JPH09114114A - 配向ポリシラン電荷輸送薄膜及びそれを用いた電子デバイス - Google Patents
配向ポリシラン電荷輸送薄膜及びそれを用いた電子デバイスInfo
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- JPH09114114A JPH09114114A JP27146195A JP27146195A JPH09114114A JP H09114114 A JPH09114114 A JP H09114114A JP 27146195 A JP27146195 A JP 27146195A JP 27146195 A JP27146195 A JP 27146195A JP H09114114 A JPH09114114 A JP H09114114A
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- film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動度の高い電荷輸送薄膜を製造する。
【解決手段】 基板上に、主鎖が珪素から構成されてい
るポリシランの膜を形成した電荷輸送膜。ポリシランは
蒸着法で形成され、その主鎖は膜厚方向に配向してい
る。導電性支持体２１上に、下引き層２２、電荷発生層
２３、前記ポリシラン電荷輸送層２４を積層すると応答
速度の速い電子写真感光体が得られる。
るポリシランの膜を形成した電荷輸送膜。ポリシランは
蒸着法で形成され、その主鎖は膜厚方向に配向してい
る。導電性支持体２１上に、下引き層２２、電荷発生層
２３、前記ポリシラン電荷輸送層２４を積層すると応答
速度の速い電子写真感光体が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリシランを用い
た電荷輸送薄膜及びその電荷輸送薄膜を用いた電子デバ
イスに関する。
た電荷輸送薄膜及びその電荷輸送薄膜を用いた電子デバ
イスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電荷輸送材料としては、トリフェ
ニルアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体やオキザゾール誘
導体を適当なバインダ樹脂に分子分散したものやその蒸
着膜が知られている。これらの電荷輸送材料は電子写真
用感光体や有機電界発光素子などの電荷輸送層に用いら
れている。
ニルアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体やオキザゾール誘
導体を適当なバインダ樹脂に分子分散したものやその蒸
着膜が知られている。これらの電荷輸送材料は電子写真
用感光体や有機電界発光素子などの電荷輸送層に用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電荷輸送材料に求めら
れる特性のうち各種の電子デバイスに用いる上で最も重
要なものは移動度である。電荷輸送材料の移動度が高け
れば高いほど、電子写真感光体の応答速度は速くなり、
有機電界発光素子の輝度は高くなるというように各種電
子デバイスの特性が向上する。従来の輸送材料の移動度
は高々１０-5ｃｍ 2／Ｖｓのオーダーであり、各種電子
デバイスの特性をより一層向上させるためにはより高い
移動度を持つ電荷輸送材料の開発が求められていた。
れる特性のうち各種の電子デバイスに用いる上で最も重
要なものは移動度である。電荷輸送材料の移動度が高け
れば高いほど、電子写真感光体の応答速度は速くなり、
有機電界発光素子の輝度は高くなるというように各種電
子デバイスの特性が向上する。従来の輸送材料の移動度
は高々１０-5ｃｍ 2／Ｖｓのオーダーであり、各種電子
デバイスの特性をより一層向上させるためにはより高い
移動度を持つ電荷輸送材料の開発が求められていた。
【０００４】ポリシランを電荷輸送材料に用いる試み
は、Ａｂｋｏｗｉｔｚらによってポリシランが高いホー
ル移動度を示すことが報告されて以来〔ソリッド・ステ
イト・コミュニケイション、第６２巻第８号５４７頁
（１９８７年）〕、非常に多く行われている。たとえ
ば、特開昭６１−１０７４７号公報、特開昭６２−２６
９９６４号公報、特開昭６３−２８５５５２号公報に
は、ポリシランを電荷輸送層に用いた電子写真感光体が
開示されている。しかしながら、これらに報告されてい
るポリシランを用いた電荷輸送層の移動度は１０-4ｃｍ
2／Ｖｓ程度であり、高速印写が要求されるプリンタの
感光体としては不十分な応答速度しか得られなかった。
は、Ａｂｋｏｗｉｔｚらによってポリシランが高いホー
ル移動度を示すことが報告されて以来〔ソリッド・ステ
イト・コミュニケイション、第６２巻第８号５４７頁
（１９８７年）〕、非常に多く行われている。たとえ
ば、特開昭６１−１０７４７号公報、特開昭６２−２６
