JPH01295264A - 光電導部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の目的〕 （産業−にの利用分野） 本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等画像形成装
置において、静電潜像の形成を行なう光導電部材に関す
る。 （従来の技術） 近年電子写真装置等画像形成装置にあっては、その機能
や機種の多様化に伴い、感光体材料として、硫化カドミ
ウム［ＣｄＳ］、酸化亜鉛（ＺｎＯ３、セレン〔Ｓｅ〕
、セレンテルル合金［５ｅ−Ｔｅ３等の無機材料や、ポ
リ−Ｎ−ビニルカルバゾール（以下ＰＶＣｚと称す。）
、トリニ１〜ロフルオレン（以下ＴＮＦと称す。）等の
有機材料等種々のもので開発されている。 しかしながら前記感光体材料のうち、セレン１：Ｓｅ〕
、硫化カドミウムｌ：ｃｄｓ）等にあっては、本質的に
人体に有害な材料である事から、製造時には安全対策上
その製造装置が複雑となり、製造コストが上昇される一
方、使用後には回収する必要があり、これがコストには
ね返えり価格上昇を招く他、セレン［Ｓｅ：ｌ、セレン
−テルル合金［５ｅ−Ｔｅ３にあっては結晶化温度が約
６５［’Ｃ）と低い特性を有するため、結晶化し易く、
複写を繰り返し行なう間に結晶化された部分に残留電荷
を生じ、画像を汚損する等の問題を生し易く、結局は長
寿命化を図れないという欠点がある。そして酸化亜鉛［
ＺｎＯ３にあっては、その物性上、酸化還元を生じ易く
、温度や湿度等の環境雰囲気の影響を著しく受け、画質
が不安定となり、信頼性に劣るという欠点がある。又有
機材料である（ｐＶＣｚ）や（ＴＮＦ）等は熱安定性及
び耐摩耗性に劣る事から長寿命化に難点がある上、最近
では発がん性の疑いがもたれるという欠点を有している
。 このため近年上記欠点を解決するものとして、無公害で
ある事から回収処理が不要であり、又、表面硬度が高く
耐摩耗性及び耐衝撃性に優れ、更には従来に比し高い分
光感度を有するアモルファスシリコン（以下ａ−３ｉ　
：　Ｈと称す。）の、感光体材料への適応が検討されて
いる。即ち具体的には感光体は、その特性として高抵抗
かつ分光感度が高い事が要求される事から、これ等両特
性を満たすため、導電性支持体と（ａ−５ｉ　：　ｌ（
）光導電層の間に、感光体に優れた電荷保持能を持たせ
ると共に、光疲労特性や繰返し特性等に優れた効果を有
する電荷注入防止層を設けた積層型の（ａ−５ｉ　：　
Ｈ）感光体が開発されている。 しかしながら（ａ−５ｉ　：　Ｈ）は、シラン〔Ｓ１〕
　を含有するガスを用いたグロー放電分解法による成膜
時、（ａ−３Ｊ：　Ｈ）膜中に取り込まれる水素原子〔
）（〕の量に応じて電気的特性及び光学的特性が大きく
変動されてしまうという問題を有している。即ち（ａ−
５］：１１）膜中に取り込まれる水素原子〔旧の量が多
くなると、光学的パントキャップが大きくなり、高抵抗
化する反面、これに伴い近赤外線領域近傍の長波長光領
域に対する分光感度が低下し、半導体レーザーを用いた
レーザビームプリンタに使用した場合、かぶりや活字の
つぶれ、残像、干渉縞による濃度むら等を生じ、その使
用が不能になると共に、成膜条件によっては、［：（Ｓ
ｉＨ，）ｎ〕結合や（Ｓ、＋、ｌ＋２）結合のような結
合構造を有するものが、（ａ−３ｉ　：　Ｈ）膜中で支
配的となり、その結果［ＳｉＨ］結合が切断され、ダン
グリングボンドやボイＩく等の構造欠陥が増大し、光導
電性が劣下するという問題を有する。一方（ａ−３ｊ：
　Ｈ）膜中に取り込まれる水素原子〔１１〕　の量が低
下すると、長波長光に対する分光感度が増加する反面、
光学的バンドギャップが小さくなり、低抵抗化してしま
うと共に、水素原子〔１１〕がダングリングボンドを補
償しなくなるため、発生したキャリアの移動度や寿命が
低下し、やはり光導電性が劣下し、感光体への使用が不
能になるという問題を有している。 （発明が解決しようとする課題） 従来は、（ａ−３ｊ　：　Ｈ）膜中の水素含有量の変動
に応じて（ａ−５ｉ　：　１１）の分光感度特性あるい
は抵抗値等が相反するように変動し、光学的特性及び電
