JPS61243459A - Photosensitive body - Google Patents

Photosensitive body

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Publication number
JPS61243459A
JPS61243459A JP8505885A JP8505885A JPS61243459A JP S61243459 A JPS61243459 A JP S61243459A JP 8505885 A JP8505885 A JP 8505885A JP 8505885 A JP8505885 A JP 8505885A JP S61243459 A JPS61243459 A JP S61243459A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
doped
charge
group iiia
photoreceptor
Prior art date
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Pending
Application number
JP8505885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Yamazaki
山崎 敏規
Tatsuo Nakanishi
達雄 中西
Yuji Marukawa
丸川 雄二
Hiroyuki Nomori
野守 弘之
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Publication of JPS61243459A publication Critical patent/JPS61243459A/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
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

Abstract

PURPOSE:To reduce change of acceptance potential by forming an electrostatic charge blocking layer made of amorphous silicon carbide hydride and/or fluoride on a substrate, and laminating on this layer a charge transfer layer, a charge generating layer, a surface modified layer in succession. CONSTITUTION:The charge blocking layer 5 made of amorphous silicon carbide hydride and/or fluoride (a-SiC:H,F) doped with an element of group IIIa or Va of the periodic table, the charge transfer layer 2 made of a-SiC:H,F doped with an element of group IIIa, the charge generating layer 3 made of a-Si:H,F doped with an element of group IIIa, and further, the surface modified layer 4 made of a-SiN:H,F doped with an element of group IIIa are laminated on the substrate 1 in succession to form the photosensitive body. The use of the blocking layer made of a-SiC:H,F permits injection of charge to be prevented, acceptance potential to be held, and dark decay to be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は感光体、例えば電子写真感光体に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a photoreceptor, such as an electrophotographic photoreceptor.

口、従来技術 従来、電子写真感光体として、Se又はSsにA s 
s T e SS h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。
Conventional technology Conventionally, as an electrophotographic photoreceptor, Se or Ss is
Photoreceptors doped with s T e SS h, etc., photoreceptors in which ZnO or CdS is dispersed in a resin binder, and the like are known. However, these photoreceptors are environmentally polluting and
There are problems with thermal stability and mechanical strength.

一方、アモルファスシリコン(以下、a−3iと称する
。)を母体と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。a−3iは5i−3iの結合手が切浸
れたいわゆるダングリングボンドを有しており、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St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わ
れる。
On the other hand, electrophotographic photoreceptors using amorphous silicon (hereinafter referred to as a-3i) as a matrix have been proposed in recent years. a-3i has a so-called dangling bond in which the bond of 5i-3i is incised, 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, the dangling bonds are filled by compensating the defects with hydrogen atoms (H) and bonding H to St.

このようなアモルファス水素化シリコン(以下、a−3
i:Hと称する。)の暗所での抵抗率は198〜109
Ω−ロであって、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−3i: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。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太き(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して
いる。
Such amorphous hydrogenated silicon (hereinafter referred to as a-3
It is called i:H. ) has a resistivity of 198 to 109 in the dark.
Ω-B, which is about 1/10,000 times lower than that of amorphous Se. Therefore, a photoreceptor made of a single layer of a-3i:H has a high dark decay rate of the surface potential and a low initial charging potential. There is a problem with this. However, on the other hand, when irradiated with light in the visible and infrared regions, the resistivity increases (decreases), so it has extremely excellent characteristics as a photosensitive layer of a photoreceptor.

また、a−3i: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、これ迄充分な検討がなされていない0例えば1
力月以上放置したち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。一方、アモルファス
炭化シリコン(以下、a−3iC:Hと称する。)につ
いて、その製法や存在が“Ph11.Mag、Vol、
35 ″(197B)等に記載されており、その特性と
して、耐熱性や表面硬度が高いこと、a−5i:Hと比
較して高い暗所抵抗率(10゛2〜10′3Ω−am)
を有すること、炭素量により光学的エネルギーギャップ
が1.6〜2,8eVの範囲に亘って変化すること等が
知られている。
In addition, photoreceptors with a-3i: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. , 0 For example, 1 has not been sufficiently studied so far.
It is known that batteries left unused for more than a month are affected by humidity and their receptive potential drops significantly. On the other hand, regarding amorphous silicon carbide (hereinafter referred to as a-3iC:H), its manufacturing method and existence are disclosed in “Ph11.Mag, Vol.
35'' (197B), etc., and its characteristics include high heat resistance and surface hardness, and high dark resistivity (10゛2 to 10'3 Ω-am) compared to a-5i:H.
It is known that the optical energy gap changes over a range of 1.6 to 2.8 eV depending on the amount of carbon.

