DE3040972A1 - Elektrophotographisches lichtempfindliches material und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Elektrophotographisches lichtempfindliches material und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
MÖNCHEN
DR. E. WIEGAND DR. M. KÖHLER
DlPL-ING. C. GERNHARDT
HAMBURG
DIPL.-ING. ]. GlAESER
DIPL.-ING. W. NIEMANN OF COUNSEL
WIEGAND NIEMANN KÖHLER GERNHARDT GLAESER
PATE NTAHWXLTE
Zugelassen beim Europäischen Patentamt
Zugelassen beim Europäischen Patentamt
. I0-
TELEFON: 089-5554 76/7
TELEGRAMME: KARPATENT TELEX ι 529068 KARP D
TELEGRAMME: KARPATENT TELEX ι 529068 KARP D
D-8000 MÖNCHEN2 HERZOG-WILHELM-STR. 16
W. 43802/80 -
30. Oktober 1980
Photo Film Cb., Ltd. Minami Ashigara-Shi, Kanagawa (Japan)
Elektrophotographisches lichtempfindliches Material und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material und ein Verfahren zu dessen
Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material
mit einer aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff-
und Siliciumbasis aufgebauten leitenden Schicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Materials«
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t·
Elektrophotographische lichtempfindliche Elemente,
welche amorphes Se allein oder amorphes, mit Verunreinigungen, wie As, Te, Sb oder Bi, dotiertes Se enthalten,
sowie elektrophotographische lichtempfindliche Materialien mit dem Gehalt von CdS sind bekennt. Diese lichtempfindlichen
Materialien ergeben einige Probleme. Beispielsweise sind sie sehr toxisch und ein amorphes
Se enthaltendes Material hat eine sehr niedrige Wärmestabilität, da das amorphe Se bei Temperaturen von etwa
100° C oder mehr kristallisiert. Ferner zeigt der lichtempfindliche Film eine niedrige mechanische Festigkeit
und eine niedrige Beständigkeit für hydraulischen Schock.
Jn letzter Zeit wurden Verfahren zur Überwindung derartiger
Probleme von diesen üblichen elektrophotographisehen
lichtempfindlichen Materialien vorgeschlagen, wobei eine photoleitende Schicht aus amorphem Silicium
angewandt wurde. Durch wasserstoffreie Dampfabscheidung
oder Sprühverdampfung hergestellte amorphes Silicium ist zur Anwendung in elektrophotographisehen lichtempfindlichen
Elementen nicht günstig, da sein spezifischer Dunkelwiderstand so niedrig wie 10 Ohm.cm ist
und seine Photoleitfähigkeit gleichfalls sehr niedrig ist. I*Les dürfte auf die Anwesenheit zahlreicher Fehler
in der Struktur, die durch zahlreiche unterbrochene Si-Si-Bindungen verursacht ist, zurückzuführen sein;
die Trichterleitung thermisch- erregter Träger auf Grund der hohen durchschnittlichen Dichte der lokalisierten
Stellen (10 /cnr) innerhalb eines Energie Spaltes zwischen
den Leitungsbändern und Füllungsbändern des Siliciums ist die Ursache für den niedrigen spezifischen
Dunkelwiderstand und das Einfangen von durch Licht erregten Trägern im Fall der schlechten Photoleitfähigkeit.
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In Advance in Physics, Band 26, Hr. 6, Seite 312ff, 1977, ist besenrieben, dass ein durch G-limmentladungszerSetzung
von Silangas (SiH^) hergestelltes nicht dotiertes amorphes Silicium einen spezifischen
9 10 Dunkelwiderstand von 10 bis 10 Ohm.cm besitzt. In
"Solid State Communications11, Band 20, Seite 969 ff,
1976, ist berichtet, dass ein durch Umsetzung von Silicium mit Wasserstoff mittels einer Hochfrequenz-Sprühbeladung
hergestelltes amorphes Silicium einen spezifischen Dunkelwiderstand von 1O7 Ohm.cm besitzt. Wie dort berichtet,
gleicht der Wasserstoff die !Fehler in der Siliciumkristallstruktur aus und verringert die durchschnittliche
Dichte von lokalisierten Stellen innerhalb des Energiespaltes zwischen den Leitungsbändern und
17 gefüllten Bändern des Siliciums bis herab zu 10 ' bis
10 /cm .-Das hierbei gebildete Silicium hat sehr gute
Photoleitfähigkeit und die Valenzelektronensteuerung
zur Ausbildung eines Halbleiters vom p- oder η-Typ ist möglich. Ein elektrophotographisches lichtempfindliches
Element mit einem unvariabel hohen spezifischen Dunkelwiderstand zu schaffen, ist jedoch schwierig, ohne dass
die Ausbildungsbedingungen sehr scharf gesteuert werden.
Ein weiteres durch Glimmentladungszersetzung hergestelltes Siliciumcarbid ist in Philosophical Magazine,
Band 35, Seite 1 ff, 1977 beschrieben und ein durch Hochfrequenzauf sprühung hergestelltes amorphes Siliciumcarbid ist in Thin Solids Films, Band 2, Seite 79 ff,
1968, beschrieben. Das im ersten Bericht beschriebene Carbid hat einen spezifischen Dunkelwiderstand bei
12 Raumtemperatur von mindestens 10 0hm.cm und das im
zweiten Bericht beschriebene hat einen spezifischen Dunkel-
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-A-
widerstand bei Raumtemperatur von 10 Ohm.cm. Jedoch
wurden nur wenige Studien hinsichtlich der Photoleitfähigkeit von amorphem Siliciumcarbid unternommen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einem neuen elektrophotographi sehen lichtempfindlichen Element und
einem Verfahren zur Herstellung desselben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem electrophotographysehen lichtempfindlichen Element,
das einen hohen Dunkelwiderstand besitzt, thermisch und chemisch stabil ist und eine hohe Photoleitfähigkeit
besitzt, sowie in einem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Materials.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem elektrophotographisehen lichtempfindlichen Material mit
einer aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff- und
Siliciumbasis aufgebauten photoleitenden Schicht, die zur Lieferung guter elektrophotographischer Eigenschaften
fähig ist.
Auf Grund ausgedehnter Untersuchungen zur Herstellung guter elektrophotographischer Eigenschaften unter
Anwendung eines amorphen Materials wurde nunmehr gefunden, dass die aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff-
und Siliciumbasis aufgebaute photoleitende Schicht, welches durch Umsetzung eines Silane oder eines Silanderivates
mit einem kohlenstoff- und fluorhaltigen Gas gebildet wurde, die gewünschten Aufgaben erfüllen kann.
Das dabei gebildete amorphe Material hat einen sehr hohen spezifischen Dunkelwiderstand und hat in völlig
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- e-
überrascliender Weise die zur Anwendung in einem elektrophotographischen
lichtempfindlichen Material gewünschte hohe Photoleitfähigkeit.
Der Grund, weshalb dieses amorphe Material die gewünschten elektrophotographischen Eigenschaften besitzt,
ist bis jetzt nicht geklärt, jedoch wird angenommen, dass, da der optische Bandspalt des Materials sich stark
von demjenigen eines durch Glimmentladung eines SiIans
oder Silanderivates unter gleichen Bedingungen erhaltenen amorphen Siliciums unterscheidet, dass ein Teil
der amorphen Siliciumstruktur teilweise- durch Kohlenstoff
ersetzt wird, so dass eine halbleitende SiIieium-Carbid-Bindungsstruktur
gebildet wird und dass die Zugabe sowohl von Wasserstoff als auch Fluor zum weiteren Ausgleich
des Fehlers des amorphen Materials beiträgt.
Darüberhinaus wurde weiterhin gefunden, dass ein photoleitendes Material, welches aus einem elektrischleitenden Träger mit einer darauf befindlichen ersten
photoleitenden Schicht, die mit einer Verunreinigung zur Ausbildung entweder einer Leitfähigkeit vom n-Typ
oder.p-Typ dotiert ist, und einer zweiten photoleitenden Schicht mit einem spezifischen Dunkelwiderstand von min-
10
destens 10 Ohm.cm, die auf der ersten photoleitenden Schicht angebracht ist, besteht, einen sehr hohen spezifischen Dunkelwiderstand und eine sehr hohe Photoleitfähigkeit besitzt. Obwohl der Grund für diese Erscheinung ebenfalls nicht klar ist, hat es den Anschein, dass die dotierte Schicht als Art einer Sperrschicht gegenüber Ladungen.wirken kann, die in die zweite photoleitende Schicht aus der Trägerseite injiziert werden.
destens 10 Ohm.cm, die auf der ersten photoleitenden Schicht angebracht ist, besteht, einen sehr hohen spezifischen Dunkelwiderstand und eine sehr hohe Photoleitfähigkeit besitzt. Obwohl der Grund für diese Erscheinung ebenfalls nicht klar ist, hat es den Anschein, dass die dotierte Schicht als Art einer Sperrschicht gegenüber Ladungen.wirken kann, die in die zweite photoleitende Schicht aus der Trägerseite injiziert werden.
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— fs —
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung können durch
ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material erzielt werden, welches einen mit einer aus einem
mit Wasserstoff und Fluor dotierten amorphen Material auf Silicium- und Kohlenstoffbasis aufgebauten photoleitenden
Schicht überzogenen elektrischen Träger umfasst. KLe Aufgaben der Erfindung werden auch durch ein elektrophotographisches
lichtempfindliches Material erzielt, worin eine photoleitende Schicht eine mit einer Verunreinigung
zur Bildung einer Leitfähigkeit entweder vom n-Typ oder p-Typ dotierten ersten Schicht und einer zweiten
auf dieser dotierten ersten Schicht ausgebildeten Schicht besteht, welche einen spezifischen Dunkelwider-
10
stand von mindestens 10 Ohm.cm besitzt. Die Aufgaben der Erfindung können auch mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials erreicht werden, wobei eine lichtempfindliche aus einem amorphen Material aus Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute lichtempfindliche Schicht durch umsetzung eines Silane oder Silanderivates mit einem kohlenstoff- und fluorhaltigen Gas mittels einer Glimmentladungszersetzung gebildet wurde, wobei ein bestimmtes Gas mit dem Gehalt mindestens eines gasförmigen Silane oder Silanderivates und eines kohlenstoff- und fluorhaltigen Gases in eine Vakuumkammer eingeführt wird, so dass eine Energieentladung durchgeführt wird, welche zur Zersetzung des Gases ausgenützt wird.
stand von mindestens 10 Ohm.cm besitzt. Die Aufgaben der Erfindung können auch mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials erreicht werden, wobei eine lichtempfindliche aus einem amorphen Material aus Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute lichtempfindliche Schicht durch umsetzung eines Silane oder Silanderivates mit einem kohlenstoff- und fluorhaltigen Gas mittels einer Glimmentladungszersetzung gebildet wurde, wobei ein bestimmtes Gas mit dem Gehalt mindestens eines gasförmigen Silane oder Silanderivates und eines kohlenstoff- und fluorhaltigen Gases in eine Vakuumkammer eingeführt wird, so dass eine Energieentladung durchgeführt wird, welche zur Zersetzung des Gases ausgenützt wird.
