JPH06194856A - Electrophotographic photoreceptor - Google Patents

Electrophotographic photoreceptor

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Publication number
JPH06194856A
JPH06194856A JP34375292A JP34375292A JPH06194856A JP H06194856 A JPH06194856 A JP H06194856A JP 34375292 A JP34375292 A JP 34375292A JP 34375292 A JP34375292 A JP 34375292A JP H06194856 A JPH06194856 A JP H06194856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
charge injection
carrier
photosensitive member
injection blocking
Prior art date
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Pending
Application number
JP34375292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Yamanobe
正人 山野辺
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH06194856A publication Critical patent/JPH06194856A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electrophotographic photoreceptor having high sensitivity by forming a charge injection preventing layer on a conductive supporting body and forming a carrier multiplying layer to multiply the carrier thereon. CONSTITUTION:The photoreceptor has a diode structure consisting of a charge injection preventing layer 12, (photoconductive layer 13), carrier multiplying layer 14, and charge preventing layer 15 formed on a conductive supporting body 11. This diode element is in a reverse bias state according to the polarity to form an electrostatic latent image. When the photoreceptor is irradiated with light in a reversed bias state, photocarriers move to the carrier multiplying layer 14. If the energy difference between the layer of wider forbidden band width and the layer of narrow forbidden band width is equal or larger than the ionization energy of the carrier, traveling carriers are ionized and multiplied. The multiplied carriers reach to the surface of the photoreceptor and neutralize the charges. Thereby, the obtd. photoreceptor has high sensitivity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体に関する
ものであり、さらには、シリコンを主体とした材料から
なる高感度電子写真感光体の新規な構成に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic photosensitive member, and more particularly to a novel constitution of a high-sensitivity electrophotographic photosensitive member made of a material mainly containing silicon.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真感光体として、例えば、
非晶質SeにAs、Te、Sb、Bi等の不純物をドー
プさせた感光体、CdSを樹脂バインダーに分散させた
感光体等が知られている。しかしながら、これらの感光
体は、環境汚染性、熱的安定性、機械的強度の点で問題
がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an electrophotographic photosensitive member, for example,
Known are a photoconductor in which amorphous Se is doped with impurities such as As, Te, Sb and Bi, and a photoconductor in which CdS is dispersed in a resin binder. However, these photoreceptors have problems in environmental pollution, thermal stability, and mechanical strength.

【0003】一方、非晶質Si(以下a−Siと略す)
を材料とした電子写真感光体の実用化が最近、進展して
いる。a−Siは、Si−Siの結合がきれた所謂ダン
グリングボンドを有していて、この欠陥に起因して、禁
制帯中に多くの局在準位が存在する。このためホッピン
グ伝導によって、暗抵抗が小さく、また欠陥によって、
光導伝性が小さくなるため、a−Si単独では、電子写
真感光体材料としては適さない。これに対して、ダング
リングボンドを水素原子で、終端した水素化非晶質Si
(以下a−Si:Hと略す)は、暗抵抗がa−Siに比
べ若干大きく、109 〜1011Ω・cmである。しか
し、可視及び赤外光に対する光導伝性は、電子写真感光
体材料としては、優れた特性を有する。
On the other hand, amorphous Si (hereinafter abbreviated as a-Si)
Recently, the practical application of the electrophotographic photosensitive member made of a material has been progressing. a-Si has a so-called dangling bond in which Si-Si bonds are broken, and due to this defect, many localized levels exist in the forbidden band. Therefore, due to hopping conduction, the dark resistance is small, and due to defects,
Since a-Si has a low photoconductivity, a-Si alone is not suitable as an electrophotographic photosensitive material. On the other hand, hydrogenated amorphous Si having dangling bonds terminated by hydrogen atoms
(Hereinafter abbreviated as a-Si: H) has a slightly higher dark resistance than a-Si and is 10 9 to 10 11 Ω · cm. However, the photoconductivity with respect to visible light and infrared light has excellent characteristics as an electrophotographic photosensitive material.

