JPH07157454A - フェニレンジアミン誘導体およびそれを用いた電子写真感光体 - Google Patents

フェニレンジアミン誘導体およびそれを用いた電子写真感光体

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JPH07157454A
JPH07157454A JP6174395A JP17439594A JPH07157454A JP H07157454 A JPH07157454 A JP H07157454A JP 6174395 A JP6174395 A JP 6174395A JP 17439594 A JP17439594 A JP 17439594A JP H07157454 A JPH07157454 A JP H07157454A
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泰史 水田
Masafumi Tanaka
雅史 田中
Nariaki Muto
成昭 武藤
Toshiyuki Fukami
季之 深見
Hideo Nakamori
英雄 中森
Keisuke Sumita
圭介 住田
Sakae Saito
栄 斎藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電荷輸送能力にすぐれるとともに結着樹脂との
相溶性にもすぐれた、新規なフェニレンジアミン誘導体
と、より高感度の電子写真感光体とを提供する。 【構成】フェニレンジアミン誘導体は一般式(1) で表さ
れ、電子写真感光体は、このフェニレンジアミン誘導体
を電荷輸送剤として含む感光層を、導電性基体上に設け
た。 【化1】 〔式中R1 ,R2 ,R3 ,R4 はアルキル基、アルコキ
シ基、ハロゲン原子、アリール基を示す。m,n,p,
qは0〜3の整数を示す。〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば太陽電池、
エレクトロルミネッセンス素子、電子写真感光体等にお
いて、電荷輸送剤、とくに正孔輸送剤として好適に使用
される新規なフェニレンジアミン誘導体と、それを用い
た、静電式複写機やレーザービームプリンタ等の画像形
成装置に使用される電子写真感光体に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】上記用途に使用される電荷輸送剤として
は、カルバゾール系化合物、オキサジアゾール系化合
物、ピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチル
ベン系化合物、フェニレンジアミン系化合物、ベンジジ
ン系化合物等の種々の有機化合物が知られている。
【0003】これら電荷輸送剤は、通常、適当な結着樹
脂からなる膜中に分散された状態で使用される。たとえ
ば電子写真感光体の場合は、上記電荷輸送剤を、光照射
により電荷を発生する電荷発生剤とともに結着樹脂中に
分散した単層型の感光層を備えた単層型感光体や、上記
電荷輸送剤を含有する電荷輸送層と、電荷発生剤を含有
する電荷発生層とを備えた積層型感光体等の、いわゆる
有機感光体(OPC)が多く使用されている。
【0004】かかる有機感光体は、無機半導体材料を用
いた無機感光体に比べて製造が容易であるとともに、上
記電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等の選択肢が多様
であり、機能設計の自由度が大きいという利点がある。
上記各電荷輸送剤のうちフェニレンジアミン系化合物と
しては、下記一般式(2) で表されるm−フェニレンジア
ミン誘導体や、一般式(3) で表されるp−フェニレンジ
アミン誘導体が一般的に用いられている。
【0005】
【化3】
【0006】(両式中R5 ,R6 ,R7 およびR8 は同
一または異なって水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、ハロゲン原子、もしくは置換基を有するまたは有さ
ないアリール基を示す。〕
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のうち、一般式
(3) で表されるp−フェニレンジアミン誘導体は、中心
骨格を構成する2つの窒素原子の、ベンゼン環への置換
位置がp位であり、分子構造の対称性が高いために分子
間の相互作用が強く、したがって結着樹脂との相溶性が
悪い。加えて、それ自体の電荷輸送能力も十分でない。
【0008】一方、一般式(2) で表されるように、2つ
の窒素原子の、ベンゼン環への置換位置がm位であるm
−フェニレンジアミン誘導体は、上記p−フェニレンジ
アミン誘導体に比べると分子構造の対称性は低い。しか
し、たとえば式(2) 中の置換基R5 〜R8 が、いずれも
フェニル基の4位に置換したm−フェニレンジアミン誘
導体は、未だ分子構造の対称性が十分に低くなっておら
ず、結着樹脂との相溶性が十分に改善されていないた
め、材料自体は電荷輸送能力にすぐれることが予測され
ているが、たとえばこれを電荷輸送剤として使用した電
子写真感光体は、上記のようなすぐれた電荷輸送能力が
十分に発揮されず、光感度が十分でないという問題があ
る。
【0009】また上記置換基R5 〜R8 が、いずれもフ
ェニル基の3位に置換したm−フェニレンジアミン誘導
体は、分子構造の対称性が低く、結着樹脂との相溶性に
すぐれるものの、それ自体の電荷輸送能力が十分でない
ため、これを電荷輸送剤として使用した電子写真感光体
は、やはり光感度が十分でないという問題がある。この
発明の主たる目的は、電荷輸送能力にすぐれるとともに
結着樹脂との相溶性にもすぐれた、新規なフェニレンジ
アミン誘導体を提供することにある。
【0010】またこの発明の他の目的は、フェニレンジ
アミン誘導体を電荷輸送剤として含有し、なおかつ高感
度の電子写真感光体を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、発明者らは、フェニレンジアミン誘導体の
分子構造の対称性を低くして、結着樹脂との相溶性を向
上し、かつ電荷輸送能力も向上することを検討し、その
方針に沿って分子設計を行った。その結果、(1) フェニ
レンジアミン誘導体の中心骨格を構成する2つの窒素原
子の、ベンゼン環への置換位置をm位からo位に変更す
ると、電荷輸送能力が向上すること、(2) またこのo置
換のフェニレンジアミン誘導体は、両窒素原子に置換し
たフェニル基の立体障害により、m−フェニレンジアミ
ン誘導体では平面であった分子構造にわずかなねじれが
生じて対称性が低下し、結着樹脂との相溶性が向上する
こと、を見出し、この発明を完成するに至った。
【0012】すなわちこの発明のフェニレンジアミン誘
導体は、一般式(1) :
【0013】
【化4】
