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具有電荷傳輸組合物的有機光接受器的製作方法

2023-07-05 01:06:36 1

專利名稱:具有電荷傳輸組合物的有機光接受器的製作方法
技術領域:
本發明涉及適用於電子照相的有機光接受器,更具體地,涉及具有電荷傳輸組合物或包含聚合物的聚合物電荷傳材料的的有機光接受器,所述聚合物具有包括通過橋連基團鍵合在一起的兩個腙基的重複單元。
背景技術:
電子照相中,板式、碟式、薄片式、帶式、鼓式等形式的有機光接受器具有在電導的基物上的電絕緣的光電導元件,其成像通過以下進行首先對光電導層表面均勻地靜電充電,接著將充電的表面暴露在光的圖案中。曝光選擇性地消除了光照射表面見光區域的電荷,從而形成充電和未充電區域的圖案,稱作潛像。然後在潛像附近提供液體或固體調色劑,調色劑微滴或顆粒沉積在充電或未充電區域附近,從而在光電導層的表面上創造著色的圖像。所得到的著色的圖像可以被傳送到合適的終端或中介接收表面上,如紙,或傳送到能夠用作圖像終端接受器的光電導層上。成像過程可以重複很多次以完成單個圖像,例如,通過疊加不同色彩成分的圖像或有效暗調圖像,如疊加特定色彩成分的圖像以形成全色的最終圖像,和/或複製另外的圖像。
單層和多層光電導元件都已得到使用。在單層的具體實施方式
中,電荷傳輸組合物和電荷產生材料用聚合物粘合劑相結合,接著沉積在電導的基物上。在多層具體實施方式
中,電荷傳輸材料和電荷產生材料以分離的層存在於元件中,其每個層可以任選地用聚合物粘合劑相結合併沉積在電導的基物上。對於兩-層光電導元件可能有兩種布置,在一種兩-層布置(″雙層″布置)中,電荷產生層沉積在電導的基物上,並且電荷傳輸層沉積在電荷產生層的頂上。在另外一種兩-層布置(″反轉雙層″布置)中,電荷傳輸層和電荷產生層的順序相反。
在單層和多層光電導元件中,電荷產生材料的目的是,在曝光時產生電荷載體(即,空穴和/或電子)。電荷傳輸材料的目的是接受至少一種類型的電荷載體,並通過電荷傳輸層轉移它們,以協助光電導元件上的表面電荷放電。電荷傳輸材料可以是電荷傳輸化合物,電子傳輸化合物,或二者的結合。當使用電荷傳輸化合物時,電荷傳輸化合物接受空穴載體,並通過電荷傳輸化合物層轉移它們。當使用電子傳輸化合物時,電子傳輸化合物接受電子載體,並通過電子傳輸化合物層轉移它們。
有機光接受器可用於乾燥和液體電子照相中。乾燥與液體電子照相之間存在很多差別。明顯的差別是幹調色劑用於乾燥電子照相中,而液體調色劑用於液體電子照相中。液體電子照相的一個潛在優點,它可提供比乾燥電子照相高的解析度,因此獲得更清晰的圖像,因為液體調色劑顆粒一般明顯低於乾燥調色劑顆粒。因其更小的尺寸,因此液體調色劑能夠提供高於乾燥調色劑的光強度的圖像。
在乾燥和液體電子照相中,用於有機光接受器的電荷傳輸材料應與光電導元件中的聚合物粘結劑相容。用於特定電荷傳輸材料的合適聚合粘結劑的選取受到形成的光電導元件束縛。若電荷傳輸材料不與聚合物粘結劑相容,則電荷傳輸材料可能在聚合物粘結劑基體中發生相分離或結晶,或將在含電荷傳輸材料的層表面上擴散。若發生這種不相容性,則有機光接受器將停止電荷傳輸。
此外,液體電子照相面臨另一問題。特別地,當調色劑乾燥或待傳輸至接受表面上時用於液體電子照相的有機光接受器與液體調色劑的液體載體接觸。結果,光電導元件中的電荷傳輸材料可被液體載體萃取而除去。在長時間運行後,因萃取除去的電荷傳輸材料量將明顯,因此會損害有機光接受器的性能。

發明內容
本發明提供具有良好靜電性能如高Vacc和低Vdis的有機光接受器。本發明還提供具有降低的被液體載體萃取和降低的對聚合物粘結劑的需要的聚合物電荷傳輸組合物。
第一方面,有機光接受器包括導電基物和在該導電基物上的光電導元件,該光電導元件包括包括具有如下通式的電荷傳輸組合物
其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X1和X2各自獨立地為連接基團,如-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團,如-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和n為1至100,000之間的平均值大於1的整數分布;和(b)電荷產生化合物。
星號(*)表示聚合物上的末端基團。其可根據特定聚合方法的狀態在聚合步驟結束時在不同聚合物分子量之間變化。
提供的有機光接受器可以為以下形式,例如,板、柔性帶、柔性碟、薄片,剛性鼓,或圍繞剛性或可彎曲的鼓的薄片。在一個實施方式中,有機光接受器包括(a)光電導元件,其包含電荷傳輸組合物、電荷產生化合物、第二電荷傳輸材料、和聚合物粘合劑;以及(b)電導基物。
第二方面,本發明特徵在於一種電子照相成像裝置,其包含(a)光成像組件;和(b)上述的有機光接受器,其取向於接收來自光成像組件的光。該裝置可以進一步包含調色劑分散器,如液體調色劑分散器。對使用含有這些新穎電荷傳輸化合物的光接受器的電子照相成像方法也進行了描述。
第三方面,本發明特徵在於一種電子照相的成像方法,其包括(a)對上述有機光接受器的表面施加電電荷;(b)在輻照下,對有機光接受器的表面成像曝光,以消除選定區域的電荷,從而形成表面上至少相對充電和未充電區域的圖案;(c)將該表面與調色劑接觸,如液體調色劑,包括著色劑顆粒在有機液體中的分散物,以創造出調色的圖像;以及(d)轉移該調色的圖像到基物上。
第四方面,本發明特徵在於具有上述通式(1)的電荷傳輸組合物。
這些光接受器可以與液體調色劑一起成功地用於產生高質量的圖像。成像系統的高質量可以經過反覆循環後保持。
本發明的其他特徵和優點將會從下面對其具體實施方式
的特定描述,和權利要求中顯而易見。
具體實施例方式
這裡所述的有機光接受器包含電導基物和光電導元件,該光電導元件包含電荷產生化合物和電荷傳輸組合物或聚合物電荷傳材料,所述聚合物電荷傳材料具有包括通過橋連基團鍵合在一起的兩個腙基的重複單元。該聚合物電荷傳輸組合物具有用於電子照相的有機光接受器的理想性能。具體而言,本發明的電荷傳輸組合物具有高電荷載體遷移性和與各種粘合劑材料良好的相容性,可包括在單層和多層光電導元件中,並且擁有優越的電子照相性能。根據循環測試、結晶化和有機光接受器的彎曲和拉伸,根據本發明的有機光接受器通常具有高的光敏感性,低的殘餘電勢,和高穩定性。該有機光接受器特別適用於雷射印表機等,以及傳真機、影印機、掃描儀和其他基於電子照相的電子器件。下面按照在雷射印表機中應用,更具體地描述這些聚合物電荷傳輸材料的用途,儘管它們基於電子照相在其它器件的應用可以通過以下討論概括。
為了產生高質量的圖像,特別是經過多步循環後,期望電荷傳輸材料與聚合物粘合劑形成均相的溶液,並且在材料循環期間,在整個有機光接受器材料中保持接近於均相分布。此外,期望增加電荷傳輸材料能夠接受的電荷量(表示為已知的參數接受電壓或″Vacc″),並減少放電時的電荷滯留(表示為已知的參數放電電壓或″Vdis″)。
電荷傳輸材料可以劃分為電荷傳輸化合物或電子傳輸化合物。電子照相領域中已知有多種電荷傳輸化合物和電子傳輸化合物。電荷傳輸化合物的非限定性實例包括例如,吡唑啉衍生物,芴衍生物,噁二唑衍生物,二苯乙烯衍生物,烯胺衍生物、烯胺二苯乙烯衍生物、腙衍生物,咔唑腙衍生物,三芳基胺,聚乙烯咔唑,聚乙烯芘,聚苊,或含有至少兩個腙基和至少兩個選自芳基胺和雜環的基團的多腙化合物,所述的芳基胺如(N,N-二取代)芳基胺,所述的雜環如咔唑、久洛尼定、吩噻嗪、吩嗪、吩噁嗪、phenoxathiin、噻唑、噁唑、異噁唑、二苯並(1,4)二噁烯、噻蒽、咪唑、苯並噻唑、苯並三唑、苯並噁唑、苯並咪唑、喹啉、異喹啉、喹喔啉、吲哚、吲唑、吡咯、嘌呤、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三唑、噁二唑、四唑、噻二唑、苯並異噁唑、苯並異噻唑、氧芴、硫芴、噻吩、硫茚、喹唑啉或肉啉。
通常,電子傳輸化合物其電子親和力大於潛在的電子捕集力,同時在與聚合物的複合物中產生合適的電子遷移性。在一些實施方案中,電子傳輸化合物具有低於O2的還原潛能。通常,電子傳輸組合物容易還原且不易氧化,而電荷傳輸化合物通常容易氧化且不易還原。在一些實施方案中,該電子傳輸化合物具有室溫零場電子遷移率至少約1×10-13cm2/Vs,在另一些實施方案中至少約1×10-10cm2/Vs,在再一些實施方案中至少約1×10-8cm2/Vs,在其它實施方案中至少約1×10-6cm2/Vs。本領域熟練技術人員將認識到在顯示範圍內的電子遷移率的其它範圍也是合適的並且在本發明公開內容內。
