JPS5967553A - Recording body - Google Patents

Recording body

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JPS5967553A
JPS5967553A JP17801482A JP17801482A JPS5967553A JP S5967553 A JPS5967553 A JP S5967553A JP 17801482 A JP17801482 A JP 17801482A JP 17801482 A JP17801482 A JP 17801482A JP S5967553 A JPS5967553 A JP S5967553A
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JP
Japan
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layer
nitrogen
photoconductive layer
substrate
contg
Prior art date
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Pending
Application number
JP17801482A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Yamazaki
山崎 敏規
Hiroyuki Nomori
野守 弘之
Katsumi Matsuura
松浦 克巳
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Publication of JPS5967553A publication Critical patent/JPS5967553A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To provide and electrophotographic material which exhibits excellent sensitivity to light in visible and IR regions by providing a specific electric charge blocking layer, photoconductive layer and surface reforming layer on the substrate of said material. CONSTITUTION:A photoconductive layer 3 consisting of nitrogen atom-contg. amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon contg. 1-30atom% nitrogen atoms is provided on a backing substrate 1. A surface reforming layer 4 and/or electric charge blocking layer 2 of nitrogen atom-contg. amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon layer contg. 50-90atom% nitrogen atoms are formed on the upper and/or lower sides of the photoconductive layer. Since the layer 3 is formed on the a-Si contg. 1-30atom% nitrogen atoms in the above-mentioned way, said layer exhibits excellent sensitivity to the light in visible and IR regions by controlling the quantity of nitrogen and the intrinsic resistance is controlled as desired with the quantity of nitrogen and the rate of impurity doping.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a recording medium, such as an electrophotographic photoreceptor.

従来、電子写真感光体として、Se1又はSeにAs、
 Te、 Sb等をドープした感光体、znOやCdS
を樹脂バインダーに分散させた感光体等が知られている
。しかしながらこれらの感光体は、環境汚染性、熱的安
定性、機械的強度の点で問題がある。
Conventionally, as an electrophotographic photoreceptor, Se1 or Se has As,
Photoreceptor doped with Te, Sb, etc., znO or CdS
Photoreceptors, etc., in which the compound is dispersed in a resin binder are known. However, these photoreceptors have problems in terms of environmental pollution, thermal stability, and mechanical strength.

一方、アモルファスシリコン(a−8t)を母材トして
用いた電子写真感光体が近年になって提案されている。
On the other hand, electrophotographic photoreceptors using amorphous silicon (a-8t) as a base material have been proposed in recent years.

a−8tは、5t−8tの結合手が切れたいわゆるダン
グリングボンドを有しておシ、この欠陥に起因してエネ
ルギーギャップ内に多くの局在準位が存在する。このた
めに、熱励起担体のホッピング伝導が生じて暗抵抗が小
さく、また光励起担体が局在準位にトラップされて光導
電性が悪くなっている。そこで、上記欠陥を水素原子(
H)で補償してSlにHを結合させることによって、ダ
ングリングボンドを埋めることが行なわれる。
a-8t has a so-called dangling bond in which the bond of 5t-8t is broken, and many localized levels exist within the energy gap due to this defect. For this reason, hopping conduction of thermally excited carriers occurs, resulting in a small dark resistance, and photoexcited carriers are trapped in localized levels, resulting in poor photoconductivity. Therefore, we replaced the above defects with hydrogen atoms (
The dangling bonds are filled by bonding H to Sl with compensation by H).

このようなアモルファス水素化シリコン(以下、a−8
t:Hと称する。)の暗所での抵抗率は10’〜10@
Ω−mであって、アモルファスSeと比較すれば約1万
分の1も低い。従って、a−8t:Hの単層からなる感
光体は表面電位の暗減衰速度が大きく、初期帯電電位が
低いという問題点を有している。
Such amorphous hydrogenated silicon (hereinafter referred to as a-8
It is called t:H. ) has a resistivity in the dark of 10'~10@
Ω-m, which is about 1/10,000 times lower than that of amorphous Se. Therefore, a photoreceptor made of a single layer of a-8t:H has problems in that the dark decay rate of the surface potential is high and the initial charging potential is low.

しかし他方では、可視及び赤外領域の光を照射すると抵
抗率が大きく減少するため、感光体の感光層として極め
て優れた特性を有[7ている。
However, on the other hand, when irradiated with light in the visible and infrared regions, the resistivity is greatly reduced, so it has extremely excellent properties as a photosensitive layer of a photoreceptor.

そこで、このようなa−8i:Hに電位保持能を付与す
るため、ホウ素をドープすることによシ抵抗率を約10
′!Ω−mにまで高めることができるが、ホウ素量をそ
のように正確に制御することは容易ではない上に、10
12Ω−m程度の抵抗率でもカールソン方式による感光
プロセスに使用するには光感度が不十分であり、電荷保
持特性もなお不十分である。また、ホウ素と共に微量の
酸素を導入することによシ10130−副程度の高抵抗
化が可能であるが、これを感光体に用いた場合には光導
電性が低下し、裾切れの悪化や残留電位の発生という問
題が生じる。
Therefore, in order to impart potential holding ability to such a-8i:H, the resistivity was reduced to about 10 by doping with boron.
′! However, it is not easy to control the amount of boron so precisely, and
Even with a resistivity of about 12 Ω-m, the photosensitivity is insufficient for use in a photosensitive process using the Carlson method, and the charge retention properties are still insufficient. In addition, by introducing a small amount of oxygen together with boron, it is possible to increase the resistance to the level of 10130-sub, but when this is used in a photoreceptor, the photoconductivity decreases, leading to worsening of edge breakage and The problem arises of the generation of residual potential.