【0014】〔式中R1 ,R2 ,R3 およびR4 は同一
または異なってアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子、もしくは置換基を有するまたは有さないアリール基
を示す。m,n,pおよびqは同一または異なって0〜
3の整数を示す。〕で表されることを特徴とする。また
この発明の電子写真感光体は、導電性基体上に、上記一
般式(1) で表されるフェニレンジアミン誘導体を含む感
光層を設けたことを特徴とする。
【0015】以下にこの発明を説明する。上記一般式
(1) 中の基R1 ,R2 ,R3 ,R4 に相当するアルキル
基としては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−
ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の、炭素数1〜6
の低級アルキル基等があげられる。
【0016】またアルコキシ基としては、たとえばメト
キシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、
tert−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基等があげられる。
ハロゲン原子としては、たとえばフッ素原子、塩素原
子、臭素原子、ヨウ素原子等があげられる。さらにアリ
ール基としては、たとえばフエニル基、ビフェニル基、
ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、o−タ
ーフェニル基等があげられる。
【0017】アリール基に置換してもよい置換基として
は、上記アルキル基、ハロゲン原子またはアルコキシ基
等があげられる。一般式(1) 中の符号m,n,pおよび
qで規定される上記各基の置換数は、いずれも0〜3の
範囲で任意に選択できるが、m,n,pおよびqがいず
れも0であるフェニレンジアミン誘導体は、前記分子構
造の非対称性にも拘らず、結着樹脂との相溶性が低いの
で、m,n,pおよびqは同時に0でないのが好まし
い。また製造の容易さ等を考慮すると、m,n,pおよ
びqは上記範囲内でも少ない方が好ましく、3より2、
2より1であるのが好ましい。
【0018】フェニレンジアミン誘導体の具体例として
は、たとえば基R1 ,R4 が互いに同じアルキル基で、
かつ基R2 ,R3 が上記R1 ,R4 と同じまたは違う、
互いに同じアルキル基で、m,n,p,qが1または2
である化合物があげられる。上記のうちm,n,p,q
がいずれも1であるフェニレンジアミン誘導体として
は、基R1 〜R4 がいずれもフェニル基の3位または4
位に置換した化合物があげられる。このうち前者の、基
1 〜R4 がいずれもフェニル基の3位に置換したフェ
ニレンジアミン誘導体は、とくに結着樹脂との相溶性が
よく、後者の、基R1 〜R4 がいずれもフェニル基の4
位に置換したフェニレンジアミン誘導体は、とくに電荷
輸送能力にすぐれるとともに、結着樹脂との相溶性も実
用化に供し得るレベルである。
【0019】上記のうち基R1 〜R4 がいずれもフェニ
ル基の3位に置換したフェニレンジアミン誘導体の具体
的化合物としては、これに限定されないが、たとえば式
(4):
【0020】
【化5】
【0021】で表される化合物があげられる。また、上
記のうち基R1 〜R4 がいずれもフェニル基の4位に置
換したフェニレンジアミン誘導体の具体的化合物として
は、これに限定されないが、たとえば式(5)(6):
【0022】
【化6】
【0023】で表される化合物があげられる。また、
m,n,p,qがいずれも2であるフェニレンジアミン
誘導体としては、とくに電荷輸送能力を考慮すると、各
フェニル基に置換する2つの基のうちの1つが、フェニ
ル基の4位に置換した化合物が好適に採用される。この
フェニレンジアミン誘導体は、先の、m,n,p,qが
いずれも1であるフェニレンジアミン誘導体のうち、基
1 〜R4 がいずれもフェニル基の4位に置換したもの
よりも、さらに電荷輸送能力にすぐれている。
【0024】上記フェニレンジアミン誘導体の具体的化
合物としては、これに限定されないが、たとえば式(7)
(8):
【0025】
【化7】
【0026】で表される化合物があげられる。またフェ
ニレンジアミン誘導体の他の具体例としては、たとえば
基R1 ,R4が互いに同じアルキル基で、かつ基R2
3 が互いに同じアリール基で、m,n,p,qが1で
ある化合物や、あるいは基R1 ,R4 が互いに同じアリ
ール基で、かつ基R2 ,R3 が上記R1 ,R4 と同じま
たは違う互いに同じアリール基で、m,n,p,qが1
である化合物があげられる。
【0027】これらのフェニレンジアミン誘導体はいず
れも、アリール基によってπ電子共役系が大きく拡がる
ため、とくに電荷輸送能力にすぐれている。基R1 〜R
4 に相当するアリール基は、立体障害等を考慮すると、
いずれもフェニル基の4位に置換するのが好ましい。ま
たとくに基R1 〜R4 がいずれも同じアリール基である
場合には、結着樹脂との相溶性を確保するために、各ア
リール基に置換基を置換させるのが好ましい。置換基の
置換位置はとくに限定されないが、たとえばアリール基
がフェニル基である場合、当該フェニル基の4位に置換
基を置換させたものは、さらに電荷輸送能力にすぐれて
いる。
【0028】上記のうち前者の、基R1 ,R4 がアルキ
ル基で、かつ基R2 ,R3 がアリール基で、m,n,
p,qが1であるフェニレンジアミン誘導体の具体的化
合物としては、これに限定されないが、たとえば式(9)
(10) :
【0029】
【化8】
【0030】で表される化合物があげられる。また後者
の、基R1 〜R4 がアリール基で、m,n,p,qが1
であるフェニレンジアミン誘導体の具体的化合物として
は、これに限定されないが、たとえば式(11):
【0031】
【化9】
【0032】で表される化合物があげられる。この発明
のフェニレンジアミン誘導体は、種々の方法で合成する
ことができる。たとえば前記式(5) のフェニレンジアミ
ン誘導体は、下記反応工程式にしたがって合成すること
ができる。すなわち、式(12)で表されるo−フェニレン
ジアミンと、式(13)で表されるp−ヨードトルエンと
を、モル比で1:4の割合で、銅粉、酸化銅あるいはハ
ロゲン化銅などと共に混合し、塩基性物質の存在下で反
応させると、式(5) のフェニレンジアミン誘導体が合成
される。
【0033】
【化10】
【0034】上記この発明のフェニレンジアミン誘導体
は、前述のように、太陽電池、エレクトロルミネッセン
ス素子、電子写真感光体等において、電荷輸送剤、とく
に正孔輸送剤として好適に使用される他、その他の種々
の分野での利用が可能である。この発明の電子写真感光