こうしたa−3iC:Hとa−3i:Hとを組合せた電
子写真感光体は例えば特開昭58−219559号、同
58−2195605.同59−212840号、同5
9−212842号等の各公報に記載されている。
Electrophotographic photoreceptors in which such a-3iC:H and a-3i:H are combined are disclosed in, for example, JP-A-58-219559 and JP-A-58-2195605. No. 59-212840, No. 5
It is described in various publications such as No. 9-212842.

ハ、発明の目的 本発明の目的は特に、繰返し使用時の帯電電位変化を低
減せしめ、暗減衰及び残留電位の減少、光感度の向上、
耐環境性、経時的安定性及び耐久性の向上環を実現した
感光体、例えば電子写真感光体を提供することにある。
C. Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to reduce changes in charging potential during repeated use, reduce dark decay and residual potential, improve photosensitivity,
An object of the present invention is to provide a photoreceptor, such as an electrophotographic photoreceptor, which has improved environmental resistance, stability over time, and durability.

ニ、発明の構成及びその作用効果 即ち・本発明による感光体は、 (a)、アモルファス水素化及び/又はフッ素化シリコ
ンからなり、かつ周期表第IIIa族元素がドープされ
た電荷発生層と、 (b)、この電荷発生層上に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化窒化シリコンからなり、かつ周
期表第IIIa族元素がドープされた表面改質層と、 (c)、前記電荷発生層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シリコンからなり、かつ周
期表第IIIa族元素がドープされた電荷輸送層と、 (d)、この電荷輸送層下に形成され、アモル元素がド
ープされた電荷ブロッキング層とを有する感光体である
D. Structure of the invention and its effects, namely: - The photoreceptor according to the invention includes (a) a charge generation layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon and doped with a group IIIa element of the periodic table; (b) a surface modification layer formed on the charge generation layer and made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon nitride and doped with a group IIIa element of the periodic table; (c) the charge generation layer; (d) a charge transport layer formed under the charge transport layer and made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide and doped with an element of group IIIa of the periodic table; and a doped charge blocking layer.

本発明の感光体は、電荷発生層と電荷輸送層とを分離し
た機能分離型のものであり、特にアモルファス水素化及
び/又はフッ素化炭化シリコン層がブロッキング層とし
て基体側に存在することから基体からのキャリアの注入
を効果的に防止でき、かつ他の層の暗抵抗が不純物ドー
ピングによって高くなっているために帯電電位の保持、
暗減衰の減少を図れる。更に、電荷輸送層も同様の炭化
シリコン層で形成されているので、電荷輸送能等が良好
となり、最表面のアモルファス窒化シリコン表面改質層
の存在によって耐久性、安定性等が向上する。
The photoreceptor of the present invention is of a functionally separated type in which a charge generation layer and a charge transport layer are separated, and in particular, an amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide layer is present as a blocking layer on the substrate side. It is possible to effectively prevent the injection of carriers from
Dark decay can be reduced. Further, since the charge transport layer is also formed of the same silicon carbide layer, the charge transport ability is improved, and the presence of the amorphous silicon nitride surface modification layer on the outermost surface improves durability, stability, etc.

なお、本発明に使用する上記のアモルファス窒化シリコ
ンは、酸化物や炭化物に比べ、低熱膨張係数、高熱伝導
率のために熱衝撃に強く、機械的強度や硬度は高温でも
低下が少ない。また、溶融NaOHやHF以外の薬品に
対しては極めて高い耐食性を示す。
The amorphous silicon nitride used in the present invention has a low coefficient of thermal expansion and high thermal conductivity compared to oxides and carbides, so it is resistant to thermal shock, and its mechanical strength and hardness do not decrease much even at high temperatures. Furthermore, it exhibits extremely high corrosion resistance against chemicals other than molten NaOH and HF.

ホ、実施例 以下、本発明を図面について詳細に例示する。E, Example The invention will now be illustrated in detail with reference to the drawings.

