JPH0973180A - Photoconductive body and photosensitive body - Google Patents

Photoconductive body and photosensitive body

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JPH0973180A
JPH0973180A JP31388495A JP31388495A JPH0973180A JP H0973180 A JPH0973180 A JP H0973180A JP 31388495 A JP31388495 A JP 31388495A JP 31388495 A JP31388495 A JP 31388495A JP H0973180 A JPH0973180 A JP H0973180A
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JP
Japan
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photoconductor
fullerene
fullerenes
film
charge
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Pending
Application number
JP31388495A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiko Hirao
明子 平尾
Hirohisa Miyamoto
浩久 宮本
Hideyuki Nishizawa
秀之 西沢
Masahiro Hosoya
雅弘 細矢
Masami Sugiuchi
政美 杉内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0973180A publication Critical patent/JPH0973180A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photoconductive body which a high charge generating efficiency can be obtd. by irradiation of light and a large difference in conductivity is obtd. between the states during irradiation of light and no irradiation of light by incorporating at least one kind of amorphous fullerene or its deriv. SOLUTION: Among fullerenes which are one kind of carbon clusters, a fullerene having no crystallinity or low crystallinity gives a high charge generating efficiency by irradiation of light, and therefore, this photoconductive material contains at least one kind of amorphous fullerene or its deriv. The photosensitive body using this photoconductive body is produced by forming the photoconductive body 15 on an electrode substrate 11 as a conductive substrate. The photoconductive body 15 contains dispersion of a charge generating material 13 and a charge transfer material 14 in a matrix polymer 12. Thereby, the photoconductive body containing a fullerene in which a high charge generating efficiency can be obtd. by irradiation of light can be obtd.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光導電体に係り、特
に、電荷発生効率の良好な光導電体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoconductor, and more particularly to a photoconductor having a good charge generation efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、C60あるいはC70などのフラーレ
ン類が様々な特性を有することが明らかになり、その研
究が盛んに行われるようになってきた。例えばUSP
5,250,378号では、前記フラーレン類の特性の
1つとして、光導電体としての機能があることが報告さ
れている。具体的には、フラーレンと電荷移動錯体を形
成するポリマー中に、飽和量以上のフラーレンを混入さ
せ、あるいはドナー性化合物とフラーレンとからなる電
荷移動錯体にした後にポリマー中に混入させ、フラーレ
ンの電荷移動錯体からなる光導電体を感光体として使用
した結果、電荷輸送能の高い光導電体が形成された旨報
告されている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has become clear that fullerenes such as C 60 and C 70 have various characteristics, and the research thereof has been actively conducted. For example USP
In 5,250,378, one of the properties of the fullerenes is that they have a function as a photoconductor. Specifically, in a polymer forming a charge transfer complex with a fullerene, a saturated amount of fullerene or more is mixed, or a charge transfer complex composed of a donor compound and a fullerene is mixed and then mixed into the polymer to obtain a charge of the fullerene. It has been reported that a photoconductor having a high charge transporting ability was formed as a result of using a photoconductor made of a transfer complex as a photoconductor.

【0003】しかしながら、例えば、[J. Mort, M. Mu
chorkin, R. Ziolo, and I. Chen,Appl. Phys. Left.,
61, 1829 (1992)] においても報告されているように、
フラーレンを用いた光導電体は、従来使用されてきた電
荷発生物質に比べ光キャリア発生効率が低く、USP
5,250,378号に記載された感光体においても電
荷発生効率がいまだ不十分であり、例えば電子写真感光
体としては実用には程遠いものであった。
However, for example, [J. Mort, M. Mu
chorkin, R. Ziolo, and I. Chen, Appl. Phys. Left.,
61, 1829 (1992)],
Photoconductors using fullerenes have lower photocarrier generation efficiency than conventionally used charge generating materials,
The photoconductor described in Japanese Patent No. 5,250,378 still has insufficient charge generation efficiency, and is far from practical use as an electrophotographic photoconductor, for example.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
フラーレンを用いた光導電体は、光照射による電荷生成
効率が低く、電荷発生材として実用に適さないものであ
った。本発明はこのように問題に鑑みなされたものであ
り、光照射により高い電荷発生効率を得ることができ、
光照射時と未照射時の伝導度の差の大きい光導電体を提
供することを目的とする。
As described above, conventional photoconductors using fullerenes have low charge generation efficiency by light irradiation and are not suitable for practical use as charge generation materials. The present invention has been made in view of the problems as described above, and it is possible to obtain high charge generation efficiency by light irradiation,
It is an object to provide a photoconductor having a large difference in conductivity between light irradiation and non-irradiation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願第1の発明は、非晶
質フラーレンおよびその誘導体の少なくとも一種を含有
する光導電体である。本願第2の発明は、構造解析から
得られた2体分布関数g(R)が距離30オングストロ
−ム以上の領域で0.7〜1.3となる結晶構造のフラ
ーレンおよびその誘導体の少なくとも1種を含有する光
導電体である。
The first aspect of the present invention is a photoconductor containing at least one of amorphous fullerene and its derivatives. A second invention of the present application is at least one of fullerene having a crystal structure and a derivative thereof, in which a two-body distribution function g (R) obtained from a structural analysis is 0.7 to 1.3 in a region having a distance of 30 Å or more. A photoconductor containing a seed.

【0006】本願第3の発明は、ガラス転移点以下の温
度における中性子非弾性散乱5meV以下の領域でボソ
ンピークが観測されるフラーレンおよびその誘導体の少
なくとも1種を含有する光導電体である。
The third invention of the present application is a photoconductor containing at least one of fullerene and its derivatives, in which a boson peak is observed in a region of inelastic neutron scattering of 5 meV or less at a temperature below the glass transition point.

【0007】本願第4の発明は、50Vの電圧下で暗導
電率が5×1014以下であることを特徴とする請求項1
乃至3に記載の光導電体。本願第5の発明は、前記フラ
ーレンおよびその誘導体少なくとも1種の50wt%以
上が、炭素数70以上の基本骨格を有するカーボンクラ
スターである前記第1乃至第3の発明に記載の光導電体
である。
According to a fourth aspect of the present invention, the dark conductivity is 5 × 10 14 or less under a voltage of 50V.
The photoconductor according to any one of 1 to 3. A fifth invention of the present application is the photoconductor according to any one of the first to third inventions, wherein 50 wt% or more of at least one of the fullerenes and derivatives thereof is a carbon cluster having a basic skeleton having 70 or more carbon atoms. .

【0008】本願第6の発明は、前記フラーレンおよび
その誘導体の少なくとも1種が、マトリックスポリマー
中に分子分散する前記第1の発明に記載の光導電体であ
る。本願第7の発明は、膜厚が5μm以上、300μm
以下である前記第5の発明に記載の光導電体である。
The sixth invention of the present application is the photoconductor according to the first invention, wherein at least one of the fullerenes and derivatives thereof is molecularly dispersed in a matrix polymer. A seventh invention of the present application is that the film thickness is 5 μm or more and 300 μm.
The photoconductor according to the fifth aspect of the invention described below.

【0009】本願第8の発明は、実質的に電荷発生材料
のみからなる前記第1の発明に記載の光導電体である。
本願第9の発明は、膜厚が1μm以下である前記第8の
発明に記載の光導電体である。
An eighth invention of the present application is the photoconductor according to the first invention, which is substantially composed of a charge generating material.
The ninth invention of the present application is the photoconductor according to the eighth invention, wherein the film thickness is 1 μm or less.

【0010】本願第10の発明は、導電性支持体と、こ
の導電性支持体上に形成された電荷輸送層および前記第
1の発明に記載の光導電体からなる電荷発生層とを具備
するこ感光体である。
The tenth invention of the present application comprises a conductive support and a charge transport layer formed on the conductive support and a charge generation layer comprising the photoconductor described in the first invention. This is a photoconductor.

【0011】本願第11の発明は、フラーレンおよびそ
の誘導体の少なくとも一種を含有する光導電体におい
て、 (1)フラーレンおよびその誘導体の少なくとも一種の
結晶構造が非晶質である; (2)フラーレンおよびその誘導体の少なくとも一種の
構造解析から得られる2体分布関数g(R)が距離30
オングストロ−ム以上の領域で0.7〜1.3の範囲内
にある;および (3)ガラス転移点以下の温度における中性子非弾性散
乱5meV以下の領域でボソンピークが観測される;の
少なくとも1つの条件を満たす光導電体である。
The eleventh invention of the present application is a photoconductor containing at least one of fullerene and its derivative, wherein (1) the crystal structure of at least one of fullerene and its derivative is amorphous; (2) fullerene and The two-body distribution function g (R) obtained from the structural analysis of at least one of the derivatives has a distance of 30.
At least one in the range of 0.7 to 1.3 in the region above angstrom; and (3) boson peaks are observed in the region below 5 meV inelastic neutron scattering at temperatures below the glass transition point. It is a photoconductor that satisfies the conditions.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明者らは、カーボンクラスタ
ーの1種のフラーレンの中でも、結晶性を持たないか若
しくは結晶性の低いものが、光照射による高い電荷発生
効率を得ることが出来ることを見出だし、本発明をなす
に至った。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The inventors of the present invention can obtain a high charge generation efficiency by light irradiation when a fullerene of one kind of carbon cluster has no crystallinity or has low crystallinity. The present invention was found out and the present invention was completed.

【0013】本発明において用いられるフラーレンと
は、基本骨格が多くの場合炭素のみで構成され、5員環
や6員環などで構成された立体構造を有するカーボンク
ラスターである。例えば、C60であり、これは60個の
炭素原子が結合したサッカーボール状の分子である。C
60はバックミンスターフラーレンとかバッキーボールと
呼ばれるものである。
The fullerene used in the present invention is a carbon cluster having a three-dimensional structure in which the basic skeleton is often composed only of carbon and is composed of a 5-membered ring or a 6-membered ring. For example, C 60 , which is a soccer ball-like molecule with 60 carbon atoms attached. C
60 is called Buckminster fullerene or bucky ball.

【0014】また、本発明において用いられるフラーレ
ンとして、C60以外に、炭素原子の数がより多い、
70、C76、C78、C82、C84、C720 、C960 、更に
円筒状に長く延びたバッキーチューブやナノチューブと
呼ばれるC500 ,C540 や、バッキーボールが同心のい
れ子になっているバッキーオニオンが挙げられる。
Further, the fullerene used in the present invention has a larger number of carbon atoms in addition to C 60 ,
C 70 , C 76 , C 78 , C 82 , C 84 , C 720 , C 960 , a cylindrical tube that extends long, a C 500 , C 540 called a nanotube, and a bucky ball are concentric burrs. Bucky onion is.

【0015】さらにフラーレンとしては、カーボンクラ
スター内部に金属原子、例えばLaなどのアルカリ金属
をドープした、金属内包フラーレン、さらに具体的には
LaをドープしたC82、ScをドープしたC82なども含
まれる。すなわち、本発明で用いられるフラーレンは、
炭素同志の結合のみで構成されるカーボンクラスター、
あるいはこのカーボンクラスター内に金属を内包したも
のである。
Further, the fullerenes include metal-encapsulated fullerenes in which carbon atoms are doped with metal atoms, for example, an alkali metal such as La, more specifically, La-doped C 82 , Sc-doped C 82 and the like. Be done. That is, the fullerene used in the present invention is
Carbon clusters composed only of carbon-carbon bonds,
Alternatively, the carbon cluster contains a metal.

【0016】本発明において用いられるフラーレン誘導
体は、様々な原子や原子団からなる置換基を、共有結合
あるいはファンデルワールス力結合のいずれかの結合の
みによってフラーレンに付加あるいは置換したものであ
る。
The fullerene derivative used in the present invention is obtained by adding or substituting a substituent consisting of various atoms or atomic groups to a fullerene only by either a covalent bond or a Van der Waals force bond.

【0017】さらに、ここでいうフラーレン誘導体には
錯体を形成しないものであれば主鎖、あるいは側鎖にフ
ラーレンを有するものも含まれる。具体的なフラーレン
誘導体としては、C60O,C60−1,3,ジオキソラン
や、フラーレンの一部をメチル基、tert−ブチル基
あるいはベンジル基などのアルキル基などの置換基を共
有結合によって置換したものや、フラーレンを2量化、
3量化、4量化あるいは5量化したものが挙げられる。
Further, the fullerene derivative as referred to herein includes a fullerene derivative having a fullerene in its main chain or side chain as long as it does not form a complex. Specific examples of the fullerene derivative include C 60 O, C 60 -1,3, dioxolane, and partial substitution of a substituent such as an alkyl group such as a methyl group, a tert-butyl group or a benzyl group on a part of fullerene with a covalent bond. Dimerized or fullerene,
Examples include trimers, tetramers, and pentamers.

【0018】電荷移動錯体のように、イオン化したフラ
ーレンと、これと逆の電荷を持つイオン化した分子とが
結合したものはフラーレン誘導体ではない。すなわち、
電荷移動錯体はフラーレンとホスト分子とに電子と正孔
が分離し、この間のクーロン力で結合(イオン結合)し
た状態であり、この結果、光を未照射の場合の電荷が多
数存在し伝導度が高くなる。そのため、デバイスの性能
を左右する、光照射時と未照射時の伝導度の比(ゲイ
ン)が小さくなってしまう。このゲインが小さいと、例
えば感光体などに用いた場合には、初期帯電電位(露光
前電位)が小さくなるなど、光導電体としての機能が著
しく低下するため、本発明においては、イオン化したフ
ラーレンと、これと逆の電荷を持つイオン化した分子と
が結合したものは使用できない。
A compound in which an ionized fullerene and an ionized molecule having an opposite charge to each other, such as a charge transfer complex, is not a fullerene derivative. That is,
In the charge transfer complex, electrons and holes are separated into fullerene and host molecule, and they are bonded (ionic bond) by the Coulomb force between them, and as a result, there are many charges when light is not irradiated and the conductivity increases. Becomes higher. Therefore, the ratio (gain) of conductivity between light irradiation and non-light irradiation, which affects the performance of the device, becomes small. If this gain is small, the function as a photoconductor is significantly reduced, such as the initial charging potential (pre-exposure potential) is small when used for a photoconductor or the like. Therefore, in the present invention, ionized fullerene is used. It is not possible to use a product in which an ionized molecule having an opposite charge to this is combined with.

【0019】以下、より詳細に説明する。これらフラ−
レン類の中でC70等のより高次のフラ−レンを基本骨格
とするフラーレン類は、C60を基本骨格とするフラーレ
ン類に比べ電荷発生効率が高く、電荷発生剤として好適
であり、全フラーレン中の高次フラーレンの量が50w
t%以上、さらには80wt%以上とすることが望まし
い。
The details will be described below. These flags
Among fullerenes, fullerenes having a higher skeleton such as C 70 as a basic skeleton have higher charge generation efficiency than fullerenes having C 60 as a basic skeleton and are suitable as a charge generating agent. The amount of higher fullerenes in all fullerenes is 50w
It is desirable that the content be t% or more, and further 80 wt% or more.

【0020】また、C60は高次フラ−レンに比べ、精製
効率が高いために、量産性に優れる。このため全フラー
レン中のC60の量を50wt%以上とすることで光導電
体の量産性を高めることができる。
Further, C 60 is excellent in mass productivity because it has higher purification efficiency than high-order fullerenes. Therefore, by setting the amount of C 60 in all the fullerenes to 50 wt% or more, the mass productivity of photoconductors can be improved.

【0021】光導電体であるフラーレン類は、光照射な
どによりエキシトンが生成され、その結果キャリアが発
生し、光導電体として機能する。そして前記エキシトン
にはフレンケルエキシトンと電荷移動エキシトンとがあ
る。電荷移動エキシトンはフレンケルエキシトンに比
べ、すみやかに自己束縛状態になり、光又は熱を放出し
基底状態に戻り失活する、すなわちフレンケルエキシト
ンの発生量を多くすることでキャリアの生成効率を向上
させることができる。
Fullerenes, which are photoconductors, generate excitons by light irradiation and the like, and as a result, carriers are generated and function as photoconductors. The excitons include Frenkel excitons and charge transfer excitons. Compared to Frenkel excitons, charge transfer excitons quickly become self-confined, emit light or heat, and return to the ground state to be deactivated, that is, increase the amount of Frenkel excitons and improve carrier generation efficiency. You can

【0022】ここで光導電体であるフラーレン類は、そ
の結晶性が高いと主に電荷移動エキシトンが発生しフレ
ンケルエキシトンの発生量は少なく、結晶性がなくなる
につれてフレンケルエキシトンの発生量が増大するもの
と思われる。このような知見に基づき本願第1の発明に
至った。
Here, the fullerene, which is a photoconductor, has a high crystallinity so that charge transfer excitons are mainly generated and the amount of the Frenkel excitons is small, and the amount of the Frenkel excitons increases as the crystallinity disappears. I think that the. Based on such knowledge, the first invention of the present application was reached.

