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Dokumentenidentifikation DE602005000393T2 08.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001584986
Titel Polyazine-basierende Ladungstransportverbindungen
Anmelder Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR
Erfinder Tokarski, Zbigniew, Woodbury, MN 55125, US;
Montrimas, Edmundas, 2041 Vilnius, LT;
Malinauskas, Tadas, 300 Kaunas, LT;
Jubran, Nusrallah, St. Paul, MN 55119, US;
Jankauskas, Vygintas, 2041 Vilnius, LT;
Getautis, Vytautas, 3031 Kaunas, LT
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 602005000393
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 25.02.2005
EP-Aktenzeichen 052511318
EP-Offenlegungsdatum 12.10.2005
EP date of grant 03.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse G03G 5/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G03G 5/07(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08G 65/48(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08G 75/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08G 75/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C08F 12/36(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf zur Verwendung bei der Elektrophotographie geeignete Organophotorezeptoren und genauer auf Organophotorezeptoren mit einem Ladungstransportmaterial, das ein Polymer mit sich wiederholenden aromatischen Azingruppen umfaßt. Weiterhin bezieht sich die Erfindung weiter auf Verfahren zum Bilden eines Ladungstransportmaterials, das ein Polymer mit sich wiederholenden aromatischen Azingruppen umfaßt.

Bei der Elektrophotographie wird ein Organophotorezeptor in Form einer Platte, Scheibe, Bogens, Bandes, Trommel oder dergleichen mit einem elektrisch isolierenden, photoleitfähigen Element oder einem elektrisch leitfähigen Substrat durch zuerst gleichförmiges elektrostatisches Aufladen der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht und anschließend Aussetzen der aufgeladenen Oberfläche einem Lichtmuster bebildert. Das Aussetzen dem Licht entlädt die Ladung selektiv in den belichteten Bereichen, wo Licht auf die Oberfläche trifft und dadurch ein Muster aus geladenen und ungeladenen Bereichen gebildet wird, das als Latentbild bezeichnet wird. Ein flüssiger oder fester Toner wird anschließend in der Nähe des Latentbildes bereitgestellt und Tonertröpfchen oder -teilchen scheiden sich unter Erzeugen eines Tonerbildes auf der Oberfläche des Photorezeptors entweder in der Nähe der geladenen oder ungeladenen Bereiche ab. Das sich ergebende Tonerbild kann auf eine geeignete End- oder Zwischenempfängeroberfläche wie etwa Papier übertragen werden oder die photoleitfähige Schicht kann als dauerhafter Empfänger für das Bild wirken. Das Bilderzeugungsverfahren kann vielmals wiederholt werden, um ein Einzelbild zum Beispiel durch Überlagern von Bildern aus getrennten Farbkomponenten fertigzustellen oder Schattenbilder wie etwa das Überlagern von Bildern aus getrennten Farben unter Bilden eines fertigen Vollfarbbildes hervorzurufen und/oder weitere Bilder zu kopieren.

Es werden sowohl photoleitfähige Einzelschicht- als auch Mehrschichtelemente verwendet. Bei Einzelschicht-Ausführungsformen werden ein Ladungstransportmaterial und ladungserzeugendes Material mit einem polymeren Bindemittel kombiniert und anschließend auf das elektrisch leitfähige Substrat aufgebracht. Bei Mehrschicht-Ausführungsformen liegen das Ladungstransportmaterial und das ladungserzeugende Material in dem Element in getrennten Schichten vor, wovon jede gegebenenfalls mit einem auf dem elektrisch leitfähigen Substrat aufgebrachten polymeren Bindemittel kombiniert werden kann. Es sind zwei Anordnungen für ein photoleitfähiges Zweischichtelement möglich. Bei einer Zweischichtanordung (der „Doppelschicht"-Anordnung) ist die ladungserzeugende Schicht auf dem elektrisch leitfähigen Substrat aufgebracht und die Ladungstransportschicht ist oben auf der ladungserzeugenden Schicht aufgebracht. Bei einer alternativen Zweischichtanordnung (der „inversen Doppelschicht"-Anordnung) ist die Reihenfolge der Ladungstransportschicht und ladungserzeugenden Schicht umgekehrt.

Sowohl bei photoleitfähigen Einzel- als auch Mehrschichtelementen ist der Zweck des ladungserzeugenden Materials das Erzeugen von Ladungsträgern (d. h. Löcher und/oder Elektronen) beim Aussetzen gegenüber Licht. Der Zweck des Ladungstransportmaterials ist das Aufnehmen wenigstens eines Typs dieser Ladungsträger und ihr Transportieren durch die Ladungstransportschicht, um das Entladen einer Oberflächenladung auf dem photoleitfähigen Element zu erleichtern. Das Ladungstransportmaterial kann eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransportverbindung oder eine Kombination beider sein. Wenn eine Ladungstransportverbindung verwendet wird, nimmt die Ladungstransportverbindung die Lochträger auf und transportiert sie durch die Schicht mit der Ladungstransportverbindung. Wenn eine Elektronentransportverbindung verwendet wird, nimmt die Elektronentransportverbindung die Elektronenträger auf und transportiert sie durch die Schicht mit der Elektronentransportverbindung.

Organophotorezeptoren können sowohl bei der Trocken- als auch Flüssigelektrophotographie verwendet werden. Es gibt viele Unterscheide zwischen der Trocken- und Flüssigelektrophotographie. Ein bedeutender Unterschied ist, daß ein Trockentoner bei der Trockenelektrographie verwendet wird, wogegen bei der Flüssigelektrographie ein Flüssigtoner verwendet wird. Ein möglicher Vorteil der Flüssigelektrographie ist, daß sie eine höhere Auflösung und damit schärfere Bilder als die Trockenelektrographie liefern kann, da Flüssigtonerteilchen im allgemeinen bedeutend kleiner als Trockentonerteilchen sein können. Als Ergebnis ihrer kleineren Größe können Flüssigtoner Bilder mit höherer optischer Dichte als Trockentoner liefern.

Bei der Flüssigelektrophotographie steht der Organophotorezeptor mit dem flüssigen Träger eines Flüssigtoners in Kontakt, während der Toner trocknet oder vor der Übertragung auf eine Empfängeroberfläche. Als Ergebnis kann das Ladungstransportmaterial in dem photoleitenden Element durch Extraktion durch den flüssigen Träger entfernt werden. Über einen langen Betriebszeitraum kann die Menge des durch Extraktion entfernten Ladungstransportmaterials bedeutend sein und daher für das Leistungsverhalten des Organophotorezeptors abträglich sein.

Obschon viele Ladungstransportmaterialien bekannt sind, besteht ein Bedarf nach anderen Ladungstransportmaterialien, um die verschiedenen Erfordernisse der jeweiligen elektrophotographischen Anwendungen zu erfüllen. Geeigneterweise stellt dies einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar.

Zum Herstellen von Bildern hoher Qualität, insbesondere nach mehrfachen Umläufen, ist es wünschenswert, daß die Ladungstransportmaterialien mit dem polymeren Bindemittel eine homogene Lösung bilden und während des Materialkreislaufs in dem Organophotorezeptormaterial annähernd homogen verteilt bleiben. Außerdem ist es wünschenswert, die Ladungsmenge, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann (durch einen als Aufnahmespannung oder „Vacc" bekannten Parameter bezeichnet), zu erhöhen und den Rückhalt dieser Ladung bei der Entladung (durch einen als Entladungsspannung oder „Vdis" bekannten Parameter bezeichnet) zu verringern.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit das Bereitstellen von Organophotorezeptoren, eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren, Ladungstransportmaterialien und Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials, die sich typischerweise allgemein durch (a) gute und/oder vorteilhafte und/oder nützliche Eigenschaften oder Kombinationen derartiger Eigenschaften auszeichnen und typischerweise vorzugsweise wenigstens ein oder einige Probleme und Einschränkungen in der Technik ansprechen.

Es gibt viele für die Elektrophotographie verfügbare Ladungstransportmaterialien einschließlich zum Beispiel Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate, Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren und Polyacenaphthylen. Jedoch können wenigstens einige der verfügbaren Ladungstransportmaterialien an einigen Nachteilen leiden und es besteht somit immer Bedarf nach Ladungstransportmaterialien zum Erfüllen der verschiedenen Anforderungen von Elektrophotographieanwendungen. Dies stellt einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar.

Ein bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen von Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften.

Ein weiterer bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung oder von Ausführungsformen davon ist das Bereitstellen verbesserter Organophotorezeptoren, insbesondere mit verbesserten Eigenschaften wie etwa insbesondere mit bekannten Organophotorezeptoren verglichen verbesserten elektrostatischen Eigenschaften.

Weiterhin ist ein bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung oder von Ausführungsformen davon das Bereitstellen von Ladungstransportmaterialien für Organophotorezeptoren, die sich durch gute mechanische und/oder chemische und/oder elektrostatische und/oder eine Kombination guter mechanischer und elektrostatischer Eigenschaften auszeichnen.

Geeigneterweise ist ein weiterer Gegenstand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen von Organophotorezeptoren und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, die zum Liefern von Bildern hoher Qualität selbst nach wiederholten Umläufen verwendet werden können, wobei das elektrophotographische Gerät die Organophotorezeptoren und elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren einsetzt, die die Organophotorezeptoren/Ladungstransportmaterialien verwenden.

Andere Gegenstände und/oder Vorteile der Erfindung sind zum einen in der folgenden Beschreibung aufgeführt und werden zum anderen aus der Beschreibung deutlich oder offensichtlich oder können aus der Ausführung der Erfindung deutlich oder daraus entnommen werden.

Demgemäß trachtet diese Erfindung nach dem Bereitstellen von Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften wie etwa hoher Vacc und niedriger Vdis. Diese Erfindung trachtet auch nach dem Bereitstellen von Organophotorezeptoren, die ein Ladungstransportmaterial mit verringerter Extraktion durch flüssige Träger umfaßt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein in den angefügten Ansprüchen aufgeführter Organophotorezeptor, ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät, ein elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, ein Ladungstransportmaterial und ein Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials bereitgestellt. Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung deutlich.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Organophotorezeptor bereitgestellt, der ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element auf dem elektrisch leitfähigen Substrat umfaßt, wobei das photoleitfähige Element

  • (a) ein Ladungstransportmaterial, das ein Polymer mit der Formel
    umfaßt, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m-Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind;

    Ar eine aromatische Gruppe wie etwa eine aromatische C6H3-Gruppe umfaßt;

    R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

    n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist und
  • (b) eine ladungserzeugende Verbindung umfaßt.

Die Sterne (*) bezeichnen Endgruppen des Polymers der Formel (I), die sich zwischen verschiedenen Polymereinheiten in Abhängigkeit vom Zustand des jeweiligen Polymerisationsverfahrens am Ende des Polymerisationsschritts unterscheiden können.

Vorzugsweise umfassen R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe.

Vorzugsweise umfassen X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.

Vorzugsweise ist X1 eine Gruppe -Y4-CH2- und ist X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)-, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind.

Vorzugsweise sind Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S und sind Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Phenylengruppe.

Vorzugsweise ist Ar eine aromatische C6H3-Gruppe.

Vorzugsweise umfaßt das photoleitfähige Material weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.

Vorzugsweise umfaßt das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung.

Vorzugsweise umfaßt das photoleitfähige Element weiter ein Bindemittel.

Der Organophotorezeptor kann zum Beispiel in Form einer Platte, eines flexiblen Bandes, einer flexiblen Scheibe, eines Bogens, einer starren Trommel oder eines Bogens um eine starre oder nachgiebige Trommel herum bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform schließt der Organophotorezeptor (a) ein photoleitfähiges Element, das das Ladungstransportmaterial, die ladungserzeugende Verbindung, ein zweites Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfaßt, und (b) das elektrisch leitfähige Substrat ein.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, das (a) eine mit Licht bilderzeugende Komponente und (b) den hierin beschriebenen Organophotorezeptor umfaßt, der zum Empfangen von Licht aus der mit Licht bilderzeugenden Komponente ausgerichtet ist. Das Gerät kann ferner eine Tonerabgabevorrichtung wie etwa eine Abgabevorrichtung für Flüssigtoner umfassen. Das Verfahren der elektrophotographischen Bilderzeugung mit Photorezeptoren, die die vorstehend angeführten Ladungstransportmaterialien enthalten, wird ebenfalls beschrieben.

In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, das (a) das Anlegen einer elektrischen Ladung an eine Oberfläche des hierin beschriebenen Organophotorezeptors, (b) das bildweise Aussetzen der Oberfläche des Organophotorezeptors einer Strahlung unter Ableiten von Ladung in ausgewählten Bereichen und dadurch Bilden eines Musters aus mindestens verhältnismäßig geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche, (c) das In-Kontakt-Bringen der Oberfläche mit einem Toner wie etwa einem Flüssigtoner, der eine Dispersion von Farbmittelteilchen in einer organischen Flüssigkeit einschließt, um ein Tonerbild zu erzeugen, und (d) das Übertragen des Tonerbildes auf ein Substrat umfaßt.

In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladungstransportmaterial bereitgestellt, das ein Polymer mit der vorstehenden Formel (I), d. h. der Formel

umfaßt, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m- Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe wie etwa eine aromatische C6H3-Gruppe umfassen;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist.

In einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren oder Prozeß zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials bereitgestellt, wobei das Verfahren oder der Prozeß den Schritt des Copolymerisierens einer Brückenverbindung mit einer Brückengruppe und wenigstens zwei funktionellen Gruppen mit einem Ladungstransportmaterial mit der Formel

umfaßt, worin X3 und X4 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)p-Gruppe sind, worin p eine ganze Zahl zwischen 1 und 10 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRg, eine Gruppe CRh, eine Gruppe CRiRj oder SiRkRl ersetzt sind, worin Rg, Rh, Ri, Rj, Rk und Rl jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe wie etwa eine aromatische C6H3-Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

E1 und E2 jeweils unabhängig eine reaktionsfähige Ringgruppe wie etwa eine Epoxygruppe, eine Thiiranylgruppe, eine Aziridinogruppe und eine Oxetanylgruppe sind.

Bei einigen Ausführungsformen ist die Brückengruppe eine -(CH2)k-Gruppe, worin k eine ganze Zahl zwischen 1 und 30 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRm, eine Gruppe CRn, eine Gruppe CRoRp oder SiRqRr ersetzt sind, worin Rm, Rn, Ro, Rp, Rq und Rr jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind. Bei anderen Ausführungsformen sind die funktionellen Gruppen jeweils unabhängig eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe und eine Aminogruppe.

Typischerweise stellt die Erfindung geeignete Ladungstransportmaterialien für Organophotorezeptoren bereit, die sich durch eine Kombination guter mechanischer und elektrostatischer Eigenschaften auszeichnen. Diese Photorezeptoren können erfolgreich mit Tonern einschließlich Flüssigtonern zum Herstellen von Bildern hoher Qualität verwendet werden. Die hohe Qualität des Bilderzeugungssystems kann nach wiederholten Umläufen gehalten werden. Die Erfindung und/oder Ausführungsformen davon stellen Organophotorezeptoren mit guten elektrostatischen Eigenschaften wie etwa hoher Vacc und niedriger Vdis bereit. Die Erfindung und/oder Ausführungsformen davon stellen ferner Organophotorezeptoren bereit, die ein Ladungstransportmaterial mit verringerter Extraktion durch flüssige Träger umfassen.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deren besonderer Ausführungsformen und aus den Ansprüchen deutlich.

Die hierin beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen des ersten, zweiten, dritten, vierten beziehungsweise fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung können als bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen eines, einiger oder aller Aspekte der vorliegenden Erfindung angesehen werden.

Ein hierin beschriebener Organophotorezeptor weist ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element auf, das eine ladungserzeugende Verbindung und ein Ladungstransportmaterial einschließt, das ein Polymer mit zwei sich wiederholenden aromatischen Azingruppen umfaßt. Diese Ladungstransportmaterialien weisen typischerweise erwünschte Eigenschaften auf, wie durch ihr Leistungsverhalten in Organophotorezeptoren zur Elektrophotographie gezeigt wird. Insbesondere weisen die Ladungstransportmaterialien dieser Erfindung im allgemeinen hohe Ladungsträgerbeweglichkeiten und eine gute Verträglichkeit mit verschiedenen Bindemittelmaterialien auf und besitzen ausgezeichnete elektrophotographische Eigenschaften. Die Organophotorezeptoren gemäß dieser Erfindung weisen im allgemeinen eine hohe Lichtempfindlichkeit, ein niederes Restpotential und eine hohe Stabilität bezüglich des Umlauftestens, der Kristallisation und der Biegung und Streckung des Organophotorezeptors auf. Die Organophotorezeptoren sind besonders brauchbar bei Laserdruckern und dergleichen sowie Faxgeräten, Photokopierern, Scannern und anderen auf Elektrophotographie beruhenden elektronischen Vorrichtungen. Die Verwendung dieser Ladungstransportmaterialien wird nachstehend im Zusammengang mit der Verwendung in einem Laserdrucker genauer beschrieben, obschon nach der nachstehenden Erörterung ihre Anwendung in anderen durch Elektrophotographie betriebenen Vorrichtungen verallgemeinert werden kann.

Wie vorstehend angeführt ist es zum Herstellen von Bildern hoher Qualität, insbesondere nach mehrfachen Umläufen, erwünscht, daß die Ladungstransportmaterialien mit dem polymeren Bindemittel ein homogenes Gemisch bilden und während des Umlaufens des Materials in dem Organophotorezeptormaterial annähernd homogen verteilt bleiben. Außerdem ist es erwünscht, die Ladungsmenge, die das Ladungstransportmaterial aufnehmen kann (durch einen als Aufnahmespannung oder „Vacc" bekannten Parameter bezeichnet), zu erhöhen und den Rückhalt dieser Ladung bei der Entladung (durch einen als Entladungsspannung oder „Vdis" bekannten Parameter bezeichnet) zu verringern.

Die Ladungstransportmaterialien können monomere Moleküle (z. B. N-Ethylcarbazolo-3-aldehyd-N-methyl-N-phenylhydrazon, dimere Moleküle (z. B. im US-Patent Nr. 6 140 004 und 6 670 085 offenbart) oder polymere Zusammensetzungen (z. B. Poly(vinylcarbazol)) umfassen. Weiterhin können die Ladungstransportmaterialien in eine Ladungstransportverbindung und eine Elektronentransportverbindung eingeteilt werden. Es gibt viele in der Technik zur Elektrophotographie bekannte Ladungstransportverbindungen und Elektronentransportverbindungen. Nicht-begrenzende Beispiele von Ladungstransportverbindungen schließen zum Beispiel Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate, Enaminderivate, Enaminstilbenderivate, Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, N,N-disubstituierte Arylamine wie etwa Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen und die in den US-Patenten Nr. 6 689 523, 6 670 085 und 6 696 209 und den US-Patentanmeldungen Nr. 10/431135 (veröffentlicht als US-A1-2003/0232261), 10/431138 (veröffentlicht als US-A1-2003/0232264), 10/699364 (veröffentlicht als US-A1-2005/95519), 10/663278 (veröffentlicht als US-A1-2005/58916), 10/699581 (veröffentlicht als US-A1-2005/95518), 10/449554 (veröffentlicht als US-A1-2003/0219662), 10/748496 (veröffentlicht als US-A1-2004/0151998), 10/789094 (veröffentlicht als US-A1-2004/0241563), 10/644547 (veröffentlicht als US-A1-2004/0106054), 10/749174 (veröffentlicht als US-A1-2004/0152002), 10/749171 (veröffentlicht als US-A1-2004/0170910), 10/749418 (veröffentlicht als US-A1-2005/147903), 10/699039 (veröffentlicht als US-A1-2005/95517), 10/695581 (veröffentlicht als US-A1-2005/89781), 10/692389 (veröffentlicht als US-A1-2005/89780), 10/634164 (veröffentlicht als US-A1-2004/0081903), 10/663970 (veröffentlicht als US-Patent Nr. 6 768 010), 10/749164 (veröffentlicht als US-A1-2004/0157145), 10/772068 (veröffentlicht als US-A1-2004/0161685), 10/749178 (veröffentlicht als US-A1-2005/147904), 10/758869 (veröffentlicht als US-A1-2005/158642), 10/695044 (veröffentlicht als US-A1-2005/89783), 10/772069 (veröffentlicht als US-A1-2004/0191655), 10/789184 (veröffentlicht als US-A1-2005/191571), 10/789077 (veröffentlicht als US-A1-2005/191570), 10/755429 (veröffentlicht als US-A1-2004/0219446), 10/670483 (veröffentlicht als US-A1-2005/69793), 10/671255 (veröffentlicht als US-A1-2005/69793), 10/663971 (veröffentlicht als US-A1-2005/58920), 10/760039 (veröffentlicht als US-A1-2004/0265717) beschriebenen Ladungstransportverbindungen ein.

Nicht-begrenzende Beispiele von Elektronentransportverbindungen schließen zum Beispiel Bromanilin, Tetracyanethylen, Tetracyanchinodimethan, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthon, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, 2,6,8-Trinitroindeno[1,2-b]thiophen-4-on und 1,3,7-Trinitrodibenzothiophen-5,5-dioxid, (2,3-Diphenyl-1-indenyliden)malonitril, 4H-Thiopyran-1,1-dioxid und seine Derivate wie etwa 4-Dicyanmethylen-2,6-diphenyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid, 4-Dicyanmethylen-2,6-di-m-tolyl-4H-thiopyran-1,1-dioxid und unsymmetrisch substituiertes 2,6-Diaryl-4H-thiopyran-1,1-dioxid wie etwa 4H-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-phenyl-4-(dicyanmethyliden)thiopyran und 4N-1,1-Dioxo-2-(p-isopropylphenyl)-6-(2-thienyl)-4-(dicyanmethyliden)thiopyran, Derivate von Phospha-2,5-cyclohexadien, Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitrilderivate wie etwa (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril, (4-Phenethoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril, (4-Carbitoxy-9-fluorenyliden)malonitril und Diethyl(4-n-butoxycarbonyl-2,7-dinitro-9-fluorenyliden)malonat, Anthrachinodimethanderivate wie etwa 11,11,12,12-Tetracyan-2-alkylanthrachinodimethan und 11,11-Dicyan-12,12-bis(ethoxycarbonyl)anthrachinodimethan, Anthronderivate wie etwa 1-Chlor-10-(bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 1,8-Dichlor-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 1,8-Dihydroxy-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron und 1-Cyan-10-[bis(ethoxycarbonyl)methylen]anthron, 7-Nitro-2-aza-9-fluorenylidenmalonitril, Diphenochinonderivate, Benzochinonderivate, Naphthochinonderivate, Chininderivate, Tetracyanethylencyanethylen, 2,4,8-Trinitrothioxanthon, Dinitrobenzolderivate, Dinitroanthracenderivate, Dinitroacridinderivate, Nitroanthrachinonderivate, Dinitroanthrachinonderivate, Succinanhydrid, Maleinanhydrid, Dibrommaleinanhydrid, Pyrenderivate, Carbazolderivate, Hydrazonderivate, N,N-Dialkylanilinderivate, Diphenylaminderivate, Triphenylaminderivate, Triphenylmethanderivate, Tetracyanchinodimethan, 2,4,5,7-Tetranitro-9-fluorenon, 2,4,7-Trinitro-9-dicyanmethylenfluorenon, 2,4,5,7-Tetranitroxanthonderivate, 2,4,8-Trinitrothioxanthonderivate, in den US-Patenten Nr. 5 232 800, 4 468 444 und 4 442 193 beschriebene 1,4,5,8-Naphthalinbisdicarbonsäureimidderivate und im US-Patent Nr. 6 472 514 beschriebene Phenylazochinoliddervate ein. Bei einigen Ausführungsformen von Interesse umfaßt die Elektronentransportverbindung ein (Alkoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitrilderivat wie etwa (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonitril und 1,4,5,8-Naphthalinbisdicarbonsäureimidderivate.

Obschon viele Ladungstransportmaterialien zur Verfügung stehen, bleibt wie vorstehend angemerkt das Bedürfnis nach anderen Ladungstransportmaterialien zum Erfüllen der verschiedenen Anforderungen einzelner Elektrophotographieanwendungen.

Bei Elektrophotographieanwendungen absorbiert eine ladungserzeugende Verbindung innerhalb eines Organophotorezeptors Licht unter Bilden von Elektronen-Loch-Paaren. Diese Elektronen und Löcher können innerhalb eines geeigneten Zeitrahmens unter einem starken elektrischen Feld transportiert werden, um eine Oberflächenladung, die das Feld erzeugt, örtlich zu entladen. Das Entladen des Feldes an einer bestimmten Stelle führt zu einem Oberflächenladungsmuster, das im wesentlichen mit dem mit Licht gezeichneten Muster übereinstimmt. Dieses Ladungsmuster kann anschließend zum Lenken des Tonerauftrags verwendet werden. Die hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien sind im allgemeinen beim Transportieren von Ladung und insbesondere Löchern aus den durch die ladungserzeugende Verbindung gebildeten Elektronen-Loch-Paaren besonders wirkungsvoll. Bei einigen Ausführungsformen können auch eine spezielle Elektronentransportverbindung oder Ladungstransportverbindung zusammen mit dem Ladungstransportmaterial dieser Erfindung verwendet werden.

Die Schicht oder Schichten aus die ladungserzeugende Verbindung und die Ladungstransportmaterialien enthaltenden Materialien befinden sich innerhalb eines Organophotorezeptors. Zum Drucken eines zweidimensionalen Bildes unter Verwenden des Organophotorezeptors weist der Organophotorezeptor eine zweidimensionale Oberfläche zum Bilden wenigstens eines Teils des Bildes auf. Der Bilderzeugungsvorgang setzt sich anschließend durch Führen des Organophotorezeptors im Kreis unter Abschließen der Bildung des gesamten Bildes und/oder zum Verarbeiten nachfolgender Bilder fort.

Der Organophotorezeptor kann in Form einer Platte, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer starren Trommel, eines Bogens um eine starre oder nachgiebige Trommel herum oder dergleichen bereitgestellt werden. Das Ladungstransportmaterial kann sich in derselben Schicht wie die ladungserzeugende Verbindung und/oder in einer zu der ladungserzeugenden Verbindung verschiedenen Schicht befinden. Wie nachstehend beschrieben können auch zusätzliche Schichten verwendet werden.

