KR910003982B1 - 전자 사진 광수용체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자 사진 광수용체

제 1 도는 기판과 전하 발생층 사이에 형성된 전하 운반층을 도시한 본 발명의 광수용체의 단면도.

제 2 도는 전하 발생층과 전하 운반층의 순서가 바뀐 제 1 도의 단면도.

제 3 도는 추가로 전하 저지층을 포함하고 있는 제 2 도의 광수용체의 단면도

제 4 도는 추가로 표면 보호층을 포함하고 있는 제 4 도의 광수용체의 단면도.

제 5 도 및 제 6 도는 종래 광수용체의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판(지지체) 2 : 본 발명의 전하 운반층

3 : 전하 발생층 4 : 전하 저지층

5 : 표면 보호층 6 : a-Si를 포함하고 있는 감광층

7 : a-Si를 포함하고 있는 전하 운반층

8 : a-Si를 포함하고 있는 전하 발생층.

본 발명은 전자 사진 광수용체 특히, 비결정성 실리콘형 전자 사진 광수용체에 관한 것이다.

주로 비결정성 실리콘으로 이루어진 감광층(6) (제 5 도)을 갖고 있는 전자 사진 광수용체 소위, (본 명세서에서는 a-Si 광수용체로 나타낸) 비결정성 실리콘형 전자 사진 광수용체는 비결정성 실리콘 자체가 종래의 전자 사진 광수용체의 내구성을 본직적으로 개선하는 가능성을 갖고 있고, 전기적으로 안정된 반복성, 고경도 및 열안정성을 갖는 수명이 긴 전자 사진 광수용체를 보장하고 있기 때문에 최근에 관심을 끌어왔다. 이들 장점을 고려하여, 일본국 특허 공개 제 78135/호와 제86341/79호에 설명된 것과 같이, 다양한 a-Si 광수용체가 제안되어 왔다.

그 중에서도, 광 조사시 전하 캐리어를 생성하는 전하 발생층(8)과 전하 발생층에서 발생된 전하 캐리어가 도입되어 효과적으로 운반될 수 있는 전하 운반층(7)(제 6 도)으로 구성되어 있는 소위, 분리 기능형 감광층을 갖고 있는 a-Si 광수용체가 우수한 것으로 생각되어져 왔다. 예를들어, 일본국 특허 공개 제 172650/83호와 제219561/83호에 설명된 것과 같은 분리 기능형 a-Si 광수용체의 다양한 전하 운반층(7)이 알려져 있는데, 그들은 보통기체 실란 화합물, 예를들어 실란, 디실란등을 함유하고 있는 혼합 기체와, 탄소-, 산소- 또는 질소- 함유 기체 및 미량의 Ⅲ족 또는 Ⅴ족 원소 예를들면, 포스핀, 디보란 등을 함유하고 있는 기체의 글로우 방전에 의하여 형성됨으로써 약 5 내지 100㎛의 두께로 상술한 원소를 함유하는 층이 제공된다.

분리 기능형 전자 사진 광수용체의 경우, 감광층에서 가장 큰 두께를 갖는 전하 운반층(7)의 특성은 일반적으로 광수용체의 전하 성질을 기여한다. 전하 운반층(7)이 상술한 실란 화합물의 글로우 방전 분해에 의해 얻어진(본 명세서에서 a-Si : H로 언급된) 수소화 비결정성 실리콘으로 만들어진 전자 사진 광수용체는 최고 약 30Ⅴ/㎛의 전하량을 갖음으로서 불충분한 전하 성질을 나타낸다. 게다가, 사용 조건에 따라 다소 차이가 있지만, 일반적으로 그들은 최저 약 20%/sec와 같은 극히 높은 암 소실율을 갖는다. 따라서 이러한 a-Si형 전하 운반층(7)을 사용하는 이들 전자 사진 광수용체의 적용은 비교적 고속인 시스템에 제안되거나 얻어진 불충분한 전하 전위로 인한 특별한 개선 시스템을 요구해 왔다. 그러나, 그러한 것들은 피막 형성을 위해 필요한 시간의 증가를 가져왔고, 통상적으로 사용하는 공정에 적용될 때, 두꺼운 층의 피막 형성에 수반되는 피막 결점의 증가에 기인하여 생산량을 감소시켜 최종 생산물의 생산비를 극도로 높게 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 만족스러운 전하 성질과 낮은 암소실을 갖는 전하 운반층을 갖고 있는 전자 사진 광수용체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고감도이고, 적은 비용으로 생산할 수 있는 전자 사진 광수용체를 제공하는 것이다.