【0023】すなわち、本願第1の発明における光導電
体は、X線回析によりフラーレン特有のピークが観測さ
れない、非晶質のフラーレンを含有する光導電体であ
る。非晶質のフラーレン類を含有する光導電体は、例え
ば、マトリックスポリマー中にフラーレン類を分子分散
させることで得られる。
That is, the photoconductor in the first invention of the present application is a photoconductor containing an amorphous fullerene in which a peak peculiar to fullerene is not observed by X-ray diffraction. A photoconductor containing amorphous fullerenes can be obtained, for example, by molecularly dispersing fullerenes in a matrix polymer.

【0024】マトリックスポリマー中にフラーレン類を
分子分散させた光導電体は、例えば溶媒中にフラーレン
およびマトリックスポリマーを溶解し、この溶解物を加
熱等により乾燥させることで得られる。
The photoconductor in which fullerene molecules are molecularly dispersed in a matrix polymer can be obtained, for example, by dissolving the fullerene and the matrix polymer in a solvent and drying the dissolved product by heating or the like.

【0025】このとき、フラーレン類の量が溶媒の飽和
溶解度以上であると、溶媒に溶け切らないフラーレン類
は結晶状態のままとなり、マトリックスポリマー中に、
フラーレン類の結晶が残存する。本願第1の発明は、フ
ラーレン類が分子分散した系を具備していれば、このよ
うなフラーレン類の結晶を含んでいるものでも構わない
が、電荷発生効率を高めるためには光導電体中に含有さ
れるフラーレンの結晶は少ないことが望まれ、具体的に
は光導電体中のフラーレンの結晶の含有量を10wt%
以下、より好ましくは光導電体中の全てのフラーレン非
晶質であることが望ましい。従って、前述したような光
導電体の製造方法を用いた場合には、フラーレン類の量
は溶媒の飽和溶解度以下にすることが望ましい。
At this time, if the amount of fullerenes is equal to or higher than the saturated solubility of the solvent, the fullerenes that are not completely dissolved in the solvent remain in the crystalline state, and
Crystals of fullerenes remain. The first invention of the present application may include a crystal of such fullerenes as long as it has a system in which fullerenes are molecularly dispersed. However, in order to improve the charge generation efficiency, It is desirable that the content of the fullerene crystals in the photoconductor be 10 wt%.
Below, it is more preferable that all fullerene in the photoconductor be amorphous. Therefore, when the method for producing a photoconductor as described above is used, it is desirable that the amount of fullerenes be not more than the saturated solubility of the solvent.

【0026】さらに、フラーレン類の結晶が多ければ、
その光透過性が低下するためにその深さ方向に比例して
光照射量が低減する。この面からも、マトリックスポリ
マー中に結晶を含ませないことで電荷発生効率を高める
ことができる。
Furthermore, if there are many crystals of fullerenes,
Since the light transmittance is lowered, the light irradiation amount is reduced in proportion to the depth direction. From this point of view, the charge generation efficiency can be improved by not including crystals in the matrix polymer.

【0027】フラーレン類の量をマトリックスポリマー
の飽和溶解度以上にすると、マトリックスポリマー中
に、フラーレン類の結晶が生成される可能性があり、フ
ラーレン類の結晶が生成されたものを含んでいるものは
前述したように望ましくない。ただし、フラーレン類の
量が前記溶媒の飽和溶解度以下であれば、溶媒中でフラ
ーレン類は分子分散しており、たとえフラーレン類の量
がマトリックスポリマーの飽和溶解度以上であったとし
ても、この溶剤をフラーレン類が結晶化する前に急乾燥
させればフラーレン類の析出物は非晶質となる。また、
急乾燥させる際の乾燥速度によっては、結晶状態のフラ
ーレン類が一部析出される場合もあるが、この場合でも
マトリックスポリマー中の非晶質フラーレンの量を増や
すことができ、電荷発生量を向上させることが可能とな
る。
When the amount of fullerenes is set to be equal to or higher than the saturated solubility of the matrix polymer, crystals of fullerenes may be formed in the matrix polymer, and those containing crystals of fullerenes are included. As mentioned above, it is not desirable. However, if the amount of fullerenes is equal to or lower than the saturated solubility of the solvent, the fullerenes are molecularly dispersed in the solvent, and even if the amount of fullerenes is equal to or higher than the saturated solubility of the matrix polymer, this solvent is used. If the fullerenes are rapidly dried before crystallizing, the precipitate of fullerenes becomes amorphous. Also,
Depending on the drying speed during rapid drying, some crystalline fullerenes may be precipitated, but even in this case, the amount of amorphous fullerene in the matrix polymer can be increased and the charge generation amount can be improved. It becomes possible.

【0028】このように電荷発生効率、電荷発生量など
必要に応じ、フラーレン類の含有量を適宜選択すればよ
い。前記急乾燥させる方法としては、常温常圧下で自然
乾燥した場合に比べ乾燥時間を早める方法であれば特に
制限されず、例えば真空乾燥あるいは加熱乾燥方法など
があげられる。ここで挙げる真空乾燥方法とは、例えば
0.1Torr以下の真空下で10秒から30分で試料
中の溶剤を蒸発させ乾燥させる方法である。また、加熱
乾燥方法とは組成物調製溶液を塗布した基板を溶剤の沸
点以下の温度で加熱し、例えば10秒から30分で試料
中の溶剤を蒸発させ乾燥させる方法である。また、乾燥
するときの雰囲気を低湿度にすることで乾燥時間を短く
することもできる。さらにこれらの乾燥方法を併用する
ことで乾燥時間をより早めることが可能となる。
As described above, the content of fullerenes may be appropriately selected according to need such as charge generation efficiency and charge generation amount. The rapid drying method is not particularly limited as long as it is a method of shortening the drying time compared to natural drying at room temperature and atmospheric pressure, and examples thereof include a vacuum drying method and a heat drying method. The vacuum drying method mentioned here is a method in which the solvent in the sample is evaporated and dried in a vacuum of 0.1 Torr or less for 10 seconds to 30 minutes. The heating and drying method is a method in which the substrate coated with the composition preparation solution is heated at a temperature equal to or lower than the boiling point of the solvent, and the solvent in the sample is evaporated and dried, for example, in 10 seconds to 30 minutes. Also, the drying time can be shortened by setting the atmosphere for drying to low humidity. Further, by using these drying methods together, it becomes possible to further shorten the drying time.

【0029】上述したような製法に用いる溶媒は、例え
ばアルコール類、ケトン類、アミド類、スルホキシド
類、エステル類、芳香族ハロゲン化炭化水素類、芳香族
などが挙げられるが、これらの中でもトルエン、二硫化
炭素、ベンゼン、塩化メチレンやノルマルヘキサンなど
は、フラーレンを溶解する量が多いために好適である。
また、前述のように電荷移動錯体を形成すると光導電体
としての機能を著しく低下させるため、用いる溶媒はフ
ラーレン類を電荷移動錯体に変化させるものを用いては
ならない。
Examples of the solvent used in the above-mentioned production method include alcohols, ketones, amides, sulfoxides, esters, aromatic halogenated hydrocarbons, aromatics and the like. Among them, toluene, Carbon disulfide, benzene, methylene chloride, normal hexane and the like are suitable because they dissolve a large amount of fullerene.
Further, as described above, the function as a photoconductor is significantly deteriorated when a charge transfer complex is formed. Therefore, the solvent to be used must not be one that changes a fullerene into a charge transfer complex.

【0030】光導電体を構成するマトリックスポリマー
としては、フラーレン類と混合することで、本願発明で
規定するフラーレン類と異なる構造に変化させるものを
用いることはできない。具体的にはポリシラン化合物、
ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体やポリビニル
トリフェニルアミンなどの、フラーレンと混合すること
で電荷移動錯体を形成するものは用いることができな
い。また、光学的に活性なポリマーはフラーレン類の量
子効率を低下させる恐れがあることから光学的に不活性
なものが望ましい。さらに電荷発生量を多くさせるため
にはマトリックスポリマー中に含有させるフラーレン類
の量を多くする必要があり、そのためフラーレン類の溶
解度が大きいことが望ましく、具体的にはフラーレン類
を0.1wt%以上溶解できるものを用いることが望ま
しい。
As the matrix polymer constituting the photoconductor, it is not possible to use a matrix polymer which is mixed with the fullerenes to change the structure thereof to a structure different from that of the fullerenes defined in the present invention. Specifically, a polysilane compound,
It is not possible to use polyvinyl carbazole and its derivatives, polyvinyl triphenylamine, and the like that form a charge transfer complex by mixing with fullerene. Further, the optically active polymer is preferably an optically inactive polymer because it may reduce the quantum efficiency of fullerenes. In order to further increase the charge generation amount, it is necessary to increase the amount of fullerenes contained in the matrix polymer. Therefore, it is desirable that the solubility of fullerenes is large. Specifically, the fullerenes are 0.1 wt% or more. It is desirable to use one that can be dissolved.

【0031】前記マトリックスポリマーとして使用され
る具体例としては、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレ
ート樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、スチレン
−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリスルホン樹脂、アク
リル樹脂、酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド樹脂、
アルキド樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹
脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエステ
ルカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセター
ル、ポリアリレートなどが挙げられる。なお、これらの
マトリックスポリマーは1種類単独、あるいは2種以上
を混合するなどしても良い。
Specific examples of the matrix polymer used include polyethylene resin, nylon resin,
Polyester resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, butyral resin, phenol resin, styrene-butadiene copolymer resin, polyvinyl acetal resin, diallyl phthalate resin, polysulfone resin, acrylic resin, vinyl acetate, polyphenylene oxide resin,
Examples thereof include alkyd resin, styrene-maleic anhydride copolymer resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, polyester carbonate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, and polyarylate. These matrix polymers may be used alone or in combination of two or more.

【0032】本願第2、第3の発明は、前記第1の発明
に基づき成されたものである。本願第1の発明において
は、フラーレン特有のX線回析でフラーレン特有のピー
クが観測されない、非晶質のフラーレン類を含有するこ
とを規定しているが、本発明者らはさらに研究を進めた
結果、本発明の光導電体が優れている、即ち、光キャリ
ア発生効率が高いのは、結晶とは異なり、隣接する分子
との相互作用によりエネルギー準位がゆらぎ、それによ
って励起状態子の寿命が長くなるためと予測した。従っ
て、単結晶ではなく、準位がゆらぐような集合状態であ
れば、必ずしも非晶質、あるいは微晶質(非晶質フラー
レン類のなかに、結晶構造であるフラーレン類のドメイ
ンが存在する状態)である必要はなく、結晶構造の長距
離秩序が欠如してさえいれば多結晶であってもよいと考
え本願第2、及び第3の発明に至った。
The second and third inventions of the present application are based on the first invention. In the first invention of the present application, it is specified that an amorphous fullerene in which a peak specific to fullerene is not observed by X-ray diffraction specific to fullerene is contained, but the present inventors further proceed with research. As a result, the photoconductor of the present invention is excellent, that is, the photocarrier generation efficiency is high, unlike the crystal, the energy level fluctuates due to the interaction with the adjacent molecule, whereby the excited state of It was predicted that the service life would be extended. Therefore, if it is not a single crystal but an aggregate state in which the level fluctuates, it is not always amorphous or microcrystalline (a state in which a domain of fullerene which is a crystalline structure exists in an amorphous fullerene). ), And it is considered that a polycrystal may be used as long as the long-range order of the crystal structure is lacking, and the second and third inventions of the present application have been reached.

【0033】すなわち、フラーレンおよびフラーレン誘
導体の少なくとも1種からなるフラーレン類を含有し、
このフラーレン類の結晶状態が、構造解析から得られた
2体分布関数g(R)が距離30オングストロ−ム以上
の領域で0.7〜1.3である光導電体についても非晶
質のフラーレン類と同様のメカニズムで電荷発生効率を
高めることが可能になる。
That is, a fullerene containing at least one of fullerene and a fullerene derivative is contained,
The crystalline state of the fullerenes is amorphous even for a photoconductor in which the two-body distribution function g (R) obtained from the structural analysis is 0.7 to 1.3 in the region where the distance is 30 Å or more. It is possible to increase the charge generation efficiency by the same mechanism as fullerenes.

【0034】図1は、距離Rに対する2体分布関数g
(R)を示す図である。2対分布関数g(R)は、原点
に1個の原子があるときに、Rだけ離れた点に別の分子
を見出だす確率で、分子状態が完全にランダムな連続体
ではg(R)=1となる。また完全な結晶構造の分子状
態の場合、その分子の粒系に起因するRの位置にのみピ
ークが存在し、それ以外のRの位置ではg(R)は0に
なる。例えば六方最密構造のC60の場合、分子の直径は
14.17(A)であり、Rが14.17(A)、20
(A)、24.5(A)、31.7(A)、34.7
(A)、40.1(A)、42.5(A)、44.8
(A)、・・・の位置にのみピークが観測され、これら
の値以外ではg(R)は0となる。そして、結晶性が失
われるにしたがって、g(R)は前記ピークの位置に起
因する極大値を持ちながらRが1に収束する曲線とな
る。
FIG. 1 shows the two-body distribution function g with respect to the distance R.
It is a figure which shows (R). The 2-pair distribution function g (R) is the probability of finding another molecule at a point separated by R when there is one atom at the origin, and g (R ) = 1. Further, in the case of a molecular state having a perfect crystal structure, a peak exists only at the R position due to the grain system of the molecule, and g (R) becomes 0 at the other R positions. For example, in the case of C 60 having a hexagonal close-packed structure, the diameter of the molecule is 14.17 (A) and R is 14.17 (A), 20.
(A), 24.5 (A), 31.7 (A), 34.7
(A), 40.1 (A), 42.5 (A), 44.8
Peaks are observed only at the positions of (A), ... And g (R) becomes 0 except for these values. Then, as the crystallinity is lost, g (R) becomes a curve in which R converges to 1 while having a maximum value due to the position of the peak.

【0035】すなわち、本願第2の発明は、例えフラー
レン類が多結晶であったとしても、Rが30(A)の領
域で、g(R)の最大値、および最小値が0.7〜1.
3の範囲内になる程度結晶性が失われていれば、非晶質
のフラーレン類と同様のメカニズムで電荷発生効率を高
めることが可能になる。
That is, in the second invention of the present application, even if the fullerenes are polycrystals, the maximum and minimum values of g (R) are 0.7 to 7 in the region where R is 30 (A). 1.
If the crystallinity is lost to such an extent that it falls within the range of 3, it is possible to increase the charge generation efficiency by the same mechanism as that of the amorphous fullerenes.

【0036】さらに、隣接する分子との相互作用による
エネルギー準位のゆらぎは、以下のような場合にも存在
する。例えば、フラーレン類の結晶状態が、ガラス転移
点以下の温度における中性子非弾性散乱5meV以下の
領域でボソンピークが観測されるような光導電体につい
ても非晶質のフラーレン類と同様のメカニズムで電荷発
生効率を高めることが可能になる。
Further, the fluctuation of the energy level due to the interaction with the adjacent molecule also exists in the following cases. For example, for photoconductors in which the crystalline state of fullerenes is such that a boson peak is observed in the region of neutron inelastic scattering of 5 meV or less at a temperature below the glass transition point, a charge is generated by a mechanism similar to that of amorphous fullerenes. It is possible to increase efficiency.

【0037】以下に、非晶質、微晶質あるいは結晶構造
の長距離秩序が欠如した多結晶のいづれかの集合状態の
フラーレン類の製造方法を示す。例えば、次の2つのプ
ロセスを経て作製することが出来る。
A method for producing fullerenes in an aggregated state of any of amorphous, microcrystalline or polycrystalline lacking long-range order of crystal structure will be described below. For example, it can be manufactured through the following two processes.

【0038】(1)まず、系を何らかの方法で高いエネ
ルギー状態にする。 (2)次に、系からエネルギーを急速に奪う。 ここでの高いエネルギー状態には、液体、気体、プラズ
マ状態などが含まれる。これら高いエネルギー状態の系
から、急速に熱を奪うために、冷たい物体に接触させた
り、基板の上に蒸着させたりする。具体的には、液体の
急冷、気体の物理蒸着などがあり、使用可能な方法は、
真空蒸着法、スパッタリング法、急冷法等がある。
(1) First, the system is brought into a high energy state by some method. (2) Next, energy is rapidly taken from the system. The high energy state here includes liquid, gas, plasma state and the like. In order to rapidly remove heat from these high energy systems, they are brought into contact with cold objects or deposited on the substrate. Specifically, there are quenching of liquid, physical vapor deposition of gas, etc., usable methods are
There are a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a quenching method and the like.

【0039】また、別の方法として、ある集合状態のも
のに、エネルギーを加え、集合状態を変化させる方法が
ある。フラーレン類の場合、結晶構造はファンデルワー
ルス力に基づくので、この方法でも比較的容易に、本発
明が所望する集合状態を達成できる。このような方法と
して、例えば機械的応力による処理法、溶媒に浸す処理
法、中性子照射、電子ビーム照射、レーザアブレーショ
ン等がある。
As another method, there is a method of adding energy to a certain aggregated state to change the aggregated state. In the case of fullerenes, the crystal structure is based on the Van der Waals force, and thus the assembly state desired by the present invention can be achieved relatively easily by this method. Examples of such a method include a treatment method using mechanical stress, a treatment method of immersing in a solvent, neutron irradiation, electron beam irradiation, and laser ablation.