体は、前記一般式(1) で表されるフェニレンジアミン誘
導体の1種または2種以上を含む感光層を、導電性基体
上に設けたものである。感光層には、いわゆる単層型感
光層と積層型感光層とがあるが、この発明はこのいずれ
にも適用可能である。
【0035】単層型の感光層は、電荷輸送剤である、一
般式(1) で表されるフェニレンジアミン誘導体を、電荷
発生剤、結着樹脂等とともに適当な溶媒に溶解または分
散した塗布液を、塗布等の手段によって導電性基体上に
塗布し、乾燥させることで形成される。また積層型の感
光層は、まず導電性基体上に、蒸着または塗布等の手段
によって、電荷発生剤を含有する電荷発生層を形成し、
ついでこの電荷発生層上に、電荷輸送剤である一般式
(1) で表されるフェニレンジアミン誘導体と結着樹脂と
を含む塗布液を、塗布等の手段によって塗布し、乾燥さ
せて電荷輸送層を形成することで形成される。また上記
とは逆に、導電性基体上に電荷輸送層を形成し、その上
に電荷発生層を形成してもよい。
【0036】電荷発生剤としては、これに限定されるも
のではないが、たとえばセレン、セレン−テルル、セレ
ン−ヒ素、硫化カドミウム、α−シリコン等の無機光導
電材料の粉末、アゾ系顔料、ペリレン系顔料、アンサン
スロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ系顔
料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイ
ジン系顔料、ピラゾリン系顔料、キナクリドン系顔料、
ジチオケトピロロピロール系顔料等があげられる。これ
ら電荷発生剤は、電子写真感光体の感度領域等に合わせ
て、それぞれ単独で使用される他、2種以上を併用する
こともできる。
【0037】たとえば700nm以上の波長領域に感度
を有する有機感光体に好適な電荷発生剤としては、X型
無金属フタロシアニン、オキソチタニルフタロシアニン
等のフタロシアニン系顔料があげられる。これらフタロ
シアニン系顔料を電荷発生剤として使用するとともに、
前記一般式(1) で表されるこの発明のフェニレンジアミ
ン誘導体を電荷輸送剤として使用した電子写真感光体
は、上記波長領域において高感度であり、たとえばレー
ザービームプリンタ、ファクシミリ等のデジタル光学系
の画像形成装置等に好適に使用することができる。
【0038】一方、可視領域において高感度な有機感光
体に好適な電荷発生材料としては、アゾ系顔料やペリレ
ン系顔料等があげられる。これらの顔料を電荷発生剤と
して使用するとともに、前記一般式(1) で表されるこの
発明のフェニレンジアミン誘導体を電荷輸送剤として使
用した電子写真感光体は、可視領域において高感度であ
り、たとえば静電式複写機等のアナログ光学系の画像形
成装置等に好適に使用することができる。
【0039】電荷輸送剤である一般式(1) で表されるフ
ェニレンジアミン誘導体は、単独で使用できる他、従来
公知の他の電荷輸送剤と組み合わせて使用することもで
きる。他の電荷輸送剤としては、種々の電子輸送剤およ
び正孔輸送剤があげられる。電荷輸送剤のうち電子輸送
剤としては、たとえばジフェノキノン系化合物、ベンゾ
キノン系化合物、ナフトキノン系化合物、マロノニトリ
ル、チオピラン系化合物、テトラシアノエチレン、テト
ラシアノキノジメタン、クロルアニル、ブロモアニル、
2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,
5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,7
−トリニトロ−9−ジシアノメチレンフルオレノン、
2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8
−トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニ
トロアントラセン、ジニトロアクリジン、ニトロアント
ラキノン、ジニトロアントラキノン、無水コハク酸、無
水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等の電子吸引性
材料や、これら電子吸引性材料を高分子化したもの等が
あげられる。
【0040】また正孔輸送剤としては、たとえば一般式
(1) で表されるフェニレンジアミン誘導体以外のジアミ
ン系化合物、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)
−1,3,4−オキサジアゾール等のジアゾール系化合
物、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン
等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカ
ルバゾール系化合物、1−フェニル−3−(p−ジメチ
ルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン系化合
物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルアミン系化合
物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソ
オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジア
ゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系
化合物、トリアゾール系化合物等で代表される含窒素環
式化合物、縮合多環式化合物などの電子供与性材料等が
あげられる。
【0041】これら電荷輸送剤についても、それぞれ単
独で使用できる他、2種以上を併用することもできる。
なおポリビニルカルバゾール等の成膜性を有する電荷輸
送剤を用いる場合には、結着樹脂は必ずしも必要ではな
い。結着樹脂としては、たとえばスチレン系重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリ
ル系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アルキッド樹脂、
ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリア
リレート、ポリスルホン、ジアリルフタレート樹脂、ケ
トン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹
脂等の熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂その他架
橋性の熱硬化性樹脂、さらにエポキシ−アクリレート、
ウレタン−アクリレート等の光硬化性樹脂等があげられ
る。これら結着樹脂は単独で使用できるほか、2種以上
を併用することもできる。
