JPH01315763A - 電子写真感光体 - Google Patents
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- JPH01315763A JPH01315763A JP3592589A JP3592589A JPH01315763A JP H01315763 A JPH01315763 A JP H01315763A JP 3592589 A JP3592589 A JP 3592589A JP 3592589 A JP3592589 A JP 3592589A JP H01315763 A JPH01315763 A JP H01315763A
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
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- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two silicon based layers
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアモルファスシリコンカーバイド光導電層と有
機光半導体9層を積層して成る電子写真感光体に関する
ものである。
機光半導体9層を積層して成る電子写真感光体に関する
ものである。
電子写真感光体の光導電材料には、Se、 5e−Te
+^、、S *s、Zn0tCdS1アモルファスシリ
コンなどの無機材料と各種有機材料がある。そのなかで
最初に実用化されたものはSeであり、次いでZnO,
CdS。
+^、、S *s、Zn0tCdS1アモルファスシリ
コンなどの無機材料と各種有機材料がある。そのなかで
最初に実用化されたものはSeであり、次いでZnO,
CdS。
アモルファスシリコンも実用化された。他方、有機材料
ではPVK−TNFが最初に実用化され、その後、電荷
の発生並びに電荷の輸送という機能を別々の材料に分担
させるという機能分離型感光体が提案され、この機能分
離型感光体によって有機材料の開発が飛躍的に発展して
いる。
ではPVK−TNFが最初に実用化され、その後、電荷
の発生並びに電荷の輸送という機能を別々の材料に分担
させるという機能分離型感光体が提案され、この機能分
離型感光体によって有機材料の開発が飛躍的に発展して
いる。
一方、無機光導電層の上に有機光半導体層を積層した電
子写真感光体も提案された。
子写真感光体も提案された。
例えばSe層と有機光半導体層の積層型感光体があり、
既に実用化されたが、この感光体によれば、Se自体有
害であり、しかも、長波長側の感度に劣るという欠点も
あった。
既に実用化されたが、この感光体によれば、Se自体有
害であり、しかも、長波長側の感度に劣るという欠点も
あった。
そこで、特開昭56−14241号にはアモルファスシ
リコンカーバイド光導電層と有機光半導体層から成る積
層型感光体が提案されており、この感光体によれば、上
記問題点を解消して無公害性並びに高光感度な特性が得
られた。
リコンカーバイド光導電層と有機光半導体層から成る積
層型感光体が提案されており、この感光体によれば、上
記問題点を解消して無公害性並びに高光感度な特性が得
られた。
上記提案の電子写真感光体によれば、化学式Si+−−
CX Hy (但し 0<x<1 、0.05≦y
≦0.2)で表わされるアモルファスシリコンカーバイ
ド層と、有機光半導体層が順次積層された構造から成る
。
CX Hy (但し 0<x<1 、0.05≦y
≦0.2)で表わされるアモルファスシリコンカーバイ
ド層と、有機光半導体層が順次積層された構造から成る
。
しかしながら、本発明者等がこのような電子写真感光体
を製作し、その表面電位及び残留電位を測定したところ
、いずれも未だ満足し得るような特性が得られず、更に
改善を要することが判明した。
を製作し、その表面電位及び残留電位を測定したところ
、いずれも未だ満足し得るような特性が得られず、更に
改善を要することが判明した。
従って、本発明は軟土に鑑みて完成されたものであり、
その目的は高い表面電位が得られ、しかも残留電位を低
減させた電子写真感光体を提供することにある。
その目的は高い表面電位が得られ、しかも残留電位を低
減させた電子写真感光体を提供することにある。
本発明によれば、導電性基板上にアモルファスシリコン
カーバイド光導電層(以下、アモルファスシリコンカー
バイドをa−3iCと略す)と有機光半導体層が順次積
層された電子写真感光体において、前記a−SiC光導
電層が第1の層領域並びに第2の層領域が順次形成され
た層構成であり、第1の層領域に最大含有量が1〜11
0000ppになるように且つ基板から感光体表面へ向
かって漸次減少するように周期律表第IIIa族元素を
含有させ、更に第2の層領域に周期律表第Va族元素を
O〜500ppm含有させたことを特徴とする電子写真
感光体が提供される。
カーバイド光導電層(以下、アモルファスシリコンカー
バイドをa−3iCと略す)と有機光半導体層が順次積
層された電子写真感光体において、前記a−SiC光導
電層が第1の層領域並びに第2の層領域が順次形成され
た層構成であり、第1の層領域に最大含有量が1〜11
0000ppになるように且つ基板から感光体表面へ向
かって漸次減少するように周期律表第IIIa族元素を
含有させ、更に第2の層領域に周期律表第Va族元素を
O〜500ppm含有させたことを特徴とする電子写真
感光体が提供される。
以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明電子写真感光体の層構成を示しており、
同図によれば、導電性基板(1)の上にa−3iC光導
電N(2)及び有機光半導体層(3)が順次積層されて
