JP7815629B2 - Laminate and device using same - Google Patents
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Description
本発明は、積層体およびこれを用いたデバイス並びにこれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a laminate, a device using the laminate, and a method for manufacturing the same.
従来、常温で基材表面にセラミックス層を形成する方法としてエアロゾルデポジッション法(AD法)が知られている。AD法はセラミックスコーティングを施す基材としてステンレス鋼や鉄などの金属材料やガラスが一般であるが、近年、樹脂材料へのセラミックスコーティング技術が開発されている(特許文献1~2)。 The aerosol deposition method (AD method) has been known as a method for forming a ceramic layer on the surface of a substrate at room temperature. In the AD method, the substrates to which the ceramic coating is applied are typically metal materials such as stainless steel or iron, or glass. However, in recent years, ceramic coating technology for resin materials has been developed (Patent Documents 1 and 2).
樹脂材料へのセラミックコーティングが樹脂ケースや窓材などへのハードコーティングを目的とするとき、樹脂基材に対するセラミック材料の接着性が十分であることが必要とされる。また、セラミックコーティング膜はバルクセラミックの性能に見合う強靱性が求められる。こうした樹脂材料へのセラミックコーティング技術を工業製品へ適応するとき、接着性とコーティング表面の強靱性を高める課題が残されていた。 When ceramic coating resin materials is intended to be a hard coating for resin cases, window materials, etc., sufficient adhesion of the ceramic material to the resin substrate is required. Furthermore, the ceramic coating film must have toughness that matches the performance of bulk ceramic. When applying this ceramic coating technology to resin materials to industrial products, there remains a challenge of improving adhesion and the toughness of the coating surface.
この樹脂材料がOPC、OLED、OPVのような有機電子デバイスの表面材料であるとき、これらの基材にセラミックスコーティングを行うことでデバイスの機能が消失することは許容されない。また、コーティングしたセラミックス材料が基材から容易に除去されることも許容されない技術課題となる。 When this resin material is used as the surface material for organic electronic devices such as OPC, OLED, and OPV, it is unacceptable for the functionality of the device to be lost when ceramic coating is applied to these substrates. Furthermore, it is also an unacceptable technical issue if the coated ceramic material is easily removed from the substrate.
有機電子デバイスとして最も成熟されたものにOPCを挙げることができる。設計自由度が高く、簡単な設備で製造できるためOPCは全感光体の100%近くを占めている。しかし、OPCの耐久寿命はアモルファスシリコン感光体のような無機感光体と比べると一段も二段も短い。その分だけ多くの数量のOPCが廃棄され、そして生産されている。 OPCs are considered to be the most mature organic electronic devices. Thanks to their high degree of design freedom and simple manufacturing equipment, OPCs account for nearly 100% of all photoconductors. However, the durability of OPCs is significantly shorter than that of inorganic photoconductors such as amorphous silicon photoconductors. As a result, a large number of OPCs are discarded and produced.
最近、10年に一度の災害といった気候変動が常態化し、その元凶とも言えるCO2の排出量は社会課題として削減すべき重大な問題である。デバイスの脆弱性故に莫大な数量の廃棄と生産によってもたらされるCO2排出量は最早、放置することはできず、他のデバイスに対しても高耐久で長寿命化技術の適用が必要である。 Recently, climate change, such as once-in-a-decade disasters, has become the norm, and CO2 emissions, which can be said to be the root cause of these, are a serious social issue that must be reduced. The CO2 emissions caused by the production and disposal of huge quantities of devices due to their fragility can no longer be ignored, and it is necessary to apply high-durability and long-life technologies to other devices as well.
本発明の目的は、有機材料を含む層、シロキサン化合物および金属酸化物を含む層および金属酸化物を含む層の積層体において、前記金属酸化物を含む層が高い強度を有し、耐久性に優れる積層体を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a laminate comprising a layer containing an organic material, a layer containing a siloxane compound and a metal oxide, and a layer containing a metal oxide, in which the layer containing the metal oxide has high strength and excellent durability.
上記課題は、下記構成1)により解決される。
1)有機材料を含む層(1)と、
前記有機材料を含む層(1)に接して、シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)と、
前記シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)に接して、前記金属酸化物を含む層(3)と、
を有し、電子写真感光体または有機EL素子に用いられる積層体であって、
前記金属酸化物がデラフォサイト、ペロブスカイトのいずれか一つを含み、
前記シロキサン化合物が水酸基および加水分解性基から選ばれるいずれかを有する有機ケイ素化合物を架橋させたものである積層体。
The above problem is solved by the following configuration 1).
1) a layer (1) containing an organic material;
a layer (2) containing a siloxane compound and a metal oxide in contact with the layer (1) containing an organic material;
a layer (3) containing the metal oxide in contact with the layer (2) containing the siloxane compound and the metal oxide;
A laminate for use in an electrophotographic photoreceptor or an organic EL element ,
the metal oxide includes one of delafossite and perovskite,
The laminate is obtained by crosslinking the siloxane compound with an organosilicon compound having either a hydroxyl group or a hydrolyzable group.
本発明によれば、有機材料を含む層、シロキサン化合物および金属酸化物を含む層および金属酸化物を含む層の積層体において、前記金属酸化物を含む層が高い強度を有し、耐久性に優れる積層体を提供することができる。 The present invention provides a laminate comprising a layer containing an organic material, a layer containing a siloxane compound and a metal oxide, and a layer containing a metal oxide, in which the layer containing the metal oxide has high strength and excellent durability.
以下、本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。
本発明の積層体は、有機材料を含む層(1)と、前記有機材料を含む層(1)に接して、シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)と、前記シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)に接して、前記金属酸化物を含む層(3)と、を有する。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in more detail.
The laminate of the present invention comprises a layer (1) containing an organic material, a layer (2) containing a siloxane compound and a metal oxide in contact with the layer (1) containing the organic material, and a layer (3) containing the metal oxide in contact with the layer (2) containing the siloxane compound and the metal oxide.
AD法による有機材料へのセラミックスコーティングを施すとき、有機材料のエロージョンを制御することに加え、有機材料とセラミックス材料との接着性が重要となる。接着性はアンカリングと称するセラミック材料が基材へ食い込むことにより界面に凹凸形状を形成することで楔のような作用を期待することが多い。このときセラミックスに由来する強度はこの接着性に影響を受けることがある。
有機材料に直接AD法を適用するとエアロゾル粉体の衝突によるエロージョンばかりが進行するため、エアロゾル粉体のデポジッションを成長する下塗り層を設けると良い。
下塗り層はシロキサン化合物を用いるのが良く、本発明の実施例に用いる材料がこのデポジッションの促進に有利である。
When applying ceramic coating to organic materials using the AD method, in addition to controlling the erosion of the organic material, the adhesion between the organic material and the ceramic material is important. Adhesion is often achieved by forming a wedge-like effect by the ceramic material penetrating the substrate, forming an uneven surface at the interface, a process known as anchoring. In this case, the strength of the ceramic can be affected by this adhesion.
If the AD method is applied directly to an organic material, erosion due to the collision of the aerosol powder will progress, so it is advisable to provide an undercoat layer that promotes the growth of the aerosol powder deposition.
The undercoat layer is preferably made of a siloxane compound, and the materials used in the embodiments of the present invention are advantageous in promoting this deposition.
デバイスの実用化に際して上記接着性の改良は特に重要な課題となる。この課題に対し、アンカリングと称する僅かな凹凸形成を下塗り層全体に亘らせることが有効であることを見いだし、本発明を完成するに至った。図10はこの態様の一例を表す電子顕微鏡による断面写真である。有機デバイスであるOPCの上に下塗り層と薄皮の様なセラミックス層が形成されている。この図10を対象にエネルギー分散形X線分析装置(EDS)による元素分析を行った結果を図11~図13に示す。この図の順に、炭素、珪素、およびアルミニウムの分布を表している。炭素はOPC表面の有機材料に由来するものであり、珪素は下塗り層の塗料に含まれるシロキサン化合物に由来するものであり、アルミニウムはAD法で成膜したセラミックス層の材料であるアルミン酸銅に由来するものである。アルミニウムが下塗り層全体に分布していることが判る。
電子顕微鏡写真の観察条件を工夫することでこれらの分布を観察することも可能である。図14はその一例を表し、下塗り層と有機材料の界面にセラミックス層材料が局在している様相が観察される。
Improving adhesion is a particularly important issue when commercializing devices. We discovered that forming slight irregularities, known as anchoring, throughout the entire undercoat layer is effective in addressing this issue, leading to the completion of the present invention. Figure 10 is a cross-sectional electron microscope photograph showing an example of this embodiment. An undercoat layer and a thin ceramic layer are formed on an organic device, the OPC. Figures 11 to 13 show the results of elemental analysis of Figure 10 using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). The distributions of carbon, silicon, and aluminum are shown in order in these figures. The carbon originates from the organic material on the OPC surface, the silicon originates from a siloxane compound contained in the paint in the undercoat layer, and the aluminum originates from copper aluminate, the material of the ceramic layer formed by the AD method. It can be seen that aluminum is distributed throughout the undercoat layer.
It is possible to observe these distributions by adjusting the observation conditions of the electron microscope photographs. Figure 14 shows an example, in which the ceramic layer material is observed to be localized at the interface between the primer layer and the organic material.
本発明の積層体は、光電変換素子、有機感光体(OPC)、画像形成方法、画像形成装置、有機EL素子(OLED)、有機薄膜太陽電池(OPV)等に好適に適用される。
本発明の積層体は、上述のように、有機材料を含む層(1)と、前記有機材料を含む層(1)に接して、シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)と、前記シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)に接して、前記金属酸化物を含む層(3)と、を有するものであるが、例えば上記の素子のうちOPCは、支持体上に光電変換層としての有機材料を含む層(1)と、下塗り層としてのシロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)と、セラミックス膜としての金属酸化物を含む層(3)と、を含み、かつ前記下塗り層はシロキサン化合物を含むことを特徴とする。
まず最初に、本発明の積層体の適用例を、OPC(以下、本発明の感光体と呼ぶことがある)を例に取り説明するが、本発明は下記形態に制限されるものではない。
The laminate of the present invention is suitably applied to photoelectric conversion elements, organic photoconductors (OPCs), image forming methods, image forming apparatuses, organic EL elements (OLEDs), organic thin-film solar cells (OPVs), and the like.
As described above, the laminate of the present invention comprises a layer (1) containing an organic material, a layer (2) containing a siloxane compound and a metal oxide in contact with the layer (1) containing the organic material, and a layer (3) containing the metal oxide in contact with the layer (2) containing the siloxane compound and the metal oxide. For example, among the above elements, an OPC comprises a layer (1) containing an organic material as a photoelectric conversion layer on a support, a layer (2) containing a siloxane compound and a metal oxide as an undercoat layer, and a layer (3) containing a metal oxide as a ceramic film, and the undercoat layer contains a siloxane compound.
First, an application example of the laminate of the present invention will be described using an OPC (hereinafter, sometimes referred to as the photoreceptor of the present invention) as an example, but the present invention is not limited to the following embodiment.
(感光体)
感光体において、光電変換層は感光層として構成し、支持体は導電性支持体として構成することが好ましい。また、本発明の感光体は有機感光体であることが好ましい。
(Photoreceptor)
In the photoreceptor, the photoelectric conversion layer is preferably configured as a photosensitive layer, and the support is preferably configured as a conductive support. The photoreceptor of the present invention is preferably an organic photoreceptor.
図1は、本発明の感光体の一実施形態を説明するための模式断面図である。
図1において、感光体1は、導電性の支持体201上に感光層202(上記層(1))を設け、さらにその上に下塗り層208(上記層(2))および表面層209(上記層(3))を順次設けてなる。上述のように、本発明の感光体1は、表面層209がセラミックス膜であり、かつ下塗り層208がシロキサン化合物を含むことを特徴としている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating one embodiment of the photoreceptor of the present invention.
1, the photoreceptor 1 comprises a photosensitive layer 202 (the above-mentioned layer (1)) provided on a conductive support 201, and an undercoat layer 208 (the above-mentioned layer (2)) and a surface layer 209 (the above-mentioned layer (3)) provided in this order. As described above, the photoreceptor 1 of the present invention is characterized in that the surface layer 209 is a ceramic film and the undercoat layer 208 contains a siloxane compound.
図2は、本発明の感光体の別の実施形態を説明するための模式断面図である。
図2の感光体1は、感光層が電荷発生層(CGL)203と、電荷輸送層(CTL)204とから構成される機能分離型タイプのものである。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating another embodiment of the photoreceptor of the present invention.
The photoreceptor 1 in FIG. 2 is of a function-separated type in which the photosensitive layer is composed of a charge generation layer (CGL) 203 and a charge transport layer (CTL) 204 .
図3は、本発明の感光体の別の実施形態を説明するための模式断面図である。
図3の感光体1は、図2に示す機能分離型タイプの感光体において、支持体201と電荷発生層(CGL)203との間に、下引き層205を設けたものである。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating another embodiment of the photoreceptor of the present invention.
The photoreceptor 1 in FIG. 3 is the same as the function-separated type photoreceptor shown in FIG. 2, except that an undercoat layer 205 is provided between the support 201 and the charge generating layer (CGL) 203 .
図4は、本発明の感光体の別の実施形態を説明するための模式断面図である。
図4の感光体1は、図3に示す機能分離型タイプの感光体において、電荷輸送層(CTL)204上に保護層206を設けたものである。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating another embodiment of the photoreceptor of the present invention.
The photoreceptor 1 in FIG. 4 is the same as the function-separated type photoreceptor shown in FIG. 3, except that a protective layer 206 is provided on the charge transport layer (CTL) 204.