【0042】感光層には、上記各成分の他に、たとえば
増感剤、フルオレン系化合物、紫外線吸収剤、可塑剤、
界面滑性剤、レベリング剤等の種々の添加剤を添加する
こともできる。また感光体の感度を向上させるために、
たとえばターフェニル、ハロナフトキノン類、アセナフ
チレン等の増感剤を、電荷発生剤と併用してもよい。積
層感光体において、電荷発生層を構成する電荷発生剤と
結着樹脂とは、種々の割合で使用することができるが、
結着樹脂100重量部に対して、電荷発生剤5〜100
0重量部、特に30〜500重量部の割合で用いるのが
好ましい。
【0043】電荷輸送層を構成する電荷輸送剤と結着樹
脂とは、電荷の輸送を阻害しない範囲および結晶化しな
い範囲で、種々の割合で使用することができるが、光照
射により電荷発生層で生じた電荷が容易に輸送できるよ
うに、結着樹脂100重量部に対して、一般式(1) で表
されるフェニレンジアミン誘導体を含む電荷輸送剤を総
量で10〜500重量部、特に25〜200重量部の割
合で用いるのが好ましい。上記電荷輸送剤の含有割合
は、電荷輸送剤として、一般式(1) で表されるフェニレ
ンジアミン誘導体を単独で使用する場合は、当該フェニ
レンジアミン誘導体の含有割合である。
【0044】また、積層型の感光層の厚さは、電荷発生
層が0.01〜5μm程度、特に0.1〜3μm程度に
形成されるのが好ましく、電荷輸送層が2〜100μ
m、特に5〜50μm程度に形成されるのが好ましい。
単層型の感光体においては、結着樹脂100重量部に対
して電荷発生剤は0.1〜50重量部、特に0.5〜3
0重量部、一般式(1) で表されるフェニレンジアミン誘
導体を含む電荷輸送剤は総量で20〜500重量部、特
に30〜200重量部であるのが適当である。上記電荷
輸送剤の含有割合は、電荷輸送剤として、一般式(1) で
表されるフェニレンジアミン誘導体を単独で使用する場
合は、当該フェニレンジアミン誘導体の含有割合であ
る。
【0045】また、単層型の感光層の厚さは5〜100
μm、特に10〜50μm程度に形成されるのが好まし
い。単層型感光体にあっては、導電性基体と感光層との
間に、また、積層型感光体にあっては、導電性基体と電
荷発生層との間や、導電性基体と電荷輸送層との間、ま
たは電荷発生層と電荷輸送層との間に、感光体の特性を
阻害しない範囲でバリア層が形成されていてもよく、感
光体の表面には、保護層が形成されていてもよい。
【0046】上記各層が形成される導電性基体として
は、導電性を有する種々の材料を使用することができ、
たとえばアルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウ
ム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケ
ル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮等の
金属や、上記金属が蒸着またはラミネートされたプラス
チック材料、ヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化イン
ジウム等で被覆されたガラス等が例示される。
【0047】導電性基体の形状は使用する画像形成装置
の構造に合わせて、シート状、ドラム状等のいずれであ
ってもよい。基体自体が導電性を有するか、あるいは基
体の表面が導電性を有していればよい。また、導電性基
体は、使用に際して、充分な機械的強度を有するものが
好ましい。感光体を構成する各層を、塗布の方法により
形成する場合には、前記例示の電荷発生剤、電荷輸送
剤、結着樹脂等を、適当な溶剤とともに、公知の方法、
たとえば、ロールミル、ボールミル、アトライタ、ペイ
ントシェーカーあるいは超音波分散器等を用いて分散混
合して塗布液を調整し、これを公知の手段により塗布、
乾燥すればよい。
【0048】塗布液をつくるための溶剤としては、種々
の有機溶剤が使用可能で、たとえばメタノール、エタノ
ール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール
類、n−ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪
族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化
炭素、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジメチ
ルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、
エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メ
チルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢
酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、ジメチルホルム
アルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等があげられる。これらの溶剤は1種又は2種以上
を混合して用いることができる。
【0049】さらに、電荷輸送剤や電荷発生剤の分散
性、感光層表面の平滑性をよくするため、塗布液には界
面活性剤、レベリング剤等を添加してもよい。
【0050】
【実施例】以下にこの発明を、実施例、比較例に基づい
て説明する。 《フェニレンジアミン誘導体の合成》 実施例1 前記式(12)で表されるo−フェニレンジアミン5.4g
と、式(13)で表されるp−ヨードトルエン42.6gと
を、27.6gの炭酸カリウム、および2gの銅粉とと
もに、300mlのニトロベンゼン中に加え、強く攪拌し
つつ、この反応系に窒素ガスを吹き込みながら24時
間、還流させた。反応中に生成する水分は、ニトロベン
ゼンと共沸させて反応系外へ取り出した。
【0051】つぎに反応液を冷却後、無機物をろ別し、
さらに水蒸気蒸留によってニトロベンゼンを留去した残
渣をシクロヘキサンに溶解し、シリカゲルカラムクロマ
トグラフィーによって分離精製し、シクロヘキサンを留
去して白色沈澱を得た。そしてこの白色沈澱を、n−ヘ
キサンを用いて再結晶させて、目的物である、前記式
(5) で表されるN,N,N′,N′−テトラキス(4−
メチルフェニル)−o−フェニレンジアミンを得た。収
量は12.2g、収率は52.1%であった。
【0052】上記化合物の赤外分光分析の結果を図1に
示す。またその他の分析結果を以下に示す。 元素分析結果 計算値(%) C:87.15 H:6.88 N:
5.98 実測値(%) C:87.21 H:7.00 N:
5.80 融点 186.4℃(DSC) 実施例2 前記式(12)で表されるo−フェニレンジアミン5.4g
