JPS6184656A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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JPS6184656A
JPS6184656A JP59207476A JP20747684A JPS6184656A JP S6184656 A JPS6184656 A JP S6184656A JP 59207476 A JP59207476 A JP 59207476A JP 20747684 A JP20747684 A JP 20747684A JP S6184656 A JPS6184656 A JP S6184656A
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JP
Japan
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layer
chalcogen element
content
electrophotographic photoreceptor
amorphous
Prior art date
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Pending
Application number
JP59207476A
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English (en)
Inventor
Yoshiya Takeda
悦矢 武田
Eiichiro Tanaka
栄一郎 田中
Shinji Fujiwara
慎司 藤原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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
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    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08221Silicon-based comprising one or two silicon based layers
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は導電性基板上に、カルコゲン元素を含む非晶質
水素化シリコンからなる光導電層を設けた電子写真感光
体に関する。
従来例の購成とその間頂点 近年導電性基板上に非晶質水素化シリコンからなる光導
電層を設けた電子写真感光体が、無公害であり、光感度
も良好で、耐熱性にすぐれ、分光感度も全可視光領域に
わたって高く、耐摩耗性も優れているためますます研究
されている。
導電性基板上に非晶質水素化シリコンからなる光導電層
を形成する方法としては、シランガスをプラズマ中で分
解することによるプラズマ0’V’D法、シリコンをタ
ーゲットとし、不活性ガスと共に水素ガスを導入するこ
とによる反応性スパッタ法、シリコン蒸気を水素プラズ
マ中で反応させることによるイオンブレーティング法等
がある。
これらの方法の中、プラズマO’VD法およびイオンブ
レーティング法により形成した非晶質水素化シリコンか
らなる光導電層を設けた電子写真感光体は、光導電層の
抵抗が小さく、暗減衰が大きいという欠点を有する。こ
のためプラズマOVD法で非晶質水素化シリコンからな
る光導電層を形成する場合には、光導電層と導電性基板
との間にブロッキング層を設けたり、光導電層中に酵素
もしくは窒素を導入することによつ′  て高抵抗化を
計っている。また特開昭56−164348号公報に開
示されている如くプラズマO’VD法を実施するに当っ
て、微量のセレンを非晶質水素化シリコン中に導入する
と暗比抵抗を約10”GOllにすることができること
が見出されているが、これでも暗比抵抗は電子写真感光
体としては充分ではない、。
これに対し、反応性スパッタ法により非晶質水素化シリ
コン店を形成すると、プラズマOVD法により形成した
非晶質水素化シリコン層に比較して高抵抗の光導電層が
得られ、電子写真感光体としてのrゝ、ζ用が期待され
るのであるが、この場合光感度が悪いという欠点を有し