本発明による感光体は、例えば第1図に示す如く導電性
支持基板1上に周期表第IIIa族又はVa族元素のド
ープされたa−3iC:H電荷ブロッキング層5、周期
表第IIIa族元素のドープされたa−3iC:H電荷
輸送層2、周期表第IIIa族元素のドープされたa−
3t:Hからなる電荷発生層3、周期表第IIIa族元
素のドープされたa −3iN:1(表面改質層4が順
次積層せしめられたものからなっている。
The photoreceptor according to the present invention includes, for example, as shown in FIG. doped a-3iC:H charge transport layer 2, doped a-3 of group IIIa element of the periodic table
A charge generation layer 3 made of 3t:H and an a-3iN:1 (surface modified layer 4) doped with a group IIIa element of the periodic table are laminated in sequence.

a−3iC:H層5は基板1からのキャリアの注入を防
止して表面電位を充分に保持するのに大いに寄与し、そ
のためにVa族元素の含有によってN型導電特性を、或
いはIIIa族元素の含有によってP型導電特性を示す
ことが重要である。また、その厚みは400人〜2μm
であるのが望ましい。
The a-3iC:H layer 5 greatly contributes to preventing the injection of carriers from the substrate 1 and maintaining a sufficient surface potential, and therefore has N-type conductivity due to the inclusion of a Va group element or a IIIa group element. It is important to exhibit P-type conductivity by containing . In addition, its thickness is 400 ~ 2 μm
It is desirable that

a−3iC:H層2は主として電位保持、電荷輸送機能
を有し、10〜30μmの厚みに形成されるのがよい。
The a-3iC:H layer 2 mainly has potential retention and charge transport functions, and is preferably formed to have a thickness of 10 to 30 μm.

電荷発生層3は光照射に応じて電荷担体(キャリア)を
発生させるものであって、その厚みは1〜10μmであ
るのが望ましい。更に、a−3iN:H4はこの感光体
の表面電位特性の改善、長期に亘る電気特性の保持、耐
環境性の維持(湿度や雰囲気、コロナ放電で生成される
化学種の影響防止)、表面硬度が高いことによる耐刷性
の向上、感光体使用時の耐熱性の向上、熱転写性(特に
粘着転写性)の向上環の機能を有し、表面改質層として
働くものである。この表面改質層4の厚みは望ましくは
400人〜5000人と薄くする。
The charge generation layer 3 generates charge carriers in response to light irradiation, and preferably has a thickness of 1 to 10 μm. Furthermore, a-3iN:H4 improves the surface potential characteristics of this photoreceptor, maintains long-term electrical characteristics, maintains environmental resistance (prevents the effects of humidity, atmosphere, and chemical species generated by corona discharge), and improves the surface potential of the photoreceptor. It has the functions of improving printing durability due to its high hardness, improving heat resistance when using a photoreceptor, and improving thermal transferability (especially adhesive transferability), and acts as a surface modification layer. The thickness of this surface modified layer 4 is desirably made as thin as 400 to 5000 people.

この感光体において注目すべきことは、a−3iN/a
−3t :H/a−3iCの積層構造を持つ特長を具備
するだけでなく、a−3iC:Hブロッキング層が周期
表第1[[a又はVa族元素のドーピングによってP型
又はN型化されているので、正又は負帯電時に基板側か
らのキャリア(電子又はホール)注入が効果的に阻止さ
れることである。しかもこれに加えて、電荷輸送層2、
電荷発生層3、表面改質層4が周期表第IIIa族元楽
のドーピングにより真性化又は高暗抵抗化されているこ
とは、後述するように各静電特性を向上させる上で非常
に寄与している。
What should be noted about this photoreceptor is that a-3iN/a
-3t:H/a-3iC stacked structure, a-3iC:H blocking layer is P-type or N-type by doping with group 1 [[a or Va of the periodic table]. Therefore, carrier (electron or hole) injection from the substrate side is effectively prevented during positive or negative charging. Moreover, in addition to this, a charge transport layer 2,
The fact that the charge generation layer 3 and the surface modification layer 4 are made intrinsic or have a high dark resistance by doping with Genraku from group IIIa of the periodic table greatly contributes to improving each electrostatic property as described later. are doing.