と、式(14):
【0053】
【化11】
【0054】で表されるm−ヨードトルエン42.6g
とを出発原料として使用したこと以外は、実施例1と同
様にして、前記式(4) で表されるN,N,N′,N′−
テトラキス(3−メチルフェニル)−o−フェニレンジ
アミンを得た。収量は12.6g、収率は55.1%で
あった。上記化合物の赤外分光分析の結果を図2に示
す。またその他の分析結果を以下に示す。
【0055】元素分析結果 計算値(%) C:87.15 H:6.88 N:
5.98 実測値(%) C:87.11 H:6.91 N:
5.98 融点 138.1℃(DSC) 実施例3 前記式(12)で表されるo−フェニレンジアミン5.4g
と、式(15):
【0056】
【化12】
【0057】で表される4−エチル−4′−ヨードビフ
ェニル60.2gとを出発原料として使用したこと以外
は、実施例1と同様にして、前記式(11)で表されるN,
N,N′,N′−テトラキス(4′−エチルビフェニル
−4−イル)−o−フェニレンジアミンを得た。収量は
20.4g、収率は50.3%であった。上記化合物の
赤外分光分析の結果を図3に示す。またその他の分析結
果を以下に示す。
【0058】元素分析結果 計算値(%) C:89.80 H:6.82 N:
3.38 実測値(%) C:89.82 H:6.81 N:
3.36 融点 254.1℃(DSC) 実施例4〜11、比較例1,2(デジタル光源用単層型
感光体) 電荷発生剤としてのX型メタルフリーフタロシアニン5
重量部、電荷輸送剤のうち正孔輸送剤としてのフェニレ
ンジアミン誘導体50重量部、電子輸送剤としての式(1
6):
【0059】
【化13】
【0060】で表される3,5−ジメチル−3′,5′
−ジ−tert−ブチルジフェノキノン30重量部、ならび
に結着樹脂としてのポリカーボネート100重量部を、
溶媒である800重量部のテトラヒドロフランととも
に、ボールミルにて50時間混合分散させて、単層型感
光層用の塗布液を作成した。そしてこの塗布液を、導電
性基材としてのアルミニウム素管上に、ディップコート
法にて塗布し、100℃で60分間、熱風乾燥して、膜
厚15〜20μmの単層型感光層を有するデジタル光源
用の単層型感光体を製造した。
【0061】実施例で使用したフェニレンジアミン誘導
体の具体的化合物は、表1中に、前記した各具体例の化
合物番号を用いて示した。また比較例1,2で使用した
符号(17)(18)のフェニレンジアミン誘導体は、下記の化
合物である。
【0062】
【化14】
【0063】上記各実施例、比較例の電子写真感光体に
ついて、以下に記す初期電気特性試験(I)を行い、そ
の特性を評価した。初期電気特性試験(I) ジェンテック(GENTEC)社製のドラム感度試験機
を用いて、各実施例、比較例の電子写真感光体の表面に
印加電圧を加えて、その表面を+700Vに帯電させ
た。そして、露光光源であるハロゲンランプの白色光か
らバンドパスフィルターを用いて取り出した、波長78
0nm(半値幅20nm)、光強度16μW/cm2 の単色
光を感光体の表面に照射(照射時間80msec.)し
て、上記表面電位が1/2つまり+350Vになるのに
要した時間を測定し、半減露光量E 1/2 (μJ/c
2 )を算出した。また露光開始から330msec.
経過した時点での表面電位を、露光後電位VL (V)と
して測定した。
【0064】結果を表1に示す。
【0065】
【表1】
【0066】上記表1の結果より、一般式(2) のm−フ
ェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘
導体(17)を用いた比較例1の感光体、および一般式(3)
のp−フェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジ
アミン誘導体(18)を用いた比較例2の感光体は、いずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が大きく、かつ
露光後電位VL (V)が高いことから感度特性が悪いこ
とがわかった。
【0067】これに対し、一般式(1) で表されるフェニ
レンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘導体
(4) 〜(11)を用いた実施例4〜11の感光体はいずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が小さく、かつ
露光後電位VL (V)が低いことから、感度特性にすぐ
れたものであることがわかった。また各実施例のうち、
一般式(1) 中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,
p,qがいずれも1であるものに相当するフエニレンジ
アミン誘導体(4)(5)(6)を用いた実施例4,5,6を比
較すると、上記アルキル基が各フェニル基の4位に置換
したフェニレンジアミン誘導体(5)(6)を用いた実施例
5,6の感光体はいずれも、アルキル基が各フェニル基
の3位に置換したフェニレンジアミン誘導体(4) を用い
た実施例4より感度特性にすぐれていることがわかっ
た。
【0068】また上記実施例5,6と、一般式(1) 中の
基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,p,qがいずれ
も2で、かつ各フェニル基に置換する2つのアルキル基
のうちの1つがフェニル基の4位に置換したものに相当
するフェニレンジアミン誘導体(7)(8)を用いた実施例
7,8を比較すると、前者(実施例5,6)より後者
(実施例7,8)の方が感度特性にすぐれていることが
わかった。
【0069】さらに上記実施例5〜8と、一般式(1) 中
の基R1 ,R4 がフェニル基の4位に置換したアルキル
基で、かつ基R2 ,R3 がフェニル基の4位に置換した
アリール基で、m,n,p,qが1であるものに相当す
るフェニレンジアミン誘導体(9)(10) を用いた実施例
9,10と、一般式(1) 中の基R1 〜R4 がいずれもフ
ェニル基の4位に置換したアリール基で、m,n,p,
qが1であるものに相当するフェニレンジアミン誘導体
(11)を用いた実施例11を比較すると、前者(実施例5
〜8)より後者(実施例9〜11)の方が、さらに感度
特性にすぐれていることがわかった。 実施例12,13(デジタル光源用積層型感光体) 電荷発生剤としてのX型メタルフリーフタロシアニン2
重量部と、結着樹脂としてのポリビニルブチラール1重
量部とを、溶媒である120重量部のジクロロメタンと
ともに、ボールミルにて混合分散させて、電荷発生層用
の塗布液を作成した。そしてこの塗布液を、導電性基材
としてのアルミニウム素管上に、ディップコート法にて
塗布し、100℃で60分間、熱風乾燥して、膜厚0.