일본국 특허 공개 제 67936/82호와 제 60747호에 설명된 거소가 같이, 금속산화물 예를들어, SiO₂Al₂O₃ZnO₂TiO₂등이 전자 사진 광수용체의 지지체와 감광층 사이에 매우 얇은 피막(예를들어, 두께 0.1㎛이하)으로 형성되어, 전하 저지층(전하 주입 방지층)으로서 작용한다는 사실이 알려져 있다. 반대로, 본 발명자들은 알루미늄, 지르코늄, 탄탈로부터 선택된 적어도 하나의 금속 원소의 산화물이 피막이 전자 사진 광수용체의 전하 운반층(2)으로서 충분히 기능한다는 사실을 발견했다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 하여 완성되었다.

즉, 본 발명은 주성분으로서 실리콘을 함유하고 있는 전하 발생층과 알루미늄, 지르코늄 및 탄탈로부터 선택된 적어도 하나의 금속 원소의 산화물을 주성분으로 함유하고 있는 전하 운반층이 제공된 동시에 상기 전하 발생층(3)과 전하 운반층(2)은 인접한 지지체(Y1)를 구비하고 있는 전자 사진 광수용체이다. (제 1 도).

본 발명에 따른 전하 운반층(2)은 주성분으로서 하나 이상의 금속 산화물을 함유하는데, Al₂, O₃가 특히 양호하다. 본 명세서에서 사용된 용어 "주성분"운 층에 가장 많은 양으로 함유된 성분을 의미한다. 일반적으로, 금속 산화물은, 전하 운반층(2)을 구성하는 총원자수에 대한 전하 운반층(2)에 존재하는 금속 산화물을 구성하는 총원자수의 원자 비율의 개념에서, 약 90 내지 100원자%, 양호하게는 95 내지 100원자%, 더 양호하게는 99 내지 100%의 양으로 함유되어 있다.

전하 운반층(2)은 수소 원자, 또는 C, N, P, Si, Sn 및 Pb와 같은 Ⅳ족 또는 Ⅴ족 원소를 약 10원자%이하, 양호하게는 5원자%이하, 더 양호하게는 1원자%이하의 양으로 더 함유할 수 있다.

본 발명의 전하 운반층(2)은 가시 광선 영역에서 실질적인 감광도를 갖지 않는다. 즉 전공과 전자를 구비하고 있는 전하 운반자가 가시 광선 영역에서의 광조사에 의해서 발생되지 않는다. 그러므로, 전하 운반층 (2)은 ZnO나 TiO₂가 분산되어 있는 수지 결합제와 감광 염료를 구비하고 있는 종래의 전자 사진 감광층, 또는 칼코겐 화합물을 예를 들어, Se, Se.Te, S등의 도금층과 a-Si 피막으로 구성되어 있는 전자 사진 감광층과는 구조가 완전히 다르다. 본 발명의 전하 운반층은 자외선에 대한 감광도를 가질 수 있다.

전하 운반층 원료는, 피막 형성 방법에 좌우되지만, 알루미늄, 지르코늄 및 탄탈과, 그리고 Al₂O₃, ZrO₂및 Ta₂O₅와 같은 상기 원소를 함유하고 있는 광범위한 화합물을 포함한다.

