DE3511315A1 - Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Henkel, Feiler, Hänzei & Partner

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FP-1424

KONISHIROKU PHOTO INDUSTRY CO., LTD., Tokio, Japan

Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial

Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial

Die Erfindung betrifft ein negativ aufladbares elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial.

Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit in einem Harzbindemittel dispergiertem ZnO oder CdS sind bekannt. Nachteilig an diesen Aufzeichnungsmaterialien ist, daß sie Umweltprobleme schaffen und von unbefriedigender thermische Stabilität und mechanischer Festigkeit sind.

Es gibt auch elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit amorphem Silizium (a-Si) als Matrix. a-Si besitzt durch Spaltung von Si-Si-Bindungen gebildete, sogen, "baumelnde" Bindungen, wobei eine
große Zahl lokalisierter Niveaus innerhalb des durch diese Defekte verursachten Energiespalts existieren. Aus diesem Grund kommt es zu einer Sprungleitung thermisch erregter Träger. Dies führt dazu, daß infolge Einfangens ^von durch Licht angeregten Trägern in den lokalisierten Niveaus der Dunkelwiderstand geringer und die Photoleitfähigkeit schlechter wird. Die genannten Defekte wurden bereits mit Wasserstoffatomen zur Bin-

dung von Si an H kompensiert. Hierbei werden die "baumelnden" Bindungen in der Matrix eingebettet.

Ein solches amorphes, wasserstoffhaltiges Silizium (im folgenden als "a-Si:H" bezeichnet) besitzt einen Dunkel-

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widerstand von 10 bis 10 Π-cm, der im Vergleich zu amorphem Se um 1/10000stel geringer ist. Folglich krankt ein Aufzeichnungsmaterial mit einer einzigen a-Si:H-Schicht an einem raschen Dunkelabfall des Oberflächenpotentials und einem geringen Anfangsladungspotential. Wenn andererseits sichtbares oder infrarotes Licht eingestrahlt wird, läßt sich der Widerstand stark erniedrigen, d.h. eine solche Schicht besitzt hervorragende Eigenschaften als lichtempfindliche Schicht

15 eines Aufzeichnungsmaterials.

In Fig. 1 ist ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einem ein a-Si:H verwendenden Aufzeichnungsmaterial vom a-Si-Typ dargestellt. In diesem Kopiergerät sind auf der Oberseite des Gehäuses 1 eine Manuskriptbank 3 aus Glas zur Aufnahme der Vorlage 2 und eine Deckplatte 4 zum Abdecken der Vorlage 2 vorgesehen. Unter der Manuskriptbank 3 befindet sich eine mit einer Lichtquelle 5 ausgestattete optische Abtasteinrichtung mit einer ersten Spiegeleinheit 7. Ferner ist ein nach links und rechts linear beweglicher erster Spiegel 6 zur Reflexion vorgesehen. Eine zweite Spiegeleinheit 20 zur Konstanthaltung des optischen Pfades zwischen dem Manuskriptabtastpunkt und dem Aufzeichnungsmaterial bewegt sich entsprechend der Geschwindigkeit der ersten Spiegeleinheit. Hierbei läßt sie das von der Manuskriptseite reflektierte Licht durch eine Linse 21 und einen Spiegel 8 zur Reflexion spaltförmig auf ein trommeiförmiges Aufzeichnungsmaterial 9 auftreffen. Um das trommeiförmige Aufzeichnungsmaterial 9

herum sind die Korona-Entladungsstation 10, eine Entwicklungseinheit 11, eine Übertragungseinheit 12, eine Trenneinheit 13 und eine Säuberungseinheit 14 vorgesehen. Aus einem Papierkasten 15 stammendes Kopierpapier 18 wird über Papierzuführwalzen 16 und 17 dem trommeiförmigen Aufzeichnungsmaterial 9 zugeführt und übernimmt von diesem durch Übertragung das Tonerbild. Dieses wird dann auf dem Kopierpapier an einer Fixiereinheit fixiert, bevor das das Tonerbild tragende Kopierpapier in die Ablage 35 ausgeworfen wird. An der Fixiereinheit 19 erfolgt das Fixieren, indem das entwickelte Kopierpapier zwischen den mit einer innenliegenden Heizeinrichtung 22 versehenen Heizwalzen 23 und den Druckwalzen 24 hindurchgeführt wird.

Aufzeichnungsmaterialien mit einer a-Si:H-0berflache wurden hinsichtlich der chemischen Stabilität ihrer Oberfläche noch nicht vollständig untersucht. Insbesondere ist noch unklar, welchen Einflüssen sie unterliegen, wenn sie über längere Zeit Luft oder Feuchtigkeit oder den durch Korona-Entladung entstehenden chemischen Verbindungen ausgesetzt sind . So ist es beispielsweise bekannt, daß ein einen Monat oder länger gelagertes Aufzeichnungsmaterial unter Feuchtigkeitseinflüssen leidet, wodurch das Aufladungspotential deutlich sinkt. Andererseits wird in "Phil.Mag.", Band 35 (1978) von amorphem, wasserstoffhaltigem Siliziumcarbid (im folgenden als "a-SiC:H" bezeichnet) seine Herstellung und sein Vorkommen berichtet, daß es wärmebeständig ist, eine hohe Oberflächenhärte aufweist und im Vergleich zu a-Si:H einen höheren Dunkelwider-

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stand (10 - 10 Ω-cm) besitzt. Darüber hinaus soll es je nach dem Kohlenstoffgehalt über einen Bereich von 1,6 - 2,8 eV ein variables, optische Energie aufweisendes Gas sein. Nachteilig ist jedoch, daß die

Empfindlichkeit im längeren Wellenlängenbereich durch den auf den Kohlenstoffeinschluß zurückzuführenden verbreiterten bandförmigen Spalt*verschlechtert wird.

Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Kombination von a-SiC:H und a-Si:Hist beispielsweise aus der JP-OS 127083/1980 bekannt. Gemäß den Lehren dieser Literaturstelle handelt es sich bei dem Aufzeichnungsmaterial um ein zweischichtiges Gebilde mit getrennten Funktionen, wobei eine a-Si:H-Schicht als Ladungen erzeugende, d.h. photoleitfähige Schicht und eine a-SiC:H-Schicht als Ladungen transportierende Schicht unter der Ladungen erzeugenden Schicht dienen. Die obere a-Si:H-Schicht soll hierbei durch die darunterliegende a-SiC:H-Schicht, die mit der a-Si:H-Schicht eine HeteroVerbindung bildet, Lichtempfindlichkeit in einem breiteren Wellenlängenbereich und ein verbessertes Aufladungspotential erhalten. Es zeigte sich jedoch, daß ein Dunkelabfall nicht in ausreichendem Maße verhindert werden kann und daß das Aufladungspotential immer noch so unzureichend ist, daß ein solches Aufzeichnungsmaterial für einen praktischen Gebrauch nicht geeignet ist. Darüber hinaus verschlechtern sich infolge Vorhandenseins der a-Si:H-Schicht auf der Oberseite die chemische Stabilität, die mechanische Festigkeit und die Wärmebeständigkeit des Aufzeichnungsmaterials.