5μmの電荷発生層を形成した。
【0070】つぎに、電荷輸送剤としてのフェニレンジ
アミン誘導体80重量部と、結着樹脂としてのポリカボ
ネート100重量部とを、溶媒である800重量部のベ
ンゼンととともに、ボールミルにて混合分散させて、電
荷輸送層用の塗布液を作成した。そしてこの塗布液を、
上記電荷発生層上に、ディップコート法にて塗布し、9
0℃で60分間、熱風乾燥して、膜厚15μmの電荷輸
送層を形成して、デジタル光源用の積層型感光体を製造
した。
【0071】実施例で使用したフェニレンジアミン誘導
体の具体的化合物は、表2中に、前記と同じく化合物番
号を用いて示した。上記両実施例の積層型感光体につい
て、以下に記す初期電気特性試験(II)を行い、その特
性を評価した。初期電気特性試験(II) ジェンテック(GENTEC)社製のドラム感度試験機
を用いて、両実施例の電子写真感光体の表面に印加電圧
を加えて、その表面を−700Vに帯電させた。そし
て、露光光源であるハロゲンランプの白色光からバンド
パスフィルターを用いて取り出した、波長780nm(半
値幅20nm)、光強度16μW/cm2 の単色光を感光
体の表面に照射(照射時間80msec.)して、上記
表面電位が1/2つまり−350Vになるのに要した時
間を測定し、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )を算出
した。また露光開始から330msec.経過した時点
での表面電位を、露光後電位VL (V)として測定し
た。
【0072】結果を表2に示す。
【0073】
【表2】
【0074】上記表2の結果より、一般式(1) で表され
るフェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミ
ン誘導体(5)(11) を用いた実施例12,13の感光体は
いずれも、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が小さ
く、かつ露光後電位VL (V)が低いことから、感度特
性にすぐれたものであることがわかった。また上記両実
施例を比較すると、一般式(1) 中の基R1 〜R4 がフェ
ニル基の4位に置換したアルキル基であるフェニレンジ
アミン誘導体(5) を用いた実施例12よりも、上記各基
がフェニル基の4位に置換したアリール基であるフェニ
レンジアミン誘導体(11)を用いた実施例13の方が、感
度特性にすぐれていることもわかった。 実施例14〜21、比較例3,4(アナログ光源用単層
型感光体) 電荷発生剤としての式(19):
【0075】
【化15】
【0076】で表されるアゾ顔料5重量部、電荷輸送剤
のうち正孔輸送剤としてのフェニレンジアミン誘導体7
0重量部、電子輸送剤としての前記式(16)で表される
3,5−ジメチル−3′,5′−ジ−tert−ブチルジフ
ェノキノン20重量部、ならびに結着樹脂としてのポリ
カーボネート100重量部を、溶媒である800重量部
のテトラヒドロフランとともに、ボールミルにて50時
間混合分散させて、単層型感光層用の塗布液を作成し
た。そしてこの塗布液を、導電性基材としてのアルミニ
ウム素管上に、ディップコート法にて塗布し、100℃
で60分間、熱風乾燥して、膜厚15〜20μmの単層
型感光層を有する、アナログ光源用の単層型感光体を製
造した。
【0077】実施例、比較例で使用したフェニレンジア
ミン誘導体の具体的化合物は、表3中に、前記と同じく
化合物番号を用いて示した。上記各実施例、比較例の電
子写真感光体について、以下に記す初期電気特性試験(I
II) を行い、その特性を評価した。初期電気特性試験(III) ジェンテック(GENTEC)社製のドラム感度試験機
を用いて、各実施例、比較例の電子写真感光体の表面に
印加電圧を加えて、その表面を+700Vに帯電させ
た。そして、露光光源であるハロゲンランプの白色光
(光強度147μW/cm2 )を感光体の表面に照射
(照射時間50msec.)して、上記表面電位が1/
2つまり350Vになるのに要した時間を測定し、半減
露光量E1/2 (μJ/cm2 )を算出した。また露光開
始から330msec.経過した時点での表面電位を、
露光後電位VL (V)として測定した。
【0078】以上の結果を表3に示す。
【0079】
【表3】
【0080】上記表3の結果より、一般式(2) のm−フ
ェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘
導体(17)を用いた比較例3の感光体、および一般式(3)
のp−フェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジ
アミン誘導体(18)を用いた比較例4の感光体は、いずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が大きく、かつ
露光後電位VL (V)が高いことから感度特性が悪いこ
とがわかった。
【0081】これに対し、一般式(1) で表されるフェニ
レンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘導体
(4) 〜(11)を用いた実施例14〜21の感光体はいずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が小さく、かつ
露光後電位VL (V)が低いことから、感度特性にすぐ
れたものであることがわかった。また各実施例のうち、
一般式(1) 中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,
p,qがいずれも1であるものに相当するフエニレンジ
アミン誘導体(4)(5)(6)を用いた実施例14,15,1
6を比較すると、上記アルキル基が各フェニル基の4位
に置換したフェニレンジアミン誘導体(5)(6)を用いた実
施例15,16の感光体はいずれも、アルキル基が各フ
ェニル基の3位に置換したフェニレンジアミン誘導体
(4) を用いた実施例14より感度特性にすぐれているこ
とがわかった。
【0082】また上記実施例15,16と、一般式(1)
