DE2360909A1

DE2360909A1 - Verfahren zur herstellung eines photoleitenden, anorganischen, auf einem traeger angeordneten duennfilmbelages, photoempfindlicher schichtverband und verfahren zur erzeugung eines filmbildes

Info

Publication number: DE2360909A1
Application number: DE2360909A
Authority: DE
Inventors: Manfred Rudolf Kuehnle
Original assignee: Coulter Information Systems Inc
Current assignee: Coulter Information Systems Inc
Priority date: 1973-01-12
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1974-08-15
Also published as: JPS5047630A; IN142131B; DD108838A5; ATA14574A; JPS609260B2; LU68937A1; AT340772B; DE2360909B2; DE2360909C3

Description

Verfahren zur llerstellung eines photoleitenden, anorganischen, auf einem Träger angeordneten Dünnfilmbelages, photoempfindlicher Schichtverband und Verfahren Erzeugung eines Filmbildes.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines photoleitenden, anorganischen, auf einem Träger angeordneten Dtinnliimbelages, bei welchem das Photoleitermaterial auf eine Oberfläche unter Verwendung von llochfrequenzenergie aufgesputtert wird (Glimmlicht-Entladungsbeschichtung). Weiter bezieht sich die Erfindung auf einen photoempfindlichen Schichtverband, insbesondere einen elektrophotographischen Aufzeichnungsträger, welcher vorzugsweise nach einem hier vorges-chlagenen Verfahren hergestellt ist. Schließlich wird erfindungsgemäß auch ein Verfahren zur Erzeugung eines Filmbildes insbesondere unter Verwendung des soeben erwähnten Aufzeichnungsträgers vorgeschlagen.
Zunächst seien einige Definitionen vorausgeschickt-. Der hier verwendete Ausdruck Dünnfilm bezeichnet in bereinstimmung mit der Literatur eine Schicht eines bestimmten Stoffes, welche aufgrund ihrer geringen Stärke nicht mehr die Eigenschaften einer größeren Menge dieses Stoffes zeigt. Beispielsweise wird eine Schicht eines IIalbleiters oder eines Photoleiters, die auf eine Oberfläche als dünner Belag in einer Stärke von unter 1y (10000 ) aufgebracht wird, als Dünnfilmschicht oder Dünnfilmbelag bezeichnet, welche bezüglich des Vorhandenseins von Ladungen und der Bewegung von Elektronen und Löchern besondere elektrisch anisotrope Eigenschaften aufweist. Die hier vorgeschlagenen photoleitenden Beläge und ohmisch leitenden Schichten haben normalerweise eine Stärke von nicht über 5000 R oder 0,5 g , wobei der Photoleiterbelag eine Stärke in der Größenordnung von vorzugsweise twa 3000 R hat.
Der Ausdruck "elektrophotographischer Film" oder "photographischer Film" bezeichnet hier einen fertigen Körper oder Gegenstand aus verschiedenen Schichten oder Lagen zur Verwendung in photographischen Verfahren. Das Wort "Film" wird hier nicht für den Träger oder Trägerkörper verwendet, doch können die zur Anwendung kommenden Träger oder Trägerkörper gemäß dem üblichen Sprachgebrauch filmartige Gestalt haben. Vorzugsweise hat der Trägerkörper die Gestalt eines innen, flexiblen, transparenten Blattmaterials oder Folienmaterials aus Kunststoff, welches oft auch als Kunststoffilm bezeichnet wird.
Bei der Diskussion des Standes der Technik sei mit der Betrachtung der allgemein bekannten elektrophotographischen Verfahren begeonnen. Bei diesen Verfahren wird ein latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche eines photoleitenden Körpers erzeugt. Der photoleitende Körper wird zunächst über seine gesamte Oberfläche hin in der Dunkelheit aufgeladen, wobei die Auf ladung, wenn überhaupt, für eine Zeitdauer beibehalten wird, welche in erster Linie von den physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs oder der Werkstoffe abhängig ist; aus welchen der photoleitende Körper hergestellt ist. Unmittelbar nach der Oberfläc-enaufladung des Körpers wird diese Oberfläche einer bestimmten Strahlungsenergie ausgesetzt, die in einem Muster von Tönungen, Linien, Text symbolen und dergleichen entsprechend der gewünschten Reproduktion aufgestrahlt wird. Diese Strahlungsenergie kann von einer auiprojizierten Lichtverteilung, einer Röntgenstrahlungsverteilung usw. gebildet sein.
Diejenigen Bereiche der Oberfläche des photileitenden iörpers, welche helleren Bereichen der aufprojizierten Strahlungsverteilung ausgesetzt sind, werden in stärkerem Maße leitend als diejenigen Bereiche, die nur weniger hellen Bereichen der Lichtverteilung oder Strahlungsverteilung ausgesetzt sind. Nachdem sich unmittelbar unter dem photoleitendem Körper ein leitfähiger Körper oder eine leitende Schicht befindet, bewirkt die selektiv hergestellte Leitfähigkeit der beleuchteten oder bestrahlten Bereiche des photoleitenden Körpers eine selektive und proportionale Ableitung der elektrischen Ladung von den verschiedenen Flächenbereichen der Oberfläche des photoleitenden Materials entsprechend der jeweiligen Stärke der Bestrahlung.
Nicht sämtliche Werkstoffe nehmen anfänglich Ladung auf und viele von denjenigen, welche aufgeladen werden können, geben die Ladung sogleich wieder ab, so daß selbst ohne eine Belichtung die Ladung derartig rasch abfällt, daß eine Verwelldung dieser Werkstoffe nicht möglich ist. In elektrischen Speicherröhren, welche als Vidikons bezeichnet werden, macht es der rasche Ladungsabfall erforderlich, daß die Belichtung der Detektorfläche mit einem bestimmten Bild elektrisch abgetastet und das Abtastungsergebnis dann auf irgend eine Speichereinrichtung übertragen wird. Werkstoffe, welche in Vidikonröhren verwendet werden, haben sich praktisch für die Bildaufzeichnung mit elektrostatischen Verfahren unter Verwendung eines Toners als unbrauchbar erwiesen.
Zusätzlich zur Aufladbarkeit und zur llaltung der Ladung in der Dunkelheit muß eine zu Auf zeichnungszwecken geeignete Photoleiterschicht in den stark bestrahlten oder hell belichteten Bereichen ausreichend rasch und im allgemeinen proportional zur Menge des einfallenden Lichtes entladbar sein. Der Grad der Entladung eines photoleitenden Körpers ist ein Maß für seinen photoelektriscllen Verstärkungsfaktor, worunter die Zahl der Elektronen verstanden wird, welche zur leitenden Schicht oder zu dem leitenden Körper iür jedes auf die Oberfläche einfallende Strahlungsphoton hinwandern. Die meisten bekannten elektrophotographischen Körper, beispielsweise Xerographieplatten oder Blätter für das elektrostatische Kopieren, wie sie im allgemeinen in Gebrauch sind, haben photoelektrische Verstärkungsfaktoren von Eins oder etwas darüber. Um mit den heute erhältlichen Silberhalogenid-Emulsionsfilmen vergleichbar zu sein, müßte der photoelektrische Verstärkungsfaktor im Vergleich zu demjenigen bisher bekannter Photoleiter außerordentlich viel größer sein, was man jedoch bisher nicht erreicht hat.
Die Entladungsgeschwindigkeit bei Belichtung ist ein Maß für die Geschwindigkeit eines photoleitenden Körpers. Bei bekannten Photoleiterkörpern mißt diese Geschwindigkeit nach Sekunden und im besten Falle nach Sekundenbruchteilen. Bekanntermaßen aber können die heute erhältlichen, rasch arbeitenden photographischen Filme in Millisekunden belichtet werden. Solches war bei bisher erhältlichen photoleitenden Körpern undenkbar.
Eine weitere Eigenschaft der Silberhalogenid-Emulsionsfilme, welche in den meisten elektrostatischen Reproduktionsverfahren oder Kopierverfahren kein vergleichbares Gegenstück hat, ist die kontinuierliche Grautonskala. Die dunklen Bereiche des aufgestrahlten Bildes entsprechen, wie erwähnt, den die Ladung behaltenden Bereichen und die hellen Teile des Bildes entsprechen den entladenen Bereichen. Bekannte elektrostatische Körper können selbst bei hellster Bestrahlung nicht vollständig entladen werden. Außerdem sind die Eigenschaften bezüglich des Haltens der Ladung nicht gut genug, um eine so dichte Schwärzung hervorzubringen, wie sie bei den meisten Silberhalogenid-Emulsionsfilmen möglich ist.
Weiter ist zu beachten, daß bei bekannten elektrophotographischen Verfahren die resultierende geometrische Verteilung der Ladung auf der Oberfläche des elektrophotographischen Körpers sowohl bei der Xerographie als auch bei anderen elektrostatischen Kopierverfahren das oben erwähnte latente Bild darstellt.
Die Ladung hat bei ausreichendem Potential die Eigenschaft, feine Partikel entsprechender Polarisierung elektrostatisch-anzuziehen. Bei den bekannten elektrostatischen Sopierverfahren werden diese winzigen Partikel in Form eines feinen Pulvers oder einer Flüssigkeitssuspension mit der das latente Bild autweisenden Oberfläche in Berührung gebracht. Die Partikel haften selektiv an der Oberfläche in- -uiitersc-hiedlichem Maße entsprechend der Ladungsverteilung, welche das latente Bild darstellt, worauf der Überschuß abgebürstet- oder in anderer Weise von der Oberfläche entfernt wird und der verbleibende Toner, wie die Partikel in ihrer Gesamtheit genannt werden, das sichtbare Bild erzeugt. Bei der Xerographie wird das sichtbare Tonerbild auf einen Träger, beispielsweise ein Papierblatt übertragen und dort in die Oberfläche dauerhaft eingebrannt oder eingeschmolzen, was in bekannter Weise geschieht. Bei einem anderen elektrostatischen Kopierverfahren findet keine Übertragung des Bildes statt, welches unmittelbar in den elektrophotographischen Träger eingeschmolzen oder eingebrannt wird, so daß der Träger die Kopie darstellt.
Bei den bekannten elektro-statischen Eopierverfahren treten viele Schwierigkeiten in Verbindung-mit der Herstellung eines durch Toner sichtbar zu machenden Bildes auf. Es muß ein ausreichendes Oberflächenpotential zur Ansammlung einer genügend großen Aufladung vorhanden sein, um die Tonerpartikel anziehen zu können.
Weiter muß die Aufladbarkeit ausreichen, um in einem dunklen Bild verstärkt dunkle Bereiche herstellen zu können. Weiter muß die Ladung an ihrem Platz verbleiben und darf nicht innerhalb einer Zeit abgeleitet werden, welche mechanisch für die Bildübertragung oder für das Einbrennen oder Einschmelzen-notwendig ist. Bezüglich dieses letzten Punktes sei bemerkt, daß selbst dann, wenn ein hervorragendes Bild'durch die Ladung und durch den Toner erzeugt werden konnte, jedoch die Ladung nachfolgend in dem Zeitraum wesentlich abfließt, in welchem das durch den Toner erzeugte -Bild in Berührung mit dem das übertragene Bild aufnehmenden Papierblatt oder gegenüber einer Einschmelz-Fixiereinrichtung gebracht wird, so fällt ein großer Teil des aufgebrachten Toners wieder ab. Das erzeugte Bild ist dann zu hell oder fleckig.
Man erkennt bereits aus den vorstehenden Betrachtungen, daß.die Xerographie und andere elektrostatische Kopierverfahren keineswegs leicht auf Verwendungszwecke abgestimmt werden können, welche gegenwärtig der Photographie vorbehalten sind. Weiter läßt sich aus den eigentümlichen Eigenschaften dieser Verfahren bereits die geringe Wahrscheinlichkeit erkennen, diese Verfahren je für die llochgeschwindigkeitsphotographie einsetzen zu können Bei dem heute weit verbreiteten Xerographieverfahren findet eine große Metalltrommel Verwendung, die mit amorphem Selen als Photoleiterwerkstoff beschichtet ist. Der Photoleiterkörper hat einen überaus niedrigen -photoelektrischen Verstärkungsfaktor und ist sehr dick (in der Größenordnung von Millimetern), um eine ausreichende Ladung aufbauen zu können, so daß die 'Terstellung eines Tonerbildes möglich ist. Niedrige Obertlächenpotentiale während der Aufladung machen aber lange Zeiten der Tonerzuführung erforderlich. Das Verfahren ist kompliziert, wird in einer verwickelten und teueren Einrichtung ausgeführt und die Arbeitsgeschwindigkeit, die Auflösung und die Vielseitigkeit solcher Einrichtungen und der Verfahren lassen viel zu wünschen übrig.
Das sogenannte Elektrofaxverfahren, wie es gegenwärtig in Gebrauch ist, verwendet mit Zinkoxid beschichtetes, leitfähiges Papier, welches aufgeladen, belichtet und dann durch ein Tonerbad geführt und durch Einschmelzen fixiert wird. Der Photoleiter-Verstärkungsfaktor ist wieder niedrig, die Auflösung schlecht, die Grauskala begrenzt und sehr kurz und die notwendigen Einrichtungen kompliziert und unhandlich.
Keines der zuvor kurz beschriebenen, bekannten Verfahren läßt sich in einer kleinen, in der Hand zu haltenden Kamera durchführen und selbst wenn dies möglich wäre, ist keines der elektrostatischen Bilderzeugungsverfahren und auch kein anderes bekanntes Verfahren dazu geeignet, mit der lIochgeschwindigkeitsphotographie unter Verwendung eines feinkörnigen Silberhalogenid- Emulsionsfilms bezüglich Geschwindigkeit und Qualität des Bildes zu konkurrieren.
Ctlaraliteristische Mängel bekannter Verfahren, Einrichtungen und photoleitender Werkstoffe und Gegenstände haben die Verwendung auf dem Gebiete der Hochgeschwindigkeitsphotographie, der Mikrophotographie höchster Auf lösung und auf vielen anderen Gebieten verhindert. Eine Dokumentation mittels eines projizierbaren Mikrofilms ist insbesondere ein Gebiet, auf welchem seit langem der Bedarf an einem Verfahren zur raschen Herstellung photographischer Aufzeichnungen mit hohem Auflösungsvermögen besteht, wobei eine Wirtschaftlichkeit bei einfachen Apparaturen und die Möglichkeit sichergestellt sein sollen, lange Lagerzeiten oder Speicilerzeiten zu überdauern. Beispielsweise ist es hier auch sehr erstrebenswert, auf einer Mikrofilmaufzeichnung zusätzliche Informationen von Zeit zu Zeit hinzufügen zu können, ohne daß die bereits auf dem Informationsträger aufgezeichnete Information nachteilig beeinflußi;.lfird.
Gebräuchliche photographische Mikrofilme erlauben keine neuerlice Belichtung zum hinzufügen von Information. Der charakteristische Aufbau und die weitere Handhabung des Films bewirken eine Zerstörung der Emulsion, wenn der Mikrofilm entwickelt wird. Mit elektrophotographischen Verfahren der oben beschriebenen Art könnte an sich eine geeignete llikrofilmaufzeicllnung erzielt werden, wenn es möglich wäre, einen elektrophotographischen Film mit hohem Auflösungsvermögen und längerer Lagerzeit zu schaffen.
Man erkennt, daß dann, wenn ein photoleitender Dünnfilmbelag unbegrenzter Lebensdauer zur Verfügung stunde, bei jeder gewünschten Qinzutügung zu der bereits auf dem Belag vorgenommenen Aufzeichnung nur eine neuerliche Aufladung der Oberfläche des Dünnfilmbelages, eine Belichtung und eine Fixierung des neuen Bildes auf der Oberfläche nötig wären. Dies setzt voraus, daß der Toner unmittelbar der Oberfläche zugeführt und dort dauerhaft fixiert bzw eingeschmolzen wird Bekannte transparente elektrophotographische Aufzeichnungsträger werden bei Einwirkung von Licht, durch erhöhte Temperatur und durch Feuchtigkeit zerstört. Sie müssen daher sorgfaltig gehandhabt und unter genau einzuhaltenden Bedingungen gelagert werden und können nur eine begrenzte Zahl von Malen wiederholt belichtet werden. Die Verwendung für dauerhafte Aufzeichnungen ist daher sehr beschränkt. Für die Herstellung von Aufzeichnungen der vorstehend angegebenen Art werden daher die bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger praktisch nicht verwendet.
Die vorstehenden Betrachtungen zeigen nur in beschränktem Alaise die bei bekannten Aufzeichnungssystemen auftretenden Schwierigkeiten. Eine genauere Untersuchung der Probleme, welche durch die Erfindung gelöst werden, zeigt, daß wünschenswerte Fortschritte nicht auf den bisher betrachteten, begrenzten Bereich beschränkt sind.
Gebräuchliche Silberhalogenid-Gelatinebelage von photograischen Filmen erreichen eine größere Geschwindigkeit und bessere Auflösung als alle bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger beispielsweise für das sogenannte Xeroxverfahren oder das Elektrofaxverfahren. Die bekannten Silberhalogenid-Emulsionsfilme besitzen eine Emulsionsschicht in einer Stärke von etwa 140 g . Aus diesem Grunde sind Filme dieser Art nicht ausreichend flexibel. Auch ist die Auflösung durch eine sogenannte Unterschneidung der Filmelemente begrenzt, wenn das Silber während des Entwickeins ausfällt. Luftblasen in der Emulsion fuhren zur Schleierbildung im entwickelten Film. Bei der IIerstellung kann der Film nicht in normalem Licht betrachtet und untersucht werden und eine IIandhabung und der Transport sind nur in besonderen Dunkelpackungen möglich. Die Emulsionsschictat ist in den meisten Flüssigkeiten löslich und ist hygroskopisch. Ein weiterer Nachteil ist die geringe Abriebfestigkeit und ratzfestigkeit der Oberfläche der Gelatineschicht bekannter Filme.
Weiter ist bemerkenswert, daß sowohl die bekannten photograpliischen Filme mit Silberhalogenid-Emulsionsschicht als auch die bisher bekannten elektrophotographischen Schichten eine verhältnismäßig begrenzte spektrale Empfindlichkeit besitzen. Außerdem ist der photoelektrische Verstärkungsfaktor bekannter elektrophotographischer Schichten ziemlich klein, woraus sich zu einem großen Teil ergibt, daß bisher bekannte elektrophotographische Filme kein sehr großes Auf lösungsvermögen besitzen. Die beträchtliche Schichtstärke bei bekannten Filmen ist der Hauptgrund für eine Verschlechterung des Auf lösungsvermögens.
