DE2723925A1

DE2723925A1 - Fotoempfindliches material fuer die elektrofotografie

Info

Publication number: DE2723925A1
Application number: DE19772723925
Authority: DE
Inventors: Tadaji Fukuda; Isamu Kajita; Nobuo Kitajima; Hideyo Kondo; Teruo Misumi; Ibaraki Toride
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1976-05-27
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1977-12-08
Also published as: US4202937A; GB1586571A; DE2723925C2; FR2353084A1; FR2353084B1; JPS618422B2; JPS52145037A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPE Palentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.:(0 89)53 96 53-56 Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

26.Mai 1977

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Canon case

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Fotoempfindliches Material für die Elektrofotografie

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf fotoempfindliches Material für Elektrofotografie und insbesondere auf ein fotoempfindliches Material für Elektrofotografie, das keinen Ermüdungseffekt zeigt.

Es sind unterschiedliche Arten von fotoempfindlichem Material für Elektrofotografie bekannt, aus denen entsprechend dem angewendeten elektrofotografischen Verfahren die geeignetste Art gewählt wird. Zur Ausbildung eines elektrostatischen Ladungsbilds auf einer Isolierschicht wird ein fotoempfindliches Material der Ausführung verwendet, die eine Isolierschicht an ihrer oberen Fläche hat. Bei einem derartigen fotoempfindlichen Material ist es erforderlich, durch Laden eine Ladungsmenge in die Grenzschicht zwischen der Isolierschicht und eine fotoleitfähige Schicht einzuführen bzw. zu injizieren. Als Beispiel für ein elektrofotografisches Verfahren, für das derartiges fotoempfindliches Material zweckdienlich geeignet ist, kann ein Verfahren genannt werden, das ein primäres Laden, ein bildweises Belichten, ein mit dem bildweisen Belichten gleichzeitiges oder danach vorgenommenes Wechselstrom-Entladen oder sekundäres Laden mit einer zum primären Laden entgegengesetzten Polarität sowie eine Gesamtflächenbelichtung umfaßt. Falls die fotoleitfähige Schicht aus einem p-Halbleiter wie Se, SeTe oder dergl. gebildet ist» wird das primäre Laden durch Koronaentladung mit negativer Polarität bewerkstelligt, wobei eine bestimmte Menge positiver Ladung in die fotoleitfähige Schicht über deren Träger so injiziert wird, daß die Ladung unter Einwirkung eines an die fotoleitfähige Schicht angelegten elektrischen Felds in die Grenzschicht zwischen der Isolierschicht und der fotoleitfähigen Schicht wandert. Wenn es schwierig ist, die Ladung über eine Trägerschicht oder einen Träger zu injizieren, kann ein alternatives Verfahren angewendet werden, gemäß dem das fotoempfindliche Material unmittelbar vor oder gleichr

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zeitig mit der Koronaentladung mit negativer Polarität gleichförmig so belichtet wird, daß eine geeignete Menge positiver Ladung in der Grenzschicht zwischen der Isolierschicht und der fotoleitfähigen Schicht vorhanden ist.Wenn diese Belichtung von der Trägerseite her ausgeführt wird, muß der Träger aus lichtdurchlässigem Material wie Nesa-Glas, Harzfilm oder dergl. bestehen. Falls die fotoleitfähige Schicht aus einem n-Halbleitermaterial gebildet ist, ist die Polarität der Ladung positiv, während die in die Grenzschicht wandernde Ladung negativ ist. Zur Erzeugung eines elektrostatischen Bilds mit hohem elektrostatischen Kontrast ist eine derartige Injektion einer geeigneten Menge an Ladung zwischen die Isolierschicht und die fotoleitfähige Schicht absolut notwendig. In dieser Hinsicht wurde beispielsweise bei einem aus Metall hergestellten elektrisch leitfähigen Träger der Versuch unternommen, gemäß der Beschreibung in der japanischen Patentveröffentlichung 6223/1974 eine Ladungsinjektionsschicht zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht anzubringen. Die Ladungsinjektionsschicht dient dazu, beim Durchführen der Ladung eine ausreichende Menge an Ladung in die fotoleitfähige Schicht zu speisen, wobei die auf diese Weise zugeführte Ladung dazu beiträgt, eine geeignete Ladungsmenge zwischen die Isolierschicht und die fotoleitfähige Schicht zu bringen. Es wurde jedoch festgestellt, daß selbst bei Anbringen einer derartigen Ladungsinjektionsschicht eine weitere Verbesserung vorzunehmen ist.

D.h., wenn das fotoempfindliche Material wiederholt verwendet werden soll und der Zyklus der wiederholten Verwendung beschleunigt wird, wird häufig beobachtet, daß die in der Grenzschicht zwischen der Isolierschicht und der fotoleitfähigen Schicht vorhandene Ladungsmenge allmählich abnimmt, so daß als Folge der Kontrast eines ausgebildeten Bilds nach mehrfacher wiederholter Verwendung beträchtlich verringert ist. Diese nachteilige Erscheinung kann als Ermüdungseffekt des fotoempfindlichen Materials ausgelegt

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werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fotoempfindliches Material zu schaffen, das selbst nach wiederholter vielfacher Benutzung in schnellem Zyklus keinen solchen Ermüdungseffekt zeigt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst.

Die erfindungsgemäß zwischen einer Ladungsinjektionsschicht und der fotoleitfähigen Schicht angebrachte Zusatzladungsinjektionsschicht spielt eine bedeutende Rolle bei der Erzeugung einer wirkungsvollen Bewegung der von der Ladungsinjektionsschicht injizierten Ladung in die fotoleitfähige Schicht. Zur Ausführung der Funktion ist die Zusatzladungsinjektionsschicht als eine Schicht ausgebildet, die nahezu keine Fähigkeit hat, von sich aus irgendeine Ladungsmenge in die fotoleitfähige Schicht zu injizieren, und die eine geringere Dichte an freier Ladung hat als die fotoleitfähige Schicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des

fotoempfindlichen Materials für Elektrofotografie.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer für die Herstellung des fotoempfindlichen Materials geeigneten Aufdampfeinrichtung.

Fig. 4 ist eine Aufdampfkurve, die die bei der Herstellung herkömmlichen fotoempfindlichen Materials für Elektrofotografie angewandten

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Aufdampfbedingungen zeigt.

Fig. 5 sind Oberflächenspannungs-(oder Potential)-Kennlinien, die mit herkömmlichem fotoempfindlichem Material erzielt werden.

Fig. 6 bis 10 sind unterschiedliche Aufdampfkurven, die denjenigen nach Fig. 4 gleichartig sind, jedoch bei der Herstellung des erfindungsgemäßen fotoempfindlichen Materials für Elektrofotografie erzielt wurden.

In den Fig. 1 und 2 sind repräsentative Beispiele des Aufbaus des fotoempfindlichen Materials gezeigt.

Das in Fig. 1 gezeigte fotoempfindliche Material ist aus einer Unterlage bzw. einem Träger 1, einer Ladungsinjektionsschicht 2, einer Hilfs-oder Zusatzladungsinjektionsschicht 3, einer fotoleitfähigen Schicht 4 und einer Isolierschicht 5 aufgebaut. Von der Isolierschicht und der fotoleitfähigen Schicht ist wenigstens eine Schicht für das Licht (die Strahlung) durchlässig, für das die fotoleitfähige Schicht empfindlich ist. Der Träger kann elektrisch leitend oder isolierend sein. Zu Beispielen für leitende Träger zählen Blätter aus Metall wie Al, Ni, Messing, Cu und Ag oder leitfähiges Glas. Beispiele für dielektrisahes Trägermaterial sind Harze wie Polyester und Polyäthylen, Papier, Glas und Keramik.