またa−8t:Hを表面とする感光体は、長期に亘って
大気や湿気に曝されることによる影響、コロナ放電で生
成される化学種の影響等の如き表面の化学的安定性に関
して、これ迄十分な検討がなされていない。例えば1力
月以上放置したものは湿気の影響を受け、受容電位が著
しく低下することが分っている。更に、a−8,i:H
はAIやステンレス等の支持体に対して膜付き(接着性
)が悪く、電子写真感光体として実用化する上で問題と
なる。
In addition, photoreceptors with a-8t:H surfaces are susceptible to surface chemical stability, such as the effects of long-term exposure to the atmosphere and moisture, and the effects of chemical species generated by corona discharge. Sufficient consideration has not been made until now. For example, it is known that if a device is left for more than a month, it will be affected by moisture and its receptive potential will drop significantly. Furthermore, a-8,i:H
has poor film adhesion (adhesion) to supports such as AI and stainless steel, which poses a problem in practical use as electrophotographic photoreceptors.

この対策として、特開昭55−87154号における如
きシランカップリング剤、特開昭56−74257号に
おける如きポリイミド樹脂又はトリアジン樹脂等の有機
高分子化合物からなる接着層をa−8t:H層と支持体
との間に設けることが知られている。
As a countermeasure to this, an adhesive layer made of an organic polymer compound such as a silane coupling agent as in JP-A No. 55-87154, a polyimide resin as in JP-A-56-74257, or a triazine resin is used as the a-8t:H layer. It is known that it is provided between the support body and the support body.

しかしながら、これらの場合、接着層の形成とa−8i
:H層の製膜とを別の方法で行なう必要があシ、そのた
めに新たな製膜装置を用い力ければならず、作業性が不
良となる。
However, in these cases, the formation of the adhesive layer and the a-8i
: It is necessary to perform the film formation of the H layer by a different method, and therefore a new film forming apparatus must be used, resulting in poor workability.

しかも、a−8i:H層を光導電性の良好なものとする
には、その製膜時の基板(支持体)温度を通常約200
℃又はそれ以上に保持することを要するが、このような
温度に対し下地の接着層は熱的に耐えることができない
Moreover, in order to make the a-8i:H layer have good photoconductivity, the temperature of the substrate (support body) during film formation is usually about 200°C.
℃ or higher, but the underlying adhesive layer cannot thermally withstand such temperatures.

一方、a−8i:Hに窒素原子を含有せしめた窒素原子
含有a−8t:H(以下、a−8iN:Hと称すること
がある。)によって光導電層を形成することが、特開昭
54−145539号、特開昭57−37352号の各
明細書に記載されている。この公知のa−8iN:H層
は、ボロンのドーピングによって暗所比抵抗f)Dが約
lXl0”Ω−mに高められ得ると共に、光導電性(感
度)にも優れている。しかしながら、本発明者の検討に
よれば、上記の公知の感光体においては、a−8iN:
H層への導電性支持体からの不要な電荷の注入が生じ易
いことが分った。
On the other hand, forming a photoconductive layer using nitrogen atom-containing a-8t:H (hereinafter sometimes referred to as a-8iN:H), in which nitrogen atoms are contained in a-8i:H, was disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. It is described in each specification of No. 54-145539 and Japanese Patent Application Laid-open No. 57-37352. This known a-8iN:H layer can be increased in dark specific resistance f)D to approximately 1X10''Ω-m by doping with boron, and also has excellent photoconductivity (sensitivity). According to the inventor's study, in the above-mentioned known photoreceptor, a-8iN:
It has been found that injection of unnecessary charges from the conductive support into the H layer is likely to occur.

或いは、a−8iN:H層上に表面被覆層を設けた例も
あるが、表面被覆層は合成樹脂から形成されているにす
ぎないので、耐刷性をはじめ、耐熱性′、繰返し使用時
の電子写真特性の安定性、表面の化学的安定性、機械的
強度等が充分ではないことも分った。しかも上記の表面
被覆層は、a−8iN:H層へ入射すべき光を吸収若し
くは反射し易いために、光感度も低下させてしまうとい
う欠点がある。
Alternatively, there are examples in which a surface coating layer is provided on the a-8iN:H layer, but since the surface coating layer is simply made of synthetic resin, it has poor printing durability, heat resistance, and durability during repeated use. It was also found that the stability of the electrophotographic properties, chemical stability of the surface, mechanical strength, etc., were not sufficient. Moreover, since the above-mentioned surface coating layer easily absorbs or reflects light that should be incident on the a-8iN:H layer, it also has the disadvantage of reducing photosensitivity.

本発明は、上記の如き欠陥を是正すべくなされたもので
あって、基体(例えばAt等の導電性支持体)とこの基
倖上に形成されかつ窒素原子を1〜30atomic%
含有する窒素原子含有アモルファス水素化及び/又はフ
ッ素化シリコン(例えばa−8iN:H)からなる光導
電層とを有する記録体において、前記光導電層の上側及
び/又は下側に、窒素原子を50〜90atomie%
含有する窒素原子含有アモルファス水素化及び/又はフ
ッ素化シリコン(例えばa−8iN:H)層が表面改質
層及び/又は電荷ブロッキング層として形成されている
ことを特徴とする記録体に係るものでちる。
The present invention has been made in order to correct the above-described defects.
In a recording body having a photoconductive layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon (e.g. a-8iN:H) containing nitrogen atoms, nitrogen atoms are added above and/or below the photoconductive layer. 50~90atomie%
This relates to a recording medium characterized in that a nitrogen atom-containing amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon (e.g. a-8iN:H) layer is formed as a surface modification layer and/or a charge blocking layer. Chiru.