【0004】こうしたa−Si:Hの光電特性を生か
し、かつ暗抵抗の高い電子写真感光体の例としては、a
−SiCからなる電荷注入阻止層上に光導伝層であるa
−Si:Hを積層した構成(例えば、特開昭57−17
952等)、また、光導伝層であるa−Si:HにO、
C、N等を添加した例(例えば、特開昭56−6434
7等)等が、挙げられる。
As an example of an electrophotographic photosensitive member which makes use of such photoelectric properties of a-Si: H and has a high dark resistance,
A is a photoconductive layer on the charge injection blocking layer made of SiC.
-Si: H laminated structure (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-17
952), and O in a-Si: H which is a photoconductive layer,
Examples in which C, N, etc. are added (for example, JP-A-56-6434).
7 etc.) and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の水素化非晶質Siにおいては、前述したように、
暗抵抗がやや小さいために、O、C、N等の不純物を含
有させて、暗抵抗をさらに増加させる試みがなされてい
るが、不純物の存在が光導伝性を、低下させ、高感度の
実現を、困難なものにしている。また、a−Si:Hを
光導伝層としたものにおいても、さらなる高感度が望ま
れる。本発明の目的は、上記従来技術の不都合を改善
し、高感度な電子写真感光体を提供するものである。
However, in the above-mentioned conventional hydrogenated amorphous Si, as described above,
Since the dark resistance is rather small, it has been attempted to add impurities such as O, C, and N to further increase the dark resistance, but the presence of the impurities lowers the photoconductivity and realizes high sensitivity. Is difficult. Further, even in the case where a-Si: H is used as an optical transmission layer, higher sensitivity is desired. An object of the present invention is to provide a high-sensitivity electrophotographic photosensitive member, in which the disadvantages of the above-mentioned conventional techniques are improved.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、導伝性支持体上に電荷注入阻止層と、前記
電荷注入阻止層上に、少なくともキャリアを増倍するキ
ャリア増倍層とを積層してなる電子写真感光体である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a charge injection blocking layer on a conductive support, and a carrier multiplication for multiplying at least carriers on the charge injection blocking layer. And an electrophotographic photosensitive member formed by stacking layers.

【0007】また、本発明は、上記感光体の電荷注入阻
止層とキャリア増倍層の間に、光導伝層を設けてなる電
子写真感光体である。
Further, the present invention is an electrophotographic photosensitive member comprising a photoconductive layer provided between the charge injection blocking layer and the carrier multiplication layer of the above photosensitive member.

【0008】また本発明は、上記感光体のキャリア増倍
層の上に、電荷注入阻止層を設けてなる電子写真感光体
である。
The present invention is also an electrophotographic photosensitive member comprising a charge multiplication block layer provided on the carrier multiplication layer of the above photosensitive member.

【0009】また本発明においては、上記キャリア増倍
層が、最小禁制帯幅Eg1から最大禁制帯幅Eg2に連
続的に変化した後、伝導帯側にエネルギー段差Eを生ず
る、少なくとも1つ以上のステップバック構造からなる
エネルギー準位をもつように構成される。
Further, in the present invention, at least one or more of the above-mentioned carrier multiplication layers generate an energy step E on the conduction band side after continuously changing from the minimum forbidden band width Eg1 to the maximum forbidden band width Eg2. It is configured to have an energy level composed of a step-back structure.

【0010】さらに、前記エネルギー段差Eが、最小禁
制帯幅Eg1をもつ層におけるキャリアのイオン化エネ
ルギー以上であり、かつ、最小禁制帯幅Eg1よりも大
きいものである。
Further, the energy step E is equal to or more than the ionization energy of carriers in the layer having the minimum forbidden band width Eg1 and larger than the minimum forbidden band width Eg1.

【0011】本発明の電子写真感光体の層構造は、所
謂、電荷注入阻止層−(光導伝層)−(キャリアを増倍
する層)−電荷注入阻止層または、電荷注入阻止層−
(キャリアを増倍する層)−電荷注入阻止層のダイオー
ド素子の構造であり、電子写真感光体に静電潜像を形成
する際の帯電の極性+・−に応じて、このダイオード素
子が、逆バイアス状態となる。また電荷注入阻止層は、
感光体表面の帯電電荷の光導伝層への注入を防ぐもので
ある。この逆バイアス状態で光照射すると、光導伝層で
発生した光キャリアは、キャリアを増倍するキャリア増
倍層に走行する。該キャリア増倍層は、狭い禁制帯幅か
ら、広い禁制帯幅へと変化する組成変化部と、該広い禁
制帯幅の最大広い禁制帯幅のあとにあって、該狭い禁制
帯幅の最小禁制帯幅の層とのエネルギー段差、ステップ
バック構造を有する層とからなるが、このエネルギー段
差、あるいは、逆バイアス電界を含めた実質的エネルギ
ー段差が、キャリアのイオン化エネルギーと等しいか、
あるいはそれより大きいとき、走行してきたキャリアは
イオン化され、増倍される。なお、増倍層の層数で増倍
率がかえられる。増倍されたキャリアは、感光体表面に
到達し、帯電電荷を中和する。したがって本発明の目的
である高感度電子写真感光体の提供が、本発明の新規な
構成で達成される。
The layer structure of the electrophotographic photosensitive member of the present invention is a so-called charge injection blocking layer- (photoconductive layer)-(layer for multiplying carriers) -charge injection blocking layer or charge injection blocking layer-.
(Layer that multiplies carriers) -It is a structure of a diode element of a charge injection blocking layer, and this diode element is formed according to the polarity of charge +/- when an electrostatic latent image is formed on an electrophotographic photoreceptor. Reverse bias is applied. The charge injection blocking layer is
The purpose of this is to prevent injection of charged charges on the surface of the photoconductor into the photoconductive layer. When light irradiation is performed in this reverse bias state, the photocarriers generated in the photoconductive layer travel to the carrier multiplication layer that multiplies the carriers. The carrier multiplication layer has a composition change portion that changes from a narrow forbidden band width to a wide forbidden band width, the wide forbidden band maximum, and the narrow forbidden band minimum after the wide forbidden band width. It consists of an energy step with a layer having a forbidden band and a layer having a step-back structure. This energy step, or the substantial energy step including the reverse bias electric field is equal to the ionization energy of carriers,
Alternatively, when it is larger than that, the traveling carriers are ionized and multiplied. The multiplication factor can be changed depending on the number of multiplication layers. The multiplied carriers reach the surface of the photoconductor and neutralize the charge. Therefore, the provision of the high-sensitivity electrophotographic photosensitive member which is the object of the present invention is achieved by the novel constitution of the present invention.

