JPS63241550A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents

Electrophotographic sensitive body

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Publication number
JPS63241550A
JPS63241550A JP62074182A JP7418287A JPS63241550A JP S63241550 A JPS63241550 A JP S63241550A JP 62074182 A JP62074182 A JP 62074182A JP 7418287 A JP7418287 A JP 7418287A JP S63241550 A JPS63241550 A JP S63241550A
Authority
JP
Japan
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surface layer
thin film
layer
electrophotographic photoreceptor
photoreceptor
Prior art date
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Pending
Application number
JP62074182A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
Tatsuya Ikesue
龍哉 池末
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Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63241550A publication Critical patent/JPS63241550A/en
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    • 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
    • G03G5/08264Silicon-based comprising seven or more silicon-based layers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a photosensitive body good in carrier transferability in a surface layer, long in carrier life, and superior in electric chargeability characteristics by using superlattice structure for the surface layer. CONSTITUTION:The electrophotographic sensitive body is composed of a conductive supporting body 1, a photoconductive layer 3, and the surface layer 4, and the surface layer 4 is formed by alternately laminating a first thin film of amorphous silicon and a thin film of microcrystalline silicon, and a second thin film of amorphous silicon containing at least one of C, O, and N, thus permitting the surface layer 4 to have superlattice structure, and accordingly, carrier life in the surface layer to be extended, carrier transferability to be enhanced, and sensitivity of the electrophotographic sensitive body to be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、帯電特性、暗減衰特性、光感度特性及び耐環
境性等が優れた電子写真感光体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor having excellent charging characteristics, dark decay characteristics, photosensitivity characteristics, environmental resistance, etc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

水素(H)を含有するアモルファスシリコン(以下、a
−8i:Hと略す)は、近年、光電変換材料として注目
されておシ、太陽電池、薄膜トランジスタ、及びイメー
ジセンナ等のほか、電子写真プロセスの感光体に応用さ
れている。
Amorphous silicon containing hydrogen (H) (hereinafter referred to as a)
-8i:H) has recently attracted attention as a photoelectric conversion material, and has been applied to photoreceptors in electrophotographic processes as well as solar cells, thin film transistors, image sensors, and the like.

従来、電子写真感光体の光導電層を構成する材料として
、CdS、ZnO,Se、若しくは5e−Te等の無機
材料又はポIJ −N−ビニルカルバ’/−ル(PVC
Z)若t、<は)リニトロフルオレノン(TNF)等の
有機材料が使用されていた。
Conventionally, materials constituting the photoconductive layer of electrophotographic photoreceptors include inorganic materials such as CdS, ZnO, Se, or 5e-Te, or polyvinylcarboxylate (PVC).
Organic materials such as linitrofluorenone (TNF) were used.

しかしながら、a−8i :Hはこれらの無機材料又は
有機材料に比して、無公害物質であるため回収処理の必
要がないこと、可視光領域で高い分光感度を有すること
、並びに表面硬度が高く耐摩耗性及び耐衝撃性が優れて
いること等の利点を有している。このため、a−8i:
Hは電子写真プロセスの感光体材料として注目されてい
る。
However, compared to these inorganic or organic materials, a-8i:H does not require recovery treatment because it is a non-polluting substance, has high spectral sensitivity in the visible light region, and has a high surface hardness. It has advantages such as excellent wear resistance and impact resistance. Therefore, a-8i:
H is attracting attention as a photoreceptor material for electrophotographic processes.

