JPS639219B2 - - Google Patents

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JPS639219B2
JPS639219B2 JP54140284A JP14028479A JPS639219B2 JP S639219 B2 JPS639219 B2 JP S639219B2 JP 54140284 A JP54140284 A JP 54140284A JP 14028479 A JP14028479 A JP 14028479A JP S639219 B2 JPS639219 B2 JP S639219B2
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JP
Japan
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layer
doped
photoconductive layer
gas
photoconductive
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Application number
JP54140284A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS5664347A (en
Inventor
Akio Azuma
Kazuhiro Kawajiri
Juzo Mizobuchi
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Priority to US06/202,201 priority patent/US4361638A/en
Priority to DE19803040972 priority patent/DE3040972A1/en
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Publication of JPS639219B2 publication Critical patent/JPS639219B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子写真感光体に関するものであり、
更に詳しくは炭素及びシリコンを主体とする非晶
質材料を光導電層とした電子写真感光体に関する
ものである。 従来、電子写真感光体として、例えば非晶質
Seまたは非晶質SeにAs、Te、Sb、Bi等の不純
物をドープした感光体、あるいはCdS等の感光体
が使用されている。これらの感光体は非常に有毒
であり、非晶質Seにおいては100℃以上で結晶化
するため熱安定性が非常に悪く、そして感光体膜
の機械的強度や耐液現性が弱く電子写真感光体と
してはまだ解決すべき多くの問題を残しているも
のと言える。従つて、これらの問題点を解決する
光導電性の良好な感光体が待望されている。とこ
ろで水素を含まない蒸着あるいはスパツタリング
によつて作製した非晶質シリコンは暗比抵抗が
105Ω・cmと低く、また光電導度は極めて小さい
ので電子写真感光体としては望ましくない。これ
は多くのSi−Si結合が切れ、欠陥が多いことに起
因する。即ち、エネルギー間隙中の局在準位の平
均状態密度が1020/cm3と多いために熱励起担体が
ホツピング電導するために暗比抵抗が低くなり、
また光励起担体が補獲されるために伝導電性が悪
くなる。 これに対して例えばシラン(SiH4)ガスをグ
ロー放電分解により作製したノンドープ非晶質シ
リコンにおいては暗比抵抗値が109〜1010Ω・cm
という報告「Advances in Physics」(Vol.26、
No.6、312頁から、1977年発行)やあるいは高周
波スパツタリング法によりシリコンと水素を反応
させて作製した非晶質シリコンにおいては暗比抵
抗値が109Ω・cmという報告「Solid State
Communications」(Vol.20、969頁から、1976年
発行)があり、水素により欠陥が補償されてエネ
ルギー間隙中の局在準位の平均状態密度が1017
1018/cm3と少ないため光導電性が極めて良好にな
りp型及びn型の価電子制御も可能になつたが暗
比抵抗値が電子写真感光体として十分な比抵抗値
を得ることは再現性が低く極めて制限された条件
が必要である。 本発明の目的は新規な電子写真感光体を提供す
ることにある。 又、本発明の他の目的は暗抵抗が高く、熱的、
化学的、機械的強度が高く、且つ高い光導電性を
有する電子写真感光体を提供することにある。 本発明のかかる目的は導電性支持体上にシリコ
ンと炭素を主体とし(組成比C/Siは5ないし
100原子%)、更に水素を1ないし40原子%、弗素
を0.01ないし20原子%含む非晶質材料からなる光
導電層を設けた電子写真感光体において、該光導
電層が支持体に近接する側に一方の導電型となる
ように不純物がドープされたドープ層が設けら
れ、このドープ層のうえに暗比抵抗値が1010Ωcm
以上の層が最表面積として設けられてた構成、ま
たは上記暗比抵抗値が1010Ωcm以上の層の上に更
に上記ドープ層とは逆の導電型となるように不純
物がドープされた第2のドープ層が設けられた構
成となつていることを特徴とする電子写真感光体
によつて達成される。 この理由は明らかではないが後述する如く、ド
ープ層が支持体側から注入される電荷に対して一
種のバリアーの働きを為すためであろうと推定さ
れた。 ここで結晶質シリコンカーバイトは熱的、化学
的、機械的に非常に安定な物質であり、高温、高
出力用電子材料や、その広いバンドギヤンプと多
くの結晶多形が注目され、発光素子材料としての
開発研究が行なわれてきた。また非晶質シリコン
カーバイドはグロー放電分解により作製した報告
「Phylosophical Magazine」(Vol.35、1頁か
ら、1977年発行)や高周波スパツタリングにより
作製した報告「Thin Solids Films」(Vol 2、
79頁から、1968年発行)があり、前者においては
暗比抵抗値が常温で1012Ω・cm以上、また後者に
おいては108Ω・cmの値が得られている。しかし
これらの光導電性の研究は殆んど行なわれてい
ず、従つて導電性支持体にシリコンと炭素を主体
とする光導電層を設けた電子写真感光体におい
て、この光導電層の構成を不純物ドーピングによ
つて厚み方向に変化させることによつて好ましい
電子写真特性が得られることは到底想定し得ない
ものである。 以下、本発明について詳述する。 本発明では光導電層表面に電荷輸送層を積層し
てもよい。 本発明において光導電層は支持体に近接する側
に一方の導電型となるように不純物がドープされ
たドープ層が設けられ、このドープ層表面に暗比
抵抗値が1010Ω・cmの層(ドープされていてもい
なくてもよい)が設けられた構成となつている
か、あるいは更に暗比抵抗値が1010Ω・cm以上の
層上に前記のドープ層(第1のドープ層)とは逆
電導型となるように不純物がドープされた第2の
ドープ層が設けられている事が必要であり、所謂
p(n)−i、又はp−i−n(n−i−p)構成
となつているのである。 本発明において導電性支持体とは例えばガラ
ス、セラミツク、合成樹脂のような絶縁性材料の
板やフイルムの表面に導電性物質(例えばニツケ
ル、アルミニウムなどの金属、ステンレス、ニク
ロムなどの合金、酸化スズなどの無機化合物)を
一様に付着させて導電性の表面を付与したもの、
又は導電性物質のみからなる板、フイルム若しく
はホイルから選ばれる。 支持体の形状としては、板状、ベルト状、円筒
状等、任意の形状とし得、所望によつてその形状
は決定されるが、連続高速複写の場合には、無端
ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。 本発明において炭素及びシリコンを主体とし、
更に水素と弗素を含有する非晶質材料から成る光
導電層は支持体上にグロー放電分解法、スパツタ
リング法、イオンインプランテーシヨン法等によ
つて形成され得、所望される電子写真特性等の要
因によつて適宜、選択採用され、またこれらの方
法を併用することも効果的である。 炭素及びシリコンを主体とし、更に水素と弗素
を含有する非晶質材料から成る光導電層は、暗比
抵抗が電子写真感光体の光導電層に要求される値
を満足するため、炭素及びシリコンの組成制御及
びフツ素の添加量の制御を行なう。即ちグロー放
電分解法においてはシラン又はシラン誘導体等の
ガスであるSiH4、Si2H6、SiCl4、SiHCl3
SiH2Cl2、SiF4、Si(CH34等、又はこれらのガス
をH2、He、Ar、Ne等の不活性ガスで稀釈した
ガスと、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4
C3H6、C3H8、CH3F、CF4、CH3Cl、C2H2F2
C2H3F、C2ClF3、C3F8、CCl2F2、CCl3F、
C2H3Br、F2、HF、BrF3等の有機ガスやフツ素
