DE2126549B2

DE2126549B2 - Electrophotographic recording material and process for its manufacture

Info

Publication number: DE2126549B2
Application number: DE2126549A
Authority: DE
Inventors: Tadaji Tokio Fukuda; Koichi Narashino Chiba Kinoshita
Original assignee: Katsuragawa Denki Kk Tokio
Current assignee: Katsuragawa Denki Kk Tokio
Priority date: 1970-05-29
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1975-02-27
Also published as: US3894870A; BE767862A; CA968607A; DE2126549A1; GB1360272A; FR2093872A5; US3795515A; NL7107317A; JPS4910257B1; NL150923B; SU449516A3

Description

bevorzugt, um die Ausbildung des latenten Bildes zu verbessern und eine hohe Auflösung zu erzielen. Wenn man bei einer dicken fotoleitfähigei. Schicht mit einer hohen Lichtabsorptionsfähigkeit lediglich die eine Schichtseite der Lichtbestrahlung aussetzt, wie es bei 5 den herkömmlichen elektrofotografischen Aufzeichnungsverfahren der Fall ist, werden einige Teile der Schicht nicht mit Licht angeregt. Wenn man beispielsweise Se-Te oder Se benutzt, werden nahezu alle Lichtanteile, die eine gewisse Lichtanregung verursachen, in dem fotoleitfähigen Material auf einer Strecke von weniger als 1 μπ? absorbiert Wenn man daher eine SeTe-Schicht mit einer Stärke von 20 μπι benutzt, wird der größte Teil der Schicht durch das auftreffende Licht nicht angeregt. Der Prozentsatz des der Lichtanregung ausgesetzten Dickenteils nimmt mit zunehmender Dichte der fotoleitfähigen Schicht ab. Trotz der hohen Lichtabsorptionsfähigkeit werden zur Zeit dicke Schichten aus SeTe oder Se in elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien benutzt da bei einem anliegenden elektrischen Feld die Beweglichkeit der freien Ladungsträger sehr hoch ist. Selbst in Se, in dem die Beweglichkeit am geringsten ist, beträgt sie 0,14cm²/V · see Das bedeutet daß man selbst eine Se-Schicht mit einer Stärke von mehr als einigen zehn Mikrometern für elektrofotografische Zwecke mit Erfolg verwenden kann. Weitere geeignete Materialien mit hoher Lichtabsorptionsfähigkeit sind beispielsweise Se, SeTe, CdTe usw.preferred in order to improve latent image formation and achieve high resolution. If you have a thick photoconductive egg. The layer having a high light absorptivity exposes only one side of the layer to light irradiation, as is the case with conventional electrophotographic recording methods, some parts of the layer are not excited with light. If, for example, Se-Te or Se are used, almost all of the light components that cause a certain light excitation are in the photoconductive material over a distance of less than 1 μπ? absorbed If you therefore use a SeTe layer with a thickness of 20 μm, most of the layer is not excited by the incident light. The percentage of the thickness portion exposed to the light excitation decreases as the density of the photoconductive layer increases. Despite the high light absorption capacity, thick layers of SeTe or Se are currently used in electrophotographic recording materials because the mobility of the free charge carriers is very high when an electric field is applied. Even in Se, in which the mobility is the lowest, it is 0.14 cm ² / V · see. That is, even a Se layer thicker than several tens of micrometers can be successfully used for electrophotographic purposes. Other suitable materials with high light absorption capacity are, for example, Se, SeTe, CdTe, etc.

Nachteilig daran ist allerdings, daß bei hohen zyklisehen Arbeitsgeschwindigkeiten eines solchen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials mit einer dikken fotoleitfähigen Schicht infolge von Restladungen Hystereseerscheinungen bemerkbar machen, die die Fähigkeit zur Erzeugung eines latenten Bildes vermindem. Diese Hysterese- oder Ermüdungserscheinungen treten insbesondere auf, wenn die fotoleitfähige Schicht auch auf der Elektrodenseite mit einer isolierenden Schicht überzogen ist. Diese Ermüdungs- oder Hystereseerscheinung ist grundsätzlich darauf zurückzuführen. daß bei einem unvollkommenen ohmschen Kontakt zwischen der fotoleitfähigcn Schicht und der Elektrodenschicht bzw. bei vorhandener isolierender Schicht zwischen der Elektrodenschicht und der fotoleitfähigen Schicht während des Aufbringens der Ladung entgegengesetzter Polarität auf die isolierende Deckschicht betgieichzeitiger bildmäßiger Belichtung ein Teil der in der fotoleitfähigen Schicht bewegbaren Ladungsträger in einem Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht eingefangen wird, der nahe bei der Elektroder.schicht liegt. Diese eingefangenen Ladungsträger werden bei einer Umpolung nur verzögert oder überhaupt nicht mehr freigegeben. Die herkömmlichen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien der beschriebenen Art haben daher eine begrenzte Lebensdauer.The disadvantage of this, however, is that at high cyclical rates Operating speeds of such an electrophotographic recording material with a thick photoconductive layer due to residual charges make hysteresis phenomena noticeable, which the Ability to create a latent image decrease. These hysteresis or fatigue phenomena occur in particular when the photoconductive layer is also provided with an insulating layer on the electrode side Layer is coated. This fatigue or hysteresis phenomenon is basically due to it. that with an imperfect ohmic contact between the photoconductive layer and the electrode layer or if there is an insulating layer between the electrode layer and the photoconductive layer Layer during the application of the charge of opposite polarity to the insulating cover layer simultaneous image-wise exposure a part of the in of the photoconductive layer trapped in a portion of the photoconductive layer which is close to the Elektroder.schicht. These trapped load carriers are at a Polarity reversal only delayed or not released at all. The conventional electrophotographic Recording materials of the type described therefore have a limited life.