Die fotoleitfähige Schicht kann aus unterschiedlichen amorphen Halbleitern gebildet sein, die bekannt sind und als zweckdienliches fotoleitfähiges Material für Elektrofotografie verwendet werden. Als Beispiele für derartiges amorphes Halbleitermaterial können Se, Se-haltige Legierungen wie SeTe, SeAs, SeSb, SeBi oder SeTeAs und deren Mischungen mit einem oder mehreren anderen Elementen genannt werden. Vorzugsweise hat die fotoleitfähige Schicht einen elektrischen Dunkel-

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widerstand im Bereich von ungefähr 1x10 /Z cm bis ungefähr

1x10¹² .CLcm.

Die Isolierschicht ist allgemein unter Verwendung eines geeigneten Harzes gebildet. Beispiele für ein geeignetes Harz sind Polyester, Polyparaxylylen, Polyurethan, Polycarbonat und Polystyrol.

Die Ladungsinjektionsschicht muß eine Schicht sein, die eine höhere Dichte freier Ladungen als die fotoleitfähige Schicht hat und die keinerlei elektrische Sperrschicht zwischen der Ladungsinjektionsschicht und einer Schicht, die zusammen mit der Ladungsinjektionsschicht einen Übergang bildet, d.h. der Zusatzladungsinjektionsschicht aufbaut. Die Ladungsinjektionsschicht hat - wie der Name sagt - eine ausreichende Menge an Ladung zuzuführen, die dazu genügt, eine ausreichende Ladungsmenge in die Grenzschicht zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der Isolierschicht zu bringen, wenn die Ladung ausgeführt wird. Zu diesem Zweck soll das für die Herstellung der Ladungsinjektionsschicht verwendete Material unter Berücksichtigung folgender Erfordernisse gewählt werden:

(1) Wenn die Schicht, die zusammen mit der Ladungsinjektionsschicht einen Übergang bildet, ein p-Halbleiter ist, dann soll, das Material der Ladungsinjektionsschicht die gleiche Austrittsarbeit wie diese Schicht oder eine größere Austrittsarbeit als diese Schicht haben. Wenn im Gegensatz dazu die Schicht ein η-Halbleiter ist, sollte das Material der Ladungsinjektionsschicht die gleiche Austrittsarbeit wie die n-Halbleiterschicht oder eine kleinere Austrittsarbeit als diese haben.

(2) Die Ladungsinjektionsschicht soll dazu geeignet sein, eine ausreichende Menge an freier Ladung bei einer verhältnismäßig geringen thermischen Energie zu erzeugen, die ungefähr gleich

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der Raumtemperatur ist (niedriger Dunkelwiderstand). Vorzugsweise hat die Ladungsinjektionsschicht einen Dunkel-

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widerstand von ungefähr 1x10 Ώ. cm oder darunter und insbesondere von ungefähr 1x10 Q cm oder darunter. Wenn für die fotoleitfähige Schicht ein amorpher p-Halbleiter wie Se oder SeTe verwendet wird, wird die Ladungsinjektionsschicht vorzugsweise unter Verwendung eines Materials hergestellt, das eine verhältnismäßig große Austrittsarbeit hat, wie z.B. von Te oder dem gleichen,jedoch kristallinenMaterial wie demjenigen für die fotoleitfähige Schicht.

Bei dem fotoempfindlichen Material werden die fotoleitfähige Schicht, die Zusatzladungsinjektionsschicht und die Ladungsinjektionsschicht zusammengefügt, ohne daß dazwischen irgendeine elektrische Sperrschicht aufgebaut wird. Die Zusatzinjektionsschicht hat einen Dunkelwiderstand, der weitaus niedriger ist als derjenige der fotoleitfähigen Schicht , und eine Dichte freier Ladung, die viel höher als diejenige der fotoleitfähigen Schicht ist. Das tatsächlich für die Ausbildung der Ladungsinjektionsschicht verwendete Material muß in Abhängigkeit von der Art der fotoleitfähigen Schicht und den für das fotoempfindliche Material erforderlichen Eigenschaften geeignet gewählt werden. Allgemein zählen als Beispiele für das für die Ladungsinjektionsschicht brauchbare Material Metalle wie Ni und Pt und Halbleiter wie Te, Se, SeTe, SeAs SeBi und SeSb. Insbesondere sind kristalline Halbleiter vorzuziehen. Die Ladungsinjektionsschicht kann als Träger bzw. Unterlage ausgebildet sein. Bei dieser Gestaltung wird ein besonderer Träger unnötig.

Die Zusatzladungsinjektionsschicht hat im Vergleich zur fotoleitfähigen Schicht eine geringere Dichte freier Ladung und einen höheren Dunkelwiderstand. Vorzugsweise ist sie amorph. Der Dunkelwiderstand der Zusatzladungsinjek-

14 tionsschicht ist vorzugsweise über ungefähr 1x10 JTL cm

ι 5 und insbesondere über ungefähr 1x10 n. cm. Das Material zur

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Ausbildung der Zusatzladungsinjektionsschicht wird aus Materialien gewählt, die für eine wirkungsvolle Unterstützung der Ladungsinjektion geeignet sind. Beispiele für Vorzugs weise für diesen Zweck zu benutzendes Material sind Se und Se-haltige Legierungen wie SeTe, SeAs, SeBi und SeSb. Amorphe Halbleiter, die im wesentlichen aus Se oder den vorgenannten Legierungen davon zusammengesetzt sind, sind bevorzugt zu verwenden.

Das in Fig. 2 gezeigte fotoempfindliche Material unter scheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 darin, daß zusätzlich eine zweite untergelegte Isolierschicht 6 zwischen dem Träger 1 und der Ladungsinjektionsschicht 2 angebracht ist. Die untergelegte Isolierschicht 6 kann aus geeignetem dielektrischen Material wie beispielsweise Harz wie Polyester oder Polyparaxylylen, Metalloxid oder Glas gebildet sein. Hinsichtlich der Zusatzladungsinjektionsschicht erfolgen weitere Erläuterungen in den nachfolgenden Bezugsbeispielen 1 und 2 und der betreffenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5.

Bezugsbeispiel 1

(Herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines fotoempfindlichen Materials und Eigenschaften des Materials).

Eine aus Aluminium hergestellte Metall-Substratplatte 1 mit der Größe 50x100 mm, die als Träger für das fotoempfindliche Material gemäß der vorstehenden Beschreibung dient, wird in enge Berührung mit einer Substrattemperatur-Regelplatte 12 gebracht, die gemäß der Darstellung in Fig. 3 innerhalb eines Aufdampf-oder Dampfablagerungs-Behälters 7 angeordnet ist.

70g von SeTe-Legierung (Te-Gehalt: 10 Gew.-%) als Aufdampfmaterial 10 werden in einen Quarz-Aufdampftiegel 8

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eingefüllt und dann wird über den Tiegel eine Wolfram-Heizspirale 9 angeordnet. Danach saugt man die Luft in dem Behälter in Richtung des Pfeils 17 ab, so daß im Behälter ein Vakuum von 5 χ 10 Torr gebildet wird.