このa−8i二Hは、カールソン方式に基づく感光体の
材料として検討が進められて−るが、この場合、感光体
特性として抵抗及び光感度が高いことが要求される。し
かしながら、この両特性を単一の感光体層で満足させる
ことが困難であるため、光導電層と導電性支持体との間
に障壁ノーを設け、かつ表面保護、反射防止および表面
゛4位の向上等の目的のために、先導ttJ−上に表面
層を設けた積層型の構造にすることによシ、このような
要求を満足させている。
This a-8i2H is being studied as a material for a photoreceptor based on the Carlson method, but in this case, the photoreceptor is required to have high resistance and photosensitivity. However, since it is difficult to satisfy both of these characteristics with a single photoreceptor layer, a barrier layer is provided between the photoconductive layer and the conductive support, and surface protection, antireflection, and surface protection are required. For the purpose of improving the performance, etc., such demands are satisfied by creating a laminated structure in which a surface layer is provided on the leading ttJ-.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、従来、表面層としてはa−8iC1a−8i
N、a−8io等からなる絶縁性単一層が用いられてい
るが、このような表面層にはダングリングボンドやボイ
ド等の構造欠陥が多く存在しているため、感光体特性に
好ましくない影響を与えている。例えば、感光体を帯電
し、光照射をした場合、光導電層で光キャリアが発生す
る。光キャリアのうち正孔は導電性支持体に向かって走
行し、電子は表面層に向かって走行する。この場合、1
1IL子は表面層をトンネル効果で通過し、感光体表面
の電荷を中和する。従って、表面層O膜厚が厚い場合に
は、キャリアは表面層を通過できず、感度が悪くなシ、
画像メモリを生じてしまう、tた、上述のように表面層
は多くの欠陥を含んでいるため、キャリアが欠陥にドラ
ッグされ、残留電位の上昇を招いてしまう。更に1次サ
イクルで光照射を行なうと、表面層にトラップされたキ
ャリアの一部が感光体表面に向かって走行し、表面電荷
を中和するため、帯電能の低下を生じてしまう。
By the way, conventionally, a-8iC1a-8i was used as the surface layer.
An insulating single layer made of N, a-8io, etc. is used, but this surface layer has many structural defects such as dangling bonds and voids, which may have an unfavorable effect on the photoreceptor characteristics. is giving. For example, when a photoreceptor is charged and irradiated with light, photocarriers are generated in the photoconductive layer. Among the photocarriers, holes travel toward the conductive support, and electrons travel toward the surface layer. In this case, 1
The 1IL electrons pass through the surface layer by tunneling effect and neutralize the charge on the surface of the photoreceptor. Therefore, if the surface layer O film thickness is thick, carriers cannot pass through the surface layer, resulting in poor sensitivity.
In addition, since the surface layer contains many defects as described above, carriers are dragged to the defects, resulting in an increase in residual potential. Furthermore, when light irradiation is performed in the first cycle, some of the carriers trapped in the surface layer travel toward the surface of the photoreceptor and neutralize the surface charge, resulting in a decrease in charging ability.

逆に、表面層が薄い場合1では、感光体の表面電位が低
下し、複写機やグリンタ等のグロセス設計に負担を生じ
てしまう。
On the other hand, if the surface layer is thin (1), the surface potential of the photoreceptor decreases, creating a burden on the gross design of copying machines, printers, and the like.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって
、帯電能が優れておシ、残留電位が低く、かつ高感度の
電子写真感光体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an electrophotographic photoreceptor that has excellent charging ability, low residual potential, and high sensitivity.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、種々研究を重ねた結果、電子写真感光体
の表面層として超格子構造を用いることKよ〕、上記目
的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
(Means for Solving the Problems) As a result of various studies, the present inventors have discovered that the above object can be achieved by using a superlattice structure as the surface layer of an electrophotographic photoreceptor. , we have completed the present invention.

即ち、本発明の電子写真感光体は、導電性支持体、光導
電層および表面層を有する電子写真感光体であって、前
記表面層が、第1の非晶質シリコン薄膜と、微結晶シリ
コン薄膜と、炭素、酸素および窒素から選ばれた元素の
少なくとも1種を含む第2の非晶質シリコン薄膜とを交
互に積層して構成されることを特徴とする。
That is, the electrophotographic photoreceptor of the present invention is an electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a photoconductive layer, and a surface layer, wherein the surface layer includes a first amorphous silicon thin film and a microcrystalline silicon thin film. It is characterized by being constructed by alternately stacking a thin film and a second amorphous silicon thin film containing at least one element selected from carbon, oxygen, and nitrogen.

前記第2の非晶質シリコン薄膜に含まれる炭素、酸素、
窒素の濃度は、好ましくは0.1〜4o原子嚢、よシ好
ましくは0.5〜3o原子−である。
Carbon and oxygen contained in the second amorphous silicon thin film,
The concentration of nitrogen is preferably from 0.1 to 4 o atoms, more preferably from 0.5 to 3 o atoms.

本発明において用いられる微結晶シリコン(μc−8i
)は1粒径が約数十オングストロームの微結晶のシリコ
ンと非晶質シリコンとの混合相によ)形成されているも
のと考えられ、以下のような物性上の特徴を有している
。第一に、X線回折測定では2θが28〜28.5°付
近にある結晶回折パターンを示し、ハローのみが現れる
無定形のa−81から明確に区別される。第二に、μc
−8iの暗抵抗は1010Ω・備以上に調整することが
でき、暗抵抗が10’Ω・箔のポリクリスタンシリコン
からも明確に区別される。
Microcrystalline silicon (μc-8i) used in the present invention
) is thought to be formed by a mixed phase of microcrystalline silicon and amorphous silicon each having a grain size of about several tens of angstroms, and has the following physical characteristics. First, X-ray diffraction measurements show a crystal diffraction pattern with 2θ in the vicinity of 28 to 28.5°, which is clearly distinguishable from amorphous a-81 in which only a halo appears. Second, μc
The dark resistance of -8i can be adjusted to more than 1010 Ω, and it can be clearly distinguished from the polycrystalline silicon foil with a dark resistance of 10' Ω.

