JPS60112046A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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JPS60112046A
JPS60112046A JP58219705A JP21970583A JPS60112046A JP S60112046 A JPS60112046 A JP S60112046A JP 58219705 A JP58219705 A JP 58219705A JP 21970583 A JP21970583 A JP 21970583A JP S60112046 A JPS60112046 A JP S60112046A
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JP
Japan
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layer
amorphous
photoconductive
substrate
order
Prior art date
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Pending
Application number
JP58219705A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Suzuki
克己 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58219705A priority Critical patent/JPS60112046A/ja
Publication of JPS60112046A publication Critical patent/JPS60112046A/ja
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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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はアモルファスシリコンからなる光導電部材に関
する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
光導電部材、たとえば電子写真感光体として、従来よf
) Se 、 CdS 、 ZnO、OPC(有機光導
電体)等が用いられている。しかしながら、これらの感
光体は一長一短を有し、かならずしも十分満足するもの
ではなかった。即ち、Seはビッカース硬度が40と小
さく、ブレード等による機械的摩擦に弱く、しかも結晶
転移が低いことから、装置に組込んだ場合、その内部温
度が40℃を越えると、容易に特性が劣化する。また、
CdS −。
Seは本質的に毒性が高いため、取扱いや廃某上問題が
ある。一方、ZnOやopcはその成膜方法が樹脂中に
分散させた後基板に塗布することによりなされるため、
本質的に温度に弱いという欠点がある。しかも、Seや
CdSのような公害上の問題はないものの、SeやCd
Sの寿命が8〜10万枚にであるのに対し5000〜1
万枚と寿命が短かい。
このようなことから、最近、アモルファスシリコン(以
下、a−8iと称す)の感光体が注目されている。a−
8i感九体は■本質的に無公害である、■ビッカース硬
度が1000と大きく、機械的強度に優れているため、
100万枚の複写に耐える、■結晶転移点が300℃以
上と高く、装置に組込んだ場合、その内部温度が上がっ
ても特性劣化がなり、等の利点を有する。
しかしながら、SiH4ガスのグロー放電によって成膜
される水素化アモルファスシリコン(以下a−8i;H
と称す)は、暗中での比抵抗(暗抵抗)が1010Ωα
と小さい。このため、単にa−3i;Hを導電性基板上
へ成膜したa−stig九体では、通常の電子写真プロ
セスに適用した場合、直流のコロナ帯電を行なうと、充
分な表面電位が得られないという欠点がある。
このようなことから、B2H6/SiH4の流量比で1
0−5〜10−6の5IH4とB2H6の混合ガスのグ
ロー放電によって形成されたBが微量ドープされたa−
8i;H(B)層は、真性半導体であシ、暗抵抗が10
12Ωαと大きいこと、02/5iI(4の流量比で0
01〜1%のS iH4と02の混合ガスのグロー放電
によって形成されたa−8i:H(0)層はa−3t;
H膜の光導電性を変化させずに、暗抵抗を10130儒
と大きくできることから、第1図に示す如く導電性基板
1上にBが微量ドープされたa=si;H(B)層(又
は0とBが適量ドープされたa−8t +、 H+ O
r (B)層)2を10〜20μm成膜したa−3i悪
感光が提案されている。かかるa−8i熱感光では直流
のコロナ帯電時に■、θ400V程度の表面電位が得ら
れ、光照射に対しても1.04ux−secと高感度性
を示す。しかしながら、B2H6/SiHの流量比を1
0−5〜10−6とB2H6を微量ドープするための制
御が極めて難しいため、量産性の点で問題があった。
そこで、最近、第2図に示す如く導電性基板11とa−
8t;H光導電性層13との間に、基板11からの電荷
の注入を阻止するだめのブロッキング層12を設けた構