９９６４号公報、特開昭６３−２８５５５２号公報に
は、ポリシランを電荷輸送層に用いた電子写真感光体が
開示されている。しかしながら、これらに報告されてい
るポリシランを用いた電荷輸送層の移動度は１０-4ｃｍ
2／Ｖｓ程度であり、高速印写が要求されるプリンタの
感光体としては不十分な応答速度しか得られなかった。
【０００５】テトラフェニルジアミン等の芳香族アミン
の蒸着薄膜も有機電界発光素子の電荷輸送層として検討
されてきたが、やはり移動度が１０-4ｃｍ2／Ｖｓ程度
と低いために十分な輝度が得られていない。本発明は、
移動度の高い電荷輸送薄膜を提供すること、及び特性の
向上した電子デバイスを提供することを目的とする。
の蒸着薄膜も有機電界発光素子の電荷輸送層として検討
されてきたが、やはり移動度が１０-4ｃｍ2／Ｖｓ程度
と低いために十分な輝度が得られていない。本発明は、
移動度の高い電荷輸送薄膜を提供すること、及び特性の
向上した電子デバイスを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】種々のポリシランについ
て電荷輸送材料としての特性を鋭意検討した結果、主鎖
の向きを一方向に揃えた配向ポリシランが桁違いに高い
移動度を示すことを見出した。そして、この配向ポリシ
ラン膜を各種電子デバイスの電荷輸送層として用いると
デバイスの特性を著しく向上できることを見出すに到っ
た。
て電荷輸送材料としての特性を鋭意検討した結果、主鎖
の向きを一方向に揃えた配向ポリシランが桁違いに高い
移動度を示すことを見出した。そして、この配向ポリシ
ラン膜を各種電子デバイスの電荷輸送層として用いると
デバイスの特性を著しく向上できることを見出すに到っ
た。
【０００７】すなわち、本発明による電荷輸送膜は、基
板上に、主鎖が珪素から構成されている下式で表される
ポリシランの膜を形成した電荷輸送膜において、その主
鎖が膜厚方向に配向していることを特徴とする。
板上に、主鎖が珪素から構成されている下式で表される
ポリシランの膜を形成した電荷輸送膜において、その主
鎖が膜厚方向に配向していることを特徴とする。
【０００８】
【化２】
【０００９】Ｒ1，Ｒ2はＣnＨ2n+1（ｎは１以上の整
数）で表されるアルキル基、又は置換基を有していても
よいアリル基を表す。Ｒ1とＲ2は同じものでも異なって
いてもよい。移動度には置換基の種類による大きな違い
は認められなかった。高分子を配向させる方法として
は、ラビング処理した配向膜を用いる方法が知られてい
るが、そのような配向膜によっては基体に対してポリシ
ランの主鎖を垂直に配向させることが困難であった。基
体に対してポリシランの主鎖を垂直に配向させる方法に
ついて鋭意検討した結果、蒸着法が優れていることが見
出された。
数）で表されるアルキル基、又は置換基を有していても
よいアリル基を表す。Ｒ1とＲ2は同じものでも異なって
いてもよい。移動度には置換基の種類による大きな違い
は認められなかった。高分子を配向させる方法として
は、ラビング処理した配向膜を用いる方法が知られてい
るが、そのような配向膜によっては基体に対してポリシ
ランの主鎖を垂直に配向させることが困難であった。基
体に対してポリシランの主鎖を垂直に配向させる方法に
ついて鋭意検討した結果、蒸着法が優れていることが見
出された。
【００１０】主鎖を膜厚方向に配向させたポリシランを
用いると移動度が増大するのは、キャリアを輸送しよう
とする方向にポリシランの主鎖を配向させたため、主鎖
間をキャリアがホッピングする過程が減少しキャリアが
主に主鎖上を走行するようになったためと考えられる。
さらに、上記配向ポリシラン電荷輸送薄膜を、感光体の
電荷輸送層、電界発光素子の正孔輸送層に用いるとそれ
ぞれの特性が大幅に向上することが見出された。配向ポ
リシラン電荷輸送薄膜を電子写真用感光体に適用する際
には、導電性支持体上に電荷発生層を設け、その上に配
向ポリシラン薄膜を形成する。帯電性が劣る場合には、
導電性支持体から電荷発生層への電荷の注入を阻止する
目的で導電性支持体と電荷発生層との間に下引き層を設
けることが望ましい。
用いると移動度が増大するのは、キャリアを輸送しよう
とする方向にポリシランの主鎖を配向させたため、主鎖
間をキャリアがホッピングする過程が減少しキャリアが
主に主鎖上を走行するようになったためと考えられる。
さらに、上記配向ポリシラン電荷輸送薄膜を、感光体の
電荷輸送層、電界発光素子の正孔輸送層に用いるとそれ
ぞれの特性が大幅に向上することが見出された。配向ポ
リシラン電荷輸送薄膜を電子写真用感光体に適用する際
には、導電性支持体上に電荷発生層を設け、その上に配
向ポリシラン薄膜を形成する。帯電性が劣る場合には、
導電性支持体から電荷発生層への電荷の注入を阻止する
目的で導電性支持体と電荷発生層との間に下引き層を設
けることが望ましい。
【００１１】上記配向ポリシラン電荷輸送薄膜を有機電