전하 운반층(2)은 와이, 가와시모 등의 Jounrnel of The Vacuum Society of Japan, 27, 489(1984), 일본국 특허 공개 제 138916/81호, 엠.나가야마등의 The Jdurnal of the Metal Finishing society of Japan, 30, 438(1979), 일본국 특허 공개 제 14818/72호, 엘.에이.라보바의 Curr.Top.Mater.Sci., 7,587(1981), 및 에치.디스라히등의 Thin Solid Films, 77,129(1981)등에 각기 설명된 것처럼 이온 도금, 전자 비임 증착, 양극산화, 유기 금속 화합물의 열간 스프레이, CVD 및 가수분해와 같은 다양한 방법에 의해서 형성될 수도 있다. 그들 중에서 이온 도금법과 전자 비임 증착법은 효율성의 측면에서 유리하고, 이온 도금법은 특히 양호하다. 이온 도금법을 하나의 예를들어 전하 운반층(2)을 생성하는 방법을 상세히 설명하겠다.

진공 챔범내에 위치되어 물을 냉각될 수 있는 산소 유리(free) 구리 도가니안에 원료를 담는다. 이온 도금은 진공도가 약 10^-2내지 10^-7토르이고, 이온화 전극에 가해진 전압이 약 1 내지 +500V이고, 기판에 가해진 바이어스 압력이 약 0 내지 약 -2,000V이고, 전자총의 전압이 약 0.5 내지 20KV이고, 전자총의 전류가 약 1 내지 1,000mA이고, 기판 온도가 약 20 내지 1,000℃, 양호하게는 약 50℃이상, 더 양호하게는 약 100 내지 500℃, 가장 양호하게는 약 250 내지 300℃인 조건하에서 수행될 수 있다. 기판 온도가 높을수록 최종 피막의 경도는 더 높다. 빛의 최소 산란 또는 흡수 때문에 운반 피막이 전하 발생층(3)(제 2 도)위의 상부층으로서 형성될때 특히 적합한 운반 피막이 얻어질 수 있고, 이 운반 피막이 진공으로부터 꺼내져 냉각될때 쉽게 균열되지 않기 때문에 이온 도금은 산소 기체를 진공 챔버속으로 직접 도입함으로써 수행되는 것이 양호하다. 이 경우, 진공 챔범내의 산소 분압은 양호하게는 약 10^-6내지 10^-2토르이고, 더 양호하게는 약 10^-4내지 10^-1토르이다. 도금율은 일반적으로 약 5 내지 500Å/sec이고, 양호하게는 약 10 내지 200Å/sec이다. 산화물 피막의 두께는 이온 도금 시간을 조절함으로써 적절히 조절될 수 있다. 전하 운반층(2)의 두께는 보통 약 2 내지 100㎛이고, 양호하게는 약 3 내지 30㎛이다.

본 발명에 사용될 수 있는 지지체(1)는 전기적으로 전도성이거나 절연성일 수 있다. 전도성 지지체는 스테인레스강과 알루미늄과 같은 금속 및 합금을 포함한다. 절연성 지지체는 폴리에스테르, 폴리에틸린, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드 등과, 유리, 세라믹, 종이등과 같은 합성수지 피막이나 판을 포함한다. 만일, 절연층이 사용된다면, 적어도 전하 발생층과 전하 운반층이 형성된 표면은 전도성 지지체로서 사용 가능한 금속의 예를들어, 진공 증착, 스퍼터링 또는 라미네이팅에 의해서 전기적으로 전도성이 되게 해야한다. 지지체(1)는 튜브, 벨트, 판등과 같은 어떤 임의의 형태를 가질 수 있다. 게다가, 지지체(1)는 다층 구조를 가질 수 있다. 지지체의 두께는 원하는 광수용체에 따라 적절히 결정되는데, 보통 10㎛이상이다.