Schließlich ist noch erwähnenswert, daß bekannte Photoleiterwerkstoffe eine bestimmte Photoleiternachwirkung haben, welche störend ist, da sie eine Belichtung mit höchster Geschwindigkeit und scharfe Bilder verhindert. Bei Belichtung beginnt bei diesen bekannten Photoleitern die Entladung der photoleitenden Schicht, wenn jedoch die Belichtung aufhört, so dauert die Entladung bei den bekannten Photoleiterschichten noch für eine kurze Zeitdauer an.
Aus der obigen Betrachtung der Nachteile bekannter photochemischer Auf zeichnungsverfahren und Aufzeichnungsträger sowie bekannter photoeiektrischer Auf zeichnungsverfahren und Auf zeichnungsträger ergibt sich in allgemeinster Form die Aufgabe, einen photoleitenden Belag so auszubilden, daß er eine Geschwindigkeit und ein Auflösungsvermögen der Informationsauizeichnung erreicht, welche mit den durch photochemische Informationsaufzeichnungsverfahren erreichbaren Werten nahekommen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines photoleitenden, anorganischen, auf einem Träger angeordneten Dünnfilmbelages, bei welchem das -Photoleitermaterial auf eine Oberfläche unter Verwendung von HOchfrequenzenergie autgesputtert wird (Glimmlicht-Entladungsbeschichtung) gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Aufsputtern des Photoleitermaterials mit einer gleichzeitig mit dem Hochirequenzield zur Wirkung kommenden Vorspannung erfolgt und daß der Dünnfilmbelag in einer Schichtdicke aufgebracht wird, welche~einen photoelektrischen Verstärkungsgrad des fertigen Belages bedeutend über Eins ergibt. Unter photoelektrischem Verstärkungsgrad wird hier die Zahl der durch ein einfallendes Photon in dem photoleitenden Belag ausgelösten und zu einer Ableitungseinrichtung gelangenden Elektronen verstanden.
Eine Lösung der angegebenen'Aufgabe stellt sich auch in einem photoempfindlichen Schichtverband, insbesondere einem elektrophotographischen Auf zeichnungsträger, mit einem mit Dünnfilmschichten versehbaren Trägerkörper und einem hierauf befindlichen, vollständig anorganischen Dünnfilmbelag aus Photoleiterwerkstoff, vorzugsweise hergestellt nach dem Verfahren der zuvor genannten Art dar, wobei dieser Schichtverband dadurch gekennzeichnet ist, daß der einen spezifischen Dunkelwiderstand von mindestens 1012 Ohmcm und ein Verhältnis des spezifischen Dunkelwiderstandes zum spezifischen llellwiderstand von mindestens 104 aufweisende, elektrisch anisotrope Dünnfilmbelag eine der theoretischen Dichte nahekommende Materialdichte und mikrokristalline Struktur besitzt.
Aus der Veröffentlichung "Vacuum Symposium Transactions" 1963, Seiten 335- bis 338, ist es zwar bekannt, die photoeaptintiche Schicht von Photozellen in der Weise herzustellen, daß ein Dünnfilmbelag aus Kadmiumsulfid durch Sputtern auf einen Träger aufgebracht werden kann, doch ist ein hierdurch erzielter photoempfindlicher Schichtverband zur Lösung der zuvor angegebenen Aufgabe vollständig ungeeignet, da die bekannte photoleitende Schicht zwar sehr dünn ist, aber nicht eine ausreichende Material dichte besitzt und nur ein maximaler Dunkelwiderstand von 106 bis 108 Ohmcm erreicht werden kann, was für Aufzeichnungen unter den zuvor angegebenen Bedingungen auch nicht annähernd ausreicht.
Die angegebene, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe stellt sich in spezellerer Form durch die Forderung, einen photoelektrischen Aufzeichnungsträger mit solchen Eigenschaften aus zustatten, daß er hinsichtlich der Vorzüge die Eigenschaften von Silberhalogenid-Emulsionsfilmen mindestens erreicht, gegenüber diesen jedoch mindestens bezüglich Wirtschaftlichkeit, Leichtigkeit der Handhabung und mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit überlegen ist0 Es sei darauf hingewiesen, daß ein photoelektrisch empfindlicher Schichtverband, welcher praktisch mindestens die Brauchbarkeit der Silberhalogenid-Emulsionstilme haben soll, gleichzeitig eine Reihe von Forderungen erfüllen muß, welche sich zum Teil gegenseitig auszuschließen scheinen und von denen jede einzelne bei Nichtvorhandensein die Brauchbarkeit in Frage stellt Es seien hierzu hohe Transparenz, hohe Aufzeichnungsgesehwindigkeit, spektrale Empfindlichkeit in einem breiten Bereich, hohes Auflösungsvermögen, kontinuierliche Grautonskala, Dauerhaftigkeit, Abriebfestigkeit, gute Haftung der Schicht auf einem Träger und die Möglichkeit der Aufzeichnung großer Kontraste genannt.
Aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den weitere Ausgestaltungen des zuvor angegebenen Verfahrens bzw. des zuvor kurz beschriebenen, erfindungsgemäßen Schichtverbandes beinhaltenden Unteransprüchen ergibt sich, daß die zuvor definierte, spezielle Aufgabe erfindungsgemäß in hervorragendem Maße gelöst werden kann. Auf die anliegenden Ansprüche sei hier zur Vereinfachung und Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich hingewiesen.
Einige Vorzüge des erfindungsgemäßen photoleitenden Dünnfilmbelages bzw. eines einen solchen Belag enthaltenden Schichtverbandes seien nachfolgend herausgestellt. Gegenüber den Silberhalogenid-Emulsionsfilmen besteht die Möglichkeit einer wiederholten Belichtung zum Hinzufügen von Informationen zu der bereits auf einem entsprechenden Aufzeichnungsträger aufgeschriebenen Information, was wiederholt geschehen kann, ohne daß sich nachteilige Wirkungen auf die jeweils schon fixierte Aufzeichnung einstellen.
Wird als Trägerkörper für den Dünnfilmbelag aus Photoleiterwerkstoff ein flexibles, folienartiges Material verwendet, so ergibt sich wegen der außerordentlich geringen Stärke des photoleitenden Dünnfilmbelages eine hervorragende Flexibilität des gesamten Schichtverbandes ohne die Gefahr von Ablösungen oder Oberflächenrissen.
Gegenüber bekannten Silberhalogenid-Emulsionsfilmen ist ein elektrophotographischer Film nach der Erfindung außerordentlich beständig und dauerhaft, der photoleitende Dünnfilmbelag ist hart wie Glas, in den meisten Flüssigkeiten unlöslich, besitzt eine extrem große Auflösung und kann aufgrund seiner Herstellung in Druckräumen während des Auf sputterns von Blasen freigehalten werden. Der Belag wird durch Lichteinwirkung nicht zerstört und kann daher in hellem Licht ohne weiteres gehandhabt und untersucht werden. Nachdem der Dünnfllmbelag aus einer gleichsam metallischen Legierung oder Verbindung besteht, ist er nicht hygroskopisch und kann durch Einflüsse, welche zur Zerstörung von Silberhalogenid-Emulsionsfilmen führen, nicht zerstört werden.
Pilze und Mikroorganismen vermögen keinen Schaden anzurichten.
Der durch die Erfindung geschaffene photoleitende Dünnfilmbelag besitzt keine Photoleiternachwirkung nach Beendigung der Belichtung, so daß die Entladung sofort aufhört, wenn die Belichtung beendet wird, was zu einer hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit und einem hohen Auflösungsvermögen beiträgt.
In seiner für breiteste Anwendung vorgesehenen Form hat der photoempfindliche Schichtverband nach der Erfindung die Gestalt eines elektrophotographischen Films mit einem Trägerkörper in Form eines flexiblen, transparenten Folienmaterials oder Blattmaterials aus einem Polymer mit einem darauf angebrachten Dünnfilmbelag, welcher durch Aufsputtern erzeugtes, photoleitendes Material, beispielsweise Kadmiumsulfid, Zinkindiumsulfid oder ähnliche Photoleiter enthält. Zwischen dem Trägerkörper und dem photoleitenden Dünnfilmbelag befindet sich eine Dünnfilmschicht, die ihrerseits wiederum eine ohmisch leitende Dünnfilmschicht aus Indiumoxid oder dergleichen mindestens enthält. Wesentliche Merkmale der Erfindung konzentrieren sich dabei auf den photoleitenden Dünnfilmbelag.
Der erfindungsgemäße photoempfindliche Schichtverband kann in Verbindung mit bekannten Aufzeichnungsverfahren, etwa der Xerographie oder dem Elektrofaxverfahren verwendet werden, zeigt jedoch dabei- ein Verhalten und Eigenschaften, durch welche der erfindungsgemäße Schichtverband jedem bekannten elektrophotografischen Film oder Aufzeichnungsträger überlegen ist. So kann der Film oder Aufzeichnungsträger in vollständig unüblicher Weise eingesetzt und gehandhabt werden, wobei sich hervorragende Ergebnisse einstellen, wie in der nachfolgenden Beschreibung aufgezeigt ist. Der Dünnfilmbelag aus photoleitendem Werkstoff wird durch Koronaentladung aufgeladen und hält die Ladung genügend lange, um seine Oberflache mit einer Strablungserteilung zu belichten, welche auf dem Film aufgezeichnet oder reproduziert werden soll. Die Strahlung bewirkt eine Ableitung der Ladung von der Oberfläche in selektiver und proportionaler Weise entsprechend dem Grad der Belichtung des betreffenden kleinen Flächenbereiches der belichteten Oberfläche des photoleitenden Belages.
Die ohmisch leitende Schicht bewirkt eine Abführung der Elektronen von dem photoleitenden Dünnfilmbelag, so daß eine Ladungsverteilung zurückbleibt, welche das latente aufgezeichnete Bild darstellt. Der Trägerkörper stellt den mechanischen Untergrund für die ohmisch leitende Dünnfilmschicht und den photoleitenden Dünnfilmbelag dar. Es sei hier jedoch erwähnt, daß mehrere photoleitende Dünnfilmbeläge oder Dünnfilmschichten vorgesehen sein können.
Der photoleitende Dünnfilmbelag nach der Erfindung wird durch Sputtern mittels Hochfrequenzfeld erzeugt, wobei eine gebräuchliche Sputtereinrichtung Verwendung finden kann, der Ausgang des Hochfrequenzgenerators aber so ausgebildet ist, daß das resultierende Plasma, das zwischen der Kathode bzw. Auftreffelektrode und der Anode erzeugt wird, zwei Dunkelräume besitzt. Die Anode hält selbstverständlich den Trägerkörper und die das Plasma durchwandernden Atome werden zur Anode hingelenkt und setzen sich auf dem dazwischenliegenden Trägerkörper ab, um auf diese Weise den Dünnfilmbelag aufzubauen. Der eine Dunkelraum ist derjenige, welcher normalerweise zwischen des Plasma und der Auftreffelektrode oder der Kathode festzustellen ist. Wird die Anode geerdet, was normalerweise der Fall ist, so ist kein weiterer Dunkelraum festzustellen. Verfährt man aber in der erfindungsgemäßen Weise, so tritt ein zweiter Dunkelraum zwischen dem Plasma und der Anode auf, wenn die Anode und die Kathode bzw. Auftreffelektrode so beschaltet werden, daß an der Anode sozusagen eine Vorspannung liegt. Geerdet wird eine um die Kathode bzw. Auftreffelektrode herum angeordnete Abschirmelektrode.
Die Eigenschaften eines auf diese Weise erzeugten Dünnfilmbelages sind von denjenigen bisher bekannter, photoleitender Dünnfilmbeläge, welche durch bekannte Verfahren der Ablagerung einschließlich des üblichen Sputterverfahrens erzeugt worden sind, grundverschieden. Auch dann, wenn man dieselben Materialien, wie sie hier vorgeschlagen sind, verwendet, beispielsweise Kadmiumsulfid, und dieses Material in üblicher Weise aufsputtert, so ergeben sich nicht die Eigenschaften des Dünnfilmbelages der hier vorgeschlagenen Art.
Wird ein solcher Dünnfilmbelag, beispielsweise aus Kadmiumsulfid, in einen elektrophotographischen Film eingebaut, so ergeben sich außer den in der nachfolgenden Beschreibung behandelten Eigenschaften die folgenden, wichtigen Merkmale und Eigenschaften des gebildeten Schichtverbandes: a) Ausgezeichnete Aufnahme von Ladung und Beibehaltung der Ladung für eine ausreichende Zeitdauer, um ein vollständiges und rasches Aufbringen des Toners zu ermöglichen; b) extrem hoher photoelektrischer Verstärkungsfaktor, so daß sich ein extrem weiter Bereich zwischen dunkel und hell und eine außerordentlich fein abgestufte, dazwischenliegende Grautonskala ergeben; c) hervorragende Flexibilität bei Verbindung des photoleitenden Dünnfilmbelages und der ohmisch leitenden Schicht in ihrer Gesamtheit mit einem flexiblen Trägerkörper aus Kunststoff-Folienmaterial; d) Transparenz des Dünnfilmbelages in solchem Grade, daß eine Lichtdurchlässigkeit von 70% bis 85% des einfallenden Lichtes erzielt wird, selbst bei Hinzunahme der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht, so daß man projizierbare Filme erzeugen kann, wenn auch der Trägerkörper transparent ist. In jedem Falle wird aber die Entladung des Dünnfilmbelages bei der Belichtung unterstützt; e) photoelektrische Empfindlichkeit des Dünnfilmbelages gegenüber der zur Belichtung verwendeten Strahlung in einem breiten Spektralbereich, insbesondere im sichtbaren Bereich; f) Dauerhaftigkeit, Stabilität, Abriebfestigkeit, keine Ermüdungserscheinungen bei wiederholter Belichtung, gute Haftung des Dünnfilmbelages an der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht und am Träger und g) Möglichkeit einer wirtschaftlichen Massenproduktion.
Wie bereits erwähnt, wird der photoleitende Dünnfilmbelag vorzugsweise auf eine ohmisch leitende Dünnfilmschicht aufgebracht, die sich ihrerseits auf einem organischen Trägerkörper oder einem Blattmaterial aus einem Polymer befindet-, wobei sich ein in hohem Maße flexibler Schichtverband ergibt. Die Aufzeichnung erfolgt in der Weise, daß der photoleitende Belag zunächst in der Dunkelheit aufgeladen und dann die aufgeladene Oberfläche mit einer bestimmten Strahlungsverteilung belichtet wird. Die Aufladung erfolgt mit einer Geschwindigkeit, welche bedeutend größer ist als bei bekannten elektrophotographischen Schichtverbänden.
Die Aufnahme der Ladung erfolgt so schnell, daß das Potential, auf welches die Oberfläche aufgeladen wird, wesentlich über dem Sättigungspotential der Oberfläche liegt. Da der photoleitende Belag extrem dünn ist, entspricht eine relativ niedrige Spannung an der Oberfläche von beispielsweise 40 Volt bis 50 Volt einer elektrischen Feldstärke in Richtung der Schichtstärke, welche vieltausendfach höher ist als bei bekannten Xerographie-Aufzeichnungsträgern, deren Oberfläche auf 500 Volt oder dergleichen aufgeladen wird.
Die Empfindlichkeit des elektrophotographischen Films steht mit dem Oberflächenpotential in Beziehung, so daß praktisch die Empfindlichkeit umso größer ist, je größer das Oberflächenpotential und damit je größer die Aufladung ist. Für sehr helle Strahlungsbilder braucht die Aufladung nicht auf ein so hohes Potential zu erfolgen, wie im Falle von Strahlungsverteilungen geringerer Helligkeit. Bei der Verwendung kann daher die Empfindlichkeit des Films nach Wunsch entsprechend den Lichtverhältnissen des aufzuzeichnenden Bildes eingestellt werden.
Nach der Belichtung wird der elektrophotographische Film mit Toner versehen und der Toner kann dann an Ort und Stelle festgebrannt oder eingeschmolzen oder auf einen anderen Träger übertragen werden. Der Film hat auch die Eigenschaft, die Ladung für eine verhältnismäßig lange Zeit zu halten, so daß bei der Verwendung der Film zunächst mit Toner versehen, das hergestellte Bild geprüft und bei zufriedenstellender Qualität fixiert, jedoch bei nicht ausreichender Qualität abgewischt werden kann.
Der Film wird dann einfach in das Aufzeichnungsgerät, das eine kleine, von Hand mitführbare Kamera sein kann, wieder eingesetzt und die Belichtung wird wiederholt. Das Prüfen des aufgezeichneten Bildes und das Abwischen des ein nicht zufriedenstellendes Bild wiedergebenden Toners vor der Fixierung kann nahezu unendlich oft wiederholt werden, ohne daß die photoleitende Oberfläche irgendwie beschädigt oder abgenützt wird und ohne daß die Fähigkeit dieser Schicht vermindert wird, scharfe Bilder hoher Qualität wieder und wieder aufzuzeichnen.
Ist das Bild auf dem Aufzeichnungsträger fixiert worden, so wird hierdurch der photoleitende Dünnfilmbelag nicht nachteilig beeinfluß, so daß zusätzliche Bilder unmittelbar auf denselben elektrophotographischen Film aufgebracht und in beliebigem Maße fixiert werden können. Sind die ohmisch leitende Dünnfilmschicht und der Träger transparent, so erhält man einen projizierbaren Film.
Es sei nochmals erwähnt, daß der DünntilmbeBg auf Leiterflächen, auf Glas-Trägerkörper und dergleichen aufgesputtert werden kann; um die besonderen Eigenschaften des Dünntilsbelages auch auf anderen Gebieten ausnützen zu können.
Nachf olgend -werd en Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen stellen dar: Figur 1 eine stark schematisierte Schnittansicht eines transparenten elektrophotographischen Films und einer schematisch angegebenen Schaltung zur Aufladung der Oberfläche des photoleitenden Dünnfilmbelages, Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines elektrophotographisohen Films in etwas abgewandelter Form, Figur 3 eine Figur 2 entsprechende Darstellung einer nochmals anderen Ausführungsform, Figur 4 eine Figur 2 entsprechende Darstellung zur Erläuterung des Autbringens des Toners auf die Oberfläche des photoleitenden Dünnfilmbelages nach Belichtung desselben, Figur 5 ein Diagramm zur Erläuterung bisher bekannter Auf zeichnungsverfahren mit einer Darstellung der Spannungen bei Ladung und Entladung eines Xerographie-Aufzeichnungsträgers, Figur 6 eine Figur 5 entsprechende graphische Darstellung, in welcher die Spannungen bei der Ladung und Entladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers der hier vorgeschlagenen Art autgezeichnet sind, Figur 7 eine graphische Darstellung zum Vergleich der spektralen Empfindlichkeit eines Dünnfilmbelages aus Kadmiumsulfid, welcher in der hier vorgeschlagenen Art und Weise hergestellt worden ist, mit einem photoleitenden Belag aus Kadmiumsulfid, welcher durch ein bekanntes Sputterverfahren erzeugt worden ist, Figur 8 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der Sputtereinrichtung zur Ablagerung eines photoleitenden Dünnfilmbelages in der hier vorgeschlagenen Art und Weise und Figur 9 eine Teil-Schnittdarstellung durch einen elektrophotographischen Film mit Einrichtungen zur Entladung desselben.