電子傳輸化合物非限定性的實例包括例如,溴苯胺,四氰基乙烯,四氰基喹啉並二甲烷,2,4,7-三硝基-9-芴酮,2,4,5,7-四硝基-9-芴酮,2,4,5,7-四硝基呫噸酮(xanthone),2,4,8-三硝基噻噸酮,2,6,8-三硝基-茚並[1,2-b]噻吩-4-酮,和1,3,7-三硝基二苯並噻吩-5,5-二氧化物,(2,3-二苯基-1-亞茚基)丙二腈,4H-噻喃-1,1-二氧化物和其衍生物如4-二氰基亞甲基-2,6-二苯基-4H-噻喃-1,1-二氧化物、4-二氰基亞甲基-2,6-二-間-甲苯基-4H-噻喃-1,1-二氧化物、和不對稱取代的2,6-二芳基-4H-噻喃-1,1-二氧化物如4H-1,1-二氧-2-(對-異丙基苯基)-6-苯基-4-(二氰基亞甲基)噻喃和4H-1,1-二氧-2-(對-異丙基苯基)-6-(2-噻吩基)-4-(二氰基亞甲基)噻喃,磷雜-2,5-環己二烯衍生物,(烷氧基羰基-9-亞芴基)丙二腈衍生物如(4-正丁氧基羰基-9-亞芴基)丙二腈、(4-苯乙氧基(phenethoxy)羰基-9-亞芴基)丙二腈、(4-carbitoxy-9-亞芴基)丙二腈、和(4-正丁氧基羰基-2,7-二硝基-9-亞芴基)丙二酸二乙酯,蒽醌基二甲烷衍生物如11,11,12,12-四氰基-2-烷基蒽醌基二甲烷和11,11-二氰基-12,12-雙(乙氧基羰基)蒽醌基二甲烷,蒽酮衍生物如1-氯-10-[雙(乙氧基羰基)亞甲基]蒽酮、1,8-二氯-10-[雙(乙氧基羰基)亞甲基]蒽酮、1,8-二羥基-10-[雙(乙氧基羰基)亞甲基]蒽酮、和1-氰基-10-[雙(乙氧基羰基)亞甲基]蒽酮,7-硝基-2-氮雜-9-亞芴基-丙二腈,二苯酚合苯醌衍生物,苯醌衍生物,萘醌衍生物,奎寧衍生物,四氰基亞乙基氰基乙烯,2,4,8-三硝基噻噸酮,二硝基苯衍生物,二硝基蒽衍生物,二硝基吖啶衍生物,硝基蒽醌衍生物,二硝基蒽醌衍生物,琥珀酸酐,馬來酸酐,二溴馬來酸酐,芘衍生物,咔唑衍生物,腙衍生物,N,N-二烷基苯胺衍生物,二苯基胺衍生物,三苯基胺衍生物,三苯基甲烷衍生物,四氰基喹啉並二甲烷,2,4,5,7-四硝基-9-芴酮,2,4,7-三硝基-9-二氰基亞甲基芴酮,2,4,5,7-四硝基呫噸酮衍生物,2,4,8-三硝基噻噸酮衍生物,1,4,5,8-萘雙-二羧醯亞胺衍生物如US5,232,800、4,468,444和4,442,193中公開的,以及苯基偶氮quinolide衍生物如US6,472,514中公開的。在一些有興趣的具體實施方式
中,電子傳輸化合物包含(烷氧基羰基-9-亞芴基)丙二腈衍生物,如(4-正丁氧基羰基-9-亞芴基)丙二腈和1,4,5,8-萘雙-二羧醯亞胺衍生物。
雖然有許多可獲得的電荷傳輸材料,然而,需要其它的電荷傳輸材料,以滿足電子照相具體應用的各種要求。聚合物電荷傳輸材料在聚合物粘結劑內具有較低的物理移動性的潛在優點。特別地,若聚合物電荷傳輸材料可與聚合物粘結劑相容,則該聚合物電荷傳輸材料可與聚合物粘結劑相容,這些聚合物可相互纏結,這樣該聚合物電荷傳輸材料對被與液體調色劑結合的液體載體或其類似物的萃取非常不敏感。
電子照相應用中,有機光接受器中的電荷產生化合物吸收光以形成電子-空穴對。在大電場下使產生該場的表面電荷局部放電,這些電子-空穴對可以轉移為適當的時幀。在具體的部位的區域放電導致的表面電荷圖案,基本上與光刻畫的圖案匹配。該電荷圖案接著可以用於指導調色劑的沉積。此處描述的聚合物電荷傳輸材料對傳輸電荷特別地有效,具體而言,是電子,其來自電荷產生化合物形成的電子-空穴對。在一些具體實施方式
中,特定的電子傳輸化合物或電荷傳輸化合物也可以與本發明的電荷傳輸材料一起使用。
含有電荷產生化合物和電荷傳輸材料的層在有機光接受器中。為了使用有機光接受器列印二維圖像,有機光接受器具有用於形成至少一部分圖像的二維表面。通過循環有機光接受器以完成形成整個圖像和/或連續圖像的過程,成像過程接著繼續進行。
提供的有機光接受器可以為以下形式,例如,板、柔性帶、碟、剛性鼓、或圍繞剛性或可彎曲的鼓的薄片,等。電荷傳輸材料可以與電荷產生化合物在同一層和/或與電荷產生化合物不同層。另外的層也可以使用,如下面進一步的描述。
在一些
具體實施例方式
中,有機光接受器材料包含,例如(a)電荷傳輸層,其包含聚合物電荷傳輸組合物和聚合物粘合劑;(b)電荷產生層,其包含電荷產生化合物和聚合物粘合劑;以及(c)電導基物。電荷傳輸層可以在電荷產生層和電導基物之間。可選地,電荷產生層可以在電荷傳輸層和電導基物之間。在另外的具體實施方式
中,有機光接受器材料具有單層,其具有在聚合物粘合劑中的電荷傳輸材料和電荷產生化合物。
有機光接受器可以裝入電子照相成像裝置,如雷射印表機。這些器件中,圖像從物理實體形成並且轉換為光圖像,其被掃描入有機光接受器上以形成表面潛像。該表面潛像可以用來與吸引在有機光接受器的表面的調色劑,其中該調色劑的圖像為與投影在有機光接受器上的光圖像相同或相反。調色劑可以是液體調色劑或者幹調色劑。調色劑從有機光接受器的表面,被連續地轉移到接收表面,如紙片上。當調色劑轉移後,整個表面被放電,材料又準備循環。成像裝置可以進一步包含例如,多個用於轉移紙接收介質和/或移動光接受器的支承輥、光成像組件,其帶有合適的形成光圖像的光學系統、光源,如雷射、調色劑源和分發系統以及適當的控制系統。
電子照相的成像過程通常可以包括(a)對上述有機光接受器的表面施加電電荷,(b)在輻照下,成像曝光有機光接受器的表面,以消除選定區域的電荷,從而形成表面上充電和未充電區域的圖案;(c)將表面暴露於調色劑如液體調色劑下,用於創造出調色的圖像,該液體調色劑包括著色劑顆粒在有機液體中的分散物,以吸引調色劑到有機光接受器的充電或放電的區域;以及(d)轉移該調色的圖像到基物上。
正如這裡描述的,有機光接受器包括含如下通式的分子的電荷傳輸組合物
其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X1和X2各自獨立地為連接基團,如-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團,如-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和n為1至100,000之間的平均值大於1的整數分布。
芳胺基包括但不限於(N,N-二取代)芳胺基(如三芳胺基、烷基二芳胺基和二烷基芳胺基),久洛裡定基和咔唑基。
雜環基包括在環中具有至少一個雜原子(例如O、S、N、P、B、Si等)的任何單環或多環(例如單環、雙環、三環等)。
芳香基可為包含4n+2的π電子體系的任何共軛環體系。有很多可用於測定芳香性的標準。廣泛用於定量估算芳香性的標準是共振能量。具體地,芳香環具有共振能量。在一些實施方案中,芳香環的共振能量為至少10KJ/mol。在另一些實施方案中,芳香環的共振能量大於0.1KJ/mol。芳香環可分類為在4n+2的π電子環中包含至少一個雜原子的芳香雜環,或在4n+2的π電子環中不含雜原子的芳基。芳香基可包括芳香雜環與芳基的組合。然而,芳香雜環或芳基可在與4n+2π電子環連接的取代基中可具有至少一個雜原子。此外,芳香雜環或芳基可包括單環或多環(例如雙環、三環等)。
芳香雜環的非限制性例子為呋喃基(furanyl)、苯硫基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、苯並呋喃基、苯並苯硫基、二苯並呋喃基、二苯並苯硫基、吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、四嗪基、petazinyl、喹啉基、異喹啉基、噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基、蝶啶基、吖啶基、菲啶基、菲咯啉基、anthyridinyl、嘌呤基、蝶啶基(pteridinyl)、咯嗪基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、phenoxathiinyl、二苯並(1,4)二噁英基、噻蒽基和其組合。芳香雜環還包括通過鍵(例如雙咔唑基)或通過連接基團(如在1,6-二(10H-10-吩噻嗪基)苯)鍵合在一起的上述芳香雜環的任何組合。連接基團可包括脂基、芳基、雜環基或其組合。此外,在上述連接基團內的脂族基或芳香基可包括至少一個雜原子如O、S、Si和N。
芳基的非限制性例子為苯基、萘基、苄基或二苯乙炔基、亞聯六苯基、菲基、蒽基、蔻基和二苯乙炔苯基。芳基還可通過鍵(如在聯苯基中)或連接基團(如在均二苯乙烯基、二苯基碸、芳基胺基中)鍵合在一起的上述芳基的任何組合。連接基團可包括脂族基、芳基、雜環基或其組合。此外,在該連接基團內的脂族基團或芳香基團可包括至少一個雜原子如O、S、Si和N。
可在化學鍵上自由取代以影響化合物的各種物理性能如本領域公知的遷移率、感光性、溶解性、穩定性等。在描述化學取代基中,存在使用語言中的某些慣例。術語中心核和部分具有定義的含義。術語「基團」表示一般性描述的化學實體(例如烷基、苯基、芳基、芳基胺、久洛裡定基、咔唑基(N,N-二取代)芳胺基等)可在其上具有與該基團的鍵結構一致的任何取代基。例如,當使用術語『烷基』時,該術語將不僅包括未取代的線性、支化和環烷基如甲基、乙基、異丙基、叔丁基、環己基、十二烷基等,而且包括具有雜原子的取代基如3-乙氧基丙基、4-(N,N-二乙氨基)丁基、3-羥戊基、2-硫羥己基、1,2,3-三溴丙基等,和芳香基如苯基、萘基、咔唑基、吡咯基等。然而,為與這種命名一致,在上述術語內不包括會改變下面的基團的基本鍵結構的取代基。例如當述及苯基時,在該術語內取代基如2-或4-氨苯基、2-或4-(N,N-二取代)氨苯基、2,4-二羥苯基、2,4,6-三硫代苯基、2,4,6-三甲氧基苯基等可接受,而1,1,2,2,3,3-六甲基苯基取代不可接受,因為這種取代將要求苯基的環鍵結構變為為非芳環形式。類似地,當述及芳基胺基時,述及的化合物和取代包括基本上不改變通式中的芳胺基的化學特性的任何取代。當涉及(N,N-二取代)芳胺基時,與氮原子連接的兩個取代基可基本上不改變胺基化學性能的任何基團。當使用術語「部分」,如「烷基部分」或「苯基部分」時,該術語表示化學物質不被取代。當使用術語烷基部分時,該術語僅表示未被取代的支鏈、直鏈或環烷烴基。
有機光接受器有機光接受器可以是以下形式,例如,板、薄片、柔性帶、碟、剛性鼓、或圍繞剛性或柔性鼓的薄片,柔性帶和剛性鼓通常使用商品化物品。有機光接受器可以包含,例如,電導基物和在該電導基物上的單層或多層形式的光電導元件。光電導元件可以包含在聚合物粘合劑中的電荷傳輸化合物和電荷產生化合物,其可以在或不在同一層中,以及在一些具體實施方式
的電荷傳輸化合物或電子傳輸化合物。例如,電荷傳輸化合物和電荷產生化合物可以在單層中。然而,在其它具體實施方式