本発明によれば、光導電層は1〜30atomic%の
窒素原子を含有し九a−8iで形成しているので、その
窒素量によって可視及び赤外領域の光に対し優れた感度
を示し、かつ固有抵抗の制御を窒素量及び不純物ドーピ
ング量で任意に行なえるものとなっている。
According to the present invention, since the photoconductive layer contains 1 to 30 atomic% of nitrogen atoms and is formed of 9a-8i, it exhibits excellent sensitivity to light in the visible and infrared regions depending on the nitrogen content, Moreover, the specific resistance can be controlled arbitrarily by changing the amount of nitrogen and the amount of impurity doping.

特に、ホウ素等のドーピングで1o 100−m以上の
、PDを示すので、光感度と共に電位保持能にも優れた
光導電層となる。
In particular, since it exhibits a PD of 10100-m or more when doped with boron or the like, it becomes a photoconductive layer with excellent photosensitivity and potential holding ability.

しかも、この光導電層の上側及び/又は下側には、窒素
原子を50〜90 atomic%含有したa−8i層
を表面改質層及び/又は電荷ブロッキング層として設け
ていることが極めて特徴的である0即ち、上記表面改質
層は耐熱性や表面硬度が高く、50〜90 atomi
cチの窒素量によって可視及び赤外領域の光を効果的に
透過させ得る窓材として機能する。このため、耐刷性、
耐熱性、光感度、繰返し使用時の電子写真特性の安定性
、感光体表面の化学的安定性、機絨的強度、保存中の経
時変化の防止作用等を著しく向上させることができる。
Moreover, it is extremely characteristic that an a-8i layer containing 50 to 90 atomic% of nitrogen atoms is provided on the upper and/or lower side of this photoconductive layer as a surface modification layer and/or a charge blocking layer. 0, that is, the surface modified layer has high heat resistance and surface hardness, and has a thickness of 50 to 90 atoms.
Depending on the amount of nitrogen, it functions as a window material that can effectively transmit light in the visible and infrared regions. For this reason, printing durability,
It is possible to significantly improve heat resistance, photosensitivity, stability of electrophotographic properties during repeated use, chemical stability of the surface of the photoreceptor, mechanical strength, prevention of changes over time during storage, etc.

また、電荷ブロッキング層として上記窒素原子含有a−
8t層を設けると、50〜90atomic %の窒素
量によって高抵抗を示し、基体からの不要なキャリアの
注入を防止して感光体の帯電電位の保持能を著しく向上
させることができ、かつ基体との接着性も充分となる。
Further, as a charge blocking layer, the nitrogen atom-containing a-
When the 8T layer is provided, it exhibits high resistance due to the nitrogen content of 50 to 90 atomic %, prevents unnecessary injection of carriers from the substrate, and significantly improves the ability of the photoreceptor to retain the charged potential. Adhesion is also sufficient.

このブロッキング効果は、不純物ドーピングによって更
に向上する。
This blocking effect is further improved by impurity doping.

加えて、本発明における光導電層、電荷ブロッキング層
(又は表面改質層)は窒素量が異なるa−8tからなっ
ているので、後述する方法等によって窒素供給量を変え
るだけで各層を連続形成でき、作業性や制御性が非常に
良好となる。
In addition, since the photoconductive layer and charge blocking layer (or surface modified layer) in the present invention are made of a-8t with different amounts of nitrogen, each layer can be formed continuously by simply changing the amount of nitrogen supplied using the method described below. This results in very good workability and controllability.

以下、本発明を実施例について図面参照下に詳細に説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図〜第5図には、感光体の構造が例示されている。1 to 5 illustrate the structure of the photoreceptor.

第1図の感光体は、At等の導電性支持体基板1上に、
a−8iN:H(窒素量1〜30atomic%)から
なる光導電層3と、a=sfN:H(窒素量50〜90
 atomic%)からなる表面改質層4とが順次積層
された構造からなっている。
The photoreceptor shown in FIG. 1 has a conductive support substrate 1 made of At, etc.
The photoconductive layer 3 consists of a-8iN:H (nitrogen content 1 to 30 atomic%), and a=sfN:H (nitrogen content 50 to 90 atomic%).
It has a structure in which surface modified layers 4 made of atomic %) are sequentially laminated.

光導電層3は、特に窒素原子含有量を1〜30 a t
 omi:c%(望ましくは15〜25atomic%
)とすることによって、第6図に示す如く、暗所抵抗率
9Dと光照射時の抵抗率9Lの比が充分であシ、光感度
(%に可視及び赤外領域の光に対するもの)が良好とな
る。
In particular, the photoconductive layer 3 has a nitrogen atom content of 1 to 30 at
omi: c% (preferably 15-25 atomic%
), as shown in Figure 6, the ratio of the dark resistivity 9D and the resistivity 9L during light irradiation is sufficient, and the photosensitivity (% to visible and infrared light) is Becomes good.

また、周期表第11TA族元素、例えばホウ素を後述の
流量比(B、 Ha/SiH,) =1〜500ppm
 テ)”−ピンクすることによって、第7図の如く、固
有抵抗を1o10Ω−m以上(更には10′10−の以
上)とし、高抵抗化できることが分る。この高抵抗化に
よって電荷保持能を向上させることができる。
In addition, elements of group 11TA of the periodic table, such as boron, are added at a flow rate ratio (B, Ha/SiH,) = 1 to 500 ppm, which will be described later.
As shown in Figure 7, it is possible to make the resistivity higher by increasing the resistivity to 10'10 Ω-m or more (or even more than 10'10-m) by pinking it. can be improved.