中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,p,qがい
ずれも2で、かつ各フェニル基に置換する2つのアルキ
ル基のうちの1つがフェニル基の4位に置換したものに
相当するフェニレンジアミン誘導体(7)(8)を用いた実施
例17,18を比較すると、前者(実施例15,16)
より後者(実施例17,18)の方が感度特性にすぐれ
ていることがわかった。
【0083】さらに上記実施例15〜18と、一般式
(1) 中の基R1 ,R4 がフェニル基の4位に置換したア
ルキル基で、かつ基R2 ,R3 がフェニル基の4位に置
換したアリール基で、m,n,p,qが1であるものに
相当するフェニレンジアミン誘導体(9)(10) を用いた実
施例19,20と、一般式(1) 中の基R1 〜R4 がいず
れもフェニル基の4位に置換したアリール基で、m,
n,p,qが1であるものに相当するフェニレンジアミ
ン誘導体(11)を用いた実施例21を比較すると、前者
(実施例15〜18)より後者(実施例19〜21)の
方が、さらに感度特性にすぐれていることがわかった。 実施例22〜29、比較例5,6(アナログ光源用単層
型感光体) 電荷発生剤として、式(20):
【0084】
【化16】
【0085】で表されるアゾ顔料5重量部を使用したこ
と以外は、実施例14〜21、比較例3,4と同様にし
て、膜厚15〜20μmの単層型感光層を有する、アナ
ログ光源用の単層型感光体を製造した。実施例、比較例
で使用したフェニレンジアミン誘導体の具体的化合物
は、表4中に、前記と同じく化合物番号を用いて示し
た。
【0086】上記各実施例、比較例の電子写真感光体に
ついて、前記初期電気特性試験(III) を行い、その特性
を評価した。以上の結果を表4に示す。
【0087】
【表4】
【0088】上記表4の結果より、一般式(2) のm−フ
ェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘
導体(17)を用いた比較例5の感光体、および一般式(3)
のp−フェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジ
アミン誘導体(18)を用いた比較例6の感光体は、いずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が大きく、かつ
露光後電位VL (V)が高いことから感度特性が悪いこ
とがわかった。
【0089】これに対し、一般式(1) で表されるフェニ
レンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘導体
(4) 〜(11)を用いた実施例22〜29の感光体はいずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が小さく、かつ
露光後電位VL (V)が低いことから、感度特性にすぐ
れたものであることがわかった。また各実施例のうち、
一般式(1) 中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,
p,qがいずれも1であるものに相当するフエニレンジ
アミン誘導体(4)(5)(6)を用いた実施例22,23,2
4を比較すると、上記アルキル基が各フェニル基の4位
に置換したフェニレンジアミン誘導体(5)(6)を用いた実
施例23,24の感光体はいずれも、アルキル基が各フ
ェニル基の3位に置換したフェニレンジアミン誘導体
(4) を用いた実施例22より感度特性にすぐれているこ
とがわかった。
【0090】また上記実施例23,24と、一般式(1)
中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,p,qがい
ずれも2で、かつ各フェニル基に置換する2つのアルキ
ル基のうちの1つがフェニル基の4位に置換したものに
相当するフェニレンジアミン誘導体(7)(8)を用いた実施
例25,26を比較すると、フェニレンジアミン誘導体
(7) を用いた実施例25は、両実施例23,24より感
度特性にすぐれており、またフェニレンジアミン誘導体
(8) を用いた実施例26は、実施例23と同等で、かつ
実施例24より感度特性にすぐれていることがわかっ
た。
【0091】さらに上記実施例23〜26と、一般式
(1) 中の基R1 ,R4 がフェニル基の4位に置換したア
ルキル基で、かつ基R2 ,R3 がフェニル基の4位に置
換したアリール基で、m,n,p,qが1であるものに
相当するフェニレンジアミン誘導体(9)(10) を用いた実
施例27,28と、一般式(1) 中の基R1 〜R4 がいず
れもフェニル基の4位に置換したアリール基で、m,
n,p,qが1であるものに相当するフェニレンジアミ
ン誘導体(11)を用いた実施例29を比較すると、前者
(実施例23〜26)より後者(実施例27〜29)の
方が、さらに感度特性にすぐれていることがわかった。 実施例30〜37、比較例7,8(アナログ光源用単層
型感光体) 電荷発生剤として、式(21):
【0092】
【化17】
【0093】で表されるアゾ顔料5重量部を使用したこ
と以外は、実施例14〜21、比較例3,4と同様にし
て、膜厚15〜20μmの単層型感光層を有する、アナ
ログ光源用の単層型感光体を製造した。実施例、比較例
で使用したフェニレンジアミン誘導体の具体的化合物
は、表5中に、前記と同じく化合物番号を用いて示し
た。
【0094】上記各実施例、比較例の電子写真感光体に
ついて、前記初期電気特性試験(III) を行い、その特性
を評価した。以上の結果を表5に示す。
【0095】
【表5】
【0096】上記表5の結果より、一般式(2) のm−フ
ェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘
導体(17)を用いた比較例7の感光体、および一般式(3)
のp−フェニレンジアミン誘導体に属するフェニレンジ
アミン誘導体(18)を用いた比較例8の感光体は、いずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が大きく、かつ