Ein elektrophotographischer Film der hier vorgeschlagenen Art enthält einen Dünnfilmbelag in Form einer anorganischen Photoleiterschicht, die sich über einer Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Werkstoff befindet, die ihrerseits mit einem Trägerkörper verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Trägerkörper von einem dünnen, flexiblen, isolierenden Material, beispielsweise von einer Kunststoffolie hoher Stabilität gebildet. Die von dem hier vorgeschlagenen elektrophotographischen Film zu erfüllenden Forderungen sind Transparenz, hohe Empfindlichkeit, hoher photoelektrischer Verstärkungsfaktor, Wirtschaftlichkeit, leichte Herstellbarkeit und einfache Handhabung, die Möglichkeit einer wiederholten Belichtung, Stabilität unter unterschiedlichen Bedingungen bezüglich Licht, Wärme, Feuchtigkeit sowie weitere Eigenschaften, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben. Bei Verwendung eines bevorzugten Trägerkörpers ist der erzeugte elektrophotographische Film in hohem Maße flexibel.
Die erzielten Eigenschaften ermöglichen eine Vielfalt von wichtigen Brauchbarkeiten, wobei die Mikrofilmaufzeichnung keineswegs die unbedeutenste i-st. Außer für elektrophotographische Films me kann eine Photoleiterschicht der hier angegebenen Art auch für andere Zwecke Anwendung finden.
Die drei wichtigsten Bestandteile des elektrophotographischen Films 10 sind der photoleitende Dünnfilmbelag 12, die ohmisch leitende Dünnfilmschicht -14 und der Trägerkörper 16. Jedes dieser Einzelteile wird nachfolgend genauer beschrieben, doch erscheint es' zweckmäßig, für ein besseres Verständnis der Erfindung zunächst die insgesamt erreichten elektrischen Eigensohaften zu diskutieren. Hierbei soll insbesondere ein Vergleich dieser Eigenschaften mit denjenigen bekannter Aufzeichnungsträger oder Auf zeiahnungsplatten für das Xerographieverfahren oder das Elektrofaxverfahren durchgeführt werden.
Zu diesem Zwecke sei Figur 5-der Zeichnungen näher betrachtet, in welcher die Eigenschaften einer Xerographieplatte bekannter Art aufgezeichnet sind. Auf der Abszisse der Darstellung nach Figur 5 ist die Zeit in Sekunden von links nach rechts wachsend aufgetragen und auf der Ordinate sind nach aufwärts wachsend die Werte des Oberflächenpotentials in Volt aufgetragen. Die praktisch bei den dargestellten Vorgängen auftretenden Spannungswerte können gegenüber dem charakteristischen Beispiel etwas größer oder kleiner sein. -Die Darstellung ist in vier Zeitbereiche unterteilt, wobei ein vollständiger Auizeichnungszyklus mit der Autbringung des Toners endet und sich dann entweder die tbertragung und Fixierung des Toners oder, im Falle des Elektrofaxverfahrens, die Fixierung des Toners allein anschließt.
Bekannte elektrostatische Aufzeichnungsträger, welche gegenwärtig allgemein in Gebrauch sind, sind aus Mischungen von amorphem Selen oder Zinkoxid und Harz hergestellt. Das Selen wird auf eine Metalltrommel als Schicht aufgebracht, während mit der Zinkoxidmischung ein Blatt eines leitenden Papiers beschichtet wird. Charakteristischerweise betragen die Schichtstärken solcher Beläge 20 & bis 160 y (1. ru -- 10 000 R = 1 . io-5 mm).
Der erste Bereich ist als Dunkelheitsbereich bezeichnet und erstreckt sich über die ersten Sekunden des gesamten Auf zeichnungsspieles hin. Die Grenze dieses Zeitbereiohes ist mit 30 bezeichnet. Der Zeitbereich ist in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der erste bei etwa 1,4 Sekunden an der mit 32 bezeichneten Grenze endet und der zweite Abschnitt den Rest dieses Zeitbereiches einnimmt. Der erste Abschnitt ist als Ladungsbereich bezeichnet.
Während dieser Zeit befindet sich der elektrostatische Auf zeichnungsträger in der Dunkelheit und wird einer Koronaentladung bei einer sehr hohen Spannung in der Größenordnung von Kilovolt ausgesetzt. Die Oberfläche des elektrostatischen Aufzeichnungsträgers nimmt die Ladung in einem Maße an, welches von den Eigenschaften des elektrostatischen Aufzeichnungsträgers abhängt. Die Oberfläche nimmt also ein Oberflächenpotential an, das durch die Ladungslinie 34 wiedergegeben ist, die zudem bei etwas über 500 Volt gelegenen Punkt 36 ansteigt. Dieser Punkt fällt mit einem Oberflächenpotential zusammen, welches als Sättigungsspannung des elektrostatisohen Aufzeichnungsträgers bezeichnet wird. Bei der Sättigung wird theoretisch die Ladung mit derselben Geschwindigkeit abgeleitet, mit welcher sie zugeführt wird. Das Sättigungsniveau ist durch die unterbrochene Linie 38 deutlich gemacht.
Unter Fortdauer der Dunkelheit schließt sich der zweite Abschnitt des betreffenden Zeitbereichs zu der Zeit 32 an. Nachdem die Koronaauf ladung beendet worden ist, wandern die Elektronen, welche die Ladung der Oberfläche darstellen, zu dem leitfähigen Teil, das sich mit der gegenüberliegenden Fläche oder Seite der photoleitenden Schicht in Berührung befindet, von wo die Elektronen abgeführt werden. Während die Elektronen die photoleitende Schicht verlassen, fällt die Ladung ab und das Oberflächenpotential beginnt kleiner zu werden. Dieser Abfall des Potentials wird durch die Kurve 40 deutlich gemacht, welche als durchgezogene Linie zwischen den Zeitgrenzen 32 und 30 verläuft. Würde der elektrostatische Auf zeichnungsträger auch noch weiterhin in der Dunkelheit verbleiben, so würde sich die Kurve 40 entsprechend der unterbrochenen Linie 42 abfallend fortsetzen, wie dies rechts von der Zeitgrenze 30 gezeigt ist. Die Kurven 40 und 42 sind allgemein als Dunkelabfallskennlinie einer elektrostatischen Aufzeichnungsschicht oder eines elektrophotographvischen Auf zeichnungsträgers bekannt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Fähigkeit eines elektrophotographischen Auf zeichnungsträgers zur Annahme und zur Haltung von Ladung mit seiner Eigenschaft als Kondensator in Beziehung steht.
Der Widerstand des photoleitenden Belages muß außerordentlich hoch sein. Die Fähigkeit, sich bei Belichtung zu entladen, ist von der Leitfäfrigkeit des photoelektrischen Trägers abhängig.
Die Fähigkeit, in unmittelbar aneinander angrenzenden, kleinsten Flächenbereichen einerseits isolierend und andererseits leitfähig zu sein, wird durch die Anisotropie des photoelektrischen Trägers oder der photoleitenden Schicht erreicht und ist ein Maß für die erzielbare Auf lösung. Es ist zwar festzustellen, daß bekannte elektrophotographische Auf zeichnungsträger Ladung annehmen, die Ladung halten und eine Anisotropie besitzen. Im Vergleich zu einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger der hier vorgeschlagenen Art müssen diese Eigenschaften bekannter Schichten oder Auf zeichnungsträger als grob bezeichnet werden Die Fähigkeit des Auf zeichnungsträgers, sich mit extrem hoher Geschwindigkeit entladen zu können, ist ein Maß für die Arbeitsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers und die Vollkommenheit der Entladung ist ein Maß für den Verstärkungsfaktor. Auch diesbezüglich müssen bekannte Auf zeichnungsträger als langsam und sich nur ungenügend entladend bezeichnet werden; Der Zeitmaßstab der graphischen Darstellung nach Figur 5 dehnt sich also etwa über vier Sekunden und noch darüber aus. Das Gefälle der Dunkelabfallskennlinie 40, 42 ist zunächst ziemlich flach, doch ist tatsächlich der Dunkelabfall ziemlich rasch, wenn in Betracht gezogen wird, welche Funktionen durchgeführt werden müssen. Der Aufzeichnungsträger nimmt die Ladung verhältnismäßig langsam an-, wie man aus dem Kurvenast 34 ersieht.
Der dritte Zeitbereich liegt zwischen 2,3 Sekunden und 3,3 Sekunden und innerhalb dieses Zeitbereiches wird der elektrophotographische Aufzeichnungsträger mit einer bestimmten Lichtverteilung oder Strahlungsverteilung belichtet. Der Zeitbereich endet an der mit 44 bezeichneten Grenze. Der Zeitbereich zwischen den Grenzen 30 und 44 ist mit "Beliehtung " bezeichnet. In diesem Be reich bewirken die Lichtphotonen entsprechend der einwirkenden Strahlungsverteilung eine Wanderung von Elektronen der Oberflächenladung von der Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers weg, während die ursprünglich aufgebrachte Ladung weiter längs der Kennlinie 42 abfällt. Das hellste Licht entsprechend der größten Anzahl von Photonen bewirkt die beste Entladung längs der Kurve 46, welche als Hellabfallskurve bezeichnet werden kann. Es ist zu beachten, daß die Hellabfallskurve keineswegs sehr steil ist und daß die Entladung unvollständig ist, da eine Restladung verbleibt, welche dem Kurventeil 48 entspricht. Dies bedeutet ein Oberflächenpotential von etwa 35 Volt, das für bisher bekannte elektrophotographischeAufzeichnungsträger charakteristisch ist.
Die dazwischen liegenden Helligkeitsgrade entsprechend den verschiedenen Schattierungen des aufzuzeichnenden Bildes erzeugen Hellentladungskennlinien 46', 46', 46"" usw., wobei jede dieser Kennlinien aufhört, wenn die Belichtung beendet bzw. der Verschluß geschlossen ist, wonach die dann noch auf dem betreffenden Flächenbereich verbliebene Ladung weiter längs einer nach unten verlagerten Dunkelabfallskennlinie abfällt5 Diese Dunkelabfallskennlinienteile sind in Figur 5 mit 421, 42'', 42111 usw.
bezeichnet. Die Kennlinienteile liegen in Figur 5 innerhalb des vierten Zeitbereiches zwischen den Zeitgrenzen 44 und 50.
Der letzte Zeitbereich, innerhalb welchem entsprechend der Beschriftung von Figur 5 die Aufbringung des Toners erfolgt, dauert etwa i Sekunde. In diesem Zeitbereich ist die Belichtung bereits vollendet und das latente Bild 9 welches durch die Belichtung sich an der Zeitgrenze 44 bereits voll entwickelt hat, wird nun den Tonerpartikeln ausgesetzt. Innerhalb des Zeitbereiches zwischen den Grenzen 44 und 50 muß genügend Zeit vorgesehen sein, um eine Bewegung zwischen dem elektrophotographischen Auf zeicnnungsträger und den Tonerpartikeln relativ zueinander und eine Anhaftung der Tonerpartikel zu ermöglichen0 Außerdem müssen die Ladungen auf der Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers entsprechend denjenigen Flächenbereichen, welche in der Dunkelheit oder in teilweiser Dunkelheit gelegen sind, in ausreichendem Maße an ihrem Platz verbleiben, um den Toner halten zu können. Der Toner wiederum muß solange haften, bis das Fixieren durch Festschmelzen oder Festbrennen oder die Übertragung auf einen anderen Träger stattfindet0 Der zuletzt erwähnte Vorgang spielt sich nach der Zeitgrenze 50 ab.
Bemerkenswert ist, daß die Restladung entsprechend dem Kurventeil 48 auch an denjenigen Stellen eine Anhaftung von Tonerpartikeln verursacht, wo das hellste Licht auf den elektrophotographischen Träger gefallen ist. Bei bekannten Systemen lassen sich daher vollständig weiße Flächen im fertigen Bild kaum erzielen. In entsprechender Weise ist die Dunkelabfallskennlinie 42-am Orte der Zeitgrenze 50 bereits sehr weit unter den maximalen Wert des Aufladungspotentials des Punktes 36 abgefallen, so daß auch eine vollständige Schwärzung sehr unwahrscheinlich ist.
Die Grauskala zwischen diesen beiden Extremwerten entspricht ebenfalls nicht der anzustrebenden, photographischen Qualität.
Ein bisher nicht ausreichend beachteter Nachteil bekannter Systeme ist eine Photoleiter-Naohwirkung. Wird die Belichtung zu der Zeit 44 unterbrochen, so setzt sich die Entladung noch fort, was als eine Art Photoleiter-Trägheit bezeichnet werden kann.
Diese Erscheinung ist von Werkstoff zu Werkstoff verschieden.
Der Effekt läßt sich graphisch durch eine leichte oder kurze Fortsetzung der Kennlinien 46', 46" und 46''' in den Zeitbereich der Aufbringung des Toners darstellen, bevor die Kennlinien in den Teil entsprechend der weiteren Dunkelentladungskennlinie übergehen. Wie schon erwähnt, existiert bei einem photoleitenden Dünnfilmbelag der hier vorgeschlagenen Art eine Photoleiter-Nachwirkung nicht. Demgemäß ist der Übergang von der Hellentladungskurve zur Dunkelentladungskurve abrupt und scharf.
Dies führt zu einer Belichtbarkeit mit hoher Geschwindigkeit und zu Bildern hohen Auflösungsvermögens.
Bei bekannten Einrichtungen ist eine Fixierung oder Übertragung des durch Toner-Aufbringen sichtbar gemachten Bildes vorgesehen.
Im Falle einer Fixierung durch Einschmelzen oder Einbrennen wird der elektrophotographische Aufzeichnungsträger beispielsweise durch ein Tonerbad geführt, welches sich im Gebrauch des betreffenden Gerätes verbraucht, so daß die erzeugten Bilder heller und heller werden. Die Flüssigkeit verdampft oder trocknet von dem Aufzeichnungsträger ab, wenn die Fixierung oder das Einschmelzen erfolgt. Im Falle einer Übertragung wird die Trommel gegen ein Papierblatt gepreßt und das auf das Papierblatt übertragene Bild wird festgeschmolzen, während die Trommel abgebürstet wird und gegebenenfalls durch sehr helle Belichtung vollständig entladen wird, um für die Aufzeichnung des nächsten Bildes vorbereitet zu sein.
Der photoleitende Dünnfilmbelag der hier vorgeschlagenen Art ist nur einen Bruchteil eines - dick und ist transparent. Der Dünnfilmbelag ist außerordentlich dicht und besitzt aufgrund seines physikalischen Aufbaus die erwähnten, vorteilhaften Eigenschaften. Die geringe Stärke ermöglicht die Herstellung extrem dünner, flexibler und transparenter elektrophotographischer Aufzeichnungsträger, doch sind auch Vorteile in anderen Arten von Aufzeichnungsträgern festzustellen.
Die tatsächlich auftretenden Spannungen bei einem Aufzeichnungsträger der hier vorgeschlagenen Art sind gemäß Figur 6 wesentlich kleiner als diejenigen bekannter, dicker elektrophotographischer Beläge, doch sind die elektrischen Feldstärken ungleich viel höher als bei bekannten Auf zeichnungsträgern. Die Feldstärke beträgt. annähernd 106 Volt/cm. Auch die anderen Eigenschaften sind grundsätzlich verschieden, wie sich aus einem Vergleich der Figuren 5 und 6 in Verbindung mit den nachfolgenden Erläuterungen ergibt.
Zunächst sei das kleine in der linken unteren Ecke der Darstellung nach Figur 5 eingezeichnete Rechteck beachtet. Dieses stellt unter Verwendung des gleichen Maßstabes wie in Figur 5 die gesamte Fläche des Diagramms nach Figur 6 unter~Einschlul3-sämtlicher Vorgänge einschließlich der Aufbringung des Toners dar. Die bei den Vorgängen gemaß Figur 6 auftretenden Spannungen sind also nur ein Bruchteil der Spannungen entsprechend Figur 5. Die gestrichelte Linie 52, welche in Figur 5 auf der Höhe von etwa 50 Volt eingezeichnet ist, stellt das Niveau elektrischer Störsignale in den Systemen entsprechend dem Diagramm nach Figur 5 dar, so daß man erkennt, daß sämtliche Vorgänge, wie sie sich bei der Verwendung des photoleitenden Dünnfilmbelages der hier vorgeschlagenen Art abspielen, in einem Bereich innerhalb des Diagrammfeldes bekannter Aufzeichnungsträger gelegen sind, welcher bisher als praktisch wertlos angesehen wurde. Bei dem hier vorgeschlagenen Aufzeichnungsverfahren existiert jedoch kein Rauschbereich oder Störbereich. Weiter ist bemerkenswert, daß das Bild im Falle des hier vorgeschlagenen Auf zeichnungsverfahrens gemäß Figur 6 bereits voll durch Aufbringung von Toner entwickelt worden ist, bevor der bekannte photoleitende Aufzeichnungsträger seine Maximalaufladung erreicht hat, geschweige denn belichtet und mit Toner versehen worden ist.
Figur 6 zeigt das Verhalten und die Eigenschaften eines photoleitenden Dünnfilmbelages eines elektrophotographischen Films der hier vorgeschlagenen Art.
Die geringe Stärke des Dünnfilmbelages, sein photoelektrischer Verstärkungsfaktor und der große Unterschied zwischen der Dunkelabfallskennlinie und der Heliabfaliskennlinle führen zu grund sätzlichen Unterschieden hinsichtlich der Zeit- und Spannungswerte der Darstellung nach Figur 6 gegenüber entsprechenden Werten der photoleitenden Schicht eines elektrophotographischen Auf zeichnungsträgers bekannter Art nach der Darstellung in Figur 5.
Die Dauer der verschiedenen Vorgänge ist bedeutend geringer und ebenso sind die Spannungen bedeutend kleiner.
Der photoleitende Dünnfilmbelag wird sehr rasch, sozusagen mit einem Aufladungsstoß auf eine Spannung aufgeladen, welche über der Sättigungsspannung liegt. Die in Figur 6 eingezeichnete Sättigungsspannung liegt etwas unter 40 Volt, welches ein für Kadmiumsulfid-Photoleiterbeläge charakteristischer Wert ist und die Koronaspannung wird in den ersten 300 Millisekunden rasch erhöht, so daß die resultierende Oberflachenaufladung von Null Volt auf etwa 52 Volt ansteigt.
