DE3210291C2 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Abstract

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial be steht aus einer Photoleiterdoppelschicht, die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist. Die auf dem Schichtträger befindliche untere Teilschicht besteht aus einer Verbindung aus Phosphor, Arsen und Selen der allgemeinen Formel z P ↓2Se ↓3 (1-z) As ↓2Se ↓3 mit z-Werten im Bereich 0,01 z 0,8. Die darüberliegende obere Teilschicht besteht aus As ↓2 ↓- ↓xBi ↓xSe ↓3 oder As ↓2Se ↓3 ↓- ↓yTe ↓y. Das Aufzeichnungsmaterial ist sowohl im sichtbaren Spektralbereich als auch im IR-Bereich hochempfindlich und kann daher auch für die Aufzeichnung mit Festkörperlaserdiodenstrahlung eingesetzt werden. Es zeigt im zyklischen Betrieb eine nur geringe Ermüdung.

Description

ZP₂Se₃ -(I -ZJAs₂Se₃

besteht, wjrin die z-Werte im Bereich 0,01 < ζ < 6,8 ücgcn.

2. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ζ- Werte im Bereich 0,2 < ζ < 0,4 liegen.

3. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die x-Werte im Bereich 0,05 < χ <, 0,2 liegen.

4. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 ois 3, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Werte im Bereich 0,1 £ y S 0,5 liegen.

5. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der auf dem Schichtträger befindlichen Teilschicht 20 bis 10 μπι beträgt.

6. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der auf dem Schichtträger befindlichen Teilschicht 50 bis 70 μΐη beträgt.

7. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der oberen Teilschicht 03 bis 10 μπι beträgt.

8. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der oberen Teilschichi 1 bis 5 μπι beträgt.

9. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem leitenden Schichtträger und der Fotoleitcrdoppelschicht eine Zwischenschicht befindet, die den im Strahlengang nicht absorbierten Anteil des eingestrahlten Lichts vor seinem Auftreffen auf den Schichtträger absorbiert, oder daß die Oberfläche des leitenden Schichtträgers, auf der sich die Fotoleiterdoppelschicht befindet, aufgerauht ist.

10. Verwendung des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, für die Aufzeichnung mit Festkörperlaserdiodenstrahlung in einem Spektralbereich bis etwa 950 nm verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Fotolcilcrdoppelschicht, die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist, wobei jede der beiden Fotoleiterteilschichten Selen enthält, die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus einem amorphen System aus Arsen und Selen besteht und die obere Teilschicht aus As₂ _ »Bi_ASej oder aus As₂Se₃ -/Te^. besteht, worin die x-Werte ein Bereich 0,01 < χ < 0,5 und die y-Werte ein Bereich 0,05 < y<2J5 liegen.

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial der

to vorgenannten Art ist durch die DE-OS 30 20 938 und DE-OS 30 20 939 bekannt. Der Fotoleiter mit Doppelschichten weist eine untere Teilschicht aus amorphem Arsenselenid auf. Die über dieser liegende obere Teilschicht besteht aus einer Verbindung aus Arsen, Wismut u.-rd Selen der allgemeinen Formel As₂ _ ,Bi₁Se₃ mit x-Werten zwischen 0,01 < χ < 0J5 oder aus einer Verbindung aus Arsen, Tellur und Selen der allgemeinen Formel As₂Se₃-J-Te₇ mit y- Werten zwischen 0,05 < y < 23· Diese Fotoleitdoppelschichten aus einer unteren Ladungsträgertransportschicht und einer oberen Ladungsträgererzeugerschicht zeigen eine merkliche und praktisch nutzbare Empfindlichkeit, die in einen Wellenlängenbereich von über 80 nm hineinreicht. Mit dem Gewinn einer besonders hohen und in den IR-Bereich hinein erweiterten Lichtempfindlichkeit muß man aber eine gewisse Ermüdung des Fotoleitermaterials in Kauf nehmen, d. h. eine Zunahme der Dunkelentladung und eine damit verbundene Verringerung des Aufladepotentials bei cyclischer Beanspruchung.

Es kann angenommen werden, daß das Auftreten einer Ermüdung bei cyclischer Beanspruchung unmittelbar auf die äußerst geringe Beweglichkeit der Elektronen im fotoleitfähigen Material zurückzuführen ist. Als Folge dieser geringen Beweglichkeit bauen sich im Innern des Fotoleiters nahe der freien Oberfläche negative Raumladungszonen auf, die eine erhöhte Injektion der positiven Oberfiächenladungen bewirken, so da3 die obenerwähnte Abnahme des Aufladepotentials als Kontrastverlust im kopierten Bild erscheh·. Diese Wirkung wird zum Teil noch verstärkt, wenn der Fotoleiter zur Erweiterung des Empfindlichkeitsbereichs Tellur oder Wismut oder Antimon enthält.

Durch geeignete Maßnahmen läßt sich das Aufladepotential auch bei cyclischer Dauerbeanspruchung zwar hinreichend stabilisieren, z. B. durch die Auswahl eines Löschbclichtungssystems, dessen spektrale Emission so eingestellt ist, daß sich die Dichte der Raumladung stabilisiert, und/oder durch die Verwendung von Aufladeeinrichtungen, wie des Scorotrons, die das Oberflächenpotential konstant halten.

Dies gilt allerdings nur so lange, als Licht einer Strahlung verwendet wird, die von den Fotoleitern stark absorbiert wird, so daß lichtelektrische Elektronen nur in einer äußerst dünnen Zone dicht unterhalb der freien Oberfläche des Fotoleiters erzeugt werden. Diese Elektronen bewirken die Lichtentladung der positiven Oberflächcnladung und tragen somit nicht zur Veränderung oder zum Aufbau von Raumladungen im Inneren des Fotoleiters bei.

to Wird jedoch Licht eingestrahlt, für das die Fotoleiter ein geringeres Absorptionsvermögen besitzen, so werden nicht nur unmittelbar unter der Oberfläche, sondern auch im Inneren des Fotoleiters Elektronen-Loch-Paare gebildet. Entsprechend der positiven Aufladung wan-

b5 dem die Löcher zum Schichtträger, während die Elektronen wegen ihrer sehr geringen Beweglichkeit an den belichteten Stellen im Inneren des Fotoleiters Raumladungen aufbauen, die jeweils von der Intensität und der

flächenhaften Ausdehnung der belichteten Bereiche abhängen. Als Folge davon tritt eine zusätzliche intensitäts- und ortsabhängige Ermüdung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein panchromatisches, elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar zu machen, das nicht nur im IR-Bereich empfindlich ist, sondern bei geringer Dunkelentladung auch geringere Ermüdungserscheinungen zeigt, so daß auch im cyclischen Betrieb keine Verschlechterung der elektrofotografischen Eigenschaften auftritt Ferner wird ein mechanisch hartes und thermisch stabiles mehrschichtiges Fotoleiiermaterial mit hoher Lebensdauer angestrebt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus einer Verbindung aus Phosphor, Arsen und Selen der allgemeinen Formel

ζ P₂Sej -(I -

besteht, worin die z-Werte im Bereich 0,01 < t < 0,3 liegen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Aufzeichnungsmaterial kann neben den bekannten Verwendungsarten auch mit Vorteil in Wellenlängenbereichen bis etwa 950 nm betrieben und damit der Elektrofotografie neue Anwendungsbereiche, beispielsweise für die Aufzeichnung mit Laserdiodenstrahlung, erschlossen werden. Außerdem weist die Fotoleiterdoppelschicht den weiteren besonderen Vorteil auf, daß die Ladungsträgererzeugerschicht — die obere Teilschicht aus A.S2 - jBüSei oder As₂Se₃ - /Te, — und die Ladungsträgertransportschicht — die untere Teilschicht aus

ZP₂Se₃ · (1 -

— individuell den gewünschten Erfordernissen angepaßt und optimiert werden können. Gegenüber den bekannten Photoleiterdoppelschichten zeichnet sich das Aufzeichnungsmaterial nach der Erfindung aber noch zusätzlich dadurch aus, daß keine oder nur noch eine sehr geringe Ermüdung auftritt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich zwischen dem elektrisch leitenden Schichtträger und der Fotoleiterdoppelschicht eine Zwischenschicht, die den im Strahlengang nicht absorbierten Anteil des eingestrahlten Lichtes vor seinem Auftreffen auf den Schichtträger absorbiert: und/oder die Oberfläche des Schichtträgers, auf der sich die Fotoleiterdoppelschicht befindet, ist aufgerauht, wodurch der im Strahlengang nicht absorbierte Anteil des eingestrahlten Lichtes gestreut wird.