いる。そして、a−SiC光導電層(2)には電荷発生
という機能があり、他方の有機光半導体層(3)には電
荷輸送という機能がある。
同図によれば、導電性基板(1)の上にa−3iC光導
電N(2)及び有機光半導体層(3)が順次積層されて
いる。そして、a−SiC光導電層(2)には電荷発生
という機能があり、他方の有機光半導体層(3)には電
荷輸送という機能がある。
本発明は、a−SiC光導電層(2)の内部に第1の層
領域(2a)と第2の層領域(2b)が順次形成されて
おり、第1の層領域(2a)に周期律表第IIIa族元
素(以下、IIIa族元素と略す)を所定の範囲内で含
有させ、しかも、第2の層領域(2b)に周期律表第V
a族元素(以下、Va族元素と略す)を所定の範囲内で
含有させ、これにより、表面電位及び残留電位を改善し
たことが特徴である。
領域(2a)と第2の層領域(2b)が順次形成されて
おり、第1の層領域(2a)に周期律表第IIIa族元
素(以下、IIIa族元素と略す)を所定の範囲内で含
有させ、しかも、第2の層領域(2b)に周期律表第V
a族元素(以下、Va族元素と略す)を所定の範囲内で
含有させ、これにより、表面電位及び残留電位を改善し
たことが特徴である。
また、このようなNRM域を形成したことにより正帯電
用電子写真感光体となることも特徴である。
用電子写真感光体となることも特徴である。
先ず、a−3iC光導電層(2)はアモルファス化した
Si元素とC元素並びにこれらの元素のダングリングボ
ンド終端部に導入された水素(H)元素又はハロゲン元
素から成り、その組成式は下記の通りに設定するとよい
。
Si元素とC元素並びにこれらの元素のダングリングボ
ンド終端部に導入された水素(H)元素又はハロゲン元
素から成り、その組成式は下記の通りに設定するとよい
。
(Sll−X Cx ) r−y A y(但しAはH
元素又はハロゲン元素) 0 < x < 0.5 好適には0.01 < x < 0.4最適には0.0
5 < x < 0.20.1 < y < 0
.5 好適には0.2 < y < 0.5 最適には0.25 < y < 0.45X値がO<
x < 0.5の範囲内であれば、光導電性が得られ、
更に0.01 < x < 0.4の範囲内に設定され
た場合には短波長側の光感度が高められ、しかも、光導
電性が顕著に高くなって光キャリアの励起機能が大きく
なる。
元素又はハロゲン元素) 0 < x < 0.5 好適には0.01 < x < 0.4最適には0.0
5 < x < 0.20.1 < y < 0
.5 好適には0.2 < y < 0.5 最適には0.25 < y < 0.45X値がO<
x < 0.5の範囲内であれば、光導電性が得られ、
更に0.01 < x < 0.4の範囲内に設定され
た場合には短波長側の光感度が高められ、しかも、光導
電性が顕著に高くなって光キャリアの励起機能が大きく
なる。
また、y値が0.1以下の場合には膜質が低下し、これ
によって光導電性が著しく低下し、更に0゜2 < y
< 0.5の範囲内に設定された場合には暗導電率が
小さくなり且つ光導電率が大きくなり、優れた光導電性
が得られ、また、基板との密着性にも優れる。
によって光導電性が著しく低下し、更に0゜2 < y
< 0.5の範囲内に設定された場合には暗導電率が
小さくなり且つ光導電率が大きくなり、優れた光導電性
が得られ、また、基板との密着性にも優れる。
このa−SiC光導電層(2)には水素(II)元素や
ハロゲン元素がダングリングボンド終端用に含有されて
いるが、これらの元素のなかではH元素が終端部に取り
込まれ易く、これによってバンドギャップ中の局在準位
密度が低減化されるという点で望ましい。
ハロゲン元素がダングリングボンド終端用に含有されて
いるが、これらの元素のなかではH元素が終端部に取り
込まれ易く、これによってバンドギャップ中の局在準位
密度が低減化されるという点で望ましい。
また、a−SiC光導電層(2)の厚みは0.05〜5
pm、好適には0.1〜3μmの範囲内に設定すればよ
(、この範囲であれば高い光感度が得られ、残留電位が
低くなる。
pm、好適には0.1〜3μmの範囲内に設定すればよ
(、この範囲であれば高い光感度が得られ、残留電位が
低くなる。
次に第1の層領域(2a)について、最大含有量が1〜
110000pp、好適には500〜5000ppmに
なるようにIIIa族元素を含有させ、しかも、そのド
ーピング分布を基板から感光体表面へ向かう層厚方向に
亘って漸次減少させ、これにより、p形半導体となし、
a−5iC光導電層(2)で発生した光キャリア、特に
正電荷を基板側へスムーズに流すことができ、また、基
板側のキャリアがa−SiC光導電層(2)へ流入され
るのを阻止することができる。即ち、第1の層領域(2
a)は基板(1)に対して整流性を有するという点で非
オーミツク接触していると言える。
110000pp、好適には500〜5000ppmに
なるようにIIIa族元素を含有させ、しかも、そのド
ーピング分布を基板から感光体表面へ向かう層厚方向に
亘って漸次減少させ、これにより、p形半導体となし、
a−5iC光導電層(2)で発生した光キャリア、特に
正電荷を基板側へスムーズに流すことができ、また、基
板側のキャリアがa−SiC光導電層(2)へ流入され
るのを阻止することができる。即ち、第1の層領域(2
a)は基板(1)に対して整流性を有するという点で非
オーミツク接触していると言える。
従って、この非オーミツク接触により表面電位が高くな
り、残留電位が低減する。
り、残留電位が低減する。
このように第1の層領域(2a)はIIIa族元素の最
大含有量により表わされるが、この最大含有量が1 p
pm未満の場合には基板からのキャリア注入を阻止する
機能が小さくなり、そのために表面電位が高くならず、
110000ppを超える場合には、この層領域の内部
