Фоторецепторные слои на основе фторированных структурированных органических пленок

Фоторецепторные слои на основе фторированных структурированных органических пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В патенте US 5702854 описан электрофотографический элемент формирования изображения, содержащий несущую подложку, покрытую по меньшей мере генерирующим заряд слоем, переносящим заряд слоем и покровным слоем, который содержит дигидроксиариламин, растворенный или молекулярно диспергированный в сшитой полиамидной матрице. Покровный слой формируют путем сшивания сшиваемой композиции для нанесения покрытия, содержащей полиамидсодержащие метоксиметильные группы, присоединенные к атомам амидного азота, сшивающий катализатор и дигидроксиамин, и нагрева покрытия с целью сшивания полиамида. Электрофотографический элемент формирования изображения может быть выполнен способом, в котором равномерно заряжают элемент формирования изображения, подвергают его воздействию активирующего излучения согласно конфигурации изображения с целью формирования скрытого электростатического изображения, проявляют скрытое изображение частицами тонера с целью формирования изображения, проявленного тонером, и переносят изображение, проявленное тонером, на воспринимающий элемент.

В патенте US 5976744 раскрыт электрофотографический элемент формирования изображения, содержащий несущую подложку, покрытую по меньшей мере одним фотопроводящим слоем, и покровный слой, включающий замещенный гидроксильными группами ароматический диамин и замещенный гидроксильными группами триариламин, которые растворены или молекулярно диспергированы в сшитой акрилатсодержащей полиамидной матрице, при этом замещенный гидроксильными группами триариламин является соединением, отличающимся от замещенного гидроксильными группами ароматического диамина. Покровный слой формируют путем нанесения покрытия.

В патенте US 7384717 раскрыт электрофотографический элемент формирования изображения, содержащий подложку, генерирующий заряд слой, переносящий заряд слой и покровный слой, который содержит вулканизированный полиэфирполиол или вулканизированную акрилатсодержащую полиольную пленкообразующую смолу и материал с переносом носителей заряда.

В патенте US 4871634 раскрыт электрофотографический элемент формирования изображения, содержащий по меньшей мере один электрофотопроводящий слой. Элемент формирования изображения содержит фотогенерирующее вещество и соединение гидроксиариламина, представленное определенной формулой. Соединение гидроксиариламина может быть использовано в покровном слое, в котором соединение гидроксиариламина связано со смолой, способной образовывать водородные связи, такой как спирторастворимый полиамид.

В патенте US 4457994 раскрыт многослойный фоточувствительный элемент, содержащий генерирующий слой и переносящий заряд слой, содержащий молекулы типа диамина, диспергированные в полимерном связующем, и покровный слой, содержащий молекулы трифенилметана, диспергированные в полимерном связующем.

Содержание каждого из перечисленных патентов в порядке ссылки во всей полноте включено в настоящую заявку. Соответствующие компоненты и особенности способов согласно каждому из перечисленных патентов также могут быть выбраны для представленных вариантов осуществления заявленных композиций на основе структурированной органической пленки и способов их получения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложен элемент формирования изображения, содержащий подложку;

генерирующий заряд слой; переносящий заряд слой; и в некоторых случаях покровный слой, при этом наружный слой представляет собой поверхность для формирования изображения, которая включает структурированную органическую пленку, содержащую множество сегментов и множество линкеров, включающих первый фторированный сегмент и второй электроактивный сегмент.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1А-П показаны варианты осуществления структурных блоков с выделенными симметричными элементами;

На Фиг.2 показан упрощенный вид сбоку одного из вариантов осуществления фоторецептора, в состав которого включена структурированная органическая пленка;

На Фиг.3 показан упрощенный вид сбоку второго варианта осуществления фоторецептора, в состав которого включена структурированная органическая пленка;

На Фиг.4 показан упрощенный вид сбоку третьего варианта осуществления фоторецептора, в состав которого включена структурированная органическая пленка.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"Структурированная органическая пленка" (SOF) относится к ковалентным органическим каркасам (COF), которые на макроскопическом уровне представляют собой пленку. Элементы формирования изображения могу содержать композитные структурированные органические пленки, в состав которых в некоторых случаях могут быть включены блокирующее звено или группа.