ており、このためあまり研究がなされていないのが現状
である。
本発明者等は先に反応性スパッタ法により非晶質水素化
シリコンからなる光導1!層を形成する際にカルコゲン
元素を機敏導入することにより、プラズマOVD法で形
成される非晶質水素化シリコンからなる光導電層と比較
して2掛程度高い抵抗、即ち10′3ΩOR程度の抵抗
を保持し、しかも従来の反応性スパッタ法により形成さ
れる非晶質水素化シリコンからなる光導電層の欠点であ
る低い光感度をプラズマavn法によるものに劣らない
光感度になしうろことを見出した。
例えば反応性スパッタ法により形成した非晶質水素化シ
リコンからなる光導電層にセレンを導入すると、暗比抵
抗は若干低下するが、抵抗は1013Ω口となり、この
ため電子写真感光体として使用可能な高抵抗でしかも光
e、度があることを見出したのであるが、これを更にす
ぐれた電子写真感光体とするためには、上記光感度を維
持しながら、更に高耐圧化をはかる必要がある。
発明の目的 本発明は上述した如き、反応性スパッタ法により微量の
カルコゲン元素を含有させな非晶質水素化シリコン層か
らなる光導電層を導電性基板上に設けた電子写真感光体
の改良にある。即ちより高耐圧で帯電特性が良好であり
、しかも光感度の高いカルコゲン元素を含む非晶質水素
化シリコンからなる光導電層を設けた電子写真感光体を
提供することにある。
発明の構成 本発明は導電性基板上に、カルコゲン元素を含む非晶質
水素化シリコンからなる光導電層を設けた電子写真感光
体において、上記光導電層中のカルコゲン元素の含有量
を上記府の断面において導電性基板との界面付近または
上記nの表面付近において、その他の部分におけるより
も大とした電子写真感光体にある。
実戒例のイシ明 非晶質水素化シリコンからなる光導電層においてカルコ
ゲン元素はドナー性の不純物として作用する。従って上
記光導電層中でカルコゲン元素の濃度分布を、上述した
如く、導電性基板との界面付近またはその反対の表面付
近で、他の部分より濃度において大にして差を設けるこ
とによって、その部分をよりnuとするので、カルコゲ
ン元素の分布濃度に差をもたせることによるのみでn−
1型のダイオードを構成するものと考えられる。従って
均一に光導電!・&中にカルコゲン元素が分布している
場合と比較してより高耐圧で光感度が大となる。
これを更に図面を参照して説明する。第1図(a)およ
び(b)は何れも専コ性基板1(例えばアルミニウム板
)、Hにカルコゲン元素を含む非晶質水窓化シリコン!
Δ2を設けた電子写真感光体の構成を示しである。そし
て第1図(a)ではカルコゲン元窓の含有量の多い、即
ち濃度が大である非晶質水音化シリコン層3が導電性基
板1との界面近くに設けたt)合を示し、第1図(b)
では上記(a)の場合とは反対に非晶質水素化シリコン
層2の表面付近に層3が設けられている場合を示す。こ
のようにすると上述した如く、光導電層はn−1型のダ
イオード描造となり、第1図(a)の場合には負の帯電
電圧、第1図(b)の場合には正の帯電電圧を増大させ
ることができる。
なお本発明においては、カルコゲン元素の濃度分布の差
を上述した如く段階的に明瞭な二つの層に分ける8変は
なく、一方から(層3の方から)他方へ(層3に対し反
対の何へ)少しずつカルコゲン元素濃度が減少するよう
に濃度勾配をつけて変化させてもよい。
また、 @1 図(a)および(b)においてカルコゲ
ン元素濃度の少ない非晶質水素化シリコン層4にはカル
コゲン元素が含まれない場合も本発明の意図と矛盾しな
い。
第11N(alおよび(b)において、カルコゲン元素
含有量の多い非晶質水素化シリコン層3は正孔のブロッ
キング層として作用するので、カルコゲン元素含有量の
少ない非晶質水素化シリコンF、、’i 4を挾んで、
上記層3に対し反対側、即ち第1図(alでは層4の上
に、また第1図(b)では導電性基板側に電子のブロッ
キング層を設けると、n−L−p型グイオートを(が成
して、更に高耐圧化をはかることができる。このときの
電子のまた上記カルコゲン元素の含有量の多い非晶質水
素化シリコン層3中の水素含有量を他の部分(F’jf
i 4 )よりも大にすると更に有効に正孔ブロッキン
グ層として作用し、より高耐圧にすることができる。
またカルコゲン元素の含有量の少ない非晶質水素化シリ
コン層にアクセプター性の不純物を添加すると上記層は