系ガス等の少なくとも1種以上のガスをグロー放
電分解装置内に導入して高周波あるいは直流電力
によりグロー放電を生起させ、導入ガスを分解反
応させ、光導電膜を形成するものである。 またスパツタリング法においては所望の炭素及
びシリコンの組成比の単結晶、多結晶のターゲツ
ト材、あるいはシリコン又は炭素単独のターゲツ
ト材を高周波あるいは直流グロー放電により生起
されたAr等のイオン衝撃によつてたたきターゲ
ツト組成物を、さらに導入された前記の有機ガ
ス、フツ素系ガス、H2ガスと反応させて光導電
膜を形成するものである。さらに公知のイオンイ
ンプランテーシヨン法でもシリコン、炭素、水
素、フツ素等のイオンを非晶質シリコンや、シリ
コンカーバイド膜に打ち込むことにより形成する
ことができる。 本発明における炭素及びシリコンを主体とし、
更に水素と弗素を含有する非晶質材料から成る光
導電層は以上の方法あるいはこれらを併用するこ
とにより形成することが可能であり、炭素及びシ
リコンの組成比C/Siは(5)原子%乃至(100)
原子%であり、さらに水素及びフツ素を含むもの
であることが暗比抵抗が高く光導電性及び電子写
真感光体特性の良い光導電層を得るうえで好まし
いことが判つた。 炭素及びシリコンを主体とする非晶質材料に添
加するフツ素の量は0.01原子%乃至20原子%であ
り、より好ましくは0.5原子%乃至10原子%であ
る。また水素の量は1原子%乃至40原子%であ
り、より好ましくは10原子%乃至30原子%であ
る。特に添加する水素の量を制御するには、蒸着
基板温度及び/又は水素を添加する為に使用され
る出発物質の装置系内へ導入する量を制御してや
れば良い。更には、炭素及びシリコンを主体とす
る非晶質層を形成した後に、該層を活性化した水
素雰囲気中に晒しても良い。又、この時炭素及び
シリコンを主体とする非晶質層を結晶化温度以下
で加熱するのも一つの方法である。 炭素とシリコンを主体とし、更に水素と弗素を
含有する非晶質材料は、製造時の不純物のドーピ
ングによつてその伝導型を制御することが出来、
第1のドープ層、ノンドープ層、第2のドープ層
の積層順序を変えることにより、電子写真感光体
に静電像を形成する際の帯電の極性を任意に
選択し得るという利点を有する。 この利点は、従来の、例えば、Se系光導電層
であると、層を形成する際の、例えば、基板温
度、不純物の種類やそのドーピング等の製造条件
の加何によつてもP型か又は精々真性型(i型)
が出来る程度であり、而もP型を形成するにも基
板温度の制御を厳密に行なう必要があるというの
に較べて遥かに勝つており好都合である。 炭素及びシリコンを主体とし、更に水素と弗素
を含有する非晶質層中にドーピングされる不純物
としては、P型にする場合には、周期律表第族
Aの元素、例えば、B、Al、Ga、In、Tl等が好
適なものとして挙げられ、n型にする場合には、
周期律表第族Aの元素、例えば、N、P、As、
Sb、Bi等が好適なものとして挙げられる。これ
等の不純物は、含有される量が微量であるので、
光導電層を構成する主物質程その公害性に注意を
払う必要はないが、出来る限り公害性のないもの
を使用するのが好ましい。この様な観点からすれ
ば、形成される光導電層……光学的特性を加味し
て、例えば、B、As、P、Sb等が最適である。 炭素及びシリコンを主体とし、更に水素と弗素
を含有する非晶質層中にドーピングされる不純物
の量は基板温度200乃至250℃では所望される電気
的、光学的特性に応じて適宜決定されるが第族
Aの不純物の場合には、通常10-3乃至20原子%、
好ましくは10-1乃至10原子%、第族Aの不純物
の場合には、通常10-3乃至30原子%、好ましくは
10-1乃至20原子%とされるのが望ましい。しかし
ながら前記ドーピング量は基板温度等の条件で異
なり、この限りではない。 これ等不純物のドーピング方法は、炭素及びシ
リコンを主体とする非晶質層を形成する製造法に
異なるものであつて、例えばグロー放電分解法で
はB2H6、AsH3、PH3、Sbcl5等のガスを導入し
てグロー放電により活性化させて非晶質層形成時
あるいは形成後雰囲気ガスに晒してドーピングを
行なう。またスパツタリング法では、グロー放電
分解法と同様にドーピングを行なうか、あるいは
ドーピング原子単体を同時にスパツタしてドーピ
ングを行なう。またイオン・インプランテーシヨ
ン法では各々のドーピング原子のイオンを打ち込
んでやれば良い。 本発明における光導電層は炭素及びシリコンを
主体とし、更に水素と弗素を含有する非晶質材料
から成るものであつてノンドープ膜の導電型はや
やn型を示している。そしてこの光導電層の構成
は支持体に近い側から第1の導電型となるように
不純物がドープされたドープ層及びそのドープ層
の上に暗比抵抗値が1010Ω・cm以上の層(ノンド
ープ又はドープされてもドープ量が少なく真性に
近い層)を積層した構成、所謂p(n)−i型の構
成を基本構成とし、更に第1の導電型のドープ
層、暗比抵抗値が1010Ω以上の層及び第1の導電
型とは逆導電型のドープ層の3層構成から成る所
謂p−i−n型(n−i−p型)ダイオード構造
である。 この様に構成された光導電層が何故高い暗比抵
抗を示すかについては次の如く考えられる。即
ち、光導電層表面に帯電が施された場合、支持体
表面にはこれと逆極性の電荷が誘起される。そし
てこの支持体表面の電荷が光導電層に注入された
時に支持体に近い側の第1のドープ層の多数キヤ
リヤと再結合し、その結果ドープ層へ電荷注入を
抑えるバリアーの役割を果たすためと思われる。
従つて該光導電層表面に帯電する場合、2層構成
においては感光体表面の帯電電荷と逆極性の電荷
が誘起され、この支持体側電荷が支持体側のドー
プ層に対して少数キヤリアとなり注入に際し多数
キヤリアと再結合するように帯電の極性を選択す
る必要がある。従つて該支持体側ドープ層は充分
ドーピングされていることが望ましい。また3層
構成の感光体においては、感光体表面側に支持体
側ドープ層と逆導電型のドープ層を設けることに
より感光体表面の帯電々荷の光導電層中への注入
も防ぐものである。この場合、ダイオード素子に
おける逆方向バイアス電圧印加と同様な電界が光
導電層中に形成されるように帯電極性を選択する
必要があるのは勿論である。またノンドープ層は
ややn型であるので族A原子を少量ドーピング
して真性にすることも可能である。 本発明における光導電層の第1及び第2のドー
プ層及び比抵抗値が1010Ω・cm以上の層の層厚は
所望される電子写真特性及び使用条件により適宜
決定されるが、通常の場合、ドープ層は0.005ミ
クロン乃至0.3ミクロン、好ましくは0.01ミクロ
ン乃至0.1ミクロンであり、ノンドープ層は0.1ミ
クロン乃至100ミクロン、好ましくは0.3ミクロン
乃至50ミクロンである。 本発明における電荷輸送層とは所謂機能分離型
電子写真感光体における光励起担体の輸送層であ
り、暗比抵抗が1010Ω・cm以上でそれ自体可視光
及び赤外光に対してほとんど光導電性を有しな
い、電子または正孔担体に対する良導体である。
結晶質若しくは非晶質の無機半導体材料からなる
ものであつて、例えばこの電荷輸送層側から画像
露光を行なう場合には光導電層に対して光学的に
窓効果(window effect)を有し、光学的吸収端
が1.5eV以上の例えば無機半導体においては酸化
物半導体、カルコゲナイト半導体からなるもので
ある。光導電層と積層させた電荷輸送層に望まれ
ることは、光導電層と電荷輸送層の界面に光導電
層で光励起された電子または正孔担体に対し、障
壁あるいは界面準位を作らず、これらの担体が効
率良く光導電層から電荷輸送層に注入され、また
電荷輸送層中でこの担体の移動度、寿命が大きく
担体が補獲されず効率良く電子写真感光体表面に
到達出来ることである。ここで酸化物半導体は
In2O3、TiO2、SnO2、ZnO、PbO等を含むもので
あり、カルコゲナイド半導体とは結晶質の場合に
はCdS、ZnS、Zn−Cd−Sを含む材料、非晶質
の場合にはS、Te、Seを含む材料が含まれる。 該電荷輸送層としての無機半導体は通常の蒸
着、スパツタリング、グロー放電分解の他、塗
布、スプレー等によつて作製できる。また電荷輸
送層を積層させた後、光導電層と電荷輸送層の界
面の電気的接合を良好にするために50℃乃至400
℃の加熱処理を施しても良い。 本発明における電荷輸送層の層膜は0.5ミクロ
ン乃至50ミクロン、特に0.5ミクロン乃至10ミク
ロンである。 本発明における反射防止膜とは、露光の際、光
反射が光導電層表面で生じて従つて光導電層に吸
収される光量が低下し、光損失率が大きくなるの
を防止するとともに電気的絶縁性で、電子写真感
光体として必要とされる諸特性に悪影響を及ぼさ
ないもので前記電荷輸送層としての役目を兼ねた
ものであつても良い。該表面保護層又は反射防止
膜の層厚は、λ/4√(但しnは光導電層の屈
折率、λは露光々の波長)又はその奇数倍とすれ
ば良く、0.05ミクロン乃至50ミクロンである。該
反射防止膜の形成材料としては電荷輸送層と同様