Bei einigen Ausführungsformen umfaßt das Organophotorezeptormaterial zum Beispiel (a) eine Ladungstransportschicht, die das Ladungstransportmaterial und ein polymeres Bindemittel umfaßt, (b) eine ladungserzeugende Schicht, die die ladungserzeugende Verbindung und ein polymeres Bindemittel umfaßt, und (c) das elektrisch leitfähige Substrat. Die Ladungstransportschicht kann sich zwischen der ladungserzeugenden Schicht und dem elektrisch leitfähigen Substrat befinden. Wahlweise kann sich die ladungserzeugende Schicht zwischen der Ladungstransportschicht und dem elektrisch leitfähigen Substrat befinden. Bei weiteren Ausführungsformen weist das Organophotorezeptormaterial eine einzelne Schicht mit sowohl einem Ladungstransportmaterial als auch einer ladungserzeugenden Verbindung in einem polymeren Bindemittel auf.

Die Organophotorezeptoren können in ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät wie etwa Laserprinter eingebaut werden. Bei diesen Vorrichtungen wird aus physikalischen Darstellungen ein Bild gebildet und in ein Lichtbild umgewandelt, das unter Bilden eines Oberflächenlatentbildes auf den Organophotorezeptor gescannt wird. Das Oberflächenlatentbild kann zum Anziehen von Toner auf die Oberfläche des Organophotorezeptors verwendet werden, wobei das Tonerbild dasselbe wie das auf den Organophotorezeptor projizierte Lichtbild oder dessen Negativ ist. Der Toner kann ein Flüssigtoner oder ein Trockentoner sein. Der Toner wird nachfolgend von der Oberfläche des Organophotorezeptors auf eine Empfängeroberfläche wie etwa ein Bogen Papier übertragen. Nach der Übertragung des Toners wird die Oberfläche entladen und das Material ist bereit, erneut umzulaufen. Das Bilderzeugungsgerät kann weiter zum Beispiel eine Mehrzahl Trägerwalzen zum Transportieren eines Papieraufnahmemediums und/oder zum Verschieben des Photorezeptors, eine mit Licht bilderzeugende Komponente mit einer zum Bilden des Lichtbildes geeigneten Optik, eine Lichtquelle wie etwa ein Laser, eine Tonerquelle und ein Zuführungssystem und ein geeignetes Kontrollsystem umfassen.

Ein elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren kann allgemein (a) das Anlegen einer elektrischen Ladung an eine Oberfläche des hierin beschriebenen Organophotorezeptors, (b) das bildweise Aussetzen der Oberfläche des Organophotorezeptors einer Strahlung unter Ableiten von Ladung in ausgewählten Bereichen und dadurch Bilden eines Musters aus geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche, (c) Aussetzen der Oberfläche einem Toner wie etwa einem Flüssigtoner, der zum Erzeugen eines Tonerbildes eine Dispersion von Farbmittelteilchen in einer organischen Flüssigkeit enthält, unter Anziehen von Toner zu den geladenen oder entladenen Regionen des Organophotorezeptors und (d) Übertragen des Tonerbildes auf ein Substrat umfassen.

Wie hierin beschrieben umfaßt ein Organophotorezeptor ein Ladungstransportmaterial mit der Formel

worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m- Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist.

Vorzugsweise umfassen R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe.

Vorzugsweise umfassen X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.

Vorzugsweise ist X1 eine Gruppe -Y4-CH2- und ist X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)-, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind.

Vorzugsweise sind Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S und sind Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Phenylengruppe.

Vorzugsweise ist Ar eine aromatische C6H3-Gruppe.

Vorzugsweise umfaßt das photoleitfähige Element des Organophotorezeptors weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.

Vorzugsweise umfaßt das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung.

Vorzugsweise umfaßt das photoleitfähige Element des Organophotorezeptors weiter ein Bindemittel.

Bei einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 dasselbe. Bei anderen Ausführungsformen sind X1 und X2 verschiedenen.

Bei einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich, insbesondere zwischen 1 und 16 einschließlich, spezieller zwischen 1 und 12 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind.

Bei einigen Ausführungsformen ist Ar eine aromatische Gruppe, insbesondere eine aromatische C6H3-Gruppe.

Bei einigen Ausführungsformen ist R3 H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe. Insbesondere ist R3H.

Bei einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe. Insbesondere umfassen R1 und R2 bei gewissen Ausführungsformen jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe. Bei gewissen Ausführungsformen sind sowohl R1 und R2 eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe.

Eine heterocyclische Gruppe schließt jede monocyclische oder polycyclische (z. B. bicyclische, tricyclische usw.) Ringverbindung mit wenigstens einem Heteroatom (z. B. O, S, N, P, B, Si usw.) im Ring ein.

Eine aromatische Gruppe kann jedes konjugierte Ringsystem sein, das 4n + 2 pi-Elektronen enthält. Es gibt viele zum Feststellen von Aromatizität verfügbare Kriterien. Ein weitverbreitet eingesetztes Kriterium zur quantitativen Bestimmung von Aromatizität ist die Resonanzenergie. Insbesondere weist eine aromatische Gruppe Resonanzenergie auf. Bei einigen Ausführungsformen ist die Resonanzenergie der aromatischen Gruppe mindestens 10 kJ/Mol. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Resonanzenergie der aromatischen Gruppe größer als 0,1 kJ/Mol. Aromatische Gruppen können als aromatische heterocyclische Gruppe, die wenigstens ein Heteroatom in dem 4n + 2 pi-Elektronenring enthält oder als eine Arylgruppe eingeordnet werden, die kein Heteroatom in dem 4n + 2 pi-Elektronenring enthält. Die aromatische Gruppe kann eine Kombination aus einer aromatischen heterocyclischen Gruppe und Arylgruppe umfassen. Nichtsdestotrotz kann entweder die aromatische heterocyclische oder die Arylgruppe wenigstens ein Heteroatom in einem an den 4n + 2 pi-Elektronenring gebundenen Substituenten aufweisen. Weiterhin kann entweder die aromatische heterocyclische oder die Arylgruppe einen monocyclischen oder polycyclischen (wie etwa bicyclischen, tricyclischen usw.) Ring umfassen.

Nicht-begrenzende Beispiele der aromatischen heterocyclischen Gruppe sind Furanyl, Thiophenyl, Pyrrolyl, Indolyl, Carbazolyl, Benzofuranyl, Benzothiophenyl, Dibenzofuranyl, Dibenzothiophenyl, Pyridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Triazinyl, Tetrazinyl, Pentazinyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Cinnolinyl, Phthalazinyl, Chinazolinyl, Chinoxalinyl, Naphthyridinyl, Acridinyl, Phenanthridinyl, Phenanthrolinyl, Anthyridinyl, Purinyl, Pteridinyl, Alloxazinyl, Phenazinyl, Phenothiazinyl, Phenoxazinyl, Phenoxathiinyl, Dibenzo(1,4)-dioxinyl, Thianthrenyl und eine Kombination davon. Die aromatische heterocyclische Gruppe kann auch irgendeine Kombination aus den entweder durch eine Bindung (wie bei Bicarbazolyl) oder durch eine Verbindungsgruppe (wie bei 1,6-Di(10H-10-phenothiazinyl)hexan) verbundenen vorstehenden aromatischen heterocyclischen Gruppen einschließen. Die Verbindungsgruppe kann eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine Kombination davon einschließen. Weiterhin kann entweder eine aliphatische Gruppe oder eine aromatische Gruppe innerhalb einer Verbindungsgruppe wenigstens ein Heteroatom wie etwa O, S, Si und N umfassen.

Nicht-begrenzende Beispiele der Arylgruppe sind eine Phenyl, Naphthyl-, Benzyl- oder Tolanylgruppe, Sexiphenylen, Phenanthrenyl, Anthracenyl, Coronenyl und Tolanylphenyl. Die Arylgruppe kann auch jede Kombination aus den vorstehenden Arylgruppen einschließen, die entweder durch eine Bindung (wie bei einer Biphenylgruppe) oder eine Verbindungsgruppe (wie bei einer Stilbenyl-, Diphenylsulfon-, Arylamingruppe) zusammen verbunden sind. Die Verbindungsgruppe kann eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe oder eine Kombination davon einschließen. Weiterhin kann entweder eine aliphatische Gruppe oder eine aromatische Gruppe innerhalb einer Verbindungsgruppe wenigstens ein Heteroatom wie etwa O, S, Si und N umfassen.

Eine in der Technik allgemein bekannte Substitution an den chemischen Gruppen zum Beeinflussen verschiedener physikalischer Wirkungen auf die Eigenschaften der Verbindungen wie etwa Beweglichkeit, Empfindlichkeit, Löslichkeit, Stabilität und dergleichen ist frei gestattet. Bei der Beschreibung der chemischen Substituenten gibt es gewisse, in der Technik gebräuchliche Praktiken, die sich im Sprachgebrauch widerspiegeln. Der Ausdruck Gruppe zeigt an, daß eine generisch angeführte chemische Einheit (z. B. Alkylgruppe, Phenylgruppe, aromatische Gruppe usw.) irgendeinen Substituenten daran aufweisen kann, der mit der Bindungsstruktur dieser Gruppe in Einklang ist. Wenn zum Beispiel der Ausdruck „Alkylgruppe" verwendet wird, schließt dieser Ausdruck nicht nur unsubstituiertes gerades, verzweigtes und cyclisches Alkyl wie etwa Methyl, Ethyl, Isopropyl, tert-Butyl, Cyclohexyl, Dodecyl und dergleichen, sondern auch Substituenten mit einem Heteroatom wie etwa 3-Ethoxypropyl, 4-(N,N-Diethylamino)butyl, 3-Hydroxypentyl, 2-Thiolhexyl, 1,2,3-Tribrompropyl und dergleichen und eine aromatische Gruppe wie etwa Phenyl, Naphthyl, Carbazolyl, Pyrrol und dergleichen ein. Wie im Einklang mit einer derartigen Nomenklatur ist in diesem Ausdruck jedoch keine Substitution eingeschlossen, die die grundlegende Bindungsstruktur der zugrundeliegenden Gruppe verändern würde. Wenn zum Beispiel eine Phenylgruppe angeführt wird, wäre eine Substitution wie etwa 2- oder 4-Aminophenyl, 2- oder 4-(N,N-disubstituiertes)Aminophenyl, 2,4-Dihydroxyphenyl, 2,4,6-Trithiophenyl, 2,4,6-Trimethoxyphenyl und dergleichen innerhalb dieser Terminologie zulässig, während die Substitution 1,1,2,2,3,3-Hexamethylphenyl nicht zulässig wäre, da diese Substitution erforderte, daß die Ringbindungsstruktur der Phenylgruppe in eine nicht-aromatische Form verändert wird. Wenn der Ausdruck Struktureinheit wie etwa Alkylstruktureinheit oder Phenylstruktureinheit verwendet wird, zeigt die Terminologie an, daß das chemische Material nicht substituiert ist. Wenn der Ausdruck Alkylstruktureinheit verwendet wird, stellt dieser Ausdruck nur eine unsubstituierte, entweder verzweigte, geradkettige oder cyclische Alkylkohlenwasserstoffgruppe dar.

Im allgemeinen und ausgenommen, wenn hierin anders angegeben, trifft das Folgende zu. Bevorzugte Alkylgruppen (oder Alk- wie zum Beispiel in Alkoxy) sind entweder substituiertes oder unsubstituiertes, entweder gerades, verzweigtes oder cyclisches (wo anwendbar), insbesondere gerades oder verzweigtes C1-24-Alkyl, insbesondere C1-16-Alkyl, insbesondere C1-12-Alkyl, genauer C1-8-Alkyl, noch genauer C1-6-Alkyl, weiter noch genauer C1-4-Alkyl. Bevorzugte Alkenylgruppen sind entweder substituiertes oder unsubstituiertes, entweder gerades, verzweigtes oder cyclisches (wo anwendbar), insbesondere gerades oder verzweigtes C2-20-Alkenyl, insbesondere C2-16-Alkenyl, insbesondere C2-12-Alkenyl, genauer C2-8-Alkenyl, noch genauer C2-6-Alkenyl, weiter noch genauer C2-4-Alkenyl. Bevorzugte Alkinylgruppen sind entweder substituiertes oder unsubstituiertes, entweder gerades, verzweigtes oder cyclisches (wo anwendbar), insbesondere gerades oder verzweigtes C2-20-Alkinyl, insbesondere C2-16-Alkinyl, insbesondere C2-12-Alkinyl, genauer C2-8-Alkinyl, noch genauer C2-6Alkinyl, weiter noch genauer C2-4-Alkinyl. Bevorzugteres Cycloalkyl ist C5-20-Cycloalkyl, insbesondere C5-10-Cycloalkyl. Bevorzugtes Amino ist -NH2.

Organophotorezeptoren

Der Organophotorezeptor kann zum Beispiel in Form einer Platte, eines Bogens, eines flexiblen Bandes, einer Scheibe, einer starren Trommel oder eines Bogens um eine starre oder nachgiebige Trommel herum vorliegen, wobei im allgemeinen in handelsüblichen Ausführungsformen flexible Bänder und starre Trommeln verwendet werden. Der Organophotorezeptor kann zum Beispiel ein elektrisch leitfähiges Substrat und auf dem elektrisch leitfähigen Substrat ein photoleitfähiges Element in Form einer oder mehrerer Schichten umfassen. Das photoleitfähige Element kann in einigen Ausführungsformen sowohl ein Ladungstransportmaterial und eine ladungserzeugende Verbindung in einem polymeren Bindemittel, die sich in derselben Schicht befinden können oder nicht, als auch ein zweites Ladungstransportmaterial wie etwa eine Ladungstransportverbindung oder eine Elektronentransportverbindung umfassen. Zum Beispiel können sich das Ladungstransportmaterial und die ladungserzeugende Verbindung in einer einzigen Schicht befinden. Bei anderen Ausführungsformen umfaßt das photoleitfähige Element jedoch einen Zweischichtenaufbau, der sich durch eine ladungserzeugende Schicht und eine getrennte Ladungstransportschicht auszeichnet. Die ladungserzeugende Schicht kann sich zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und der Ladungstransportschicht befinden. Wahlweise kann das photoleitfähige Element eine Struktur aufweisen, bei der sich die Ladungstransportschicht zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und der ladungserzeugenden Schicht befindet.