中,光電導元件包含雙層構造,其特徵在於電荷產生層和分離的電荷傳輸層。該電荷產生層可以是位於電導基物和電荷傳輸層之間。可選地,光電導元件可以具有結構,其中電荷傳輸層在電導基物和電荷產生層之間。
電導基物可以是柔性的,例如作為柔性網或帶形式,或非柔性的,例如,鼓的形式。鼓可以具有空心的圓柱形結構,以把鼓安裝到驅動裝置上使得鼓在成像過程期間轉動。典型地,柔性電導基物包含電絕緣的基物和電導材料薄層,其上塗敷有光電導材料。
電絕緣的基物可以是紙或成膜的聚合物如聚酯(即,聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚醯亞胺、聚碸、聚丙烯、尼龍、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯樹脂、聚氟乙烯、聚苯乙烯等。特定的用於支撐基物的聚合物實例包括,例如,聚醚碸(StabarTMS-100,購自ICI),聚氟乙烯(Tedlar,購自E.I.Du Pontde Nemours Company),聚雙酚-A聚碳酸酯(MakrofolTM,購自Mobay Chemical Company)和無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯(MelinarTM,購自ICI Americas,Inc.)。電導材料可以是石墨、分散的炭黑、碘、導電聚合物如聚吡咯(polypyroles)和Calgon導電聚合物261(商品化購自CalgonCompany,Inc.,Pittsburgh,Pa.),金屬如鋁、鈦、鉻、黃銅、金、銅、鈀、鎳或不鏽鋼或金屬氧化物如氧化錫或氧化銦。在有特殊興趣的具體實施方式
中,電導材料為鋁。通常,光電導基物具有足夠的厚度以提供需要的機械穩定性。例如,柔性網基物通常具有厚度從約0.01到約1mm,而鼓基物通常具有厚度為約0.5mm到約2mm。
電荷產生化合物是能夠吸收光以產生電荷載體的材料,如染料或顏料。合適的電荷產生化合物非限定性的實例包括,例如,無金屬的酞菁(如,ELA8034無金屬的酞菁購自H.W.Sands,Inc.或Sanyo Color Works,Ltd.,CGM-X01),金屬酞菁如鈦酞菁、銅酞菁、氧鈦酞菁(也稱為鈦氧基氧酞菁,並包括任何能作為電荷產生化合物的結晶相或結晶相混合物)、羥基鎵酞菁,方酸鎓鹽(squarylium)染料和顏料,羥基-取代的方酸鎓鹽(squarylium)顏料,perylimides,多核醌,其購自Allied Chemical Company,商品名為IndofastDouble Scarlet、IndofastViolet Lake B、IndofastBrilliant Scarlet和IndofastOrange,喹吖啶酮購自DuPont,商品名為MonastralTMRed、MonastralTMViolet和MonastralTMRedY,萘1,4,5,8-四羧酸衍生顏料包括perinones,四苯並卟啉和四萘並卟啉,靛-和硫靛染料,苯並噻噸-衍生物,苝3,4,9,10-四羧酸衍生顏料,多偶氮-顏料包括雙偶氮-、三偶氮-和四偶氮-顏料,多次甲基染料,含有喹唑啉基,叔胺基,無定形硒,硒合金如硒-碲、硒-碲-砷和硒-砷,硫硒化鎘,硒化鎘,硫化鎘及其混合物的染料。對於一些具體實施方式
,電荷產生化合物包含氧鈦酞菁(即,其任何相),羥基鎵酞菁或其結合。
本發明的光電導層可非必要地包含第二種電荷傳輸材料,其可為電荷傳輸化合物、電子傳輸化合物或其組合。通常,本領域已知的任何電荷傳輸化合物或電子傳輸化合物可用作第二種電荷傳輸化合物。
電子傳輸化合物和紫外光穩定劑可具有協同關係用於在光電導體中提供理想的電子流動。紫外光穩定劑的存在改變了電子傳輸化合物的電子傳輸性能,以改善複合物的電子傳輸性能。紫外光穩定劑可以為紫外光吸收劑或能捕獲自由基的紫外光抑制劑。
紫外光吸收劑能夠吸收紫外輻照和將其作為熱消散掉。紫外光抑制劑被認為能夠捕獲通過紫外光產生的自由基,並且在捕獲自由基後,連續地產生有效的穩定劑部分同時消除能量。由於紫外光穩定劑和電子傳輸化合物的協同關係,紫外光穩定劑具體的優點可能不是它們的紫外光穩定能力,雖然紫外光穩定能力可以進一步有利地降低有機光接受器隨時間退化。有機光接受器改善的協同性能,該有機光接受器具有包含電子傳輸化合物和紫外光穩定劑的層,在以下進一步描述待批美國專利申請第10/425,333號,申請日為4月28日,2003,Zhu,其題為″具有光穩定劑的有機光接受器″,在此引為參考。
合適的非限定性的光穩定劑實例包括例如,位阻三烷基胺如Tinuvin144和Tinuvin292(獲自Ciba Specialty Chemicals,Terrytown,NY)、位阻烷氧基二烷基胺如Tinuvin123(獲自Ciba Specialty Chemicals)、苯並三唑如Tinuvan328、Tinuvin900和Tinuvin928(獲自Ciba Specialty Chemicals)、二苯甲酮如Sanduv or 3041(獲自Clariant Corp.,Charlotte,N.C.)、鎳化合物如Arbestab(獲自Robinson Brothers Ltd,West Midlands,Great Britain)、水楊酸酯、氰基肉桂酸酯、丙二酸亞苄基酯、苯甲酸酯、草醯二苯胺如SanduvorVSU(獲自Clariant Corp.,Charlotte,N.C.)、三嗪如Cyagard UV-1164(獲自Cytec Industries Inc.,N.J.)、聚合位阻胺如Luchem(獲自Atochem NorthAmerica,Buffalo,NY)。
在一些
具體實施例方式
中,光穩定劑選自具有下述通式的位阻三烷基胺 其中R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8、R10、R11、R12、R13、R15獨立選自氫、烷基、酯或醚基;R5、R9、R14獨立選自烷基;X是連接基團選自-O-CO-(CH2)m-CO-O-,其中m在2-20之間。
非必要地,光電導層可包括連接電荷傳輸化合物與粘結劑的交聯劑。對於各背景中的交聯劑的一般含義,交聯劑包括多個官能團或至少一個具有呈現多種功能的性能的官能團。具體地,合適的交聯劑一般包括與環氧基團反應的至少一個官能團和與聚合物粘結劑的官能團反應的至少一個官能團。用於與環氧基團反應的合適官能度的非限制性例子包括羥基、巰基、氨基、羧基或其組合物。在一些實施方案中,用於與聚合物粘結劑反應的交聯劑的官能團不明顯與環氧基團反應。通常,本領域熟練技術人員可與聚合物粘結劑反應的合適的官能團,或類似地,本領域熟練技術人員可選取與交聯劑的官能團反應的官能團。至少在選取的條件下不明顯與環氧基團反應的交聯劑的合適官能團包括例如環氧基團、醛和酮。用於與醛和酮反應的合適活性粘結劑官能團包括例如胺。
在一些實施方案中,交聯劑有效地為至少雙官能的環酸酐。合適的環酸酐的非限制性例子包括例如1,8-萘二羧酸酐、衣康酸酐、戊二酸酐和檸康酐,富馬酸酐、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸酐和對苯二甲酸酐,其中馬來酸酐和鄰苯二甲酸酐是特別感興趣的。
粘合劑通常能夠分散或溶解電荷傳輸化合物(在電荷傳輸層或單層結構的情況下)、電荷產生化合物(在電荷產生層或單層結構的情況下)和/或電子傳輸化合物。用於電荷產生層和電荷傳輸層的合適粘合劑的實例通常包括如聚苯乙烯-丁二烯共聚物、聚苯乙烯-丙烯腈共聚物、改性丙烯酸酯類聚合物、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯-醇酸樹脂、大豆脂肪酸-烷基樹脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯聚合物、聚乙烯醇縮丁醛、醇酸樹脂、聚醯胺、聚氨酯、聚酯、聚碸、聚醚、聚酮、苯氧基樹脂、環氧樹脂、有機矽樹脂、聚矽氧烷、聚(羥基醚)樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂、酚醛清漆、聚(苯基縮水甘油醚)-雙環戊二烯共聚物、用於上述聚合物單體的共聚物及其結合。特別合適的粘合劑包括聚乙烯醇縮丁醛、聚碳酸酯和聚酯。聚乙烯醇縮丁醛粘合劑的非限制性例子如獲自Sekisui Chemical Co.Ltd.,Japan的BX-1和BX-5。合適的聚碳酸酯的非限制性例子包括衍生自雙酚-A的聚碳酸酯A(例如Iupilon-A,購自MitsubishiEngineering Plastics,或Lexan 145,購自General Electric);衍生自環亞己基雙酚的聚碳酸酯Z(例如Iupilon-Z,購自Mitsubishi Engineering Plastics Corp,White Plain,New York);和衍生自甲基雙酚A的聚碳酸酯C(購自MitsubishiChemical Corporation)。合適的聚酯粘結劑的非限制性例子包括鄰位-聚對苯二甲酸乙二醇酯(例如OPET TR-4,購自Kanebo Ltd.,Yamaguchi,Japan)。
任何一層或多層的合適的任選添加劑包括例如抗氧化劑、偶聯劑、分散劑、固化劑、表面活性劑及其結合。
光電導元件的總厚度一般為約10至約45μm。在具有分離電荷產生層和分離電荷傳輸層的雙層具體實施方式
中,電荷產生層厚度通常為約0.5至約2μm,電荷傳輸層的厚度通常為約5至約35微米。在電荷傳輸化合物和電荷產生化合物在同一層的具體實施方式
中,具有電荷產生化合物和電荷傳輸組合物的層通常厚度為約7至約30μm。在具有特定電子傳輸層的具體實施方式
中,電子傳輸層的平均厚度為約0.5至約10μm,在另一些具體實施方式