気的特性のいづれもに優れた特性を有する（ａ−５ｊ：
　Ｈ）感光体を得る事が出来ず画質の劣下を招くという
問題を生している。 そこで本発明は上記課題を除去するもので、無公害且つ
表面硬度の高い半導体を用い、しかも高抵抗を保持し、
優れた帯電特性を得られると共に、広い波長領域にわた
り高い分光感度特性を有し、ひいてはレーザビームプリ
ンタ等においても鮮明で良質な画像を得る事が出来、更
には基板との密着性が良く、耐環境性が優れた光導電部
材を提供する事を目的とする。 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、光導電層の少なく
とも一部を、３０ないし２００〔人〕の周期で結晶化度
が変動される複数のマイクロクリスタリン系の薄層が、
繰り返えし積層される超格子構造とするものである。 （作　用） 本発明は上記手段により、広い波長領域にわたり光導電
特性を向上し、長波長光に対する分光感度特性の劣下及
び帯電特性の劣下を防止する事により、レーザビームプ
リンタ等への適用を可能とするものである。 （実施例） 本発明の詳細な説明するにあたり、マイクロクリスタリ
ンシリコ（以下μＣ−３ｉ　：　Ｈと称す。）の特性及
び本発明の原理である超格子構造について述べる。先ず
（μＣ−３ｉ　：　ｌ（）は（ａ−３ｉ　：　Ｈ）に比
し、光学的バンドギャップが小さく、近赤外線領域近傍
の長波長領域にも感度を有すると共に構造欠陥が少ない
ものである。 即ちこの（μＣ−５，ｉ　：　Ｈ）は非単結晶シリコン
に属するものであるが、Ｘ線回折測定を行うと、第４同
点線で示すように（ａ−３ｉ　：　Ｈ）が無定形である
ため、ハローが現われるのみで回折パターンを認められ
ないのに対し、（μＣ−５ｉ　：　Ｈ）は第４図実線で
示すように〔２０〕が７８〜２８．５度の付近で結晶回
折パターンを示すものである。一方ポリクリスタリンシ
リコンは、暗抵抗が１０６〔Ω・ｃ＋ｎ〕以下であるの
に対して（μＣ−３ｉ　：　Ｈ）は１０”［：Ω・Ｃｍ
〕以上の高い暗抵抗を有するように調整する事が出来る
。上述の様な特性により（μＣ−５ｉ　：　Ｈ）は他の
非単結晶シリコンである（ａ−５ｉ　：　Ｈ）やポリク
リスタリンシリコンと区別され、その構造は約数十〔人
〕以」二の粒径の微結晶が集合して形成されていると考
えられる。そしてこのような（μＣ−３ｉ　：　Ｈ）を
製造するには（ａ−５ｉ　：　ｌ＋）と同様スパッタリ
ングやグロー放電分解法等によるが、（ａ−５ｊ　：　
Ｈ）製造時に比し、成膜を行なう導電性の支持体の温度
を高めに設定するか、あるいは高周波電力を大きくする
と形成され易くなる。即ち支持体の温度を高くし、高周
波電力を大きくする事により、原料であるシラン〔Ｓｊ
〕含有ガスの流量を増大出来、その結果成膜速度が増大
され（μＣ−３ｉ　：　Ｈ）が形成され易くなるからで
ある。更に原料としてシラン（Ｓｊ−８４）やジシラン
（Ｓｉ２Ｈ６）等の高次シランガスも含めて、水素〔Ｈ
〕で希釈したガスを用いると、（μＣ−５ｉ　：　１４
）がより効果的に形成され易くなる。 更に光感度特性を高めたり、高抵抗化する等のため、（
μＣ−３ｊ　：　Ｈ）層中に水素原子〔１］〕の他に不
純物をドーピングしたりするが、この不純物元素として
は後述の（ａ−８ｉ　：　Ｈ）　と同様ｐ型にするため
には周期律表第■族の元素が適し、他方ｎ型にするため
には周期律表第■族の元素が適している。又（μＣ−３
ｉ　：　Ｈ）の暗抵抗を大きくし、光導電特性を高める
ために窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、及び酸素〔Ｏ〕の少な
くとも一種をドーピングする事が望ましい。 この様にすれば、これ等の元素は（μＣ−３ｊ　：　Ｈ
）の粒界に析出し、又シリコン〔Ｓｉ：ｌのダングリン
グボンドのターミネータとして作用し、バンド間の禁制
布中に存在する状態密度を減少させるからである。そし
てこの様な特性により（μＣ−５ｉ　：　Ｈ）　を感光
体の光導電層に用いれば、近赤外線領域近傍の長波長領
域での分光感度を高める事が可能となる。 次に超格子構造について述べる。 即ち、結晶質又は非晶質のいづれであっても良いが、厚