(作用) 本発明の電子写真感光体では、表面層が超格子構造を有
しており、超格子構造を構成するa −81およびμc
−8i薄膜では量子効果によ〕キャリアの寿命はバルク
層よ〕5〜10倍長い、fた、それぞれのa−8iおよ
びμc−81薄膜は膜厚が薄いため、キャリアはトンネ
ル効果によって容易にa−8iおよびμc−8i薄膜中
を通シ抜けることができるので、キャリアの実効移動度
はバルク層における移動度に等しく、即ち、キャリアの
走行性に優れている。
(Function) In the electrophotographic photoreceptor of the present invention, the surface layer has a superlattice structure, and the a-81 and μc
The lifetime of carriers in the -8i thin film is 5 to 10 times longer than that in the bulk layer due to quantum effects.Furthermore, due to the thin film thickness of the respective a-8i and μc-81 thin films, carriers are easily transported by tunneling effects. Since the carrier can pass through the a-8i and μc-8i thin films, the effective mobility of the carrier is equal to that in the bulk layer, that is, the carrier has excellent mobility.

このように、表面層におけるキャリアの寿命が長く、か
つキャリアの走行性が優れているため。
As described above, the life of the carrier in the surface layer is long and the carrier has excellent running properties.

電子写真感光体の感度は著しく向上するととKなる。When the sensitivity of an electrophotographic photoreceptor is significantly improved, it becomes K.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例になる電子写真感光体の断
面構造を示す図である。同図において、1は導電性支持
体である。咳導電性支持体の上には障壁m2が形成され
、その上には光導電層3が形成されている。更に、光導
電層3の上には表面層4が形成されている。
(Example) FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of an electrophotographic photoreceptor according to an example of the present invention. In the figure, 1 is a conductive support. A barrier m2 is formed on the cough conductive support, and a photoconductive layer 3 is formed thereon. Furthermore, a surface layer 4 is formed on the photoconductive layer 3.

以下、第1図に示す電子写真感光体の構成について、よ
シ詳細に説明する。
Hereinafter, the structure of the electrophotographic photoreceptor shown in FIG. 1 will be explained in detail.

導電性支持体1は、通常はアルミニウム製のドラムで構
成される。
The conductive support 1 usually consists of a drum made of aluminum.

障壁層2はp c −S i +a −S i : H
を用いて形成してもよく、またa−BN:H(窒素およ
び水素を添加したアモルファス硼素)を使用してもよい
。更に、絶縁性の膜を用いてもよい。例えば、pc−8
i:H又はa−8i:HK炭素C1窒素N及び酸素Oか
ら選択された元素の一種以上を含有させることによシ、
高抵抗の絶縁性障壁層を形成することができる。障壁層
2の膜厚は100A〜10μmが好ましい。
Barrier layer 2 is p c −S i +a −S i :H
Alternatively, a-BN:H (amorphous boron to which nitrogen and hydrogen are added) may be used. Furthermore, an insulating film may be used. For example, pc-8
i:H or a-8i:HK By containing one or more elements selected from carbon C1 nitrogen N and oxygen O,
A high resistance insulating barrier layer can be formed. The thickness of the barrier layer 2 is preferably 100 A to 10 μm.

上記障壁層2は、導電性支持体1と光導電層3との間の
電荷の流れを抑制することKよ多感光体表面の電荷保持
機能を高め、感光体の帯電能を高めるために形成される
ものである。従って、半導体層を障壁層に用いてカール
ソン方式の感光体を構成する場合には1表面に帯電させ
た電荷の保持能力を低下させないために、障壁層2をP
型またはN型とする。即ち、感光体表面を正帯電させる
場合には障壁層2をP型とし、表面電荷を中和する電子
が光導電層に注入されるのを防止する。逆に表面を負帯
電させる場合には障壁ffj2をN型とし、表面電荷を
中和するホールが光導電層へ注入されるのを防止する。
The barrier layer 2 is formed to suppress the flow of charges between the conductive support 1 and the photoconductive layer 3, and to enhance the charge retention function of the surface of the photoreceptor, thereby increasing the charging ability of the photoreceptor. It is something that will be done. Therefore, when forming a Carlson type photoreceptor using a semiconductor layer as a barrier layer, the barrier layer 2 must be made of
type or N type. That is, when the surface of the photoreceptor is positively charged, the barrier layer 2 is made of P type to prevent electrons that neutralize the surface charge from being injected into the photoconductive layer. Conversely, when the surface is negatively charged, the barrier ffj2 is made N-type to prevent holes that neutralize the surface charge from being injected into the photoconductive layer.