これによって、光感度、電位保持能共に良好な光導電層
とすることができる。比較のために、第7図中に破線で
a−8t:Hへの不純物ドーピングによる抵抗変化を示
したが、a Si:Hでは高抵抗化の程度が不充分であ
シ、シがも1010Ω−m程度でしか安定した高抵抗値
を得ることができない。また、第6図から理解されるよ
うに、a−3iN:Hでは窒素量によっても9を制御で
きるし、不純物ドーピングとの組合せで抵抗制御の範囲
を広くとることができる。また、第8図に示す如く、光
導電層3は、窒素含有量の増加に伴なって光学的エネル
ギーギャップ(a−8i:Hの場合には約1.65 e
V )を太きくシ、入射光に対する吸収特性をコントロ
ールできることが分る。
As a result, a photoconductive layer having good photosensitivity and potential holding ability can be obtained. For comparison, the dashed line in Figure 7 shows the resistance change due to impurity doping to a-8t:H. A stable high resistance value can only be obtained at around -m. Further, as understood from FIG. 6, in a-3iN:H, 9 can be controlled by the amount of nitrogen, and in combination with impurity doping, the range of resistance control can be widened. Further, as shown in FIG. 8, the photoconductive layer 3 has an optical energy gap (approximately 1.65 e in the case of a-8i:H) as the nitrogen content increases.
It can be seen that by increasing V ), the absorption characteristics for incident light can be controlled.

なお、光導電層3の下部(支持体1との境界側)は周期
表第1IIA族又は第VA族元素、例えばボロン又はリ
ンの高濃度ドーピングによりP型又はN型化しておくこ
とができる。例えばP型化(更にはP型化)すれば、正
帯電時の基板からの電子の注入を充分に防ぐことができ
、このためには周期表第1TI A族元素(例えばボロ
ン庵流量比B、H,/SiH,=1000〜100,0
00 ppmでドープするとよい。N型化(更に+ はN型化)すると、負帯電時での基板からのホールの注
入が充分に阻止され、このためのリンドープ量は流量比
で表わせばPH3/ SiH,〜10〜10,000 
ppmとするのがよい。
Note that the lower part of the photoconductive layer 3 (the boundary side with the support 1) can be made into a P-type or N-type by doping with a Group IIA or Group VA element of the periodic table, for example, boron or phosphorus at a high concentration. For example, by making it P-type (or even P-type), it is possible to sufficiently prevent the injection of electrons from the substrate during positive charging. ,H,/SiH,=1000~100,0
It is preferable to dope at 0.00 ppm. When the N-type (furthermore, + is N-type), the injection of holes from the substrate during negative charging is sufficiently prevented, and the amount of phosphorus doped for this purpose is PH3/SiH, ~10 to 10, expressed as a flow rate ratio. 000
It is preferable to set it as ppm.

上記表面改質層4は50〜90 atomic ’XI
の窒素を含有しているので、第6図から明らかな如く固
有抵抗が犬となっていて表面電位保持性を高め、かつ第
8図に示すように光学的エネルギーギャップが大きく入
射光(特に比較的長波長の光)に対する透過性が充分と
なっている。
The surface modified layer 4 has a thickness of 50 to 90 atomic 'XI
As shown in Fig. 6, the specific resistance is small and the surface potential retention is improved, and as shown in Fig. It has sufficient transparency for light (target long wavelength light).

第2図の例では、上記表面改質層4と同一組成のa−8
iN:H(窒素彊−50〜90atomic%)を電荷
ブロッキング層2として光導電層3下に形成した。
In the example of FIG. 2, a-8 having the same composition as the surface modified layer 4 is shown.
iN:H (nitrogen -50 to 90 atomic%) was formed as a charge blocking layer 2 under the photoconductive layer 3.

このブロッキング層2は、窒素原子含有琶を50〜90
 atomic%としているので、第6図の如く固有抵
抗を10′3Q = cm以上にでき、感光体の帯電電
位保持能を向上させることができる。ブロッキング効果
を高める点では、周期表第VA族元素(例えばリン)の
ドーピングによってa−8iN:H層2をN型(更には
+ N型)化したり、或いは周期表第1’IIA族元素(例
えばボロン)のドーピングによってa−8iN:H層2
をP型化(更にはPH化)するとよい。
This blocking layer 2 contains 50 to 90 nitrogen atoms.
Since it is set to atomic%, the specific resistance can be made to be 10'3Q=cm or more as shown in FIG. 6, and the ability of the photoreceptor to hold the charged potential can be improved. In order to enhance the blocking effect, the a-8iN:H layer 2 can be made into N-type (or even +N-type) by doping with a Group VA element of the periodic table (e.g. phosphorus), or it can be doped with an element of Group 1'IIA of the periodic table (for example, phosphorus). For example, by doping with boron), the a-8iN:H layer 2
It is better to make it P-type (or even PH-type).

第3図は、上記のa−8iN:H層4及び2を夫々、表
面改質層及び電荷ブロッキング層として設けた例を示す
が、このような3層構造によって、上記した表面改質効
果及びブロッキング効果を共に発揮できる優れた感光体
となる。第4図及び第5図は、上記と同様の不純物ドー
ピングによシブロッキング層2をN型化又はP型化した
ものであり、更にブロッキング効果が向上したものとな
っている。
FIG. 3 shows an example in which the a-8iN:H layers 4 and 2 are provided as a surface modification layer and a charge blocking layer, respectively. Such a three-layer structure provides the above-mentioned surface modification effect and It becomes an excellent photoreceptor that can also exhibit blocking effects. 4 and 5 show that the blocking layer 2 is made into an N-type or a P-type by doping with impurities similar to the above, and the blocking effect is further improved.

