DE3546544C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3546544C2 DE3546544C2 DE3546544A DE3546544A DE3546544C2 DE 3546544 C2 DE3546544 C2 DE 3546544C2 DE 3546544 A DE3546544 A DE 3546544A DE 3546544 A DE3546544 A DE 3546544A DE 3546544 C2 DE3546544 C2 DE 3546544C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- concentration
- recording material
- electrophotographic recording
- photoconductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 187
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 94
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 60
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 54
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 35
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 description 41
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical class [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 22
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 21
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 17
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 13
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 12
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 12
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 10
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 5
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N diboron Chemical compound B#B ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910007264 Si2H6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNIDKXOANSRCS-UHFFFAOYSA-N 2,3,4-trinitrofluoren-1-one Chemical compound C1=CC=C2C3=C([N+](=O)[O-])C([N+]([O-])=O)=C([N+]([O-])=O)C(=O)C3=CC2=C1 FKNIDKXOANSRCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000905957 Channa melasoma Species 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008314 Si—H2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- -1 hydroxyl radicals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000013515 script Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
- G03G5/08242—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers at least one with varying composition
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two silicon based layers
- G03G5/08228—Silicon-based comprising one or two silicon based layers at least one with varying composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/095—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation comprising amorphous semiconductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
das gegenüber Licht empfindlich ist und
beispielsweise als xerographischer Photoleiter verwen
det werden kann mit einer photoleitfähigen Schicht, die
in Apparaten wie einem Gerät zum (Aus-)Lesen von Manu
skripten angewandt wird.
Früher wurden folgende photoleitfähige Stoffe zur Her
stellung elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien ver
wendet: An organische Stoffe wie Selen, Cadmiumsulfid und Zinkoxid
und organische Stoffe wie Polyvinylcarbazol und Tri
nitrofluorenon.
Fig. 1 zeigt schematisch ein elektrophotographisches Aufzeich
nungsmaterial 101, das aus einem leitfähigen Schichtträger 104 und
einer auf dem Schichtträger 104 aufgebrachten photoleitfähi
gen Schicht 102 besteht.
Diese photoleitfähigen Materialien erfüllen jedoch
nicht notwendigerweise alle Anforderungen, die an ein elek
trophotographisches Aufzeichnungsmaterial in bezug auf die folgenden
Eigenschaften gestellt werden: Lichtempfindlichkeit,
spektroskopische Empfindlichkeit, das SN-Verhältnis
(Lichtwiderstand/Dunkelwiderstand), Haltbarkeit und
Sicherheit (Gefahr) für den menschlichen Körper. Dem
entsprechend wurden sie jeweils bei optimalen Bedin
gungen in der Weise eingesetzt, daß eine oder mehrere
Bedingungen bis zu einem gewissen Grade gemildert
wurden.
In neuerer Zeit werden elektrophotographische
Aufzeichnungsmaterialien
aus amorphem Silicium (im folgenden als a-Si bezeich
net) wegen ihrer Vorteile
hoher Lichtempfindlichkeit, hoher Haltbarkeit und Unge
fährlichkeit eingehend untersucht. Trotzdem gibt es bei
einem photoleitfähigen a-Si-Material noch viele Punkte,
die weiterer Verbesserung bedürfen.
Beispielsweise ist das SN-Verhältnis nicht hoch genug,
weil der Dunkelwiderstand niedrig ist. Weiterhin kann
beim Einsatz einer photoleitfähigen a-Si-Schicht als
xerographischer Photoleiter wegen des niedrigen Dunkel
widerstandes ein hinreichendes Oberflächenpotential
nicht erreicht werden, und der Kontrast des elektri
schen Potentials ist nicht klar. Außerdem ist die Bild-
Konzentration oft unangemessen gering.
Weiterhin nimmt beim wiederholten Einsatz eines xero
graphischen a-Si-Photoleiters die Zahl der Beschädigun
gen wie Kratzer zu, und in der Kopie eines Bildes
treten gelegentlich punktartige Defekte auf. Wiederhol
te Operationen lassen das Bild in einer Kopie allmäh
lich trüber werden.
Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß die Oberfläche
von a-Si nicht stabil ist. Diese Instabilität mindert
die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse, etwa die
Feuchtigkeitsbeständigkeit und auch die Langzeit-
Beständigkeit. Wenn man einen xerographischen a-Si-
Photoleiter längere Zeit außer Betrieb läßt, wird das
Bild in einer Kopie trübe.
Aus DE-OS 31 43 764 ist ein elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden
Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht aus wenigstens
Wasserstoff enthaltendem amorphem Silicium, der ein Do
tierungsmittel eines Elements der Gruppe IIIa oder Va zugesetzt
ist, und eine auf die photoleitfähige Schicht aufgebrachte
Oberflächenschicht bekannt. Bei dem der photoleitfähigen Schicht
zugesetzten Dotierungsmittel, dessen Konzentration in Richtung
senkrecht zur Oberfläche zunimmt, handelt es sich um Sauer
stoffatome, während die Dotierungsmittel der Elemente der Gruppe
IIIa oder Va statistisch über die gesamte Schicht verteilt sind.
Aus EP 00 38 221 ist bekannt, daß zur Erzielung von guten
Ergebnissen bei mehrschichtigen Aufzeichnungsmaterialien der
optische Bandabstand der Oberflächenschicht größer sein sollte
als der der darunter liegenden photoleitfähigen Schicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aus
einem Material auf der Basis von a-Si hergestelltes
elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar
zu machen, das verbesserte charakteristische Eigenschaften
besitzt, insbesondere einen hohen Dunkelwiderstand, um ein
großes SN-Verhältnis zu erzielen,
das sich durch besondere Stabilität, Be
ständigkeit gegen Umwelteinflüssige und Langzeitstabilität
auszeichnet, und
das eine harte Oberfläche besitzt und
gut an dem Substrat haftet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophoto
graphisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar gemacht, mit
einem elektrisch leitenden Schichtträger,
einer photoleitfähigen Schicht aus wenigstens Wasser stoff enthaltendem amorphem Silicium, der ein Dotie rungsmittel eines Elementes der Gruppe IIIa oder Va zugesetzt ist und
einer auf die photoleitfähige Schicht aufgebrachten Oberflächenschutzschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel we nigstens in der Nähe der Grenzfläche mit der Ober flächenschutzschicht zugesetzt ist und die Konzentra tion des Dotierungsmittels in der Richtung senkrecht zu der Grenzfläche zunimmt und die Oberflächenschutz schicht einen optischen Bandabstand aufweist, der größer ist als derjenige der photoleitfähigen Schicht.
einer photoleitfähigen Schicht aus wenigstens Wasser stoff enthaltendem amorphem Silicium, der ein Dotie rungsmittel eines Elementes der Gruppe IIIa oder Va zugesetzt ist und
einer auf die photoleitfähige Schicht aufgebrachten Oberflächenschutzschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel we nigstens in der Nähe der Grenzfläche mit der Ober flächenschutzschicht zugesetzt ist und die Konzentra tion des Dotierungsmittels in der Richtung senkrecht zu der Grenzfläche zunimmt und die Oberflächenschutz schicht einen optischen Bandabstand aufweist, der größer ist als derjenige der photoleitfähigen Schicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein
elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar
gemacht, das einen leitfähigen Schichtträger, eine auf dem leitfähigen
Schichtträger aufgebrachte photoleitfähige Schicht aus wenigstens
Wasserstoff enthaltendem amorphem Silicium und eine auf die
photoleitfähige Schicht aufgebrachte Oberflächenschutzschicht
aus amorphem Silicium umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Oberflächenschutzschicht Sauerstoff enthält und mit
einem Element der Gruppe IIIa dotiert ist.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie ein
elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar
macht, das beispielsweise als xerographischer Photoleiter
verwendet werden kann. Insbesondere bei Verwendung als
xerographischer Photoleiter läßt sich ein Bild mit hoher
Konzentration und hoher Auflösung reproduzieren, und ein
Halbtonbild kann deutlich erhalten werden.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand
von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines elektropho
tographischen Aufzeichnungsmaterials ohne Oberflächen
schicht;
Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt eines elektro
photographischen Aufzeichnungsmaterials mit einer
Oberflächenschutzschicht
Fig. 3 zeigt schematisch einen Querschnitt eines elektro
photographischen Aufzeichnungsmaterials mit einer Grundier
schicht;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm der Abscheidungsapparatur.
Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung der Licht
absorption
Fig. 6 zeigt ein Diagramm einer Apparatur zum Testen
der Elektrophotographie-Charakteristiken.
Fig. 7 bis 9 zeigen physikalische Eigenschaften des elektro
photographischen Aufzeichnungsmaterials;
Fig. 10 (a) bis (e) zeigen schematische Energie-Dia
gramme des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials;
Fig. 11 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung für die
Elektrophotographie.
Fig. 12 (a) bis (f) zeigen graphische Darstellungen der
Verteilung von Bor (ausgezogene Linie) und einem ande
ren Element wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff
in dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial
Fig. 13 (a) bis (f) zeigen graphische Darstellungen der
Verteilung von Phosphor (ausgezogene Linie) und einem
anderen Element wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlen
stoff in einer photoleitfähigen Vorrichtung.
Eine (in Bezugsbeisp. 1 dargestellte) Lösung der in der
Einleitung genannten Probleme besteht darin, einer
photoleitfähigen a-Si-Schicht modifizierende chemische
Mittel zuzusetzen. Vom Standpunkt der Verbesserung der
Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und der Langzeit-
Stabilität ist der Zusatz chemischer modifizierender
Mittel wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff ange
bracht. Seitens der Anmelderin wurde jedoch gefunden,
daß bedauerlicherweise die charakteristischen Eigen
schaften für ein lichtempfindliches Material sich
dadurch nicht verbessern lassen.
Eine andere Problem-Lösung (die in den Beispielen 1 bis
7 dargestellt ist) zur Überwindung der Nachteile be
steht im Aufbringen einer Oberflächenschutzschicht oder
einer Oberflächenblockierschicht auf die Oberfläche
einer photoleitfähigen a-Si-Schicht. Eine Oberflächen
schutzschicht 103 bedeckt eine photoleitfähige Schicht
102, wie sie in einer schematischen Querschnitt-Dar
stellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
gezeigt ist, worin eine photoleitfähige Schicht 102
auf einen leitfähigen Schichtträger 104 aufgebracht ist. In
Fig. 2 bedeckt eine Oberflächenschutzschicht 103 eine
photoleitfähige Schicht 102; die Oberflächenschutz
schicht 103 besitzt eine freie Oberfläche 106. Fig. 3
zeigt eine andere schematische Querschnitt-Darstellung
einer photoleitfähigen Platte 101 mit einer Oberflä
chenschutzschicht 103, worin eine Grundierschicht 105
zwischen dem Schichtträger 104 und der photoleitfähigen
Schicht 102 eingelagert ist, um die Haftung zwischen
diesen beiden zu verbessern. Die Grundierschicht 105
verhindert nicht nur ein Herabfallen der abgeschiedenen
Filme von dem leitfähigen Schichtträger 104, sondern auch das
Eindringen von Trägern aus dem leitfähigen Substrat
104.