Используемые в описании формы единственного числа подразумевают формы множественного числа, если иное явно не следует из содержания.

Термин "структурированная органическая пленка" или "композиция структурированной органической пленки" по существу относится к ковалентному органическому каркасу (COF), который на макроскопическом уровне представляет собой пленку. Термин "фторированная структурированная органическая пленка" относится к структурированной органической пленке, которая содержит атомы фтора, ковалентно связанные с одним или несколькими видами сегментов или линкеров структурированной органической пленки.

Содержание фтора в структурированной органической пленке может быть скорректировано путем изменения молекулярного структурного блока, используемого для синтеза структурированной органической пленки, или путем изменения количества используемого структурного элемента фтора.

Элементы формирования изображения могут иметь наружный слой, содержащий фторированную структурированную органическую пленку, первый сегмент которой обладает свойствами дырочного переноса, полученными в результате реакции фторированного структурного блока, и может быть связан со вторым фторированным сегментом, таким как второй сегмент, полученный в результате реакции фторсодержащего молекулярного структурного блока.

Содержание фтора во фторированных структурированных органических пленках, входящих в состав элементов формирования изображения, может быть равномерно распределено по всей структурированной органической пленке, при этом изменение содержания фтора может происходить в процессе формирования структурированной органической пленки и формирование структуры может происходить на молекулярном уровне.

Наружный слой элементов формирования изображения содержит структурированную органическую пленку, в которой сформировано микроскопическое расположение сегментов. Термин "формирование структуры" означает последовательность, в которой сегменты связаны друг с другом. Сформированная фторированная структурированная органическая пленка может представлять собой композицию, в которой сегмент А (с функциями молекулярного дырочного переноса) соединен только с сегментом В (который является фторированным сегментом), и наоборот, сегмент В соединен только с сегментом А.

Фторированные структурированные органические пленки могут быть получены путем введения в реакцию одного или нескольких молекулярных структурных блоков, по меньшей мере один из которых содержит фтор, и по меньшей мере один из которых обладает функциями молекулярного дырочного переноса (или в результате реакции образуется сегмент с функциями молекулярного дырочного переноса). Например, для получения фторированной структурированной органической пленки может быть осуществлена реакция по меньшей мере одного, двух или более молекулярных структурных блоков с одинаковым или различным содержанием фтора и функциями молекулярного дырочного переноса. Все молекулярные структурные блоки в реакционной смеси могут содержать фтор, который может быть использован в качестве наружного слоя элементов формирования изображения. Фторированные молекулярные структурные блоки могут быть получены из одного или нескольких структурных блоков, содержащих углеродный или кремниевый атомный остов; алкоксильные остовы; азотный или фосфорный атомный остов; арильные остовы; карбонатные остовы; карбоциклический, карбобициклический или карботрициклический остов; и структурных блоков, содержащих олиготиофеновый остов. Такие фторированные молекулярные структурные блоки могут быть получены путем замены или обмена одного или нескольких атомов водорода на атом фтора.

Во фторированной структурированной органической пленки, содержащейся в наружном слое элементов формирования изображения, может по отдельности или в совокупности присутствовать один или несколько фторированных молекулярных структурных блоков в количестве от около 5 до около 100% по весу, например, по меньшей мере около 50% по весу или по меньшей мере около 75% по весу на 100 частей по весу структурированной органической пленки.

Более 20%, более 50%, более 75%, более 80%, более 90%, более 95% или около 100% углерод-связанных атомов водорода во фторированной структурированной органической пленке может быть заменено атомами фтора.