Aus der DT-OS 1 497 194 ist es bereits bekannt, bei einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial zwischen einer fotoleitfähigen Schicht und einer angrenzenden Elektrodenschicht eine Zwischenschicht vorzusehen, die bei Abwesenheit einer aktivierenden Strahlung Ladungsverluste der fotoleitfähigen Schicht an die Elektrodenschicht vermindert, jedoch in Gegenwart einer solchen Strahlung eine Ladungsableitung zuläßt. Diese Zwischenschicht dient somit zur Steuerung der Ladungsinjektion von der fotoleitfähigen Schicht in die Elektrodenschicht und ist zur Lösung des oben beschriebenen Problems nicht geeignet.From DT-OS 1 497 194 it is already known for an electrophotographic recording material an intermediate layer between a photoconductive layer and an adjacent electrode layer provide that in the absence of activating radiation, the charge losses of the photoconductive layer reduced to the electrode layer, but allows charge dissipation in the presence of such radiation. This intermediate layer thus serves to control the injection of charge from the photoconductive layer in the electrode layer and is not suitable for solving the problem described above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial derart zu verbessern, daß das nachteilige Einfangen von Ladungsträgern in der fotoleitfähigen Schicht in der Nähe der die elektrisch leitende Schicht darstellenden Elektrodenschicht mögEchst vermieden wird. Ferner soll ein Verfahren zum Herstellen eines derart verbesserten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials geschaffen werden.The invention is based on the object of the electrophotographic recording material described at the outset to improve so that the disadvantageous trapping of charge carriers in the photoconductive Layer in the vicinity of the electrode layer representing the electrically conductive layer is avoided as far as possible will. Furthermore, a method for producing an electrophotographic recording material improved in this way is intended be created.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial nach der Erfindung dadurch gelöst daß die Zwischenschicht fotoleitfähiges Material enthält und daß sich die Zusammensetzung der Zwischenschicht allmählich in Richtung von der elektrisch leitenden Schicht zur fotoleitfähigen Schicht der Zusammensetzung der fotoleitfähigen Schicht annähert, ohne daß sprunghafte Grenzflächen zwischen der Zwischenschicht und der fotoleitfähigen Schicht vorkommen.This object is achieved in the electrophotographic recording material described at the outset according to Invention achieved in that the intermediate layer contains photoconductive material and that the composition of the intermediate layer gradually in the direction from the electrically conductive layer to the photoconductive one Layer approximates the composition of the photoconductive layer without abrupt interfaces occur between the intermediate layer and the photoconductive layer.

Auf diese Weise wird erreicht daß in der Zwischenschicht der Gehali an fotoleitfühigem Material, das eine persistente innere Polarisation zeigt und mit Ladungsfangstellen behaftet ist, allmählich und kontinuierlich in Richtung von der fotoleitfähigen Schicht zur elektrisch leitenden Schicht abnimmt, so daß zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der Zwischenschicht keine diskreten Grenzflächen auftreten und die Ladungsträger die Möglichkeit haben, die für das Einfangen verantwortliche fotoleitfähige Schicht zu verlassen. Die in die Zwischenschicht eingetretenen Ladungsträger bleiben daher frei beweglich und können bei einer Polaritätsumpolung ohne Verzögerung zurück in die fotoleitfähige Schicht wandern. Dadurch werden die die Lebensdauer des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials verkürzenden Restladungen in der fotoleitfähigen Schicht sowie die eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials begrenzende Hystereseerscheinung vermieden.In this way it is achieved that in the intermediate layer the Gehali of photoconductive material, the one exhibits persistent internal polarization and is fraught with charge traps, gradually and continuously in Direction from the photoconductive layer to the electrically conductive layer decreases, so that between the photoconductive Layer and the intermediate layer no discrete interfaces occur and the charge carriers have the opportunity to leave the photoconductive layer responsible for the capture. The in the Charge carriers that have entered the intermediate layer therefore remain freely movable and can change the polarity if the polarity is reversed migrate back into the photoconductive layer without delay. This will increase the lifespan of the electrophotographic recording material shortening residual charges in the photoconductive Layer as well as that limiting a higher operating speed of the electrophotographic recording material Hysteresis phenomenon avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials ist zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der isolierenden Deckschicht eine Grenzschicht ausgebildet, die ein Gemisch aus einem fotoleitfähigen Material und einem zahlreiche Ladungsfangstellen bildenden Material besteht. Diese Maßnahme trägt zur Förderung der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dadurch bei, daß bereits innerhalb der fotoleitfähigen Schicht die für das Einfangen der Ladungsträger verantwortlichen, aber zur Ausbildung einer persistenten inneren Polarisation notwendigen Ladungsfangstellen nach Möglichkeit in die Nähe der isolierenden Deckschicht und nicht in die Nachbarschaft der elektrisch leitenden Schlicht gelegt werden.According to a preferred embodiment of the electrophotographic recording material according to the invention, there is between the photoconductive layer and of the insulating cover layer, a boundary layer is formed, which is a mixture of a photoconductive material and a numerous charge trap forming material. This measure contributes to the promotion the solution of the problem according to the invention in that already within the photoconductive Layer those responsible for capturing the charge carriers, but to create a persistent one internal polarization necessary charge traps, if possible in the vicinity of the insulating cover layer and not be placed in the vicinity of the electrically conductive coating.