Es besteht jedoch die Gefahr, daß eine Oberflächen
schutzschicht Eigenschaften beeinträchtigt, die für ein
lichtempfindliches Material bedeutsam sind, nämlich
Ladungsaufnahme, Lichtempfindlichkeit und Restpoten
tial. Wenn eine Oberflächenschutzschicht als elektrisch
isolierender Film (durch Senken des Zusammensetzungs-
Verhältnisses x) gebildet wird, um die Beständigkeit
gegen Umwelteinflüsse und die Langzeit-Stabilität zu
verbessern, wird die Lichtempfindlichkeit schlechter,
und das elektrische Restpotential steigt. Dann treten
beispielsweise auf einer Kopie photographische Nebel
auf. Wenn im Gegensatz dazu die Photoleitfähigkeit
einer Oberflächenschutzschicht vergrößert wird (durch
Erhöhen von x), werden die Beständigkeit gegen Umwelt
einflüsse und die Langzeit-Stabilität schlechter, wenn
gleich das Restpotential abnimmt.
Wie andererseits aus den Beispielen 1 bis 7 zu entneh
men ist, lassen sich erfindungsgemäß photoleitfähige
Vorrichtungen, die mit einem Oberflächenschutz bedeckt
sind, herstellen, in denen die Photoleiter-Charakteri
stika nicht beeinträchtigt sind.
Eine photoleitfähige Vorrichtung kann wie folgt herge
stellt werden:
Amorphes Silicium kann überlicherweise auf einem leit
fähigen Schichtträger mittels eines Abscheidungsverfahrens
hergestellt werden, etwa mittels des Glimmentladungs-
Verfahrens, des Zerstäubungs-Verfahrens, das Ionenplat
tier-Verfahrens und des Vakuumabscheidungs-Verfahrens.
Ein leitfähiger Schichtträger wird hergestellt aus nicht
rostendem Stahl, Aluminium, Chrom, Molybdän, Gold,
Iridium, Niob, Tantal oder einer Legierung der vorge
nannten Metalle.
Falls ein flexibler leitfähiger Schichtträger benötigt wird,
wird ein geeignetes Metall aus der Gruppe der oben er
wähnten Metalle mittels des Verfahrens der Vakuumab
scheidung, des Zerstäubungs-Verfahrens oder des Lami
nier-Verfahrens auf eine Folie aus einem synthetischen
Harz aufgebracht. Als nächstes folgt ein Verfahren zur
Abscheidung einer photoleitfähigen Schicht auf dem
biegsamen leitfähigen Schichtträger.
In dem Glimmentladungs-Verfahren, das in den folgenden
Beispielen 1 bis 7 angewandt wird, werden Silicium
hydride wie SiH₄ und Si₂H₆ in eine Abscheidungsappara
tur unter Vakuum eingeführt und einer Entladung unter
niedrigem Druck unterworfen, so daß sie durch Ent
ladungsenergie zersetzt werden und mit Hilfe der Entla
dungsenergie auf einem in der Abscheidungsapparatur
angeordneten Schichtträger abgeschieden werden.
Verfahren der Zugabe modifizierender chemischer Mittel
wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff
und Hydroxy-Resten zu dem a-Si sind die folgenden:
Wasserstoff wird gleichzeitig mit der Abscheidung von
a-Si hinzugefügt, da die Ausgangsstoffe für die Ab
scheidung des a-Si Siliciumhydride wie SiH₄ und Si₂H₆
sind; die Hydride werden in der Entladung unter Bildung
von a-Si : H zersetzt. Mit anderen Worten: Das bei diesem
Verfahren abgeschiedene a-Si enthält wenigstens Wasser
stoff. Falls es erforderlich ist, Wasserstoff in wirk
samerer Weise hinzuzufügen, leitet man Wasserstoff-Gas
in die Abscheidungsapparatur ein.
Im Falle des Zusatzes von Sauerstoff wird Sauerstoff-
Gas in das Abscheidungsverfahren eingeleitet. Da Sauer
stoff und Gase wie SiH₄ in der Gasphase heftig mitein
ander reagieren, muß ersterer auf einem anderen Wege
als die anderen Gase eingeleitet werden.
Stickstoff bzw. Kohlenstoff können dem a-Si durch Ein
leiten von Stickstoff-Gas oder eines stickstoffhaltigen
Gases wie Ammoniak (NH₃) bzw. eines kohlenstoffhaltigen
Gases wie Methan (CH₄) und Acetylen (C₂H₂) zugesetzt
werden.
Dotierungsmittel werden hinzugefügt, um den Typ der
Träger in a-Si zu steuern. Dotieren mit Acceptoren wie
einem Element der Gruppe IIIa, Bor bzw. mit Donatoren
wie einem Element der Gruppe Va, Phosphor, erzeugt
Träger vom p-Typ bzw. vom n-Typ. Die Dotierung mit Bor
oder Phosphor erfolgt überlicherweise durch Einleiten von
Diboran (B₂H₆) oder Phosphin (PH₃) in die Abscheidungs
apparatur. Die Menge des Dotierungsmittel-Zusatzes wird
bestimmt in Entsprechung zu den geforderten elektri
schen und optischen Eigenschaften.
Fig. 4 zeigt eine Abscheidungsapparatur für das Glimm
entladungs-Verfahren. Ein Aluminium-Schichtträger 2 mit
einem Durchmesser von 140 mm und einer Länge von 340 mm
wird auf einer Heiztrommel 3 befestigt, die in der Re
aktionskammer 1 mittels eines Antriebsmotors 7 gedreht
werden kann. Die Oberfläche des Aluminium-Schichtträgers 2
wurde zuvor in einem Chlorocen-Ultraschall-Wäscher und
einem Dampfreiniger (nicht eingezeichnet) ausreichend
gewaschen. Die Heiztrommel 3 besitzt eine äußere Ober
fläche, die dicht an der inneren Oberfläche des Alumi
nium-Schichtträgers 2 anliegt und erhitzt die Oberfläche des
Aluminium-Schichtträgers 2 gleichmäßig. Die Reaktionskammer
1 hat ein kleines Fenster 5. Ein Paar Entladungselek
troden 4, 4′ sind neben dem Aluminium-Schichtträger 2 symme
trisch zu diesem angeordnet und mit einer Hochfrequenz-
Energiequelle 6 verbunden.
Die Reaktionskammer 1 kann über das Ventil 8 mit Hilfe
einer mechanischen Booster-Pumpe 9 und einer Rotations
pumpe 10 evakuiert werden. Ein Sicherheitsventil 11 ist
in einem Evakuierungsrohr angebracht.
Nach dem Öffnen der Ventile 30 bis 38 können in den
Gasflaschen 20 bis 28 aufbewahrte Gase mittels Steue
rung durch Durchfluß-Steuergeräte 40 bis 48 durch ein
Hilfsventil 12 in die Reaktionskammer 1 eingeleitet
werden. Die Gasflasche 20 enthält Silan (SiH₄), während
die Gasflasche 21 mit Wasserstoff gefüllt ist. Die
Gasflaschen 22 und 23 enthalten 400 ppm bzw. 1% Di
boran im Gemisch mit Wasserstoff, während die Gas
flasche 24 600 ppm Phosphin im Gemisch mit Wasserstoff
enthält. Die Gasflaschen 25 und 26 sind mit Ammoniak
(NH₃) bzw. Methan (CH₄) gefüllt. Die Gasflaschen 27 und
28 enthalten Siliciumtetrafluorid (SiF₄) bzw. Carbon
tetrafluorid (CF₄).
Sauerstoff-Gas aus der Gasflasche 29 kann durch eine
getrennte Leitung über ein Ventil 39 und ein Hilfs
ventil 13 mittels Steuerung durch ein Durchfluß-Steuer
gerät 49 eingeleitet werden.
Eine photoleitfähige Schicht 102 läßt sich auf dem lei
tenden Substrat 104 wie folgt abscheiden: Die Luft in
der Reaktionskammer 1 wird über das Ventil 8 mit Hilfe
der mechanischen Booster-Pumpe 9 und der Rotationspumpe
10 abgepumpt, und der Aluminium-Schichtträger 2 wird mittels
der Heiztrommel 3 erhitzt, bis die Temperatur der Ober
fläche des Aluminium-Schichtträgers 2 auf 250°C angestiegen
ist; danach wird die Temperatur konstant gehalten.
Danach läßt man Gase bestehend aus Silan, Wasserstoff
und anderen zuzumischenden Gasen, beispielsweise Di
boran, durch Öffnen des Hilfsventils 12 und der Ventile
30, 31 und 32 in die Reaktionskammer 1 einströmen. Die
Einstellwerte der Durchfluß-Steuergeräte 40, 41 und 42
werden allmählich auf die vorher festgelegten Sollwerte
erhöht. Der Druck in der Reaktionskammer 1 wird durch
Steuerung der Öffnung des Ventils 8 auf 2,0 mbar
(1,5 Torr) gehalten.
Als nächstes wird die Hochfrequenz-Energiequelle einge
schaltet und eine Spannung der Hochfrequenz 13,56 MHz
an das Paar Entladungs-Elektroden 4, 4′ angelegt. Auf
diese Weise beginnt die Glimmentladung, und ein a-Si-
Film wird auf dem wie oben erwähnt erhitzten Aluminium-
Schichtträger abgeschieden. Die Hochfrequenz-Leistung wird
während des Abscheidungsvorgangs auf 400 W geregelt.
Auf die Abscheidung eines Films aus a-Si wird Diboran
oder Phosphin zugesetzt, um den Träger-Typ des a-Si-
Films festzulegen. Beispielsweise wird der Diboran-Zu
fluß mittels des Durchfluß-Steuergeräts 42 so einge
stellt, daß das Verhältnis der Konzentration des Di
borans zu derjenigen des Silans 10-4 wird. Wenn die
Diboran-Menge hoch ist, wird der Träger einer vom p-Typ
oder p⁺-Typ, während bei niedriger Diboran-Menge der
Träger ein solcher vom n-Typ oder i-Typ wird. Im Hin
blick auf das Dunkelwiderstands-Verhältnis und die
Lichtempfindlichkeit wird eine sehr kleine Menge Sauer
stoff, Methan oder Ammoniak hinzugefügt, um diese Kenn
größen auf vorher festgelegte Werte zu verbessern.