Die Ladungskennlinie ist im wesentlichen geradlinig, wie bei 200 gezeigt ist und der Punkt maximaler Aufladung ist mit 202 bezeichnet und liegt merklich über der Sättigungsspannung, welche durch die gestrichelte Linie 204 deutlich gemacht ist. Von dem Punkt maximaler Aufladung bei 202 fällt das Oberflächenpotential des elektrophotographischen Films mit einer Geschwindigkeit ab, welche von der Lichtmenge abhängig ist, welcher der Film gegebenenfalls ausgesetzt wird. Wenn der Film nach Erreichen des Punktes 202 maximaler Aufladung in vollständiger Dunkelheit verbleibt, so hat das Oberflächenpotential einen Verlauf entsprechend der Dunkelabfallskennlinie für den betreffenden Film und für die betreffende Ausgangs-Oberflächenspannung an dem Punkt 202. Die Dunkelabfallskennlinie setzt sich aus zwei Abschnitten zusammen, von welchen der erste Abschnitt 206 verhältnismäßig steil im Vergleich zu dem sich anschließenden Abschnitt 208 verläuft, welcher den Abfall des Oberflächenpotentials zu einer wesentlich späteren Zeit charakterisiert, Der Teil 206 der Dunkelabfallskennlinie umfaßt den Abfall des Oberflächenpotentials von der Spannung zum Augenblick der Vollendung der Oberflächenaufladung bis hinunter zum Niveau der Sättigungsspannung an der gestrichelten Linie 204. Die Entladungsgeschwindigkeit ist dabei ziemlich groß, da die Filmoberfläche praktisch gewaltsam auf die maximale Oberflächenaufladung gebracht worden ist und sich nun sehr rasch wieder entlädt. Immerhin erkennt man aber, daß die Ladung bedeutend besser gehalten wird als bei normalen elektrophotographischen Auf zeichnungsträgern, von welchen ein Beispiel in Figur 5 erläutert ist. Wenn an dem Punkt 210 das Sättigungsniveau erreicht worden ist, so entspricht das in Figur 6 dem Ablauf einer Zeit, welche die gesamte Belichtungszeit und auch noch einen Teil der Zeitdauer für die Aufbringung des Toners mit umfaßt. Es sei darauf hingewiesen, daß trotzdem die insgesamt abgelaufene Zeit an dem Punkt 210 nur 600 Millisekunden beträgt. Es wird also aus Figur 6 deutlich, daß die einzelnen Vorgänge sich mit sehr großer Geschwindigkeit abspielen.
Nach Erreichen des Sättigungsniveaus verflacE sich die Dunkelabfallskennlinie und besitzt dann ein bedeutend geringeres Gefälle. Man ersieht aus Figur 6, daß dann, wenn der aufgeladene elektrophotographische Film niemals belichtet wird, das Oberflächenpotential den Kennlinienteilen 206 und 208 folgt.
Auch die Hellabfallskennlinie setzt sich aus zwei Abschnitten zusammen, doch ist deren Verlauf nicht von der Sättigungsspannung abhängig, da das Potential der belichteten Oberfläche aufgrund der extrem hohen Geschwindigkeit des IIellabfalles sehr rasch auf. Spannungswerte abfällt, welche wesentlich unterhalb der Sättigungsspannung entsprechend der gestrichelten Linie 204 liegen. Dies beruht auf der sehr wichtigen Eigenschaft des hier vorgeschlagenen elektrophotographischen Films, welcher einen sehr großen Photoleiter-Verstärkungsfaktor aufweist. Nimmt man also an, daß der elektrophotographische Film durch ein sehr helles Licht vollständig belichtet wird, so fällt innerhalb einer Zeitdauer von 30 Millisekunden die Oberflächenspannung längs der Kurve 212, welche praktisch eine gerade Linie ist, bis zu dem Knick 214 ab, welcher etwas oberhalb der Spannung Null gelegen ist und hiernach nähert sich das Oberflächenpotential mit der Kurve 216 asymptotisch an die Abszisse an. In den meisten Fällen ist der Kurventeil 216 so nahe an der Abszisse gelegen, daß Mes sungen unzweckmäßig sind.
Die Ladungsdichte und damit nach einem wirkungsvollen Aufbringen des Toners auf den elektrophotographischen Film, die optische Dichte ist an dem Punkt 202 maximal und an dem Knick 214 minimal.
Da der hier vorgeschlagene elektrophotographische Film im allgemeinen einer Lichtverteilung oder Strahlungsverteilung ausgesetzt wird, welche verschiedene Abstufungen aufweist, folgt dieEntladungskennlinie jedes einzelnen Flächenelementes der Oberfläche einer Funktion, welche durch eine Kurve zwischen der Dunkelabfallskennlinie und der Hellabfallskennlinie wiedergegeben werden kann und zum Zwecke der Erläuterung sind in Figur 6 drei solche Kurven eingezeichnet und werden nachfolgend näher betrachtet.
Bei dem in Figur 6 behandelten Beispiel dauert die gesamte Belichtung des elektrophotographischen Films 30 Millisekunden und legt zwischen den Zeiten von 0,300 Sekunden und 0,330 Sekunden.
Es sei bemerkt, daß die Belichtung unmittelbar dann beginnt, wenn die maximale Aufladung erreicht ist und dieser Wert, beispielsweise der Spannungswert am Punkte 202, kann entsprechend der Lichtmenge gewahlt werden, welche erwartungsgemäß von der auf zuzeichnenden Strahlungsverteilung oder dem aufzuzeichnenden Bild ausgeht. Für eine geringere mittlere Lichtmenge soll die Oberflächenaufladung am größten sein, so daß sich der größte Unterschied zwischen der Dunkelabfallskennlinie und der llellabfallskennlinie ergibt. Für hohe mittlere Lichtmengen oder Strahlungsmengen braucht die Oberflächenaufladung anfänglich nicht so groß zu sein.
Betrachtet man weiterhin das hier behandelte Beispiel, so erket man, daß die drei zusätzlichen Elemente der Strahlungsverteilung oder des Bildes, weiche während der Belichtung untersucht werden, drei verschiedene Oberflächenpotentiale annehmen.
Das erste zusätzliche Flächenelement erhält das meiste Licht, jedoch nicht soviel Licht wie bei maximaler Belichtung auf-tritt und demgemäß entlädt sich dieses Flächenelement während der Belichtungszeit längs der Kennlinie 217 und wird dann wieder von der Zeit von 0,330 Sekunden ab in Dunkelheit gehalten. Von dem Punkt 218 ab folgt das Oberflächenpotential-des ersten zusätzlichen Flächenelementes der Dunkelabfallskenninie 208, jedoch schließt sich an den Punkt 2lS derjenige Teil der Dunkelabfallskennlinie an, welcher bei einem Spannungswert entsprechend dem Punkt 218 beginnt. Weml diese Spannung beispielsweise i4.Volt beträgt, so muß man diesen Spannungswert auf der Kurve 208 aufsuchen, indem man den Schnlttpunkt der strichpunktierten Linie 220 und der Dunkelabfailskennlinie 208 aufsucht, wobei man allerdings auf der rechten Seite weit über die graphische Darstellung von Figur 6 hinaus gelangt. Der dann autgefundene Kurventeil der Dunkelabfallskennlinie 208 ist an den Punkt 218 anzuschließen und ist in Figur 6 mit 222 bezeichnet. Die gesamte Entladungskurve für das am hellsten belichtete Flächenelement der drei zusätzlich betrachteten Flächenelemente setzt sich also aus den Kurventeilen 217 und 222 zusammen.
Dieselben Überlegungen gelten bezüglich des am zweithellsten belichteten Flächenelementes, dessen Oberflächenpotential insgesa int einer Entladungskurve folgt, welche den steil abfallenden Kurventeil 224 enthält, der an dem Punkt 226 abknickt und dann in denjenigen Teil der Dunkelabf all skennlini-e übergeht, welcher unterhalb des Niveaus 228 gelegen ist und von-dem Punkt 226 ab mit 230 bezeichnet ist. Das am wenigsten belichtete der drei zusätzlich betrachteten Flächenelemente folgt mit dem ersten Teil seiner Hellentladungskurve bis zu dem auf dem Spannungsniveau 236 gelegenen Punkt 234 der Kurve 232. Der Teil der Dunkelentladungskennlinie 208, der sich unterhalb des Spannungsniveaus 236 anschließt, kann direkt aus der Darstellung nach Figur 6 entnommen werden und liegt rechts von dem Punkt 238. Dieser Teil der Dunkelabfallskennlinie 208 wird dann nach links verschoben, so daß er sich an den Punkt 234 anschlieX3t und die Fortsetzung der Entladungskurve des dritten zusätzlichen Flächenelementes des elektrophotographischen Filmes bildet. Dieser Kurventeil ist mit 240 bezeichnet. Wie bereits erwähnt, entsprechen die Kurventeile 206 und 20b dem Fall, d aß überhaupt keine Belichtung stattfindet.
Wie in Figur 6 eingezeichnet ist, kann das Aufbringen des Toners genau zu demjenigen Zeitpunkt beginnen, zu welchem die Belichtung beendet wird, d. h. an dem Zeitpunkt von 0,330 Sekunden und das Aufbringen des Toners kann während eines wesentlichen Sekundenbruchteils,beispielsweise bis zur Zeit von 1,000 Sekunden fortgesetzt werden. Die Zeitdauer ist durch die mechanischen Begrenzungen der Bewegung des Toners gegen den elektrophotographischen Film und durch die Fähigkeit des Toners begrenzt, an den verbleibenden Ladungsbereichen anzuhaften.
Die sich ergebenden optischen Dichten bestimmen sich aus der Ladungsmenge und damit aus der Menge des anhaftenden Toners und bei den hier betrachteten Bedingungen kann sich eine optische Dichte für das Flächenelement von 0,001 einer Dichteeinheit ergeben, wenn eine vollständige Belichtung entsprechend der Heilentladungskurve 212, 216 stattfindet. Eine optische Dichte von 1,0 kann sich beispielsweise für das am zweithellsten belichtete Flächenelement entsprechend der Hellentladungskurve 217, 222 ergeben. Eine optische Dichte von 1,5 kann sich für das Flächenelement für die nächstdunklere Belichtung entsprechend der Entladungskurve 224, 230 einstellen. Eine optische Dichte von 2,0 erhält man für das ammenigsten belichtete Flächenelement entsprechend der Entladungskurve 232, 240 und schließlich ergibt sich eine optische Dichte von 2,5 in denjenigen Bereichen des elektrophotographischen Filmes, an welchen überhaupt keine Belichtung stattfindet, so daß diese Bereiche der Dunkelabfallskennlinie 206, 208 folgen.
Zur Vervollståndigung des Vergleichs zwischen den graphischen Darstellungen nach den Figuren 5 und 6 sei darauf hingewiesen, daß bei dem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger der hier vorgeschlagenen Art gemäß Figur 6 keine Hestspannung auf der Oberfläche verbleibt. Die am meisten belichteten Flächenelemente sind daher vollständig entladen und.daher vollständig weiß. Weiter erkennt man, daß der Ladungsabfall während der Aufbringung des Toners maximal 1 Volt oder 2 Volt beträgt und daß daher der oberste Wert in der Dunkelabfallskennlinie im wesentlichen zur Verfügung gehalten wird, um auf der Dunkelabfallskennlinie 206, 208 einen Punkt auswerten zu können, welcher bei der Aufbringung des Toners ein tiefes Schwarz ergibt.. Die dazwischenliegenden Abstufungen sind in ihrem Gefälle flach, so daß sich eine kontinuierliche Grautonskala und eine extrem hohe Bildqualität erzielen lassen. Die Anisotropie des photoleitenden Dünnfilmbelages ist so, daß eine Auflösung erzielt wird, die gleich oder sogar besser als bei den meisten, feinkörnigen photMichemischen Filmen ist. Auflösungen von 1000 Linien je Millimeter konnten bereits erzielt werden.
Die Aufladungskurve 200, welche das Oberflächenpotential über das Sättigungsniveau 204 anhebt, wird bei Belichtungsbedingungen verwendet, welche es erforderlich machen, daß der elektrophotographische Film mit dem photoleitenden Dünnfilmbelag der hier vorgeschlagenen Art die maximale Empfindlichkeit besitzt. Die maximale Empfindlichkeit ist erforderlich, wenn die verfügbare Lichtmenge für die Belichtung minimal ist. Bei besseren Lichtbedingungen ist es nicht erforderlich, den Belag so hoch auizuladen und daher wird der Verlauf der Aufladungskurve 200 bei niedrigeren Potentialwerten angehalten, oftmals unterhalb des Sättigungsniveaus, sodaß niedrigere Ausgangs-Oberilächenpotentiale erreicht werden. Für alle elektrophotographischen Auf zeichnungsträger ist es charakteristisch, daß bei verhältnismäßig niedrigeren Aufladungsniveaus längere Zeiten der Aufbringung des Toners erforderlich sind, um ein optimales Anhaften des Toners zu erzielen. Die Zeit für die Aufbringung des Toners kann vermindert werden, indem der Toner elektrostatisch gegen die aufgeladene Oberfläche beschleunigt wlrd, wobei ein Gleichspannungspotential zwischen der Tonerquelle und der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers aufrecht erhalten wird.
Bei einer Betrachtung der Kennlinien nach Figur 6 ist die Steilheit der Entladungskurven 232, 224, 217 und 212 bemerkenswert, welche eine hohe Entladungsgeschwindigkeit bei Einwirken der Lichtstrahlung oder einer anderen Strahlung deutlich machen.
Weiter ist die Schärfe der Knicke 234, 226, 218 und 214 bedeutsam, welche eine augenblickliche Unterbrechung der Hellentladung bezeichnen, wenn die Belichtung beendet wird, so daß ein unmittelbarer und zuverlässiger Übergang zur Dunkelentladungskennlinie stattfindet, was auch für jedes dazwischenliegende Spannungsniveau der Fall ist. Außerdem sei nochmals darauf hingewiesen, daß praktisch eine Entladung des Oberflächenpotentials auf Null stattfindet, wenn eine maximale Belichtung durchgeführt wird, was bedeutet, daß ein vollständig weißerikntergrund erzielbar ist. Zusammen mit den zuvor erwähnten Eigenschaften erhält man also zuverlässig eine Grautonskala nahezu unbeschränkt feiner Abstufung zwischen vollständigem Weiß und tiefem Schwarz.
Schließlich ist auch noch der flache Abfall der Dunkelentladungskennlinien 208, 240, 230 und 222 bemerkenswert, woraus sich ergibt, daß die Ladung ausreichend lange gehalten wird und mehr Zeit zur Verfügung steht, um den Toner aufzubringen und den mit Toner versehenen Film zu untersuchen.
Nunmehr seien die Figuren i bis 3 genauer betrachtet, welche einen elektrophotographischen Film der hier vorgeschlagenen Art im Schnitt zeigen, wobei die Abmessungen übertrieben und nicht proportional den tatsächlichen Abmessungen wiedergegeben sind, um die Beschreibung der verschiedenen Einzelteile des Film zu erleichtem. In jedem Falle sind ein Trägerkörper 16, ein photoleitender Belag 12 und eine dazwischenliegende, leitende oder ohmisch leitende Schicht 14 vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist bei 18 ein Anschluß an die ohmisch leitende Zwischenschicht in der Weise hergestellt, daß sich der photoleitende Belag nicht vollständig bis zum Rand der ohmisch leitenden Schicht erstreckt, so daß ein Teil der ohmisch leitenden Schicht frei bleibt. Mit 20 ist eine Hochspannungsquelle bezeichnet und bei 21 ist ein Koronagenerator angedeutet, wobei die Schaltung schematisch eine Auf ladungseinrichtung angibt, mittels welcher -der photoleitende Dünnfilmbelag 12 mit einer Oberflächenaufladung versehen werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist ein Teil der leitenden Zwischenschicht 14 oder ein unabhängiger Streifen eines Leitermaterials, beispielsweise aus Aluminium, längs des Randes in der bei 22 angedeuteten Weise vorgesehen, um eine Kontaktbildung zu der ohmisch leitenden Schicht 14 zu erleichtern. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 hat dieser Streifen die Gestalt eines gesonderten Bauteiles 24, welches den Rand umgreift und sich auch über ein Teil der Unterseite des Trägerkörpers 16 erstreckt. Die Kontaktstreifen 22 oder 24 ermöglichen einen guten Kontakt zu der ohmisch leitenden Schicht 14 und lassen sich in solcher, größerer Dicke aufbringen, daß sie gegen Abnützung widerstandsfähig sind. Es hat sich in vielen Fällen gezeigt, daß auch ein scharf abgeschnittener Rand, beispielsweise wie auf der rechten Seite der Figuren 1 und 3 gezeigt, die ohmisch leitende Schicht 14 genügend freilegt, um einen elektrischen Kontakt mittels eines an dem Rand entlanglautenden Schleifkontaktteiles zu erreichen. Der Anschluß der Batterie wird dann an den Schleifkontakt gelegt.
Die drei Teile des grundsätzlichen Aufbaus des elektrophotographischen Auf zeichnungsträgers der hier vorgeschlagenen Art werden durch Sputtern (Glimmlicht-Beschichtungsverfahren) miteinander verbunden, wobei das Verfahren vorzugsweise in einer entsprechenden Druckkammer durchgeführt wird. Vor der Beschichtung wird der Trägerkörper vorzugsweise so geschnitten, daß er die gewünschte Breite hat und wird dann durch eine erste Druckkammer geführt, in welcher auf seine Oberfläche die ohmisch leitende Dtinnfilmschicht 14 aufgebracht wird. Das hier vorgeschlagene Verfahren kann aber auch so durchgeführt werden, daß große Träger körperflächen beschichtet werden und dann unterteilt werden, um elektrophotographische Filme 10 kleineren Formates herzustellen.
Gemäß einer wieder anderen Form des Herstellungsverfahrens sind sowohl eine Vorratsrolle des streifenförmigen Trägerkörpers als auch eine Aufnahmerolle vollständig innerhalb der Beschichtungskammer angeordnet. In entsprechender Weise wird dann auch die zweite Schicht oder der photoleitende Dünnfilmbelag 12 über die ohmisch leitende Dünnfilmschicht aufgebracht. Die Kontaktbereiche 18 oder die Randelemente 22 oder die seitlichen Kontaktstreiien 24 können durch Vakuum-Beschichtungstechniken oder durch Sputtern und/oder durch Maskierungstechnik aufgebracht werden, im allgemeinen, bevor die Beschichtung mit der Dünnfilmschicht 14 bzw. dem Dünnfilmbelag 12 erfolgt. Es sei bemerkt, daß die Eigenschaften des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 eine derartige Lichtempfindlichkeit ergeben, daß es unnötig ist, besondere Kontaktbereiche entsprechend dem Bereich 18 vorzusehen. Dies soll weiter unten anhand von Figur 9 beschrieben werden. Nachfolgend soll aber zunächst eine Betrachtung der einzelnen Bestandteile des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers in seinem grundsätzlichen Aufbau vorgenommen werden.