上記した感光体の各層の、厚みについても適切な範囲が
あり、光導電層3は2〜80μm(望ましくは5〜30
μm)、ブロッキング層2は100X〜1μm(望まし
くは400〜5000A)、表面改質層4は1oo〜5
000X(望ましくは400〜2000 X)とするの
がよい。光導電層3の厚みが2μm未満であると帯電電
位が充分でなく、また80μmを越えることは実用上不
適当であり、製膜にも時間がかかる。ブロッキング層2
も1ooX未満であるとブロッキング効果がなく、また
1μmを越えると電荷輸送能が不良となる。
The thickness of each layer of the photoreceptor described above also has an appropriate range, and the thickness of the photoconductive layer 3 is 2 to 80 μm (preferably 5 to 30 μm).
μm), blocking layer 2 is 100X to 1μm (preferably 400 to 5000A), surface modification layer 4 is 1oo to 5μm
000X (preferably 400 to 2000X). If the thickness of the photoconductive layer 3 is less than 2 μm, the charging potential will not be sufficient, and if it exceeds 80 μm, it will be unsuitable for practical use, and it will take time to form the film. Blocking layer 2
If it is less than 1 ooX, there will be no blocking effect, and if it exceeds 1 μm, the charge transport ability will be poor.

また、表面改質層4も100X未満であると効果がなく
、逆に50001を越えると光感度が低下し、残留電位
が増える等、不適当となる。
Moreover, if the surface modification layer 4 is less than 100X, it will not be effective, and if it exceeds 50,001X, the photosensitivity will decrease, the residual potential will increase, etc., and this will become unsuitable.

なお、上記の各層は水素を含有することが必要であるが
、水素を含有しない場合には感光体の電荷保持特性が実
用的なものとはならないからである。
Note that each of the above layers needs to contain hydrogen, but if they do not contain hydrogen, the charge retention characteristics of the photoreceptor will not be practical.

このため、水素含有量は1〜40 atomic % 
(更には10〜30 atomic % )とするのが
望ましい。特に、光導電層3中の水素含有量は、ダング
リングボンドを補償して光導電性及び電荷保持性を向上
させるために必須不可欠であって、通常は1〜40at
omicチであり、3.5〜20 atomic%であ
るのがより望ましい。また、ドーピング不純物として、
ボロン以外にもAt、 Ga、 InXTt等周期表第
1IrA族元素を使用でき、リン以外にもAs、Sb、
 Bi等の周期表第VA族元素をドープできる。
Therefore, the hydrogen content is between 1 and 40 atomic%
(Furthermore, it is desirable to set it as 10-30 atomic%). In particular, the hydrogen content in the photoconductive layer 3 is essential to compensate for dangling bonds and improve photoconductivity and charge retention, and is usually 1 to 40 at.
atomic%, and more preferably 3.5 to 20 atomic%. In addition, as a doping impurity,
In addition to boron, elements of the IrA group of the periodic table such as At, Ga, and InXTt can be used, and in addition to phosphorus, As, Sb,
It can be doped with a Group VA element of the periodic table, such as Bi.

なお、ダングリングボンドを補償するためには、上記し
たHの代シに、或いはHと併用してフッ素を導入し、a
−8iN:FXa−8iN:H:Fとすることもできる
。この場合のフッ索蛍は0.01〜20 atomic
 %がよく、0.5〜10atomic%がより望まし
い。
In addition, in order to compensate for dangling bonds, fluorine can be introduced in place of the above-mentioned H or in combination with H.
-8iN:FXa-8iN:H:F can also be used. In this case, the flute firefly is 0.01 to 20 atomic
%, more preferably 0.5 to 10 atomic%.

次に、上記した感光体の製造方法及び装置(グロー放電
装置)を第9図について説明する。
Next, the method and apparatus (glow discharge apparatus) for manufacturing the above-mentioned photoreceptor will be explained with reference to FIG.

この装置11の真空槽12内では、上記した基板1が基
板保持部14上に固定され、ヒーター15で基板1を所
定温度に加熱し得るよう罠なっている。基板1に対向し
て高周波電極17が配され、基板1との間にグロー放電
が生ぜしめられる。なお、図中の20.21.22.2
3.25.27.28.29.30.37.38.4o
は各パルプ、32はSiH,又はガス状シリコン化合物
の供給源、33はNH3又はN2等の窒素の供給源、3
4はAr又はH2等のキャリアガス供給源、35は不純
物ガス(例えばB、H6又はPH,)供給源である。
In the vacuum chamber 12 of this apparatus 11, the above-described substrate 1 is fixed on a substrate holding part 14, and a trap is formed so that the substrate 1 can be heated to a predetermined temperature by a heater 15. A high frequency electrode 17 is disposed facing the substrate 1, and a glow discharge is generated between the high frequency electrode 17 and the substrate 1. In addition, 20.21.22.2 in the figure
3.25.27.28.29.30.37.38.4o
is each pulp, 32 is a source of SiH or a gaseous silicon compound, 33 is a source of nitrogen such as NH3 or N2, 3
4 is a carrier gas supply source such as Ar or H2, and 35 is an impurity gas (eg, B, H6, or PH) supply source.