【0040】次に、本発明において使用するフラーレン
類の集合状態を形成する具体的な方法につて説明する。
前者の典型的方法である熱蒸着による方法は、以下の通
りである。まず、最初に基板を蒸着装置に組み込む。こ
のとき、基板の温度は、低いほど得られる多結晶の結晶
構造の長距離秩序が欠如する、あるいは非晶質になる。
具体的には90℃以下が適当であり、好ましくは、10
℃〜50℃に設定することが望まれる。次に蒸着ボード
上に、蒸着するフラーレンを保持する。
Next, a specific method for forming the aggregated state of fullerenes used in the present invention will be described.
The former typical method by thermal evaporation is as follows. First, the substrate is first incorporated into the vapor deposition device. At this time, as the temperature of the substrate is lower, the long-range order of the obtained polycrystalline crystal structure is lacking or becomes amorphous.
Specifically, 90 ° C. or lower is suitable, and preferably 10
It is desirable to set the temperature to 50 ° C to 50 ° C. Next, the fullerene to be vapor deposited is held on the vapor deposition board.

【0041】続いて、例えばC60の濃度が99%以上の
フラーレン膜を用いて蒸着を行うが、その際に加熱等に
より前処理して、低沸点の不純物等は除いておくことが
望ましい。このため、基板にはマスクをした状態で、ロ
ータリーポンプや拡散ポンプなどにより蒸着装置内の大
気を除去し5×10-7Paの真空度を達成させ、蒸着ボ
ードの温度を320℃〜550℃程度の適当な温度まで
加熱することが望ましい。
Subsequently, vapor deposition is performed using, for example, a fullerene film having a C 60 concentration of 99% or more. At this time, it is desirable to pretreat by heating or the like to remove impurities having a low boiling point. Therefore, while the substrate is masked, the atmosphere in the vapor deposition apparatus is removed by a rotary pump or a diffusion pump to achieve a vacuum degree of 5 × 10 −7 Pa and the vapor deposition board temperature is 320 ° C. to 550 ° C. It is desirable to heat to a moderate temperature.

【0042】そして、0.1[オングストロ−ム/mi
n]以上の割合で成膜する。この結果、非晶質のC60
を得ることができる。基板を所定の温度に制御していて
も、一時的にその温度よりも高くなることがあるが、そ
のようなことがあってもいっこうに構わない。また、蒸
着ボードの温度は、蒸着させるフラーレン類の構造、ボ
ードの形状、真空度等に依存するため、適宜適した温度
に設定すれば良い。例えば、上述の条件で蒸着源をC60
からC70にした場合、蒸着ボ−ドの温度は420℃〜6
80℃程度に設定することが適当である。
Then, 0.1 [angstrom / mi
n] or more. As a result, an amorphous C 60 film can be obtained. Even if the temperature of the substrate is controlled to a predetermined temperature, the temperature may temporarily become higher than that temperature, but it does not matter even if such a case occurs. Further, the temperature of the vapor deposition board depends on the structure of the fullerenes to be vapor deposited, the shape of the board, the degree of vacuum, etc., and therefore may be set to an appropriate temperature. For example, the vapor deposition source is set to C 60 under the above conditions.
When the temperature is changed from C 70 to C 70 , the temperature of the vapor deposition board is 420 ° C to 6
It is suitable to set the temperature to about 80 ° C.

【0043】また蒸着速度は、速いことが好ましく、
0.1〜102 [オングストロ−ム/min]の範囲が
好ましい。次に、スパッタリング法について説明する。
まず、ターゲットにフラーレン類をのせ、基板を保持
し、スパッタリング装置内を減圧しつつ不活性ガスを導
入させることで真空度を10Paから10-3Paの範囲
内に設定する。その後、電圧を印加し、プラズマ放電さ
せ、ターゲットであるフラーレンに荷電粒子をぶつけ、
基板に付着させる。このとき、スパッタリング装置内の
荷電粒子は、Ar、NやXeといった不活性ガスのほか
Oなど通常スパッタリングに使用される原子であれば特
に限定されずに使用される。
The vapor deposition rate is preferably high,
The range of 0.1 to 10 2 [Angstrom / min] is preferable. Next, the sputtering method will be described.
First, fullerenes are placed on the target, the substrate is held, and the degree of vacuum is set within the range of 10 Pa to 10 −3 Pa by introducing an inert gas while reducing the pressure in the sputtering apparatus. After that, voltage is applied, plasma discharge is made, charged particles are hit on the fullerene which is the target,
Attach to substrate. At this time, the charged particles in the sputtering apparatus are not particularly limited as long as they are atoms such as Ar, N and Xe which are normally used for sputtering in addition to inert gas such as O.

【0044】急冷法は、液体または気体の状態のフラー
レン類を急冷する方法である。一例として、装置内を例
えば10-4Pa〜100Paの真空度に減圧し、この装
置内でボード上のC60を融点以上に加熱することで液体
状態とする。このあと、ボードごと例えば温度50K〜
150Kの金属の上に移し、冷却する。すると、非晶質
のバルク状のフラーレン類集合体が生成する。この時の
金属の温度は低いほど得られたフラーレンの結晶性は低
い。
The quenching method is a method of quenching fullerenes in a liquid or gas state. As an example, the inside of the apparatus is decompressed to a degree of vacuum of, for example, 10 −4 Pa to 100 Pa, and C 60 on the board is heated to a temperature equal to or higher than the melting point in the apparatus to be in a liquid state. After this, the temperature of each board is 50K
Transfer to 150K metal and cool. Then, an amorphous bulky fullerene class aggregate is generated. The lower the temperature of the metal at this time, the lower the crystallinity of the obtained fullerene.

【0045】また、後者の方法である、フラーレン集合
体にエネルギーを加え、集合状態を変える方法の1つと
して、溶媒中で機械的応力をかける方法がある。これを
具体的に述べると、以下の通りである。まず、この機械
的応力を加える方法には、ボールミルを用いる方法があ
る。これは、セラミック、金属、ガラス、ポリマー等か
らなる容器に、ボールを収容したものである。容器の大
きさは例えば、容量0.5mlから1000mlまでさ
まざまなものがある。ボールは単数、または複数個容器
に収容し、例えば、空隙の体積も含めて、容器の30%
〜70%の容量に収まるようにする。
The latter method, which is one of methods for applying energy to the fullerene aggregate to change the aggregate state, is a method of applying mechanical stress in a solvent. This will be specifically described as follows. First, as a method of applying the mechanical stress, there is a method of using a ball mill. This is a container containing balls in a container made of ceramic, metal, glass, polymer or the like. There are various sizes of containers, for example, a volume of 0.5 ml to 1000 ml. The ball is contained in a single or multiple containers, for example, 30% of the container including the volume of voids.
Try to fit in ~ 70% capacity.

【0046】具体的には、100mlの容器に直径5m
mのボールを400個導入する。ボ−ルを収容する容器
内に、例えば、溶媒としてトルエン20ml、フラーレ
ンC70を1g、バインダーポリマーとしてポリスチレン
を2gをいれ、ボ−ルミリング装置で容器を回転させ、
ボールを容器にぶつけながらフラーレンにエネルギーを
加える。この処理を2時間以上好ましくは50時間程度
継続させることにより、結晶構造の長距離秩序が欠如し
た集合状態を形成することができる。この処理時間を増
やすことでさらに結晶性を低減させ、非晶質にすること
が可能となる。
Specifically, a diameter of 5 m in a 100 ml container
Introduce 400 m balls. For example, 20 ml of toluene as a solvent, 1 g of fullerene C 70 and 2 g of polystyrene as a binder polymer are put in a container containing a ball, and the container is rotated by a ball milling device.
Add energy to the fullerene while hitting the ball with the container. By continuing this treatment for 2 hours or more, preferably about 50 hours, an aggregated state in which the long-range order of the crystal structure is lacking can be formed. By increasing this processing time, it becomes possible to further reduce the crystallinity and make it amorphous.

【0047】このようにフラ−レン類にエネルギーを加
える方法としては、他に振とう器で攪拌する方法、超音
波で粉砕する方法、ホモジナイザー等の流体を剛体にぶ
つけたり、摩擦させたりする方法、ナノマイザー等によ
り、圧力をかけ狭いところを通過させることにより粉砕
する方法、赤外のレーザを照射させ、部分的にエネルギ
ーを加える方法、電子ビームなどを照射させる方法など
がある。
As the method for applying energy to the fullerenes, other methods such as stirring with a shaker, crushing with ultrasonic waves, and hitting or rubbing a fluid such as a homogenizer with a rigid body There are a method of pulverizing by applying pressure with a nanomizer or the like through a narrow space, a method of irradiating an infrared laser to partially add energy, a method of irradiating with an electron beam or the like.

【0048】また、トルエンなどの溶媒中にフラーレン
類を溶解し、この溶液を基板上に塗布した後、溶媒を蒸
発させ、基板表面にフラーレン膜を形成する際に、溶液
の乾燥速度を早めることで、結晶性を低減させ、結晶構
造の長距離秩序が欠如した多結晶、さらには非晶質にす
ることが可能となる。
In addition, the fullerene is dissolved in a solvent such as toluene, the solution is applied onto a substrate, and then the solvent is evaporated to accelerate the drying rate of the solution when a fullerene film is formed on the substrate surface. In this way, it becomes possible to reduce the crystallinity, and to make polycrystal, which lacks the long-range order of the crystal structure, and further amorphous.

【0049】乾燥速度を早めるためには、例えば13P
a以下の真空下で10分以内で前記溶液を乾燥させれば
よく、より好ましくは5分以内で乾燥させることが好ま
しい。
To increase the drying speed, for example, 13P
The solution may be dried within 10 minutes under a vacuum of a or less, and more preferably within 5 minutes.

【0050】上述したようにして得られる光導電体はフ
ラーレン類を主体としたものであるが、フラーレン類の
高電荷発生効率を生かすためには、光導電体中のフラー
レン類の量は90wt%以上とすることが望ましい。
The photoconductor obtained as described above is mainly composed of fullerenes, but in order to utilize the high charge generation efficiency of fullerenes, the amount of fullerenes in the photoconductor is 90 wt%. It is desirable to set the above.

【0051】さらに、本願第1の発明の説明で述べたよ
うに、マトリックスポリマー中にフラーレン類を分子分
散させることでも、フラーレン類の集合状態を結晶構造
の長距離秩序が欠如した状態にすることも可能である。
Further, as described in the description of the first invention of the present application, the fullerene group is made to be in a state in which the long-range order of the crystal structure is lacking by molecularly dispersing the fullerene group in the matrix polymer. Is also possible.

【0052】本願第1の発明において説明したように、
フラーレンに光を照射することで発生したエキシトンは
フラーレンの結晶表面上を拡散するために、その過程で
エキシトンは失活してしまう。
As described in the first invention of the present application,
The exciton generated by irradiating the fullerene with light diffuses on the crystal surface of the fullerene, and the exciton is deactivated in the process.

【0053】本願第7、および第9の発明は、光導電体
の膜厚を小さくする、すなわちエキシトンが拡散する前
に光導電体表面に到達させることで、電荷発生効率を向
上させることを骨子としている。
The seventh and ninth inventions of the present application are basically intended to improve the charge generation efficiency by reducing the film thickness of the photoconductor, that is, by allowing the excitons to reach the photoconductor surface before diffusing. I am trying.

【0054】すなわち、例えば導電体上にフラーレン分
子が秩序正しく並んだ光導電体を形成し、この光導電体
に光照射した場合、光導電体の膜厚方向に深くなるほど
光の吸収量は少なくなる。したがって、励起されたエキ
シトンの数は光導電体表面近傍が最も多い。しかしなが
ら、光導電体表面近傍で発生されたエキシトンは導電体
に到達するまでの距離が長くなるためにその過程でエキ
シトンは失活してしまい、エキシトンの移動距離が長く
なれば電荷を発生するに至らなくなる。したがって膜全
体で発生する総電荷量は少なくなる。すなわち、電荷発
生効率の高い光導電体の表面近傍から電荷を享受する面
までの距離を短くすることで電荷発生効率を高めること
が可能となる。
That is, for example, when a photoconductor in which fullerene molecules are arranged in an orderly manner is formed on a conductor and this photoconductor is irradiated with light, the light absorption amount decreases as the depth of the photoconductor increases in the film thickness direction. Become. Therefore, the number of excited excitons is highest near the photoconductor surface. However, the excitons generated near the surface of the photoconductor have a longer distance to reach the conductor, so the excitons are deactivated in the process, and if the exciton travels longer, electric charges are generated. It will not come. Therefore, the total amount of charges generated in the entire film is reduced. That is, the charge generation efficiency can be improved by shortening the distance from the vicinity of the surface of the photoconductor having high charge generation efficiency to the surface receiving the charge.

【0055】具体的には、光導電体を実質的にフラーレ
ンのみから構成する場合は、フラーレン類の膜厚を1μ
m以下と薄くすれば良い。ただし0.01μm未満にす
ると均一な膜を形成することが困難である。また、マト
リックスポリマー中にフラーレン類を分散させる系にお
いては、その膜厚を300μm以下にすることが望まし
く、通常電荷発生効率を考慮して光導電体中のフラーレ
ン類の含有量を5wt%以下に抑えるため、電荷発生量
の絶対量を多くするためにはその膜厚は5μm以上とす
ることが望ましい。
Specifically, when the photoconductor is substantially composed of only fullerenes, the film thickness of fullerenes is 1 μm.
It may be thin as m or less. However, if it is less than 0.01 μm, it is difficult to form a uniform film. In addition, in a system in which fullerenes are dispersed in a matrix polymer, it is desirable that the film thickness be 300 μm or less, and usually the content of fullerenes in the photoconductor is 5 wt% or less in consideration of charge generation efficiency. In order to suppress the charge generation amount, the film thickness is preferably 5 μm or more in order to increase the absolute amount of charge generation.

【0056】本発明の光導電体は、電子写真方式を用い
た複写機やプリンタ−の感光体、フォログラフィック素
子、光導電性トナー、レジスト、光メモリー、光セン
サ、光スイッチ、太陽電池、光電変換デバイス等の、光
導電現象を利用する機器などに適用できる。
The photoconductor of the present invention is a photoconductor of a copying machine or a printer using an electrophotographic system, a holographic element, a photoconductive toner, a resist, an optical memory, an optical sensor, an optical switch, a solar cell, a photoelectric converter. It can be applied to devices that utilize the photoconductive phenomenon, such as conversion devices.

【0057】本発明の光導電体は暗伝導率が低く、特に
感光体などのように表面を帯電させる用途において有効
である。上述したような製法により得られる本発明の光
導電体は、より結晶性を低くすることで、50Vを印加
した際の暗導電率を5×10-14 Ω-1-1以下にするこ
とが望ましい。
The photoconductor of the present invention has a low dark conductivity, and is particularly effective in applications such as photoconductors where the surface is charged. The photoconductor of the present invention obtained by the above-described manufacturing method has a lower crystallinity to have a dark conductivity of 5 × 10 -14 Ω -1 m -1 or less when 50 V is applied. Is desirable.

【0058】以下に本発明の光導電体の応用例について
説明する。例えば、感光体として用いる場合には、導電
性支持体表面に電荷発生層および電荷輸送層を単層、あ
るいは積層構造で形成すれば良い。
Application examples of the photoconductor of the present invention will be described below. For example, when used as a photoreceptor, the charge generation layer and the charge transport layer may be formed in a single layer or a laminated structure on the surface of the conductive support.

【0059】例えばポリマー中にフラーレン類を分散さ
せる場合には電荷輸送剤をポリマー中に添加すれば良い
が、フラーレン類自体は電荷発生機能以外にも電荷輸送
機能をも有するため、改めて電荷輸送層を形成する必要
はない。フラーレン類のみにより単層型の感光体を形成
する場合には、電荷発生機能の高いC70と、電荷輸送機
能の高いC60を混合してマトリックスポリマー中に分散
させることが好ましい。
For example, in the case of dispersing fullerenes in a polymer, a charge-transporting agent may be added to the polymer, but fullerenes themselves have a charge-transporting function in addition to a charge-generating function. Need not be formed. When forming a single-layer type photoreceptor using only fullerenes, it is preferable that C 70 having a high charge generating function and C 60 having a high charge transporting function are mixed and dispersed in a matrix polymer.

【0060】本願第9の発明のように光導電体の膜厚が
小さい場合、この光導電体を感光体として使用すると、
感光体自体のキャパシタンスが小さいため、表面電位が
小さくなり電位のコントラストが十分にとれなく恐れが
ある。したがって、本発明の光導電体とは別途電荷輸送
層を設け積層型とすることが望ましい。
When the photoconductor has a small film thickness as in the ninth invention of the present application, when the photoconductor is used as a photoconductor,
Since the capacitance of the photoconductor itself is small, the surface potential becomes small and the potential contrast may not be sufficiently obtained. Therefore, it is desirable to provide a charge transport layer separately from the photoconductor of the present invention to form a laminated type.