図5は、本発明の感光体の別の実施形態を説明するための模式断面図である。
図5の感光体1は、図4に示す機能分離型タイプの感光体において、支持体201と下引き層205との間に、中間層207を設けたものである。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another embodiment of the photoreceptor of the present invention.
The photoreceptor 1 in FIG. 5 is the same as the function-separated type photoreceptor shown in FIG. 4, except that an intermediate layer 207 is provided between the support 201 and the undercoat layer 205 .
なお本発明の感光体は、上記各実施形態に制限されず、例えば、図6に示すように、導電性の支持体201上に、中間層207、電荷発生層203、電荷輸送層204、下塗り層208及び表面層209をこの順に設け、感光体1としてもよい。 The photoreceptor of the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, as shown in Figure 6, the photoreceptor 1 may be formed by providing an intermediate layer 207, a charge generation layer 203, a charge transport layer 204, an undercoat layer 208, and a surface layer 209 in this order on a conductive support 201.
本発明の感光体は、有機感光体の有する優れた帯電性を有し、表面層がセラミックス膜であることから、無機感光体に匹敵する優れた耐摩耗性を有し、さらに下塗り層がシロキサン化合物を含むことから優れたガスバリア性を有し、このことから耐久性に優れるとともに、画像品質にも優れる。
とくに、感光体がシロキサン化合物を含む下塗り層を有することにより、ガス透過性が大きく強度の弱い感光層を緻密な無機膜で覆うことができ、ガスバリア性が高められる。更に、本発明における下塗り層は、有機材料と比べて力学的強度が非常に高く、感光体の耐摩耗性を格段に高めることができる。
The photoreceptor of the present invention has the excellent charging properties of an organic photoreceptor, and because the surface layer is a ceramic film, it has excellent abrasion resistance comparable to that of an inorganic photoreceptor. Furthermore, because the undercoat layer contains a siloxane compound, it has excellent gas barrier properties, and therefore it has excellent durability and excellent image quality.
In particular, by providing a photoreceptor with an undercoat layer containing a siloxane compound, the photosensitive layer, which has high gas permeability and low strength, can be covered with a dense inorganic film, thereby improving gas barrier properties. Furthermore, the undercoat layer in the present invention has significantly higher mechanical strength than organic materials, and can significantly improve the abrasion resistance of the photoreceptor.
<感光層>
前記感光層としては、複層型感光層であってもよく、単層型感光層であってもよい。
<Photosensitive layer>
The photosensitive layer may be a multi-layered photosensitive layer or a single-layered photosensitive layer.
<<複層型感光層>>
前記複層型感光層は、上述したように、電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有し、更に必要に応じて、その他の層を有してなる。
<<Multi-layered photosensitive layer>>
As described above, the multi-layered photosensitive layer has at least a charge generating layer and a charge transporting layer in this order, and may further have other layers as required.
-電荷発生層-
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生物質を含んでなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記電荷発生物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、無機系材料と有機系材料とのいずれかを用いることができる。例えば、結晶セレン、アモルファス-セレン、セレン-テルル、セレン-テルル-ハロゲン、セレン-ヒ素化合物、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、カルバゾール骨格、トリフェニルアミン骨格、ジフェニルアミン骨格、フルオレノン骨格のずれかを有するアゾ顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Charge generation layer-
The charge generating layer contains at least a charge generating material, a binder resin, and, if necessary, other components.
The charge-generating material is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and either inorganic or organic materials can be used. Examples include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, and azo pigments having a carbazole skeleton, triphenylamine skeleton, diphenylamine skeleton, or fluorenone skeleton. These may be used alone or in combination of two or more. The binder resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples include polyvinyl butyral resin and polyvinyl formal resin. These may be used alone or in combination of two or more.
前記電荷発生層を形成する方法としては、真空薄膜作製法、溶液分散系からのキャスティング法等が挙げられる。
前記電荷発生層塗工液に用いられる有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記電荷発生層の厚みは、通常、0.01~5μmが好ましく、0.05~2μmがより好ましい。
The charge generating layer can be formed by a vacuum thin film forming method, a casting method from a solution dispersion system, or the like.
Examples of organic solvents used in the charge generation layer coating liquid include methyl ethyl ketone and tetrahydrofuran. These may be used alone or in combination of two or more. The thickness of the charge generation layer is generally preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 2 μm.
-電荷輸送層-
前記電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性がよいことが要求される。
前記電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送物質または増感色素を含んでなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷輸送物質としては、正孔輸送物質、電子輸送物質、高分子電荷輸送物質、などが挙げられる。
前記電子輸送物質(電子受容性物質)としては、例えば、2,4,7-トリニトロ-9-フルオレノン、1,3,7-トリニトロジベンゾチオフェン-5,5-ジオキサイド、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送物質(電子供与性物質)としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、α-フェニルスチルベン誘導体、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記高分子電荷輸送物質としては、以下のような構造を有するものが挙げられる。例えば、ポリシリレン重合体、トリアリールアミン構造を有する重合体などが例示される。
前記バインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂などが用いられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、前記電荷輸送層は、架橋性のバインダー樹脂と架橋性の電荷輸送物質との共重合体を含むこともできる。
増感色素としては、公知の金属錯体化合物、クマリン化合物、ポリエン化合物、インドリン化合物、チオフェン化合物等が挙げられる。
-Charge transport layer-
The charge transport layer is a layer whose purpose is to retain the charge and to transfer the charge generated and separated in the charge generating layer by exposure to combine with the retained charge. To achieve the purpose of retaining the charge, high electrical resistance is required. Furthermore, to achieve the purpose of obtaining a high surface potential with the retained charge, a small dielectric constant and good charge mobility are required.
The charge transport layer contains at least a charge transport material or a sensitizing dye, a binder resin, and, if necessary, other components.
Examples of the charge transport material include a hole transport material, an electron transport material, and a polymer charge transport material.
Examples of the electron transport substance (electron acceptor substance) include 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 1,3,7-trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the hole transport material (electron donating material) include triphenylamine derivatives and α-phenylstilbene derivatives. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the polymer charge transport material include those having the following structures. For example, polysilylene polymers and polymers having a triarylamine structure are exemplified.
As the binder resin, for example, polycarbonate resin, polyester resin, etc. are used.
These may be used alone or in combination of two or more.
The charge transport layer may also contain a copolymer of a crosslinkable binder resin and a crosslinkable charge transport material.
Examples of sensitizing dyes include known metal complex compounds, coumarin compounds, polyene compounds, indoline compounds, and thiophene compounds.
前記電荷輸送層は、これらの電荷輸送物質または増感色素及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。前記電荷輸送層には、更に必要に応じて、前記電荷輸送物質または増感色素及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。
前記電荷輸送層の厚みは、5~100μmが好ましく、近年の高画質化の要求から、電荷輸送層を薄膜化することが図られており、1200dpi以上の高画質化を達成するためには、5~30μmがより好ましい。
The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing the charge transport material or sensitizing dye and binder resin in a suitable solvent, applying the solution, and drying the solution. If necessary, the charge transport layer may further contain additives such as a plasticizer, an antioxidant, a leveling agent, etc. in appropriate amounts in addition to the charge transport material or sensitizing dye and binder resin.
The thickness of the charge transport layer is preferably 5 to 100 μm. In response to the recent demand for higher image quality, efforts are being made to make the charge transport layer thinner. To achieve high image quality of 1200 dpi or more, the thickness of the charge transport layer is more preferably 5 to 30 μm.
<<単層型感光層>>
前記単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、及びバインダー樹脂を含み、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記電荷発生物質、電荷輸送物質、及びバインダー樹脂としては、前記積層型感光層と同様な材料を用いることができる。
キャスティング法により単層型感光層を設ける場合、多くの場合、かかる単層型感光層は、電荷発生物質と低分子並びに高分子電荷輸送物質を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、前記単層型感光層には、更に必要により、可塑剤、バインダー樹脂を含有することができる。前記バインダー樹脂としては、前記電荷輸送層と同様のバインダー樹脂を用いることができ、その他として、前記電荷発生層と同様のバインダー樹脂を混合して用いてもよい。
前記単層型感光層の厚みは、5~100μmが好ましく、5~50μmがより好ましい。前記厚みが5μm未満であると帯電性が低下することがあり、100μmを超えると感度の低下をもたらすことがある。
<<Single-layer photosensitive layer>>
The single-layer photosensitive layer contains a charge generating material, a charge transporting material, and a binder resin, and may further contain other components as required.
The charge generating material, charge transport material, and binder resin may be the same as those used in the laminated photosensitive layer.
When a single-layer photosensitive layer is formed by a casting method, the single-layer photosensitive layer can often be formed by dissolving or dispersing a charge generating material and a low-molecular-weight or high-molecular-weight charge transport material in an appropriate solvent, applying the solution, and drying the solution. The single-layer photosensitive layer may further contain a plasticizer and a binder resin, if necessary. The binder resin may be the same as that used in the charge transport layer, or may be a mixture of the same binder resin as that used in the charge generating layer.
The thickness of the single-layer photosensitive layer is preferably 5 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm. If the thickness is less than 5 μm, the charging property may decrease, and if it exceeds 100 μm, the sensitivity may decrease.
<支持体>
前記支持体としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性を有するものを用いることができる。支持体としては、例えば、導電体又は導電処理をした絶縁体が好適であり、例えば、Al、Ni等の金属、又はそれらの合金;ポリエステル、ポリカーボネート等の絶縁性基体上にAl等の金属、あるいはIn2O3、SnO2等の導電材料の薄膜を形成したもの;樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、Al、Cu、Ni等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙、などが挙げられる。
前記支持体の形状、大きさとしては、特に制約はなく、板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれのものも使用できる。
<Support>
The support can be appropriately selected depending on the purpose, and for example, a conductive material can be used. Suitable examples of the support include a conductor or an insulator that has been treated to be conductive, such as a metal such as Al or Ni, or an alloy thereof; an insulating substrate such as polyester or polycarbonate on which a thin film of a metal such as Al, or a conductive material such as In 2 O 3 or SnO 2 is formed; a resin substrate in which carbon black, graphite, metal powder such as Al, Cu, or Ni, conductive glass powder, or the like is uniformly dispersed in a resin to impart conductivity to the resin; and conductive paper.
There are no particular restrictions on the shape and size of the support, and any of plate, drum, and belt shapes can be used.
前記支持体と前記感光層との間には、必要に応じて、下引き層を設けてもよい。前記下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。
前記下引き層は、一般に樹脂を主成分とする。これらの樹脂は例えば、ポリビニルアルコール、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド-メラミン樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。
また、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができる。
前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1~10μmが好ましく、1~5μmがより好ましい。
An undercoat layer may be provided between the support and the photosensitive layer, if necessary, for the purposes of improving adhesion, preventing moire, improving the coatability of the upper layer, reducing residual potential, etc.
The undercoat layer generally contains a resin as a main component, and examples of such resins include alcohol-soluble resins such as polyvinyl alcohol, copolymer nylon, and methoxymethylated nylon, and curable resins that form a three-dimensional network structure, such as polyurethane, melamine resin, and alkyd-melamine resin.
Furthermore, fine powders of metal oxides such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide, or metal sulfides, metal nitrides, etc. may also be added. These undercoat layers can be formed by a conventional coating method using an appropriate solvent.
The thickness of the undercoat layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 1 to 5 μm.
本発明の感光体においては、感光層保護の目的で、保護層が感光層の上に設けられることがある。保護層に使用される材料としてはABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン-ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリール樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリアリレート、AS樹脂、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
保護層の形成法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の従来方法を用いることができる。
In the photoreceptor of the present invention, a protective layer may be provided on the photosensitive layer for the purpose of protecting the photosensitive layer. Materials used for the protective layer include resins such as ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer, chlorinated polyether, aryl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone, polybutylene, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, polymethylpentene, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, polyarylate, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and epoxy resin.
The protective layer can be formed by a conventional method such as dip coating, spray coating, bead coating, nozzle coating, spinner coating, or ring coating.
本発明の感光体においては、必要に応じて前記支持体上に、接着性、電荷ブロッキング性を向上させるために中間層を設けてもよい。該中間層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
前記樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド-メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
In the photoreceptor of the present invention, an intermediate layer may be provided on the support, if necessary, to improve adhesion and charge blocking properties. The intermediate layer generally contains a resin as its main component, and considering that the photosensitive layer will be coated thereon using a solvent, it is desirable that the resin be a resin that has high solvent resistance to common organic solvents.
Examples of the resin include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate; alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon; and curable resins that form a three-dimensional network structure, such as polyurethane resin, melamine resin, phenol resin, alkyd-melamine resin, and epoxy resin.
<下塗り層>
前記下塗り層は、シロキサン化合物を含むものであり、シロキサン化合物は、水酸基及び加水分解性基のいずれかを有する有機ケイ素化合物を架橋させてなるものである。
シロキサン化合物はセラミックス膜からなる表面層を感光体表面に定着させることができるとともにガスバリア性を高め、更に耐摩耗性を格段に高めることができる。
<Undercoat layer>
The undercoat layer contains a siloxane compound, and the siloxane compound is obtained by crosslinking an organosilicon compound having either a hydroxyl group or a hydrolyzable group.
The siloxane compound can fix a surface layer made of a ceramic film to the surface of the photoreceptor, and can also improve gas barrier properties and significantly increase abrasion resistance.
-シロキサン化合物-
前記シロキサン化合物は、水酸基及び加水分解性基のいずれかを有する有機ケイ素化合物を架橋させてなり、更に必要に応じて触媒、架橋剤、オルガノシリカゾル、シランカップリング剤、アクリルポリマー等の重合体などを含むことができる。
-Siloxane compounds-
The siloxane compound is obtained by crosslinking an organosilicon compound having either a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and may further contain a catalyst, a crosslinking agent, an organosilica sol, a silane coupling agent, a polymer such as an acrylic polymer, and the like, as necessary.