【0012】以下、本発明を図面を用いて、さらに詳細
に説明する。
The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.

【0013】図1に本発明の電子写真感光体の構成の一
例を示す。図は導伝性支持体11上に電荷注入阻止層1
2、光導伝層13、キャリア増倍層14及び電荷注入阻
止層15を順次積層した場合の例であるが、本発明は、
光導伝層13をもたない構造であってもよい。この場
合、キャリア増倍層14の層厚を大きくすることによっ
て、該層に光導伝性をもたせる。また図1では、キャリ
ア増倍層14は4層構造をとっているが、層数または各
層の層厚をさらに、増加させることによってキャリア増
倍層の層厚を増加させるものである。
FIG. 1 shows an example of the constitution of the electrophotographic photosensitive member of the present invention. The figure shows the charge injection blocking layer 1 on the conductive support 11.
2, an example of a case where the photoconductive layer 13, the carrier multiplication layer 14, and the charge injection blocking layer 15 are sequentially laminated.
A structure without the light transmission layer 13 may be used. In this case, by increasing the layer thickness of the carrier multiplication layer 14, the layer is made to have optical conductivity. In FIG. 1, the carrier multiplication layer 14 has a four-layer structure, but the number of layers or the layer thickness of each layer is further increased to increase the layer thickness of the carrier multiplication layer.

【0014】以下、各層を構成する材料について説明す
る。
The materials constituting each layer will be described below.

【0015】導伝性支持体はドラム状のものが好適に使
用でき、アルミニウム、NiCr、ステンレス、Cr、
Mo等が使用できる。
A drum-shaped support is preferably used as the conductive support, and aluminum, NiCr, stainless steel, Cr,
Mo etc. can be used.

【0016】電荷注入阻止層としては、SiO2 、Si
O、Al23 、ZrO2 、TiO 2 、MgF2 、Zn
S、a−Six1-x :Hand/orX等の絶縁体または半
導体材料等が使用できる。
As the charge injection blocking layer, SiO2 , Si
O, Al2 O3 , ZrO2 , TiO 2 , MgF2 , Zn
S, a-Six C1-x : Insulator such as Hand / orX or half
A conductor material or the like can be used.

【0017】この中でも特にa−Six1-X :Hが好
ましい。
Of these, a-Si x C 1 -X : H is particularly preferable.

【0018】光導伝層としては、a−Si:Hand/orX
(Xはハロゲン)、a−SiGe:Hand/orX、a−S
x1-xHand/orX等が使用できる。
As the photoconductive layer, a-Si: Hand / orX
(X is halogen), a-SiGe: Hand / orX, a-S
i x C 1-x Hand / or X or the like can be used.

【0019】キャリア増倍層としては、a−SiH:〜
a−Si1-xx :Hand/orX等が使用できる。
As the carrier multiplication layer, a-SiH:
a-Si 1-x C x : Hand / orX like can be used.

【0020】本発明の電子写真感光体は、グロー放電分
解法、スパッタリング法等により作製できる。
The electrophotographic photosensitive member of the present invention can be prepared by glow discharge decomposition method, sputtering method or the like.

【0021】以下、グロー放電分解法による感光体の作
製方法を説明するが、本発明はこれに限らない。
The method for producing a photosensitive member by the glow discharge decomposition method will be described below, but the present invention is not limited to this.