Aus der JP-OS 17592/1982 ist ein dreischichtiges Aufzeichnungsmaterial mit getrennten Funktionen bekannt.

Bei diesem ist eine erste a-SiC:H-Schicht als die Oberfläche modifizierende Schicht, darunter eine Ladungen erzeugende Schicht aus a-Si:H und auf der Unterseite eine zweite a-SiC:H-Schicht als Ladungen transportierende Schicht vorgesehen. Letztere befindet sich auf der

35 Unterlagenelektrodenseite.

*bzw. Bandabstand

Bei den bekannten Aufzeichnungsmaterialien hat es sich

gezeigt, daß die noch geschilderten Probleme insbesondere in der Ladungen transportierenden a-SiC:H-Schicht auftreten.
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Das bekannte a-SiC:H besitzt zwar eine akzeptable Fähigkeit zum Transport von Ladungen (Trägerbereich (μΤ)ε = Mobilität χ Lebensdauer) und Ladungsrückhaltefähigkeit (Dunkelwiderstand ρ ), da jedoch die Temperaturabhängigkeit von p groß ist, wird das Rückhaltevermögen für das Ladungspotential bei höherer Temperatur so weit beeinträchtigt, daß es für den praktischen Gebrauch nicht mehr ausreicht. Dieser Nachteil tritt auch ein, wenn die Ladungen transportierende Schicht aus einem

15 amorphen Siliziumnitrid (a-SiN) besteht.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das insbesondere bei hoher Temperatur und/oder hoher Feuchtigkeit ein stabiles und hohes Ladungspotential zu halten vermag, sich durch ausgezeichnete Lichtermüdungseigenschaften auszeichnet und negativ aufladbar ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger, einer Ladungen erzeugenden Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Silizium- und/oder amorphen, fluorhaltigen Silizium und einer unter der Ladungen erzeugenden Schicht angeordneten, Ladungen transportierenden Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumnitrid, amorphen, fluorhaltigen Siliziumnitrid, amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumcarbid und/oder amorphen, fluorhaltigen Siliziumcarbid, welches

dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ladungen transportierende Schicht, bezogen auf die gesamten Atome Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, 50 ppm bis 5% Sauerstoff enthält.
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Bei dem in der geschilderten Weise aufgebauten Aufzeichnungsmaterial kann die Ladungen transportierende Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, bis zu 50 Atom-ppm mindestens eines Elements der Gruppe IHa des Periodensystems enthalten. Unter der Ladungen transportierenden Schicht kann ferner eine Ladungen blockierende Schicht, die aus amorphem, wasserstoff haltigem Siliciumnitrid, amorphem, fluorhaltigem Siliziumnitrid, amorphem, wasserstoffhaltigem Siliziumcarbid und/oder amorphem, fluorhaltigem Siliziumcarbid besteht und, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, 100 - 5000 Atom-ppm mindestens eines Elements der Gruppe UIa des Periodensystems enthalten kann, vorgesehen sein.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein bekanntes elektrophotographisches Kopiergerät;

Fig. 2 und 3 Querschnitte durch erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterialien vom a-Si-Typ;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine Glirnnentladungsvorrichtung;

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine

Vakuumbedampfungsvorrichtung und 35

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Gasentladungsrohr.

Bei einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial sind die verschiedenen Funktionen voneinander getrennt. Es enthält in seiner Ladungen transportierenden Schicht 50 ppm bis 5% Sauerstoff, so daß sich £> ohne Verminderung der Fähigkeit zum Transportieren von Ladungen (\it)e wirksam erhöhen läßt. Auf diese Weise kann die Temperaturabhängigkeit von f_D(d^_/dT) auf ein Minimum

unterdrückt werden. Weiterhin läßt sich das Rückhaltevermögen für das Ladungspotential so weit verbessern, daß das Aufzeichnungsmaterial an der Obergrenze für die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit für elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien benutzbar ist.

Wenn der Sauerstoffgehalt (der Ladungen transportierenden Schicht) unter 50 ppm liegt, stellt sich die gewünschte Wirkung nicht ein. Wenn andererseits der Sauerstoffgehalt über 5% liegt, verschlechtert sich die Beweglichkeit der Ladungsträger, nämlich (\ir)e ganz erheblich. Somit ist es also unabdingbar, den Sauerstoffgehalt auf 50 ppm bis 5%, insbesondere 50 - 500 ppm, einzustellen. Wenn die Ladungen transportierende Schicht eine relativ geringe Menge an mindestens einem Element der Gruppe IHa des Periodensystems enthält, d.h. mit solchen Elementen schwach dotiert ist, leisten diese einen erheblichen Beitrag bezüglich einer guten Einspeisung von Ladungsträgern aus der Ladungen erzeugenden Schicht in die Ladungen transportierende Schicht.

Wenn eine Ladungen blockierende Schicht mit einer relativ großen Menge an mindestens einem Element der. Gruppe IHa des Periodensystems, d.h. eine mit solchen Elementen stark dotierte, Ladungen blockierende Schicht, unter der Ladungen transportierenden Schicht angeordnet ist, läßt sich eine Einspeisung bzw. Injektion von

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Elektronen von der Trägerseite her während einer positiven Aufladung des Aufzeichnungsmaterials wirksam verhindern. Auf diese Weise erreicht man eine hervorragende Ladungspotentialhaltigkeit bei Verwendung des Aufzeich-

5 nungsmaterials bei positiver Aufladung.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäß bevorzugtes, negativ aufladbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial vom a-Si-Typ 39. Das Aufzeichnungsmaterial 39 ist derart aufgebaut, daß auf einen gegebenenfalls trommeiförmigen, elektrisch leitenden Schichtträger 41 eine Ladungen transportierende Schicht 42 aus a-SiC:H oder a-SiN:H mit 50 ppm bis 5% Sauerstoff, eine Ladungen erzeugende Schicht 43 aus a-Si:H und eine die Oberfläche modifizierende Schicht 45, die auch weggelassen werden kann und aus einem anorganischen Material, z.B. amorphem, wasserstoffhaltigem Siliziumcarbid oder -nitrid (a-SiC:H oder a-SiN:H) oder SiO₂ besteht, aufgetragen sind. Das Verhältnis von Dunkelwiderstand p /Widerstand während der Belichtung p_L ist bei der Ladungen erzeugenden Schicht 43 für ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ausreichend groß, so daß das Aufzeichnungsmaterial insbesondere im sichtbaren Bereich und Infrarotbereich gut lichtempfindlich ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial 39 sind erfindungsgemäß in der Ladungen transportierenden Schicht 42 aus a-SiC:H oder a-SiN:H, bezogen auf 100 Atom-% der Gesamtatomzahl Si + C oder Si +N, 50 ppm bis 5% Sauerstoff enthalten. Durch den Gehalt an Sauerstoffatomen innerhalb des angegebenen Bereichs ist p_D der Ladungen transportierenden

Schicht 42 selbst bei hoher Temperatur und/oder hoher Feuchtigkeit hoch, so daß sich das Ladungsrückhaltevermögen des Aufzeichnungsmaterials stabil halten läßt.

Ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt, aufgebaut sein. In diesem Falle sind auf einen gegebenenfalls trommeiförmigen, elektrisch leitenden Schichtträger 41 eine Ladungen blockierende Schicht 44 vom p-Typ aus a-SiC:H oder a-SiN:H, die stark mit einem Element der Gruppe IHa des Periodensystems, z.B. mit Bor dotiert ist, eine Ladungen transportierende Schicht 42 aus a-SiC:H oder a-SiN:H, die mit einem Element der Gruppe IHa des Periodensystems, z.B. Bor, schwach dotiert ist und die 50 - 500 ppm Sauerstoff enthält, eine Ladungen erzeugende Schicht 43 aus a-Si:H und eine die Oberfläche modifizierende Schicht 45, die auch weggelassen werden kann und aus einem anorganischen Material, z.B. amorphem, wasserstoffhaltigem Siliziumcarbid oder -nitrid (a-SiC:H oder a-SiN:H) oder SiO_ besteht, aufgetragen. Das Verhältnis Dunkelwiderstand ρ /Widerstand während der Belichtung ρ_ der Ladungen erzeugenden Schicht 43 ist für ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ausreichend groß. Demzufolge besitzt das Aufzeichnungsmaterial insbesondere im sichtbaren Bereich und Infrarotbereich eine gute Lichtempfindlichkeit .

Bei den in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Auf-Zeichnungsmaterialien 39 sind in der Ladungen transportierenden Schicht 42 aus a-SiC:H oder a-SiN:H, bezogen auf 100 Atom-% der Gesamtatomzahl Si + C oder Si + N, 50 ppm bis 5% Sauerstoffatom enthalten. Durch den Gehalt an Sauerstoffatomen innerhalb des angegebenen Bereichs bleibt ρ der Ladungen transportieren-

den Schicht 42 auch bei hoher Temperatur und/oder hoher Feuchtigkeit hoch, so daß die Ladungshaltigkeit des Aufzeichnungsmaterials stabil gehalten werden kann.

Ferner kann auch die Ladungen blockierende Schicht Sauerstoff enthalten. In diesem Falle beträgt der bevorzugte Sauerstoffgehalt, bezogen auf die Gesamtatomzahl Si + C oder Si + N, 50 Atom-ppm bis 5 Atom-%.

Der Gehalt der Ladungen transportierenden Schicht und der Ladungen blockierenden Schicht an Kohlenstoffatomen oder Stickstoffatomen sollte vorzugsweise 5-30 Atom-% betragen (die Gesamtzahl an Atomen von Si + C oder Si + N ist als 100 Atom-% angesetzt). Die Filmstärke der Ladungen transportierenden Schicht sollte in geeigneter Weise auf 10 - 30 um eingestellt werden.

Ferner ist die Ladungen transportierende Schicht 42 schwach mit einem Element der Gruppe IHa des Periodensystems, vorzugsweise in einer Menge von 50 Atom-ppm oder weniger, dotiert und einer schwachen Dotierung mit Bor, beispielsweise durch Glimmentladungszersetzung, bei einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis B₃H₆/SiH₄ von 1-50 ppm unterworfen worden.

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Die Ladungen blockierende Schicht 44 ist, um eine ausreichende bzw. zu starke Einführung bzw. Injektion von Elektronen aus dem Schichtträger 41 zu vermeiden, stark mit einem Element der Gruppe HIa des Periodensystems, z.B. Bor, vorzugsweise in einer Menge von 100 - 5000 Atom ppm, dotiert und sollte durch die Dotierung, beispielsweise durch Glimmentladungszersetzung bei einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis B2^Hg/^si^H4 ^von 100 - 5000 ppm in den p-Typ (weiter p⁺-Typ) überführt

35 sein.

Weiterhin kann die Ladungen erzeugende Schicht 43 schwach mit einem Element der Gruppe IHa des Periodensystems dotiert sein.

Bezüglich der Stärke der einzelnen Schichten gilt, daß die Ladungen erzeugende Schicht 43 zweckmäßigerweise eine Stärke von 1-10 um, vorzugsweise von 1-5 μιη, und die blockierende Schicht 44 eine Stärke von 40 nm O

(400 A) bis 2 μΐη, vorzugsweise 40 - 500 nm (400 - 5000 A) aufweisen. Wenn die Stärke der Ladungen erzeugenden Schicht unter 1 μιη liegt, erreicht man keine ausreichende Lichtempfindlichkeit. Bei einer Stärke von über 5 μιη erhöht sich das Restpotential in einer für die Praxis unangemessenen Weise. Wenn ferner die Stärke der blockierenden Schicht 44 unter 40 nm (400 A) liegt, ist die Blockierwirkung schwach. Bei einer Stärke über 2 μιη verschlechtert sich die Fähigkeit zum Transport von Ladungen.

Die die Oberfläche modifizierende Schicht 45 ist zweckmäßigerweise so ausgestaltet, daß sie die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials zu modifizieren vermag und dabei das Aufzeichnungsmaterial vom a-Si-Typ für die Praxis noch besser geeignet macht. Mit anderen Worten gesagt, befähigt sie ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zu einer Ladungsrückhaltung auf seiner Oberfläche und zu einem Potentialabfall bei Belichtung. Folglich können die sich wiederholenden Zyklen von Aufladung und Potentialabfall bei Belichtung sehr stabil gehalten werden und gute Potentialeigenschaften auch nach länger dauernder Lagerung, z.B. einen Monat oder länger, reproduzieren. Im Falle eines Aufzeichnungsmaterials mit einer Oberflächenschicht aus a-Si:H ist dieses gegenüber atmosphärischen Einflüssen, wie Feuchtigkeit, Luft, Ozon u.dgl. empfindlich, wobei sich die

Potentialeigenschaften im Laufe der Zeit leicht ändern können. Da die die Oberfläche modifizierende Schicht aus a-SiC:H oder a-SiN:H besteht (oder diese Verbindungen enthält) besitzt sie eine hohe Oberflächenhärte. Darüber hinaus besitzt sie eine hohe Abriebbeständigkeit beim Entwickeln, bei der Bildübertragung und beim Säubern sowie eine gute Wärmebeständigkeit. Aus diesem Grund kann die Bildübertragung auch durch Erwärmen (über tragung eines klebrigen Tonerbildes) erfolgen.