Das elektrisch leitfähige Substrat kann flexibel sein und zum Beispiel in Form einer flexiblen Bahn oder eines Bandes vorliegen oder unflexibel sein und zum Beispiel in Form einer Trommel vorliegen. Eine Trommel kann eine zylinderförmige Hohlstruktur aufweisen, die die Befestigung der Trommel an einem Antrieb bereitstellt, der die Trommel während des Bilderzeugungsverfahrens dreht. Typischerweise umfaßt ein flexibles, elektrisch leitfähiges Substrat ein elektrisch isolierendes Substrat und eine dünne Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material, auf das das photoleitfähige Material aufgebracht ist.

Das elektrisch isolierende Substrat kann Papier oder ein filmbildendes Polymer wie etwa Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat), Polyimid, Polysulfon, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylharz, Polyvinylfluorid, Polystyrol und dergleichen sein. Spezifische Beispiele von Polymeren für Trägersubstrate schließen zum Beispiel Polyethersulfon (STARARTM S-100, von ICI erhältlich), Polyvinylfluorid (Tedlar®, von E.I. DuPont de Nemours & Company erhältlich), Polybisphenol-A-polycarbonat (MAKROFOLTM, von Mobay Chemical Company erhältlich) und amorphes Polyethylenterephthalat (MELINARTM, erhältlich von ICI Americas, Inc.) ein. Die elektrisch leitfähigen Materialien können Graphit, Dispersruß, Iodid, leitfähige Polymere wie etwa Polypyrrole und das leitfähige Polymer Calgon® 261 (im Handel von Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa., erhältlich), Metalle wie etwa Aluminium, Titan, Chrom, Messing, Gold, Kupfer, Palladium, Nickel oder Edelstahl oder ein Metalloxid wie etwa Zinnoxid oder Indiumoxid sein. Bei Ausführungsformen von besonderem Interesse ist das elektrisch leitfähige Material Aluminium. Im allgemeinen weist das Photoleitersubstrat eine zum Liefern der erforderlichen mechanischen Stabilität entsprechende Dicke auf. Zum Beispiel weisen flexible Bahnsubstrate im allgemeinen eine Dicke von 0,01 bis etwa 1 mm auf, während Trommelsubstrate im allgemeinen eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm aufweisen.

Die ladungserzeugende Verbindung ist ein Material, das Licht unter Erzeugen von Ladungsträgern absorbieren kann (wie etwa ein Farbstoff oder Pigment). Nichteinschränkende Beispiele geeigneter ladungserzeugender Verbindungen schließen zum Beispiel metallfreie Phthalocyanine (z. B. das von H. W. Sands, Inc., erhältliche metallfreie Phthalocyanin ELA 8034 oder CGM-X01 von Sanyo Color Works, Ltd.), Metallphthalocyanine wie etwa Titanphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin (auch als Titanyloxyphthalocyanin bezeichnet und schließt jede kristalline Phase oder Gemische kristalliner Phasen ein, die als ladungserzeugende Verbindung wirken können), Hydroxygalliumphthalocyanin, Squaryliumfarbstoffe und -pigmente, hydroxysubstituierte Squaryliumpigmente, Perylimide, von Allied Chemical Corporation unter dem Handelsnamen INDOFASTTM Double Scarlet, INDOFASTTM Violet Lake B, INDOFASTTM Brilliant Scarlet und INDOFASTTM Orange erhältliche mehrkernige Chinone, von DuPont unter dem Handelsnamen MONASTRALTM Red, MONASTRALTM Violet und MONASTRALTM Red Y erhältliche Chinacridone, von Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente einschließlich der Perinone, Tetrabenzoporphyrine und Tetranaphthaloporphyrine, Indigo- und Thioindigofarbstoffe, Benzothioxanthenderivate, von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente, Polyazopigmente einschließlich Bisazo-, Trisazo- und Tetrakisazopigmenten, Polymethinfarbstoffe, Chinazolingruppen enthaltende Farbstoffe, tertiäre Amine, amorphes Selen, Selenlegierungen wie etwa Selen-Tellur, Selen-Tellur-Arsen und Selen-Arsen, Cadmiumsulfoselenid, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid und Gemische davon ein. Bei einigen Ausführungsformen umfaßt die ladungserzeugende Verbindung Oxytitanphthalocyanin (z. B. irgendeine Phase davon), Hydroxygalliumphthalocyanin oder eine Kombination davon.

Die photoleitfähige Schicht dieser Erfindung kann gegebenenfalls ein zweites Ladungstransportmaterial enthalten, das eine Ladungstransportverbindung, eine Elektronentransportverbindung oder eine Kombination beider sein kann. Im allgemeinen kann jede in der Technik bekannte Ladungstransportverbindung oder Elektronentransportverbindung als zweites Ladungstransportmaterial verwendet werden.

Eine Elektronentransportverbindung und ein UV-Lichtstabilisator können eine synergistische Beziehung zum Bereitstellen des gewünschten Elektronenflusses innerhalb des Photoleiters aufweisen. Das Vorhandensein der UV-Lichtstabilisatoren verändert die Elektronentransporteigenschaften der Elektronentransportverbindungen unter Verbessern der Elektronentransporteigenschaften des Verbundes. UV-Lichtstabilisatoren können Ultraviolettlichtabsorber oder Ultraviolettlichtinhibitoren sein, die freie Radikale einfangen.

UV-Lichtabsorber können Ultraviolettstrahlung absorbieren und als Wärme ableiten. Von UV-Lichtinhibitoren wird angenommen, daß sie durch das Ultraviolettlicht erzeugte freie Radikale einfangen und nach dem Einfangen der freien Radikale anschließend aktive Stabilisatorstruktureinheiten unter Energieabführung regenerieren. Im Hinblick auf die synergistische Beziehung der UV-Stabilisatoren mit Elektronentransportverbindungen müssen die besonderen Vorteile der UV-Stabilisatoren nicht ihre UV-Stabilisierungseigenschaften sein, obschon die UV-Stabilisierungseigenschaft beim Verringern eines Abbaus des Organophotorezeptors im Lauf der Zeit zusätzlich von Vorteil sein kann. Das verbesserte synergistische Leistungsverhalten von Organophotorezeptoren mit Schichten, die sowohl eine Elektronentransportverbindung als auch einen UV-Stabilisator umfassen, wird in der von Zhu am 28. April 2003 eingereichten, als US-A1-2003/0228534 veröffentlichten mitanhängigen US-Patentanmeldung Seriennummer 10/425 333 mit dem Titel „Organophotoreceptor With A Light Stabilizer [Organophotorezeptor mit einem Lichtstabilisator]" weiter beschrieben.

Nicht-begrenzende Beispiele eines geeigneten Lichtstabilisators schließen zum Beispiel gehinderte Trialkylamine wie etwa Tinuvin 144 und Tinuvin 292 (von Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY), gehinderte Alkoxydialkylamine wie etwa Tinuvin 123 (von Ciba Specialty Chemicals), Benzotriazole wie etwa Tinuvan 328, Tinuvin 900 und Tinuvin 928 (von Ciba Specialty Chemicals), Benzophenone wie etwa Sandovur 3041 (von Clariant Corp., Charlotte, N.C.), Nickelverbindungen wie etwa Arbestab (von Robinson Brothers Ltd., West Midlands, Großbritannien), Salicylate, Cyancinnamate, Benzylidenmalonate, Benzoate, Oxanilide wie etwa Sandovur VSU (von Clariant Corp., Charlotte, N.C.), Triazine wie etwa Cyagard UV-1164 (von Cytec Industries Inc., N.J.) und polymere sterisch gehinderte Amine wie etwa Luchem (von Atochem North America, Buffalo, NY) ein. Bei einigen Ausführungsformen ist der Lichtstabilisator aus der aus gehinderten Trialkylaminen mit der folgenden Formel bestehenden Gruppe ausgewählt:

worin R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8, R10, R11, R12, R13, R15 und R16 jeweils unabhängig Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder Ester- oder Ethergruppe sind und R5, R9 und R14 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe sind und X eine Verbindungsgruppe ist, die aus der aus -O-CO-(CH2)m-CO-O-, worin m zwischen 2 und 20 ist, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

Das Bindemittel ist allgemein in der Lage, das Ladungstransportmaterial (im Fall der Ladungstransportschicht oder eines Einzelschichtaufbaus), die ladungserzeugende Verbindung (im Fall der ladungserzeugenden Schicht oder eines Einzelschichtaufbaus) und/oder eine Elektronentransportverbindung bei geeigneten Ausführungsformen zu dispergieren oder lösen. Beispiele geeigneter Bindemittel sowohl für die ladungserzeugende Schicht als auch die Ladungstransportschicht schließen im allgemeinen zum Beispiel Polystyrol-co-butadien, Polystyrol-co-acrylnitril, modifizierte Acrylpolymere, Polyvinylacetat, Styrolalkydharze, Soja-Alkylharze, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polycarbonate, Polyacrylsäure, Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrolpolymere, Polyvinylbutyral, Alkydharze, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polysulfone, Polyether, Polyketone, Phenoxyharze, Epoxyharze, Silikonharze, Polysiloxane, Poly(hydroxyether)harze, Polyhydroxystyrolharze, Novolak, Poly(phenylglycidylether)-co-dicyclopentadien, Copolymere aus bei den vorstehend angeführten Polymeren verwendeten Monomeren und Kombinationen davon ein. Spezielle geeignete Bindemittel schließen zum Beispiel Polyvinylbutyral, Polycarbonat und Polyester ein. Nicht-begrenzende Beispiele eines Polyvinylbutyrals schließen BX-1 und BX-5 von Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan, ein. Nicht-begrenzende Beispiele eines geeigneten Polycarbonats schließen Polycarbonat A, das von Bisphenol-A abgeleitet ist (z. B. lupilon-A von Mitsubishi Engineering Plastics oder Lexan 145 von General Electric), Polycarbonat Z, das von Cyclohexylidenbisphenol abgeleitet ist (z. B. lupilon-Z von Mitsubishi Engineering Plastics Corp., White Plain, New York) und Polycarbonat C ein, das von Methylbisphenol A abgeleitet ist (von Mitsubishi Chemical Corporation). Nicht-begrenzende Beispiele geeigneter Polyesterbindemittel schließen ortho-Polyethylenterephthalat (z. B. OPET TR-4 von Kanebo Ltd., Yamaguchi, Japan) ein.

Geeignete wahlfreie Additive für irgendeine oder mehrere der Schichten schließen zum Beispiel Antioxidantien, Kupplungsmittel, Dispergiermittel, Härtungsmittel, Tenside und Kombinationen davon ein.

