DE3821429A1 - Fotoempfindliches element mit einer ladungserzeugenden und einer ladungstransportierenden schicht - Google Patents

Fotoempfindliches element mit einer ladungserzeugenden und einer ladungstransportierenden schicht

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Izumi Osawa
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein fotoempfindliches Element mit einer amorphen Kohlenstoffschicht als ladungs­ transportierende Schicht.
Bei der Anwendung der elektrofotografischen Techniken wurden seit der Erfindung des Carlson-Prozesses bemerkens­ werte Fortschritte gemacht. Es wurden zahlreiche Materialien für die Verwendung als elektrofotografische fotoempfind­ liche Elemente entwickelt.
Herkömmliche fotoleitfähige Materialien enthalten haupt­ sächlich anorganische Bestandteile, wie beispielsweise amorphes Selen, Selen-Arsen, Selen-Tellur, Zinkoxid, amorphes Silizium und dgl. und organische Bestandteile, wie beispielsweise Polyphenylcarbazol, Metallphthalocya­ nin, Disazopigmente, Tri-Azo-Pigmente, Perillenpigmente, Triphenylmethane, Triphenylamine, Hydrazone, Styrylbe­ standteile, Pyrazoline, Oxazole, Oxadiazole und dgl. Die fotoempfindlichen Elemente haben Strukturen wie beispielsweise eine Einschicht-Struktur, bei der ein derartiges Material einzeln verwendet wird, die Binde­ mittel-Struktur, bei der das Material in einem Binde­ mittel dispergiert ist, und die Funktions-Trenn-Struktur mit einer ladungserzeugenden Schicht und einer ladungs­ transportierenden Schicht.
Die herkömmlichen fotoempfindlichen Materialien haben je­ doch zahlreiche Nachteile. So sind beispielsweise die vor­ stehend genannten anorganischen Materialien mit Ausnahme des amorphen Siliziums (a-Si) für den Menschen schädlich.
Ein in einem Kopiergerät verwendetes elektrofotografisches fotoempfindliches Element muß immer stabile Eigenschaften aufweisen, selbst wenn es harten Umweltbedingungen, wie Laden, Belichten, Entwickeln, Bildübertragung, Entfernen von Restladungen und Reinigungsvorgängen unterzogen wird, wobei die vorstehend genannten organischen Bestandteile eine geringe Lebensdauer und eine Reihe unstabiler Eigen­ schaften aufweisen.
Um diese Nachteile zu beseitigen wurden in vergangenen Jahren bei der Anwendung von a-Si Fortschritte gemacht, welche durch einen Glimmentladungsprozeß auf elektrofoto­ grafische fotoempfindliche Elemente als ein Material mit geringer Schädlichkeit, höherer Sensibilität und höherer Lebensdauer aufgebracht wurde. Nichtsdestotrotz ist a-Si schwierig herzustellen, da es als Ausgangsmaterial hoch­ zündbares Silangas benötigt. Darüber hinaus benötigt a-Si eine große Menge an Silangas, welches teuer ist, was dazu führt, daß die daraus entstandenen fotoempfindlichen Elemente teurer als herkömmliche fotoempfindliche Elemente sind. Die Herstellung von fotoempfindlichen Elementen aus a-Si hat eine ganze Reihe von Nachteilen. Beispielsweise hat a-Si eine geringe Schichtbildegeschwindigkeit und es wird eine große Menge explosiver, nicht abgebauter Silan- Produkte in Form von Teilchen bei der Schichterzeugung freigegeben. Solche Teilchen führen, wenn sie bei der Herstellung des fotoempfindlichen Elementes eingeschlossen werden, einen ernstzunehmenden nachteiligen Einfluß auf die Qualität der erzielten Bilder. Weiterhin hat a-Si ein geringes Ladungsvermögen infolge seiner materialeigenen hohen relativen Dielektrizitätskonstante. Dadurch wird die Verwendung einer Ladeeinrichtung mit einer höheren Ausgangsleistung zum Laden des fotoempfindlichen Elementes aus a-Si auf ein vorbestimmtes Oberflächenpotential im Kopiergerät, erforderlich.
Andererseits wurde bereits vorgeschlagen für fotoempfind­ liche Elemente plasmapolymerisierte Schichten zu verwenden.
Plasmapolymerisierte organische Schichten an sich sind schon lange bekannt. Durch den Aufsatz von M. Shen und A.T. Bell im Journal of Applied Polymer Science Vol. 17 S. 885-892, 1973 ist es beispielsweise bekannt, daß eine plasmapolymerisierte, organische Schicht aus dem Gas irgendeines organischen Bestandteiles hergestellt werden kann. Von den gleichen Autoren ist auch ein Aufsatz über die Schichtbildung bei Plasmapolymerisation in der Zeit­ schrift American Chemical Society in 1979, bekannt.
Die durch ein herkömmliches Verfahren hergestellten plasma­ polymerisierten organischen Schichten wurden jedoch nur als Isolierschichten verwendet. Sie sind als Isolier­ schichten gedacht und haben einen spezifischen Widerstand von ungefähr 1016 Ω-cm wie übliche Polyäthylenschichten, oder sie werden wenigstens als solche erkannt und ver­ wendet. Die Verwendung der Schicht für elektrofotografische fotoempfindliche Elemente basiert auch auf dem gleichen Konzept; es wurde herausgefunden, daß die Schicht in ihrer Anwendung begrenzt ist auf eine Unterschicht oder oberste Schicht, die lediglich als eine Schutzschicht, Haftschicht, Blockierschicht oder Isolierschicht dient.
Durch die JP-PA SHO 59-28 169 ist beispielsweise ein fotoempfindliches Element bekannt, das eine plasmapoly­ merisierte Hochpolymerschicht mit einer netzförmigen Struktur, die auf einem Substrat ausgebildet ist und als eine Blockier-Haftschicht dient, wobei auf der Poly­ merschicht eine a-Si-Schicht ausgebildet ist. Durch die JP-PS SHO 59-28 753 ist ein fotoempfindliches Element be­ kannt, das eine plasmapolymerisierte Schicht mit einer Dicke von 10 bis 100 Å aufweist und die auf einem Substrat als Blockier-Haftschicht ausgebildet ist, wobei auf dieser Schicht eine a-Si-Schicht ausgebildet ist, und die plasma­ polymerisierte Schicht aus einem Gasgemisch aus Sauerstoff, Stickstoff und einem Kohlenwasserstoff hergestellt ist und einen hohen Widerstandswert von 1012 bis 1015 Ω-cm aufweist. Durch die JP-PA SHO 59-1 36 742 ist ein fotoemp­ findliches Element bekannt, bei dem ein Aluminium-Substrat direkt mit einer Kohlenstoffschicht beschichtet ist, die eine Dicke von ungefähr 1 bis 5 µm aufweist und als eine Schutzschicht dient, um zu verhindern, daß Aluminiumatome durch eine a-Si-Schicht nach Belichten des Elementes mit Licht diffundieren, wobei die a-Si-Schicht auf dem Substrat ausgebildet ist. Durch die JP-PA SHO 60-63 541 ist ein foto­ empfindliches Element mit einer Kohlenstoffschicht mit Diamantstruktur und einer Dicke von 200 Å bis 2 µm bekannt, die zwischen einem Aluminiumsubstrat und einer darüber­ liegenden Schicht aus a-Si angeordnet ist und als eine Haftschicht dient, um die Haftung zwischen Substrat und der a-Si-Schicht zu verbessern. Die Schichtdicke beträgt hierbei vorzugsweise unter Berücksichtigung der Restladung 2 µm.
Alle diese bekannten Erfindungen sind auf eine sogenannte Unterschicht gerichtet, die zwischen dem Substrat und einer Schicht aus a-Si angeordnet ist. Durch die Publi­ kationen ist in der Tat weder ein Hinweis auf die Ladungs­ transporteigenschaften noch ein Hinweis auf irgendeine Lösung der vorstehend genannten Probleme von a-Si gegeben.
Weiterhin ist durch die JP-PA SHO 50-20 728 beispiels­ weise ein fotoempfindliches Element vom Polyphenylcarba­ zol-Selen-Typ bekannt, das mit einer Polymerschicht mit einer Dicke von o,1 bis 1 µm versehen ist, die durch eine Glimmentladungs-Polymerisation als Schutzschicht herge­ stellt ist. Durch die JP-PA SHO 59-2 14 859 ist beispiels­ weise eine Technik zum Schützen der Oberfläche eines fotoempfindlichen Elementes aus a-Si mit einer ungefähr 5 µm dicken Schicht bekannt, die durch eine Plasmapoly­ merisation eines organischen Kohlenwasserstoff-Monomers, wie beispielsweise Styrol oder Acetylen hergestellt ist. Durch die JP-PA SHO 60-61 761 ist ein fotoempfindliches Element bekannt, das eine dünne Kohlenstoffschicht mit Diamantstruktur mit einer Dicke von 500 Å bis 2 µm auf­ weist, die als eine Oberflächenschutzschicht dient, und die Schicht ist vorzugsweise unter Berücksichtigung der Durchlässigkeit bis zu 2 µm dick. Durch die JP-PA SHO 60-2 49 115 ist eine Technik zum Herstellen einer Schicht aus amorphem Kohlenstoff oder hartem Kohlenstoff mit einer Dicke von ungefähr 0,05 bis 5 µm bekannt, die als eine Oberflächenschutzschicht dient. Wenn die Schichtdicke 5 µm übersteigt, wird hierbei konstatiert, daß die Schicht die Aktivität des zu schützenden fotoempfindlichen Elementes nachteilig beeinflußt.
Die vorstehend genannten Publikationen beinhalten alle sogenannte Schutzschichten, die auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Elementes erzeugt sind. Die Publikationen sagen weder etwas über die Ladungstransporteigenschaften noch über die Lösung der vorstehend genannten wesentlichen Probleme von a-Si aus.
Durch die JP-PA SHO 51-46 130 ist ein elektrofotografisches fotoempfindliches Element vom Polyphenylcarbazol-Typ be­ kannt, das eine Polymerschicht von 0,001 bis 3 µm Dicke aufweist, die auf dessen Oberfläche mittels einer Glimm­ entladungs-Polymerisation aufgebracht ist. Die Publikation sagt jedoch nichts über das Ladungstransportvermögen und gibt auch keine Lösung für die vorstehend geannten Pro­ bleme bei a-Si an.
Somit werden die herkömmlichen plasmapolymerisierten or­ ganischen Schichten bei elektrofotografischen fotoempfind­ lichen Elementen infolge ihrer isolierenden Eigenschaften als Unterschichten oder darüberliegende Schichten ver­ wendet und müssen keine Träger-Transportfunktion aufweisen, Demgemäß sind die verwendeten Schichten bezüglich ihrer Dicke auf sehr kleine Werte bis zu maximal 5 µm begrenzt.
Infolge eines Tunneleffektes passieren Trägerteilchen die Schicht, da der Tunneleffekt nur dann nicht zu erwarten ist, wenn die verwendete Schicht eine so geringe Dicke hat, daß diese Probleme bis zum Auftreten eines Rest­ potentials nicht auftreten.
Bei einem elektrofotografischen fotoempfindlichen Element vom funktionsgetrennten Typ muß die Ladungstransport­ schicht ein höheres Vermögen zum Transportieren von Trägerteilchen haben und muß wenigstens eine Träger­ mobilität von 10⁻cm2/V/sec aufweisen. Weiterhin muß für einen zufriedenstellenden Gebrauch des elektrofoto­ grafischen Systems die Ladungstransportschicht ausge­ zeichnete Ladungscharakteristiken aufweisen und einer Spannung von wenigstens 10 V/µm widerstehen. Außerdem ist es wünschenswert, daß die Ladungstransportschicht eine spezifische Dielektrizitätskonstante von maximal 6 aufweist, um die Belastung der Ladeeinrichtung zu ver­ ringern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein fotoemp­ findliches Element mit allgemein ausgezeichneten elek­ trofotografischen Eigenschaften zu schaffen, mit dem zufriedenstellende Bilder hergestellt werden können, mit einem ausgezeichneten Ladungstransportvermögen und aus­ gezeichneten Ladungseigenschaften, bei dem keine Reduk­ tion der Empfindlichkeit und des Restpotentials auftritt und das ungeachtet der Betriebsdauer seine Empfindlichkeit stabil beibehält, und bezüglich Lebensdauer, Beinflussung durch Wetterbedingungen, Umweltverschmutzung und Licht­ transportvermögen ausgezeichnete Werte aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein foto­ empfindliches Element gekennzeichnet durch ein Substrat, eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungstranspor­ tierende Schicht aus amorphem Kohlenstoff mit ungefähr 0,1 bis 67 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Gesamtmenge an Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen der Ladungstransport­ schicht und ungefähr 0,1 bis 10 Atom-% Chalkogen oder Übergangs-Metallelement bezogen auf die Gesamtmenge aller Atome der Ladungstransportschicht.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 bis 6 jeweils eine schematische Darstellung eines fotoempfindlichen Elementes gemäß der vor­ liegenden Erfindung; und
Fig. 7 und 8 eine schematische Darstellung eines Gerätes zur Herstellung der fotoempfindlichen Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein fotoemp­ findliches Element, das als eine Ladungstransportschicht eine organische plasmapolymerisierte Schicht mit wenig­ stens 0,1 bis 10 Atom-% Chalkogen oder Elementen eines Übergangsmetalls als chemischem Modifiziermittel, die über eine Plasmapolymerisations-Reaktion eines organischen Gases bei niedrigem Druck hergestellt ist. Der Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff und Chalkogen oder Elementen der Übergangsmetalle in der amorphen Kohlenstoffschicht (im nachfolgenden als "a-C-Schicht" bezeichnet) ist gemäß der vorliegenden Erfindung mittels herkömmlicher Elementana­ lysen, beispielsweise einer organischen Elementanalyse, einer Auger-Elektronenspektroskopie oder dgl. feststell­ bar. Die ladungstransportierende Schicht hat keine auf­ fallenden fotoleitfähigen Eigenschaften, wenn sie mit sichtbarem Licht oder Licht im Wellenlängenbereich von Halbleiterlaserstrahlen belichtet wird, aber sie hat ein ausgezeichnetes Vermögen Ladungen zu transportieren und ausgezeichnete Charakteristiken für die Verwendung als elektrofotografisches Element, wie beispielsweise Ladungsvermögen, Lebensdauer und Widerstand gegen Feuch­ tigkeit, Witterungseinflüsse und Umweltverschmutzung, so­ wie eine ausgezeichnete Durchlässigkeit. Die Schicht er­ zeugt damit einen hohen Grad an Freiheit auch für die Herstellung von Laminatstrukturen bei der Verwendung als fotoempfindliches Element vom Funktionstrenntyp.