Содержание фтора во фторированной структурированной органической пленке, содержащейся в наружном слое элементов формирования изображения, может составлять от около 5% до около 75% по весу или от около 5% до около 65% по весу или от около 10% до около 50% по весу. Содержание фтора во фторированной структурированной органической пленке, содержащейся в наружном слое элементов формирования изображения, составляет не менее около 5% по весу или не менее около 10% по весу или не менее около 15% по весу, а верхний предел содержания фтора составляет около 75% по весу или около 60% по весу. Доля фторсодержащих сегментов может составлять более 10% по весу, например, более 30% по весу или более 50% по весу; а верхний предел доли фторсодержащих сегментов может составлять 100%, например, менее 90% по весу или менее 70% по весу.

Наружный слой элементов формирования изображения может содержать первый фторированный сегмент и второй электроактивный сегмент, содержащиеся в структурированной органической пленке наружного слоя в количестве более 80%, от около 85 до около 99,5% или от около 90 до около 99,5% по весу структурированной органической пленки.

Фторированная структурированная органическая пленка, содержащаяся в наружном слое элементов формирования изображения может представлять собой "стойкую к действию растворителей" структурированную органическую пленку, блокированную структурированную органическую пленку, композитную структурированную органическую пленку и/или периодическую структурированную органическую пленку, которые далее собирательно именуются "структурированная органическая пленка", если конкретно не указано иное.

Термин "стойкий к действию растворителей" означает преимущественное отсутствие (1) выщелачивания каких-либо атомов и/или молекул, которые были одно время ковалентно связаны с структурированной органической пленкой и/или композицией структурированной органической пленки (такой как композитная структурированная органическая пленка), и/или (2) разделения фаз каких-либо молекул, которые одно время входили в состав структурированной органической пленки и/или композиции структурированной органической пленки (такой как композитная структурированная органическая пленка), в результате чего повышается подверженность слоя, в состав которого входит структурированная органическая пленка, растрескиванию под действием растворителя/напряжения или ухудшению его характеристик. При включении блокирующего звена в структурированную органическую пленку происходит локальное "прерывание" структуры структурированной органической пленки там, где присутствуют блокирующие звенья.

Из реакционной смеси, осаждаемой на поверхности нижележащей подложки, может быть сформирована "по существу не содержащая пустот структурированная органическая пленка" или "не содержащая пустот структурированная органическая пленка". Термин "по существу не содержащая пустот структурированная органическая пленка" относится к структурированной органической пленке, по существу не содержащей пустот, пор или полостей, размер которых превышает расстояние между остовами двух соседних сегментов на см²; или содержит менее 10 пустот, пор или полостей диаметром более 250 нанометров на см². Термин "не содержащая пустот структурированная органическая пленка" относится к структурированной органической пленке, которая не содержит пустот, пор или полостей, размер которых превышает расстояние между остовами двух соседних сегментов на мкм², или не содержит пустот, пор или полостей диаметром более 500 ангстрем на мкм².

Фторированные молекулярные структурные блоки могут быть получены известными способами путем фторирования любого из перечисленных "исходных" не содержащих фтора молекулярных структурных блоков. Например, "исходные" не содержащие фтора молекулярные структурные блоки могут быть фторированы элементарным фтором при повышенных температурах, таких как выше 150°C, или другими известными способами с целью формирования смеси фторированных молекулярных структурных блоков с различными степенями фторирования, которые могут быть необязательно очищены с целью получения отдельного фторированного молекулярного структурного блока. В альтернативном варианте осуществления изобретения фторированные молекулярные структурные блоки могут быть синтезированы и/или получены просто путем приобретения желаемого фторированного молекулярного структурного блока. Преобразование "исходного" не содержащего фтора молекулярного структурного блока во фторированный молекулярный структурный блок может происходить в условиях реакции с использованием единого набора или интервала известных реакционных условий.

Молекулярные структурные элементы требуют наличия по меньшей мере двух функциональных групп (x≥2) и могут содержать функциональные группы одного или двух или более типов.