また、第1図の感光体は上記積層構造を具備しているの
で、従来のSe感光体と比較して薄い膜厚で高い電位を
保持し、可視領域及び赤外領域の光に対して優れた感度
を示し、耐熱性、耐剛性が良く、かつ安定した耐環境性
を有するa−3i系感光体(例えば電子写真用)を提供
することができる。
Furthermore, since the photoreceptor shown in Figure 1 has the above-mentioned laminated structure, it maintains a higher potential with a thinner film than the conventional Se photoreceptor, and is excellent against light in the visible and infrared regions. It is possible to provide an a-3i photoreceptor (for example, for electrophotography) which exhibits high sensitivity, good heat resistance, stiffness resistance, and stable environmental resistance.

次に、本発明による感光体を製造するのに使用可能な装
置(グロー放電装W)を第2図について説明する。
Next, an apparatus (glow discharge device W) that can be used to manufacture a photoreceptor according to the present invention will be described with reference to FIG.

この装置61の真空槽62内では、ドラム状の基板1が
垂直に回転可能にセットされ、ヒーター65で基板1を
内側から所定温度に加熱し得るようになっている。基板
1に対向してその周囲に、ガス導出口63付きの円筒状
高周波電源67が配され、基板1との間に高周波電源6
6によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の7
2はSiH4又はガス状シリコン化合物の供給源、73
は02又はガス状酸素化合物の供給源、74はCH4等
の炭化水素ガス又はNH3、N2等の窒素化合物ガスの
供給源、75はAr等のキャリアガス供給源、76は不
純物ガス(例えばB2H6又はPIIIa)供給源、7
7は各流量針である。このグロー放電装置に於いて、先
ず支持体である例えばAI基板1の表面を清浄化した後
に真空槽62内に配置し、真空槽62内のガス圧が10
−’ Torrとなるように調節して排気し、かつ基板
1を所定温度、特に100〜350℃(望ましくは15
0〜300℃)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、SiH4又はガス上シリ
コン化合物、B2H6(又はPH3) 、CH4又はN
2を適宜真空槽62内に導入し、例えば0.01〜10
Torrの反応圧下で高周波電源66により高周波電圧
(例えば13.56 MHl)を印加する。これによっ
て、上記各反応ガスを電極67と基板1との間でグロー
放電分解し、ボロン又はリンドープドa−3iC:H,
ボロンドープドa−3iC:H。
In a vacuum chamber 62 of this device 61, a drum-shaped substrate 1 is set so as to be vertically rotatable, and a heater 65 can heat the substrate 1 from the inside to a predetermined temperature. A cylindrical high frequency power source 67 with a gas outlet 63 is arranged around and facing the substrate 1.
6 causes a glow discharge. In addition, 7 in the figure
2 is a source of SiH4 or gaseous silicon compound, 73
is 02 or a gaseous oxygen compound supply source, 74 is a hydrocarbon gas such as CH4 or a nitrogen compound gas supply source such as NH3, N2, etc., 75 is a carrier gas supply source such as Ar, and 76 is an impurity gas (for example, B2H6 or PIIIa) Source, 7
7 is each flow needle. In this glow discharge device, first, the surface of the support, for example, the AI substrate 1, is cleaned and then placed in a vacuum chamber 62, and the gas pressure in the vacuum chamber 62 is set to 10
-' Torr and exhaust the air, and keep the substrate 1 at a predetermined temperature, particularly 100 to 350°C (preferably 150°C).
Heat and maintain at a temperature of 0 to 300°C. Then, using a high purity inert gas as a carrier gas, SiH4 or a silicon compound on gas, B2H6 (or PH3), CH4 or N
2 is appropriately introduced into the vacuum chamber 62, for example, 0.01 to 10
A high frequency voltage (for example, 13.56 MHl) is applied by a high frequency power supply 66 under a reaction pressure of Torr. As a result, each of the above-mentioned reaction gases is decomposed by glow discharge between the electrode 67 and the substrate 1, and boron- or phosphorus-doped a-3iC:H,
Boron-doped a-3iC:H.

ボロンドープドa  S l : Hsボロンドープド
a−3tN:Hを上記の層5.2.3.4として基板上
に連続的に(即ち、第1図の例に対応して)堆積させる
Boron doped aSl:Hs boron doped a-3tN:H is deposited successively (i.e. corresponding to the example of FIG. 1) on the substrate as layer 5.2.3.4 above.