界発光素子に適用する際には、透明電極基板上に配向ポ
リシラン薄膜、発光層、電子輸送層、電極を順次積層し
た構成とする。発光材料と電子輸送材料とを同一の材料
とし発光する部位を配向ポリシラン薄膜と電子輸送層と
の界面とする構成や、配向ポリシラン薄膜中に発光材料
を分散させた構成や、配向ポリシラン薄膜中に発光材料
と電子輸送材料とを分散させた構成としてもよい。
界発光素子に適用する際には、透明電極基板上に配向ポ
リシラン薄膜、発光層、電子輸送層、電極を順次積層し
た構成とする。発光材料と電子輸送材料とを同一の材料
とし発光する部位を配向ポリシラン薄膜と電子輸送層と
の界面とする構成や、配向ポリシラン薄膜中に発光材料
を分散させた構成や、配向ポリシラン薄膜中に発光材料
と電子輸送材料とを分散させた構成としてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
細に説明する。 〈実施例１〉図１に断面構造を示すタイム・オブ・フラ
イト（time of flight）測定用の試料セルを作製した。
細に説明する。 〈実施例１〉図１に断面構造を示すタイム・オブ・フラ
イト（time of flight）測定用の試料セルを作製した。
【００１３】庄野らによってジャーナル・オブ・ケミカ
ル・ソシエティ・ケミカル・コミュニケーション、１１
６０頁（１９９０年）に報告されている電極還元反応を
用いてジ−ｎ−ブチルジクロロシラン（チッソ製）を脱
塩素縮合して、ポリ（ジ−ｎ−ブチル）シランを合成し
た。また、特開昭６２−２５６８６６号公報に記載され
ている処方に従い、チタニルフタロシアニンを得た。
ル・ソシエティ・ケミカル・コミュニケーション、１１
６０頁（１９９０年）に報告されている電極還元反応を
用いてジ−ｎ−ブチルジクロロシラン（チッソ製）を脱
塩素縮合して、ポリ（ジ−ｎ−ブチル）シランを合成し
た。また、特開昭６２−２５６８６６号公報に記載され
ている処方に従い、チタニルフタロシアニンを得た。
【００１４】スライドガラス１１に透明電極としてＩＴ
Ｏ薄膜１２をスパッタ法で作成し、その上にＳｉＯｘ薄
膜１３を真空蒸着法で１５０〜２００ｎｍ形成し、その
上に電荷発生層としてチタニルフタロシアニン層１４を
真空度６〜７×１０-6Ｔｏｒｒのもとで抵抗加熱により
約１５０ｎｍの厚さに蒸着した。膜厚の測定は触針式膜
厚計（ＵＬＶＡＣ ＤＥＫＴＡＫ−３０３０）で行っ
た。この蒸着膜をテトラヒドロフランを入れたシャーレ
上に１４時間放置し、結晶成長を行った。得られた処理
後の膜のＸ線回折スペクトルを測定したところ、１２.
７°，２５.４°，２８.６°に回折ピークが現れたこと
から、このチタニルフタロシアニン膜１４の結晶型はα
型であることが確認された。
Ｏ薄膜１２をスパッタ法で作成し、その上にＳｉＯｘ薄
膜１３を真空蒸着法で１５０〜２００ｎｍ形成し、その
上に電荷発生層としてチタニルフタロシアニン層１４を
真空度６〜７×１０-6Ｔｏｒｒのもとで抵抗加熱により
約１５０ｎｍの厚さに蒸着した。膜厚の測定は触針式膜
厚計（ＵＬＶＡＣ ＤＥＫＴＡＫ−３０３０）で行っ
た。この蒸着膜をテトラヒドロフランを入れたシャーレ
上に１４時間放置し、結晶成長を行った。得られた処理
後の膜のＸ線回折スペクトルを測定したところ、１２.
７°，２５.４°，２８.６°に回折ピークが現れたこと
から、このチタニルフタロシアニン膜１４の結晶型はα
型であることが確認された。
【００１５】次に、前記方法で合成したポリ（ジ−ｎ−
ブチル）シラン０.３ｇをタンタル製の加熱用ボードに
入れ、真空蒸着装置（ＵＬＶＡＣ ＥＢＶ−６ＣＡ）で
真空度６〜７×１０-6Ｔｏｒｒのもとで、２枚のチタニ
ルフタロシアニン蒸着膜基板と２枚の石英基板の上に蒸
着した。加熱用ボードの温度は約４００℃とし、蒸着速
度は１ｎｍ／ｓｅｃ程度とした。この際、１枚のチタニ
ルフタロシアニン蒸着膜基板と１枚の石英基板は１００
℃に加熱してポリ（ジ−ｎ−ブチル）シランの蒸着を行
い、残りのチタニルフタロシアニン蒸着膜基板と石英基
板は室温で蒸着を行った。蒸着されたポリ（ジ−ｎ−ブ
チル）シラン膜１５の膜厚を触針式膜厚計（ＵＬＶＡＣ
ＤＥＫＴＡＫ−３０３０）で測定したところ、１μｍ
であった。
ブチル）シラン０.３ｇをタンタル製の加熱用ボードに
入れ、真空蒸着装置（ＵＬＶＡＣ ＥＢＶ−６ＣＡ）で
真空度６〜７×１０-6Ｔｏｒｒのもとで、２枚のチタニ
ルフタロシアニン蒸着膜基板と２枚の石英基板の上に蒸
着した。加熱用ボードの温度は約４００℃とし、蒸着速
度は１ｎｍ／ｓｅｃ程度とした。この際、１枚のチタニ
ルフタロシアニン蒸着膜基板と１枚の石英基板は１００
℃に加熱してポリ（ジ−ｎ−ブチル）シランの蒸着を行
い、残りのチタニルフタロシアニン蒸着膜基板と石英基
板は室温で蒸着を行った。蒸着されたポリ（ジ−ｎ−ブ
チル）シラン膜１５の膜厚を触針式膜厚計（ＵＬＶＡＣ
ＤＥＫＴＡＫ−３０３０）で測定したところ、１μｍ
であった。
