 (aromaticity)을 결정하기 위한 많은 기준이 존재한다. 방향성의 정량적 분석에 대해 널리 채용되는 척도는 공명 에너지 (resonance energy)이다. 일부 구현예에서, 방향족기의 공명 에너지는 10KJ/몰 이상이다. 추가적인 구현예에서, 방향족기의 공명 에너지는 0.1KJ/몰보다 크다. 방향족기는 4n+2π 전자 고리 중에 적어도 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 방향족 헤테로시클릭기, 또는 4n+2π 전자 고리 중에 헤테로 원자를 포함하지 않는 아릴기로 분류될 수 있다. 방향족기는 방향족 헤테로시클릭기 및 아릴기를 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 방향족 헤테로시클릭기 또는 아릴기 중의 하나는 4n+2π 전자 고리에 부착된 치환기에서 적어도 하나 이상의 헤테로 원자를 가질 수 있다. 게다가, 방향족 헤테로시클릭기 또는 아릴기 중의 하나는 모노시클릭 또는 폴리시클릭(예를 들면, 바이시클릭, 트리시클릭 등)고리를 포함할 수 있다.
방향족 헤테로시클릭기의 비한정적인 예는 퓨라닐, 티오페닐, 피롤릴, 인돌릴, 카르바졸릴, 벤조퓨라닐, 벤조티오페닐, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 피리디닐, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 트리아지닐, 테트라지닐, 페타지닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 나프티리디닐, 프테리디닐, 아크리디닐, 페난트리디닐, 페난트롤리닐, 안티리디닐, 푸리닐, 프테리디닐, 알록사지닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 페녹사티이닐, 디벤조(1,4)디옥시닐, 티안트레닐, 및 이들의 조합물이다. 또한, 방향족 헤테로시클릭기는 결합 (비카르바졸릴에서와 같이) 또는 연결기 (1,6-디(10H-10-페노티아지닐)헥산에서와 같이) 중의 하나와 함께 결합된 상기의 방향족 헤테로시클릭기의 모든 조합물을 포함할 수 있다. 연결기는 지방족기, 방향족기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 게다가, 연결기 내의 지방족기 또는 방향족기는 O, S, Si 및 N과 같은 적어도 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다.
아릴기의 비한정적인 예는 페닐기, 나프틸기, 벤질기, 톨라닐기, 섹시페닐렌, 페난트레닐, 안트라세닐, 코로네닐 및 톨라닐페닐이다. 또한, 아릴기는 결합 (비페닐기에서와 같이) 또는 연결기(스틸베닐, 디페닐 술폰, 아릴아민기에서와 같이) 에 의해서 함께 결합된 상기의 아릴기의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 연결기는 지방족기, 방향족기, 헤테로시클릭기, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 게다가, 연결기 내의 지방족기 또는 방향족기는 O, S, Si, 및 N과 같은 적어도 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다.
당업계에 알려진 바와 같이, 화학적 기(group)에 대해서, 예를 들어, 이동성, 민감성, 가용성, 안정성 등과 같은 화합물의 특성에 다양한 물리적인 효과를 미치게 하는 치환이 자유롭게 허용된다. 화학적 치환기들의 서술에 있어서, 용어 사용에 반영되는 당업계에 상식적인 소정 관습들이 존재한다. 기 (group)라는 용어는 상기 기의 결합 구조와 부합하는 임의의 치환기를 갖는, 포괄적으로 인용된 화학 물질 (예를 들어, 알킬기, 페닐기, 방향족기, 헤테로시클릭고리기, 에폭시기, 티라닐기 및 아지리디닐 등)을 나타낸다. 예를 들어, '알킬기'라는 용어가 사용되는 경우에는, 그러한 용어가 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, 시클로헥실, 도데실 등과 같은 비치환된 선형, 분지형 및 시클릭 알킬들을 포함할 뿐만 아니라, 3-에톡시프로필, 4-(N,N-에틸아미노)부틸, 3-히드록시펜틸, 2-티올헥실, 1,2,3-트리브로모프로필 등과 같은 헤테로원자를 갖는 치환기들도 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- 또는 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 고리 결합 구조가 비-방향족 형태로 변화될 것이 요구되기 때문에 허용되지 않는다. 유사하게, 에폭시기의 경우에는, 인용된 화합물 또는 치환기는 화학식에서 에폭시 고리의 화학적 성질을 실질적으로 변경시키지 않는 임의의 치환을 포함한다. (N,N-이치환된)아릴아민기의 경우에는, 질소에 부착된 두 개의 치환기는 아민기의 화학적 성질을 실질적으로 변경시키지 않는 임의의 치환가 될 수 있다. 알킬 모이어티 또는 페닐 모이어티와 같은 부분 (moiety)이라는 용어가 사용된 경우에는, 상기 용어는 화학적 물질이 치환되지 않는다는 것을 의미한다. 알킬 모이어티이라는 용어가 사용된 경우에는, 상기 용어는 분지된 사슬, 선형 사슬 또는 시클릭인, 비치환된 알킬 탄화수소기만을 의미한다.
유기감광체
유기감광체는, 예를 들어 플레이트, 시트, 유연성 벨트, 디스크, 강성 드럼, 또는 강성 또는 유연성 드럼 주위의 시트의 형태일 수 있으며, 연성 벨트 및 강성 드럼은 일반적으로 상업적 용도로 사용되는 것이다. 유기감광체는, 예를 들어 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 하나 이상의 층들의 형태로 광도전성 요소를 포함할 수도 있다. 광도전성 요소는, 일부 구현예들에서의 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물과 같은 제2 전하 수송 물질 뿐만 아니라, 폴리머 바인더 중에 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물 양자 모두를 포함할 수도 있으며, 이는 동일한 층 내에 존재할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물은 단일층 중에 존재할 수 있다. 그러나, 다른 구현예들에서는, 광도전성 요소는 전하 발생층 및 별개의 전하 수송층을 구비하는 이중층 구조를 포함한다. 전하 발생층은 도전성 지지체와 전하 수송층과의 사이에 중간층으로 위치할 수도 있다. 다른 한편으로, 광도전성 요소는 전하 수송층이 도전성 지지체와 전하 발생층의 사이에 중간층으로 존재하는 구조를 가질 수도 있다.
도전성 지지체는, 예를 들어 유연성 웹 (web) 또는 벨트의 형태의 유연한 것이거나, 또는 예를 들어 드럼 형태의 비유연한 것일 수 있다. 드럼은 화상 형성 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 광도전성 물질이 가해진 도전성 물질의 박막층을 포함한다.
전기 절연성 지지체는 종이 또는 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리비닐 수지, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리스티렌 등과 같은 필름 형성 폴리머일 수 있다. 지지체를 지지하는 폴리머들의 특정 예들은, 예를 들어 폴리에테르술폰 (STABARTM S-100, ICI로부터 구입 가능), 폴리비닐 플루오라이드 (Tedlar E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 구입 가능), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트 (MAKROFOLTM, Mobay Chemical Company로부터 구입 가능) 및 무정형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (MELINARTM, ICI Americas, Inc.로부터 구입 가능)를 포함한다. 도전성 물질들은 흑연, 분산 카본 블랙, 요오드화물, 폴리피롤 및 Calgon 도전성 폴리머 261 (Calgon Corporations, Inc., Pittsburgh, Pa.로부터 상업적으로 구입 가능)과 같은 도전성 폴리머들, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 황동, 금, 구리, 팔라듐, 니켈, 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속들, 또는 주석 산화물 또는 인듐 산화물과 같은 금속 산화물을 포함한다. 특정 구현예들에서, 도전성 물질은 알루미늄이다. 일반적으로, 광도전체 지지체는 요구되는 기계적 안정성을 제공하기에 적당한 두께를 갖는다. 예를 들어, 유연성 웹 지지체들은 일반적으로 약 0.01 내지 약 1 mm의 두께를 가지며, 드럼 지지체들은 일반적으로 약 0.5 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다.
전하 발생 화합물은 염료 또는 안료와 같이, 전하 캐리어들을 발생시키기 위하여 광을 흡수할 수 있는 능력을 갖는 물질이다. 적당한 전하 발생 화합물들의 비한정적인 예들은, 예를 들어 금속-비함유 프탈로시아닌류 (예를 들어, ELA 8034 금속-비함유 프탈로시아닌, H.W. Sands, Inc. 또는 Sanyo Color Works, Ltd.로부터 구입 가능, CGM-X101), 티타늄 프탈로시아닌, 구리 프탈로시아닌, 옥시티타늄 프탈로시아닌 (티타닐 옥시프탈로시아닌으로도 불리며, 전하 발생 화합물로서 작용할 수 있는 임의의 결정상 또는 결정상들의 혼합물들을 포함), 히드록시갈륨 프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌류, 스쿠아릴륨 염료 및 안료들, 히드록시-치환된 스쿠아릴륨 안료, 페릴이미드류, Allied Chemical Corporation으로부터 INDOFASTTM Double Scarlet, INDOFASTTM Violet Lake B, INDOFASTTM Brilliant Scarlet 및 INDOFASTTM Orange라는 상표명으로 구입 가능한 폴리뉴클리어 퀴논류, 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 안료들, 인디고- 및 티오인디고 염료들, 벤조티오크산텐 (benzothioxanthene) 유도체들, 페릴렌 3,4,9,10-테트라카복실산 유도 안료들, 비스아조-, 트리스아조- 및 테트라키스아조-안료들을 포함하는 폴리아조-안료들, 폴리메틴 염료들, 퀴나졸린기, 3차 아민류, 비정질 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 셀레늄-텔루륨-비소 및 셀레늄-비소와 같은 셀레늄 합금들, 카드뮴 술포셀레나이드, 카드뮴 셀레나이드, 카드뮴 술파이드, 및 그 혼합물들 를 포함하는 염료들을 포함한다. 일부 구현예들에서, 전하 발생 화합물은 옥시티타늄 프탈로시아닌 (예를 들어, 그 임의의 상), 히드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 그 조합을 포함한다.