Im Rahmen der Beschreibung der Zeichnungen stellen Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer zur Herstellung
des elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials genass der Erfindung verwendeten Glimmentladungszersetzung smaschine ,
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Pig. 2 einen Querschnitt eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementes gemäss einer Ausführungsform
der Erfindung,
Pig. 3 bis 6 Querschnitte von elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementen gemäss weiteren Ausführungsformen der Erfindung,
Pig. 7 eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen dem C/Si-Verhaltnis und der Dunkelleitfähigkeit
und Photoleitf ähigkeit (ö") eines aus einem
derartigen amorphen Material aufgebauten Filmes zeigt, dar.
In den Pig. 2 bis 6 bedeuten 200, 300, 400, 500 und 600 elektrophotographische lichtempfindliche Materialien,
201, 301, 401, 501 und 601 bezeichnen elektrischleitende Träger, 202, 302, 402, 502 und 602 bezeichnen
Träger, 203, 303, 403, 503 und 603 bezeichnen elektrischleitende Schichten, 204, 304, 404, 504 und 604 bezeichnen
photoleitende Schichten, 305 und 405 bezeichnen Ladungsblockierungeschickten, 505 und 605 bezeichnen
dotierte erste Schichten, 406 bezeichnet eine Antireflexionsschicht, Oberflächenschutzschicht oder Ladungsübertragungsschicht,
506 und 606 bezeichnen zweite Schichten, 207 und 507 bezeichnen Oberflächen der photoleitenden
Schichten und 607 bezeichnet eine dotierte dritte Schicht.
Im Rahmen der Beschreibung der Erfindung im einzelnen kann das elektrophotographische lichtempfindliche
Material gemäss der Erfindung einen elektrisch-leitenden Träger umfassen, der.direkt mit einer photoleitenden
Schicht überzogen ist, welche Ladungsträger bei der Be-
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Strahlung mit Licht erzeugt. Alternativ kann eine Ladungsübertragungsßchicht
oder eine Ladungsbiockierungsschicht, welche eine Sperrschicht gegen die Ladungsträger
bildet, zwischen dem Träger und der photoleitenden Schicht und/oder auf der photoleitenden Schicht angebracht sein.
Gemäss einer weiteren Ausbildungsform kann die Ladungsübertragungsschicht
mit einer Ladungsblockierschicht kombiniert sein.
Der erfindungsgemäss eingesetzte elektrischleitende Träger wird aus eiaem Bogen oder einer Folie aus einem
isolierenden Material, wie Glas, Keramik oder einem synthetischen Harz gewählt, welches mit einer einheitlichen
Abscheidung eines elektrisch-leitenden Materials, beispielsweise eines Metalles, wie Nickel oder Aluminium,
einer Legierung, wie rostfreiem Stahl-Nichrom, oder
einer anorganischen Verbindung, wie Zinnoxid überzogen ist, und einem Bogen, Film oder Folie, die lediglich
aus einem elektrisch-leitenden Material gefertigt ist. Der Träger ν«ητι in Form einer Platte, eines Bandes,
eines Zylinders oder irgendeiner anderen Form vorliegen, welche durch den schliesslich beabsichtigten Gebrauch bestimmt
wird. SLn endloses Band oder ein Zylinder wird für eine kontinuierliche rasch arbeitende Kopierung bevorzugt
.
Gemäss der Erfindung wird die aus einem amoprhen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute
photoleitende Schicht auf dem Träger durch eine Glimmentladungszersetzung
ausgebildet. In Abhängigkeit von den gewünschten elektrophotographischen Eigenschaften und
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weiteren Faktoren kann die Glimmentladungszersetzung mit einer Vakuumaufsprühbehandlung oder Ionenimplantation
verbunden werden.
Um einen spezifischen Dunkelwiderstand zu liefern, der das für photoleitfähige Schichten von elektrophotographischen
lichtempfindlichen Elementen erforderliche Niveau liefert, werden das Verhältnis von Kohlenstoff
zu Silicium sowie die Zugabe von Wasserstoff und Fluor bei der Herstellung der photoleitenden Schicht gemäss
der Erfindung, die aus einem amorphen Material aus Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaut ist, gesteuert.
Bei der Glimmentladungszersetzung wird ein gasförmiges Silan oder Silanderivat, wie SiH4, Si2H6, SiCl4,
SiHCl,, SiH2Cl2 oder Si(CH,)^, das gewünschtenfalls
mit einem Inertgas, wie H2, He, Ar oder Fe verdünnt ist,
und mindestens ein fluorhaltiges organisches Gas, wie C2H3F, CH3F, CF4, C2H2F2, C2ClF5, C3F8, CCl2F2 oder
CCl5F, einer Glimmentladung unterworfen, worauf die Gase
zersetzt werden und miteinander unter Bildung eines photoleitenden Filmes reagieren. Bei der Yakuumauf sprühung
wird eine Target schicht mit dem gewünschten Verhältnis von Kohlenstoff zu Silicium oder eine Schutzgasschicht,
die lediglich aus Silicium oder Kohlenstoff aufgebaut ist, einer Ionenbombadierung, beispielsweise von mittels
Hochfrequenz oder Gleichstromglimmentladung erzeugtem Ar unterworfen und die in dieser Weise behandelte Targetzusammensetzung
(target composition) wird mit den vorstehend aufgeführen organischen Gasen, fluorhaltigen
Gasen und H2-GaS zur Bildung eines photoleitenden Filmes
unterworfen. Die photoleitende Schicht gemäss der Erfindung kann auch durch das bekannte Ionenimplantationsver-
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■ /Ib-
fahren hergestellt werden, wonach ein amorpher SiIieium-
oder Siliciumcarbidfilm mit Ionen von Silicium, Kohlenstoff, Wasserstoff ond Fluor injiziert wird.
Es wurde gefunden, dass für die Zwecke der Ausbildung einer photoleitenden Schicht mit einem hohen spezifischen
Dunkelwiderstand und hoher Photoleitfähigkeit und elektrophotographisehen
lichtempfindlichen Eigenschaften das amorphe Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis
gemäss der Erfindung vorzugsweise ein Atomverhältnis von Kohlenstoff zu Silicium (C/Si) im Bereich von
0,05/1 bis 0,4/1 und vorzugsweise von 0,1/1 bis 0,3/1, besitzt und gleichfalls Wasserstoff und Fluor enthält.
Die Fig. 7 zeigt die Beziehung von Dunkelleitfähigkeit und Photoleitfähigkeit gegenüber C/Si des amorphen Materials
auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis, welches durch Glimmentladungszersetzung von SiH^-Gas und CF^-Gas bei
einer Substrattemperatur von 220° C hergestellt wurde. Wie ersichtlich, wird eine minimale Dunkelleitfähigkeit
erhalten, falls das C/Si-Verhältnis etwa 0,21/1 beträgt.
Das Fluor kann in das amorphe Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis in einer Menge von 0,01 bis
20 Atom%, vorzugsweise 0,5 bis 10 Atom%, bezogen auf die
Gesamtmenge von Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen,
einverleibt sein. Wasserstoff kann in einer Menge von 1 bis 40 Atom%, vorzugsweise 10 bis 30 Atom%, bezogen
auf die Gesamtmenge der Silicium- und Kohlenstoff atome,
einverleibt sein. Der Wasserstoffgehalt kann durch Variierung der Temperatur des bei der Yakuumabscheidung
und/oder der Zuführung des zur Zugabe des Wasserstoffes verwendeten Ausgangsmaterials gesteuert werden. Alternativ
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kann die Schicht aus dem amorphen Material auf Kohlenstoff-
und Siliciumbasis an eine aktivierte Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt werden. Hierbei kann die Schicht
des amorphen Materials auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis auf eine niedrigere !Temperatur als die Kristallisiertemperatur
erhitzt werden.
Das amorphe Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis kann mit den Eigenschaften vom gewünschten Leitungstyp durch Dotierung ausgestattet werden, so dass ein
Vorteil des Materials darin liegt, dass ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material unter seiner
Anwendung elektrisch entweder positiv oder negativ zur Ausbildung eines statischen Bildes geladen werden kann.
Dies stellt einen grossen Vorteil gegenüber den üblichen
photoleitenden Schichten auf Se-Basis dar, da die letzteren lediglich vom p-Typ oder höchstens vom Intrinsic-Typ
(i-Typ) trotz aller möglichen Variationen der Herstellungsbedingungen, wie Substrattemperatur, Art der Verunreinigung
und ihrer Konzentration gemacht werden können und auch, da eine Leitfähigkeit vom p-Typ lediglich nach
scharfer Kontrolle der Substrattemperatur im letzteren Fall erzielt wird.
Um eine Schicht vom p-Typ eines amorphen Materials
auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis herzustellen, wird das Material vorteilhafterweise mit einem Element der Gruppe
HIA des Periodensystems, wie B, Al, Ga, In oder Tl, dotiert und zur Herstellung einer Schicht vom n-Typ
wird das Material vorzugsweise mit einem Element der Gruppe VA des Periodensystems, wie If, P, As, Sb oder Bi,
dotiert..Weil diese Dotierungsmittel lediglich in sehr
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-Jt-
geringer Menge einverleibt werden, ist das Erfordernis der Auswahl nicht verschmutzender Dotierungsmittel nicht
so kritisch als wie bei den Hauptkomponenten der photoleitenden Schicht, jedoch wird immerhin bevorzugt, dass
die geringst verschmutzenden Dotierungsmittel verwendet werden. Dotierungsmittel, die dieses Erfordernd erfüllen
und welche eine photoleitende Schicht mit guten elektrischen und optischen Eigenschaften liefern, sind B, As,
P und Sb.