Es wurde die Anwendung von organischen plasmapolymeri­ sierten Schichten bei fotoempfindlichen Elementen unter­ sucht und herausgefunden, daß eine organische polymeri­ sierte Schicht, die ursprünglich als elektrisch isolierende Schicht gedacht war ein Vermögen zum Transportieren von Ladungen mit einem verringerten spezifischen Widerstand aufweist, wenn sie mit einem Zusatz an Chalkogen-Atomen oder Elementen der Übergangsmetalle als chemisches Modi­ fiziermittel hergestellt ist. Obwohl immer noch einiges im einzelnen bezüglich der theoretischen Interpretation dieses Ergebnisses geklärt werden muß, wird davon ausge­ gangen, daß das Resultat Elektronen in einem relativ un­ stabilen Zustand, wie beispielsweise f-Elektronen, un­ paarigen Elektronen, verbleibenden freien Radikalen und dgl. zuzurechnen ist, die in der ladungserzeugenden Schicht eingefangen sind und die infolge der Polarisation oder einer Änderung der Stereostruktur oder dgl. infolge der Zumischung von Chalkogen-Atomen oder Elementen der Übergangsmetalle wirksam zu einem Ladungs-Transportver­ mögen beitragen.
Die vorstehend beschriebene Polymerschicht ohne den Zusatz an Chalkogen-Atomen oder Elementen der Übergangsmetalle hat über die Betriebszeit hinweg ein verringertes Transport­ vermögen, d.h. eine verringerte Empfindlichkeit. Es wurde jedoch herausgefunden, daß der Zusatz an Chalkogen-Atomen oder Elementen der Übergangsmetalle als chemisches Modi­ fiziermittel eine Verschlechterung verhindert und die Sta­ bilität des Transportvermögens in der Ladungstransport­ schicht aufrecht erhält. Weiterhin stellt der Zusatz an Elementen der Übergangsmetalle sicher, daß das fotoempfind­ liche Element geeignete Lichtabfallcharakteristiken im Bereich niederen Potentials aufweist, wobei die Lichtab­ fallkurve in diesem Bereich scharf nach unten fällt, wo­ durch ein merkbarer Einfluß auf das Auftreten von Rest­ potential ausgeübt wird. Darüber hinaus begünstigt das Vorhandensein von Chalkogen-Atomen weitgehend die Er­ zeugung der Ladungstransportschicht, die eine beträcht­ liche Dicke aufweisen muß, was für die effiziente Her­ stellung der Schicht von Nutzen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Kohlenwasserstoffe als organische Gase zur Herstellung der a-C-Schicht ver­ wendet. Diese Kohlenwasserstoffe müssen nicht immer bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck in der Gasphase sein, sondern können auch flüssig oder fest sein, inso­ weit als sie beim Schmelzen, Verdampfen oder der Sublimation beispielsweise durch Erhitzen oder in Vakuum verdampft werden können. Beispiele für geeignete Kohlenwasserstoffe sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, ungesättigte Kohlen­ wasserstoffe, alizyklische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe und dgl.
Es können eine große Anzahl von Kohlenwasserstoffen ver­ wendet werden. Beispiele für geeignete gesättige Kohlen­ wasserstoffe sind normale Paraffine wie beispielsweise Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Undecan, Dodecan, Tridecan, Tetradecan, Penta­ decan, Hexadecan, Heptadecan, Octadecan, Nonadecan, Eicosan, Heneicosan, Docosan, Tricosan, Tetracosan, Pentacosan, Hexacosan, Heptacosan, Octacosan, Nonacosan, Tracontan, Dotriacontan, Pentatriacontan, etc.; Isoparaffine wie beispielsweise Isobutan, Isopentan, Neopentan, Isohexan, Neohexan, 2,3-Dimethylbutan, 2-Methylhexan, 3-Äthylpentan, 2,2-Dimethylpentan, 2,4-Dimethylpentan, 3,3-dimethylpentan, Tributan, 2-Methylheptan, 3-Methylheptan, 2,2-Dimethylhexan, 2,2,5-Dimethylhexan, 2,2,3-Trimethylpentan, 2,2,4-Trimethyl­ pentan; 2,3,3-Trimethylpentan, 2,3,4-Trimethylpentan, Iso­ nonan, etc.; und dgl.
Beispiele für geeignete ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind Olefine wie beispielsweise Athylen, Propylen, Iso­ butylen, 1-Buten, 2-Buten, 1-Penten, 2-Penten, 2-Methyl­ 1-Buten, 3-Methyl-1-Buten, 2-Methyl-2-Buten, 1-Hexen, Tetramethyläthylen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen und dgl.; Diolefine wie beispielsweise Allen, Methyl-Allen, Butadien, Pentadien, Hexadien, Zyklopentadien und dgl.; Triolefine wie beispielsweise Ocimen, Alloocimen, Myrcen, Hexatrien und dgl.; Acetylen, Methylacetylen, 1-Butyn, 2-Butyn, 1-Pentyn, 1-Hexan, 1-Heptyn, 1-Octyn, 1-Nonyn, 1-Decyn und dgl.
Beispiele für geeignete alizyklische Kohlenwasserstoffe sind Zykloparaffine wie beispielsweise Zyklopropan, Zyklo­ butan, Zyklopentan, Zyklohexan, Zykloheptan, Zyklooctan, Zyklononan, Zyklodecan, Zykloundecan, Zyklododecan, Zyklo­ tridecan, Zyklotetradecan, Zyklopentadecan, Zyklohexa­ decan und dgl.; Zykloolefine wie beispielweise Zyklo­ propen Zyklobuten Zyklopenten, Zyklohexen, Zyklo­ hepten, Zykloocten, Zyklononen, Zyklodecen und dgl.; Terpene wie beispielsweise Limonen, Terpinolen, Phellan­ dren, Sylvestren, Thujen, Caren, Pinen, Bornylen, Camphen, Fenchen, Zyklofenchen, Trizyklen, Bisabolen, Zingiberen, Curcumen, Humulen, Cadinenesesquibenihene, Selinen, Caryophyllen, Santalen, Cedren, Caphoren, Phyllocladen, Podocarpren, Miren und dgl.; Steroide; etc.
Beispiele für geeignete aromatischen Kohlenwasserstoffe sind Benzol, Toluol, Xylol, Hemimeliten, Pseudocumol, Mesitylen, Prehniten, Isoduren, Duren, Pentamethylbenzol, Hexamethylbenzol, Äthylbenzol, Propylbenzol, Cumol, Styrol, Biphenyl Terphenyl, Diphenylmethan, Triphenyl­ methan, Dibenzyl, Stilben, Inden, Naphthalen, Tetralin, Anthracen, Phenanthren und dgl.
Die a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung enthält 0,1 bis 67 Atom-%, vorzugsweise 30 bis 60 Atom-% Wasser­ stoffatome bezogen auf die Gesamtmenge der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome. Wenn der Gehalt an Wasserstoffatomen un­ ter 0,1 Atom-% liegt, führt dies zu einem verringerten Transportvermögen, wodurch es zu keiner ausreichenden Empfindlichkeit kommt, während ein Gehalt an Wasserstoff­ atomen über 67 Atom-% zu einem verringerten Ladungsver­ mögen führt und das Schichtbildevermögen beeinträchtigt wird. Der Wasserstoffgehalt der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Übereinstimmung mit dem Schichtbilde­ gerät und den Schichtbildebedingungen variabel. Der Wasserstoffgehalt kann beispielsweise durch Anheben der Substrattemperatur, Absenken des Druckes, Verringern des Lösungsgrades der Ausgangsmaterialien, Anlegen eines größeren Stromes, Absenken der Frequenz des erzeugten Wechselspannungsfeldes, Erhöhen der Intensität des Gleichstromfeldes, welches dem Wechselspannungsfeld überlagert wird oder eine gewünschte Kombination dieser Vorgänge abgesenkt werden.
Zweckmäßigerweise hat die a-C-Schicht, die gemäß der Er­ findung als ladungstransportierende Schicht dient, eine Dicke von 5 bis 50 µm, vorzugsweise 7 bis 20 µm für die Verwendung bei einem üblichen elektrofotografischen Prozeß. Eine Dicke unterhalb von 5 µm führt zu einem niedrigeren Ladungspotential, wodurch eine nicht mehr ausreichende Kopierbilddichte verursacht wird, während eine Dicke ober­ halb von 50 µm unter dem Gesichtspunkt der Produktivität nicht mehr wünschenswert ist. Die a-C-Schicht hat eine hohe Lichtdurchlässigkeit, einen hohen Dunkelwiderstand und hohes Ladungstransportvermögen, zieht keine Träger­ teilchen an, selbst wenn ihre Dicke unterhalb von 5 µm wie vorstehend erwähnt liegt und trägt zu einem Lichtab­ fall bei.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Chalkogen-Be­ standteile oder Elemente der Übergangsmetalle als Zusatz zu den Kohlenwasserstoffen verwendet, um Chalkogen- Atome oder Atome der Übergangsmetalle in die a-C-Schicht einzubauen. Die Chalkogen- und Übergangsmetall-Bestand­ teile müssen nicht immer bei Raumtemperatur und atmo­ sphärischen Druck in der Gasphase sein, sondern sie können flüssig oder fest sein, vorausgesetzt, daß die Bestand­ teile beim Schmelzen, Verdampfen oder bei der Sublimation, beispielsweise beim Erhitzen oder Aussetzen eines Vakuums, verdampft werden können. Beispiele für Moleküle, die wenigstens Chalkogen-Atome enthalten sind H2S, CH3(CH2)4S(CH2)4CH3, CH2=CHCH2SCH2CH=CH2, C2H5SC2H5, C2H5SCH3, Thiophen, H2Se, (C2H5)2Se, H2Te und dgl.
Elemente der Übergangsmetalle sind Elemente mit der Atom­ zahl 21(Sc) bis 29(Cu), 39(Y) bis 47(Ag), 57(La) bis 79(Au) und 89(Ac) bis 103(Lr). Es ist jedoch eine begrenzte An­ zahl an zur Verfügung stehenden und zu verwendenden Atomen gegeben. Beispiele für verwendbar Atome sind solche mit der Atomzahl 21 bis 29, 39 bis 47 und 57 bis 79.
Beispiele für geeignete Übergangsmetall-Bestandteile sind organische Bestandteile wie beispielsweise Metallalkoholat, Metallacrylsäure, Metallmethacrylsäure, Metallvinyl, Metall­ carbonyl, Metallion, Metallhydrid, Metallacid, Metallamid, Metallphthalocyanin und dgl.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Gase der Aus­ gangsmaterialien für eine a-C-Schicht vorzugsweise über ein Plasma hergestellt, welches durch einen nieder- oder hochfrequenten Gleichstrom, eine Mikrowelle oder dgl. Plasmaprozeß erzeugt wird. Alternativ kann die Schicht über Ionen hergestellt werden, die durch die Ionisations­ abscheidung, Ionenstrahlabscheidung oder dgl. Verfahren hergestellt werden oder über neutrale Teilchen herge­ stellt werden, die durch ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Zerstäubungsverfahren oder dgl. hergestellt werden. Diese Verfahren können auch kombiniert verwendet werden.
Chalkogen-Atome oder Übergangsmetalle-Elemente, die als eine andere chemisch modifizierende Substanz dienen, werden in der a-Schicht vorzugsweise mit einem Gehalt von unge­ fähr 0,1 bis 10 Atom-%, bevorzugt 0,5 bis 9 Atom-% be­ zogen auf die Gesamtzahl aller Atome der Schicht, ein­ gebaut. Die Schicht ohne die eingebauten Chalkogen-Atome und Elemente der Übergangsmetalle stellt kein geeignetes Ladungsvermögen sicher, hat eine geringe Schichtbildege­ schwindigkeit und zeigt im Laufe der Betriebszeit Zer­ störungen. Wenn der Chalkogengehalt 10 Atom-% übersteigt, verschlechtert das Chalkogen, welches bei einem geeigneten Gehalt das Ladungstransportvermögen sicherstellt, das La­ dungsvermögen, und senkt weiterhin die Widerstandskraft der Schicht ab. Das fotoempfindliche Element mit einem Gehalt an Übergangsmetall von mehr als 10 Atom-% hat kein sicheres Schichtbildevermögen, was zu einer Abtrennung der Schicht führt und eine ölige oder pulverförmige Schicht erzeugt.
Die Menge der in der Schicht enthaltenen Chalkogen-Atome oder Elemente der Übergangsmetalle, die als chemisch modifizierende Substanz dient, ist primär durch Variieren der Menge der Chalkogen-Verbindungen oder Übergangsmetall­ verbindungen zu steuern, die für die Plasmapolymerisation in eine Reaktionskammer eingeleitet werden. Die Verwendung einer erhöhten Menge an Chalkogen-Verbindungen oder Übergangsmetall-Verbindungen ergibt einen höheren Gehalt an Chalkogenatomen oder Übergangsmetall-Atomen in der a-C-Schicht, während ein Absenken der Menge der Chalkogen- Verbindungen oder Übergangsmetall-Verbindungen zu einem niedereren Chalkogen- oder Übergangsmetall-Gehalt führt.