Um diese Wirkungen voll entfalten zu können, muß die die Oberfläche modifizierende Schicht in dem a-SiC:H oder a-SiN:H einen geeigneten Anteil Kohlenstoff bzw. Stickstoff enthalten. Wenn Si + C (oder N) mit 100% angesetzt wird, sollte zweckmäßigerweise der Gehalt an Kohlenstoff- oder Stickstoffatomen 10-70 Atom-% betragen. Wenn der Gehalt an C oder N 10% oder mehr beträgt, nimmt der spezifische Widerstand, wie erwähnt, den gewünschten Wert an. Darüber hinaus beträgt der optische Energiespalt etwa 2,0 eV oder mehr. Auf diese Weise vermag das eingestrahlte Licht infolge des sogenannten optisch durchlässigen Fenstereffekts bezüglich sichtbaren Lichts oder Infrarotlichts ohne Schwierigkeiten die a-Si:H-Schicht (Ladungen erzeugende Schicht) 43 erreichen. Wenn jedoch der C- oder N-Gehalt unter 10% liegt, kann der spezifische Widerstand unter dem gewünschten Wert liegen, wobei ein Teil des Lichts durch die Oberflächenschicht 45 absorbiert wird. Das Aufzeichnungsmaterial verliert dann etwas an Empfindlichkeit. Wenn andererseits der C- oder N-Gehalt 70% übersteigt, ist der Anteil an Kohlenstoff oder Stickstoff zu hoch, wobei die Halbleitereigenschaften verlorengehen können. Darüber hinaus sinkt auch die Zersetzungsgeschwindigkeit während der Bildung von a-SiC:H oder a-SiN:H bei der Glimmentladung. Somit sollte der

Anteil an C oder N vorzugsweise nicht über 70% liegen.

Ferner ist es wichtig, daß die Filmstärke der a-SiC:H- oder a-SiN:H-Schicht 45 im Bereich von 40 nm (400 Ä) < t < 500 nm (5000 A) (insbesondere 40 nm (400 A) < t < 200 nm (2000 A)) liegt. Wenn die Filmstärke 500 nm (5000 A) übersteigt, wird das Restpotential V_R zu hoch, wodurch die Lichtempfindlichkeit sinkt und die guten Eigenschaften eines Aufzeichnungsmaterials vom a-Si-Typ verlorengehen. Wenn andererseits die Filmstärke unter

40 nm (400 A) liegt, kann es infolge des Tunneleffekts dazu kommen, daß die Ladungen nicht auf der Oberfläche festgehalten werden. Dadurch kommt es zu einer Erhöhung des Dunkelabfalls oder zu einer Senkung der Lichtempfindlichkeit.

Auch die die Oberfläche modifizierende Schicht 45 kann Sauerstoff enthalten. In einem solchen Falle steigt der Widerstand, so daß man die Ladung daran hindern kann, von ihrer Oberfläche bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit einzudringen. Der Sauerstoffgehalt beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge Si + C + 0 oder Si + N + 0, zweckmäßigerweise 1 - 50, vorzugsweise 6-30 Atom-%.

Sämtliche genannten Schichten müssen Wasserstoff oder Fluor enthalten. Insbesondere kann auf den Wasserstoffgehalt der Ladungen erzeugenden Schicht 43 nicht verzichtet werden, um die "baumelnden Bindungen" zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit und der Ladungshaitigkeit zu kompensieren. Bezogen auf 100 Atom-% der Gesamtmenge an Silizium und Wasserstoff sollte der Wasserstoff gehalt 1 - 40, vorzugsweise 10-30 Atom-% betragen. Bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium und Fluor sollte der Fluorgehalt in der Ladungen erzeugenden Schicht 0,01 bis 20, vorzugsweise 0,5 - 10 Atom-% betragen. Die ange-

gebenen Bereiche decken sich in etwa mit den entsprechenden Gehalten in der die Oberfläche modifizierenden Schicht 45, der blockierenden Schicht 44 und der Ladungen transportierenden Schicht 42. Neben Bor können als Fremdatome zur Steuerung des Leitungstyps der blockierenden Schicht 44 (um sie in einen p-Typ zu überführen) oder als Dotierfremdatom für die Ladungen transportierende Schicht 42 auch noch andere Elemente der Gruppe IHa des Periodensystems, z.B. Al, Ga, In, Tl u.dgl. eingesetzt werden.

Im folgenden wird die Herstellung eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials, beispielsweise eines trommeiförmigen Aufzeichnungsmaterials, anhand einer in Fig. 4 dargestellten Glimment1adungsvorriehtung näher erläutert.

In einem Vakuumbehälter 52 einer Vorrichtung 51 ist ein trommelförmiger Schichtträger 41 vertikal und drehbar montiert. Der Schichtträger 41 kann von seiner Innenseite her durch eine Heizeinrichtung 55 auf eine gegebene Temperatur erwärmt werden. Rund um den trommeiförmigen Schichtträger 41 ist eine auf diesen ausgerichtete, zylindrische Hochfrequenzelektrode 57, die mit Gaseinlässen versehen ist, angeordnet. Durch eine zwischen dem Schichtträger 41 und der Elektrode 57 angeordnete Hochfrequenzenergiequelle 56 wird eine Glimmentladung angeregt. In Fig. 4 sind mit den Bezugszahlen 62 ein Reservoir für SiH. oder eine gasförmige Silizium-Verbindung, mit 63 ein Reservoir für O₂ oder eine gasförmige Sauerstoffverbindung, mit 64 ein Reservoir für ein Wasserstoff enthaltendes Gas, z.B. CH₄, oder eine gasförmige Stickstoffverbindung, wie NH₃, N₂ u.dgl., mit 65 ein Reservoir für ein Trägergas, z.B. Ar u.dgl., mit 66 ein Reservoir für ein Fremdatomgas, beispiels-