Die Menge der Dotierungsmittel bestimmt sich in geeigneter Weise durch die elektrischen und optischen
Eigenschaften, die gewünscht werden. Ein Element der Gruppe HIA des Periodensystems wird allgemein in einer
Menge von 10~*^ bis 5 Atom%, vorzugsweise 10" bis
1 Atom%, bezogen auf die Gesamtmenge an Silicium- und Kohlenstoffatomen, eingesetzt. Ein Element der Gruppe VA
des Periodensystems wird allgemein in einer Menge von
-5 / -4- -1
10 v bis 1 Atom%, vorzugsweise von 10 bis 10 Atom%,
bezogen auf die Gesamtmenge der Silicium- und Kohlenstoff atome, eingesetzt. Die Menge der Dotierungsmittel
variiert jedoch mit der Substrattemperatur und anderen Betriebsbedingungen und es ist im Rahmen der Erfindung
wichtig, dass die erhaltene photoleitende Schicht einen
10 spezifischen Dunkelwiderstand von mindestens 10 Ohm.cm
besitzt.
Das Dotierungsverfahren variiert in Abhängigkeit
von dem Verfahren der Herstellung des amorphen Materials auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis. Falls das Material
durch Glimmentladungszersetzung hergestellt wird, kann ein Gas, wie B3H6, AsH3, PH, oder SbCIc durch Glimm-
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-ft -
entladung aktiviert werden und gleichzeitig mit oder nach der Ausbildung der amorphen Material schicht wird es an
die Atmosphäre der Reaktionssystems ausgesetzt, falls das amorphe Material durch Vakuumaufsprühen hergestellt
wird, kann entweder das vorstehende Verfahren angewandt werden oder ein Dotierungsatom kann aufgesprüht
werden, während die photoleitende Schicht ausgebildet wird. Falls das amorphe Material durch Ionenimplantation
hergestellt wird, können Ionen der jeweiligen Dotierungsatome in das Material injiziert werden.
Die photoleitende Schicht gemäss der Erfindung umfasst
ein amorphes Material auf der Basis von Kohlenstoff und Silicium und der nicht-dotierte Film zeigt eine Leitfähigkeit
vom η-Typ in gewissem Ausmass. Es wird bevorzugt, dass die photoleitende Schicht gemäss der Erfindung
grundsätzlich eine Zweifach-Schichtstruktur besitzt,
d. h. eine erste Schicht auf dem Träger, welche mit einer Verunreinigung versehen ist, um eine Leitfähigkeit entweder
vom η-Typ oder p-Typ zu ergeben, und eine zweite Schicht, die nicht dotiert sein kann oder unter Bildung
einer Schicht rom Intrinsic-Typ (i-Typ) dotiert sein kann,
die auf der dotierten ersten Schicht angebracht ist,
10 welche einen spezifischen Dunkelwiderstand von iO Ohm.cm
oder mehr besitzt. Eine mögliche modifizierte Struktur hiervon ißt diejenige einer Diode vom p-i-n-Typ oder
n-i-p-Typ, welche aus der dotierten ersten Schicht, der
zweiten Schicht mit einem spezifischen Dunkelwiderstand
10
von 10 Ohm.cm oder mehr und einer dotierten dritten Schicht mit einer Leitung vom entgegengesetzten Typ zu derjenigen der dotierten ersten Schicht besteht.
von 10 Ohm.cm oder mehr und einer dotierten dritten Schicht mit einer Leitung vom entgegengesetzten Typ zu derjenigen der dotierten ersten Schicht besteht.
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Der Grund, weshalb die so angeordente photoleitfähige
Schicht einen hohen spezifischen Dunkelwiderstand zeigt, ist nicht vollständig klar, kann jedoch in Folgendem
bestehen: Falls die Oberfläche der photoleitenden Schicht elektrisch geladen wird, werden Ladungen von
entgegengesetzter Polarität auf der Oberfläche des Trägers eingeführt. Derartige Ladungen rekombinieren mit dem
hauptsächlichen Träger (Träger mit positiven Löchern in der Schicht vom p-Typ oder Elektronenträger in der
Schicht vom η-Typ) in der dotierten ersten Schicht, wenn sie in die photoleitende Schicht injiziert werden. Deshalb
ist es bei einer photoleitenden aus zwei Schichten bestehenden Schicht notwendig, elektrische Ladungen von einer
Polarität auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials in der Weise auszubilden, dass die Ladungen von
entgegengesetzter Polarität auf die Oberfläche des Trägers induziert werden, welcher, wenn sie in die dotierte erste
Schicht injiziert werden, als Minoritätsträger (Ladungen entgegengesetzt zum Haupt- oder Majoritätsträger) dienen,
um mit dem Hauptträger in der dotierten ersten Schicht zu rekombinieren. Deshalb wird es bevorzugt, dass die dotierte
erste Schicht ausreichend so dotiert ist, dass sie die aus dem Träger injizierten Ladungen einfängt. In
einer photoleitenden, aus drei Schichten bestehenden Schicht sind die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Materials angebrachte dritte Schicht und deren Leitungstyp entgegengesetzt zu demjenigen der dotierten ersten
Schicht, wodurch verhindert wird, dass die Ladungen auf der Oberfläche des Materials in die photoleitende Schicht
injiziert werden. Selbstverständlich müssen die Ladungen, die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials
auszubilden sind, von solcher Polarität sein, dass das
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gleiche elektrische Feld in der photoleitenden Schicht ausgebildet wird, als wenn eine umgekehrte vorgespannte
Spannung (reverse bias voltage) an die Diodenvorrichtung angelegt wird. Die nicht-dotierte Schicht, die etwa vom
n-Leitungstyp ist, kann intrinsik durch Dotierung mit
einer geringen Menge eines Elementes der Gruppe ΙΙΙΔ des Periodensystems gemacht werden.
Die Stärken der dotierten ersten und dritten Schichten und der zweiten Schicht mit einem spezifischen Dunkelen
widerstand von 10 Ohm.cm oder mehr werden durch die elektrophotographisehen Eigenschaften und die gewünschten Betriebsbedingungen bestimmt und allgemein besitzen die dotierten Schichten eine Stärke von 0,005 bis 0,3/um und vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 ,xxm. und die zweite Schicht hat eine Stärke von 0,1 bis 100/um und vorzugsweise von 0,3 bis 50/um.
widerstand von 10 Ohm.cm oder mehr werden durch die elektrophotographisehen Eigenschaften und die gewünschten Betriebsbedingungen bestimmt und allgemein besitzen die dotierten Schichten eine Stärke von 0,005 bis 0,3/um und vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 ,xxm. und die zweite Schicht hat eine Stärke von 0,1 bis 100/um und vorzugsweise von 0,3 bis 50/um.
Die Gesamtstärke der photoleitenden Schicht gemäss der Erfindung wird gleichfalls durch die elektrophotographischen
Eigenschaften und die gewünschten Betriebsbedingungen bestimmt. Allgemein beträgt die Gesamtstärke
der photoleitenden Schicht 0,05 bis etwa 100 /um und
vorzugsweise 0,5 b is 50/um. Falls eine Ladungsübertragungsschicht
mit der photoleitenden Schicht verbunden ist, beträgt die Gesamtstärke der photoleitenden Schicht
allgemein etwa 0,05 bis etwa 2,χμ.
Die im Rahmen der Erfindung verwendete LadungsblockLerungsschicht
bildet eine Sperrschicht gegen Elektronen und/oder Träger von positiven Löchern, um
deren Injizierung in-die lichtempfindliche Schicht zu
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verhindern. Sie ist aus isolierenden Materialien oder Halbleitern, wie SiO2, SiO, Al3O5, ZrO2, TiO2, MgF2
und ZnS oder synthetischen Harzen, wie Polycarbonaten, Polyvinylbutyral und Polyäthylenterephthalat aufgebaut.
Die Blockierungsschicht kann nach üblichen Verfahren, wie Vakuumabscheidung, Vakuumaufsprühen oder Überziehen
ausgebildet werden. Die Schicht ist aus einem isolierenden Material, Halbleiter oder organischem synthetischem
Harz mit einer Stärke von 0,005 bis 1/um aufgebaut. Sie kann zwischen der elektrisch-leitenden Schicht und
der photoleitenden Schicht oder auch auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht angebracht sein. Ein elektrisch
leitender Träger, der eine elektrische Sperrschicht, wie eine Schottky-Sperrschicht, zwischen dem
Träger und der photoleitenden Schicht bildet, kann als Blockierungsschicht verwendet werden.
Die erfindungsgemäss verwendete Ladungsübertragungsschicht
ist eine für photoerregte Träger in einem "funktionell diskreten" elektrophotographisehen lichtempfindlichen
Material. Die Schicht ist ein guter Leiter für Elektronen oder positive Lochträger, die einen spe-
10 zifischen Dunkelwiderstand von 10 0hm.cm oder mehr
besitzt und die nur eine geringe Photoleitfähigkeit für Licht im sichtbaren und infraroten Spektrum hat.
Die Schicht ist aus einem kristallinen oder amorphen anorganischen oder organischen Halbleiter aufgebaut.
Für die bildweise Belichtung von der Ladungsübertragungsschichtseite
ist die Schicht aus einem anorganischen Halbleiter, wie einem Oxid- oder Chalcogenit-Halbleiter,
oder einem organischen Halbleiter mit einem optischen Fenstereffekt für die photoleitende Schicht, aufgebaut,
welche eine optische Absorptionskante von mindestens
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1,5 eV liefert. Es ist fur die Ladungsübertragungsschicht
auf der photoleitenden Schicht notwendig, dass eine Sperre oder ein Grenzflächenniveau gegen die in der
photoleitenden Schicht photoerregten Elektronen oder positiven Lochträger an der Grenzfläche zwischen der
photoleitenden Schicht und der Ladungsübertragungsschicht nicht gebildet wird, damit wirksam die Träger von der
photoleitenden Schicht in die Ladungsübertragunsschicht injiziert werden und dass die Träger eine grosse Beweglichkeit
und lange Lebensdauer besitzen, d. h. ausreichend lang, um die Oberfläche des elektrophotographischen
lichtempfindlichen Materials wirksam zu erreichen, ohne dass sie in der Ladungsübertragungschicht eingefangen
werden. Die hier brauchbaren Oxid-Halbleiter umfassen In2°3' Ti02» Sn02» Zn0 "3^ 1^0' brauchbare Chalcogenit-Halbleiter
umfassen kristalline Materialien, welche CdS, ZnS und Zn-Cd-S enthalten, und brauchbare amorphe
Materialien umfassen solche, welche S, Te und Se enthalten.