본 발명의 광도전층은 전하 수송 화합물, 전자 수송 화합물, 또는 이들의 조합이 될 수 있는 제2 전하 수송 물질을 임의로 포함할 수 있다. 일반적으로, 당 업계에 공지된 임의의 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물은 제2 전하 수송 물질로서 사용될 수 있다.
전자 수송 화합물 및 자외선 광 안정제는 광도전체 내에서 원하는 전자 흐름을 제공하기 위한 상승 관계를 가질 수 있다. 자외선 광 안정제들의 존재는 전자수송 화합물의 전자 수송 특성들을 변화시켜서, 복합체의 전자 수송 특성을 향상시킨다. 자외선 광안정제는 자유 라디칼들을 포획하는 자외선 광흡수제 (UV absorber) 또는 자외선 광저해제 (UV inhibitor)일 수 있다.
자외선 광흡수제는 자외선 복사를 흡수할 수 있으며, 그를 열로서 소산시킬 수 있다. 자외선 광저해제는 자외선에 의하여 생성된 자유 라디칼들을 포획하고, 자유 라디칼들을 포획한 이후에는, 연이은 에너지 소산으로 활성 안정제 모이어티들을 복원하는 것으로 생각된다. 자외선 안정제와 전자 수송 화합물과의 상승 관계를 고려할 때, 비록 자외선 안정화 능력이 시간에 걸친 유기감광체의 분해를 감소시키는 데에 있어서 더욱 이로울 수 있지만, 자외선 안정제의 특유한 잇점들은 그들의 자외선 안정화 능력이 아닐 수도 있다. 전자 수송 화합물과 자외선 안정제 모두를 포함하는 층들을 구비하는 유기감광체들의 개선된 상승 성능은, 함께 계류 중이며 2003년 4월 28일자로 출원되고, 인용에 의하여 본 명세서에 통합된, Zhu 등의 미국특허출원 일련번호 제10/425,333호, "Organophotoreceptor With A Light Stabilizer"에 상세히 서술되어 있다.
적당한 광안정제의 비한정적인 예들은, 예를 들어, Tinuvin 144 및 Tinuvin 292 (Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY)와 같은 장애 트리알킬아민류, Tinuvin 123 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 장애 알콕시디알킬아민류, Tinuvin 328, Tinuvin 900 및 Tinuvin 928 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 벤조트리아졸류, Sanduvor 3041 (Claiant Corp., Charlotte, N.C.)과 같은 벤조페논류, Arbestab (Robinson brothers Ltd, West Midlands, Great Britain)과 같은 니켈 화합물들, 살리실레이트류, 시아노신나메이트류, 벤질리덴 말로네이트류, 벤조에이트류, Sanduvor VSU (Claiant 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 고분자 입체 장애 아민류 (polymeric sterically hindered amines)를 포함한다. 일부 구현예들에서는, 상기 광안정제는 하기 식을 갖는 장애 트리알킬아민류로 이루어진 군으로부터 선택된 것으로서:
상기 식에서, R1, R2, R3, R4, R6, R7 , R8, R10, R11, R12, R13, R15 R16, 서로 독립적으로, 수소, 알킬기, 또는, 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R14 는, 서로 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이고, 여기서 m은 2 내지 20이다.
선택적으로, 광도전층은 전하 수송 화합물 및 바인더를 연결하는 가교제를 포함할 수 있다. 일반적으로 다양한 경우에 가교제에 대해 사실인 것과 같이, 여러 개의 관능성기, 또는 다중의 관능성을 나타내는 능력을 갖는 하나 이상의 관능성기를 포함한다. 구체적으로, 적당한 가교제는 일반적으로 에폭시기와 반응하는 하나 이상의 관능성기 및 폴리머 바인더의 관능성기와 반응하는 하나 이상의 관능성기를 포함한다. 에폭시기와 반응하는 적당한 관능성기의 비한정적인 예는 히드록실, 티올, 아미노기, 카르복실기, 또는 이들의 조합과 같은 활성 관능기를 포함한다. 일부 구현예에서는, 폴리머 바인더와 반응하는 관능성기는 에폭시기와 현저하게 반응하지 않는다. 일반적으로, 당업자는 폴리머 바인더와 반응하는 가교제의 적합한 관능성기를 선택할 수 있고, 유사하게 당업자는 가교제의 관능성기와 반응하는 폴리머 바인더의 적합한 관능성기를 선택할 수 있다. 적어도 선택된 조건하에서는 에폭시기와 현저하게 반응하지 않는 가교제의 적당한 관능성기는 예를 들면, 에폭시기, 알데히드 및 케톤을 포함한다. 알데히드 및 케톤과 반응하는 적당한 반응성 바인더 관능성기는 예를 들면, 아민을 포함한다.
일부 구현예들에서, 상기 가교제는 효과적으로 최소한 이관능성인 시클릭산 무수물이다. 적당한 시클릭산 무수물들의 비제한적인 예들은, 예를 들어, 특히 관심의 대상인 말레 무수물 및 프탈릭 무수물을 갖는, 예를 들어, 1,8-나프탈렌 디카르복실산 무수물, 이타콘 무수물, 글루타르 무수물 및 시트라콘 무수물, 퓨말산 무수물, 프탈릭 무수물, 이소프탈릭 무수물, 및 테레프탈릭 무수물을 포함한다.
바인더는 일반적으로, 적절한 구현들에 대한 전하 수송 화합물 (전하 수송층 또는 단일층 구조의 경우), 전하 발생 화합물 (전하 발생층 또는 단일층 구조의 경우) 및/또는 전자 수송 화합물을 분산 또는 용해시킬 수 있다. 전하 발생층 및 전하 수송층 모두에 대한 적당한 바인더들의 예는 일반적으로, 예를 들면, 폴리스티렌-코-부타디엔, 폴리스티렌-코-아크릴로니트릴, 개질 아크릴계 폴리머, 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-알키드 수지류, 소야-알킬 수지류, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트류, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트류, 폴리메타크릴레이트류, 스티렌 폴리머류, 폴리비닐 부티랄, 알키드 수지류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류, 폴리에스테르류, 폴리술폰류, 폴리에테르류, 폴리케톤류, 페녹시 수지류, 에폭시 수지류, 실리콘 수지류, 폴리실록산류, 폴리(히드록시에테르) 수지류, 폴리히드록시스티렌 수지류, 노보락, 폴리(페닐글리시딜에테르)-코-디시클로펜타디엔, 상기 언급한 폴리머들에 사용된 모노머들의 공중합체, 및 그 조합들을 포함한다. 적당한 특정 바인더들은 예를 들면, 폴리비닐 부티날, 폴리카보네이트, 및 폴리에스테르를 포함한다. 폴리비닐 부티랄의 비한정적인 예는 Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan으로부터의 BX-1 및 BX-5를 포함한다. 적당한 폴리카보네이트의 비한정적인 예는 비스페놀-A (예를 들어, Mitsubishi Engineering Plstics로부터의 Iupilon-A, 또는 General Electric으로부터의 Lexan 145)로부터 유도되는 폴리카보네이트 A; 시클로헥실리덴 비스페놀 (예를 들어, Mitsubishi Engineering Plstics Corp, White Plain, New York로부터의 Iupilon-Z)로부터 유도되는 폴리카보네이트 Z; 및 메틸비스페놀 A (예를 들어, Mitsubishi Chemical Corporation으로부터)로부터 유도되는 폴리카보네이트 C를 포함한다. 적합한 폴리에스테르 바인더의 비한정적인 예는 오르쏘-폴리에틸렌 테레프탈레이트 (예를 들어, Kanebo Ltd., Yamaguchi, Japan으로부터의 OPET TR-4)를 포함한다.
임의의 어느 하나 또는 그 이상의 층들에 사용되는 적당한 선택적인 첨가제들은, 예를 들면, 산화방지제, 커플링제, 분산제, 경화제, 계면활성제 및 그 조합들을 포함한다.