Der photoleitende Dünafilmbelag 12 Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 ist der wichtigste Bestandteil des elektrophotographischen Films, da er die funktionellen und physikalischen Eigenschaften aufweist, welche Aufzeichnungsträger der hier vorgeschlagenen Art gegenüber bekannten Aufzeichnungsträgern weit überlegen machen. Die nachfolgende Beschreibung ergibt, daß dieser Dünnfilmbelag für sich allein bereits ganz besondere Vorteile und Brauchbarkeiten besitzt.
Der Werkstoff, aus welchem der photoleitende Dünnfilmbelag 12 hergestellt ist und welcher nachfolgend bezüglich seiner Eigenschaften genauer beschrieben wird, ist einer der bekannten Photoieiterverbindungen. Diese Verbindungen sind bereits in der Vergangenheit verwendet worden, sind jedoch, soweit bisher bekannt, nicht mit Erfolg in e elektrophotographischen Auf zeichnungsträgern verwendet worden, welche Eigenschaften aufwiesen, wie sie mit dem hier vorgeschlagenen Aufzeichnungsträger erzielt werden. Beispielsweise ist eine bevorzugte Verbindung, welche weiter unten genauer betrachtet wird, das Kadmiumsulfid. Diese Verbindung hat man bereits in dicken Photoleiterbelägen verwendet und mit organischen Trägern vermischt und in diese eingebettet und man hat diese Verbindung auch schon durch Sputterverfahren als vollständig anorganische Beläge auf Oberflächen aufgebracht. Die hier beschriebenen Vorteil-e und besonderen Merkmale wurden bisher aber noch nicht erreicht. Vielmehr war man bei dem Bemühen, die zuvor erwähnten, wichtigen Eigenschaften eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers zu verwirklichen, von dem angestrebten Ziel noch so weit entfernt, daß man solche Aufzeichnungsträger für die hier angegebenen Zwecke bisher überhaupt nicht eingesetzt hat.
Es soll nochmals erwähnt werden, daß bisher die besten Ergebnisse bei der Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers der hier vorgeschlagenen Art mit Kadmiumsulfid erzielt worden sind, dessen Eigenschaften nachfolgend im einzelnen untersucht werden. Kadmiumsulfid eignet sich aufgrund seiner besonderen Eigenschaften ganz hervorragend als Material für einen photoleitenden Dünnfilmbelag, wie er hier angegeben ist. Kadmiumsulfid eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften universell für die Herstellung elektrophotographischer Aufzeichnungsträger, elektrophotographischer Filme und auch anderer photoleitender Elemente, bei denen es auf die oben erwähnten Vorteile des genannten Dünnfilmbelages ankommt. Andere Werkstoffe sind Zinkindiumsulfid (Zn In2 S Arsentrisulfid (As2 S3), Zinkselenid (Zn Se), Zinksulfid (Zn S), Zinktellurid (Zn Te), Kadmiumselenid (Cd Se), Kadmiumtellurid (Cd Te), Galliumarsenid (Ga As), Antinontrisulfid (Sb2 S3) und vielleicht weitere Verbindungen. Die einzelnen Werkstoffe werden nachfolgend noch diskutiert. Die nachfolgend angegebenen Eigenschaften sind aber insbesondere diejenigen von photoleitenden Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelägen. Die meisten anderen Verbindungen haben größtenteils ähnliche Eigenschaften, jedoch in mehr oder weniger starkem Maße ausgeprägt.
i. Der photoleitende Dünnfilmbelag ist vollständig anorganisch, mikrokristallin und nur wenige tausend angström dick. Die einzigen, bisher bekannten, verwertbaren Kadmiumsulfidbeläge waren Misohungen von Kadmiumsulfid und organischen Bindemitteln oder Trägern, wobei die gebildeten Schichten große Dicke besaßen und im wesentlichen nicht transparent oder flexibel waren. Bisher bekannte Schichten von Kadmiumsulfid oder dergleichen wurden durch Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht, um kristalline Strukturen zu vermeiden, da man solche kristalline Strukturen für brüchig hielt. Demgegenüber ist der Dünnfilmbelag 12 bewußt kristallin und sehr dünn, nämlich 3500 R bis 5000 R und damit extrem flexibel und transparent. Die Leitung von Elektronen und Löchern oder Fehlstellen durch den Belag wird durch die Art und Weise der Erzeugung dieses Belages verbessert. Es erscheint sicher, daß die Kristalle normal zu der Oberfläche, auf welcher sie sich ablagern, orientiert sind, was auf dem nachfolgend genauer beschriebenen Sputterverfahren beruht.
Ein Beispiel für die Flexibilität des Dünnfilmbelages läßt sich dadurch geben, daß ein elektrophotographischer Film der hier vorgeschlagenen Art nach Ablagerung des Dünnfilmbelages auf einem Polyester-Folienmaterial oder Blattmaterial von 0,125 mm Stärke um einen Dorn von 6,4 mm gebogen werden kann, ohne daß sich Risse oder Sprünge bilden. Die Möglichkeit, den elektrophotographischen Film um einen Zylinder von wenigen Millimetern Durchmesser biegen zu können, gestattet es, den elektrophotographischen Film ohne irgendwelche Schwierigkeiten durch Handhabungs- und Jeder gabeeinrichtungen transportieren zu können.
Eine weitere Eigenschaft des Dünnfilmbelages 12, welche damit zusammenhängt, daß der Belag anorganisch; dünn und kristallin ist, ist seine Härte. Wie bereits oben erwähnt, ist die Oberfläche des Dünnfilmbelages hart wie Glas. Die Abriebfestigkeit ist von großer Wichtigkeit bei der Handhabung des Films, da hierdurch Kratzer und dergleichen vermieden werden, welche einen Verlust von Einzelheiten und Auizeichnungen der Information verursachen können, insbesondere, Wenn der Auizeichnungsinhalt sehr fein ist. Bei der Herstellung eines elektrophotographi-schen Films treten keine Schwierigkeiten auf, wenn es notwendig ist, den Film durch Reibungskräfte zu bewegen, beispielsweise mittel-s an der Oberfläche angreifenden Reibrollen oder dergleichen.
Die Abriebfestigkeit des photoleitenden Dünntilmbelages 12 beruht vermutlich zum Teil auch auf der Dichte des Materials, wie sie durch die besondere Form der Ablagerung erreicht wird. Dies verbessert auch grundsätzlich die elektrischen Eigenschaften gegenüber bekannten Belägen, Der Werkst-off ist elektrisch anisotrop, was unter anderem auf seiner geringen Stärke und den Halbleitereigenschaften beruht. -Dies bedeutet, daß der Werkstoff mindestens während einer wesentlichen Zeitdauer (Figur 6) eine nicht gleichförmige Verteilung von-Elektronen und Löchern oder Fehlstellen, welche aufgebracht worden sind, konservieren oder halten kann, wie dies zur Verwendung der Schicht als elektrophotographischer Auf zeichnungsträger und als Photoleiter notwendig ist. Außerdem bedeutet dies, daß eine Ladungsverteilung feinster Auflösung genau und zuverlässig in dem latenten Bild erzeugt werden kann.
2. Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 hat einen großen Photoleiter-Verstärkungsfaktor. Anstelle eines einzigen Elektrons, welches je auftreffendes Photon zu der ohmisch leitenden Schicht gelangt, sind es bei dem Dünnfilmbelag 12 aufgrund dessen Eigenschaften mehr als etliche Millionen von Elektronen, welche zu der Ableitungsschicht gelangen, woraus sich ein sehr großer Verstärkungsfaktor ergibt.
Der hohe photoelektrische Verstärkungsfaktor ist von wesentlicher Bedeutung, da er die Empfindlichkeit des elektrophotographiachen Films bis zu einem Punkt erhöht, welcher der Empfindlichkeit der meisten, rasch arbeitenden photochemischen Filme entspricht, wobei aber gleichzeitig nicht notwendigerweise der Verlust an Auflösungsvermögen aufgrund der Korngröße in Kauf genormen werden muß. Praktisch existiert bei einem Aufzeichnungsträger der hier vorgeschlagenen Art kein Korn, da die kristalline Struktur mikroskopisch ist.
Die Erhöhung des photoelektrischen Verstärkungsfaktors des photoleitenden Dünnfilmbelages beruht vermutlich auf der Auslösung freier Elektronen aus Energieniveaus im verbotenen Band des Photoleiters und ist exponentiell von der Dünne oder der geringen Schichtdicke des Photoleiters abhängig. Mit anderen Worten, je dünner der Belag, desto größer ist die Freisetzung von Elektronen und desto höher ist die Empfindlichkeit des elektrophotographischen Films.
Nachdem die Strahlungs- oder Lichtphotonen die Entladung des photoleitenden Belages herbeiführen müssen, versteht es sich, daß eine bestimmte Licht oder Strahlungsabsorption durch den photoleitenden Belag vorhanden sein muß. Andererseits ist der Photoleiter-Verstärkungsfaktor umso größer, je dünner der Belag ist. Man erkennt also, daß die Dicke des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 so gewählt werden muß, daß einerseits genügend Werkstoff vorhanden ist, um die gewünschte Lichtabsorption oder Strahlungsabsorption und die Abriebfestigkeit zu erhalten, gleichzeitig aber der Belag so dünn sein muß, daß man den gewünschten Photoleiter-Verstärkungsfaktor erzielt. Man kann so verfahren, daß man den Belag in einer Schichtdicke ablagert, welcher das Maximum des Photoleiter-Verstärkungsfaktors bei der geringsten praktischen Schichtdicke ergibt. Das läßt sich leicht experimentell iür einen bestimmten Werkstoff ermitteln, indem man die Lichtabsorption mißt und mit geeigneten Einrichtungen die Abriebiestigkeit bestimmt und mit der Ablagerung des Werkstoffs solange fortfährt, bis man einen Kompromiß zwischen den erwähnten Eigenschaften und dem gewünschten photoelektrischen Verstärkungsfaktor erhält.
Die Erfordernisse bezüglich der Lichtabsorption müssen in jedem Falle erfüllt werden. Durch das hier vorgeschlagene Verfahren und den hier vorgeschlagenen Photoleiter-Dünnfilmbelag läßt sich dieses Ziel erreichen, wobei sich ein Photoleiter-Verstärkungsfaktor bedeutend über Eins und ausgezeichnete Abriebfestigkeitswerte ergeben.
3. Der Photoleiter-Dünnfilmbelag 12 hat einen hohen spezifischen Dunkelwiderstand, wodurch die Annahme der Ladung und das Halten der Ladung gefördert werden. Der vorzugsweise eingesetzte Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelag ist charakteristischerweise aus n-leitendem Halbleitermaterial gefertigt und besitzt bei Ablagerung gemäß dem hier angegebenen Verfahren in der reinsten Form einen spezifischen Dunkelwiderstand von 1012 bis 1014 Ohmcm. Der spezifische Hellwiderstand beträgt etwa 108 Ohmcm. Die Ablöseenergie beträgt etwa 2,45 eV.
Nach dem spezifischen Dunkelwiderstand stellt das Material einen ausgezeichneten Isolator dar und das Verhältnis von spezifischem Dunkelwiderstand zu spezifischem Heifwiderstand liegt in der Größenordnung von 105. Die angegebenen Werte beziehen sich auf einen Dünnfilmbelag in einer Stärke von etwa 3500 R und einer optischen Durchlässigkeit oder Transparenz zwischen 70% und 85%.
Die Leitfähigkeitszunahme des Dünnfilmbelages bei Belichtung bestimmt unter anderem die Empfindlichkeit des Dünnfilmbelages.
Zinkindiumsulfid, welches eines der anderen, oben erwähnten, verwendbaren Verbindungen ist, besitzt einen spezifischen Dunkelwiderstand etwa in derselben Größenordnung wie Kadmiumsulfid, doch ist der spezifische llellwiderstand etwas höher, so daß das Verhältnis zwischen diesen beiden spezifischen Widerstandswerten nicht so groß ist. Die Ablösearbeit oder Ablöseenergie für Zinkindiumsulfid ist etwa 2,3 eV. Bei Experimenten ergab sich, daß ein photoleitender Dünnfilmbelag aus Zinkindiumsulfid nicht ganz so gute Eigenschaften und Ergebnisse lieferte wie der Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelag, doch mag dies an den Versuchsbedingungen liegen.
Wenn auch nicht unbedingt erforderlich, so kann das Kadmiumsulfid mit bestimmten Metallen, beispielsweise mit geringen Mengen von Kupfer oder dergleichen dotiert werden, um zusätzliche Quellen für die Elektronenlieferung zu schaffen. Hierdurch wird das Material des Dünnfilmbelages gegenüber dem reinen Kadmiumsulfid noch stärker n-leitend und es ergibt sich ein noch größerer Photoleiter-Verstärkungsfaktor. Auch andere Photoleiterwerkstoffe können zu demselben Zwecke dotiert werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Anteile der einzelnen Elemente, aus welchen die Verbindung für den Photoleiter-Dünnfilmbelag besteht, stöchiometrisch richtig eingehalten werden müssen, was durch genaue Steuerung der Bedingungen bei der Beschichtung erreicht wird. Wird ein Dotierungsmittel verwendet, so müssen auch die Anteile des Dotierungsstoffes genau eingehalten werden. Nachdem aber die gesamte Schicht anorganisch ist, kann dies verhältnismäßig einfach mit bekannten Steuer- und Regelungsmethoden erreicht werden.
Wie schon erwähnt, ist es aus der eingangs genannten Literaturstelle bekannt, Dünnfilmbeläge aus Kadmiumsulfid experimentell herzustellen, welche sich jedoch nicht als praktisch verwertbare Photoleiter-Dünnfilmschichten darstellen. Bei den bekannten Experimenten hat man versucht, die Eigenschaften von Sulfidbelägen durch Verwendung verschiedener Verunreinigungen zu verbessern.
Kadmiumsulfid-Dünnfilmbeläge der hier angegebenen Art sind demgegenüber außerordentlich rein. Sie haben einen spezifischen Dunkelwiderstand, welcher mindestens um den Faktor 106 größer als derjenige ist, welcher bei den erwähnten bekannten Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelägen gemessen werden konnte. Auch besitzt der hier angegebene Photoleiter-Dünnfilmbelag einen photoelektrischen Verstärkungsfaktor, eine Ladungsaufnahme und eine Arbeitsgeschwindigkeit sowie weitere Eigenschaften, welche diesen Belag überhaupt erst praktisch verwendbar machen und ihn für die angegebenen Auf zeichnungszwecke sowie für weitere, bisher nicht in Betracht gezogene Zwecke geeignet machen.
4. Der hier vorgeschlagene Dünnfilmbelag aus Kadmiumsulfid ist praktisch panchromatisch. Andere Verbindungen haben eine hiervon verschiedene spektrale Empfindlichkeit. Der Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelag 12 hat eine Spitze der Empfindlichkeit im Bereich einer Wellenlänge von 5000 2, wodurch der Dünnfilmbelag für eine große Vielfalt elektrophotographischer und allgemein photographischer Anwendungsmöglichkeiten geeignet wird. Es wird angestrebt, daß man mit dem größten Teil derjenigen Strahlung, welche von dem aufzuzeichnenden Bild ausgeht, auf dem elektrophotographischen Film oder dem photoleitenden Dünntilmbelag der hier angegebenen Art eine Aufzeichnung erzeugen kann. Es zeigt sich, daß der hier angegebene Dünnfilmbelag- im Bereich des gesamten.
sichtbaren Lichtes sowie der Röntgenstrahlung und der in physikalischen Laboratorien zur Aufzeichnung auf anderen Trägern gegenwärtig verwendeten Strahlungen empfindlich ist.
Ein Dünnfilmbelag der hier vorgeschlagenen Art zeigt, wie bereits mehrfach erwähnt, Eigenschaften, wie sie für entsprechende bekannte Werkstoffe und Beläge nicht für möglich gehalten wurden.
Hierzu gehört auch die spektrale Empfindlichkeit, welche in dem Diagramm nach Figur 7 genauer darge-stellt ist.
Figur 7 zeigt die spektrale Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der llen1änge für bekannte Kadmiumsulfidbeläge. und für einen Kadmiumsulfid-DünnfiImbelag 12, wie er hier angegeben ist. Die Ordinate ist in Prozent der Umsetzung von 0 bis iOM/o geeicht und die Abszisse gibt die Wellenlänge in Xngstrom an. Der sichtbare Bereich-des Spektrums ist durch-die Grenzen 250 und 252 deutlich gemacht. Die Kurve 254 verdeutlicht die Empfindlichkeit eines photoleitenden Belages aus Kadmiumsulfid, welcher in der erfindungsgemäßen Weise hergestellt ist und eine durch interferometrische Verfahren bestimmte Dicke von 4120 2 besitzt. Die Kurve 256 entspricht Versuchen mit bekannten Belägen entsprechend der eingangs erwähnten Veröffentlichung in Vakuum Symposium Transactions" für eine Kadmiumsulfidschicht, die durch bekannte Sputterverfahren aufgebracht worden ist. Die Schichtdicke ist dabei nicht im einzelnen angegeben, 9011 aber im Bereich von 5000 ß liegen.
Es ist zu beachten, daß die Umsetzung des hier angegebenen Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelages in allen Wellenlängenbereichen besser als die Umsetzung des bekannten Kadmiumsulfidbeiages ist, mit der Ausnahme eines kleinen Bereiches in der Nähe von etwa 8000 Dieser Bereich liegt aber außerhalb des sichtbaren Spektrumsbereiches im Gebiet höherer Wellenlängen. Das wichtigste Ergebnis bei dem Vergleich ist, dap der hier angegebene, photoleitende Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelag 12 eine hohe, verhältnismäßig flach verlaufende Empfindlichkeit im gesamten sichtbaren Spektrumsbereich aufweist, während derselbe Werkstoff, wenn er in bekannter Weise abgelagert worden ist, eine demgegenüber verzerrte Empfindlichkeitskurve besitzt. Im zuletzt genannten Falle ist eine hohe Empfindlichkeit im Infrarotbereich und eine niedrige Empfindlichkeit im Bereich blauen und grünen Lichtes festzustellen.