Das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß auf die gegebenenfalls mit der isolierenden Schicht versehene elektrisch leitende Schicht ein Material mit einem spezifischen Widerstand, der niedriger als derjenige der fotoleitfähigen Schicht ist, aufgedampft, dann gleichzeitig mit diesem Material ein fotoleitfähiges Material, dann allein das fotoleitfähige Material aufgedampft und schließlich die isolierende Deckschicht aufgebracht wird.The method described at the beginning for producing an electrophotographic recording material is characterized according to the invention that on the optionally with the insulating layer provided electrically conductive layer is a material with a specific resistance lower than that the photoconductive layer is vapor-deposited, then simultaneously with this material a photoconductive material, then only the photoconductive material is vapor-deposited and finally the insulating cover layer is applied will.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sich die Zusammensetzung der das niederohmige Material enthaltenden Zwischenschicht kontinuierlich und allmählich der Zusammensetzung der fotoleitfähigen Schicht annähert. Die besondere Art Ηργ AiiMnmnfnncr «.m/o^l/tIn this way it is ensured that the composition of the material containing the low resistance Interlayer continuously and gradually approximates the composition of the photoconductive layer. The special kind Ηργ AiiMnmnfnncr «.m / o ^ l / t

den Eindruck, als ob das fotoleitfähige Material in die Zwischenschicht eindiffundiert sei. Anstelle einer Aufdampfung könnten die Schichten beispielsweise auch aufgesprüht werden. Unabhängig von dem besonderen Aufbringungsverfahren ist allerdings wichtig, daß keine definierten Grenzflächen zwischen den fraglichen Schichten auftreten.the impression that the photoconductive material has diffused into the intermediate layer. Instead of vapor deposition the layers could also be sprayed on, for example. Regardless of the special one Application method is important, however, that there are no defined interfaces between the ones in question Layers occur.

Vor dem Aufbringen der isolierenden Deckschicht kann eine Grenzschicht auf die fotoleitfähige Schicht aufgedampft werden, die als Ladungsträger-Fangstellenschicht ausgebildet istBefore the insulating cover layer is applied, a boundary layer can be applied to the photoconductive layer are vapor-deposited, which acts as a charge carrier trap layer is trained

Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind durch weitere Ansprüche gekennzeichnet.Preferred embodiments of the method are characterized by further claims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben.Preferred exemplary embodiments of the invention are described with reference to figures.

Die F i g. la bis Ic zeigen schematisch die Ladungsverteilung in einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial mit einem fotoleitfähigen, eine persistente innere Polarisation zeigenden Material, wenn ein latentes Bild nach dem oben beschriebenen Verfahren ausgebildet wird; dieThe F i g. Ia to Ic schematically show the charge distribution in an electrophotographic recording material with a photoconductive material showing a persistent internal polarization when a latent one Image is formed according to the method described above; the

F i g. 2 ist ein ähnliches Schaubild, wobei jedoch die fotoleitfähige Schicht und die Elektrodenschicht keinen vollkommenen ohmschem Kontakt miteinander bilden; dieF i g. Figure 2 is a similar diagram except that the photoconductive layer and the electrode layer do not make perfect ohmic contact with each other; the

F i g. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsformen eines nach der Erfindung ausgebildeten Aufzeichnungsmaterials; dieF i g. 3 and 4 show two embodiments of a recording material formed according to the invention; the

F i g. 5 zeigt schematisch ein Gerät zum Aufdampfen von Schichten im Vakuum, das zum Herstellen des Auf-Zeichnungsmaterials nach der Erfindung geeignet ist.F i g. Fig. 5 schematically shows an apparatus for the vapor deposition of layers in a vacuum, which is used for the production of the recording material is suitable according to the invention.