Die ladungserzeugende Schicht, die bei dem fotoempfind­ lichen Element gemäß der vorliegenden Erfindung vorge­ sehen ist, ist nicht speziell auf dieses Material begrenzt. Beispiele für Materialien hierfür sind anorganische Substanzen wie beispielsweise amorphes Selen, Selen-Arsen, Selen-Tellur, Cadmiumsulfid, Zinkoxid und amorphes Sili­ zium, welches verschiedene Elemente (beispielsweise Wasser­ stoff, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Phosphor, Schwefel, Chlor, Brom, Germanium etc.) enthält, um die Eigenschaften zu verändern und, organische Substan­ zen wie beispielsweise Polyvinylcarbazol, Cyanin-Verbin­ dungen, Metall-Phthalocyanin-Verbindungen, Azo-Verbindungen, Perillen-Verbindungen, Triarylmethan-Verbindungen, Tri­ phenylmethan-Verbindungen, Triphenylamin-Verbindungen, Hydrazon-, Styryl-, Pyrazolin-, Oxazol-, Oxaazin-, Oxadia­ zol-, Thiazin- Xanthen-, Pyrillium-, Quinacridon-, Indigo-, polyzyklisches Quinon-, Disbenzimidazol-, Indanthron- und Squalylium-Verbindungen. Andere Substanzen sind ebenfalls insoweit zu verwenden, als sie wirksam optisch erregte Trägerteilchen erzeugen, wenn sie belichtet werden und wirksam die Trägerteilchen in die Ladungstransportschicht bringen.
Das Verfahren zum Herstellen der ladungserzeugenden Schicht ist nicht im einzelnen begrenzt. Beispielsweise kann diese Schicht durch das gleiche Verfahren wie die ladungstrans­ portierende Schicht (a-C-Schicht) gemäß der Erfindung, durch Elektroabscheidung in einer flüssigen Phase, Sprühen, Eintauchen oder dgl. Beschichtungsverfahren hergestellt werden. Es ist jedoch das gleiche Verfahren wie bei der Herstellung der ladungstransportierenden Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung wünschenswert, was zu ver­ ringerten Ausrüstungskosten und Ersparnis im Labor führt.
Das fotoempfindliche Element gemäß der vorliegenden Er­ findung hat eine ladungserzeugende Schicht und eine ladungs­ transportierende Schicht wie vorstehend beschrieben, die übereinander und wie erforderlich auf geeignete Art und Weise vorbestimmt ausgebildet sind.
Fig. 1 zeigt ein fotoempfindliches Element gemäß einer Art, bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat 1, einer Ladungstranportschicht 2, die auf dem Substrat 1 ausgebildet ist, und einer ladungserzeugenden Schicht 3, die auf der Schicht 2 ausgebildet ist. Fig. 2 zeigt eine andere Art bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat 1, mit einer ladungserzeugenden Schicht 3 auf dem Substrat und einer ladungstransportierenden Schicht 2 auf der Schicht 3. Fig. 3 zeigt eine weitere Art bestehend aus einem elektrischen leitfähigen Substrat 1 und einer ladungs­ transportierenden Schicht 2, einer ladungserzeugenden Schicht 3 und einer weiteren ladungstransportierenden Schicht 2, die übereinander auf dem Substrat ausgebildet sind.
Diese fotoempfindlichen Elemente werden beispielsweise in Form von positivem Laden der Oberflächen mit einer Koronaladeeinrichtung oder dgl. und Belichten der ge­ ladenen Oberflächen mit einem optischen Bild, betrieben. Für den Fall gemäß Fig. 1 wandern dann die in der ladungs­ erzeugenden Schicht 3 erzeugten Löcher durch die ladungs­ transportierende Schicht in Richtung auf das Substrat. In der Fig. 2 wandern die in der ladungserzeugenden Schicht 3 erzeugten Elektronen durch die ladungstransportierende Schicht 2 auf die Oberfläche des fotoempfindlichen Elementes zu. In Fig. 3 wandern die in der ladungserzeugenden Schicht 3 erzeugten Löcher durch die untere ladungstransportierende Schicht 2 in Richtung auf das Substrat 1 und gleichzeitig wandern die in der ladungserzeugenden Schicht erzeugten Elektronen durch die obere Transportschicht in Richtung auf die Oberfläche des Elementes. Darausfolgend wird ein elektrostatisch latentes Bild erzeugt, dessen zufrieden­ stellender Lichtabfall sichergestellt ist. Wenn im Gegen­ satz hierzu die Oberfläche des fotoempfindlichen Elementes negativ geladen ist und dann belichtet wird, können die Elektronen und Löcher bezogen auf den vorstehend beschrie­ benen Sachverhalt ausgetauscht werden, um das Wandern der Trägerteilchen zu beschreiben. Mit den Strukturen gemäß der Fig. 2 und 3 geht das, das Bild projizierende Licht durch die ladungstransportierende Schicht durch, wobei nichtsdestotrotz eine hohe Durchlässigkeit, und zufrie­ denstellende Ausbildung eines latenten Bildes vorhanden ist.
Fig. 4 zeigt eine andere Art bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat 1 und einer ladungstransportierenden Schicht 2, einer ladungserzeugenden Schicht 3 und einer ladungstransportierenden Schicht 4, die übereinander auf dem Substrat angeordnet sind. Somit entspricht die ge­ zeigte Struktur der Struktur gemäß Fig. 1 und ist mit einer Oberflächenschutzschicht versehen. Da die äußerste Schicht der Struktur gemäß Fig. 1 durch eine ladungser­ zeugende Schicht aus a-Si mit einem geringen Feuchtig­ keitswiderstand gemäß der vorliegenden Erfindung besteht, ist es allgemein erwünscht, daß die Oberfläche mit einer Schutzschicht versehen wird, um eine Stabilität gegen­ über Feuchtigkeit sicherzustellen. Bei den Strukturen gemäß der Fig. 2 und 3 bildet die ladungstransportierende Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine hohe Lebensdauer aufweist, die äußerste Schicht, so daß keine Oberflächenschutzschicht erforderlich ist. Ein derartiges fotoempfindliches Element kann jedoch mit einer Oberflächen­ schutzschicht wie die anderen Arten versehen sein, damit es im Kopiergerät mit anderen Bauelementen zusammenpaßt, beispielsweise frei von die Oberfläche verschmutzender Entwicklerabscheidung ist.
Fig. 5 zeigt eine andere Art bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat 1 und einer Zwischenschicht 5, einer ladungserzeugenden Schicht 3 und einer ladungstranspor­ tierenden Schicht 2, die übereinander auf dem Substrat angeordnet sind. Dieser Aufbau entspricht dem Aufbau ge­ mäß Fig. 2 und ist jedoch mit einer Zwischenschicht versehen. Da bei der Struktur gemäß Fig. 2 eine ladungs­ erzeugende Schicht an das Substrat anschließt, ist es allgemein erwünscht, dazwischen eine Zwischenschicht auszubilden, um eine gute Haftung und Sperrwirkung sicher­ zustellen. Beiden Strukturen gemäß der Fig. 1 und 3 schließt die ladungstransportierende Schicht gemäß der Erfindung, die ein ausgezeichnetes Haftvermögen und eine ausgezeichnete Sperrwirkung aufweist an das Substrat an, so daß keine Zwischenschicht vorgesehen sein muß. Das fotoempfindliche Element gemäß einem dieser Typen kann jedoch mit einer Zwischenschicht versehen sein, damit die herzustellende ladungstransportierende Schicht mit dem vorherigen Arbeitsschritt zusammenpaßt, wie beispiels­ weise einer vorherigen Behandlung des elektrisch leitfähigen Substrates. Es wird dann ein anderer Typ des fotoempfind­ lichen Elementes erzeugt.
Fig. 6 zeigt eine weitere Art bestehend aus einem elek­ trisch leitfähigen Substrat 1 und einer Zwischenschicht 5, einer ladungstransportierenden Schicht 2, einer ladungs­ erzeugenden Schicht 3 und einer Oberflächen-Schutzschicht 4, die auf dem Substrat in der genannten Reihenfolge ausge­ bildet sind. Diese Struktur entspricht der Struktur ge­ mäß Fig. 1, ist jedoch mit einer Zwischenschicht und einer Oberflächenschutzschicht versehen. Die Zwischen­ schicht und die Schutzschicht sind aus den gleichen Gründen wie vorstehend bereits erwähnt, ausgebildet. Somit erfordert das Vorsehen dieser beiden Schichten bei der Struktur gemäß der Fig. 2 oder 3 eine andere Art.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Zwischenschicht und die Oberflächenschutzschicht nicht speziell bezüglich ihres Materials und Herstellprozeß festgelegt. Es kann irgendein Material oder ein Verfahren, welches geeignet ist, gewählt werden, so daß das beabsichtigte Element erzielt wird. Es kann die a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wenn jedoch das verwendete Material ein elektrisch isolierendes Material wie bei­ spielsweise vorstehend bereits erwähnt, ist, muß die Dicke der Schicht bis 5 µm betragen, um das Auftreten von Restpotential zu verhindern.
Die ladungstransportierende Schicht des fotoempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch eine sogenannte Plasmapolymerisation hergestellt, bei der Moleküle in einer Dampfphase einer Vakuumphase einer Entladungszerlegung unterzogen werden und die aktiven neutralen Keime oder Ladungskeime, die in der resul­ tierenden Plasmaatmosphäre enthalten sind, werden durch Diffusion oder eine elektrische oder magnetische Kraft auf ein Substrat geleitet und sammeln sich auf dem Substrat durch eine Rückbindungs-Reaktion in der festen Phase.
Fig. 7 zeigt ein Gerät zum Herstellen des fotoempfind­ lichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung. Im ersten bis sechsten Tank 701 bis 706 sind die Ausgangs­ materialien, die bei Raumtemperatur in der Gasphase sind, und ein Trägergas enthalten und jeweils mit ersten bis sechsten Reglerventilen 701 bis 712 und ersten bis sechsten Strömungsreglern 713 bis 718 verbunden. Die ersten bis dritten Behälter 719 bis 721 enthalten die Ausgangsma­ terialien, die bei Raumtemperatur flüssig oder fest sind, und die durch erste bis dritte Heizeinrichtungen 722 bis 724 zum Verdampfen der Bestandteile versehen sind, und diese Behälter sind mit den siebten bis neunten Regler­ ventilen 725 bis 727 und den siebten bis neunten Strö­ mungsreglern 728 bis 730 jeweils verbunden. Die aus diesen Gasen gewählten und verwendeten Gase werden durch eine Mischkammer 731 miteinander vermischt und über eine Haupt­ leitung 732 in eine Reaktionskammer 733 geleitet. Die Zwischenleitungen können durch eine Leitungsheizung 734 aufgeheizt werden, die zweckmäßigerweise so angeordnet ist, daß die Bestandteile, die bei Raumtemperatur in einer flüssigen oder festen Phase sind und durch Vorheizen ver­ dampft werden, während dem Transport nicht konden­ sieren. In der Reaktionskammer 733 sind eine geerdete Elektrode 735 und eine mit Strom zu beaufschlagende Elek­ trode 736 einander gegenüber angeordnet. Jede dieser Elektroden kann durch eine Elektrodenheizeinrichtung 737 aufgeheizt werden. Die mit Strom zu beaufschlagende Elek­ trode 736 ist elektrisch leitend über eine Anpaßeinrich­ tung 738 mit einer Hochfrequenz-Stromquelle 739 verbunden, über eine Anpaßeinrichtung 740 an eine Niederfrequenz-Strom­ quelle 741 und über ein Niederpaß-Filter 742 mit einer Gleichstromquelle 743 verbunden. Über einen Verbindungs- Wählschalter 744 wird an die Elektrode 736 ein Strom mit einer der unterschiedlichen Frequenzen angelegt. Der Innen­ druck der Reaktionskammer 733 ist über ein Druck-Steuer­ ventil 745 einstellbar. Die Reaktionskammer 733 wird über eine Diffusionspumpe 747 und eine Öl-Rotationspumpe 748 über ein Absaugsystem-Wählventil 746 evakuiert, oder über ein anderes Absaugsystem-Wählventil 746 durch eine Kühl- Absaug-Einrichtung 749, eine mechanische Booster-Pumpe 750 und eine Öl-Rotationspumpe 748 evakuiert. Das abgesaugte Gas wird weiterhin durch eine geeignete Filtereinrichtung 753 unschädlich gemacht und dann in die Atmosphäre ent­ lassen. Die Evakuierungsleitungen können ebenfalls durch eine geeignet angeordnete Leitungsheizeinrichtung 734 auf­ geheizt werden, so daß die bei Raumtemperatur flüssigen oder festen Bestandteile, die durch Vorheizen verdampft worden sind, nicht während des Transportes kondensieren. Aus dem gleichen Grund kann die Reaktionskammer 733 eben­ falls durch eine Reaktionskammer-Heizeinrichtung 751 auf­ geheizt werden. Auf der Elektrode 735 in der Reaktions­ kammer ist ein elektrisch leitfähiges Substrat 752 ange­ ordnet. Obwohl die Fig. 7 zeigt, daß das Substrat 752 an der geerdeten Elektrode 735 befestigt ist, kann das Substrat auch an der mit Strom zu beaufschlagenden Elek­ trode 736 oder an beiden Elektroden befestigt sein.
Fig. 8 zeigt ein anderes Gerät zur Herstellung des foto­ empfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses Gerät hat den gleichen Aufbau wie das Gerät gemäß Fig. 7, mit Ausnahme der Innenanordnung in der Reaktions­ kammer 733. Wie in der Fig. 8 dargestellt ist die Reaktions­ kammer 733 innen mit einem hohlzylindrischen, elektrisch leitfähigen Substrat 752 versehen, das auch als die ge­ erdete Elektrode 735 gemäß Fig. 7 dient, und innen eine Elektrodenheizeinrichtung 737 aufweist. In ähnlicher Form wie ein Hohlzylinder ist um das Substrat 752 eine mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 angeordnet und von einer Elektrodenheizeinrichtung 737 umgeben. Das elektrisch leitfähige Substrat 752 ist mittels eines Motors von außen um seine eigene Achse drehbar.