【0061】電荷輸送物質には正孔輸送物質と電子輸送
物質とがあるが、通常用いられるものであれば特に制限
されず用いることができる。正孔輸送物質の例として、
ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾール化
合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、チ
アジアゾール化合物、イミノ化合物、ケタジン化合物、
エナミン化合物、アミジン化合物、スチルベン化合物、
ブタジエン化合物、カルバゾール化合物などの低分子化
合物、およびこれらを高分子の主鎖または側鎖に導入し
た高分子化合物を挙げることができる。
The charge-transporting substance includes a hole-transporting substance and an electron-transporting substance, but any substance commonly used can be used without particular limitation. As an example of the hole transport material,
Hydrazone compounds, pyrazoline compounds, oxazole compounds, oxadiazole compounds, thiazole compounds, thiadiazole compounds, imino compounds, ketazine compounds,
Enamine compounds, amidine compounds, stilbene compounds,
A low molecular weight compound such as a butadiene compound and a carbazole compound, and a high molecular weight compound in which these are introduced into the main chain or side chain of a high molecular weight compound can be mentioned.

【0062】また、電子輸送物質の具体例として、例え
ば、クロロアニル、ブロモアニル、テトラシアノエチレ
ン、テトラシアノキノジメタン、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−テトラフルオレノン、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、2,4,9−トリニトロチオ
キサントン、N,N−ビス(3,5−ジメチルフェニ
ル)−3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシイ
ミドなどの電子吸引物質あるいはこれらの電子吸引物質
を高分子の主鎖または側鎖に導入した高分子化合物を挙
げることができる。
Further, specific examples of the electron transport material include, for example, chloroanyl, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro. -9-Tetrafluorenone, 2,4,7-trinitro-
9-dicyanomethylenefluorenone, 2,4,5,7-
Electron withdrawing substances such as tetranitroxanthone, 2,4,9-trinitrothioxanthone, N, N-bis (3,5-dimethylphenyl) -3,4,9,10-perylenetetracarboximide, or electron withdrawing substances thereof A polymer compound in which a substance is introduced into the main chain or side chain of a polymer can be mentioned.

【0063】更に、アモルファス半導体として知られる
Si,Ge,Se,S,Te,B,As,Sb等の構造
不規則な半導体、SiC,InSb,GaAs,GaS
b,CdGex As2 ,Cd,Six2 ,CdSnx
As2 ,As2 Se3 ,As23 ,Ge−Sb−S
e,Si−Ge−As−Te,Ge−As−Se,As
2 Se3 −As2 Te3 ,As−Se−Te,Tl2
e−As2 ,(Cu1-xAux )Te2 ,V25 −P2
5 ,MnO−Al23 −SiO2 ,V25 −P2
5 −BaO,CoO−Al23 −SiO2 ,V2
5 −GeO2 −BaO,FeO−Al23 −SiO
2 ,V25 −PbO−Fe23 ,TiO2 −B2
3 −BaO,SiOx ,Al23 ,ZrO2 ,Ta2
3 ,Si34 ,BN等の組成も不規則な半導体、さ
らにはポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェ
ン、ポリアニリン等のπ共役系高分子やオリゴマー、ポ
リゲルマン等のσ共役系高分子やオリゴマー、アントラ
セン、ピレン、フェナントレン、コロネンなどの多環芳
香族化合物又はインドール、カルバゾール、オキサゾー
ル、インオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピ
ラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアヂアゾ
ール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物を有する化
合物、またはこれらを主鎖または側鎖に有する化合物、
ヒドラゾン化合物、トリフェニルアミン類、トリフェニ
ルメタン類、ブタジエン類、スチルベン類、TCNQ、
アントラキノン、ジフェノキノン等の誘導体などが使用
できる。
Furthermore, semiconductors having irregular structure such as Si, Ge, Se, S, Te, B, As and Sb known as amorphous semiconductors, SiC, InSb, GaAs, GaS.
b, CdGe x As 2, Cd , Si x P 2, CdSn x
As 2 , As 2 Se 3 , As 2 S 3 , Ge-Sb-S
e, Si-Ge-As-Te, Ge-As-Se, As
2 Se 3 -As 2 Te 3 , As-Se-Te, Tl 2 S
e-As 2 , (Cu 1- x Au x ) Te 2 , V 2 O 5 -P 2
O 5, MnO-Al 2 O 3 -SiO 2, V 2 O 5 -P 2
O 5 -BaO, CoO-Al 2 O 3 -SiO 2, V 2
O 5 -GeO 2 -BaO, FeO- Al 2 O 3 -SiO
2, V 2 O 5 -PbO- Fe 2 O 3, TiO 2 -B 2 O
3 -BaO, SiO x, Al 2 O 3, ZrO 2, Ta 2
Semiconductors having irregular composition such as O 3 , Si 3 N 4 and BN, π-conjugated polymers and oligomers such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene and polyaniline, σ-conjugated polymers and oligomers such as polygermane, anthracene , A polycyclic aromatic compound such as pyrene, phenanthrene, coronene or a compound having a nitrogen-containing cyclic compound such as indole, carbazole, oxazole, inoxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, thiadiazole, triazole, or Compounds having these in the main chain or side chain,
Hydrazone compounds, triphenylamines, triphenylmethanes, butadienes, stilbenes, TCNQ,
Derivatives such as anthraquinone and diphenoquinone can be used.

【0064】電荷輸送層の厚さは、通常5〜50μmで
あり、好ましくは10〜30μmが適当である。また、
本発明の光導電体は、高分子酸化防止剤、紫外線吸収剤
として一般に知られるものを含んでもよい。具体的には
通常感光体として用いられるような、例えば、ヒンダー
ド・フェノール類、芳香族アミン類、有機硫黄化合物、
亜リン酸エステル、キレート化剤、ベンゾフェノン系、
ベンゾトリアゾール系、ニッケル錯体などがある。
The thickness of the charge transport layer is usually 5 to 50 μm, preferably 10 to 30 μm. Also,
The photoconductor of the present invention may include those generally known as polymeric antioxidants and ultraviolet absorbers. Specifically, as usually used as a photoreceptor, for example, hindered phenols, aromatic amines, organic sulfur compounds,
Phosphite, chelating agent, benzophenone,
Examples include benzotriazole type and nickel complexes.

【0065】本発明の光導電体を用いた感光体の製造に
あたっては、導電性基板上にフラーレンを溶解した溶剤
を塗布・乾燥することにより感光層を形成することが出
来る。そのためには、さまざまな有機溶剤が使用でき
る。具体的な有機溶剤としては、アルコール類、ケトン
類、アミド類、スルホキシド類、エーテル類、エステル
類、芳香族ハロゲン化炭化水素類、芳香族炭化水素類な
どを用いることができる。
In the production of a photoreceptor using the photoconductor of the present invention, a photosensitive layer can be formed by applying and drying a solvent in which fullerene is dissolved on a conductive substrate. For that purpose, various organic solvents can be used. As specific organic solvents, alcohols, ketones, amides, sulfoxides, ethers, esters, aromatic halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons and the like can be used.

【0066】本発明の光導電体は、通常、導電性基体上
に形成して用いられることが多いが、使用される導電性
基体としては、具体的には例えば、アルミニウム、ニッ
ケル、銅、真鍮などの金属板もしくは金属箔、あるいは
プラスチックシート、プラスチック板、ガラス、布、紙
などの上にアルミニウム、ニッケル、クロム、パラジウ
ム、グラファイト、酸化インジウム、酸化錫などの導電
性物質を蒸着、スパッタリング、塗布などの各種導電化
コーティング処理を施したものなどを使用することがで
きる。
The photoconductor of the present invention is usually formed on a conductive substrate and used in many cases. Specific examples of the conductive substrate used include aluminum, nickel, copper and brass. Conductive substances such as aluminum, nickel, chromium, palladium, graphite, indium oxide, tin oxide, etc. are vapor deposited, sputtered and applied onto metal plates or metal foils such as, or plastic sheets, plastic plates, glass, cloth, paper, etc. It is possible to use those subjected to various conductive coating treatments such as.

【0067】使用する目的により異なるが、電子写真感
光体として光導電体を使用する場合には、上述の導電性
基体の中で特に望ましいものとして、例えば、ポリエチ
レンテレフタレート(PET)シートなどのプラスチッ
クシートの表面上にアルミニウムを蒸着したものなど、
アルミニウムからなるものを挙げることができる。更
に、導電性基体として例えば真鍮、アルミニウム、金、
銀などの金属材料の表面をプラスチックの薄膜で被覆し
たもの;金属被覆紙、金属被覆プラスチックシート、酸
化クロムや酸化スズなどや、導電性ポリマーを被覆した
ガラス、プラスチックシートなどがあげられる。これら
は、適当な厚さ、硬さおよび屈曲性を有する円筒状シー
ト薄板として使用され、基体自身が導電性を有するか、
またはその表面が導電性を有し、取扱いに際して充分な
強度を有しているものであることが好ましい。
When a photoconductor is used as the electrophotographic photosensitive member, it is particularly desirable among the above-mentioned conductive substrates, for example, a plastic sheet such as polyethylene terephthalate (PET) sheet, although it depends on the purpose of use. Such as aluminum evaporated on the surface of
The thing which consists of aluminum can be mentioned. Further, as the conductive substrate, for example, brass, aluminum, gold,
The surface of a metal material such as silver is coated with a plastic thin film; metal-coated paper, metal-coated plastic sheet, chromium oxide, tin oxide, etc., glass coated with a conductive polymer, plastic sheet and the like. These are used as a cylindrical sheet thin plate having appropriate thickness, hardness and flexibility, and whether the substrate itself has conductivity or
Alternatively, it is preferable that the surface thereof has conductivity and has sufficient strength for handling.

【0068】電子写真感光体は、通常導電性基体の感光
層が形成された側から露光を行うが、導電性基体の感光
層が形成された面の裏側から露光する、いわゆる背面露
光の場合、使用される導電性基体は使用する光源の波長
域で透明であれば良く、例えば半導体レーザでは例えば
780nm、LEDでは630nm、ELでは580n
mである。通常の樹脂であれば可視域である400〜6
00nmの範囲で透明であり、長波長領域である800
nm付近まで透明性を維持しているものも多い。従っ
て、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ア
クリル樹脂、ポリイミドなどが好ましい。
The electrophotographic photosensitive member is usually exposed from the side of the conductive substrate on which the photosensitive layer is formed, but in the case of so-called backside exposure in which exposure is performed from the back side of the surface of the conductive substrate on which the photosensitive layer is formed, The conductive substrate used may be transparent in the wavelength range of the light source used, for example, 780 nm for a semiconductor laser, 630 nm for an LED, and 580 n for an EL.
m. 400 to 6 in the visible range for ordinary resins
800, which is transparent in the range of 00 nm and is in the long wavelength region
Many of them maintain transparency up to around nm. Therefore, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, polycarbonate, polyester, polyamide, acrylic resin, polyimide and the like are preferable.

【0069】感光層の下に形成される導電層および露光
面に形成される導電層は、基体同様、使用される光源の
波長域で透明なら良く、一般に金属、金属酸化物の蒸着
あるいはそれらを何等から形で塗布後焼成したもの、こ
のような導電性を有する微粉体をバインダに分散させ、
塗布乾燥させたものなどが挙げられる。これらの導電面
は、電気的に導通がとられ、接地されていてもよい。
The conductive layer formed under the photosensitive layer and the conductive layer formed on the exposed surface may be transparent in the wavelength range of the light source used, like the substrate. Generally, metal or metal oxide vapor deposition or those What was fired after being applied in a shape of any kind, dispersed in such a binder fine powder having conductivity,
Examples include those that have been applied and dried. These conductive surfaces may be electrically conducted and may be grounded.

【0070】本発明の光導電体においては、必要に応じ
て感光層の表面に保護層を形成してもよい。前記保護層
の厚さは通常5〜50μmに、好ましくは10〜30μ
mに設定することが望ましい。保護層に用いられる物質
としては公知のいかなる物質でもよい。そのような物質
として、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂な
どの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂など
の熱硬化性樹脂、光硬化樹脂、EB硬化樹脂、X線硬化
樹脂、UV硬化樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。
In the photoconductor of the present invention, a protective layer may be formed on the surface of the photosensitive layer, if necessary. The thickness of the protective layer is usually 5 to 50 μm, preferably 10 to 30 μm.
It is desirable to set to m. Any known substance may be used as the substance used for the protective layer. Examples of such substances include thermoplastic resins such as acrylic resins, fluororesins and silicone resins, thermosetting resins such as phenol resins and melamine resins, photocurable resins, EB curable resins, X-ray curable resins, UV curable resins, urethanes. Resin etc. are mentioned.

【0071】保護層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
老化防止剤等の少量添加剤を添加してもよい。そのよう
な添加剤としては、例えば、ヒンダード・フェノール
類、芳香族アミン類、有機硫黄化合物、亜リン酸エステ
ル、キレート化剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾ
ール系、ニッケル錯体などがある。
The protective layer includes an antioxidant, an ultraviolet absorber,
A small amount of additives such as an anti-aging agent may be added. Examples of such additives include hindered phenols, aromatic amines, organic sulfur compounds, phosphites, chelating agents, benzophenones, benzotriazoles, and nickel complexes.

【0072】本発明の光導電体をフォトリフラクティブ
素子等の光メモリー等に適用する場合、基体としては透
明導電性薄膜が特に望ましく、例えば、ポリエチレンテ
レフタレート(PET)シートなどのプラスチックシー
トの表面に酸化インジウム(ITO)、酸化錫(NES
A)などの導電性物質を蒸着したもの、ガラス上にこれ
らを蒸着したものなどを挙げることができる。
When the photoconductor of the present invention is applied to an optical memory such as a photorefractive element or the like, a transparent conductive thin film is particularly preferable as the substrate, and for example, the surface of a plastic sheet such as a polyethylene terephthalate (PET) sheet is oxidized. Indium (ITO), tin oxide (NES
Examples thereof include those obtained by depositing a conductive substance such as A) and those obtained by depositing these on glass.

【0073】光メモリー材料として本発明の光導電体を
使用する場合、本発明の組成に加え、非線形光学物質を
分散する場合がある。非線形光学物質として、例えば、
3次の非線形光学物質である4−(ジエチルアミノ)−
β−ニトロスチレン、3−フロロ−4−(ジエチルアミ
ノ)−β−ニトロスチレン、(4−ピペリジノベンジリ
デン)マロノニトリル、2−[(α−メチルベンジル)
アミノ]−5−ニトロピリジン、4−メトキシ−2′−
(トリフロロメチル)−4′−ニトロスチルベン、4−
(ジエチルアミノ)−β−メチル−β−ニトロスチレ
ン、4−(ジエチルアミノ)−シナモニトリル等が挙げ
られる。
When the photoconductor of the present invention is used as an optical memory material, a nonlinear optical substance may be dispersed in addition to the composition of the present invention. As a non-linear optical material, for example,
4- (diethylamino)-, which is a third-order nonlinear optical material
β-nitrostyrene, 3-fluoro-4- (diethylamino) -β-nitrostyrene, (4-piperidinobenzylidene) malononitrile, 2-[(α-methylbenzyl)
Amino] -5-nitropyridine, 4-methoxy-2'-
(Trifluoromethyl) -4'-nitrostilbene, 4-
(Diethylamino) -β-methyl-β-nitrostyrene, 4- (diethylamino) -cinnamonitrile and the like can be mentioned.

【0074】[0074]

【実施例】【Example】

実施例1 図2には本願発明の光導電体を用いた感光体を示す概略
断面図である。図2に示される感光体は、導電性基板と
なる電極基板11上に、マトリックスポリマー12中に
電荷発生物質13と電荷輸送物質14を分子分散させた
光導電体15を形成している。
Example 1 FIG. 2 is a schematic sectional view showing a photoconductor using the photoconductor of the present invention. In the photoreceptor shown in FIG. 2, a photoconductor 15 in which a charge generating substance 13 and a charge transporting substance 14 are molecularly dispersed in a matrix polymer 12 is formed on an electrode substrate 11 which is a conductive substrate.

【0075】電荷発生物質13として高純度(99%)
のC70を0.0167g、電荷輸送物質(正孔輸送物
質)14としてN,N´−ジフェニル−N,N´−ビス
(3−メチルフェニル)−(1,1´−ビフェニル)−
4,4´−ジアミン(TPD)を0.451g、マトリ
ックスポリマー12としてポリスチレンを1.169
g、それぞれを35.6gのトルエン中に溶解し、トル
エン溶液を調製した(各成分の混合割合、電荷発生物
質:電荷輸送物質:マトリックスポリマー=1:29:
70重量%)。このときトルエン溶液中にフラーレンの
沈殿は見られなかった。
High purity (99%) as the charge generating substance 13
0.0167g of C 70 of the charge-transporting material (hole transporting material) 14 as N, N'-diphenyl -N, N'-bis (3-methylphenyl) - (1,1'-biphenyl) -
0.44 g of 4,4'-diamine (TPD) and 1.169 of polystyrene as the matrix polymer 12
g, each was dissolved in 35.6 g of toluene to prepare a toluene solution (mixing ratio of each component, charge generating substance: charge transporting substance: matrix polymer = 1: 29:
70% by weight). At this time, no precipitation of fullerene was found in the toluene solution.