Nachdem die Temperatur von Umlaufwasser auf 8O°C eingeregelt wurde, wird das Wasser gemäß der Darstellung durch die Pfeile 13 und 14 umgewälzt, um damit die Substrattemperatur-Regelplatte zu erwärmen. Wenn die Temperatur des Substrats 80°C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale eingeschaltet und heizt den Aufdampftiegel auf 32O°C auf, so daß die SeTe-Legierung schmelzen kann und die Verdampfung beginnen kann. Zu einem Zeitpunkt t... (siehe Fig. 4), zu dem die SeTe-Legierung vollständig und gleichförmig geschmolzen ist, öffnet man einen Verschlußschieber 11 und schiebt auch einen Verschlußschieber 15 von rechts nach links gemäß der Darstellung in der Zeichnung in Richtung des Pfeils 16, bis der hintere Rand des Verschlußschiebers einen Punkt A erreicht hat. Nun beginnt das Aufdampfen von SeTe auf den rechten Seitenteil des Substrats (1/3 der Gesamtfläche des Substrats). Zu einem nächsten Zeitpunkt t _ hat die Filmstärke des auf dem Substrat gebildeten Aufdampffilms 5 jum erreicht. Zu diesem Zeitpunkt verringert man die Temperatur des Umlauf wassers auf 65°C und schiebt zugleich den Verschlußschieber 15 weiter nach links bis zu einem Punkt B, um das SeTe auch auf den mittleren Teilbereich des Substrats aufzudampfen. Die für das Absenken der Substrattemperatur von 80°C auf 65°C erforderliche Zeit beträgt ungefähr 10 Minuten. Der Zeitpunkt, an dem die Substrattemperatur 65°C erreicht hat, ist als Zeitpunkt t-., bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt schiebt man den Verschlußschieber 15 weiter, in eine voll offene Stellung, um damit das Aufdampfen mit SeTe auf der gesamten Fläche des Substrats zu bewerkstelligen. Danach setzt man das Aufdampfen fort, während die Substrattemperatur auf 6 5°C gehalten wird.

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Wenn das SeTe innerhalb des Aufdampftiegels zu einem Zeitpunkt t. nahezu vollständig ausgedampft ist, wird die Heizspirale ausgeschaltet und das Aufdampfen ist abgeschlossen.

Der auf diese Weise ausgebildete Aufdampffilm auf dem Substrat hatte_eine Stärke von 55 um an der Fläche, an der das Aufdampfen für die Ablagerungszeit von t, -t bis t, . ausgeführt wurde, von 50 pm an dem Teilbereich, an dem für die Zeitdauer von t, . bis t... aufgedampft wurde, und von 40 pn an dem Teilbereich, an dem für die Zeitdauer von t«, bis t., ₄ aufgedampft wurde. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 war die Aufdampfgeschwindigkeit bei der Filmablagerung auf dem Substrat ungefähr 1,5 um/min. Die Fig. 4 zeigt den Substrattemperaturverlauf und den Aufdampfgeschwindigkeitsverlauf in Abhängigkeit von der Zeit, die bei dem vorstehend beschriebenen AufdampfVorgang erzielt wurden.

Nach dem Beseitigen des Vakuums wurde das bedampfte Substrat aus dem Behälter entnommen und in der Umgebungsluft auf die bedampfte Fläche eine Polycarbonat-Harz-Beschichtung in einer Stärke von 20 pm aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material hergestellt.

An dem auf diese Weise für die Zeitdauer t*_* bis t bedampften Teilbereich des fotoempfindlichen Materials wurde als primären Ladungsschritt eine Koronaentladung negativer Polarität mit -6000 V für 0,2 s ausgeführt, so daß das Material mit -200O V geladen wurde. Als sekundärer Ladungsschritt wurde eine Koronaentladung positiver Polarität mit +5500 V für 0,2 s ausgeführt, um die Oberfläche der Isolierschicht zu entladen. Nach Durchführung einer Gesamtflächenbelichtung zeigt das fotoempfindliche Material eine Oberflächenspannung (Oberflächenpotential) von -800 V.

Dieser Vorgang wurde mit einem Zyklus von 2 s vielmals wiederholt und es wurde festgestellt, daß die Ober-

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flächenspannung nach der Gesamtflächenbelichtung mit der Steigerung der Anzahl wiederholter Verwendung allmählich vermindert wurde. Nach 100 Wiederholungen wurde die Oberflächenspannung des Materials nach der Gesamtflächenbelichtung zu -500 V gemessen. Diese Veränderung der Oberflächenspannung ist in Fig. 5 als Kurve D gezeigt.

An dem für die Zeitdauer t.._₂ bis t, . bedampften Teilbereich des fotoempfindlichen Materials wurde ebenfalls der gleiche Vorgang mit der gleichen Ladespannung ausgeführt. Nach der Gesamtflächenbelichtung wurde die Oberflächenspannung des Materials gemessen und zu -300 V festgestellt. Nach hundertfacher Wiederholung mit dem Zyklus von 2 s blieb der Wert der Oberflächenspannung des fotoempfindlichen Materials nach der Gesamtflächenbelichtung unverändert bei -300 V. Die Kurve E in Fig. 5 zeigt diese Veränderung der Oberflächenspannung.

Ferner wurde an dem für die Zeitdauer von t.,, bis t, . bedampften Teilbereich des fotoempfindlichen Materials der gleiche Vorgang mit der gleichen Ladespannung ausgeführt. Nach einer Gesamtflächenbelichtung wurde die Oberflächenspannung des Materials gemessen und als -50 V ermittelt.

Nach hundertfach wiederholter Verwendung mit dem 2-s-Zyklus blieb die Oberflächenspannung unverändert bei -50 V. Diese Veränderung der Oberflächenspannung ist in Fig. als Kurve F gezeigt.

Wenn ein fotoempfindliches Material mit dem Verfahrensvorgang aus der primären Ladung, der Entladung und der Gesamtflächenbelichtung bearbeitet wird, ist der Wert seiner Oberflächenspannung (oder seines Oberflächenpotentials) nach der Gesamtflächenbelichtung annähernd umgekehrt proportional zu dem Wert des elektrischen Felds an der fotoleitfähigen Schicht nach der primären Ladung, d.h., die Oberflächenspannung

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(oder das Oberflächenpotential) ist direkt proportional zu der Aft*«*hl elektrischer Ladungen, die in die fotoleitfähige Saltioht injiziert worden sind und die unter Einwirkung des an die fotoleitfähige Schicht angelegten elektrischen Felds in die Grenzschicht zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der Isolierschicht gewandert sind.

Im Hinblick auf diesen Zusammenhang ist die sehr kleine Oberflächenspannung von -50 V, die nach der Gesamtflächenbelichtung an dem für die Zeitdauer von t._^ bis t,, bedampften Teilbereich ermittelt wurde, in ihrer Bedeutung so zu verstehen, daß die Anzahl der in der fotoleitfähigen Schicht während der Primärladung erzeugten freien Ladungen sehr gering war.

Die Oberflächenspannung nach der Gesamtbelichtung an dem für die Zeitdauer t, - bis t, , bedampften Teilbereich wurde mit -300 V gemessen, was weitaus mehr ist als bei dem vorangehend genannten Teilbereich. Dieser Umstand bedeutet, daß die Anzahl der in die fotoleitfähige Schicht dieses Teilbereichs injizierten elektrischen Ladungen nicht gering war. Von der Injektionsquelle für diese Ladungen in nicht-geringer Anzahl wird angenommen, daß sie in dem während der Zeitdauer t., ₂ bis t., aufgedampften Ablagerungsfilm sitzt, welcher nachstehend als (t, - - t.._..,) - Schicht bezeichnet wird.