な材料であり、蒸着、スパツタリング、塗布等の
方法により形成される。 次に本発明の電子写真感光体を特にグロー放電
分解法によつて製造する場合について、第1図に
その代表的な容量結合型のグロー放電分解装置の
概念図を示し説明する。第1図によつて本発明を
説明すれば、容量結合型のグロー放電分解装置
100の真空槽123内にはグロー放電電極101
の上方に対向して所定間隔を保つて基板支持部材
及び基板加熱部材102が設置され、さらに該光
導電層を形成するための基板103が基板支持部
材102に固定されている。さらに該グロー放電
電極101は高周波電源104に電気的に接続さ
れており、高周波電力が印加されると主としてグ
ロー放電電極101と基板103の間の空間にグ
ロー放電が生起されるようになつている。 真空槽123にはガス導入管が接続されてお
り、ガスボンベ116,117,118,119
より、各々のガスの流量計112,113,11
4,115を通じて、ニードルバルブ108,1
09,110,111、により流量を制御しなが
ら真空槽123内に所定のガスが導入されるよう
になつている。又、ガス導入系途中にはガス中の
粒子除去のためにフイルター107及びニードル
バルブ106が設置されている。さらに真空槽1
23の下部には拡散ポンプバルブ122、及びロ
ータリーポンプバルブ121を介して排気装置が
設置されている。 第1図のグロー放電分解装置を使用して基板1
03上に所望の炭素及びシリコンを主体とする非
晶材料から成る光導電層を形成するには先ず物理
的又は化学的に洗浄処理が施された基板103を
支持部材及び加熱部材102に固定する。 次に排気装置により真空槽123を好ましくは
1×10-5torr以下の背圧になるように排気し、基
板加熱部材により所定の基板温度に保ち、拡散ポ
ンプバルブ122を閉じてロータリーポンプバル
ブ121を開いてロータリーポンプのみで排気す
る。そして、ガスボンベ116,117,11
8,119よりニードルバルブ106,108,
109,110,111により流量計112,1
13,114,115で流量を制御及び監視しな
がら所定のガスを導入する。 ここでボンベ116,117は炭素及びシリコ
ンを主体とする非晶質光電導層を形成する原料ガ
スが充填されており、前記のシラン又はシラン誘
導体等のガス又はそれらの希釈ガスと、前記の有
機ガスやフツ素系ガスでありそれ等の混合ガスで
あつても良い。又ボンベ118,119はPH3
B2H6等のドーピングガスが充填されている。炭
素及びシリコンを主体とする非晶質光導電層の炭
素及びシリコンの組成比あるいはドーピング不純
物は流量の制御により任意に可変であり膜厚方向
に変化させることもできる。真空槽中へのガス導
入管の出口基板103とグロー放電電極101の
空間部へ充分にガスが到達するように設置する
が、グロー放電電極101の近傍にリング状に設
置してガス流を生じさせても良い。 次いでロータリーポンプバルブ121を調節し
て真空槽123の背圧が10-2トール乃至10トール
の真空度に保ち、高周波電源104より高周波電
圧をグロー放電電極101に印加し、グロー放電
を生起させる。グロー放電電極101に印加する
高周波の周波数としては0.1MHz乃至50MHzが適
当である。ここでグロー放電電極101に印加す
る電圧は直流電圧でも良く0.3KV乃至5KVが適
当である。又、基板支持部材及び基板加熱部材1
02は接地されていても良いがグロー放電による
2次電子衝突を避けるため50V乃至500Vに
負バイアスされていても良い。さらに前記グロー
放電分解装置100は容量結合型のものを説明し
たが基板支持部材102の周り、又は器壁124
の外側にコイル状グロー放電電極を配置した誘導
結合型であつても良い。又、スパツタリング法に
おいては通常第1図の装置と同様な構成のものが
使用され得、第1図におけるグロー放電電極上に
所望の組成比のターゲツト材を配置して高周波又
は直流スパツタリングを行ない、不純物ドーピン
グの際はグロー放電分解法と同様にドーピングガ
スを導入すれば良い。 本発明においては前記のグロー放電分解を行な
う際に基板103の温度を50℃乃至350℃、より
好ましくは100℃乃至300℃の範囲にすることが好
適である。基板温度の保持は基板支持部材及び基
板加熱部材102によつて達成される。又、光導
電層の付着速度も該光導電層の物性を支持する要
因であり、通常0.5〜1000Å/secとされるのが好
ましいが1000Å/sec以上にすることも可能であ
る。 本発明による炭素及びシリコンを主体とし、更
に水素と弗素を含有する非晶質材料を光導電層を
電子写真感光体とする電子写真感光体を第2図乃
至第4図に示す。 第2図において200は電子写真感光体、20
1は導電性支持体であり、支持体202及び導電
層203から成るが、支持体自体が導電性の場
合、導電層203は必ずしも要らない。204は
本発明の方法により形成された炭素及びシリコン
を主体とし、更に水素と弗素を含有する非晶質材
料から成る光導電層であり、ノンドープ層は真性
ドープ層206及び第1の導電型のドープ層20
5から成る。そして光導電層204の表面208
を導電性支持体201に対して正若しくは負に帯
電し、像露光により形成された正若しくは負の電
荷潜像を液体現像、カスケード現像、磁気ブラシ
現像して転写すれば氷久コピーを得ることができ
る。 一方、第3図の他の実施例においては導電性支
持体301に光導電層304を設けてあり、さら
に光導電層304は第1の導電型のドープ層30
5、ノンドープ層又は真性のドープ層306、第
1のドープ層と逆導電型の第2のドープ層307
とから成る。 第4図の実施例では光導電層404は、第2図
又は第3図の光導電層と同様なものであり、孔導
電層404の上にさらに反射防止膜又は電荷輸送
層409を設けたものである。 本発明は上述したように無害で電子写真感光体
として必要とされる諸条件を充分満足する新しい
電子写真感光体を提供するものである。 本発明は受光素子、太陽電池等の光電変換電子
材料として応用することも可能である。 以下に実施例を掲げ、本発明を更に詳しく説明
する。 実施例 1 第1図に示した容量結合型のグロー放電分解装
置によりスライドガラス支持体上表面に0.1ミク
ロンの厚さNi導電層を高周波スパツタリングに
より付着したものを導電性支持体として、その上
に光導電層を設け、第2図の態様の電子写真感光
体を作製した。光導電層としての炭素及びシリコ
ンを主体とし、更に水素と弗素を含有する非晶質
層はSIH4、Ar、CF4ガスの導入制御により次の
ような条件で作製した。 (導入ガス) ●SiH4(Arで稀釈、10.7%)ガスの流量
〜140c.c./min ●CF4ガス 〜CF4/SiH4の分圧比=1.1 ●B2H6(Arで稀釈、10.5%)ガス 〜2容積% (その他条件) ●真空槽の背圧 〜6×10-6torr ●高周波周波数及び電力
〜13.56MHz、70W(0.29W/m2) ●基板温度 〜220℃ ●付着速度 〜280Å/min ●放電時の真空度 〜0.4torr ●カソードと基板の距離 〜2.3cm 光導電層は先ず導電性支持体上に前記条件で、
SiH4、CF4及びB2H6の混合ガスのグロー放電分
解により500ÅのBドープ層を付着した。このP
型層の組成比C/Siは0.22であり、暗電導度は
(1.5×10-3)Ω-1・cm-1であることがESCA分析
及びBドープ単層の電導度測定より判つた。さら
にSiH4、Ar及びCF4ガスの導入によりノンドー
プ層を5ミクロン付着し、電子写真感光板を完成
させた。この感光板を使用し、先ず8KVのコ
ロナ放電によつて感光板表面に帯電させ、1.7lux
及び0.15luxのハロゲンランプ光を照射して表面
電位の光減衰特性を測定し、第1表の結果を得
た。
The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor,
More specifically, the present invention relates to an electrophotographic photoreceptor whose photoconductive layer is made of an amorphous material mainly composed of carbon and silicon. Conventionally, electrophotographic photoreceptors, such as amorphous
