DE2052849C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, in dem eine persistente innere Polarisation herstellbar ist und das eine erste fotoleitfähige Schicht und eine isolierende Deckschicht enthält.

Elektrofotografische Aufzeichnungsmnterialien, in denen eine persistente innere Polarisation herstellbar ist, werden z. B. für ein kürzlich entwickeltes elektrofotografisches Verfahren benötigt, bei dem ein elektrofotografisch.es Aufzeichnungsmaterial, das eine fotoleitfähige Schicht mit mehreren Haftstellen- oder Ladungsfallenniveaus vnd mit der Möglichkeit der Ausbildung persistenter innerer Polarisation und eine mit dieser fotoleitfähigen Schicht fest verbundene, hochisolierende Schicht aufweist, ein erstes elektrisches Feld angelegt wird, um auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht eine Ladung mit der einen Polarität aufzubringen, und ein zweites elektrisches Feld angelegt wird, um auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht eine Ladung mit entgegengesetzter Polarität gleichzeitig mit der Projektion eines Lichtbildes auf das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial aufzubringen, so daß sich ein elektrostatisches, latentes Bild auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht ergibt, das dem Lichtbild entspricht. Dieses Verfahren ist anderen Verfahren insofern überlegen, als es möglich ist, fotoleitfähige Materialien mit einem derart niedrigen Dunkelwiderstand zu verwenden, wie er bei den anderen bekannten Verfahren der Elektrofotografie nicht verwendet werden kann, so daß sich eine extrem hohe Lichtempfindlichkeit ergibt. Bei diesem Verfahren müssen jedoch, da zur Bildung des latenten Bildes an der Grenzfläche zwischen der hochisolierenden Schicht und der fotoleitfähigen Schicht oder deren Oberfläche in unmittelbarer Nähe der hochisolierenden Schicht Ladungsträger festgehalten werden, für die fotoleitfähige Schicht Materialien mit einer großen Anzahl von Haftstellen- oder Ladungsfallenniveaus verwendet werden. Fotoleitfähige, lichtempfindliche Materialien mit einer großen Anzahl von Haftstrilenniveaus oder Verunreinigungsniveaus haben im allgemeinen eine niedrige Lichtempfindlichkeit. Aus diesem Grunde ist es schwierig, ein Aufzeichnungsmaterial herzustellen, das die Ladungsträger sicher festhält und eine bessere Lichtempfindlichkeit aufweist.

Aus der DT-AS 12 50 737 ist ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, welches aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer ersten fotoleitfähigen Schicht und einer zweiten fotoleitfähigen Schicht besteht. Die erste fotoleitfähige Schicht besteht dabei aus im wesentlichen reinem, glasartigem Selen. Die zweite fotoleitfähige Schicht besteht aus einem Gemisch aus glasartigem Selen, Arsen und Jod, wobei der Anteil des Arsens etwa 0,5 bis 20°/o und der des Jods etwa 2,5 · 10~³ bis 0,5 °/o beträgt. Der Jod-Zusatz erfüllt dabei die Aufgabe, die Lichtempfindlichkeit der betreffenden fotoleitfähigen Schicht zu erhöhen. Dieses bekannte Aufzeichnungsmaterial eignet sich insbesondere für die Röntgenelektrographie, es besitzt jedoch keine isolierende Deckschicht, so daß in ihm keine persistente innere Polarisation herstellbar ist.

Die z. B. aus den deutschen Offenlegungschriften 14 97 164 und 14 97 169 bekannten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien, in denen eine persitente innere Polarisation herstellbar ist und die für das beschrieoene elektrofotografische Verfahren verwendbar sind, weisen jeweils eine fotoleitfähige Schicht und eine isolierende Deckschicht auf, wobei diese beiden Schichten direkt übereinanderliegen. Obgleich das beschriebene Verfahren mit diesen bekannten Aufzeichnungsmaterialien durchführbar ist, ist es doch wünschenswert, eine höhere Lichtempfindlichkeit und eine bessere Stabilität des latenten Bildes als bisher zu erreichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, in dem eine persistente innere Polarisation heistellbar ist, für elektrofotografische Verfahren zu schaffen, das eine höhere Lichtempfindlichkeit als bisher aufweist und Ladungsträger mit großer Sicherheit festhält, so daß das Ladungsbild stabiler wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erste fotoleitfähige Schicht aus einer Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te besteht, und daß es zwischen erster fotoleitfähiger Schicht und Deckschicht eine zweite fotoleitfähige Schicht aus einer Se-Tc-I cgicrung mit 40 Molprozent Te vermischt mit einer Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te enthält.

Nach der Erfindung wird also mindestens der Oberflächenteil der photoleitfähigen Schicht, der an die isolierende Deckschicht angrenzt, durch Aufdampfen eines Gemisches aus einem empfindlichen Photoleiter und einem Photoleiter mit relativ geringem Dunkelabfall gebildet.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials sowie Verfahren zur Herstellung derartiger emndungsgemülkr Aufzeichnungsmaterialien werden im folgenden an Hand der Figuren ausführlicher beschrieben.