このグロー放電装置において、まず支持体である例えば
At基板1の表面を清浄化した後に真空槽12内に配置
し、真空[12内のガス圧が16’Torrとなるよう
eとバルブ37を調節して排気し、かつ基板1を所定温
度、例えば30〜400 ℃に加熱保持する。次いで、
高純度の不活性ガスをキャリアガスとして、SiH,又
はガス状シリコン化合物、及びNH8又はN、を適当量
希釈した混合ガス、B、H,等を適宜真空槽12内に導
入し、例えば0.01〜10 To r rの反応圧下
で高周波電源16にょシ高周波電圧(例えば13.56
MH2)を印加する。これによって、上記各反応ガスを
グロー放電分解し、a−8IN:H,水素を含むa−8
iN:H、a−8iN:Hを上記の層2.3.4として
基板上に順次堆積させる。この際、シリコン化合物と窒
素化合物の流量比及び基板温度を適宜調整することによ
って、所望の組成比及び光学的エネルギーギヤンブを有
するa−8i 1−xNx :Hを析出させることがで
き、また析出する膜の電気的特性にさほど影響を与える
ことなく、1000A/min以上の速度で堆積させる
ことが可能である。
In this glow discharge device, first, the surface of a support, for example, an At substrate 1, is cleaned and then placed in a vacuum chamber 12, and the vacuum [e and valve 37 are adjusted so that the gas pressure in the 12 becomes 16' Torr. Then, the substrate 1 is heated and maintained at a predetermined temperature, for example, 30 to 400°C. Then,
Using a high-purity inert gas as a carrier gas, a mixed gas such as B, H, etc. prepared by diluting an appropriate amount of SiH or a gaseous silicon compound and NH8 or N is introduced into the vacuum chamber 12, for example, 0. The high frequency voltage of the high frequency power supply 16 (e.g. 13.56
MH2) is applied. As a result, each of the above reaction gases is decomposed by glow discharge, a-8IN:H, and a-8 containing hydrogen.
iN:H, a-8iN:H are sequentially deposited on the substrate as layer 2.3.4 above. At this time, a-8i 1-xNx :H having a desired composition ratio and optical energy gap can be precipitated by appropriately adjusting the flow rate ratio of the silicon compound and the nitrogen compound and the substrate temperature. It is possible to deposit at a rate of 1000 A/min or more without significantly affecting the electrical properties of the film.

このようにして、本発明によるa−5iN:)(/a 
−8iN:H/a−8iN:Hからなる感光体は、使用
する反応ガスの流量を変えるだけで同一装置により順次
各層を製膜することによって作成できる。
In this way, a-5iN according to the invention:)(/a
A photoreceptor made of -8iN:H/a-8iN:H can be produced by sequentially forming each layer using the same apparatus by simply changing the flow rate of the reaction gas used.

なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によるもので
ちるが、これ以外にも、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法や、水素放電管で活性化又はイオン化され
た水素導入下でSiを蒸発させる方法(特に、本出願人
による特開昭56−78413号(特願昭54−152
455号)の方法)によっても上記感光体の製造が可能
である。
The above manufacturing method is based on the glow discharge decomposition method, but there are also sputtering methods, ion plating methods, and methods of evaporating Si while introducing activated or ionized hydrogen in a hydrogen discharge tube. (In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-78413 (Patent Application No. 54-152) filed by the present applicant)
The above photoreceptor can also be manufactured by the method of No. 455).

使用する反応ガスは、SiH4以外にもS i、HいS
iF、、5iHF、、又はその誘導体ガスが使用可能で
ある。
In addition to SiH4, the reaction gases used include Si, H, and S.
iF, 5iHF, or derivative gases thereof can be used.

第10図は、本発明による感光体を上記特開昭56−7
8413号の蒸着法によ)作成するのに用いる蒸着装置
を示すものである。
FIG. 10 shows a photoreceptor according to the present invention described above in JP-A-56-7.
8413).

ペルジャー41は、バタフライバルブ42を有する排気
管43を介して真空ポンプ(図示せず)を接続し、これ
により当該ペルジャー41内を例えば10−3〜HY”
Torrの高真空状態とし、当該ペルジャー41内には
基板1を配置してこれをヒーター45によ)温度150
〜500℃、好ましくは250〜450℃に加熱すると
共に、直流電源46により基板1に0〜−IOKV、好
ましくは−1〜−6KVの直流負畦圧を印加し、その出
口が基板1と対向するようペルジャー41に出口を接続
して設けた水素ガス放電管47よシの活性水素及び水素
イオンをペルジャー41内に導入しながら、基板1と対
向するよう設けたシリコン蒸発源48及び必要あればア
ルミニウム蒸発源49を加熱すると共に各上方のシャッ
ターSを開き、シリコン及びアルミニウムをその蒸発速
度比が例えば1 : 10−’とガる蒸発速度で同時に
蒸発させ、かつペルジャー41内へ、放電管50によシ
活性化されたNH,ガスを導入し、これにより必要あれ
ばアルミニウムを所定量含有するa−8iN:H層3と
2及び/又は4(第1図〜第5図参照)を形成する。
The Pel jar 41 is connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust pipe 43 having a butterfly valve 42, thereby causing the inside of the Pel jar 41 to be heated, for example, from 10-3 to HY''.
The substrate 1 is placed in the Pel jar 41 and heated to a temperature of 150 Torr by the heater 45.
While heating to ~500°C, preferably 250~450°C, a DC negative ridge pressure of 0~-IOKV, preferably -1~-6KV is applied to the substrate 1 by the DC power supply 46, and its outlet faces the substrate 1. While introducing active hydrogen and hydrogen ions from a hydrogen gas discharge tube 47 with an outlet connected to the Pelger 41 into the Pelger 41, a silicon evaporation source 48 provided facing the substrate 1 and, if necessary, The aluminum evaporation source 49 is heated and each upper shutter S is opened to simultaneously evaporate silicon and aluminum at an evaporation rate of, for example, 1:10-', and the discharge tube 50 is heated into the Pelger 41. Introducing activated NH gas, thereby forming a-8iN:H layers 3 and 2 and/or 4 (see Figures 1 to 5) containing a predetermined amount of aluminum if necessary. do.