Erläuternde Beispiele für organische Halbleiter sind nachfolgend aufgeführt.
Materialien zur Bildung von LadunKsübertragunssschichten vom p-Typ:
. . .
Beispiele für Elektronendonatoren, welche allgemein als eine Substanz in der Ladungsübertragungsschicht
bezeichnet werden, umfassen Verbindungen mit mindestens einer Gruppe aus einer Alkylgruppe, beispielsweise
Methylgruppe, Alkoxygruppe, Ami.nogruppe, Iainogruppe
oder Imidogruppe und Verbindungen, die in der Haupt-
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kette oder Seitenkette eine polycyclische aromatische Verbindung enthalten, wie Anthracen, Pyren, Phenanthren
oder Corones, oder stickstoffhaltige heterocyclische Verbindungen, wie Indol, Carbazol, Oxazol, Isoxazol, Thiazol,
Imidazol, Pyrazol, Oxadiazol, Thiadiazol oder Triazol.
Spezifische Beispiele für niedrig-molekulare ELektronendonatoren
sind Hexamethylendiamin, N-(4-Aminobutyl)-cadaverin,
as-Didodecylhydrazin, p-Toluidin , 4-iminoo-xylol,
N,N'-Biphenyl-1,2-diaminoäthan, o-, m- oder p-Ditolylamin,
Triphenylamin, Durol, 2-Brom-3,7-dimethylnaphthalin,
2,3,5-Trimethylnaphthalin, 'S'-(3-Bromphenyl)-N-(ß-naphthyl
)-harnstoff, N1 -Methyl-H-(a-naphthyl)-harnstoff,
N,N'-Diäthyl-li-(a-naphthyl)-harnstoff, 2,6-Dimethylanthracen,
Anthracen-2-phenylanthracen, 9»10-Di-'
phenylanthracen, 9t9'--Bianthranyl, 2-Dimethylaminoanthracen,
Phenanthren, 9--&minophenanthren, 3i6-Dimethylphenanthren,
5»7-Di'bromo-2-phenylindol, 2,3-Dimethylindolin,
3-Indolylmethylamin, Oarbazol, 2-Methylcarbazol,
N-Äthylcarbazol, 9-Phenylcarbazol, "!,V-ßLcarbazol, 3-(p-Methoxyphenyl)-oxazolidin,
3,^,5-Trimethylisoxazol,
2-Anilino-4,3-diphenylthiazol, 2,4,5-2rinitrophenylimidazol,
4-Amino-3»5"-dimethyl-1-phenylpyrazol, 2,5-Biphenyl-1,3«4-oxadiazol,
1,3,5-Triphenyl-1,2,4-triazol,
1-Amino-5-phenyltetrazol, Bi s-diaminophenyl-1,3 * 6-oxadiazol,
Pyrazolinderivate. Beispiele für hochmolekulare Elektronendonatoren sind Poly-N-vinylcarbazol und dessen
Derivate, beispielsweise mit dem Carbazolgerüst mit einem Substituenten, wie einem Halogen z. B. Chlor oder
Brom, einer Methyl- oder Aminogruppe, Polyvinylpyren,
Polyvinylanthracen, Pyren-IOrmaldehydpolykondensate und
deren Derivate, wobei z. B. das Pyrengerüst einen Substituenten, wie ein Halogen, z. B. Brom, oder eine Nitro-
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gruppe besitzt. Die vorstehend aufgeführten Verbindungen dienen lediglich zur Erläuterung, ohne dass die Erfindung
hierauf begrenzt ist. Spezifische Beispiele für Pyrazolinderivate sind i-Phenyl^-p-dimethylaminostyryl-fpjiO-dimethylaminophenylpyrazolin,
1-Phenyl-3-p-methoxystyryl-5-p-methoxyphenylpyrazolin,
3-Styryl-5-phenyl-pyrazolin und 1,3»5-Triphenylpyrazolin.
Materialien zur Bildung von LadungsübertraKunKsschichten
vom n-Typ:
Beispiele für Elektronenakzeptoren, die allgemein als Substanzen in einer Ladungsübertragungsschicht bezeichnet
werden können, umfassen Carbonsäureanhydride, Verbindungen mit einem Elektronen annehmenden Gerüst,
wie einer ortho- oder para-Chinoidstruktur, aliphatisch^, alicyclische, aroaatische und heterocyclische Verbindungen
mit elektronenannehmenden Substituenten, wie ITitro-, Nitroso- oder Cyangruppen. Spezifische Beispiele
sind Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid,
letrabromphthalsäureanhydrid, ^phthalsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Ohlorp-Benzochinon,
2,5-Dichlorbenzochinon, 2,6-Dichlorbenzochinon, 5,8-Dichlornaphthochinon, o-Chloranil, o-Bromanil,
p-Chloranil, p-Bromanil, p-Jodanil, Tetracyanochinodimethan,
5,6-Ghinolindion, Cumarin-2,3-dion, Oxyindirubin,
Oxyindigo, 1,2-Binitroäthan, 2,2-Dinitropropan,
2-Nitro-2-nitrosopropan, Iminodiacetonitril,
Succinonitril, Tetracyanoäthylen, 1,1,3,3-Tetracyanopropenid,
2,2-Dicyanomethylen-1,1,3,3-tetracyanopropenid,
o-, m- oder p-Dinitrobenzol, 1,2,3-^rinitrobenzol,
1,2,4-Trinitrobenzol, 1,3,5-Trinitrobenzol, Dinitrodibenzyl,
2,4-Dinitroacetophenon, 2,4-Dinitrotoluol,
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- 20 -
-is-
1»3,5-Trinitrobenzoph-enon, 1,2,3-Trinitroani sol,
oc,ß-I)initronaphthalin, 1,4,5,8-Tetranitronaphthalin,
3,4,5-Trinitro-1,2-dimethylbenzol, 3-Nitroso-2-nitrotoluol,
2~Nitroso-3,5-dinitrotoluol, o-, m- oder p-Nitronitrosobenzol,
Fhthalnitril, Terephthalnitril,
Isophthalnitril, cyaniertes Benzolyl, cyaniertes Brombenzyl,
cyaniertes Chinolin, cyaniertes o-Xylylen,
o-, m- oder p-cyaniertes Nitrobensyl, 3»5-K-nitropyridin,
3-Nitro-2-pyridon, 3,^-üicyanopyridin, α-, ß- oder
γ-Cyanopyridin, A-jö-Dinitrocninon, ^-Hitroxanthon,
9,10-Dinitroanthracen, Ί-Nitroantliracen, 2-Hitrophenantnrenchiaon,
2,5-^ i;pefl: ^eZiOa4 2,6-W.nitrofluorenon,
3»6-Mnitrofluorenon, 2,7-Sinitrolfuorenon, 2,4,7-iürinitrofluorenon,
2,4,5,7-'Tetrai2itrofluorenon, 3,6-Dinitrofluorenonmandelonitril,
3-Nitrofluorenonmandelonitril
und Tetracyanopyren.
Der anorganische Halbleiter oder der organische Halbleiter zur Bildung der Ladungsübertragungsschicht
kann nach dem üblichen Verfahren der Vakuumabscheidung,
der Vakuumauf sprühung, der Glimmentladungszersetzung, des Überziehens oder des Aufsprühens hergestellt werden.
Die gebildete Ladungsübertragungsschicht wird günstigerweise auf eine OJemperatur zwischen 50 und 400° C erhitzt,
um eine gute elektrische Bindung an der Grenzfläche zwischen der photo leitenden Schicht und der Ladungsübertragungsschicht
zu bilden. Die im Rahmen der Erfindung eingesetzte Ladungsübertragungsschicht hat eine Stärke
zwischen 0,5 bis 50/um, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 10/um.
Eine Oberflächenschutzschicht oder eine Antireflexions-
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schicht kann weiterhin auf dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Material gemäss der Erfindung ausgebildet
sein, um einen grossen Lichtverlust zu vermeiden, welcher auftritt, wenn die Hauptmenge des von der Belichtungsquelle
kommenden Lichtes von der Oberfläche der photöleitenden Schicht reflektiert wird und lediglich
eine geringe Menge des Lichtes durch die photoleitende Schicht absorbiert wird. Die Oberflächenschutzschicht
oder die Antireflexionsschicht ist gleichfalls ein elektrischer Isolator, der keinen nachteiligen Effekt
auf die für das elektrophotographische lichtempfindliche Material erforderlichen Eigenschaften besitzt. Die
Schicht kann als Ladungsblockierungsschicht oder als vorstehend beschriebene Ladungsübertragungsschicht dienen.
Die Oberflächenschutzschicht oder die Antireflexionsschicht
kann eine Stärke von ^/4-V~n" besitzen, worin η
der Brechungsindex der photoleitenden Schicht und Λ die Wellenlänge des bei der Belichtung eingesetzten
Lichtes sind, oder eine Stärke von ^ /4yn, multipliziert
mit einer ganzen Zahl,besitzen und die Stärke liegt im Bereich von 0,05 bis 50/um. Die Oberflächenschutzschicht
oder Antireflexionsschicht ist aus dem gleichen Material gefertigt, wie es zur Herstellung der
Ladungsblockierungsschicht oder Ladungsübertragungsschicht verwendet wird, und Takuumabscheiden, Yakuumaufsprühen,
Oberziehen oder sämtliche anderen geeigneten Massnahmen können angewandt werden.
Das elektrophotographische lichtempfindliche Material gemäss der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme
auf Fig. i beschrieben, welches eine schematische Darstellung eines kapazitätsgekuppelten Glimmsntladungs-
130020/0818
- 22 -
•η.
Zersetzungsgerätes zeigt, das bei der Herstellung eines Materials gemäss der Erfindung verwendet werden kann.
In der ELg. 1 ist das Glimmentladungszersetzungsgerät allgemein mit 100 bezeichnet und es umfasst ein Vakuumgefäss
123» welches eine Glimmentladungselektrode 101, einen Substratträger- und Erhitzungsbauteil 102 in einem
gewissen Abstand oberhalb der Elektrode in Flächen-Flächen-Beziehung
und ein Substrat 103, welches auf dem Substratträger/Erhitzungsbauteil 102 befestigt ist,
enthält, worauf die photoleitende Schicht auszubilden ist. Die Glimmentladungselektrode 101 ist elektrisch
mit einem Hochfrequenzgenerator 104 so verbunden, dass nach Anlegung einer Hochfrequenzkraft die Glimmentladung
sich hauptsächlich zwischen der Elektrode 101 und dem Substrat 103 einstellt.