前記架橋は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、加熱架橋が好ましい。 The crosslinking method is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but thermal crosslinking is preferred.
前記水酸基及び加水分解性基のいずれかを有する有機ケイ素化合物としては、例えば、アルコキシシリル基を有する化合物、アルコキシシリル基を有する化合物の部分加水分解縮合物、又はこれらの混合物などが挙げられる。
前記アルコキシシリル基を有する化合物としては、例えば、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン;メチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン;フェニルトリエトキシシラン等のアリールトリアルコキシシラン、などが挙げられる。なお、これらの化合物に、エポキシ基、メタクリロイル基、又はビニル基を導入したものも使用可能である。
前記アルコキシシリル基を有する化合物の部分加水分解縮合物は、前記アルコキシシリル基を有する化合物に所定量の水、触媒等を添加して反応させる公知の方法により製造可能である。
Examples of the organosilicon compound having either a hydroxyl group or a hydrolyzable group include a compound having an alkoxysilyl group, a partial hydrolysis condensate of a compound having an alkoxysilyl group, or a mixture thereof.
Examples of the compound having an alkoxysilyl group include tetraalkoxysilanes such as tetraethoxysilane, alkyltrialkoxysilanes such as methyltriethoxysilane, and aryltrialkoxysilanes such as phenyltriethoxysilane. These compounds may also be used with an epoxy group, a methacryloyl group, or a vinyl group introduced therein.
The partial hydrolysis condensate of the compound having an alkoxysilyl group can be produced by a known method in which a predetermined amount of water, a catalyst, etc. is added to the compound having an alkoxysilyl group and reacted.
前記シロキサン化合物の原料としては、市販品を用いることができ、具体的には、GR-COAT(ダイセル化学工業社製)、Glass Resin(オーエンスコーニング社製)、ヒートレスグラス(大橋化学工業社製)、NSC(日本精化社製)、ガラス原液GO150SX、GO200CL(ファイングラステクノロジー社製)、アルコキシシリル化合物にアクリル樹脂やポリエステル樹脂を共重合したものとして、MKCシリケート(三菱化学社製)、シリケート/アクリルワニスXP-1030-1(大日本色材工業社製)、X-40-9250(信越化学株式会社製)、KR-401(信越化学株式会社製)などが挙げられる。なお、シロキサン化合物の原料を硬化性シロキサン樹脂と称することがある。 Commercially available products can be used as raw materials for the siloxane compound. Specific examples include GR-COAT (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Glass Resin (manufactured by Owens Corning), Heatless Glass (manufactured by Ohashi Chemical Industry Co., Ltd.), NSC (manufactured by Nippon Fine Chemical Co., Ltd.), glass stock solutions GO150SX and GO200CL (manufactured by Fine Glass Technology Co., Ltd.), and examples of copolymers of alkoxysilyl compounds with acrylic resins or polyester resins include MKC Silicate (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), silicate/acrylic varnish XP-1030-1 (manufactured by Dai Nippon Shikizai Kogyo Co., Ltd.), X-40-9250 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and KR-401 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The raw material for the siloxane compound is sometimes referred to as a curable siloxane resin.
中でも、本発明の効果向上の観点から、前記シロキサン化合物は、下記構造を含むことが好ましい。 In particular, from the viewpoint of improving the effects of the present invention, it is preferable that the siloxane compound contains the following structure:
下塗り層の厚さは、0.01μm以上4.0μm以下であることが好ましく、0.03μm以上4.0μm以下であることがより好ましく、0.05μm以上2.5μm以下であることがさらに好ましい。また、0.1μm以上であることが好ましい。これらの中でも、0.01μm以上2.5μm以下であることが特に好ましい。 The thickness of the undercoat layer is preferably 0.01 μm or more and 4.0 μm or less, more preferably 0.03 μm or more and 4.0 μm or less, and even more preferably 0.05 μm or more and 2.5 μm or less. It is also preferable that the thickness be 0.1 μm or more. Of these, a thickness of 0.01 μm or more and 2.5 μm or less is particularly preferable.
なお、下塗り層に含まれる金属酸化物は、AD法におけるエアロゾル粉体に由来するものである。 The metal oxide contained in the undercoat layer is derived from the aerosol powder used in the AD method.
<表面層>
本発明の感光体における表面層は、セラミックス膜からなる。
前記セラミックス膜を構成するセラミックスは、一般に、金属を焼成して得られる金属酸化物である。前記セラミックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物などが挙げられる。前記セラミックスは、透明導電性酸化物を含むことが好ましく、透明導電性酸化物としては、セラミックス半導体であることが好ましい。また、透明導電性酸化物はデラフォサイトやペロブスカイトを含むことが好ましく、デラフォサイトは銅アルミニウム酸化物、銅クロム酸化物、銅ガリウム酸化物を含むことが好ましい。ペロブスカイトは、有機化合物と無機化合物の複合物質であり、以下の一般式(1)で表わすことができる。
XαYβMγ ・・・一般式(1)
上記の一般式(1)において、α:β:γの比率は3:1:1であり、β及びγは1より大きい整数を表す。また、例えば、Xはハロゲンイオン、Yはアルキルアミン化合物イオン、Mは金属イオンなどとすることができる。
<Surface layer>
The surface layer of the photoreceptor of the present invention is made of a ceramic film.
The ceramics constituting the ceramic film are generally metal oxides obtained by firing metals. The ceramics are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include metal oxides such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide. The ceramics preferably contain a transparent conductive oxide, and the transparent conductive oxide is preferably a ceramic semiconductor. Furthermore, the transparent conductive oxide preferably contains delafossite or perovskite, and the delafossite preferably contains copper aluminum oxide, copper chromium oxide, or copper gallium oxide. Perovskite is a composite material of an organic compound and an inorganic compound, and can be represented by the following general formula (1):
XαYβMγ ... General formula (1)
In the above general formula (1), the ratio of α:β:γ is 3:1:1, and β and γ represent integers greater than 1. Furthermore, for example, X can be a halogen ion, Y can be an alkylamine compound ion, and M can be a metal ion.
<セラミックス半導体>
前記セラミックス半導体とは、セラミックスの中でも酸素欠損等で通常の電子配置に一部欠陥を有するものを指し、前記電子配置の欠陥によって特定条件下で導電性が発現する化合物の総称である。本発明における表面層は、金属酸化物含有層であることが好ましく、前記金属酸化物含有層とは、前記電子配置の欠陥によって特定条件下で導電性が発現する特徴を有し、且つセラミックス半導体成分が間隔を置かずに緻密に配置された層であり、有機化合物を含まない層と定義する。前記金属酸化物含有層は、デラフォサイトを含むことが好ましい。さらに、本発明においては、正孔又は電子のいずれかの電荷の移動性を有することが好ましい。前記金属酸化物含有層の電界強度2×10-4V/cmにおける電荷移動度としては、1×10-6cm2/Vsec以上が好ましい。本発明においては電荷移動度が高いほど好ましい。ここで、前記電荷移動度の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて一般的な測定方法を適宜選択することができ、例えば、特開2010-183072号公報に記載されている手順でサンプル作製と測定を行う方法が挙げられる。また、前記金属酸化物含有層の厚みを含めたバルク抵抗としては、1×1013Ω未満が好ましい。
<Ceramic semiconductors>
The ceramic semiconductor refers to ceramics that have partial defects in their normal electron configuration due to oxygen vacancies or the like, and is a general term for compounds that exhibit conductivity under specific conditions due to the defects in the electron configuration. The surface layer in the present invention is preferably a metal oxide-containing layer. The metal oxide-containing layer is defined as a layer that exhibits conductivity under specific conditions due to the defects in the electron configuration, in which ceramic semiconductor components are densely arranged without any gaps, and does not contain any organic compounds. The metal oxide-containing layer preferably contains delafossite. Furthermore, in the present invention, it is preferable that the metal oxide-containing layer has charge mobility of either holes or electrons. The charge mobility of the metal oxide-containing layer at an electric field strength of 2×10 −4 V/cm is preferably 1×10 −6 cm 2 /Vsec or more. In the present invention, the higher the charge mobility, the better. The method for measuring the charge mobility is not particularly limited, and a general measurement method can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a method of preparing a sample and measuring it according to the procedure described in JP 2010-183072 A can be used. The bulk resistance including the thickness of the metal oxide-containing layer is preferably less than 1×10 13 Ω.
-デラフォサイト-
前記デラフォサイト(以下、「p型半導体」、「p型金属化合物半導体」と称することがある)としては、p型半導体としての機能があれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、p型金属酸化物半導体、一価の銅を含むp型化合物半導体、その他のp型金属化合物半導体などが挙げられる。前記p型金属酸化物半導体としては、例えば、CoO,NiO,FeO,Bi2O3,MoO2,MoS2,Cr2O3、SrCu2O2,CaO-Al2O3などが挙げられる。前記一価の銅を含むp型化合物半導体としては、例えば、CuI,CuInSe2,Cu2O,CuSCN,CuS,CuInS2,CuAlO,CuAlO2,CuAlSe2,CuGaO2,CuGaS2,CuGaSe2などが挙げられる。前記その他のp型金属化合物半導体としては、例えば、GaP,GaAs,Si,Ge,SiCなどが挙げられる。
なお本発明の効果向上の観点から、デラフォサイトは銅アルミニウム酸化物であることが好ましく、該銅アルミニウム酸化物はCuAlO2であることがさらに好ましい。
-Delafosite-
The delafossite (hereinafter sometimes referred to as a "p-type semiconductor" or "p-type metal compound semiconductor") is not particularly limited as long as it functions as a p-type semiconductor and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include p-type metal oxide semiconductors, p-type compound semiconductors containing monovalent copper, other p-type metal compound semiconductors, etc. Examples of the p-type metal oxide semiconductors include CoO, NiO, FeO, Bi2O3 , MoO2 , MoS2 , Cr2O3 , SrCu2O2 , and CaO - Al2O3 . Examples of the p-type compound semiconductor containing monovalent copper include CuI, CuInSe 2 , Cu 2 O, CuSCN, CuS, CuInS 2 , CuAlO, CuAlO 2 , CuAlSe 2 , CuGaO 2 , CuGaS 2 , and CuGaSe 2. Examples of the other p-type metal compound semiconductors include GaP, GaAs, Si, Ge, and SiC.
From the viewpoint of improving the effects of the present invention, the delafossite is preferably a copper aluminum oxide, and the copper aluminum oxide is more preferably CuAlO2 .
[セラミックス膜の作製]
前記セラミックス膜の作製方法(成膜方法)としては、特に制限はなく、目的に応じて、一般に用いられている無機材料の成膜方法を適宜選択することができ、例えば、気相成長法、液相成長法、固相成長法などが挙げられる。前記気相成長法としては、例えば、物理的気相成長法(PVD)、化学的気相成長法(CVD)とに分類される。前記物理的気相成長法としては、例えば、真空蒸着、電子ビーム蒸着、レーザブレーション法、レーザブレーションMBE、MOMBE、反応性蒸着、イオンプレーティング、クラスタイオンビーム法、グロー放電スパッタリング、イオンビームスパッタリング、反応性スパッタリングなどが挙げられる。前記化学的気相成長法としては、例えば、熱CVD法、MOCVD、RFプラズマCVD、ECRプラズマCVD、光CVD、レーザCVDなどが挙げられる。前記液相成長法としては、例えば、LPE法、電気メッキ法、無電界メッキ法やコーティング法などが挙げられる。前記固相成長法としては、例えば、SPE、再結晶法、グラフォエピタキシ、LB法、ゾルゲル法、エアロゾルデポジッション(AD)法などが挙げられる。
これらの中でも、電子写真感光体のような比較的大面積領域に均質な膜を製膜できるということや、電子写真感光体特性に影響を与えないようにする点で、AD法が好ましい。
[Ceramic film fabrication]
The method for producing the ceramic film (film formation method) is not particularly limited, and a commonly used film formation method for inorganic materials can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the method include vapor deposition, liquid deposition, and solid phase deposition. Vapor deposition methods are classified into physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD). Examples of the physical vapor deposition method include vacuum deposition, electron beam deposition, laser ablation, laser ablation MBE, MOMBE, reactive vapor deposition, ion plating, cluster ion beam deposition, glow discharge sputtering, ion beam sputtering, and reactive sputtering. Examples of the chemical vapor deposition method include thermal CVD, MOCVD, RF plasma CVD, ECR plasma CVD, photo-CVD, and laser CVD. Examples of the liquid phase deposition method include LPE, electroplating, electroless plating, and coating. Examples of the solid phase growth method include SPE, recrystallization, graphoepitaxy, LB method, sol-gel method, and aerosol deposition (AD) method.
Among these, the AD method is preferred in that it can form a uniform film over a relatively large area such as an electrophotographic photosensitive member and does not affect the properties of the electrophotographic photosensitive member.
-エアロゾルデポジッション(AD)法-
前記エアロゾルデポジッション(AD)法とは、予め準備された微粒子、乃至超微粒子をガスと混合してエアロゾル化し、ノズルを通して製膜対象物(基板)に噴射して被膜を形成する技術である。前記AD法の特徴として、常温環境での製膜が可能であり、原材料の結晶構造をほぼ維持した状態で製膜を行えることから光電変換デバイス(特に、電子写真感光体)上での製膜に適している。
- Aerosol Deposition (AD) Method -
The aerosol deposition (AD) method is a technology in which fine particles or ultrafine particles prepared in advance are mixed with a gas to form an aerosol, which is then sprayed through a nozzle onto an object (substrate) to be coated with a film. The AD method is characterized by its ability to form films in a room temperature environment and to perform film formation while maintaining the crystal structure of the raw materials, making it suitable for film formation on photoelectric conversion devices (especially electrophotographic photoreceptors).