Nach der Bildung einer a-Si-Schicht wird die Hochfre
quenz-Energiequelle 6 abgeschaltet, die Ventile 30, 31,
32 und 12 werden geschlossen, und die Heiztrommel 3
wird abgeschaltet und allmählich abkühlen gelassen.
Nach der Entnahme des Aluminium-Schichtträgers 2 wird
Carbontetrafluorid-Gas aus der Gasflasche 28 unter
Steuerung durch das Durchfluß-Steuergerät 38 in die
Reaktionskammer 1 eingeleitet, um die Reaktionskammer 1
zu reinigen.
Die elektrischen und optischen Eigenschaften einer
photoleitfähigen a-Si-Vorrichtung lassen sich durch
Zusatz modifizierender chemischer Mittel wie Sauer
stoff, Stickstoff und Kohlenstoff gezielt beeinflussen.
Der Zusatz dieser chemischen modifizierenden Mittel
vermag jedoch nicht gleichzeitig den Dunkelwiderstand
und den Verstärkungsfaktor der Photoleitfähigkeit zu
erhöhen. Die Verbesserung einer dieser beiden Eigen
schaften ist von einer Minderung der anderen begleitet.
Ein elektrophotogr. Aufzeichnungsmaterial mit einer in Fig. 1
dargestellten Doppelschicht-Struktur wird hergestellt,
in der Hydroxy-Reste der photoleitfähigen Schicht 102
zugesetzt werden. Moleküle, die einen Hydroxy-Rest
besitzen, werden mit Silan oder Disilan vermischt und
in die Reaktionskammer eingeleitet, um Hydroxy-Reste zu
dem a-Si hinzuzufügen. Solche Moleküle sind beispiels
weise Alkohole wie Methylalkohol und Ethylalkohol und
Fettsäuren wie Essigsäure.
Die photoleitfähige Schicht 102 wird mittels des
oben beschriebenen
Glimmentladungs-Verfahrens abgeschieden, und die Ab
scheidungsrate beträgt etwa 2,0 µm/h. Im Laufe einer
8 h dauernden Abscheidung wird ein a-Si-Film von 16 µm
Dicke auf einem leitfähigen Schichtträger gebildet.
In Fig. 5 ist die Durchlässigkeit I einer a-Si-Schicht
gegen die Wellenzahl (cm⁻¹) des einfallenden Lichts
aufgetragen.
Die Kurve A zeigt eine typische Kurve der Durchlässig
keit von a-Si, das Hydroxy-Reste enthält. Es treten
drei Absorptions-Peaks auf: Ein erster Peak um 650 cm⁻¹
entspricht den Schwingungen der Si-H-Bindungen. Ein
zweiter Peak, der den Si-OH-Bindungen entspricht,
liegt zwischen 720 und 900 cm⁻¹, und ein dritter Peak,
der Schwingungen der Si-H und Si-H₂-Bindungen ent
spricht, liegt zwischen 2000 und 2100 cm⁻¹. Die Ampli
tuden dieser drei Peaks variieren mit den Herstellungs
bedingungen.
Die Kurve B eines Sauerstoff enthaltenden a-Si weist
andererseits einen zweiten Peak zwischen 950 und
1050 cm⁻¹ auf, in einem Wellenzahlen-Bereich, der von
dem des zweiten Peaks des Hydroxy-Reste enthaltenden
a-Si verschieden ist.
Die Kurve C zeigt zu Vergleichszwecken die Durchlässig
keit von a-Si, das keine Hydroxy-Reste und keinen
Sauerstoff enthält. Es ist deutlich zu erkennen, daß
der zweite Absorptions-Peak hier verschwunden ist.
Das Wasserstoff enthaltende a-Si besitzt einen Dunkel
widerstand von 10⁹ bis 10¹⁰Ω. cm. Das heißt, daß der
Dunkelwiderstand für eine Verwendung als xerographi
scher Photoleiter zu niedrig ist, so daß das Oberflä
chenpotential nicht hinreichend hoch ist. Dann wird der
Kontrast des Potentials in einem elektrostatischen
latenten Bild klein, und die Konzentration des Bildes
wird schwach. So mangelt es einer Kopie an Klarheit.
Wenn im Gegensatz dazu das wenigstens Wasserstoff ent
haltende a-Si mit Hydroxy-Resten dotiert ist, wird der
Dunkelwiderstand hoch, und das SN-Verhältnis
nimmt ebenfalls zu. Es
wurde gefunden, daß das Wasserstoff enthaltende und mit
Hydroxy-Resten dotierte a-Si nicht nur praktisch ver
wendet werden kann, sondern daß es auch bemerkenswert
hervorragende Eigenschaften wie Ladungsaufnahme, Homo
genität und Haltbarkeit besitzt.
Die auf diese Weise erzeugte photoleitfähige Schicht
102 wird mit Hilfe eines in Fig. 6 dargestellten Elek
trophotographie-Testgeräts auf seine Eigenschaften als
Photoleiter untersucht. Die Abkling-Charakteristik des
Oberflächenpotentials wird mittels des Apparats gemes
sen, in dem der Photoleiter an eine Trommel 204 ange
heftet wird. Nachdem eine Ladevorrichtung 201 den
rotierenden Photoleiter elektrifiziert, wird die
Trommel 204 nach einem vorher festgelegten Zeitschema
angehalten, und gleichzeitig wird die Abkling-Charakte
ristik des Oberflächenpotentials mit Hilfe eines Poten
tialsensors vom lichtdurchlassenden Typ unter Beleuch
tung mit Licht durch eine optische Faser 203 hindurch
gemessen.
Bei den Messungen wird die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Trommel 204 so geregelt, daß die Oberflächenge
schwindigkeit des Photoleiters 150 mm/s beträgt, und
die an den Sensibilisator 210 angelegte Gleichspannung
wird so reguliert, daß die Ladungsmenge in dem Photo
leiter den Wert 3·10⁻⁷ C/cm² annimmt. Weiterhin wird
die an die Lichtquelle (eine Halogen-Lampe mit den
Kennwerten 24 V und 200 W) angelegte Spannung so ge
regelt, daß die Lichtintensität am Ausgang der opti
schen Faser 203 10 µW/cm² beträgt.
Die Daten der Photoleitfähigkeit werden im folgenden
näher erläutert. Fig. 7 zeigt die Zeit-Abhängigkeit des
Oberflächenpotentials (in Volt) eines Hydroxy-Reste
enthaltenden Photoleiters P gemäß der vorliegenden Er
findung und diejenige eines Photoleiters Q, der keine
Hydroxy-Reste enthält. Der Photoleiter beginnt nach 2 s
zu leuchten, und das Oberflächenpotential fällt danach
rasch ab. Die Zeitabhängigkeit des Oberflächenpoten
tials im Zeitraum bis zu 2 s, das heißt, das Abklingen
der Ladung im Dunklen zeigt, daß die Ladungsaufnahme in
dem Photoleiter P gemäß der vorliegenden Erfindung in
bemerkenswertem Maße verbessert ist.
Fig. 8 zeigt die Ladungsaufnahme (%) und die Licht
empfindlichkeit eines Photoleiters der Dicke 16 µm auf
getragen gegen die Menge der Hydroxy-Reste, die ausge
drückt ist als Verhältnis L des zweiten Peaks zu dem
ersten Peak der Absorptions-Intensitäten im Infrarot-
Absorptionsspektrum, das heißt das Verhältnis der Ab
sorptions-Intensität bei 860 cm⁻¹ zu derjenigen bei
650 cm⁻¹. Die Absorptions-Intensität erreicht ein
Maximum bei 860 cm⁻¹ im zweiten Peak und bei 650 cm⁻¹
im ersten Peak. Der zweite Absorptions-Peak zwischen
720 und 920 cm⁻¹ ist relevant für die Existenz der
Hydroxy-Reste.
Es ist deutlich zu erkennen, daß die Ladungsaufnahme
mit dem Anstieg von L (der Menge der Hydroxy-Reste)
wächst. Jedoch nimmt die Lichtempfindlichkeit ab, wenn
L zu groß wird. Dementsprechend ist es zweckmäßig, daß
das Verhältnis L für einen Photoleiter zwischen 0,1 und
2 liegt.
Fig. 9 zeigt eine andere Beziehung sowohl der Ladungs
aufnahme (%) und der Lichtempfindlichkeit eines Photo
leiters der Dicke 16 µm zu der Menge der Hydroxy-Reste,
die als Verhältnis L′ der Absorptions-Intensität des
zweiten Peaks zu der des dritten Peaks im Infrarot-Ab
sorptionsspektrum ausgedrückt ist, das heißt als Ver
hältnis der Absorptions-Intensität bei 860 cm⁻¹ zu der
jenigen bei 2050 cm⁻¹. Die Absorptions-Intensität er
reicht ein Maximum bei 2050 cm⁻¹ in dem dritten Peak
zwischen 2000 und 2100 cm⁻¹.
Es ist zweckmäßig, daß das Verhältnis L′ (entsprechend
der Menge der Hydroxy-Reste) für einen Photoleiter zwi
schen 0,1 und 1,2 liegt. In ähnlicher Weise wurden die
Absorptions-Intensitäten vieler Proben gemessen. Dabei
wurde gefunden, daß das Verhältnis eines breiten Peaks
zwischen 720 und 900 cm⁻¹, der den Si-OH-Bindungen
entspricht, gegen das eines Peaks zwischen 2000 und
2100 cm⁻¹, der Schwingungen der Si-H und Si-H₂-Bindun
gen entspricht, für einen Photoleiter günstigerweise
einen Wert zwischen 0,1 und 1,2 haben sollte.
Seitens der Anmelderin wurde gefunden, daß die kenn
zeichnenden Eigenschaften eines xerographischen Photo
leiters sich durch Dotieren mit Sauerstoff-Gas allein
nicht verbessern lassen, wie im folgenden noch darge
legt wird. Die Charakteristika der Infrarot-Absorption
eines Sauerstoff enthaltenden lichtempfindlichen Films
unterscheiden sich von denjenigen eines Hydroxy-Reste
enthaltenden lichtempfindlichen Films. Dies ist dem
Unterschied zwischen den chemischen Bindungen der
Hydroxy-Reste in dem Film und denjenigen der Sauer
stoff-Atome sowie den unterschiedlichen Mengen der
Dotierungsmittel zuzuschreiben.
In den folgenden Beispielen wird eine photoleitfähige
Vorrichtung mit einer Oberflächenschutzschicht, wie sie
in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, hergestellt.
Eine Oberflächenschutzschicht sollte den folgenden Be
dingungen genügen, da sie auf die Oberfläche der photo
leitfähigen Schicht aufgebracht wird:
- (a) Die Oberflächenschutzschicht sollte die Licht empfindlichkeit der photoleitfähigen Schicht nicht schmälern. Mit anderen Worten: Sie sollte einen kleinen Absorptionskoeffizient des sichtbaren Lichtes besitzen, so daß das sichtbare Licht zu der photoleitfähigen Schicht durchgelassen wird, da die photoleitfähige Schicht aus einem Material mit hoher Lichtempfindlichkeit oder einem großen Absorptionskoeffizient des sichtbaren Lichtes besteht.