欠陥が増大して膜質が低下し、表面電位の低下並びに残
留電位の上昇をきた丸上記■a族元素が1〜1100p
pの範囲内であれば、光感度の向上が顕著である。
大含有量により表わされるが、この最大含有量が1 p
pm未満の場合には基板からのキャリア注入を阻止する
機能が小さくなり、そのために表面電位が高くならず、
110000ppを超える場合には、この層領域の内部
欠陥が増大して膜質が低下し、表面電位の低下並びに残
留電位の上昇をきた丸上記■a族元素が1〜1100p
pの範囲内であれば、光感度の向上が顕著である。
また、第1の層領域(2a)はIIIa族元素最大含有
量とともに、その厚みでもって更に具体的に設定するの
が望ましい。
量とともに、その厚みでもって更に具体的に設定するの
が望ましい。
即ち、第1の層領域(2a)の厚みは0.05〜5μm
、好適には0.1〜3μmの範囲内に設定するとよく、
この範囲内であれば残留電位を低減できるとともに感光
体の耐電圧を高めることができるという点で有利である
。
、好適には0.1〜3μmの範囲内に設定するとよく、
この範囲内であれば残留電位を低減できるとともに感光
体の耐電圧を高めることができるという点で有利である
。
更に、第1の層領域(2a)は1[a族元素最大含有量
及び厚みとともに、そのSiC組成比を下記の通りに設
定するのが望ましい。
及び厚みとともに、そのSiC組成比を下記の通りに設
定するのが望ましい。
即ち、組成式Si、、 C、で表わした場合、0.1<
x < 0.5の範囲内に設定するとよく、この範囲
内であれば、表面電位を高め、しかも、基板との密着性
を高めることができる。
x < 0.5の範囲内に設定するとよく、この範囲
内であれば、表面電位を高め、しかも、基板との密着性
を高めることができる。
また、上記のようにC元素比率を設定するに当たって、
その比率を第2のN jff域(2b)に比べて大きく
するとよく、これは表面電位を高め、基板との密着性を
高めることができる点で有利である。
その比率を第2のN jff域(2b)に比べて大きく
するとよく、これは表面電位を高め、基板との密着性を
高めることができる点で有利である。
上記IIIa族元素にはB、Al、Ga、In等がある
が、Bが共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得
る点で、その上、優れた帯電能並びに光感度が得られる
という点で望ましい。
が、Bが共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得
る点で、その上、優れた帯電能並びに光感度が得られる
という点で望ましい。
第2の層領域(2b)については、IIIa族元素を0
〜500ppm、好適にはO〜1100pp含有させ、
これにより、a−SiC光導電層(2)の内部の有機光
半導体層(3)側にn形半導体層を形成し、この層(2
)で発生したキャリア、特に負電荷を有機光半導体層(
3)へスムーズに流すことができ、その結果、表面電位
が高くなり、残留電位が低減する。尚、上記IIIa族
元素含有量がOである場合には実質上含有しないことを
表わす。
〜500ppm、好適にはO〜1100pp含有させ、
これにより、a−SiC光導電層(2)の内部の有機光
半導体層(3)側にn形半導体層を形成し、この層(2
)で発生したキャリア、特に負電荷を有機光半導体層(
3)へスムーズに流すことができ、その結果、表面電位
が高くなり、残留電位が低減する。尚、上記IIIa族
元素含有量がOである場合には実質上含有しないことを
表わす。
このように第2の層領域(2b)はVa族元素の含有量
により表わされるが、その含有量が層厚方向に亘って不
均一になる場合には、その平均含有量で表示される。
により表わされるが、その含有量が層厚方向に亘って不
均一になる場合には、その平均含有量で表示される。
かかるVa族元素がsooppmを超える場合には光励
起キャリアの発生能力が劣り、光感度が低下する。
起キャリアの発生能力が劣り、光感度が低下する。
また、第2の層領域(2b)はVa族元素含有量ととも
に、その厚みでもって更に具体的に設定するのが望まし
い。
に、その厚みでもって更に具体的に設定するのが望まし
い。
即ち、第2の層領域(2b)の厚みは0.05〜5μm
、好適には0.1〜3μmの範囲内に設定するとよく、
この範囲内であれば高い光感度が得られ、残留電位が低
くなる。
、好適には0.1〜3μmの範囲内に設定するとよく、
この範囲内であれば高い光感度が得られ、残留電位が低
くなる。
上記Va族元素にはN、P、As、Sb、Biがあるが
、Pが共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る
点で、その上、優れた帯電能並びに光感度が得られると
いう点で望ましい。
、Pが共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る
点で、その上、優れた帯電能並びに光感度が得られると
いう点で望ましい。
上記の通り、本発明の電子写真感光体によれば、a−S
tC光導電層(2)にp−n接合が形成され、そのため
、このN(2)で発生したキャリアのうち、電子は有機
光半導体層(3)へ向かい、一方、正孔は基板(1)へ
向かう。従って、正帯電型の電子写真感光体となる。
tC光導電層(2)にp−n接合が形成され、そのため
、このN(2)で発生したキャリアのうち、電子は有機
光半導体層(3)へ向かい、一方、正孔は基板(1)へ
向かう。従って、正帯電型の電子写真感光体となる。
このような正帯電型電子写真感光体においては、有機光
半導体層(3)に電子吸引性化合物が選ばれ、この化合
物には例えば2.4.7−ドリニトロフルオレノンなど
がある。
半導体層(3)に電子吸引性化合物が選ばれ、この化合