みが３０〔人〕ないし２００〔人〕程度の極めて簿く、
光学的バンドギャップが異る複数の薄層を積層したもの
からなる半導体層にあっては、光学的バンドギャップの
絶対的な大きさ自体に拘りなく、光学的バンドギャップ
が相対的に小さい方の層を井戸層にして、光学的バンド
ギャップが相対的に大きい方の層をバリア層とする周期
的なポテンシャルバリアを有する超格子構造が形成され
る。 この超格子構造においては、／＜リア層が極めて薄いの
で、薄層におけるキャリアのトンネル効果により、キャ
リアはバリア層を容易に通過し、しかも超格子構造中の
電界により加速され、単一層の場合に比し、高い走行性
で超格子構造中を走行する。又、この超格子構造におい
ては、光の入射により単一層中で発生されるキャリアの
数に比し、極めて多数のキャリアが発生され、分光感度
が高くなる。更にポテンシャルの井戸層においては、量
子効果のため、単一層の場合に比して、キャリアの寿命
が５倍ないし１０倍と長くなるという様に、超格子構造
は光導電特性に優れている。即ち具体的には光導電部材
としては、第５図ないし、第１０図に示すように形成さ
れ、第５図に示す（具体例］）においては、導電性支持
体（１０）の上に電荷注入防止層（１１）が形成され、
電荷注入防止層（１１）の上に光導電層（１２）更には
表面層（１３）が形成されている。又、第６図に示す（
具体例２）は（具体例１）において光導電層（１２）を
、電荷発生層と電荷輸送層とに機能分離したものであり
、導電性支持体（１０）及び電荷注入防止層（１１・）
の上に電荷輸送層（１６）が形成されている。この電荷
輸送層（］６）の」二には、電荷発生層（１７）が形成
されており、電荷発生層（１７）の上には表面Ｊｉｌ（
１３）が形成されている。 そして（具体例１）にあっては、光導電Ｊ＊（１２）は
光の入射により、キャリアを発生し、このキャリアは一
方の極性のものが感光体表面の帯電電荷と中和し、他方
のものが光導電、！（１２）を導電性支持体（１０）ま
で走行する。また、（具体例２）にあっては、光の入射
により、電荷発生層（１７）にてキャリアが発生し、こ
のキャリアの一方は電荷輸送層（１６）を走行して導電
性支持体（１０）まで到達する。 これ等（具体例）において光導電層（１２）あるいは電
荷発生層（１７）を拡大すると、第７図のようになって
おり、光学的バンドギャップが相違し、夫々厚みが３０
〔人〕ないし２００〔人〕の第１の（ａ−３ｊ　：　１
１）層（１８）及び第２の（ａ−５ｉ　：　ｔ（）層（
２０）を交互に積層した超格子構造とされている。そし
て例えば第ｊ−の（ａ−３ｉ　：　Ｈ）　Ｍ（１８）が
水素含有量３０〔％〕であり、第２の（ａ−５ｊ　：　
ＩＯＮ　（２０）が水素含有量１２〔％〕であり、第８
図に示すように光導電層（１２）あるいは電荷発生層（
１７）中で水素含有量が連続的に変動される場合、それ
ぞれ第１の（ａ−３ｉ　：　ｌ（）層（１８）の最大の
光学的パントキャップが１．８［ｅＶ］てあり、第２の
（ａ−３ｊ　：　ｔ＋）層（２０）の最小の光学的バン
ドギャップが１．６８（ｅＶ］である事から超格子構造
中の厚み方向のエネルギーバンド図は第９図に示すよう
に、第］、の（ａ−５ｉ　：　Ｈ）層（１８）がポテン
シャルバリアとなる一方、第２の（ａ−３ｉ　：　ｔ（
）ＪＷ　（２０）がポテンシャルの井戸となり、ポテン
シャルのバリア層と井戸層が周期的に形成される事とな
る。 尚、以」二の様な超格子構造の各層（１８）　、　（２
０）の光学的バンドギャップあるいは層厚を変更すれば
、ヘテロ接合超格子構造を有する層のみかけのバンドギ
ャップを自由に調整する事が出来る。 又、このような超格子構造を形成する材料としては、水
素含有量が、３０〔原子％〕でバンドギャップが１．８
（ｅＶ）、水素含有量が１２〔原子％〕でバンドギャッ
プが１．６８［ｅＶ：１等の（ａ−３ｉ　：　ｔ（）あ
るいは光学的パン１〜ギヤツプを１．９（ｅＶ）に増大
するよう窒素〔Ｎ〕、炭素［Ｃ］、酸素

〔０〕　を含有
するアモルファス窒化シリコン（以下ａ−３ｉＮ　：　
Ｈと称す。）、アモルファス炭化シリコン（以下ａ−５
ｊＣ：　Ｈと称す。）、アモルファス酸化シリコン（以
下ａ−３ｉＯ：　Ｈと称す。）等（ａ−３ｉ　：　ＩＩ