中該層厚度為約1至約3μm。通常地,電子傳輸外塗層可以提高機械抗磨性,提高對載液和大氣溼度的抵抗性,減弱電暈氣體導致的光接受器降解。預期本領域普通技術人員將認識到上述的明確範圍內的其它厚度範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
通常地,對於此處所描述的有機光接受器,基於光電導層的重量,電荷產生化合物的量為約0.5重量%-約25重量%,在另外的具體實施方式
中,其量為約1重量%-約15重量%,其量在另一些具體實施方式
中,為約2重量%-約10重量%。電荷傳輸化合物的量基於光電導層的重量為約10重量%-約80重量%,在另外的具體實施方式
中,其量為約35重量%-約60重量%,在另一些具體實施方式
中,其量為約45重量%-約55重量%。如果存在任選的第二電荷傳輸化合物,基於光電導層的重量其量至少為約2重量%,在另外的具體實施方式
中,其量為約2.5重量%-約25重量%,在另一些具體實施方式
中基於光電導層的重量其量為約4重量%-約20重量%。粘合劑的量基於光電導層的重量為約15重量%-約80重量%,在另一些具體實施方式
中,其量為約20重量%-75重量%。預期本領域普通技術人員將認識到上述組合物的明確範圍內的其它範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
對具有分離電荷產生層和電荷傳輸層的雙層具體實施方式
,基於電荷產生層的重量,電荷產生層通常包含的粘合劑的量為約10重量%-約90重量%,在一些具體實施方式
中,其量為約15重量%-約80重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約20重量%-75重量%。如果在電荷產生層中存在任選的第二電荷傳輸化合物,基於電荷產生層的重量,第二電荷傳輸化合物的量通常為至少2.5重量%,在一些具體實施方式
中其量為約4重量%-約30重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約10重量%-約25重量%。電荷傳輸層通常包含的粘合劑量為約20重量%-約70重量%,在另一些具體實施方式
中該粘合劑量為約30重量%-約50重量%。預期本領域普通技術人員,將認識到上述明確範圍內的其它雙層具體實施方式
中粘合劑的濃度範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
在包含電荷產生化合物和電荷傳輸化合物的單層具體實施方式
中,光電導層通常包含粘合劑、電荷傳輸化合物和電荷產生化合物。基於光電導層的重量,電荷產生化合物的量為約0.05重量%-約25重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約2重量%-約15重量%。基於光電導層的重量,電荷傳輸化合物的量為約10重量%-約80重量%,在一些具體實施方式
中其量為約25重量%-約65重量%,在另一些具體實施方式
中其量為30重量%-約60重量%,在另外的具體實施方式
中其量為約35重量%-約55重量%,光電導層的其餘部分包括粘合劑和任選的添加劑,如任何常規添加劑。具有電荷傳輸組合物和電荷產生化合物的單層中,通常含有約10重量%-約75重量%的粘合劑,在一些具體實施方式
中粘合劑量為約20重量%-約60重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約25重量%-約50重量%。任選地,具有電荷產生化合物和電荷傳輸化合物的層可以包括第二電荷傳輸化合物,如果存在任選的第二電荷傳輸化合物,基於光電導層的重量其量通常為至少約2.5重量%,在一些具體實施方式
中其量為約4重量%-約30重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約10重量%-約25重量%。預期本領域普通技術人員,將認識到上述層中明確組合物範圍內的其它組合物範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
通常,具有電荷傳輸組合物的任何層可以有利地進一步含有紫外光穩定劑。特別地,電子傳輸層通常可以包括電子傳輸化合物、粘合劑和任選的紫外光穩定劑。包含電子傳輸化合物的外塗層進一步詳述於Zhu等人的待批美國專利申請號10/396,536,題目為「具有電子傳輸層的有機光接受器」,在此引為參考。例如,上述的電子傳輸化合物可以用作此處所述的光電導元件的釋放層。基於電子傳輸層的重量,電子傳輸層中的電子傳輸化合物量可為約10重量%-約50重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約20重量%-約40重量%。預期本領域普通技術人員,將認識到上述明確範圍內的其它組合物範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
如果在光電導體的一層或多個適當的層中存在紫外光穩定劑,其量基於特定層的重量通常為約0.5重量%-約25重量%,在一些具體實施方式
中其量為約1重量%-約10重量%。預期本領域普通技術人員,將認識到上述明確範圍內的其它組合物範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
例如,光電導層可以按如下方法形成將諸如一種或多種電荷產生化合物、本發明的電荷傳輸組合物、第二種電荷傳輸材料如電荷傳輸化合物或電子傳輸化合物、紫外光穩定劑、聚合物粘合劑分散或溶解到有機溶劑中,然後將分散劑和/或溶液塗敷各自的底層上並乾燥塗層。特別地,可使用高剪切均質化、球磨、立式球磨、高能量珠(砂)磨或其它減小尺寸的方法,或本領域內公知的減小尺寸的混合方法來形成分散物。
光接受器可以任選地包括一層或多層附加層。附加層可以是,例如,內層或外塗層,例如阻隔層、釋放層、保護層或粘附層。釋放層或保護層可以為光電導元件的最外層,阻隔層可以是釋放層和光電導元件之間的夾層或用做光電導元件的外塗層。阻隔層為它的下層提供磨損保護,粘附層位於光電導元件、阻隔層和釋放層、或它們的任意組合之間,並改善了它們之間的粘附力。內層為電荷阻斷層並且位於電導基物和光電導元件之間,內層同樣可以改善電導基物和光電導元件之間的附著力。
合適的阻隔層包括,例如,塗層如可以交聯的矽氧烷醇-膠體狀的二氧化矽塗層和羥基化silsesquioxane-膠體狀二氧化矽塗層,和有機粘合劑如聚乙烯醇,甲基乙烯基醚/馬來酸酐共聚物,酪蛋白,聚乙烯基吡咯烷酮,聚丙烯酸,明膠,澱粉,聚氨基甲酸酯,聚醯亞胺,聚酯,聚醯胺,聚醋酸乙烯酯,聚氯乙烯,聚偏氯乙烯,聚碳酸酯,聚乙烯醇縮丁醛,聚乙烯基乙醯縮乙醛,聚乙烯縮甲醛,聚丙烯腈,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯酸酯,聚乙烯咔唑,上述聚合物所用單體的共聚物,氯乙烯/醋酸乙烯酯/乙烯醇三元共聚物,氯乙烯/醋酸乙烯酯/馬來酸三元共聚物,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物,氯乙烯/偏二氯乙烯共聚物,纖維素聚合物,和其混合物。上述的阻隔層任選地包含小的無機顆粒如熱解法二氧化矽,二氧化矽,二氧化鈦,氧化鋁,氧化鋯或其結合物。阻隔層進一步描述於作者為Woo等的美國專利6,001,522,題目為「用於包含有機聚合物和二氧化矽的光電導元件的阻隔層」,在此引為參考。頂層的釋放層可以包含任何本領域公知的釋放層組分,在一些具體實施方式
中,釋放層為氟化聚合物、矽氧烷聚合物、氟代矽氧烷聚合物、矽烷、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯,或其結合物。釋放層可以包含交聯聚合物。
釋放層可以包括,例如,任何本領域中公知的釋放層組合物。在一些具體實施方式
中,釋放層包含氟化聚合物、矽氧烷聚合物、氟代矽氧烷聚合物、聚矽烷、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物、氨基甲酸乙酯樹脂、氨基甲酸乙酯-環氧樹脂、丙烯酸化的氨基甲酸乙酯樹脂、氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯類樹脂,或其結合物。釋放層可以包含交聯聚合物。
保護層可以保護有機光接受器免受化學和機械降解。保護層可以包含任何本領域中公知的保護層組合物,在一些具體實施方式
中,保護層是氟化聚合物、矽氧烷聚合物、氟代矽氧烷聚合物、聚矽烷、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物、氨基甲酸乙酯樹脂、氨基甲酸乙酯-環氧樹脂、丙烯酸化的氨基甲酸乙酯樹脂,氨基甲酸乙酯丙烯酸樹脂,或其結合物。在尤其感興趣的具體實施方式
中,保護層為交聯聚合物。
外塗層可以包含電子傳輸化合物,對其進一步描述在作者為Zhu等人的待批美國專利申請10/396,536中,申請日為2003年3月25日,題目為「具有電子傳輸層的光接受器」,該申請在此引為參考。例如,如上所述的電子傳輸化合物可用於本發明的釋放層。基於釋放層的重量,外塗層中電子傳輸化合物的量為約2重量%-約50重量%,在另一些具體實施方式
中其量為約10重量%-約40重量%。預期本領域普通技術人員,將認識到上述明確範圍內的其它組合物範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
通常地,粘附層包含成膜聚合物,如聚酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨基甲酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚(羥基氨基醚)等。阻隔層和粘附層進一步描述在Ackley等人的美國專利申請6,180,305中,題目為「用於液體電子照相的有機光接受器」,在此引為參考。