Man erreicht mit dieser Maßnahme, daß Reflexionen des eingestrahlten und im Photoleiter nicht absorbierten Lichtes an der Schichtträgeroberfläche verhindert werden. Dadurch werden dann auch Interferenzen zwischen dem eingestrahlten und dem reflektierten Licht verhindert, die sich zum Beispiel bei Verwendung von Laserstrahlung schmaler spektraler Bandbreite ausbilden können und dann im kopierten Bild als störende Interferenzstrukturen erscheinen würden.

Die Herstellung des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung entspricht üblichen Verfahren. Beispielsweise wird die Foioleitcrdoppelschicht dadurch hergestellt, daß beide Schichten bei einem Druck von etwa μ = 10~⁴ mbar mit Hilfe eines AufdampfDrozesses auf den elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht werden. Nachdem in einer Vakuumanlage ein Druck von etwa ρ = ίθ~- mbar eireicht ist, wird der vorzugsweise aus Aluminium bestehende Schichtträger durch eine Glimmentladung gereinigt und anschließend auf eine Temperatur von etwa 220⁰C erwärmt Dann wird bei einem Druck von etwa ρ -= 10-* mbar aus einem ersten Verdampfer, dessen Temperatur 430 bis 450⁰C beträgt, ein Gemisch aus 3 Gewichtsteilen Arsenselenid (As₂Se₃) und 1 Gewichtsteil Phosphorselenid (P₂Se₃) aufgedampft.

Die Einwaage wird so bemessen, daß bei einer Vollverdampfung eine Schichtdicke vor etwa 60 μπι erreicht wird. Die vorgesehene Schichtdicke kann während des Bedampfungsvorgangs mit einem Schichtdickenmeßge-

!5 rät überprüft werden.

Anschließend wird ein zweiter Verdampfer auf eine Temperatur von etwa 40O⁰C gebracht und ein Arsenselenidtellurid (As₂Se₂ZTeOj) ebenfalls mit einer Vollverdampfung auf die zuerst abgeschiedene Schicht aufgebracht. Die Einwaage wird so bv messen, daß die Schichtdicke der oberen Teiischicht etwa 5 μπι beträgt Nach dem Abkühlen erhält man ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem hochempfindlichen panchromatischen Fotoleiter, der keine Ermüdung zeigt und sich auch nach mehreren tausend Kopierzyklen durch stabile Werte des Aufladepotentials auszeichnet. Bei einem Aufladepotential von V₀ - + 800 V wird bei einer Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von A = 800 nm und einer Beleuchtungsstärke von 1 \L]/cm² ein Kontrastpotential von etwa 550 Verreicht.

Die Figur zeigt einen Schichtaufbau eines Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung. Auf einem elektrisch leitenden Schichtträger 1, der zweckmäßigerweise aus Aluminium oder auch aus metallisiertem Kunststoff besteht, ist eine erste Fotoleiterschich: 2 aus 3 Gewichtsteilen Arsenselenid (As₂Se₃) uns 1 Gewichtsteil Phosphorselenid (P₂Se₃) in einer Schichtdicke von 20 bis 100 μηι aufgebracht. Auf dieser unteren Fotoleiterteiischicht 3, deren Zusammensetzung der Formel As₂Je₂,₇Te_Oj entspricht und deren Schichtdicke 0,5 bis 10 μπι beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Fotoleiterdoppelschicht, die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist, wobei jede der beiden Fotoleiterteilschichten Selen enthält, die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus einem amorphen System aus Arsen und Selen besteht und die obere Teilschicht aus As₂-J₁BUSe₃ oder aus As₂Se₃ -_rTe_v besteht, worin die jc-Werte im Bereich 0,01 < χ < 0,5 und die y-Werte im Bereich 0,05 < y < Z5 liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus einer Verbindung aus Phosphor, Arsen und Selen der allgemeinen Formel