광도전체 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 화합물 및 전하 발생 화합물이 동일한 층에 존재하는 구현예들에서는, 상기 전하 발생 화합물 및 전하 수송 조성물을 포함하는 층은 일반적으로 약 7 내지 약 30 미크론의 두께를 갖는다. 구별되는 전자 수송층을 포함하는 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 기계적 내마모성을 증가시키고, 캐리어 액체 및 대기 수분에 대한 내성을 증가시키며, 또한 코로나 기체에 의한 감광체의 분해를 감소시킨다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 범위의 두께가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
일반적으로, 여기에 서술된 유기감광체들의 경우에, 전하 발생 화합물은, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 0.5 내지 약 25 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 1 내지 약 15 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 2 내지 약 10 중량%의 함량으로 존재한다. 전하 수송 화합물은, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 10 내지 약 80 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 35 내지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 45 내지 약 55 중량%의 함량으로 존재한다. 선택적인 제2 전하 수송 물질은, 존재하는 경우에는, 광도전층의 중량에 기초하여, 최소한 2 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 2.5 내지 약 25 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 4 내지 약 20 중량%의 함량으로 존재한다. 바인더는, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 15 내지 약 80 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 20 내지 약 75 중량%의 함량으로 존재한다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 조성물 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
개별적인 전하 발생층 및 전하 수송층을 구비하는 이중층 구현예들의 경우에는, 전하 발생층은, 일반적으로 바인더를, 전하 발생층의 중량에 기초하여, 약 10 내지 약 90 중량%, 다른 구현예들에서는 약 15 내지 약 80 중량%, 또 다른 구현예들에서는 약 20 내지 약 75 중량%의 함량으로 포함한다. 전하 발생층 중의 선택적인 전하 수송 물질은, 만약 존재한다면, 일반적으로 전하 발생층의 중량에 기초하여, 최소한 약 2.5 중량%, 다른 구현예들에서는 약 4 내지 약 30 중량%, 또 다른 구현예들에서는 약 10 내지 약 25 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 전하 수송층은, 일반적으로 바인더를, 약 20 내지 약 70 중량%, 다른 구현예들에서는 약 30 내지 약 50 중량%의 함량으로 포함한다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 범위의 이중층 구현예들에 대한 바인더 농도들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
전하 발생 화합물 및 전하 수송 물질을 포함하는 단일층 구현예들의 경우에는, 광도전층은 일반적으로 바인더, 전하 수송 물질 및 전하 발생 화합물을 포함한다. 전하 발생 화합물은, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 0.05 내지 약 25 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 2 내지 약 15 중량%의 함량으로 존재한다. 전하 수송 물질은, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 10 내지 약 80 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 25 내지 약 65 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 30 내지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 35 내지 약 55 중량%의 함량으로 존재하며, 광도전층의 나머지는 바인더, 및 임의의 통상적인 첨가제들과 같은 선택적인 첨가제들을 포함한다. 전하 수송 조성물 및 전하 발생 화합물을 포함하는 단일층은, 일반적으로 바인더를, 약 10 내지 약 75 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 20 내지 약 60 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 25 내지 약 50 중량%의 함량으로 포함한다. 선택적으로, 전하 발생 화합물 및 전하 수송 물질을 포함하는 층은, 제2 전하 수송 물질을 포함할 수도 있다. 선택적인 제2 전하 수송 물질은, 만약 존재한다면, 일반적으로 광도전층의 중량에 기초하여, 최소한 약 2.5 중량%의 함량, 다른 구현예들에서는 약 4 내지 약 30 중량%의 함량, 또 다른 구현예들에서는 약 10 내지 약 25 중량%의 함량으로 존재한다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 조성물 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
일반적으로, 전자 수송 화합물을 포함하는 임의의 층은 바람직하게는 자외선 광안정제를 더 포함할 수 있다. 특히, 전자 수송층은 일반적으로 전자 수송 화합물, 바인더 및 선택적인 자외선 광안정제를 포함할 수 있다. 전자 수송 화합물을 포함하는 오버코트층은, 여기에 인용에 의하여 본 명세서에 통합되며 함께 출원 중인, Zhu 등에 의한 미국 특허 출원 번호 제10/396,536호 "Organoreceptor with an electron transport layer"에 더욱 상세하게 서술되어 있다. 예를 들어, 상기 서술된 바와 같은 전자 수송 화합물은 여기에 서술된 광도전체들의 이형층 중에 사용될 수 있다. 전자 수송층 중의 전자 수송 화합물은, 전자 수송층의 중량에 기초하여, 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 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
광도전체의 하나 또는 그 이상의 적당한 층들 각각에 존재하는 자외선 광안정제는, 만약 존재한다면, 그 특정 층의 중량에 기초하여, 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 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
예를 들어, 광도전층은, 하나 또는 그 이상의 전하 발생 화합물, 본 발명의 전하 수송 물질, 전하 수송 화합물 또는 전자 수송 화합물과 같은 제2 전하 수송 물질, 자외선 광안정제, 및 유기 용매 중의 폴리머 바인더와 같은 성분들을 분산 또는 용해시키고, 상기 분산액 및/또는 용액을 각각의 기저층 상에 코팅시키고, 상기 코팅을 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 성분들은 고전단 균질화 (high shear homogenization), 볼-밀링, 마찰 밀링 (attritor milling), 고에너지 비드 (모래) 밀링 또는 분산액을 형성함에 있어서 입자 크기 감소에 영향을 주는, 당업계에 공지된 다른 크기 감소 방법 또는 혼합 수단에 의해서 분산될 수 있다.
감광체는 또한 선택적으로 하나 또는 그 이상의 부가적인 층들을 포함할 수도 있다. 부가적인 층들은, 예를 들면 서브층 (sub-layer) 또는 배리어층 (barrier layers), 이형층 (release layers), 보호층 (protective layers), 또는 접착층 (adhesion layers)과 같은 오버코트층일 수 있다. 이형층 또는 보호층은 광도전성 요소의 최상단층을 형성할 수 있다. 배리어층은 이형층과 광도전성 요소 사이에 개재될 수 있거나, 또는 광도전성 요소를 오버코트하는데 사용될 수 있다. 배리어층은 마모로부터 기저층을 보호한다. 접착층은 광도전성 요소, 배리어층 및 이형층, 또는 임의의 그 조합 사이에 위치하여 그들 사이의 접착을 향상시킨다. 서브층은 전하 차단층일 수 있고, 도전성 지지체와 광도전성 요소 사이에 위치한다. 서브층은 또한 도전성 지지체와 광도전성 요소 사이의 접착을 향상시킬 수도 있다.
적당한 배리어층들은 예를 들면, 가교가능한 실록사놀-콜로이달 실리카 코팅 및 히드록실화 실세스퀴옥산-콜로이달 실리카 코팅과 같은 코팅류, 및 폴리비닐 알코올, 메틸 비닐 에테르/말레산 무수물 코폴리머, 카제인, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 젤라틴, 전분, 폴리우레탄류, 폴리이미드류, 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리카보네이트류, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세토아세탈, 폴리비닐 포르말, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트류, 폴리비닐 카바졸류, 상기 언급한 폴리머들에 사용된 모노머들의 코폴리머류, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/ 비닐 알코올 터폴리머류, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/말레산 터폴리머류, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머류, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 코폴리머류, 셀룰로오스 폴리머류, 및 이들의 혼합물들과 같은 유기 바인더류를 포함한다. 상기 배리어층 폴리머류는 선택적으로 퓸 실리카, 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합과 같은 작은 무기 입자들을 포함할 수도 있다. 배리어층들은, Woo 등에 의한 미국 특허 제6,001,522호 "Barrier layer for photoconductor elements comprising an organic polymer and silica"에 더욱 상세히 서술되어 있으며, 이는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 이형층 상부코트는, 예를 들면 당업계에 공지된 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 이형층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 또는 이들의 조합이다. 상기 이형층은 가교화된 폴리머류를 포함할 수도 있다.
이형층은 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 이형층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴화-우레탄 수지류, 우레탄-아크릴계 수지류, 또는 그 조합을 포함한다. 다른 구현예들에서, 상기 이형층은 가교화된 폴리머류를 포함한다.
보호층은 유기감광체를 화학적 및 기계적 분해로부터 보호한다. 보호층은, 예를 들면 당업계에 공지된 임의의 보호층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 보호층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴화-우레탄 수지류, 우레탄-아크릴계 수지류, 또는 이들의 조합이다. 관심의 대상인 일부 구현예들에서, 상기 보호층은 가교화된 폴리머류를 포함한다.
오버코트층은, 여기에 인용에 의하여 본 명세서에 통합되며 함께 출원 중이고, 2003년 3월 25일자로 출원된, Zhu 등에 의한 미국 특허 출원 일련 번호 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, 상기에 서술된 바와 같이, 본 발명의 이형층 중에 사용될 수도 있다. 오버코트층 중의 전자 수송 화합물은, 이형층의 중량에 기초하여, 약 2 내지 약 50 중량%, 다른 구현예들에서는 약 10 내지 약 40 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성물의 부가적인 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
일반적으로, 접착층들은 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리(히드록시 아미노 에테르) 등과 같은 필름 형성 폴리머를 포함한다. 배리어 및 접착층들은, 인용에 의하여 본 명세서에 통합된, Ackley 등에 의한 미국특허 제6,180,305호 "Organic Photoreceptors for Liquid Electrophotography"에 더욱 상세하게 서술되어 있다.