Der hier angegebene, photoleitende Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelag besitzt also wirklich eine panchromatische Empfindlichkeit. Dies ist voraussichtlich nicht bei sämtlichen Werkstoffen der Fall, welche verschiedene Empfindlichkeitskennlinien mit Maxima in bestimmten, unterschiedlichen Bereichen aufweisen. Eine Verbesserung der Empfindlichkeitskennlinie läßt sich bei Dünnfilmbelägen erwarten, die aus mehr als einem Werkstoff bestehen, Die spektrale Empfindlichkeit von Kadmiumsulfid und von anderen Verbindungen, welche hier vorgeschlagen wurden, kann durch Dotieren verbessert werden, wodurch auch eine Verbesserung der Leitfähigkeit erzielt wird, doch -sei festgehalten, daß durch die hier vorgeschlagenen Verfahren photoleitende Dünnfilmbeläge geschaffen werden können, welche bereits für sich allein bekannten, dotierten oder undotierten Belägen weit überlegen sind.
5. Der photoleitende Dünnfilmbelag der hier vorgeschlagenen Art läßt sich leicht in der besonderen Art und Weise ablagern, welche zu den ungewöhnlichen Eigenschaften führt. Die Art und Weise der Ablagerung stellt eine gleichförmige Schicht und eine hohe, steuerbare Produktionsgeschwindigkeit sicher. Es ist bemerkenswert, daß bei bekannten Beschichtungsmethoden, selbst wenn eine Beschichtung durch Sputtern erfolgte, außerordentlich lange Behandlungszeiten notwendig waren, nachdem dicke Schichten erzeugt werden mußten. Da aber der Dünnfilmbelag, wie er hier angegeben.
ist, außerordentlich geringe Stärke besitzt, ist weniger Zeit erforderlich und gleichzeitig wird ein besseres Ergebnis sowohl in elektrischer als auch in optiecher und physikalischer Hinsicht erzielt.
Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 wird in jedem Falle durch Hochfrequenzsputtern in einer Vakuumkammer abgelagert. Sämtliche Werkstoffe, welche den Dünnfilmbelag bilden sollen, gleichgültig, ob Dotierungsmittel eingebaut werden sollen oder nicht, werden in die Vakuumkammer eingebracht. Es brauchen keinerlei Pasten oder Harze gehandhabt werden. Die Werkstoffe werden entweder in Form der sich verbrauchenden Auftreffelektrode oder Kathode oder in Gasform oder als sublimierte Verbindungen eingebracht, welche in die Atmosphäre des Vakuumgefäßes eingeführt werden, nachdem das Verfahren gestartet worden ist. Stöchiometrisch richtige Anteile lassen sich leicht durch an sich bekannte Maßnahmen einhalten, so daß man ein im wesentlichen fehlerloses und gleichförmiges Verfahrenserzeugnis erhält.
Die Erzeugung des photoleitenden Belages 12 durch Sputtern ist von wesentlicher Bedeutung, da, soweit bisher erkennbar, die weitreichenden Verbesserungen gegenüber dem Stande der Technik dadurch erzielt werden, daß in dem Glimmlicht-Entladungsraum ein zweiter Dunkelraum erzeugt wird, indem in der Hochfrequenzschaltung für die Sputtereinrichtung eine Vorspannung vorgesehen wird.
Dies sei nachfolgend noch genauer beschrieben. Das Ergebnis ist jedenfalls ein Dünnfilmbelag aus photoleitendem Werkstoff, der ganz außerordentlich dicht ist. Es ist ungewiß, ob die Schaltungsverbindungen an sich oder die Erzeugung des zweiten Dunkelraumes die gewünschten Ergebnisse herbeiführt, doch ist zu vermuten, daß der zweite Dunkelraum der ausschlaggebende Gesichtspunkt ist. Unabhängig von der zur Erklärung gewählten Theorie sind aber die Ergebnisse überraschend.
Die Eigenschaften, welche oben angegeben worden sind, sind nicht die einzigen, sondern werden hier nur als die wichtigsten angesehen. Viele andere Vorteile treten gleichzeitig auf, entweder als Folge der schon erwähnten Eigenschaften oder zusätzlich hierzu. Beispielsweise machen die Vorteile, die sich aus der hervorragenden Eignung des hier angegebenen elektrophotographischen Films als Aufzeichnungsträger für hohe Geschwindigkeiten ergeben und den Aufzeichnungsträger in mancher Hinsicht mit chemischen Filmen konkurrieren lassen und in anderer Hinsicht sogar die Eigenschaften dieser Filme übertreffen lassen, den Film auch für die elektrophotographische Aufzeichnung selbst sehr geeignet. Einige der Vorteile gegenüber anderen elektrophotographischen Aufzeichnungsträgern ergeben sich aus der Tatsache, daß der Dünnfilmbelag vollständig anorganisch ist. So fallen beispielsweise die Schwierigkeiten bezüglich Feuchtigkeit, Lichteinwirkung, extremen Temperaturen und insbesondere bezüglich Ermüdungserscheinungen weg. Selentrommeln bekannter Geräte verlieren nach bestimmter Gebrauchsdauer ihre Fähigkeit, Ladung auf zunehmen und zu halten und müssen daher von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden.
Der Dünnfilmbelag an sich muß nicht notwendigerweise auf einen Träger aufgebracht werden, welcher dünn, transparent und flexibel ist. Beispielsweise ergeben sich auch sehr vorteilhafte Anwendungen bei Aufbringung des Dünnfilmbelages auf einen Glas trägerkörper, so daß Diapositive oder aus Glas aufgebaute elektrophotographische Gegenstände hergestellt werden können. Auch ist eine Aufbringung des Dünnfilmbelages unmittelbar auf. Metallscheiben, Zylindern oder dergleichen zur Aufzeichnung und Speicherung von Daten möglich. Weiter kann der Dünnfilmbelag im Zusammenhang mit der Herstellung vöii wirtschaftlich günstigen Schaltungsbauteilen verwendet werden, welche durch Licht oder dergleichen in Betrieb gesetzt werden. Eine der wichtigsten Anwendungen ist jedoch die Bildauizeichnung auf i Id auf dem Gebiet, auf welchem bisher der photochemische Film eingesetzt worden ist.
Die ohmisch leitende -Dünnfilmschicht 14 Die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 ist eine leitfähige Zwi'-schenschicht, welche auf dem Trägerkörper 16 abgelagert worden.
ist, bevor die Ablagerung des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 stattlindet. Ihre Aufgabe ist in erster Linie die Ableitung der Elektronen von der Oberfläche des Dünnfilmbelages, wenn auf den letzteren Photonen auftreffen. Auch kann die ohmisch leitende Dünnfilmschicht dazu dienen, die Verbindung des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 mit dem Trägerkörper 16 zu-verbessern. Wird der Dünnfilmbelag 12 zur Herstellung eines elektrophotographischen Filmes aufgebracht, so ist die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 transparent.
Die ohmisch leitende Schicht 14 ist bedeutend dünner als der photoleitende Dünnfilmbelag 12 und hat vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von 500 R. Diese Schichtstärke ist so gewählt, daß sich. kein Einfluß auf die Transparenz und Flexibilität des- fertigen elektrophotographischen Films der hier vorgeschlagenen Art ergibt. Die Schicht 14 bildet also eine- Zwischenlage zwischen dem photoleitenden Dünnfilmbelag 12 und dem Trägerkörper 16. Die Schicht 14 stellt-wåirend der Aufladung der Oberfläche des photoleitenden Belages eine Elektrode der Kondensatoranordnung dar und bildet später bei der Belichtung des photoleitenden Belages eine Ableitungselektrode für die aus dem photoleitenden Belag abgelösten Elektronen.
Eine reine Form des Halbleiters Indiumoxid ist ein geeigneter Werkstoff zur Herstellung der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14. Der Werkstoff läßt sich leicht mit Aluminium-Randkontaktstreifen oder Leiterstreifen- zur Kontaktierung verbinden. Auch kann das Material leicht durch Sputtern in denselben Einrichtungen aufgebracht werden, welche auch zur Aufbringung des photoleitenden Dünnfilmbelages eingesetzt werden. Dies stellt die bevorzugte Verfahrensweise zur Herstellung praktischer Ausführungsformen von Auf zeichnungsträgern der hier angegebenen Art dar.
Auch läßt sich die leitende Dünnfilmschicht durch Vakuumablagern oder Aufdampfen aufbringen, doch führt dies voraussichtlich nicht zu so dichten und glatten Schichten.
Zwischen dem Trägerkörper,16 und der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 kann eine dünne metallische Schicht in einer Dicke von größenordnungsmäßig 100 2 vorgesehen sein, welche unmittelbar auf dem Trägerkörper abgelagert wird, und die Haftung sischen dem Trägerkörper 16 und den darüberliegenden anorganischen Dünnfilmschichten 14 und 12 verbessert. Diese metallische Vermittlerschicht ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Die Schicht kann aus Titan bestehen und ist in Figur 4 mit 15 bezeichnet.
Sie läßt sich in einfacher Weise nach denselben Verfahren aufbringen, welche auch zur Ablagerung der anderen Schichten bzw Beläge verwendet ist, d. h. vorzugsweise durch Sputtern, doch lassen sich auch andere Beschichtungsverfahren hierfür verwenden.
Der Trägerkörper 16 Das Teil 16 stellt den mechanischen Trägerkörper für den photoleitenden Dünnfilmbelag 12 und die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 dar. Die Eigenschaften eines Trägerkörpers 16 in sei ner bevorzugten Form sind oben bereits angegeben worden, doch wurden sie nicht im einzelnen diskutiert. Die mechanischen Eigenschaften sind Flexibilität, Festigkeit, Transparenz, die Fähigkeit einer guten Anhaftung an aufgebrachten Schichten und, was von großer Wichtigkeit ist, Stabilität. Die Stabilität umfaßt sowohl die Beibehaltung der Abmessungen, die Beibehaltung einer bestimmten Dicke, die Widerstandsfähigkeit gegen Änderungen aufgrund von Temperatureinwirkungen oder elektrischen Einwirkungen, wie sie innerhalb des-Druckgefäßes oder das Vakuumgetäßes bei den Beschichtungsverfahren auftreten.und dergleichen. Auch stellt die Abriebfestigkeit einen wesentlichen Gesichtspunkt bei der Auswahl des geeignetsten Trägerkörpermaterials dar.
Polyester-Folienmaterial oder Blattmaterial in einer Stärke von 0,125 mm ist oben bereits als ein Beispiel eines Trägerkörpermaterials angegeben worden, das zufriedenstellende Ergebnisse liefert. Das Material ist ein organisches Polymer. Hervorragende Eigenschaften besitzt dieser Werkstoff in der von der Firma E. I. DuPont Nemours Company unter der Bezeichnung "Mylar" in den Handel gebrachten Form. Das Material kommt im Zustand innerer Spannungen in den Handel, welche auf der Art und Weise der Herstellung beruhen, Diese inneren Spannungen müssen vorzugsweise vor der Verwendung entfernt werden, was durch einen Vorgang geschieht, den man als Normalisierung bezeichnet. Hierzu wird das Folienmaterial für eine Dauer von etwa 30 Minuten einer 80%-igen relativen Luftfeuchtigkeit bei einer Temperatur von etwa 1000 C ausgesetzt. Verfahrensschritte dieser Art sind an sich bekannt.
Das Trägerkörpermaterial soll auch keine Gaseinschlüsse besitzen.
Sind solche Gaseinschlüsse vorhanden, so können sie durch Entgasung in geeigneten Kammern entfernt werden. Auch soll das Folienmaterial vollständig sauber und frei von irgend einer statischen Aufladung sein. Zu diesem Zwecke wird der endgültigen Verwendung ein sogenanntes radioaktives Abbürsten vorgeschaltet.
Wie bereits erwähnt, können in anderen Verwendungsfällen des photoleitenden Dünnfilmbelages, bei welchen keine Flexibilität und/ oder Transparenz gefordert oder bedeutsam ist, andere Trägerkörper verwendet werden.
Während in der vorstehenden Beschreibung die Einzelheiten bezüglich der drei Haupteemente eines elektrophotographischen Films 10 der hier vorgeschlagenen Art untersucht worden sind, soll nun die Art und Weise der Herstellung näher beschrieben werden.
Ausgehend von dem vollständig vorbereiteten Trägermaterial 16 besteht der erste Herstellungsschritt in der Ablagerung der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14, welche auch aus mehreren Lagen von Leitermaterial bestehen kann und beispielsweise die dünne Zwischenschicht 15 enthalten kann.
Zur Durchführung des Verfahrens in einer bevorzugten Form wird eine Druckkammer verwendet und die Ablagerung geschieht durch Sputtern vermittels eines Plasmadampfes in einem elektrischen Hochfrequenzfeld. Das Trägermaterial wird auf eine Anode gesetzt oder über eine Anode hinweggeführt, je nachdem, in welcher Weise die Herstellung abläuft, wobei die Anode aus rostfreiem Stahl besteht und mit Wasser oder einem anderen Kühlmittel auf etwa 600C gekühlt wird. In kleinen Sputtereinrichtungen kann die Anode bis auf 1550 C aufgeheizt werden. Gemäß einer bevorzugten Anordnung besitzt das Trägermaterial die Gestalt eines langen Streifens, welcher über die Anode geführt wird, die in Form einer Rolle oder Trommel vorgesehen sein kann. Kleinere Trägerkörper etwa in der Größe von 5 cm im Quadrat können auf die Anode bekannter Sputterkammern für Laborzwecke oder für die Produktion in kleinen Mengen aufgelegt werden.
Die Kathode oder Auftreffelektrode der Sputtereinrichtung besteht aus einem Werkstoff, aus welchem die aufzubringende Schicht oder der auf zubringende Belag gebildet werden soll oder diese Elektrode enthält verschiedene der zu verwendenden Elemente. Andere Elemente können durch Einführung in die Sputterkammer hinzugefügt werden. Bei einem zu Versuchszwecken durchgeführten Beispiel bestand die Kathode oder Auftreffelektrode aus halbleitendem Indiumoxid. Diese Elektrode wurde zur Ablagerung der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 verwendet. Der Abstand der Kathode von der Anode wird entsprechend den physikalischen Gegebenheiten der betreffenden Sputterkammer gewählt, wobei die Geometrie, die verwendeten Spannungen und dergleichen berücksichtigt werden. In dem erwähnten Beispiel wurde die Sputterkammer auf einen Druck nahe. 10-7 Torr evakuiert. Diesen Druck kann man selbstverständlich nicht mehr als einen Druck im üblichen Sinne bezeichnen. Es handelt sich telmehr um ein bereits recht gutes Vakuum. Hierauf wird in die Sputterkammer durch ein Hilis-Einlaßventil hochreines Argon, d. h. ein Argon, welches weniger als Q701 Promill Wasser und Stickstoff enthält, eingelassen, bis ein Druck von etwa 50 0 10 5 Torr erreicht ist.
Zu einer bestimmten Zeit wird dann das Hochfrequenzfeld eingeschaltet und die Ionisation des Argongases bewirkt die -Erz-eugung und Ionen von Elektrone , welche die Auftreffelektrode oder die Kathode bombardieren und Indiumoxid-Partikelchen aus der Auftreffelektrode herausschlagen, so daß ein Plasmadampf zwischen der Kathode und der Anode besteht und die Partikelchen in Richtung auf die Anode wandern, wo sie sich auf dem Trägerkörper ablagern.
Die Ablagerungsgeschwindigkeit beim Sputtern ergibt sich aus den Bedingungen in der Sputterkammer und beträgt charakteristischerweise etwas weniger als 15 ß je Sekunde. Die Dicke wird in bekannter Weise optisch überwacht und gemessen, bis-eine Schichtstärke von etwa 5000 R errei¢ht.istO Bei kleineren Sputtereinrichtungen sind kürzere Beschichtungszeiten notwendig.
Der Trägerkörper wird dann aus der Sputterkammer herausgenommen und zur weiteren Behandlung in eine andere Kammer eingesetzt.
Handelt es sich um die labormäßige Herstellung oder um eine Produktion in sehr kleinem Umfange, so kann ein und dieselbe Kammer wieder verwendet werden, doch muß nun die Kathode oder Auftreffelektrode ausgewechselt werden. Außerdem müssen sehr sorgfältige Maßnahmen ergriffen werden, um alle Rückstände der jeweiligen Werkstoffe in der Kammer zu entfernen und eine Verunreinigung zu vermeiden.
Jedenfalls wird der Trägerkörper 16 zusammen mit der zuerst aufgebrachten Schicht, nämlich der ohmisch leitenden Dünnfilmsehicht 14, im vorliegenden Falle einer Indiumoxldschicht, wieder auf die Anode gesetzt oder über eine sich drehende Anode oder dergleichen hinweggeführt.
Zur Herstellung eines photoleitenden Dünnfilmbelages aus Kadmiumsulfid wird die Kathode oder Auftreffelektrode aus Kadmiumsulfid oder auch aus Kadmium allein hergestellt. Der Druck in der Sputterkammer wird zuerst auf 10 8 Torr abgesenkt, bevor er später durch Zuführung von Argon und Schwefelwasserstoff auf 60 10 3 Torr erhöht wird. Der Schwefelwasserstoff liefert die richtige Menge an Schwefel an den Plasmadampf, so daß die stöchiometrisch richtigen Anteile von Kadmium und Schwefel auf der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 abgelagert werden. Praktisch dient der Schwefelwasserstoff als ein llintergrundgas zum Ausgleichen des Dampfdruckes von Schwefel, welcher geringer als derjenige des Kadmium ist. Hierdurch wird eine Zersetzung des Kadmiumsulfid verhindert und die Einhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses sichergestellt. Es sei bemerkt, daß bei beiden Beschichtungsvorgängen die Rückseite des Trägerkörpers 16 abgedeckt oder maskiert ist, um jedwede Ablagerungen auf der Rückseite bei der normalen Herstellung zu verhindern. Im Falle der Verwendung einer Kadmiumsulfidkathode beträgt die Menge des zugeführten Schwefelwasserstoffe etwa 0,5 bis 15 Promill bezogen auf das Argongas. Dieser Anteil kann erhöht werden, wenn eine Kadmiumkathode verwendet wird. Der endgültige Druck bei der Beschichtung lag praktisch zwischen 7 10 3 Torr und 15 . iO 3 Torr.
In die Sputterkammer kann eine geringe Menge von Kupfer in Form von sublimiertem Kupferchlorid eingeführt werden, indem das Kupfersalz in einem evakuierten Gefäß gehalten wird, welches mit der Sputterkammer über ein Steuerventil Verbindung hat. Das Kupffr stellt in diesem Falle ein Dotierungsmittel dar, welches di Trägerquellen in dem n-leitenden Kadmiumsulfid vermehrt. Andere Dotierungsmethoden sehen eine Ionenimplantation, eine Diffusionswanderung oder Diffus-ionsdotierung und dergleichen vor.