A photoreceptor made of Se or amorphous Se doped with impurities such as As, Te, Sb, or Bi, or a photoreceptor made of CdS or the like is used. These photoreceptors are extremely toxic, and amorphous Se crystallizes at temperatures above 100°C, resulting in very poor thermal stability, and the photoreceptor film has poor mechanical strength and liquid development resistance, making it difficult for electrophotography. It can be said that there are still many problems that need to be solved as a photoreceptor. Therefore, a photoreceptor with good photoconductivity that solves these problems has been desired. By the way, amorphous silicon produced by vapor deposition or sputtering that does not contain hydrogen has a dark resistivity.
Since it has a low photoconductivity of 10 5 Ω·cm and an extremely low photoconductivity, it is not desirable as an electrophotographic photoreceptor. This is due to the fact that many Si-Si bonds are broken and there are many defects. That is, since the average density of states of localized levels in the energy gap is as high as 10 20 /cm 3 , the thermally excited carriers undergo hopping conduction, resulting in a low dark specific resistance.
Furthermore, conductivity deteriorates because photoexcited carriers are captured. On the other hand, for example, in non-doped amorphous silicon produced by glow discharge decomposition of silane (SiH 4 ) gas, the dark specific resistance value is 10 9 to 10 10 Ω・cm.
The report “Advances in Physics” (Vol.26,
No. 6, p. 312, published in 1977) and the report "Solid State
Communications” (Vol. 20, p. 969, published in 1976), the defects are compensated by hydrogen and the average density of states of localized levels in the energy gap is 10 17 ~
Since the amount is as low as 10 18 /cm 3 , the photoconductivity is extremely good and it is possible to control p-type and n-type valence electrons, but it is difficult to obtain a dark resistivity value sufficient for use as an electrophotographic photoreceptor. Reproducibility is low and extremely restrictive conditions are required. An object of the present invention is to provide a novel electrophotographic photoreceptor. Another object of the present invention is to have high dark resistance, thermal
An object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor having high chemical and mechanical strength and high photoconductivity. The object of the present invention is to provide silicon and carbon as main components on a conductive support (composition ratio C/Si is 5 to 5).
In an electrophotographic photoreceptor provided with a photoconductive layer made of an amorphous material containing 1 to 40 atom% of hydrogen and 0.01 to 20 atom% of fluorine, the photoconductive layer is close to the support. A doped layer doped with impurities is provided on the side so as to have one conductivity type, and a layer with a dark specific resistance of 10 10 Ωcm is placed on top of this doped layer.
A structure in which the above layer is provided as the outermost surface area, or a second layer in which an impurity is further doped on the layer having the dark specific resistance value of 10 10 Ωcm or more so as to have a conductivity type opposite to that of the doped layer. This is achieved by an electrophotographic photoreceptor characterized in that it has a structure in which a doped layer is provided. The reason for this is not clear, but as will be described later, it is presumed that the doped layer acts as a kind of barrier against charges injected from the support side. Crystalline silicon carbide is an extremely stable substance thermally, chemically, and mechanically, and is attracting attention as an electronic material for high temperature and high power use, as well as for its wide band gap and many crystalline polymorphisms, and as a material for light emitting devices. Development research has been conducted as In addition, amorphous silicon carbide was prepared by glow discharge decomposition in the report ``Phylosophical Magazine'' (Vol. 35, p. 1, published in 1977), and in the report ``Thin Solids Films'' (Vol. 2, published 1977) in which it was prepared by high-frequency sputtering.