Das Takuumgefäss 123 ist mit Gaszufuhrrohren verbunden, durch die bestimmte Gase aus dem jeweiligen Gasbehältern
116, 117» 118 und 119 zugeführt werden, wobei deren
Strömung durch Nadelventile 108, 109, 110 und 111 und Stromungsmessgeräte 112, 113» 114 und 115 geregelt wird.
Ein Filter 107 und ein Nadelventil 106 sind in
der Mitte des Gaszufuhrsystems angebracht, um feste Teilchen aus den zuzuführenden Gasen zu entfernen. Der
Boden des Yakuumgefässes 123 ist mit einer Diffusionspumpe und einer Drehpumpe durch ein Diffusionspumpenventil
122 und ein Drehpumpenventil 121 verbunden.
Zur Herstellung einer aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebauten photoleitenden
Schicht auf dem Substrat 103 unter Anwendung
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des Glimmentladungszersetzungsgerätes der i"ig. 1 wird
das Substrat zunächst einer physikalischen oder chemischen
Wäsche unterworfen, bevor es auf dem Träger - und Heizbauteil 102 fixiert wird. Die Diffusionspumpe wird
zur Evakuierung des Vakuumgefässes 123 verwendet, bis
ihr Rückdruck weniger als 1 χ 10 Torr beträgt. Während dann die Temperatur des Substrates bei einem bestimmten
Wert durch das Heizbauteil 102 gehalten wird, wird das Diffusionspumpenventil 122 geschlossen und das
Drehpumpenventil 121 geöffnet, um die Evakuierung des Gefässes 123 mit der Drehpumpe fortzusetzen. Während die
Evakuierung andauert, werden bestimmte Gase aus den jeweiligen Behältern 116, 117, 118 und 119 zugeführt,
wobei deren Strömung durch die Nadelventile 106, 108, 109, 110 und 111 und die Strömungsmessgeräte 112, 113,
114- und 115 gesteuert und angegeben wird. Die Behälter 116 und 117 sind mit Gasen gefüllt, die die amorphe
photoleitende Schicht auf der Basis von Kohlenstoff und Silicium bilden und dies si/nd gasförmige Silaneoder
Silanderivate der vorstehend beschriebenen Irt, die gegebenenfalls mit einem Inertgas verdünnt sein können,
und fluorhaltige organische Gase der vorstehend beschriebenen Art und diese Gase können auch im Gemisch
verwendet werden. Die Behälter 118 und 119 sind mit Dotiergasen, wie PH* und B2B6, gefüllt. Das Verhältnis
von Kohlenstoff zu Silicium und die Dotierungsmittelkonzentration in der amorphen photoleitenden Schicht
auf der Basis von Kohlenstoff und Silicium ist frei variierbar durch Steuerung der Strömung der aus den
vier Behältern zuzuführenden Gase und die beiden Faktoren können auch geändert werden, so dass sie ia Richtung der
130020/0818
•39.
Filmdicke variieren. Die Austragungsöffnung der Gaszufuhrleitung
ist im Vakuumgefäss so angebracht, dass eine ausreichende Zufuhr der Gase in den Baum zwischen
dem Substrat 103 und der Glimmentladungselektrode 101 erfolgt. Erforderlichenfalls kann das Austragungsende
in Ringform angebracht sein, welche die Glimmentladungselektrode 101 unter Ausbildung eines Gasstromes umrundet,
Dann wird das Drehpumpenventil 121 so eingestellt,
—2 dass der Ruckdruck des Vakuumgefässes 123 zwischen 10 Torr und 10 Torr gehalten wird und eine Hoehfrequenzspannung
von den Hoe1 :-ciiezizgansratox? 104- wird an die
Glimmentlaüungselektrode 101 angelegt, um die Glimmentladung
zu bewirken. Die Frequenz der an die Elektrode 101 angelegten Spannung liegt vorzugsweise im Bereich
von 0,1 bis 50 MHz c Eine Gleichstromspannung von
0,3 bis 5 Kilovolt kann an die Glimmentladungselektrode 101 angelegt werden. Der Substratträger- und Heizbauteil
102 kann geerdet sein oder, um eine sekundäre Elektronenkollision auf Grund der Glimmentladung zu
verhindern, kann er negativ bei -50 bis -500 Volt vorgespannt sein. Die vorstehende Beschreibung beruht auf
der Annahme, dass das Glimmentladungszersetzungsgerät 100 vom kapazitätsgekuppelten Typ ist, jedoch kann auch
ein induktionsgekuppeltes Glimmentladungszersetzungsgerät
verwendet werden, worin eine Spule der Glimmentladungselektrode so angebracht ist, dass das Trägerbauteil
102 oder die Wand 124 des Vakuumgefässes 123 umrundet
wird.
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BAD ORlGfNAL
Ein Gerät der gleichen Art,wie in Fig. 1 gezeigt,
kann allgemein auch zur Bildung der amorphen photoleitenden Schicht auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis durch
Vakuumaufsprühen verwendet werden und die Hochfrequenzaufsprühung
oder Gleichstromauf sprühung wird auf einem Schirm der gewünschten Zusammensetzung ausgeführt,
der auf der Glimmentladungselektrode der Fig. 1 angebracht ist. Das gleiche Dotierverfahren, wie es bei
der vorstehend beschriebenen Glimmentladungszersetzung
angewandt wurde, kann auch bei der Zuführung der Dotiergase eingesetzt werden.
Gemäss der Erfindung wird das der Glimmentladungszersetzung zu unterwerfende Substrat 103 zwischen 50
und 350° C und vorzugsweise zwischen 100 und 300° C,
gehalten. Die geeignete Substrattemperatur kann durch das Substratträger- und Heizbauteil 102 erzielt werden.
Die Geschwindigkeit, womit die photoleitende Schicht auf dem Substrat abgeschieden wird, stellt einen weiteren
Faktor dar, der die physikalischen Eigenschaften der photoleitenden Schicht steuert und die bevorzugte Abscheidungsgeschwindigkeit
beträgt 0,5 bis 1000 i/sec, obwohl auch Abscheidungsgeschwindigkeiten höher als
1000 2/sec verwendet werden können.
Verschiedene Ausführungsformen des elektrophotographisehen
lichtempfindlichen Materials unter Anwendung einer photoleitenden Schicht aus einem amorphen Material
auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis gemäss der Erfindung sind in den Fig. 2 bis 6 gezeigt.
130020/0818
Og
Fig. 2 zeigt ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material, das allgemein mit 200 bezeichnet
ist, und einen elektrisch-leitenden Träger 201, der aus einem Träger 202 und einer elektrisch-leitenden
Schicht 203 besteht. Die Schicht 203 kann weggelassen werden, falls der Träger 202 von sich aus elektrischleitend ist. Die nach dem Verfahren der Erfindung gebildete
photoleitende Schicht 204·, die aus dem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis besteht, ist
auf dem elektrisch-leitenden Träger 201 angebracht und die Schicht besteht aus einer nicht-dotierten Schicht
und/oder einer dotierten Schicht. Die Oberfläche 207 der photoleitenden Schicht 204 ist entweder positiv oder
negativ hinsichtlich des Träger 201 geladen und ein positives oder negatives latentes Ladungsbild, welches
bei der bildweisen Belichtung ausgebildet wird, wird einer Flüssigentwicklung, Kaskadenentwicklung oder
Magnetbürstenentwicklung unterworfen und das entwickelte Bild wird auf ein Übertragungspapier übertragen, um
eine permanente Kopie zu erhalten.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials
gemäss der Erfindung, wobei eine Ladungsblockierungsschicht
305 auf einem elektrisch-leitenden Träger 301
angebracht ist. Die Ladungsblockierungsschicht 305
kann zwischen dem leitenden Träger 301 und der photoleitenden Schicht 304 und/oder auf der photoleitenden
Schicht 304- angebracht sein.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausbildungsform ist eine Schicht 406, die als Antireflexionsschicht, Ober-
!30020/081 a
- 27 -
flächenschutz schicht oder Ladungsübertragungsschicht dienen kann, auf der photoleitenden Schicht 404 angebracht
und, falls die Schicht 406 eine Ladungsübertragungsschicht ist, kann sie zwischen der photoleitenden Schicht
404 und der Ladungsblockierungsschicht 4-05 angebracht sein.
Die KLg. 5 zeigt ein elektrophotographisch.es lichtempfindliches
Material 500, und einen elektrisch leitenden Träger 501, welcher aus einem Träger 502 und einer
elektrisch-leitenden Schicht 503 besteht, wobei die
Schicht 503 wegfallen kann, falls der Träger 502 von sich aus elektrisch leitend ist. Die nach dem erfindungsgemässen
Verfahren gebildete photoleitende Schicht 504, die aus dem amorphen Material auf Kohlenstoff- und SiIiciumbasis
aufgebaut ist, ist auf dem elektrisch-leitenden Träger 501 angebracht und die Schicht besteht aus einer
nicht-dotierten Schicht oder einer praktisch intrinsic dotierten Schicht 506 und einer dotierten Schicht mit
einer Leitfähigkeit entweder vom n- oder p-Typ. Die Oberfläche 507 der photoleitenden Schicht 504- ist entweder
positiv oder negativ hinsichtlich des Trägers 501 geladen und das bei der bildweisen Belichtung ausgebildete
positive oder negative latente Ladungsbild wird einer Flüssigkeitsentwicklung, Kaskadenentwicklung oder
Magnetbürstenentwicklung unterworfen und das entwickelte Bild wird auf ein Übertragungspapier übertragen, um
die permanente Kopie zu erhalten.
Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des elektrophotographisehen lichtempfindlichen Materials
gemäss der Erfindung, wobei eine photoleitende Schicht
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- 28 -
604· auf einem elektrisch, leitenden Träger 601 angebracht
ist und die photoleitende Schicht 604 besteht aus einer
dotierten ersten Schicht 605 mit einer Leitfähigkeit entweder vom n- oder vom p-Typ, einer nicht-dotierten
oder intrinsic dotierten zweiten Schicht 606 und einer dotierten dritten Schicht 607 mit einem Leitungstyp
entgegengesetzt zu demjenigen der ersten dotierten Schicht,
Gemäss der Erfindung wird also ein elektrophotographisches
lichtempfindliches Material und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorgeschlagens wobei das Material
einen elßktrisch-leite'idea 2h:'1^e:? umfasst, der mit
einer photoleitenden Schicht überzogen ist, welche aus
einem amorphen Material auf Silicic- amü Kohlenstoffbasis
aufgebaut ist und mit Wasserstoff und Huor dotiert ist.