- (b) Die Oberflächenschutzschicht sollte die Ladungs aufnahme der photoleitfähigen Schicht nicht schmälern. Mit anderen Worten: Sie sollte einen hohen elektrischen Widerstand besitzen.
Wenn eine Oberflächenschutzschicht die beiden vorge
nannten Bedingungen (a) und (b) erfüllt und ebenfalls
die Anforderungen in bezug auf Beständigkeit gegenüber
Umwelteinflüssen und Langzeit-Stabilität erfüllt, kann
eine mit dem Oberflächenschutzfilm überzogene photo
leitfähige Vorrichtung hohe Lichtempfindlichkeit und
hohe Ladungsaufnahme sowie daneben eine hervorragende
Stabilität, Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen
und Langzeit-Stabilität aufweisen.
Zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Umwelt
einflüssen und Langzeit-Stabilität wird ein stabiler
Film aus beispielsweise Siliciumcarbid a-Si x C1-x ,
Siliciumnitrid a-Si N -x bzw. Siliciumoxid a-Si x O1-x
(0< x <1) als Oberflächenschutzfilm verwendet. Es
wurde gefunden, daß bei großem Zusammensetzungsverhält
nis x ein Film einen größeren optischen Bandabstand (eine
Lücke zwischen den Energiebändern der quantisierten
Zustände) besitzt, opak und unstabil wird, wohin
gegen bei kleinem x in Film einen kleineren optischen
Bandabstand aufweist, für sichtbares Licht transparent
wird und bessere Umwelt-Beständigkeit und Langzeit-
Stabilität aufweist.
Zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit ist es
zu bevorzugen, auf eine photoleitfähige
Schicht eine Oberflächenschutzschicht aufzubringen, die
aus einem Material mit kleinerem x besteht, für sicht
bares Licht transparent ist und einen optischen Band
abstand aufweist, die kleiner ist als diejenige der
ersteren.
Jedoch ist die Entsprechung der Energiebänder zwischen
der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschutz
schicht in solch einer photoleitfähigen Vorrichtung
nicht gut, so daß die Photoleitfähigkeits-Charakteri
stik schlechter wird. Fig. 10 (a) zeigt ein Schema der
Energie-Niveaus in einer derartigen Situation für eine
aus einem metallischen Substrat 71, einer photoleitfä
higen Schicht 72 und einer Oberflächenschutzschicht 73
bestehenden photoleitfähigen Vorrichtung. Die Energie-
Niveaus sind bis zu dem Fermi-Niveau E F in dem Substrat
71 besetzt, während die Energie-Lücken E gp und E gs (E gp < E gs)
in der lichtempfindlichen Schicht 72 bzw. in der
Oberflächenschutzschicht 73 existieren. Die Unterkante
des Leitungsbandes der Oberflächenschicht 73 liegt um
eine Differenz a höher als diejenige der photoleit
fähigen Schicht 72, während die Oberkante des Valenz
bandes der ersteren Schicht 73 um einen Betrag b
niedirger als diejenige der letzteren Schicht 72 liegt.
Wenn nun Phototräger (in Fig. 10 (a) als + und -
bezeichnet) durch das einfallende Licht in der photo
leitfähigen Schicht 72 nahe der Grenzfläche mit der
Oberflächenschutzschicht 73 erzeugt werden, können sie
sich nicht frei bewegen. Demgemäß vermögen sie nicht,
die freie Oberfläche 106 zu erreichen und bilden Raum
ladungen in der Nähe der Grenzfläche, so daß das Rest
potential ansteigt und die Auflösung des elektrostati
schen latenten Bildes nachläßt.
Wenn im Gegensatz dazu die photoleitfähige Schicht aus
einem Material hergestellt ist, das einen größeren optischen
Bandabstand besitzt, um dadurch die Entsprechung
der Energiebänder zu verbessern, wird die Lichtempfind
lichkeit verschlechtert. Wenn andererseits die Ober
flächenschutzschicht aus einem Material hergestellt
wird, das einen kleineren optischen Bandabstand besitzt,
werden die Ladungsaufnahme sowie die Beständigkeit
gegen Umwelteinflüsse und die Langzeit-Beständigkeit
verschlechtert.
Erfindungsgemäß läßt sich eine mit einer Oberflächen
schutzschicht überzogene photoleitfähige Vorrichtung
herstellen, die die oben genannten Anforderungen auch
dann erfüllt, wenn der optische Bandabstand in der photoleit
fähigen Schicht kleiner ist als ihr Gegenstück in der
Oberflächenschutzschicht. Dieses Problem kann dadurch
gelöst werden, daß die Träger-Typen in der photoleit
fähigen Schicht nahe der Grenzfläche gezielt gesteuert
werden oder daß die Fermi-Energie in angemessener Weise
variiert wird, so daß nahe der Grenzfläche in der
photoleitfähigen Schicht erzeugte Phototräger die freie
Oberfläche der Oberflächenschutzschicht erreichen
können.
Wenn, wie in Fig. 10 (b) und (c) dargestellt ist, die
Konzentration an Acceptoren (beispielsweise Elementen
der Gruppe IIIa nahe der Grenzfläche linear oder
nicht-linear erhöht wird, werden das Leitungsband und
das Valenzband höher. Wenn andererseits, wie in Fig. 10 (d)
und (e) dargestellt ist, die Konzentration an
Donatoren (beispielsweise Elementen der Gruppe Va) nahe
der Grenzfläche linear oder nicht-linear erhöht wird,
werden das Leitungsband und das Valenzband niedriger.
Auf diese Weise ermöglicht die Steuerung der Konzen
tration des Dotierungsmittels in der Nähe der Grenz
fläche eine Anpassung der Energiebänder aneinander.
Dadurch wird ermöglicht, daß die nahe der Grenzfläche
erzeugten Phototräger aufgrund des existierenden An
stiegs des Leitungs- und des Valenzbandes die freie
Oberfläche glatt erreichen, selbst wenn die Ober
flächenschutzschicht aus einem Material mit einem
größeren optischen Bandabstand hergestellt ist. Beim
praktischen Gebrauch, beispielsweise für einen xero
graphischen Photoleiter, verschiebt die angelegte
elektrische Spannung die Energie-Niveaus und hilft der
Anpassung der Energiebänder aneinander. Auf diese Weise
entsteht kein Restpotential, die Auflösung eines elek
trostatischen latenten Bildes wird hoch, und es treten
keine verschwommenen Bilder in einer Kopie auf. Weiter
hin ist das photoleitfähige Material überlegen hin
sichtlich seiner Fähigkeit, Ladungen zurückzuhalten,
sowie seiner Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen
und seiner Langzeit-Stabilität.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer
Oberflächenschutzschicht wird wie folgt hergestellt:
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird wie folgt abge
schieden: Silan, Wasserstoff und Diboran, enthalten in
den Gasflaschen 20, 21 und 22, läßt man, wie im Vorste
henden erwähnt, konstant in die Reaktionskammer 1 ein
strömen, so daß das Konzentrations-Verhältnis Diboran
zu Silan 10⁻⁴ beträgt. Das Anlegen der Hochfrequenz-
Spannung erzeugt die Glimmentladung und ein a-Si-Film
wird auf dem leitfähigen Substrat 104 abgeschieden.
Nachdem die Abscheidung während einer Dauer von 7,5 h
stattgefunden hatte, wurde die Diboran-Konzentration
allmählich erhöht, um die Konzentration an positiven
Trägern zu steigern. Das heißt, der Steuergriff des
Durchflußreglers 42 wird fortlaufend gedreht. Danach
wird sofort die Hochfrequenz-Energiequelle 6 abgeschal
tet. Unmittelbar vor dem Abschalten beträgt des Konzen
trations-Verhältnis Diboran zu Silan 5×10⁻³. Auf
diese Weise wird eine photoleitfähige Schicht 102 auf
dem leitfähigen Substrat 104 gebildet, in der die Bor-
Konzentration um die Oberfläche herum einen Maximalwert
erreicht.
Was das SN-Verhältnis und die Lichtempfindlichkeit der
photoleitfähigen a-Si-Schicht 102 betrifft, so kann der
Fachmann leicht die Werte in der passenden Weise einre
gulieren, beispielsweise dadurch, daß er eine kleine
Menge Sauerstoff, Methan oder Ammoniak zugibt.
Als nächstes wird mittels des Glimmentladungs-Verfah
rens die Oberflächenschutzschicht 103 gebildet. Die
Zusammensetzung der in die Reaktionskammer 1 eingelei
teten Gase ist folgende: Eine vorgewählte Menge Sauer
stoff aus der Gasflasche 29 wird unter Kontrolle durch
den Durchflußregler 49 nach dem Öffnen der Ventile 39
und 13 eingeleitet. Zur Anpassung der Diboran-Zufluß
rate werden Diboran-Gas aus der Gasflasche 23 unter
Kontrolle durch den Durchflußregler 43 nach dem Öffnen
des Ventils 33 sowie Silan-Gas aus der Gasflasche 20
unter Kontrolle durch den Durchflußregler 40 nach dem
Öffnen des Ventils 30 eingeleitet.
Wenn das Volumenverhältnis von Sauerstoff zu Silan auf
einen Wert zwischen 0,5 und 2,0 eingestellt wird, wird
der Oberflächenschutzfilm 103 stärker isolierend, wäh
rend er bei Einstellung des Verhältnisses auf einen
Wert zwischen 0,01 und 0,5 stärker photoleitfähig wird.
Tabelle 1 zeigt die Elektrophotographie-Charakteristik
eines gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sowie diejenige
eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gem.
dem Stand der Technik, in der die Borkonzentration in der
Photoleitungsschicht 102 konstant ist.
Es wurde gefunden, daß das elektrophotographische Aufzeichnungs
material
gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr niedriges
Restpotential besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß
es hervorragende Charakteristiken für den elektro
photographischen Prozeß, etwa Beständigkeit gegen Um
welteinflüsse, Langzeit-Stabilität und kein Verschwim
men der Bilder in einer Kopie, besitzt.
Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wird in
dem Elektrophotographieverfahren in einer Vorrichtung
eingesetzt, wie
sie in Fig. 11 dargestellt ist. Ein elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial wird
auf eine Trommel 308 aufgetragen. In
dem Elektrophotographie-Verfahren legt ein erstes Lade
gerät (6,0 kV) 301 eine Spannung an die sich im Uhr
zeigersinn drehende Trommel 308 an. Ein auf einem Manu
skript befindliches Bild wird durch eine Linse 302 auf
der Trommel 308 belichtet. Das belichtete Bild wird
mittels eines Entwicklers 303 entwickelt und dann auf
ein Übertragungspapier 304 übertragen. Nach der Über
tragung wird die Trommel 308 mittels eines Reinigers
306 gereinigt und mittels einer Entladungsvorrichtung
307 entladen.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Grundier
schicht 105 zwischen dem Schichtträger 104 und der photo
leitfähigen Schicht 102 eingelagert sein. Eine Grun
dierschicht, auf die eine photoleitfähige Schicht
aufgetragen werden soll, kann aus a-Si, das wenigstens
Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthält, be
stehen und mittels eines ähnlichen Verfahrens gebildet
werden, wie es zur Bildung der Oberflächenschicht ange
wandt wird.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, wie
es in diesem
Beispiel und den folgenden Beispielen 2 und 3 herge
stellt wird, ist besonders gut einsetzbar, wenn die in
der lichtempfindlichen Schicht aufgrund der Belichtung
erzeugten Phototräger frei beweglich sein sollen. Um
ein mit positiven Dotierungsmitteln versehenes photo
leitfähiges Material lichtempfindlich zu machen, sollte
die freie Oberfläche positiv geladen sein. Andernfalls
können die Lichtempfindlichkeits-Eigenschaften eines
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nicht
in vollem Umfang in
Erscheinung treten. In dem oben erwähnten elektrophoto
graphischen Aufzeichnungsmaterial
passieren unter dem Einfluß des ange
legten äußeren Feldes durch Licht erzeugte Elektronen
leicht die Photoleitschicht aufgrund des oben beschrie
benen Anstiegs in dem Energie-Diagramm (Fig. 10) nahe
der Grenzfläche mit der Oberflächenschutzschicht und
vernichten die Ladungen an der freien Oberfläche.
Wenn andererseits die freie Oberfläche negativ geladen
ist, vermögen photoerzeugte Löcher die Oberflächenla
dungen infolge der Energiebarriere an der Grenzfläche
nicht zu vernichten und werden zu Raumladungen. Dies
wirkt sich sehr ungünstig auf das elektrophotographi
sche Verfahren aus.
Fig. 12 (a) bis (f) zeigen bevorzugte Beispiele für die
Bor-Konzentration (ausgezogene Linie j) und die Sauer
stoff-Konzentration (gestrichelte Linie k) aufgetragen
über dem Abstand in Richtung der Dicke eines elektrophotogr.
Aufzeichnungsmaterials, in der X und Y die Oberfläche des
leitfähigen Substrats 104 bzw. die freie Oberfläche 106
bezeichnen.
Wie in Fig. 12 (a) bis (f) dargestellt ist, kann der
Anstieg der Bor-Konzentration (j) in der Nähe der
Grenzfläche zwischen der photoleitfähigen Schicht 102
und der Oberflächenschutzschicht 103 linear oder kur
venförmig mit konstanter Krümmung sein. Die Sauerstoff-
Konzentration (k) kann in der Nähe der Grenzfläche
ebenfalls einen Anstieg aufweisen. An der Grenzfläche
zwischen der photoleitfähigen Schicht 102 und der
Grundierschicht 105 können beide Konzentrationen eben
falls einen Anstieg zeigen.
In dem in Fig. 12 (a) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
ist die Bor-Konzentration in der licht
empfindlichen Schicht 102 nahezu konstant, ausgenommen
die Nachbarschaft der Oberflächenschutzschicht 103, wo
die Bor-Konzentration linear zunimmt, während die Sau
erstoff-Konzentration in der Oberflächenschutzschicht
konstant ist. Diese Struktur entspricht derjenigen des
oben beschriebenen Beispiels 1.
Das in Fig. 12 (b) dargestellte elektrophotographische
Aufzeichnungsmaterial ist das
gleiche wie die in Fig. 12 (a) gezeigte,
jedoch mit der Abweichung, daß eine sowohl Sauer
stoff als auch Bor enthaltende Grundierschicht 105 auf
dem Substrat 104 aufgelagert ist. In der Grundier
schicht 105 ist die Sauerstoff-Konzentration viel höher
als die Bor-Konzentration.
In dem in Fig. 12 (c) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
ist die Sauerstoff-Konzentration sowohl in
der Grundierschicht 105 als auch in der Oberflächen
schutzschicht 103 beträchtlich höher als in der photo
leitfähigen Schicht 102. Die Bor-Konzentration ist
sowohl in der Grundierschicht 105 als auch in der Ober
flächenschutzschicht 103 höher, dagegen in der photo
leitfähigen Schicht 102 niedriger als die Sauerstoff-
Konzentration, ausgenommen in der Nähe der Oberflächen
schutzschicht 103, wo die Bor-Konzentration linear an
steigt.
In dem in Fig. 12 (d) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
nimmt die Sauerstoff-Konzentration in der
Schicht 105 und in der Oberflächenschutzschicht 103
kontinuierlich auf Null ab, wobei die Anstiege nahe den
Grenzflächen mit der lichtempfindlichen Schicht 102
liegen. Die Bor-Konzentration in der Schicht 105 und in
der Oberflächenschutzschicht 103 ist höher als die Bor-
Konzentration in der lichtempfindlichen Schicht 102.
Die Bor-Konzentration nimmt nahe der Grenzfläche zwi
schen der photoleitfähigen Schicht 102 und der Grun
dierschicht 105 kontinuierlich auf einen konstanten
Wert ab und nimmt wieder mit konstantem Anstieg nahe
der Grenzfläche mit der Oberflächenschutzschicht 103
zu.
In dem in Fig. 12 (e) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
nimmt die Sauerstoff-Konzentration in der
Oberflächenschutzschicht 103 kontinuierlich auf Null
ab, wobei der Anstieg nahe der Grenzfläche mit der
lichtempfindlichen Schicht 102 auftritt. Die Sauer
stoff-Konzentration in der Grundierschicht 105 ist
beträchtlich höher als die Bor-Konzentration. Die Bor-
Konzentration in der lichtempfindlichen Schicht 102
steigt kurvenförmig nahe der Grenzfläche mit der Ober
flächenschutzschicht 103 an und wird in der Oberflä
chenschutzschicht 103 größer als die Sauerstoff-Kon
zentration.
Das in Fig. 12 (f) dargestellte elektrophotographische
Aufzeichnungsmaterial
hat den gleichen Aufbau wie die in Fig. 12 (e)
gezeigte, jedoch mit der Abweichung, daß die Oberflä
chenschutzschicht 103 kein Bor enthält.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ähnlich
demjenigen des Beispiels 1 wird wie folgt hergestellt:
Es enthält
Stickstoff statt Sauerstoff in der Oberflächenschutz
schicht 103.
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird auf einem leit
fähigen Schichtträger 104 mittels des in Beispiel 1 erläu
terten Verfahrens abgeschieden. Was das SN-Verhältnis
und die Lichtempfindlichkeit der photoleitfähigen a-Si-
Schicht 102 betrifft, so kann der Fachmann leicht die
Werte in der passenden Weise einregulieren, beispiels
weise dadurch, daß er eine kleine Menge Sauerstoff,
Methan oder Ammoniak zugibt.
Als nächstes wird mittels des Glimmentladungs-Verfah
rens die Oberflächenschutzschicht 103 gebildet. Die
Zusammensetzung der in die Reaktionskammer 1 eingelei
teten Gase ist folgende: Eine vorgewählte Menge Ammo
niak aus der Gasflasche 25 wird unter Kontrolle durch
den Durchflußregler 45 nach dem Öffnen des Ventils 35
eingeleitet. Zur Anpassung der Diboran-Zuflußrate wer
den Diboran-Gas aus der Gasflasche 23 unter Kontrolle
durch den Durchflußregler 43 nach dem Öffnen des Ven
tils 33 sowie Silan-Gas aus der Gasflasche 20 unter
Kontrolle durch den Durchflußregler 40 nach dem Öffnen
des Ventils 30 eingeleitet.
Wenn das Volumenverhältnis von Ammoniak zu Silan auf
einen Wert zwischen 0,5 und 2,0 eingestellt wird, wird
der Oberflächenschutzfilm 103 stärker isolierend, wäh
rend er bei Einstellung des Verhältnisses auf einen
Wert zwischen 0,01 und 0,5 stärker photoleitfähig wird.
Tabelle 2 zeigt die Elektrophotographie-Charakteristik
eines gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sowie
dasjenige eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
gem. dem Stand der Technik, in dem die Bor-Konzentration in
der Photoleitungsschicht 102 konstant ist.
Es wurde gefunden, daß das elektrophotographische Auf
zeichnungsmaterial
gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr niedriges
Restpotential besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß
es hervorragende Charakteristiken für den elektro
photographischen Prozeß, etwa Beständigkeit gegen Um
welteinflüsse, Langzeit-Stabilität und kein Verschwim
men der Bilder in einer Kopie, besitzt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Grundier
schicht 105 zwischen dem Schichtträger 104 und der photo
leitfähigen Schicht 102 eingelagert sein. Eine Grun
dierschicht, auf die eine photoleitfähige Schicht
aufgetragen werden soll, kann aus a-Si, das wenigstens
Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthält, be
stehen und mittels eines ähnlichen Verfahrens gebildet
werden, wie es zur Bildung der Oberflächenschicht ange
wandt wird.
Fig. 12 (a) bis (f) zeigen auch bevorzugte Beispiele
für die Bor-Konzentration (ausgezogene Linie j) und der
Stickstoff-Konzentration (gestrichelte Linie k) aufge
tragen über dem Abstand in Richtung der Dicke eines
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
ähnlich demjenigen des Beispiels 1 wird wie folgt herge
stellt. Es enthält
Kohlenstoff statt Sauerstoff in der Oberflächenschutz
schicht 103.
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird auf einem leit
fähigen Schichtträger 104 mittels des in Beispiel 1 erläu
terten Verfahrens abgeschieden. Was das SN-Verhältnis
und die Lichtempfindlichkeit der photoleitfähigen a-Si-
Schicht 102 betrifft, so kann der Fachmann leicht die
Werte in der passenden Weise einregulieren, beispiels
weise dadurch, daß er eine kleine Menge Sauerstoff,
Methan oder Ammoniak zugibt.
Als nächstes wird mittels des Glimmentladungs-Verfah
rens die Oberflächenschutzschicht 103 gebildet. Die
Zusammensetzung der in die Reaktionskammer 1 eingelei
teten Gase ist folgende: Eine vorgewählte Menge Methan
aus der Gasflasche 26 wird unter Kontrolle durch den
Durchflußregler 46 nach dem Öffnen des Ventils 36 ein
geleitet. Zur Anpassung der Diboran-Zuflußrate werden
Diboran-Gas aus der Gasflasche 23 unter Kontrolle durch
den Durchflußregler 43 nach dem Öffnen des Ventils 33
sowie Silan-Gas aus der Gasflasche 20 unter Kontrolle
durch den Durchflußregler 40 nach dem Öffnen des Ven
tils 30 eingeleitet.