서브층들은, 예를 들면 폴리비닐부티랄, 유기실란류, 가수분해성 실란류, 에폭시 수지류, 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 서브층은 약 20 Å 내지 약 20,000 Å의 건조 두께를 갖는다. 금속 산화물 도전성 입자들을 포함하는 서브층들은 약 1 내지 약 25 미크론의 두께일 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성물 및 두께의 부가적인 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
여기에 서술된 전하 수송 물질들 및 이러한 화합물들을 포함하는 유기감광체들은, 건식 또는 습식 토너 현상에 의한 화상 형성 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 고 해상도의 화상들을 제공하고, 화상을 고정하는 데에 더 낮은 에너지를 필요로 한다는 잇점을 제공하기 때문에 더 바람직할 수 있다. 적당한 습식 토너류의 예들은 당업계에 공지되어 있다. 습식 토너류는 일반적으로 캐리어 액체에 분산된 토너 입자들을 포함한다. 상기 토너 입자들은 일반적으로 착색제/안료, 수지 바인더, 및/또는 전하 디렉터 (charge director)를 포함할 수 있다. 습식 토너의 일부 구현예들에서는, 수지 대 안료 비가 1:1 내지 10:1일 수 있고, 다른 구현예들에서는, 4:1 내지 8:1일 수 있다. 습식 토너류는 미국 공개 특허 출원 2002/0128349호 "Liquid inks comprising a stable organosol", 2002/0086916호 "Liquid inks comprising treated colorant particles", 및 미국특허 제6,649,316호 "Phase change developer for liquid electrophotography"에 더욱 상세하게 서술되어 있으며, 이들 3가지 문헌들은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다.
전하 수송 조성물
여기에 서술된 바와 같이, 유기감광체는 하기 식을 갖는 전하 수송 조성물을 포함한다:
상기 식에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
X1 및 X2는 각각 독립적으로, -(CH2)m기와 같은 연결기이고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcRd기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd, Re, 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
Z는 -(CH2)k기와 같은 브릿징기이고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiRk Rl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한,
n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이다.
일반적으로, n값의 분포는 중합조건에 의존한다. 화학식 (I)의 폴리머의 존재는 단량체 및 이량체의 농도가 매우 작거나 또는 검출가능하지 않을 정도가 아니라면 일반적으로 작다고 하더라도, 유기감광체 내에서 반응하지 않는 단량체 및 이량체의 존재를 배제하지 않는다. n으로 구체화된 것처럼, 중합의 정도 는 결과물인 폴리머의 특성에 영향을 미칠 수 있다. n의 평균값은 3 이상의 임의의 값, 일부 구현예에서 5 이상의 임의의 값, 추가적인 구현예에서 n의 평균값은 10 이상일 수 있으나 일부 구현예에서는 n의 평균값이 수백 또는 수천이 될 수 있다. 당업자라면, 평균 n값의 부가적인 범위가 고려될 수 있으며, 본 발명의 범위 내라는 것을 인식할 것이다.
일부 구현예에서, 브릿징기 Z는 알킬렌기, 알케닐렌기, 헤테로시클릭기, 또는 방향족기를 포함한다. 특히, 방향족 Z기는 전하 수송 조성물의 기능에 바람직한 방식으로 기여할 수 있다. 적당한 방향족기의 비한정적인 예는 하기의 화학식을 포함한다:
또는
상기 식에서,
Q는 결합, O, S, O=S=O, C=O, 아릴기, NR3기, 또는 CR4R5기이고, 여기서 R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분; 또한
Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH 2)n-기이고, 여기서 n은 정수 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기는 O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, 우레탄, 우레아, 에스테르, NR6기, CR7기, CR8R9기, 또는 SiR10R11에 의해 선택적으로 치환되고, 상기 식에서, R6, R7, R8, R9, R10, 및 R11은 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실, 티올, 카르복실, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이다.
일부 구현예에서, 브릿징기 Z는 상기 화학식 (II)에 따른 구조를 갖고, 여기서 Q는 O=S=O기이고, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로, 결합이다. 추가적인 구현예에서, 전하 수송 조성물은 하기의 화학식을 갖는다:
상기 식에서,
n은 1 내지 100,000의 정수 분포이고;
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고; 또한
T는 하기의 화학식 중의 하나이다:
또는
상기 식에서,
T1, T2, T3, T4, 및 T5는 각각 독립적으로, O, S, O=S=O, 또는 C=O이다. 구체적으로, 본 발명의 화학식 (I) 내에서의 적합한 전하 수송 조성물의 비한정적인 예는 하기의 화학식을 갖는다:
및
상기 식에서,
n은 평균값이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수이고, 별표 (*)는 폴리머 말단기를 나타내고, 말단기가 중합단계의 마지막에 특유한 중합공정의 상태에 따라서 다른 폴리머 분자 사이에서 변화될 수 있다는 것을 나타낸다.
전하 수송 화합물의 합성
본 명세서의 개시를 기초로 하여 당업자에 의하여 다른 적당한 과정이 사용될 수 있다 하더라도, 본 발명의 전하 수송 조성물의 합성은 하기의 다단계 합성법에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 전하 수송 조성물은 예를 들어, 히드록실 수소, 아미노 수소, 카르복실 수소, 및 티올 수소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 둘 이상의 활성 수소를 포함하는 다관능성 화합물 (multi-functional compound)을 하기의 화학식을 갖는 반응성-고리 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다:
상기 식에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
X3 및 X4는 각각 독립적으로, -(CH2)p기를 포함하고, 상기 식에서 p는 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRm기, CRn기, CRoRp기, 또는 SiR qRr에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rm, Rn, Ro, Rp, Rq, 및 R r는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
Z는 -(CH2)k기를 포함하고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiRkRl 에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한,
E1 및 E2는 각각 독립적으로, 에폭시 고리, 티라닐기, 아지리디닐기 (agiridinyl group), 및 오세타닐기 (oxetanyl group)와 같은 반응성 고리기이다.
일부 구현예에서, 브릿징기 Z기는 알킬렌기, 알케닐렌기, 헤테로시클릭기, 또는 방향족기를 포함한다. 특히, 방향족기 Z기는 전하 수송 조성물의 기능에 바람직한 방식으로 기여할 수 있다. 적당한 방향족기의 비한정적인 예는 하기의 화학식을 포함한다:
또는
상기 식에서,
Q는 결합, O, S, O=S=O, C=O, 아릴기, NR3기, 또는 CR4R5기이고, 여기서 R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한
Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH 2)n-기이고, 상기 식에서 n은 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, 우레탄, 우레아, 에스테르기, NR6기, CR7기, CR8R9기, 또는 SiR10R11기에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 R6, R7, R8, R9, R10, 및 R11은 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실, 티올, 카르복실, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이다.
반응성 고리기, E1 및 E2는 대응되는 개환구조보다 더 큰 변형 에너지 (strain energy)를 갖는 헤테로시클릭 고리기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 변형 에너지의 통상적인 정의는 실제 분자와 동일한 구성의 완전하게 변형이 없는 분자 사이의 차이를 나타낸다. 변형 에너지의 기원에 대한 상세한 정보는 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있는 Wiberg 등의 논문, "A Theoretical Analysis of Hydrocarbon Properties: II Activity of Group Properties and the Origin of Strain Energy", J.Am.Chem.Soc. 109, 985 (1987)에서 확인할 수 있다. 헤테로시클릭 고리기는 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12멤버, 추가적인 구현예에서는 3, 4, 5, 7, 또는 8멤버, 일부 구현예에서는 3, 4, 또는 8멤버, 및 부가적인 구현예에서는 3 또는 4멤버를 갖는다. 이러한 헤테로시클릭 고리의 비한정적인 예는 시클릭 에테르류 (예를 들어, 에폭시드 및 옥세탄), 시클릭 아민류 (예를 들어, 아지리딘), 시클릭 황화물 (예를 들어, 티이란), 시클릭 아미드류 (예를 들어, 2-아제티디논, 2-피롤리돈, 2-피페리돈, 카프로락탐, 에난토락탐, 및 카프릴락탐), N-카르복시-α-아미노 산무수물, 락톤류, 및 시클로실록산이다. 상기 헤테로시클릭 고리의 화학적 작용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된, George Odian 등의 "Principle of Polymerization", second edition, Chapter 7, p. 508-552 (1981)에 기술되어 있다.
관심의 대상인 일부 구현예에서, 반응성 고리기는 에폭시기이다. 일부 에폭시기는 하기의 화학식을 가질 수 있다:
상기 식에서,
R21, R22, 및 R23은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 또는 방향족기 (예를 들어, 페닐, 나프틸, 카르바졸릴, 스틸베닐)이거나 또는 함께 융합될 때, 상기 원자는 5- 또는 6- 멤버 시클릭지방족 고리를 형성하는 데 필요한 원자이다.
다른 적당한 방법이 본 명세서를 기초로 하여 당업자에 의해 사용될 수 있다 하더라도, 디-에폭시-고리 화합물은 하기의 다단계 합성법에 의하여 제조될 수 있다.