上記のa−3iNsH層4については、上記した効果を
発揮する上でその窒素組成を選択することも重要である
ことが分かった。組成比をa−3ii XNX:Hと表
わせば、特に0.1≦X≦0.7とすること(3L +
 N =100 atomic%とすれば窒素原子含有
量が10atosic%〜70atoa+ic%である
こと)、が望ましい。即ち、0.1≦Xとすれば、光学
的エネルギーギャップがほぼ2.3eV以上となり、可
視及び赤外光に対し実質的に光導電性(但し、ρDは暗
所での抵抗率、ρLは光照射時の抵抗率であて、ρ0/
ρLが小さい程光導電性が低い)を示さず、いわゆる光
学的に透明な窓効果により殆ど照射光はa−3t:H層
(電荷発生層)3に到達することになる。逆にx<Q、
lであると、一部分の光は表面層4に吸収され、感光体
の光感度が低下し易(なる。また、Xが0.7を越える
と層の殆どが窒素となり、半導体特性が失われる外、a
−3iN:H膜グロー放電法で形成するときの堆積速度
が低下するから、X≦0.7とするのがよいd a−5LC:H電荷輸送層2は、炭素の組成によってエ
ネルギーギャップの大きさを調節できるため、感光層3
において光照射に応じて発生した電荷担体に対し障壁を
作ることなく、効率よく注入させることができる。従っ
てこのa−5iC:H層2は実用レベルの高い表面電位
を保持し、a−St:H層3で発生した電荷担体を効率
良く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感光体と
      −する働きがある。このa−3iC:H層
2をa−3i 1− x Cx : Hと表わしたとき
、0.05≦X≦0.3(炭素原子含有量が5atom
ic%〜30a ton i c%:但し、S i +
 C−100atomic%)、好ましくは0.1 ≦
X≦0.2とするのが望ましい、また、a−3iC:H
電荷ブロッキング層5の炭素含有量も層2と同じ< 5
〜30atomic%、好ましくは10〜20atom
ic%とするのがよい。
Regarding the above a-3iNsH layer 4, it has been found that it is also important to select its nitrogen composition in order to exhibit the above-described effects. If the composition ratio is expressed as a-3ii XNX:H, especially 0.1≦X≦0.7 (3L +
When N = 100 atomic%, it is desirable that the nitrogen atom content is 10 atomic% to 70 atomic%. That is, if 0.1≦X, the optical energy gap will be approximately 2.3 eV or more, and it will be substantially photoconductive to visible and infrared light (where ρD is the resistivity in the dark and ρL is the The resistivity at the time of light irradiation is calculated as ρ0/
The smaller the ρL, the lower the photoconductivity), and most of the irradiated light reaches the a-3t:H layer (charge generation layer) 3 due to the so-called optically transparent window effect. Conversely, x<Q,
If X exceeds 0.7, most of the layer becomes nitrogen and semiconductor properties are lost. outside, a
-3iN:H film When formed by glow discharge method, the deposition rate is reduced, so it is preferable to set X≦0.7. The photosensitive layer 3
It is possible to efficiently inject charge carriers generated in response to light irradiation without creating a barrier. Therefore, this a-5iC:H layer 2 maintains a high surface potential at a practical level, efficiently and quickly transports the charge carriers generated in the a-St:H layer 3, and forms a photoreceptor with high sensitivity and no residual potential. - It has the function of When this a-3iC:H layer 2 is expressed as a-3i 1- x Cx : H, 0.05≦X≦0.3 (carbon atom content is 5 atoms
ic%~30a ton ic%: However, S i +
C-100 atomic%), preferably 0.1≦
It is desirable that X≦0.2, and a-3iC:H
The carbon content of charge blocking layer 5 is also the same as layer 2 < 5
~30 atomic%, preferably 10-20 atomic%
It is preferable to set it as ic%.

上記のa−SiC:H層及びa−5iN:H層はともに
、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。このため、水素含有量は1〜40a
tomic%(更には10〜30atoa+ic%)と
するのが望ましい。電荷発生層3中の水素含有量は、ダ
ングリングボンドを補償して高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.〜4
0atoa+ic%であり、3.5〜20atoa+i
c%であるのがより望ましい。
Both the a-SiC:H layer and the a-5iN:H layer described above must contain hydrogen, but if they do not contain hydrogen, the charge retention characteristics of the photoreceptor will not be practical. It is from. Therefore, the hydrogen content is 1 to 40a
tomic% (furthermore, 10 to 30 atoa+ic%). The hydrogen content in the charge generation layer 3 is essential to compensate for dangling bonds and improve high conductivity and charge retention, and is usually 1. ~4
0atoa+ic%, 3.5-20atoa+i
More preferably, it is c%.