Schließlich wurde die entsprechende Oberflächenspannung des für die Zeitdauer t« .. bis t, . bedampften Teilbereichs zu -800 V gemessen, was den höchsten Wert unter den Oberflächenspannungen der drei verschiedenen gemessenen Teilbereichen gemäß der vorstehenden Beschreibung darstellt. Die se hohe Oberflächenspannung ist dem Umstand zuzuschreiben, daß eine ausreichende Anzahl elektrischer Ladungen anfänglich mittels eines kristallinen Ablagerungsfilms injiziert wurde, der während der Zeitdauer t- , bis t,, aufgedampft wurde und der nachstehend als (t« ..- t._.) - Schicht bezeichnet wird.

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Mit Steigerung der Anzahl der wiederholten Verwendung wird jedoch die Anzahl der in die fotoleitfähige Schicht injizierten elektrischen Ladungen allmählich verringert und in Proportion dazu auch die Oberflächenspannung nach der Gesamtflächenbelichtung des fotoempfindlichen Materials allmählich vermindert (Verschiebung zu dem Nullpunkt hin). Dadurch beginnt das Material einen Ermtidungsef fekt zu zeigen und die (t, ., - ^ti_2^" Schicht wird unfähig, voll als Ladungsinjektionsschicht zu arbeiten. Wie aus der vorstehenden Erklärung ersichtlich ist, hat dieser Proben-Teilbereich des fotoempfindlichen Materials in Wirklichkeit zwei Ladungsinjektionsschichten, nämlich die It_1-1 - t_1-2 ) - Schicht und die (t.,_₂ - t_1-3 ) - Schicht. Die Anzahl der aus der (^_1-2 - t«,) - Schicht in die fotoleitfähige Schicht bei der Primärladung injizierten elektrischen Ladungen bleibt unabhängig von der Anzahl der wiederholten Verwendungen konstant, wie aus dem vorstehend beschriebenen Ergebnis der wiederholten Verwendung der für die Zeitdauer t, ₃ - t,, bedampften Teilbereiche ersichtlich ist. Daher ist die Abnahme der Anzahl der in die fotoleitfähige Schicht injizierten elektrischen Ladungen hauptsächlich dadurch verursacht, daß mit der Erhöhung der Anzahl der wiederholten Anwendungen die Anzahl der in die fotoleitfähige Schicht aus der (t₁_₁ - ^_1-2) ~ Schicht injizierten elektrischen Ladungen entsprechend abnimmt.

Bei der Primärladung werden elektrische Ladungen in die fotoleitfähige Schicht sowohl aus der Ct_1-1 - t-io) ~ Schicht als auch aus der (t-«_₂ - t., , ) - Schicht injiziert, und die elektrischen Ladungen aus der erstgenannten Schicht bewegen sich zu der fotoleitfähigen Schicht, wobei sie durch die letztgenannte Schicht laufen. Wenn aber die Ladungen sich von der (t- _Λ - t₁ _) - Schicht zu der fotoleitfähigen Schicht hin zu bewegen beginnen, beginnt auch gleichzeitig die (t_1-2 - t..-)-Schicht eine bestimmte Ladungsmenge in die fotoleitfähige Schicht zu injizieren. Daher erreicht die aus der (t₁_₁ - t₁_₂)-Schicht kommende Ladung die (t_1-2 - t_1-3)-

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Schicht, nachdem die aus dieser Schicht stammende Ladung sich schon zu der fotoleitfähigen Schicht bewegt hat. Wenn die aus der (t₁_₁ - ^fci_2^~ Schicht kommende Ladung die (t.._2 - t ,.J-Schicht erreicht, ist aus diesem Grund die Intensität des an die (t_1-9 - t,. _) -Schicht angelegten elektrischen Felds im Vergleich zu der anfänglichen Intensität des elektrischen Felds verringert. Demgemäß kann in der (t.._₂ - t ■,_-,) -Schicht kein elektrisches Feld bestehen, das dafür ausreicht, alle aus der (t« .. - t« ~ )-Schicht kommenden elektrischen Ladungen durch die (t. ~ ~ t-i.-i )-Schicht zu bringen. Als Folge davon können einige der aus der (t- .. ~ t, ~)-Schichten erzeugten elektrischen Ladungen nicht in die fotoleitfähige Schicht injiziert werden, sondern bleiben in der (t..__- t, -J -Schicht zurück und gehen durch Rekombination verloren oder bleiben als eingefangene Ladungen bestehen. Wenn daher das fotoempfindliche Material wiederholt in einem verhältnismäßig kurzen Zeitzyklus verwendet wird, werden die eingefangenen Ladungen in oder nahe der (t, ,-t,,)-Schicht angesammelt, wodurch aufgrund der Auswirkung der durch die Ansammlung der eingefangenen Ladungen verursachten Raumladung die Ladungsinjektion aus der (t, ..-t, _)-Schicht in die fotoleitfähige Schicht immer schwieriger wird. Dies kann als Hauptgrund für die allmähliche Abnahme der Oberflächenspannung nach der Gesamtflächenbelichtung mit steigender Anzahl wiederholter Verwendungen des fotoempfindlichen Materials angesehen werden. Die Dichte an freien Ladungen in der nach der herkömmlichen Weise hergestellten (t,₂-t,₃)-Schicht ist hoch, was zu der vorstehend beschriebenen nachteiligen Erscheinung beiträgt.

Bezugsbeispiel 2
(Erfindungsgemäßes fotoempfindliches Material)

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Die vorstehend beschriebene nachteilige Erscheinung wie die Abnahme der injizierten Ladung kann dadurch behoben werden, daß zwischen die Ladungsinjektionsschicht und die fotoleitfähige Schicht eine Zusatzladungsinjektionsschicht eingefügt wird. Das erfindungsgemäße fotoempfindliche Material enthält die vorstehend beschriebene (t₁_₂~^t ₁_ _) -Schicht als eine Zusatzladungsinjektionsschicht, die eine relativ geringe Dichte an freien Ladungen hat und daher die thermische Erzeugung einer verhältnismäßig geringen Anzahl freier Ladungen zuläßt. Auf diese Weise wird die in die fotoleitfähige Schicht aus der Zusatzladungsinjektionsschicht selbst injizierten Ladung sehr gering und die elektrische Feldstärke zwischen der Ladungsinjektionsschicht und der fotoleitfähigen Schicht wird nicht weiter verringert, was wiederum eine störungsfreie Ladungsinjektion aus der (t.. ,- ^_1-2 Schicht, nämlich der Ladungsinjektionsschicht in die fotoleitfähige Schicht zuläßt. Da ferner die aus der (t .,..-t, »)-Schicht injizierte Ladung nicht länger durch die Zusatzladungsinjektionsschicht gesperrt ist, wird die allmähliche Abnahme der Oberflächenspannung gemäß der vorstehenden Beschreibung auch dann vermieden, wenn das fotoempfindliche Material vielmalig wiederholt verwendet wird. ,

Die Zusatzladungsinjektionsschicht kann durch Anwenden einer geeigneten Herstellungsart gebildet werden, mit der eine geringe Dichte an freier Ladung erzielt werden kann.

Einige Beispiele für eine geeignete Herstellungsart sind folgende:

(1) Für die Ausbildung der Zusatzschicht eine niedrigere Substrattemperatur zu verwenden als für die Ausbildung anderer Schichten (der Ladungsinjektionsschicht und der fotoleitfähigen Schicht).

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(2) Zur Ausbildung der Zusatzschicht eine niedrigere Aufdampf ungsrate (-Geschwindigkeit) zu verwenden als für die anderen Schichten.