Die Reaktionskammer wird für die Herstellung des foto­ empfindlichen Elementes zuerst durch die Diffusions­ pumpe auf ein Vakuum von ungefähr 10-4 bis ungefähr 10-6 Torr evakuiert, wobei das innerhalb der Reaktionskammer absorbierte Gas entfernt wird. Die Reaktionskammer wird dann bezüglich ihres Vakuumgrades überprüft. Gleich­ zeitig werden die Elektroden und das auf der Elektrode fest angeordnete Substrat auf eine vorbestimmte Tempera­ tur aufgeheizt. Um ein fotoempfindliches Element mit einer der vorstehend beschriebenen Strukturen zu erhalten, kann auf dem Substrat vor dem Erzeugen der ladungstranspor­ tierenden Schicht falls erwünscht eine Unterschicht oder ladungserzeugende Schicht ausgebildet werden. Die Unter­ schicht oder ladungserzeugende Schicht kann durch das vor­ liegende Gerät oder irgendein anderes Gerät hergestellt werden. Daraufhin werden aus den ersten bis sechsten Tanks und ersten bis dritten Behältern (d.h. den jeweils be­ teiligten) Materialgase jeweils mit speziellen Strömungs­ geschwindigkeiten unter Verwendung der zugehörigen Strö­ mungsregler, d.h. der ersten bis neunten Strömungsregler geleitet und das Innere der Reaktionskammer wird durch das Drucksteuerventil auf einen vorbestimmten Vakuum ge­ halten. Nachdem sich der kombinierte Strom der Gase stabi­ lisiert hat, wird beispielsweise die Hochfrequenz-Strom­ quelle durch den Verbindungswählschalter gewählt, um an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode einen hoch­ frequenten Strom anzulegen. Dadurch wird an den zwei Elektroden eine Entladung erzeugt, durch die auf dem Substrat mit der Zeit eine feste Schicht ausgebildet wird. Die Dicke der Schicht ist durch Verändern der Reaktionszeit beeinflußbar, so daß die Entladung unterbrochen wird, wenn die Schichtdicke den gewünschten Wert erreicht hat. Entsprechend wird eine a-C-Schicht gemäß der Erfindung erhalten, die als eine ladungstransportierende Schicht dient.
Die a-C-Schicht enthält Wasserstoff und Kohlenstoff und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mit 0,1 bis 67 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Gesamtzahl aller Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und ungefähr 0,1 bis 10 Atom-% Chalkogen oder Elemente der Übergangsmetalle als chemische Modifiziermittel bezogen auf die Gesamtzahl aller schicht­ bildenden Atome, enthält.
Als nächstes werden die betreffenden Reglerventile ge­ schlossen und die Reaktionskammer sorgfältig abgesaugt. Wenn ein fotoempfindliches Element mit dem gewünschten Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, wird das Vakuum innerhalb der Reaktionskammer unter­ brochen und das Element aus der Reaktionskammer entfernt. Wenn auf dem vorstehend beschriebenen Aufbau eine andere ladungserzeugende Schicht oder Schutzschicht aufgebracht werden soll, kann eine derartige Schicht unter Verwendung des vorliegenden Gerätes so wie es ist ausgebildet werden. Oder das fotoempfindliche Element, welches durch das vor­ stehend beschriebene Verfahren hergestellt worden ist, wird nach dem unterbrechen des Vakuums aus der Reaktions­ kammer herausgenommen und dann in ein anderes Gerät ein­ gesetzt um eine derartige Schicht zu erzeugen. Auf diese Art und Weise kann das fotoempfindliche Element gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen beschrieben.
Beispiel 1
Es wurde unter Verwendung eines Gerätes zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ein fotoempfindliches Element hergestellt, bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat, einer ladungstransportierenden Schicht und einer ladungserzeugenden Schicht, die in dieser Reihen­ folge wie in der Fig. 1 dargestellt vorgesehen wurden.
Herstellung der ladungstransportierenden Schicht (CTL): Es wurde das Glimmentladungs-Zerlegungsgerät gemäß Fig. 7 verwendet. Als erstes wurde das Innere der Reaktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 Torr evakuiert und es wurden die ersten, zweiten und dritten Regler­ ventile 707, 708 und 709 dann geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoffgas, aus dem zweiten Tank 702 in den zweiten Strömungsregler 714 Äthylen-Gas und aus dem dritten Tank 703 in den Strömungs­ regler H2S-Gas zu leiten, die jeweils einen Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 hatten. Die Skalen der Strömungsregler wurden so eingestellt, daß das Wasserstoff-Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 sccm, das Äthylen-Gas mit 30 sccm und das H2S-Gas mit 8 sccm durch die Haupt­ leitung 732 über eine dazwischenliegende Mischeinrichtung 731 in die Reaktionskammer 733 strömte. Nachdem die Strö­ mungsgeschwindigkeiten der Gase sich stabilisiert hatten, wurde der Innendruck der Reaktionskammer 733 über das Drucksteuerventil 745 auf 1,0 Torr eingestellt. Auf der anderen Seite wurde das Substrat 752, ein Aluminiumsubstrat mit 50 mm Länge, 50 mm Breite und 3 mm Dicke auf 250°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungsgeschwindig­ keiten und des Druckes wurde durch die vorher durch den Wählschalter 744 zugeschaltete Hochfrequenzstromquelle 739 an die mit Strom zu beaufschlagende Elektode 736 ein Strom mit 200 Watt und einer Frequenz von 13,56 MHz für 5 Stunden angelegt, um in dieser Zeit eine Plasmapoly­ merisation durchzuführen, um eine a-C-Schicht mit 7 µm Dicke als ladungstransportierende Schicht auf dem Substrat zu erzeugen, worauf die Stromversorgung unterbrochen wurde und die Reglerventile geschlossen wurden und die Reaktions­ kammer 733 vollständig geleert wurde.
Durch eine quantitative CHN-Analyse wurde herausgefunden, daß die so hergestellte a-C-Schicht 52 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Gesamtmenge der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome und 0,4 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Schwefel, bezogen auf die Gesamtmenge aller in der Schicht ent­ haltenen Atome, enthielt.
Herstellen der ladungserzeugenden Schicht (CGL): Als nächstes wurden die ersten, fünften und sechsten Reglerventile 707, 711 und 712 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasser­ stoff-Gas, aus dem fünften Tank 705 in den fünften Strö­ mungsregler 717 Lachgas und aus dem sechsten Tank 706 in den sechsten Strömungsregler 718 Silangas jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Die Skalen der Strömungsregler waren so eingestellt, daß das Wasser­ stoffgas mit 210 sccm, das Lachgas mit 1,0 sccm und das Silangas mit 90 sccm in die Reaktionskammer 733 strömte. Nachdem sich die Gasströme stabilisiert hatten, wurde der Innendruck der Reaktionskammer 733 durch das Druck­ steuerventil 745 auf 0,8 Torr eingestellt. Auf der anderen Seite wurde das mit der a-C-Schicht versehene Substrat 752 auf eine Temperatur von 250°C vorgeheizt. Nach der Stabi­ lisierung der Gasstömungsgeschwindigkeiten und des Druckes wurde von der Hochfrequenz-Stromquelle 739 an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 ein Strom mit 35 Watt und einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, um für 5 Minuten eine Glimmentladung durchzuführen, bei der eine ladungs­ erzeugende Schicht auf a-Si:H mit einer Dicke von 0,3 µm erzeugt wurde.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so hergestellten fotoempfindlichen Ele­ mentes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Ele­ ment ein maximales Ladungspotential (im nachfolgenden als Vmax be­ zeichnet) von -600V. Das Ladungsvermögen pro 1 µm (im nachfolgenden als C.A. bezeichnet) betrug 82V, errechnet aus der Gesamtdicke des Elementes, d.h. 7,3 µm, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die Zeitspanne, die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V erforderlich war, betrug ungefähr 15 sec, und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltever­ mögen aufweist.
Wenn das Element anfänglich auf -500 V geladen worden war und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die La­ dung auf -100 V abfallen zu lassen, betrug die für diesen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 5,7 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoemp­ findliche Eigenschaften aufweist. Nach drei Monaten nach der Herstellung des fotoempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung betrug die für den wie vorstehend beschriebenen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge unge­ fähr 6,0 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine lange Zeitdauer stabile Eigenschaften aufweist und unge­ achtet des Zeitablaufes keine Zerstörungen aufweist.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Ele­ ment, welches gemäß dem vorliegenden Beispiel und gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, ausge­ zeichnete Eigenschaften aufweist. Wenn das Element bei einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, mit nachfolgender Bildübertragung,verwendet wurde, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 2
Es wurde durch genau den gleichen Prozeß wie beim Beispiel 1, mit Ausnahme daß die Strömungsgeschwindigkeit des H2S-Gases auf 15 sccm eingestellt wurde, ein fotoemp­ findliches Element hergestellt.
Die Dicke der a-C-Schicht betrug dann 7,9 µm. Bei einer quantitativen CHN-Analyse wurde herausgefunden, daß die a-C-Schicht 54 Atom-% Wasserstoffatome, bezogen auf die Gesamtzahl aller Kohlenstoff- und Wasserstoffatome, und 0,99 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Schwefel-Atome, bezogen auf die Gesamtzahl aller Atome der Schicht, enthielt.
Charakteristiken
Wenn das so erzielte fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Ele­ ment ein Vmax von -630 V. Aus der Gesamtdicke des Elementes, 1,3 µm wurde insbesondere durch Errechnen festgestellt daß C.A. 77 V betrug, was angibt, daß das Element zufrieden­ stellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V erforderliche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec, und zeigt, daß das Ele­ ment ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen aufweist.
Bei anfänglichem Laden des Elementes auf -500 V und an­ schließendem Belichten mit weißem Licht, um die Ladung auf -100 V herabzusenken, betrug die erforderliche Licht­ menge für den Lichtabfall ungefähr 3,2 lux-sec. Drei Monate nach der Herstellung des fotoempfindlichen Elementes gemäß dem vorliegenden Beispiel betrug die für den Licht­ abfall wie vorstehend beschrieben, erforderliche Lichtmenge ungefähr 3,5 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer stabile Charakteristiken aufweist und ungeachtet des Ablaufes der Zeit frei von Zerstörungen ist.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das bei dem vorliegenden Beispiel gemäß der Erfindung hergestellte, fotoempfindliche Element ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Wenn das Element bei einem Carlson-Prozeß zum Erzeugen von Bildern darauf, mit nachfolgender Bildübertragung verwendet wurde, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 3
Es wurde auf genau die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 1, mit Ausnahme daß die Strömungsgeschwindigkeit für das H2S-Gas auf 40 sccm eingestellt war, ein fotoemp­ findliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse wurde herausgefunden, daß die so hergestellte a-C-Schicht 53 Atom-% Wasser­ stoffatome bezogen auf die Gesamtanzahl aller Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 5,0 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Schwefelatome, bezogen auf die Gesamtzahl aller Atome der Schicht, enthielt. Darüber hinaus betrug die Dicke der a-C-Schicht 8,3 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert für Vmax von -600 V. Der aus der Gesamtdicke des Elementes, d.h. 8,6 µm berechnete Wert C.A. betrug 70 V, was anzeigt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die Zeitspanne die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V erforderlich war betrug ungefähr 25 sec, und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladehaltevermögen auf­ weist.
Als das Element anfänglich auf -500 V aufgeladen war und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um einen Ladungs­ abfall auf -100 V zu erzeugen, betrug die für diesen Licht­ abfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 4,2 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element bezüglich seiner fotoempfindlichen Charakteristiken zufriedenstellend ist. Drei Monate nach Herstellung des vorliegenden, fotoempfindlichen Elementes betrug die für den Lichtabfall wie vorstehend beschriebene Lichtmenge ungefähr 4,7 lux-sec. Dies zeigt, daß das Ele­ ment über eine längere Zeitdauer stabile Charakteristiken aufweist und ungeachtet des Zeitablaufes frei von Zer­ störungen ist.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das bei dem vorliegenden Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte fotoempfindliche Element ausgezeichnete Eigenschaften auf­ weist. Wenn das Element bei dem Carlson-Prozeß zum Er­ zeugen von Bildern darauf, mit nachfolgender Bildübertra­ gung verwendet wurde, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 4
Mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit des H2S-Gases auf 120 sccm eingestellt war, wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 1 ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse wurde herausgefunden, daß die so erzeugte a-C-Schicht 52 Atom-% Wasserstoffatome, bezogen auf die Gesamtzahl aller Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome und 9,2 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Schwefel­ atome, bezogen auf die Gesamtzahl aller Bestandteile der Schicht, enthielt. Darüber hinaus betrug die Dicke der a-C-Schicht 9,2 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert für Vmax von -500 V. Der aus der Gesamtdicke des Ele­ mentes, d.h. 9,5 µm berechnete Wert für C.A. betrug spe­ ziell 53 V, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die für den Dunkelabfall von -500 V auf -450 V erforderliche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec und zeigt, daß das Ele­ ment ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen auf­ weist.
Wenn das Element anfangs auf -500 V geladen wurde und dann mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V abfallen zu lassen, betrug die für diesen Lichtabfall er­ forderliche Lichtmenge ungefähr 8,9 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element bezüglich seiner fotoempfindlichen Charak­ teristiken zufriedenstellend ist. Drei Monate nach Her­ stellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes war für den Lichtabfall wie vorstehend beschrieben eine Lichtmenge von ungefähr 9,9 lux-sec erforderlich. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer stabile Eigenschaften aufweist und ungeachtet des Zeitablaufes frei von Zerstörungen ist.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Ele­ ment, das gemäß dem vorliegenden Beispiel und in Überein­ stimmung mit der Erfindung hergestellt worden ist, zuver­ lässige Eigenschaften aufweist, obwohl das vorliegende Element gegenüber den Elementen der Beispiele 1 bis 3 etwas niedrigere elektrostatische Charakteristiken auf­ weist. Bei Verwendung des Elementes in dem Carlson-Prozeß zur Herstellung von Bildern auf dem Element, gefolgt von Bildübertragung, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde auf genau die gleiche Art und Weise wie beim Bei­ spiel 1, mit Ausnahme daß in der CTL-Stufe kein H2S-Gas zugeführt wurde, ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse wurde herausgefunden, daß die so hergestellte a-C-Schicht 55 Atom-% Wasserstoff­ atome bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome zusammen, enthielt. Es wurden in der a-C-Schicht jedoch keine Chalkogen-Atome, beispielsweise Schwefelatome gefunden. Darüber hinaus betrug die Dicke der a-C-Schicht 4,9 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß, zeigte das Element einen Wert Vmax von -500 V. Der Wert C.A. des Elementes betrug speziell aus der Gesamtdicke des Elementes, von 5,2 µm berechnet, 96 V und zeigt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die Zeitdauer, die für den Dunkelabfall von -500 V auf -450 V erforderlich war, betrug ungefähr 15 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltever­ mögen aufweist.