Die Erfindung liefert also nicht-toxische elektrophotοgraphische
Materialien, welches ausreichend die für derartige elektrophotographische lichtempfindliche
Materialien erforderlichen Bedingungen erfüllen. Die durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellten
lichtempfindlichen Materialien können auch als Lichtempfangsvorrichtung
oder photoelektrische TJmwandlungsvorrichtung, beispielsweise als Solarzelle, verwendet
werden.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne dass die Erfindung hierauf
begrenzt ist.
130020/0816
-3k·
Ein Diaglas in einem kapazitätsgekuppelten Glimmentladungszersetzungsgerät
der in Fig. 1 gezeigten Art wurde mit einer elektrisch-leitenden Ni-Schicht von
0,1 /um Stärke durch Hochfrequenzbe sprühen überzogen
und eine photoleitende Schicht wurde auf dem erhaltenen elektrisch-leitenden- Träger angebracht, um ein elektrophotographisches
lichtempfindliches Material, wie in Fig. 2 gezeigt, herzustellen. Die photoleitende Schicht
war aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaut, welches durch Zufuhr von
SiH^, Ar und CF^ als Gase unter den folgenden Bedingungen
gebildet worden war.
Zugeführte Gase
SiH^ (verdünnt mit Ar, 10,7 % SiH^) zugeführt mit
140 ccm/min
GF^, zugeführt bei einem CF^/SiH^-Partialdruckverhältnis
von 1,1 χ 1,0
Weitere Bedingungen
Eückdruck des Takuumgefässes: 6 s 10" Torr
Frequenz und Stärke: 13,56 MHz, 70 W (0,29 W/m2)
Substrattemperaturι 220° C
Abscheidungsgeschwindigkeit: 300 S/min Vakuum während der Entladung: 0,4 Torr Abstand von Kathode zu Substrat: 2,3 cm
Abscheidungsgeschwindigkeit: 300 S/min Vakuum während der Entladung: 0,4 Torr Abstand von Kathode zu Substrat: 2,3 cm
Ein Überzug aus der photoleitenden Schicht von einer Dicke von 1,8 /um wurde auf dem Substrat unter den
vorstehend angegebenen Bedingungen abgeschieden. Die
1300 20/0818
30A0972 35·
ESCA-Analyse zeigte, dass das Verhältnis von Kohlenstoff
zu Silicium in der photoleitenden Schicht 0,21/1 betrug. Die Oberfläche des erhaltenen lichtempfindlichen Bogens
wurde durch eine Koronaentladung (+8 Kilovolt) elektrifiziert und die Abschwächung des Oberflächenpotentials
nach der Aussetzung an eine Halogenlampe (1,71 und
0,15 Lux) wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle
I enthalten.
| Lichtintensität (Lux) |
worin | + Vo (V) | 15,0 | (LuLec) |
| 0,15 | 35 | 4,0 | 0,6 | |
| 1,7 | 35 | 1,5 | ||
^ = Oberflächenpotential vor der Belichtung (Volt)
έ/Ι = Anfangsoberflächenpotential-Abschwächungs-
geschwindigkeit (Volt/u .sec.Lux) und
Ew = erforderliche Belichtung, damit das Oberflächenpotential
auf die Hälfte abfällt.
Das lichtempfindliche Blatt wurde einer bildweisen Belichtung mit 2 Lux-see zur Bildung eines latenten
statischen Bildes unterworfen, welches durch Flüssigkeitsentwicklung mit einem negativen Toner entwickelt
wurde und das entwickelte Bild wurde auf ein Ubertragungspapier übertragen und fixiert. Ein scharfes Bild
ohne Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
130020/0816
- ΊΛ -
Ein elektrisch-leitendes Substrat, das mit dem in Beispiel 1 identisch war, wurde mit einer photoleitenden
Schicht zur Bildung eines electrophotographysehen lichtempfindlichen
Materials, wie in Fig. 3 gezeigt, überzogen. Die Ladungsblockierungsschicht wurde in folgender Weise
ausgebildet: Ein Hochfrequenzsprühgerät (Modell 4400
der Perking-Elmer Co.) wurde mit Argon und Sauerstoff
in einem Ar/02-Partialdruckverhältnis von 10 : 1 gespeist
und der Eückdruck der Vakuumkammer wurde bei 5 x 10""^ Torr gehalten, und der elektrische Strom wurde
an einen Siliciumschirm angelegt (Frequenz: 13,56 MHz,
hf-Stromdichte: 3*2 W/cm ) und das Silicium wurde mit
dem Sauerstoff bei einer Substrattemperatur von 250° Cs zur Bildung einer SiOg-Schicht mit einer Dicke von
0,05/um umgesetzt. Eine aus dem amorphen Material auf
Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute photoleitende Schicht wurde hergestellt, indem mit Ar verdünntes
SiH^-Gas und CF^-Gas unter den folgenden Bedingungen
zugeführt wurden.
Zugeführte Gase:
SiH^ (verdünnt mit Ar, 10,7 % Si%) zugeführt mit
140 ccm/min
CE^, zugeführt bei einem CF^/SiH^-Partialdruckver-
CE^, zugeführt bei einem CF^/SiH^-Partialdruckver-
hältnis von 0,8 : 1,0
Weitere Bedingungen
Weitere Bedingungen
Kückdruck des Vakuumgefässes: 8 χ 10" Torr Frequenz und Stärke: 13,56 MHz, 70 W (0,29 W/m2)
Substrattemperatur: I7O0 C
130020/081 6
Abscheidungsgeschwindigkeit: 200 S/min
Vakuum während der Entladung: 0,4 Torr Abstand von Kathode zu Substrat: 2,3 cm
Unter den vorstehenden Bedingungen wurde ein Überzug der photoleitenden Schicht mit einer Dicke von 1,2/um
auf dem Substrat abgeschieden. Die Oberfläche des erhaltenen lichtempfindlichen Blattes wurde mit einer Korona-Entladung
(+8 Kilovolt oder -8 Kilovolt) elektrifiziert und die Abschwächung des Oberflächenpotentials bei der
Aussetzung an Licht wurde gemessen. Bie Ergebnisse sind
in Tabelle II zusamMangefassv.
| + Vo (V) |
Tabelle | II | Lux) | - Vo (V) |
(Volt | 7 ί | |
| Lichtinten sität (Lux) |
35 35 |
+ (Volt / |
i/l see |
40 40 |
14 3, |
||
| 0,15 1,7 |
8,5 1,6 |
||||||
| 3ec Lux) | |||||||
| ,0 |
Dann wurde das lichtempfindliche Blatt positiv aufgeladen, einer bildweisen Belichtung mit 3 Lux.see
zur Bildung eines latenten statischen Bildes unterworfen, welches durch Kaskadenentwicklung mit einem positiven
Toner entwickelt wurde und das entwickelte Bild wurde auf ein Obertragungspapier übertragen und fixiert. Ein
scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
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- 53 -
Das Verfahren und die Bedingungen nach Beispiel 1 wurden zur Bildung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen
Blattes, wie in Fig. 4· gezeigt, (ohne Ladungsblockierungsschicht) angewandt, welches eine
aus dem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute photoleitende Schicht (Dicke 1,8/um)
auf einem Aluminiumsubstrat und eine auf der photoleitenden Schicht ausgebildete Ladungsübertragungsschicht umfasste.
Die Ladungsübertragungsschicht wurde durch. Aufbringen eines Überzugs von einer Dicke von 5/um aus
einer Dispersion von 1,6 χ 10 Mol des elektronenliefernden
organischen Halbleiters 1-Phenyl-3-p-methoxystyryl-5-p-methoxypyrazolin
in einem Gramm eines Lösungsmittels aus 0,09 S Polycarbonate und 1 ecm Dichlormethan gebildet.
Die erhaltene Schicht wurde in Luft auf 130° C während 20 Minuten erhitzt. Die Oberfläche des dabei erhaltenen
elektrophotographischen lichtempfindlichen Blattes wurde durch eine Korona-Entladung (-8 Kilovolt) elektrifiziert
und die Abschwächung des Oberflächenpotentials nach der Aussetzung an Licht wurde gemessen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle III enthalten.
130020/0818
| - Vo (V) | -W- ' 33· Tabelle III |
/u.sec.lux) | 3040972 | |
| Lichtinten sität (Lux) |
370 360 360 |
(Volt | 15 4,2 2,4 |
ν 1 (Lux.sec^ |
| 0,15 1,7 12,5 |
1,7 7,1 12 |
|||
Das Blatt wurde negativ geladen und bildweise während 10 Lux-sec zur Bildung eines latenten statischen
Bildes belichtet, welches durch Kaskadenentwicklung mit einem positiven Toner entwickelt wurde, worauf das entwickelte
Bild auf ein Übertragungspapier übertragen und fixiert wurde. Ein scharfes Bild ohne Schleier von
hoher Dichte wurde erhalten.
Das Verfahren wurde unter den Bedingungen von Beispiel 1 wiederholt, so dass eine photoleitende Schicht
aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis mit einer Dicke von 1,8/um auf einem Aluminiumsubstrat
gebildet wurde und ein Polycarbonatharz wurde auf die photoleitende Schicht zu einer Stärke von
2/um als Oberflächenschutz, und Antireflexionsschicht
aufgetragen und die Harzschicht wurde getrocknet, so dass
ein elektrophotographisch.es lichtempfindliches Blatt
mit dem in Fig. 4 gezeigten Aufbau, jedoch ohne Ladungsblockierung sschicht, gebildet wurde. Das Blatt wurde
einer Korona-Entladung (+8 kV) für die primäre ELektri-
130020/8S1S
- 55 -
• if O-
fizierung unterworfen und einer Korona-Entladung bei +7 kV für die sekundäre Elektrifizierung unterworfen.
Dann wurde das Blatt bildweise an 10 Lux-sec zur Bildung eines latenten statischen Bildes ausgesetzt, welches
durch Flüssigkeitsentwicklung mit einem negativen Toner entwickelt wurde und das entwickelte Bild wurde auf
ein Übertragungspapier übertragen und fixiert. Ein scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde
erhalten.