본 발명의 전하 발생층(3)은 경정 형태가 다결정성, 미소결정성 또는 비결정성일 수 있는 실리콘을 주성분으로서 함유한다. 결정성 실리콘은 고온에서 비결정성 실리콘을 가열하거나 실리콘 피막을 형성함으로써 얻어질 수 있다. 이들중에서 비결정성 실리콘(a-Si)이 본 발명에 양호하게 사용된다. 전하 발생층(3)은 본 명세서에서 실리콘 성분의 한 예로서 a-Si로 칭하여 표현되어 있다.

전하 발생층(3) 내의 실리콘 함유량은 전하 발생층을 구성하는 총원자수에 대하여 100원자%일 수 있지만, 양호하게는 약 50 내지 95원자%이고, 더 양호하게는 60 내지 90원자%이다. 전하 발생층(3)은 50원자% 이하의 할로겐 원자 C, O, N, Ge 및 Sn과, 미소량의 B 및 P를 더 함유할 수 있다.

전하 발생층(3)은 일본국 특허 공개 제 78135/79 호, 제 62778/80 호, 제 78414/83호 및 제 70234/83 호에 각기 설명된 것처럼 글로우 방전, 스퍼터링, 이온 도금 및 진공 증착과 같은 다양한 방법에 의해서 형성될 수 있다. 양호하게는, 전하 발생층(3)이 일본국 특허 공개 제 78135/79호에 설명된 것처럼 플라즈마 CVD법에 의한 실란(SiH₄) 또는 실란의 글로우 방전 분해에 의해 형성된다. 이러한 기법에 해햐 형성된 피막은 적당량의 수소를 함유하고 있고, 전하 발생층(3)으로서 바람직한 특성 즉, 비교적 높은 암 저항 및 높은 감광도를 나타낸다.

플라즈마 CVD법을 아래에 설명한다. 전하 발생층(3)을 형성하는 원료는 모노실란과 디실란과 같은 실란 화합물을 포함한다. 원한다면, 캐리어 기체 예를들어, 수소, 헬륨, 아르곤, 네온등이 전하 발생층(3)의 형성에 사용될 수 있다. 사용되는 캐리어 기체의 양은 일반적으로 실란 화합물 단위 부피당 0 내지 약 90의 부피 비율이고, 양호하게는 0 내지 약 60의 부피 비율이다. 전하 발생층(3)의 암 저항이나 전하 극성의 조절을 위하여, 상술한 기체의 도핑제 기체 예를들어, 디보란(B₂h₆), 포스핀(PH₃)등을 첨가함으로써 불순물 원소 예를들어, 붕소와 인이 피막 속으로 통합될 수 있다. 예를들면, SiH₄단위 부피당, 각기, 디보란과 포스핀의 양이 보통 0 내지 약 300ppm과 0 내지 약 200ppm이고, 양호하게는, 0 내지 약 30ppm과 0 내지 약 20ppm이다. 암 저항, 감광도 또는 전하 용량(단위 피막 두께당 전하 용량 또는 전하 전위)을 증가시키기 위하여, 전하 발생층(3)은 할로겐 원자, 탄소 원자, 산소 원자, 질소 원자등을, 전하 발생층을 구성하는 총원자수에 대해 0 내지 약 50원자% 양호하게는 0 내지 약 20원자%의 양으로 더 함유할 수 있다. 더 긴 파장영역에서의 감광도를 증가시키기 위하여, 게르마늄, 주석등의 원소를, 전하 발생층(3)을 구성하는 총원자수에 대해 약 1 내지 50원자%, 양호하게는 1 내지 30원자%의 양으로 통합할 수도 있다. 특히, 양호하게 전하 발생층(3)은 주성분으로서 실리콘과, 전하 발생층(3)을 구성하는 총원자수에 대해 약 1 내지 40원자%의 수소 더 양호하게는 약 5 내지 20원자%의 수소를 함유한다.