【0076】次にガラス上に酸化インジウム(IT0)
を蒸着した電極基板11上に調製溶液を滴下し、60℃
条件下で十分乾燥させ膜厚25μmの透明性の高い光導
電体膜を得た。
Next, indium oxide (IT0) was formed on the glass.
The prepared solution is dropped on the electrode substrate 11 on which
It was sufficiently dried under the conditions to obtain a highly transparent photoconductor film having a film thickness of 25 μm.

【0077】得られた光導電体のX線回析パターンの測
定を行なった。その結果を図3に示す。図3から分かる
ように、本実施例によって得られた光導電体には、C70
に起因するピークの存在はなく、フラーレンがマトリッ
クスポリマー中に分子分散した、非晶質のフラーレンを
含有した光導電体であることを確認できた。
The X-ray diffraction pattern of the obtained photoconductor was measured. The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the photoconductor obtained in this example contains C 70
It was confirmed that the fullerene was a photoconductor containing amorphous fullerene in which the fullerene was molecularly dispersed in the matrix polymer.

【0078】この光導電体膜の吸収スペクトルおよび量
子効率を測定した。その結果を図4に示す。図中、白丸
は吸収スペクトルを、黒丸は量子効率を表す。図4から
分かるように、光を吸収する領域において量子効率はほ
ぼ一定のη=0.3であった。この値は、実用化されて
いる有機顔料の量子効率に比べ高く、良好な感光特性を
示した。
The absorption spectrum and quantum efficiency of this photoconductor film were measured. FIG. 4 shows the results. In the figure, white circles represent absorption spectra and black circles represent quantum efficiency. As can be seen from FIG. 4, the quantum efficiency was approximately constant η = 0.3 in the light absorbing region. This value was higher than the quantum efficiency of the organic pigments that have been put into practical use, and showed good photosensitivity.

【0079】実施例2 電荷発生物質として高純度(99%)のC70を0.01
69g、正孔輸送物質としてN,N´−ジフェニル−
N,N´−ビス(3−メチルフェニル)−(1,1´−
ビフェニル)−4,4´−ジアミン(TPD)を0.4
55g、マトリックスポリマーとしてポリスチレンを
0.0136g、それぞれを35.6gのトルエン中に
溶解し、トルエン溶液を調製した(各成分の混合割合、
電荷発生物質:電荷輸送物質:マトリックスポリマー=
22:60:18重量%)。このときトルエン溶液中に
フラーレンの沈殿は観測されなかった。
Example 2 0.01% of high-purity (99%) C 70 was used as a charge generating substance.
69 g, N, N′-diphenyl-as a hole transport material
N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-
Biphenyl) -4,4'-diamine (TPD) 0.4
55 g, 0.0136 g of polystyrene as a matrix polymer, each of which was dissolved in 35.6 g of toluene to prepare a toluene solution (mixing ratio of each component,
Charge generating substance: Charge transporting substance: Matrix polymer =
22: 60: 18% by weight). At this time, no precipitation of fullerene was observed in the toluene solution.

【0080】次にガラス上に酸化インジウム(IT0)
を蒸着した電極基板11上に調製溶液を滴下し、1.3
Paの真空容器中で基板温度60℃の条件下で5分間乾
燥させ膜厚10μmの光導電体膜を得た。
Next, indium oxide (IT0) was formed on the glass.
The prepared solution was dropped on the electrode substrate 11 on which
The film was dried in a Pa vacuum chamber at a substrate temperature of 60 ° C. for 5 minutes to obtain a photoconductor film having a film thickness of 10 μm.

【0081】得られた光導電体膜に対してX線回析パタ
ーンの測定を行ったが実施例1と同様にピークの存在は
なく、フラーレンがマトリックスポリマー中に分子分散
した、非晶質のフラーレンを含有した光導電体であるこ
とを確認できた。得られた光導電体は透明性が低くいも
のであった。
An X-ray diffraction pattern was measured for the obtained photoconductor film, but there was no peak as in Example 1, and fullerene was molecularly dispersed in a matrix polymer and was amorphous. It was confirmed that the photoconductor was a fullerene-containing photoconductor. The resulting photoconductor was poor in transparency.

【0082】この光導電体膜の吸収スペクトルおよび量
子効率を実施例1と同様の方法で測定した。その結果、
光を吸収する領域において量子効率はほぼ一定のη=
0.3であった。
The absorption spectrum and quantum efficiency of this photoconductor film were measured in the same manner as in Example 1. as a result,
In the light absorption region, the quantum efficiency is almost constant η =
0.3.

【0083】実施例3 図5は、本実施例の感光体の概略断面図である。図示す
るように、感光体は、円筒状のポリエステルフィルムか
らなる支持体1表面に電極層2を形成した導電性基体に
光導電体層3を形成し、さらに光導電体層3表面に電荷
輸送層4が形成されている。
Example 3 FIG. 5 is a schematic sectional view of a photosensitive member of this example. As shown in the figure, the photoconductor has a photoconductive layer 3 formed on a conductive substrate having a support 1 made of a cylindrical polyester film and an electrode layer 2 formed on the surface of the support, and further transports charge on the surface of the photoconductive layer 3. Layer 4 has been formed.

【0084】以下のようにして、図5に示すような感光
体を作成した。支持体となる厚さ100μmのポリエス
テルフィルム(240mm×200mm)の両面に、表
面抵抗が500Ω/□の電極層になるアルミニウム被膜
を形成した。このポリエステルフィルムを円筒状にして
アルミニウム被膜の両側の長辺を融着し、半径60mm
で長さ240mmの円筒を形成した。この円筒の外側表
面に、以下のようにして光導電体を成膜し、感光体を形
成した。
A photoconductor as shown in FIG. 5 was prepared as follows. On both surfaces of a 100 μm-thick polyester film (240 mm × 200 mm) serving as a support, an aluminum film serving as an electrode layer having a surface resistance of 500 Ω / □ was formed. This polyester film is made into a cylindrical shape and the long sides on both sides of the aluminum coating are fused and the radius is 60 mm.
To form a cylinder having a length of 240 mm. A photoconductor was formed as a film on the outer surface of this cylinder as follows to form a photoconductor.

【0085】まず、円筒の外側表面に厚さ0.2μmの
水溶性ナイロン膜を形成し、その上にスプレーコーティ
ング法により厚さ1μmの電荷発生層となる光導電体層
を形成した。この電荷発生層は、90重量%以上が炭素
数70以上の高次フラーレン類と、ブチラール樹脂との
重量比1:1の混合比である。
First, a water-soluble nylon film having a thickness of 0.2 μm was formed on the outer surface of the cylinder, and a photoconductor layer serving as a charge generating layer having a thickness of 1 μm was formed thereon by a spray coating method. In this charge generation layer, 90% by weight or more has a mixing ratio of a high-order fullerene having 70 or more carbon atoms and a butyral resin at a weight ratio of 1: 1.

【0086】次に、電荷発生層を形成した円筒体を、4
−ジベンジルアミノ−2−メチルベンズアルデヒド−
1,1−ジフェニル−ヒドラゾン2重量部と、85重量
%以上が炭素数60のフラーレンと、ポリカーボネート
(商品名:K−1300w,帝人化成社製)1重量部を
2重量部の1,1,2−トリクロロエタンに溶解、分散
させた分散溶液中に浸漬し、取り出して乾燥し、電荷発
生層上に膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
Next, the cylindrical body on which the charge generation layer is formed is set to 4
-Dibenzylamino-2-methylbenzaldehyde-
2 parts by weight of 1,1-diphenyl-hydrazone, 2 parts by weight of 1,1 parts by weight of fullerene having a carbon number of 60 at 85% by weight or more, and 1 part by weight of polycarbonate (trade name: K-1300w, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) It was immersed in a dispersion solution dissolved and dispersed in 2-trichloroethane, taken out and dried to form a charge transport layer having a film thickness of 20 μm on the charge generation layer.

【0087】このようにして作成された感光体の感度
(半減露光量)を測定したところ、0.3(μJ-1・c
2 )と高感度であった。なお、半減露光量とは、感光
体表面電位が初期電位から半減するのに必要な露光量で
あり、本実施例においては、500Vに帯電した感光体
を250Vになるまで露光した。また、半減露光量の測
定には静電帯電試験装置EPA−8100(川口電機
製)を用いた。
The sensitivity (half-exposure amount) of the photoconductor thus prepared was measured and found to be 0.3 (μJ −1 · c
m 2 ) and high sensitivity. The half-dose exposure amount is an exposure amount required to reduce the surface potential of the photoconductor to half from the initial potential. In this example, the photoconductor charged to 500V was exposed to 250V. An electrostatic charging test device EPA-8100 (manufactured by Kawaguchi Denki Co., Ltd.) was used to measure the half-dose exposure amount.

【0088】その後、この感光体を、背面露光システム
の電子写真装置に組み込んだ。背面露光システムとは、
感光体円筒の内側に光源を配置したものである。この電
子写真装置により、帯電、露光現像、転写を繰り返し、
毎分80枚の速度で10万枚の画像を出力したところ、
得られた画像は、初期の画像と比べ、ほとんど変化しな
かった。
Then, this photosensitive member was incorporated into an electrophotographic apparatus of a back exposure system. What is the back exposure system?
The light source is arranged inside the photoconductor cylinder. With this electrophotographic device, charging, exposure and development, and transfer are repeated,
When 100,000 images were output at a speed of 80 sheets per minute,
The image obtained did not change much compared to the initial image.

【0089】比較例1 電荷発生物質としてフラーレンの代わりに銅フタロシア
ニンを用い、電荷発生層中にフラーレン類を含有させな
いことを除いて、実施例1と同様にして電子写真感光体
を作成し、実施例1と同様にその性能を評価した。その
結果、感度は1.5(μJ-1・cm2 )と低く、また毎
分20枚以上の速度では画像形成を行うことができなか
った。また、ほぼ10万枚の画像形成で印字に滲みが観
測された。
Comparative Example 1 An electrophotographic photosensitive member was prepared in the same manner as in Example 1 except that copper phthalocyanine was used as the charge generating substance instead of fullerene and the fullerene was not contained in the charge generating layer. The performance was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the sensitivity was as low as 1.5 (μJ −1 · cm 2 ), and image formation could not be performed at a speed of 20 sheets per minute or more. Further, bleeding was observed in the print after forming an image on almost 100,000 sheets.

【0090】実施例4〜6 直径10mmの紙からなる3個のドラムのそれぞれの表
面に、表面抵抗が50Ωとなるようにアルミニウムの被
膜を形成した。このドラムの外側表面に、以下のように
して光導電体を成膜し、感光体を作成した。
Examples 4 to 6 An aluminum coating film was formed on each surface of three drums made of paper having a diameter of 10 mm so that the surface resistance was 50Ω. A photoconductor was formed as a film on the outer surface of this drum as follows to form a photoconductor.

【0091】まず、ドラムの外側表面に厚さ0.2μm
の水溶性ナイロン膜を形成し、その上に、85重量%以
上が炭素数60である高次フラーレンを有機溶媒と混合
分散させた液をスプレーコーティングし、電荷発生層を
形成した。この電荷発生層の平均膜厚は、0.05μm
(実施例4)、0.15μm(実施例5)、0.8μm
(実施例6)であった。
First, the outer surface of the drum has a thickness of 0.2 μm.
The water-soluble nylon film of No. 1 was formed, and a liquid in which 85% by weight or more of higher fullerene having 60 carbon atoms was mixed and dispersed with an organic solvent was spray-coated to form a charge generation layer. The average film thickness of this charge generation layer is 0.05 μm.
(Example 4), 0.15 μm (Example 5), 0.8 μm
(Example 6).

【0092】このようにして形成した電荷発生層の上
に、1,1−ビス(p−ジエチルアミノ−フェニル)−
4、4−ジエチル−1、3−ブタジエンと、85重量%
以上が炭素数60のフラーレンと、ポリカーボネート
(商品名:K−1300w、帝人化成社製)を重量比
2:1:2の割合で1,2−トリクロロエタンに溶解、
分散させた液を浸漬塗布し、乾燥し、膜厚20μmの電
荷輸送層を形成した。
On the charge generation layer thus formed, 1,1-bis (p-diethylamino-phenyl)-
85% by weight with 4,4-diethyl-1,3-butadiene
The above is a fullerene having 60 carbon atoms and a polycarbonate (trade name: K-1300w, manufactured by Teijin Kasei) dissolved in 1,2-trichloroethane at a weight ratio of 2: 1: 2,
The dispersed liquid was applied by dip coating and dried to form a charge transport layer having a film thickness of 20 μm.

【0093】このようにして作成された感光体の感度を
実施例1と同様にして測定したところ、いずれもほぼ
0.5(μJ-1・cm2 )と高感度であった。その後、
この感光体を、実施例1と同じ電子写真装置に組み、帯
電、露光現像、転写を繰り返し、毎分65枚の速度で1
0万枚の画像を出力したところ、得られた画像は、初期
の画像と比べ、ほとんど変化しなかった。
When the sensitivities of the thus prepared photoconductors were measured in the same manner as in Example 1, all of them had a high sensitivity of about 0.5 (μJ -1 · cm 2 ). afterwards,
This photoconductor was assembled in the same electrophotographic apparatus as in Example 1, and charging, exposure and development, and transfer were repeated, and 1 sheet was formed at a speed of 65 sheets per minute.
When 0,000 images were output, the obtained image showed almost no change compared with the initial image.

【0094】また、現像時の画像部の電位と非画像部の
電位を測定したところ、図6に示す結果を得た。図6か
ら明らかなように、実施例4〜6の電子写真感光体は、
画像部の電位が低く、非画像部の電位が高く、優れた帯
電保持能力を有していることが分かる。これは、フラー
レンが電荷移動錯体を形成しておらず、このため暗伝導
度が小さいためである。
When the potential of the image area and the potential of the non-image area at the time of development were measured, the results shown in FIG. 6 were obtained. As is clear from FIG. 6, the electrophotographic photosensitive members of Examples 4 to 6 are
It can be seen that the potential of the image area is low and the potential of the non-image area is high, and that it has excellent charge holding ability. This is because fullerene does not form a charge transfer complex and thus has low dark conductivity.

【0095】比較例2、3 電荷発生層の平均膜厚を0.001μm(比較例2)、
2μm(比較例3)としたことを除いて、実施例4と同
様にして電子写真感光体を作成し、その感度を評価し
た。その結果、比較例2の電子写真感光体は測定不能で
あり、比較例3の電子写真感光体は1.2(μJ-1・c
2 )と低感度であった。
Comparative Examples 2 and 3 The average thickness of the charge generation layer is 0.001 μm (Comparative Example 2),
An electrophotographic photoreceptor was prepared in the same manner as in Example 4 except that the thickness was 2 μm (Comparative Example 3), and the sensitivity was evaluated. As a result, the electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 2 could not be measured, and the electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 3 was 1.2 (μJ −1 · c
m 2 ) and low sensitivity.

【0096】また、現像時の画像部の電位と非画像部の
電位を測定した。その結果を図6に併記する。図6から
明らかなように、比較例2の電子写真感光体は、画像部
の電位が高く、一方比較例3の電子写真感光体は、非画
像部の電位が低く、画像出力できないことが分かる。
The potential of the image area and the potential of the non-image area during development were measured. The results are also shown in FIG. As is apparent from FIG. 6, the electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 2 has a high electric potential in the image area, while the electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 3 has a low electric potential in the non-image area and cannot output an image. .

【0097】実施例7 直径15mmのアルミニウムの丸棒に、以下のようにし
て成膜し、感光体を形成した。
Example 7 A photosensitive member was formed by forming a film on a round aluminum rod having a diameter of 15 mm as follows.

【0098】まず、丸棒の表面に、1−フェニル−1,
2,3,−テトラヒドロキノリン6−カルボキシアルヒ
デド−1,1−ジフェニルヒドラゾンと、ポリカーボネ
ート(商品名:K−1300w、帝人化成社製)を重量
比1:2の割合で1,2−トリクロロエタンに溶解、分
散させた液を浸漬塗布し、乾燥し、膜厚20μmの電荷
輸送層を形成した。
First, on the surface of a round bar, 1-phenyl-1,
2,3-Trihydroquinoline 6-carboxyalhydrido-1,1-diphenylhydrazone and polycarbonate (trade name: K-1300w, manufactured by Teijin Chemicals) at a weight ratio of 1: 2 1,2-trichloroethane. The solution dissolved and dispersed in was applied by dip coating and dried to form a charge transport layer having a film thickness of 20 μm.

【0099】このようにして作成された感光体の感度を
実施例1と同様にして測定したところ、いずれもほぼ
0.5(μJ-1・cm2 )と高感度であった。その後、
この感光体を、実施例1と同じ電子写真装置に組み、帯
電、露光現像、転写を繰り返し、毎分20枚の速度で1
0万枚の画像を出力したところ、得られた画像は、初期
の画像と比べ、ほとんど変化しなかった。
When the sensitivities of the thus prepared photoconductors were measured in the same manner as in Example 1, all of them had a high sensitivity of about 0.5 (μJ -1 cm 2 ). afterwards,
This photoconductor was assembled in the same electrophotographic apparatus as in Example 1, and charging, exposure and development, and transfer were repeated, and 1 time was performed at a speed of 20 sheets per minute.
When 0,000 images were output, the obtained image showed almost no change compared with the initial image.