Симметрия молекулярного структурного блока относится к местонахождению функциональных групп по периметру сегментов молекулярного структурного блока.

Использование симметричных структурных блоков обычно происходит по двум причинам:

(1) структурирование молекулярных структурных блоков, поскольку связывание правильных фигур является лучше понимаемым процессом в ретикулярной химией, и

(2) облегчается завершенная реакция между молекулярными структурными блоками, поскольку в случае менее симметричных структурных блоков могут возникать беспорядочные конфигурации/ориентации, которые способны приводить к многочисленными дефектам связывания внутри структурированной органической пленки.

На Фиг.1А-П показаны примеры структурных блоков с выделенными симметричными элементами. Такие симметричные элементы присутствуют в структурных блоках, которые могут быть использованы. Структурные блоки согласно таким примерам необязательно могут являться фторированными.

Фторированные молекулярные структурные блоки могут быть получены путем фторирования структурных блоков, содержащих углеродный или кремниевый атомный остов; структурных блоков, содержащих алкоксильные остовы; структурных блоков, содержащих азотный или фосфорный атомный остов; структурных блоков, содержащих арильные остовы; структурных блоков, содержащих карбонатные остовы; структурных блоков, содержащих карбоциклический, карбобициклический или карботрициклический остов; и структурных блоков, содержащих олиготиофеновый остов. Такие фторированные молекулярные структурные блоки могут быть получены путем фторирования не содержащих фтора молекулярных структурных блоков элементарным фтором при повышенных температурах, таких как свыше 150°C или другими известными способами.

Функциональные группы являются реакционно-способными химическими фрагментами молекулярных структурных блоков, которые участвуют в химической реакции, связывая друг с другом сегменты в процессе формирования структурированной органической пленки. Примеры функциональных групп включают в частности галогены, спирты, простые эфиры, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, карбонаты, амины, амиды, имины, мочевины, альдегиды, изоцианаты, тозилаты, алкены, алкины и т.п.

Сегментом является часть молекулярного структурного блока, которая служит опорой для функциональных групп и содержит все атомы, которые не связаны с функциональными группами.

Структурированная органическая пленка содержит множество сегментов, включающих по меньшей мере сегмент первого типа, и множество линкеров, включающих по меньшей мере линкер первого типа, образующих ковалентный органический каркас с множеством пор, при этом сегмент первого типа и/или линкер первого типа содержит по меньшей мере один атом, который не является атомом углерода. Сегмент (или сегмент одного или нескольких типов из множества сегментов, образующих структурированную органическую пленку) структурированной органической пленки содержит по меньшей мере один атом элемента, который не является углеродом, например, когда структура сегмента содержит по меньшей мере один атом, выбранный из группы, включающей водород, кислород, азот, кремний, фосфор, селен, фтор, бор и серу.

Линкер представляет собой химический фрагмент, который образуется в структурированной органической пленке в результате химической реакции между функциональными группами, присутствующими в молекулярных структурных блоках и/или блокирующем звене. Линкер может представлять собой ковалентную связь, единичный атом или группу ковалентно связанных атомов. Химическими фрагментами-линкерами могут являться хорошо известные химические группы, такие как, например, сложные эфиры, кетоны, амиды, имины, простые эфиры, уретаны, карбонаты и т.п. или их производные.

Структурированные органические пленки могут иметь соотношение размеров, например, свыше 30:1 или свыше 100:1. Соотношение сторон структурированной органической пленки определено как соотношение ее средней ширины или диаметра (следующего по величине размера после толщины) и ее средней толщины (наименьшего размера). Наибольшим размером структурированной органической пленки является ее длина, которая не учитывается при вычислении соотношения сторон структурированной органической пленки.

Дополнительная функциональность отражает свойство, которое не присуще обычным ковалентным органическим каркасам и может быть получено путем выбора молекулярных структурных блоков, молекулярные составы которых обеспечивают дополнительную функциональность получаемых структурированных органических пленок. Дополнительная функциональность может возникать после сборки молекулярных структурных блоков с "прогнозируемым свойством" иметь такую дополнительную функциональность.