Das in den F i g. la, Ib und Ic dargestellte elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wird bei elektrofotografischen Verfahren zum Erzeugen eines .latenten Bildes benutzt. Das Aufzeichnungsmaterial enthält eine durchsichtige hochisolierende Deckschicht 1, eine fotoleitfähige Schicht 2 und eine Elektrodenschicht 3, die in der genannten Reihenfolge aufeinanderfolgen und zu einer einheitlichen Struktur miteinander verklebt sind. Es wird angenommen, daß die fotoleitfähige Schicht 2 vom P-Leitungstyp ist und mehrere Ladungsfangstellen enthält. Die Schicht kann beispielsweise aus SeTe bestehen. Die F i g. 1 a zeigt die Ladungsverteilung, nachdem eine negative Ladung gleichmäßig auf die Oberfläche der hochisolierenden Schicht 1 aufgebracht worden ist Diese aufgebrachte negative Ladung erzeugt Ladungsträgerwanderungen, so daß es zu einer inneren Polarisation kommt wie es in der Fi g. la dargestellt ist Da der Fotoleiter als P-leitend angenommen worden ist sind in ihm die Majoritätsträger positive Ladungsträger. Infolge der Anziehungskraft der auf der hochisolierenden Schicht aufgebrachten negativen Ladung wandern daher die freien Majoritätsträger durch die fotoleitfähige Schicht bis zu der hochisolierenden Schicht Nahe bei der Grenzfläche zwischen diesen beiden Schichten werden die Majoritätsträger von den Fangstellen in der fotoleitfähigen Schicht eingefangen. Die Symbole φ stellen die eingefangenen Ladungen dar. Der zweite Schritt besteht darin, daß jetzt positive Ladungen auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht 1 aufgebracht und gleichzeitig ein Lichtbild über die hochisolierende Schicht 1 auf die fotoleitfähige Schicht 2 projiziert wird. Die linke Hälfte des in der F i g. I b dargestellten Aufzeichnungsmaterials zeigt dabei eine helle Stelle des Lichtbildes, also einen mit Licht bestrahlten Abschnitt während die rechte Hälfte eine dunkle Stelle des Lichtbilds darstellt die nicht mit Licht bestrahlt wird. An den hellen Stellen wandern die positiven Ladungsträger infolge der Wirkung der jetzt auf der hochisolierenden Schicht aufgebrachten positiven Ladung durch die fotoleitfähige Schicht, so daß es zu der in der linken Hälfte der Fig. Ib gezeigten Ladungsverteilung kommt. Im Gegensatz dazu findet an den dunklen Stellen des Lichtbildes in der fotoleitfähigen Schicht keine Ladungswanderung statt, so daß die in der fotoleitfähigen Schicht nahe bei der Grenzfläche eingefangenen positiven Ladungen unverändert bleiben. Da das Aufbringen der Ladung während des zweiten Schritts derart vorgenommen wird, daß das Oberflächenpotential der hochisolierenden Schicht gleichförmig wird, und zwar unabhängig davon, ob eine Koronaentladungseinheit benutzt oder eine Elektrode gegen die Oberfläche der hochisolierenden Schicht gebracht wird, werden an den dunklen Stellen des Lichtbildes weniger positive Ladungen auf der hochisolierenden Schicht aufgebracht als an den hellen, so daß es zu der auf der rechten Seite in Fig. Ib dargestellten Ladungsverteilung kommt. Wie man sieht, unterscheidet sich die Ladungsverteilung an den hellen Stellen von der Ladungsverteilung an den dunklen Stellen. Die eingefangenen Ladungen φ werden wieder frei, wenn das latente Bild gleichförmig mit Licht bestrahlt wird, beispielsweise mit dem Licht einer elektrischen Lampe oder mit Tageslicht oder wenn eine gewisse Zeit verstrichen ist, während der neue freie Ladungsträger erzeugt werden, so daß sich bei den dunklen Stellen des Lichtbilds die in der Fig. Ic dargestellte Ladungsverteilung einstellt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial die in der Fig. Ic dargestellte Ladungsverteilung angenommen hat, weist das während des zweiten Schritts erzeugte latente Bild entsprechend den hellen und dunklen Stellen des projizierten Lichtbildes verschieden hohe positive Ladungsdichten auf, so daß jetzt ein äußeres Potentialbild entstanden ist. Das latente Bild kann man daher mit irgendeinem geeigneten Verfahren zu einem sichtbaren Bild entwickeln, beispielsweise unter Verwendung eines geladenen Toners. Danach kann man das entwickelte Pulverbild auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen, beispielsweise auf Papier. Als nächstes wird das Aufzeichnungsmaterial in seinen ursprünglichen Zustand versetzt so daß der nächste Druck- oder Aufzeichnungszyklus ausgeführt werden kann. Dazu kann man irgendein bekanntes Reinigungsverfahren anwenden, durch das das latente Restbild gelöscht und der restliche Toner entfernt wird.The in the F i g. The electrophotographic recording material shown in la, lb and lc is used in electrophotographic processes for producing a latent image. The recording material contains a transparent, highly insulating cover layer 1, a photoconductive layer 2 and an electrode layer 3, which follow one another in the order mentioned and are glued to one another to form a unitary structure. It is assumed that the photoconductive layer 2 is of the P conductivity type and contains a plurality of charge traps. The layer can consist of SeTe, for example. The F i g. 1 a shows the charge distribution after a negative charge has been applied uniformly to the surface of the highly insulating layer 1. This applied negative charge generates charge carrier migrations, so that internal polarization occurs as shown in FIG. Since the photoconductor has been assumed to be P-conductive, the majority carriers in it are positive charge carriers. As a result of the attractive force of the negative charge applied to the highly insulating layer, the free majority carriers migrate through the photoconductive layer to the highly insulating layer. Close to the interface between these two layers, the majority carriers are captured by the trapping points in the photoconductive layer. The symbols φ represent the trapped charges. The second step is that positive charges are now applied to the surface of the highly insulating layer 1 and, at the same time, a light image is projected onto the photoconductive layer 2 via the highly insulating layer 1. The left half of the FIG. Recording material b shown I shows a bright spot of the light image, that is a light-irradiated portion while the right half is a dark spot of the photograph which is not irradiated with light. In the bright spots, the positive charge carriers migrate through the photoconductive layer as a result of the effect of the positive charge now applied to the highly insulating layer, so that the charge distribution shown in the left half of FIG. 1b occurs. In contrast to this, no charge migration takes place in the dark areas of the light image in the photoconductive layer, so that the positive charges trapped in the photoconductive layer close to the interface remain unchanged. Since the application of the charge during the second step is carried out in such a way that the surface potential of the highly insulating layer becomes uniform, regardless of whether a corona discharge unit is used or an electrode is brought against the surface of the highly insulating layer, in the dark areas of the light image fewer positive charges are applied to the highly insulating layer than to the light-colored layer, so that the charge distribution shown on the right-hand side in FIG. 1b occurs. As you can see, the charge distribution in the light areas differs from the charge distribution in the dark areas. The trapped charges φ are released again when the latent image is uniformly irradiated with light, for example with the light of an electric lamp or with daylight or when a certain time has passed while the new free charge carriers are generated, so that in the dark Setting the light image sets the charge distribution shown in FIG. When the recording material has assumed the charge distribution shown in FIG. The latent image can therefore be developed into a visible image by any suitable method, for example using a charged toner. The developed powder image can then be transferred to a recording medium, for example paper. Next, the recording material is returned to its original state so that the next printing or recording cycle can be carried out. Any known cleaning method which erases the residual latent image and removes the residual toner can be used.