【００１６】石英基板上に蒸着されたポリ（ジ−ｎ−ブ
チル）シラン蒸着膜を吸収スペクトル測定用試料とし
て、吸収スペクトルを測定した。結果を図２に示す。図
２（ａ）は蒸着時の基板温度を室温とした試料の吸収ス
ペクトルであり、図２（ｂ）は蒸着時の基板温度を１０
０℃とした試料の吸収スペクトルである。いずれの図に
おいても、太線は試料膜と入射光線のなす角度を９０°
としたとき（垂直入射）の吸収スペクトルであり、細線
は試料膜と入射光線のなす角度を４５°としたときの吸
収スペクトルである。
チル）シラン蒸着膜を吸収スペクトル測定用試料とし
て、吸収スペクトルを測定した。結果を図２に示す。図
２（ａ）は蒸着時の基板温度を室温とした試料の吸収ス
ペクトルであり、図２（ｂ）は蒸着時の基板温度を１０
０℃とした試料の吸収スペクトルである。いずれの図に
おいても、太線は試料膜と入射光線のなす角度を９０°
としたとき（垂直入射）の吸収スペクトルであり、細線
は試料膜と入射光線のなす角度を４５°としたときの吸
収スペクトルである。
【００１７】図２（ａ）に示されているように、石英基
板を加熱せずに室温のままとしてポリ（ジ−ｎ−ブチ
ル）シランを蒸着した試料の吸収スペクトルは、光の入
射角度によって大きく変化し、３１５ｎｍ付近のＳｉ骨
格のシグマ共役にもとづく吸収ピークは、光が蒸着膜に
垂直に当たる時には観測されず、光が蒸着膜に対し斜め
に当たる時に現れ、光の進行方向と蒸着膜とのなす角度
が小さくなればなるほど吸収ピークの強度が増加するこ
とが観測された。このことは、ポリシランのＳｉ−Ｓｉ
結合すなわち主鎖が石英基板に対して垂直に配向してい
ることを示している。
板を加熱せずに室温のままとしてポリ（ジ−ｎ−ブチ
ル）シランを蒸着した試料の吸収スペクトルは、光の入
射角度によって大きく変化し、３１５ｎｍ付近のＳｉ骨
格のシグマ共役にもとづく吸収ピークは、光が蒸着膜に
垂直に当たる時には観測されず、光が蒸着膜に対し斜め
に当たる時に現れ、光の進行方向と蒸着膜とのなす角度
が小さくなればなるほど吸収ピークの強度が増加するこ
とが観測された。このことは、ポリシランのＳｉ−Ｓｉ
結合すなわち主鎖が石英基板に対して垂直に配向してい
ることを示している。
【００１８】一方、図２（ｂ）から分かるように、１０
０℃に加熱した石英基板上に蒸着した試料のスペクトル
にはそのような入射角度依存性は顕著には見られなかっ
た。このことは、加熱した基板上にポリシランを蒸着す
ると主鎖は配向せずランダムな方向を向いていることを
示している。従って、基板を加熱するかしないかにより
配向していない膜と配向した膜を容易に作ることができ
ることが分かった。
０℃に加熱した石英基板上に蒸着した試料のスペクトル
にはそのような入射角度依存性は顕著には見られなかっ
た。このことは、加熱した基板上にポリシランを蒸着す
ると主鎖は配向せずランダムな方向を向いていることを
示している。従って、基板を加熱するかしないかにより
配向していない膜と配向した膜を容易に作ることができ
ることが分かった。
【００１９】吸収スペクトル測定後蒸着膜をヘキサンに
溶かし、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で分子
量の測定を行ったところ、分子量は約４０００であっ
た。このポリ（ジ−ｎ−ブチル）シラン蒸着膜１５上に
アルミニウム電極１６を真空蒸着法により形成してポリ
シランの主鎖が電極に対して垂直に配向したものとして
いないものの２種類のサンドイッチ型の試料セルを作製
した。
溶かし、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で分子
量の測定を行ったところ、分子量は約４０００であっ
た。このポリ（ジ−ｎ−ブチル）シラン蒸着膜１５上に
アルミニウム電極１６を真空蒸着法により形成してポリ
シランの主鎖が電極に対して垂直に配向したものとして
いないものの２種類のサンドイッチ型の試料セルを作製
した。
【００２０】タイム・オブ・フライトの測定は、次のよ
うにして行った。予めＩＴＯ電極１２側に正の電圧（３
０〜１００Ｖ）を印加し、ＱスイッチＹＡＧレーザー励
起色素レーザー（Ｓｐｅｃｔｒａ Ｐｈｙｓｉｃｓ社
製、ＤＣＲ−３、ＰＤＬ−２、波長７００ｎｍ）１７の
光をＩＴＯ電極側から試料セルに照射した。その際、ア
ルミニウム電極１６とアース間に入れた挿入抵抗（５０
Ω）１８を光電流が流れることによって生じる電位の時
間変化を、デジタルオシロスコープ（テクトロニクス社
製 ２４３０Ａ）１９で測定した。レーザー１７の出力
光の一部はハーフミラーで分割して光検出器２０で検出
し、この光検出器２０の出力信号をデジタルオシロスコ
ープ１９のトリガ信号として用いた。
うにして行った。予めＩＴＯ電極１２側に正の電圧（３
０〜１００Ｖ）を印加し、ＱスイッチＹＡＧレーザー励
起色素レーザー（Ｓｐｅｃｔｒａ Ｐｈｙｓｉｃｓ社