前記エアロゾルデポジッション法によってセラミックス膜を形成する方法について説明する。
図7は、エアロゾルデポジッション装置を説明するための概略図である。
図7に示すガスボンベ111には、エアロゾルを発生させるための不活性な気体が貯蔵されている。ガスボンベ111は、配管112aを介してエアロゾル発生器113に連結され、配管112aは、エアロゾル発生器113の内部に引き出されている。エアロゾル発生器113の内部には、本発明におけるセラミックス膜を形成するための材料である、一定量の粒子120が投入される。エアロゾル発生器113に連結されるもう1つの配管112bは成膜チャンバー114の内部で噴射ノズル115に接続される。
成膜チャンバー114の内部において、基板ホルダ117には、噴射ノズル115に対向するように基板116が保持される。ここでは、基板116としてアルミニウム箔(正極集電体)が用いられる。成膜チャンバー114には、成膜チャンバー114内の真空度を調整するための排気ポンプ118が配管112cを介して接続される。
A method for forming a ceramic film by the aerosol deposition method will now be described.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an aerosol deposition device.
7 stores an inert gas for generating an aerosol. The gas cylinder 111 is connected to an aerosol generator 113 via a pipe 112a, which extends into the aerosol generator 113. A certain amount of particles 120, which are the material for forming the ceramic film of the present invention, are introduced into the aerosol generator 113. Another pipe 112b connected to the aerosol generator 113 is connected to an injection nozzle 115 inside a film formation chamber 114.
Inside the film formation chamber 114, a substrate 116 is held by a substrate holder 117 so as to face the spray nozzle 115. Here, an aluminum foil (positive electrode current collector) is used as the substrate 116. An exhaust pump 118 for adjusting the degree of vacuum within the film formation chamber 114 is connected to the film formation chamber 114 via a pipe 112c.
図示は省略するが、基板ホルダ117を横方向(基板ホルダ117において噴射ノズル115に対向する平面内の横方向)に移動させ、噴射ノズル115を縦方向(基板ホルダ117において噴射ノズル115に対向する平面内の縦方向)に一定速度で移動させる機構を備える。基板ホルダ117を横方向に、かつ噴射ノズル115を縦方向に移動させながら成膜を行うことにより、基板116の上に、所望の面積のセラミックス膜を形成することができる。 Although not shown, the system is equipped with a mechanism for moving the substrate holder 117 laterally (the horizontal direction in the plane of the substrate holder 117 facing the injection nozzle 115) and moving the injection nozzle 115 vertically (the vertical direction in the plane of the substrate holder 117 facing the injection nozzle 115) at a constant speed. By depositing the film while moving the substrate holder 117 laterally and the injection nozzle 115 vertically, a ceramic film of the desired area can be formed on the substrate 116.
セラミックス膜を形成する工程では、まず、圧空バルブ119を閉じ、排気ポンプ118で成膜チャンバー114からエアロゾル発生器113までを真空引きする。次に、圧空バルブ119を開くことにより、配管112aを通じてガスボンベ111内の気体をエアロゾル発生器113に導入し、粒子120を容器内に撒き上げ、気体中に粒子120が分散した状態のエアロゾルを発生させる。発生したエアロゾルは、配管112bを通じてノズル115より基板116に向けて高速で噴射される。圧空バルブ119を開いた状態で0.5秒間経過すると、次の0.5秒間は圧空バルブ119を閉じる。その後、再び圧空バルブ119を開き、0.5秒間の周期で圧空バルブ119の開閉を繰り返す。ガスボンベ111からの気体の流量は2リットル/分間、成膜時間は7時間とし、圧空バルブ119が閉じている時の成膜チャンバー114内の真空度を10Pa程度とし、圧空バルブ119が開いている時の成膜チャンバー114内の真空度を100Pa程度とする。
エアロゾルの噴射速度は、ノズル115の形状、配管112bの長さや内径、ガスボンベ111のガス内圧、排気ポンプ118の排気量(成膜チャンバー114の内圧)などにより制御される。例えば、エアロゾル発生器113の内圧を数万Paとし、成膜チャンバー114の内圧を数十から数百Paとし、ノズル115の開口部の形状を内径1mmの円形状とした場合、エアロゾル発生器113と成膜チャンバー114との内圧差により、エアロゾルの噴射速度を数百m/秒間とすることができる。成膜チャンバー114の内圧を5Pa~100Paに、エアロゾル発生器113の内圧を50,000Paに保てば、空孔率5%~30%のセラミックス膜を形成することができる。この条件でエアロゾルを供給する時間を調整することにより、セラミックス膜の平均厚みを調整することができる。
In the process of forming a ceramic film, first, the compressed air valve 119 is closed, and an exhaust pump 118 is used to evacuate the area from the film formation chamber 114 to the aerosol generator 113. Next, the compressed air valve 119 is opened, introducing gas from the gas cylinder 111 into the aerosol generator 113 through the pipe 112a, scattering particles 120 into the container and generating an aerosol in which the particles 120 are dispersed in the gas. The generated aerosol is sprayed at high speed from the nozzle 115 through the pipe 112b toward the substrate 116. After 0.5 seconds have elapsed with the compressed air valve 119 open, the compressed air valve 119 is closed for the next 0.5 seconds. Thereafter, the compressed air valve 119 is opened again, and the opening and closing of the compressed air valve 119 is repeated in 0.5-second cycles. The gas flow rate from the gas cylinder 111 is 2 liters/minute, the film formation time is 7 hours, the degree of vacuum in the film formation chamber 114 is about 10 Pa when the compressed air valve 119 is closed, and the degree of vacuum in the film formation chamber 114 is about 100 Pa when the compressed air valve 119 is open.
The aerosol ejection speed is controlled by the shape of the nozzle 115, the length and inner diameter of the pipe 112b, the internal gas pressure of the gas cylinder 111, the exhaust volume of the exhaust pump 118 (the internal pressure of the film-forming chamber 114), and the like. For example, if the internal pressure of the aerosol generator 113 is set to tens of thousands of Pa, the internal pressure of the film-forming chamber 114 is set to several tens to several hundred Pa, and the opening of the nozzle 115 is circular with an internal diameter of 1 mm, the aerosol ejection speed can be set to several hundred meters per second due to the internal pressure difference between the aerosol generator 113 and the film-forming chamber 114. If the internal pressure of the film-forming chamber 114 is maintained at 5 Pa to 100 Pa and the internal pressure of the aerosol generator 113 is maintained at 50,000 Pa, a ceramic film with a porosity of 5% to 30% can be formed. By adjusting the aerosol supply time under these conditions, the average thickness of the ceramic film can be adjusted.
セラミックス膜の厚さは、0.1μm~10μmが好ましく、0.5μm~5.0μmがさらに好ましい。 The thickness of the ceramic film is preferably 0.1 μm to 10 μm, and more preferably 0.5 μm to 5.0 μm.
加速されて運動エネルギーを得たエアロゾル中の粒子120が基板116である感光体に衝突して、衝撃エネルギーで細かく破砕される。そして、これらの破砕粒子が基板(感光体)116に接合されること、及び破砕粒子同士が接合されることにより、電荷輸送層の上にセラミックス膜が順次形成される。
成膜は複数回のラインパターン及び感光体ドラムの回転によって形成される。ドラムホルダ117や噴射ノズル115を基板(感光体)116の表面における縦方向及び横方向にスキャンさせながら、所望の面積のセラミックス膜を形成する。
The particles 120 in the aerosol that have been accelerated and gained kinetic energy collide with the photosensitive member, which is the substrate 116, and are broken down into small pieces by the impact energy. These broken particles are then bonded to the substrate (photosensitive member) 116 and to each other, thereby sequentially forming a ceramic film on the charge transport layer.
The film is formed by rotating the photosensitive drum in a line pattern multiple times. The drum holder 117 and the spray nozzle 115 are scanned vertically and horizontally on the surface of the substrate (photosensitive member) 116 to form a ceramic film of a desired area.
(有機EL素子)
次に、本発明の光電変換素子を有する有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)の一例について説明する。なお、上記の説明は本実施形態の有機EL素子にも適用可能である。ただし、本実施形態の有機EL素子については、下記に説明がある場合、下記の説明を優先する。
(Organic EL element)
Next, an example of an organic electroluminescence element (OLED) having a photoelectric conversion element of the present invention will be described. The above description is also applicable to the organic EL element of this embodiment. However, when there is a description below regarding the organic EL element of this embodiment, the description below takes precedence.
本発明の有機EL素子は、表面層がセラミックス膜であることから、ガスバリア機能、特に水分バリア機能を有し、優れた耐久性を有する。さらに下塗り層がシロキサン化合物を含むことからガスバリア性が向上し、耐久性がさらに優れるとともに、表示画像の品質を向上させることができる。とくに、有機EL素子がシロキサン化合物を含む下塗り層を有することにより、ガス透過性が大きく強度の弱い有機EL層を緻密な無機膜で覆うことができ、ガスバリア性が高められる。 The organic EL element of the present invention has a ceramic surface layer, which provides gas barrier properties, particularly moisture barrier properties, and excellent durability. Furthermore, the undercoat layer contains a siloxane compound, which improves gas barrier properties, further improving durability and the quality of displayed images. In particular, by having an organic EL element with an undercoat layer containing a siloxane compound, the organic EL layer, which has high gas permeability and low strength, can be covered with a dense inorganic film, thereby enhancing gas barrier properties.
図8は、本発明の有機EL素子の一実施形態を説明するための模式断面図である。本実施形態の有機EL素子50Cは、支持体51、陰極52、電子注入層53、電子輸送層54、発光層55、正孔輸送層56、下塗り層57、表面層58、陽極59がこの順に設けられた積層構造である。なお、本発明では耐久性に有利な有機EL素子の逆層構成を標準的な素子構成と見なすが、この構成に限定されるものではない。 Figure 8 is a schematic cross-sectional view illustrating one embodiment of the organic EL element of the present invention. The organic EL element 50C of this embodiment has a layered structure in which a support 51, a cathode 52, an electron injection layer 53, an electron transport layer 54, an emitting layer 55, a hole transport layer 56, an undercoat layer 57, a surface layer 58, and an anode 59 are provided in this order. Note that, in the present invention, the reverse layer structure of an organic EL element, which is advantageous for durability, is considered the standard element structure, but is not limited to this structure.
<支持体>
本実施形態の有機EL素子において、支持体51は基板として構成してもよい。支持体は絶縁性基板からなることが好ましい。支持体としては、例えばプラスチックやフィルム状の基板でもよい。
支持体51の主面51a上にはバリア膜が配置されていてもよい。前記バリア膜は、例えば、ケイ素、酸素及び炭素からなる膜、又は、ケイ素、酸素、炭素及び窒素からなる膜とすることができる。前記バリア膜の材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などが挙げられる。バリア膜の平均厚みとしては100nm以上10μm以下が好ましい。
<Support>
In the organic EL element of this embodiment, the support 51 may be configured as a substrate. The support is preferably an insulating substrate. The support may be, for example, a plastic or film-like substrate.
A barrier film may be disposed on the main surface 51a of the support 51. The barrier film may be, for example, a film made of silicon, oxygen, and carbon, or a film made of silicon, oxygen, carbon, and nitrogen. Examples of materials for the barrier film include silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. The average thickness of the barrier film is preferably 100 nm or more and 10 μm or less.
<有機EL層>
本実施形態の有機EL素子において、光電変換層は有機EL層として構成してもよい。
有機EL層は、例えば発光層を含み、陽極及び陰極に印加された電圧に応じてキャリアの移動及びキャリアの結合などの発光層の発光に寄与する機能部である。有機EL層は、例えば、電子注入層53、電子輸送層54、発光層55、正孔輸送層56等を含んで構成することができる。なお、場合により、陰極や陽極などの電極を含めて有機EL層と称してもよい。
<Organic EL layer>
In the organic EL element of this embodiment, the photoelectric conversion layer may be configured as an organic EL layer.
The organic EL layer is a functional part that includes, for example, a light-emitting layer and contributes to the light emission of the light-emitting layer by, for example, carrier migration and carrier binding in response to a voltage applied to the anode and cathode. The organic EL layer can be configured to include, for example, an electron injection layer 53, an electron transport layer 54, a light-emitting layer 55, a hole transport layer 56, etc. In some cases, the organic EL layer may also include electrodes such as a cathode and an anode.
<電子注入層>
陰極52から電子親和力の小さい有機材料で形成する電子輸送層54への電子注入の障壁を低くする層として電子注入層53を設けることができる。電子注入層53に用いる材料としては、例えばマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、ケイ素、チタン、亜鉛を含む金属酸化物、ポリフェニレンビニレン、ヒドロキシキノリン、ナフタルイミド誘導体等が挙げられる。
<Electron injection layer>
The electron injection layer 53 can be provided as a layer that lowers the barrier for electron injection from the cathode 52 to the electron transport layer 54 formed of an organic material with low electron affinity. Examples of materials that can be used for the electron injection layer 53 include metal oxides containing magnesium, aluminum, calcium, zirconium, silicon, titanium, and zinc, polyphenylene vinylene, hydroxyquinoline, and naphthalimide derivatives.
電子注入層53の平均厚さは、5~1000nmが好ましく、10~30nmがより好ましい。厚さ測定は、分光エリプソメトリーや表面粗さ計、顕微鏡画像解析により測定できる。 The average thickness of the electron injection layer 53 is preferably 5 to 1,000 nm, and more preferably 10 to 30 nm. Thickness can be measured using spectroscopic ellipsometry, a surface roughness meter, or microscope image analysis.