Wenn das Volumenverhältnis von Methan zu Silan auf
einen Wert zwischen 0,5 und 2,0 eingestellt wird, wird
der Oberflächenschutzfilm 103 stärker isolierend, wäh
rend er bei Einstellung des Verhältnisses auf einen
Wert zwischen 0,01 und 0,5 stärker photoleitfähig wird.
Tabelle 3 zeigt die Elektrophotographie-Charakteristika
eines gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sowie das
jenige eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß dem Stand der Technik, in dem die Borkonzentration in
der Photoleitungsschicht 102 konstant ist.
Es wurde gefunden, daß das elektrophotographische Aufzeich
nungsmaterial
gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr niedriges
Restpotential besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß
es hervorragende Charakteristiken für den elektro
photographischen Prozeß, etwa Beständigkeit gegen Um
welteinflüsse, Langzeit-Stabilität und kein Verschwin
men der Bilder in einer Kopie, besitzt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Grundier
schicht 105 zwischen dem Schichtträger 104 und der photo
leitfähigen Schicht 102 eingelagert sein. Eine Grun
dierschicht, auf die eine photoleitfähige Schicht auf
getragen werden soll, kann aus a-Si, das wenigstens
Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthält, be
stehen und mittels eines ähnlichen Verfahrens gebildet
werden, wie es zur Bildung der Oberflächenschicht ange
wandt wird.
Fig. 12 (a) bis (f) zeigen auch bevorzugte Beispiele
für die Bor-Konzentration (ausgezogene Linie j) und der
Kohlenstoff-Konzentration (gestrichelte Linie k) aufge
tragen über dem Abstand in Richtung der Dicke eines
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ähnlich
demjenigen des
Beispiels 1 wird wie folgt hergestellt. Es enthält
Stickstoff statt Sauerstoff in der Oberflächenschutz
schicht.
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird auf einem leit
fähigen Schichtträger 104 mittels des in Beispiel 1 erläu
terten Verfahrens abgeschieden. Was das SN-Verhältnis
und die Lichtempfindlichkeit der photoleitfähigen a-Si-
Schicht 102 betrifft, so kann der Fachmann leicht die
Werte in der passenden Weise einregulieren, beispiels
weise dadurch, daß er eine kleine Menge Sauerstoff,
Methan oder Ammoniak zugibt.
Nachdem die Abscheidung während einer Dauer von 7,5 h
stattgefunden hatte, wurde die Menge des in die Reak
tionskammer 1 eingeleiteten Diborans allmählich vermin
dert, um den Typ des Trägers zum n-Typ hin zu ändern.
Andererseits wird Phosphor unter Kontrolle durch den
Durchflußregler 44 nach dem Öffnen des Ventils 34 ein
geleitet. Das heißt, die Steuergriffe der Durchfluß
regler 42 und 44 werden etwa 30 min fortlaufend in den
Richtungen gedreht, daß die Durchflußmengen gesenkt
bzw. gesteigert werden. Danach wird sofort die Hoch
frequenz-Energiequelle 6 abgeschaltet. Unmittelbar vor
dem Abschalten beträgt das Konzentrations-Verhältnis
Phosphin zu Silan 5×10⁻³.
Auf diese Weise wird eine photoleitfähige Schicht 102
auf dem leitfähigen Schichtträger 104 gebildet, in der die
Phosphor-Konzentration um die Oberfläche herum einen
Maximalwert erreicht.
Als nächstes wird mittels des Glimmentladungs-Verfah
rens die Oberflächenschutzschicht 103 gebildet. Die
Zusammensetzung der in die Reaktionskammer 1 eingelei
teten Gase ist folgende: Eine vorgewählte Menge Ammo
niak aus der Gasflasche 25 wird unter Kontrolle durch
den Durchflußregler 45 nach dem Öffnen des Ventils 35
eingeleitet. Zur Anpassung der Phosphin-Zuflußrate werden
Phosphin-Gas aus der Gasflasche 24 unter Kontrolle
durch den Durchflußregler 44 nach dem Öffnen des Ven
tils 34 sowie Silan-Gas aus der Gasflasche 20 unter
Kontrolle durch den Durchflußregler 40 nach dem Öffnen
des Ventils 30 eingeleitet.
Wenn das Volumenverhältnis von Ammoniak zu Silan auf
einen Wert zwischen 0,5 und 2,0 eingestellt wird, wird
der Oberflächenschutzfilm 103 stärker isolierend, wäh
rend er bei Einstellung des Verhältnisses auf einen
Wert zwischen 0,01 und 0,5 stärker photoleitfähig wird.
Tabelle 4 zeigt die Elektrophotographie-Charakteristik
eines gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sowie die
jenige eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß dem Stand der Technik, in dem die Phosphorkonzentra
tion in der Photoleitungsschicht 102 konstant ist.
Es wurde gefunden, daß das elektrophotographische Auf
zeichungsmaterial
gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr niedriges
Restpotential besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß
es hervorragende Charakteristiken für den elektro
photographischen Prozeß, etwa Beständigkeit gegen Um
welteinflüsse, Langzeit-Stabilität und kein Verschwim
men der Bilder in einer Kopie, besitzt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Grundier
schicht 105 zwischen dem Schichtträger 104 und der photo
leitfähigen Schicht 102 eingelagert sein. Eine Grun
dierschicht, auf die eine photoleitfähige Schicht
aufgetragen werden soll, kann aus a-Si, das wenigstens
Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthält, be
stehen und mittels eines ähnlichen Verfahrens gebildet
werden, wie es zur Bildung der Oberflächenschicht ange
wandt wird.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, wie
es in diesem
Beispiel und den folgenden Beispielen 5 und 6 herge
stellt wird, ist besonders gut einsetzbar, wenn die in
der lichtempfindlichen Schicht aufgrund der Belichtung
erzeugten Phototräger frei beweglich sein sollen. Um
ein mit negativen Dotierungsmitteln vorsehenes photo
leitfähiges Material lichtempfindlich zu machen, sollte
die freie Oberfläche negativ geladen sein. Andernfalls
können die Lichtempfindlichkeits-Eigenschaften eines
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nicht in vollem
Umfang in Erscheinung treten. In dem oben erwähnten elektro
photographischen Aufzeichnungsmaterial passieren unter dem
Einfluß des angelegten äußeren Feldes durch Licht erzeugte Löcher
leicht die Photoleitschicht aufgrund des oben beschrie
benen Anstiegs in dem Energie-Diagramm nahe der Grenz
fläche mit der Oberflächenschutzschicht und vernichten
die Ladungen an der freien Oberfläche.
Wenn andererseits die freie Oberfläche negativ geladen
ist, vermögen photoerzeugte Elektronen die Oberflächen
ladungen infolge der Energiebarriere an den Grenzfläche
nicht zu vernichten und werden zu Raumladungen. Dies
wirkt sich sehr ungünstig auf das elektrophotographi
sche Verfahren aus.
Fig. 13 (a) bis (f) zeigen bevorzugte Beispiele für die
Phosphor-Konzentration (ausgezogene Linie l) und die
Stickstoff-Konzentration (gestrichelte Linie m) aufge
tragen über dem Abstand in Richtung der Dicke eines
elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial, worin X und Y
die Oberfläche des leitfähigen Schichtträgers 104 bzw. die freie
Oberfläche 106 eines elektrophotographischen Aufzeichnungs
materials bezeichnen.
Wie in Fig. 13 (a) bis (f) dargestellt ist, kann der
Anstieg der Phosphor-Konzentration (l) in der Nähe des
Grenzfläche zwischen der photoleitfähigen Schicht 102
und der Oberflächenschutzschicht 103 linear oder kur
venförmige mit konstanter Krümmung sein. Die Stickstoff-
Konzentration (m) kann in der Nähe der Grenzfläche
ebenfalls einen Anstieg aufweisen. An der Grenzfläche
zwischen der photoleitfähigen Schicht 102 und der
Grundierschicht 105 können beide Konzentrationen eben
falls einen Anstieg zeigen.
In dem in Fig. 13 (a) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
ist die Phosphor-Konzentration in der
lichtempfindlichen Schicht 102 nahezu konstant, ausge
nommen die Nachbarschaft der Oberflächenschutzschicht
103, wo die Phosphor-Konzentration linear zunimmt, wäh
rend die Stickstoff-Konzentration in der Oberflächen
schutzschicht konstant ist.
Das in Fig. 13 (b) dargestellte elektrophotographische
Aufzeichnungsmaterial ist das
gleiche wie die in Fig. 13 (a) gezeig
te, jedoch mit der Abweichung, daß eine sowohl Stick
stoff als auch Phosphor enthaltende Grundierschicht 105
auf dem Schichtträger 104 aufgelagert ist und daß Phosphor
nur in der Nähe der Grenzfläche mit der Oberflächen
schutzschicht 103 zugesetzt ist. Diese Struktur ent
spricht derjenigen des oben beschriebenen Beispiels 1
mit der Ausnahme des Zusatzes von Stickstoff in der
Grundierschicht 105.
In dem in Fig. 13 (c) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
ist die Stickstoff-Konzentration sowohl in
der Grundierschicht 105 als auch in der Oberflächen
schutzschicht 103 beträchtlich höher als in der photo
leitfähigen Schicht 102. Die Phosphor-Konzentration ist
sowohl in der Grundierschicht 105 als auch in der Ober
flächenschutzschicht 103 höher, dagegen in der photo
leitfäigen Schicht 102 niedriger als die Stickstoff-
Konzentration, ausgenommen in der Nähe der Oberflächen
schutzschicht 103, wo die Phosphor-Konzentration linear
ansteigt.
In dem in Fig. 13 (d) dargestellten elektrophotograpischen
Aufzeichnungsmaterial
nimmt die Stickstoff-Konzentration in der
Grundierschicht 105 und in der Oberflächenschutzschicht
103 kontinuierlich auf Null ab, wobei die Anstiege nahe
den Grenzflächen mit der lichtempfindlichen Schicht 102
liegen. Die Phosphor-Konzentration in der Grundier
schicht 105 und in der Oberflächenschutzschicht 103 ist
höher als die Phosphor-Konzentration in der licht
empfindlichen Schicht 102. Die Phosphor-Konzentration
nimmt nahe der Grenzfläche zwischen der photoleitfähigen
Schicht 102 und der Grundierschicht 105 kontinuier
lich auf einen konstanten Wert ab und nimmt wieder mit
konstantem Anstieg nahe der Grenzfläche mit der Ober
flächenschutzschicht 103 zu.