障壁層2から注入されるキャリアは光の入射で光導電層
3内に発生するキャリアに対してノイズとなるから、上
記のようにしてキャリアの注入を防止することは感度の
向上をもたらす。ナオ、pc−8l :H+a−8l 
:HをP型にするためには、周期律表の第■族Kll!
する元素1例えば硼素B、アルミニウム八!、ガリウム
Ga、インジウムIn、及びタリウムTI等をドーピン
グすることが好ましい。また、μC−8i : Hやa
−8i:HをN型にするためKは周期律表の第V族に属
する元素1例えば窒素、燐P、砒素AS、アンチモンS
b、及びビスマスBゑ等をドーピングすることが好まし
い。
Since the carriers injected from the barrier layer 2 become noise with respect to the carriers generated in the photoconductive layer 3 upon incidence of light, preventing carrier injection as described above improves the sensitivity. Nao, pc-8l :H+a-8l
:In order to make H type P, group ■Kll of the periodic table must be used!
Elements 1 such as boron B, aluminum 8! , gallium Ga, indium In, thallium TI, etc. are preferably doped. Also, μC-8i: H and a
-8i: To make H into N-type, K is an element belonging to Group V of the periodic table, such as nitrogen, phosphorus P, arsenic AS, antimony S
It is preferable to dope with B, bismuth B, or the like.

障壁層2の上に形成される光導電層3は、 a −8i
:H又はμc−8i:Hによ)構成することができる。
The photoconductive layer 3 formed on the barrier layer 2 has a -8i
:H or μc-8i:H).

光導i!1層3に光が入射するとキャリアが発生し、こ
のキャリアのうち一方の極性のものは感光体表面の帯電
電荷と中和し、他方の極性のものは光導電N!I3を走
行して導電性支持体に到達する。
Light guiding i! When light enters layer 1 3, carriers are generated, carriers of one polarity neutralize the charges on the surface of the photoreceptor, and carriers of the other polarity conduct photoconductivity N! I3 to reach the conductive support.

光導?を層の上に表面層4が形成されている。表面層4
は、2種のa−8i:H薄膜およびμC−81:H薄膜
を交互に積層してなる超格子構造を有している。光導電
層3を構成するa−8i:)1等は、その屈折率が3乃
至3.4と比較的大きいため、表面での光反射が起きや
すい。このような光反射が生じると、光導電層3に吸収
される光量の割合いが低下し、光損失が大きく々る。こ
のため。
Light guide? A surface layer 4 is formed on the layer. surface layer 4
has a superlattice structure in which two types of a-8i:H thin films and μC-81:H thin films are alternately laminated. Since the a-8i:)1 and the like constituting the photoconductive layer 3 have a relatively large refractive index of 3 to 3.4, light reflection easily occurs on the surface. When such light reflection occurs, the proportion of the amount of light absorbed by the photoconductive layer 3 decreases, and light loss increases significantly. For this reason.

表面f@4を設けて反射を防止することとしている。A surface f@4 is provided to prevent reflection.

また、表面層4を設けることにより、光導電層3が損傷
から保護される。さらに、表面層を形成するととくよシ
、帯電能が向上し、表面に電荷がよくのるようになる。
Also, by providing the surface layer 4, the photoconductive layer 3 is protected from damage. Furthermore, when a surface layer is formed, the charging ability is improved, and the charge can be easily deposited on the surface.

障壁層2、光導電層3および表面層4を構成するa−8
i:Hlおよびpc−81:HKおける水素の含有量は
、0.01〜30原子慢が好ましく、1〜25原子−が
よ〕好ましい。このような水素の含有量により、シリコ
ンのダングリングボンドが補償され、暗抵抗と明抵抗と
が調和のとれたものとなり、光導電特性が向上する。
a-8 constituting the barrier layer 2, photoconductive layer 3 and surface layer 4
The hydrogen content in i:Hl and pc-81:HK is preferably 0.01 to 30 atoms, more preferably 1 to 25 atoms. Such hydrogen content compensates for the dangling bonds of silicon, brings the dark resistance and bright resistance into balance, and improves the photoconductive properties.

a−8i:H層をグロー放電分解法によシ成膜するKは
、原料としてSiH,及び8i、H,等のシラン類ガス
を反応室に導入し、高周波によジグロー放電することに
よシ薄層中にHを添加することができる。必要に応じて
、シラン類のキャリアガスとして水素又はヘリウムガス
を使用することができる。一方、8iF4ガス及び5t
c74ガス等のハロゲン化ケイ素を原料ガスとして使用
することができる。また、シラン類ガスと710ゲン化
ケイ素ガスとの混合ガスで反応させても、同様KHを含
有するa−8i:Hを成膜することができる。なお、グ
ロー放電分解法によらず、例えば、スパッタリング等の
物理的な方法によってもこれ等の薄層を形成することが
できる。
a-8i: H layer is formed by glow discharge decomposition method. K is formed by introducing SiH and silane gases such as 8i, H, etc. into the reaction chamber as raw materials, and performing jiglow discharge using high frequency. H can be added to the thin layer. If necessary, hydrogen or helium gas can be used as a carrier gas for silanes. On the other hand, 8iF4 gas and 5t
Silicon halide such as C74 gas can be used as the source gas. Furthermore, a-8i:H containing KH can be similarly formed by reacting with a mixed gas of silane gas and 710 silicon oxide gas. Note that these thin layers can be formed not by the glow discharge decomposition method but also by a physical method such as sputtering.