<電子輸送層>
電子輸送層54の材料として用いることができる低分子化合物の例としては、例えばオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、テトラカルボン酸無水物、トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)などに代表される各種金属錯体、シロール誘導体等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、Alq3のような金属錯体、ピリジン誘導体が好ましい。
<Electron transport layer>
Examples of low molecular weight compounds that can be used as materials for the electron transport layer 54 include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, pyridine derivatives, quinoline derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, triazine derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, tetracarboxylic acid anhydrides, various metal complexes typified by tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum (Alq3), and silole derivatives, and one or more of these can be used. Among these, metal complexes such as Alq3 and pyridine derivatives are preferred.
電子輸送層54の平均厚さは、10~200nmであることが好ましく、40~100nmがより好ましい。厚さ測定は、分光エリプソメトリーや表面粗さ計、顕微鏡画像解析により測定できる。 The average thickness of the electron transport layer 54 is preferably 10 to 200 nm, and more preferably 40 to 100 nm. Thickness can be measured using spectroscopic ellipsometry, a surface roughness meter, or microscopic image analysis.
<発光層>
発光層55は陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後発光する層である。発光層55を形成する高分子材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリフルオレン系化合物、ポリカルバゾール系化合物等が挙げられる。
<Light-emitting layer>
The light-emitting layer 55 is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from the anode and cathode, respectively. Examples of polymer materials that form the light-emitting layer 55 include polyparaphenylene vinylene compounds, polyfluorene compounds, and polycarbazole compounds.
発光層55を形成する低分子材料としては、例えばトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)、トリス(4-メチル-8キノリノレート)アルミニウム(III)(Almq3)、8-ヒドロキシキノリン亜鉛(Znq2)、(1,10-フェナントロリン)-トリス-(4,4,4-トリフルオロ-1-(2-チエニル)-ブタン-1,3-ジオネート)ユーロピウム(III)(Eu(TTA)3(phen))、2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-21H,23H-ポルフィンプラチナム(II)の金属錯体、ビス[2-(o-ヒドロキシフェニルベンゾチアゾール]亜鉛(II)(ZnBTZ2)、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)-ピリジン]ベリリウム(Bepp2)などの金属錯体、トリス[3-メチル-2-フェニルピリジン]イリジウム(III)(Ir(mpy)3)などの金属錯体、ジスチリルベンゼン誘導体、フェナントレン誘導体、ペリレン系化合物、カルバゾール系化合物、ベンゾイミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、クマリン系化合物、ペリノン系化合物、オキサジアゾール系化合物、キナクリドン系化合物、ピリジン系化合物、スピロ化合物等が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of low-molecular-weight materials that form the light-emitting layer 55 include tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum (Alq3), tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III) (Almq3), 8-hydroxyquinoline zinc (Znq2), (1,10-phenanthroline)-tris-(4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)-butane-1,3-dionate) europium(III) (Eu(TTA)3(phen)), a metal complex of 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphine platinum(II), and bis[2-(o-hydroxyphenylbenzo[ Examples include metal complexes such as bis[2-(2-hydroxyphenyl)-pyridine]zinc(II) (ZnBTZ2), bis[2-(2-hydroxyphenyl)-pyridine]beryllium (Bepp2), metal complexes such as tris[3-methyl-2-phenylpyridine]iridium(III) (Ir(mpy)3), distyrylbenzene derivatives, phenanthrene derivatives, perylene compounds, carbazole compounds, benzimidazole compounds, benzothiazole compounds, coumarin compounds, perinone compounds, oxadiazole compounds, quinacridone compounds, pyridine compounds, and spiro compounds. These compounds can be used alone or in combination.
発光層55の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmがより好ましい。厚さ測定は分光エリプソメトリーや表面粗さ計、顕微鏡画像解析により測定できる。 The average thickness of the light-emitting layer 55 is not particularly limited, but is preferably 10 to 150 nm, and more preferably 20 to 100 nm. Thickness can be measured using spectroscopic ellipsometry, a surface roughness meter, or microscope image analysis.
<正孔輸送層>
正孔輸送層56に用いられる材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、9-(p-ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1-ビス-(4-ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α-フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。他にポリアリールアミン、フルオレン-アリールアミン共重合体、フルオレン-ビチオフェン共重合体、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p-フェニレンビニレン)、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送物質は1種単独でも2種以上の混合物としてまた、他の化合物との混合物として用いることもできる。
<Hole transport layer>
Examples of materials that can be used for the hole transport layer 56 include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, butadiene derivatives, 9-(p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis-(4-dibenzylaminophenyl)propane, styrylanthracene, styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, and thiophene derivatives. Other examples include polyarylamine, fluorene-arylamine copolymer, fluorene-bithiophene copolymer, poly(N-vinylcarbazole), polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, polyalkylthiophene, polyhexylthiophene, poly(p-phenylenevinylene), polythinylenevinylene, pyrene formaldehyde resin, ethylcarbazole formaldehyde resin, and derivatives thereof. These hole transporting materials may be used alone or in combination with other compounds.
正孔輸送層56の平均厚さは、10~150nmが好ましく、40~100nmがより好ましい。 The average thickness of the hole transport layer 56 is preferably 10 to 150 nm, and more preferably 40 to 100 nm.
<下塗り層>
下塗り層57としては、上記と同様とすることができる。下塗り層57はシロキサン化合物を含む。なお、本実施形態における下塗り層57はシリコーンハードコートとして構成してもよい。
<Undercoat layer>
The undercoat layer 57 may be the same as that described above. The undercoat layer 57 contains a siloxane compound. Note that the undercoat layer 57 in this embodiment may be configured as a silicone hard coat.
<表面層>
表面層58としては、上記と同様とすることができる。本実施形態においても、表面層58はセラミックス膜である。表面層58は図示されるように、有機EL素子の側面に形成されていてもよいが、これに限られるものではない。
<Surface layer>
The surface layer 58 may be the same as that described above. In this embodiment, the surface layer 58 is also a ceramic film. As shown in the drawing, the surface layer 58 may be formed on the side surface of the organic EL element, but is not limited to this.
有機EL素子におけるセラミックス膜及びその作製方法としては、上記の他、適宜変更して適用することができる。例えば、セラミックス膜上に陽極を形成するようにしてもよい。また、セラミックス膜は有機EL層を埋設するように陰極上に設けられてもよい。また、セラミックス膜は有機EL層等の側面を覆うように形成してもよい。本実施形態におけるセラミックス膜を設けることにより、有機EL素子にガスバリア機能、特に水分バリア機能を付与することができる。 The ceramic film and its manufacturing method for an organic EL element can be modified as appropriate and applied in addition to the above. For example, an anode may be formed on the ceramic film. Alternatively, the ceramic film may be formed on the cathode so as to bury the organic EL layer. Alternatively, the ceramic film may be formed so as to cover the side surfaces of the organic EL layer, etc. By providing the ceramic film of this embodiment, it is possible to impart a gas barrier function, particularly a moisture barrier function, to the organic EL element.
<陰極>
陰極52としては、例えば、Li、Na、Mg、Ca、Sr、Al、Ag、In、Sn、Zn、Zr等の金属元素単体あるいはこれらの合金等が用いられる。さらに陰極上に電極保護膜としてLiF等を陰極の場合と同様の方法で形成してもよい。他にITO、IZO、FTO、アルミニウムが好ましく用いられる。陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。
<Cathode>
The cathode 52 may be made of, for example, a metal element such as Li, Na, Mg, Ca, Sr, Al, Ag, In, Sn, Zn, or Zr, or an alloy thereof. Furthermore, an electrode protective film such as LiF may be formed on the cathode in the same manner as for the cathode. Other preferred materials include ITO, IZO, FTO, and aluminum. The sheet resistance of the cathode is preferably several hundred Ω/□ or less.
陰極52の平均厚さとしては、10~500nmが好ましく、100~200nmがより好ましい。厚さ測定は、分光エリプソメトリーや表面粗さ計、顕微鏡画像解析により測定できる。 The average thickness of the cathode 52 is preferably 10 to 500 nm, and more preferably 100 to 200 nm. Thickness can be measured using spectroscopic ellipsometry, a surface roughness meter, or microscopic image analysis.
<陽極>
陽極59としては、例えば金、銀、アルミニウム、ITO、ZnO等が好ましく用いられる。陽極から発光を取り出す場合、透過率は10%以上が好ましい。陽極のシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。厚さ測定は、分光エリプソメトリーや表面粗さ計、顕微鏡画像解析により測定できる。また、真空蒸着により形成する場合、水晶振動子膜厚計を用いることができる。陽極59の平均厚さとしては10~1000nmが好ましく、10~200nmがより好ましい。
<Anode>
For example, gold, silver, aluminum, ITO, ZnO, etc. are preferably used as the anode 59. When light is extracted from the anode, the transmittance is preferably 10% or more. The sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω/□ or less. The thickness can be measured by spectroscopic ellipsometry, a surface roughness meter, or microscope image analysis. When forming the anode by vacuum deposition, a quartz crystal film thickness meter can be used. The average thickness of the anode 59 is preferably 10 to 1,000 nm, and more preferably 10 to 200 nm.
(画像形成方法および画像形成装置)
本発明の画像形成方法は、感光体の表面を帯電させる帯電工程と、帯電された前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程とを少なくとも有する画像形成方法であって、前記感光体が、本発明の感光体であることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記感光体が、本発明の感光体であることを特徴とする。
本発明の画像形成方法および画像形成装置は、更に必要に応じて、その他の工程および手段を有してなる。なお、前記帯電手段と、前記露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
(Image forming method and image forming apparatus)
The image forming method of the present invention is an image forming method comprising at least a charging step of charging the surface of a photoreceptor, an exposure step of exposing the charged surface of the photoreceptor to light to form an electrostatic latent image, a development step of developing the electrostatic latent image with a developer to form a visible image, and a transfer step of transferring the visible image to a recording medium, wherein the photoreceptor is the photoreceptor of the present invention.
The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus having at least a photosensitive member, a charging means for charging the surface of the photosensitive member, an exposure means for exposing the charged surface of the photosensitive member to light to form an electrostatic latent image, a developing means for developing the electrostatic latent image with a developer to form a visible image, and a transfer means for transferring the visible image to a recording medium, wherein the photosensitive member is the photosensitive member of the present invention.
The image forming method and apparatus of the present invention may further include other steps and means as necessary. The charging means and the exposure means may be collectively referred to as an electrostatic latent image forming means.
以下では、本発明の画像形成方法および画像形成装置の実施形態についてその一例をあげて説明する。
図9は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図であり、感光体1の周りに、帯電手段3、露光手段5、現像手段6、転写手段10などが配置される。まず、帯電手段3により、感光体1が平均的に帯電される。帯電手段3としては、コロトロンデバイス、スコロトロンデバイス、固体放電素子、針電極デバイス、ローラー帯電デバイス、導電性ブラシデバイス等が用いられ、公知の方式が使用可能である。
An embodiment of the image forming method and image forming apparatus of the present invention will be described below by taking an example thereof.
9 is a schematic diagram for explaining the image forming apparatus of the present invention, in which a charging unit 3, an exposure unit 5, a developing unit 6, a transfer unit 10, etc. are arranged around a photoreceptor 1. First, the photoreceptor 1 is evenly charged by the charging unit 3. As the charging unit 3, a corotron device, a scorotron device, a solid discharge element, a needle electrode device, a roller charging device, a conductive brush device, etc. may be used, and known methods can be used.
次に、露光手段5により、均一に帯電された感光体1上に静電潜像が形成される。この光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。 Next, an electrostatic latent image is formed on the uniformly charged photoreceptor 1 by the exposure means 5. The light source can be any light-emitting device, including fluorescent lamps, tungsten lamps, halogen lamps, mercury lamps, sodium lamps, light-emitting diodes (LEDs), semiconductor lasers (LDs), and electroluminescence (EL). Various filters, such as sharp-cut filters, band-pass filters, near-infrared cut filters, dichroic filters, interference filters, and color temperature conversion filters, can also be used to irradiate only light in the desired wavelength range.
次に、現像手段6により、感光体1上に形成された静電潜像が可視化される。この現像方式としては、乾式トナーを用いた一成分現像法、二成分現像法、湿式トナーを用いた湿式現像法などが挙げられる。感光体1に正(負)帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正(負)の静電潜像が形成される。これを負(正)極性のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正(負)極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。 Next, the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 is visualized by the developing means 6. Development methods include one-component development using dry toner, two-component development, and wet development using wet toner. When the photoreceptor 1 is positively (negatively) charged and exposed to light, a positive (negative) electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor. If this is developed with toner of negative (positive) polarity (electroscopic fine particles), a positive image is obtained, and if it is developed with toner of positive (negative) polarity, a negative image is obtained.
次に、転写手段10により、感光体1上で可視化されたトナー像がローラ8により送り出された記録媒体9上に転写される。また、転写をより良好に行うために転写前チャージャ7を用いてもよい。転写手段10としては、転写チャージャ、バイアスローラー等を用いる静電転写方式;粘着転写法、圧力転写法等の機械転写方式;磁気転写方式などが利用可能である。 Next, the toner image visualized on the photoreceptor 1 is transferred by the transfer means 10 onto the recording medium 9 delivered by the roller 8. A pre-transfer charger 7 may also be used to improve transfer. The transfer means 10 can be an electrostatic transfer method using a transfer charger, bias roller, etc.; a mechanical transfer method such as adhesive transfer or pressure transfer; or a magnetic transfer method.