weise B₃Hg, ^{und mit 67 ein} Strönungsmesser für die ver- . schiedenen Gase bezeichnet. In der dargestellten Glimmentladungsvorrichtung wird zunächst die Oberfläche des Schichtträgers 41 aus beispielsweise Aluminium gesäubert und der Schichtträger danach in den Vakuumbehälter 52 eingebaut. Danach wird der Vakuumtank auf einen Druck von 133 Pa (10 Torr) evakuiert und auf diesem Druck gehalten. Nun wird der Schichtträger 41 erwärmt und auf einer gegebenen Temperatur (in der Praxis auf 100°C bis 35O°C, vorzugsweise 150⁰C bis 300°C) gehalten. Nun wird üblicherweise unter Verwendung eines hochreinen Inertgases als Trägergas SiH₄ oder eine gasförmige Siliziumverbindung, B₃H₆, CH₄ (oder NH₃, N₃) oder O₂ in den Vakuumtank 53, in dem mittels der Hochfrequenzenergiequelle 56 unter einem Reaktionsdruck von beispielsweise 1,33 bis 1330 Pa (0,01 bis 10 Torr) eine hochfrequente Spannung von beispielsweise 13,56 MHz appliziert wird, eingeleitet. Durch diese Maßnahmen werden die verschiedenen reaktionsfähigen Gase zwischen der Elektrode 57 und dem Schichtträger 41 einer Glimmentladungszersetzung unterworfen. Hierbei kommt es zu einer kontinuierlichen Ablagerung (entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials) von stark mit Bor dotiertem SiC:H oder a-SiN:H vom p-Typ, von mit Bor leicht dotiertem, sauerstoffhaltigem a-SiC:H oder a-SiN:H, von a-Si:H, a-SiC:H oder a-SiN:H (als Schichten 44, 41, 43 und 45) auf dem Substrat. Die stark mit Bor dotierte a-SiC:H- oder a-SiN:H-Schicht vom p-Typ (Schicht 44) kann, wie aus

30 Fig. 2 hervorgeht, weggelassen werden.

Da bei dem geschilderten Herstellungsverfahren die Temperatur während der Filmbildung der Schicht vom a-Si-Typ auf 100 - 35O°C gehalten wird, läßt sich die Filmqualität (insbesondere die elektrischen Eigenschaften) verbessern.

Während der Bildung der einzelnen Schichten des Aufzeichnungsmaterial s vom a-Si-Typ kann zur Kompensation der "baumelnden Bindungen" anstelle von H oder in Kombination mit H Fluor in Form von SiF₄ zugeführt werden.

Hierbei bilden sich dann a-Si:F, a-Si:H:F, a-SiN:F, a-SiN:H:F, a-SiC:F oder a-SiC:H:F. In diesem Fall sollte der Gehalt an Wasserstoff oder Fluor, bezogen auf die Gesamtmenge Wasserstoff oder Fluor und Silizium, zweckmäßigerweise 0,5 - 10 Atom-% betragen.

Das geschilderte Herstellungsverfahren besteht in einer Glimmentladungszersetzung. Es ist aber auch möglich, ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial durch Zerstäuben oder Ionenplattierung oder durch Verdampfen von Si unter Einleiten von in einem Wasserstoffentladungsrohr aktiviertem oder ionisiertem Wasserstoff herzustellen (vgl. JP-OS 78413/1981).

In Fig. 5 ist eine Bedampfungsanlage zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials nach dem in der JP-OS 78413/1981 beschriebenen Bedampfungsverfahren dargestellt.

Ein Glockengefäß 71 ist über ein Evakuierrohr 73 mit Schmetterlingsventil 72 an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen. Durch diese wird das Glockengefäß 71 auf ein Hochvakuum, beispielsweise 0,133 Pa bis 0,0000133 Pa (10~³ bis 10~⁷ Torr), evakuiert. In dem Glockengefäß 71 befindet sich ein Schichtträger 41, der mittels einer Heizeinrichtung 75 auf eine Temperatur von 100 - 35O°C, vorzugsweise 150 - 300°C, erwärmt wird. Gleichzeitig wird an den Schichtträger 41 von einer Gleichstromenergiequelle 76 eine negative Gleichspannung von 0 bis -10 kV, vorzugsweise -1 bis -6 kV, angelegt. Zur Bildung der a-Si:H-Schicht 43 wird unter auf den

-w- 3.3

Schichtträger 41 gezieltem Einleiten von aktiviertem Wasserstoff und Wasserstoffionen aus dem Wasserstoffgasentladungsrohr 77, dessen Auslaß an das GlockengefäB 71 angeschlossen ist, in das Glockengefäß 71 eine vorhandene Siliziumverdampfungsquelle 78, die auf das Substrat 41 ausgerichtet ist, unter gleichzeitigem öffnen des oberen Verschlusses Serwärmt. Zur Bildung der a-SiCrH-Schicht 45 unter Zufuhr von CH₄ wird Silizium verdampft. Die sauerstoffhaltige a-SiC:H-Schicht 42 erhält man durch zusätzliche Zufuhr von gasförmigem Sauerstoff. Die sauerstoffhaltige a-SiN:Hr Schicht 42 erhält man durch zusätzliche Zufuhr von NH₃ oder N_ zusammen mit dem gasförmigen Sauerstoff anstelle von CH₄. CH., NHo, N₂ und O₂ lassen sich in üblicher Weise vor dem Einleiten in das Glockengefäß mittels eines Entladungsrohrs 70 aktivieren. Zur Bildung der Ladungen blockierenden Schicht 44 können Silizium und Aluminium verdampft werden.

Im folgenden wird die Bauweise der Entladungsrohre 77 und 70 näher erläutert. Der Aufbau des Entladungsrohrs 77 ist in Fig. 6 dargestellt. Es umfaßt eine zylindrische Elektrodeneinheit 82 mit einem Gaseinlaß 81, einer Entladungsraumeinheit 84 beispielsweise aus einem Glasrohr, die einen Entladungsraum 83 am einen Ende der einen Elektrodeneinheit 82 und einer anderen ringförmigen Elektrodeneinheit 86 mit einem Auslaß 85 am anderen Ende der Entladungsraumeinheit 84 festlegt. Durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung zwischen die eine Elektrodeneinheit 82 und die andere Elektrodeneinheit 86 wird das durch den Gaseinlaß 81 zugeführte Gas, beispielsweise gasförmiger Wasserstoff, in dem Entladungsraum 83 einer Glimmentladung unterworfen. Aus dem Auslaß 85 strömen dann aktivierter Wasserstoff und ionisierte Wasserstoffionen mit durch Elektronenenergie

aktivierten Wasserstoffatomen oder -molekiUen aus. Die in Fig. 6 dargestellte Entladungsraumeinheit 82 besitzt eine Doppelrohrstruktur einer Bauweise, die es ermöglicht, Kühlwasser hindurchzuleiten. Mit 87 und 88 sind der Ein- und Auslaß für das Kühlwasser bezeichnet. Zum Kühlen der einen Elektrodeneinheit 82 sind Kühlrippen 89 vorgesehen. Der Elektrodenabstand in dem Wasserstoffgasentladungsrohr 77 beträgt 10-15 cm. Die angelegte Spannung beträgt 600 V. Der Druck im Entladungsraum !0 beträgt etwa 1,33 Pa (10~² Torr).