Falls die fotoleitfähige Schicht und die Elektrodenschicht keinen vollkommenen ohmschen Kontakt miteinander bilden, werden die während des zweiten und des nachfolgenden Schritts in Richtung auf die Elektrodenschicht wandernden Ladungsträger in einem Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht eingefangen, der nahe bei der Elektrodenschicht liegt wie es in der F i g. 2 dargestellt ist Die auf diese Weise eingefangenen Ladungsträger werden niemals mehr befreit da das fotoleitfähige Material eine hohe Lichtabsorptionsfähigkeit aufweist wie es oben beschrieben ist Diese eingefangenen Ladungsträger oder Restladungen verursachen Hystereseerscheinungen, und man erreicht in den nachfolgenden Betriebszyklen keine vollkommene Ladungstrennung, wie es in der Fi g. la gezeigt ist. Die Hysteresewirkung nimmt mit der Anzahl der Zyklen zu, so daß die Lebensdauer eines solchen Aufzeichnungsmaterials begrenzt ist Wenn nun gar noch eine zweite hochisolierende Schicht zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der Elektrodenschicht angeordnet ist, wird infolge der Stromsperrwirkung der zweitenIf the photoconductive layer and the electrode layer are not in perfect ohmic contact with each other are formed during the second and the subsequent step in the direction of the electrode layer migrating charge carriers are trapped in a section of the photoconductive layer, the is close to the electrode layer as shown in FIG. 2 is shown the captured in this way Charge carriers are never released again because the photoconductive material has a high light absorption capacity as described above These cause trapped charge carriers or residual charges Hysteresis phenomena, and a complete charge separation is not achieved in the subsequent operating cycles, as it is in the Fi g. la is shown. the The effect of hysteresis increases with the number of cycles, so that the life of such a recording material If there is even a second highly insulating layer between the photoconductive one is limited Layer and the electrode layer is arranged, is due to the current blocking effect of the second

crdic cr dic

linien
iiii-JiId
rc ηlines
iiii- JiId
rc η

l's-Ms l's- Ms

ülind ülind

hochisolierenden Schicht die Hysteresewirkung besonders deutlich.highly insulating layer, the hysteresis effect is particularly clear.

Diese nachteilige Hysteresewirkung wird durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß zwischen der Elektrodenschicht und der die persistente innere Polarisation zeigenden fotoleitfähigen Schicht eine niederohmige Widerstandsschicht angeordnet wird.This disadvantageous hysteresis effect is eliminated by the invention in that between the electrode layer and the photoconductive layer showing the persistent internal polarization is a low-resistance layer Resistance layer is arranged.

Dabei hat der untere Abschnitt oder eine Zwischenschicht 2a der fotoleitfähigen Schicht 2, die an die Elektrodenschicht 3 angrenzt, wie es in der F i g. 4 gezeigt ist, einen solchen Aufbau, als wenn sie mit einem fotoleitfähigen Material, das den persistenten inneren Polarisationseffekt zeigt, oder einem ähnlichen Stoff diffundiert wäre, so daß zwischen der Schicht 2a und der Hauptmasse der fotoleitfähigen Schicht 2 keine ausgeprägte oder diskrete Grenzfläche besteht. Bei einem weitergebildeten Aufzeichnungsmaterial befindet sich noch eine zweite hochisolierende Schicht la zwischen der diffundierten Schicht 2a und der Elektrodenschicht 3. Bei den herkömmlichen Aufzeichnungematerialien, bei denen die fotoleitfähige Schicht mit der Elektrodenschicht oder einem leitenden Substrat fest verklebt ist, ist es infolge der unterschiedlichen Arbeitsfunktion dieser Materialien schwierig, zwischen diesen Schichten einen vollkommenen ohmschen Kontakt herzustellen. An der Grenzfläche tritt daher zu einem gewissen Grad eine stromsperrende Wirkung auf, die den obenerwähnten unerwünschten Hystereseeffekt zur Folge hat.The lower portion or an intermediate layer 2a of the photoconductive layer 2 is attached to the electrode layer 3 adjoins, as shown in FIG. 4 is shown such a structure as if using a photoconductive Material that shows the persistent internal polarization effect or a similar substance diffuses would be, so that between the layer 2a and the bulk of the photoconductive layer 2 no pronounced or discrete interface. In a further developed recording material there is a second highly insulating layer la between the diffused layer 2a and the electrode layer 3. In the conventional recording materials in which the photoconductive layer with the electrode layer or is firmly glued to a conductive substrate, it is due to the different work function of these Materials difficult to make perfect ohmic contact between these layers. A current blocking effect therefore occurs to a certain extent at the interface, which causes the the above-mentioned undesirable hysteresis effect.

Die niederohmige Zwischenschicht 2a, die die Eigenschaft eines Metalls hat und die nahezu keine Ladungsträger einfängt, nimmt auf die Wanderung der Ladungsträger keinen Einfluß. Bei der niederohmigen Schicht kann es sich beispielsweise um eine Se-Te-Legierung handeln, die einen großen Anteil Te enthält. Die in Richtung auf die Elektrodenschicht wandernden Ladungsträger können daher die niederohmige Schicht leicht erreichen und werden darin als freie Ladungsträger gespeichert, so daß ein Einfangen der Ladungsträger vermieden ist, wie es im Zusammenhang mit der F i g. 2 beschrieben wurde. Da nun das Einfangen von Ladungsträgern in dem an die Elektrodenschicht angrenzenden Bereich der fotoleitfähigen Schicht wirksam unterbunden ist, besteht keine Gefahr, daß Restladungen Hystereseerscheinungen hervorrufen. Aus diesem Grunde kann das nach der Erfindung ausgebildete Aufzeichnungsmaterial bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten öfters benutzt werden.The low-resistance intermediate layer 2a, which has the property of a metal and which has almost no charge carriers captures, has no influence on the migration of the charge carriers. With the low resistance The layer can be, for example, a Se-Te alloy that contains a large proportion of Te. The charge carriers migrating in the direction of the electrode layer can therefore use the low-resistance layer easily reach and are stored therein as free charge carriers, so that a trapping of the charge carriers is avoided, as it is in connection with FIG. 2 has been described. Since now the capture of Charge carriers in the area of the photoconductive layer adjoining the electrode layer is prevented, there is no risk of residual charges causing hysteresis phenomena. For this The recording material formed according to the invention can be based on higher operating speeds be used more often.