(3) Als Material zur Ausbildung der Zusatzschicht ein Material zu wählen, das Eigenschaften hat, die ähnlich den einer kombinierten bzw. gemischten Art von Halbleitermaterial sind. Beispielsweise sollten im Falle eines p-Halbleiters die natürlichen Eigenschaften des p-Leitfähigkeitstyps durch Dotieren mit Verunreinigungen so abgeschwächt werden, daß der Halbleiter in einen Halbleiter umgewandelt wird, der Eigenschaften nahe denjenigen eines Kombinationstyp-Halbleiters hat, der für die Zusatzladungsinjektionsschicht geeignet ist.

(4) Das Vakuum und eine Gasatmosphäre für die Aufdampfung zu steuern.

Jede der vorstehend genannten Herstellungsarten (1) bis (4) kann für sich aliein oder in Kombination aus zwei oder mehr Arten angewendet werden, wie es nachstehend in Beispielen erläutert wird. Wenn abgesehen von den Beispielen Te für die Ladungsinjektionsschicht und Se oder SeTe für die Zusatzladungsinjektionsschicht und die fotoempfindliche Schicht verwendet werden, ist es beispielsweise empfehlenswert, das Aufdampfen unter Aufschichten von Se oder SeTe auf die Ladungsinjektionsschicht unter Bedingungen durchzuführen, die aus den folgenden gewählt sind:

(a) Die Substrattemperatur zu Beginn des Aufdampfens verringern;

(b) die Aufdampfgeschwindigkeit (oder-rate) zu Beginn des Aufdampfens verringern;

(c) das Aufdampfen unter Vorhandensein einer geeigneten Menge atmosphärischer Luft zu Beginn des Aufdampfens ausführen;

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B 8222 (d) als Aufdampfmaterial zuerst mit Verunreinigungen wie Tl oder Fe dotiertes Se oder SeTe und danach Se oder SeTe verwenden. Durch Anwendung einer oder mehrerer der vorstehend genannten Bedingungen kann zum Anfangsstadium der Aufdampfung eine wirkungsvolle Zusatzladungsinjektionsschicht ausgebildet werden.

Ein vorzugsweise gewähltes konkretes Beispiel für die vorgenannte Herstellungsart (1) ist folgendes: Die Substrattemperatur wird während der Ladungsinjektionsschicht-Ausbildungsstufe oberhalb von ungefähr 75°C gehalten; für die Ausbildung der Zusatzladungsinjektionsschicht wird zeitweilig oder dauernd die Substrattemperatur auf eine Temperatur unterhalb von ungefähr 5 5°C verringert und für die Ausbildung der fotoleitfähigen Schicht wird die Substrattemperatur auf eine Tempi
gestellt.

eine Temperatur zwischen ungefähr 60°C und ungefähr 70 C ein-

Ein vorzugsweise gewähltes Beispiel für die Herstellungsart (2) ist folgendes: Die Aufdampfrate wird für die Ladungsinjektionsschicht-Ausbildungsstufe auf einem Wert von ungefähr 1 pm/min bis 5 pm/min gehalten, für die Ausbildungsstufe für die Zusatzladungsinjektionsschicht auf ungefähr 0,1 pm/min bis 0,5 um/min gehalten und für die Ausbildungsstufe für die fotoleitfähige Schicht auf ungefähr 1 um/min bis 3 pm/min gehalten.

Ein vorzugsweise gewähltes Beispiel für die Herstellungsart (4) ist folgendes: Das Vakuumausmaß wird für die Ausbildung der Zusatzladungsinjektionsschicht auf einen

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Wert zwischen ungefähr 2x10 und ungefähr 1x10 Torr eingestellt und um eine Größenordnung oder mehr zur Ausbildung der Ladungsinjektionsschicht und der fotoleitfähigen Schicht erhöht.

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Die Stärke einer jeden der Schichten des fotoempfind lichen Materials soll geeignet gewählt werden. Für die Ladungsinjektionsschicht ist der Bereich von 0,2 bis 15 um geeignet, wobei besonders der Bereich von 2 bis 10 pm vorzuziehen ist. Für die Zusatzladungsinjektionsschicht ist der Bereich von 0,2 bis 20 um und insbesondere den Bereich von 2 bis 15 pm vorzuziehen. Für die fotoleitfähige Schicht ist der Bereich von 10 bis 100 um und insbesondere der Bereich von 25 bis 80 um vorzuziehen.

Als Beispiele für vorzugsweise zu wählendes Material für die Ausbildung der fotoempfindlichen Schicht und der Zusatzladungsinjektionsschicht sind Se und Se-haltige Legierungen als Halbleiter zu nennen.

Wenn der Träger bzw. die Unterlage aus einem Material hergestellt ist, das keinerlei elektrische Sperrschicht in bezug auf die fotoleitfähige Schicht aufbaut, kann der Träger auch als Ladungsinjektionsschicht dienen. In diesem Fall wird die Stärke dieser Ladungsinjektionsschicht durch die für den Träger nötigen Bedingungen . bestimmt.

Wenn beispielsweise Ni für den Träger gewählt wird und Se oder SeTe sov/ohl als Zusatzladungsinjektionsschicht als auch als fotoleitfähige Schicht gewählt werden, kann ein stabiles und ermüdungsfreies fotoempfindliches Material auch dadurch hergestellt werden, daß die Zusatzladungsinjektions schicht auf dem Substrat beispielsweise dadurch ausgebildet wird, daß irgendeine der Bedingungen (a) bis (d) angewendet wird, und dann darauf die fotoleitfähige Schicht mit Se oder SeTe und die transparente Isolierschicht ausgebildet werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele verdeutlicht, die jedoch nur die Erfindung erläutern sollen und keinerlei Einschränkung darstellen sollen.

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Ein aus Aluminium hergestelltes Metall-Substrat in der Größe 50 χ 10Q mm wird in enge Berührung mit einer Substrattemperatur-Regelplatte 12 gebracht, die innerhalb eines Aufdampfbehälters 7 gemäß der Darstellung in Fig. 3 angeordnet ist.

70 g von Se Te-Legierung (Te-Gehalt: 10 Gew.-%) wird in einen Aufdampftiegel aus Pyrex (hartes Geräteglas) eingefüllt und dann wird über de^ Tiegel eine Wolfram-Heizspirale angebracht. Danach wird die Luft aus dem Aufdampfbehälter abgesaugt, so daß ein Vakuum mit 5 χ 10 Torr im Behälter erzeugt wird. Dann wird die Temperatur von Umlaufwasser auf 80°C eingestellt und das Umlaufwasser über die Substrattemperatur-Regelplatte umgewälzt. Wenn die Temperatur des Substrats 80⁰C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale eingeschaltet, die dann den Aufdampftiegel auf 32O°C aufheizt, so daß die SeTe-Legierung schmilzt und zu verdampfen beginnt. Gemäß der Darstellung in Fig. 6 wird zu einem Zeitpunkt to-i' ^{zu dem} die SeTe-Legierung vollständig und gleichförmig geschmolzen ist, der Verschlußschieber 11 geöffnet und zugleich der Verschlußschieber 15 von rechts nach links in der Zeichnung zu seiner voll offenen Stellung verschoben. Nun beginnt die Dampfablagerung bzw. Aufdampfung von SeTe auf der ganzen Fläche des Substrats.