このようにグロー放電分解で各層を形成するに際し、ジ
ボラン又はホスフィンガスとシリコン化合物(例えばモ
ノシラン)の流量比を適切に選ぶことが必要である。a
−3iC:H層5の形成に際しPH3(ホスフィン)と
5iH4(モノシラン)との流量比を変えた場合、PH
,にょろりンドープの結果、N型の導電性が安定化する
領域に於いて、上記した基板からのキャリアの注入を充
分に防止できるブロッキング層とするにはPIIIa/
 S i H4の流量比は1〜1000容量ppmにす
るのが良い。また、ボロンドープによるP型化の場合、
B 2 He / S i H4=20〜5000容量
ppmとしてグロー放電分解するのがよい。電荷ブロッ
キング層のρ0はρp≦107Ω−値とするのがよい。
When forming each layer by glow discharge decomposition in this way, it is necessary to appropriately select the flow rate ratio of diborane or phosphine gas and silicon compound (for example, monosilane). a
- When the flow rate ratio of PH3 (phosphine) and 5iH4 (monosilane) is changed when forming the 3iC:H layer 5, the PH
, PIIIa/
The flow rate ratio of S i H4 is preferably 1 to 1000 ppm by volume. In addition, in the case of P-type conversion by boron doping,
It is preferable to perform glow discharge decomposition with B2He/SiH4=20 to 5000 ppm in capacity. It is preferable that ρ0 of the charge blocking layer satisfies ρp≦10 7 Ω-value.

一方、上記の層2.3.4の形成時に行うボロンドーピ
ング量については、所望の暗抵抗値を得るために適切に
選択する必要があり、ジボランの流量で表わしたときに
、層2ではB 2 He / S i H4−1〜20
容量ppm  (ρD≧1012Ω−3)であるのが望
ましく、層3ではB2H6/S iH+=0.1〜10
容量ppa+  (ρO≧1010Ω−am)層4では
BzHs/SiH+=1〜1000容量ppm  (ρ
p≧10  Ω−Ca1)とするのがよい。
On the other hand, the amount of boron doping performed during the formation of layer 2.3.4 above needs to be appropriately selected in order to obtain the desired dark resistance value. 2 He/S i H4-1~20
It is desirable that the capacitance is ppm (ρD≧1012Ω−3), and in layer 3, B2H6/SiH+=0.1 to 10
Capacitance ppa+ (ρO≧1010Ω-am) In layer 4, BzHs/SiH+=1 to 1000 capacitance ppm (ρ
It is preferable that p≧10 Ω−Ca1).

但し、上記した不純物ドーピング量の最適範囲は、層の
N、C,H含有量に依存するので、上記した範囲に必ず
しも限定されるものではない。
However, the optimal range of the above-mentioned impurity doping amount depends on the N, C, and H contents of the layer, and therefore is not necessarily limited to the above-mentioned range.

以上説明した例においては、ダングリングボンドを補償
するためには、a−3tに対しては上記したHの代わり
に、或いはHと併用してフッ素を導入し、a−3i :
F% a−3i :H:FSa−3iC:FSa−3i
C:H:Fとすることもできる。この場合のフッ素量は
0.01〜20atomic%がよ< 、0.5〜10
atomic%がより望ましい。
In the example explained above, in order to compensate for dangling bonds, fluorine is introduced into a-3t instead of the above-mentioned H or in combination with H, and a-3i:
F% a-3i:H:FSa-3iC:FSa-3i
It can also be set as C:H:F. In this case, the amount of fluorine is preferably 0.01 to 20 atomic%, 0.5 to 10
Atomic% is more desirable.

なお、上記の製造方法はグロー放電分解法によるもので
あるが、蒸着法やスパッタリング法、イオンブレーティ
ング法等によっても上記感光体の製造が可能である。使
用する反応ガスはSiH4以外にもS i 2 H6,
3i HF 3、SiF4又はその誘導体ガス、CH4
以外のC2H6、C3He等の低級炭化水素ガスが使用
可能である。更にドーピングされる不純物は上記ボロン
、アルミニウム以外にもガリウム、インジウム等の他の
周期表第n[a族元素、リン以外のヒ素、アンチモン等
の他の周期表第Va族元素が使用可能である。
Although the above manufacturing method is based on a glow discharge decomposition method, the photoreceptor can also be manufactured by a vapor deposition method, a sputtering method, an ion blating method, or the like. In addition to SiH4, the reaction gases used include Si 2 H6,
3i HF 3, SiF4 or its derivative gas, CH4
Other lower hydrocarbon gases such as C2H6 and C3He can be used. In addition to the above-mentioned boron and aluminum, other impurities to be doped include other elements of group N[A of the periodic table, such as gallium and indium, and other group Va elements of the periodic table, such as arsenic and antimony other than phosphorus. .