전하 발생층(3)의 피막 두께는 일반적으로 약 0.1 내지 30㎛범위이고, 양호하게는 약 0.2 내지 5㎛범위이다. 전하 발생층(3)은 전하 발생층(2) 위 또는 아래의 어느쪽에 제공될 수 있다.

원한다면, 본 발명에 따른 전자 사진 광수용체는 전하 발생층(3)과 전하 운반층(2)의 결합 상부층 또는 하부층과 접촉하여 부가층을 더 구비할 수 있다. 그러한 부가층은 Ⅲ족 또는 Ⅴ족 원소가 통합되어 있는 비결정성 실리콘으로 구성된 p형 또는 n형 반도체층과, 질화 실리콘, 탄화 실리콘, 산화 실리콘, 비결정성 탄소등으로 구성된 접착층을 포함하고 있는 전하 저지층(4)(제 4 도)과, 질소, 탄소, 산소등이 통합되어 있는 비결정성 실리콘으로 구성된 절연층과, Ⅲ족 원소와 Ⅴ족 원소를 둘다 함유하는 층과, 광수용체의 전기적 특성과 화질을 제어하는 층 등을 포함한다. 이들 부가층의 각각은 임의의 결정된 두께를 가질 수 있는데, 보통 약 0.01 내지 10μm 범위에 있다. 이들 부가층은 일본국 특허 공개 제 78135/79호, 제 52159/82호, 제 125881/81호 및 제 163602/83호에 설명되어 있다.

충분한 전하 용량 및 낮은 양 소실을 보장하도록 광수용체 또는 지지체의 표면으로부터 전하 운반층 또는 전하 발생층(3)으로의 전하 주입을 방지하기 위하여, 지지체(1)와 전하 발생층(3) 또는 전하 운반층(2) 또는 광수용체의 표면 사이에 전하 저지층(4)을 제공하는 것이 특히 양호하다.

부가적으로, 일본국 특허 공개 제 115551/82호와 제 275852/86호에 설명된 것처럼, 코로나 이온으로 인한 변성으로부터 광수용체의 표면을 보호하기 위하여 표면 보호층(5)(제 4 도)이 제공될 수 있다.

전하 발생층(3)과 부가층은 플라즈마 CVD 법으로 형성할 수 있다. 전하 발생층(3)에 대해 설명한 것처럼, 이들 층에 불순물 원소를 통합하는 경우에, 그러한 불순물 원소를 함유하고 있는 기체 화합물은 글로우 방전 분해를 성취하기 위하여 실란 기체와 함꼐 플라즈마 CVD 장치에 도입된다. 피막 형성은 교류 방전이나 직류 방전중의 어느 것에 의해서 효과적으로 수행될 수 있다. 예를들어 교류 방전을 취하면, 피막 형성의 조건은 보통 주파수가 약 0.1 내지 30MHz이고, 양호에게는 약 5 내지 20MHz이고, 방전시에 압력이 약 0.1 내지 5 토르(약 13.3 내지 66.7Pa)이고, 기판 온도는 약 100 내지 400℃이다.

알루미늄, 지르코늄 및 탄탈로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 산화물로 만들어진 피막이 전하 운반층(2)으로서 작용하는 이유는 아직 밝혀지지 않았다. 전하 운반층(2)에 인접한 전하 발생층(3)에 발생된 전하 캐리어는 그 사이의 계면에서 걸림이 없이 효과적으로 운반되고, 동시에 전하 운반층은 지지체의 측면으로 부터의 불필요한 전하 주입을 방지하도록 작용한다. 따라서, 본 발명에 따른 전자 사진 광수용체는 대략 50V/㎛ 이상의 전하 용량과 15%/sec 이하의 낮은 암 소실율을 갖는다.

이제, 다음 예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하지만, 그러한 예들은 본 발명을 제안하려는 것이 아님을 이해해야 한다.