In dem in Fig. 13 (e) dargestellten elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial
nimmt die Stickstoff-Konzentration in der
Oberflächenschutzschicht 103 kontinuierlich auf Null
ab, wobei der Anstieg nahe der Grenzfläche mit der
lichtempfindlichen Schicht 102 auftritt. Die Stick
stoff-Konzentration in der Grundierschicht 105 ist
beträchtlich höher als die Phosphor-Konzentration. Die
Phosphor-Konzentration in der lichtempfindlichen
Schicht 102 steigt kurvenförmig nahe der Grenzfläche
mit der Oberflächenschutzschicht 103 an und wird in der
Oberflächenschutzschicht 103 größer als die Stickstoff-
Konzentration.
Das in Fig. 13 (f) dargestellte elektrophotographische
Aufzeichnungsmaterial
hat den gleichen Aufbau wie die in Fig. 13 (b)
gezeigte. Jedoch zeigen nahe der Grenzfläche mit der
Oberflächenschutzschicht 103 die Phosphor-Konzentration
einen kurvenförmigen Anstieg und die Stickstoff-Konzen
tration einen linearen Anstieg.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
ähnlich demjenigen des
Beispiels 5 wird wie folgt hergestellt. Es enthält
Kohlenstoff statt Stickstoff in der Oberflächenschutz
schicht 103.
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird auf einem leit
fähigen Schichtträger 104 mittels des in Beispiel 1 erläu
terten Verfahrens abgeschieden. Was das SN-Verhältnis
und die Lichtempfindlichkeit der photoleitfähigen a-Si-
Schicht 102 betrifft, so kann der Fachmann leicht die
Werte in der passenden Weise einregulieren, beispiels
weise dadurch, daß er eine kleine Menge Sauerstoff,
Methan oder Ammoniak zugibt.
Als nächstes wird mittels des Glimmentladungs-Verfah
rens die Oberflächenschutzschicht 103 gebildet. Die
Zusammensetzung der in die Reaktionskammer eingelei
teten Gase ist folgende: Eine vorgewählte Menge Methan
aus der Gasflasche 26 wird unter Kontrolle durch den
Durchflußregler 46 nach dem Öffnen des Ventils 36 ein
geleitet. Zur Anpassung der Phosphin-Zuflußrate werden
Phosphin-Gas aus der Gasflasche 24 unter Kontrolle
durch den Durchflußregler 44 nach dem Öffnen des Ven
tils 34 sowie Silan-Gas aus der Gasflasche 20 unter
Kontrolle durch den Durchflußregler 40 nach dem Öffnen
des Ventils 30 eingeleitet.
Wenn das Volumenverhältnis von Methan zu Silan auf
einen Wert zwischen 0,5 und 2,0 eingestellt wird, wird
der Oberflächenschutzfilm 103 stärker isolierend, wäh
rend er bei Einstellung des Verhältnisses auf einen
Wert zwischen 0,01 und 0,5 stärker photoleitfähig wird.
Tabelle 5 zeigt die Elektrophotographie-Charakteristik
eines gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sowie die
jenige eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß dem Stand der Technik, in dem die Borkonzentration
in der Photoleitungsschicht 102 konstant ist.
Es wurde gefunden, daß das elektrophotographische Auf
zeichnungsmaterial
gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr niedriges
Restpotential besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß
sie hervorragende Charakteristiken für den elektro
photographischen Prozeß, etwa Beständigkeit gegen Um
welteinflüsse, Langzeit-Stabilität und kein Verschwim
men der Bilder in einer Kopie, besitzt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Grundier
schicht 105 zwischen dem Schichtträger 104 und der photo
leitfähigen Schicht 102 eingelagert sein. Eine Grun
dierschicht, auf die eine photoleitfähige Schicht auf
getragen werden soll, kann aus a-Si, das wenigstens
Sauerstoff enthält, bestehen und mittelts eines ähnli
chen Verfahrens gebildet werden, wie es zur Bildung der
Oberflächenschicht angewandt wird.
Fig. 13 (a) bis (f) zeigen auch bevorzugte Beispiele
für die Phosphor-Konzentration (ausgezogene Linie l)
und der Kohlenstoff-Konzentration (gestrichelte Linie
m) aufgetragen über dem Abstand in Richtung der Dicke
einer photoleitfähigen Vorrichtung.
Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
ähnlich demjenigen des
Beispiels 4 wird wie folgt hergestellt. Es enthält
Sauerstoff statt Stickstoff in der Oberflächenschutz
schicht 103.
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird auf einem leit
fähigen Schichtträger 104 mittels des in Beispiel 1 erläu
terten Verfahrens abgeschieden. Was das SN-Verhältnis
und die Lichtempfindlichkeit der photoleitfähigen a-Si-
Schicht 102 betrifft, so kann der Fachmann leicht die
Werte in der passenden Weise einregulieren, beispiels
weise dadurch, daß er eine kleine Menge Sauerstoff,
Methan oder Ammoniak zugibt.
Als nächstes wird mittels des Glimmentladungs-Verfah
rens die Oberflächenschutzschicht 103 gebildet. Die
Zusammensetzung der in die Reaktionskammer 1 eingelei
teten Gase ist folgende: Eine vorgewählte Menge Sauer
stoff aus der Gasflasche 29 wird unter Kontrolle durch
den Durchflußregler 49 nach dem Öffnen der Ventile 39
und 13 eingeleitet. Zur Anpassung der Phosphin-Zufluß
rate werden Phosphin-Gas aus der Gasflasche 24 unter
Kontrolle durch den Durchflußregler 44 nach dem Öffnen
des Ventils 34 sowie Silan-Gas aus der Gasflasche 20
unter Kontrolle durch den Durchflußregler 40 nach dem
Öffnen des Ventils 30 eingeleitet.
Wenn das Volumenverhältnis von Sauerstoff zu Silan auf
einen Wert zwischen 0,5 und 2,0 eingestellt wird, wird
der Oberflächenschutzfilm 103 stärker isolierend, wäh
rend er bei Einstellung des Verhältnisses auf einen
Wert zwischen 0,01 und 0,5 stärker photoleitfähig wird.
Tabelle 6 zeigt die Elektrophotographie-Charakteristik
eines gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellten
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sowie die
jenige eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß dem Stand der Technik, in dem die Phosphor-Konzen
tration in der Photoleitungsschicht 102 konstant ist.
Es wurde gefunden, daß das elektrophotographische Auf
zeichnungsmaterial
gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr niedriges
Restpotential besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß
es hervorragende Charakteristiken für den elektro
photographischen Prozeß, etwa Beständigkeit gegen Um
welteinflüsse, Langzeit-Stabilität und kein Verschwim
men der Bilder in einer Kopie, besitzt.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Grundier
schicht 105 zwischen dem Schichtträger 104 und der photo
leitfähigen Schicht 102 eingelagert sein. Eine Grun
dierschicht, auf die eine photoleitfähige Schicht auf
getragen werden soll, kann aus a-Si, das wenigstens
Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthält, be
stehen und mittels eines ähnlichen Verfahrens gebildet
werden, wie es zur Bildung der Oberflächenschicht ange
wandt wird.
Fig. 13 (a) bis (f) zeigen auch bevorzugte Beispiele
für die Phosphor-Konzentration (ausgezogene Linie l)
und der Sauerstoff-Konzentration (gestrichelte Linie m)
aufgetragen über dem Abstand in Richtung der Dicke
eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials.
Ein anderer Typ eines elektrophotographischen Aufzeich
nungsmaterials
mit einer aus 3 Schichten aufgebauten Struktur, wie sie
in Fig. 2 dargestellt ist, wird wie folgt hergestellt,
wobei die Konzentration des Dotierungsmittels wie Bor
in der photoleitfähigen Schicht konstant gehalten wird,
während die Oberflächenschutzschicht Sauerstoff und Bor
enthält.
Eine photoleitfähige Schicht 102 wird auf einem leit
fähigen Schichtträger 104 mittels eines ähnlichen Verfah
rens, wie es in Beispiel 1 erläutert wurde, während
etwa 8 h abgeschieden. Die Bor-Konzentration wird in
der photoleitfähigen Schicht 102 konstant gehalten.
Danach wird auf der photoleitfähigen Schicht 102 eine
Oberflächenschutzschicht 103 abgeschieden. Acht Proben
werden durch Variieren der Sauerstoff-Menge in der
Oberflächenschutzschicht hergestellt.
Tabelle 7 zeigt drei Parameter für die 8 Proben: das
prozentuale Stoffmengen-Verhältnis (B/Si) der Konzen
tration der Bor-Atome zu der Konzentration der Sili
cium-Atome (Atom-%), das Volumen-Verhältnis (O₂/SiH₄)
von Sauerstoff-Gas zu Silan-Gas und das Volumen-Ver
hältnis (B₂H₆/SiH₄) von Diboran-Gas zu Silan-Gas, die
in die Reaktionskammer 1 eingeleitet wurden.
Die Elektrographie-Charakteristiken, die Beständigkeit
gegenüber Umwelteinflüssen und die Langzeit-Stabilität
der acht Proben werden mit einer Elektrophotographie-
Vorrichtung, wie er in Fig. 11 dargestellt ist, gemessen.
Die Umweltbeständigkeit wird dadurch geprüft, daß die
elektrographischen Charakteristiken wiederholt unter
hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit getestet wur
den. Dementsprechend bezeichnet die in Tabelle 8 ange
gebene Umweltbeständigkeit auch die Stabilität. Die
Langzeit-Stabilität wird dadurch getestet, daß die
elektrophotographischen Charakteristiken 11 Tage nach
der Herstellung der Probe mit denjenigen zu Anfang ver
glichen wurden.
Aus Tabelle 8 ist zu ersehen, daß unter den acht Proben
das Bezugsbeispiel und die Beispiele 1 und 2 überlegen
sind. Hieraus
ist zu entnehmen, daß eine viel Sauerstoff enthal
tende Oberflächenschutzschicht hervorragende Umweltbe
ständigkeit und Langzeit-Stabilität besitzt. Wenn ande
rerseits die Oberflächenschutzschicht wenig Sauerstoff
enthält, werden das Oberflächenpotential, das Rest
potential und die Langzeit-Stabilität schlechter.
Weiterhin senkt der Zusatz von Bor das Restpotential.
Die prozentualen Stoffmengen-Verhältnisse B/Si des Be
zugsbeispiels und der Beispiele 1 und 2 betragen
0,001, 0,01 bzw. 0,1.
Dementsprechend ist ein prozentuales Stoffmenge-Ver
hältnis B/Si im Bereich zwischen 10⁻¹ und 10⁻³ zu be
vorzugen.
Die zweckmäßigen Werte für die Sauerstoff-Menge und das
Stoffmengen-Verhältnis B/Si können von dem Fachmann
leicht ausgewählt werden.