造の感光体が提案されている。このブロッキング層とし
ては、0又はC,Nのいずれか1つとSiとの化合物、
例えばa−8iC+a−8i02+a−3iN4又はa
 −S iC; H+a−8i02 ;I(、a−8i
N4;Hなどであり、いずれも1000以上の高抵抗層
である。こうした2層構造のa−8i熱感光では、暗中
の直流のコロナ帯電時に300V以上の表面電−位が得
られ、光照射に対しても優れた感度を示す。しかしなが
ら、光照射時に同第2図に示す如(a−8i:H光導電
性層13中で発生したキャリアのうち■のキャリアがブ
ロッキング層12に到達すると、基板11の側に誘起さ
れたeのキャリアとの間に強電界が生じてブロッキング
層12が絶縁破壊されるという火源があった。
〔発明の目的〕
本発明は直流のコロナ帯電に対して高い表面電位を示し
、かつ光感度も高く、量産性に優れた光導電部材を提供
しようとするものである。
〔発明の概要〕
以下、本発明を第3図を参照して詳細に説明する。
本発明の光導電部材、例えば電子写真感光体は第3図に
示す如く導電性基板2ノ上にSi 。
C,I(、Bを主な構成元素とするアモルファス半導体
層22、アモルファス層23、アモルファス光導電層2
4及びアモルファス表面被稙層25を順次有し、前記各
層22〜25の81原子に対するC及びBの量を変化す
ることによシ光学バンドギャップを前記アそルファス半
導体層22、アモルファス光導電性層24、アモルファ
ス層23、アモルファス表面被覆層25の順に大きく設
定している。つまり、アモルファス半導体層22、アモ
ルファス層23、アモルファス光導電性層24及びアモ
ルファス表面被覆層25の光学バンドギャップを夫々E
g2 rEg3 r Eg4 + Eg6とすると、第
4図に示す如くこれらの間には、 Egs > Ega > Eg4> Eg2の関係が成
り立っている。
一般に、グロー放電時にSiを含むガスにCを含むガス
の混合比を増加していくと、光学バンドギャップは大き
くなる傾向にあること、Slを含む力スにBを含むガス
の混合比を増加していくと、光学バンドギャップは小さ
くなる傾向にあることが知られている。従って、上述の
Eg5> Egg > Eg4> Egzの関係を満す
感光体を造るには、アモルファス半導体層22の成膜時
においてはStを含むガスに対してCを含むガスを微量
にし、Bを含むガスを充分に多くする。
アモルファス光導電性層24の成膜時には、Siを含む
ガスに対してCを含むガス、Bを含むガスを共に微量に
する。アモルファス層23の成膜時には、SIを含むガ
スに対してCを含むガスを中j/、B@含むガスを微量
にする。アモルファス表面被恍層25の成膜時には、S
tを含むガスに対してCを含むガスを多量に、Bを含む
ガスを微量にする。
上述した第3図及び第4図の構成において、暗中でのコ
ロナ帯電を行なって、同第4図に示す如く表面被俊層2
5に■の表面電位31を与えると、導電性基板2ノの側
からQの電荷32が誘起される。この時、光学バンドギ
ャップが一番小さいアモルファス半導体層22はフェル
ミレベルが充分価電子帯側へ下がっているため、eの電
荷32に対して大きなポテンシャル障壁33となる。ま
た、アモルファス半導体層22上のアモルファス層23
は光学バンドギヤソノが2香目に大きいため、前記θの
電荷32に対して適度のポテンシャル障壁34となる。
その結果、導電性基板21に誘起されたθの電荷32は
2つのポテンシャル障壁33.34によってアモルファ
ス光導電層24に注入されるのを防止される。従って、
前述した第2図図示の従来のブロッキング層を用いた感
光体に比べて同じコロナ帯電電流に対して1.5倍近く
の表面電位が得られる。
また、アモルファス表面被覆層25の■の表面電荷3ノ
については、該表面被覆層25が最も大きな光学バンド
ギャップを有し、■の表面電荷3ノに対してIテンシャ
ル瞳壁35となるため、同電荷31がアモルファス光導
電性層24に注入されるのを防止できる。
更に、光照射時にはアモルファス光導電柱層24中で■
、○のキャリア36.37が発生する。これらキャリア
のうち■のキャリア36は同第4図に示す如く光学バン
ドギャップが2番目に大きいアモルファス層23の小さ
なポテンシャル障壁38を越えれば導電性基板21側へ
抜けるので、アモルファス半導体層22、アモルファス
層23の間に電荷が集中せず、その結果、それらの層2
2.23の絶縁破裁を防止できる。一方、アモルファス
光導電性層24内に発生したeのキアリア37は表面電
荷3ノへ向って伝導電子帯を走行し、光学バンドギャッ
プが最も大きいアモルファス表面被覆層25に突き当る
が、該表面被覆層25の厚さを50〜1000Xと充分
に薄くすることによシ、量子力学的トンネル効果により
表面側へ到達させることができる。
以上の如く、41?j ’tie成のa−8t感光体で
は導電性基板21側からのeの電荷32の注木は2重の
ポテンシャル障Li133,34によって完全に阻止さ
れているため、アモルファス光導電性層24は必ずしも
比抵抗が大きくなくともよい。
従って、アモルファス光導電性膜24中のCやBの量は
微量であればよく、従来のa’−3t感光体のようにB
の量をSiに対して10〜10 にコントロールする煩
雑な操作は不要となるため、量産的に感光体を製造でき
る。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の詳細な説明する。