更に必要に応じて、記録媒体9を感光体1より分離する手段として分離チャージャ11、分離爪12を用いてもよい。その他分離手段としては、静電吸着誘導分離、側端ベルト分離、先端グリップ搬送、曲率分離等が用いられる。分離チャージャ11としては、前記帯電手段が利用可能である。また、転写後感光体上に残されたトナーをクリーニングするために、ファーブラシ14、クリーニングブレード15等のクリーニング手段が用いられ、クリーニングをより効率的に行うためにクリーニング前チャージャ13を用いてもよい。その他のクリーニング手段としては、ウェブ方式、マグネットブラシ方式等があるが、それぞれ単独又は複数の方式を一緒に用いてもよい。また、感光体1上の潜像が取り除くために除電手段2を用いてもよい。除電手段2としては、除電ランプ、除電チャージャなどが用いられ、それぞれ前記露光光源、帯電手段が利用できる。その他、感光体に近接していない原稿読み取り、給紙、定着、排紙等のプロセスは公知のものが使用できる。 If necessary, a separation charger 11 and separation claws 12 may be used to separate the recording medium 9 from the photoreceptor 1. Other separation methods include electrostatic attraction-induced separation, side edge belt separation, tip grip transport, and curvature separation. The aforementioned charging device can be used as the separation charger 11. Cleaning devices such as a fur brush 14 and cleaning blade 15 are used to clean toner remaining on the photoreceptor after transfer, and a pre-cleaning charger 13 may be used for more efficient cleaning. Other cleaning methods include web methods and magnetic brush methods, and these may be used alone or in combination. A discharger 2 may also be used to remove the latent image on the photoreceptor 1. A discharge lamp, discharger, or other device may be used as the discharger 2, and the aforementioned exposure light source and charging device may be used, respectively. Other known processes, such as document reading, paper feeding, fixing, and paper discharge, that are not close to the photoreceptor, can be used.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。なお、「部」とあるのは特記しない限り質量部を意味する。また、実施例1、2、5、7、8とあるのは、本発明に含まれない参考例1、2、5、7、8とする。
The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. Note that "parts" refers to parts by mass unless otherwise specified. Furthermore, Examples 1, 2, 5, 7, and 8 refer to Reference Examples 1, 2, 5, 7, and 8, which are not included in the present invention.
(実施例1)
以下の手順により、100μmのポリエステルフィルム(テオネックス Q51-A4-100μm、帝人株式会社製)上に下記下塗り層用塗工液をドクターブレードで塗布した後130℃で5分間乾燥した。このときの下塗り層の平均厚みは1μmであった。
Example 1
The following primer layer coating solution was applied to a 100 μm polyester film (Teonex Q51-A4-100 μm, manufactured by Teijin Limited) using a doctor blade, and then dried for 5 minutes at 130° C. The average thickness of the primer layer at this stage was 1 μm.
(下塗り層塗工液)
・シロキサン化合物含有塗料(NSC-3101、日本精化株式会社)100部
・トリメチルエトキシシラン(東京化成工業株式会社製)3部
(Undercoat layer coating liquid)
100 parts of siloxane compound-containing paint (NSC-3101, Nippon Fine Chemical Co., Ltd.) 3 parts of trimethylethoxysilane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
次に、このフィルム表面に図7に示すような装置を用いてAD法で表面層を形成した。成膜に供する金属酸化物は高純度アルミナ粒子(タイミクロンTM-DAR、大明化学工業株式会社)を用いた。
AD法による成膜条件は次の通りである。
Next, a surface layer was formed on the surface of this film by the AD method using an apparatus as shown in Figure 7. High-purity alumina particles (Taimicron TM-DAR, Taimei Chemical Industry Co., Ltd.) were used as the metal oxide for film formation.
The film formation conditions by the AD method are as follows.
(成膜条件)
・アルミナ粒子の水分量:0.2%以下(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-50℃以下
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:12L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:200Pa
・ノズルと被膜サンプルの角度:60度
・ノズルと被膜サンプルの距離:15mm
・塗工速度:200mm/min
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of alumina particles: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
Dew point temperature when powder is charged into the container: -50°C or lower Aerosol gas type: Nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 12 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 200 Pa
Angle between nozzle and coating sample: 60 degrees Distance between nozzle and coating sample: 15 mm
Coating speed: 200 mm/min
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例2)
実施例1におけるAD法による表面層の成膜条件を次の通り変えた以外は実施例1と同様にしてフィルムを製造した。
(成膜条件)
・アルミナ粒子の水分量:0.2%以下(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-50℃以下
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:5L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:50Pa
・ノズルと被膜サンプルの角度:80度
・ノズルと被膜サンプルの距離:5mm
・塗工速度:200mm/min
・塗工回数:6回(3往復)
Example 2
A film was produced in the same manner as in Example 1, except that the conditions for forming the surface layer by the AD method in Example 1 were changed as follows.
(Film formation conditions)
Moisture content of alumina particles: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
Dew point temperature when powder is charged into the container: -50°C or below Aerosol gas type: Nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 5 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 50 Pa
Angle between nozzle and coating sample: 80 degrees Distance between nozzle and coating sample: 5 mm
Coating speed: 200 mm/min
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(比較例1)
実施例1における下塗り層塗工液について、トリメチルエトキシシランを用いなかった以外は実施例1と同様にして保護フィルムを製造した。
(Comparative Example 1)
A protective film was produced in the same manner as in Example 1, except that trimethylethoxysilane was not used in the undercoat layer coating liquid in Example 1.
(実施例3)
-電子写真感光体の製造例-
以下の手順により、図6に示すように、導電性支持体201上に、中間層207、電荷発生層203、電荷輸送層204、下塗り層208及び金属酸化物含有層からなる表面層209をこの順に有する実施例3の電子写真感光体を製造した。
Example 3
-Example of manufacturing an electrophotographic photoreceptor-
An electrophotographic photoreceptor of Example 3 having, on a conductive support 201, an intermediate layer 207, a charge generating layer 203, a charge transport layer 204, an undercoat layer 208, and a surface layer 209 made of a metal oxide-containing layer, in this order, as shown in FIG. 6 was produced by the following procedure.
-中間層の形成-
アルミニウム製の導電性支持体(外径100mm)に、下記の中間層用塗工液を、浸漬法により塗工し、中間層を形成した。170℃で30分間乾燥した後の中間層の平均厚みは3μmであった。
- Formation of the middle class -
The intermediate layer was formed by applying the following intermediate layer coating solution to an aluminum conductive support (outer diameter 100 mm) by a dip coating method. After drying at 170°C for 30 minutes, the average thickness of the intermediate layer was 3 µm.
(中間層用塗工液)
・酸化亜鉛粒子(MZ-300、テイカ株式会社製): 350部
・3,5-ジ-t-ブチルサリチル酸: 1.5部
(TCI-D1947、東京化成工業株式会社製)
・ブロック化イソシアネート: 60部
(スミジュール(登録商標)3175、固形分濃度75質量%、住化バイエルウレタン株式会社製)
・ブチラール樹脂20質量%を2-ブタノンで溶解させた溶解液: 225部
(BM-1、積水化学工業株式会社製)
・2-ブタノン: 365部
(Coating liquid for intermediate layer)
Zinc oxide particles (MZ-300, manufactured by Teika Corporation): 350 parts 3,5-di-t-butylsalicylic acid: 1.5 parts (TCI-D1947, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Blocked isocyanate: 60 parts (Sumidur (registered trademark) 3175, solid content concentration 75% by mass, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.)
Solution of 20% by mass of butyral resin dissolved in 2-butanone: 225 parts (BM-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.)
・2-butanone: 365 parts
-電荷発生層の形成-
得られた中間層上に、下記の電荷発生層塗工液を浸漬塗工し、電荷発生層を形成した。
電荷発生層の平均厚みは0.2μmであった。
- Formation of charge generation layer -
The following charge generating layer coating liquid was dip coated onto the resulting intermediate layer to form a charge generating layer.
The average thickness of the charge generating layer was 0.2 μm.
(電荷発生層用塗工液)
・Y型チタニルフタロシアニン: 6部
・ブチラール樹脂(エスレックBX-1、積水化学工業社製): 4部
・2-ブタノン(関東化学株式会社製): 200部
(Coating liquid for charge generating layer)
Y-type titanyl phthalocyanine: 6 parts Butyral resin (S-LEC BX-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.): 4 parts 2-butanone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.): 200 parts
-電荷輸送層の形成-
得られた電荷発生層上に下記の電荷輸送層用塗工液1を浸積塗工し、電荷輸送層を形成した。
135℃で20分間乾燥した後の電荷輸送層の平均厚みは22μmであった。
- Formation of charge transport layer -
The resulting charge generating layer was dip-coated with the following charge transport layer coating liquid 1 to form a charge transport layer.
After drying at 135°C for 20 minutes, the average thickness of the charge transport layer was 22 µm.
(電荷輸送層用塗工液1)
・ビスフェノールZ型ポリカーボネート: 10部
(パンライトTS-2050、帝人株式会社製)
・下記構造式の低分子電荷輸送物質: 10部
(Coating liquid 1 for charge transport layer)
Bisphenol Z-type polycarbonate: 10 parts (Panlite TS-2050, manufactured by Teijin Limited)
10 parts of a low molecular weight charge transport material of the following structural formula:
・テトラヒドロフラン: 80部 - Tetrahydrofuran: 80 parts
-下塗り層の形成-
得られた電荷輸送層上に、下記の下塗り層用塗工液をリングコート塗工法で下塗り層を形成した。120℃で20分間乾燥した後の下塗り層の平均厚みは1μmであった。
- Formation of primer layer -
An undercoat layer was formed on the resulting charge transport layer by ring coating using the following undercoat layer coating liquid, and after drying at 120° C. for 20 minutes, the average thickness of the undercoat layer was 1 μm.
(下塗り層用塗工液)
・シロキサン化合物含有塗料:NSC-5506(日本精化株式会社製)180部
・トリメチルエトキシシラン(東京化成株式会社製)6部
・ポリシラン(OGSOL SI-10-10、大阪ガスケミカル株式会社製)15部
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社製)180部
(Coating liquid for undercoat layer)
Siloxane compound-containing paint: NSC-5506 (manufactured by Nippon Fine Chemical Co., Ltd.) 180 parts, trimethylethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 6 parts, polysilane (OGSOL SI-10-10, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.) 15 parts, tetrahydrofuran (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 180 parts
-金属酸化物含有層の形成-
(金属酸化物粉末の製造)
酸化銅(I)(NC-803、日本化学工業株式会社製)2kgとアルミナ(AA-03、住友化学株式会社製)1.43kgを混合し、1,100℃で40時間加熱し、銅アルミニウム酸化物を得た。これを乾式分散機(ドライスターSDA1、アシザワ・ファインテック株式会社製)により粉砕を行い、粉砕条件を変えることで、累積粒度D50が0.8μm、1.0μm、2.1μm、4.3μm、および6.6μmの銅アルミニウム酸化物粉体を得た。粉体粒度はレーザ回折・散乱式粒子径分布測定装置(MT-3300EX、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて、圧力0.2MPaの条件下の乾式モードで測定した。
- Formation of metal oxide-containing layer -
(Production of metal oxide powder)
2 kg of copper(I) oxide (NC-803, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and 1.43 kg of alumina (AA-03, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were mixed and heated at 1,100°C for 40 hours to obtain copper aluminum oxide. This was pulverized using a dry disperser (Drystar SDA1, manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.), and by changing the pulverization conditions, copper aluminum oxide powders with cumulative particle sizes D50 of 0.8 μm, 1.0 μm, 2.1 μm, 4.3 μm, and 6.6 μm were obtained. The powder particle size was measured in dry mode under a pressure of 0.2 MPa using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (MT-3300EX, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.).
次に、下塗り層表面にAD法により上の銅アルミニウム酸化物粉体(累積粒度D50が4.3μm)を用いて金属酸化物含有層を形成した。
AD法による金属酸化物含有層の成膜は次の条件で行った。
Next, a metal oxide-containing layer was formed on the surface of the undercoat layer by the AD method using the above copper aluminum oxide powder (cumulative particle size D50: 4.3 μm).
The metal oxide-containing layer was formed by the AD method under the following conditions.
(成膜条件)
・銅アルミニウム酸化物粉体の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-50℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:5L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:55Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:80度
・ノズルと感光体ドラムの距離:30mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of copper aluminum oxide powder: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is put into the container: -50°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 5 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 55 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 80 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 30 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例4)
実施例3における下塗り層用塗工液と金属酸化物含有層の形成を以下の条件に変えた以外は実施例3と同様にして電子写真感光体を製造した。
Example 4
An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Example 3, except that the conditions for forming the undercoat layer coating liquid and the metal oxide-containing layer in Example 3 were changed as follows.
(下塗り層用塗工液)
・シロキサン化合物含有塗料:NSC-5506(日本精化株式会社製)60部
・トリメチルエトキシシラン(東京化成株式会社製)3部
・ポリシラン(OGSOL SI-10-10、大阪ガスケミカル株式会社製)5部
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社製)60部
(Coating liquid for undercoat layer)
Siloxane compound-containing paint: 60 parts of NSC-5506 (manufactured by Nippon Fine Chemical Co., Ltd.), 3 parts of trimethylethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 5 parts of polysilane (OGSOL SI-10-10, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.), and 60 parts of tetrahydrofuran (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
下塗り層表面にAD法により上の銅アルミニウム酸化物粉体(累積粒度D50が2.1μm)を用いて金属酸化物含有層を形成した。
AD法による金属酸化物含有層の成膜は次の条件で行った。
A metal oxide-containing layer was formed on the surface of the undercoat layer by the AD method using the above copper aluminum oxide powder (cumulative particle size D50: 2.1 μm).
The metal oxide-containing layer was formed by the AD method under the following conditions.
(成膜条件)
・銅アルミニウム酸化物粉体の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-55℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:4L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:50Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:80度
・ノズルと感光体ドラムの距離:30mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of copper aluminum oxide powder: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is placed in the container: -55°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 4 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 50 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 80 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 30 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例5)
実施例4における金属酸化物含有層の形成を以下の条件に変えた以外は実施例4と同様にして電子写真感光体を製造した。
Example 5
An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Example 4, except that the conditions for forming the metal oxide-containing layer in Example 4 were changed as follows.