From page 79, published in 1968), the former has a dark resistivity value of 10 12 Ω·cm or more at room temperature, and the latter has a value of 10 8 Ω·cm. However, little research has been conducted on these photoconductivity properties, and therefore, in electrophotographic photoreceptors in which a photoconductive layer mainly composed of silicon and carbon is provided on a conductive support, it is difficult to determine the structure of this photoconductive layer. It is completely inconceivable that preferable electrophotographic properties can be obtained by changing the thickness in the thickness direction by doping with impurities. The present invention will be explained in detail below. In the present invention, a charge transport layer may be laminated on the surface of the photoconductive layer. In the present invention, the photoconductive layer is provided with a doped layer doped with impurities so as to have one conductivity type on the side close to the support, and a layer having a dark specific resistance value of 10 10 Ωcm on the surface of this doped layer. (which may or may not be doped), or the doped layer (first doped layer) is further provided on a layer having a dark specific resistance value of 10 10 Ωcm or more. It is necessary to provide a second doped layer doped with impurities so that it has a reverse conductivity type, so-called p(n)-i, or p-i-n (n-i-p). It has a structure. In the present invention, a conductive support is, for example, a plate or film made of an insulating material such as glass, ceramic, or synthetic resin. (inorganic compounds such as
or a plate, film, or foil made only of conductive materials. The shape of the support may be any shape, such as a plate, a belt, or a cylinder, and the shape is determined depending on the needs, but in the case of continuous high-speed copying, it may be an endless belt or a cylinder. It is desirable to do so. In the present invention, mainly carbon and silicon,
Further, a photoconductive layer made of an amorphous material containing hydrogen and fluorine can be formed on the support by a glow discharge decomposition method, a sputtering method, an ion implantation method, etc., and has desired electrophotographic properties. These methods are selected and adopted as appropriate depending on the factors, and it is also effective to use these methods in combination. The photoconductive layer is made of an amorphous material mainly composed of carbon and silicon, and further contains hydrogen and fluorine. and the amount of fluorine added. That is, in the glow discharge decomposition method, gases such as silane or silane derivatives such as SiH 4 , Si 2 H 6 , SiCl 4 , SiHCl 3 ,
SiH 2 Cl 2 , SiF 4 , Si(CH 3 ) 4 , etc., or gases obtained by diluting these gases with inert gases such as H 2 , He, Ar, Ne, etc., and CH 4 , C 2 H 2 , C 2 H4 , C2H6 , C3H4 ,
C3H6 , C3H8 , CH3F , CF4 , CH3Cl , C2H2F2 ,
C2H3F , C2ClF3 , C3F8 , CCl2F2 , CCl3F ,
At least one gas such as organic gas such as C 2 H 3 Br, F 2 , HF, BrF 3 or fluorine-based gas is introduced into the glow discharge decomposition device and glow discharge is generated using high frequency or DC power. , the introduced gas is decomposed and reacted to form a photoconductive film. In addition, in the sputtering method, a single crystal or polycrystalline target material with a desired composition ratio of carbon and silicon, or a target material made of silicon or carbon alone is bombarded with ion bombardment such as Ar generated by high frequency or direct current glow discharge. A photoconductive film is formed by reacting the target composition with the above-mentioned organic gas, fluorine-based gas, or H 2 gas introduced. Further, the well-known ion implantation method can also be used to form the film by implanting ions of silicon, carbon, hydrogen, fluorine, etc. into amorphous silicon or silicon carbide film. Mainly consisting of carbon and silicon in the present invention,
Furthermore, a photoconductive layer made of an amorphous material containing hydrogen and fluorine can be formed by the above method or a combination thereof, and the composition ratio C/Si of carbon and silicon is (5) atomic %. ~(100)
It has been found that hydrogen and fluorine are preferred in order to obtain a photoconductive layer with high dark specific resistance and good photoconductivity and electrophotographic photoreceptor properties. The amount of fluorine added to the amorphous material mainly composed of carbon and silicon is 0.01 atomic % to 20 atomic %, more preferably 0.5 atomic % to 10 atomic %. Further, the amount of hydrogen is 1 atomic % to 40 atomic %, more preferably 10 atomic % to 30 atomic %. In particular, the amount of hydrogen added can be controlled by controlling the temperature of the deposition substrate and/or the amount of the starting material used for adding hydrogen introduced into the system. Furthermore, after forming an amorphous layer mainly composed of carbon and silicon, the layer may be exposed to an activated hydrogen atmosphere. Further, at this time, one method is to heat the amorphous layer mainly composed of carbon and silicon to a temperature below the crystallization temperature. The conductivity type of amorphous materials, which are mainly composed of carbon and silicon and also contain hydrogen and fluorine, can be controlled by doping with impurities during manufacturing.
By changing the stacking order of the first doped layer, the non-doped layer, and the second doped layer, there is an advantage that the polarity of charging when forming an electrostatic image on the electrophotographic photoreceptor can be arbitrarily selected. This advantage is that when using a conventional, for example, Se-based photoconductive layer, the P-type can be changed depending on the manufacturing conditions such as the substrate temperature, the type of impurity, and its doping when forming the layer. or at most true type (type i)
This is much more advantageous than the need to strictly control the substrate temperature to form a P type. The impurities doped into the amorphous layer mainly composed of carbon and silicon and further containing hydrogen and fluorine include elements of group A of the periodic table, such as B, Al, Ga, In, Tl, etc. are listed as suitable ones, and in case of n-type,
Elements of group A of the periodic table, such as N, P, As,
Preferred examples include Sb and Bi. These impurities are contained in trace amounts, so
Although it is not necessary to pay as much attention to the pollution properties of the main materials constituting the photoconductive layer, it is preferable to use materials that are as non-pollution-prone as possible. From this point of view, the photoconductive layer to be formed is best made of, for example, B, As, P, Sb, etc., taking into account the optical properties. The amount of impurities doped into the amorphous layer, which is mainly composed of carbon and silicon and further contains hydrogen and fluorine, is determined as appropriate depending on the desired electrical and optical properties at a substrate temperature of 200 to 250°C. is a group A impurity, usually 10 -3 to 20 atomic %,
Preferably 10 -1 to 10 atomic %, in the case of group A impurities, usually 10 -3 to 30 atomic %, preferably
It is desirable that the content be 10 -1 to 20 atomic %. However, the doping amount varies depending on conditions such as substrate temperature, and is not limited to this. The method of doping these impurities is different from the manufacturing method of forming an amorphous layer mainly composed of carbon and silicon. For example, in the glow discharge decomposition method, B 2 H 6 , AsH 3 , PH 3 , Sbcl 5 A gas such as the like is introduced and activated by glow discharge, and doping is performed by exposing the amorphous layer to an atmospheric gas during or after formation. Further, in the sputtering method, doping is performed in the same manner as in the glow discharge decomposition method, or doping is performed by sputtering single doping atoms at the same time. In the ion implantation method, ions of each doping atom may be implanted. The photoconductive layer in the present invention is made of an amorphous material mainly composed of carbon and silicon, and further contains hydrogen and fluorine, and the conductivity type of the non-doped film is slightly n-type. The structure of this photoconductive layer is a doped layer doped with impurities so that it becomes the first conductivity type from the side closest to the support, and a layer on the doped layer with a dark specific resistance value of 10 10 Ω・cm or more. The basic structure is a so-called p(n)-i type structure, which is a stacked layer of layers (non-doped or doped with a small amount of doping and close to intrinsic), and further has a doped layer of the first conductivity type and a dark specific resistance value. It has a so-called p-i-n type (n-i-p type) diode structure consisting of a three-layer structure including a layer having a conductivity of 10 10 Ω or more and a doped layer of a conductivity type opposite to the first conductivity type. The reason why the photoconductive layer configured in this manner exhibits a high dark specific resistance is considered as follows. That is, when the surface of the photoconductive layer is charged, charges of opposite polarity are induced on the surface of the support. When the charges on the surface of the support are injected into the photoconductive layer, they recombine with the majority carriers in the first doped layer on the side closer to the support, thereby acting as a barrier to suppress charge injection into the doped layer. I think that the.
Therefore, when the surface of the photoconductive layer is charged, in a two-layer structure, a charge of opposite polarity to the charge on the photoreceptor surface is induced, and this charge on the support side becomes a minority carrier with respect to the doped layer on the support side, and during injection. The polarity of the charge must be selected to recombine with the majority carrier. Therefore, it is desirable that the support-side doped layer is sufficiently doped. In addition, in a three-layer photoreceptor, a doped layer of opposite conductivity type to the doped layer on the support side is provided on the surface side of the photoreceptor to prevent electrical charges on the surface of the photoreceptor from being injected into the photoconductive layer. . In this case, it goes without saying that the charging polarity must be selected so that an electric field similar to the application of a reverse bias voltage in a diode element is formed in the photoconductive layer. Furthermore, since the non-doped layer is slightly n-type, it is also possible to make it intrinsic by doping a small amount of group A atoms. The layer thicknesses of the first and second doped layers and the layer having a specific resistance value of 10 10 Ω·cm or more of the photoconductive layer in the present invention are appropriately determined depending on the desired electrophotographic properties and usage conditions, In this case, the doped layer is 0.005 micron to 0.3 micron, preferably 0.01 micron to 0.1 micron, and the undoped layer is 0.1 micron to 100 micron, preferably 0.3 micron to 50 micron. The charge transport layer in the present invention is a transport layer for photoexcited carriers in a so-called functionally separated electrophotographic photoreceptor, and has a dark specific resistance of 10 10 Ωcm or more and is itself almost photoconductive to visible light and infrared light. It has no properties and is a good conductor for electron or hole carriers.