Das Material, aus dem die Elektrodenschicht besteht, ist nicht auf Metall beschränkt. Es kann sich um irgendein Material mit einem verhältnismäßig niedrigen spezifischen Widerstand handeln, beispielsweise eine dünne Metallfolie, ein leitfähiges Papier oder ein leitfähiges Glas. Weiterhin ist die Zusammensetzung der lichtleitfähigen Schicht und der niederohmigen Schicht nicht auf die besonderen dargestellten Materialien beschränkt Man kann dafür viele andere Kombinationen verwenden. An Stelle einer fotoleitfähigen Se-Te-Schicht kann man beispielsweise Mischungen verwenden, die unterschiedliche Mengen von Se und Te enthalten. Zur Herstellung der Schicht wird zuerst reines Te oder eine Mischung aus Te und einer geringen Menge von Se auf der Oberfläche der Elektrodenschicht aufgedampft Der auf diese Weise gebildete Überzug besteht nur aus Te oder einer Mischung bzw. Legierung aus Te und einer sehr kleinen Menge von Se. Ein derartiger Oberzug wirkt wie eine niederohmige Schicht Als nächstes werden aufeinanderfolgend Mischungen oder Legierungen aus Te mit stets zunehmenden Anteilen von Se auf den ursprünglich aufgebrachten Te-Überzug aufgedampft. Schließlich wird eine Schicht, die nur Se oder Se und eine äußerst kleine Menge von Te enthält aufgedampft, um die Hauptmasse der Halbleiterschicht zu bilden. Auf diese Weise wird zwischen der Elektrodenschicht und der Hauptmasse der fotoleitfähigen Schicht eine Schicht angeordnet, die ihren Gehalt an fotoleitfähigem Material ständig und allmählich ändert.The material of which the electrode layer is made is not limited to metal. It can be any Acting material with a relatively low specific resistance, for example a thin one Metal foil, a conductive paper or a conductive glass. Furthermore, the composition of the photoconductive Layer and the low-resistance layer are not limited to the particular materials shown You can use many other combinations for this. Instead of a photoconductive Se-Te layer For example, one can use mixtures containing different amounts of Se and Te. To produce the layer, pure Te or a mixture of Te and a small amount is first used of Se vapor deposited on the surface of the electrode layer. The coating thus formed consists only of Te or a mixture or alloy of Te and a very small amount of Se. One of those Coating acts like a low-resistance layer. Next, mixes or successive Alloys of Te with ever increasing proportions of Se on the originally applied Te coating vaporized. Eventually becomes a layer that contains only Se or Se and an extremely small amount of Te evaporated to form the bulk of the semiconductor layer. In this way, between the electrode layer and the bulk of the photoconductive layer is arranged a layer which contains its content photoconductive material changes constantly and gradually.

Eine Te-Schicht oder eine an Te reiche Schicht, die an die Elektrodenschicht angrenzt, vermeidet insbesondere einen unvollständigen ohmschen Kontakt mit der Elektrodenschicht, so daß das Einfangen von Ladungsträgern an dieser Stelle vermieden wird.A Te layer or a Te-rich layer adjacent to the electrode layer is particularly avoided an incomplete ohmic contact with the electrode layer, so that the trapping of charge carriers is avoided at this point.

Das in der F i g. 4 gezeigte weitergebildete Aufzeichnungsmaterial enthält hochisolierende Schichten oder stromsperrende Schichten 1 und 1 a auf beiden Seiten der fotoleitfähigen Schicht 2. Die niederohmige Schicht 2a verhindert, daß Ladungsträger zwischen die fotoleitfähige Schicht 2 und die Elektrodenschicht 3 fließen. Die stromrichtende und stromblockierende Eigenschaft zwischen diesen Schichten verhindert, daß irgendwelche Schwierigkeiten auftreten. Die Funktion der zweiten hochisolierenden Schicht kann man auch dadurch erreichen, daß eine Metallelektrode mit einem Oxidüberzug verwendet wird.The in the F i g. 4 further developed recording material shown contains highly insulating layers or current blocking layers 1 and 1 a on both sides the photoconductive layer 2. The low-resistance layer 2a prevents charge carriers between the photoconductive Layer 2 and the electrode layer 3 flow. The current-directing and current-blocking property between these layers prevents any trouble from occurring. The function of the second Highly insulating layer can also be achieved by using a metal electrode with an oxide coating is used.

Die niederohmige Schicht wird vorzugsweise im Vakuum aufgedampft. Das Vakuumaufdampfungsverfahren eignet sich insbesondere, wenn Selenlegierungen verwendet werden. Zu diesem Zweck kann man zum Aufbringen der Hauptmasse der fotoleitenden Schicht und der niederohmigen Schicht eine Reihe von bootartigen Behältern benutzen, die die verschiedenen Rohmaterialien enthalten.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird dasThe low-resistance layer is preferably vapor-deposited in vacuo. The vacuum evaporation process is particularly suitable when selenium alloys are used. For this purpose, a number of boat-like containers containing the various raw materials can be used to apply the bulk of the photoconductive layer and the low-resistance layer.
For a better understanding of the invention, the

folgende Beispiel angeführt.the following example is given.