[예 1]

약 120mm의 직경을 갖는 알루미늄 파이프(1) 주위에 다음과 같이 이온 도금법으로 산화 알루미늄 피막을 형성하였다. 99.99%의 순도를 갖는 알루미늄을 산소 유리 구리 도가니에서 방전시켜서 수냉 상태로 진공 챔버에 위치시킨다. 진공 챔버의 내부 압력을 2×10^-5토르로 조절한 후, 2×10^-4토르에서 진공도를 유지하도록 조절된 흐름 속도로 진공 챔버에 산소 기체를 공급하였다. 8.5KV의 전압이 전자총에 의해 가해지고, 전류가 240mA에 고정되도록 전원을 정하였다. 동시에, 이온화 전극의 전압을 80V로 고정하였고, -500V의 바이어스 전압을 지지체(1)에 가하였다. 전자 비임의 동력은 지지체 부근에 위치한 수정 발신자를 갖고 있는 피막 두께 모니터를 사용하여 도금 속도가 34Å/sec에 고정되도록 조절하였다. 약 25분간 피막을 형성한 후에 시료를 진공 시스템으로부터 꺼내어 약 5㎛의 두께인 알루미늄 산화물의 투명 피막(2)으로 피복된 알루미늄 파이프를 얻었다.

그 후, a-Si : H(도핑되지 않음 : H 17원자%) 피막(3)이 다음과 같이하여, 1㎛의 두께로 산화 알루미늄 피막 위에 형성되었다. 실란(SiH₄), 기체는 200cc/min의 속도로 용량 결합형 플라즈마 CVD 장치에 공급하였고, 내부 압력은 1.5토르로 조절하였다. 지지체의 온도는 250℃였다. 글로우 방전 방해는 13.56MHz의 높은 주파수에서 300W의 출력으로 10분간 수행하였다.

그 결과, 얻어진 시료는 40rpm으로 회전하는 동안 코로나 방전에 의해서 충전되었다. 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위는 -20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘렀을 때 약 -260V였다. 550nm의 단색광에 노출시켰을 때 반소실 노출은 5.8erg/㎠였고, 그때의 잔류 전위는 약 -30V였다. 암 소실율은 15%/sec였다.

[예 2]

1㎛ 두께의 a-Si : H 피막(3)을 예 1에서 설명한 것과 동일한 방식으로 약 5㎛의 두께를 갖고 있는 산화 알루미늄 피막(2) 위에 적층시켰다. 계속하여, 600Å 두께의 a-Si : N(N 도핑됨 : 원자비율 N/Si=0.45/1) 피막을 플라즈마 CVD 장치내에 표면 보호층(5)으로서 적층하였다.

a-Si : N 피막 형성의 조건은 다음과 같다.

실란 흐름 속도 : 50cc/min

암모니아 흐름 속도 : 30cc/min

수소 흐름 속도 : 200cc/min

반응 용기의 내부 압력 : 0.7 토르

방출 출력 : 100W

방출 시간 : 6분

지지체 온도 : 250℃

그 결과 준비된 시료를 40rpm으로 회전하는 동안 코로나 방전시켰을 때, 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위는 -20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘렀을 때 약 -360V였고, 이것은 예 1의 광수용체 이상으로 전하 용량이 개선되었음을 나타낸다. 550nm의 단색광의 노출시에 반소실 노출을 8.0erg/㎠였고, 이때의 잔류 전위는 약 -65V였고, 암 소실율은 14%/sec였다.

[예 3]

예 2에 사용한 것과 동일한 조건하에 플라즈마 CVD 방법을 알루미늄 파이프(1) 위에 a-Si : N 피막(전하 지지층(4))을 약 60Å의 두께로 형성하였다. 예 1에 사용한 것과 동일한 조건하에 5㎛ 두께의 산화 알루미늄 피막(2)을 더 형성하였다. 그 다음에 예 2와 동일한 방식으로 1㎛ 두께의 a-Si : H(비도핑) 피막(3)과 600㎛ 두께의 a-Si : N 피막(5)을 적층하였다.