Das photoleitfähige Element weist insgesamt typischerweise eine Dicke von etwa 10 Mikron bis etwa 45 Mikron auf. Bei den Doppelschicht-Ausführungsformen mit einer getrennten ladungserzeugenden Schicht und einer getrennten Ladungstransportschicht weist die ladungserzeugende Schicht im allgemeinen eine Dicke von etwa 0,5 Mikron bis etwa 2 Mikron auf und die Ladungstransportschicht weist bei Ausführungsformen eine Dicke von etwa 5 Mikron bis etwa 35 Mikron auf. Bei Ausführungsformen, bei denen sich das Ladungstransportmaterial und die ladungserzeugende Verbindung in derselben Schicht befinden, weist die Schicht mit der ladungserzeugenden Verbindung und der Ladungstransportzusammensetzung im allgemeinen eine Dicke von etwa 7 Mikron bis etwa 30 Mikron auf. Bei Ausführungsformen mit einer eigenen Elektronentransportschicht weist die Elektronentransportschicht bei Ausführungsformen eine durchschnittliche Dicke von etwa 0,5 Mikron bis etwa 10 Mikron und bei weiteren Ausführungsformen von etwa 1 Mikron bis etwa 3 Mikron auf. Im allgemeinen kann eine Elektronentransport-Überzugsschicht die mechanische Verschleißbeständigkeit erhöhen, erhöht die Beständigkeit gegenüber Trägerflüssigkeit und Luftfeuchtigkeit und verringert den Abbau des Photorezeptors durch Koronagase. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Dickenbereiche innerhalb der ausdrücklichen vorstehenden Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Im allgemeinen liegt bei den hierin beschriebenen Organophotorezeptoren die ladungserzeugende Verbindung in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 25 Gewichtsprozent, bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 1 bis etwa 15 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 2 bis etwa 10 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vor. Geeigneterweise liegt das Ladungstransportmaterial bei Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 80 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht, bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 35 bis etwa 60 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen von etwa 45 bis etwa 55 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vor. Wenn das wahlfreie zweite Ladungstransportmaterial vorhanden ist, kann es in einer Menge von wenigstens etwa 2 Gewichtsprozent, bei anderen Ausführungsformen von etwa 2,5 bis etwa 25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht und bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 4 bis etwa 20 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vorliegen. Geeigneterweise liegt das Bindemittel bei Ausführungsformen in einer Menge von etwa 15 bis etwa 80 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht und bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vor. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Bereiche innerhalb der ausdrücklichen Zusammensetzungsbereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Bei den Doppelschicht-Ausführungsformen mit einer getrennten ladungserzeugenden Schicht und einer Ladungstransportschicht umfaßt die Ladungserzeugungsschicht im allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge von etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent, bei weiteren Ausführungsformen von etwa 15 bis etwa 80 Gewichtsprozent und bei einigen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Ladungserzeugungsschicht. Wenn das wahlfreie Ladungstransportmaterial in der Ladungserzeugungsschicht vorhanden ist, kann es im allgemeinen in einer Menge von mindestens etwa 2,5 Gewichtsprozent, bei weiteren Ausführungsformen von etwa 4 bis etwa 30 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Ladungserzeugungsschicht vorliegen. Die Ladungserzeugungsschicht umfaßt im allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge von etwa 20 Gewichtsprozent bis etwa 70 Gewichtsprozent und bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 30 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Bereiche von Bindemittelkonzentrationen bei den Doppelschicht-Ausführungsformen innerhalb der vorstehenden ausdrücklichen Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Bei den Ausführungsformen mit einer Einzelschicht mit einer ladungserzeugenden Verbindung und einem Ladungstransportmaterial umfaßt die photoleitfähige Schicht im allgemeinen ein Bindemittel, ein Ladungstransportmaterial und eine Ladungserzeugungsverbindung. Die Ladungserzeugungsverbindung kann in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 25 Gewichtsprozent und bei einer weiteren Ausführungsform in einer Menge von etwa 2 bis etwa 15 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vorliegen. Das Ladungstransportmaterial kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 80 Gewichtsprozent, bei anderen Ausführungsformen von etwa 25 bis etwa 65 Gewichtsprozent, bei zusätzlichen Ausführungsformen von etwa 30 bis etwa 60 Gewichtsprozent und bei weiteren Ausführungsformen in einer Menge von etwa 35 bis etwa 55 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vorliegen, wobei der Rest der photoleitfähigen Schicht das Bindemittel und wahlfreie Additive wie etwa irgendwelche herkömmlichen Additive umfaßt. Eine Einzelschicht mit einer Ladungstransportzusammensetzung und einer ladungserzeugenden Verbindung umfaßt im allgemeinen ein Bindemittel in einer Menge von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 75 Gewichtsprozent, bei anderen Ausführungsformen von etwa 20 Gewichtsprozent bis etwa 60 Gewichtsprozent und bei weiteren Ausführungsformen von etwa 25 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent. Gegebenenfalls kann die Schicht mit der ladungserzeugenden Verbindung und dem Ladungstransportmaterial ein zweites Ladungstransportmaterial umfassen. Wenn das wahlfreie zweite Ladungstransportmaterial vorhanden ist, kann es im allgemeinen in einer Menge von mindestens 2,5 Gewichtsprozent, bei weiteren Ausführungsformen von etwa 4 bis etwa 30 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Zusammensetzungsbereiche für die vorstehenden Schichten in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Im allgemeinen kann jede Schicht mit einer Elektronentransportschicht vorteilhafterweise weiter einen UV-Lichtstabilisator einschließen. Insbesondere kann die Elektronentransportschicht im allgemeinen eine Elektronentransportverbindung, ein Bindemittel und einen wahlfreien UV-Lichtstabilisator einschließen. Eine eine Elektronentransportverbindung umfassende Überzugsschicht wird weiter in der als US2003/0194626 A1 veröffentlichten, mitanhängigen US-Patentanmeldung Seriennr. 10/396 536 an Zhu et al. mit dem Titel „Organophotoreceptor With An Electron Transport Layer (Organophotorezeptor mit einer Elektronentransportschicht) beschrieben. Zum Beispiel kann eine vorstehend beschriebene Elektronentransportverbindung bei der Trennschicht der hierin beschriebenen Photoleiter verwendet werden. Geeigneterweise kann die Elektronentransportverbindung in einer Elektronentransportschicht in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 20 bis etwa 40 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Elektronentransportschicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Falls der UV-Lichtstabilisator in einer oder mehr geeigneten Schichten des Photoleiters vorhanden ist, liegt er geeigneterweise in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 25 Gewichtsprozent und bei einigen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der jeweiligen Schicht vor. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Die photoleitfähige Schicht kann zum Beispiel durch Dispergieren oder Lösen der Komponenten wie etwa einem oder mehr aus einer ladungserzeugenden Verbindung, dem Ladungstransportmaterial dieser Erfindung, einem zweiten Ladungstransportmatenal wie etwa einer Ladungstransportverbindung oder einer Elektronentransportverbindung, einem UV-Lichtstabilisator und einem polymeren Bindemittel in einem organischen Lösungsmittel, Auftragen der Dispersion und/oder Lösung auf die jeweilige darunterliegende Schicht und Trocknen des Überzugs gebildet werden. Insbesondere können die Komponenten durch Homogenisieren unter hoher Scherkraft, Kugelmahlen, Attritormahlen, Hochenergie-Perl(Sand)mahlen oder andere in der Technik bekannte Verfahren zur Teilchengrößenverringerung oder Mischmittel zur wirkungsvollen Teilchengrößenverringerung beim Bilden einer Dispersion dispergiert werden.

Der Photorezeptor kann gegebenenfalls auch eine oder mehr zusätzliche Schichten aufweisen. Eine zusätzliche Schicht kann zum Beispiel eine Unterschicht oder eine Überzugsschicht wie etwa eine Sperrschicht, eine Trennschicht, eine Schutzschicht oder eine Haftschicht sein. Eine Trennschicht oder eine Schutzschicht kann die oberste Schicht des Photoleiterelements bilden. Eine Sperrschicht kann sich zwischen der Trennschicht und dem photoleitfähigen Element befinden oder zum Überziehen des photoleitfähigen Elements verwendet werden. Die Sperrschicht liefert Schutz vor einem Abrieb der Unterschichten. Eine Haftschicht liegt zwischen einem photoleitfähigen Element, einer Sperrschicht und einer Trennschicht oder irgendeiner Kombination davon und verbessert die Haftung dazwischen. Eine Unterschicht ist eine ladungsblockierende Schicht und liegt zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und dem photoleitfähigen Element. Die Unterschicht kann auch die Haftung zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und dem photoleitfähigen Element verbessern.

Geeignete Sperrschichten schließen zum Beispiel Überzüge wie etwa einen vernetzbaren Überzug aus Siloxanol-kolloidalem Siliziumoxid und Überzug aus hydroxyliertem Silsesquioxan-kolloidalem Siliziumoxid und organische Bindemittel wie etwa Polyvinylalkohol, Methylvinylether/Maleinanhydrid-Copolymer, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Gelatine, Stärke, Polyurethane, Polyimide, Polyester, Polyamide, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetoacetal, Polyvinylformal, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyacrylate, Polyvinylcarbazole, Copolymere aus bei den vorstehend angeführten Polymeren verwendeten Monomeren, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Terpolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Cellulosepolymere und Gemische davon ein. Die vorstehenden Sperrschichtpolymeren können gegebenenfalls kleine anorganische Teilchen wie etwa pyrogenes Siliziumoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder eine Kombination davon enthalten. Sperrschichten werden weiter im US-Patent 6 001 522 an Woo et al. mit dem Titel „Barrier Layer For Photoconductor Elements Comprising An Organic Polymer And Silica (Ein organisches Polymer und Siliziumoxid umfassende Sperrschicht für Photoleiterelemente)" beschrieben. Der Trennschicht-Decklack kann jede in der Technik bekannte Trennschichtzusammenfassung umfassen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Trennschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Silan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat oder eine Kombination daraus. Die Trennschichten können vernetzte Polymere umfassen.

Die Trennschicht kann zum Beispiel jede in der Technik bekannte Trennschichtzusammenfassung umfassen. Bei einigen Ausführungsformen umfaßt die Trennschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure), Urethanharze, Urethan-Epoxyharze, acrylierte Urethanharze, Urethan-Acrylharze oder eine Kombination davon. Bei weiteren Ausführungsformen können die Trennschichten vernetzte Polymere umfassen.

Die Schutzschicht kann den Organophotorezeptor vor einem chemischen und mechanischen Abbau schützen. Die Schutzschicht kann jede in der Technik bekannte Schutzschichtzusammensetzung umfassen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Schutzschicht ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Polysilan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure), Urethanharze, Urethan-Epoxyharze, acrylierte Urethanharze, Urethan-Acrylharze oder eine Kombination daraus. Bei einigen Ausführungsformen von besonderem Interesse sind die Trennschichten vernetzte Polymere.

Eine Überzugsschicht kann eine in der als US2003/0194626 A1 veröffentlichten, mitanhängigen US-Patentanmeldung Seriennr. 10/396 536 an Zhu et al. mit dem Titel „Organoreceptor With An Electron Transport Layer (Organorezeptor mit einer Elektronentransportschicht)" beschriebene Elektronentransportverbindung umfassen. Zum Beispiel kann eine vorstehend beschriebene Elektronentransportverbindung bei der Trennschicht dieser Erfindung verwendet werden. Die Elektronentransportverbindung in der Überzugsschicht kann in einer Menge von etwa 2 bis 50 Gewichtsprozent und bei anderen Ausführungsformen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 40 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Trennschicht vorliegen. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Zusammensetzungsbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Im allgemeinen umfassen Haftschichten ein filmbildendes Polymer wie etwa Polyester, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, Polymethylmethacrylat, Poly(hydroxyaminoether) und dergleichen. Sperr- und Haftschichten werden im US-Patent 6 180 305 an Ackley et al. mit dem Titel „Organic Photoreceptors for Liquid Electrophotography (Organische Photorezeptoren für die Flüssigkeitselektrophotographie)" weiter beschrieben.

Unterschichten können zum Beispiel Polyvinylbutyral, Organosilane, hydrolysierbare Silane, Epoxyharze, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Silikone und dergleichen umfassen. Bei einigen Ausführungsformen weist die Unterschicht eine Trockendicke zwischen etwa 20 Ångström und etwa 2000 Ångström auf. Leitfähige Metalloxidteilchen enthaltende Unterschichten können zwischen etwa 1 und etwa 25 Mikron dick sein. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß weitere Zusammensetzungs- und Dickenbereiche innerhalb der ausdrücklichen Bereiche in Betracht gezogen werden und sich innerhalb der vorliegenden Offenbarung befinden.

Die hierin beschriebenen Ladungstransportmaterialien und diese Verbindungen einschließenden Photorezeptoren sind zur Verwendung bei einem Bilderzeugungsverfahren mit entweder Trocken- oder Flüssigtonerentwicklung geeignet. Zum Beispiel können alle in der Technik bekannten Trockentoner und Flüssigtoner bei dem Verfahren und dem Gerät dieser Erfindung verwendet werden. Eine Flüssigtonerentwicklung kann erwünscht sein, da sie verglichen mit Trockentonern den Vorteil des Lieferns von Bildern mit höherer Auflösung bieten und eine geringere Energie zur Bildfixierung erfordert. Beispiele geeigneter Flüssigtoner sind in der Technik bekannt. Flüssigtoner umfassen im allgemeinen in einer Trägerflüssigkeit dispergierte Tonerteilchen. Die Tonerteilchen können ein Farbmittel/Pigment, ein Harzbindemittel und/oder einen Ladungsdirektor umfassen. Bei einigen Ausführungsformen eines Flüssigtoners kann das Verhältnis von Harz zu Pigment von 1:1 bis 10:1 und bei anderen Ausführungsformen von 4:1 bis 8:1 betragen. Flüssigtoner werden in den veröffentlichten US-Patentanmeldungen 2002/0128349 mit dem Titel „Liquid Inks Comprising A Stable Organosol (Ein stabiles Organosol umfassende flüssige Druckfarben)", 2002/0086916 mit dem Titel „Liquid Inks Comprising Treated Colorant Particles (Behandelte Farbmittelteilchen umfassende flüssige Druckfarben)" und dem US-Patent Nr. 6 649 316 mit dem Titel „Phase Change Developer For Liquid Electrophotography (Phasenwechselentwickler zur Flüssigkeitselektrophotographie)" weiter beschrieben.

Ladungstransportmaterial

Wie hierin beschrieben umfaßt ein Organophotorezeptor eine Ladungstransportverbindung mit der Formel

ein, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m-Gruppe sind, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Rf und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist.

Vorzugsweise umfassen R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe.

Vorzugsweise umfassen X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind.

Vorzugsweise ist X1 eine Gruppe -Y4-CH2- und ist X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)-, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind.

Vorzugsweise sind Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S und sind Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Phenylengruppe.

Vorzugsweise ist Ar eine aromatische C6H3-Gruppe.

Vorzugsweise umfaßt das photoleitfähige Element des Organophotorezeptors weiter ein zweites Ladungstransportmaterial.

Vorzugsweise umfaßt das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung.

Vorzugsweise umfaßt das photoleitfähige Element des Organophotorezeptors weiter ein Bindemittel.

Bei einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 dasselbe. Bei anderen Ausführungsformen sind X1 und X2 verschiedenen.

Bei einigen Ausführungsformen sind X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich, insbesondere zwischen 1 und 16 einschließlich, spezieller zwischen 1 und 12 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind.

Bei einigen Ausführungsformen ist Ar eine aromatische Gruppe, insbesondere eine aromatische C6H3-Gruppe.

Bei einigen Ausführungsformen ist R3 H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe. Insbesondere ist R3 H.

Bei einigen Ausführungsformen sind R1 und R2 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe. Insbesondere umfassen bei gewissen Ausführungsformen R1 und R2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe. Bei gewissen Ausführungsformen sind sowohl R1 und R2 eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe.