pc−81層も、a−8i:Hと同様に、高周波グロー
放電分解法により、シランガスを原料として、成膜する
ことができる。この場合に、支持体の温度をa−8i:
Hを形成する場合よシも高く設定し、高周波電力もa−
3i:Hの場合よシも高く設定すると、μc−8i;H
を形成しやすくなる。また、支持体温度及び高周波電力
を高くすることにより、シランガスなどの原料ガスの流
量を増大させることができ、その結果、成膜速度を早く
することができる。また、原料ガスの8iH4及びSt
、H,等の高次のシランガスを水素で希釈したガスを使
用することによシ、μC−8i:Hを一層高効率で形成
することができる。
Similarly to a-8i:H, the PC-81 layer can also be formed using silane gas as a raw material by the high-frequency glow discharge decomposition method. In this case, the temperature of the support is a-8i:
When forming an H, the height is set high and the high frequency power is also
In the case of 3i:H, if the value is set high, μc-8i;H
becomes easier to form. Furthermore, by increasing the support temperature and high frequency power, the flow rate of source gas such as silane gas can be increased, and as a result, the film formation rate can be increased. In addition, the raw material gas 8iH4 and St
By using a high-order silane gas such as , H, etc. diluted with hydrogen, μC-8i:H can be formed with higher efficiency.

このように構成される電子写真感光体の表面を、コロナ
放電によプ約500Vの正電圧で帯電させた状態で光(
hν)が入射すると、光導電層3において電子と正孔の
キャリアが発生する。この伝導帯の電子は、感光体内の
電界によυ表置層4側に向けて加速され、正孔は導電性
支持体1側に向けて加速される。この場合、従来の高抵
抗の絶縁性単一層からなる表面層を用いると、前述のよ
うに、膜厚が厚いと光導M、層から表面へ流れるキャリ
アが表面層を通過できず、その結果、感度が悪くなシ、
またダングリングボンド等の欠陥にキャリアがトラップ
され、残留電位の上昇を招いてしまう。一方、膜厚が薄
いと感光体の表面電位が低下し1、複写機やグリツド等
のプロセス設計に負担を生じてしまう。これに対し、本
発明の感光体のように1表面層を超格子構造とするとポ
テンシャル井戸層においては、量子効果のために、超格
子構造でない単一層の場合に比して、キャリアの寿命が
5乃至10倍と長い。また、超格子構造においては、バ
ンドギャップの不連続性によシ、周期的なバリア層が形
成されるが、キャリアはトンネル効果で容易にバイアス
層を通シ抜けゐので、キャリアの実効移動度はバルクに
おける移動度と同等であシ、キャリアの走行性が優れて
いる。以上のごとく、薄層を積層した超格子構造によれ
ば、高光導電特性を得ることができ、従来の感光体よシ
も鮮明な画像を得ることができる。
The surface of the electrophotographic photoreceptor constructed in this manner is charged with a positive voltage of approximately 500 V by corona discharge, and exposed to light (
hv), electron and hole carriers are generated in the photoconductive layer 3. Electrons in the conduction band are accelerated toward the surface layer 4 side by the electric field within the photoreceptor, and holes are accelerated toward the conductive support 1 side. In this case, if a conventional surface layer consisting of a single high-resistance insulating layer is used, as mentioned above, if the film is thick, the light guide M and the carriers flowing from the layer to the surface cannot pass through the surface layer. Sensitivity is poor,
Furthermore, carriers are trapped in defects such as dangling bonds, leading to an increase in residual potential. On the other hand, if the film thickness is too thin, the surface potential of the photoreceptor decreases (1), creating a burden on the process design of copying machines, grids, etc. On the other hand, when one surface layer has a superlattice structure as in the photoreceptor of the present invention, the lifetime of carriers in the potential well layer is shorter than that of a single layer without a superlattice structure due to quantum effects. It is 5 to 10 times longer. In addition, in a superlattice structure, a periodic barrier layer is formed due to discontinuity in the band gap, but carriers can easily pass through the bias layer due to the tunnel effect, so the effective mobility of carriers is The mobility is equivalent to that in bulk, and carrier mobility is excellent. As described above, the superlattice structure in which thin layers are laminated makes it possible to obtain high photoconductivity and to obtain clearer images than with conventional photoreceptors.