Durch Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung wird das notwendige Plasma erzeugt, um eine Ablagerung von Kadmiumsulfid auf der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht zur Erzeugung des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 zu erreichen. Bei Versuchen betrug die Ablagerungsgeschwindigkeit etwa 6 R bis 15 A je Sekunde. Größere Ablagerungsgesohwindigkeiten können in Anlagen erzielt werden, wie sie bereits im Handel erhältlich sind. Falls Kupfer als Dotierungsmittel verwendet wird, so wird es in genau gesteuerten, kleinen Mengen zugegeben, welche dazu ausreichen, das Kadmiumsulfid auf der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht in einer Menge von 5 iO Gewichtsprozenten zu dotieren. Außerordentlich vorteilhafte Formen von Aufzeichnungsträgern wurden aber vollständig rein hergestellt. Das Sputtern wird fortgesetzt, bis die Dicke des Dünnfilmbelages etwa 3000 R trägt. Bei durchgeführten Versuchen war die Struktur des Dünnfilmbelages 12 mikrokristallin, wobei der mittlere Durchmesser der Kristalle etwa O,ivW betrug oder etwa ein Drittel der Dicke des Dünnfilmbelages ausmachte.
Wie schon erwähnt, ist die besondere Art und Weise des hier eingesetzten Sputterverfahrens von ausschlaggebender Bedeutung.
Während sowohl die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 als auch der photoleitende Dünnfilmbelag 12 nach dem Sputterverfahren aufgebracht werden, ist die Anwendung des Sputterverfahrens in der hier angegebenen, besonderen Art für die Aufbringung des photoleitenden Dünnfilmbelages wesentlich. Das Verfahren wird hier als Sputterverfahren mit Vorspannung charakterisiert.
Bei bekannten Sputterverfahren wird die Kathode oder Auf treffelektrode im allgemeinen über eine AnpasSungsschaltung an die heiße Seite des Ausgangs des Hochfrequenzgenerators gelegt und die Anode oder die Halterung für den Trägerkörper wird geerdet.
Die Hochfrequenzenergie bewirkt eine Ionisation des Argongases, welches in die Sputterkammer eingeführt wird und es bildet sich zwischen der Auftreffelektrode oder Kathode einerseits und der Anode andererseits ein Plasma, wobei in einem verhältnismäßig geringen Abstand unmittelbar vor der Oberfläche der Auftreffelektrode ein Dunkelraum entsteht. Atome der Auftreffelektrode werden buchstäblich aus dieser Elektrode durch die Argonionen herausgeschlagen und fliegen über den dazwischenliegenden Raum durch das Plasma hindurch, um auf einen Gegenstand auf zutreffen, welcher die Anode überlagert. Dieser Gegenstand ist im allgemeinen der Trägerkörper und die Partikel selbst setzen sich unmittelbar oder nach Reaktion mit Elementen, welche zu diesem Zwecke in die Sputterkammer eingeführt worden sind, auf dem Trägerkörper ab.
Es hat sich herausgestellt, daß durch eine Vorspannung in der Hochfrequenzschaltung in der noch zu beschreibenden Weise die Atome des abzulagernden Materials sich in einer außerordentlich dichten Schicht ablagern und daß die ungewöhnlichen elektrischen Eigenschaften, wie sie oben angegeben sind, sich aus dieser Art und Weise der Ablagerung ergeben. Durch die Vorspannungsschaltung wird ein zweiter Dunkelraum unmittelbar über der Anode erzeugt. Die entsprechende Schaltung ist in Figur 8 der Zeichnungen angegeben.
Auf der linken Seite des Schaltbildes nach Figur 8 ist ein Hochfrequenzgenerator 260 gezeigt, der über eine Übertragungsleitung 264 mit einer Anpassungsschaltung und einem Plasmagenerator 262 verbunden ist. Die Anpassungsschaltung 262 kann nahe an der nicht dargestellten Vakuumkammer oder Sputterkammer angeordnet sein, deren Auftreffelektrode 266 und deren Anode 268 auf der rechten Seite des Schaltbildes rein schematisch angegeben sind.
Die Anpassungsschaltung 262 enthält eine Induktivität L und einen abstimmbaren Kondensator C1, welche in Serienschaltung im Zuge der Hochspannungsleitung 270 gelegen sind. Die zu der Auftreffelektrode 266 führende Ausgangsleitung ist mit 272 bezeichnet.
Auch ein Nebenschlußkondensator C2 ist abstimmbar und sein näher an Erde gelegener, jedoch. selbst nicht geerdeter Anschluß ist über eine Leitung 274 mit der Anode 268 verbunden. Der Anschluß 276 liegt also auf einer über dem Erdpotential gelegenen Augenblicksspannung, welche bei einer praktisch verwendbaren Einrichtung zur Herstellung des Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelages 12 der hier vorgeschlagenen Art in-der Größenordnung von 200 Volt betrug. Die-Hochspannungs-Ausgangsleitung 272 hatte ein Potential von etwa 2 kV..Die Kathode ist durch eine sie mit geringem Abstand umgebende, kappenförmige Abschirmelektrode e-ntsprechender Form abgesohirmt, welche geerdet ist. Ein weiterer, abstimmbarer Kondensator C3 ist zwischen den Anschluß 276 und Erde gelegt und ist damit praktisch über den geerdeten Anschluß mit der Abschirmelektrode 278 verbunden. Die Kondensatoren C2 und C3 sind also veränderliche Reaktanzen, welche die Einstellung des Spannungsteilerverhältnisses zwischen den Anschlüssen 266, 268 und 278 gestatten.
Die Vorspannungsschaltung führt zur Bildung von zwei Dunkelräumen zwischen dem Plasma und den an dieses. angrenzenden Elektroden. Dies ist in Figur 8 schematisch gezeigt, indem das Plasma bei 280 schattiert angegeben ist. Der normalerweise auftretende Dunkelraum ist mit 282 bezeichnet und der aufgrund der Vorspannung entstehende, neue Dunkelraum trägt die Bezugszahl 284.
Die physikalische Begründung, warum extrem dichte Ablagerungsschichten-mit ungewöhnlichen Eigenschaften erhalten werden, läßt sich gegenwärtig noch nicht angeben, doch spielen sich vermutlich folgende Vorgänge ab: a) Die sich ablagernden Mikrokristalle werden während der Ablagerung durch Dipolbildung polarisiert.
b) Die Vorspannung im oben angegebenen Sinne führt zu einer besonderen Ausrichtung beim Kristallwachstum aufgrund des Aufbaus einer sehr hohen kapazitiven Oberflächenaufladung auf dem Trägerkörper, insbesondere, wenn der Trägerkörper ein Isolator ist.
c) Die Vorspannung bewirkt vermutlich die Anziehung schwerer Ionen aus dem Plasma in Richtung auf die Anode sowohl aufgrund des Hochfrequenzfeldes als auch durch die Oberflächenauf ladung des Trägerkörpers, so daß der schon gebildete Belag bombardiert wird und gleichsam in eine sehr dichte Struktur gehämmert wird, wobei diese Struktur beträchtlich größere Materialdichte aufweist als in üblicher Weise aufgesputterte Beläge.
d) Die Vorspannung verhindert, daS aufgeladene Atomeihre Energie unmittelbar vor Ankunft an der Trägerkörperoberfläche verlieren, wodurch sich eine dichtere Struktur ergibt, da die Atome sich auf dem Trägerkörper diejenigen Stellen aussuchen und dort auftreffen können, an denen noch kleine Vertiefungen vorhanden sind, so daß diese Vertiefungen ausgefüllt werden und sich eine dichte, glatte Oberfläche ergibt.
e) Die Vorspannung bewirkt die Bildung eines Dunkelraumes 284 unmittelbar vor der Trägerkörperoberfläche, wodurch den Atomen thermische Energie mitgeteilt wird, wenn sie gegen den Trägerkörper beschleunigt werden.
f) Schließlich ist zu vermuten, daß die Phasenverschiebung der zunächst angelegten Hochfrequenzspannung und der sekundären Hochfrequenz-Vorspannung, obwohl letztere im allgemeinen nur 200 Volt beträgt, zusammen eine bedeutend höhere effektive Spannung zur Wirkung bringen, so daß die Ionen und die geladenen Atome gegen den Trägerkörper mit bedeutend größerer Energie beschleunigt werden als dies aufgrund der Nennspannungen der Schaltung zu erwarten ist.
Es sei nochmals erwähnt, daß die vorstehenden Erklärungen in keiner Weise einschränkende Bedeutung haben, sondern nur als Erklärungsversuch zur Verbesserung des Verständnisses der Erfindung zu verstehen sind.
Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 wird vorteilhafterweise in einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger oder Film 10 verwendet. Wird als Material für den Belag 12 Kadmiumsulfid eingesetzt, so besitzt der fertige Film eine leicht gelbliche Farbe, die sich etwas mit der Dicke des Belages ändert. Dickere Beläge ergaben etwas dunklere Filme, doch erhält man in einem Dickenbereich zwischen 3000- R und 5000 R ausgezeichnete Ergebnisse, ohne daß die Lichtdurchlässigkeit außerhalb des angegebenen, bevorzugten Bereiches liegt. Bei anderen Werkstoffen ergeben sich andere Färbungen, doch sind die meisten Werkstoffe in dem erfordergleichen Bereich für sichtbares Licht transparent. Beispiel weise sind Zinkindiumsulfid-Dünnfilmbeläge bläulich. Je nach Dicke des Dünnfilmbelages 12 kann die Dicke der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 bis zu 1500 2 betragen.
Im Gebrauch wird der elektrophotographische Film in der im Zusammenhang mit Figur 6 erläuterten Art und Weise durch Koronaentladung auf ein hohes Potential aufgeladen, welches im Vergleich zu dem normalen Sättigungsniveau 204 des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 als sehr hoch anzusehen ist. Die Belichtung erfolgt außerordentlich rasch im Bereich hoher Werte der Dunkelabfallskennlinie. Der Film oder Aufzeichnungsträger wird also auf den auf der Kurve- 200 gelegenen Punkt 202 aufgeladen und dann für einen Sekundenbruchteil belichtet.
Die richtige Zeit erhält man durch Messungen mit einem Belichtungsmesser, so daß die Ladung für bestimmte Lichtverhältnisse, welchen der elektrophotographische Film ausgesetzt werden soll, auf einen Optimalwert aufgebaut wird, was automatisch erfolgen kann.
Man erkennt, daß die Verwendung des elektrophotographischen Films 10 vorzugsweise so erfolgt, daß dieser praktisch einen Aufladungsstoß erhält. Bei der üblichen Xerographie oder bei dem Elektrofaxverfahren wird der Aufzeichnungsträger oder die Platte auf das Sättigungsniveau geladen, d. h. auf einen Punkt aufgeladen, an welchem die Ladung von dem Auf zeichnungsträger im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wieder abgeleitet wird, mit welcher die Aufladung erfolgt. Dies gilt in Figur 5 für den auf der Kurve 34 gelegenen Punkt 36. Im Falle des elektrophotographischen Films 10 der hier vorgeschlagenen Art wird der Aufzeichnungsträger sehr rasch weit über das Sättigungsniveau aufgeladen und dann ebenso rasch durch die Belichtung auf niedrigere Spannungswerte entladen.
Nachdem der elektrophotographischeFilm 10 belichtet worden ist, wird der Oberfläche des photoleitenden Dünnfilmbelages sehr rasch und gleichförmig Toner zugeführt. Der Toner wird vorzugsweise unter gleichzeitiger Einwirkung eines Vorspannungspotentials in unmittelbarer Nähe der Filmoberfläche aufgebracht, um die Tonerpartikel in Richtung auf die Oberfläche hin zu beschleunigen und eine gleichförmige Verteilung der Tonerpartikel zu erreichen. Zur Herstellung von Schwarz-Weiß-Filmen können die gebräuchlichen feinen Kohlenstoff-Tonerpartikel verwendet werden.
Ebenso lassen sich Tonerpartikel aus gefärbten oder farbigen Harzen verwenden.
Schließlich wird überschüssiger Toner von der Filmoberfläche entfernt und der verbleibende Toner wird in die Oberfläche des Films durch eine gleichförmige, kurzzeitige Infrarotbestrahlung eingeschmolzen oder es erfolgt die Übertragung auf einen anderen Aufzeichnungsträger. Die gesamten Vorgänge sind vor einem Verlust des Oberflächenpotentials auf dem elektrophotographischen Film bereits abgeschlossen. Die Gesamtzeit liegt in der Größenordnung von 1 Sekunde, wobei die kritische Aufladungszelt und die Belichtungszeit zusammen weniger als eine halbe Sekunde ausmachen. Der Toner haftet schließlich dauerhaft an der Oberfläche 28, wie in Figur 4 bei 26 angedeutet ist.
Bei der Verwendung des elektrophotographischen Films der hier vorgeschlagenen Art ist der Toner nach dem Aufbringen und noch vor dem Fixieren durch Einbrennen oder Festschmelzen in seiner Verteilung ziemlich gut festgelegt. Der nachfolgende Ladungsabfall beeinflußt daher nicht wesentlich das sichtbare Bild, das durch die Lage der Tonerpartikel dargestellt worden ist. Zum Fixieren oder Festsehmelzen des Toners unmittelbar nach dem Auf-.
bringen und nach dem Entfernen des Überschusses sind daher keine mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit arbeitenden Einrichtungen-erforderlich. Das Fixieren kann also innerhalb eines ausreichend langen Zeitabschnittes durchgeführt werden. Man erzielt aber noch einen weiteren Vorteil, der insbesondere im Falle der Verwendung des elektrophotographischen Films für Versuchs zwecke bedeutsam ist. Vor dem Festschmelzen oder Einbrennen des Toners kann die Bedienungsperson den elektrophotographischen Film sorgfältig unter-suchen, um festzustellen, ob das gewünschte Bild erzeugt worden ist. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann die Bedienungsperson die Lichtbedingungen oder Bestrahlungsbedingungen, die Belichtungszeit, die Fokussierung und dergleichen ändern, um zu einem besseren Ergebnis zu kommen. Das durch die vorherige Belichtung erzeugte Bild auf dem Auizeiehnungsträger wird lediglich dadurch beseitigt, daß der Toner in einfacher Weise, beispielsweise mittels eines Schwammes oder Tuches von dem Auf zeichnungsträgerabgewischt wird, so daß eine saubere Oberfläche zurückbleibt. Es erfolgt also keine Verschwendung an Filmmaterial und man muß auch keinen Zeitverlust in Kauf nehmen, um zu dem gewünschten Ergebnis zu gelangen.
Der geschaffene elektrophotographische Film 10 ist ein transparenter Aufzeichnungsträger, welcher zur Projektion oder zur Herstellung von Abzügen verwendet werden kann. Das erzeugte Bild zeichnet sich durch einen hohen Grad an Auflösungsvermögen aus, so daß der Aufzeichnungsträger und das Verfahren zur Herstellung von Bildern in hohem Maße zur Herstellung von Mikrofilmen oder Mikroauf zeichnungen geeignet ist. Man erhält hervorragende Kontraste und einen sehr reinen Hintergrund. Bei Projektion auf große Formate zu Betrachtungs- oder Kopierzwecken ist das resultierende, vergrößerte Bild in den Einzelheiten immer noch sehr gut und von Fehlern in den weißen oder hellen Bereichen weitgehend frei.
Einige Bemerkungen seien noch zu praktischen Ausführungsformen und zu den Einzelheiten gemacht, welche zu optimalen Ergebnissen führen. Im einzelnen handelt es sich um die Verwendung der oben angegebenen Verbindungen "um die Bedingungen bei dem Sputterverfahren und um allgemeine Überlegungen.
Zunächst ist bezüglich der Verbindungen zu sagen, daß zwaaWerSämt liche angegebenen Photoleiterwerkstoffe bekannt sind, daß/die hier angegebenen, grundsätzlichen Gedanken experimentell und praktisch in erster Linie mit dem bevorzugten Photoleiterwerkstoff Kadmiumsulfid überprüft wurden. Es sei bemerkt, daß die bei Durchführung des Sputterverfahrens bedeutsamen Parameter vielfältig sind und sämtlich entsprechend verändert und eingestellt werden müssen, wenn Versuche mit anderen Photoleiterwerkstoffen für den photoleitenden Dünnfilmbelag 12 durchgeführt werden. Zwar würden entsprechende Versuche für eine große Zahl von Werkstoffen beträchtliche Zeit und hohe Kosten notwendig machen, doch ist es dem Fachmann anhand der oben angegebenen, allgemeinen Gesichtspunkte unter Berücksichtigung des jeweils interessierenden Anwendungsfalles möglich, solche Versuche rasch zum Erfo zu führen. Jedenfalls ist festzustellen, daß Kadmiumsulfid dazu verwendet werden kann, handelsfähige photoelektrische Beläge und elektrophotographische Filme herzustellen. Weiter ist festzuhalten, daß sich mit Zinkindiumsulfid, Arsentrisulfid und Zinksulfid photoleitende Dünnfilmbeläge für e lektropho tographische Filme herstellen lassen, welche gute Ergebnisse zeigen, wenn auch die Ergebnisse nicht so gut sind, wie bei Kadmiumsulfid-Dünnfilmbelägen. Weitere Verbindungen, welche oben erwähnt wurden, haben bei Versuchen gezeigt, daß sie zur Bildung von Dünnfilmbelägen der hier vorgeschlagenen Art geeignet sind, wenn auch die diesbezüglichen Versuche noch nicht vollständig. abgeschlossen sind.
Die hauptsächlichen Probleme-beim Sputtern von Verbindungen dieser Art- liegen in der Verunreinigung. Dies bereitet zusätzlich zu der Auffindung der optimalen Parameter Schwierigkeiten. Die Verunreinigung kann in drei Bereichen geschehen, nämlich 1) in erster Linie in der Sputtereinrichtung selbst, 2) in zweiter Linie bei der Herstellung der Auftreffelektrode und 3) schließlich bei der Handhabung der-Auftreffelektrode.
Die Sputtereinrichtung muß vollständig sauber gehalten werden.
Vorzugsweise wird jeder einzelne Gegenstand der Einrichtung nur zum Sputtern einer einzigen Verbindung oder eines einzigen Materials verwendet, da Rückstände an den betreffenden Bauteilen von anderen, aufgesputterten Verbindungen oder Materialien sehr schwierig aus der Einrichtung beseitigt werden können. Nachdem sogar labormäßige Sputteranlagen außerordentlich teuer sind, erkennt man, daß die größere Zahl von Anlagen für länger dauernde Experimente zur Bestimmung der richtigen Bedingungen bei der Herstellung von Dünnfilmbelägen selbst für einige wenige Materialien oder Verbindungen große Ausgaben erforderlich macht.