example

Zum Aufdampfen wird das in der F i g. 5 schematisch dargestellte Gerät mit Momentanaufdampfquellen 1 und 3 und einer üblichen Aufdampfquelle 2 benutzt. Ein Vorratstrichter 5 wird mit einem Pulver einer Se-Te-Legierung gefüllt die 16 Mol% Te enthält und als lichtempfindliches Material mit einer großen Anzahl von Fangstellen dient Ein Vorratstrichter 6 wird mit einem Pulver aus einer SeTe-Legierung gefüllt, die 40 Mol% Te enthält und als äußerst empfindliches fotoleitfähiges Material dient oder mit einem Material, das eine geringe Anzahl von Fangstellen aufweist Demgegenüber wird der bootförmige Behälter 2 mit einem Pulver aus reinem Te gefüllt In den oberen Teil des Aufdampfgefäßes 10 wird ein dünnes Aluminiumsubstrat 4 mit einer Stärke von 1 mm gebracht das mit einer dünnen Schicht aus einem Polycarbonatharz mit einer Stärke von 2 bis 4 μπι überzogen ist Unter dem Aluminiumsubstrat 4 ist eine Abdeckblende 11 angeordnet Nachdem das Gefäß 10 evakuiert ist wird der Behälter 2 erhitzt um auf der Polycarbonatschicht auf dem Aluminiumsubstrat 4 Te aufzudampfen. Sobald die Stärke der auf dem Aluminiumsubstrat aufgebrachten Te-Schicht 3 μΓη erreicht hat wird die Temperatur des Behälters 1 auf 400 bis 500° C erhöht und das in dem Vorratstrichter 5 enthaltene Se-Te-Legierungspulver mit 16 Mol%For vapor deposition, this is shown in FIG. 5 schematically illustrated device with instantaneous vapor sources 1 and 3 and a conventional vapor deposition source 2 are used. A hopper 5 is filled with a powder of a Se-Te alloy filled which contains 16 mol% Te and as a photosensitive material with a large number of A storage funnel 6 is filled with a powder made of a SeTe alloy, which is 40 mol% Contains Te and serves as an extremely sensitive photoconductive material or with a material that has a low In contrast, the boat-shaped container 2 is made of a powder pure Te. In the upper part of the evaporation vessel 10, a thin aluminum substrate 4 with a Thickness of 1mm brought that with a thin layer of a polycarbonate resin with a thickness from 2 to 4 μπι is coated under the aluminum substrate 4, a cover panel 11 is arranged. After the vessel 10 has been evacuated, the container 2 is heated around on the polycarbonate layer on the aluminum substrate 4 Te to evaporate. As soon as the thickness of the Te layer applied to the aluminum substrate 3 μΓη has reached the temperature of the container 1 increased to 400 to 500 ° C and the Se-Te alloy powder contained in the storage funnel 5 with 16 mol%

6s Te wird dem Behälter 1 zugeführt um auf der Te-Schicht eine Schicht aufzudampfen, die sowohl die SeTe-Legierung als auch Te enthält Das Aufbringen von Te wird fortgesetzt bis die Stärke der aufgebrach-6s Te is fed to the container 1 in order to vapor-deposit a layer on the Te layer which contains both the SeTe alloy as well as Te contains. The application of Te is continued until the strength of the

ten Schicht 5 μίτι erreicht. Danach wird nur noch die SeTe-Legierung aufgedampft, bis die Stärke der SeTe-Schicht 50 μπι erreicht. Dann wird die Temperatur des bootförmigen Behälters 3 auf 500 bis 600° C erhitzt, und das in dem Vorratstrichter 6 enthaltene SeTe-Legierungspulver mit 40 Mol°/o Te wird dem Behälter 3 zugeführt, um zur Ausbildung einer Grenzschicht diese SeTe-Legierung zusammen mit der SeTe-Legierung mit 16 Mol°/o Te aufzudampfen. Wenn die Stärke der Schicht mit den beiden Legierungen etwa 1 μίτι erreicht hat, wird der Aufdampfvorgang beendet und das überzogene Aluminiumsubstrat 4 aus dem Aufdampfgefäß 10 herausgenommen. Diese Schicht mit einer Stärke von 1 μπι bildet eine Grenzschicht, in der die SeTe-Legierung mit 16 Mol% Te als Ladungsfangstellenmaterial und die SeTe-Legierung mit 40 Mol% Te als fotoleitfähiges Material wirkt. Bei Bestrahlung mit Licht erzeugt somit die Grenzschicht eine große Anzahl von Ladungsträgern und fängt die in Richtung der isolierenden Schicht wandernden Ladungsträger ein. Als nächstes wird eine durchsichtige hochisolierende Schicht aus Polycarbonatharz auf der SeTe-Legierungsschicht bis zu einer Stärke von 10 μίτι aufgebracht, um ein Aufzeichnungsmaterial mit dem in der F i g. 4 gezeigten Aufbau zu schaffen.th layer 5 μίτι reached. After that only the SeTe alloy vapor-deposited until the thickness of the SeTe layer reaches 50 μπι. Then the temperature of the Boat-shaped container 3 heated to 500 to 600 ° C, and the SeTe alloy powder contained in the storage funnel 6 with 40 mol% Te is supplied to the container 3 in order to form a boundary layer Evaporate SeTe alloy together with the SeTe alloy with 16 mol% Te. When the strength of the Layer reached with the two alloys about 1 μίτι the vapor deposition process is ended and the coated aluminum substrate 4 is removed from the vapor deposition vessel 10 taken out. This layer with a thickness of 1 μm forms a boundary layer in which the SeTe alloy with 16 mol% Te as the charge trap material and the SeTe alloy with 40 mol% Te as the photoconductive one Material works. When irradiated with light, the boundary layer thus generates a large number of Charge carriers and captures the charge carriers migrating in the direction of the insulating layer. Next becomes a clear, highly insulating layer of polycarbonate resin on top of the SeTe alloy layer up to a thickness of 10 μίτι applied to a recording material with the one shown in FIG. 4 to create the structure shown.

Man kann auch die erste Polycarbonatschicht auf dem Aluminiumsubstrat weglassen, um ein Aufzeichnungsmaterial mit dem in der F i g. 3 gezeigten Aufbai zu erhalten.It is also possible to omit the first polycarbonate layer on the aluminum substrate in order to be a recording material with the one shown in FIG. 3 to get the construction shown.

Es hat sich gezeigt, daß das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial des Beispiels wiederholt für dasIt has been found that the electrophotographic recording material of the example repeated for the

5 oben beschriebene elektrofotografische Aufzeichnungsverfahren verwendet werden kann, ohne daß dabei Hystereseerscheinungen auftreten.5 electrophotographic recording method described above can be used without using Hysteresis phenomena occur.