그 최종 시료를 40rpm에서 회전하는 동안 코로나 방전을 받게 했다. 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위는 -20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 들어갔을 때 약 -520V였다. 550nm의 단색광에 노출시에 반소실 노출은 9.2erg/㎠였고, 이때의 잔류 전위는 약 -80V였다. 암 소실은 8원자%/sec였다.

[예 4]

알루미늄 파이프(1) 상에 600Å 두께의 a-Si : N 저지층(4)과 1㎛ 두께의 a-Si : H(도핑되지 않은)층(3)을 적층한 다음에, 진공 시스템으로부터 꺼내어, 예 3에서와 동일한 방식으로 5㎛ 두께의 산화 알루미늄 피막(2)을 적층하였다. 여기서, 산화 알루미늄 피막(2)과 a-Si : H 피막(3)의 순서가 역전되었다.

최종 시료가 40rpm으로 회전하는 동안 코로나 방전에 의해 충전되었을 때, 코로나 방전으로부터의 0.1초 후의 표면 전위나 +20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘러 들어갔을 때 약 350V였다. 반소실 노출은 550nm의 단색광에 노출되었을때 7.5erg/㎠였고, 이때에 잔류 전위는 70V였다. 암 소실율은 14%/sec였다.

[예 5]

예 4의 시료상에, 예 2에서 사용한 동일한 조건하에서 플라즈마 CVD 법에 의해 표면 보호층(5)으로서 약 600Å의 두께를 갖는 a-Si : N 피막을 적층하였다.

최종 시료가 40rpm으로 회전하는 동안에 코로나 방전에 의해서 충전되었을 때, 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위나 20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘러 들어갔을 때 약 450V였다.

반소실 노출은 550mm의 단색광에 노출시에 10.5erg/㎠였고, 이때의 잔류 전위는 약 90V였다. 암 소실율은 9%/sec였다.

복사를 수행하기 위하여 시료가 건식 종이 복사기(후지 제록스사에 의해 제조된 모델 3500)상에 장착되었을 때, 선명한 상이 얻어진다.

[예 6]

1mm 두께의 스테인레스강 기판(1)상에 다음과 같이 이온 도금법으로 Ta₂O₅피막(2)을 형성하였다. Ta₂O₅(순도 : 99.9%)를 수냉하의 산소 유리 구리 도가니속에 위치시켰다. 진공도를 2×10^-5토르로 유지한 후에, 진공도를 2×10^-4토르로 유지하도록 하는 제어된 흐름 속도로 산소 기체를 진공 챔버속에 집어 넣었다. 전자총에 의해 8.5KV의 전압이 가해지고, 250mA의 전류가 발생하도록 전원은 조절된다. 이때, 이온화 전극의 전압은 80V로 고정시켰고, 기판은 -1,000V의 바이어스 전압을 가하였다. 전자 비임의 전력은 기판 부근에 위치한 수정 발진자를 갖는 피막 두께 모니터를 사용하여 30Å/sec의 일정한 도금 속도를 얻도록 조절하였다. 25분간 피막을 형성시킨 후에, 진공 시스템으로부터 스테인레스강 기판을 꺼내어 약 5.3㎛ 두께의 투명 피막이 제공되어 있는 시료를 얻었다. 그 결과 형성된 피막 위에 1㎛ 두께를 갖는 a-Si : H(도핑되지 않은) 피막(3)과 600Å의 두께를 갖는 a-Si : H 피막(3)을 예 2에서와 동일한 방식으로 더 적층되었다.

최종 시료가 코로나 방전에 의해 음으로 충전되었을 때, 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위는 -20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘러 들어갔을 때 약 -300V였다. 반소실 노출은 500mm의 단색광에 노출시 16.8erg/sec였고, 이때의 잔류 전위는 약 -110V였다. 암 소실율은 15%/sec였다.