Wenn das Element jedoch anfänglich auf -500 V geladen worden war und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um einen Ladungsabfall auf -100 V zu erzielen, betrug die für den Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 7,3 lux-sec. Auf der anderen Seite zeigte das Element nach drei Monaten der Herstellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes keinen auf die Hälfte reduzierten Wert bei Belichtung mit ungefähr 50 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer keine stabilen Eigenschaften aufweist und in Abhängigkeit vom Zeitablauf frei von Zerstörungen ist. Dies zeigt eindeutig, daß die a-C-Schicht gemäß der Erfindung, die durch vorzugsweises Dotieren eines Anteils von Chalkogen hergestellt wird, überlegen ist.
Vergleichsbeispiel 2
Auf genau die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 1, mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit des H2S-Gases in der CTL-Stufe auf 200 sccm eingestellt worden war, wurde ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Die so hergestellte a-C-Schicht hatte ein schwaches Schicht­ bildevermögen infolge des Übermaßes an Chalkogen. Weiter­ hin hat sich die Schicht teilweise vom Substrat abgetrennt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der a-C-Schicht wurde ein Gehalt von 54 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Ge­ samtanzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome 10,2 Atom-% Chalkogen, beispielsweise Schwefel, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, festgestellt.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß, zeigte das Element einen Wert von Vmax von -150 V. Der Wert für C.A. des Elementes betrug speziell 14V und wurde aus der Gesamtdicke des Ele­ mentes, d.h. 10,6 µm berechnet, und zeigt an, daß das Ele­ ment schwache Ladungseigenschaften aufweist.
Wenn das Element anfänglich auf -150 V geladen wurde und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung herabzusenken, erzielte das Element bei einer Belichtung mit ungefähr 50 lux-sec keinen auf die Hälfte reduzierten Wert. Dies zeigt, daß das Element schwache fotoempfindliche Charakteristiken hat und als ungeeignet betrachtet werden kann. Diese Ergebnisse zeigen weiterhin die Überlegenheit der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie bei den Beispielen 1 bis 4 gezeigt, mit einem vorzugsweisen Anteil an Chalkogen dotiert ist.
Unter Verwendung des Gerätes für die Durchführung der vor­ liegenden Erfindung wurde ein fotoempfindliches Element hergestellt, das aus einem elektrisch leitfähigen Substrat, einer ladungstransportierenden Schicht und einer ladungs­ erzeugenden Schicht besteht, die in dieser Reihenfolge wie in der Fig. 1 dargestellt auf dem Substrat aufgebracht sind.
Erzeugung der ladungstransportierenden Schicht (CTL): Es wurde das Glimmentladungs-Zerlegungsgerät gemäß Fig. 7 verwendet. Als erstes wurde das Innere der Reaktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 Torr evakuiert und es wurden dann die ersten und dritten Reglerventile 703 und 709 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoffgas und aus dem dritten Tank 703 in den dritten Strömungsregler 715 H2Se-Gas zu leiten, die jeweils einen Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 hatten. Gleichzeitig wurde das siebte Reglerventil 725 ge­ öffnet und es wurde aus dem ersten Behälter 719 in den siebten Strömungsregler 728 Styren geleitet, das durch die erste Heizeinrichtung 722 auf eine Temperatur von 50°C aufgeheizt war. Die Skalen der Strömungsregler wurden so eingestellt, daß das Wasserstoffgas mit einer Strömungs­ geschwindigkeit von 40 sccm, das H2Se-Gas mit 10 sccm und das Styren-Gas mit 20 sccm über die Hauptleitung 732 und die dazwischenliegende Mischeinrichtung 731 in die Reaktions­ kammer 733 geleitet wurden. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innendruck in der Reaktionskammer 733 auf 0,7 Torr durch das Drucksteuerventil 745 eingestellt. Das Substrat 752, das andererseits ein Aluminiumsubstrat mit 50 mm Länge, 50 mm Breite und 3 mm Dicke war, wurde auf 90°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungs­ geschwindigkeiten und des Druckes wurde durch die vorher mittels des Wählschalters 744 eingeschaltete Niederfrequenz- Stromquelle 741 an die mit Strom zu beaufschlagende Elek­ trode 736 ein Strom mit 200 Watt und einer Frequenz von 50 kHz angelegt, um für eine Stunde eine Plasmapolymerisa­ tion durchzuführen, und dabei eine a-C-Schicht mit einer Dicke von 20,7 µm als ladungstransportierende Schicht auf dem Substrat zu erzeugen, worauf die Stromversorgung unter­ brochen wurde und die Reglerventile geschlossen wurden und die Reaktionskammer 733 vollständig entleert wurde.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C- Schicht wurde ein Gehalt an 37 Atom-% Wasserstoffatome be­ zogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome und 1,5 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Selen-Atome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthal­ tenen Atome, festgestellt.
Erzeugung der ladungserzeugenden Schicht (CTL): Als nächstes wurde durch den gleichen Prozeß wie beim Beispiel 1 die a-Si:H-ladungserzeugende Schicht mit einer Dicke von ungefähr 0,3 µm hergestellt.
Charakteristiken
Bei Verwendung des erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß, zeigte das Element einen Wert Vmax von -1000 V, was anzeigt, daß das Element zufrie­ denstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V erforderliche Zeitspanne betrug ungefähr 15 sec, und zeigt, daß das Ele­ ment ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen aufweist.
Wenn das Element anfänglich auf -500 V geladen wurde und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V zu verringern, betrug die für diesen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 5,0 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charak­ teristiken aufweist. Drei Monate nach der Herstellung des fotoempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfin­ dung war für den Lichtabfall wie vorstehend beschrieben eine Lichtmenge von ungefähr 9,5 lux-sec erforderlich. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer stabile Charakteristiken aufweist und ungeachtet des Zeitab­ laufes frei von Zerstörung ist.
Die Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element, wie es bei dem vorliegenden Beispiel und gemäß der vor­ liegenden Erfindung hergestellt worden ist, ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Wenn das Element bei dem Carlson- Prozeß verwendet wurde, um auf dem Element Bilder zu er­ zeugen und anschließend einer Bildübertragung unterzogen wurde, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 6
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 5 mit Ausnahme daß die Strömungsgeschwindigkeit des H2S-Gases in der CTL-Stufe auf 20 sccm eingestellt worden war ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der a-C-Schicht wurde ein Gehalt von 41 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die An­ zahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 2,9 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Selen-atome, bezogen auf die Gesamt­ zahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden. Die Dicke des Elementes betrug ungefähr 21,5 µm.
Charakteristiken
Wenn das so erhaltene fotoempfindliche Element für den üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde zeigte das Ele­ ment einen Wert für Vmax von -1000 V, was anzeigt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V erforderliche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec, und zeigt, daß das Ele­ ment ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen aufweist.
Wenn das Element anfänglich auf -500 V aufgeladen worden war und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V abzusenken, betrug die für den Lichtabfall er­ forderliche Lichtmenge ungefähr 4,9 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charak­ teristiken aufweist. Drei Monate nach der Herstellung des fotoempfindlichen Elementes betrug die für den Lichtabfall erforderliche Lichtmenge wie vorstehend beschrieben, unge­ fähr 5,2 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer stabile Charakteristiken aufweist und un­ geachtet des Zeitablaufes frei von Zerstörung ist.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Ele­ ment, das bei dem vorliegenden Beispiel gemäß der Erfindung hergestellt worden ist, ausgezeichnete Eigenschaften auf­ weist. Wenn das Element bei einem Carlson-Prozeß verwen­ det wurde, um auf dem Element Bilder zu erzeugen, gefolgt von einem Bildübertragungsvorgang, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 7
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 5 mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit für H2Se-Gas auf 30 sccm eingestellt war, ein fotoempfindliches Ele­ ment hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erzielten a-C- Schicht wurden 52 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Ge­ samtanzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 2,4 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Selen-Atome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden. Die Dicke des Elementes betrug ungefähr 23,3 µm.
Charakteristiken
Wenn das erzielte fotoempfindliche Element bei einem üb­ lichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von -1000 V, der anzeigt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist. Die für den Dunkelabfall von -600 V bis 550 V erforderliche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec, und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen auf­ weist.
Wenn das anfänglich auf -500 V geladene Element danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V abzusenken, betrug die für den Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 7,6 lux-sec. Dies zeigt, daß das Ele­ ment zufriedenstellende fotoempfindliche Charakteristiken aufweist. Drei Monate nach der Herstellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes betrug die Lichtmenge, die für den vorstehend beschriebenen Lichtabfall erforderlich war ungefähr 8,4 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer stabile Charakteristiken aufweist und ungeachtet des Zeitablaufes ohne Zerstörungen ist.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das bei dem vorliegenden Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte, fotoempfindliche Element ausgezeichnete Eigenschaften auf­ weist. Bei Verwendung des Elementes bei einem Carlson-Pro­ zeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einem Bildübertragungsvorgang, wurden scharfe Kopier­ bilder erhalten.
Beispiel 8
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 5 mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit für H2Se-Gas in der CTL-Stufe auf 100 sccm eingestellt war ein foto­ empfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C- Schicht wurden 44 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Ge­ samtanzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 8,9 Atom-% Chalkogen-Atome, d.h. Selen-Atome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden.
Die Dicke des Elementes betrug ungefähr 25 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozess zeigte das Element einen Wert für Vmax von -700 V. Der Wert C.A. des Elementes be­ trug ungefähr 28V, berechnet für die Gesamtdicke des Ele­ mentes, d.h. 25,3 µm und zeigt an, daß das Element zufrie­ denstellende Ladungseigenschaften aufweist.
Die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V erforderli­ che Zeitspanne betrug ungefähr 25 sec., und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen auf­ weist.
Wenn das Element anfänglich auf -500 V geladen war und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V herabzusenken, betrug die für den Lichtabfall er­ forderliche Lichtmenge ungefähr 8,2 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charakte­ ristiken aufweist. Drei Monate nach der Herstellung des vor­ liegenden fotoempfindlichen Elementes betrug die Lichtmen­ ge für den vorstehend beschriebenen Lichtabfall ungefähr 9,9 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine länge­ re Zeitdauer stabile Eigenschaften aufweist und ungeachtet des Zeitablaufes frei von Zerstörung ist.
Diese Ergebnisse zeigen, daß das gemäß dem vorliegenden Bei­ spiel hergestellte fotoempfindliche Element gemäß der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet ist, obwohl das Element etwas niedrigere elektrostatische Charakteristi­ ken als die Elemente gemäß der Beispiele 5 und 7 hat. Bei Verwendung des Elementes bei einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einem Bildtransfer wurden scharfe Kopierbilder erhal­ ten.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurde auf genau die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 5 ein fotoempfindliches Element hergestellt, mit Ausnahme, daß in der CTL-Stufe kein H2Se-Gas ein­ geleitet wurde.
Bei einer quantitativen CHN-Analyse der a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 43 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atome herausgefunden. In der a-C-Schicht wurden jedoch keine Chalcogen-Atome, d.h. Selen, gefunden. Darüber hinaus betrug die Dicke der a-C-Schicht 15,3 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert Vmax von -1000 V, der anzeigt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Die für den Dunkelabfall von -600 V auf -550 V er­ forderliche Zeitspanne betrug ungefähr 15 sec. und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes La­ dungshaltevermögen aufweist.
Wenn das Element anfänglich auf -500 V geladen wurde und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V abzusenken, betrug die für diesen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 7,1 lux-sec. Drei Monate nach der Herstellung des vorliegenden foto­ empfindlichen Elementes wurde durch eine Belichtung mit ungefähr 50 lux-sec keine Verringerung auf die Hälfte erzielt. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer ohne Zerstörung ungeachtet des Ablaufs der Zeit bezüglich der Stabilität seiner Eigenschaften schwach ist. Dies bekräftigt die Überlegenheit der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch Dotieren einer bevorzugten Menge an Chalcogen-Atomen, beispielsweise Selen-Atomen, wie bei den Beispielen 5 bis 8 gezeigt, hergestellt ist.
Vergleichsbeispiel 4
Es wurde ein fotoempfindliches Element durch genau den gleichen Prozeß wie beim Beispiel 5 hergestellt, mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit für H2Se-Gas in der CTL-Stufe auf 150 sccm eingestellt war.
Die so hergestellte a-C-Schicht hatte ein schwaches Schichtbildevermögen und die Schicht hatte teilweise einen öligen Film. Weiterhin betrug die Dicke der Schicht 27,5 µm.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so hergestellten a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 30 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 10,4 Atom-% Chalcogen-Atome, d.h. Selenatome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert Vmax von -350 V. Der Wert für C.A. des Elementes wurde durch Berechnung, bezogen auf die Gesamtdicke des Elementes, d.h. 27,8 µm, mit 13V ermittelt, was anzeigt, daß das Element schwache Ladungseigenschaften aufweist.
Nach anfänglicher Ladung des Elementes auf -350 V und an­ schließender Belichtung mit weißem Licht, um die Ladung abzusenken, erzielte das Element bei einer Belichtungsmenge von ungefähr 50 lux-sec keinen auf die Hälfte verringerten Wert. Dies zeigt, daß das Element schwache fotoempfindliche Charakteristiken hat,und es wurde als ungeeignet angesehen.
Diese Ergebnisse zeigen die Überlegenheit der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch Dotieren einer bevorzugten Menge von Chalcogen, wie in den Bei­ spielen 5-8 gezeigt, hergestellt wird.