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Durch Glimmentladungszersetzung wird ein in Fig. 2 dargestelltes trommeiförmiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial (gemäß der Erfindung) mit trommelförmigem Aluminiumschichtträger hergestellt. Hierbei wird zunächst der Schichtträger, d.h. der trommelförmige Aluminiumschichtträger 41, der eine glatte Oberfläche aufweist, oberflächlich gereinigt und in den in Fig. dargestellten Vakuumbehälter 52 eingebracht. Der Vakuumbehälter 52 wird durch Steuern des Gasdrucks im Behälter auf 0,000133 Pa (10~ Torr) evakuiert, worauf der Schichtträger 41 erwärmt und auf einer gegebenen Temperatur, z.B. 100 - 35O⁰C, vorzugsweise 150 - 300°C, gehalten wird. Danach werden hochreines gasförmiges Argon als Trägergas in den Behälter eingeleitet und hochfrequente Energie von 13,56 Hz unter einem Rückdruck von 67 Pa zur Vorentladung 10 min lang appliziert. Nun werden die reaktionsfähigen Gase, nämlich SiH₄, O₂ und CH₄ oder N₂ in den Behälter eingeführt und das Gasgemisch aus Ar + SiH₄ + CH₄ oder N₂ + O₂ bei einem Strömungsverhält-

nis von 1:1:1:1 χ 10 einer Glimmentladungszersetzung unterworfen. Auf diese Weise erhält man bei einer Zersetzungsgeschwindigkeit von 6 um/h eine sauerstoffhaltige a-SiC:H- oder a-SiN:H-Schicht 42 als Ladungen transportierende Schicht der gewünschten Stärke. Nach Einstellung der Zufuhr von CH. oder N₂ wird SiH. durch Entladung zersetzt, wobei sich eine a-Si:H-Schicht 43 bildet. Nun wird eine Glimmentladungszersetzung eines Gasgemischs von Ar + SiH₄ + CH. bei einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von 4:1:6 durchgeführt, wobei eine Oberflächenschutzschicht 45 aus a-SiC:H erhalten wird. Mit Hilfe des in der geschilderten Weise hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials werden in einem handelsüblichen Kopiergerät Bildkopien hergestellt. Dabei 5 erhält man scharf gestochene Kopien guter Auflösung und Gradation hoher Bilddichte und ohne Schleier. Auch nach 200 000-maliger Wiederholung des Kopiervorgangs erhält man immer noch qualitativ hochwertige Kopien.

Zu Testzwecken wird das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial auf ein handelsübliches Elektrometer montiert und 10 s lang bei einer Spannung von -6 kV relativ zu den Entladungselektroden aufgeladen. Danach werden die Ladungs-

2g potentiale auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials unmittelbar nach dem Aufladen Vo (in Volt) und nach 2 s dauerndem Dunkelabfall und die zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials auf die Hälfte erforderliche Bestrahlung E_{1 /2} (in Lux·Sekunden) bestimmt. Die Lichtabfallkurve

OQ des Oberflächenpotentials kann manchmal am Endpotential flach und nicht vollständig Null werden. Dieses Potential ist als Restpotential V-, (in Volt) angegeben.

Werden die Zusammensetzungen der verschiedenen Schichten qc variiert, erhält man die in Tabelle I angegebenen Ergeb-

nisse. Aus diesen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß die elektrophotographischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials unter Verminderung der Temperaturabhängigkeit stark verbessert werden können, wenn man in der Ladungen transportierenden Schicht für einen Sauerstoffgehalt von 50 ppm bis 5% sorgt. Die Angaben bezüglich der Bildqualität bedeuten:

© scharfgestochenes Bild;

0 akzeptables Bild;

X nicht akzeptables Bild.

TABELLE I

Prüf ling	Ladungen Schicht	transportierende	C oder N	H (%) bzw. F (%)	Film- stärke (um)	Ladungen erzeu gende Schicht	H (%) bzw. F (%)	Film- stärke (um)	Die Oberfläche Schicht	C !er %)	modifizierende	H (%) bzw. F (%)	Film- stärke
JMIT ·	Zusammen setzung	ifenge der Do tierung mit O (ppm)	15	20/0	15,5	Zusam men setzung	18/0	, 4,5	Zusam men- °° Setzung ;	40	O	20/0	0,15
1	a-SiC:H	50	15	20/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
2	a-SiC:H	500	15	20/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
3	a-SiC:H	5000	15	20/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
4	a-SiC:H	50000	15	20/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
5	a-SiC:H	30	15	20/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
6	a-SiC:H	70000	11	16/5	15,5	a-Si:H	17/6	4,5	a-SiC:H	35	0	16/5	0,15
7	a-SiC:H/F	100	28	16/5	15,5	a-Si:H/F	17/6	4,5	a-SiCO:H/F	35	20	17/5	0,15
8	a-SiC:H/F	200	12	18/0	15,5	a-Si:H/F	18/0	4,5	a-SiNO:H/F	40	20	20/0	0,15
9	a-SiN:H	50	12	18/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0t15
10	a-SiN:H	500	12	18/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
11	a-SiN:H	5000	12	18/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0.15
12	a-SiN:H	50000	12	18/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
13	a-SiN:H	30	12	18/0	15,5	a-Si:H	18/0	4,5	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
14	a-SiN:H	70000	9	16/5	15,5	a-Si:H	17/6	4,5	a-SiC:H	35	0	16/5	0,15
15	a-SiN:H/F	100	25	17/5	15.5	a-Si:H/F	17/6	4,5	a-SiCO:H/F	35	20	17/5	0,15
16	a-SiN:H/F	200		a-Si:H/F	a-SiNO:H/F	20

TABELLE I (Fortsetzung)

Prüfling
Nr.

1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14

Ti"

16

Oberflä-

:henpo-

tential

Vb
(V)

Temperatur bei Gebrauch d ε Aufzeichnungsmaterials

20°C

Lichtmenge zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials auf die Hälfte

^E 1/2 (Lux·Sek.)

Bestpotential

^VR (V)

Bildqualität nach 200 000 Bildkopien

710 740 770 800 650 860 720 790 700 735 760 790 640 870 730 800

0,6 0,7 0,8 0,9 0,6 1,8 0,6 0,8 0,6 0,7 0,7

0,9 0,6

2,0 __

0.8

10 20 30 40 10 80 10 30 15 15 30 40 10 90 IT 25

o_

5O°C

Oberflä-

ihenpo-

tential

Vo
(V)

Lichtmenge zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials auf die Hälfte

E 1/2 (Lux-Sek.)