まず、真空反応容器内にAt製のドラム状基板を設置し
た後、5tH4200SCCM 、 CH450SCC
M。
水素で2000pprnに希釈されたB2H6/H2ガ
そをB2H6/5IH4流量比で10 以上の混合ガス
を供給し、ガス圧0.5 to’rr 、基板温度25
0℃。
13.56 kHzの高周波電力50Wの条件下をドラ
ム状基板上に厚さ約1μmのa −Sl; H7Bから
なるアモルファス半導体層を成膜した。こうして成膜さ
れた半導体層の光学バンドギヤツノは1.65e’Vで
あった。
次いで、反応容器内に5iH4200SCCM 、 C
H411005CC,水素で2 ppmに希釈されたB
2H6/H21fスをB 2H6/ S I H4の流
量比で10−7の混合ガスを供給し、ガス圧0.5 t
orr 、基板温度250℃、高周波電力100Wの条
件下でアモルファス半導体層上に厚さ約5000XC1
a−8iC;H(B)からなるアモルファス層を成膜し
た。成膜されたアモルファス層の光学バンドギャップは
1.9eVであった。
次いで、反応容器内に5iH4200SCCM 、 C
H45SCCM 、水素で20ppmに希釈されたB2
H6/H2ガスをB 2H6/ S I H4の流量比
で10−6以下の混合ガスを供給し、ガス圧0.5to
rr 、基板温度250℃、高周波電力500Wの条件
下にてアモルファス層上に厚さ15μmのa−3i ;
 H(C) 、(B)からなるアモルファス光導電性層
を成膜した。
この光導電性層の光学バンドギャップは1.7eVであ
った。
次いで、反応容器内に5iH4200SCCM 、 C
lI4300 SCCM 、水素で2 ppmに希釈さ
れたB21■6/H2カスヲB2H6/SiH4ノ流f
i−比テio−’ 以下ノ混合ガスを供給し、ガス圧1
.Otorr *基板温度250℃、高周波電力200
Wの条件にて光導電性層上に厚さ500Xのa −Si
C: H(B)からなるアモルファス表面被覆層を成膜
して感光体ドラムを製造した。成膜された表面被覆層の
光学バンドギャップは2.1eVであった。
しかして、a−8t感光体ドラムに■6.OkVの直流
のコロナ帯電を行なったところ、■600Vの表面電位
が得られた。また、2tuxの照度のタングステン光を
照射したところ、1.2tux・Secの高感度性を示
した。
更に、感光体ドラムを装置内に組み込み、負の乾式現像
剤を用いて両川を行なったところ、30万枚連続で両川
を行なっても感光体が絶縁破壊することなく、良好な画
質が維持できた。
々お、上記実施例ではアモルファス半導体層、アモルフ
ァス層、アモルファス光導電性層及びアモルファス表面
被覆層を、それら各層の境界でC,Bの濃度変化が判別
できるように成膜したが、それら各層の界面近傍でC2
Bの比が連続的に変化している部分が存在するように成
膜してもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によれば直流のコロナ帯電に
対して高い表面電位を示し、かつ光感度も高く、良好な
画質で連続的な両川が可能な高寿命、高性能の光導電部
材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は夫々従来のa−3i悪感光を示す概略
断面図、第3図は本発明の感光体を示す概略断面図、第
4図は第3図の感光体の厚さ方向の光学バンドギャップ
を示す図である。 2ノ・・・導電性基板、22・・・アモルファス半導体
層、23・・・アモルファス層、24・・・アモルファ
ス光導電性、25・・・アモルファス表面被覆層、31
・・・表面電荷、32・・・○の電荷、36 、37・
・・キャリア。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) i% tu性基板上にSt全金主構成元素とす
    るアモルファス半導体膜を形成してなる光導電部桐にお
    いて、前記アモルファス半導体膜は前記基板側から順に
    アモルファス半導体層、アモルファス層、アモルファス
    光導電A’ 及0: 7 モルーyアス表面被狼層から
    なり、かつこれら各層の光学バンドギャップを前記アモ
    ルファス半導体層、アモルファス光導電性層、アモルフ
    ァス層及びアモルファス表面被籾層の順に大きく設定し
    たことを特徴とする光導電部材。
  2. (2) アモルファス表面被覆層の厚さが50〜100
    0Xであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の光導電部材。
JP58219705A 1983-11-22 1983-11-22 光導電部材 Pending JPS60112046A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02219420A (ja) * 1989-02-16 1990-09-03 Nec Corp 電源回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02219420A (ja) * 1989-02-16 1990-09-03 Nec Corp 電源回路

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