Zu dem Zeitpunkt, an dem die Stärke des auf dem Substrat ausgebildeten Aufdampffilms ungefähr 5 /im erreicht, wird die Temperatur des Umlaufwassers auf 20°C verringert und die Substrattemperatur mit einer Abnahmerate von 10°C/min auf 50⁰C abgesenkt. Zu dem Zeitpunkt t___, an dem die Substrattemperatur gerade 50⁰C erreicht hat, wird die Temperatur des Umlaufwassers wieder erhöht, so daß die Substrattemperatur mit einer Anstiegsrate von 2 C/min auf 65°C angehoben wird. Nach dem Zeitpunkt t₂-3' ^{an dem die Substrattem}peratur

:d die Substratte

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65°C erreicht hat, wird die Substrattemperatur auf diesem

Temperaturpunkt 6 5°C gehalten.

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Zu dem Zeitpunkt t₂_., an dem das Se aus dem Aufdampf tiegel nahezu vollständig ausgedampft ist, wird die Wolfram-Heizspirale ausgeschaltet und das Aufdampfen endet. Nach Beseitigen des Vakuums wird auf die bedampfte Fläche eine Polycarbonat-Harz-Schicht vcn 20 um Dicke aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material hergestellt. Die Gesamtstärke des Aufdampffilms war 55 pn. Die Aufdampfgeschwindigkeit bei dem Ablagerungsfilm auf dem Substrat war ungefähr 1,5 um/min.

An dem bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel 1 « erzeugten fotoempfindlichen Material wurde als primärer Ladungsschritt eine Koronaentladung negativer Polarität mit -6000 V für 0,2 s ausgeführt, so daß das Material mit -2000 V geladen wurde.

Als Sekundärladung wurde eine Koronaentladung positiver Polarität mit +5500 V für 0,2 s ausgeführt, um die Ober fläche der Isolierschicht zu entladen. Nach der Ausführung einer Gesamtflächenbelichtung an dem Material zeigte das Material eine Oberflächenspannung von -850 V.

Dieser Vorgang wurde viele Male mit einem Zyklus von 2 s wiederholt. Nach 100 Wiederholungen wurde die Oberflächen spannung des Materials nach der Gesamtflächenbelichtung ge messen und unverändert zu -850 V ermittelt. Es wurde kein Ermüdungseffekt beobachtet.

Beispiel 2

Auf einer Seite einer Aluminium-Substrat-Platte der Größe 50x100 mm wurde mit einem chemischen Verarbeitungsver fahren (Eloxieren) eine "Alumite"-Schicht von 10 pm Stärke ausgebildet. Die Substratplatte wurde in enge Berührung mit

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einer innerhalb eines Aufdampfbehälters gemäß der Darstellung in Fig. 3 angeordneten Substrattemperatur-Regelplatte gebracht, wobei die "Alumite"-Fläche einem Aufdampftiegel gegenübergesetzt wurde. Unter den gleichen Aufdampfbedingungen wie bei dem Beispiel 1 wurde das Aufdampfen ausgeführt und auch eine Isolierschicht auf die bedampfte Flache des Substrats aufgeschichtet. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material hergestellt.

An dem nach dem vorstehend beschriebenen Beispiel 2 hergestellten fotoempfindlichen Material wurde als primärer Ladungsschritt eine Koronaentladung negativer Polarität mit -6000 V für 0,2 s ausgeführt, so daß das Material mit -20OO V geladen wurde. Als Sekundärladung wurde eine Koronaentladung positiver Polarität mit +5500 V für 0,2 s ausgeführt, um die Oberfläche der Isolierschicht zu entladen. Nach der Durchführung einer Gesamtflächenbelichtung an dem Material zeigte das fotoempfindliche Material die Oberflächenspannung von -750 V.

Dieser Vorgang wurde viele Male mit einem Zyklus von 2 s wiederholt. Nach 100 Wiederholungen wurde die Oberflächenspannung des Materials nach der Gesamtflächenbelichtung gemessen und unverändert zu -750 V ermittelt. Es wurde kein Ermüdungseffekt beobachtet.

Beispiel 3

Ein aus Aluminium hergestelltes Metall-Substrat mit der Größe 50x100 mm wurde in enge Berührung mit einer innerhalb eines Aufdampfbehälters gemäß der Darstellung in Fig. 3 angeordneten Substrattemperatur-Regelplatte gebracht.

70g von SeTe-Legierung (Te-Gehalt: 10 Gew.-%) werden in einen Pyrex-Aufdampftiegel eingefüllt und dann wird oberhalb des Tiegels eine Wolfram-Heizspirale angeordnet.

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- *β -fa ^723925 B 8222

Danach wird die Luft in dem Aufdampfbehälter zur Bildung eines Vakuums mit 5x10 Torr abgesaugt. Dann wird die Temperatur von Umlaufwasser auf 80°C eingestellt und das Umlaufwasser über die Substrattemperatur-Regelplatte umgewälzt. Wenn die Temperatur des Substrats 80°C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale eingeschaltet und erwärmt den Aufdampftiegel auf 32O°C, so daß die SeTe-Legierung schmelzen kann und zu Verdampfen beginnt. Zu einem Zeitpunkt t,_₁ nach Fig. 7, an dem die SeTe-Legierung vollständig und gleichförmig geschmolzen ist, wird ein Verschlußschie"ber 11 geöffnet und zugleich auch ein Verschlußschieber 15 von rechts nach links gemäß der Darstellung in der Zeichnung zu seiner voll offenen Stellung verschoben. Nun beginnt das Aufdampfen von SeTe auf der ganzen Fläche des Substrats.

Die Aufdampfgeschwindigkeit bei dem Dampfablagerungsfilm ist 1,5 yum/min. Zu einem Zeitpunkt t,-, an dem die Stärke des auf dem Substrat ausgebildeten Aufdampffilms 5 yum erreicht hat, wird der Verschlußschieber 11 geschlossen und zugleich der Verschlußschieber 15 von links nach rechts zum Schließen verschoben, wobei die Wolfram-Heizspirale ausgeschaltet wird. Danach wird die Temperatur des Umlaufwassers von 80°C auf 6 5°C verringert und dadurch die Substrattemperatur auf 65°C abgesenkt. Zu einem Zeitpunkt t₃_3» ^an dem die Substrattemperatur gerade 65°C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale wieder eingeschaltet. Zugleich werden die Verschlußschieber 11 und 15 wieder voll geöffnet. Auf diese Weise beginnt erneut eine SeTe-Aufdampfung auf das Substrat. Anfänglich ist aber die Aufdampfgeschwindigkeit auf das Substrat sehr gering und steigt allmählich mit Ansteigen der Temperatur des Aufdampftiegels. Wenn die Geschwindigkeit den Wert 1,5 ^am/min erreicht hat, wird die Temperatur des Aufdampftiegels gesteuert.

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Zu einem Zeitpunkt t₃-4' an dem das SeTe in dem Aufdampftiegel nahezu vollständig verdampft ist, wird die Wolfram-Heizspirale ausgeschaltet und das Aufdampfen abgeschlossen. Die Gesamtstärke des Aufdampffilms war 55 ^um. Nach Unterbrechen des Vakuums wurde eine Polycarbonat-Harz-Beschichtung von 20 um Stärke auf die beschichtete Fläche aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material hergestellt.

An diesem bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel 3 erzeugten fotoempfindlichen Material wurde als Primärladungsschritt eine Koronaentladung negativer Polarität mit -6000 V für 0,2 s ausgeführt, so daß das Material mit -2000 V aufgeladen wurde. Als Sekundärladung wurde eine Koronaentladung positiver Polarität mit +5500 V für 0,2 s ausgeführt, um damit die Oberfläche der Isolierschicht zu entladen. Nach Ausführung einer Gesamtflächenbelichtung an dem Material zeigte das fotoempfindliche Material die Oberflächenspannung von -780 V.