640 670 690 720 410 620 650 710 650 670 690 710 400 640 660 730

0,6 0,7 0,7 0,8 0,6

1,8 0,6

0,7 0,6 0_v7 0,7 0,8 0,6

0,7 0.8

Restpotential

^VR (V)

10 20 30 7 80

TF 30 10 15 25 30

TÖ" 80 15 25

Bildqualität nach

200 Bildkopien

1 Beispiel 2

Durch Glimmentladungszersetzung wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß Fig. 3 mit einem trommeiförmigen Aluminiumschichtträger hergestellt. Zunächst wird der Schichtträger 41, beispielsweise ein trommeiförmiger Aluminiumschichtträger, mit glatter Oberfläche oberflächlich gereinigt und in einen in Fig. 4 dargestellten Vakuumbehälter 52 eingesetzt. Der Behälter 52 wird durch Steuern auf einen Behältergasdruck von 0,000133 Pa (10~ Torr) evakuiert, während der Schichtträger 41 auf eine gegebene Temperatur, z.B. 100 - 35O°C, vorzugsweise 150 - 300°C, erwärmt und auf dieser Temperatur gehalten wird. Danach werden hochreines gasförmiges Argon als Trägergas in den Behälter eingeleitet und hochfrequente Energie von 13,56 MHz unter einem Rückdruck von 67 Pa (0,5 Torr) zur Vorentladung während 10 min appliziert. Nun werden die reaktionsfähigen Gase, nämlich SiH₄, CH₄ oder N₂, B₀H, ^uru^ °2 "*"ⁿ ^^en Behälter eingeleitet und das Gasgemisch Ar + SiH. + CH₄ oder N₀ + B₀H, + O₀ bei einem Strömungsgeschwindigkeits-Verhältnis von 1:1:1:(1,5 χ 10 ):5 χ 10 einer Glimmentladungszersetzung ausgesetzt. Hierbei entsteht eine a-SiC:H- oder a-SiN:H-Schicht 44, jeweils vom p-Typ, mit Ladungen blockierender Funktion. Danach wird ein Gasgemisch aus Ar + SiH₄ + CH₄ oder N₂ + B₃H₆ + O₂ in den Behälter eingeleitet, um bei einer Zersetzungsgeschwindigkeit von 6 um/h eine Ladungen transportierende Schicht der gewünschten Stärke auszubilden. Nach Einstellung der Zufuhr von CH₄, B₂H, oder N₂ und O₃ wird SiH₄ durch Entladung zersetzt, wobei sich eine a-Si:H-Schicht 43 der gewünschten Stärke bildet. Nun wird ein Gasgemisch aus Ar + SiH₄ + CH₄ bei einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von 4:1:6 einer Glimmentladungszersetzung unterworfen, wobei eine die Oberfläche modifizierende bzw.

35 schützende Schicht 45 aus a-SiC:H entsteht.

Mit Hilfe des in der geschilderten Weise hergestellten elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials wird mit einem handelsüblichen Kopiergerät ein Kopiertest durchgeführt. Hierbei erhält man scharf gestochene Bildkopien guter Auflösung und Gradation, hoher Bilddichte und ohne Schleier. Selbst nach 200 000-maliger kontinuierlicher Wiederholung des Kopiervorgangs erhält man immer noch qualitativ hochwertige Bildkopien.

Wenn ähnlich, wie in Beispiel 1, die Zusammensetzungen der einzelnen Schichten variiert werden, erhält man die in Tabelle II angegebenen Ergebnisse. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß sich die elektrophotographisehen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials unter Verminderung der Temperaturabhängigkeit erheblich verbessern lassen, wenn man in der Ladungen transportierenden Schicht für einen Sauerstoffanteil von 50 ppm bis 5% sorgt.

TABELLE II

Pv ίί -F —	Ladungen	blockierende Schicht	Menge der Do tierung mit O (ppm)	Mange der Do tierung mit B (ppm)	H (%) bzw. F (%)	Film- stärke (lim)	Ladungen	transportierende Schicht	Menge der Do tierung mit O (ppm)	Menge der Do tierung mit B (ppm)	H(%) bzw. F(%)	Film stärke (pm)
XrXTLlX. ling Nr.	Zusammen- setzung	C oder N (%)	50	1500	20/0	1,0	Zusammen setzung	C oder N (%)	50	5	20/0	14,0
17	a-SiC:H	15	500	1500	20/0	1,0	a-SiC:H	15	500	5	20/0	14,0
18	a-SiC:H	15	5000	1500	20/0	1,0	a-SiC:H	15	5000	5	20/0	14 t0
19	a-SiC:H	15	50000	1500	20/0	1,0	a-SiC:H	15	50000	5	20/0	14,0
20	a-SiC:H	15	30	1500	20/0	1,0	a-SiC:H	15	30	5	20/0	14,0
21	a-SiC:H	15	70000	1500	20/0	1,0	a-SiC:H	15	70000	5	20/0	14,0
22	a-SiC:H	15	100	500	16/5	1,0	a-SiC:H	15	100	5	16/5	14,0
23	a-SiC:H/F	9	100	500	16/5	1,0	a-SiC:H/F	9	100	5	16/5	14,0
24	a-SiC:H/F	26	200	2500	16/5	1,0	a-SiC:H/F	26	200	2	16/5	14,0
25	a-SiC:H/F	15	200	2500	16/5	1,0	a-SiC:H/F	15	200	10	16/5	14,0
26	a-SiC:H/F	15	50	1500	18/0	1,0	a-SiC:H/F	15	50	5	18/0	14,0
27	a-SiN:H	12	500	1500	18/0	1,0	a-SiN:H	12	500	5	18/0	14,0
28	a-SiN:H	12	5000	1500	18/0	1,0	a-SiN:H	12	5000	5	18/0	14,0
29	a-SiN:H	12	50000	1500	18/0	1,0	a-SiN:H	12	50000	5	18/0	14,0
30	a-SiN:H	12	30	1500	18/0	1,0	a-SiN:H	12	30	5	18/0	14,0
31	a-SiN:H	12	70000	1500	18/0	1,0	a-SiN:H	12	70000	5	18/0	14,0
32	a-SiN:H	12	100	500	17/5	1,0	a-SiN:H	12	100	5	17/5	14r0
33	a-SiN:H/F	8	100	500	17/5	1,0	a-SiN:H/F	8	100	5	17/5	14,0
34	a-SiN:H/F	25	200	2500	17/5	1,0	a-SiN:H/F	25	200	2	17/5	14,0
35	a-SiN:H/F	12	200	2500	17/5	1,0	a-SiN:H/F	12	200	10	17/5	14,0
36	a-SiN:H/F	12		a-SiN:H/F	12

TABELLE II (Fortsetzung)

Prüf ling Nr.	Ladungen Schicht	erzeugende	Film stärke (pm)	Die Oberfläche Schicht	C oder N (%)	modifizierende	H (%) bzw. F (%)	Film stärke (um)
17	Zusam men setzung	H (%) bzw. F (%)	5,0	Zusam men setzung	40	O (%)	20/0	0,15
18	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
19	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
20	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
21	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
22	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
23	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	50	0	16/5	0,15
24	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiC:H/F	35	0	16/5	0,15
25	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiCO:H/F	50	20	17/5	0,15
26	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiN:H/F	35	0	17/5	0,15
27	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiNO:H/F	40	20	20/0	0,15
24	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
29	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
30	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
31	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
32	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	40	0	20/0	0,15
33	a-Si:H	18/0	5,0	a-SiC:H	50	0	16/5	0,15
34	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiC:H/F	35	0	16/5	0,15
35	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiCO:H/F	50	20	17/5	0,15
36	a-Si:H/F	17/5	5,0	a-SiN:H/F	35	0	17/5	0.15
a-Si:H/F	17/5	a-SiNO:H/F	20

TABELLE II (Fortsetzung)

Prüfling Nr.