【0100】次に、この電荷輸送層上に、85重量%以
上が炭素数70以上の高次フラーレンを有機溶媒と分散
混合させた液をスプレーコーティングし、電荷発生層を
形成した。この電荷発生層の上に、熱硬化型シリコーン
樹脂を0.5μmの厚さに塗布し、保護層を形成した。
Next, a liquid in which 85% by weight or more of a higher fullerene having a carbon number of 70 or more was dispersed and mixed with an organic solvent was spray-coated on the charge transport layer to form a charge generation layer. A thermosetting silicone resin was applied on the charge generation layer to a thickness of 0.5 μm to form a protective layer.

【0101】このようにして作成された感光体の感度を
測定したところ、ほぼ0.25(μJ-1・cm2 )と高
感度であった。その後、この感光体を、実施例1と同じ
電子写真装置に組み、帯電、露光現像、転写を繰り返
し、毎分40枚の速度で10万枚の画像を出力したとこ
ろ、得られた画像は、初期の画像と比べ、ほとんど変化
しなかった。
When the sensitivity of the thus prepared photosensitive member was measured, it was as high as about 0.25 (μJ -1 · cm 2 ). Thereafter, this photoreceptor was assembled in the same electrophotographic apparatus as in Example 1, and charging, exposure and development, and transfer were repeated, and 100,000 images were output at a speed of 40 sheets per minute. The obtained image was Compared to the initial image, there was almost no change.

【0102】実施例8 電荷発生層中のフラーレン類の90重量%以上がC60
あることを除いて実施例7と同様にして電子写真感光体
を作成し、電子写真装置に組み込み、帯電、露光、現
像、転写を繰り返したところ、毎分3枚の速度では画像
を出力できた。
Example 8 An electrophotographic photosensitive member was prepared in the same manner as in Example 7, except that 90% by weight or more of the fullerenes in the charge generation layer were C 60 , and the electrophotographic photosensitive member was assembled and charged. When exposure, development and transfer were repeated, an image could be output at a speed of 3 sheets per minute.

【0103】実施例9〜13 直径10mmの5本の円筒のそれぞれの表面に、表面抵
抗が500Ω/□となるようにアルミニウムの被膜を形
成した。この被膜上に以下のようにして光導電層を成膜
し、感光体を作成した。
Examples 9 to 13 An aluminum coating film was formed on each surface of five cylinders having a diameter of 10 mm so that the surface resistance was 500 Ω / □. A photoconductive layer was formed on this film as follows to prepare a photoconductor.

【0104】前記それぞれの円筒上の被膜上に、85重
量%以上が炭素数70以上のフラーレンを蒸着し、電荷
発生層となる光導電体を形成した。この電荷発生層の膜
厚は、0.005μm(実施例9)、0.015μm
(実施例10)、0.15μm(実施例11)、0.8
μm(実施例12)、1.2μm(実施例13)であっ
た。
On the coating film on each of the above cylinders, 85% by weight or more of fullerene having 70 or more carbon atoms was vapor-deposited to form a photoconductor as a charge generation layer. The thickness of this charge generation layer is 0.005 μm (Example 9) and 0.015 μm.
(Example 10), 0.15 μm (Example 11), 0.8
μm (Example 12) and 1.2 μm (Example 13).

【0105】このようにして形成した電荷発生層の上
に、実施例4と同様の電荷輸送層を形成した。このよう
にして作成された感光体の感度を実施例1と同様にして
測定したところ、それぞれほぼ1.0(μJ-1・cm
2 )(実施例9)、0.4(μJ-1・cm2 )(実施例
10)、0.2(μJ-1・cm2 )(実施例11)、
0.43(μJ-1・cm2 )(実施例12)、0.9
(μJ-1・cm2 )(実施例13)と高感度であった。
これらの中では、電荷発生層の膜厚が0.01μm以
上、1.0μm未満の範囲に含まれる実施例10、1
1、12の電子写真感光体が特に高い感度を示した。
A charge transport layer similar to that of Example 4 was formed on the charge generation layer thus formed. The sensitivities of the thus prepared photoconductors were measured in the same manner as in Example 1 and found to be approximately 1.0 (μJ -1 · cm).
2 ) (Example 9), 0.4 (μJ -1 · cm 2 ) (Example 10), 0.2 (μJ -1 · cm 2 ) (Example 11),
0.43 (μJ −1 · cm 2 ) (Example 12), 0.9
The sensitivity was as high as (μJ −1 · cm 2 ) (Example 13).
Of these, Examples 10, 1 in which the thickness of the charge generation layer was in the range of 0.01 μm or more and less than 1.0 μm
The electrophotographic photoreceptors 1 and 12 showed particularly high sensitivity.

【0106】実施例14 図5と同様な感光体を作製した。本実施例においては、
厚さ100μmのポリエステルフィルム(240mm×
200mm)の両面に、表面抵抗が500Ω/□の電極
層となる、膜厚2000オングストロ−ムの金の被膜を
形成した。このフィルムの長辺同士を融着し、240m
m×60mmφの円筒を形成した。この円筒の外側表面
に、以下の方法で本発明の光導電体を形成した。
Example 14 A photoconductor similar to that shown in FIG. 5 was produced. In this embodiment,
100μm thick polyester film (240mm ×
(200 mm), a gold coating having a film thickness of 2000 angstroms was formed on both sides of the electrode layer having a surface resistance of 500 Ω / □. 240m by fusing the long sides of this film
A cylinder of m × 60 mmφ was formed. The photoconductor of the present invention was formed on the outer surface of this cylinder by the following method.

【0107】この円筒を真空装置の中に組み込み、C70
の含有率が99.5%以上のフラーレンを原料としてク
ヌッセンセルにセットした。次いで、真空度を5×10
-4Paにし、セルを270℃に加熱して、2時間放置し
た。この時、セルの上部にはマスクをセットし、セルか
らの低温度蒸着物が円筒に到達しないようにした。ま
た、基板温度は40℃に保持した。
This cylinder was installed in a vacuum device, and a C 70
The fullerene having a content of 99.5% or more was set as a raw material in a Knudsen cell. Then, the degree of vacuum is set to 5 × 10.
-4 Pa, the cell was heated to 270 ° C and left for 2 hours. At this time, a mask was set on the upper part of the cell so that the low temperature deposits from the cell did not reach the cylinder. The substrate temperature was kept at 40 ° C.

【0108】次に、5℃/minの昇温速度でセルを加
熱し、500℃まで昇温した。セルの温度が500℃に
達する間に、セル内のフラーレンの50%以上は気体と
なり、円筒にはフラーレンが付着し、フラーレンの薄膜
が形成された。なお、この時、円筒は常温に放置された
状態であったが、蒸着されたフラーレンとセルからの輻
射等により温度が数度高くなった。またこの時、円筒を
30[r.p.m]の回転速度で回転させ、円筒上に均
一にフラーレンの薄膜が蒸着されるようにした。
Next, the cell was heated at a heating rate of 5 ° C./min to 500 ° C. While the temperature of the cell reached 500 ° C., 50% or more of the fullerene in the cell became a gas, the fullerene adhered to the cylinder, and a fullerene thin film was formed. At this time, the cylinder was left at room temperature, but the temperature increased several degrees due to the vaporized fullerene and radiation from the cell. At this time, the cylinder is moved to 30 [r. p. m], so that the thin film of fullerene is uniformly deposited on the cylinder.

【0109】このようにして、電化発生層となるフラー
レンの薄膜を2000(A)の厚さに蒸着した。得られ
たフラーレン薄膜の2体分布関数g(R)を求めた結果
を図7に示す。R=12(A)付近で第1のピークを示
し、R≧20(A)の領域で0.7<g(R)<1.2
となった。
In this way, a thin film of fullerene to be the charge generation layer was deposited to a thickness of 2000 (A). FIG. 7 shows the result of obtaining the two-body distribution function g (R) of the obtained fullerene thin film. A first peak is shown near R = 12 (A), and 0.7 <g (R) <1.2 in the region of R ≧ 20 (A).
It became.

【0110】得られたフラーレン薄膜をCuKαにてX
線回析を行なった。その結果本実施例によって得られた
フラーレン薄膜には、C70に起因するピークの存在はな
かった。
The obtained fullerene thin film was subjected to X with CuKα.
Line diffraction was performed. As a result, the fullerene thin film obtained in this example did not have a peak due to C 70 .

【0111】さらに、得られたフラーレンに10V、5
0Vの電圧を印加した時の暗伝導率を測定したところ、
1.43×10-14 Ω-1-1、4.64×10-15 Ω-1
-1と十分な抵抗を得られた。
Further, the obtained fullerene was charged with 10 V, 5
When dark conductivity was measured when a voltage of 0 V was applied,
1.43 × 10 -14 Ω -1 m -1 , 4.64 × 10 -15 Ω -1
A sufficient resistance of m -1 was obtained.

【0112】その後、フラーレン薄膜の上に、電荷輸送
分子としてNN−シフェニル−NN−ビス(3−メチル
フェニル9−(1,1−ビフェニル)−4,4−ジアミ
ンをポリカーボネート樹脂に重量比1対1で1,1,2
−トリクロロエタンに溶解、均一溶液としたものを乾燥
後の膜厚が20μmになるように塗布し、電荷輸送層を
形成した。
Then, on the fullerene thin film, NN-cyphenyl-NN-bis (3-methylphenyl 9- (1,1-biphenyl) -4,4-diamine as a charge transport molecule was added to the polycarbonate resin in a weight ratio of 1: 2. 1, 1, 1
-Dissolved in trichloroethane and made into a uniform solution, it was applied so that the film thickness after drying would be 20 μm to form a charge transport layer.

【0113】このようにして作成した感光体を背面露光
方式の電子写真プリンターに組み込んだ。感光体表面を
500Vに帯電した後、データ書き込み用照射光(55
0nm)でデータを書き込んだ所、帯電量半減露光量は
0.5[μJ-1・cm2 ]であった。
The photoconductor thus prepared was incorporated into a back exposure type electrophotographic printer. After charging the surface of the photoconductor to 500 V, irradiation light for data writing (55
When the data was written at 0 nm), the charge amount half-exposure amount was 0.5 [μJ −1 · cm 2 ].

【0114】また、この感光体を繰り返し使用してもそ
の半減露光量は0.5[μJ-1・cm2 ]のままであっ
た。 比較例4 蒸着時の円筒の温度を120℃に変更した以外は、実施
例14と同様にしてフラーレン薄膜を形成し、さらに感
光体を作成した。さらに実施例14と同様にしてX線回
折を行ったところ、入射X線と回折線のなす角2θ=1
0近傍にC70特有のピークが観測された。
The half-exposure amount of 0.5 [μJ -1 · cm 2 ] remained even after repeated use of this photoreceptor. Comparative Example 4 A fullerene thin film was formed in the same manner as in Example 14 except that the temperature of the cylinder during vapor deposition was changed to 120 ° C., and then a photoreceptor was prepared. Further, when X-ray diffraction was performed in the same manner as in Example 14, the angle 2θ between the incident X-ray and the diffraction line was 2θ = 1.
A peak peculiar to C 70 was observed near 0.

【0115】このフラーレン薄膜の2体分布関数を図8
に示す。30<R<45(A)の範囲でg(R)は0.
7以下であることが分かる。さらにこのフラーレン薄膜
に10V、50Vの電圧を印加し暗伝導率を測定したと
ころ、2.13×10-12 Ω-1-1、1.55×10
-14 Ω-1-1であり、十分な抵抗を得ることができなか
った。
The two-body distribution function of this fullerene thin film is shown in FIG.
Shown in In the range of 30 <R <45 (A), g (R) is 0.
It can be seen that it is 7 or less. Furthermore, when a voltage of 10 V and 50 V was applied to this fullerene thin film and the dark conductivity was measured, it was 2.13 × 10 -12 Ω -1 m -1 , 1.55 × 10
It was -14 Ω -1 m -1 , and a sufficient resistance could not be obtained.

【0116】さらに得られた感光体を、実施例14と同
様に背面露光方式の電子写真プリンタに組み込み、感光
体表面を500Vに帯電し、データ書き込み用照射光
(550nm)でデータを書き込んだところ、帯電量半
減露光量は150[μJ-1・cm2 ]であり、実施例1
4により得た感光体と比較して非常に感度が低かった。
また、光照射後に、暗時の抵抗が小さくなり、再び帯電
しても帯電量を50V以上にすることはできず、繰り返
し使用できなかった。
Further, the obtained photoconductor was incorporated in a back exposure type electrophotographic printer as in Example 14, the surface of the photoconductor was charged to 500 V, and data was written with irradiation light for data writing (550 nm). The half-exposure amount of charge was 150 [μJ −1 · cm 2 ], and Example 1
The sensitivity was very low as compared with the photoconductor obtained in No. 4.
Further, after the light irradiation, the resistance in the dark became small, and even if it was charged again, the charge amount could not be 50 V or more and could not be used repeatedly.

【0117】実施例15 直径5mmのアルミニウムの棒状の支持体の外側表面
に、以下の方法で光導電層を形成した。即ち、支持体を
真空装置の中に組み込み、C78の含有率80%以上のフ
ラーレンを原料としてクヌッセンセルにセットし、実施
例14と同様に、フラ−レン薄膜を1000オングスト
ロームの厚さに蒸着した。その時、支持体の温度は50
℃以下であった。
Example 15 A photoconductive layer was formed on the outer surface of an aluminum rod-shaped support having a diameter of 5 mm by the following method. That is, the support was assembled in a vacuum apparatus, fullerene having a C 78 content of 80% or more was set as a raw material in a Knudsen cell, and a fullerene thin film was vapor-deposited to a thickness of 1000 Å as in Example 14. did. At that time, the temperature of the support is 50
° C or lower.

【0118】その後、蒸着膜の上に電荷輸送分子として
NN−ジフェニル−NN−ビス(3−メチルフェニル9
−(1,1−ビフェニル)−4,4−ジアミンをポリカ
ーボネート樹脂に重量比1対1で1,1,2−トリクロ
ロエタンに溶解し、均一溶液としたものを、乾燥した後
の膜厚が20μmになるように塗布し、電荷輸送層を形
成した。
Then, NN-diphenyl-NN-bis (3-methylphenyl 9) was used as a charge transport molecule on the deposited film.
-(1,1-Biphenyl) -4,4-diamine was dissolved in 1,1,2-trichloroethane in a polycarbonate resin in a weight ratio of 1: 1 to form a uniform solution, and the film thickness after drying was 20 μm. To form a charge transport layer.

【0119】この時、作製した光導電体の2体分布関数
g(R)は、R≧20(A)以上の領域で0.7<g
(R)<1.2となった。さらに実施例14と同様にし
て光導電体のX線回折を行ったところ、X線回折パター
ンにC78に起因するピークは観測されなかった。
At this time, the two-body distribution function g (R) of the produced photoconductor is 0.7 <g in the region of R ≧ 20 (A) or more.
(R) <1.2. Further, when the photoconductor was subjected to X-ray diffraction in the same manner as in Example 14, no peak attributable to C 78 was observed in the X-ray diffraction pattern.

【0120】このようにして作製した感光体を、背面露
光方式の電子写真プリンタに組み込んだ。これは感光体
円筒の内側に光源を組み込んだものである。データ書き
込み用照射光(550nm)でデータを書き込んだとこ
ろ、帯電量半減露光量は0.6[μJ-1・cm2 ]と非
常に感度が高かった。
The thus prepared photoconductor was incorporated into a back exposure type electrophotographic printer. This is one in which a light source is incorporated inside the photosensitive drum. When data was written with irradiation light for data writing (550 nm), the half-exposure amount of charge was 0.6 [μJ −1 · cm 2 ] and the sensitivity was very high.

【0121】比較例5 蒸着時の円筒の温度を200℃に変更した以外は、実施
例15と同様にして、感光体を作製し、実施例15によ
り得た感光体と比較した。
Comparative Example 5 A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 15 except that the temperature of the cylinder during vapor deposition was changed to 200 ° C., and was compared with the photoconductor obtained in Example 15.

【0122】この時、作製した光導電体の2体分布関数
g(R)を図9に示す。R=12(A)付近で第1のピ
ークを示し、30<R<45の範囲でg(R)は0.7
以下であった。
At this time, the two-body distribution function g (R) of the produced photoconductor is shown in FIG. A first peak is shown near R = 12 (A), and g (R) is 0.7 in the range of 30 <R <45.
It was below.

【0123】さらに実施例14と同様にX線回折を行っ
たところ、C78特有のピークが観測された。このように
して作製した感光体を実施例14と同様に背面露光方式
の電子写真プリンタに組み込み、データ書き込み用照射
光(550nm)でデータを書き込んだところ、帯電量
半減露光量は5.0[μJ-1・cm2 ]であり、実施例
15により得た感光体と比較して非常に感度が低かっ
た。また、光照射後に、暗時の抵抗が小さくなり、繰り
返し使用することができなかった。
Further, when X-ray diffraction was performed in the same manner as in Example 14, a peak peculiar to C 78 was observed. The thus prepared photoconductor was incorporated into a back exposure type electrophotographic printer in the same manner as in Example 14, and data was written with irradiation light for data writing (550 nm). μJ −1 · cm 2 ], which was extremely low in sensitivity as compared with the photoconductor obtained in Example 15. Further, after the light irradiation, the resistance in the dark became small, and it could not be used repeatedly.