製、ＤＣＲ−３、ＰＤＬ−２、波長７００ｎｍ）１７の
光をＩＴＯ電極側から試料セルに照射した。その際、ア
ルミニウム電極１６とアース間に入れた挿入抵抗（５０
Ω）１８を光電流が流れることによって生じる電位の時
間変化を、デジタルオシロスコープ（テクトロニクス社
製 ２４３０Ａ）１９で測定した。レーザー１７の出力
光の一部はハーフミラーで分割して光検出器２０で検出
し、この光検出器２０の出力信号をデジタルオシロスコ
ープ１９のトリガ信号として用いた。
【００２１】出力波形の典型例を図３に示す。この出力
波形の前後の接線の交点からトランジットタイムｔが求
められる。波形が明瞭な折れ曲がりを持たない場合に
は、両対数のプロットをとり、その折れ曲がりの前後の
接線の交点からトランジットタイムを求める。移動度μ
は、膜厚をＬ、印加電圧をＶとして下式から決定され
る。
波形の前後の接線の交点からトランジットタイムｔが求
められる。波形が明瞭な折れ曲がりを持たない場合に
は、両対数のプロットをとり、その折れ曲がりの前後の
接線の交点からトランジットタイムを求める。移動度μ
は、膜厚をＬ、印加電圧をＶとして下式から決定され
る。
【００２２】μ＝Ｌ2／（Ｖ・ｔ） ポリシランの主鎖が電極に対して垂直に配向したものと
していないものの移動度は、３０Ｖ／μｍの電界強度の
もとでそれぞれ約１×１０-3、１×１０-4ｃｍ 2／Ｖｓ
であった。この結果は、主鎖をキャリアが走行する方向
に配向させた方が移動度が高くなることを如実に示して
いる。 〈実施例２〉実施例１と同様にして、図１に断面構造を
示すタイム・オブ・フライト測定用の試料セルを作製し
た。ただし、電荷輸送薄膜としてポリ（ジ−ｎ−ブチ
ル）シランに代えてポリメチルフェニルシランを用い
た。
していないものの移動度は、３０Ｖ／μｍの電界強度の
もとでそれぞれ約１×１０-3、１×１０-4ｃｍ 2／Ｖｓ
であった。この結果は、主鎖をキャリアが走行する方向
に配向させた方が移動度が高くなることを如実に示して
いる。 〈実施例２〉実施例１と同様にして、図１に断面構造を
示すタイム・オブ・フライト測定用の試料セルを作製し
た。ただし、電荷輸送薄膜としてポリ（ジ−ｎ−ブチ
ル）シランに代えてポリメチルフェニルシランを用い
た。
【００２３】ポリメチルフェニルシランは、庄野らによ
ってジャーナル・オブ・ケミカル・ソシエティ・ケミカ
ル・コミュニケーション、１１６０頁（１９９０年）に
報告されている電極還元反応を用いて、メチルフェニル
ジクロロシラン（チッソ製）を脱塩素縮合して合成し
た。実施例１と同様な方法でＩＴＯ透明電極上にＳｉＯ
ｘ薄膜、チタニルフタロシアニン薄膜を順次形成し、そ
の上にポリメチルフェニルシランを蒸着し、さらにアル
ミニウム電極を蒸着してサンドイッチ型の試料セルを作
製した。試料セルは、実施例１と同様に、ポリメチルフ
ェニルシランの蒸着時の基板温度を室温とした試料セル
と、１００℃とした試料セルの２種類のものを作製し
た。ポリメチルフェニルシランの膜厚は、加熱した基板
に蒸着したものも室温の基板に蒸着したものも約１.１
μｍであった。
ってジャーナル・オブ・ケミカル・ソシエティ・ケミカ
ル・コミュニケーション、１１６０頁（１９９０年）に
報告されている電極還元反応を用いて、メチルフェニル
ジクロロシラン（チッソ製）を脱塩素縮合して合成し
た。実施例１と同様な方法でＩＴＯ透明電極上にＳｉＯ
ｘ薄膜、チタニルフタロシアニン薄膜を順次形成し、そ
の上にポリメチルフェニルシランを蒸着し、さらにアル
ミニウム電極を蒸着してサンドイッチ型の試料セルを作
製した。試料セルは、実施例１と同様に、ポリメチルフ
ェニルシランの蒸着時の基板温度を室温とした試料セル
と、１００℃とした試料セルの２種類のものを作製し
た。ポリメチルフェニルシランの膜厚は、加熱した基板
に蒸着したものも室温の基板に蒸着したものも約１.１
μｍであった。
【００２４】ポリメチルフェニルシラン蒸着時の基板温
度を室温とした場合には、蒸着膜の吸収スペクトルに図
２（ａ）に示したのと同様な光の入射角度依存性が見ら
れ、基板を加熱して蒸着した場合にはその依存性が顕著
には見られなかった。このことから、ポリメチルフェニ
ルシラン膜においても、実施例１と同様に基板を加熱し
た場合には無配向の膜が、基板を室温のままにした場合
にはポリシランの主鎖が基板に垂直に配向した膜が得ら
れたことが分かった。
度を室温とした場合には、蒸着膜の吸収スペクトルに図
２（ａ）に示したのと同様な光の入射角度依存性が見ら
れ、基板を加熱して蒸着した場合にはその依存性が顕著
には見られなかった。このことから、ポリメチルフェニ
ルシラン膜においても、実施例１と同様に基板を加熱し
た場合には無配向の膜が、基板を室温のままにした場合
にはポリシランの主鎖が基板に垂直に配向した膜が得ら
れたことが分かった。
【００２５】前記２種類の試料セルを用いて移動度の測
定を行った。測定方法は実施例１と同様とした。ポリシ