上記の放電管47.50の構造を例えば放電管47につ
いて示すと、第11図の如く、ガス入口61を有する筒
状の一方の電極部材62と、この一方の電極部材62を
一端に設けた、放電空間63を囲む例えば筒状ガラス製
の放電空間部材64と、この放電空間部材64の他端に
設けた、出口65を有するリング状の他方の電極部材6
6とよ構成シ、前記一方の電極部材62と他方の電極部
材66との間に直流又は交流の電圧が印加されることに
より、ガス人口61ヲ介して供給された例えば水素ガス
が放電空間63においてグロー放電を生じ、とれにより
電子エネルギー的に賦活された水素原子若しくは分子よ
構成る活性水素及びイオン化された水素イオンが出口6
5よシ排出される。この図示の例の放電空間部材64は
二重管構造であって冷却水を流過せしめ得る構成を有し
、67.68が冷却水入口及び出口を示す。69は一方
の電極部材62の冷却用フィンである。上記の水素ガス
放電管47における電極間距離は10〜15αであシ、
印加電圧は60o■、放電空間63の圧力は1o−2T
orr程度とされる。
For example, the structure of the discharge tube 47, 50 is shown in FIG. 11, as shown in FIG. , a discharge space member 64 made of, for example, cylindrical glass surrounding the discharge space 63, and another ring-shaped electrode member 6 provided at the other end of the discharge space member 64 and having an outlet 65.
6, by applying a DC or AC voltage between the one electrode member 62 and the other electrode member 66, hydrogen gas, for example, supplied through the gas port 61 is discharged into the discharge space 63. A glow discharge is generated at the outlet 6, and active hydrogen and ionized hydrogen ions, which are composed of hydrogen atoms or molecules activated by electron energy, are discharged from the outlet 6.
5. It is discharged. The discharge space member 64 in this illustrated example has a double pipe structure and is configured to allow cooling water to flow therethrough, and 67 and 68 indicate a cooling water inlet and an outlet. 69 is a cooling fin for one electrode member 62. The distance between the electrodes in the hydrogen gas discharge tube 47 is 10 to 15α,
The applied voltage is 60o■, and the pressure in the discharge space 63 is 1o-2T.
It is said to be about orr.

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。Next, examples of the present invention will be specifically described.

トリクロルエチレンで洗浄し、0.1%NaOH水沼液
、0.1%HNO3水溶液でエツチングしたA1基板を
第9図のグロー放電装置内にセントし、反応槽内を10
 Torr台の高真空度に排気し、支持体温度を200
℃に加熱した後高純度Arガスを導入し、0.5Tor
rの背圧のもとて周波数13.56 MHz 1電力密
度0.04 W/r:Aの高周波電力を印加し、15分
間の予備放電を行った。そして光4電層、電荷プロンキ
ング層、表面改質層の形成に当っては、SiHいN1、
及び必要あればB、H6を放電分解し、各a −8iN
:H層を形成した。
The A1 substrate cleaned with trichlorethylene and etched with 0.1% NaOH water solution and 0.1% HNO3 water solution was placed in the glow discharge device shown in Fig. 9, and the inside of the reaction tank was heated for 10 minutes.
Evacuate to a high vacuum level on a Torr stand and set the support temperature to 200℃.
After heating to ℃, high purity Ar gas was introduced and the temperature was set to 0.5 Torr.
A high frequency power with a frequency of 13.56 MHz and a power density of 0.04 W/r:A was applied under a back pressure of r, and a preliminary discharge was performed for 15 minutes. In the formation of the photovoltaic layer, charge pronking layer, and surface modification layer, SiHN1,
And if necessary, discharge decomposition of B and H6, each a -8iN
:H layer was formed.

このようにして作成した電子写真感光体をエレクトロメ
ーターSP−428m(川口電機(株)製)に装着し、
帯電器放電極に対する印カlll電圧を6に′vとし、
5秒間帯電操作を行ない、この帯電操作直後における感
光体表面の帯電電位をVo (V)とし、この帯電電位
を /2に減衰せしめるために必要な照射光量を半減露
光量E 1/2 (tux−sec)とした。
The electrophotographic photoreceptor thus prepared was mounted on an electrometer SP-428m (manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd.).
The voltage applied to the charger discharge electrode is set to 6'v,
A charging operation is performed for 5 seconds, and the charged potential of the photoreceptor surface immediately after this charging operation is set to Vo (V). -sec).

表面電位の光減衰曲線はある有限の電位でフラットとな
り、完全にゼロとならない場合があるが、この電位を残
留電位VR,(、Y))と称する。
The light attenuation curve of the surface potential becomes flat at a certain finite potential and may not become completely zero, but this potential is called the residual potential VR,(,Y)).

また、画質については、感光体をドラム状に作成し、2
0℃、60チRHで電子4貞複写機U −Bix V(
小西六写真工業(株)製)に装着し、絵出しを行ない、
初期画質(1000コピ一時)及び多数回使用時の画質
(20万枚コピ一時)を次の如くに評価した。
In addition, regarding image quality, we created the photoreceptor in the form of a drum, and
Electronic 4-speed copying machine U-Bix V (at 0°C and 60°RH)
(manufactured by Konishiroku Photo Industry Co., Ltd.) to create an image.
The initial image quality (at one time after 1000 copies) and the image quality upon multiple use (at one time after 200,000 copies) were evaluated as follows.