제1 단계는 두 개의 할로겐기 (즉, 디브로모알칸 또는 4,4'-디클로로디페닐 술폰)를 갖는 연결 유기 화합물 및 히드라진 수화물 사이의 친핵성 치환반응이다. 연결 유기 화합물은 두 할로겐기와 관련하여 대칭되거나 또는 대칭되지 않을 수 있다. 반응 혼합물을 24시간 동안 환류할 수 있다. 친핵성 치환반응의 생성물은 4,4'-디히드라지노디페닐 술폰과 같은 두 개의 히드라진기를 갖는 대응되는 방향족 화합물이다.
제2 단계에서, 두 개의 히드라진기를 갖는 방향족 화합물이 알데히드 또는 케톤을 갖는 아릴아민과 반응하여 대응되는 두 개의 히드라존기를 갖는 방향족 화합물을 형성할 수 있다. 만일 바람직하게는, 두 개의 상이한 아릴아민 화합물은 디-히드라진 화합물과 반응할 수 있다. 케토기를 갖는 하나 또는 두 개의 아릴아민 반응물의 사용은 H와 구별되는 R1 및/또는 R2기를 갖는 전하 수송 물질을 생성한다. 두 개의 상이한 아릴아민의 사용이 생성물의 혼합물을 만들 수 있지만, 당업자는 순차 또는 동시 반응을 통하여 생성물의 바람직하지 않은 형태의 합성을 감소시킬 수 있고, 상이한 생성 화합물을 적합한 정제방법을 통하여 분리할 수 있다.
제3 단계에서, 두 개의 히드라존기를 갖는 방향족 화합물의 두 NH기는 알칼린의 존재 상에서 에폭시기를 포함하는 유기 할라이드와 반응하여 연결기를 통하여 함께 결합된 두 개의 에폭시화-히드라존을 갖는 전하 수송 물질을 형성할 수 있다. 본 발명의 에폭시기를 포함하는 적당한 유기 할라이드의 비한정적인 예는 에피클로로히드린과 같은 에피할로히드린이다. 또한, 에폭시기를 포함하는 유기 할라이드는 올레핀기를 갖는 대응되는 유기 할라이드의 에폭시화 반응에 의하여 제조될 수 있다. 에폭시화 반응은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있는, Carey 등의 "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis", New York, 1983, pp 494-498 에 기술되어 있다. 올레핀기를 갖는 유기 할라이드는 알데히드 또는 케토기를 갖는 적당한 유기 할라이드 및 적당한 Wittig 시약 사이의 Wittig 반응에 의해 제조될 수 있다. 상기 Wittig반응 및 관계 반응은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있는 Carey 등의 "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis", New York, 1983, pp.69-77 등에 기술되어 있다. 기 (group)의 특유한 반응성에 따라서 반응의 일부 순서는 변화될 수 있다.
관심의 대상인 일부 구현예에서, E기는 티라닐기이다. 상기 기술한 바와 같은 에폭시기는 테트로히드로퓨란 중에서 에폭시 화합물 및 암모늄 티오시아네이트를 환류하여 대응되는 티라닐 화합물로 전환될 수 있다. 다른 한편으로, 대응되는 티라닐 화합물은 3-(티오시아노)프로필-관능화 실리카 겔 (Aldrich, Milwaukee, WI로부터 상업적으로 구입가능)을 통하여 상기 기술한 에폭시 화합물 용액을 통과시켜 얻을 수 있다. 다른 한편으로, 티라닐 화합물은 대응되는 에폭시 화합물의 thia-Payne 재배열에 의하여 얻을 수 있다. thia-Payne 재배열은 Rayner, C. M.의 Synlett 1997, 11; Liu,Q. Y.; Marchington, A. P.; Rayner, C. M. 의 Tetrahedron 1997, 53, 15729; Ibuka, T.의 Chem. Soc. Rev. 1998, 27,145; and Rayner, C. M.의 Comtemporary Oraganic Synthesis 1996, 3, 499 등에 기술되어 있다. 상기 네 논문 모두는 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다. 이러한 구현예에 대하여, X'기는 예를 들어, 할로겐 및 티라닐기를 갖는 이관능성기를 사용하여 형성될 수 있다. 할라이드기는 친핵성 치환에 의한 히드라존의 2차 아민기에의 결합에 의해 치환될 수 있다.
관심의 대상인 일부 구현예에서, E기는 아지리디닐기이다. 아지리딘 화합물은 상기 기술한 에폭시 화합물 중의 하나와 같은 대응되는 에폭시 화합물의 aza-Payne 재배열에 의해 얻을 수 있다. aza-Payne 재배열은 Rayner, C. M.의 Synlett 1997, 11; Liu,Q. Y.; Marchington, A. P.; Rayner, C. M. 의 Tetrahedron 1997, 53, 15729; Ibuka, T.의 Chem. Soc. Rev. 1998, 27,145 등에 기술되어 있다. 상기 세 논문 모두는 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다. 다른 한편으로, 아지리딘 화합물은 적당한 니트렌 화합물 및 적당한 알켄 사이의 부가반응에 의하여 제조될 수 있다. 이러한 부가반응은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있는 Carey 등의 "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis", New York, 1983, pp.446-448 등에 기술되어 있다. 이들 구현예에 대하여, X'기는 예를 들어, 할로겐 및 아지리디닐기를 갖는 이관능성기를 사용하여 형성될 수 있다. 할라이드기는 친핵성 치환에 의한 히드라존의 2차 아민기에의 결합에 의하여 치환될 수 있다.
관심의 대상인 일부 구현예에서, E기는 옥세타닐기이다. 옥세타닐 화합물은 적당한 카르보닐 화합물 및 적당한 알켄 사이의 Paterno-Buchi 반응에 의하여 제조될 수 있다. Paterno-Buchi 반응은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있는 Carey 등의 "Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis", New York, 1983, pp.335-336 등에 기술되어 있다. 이들 구현예에 대하여, X'기는 예를 들어, 할로겐 및 옥세타닐기를 갖는 이관능성기를 사용하여 형성될 수 있다. 할라이드기는 친핵성 치환에 의한 히드라존의 2차 아민기에의 결합에 의하여 치환될 수 있다.
반응성 고리기를 갖는 반응을 위하여, 이관능성 화합물, 삼관능성 화합물, 및 사관능성 화합물과 같은 다관능성 화합물은 히드록실 수소, 티올 수소, 아미노 수소, 및 카르복실 수소와 같은 둘 이상의 활성 수소 원자를 가질 수 있다. 임의의 다관능성 화합물 중에서 활성 수소 원자는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 사관능성 화합물의 비한정적인 예는 테트라-히드록실 화합물, 테트라-티올 화합물, 테트라-아미노 화합물, 및 테트라-카르복실산을 포함한다. 삼관능성 화합물의 비한정적인 예는 트리-히드록실 화합물, 트리-티올 화합물, 트리-아미노 화합물, 및 트리-카르복실산을 포함한다. 이관능성 화합물은 암모니아, 1차 아민, 디올, 디티올, 디아민, 디카르복실산, 히드록실아민, 아미노산, 히드록실산, 티올산, 히드록시티올, 또는 티오아민일 수 있다. 적당한 디티올의 비한정적인 예는 4,4'-티오비스벤젠티올, 1,4-벤젠디티올, 1,3-벤젠디티올, 술포닐-비스(벤젠티올), 2,5-디메캅토-1,3,4-티아디아졸, 1,2-에탄디티올, 1,3-프로판디티올, 1,4-부탄디티올, 1,5-펜탄디티올, 및 1,6-헥산디티올이다. 적당한 디올의 비한정적인 예는 2,2'-비-7-나프톨, 1,4-디히드로벤젠, 1,3-디히드록시벤젠, 10,10-비스(4-히드록시페닐)안트론, 4,4'-술포닐디페놀, 비스페놀, 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디페놀, 1,10-데칸디올, 1,5-펜탄디올, 디에틸렌글리콜, 4,4'-(9-플루오레닐리덴)-비스(2-페녹시에탄올), 비스(2-히드록시에틸)테레프탈레이트, 비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐]술폰, 히드록시퀴논-비스 (2-히드록시에틸)에테르, 및 비스(2-히드록시에틸)피페라진이다. 적당한 디아민의 비한정적인 예는 디아미노아렌, 및 디아미노알칸이다. 적당한 디카르복실산의 비한정적인 예는 프탈산, 테레프탈산, 아디프산, 및 4,4-비페닐디카르복실산이다. 적당한 히드록실아민의 비한정적인 예는 p-아미노페놀 및 플루오레세인아민 (fluoresceinamine)이다. 적당한 아미노산의 비한정적인 예는 4-아미노부티르산, 페닐알라닌, 및 4-아미노벤조산이다. 적당한 히드록실산의 비한정적인 예는 살리실산, 4-히드록시부티르산, 4-히드록시벤조산이다. 적당한 히드록시티올의 비한정적인 예는 모노티오히드로퀴논 및 4-머캅토-1-부탄올이다. 적당한 티오아민의 비한정적인 예는 p-아미노벤젠티올이다. 적당한 티올산의 비한정적인 예는 4-머캅토벤조산 및 4-머캅토부티르산이다. 상기 이관능성 화합물 모두는 Aldrich Chemical Co. 및 기타 화학 약품 제조업체로부터 상업적으로 구입가능하다.