Für das Verhältnis B₂H₆/SiH₄ gilt, daß das Restpoten
tial in ungünstiger Weise ansteigt, wenn dieses Ver
hältnis klein ist, während mit der Zunahme dieses Ver
hältnisses das Restpotential in zu bevorzugender Weise
abnimmt.
In den oben aufgeführten Beispielen sind die Oberflä
chenschutzschichten mit Bor dotiert. Es wurde jedoch
gefunden, daß Bor auch durch andere Elemente der Gruppe
IIIa ersetzt werden kann.
Weiterhin wurde gefunden, daß die Charakteristiken sich
in bemerkenswerter Weise verbessern lassen, wenn die
Dicke der Oberflächenschutzschicht zwischen 0,01 und
4,0 µm liegt.
Claims (9)
1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit
einem elektrisch leitenden Schichtträger,
einer photoleitfähigen Schicht aus wenigstens Wasser stoff enthaltendem amorphem Silicium, der ein Dotie rungsmittel eines Elementes der Gruppe IIIa oder Va zugesetzt ist und
einer auf die photoleitfähige Schicht aufgebrachten Oberflächenschutzschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel we nigstens in der Nähe der Grenzfläche mit der Ober flächenschutzschicht zugesetzt ist und die Konzentra tion des Dotierungsmittels in der Richtung senkrecht zu der Grenzfläche zunimmt und die Oberflächenschutz schicht einen optischen Bandabstand aufweist, der größer ist als derjenige der photoleitfähigen Schicht.
einer photoleitfähigen Schicht aus wenigstens Wasser stoff enthaltendem amorphem Silicium, der ein Dotie rungsmittel eines Elementes der Gruppe IIIa oder Va zugesetzt ist und
einer auf die photoleitfähige Schicht aufgebrachten Oberflächenschutzschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel we nigstens in der Nähe der Grenzfläche mit der Ober flächenschutzschicht zugesetzt ist und die Konzentra tion des Dotierungsmittels in der Richtung senkrecht zu der Grenzfläche zunimmt und die Oberflächenschutz schicht einen optischen Bandabstand aufweist, der größer ist als derjenige der photoleitfähigen Schicht.
2. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration
des Dotierungsmittels in der photoleitfähigen Schicht
in der Richtung senkrecht zu der Grenzfläche mit der
Oberflächenschutzschicht linear zunimmt.
3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration
des Dotierungsmittels in der photoleitfähigen Schicht
in der Richtung senkrecht zu der Grenzfläche mit der
Oberflächenschutzschicht in Form einer Kurve zunimmt.
4. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober
flächenschutzschicht aus Sauerstoff enthaltendem amor
phem Silicium besteht und die Konzentration des Sauer
stoffs in der Oberflächenschutzschicht größer ist als
die Konzentration des Sauerstoffs in der photoleitfähigen
Schicht, die nicht notwendigerweise Sauerstoff ent
hält.
5. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober
flächenschutzschicht aus Stickstoff enthaltendem amor
phem Silicium besteht und die Konzentration des Stick
stoffs in der Oberflächenschutzschicht größer ist als
die Konzentration des Stickstoffs in der photoleitfähi
gen Schicht.
6. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober
flächenschutzschicht aus Kohlenstoff enthaltendem amor
phem Silicium besteht und die Konzentration des Kohlen
stoffs in der Oberflächenschutzschicht größer ist als
die Konzentration des Kohlenstoffs in der photoleit
fähigen Schicht.
7. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element
der Gruppe IIIa Bor ist.
8. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus
wenigstens Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff ent
haltendem amorphem Silicium bestehende Schicht zwischen
dem elektrisch leitenden Schichtträger und der photo
leitfähigen Schicht aufgebracht ist.
9. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An
spruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element
der Gruppe Va Phosphor ist.
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59039147A JPS60181749A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 光導電材 |
JP4093984A JPS60184257A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 光導電材 |
JP4093884A JPS60184256A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 光導電材 |
JP59042664A JPS60185959A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 光導電材 |
JP59042662A JPS60185957A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 光導電材 |
JP59042663A JPS60185958A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 光導電材 |
JP59049675A JPS60192954A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 光導電材 |
JP59049676A JPS60192955A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 光導電材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3546544C2 true DE3546544C2 (de) | 1990-02-15 |
Family
ID=27572242
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3546544A Expired - Lifetime DE3546544C2 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-26 | |
DE19853506657 Granted DE3506657A1 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-26 | Photoleitfaehige vorrichtung |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853506657 Granted DE3506657A1 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-26 | Photoleitfaehige vorrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4632894A (de) |
DE (2) | DE3546544C2 (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4731314A (en) * | 1985-05-07 | 1988-03-15 | Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. | Printing member for electrostatic printing having a high crystallization region of an intrinsic semiconductor layer formed by irradiation with light and method of manufacturing thereof |
FR2590077A1 (fr) * | 1985-11-11 | 1987-05-15 | Sharp Kk | Procede de fabrication d'un element photoconducteur |
DE3789777T3 (de) * | 1986-02-07 | 1999-12-02 | Canon Kk | Lichtempfangselement. |
US4818655A (en) * | 1986-03-03 | 1989-04-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic light receiving member with surface layer of a-(Six C1-x)y :H1-y wherein x is 0.1-0.99999 and y is 0.3-0.59 |
JPS6343157A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-24 | Toshiba Corp | 電子写真感光体 |
US4803141A (en) * | 1986-08-11 | 1989-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrophotographic superlattice photoreceptor |
US4804605A (en) * | 1986-08-11 | 1989-02-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrophotographic superlattice photoreceptor |
US4810605A (en) * | 1986-10-31 | 1989-03-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrophotographic superlattice photoreceptor |
US4971878A (en) * | 1988-04-04 | 1990-11-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Amorphous silicon photosensitive member for use in electrophotography |
FR2631346B1 (fr) * | 1988-05-11 | 1994-05-20 | Air Liquide | Revetement protecteur multicouche pour substrat, procede de protection de substrat par depot par plasma d'un tel revetement, revetements obtenus et leurs applications |
JPH0250485A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Fujitsu Ltd | 光導電体 |
DE4027236B4 (de) * | 1989-08-31 | 2005-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi | Verfahren zur Herstellung von Filmen aus amorphem Silicium und einen solchen Film verwendende Photohalbleiter-Vorrichtung |
FR2661688B1 (fr) * | 1990-05-02 | 1992-07-17 | Air Liquide | Revetement multicouche pour substrat polycarbonate et procede d'elaboration d'un tel revetement. |
US5234748A (en) * | 1991-06-19 | 1993-08-10 | Ford Motor Company | Anti-reflective transparent coating with gradient zone |
JP2809543B2 (ja) * | 1992-03-10 | 1998-10-08 | シャープ株式会社 | 光導電型液晶ライトバルブ |
JPH06266138A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Canon Inc | 電子写真装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0038221A2 (de) * | 1980-04-16 | 1981-10-21 | Hitachi, Ltd. | Elektrophotographisches Element |
DE3143764A1 (de) * | 1981-01-08 | 1982-08-12 | Canon K.K., Tokyo | Photoleitfaehiges element |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4471042A (en) * | 1978-05-04 | 1984-09-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image-forming member for electrophotography comprising hydrogenated amorphous matrix of silicon and/or germanium |
US4394425A (en) * | 1980-09-12 | 1983-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si(C) barrier layer |
US4394426A (en) * | 1980-09-25 | 1983-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si(N) barrier layer |
US4409308A (en) * | 1980-10-03 | 1983-10-11 | Canon Kabuskiki Kaisha | Photoconductive member with two amorphous silicon layers |
US4461820A (en) * | 1981-02-06 | 1984-07-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous silicon electrophotographic image-forming member having an aluminum oxide coated substrate |
US4409311A (en) * | 1981-03-25 | 1983-10-11 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Photosensitive member |
US4426434A (en) * | 1981-06-23 | 1984-01-17 | Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. | Electrophotographic photoreceptor and preparation thereof |
US4460669A (en) * | 1981-11-26 | 1984-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si and C, U or D and dopant |
US4486521A (en) * | 1982-03-16 | 1984-12-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with doped and oxygen containing amorphous silicon layers |
US4490454A (en) * | 1982-03-17 | 1984-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member comprising multiple amorphous layers |
US4666808A (en) | 1983-04-01 | 1987-05-19 | Kyocera Corp. | Amorphous silicon electrophotographic sensitive member |
US4563460A (en) * | 1984-01-13 | 1986-01-07 | William H. Rorer, Inc. | Quinoline and quinazoline derivatives for treating gastrointestinal motility dysfunctions |
-
1985
- 1985-02-26 DE DE3546544A patent/DE3546544C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-26 DE DE19853506657 patent/DE3506657A1/de active Granted
- 1985-02-28 US US06/706,669 patent/US4632894A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-10 US US06/786,046 patent/US4683186A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0038221A2 (de) * | 1980-04-16 | 1981-10-21 | Hitachi, Ltd. | Elektrophotographisches Element |
DE3143764A1 (de) * | 1981-01-08 | 1982-08-12 | Canon K.K., Tokyo | Photoleitfaehiges element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3506657A1 (de) | 1985-09-05 |
DE3506657C2 (de) | 1987-09-24 |
US4632894A (en) | 1986-12-30 |
US4683186A (en) | 1987-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3546544C2 (de) | ||
DE2954552C2 (de) | ||
DE3316649C2 (de) | ||
DE3116798C2 (de) | ||
DE3136141C2 (de) | ||
DE2855718C3 (de) | Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE3040031C2 (de) | ||
DE3321135A1 (de) | Elektrostatographisches aufzeichnungsmaterial | |
DE3311463A1 (de) | Photoempfindliches element | |
DE3143764A1 (de) | Photoleitfaehiges element | |
DE3235887C2 (de) | Elektrophotographisches Verfahren und elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial | |
DE3415620C2 (de) | ||
DE3212184C2 (de) | ||
DE3346891C2 (de) | ||
DE3418596C2 (de) | ||
DE3211081A1 (de) | Lichtempfindliches element | |
DE3204004C2 (de) | ||
DE3687943T2 (de) | Elektrophotographisches mehrschichtiges lichtempfindliches element mit einer oberschicht aus amorphem siliziumcarbid und verfahren zu dessen herstellung. | |
DE3443823A1 (de) | Elektrophotographischer photoleiter | |
DE3309627C2 (de) | ||
DE3631345A1 (de) | Lichtempfindliches element | |
DE3242611A1 (de) | Fotoleitfaehiges element | |
DE3346043C2 (de) | ||
EP0408966A2 (de) | Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3241351A1 (de) | Fotoleitfaehiges element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
Q172 | Divided out of (supplement): |
Ref country code: DE Ref document number: 3506657 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 3506657 Format of ref document f/p: P |
|
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 3506657 Format of ref document f/p: P |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |