DE2819892C2 - Elektronenstahl-Steuerungsmaterial - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches, das beispielsweise zum elektrophotographischen Kopieren verwendet werden kann.

Materialien dieser Art sind beispielsweise aus der JP-AS 59 840/1973 bekannt, die zum Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes beim elektrophotographischen Kopieren benutzt werden, indem sie gleichförmig elektrisch aufgeladen und anschließend nach einem Original belichtet werden, woraufhin man ein isoliertes Aufzeichnungsmaterial in kleinem Abstand von dem ein primäres elektrostatisches Bild tragenden Steuerungsmatenal anordnet und durch das Steuerungsmaterial mit Elektronenstrahlen bestrahlt, wobei an die elektrisch leitende Schicht des Steuerungsmaterials eine elektrische Vorspannung angelegt ist. Auf diese Weise wird auf dem Aufzeichnungsmaterial ein dem Original entsprechendes elektrostatisches latentes Bild erzeug!, daß anschließend entwickelt wird. Dieses Kopierverfahren hat den Vorteil, daß die photoleitfähige Schicht nicht mit dem Entwickler und auch nicht mit dem Aufzeichnungsmaterial in Kontakt kommt, so daß sie eine hohe Lebensdauer hat.

Als Schichtträger für das Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial hat man bisher ein gitteratiges Netz benutzt, das aus 20 bis 80 u.m dicken Drähten gewebt ist, welche aus Metall wie Eisen, Nickel, Chrom, Kupfer, Zink öder Aluminium oder Legierungen wie Edelstahl oder Messing bestehen.

Auch ist es bekannt, als Schichtträger ein 20 bis 120 μπι dickes, nach dem Elektroformen hergestelltes und elektrisch platiertes gitterartiges Netz aus den genannten Metallen oder Legierungen oder eine nach der Phototechnik geätzte Platte gleicher Dicke aus gleichen Materialien zu verwenden, welche auf ihrer gesamten Oberfläche gleichmäßig verteilt gleichförmige Mikrolöcher enthält Schichtträger dieser Art haben 20 bis 120 Drähte oder Mikrolöcher pro cm, obwohl die genaue Zahl in Abhängigkeit der erwarteten Bildschärfe, des erwarteten Auflösungsvermögens und der erwarteten Helligkeit schwanken kann.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung eines Netzes der vorstehend genannten Art als Schichtträger ,für ein Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial keine gleichförmigen Eigenschaften zu erreichen sind, weil die Öffnungen der Maschen ungenau sind und andererseits die Zugfestigkeit eines durch Elektroformen gebildeten netzartigen Schichtträgers gering ist, so daß sich Elektronenstrahl-Steuerungsmaterialien dieser beiden Arten für die Praxis wenig eignen.

Durch Photoätzen von Metallen können Mikrolöcher jeder gewünschten Form mit hoher Genauigkeit sowohl bezüglich ihrer Form als auch ihres Abstandes in Metallträgern erzeugt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein einen geätzten netzartigen Schichtträger aufweisendes Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial gegenüber den Erwartungen nicht zufriedenstellend ist, was offensichtlich darauf zurückzuführen ist, daß die Wände der in eine dünne Metallplatte oder Metallfolie eingeätzten Mikreiöcher rechtwinklig zu beiden Oberflächen der Platte oder Folie verlaufen. Sprüht man rechtwinklig auf eine der Oberflächen der Metallplatte oder Metallfolie zum Erzeugen einer isolierenden Schicht Isoliermaterial auf, tritt dieses durch die Mikrolöcher hindurch, ohne an den Seitenwänden haften zu bleiben. Beim anschließenden Aufdampfen der elektrisch leitenden Schicht bilden Partikel des elektrisch leitenden Materials überhängende Ansätze, die sich bis in die Mikrolöcher erstrecken und dort in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Schichtträger kommen, was zu unerwünschten Kurzschlüssen zwischen dem Schichtträger und dei elektrisch leitenden Schicht führt. Dieses Problem hai man dadurch zu vermeiden versucht, daß man Isoliermaterial in Form einer Lösung eines Kunstharzes mit starker Quellwirkung in großen Mengen aufsprüht, damit sich ein Teil desselben auch an die Wände der Mikrolöcher setzt und die isolierende Schicht somit auch in die Mikrolöcher ragende Abschnitte aufweist. Das hat jedoch den Nachteil, dall wegen des Wachstums des Isoliermaterials der Öffiungsquerschnitt der Mikrolöcher verringert wird und dementsprechend der prozentuale Anteil der Öffnungen an der Gesamtfläche des Steuerungsmaterials abnimmt und einzelne Mikrolöcher vom Isolier material sogar ganz geschlossen werden können. Trotzdem ist es schwierig, die gesamte Innenwand der ein/einen Mikrolöcher mit Isoliermaterial zu überziehen, um eine absolute Isolierung der elektrisch leitenden Schicht gegenüber dem ebenfalls elektrisch leitenden Schichtträger zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ElektronenstrahlSleuerungsmaterial der eingangs ge nannten Gattung zu schaffen, bei dem in einfacher V/eise die isolierende Sehieht auch innerhalb der Mikrolöcher die an der Oberfläche befindliche elektrisch leitende Schicht vom elektrisch leitenden Schichtträger isoliert, ohne die Öffnungen der Mikrolöcher spürbar zu verringern oder ganz zuzusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruches

gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da sich die Stege im Querschnitt zu der die elektrisch leitende Schicht tragenden Seile des Steuerungsmateria! verjüngen, setzt sich Isoliermaterial beim senkrechten Aufsprühen auf den Schichtträger nicht nur auf der Oberfläche der Stege, sondern auch auf den geneigt verlaufenden Seitenwänden derselben fest, so daß die Stege oder zumindest der größte Teil derselben in Isoliermaterial eingebettet sind und nachträglich aufge- ι ο dampftes Material der elektrisch leitenden Schicht mit dem elektrisch leitenden Schichtträger nicht in Kontakt kommen kann. Dabei verkleinert das Isoliermaterial nicht die gewünschte Größe der Öffnungen der Mikrolöcher, weil es allenfalls die durch die Verjüngung der Stege erzielte Querschnittsabnahme derselben ausgleicht Da ein elektrisch leitender Schichtträger mit entsprechend ausgebildeten Stegen einfach und sehr genau aus einer dünnen Metallplatte oder einer Metallfolie durch Photoätzen hergestellt werden kann, erhält man durch die Erfindung in einfacher Weise ein ausgezeichnete Eigenschaften aufweisendes Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial mit Mikrolog ern, dessen Herstellungskosten nicht höher als die Herstellungskosten der bekannten und in mehrfacher Hinsicht nicht befriedigenden Steuerungsmaterialien sind.

Die Erfindung wird weiterhin anhand der Zeichnung erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Teilquerschnilt durch ein bekanntes Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial,

Fig. 2 Teilquerschnitte eines elektrisch leitenden Schichtträgers, wobei die ihn durchsetzenden Mikrolöcher senkrecht zu seinen beiden Oberflächen verlaufen de Seitenwände haben,

Fig.3 einen Teilquerschnitt durch einen Schichtträger wie in F i g. 2, woraus ersichtlich ist, daß die auf die eine Seite aufgebrachte isolierende Schicht die Öffnungsweite der Mikrolöcher verkleinert hat.

Fig.4 einen Teilquerschnitt durch einen elektrisch leitenden Schichtträger gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch ein mittels des Schichtträgers aus F i g. 4 hergestelltes erfindungsgemäßes Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial.

Gemäß Fig. 1 enthält das Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial einen Schichtträger 2 durchsetzende Mikrolöcher 1. Auf einer Seite de·* Schichtträgers 2 ist eine photoleitfähige Schicht 3 und auf der anderen Seite eine isolierende Schicht 4 angebracht. Auf der isolierenden Schicht 4 befindet sich eine elektrisch leitende Schicht 5, welche mit Hilfe einer Einrichtung 6 aufgedampft wird. Die isolierende Schicht 4 erstreckt sich gemsß F i g. 1 auch in die Mikrolöcher 1.

Der Schichtträger 2 enthält 20-120 Mikrolöcher pro cm. wobei der Durchmesser bzw. Querschnitt dieser Mikrolöcher 1 bei den Ausführungsformen gemäß Fig. I bis 3 von der einen Seite 2A zur gegenüberliegenden Seite 2ß gleichförmig ist, bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 und 5 jedoch von der Seite 2/4 zur gegenüberliegenden Seite 25 zunimmt. Der Schichtträger 2 ist beispielsweise 20 bis 120 μΐη dick und kann durch doppelseitiges Photoätzen hergestellt werden, wobei zum Erzielen der Querschnittsforrn gemäß F i g. 4 auf die beiden Seiten 2A und 25 photobeständige Filme mit unterschiedlich großen Porefl aufgelegt werden. Der so hergestellte Schichtträger 2 wird dann, wie in F i g. 5 gezeigt, von der Seite 2B mit Isoliermaterial besprüht, das senkrecht auf den Schichtträger auftrifft, so daß sich auch auf den Seitenwänden der Stege ein isolierender Überzug 7 ablagert, der mit der isolierenden Schicht 4 aus einem Stück besteht.