Термин "прогнозируемое свойство" молекулярного структурного блока означает известное свойство определенных молекулярных составов или свойство, которое может быть надлежащим образом обнаружено специалистом в данной области техники после изучения молекулярного состава сегмента. Термины "прогнозируемое свойство" и "дополнительная функциональность" означают одно и то же общее свойство (гидрофобность, электроактивность и т.д.), но термин "прогнозируемое свойство" используют применительно к молекулярному структурному блоку, а "дополнительная функциональность" применительно к структурированной органической пленке, которая может присутствовать в наружном слое элементов формирования изображения.

Гидрофобность (сверхгидрофобность), гидрофильность, липофобность (сверхлипофобность), липофильность, фотохромия и/или электроактивность (проводящие свойства, полупроводящие свойства, перенос носителей заряда) являются некоторыми примерами свойств структурированной органической пленки, которые могут отражать "дополнительную функциональность" структурированной органической пленки. Термин гидрофобность (сверхгидрофобность) означает свойство отталкивать воду или другие поляризованные частицы. Гидрофобные вещества имеют углы смачивания водой более 90°, измеренные с помощью гониометра или подобного устройства. Вещества с высокой гидрофобностью имеют углы смачивания водой от около 130° до около 180°. Сверхгидрофобные вещества имеют углы смачивания водой свыше 150°.

Сверхгидрофобность может быть описана случаем, когда капля воды образует угол скольжения с поверхностью, такой как от около 1° до менее 30° или от около 1° до около 25° или менее 10°.

Термин гидрофильность означает свойство притягивать, адсорбировать или абсорбировать воду или другие поляризованные частицы или поверхность.

Термин липофобность (олеофобность) означает свойство отталкивать масло или другие неполяризованные частицы, такие как акланы, жиры или парафины. Липофобные вещества имеют углы смачивания маслом более 90°, измеренные с помощью гониометра или подобного устройства. Термин олеофобность означает смачиваемость поверхности, имеющей угол смачивания краской, закрепляющейся под действием УФ-излучения, твердым красителем, гексадеканом, додеканом, углеводородами и т.д., приблизительно 55° или более. Высокая олеофобность описана случаем, когда капля жидкости на углеводородной основе образует большой угол смачивания с поверхностью, такой как около 130° или от около 135° до около 170°. Сверхолеофобность описана случаем, когда капля жидкости на углеводородной основе образует большой угол смачивания с поверхностью, такой как более 150°.

Сверхолеофобность также может быть описана случаем, когда капля жидкости на углеводородной основе образует с поверхностью угол скольжения от около 1° до менее 30° или менее 10°.

Термин липофильность (олеофильность) означает способность притягивать масло или другие неполяризованные частицы, такие как алканы, жиры и парафины или к поверхности, которая легко смачивается такими частицами. Липофильные вещества обычно отличаются тем, что имеют угол смачивания маслом от небольшого до нулевого.

Структурированная органическая пленка с дополнительной гидрофобной функциональностью может быть получена с использованием молекулярных структурных блоков, обладающих прогнозируемыми гидрофобными свойствами и/или имеющих шероховатую, текстурированную или пористую поверхность в субмикронном или микронном масштабе. Известно, что фторсодержащие полимеры обладают меньшей поверхностной энергией, чем соответствующие углеводородные полимеры. Например, политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет меньшую поверхностную энергию, чем полиэтилен (20 мН/м и 35,3 мН/м). Включение фтора в структурированную органическую пленку, в особенности, когда фтор присутствует на поверхности наружного слоя элементов формирования изображения, может быть использовано для модуляции поверхностной энергии структурированной органической пленки по сравнению с соответствующей не фторированной структурированной органической пленкой. В большинстве случаев при включении фтора в структурированную органическую пленку поверхностная энергия наружного слоя элементов формирования изображения снижается. Степень модуляции поверхностной энергии структурированной органической пленки может зависеть, например, от степени фторирования и/или структурирования фтора на поверхности структурированной органической пленки и/или внутри структурированной органической пленки. Степень фторирования и/или структурирования фтора на поверхности структурированной органической пленки являются параметрами, которые могут быть отрегулированы.