【0124】比較例6 実施例15と同様の支持体上にC70とカルバゾールを共
蒸着し、1000オングストロームのフラーレンを含む
電荷移動錯体を形成させたことを除いて実施例15と全
く同様にして感光体を作成した。
Comparative Example 6 Exactly the same as Example 15 except that C 70 and carbazole were co-evaporated on the same support as in Example 15 to form a charge transfer complex containing 1000 Å of fullerene. A photoconductor was created.

【0125】この感光体では感光体表面に電荷を帯電さ
せることができず、半減露光量を測定することはできな
った。 実施例16 厚さ100μmのポリエステルフィルム(240mm×
200mm)の両面に、表面抵抗が500Ωになるよう
に金の被膜を形成した。このフィルムの長辺を融着し、
240mm×60mmφの円筒を形成した。この円筒の
外側表面に以下の方法で本発明の光導電性像形成部材を
形成した。すなわち、C70の含有率80%以上のフラー
レンとNN−ジフェニル−NN−ビス(3−メチルフェ
ニル9(1,1−ビフェニル)−4,4−ジアミンとポ
リカーボネート樹脂を重量比1対1対3で1,1,2−
トリクロロエタン中にボールミリングで100時間分散
させ、均一な液としたものを外側に塗布し乾燥後の膜厚
が20μmになるようにした。
With this photosensitive member, the surface of the photosensitive member could not be charged, and the half-exposure amount could not be measured. Example 16 100 μm thick polyester film (240 mm ×
Gold coatings were formed on both sides of the surface (200 mm) so that the surface resistance was 500Ω. Fuse the long side of this film,
A 240 mm × 60 mm φ cylinder was formed. The photoconductive imaging member of the present invention was formed on the outer surface of this cylinder by the following method. That is, a fullerene having a C 70 content of 80% or more, NN-diphenyl-NN-bis (3-methylphenyl 9 (1,1-biphenyl) -4,4-diamine, and a polycarbonate resin are used in a weight ratio of 1: 1: 3. So 1,1,2-
It was dispersed in trichloroethane by ball milling for 100 hours, and a uniform liquid was applied to the outside so that the film thickness after drying was 20 μm.

【0126】この時、作製した光導電体の2体分布関数
g(R)はR=11(A)付近で第1のピークを示し、
R≧18(A)以上の領域で0.7<g(R)<1.2
となった。
At this time, the two-body distribution function g (R) of the produced photoconductor shows the first peak near R = 11 (A),
0.7 <g (R) <1.2 in the region of R ≧ 18 (A) or more
It became.

【0127】このようにして作製した感光体を背面露光
方式の電子写真プリンタに組み込んだ。感光体を500
Vに帯電した後、データ書き込み用照射光(550n
m)でデータを書き込んだところ、帯電量半減露光量は
0.7[μJ-1・cm2 ]と非常に感度が高かった。
The photoconductor thus prepared was incorporated into a back exposure type electrophotographic printer. 500 photoconductor
After charging to V, irradiation light for data writing (550n
When the data was written in m), the half-exposure amount of charge was 0.7 [μJ -1 · cm 2 ] and the sensitivity was very high.

【0128】比較例7 実施例16とは、ボールミリングで分散させなかった以
外は、全て同様にして感光体を作製し実施例と比較し
た。このとき作製した光導電体のX線回折の測定から得
られる2体分布関数g(R)はR=11(A)付近で第
1のピークを示した。
Comparative Example 7 A photoconductor was prepared in the same manner as in Example 16 except that dispersion was not carried out by ball milling, and comparison was made with Example. The two-body distribution function g (R) obtained from the X-ray diffraction measurement of the photoconductor produced at this time showed a first peak near R = 11 (A).

【0129】この時、作製した光導電性部材すなわち感
光体の蒸着膜の2体分布関数g(R)はR=11(A)
付近で第1のピークを示し、30<R<50の範囲にg
(R)が0.7以下を示すRが存在した。
At this time, the two-body distribution function g (R) of the produced photoconductive member, that is, the vapor deposition film of the photoconductor is R = 11 (A).
Shows the first peak in the vicinity and g in the range of 30 <R <50
There was R having (R) of 0.7 or less.

【0130】このようにして作製した感光体を実施例1
4と同様に背面露光方式の電子写真プリンタに組み込
み、データ書き込み用照射光(550nm)でデータを
書き込んだところ、帯電量半減露光量は30.0[μJ
-1・cm2 ]と感度が低かった。また、光照射後に、暗
時の抵抗が小さくなり、繰り返し使用することができな
かった。
The photosensitive member thus produced was used in Example 1.
As in No. 4, when incorporated into a back exposure type electrophotographic printer and writing data with irradiation light for data writing (550 nm), the half-exposure amount of charge was 30.0 [μJ
-1 · cm 2 ], and the sensitivity was low. Further, after the light irradiation, the resistance in the dark became small, and it could not be used repeatedly.

【0131】実施例17 本実施例は、本発明を光導電性トナーに適用した例を示
す。本発明に用いられるフラーレンは、キャリア発生効
率が高いため、トナーへの混合は少量でよく、様々な色
のトナーに用いることが出来る。
Example 17 In this example, the present invention is applied to a photoconductive toner. Since the fullerene used in the present invention has a high carrier generation efficiency, it needs only a small amount to be mixed with the toner and can be used for toners of various colors.

【0132】即ち、本実施例に用いたフラーレンは、ト
ルエンに溶解した状態から急乾燥しトルエンを気化させ
る方法によって無定形化したものを用いる。このフラー
レンは、C70が80%,C60が20%の組成からなる。
That is, the fullerene used in this example is amorphous after being dissolved in toluene and then rapidly dried to vaporize the toluene. This fullerene has a composition of 80% C 70 and 20% C 60 .

【0133】得られたフラーレン集合体は中性子非弾性
散乱5meV以下の領域でボソンピークを示した。ポリ
エステル樹脂100重量部、フタロシアニン10重量
部、ポリプロピレン3重量部、ワックス2重量部、荷電
制御材2重量部、及び上述のあらかじめ無晶質にしたフ
ラーレン1重量部を混合し、加熱ローラにより混練し、
冷却した後、粗砕し、さらに超高速ジェットミルにより
微粉砕し、次いで、風力分級機により分級することによ
り、平均粒径7μmの着色微粒子(トナ−)を得た。
The obtained fullerene aggregate showed a boson peak in the region of neutron inelastic scattering of 5 meV or less. 100 parts by weight of polyester resin, 10 parts by weight of phthalocyanine, 3 parts by weight of polypropylene, 2 parts by weight of wax, 2 parts by weight of charge control material, and 1 part by weight of the above-mentioned non-amorphous fullerene are mixed and kneaded by a heating roller. ,
After cooling, it was coarsely crushed, further finely crushed by an ultra-high speed jet mill, and then classified by an air classifier to obtain colored fine particles (toner) having an average particle size of 7 μm.

【0134】このトナーをドラム上に薄層化し、780
nmのレーザにより画像情報を照射した。その結果、レ
ーザーの照射部のトナーのみがその光導電性により帯電
量が低下し、ドラムから剥離し、トナ−画像が得られ
た。得られたトナー画像を紙に転写し、良好な画質の画
像を得た。
A thin layer of this toner was formed on the drum, and 780
The image information was illuminated by a nm laser. As a result, only the toner on the irradiated portion of the laser had a reduced charge amount due to its photoconductivity and was peeled off from the drum, and a toner image was obtained. The obtained toner image was transferred to paper, and an image of good quality was obtained.

【0135】比較例8 ベンゼン溶液から溶媒を蒸発することによって得られ
た、中性子非弾性散乱5meV以下の領域でピークが観
測されない結晶状態のフラーレンを用いる以外は、実施
例17と同様の手順でトナーを製造した。このトナ−を
実施例17と同様に評価した。その結果、レーザー照射
部のトナーは、ドラムから剥離しなかった。
Comparative Example 8 Toner was prepared by the same procedure as in Example 17 except that crystalline fullerene obtained by evaporating a solvent from a benzene solution and having no peak observed in the region of 5 meV or less of inelastic neutron scattering was used. Was manufactured. This toner was evaluated in the same manner as in Example 17. As a result, the toner on the laser-irradiated portion was not separated from the drum.

【0136】実施例18 本実施例は、本発明を電荷輸送材料と組み合わせてフォ
トリフラクティブホログラム媒体として用いた例を示
す。即ち、バインダーポリマー中にあらかじめ500℃
から−20℃に急冷することにより密度が1.700
[g/cm3 ]の非晶質状態になったC70を10wt%
混合し、さらにポリマーに対してホール輸送材であるジ
エチルアミノベンザルデハイドジフェニルヒドラゾンを
30wt%混合させ、ホログラム媒体を得た。このホロ
グラム媒体を用いて、参照光と入射光を入射させ、3次
元情報を記録した。その結果、このホログラム媒体は、
キャリア発生効率が高いため、約10μJの総エネルギ
ーで1000cm3 の3次元情報を書き込むことが出来
た。
Example 18 This example shows an example of using the present invention in combination with a charge transport material as a photorefractive hologram medium. That is, in the binder polymer at 500 ° C in advance.
To -20 ° C to obtain a density of 1.700.
10 wt% of C 70 in an amorphous state of [g / cm 3 ]
The mixture was mixed, and 30 wt% of a hole transporting material, diethylaminobenzaldehydrdiphenylhydrazone, was mixed with the polymer to obtain a hologram medium. Using this hologram medium, reference light and incident light were made incident to record three-dimensional information. As a result, this hologram medium
Due to the high carrier generation efficiency, 1000 cm 3 of three-dimensional information could be written with a total energy of about 10 μJ.

【0137】比較例9 フラ−レンとして、ベンゼン溶液から得られ、密度が
1.710[g/cm3]の結晶化したC70を用いたこ
と以外は、実施例18と同様にしてホログラム媒体を作
製し、評価した。その結果、実施例18と同様の3次元
情報を書き込むのに約100000μJの総エネルギー
が必要であった。
Comparative Example 9 A hologram medium was prepared in the same manner as in Example 18 except that crystallized C 70 having a density of 1.710 [g / cm 3 ] obtained from a benzene solution was used as the fullerene. Was prepared and evaluated. As a result, about 100,000 μJ of total energy was required to write the same three-dimensional information as in Example 18.

【0138】実施例19 本実施例は、本発明をレジストに応用した例について示
す。ネガ型レジストの増感材として、あらかじめ実施例
14と同様にしてガラス基板上に熱蒸着法で得たフラー
レン薄膜をガラス基板から剥離し、用いた。このC70
99%以上であるフラーレンのガラス転移点は、310
Kであり、中性子非弾性散乱5meV以下の領域でボソ
ンピークを示した。混合比はレジストに対して5wt%
であった。その結果、このレジストは、フラーレンを混
合する前の感度の約6倍となった。
Example 19 This example shows an example in which the present invention is applied to a resist. As a sensitizer for a negative resist, a fullerene thin film obtained by a thermal evaporation method on a glass substrate in advance was peeled from the glass substrate and used in the same manner as in Example 14. The glass transition point of fullerene having C 70 of 99% or more is 310
K, which showed a boson peak in the region of neutron inelastic scattering of 5 meV or less. Mixing ratio is 5wt% to resist
Met. As a result, this resist has about 6 times the sensitivity before mixing with fullerene.

【0139】比較例10 増感材として用いたフラーレンが、99%以上がC70
あり、ベンゼン溶液から析出した結晶で、ガラス転移点
をもたず、中性子非弾性散乱10meV以下の領域でピ
ークも観測されないものであること以外は、実施例19
と同様にしてネガ型レジストを作製し、評価した。その
結果、感度はフラーレンを混合する前と変化しなかっ
た。
Comparative Example 10 Fullerene used as a sensitizer was 99% or more of C 70 , was a crystal precipitated from a benzene solution, had no glass transition point, and peaked in the region of neutron inelastic scattering of 10 meV or less. Example 19 except that no
A negative resist was prepared and evaluated in the same manner as in. As a result, the sensitivity was the same as before mixing the fullerene.

【0140】実施例20 図10は、光メモリの概略断面図である。図中、透明基
板21上に、第1の下部電極22、第2の下部電極2
3、光伝導体24および上部電極25が順次積層されて
いる。
Embodiment 20 FIG. 10 is a schematic sectional view of an optical memory. In the figure, a first lower electrode 22 and a second lower electrode 2 are provided on a transparent substrate 21.
3, the photoconductor 24, and the upper electrode 25 are sequentially stacked.

【0141】本実施例は、このような積層体で非晶質相
と結晶相との間の相転移を利用した光メモリに利用した
例について示す。透明電極であるガラス基板の上に第1
の下部電極としてのITO膜及び第2の下部電極として
のAl半透明電極を形成し、更にその上に実施例14と
同様にして、光導電体として熱蒸着によりC70が90%
以上のフラーレン膜を形成した。この時、ガラス基板の
温度は100℃以下であった。このフラーレン膜をX線
回折で構造解析したところ、得られた2体分布関数g
(R)が距離Rが40オングストロ−ム以上の領域で
0.8〜1.2であった。
The present example shows an example in which such a laminate is used for an optical memory utilizing the phase transition between an amorphous phase and a crystalline phase. First on the glass substrate which is a transparent electrode
An ITO film as a lower electrode and an Al semi-transparent electrode as a second lower electrode are formed, and C 70 is 90% by thermal evaporation as a photoconductor in the same manner as in Example 14.
The above fullerene film was formed. At this time, the temperature of the glass substrate was 100 ° C. or lower. When the fullerene film was subjected to structural analysis by X-ray diffraction, the obtained two-body distribution function g
(R) was 0.8 to 1.2 in the region where the distance R was 40 angstroms or more.

【0142】このフラーレン膜上にAu電極をイオンス
パッタ法により形成し、図6に示すような光メモリ素子
を得た。この光メモリ素子を用い、ITOとAu電極間
にバイアス電圧を印加しながらITO側から情報を赤外
のレーザにより書き込んだ。その結果、光が当たったと
ころのみ相の転移が生じ、490nmから700nmま
での領域における吸光係数が変化した。
An Au electrode was formed on this fullerene film by an ion sputtering method to obtain an optical memory element as shown in FIG. Using this optical memory element, information was written by an infrared laser from the ITO side while applying a bias voltage between the ITO and Au electrodes. As a result, phase transition occurred only when exposed to light, and the absorption coefficient in the region from 490 nm to 700 nm changed.

【0143】実施例21 本実施例は、本発明を可視域の光センサに利用した例に
ついて示す。ITO上にAuを蒸着し、その上にビスフ
ェノールZ型ポリカーボネート中に1,1,ビス(4−
ジエチルアミノフェニル)−4,4′−ジフェニル−
1,3ブタジエンを30wt%分子分散させた電荷輸送
膜20μmを形成し、さらにその上にスパッタリングで
6020%、C7075%、その他5%のフラーレン類の
膜を設けた。この膜の中性子散乱のスペクトルは5me
V以下の領域でボソンピークを示した。
Example 21 This example shows an example in which the present invention is applied to an optical sensor in the visible range. Au was vapor-deposited on ITO, and 1,1, bis (4-
Diethylaminophenyl) -4,4'-diphenyl-
A charge transport film of 20 μm in which 30 wt% of 1,3 butadiene was molecularly dispersed was formed, and a film of fullerene of C 60 20%, C 70 75% and other 5% was provided thereon by sputtering. The neutron scattering spectrum of this film is 5 me
A boson peak was shown in a region below V.

【0144】更にこのフラーレン膜の上にAlの半透明
電極を設け、光センサ素子とした。この光センサを、A
lとAu電極間に約100Vのバイアス電圧を印加した
状態で用いた。その結果、波長400nmから680n
mまでの光の10-4[μJ/cm2 ]から103 [μJ
/cm2 ]の領域の光パワーメーターとして用いること
ができた。
Further, a semitransparent electrode of Al was provided on the fullerene film to form a photosensor element. This optical sensor is
It was used with a bias voltage of about 100 V applied between the 1 and Au electrodes. As a result, wavelength 400nm to 680n
Light from 10 -4 [μJ / cm 2 ] to 10 3 [μJ
/ Cm 2 ].

【0145】比較例12 実施例21とは電荷輸送膜とフラーレン膜の形成順序を
変え、ITO上にAuを蒸着し、その上にフラーレン膜
を形成した。このITO/Au/フラーレン膜の構成の
試料を、温度350℃で30時間アニーリングした。
Comparative Example 12 The order of forming the charge transport film and the fullerene film was changed from that of Example 21, Au was vapor-deposited on ITO, and the fullerene film was formed thereon. A sample having this ITO / Au / fullerene film configuration was annealed at a temperature of 350 ° C. for 30 hours.