【0022】図3は、容量結合型グロー放電分解装置の
構成を示す概念図である。この装置は真空槽31内に、
アノード電極32、カソード電極33が所定の場所に設
置されている。さらに、アノード電極32の下には、基
板加熱用のヒーターが設置され、基板30は、アノード
電極上に設置される。カソード電極33は、高周波電源
35が、接続され、アノード電極32、カソード電極3
3間の空間がグロー放電空間となる。真空槽31には、
ガス導入管36−1、36−2、36−3、36−4が
接続され、それぞれSiH4 、H2 、CH4 、C22
が導入される。また、真空槽31には、排気装置37が
接続されている。また、特にキャリア増倍層14は、a
−Si:H〜a−Si1-xx :Hの組成が変調される
ため、SiH4 36−1、H2 36−2、C22 36
−4には、不図示の流量制御装置が所望の組成が得られ
るように、精密に自動制御される。なお、C22 また
はCH4 等の炭素源のガス種は、所望の禁制帯幅によっ
て、適宜選択すればよい。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the structure of a capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus. This device is in the vacuum chamber 31,
The anode electrode 32 and the cathode electrode 33 are installed in predetermined places. Further, a heater for heating the substrate is installed below the anode electrode 32, and the substrate 30 is installed on the anode electrode. A high frequency power supply 35 is connected to the cathode electrode 33, and the anode electrode 32 and the cathode electrode 3 are connected.
The space between 3 becomes a glow discharge space. In the vacuum chamber 31,
It is connected a gas introduction pipe 36-1,36-2,36-3,36-4, respectively SiH 4, H 2, CH 4 , C 2 H 2
Will be introduced. Further, an exhaust device 37 is connected to the vacuum chamber 31. Further, in particular, the carrier multiplication layer 14 is a
-Si: H~a-Si 1-x C x: Since the composition of the H is modulated, SiH 4 36-1, H 2 36-2 , C 2 H 2 36
At -4, a flow rate control device (not shown) is precisely and automatically controlled to obtain a desired composition. The carbon source gas species such as C 2 H 2 or CH 4 may be appropriately selected according to the desired band gap.

【0023】まず、前記材料からなる基板30をアノー
ド電極32上に載置し、ヒーター34により通常は、基
板温度250〜350℃に加熱する。次に、例えばSi
4、H2、C22を導入し、13.56MHzの高周
波を印加してグロー放電を起こし、基板上に膜厚200
〜10000オングストロームのa−Six1-x :H
(x=0〜0.9)からなる電荷注入阻止層を形成す
る。この層には、B等のIII族またはP等のV族原子
を含有させてもよい。
First, the substrate 30 made of the above material is placed on the anode electrode 32, and is usually heated by the heater 34 to a substrate temperature of 250 to 350.degree. Next, for example, Si
H 4 , H 2 and C 2 H 2 were introduced, a high frequency of 13.56 MHz was applied to cause glow discharge, and a film thickness of 200 was formed on the substrate.
A-Si x C 1-x : H of 10,000 angstroms
A charge injection blocking layer made of (x = 0 to 0.9) is formed. This layer may contain group III atoms such as B or group V atoms such as P.

【0024】次に、排気装置37により、真空槽内のガ
スを排気した後、例えばSiH4 、H2を導入し、1
3.56MHzの高周波を印加して膜厚1〜100μm
のノンドープ光導伝層を電化注入阻止層上に積層する。
Next, after the gas in the vacuum chamber is exhausted by the exhaust device 37, for example, SiH 4 and H 2 are introduced, and 1
Applying high frequency of 3.56MHz, film thickness 1-100μm
A non-doped photoconductive layer of 1 is laminated on the charge injection blocking layer.

【0025】真空槽31内を排気した後、例えばSiH
4、H2、C22を導入し、13.56MHzの高周波を
印加して膜厚2000オングストローム〜20μmのキ
ャリア増倍層を光導伝層上に積層する。
After evacuating the vacuum chamber 31, for example, SiH
4 , H 2 and C 2 H 2 are introduced, and a high frequency of 13.56 MHz is applied to laminate a carrier multiplication layer having a film thickness of 2000 angstrom to 20 μm on the photoconductive layer.

【0026】キャリア増倍層は必要に応じて複数形成し
てもよく、その場合、光導電層とのバンドギャップの違
いも考慮する必要はあるが、例えばa−Si1-xx
H(但し、x=0〜0.5)の範囲で組成を変化させ
る。したがって、C22 ガスの流量によってその組成
を変化させる。
If necessary, a plurality of carrier multiplication layers may be formed. In this case, it is necessary to consider the difference in band gap from the photoconductive layer. For example, a-Si 1-x C x :
The composition is changed within the range of H (however, x = 0 to 0.5). Therefore, its composition is changed depending on the flow rate of the C 2 H 2 gas.