F i g. 1 stellt einen Querschnitt eines nach der Erfindung ausgebildeten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials dar, und

F i g. 2 stellt die Abhängigkeit der Intensität des latenten Bildes von den Belichtungsverhältnissen in Form eines Diagramms dar.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist. enthält das elektrophotogmphische Aufzeichnungsmaterial ein Substrat 1, bei dem es sich um ein Metall oder einen Isolator handeln kann, eine photoleitfähige Schicht 2, bei der es sich um irgendein an sich bekanntes photoleitfähiges Material handeln kann, eine aufgedampfte Schicht 4, die aus einem Gemisch eines hoch lichtempfindlichen Materials mit einem Material mit geringem Dunkelabfall besteht, und eine hochisolierende Schicht 3, die in der erwähnten Reihenfolge übereinandergeschichtet und zu einer einstückigen Anurdnung miteinander verbunden sind.

Beispiel 1

Es wurde ein Aufdampfungsbehälter mit mehreren Booten verwendet, die wahlweise erhitzt wurden. Als hochlichtempfindliches Material wurden ein Pulver aus einer Se-Te-Legierung mit 40 Molprozent Te und als Material mit geringem Dunkelabfall ein Puher aus einer Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te in verschiedene Boote geladen. Ein Substrat aus Aluminiumblech 1 wurde in einem Verdampfungsbehälter angeordnet, und dann wurde der Behälter evakuiert. Anschließend wurden mehrere Boote mit dem Material mit geringem Dunkelabfall, ausgenommen ein Boot, das das hoch lichtempfindliche Material enthielt, und ein Boot, das das Material mit geringem Dunkelabfall enthielt, nacheinander eine vorherbestimmte Zeitdauer behandelt, um eine homogene, niedergeschlagene Schicht mit einer vorherbestimmten Menge von Te unabhängig von den Unterschieden in den Dampfdrücken von Se und Te zu bilden. Das heißt, es wurde eine 30 Mikron dicke Se-Te-Schicht mit 16 Molprozent Te auf dem Substrat 1 gebildet. Danach wurden die übrigen beiden Boote, d. h. das eine mit der Se-Te-Legierung mit 16% Te und das andere mit der Sc-Te- 4" Leeierung mit 40 Molprozent Te so behandelt, daß eleichzcitig Dämpfe von Se-Te-Legierungen mit verschiedenem Gehalt von Te gebildet wurden, um die Schicht 4, die das Gemisch aus dem hochüchtempfindlichen Material und dem Material mit geringem Dunkelabfall enthielt, auf der niedergeschlagenen Schicht aus Se-Te in einer Dicke von 1 Mikron niederzuschlagen. Dann wurde das Substrat aus dem Behälter entfernt und eine hochisolierende Schicht 3 aus Polycarbonat auf der Oberfläche der Schicht 4 in einer Dicke von 5" 10 Mikron aufgebracht.

Mit Hilfe einer Koronaentladungseinheit wurde eine Ladung von 2000 V auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht 3 und dann eine Ladung mit positiver Polarität auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht gleichzeitig mit der Aufprojektion eines Lichtbildes während einer Zeit von 0,2 Sekunden mit einer Helligkeit von 1 Lux auf den hellen Teilen des Bildes zur Bildung eines hnentcn Bildes auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht, das dem Lichtbild fi« entspricht und ein Potential von 100 V an !eilen aufweist, die den dunklen Teilen des I iehtbildes entsprechen, und ein Potential von ·■ 200 Y an 1 eilen, die den hellen Teilen des Lichtbildes entsprechen, aufgebracht Das latente Bild konnte mit Hilfe eines geladenen Entwicklungspulvers leicht entwickelt und dann abgezogen (im Abziehbilddruck-Verfahren) v> Hrn. Nach dem Abziehen wurde dir Oberfläche

elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gereinigt und das restliche latente Bild in an sich bekannter Weise vor der nächsten Verwendung gelöscht. F i g. 2 zeigt die abhängigkeit der Intensität des latenten Bildes von der Belichtung des lichtempfindlichen Elements. Wie die Kurve α zeigt, erreicht die Intensität des latenten Bildes bei einer Helligkeit des Lichtbildes von etwa 10 Lux ein Maximum, und eine weitere Steigerung der Helligkeit über diesen Wert hinaus vergrößert die Intensität des latenten Bildes nicht.