Eine hohe Reinheit der Auftreffelektroden ist erforderlich, um das richtige stöchiometrische Verhältnis in dem aufgebrachten Dünnfilmbelag einzuhalten und eine Verschlechterung Ergebnis se zu vermeiden, welche beim Einschluß unbekannter Verunreinigungen auftritt. Die hierbei zu überwindenden Schwierigkeiten werden noch durch die Tatsache erhöht, daß winzige Bruchteile eines Promill einer Verunreinigung die gesamten elektrischen Eigenschaften, welche von dem betreffenden Werkstoff oder der betreffenden Verbindung zu erwarten sind, verändern können. Kathodische Auitreffelektroden einer bestimmten Verbindung oder eines bestimmten Materials der oben angegebenen Art sind, wenn überhaupt, nur von hoch spezialisierten Herstellern erhältlich.
Diese Hersteller sind nicht geneigt, die Regeleinrichtungen zur Herstellung entsprechender Auftreffelektroden aufzubauen und zu unterhalten, geschweige denn herzustellen. Elektroden der hier interessierenden Art werden gepreßt, gesintert oder in anderer Weise geformt und müssen dann bearbeitet undso bemessen werden, daß sie für den Einsatz in der betreffenden Sputteranlage geeignet sind.
Die Handhabung der Auftreffelektroden oder Kathoden durch die Techniker kann eine Verunreinigung durch fremde Substanzen an den Werkzeugen, an den Händen oder am Körper der Techniker oder sogar durch Gase in der Umgebungsatmorphäre verursachen.
Wenn also eine Reihe von Verbindungen oder Materialien oben angegeben worden ist, welche noch nicht uneingeschränkt erfolgreich zur Herstellung von Dünnfilmbelägen der hier angegebenen Art verwendet werden konnten, so sprechen doch alle Anzeichen dafür, daß diese Werkstoffe in der hier vorgeschlagenen Art und Weise durch Sputtern als photoleitende Dünnfilmbeläge aufgebracht werden können, welche verschiedene Eigenschaften besitzen, welche jedenfalls wesentlich besser als diejenigen von photoleitenden Bauteilen sind, welche bisher aus solchen Verbindungen hergestellt werden konnten. Soweit bisher bekannt, konnten die erwähnten Stoffe bisher nicht so verwendet werden, daß sie Ladung für eine ausreichend lange Zeit aufnahmen und halten konnten, um eine Belichtung und ein Aufbringen von Toner durchzuführen. Mit anderen Worten, die genannten Verbindungen wiesen keinen ausreichenden Unterschied zwischen der Dunkelabfallskennlinie und der Hellabfallskennlinie auf, um bei der Belichtung einen ausreichenden Ladungsunterschied auszubilden.
Oben wurden bereits die Temperaturbedingungen bei dem Sputterverfahren erwähnt. Hierbei kann man die Anode kühlen. In bestimmten Fällen, insbesondere beim Sputtern des bevorzugten Materials Kadmiumsulfid zur Bildung des photoleitenden Dünnfilmbelages, hat sich jedoch gezeigt, daß man die Anode am besten auf einer bestimmten, erhöhten Temperatur hält. Dies kann auf der Tatsache beruhen, daß sämtliche Beschichtungsvorgänge bisher in kleinen Sputteranlagen durchgeführt wurden. Temperaturen der Anode im Bereich von 100 0dz bis 1400C führen zu ausgezeichneten Dünnfilmbelägen. Bei kälteren Anoden ergaben sich oft Dünnfilmbeläge, welche zum Abblättern neigten. Es ist zu vermuten, daß die erhöhten Temperaturen zur Verminderung der Spannungen in dem kristallinen Dünnfilmbelag bei dessen Bildung führen. Bei größeren Anlagen mag dies nicht erforderlich sein, doch ist die Kathodentemperatur je nach Art und Volumen des zu handhabenden Werkstoffes einzustellen. Im übrigen ist dies ein weiterer Parameter, welcher beim Sputtern des Dünnfilmbelages in der hier beschriebenen Art beachtet werden sollte.
In den Figuren 1 bis 4 sind Mittel zur -Kontaktierung oder Herstellung einer Verbindung an der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 dargestellt, welche dazu dienen, einen Ableitungsweg zur Entladung des photoleitenden Dünnfilmbelages zu schaffen.
Man erkennt beispielsweise, daß der Anschluß 18 wirkungsmäßig sich auf Erdpotential befindet und daß die Elemente 22 bzw. 24 eine Ableitungselektrode zur Erde darstellen. Die bei der- Entladung von dem Dünnfilmbelag 12 abfließenden Elektronen wandern zu der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 und von dort zur Erde.
Der hohe photoelektrische Verstärkungsfaktor des Dünnfilmbelages 12 ermöglicht eine vereinfachte Entladung des Dünnfiimbelages entsprechend der Darstellung nach Figur 9. Der hier gezeigte elektrophotographische Film 10 besitzt wieder einen Trägerkörper 16, eine ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 und den photoleitenden Üünnfilmbelag 12. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind keine besonderen Maßnahmen zur Freilegung eines Randes oder eines Anschlußbereiches der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 getroffen. Tatsächlich kann der Rand auf der rechten Seite des photoelektrischen Aufzeichnungsträgers vollständig unbearbeitet sein, wie er sich nach dem Ausschneiden des Auf zeichnungsträgers 10 aus einem großen Blatt oder Streifen ergibt, welcher in einer Sputteranlage hergestellt worden ist. Die Abmessungen sind stark übertrieben, um die Erläuterung zu vereinfachen.
Figur 9 zeigt eine metallische. Klammer, einen Rahmen oder ein anderes metallisches Bauteil 70, welches, wie aus Figur 9 zu ersehen ist, geerdet ist und unmittelbare Berührung mit der Qberfläche 28 des Dünntilmbelages 12 hat. Dies reicht zur Entladung des flünnfilmbelages 12 im Bedarfsfalle aus.
Ist der Dünnfilmbelag 12 nicht aufgeladen, so ist der Widerstand zwischen dem metallischen Bauteil 70 und der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14 außerordentlich groß, da der Dünnfilmbelag 12 als guter Isolator wirkt. Wenn der Dünnfilmbelag aufgeladen wird, so sind die Isolationseigenschaften des Dünnfilmbelages weiterhin sehr gut, da der spezifische Dunkelwiderstand mindestens 1012 Ohmcm beträgt. Es ergibt sich keine Wirkung auf die elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil 70 und der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht 14, so daß zwischen diesen Teilen kein Stromfluß zustande kommt. Sobald aber die Strahlungsverteilung oder Lichtverteilung auf die Oberfläche 28 des Dünnfilmbelages 12 projiziert wird, wird der Dünnfilmbelag leitend, so daß nun eine elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil 70 und der Schicht 14 über den Dünnfilmbelag zustande kommt und eine Entla dung des Dünnfilmbelages in der oben beschriebenen Weise stattfinden kann.
Gegebenenfalls kann das optische System der Kamera oder der Aufzeichnungseinriontung, in welcher der photoelektrische Aufzeichnungsträger oder Film 10 verwendet wird, so ausgebildet sein, daß der Dünnfilmbelag 12 in der unmittelbaren Nachbarschaft des Bauteiles 70 während der Belichtung nicht in d-er Dunkelheit verbleibt oder bewußt mit maximaler Helligkeit belichtet wird, um die soeben beschriebenen Entladungsvorgänge zur Kontaktbildung zu erreichen oder zu begünstigen.
Diese Möglichkeit der Entladung ist ein gleichzeitig nutzbarer Vorteil, der sich aus dem hohen spezifischen Dunkelwiderstand des vorgeschlagenen Dünnfilmbelages 12 und aus dem großen Unterschied zwischen dem spezifischen Dunkelwiderstand und dem spezifischen Hellwiderstand ergibt.
Nachfolgend sei noch ein Beispiel für die Herstellung eines photoleitenden Dünnfilmbelages aus Kadmiumsulfid mit optimalen Eigenschaften angegeben: -In einerkleinen halb experimentell verwendeten Sputteranlage betrug die Hochfrequenz-Eingangsleistung 200 Watt. Die Spannung gegenüber Erde war 2 kV und die Vorspannung im oben angegebenen Sinne betrug 100 Volt. Die Frequenz war 13,5 MHz. Als Auftreffelektrode diente ultrareines Kadmiumsulfid (Reinheit von 99,99998%), welches heiß gepreßt und zu einem Bauteil von i5,3 cm Durchmesser gesintert war und beim Anschlagen einen reinen Klmg hatte. Die geerdete Abschirmelektrode, welche die Auftreffelektrode allseitig mit Ausnahme der der Anode zugekehrten Oberfläche umgab, hatte von der Auftreffelektrode einen Abstand von etwa 6,4 mm.
Die Auftreffelektrode war um einige Millimeter in -der-Äbschirmungselektrode versenkt. Der Abstand des Trägerkörpers von der Auftreffelektrode betrug 38,5 mm. Die Anode wurde auf einer Temperatur von 1550 C gehalten. Als Atmosphäre wurde hochreines Argon verwendet, welches mit 15 Promillreinen Schwefelwasserstoffgases versetzt war, um einen Druck von etwa 10 Millitorr zu erzeugen. Ein zweiter Dunkelraum war deutlich zwischen dem Plasma und der Anode sichtbar. Die Ablagerung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 2 bis 7 R je Sekunde und es wurde ein Dünnfilmbelag von 3000 R Stärke erzeugt. Die Ablagerungsgeschwindigkeit läßt sich bei großen, im Handel erhältlichen Sputteranlagen auf ein Mehrfaches steigern.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur-HerstelI-ung eines- photoleitenden, anorganischen, auf einem Träger angeordneten Dünnfilmbelages, bei welchem das Photoleitermaterial auf eine Oberfläche unter Verwendung von Hochfrequenzenergie aufgesputtert wird (Glimmlicht-Entladungsbeschichtung), dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsputtern des-Photoleitermaterials mit einer gleichzeitig mit dem Hochfrequenzfeld zur Wirkung kommenden Vorspannung erfolgt und daß der Dünnfilmbelag in einer Schichtdicke aufgebracht wird, welche einen photoelektrischenVertiu0gsgrad des fertigen Belages bedeutend über Eins ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der photoleitende Dünnfilmbelag nur in solcher Stärke auf einen flexiblen, organischen, transparenten Tr-äger aufgebracht wird, daß der Dünnfilmbelag selbst transparent und flexibel bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilmbelag durch Beschichtung des Trägers mit dem durch Sputtern erzeugten Photoleitermaterial gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilmbelag durch Aufsputtern des Photoleitermaterials auf die Trägeroberfläche gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor Aufbringen des photoleitenden Dünnfilmbelages auf einen Trägerkörper zur Bildung des Trägers eine Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Werkstoff aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ohmisch leitende Dünnfilmschicht durch Aufsputtern auf die Trägerkörperoberfläche aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Werkstoff nur in solcher Stärke auf einen flexiblen, organischen, transparenten, isolierenden Trägerkörper aufgebracht wird, daß sie flexibel und transparent bleibt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung des Trägers in solcher Weise erfolgt, daß der Dünnfilmbelag eine Lichtabsorption von 15 bis 30% aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch g-eXennzeichnet, daß die Beschichtung des transparenten Trägers in solcher Weise erfolgt, daß der Träger zusammen mit dem photoleitendem Dünnfilmbelag und gegebenenfalls mit der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht eine Lichtabsorption von 15% bis 30fo aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 9., dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzaufsputtern des Photoleitermaterials unter Vorspannung in der Weise geschieht, daß die den Glimmentladungsraum begrenzenden Elektroden an llochfrequenzspannungen unterschiedlicher Amplitude gelegt werden und eine das Feld im Glimmentladungsraum beeinflussende Schirmelektrode geerdet wird, derart, daß an beiden den Glimmentladungsraum begrenzenden Elektroden Dunkelräume entstehen.
li. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzspannungen unterschiedlicher Amplitude gleiche Frequenz besitzen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsputtern des Photoleitermaterials mit Anodenkühlung durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsputtern des Photoleitermaterials mit Anodenheizung durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleitermaterial vor dem oder während des Aufbringens auf den Träger einem Dotierungsvorgang unterzogen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung während des Auf sputterns durch Einbringen des Dotierungsmittels in den Glimmentladungsraum erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Photoleitermaterial Kadmiumsulfid verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auf sputterns Schwefelwasserstoff in den Glimmentladungsraum eingeführt wird.
18. Photoemptindlicher-Schichtverband, insbesondere elektrophotographischer Aufzeichnungsträger, mit einem mit Dünnfilmschichten versehbaren Trägerkörper und einem hierauf befindlichen, vollständig anorganischen Dünnfilmbelag aus Photoleiterwerkstoff, vorzugsweise hergestellt nach dem Verfähren gemäß einem der Ansprüche i bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der einen spezifischen Dunkelwiderstand von mindestens 1012 Ohmcm und ein Verhältnis des spezifischen Dunkelwiderstandes zum spezifischen Heliwiderstand von mindestens 104 aufweisende, elektrisch anisotrope Dünnfilmbelag eine der- theoretischen Dichte nahekommende Materialdichte und mikrokristalline Struktur besitzt.
19. Schichtverband nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß -die Mikrokristalle im wesentlichen normal zur Trägerkörperoberfläche orientiert sind.
20. Schichtverband nach Anspruch 18 oder 19, gekellnzeichnet durch Mittel zur Verbesserung der Ladungsabführung von dem zuvor aufgeladenen und dann selektiv belichteten, photoleitenden Dürnfilmbelag.
21. Schichtverband nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verbesserung der Ladungsabführung von einer Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Werkstoff gebildet sind, welche sich zwischen dem Dünnfilmbelag aus photoleitendem Werkstoff und dem Trägerkörper befindet.
22. Schichtverband nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, däß die Dünnfilmschicht aus ohmisch- leitendem Werkstoff transparent ist.
23. Schichtverband nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilwischicht aus ohmisch leitendem Werkstoff aus Indiumoxid besteht.
24, Schichtverband nach einem der Ansprüche 2i bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Werkstoff und dem Dünnfilmbelag aus Photoleiterwerkstoff einerseits und dem Trägerkörper andererseits Mittel zur Verbesserung der körperlichen Haftung zwischen diesen Schichten vorgesehen sind.
25. Schichtverband nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dal3 die Mittel zur Haftverbesserung von einer metallischen Dünnfilm-Zwischenschicht gebildet sind.
26. Schichtverband nach einem der Ansprüche 21 bis 23, gelvellnzeichnet durch Einrichtungen zur Herstellung eines elektriscllen Kontaktes zu der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht zum Anschluß derselben an eine äußere elektrische Schaltung.
27. Schichtverband nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Photoleitermaterial bestehellde Dünnfiirnbelag transparent ist.
28. Schichtverband nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichüdurchlässigkeit des aus Photoleitermaterial bestehenden Dünnfilmbelages 70% oder mehr, insbesondere zwischen 70% und 5%,, beträgt.
29. Schichtverband nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper transparent ist.
30. Schichtverband nach den Ansprüchen 21, 26 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß seine Lichtdurchlässigkeit insgesamt zwischen 70% und 85 % beträgt.
>1. Schichtverband nach einem der Ansprüche 1 bis 30 dadurch gekennzeichnet, daß der aus Photoleiterwerkstoff bestehende Dtjnnfilmbelag aus ilalbleiterniaterial besteht.
32. Schichtverband nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das 1¼lbieitermaterial leitend ist.
33. Schichtverband nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper und auch der darauf befindliche Diinnfilmbelag sowie gegebenenfalls die dazwischen befindet lielle, ohmisch leitende Dünnfilmschicht und gegebenenfalls Haftverbesserungsschichten einzeln und in ihrer Gesamtheit flexibel sind.
34. Schichtverband nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch solche Starke, daß er ohne Beschädigung oder Oberflächenrisse um einen Dorn von höchstens 12 mm Durchmesser gebogen werden kann.
35. Schichtverband nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Dünnfilmbelages und der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht insgesamt weniger als etwa 5000 Å beträgt.
36. Schichtverband nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der photoleitende flünnfilmbelag etwa 3000 Å und die ohmisoh leitende Dünnfilmschicht weniger als etwa 1000 Å stark sind.
37. Schichtverband nach eiiiem der Ansprüche 18 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Folienmaterial aus einem organischen, flexiblen, transparenten Polymer gebildet ist.
36. Schichtverband nach einem der AnsprUche 18 bis ,7, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleitermaterial kadmiumsulfid ist.
39. Schichtverband nach einem der Ansphiche t bis .37, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleitermaterial Zinkindiumsulfid ist.
40. Schichtverband nach eiiiem der Ansprüche. 18 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Photoleiterwerkstot f bestehende Dünnfilmbelag dotiert, insbesondere kupferdotiert ist.
41. Schichtverband nach einem der Ansprüche 18 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilmbelag aus Photoeiterwerkstoff einen Photoleiter-Verstarkungsfaktor aufweist, der wesentlich größer als Eins ist.
42. Schichtverband n-ach einem der Ansprüche L8 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Photoleiterwerkstoff bestehende Dünnfilmbelag ein aufgesputterter Dünnfilmbelag ist, welcher chemisch stabil ist, hohe Abriebfestigkeit und eine Photoempfindlichkeit in einem breiten Spektrumsbereich besitzt.
43. Verfahren zur Erzeugung eines Filmbildes unter Verwendung eines elektrophotographischen Films, welcher einen flexiblen, filmartigen, transparenten Trägerkörper, eine flexible, transparente, dünne, ohmisch leitende Filmschicht, die mit dem Trägerkörper verbunden ist sowie einen flexiblen, transparenten, anorganischen, dünnen Filmbelag aus Photoleiterwerkstoff aufweist, der mit der ohmisch leitenden Schicht verbunden ist, wobei die Gesamtdicke der ohmisch leitenden Filmschlcht und des Filmbelages aus Photoleiterwerkstoff weniger als etwa 5000 Rngstrom beträgt, insbesondere unter Verwendung eines Aufzeichnungsträgers nach einem der Ansprüche 18 bis 42, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Aufladung der Oberfläche der Filmschicht aus Photoleiterwerkstoff auf ein Potential, das wesentl-ich über dem Sättigungsniveau des Photoleiterbelages liegt, b) Belichten der Oberfläche des Filmbelages aus Photoleiterwerkstoff mit einer bestimmten Strahlungsverteilung nach Aufladung der Oberfläche, jedoch bevor ein wesentlicher Ladungsabfall stattgefunden hat und c3 Zuführen von Toner zu der Oberfläche des --F ilibelage's aus Photoleiterwerkstoff so rasch wie möglich nach der Be-Richtung, um eine Tonerverteilung entsprechend der Strahlungsverteilung zu erhalten.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner nach Zuführung festgeschmolzen oder festgebrannt wird.

Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner nach Zuführung auf einen anderen Träger übertragen wird, L e e r s e i t e