）系、あるいは前述の光学的パン１〜ギヤツプが１　、
５　［ｅＶ］以上の（μＣ−３ｊ：　Ｈ）あるいはマイ
クロクリスタリン炭化シリコン（以下μＣ−３］Ｎ　：
　Ｈと称す。）、マイクロクリスタリン炭化シリコン（
以下μＣ−５ｉＣ：　Ｉｔと称す。）、マイクロクリス
タリン酸化シリコン（以下μＣ−５ｉ○：Ｈと称す。）
等（μＣ−５ｊ、　：　Ｈ）系があり、これ等は一般に
ノンドープの場合は弱いｎ型を示し、ホウ素［Ｂ〕、ア
ルミニラ１．（ＡＱ、１等の周期律表第■族の元素のド
ーピングを増大させる事によりｌ型からｐ型に移行して
ゆくのに対し、リンＣＰ）、窒素〔Ｎ〕等の周期律表第
■族の元素のドーピングを増大する事によりｎ型の特性
が顕著となる。更には、周期律表■族又は第■族の元素
のドーピングにより、キャリアの走行性がより向上され
る。尚他の材料としては、光学的ハフ１−キャップが１
．５［ｅＶ］であるアモルファスゲルマニウムシリコン
（以下ａ−３ｉＧｅ　：　ｔ＋と称す。）アモルファス
窒化ゲルマニウム（以下ａ−ＧｅＮ　：Ｈと称す。）、
アモルファス炭化ゲルマニウム（以下ａ　−ＧｅＣ：　
Ｈと称す。）、アモルファス酸化ゲルマニウム（以下ａ
−ＧｅＯ：　Ｈと称す。）等もある。又、光学的パン１
〜キヤンプの変動のためのみならず、これ等各材料にあ
っては、シリコンのダンクリングボンドを補償し、暗抵
抗と明抵抗を調和のとれたものとし、光導電性の向上を
図るためには、水素［Ｈ）が０．０１ないし３０〔原子
％〕金含有れる事か望ましい。そして例えば（ａ−３ｉ
　：　Ｈ）あるいは（μｃ−５ｊ：Ｈ）の薄層をクロー
放電分解法により成膜する場合には、原料としてシラン
［ＳｉＨ，］及びジシラン（Ｓ」、２）１ｃ）等のシラ
ン類ガスを反応室に導入し、高周波によりタロー放電す
ることにより薄層中にＨを添加することができる。一方
、（ａ−５ｊ、Ｎ：旧あるいは（μＣ−５ｉＮ　：　Ｈ
）を形成するためには、原料ガスに窒素ガス〔Ｎ２〕又
はアンモニアガスＩ：ＮＨ３）等を所要量添加すれば良
い。 更に（ａ−３］Ｇｅ　：　Ｈ）は、通常、シラン（Ｓｉ
Ｈ４）とゲルマン（Ｇｅ１４）との混合ガスをグロー放
電することにより成膜される。又必要に応じて、シラン
類のキャリアガスとして水素ガス（１１２１又はヘリウ
ムガス（Ｈｅ）を使用することができる。一方、４フツ
化ケイ素〔ＳｉＦ４〕ガス及び１〜リクロロシラン（：
５１Ｃ１４：１ガス等のハロゲン化ケイ素を原料ガスと
して使用することもできる。また、シラン類ガスとハロ
ゲン化ケイ素ガスとの混合ガスで反応させても、同様に
Ｈを含有する（ａ−５ｉＮ　：　Ｈ）及び（ａ−３ｉ　
：　Ｈ）、更には（μＣ−３ｉＮ　：　Ｉｔ）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。 尚、（具体例１）及び（具体例２）における電荷注入防
止層（１１）は、導電性支持体（１０）と、光導電層（
１２）あるいは電荷発生層（１７）との間の電荷の流れ
を抑制することにより、感光体の表面における電荷の保
持機能を高め、感光体の帯電能を高める。カールソン方
式においては、感光体表面に正帯電させる場合には、支
持体側から光導電層へ電子が注入されることを防止する
ために、電荷注入防止層をｎ型半導体にする。一方、感
光体表面に負帯電させる場合には、支持体側から光導電
層へ正孔が注入されることを防止するために、電荷注入
防止層をｎ型半導体にする。また、電荷注入防止層とし
て、絶縁性の膜を支持体の上に形成することも可能であ
る。半導体の電荷注入防止層としては、（μＣ−３」：
　ｔ＋）や、（μＣ−３ｉＮ　：　ｌ（）を使用したり
、（ａ−３］：　Ｈ）や（ａ−５ｉＮ　：　Ｈ）を使用
する等しても良い。そして（μＣ−３ｉ　：　Ｈ）及び
（ａ−３ｊ　：　Ｈ）等をｐ型にするためには、周期律
表の第■族に属する元素、例えば、ホウ素〔Ｂｊ、アル
ミニウム〔Ａ］〕、ガリウム〔Ｇａ〕、インジウム（Ｉ
ｎ）、及びタリウム〔Ｔ１〕等をドーピングすることが
好ましく、（μＣ−３ｊ　：　Ｈ）及び（ａ−Ｓｊ　：
　Ｈ）をｎ型にするためには、周期律表の第■族に属す
る元素、例えば、窒素〔Ｎ〕、リン（Ｐｌ、ヒ素（Ａｓ