ランの主鎖が電極に対して垂直に配向したものとしてい
ないものの移動度は、３０Ｖ／μｍの電界強度のもとで
それぞれ約８×１０-4、９×１０-5ｃｍ 2／Ｖｓであっ
た。実施例１と同様に、キャリアが走行する方向に主鎖
を配向させた方が移動度が高くなることが分かる。
定を行った。測定方法は実施例１と同様とした。ポリシ
ランの主鎖が電極に対して垂直に配向したものとしてい
ないものの移動度は、３０Ｖ／μｍの電界強度のもとで
それぞれ約８×１０-4、９×１０-5ｃｍ 2／Ｖｓであっ
た。実施例１と同様に、キャリアが走行する方向に主鎖
を配向させた方が移動度が高くなることが分かる。
【００２６】実施例１と実施例２の移動度測定結果を表
１にまとめて示す。
１にまとめて示す。
【００２７】
【表１】 〔電界強度３０Ｖ／μｍにおける移動度（ｃｍ2／Ｖｓ）〕 基板を加熱 基板を加熱せず 実施例１ １×１０-4 １×１０-3 実施例２ ９×１０-5 ８×１０-4 〈実施例３〉図４に断面構造を示す電子写真用感光体を
作製した。
作製した。
【００２８】作製にあたっては、アルミニウム基板２１
上に、ポリアミド樹脂（商品名；Ｍ−１２７６、日本リ
ルサン株式会社製）１重量部、メラミン樹脂（商品名；
メラン２０００、日立化成工業株式会社製）１重量部と
からなる下引き層２２を約０.１μｍの厚さに塗工し
た。その上に、τ型無金属フタロシアニン（東洋インキ
株式会社製、リオフォトン）２.５重量部をプロパノー
ル９５重量部、ポリビニルブチラール（商品名；電化ブ
チラール＃３０００Ｋ、電気化学製）２.５重量部の溶
液に添加し、超音波洗浄機を用いて８時間分散して得ら
れた分散液を、浸漬塗工して電荷発生層２３を形成し
た。電荷発生層２３の膜厚は約０.３μｍであった。
上に、ポリアミド樹脂（商品名；Ｍ−１２７６、日本リ
ルサン株式会社製）１重量部、メラミン樹脂（商品名；
メラン２０００、日立化成工業株式会社製）１重量部と
からなる下引き層２２を約０.１μｍの厚さに塗工し
た。その上に、τ型無金属フタロシアニン（東洋インキ
株式会社製、リオフォトン）２.５重量部をプロパノー
ル９５重量部、ポリビニルブチラール（商品名；電化ブ
チラール＃３０００Ｋ、電気化学製）２.５重量部の溶
液に添加し、超音波洗浄機を用いて８時間分散して得ら
れた分散液を、浸漬塗工して電荷発生層２３を形成し
た。電荷発生層２３の膜厚は約０.３μｍであった。
【００２９】次に、実施例１で述べた方法で合成したポ
リ（ジ−ｎ−ブチル）シラン０.８ｇをタンタル製の加
熱用ボードに入れ、真空蒸着装置（ＵＬＶＡＣ ＥＢＶ
−６ＣＡ）で真空度６〜７×１０-6Ｔｏｒｒのもとで電
荷発生層２３の上に蒸着し（加熱ボードの温度は約４０
０℃）て電荷輸送層２４となし、電子写真用感光体を作
製した。比較用として、電荷発生層２３を塗工してある
アルミニウム基板２１を１００℃に加熱しながらポリシ
ランを蒸着した試料も作製した。
リ（ジ−ｎ−ブチル）シラン０.８ｇをタンタル製の加
熱用ボードに入れ、真空蒸着装置（ＵＬＶＡＣ ＥＢＶ
−６ＣＡ）で真空度６〜７×１０-6Ｔｏｒｒのもとで電
荷発生層２３の上に蒸着し（加熱ボードの温度は約４０
０℃）て電荷輸送層２４となし、電子写真用感光体を作
製した。比較用として、電荷発生層２３を塗工してある
アルミニウム基板２１を１００℃に加熱しながらポリシ
ランを蒸着した試料も作製した。
【００３０】実施例１からも明らかなように、電荷発生
層基板を１００℃に加熱した場合にはポリシランは無配
向であり、基板温度が室温の場合には、電荷発生層に対
してポリシランの主鎖が垂直に配向していると判断され
る。膜厚の測定を触針式膜厚計（ＵＬＶＡＣ ＤＥＫＴ
ＡＫ−３０３０）で行ったところ、２μｍであった。こ
の様にして作製した電子写真感光体の電子写真特性評価
装置（ジェンティック社製、ＣＹＮＴＨＩＡ ３０Ｈ
Ｌ）で評価した。初期帯電を−９０Ｖとし、４０μＷ／
ｃｍ2、７８０ｎｍの光を５０ｍｓ間照射し、電位が−
４５Ｖ（５０％減衰）になるのに要する時間（半減露光
時間）を光応答性の評価基準として測定した。結果を表
２に示す。
層基板を１００℃に加熱した場合にはポリシランは無配
向であり、基板温度が室温の場合には、電荷発生層に対
してポリシランの主鎖が垂直に配向していると判断され
る。膜厚の測定を触針式膜厚計（ＵＬＶＡＣ ＤＥＫＴ
ＡＫ−３０３０）で行ったところ、２μｍであった。こ
の様にして作製した電子写真感光体の電子写真特性評価
装置（ジェンティック社製、ＣＹＮＴＨＩＡ ３０Ｈ
Ｌ）で評価した。初期帯電を−９０Ｖとし、４０μＷ／
ｃｍ2、７８０ｎｍの光を５０ｍｓ間照射し、電位が−
４５Ｖ（５０％減衰）になるのに要する時間（半減露光
時間）を光応答性の評価基準として測定した。結果を表
２に示す。
【００３１】
【表２】基板を加熱 基板を加熱せず ７.４ｍｓ １.２ｍｓ 表２から明らかなように、ポリシラン蒸着時に電荷発生
層基板を加熱しない場合の方が光応答性に優れており、