일부 구현예에서 이관능성 화합물은 알킬렌기, 알케닐렌기, 헤테로시클릭기, 또는 방향족기에 부착된 두 개의 관능성기를 포함할 수 있다. 적당한 방향족기의 비한정적인 예는 하기의 화학식을 갖는 기를 포함할 수 있다:
또는
상기 식에서,
Q'는 결합, O, S, O=S=O, NR12기, 또는 CR13R14기이고, R12 , R13, 및 R14는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한
Z5, Z6, Z7, 및 Z8는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH 2)q기이고, 상기 식에서 q는 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, 우레탄, 우레아, 에스테르기, NR15기, CR16 기, CR17R18기, 또는 SiR19R20기에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 R15, R16, R17, R18, R19, 및 R20은 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실, 티올, 카르복실, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이다.
반응성-고리 화합물 및 이관능성 화합물의 화합적 결합은 가교제 또는 상승된 반응온도를 사용하여 촉진될 수 있다. 반응온도는 20℃ 내지 200℃일 수 있다. 바람직하게는 반응온도는 30℃ 내지 100℃이다.
당업계에서 공지된 에폭시기와 같은 반응성 고리기와, 히드록실, 티올, 카르복실, 및 아미노기와 같은 관능기 사이의 반응을 위한 임의의 통상적인 가교제는 본 발명을 위해 사용될 수 있다. 적당한 가교제의 비한정적인 예는 산무수물 및 1차 또는 2차 아민이다. 적당한 산무수물의 비한정적인 예는 무수 1,8-나프탈렌 디카르복실산, 무수이타콘산, 무수글루타르산 및 무수시트라콘산, 무수퓨말산, 무수프탈산, 무수이소프탈산, 및 무수테레프탈산이고, 가장 바람직하게는 무수말레산 및 무수프탈산이다. 적당한 1차 또는 2차 아민의 비한정적인 예는 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, m-페닐렌디아민이다.
전하 수송 조성물을 합성하는 것은 중합의 정도, 즉 n의 평균값 및/또는 분포가 반응물의 농도, 반응조건, 및 반응시간에 의해서 결정된다. 이러한 반응 패러미터들은 반응 한도의 적정값을 얻기 위하여 본 개시를 기초로 하여 당업자에 의해 조정될 수 있다. 일반적으로, 만일 반응성 고리 화합물 및 이관능성 화합물이 1 대 1의 비로 사용된다면, 전하 수송 조성물은 반응성-고리 말단기 및 관능기 모두를 갖는 분자를 포함하는 경향이 있다. 약간 과량의 반응성-고리 화합물은 반응성-고리 말단기의 퍼센트를 크게하는 경향이 있다. 유사하게, 약간 과량의 이관능성 화합물은 이관능성 말단기의 퍼센트를 크게 하는 경향이 있다.
보다 구체적으로는, 반응성-고리 화합물 및 이관능성 화합물은 반응하여 화학식 (I)에서 나타낸 바와 같이 하나 이상의 반복단위를 갖는 저분자들을 형성한다. 충분하게 약한 반응조건 및 충분하게 짧은 반응시간하에서, 단량체 조성물은 효율적으로 형성될 수 있다. 반응이 추가로 진행되는 만큼, 저분자들은 다른 분자단위와 추가로 반응할 수 있고, 반응성-고리 화합물 및/또는 이관능성 화합물은 추가로 반응할 수 있는 더 큰 분자를 형성하게 된다. 이러한 반응과정은 반응이 정지할 때까지 계속된다. 결과물인 생성물은 일반적으로 각 말단기의 함량뿐만이 아니라 평균 분자량 및 분자량의 분포에 의해 특성화될 수 있다. 폴리머를 특성화하기 위하여 사용되는 다양한 기술들은 일반적으로 본 명세서에 기술한 대응되는 폴리머들을 특성화하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로, 만일 가교제가 사용된다면, 가교제는 다른 성분들과 결합하기 전에, 전하 수송 화합물 또는 폴리머 바인더와 반응하는 것이 바람직하다. 당업자는 바람직한 특성을 갖는 층을 형성하기 위하여 동시에 또는 순차적으로 모든 성분들을 결합하는 것과 같은 적합한 반응의 순서들을 평가할 수 있다.
반응성 고리기가 본 명세서에 기술되어 있는 폴리머들의 형성을 위하여 다양한 합성법을 제공하지만, 상기 화학식 (I)의 다른 연결기 Y는 반응성 고리기를 필요로 하지 않는 다른 부가반응을 사용하여 형성될 수 있다. 일부 적합한 반응의 비한정적인 예는 에스테르화 반응 및 아미드화 반응을 포함한다. 당업자는 중합을 위한 적당한 반응성 관능기를 인식할 것이다.
본 발명은 하기의 실시예의 방식에 의하여 추가로 기술될 것이다.
실시예
실시예 1- 전하 수송 조성물의 합성 및 특성화
본 실시예는 조성물 1 내지 4의 합성 및 특성화에 대해서 서술하며, 여기에서 화합물 번호는 상기 화학식 번호를 의미한다. 특성화는 상기 화합물로 형성된 물질들의 화학적 특성화 및 전기적 특성화를 포함한다.
조성물 (1)
히드라진 수화물 (158ml, Aldrich으로부터의) 중의 4,4'-디클로로디페닐 술폰 (20g, 0.069몰, Aldrich으로부터 구입)의 현탁액을 24시간 동안 환류시켰다. 상기 혼합물을 실온으로 냉각하고, 결정들을 침전시켰다. 결정들을 여과하여 물로 세 번, 이소프로판올로 한번 세척하였다. 생성물, 4,4'-디히드라지노디페닐 술폰의 수율은 81.8% (15.75g)이었다. 생성물의 융점은 193-194℃였다. 4,4'-디히드라지노디페닐 술폰의 제조에 대한 문헌의 방법은 "Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, 11, p. 1508-1510,1980 (issued in the Republic of Latvia)"에 공개되어 있다. 본 문헌은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다.
환류 응축기 및 자기 교반기를 구비한 250ml, 3구 둥근 바닥 플라스크에 4-(디페닐아미노)벤즈알데히드 (25g, 0.09몰, Aldrich로부터 구입), 4,4'-디히드라지노디페닐 술폰 (11.37g, 0.041몰) 및 디옥산 80ml의 혼합물을 가하였다. 반응 혼합물을 2시간 동안 교반하면서 50℃로 가열하였다. 상기 용매를 증발에 의해 제거하고, 4,4'-디히드라존디페닐 술폰 트리페닐아미노히드라존을 얻었다. 수율은 93.4% (30.1g)이었다.
환류 응축기, 온도계, 및 자기 교반기를 구비한 250ml, 3구 둥근 바닥 플라스크에 4,4'-디히드라존디페닐 술폰 트리페닐아미노히드라존 (30.1g, 0.038몰) 및 에피클로로히드린 (68ml, 0.855몰, Aldrich로부터 구입)의 혼합물을 가하였다. 반응 혼합물을 35-40℃에서 7시간 동안 격렬하게 교반하였다. 이 시간 동안에 반응 혼합물을 20-25℃로 냉각하기에 전에, 85% 수산화칼륨 분말 (KOH, 11.3g, 0.171몰) 및 무수황산나트륨 (Na2SO4, 9g, 0.0228몰)을 세 부분으로 가하였다. 반응을 완료한 후, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여과하였다. 유기 부분을 에틸 아세테이트로 처리하고, 물의 pH가 중성이 될 때까지 증류수로 세척하였다. 이어서, 유기층을 무수 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 활성탄으로 처리하고, 여과하였다. 용매를 증발시켜 디-에폭시드를 제조하였다. 아세톤:헥산 비가 1:4인 용출액을 사용하는 칼럼 크로마토그래피 (실리카 겔, 그레이드 62, 60-200메쉬, 150Å, Aldrich로부터 구입)에 의해 디에폭시드를 정제하였다. 디-에폭시드 (조성물 (1) 단량체 전구체)를 함유하는 유분을 수집하고, 용매를 증발시켰다. 아세톤: 헥산비가 1:4인 혼합물로부터 디-에폭시드를 재결정하고 50℃의 진공 오븐에서 6시간 동안 건조하였다. 4,4'-디히드라존디페닐 술폰 트리페닐아미노히드라존의 디-에폭시드의 수율은 56% (19.3g)이었다. 생성물의 융점은 223-225℃였다. CDCl3 중의 4,4'-디히드라존디페닐 술폰 트리페닐아미노히드라존의 디-에폭시드의 1H-NMR 스펙트럼(100MHz)은 하기의 화학적 이동으로 특성화되었다: (δ, ppm): 8.0 - 6.8 (m, 38H, CH=N, Ar); 4.5 - 4.3 (dd, 2H, NCH2의 양성자 중 하나); 4.1 - 3.8 (dd, 2H, NCH2의 양성자 중 다른 하나); 3.2 (m, 2H, CH); 2.9 - 2.8 (dd, 2H, OCH2의 양성자 중 하나); 및 2.7 - 2.5 (dd, OCH2 양성자 중 다른 하나). 원소 분석으로 하기의 결과를 중량%로 얻었으며: C=74.71, H=5.33, 및 N=9.45; 이는 C38H35N 5O2에 대하여 계산된 수치인 C=74.64, H=5.37, 및 N=9.33과 비교되었다.