【0027】次に、真空槽31内を排気した後、例えば
SiH4、H2、CH4を導入し、13.56MHzの高
周波を印加して膜厚30オングストローム〜1μmのa
−Six1-x :H(x=0.1〜0.9)よりなる表
面層である電荷注入阻止層をキャリア増倍層上に形成す
る。
Next, after the inside of the vacuum chamber 31 is evacuated, SiH 4 , H 2 and CH 4 are introduced, and a high frequency of 13.56 MHz is applied to apply a high film thickness of 30 Å to 1 μm.
-Si x C 1-x: the H (x = 0.1~0.9) charge injection blocking layer is a surface layer made of forming the carrier multiplication layer.

【0028】上記製造法は、成膜室が1の装置について
説明したが、各ガスの混入による真空槽内の汚染を防止
するために、成膜室は複数設けてもよい。
In the above manufacturing method, the apparatus having one film forming chamber has been described, but a plurality of film forming chambers may be provided in order to prevent contamination in the vacuum chamber due to mixing of each gas.

【0029】図1で示される構成の電子写真感光体の表
面15側が、帯電していない場合のバンド図を図2に示
す。22は電荷注入阻止層、23は禁制帯幅Eg Oの光
導伝層、24はキャリア増倍層であり、最小禁制帯幅E
g 1より最大禁制帯幅Eg 2に禁制帯幅が連続的に変化
した後、伝導帯側にエネルギー段差Eが生じているステ
ップバック構造であり、この1周期の層が複数層繰り返
される。このエネルギー段差毎に、エネルギー段差が、
電子のイオン化エネルギーと等しいか、より大きい場
合、電子はイオン化し、電子−正孔対を発生し、増倍作
用を生ずる。図2に示す感光体は、キャリア増倍層が、
4層ある場合である。なお、価電子帯側は、材料構成を
選択することで、伝導帯側のような大きなエネルギー段
差が、生じないようにされている。25は電荷注入阻止
層である。
FIG. 2 shows a band diagram when the surface 15 side of the electrophotographic photosensitive member having the structure shown in FIG. 1 is not charged. 22 is a charge injection blocking layer, 23 is a photoconductive layer having a forbidden band width E g O, 24 is a carrier multiplication layer, and has a minimum forbidden band width E.
This is a step-back structure in which the energy gap E is generated on the conduction band side after the forbidden band width is continuously changed from g 1 to the maximum forbidden band width E g 2, and a plurality of layers of this one cycle are repeated. For each energy step,
If the ionization energy of the electron is equal to or larger than the ionization energy of the electron, the electron is ionized to generate an electron-hole pair and a multiplication effect occurs. In the photoreceptor shown in FIG. 2, the carrier multiplication layer is
This is the case when there are four layers. It should be noted that, on the valence band side, by selecting the material configuration, a large energy step, unlike the conduction band side, is prevented from occurring. Reference numeral 25 is a charge injection blocking layer.

【0030】本発明に係る電子写真感光板を用いて、コ
ロナ放電等により、感光体表面を、正に帯電させ、表面
電位の暗減衰をみたところ、従来のa−Si:Hを用い
た電子写真感光体と同様の特性を示す。図4に表面を正
帯電したときのバンド図を示す。図4に示されるよう
に、所謂電荷注入阻止層−i−キャリア増倍層−電荷注
入阻止層の逆バイアス状態と等しいバンド図になる。光
は電荷注入阻止層25側から入射し、入射光の1部は、
電荷注入阻止層25及びキャリア増倍層24のそれぞれ
の光吸収係数にしたがい吸収されるが、入射光の大部分
は、光導伝層23で吸収される。光導伝層23で吸収さ
れた光は、電子−正孔対を発生し、電界によって、正孔
は、電荷注入阻止層22、Al等導伝性支持体11に走
行する。一方、電子は、キャリア増倍層24に走行し、
バンド傾斜部を走行した後、エネルギー段差、すなわ
ち、ステップバック部に到達した後、エネルギー段差及
び電界によって、イオン化エネルギーに等しいかそれよ
りも大きなエネルギーが与えられ、衝突イオン化し、電
子−正孔対を発生する。この過程が、ステップバック部
数分の回数繰り返され、電子は増倍される。この結果、
第1の実施例では、理想的には、24 倍増倍される。な
お、正孔はイオン化するのに充分なエネルギーが与えら
れないため、増倍作用はない。この後、理想的には、2
4 倍増倍された電子は、表面側に移動し、表面電荷を中
和し、表面電位は光減衰する。以上よりこの場合は、増
倍作用のない従来の電子写真感光体と比較して、1/2
4 の入射光で従来と同様の表面電位の光減衰が期待され
る。すなわち感度が24 倍になったことと等価である。
Using the electrophotographic photosensitive plate according to the present invention, the surface of the photosensitive member was positively charged by corona discharge or the like, and the dark decay of the surface potential was observed. As a result, the electron using the conventional a-Si: H was used. It exhibits the same characteristics as a photographic photoreceptor. FIG. 4 shows a band diagram when the surface is positively charged. As shown in FIG. 4, a band diagram equivalent to a so-called charge injection blocking layer-i-carrier multiplication layer-charge injection blocking layer in a reverse bias state is obtained. Light enters from the charge injection blocking layer 25 side, and a part of the incident light is
Although the light is absorbed according to the light absorption coefficient of each of the charge injection blocking layer 25 and the carrier multiplication layer 24, most of the incident light is absorbed by the photoconductive layer 23. The light absorbed in the photoconductive layer 23 generates electron-hole pairs, and the holes travel to the charge injection blocking layer 22 and the conductive support 11 such as Al by the electric field. On the other hand, the electrons travel to the carrier multiplication layer 24,
After traveling through the band slope portion, after reaching the energy step, that is, the step back portion, the energy step and the electric field give energy equal to or larger than the ionization energy, and impact ionization occurs, resulting in electron-hole pairing. To occur. This process is repeated as many times as the number of step backs, and the electrons are multiplied. As a result,
In the first embodiment, are ideally 2 4 fold magnification. Note that holes do not have sufficient multiplication effect because they do not have enough energy to be ionized. After this, ideally 2
The electron multiplied by 4 moves to the surface side, neutralizes the surface charge, and the surface potential is photo-attenuated. From the above, in this case, compared to the conventional electrophotographic photosensitive member having no multiplication effect,
With the incident light of 4 , the same optical attenuation of the surface potential as before is expected. That is, the sensitivity is equivalent to 2 4 times.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をより具体的に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples.