次に、本発明を電子写真感光体に適用した例を具体的に
説明する。
Next, an example in which the present invention is applied to an electrophotographic photoreceptor will be specifically described.

グロー放電分解法によりAl支持体上に第1図の構造の
電子写真感光体を作製した。先ず平滑な表面を持つ清浄
なAll支持体をグロー放電装置の反応(真空)槽内に
設置した。反応槽内を1O−6Torr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A
rガスを導入し、0.5 Torrの背圧のもとて周波
数13.56 M Hz 、電力密度0.04W/−の
高周波電力を印加し、15分間の予備放電を行った。次
いで、SiH4とCH4からなる反応ガスを導入し流量
比3 : 1 : 0.5〜0.05の(Ar+S i
H4+CH4)混合ガス及びPH3又はBzIIIaガ
スをグロー放電分解することにより、キャリア注入を防
止するa−3iC:H層、更には電位保持及び電荷輸送
機能を担うa−3iCsH層を1000人/ll1nの
堆積速度で製膜した。反応槽を一旦排気した後、CH4
は供給せず、ArをキャリアガスとしてSiH4及びB
 z Hs ヲ放’l1分解し、ボロンドープドa−S
t:H感光層を形成した後、N2を供給し、今度は流量
比5:1:4〜0.5の(Ar+SiH++Nz)混合
ガス及びB2H6をグロー放電分解し、a−3iN:H
表面改質層を更に設け、電子写真感光体を完成させた。
An electrophotographic photoreceptor having the structure shown in FIG. 1 was prepared on an Al support by a glow discharge decomposition method. First, a clean Al support with a smooth surface was placed in a reaction (vacuum) chamber of a glow discharge device. After evacuating the reaction tank to a high vacuum level of 10-6 Torr and heating the support to 200°C, high purity A
r gas was introduced, and high frequency power with a frequency of 13.56 MHz and a power density of 0.04 W/- was applied under a back pressure of 0.5 Torr to perform a preliminary discharge for 15 minutes. Next, a reaction gas consisting of SiH4 and CH4 was introduced and the flow rate ratio was 3:1:0.5 to 0.05 (Ar+Si
By glow discharge decomposition of H4+CH4) mixed gas and PH3 or BzIIIa gas, an a-3iC:H layer that prevents carrier injection and an a-3iCsH layer that plays a potential holding and charge transport function are deposited at a rate of 1000 people/ll1n. The film was formed at high speed. After evacuating the reaction tank, CH4
SiH4 and B were not supplied and Ar was used as a carrier gas.
z Hs release'l1 decomposed, boron doped a-S
After forming the t:H photosensitive layer, N2 is supplied, and (Ar+SiH++Nz) mixed gas and B2H6 at a flow rate ratio of 5:1:4 to 0.5 are decomposed by glow discharge to form a-3iN:H.
A surface modification layer was further provided to complete the electrophotographic photoreceptor.

このa−3iN:H表面改質層の光学的エネルギーギャ
ップは2.5〜2.OeVであった。また、窒素組成が
40〜60atomic%であることが分析により分か
った。
The optical energy gap of this a-3iN:H surface modification layer is 2.5-2. It was OeV. Further, analysis revealed that the nitrogen composition was 40 to 60 atomic%.

こうした感光体について、各層の組成を第3図の如くに
変化させ、夫々次の測定を行った。
Regarding such a photoreceptor, the composition of each layer was changed as shown in FIG. 3, and the following measurements were carried out.

帯電電位Vo (V):U−旧x 2500改造機(小
西六写真工業■製)を用い、感光体流れ込み電流200
μA1露光なしの条件で360SX型電位針(トレフク
社製)で測定した現像直前の表面電位。
Charged potential Vo (V): U-Old
Surface potential immediately before development measured with a 360SX type potential needle (manufactured by Torefuku Co., Ltd.) under conditions without μA1 exposure.