Schließlich wird die elektrisch leitende Schicht 5 aufgedampft

Da bei der in F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungs form die Mikrolöcher 1 des Schichtträgers 2 zu dessen Seite 2ßin ihrer Größe fortlaufend zunehmen, bleibt das aufgesprühte Isoliermaterial auch an den geneigt verlaufenden Seitenwänden der Mikrolöcher 1 bzw. der diese trennenden Stege haften, so daß sich ein mit der isolierenden Schicht 4 aus einem Stück bestehender ununterbrochene isolierender Überzug 7 bildet Ein elektrischer Kurzschluß zwischen der anschließend aufgebrachten elektrisch leitenden Schicht 5 und dem ebenfalls elektrisch leitenden Schichtträger 2 wird daher mit Sicherheit vermieden, selbst wenn die elektrisch leitende Schicht 5 unter Vakuum aufgedampft wird und sich dabei in die Mikrolöcher 1 erstreckende Ansätze 5' bilden, weil diese auf dem isoliercwden Überzug 7 der Stege des Schichtträgers 2 abgelagert werden. Die Überzüge 7 gleichen die Erweiterungen der im Schichtträger 2 gebildeten Mikrolöcher 1 aus, ohne daß sich eine Verengung des Lochquerschnittes, wie bei der Ausfbiirungsform in F i g. 3 gezeigt ergibt und die durch das Ätzen des Schichtträgers bestimmte prozentuale öffnung beim fertigen Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial abgesunken ist insbesondere setzt das Isoliermaterial und/oder das auf diese aufgebrachte elektrisch leitende Material keine Mikrolöcher 1 zu.

Gemäß Fig.4 werden die Mikrolöcher 1 des Schichtträgers 2 so erzeugt, daß sie jeweils einen sehr kurzen Abschnitt IA mit rechtwinklig zur Oberfläche der Seite 2A des Schichtträgers verlaufender Innenwand und im Anschluß daran einen sich nach außen, d. h. zur Seite 25 erweiternden längeren Abschnitt aufweisen, so daß die Mikrolöcher 1 im Inneren sozusagen eine Schulter enthalten, in der vorliegenden Beschreibung jedoch als sich praktisch über die Dicke des Schichtträger 2 erweiternde Löcher bezeichnet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 beträgt das Verhältnis zwischen dem kleinsten Stegdurchmesser a und dem größten Stegdurchmesser a_o vorzugsweise zwischen 1 zu 5 bis 4 zu 5, während das Verhältnis der Länge b des Abschnittes 1B zur Gesamtdicke b„ des Schichtträgers 2 vorzugsweise ebenfalls zwischen 1 zu 5 bis 4 zu 5 liegt. Der Schichtträger 2 ist dabei zweckmäßig 20 bis 100 μπι dick, während die Mikrolöcher ein Gitter mit 50 bis 300 Maschen pro cm bilden.

Die isolierende Schicht 4 wird aus Materialien mit hohem elektrischen Isolationswiderstand gebildet, die in eintm Lösungsmittel gelöst versprüht werden können, beispielsweise in Lösungsmittel gelöste Silikon-iCunstharze, Alkyd-Kunstharze. Expoxy-Kunsiharze oder Vinyl-Kunstharze. Die elektrisch leitende Schicht 5 besteht vorzugsweise aus Metallen wie Aluminium, Nickel. Kupfer. Gold oder Platin. Die photoleitfähige Schicht 3 kann durch Aufdampfen von Selen. Selen-Tel lur-Legierungen oder Selen-Arsen-Legierungen unter Vakuum auf den Schichtträger 2 aufgedampft, aufgesprüht oder in einer Flüssigkeit dispergiert aufgetragen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronensirahl-Steuerungsmaterial, bestehend aus einer photoleitfähigen Schicht, einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer isolierenden Schicht und einer elektrisch leitenden Schicht, die mit einer Vielzahl von Mikrolöchem versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Schichtträgers (2) zwischen den Mikrolöchem (1) Stege bildet, die auf der Seite der photoleitfähigen Schicht (3) einen größeren Durchmesser haben als auf der Seite der isolierenden Schicht (4), wobei diese Gestalt der Stege durch Material der isolierenden Schicht und gegebenenfalls zusätzlich durch Material der elektrisch leitenden Schicht is verändert sein kann.

2. Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege der Mikrolöcher (1) einen Abschnitt (XA) mit senkrecht zur Ebene des Schichtträgers (2) laufenden Wänden haben.

3. Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis kleinerer Stegdurchmesser zu größerer Stegdurchmesser und das Verhältnis Länge des 2s Abschnitts (\B) mit zur Ebene des Schichtträgers (2) geneigt laufenden Wänden zur Dicke des Schichtträgers jeweils im Bereich von 1 iu 5 bis 4 zu 5 liegt.

4. Elektronenstrahl-Steuerungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrolöeher (1) ein Gitter mit 50 bis 300 Maschen/cm bilden und der Schichtträger (2) 20 bis 100 μηι dick ist.