Wenn die Schicht 4 nur 16°_o Te enthält, ist es nicht möglich, ein latentes Bild mit vergleichbarer Intensität zu erzeugen, sofern die Helligkeit des Lichtbildes nicht um ein Vielfaches erhöht wird. Wenn dagegen das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial lediglich eine lichtempfindliche Schicht aus einer Te-Se-Legierung mit 40 Molprozent Te und keine p'nuiuleitfähige Schicht aus Te-Se mit 16 Molprozent Te enthält, ist der Unterschied der Spannungen an hellen und dunklen Stellen des Lichtbildes sehr klein, .vas in der Praxis unbrauchbar ist. Eine lichtempfindliche Schicht, bestehend aus einer ersten Schicht aus Se-Te mit 16 Molprozent Te und einer zweiten Schicht mit 40 Molprozent Te. aufgedampft auf einer Oberfläche der ersten Schicht bis zu einer Dicke von 1 Mikron, und diejenige, die aus einer ersten Schicht aus Se-Te mit 40 Molprozcnt Te und einer zweiten Schicht mit 16 Molprozen.t Te. aufgedampft auf einer Oberfläche der ersten Schicht bis zu einer Dicke von 1 Mikron, erzeugen latente Bilder mit sehr viel niedrigerer Intensität als diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus ist die Empfindlichkeit des zuletzt erwähnten lichtempfindlichen Elements niedrig, und ein derartiges Element ist in der Praxis unbrauchbar. Obwohl die Vorgänge, die sich in der lichtempfindlichen Schicht 4 abspielen, die aus dem Gemisch besteht, das aus dem hochlichtempfindlichen Material und dem Material mit der hohen Ladungshaltefähigkeit besieht, noch nicht vollständig geklärt sind, wird folgendes angenommen: Da kleine Teilchen von Dämpfen verschiedener lichtempfindlicher Materialien gleichzeitig iuf dem Substrat niedergeschlagen werden, um eine Schicht aus dem Gemisch /u bilden, liegen das hochempfindliche Material und das Material mit der hohen Ladungshaltefähigkeit in der gleichen Ebene, so daß sich entsprechende Eigenschaften ergeben und sich die Ladungsträger /wischen diesen beiden lichtempfindlichen Materialien verhältnismäßig leicht ausgleichen und die hohe Lichtempfindlichkeit sowie die hohe Laduneshaltefähigkeit praktisch gleichzeitig wirksam sind. Der Grund dafür, daß eine dünne niedergeschlagene Schicht des Gemisches mit einer Dicke von etwa 1 Mikron ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, wird daiin gesehen, daß das lichtempfindliche Material, wie Se-Te. eine äußerst hohe l.ichtabsorptionsfähigkcit aufweist. ,0 daß es nahe/u das gesamte Licht, das auf seine Oberflächenschicht auftrifft. absorbiert und <ms- freien Ladungsträger, die durch liiere Licht.ibsorption angeregt werden, leicht eine große Strecke zurücklegen λ us diesem Grunde muß die Dicke der Schicht 4 des Gemisches entsprechend dem Lichiabsorptionsgrad festgelegt werden. Die Intensität des latenten Hildes läßt sich auch dadurch steigern, daß man den transfer der Ladungsträger /wischen Teilchen aus zwei unterschiedlichen lichtempfindlichen Materialien in dem Gemisch erleichtert Dies läßt sich durch eine Wärmebehandlung

erreichen. Das folgende Beispiel 2 zeigt diese Wärmebehandlung.

B e i s ρ i e 1 2

Das nach dem Beispiel 1 hergestellte elcktrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde in der Atmosphäre 3 Stunden lang auf 65° C gehalten, und die latenten Bilder wurden mit diesem wärmebehandelten Aufzeichnungsmaterial nach dem im Beispiel 1 be- ίο schriebenen Verfahren gebildet. Wie die Kurve b in F i g. 2 zeigt, erhöhte sich die Empfindlichkeit des

latenten Bildes um das l,7fache, so daß der Belichtungsspielraum vergrößert und die Wiedergabefähigkeit der Zwischentöiiic stark verbessert wurde.

Die Wärmebehandlung verringert die Sperrschichtbildung zwischen Teilchen aus unterschiedlichen lichtempfindlichen Materialien, so daß der Transfer von Ladungsträgern erleichtert wird. Infolgedessen werden die Eigenschaften von Teilchen zweier unterschiedlicher Arten bleibend ausgebildet. Es hat sich ferneherausgestellt, daß der Effekt der Wärmebehandlung verbessert wird, je stärker der Unterschied der Eigenschaften der beiden lichtempfindlichen Materialien ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, in dem eine persistente innere Polarisation herstellbar ist und das eine erste fotoleitfähige S Schicht und eine isolierende Deckschicht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die erste fotoleitfahige Schicht aus einer Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te besteht und daß es zwischen erster fotoleitfähiger Schicht und Deck- *° schicht eine zweite fotoleitfähige Schicht aus einer Se-Te-Legierung mit 40 Molprozent Te vermischt mit einer Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te enthält.

2. Verfahren zur Herstellung eines elektro- »5 fotografischen Aufzeichnungsmaterials, in dem eine persistente innere Polarisation herstellbar ist, durch Aufdampfen einer fotoleitfähigen Schicht auf einen Schichtträger, Aufbringen einer isolierenden Deckschicht und gegebenenfalls Erwärmen des Aufzeichnungsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Schichtträger eine Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te aufgedampft und darauf eine Se-Te-Legierung mit 40 Molprozent Te gleichzeitig mit einer Se-Te-Legierung mit 16 Molprozent Te aufgedampft wird.