）、アンチモン（ｓｂ）、及びビスマス［：Ｂｊ　〕等
を１−一ピングすることが好ましい。このｎ型不純物又
はｎ型不純物のドーピングにより、支持体側から光導電
層へ電荷が移動することが防止される。一方、（μｃ−
３ｊ　：　Ｈ）及び（ａ−３ｊ：　Ｈ）等に、炭素〔Ｃ
〕、窒素〔Ｎ〕及び酸素

〔０〕　から選択された少なく
とも１種の元素を含有させることにより、高抵抗の絶縁
性電荷注入防止層を形成することができる。尚、電荷注
入防止層の厚みは１００〔人〕ないし］０〔μｍ〕が好
ましい。更に（具体例１）及び（具体例２）にあっては
光導電層（１２）あるいは電荷発生層（１７）ｌには、
次の理由により表面層（１３）が設けられている。即ち
光導電層（１２）又は電荷発生層（１７）の（ａ−３ｊ
　：　Ｈ）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、光導電層又は電荷発生層に吸収される
光量の割合いが低下し、光損失が大きくなる。このため
、表面層（１３）を設けて反射を防止することが好まし
い。また、表面層（１３）を設けることにより、光導電
層（１２）又は電荷発生層（１７）が損傷から保護され
る。さらに、表面層を形成することにより、帯電能が向
上し、表面に電荷がよくのるようになる。表面層を形成
する材料としては、（ａ−３ｉＮ　：　Ｈ）、（ａ−５
ｉＯ：　Ｈ）、及び（ａ−５ｉＣ：　ＩＩ）、（ｐ　Ｃ
−３ｉＮ　：　Ｈ）、（ｐ　Ｃ−５ｉＣ：　Ｈ）、（μ
Ｃ−８ｉＯ：　Ｈ）等の無機化合物並びにポリ塩化ビニ
ル及びポリアミド等の有機材料がある。 このように構成される光導電部材の表面を、コロナ放電
により約５００（Ｖ：ｌの正電圧で帯電させると、例え
ば、第５図の（具体例２）に示す機能分離型のものにあ
っては、第１０図に示すようなポテンシャルバリアが形
成される。この光導電部材に光（ｈν）が入射すると、
電荷発生層（１７）の超格子溝造で電子（２１）と正孔
（２２）のキャリアが発生する。 この伝導帯の電子（２１）は、光導電部材中の電界によ
り、表面Ｎ（１３）側に向けて加速され、正孔（２２）
は導電性支持体（１０）側に向けて加速される。この場
合に、光学的バンドギャップが相違する薄層の境界で発
生するキャリアの数は、バルクで発生するキャリアの数
よりも極めて多い。このため、この超格子構造の電荷発
生層（１７）において、分光感度が高くなる。また、ポ
テンシャルの井戸層においては、量子効果のために、超
格子構造でない単−層の場合に比して、キャリアの寿命
が５乃至１０倍と長い。更に、超格子構造においては、
バンドギャップの不連続性により、周期的なバリア層が
形成されるが、キャリアは１ヘンネル効果で容易にバイ
アス層を通り抜けるので、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り、キャリアの走行性が優
れている。以」二のごとく、光学的バンドギャップが相
違する薄層を積層した超格子構造を有する光導電部材に
よれば、高光導電特性を得ることができ、従来の感光体
よりも鮮明な画像を得ることができる。 以上の原理に基き、以下本発明の一実施例を第１図ない
し第３図を参照しながら説明する。グロー放電装置（２
６）の反応容器（２７）内には、導電性支持体であり、
アルミニウムからなるドラム状基体（２８）を支持する
ため、ヒータ（３０）を内蔵し、モータ（３１）により
シャフト（３１ａ）　を介し回転される支持棒（３２）
及びこの支持体（３２）を支持する支持台（３３）が設
けられている。又、支持体（３２）周囲は、１３．５６
（ＭＨｚ）の高周波電源（３４）に接続されると共に底
部（２７）に支持される円筒状電極（３６）により囲繞
されると共に、支持体（３２）上方には、シランガス［
ＳｉＨ，：ｌ、シボランガス（Ｓｉ□１［６〕、水素ガ
ス（Ｈ２）、メタンガス（ＣＨ，、：］等の原料ガスを
必要に応じて供給出来るよう多数のガスボンベ（３７ａ
）・・（３７ｎ）及びガス混合器（３８ａ）を有するガ
ス供給系（３８）にガス導入バルブ（４０ａ）を介して
接続されるガス導入管（４０）が設けられている。尚（
４］ａ）　−（４１ｎ）は各ガスボンベ（３７ａ）　−