物には例えば2.4.7−ドリニトロフルオレノンなど
がある。
また、前記基板(1)には銅、黄銅、SOS 、 At
等の金属導電体、あるいはガラス、セラミックス等の絶
縁体の表面に導電体薄膜をコーティングしたものがあり
、就中、AIがコスト面並びにa−SiC層との密着性
という点で有利である。
等の金属導電体、あるいはガラス、セラミックス等の絶
縁体の表面に導電体薄膜をコーティングしたものがあり
、就中、AIがコスト面並びにa−SiC層との密着性
という点で有利である。
かくして本発明によれば、a−5iC光導電層にIII
a族元素又はVa族元素が所定の範囲内で含有されたF
JeI域を形成したことにより、表面電位及び残留電位
が改善され、更にこの光導電層のSiC元素比率を所定
の範囲内に設定して光感度が高められる。
a族元素又はVa族元素が所定の範囲内で含有されたF
JeI域を形成したことにより、表面電位及び残留電位
が改善され、更にこの光導電層のSiC元素比率を所定
の範囲内に設定して光感度が高められる。
また、本発明の電子写真感光体については第12図に示
す通り、第2の層領域(2b)と有機光半導体層(3)
の間にC元素を多く含有する層領域を形成してもよく、
このカーボン(C)元素高含有N jiU域が形成され
た場合、第2のN領域(2b)と有機光半導体N(3)
の間の暗導電率の差が顕著に小さくなり、これにより、
両層(2b) (3)の間でキャリアがトラップされな
くなる。
す通り、第2の層領域(2b)と有機光半導体層(3)
の間にC元素を多く含有する層領域を形成してもよく、
このカーボン(C)元素高含有N jiU域が形成され
た場合、第2のN領域(2b)と有機光半導体N(3)
の間の暗導電率の差が顕著に小さくなり、これにより、
両層(2b) (3)の間でキャリアがトラップされな
くなる。
即ち、第2の層領域(2b)の暗導電率は約10−”〜
10−”(Ω・cm)−’であり、他方の有機光半導体
層(3)の暗導電率は約10” ”〜10− ” (Ω
・Cm) −’であり、そのために第2の層領域(2b
)で発生したキャリアは暗導電率の大きな差により有機
光半導体層(3)へスムーズに流れなくなる。従って、
本発明者等はC元素高含有層領域(2C)を形成し、こ
れにより、その層領域(2c)の暗導電率を小さくし、
両層(2b)’(3)の間で暗導電率の差を小さくでき
、その結果、光感度及び残留電位の両特性が改善される
ことを見い出した。
10−”(Ω・cm)−’であり、他方の有機光半導体
層(3)の暗導電率は約10” ”〜10− ” (Ω
・Cm) −’であり、そのために第2の層領域(2b
)で発生したキャリアは暗導電率の大きな差により有機
光半導体層(3)へスムーズに流れなくなる。従って、
本発明者等はC元素高含有層領域(2C)を形成し、こ
れにより、その層領域(2c)の暗導電率を小さくし、
両層(2b)’(3)の間で暗導電率の差を小さくでき
、その結果、光感度及び残留電位の両特性が改善される
ことを見い出した。
このようなC元素高含有層領域(2C)は下記の通りC
元素含有比率と厚みにより表わされる。
元素含有比率と厚みにより表わされる。
C元素含有比率はSi、□CXのx値で0.2 < X
< 0.5 、好適には0.3 < x < 0.5の
範囲内に設定するとよ<、x値が0.2以下の場合には
両N (2b)(3)の間で暗導電率の差を所要通りに
小さくできず、これによって光感度及び残留電位のそれ
ぞれの特性を改善することができず、また、X値が0゜
5以上の場合には、a−5iC光導電層でキャリアがト
ラップされ易くなり、光感度特性が低下する。
< 0.5 、好適には0.3 < x < 0.5の
範囲内に設定するとよ<、x値が0.2以下の場合には
両N (2b)(3)の間で暗導電率の差を所要通りに
小さくできず、これによって光感度及び残留電位のそれ
ぞれの特性を改善することができず、また、X値が0゜
5以上の場合には、a−5iC光導電層でキャリアがト
ラップされ易くなり、光感度特性が低下する。
また、厚みは10〜2000人、好適には500〜10
00人の範囲内に設定するとよく、10人未満の場合に
は光感度及び残留電位のそれぞれの特性を改善すること
ができず、2000人を超えた場合には残留電位が大き
くなる傾向になる。
00人の範囲内に設定するとよく、10人未満の場合に
は光感度及び残留電位のそれぞれの特性を改善すること
ができず、2000人を超えた場合には残留電位が大き
くなる傾向になる。
このような第2の層領域(2b)並びにC元素高含有層
領域(2c)のそれぞれのC元素含有量は層厚方向に亘
って変化させてもよい。例えば第6図〜第11図に示す
例があり、これらの図において、横軸は層厚方向であり
、aは第1の層領域(2a)と第2の層領域(2b)の
界面、bは第2の層領域(2b)とC元素高含有層領域
(2c)の界面、そして、CはC元素高含有層領域(2
c)と有機光半導体層(3)の界面を表わし、また、縦
軸はC元素含有量を表わす。
領域(2c)のそれぞれのC元素含有量は層厚方向に亘
って変化させてもよい。例えば第6図〜第11図に示す
例があり、これらの図において、横軸は層厚方向であり
、aは第1の層領域(2a)と第2の層領域(2b)の
界面、bは第2の層領域(2b)とC元素高含有層領域
(2c)の界面、そして、CはC元素高含有層領域(2
c)と有機光半導体層(3)の界面を表わし、また、縦
軸はC元素含有量を表わす。
このように第2の層領域(2b)又はC元素高含有層領
域(2c)の内部で層厚方向に亘ってC元素含有量を変
えた場合、そのC元素含有比率(X値)はそれぞれこの
層領域(2b) (2c)全体当たりのC元素平均含有
比率に対応する。
域(2c)の内部で層厚方向に亘ってC元素含有量を変
えた場合、そのC元素含有比率(X値)はそれぞれこの
層領域(2b) (2c)全体当たりのC元素平均含有