-金属酸化物含有層の形成-
(金属酸化物粉末の製造)
高純度アルミナ粒子(タイミクロンTM-DAR、大明化学工業株式会社)500gとチタン酸バリウム(関東化学株式会社製)500gをターブラーミキサーで混合したものを乾式分散機(ドライスターSDA1、アシザワ・ファインテック株式会社製)により粉砕を行い、累積粒度D50が0.8μmの金属酸化物混合粉体を得た。
- Formation of metal oxide-containing layer -
(Production of metal oxide powder)
500 g of high-purity alumina particles (Taimicron TM-DAR, manufactured by Taimei Chemical Industry Co., Ltd.) and 500 g of barium titanate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were mixed in a Turbula mixer and pulverized using a dry disperser (Drystar SDA1, manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.) to obtain a metal oxide mixed powder with a cumulative particle size D50 of 0.8 μm.
次に、下塗り層表面にAD法により上の混合粉体を用いて金属酸化物含有層を形成した。
AD法による金属酸化物含有層の成膜は次の条件で行った。
Next, a metal oxide-containing layer was formed on the surface of the undercoat layer by the AD method using the above mixed powder.
The metal oxide-containing layer was formed by the AD method under the following conditions.
(成膜条件)
・金属酸化物混合粉体の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-55℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:4L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:50Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:80度
・ノズルと感光体ドラムの距離:5mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of metal oxide mixed powder: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is placed in the container: -55°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 4 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 50 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 80 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 5 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(比較例2)
実施例3における下塗り層用塗工液と金属酸化物含有層の形成を以下の条件に変えた以外は実施例3と同様にして電子写真感光体を製造した。
(Comparative Example 2)
An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Example 3, except that the conditions for forming the undercoat layer coating liquid and the metal oxide-containing layer in Example 3 were changed as follows.
(下塗り層用塗工液)
・シロキサン化合物含有塗料:NSC-5506(日本精化株式会社製)60部
・ポリシラン(OGSOL SI-10-10、大阪ガスケミカル株式会社製)5部
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社製)60部
(Coating liquid for undercoat layer)
Siloxane compound-containing paint: NSC-5506 (manufactured by Nippon Fine Chemical Co., Ltd.) 60 parts, polysilane (OGSOL SI-10-10, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.) 5 parts, tetrahydrofuran (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 60 parts
下塗り層表面にAD法により上の銅アルミニウム酸化物粉体(累積粒度D50が0.8μm)を用いて金属酸化物含有層を形成した。
AD法による金属酸化物含有層の成膜は次の条件で行った。
A metal oxide-containing layer was formed on the surface of the undercoat layer by the AD method using the above copper aluminum oxide powder (cumulative particle size D50: 0.8 μm).
The metal oxide-containing layer was formed by the AD method under the following conditions.
(成膜条件)
・銅アルミニウム酸化物粉体の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-52℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:12L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:200Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:60度
・ノズルと感光体ドラムの距離:30mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of copper aluminum oxide powder: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is put into the container: -52°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 12 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 200 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 60 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 30 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例6)
以下の手順により、図8に示す有機EL素子を作製した。実施例1で用いたポリエステルフィルムの樹脂面上に、SiO2層を下引き層として用いて、スパッタ法により表面抵抗15Ω/□となるインジウム-スズ酸化物(ITO)を成膜することで陰極52を形成した。次いで、基板を中性洗剤、酸素系洗浄剤、イソプロピルアルコールで順次洗浄した。
次に、ITZOをターゲットとして1×10-4Paの真空条件でアルゴンと酸素を導入してスパッタリングを施し、20nmの電子注入層53を設けた。次いで、アセトンおよびイソプロピルアルコールで10分間の超音波洗浄を行い、窒素ガスを吹き付けて乾燥し、UVオゾン洗浄を10分間行った。
次いで、真空蒸着装置で電子輸送層54としてトリス(8-キノリノラト)アルミニウム(Alq3)を20nm、発光層55として下記構造式(B)を15nm真空蒸着した。
Example 6
The organic EL element shown in Fig. 8 was fabricated by the following procedure. An SiO2 layer was used as an undercoat layer on the resin surface of the polyester film used in Example 1, and an indium-tin oxide (ITO) film with a surface resistance of 15 Ω/□ was formed by sputtering to form a cathode 52. The substrate was then washed successively with a neutral detergent, an oxygen-based cleaning agent, and isopropyl alcohol.
Next, sputtering was performed using ITZO as a target under vacuum conditions of 1×10 −4 Pa by introducing argon and oxygen to form a 20 nm electron injection layer 53. Next, ultrasonic cleaning was performed with acetone and isopropyl alcohol for 10 minutes, followed by drying by spraying nitrogen gas, and UV ozone cleaning for 10 minutes.
Next, tris(8-quinolinolato)aluminum (Alq3) was vacuum-deposited in a vacuum deposition apparatus to form an electron transport layer 54 of 20 nm, and a compound of the following structural formula (B) was vacuum-deposited in a vacuum deposition apparatus to form a light-emitting layer 55 of 15 nm.
次いで、更にその上に、厚さ20nmの下記構造式(C)の正孔輸送材料を真空蒸着して正孔輸送層56を形成した。このようにして、電子注入層53、電子輸送層54、発光層55、正孔輸送層56を有する有機EL層を形成した。 Next, a hole transport material represented by the following structural formula (C) was vacuum-deposited on top of the layer to a thickness of 20 nm to form a hole transport layer 56. In this way, an organic EL layer having an electron injection layer 53, an electron transport layer 54, an emitting layer 55, and a hole transport layer 56 was formed.
次に、厚み100nmの下記組成の下塗り層用塗工液をインクジェット方式で成膜して下塗り層57を形成した。
(下塗り層用塗工液)
・シロキサン化合物含有塗料:NSC-5506(日本精化株式会社製)180部
・トリメチルエトキシシラン(東京化成株式会社製)6部
・ポリシラン(OGSOL SI-10-10、大阪ガスケミカル株式会社製)15部
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社製)100部
・シクロヘキサノン(関東化学株式会社製)80部
Next, a coating liquid for undercoat layer having the following composition was applied by inkjet printing to form an undercoat layer 57 having a thickness of 100 nm.
(Coating liquid for undercoat layer)
Siloxane compound-containing paint: 180 parts of NSC-5506 (manufactured by Nippon Fine Chemicals Co., Ltd.), 6 parts of trimethylethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 15 parts of polysilane (OGSOL SI-10-10, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.), 100 parts of tetrahydrofuran (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and 80 parts of cyclohexanone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.).
インクジェットはリコーインダストリー社製インクジェットヘッドGEN3E2を用いた。描画周波数310Hz、ヘッドと基板との間の距離は1mmとした。また、パルス電圧を20Vとした。成膜後120℃の真空乾燥処理を1時間施した。
次いでエアロゾルデポジッション法により厚さ50nmの銅アルミ酸化物(CuAlO2)を成膜して表面層58を形成した。更にスパッタ法により厚さ150nmのITO膜からなる陽極59を形成し、有機EL素子を得た。
The inkjet head used was a GEN3E2 inkjet head manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd. The drawing frequency was 310 Hz, and the distance between the head and the substrate was 1 mm. The pulse voltage was 20 V. After film formation, a vacuum drying process was performed at 120° C. for 1 hour.
Next, a copper aluminum oxide (CuAlO 2 ) film was formed to a thickness of 50 nm by aerosol deposition to form a surface layer 58. Furthermore, an anode 59 made of an ITO film to a thickness of 150 nm was formed by sputtering to obtain an organic EL element.
以上、実施例1~実施例6および比較例1~2の物品を一部切り取り、集束イオンビーム加工装置(Quanta 3D、FEI社製)により試料の平滑断面だし加工を行い、電子顕微鏡(Ultra-55、Carl Zeiss社製)およびエネルギー分散型X線分析装置(NORAN System Six、サーモフィッシャー社製)EDSマッピングの観察をした。電子顕微鏡の観察条件は加速電圧:2.0kV、倍率10,000倍、インレンズ検出器による観察を標準条件とした。これらの観察から下塗り層に含む金属酸化物の分布を評価した。 A portion was cut from each of the articles of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, and the samples were processed using a focused ion beam processing device (Quanta 3D, FEI) to create a smooth cross section. The cross sections were then observed using an electron microscope (Ultra-55, Carl Zeiss) and an energy dispersive X-ray analyzer (NORAN System Six, Thermo Fisher Scientific) for EDS mapping. The standard conditions for electron microscope observation were an accelerating voltage of 2.0 kV, a magnification of 10,000x, and observation using an in-lens detector. The distribution of metal oxides contained in the primer layer was evaluated from these observations.
実施例1~実施例6および比較例1~2の積層体における表面層に対してスクラッチ試験を行った。スクラッチ試験はスクラッチ試験機(CSR-2000、レスカ株式会社製)を用いて、スタイラス径5μm、スクラッチ速度10μm/s、励振レベル50μm、設定加重10mNの設定により、キズ幅50μmのキズをつけた。スクラッチ試験で得られる摩擦力に相当する信号出力の屈曲点における荷重の大きさを評価した。
結果を表1に記す。なお表1において基材とは下塗り層直下の層(セラミックス膜とは反対側の層)を意味する。
A scratch test was conducted on the surface layers of the laminates of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2. The scratch test was conducted using a scratch tester (CSR-2000, manufactured by Rhesca Co., Ltd.) with a stylus diameter of 5 μm, a scratch speed of 10 μm/s, an excitation level of 50 μm, and a load setting of 10 mN to create a scratch with a width of 50 μm. The magnitude of the load at the bending point of the signal output, which corresponds to the frictional force obtained in the scratch test, was evaluated.
The results are shown in Table 1. In Table 1, the substrate refers to the layer immediately below the undercoat layer (the layer on the opposite side to the ceramic film).
シロキサン化合物を含む下塗り層に金属酸化物が均質または基材界面に多く分布するものは何れもスクラッチ評価に優れた特性が得られる。 Undercoat layers containing siloxane compounds with metal oxides distributed homogeneously or in large quantities at the substrate interface exhibit excellent scratch resistance.
<電子写真感光体の評価>
上述の通り作製した実施例3~5、比較例2の電子写真感光体について、下記評価を実施した。各電子写真感光体に関する評価結果を表2に示す。
<Evaluation of Electrophotographic Photoreceptors>
The following evaluations were carried out on the electrophotographic photoreceptors of Examples 3 to 5 and Comparative Example 2, which were prepared as described above. The evaluation results for each electrophotographic photoreceptor are shown in Table 2.
<NO2暴露後の画像評価>
最初に、NO2雰囲気に電子写真感光体を一定時間静置することで電子写真感光体表面にNO2を吸着させる。本暴露条件としては電子写真感光体の表面近傍における吸着サイトにNO2吸着が飽和している条件を種々の電子写真感光体を用いて検討した結果、40ppmの濃度に制御したチャンバー内で24時間暴露することが好ましいことが判明したため、暴露条件としては、NO2濃度:40ppm雰囲気、暴露時間:24時間とした。
<Image evaluation after exposure to NO2 >
First, the electrophotographic photosensitive member is left standing in an NO atmosphere for a certain period of time to adsorb NO on the surface of the electrophotographic photosensitive member. As a result of examining the conditions for saturating NO adsorption at the adsorption sites in the vicinity of the surface of the electrophotographic photosensitive member using various electrophotographic photosensitive members, it was found that exposure for 24 hours in a chamber controlled to a concentration of 40 ppm was preferable, and therefore the exposure conditions were set to an NO concentration of 40 ppm atmosphere and an exposure time of 24 hours.
また、NO2暴露後の画像評価には画像出力時の初期空転プロセスをなくすように改造したRicoh Pro C9110(株式会社リコー製)改造機を使用し、Proトナーブラック C9100を用い、用紙としてA3サイズのコピー用紙(PODグロスコート、王子製紙株式会社製)を用いて画像評価を行った。出力画像としては、評価用のパターンを0枚、500,000枚、及び5,000,000枚印刷したタイミングで1200dpi、縦横4ドット毎に黒と白の連続パターンのドット画像を形成するハーフトーン出力を3枚連続で行い、3枚の出力画像のドット再現状態を目視及び顕微鏡で確認し、下記評価基準に基づき評価した。 In addition, for image evaluation after NO2 exposure, a modified Ricoh Pro C9110 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) was used, which had been modified to eliminate the initial idle process during image output. Pro Toner Black C9100 was used, and A3-size copy paper (POD Gloss Coat, manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) was used for image evaluation. As output images, a halftone output was performed on three sheets in succession, forming a dot image of a continuous black and white pattern at 1200 dpi every four dots vertically and horizontally, at the timing of printing 0 sheets, 500,000 sheets, and 5,000,000 sheets of the evaluation pattern. The dot reproduction state of the three output images was confirmed visually and with a microscope, and evaluated based on the following evaluation criteria.
〔評価基準〕
5:3枚の出力画像のドット再現状態は初期のプリント画質と変化なく、問題なし
4:3枚の出力画像のドット再現状態は初期のプリント画質から僅かに劣るものの目視では変化が認められず、問題なし
3:3枚の出力画像のドット再現状態に僅かに変化があるが、実使用上問題ないレベル
2:3枚の出力画像のドット再現状態に僅かなにじみが認められる
1:3枚の出力画像のドット再現状態に明らかな濃度変化が認められる
[Evaluation criteria]
5: The dot reproduction state of the three output images is unchanged from the initial print quality and is not a problem. 4: The dot reproduction state of the three output images is slightly inferior to the initial print quality, but no change is visible to the naked eye and is not a problem. 3: There is a slight change in the dot reproduction state of the three output images, but it is not a problem in actual use. 2: Slight bleeding is observed in the dot reproduction state of the three output images. 1: A clear change in density is observed in the dot reproduction state of the three output images.