Beispiel 9
Unter Verwendung eines Gerätes zur Durchführung der vor­ liegenden Erfindung wurde ein fotoempfindliches Ele­ ment hergestellt, bestehend aus einem elektrisch leit­ fähigen Substrat, einer Ladung transportierenden Schicht und einer Ladung erzeugenden Schicht, die in dieser Reihenfolge, wie in der Fig. 1 dargestellt, vorgesehen sind.
Herstellen der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Es wurde das in der Fig. 8 gezeigte Glimmentladungs- Zerlegungsgerät verwendet. Als erstes wurde das Inne­ re der Reaktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von un­ gefähr 10-6 Torr evakuiert und dann wurden die ersten und zweiten Reglerventile 707 und 708 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoffgas und aus dem zweiten Tank 702 in den zweiten Strömungsregler 714 Propylen-Gas jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Gleich­ zeitig wurden die siebten und achten Reglerventile 725 und 726 geöffnet und es wurde aus dem ersten Con­ tainer 719 Styrol-Gas in den siebten Strömungsregler 728 geleitet, welches durch die erste Heizeinrichtung 722 auf eine Temperatur von 70°C aufgeheizt war. Weiterhin wurde das dritte Reglerventil 726 geöffnet, um aus dem dritten Tank 703 in den dritten Strömungsregler 729 H2Te-Gas zu leiten. Die Skalen an den Strömungsreglern waren so eingestellt, daß das Wasserstoffgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 200 sccm, das Propylen­ gas mit 130 sccm, das Styrol-Gas mit 50 sccm und das H2Te-Gas mit 5 sccm über die Hauptleitung 732 und die dazwischenliegende Mischeinrichtung 731 in die Reaktions­ kammer 733 geleitet wurden. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innendruck der Reaktionskammer 733 durch das Drucksteuerventil 745 auf 1,0 Torr einge­ stellt. Weiterhin wurde das Substrat 752, das ein Alu­ miniumsubstrat mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Länge von 350 mm ist, auf 200°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungsgeschwindigkeiten und des Druckes wurde von der Hochfrequenz-Stromquelle 739, die über den Verbindungswählschalter 744 an die Elektrode angeschlossen war, ein Strom mit 250 Watt und einer Frequenz von 13,56 MHz an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 angelegt, und es wurde eine Plasmapolymerisation für zwei Stunden durchge­ führt, um eine a-C-Schicht mit 20,0 µm Dicke als Ladung transportierende Schicht auf dem Substrat aus­ zubilden, und dann wurde die Stromzufuhr unterbrochen, und es wurden die Reglerventile geschlossen und die Reaktionskammer 733 vollständig abgesaugt.
Die quantitative CHN-Analyse der so erhaltenen a-C-Schicht ergab 47 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 0,5 Atom-% Chalco­ gen-Atome, d.h. Tellur-Atome, bezogen auf die Gesamt­ anzahl aller Atome dieser Schicht.
Herstellen der Ladung erzeugenden Schicht (CGL): Als nächstes wurden die ersten, vierten, fünften und sechsten Reglerventile 707, 710, 711 und 712 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsreg­ ler 713 Wasserstoffgas, aus dem vierten Tank 704 in den vierten Strömungsregler 716 Lachgas, aus dem fünften Tank 705 in den fünften Strömungsregler 717 Diborangas, welches mit Wasserstoffgas auf eine Konzentration von 50 ppm verdünnt war und aus dem sechsten Tank 706 in den sechsten Strömungsregler 718 Silangas, jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Die Skalen der Strömungsregler waren so eingestellt, daß das Wasserstoffgas mit 300 sccm, das Lachgas mit 1,0 sccm, das mit Wasserstoffgas auf eine Konzentration von 50 ppm verdünnte Diborangas mit 10 sccm und das Silan­ gas mit 100 sccm in die Reaktionskammer 733 geleitet wur­ den. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innen­ druck in der Reaktionskammer 733 durch das Drucksteuerven­ til 745 auf 1,0 Torr eingestellt. Dann wurde das Sub­ strat 752 mit der darauf ausgebildeten a-C-Schicht auf 250°C vorgeheizt. Bei stabilem Zustand der Gas­ strömungsgeschwindigkeiten und des Druckes wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 von der Hochfrequenz-Stromquelle 739 ein Strom mit 200 Watt und einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, um für 5 Minuten eine Glimmentladung durchzuführen, wobei eine Ladung er­ zeugende Schicht aus a-Si:B:H mit einer Dicke von 0,3 µm hergestellt wurde.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Ele­ mentes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Ele­ ment einen Wert Vmax von +100 V, der angibt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften aufweist. Die für den Dunkelabfall von +600 V auf +550 V erforder­ liche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermö­ gen hat.
Wenn das Element anfänglich auf +500 V und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf +100 V abzusenken, betrug die für den Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 6,9 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufrie­ denstellende fotoempfindliche Charakteristiken hat. Drei Monate nach der Herstellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes betrug die für den vorstehend beschriebenen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 7,8 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längeren Zeitdauer ohne Zer­ störung ungeachtet des Zeitablaufes stabile Eigen­ schaften hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und der vor­ liegenden Erfindung ausgezeichnete Eigenschaften hat. Bei Verwendung des Elementes in einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element gefolgt von einer Bildübertragung wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 10
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 9, mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwin­ digkeit des H2Te-Gases in der CTL-Stufe auf 15 sccm eingestellt war, ein fotoempfindliches Element her­ gestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erzeugten a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 42-Atom-% Wasser­ stoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und 2,3 Atom-% Chalcogen-Atome, d.h. Tellur-Atome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller die Schicht bildenden Atome, gefunden. Die Dicke des Elementes betrug ungefähr 21,5 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes für einen üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert für Vmax von +1000 V, der an­ gibt, daß das Element zufriedenstellende Ladungs­ eigenschaften hat.
Die für den Dunkelabfall von +600 V auf +550 V erfor­ derliche Zeitspanne betrug ungefähr 15 sec, und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshalte­ vermögen hat.
Wenn das Element anfänglich auf +500 V geladen wurde und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf +100 V abzusenken, betrug die für diesen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 8,0 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfind­ liche Charakteristiken hat. Drei Monate nach der Her­ stellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes betrug die für den vorstehend beschriebenen Lichtab­ fall erforderliche Lichtmenge ungefähr 6,3 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeit­ dauer ohne Verschlechterung infolge des Zeitablaufs stabile Charakteristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und der vor­ liegenden Erfindung ausgezeichnete Eigenschaften hat. Bei Verwendung des Elementes in einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einem Bildübertragungsvorgang wurden scharfe Kopier­ bilder erhalten.
Beispiel 11
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 9 mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit des H2Te-Gases in der CTL-Stufe auf 30 sccm eingestellt war, ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 47 Atom-% Wasserstoff bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome und 5,9 Atom-% Chalcogen, d.h. Tellur, be­ zogen auf die Gesamtanzahl aller Atome in der Schicht, gefunden. Die Dicke des Elementes betrug ungefähr 24,8 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes für einen üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert Vmax von +1000 V, der angibt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Die für den Dunkelabfall von +600 V auf +550 V erfor­ derliche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshalte­ vermögen aufweist.
Wenn das Element anfänglich auf +500 V geladen wurde und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf +100 V abzusenken, betrug die für den Licht­ abfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 8,1 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende foto­ empfindliche Charakteristiken hat. Drei Monate nach der Herstellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes betrug die für den vorstehend beschriebenen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 9,1 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer frei von Zerstörungen infolge des Zeitablaufes, stabile Charakte­ ristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen, daß das gemäß dem vorliegenden Beispiel hergestellte fotoempfindliche Element gemäß der vorliegenden Erfindung überragende Eigenschaften hat. Bei Verwendung des Elementes in einem Carlson-Prozeß zur Herstellung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einer Bildübertragung, wurden scharfe Kopierbilder erzielt.
Beispiel 12
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 9 mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwin­ digkeit des H2Te-Gases auf 105 sccm eingestellt war, ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhalte­ nen a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 46 Atom-% Wasser­ stoff bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atome und 9,2 Atom-% Chalcogen, d.h. Tellur, bezogen auf die Gesamtzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden. Die Dicke des Elementes betrug ungefähr 25 µm.
Charakteristiken
Wenn das so erhaltene fotoempfindliche Element für den üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von +700 V. Speziell der Wert C.A. des Elementes betrug ungefähr 28V und wurde auf die Gesamtdicke, d.h. 25,3 µm bezogen, be­ rechnet, was anzeigt, daß das Element zufriedenstellen­ de Ladungseigenschaften hat.
Die für den Dunkelabfall von +600 V auf +550 V erfor­ derliche Zeitspanne betrug ungefähr 25 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshalte­ vermögen hat.
Wenn das Element anfänglich auf +500 V geladen wurde und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf +100 V abzusenken, betrug die für den Licht­ abfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 9,1 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende foto­ empfindliche Charakteristiken hat. Drei Monate nach der Herstellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes betrug die für den vorstehend beschriebe­ nen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 12,3 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitspanne ohne Zerstörungen infolge des Zeit­ ablaufes, stabile Charakteristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und gemäß der vorliegenden Erfindung überragende Eigenschaften hat, obwohl das Element gemäß dem vorliegenden Beispiel etwas geringere elektrostatische Charakteristiken als die Elemente gemäß der Beispiele 9-11 hat. Bei Verwendung des Elementes in einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einer Bild­ übertragung, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Vergleichsbeispiel 5
Es wurde durch genau den gleichen Prozeß wie beim Beispiel 9,mit Ausnahme, daß in der CTL-Stufe kein H2Te-Gas zugeführt wurde, ein fotoempfindliches Ele­ ment hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 48 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff­ atome gefunden. In der a-C-Schicht wurden jedoch keine Chalcogen-Atome, d.h. Tellur gefunden. Darüber hinaus betrug die Dicke der a-C-Schicht 19,5 µm.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes bei einem üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert Vmax von +1000 V, der angibt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Die für den Dunkelabfall von +600 V bis +550 V erfor­ derliche Zeitspanne betrug ungefähr 20 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshalte­ vermögen hat.
Wenn das Element anfänglich auf +500 V geladen wur­ de und danach mit weißem Licht belichtet wurde, um die Ladung auf +100 V abzusenken, betrug die für den Lichtabfall erforderliche Lichtmenge ungefähr 7,4 lux-sec. Drei Monate nach Herstellung des vorliegen­ den fotoempfindlichen Elementes wurde jedoch bei einer Belichtung mit ungefähr 50 lux-sec. keine Ver­ ringerung auf die Hälfte erzielt. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitspanne ohne Zer­ störung infolge des Zeitablaufes schwache stabile Charakteristiken hat. Dies zeigt die Überlegenheit der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch Dotieren von einer bevorzugten Menge an Chalco­ gen-Atom, d.h. Tellur-Atomen, hergestellt wird.
Vergleichsbeispiel 6
Es wurde auf genau die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 9, mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwin­ digkeit des H2Te-Gases auf 130 sccm eingestellt war, ein fotoempfindliches Element hergestellt. Die so erzielte a-C-Schicht hatte ein schwaches Schicht­ bildungsvermögen und es konnte kaum eine Ladung transportierende Schicht in einem festen Zustand erzielt werden. Die Dicke konnte nicht genau erzielt werden.
Die quantitative CHN-Analyse der so erhaltenen dünnen a-C-Schicht zeigte einen Gehalt an 45 Atom-% Wasser­ stoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome,und einen Gehalt an 11,1 Atom-% Chalcogen, d.h. Tellur, bezogen auf die Gesamtan­ zahl aller in der Schicht enthaltenen Atome.
Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen ist, ist der Gehalt an Chalcogen in der Ladung transportierenden Schicht für die Schichtbildung wichtig.
Beispiel 13
Herstellung der Ladung erzeugenden Schicht (CGL): unter Verwendung des Wärmewiderstandsverfahrens wurde der Abstand zwischen dem Substrat und dem Heizschiff auf ungefähr 35 cm eingestellt und die Glocke wurde auf ein Hochvakuum von 10-7 Torr evakuiert. Da­ nach wurde an das Schiff ein elektrischer Strom ange­ legt, um das darauf befindliche TiOPc bei einer Schiff­ temperatur von 480°C zu verdampfen, um auf dem Substrat (Raumtemperatur) eine Schicht aus verdampftem TiOPc mit einer Dicke von 0,35 µm als Ladung erzeugende Schicht zu erzeugen.
Herstellen der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Als nächstes wurde auf die gleiche Art wie beim Beispiel 5 die a-C-Schicht mit einer Dicke von 17 µm hergestellt. Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 37 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome und 1,5 Atom-% Chalcogen, d.h. Selen, be­ zogen auf die Gesamtanzahl aller die Schicht bildenden Atome, ermittelt.
Charakteristiken
Wenn das erhaltene fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von -900 V, der angibt, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Die Zeitdauer, die für den Dunkelabfall von -600 V bis -550 V erforderlich war, betrug ungefähr 17 sec, und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen hat.
Wenn das Element anfänglich auf -500 V geladen war und danach mit einem Halbleiter-Laser-Licht mit einer Wellen­ länge von 780 nm belichtet wurde, um die Ladung auf -100 V abzusenken, betrug die für den Lichtabfall er­ forderliche Lichtmenge ungefähr 8,1 erg/cm2. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfind­ liche Charakteristiken hat. Die für den vorstehend be­ schriebenen Lichtabfall erforderliche Lichtmenge be­ trug nach 3 Monaten nach der Herstellung des vorliegen­ den fotoempfindlichen Elementes ungefähr 8,3 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitdauer ohne Zerstörung stabile Charakteristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und gemäß der vorliegenden Erfindung überragende Eigenschaften hat. Bei Verwendung des Elementes bei einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einer Bildübertragung, wurden scharfe Kopierbilder er­ halten.
Beispiel 14
Unter Verwendung eines Gerätes zur Durchführung der vor­ liegenden Erfindung wurde ein fotoempfindliches Ele­ ment hergestellt, bestehend aus einem elektrisch leit­ fähigen Substrat, einer Ladung transportierenden Schicht und einer Ladung erzeugenden Schicht, die in dieser Reihen­ folge, wie in der Fig. 1 dargestellt, übereinander ange­ ordnet sind.