內層(sub-layer)可以包含,例如聚乙烯醇縮丁醛、有機矽烷、可水解的矽烷、環氧樹脂、聚酯、聚醯胺、聚氨基甲酸酯、纖維素等。在一些具體實施方式
中,內層的幹厚度為約20埃-約2000埃之間。包含金屬氧化物電導顆粒的內層厚度可為約1微米-約25微米之間。預期本領域普通技術人員,將認識到上述明確範圍內的其它組合物和厚度範圍,並且是在本發明的公開範圍內。
此處所描述的電荷傳輸組合物以及包括這些化合物的光接受器,均適用於使用幹調色劑或液體調色劑的成像方法中。例如,本領域中公知的一些幹調色劑或液體調色劑都可用於本發明中的方法或裝置中。液體調色劑顯影更理想一些,因為與幹調色劑相比,它具有能提供更高解析度圖像、固定圖像所需能量更低等優點,合適的液體調色劑的實例已經公知。液體調色劑通常包含分散在載液中的調色劑顆粒。調色劑顆粒可以包含著色劑/顏料、樹脂粘合劑、和/或電荷導向劑(director),在液體調色劑的一些具體實施方式
中,樹脂與顏料的比例從1∶1到10∶1,在另一些具體實施方式
中,比例從4∶1到8∶1。液體調色劑進一步描述於美國公開專利申請2002/0128349中,題目為「包含穩定有機溶膠的液體油墨」;2002/0086916中,題目為「包含處理過的著色劑顆粒的液體油墨」;2002/0197552中,題目為「用於液體電子照相的相變顯影劑」,所有三篇文獻在此全部引為參考。
電荷傳輸組合物這裡描述的有機光接受器包括含如下通式的電荷傳輸組合物 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;
X1和X2各自獨立地為連接基團,如-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團,如-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRi基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和n為1至100,000之間的平均值大於1的整數分布。
通常,n值分布取決於聚合條件。存在通式(I)的聚合物不排除在有機光接受器內存在未反應的單體和二聚體,儘管若這些單體和二聚體的濃度不是特別小或不能檢測,則這些單體和二聚體的濃度一般很小。聚合程度(通過n規定的)將影響所得聚合物的性能。在一些實施方案中,平均n值可為數百或數千,儘管平均n值可為3或更大的任何值,在一些實施方案中為5或更大的任何值,在另一些實施方案中,平均n值為10或更大。本領域熟練技術人員將認識到,平均n值的另外的範圍也是關注的且在本發明公開內容內。
在一些實施方案中,橋連基團Z可包括亞烷基、亞鏈烯基、雜環基或芳香基。特別地,芳香Z基可以所需方式起到電傳輸組合物的作用。合適的芳香基的非限制性例子包括如下通式 其中Q為鍵、O、S、O=S=O、C=O、芳基、NR3基或CR4R5基,其中R3、R4和R5各自獨立地為H、鏈烯基、鏈炔基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立地為鍵或-(CH2)n-基團,其中n為1至20的整數,包括1和20,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、氨基甲酸酯基、脲基、酯基、NR6基團、CR7基團、CR8R9基團或SiR10R11取代,其中R6、R7、R8、R9、R10和R11各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
在一些實施方案中,橋連基團Z具有按照上述通式(II)的結構,其中Q為O=S=O基,Z1和Z2各自獨立地為鍵。在另一些實施方案中,電荷傳輸組合物具有如下通式 其中n為1至100,000之間的整數分布;Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;和T具有如下通式之一 其中T1、T2、T3、T4和T5各自獨立地為O、S、O=S=或C=O。在本發明通式(I)內的合適電荷傳輸組合物的具體非限制性例子具有如下通式
其中n為具有平均值大於1的1至100,000之間的整數分布,星號(*)表示聚合物上的末端基團,其可根據特定聚合方法的狀態在聚合步驟結束時在不同聚合物分子量之間變化。
合成電荷傳輸組合物本發明電荷傳輸組合物的合成可通過如下多步驟合成工藝製備,儘管本領域熟練技術人員基於這裡的公開可適用其它合適的工藝。
本發明的電荷傳輸組合物可通過包括例如選自羥基氫、氨基氫、羧基氫和巰基氫的至少兩個活潑氫的多官能化合物與如下通式的活性環化合物反應製備 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X3和X4各自獨立地包括-(CH2)p-基團,其中p為1至20的整數,包括1和20,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRm基團、CRn基團、CRoRp基團或SiRqRr取代,其中Rm、Rn、Ro、Rp、Rq和Rr各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z可包括-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和E1和E2各自獨立地為活性基團如環氧基、硫雜丙環基、環乙亞胺基和氧雜環丁烷基。
在一些實施方案中,橋連基團Z可包括亞烷基、亞鏈烯基、雜環基或芳香基。特別地,芳香Z基可以所需方式起到電傳輸組合物的作用。合適的芳香基的非限制性例子包括如下通式 其中Q為鍵、O、S、O=S=O、C=O、芳基、NR3基或CR4R5基,其中R3、R4和R5各自獨立地為H、鏈烯基、鏈炔基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立地為鍵或-(CH2)n-基團,其中n為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、氨基甲酸酯基、脲基、酯基、NR6基團、CR7基團、CR8R9基團或SiR10R11取代,其中R6、R7、R8、R9、R10和R11各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
活性環基團E1和E2選自具有比其相應開環結構高的應變能的雜環基團。應變能的常規定義是它表示相同構成的實際分子與完全自由應變的分子之間的能量差。關於應變能量起源的更多信息可在Wiberg等人的論文「ATheoretical Analysis of Hydrocarbon PropertiesII Additivity of GroupProperties and the Origin of Strain Energy,」J.Am.Chem.Soc.109,985(1987)中找到。該論文這裡引入作為參考。雜環基團可具有3、4、5、7、8、9、10、11或12元,在一些實施方案中具有3、4、5、7或8元,在一些實施方案中具有3、4或8元。這些雜環的非限制性例子為環醚(例如環氧化物和氧雜環丁烷聚合物),環胺(例如環乙亞胺),環硫化物(例如硫雜丙環),環醯胺(如2-氮雜環丁酮、2-吡咯烷酮、2-二乙哌啶二酮、己內醯胺、庚醇內醯胺和辛內醯胺),N-羧基-α-胺基酸酐、內酯和環矽氧烷。上述雜環化學描述於「Principleof Polymerization,」second edition,Chapter 7,p.508-552(1981)中,該文獻這裡引入作為參考。
在感興趣的一些實施方案中,一些環氧基團可具有如下通式
其中R21、R22和R23各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基或芳香基(例如苯基、萘基、咔唑基、均二苯乙烯基),或當一起稠合時,這些原子必須形成5-或6-元環脂族環。
該二環氧環化合物可通過如下多步驟合成工藝製備,儘管本領域熟練技術人員基於這裡的公開可使用其它合適的工藝。
第一步驟是具有兩個滷素基團的連接有機化合物(即二溴鏈烷或4,4』-二氯二苯基碸)與肼水合物之間的親核取代反應。該連接有機化合物可相對於兩個滷素基團對稱或不對稱。可將該反應混合物回流24小時。親核取代的反應產品為具有兩個肼基團的相應芳香化合物如4,4』-二肼二苯基碸。
第二步,具有兩個肼基的芳香化合物可與具有醛或酮基的芳基胺反應形成具有兩個腙基的相應芳香化合物。若需要,兩種不同的芳基胺化合物可與二肼化合物反應。使用具有酮基的一種或兩種芳基胺反應劑可獲得其中R1和/R2不為氫的電荷傳輸材料。當使用兩種不同的芳基胺化合物獲得產品的混合物時,本領域熟練技術人員可通過順序或同時反應減少不需要的產品形式,並且可通過合適的純化方法就不同的產品化合物相互分離。
第三步,將具有兩個腙基的芳香化合物的兩個NH基團與包括環氧基團的有機滷化物在鹼存在下反應形成具有通過連接基團鍵合在一起兩個環氧化腙基的電荷傳輸材料。用於本發明的包括環氧基團的合適有機滷化物的非限制性例子為表滷醇類如表氯醇。包括環氧基團的有機滷化物還可通過具有烯烴基團的相應有機滷化物反應來製備。環氧反應描述於Carey等人「Advanced Organic Chemistry,Part BReactions and Synthesis,」New York,1983,pp.494-498中,該文獻這裡引入作為參考。該具有烯烴基團的有機滷化物也可通過具有醛或酮基的合適有機滷化物與合適維蒂希試劑之間的維蒂希反應製備。維蒂希和相關反應描述於Carey等人,「Advanced OrganicChemistry,Part BReactions and Synthesis,」New York,1983,pp.69-7中,該文獻這裡引入作為參考。根據基團的特定活性,某些反應的順序可以改變。