Eine aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute photoleitende Schicht wurde
auf einem Aluminiumsubstrat unter Anwendung der Bedingungen von Beispiel 1 ausgebildet, wobei jedoch das
CF^/SiH^-Partialdruckverhältnis 0,8/1,0 und die Abscheidungsgeschwindigkeit
260 S/min betrugen. Die ESCA-Analyse zeigte, dass das C/Si-Terhältnis der photoleitenden
Schicht 0,18/1,0 betrug. Ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material mit dem in Hg. 4-gezeigten
Aufbau ohne Ladungsblockierungsschicht wurde
hergestellt, indem eine Ladungsubertragungsschicht von einer Dicke von 0,4- /um auf der photoleitenden Schicht
ausgebildet wurde. Die Ladungsubertragungsschicht wurde durch Elektronenstrahlvakuumabscheidung gebildet, wobei
gesintertes ZnS als anorganischer Halbleiter vom n-Typ durch Erhitzen mit Elektronenstrahlen aufgedampft wurde.
Während der Vakuumabscheidung wurde das Substrat nicht erhitzt und anstelle dessen wurde nach der Vakuumabscheidung
die Ladungsubertragungsschicht und die photoleitende Schicht auf dem Substrat einer Temperung bei 200° C
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--56 -
während 2 Stunden in der Atmosphäre unterworfen. Die
Oberfläche des electrophotography sehen lichtempfindlichen
Materials wurde durch eine Korona-Entladung mit + 8 kV elektrifiziert und die Abschwächung des Oberflächenpotentials
bei der Aussetzung an Licht wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV enthalten.
Lichtinten- i/I
sität + Vo (V) (Volt//U.sec.Lux) (Lux-sec)
(Lux)
0,15 6U 16 3,0
1,7 65 12,5 25
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Blattes wurde mittels einer Eorona-Entladung bei +8 kV positiv geladen
und einer bildweisen Belichtung mit 6 Lux-sec zur Bildung eines latenten statischen Bildes unterworfen,
welches durch Flüssigentwicklung mit einem negativen Toner entwickelt wurde, worauf das entwickelte Bild
auf ein Übertragungspapier übertragen und fixiert wurde. Ein scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde
erhalten.
Ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material
mit einer photoleitenden Schicht mit einer Dicke von 5/um auf einem Aluminiumsubstrat, wie in fig. 2
gezeigt, wurde durch Wiederholung des Verfahrens und der Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei
130020/0816
-37 -
-fa
jedoch das Vakuumgefäss mit 0,1 Vol.% i^IU-Gas ais Dotierungsgas
vom p-Typ gespeist wurde. DLe Oberfläche des erhaltenen lichtempfindlichen Materials wurde durch
eine Korona-Entladung bei entweder +8 kV oder bei -8 kV elektrifiziert. DLe Abschwächung des Oberflächenpotentials
nach der Aussetzung an Licht war so, dass das durch Dotierung mit B mit einer Leitfähigkeit vom p-Typ ausgestattete
Material negativ geladen wurde, während ein nicht-dotiertes Material geringfügig negativ geladen
wurde. Die Oberfläche dieses empfindlichen Materials wurde negativ durch eine Korona-Entladung bei -8 kV
geladen und einer bildweisen Belichtung mit 50 Lux-sec zur Bildung eines latenten statischen Bildes unterworfen,
welches durch Flüssigkeitsentwicklung mit einem positiven Toner entwickelt wurde und das entwickelte Bild wurde
auf ein Übertragungspapier übertragen und fixiert. Ein scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde
erhalten.
Ein Diaglas in einem kapazitätsgekuppelten Glimmentladungszersetzungsgerät
der in Fig. 1 gezeigten Art wurde mit einer elektrisch-leitenden Ni-Schicht mit
einer Stärke von 0,1/um durch Hochfrequenzauf sprühen
überzogen und eine photoleitende Schicht wurde auf den erhaltenen elektrisch-leitenden Träger zur Bildung
eines elektrophotographisehen lichtempfindlichen Materials,
wie in Fig. 5 gezeigt, aufgebracht. Die photoleitende Schicht war aus einem amorphen Material auf
Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaut, welche durch Zufuhr von SiH^, Ar, CE^ und BgHg als Gase unter den
folgenden Bedingungen ausgebildet worden war.
130020/0816
30A0972
Zugeführte Gase
(verdünnt mit Ar, 10,7 % SiH^), zugeführt lait 140 ccm/min
zugeführt bei einem CF^/SiH^-Partialdruckverhältnis
von 1,1 : 1,0 (verdünnt mit Ar, 10,5 % B2B6), zugeführt
mit 2 Vol.%
Weitere Bedingungen
Weitere Bedingungen
Rückdruck des Vakuumgefässes: 6 χ 10" Torr
Frequenz und Stromstärke: 13,56 MHz, 70 V (0,29 W/m2)
Substrattemperatur: 220° C AbScheidungsgeschwindigkeit: 280 S/min
Vakuum während der Entladung: 0,4 Torr Abstand von Kathode zuu Substrat/ 2,3 cm
Durch die Glimmentladungszersetzung des Gemisches aus SiH^, Ci1^ und B2H^ unter den vorstehenden angegebenen
Bedingungen wurde eine B-dotierte Schicht vom p-Typ in einer Stärke von 500 2. auf dem elektrischleitenden Träger abgeschieden. Die ESCA-Analyse zeigte,
dass die in dieser Weise gebildete photoleitende Schicht vom p-Typ ein C/Si-Verhältnis von 0,22 : 1,0 hatte.
Die photoleitende Schicht hatte eine Dunkelleitfähigkeit von (1,5 x 10~5) 0hm""'1.cm""*1. Die Gase SiH^, Ar und
CT^ wurden weiterhin zur Bildung einer nicht-dotierten
Schicht von 5/um Dicke auf der B-dotierten Schicht zugeführt.
Die Oberfläche des dabei erhaltenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Blattes wurde
durch Korona-Entladung bei +8 kV elektrifiziert und die Abschwächung des Oberflächenpotentials nach der Aussetzung
an eine Halogenlampe (1,7 unä 0,15 Lux) wurde
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V enthalten.
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- 39 -
Lichtintensität .
(Lux) + Vo (V) ε/τ
(Lux) + Vo (V) ε/τ
0,15 100 8,1 1,5
1,7 100 3,3 3,4
Vo = Oberflächenpotential vor der Belichtung, E/l = anfängliche Abschwächungsgeschwindigkeit
der Oberflächenpotentials (Volt//U.sec.Lux)
Ε» = erforderliche Belichtung zur Abnahme des
Oberflächenpotentials auf die Hälfte.
Auf Grund der gehemmten Elektroneninaektion von der
elektrisch-leitenden Schicht betrug die Dunkelabfallgeschwindigkeit des in dieser Weise hergestellten elektrophotographischen
lichtempfindlichen Materials die Hälfte derjenigen eines elektrophotographisehen lichtempfindlichen
Materials, worin die photoleitende Schicht lediglich aus der nicht-dotierten Schicht aufgebaut war.
Das lichtempfindliche Material wurde dann einer bildweisen Belichtung mit 5 Lux-sec zur Bildung eines latenten
statischen Bildes unterworfen, welches durch Flüssigkeitsentwicklung mit einem negativen Toner entwickelt
wurde, worauf das entwickelte Bild auf ein tJbertragungspapier übertragen und fixiert wurde. Ein
scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
Beispiel 8
Ein elektrophotographisehes lichtempfindliches
Ein elektrophotographisehes lichtempfindliches
13 0 0 2 0/0816
Material, wie in Pig. 6 gezeigt, wurde durch Ausbildung einer photoleitenden, aus einem amorphen Material auf
Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebauten Schicht auf einem elektrisch-leitenden Substrat hergestellt, welches
mit dem in Beispiel 7 verwendeten identisch war. Die photoleitende Schicht wurde mit B und P aus 2 VoI.%
an B2H6 und 1 Vol.% an PH, dotiert, die unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 7 zugeführt wurden. Zunächst wurde eine B-dotierte Schicht zu einer Stärke
von 450 5L abgeschieden, worauf dann eine nicht-dotierte
Schicht zu einer Stärke von 5/um abgeschieden wurde und schliesslich wurde eine P-dotierte Schicht zu einer
Stärke von 450 S. abgeschieden, so dass ein Halbleiter
vom p-i-n-Typ gebildet wurde. Auf Grund der auf der Oberseite
der photoleitenden Schicht ausgebildeten leitenden Schicht vom η-Typ, um die Injektion von; positiven Löchern
in die Oberfläche zu hemmen, war das Potential des positiv geladenen elektrophotographisehen lichtempfindlichen
Materials 20 bis 30 % höher als dasjenige des in Beispiel 7 hergestellten Halbleiters vom p-i-Typ.
Das in dieser Weise hergestellte lichtempfindliche Blatt wurde positiv geladen und einer bildweisen Belichtung
mit 3 Lux-sec zur Bildung eines latenten statischen Bildes unterworfen, welches durch. Kaskadenentwicklung
mit einem positiven Toner entwickelt wurde, worauf das entwickelte Bild auf ein Übertragungspapier
übertragen und fixiert wurde. Ein scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
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Unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen
7 und 8 wurde eine photoleitende Schicht mit einer n-i-p-Struktur,
also dem Gegenteil der in Beispiel 8 hergestellten photoleitenden Schicht, auf einem elektrischleitenden Substrat ausgebildet, welches das gleiche war,
wie in den Beispielen 7 und 8 verwendet. Eine leitende Schicht von n-Tjp mit einer Stärke von 4-30 2. wurde durch
Glimmentladungszersetzung von 1 Vol.% ΡΗ,-Gas, das zusammen mit einem Gemisch von SiH^, CJJ1^ und Ar als Gasen
zugeführt wurde, ausgebildet. Die Schicht vom η-Typ hatte eine Dunkelleitfähigkeit von (1,0 χ 10~5) Ohm""1, cm"1
und eine ausreichend hohe Elektronentragerdichte. Die dotierte Schicht vom η-Typ wurde mit einer nicht-dotierten
Schicht mit einer Stärke von 4yum und mit einer
B-dotierten Schicht vom p-Typ mit einer Stärke von 640 8. überlagert, welche 8 Vol.% B3H6 enthielt. Die
Oberfläche des in dieser Weise gebildeten elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials wurde durch
eine Korona-Entladung bei -8 kV elektrifiziert und der Abfall des Oberflächenpotentials bei der Aussetzung an
eine Halogenlampe (1,7 und 0,15 Lux) wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI enthalten.
| Tabelle | VI | sec.Lux) | (Lux-sec) | |
| Iiichtinten- | in (Volt/zU. |
,5 | 1,0 | |
| (Lux) | - Vo (V) | 3 | ,9 | 3,5 |
| 0,15 | 50 | 2 | ||
| 1,7 | 50 | |||
130020/0818
30Α0972
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Blattes wurde durch eine Korona-Entladung bei -8 kV negativ geladen
und einer bildweisen Belichtung mit 10 Lux.see zur Bildung
eines latenten statischen Bildes unterworfen, welches durch Flüssigkeitsentwicklung mit einem positiven
Toner entwickelt wurde, worauf das entwickelte Bild auf ein tJbertragungspapier übertragen und fixiert wurde.