【0032】実施例1 まず、グロー放電分解装置の真空槽内の所定位置にドラ
ム状のAl基板を設置した。ヒーターにより基板温度が
300℃になるまで加熱した。このとき真空槽内の真空
度は0.4Torrにした。
Example 1 First, a drum-shaped Al substrate was set at a predetermined position in a vacuum chamber of a glow discharge decomposition apparatus. The substrate was heated with a heater until the substrate temperature reached 300 ° C. At this time, the degree of vacuum in the vacuum chamber was 0.4 Torr.

【0033】次いで、SiH4 25sccm、H2 30
sccm及びC22 60sccmを導入し、高周波パ
ワー密度0.2W/cm2 で膜厚500オングストロー
ムの電荷注入阻止層を形成した。該層の禁制帯幅は3.
2eVであった。
Then, SiH 4 25 sccm and H 2 30
Sccm and 60 sccm of C 2 H 2 were introduced to form a charge injection blocking layer having a film thickness of 500 Å and a high frequency power density of 0.2 W / cm 2 . The forbidden band width of the layer is 3.
It was 2 eV.

【0034】真空槽内を排気した後、SiH4 60sc
cm、H2 20sccmを導入し、高周波パワー密度
0.1W/cm2 、基板温度300℃で膜厚10μmの
光導伝層を形成した。該層の禁制帯幅は1.6eVであ
った。また暗比抵抗は1010Ω・cm以上であり、充分
な光導伝性を示した。
After exhausting the vacuum chamber, SiH 4 60sc
cm, H 2 of 20 sccm was introduced to form an optical transmission layer having a film thickness of 10 μm at a high frequency power density of 0.1 W / cm 2 and a substrate temperature of 300 ° C. The forbidden band width of the layer was 1.6 eV. Further, the dark specific resistance was 10 10 Ω · cm or more, indicating sufficient photoconductivity.

【0035】次に、真空槽内を排気した後、SiH4
5sccm、H2 30sccm及びC2240scc
mを導入し、高周波パワー密度0.2W/cm2 、基板
温度300℃でキャリア増倍層を形成した。同様にC2
2 の流量を適宜変化させて、a−Si1-XX :H
(x=0〜0.4)の組成をもつキャリア増倍層を形成
した。その結果、禁制帯幅は、1.6eVから3.5e
Vまで変化し、伝導体側のエネルギー段差は、1.7e
Vであった。またキャリア増倍層1層当たりの膜厚は5
00オングストロームであった。
Next, after exhausting the inside of the vacuum chamber, SiH 4 2
5 sccm, H 2 30 sccm and C 2 H 2 40 sccm
m was introduced to form a carrier multiplication layer at a high frequency power density of 0.2 W / cm 2 and a substrate temperature of 300 ° C. Similarly C 2
By appropriately changing the flow rate of H 2 , a-Si 1-X C X : H
A carrier multiplication layer having a composition of (x = 0 to 0.4) was formed. As a result, the forbidden band width is 1.6eV to 3.5e
Change to V and the energy difference on the conductor side is 1.7e
It was V. The thickness of each carrier multiplication layer is 5
It was 00 angstrom.