シロキサン化合物を含む下塗り層に金属酸化物が均質または基材界面に多く分布するものは何れも画像評価に優れた特性が得られる。
また、プラスチックフィルムまたは感光層と、下塗り層との界面近傍における金属酸化物の含有量が、前記界面と逆の面の近傍の金属酸化物の含有量よりも多い場合、セラミックス膜の優れた強度および耐久性が得られる。また当該形態は、AD法の条件を種々調節することにより得ることができる。
In the undercoat layer containing the siloxane compound, the metal oxide is distributed homogeneously or in a large amount at the interface with the substrate, and excellent image evaluation characteristics can be obtained.
Furthermore, when the metal oxide content near the interface between the plastic film or photosensitive layer and the primer layer is higher than the metal oxide content near the opposite surface to the interface, the ceramic film has excellent strength and durability. This morphology can be obtained by adjusting the AD conditions in various ways.
(実施例7)
以下の手順により、板厚1.0mmのポリカーボネートシート(テクノロイC000ポリカーボネート樹脂シート、住化アクリル販売)上に下記下塗り層用塗工液をドクターブレードで塗布した後80℃で20分間乾燥した後、120℃で20分間乾燥した。このときの下塗り層の平均厚みは3μmであった。
Example 7
The following primer layer coating solution was applied with a doctor blade to a 1.0 mm thick polycarbonate sheet (Technoloy C000 polycarbonate resin sheet, Sumika Acryl Co., Ltd.) using the following procedure, followed by drying at 80° C. for 20 minutes and then at 120° C. for 20 minutes, resulting in an average primer layer thickness of 3 μm.
(下塗り層塗工液)
・ シリコーン塗料(X-40-9250、信越化学株式会社)380部
・ 触媒(DX-9740、信越化学株式会社)20部
・ シクロペンタノン(東京化成工業株式会社)444部
・ テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社)1556部
(Undercoat layer coating liquid)
Silicone paint (X-40-9250, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 380 parts; catalyst (DX-9740, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 20 parts; cyclopentanone (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 444 parts; tetrahydrofuran (Mitsubishi Chemical Corporation) 1,556 parts
次に、このシート表面に図7に示すような装置を用いてAD法で表面層を形成した。
成膜に供する金属酸化物は高純度アルミナ粒子(タイミクロンTM-DAR、大明化学工業株式会社)を用いた。
AD法による成膜条件は次の通りである。
Next, a surface layer was formed on the surface of this sheet by the AD method using an apparatus as shown in FIG.
High-purity alumina particles (Taimicron TM-DAR, Taimei Chemical Industry Co., Ltd.) were used as the metal oxide for film formation.
The film formation conditions by the AD method are as follows.
(成膜条件)
・アルミナ粒子の水分量:0.2%以下(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-50℃以下
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:5L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:50Pa
・ノズルと被膜サンプルの角度:60度
・ノズルと被膜サンプルの距離:15mm
・塗工速度:200mm/min
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of alumina particles: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
Dew point temperature when powder is charged into the container: -50°C or below Aerosol gas type: Nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 5 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 50 Pa
Angle between nozzle and coating sample: 60 degrees Distance between nozzle and coating sample: 15 mm
Coating speed: 200 mm/min
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例8)
実施例7における下塗り層塗工液を次の通り変え、表面層(金属酸化物含有層)の形成を以下の条件に変えた以外は実施例7と同様にしてシートを製造した。
(下塗り層塗工液)
・シリコーン塗料(KR-401、信越化学株式会社)400部
・シクロペンタノン(東京化成工業株式会社)444部
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社)1556部
(Example 8)
Sheets were produced in the same manner as in Example 7, except that the undercoat layer coating liquid in Example 7 was changed as follows, and the conditions for forming the surface layer (metal oxide-containing layer) were changed as follows.
(Undercoat layer coating liquid)
Silicone paint (KR-401, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 400 parts Cyclopentanone (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 444 parts Tetrahydrofuran (Mitsubishi Chemical Corporation) 1,556 parts
(成膜条件)
・アルミナ粒子の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-55℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:12L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:200Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:60度
・ノズルと感光体ドラムの距離:30mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of alumina particles: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is placed in the container: -55°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 12 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 200 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 60 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 30 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例9)
実施例3における下塗り層用塗工液と金属酸化物含有層の形成を以下の条件に変えた以外は実施例3と同様にして電子写真感光体を製造した。
Example 9
An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Example 3, except that the conditions for forming the undercoat layer coating liquid and the metal oxide-containing layer in Example 3 were changed as follows.
(下塗り層塗工液)
・シリコーン塗料(X-40-9250、信越化学株式会社)76部
・触媒(DX-9740、信越化学株式会社)4部
・ポリシラン(OGSOL SI-10-40、大阪ガスケミカル株式会社製)20部
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社製)400部
(Undercoat layer coating liquid)
Silicone paint (X-40-9250, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 76 parts; catalyst (DX-9740, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 4 parts; polysilane (OGSOL SI-10-40, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.) 20 parts; tetrahydrofuran (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 400 parts
下塗り層表面にAD法により上の銅アルミニウム酸化物粉体(累積粒度D50が2.1μm)を用いて金属酸化物含有層を形成した。
AD法による金属酸化物含有層の成膜は次の条件で行った。
A metal oxide-containing layer was formed on the surface of the undercoat layer by the AD method using the above copper aluminum oxide powder (cumulative particle size D50: 2.1 μm).
The metal oxide-containing layer was formed by the AD method under the following conditions.
(成膜条件)
・銅アルミニウム酸化物粉体の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-50℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:5L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:50Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:80度
・ノズルと感光体ドラムの距離:30mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of copper aluminum oxide powder: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is put into the container: -50°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 5 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 50 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 80 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 30 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
(実施例10)
実施例9における下塗り層用塗工液と金属酸化物含有層の形成を以下の条件に変えた以外は実施例9と同様にして電子写真感光体を製造した。
Example 10
An electrophotographic photoreceptor was produced in the same manner as in Example 9, except that the conditions for forming the undercoat layer coating liquid and the metal oxide-containing layer in Example 9 were changed as follows.
(下塗り層塗工液)
・シリコーン塗料(X-40-9250、信越化学株式会社)76部
・触媒(DX-9740、信越化学株式会社)4部
・下記構造の電荷輸送性物質 20部
(Undercoat layer coating liquid)
Silicone paint (X-40-9250, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 76 parts Catalyst (DX-9740, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 4 parts Charge transporting material of the following structure 20 parts
・テトラヒドロフラン(三菱ケミカル株式会社製)400部 - 400 parts tetrahydrofuran (Mitsubishi Chemical Corporation)
(成膜条件)
・銅アルミニウム酸化物粉体の水分量:0.2%以下
(カールフィッシャー水分量計による測定値)
・粉体を容器へ仕込むときの露点温度:-52℃
・エアロゾル化ガス種:窒素ガス
・エアロゾル化ガス流量:12L/min(総量)
・成膜チャンバー内真空度:200Pa
・ノズルと感光体ドラムの角度:60度
・ノズルと感光体ドラムの距離:30mm
・塗工速度:20mm/min
・ドラム回転速度:20rpm
・塗工回数:6回(3往復)
(Film formation conditions)
Moisture content of copper aluminum oxide powder: 0.2% or less (measured using a Karl Fischer moisture meter)
・Dew point temperature when powder is put into the container: -52°C
Aerosol gas type: nitrogen gas Aerosol gas flow rate: 12 L/min (total amount)
Vacuum level inside the film formation chamber: 200 Pa
Angle between nozzle and photosensitive drum: 60 degrees Distance between nozzle and photosensitive drum: 30 mm
Coating speed: 20 mm/min
Drum rotation speed: 20 rpm
・Number of coatings: 6 times (3 round trips)
実施例7から実施例10の積層体における表面層に対してスクラッチ試験を行った。スクラッチ試験はスクラッチ試験機(CSR-2000、レスカ株式会社製)を用いて、スタイラス径5μm、スクラッチ速度10μm/s、励振レベル50μm、設定加重10mNの設定により、キズ幅50μmのキズをつけた。スクラッチ試験で得られる摩擦力に相当する信号出力の屈曲点における荷重の大きさを評価した。
結果を表3に記す。なお表3において基材とは下塗り層直下の層(セラミックス膜とは反対側の層)を意味する。
A scratch test was carried out on the surface layers of the laminates of Examples 7 to 10. The scratch test was carried out using a scratch tester (CSR-2000, manufactured by Rhesca Co., Ltd.) with a stylus diameter of 5 μm, a scratch speed of 10 μm/s, an excitation level of 50 μm, and a set load of 10 mN to create a scratch with a width of 50 μm. The magnitude of the load at the bending point of the signal output, which corresponds to the frictional force obtained in the scratch test, was evaluated.
The results are shown in Table 3. In Table 3, the substrate refers to the layer immediately below the undercoat layer (the layer on the opposite side to the ceramic film).
シロキサン化合物を含む下塗り層に金属酸化物が均質に分布するものは何れもスクラッチ評価に優れた特性が得られる。 Any primer layer containing a siloxane compound and in which metal oxides are uniformly distributed exhibits excellent scratch resistance.
<電子写真感光体の評価>
上述の通り作製した実施例9~10の電子写真感光体について、実施例3と同じ評価を実施した。各電子写真感光体に関する評価結果を表4に示す。
<Evaluation of Electrophotographic Photoreceptors>
The electrophotographic photoreceptors of Examples 9 and 10 prepared as described above were subjected to the same evaluation as in Example 3. Table 4 shows the evaluation results for each electrophotographic photoreceptor.
シロキサン化合物を含む下塗り層に金属酸化物が均質または基材界面に多く分布するものは何れも画像評価に優れた特性が得られる。
また、プラスチックフィルムまたは感光層と、下塗り層との界面近傍における金属酸化物の含有量が、前記界面と逆の面の近傍の金属酸化物の含有量よりも多い場合、セラミックス膜の優れた強度および耐久性が得られる。また当該形態は、AD法の条件を種々調節することにより得ることができる。
In the undercoat layer containing the siloxane compound, the metal oxide is distributed homogeneously or in a large amount at the interface with the substrate, and excellent image evaluation characteristics can be obtained.
Furthermore, when the metal oxide content near the interface between the plastic film or photosensitive layer and the primer layer is higher than the metal oxide content near the opposite surface to the interface, the ceramic film has excellent strength and durability. This morphology can be obtained by adjusting the AD conditions in various ways.
1 感光体
2 除電手段
3 帯電手段
5 露光手段
6 現像手段
7 転写前チャージャ
8 ローラ
9 記録媒体
10 転写手段
11 分離チャージャ
12 分離爪
13 クリーニング前チャージャ
14 ファーブラシ
15 クリーニングブレード
50C 有機EL素子
51 支持体
52 陰極
53 電子注入層
54 電子輸送層
55 発光層
56 正孔輸送層
57 下塗り層
58 表面層
59 陽極
111 ガスボンベ
112a 配管
112b 配管
112c 配管
113 エアロゾル発生器
114 成膜チャンバー
115 噴射ノズル
116 基板(感光体)
117 基板ホルダ
118 排気ポンプ
119 圧空バルブ
120 粒子
201 支持体
202 感光層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
205 下引き層
206 保護層
207 中間層
208 下塗り層
209 表面層
1 Photoconductor 2 Discharger 3 Charging means 5 Exposure means 6 Developing means 7 Pre-transfer charger 8 Roller 9 Recording medium 10 Transfer means 11 Separation charger 12 Separation claw 13 Pre-cleaning charger 14 Fur brush 15 Cleaning blade 50C Organic EL element 51 Support 52 Cathode 53 Electron injection layer 54 Electron transport layer 55 Light-emitting layer 56 Hole transport layer 57 Undercoat layer 58 Surface layer 59 Anode 111 Gas cylinder 112a Pipe 112b Pipe 112c Pipe 113 Aerosol generator 114 Film-forming chamber 115 Spray nozzle 116 Substrate (photoconductor)
117 Substrate holder 118 Exhaust pump 119 Compressed air valve 120 Particles 201 Support 202 Photosensitive layer 203 Charge generation layer 204 Charge transport layer 205 Undercoat layer 206 Protective layer 207 Intermediate layer 208 Undercoat layer 209 Surface layer
Claims (5)
前記有機材料を含む層(1)に接して、シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)と、
前記シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)に接して、前記金属酸化物を含む層(3)と、
を有し、電子写真感光体または有機EL素子に用いられる積層体であって、
前記層(3)に含まれる金属酸化物がデラフォサイト、ペロブスカイトのいずれか一つを含み、
前記シロキサン化合物が水酸基および加水分解性基から選ばれるいずれかを有する有機ケイ素化合物を架橋させたものである積層体。 a layer (1) containing an organic material;
a layer (2) containing a siloxane compound and a metal oxide in contact with the layer (1) containing an organic material;
a layer (3) containing the metal oxide in contact with the layer (2) containing the siloxane compound and the metal oxide;
A laminate for use in an electrophotographic photoreceptor or an organic EL element ,
the metal oxide contained in the layer (3) includes either delafossite or perovskite,
The laminate is obtained by crosslinking the siloxane compound with an organosilicon compound having either a hydroxyl group or a hydrolyzable group.
前記シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)と前記金属酸化物を含む層(3)とは界面(23)を形成し、
前記シロキサン化合物および金属酸化物を含む層(2)は、前記界面(12)近傍における前記金属酸化物の含有量が、前記界面(23)の近傍の前記金属酸化物の含有量よりも多い、請求項1に記載の積層体。 the layer (1) containing the organic material and the layer (2) containing the siloxane compound and the metal oxide form an interface (12);
the layer (2) containing a siloxane compound and a metal oxide and the layer (3) containing a metal oxide form an interface (23);
2. The laminate according to claim 1, wherein the layer (2) containing the siloxane compound and the metal oxide has a higher content of the metal oxide in the vicinity of the interface (12) than in the vicinity of the interface (23).
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