比率に対応する。
更にまた、本発明の電子写真感光体においては、第1の
層領域(2a)と第2の層領域(2b)の両者ともにそ
れぞれのIIIa族元素含有量及びVa族元素含有量を
層厚方向に亘って変化させてもよい。その例を第15図
〜第20図に示す。
層領域(2a)と第2の層領域(2b)の両者ともにそ
れぞれのIIIa族元素含有量及びVa族元素含有量を
層厚方向に亘って変化させてもよい。その例を第15図
〜第20図に示す。
これらの図において、横軸は層厚方向であり、dは基板
(1)と第1の層領域(2a)の界面、aは第1の層領
域(2a)と第2の層領域(2b)の界面、eは第2の
層領域(2b)と有機光半導体層(3)の界面を表わし
、また、縦軸はIIIa族元素又はVa族元素のそれぞ
れの含有量を表わす。
(1)と第1の層領域(2a)の界面、aは第1の層領
域(2a)と第2の層領域(2b)の界面、eは第2の
層領域(2b)と有機光半導体層(3)の界面を表わし
、また、縦軸はIIIa族元素又はVa族元素のそれぞ
れの含有量を表わす。
このように第1の層領域(2a)及び第2の層領域(2
b)で層厚方向に亘ってIIIa族元素又はVa族元素
の含有量を変えた場合には、その元素含有量はそれぞれ
層領域(2a) (2b)全体当たりの平均含有量に対
応する。
b)で層厚方向に亘ってIIIa族元素又はVa族元素
の含有量を変えた場合には、その元素含有量はそれぞれ
層領域(2a) (2b)全体当たりの平均含有量に対
応する。
また、上記の通りにIIIa族元素及びVa族元素の含
有量を変えた場合、第1の層領域(2a)と第2の層領
域(2b)の間に真性半導体層が形成される。
有量を変えた場合、第1の層領域(2a)と第2の層領
域(2b)の間に真性半導体層が形成される。
次に本発明電子写真感光体の製法を述べる。
a−5iC層を形成するにはグロー放電分解法、イオン
ブレーティング法、反応性スパッタリング法、真空蒸着
法、CVD法などの薄膜形成方法がある。
ブレーティング法、反応性スパッタリング法、真空蒸着
法、CVD法などの薄膜形成方法がある。
グロー放電分解法を用いる場合、Si元素含有ガスとC
元素含有ガスを組合せ、この混合ガスをプラズマ分解し
て成膜形成する。このSi元素含有ガスにはSiH4,
5iJa、5iJa、SiF4,5iC1t+5iHC
1z等々があり、また、C元素含有ガスにはCH4,、
C2H4,。
元素含有ガスを組合せ、この混合ガスをプラズマ分解し
て成膜形成する。このSi元素含有ガスにはSiH4,
5iJa、5iJa、SiF4,5iC1t+5iHC
1z等々があり、また、C元素含有ガスにはCH4,、
C2H4,。
C2Hz、CJs等々があり、就中、C,Lは高速成膜
性が得られるという点で望ましい。
性が得られるという点で望ましい。
本実施例に用いられるグロー放電分解装置を第2図によ
り説明する。
り説明する。
図中、第1タンク(4)、第2タンク(5)、第3タン
ク(6)、第4タンク(7)、第5タンク(8)にはそ
れぞれSiH4,CzHz、P)+z、BzH6(PI
13ガス及びBZH&ガスはいずれも水素ガスで希釈さ
れている)及びH2が密封され、これらのガスは各々対
応する第1調整弁(9)、第2調整弁(10)、第3調
整弁(11)、第4調整弁(12)及び第5調整弁(1
3)を開放することにより放出される。その放出ガスの
流量はそれぞれマスフローコントローラ(14) (1
5) (16) (17) (18)により制御され、
各々のガスは混合されて主管(19)は送られる。尚、
(21) (21)は止め弁である。
ク(6)、第4タンク(7)、第5タンク(8)にはそ
れぞれSiH4,CzHz、P)+z、BzH6(PI
13ガス及びBZH&ガスはいずれも水素ガスで希釈さ
れている)及びH2が密封され、これらのガスは各々対
応する第1調整弁(9)、第2調整弁(10)、第3調
整弁(11)、第4調整弁(12)及び第5調整弁(1
3)を開放することにより放出される。その放出ガスの
流量はそれぞれマスフローコントローラ(14) (1
5) (16) (17) (18)により制御され、
各々のガスは混合されて主管(19)は送られる。尚、
(21) (21)は止め弁である。
主管(19)を通じて流れるガスは反応管(22)へ流
入されるが、この反応管(22)の内部には容量結合型
放電用電極(23)が設置され、また、筒状の成膜用基
板(24)が基板支持体(25)の上に載置され、基板
支持体(25)がモータ(26)により回転駆動され、
これに伴って基板(24)が回転される。そして、電極
(23)に電力50W 〜3Kw 、周波数1〜50M
Hzの高周波電力が印加され、しかも、基板(24)が
適当な加熱手段により約200〜400℃、好適には約
200〜350℃の温度に加熱される。また、反応管(
22)は回転ポンプ(27)と拡散ポンプ(28)に連
結されており、これによってグロー放電による成膜形成
時に所要な真空状態(放電時のガス圧0.01〜2.0
Torr)が維持される。
入されるが、この反応管(22)の内部には容量結合型
放電用電極(23)が設置され、また、筒状の成膜用基
板(24)が基板支持体(25)の上に載置され、基板
支持体(25)がモータ(26)により回転駆動され、
これに伴って基板(24)が回転される。そして、電極
(23)に電力50W 〜3Kw 、周波数1〜50M
Hzの高周波電力が印加され、しかも、基板(24)が
適当な加熱手段により約200〜400℃、好適には約
200〜350℃の温度に加熱される。また、反応管(
22)は回転ポンプ(27)と拡散ポンプ(28)に連
結されており、これによってグロー放電による成膜形成
時に所要な真空状態(放電時のガス圧0.01〜2.0
Torr)が維持される。
このような構成のグロー放電分解装置を用いて基板(2