以下に第3図を参照し、上記実施例の電子写真感光体を
グロー放電法により製造する装置、並びに製造方法を説
明する。同図において、ガスボンベ21,22,23.
24には、例えば夫々5i)I、 、B、I(、、H,
、CH4等の原料ガスが収容されている。こ九らガスボ
ンベ内のガスは、流量調整用のバルブ26及び配管27
を介して混合器28に供給されるようになっている。各
ボンベには圧力計25が設置されており、該圧力計25
を監視しつつパルプ26を調整することによシ混合器2
8に供給する各原料ガスの流量及び混合比を調節できる
。混合器28にて混合されたガスは反応容429に供給
される。反応容器29の底部3)には、回転軸30が鉛
直方向の回りに回転可能に取付けられている。該回転軸
30の上端に、円板状の支持台32がその面を回転軸3
0に垂直にして固定されている。反応容器29内には、
円筒状の電極33がその軸中心を回転軸30の軸中心と
一致させて底部31上に設置されている。感光体のドラ
ム基体34が支持台32上にその軸中心を回転軸30の
軸中心と一致させて載置されており、このドラム基体3
4の内側にはドラム基体加熱用のヒータ35が配設され
ている。電極33とドラム基体34との間には高周波i
源36が接続されており、電極33およびドラム基体3
4間に高周波電流が供給されるようになっている。回転
軸3θはモータ38によシ回転駆動される。反応容器2
9内の圧力は圧力計37によシ監視され、反応容器29
はゲートパルプ38を介して真空ポンダ等の適宜の排気
手段に連結されている。
Referring to FIG. 3, an apparatus and a manufacturing method for manufacturing the electrophotographic photoreceptor of the above embodiment by a glow discharge method will be described below. In the figure, gas cylinders 21, 22, 23.
24, for example, 5i) I, , B, I(,, H,
, CH4, and other raw material gases are contained therein. The gas in the gas cylinder is supplied through a valve 26 and piping 27 for adjusting the flow rate.
The water is supplied to the mixer 28 via the mixer 28. A pressure gauge 25 is installed in each cylinder, and the pressure gauge 25
By adjusting the pulp 26 while monitoring the mixer 2
The flow rate and mixing ratio of each raw material gas supplied to 8 can be adjusted. The gases mixed in the mixer 28 are supplied to the reaction chamber 429. A rotating shaft 30 is attached to the bottom 3) of the reaction vessel 29 so as to be rotatable around the vertical direction. At the upper end of the rotating shaft 30, a disk-shaped support base 32 has its surface aligned with the rotating shaft 3.
It is fixed perpendicular to 0. Inside the reaction vessel 29,
A cylindrical electrode 33 is installed on the bottom 31 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 30. A drum base 34 of a photoreceptor is placed on a support base 32 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 30.
A heater 35 for heating the drum base is disposed inside the drum 4. There is a high frequency i between the electrode 33 and the drum base 34.
source 36 is connected, electrode 33 and drum base 3
A high frequency current is supplied between the two. The rotating shaft 3θ is rotationally driven by a motor 38. Reaction container 2
The pressure inside the reaction vessel 29 is monitored by a pressure gauge 37.
is connected to a suitable exhaust means such as a vacuum pumper via a gate pulp 38.

上記製造装置によシ感光体を製造する場合には、反応容
器29内にドラム基体34を設置した後。
When manufacturing a photoreceptor using the above-mentioned manufacturing apparatus, after the drum base 34 is installed in the reaction container 29.

ゲートパルプ39を開にして反応容器29内を約0.1
TOrrの圧力以下に排気する0次いで、ボンベ21,
22,23.24から所要の反応ガスを所定の混合比で
混合して反応容器29内に導入する。この場合に、反応
容器29内に導入するガス流量は反応容器z9内の圧力
が0.1乃至1.0 Torrになるように設定する。
When the gate pulp 39 is opened, the inside of the reaction vessel 29 is approximately 0.1
The cylinder 21 is then evacuated to a pressure below TOrr.
Required reaction gases from 22, 23, and 24 are mixed at a predetermined mixing ratio and introduced into the reaction vessel 29. In this case, the flow rate of the gas introduced into the reaction vessel 29 is set so that the pressure within the reaction vessel z9 is 0.1 to 1.0 Torr.

次いで、モータj8を作動させてドラム基体34を回転
させ、ヒータ35によυドラム基体34を一定温度に加
熱すると共に、高周波電源36によシミ極33とドラム
基体34との間に高周波電流を供給して1両者間にグロ
ー放電を形成する。これ姥より、ドラム基体34上にp
 c−8i : H+a−8i : Hが堆積する。な
お、原料ガス中にN、O,NH,、No、、N、 、C
H,、C,H,、O,ガス等を使用することにより、窒
素、炭素、酸素をμc−84:H中に含有させることが
できる。
Next, the motor j8 is operated to rotate the drum base 34, the heater 35 heats the υ drum base 34 to a constant temperature, and the high frequency power supply 36 applies a high frequency current between the stain pole 33 and the drum base 34. A glow discharge is formed between the two. From this point on, p is placed on the drum base 34.
c-8i: H+a-8i: H is deposited. Note that N, O, NH, , No, , N, , C are present in the raw material gas.
Nitrogen, carbon, and oxygen can be contained in μc-84:H by using H, , C, H, , O, gases, and the like.

このように、仁の発明に係る電子写真感光体は、クロー
ズドシステムの製造装置で製造することができるため1
人体に対して安全である。
In this way, the electrophotographic photoreceptor according to Jin's invention can be manufactured using a closed system manufacturing apparatus, so
Safe for humans.