在一些感興趣的實施方案中,E基團為硫雜丙環基。可將環氧化合物如上面描述的那些通過在四氫呋喃中回流該環氧化物和硫氰酸銨轉化為相應的硫雜丙環化合物。此外,相應的硫雜丙環化合物可採用將上述環氧化合物的溶液通過3-(氰硫基)丙基官能矽膠(購自I Milwaukee,WI)獲得。此外,該硫雜丙環化合物可通過相應環氧化合物的硫雜-Payne重排獲得。該硫雜-Payne重排描述於Rayner,C.M.Synlett 1997,11;Liu,Q.Y.;Marchington,A.P.;Rayner,C.M.Tetrahedron 1997,53,15729;Ibuka,T.Chem.Soc.Rev.1998,27,145;and Rayner,C.M.Contemporary Organic Synthesis 1996,3,499中。上面四篇論文這裡引入作為參考。對於這些實施方案,可用例如具有滷原子和硫雜丙環基團的雙官能基團形成X′基團。可通過親核取代用與腙的仲氨基的鍵取代該滷素基團。
在一些感興趣的實施方案中,E基團為環乙亞胺基。環乙亞胺化合物可通過相應環氧化合物如上面描述的那些環氧化合物之一通過氮雜-Payne重排獲得,該氮雜-Payne重排描述於Rayner,C.M.Synlett 1997,11;Liu,Q.Y.;Marchington,A.P.;Rayner,C.M.Tetrahedron 1997,53,15729;and Ibuka,T.Chem.Soc.Rev.1998,27,145中。上面三篇論文這裡引入作為參考。此外,該環乙亞胺化合物可通過合適氮賓與合適鏈烯之間的加成反應製備。該加成反應描述於Carey等人,「Advanced Organic Chemistry,Part BReactions andSynthesis,」New York,1983,pp.446-448中。該文獻這裡引入作為參考。對於這些實施方案,可用例如具有滷原子和環乙亞胺基團的雙官能基團形成X′基團。可通過親核取代用與腙的仲氨基的鍵取代該滷素基團。
在一些感興趣的實施方案中,E基團為氧雜環丁烷基團。該氧雜環丁烷化合物可通過合適的羰基化合物與合適的鏈烯化合物之間的Paterno-Buchi反應製備。該Paterno-Buchi反應描述於Carey等人「Advanced OrganicChemistry,Part BReactions and Synthesis,」New York,1983,pp.335-336中,該文獻這裡作為參考引入。對於這些實施方案,可用例如具有滷原子和氧雜環丁烷基團的雙官能基團形成X′基團。可通過親核取代用與腙的仲氨基的鍵取代該滷素基團。
對於活性環基團,多官能化合物如雙官能化合物、三官能化合物和四官能化合物可具有兩個或多個活潑氫原子圖羥基氫、巰基氫、氨基氫和羧基氫。在任一多官能化合物中的活潑氫原子可以相同或不同。四官能化合物的非限制性例子包括四羥基化合物、四巰基化合物、四氨基化合物和四羧酸。三官能化合物的非限制性例子包括三羥基化合物、三巰基化合物、三氨基化合物和三羧酸。二官能化合物可為氨、伯胺、二醇、二硫醇、二胺、二羧酸、羥胺、胺基酸、羥基酸、硫羥酸、羥基硫醇或硫胺。合適的二硫醇的非限制性例子為4,4』-硫代苯硫醇、1,4-苯二硫醇、1,3-苯二硫醇、磺醯基-雙(苯硫醇),2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑、1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇、1,5-戊烷二硫醇和1,6-己烷二硫醇。合適的二醇的非限制性例子為2,2』-雙-7-萘酚、1,4-二羥基苯、1,3-二羥基苯、10,10-雙(4-羥苯基)蒽酮/4,4』-磺醯基二酚、雙酚、4,4』-(9-芴叉基)二酚、1,10-癸二醇、1,5-戊二醇、二甘醇、4.4』-(9-芴叉基)-雙(2-苯氧基乙醇)、對苯二甲酸雙(2-羥乙基)酯、雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]碸、氫醌-雙(2-羥乙基)醚和雙(2-羥乙基)哌嗪。合適的二胺的非限制性例子為二氨基芳烴和二氨基鏈烷。合適的二羧酸的非限制性例子為鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、己二酸和4,4′-聯苯基二羧酸為對氨基苯酚和fluoresceinamine。合適的胺基酸的非限制性例子為4-氨基丁酸、苯基丙氨酸和4-氨基苯甲酸。羥基酸的非限制性例子為得自水楊酸、4-羥基丁酸和4-羥基苯甲酸。合適的羥基硫醇的非限制性例子為一硫代氫醌和4-巰基-1-丁醇。合適的硫胺的非限制性例子為對氨基苯硫醇。合適的硫醇醇的非限制性例子為4-巰基苯甲酸4-巰基丁酸。幾乎所有上述雙官能化合物都可市購。
在一些實施方案中,該雙官能化合物可包括與亞烷基、亞鏈烯基、雜環基或芳香基連接的兩個官能團。合適的芳香基的非限制性例子包括具有如下通式的基團 和 其中Q』為鍵、O、S、O=S=O、NR12基或CR13R14基,其中R12、R13和R14各自獨立地為H、鏈烯基、鏈炔基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和Z5、Z6、Z7和Z8各自獨立地為鍵或-(CH2)q-基團,其中n為1至20的整數,包括1和20,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、Si、B、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、氨基甲酸酯基、脲基、酯基、NR15基團、CR16基團、CR17R18基團或SiR19R20取代,其中R15、R16、R17、R18、R19和R20各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
活性環化合物與官能化合物之間的化學鍵可使用交聯劑高反應溫度促進。反應溫度可為20℃至200℃。反應溫度優選為30℃至100℃。
本領域已知的用於活性環如環氧基團與官能團如羥基、硫醇、羧基和氨基之間的反應的任何常規交聯劑可用於本發明中。合適交聯劑的非限制性例子包括酸酐或伯或仲胺。合適的酸酐的非限制性例子包括1,8-萘二羧酸酐、衣康酸酐、戊二酸酐和檸康酐,富馬酸酐、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸酐和對苯二甲酸酐,其中最優選馬來酸酐和鄰苯二甲酸酐。合適的伯或仲胺的非限制性例子包括二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、間亞苯基二胺。
為合成電荷傳輸化合物,聚合度,即n的平均值和/或分布通過反應劑濃度、反應條件和反應時間確定。為獲得反應程度的所需值,本領域熟練技術人員可根據聚合本發明公開調節這些參數。通常若使用1∶1的活性環化合物和雙官能化合物,該電荷傳輸組合物趨於包括活性環末端基團和官能團的分子。活性環化合物輕微過量趨於更大百分比的活性環末端基團。類似地,雙官能化合物輕微過量趨於導致更大百分比的官能末端基團。
更具體地,活性環化合物與雙官能化合物反應形成具有一個以上如通式(I)給出的重複單元的小分子。在足夠的稀釋反應條件和足夠短的時間下,可有效形成單體組合物。為使反應進一步進行到一定程度,可將很小的分子進一步與其它單體單元活性環化合物和/或雙官能化合物反應,形成可進一步反應的較大分子。將該反應過程進行至反應停止。所得產品可用平均分子量、分子量分布以及各末端基團的量表徵。用於表徵聚合物的各種技術這裡可用於表徵相應的聚合物。
通常,若使用交聯劑,則可首先將交聯劑與電荷傳輸化合物或與聚合物粘結劑反應,然後與其它組分混合。本領域熟練技術人員可評估形成具有所需性能的層的合適反應順序,如將所有組分一次或依次組合。
儘管活性環提供形成這裡描述的聚合物的多種合成方法,但是上面通式(I)的其它連接基團Y可用不涉及活性環基團的其它加成反應形成W。例如,可使用各種親核取代。合適反應的一些非限制性例子包括酯化反應和醯胺化反應。本領域熟練技術人員將認識到用於聚合的合適活性官能團。
本發明將藉助下面的實施例進一步描述。
實施例實施例1-合成和表徵電荷傳輸組合物本實施例描述組合物1-4的合成和表徵,其中標號是指上面的通式標。該表徵涉及用該化合物形成的物質的化學表徵和電子表徵。
組合物(1)將4,4』-二氯苯基碸(20g,0.069mol,購自Aldrich)在水合肼(158ml,購自Aldrich)中的懸浮液回流24小時。將該混合物冷卻至室溫並將晶體沉澱出來。將晶體濾出並用水洗滌3次,用異丙醇洗滌1次。得到的產品4,4』-二肼並二苯基碸,為15.75g(81.8%)。該產品具有熔點193-194℃。製備4,4』-二肼並二苯基碸的文獻工藝公開於Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii,11,p.1508-1510,1980(在Republic of Latvia發行)中。該論文這裡引入作為參考。
將4-(二苯氨基)苯甲醛(25g,0.09mol,購自Aldrich)、4,4』-二肼並二苯基碸(11.37g,0.041mol)和80ml二噁烷的混合物加入裝有回流冷凝器和磁攪拌器的250ml圓底燒瓶中。將該混合物在50℃下加熱2小時,蒸除溶劑形成4,4』-二肼並二苯基碸三苯氨基腙。收率30.1g(93.4%)。