4)の上に例えばP元素含有のa−3iC層を形成する
場合、第1調整弁(9)、第2調整弁(10)、第3調
整弁(11)及び第5調整弁(13)を開いてSiH4
、C2tlz、PHz、Hzの各々のガスを放出し、そ
の放出量をマスフローコントローラ(14) (15)
(16) (1B)により制御し、各々のガスは混合
されて主管(19)を介して反応管(22)へ流入され
る。そして、反応管内部の真空状態、基板温度、電極印
加用高周波電力をそれぞれ所定の条件に設定するとグロ
ー放電が発生し、ガスの分解に伴ってP元素含有のa−
5iC膜が基板上に高速に形成される。
4)の上に例えばP元素含有のa−3iC層を形成する
場合、第1調整弁(9)、第2調整弁(10)、第3調
整弁(11)及び第5調整弁(13)を開いてSiH4
、C2tlz、PHz、Hzの各々のガスを放出し、そ
の放出量をマスフローコントローラ(14) (15)
(16) (1B)により制御し、各々のガスは混合
されて主管(19)を介して反応管(22)へ流入され
る。そして、反応管内部の真空状態、基板温度、電極印
加用高周波電力をそれぞれ所定の条件に設定するとグロ
ー放電が発生し、ガスの分解に伴ってP元素含有のa−
5iC膜が基板上に高速に形成される。
上述した通りの薄膜形成方法によりa−5iC層が形成
されると、次に有機光半導体層を形成する。
されると、次に有機光半導体層を形成する。
有機光半導体層は浸漬塗工方法又はコーティング法によ
り形成され、前者は感光材が溶媒中に分散された塗工液
の中に浸漬し、次いで、一定な速度で引上げ、そして、
自然乾燥及び熱エージング(約150℃、約1時間)を
行うという方法であり、また、後者のコーティング法に
よれば、コーター(塗機)を用いて、溶媒に分散された
感光材を塗布し、次いで熱風乾燥を行う。
り形成され、前者は感光材が溶媒中に分散された塗工液
の中に浸漬し、次いで、一定な速度で引上げ、そして、
自然乾燥及び熱エージング(約150℃、約1時間)を
行うという方法であり、また、後者のコーティング法に
よれば、コーター(塗機)を用いて、溶媒に分散された
感光材を塗布し、次いで熱風乾燥を行う。
次に本発明の実施例を述べる。
(例1)
第2図のグロー放電分解装置を用いて、5iHaガスを
200secmの流量で、H2ガスを270secmの
流量で、そして、C211□ガスの流量を変化させ、ま
た、ガス圧を0.6Torr 、高周波電力を150W
、基板温度を250℃に設定し、グロー放電によってa
−5iC膜(膜要約1μm)を形成した。
200secmの流量で、H2ガスを270secmの
流量で、そして、C211□ガスの流量を変化させ、ま
た、ガス圧を0.6Torr 、高周波電力を150W
、基板温度を250℃に設定し、グロー放電によってa
−5iC膜(膜要約1μm)を形成した。
このようにしてa−5iC膜のカーボン含有比率を変え
、そして、膜中のカーボン量をXMA法により測定し、
また、光導電率及び暗導電率を測定したところ、第3図
に示す通りの結果が得られた。
、そして、膜中のカーボン量をXMA法により測定し、
また、光導電率及び暗導電率を測定したところ、第3図
に示す通りの結果が得られた。
第3図中、横軸はカーボン含有比率、即ちSi。
xCxのX値であり、縦軸は導電率を表わし、○印は発
光波長550nm (光量50μW/cm2)の光に対
する光導電率のプロットであり、・印は暗導電率のプロ
ットであり、また、a、bはそれぞれの特性曲線である
。
光波長550nm (光量50μW/cm2)の光に対
する光導電率のプロットであり、・印は暗導電率のプロ
ットであり、また、a、bはそれぞれの特性曲線である
。
更に上記各a−3iC膜について、その水素含有量を赤
外吸収測定法により求めたところ、第4図に示す通りの
結果が得られた。
外吸収測定法により求めたところ、第4図に示す通りの
結果が得られた。
第4図中、横軸はS+1−x Cxのy値であり、縦軸
は水素含有量、即ち(Si+−x Cx 〕+−y )
l yのy値であり、○印はSi原子に結合した水素量
のプロットであり、・印はC原子に結合した水素量のプ
ロットであり、また、c、dはそれぞれの特性曲線であ
る。
は水素含有量、即ち(Si+−x Cx 〕+−y )
l yのy値であり、○印はSi原子に結合した水素量
のプロットであり、・印はC原子に結合した水素量のプ
ロットであり、また、c、dはそれぞれの特性曲線であ
る。
第4図より明らかな通り、本例のa−SiC膜はいずれ
もy値が0.3〜0.4の範囲内にあることが判る。
もy値が0.3〜0.4の範囲内にあることが判る。
また、第3図譲り明らかな通り、カーボン含有比率Xが
O< X < 0.5の範囲内であれば、高い光導電率
が得られるとともに光導電率と暗導電率の比率が顕著に
大きくなり、優れた光感度が得られることが判る。
O< X < 0.5の範囲内であれば、高い光導電率
が得られるとともに光導電率と暗導電率の比率が顕著に
大きくなり、優れた光感度が得られることが判る。
(例2)
次に本例においては、SiH4ガスを200secmの
流量で、CJiガスを20secmの流量で、H2ガス
を0〜101000seの流量で導入し、そして、高周
波電力を50〜300W、ガス圧を0.3〜1.2To
rrに設定し、グロー放電によりa−SiC膜(膜要約
1μm )を形成した。
流量で、CJiガスを20secmの流量で、H2ガス
を0〜101000seの流量で導入し、そして、高周
波電力を50〜300W、ガス圧を0.3〜1.2To
rrに設定し、グロー放電によりa−SiC膜(膜要約
1μm )を形成した。
かくして、カーボン含有比率Xを0.3に設定し、そし
て、水素含有量yを変化させた種々のa−3iC膜を形
成し、各々の膜について光導電率及び暗導電率を測定し
たところ、第5図に示す通りの結果が得られた。