Temperatur bei Gebrauch des Aufzeichnungsmaterials

2O°C

Oberflä-

chen-

potential

Vo (V)

Lichtmenge zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials auf die Hälfte

Ei/2 (Lux-Sek.)

Itest-

poten-

tial

^VR (V)

Bildqualität nach 200

Bildkopien

+ + + +

+ +

+ + + +

+ + + +

+ +

+ .690 + + +

0,7 0,8 0,8 0,9

10 20 30 40

0,7 1,8

10 80

0,7 0,8 0,8 0,7

10 20 30 20

0,6 0,7 0,8 0,9

15 25 45

0,6 2,0

7 90

0,7 0,8 0,7 0,8

25 30 20 5O°C

Oberflächenpo tential

Vo

(V)

Lichtmenge zur
Erniedrigung
des Oberflächenpotentials
auf die Hälfte

Rest-

poten-

tial

V₁

E₁/2 (Lux-Sek.) (v)

+ 610 + 640 + 670 + 690

0,7
0,7
0,8
0,8

+ 380 + 590

0,6
1,8

+ 620 + 660 + 680 + 630

0,7
0,7
0,8
0,7

+ 600 + 630 + 660 + 630

0,6
0,7
0_%8
0,8

+ 360 + 600

0,6
1,9

+ 610 + 670 + 670 + 620

0,7
0,8
0,7

10 10 20 30

7 80

10 10 30 20

10 20 35

7 80

10 10 25 25

BiIdquaOiität nach 200 OOO Bildkopien

X X

- Leerseite -

Claims (23)

PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger, einer Ladungen erzeugenden Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Silizium- und/oder amorphen, fluorhaltigen Silizium und einer unter der Ladungen erzeugenden Schicht angeordneten, Ladungen transportierenden Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumnitrid, amorphen, fluorhaltigen Siliziumnitrid, amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumcarbid und/oder amorphen, fluorhaltigen Siliziumcarbid, dadurch gekennzeichnet , daß die Ladungen transportierende Schicht, bezogen auf die gesamten Atome § Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, 50 ppm bis 5% Sauerstoff enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende Schicht, bezogen auf die gesamten Atome Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, 50 ppm bis 500 ppm Sauerstoff enthält.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende. Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, zusätzlich bis zu 50 Atom-ppm an mindestens einem Element der Gruppe IHa

35 des Periodensystems enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Ladungen transportierenden Schicht eine Ladungen blockierende Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumnitrid, amorphen, fluorhaltigen Siliziumnitrid, amorphen, wasserstoffhaltigen SiIiziumcarbid und/oder amorphen, fluorhaltigen Siliziumcarbid, die, bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, 100 - 5000 Atom-ppm mindestens eines Elements der Gruppe IHa des Periodensystems enthält, vorgesehen ist.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen blockierende Schicht, bezogen auf die Gesamtatome Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, zusätzlich 50 ppm bis 5% Sauerstoff enthält.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende Schicht eine durch Glimmentladungszersetzung bei einer Strömungsgeschwindigkeit von B-H₆/SiH₄ im Bereich von 1 ppm bis 50 ppm erzeugte Bordotierung aufweist

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Unterseite der Ladungen transportierenden Schicht vorgesehene Ladungen blockierende Schicht eine durch Glimmentladungszersetzung bei einer Strömungsgeschwindigkeit von B₂H-/SiH₄ im Bereich von 100 ppm bis 5000 ppm erzeugte Bordotierung aufweist.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende

1 1 Q Ί C

I ι O ι -3-

Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumnitrid und/oder amorphen, fluorhaltigen Siliziumnitrid besteht, wobei der Stickstoffgehalt der Ladungen transportierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium und Stickstoff, im Bereich von 5-30 Atom-% liegt.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumcarbid und/oder amorphen, fluorhaltigen SiIiziumcarbid besteht, wobei der Kohlenstoffgehalt der Ladungen transportierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium und Kohlenstoff, im Bereich

15 von 5-30 Atom-% liegt.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Ladungen erzeugenden Schicht eine die Oberfläche modifizierende

Schicht aus mindestens einem amorphen, wasserstoffhaltigen Siliziumnitrid und/oder amorphen, fluorhaltigen Siliziumnitrid vorgesehen ist, wobei der Stickstoffgehalt, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium
und Stickstoff, im Bereich von 10-70 Atom-% liegt.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche modifizierende Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium,
Stickstoff und Sauerstoff, zusätzlich 1-50 Atom-%

30 Sauerstoff enthält.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberseite der Ladungen erzeugenden Schicht vorgesehene, die Oberfläche modifizierende Schicht aus mindestens einem amorphen,

35 I 13 I

Wasserstoffhaltigen Siliziumcarbid und/oder amorphen, fluorhaltigen Siliziumcarbid besteht, wobei der Kohlenstoffgehalt, bezogen auf die Gesamtmenge an Silizium und Kohlenstoff, im Bereich von 10-70

5 Atom-% liegt.

13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche modifizierende Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium, Kohlenstoff und Sauerstoff, zusätzlich 1-50 Atom-% Sauerstoff enthält.

14. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen erzeugende Schicht

15 eine Stärke von 1 - 10 um aufweist.

15. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende Schicht eine Stärke von 10 - 30 um aufweist.

16. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche modifizierende Schicht eine Stärke von 40 - 500 nm

(400 - 5000 Ä) aufweist.

17. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen blockierende Schicht

eine Stärke von 40 nm (400 A) bis 2 um aufweist.

18. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffgehalt der Ladungen erzeugenden Schicht und der Ladungen transportierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium und Wasserstoff, im Bereich von 1-50 Atom-% liegt.

19. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffgehalt der Ladungen blockierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium und Wasserstoff, im Bereich von 1-40 Atom-%

5 liegt.

20. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffgehalt der die Oberfläche modifizierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium und Wasserstoff, im Bereich von 1-40 Atom-% liegt.

21. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorgehalt der Ladungen erzeugenden Schicht und der Ladungen transportierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium und Fluor, im Bereich von 0,01 - 20 Atom-% liegt.

22. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorgehalt der Ladungen blockierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium und Fluor, im Bereich von 0,01 - 20 Atom-% liegt.

23. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorgehalt der die Oberfläche modifizierenden Schicht, bezogen auf die Gesamtmenge Silizium und Fluor, im Bereich von 0,01 - 20 Atom-% liegt.

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