Die niederohmige Schicht kann man aus niederohmigen Materialien herstellen, die durch Zugabe andererThe low-resistance layer can be made from low-resistance materials by adding other materials

ίο Substanzen oder Aktivatoren aus den oben beschriebenen fotoleitfähigen Materialien aufbereitet werden können, aber auch aus anderen niederohmigen Materialien, die keine persistente innere Polarisation zeigen und keine Ladungsträger einfangen. Zweckmäßigerweise wird als niederohmiges Material ein Halbleitermaterial verwendet, dessen Majoritätsträger die gleiche Polarität wie die des die persistente innere Polarisation zeigenden Materials haben. Wenn jedoch die Be: wegiichkeit der Minoritätsträger des Materials mit dei persistenten inneren Polarisation hinreichend niedrig ist, ist die gerade beschriebene Bedingung nicht wich tig-ίο substances or activators from those described above photoconductive materials can be processed, but also from other low-resistance materials, which show no persistent internal polarization and do not trap charge carriers. Appropriately If a semiconductor material is used as the low-resistance material, the majority carriers are the same Have polarity like that of the material showing the persistent internal polarization. However, if the Be: The mobility of the minority carriers of the material with the persistent internal polarization is sufficiently low is, the condition just described is not important.

Ferner kann man ein beliebiges durchsichtiges hoch isolierendes Material verwenden, beispielsweise Poly ester, Epoxid, Polyäthylen, Polyuretan und Polycarbo nat.Any transparent, highly insulating material can also be used, for example poly ester, epoxy, polyethylene, polyurethane and polycarbonate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrophotographic recording material with persistent internal polarization, containing an electrically conductive layer, optionally one. insulating layer, an intermediate layer, a photoconductive one Layer and an insulating cover layer, which are stacked in the order mentioned and are connected to one another to form a single body, characterized in that that the intermediate layer (2a) contains photoconductive material and that the composition the intermediate layer gradually in the direction of the electrically conductive layer (3) for the photoconductive layer (2) approximates the composition of the photoconductive layer without erratic interfaces between the intermediate layer and the photoconductive layer occur.

2. Electrophotographic recording material according to claim 1, characterized in that between the photoconductive layer (2) and the insulating cover layer (1) formed a boundary layer which is a mixture of a photoconductive material and a number of charge traps Contains forming material.

3. A method for producing an electrophotographic recording material, in which on an electrically conductive layer or on the insulating layer one with an insulating layer provided electrically conductive layer, an intermediate layer is applied, followed by a photoconductive Layer on the intermediate layer and finally an insulating cover layer on the photoconductive Layer is applied, characterized in that optionally with the insulating Layer provided electrically conductive layer a material with a specific resistance, which is lower than that of the photoconductive layer, evaporated, then at the same time with this material a photoconductive material, then only the photoconductive material is evaporated and finally the insulating cover layer is applied.

4. The method according to claim 3, characterized in that before applying the insulating Cover layer at the same time a photoconductive material and one that forms numerous charge trapping points Material are vapor-deposited in order to form a boundary layer adjacent to the insulating cover layer.

5. The method according to claim 3, characterized in that on the electrically conductive layer optionally provided with the insulating layer Te, then simultaneously Te and a Se-Te alloy with 16MoI ⁰ Zo Te, then a Se-Te alloy with 16Mol% Te vapor-deposited and finally the insulating cover layer is applied.

6. The method according to claim 4, characterized in that before the application of the insulating Cover layer for forming the boundary layer at the same time a Se-Te alloy with 40 mol% Te and a Se-Te alloy of 16 mol% Te is evaporated.

65 The invention relates to an electrophotographic recording material with persistent internal polarization containing an electrically conductive layer, optionally an insulating layer, an intermediate layer, a photoconductive layer and an insulating cover layer, which are stacked on top of one another in the order mentioned and connected to one another to form a unitary body. The invention further relates to a method for producing an electrophotographic recording material, in which an intermediate layer is applied to an electrically conductive layer or to the insulating layer of an electrically conductive layer provided with an insulating layer, whereupon a photoconductive layer is applied to the intermediate layer and finally to one insulating cover layer is applied to the photoconductive layer.

From DT-OS 1497 164 and from DT-OS 1 497 169 there is an electrophotographic recording material known to have a photoconductive layer with the possibility of forming persistent internal layers Polarization, an insulating cover layer applied to one side of the photoconductive layer and an electrode layer adjoining the other side of the photoconductive layer and which electrically represents conductive layer. Between the photo-capable layer and the electrode layer can still an insulating layer can be provided, which serves to increase the signal-to-noise ratio.

When using this electrophotographic recording material An electrostatic latent image may appear on the surface of the insulating cover layer be procreated. For this purpose, a charge of a first is first applied to the surface of the insulating cover layer Polarity applied uniformly. This applied charge creates one in the photoconductive layer uniform polarization charge. Thereafter, a charge is applied to the surface of the cover layer to be insulated applied the opposite polarity and at the same time a light image on the electrophotographic Projected recording material. The charges of the first and second polarities are preferred sprayed on by the same or different corona discharge units.

The intensity of the latent image formed on the surface of the insulating cover layer is related on the light intensity of the projected image, the greater the capacitance of the insulating cover layer opposite to that of the photoconductive layer. For this reason, it is desirable to use the insulating Make the top layer as thin as possible. However, it is extremely difficult to make the insulating cover layer to produce pore-free and, given their small thickness of a few micrometers, with a to provide sufficient insulation strength. There is therefore no avoiding the insulating cover layer to give a certain strength, for example 20 μm.

In order to comply with the capacitance condition specified above, the foil-conductive layer must therefore also be used have a certain strength. If you now take into account a desired layer thickness, the photoconductive Layer made of a material with a low light absorption capacity occurs The disadvantage that the resolution of such a photoconductive layer is low. Photoconductive layers with a high degree of light absorption and a correspondingly high photosensitivity are therefore