て、水素含有量yを変化させた種々のa−3iC膜を形
成し、各々の膜について光導電率及び暗導電率を測定し
たところ、第5図に示す通りの結果が得られた。
第5図中、横軸は水素含有量、即ち、(Si+−XCX
) +−y H,yのy値であり、縦軸は導電率を表わ
し、○印は発光波長550nm (光量5011 W/
cm”)の光に対する光導電率のプロットであり、・印
は暗導電率のプロットであり、また、e、fはそれぞれ
の特性曲線である。
) +−y H,yのy値であり、縦軸は導電率を表わ
し、○印は発光波長550nm (光量5011 W/
cm”)の光に対する光導電率のプロットであり、・印
は暗導電率のプロットであり、また、e、fはそれぞれ
の特性曲線である。
第5図より明らかな通り、y値が0.2を超えた場合、
高い光導電率並びに低い暗導電率が得られることが判る
。
高い光導電率並びに低い暗導電率が得られることが判る
。
(例3)
グロー放電分解装置の反応管内部に表面研摩したアルミ
ニウム製平板(25mm x 50mm)を設置し、そ
の平板の上に第1表に示す成膜条件により順次筒1の層
領域(2a)と第2の層領域(2b)を形成する。次い
で、真空蒸着法により円板状(3o+mφ)のアルミニ
ウム電極を形成し、第13図に示す通りの光導電部材を
作製した。尚、同図中、(29)及び(30)はそれぞ
れ平板及びアルミニウム電極である。
ニウム製平板(25mm x 50mm)を設置し、そ
の平板の上に第1表に示す成膜条件により順次筒1の層
領域(2a)と第2の層領域(2b)を形成する。次い
で、真空蒸着法により円板状(3o+mφ)のアルミニ
ウム電極を形成し、第13図に示す通りの光導電部材を
作製した。尚、同図中、(29)及び(30)はそれぞ
れ平板及びアルミニウム電極である。
(以下余白〕
このようにして成膜した第1の層領域(2a)及び第2
ONB域(2b)についてそれぞれのカーボン量をXM
A法により、また、B元素最大含有量を二次イオン質量
分析計により測定したところ、第2表に示す通りの結果
が得られた。
ONB域(2b)についてそれぞれのカーボン量をXM
A法により、また、B元素最大含有量を二次イオン質量
分析計により測定したところ、第2表に示す通りの結果
が得られた。
第2表
かくして得られたa−SiC光導電部材を第13図に示
す通り、アルミニウム電極(30)側に電圧を印加し、
平板(29)をアース側に導通させ、これによって電圧
−電流特性を測定したところ、第14図に示す通りの結
果が得られた。
す通り、アルミニウム電極(30)側に電圧を印加し、
平板(29)をアース側に導通させ、これによって電圧
−電流特性を測定したところ、第14図に示す通りの結
果が得られた。
また、本例においては、第1のrvJ領域を形成するに
当たってBZH&ガスを導入せず、その他は本例と全く
同じ成膜条件に設定し、これにより、B元素を含有しな
いa−5iC光導電部材を製作し、これを比較例とし、
その電圧−電流特性も測定した。
当たってBZH&ガスを導入せず、その他は本例と全く
同じ成膜条件に設定し、これにより、B元素を含有しな
いa−5iC光導電部材を製作し、これを比較例とし、
その電圧−電流特性も測定した。
第14図中、横軸はアルミニウム電極(30)に印加さ
れる電圧であり、縦軸は電流値であり、○印は本発明に
係るa−SiC光導電部材の測定プロット、・印は比較
例のa−3iC光導電部材の測定プロットであり、g、
hはそれぞれの特性曲線である。
れる電圧であり、縦軸は電流値であり、○印は本発明に
係るa−SiC光導電部材の測定プロット、・印は比較
例のa−3iC光導電部材の測定プロットであり、g、
hはそれぞれの特性曲線である。
第14図より明らかな通り、本発明に係るa−5iC光
導電部材によれば、アルミニウム電極(30)に正の電
圧が印加されても電流がほとんど流れないが、その電極
(30)に負の電圧が印加された場合には著しく大きな
電流が流れる。
導電部材によれば、アルミニウム電極(30)に正の電
圧が印加されても電流がほとんど流れないが、その電極
(30)に負の電圧が印加された場合には著しく大きな
電流が流れる。
(例4)
(例3)と同じa−SiC光導電層をアルミニウム基板
上に形成し、次いで、2゜4.7− トリニトロフルオ
レノンを主成分とする有機光半導体N(膜要約15μm
)を形成し、電子写真感光体とした。
上に形成し、次いで、2゜4.7− トリニトロフルオ
レノンを主成分とする有機光半導体N(膜要約15μm
)を形成し、電子写真感光体とした。
かくして得られた電子写真感光体の特性評価を電子写真
特性測定装置により測定したところ、優れた光感度及び
表面電位が得られ、しかも、低い残留電位が得られた。
特性測定装置により測定したところ、優れた光感度及び
表面電位が得られ、しかも、低い残留電位が得られた。
(例5)
上記(例4)の電子写真感光体を製作するに当たって、
(例3)の比較例をa−5iC光導電層とし、更に同じ
有機光半導体層を形成して成る電子写真感光体を製作し
た。
(例3)の比較例をa−5iC光導電層とし、更に同じ
有機光半導体層を形成して成る電子写真感光体を製作し
た。
この電子写真感光体の光感度を測定したところ、(例4
)の電子写真感光体に比べて約15χ低下しており、ま
た、残留電位は約6χ大きくなっていた。
)の電子写真感光体に比べて約15χ低下しており、ま
た、残留電位は約6χ大きくなっていた。
(例6)
また本発明者等は(例4)の電子写真感光体を製作する
に当たって、B2H&最大ガス流量とPH,ガス流量を
変化させ、これにより、第3表に示す通りに第1のF!
層領域B元素最大含有量並びに第2の1!領域のP元素
含有量を変えた15種類の電子写真感光体(感光体A〜
0)を製作した。
に当たって、B2H&最大ガス流量とPH,ガス流量を
変化させ、これにより、第3表に示す通りに第1のF!