[예 7]

지르코늄 테트라프로프옥사이드(tetrapropoxide) 10(중량으로, 이후에도 동일), 이소프로필 알콜 100 및 1wt% 염산 1의 비율로 구성되어 있는 용액을 준비하였다. 알루미늄 판(1)을 용액속에 담근 후, 250℃로 3시간 동안 가열하여 주로 지르코늄과 산소로 이루어진 투명 박막(2)을 3㎛의 두께로 형성하였다.

그 결과로 형성된 피막 위에 1㎛ 두께의 a-Si : H 피막(3)을 적층하였고, 그 다음에 예 2에서와 동일한 방식으로 표면층로서 600Å 두께의 a-Si : N 피막(5)을 형성하였다.

최종 광수용체가 코로나 방전에 의해 음으로 충전되고, 550mm의 단색광에 노출되었을 때, 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위나 -20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘렀을 때 -200V였고, 노출 후의 잔류 전위는 -50V였다. 암 소실율은 5%/sec였다.

[예 8]

알루미늄 이소프로프오사이드 10, 에틸 알코올 200 및 1wt% 염산 용액 10의 비율로 구성되어 있는 용액 속에 알루미늄 기판(1)을 담그고, 300℃로 시간동안 건조시켜 주로 알루미늄과 산소로 이루어진 5㎛ 두께의 투명 피막(2)을 형성하였다.

그 결과로 생긴 피막위에 1㎛ 두께의 a-Si : H 피막(3)을 적층하였고, 예 2에서와 동일한 방식으로 600Å 두께의 a-Si : N 피막(5)을 적층하였다.

이 최종 광수용체를 코로나 방전에 의하여 음으로 충전시키고, 550mm의 단색광에 노출시켰을 때, 코로나 방전으로부터 0.1초 후의 표면 전위는 -20㎂/cm의 전류가 광수용체 속으로 흘렀을 때 -300V였고, 노출 후의 잔류 전위는 -60V였다. 암 소실율은 12%/sec였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 사진 광수용체는 만족스러운 전하 성질과 낮은 암 소실율을 나타낸다. 즉, 본 발명의 광수용체는 약 50V/㎛이상의 전하 용량, 15%/sec 이하의 암 소실율 및 높은 광감도를 갖는다.

특정한 실시예를 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 수정과 변경이 이루어질 수 있음이 기술에 숙련된 사람들에게 명백하다.

Claims (11)

1. 실리콘을 주성분으로서 함유하고 있는 전하 발생층(3)과 알루미늄, 지르코늄 및 탄탈로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 산화물을 주성분으로서 함유하고 있는 전하 운반층(2) 제공된 지지체를 포함하여, 상기 전하 발생층과 전하 운반층은 서로 인접한 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전하 운반층(2)은 가시광선 영역에서 거의 감광도를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광수용체는 전하 발생층(3) 및 전하 운반층(2)의 결합 하부층과 지지체 사이에 전하 저지층(4)을 부가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 산화물은, 전하 운반층(2)을 구성하는 총원자수에 대한 산화물을 구성하는 총원자수의 원자비가 약 90 내지 100원자%의 양으로 전하 운반층(2) 내에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 산화물은 약 90 내지 100원자%의 양으로 전하 운반층(2)내에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전하 운반층(2)은 약 2 내지 100㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 전하 운반층(2)은 약 3 내지 30㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전하 발생층(3)은 주성분으로서 비결정성 실리콘을 함유하고, 전하 발생층(30을 구성하는 총원자수에 대한 약 1 내지 40원자%의 수소 원자를 함유하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
9. 제 8 항에 있어서, 수소 원자의 양은 약 5 내지 20원자%인 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 전하 발생층(3)은 약 0.1 내지 30㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 전하 발생층(3)은 약 0.2 내지 5㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 광수용체.

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