Bezüglich Formel (I) ist insbesondere an X1, X2 und Ar eine Substitution frei gestattet. Änderungen der Substituenten wie etwa einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer heterocyclischen Gruppe und einer Ringgruppe wie etwa einer Benzogruppe an X1, X2 und Ar können zu verschiedenen physikalischen Wirkungen auf die Eigenschaften der Verbindungen wie etwa Beweglichkeit, Löslichkeit, Verträglichkeit, Stabilität, spektrale Absorption, Dispergierbarkeit und dergleichen führen, wobei zum Beispiel Substitutionen eingeschlossen sind, von denen in der Technik bekannt ist, daß sie bestimmte Änderungen bewirken.

Bei einigen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen Organophotorezeptoren ein verbessertes Ladungstransportmaterial der Formel (I) umfassen, worin X1 eine Gruppe -Y4-CH2- ist und X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)- ist, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5 und Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe, zum Beispiel C6H4 sind. Bei einigen Ausführungsformen ist X2 wie im vorherigen Satz definiert, wobei Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O oder S sind. Bei einigen Ausführungsformen sind Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S. Bei einigen Ausführungsformen sind Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O. Bei anderen Ausführungsformen ist X1 eine Gruppe -O-CH2- und ist X2 eine Gruppe -OCH2CH(OH)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(OH)-. Bei weiteren Ausführungsformen ist X1 eine Gruppe -O-CH2- und ist X2 eine Gruppe -OCH2CH(OH)CH2S-(C6H4)S(C6H4)SCH2CH(OH)-. Bei weiteren Ausführungsformen ist Ar eine aromatische C6H3-Gruppe und umfassen R1 und R2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe wie etwa eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe. Ein spezifisches, nicht-einschränkendes Beispiel geeigneter Ladungstransportmaterialien innerhalb Formel (I) der vorliegenden Erfindung weist die folgende Struktur auf:

worin n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist.

Synthese von Ladungstransportmaterialien

Die Synthese der Ladungstransportmaterialien dieser Erfindung kann durch das folgende Mehrstufen-Syntheseverfahren durchgeführt werden, obschon andere geeignete Syntheseverfahren von einem Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Beschreibung hierin verwendet werden können.

Die Buchstabengruppen in den in den nachstehenden Syntheseverfahren dargestellten Strukturen sind wie folgt definiert: X1, X2, X3 und X4 sind jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe wie etwa eine -(CH2)m-Gruppe, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind. Ar umfaßt eine aromatische Gruppe. R1, R2 und R3 umfassen jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe. Der Ausdruck n ist eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins. Q1, Q2, Q3 und Q4 sind jeweils eine funktionelle Gruppe wie etwa eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe und eine Aminogruppe, die mit einer reaktionsfähigen Ringgruppe reagiert. E1 und E2 sind jeweils unabhängig eine reaktionsfähige Ringgruppe wie etwa eine Epoxygruppe, eine Thiiranylgruppe, eine Aziridinogruppe und eine Oxetanylgruppe.

Allgemeines Syntheseverfahren

Der erste Schritt ist die Hydrazonbildungsreaktion zwischen einem Aldehyd oder einem Keton mit einem Überschuß Hydrazin (H2N-NH2) unter Bilden des entsprechenden Hydrazons der Formel (IV). Die Reaktion kann mit Säuren wie etwa Schwefelsäure und Salzsäure katalysiert werden.

Im zweiten Schritt kann das Hydrazon der Formel (IV) mit einem aromatischen Aldehyd oder Keton mit zwei funktionellen Gruppen (Q1 und Q2, die mit einer reaktionsfähigen Ringgruppe reagieren können) unter Bilden der entsprechenden Azinverbindung der Formel (III) reagieren. Q1 und Q2 können gleich oder verschieden sein. Bei einigen Ausführungsformen sind Q1 und Q2 jeweils unabhängig aus der aus einer Hydroxygruppe, Thiolgruppe, Carboxygruppe und einer Aminoggrppe bestehenden Gruppe ausgewählt. Die Reaktion kann mit Säuren wie etwa Schwefelsäure und Salzsäure katalysiert werden.

Im dritten Schritt kann die Azinverbindung der Formel (III) mit wenigstens einem eine reaktionsfähige Ringgruppe umfassenden organischen Halogenid in Gegenwart einer Alkalie unter Bilden der entsprechenden Azinverbindung der Formel (II) mit zwei reaktionsfähigen Ringgruppen (E1 und E2) reagieren. E1 und E2 können gleich oder verschieden sein. Falls es gewünscht wird, daß E1 und E2 dasselbe sind, kann ein organisches Halogenid mit einer reaktionsfähigen Ringgruppe verwendet werden. Falls es gewünscht wird, daß E1 und E2 verschiedenen sind, kann die Azinverbindung der Formel (III) mit zwei verschiedenen organischen Halogeniden mit einer reaktionsfähigen Ringgruppe entweder gleichzeitig oder nacheinander reagieren. Das gewünschte Produkt kann durch herkömmliche Reinigungstechniken wie etwa Säulenchromatographie, Dünnschichtchromatographie und Umkristallisation isoliert und gereinigt werden.

Die reaktionsfähige Ringgruppe kann aus der aus heterocyclischen Ringgruppen, die eine höhere Spannungsenergie als ihre entsprechende ringoffene Struktur aufweisen, bestehenden Gruppe ausgewählt werden. Die herkömmliche Definition von Spannungsenergie ist, daß sie den Energieunterschied zwischen dem tatsächlichen Molekül und einem vollständig spannungsfreien Molekül mit derselben Konstitution darstellt. Mehr Informationen über den Ursprung der Spannungsenergie ist in dem Artikel von Wiberg et al. „A Theoretical Analysis of Hydrocarbon Properties: II Additivity of Group Properties and the Origin of Strain Energy [Theoretische Analyse von Kohlenwasserstoffeigenschaften: II Additivität von Gruppeneigenschaften und Ursprung der Spannungsenergie]", J. Am. Chem. Soc. 109, 985 (1987), zu finden. Die heterocyclische Ringgruppe kann 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Glieder, bei weiteren Ausführungsformen 3, 4, 5, 7 oder 8 Glieder, bei einigen Ausführungsformen 3, 4 oder 8 Glieder und bei weiteren Ausführungsformen 3 oder 4 Glieder aufweisen. Nicht-begrenzende Beispiele eines derartigen heterocyclischen Rings sind cyclische Ether (z. B. Epoxide und Oxetan), cyclische Amine (z. B. Aziridin), cyclische Sulfide (z. B. Thiiran), cyclische Amide (z. B. 2-Azetidinon, 2-Pyrrolidon, 2-Piperidon, Caprolactam, Önantholactam und Capryllactam), N-Carboxy-&agr;-aminosäureanhydride, Lactone und Cyclosiloxane. Die Chemie der vorstehenden heterocyclischen Ringe wird bei George Odian „Principle of Polymerization [Prinzip der Polymerisation)", zweite Ausgabe, Kapitel 7, S. 508-552 (1981), beschrieben. Bei einigen Ausführungsformen von Interesse sind E1 und E2 jeweils unabhängig aus der aus einer Epoxygruppe, einer Thiiranylgruppe, einer Aziridinogruppe und einer Oxetanylgruppe bestehenden Gruppe ausgewählt.

Bei einigen Ausführungsformen ist wenigstens eine der Gruppen E1 und E2 eine Epoxygruppe. Nicht-einschränkende Beispiele eines geeigneten organischen Halogenids, das eine Epoxygruppe als reaktionsfähige Ringgruppe umfaßt, sind Epihalogenhydrine wie etwa Epichlorhydrin. Das eine Epoxygruppe umfassende organische Halogenid kann auch durch eine Epoxidierungsreaktion des entsprechenden Alkens mit einer Halogenidgruppe hergestellt werden. Eine derartige Epoxidierungsreaktion wird bei Carey et al., „Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis [Fortgeschrittene organische Chemie, Teil B: Reaktionen und Synthese]", New York, 1983, S. 494-498, beschrieben. Das Alken mit einer Brückengruppe kann durch die Wittig-Reaktion zwischen einem geeigneten Aldehyd oder einer Ketoverbindung und einem geeigneten Wittig-Reagenz hergestellt werden. Die Wittig-Reaktion und verwandte Reaktionen werden bei Carey et al., „Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis [Fortgeschrittene Organische Chemie, Teil B: Reaktionen und Synthese]" 69-77, beschrieben.

Die verschiedenen Herstellungsverfahren von Epoxyverbindungen sind in der US-Patentanmeldung Nummer 10/749178 (als US-A1-2005/147904 veröffentlicht), 10/634164 (als US-A1-2004/0081903 veröffentlicht), 10/695581 (als US-A1-2005/89781 veröffentlicht), 10/663970 (US-Patent Nr. 6 768 010) und 10/692389 (als US-A1-2005/89780 veröffentlicht) und vorläufigen US-Patentanmeldung Nummer 60/444001 (wovon die US-Patentanmeldung Nr. 10/749164, veröffentlicht als US-A1-2004/0157145, Prioritätsvorteil beansprucht) und 60/459150 (wovon die US-Patentanmeldung Nr. 10/772068, veröffentlicht als US-A1-2004/0161685, Prioritätsvorteil beansprucht).

Bei anderen Ausführungsformen ist wenigstens eine der Gruppen E1 und E2 eine Thiiranylgruppe. Eine Epoxyverbindung wie die vorstehend beschriebenen kann durch Erhitzen der Epoxyverbindung und Ammoniumthiocyanat in Tetrahydrofuran unter Rückfluß in die entsprechende Thiiranylverbindung umgewandelt werden. Wahlweise kann die entsprechende Thiiranylverbindung durch Führen einer Lösung der vorstehend beschriebenen Epoxyverbindung durch 3-(thiocyano)propylfunktionalisiertes Kieselgel (im Handel von Aldrich, Milwaukee, MI, erhältlich) erhalten werden. Wahlweise kann eine Thiiranylverbindung durch die Thia-Payne-Umlagerung einer entsprechenden Epoxyverbindung erhalten werden. Die Thia-Payne-Umlagerung wird bei Rayner, C. M., Synlett, 1997, 11; Liu, Q. Y., Marchington, A. P., Rayner, C. M., Tetrahedron, 1997, 53, 15729; Ibuka, T., Chem. Soc. Rev., 1998, 27, 145, und Rayner, C. M., Contemporary Organic Synthesis, 1996, 3, 499, beschrieben.

Bei weiteren Ausführungsformen ist wenigstens eine der Gruppen E1 und E2 eine Aziridinylgruppe. Eine Aziridinverbindung kann durch die Aza-Payne-Umlagerung einer entsprechenden Epoxyverbindung wie einer der vorstehend beschriebenen Epoxyverbindungen erhalten werden. Die Thia-Payne-Umlagerung wird bei Rayner, C. M., Synlett, 1997, 11; Liu, Q. Y., Marchington, A. P., Rayner, C. M., Tetrahedron, 1997, 53, 15729, und Ibuka, T., Chem. Soc. Rev., 1998, 27, 145, beschrieben.

Wahlweise kann eine Aziridinverbindung durch die Additionsreaktion zwischen einer geeigneten Nitrenverbindung und einem geeigneten Alken hergestellt werden. Eine derartige Additionsreaktion wird bei Carey et al., „Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis [Fortgeschrittene organische Chemie, Teil B: Reaktionen und Synthese]", New York, 1983, S. 446-448" beschrieben.

Bei weiteren Ausführungsformen ist wenigstens eine der Gruppen E1 und E2 eine Oxetanylgruppe. Eine Oxetanverbindung kann durch die Paterno-Büchi-Reaktion zwischen einer geeigneten Carbonylverbindung und einem geeigneten Alken hergestellt werden. Die Paterno-Büchi-Reaktion wird bei Carey et al., „Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis [Fortgeschrittene organische Chemie, Teil B: Reaktionen und Synthese]", New York, 1983, S. 335-336, beschrieben.

Die Reihenfolge der Schritte 1-3 kann durch einen Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Beschreibung hierin abgeändert werden. Zum Beispiel können Schritt 1 und Schritt 2 umgekehrt werden. Anders gesagt kann der aromatische Aldehyd oder das Keton mit zwei funktionellen Gruppen zuerst mit einem Überschuß Hydrazin unter Bilden des entsprechenden Hydrazons reagieren, das anschließend mit dem Aldehyd oder Keton unter Bilden des entsprechenden Azins der Formel (III) reagiert. Ein weiteres Beispiel ist, daß Schritt 2 und Schritt 3 umgekehrt werden können, so daß der aromatische Aldehyd oder das Keton mit zwei reaktionsfähigen funktionellen Gruppen zuerst mit einem organischen Halogenid und anschließend mit dem Hydrazon der Formel (IV) unter Bilden des entsprechenden Azins der Formel (II) reagieren kann.

Der vierte Schritt ist die Copolymerisation der entsprechenden Azinverbindung der Formel (II) mit zwei reaktionsfähigen Gruppen (E1 und E2) mit einer Brückenverbindung (Q3-Z-Q4) in Gegenwart von Triethylamin unter Bilden des entsprechenden Ladungstransportmaterials der Formel (I). Die Brückenverbindung weist eine Brückengruppe Z und wenigstens zwei funktionelle Gruppen (Q3 und Q4) wie etwa eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Aminogruppe und eine Carboxygruppe auf, die gegenüber den reaktionsfähigen Ringgruppen E1 und E2 reaktionsfähig ist. Nicht-einschränkende Beispiele der Brückengruppe Z schließen -(CH2)k-Gruppen ein, worin k eine ganze Zahl zwischen 1 und 30 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRm, eine Gruppe CRn, eine Gruppe CRoRp oder SiRqRr ersetzt sind, worin Rm, Rn, Ro, Rp, Rq und Rr jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe wie etwa Cycloalkylgruppen oder eine Benzogruppe sind.