【0036】次いで、真空槽内を排気後、SiH4 25
sccm、H2 30sccm及びC 22 60sccm
を導入し、高周波パワー密度0.2W/cm2 、基板温
度300℃で膜厚500オングストロームの電荷注入阻
止層を形成し、本発明の電子写真感光体を完成した。
Next, after exhausting the inside of the vacuum chamber, SiHFour 25
sccm, H2 30 sccm and C 2 H2 60 sccm
Introduced, high frequency power density 0.2W / cm2 , Substrate temperature
At a temperature of 300 ° C, a film thickness of 500 Å is blocked.
A stop layer was formed to complete the electrophotographic photoreceptor of the present invention.

【0037】次に、上記感光体表面をコロナ放電により
正に帯電させ、暗減衰特性を調べた。さらに該表面にハ
ロゲンランプ光を照射し、表面電位の光減衰特性を測定
した。その結果、従来のa−Siを用いた電子写真感光
体と比較して、暗減衰特性は同等で、半減露光量は、約
1/5であった。本実施例では、キャリア増倍層1層当
たり1.7倍の増倍がなされたことになる。ただし、キ
ャリア増倍層は本実施例では4層積層したが、4層目は
エネルギー段差が小さく増倍に関与しないと思われる。
Next, the surface of the photoconductor was positively charged by corona discharge, and the dark decay characteristics were examined. Further, the surface was irradiated with halogen lamp light, and the light attenuation characteristics of the surface potential were measured. As a result, as compared with the conventional electrophotographic photosensitive member using a-Si, the dark attenuation characteristics were equivalent, and the half-exposure amount was about 1/5. In this example, the multiplication of 1.7 times was performed per one carrier multiplication layer. However, although four carrier multiplication layers were laminated in this example, the fourth layer has a small energy step and is not considered to be involved in multiplication.

【0038】実施例2 光導伝層を設けない構成にした以外は、実施例1と同様
に電子写真感光体を作製した。ただし、キャリア増倍層
は、光導伝性をもたせるために、膜厚4000オングス
トロームの層を15層積層した。各層はa−Si1-x
X :H、(x=0〜0.3)の範囲で適宜、組成を変化
させた。
Example 2 An electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical transmission layer was not provided. However, as the carrier multiplication layer, 15 layers having a thickness of 4000 angstroms were laminated in order to have photoconductivity. Each layer is a-Si 1-x C
The composition was appropriately changed within the range of X : H, (x = 0 to 0.3).

【0039】上記感光体の暗減衰特性、光減衰特性を実
施例1と同様に測定した。その結果、従来のa−Si:
Hを用いた感光体と比較して、暗減衰特性は同等で、光
減衰特性を示す半減露光量は約1/15であった。本実
施例における、キャリア増倍層1層当たりのキャリア増
倍率は1.2倍であった。
The dark decay characteristics and light decay characteristics of the above-mentioned photosensitive member were measured in the same manner as in Example 1. As a result, conventional a-Si:
Compared with the photoreceptor using H, the dark attenuation characteristic was equivalent, and the half-exposure amount showing the light attenuation characteristic was about 1/15. In this example, the carrier multiplication factor per carrier multiplication layer was 1.2 times.

【0040】以上、2実施例による本発明を詳述してき
たが、本発明の思想によれば、静電潜像の帯電極性が、
負帯電の場合も適用できる。この場合は、導伝性支持体
側から、前記構成と同様の構成であればよい。またキャ
リア増倍層は、正孔の増倍がなされるように、価電子帯
側にイオン化に必要なエネルギー段差をもち、伝導帯側
では、エネルギー段差を小さくしたバンド構造であれば
よい。
Although the present invention according to the two embodiments has been described in detail above, according to the idea of the present invention, the charging polarity of the electrostatic latent image is
It can also be applied to the case of negative charging. In this case, the same structure as the above may be adopted from the side of the conductive support. The carrier multiplication layer may have a band structure having an energy step required for ionization on the valence band side and a small energy step on the conduction band side so that holes are multiplied.

【0041】また、本発明の実施例では、a−Si:H
とa−Six1-x 等の材料としたが、これらの材料に
限定されるものでない。
In the embodiment of the present invention, a-Si: H
And a-Si x C 1-x and the like, the materials are not limited to these materials.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、導伝性支持体上に電荷
注入阻止層と、光導伝層及び光導伝層で発生した光キャ
リアを増倍する層を設けた新規な構成、すなわち、電荷
注入阻止層−光導伝層−キャリア増倍層−電荷注入阻止
層によって、高感度の電子写真感光体を提供できる。
According to the present invention, a novel structure in which a charge injection blocking layer, a photoconductive layer and a layer for multiplying photocarriers generated in the photoconductive layer are provided on a conductive support, that is, The charge injection blocking layer-photoconductive layer-carrier multiplication layer-charge injection blocking layer can provide a highly sensitive electrophotographic photoreceptor.