（３７ｎ）のバルブ、（４２ａ）−（４２ｎ）は圧力計
である。更に（４３）は反応容器（２７）内の排気を行
なう排気装置（図示せず）に接続される排気バルブであ
り、（４４）は反応容器（２７）内の気圧を測定する真
空言１である。又、（４６）は光導電部材であるレーザ
プリンタ等の感光体であり、ドラム状基体（２８）上に
電荷注入防止層（４７）及び電荷輸送層（４８）、それ
ぞれ結晶化度の異る（μＣ−５ｉ　：　Ｈ）からなる第
１層（５０ａ）及び第２層（５０ｂ）を任意の厚みで、
交互に繰り返えし積層したベテロ接合超格子構造の電荷
発生層（５０）並びに表面層（５１）が積層されている
。 尚（５２）は電荷輸送Ｎ（４８）及び電荷発生層（５０
）からなる光導電層である。 しかしてグロー放電装置（２６）で感光体（４６）を形
成する場合、支持体（３２）にトラム状基体（２８）を
セラ１〜した後、反応容器（２７）内を０．１（１−ル
〕以下程度の気圧にするよう排気バルブ（４３）を開け
、排気装置（図示せず）により排ガス処理を行なうと共
にヒータ（３０）によりドラム状基体（２８）を所定温
度に加熱する。そしてガス導入管（４０）を介し、ガス
供給系（３８）より必要とする所定のガスを反応容器（
２７）に導入し、反応容器（２７）内のガス圧を０．１
ないし」〔トル〕程度の範囲内で一定に保持しつつ高周
波電源（３４）により、ドラム状基体（２８）及び円筒
状電極（３６）間に必要とする電力を所定時間印加し、
ドラム状基体（２８）上に電荷注入防止Ｍ　（４７）を
成膜する。続いて同一反応容器（２７）の温度、及び導
入ガス、更には電力量及び電力の印加時間等の成膜条件
を順次必要とされるものに設定し直しながら、電荷輸送
層（４８）、電荷発生層（５０）、表面層（５１）を成
膜し、感光体（４６）の形成を終了する。 次にこの実施例に基き実際に成膜を行なった試験例につ
いて説明する。 〔試験例１〕 必要に応して、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８０ｍｍ、幅
が３５０ｍｍのアルミニウム製のドラム状基体（２８）
を反応容器（２７）内に装着し、反応容器（２７）を約
１０−’ｆ：ｌ−ル〕の真空度に排気した。次いで、ヒ
ータ（３０）によりドラム状基体（２８）を２５０〔℃
〕に加熱し、モータ（３１）により１０（ｒ、ｐ、ｍ、
）で自転させつつ、ガス供給系（３８）より、ガス導入
管（４０）を介＝２０− し、シランガス（ＳｉＨ４）を５００（ＳＣＣＭ、ｌ、
ジボランガス［Ｂ２Ｈ６：ｌをシランガス［５ｊＨ４：
ｌに対する流量比で１０−６、メタンガスｆ：ｃＨ４］
を１０１００（ＳＣＣという流量で反応容器（２７）内
に導入し、排気装置（図示せず）により反応容器（２７
）内の圧力を１〔１ヘル〕に維持しながら、高周波電源
（３４）により５００［Ｗ］の高周波電力をドラム状基
体（２８）及び円筒状電極（３６）間に印加し、ｐ型の
（ａ−５ｉＣ：　ＩＩ）からなる膜厚０．３（μｍ〕の
電荷注入防止層（４７）の成膜を行なう。次いで反応容
器（２７）内のシランガス［ＳｉＨ，）に対するジボラ
ンガス（Ｂ２ｔ（６）の流量を１０−７とすると共にメ
タンガス〔ＣＨ４〕を停止し、更にトラム状基体（２８
）及び円筒状電極（３６）間の高周波電力を１〔ｋｌｌ
Ｉ〕に上げ、ユ型の（ａ−３ｊ　：　ＩＩ）からなる電
荷輸送層（４８）を電荷注入防止層（４７）上に膜厚２
０〔μｍ〕となる迄成膜する。 この後、他の成膜条件は変える事無く高周波電力のみを
１２００　（ＩＩ〕ないし１５００１Ｊ］の範囲で、約
３分間の周期で徐々に連続的に上昇し、下降させ、これ
を５００〔回〕繰り返えす事により、第３図に示すよう
に、５０〔人〕の厚さ周期で、結晶化度が約１５〔％〕
カ臼ら約６０〔％〕迄連続的に変動され、結晶化度が少
なく、光学的パン１〜ギヤツプが最大１．６３（ｅＶ］
の（μＣ−３ｉ：旧からなる第１層（５０ａ）及び結晶
化度が多く、光学的バンドギャップが最小１　、５３　
［ｅＶ］の（μＣ−３ｊ　：　）ｌ）からなる第２　Ｍ
（５０ｂ）の各薄層が交互に５００層ずつ積層される膜
厚５〔μｍ〕の電荷発生層（５０）を成膜する。そして
最後に、反応容器（２７）内にシランガス［Ｓｊ、Ｈ４