Die Brückenverbindung kann ein Diol, ein Dithiol, ein Diamin, eine Dicarbonsäure, ein Hydroxyamin, eine Aminosäure, eine Hydroxysäure, eine Thiolsäure, ein Hydroxythiol oder ein Thiamin sein. Nicht-begrenzende Beispiele eines geeigneten Dithiols sind 4,4'-Thiobisbenzolthiol, 1,4-Benzoldithiol, 1,3-Benzoldithiol, Sulfonylbis(benzolthiol), 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 1,2-Ethandithiol, 1,3-Propandithiol, 1,4-Butandithiol, 1,5-Pentandithiol und 1,6-Hexandithiol. Nicht-begrenzende Beispiele geeigneter Diole sind 2,2'-Bi-7-naphthol, 1,4-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxybenzol, 10,10-Bis(4-hydroxyphenyl)anthron, 4,4'-Sulfonyldiphenol, Bisphenol, 4,4'-(9-Fluorenyliden)diphenol, 1,10-Decandiol, 1,5-Pentandiol, Diethylenglykol, 4,4'-(9-Fluorenyliden)-bis(2-phenoxyethanol), Bis(2-hydroxyethyl)terephthalat, Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfon, Hydrochinon-bis(2-hydroxyethyl)ether und Bis(2-hydroxyethyl)piperazin. Nicht-begrenzende Beispiele eines geeigneten Diamins sind Diaminoarene und Diaminoalkane. Nicht-begrenzende Beispiele einer geeigneten Dicarbonsäure sind Phthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure und 4,4'-Biphenyldicarbonsäure. Nicht-begrenzende Beispiele eines geeigneten Hydroxyamins sind p-Aminophenol und Fluoresceinamin. Nicht-begrenzende Beispiele einer geeigneten Aminosäure sind 4-Aminobuttersäure, Phenylalanin und 4-Aminobenzoesäure. Nicht-begrenzende Beispiele einer geeigneten Hydroxysäure sind Salicylsäure, 4-Hydroxybuttersäure und 4-Hydroxybenzoesäure. Nicht-begrenzende Beispiele eines geeigneten Hydroxythiols sind Monothiohydrochinon und 4-Mercapto-1-butanol. Ein nicht-begrenzendes Beispiel eines geeigneten Thioamins ist p-Aminobenzolthiol. Nicht-begrenzende Beispiele einer geeigneten Thiolsäure sind 4-Mercaptobenzoesäure und 4-Mercaptobuttersäure. Nahezu alle vorstehenden Brückenverbindungen sind im Handel von Aldrich und anderen chemischen Lieferanten erhältlich.

X1 und X2 in Formel (I) werden durch zwei Ringöffnungsreaktionen zwischen X3-E1 und Q3 und zwischen X4-E2 und Q4 hergestellt. X1 und X2 können auf der Grundlage von X3, E1, Q3, X4, E2 und Q4 auf viele, für einen Fachmann sinnvolle Weisen aufgeteilt werden. Ein nicht-begrenzendes Beispiel eines sinnvollen Aufteilens ist, daß X1 X3-E1'-Q3' ist, worin E1'-Q3 das Ringöffnungsreaktionsprodukt zwischen E1 und Q3 ist und X2 X4-E2'-Q4'-Z ist, worin E2'-Q4' das Ringöffnungsreaktionsprodukt zwischen E3 und Q4 ist. Ein weiteres nicht-begrenzendes Beispiel eines sinnvollen Aufteilens ist, daß X1X3 ist und X2X4-E2'-Q4'-Z-Q3'-E1' ist, worin E2'-Q4' das Ringöffnungsreaktionsprodukt von E2 und Q4 ist und E1'-Q3' das Ringöffnungsprodukt zwischen E1 und Q3 ist.

Bei einigen Ausführungsformen umfaßt Z eine Gruppe Y1-Z1-Z2-Z2-Y3-, worin Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind. Bei weiteren Ausführungsformen sind Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S und sind Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Phenylengruppe.

Obschon Ringöffnungsreaktionen zwischen reaktionsfähigen Ringgruppen und funktionellen Gruppen, die gegenüber den reaktionsfähigen Ringgruppen reaktionsfähig sind, vorstehend beim vierten Schritt zur Copolymerisation offenbart werden, können andere geeignete Synthesereaktionen zwischen zwei verschiedenen funktionellen Gruppen, die gegenüber einander reaktionsfähig sind, zur Copolymerisation beim vierten Schritt benützt werden. Zum Beispiel können Q3 und Q4 jeweils unabhängig Hydroxy- oder Amingruppen (oder jeweils unabhängig Carbonsäure- oder Halogenidgruppen) sein und E1 und E2 können jeweils unabhängig Carbonsäure- oder Halogenidgruppen (oder jeweils unabhängig Hydroxy- oder Amigruppen) sein, die mit den Hydroxy- oder Amigruppen (oder Carbonsäure- oder Halogenidgruppen) unter Erzeugen eines Ladungstransportmaterials der Formel (I), worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Ester beziehungsweise Amidgruppe oder eine Kombination davon umfassen, reagieren. Ein weiteres Beispiel ist, daß Q3 und Q4 Aminogruppen (oder Carbonylgruppen) sein können und E1 und E2 Carbonylgruppen (oder Aminogruppen) sein können, die mit den Aminogruppen (oder Carbonylgruppen) unter Erzeugen eines Ladungstransportmaterials der Formel (I), worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Imingruppe darstellen, reagieren. Ein weiteres Beispiel ist, daß Q3 und Q4 Isocyanatgruppen (oder unabhängig Hydroxy, Thiol oder Amingruppen) sein können und E1 und E2 jeweils unabhängig Hydroxy-, Thiol- oder Amingruppen (oder Isocyanatgruppen) sein können, die mit den Isocyanatgruppen (oder Hydroxy-, Thiol- oder Amingruppen) unter Erzeugen eines Ladungstransportmaterials der Formel (I) reagieren, worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Urethan-, Thiocarbamat- beziehungsweise Harnstoffgruppe oder eine Kombination davon darstellen. Andere geeignete Reaktionen von einem Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Offenbarung hierin angewendet werden.

Die Erfindung wird nun durch die folgenden Anschauungsbeispiele weiter beschrieben. Diese Beispiele sollten als spezielle, unter die vorstehend dargestellte, breitere Offenbarung fallende Materialien veranschaulichend angesehen werden.

BEISPIELE Beispiel 1 – Synthese und Charakterisierung von Ladungstransportmaterialien

Dieses Beispiel beschreibt die Synthese und Charakterisierung von Verbindung (I). Die Charakterisierung umfaßt die chemische Charakterisierung der Verbindung. Die elektrostatische Charakterisierung wie etwa Mobilität und Ionisationspotential der mit der Verbindung gebildeten Materialien wird in einem folgenden Beispiel vorgestellt.

Bis(4,4'-diethylamino)benzophenonhydrazon

Eine Lösung von Bis(4,4'-diethylamino)benzophenon (108,1 g, 0,335 Mol, von Aldrich), Hydrazinmonohydrat (98%, 244 ml, 5 Mol, von Aldrich) und 10 ml konzentrierte Salzsäure (von Aldrich) in 250 ml 2-Propanol wurde einem mit einem Rückflußkühler und einem mechanischen Rührer ausgestatteten 1000-ml-Dreihalskolben zugesetzt. Die Lösung wurde ungefähr 6 Stunden unter intensivem Rühren zum Rückfluß erhitzt, bis das Bis(4,4'-diethylamino)benzophenon verschwunden war. Man ließ die Lösung über Nacht stehen. Die Kristalle, die sich beim Stehen gebildet hatten, wurden durch Filtration entfernt und anschließend mit 2-Propanol unter Liefern von 79,2 g (70%) Bis(4,4'-diethylamino)benzophenonhydrazon gewaschen. Der Schmelzpunkt des Produkts wurde zu 124-126°C (aus 2-Propanol umkristallisiert) gefunden. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen (&dgr;, ppm) gekennzeichnet:

7.37 (d, J = 9.0 Hz, 2H, Ar); 7.14 (d, J = 8.8 Hz, 2H, Ar); 6.74 (d, J = 8.8 Hz, 2H, Ar); 6.58 (d, J = 9.0 Hz, 2H, Ar); 4.85 (s, br, 2H, NH2); 3.36 (m, 8H, N(CH 2CH3)2 und 1.17 (m, 12H, N(CH2CH 3)2).

Die Elementaranalyse lieferte die folgenden Ergebnisse in Gewichtsprozent: C 74,49, H 7,68, N 15,12, verglichen mit den folgenden, für C21H30N4 berechneten Werten in Gewichtsprozent: C 74,52, H 8,93, N 16,55.

4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon-2,4-dihydroxybenzaldehydazin

Ein Gemisch aus Bis(4,4'-diethylamino)benzophenonhydrazon (33,6 g, 0,1 Mol, zuvor erhalten), 2,4-Dihydroxybenzaldehyd (15,1 g, 0,1 Mol, von Aldrich erhalten) und 40 ml Methanol wurde einem mit einem Rückflußkühler und einem mechanischen Rührer ausgestatteten 100-ml-Dreihalskolben zugesetzt. Das Gemisch wurde 0,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt, bis eines der Ausgangsmaterialien verschwunden war. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Die in der abgekühlten Lösung gebildeten Kristalle wurden filtriert und wiederholt mit Methanol gewaschen und 5 Stunden im Vakuumofen bei 50°C unter Liefern von 36 g (79%) rohem Produkt getrocknet. Das Produkt wurde aus einem Gemisch aus Dioxan und Methanol im Volumenverhältnis 1:2 umkristallisiert. Das Produkt wies einen Schmelzpunkt von 205-206,5°C auf. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 und zwei Tropfen DMSO-d6 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen gekennzeichnet:

(&dgr;, ppm): 11.74

(s, 1H, OH); 9.44 (s, 1H, OH); 8.55 (s, 1H, N=CH); 7.51 (d, 2H, Ar); 7.35-6.98 (m, 3H, Ar); 6.80-6.48 (m, 4H, Ar); 6.48-6.18 (m, 2H, Ar); 3.35 (q, 8H, CH 2CH3, J = 7.5 Hz); und 1.15 (m, 12H, CH2CH 3).

Die Elementaranalyse lieferte die folgenden Ergebnisse in Gewichtsprozent: C 73,11, H 7,28, N 12,10, verglichen mit den folgenden, für C28H34N4O2 berechneten Werten in Gewichtsprozent: C 73,33, H 7,47, N 12,22.

4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon-2,4-bis(1,2-epoxypropoxy)benzaldehydazin

Ein Gemisch aus 4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon-2,4-dihydroxybenzaldehydazin (33 g, 0,072 Mol) und Epichlorhydrin (85 ml, 1,1 mMol, im Handel von Aldrich erhältlich) wurde 5 Stunden heftig bei 30-35°C gerührt, bis die Ausgangsdihydroxyverbindung und ihre monosubstituierte Verbindung verschwunden waren. Während des Zeitraums von 5 Stunden wurden 12,2 g (0,22 Mol) gepulvertes 85%iges Kaliumhydroxid und 3,6 g (28,8 mMol) wasserfreies Natriumsulfat in drei Portionen zugesetzt, während das Reaktionsgemisch bei 20-25°C gehalten wurde. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und filtriert. Das organische Filtrat wurde mit Ethylacetat behandelt und mit destilliertem Wasser gewaschen, bis das Waschwasser einen neutralen pH erreichte. Anschließend wurde die organische Schicht über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, mit Aktivkohle behandelt und filtriert. Die Lösungsmittel wurden entfernt und der Rückstand wurde der Chromatographie (Kieselgel, Sorte 62, 60-200 Mesh, 150 Å, von Aldrich erhalten) unter Verwenden eines Gemisches aus Aceton und Hexan in einem Volumenverhältnis von 1:4 als Lösungsmittel unterzogen. Das Produkt enthaltende Fraktionen wurden gesammelt und unter Liefern von 25,0 g (63%) öligem Rückstand verdampft. Der ölige Rückstand kristallisierte nach einem Monat Stehen bei Raumtemperatur. Das 1H-NMR-Spektrum (100 MHz) des Produkts in CDCl3 war durch die folgenden chemischen Verschiebungen gekennzeichnet:

(&dgr;, ppm): 8.95 (s, 1H, CH=N); 8.02-7.18 (m, 5H, Ar); 6.80-6.32 (m, 6H, Ar); 4.44-3.64 (m, 6H, OCH2CH); 3.39 (q, 8H, N(CH 2CH3)2); 3.04-2.68 (m, 4H, CH2 des Oxirans) und 1.22 (m, 12H, N(CH2CH 3)2).

Die Elementaranalyse lieferte die folgenden Ergebnisse in Gewichtsprozent: C 71,37, H 7,28 und N 9,65, verglichen mit den folgenden, für C34H42N4O4 berechneten Werten in Gewichtsprozent: C 71,55, H 7,42, N 9,82.