ポリシランの主鎖を電荷発生層に対して垂直に配向させ
ることの有効性が確認された。 〈実施例４〉図５に断面構造示す発光素子を作製した。
層基板を加熱しない場合の方が光応答性に優れており、
ポリシランの主鎖を電荷発生層に対して垂直に配向させ
ることの有効性が確認された。 〈実施例４〉図５に断面構造示す発光素子を作製した。
【００３２】作製にあたっては、ガラス基板３１に幅５
ｍｍ長さ１ｃｍのＩＴＯ薄膜３２をスパッタ法で形成
し、透明電極とした。その上に、実施例１で述べた方法
で合成したポリ（ジ−ｎ−ブチル）シランを抵抗加熱方
式で蒸着して電荷輸送層３３とした。比較のために、実
施例１から３と同様に、ポリ（ジ−ｎ−ブチル）シラン
蒸着時の基板温度を室温とした発光素子と、１００℃と
した発光素子の２種類のものを作製した。ポリシラン電
荷輸送層３３の膜厚は約３０ｎｍであった。次に、電子
輸送層と発光材料を兼ねる層３４としてトリス（８−キ
ノリノレート）アルミニウム錯体を約５０ｎｍ蒸着し
た。最後に、インジウムを約２００ｎｍ蒸着して電極３
５とした。
ｍｍ長さ１ｃｍのＩＴＯ薄膜３２をスパッタ法で形成
し、透明電極とした。その上に、実施例１で述べた方法
で合成したポリ（ジ−ｎ−ブチル）シランを抵抗加熱方
式で蒸着して電荷輸送層３３とした。比較のために、実
施例１から３と同様に、ポリ（ジ−ｎ−ブチル）シラン
蒸着時の基板温度を室温とした発光素子と、１００℃と
した発光素子の２種類のものを作製した。ポリシラン電
荷輸送層３３の膜厚は約３０ｎｍであった。次に、電子
輸送層と発光材料を兼ねる層３４としてトリス（８−キ
ノリノレート）アルミニウム錯体を約５０ｎｍ蒸着し
た。最後に、インジウムを約２００ｎｍ蒸着して電極３
５とした。
【００３３】透明電極３２を正極とし、インジウム電極
３５を負極とした。この素子に約２秒間隔で直流電圧を
２Ｖずつステップ状に印加し、そのときの電流密度と発
光輝度の関係を測定した。輝度の測定にはミノルタ製Ｌ
Ｓ−１００を使用した。図６に測定結果を示す。図６
中、●はポリ（ジ−ｎ−ブチル）シラン蒸着時の基板温
度を室温とした発光素子の測定値であり、○は蒸着時の
基板温度を１００℃とした発光素子の測定値である。図
６から明らかなように、ポリシランの主鎖が基板に対し
て垂直に配向した移動度の高いポリシランを正孔輸送層
に用いた場合の方が輝度が向上していることが分かる。
この結果は、本発明による電荷輸送薄膜の有効性を明確
に示すものである。
３５を負極とした。この素子に約２秒間隔で直流電圧を
２Ｖずつステップ状に印加し、そのときの電流密度と発
光輝度の関係を測定した。輝度の測定にはミノルタ製Ｌ
Ｓ−１００を使用した。図６に測定結果を示す。図６
中、●はポリ（ジ−ｎ−ブチル）シラン蒸着時の基板温
度を室温とした発光素子の測定値であり、○は蒸着時の
基板温度を１００℃とした発光素子の測定値である。図
６から明らかなように、ポリシランの主鎖が基板に対し
て垂直に配向した移動度の高いポリシランを正孔輸送層
に用いた場合の方が輝度が向上していることが分かる。
この結果は、本発明による電荷輸送薄膜の有効性を明確
に示すものである。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、無機半導体並の非常に
高い移動度を有する有機電荷輸送層を蒸着法により簡便
かつ安価に作成することができる。
高い移動度を有する有機電荷輸送層を蒸着法により簡便
かつ安価に作成することができる。
【図１】タイム・オブ・フライト測定系の概略図。
【図２】ポリシラン蒸着膜試料の吸収スペクトルを示す
図。
図。
【図３】測定波形図。
【図４】電子写真用感光体の断面概略図。
【図５】有機電界発光素子の断面概略図。
【図６】本発明による有機電界発光素子の発光輝度−電
流密度特性図。
流密度特性図。
１１…スライドガラス、１２…ＩＴＯ薄膜、１３…Ｓｉ
Ｏｘ薄膜、１４…チタニルフタロシアニン層、１５…ポ
リ（ジ−ｎ−ブチル）シラン膜、１６…アルミニウム電
極、１７…レーザー、１８…抵抗、１９…デジタルオシ
ロスコープ、２０…光検出器、２１…導電性支持体、２
２…下引き層、２３…電荷発生層、２４…ポリシラン電
荷輸送層、３１…ガラス基板、３２…ＩＴＯ電極、３３
…ポリシラン電荷輸送層、３４…電子輸送層兼発光材料
層、３５…インジウム電極
Ｏｘ薄膜、１４…チタニルフタロシアニン層、１５…ポ
リ（ジ−ｎ−ブチル）シラン膜、１６…アルミニウム電
極、１７…レーザー、１８…抵抗、１９…デジタルオシ
ロスコープ、２０…光検出器、２１…導電性支持体、２
２…下引き層、２３…電荷発生層、２４…ポリシラン電
荷輸送層、３１…ガラス基板、３２…ＩＴＯ電極、３３
…ポリシラン電荷輸送層、３４…電子輸送層兼発光材料
層、３５…インジウム電極
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に、主鎖が珪素から構成されてい