It is made of a crystalline or amorphous inorganic semiconductor material, and has an optical window effect on the photoconductive layer when image exposure is performed from the charge transport layer side, for example, For example, inorganic semiconductors with an optical absorption edge of 1.5 eV or more include oxide semiconductors and chalcogenite semiconductors. What is desired for a charge transport layer laminated with a photoconductive layer is that no barrier or interface level is created at the interface between the photoconductive layer and the charge transport layer for electrons or hole carriers that are photoexcited in the photoconductive layer. These carriers are efficiently injected from the photoconductive layer into the charge transport layer, and the carriers have high mobility and lifetime in the charge transport layer, and are not captured and can efficiently reach the surface of the electrophotographic photoreceptor. be. Here, the oxide semiconductor is
In 2 O 3 , TiO 2 , SnO 2 , ZnO, PbO, etc. includes materials containing S, Te, and Se. The inorganic semiconductor serving as the charge transport layer can be produced by conventional vapor deposition, sputtering, glow discharge decomposition, as well as coating, spraying, and the like. In addition, after laminating the charge transport layer, the temperature is set at 50°C to 400°C to improve electrical bonding at the interface between the photoconductive layer and the charge transport layer.
C. heat treatment may be performed. The layer thickness of the charge transport layer in the present invention is from 0.5 micron to 50 micron, particularly from 0.5 micron to 10 micron. The antireflection film used in the present invention is a film that prevents light reflection from occurring on the surface of the photoconductive layer during exposure, thereby reducing the amount of light absorbed by the photoconductive layer and increasing the light loss rate. It may be an insulating material that does not adversely affect various properties required for an electrophotographic photoreceptor and also serves as the charge transport layer. The layer thickness of the surface protective layer or antireflection film may be λ/4√ (where n is the refractive index of the photoconductive layer and λ is the wavelength of the exposure light) or an odd multiple thereof, and is 0.05 to 50 microns. be. The material for forming the antireflection film is the same as that for the charge transport layer, and is formed by methods such as vapor deposition, sputtering, and coating. Next, a case in which the electrophotographic photoreceptor of the present invention is manufactured particularly by a glow discharge decomposition method will be described with reference to FIG. 1, which is a conceptual diagram of a typical capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus. To explain the present invention with reference to FIG. 1, a capacitively coupled glow discharge decomposition device
100 vacuum chamber 123 has a glow discharge electrode 101
A substrate support member and a substrate heating member 102 are placed facing each other at a predetermined interval above the photoconductive layer, and a substrate 103 on which the photoconductive layer is to be formed is fixed to the substrate support member 102. Further, the glow discharge electrode 101 is electrically connected to a high frequency power source 104, and when high frequency power is applied, glow discharge is generated mainly in the space between the glow discharge electrode 101 and the substrate 103. . A gas introduction pipe is connected to the vacuum chamber 123, and gas cylinders 116, 117, 118, 119
Therefore, each gas flow meter 112, 113, 11
4,115 through the needle valve 108,1
09, 110, and 111, a predetermined gas is introduced into the vacuum chamber 123 while controlling the flow rate. Further, a filter 107 and a needle valve 106 are installed in the gas introduction system to remove particles in the gas. Furthermore, vacuum chamber 1
At the bottom of 23, an exhaust device is installed via a diffusion pump valve 122 and a rotary pump valve 121. Substrate 1 using the glow discharge decomposition device shown in Figure 1.
In order to form a photoconductive layer made of a desired amorphous material mainly composed of carbon and silicon on the substrate 103, the substrate 103, which has been physically or chemically cleaned, is first fixed to the supporting member and the heating member 102. . Next, the vacuum chamber 123 is evacuated to a back pressure of preferably 1×10 -5 torr or less using an exhaust device, the substrate temperature is maintained at a predetermined level using a substrate heating member, the diffusion pump valve 122 is closed, and the rotary pump valve 123 is closed. Open and exhaust only with the rotary pump. And gas cylinders 116, 117, 11
Needle valve 106, 108 from 8,119,
Flow meters 112, 1 by 109, 110, 111
13, 114, and 115, a predetermined gas is introduced while controlling and monitoring the flow rate. Here, the cylinders 116 and 117 are filled with a raw material gas that forms an amorphous photoconductive layer mainly composed of carbon and silicon, and include the above-mentioned silane or silane derivative gas or its dilution gas, and the above-mentioned organic It may be a gas, a fluorine-based gas, or a mixed gas thereof. Also, cylinders 118 and 119 are PH 3 or
Filled with doping gas such as B 2 H 6 . The composition ratio of carbon and silicon or the doping impurity of the amorphous photoconductive layer mainly composed of carbon and silicon can be arbitrarily varied by controlling the flow rate, and can also be changed in the film thickness direction. The tube is installed in such a way that sufficient gas reaches the space between the outlet substrate 103 of the gas introduction tube into the vacuum chamber and the glow discharge electrode 101, and the tube is installed in a ring shape near the glow discharge electrode 101 to generate a gas flow. You can let me. Next, the rotary pump valve 121 is adjusted to maintain the back pressure of the vacuum chamber 123 at a degree of vacuum of 10 -2 Torr to 10 Torr, and a high frequency voltage is applied from the high frequency power supply 104 to the glow discharge electrode 101 to generate glow discharge. The appropriate frequency of the high frequency to be applied to the glow discharge electrode 101 is 0.1 MHz to 50 MHz. Here, the voltage applied to the glow discharge electrode 101 may be a DC voltage and is suitably 0.3KV to 5KV. Moreover, a substrate supporting member and a substrate heating member 1
02 may be grounded, but may be negatively biased to 50V to 500V to avoid collision of secondary electrons due to glow discharge. Furthermore, although the glow discharge decomposition apparatus 100 is of a capacitive coupling type,
It may be of an inductively coupled type in which a coiled glow discharge electrode is arranged outside. In addition, in the sputtering method, an apparatus having a structure similar to that shown in FIG. 1 can usually be used, and a target material having a desired composition ratio is placed on the glow discharge electrode shown in FIG. 1, and high frequency or DC sputtering is performed. When doping with impurities, a doping gas may be introduced in the same manner as in the glow discharge decomposition method. In the present invention, it is preferable that the temperature of the substrate 103 be in the range of 50°C to 350°C, more preferably 100°C to 300°C when performing the glow discharge decomposition. Maintaining the substrate temperature is achieved by the substrate support member and substrate heating member 102. The deposition rate of the photoconductive layer is also a factor that supports the physical properties of the photoconductive layer, and is usually preferably 0.5 to 1000 Å/sec, but can also be increased to 1000 Å/sec or more. An electrophotographic photoreceptor according to the present invention having a photoconductive layer made of an amorphous material mainly composed of carbon and silicon and further containing hydrogen and fluorine is shown in FIGS. 2 to 4. In FIG. 2, 200 is an electrophotographic photoreceptor, 20
Reference numeral 1 denotes a conductive support, which consists of a support 202 and a conductive layer 203; however, if the support itself is conductive, the conductive layer 203 is not necessarily required. 204 is a photoconductive layer formed by the method of the present invention and made of an amorphous material mainly composed of carbon and silicon and further containing hydrogen and fluorine; doped layer 20
Consists of 5. and surface 208 of photoconductive layer 204
By positively or negatively charging the conductive support 201 and transferring the positively or negatively charged latent image formed by imagewise exposure using liquid development, cascade development, or magnetic brush development, a Hikyu copy can be obtained. Can be done. On the other hand, in the other embodiment shown in FIG.