환류 응축기 및 기계적 교반기를 구비한 50ml, 3구 둥근 바닥 플라스크에 4,4'-디히드라존디페닐 술폰 트리페닐아미노히드라존의 디-에폭시드 (1g, 1.1밀리몰, 전단계에서 제조), 티오비스벤젠티올 (0.275g, 1.1밀리몰, Aldrich로부터 구입) 및 테트라히드로퓨란 (THF) 15ml의 혼합물을 가하였다. 이어서, 혼합물에 트리에틸아민 (0.14ml, 1.1밀리몰, Aldrich, Milwaukee, WI로부터의)을 가하였다. 혼합물을 아르곤 대기하에서 60시간 동안 환류시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 3-4cm의 실리카 겔 (그레이드 62, 60-200메쉬, 150Å)층을 통하여 여과하였다. 실리카 겔을 THF를 사용하여 세척하였다. 용액을 증발에 의해 15-20ml로 농축시키고, 이어서 격렬한 교반과 함께 20배 과량의 메탄올에 붓는다. 결과물인 침전물을 여과하고, 메탄올을 사용하여 반복적으로 세척하고, 50℃의 진공하에서 건조하였다. 조성물 (1)의 수율은 84.7% (1.08g)이었다.
조성물 (2)
조성물 (2)는 9-에틸-3-카르바졸카르복스알데히드 (0.09몰)가 4-(디페닐아미노)벤즈알데히드 (0.09몰)로 치환되는 것을 제외하고는 조성물 (1)의 방법에 따라서 제조되었다.
조성물 (3)
조성물 (3)은 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸 (0.165g, 1.1밀리몰)이 티오비스벤젠티올 (0.275g, 1.1밀리몰)로 치환되는 것을 제외하고는 조성물 (1)의 방법에 따라서 제조되었다. 조성물 (3)의 수율은 86.6% (1.01g)이었다.
조성물 (4)
조성물 (4)는 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸 (0.165g, 1.1밀리몰)이 티오비스벤젠티올 (0.275g, 1.1밀리몰)로 치환되는 것을 제외하고는 조성물 (2)의 방법에 따라서 제조되었다.
실시예 2-전하 이동도 측정
본 실시예는 실시예 1에 기술되어 있는 조성물 (1) 및 (3)으로 제조된 샘플에 대한 전하 이동도의 측정을 기술한다.
샘플 1
테트라히드로퓨란 2ml 중에 조성물 (1)의 혼합물 0.1g을 용해시켰다. 당해 용액을 딥 롤러법에 의해 도전성 알루미늄층을 갖는 메틸 셀룰로스 도포된 폴리에스테르 필름 상에 코팅하였다. 80℃에서 1시간 동안 건조시킨후, 7㎛의 세정 박막을 형성하였다. 이 샘플의 정공 이동도를 측정하고 결과를 표 1에 나타내었다.
샘플 2
샘플 2는 조성물 (1)을 조성물 (3)으로 대체하였고, 코팅의 두께를 4㎛로 한 것을 제외하고는 샘플 1과 유사하게 제조하고 테스트하였다.
이동도 측정
각각의 샘플을 표면 포텐셜 U까지 양으로 코로나 대전시키고, 2 ns 길이의 질소 레이져 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 chalkogenide glasses," Proceeding IPCS 1994: The Physics and Chemistry of Imaging Systems, Rochester, NY, pp. 747-752에 서술된 바와 같이 결정하였다. 대전 레짐 (regime)을 변화시키고, 층 E 내부의 다른 전기장 강도에 해당하는 다른 U 수치들로 샘플을 대전시키면서 상기 정공 이동도 측정을 반복하였다. 전기장 강도에 대한 이러한 의존성은 하기 식에 의해서 대략 계산할 수 있다.
μ= μ0eα√E
상기 식에서, E는 전기장 강도이고, μ0는 제로장 이동도 (zero field mobility)이고, α는 풀-프렌켈 (Pool-Frenkel) 패러미터이다. 이러한 계산법으로부터 결정된 6.4 ×105 V/cm 장 강도에서의 이동도 값 뿐만 아니라, 이동도 특성 패러미터들인 μ0 및 α값을 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 μ0 (cm2/V·s) 6.4 ×105 V/cm에서의μ(cm2/V·s) α(cm/v)0.5 이온화포텐셜(eV)
샘플1/조성물 (1) 8.10-9 2.10-5 0.0098 5.49
샘플2/조성물 (3) ∼1.10-8 ∼6.10-5 ∼0.0011 5.49
실시예 3 - 이온화 포텐셜 측정
본 실시예는 실시예 1에 기술한 두 폴리머 전하 수송 화합물들에 대한 이온화 포텐셜 측정을 서술한 것이다.
이온화 포텐셜 측정을 수행하기 위해서, 20 cm2 기판 표면 상에, 0.2 ml의 테트라히드로퓨란 중의 폴리머 전하 수송 물질 2 mg 용액으로부터, 약 0.5 ㎛ 두께의 폴리머 전하 수송 물질의 박막층을 코팅하였다. 기판은 약 0.4 ㎛ 두께의 메틸셀룰로오즈 서브층 상에 알루미늄층을 갖는 폴리에스테르 필름이다.
이온화 포텐셜은 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. 특히, 각각의 샘플을 중수소 램프 소스를 갖는 쿼츠 모노크로메이터 (quartz monochromator)로부터의 모노크로마틱 라이트로 조사하였다. 입사 광선 빔의 출력은 2-5·10-8 W이었다. 샘플 기판에 -300 V의 네가티브 전압이 가해졌다. 4.5 ×15 mm2 슬릿을 갖는 조사에 대한 카운터-전극이, 샘플 표면으로부터 8 mm 거리에 놓여졌다. 광전류 (photocurrent) 측정을 위해서, 카운터-전극은 오픈 인풋 레짐 (open input regime)에서 작동되는, BK2-16 타입 일렉트로미터의 입력에 연결되었다. 10-15 내지 10-12 amp의 광전류가 조사 하의 회로 내에 흐르고 있었다. 광전류, I는 입사 광선 광자 에너지 hν에 강하게 의존하였다. I0.5=f(hν) 의존성을 플롯화하였다. 통상적으로, 입사 광선 양자 에너지 (quanta energy)에 대한 광전류의 제곱근의 의존성은 한계값 (threshold) 부근에서의 선형 관계에 의해서 잘 서술된다 ["Ionization Potential of Organic Pigment Film by Atmospheric Photoelectron Emission Analysis", Electrophotography, 28, Nr. 4, p. 364 (1989) by E. Miyamoto, Y. Yamaguchi, 및 M. Yokoyama; 및 "Photoemission in Solids", Topics in Applied Physics, 26, 1-103 (1978) by M. Cordona 및 L. Ley를 참조할 수 있으며, 상기 양 문헌은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다]. 이러한 의존성의 선형 부분은 hν축에 외삽되며, Ip 값은 절편에서의 광자 에너지로서 결정된다. 이온화 포텐셜 측정은 ±0.03 eV의 오차를 갖는다. 이온화 포텐셜 값들을 표 1에 나타내었다.
당업자계에서 알려진 바대로, 부가적인 치환, 치환기 중의 변화, 및 합성 및 사용의 선택적인 방법들이 본 발명의 본 개시의 범위 및 한도내에서 실시될 수 있다. 상기의 구현예들은 서술을 위한 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 부가적인 구현예는 청구범위 내에 속한다. 본 발명이 특유의 구현예와 관련하여 기술하였지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 형식 및 세부사항들에 있어서 변화가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
본 발명은 대전 전위 (Vacc)를 최대화하고, 전하 방출시에 노광 전위(Vdis)를 최소화하여 고품질의 화상을 생산하는 유기감광체를 제공하고, 또한 액체 캐리어에 의한 감소된 추출을 나타내고, 폴리머 바인더에 대한 필요성을 감소시키는 폴리머 전하 수송 조성물을 제공하는 것이다.

Claims (40)

  1. 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광전도성 요소가:
    (a) 하기 화학식을 갖는 폴리머 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
    X1 및 X2는 각각 독립적으로, 연결기이고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
    Z는 브릿징기이고; 또한,
    n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이고; 및
    (b) 전하 발생 화합물
    을 포함하는 유기감광체.