る下式で表されるポリシランの膜を形成した電荷輸送膜
において、その主鎖が膜厚方向に配向していることを特
徴とする電荷輸送薄膜。 【化１】 （Ｒ1，Ｒ2はＣnＨ2n+1（ｎは１以上の整数）で表され
るアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリル基
を表す） - 【請求項２】 前記ポリシラン膜は蒸着によって形成さ
れたことを特徴とする請求項１記載の電荷輸送薄膜。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電荷輸送薄膜を
用いたことを特徴とする電子デバイス。 - 【請求項４】 導電性基体と、電荷発生物質を含有した
電荷発生層と、請求項１に記載の電荷輸送薄膜からなる
電荷輸送層とを含むことを特徴とする電子写真用感光
体。 - 【請求項５】 請求項１に記載の電荷輸送薄膜を正孔輸
送層として用いたことを特徴とする有機電界発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27146195A JPH09114114A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 配向ポリシラン電荷輸送薄膜及びそれを用いた電子デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27146195A JPH09114114A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 配向ポリシラン電荷輸送薄膜及びそれを用いた電子デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09114114A true JPH09114114A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17500365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27146195A Pending JPH09114114A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 配向ポリシラン電荷輸送薄膜及びそれを用いた電子デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09114114A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000305289A (ja) * | 1999-02-16 | 2000-11-02 | Ricoh Co Ltd | 電子写真用感光体と、それを用いた画像形成方法及び装置 |
| JP2001053355A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-23 | Sharp Corp | 光電変換素子、その製造方法及び太陽電池 |
| US7955768B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-06-07 | Ricoh Company, Ltd. | Electrophotographic photoconductor and method for producing the same, image forming apparatus, and process cartridge |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27146195A patent/JPH09114114A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000305289A (ja) * | 1999-02-16 | 2000-11-02 | Ricoh Co Ltd | 電子写真用感光体と、それを用いた画像形成方法及び装置 |
| JP2001053355A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-23 | Sharp Corp | 光電変換素子、その製造方法及び太陽電池 |
| US7955768B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-06-07 | Ricoh Company, Ltd. | Electrophotographic photoconductor and method for producing the same, image forming apparatus, and process cartridge |
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