露光後電位VL (V)が高いことから感度特性が悪いこ
とがわかった。
【0097】これに対し、一般式(1) で表されるフェニ
レンジアミン誘導体に属するフェニレンジアミン誘導体
(4) 〜(11)を用いた実施例30〜37の感光体はいずれ
も、半減露光量E1/2 (μJ/cm2 )が小さく、かつ
露光後電位VL (V)が低いことから、感度特性にすぐ
れたものであることがわかった。また各実施例のうち、
一般式(1) 中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,
p,qがいずれも1であるものに相当するフエニレンジ
アミン誘導体(4)(5)(6)を用いた実施例30,31,3
2を比較すると、上記アルキル基が各フェニル基の4位
に置換したフェニレンジアミン誘導体(5) を用いた実施
例31の感光体は、アルキル基が各フェニル基の3位に
置換したフェニレンジアミン誘導体(4) を用いた実施例
30と同等であったが、アルキル基が各フェニル基の4
位に置換したフェニレンジアミン誘導体(6) を用いた実
施例32の感光体は、上記実施例30より感度特性にす
ぐれていることがわかった。
【0098】また上記実施例31,32と、一般式(1)
中の基R1 〜R4 がアルキル基で、m,n,p,qがい
ずれも2で、かつ各フェニル基に置換する2つのアルキ
ル基のうちの1つがフェニル基の4位に置換したものに
相当するフェニレンジアミン誘導体(7)(8)を用いた実施
例33,34を比較すると、フェニレンジアミン誘導体
(7) を用いた実施例33は、実施例32と同等で、かつ
実施例31より感度特性にすぐれており、またフェニレ
ンジアミン誘導体(8) を用いた実施例34は、実施例3
1,32より感度特性にすぐれていることがわかった。
【0099】さらに上記実施例31〜34と、一般式
(1) 中の基R1 ,R4 がフェニル基の4位に置換したア
ルキル基で、かつ基R2 ,R3 がフェニル基の4位に置
換したアリール基で、m,n,p,qが1であるものに
相当するフェニレンジアミン誘導体(9)(10) を用いた実
施例35,36と、一般式(1) 中の基R1 〜R4 がいず
れもフェニル基の4位に置換したアリール基で、m,
n,p,qが1であるものに相当するフェニレンジアミ
ン誘導体(11)を用いた実施例37を比較すると、前者
(実施例31〜34)より後者(実施例35〜37)の
方が、さらに感度特性にすぐれていることがわかった。
【0100】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明のフェニ
レンジアミン誘導体は、高い電荷輸送能を有するととも
に、結着樹脂に対する相溶性にもすぐれている。このた
め、この発明のフェニレンジアミン誘導体は、たとえば
太陽電池、エレクトロルミネッセンス素子、電子写真感
光体等において、電荷輸送剤、とりわけ正孔輸送剤とし
て好適に使用することができる。
【0101】またこの発明の電子写真感光体は、上記フ
ェニレンジアミン誘導体を電荷輸送剤として含有する感
光層を備えるため、従来のものに比べて感度特性にすぐ
れており、静電式複写機やレーザービームプリンタ等の
各種の画像形成装置の高速化、高性能化に寄与するとい
う特有の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる実施例1のフェニレンジアミ
ン誘導体の赤外分光分析結果を示すグラフである。
【図2】この発明にかかる実施例2のフェニレンジアミ
ン誘導体の赤外分光分析結果を示すグラフである。
【図3】この発明にかかる実施例3のフェニレンジアミ
ン誘導体の赤外分光分析結果を示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 51/00 31/04 // C09K 11/06 Z 9159−4H (72)発明者 深見 季之 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 中森 英雄 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 住田 圭介 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 斎藤 栄 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) : 【化1】 〔式中R1 ,R2 ,R3 およびR4 は同一または異なっ
    てアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、もしくは
    置換基を有するまたは有さないアリール基を示す。m,
    n,pおよびqは同一または異なって0〜3の整数を示
    す。〕で表されるフェニレンジアミン誘導体。
  2. 【請求項2】導電性基体上に、一般式(1) : 【化2】 〔式中R1 ,R2 ,R3 およびR4 は同一または異なっ
    てアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、もしくは
    置換基を有するまたは有さないアリール基を示す。m,
    n,pおよびqは同一または異なって0〜3の整数を示
    す。〕で表されるフェニレンジアミン誘導体を含む感光
    層を設けたことを特徴とする電子写真感光体。
  3. 【請求項3】感光層が、電荷発生剤とともに、上記一般
    式(1) で表されるフェニレンジアミン誘導体を電荷輸送
    剤として含有する単層型感光層である請求項2記載の電
    子写真感光体。
  4. 【請求項4】感光層が、上記一般式(1) で表されるフェ
    ニレンジアミン誘導体を電荷輸送剤として含有する電荷
    輸送層と、電荷発生剤を含有する電荷発生層とを備えた
    積層型感光層である請求項2記載の電子写真感光体。
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