Молекулярные структурные блоки, содержащие высокофторированные сегменты, обладают прогнозируемой гидрофобностью, и из них могут быть получены структурированные органические пленки с дополнительной гидрофобной функциональностью. Высокофторированными сегментами являются сегменты, у которых число атомов фтора, содержащихся в сегменте(-ах), деленное на число атомов водорода, содержащихся в сегменте(-ах), превышает единицу. Из фторированных сегментов, не являющихся высокофторированными сегментами, также могут быть получены структурированные органические пленки с дополнительной гидрофобной функциональностью.

Фторированные структурированные органические пленки в наружном слое элементов формирования изображения могут быть получены из разновидностей любого из молекулярных структурных блоков, сегментов и/или линкеров, у которых один или несколько атомов водорода в молекулярных структурных блоках замещены фтором.

Упомянутые фторированные сегменты могут содержать, например, α,ω-фторалкилдиолы с общей структурой:

в которой n - целое число от 1 или более, такое как от 1 до около 100 или от 1 до около 60 или от около 2 до около 30 или от около 4 до около 10;

или фторированные спирты с общей структурой HOCH₂(CF₂)_nCH₂OH и их соответствующие дикарбоновые кислоты и альдегиды, в которой n означает целое число от 1 или более, такое как от 1 до около 100 или от 1 до около 60 или от около 2 до около 30 или от около 4 до около 10;

тетрафторгидрохинон, гидрат перфторадипиновой кислоты, 4,4'-(гексафторизопропилиден)дифталевый ангидрид, 4,4'-(гексафторизопропилиден)дифенол и т.п.

Структурированные органические пленки, имеющие шероховатую, текстурированную или пористую поверхность в субмикронном или микронном масштабе, также могут являться гидрофобными. Шероховатая, рельефная или пористая поверхность структурированной органической пленки может быть получена за счет функциональных групп со свободными связями, присутствующих на поверхности пленки или за счет структуры структурированной органической пленки. Тип структуры и степень структурирования зависит от геометрии молекулярных структурных блоков и эффективности химических связей. Размер элемента, обеспечивающий шероховатость или рельефность поверхности, составляет от около 100 нм до около 10 мкм, например, от около 500 нм до около 5 мкм.

Термин электроактивность означает свойство переноса носителей электрического заряда (электронов и/или дырок). Электроактивные материалы включают проводники, полупроводники и материалы с переносом носителей заряда. Проводники определены как материалы, которые легко переносят электрический заряд при наличии разности потенциалов. Полупроводники определены как материалы, которым не присущ перенос заряда, но которые могут стать проводящими при наличии разности потенциалов и оказываемых воздействий, таких как, например, электрическое поле, электромагнитное излучение, тепло и т.п. Материалы с переносом носителей заряда определены как материалы, способные переносить носитель заряда, когда он вводится из другого материала, такого как, например, краситель, пигмент или металл при наличии разности потенциалов.

Фторированные структурированные органические пленки с дополнительной электроактивной функциональностью (или функциями молекулярного дырочного переноса), содержащиеся в наружном слое элементов формирования изображения, могут быть получены из реакционной смеси, содержащей описанные фторированные молекулярные структурные блоки и молекулярные структурные блоки с прогнозируемой электроактивностью и/или молекулярные структурные блоки, которые становятся электроактивными в результате сборки конъюгированных сегментов и линкеров. Далее будут описаны молекулярные структурные блоки с прогнозируемыми свойствами дырочного переноса, прогнозируемыми свойствами электронного переноса и прогнозируемыми полупроводниковыми свойствами.