半減露光量E 1 / 2 (lux −5ec ) 
 :上記の装置を用い、グイクロイックミラー(光体光
学社製)により像露光波長のうち620 nm以上の長
波長成分をシャープカットし、表面電位を500vから
250vに半減するのに必要な露光量。(露光量は55
0−1型光量針(EGandG社製)にて測定) 残留電位Vg  (V):上記の装置を用い、500V
に帯電させた後、400 nmにピークを持つ除電光を
301ux−sec照射後の表面電位。
Half-reduced exposure amount E 1/2 (lux -5ec)
: Using the above device, sharply cut the long wavelength component of 620 nm or more of the image exposure wavelength using a guichroic mirror (manufactured by Kotai Kogaku Co., Ltd.), and the exposure necessary to halve the surface potential from 500 V to 250 V. amount. (The exposure amount is 55
Residual potential Vg (V): 500V using the above device
The surface potential after being charged to , and then irradiated with static eliminating light having a peak at 400 nm for 301 ux-sec.

20万コピー実写: U −Bix 2500改造機(
小西六写真工業■製)で行い、画質を次のように評価し
た。
200,000 copies live action: U-Bix 2500 modified machine (
(manufactured by Konishiroku Photo Industry ■), and the image quality was evaluated as follows.

■ 画像濃度が充分高く、解像度、階調性がよく、鮮明
で画像上に白スジや白ポチがない。
■ The image density is sufficiently high, the resolution and gradation are good, and the image is clear with no white lines or white spots.

即ち、画像極めて良好。In other words, the image is extremely good.

O画像良好。O image is good.

八 画像実用上採用可能。8. Can be used for practical purposes.

× 画像実用上採用不可能。× Image cannot be used for practical purposes.

本発明に基づく感光体は、第3図のように、露光時の半
減露光量は少な(、残留電位は少なく、帯電・露光の繰
返し特性も非常に良好であった。
As shown in FIG. 3, the photoreceptor according to the present invention had a small amount of half-decreased exposure during exposure (low residual potential), and very good charging/exposure repetition characteristics.

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

図面は本発明を例示するものであって、第1図は電子写
真感光体の一部分の断面図、第2図は上記感光体を製造
するグロー放電装置の概略断面図、 第3図は電子写真感光体の特性を比較して示す図 である。 なお、図面に示されている符号において、1・・・・・
・・・・支持体(基板) 2・・・・・・・・・不純物のドープされたa−3iC
:H電荷輸送層 3・・・・・・・・・不純物ドープドa−3i:H電荷
発生層 4・・・・・・・・・不純物ドープドa−3iN:H表
面改質層 5・・・・・・・・・不純物ドープドa−3iC:H電
荷プロフキング層 である。
The drawings illustrate the present invention, in which FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of an electrophotographic photoreceptor, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a glow discharge apparatus for manufacturing the photoreceptor, and FIG. 3 is an electrophotographic photoreceptor. FIG. 3 is a diagram showing a comparison of characteristics of photoreceptors. In addition, in the symbols shown in the drawings, 1...
...Support (substrate) 2 ..... a-3iC doped with impurities
:H charge transport layer 3...Impurity doped a-3i:H charge generation layer 4...Impurity doped a-3iN:H surface modified layer 5... . . . Impurity-doped a-3iC:H charge profking layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(a)、アモルファス水素化及び/又はフッ素化シ
リコンからなり、かつ周期表第IIIa 族元素がドープされた電荷発生層と、 (b)、この電荷発生層上に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化窒化シ リコンからなり、かつ周期表第IIIa族元素 がドープされた表面改質層と、 (c)、前記電荷発生層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シ リコンからなり、かつ周期表第IIIa族元素 がドープされた電荷輸送層と、 (d)、この電荷輸送層下に形成され、アモルファス水
素化及び/又はフッ素化炭化シ リコンからなり、かつ周期表第IIIa族又は第Va族元
素がドープされた電荷ブロッキン グ層と を有する感光体。
[Claims] 1. (a) a charge generation layer made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon and doped with an element of group IIIa of the periodic table; (b) on this charge generation layer; (c) a surface modification layer formed under the charge generation layer and comprising amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon nitride and doped with a Group IIIa element of the periodic table; (d) a charge transport layer formed under the charge transport layer and made of amorphous hydrogenated and/or fluorinated silicon carbide; and a charge blocking layer doped with a Group IIIa or Group Va element of the periodic table.
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