次に、この発明に係る電子写真感光体を成膜し、電子写
真特性を試験した結果忙ついて説明する。
Next, the results of forming a film on the electrophotographic photoreceptor according to the present invention and testing its electrophotographic properties will be explained.

試験例1 必要に応じて、干渉防止のために、酸処理、アルカリ処
理及びサンドブラスト処理を施した直径が89u、幅が
350tllのアルミニウム製ドラム基体を反応容器内
に装着し、反応容器を約10−1トルの真空度に排気し
た。ドラム基体を250℃に加熱し、10 rpmで自
転させつつ、SiH,ガス亡500 SCCM、B、H
,ガスをSiH,ガスに対する流量比で10 という流
量で反応容器内に導入し、反応容器内の圧力をl To
rrに調節し、13.56MTIzの高周波電力を印加
してプラズマを発生させ、ドラム基体上にP型a−8i
HHからなる障壁層を形成した。
Test Example 1 If necessary, to prevent interference, an aluminum drum base with a diameter of 89 u and a width of 350 tll, which has been subjected to acid treatment, alkali treatment, and sandblasting treatment, is installed in the reaction vessel, and the reaction vessel is approximately 10 The vacuum was evacuated to -1 Torr. While heating the drum base to 250°C and rotating it at 10 rpm, SiH, gas, 500 SCCM, B, H
, gas is introduced into the reaction vessel at a flow rate ratio of 10 to SiH gas, and the pressure inside the reaction vessel is set to l To
rr, apply high frequency power of 13.56MTIz to generate plasma, and place P type a-8i on the drum base.
A barrier layer made of HH was formed.

次いで、SiH4ガスを5 Q Q SCCM、H,ガ
スを500 SCCM、 B、H,ガスをSiH,ガス
との流量比101で反応室内に導入し、300Wの高周
波電力を加えて20μmのi型a−8i:Hからなる光
導電層を形成した。
Next, SiH4 gas was introduced into the reaction chamber at 5 Q Q SCCM, H gas at 500 SCCM, B, H gas and SiH gas at a flow rate ratio of 101, and 300 W of high frequency power was applied to form a 20 μm i-type a. A photoconductive layer made of -8i:H was formed.

次に、81H,ガスを(3Q SCCM、CH,ガスを
3608CCM、H,ガスを3 Q Q SCCM導入
して反応室内の圧力を0.8Torrとし、300Wの
高周波電力を印加して50久のa−8fC:H薄膜を形
成した。次いで、CH,ガスをOとし、H,ガスを60
080CMとして、反応容器内の圧力を1 ’l’or
rとし、800Wの高周波電力を印加して、100Aの
μc−8iHH薄膜を形成した。次に、SiH,ガスを
2008CCMとし、反応容器内の圧力をO18’po
rrとし、300Wの高周波電力を印加して、50Aの
a−8i:H薄膜を形成した。このよう表操作を繰返し
て、2000人の超格子構造の表面層を形成した。
Next, 81H gas was introduced (3Q SCCM, CH gas was introduced at 3608CCM, H gas was introduced at 3Q -8fC:H thin film was formed. Next, CH and gas were changed to O, and H and gas were changed to 60f.
080CM, the pressure inside the reaction vessel is 1'l'or
r, and a high frequency power of 800 W was applied to form a 100 A μc-8iHH thin film. Next, the SiH gas was set to 2008CCM, and the pressure inside the reaction vessel was set to O18'po.
rr, and a high frequency power of 300 W was applied to form a 50 A a-8i:H thin film. By repeating this table operation, a surface layer with a superlattice structure of 2,000 people was formed.

このようにして形成した感光体表面を約500■で正帯
電し、白色光をn光すると、この光は光導電層で吸収さ
れ、電子正孔対のキャリアが発生する。この試験例にお
いては、多数のキャリアが発生し、キャリアの寿命が高
く、高い走行性が得られた。これにより、鮮明で高品質
の画像が得られた。また、この試験例で製造された感光
体を、繰返し帯電させたところ、転写画像の再現性及び
安定性は極めて良好であシ、更に、耐コロナ性、耐湿性
及び耐摩耗性等の耐久性が優れていることが実証された
When the surface of the photoreceptor thus formed is positively charged at approximately 500 μm and exposed to n beams of white light, this light is absorbed by the photoconductive layer and carriers of electron-hole pairs are generated. In this test example, a large number of carriers were generated, the carriers had a long life, and high running performance was obtained. This resulted in clear, high-quality images. In addition, when the photoreceptor manufactured in this test example was repeatedly charged, the reproducibility and stability of the transferred image were extremely good. has been proven to be superior.