］を２５０　［ＳＣＣＭ：ｌ、メタンガス〔Ｃ＋＋４１
を２０００　ＥＳＣＣＭ、Ｉの流量で導入し、反応容器
（２７）内の圧力を１〔トル〕に維持しながら、１　［
ｋ１Ｎ］の高周波電力を印加し、（ａ−３ｉＣ：　ｔ（
）からなる膜厚０．５Ｃ１ｚｍ：ｌの表面層（５１）を
成膜し、感光体（４６）の製造を終了する。 このようにして得られた感光体（４６）を約５００［Ｖ
）で正４）シミし、白色光を露光したところ、多数の電
子／正孔対のキャリアが発生され、しかもキャリアの寿
命が長く、高い走行性が得られ、感光体（４６）を実際
に複写機に装着し、画像形成を行なったところ、鮮明で
高品質の画像が得られると共に、繰り返えし帯電による
、画像の再現性及び安定性も良好であり、更に、密着性
も良く耐コロナ放電性、耐湿性、及び耐磨耗性等の耐久
性に優れているという事が判明された。−力感光体（４
６）は７８０ないし７９０（ｎｍ）程度の長波長光に対
しても高い分光感度を有し、実際に半導体レーザビーム
プリンタに装着し、画像形成を行なったところ、かぶり
や、活字のつぶれ等の無い、鮮明で高解像度の画像を得
る事が出来た。 このように構成すれば、光導電層の一部である電荷発生
層（５０）が、バンドギャップの異る第１層（５０ａ）
及び第２層（５０ｂ）の薄膜が順次周期的に積層される
超格子構造の（μＣ−３ｊ、　：　Ｈ）から形成されて
いる事から、電荷発生層が単一層で形成されるものに比
し、光の照射により発生されるキャリア数が多く、高い
分光感度を有し、しかもキャリアの走行性が優れると共
に、寿命も長くなり、優れた光導電特性を得られ、又、
光学的バンドギャップの大きい第１層（５０ａ）がポテ
ンシャルバリア層とされ高抵抗が保持される事から可視
光領域から近赤外光の広い波長領域にわたって高い分光
感度を得られ、レーザビームプリンタ装置への適用が可
能となり、しかも従来のように帯電能の低下を生し画像
がぼけたり、かぶりを生ずる事も無く、鮮明で良質の画
像を得る事が出来る。 尚、本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能
であり、例えば、光導電層は、電荷発生層と電荷輸送層
に分離されたものでは無く、（具体例］）の様な構造で
あっても良いし、超格子構造を構成する（μＣ−３ｉ　
：　Ｈ）の膜厚や層数及び結晶化度即ちバンドギャップ
の太きさも限定されず、これ等を調整する事により、任
意の波長光に対し、最適の光導電特性を有する感光体を
得る事も可能となる。又、超格子構造を構成するための
薄膜は２種類に限定されず、光学的バンドギャップが異
る薄層の境界を形成するものであれば、３種以上の薄層
を周期的に積層するものであっても良い。 更に薄膜の材料も、光学的バンドギャップ調整のため、
炭素〔Ｃ〕、酸素

〔０〕、窒素〔Ｎ〕のうち少なくとも
１種を含有させたり、あるいは、キャリアの走向性向上
のため周期律表の第■族又は第Ｖ族の元素を含有させる
等しても良い。尚、超格子構造における結晶化度の変化
、即ちバンドギャップの変化は、曲線状に連続していな
くても良く、例えば〔試験例１〕において、電荷発生層
（５０）形成時、高周波電力を、１２００［１ｔｌ］な
いし１．５００（ｌｌ’ｌの範囲で連続的に変動する事
無く、１２００１：１１〕及び１．５００１：す〕間を
即時に切換える事により、超格子構造におけるバンドギ
ャップを第１１図に示す変形例のようにバリア層（６０
ａ）及び井戸層（６０ｂ）間で直線的に変動させるよう
にしても良い。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、その材質の特性上
耐久性に優れ、長寿命化が図られると共に、無公害であ
り、使用後の回収も不要な（ａ−３ｉ：Ｈ）系の材質を
光導電層に用い、しかも可視光から、近赤外光の広い波
長領域に亘って高い分光感度を有し、特に長波長光に対
しても優れた光導電特性を示すと共に、従来の様に低抵
抗化される事が無く、帯電特性にも優れ、鮮明で解像度
の高い画像を得る事が出来、レーザビームプリンタ装置
等への適用も可能な光導電部材を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し第１図は