画像濃度 1.0以上  ◎(画質が非常に良好)0.
6〜1.0  0(画質が良好) 0.6未満  Δ(画像にボケが発生)本発明による各
感光体を比較例と共に第12図に示したが、光導電層(
感光層)に不純物をドープし、窒素量をコントロールし
た場合には著しく特性が向上する。この感光層をはじめ
、ブロッキング層、表面改質層の組成や厚みを適切に選
べば結果が良好となることも分る。
Image density 1.0 or more ◎ (Very good image quality) 0.
6 to 1.0 0 (Good image quality) Less than 0.6 Δ (Blurred image occurs) Each photoreceptor according to the present invention is shown in FIG. 12 together with a comparative example.
If the photosensitive layer is doped with impurities and the amount of nitrogen is controlled, the characteristics will be significantly improved. It can also be seen that good results can be obtained by appropriately selecting the composition and thickness of this photosensitive layer, blocking layer, and surface modification layer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図、第
2図、第3図、第4図、第5図は感光体の五個の各断面
図、 第6図は窒素量によるa−8iN:I(の抵抗変化を示
すグラフ、 第7図は不純物ドーピングによるa−8t (N):H
の抵抗変化を示すグラフ、 第8図は窒素量によるa−8iN:Hの光学的エネルギ
ーギャップの変化を示すグラフ、 第9図はグロー放電装置の概略断面図、第10図は真空
蒸着装置の概略断面図、第11図はガス放電管の断面図
、 第12図は感光体の各特性を示す図 である。 なお、図面に示された符号において、 1−−−−一支持体基板 2−−−−−−s−8iN:H層(ブロッキング層)3
−−−−−a−8iN:H層(光導電層又は感光層)4
−−−−−−a−8iN:H層(表面改質層)である。 代理人弁理士 逢 坂  宏 第 1 口 第2日 第50 a−Sノ1−xNx:H 第7日 PH%H4゜A/、B″%8イ7M 第90 第10日
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 are five cross-sectional views of the photoreceptor, and FIG. Figure 7 is a graph showing the resistance change of a-8iN:I( due to impurity doping).
Figure 8 is a graph showing changes in the optical energy gap of a-8iN:H depending on the amount of nitrogen, Figure 9 is a schematic cross-sectional view of a glow discharge device, and Figure 10 is a graph of a vacuum evaporation device. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the gas discharge tube, and FIG. 12 is a diagram showing each characteristic of the photoreceptor. In addition, in the symbols shown in the drawings, 1------1 support substrate 2--------s-8iN:H layer (blocking layer) 3
------a-8iN: H layer (photoconductive layer or photosensitive layer) 4
------a-8iN:H layer (surface modified layer). Representative Patent Attorney Hiroshi Aisaka 1st day 2nd day 50th a-Sノ1-xNx:H 7th day PH%H4゜A/, B″%8i7M 90th day

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基体と、この基体上に形成されかつ窒素原子を1〜
30 atomic%含有する窒素原子含有アモルファ
ス水素化及び/又はフッ素化シリコンからなる光導電層
とを有する記録体において、前記光2i3−電層の上側
及び/又は下側に、窒素原子を50〜90atomie
s含有する窒素原子含有アモルファス水素化及び/又は
フッ累代シリコン層が表面改質層及び/又は電荷ブロッ
キング層として形成されていることを特徴とする記録体
。 2、光導電層の窒素原子含有量が15〜25atomi
c%である、特許請求の範囲の第1項に記載した記録体
。 3、光導電層の固有抵抗が、周期表第1rtA族元素の
ドーピングによってo 10Ω−cnr以上となってい
る、特許請求の範囲の第1項又は第2項に記載した記録
体。 4、光導電層の固有抵抗が、周期表第mA族元素のドー
ピングによって10′10−m以上となっている、特許
請求の範囲の第3項に記載した記録体。 5、光導電層の厚みが2〜80μm1電荷ブロツキング
層の厚みが100A〜1μm1表面改質層の厚みが10
0〜5000 Aである、特許請求の範囲の第1項〜第
4項のいずれか1項に記載した記録体。 6、光導電層の厚みが5〜30μm1電荷ブロツキング
層の厚みが400〜5000 A X  表面改質層の
厚みが400〜2000 Aである、特許請求の範囲の
第5項に記載した記録体。
[Claims] 1. A substrate, formed on this substrate and containing 1 to 1 nitrogen atoms.
In a recording body having a photoconductive layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon containing nitrogen atoms containing 30 atomic%, 50 to 90 atoms of nitrogen atoms are added above and/or below the photoconductive layer.
A recording medium characterized in that an amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon layer containing s-containing nitrogen atoms is formed as a surface modification layer and/or a charge blocking layer. 2. The nitrogen atom content of the photoconductive layer is 15 to 25 atoms.
c%, the recording medium according to claim 1. 3. The recording medium according to claim 1 or 2, wherein the photoconductive layer has a specific resistance of 0 10 Ω-cnr or more due to doping with an element of group 1 rtA of the periodic table. 4. The recording medium according to claim 3, wherein the photoconductive layer has a specific resistance of 10'10-m or more due to doping with an element of group mA of the periodic table. 5. The thickness of the photoconductive layer is 2 to 80 μm1 The thickness of the charge blocking layer is 100 A to 1 μm1 The thickness of the surface modification layer is 10 μm
0 to 5000 A, the recording medium according to any one of claims 1 to 4. 6. The recording medium according to claim 5, wherein the photoconductive layer has a thickness of 5 to 30 μm, the charge blocking layer has a thickness of 400 to 5000 A, and the surface modification layer has a thickness of 400 to 2000 A.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713309A (en) * 1985-08-26 1987-12-15 Energy Conversion Devices, Inc. Enhancement layer for positively charged electrophotographic devices and method for decreasing charge fatigue through the use of said layer
US4721663A (en) * 1985-08-26 1988-01-26 Energy Conversion Devices, Inc. Enhancement layer for negatively charged electrophotographic devices

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