Dieser Vorgang wurde viele Male mit einem Zyklus von 2s wiederholt. Nach 100 Wiederholungen wurde das Oberflächenpotential des Materials nach der Gesamtflächenbelichtung gemessen und unverändert zu -780 V ermittelt. Es wurde kein Ermüdungseffekt beobachtet.

Beispiel 4

Ein aus Aluminium hergestelltes Metall-Substrat der Größen 50x100 mm wird in enge Berührung mit einer Substrattemperatur-Regelplatte gebracht, die gemäß der Darstellung in Fig. 3 innerhalb eines Aufdampfbehälters angeordnet ist.

70 g von Se Te-Legierung (Te-Gehalt: 10 Gew.-%) wird in einen Pyrex-Aufdampftiegel eingefüllt und dann wird oberhalb des Tiegels eine WolfranvrHeizspirale angebracht. Danach

Vakuums von 5x1

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wird zur Bildung eines Vakuums von 5x10~ Torr die Luft in

gt. Dann wird die

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dem Aufdampfbehälter abgesaugt. Dann wird die Temperatur von Umlaufwasser auf 80°C eingeregelt und das Wasser Über die Substrattemperatur-Regelplatte umgewälzt. Wenn die Temperatur des Substrats 80 C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale eingeschaltet und heizt den Aufdampftiegel auf 32O°C auf, so daß die SeTe-Legierung schmelzen kann und zu verdampfen beginnt. Zu einem Zeitpunkt t._, gemäß der Darstellung in Fig. 8, zu welchem die SeTe-Legierung vollständig und gleichförmig geschmolzen ist, wird ein Verschlußschieber 11 geöffnet und zugleich ein Verschlußschieber 15 von rechts nach links in der Zeichnung in seine voll offene Stellung geschoben. Nunmehr beginnt das Aufdampfen mit SeTe auf das ganze Substrat mit einer Aufdampfgeschwindigkeit von ungefähr 1 ,5 ^um/min.

Zu einem Zeitpunkt t._₂ , zu welchem die Stärke des auf dem Substrat gebildeten Aufdampffilms 5 ^im erreicht, wird der Verschlußschieber 15 von links nach rechts verschöbe^ um ihn zu schließen, die Wolfram-Heizspirale wird ausgeschaltet und ferner wird der Verschlußschieber 11 geschlossen. Dann wird die Temperatur des Ablaufwassers zum Vermindern der Substrattemperatur auf 50°C verringert und die Temperatur beibehalten. Die Wolfram-Heizspirale wird wieder eingeschaltet und zu einem Zeitpunkt t._₃, an dem das SeTe geringfügig zu verdampfen beginnt, werden die Verschluß schieber 11 und 15 wieder voll geöffnet.

Zugleich wird die Temperatur des Umlaufwassers ange hoben, um die Substrattemperatur mit einer Anstiegsrate von 2°C/min auf 65°C zu erhöhen. Nach dem Zeitpunkt, an dem 65°C erreicht sind, wird die Substrattemperatur auf dem Temperaturpunkt 65°C gehalten. Nach dem Zeitpunkt t. , steigt die Geschwindigkeit des Aufdampfens von SeTe auf das Substrat allmählich mit ansteigender Temperatur des Tiegels an. Wenn die Geschwindigkeit den Wert 1,5 ^um/min erreicht, wird die Temperatur des Aufdampftiegels gesteuert.

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Zu einem Zeitpunkt t. ₄, zu dem das SeTe in dem Aufdampftiegel nahezu vollständig verdampft ist, wird die Wolfram-Heizspirale ausgeschaltet und das Aufdampfen abgeschlossen. Die Gesamtstärke des Aufdampffilms war 50 yum. Nach Unterbrechen des Vakuums wurde eine Polycarbonat-Harz-Schicht von 20 pn Stärke auf die beschichtete Fläche aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material hergestellt.

An dem bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel 4 erzeugten fotoempfindlichen Material wurde als Primärladungsschritt eine Koronaentladung negativer Polarität mit -6o00 V für 0,2 s ausgeführt, so daß das Material mit -2000 V aufgeladen wurde. Als Sekundärladung wurde eine Koronaentladung positiver Polarität mit +5500 V für 0,2 s ausgeführt, um die Oberfläche der Isolierschicht zu entladen. Nach Ausführung einer Gesamtflächenbelichtung des Materials zeigte das fotoempfindliche Material eine Oberflächenspannung von -750 V.

Dieser Vorgang wurde viele Male mit einem Zyklus von 2 s wiederholt. Nach 100 Wiederholungen wurde die Oberflächenspannung des Materials nach der Gesamtflächenbelichtung bemessen und unverändert zu -750 V ermittelt. Es wurde kein Ermüdungseffekt beobachtet.

Beispiel 5

Ein aus Aluminium hergestelltes Metall-Substrat der Größe 50 χ 100 mm wird in enge Berührung mit einer Substrattemperatur-Regelplatte gebracht, die gemäß der Darstellung in Fig. 3 innerhalb eines Aufdampfbehälters angeordnet ist.

70 g von SeTe-Legierung (Te-Gehalt: 10 Gew.-%) werden in einen Pyrex-Aufdampftiegel eingefüllt und dann wird oberhalb des Tiegels eine Wolfram-Heizspirale angebracht. Danach wird zur Bildung eines Vakuums von 5 χ 10~ Torr die Luft in dem Aufdampfbehälter abgesaugt. Dann wird die Temperatur von

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- -a-r

Umlaufwasser auf 8O⁰C eingestellt. Wenn die Temperatur des Substrats 8O⁰C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale eingeschaltet und heizt den Aufdampftiegel auf 32O°C auf, so daß die SeTe-Legierung schmelzen kann und zu verdampfen beginnt. Zu einem Zeitpunkt t_c-_₁ nach Fig. 9, an dem die SeTe-Legierung vollständig und gleichförmig geschmolzen ist, wird ein Verschlußschieber 11 geöffnet und zugleich ein Verschlußschieber 15 von rechts nach links in der Zeichnung in seine voll offene Stellung verschoben. Nunmehr beginnt das Aufdampfen mit SeTe auf das Aluminium-Substrat mit einer Aufdampfgeschwindigkeit von 1,5 ^m/min.

Zu einem Zeitpunkt t--, an dem die Stärke des auf dem Substrat ausgebildeten Aufdampffilms ungefähr 5 yum erreicht hat, wird die Temperatur des Umlaufwassers von 8O⁰C auf 65°C abgesenkt. Zugleich mit dem Absenken der Temperatur wird mittels eines feineinstellbaren Leck-Ventils Luft in den Aufdampfbehälter eingeleitet, um das Vakuum in den Behälter von

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5 χ 10 Torr auf 5 χ 10 Torr zu verringern. Dieses Einleiten von Luft in den Behälter wird bis zu einem Zeitpunkt t ₅_₃ beibehalten, d.h. bis ungefähr 2 Minuten nach dem Zeitpunkt , nach dem unter verringertem Vakuum die Temperatur des Substrats 65°C gerade erreicht hat. Danach wird das Leck-Ventil geschlossen und das Vakuum von 5 χ 10 Torr wieder hergestellt, die Substrattemperatur auf 65°C gehalten und das Aufdampfen fortgesetzt.