Herstellen der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Es wurde das in der Fig. 7 gezeigte Glimmentladungs-Zerle­ gungsgerät verwendet. Als erstes wurde das Innere der Re­ aktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 Torr evakuiert und es wurden dann die ersten und zweiten Reg­ lerventile 707 und 708 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoffgas und aus dem zweiten Tank 702 in den zweiten Strömungsregler 714 Acetylen-Gas, jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Gleichzeitig wird das siebte Regler­ ventil 725 geöffnet, um aus dem ersten Behälter 719 in die ersten, zweiten und siebten Strömungsregler 713, 714 und 728 Eisenpentacarbonyl-Gas (Fe(Co)5), das durch die erste Heizeinrichtung 722 auf einem Temperatur von 160°C aufgeheizt worden ist, zu leiten. Die Skalen der Strömungs­ regler waren so eingestellt, daß das Wasserstoffgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 sccm, das Acetylen- Gas mit 40 sccm und das Eisenpentacarbonyl-Gas mit 1 sccm in die Reaktionskammer 733 über die Hauptleitung 732 und die dazwischenliegende Mischeinrichtung 731 geleitet wur­ de. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innen­ druck in der Reaktionskammer 733 durch das Drucksteuer­ ventil 745 auf 0,9 Torr eingestellt. Außerdem wurde das Substrat 752, ein Aluminium-Substrat mit 50 mm Länge, 50 mm Breite und 3 mm Dicke auf 200°C vorgeheizt. Bei stabilen Strömungsgeschwindigkeiten und stabilem Druck wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 von der Hochfrequenz-Stromquelle 739, die vorher über den Wählschalter 744 angeschlossen worden ist, ein Strom mit 200 Watt und einer Frequenz von 5 MHz angelegt, um für vier Stunden eine Plasmapolymerisation durchzuführen, und auf dem Substrat eine a-C-Schicht mit 14 µm Dicke als Ladungstransportschicht zu erzeugen, worauf die Stromversorgung unterbrochen wurde und die Reglerventile geschlossen wurden und die Reaktionskammer 733 vollstän­ dig abgesaugt wurde.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so hergestellten a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 49 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff­ atome und 0,1 Atom-% Übergangsmetall, d.h. Eisen, bezogen auf die Gesamtzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome gefunden.
Herstellen der Ladung erzeugenden Schicht (CGL): Als nächstes wurden die ersten und sechsten Reglerven­ tile 707 und 712 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoffgas und aus dem sechsten Tank 706 in den sechsten Strömungsregler 718 Silan­ gas jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Die Skalen der Strömungsregler waren so einge­ stellt, daß das Wasserstoffgas mit einer Strömungsge­ schwindigkeit von 100 sccm und das Silangas mit 65 sccm in die Reaktionskammer 733 strömt. Nachdem sich die Strömungsgeschwindigkeiten der Gase stabilisiert hatten, wurde der Innendruck der Reaktionskammer 733 durch das Drucksteuerventil 745 auf 0,8 Torr eingestellt. Weiter­ hin wurde das mit einer a-C-Schicht versehene Substrat 752 auf 250°C vorgeheizt. Bei stabilem Zustand der Strö­ mungsgeschwindigkeiten und des Druckes wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 von der Hochfre­ quenzstromquelle ein Strom mit 200 Watt und einer Fre­ quenz von 13,56 MHz angelegt, um für 20 Minuten eine Glimmentladung durchzuführen und dabei eine Ladung er­ zeugende a-Si:H-Schicht mit einer Dicke von 0,4 µm herzu­ stellen.
Charakteristiken
Wenn das so erhaltene fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Ele­ ment einen Wert Vmax von -700 V. Der Wert für C.A. betrug berechnet auf die Gesamtdicke des Elementes, d.h. 15,4 µm, 45,5V/µm, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Die Zeitdauer, die für den Dunkelabfall von Vmax auf das Potential entsprechend 90% von Vmax (im nachfolgenden als Td bezeichnet) benötigt wurde, betrug ungefähr 20 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes La­ dungsrückhaltevermögen hat.
Die Lichtmenge, die für den Lichtabfall von Vmax auf ein Potential entsprechend 20% von Vmax mittels weißem Licht (im nachfolgenden als E bezeichnet) erforderlich war, betrug ungefähr 6,2 lux-sec, und zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charakte­ ristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und der vor­ liegenden Erfindung überragende Eigenschaften hat. Bei Verwendung des Elementes bei einem Carlson-Prozeß, bei dem Bilder auf dem Element erzeugt wurden, gefolgt von einer Bildübertragung, wurden scharfe Kopierbil­ der erhalten.
Beispiele 15 bis 19
Es wurden durch genau den gleichen Vorgang wie beim Bei­ spiel 14, mit Ausnahme, daß die Strömungsgeschwindig­ keiten von Eisenpentacarbonyl-Gas jeweils auf 2,0 (Bei­ spiel 15), 3,5 (Beispiel 16), 6 (Beispiel 17), 10 (Bei­ spiel 18) und 15 (Beispiel 19) sccm eingestellt wurden, indem die Temperatur der ersten Heizeinrichtung 722 und der Öffnungsgrad des siebten Strömungsreglers 728 ge­ steuert wurden, fotoempfindliche Elemente hergestellt.
Die Dicke der a-C-Schichten betrug jeweils 14, 12, 10,9, 10,2 und 11 µm. Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C-Schichten wurde jeweils ein Gehalt von 46, 41, 38,3, 36,2 und 33,2 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome,und weiterhin jeweils 0,3, 0,9, 2,8, 5 und 10 Atom-% des Übergangselementes, d.h. Eisen, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden.
Charakteristiken
Wenn die erhaltenen fotoempfindlichen Elemente bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurden, wurde jeweils ein Wert für Vmax von -700 V, -660, -510, -420 und -300 V erzielt. Durch Berechnen der Gesamtdicke der Elemente, d.h. jeweils 14,4, 12,4, 11,3, 10,6 und 11,6 µm wurde speziell für den Wert C.A. jeweils 48,6, 53,2, 45,1, 40,6 und 26,3 V/µm ermittelt,was angibt, daß die Elemente zufriedenstellende Ladungseigenschaften haben.
Der Wert Td betrug jeweils 20, 15, 10, 8 und 5 sec, und zeigt, daß die Elemente ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen aufweisen.
Der Wert E betrug jeweils 5,8, 3,2, 1,9, 7,2 und 9,4 lux-sec. Dies zeigt, daß die Elemente zufriedenstellende foto­ empfindliche Charakteristiken haben.
Diese E 22085 00070 552 001000280000000200012000285912197400040 0002003821429 00004 21966rgebnisse geben an, daß die gemäß der vor­ liegenden Beispiele hergestellten fotoempfindlichen Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung überragen­ de Eigenschaften zeigen. Wenn die Elemente bei dem Carlson-Prozeß verwendet wurden, um auf ihnen Bilder zu erzeugen, gefolgt von einer Bildübertragung, wur­ den scharfe Kopierbilder erhalten.
Vergleichsbeispiel 7
Es wurden durch genau den gleichen Prozeß wie beim Beispiel 14, mit Ausnahme, daß in der CTL-Stufe kein Eisen-Pentacarbonyl-Gas zugeführt wurde, ein foto­ empfindliches Element hergestellt.
Die quantitative CHN-Analyse der so erhaltenen a-C- Schicht ergab einen Gehalt an 51 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasser­ stoffatome. In der a-C-Schicht wurde jedoch kein Über­ gangsmetall, d.h. Eisen, gefunden.
Charakteristiken
Bei Verwendung des so erhaltenen fotoempfindlichen Elementes für einen üblichen Carlson-Prozeß zeigte das Element einen Wert Vmax von -750 V. Das Ladungs­ vermögen pro 1 µm betrug speziell 65,2 V/µm, und wurde, bezogen auf die Gesamtdicke des Elementes, d.h. 11,5 µm errechnet, und zeigt an, daß das Element zufrie­ denstellende Ladungseigenschaften hat.
Der Wert Td betrug 25 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen hat.
Der Wert E betrug 12,6 lux-sec, und liegt etwas nied­ riger,aber es wurde bei der Verwendung des Elementes kein Problem festgestellt.
Drei Monate nach der Herstellung des vorliegenden fotoempfindlichen Elementes wurde jedoch bei dem Element keine Verringerung auf die Hälfte des Wertes bei einer Belichtung mit einer Lichtmenge von unge­ fähr 50 lux-sec festgestellt. Dies zeigt, daß das Element über eine längere Zeitspanne ohne Zerstörung, mit Ausnahme des Zeitablaufes eine schlechte Stabili­ tät der Charakteristiken hat. Dies zeigt die Über­ legenheit der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Er­ findung, die durch Dotieren einer bevorzugten Menge an Übergangsmetall-Elementen hergestellt wird.
Vergleichsbeispiel 8
Es wurde mit genau dem gleichen Verfahren wie beim Beispiel 14, mit Ausnahme, daß in der CTL-Stufe die Strömungsgeschwindigkeit des Acetylengases auf 20 sccm und die Strömungsgeschwindigkeit des Eisen-Pentacarbonyl­ gases auf 20 sccm eingestellt war, ein fotoempfindliches Element hergestellt.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhaltenen a-C- Schicht wurde ein Gehalt an 31,5 Atom-% Wasserstoff, be­ zogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff­ atome und 11,9 Atom-% Elemente der Übergangsmetalle, d.h. Eisenatome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, gefunden.
Charakteristiken
Wenn das erhaltenene fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Ele­ ment einen Wert Vmax von -150 V. Der Wert C.A. des Elemen­ tes betrug 12,2 V und wurde aus der Gesamtdicke des Ele­ mentes, d.h. 12,3 µm errechnet, und zeigt an, daß das Element schwache Ladungseigenschaften hat.
Dies zeigt, daß das Element schwache fotoempfindliche Charakteristiken hat und als ungeeignet betrachtet wird. Dieses Ergebnis zeigt die Überlegenheit der a-C-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch Dotieren einer bevorzugten Menge eines Übergangsmetall-Elementes hergestellt wird.
Beispiel 20
Unter Verwendung eines Gerätes zur Realisierung der vorliegenden Erfindung wurde ein fotoempfindliches Ele­ ment hergestellt, bestehend aus einem elektrisch leit­ fähigen Substrat, einer Ladung transportierenden Schicht und einer Laldung erzeugenden Schicht, die in dieser Reihenfolge, wie in der Fig. 1 dargestellt, vorgesehen sind.
Herstellung der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Es wurde das in der Fig. 7 gezeigte Glimmentladungs- Zerlegungsgerät verwendet. Als erstes wurde das Innere der Reaktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 Torr evakuiert und die ersten und zweiten Regler­ ventile 707 und 708 wurden danach geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasser­ stoffgas und aus dem zweiten Tank 702 in den zweiten Strömungsregler 714 Butadien-Gas jeweils mit einem Aus­ gangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Gleichzeitig wurde das siebte Reglerventil 725 geöffnet und es wurde aus dem ersten Behälter 719 in den ersten, zweiten und siebten Strömungsregler 713, 714 und 728 Molybdän-Hexa­ carbonyl(Mo(Co)6) geleitet, das durch die erste Heiz­ einrichtung 722 auf eine Temperatur von 130°C aufge­ heizt war. Die Skalen der Strömungsregler waren so eingestellt, daß das Wasserstoffgas mit einer Strö­ mungsgeschwindigkeit von 60 sccm, das Butadien-Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 60 sccm und das Molybdän-Hexacarbonyl-Gas mit 5 sccm über die Hauptleitung 732 und die dazwischenliegende Misch­ einrichtung 731 in die Reaktionskammer 733 geleitet wurde. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innendruck in der Reaktionskammer 733 durch das Druck­ steuerventil 745 auf 1,0 Torr eingestellt. Weiterhin wurde das Substrat 752, ein Aluminiumsubstrat mit 50 mm Länge, 50 mm Breite und 3 mm Dicke auf 100°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungsge­ schwindigkeiten und des Druckes wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 von der Nieder­ frequenz-Stromquelle 741, die über den Wählschalter 744 vor­ her zugeschaltet worden war, ein Strom mit 100 Watt und einer Frequenz von 300 KHz angelegt, um für 30 Minuten eine Plasmapolymerisation durchzuführen und eine a-C- Schicht von 8 µm Dicke als Ladungstransportschicht auf dem Substrat herzustellen, worauf die Stromver­ sorgung abgeschaltet und die Reglerventile geschlossen wurden und die Reaktionskammer 733 dann vollständig ab­ gesaugt wurde.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so erhalte­ nen a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 41 Atom-% Wasser­ stoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome und ein Gehalt an 2,8 Atom-% des Übergangsmetalls, d.h. Molybdän-Atome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome, festgestellt.
Herstellung der Ladung erzeugenden Schicht (CGL):. Als nächstes wurde durch den gleichen Vorgang wie beim Beispiel 14, mit Ausnahme, daß aus dem fünften Tank 705 ein Lachgas mit einer Strömungsgeschwindig­ keit von 0,1 sccm zugeführt wurde, eine a-Si:H-La­ dung erzeugende Schicht hergestellt.
Charakteristiken
Wenn das so erhaltene fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von -700 V. Das Ladungs­ vermögen pro 1 µm betrug 83,3V/µm und wurde aus der Gesamtdicke des Elementes, d.h. 8,4 µm berechnet, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Der Wert Td betrug ungefähr 15 Sekunden und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshalte­ vermögen hat.
Der Wert E betrug ungefähr 2,1 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charakteristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und der vor­ liegenden Erfindung überragende Eigenschaften hat. Bei Verwendung des Elementes bei einem Carlson-Prozeß zur Erzeugung von Bildern auf dem Element, gefolgt von einer Bildübertragung, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 21
Bei Verwendung eines Gerätes zur Realisierung der vor­ liegenden Erfindung wurde ein fotoempfindliches Ele­ ment hergestellt, bestehend aus einem elektrisch leit­ fähigen Substrat, einer Ladung transportierenden Schicht und einer Ladung erzeugenden Schicht, die in dieser Reihenfolge und wie in der Fig. 1 dargestellt, über­ einander angeordnet sind.