  2. 제1항에 있어서, Y1 및 Y2가 각각 독립적으로, (N,N-이치환된)아릴아민, 줄로리딘, 또는 카르바졸기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  3. 제1항에 있어서, X1 및 X2가 각각 독립적으로, -(CH2)m기를 포함하고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcR d기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd , Re, 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  4. 제3항에 있어서, 하나 이상의 메틸렌기가 헤테로시클릭기, 방향족기, CHOH기, O, 또는 S에 의하여 치환되는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전하 수송 조성물이 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 유기감광체:
    상기 식에서,
    n은 1 내지 100,000의 정수 분포이고;
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고; 또한
    T는 하기의 화학식 중의 하나이다:
    또는
    상기 식에서,
    T1, T2, T3, T4, 및 T5는 각각 독립적으로, O, S, O=S=O, 또는 C=O이다.
  6. 제1항에 있어서, Z가 -(CH2)k기를 포함하고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiR kRl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl 는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 유기 감광체.
  7. 제6항에 있어서, Z가 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 유기감광체:
    또는
    상기 식에서,
    Q는 결합, O, S, O=S=O, C=O, 아릴기, NR3기, 또는 CR4R5기이고, 여기서, R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한
    Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH 2)n기이고, 여기서 n은 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, 우레탄, 우레아, 에스테르기, NR6기, CR7기, CR8R9기, 또는 SiR10R11기에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 R6, R7, R8, R9, R10, 및 R11은 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실, 티올, 카르복실, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이다.
  8. 제7항에 있어서, Z가 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 감광체:
    상기 식에서,
    Q는 O=S=O이고, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로, 결합이다.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광도전성 요소가 제2 전하 수송 물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  10. 제9항에 있어서, 제2 전하 수송 물질이 전자 수송 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  11. 제1항에 있어서, 광도전성 요소가 폴리머 바인더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  12. (a) 광 화상 형성 성분; 및
    (b) 상기 광 화상 형성 성분으로부터 광을 수용할 수 있도록 배향되었으며, 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광전도성 요소가:
    (i) 하기 화학식을 갖는 폴리머 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
    X1 및 X2는 각각 독립적으로, 연결기이고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
    Z는 브릿징기이고; 또한,
    n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이고; 및
    (ii) 전하 발생 화합물
    을 포함하는 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, Y1 및 Y2가 각각 독립적으로, (N,N-이치환된)아릴아민, 줄로리딘, 또는 카르바졸기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  14. 제12항에 있어서, X1 및 X2가 각각 독립적으로, -(CH2)m기를 포함하고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcR d기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd , Re, 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서, 하나 이상의 메틸렌기가 헤테로시클릭기, 방향족기, CHOH기, O, 또는 S에 의하여 치환되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  16. 제12항에 있어서, Z가 -(CH2)k기를 포함하고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiR kRl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl 는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  17. 제16항에 있어서, Z가 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치:
    또는
    상기 식에서,
    Q는 결합, O, S, O=S=O, C=O, 아릴기, NR3기, 또는 CR4R5기이고, 여기서, R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한
    Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH 2)n기이고, 여기서 n은 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, 우레탄, 우레아, 에스테르기, NR6기, CR7기, CR8R9기, 또는 SiR10R11기에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 R6, R7, R8, R9, R10, 및 R11은 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실, 티올, 카르복실, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이다.
  18. 제17항에 있어서, Z가 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치:
    상기 식에서,
    Q는 O=S=O이고, 또한 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로, 결합이다.
  19. 제12항에 있어서, 광도전성 요소가 전자 수송 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  20. 제12항에 있어서, 광도전성 요소가 폴리머 바인더를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  21. 제12항에 있어서, 토너 분배기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  22. (a) 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광전도성 요소가:
    (i) 화학식 1을 갖는 폴리머 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
    X1 및 X2는 각각 독립적으로, 연결기이고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
    Z는 브릿징기이고; 또한,
    n은 평균이 1보다 큰 1 내지 100,000의 정수 분포이고; 및
    (ii) 전하 발생 화합물
    을 포함하는 유기감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계;
    (b) 선택된 영역들에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하기 위하여 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시키는 단계;
    (c) 톤 화상을 형성하기 위하여 상기 표면을 토너와 접촉시키는 단계; 및
    (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계
    를 포함하는 전자사진 화상 형성방법.
  23. 제22항에 있어서, Y1 및 Y2가 각각 독립적으로 (N,N-이치환된)아릴아민, 줄로리딘, 또는 카르바졸기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성방법.
  24. 제22항에 있어서, X1 및 X2가 각각 독립적으로, -(CH2)m기를 포함하고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcR d기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd , Re, 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성방법.
  25. 제22항에 있어서, Z가 -(CH2)k기를 포함하고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiR kRl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl 는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 광도전성 요소가 전자 수송 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성방법.
  27. 제20항에 있어서, 상기 토너가 착색제 입자를 포함하는 토너를 포함하는 전자사진 화상 형성방법.
  28. 하기 화학식을 갖는 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    Y1 및 Y2가 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
    X1 및 X2가 각각 독립적으로, 연결기이고;
    R1 및 R2가 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
    Z는 브릿징기이고; 또한,
    n은 평균이 2보다 큰 정수의 분포이다.
  29. 제28항에 있어서, Y1 및 Y2가 각각 독립적으로 (N,N-이치환된)아릴아민, 줄로리딘, 또는 카르바졸기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  30. 제28항에 있어서, X1 및 X2가 각각 독립적으로, -(CH2)m기를 포함하고, 상기 식에서 m은 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRa기, CRb기, CRcR d기, 또는 SiReRf에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Ra, Rb, Rc, Rd , Re, 및 Rf는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 하나 이상의 메틸렌기가 헤테로시클릭기, 방향족기, CHOH기, O, 또는 S에 의하여 치환되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  32. 제30항에 있어서, 상기 전하 수송 조성물이 하기 화학식을 갖는 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    n은 1 내지 100,000의 정수 분포이고;
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고; 또한
    T는 하기의 화학식 중의 하나이다:
    또는
    상기 식에서,
    T1, T2, T3, T4, 및 T5는 각각 독립적으로, O, S, O=S=O, 또는 C=O이다.
  33. 제28항에 있어서, Z가 -(CH2)k기를 포함하고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiR kRl에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl 는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분인 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  34. 제33항에 있어서, Z가 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물:
    또는
    상기 식에서,
    Q는 결합, O, S, O=S=O, C=O, 아릴기, NR3기, 또는 CR4R5기이고, 여기서, R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로, H, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한
    Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로, 결합 또는 -(CH 2)n기이고, 여기서 n은 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, Si, B, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, 우레탄, 우레아, 에스테르기, NR6기, CR7기, CR8R9기, 또는 SiR10R11기에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 R6, R7, R8, R9, R10, 및 R11은 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실, 티올, 카르복실, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이다.
  35. 제34항에 있어서, Z가 하기의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    Q는 O=S=O이고, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로, 결합이다.
  36. 히드록실 수소, 아미노 수소, 카르복실 수소, 및 티올 수소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 둘 이상의 활성 수소를 포함하는 다관능성 화합물과 하기의 화학식을 갖는 반응성-고리 화합물을 공중합하여 제조되는 전하 수송 조성물:
    상기 식에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 아릴아민기이고;
    X3 및 X4는 각각 독립적으로, -(CH2)p기를 포함하고, 상기 식에서 p는 1 내지 20의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRm기, CRn기, CRoRp기, 또는 SiR qRr에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rm, Rn, Ro, Rp, Rq, 및 R r는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 헤테로시클릭, 또는 방향족기이고;
    Z는 -(CH2)k기를 포함하고, 상기 식에서 k는 1 내지 30의 정수이고, 또한 하나 이상의 메틸렌기가 O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, 헤테로시클릭기, 방향족기, NRg기, CRh기, CRiRj기, 또는 SiRkRl 에 의해 선택적으로 치환되고, 여기서 Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 Rl는 각각 독립적으로, 결합, H, 히드록실기, 티올기, 카르복실기, 아미노기, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 헤테로시클릭기, 방향족기, 또는 고리기의 부분이고; 또한,
    E1 및 E2는 각각 독립적으로, 반응성 고리기이다.
  37. 제36항에 있어서, E1 및 E2는 각각 독립적으로, 헤테로시클릭 고리기는 3-, 4-, 5-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11-, 또는 12-멤버 헤테로시클릭 고리기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  38. 제36항에 있어서, E1 및 E2는 각각 독립적으로, 3-, 4-, 5-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11-, 또는 12-멤버 시클릭 에테르류, 시클릭 아민류, 시클릭 황화물, 시클릭 아미드류, N-카르복시-α-아미노 산무수물, 락톤류, 및 시클로실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  39. 제36항에 있어서, E1 및 E2는 각각 독립적으로, 에폭시드, 옥세탄, 아지리딘, 티란, 2-아제티디논, 2-피롤리돈, 2-피페리돈, 카프로락탐, 에난토락탐, 및 카프릴락탐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
  40. 제36항에 있어서, 상기 다관능성 화합물이 트리올, 트리아민, 트리티올, 디올, 디티올, 디티올, 디아민, 디카르복실산, 히드록실아민, 아미노산, 히드록실산, 티올산, 히드록시티올, 및 티오아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전하 수송 조성물.
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