Verbindung (I)

Ein Gemisch aus 4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon-2,4-bis(1,2-epoxypropoxy)benzaldehydazin (1,61 g, 2,83 mMol), 4,4'-Thiobisbenzolthiol (0,709 g, 2,8 mMol, von Aldrich, Milwaukee, WI) und Triethylamin (0,2 ml, 1,415 mMol, von Aldrich, Milwaukee, WI) wurde in 20 ml Tetrahydrofuran (THF) 60 Stunden unter Argon zum Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und durch eine Kieselgelschicht (3-4 cm dick, Sorte 62, 60-200 Mesh, 150 Å) filtriert und das Kieselgel wurde mit THF gewaschen. Die THF-Lösung wurde durch Verdampfen auf 15-20 ml eingeengt und anschließend unter intensivem Rühren in den 20fachen Überschuß Methanol gegossen. Der sich ergebende Niederschlag wurde abfiltriert und wiederholt mit Methanol gewaschen und 5 Stunden im Vakuumofen bei 50°C getrocknet. Die Produktausbeute war 1,4 g (60,4%).

Beispiel 2 – Ladungsbeweglichkeitsmessungen

Dieses Beispiel beschreibt die Messung der Ladungsbeweglichkeit und des Ionisationspotentials bei Ladungstransportmaterialien, insbesondere der vorstehenden Verbindung (I).

Probe 1

Ein Gemisch aus 0,1 g Verbindung (I) und 0,1 g Polycarbonat Z wurde in 2 ml Tetrahydrofuran gelöst. Die Lösung wurde durch eine Tauchwalze auf einen Polyesterfilm mit einer leitfähigen Aluminiumschicht aufgetragen. Nachdem die Beschichtung 1 Stunde bei 80°C getrocknet worden war, wurde eine klare, 10 &mgr;m dicke Schicht gebildet. Die Lochbeweglichkeit der Probe wurde gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 1 dargestellt.

Beweglichkeitsmessungen

Jede Probe wurde bis auf ein Oberflächenpotential U positiv aufgeladen und mit einem 2 ns langen Stickstofflaser-Lichtpuls beleuchtet. Die Lochbeweglichkeit &mgr; wurde wie bei Kalade et al., „Investigation of charge carrier transfer in electrophotographic layers of chalkogenid glasses [Untersuchung der Ladungsträgerübertragung in elektrophotographischen Schichten aus Chalkogenidgläsern]", Proceeding IPCS 1994: The Physics and Chemistry of Imaging Systems, Rochester, NY, S. 747-752, beschrieben bestimmt. Die Lochbeweglichkeitsmessung wurde mit geeigneten Änderungen an der Aufladungsweise wiederholt, um die Probe auf unterschiedliche U-Werte aufzuladen, die unterschiedlichen elektrischen Feldstärken in der Schicht E entsprechen. Die Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke wird durch die Formel

näherungsweise angegeben.

Hier ist E die elektrische Feldstärke, &mgr;0 ist die Nullfeldbeweglichkeit und &agr; ist der Pool-Frenkel-Parameter. Tabelle 1 führt die die Beweglichkeit kennzeichnenden Parameter &mgr;0 und &agr;-Werte und den durch diese Messungen an den vier Proben bestimmten Beweglichkeitswert bei 6,4 × 105 V/cm Feldstärke auf.

Tabelle 1

Beispiel 3 – Ionisationspotentialmessungen

Dieses Beispiel beschreibt die Messung des Ionisationspotentials an dem in Beispiel 1 beschriebenen Ladungstransportmaterial.

Zum Ausführen der Ionisationspotentialmessungen wurde eine dünne Schicht Ladungstransportmaterial in einer Dicke von etwa 0,5 &mgr;m auf einer Lösung von 2 mg Ladungstransportmaterial in 0,2 ml Tetrahydrofuran auf ein Substrat von 20 cm2 aufgetragen. Das Substrat war ein aluminisierter Polyesterfilm, der mit einer 0,4 &mgr;m dicken Methylcellulose-Unterschicht beschichtet war.

Das Ionisationspotential wurde wie bei Grigalevicius et al., „3,6-Di(N-diphenylamino)-9-phenylcarbazole and its methyl-substituted derivative as novel hole-transporting amorphous molecular materials [3,6-Di(N-diphenylamino)-9-phenylcarbazol und sein methylsubstituiertes Derivat als neue lochtransportierende amorphe molekulare Materialien]", Synthetic Metals 128 (2002), S. 127-131, beschrieben gemessen. Insbesondere wurde jede Probe mit monochromatischem Licht aus einem Quarzmonochromator mit einer Deuteriumlampe belichtet. Die Leistung des einfallenden Lichtstrahls war 2-5·10–8 W. Eine negative Spannung von –300 V wurde an das Probensubstrat angelegt. Eine Gegenelektrode mit einem Spalt von 4,5 × 15 mm2 zur Belichtung wurde im Abstand von 8 mm von der Probenoberfläche angebracht. Die Gegenelektrode wurde zur Photostrommessung mit dem Eingang eines Elektrometers des Typs BK2-16 verbunden, der im offenen Eingangsbetrieb arbeitete. Bei Belichtung floß in dem Stromkreis ein Photostrom mit 10–5-10–2 A. Der Photostrom I war stark von der Photonenenergie h&ngr; des einfaltenden Lichts abhängig. Die Abhängigkeit I0,5 = f(h&ngr;) wurde graphisch aufgetragen. Üblicherweise wird die Abhängigkeit der Quadratwurzel des Photostroms von der Quantenenergie des einfallenden Lichts durch eine lineare Beziehung in der Nähe der Schwelle gut beschrieben (siehe die Zitate „Ionization Potential of Organic Pigment Film by Atmospheric Photoelectron Emission Analysis [Ionisationspotential eines organischen Pigmentfilms durch Atmosphärenphotoelektronenemissionsanalyse]", Electrophotography, 28, Nr. 4, S. 364 (1989), von E. Miyamoto, Y. Yamaguchi und M. Yokoyama, und „Photoemission in Solids [Photoemission in Feststoffen]", Topics in Applied Physics, 26, 1-103 (1978), von M. Cordona und L. Ley).

Der lineare Teil dieser Abhängigkeit wurde zur h&ngr;-Achse extrapoliert und der Ip-Wert wurde als Photonenenergie am Schnittpunkt bestimmt. Die Ionisationspotentialmessung wies einen Fehler von ±0,03 eV auf. Der Ionisationspotentialwert ist in der vorstehenden Tabelle 1 angegeben.

Wie es sich für den Fachmann versteht, können eine weitere Substitution, Veränderung bei den Substituenten und alternative Synthese- und Verwendungsverfahren innerhalb des Umfangs und der Absicht der vorliegenden Erfindungsoffenbarung ausgeführt werden. Die vorstehenden Ausführungsformen sind dazu bestimmt, veranschaulichend und nicht einschränkend zu sein. Weitere Ausführungsformen befinden sich innerhalb der Ansprüche. Obschon die vorliegende Erfindung unter Bezug auf besondere Ausführungsformen beschrieben wurde, erkennen Fachleute, daß Änderungen in der Form und im einzelnen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Obschon einige bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom in den angefügten Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
Organophotorezeptor umfassend ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element auf dem elektrisch leitfähigen Substrat, wobei das photoleitfähige Element:

(a) ein Ladungstransportmaterial umfassend ein Polymer mit der Formel
worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist und

(b) eine ladungserzeugende Verbindung umfaßt.
Organophotorezeptor gemäß Anspruch 1, wobei R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe umfassen. Organophotorezeptor gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind. Organophotorezeptor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei X1 eine Gruppe -Y4-CH2- ist und X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)- ist, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind. Organophotorezeptor gemäß Anspruch 4, wobei Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S sind und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Phenylengruppe sind. Organophotorezeptor gemäß einem vorangehenden Anspruch, wobei das photoleitfähige Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial umfaßt. Organophotorezeptor gemäß Anspruch 6, wobei das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfaßt. Organophotorezeptor gemäß einem vorangehenden Anspruch, wobei das photoleitfähige Element weiter ein Bindemittel umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät umfassend:

(a) eine mit Licht bilderzeugende Komponente und

(b) einen zum Empfangen von Licht aus der mit Licht bilderzeugenden Komponente ausgerichteten Organophotorezeptor, wobei der Organophotorezeptor ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element auf dem elektrisch leitfähigen Substrat umfaßt und das photoleitfähige Element:

(i) ein Ladungstransportmaterial umfassend ein Polymer mit der Formel
worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist und

(ii) eine ladungserzeugende Verbindung umfaßt.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 9, wobei R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe umfassen. Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 und 10, wobei X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind. Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei X1 eine Gruppe -Y4-CH2- ist und X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)- ist, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind. Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das photoleitfähige Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, das weiter eine Tonerabgabevorrichtung umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren umfassend:

(a) das Anlegen einer elektrischen Ladung an eine Oberfläche eines Organophotorezeptors, der ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element auf dem elektrisch leitfähigen Substrat umfaßt, wobei das photoleitfähige Element

(i) ein Ladungstransportmaterial umfassend ein Polymer mit der Formel
worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist und

(ii) eine ladungserzeugende Verbindung umfaßt;

(b) das bildweise Aussetzen der Oberfläche des Organophotorezeptors einer Strahlung unter Ableiten von Ladung in ausgewählten Bereichen und dadurch Bilden eines Musters aus geladenen und ungeladenen Bereichen auf der Oberfläche;

(c) das In-Kontakt-Bringen der Oberfläche mit einem Toner unter Erzeugen eines Tonerbildes, und

(d) das Übertragen des Tonerbildes auf ein Substrat.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 16, wobei R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe umfassen. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 und 17, wobei X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei X1 eine Gruppe -Y4-CH2- ist und X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)- ist, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das photoleitfähige Element weiter ein zweites Ladungstransportmaterial umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 20, wobei das zweite Ladungstransportmaterial eine Elektronentransportverbindung umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei das photoleitfähige Element weiter ein Bindemittel umfaßt. Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Toner Farbmittelteilchen umfaßt. Ladungstransportmaterial umfassend ein Polymer mit der Formel
worin X1 und X2 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

n eine Verteilung ganzer Zahlen zwischen 1 und 100000 mit einem größeren Durchschnittswert als eins ist.
Ladungstransportmaterial gemäß Anspruch 24, wobei R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe umfassen. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 24 und 25, wobei X1 und X2 jeweils unabhängig eine -(CH2)m-Gruppe umfassen, worin m eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRa, eine Gruppe CRb, eine Gruppe CRcRd oder SiReRf ersetzt sind, worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re und Rf jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei X1 eine Gruppe -Y4-CH2- ist und X2 eine Gruppe -Y5-CH2CH(Y6H)CH2-Y1-Z1-Y2-Z2-Y3-CH2CH(Y7H)- ist, worin Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 und Y7 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe sind. Ladungstransportmaterial gemäß Anspruch 27, wobei Y1, Y2 und Y3 jeweils unabhängig S sind und Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Phenylengruppe sind. Ladungstransportmaterial gemäß einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei Ar eine aromatische C6H3-Gruppe ist. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials, wobei das Verfahren den Schritt des Copolymerisierens einer Brückenverbindung mit einer Brückengruppe und wenigstens zwei funktionellen Gruppen mit einem Ladungstransportmaterial mit der Formel
umfaßt, worin X3 und X4 jeweils unabhängig eine Verbindungsgruppe sind;

Ar eine aromatische Gruppe umfaßt;

R1, R2 und R3 jeweils unabhängig H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe umfassen und

E1 und E2 jeweils unabhängig eine reaktionsfähige Gruppe sind.
Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß Anspruch 30, wobei E1 und E2 jeweils unabhängig eine Epoxygruppe, eine Thiiranylgruppe, eine Aziridinogruppe oder eine Oxetanylgruppe sind. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß einem der Ansprüche 30 und 31, wobei X3 und X4 jeweils unabhängig eine -(CH2)p-Gruppe sind, worin p eine ganze Zahl zwischen 1 und 10 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRg, eine Gruppe CRh, eine Gruppe CRiRj oder SiRkRl ersetzt sind, worin Rg, Rh, Ri, Rj, Rk und Rl jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß einem der Ansprüche 30 bis 32, wobei X3 und X4 jeweils unabhängig O, S oder NR sind, worin R H, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine aromatische Gruppe oder eine heterocyclische Gruppe sind. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß einem der Ansprüche 30 bis 33, wobei die wenigstens zwei funktionellen Gruppen jeweils unabhängig aus der aus einer Hydroxygruppe, einer Thiolgruppe, Aminogruppen und einer Carboxygruppe bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34, wobei die Brückengruppe eine -(CH2)k-Gruppe umfaßt, worin k eine ganze Zahl zwischen 1 und 30 einschließlich ist und eine oder mehr Methylengruppen gegebenenfalls durch O, S, N, C, B, Si, P, C=O, O=S=O, eine Gruppe NRm, eine Gruppe CRn eine Gruppe CRoRp oder SiRqRr ersetzt sind, worin Rm, Rn, Ro, Rp, Rq und Rr jeweils unabhängig eine Bindung, H, eine Hydroxygruppe, eine Thiolgruppe, eine Carboxygruppe, eine Aminogruppe, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine aromatische Gruppe oder ein Teil einer Ringgruppe sind. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß einem der Ansprüche 30 bis 35, wobei die Brückenverbindung aus der aus einem Diol, einem Dithiol, einem Diamin, einer Dicarbonsäure, einem Hydroxyamin, einer Aminosäure, einer Hydroxysäure, einer Thiolsäure, einem Hydroxythiol und einem Thioamin bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Verfahren zum Bilden eines polymeren Ladungstransportmaterials gemäß einem der Ansprüche 30 bis 36, wobei R1 und R2 jeweils unabhängig eine (N,N-disubstituiertes Amino)arylgruppe umfassen.






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