Проводники могут быть дополнительно определены как материалы, генерирующие сигнал, измеренный потенциометром, от около 0,1 до около 10⁷ См/см.

Полупроводники могут быть дополнительно определены как материалы, генерирующие сигнал, измеренный потенциометром, от около 10^-6 до около 10⁴ См/см в присутствии прилагаемых воздействий, таких как, например электрическое поле, электромагнитное излучение, тепло и т.п. В альтернативных вариантах осуществления изобретения полупроводники могут быть определены как материалы, обладающие подвижностью электронов и/или дырок, измеренной методами определения времени пролета, в интервале от 10^-10 до около 10⁶ см²В^-1с^-1, в присутствии прилагаемых воздействий, таких как, например, электрическое поле, электромагнитное излучение, тепло и т.п.

Материалы с переносом носителей заряда могут быть дополнительно определены как материалы, обладающие подвижностью электронов и/или дырок, измеренной методами определения времени пролета, в интервале от 10^-10 до около 10⁶ см²В^-1с^-1. Фторированные структурированные органические пленки с дополнительной электроактивной функциональностью могут быть получены путем введения в реакцию фторированных молекулярных структурных блоков и молекулярных структурных блоков с прогнозируемой электроактивностью и/или молекулярных структурных блоков, образующих электроактивные сегменты в результате сборки конъюгированных сегментов и линкеров. Фторированные структурированные органические пленки, содержащиеся в наружном слое элементов формирования изображения, могут быть получены из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один фторированный структурный блок и по меньшей мере один структурный блок с электроактивными свойствами, такими как функции молекулярного дырочного переноса (НТМ), при этом такими сегментами с функцией молекулярного дырочного переноса могут являться описанные далее сегменты, такие как N,N,N',N'-тетракис-[(4-гидроксиметил)фенил]-бифенил-4,4'-диамин с гидроксильной функциональной группой (-ОН), из которого в результате реакции образуется N,N,N',N'-тетра-(р-толил)бифенил-4,4'-диаминовый сегмент; и(или) N,N'-дифенил-N,N'-бис-(3-гидроксифенил)-бифенил-4,4'-диамин с гидроксильной функциональной группой (-ОН), из которого в результате реакции образуется N,N,N',N'-тетрафенил-бифенил-4,4'-диаминовый сегмент. Далее описаны дополнительные молекулярные структурные блоки и/или получаемые остовы сегментов с прогнозируемыми свойствами дырочного переноса, прогнозируемыми свойствами электронного переноса, прогнозируемыми полупроводящими свойствами, которые могут быть введены в реакцию с фторированными структурными блоками (описанными выше) с целью получения фторированной структурированной органической пленки, содержащейся в наружном слое элементов формирования изображения.

Структурированные органические пленки с дополнительной функциональностью дырочного переноса могут быть получены путем выбора остовов сегментов, таких как, например, триариламины, гидразоны (патент US 7202002 В2, выданный на имя Tokarski и др.) и энамины (патент US 7416824 В2, выданный на имя Kondoh и др.) со следующими общими структурами:

,

в которых Ar¹, Ar², Ar³, Ar⁴ и Ar⁵ в каждом случае независимо означают замещенную или незамещенную арильную группу или Ar⁵ независимо означает замещенную или незамещенную ариленовую группу, a k равно 0 или 1, при этом по меньшей мере два элемента из следующих: Ar¹, Ar², Ar³, Ar⁴ и Ar⁵ содержат функциональную группу (определенную ранее). Ar⁵ может быть дополнительно определено как, например, замещенное фенильное кольцо, замещенный/незамещенный фенилен, замещенные/незамещенные моновалентно связанные ароматические кольца, такие как бифенил, терфенил и т.п., или замещенное/незамещенное сочлененное ароматическое кольцо, такое как нафтил, антранил, фенантрил и т.п.