Zu einem Zeitpunkt t,- ₄, an welchem das SeTe in dem Aufdampftiegel nahezu vollständig verdampft ist, wird die Wolfram-Heizspirale ausgeschaltet und das Aufdampfen abgeschlossen. Die Gesamtstärke des Aufdampffilms war 55 ^um. Nach dem Unterbrechen des Vakuums wurde eine Polycarbonat-Harzschicht von 20 yum Stärke auf die bedampfte Fläche aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material herge-

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stellt.

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Das auf diese Weise hergestellte fotoempfindliche Material zeigte gleichartig zu demjenigen nach dem Beispiel 4 hervorragende Oberflächenspannungseigenschaften ohne irgendwelchen Ermüdungseffekt.

Unter Ersetzen der SeTe-Legierung durch Se und Verwendung einer Temperatur von 300⁰C für den Aufdampftiegel wurde auf die vorstehend beschriebene Weise ein weiteres fotoempfindliches Material hergestellt. Wiederum wurde ein hervorragendes fotoempfindliches Material erzielt.

Beispiel 6

Ein aus Aluminium hergestelltes Metall-Substrat der Größe 50 χ 100 mm wird in enge Berührung mit einer Substrat-Temperatur-Regelplatte gebracht, die gemäß der Darstellung in Fig. 3 innerhalb eines Aufdampfbehälters angeordnet ist.

Zwei Pyrex-Aufdampftiegel werden parallel angeordnet, von denen einer mit 70 g von Se und der andere mit 30 g von Se gefüllt wird, welches mit 1000 ppm Tl dotiert ist. Danach werden jeweils eine Wolfram-Heizspirale über jeden der Tiegel angebracht und ferner über den Heizspiralen Verschlußschieber S₁ und S₉ angebracht. Danach wird zur Bildung eines

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Vakuums von 5 χ 10 Torr die Luft in dem Aufdampfbehälter abgesaugt. Dann wird die Temperatur von Umlaufwasser auf 80⁰C eingeregelt und das Wasser wird über die Substrattemperatur-Regelplatte umgewälzt. Wenn die Temperatur des Substrats 80 C erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale für den mit 70 g Se gefüllten Tiegel eingeschaltet, die den Aufdampftiegel auf 300⁰C aufheizt, so daß das Se schmelzen kann und zu verdampfen beginnt. Zu einem Zeitpunkt tg- nach Fig. 10, zu dem das Se vollständig und gleichförmig geschmolzen ist, wird der Schieber S₁ geöffnet und zugleich ein Schieber

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von rechts nach links in der Zeichnung in seine voll offene Stellung geschoben. Nunmehr beginnt das Aufdampfen mit Se auf die ganze Fläche des Substrats mit einer Geschwindigkeit von 1,5 jum/min.

Zu einem Zeitpunkt t_g_₂, an dem die Stärke des auf dem Substrat gebildeten Aufdampffilms 5 yum erreicht hat, wird der Schieber g. geschlossen und die Temperatur des Umlaufwassers von 8O°C auf 65°C abgesenkt. Nunmehr wird die Wolfram-Heizspirale für den mit 30 g mittels Tl dotiertem Se gefüllten anderen Tiegel eingeschaltet und die Heizspirale heizt den Aufdampftiegel auf 300°C auf, um das dotierte Se gleichförmig zu schmelzen. Zu einem Zeitpunkt t_fi_.,, an dem die Substrat temperatur konstant zu 65°C geworden ist, wird der Verschlußschieber Sj geöffnet, um das mit Tl dotierte Se auf das Substrat aufzudampfen.

Zu einem Zeitpunkt t _fi_o/ an dem die Stärke des Aufdampffilms auf dem Substrat ungefähr 8 ^m erreicht hat, wird die Wolfram-Heizspirale für den Tiegel ausgeschaltet und zugleich wieder der Verschlußschieber S₁ geöffnet, um ein Aufdampfen auf das Substrat zu bewirken. Zu einem Zeitpunkt t_fi_₄, an dem das Se in dem Aufdampftiegel nahezu vollständig verdampft ist, wird*die Wolfram-Heizspirale ausgeschaltet und das Aufdampfen abgeschlossen. Die Gesamtstärke des Aufdampffilms war 55 ^m. Nach dem Aufheben des Vakuums und Entnahme des bedampften bzw. beschichteten Substrats aus dem Behälter wurde auf das Substrat eine Polycarbonat-Harz-Schicht von 20 ^im Stärke aufgebracht. Auf diese Weise wurde ein fotoempfindliches Material hergestellt. Das fotoempfindliche Material zeigte ähnlich wie dasjenige nach dem Beispiel 4 hervorragende Eigenschaften ohne irgendwelchen Ermüdungseffekt.

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Claims

B 8222 Patentansprüche

1. Fotoempfindliches Material für Elektrofotografie, mit einer einer ersten Seite einer amorphen fotoleitfähigen Schicht überlagerten Isolierschicht, gekennzeichnet durch eine Ladungsinjektionsschicht (2) und eine Zusatzladungsinjektionsschicht (3), die unter Einfügen der Zusatzladungsinjektionsschicht zwischen die fotoleitfähige Schicht (4) und die Ladungsinjektionsschicht auf die zweite Seite der fotoleitfähigen Schicht aufgebracht sind, wobei die Zusatzladungsinjektionsschicht eine geringere Dichte freier Ladung als die fotoleitfähige Schicht hat und das Injizieren einer elektrischen Ladungsmenge aus der Ladungsinjektionsschicht in die fotoleitfähige Schicht erleichtert, wogegen die Ladungsinjektionsschicht eine höhere Dichte freier Ladung als die fotoleitfähige Schicht hat und als Hauptzufuhrquelle für die in die fotoleitfähige Schicht zu injizierende elektrische Ladung dient,

2. Fotoempfindliches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Schicht (4) eine Stärke zwischen 10 und 100yum hat.

3. Fotoempfindliches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzladungsinjektionsschicht (3) eine Stärke zwischen 0,2 und 15^m hat.

4. Fotoempfindliches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzladungsinjektionsschicht (3) einen höheren Dunkelwiderstand als die fotoleitfähige Schicht (4) hat.

5. Fotoempfindliches Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dunkelwiderstand der Zusatzladungsinjektionsschicht (3) über ungefähr 1x10 jCi. cm liegt.

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6. Fotoempfindliches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsinjektionsschicht (2) einen geringeren Dunkelwiderstand als die fotoleitfähige Schicht (4) hat.

7. Fotoempfindliches Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dunkelwiderstand der Ladungsinjektionsschicht (2) unter ungefähr 1x10 S2. cm liegt.

8. Fotoempfindliches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dunkelwiderstand der fotoleitfähigen Schicht (4) im Bereich von ungefähr 1x10 bis 1x10 jTLcm liegt, der Dunkelwiderstand der Zusatzladungsinjektionsschicht (3) über ungefähr 1x10 Sl. cm liegt, der Dunkelwiderstand der Ladungsinjektionsschicht (2) unter ungefähr 1x10 iXcm liegt, und der Dunkelwiderstand der Zusatzladungsinjektionsschicht größer ist als derjenige der fotoleitfähigen Schicht.

9. Fotoempfindliches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzladungsinjektionsschicht (3) ein amorpher Halbleiter ist.

10. Fotoempfindliches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Schicht (4) und die Zusatzladungsinjektionsschicht (3) aus Halbleitermaterial gebildet sind, das aus der Gruppe aus Se und Se-haltigen Legierungen gewählt ist.

11. Fotoempfindliches Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter die Ladungsinjektionsschicht (2) an deren der Schichtungsseite der Zusatzladungsinjektionsschicht (3) gegenüberliegenden Seite eine zusätzliche Isolierschicht (6) geschichtet ist.

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