【0043】また、本発明の別な効果として、高感度化
によって、感光体層厚が、薄くできるようになり、膜は
がれ等の生産上の問題が、軽減されるだけでなく、コス
トの低減効果も期待できる。
Further, as another effect of the present invention, by increasing the sensitivity, the thickness of the photoconductor layer can be reduced, and not only production problems such as film peeling are alleviated but also cost reduction is achieved. You can expect an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の電子写真感光体の層構造の一実施例を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a layer structure of an electrophotographic photosensitive member of the present invention.

【図2】本発明の電子写真感光体の非帯電時のエネルギ
ー準位の一例を示すバンド図である。
FIG. 2 is a band diagram showing an example of energy levels when the electrophotographic photosensitive member of the present invention is not charged.

【図3】グロー放電分解装置の構成を示す概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of a glow discharge decomposition device.

【図4】本発明の電子写真感光体の帯電時のエネルギー
準位の一例を示すバンド図である。
FIG. 4 is a band diagram showing an example of energy levels during charging of the electrophotographic photosensitive member of the present invention.

【図5】本発明の電子写真感光体の非帯電時のエネルギ
ー準位の他の例を示すバンド図である。
FIG. 5 is a band diagram showing another example of energy levels of the electrophotographic photosensitive member of the present invention when it is not charged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 導伝性支持体 12 電化注入阻止層 13 光導伝層 14 キャリア増倍層 15 電荷注入阻止層 22 電荷注入阻止層 23 光導伝層 24 キャリア増倍層 25 電荷注入阻止層 30 基板 31 真空槽 32 アノード電極 33 カソード電極 34 加熱ヒータ 35 高周波電源 36 ガス導入管 37 排気装置 52 電荷注入阻止層 53 光導伝層 54 キャリア増倍層 55 電荷注入阻止層 11 conductive support 12 charge injection blocking layer 13 photoconductive layer 14 carrier multiplication layer 15 charge injection blocking layer 22 charge injection blocking layer 23 photoconductive layer 24 carrier multiplication layer 25 charge injection blocking layer 30 substrate 31 vacuum chamber 32 Anode electrode 33 Cathode electrode 34 Heater 35 High frequency power supply 36 Gas introduction tube 37 Exhaust device 52 Charge injection blocking layer 53 Photoconductive layer 54 Carrier multiplication layer 55 Charge injection blocking layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導伝性支持体上に電荷注入阻止層と、前
記電荷注入阻止層上に、少なくともキャリアを増倍する
キャリア増倍層とを積層してなることを特徴とする電子
写真感光体。
1. An electrophotographic photosensitive member comprising: a charge injection blocking layer on a conductive support; and a carrier multiplication layer multiplying at least carriers on the charge injection blocking layer. body.
【請求項2】 請求項1記載の電子写真感光体の電荷注
入阻止層とキャリア増倍層の間に、光導伝層を設けてな
る電子写真感光体。
2. An electrophotographic photoreceptor comprising a photoconductive layer between the charge injection blocking layer and the carrier multiplication layer of the electrophotographic photoreceptor according to claim 1.
【請求項3】 請求項1又は2記載の電子写真感光体の
キャリア増倍層の上に、電荷注入阻止層を設けてなる電
子写真感光体。
3. An electrophotographic photoreceptor having a charge injection blocking layer provided on the carrier multiplication layer of the electrophotographic photoreceptor according to claim 1.
【請求項4】 キャリア増倍層が、最小禁制帯幅Eg1
から最大禁制帯幅Eg2に連続的に変化した後、伝導帯
側にエネルギー段差Eを生ずる、少なくとも1つ以上の
ステップバック構造からなるエネルギー準位をもつよう
に構成した請求項1乃至3いずれか記載の電子写真感光
体。
4. The carrier multiplication layer has a minimum forbidden band width Eg1.
4. The structure according to claim 1, further comprising an energy level having at least one step-back structure that causes an energy step E on the conduction band side after continuously changing from the maximum band gap Eg2 to Eg2. The electrophotographic photosensitive member described.
【請求項5】 エネルギー段差Eが、最小禁制帯幅Eg
1をもつ層におけるキャリアのイオン化エネルギー以上
である請求項4記載の電子写真感光体。
5. The energy step E is a minimum forbidden band width Eg.
The electrophotographic photosensitive member according to claim 4, which has an ionization energy of carrier or more in the layer having 1.
【請求項6】 エネルギー段差Eが、最小禁制帯幅Eg
1よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の電子写
真感光体。
6. The energy step E is a minimum forbidden band width Eg.
The electrophotographic photosensitive member according to claim 4, wherein the electrophotographic photosensitive member is larger than 1.
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