層領域B元素最大含有量並びに第2の1!領域のP元素
含有量を変えた15種類の電子写真感光体(感光体A〜
0)を製作した。
これらの電子写真感光体の光感度、表面電位並びに残留
電位を測定したところ、第3表に示す通りの結果が得ら
れた。
電位を測定したところ、第3表に示す通りの結果が得ら
れた。
同表中、光感度は相対評価により◎印、○印及びΔ印の
三段階に区分され、◎印は最も優れた光感度が得られた
場合であり、○印は幾分価れた光感度が得られた場合で
あり、Δ印は他に比べてわずかに劣る光感度になった場
合である。
三段階に区分され、◎印は最も優れた光感度が得られた
場合であり、○印は幾分価れた光感度が得られた場合で
あり、Δ印は他に比べてわずかに劣る光感度になった場
合である。
表面電位の特性評価も◎印、○印及びΔ印の三段階に区
分され、◎印は最も高い表面電位が得られた場合であり
、○印は幾分高い表面電位が得られた場合であり、Δ印
は他に比べて高い表面電位が認められなかった場合であ
る。
分され、◎印は最も高い表面電位が得られた場合であり
、○印は幾分高い表面電位が得られた場合であり、Δ印
は他に比べて高い表面電位が認められなかった場合であ
る。
また、残留電位についても三段階に相対評価しており、
◎印は在留電位が最も小さくなった場合であり、O印は
残留電位の低下が幾分認められた場合であり、Δ印は他
に比べて残留電位の低減が認められなかった場合である
。
◎印は在留電位が最も小さくなった場合であり、O印は
残留電位の低下が幾分認められた場合であり、Δ印は他
に比べて残留電位の低減が認められなかった場合である
。
第3表
*印の感光体は本発明の範囲外のものである。
第3表より明らかな通り、感光体D−Mは優れた光感度
が得られ、しかも、表面電位が高く、残留電位の低減が
認められ、また、感光体B、Cは光感度及び残留電位の
点で優位性が認められた。
が得られ、しかも、表面電位が高く、残留電位の低減が
認められ、また、感光体B、Cは光感度及び残留電位の
点で優位性が認められた。
然るに感光体Aは光感度及び表面電位が劣り、また、感
光体N及び感光体0は光感度、表面電位並びに残留電位
のいずれの特性も改善されていないことが判る。
光体N及び感光体0は光感度、表面電位並びに残留電位
のいずれの特性も改善されていないことが判る。
以上の通り、本発明の電子写真感光体によれば、a−S
iC光導電層の内部にIIIa族元素とVa族元素を所
定の範囲内で含有された各層領域を形成したことにより
優れた光感度が得られ、表面電位を高め、しかも、残留
電位を低減させることができた。
iC光導電層の内部にIIIa族元素とVa族元素を所
定の範囲内で含有された各層領域を形成したことにより
優れた光感度が得られ、表面電位を高め、しかも、残留
電位を低減させることができた。
また、この電子写真感光体によれば、a−5iC光導電
層が基板に対して非オーミツク接触であり、これにより
、整流機能が高められ、高い表面電位並びに低い残留電
位の正帯電用電子写真感光体が提供できた。
層が基板に対して非オーミツク接触であり、これにより
、整流機能が高められ、高い表面電位並びに低い残留電
位の正帯電用電子写真感光体が提供できた。
第1図は本発明電子写真感光体の層構成を表わす断面図
、第2図は実施例に用いられるグロー放電分解装置の概
略図、第3図はカーボン含有比率と導電率の関係を示す
線図、第4図はカーボン含有比率と水素含有量の関係を
示す線図、第5図は水素含有量と導電率の関係を示す線
図であり、また、第6図、第7図、第8図、第9図、第
10図及び第11図はアモルファスシリコンカーバイド
光導電層の層厚方向に亘るカーボン含有量を表わす線図
である。そして、第12図は本発明電子写真感光体の他
の層構成を表わす断面図、第13図は光導電部材の電圧
−電流特性を測定するための説明図、第14図は電圧−
電流特性を示す線図、また、第15図、第16図、第1
7図、第18図、第19図及び第20図はアモルファス
シリコンカーバイド光導電層の層厚方向に亘るIIIa
族元素含有量及びVa族元素含有量を表わす線図である
。 ■・・・導電性基板 2・・・アモルファスシリコンカーバイド光導電層 2a・・・第1の層領域 2b・・・第2の層領域 3 ・・・有機光半導体層 特許出願人 (663)京セラ株式会社代表者安城欽寿 同 河村孝夫
、第2図は実施例に用いられるグロー放電分解装置の概
略図、第3図はカーボン含有比率と導電率の関係を示す
線図、第4図はカーボン含有比率と水素含有量の関係を
示す線図、第5図は水素含有量と導電率の関係を示す線
図であり、また、第6図、第7図、第8図、第9図、第
10図及び第11図はアモルファスシリコンカーバイド
光導電層の層厚方向に亘るカーボン含有量を表わす線図
である。そして、第12図は本発明電子写真感光体の他
の層構成を表わす断面図、第13図は光導電部材の電圧
−電流特性を測定するための説明図、第14図は電圧−
電流特性を示す線図、また、第15図、第16図、第1
7図、第18図、第19図及び第20図はアモルファス
シリコンカーバイド光導電層の層厚方向に亘るIIIa
族元素含有量及びVa族元素含有量を表わす線図である
。 ■・・・導電性基板 2・・・アモルファスシリコンカーバイド光導電層 2a・・・第1の層領域 2b・・・第2の層領域 3 ・・・有機光半導体層 特許出願人 (663)京セラ株式会社代表者安城欽寿 同 河村孝夫
Claims (1)
- 導電性基板上にアモルファスシリコンカーバイド光導電
層と有機光半導体層が順次積層された電子写真感光体に
おいて、前記アモルファスシリコンカーバイド光導電層
が第1の層領域並びに第2の層領域が順次形成された層
構成であり、第1の層領域に最大含有量が1〜1000
0ppmになるように且つ基板から感光体表面へ向かっ
て漸次減少するように周期律表第IIIa族元素を含有さ
せ、更に第2の層領域に周期律表第Va族元素を0〜5
00ppm含有させたことを特徴とする電子写真感光体
。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3592589A JPH01315763A (ja) | 1988-03-24 | 1989-02-14 | 電子写真感光体 |
US07/392,936 US5529866A (en) | 1988-03-11 | 1989-03-10 | Electrophotographic sensitive member |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63-70259 | 1988-03-24 | ||
JP7025988 | 1988-03-24 | ||
JP3592589A JPH01315763A (ja) | 1988-03-24 | 1989-02-14 | 電子写真感光体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01315763A true JPH01315763A (ja) | 1989-12-20 |
Family
ID=26374938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3592589A Pending JPH01315763A (ja) | 1988-03-11 | 1989-02-14 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01315763A (ja) |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3592589A patent/JPH01315763A/ja active Pending
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