【0146】このフラーレン膜からは中性子非弾性散乱
10meV以下の領域でピークは観測されなかった。更
にフラーレン膜上に電荷輸送膜、Au電極を設けて光セ
ンサ素子とし、実施例21と同様に評価した。この結
果、この光センサ素子は、波長400nmから550n
mまでの光の強度1[μJ/cm2 ]から102 [μJ
/cm2 ]のパワーメーターとしてしか用いることが出
来なかった。
From this fullerene film, no peak was observed in the region of neutron inelastic scattering of 10 meV or less. Further, a charge transport film and an Au electrode were provided on the fullerene film to form a photosensor element, and the same evaluation as in Example 21 was performed. As a result, this optical sensor element has a wavelength of 400 nm to 550 n.
Light intensity up to m from 1 [μJ / cm 2 ] to 10 2 [μJ
/ Cm 2 ].

【0147】実施例22 本実施例は、本発明を光ゲートスイッチとして用いた例
を図11を用いて示す。
Embodiment 22 This embodiment shows an example in which the present invention is used as an optical gate switch with reference to FIG.

【0148】図中、絶縁膜31の片面には、ドレイン電
極29とソ−ス電極30がそれぞれ形成されており、両
電極を覆うように半導体層33が形成されている。さら
に半導体層33上には光導電体層28と透明電極27が
積層されている。そして絶縁膜の他面には光導電体層と
対向する位置にゲート電極32が形成されている。
In the figure, a drain electrode 29 and a source electrode 30 are formed on one surface of an insulating film 31, and a semiconductor layer 33 is formed so as to cover both electrodes. Further, a photoconductor layer 28 and a transparent electrode 27 are laminated on the semiconductor layer 33. A gate electrode 32 is formed on the other surface of the insulating film at a position facing the photoconductor layer.

【0149】図7に示す構造の素子を以下のようにして
作製した。ドレイン電極19、ソース電極20、ゲート
電極22は全てアルミニウムにより構成し、光導電体層
28は、熱蒸着で設けたC60が90%以上の非晶質膜と
し、絶縁膜21はSiO2 により構成し、透明電極17
はITOとした。
A device having the structure shown in FIG. 7 was manufactured as follows. The drain electrode 19, the source electrode 20, and the gate electrode 22 are all made of aluminum, the photoconductor layer 28 is an amorphous film having a C 60 of 90% or more provided by thermal evaporation, and the insulating film 21 is made of SiO 2. Compose and transparent electrode 17
Is ITO.

【0150】透明電極17とソース電極20は0V、ゲ
ート電極22はそれらに対して−20V、ドレイン電極
19は−5Vの電圧を印加した。光が透明電極に照射さ
れると、ソース、ドレイン間に電流が流れた。その際に
必要な光量は、波長500nmの時、0.5[μJ-1
cm2 ]と非常に少なかった。
A voltage of 0 V was applied to the transparent electrode 17 and the source electrode 20, a voltage of -20 V was applied to the gate electrode 22, and a voltage of -5 V was applied to the drain electrode 19. When the transparent electrode was irradiated with light, a current flowed between the source and the drain. At that time, the required amount of light is 0.5 [μJ -1 ·
cm 2 ], which was very small.

【0151】比較例13 フラーレン膜として結晶質のC60(f,C,C)を用い
た以外は、実施例22と同様にして光ゲートスイッチを
作製した。この光ゲートスイッチを作動させるために
は、波長500nmのとき500[μJ-1・cm2
と、実施例22により得た光ゲートスイッチに比べ、大
量の光が必要であった。
Comparative Example 13 An optical gate switch was produced in the same manner as in Example 22 except that crystalline C 60 (f, C, C) was used as the fullerene film. To operate this optical gate switch, 500 [μJ -1 · cm 2 ] at a wavelength of 500 nm.
Therefore, a large amount of light was required as compared with the optical gate switch obtained in Example 22.

【0152】実施例23 本実施例は、本発明を光変調素子に適用した例を図12
に示す。光導電体層34が石英基板25上に形成されて
いる。
Embodiment 23 This embodiment is an example in which the present invention is applied to an optical modulator.
Shown in A photoconductor layer 34 is formed on the quartz substrate 25.

【0153】光変調素子は次のように作製した。まず、
基板となる石英上に真空蒸着によりC60の非晶質膜を
0.05μmの厚さに成膜した。この膜の温度300K
における488nmの光励起によるラマン散乱のスペク
トルの1140[cm-1]から1480[cm-1]の領
域におけるピークの半値幅は、12[cm-1]であっ
た。この膜の中性子散乱のスペクトルは5meV以下の
領域でボソンピークを示した。
The light modulation element was manufactured as follows. First,
An amorphous C 60 film having a thickness of 0.05 μm was formed on quartz as a substrate by vacuum evaporation. The temperature of this film is 300K
The half-width of the peak in the region of 1140 [cm -1 ] to 1480 [cm -1 ] of the Raman scattering spectrum due to the light excitation of 488 nm was 12 [cm -1 ]. The neutron scattering spectrum of this film showed a boson peak in the region of 5 meV or less.

【0154】アルゴンイオンレーザ(波長528nm)
を用いて、1mJ/cm2 の光量におけるフラ−レン膜
の透過率を測定したところ、透過率は40%であった。
次に、10J/cm2 の光量における透過率を測定した
ところ、透過率は25%であった。この素子は、光量が
増加すると透過率が下がり、出力光(透過光)が制限さ
れると言う特性を有する、良好な光変調素子である。
Argon ion laser (wavelength 528 nm)
Was used to measure the transmittance of the fullerene film at a light amount of 1 mJ / cm 2 , the transmittance was 40%.
Next, the transmittance at a light amount of 10 J / cm 2 was measured, and the transmittance was 25%. This element is a good light modulation element having the characteristic that the transmittance decreases as the amount of light increases and the output light (transmitted light) is limited.

【0155】比較例14 石英上に真空蒸着によりC60の結晶膜を0.05μmの
厚さに成膜した。この膜の温度300Kにおける488
nmの光励起によるラマン散乱のスペクトルの1140
[cm-1]の領域における半値幅は8[cm-1]であっ
た。また、中性子非弾性散乱10meV以下の領域でピ
ークは観測されなかった。
Comparative Example 14 A crystal film of C 60 was formed on quartz by vacuum vapor deposition to a thickness of 0.05 μm. 488 at 300K
1140 of the spectrum of Raman scattering by photoexcitation of nm
The full width at half maximum in the [cm -1 ] region was 8 [cm -1 ]. Further, no peak was observed in the region of inelastic neutron scattering of 10 meV or less.

【0156】アルゴンイオンレーザ(波長528nm)
を用いて、10J-1・cm2 の光量における透過率を測
定したところ、透過率は5%であった。次に、1mJ-1
・cm2 の光量における透過は8%であった。このフラ
−レン膜中にはフラーレンが高分子化している領域が存
在した。この高分子化による特性の劣化が存在するた
め、結晶膜は光変調素子として利用できないものと思わ
れる。
Argon ion laser (wavelength 528 nm)
Was used to measure the transmittance at a light amount of 10 J −1 · cm 2 , and the transmittance was 5%. Next, 1mJ -1
The transmission at a light amount of cm 2 was 8%. In this fullerene film, there was a region in which fullerenes were polymerized. Due to the deterioration of the characteristics due to the polymerization, it is considered that the crystal film cannot be used as an optical modulator.

【0157】実施例24 本実施例は、本発明を太陽電池に適用した例を図13を
用いて示す。図中、石英基板39の上に、光透過性の電
極38、光導電体層37および上部電極36が順次積層
されている。
Example 24 This example shows an example in which the present invention is applied to a solar cell, with reference to FIG. In the figure, a light transmissive electrode 38, a photoconductor layer 37, and an upper electrode 36 are sequentially stacked on a quartz substrate 39.

【0158】このような太陽電池は次のように作製し
た。まず、基板となる石英上にアルミニウムの半透明電
極を形成した基板の上に、真空蒸着によりC70の非晶質
膜27を0.3μmの厚さに成膜し光導電体層を形成し
た。さらにその上に上部電極26として金を蒸着した。
この時、この膜の中性子非弾性散乱のスペクトルは5m
eV以下の領域でボソンピークを示した。
Such a solar cell was manufactured as follows. First, a C 70 amorphous film 27 was formed to a thickness of 0.3 μm by vacuum vapor deposition on a substrate in which a semitransparent electrode of aluminum was formed on quartz as a substrate to form a photoconductor layer. . Further, gold was vapor-deposited thereon as the upper electrode 26.
At this time, the spectrum of inelastic neutron scattering of this film is 5 m.
A boson peak was shown in the region below eV.

【0159】この太陽電池は、暗時はアルミニウム電極
を負に金電極を正にしたときは電流が流れるが、アルミ
ニウム電極を正に金電極を負にしたときは電流が殆ど流
れず、整流性を示した。アルミニウムの半透明電極側か
ら波長380nmの単色光を照射した所、アルミニウム
電極を正、金電極を負とする過電力が発生し、良好な太
陽電池であることが判った。この太陽電池のエネルギー
変換効率は、5%であった。
In this solar cell, when dark, the current flows when the aluminum electrode is negative and the gold electrode is positive, but when the aluminum electrode is positive and the gold electrode is negative, almost no current flows and the rectifying property is low. showed that. When a monochromatic light having a wavelength of 380 nm was irradiated from the side of the semitransparent electrode of aluminum, overpower was generated in which the aluminum electrode was positive and the gold electrode was negative, and it was found to be a good solar cell. The energy conversion efficiency of this solar cell was 5%.

【0160】比較例15 石英上にアルミニウムの半透明電極を形成した基板の上
に、真空蒸着によりC70の多結晶膜を0.3μmの厚さ
に成膜し、さらにその上に金を蒸着した。このようにし
て得た太陽電池は、暗時にアルミニウム電極を負に金電
極を正にしたときは電流が流れるが、アルミニウム電極
を正に、金電極を負にしたときは電流が殆ど流れず、整
流性を示した。アルミニウムの半透明電極側から波長3
80nmの単色光を照射したところ、アルミニウム電極
を正、金電極を負とする起電力が発生した。しかし、こ
の太陽電池のエネルギー変換効率は、0.08%と、実
施例24により得た太陽電池に比べ、非常に低かった。
Comparative Example 15 A C 70 polycrystal film was formed to a thickness of 0.3 μm by vacuum evaporation on a substrate in which a semitransparent electrode of aluminum was formed on quartz, and gold was further evaporated thereon. did. In the solar cell thus obtained, a current flows when the aluminum electrode is negative and the gold electrode is positive in the dark, but almost no current flows when the aluminum electrode is positive and the gold electrode is negative, It showed rectification. Wavelength 3 from the semi-transparent electrode side of aluminum
Irradiation with monochromatic light of 80 nm generated electromotive force with the aluminum electrode being positive and the gold electrode being negative. However, the energy conversion efficiency of this solar cell was 0.08%, which was much lower than that of the solar cell obtained in Example 24.

【0161】[0161]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光照射による高い電荷発生効率を得ることが可能なフラ
ーレン含有の光導電体を得ることが可能である。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to obtain a fullerene-containing photoconductor that can obtain high charge generation efficiency by light irradiation.

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

【図1】 2体分布関数g(R)が距離Rに対する依存
性を示す特性図。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing the dependence of a two-body distribution function g (R) on a distance R.

【図2】 ポリマー中にフラーレンを分子分散させた感
光体の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a photoconductor in which fullerene is molecularly dispersed in a polymer.

【図3】 本発明の光導電体のX線回析パターンを示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of the photoconductor of the present invention.

【図4】 本発明の光導電体の吸収スペクトルおよび量
子効率を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the absorption spectrum and quantum efficiency of the photoconductor of the present invention.

【図5】 本発明の感光体の概略断面図。FIG. 5 is a schematic sectional view of a photoconductor of the present invention.

【図6】 本発明の光導電体を感光体として使用したと
きの現像時の電位と電荷発生層の膜厚との関係を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the potential during development and the film thickness of the charge generation layer when the photoconductor of the present invention is used as a photoreceptor.

【図7】 本実施例におけるフラーレン薄膜の2体分布
関数g(R)を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a two-body distribution function g (R) of a fullerene thin film in this example.

【図8】 比較例におけるフラーレン薄膜の2体分布関
数g(R)を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a two-body distribution function g (R) of a fullerene thin film in a comparative example.

【図9】 別の比較例におけるフラーレン薄膜の2体分
布関数g(R)を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a two-body distribution function g (R) of a fullerene thin film in another comparative example.

【図10】 本発明の他の実施例に係る光メモリ素子を
示す断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing an optical memory device according to another embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の他の実施例に係る光ゲ−トスイッ
チを示す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing an optical gate switch according to another embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の他の実施例に係る光変調素子を示
す断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing an optical modulator according to another embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の他の実施例に係る太陽電池を示す
断面図。
FIG. 13 is a sectional view showing a solar cell according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・支持体 2・・・電極層 3・・・光導電体 4・・・電化輸送層 11・・・電極基板 12・・・ポリマー 13・・・電化発生物質 14・・・電化輸送物質 15・・・光導電体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support 2 ... Electrode layer 3 ... Photoconductor 4 ... Electrification transport layer 11 ... Electrode substrate 12 ... Polymer 13 ... Electrification generation material 14 ... Electrification transport Material 15: Photoconductor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細矢 雅弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 杉内 政美 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Hosoya, 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Masami Sugiuchi 70, Yanagi-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Yanagimachi factory

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非晶質フラーレンおよびその誘導体の少
なくとも一種を含有することを特徴とする光導電体。
1. A photoconductor containing at least one of amorphous fullerene and its derivatives.
【請求項2】 構造解析から得られた2体分布関数g
(R)が距離30オングストロ−ム以上の領域で0.7
〜1.3となる結晶構造のフラーレンおよびその誘導体
の少なくとも1種を含有することを特徴とする光導電
体。
2. A two-body distribution function g obtained from structural analysis.
(R) is 0.7 when the distance is 30 angstroms or more
A photoconductor characterized by containing at least one of fullerene having a crystal structure of ˜1.3 and its derivative.
【請求項3】 ガラス転移点以下の温度における中性子
非弾性散乱5meV以下の領域でボソンピークが観測さ
れるフラーレンおよびその誘導体の少なくとも1種を含
有することを特徴とする光導電体。
3. A photoconductor containing at least one of fullerene and its derivative in which a boson peak is observed in a region of neutron inelastic scattering of 5 meV or less at a temperature below the glass transition point.
【請求項4】 50Vの電圧下で暗導電率が5×1014
以下であることを特徴とする請求項1乃至3に記載の光
導電体。
4. A dark conductivity of 5 × 10 14 under a voltage of 50V.
The photoconductor according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】 前記フラーレンおよびその誘導体少なく
とも1種の50wt%以上が、炭素数70以上の基本骨
格を有するカーボンクラスターであることを特徴とする
請求項1乃至3に記載の光導電体。
5. The photoconductor according to claim 1, wherein 50 wt% or more of the fullerene and at least one derivative thereof are carbon clusters having a basic skeleton having 70 or more carbon atoms.
【請求項6】 前記フラーレンおよびその誘導体の少な
くとも1種が、マトリックスポリマー中に分子分散する
ことを特徴とする請求項1記載の光導電体。
6. The photoconductor according to claim 1, wherein at least one of the fullerene and its derivative is molecularly dispersed in a matrix polymer.
【請求項7】 膜厚が5μm以上、300μm以下であ
ることを特徴とする請求項6記載の光導電体。
7. The photoconductor according to claim 6, wherein the film thickness is 5 μm or more and 300 μm or less.
【請求項8】 実質的に電荷発生材料のみからなること
を特徴とする請求項1記載の光導電体。
8. The photoconductor according to claim 1, wherein the photoconductor is substantially composed of a charge generation material.
【請求項9】 膜厚が1μm以下であることを特徴とす
る請求項8記載の光導電体。
9. The photoconductor according to claim 8, wherein the film thickness is 1 μm or less.
【請求項10】 導電性支持体と、この導電性支持体上
に形成された電荷輸送層および前記請求項1記載の光導
電体からなる電荷発生層とを具備することを特徴とする
感光体。
10. A photoconductor comprising a conductive support, a charge transport layer formed on the conductive support, and a charge generation layer comprising the photoconductor according to claim 1. .
【請求項11】 フラーレンおよびその誘導体の少なく
とも一種を含有する光導電体において、 (1)フラーレンおよびその誘導体の少なくとも一種の
結晶構造が非晶質である; (2)フラーレンおよびその誘導体の少なくとも一種の
構造解析から得られる2体分布関数g(R)が距離30
オングストロ−ム以上の領域で0.7〜1.3の範囲内
にある;および (3)ガラス転移点以下の温度における中性子非弾性散
乱5meV以下の領域でボソンピークが観測される;の
少なくとも1つの条件を満たすことを特徴とする光導電
体。
11. A photoconductor containing at least one of fullerene and its derivative, wherein (1) the crystal structure of at least one of fullerene and its derivative is amorphous; (2) at least one of fullerene and its derivative. The two-body distribution function g (R) obtained from the structural analysis of
At least one in the range of 0.7 to 1.3 in the region above angstrom; and (3) boson peaks are observed in the region below 5 meV inelastic neutron scattering at a temperature below the glass transition point. A photoconductor characterized by satisfying a condition.
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