より真性の状態となり更に高耐圧にすることができる。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例 1 本実施例は第1図(a)に示した電子感光体の例を示す
S1単結晶をマグネトロンスパッタ装置内に配置し、装
置内を2 X 10−’ Torr以下に排気した後、
幻基板1を250°Cに保持し、次いで装置内にArを
4.5 X 10−” Torr 、 H2を5 X 
10−’Torr、1%のH!5eを含有するH!を5
 X 10−’To rrの分圧割合になるように導入
し、放電電力200Wで厚さ0.5 )ImのSeを含
有する非晶質水素化シリコン暦3を形成した。その後上
記H1Ssを含有するH!の導入のみを止め、他は同一
にしして放電電力200Wで続けて厚さ6)’mの非晶
質水素化シリコン層4を形成した。かくして導電性A1
基板1との界面にSsを多く含む層3を設けた。
このようにして作った電子写真感光体の非晶質水素化シ
リコン層2の帯電特性を帯電試験器で検査した。コロト
ロンに一6KV印加して帯電させると初期帯電電位は−
200V、暗中での半減衰時間は7秒であった。
実施例 2 本実施例も第1!l!4(a)に示した電子写真感光体
の例を示す。ただし、茅1■(a)における非晶質水素
化シリコン層2の導電性基板1との界面付近の層3がカ
ルコゲン元素の濃度のみならず水素濃度もl!F4より
大である場合の例を示す。
S1多結晶ターゲツiffよびその周辺部にSOの蒸着
膜を予め形成させ、これをマグネトロンスパッタ装置内
にターゲットとして配置した。
次善ζム1基板lを250℃に保持し、装置内を2×1
0−’ Torr 以下に排気した。次いで装置内にA
rを4 X 10−” Torr、 H!をI X 1
0−’Torrになるように導入し、敢電電力100w
士第1のSs含有非晶質水紫化シリコン層3を0.2f
imの厚さで形成した。次にArを4.5 X 10”
” Torr %Hlヲ0.5 X 10−” Tor
r ic変え、放’xi力300Wにして第2のSO含
有非晶質水素化シリコン層4を6〜7fimの厚さで形
成した。
かく形成された全体としての非晶質水素化シリコン層2
の断面方向のSi、H,seの各元素の組成分布をS工
MSにより分析すると第2図のとおりであった。S]:
MS分析中のH信号が層4より層3の方が小さいのは、
チャージアップの影響によるものである。赤外吸収によ
る測定によるとWJ3の方がFgXI4より水素含有量
が大であることが確められている。、す4のSs / 
Ssを原子吸光法で測定すると2 X 10””であっ
た。また層3のSs / Siの平均値は5 X 10
−’であった。
A1基板1 +C隣接する非晶質水素化シリコン層3で
seが多く、水素も多くなっている。そしてM4におい
ては表面に向ってSO濃度および水素濃度が減少してい
る。この場合層3は禁止帯幅の大きい正孔ブロッキング
層となり、より高耐圧となる。
上記非晶質水素化シリコンN2をコロトロンで帯電させ
ると一350vに帯電し、暗中での半減衰時間は15秒
であった。タングステンランプ3ルツクスで照射すると
1秒以下で表面電位はOになった。
実施例 3 本実施例は実施例2で示したSe9度分布を有する非晶
質水素化シリコン層2の表面に電子ブロッキング層を設
けた例を示す。
実施例2で製造した電子写真感光体の非晶質水素化シリ
コン層4の上に、A3一基板1の温度を150℃にし、
 Seタブレットを除いたマグネトロンスパッタ装置内
にArをI X I Q−” Torr 。
N8を2 X 10−3Torrとなるように導入し、
400Wの放[1力で厚さ600AのSiNxを形成し
た。
この5ilbcは、IC9OAの分析によると化学量論
比の5INX f!0ち5iaNaと極めて近いもので
あった。
かくして作った電子写真感光体の初期帯′r!1電位は
−420V、暗中での半減衰時間は40秒であり、残留
電位は一5vとなった。
本実施例の場合、表面に電子ブロッキング層5iNxJ
i)を形成したことにより、n−1−p型ダイオードと
同様になり逆バイアス時の抵抗が大きくなるため、帯電
電位の上昇、および半減衰時間の増加生じたものと考え
られる。
上記5INx Rの代りにp型非晶質水素化シリコン層
、あるいは非晶質5iXOs−X:H層を形成しても同
様の効果が得られる。
実施例 4 本実施例は第1図(b)に示す電子写真感光体の例を示