將二肼並二苯基碸三苯氨基腙(30.1g,0.038mol)和表氯醇(68ml,0.855mol,購自Aldrich)的混合物加入裝有回流冷凝器、溫度計和攪拌器的250ml3-肼圓底燒瓶中。將該反應混合物在35-40℃下劇烈攪拌7小時。在此期間將粉末狀的85%氫氧化鉀(KOH,11.3g,0.171mol)和無水硫酸鈉(Na2SO4,9g,0.0228mol)分三部分加入,然後將該反應混合物冷卻至20-25℃。反應終止後,將該混合物冷卻至室溫並過濾。將有機部分用活性炭乙酸乙酯處理並用蒸餾水洗滌至水的pH變中性。將有機層在硫酸鎂上乾燥、用活性炭處理並過濾。蒸除溶劑形成二環氧化物。將該二環氧化物藉助使用丙酮與己烷按體積比1∶4的混合物作為洗脫液的柱色譜(矽膠,等級62,60-200目,150,Aldrich)純化。收集含二環氧化物(組合物(1)單體前體)的級份,並將溶劑蒸發,將該二環氧化物用丙酮與己烷按體積比1∶4的混合物重結晶,並在真空烘箱中在50℃下乾燥6小時。該4,4』-二肼並二苯基碸三苯氨基腙的二環氧化物的收率為19.3g(56%)。該產品具有熔點223-225℃。該4,4』-二肼並二苯基碸三苯氨基腙二環氧化物在CDCl3中的二環氧化物的1H-NMR光譜(100MHz)由如下化學位移(δ,ppm)表徵8.0-6.8(m,38H,CH=N,Ar);4.5-4.3(dd,2H,NCH2的一個質子);4.1-3.8(dd,2H,NCH2的另一質子);3.2(m,2H,CH);2.9-2.8(dd,2H,OCH2的一個質子);2.7-2.5(dd,OCH2的另一質子)。元素分析獲得如下重量百分比C 74.71;H 5.33;N 9.45,將其與C38H35N5O2的計算值(百分比)相比C 74.64;H 5.37;N 9.33。
將該4,4』-二肼並二苯基碸三苯氨基腙二環氧化物(1g,1.1mmol,在前一步驟中製備)、4,4′-硫代雙苯硫醇(0.275g,1.1mmol,購自Aldrich)和15ml四氫呋喃(THF)的混合物加入裝有回流冷凝器和攪拌器的50ml 3-頸圓底燒瓶中。然後,將三乙胺(0.14ml,1.1mmol,購自Aldrich,Milwaukee,WI)加入該混合物中。將該混合物在氬氣下回流60小時。將該反應混合物冷卻至室溫並通過3-4cm矽膠層(等級62,60-200目,50)過濾。將矽膠用四氫呋喃洗滌。將溶液通過蒸發濃縮至15-20ml,然後在劇烈攪拌下倒入20倍過量的甲醇中。濾出所得沉澱物並用甲醇反覆洗滌,在真空中在50℃下乾燥。組合物(1)的收率為1.08g(84.7%)。
組合物(2)組合物(2)按照與組合物(1)相同的工藝製備,不同的是用9-乙基-3-咔唑carboxaldehyde(0.09mol)代替4-(二苯氨基)苯甲醛(0.09mol)。
組合物(3)組合物(3)按照與組合物(1)相同的工藝製備,不同的是用2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑(0.165g,1.1mmol)代替硫代雙苯硫醇(0.275g,1.1mmol)。該組合物(3)的收率為1.01g(86.6%)。
組合物(4)組合物(4)按照與組合物(2)相同的工藝製備,不同的是用2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑(0.165g,1.1mmol)代替硫代雙苯硫醇(0.275g,1.1mmol)。
實施例2-電荷遷移率測量本實施例描述了用實施例1中所述的組合物(1)和(3)形成的樣品的電荷遷移率的測量。
樣品1將0.1g組合物(1)溶解於2ml的四氫呋喃中,採用浸輥方法將溶液塗到具有電導鋁層的甲基纖維素塗布的聚酯薄膜上,在80℃下乾燥1h後,形成了7微米(μm)厚的明亮塗層。測量樣品的空穴遷移率並將結構在表1中給出樣品2樣品2參照樣品1的方法製備和測試,只是用組合物(3)代替組合物(1)且塗層的厚度為4微米。
遷移率測量對每個樣品進行正電暈充電,一直達到其表面電勢U,並用2納秒(ns)的氮雷射脈衝進行照射。空穴遷移率μ可根據下文描述的方法加以確定見Kalade等人的「硫屬化物玻璃中電子照相層的電荷遷移研究」IPCS進展1994物理和化學成像系統(The Physics and Chemistry of Imaging Systems),Rochester,NY,第747-752頁,在此引為參考。重複測量空穴遷移率,在測量過程中,改變充電狀態並將樣品充電到不同的U值,這相當於在層E中有不同的電場強度,這種依賴關係可近似地表示以公式=0eE]]>此處,E為電場強度,μ0為零電場遷移率,α為普爾-弗蘭克(Pool-Frenkel)參數。根據這些測量方法,在6.4×105V/cm場強下測量的遷移率表徵參數μ0、α值和遷移率值見表1。
表1

實施例3-電離電壓測量本實施例描述了實施例1中的二種電荷傳輸材料的電離電壓的測量。
為了進行電離電壓的測量,將2mg電荷傳輸材料溶解到0.2ml四氫呋喃中,然後將溶液塗覆到20cm2的基物表面上形成約0.5μm厚的電荷傳輸化合物的薄層。基物為具有位於約0.4μm厚甲基纖維素層之上的鋁層的聚酯膜。
電離電壓可按照Grigalevicius等人的描述進行測量「作為新型空穴傳輸無定型分子材料的3,6-二(N-二苯基氨基)-9-苯基咔唑及其甲基取代衍生物」,合成金屬(Synthetic Metals),128(2002),第127-131頁,在此引為參考。具體而言,用含有氘燈光源的石英晶體單色儀發出的單色光照射樣品,入射光束的功率為2-5×10-8W。對樣品基物施加-300V的負電壓。在樣品表面8mm處放置帶有4.5×15mm2狹縫的用於照射的對電極,該對電極與BK-2型電壓計的輸入端相連,在開放輸入狀態下測量光電流,在照射下有10-15-10-12amp的光電流通過迴路。光電流I極大地依賴於入射光光子能量hv。繪出I0.5=f(hv)的依賴關係。通常地,光電流的平方根對入射光量子能量的依賴關係在閾值附近可很好地用線性關係來描述(參見參考文獻「通過常壓光電子發射分析有機顏料薄膜的電離電壓」電子照相(Electrophotography),28,Nr.4,第364頁(1989),E.Miyamoto,Y.Yamaguchi,M.Yokoyama;和「固體中的光電子發射」,應用物理課題(Topics in Applied Physics),26,1-103(1978),作者M.Cordona和L.Ley,這兩篇在此均引作參考)。這種相互關係中的線性部分可以外推至hv軸,交點處的光子能量即為Ip值。電離電壓的測量誤差為±0.03eV。電離電壓數據見上表1。
如本領域技術人員所理解的,另外的替換、取代基團的改變、其它合成方法和用途,都可在本發明的公開內容範圍內得以實施。上述的具體實施例實為對發明的例證說明而非限制,另外一些具體例在權利要求中。儘管本發明僅對特別的具體例作出了描述,但本領域中的熟練技術人員應當認識到,在形式和細節上所作出的變化,都不脫離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種有機光接受器,包括導電基物和在該導電基物上的光電導元件,該光電導元件包括(a)具有如下通式的電荷傳輸組合物 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X1和X2各自獨立地為連接基團;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團;和n為1至100,000之間的平均值大於1的整數分布;和(b)電荷產生化合物。
2.根據權利要求1的有機光接受器,其中Y1和Y2各自獨立地包括(N,N-二取代)芳胺基、久洛裡定基或咔唑基。
3.根據權利要求1的有機光接受器,其中X1和X2各自獨立地包括-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
4.根據權利要求3的有機光接受器,其中至少一個亞甲基被雜環基、芳香基、CHOH基、O或S取代。
5.根據權利要求3的有機光接受器,其中電荷傳輸組合物具有如下通式 其中n為1至100,000的整數分布;Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;和T具有如下通式 其中T1、T2、T3、T4和T5各自獨立地為O、S、O=S=O或C=O。
6.根據權利要求1的有機光接受器,其中Z包括-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
7.根據權利要求6的有機光接受器,其中Z具有如下通式 或 其中Q為鍵、O、S、O=S=O、C=O、芳基、NR3基或CR4R5基,其中R3、R4和R5各自獨立地為H、鏈烯基、鏈炔基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立地為鍵或-(CH2)n-基團,其中n為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、氨基甲酸酯基、脲基、酯基、NR6基團、CR7基團、CR8R9基團或SiR10R11取代,其中R6、R7、R8、R9、R10和R11各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
8.根據權利要求7的有機光接受器,其中Z具有如下通式 其中Q為O=S=O,Z1和Z2各自獨立地為鍵。
9.根據權利要求1的有機光接受器,其中光電導元件進一步包括第二種電荷傳輸物質。
10.根據權利要求9的有機光接受器,其中第二種電荷傳輸物質包括電子傳輸化合物。