5. Non-doped layer or intrinsically doped layer 306, second doped layer 307 of opposite conductivity type to the first doped layer
It consists of In the embodiment of FIG. 4, the photoconductive layer 404 is similar to the photoconductive layer of FIG. It is something. As described above, the present invention provides a new electrophotographic photoreceptor that is harmless and fully satisfies the various conditions required for an electrophotographic photoreceptor. The present invention can also be applied as photoelectric conversion electronic materials such as light receiving elements and solar cells. The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. Example 1 A 0.1 micron thick Ni conductive layer was attached to the upper surface of a slide glass support by high frequency sputtering using the capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus shown in FIG. A photoconductive layer was provided to produce an electrophotographic photoreceptor in the embodiment shown in FIG. An amorphous layer mainly composed of carbon and silicon and further containing hydrogen and fluorine as a photoconductive layer was produced under the following conditions by controlling the introduction of SIH 4 , Ar, and CF 4 gases. (Introduced gas) ●SiH 4 (diluted with Ar, 10.7%) gas flow rate
~140c.c./min ● CF4 gas ~ CF4 / SiH4 partial pressure ratio = 1.1 ● B2H6 (diluted with Ar, 10.5%) gas ~2% by volume (other conditions) ●Back pressure of vacuum chamber ~6×10 -6 torr ●High frequency frequency and power
~13.56MHz, 70W (0.29W/ m2 ) ●Substrate temperature ~220℃ ●Deposition rate ~280Å/min ●Degree of vacuum during discharge ~0.4torr ●Distance between cathode and substrate ~2.3cm The photoconductive layer is first conductive on the support under the above conditions,
A 500 Å B-doped layer was deposited by glow discharge decomposition of a gas mixture of SiH 4 , CF 4 and B 2 H 6 . This P
It was found from ESCA analysis and conductivity measurement of the B-doped single layer that the composition ratio C/Si of the mold layer was 0.22, and the dark conductivity was (1.5×10 −3−1 ·cm −1 . Furthermore, by introducing SiH 4 , Ar, and CF 4 gases, a non-doped layer of 5 microns was deposited to complete an electrophotographic photosensitive plate. Using this photosensitive plate, first, the surface of the photosensitive plate was charged by 8KV corona discharge, and 1.7lux was charged.
The light attenuation characteristics of the surface potential were measured by irradiating the surface with halogen lamp light of 0.15 lux, and the results shown in Table 1 were obtained.

【表】 ここで、 Vo;電光前の表面電位(Volt) ε〓/I;表面電位の初期光減衰速度(Volt/μ・
sec・lux) E1/2;半減露光量(lux・sec) 該電子写真感光体と光導電層がノンドープ層の
みから成る電子写真感光体を比較すると、導電層
からの電子注入が妨げられて前者の暗減衰速度が
1/2になつた。この感光板に5lux・secの像露光を
行ない静電潜像を形成した後液体現像法でトナ
ーにより現像し、次に転写紙に転写定着したとこ
ろ画像濃度が高く、かぶりのない鮮明な画像を得
ることができた。 実施例 2 実施例1に記載したものと同様な導電性基板上
に、第3図の態様の電子写真感光体を作製した。
光導電層の炭素及びシリコンを主体とし、更に水
素と弗素を含有する非晶質材へのB及びPドーピ
ングは実施例1と同様の作製条件でB2H6及び
PH3の濃度を各々、2容積%及び1容積%とし
た。先ずBドープ層を450Å付着し、次にノンド
ープ層を5ミクロン、そしてPドープ層を450Å
付着して、p−i−n構成を形成し電子写真感光
体を作製した。この電子写真感光体を実施例1の
P−i構成のものと比較すると光導電層表面にn
層を設けたことにより帯電々位は表面の正孔注
入が妨げられて20〜30%上昇した。 この感光板を帯電させ、3lux・secの像露光
を行ない、静電潜像を形成した後、カスケード現
像法でトナーにより現像し、次に転写紙に転
写、定着したところ画像濃度が高く、かぶりのな
い鮮明な画像を得ることができた。 実施例 3 実施例1、2に記載したものと同様な導電性基
板上に、実施例1、2と同様な作製条件で実施例
2とは逆構造のn−i−p構成から成る光導電層
を設けた電子写真感光体を作製した。先ずn型層
はPH3ガスを1容積%導入し、SiH4、CF4及び
Arガスの混合ガスとともにグロー放電分解し、
430Å付着した。このn型層の暗電導度は(1.0×
10-5)Ω-1・cm-1で電子キヤリア濃度の充分大き
なものである。 次にノンドープ層を4ミクロン、そして、Bド
ープのP型層をB2H6濃度として8容積%含ませ
て640Å付着してn−i−p構成を形成し、電子
写真感光板を作製した。この感光板を使用し、先
ず8KVのコロナ放電によつて感光板表面に帯
電させ、1.7lux及び0.15luxのハロゲンランプ光
を照射して表面電位の光減衰特性を測定し、第2
表の結果を得た。
[Table] Where, Vo: Surface potential before lightning (Volt) ε〓/I: Initial light attenuation rate of surface potential (Volt/μ・
sec・lux) E1/2; half-decreased exposure amount (lux・sec) When comparing this electrophotographic photoreceptor with an electrophotographic photoreceptor in which the photoconductive layer is composed only of a non-doped layer, it is found that electron injection from the conductive layer is hindered and the former The dark decay rate has been reduced to 1/2. An electrostatic latent image was formed on this photosensitive plate by image exposure at 5 lux/sec, then developed with toner using a liquid development method, and then transferred and fixed onto transfer paper, resulting in a clear image with high image density and no fogging. I was able to get it. Example 2 On a conductive substrate similar to that described in Example 1, an electrophotographic photoreceptor in the embodiment shown in FIG. 3 was produced.
B and P doping to the amorphous material of the photoconductive layer, which is mainly composed of carbon and silicon and further contains hydrogen and fluorine, was carried out using B 2 H 6 and B 2 H 6 under the same manufacturing conditions as in Example 1.
The concentrations of PH 3 were 2% by volume and 1% by volume, respectively. First deposit a B-doped layer of 450 Å, then a 5 micron undoped layer, then a 450 Å P-doped layer.
This was adhered to form a pin structure to produce an electrophotographic photoreceptor. Comparing this electrophotographic photoreceptor with the P-i configuration of Example 1, it is found that n
By providing the layer, the charging potential increased by 20 to 30% because hole injection at the surface was prevented. This photosensitive plate was charged and subjected to image exposure at 3 lux/sec to form an electrostatic latent image, which was then developed with toner using a cascade development method, and then transferred and fixed onto transfer paper, resulting in high image density and fog. We were able to obtain clear images without any blemishes. Example 3 On a conductive substrate similar to that described in Examples 1 and 2, under the same manufacturing conditions as in Examples 1 and 2, a photoconductive material having an n-i-p configuration opposite to that of Example 2 was produced. An electrophotographic photoreceptor provided with layers was produced. First, 1% by volume of PH 3 gas was introduced into the n-type layer, and SiH 4 , CF 4 and
Glow discharge decomposition with Ar gas mixture,
430 Å was deposited. The dark conductivity of this n-type layer is (1.0×
10 -5 ) Ω -1・cm -1 and has a sufficiently large electron carrier concentration. Next, a non-doped layer of 4 microns and a B-doped P-type layer containing 8 volume % of B 2 H 6 concentration and 640 Å were deposited to form an n-i-p configuration, and an electrophotographic photosensitive plate was fabricated. . Using this photosensitive plate, the surface of the photosensitive plate was first charged by 8KV corona discharge, 1.7lux and 0.15lux halogen lamp light was irradiated to measure the light attenuation characteristics of the surface potential, and the second
Obtained the results in the table.