し、かつカルコゲン元素とアクセプター性の不純物(硼
素)を同時にカルコゲン元素含有量の少ない層4中に導
入した場合を示す。ドナー性の作用をするカルコゲン元
素とアクセプター性の不純物を同時に導入すると非晶質
水素化シリコン層はより真性の状態となり、高抵抗とな
る、そして電子および正孔の移動を容易になる。
マグネ)oンスパツタ装置内を真空排気後、鏡面研磨し
た不銹m基板1を200’Cに保持し、Arを4. O
X 10−” Torr 、 5 Q ppmのH2S
eを含むH2を5 X 10−’ Tcrr装を内に導
入し、更にBiHsをs o ppm含むH2を5 X
 10−’Torr導入して全圧力を5 X 10−”
 ’l”orrとしたO8i単結晶をターゲットとして
放電電力400Wで厚さ2Oメmの非晶質水素化シリコ
ン明4を形成した。
次にB、H,を含H2の導入を停止し、1%のH* S
eを含むH2を2 X 10−’ Torrとし、全圧
力5 X I O−”Torrで非晶質水素化シリコン
層3を厚さ1声mに形成した。この層3は表面のSs、
 Hの濃度が内部より大となり、内部の非晶質水素化シ
リコン層4にはSeおよびBを同時に含有しているため
、正負両方に帯電可能な電子写真感光体を形成した。
以上説明した実施例では非晶質水素化シリコンからなる
列を示したが、これは非晶質水素化シリコンを主成分と
した層、例えばGo、Sn。
0等を含有する層も使用できる。
なお本発明による1子写真感光体はプラズマOVD !
およびイオンブレーティング法で製造することもでき、
同様に帯i!電位の上昇が得られる。しかしながら反応
性スパッタ法を使用すると上記値の二方法を比し、高耐
圧の光導電体が得られるので有利である。
一般に光導電体の耐圧が高くなれば同一の表面電位を得
るのに必要な屡の厚さを薄くすることができ、このため
製造時間の短縮を計ることができる利点を有する。また
反応性スパッタ法で形成した層は硬度が大であり基板へ
の付着も強力であり、このため寿命の長い電子写真感光
体が得られる。
発明の詳細 な説明した如く、本発明では非晶質水素化シリコンを主
成分とする電子写真感光体に3いて、カルフゲン元素を
その断面において濃度分布に変化をもたせて導入するこ
とにより、帯電特性および光感度の優れた電子写真感光
体を提供する。また本発明の電子写真感光体は単位膜厚
当りの帯電能が高く、また同一の表面電位を得るのに必
要な膜厚を減少させることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および(b)は本発明の電子写真感光体の
断面略図であり、9¥12図は実施例2で得られた非晶
質水素化シリコン層のSe、H,Siの分布を示す図で
ある。 1は導電性基板、2は非晶質水素化シリコン層、3はカ
ルコゲン元素含有量の剣1非晶質水素 。 化シリコン層、4はカルコゲン元素含有量の少ない非晶
値水素化シリコン層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、導電性基板上に、カルコゲン元素を含む非晶質水素
    化シリコンからなる光導電層を設けた電子写真感光体に
    おいて、上記光導電層中のカルコゲン元素の含有量を上
    記層の断面において導電性基板との界面付近または上記
    層の表面付近において、その他の部分におけるよりも大
    としたことを特徴とする電子写真感光体。 2、カルコゲン元素含有量の多い非晶質水素化シリコン
    中の水素含有量を他の部分より大とした特許請求の範囲
    第1項記載の電子写真感光体。 3、カルコゲン元素含有量の少ない非晶質水素化シリコ
    ン層を介して、カルコゲン元素含有量の多い非晶質水素
    化シリコン層に対し、反対側に電子ブロッキング層を設
    けた特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。 4、カルコゲン元素の含有量の少ない他の部分にアクセ
    プター性の不純物を添加した特許請求の範囲第1項記載
    の電子写真感光体。
JP59207476A 1984-10-03 1984-10-03 電子写真感光体 Pending JPS6184656A (ja)

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