11.根據權利要求1的有機光接受器,其中光電導元件進一步包括聚合物粘結劑。
12.一種電子照相成像裝置,包含(a)光成像組件;和(b)定向來接受光成像組件發出光的有機光接受器,該有機光接受器包含電導基物和在所述電導基物上的光電導元件,該光電導元件包含(i)具有下列通式的電荷傳輸組合物 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X1和X2各自獨立地為連接基團;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團;和n為1至100,000之間的平均值大於1的整數分布;和(ii)電荷產生化合物。
13.根據權利要求12的電子照相成像裝置,其中Y1和Y2各自獨立地包括(N,N-二取代)芳胺基、久洛裡定基或咔唑基。
14.根據權利要求12的電子照相成像裝置,其中X1和X2各自獨立地包括-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
15.根據權利要求14的電子照相成像裝置,其中至少一個亞甲基被雜環基、芳香基、CHOH基、O或S取代。
16.根據權利要求12的電子照相成像裝置,其中Z包括-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
17.根據權利要求16的電子照相成像裝置,其中Z具有如下通式 或 其中Q為鍵、O、S、O=S=O、C=O、芳基、NR3基或CR4R5基,其中R3、R4和R5各自獨立地為H、鏈烯基、鏈炔基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立地為鍵或-(CH2)n-基團,其中n為1至20的整數,包括1和20,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、氨基甲酸酯基、脲基、酯基、NR6基團、CR7基團、CR8R9基團或SiR10R11取代,其中R6、R7、R8、R9、R10和R11各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
18.根據權利要求17的電子照相成像裝置,其中Z具有如下通式 其中Q為O=S=O,Z1和Z2各自獨立地為鍵。
19.根據權利要求12的電子照相成像裝置,其中光電導元件進一步包括電子傳輸物質。
20.根據權利要求12的電子照相成像裝置,其中光電導元件進一步包括粘結劑。
21.根據權利要求12的電子照相成像裝置,進一步包括調色劑分散器。
22.一種電子照相成像方法,包括(a)對有機光接受器的表面施加電荷,該有機光接受器包含電導基物和在所述電導基物上的光電導元件,該光電導元件包含(i)具有下列通式的電荷傳輸組合物 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X1和X2各自獨立地為連接基團;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團;和n為1至100,000之間的平均值大於1的整數分布;和(ii)電荷產生化合物;(b)在輻照下對有機光接受器的表面進行成像曝光,以清除選定區域內的電荷,從而在表面上形成帶電和不帶電區域的圖案;(c)使所述表面與調色劑接觸以形成著色圖像;和(d)將著色圖像轉移到基物上。
23.根據權利要求22的電子照相成像方法,其中Y1和Y2各自獨立地包括(N,N-二取代)芳胺基、久洛裡定基或咔唑基。
24.根據權利要求22的電子照相成像方法,其中X1和X2各自獨立地包括-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
25.根據權利要求22的電子照相成像方法,其中Z包括-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
26.根據權利要求22的電子照相成像方法,其中光電導元件進一步包括電子傳輸化合物。
27.根據權利要求20的電子照相成像方法,其中調色劑包括著色劑顆粒。
28.一種電荷傳輸組合物,具有如下通式 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X1和X2各自獨立地為連接基團;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z為橋連基團;和n為平均值大於為2的整數分布。
29.根據權利要求28的電荷傳輸組合物,其中Y1和Y2各自獨立地包括(N,N-二取代)芳胺基、久洛裡定基或咔唑基。
30.根據權利要求28的電荷傳輸組合物,其中X1和X2各自獨立地包括-(CH2)m-基團,其中m為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRa基團、CRb基團、CRcRd基團或SiReRf取代,其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
31.根據權利要求30的電荷傳輸組合物,其中至少一個亞甲基被雜環基、芳香基、CHOH基、O或S取代。
32.根據權利要求30的電荷傳輸組合物,其中電荷傳輸組合物具有如下通式 其中n為1至100,000的具有平均值大於1的整數分布;Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;和T具有如下通式 或 其中T1、T2、T3、T4和T5各自獨立地為O、S、O=S=O或C=O。
33.根據權利要求28的電荷傳輸組合物,其中Z包括-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
34.根據權利要求33的電荷傳輸組合物,其中Z具有如下通式 或 其中Q為鍵、O、S、O=S=O、C=O、芳基、NR3基或CR4R5基,其中R3、R4和R5各自獨立地為H、鏈烯基、鏈炔基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立地為鍵或-(CH2)n-基團,其中n為1至20的整數,包括1和20,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、氨基甲酸酯基、脲基、酯基、NR6基團、CR7基團、CR8R9基團或SiR10R11取代,其中R6、R7、R8、R9、R10和R11各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分。
35.根據權利要求34的電荷傳輸組合物,其中Z具有如下通式 其中Q為O=S=O,Z1和Z2各自獨立地為鍵。
36.一種電荷傳輸組合物,通過包括選自羥基氫、氨基氫、羧基氫和巰基氫的至少兩個活潑氫的多官能化合物與如下通式的活性環化合物共聚製備 其中Y1和Y2各自獨立地為芳胺基;X3和X4各自獨立地包括-(CH2)p-基團,其中p為1至20的整數,包括1和20,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRm基團、CRn基團、CRoRp基團或SiRoRr取代,其中Rm、Rn、Ro、Rp、Rq和Rr各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;R1和R2各自獨立地為氫、烷基、鏈烯基、雜環基、芳香基;Z可包括-(CH2)k-基團,其中k為1至30的整數,包括1和30,一個或多個亞甲基非必要地被O、S、N、C、B、Si、P、C=O、O=S=O、雜環基、芳香基、NRg基團、CRh基團、CRiRj基團或SiRkRl取代,其中Rg、Rh、Ri、Rj、Rk和Rl各自獨立地為鍵、H、羥基、巰基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、鏈烯基、雜環基、芳香基、或環基的一部分;和E1和E2各自獨立地為活性環基團。
37.根據權利要求36的電荷傳輸組合物,其中E1和E2各自獨立地選自3-、4-、5-、7-、8-、9-、10-、11-和12-元雜環基。
38.根據權利要求36的電荷傳輸組合物,其中E1和E2各自獨立地選自3-、4-、5-、7-、8-、9-、10-、11-和12-元環醚、環胺、環硫化物、環醯胺、N-羧基-a-胺基酸酐、內酯和環矽氧烷。
39.根據權利要求36的電荷傳輸組合物,其中E1和E2環氧化物各自獨立地選自環氧化物、氧雜環丁烷(oxetanes)、環乙亞胺、硫雜丙環、2-氮雜環丁酮(2-azetidinone)、2-吡咯烷酮、2-哌啶酮、己內醯胺、庚醇內醯胺(enantholactam)和辛內醯胺(capryllactam)。
40.根據權利要求36的電荷傳輸組合物,其中多官能化合物選自三醇、三胺、三硫醇、二醇、二硫醇、二胺、二羧酸、羥胺、胺基酸、羥基酸、硫羥酸、羥基硫醇(hydroxythiosl)或硫胺。
全文摘要
一種有機光接受器,包括導電基物和在該導電基物上的光電導元件,該光電導元件包括(a)包括具有如下通式的電荷傳輸組合物其中Y
文檔編號C07D285/12GK1661483SQ200510052538
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月28日 優先權日2004年2月27日
發明者茲比格紐·託卡斯基, 埃德蒙達斯·蒙特裡馬斯, 朱扎斯·V·格拉朱利維西厄斯, 紐斯雷拉·朱布蘭, 塔達斯·馬利瑙斯卡斯, 瓦倫塔斯·蓋德利斯, 維陶塔斯·格陶蒂斯 申請人:三星電子株式會社

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