その成膜装置を示す概略説明図、第２図はその感光体を
示す一部断面図、第３図はその〔試験例１〕の電荷発生
層のエネルギーバンドの一部を示すグラフ、第４図ない
し第１０図は本発明の原理を示し第４図はその（μｃ−
３ｊ：Ｈ）と（ａ−３ｉ　：　Ｈ）のＸ線回折を示すグ
ラフ、第５図はその（具体例１−）の感光体を示す一部
断面図、第６図はその（具体例２）の感光体を示す一部
断面図、第７図はその第５図及び第６図の一部を拡大し
た断面図、第８図はその（具体例１）の光導電層あるい
は（具体例２）の電荷発生層の水素含有量の変化の一部
を示すグラフ、第９図はその光導電層あるいは′電荷発
生層のエネルギーバンドの一部を示すグラフ、第１０図
はその（具体例２）のエネルギーギャップを示す模式図
、第１１図（イ）ないし第１１図（ホ）は、第１の変形
例ないし第５の変形例の電荷発生層のエネルギーバンド
の一部を示すグラフ、第１２図は第６の変形例の電荷発
生層のエネルギーバンドの一部を示すグラフである。 ２６　　クロー放電装置、　　　７７　　反応容器、２
８ドラム状基体、　　　　３２・支持棒、３４　　高周
波電源、　　　　　３６・円筒状電極、３７ａ、−３７
ｎ、　　ガスボンベ、　３８・・ガス供給系、４６−感
光体、　　　　　　　４７・・電荷注入防止層、４８　
　電荷輸送層、　　　　　５０・・電荷発生層、５１・
表面層、　　　　　　　５２・・光導電層。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 ｍ−」 を ３ノ 第　　１　　図 仝６ 第　　２　　図 ｋｏ　　１００　　　　ＺＯｏ　　　　、３００第　　
３　　図 第　　５　　図 回、ｆ１′ｒ西〔２θ〕 第４図 第　　６　　図 ／２．／７ ／ 第７図 第１１図 手続補正書防式） ■、事件の表示 昭和６３年特許願第１２４９１０号 ２、発明の名称 光導電部材 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）株式会社　東芝 ４、代　理　人 〒］−４４ 東京都大田区蒲田４丁目４１番１１号 第−津野田ビル 大胡特許事務所内 電話７３６−３５５８ ５、補正命令の日付 昭和６３年８月３日（発進口　昭和６３年８月３０日）
６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄。 ７、補正の内容 明細書第２７頁第１８行目ないし明細書第２８頁第２行
目の「第１１図（イ）ないし−一部を示すグラフである
。」というのを「第１１図は他の変形例の電荷発生層の
エネルギーバンドの一部を示すグラフである。」と補正
する。 以上 手続補正書（１鋤 １、事件の表示 昭和６３年特許願第」−２４９１０号 ２、発明の名称 光導電部材 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）株式会社　東芝 ４、代　理　人 〒１４４ 東京都大田区蒲田４丁目４１番］−１号第−津野田ビル 大胡特許事務所内 電話７３６−３５５８ ５、　補正の対象 ６．補正の内容 Ｂｒ特許請求の範囲」を別紙のとおり補正する。 ■）■明細書箱２頁第５行目「・もので開発されている
。」とあるのを「　ものか開発されている。」と補正す
る。 ■明細書簡６頁第３行目「ン系の薄層が、　」とあるの
を「ンシリコン系の薄層か、　・」と補正する。 ■明細書第６頁第１３行目「クリスタリンシリコ（以下
　」とあるのを「ブリスタリンシリコン（以下　」と補
正する。 以上 特許請求の範囲 導電性支持体上に少食くとも一電荷注入防止層及び光導
電層が設け％　＃　委−ものにおいて、前記光導Ｈ側を
特徴とする光導電部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性支持体上に電荷注入防止層及び光導電層を有する
   ものにおいて、前記光導電層の少なくとも一部がマイク
   ロクリスタリン系の薄層からなるバリア層及び井戸層が
   多数積層される超格子構造からなり、前記バリア層及び
   ／又は前記井戸層の結晶化度が一層毎に連続的に変化す
   る事を特徴とする光導電部材。