試験例2 表面層を構成するa−8iC:H薄膜の代わ〕にa−8
iN:H薄膜を形成したことを除き、試験例1と同様の
方法で電子写真感光体を製造した。
Test Example 2 A-8 in place of the a-8iC:H thin film constituting the surface layer
An electrophotographic photoreceptor was manufactured in the same manner as in Test Example 1 except that an iN:H thin film was formed.

なお、a −S i N : H薄膜は、CH4ガスの
代わりに45QSCCMのN、ガスを導入することによ
り得られた。
Note that the a-S i N :H thin film was obtained by introducing 45QSCCM N gas instead of CH4 gas.

このようにして製造された感光体は、半導体レーザの発
振波長である780乃至79Qnmの長波長光に対して
も高い感度を有する。この感光体を半導体レーザプリン
タに搭載してカールソンプロセスにより画像を形成した
ところ、感光体表面の露光量が25 ergc+dであ
る場合でも、鮮明で高解像度の画像を得ることができた
The photoreceptor manufactured in this manner has high sensitivity even to long wavelength light of 780 to 79 Qnm, which is the oscillation wavelength of a semiconductor laser. When this photoreceptor was installed in a semiconductor laser printer and an image was formed by the Carlson process, a clear, high-resolution image could be obtained even when the exposure amount on the photoreceptor surface was 25 ergc+d.

この感光体を繰返し帯電したところ、転写画像の再現性
及び安定性が高く、耐コロナ性、耐湿性及び耐摩耗性な
どの耐久性が優れていた。
When this photoreceptor was repeatedly charged, the transferred image had high reproducibility and stability, and had excellent durability such as corona resistance, moisture resistance, and abrasion resistance.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、表面層に超格子構造を用いているため
、表面層におけるキャリアの走行性が良好であるととも
にキャリアの寿命が長く、かつ帯電特性の優れた電子写
真感光体を得ることができる。
According to the present invention, since a superlattice structure is used in the surface layer, it is possible to obtain an electrophotographic photoreceptor that has good carrier mobility in the surface layer, has a long carrier life, and has excellent charging characteristics. can.

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

第1図は本発明の実施例に係る電子写真感光体を示す断
面図、第2図は本発明の実施例に係る電子写真感光体の
製造装置を示す図である。 1・・・導電性支持体、2・・・障壁層、3・・・光導
電層、4・・・表面層。
FIG. 1 is a sectional view showing an electrophotographic photoreceptor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for manufacturing an electrophotographic photoreceptor according to an embodiment of the invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Conductive support body, 2... Barrier layer, 3... Photoconductive layer, 4... Surface layer.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導電性支持体、光導電層および表面層を有する電
子写真感光体において、前記表面層は、第1の非晶質シ
リコン薄膜と、微結晶シリコン薄膜と、炭素、酸素およ
び窒素から選ばれた元素の少なくとも1種を含む第2の
非晶質シリコン薄膜とを交互に積層して構成されること
を特徴とする電子写真感光体。
(1) In an electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a photoconductive layer, and a surface layer, the surface layer is selected from a first amorphous silicon thin film, a microcrystalline silicon thin film, carbon, oxygen, and nitrogen. 1. An electrophotographic photoreceptor comprising a second amorphous silicon thin film containing at least one of the following elements:
(2)前記薄膜の膜厚は、30〜500Åであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体
(2) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the thin film has a thickness of 30 to 500 Å.
(3)前記第1の非晶質シリコン薄膜および微結晶シリ
コン薄膜は、炭素、酸素および窒素から選ばれた元素の
少なくとも1種を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第1又は2項記載の電子写真感光体。
(3) The first amorphous silicon thin film and the microcrystalline silicon thin film contain at least one element selected from carbon, oxygen, and nitrogen. electrophotographic photoreceptor.
(4)前記表面層は、周期律表第III族又は第V族に属
する元素から選択された少なくとも一種の元素を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1〜3項のうちのいず
れか1項記載の電子写真感光体。
(4) Any one of claims 1 to 3, wherein the surface layer contains at least one element selected from elements belonging to Group III or V of the periodic table. The electrophotographic photoreceptor according to item 1.
(5)前記導電性支持体と光導電層との間に、非晶質半
導体又は少なくとも一部が微結晶化した半導体からなる
障壁層を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の電子写真感光体。
(5) A barrier layer made of an amorphous semiconductor or at least a partially microcrystalline semiconductor is provided between the conductive support and the photoconductive layer. electrophotographic photoreceptor.
(6)前記障壁層は、周期律表第III族又は第V族に属
する元素から選択された少なくとも一種の元素を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の電子写真感
光体。
(6) The electrophotographic photoreceptor according to claim 5, wherein the barrier layer contains at least one element selected from elements belonging to Group III or Group V of the periodic table.
(7)前記障壁層は、炭素、酸素および窒素のうちの少
なくとも一種を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
5項記載の電子写真感光体。
(7) The electrophotographic photoreceptor according to claim 5, wherein the barrier layer contains at least one of carbon, oxygen, and nitrogen.
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