Herstellen der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Es wurde das in der Fig. 8 gezeigte Glimmentladungs- Zerlegungsgerät verwendet. Als erstes wurde das Innere der Reaktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 Torr evakuiert und es wurde dann das erste Reg­ lerventil 707 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 ein Wasserstoffgas mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 einzuleiten. Gleich­ zeitig wurden die siebten und achten Reglerventile 725 und 726 geöffnet, und es wurde aus den ersten und zweiten Behältern 719 und 720 jeweils in die ersten, siebten und achten Strömungsregler 713, 728 und 729 Wolfram-Hexacarbonyl (W(CO)6)-Gas, das durch die erste Heizeinrichtung auf eine Temperatur von 145°C aufgeheizt war und Styrolgas, das durch die zweite Heiz­ einrichtung 723 auf eine Temperatur von 50°C aufgeheizt war, geleitet. Die Skalen der Strömungsregler waren so eingestellt, daß das Wasserstoffgas mit einer Strömungs­ geschwindigkeit von 40 sccm, das Styrol-Gas mit 40 sccm und das Wolfram-Hexacarbonyl-Gas mit 2,5 sccm durch die Hauptleitung 732 und über die dazwischen angeordnete Mischeinrichtung 731 in dieReaktionskammer 733 geleitet wurde. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innendruck der Reaktionskammer 733 durch das Druck­ steuerventil 745 auf 0,6 Torr eingestellt. Weiterhin wurde das Substrat 752, ein Aluminiumsubstrat mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Länge von 330 mm auf 120°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungs­ geschwindigkeiten und des Druckes wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 von der Niederfrequenz­ Stromquelle 741, die vorher durch den Verbindungswähl­ schalter 744 an die Elektrode angeschlossen war, ein Strom mit 130 Watt und einer Frequenz von 50 KHz an­ gelegt, um für eine Stunde und 10 Minuten eine Plasma­ polymerisation durchzuführen, wobei auf dem Substrat eine a-C-Schicht mit 16,0 µm Dicke als Ladung trans­ portierende Schicht hergestellt wird, und dann wurde die Stromversorgung unterbrochen, die Reglerventile ge­ schlossen und die Reaktionskammer 733 vollständig ab­ gesaugt. Die quantitative CHN-Analyse der so erhaltenen a-C-Schicht ergab einen Gehalt an 42 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff- Atome, und 2,2 Atom-% Übergangsmetallelemente, d.h. Wolfram­ atome, bezogen auf die Gesamtanzahl aller in der Schicht enthaltenen Atome.
Herstellen der Ladung erzeugenden Schicht (CGL): Als nächstes wurden die ersten, fünften und sechsten Reg­ lerventile 707, 711 und 712 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoff­ gas, aus dem fünften Tank 705 in den fünften Strömungs­ regler 717 Lachgas und aus dem sechsten Tank 706 in den sechsten Strömungsregler 718 Silan-Gas jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Die Skalen der Strömungsregler waren so eingestellt, daß das Wasserstoff­ gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 300 sccm, das Lachgas mit 1,0 sccm und das Silan-Gas mit 90 sccm in die Reaktionskammer 733 geleitet wurden. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innendruck der Reaktionskammer 733 durch das Drucksteuerventil 745 auf 1,0 Torr eingestellt. Weiterhin wurde das Substrat 752 mit der darauf ausgebildeten a-C-Schicht auf 235°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungsge­ schwindigkeiten und des Druckes wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 735 von der Hoch­ frequenz-Stromquelle 739 ein Strom mit 200 Watt und einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, um für 15 Minuten eine Glimmentladung durchzuführen, wobei eine Ladung erzeugende a-Si:H-Schicht mit einer Dicke von 0,4 µm hergestellt wurde.
Charakteristiken
Wenn das erzielte fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von -650 V. Insbesondere das La­ dungsvermögen pro 1 µm betrug 39,6 V/µm und wurde auf die Gesamtdicke des Elementes, d.h. 16,4 µm berechnet, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende La­ dungseigenschaften hat.
Der Wert Td betrug ungefähr 10 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungsrückhaltevermögen hat.
Der Wert E betrug ungefähr 2,1 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charakte­ ristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element, welches gemäß dem vorliegenden Beispiel und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung herge­ stellt worden ist, überragende Eigenschaften hat. Wenn das Element bei dem Carlson-Prozeß verwendet wurde, wobei bilder auf dem Element erzeugt wurden, gefolgt von einer Bildübertragung, dann wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 22
Unter Verwendung eines Gerätes zur Realisierung der vor­ liegenden Erfindung wurde ein fotoempfindliches Element hergestellt, bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat, einer Ladung transportierenden Schicht und einer Ladung erzeugenden Schicht, die in dieser Reihen­ folge wie in der Fig. 1 dargestellt, vorgesehen sind.
Herstellung der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Es wurde das Glimmentladungs-Zerlegungsgerät gemäß Fig. 7 verwendet. Als erstes wurde das Innere der Reaktionskammer 733 auf ein Hochvakuum von ungefähr 10-6 Torr evakuiert und dann wurden die ersten und zweiten Reglerventile 707 und 708 geöffnet, um aus dem ersten Tank 701 in den ersten Strömungsregler 713 Wasserstoffgas und aus dem zweiten Tank 702 in den zweiten Strömungsregler 714 Propylen-Gas jeweils mit einem Ausgangsdruck von 1,0 kg/cm2 zu leiten. Gleichzeitig wurde das siebte Reglerventil 725 geöffnet und es wurde aus dem ersten Behälter 719 Tetra­ n-Propylorthotitanat((n-C3H7O)Ti)-Gas, welches durch die erste Heizeinrichtung 722 auf eine Temperatur von 225°C aufgeheizt war, in die ersten, zweiten und siebten Strömungsregler 713, 714 und 728 geleitet. Die Skalen der Strömungsregler waren so eingestellt, daß das Wasser­ stoffgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 sccm, das Propylengas mit 40 sccm und das Tetra-n-Propylortho­ titanat-Gas mit 0,5 sccm über die Hauptleitung 732 und die dazwischen angeordnete Mischeinrichtung 731 in die Reak­ tionskammer 733 geleitet wurden. Nach der Stabilisierung der Gasströme wurde der Innendruck in der Reaktionskammer 733 durch das Drucksteuerventil 745 auf 0,4 Torr einge­ stellt. Weiterhin wurde das Substrat 752, ein Aluminium­ substrat mit 50 mm Länge, 50 mm Breite und 3 mm Dicke auf 150°C vorgeheizt. Nach Stabilisierung der Gasströmungs­ geschwindigkeiten und des Druckes wurde an die mit Strom zu beaufschlagende Elektrode 736 von der Hochfrequenz­ stromquelle 739, die vorher durch den Wählschalter 744 angeschlossen war, ein Strom mit 120 Watt und einer Fre­ quenz von 4,0 MHz angelegt, um für vier Stunden eine Plasmapolymerisation durchzuführen, und auf dem Sub­ strat eine a-C-Schicht mit einer Dicke von 5 µm als La­ dung transportierende Schicht zu erzeugen, worauf die Stromversorgung unterbrochen wurde und die Reglerven­ tile geschlossen wurden, und dann die Reaktionskammer 733 vollständig abgesaugt wurde.
Bei der quantitativen CHN-Analyse der so hergestellten a-C-Schicht wurde ein Gehalt an 38 Atom-% Wasserstoff, bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoff­ atome und ein Gehalt an 0,9 Atom-% Übergangsmetallelement, d.h. Titanatome, bezogen auf die Gesamtzahl aller Atome der Schicht, ermittelt.
Herstellen der Ladung erzeugenden Schicht (CGL): Als nächstes wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 14, mit Ausnahme, daß aus dem fünften Tank 705 ein Lachgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,1 sccm eingeleitet wurde, die a-Si:H-Ladung erzeugende Schicht hergestellt.
Charakteristiken
Wenn das so erhaltene fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von -450 V. Speziell das Ladevermögen pro 1 µm betrug 83,3 V/µm, und wurde auf die Gesamtdicke des Elementes, d.h. 5,4 µm, berechnet, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende La­ dungseigenschaften hat.
Der Wert Td betrug ungefähr 25 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen hat.
Der Wert E betrug ungefähr 1,5 lux-sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charakte­ ristiken hat.
Diese Ergebnisse zeigen, daß das fotoempfindliche Element gemäß dem vorliegenden Beispiel und gemäß der vorliegen­ den Erfindung überragende Eigenschaften hat. Wenn das Element bei dem Carlson-Prozeß verwendet wurde, um auf dem Element Bilder zu erzeugen, gefolgt von einer Bild­ übertragung, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 23
Es wurde auf die gleiche Art und Weise wie beim Bei­ spiel 16, mit Ausnahme, daß die Reihenfolge der CGL- Stufe und der CTL-Stufe umgedreht war, ein fotoempfind­ liches Element hergestellt. Das so hergestellte fotoempfind­ liche Element hat ein elektrisch leitfähiges Substrat, eine Ladung erzeugende Schicht und eine Ladung transpor­ tierende Schicht, die in dieser Reihenfolge und wie in der Fig. 2 dargestellt, vorgesehen sind.
Charakteristiken
Wenn das so erzielte fotoempfindliche Element bei einem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von +680 V. Der Wert C.A. be­ trug speziell 54,8 V/µm und wurde auf die Gesamtdicke des Elementes, d.h. 12,4 µm, berechnet und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigenschaften hat.
Der Wert Td betrug ungefähr 15 Sekunden und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Ele­ ment, welches gemäß dem vorliegenden Beispiel und in Über­ einstimmung mit der Erfindung hergestellt worden ist, über­ ragende Eigenschaften hat. Wenn das Element bei dem Carlson-Prozeß verwendet wurde, um auf ihm Bilder zu erzeugen, gefolgt von einer Bildübertragung, wur­ den scharfe Kopierbilder erhalten.
Beispiel 24
Es wurde unter Verwendung einer aufgedampften Schicht als Ladung erzeugender Schicht ein fotoempfindliches Element hergestellt, das aus einem elektrisch leitfähi­ gen Substrat, einer Ladung erzeugenden Schicht und einer Ladung transportierenden Schicht bestand, die in dieser Reihenfolge,wie in der Fig. 2 dargestellt, übereinander angeordnet waren.
Herstellen der Ladung erzeugenden Schicht (CGL): unter Verwendung eines Wärmewiderstandsverfahrens wurde auf einem Aluminiumsubstrat eine Schicht aus Aluminium-Chlorophthalocyaninchlorid (AlClPc(Cl)) mit einer Dicke von 1000 Å aufgebracht. Danach wurde die aufgedampfte Schicht für 30 Minuten einem THF-Dampf ausgesetzt, um eine Vergütungsbehandlung durchzuführen, um eine Ladung erzeugende Schicht zu bilden. Das Alu­ minium-Chlorophthalocyanin-Chlorid wurde für ungefähr 10 Minuten unter der Schifftemperatur von 450 bis 490° bei einem Vakuum von 5′× 10-5 bis 1 × 10-4 Torr evakuiert.
Herstellen der Ladung transportierenden Schicht (CTL): Als nächstes wurde auf der aufgedampften Aluminium- Chlorophthalocyanin-Chlorid-Schicht auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 17 mit Ausnahme, daß das Substrat auf 60°C erwärmt wurde, eine a-C-Schicht aufgebracht.
Charakteristiken
Wenn das so erzielte fotoempfindliche Element bei dem üblichen Carlson-Prozeß verwendet wurde, zeigte das Element einen Wert Vmax von +450 V. Speziell der Wert C.A. betrug 37,2 V/µm, bezogen auf die Gesamt­ dicke des Elementes von 12,1 µm berechnet, und zeigt an, daß das Element zufriedenstellende Ladungseigen­ schaften hat.
Der Wert Td betrug ungefähr 15 sec und zeigt, daß das Element ein zufriedenstellendes Ladungshaltevermögen hat.
Der Wert E betrug ungefähr 2,3 lux/sec. Dies zeigt, daß das Element zufriedenstellende fotoempfindliche Charakteristiken hat. Weiterhin betrug die Lichtmenge, die für den Lichtabfall von Vmax auf ein Potential ent­ sprechend 20% von Vmax unter Verwendung eines Halb­ leiterlaserlichtes mit einer Wellenlänge von 780 nm erforderlich war, betrug 7,6 erg/cm2. Dies zeigt, daß das Element im langwelligen Lichtbereich eine ausgezeichnete Fotoempfindlichkeit hat.
Diese Ergebnisse zeigen an, daß das fotoempfindliche Element, welches gemäß dem vorliegenden Beispiel und in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt worden ist, überragende Eigenschaften aufweist. Wenn das Element bei dem Carlson-Prozeß zum Erzeugen von Bildern, gefolgt von einer Bildübertragung verwen­ det wurde, wurden scharfe Kopierbilder erhalten.

Claims (3)

1. Fotoempfindliches Element gekennzeichnet durch ein elektrisch leitfähiges Substrat (1);
eine Ladung erzeugende Schicht; und
eine Ladung transportierende Schicht (3), bestehend aus amorphem Kohlenstoff mit einem Gehalt an Wasserstoff von 0,1 bis 67 Atom-%, bezogen auf die Anzahl der Wasserstoff- und Kohlenstoffatome; und 0,1 bis ungefähr 10 Atom-% Chalcogen oder ein Element der Übergangsmetalle, bezogen auf die Gesamt­ menge aller in der Schicht enthaltenen Atome.
2. Fotoempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung transportieren­ de Schicht (3) keine wesentliche Fotoleitfähigkeit hat.
3. Fotoempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung transpor­ tierende Schicht durch eine organische Plasma-Polymerisation hergestellt ist.
DE3821429A 1987-06-26 1988-06-24 Fotoempfindliches element mit einer ladungserzeugenden und einer ladungstransportierenden schicht Withdrawn DE3821429A1 (de)

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