【表】 この感光板を使用し、先ず8KVのコロナ放
電によつて感光板表面に帯電させ、10lux・sec
の像露光を行なつて静電潜像を形成した後、に転
写、定着したところ画像濃度が高く、かぶりのな
い鮮明な画像を得ることができた。 実施例 4 実施例1と同様な条件でAl基板上に先ずB2H6
を5容積%混合してグロー放電分解によりP型層
を500Å、さらにノンドープ層を1.3ミクロン付着
して炭素及びシリコンを主体とし、更に水素と弗
素を含有する非晶質材の光導電層を形成し、該光
導電層上に無機半導体から成る電荷輸送層を設け
た第4図の態様の電子写真感光体を作製した。 電荷輸送層はややn型の電導を示す非晶質シリ
コン・カーバイドをSiH4ガス、CH4ガス、及び
Arガスの混合ガス中でのグロー放電分解により、
光導電層を付着した後真空を破ることなく次の条
件で形成した。 (導入ガス) ●SiH4(Arで稀釈、10.7%)ガスの流量
〜140c.c./min ●CH4ガス 〜CH4/SiH4の分圧比=4.5 (その他条件) ●高周波周波数及び電力
〜13.56MHz、70W(0.29W/m2) ●基板温度 〜220℃ ●付着速度 350Å/min ●放電時の真空度 0.5torr 該電荷輸送層を2ミクロンの厚さに付着し、電
子写真感光板を完成させた。非晶質シリコン・カ
ーバイドの組成比はSi0.58C0.42であり光学吸収端
は2.4eVであり光導電層の非晶質層が1.75eVに対
して充分に窓効果を示した。 この感光板を使用し、帯電させて表面電位の
光減衰特性を測定したところ、初期帯電々位は
250Vまで上昇し、表面電位の初期光減衰特性は
1.7luxのハロゲンランプ光に対して3.5Volt/
μ・sec・luxとなり、感光板として優れた特性を
有し、機械的強度、耐液現性も極めて大きなもの
であることが判つた。 この感光板に10lux・secの像露光を行ない静電
潜像を形成した後、液体現像法でトナーにより
現像し、次に転写紙に転写、定着したところ画像
濃度が高く、かぶりがなく、ハーフトーンの鮮明
な画像を得ることができた。
[Table] Using this photosensitive plate, first charge the surface of the photosensitive plate with 8KV corona discharge and charge it for 10lux・sec.
After imagewise exposure was performed to form an electrostatic latent image, the image was transferred and fixed to , and a clear image with high image density and no fogging could be obtained. Example 4 B 2 H 6 was first deposited on an Al substrate under the same conditions as Example 1.
A P-type layer of 500 Å and a non-doped layer of 1.3 microns were deposited by glow discharge decomposition to form a photoconductive layer of an amorphous material mainly composed of carbon and silicon and further containing hydrogen and fluorine. Then, an electrophotographic photoreceptor of the embodiment shown in FIG. 4 was produced, in which a charge transport layer made of an inorganic semiconductor was provided on the photoconductive layer. The charge transport layer is made of amorphous silicon carbide, which exhibits slightly n-type conductivity, with SiH 4 gas, CH 4 gas, and
By glow discharge decomposition in a mixed Ar gas,
After the photoconductive layer was deposited, it was formed under the following conditions without breaking the vacuum. (Introduced gas) ●SiH 4 (diluted with Ar, 10.7%) gas flow rate
~140c.c./min ● CH4 gas ~ CH4 / SiH4 partial pressure ratio = 4.5 (other conditions) ●High frequency frequency and power
~13.56MHz, 70W (0.29W/ m2 ) ●Substrate temperature ~220℃ ●Deposition speed 350Å/min ●Degree of vacuum during discharge 0.5torr The charge transport layer was deposited to a thickness of 2 microns on an electrophotographic photosensitive plate. completed. The composition ratio of amorphous silicon carbide was Si 0.58 C 0.42 , the optical absorption edge was 2.4 eV, and the amorphous layer of the photoconductive layer showed a sufficient window effect for 1.75 eV. When this photosensitive plate was charged and the light attenuation characteristics of the surface potential were measured, the initial charge potential was
The initial optical attenuation characteristic of the surface potential increases to 250V.
3.5Volt/ for 1.7lux halogen lamp light
μ·sec·lux, it was found to have excellent properties as a photosensitive plate, and to have extremely high mechanical strength and liquid development resistance. After forming an electrostatic latent image on this photosensitive plate by image exposure at 10 lux/sec, it was developed with toner using a liquid development method, and then transferred and fixed onto transfer paper. The image density was high, there was no fog, and there was no fog. I was able to obtain an image with clear tones.

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

第1図は本発明を実施するためのグロー放電分
解装置の概念図、第2図は本発明による感光体の
断面図、第3図乃至第4図は本発明の他の実施例
による感光体の断面図である。 200,300,400〜電子写真感光体、2
01,301,401〜導電性支持体、202,
302,402〜支持体、203,303,40
3〜導電層、204,304,404〜光導電
層、205,305,405〜第1のドープ層、
206,306〜ノンドープ層、307〜第2の
ドープ層、208,308,408〜感光体表
面、409〜反射防止層又は電荷輸送層。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a glow discharge decomposition apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a photoreceptor according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are photoreceptors according to other embodiments of the present invention. FIG. 200,300,400~electrophotographic photoreceptor, 2
01,301,401~Electroconductive support, 202,
302,402~Support, 203,303,40
3 - conductive layer, 204,304,404 - photoconductive layer, 205,305,405 - first doped layer,
206, 306 - Non-doped layer, 307 - Second doped layer, 208, 308, 408 - Photoreceptor surface, 409 - Antireflection layer or charge transport layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 導電性支持体上にシリコンと炭素を主体とし
(組成比C/Siは5ないし100原子%)、更に水素
を1ないし40原子%、弗素を0.01ないし20原子%
含む非晶質材料からなる光導電層を設けた電子写
真感光体において、該光導電層が支持体に近接す
る側に一方の導電型となるように不純物がドープ
されたドープ層が設けられ、このドープ層のうえ
に暗比抵抗値が1010Ωcm以上の層が最表面層とし
て設けられてた構成、または上記暗比抵抗値が
1010Ωcm以上の層の上に更に上記ドープ層とは逆
の導電型となるように不純物がドープされた第2
のドープ層が設けられた構成となつていることを
特徴とする電子写真感光体。 2 特許請求の範囲第1項において、光導電層の
上に反射防止層または電荷輸送層を積層したこと
を特徴とする電子写真感光体。
[Scope of Claims] 1 Mainly composed of silicon and carbon (composition ratio C/Si is 5 to 100 at%) on a conductive support, further containing 1 to 40 at% of hydrogen and 0.01 to 20 at% of fluorine.
In an electrophotographic photoreceptor provided with a photoconductive layer made of an amorphous material containing, a doped layer doped with an impurity so as to have one conductivity type is provided on the side where the photoconductive layer is close to the support, A structure in which a layer with a dark specific resistance value of 10 10 Ωcm or more is provided as the outermost layer on this doped layer, or the above dark specific resistance value is
10 A second layer doped with an impurity so as to have a conductivity type opposite to that of the doped layer is formed on the layer of 10 Ωcm or more.
An electrophotographic photoreceptor characterized in that it has a structure in which a doped layer is provided. 2. The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, characterized in that an antireflection layer or a charge transport layer is laminated on the photoconductive layer.
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