Ein scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
Unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 wurde eine photoleitende, aus einem amorphen Material
auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute Schicht hergestellt, welche eine leitende Schicht vom p-Typ
mit einer Dicke von 500 S und eine nicht-dotierte Schicht von einer Dicke von 5/um auf einem Alumini um sub st rat
umfasste. Die photoleitende Schicht wurde mit einem Polycarbonatharz zu einer Stärke von 2/um als Antireflexionsschicht
überzogen und die Schicht wurde getrocknet, so dass ein elektrophotographisch.es lichtempfindliches
Blatt, wie in KLg. 4 gezeigt, jedoch ohne Ladungsblockierungsschicht, gebildet wurde. Das Blatt
wurde einer Korona-Entladung (+8 kV) für die primäre Elektrifizierung und einer Korona-Entladung bei -7 kV
für die primäre Elektrifizierung und auch einer Korona-Entladung bei -7 kV für die sekundäre Elektrifizierung
unterworfen. Dann wurde das Blatt bildweise mit 10 Lux.see belichtet, so dass ein latentes statisches
Bild ausgebildet wurde, welches durch Flüssigkeitsentwicklung
mit einem negativen Toner entwickelt wurde,
130020/0 818
worauf das entwickelte Bild auf ein Übertragungspapier übertragen und fixiert wurde. Ein scharfes Bild ohne
Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
Unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 wurde eine leitende Schicht vom η-Typ mit einer Dicke
von 400 2. auf einem Aluminiumsubstrat ausgebildet, indem 1,5 Vol.% PH, zusammen mit SiH^, Ar und CiV als Gase
zugeführt wurden, und auf dieser Schicht wurde eine nicht-dotierte Schicht zu einer Stärke von 1,5/Um
abgeschieden, so dass die aus einem amorphen Material auf Kohlenstoff- und Siliciumbasis aufgebaute photoleitende
Schicht gebildet wurde. Auf dieser photoleitenden Schicht wurde eine aus einem organischen Halbleiter aufgebaute
Ladungsübertragungsschicht zur Bildung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Blattes der
in Pig. 4 gezeigten Art ohne Ladungsblockierungsschicht
abgeschieden. Die Ladungsübertragungsschicht wurde gebildet, indem ein Überzug von einer Stärke von 5/um
aus einer Dispersion von 1,6 χ 10"~ Mol des elektronenliefernden
organischen Halbleiters i-Phenyl-3-p-methoxystyryl-5-p-methoxypyrazolin
in einem Gramm eines Losungsmittels aus 0,09 g Polycarbonat und 1 ecm Dichlormethan
aaufgetragen wurde. Die erhaltene Schicht wurde in Luft bei 130° C während 20 Minuten erhitzt. Die Oberfläche
des dabei erhaltenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Blattes wurde durch Korona-Entladung
(-8 kY) elektrifiziert und der Abfall des Oberflächenpotentials
bei der Aussetzung an Licht wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII enthalten.
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| - Vo (V) | Tabelle VII | 3040972 | |
| 360 | έ/ΐ (Volt//U. sec |
||
| Lichtinten- | 360 | 14 | E Λ |
| (Lux) | 360 | .Lux) (Lux-sec) | |
| 0,15 | 2,4 | 1,5 | |
| 1,7 | 6,0 | ||
| 12,5 | 12,0 | ||
Die Oberfläche des Blattes wurde negativ durch Korona-Entladung bei -8 kV geladen und einer bildweisen
Belichtung von 10 Lux-sec zur Bildung eines latenten statischen Bildes unterworfen, welches durch Kaskadenentwicklung
mit einem positiven Toner entwickelt wurde, worauf das entwickelte Bild auf ein Übertragungspaier
übertragen und fixiert wurde. Ein scharfes Bild ohne Schleier von hoher Dichte wurde erhalten.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne dass die Erfindung
hierauf begrenzt ist.
130020/0316
ι '50 · ♦
Leerseite
Claims (23)
1. Elektrophotographisch.es lichtempfindliches Material, bestehend aus einem elektrisch-leitenden Träger,
der mit einer photoleitenden aus einem amorphen Material auf Silicium- und Kohlenstoffbasis, das mit Wasserstoff
und Fluor dotiert ist, aufgebauten Schicht überzogen ist.
2. Elektrophotographisch.es lichtempfindliches
Material nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das amorphe Material ein Atomverhältnis von Kohlenstoff
zu Silicium im Bereich von 0,05/1 bis 0,4/1 besitzt.
3· Elektrophotographisch.es lichtempfindliches
Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die photoleitende Schicht eine erste, mit einer
Verunreinigung dotierte Schicht zur Ausbildung einer Leitfähigkeit entweder vom p-Typ oder η-Typ auf dem
Träger und eine zweite Schicht mit einem spezifischen Dunkelwiderstand von mij
ersten Schicht besitzt.
ersten Schicht besitzt.
Ί0 Dunkelwiderstand von mindestens 10 Ohm-cm auf dieser
4. Elektrophotographisches lichtempfindliches
Material nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, dass die photoleitende Schicht eine erste Schicht, welche
mit einer Verunreinigung zur Ausbildung einer Leitfähigkeit entweder vom p-Typ oder η-Typ dotiert ist^ auf
dem Träger und eine zweite Schicht mit einem spezifischen
10 Dunkelwiderstand von mindestens 10 Ohm.cm auf dieser
ersten Schicht umfasst.
130020/0816
5. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach. Anspruch. 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Schicht durch eine dotierte dritte Schicht überlagert ist, welche mit einer Verunreinigung
zur Ausbildung eines Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu demjenigen der ersten Schicht dotiert ist.
6. Elektrophotographisch.es lichtempfindliches Material nach Anspruch. 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ladungsübertragungsschicht zwischen dem Träger und der photoleitfähigen Schicht und/oder auf der Oberfläche
der photoleitenden Schicht auf der Seite entgegengesetzt zum Träger ausgebildet ist.
7. Elektrophotographisches lichtempfindliches
Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antireflexionsschicht weiterhin auf der Oberfläche
des Materials auf der Seite entgegengesetzt zum Träger ausgebildet ist.
8. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Betrag des darin dotierten Wasserstoffes 1 bis 40 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an
Silicium und Kohlenstoff, beträgt.
9. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch Λ bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des darin dotierten Wasserstoffes 10 bis 30 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an
Silicium und Kohlenstoff, beträgt.
30020/OS1S
10. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des darin dotierten Fluors 0,01 bis 20 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium
und Kohlenstoff, beträgt.
11. Elektrophotographisch.es lichtempfindliches Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des darin dotierten Fluors 0,5 bis 10 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium
und Kohlenstoff, beträgt.
12. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des darin dotierten Fluors 0,01 bis 20 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium und
Kohlenstoff, beträgt.
13. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass
das Fluor darin in einer Menge von 0,5 bis 10 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium und
Kohlenstoff, enthalten ist.
14. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verunreinigung aus einem Element der Gruppen IIIA oder VA des Periodensystems besteht.
15. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verunreinigung aus einem Element der Gruppe IIIA. besteht.
130020/oaia
Λ-
16. Elektrophotographisches lichtempfindlich.es
Material nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigung aus einem Element der Gruppe VA besteht.
17· Elektrophotographisches lichtempfindliches
Material nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verunreinigung aus einem Material der Gruppe B, As, P und Sb besteht.
18. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des Elementes der Gruppe IIIA 10~^ bis 5 Atom%,
bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium und Kohlenstoff, beträgt.
19. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des Elements der Gruppe IIIA 10~ bis 1 Atom%,
bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium und Kohlenstoff, beträgt.
20. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des Elementes der Gruppe VA 1O~^ bis 1 Atom%,
bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium und Kohlenstoff, beträgt.
21. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des Elementes der Gruppe VA 10 bis 10 Atom%, bezogen auf die gesamte Atommenge an Silicium
und Kohlenstoff, beträgt.
130020/0816
22. Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen
lichtempfindlichen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einem amorphen Material
auf Kohlenstoff-und Siliciumbasis aufgebaute photoleitende Schicht auf einem Träger durch Umsetzung eines
Silans oder Silanderivates mit einem kohlenstoff- und
fluorhaltigen Gas mittels einer Glimmentladungszersetzung ausgebildet wird, wobei ein mindestens ein gasförmiges
Silan oder Silanderivat und ein kohlenstoff- und flüorhaltiges Gas enthaltendes Gas in eine Vakuumkammer
eingeführt wird und eine elektrische Energieentladung zur Zersetzung des Gases durchgeführt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als kohlenstoff- und flüorhaltiges Gas
GSn-Gas verwendet wird.
24·. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abscheidungsgeschwindigkeit
von 0,5 bis 1000 Ä/sec angewandt wird.
130020/0816
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14028479A JPS5664347A (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | Electrophotographic receptor |
| JP14162479A JPS5665142A (en) | 1979-11-01 | 1979-11-01 | Manufacture of electrophotographic receptor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3040972A1 true DE3040972A1 (de) | 1981-05-14 |
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ID=26472851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19803040972 Withdrawn DE3040972A1 (de) | 1979-10-30 | 1980-10-30 | Elektrophotographisches lichtempfindliches material und verfahren zu dessen herstellung |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., 8000 MUENCHEN |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SOLF, A., DR.-ING., 8000 MUENCHEN ZAPF, C., DIPL.- |
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| 8130 | Withdrawal |