Остовы сегментов, содержащие ариламины с дополнительной функциональностью дырочного переноса включают, например, ариламины, такие как трифениламин, N,N,N',N'-тетрафенил-(1,1'-бифенил)-4,4'-диамин, N,N'-дифенил-N,N'-бис(3-метилфенил)-(1,1'-бифенил)-4,4'-диамин, N,N'-бис(4-бутилфенил)-N,N'-дифенил-[р-терфенил]-4,4''-диамин; гидразоны, такие как N-фенил-N-метил-3-(9-этил)карбазилгидразон и 4-диэтиламинобензальдегид-1,2-дифенилгидразон; и оксадиазолы, такие как 2,5-бис(4-N,N'-диэтиламинофенил)-1,2,4-оксадиазол, стильбены и т.п.

Структурированная органическая пленка может представлять собой полупроводник p-типа, полупроводник n-типа или амбиполярный полупроводник. Тип полупроводимости структурированной органической пленки зависит от природы молекулярных структурных блоков. Молекулярные структурные блоки, которые обладают электронодонорным свойством, такие как алкильные, алкоксильные, арильные и аминогруппы, если они присутствуют в составе структурированной органической пленки, могут делать структурированную органическую пленку полупроводником p-типа. В альтернативных вариантах осуществления изобретения электроноакцепторные молекулярные структурные блоки, такие как циано-, нитро-, фтористые, фторированные алкильные и фторированные арильные группы могут делать структурированную органическую пленку полупроводником n-типа.

Аналогичным образом, электроактивность структурированных органических пленок, получаемых из этих молекулярных структурных блоков, будет зависеть от природы сегментов, природы линкеров и того, как ориентированы сегменты внутри структурированной органической пленки. Предполагается, что линкеры, которые способствуют предпочтительным ориентациям сегментов в структурированной органической пленке, обеспечивают более высокую электроактивность.

Способ изготовления фторированной структурированной органической пленки (SOF)

Способ изготовления структурированных органических пленок, таких как фторированные структурированные органические пленки, обычно включает несколько действий или стадий (описанных далее), которые могут быть осуществлены в любой применимой последовательности, или два или более действий могут быть осуществлены одновременно или в непосредственной близости во времени.

Предложен способ изготовления структурированной органической пленки, включающий:

(а) приготовление содержащей жидкость реакционной смеси, в состав которой входит множество молекулярных структурных блоков, каждый из которых содержит сегмент (при этом по меньшей мере один сегмент может содержать фтор, а по меньшей мере один из полученных в результате сегментов является электроактивным, например, с функцией молекулярного переноса) и несколько функциональных групп, и в некоторых случаях первичная структурированная органическая пленка,

(б) нанесение реакционной смеси в виде сырой пленки,

(в) активация преобразования сырой пленки, содержащей молекулярные структурные блоки, в сухую пленку, представляющей собой структурированную органическую пленку, содержащую множество сегментов и множество линкеров, образующих ковалентный органический каркас, при этом на макроскопическом уровне ковалентный органический каркас представляет собой пленку,

(г) в некоторых случаях отделение структурированной органической пленки от подложки с целью получения самостоятельной структурированной органической пленки,

(д) в некоторых случаях формирование рулона из самостоятельной структурированной органической пленки,

(е) в некоторых случаях резку структурированной органической пленки и сшивание из нее ленты, и

(ж) в некоторых случаях выполнение описанного способа(-ов) изготовления структурированной органической пленки с использованием структурированной органической пленки (которая была получена путем выполнения описанного способа(-ов) изготовления структурированной органической пленки) в качестве подложки для последующего способа(-ов) изготовления структурированной органической пленки.

Реакционная смесь содержит множество молекулярных структурных блоков, которые растворены, суспендированы или смешаны в жидкости, при этом такие молекулярные структурные блоки могут включать, например, по меньшей мере один фторированный структурный блок и по меньшей мере один электроактивный структурный блок, такой как, например, N,N,N',N'-тетракис-[(4-гидроксиметил)фенил]-бифенил-4,4'-диамин с гидроксил