DE3020939A1

DE3020939A1 - Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3020939A1
Application number: DE19803020939
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. Dr. Lutz; Bernd Dipl.-Phys. Dr. 4788 Warstein Reimer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1981-12-10
Also published as: US4379821A; DE3020939C2; JPS5724946A

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisch.es Aufzeichnungsmaterial mit einer Selen enthaltenden Photoleiterdoppelschicht , die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist.

Ein elektrophotographisch.es Aufzeichnungsmaterial wird für elektrophotographische Kopierverfahren verwendet, die in der Vervielfältigungstechnik weite Verbreitung gefunden haben. Sie beruhen auf der Eigenschaft des photoleitenden Materials, bei Belichtung mit einer aktivierenden Strahlung den elektrischen Widerstand zu andern.

Uach elektrischer Aufladung und Belichtung mit einer aktivierenden Strahlung läßt sich auf einer photoleitenden Schicht ein latentes elektrisches Ladungsbild erzeugen, das dem optischen Bild entspricht. An den belichteten Stellen findet nämlich eine solche Erhöhung der Leitfähigkeit der photoleitenden Schicht statt, daß die elektrische Ladung über den leitenden Träger - zumindest teilweise, jedenfalls aber stärker als an den unbelichteten Stellen - abfließen kann, während an den unbelichteten Stellen die elektrische Ladung im wesentlichen erhalten bleibt; sie kann mit einem Bildpulver, einem sogenannten Toner, sichtbar gemacht und das entstandene Tonerbild, falls es erforderlich sein sollte, schließlich auf Papier oder eine andere Unterlage übertragen werden.

Als elektrophotographisch wirksame Stoffe werden sowohl organische als auch anorganische Substanzen verwendet. Unter ihnen haben Selen, Selenlegierungen und Verbindungen mit Selen besondere Bedeutung erlangt. Sie spielen zumal im amorphen Zustand eine wichtige Rolle und haben vielfältige praktische Verwendung gefunden.

Die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit eines Photoleiters

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hängt von der Intensität und der Wellenlänge der benutzten Strahlung ab. Im Bereich des sichtbaren Lichtes, das für die praktische Anwendung in der Elektrophotographie - etwa bei Bürokopien - bevorzugt wird, zeigt das amorphe Selen auf der blauen Seite, dem kurzwelligen Gebiet, eine hohe Empfindlichkeit, auf der roten Seite, dem langwelligen Gebiet, dagegen nur eine geringe Empfindlichkeit.

Dies hat zur Folge, daß auf einer Elektrophotographie ein rotes Zeichen genauso wie ein schwarzes Zeichen dargestellt wird, was sich unter Umständen zumal bei farbigen Vorlagen als nachteilig für die praktische Verwendung erweist; denn ein schwarzes Zeichen auf einem roten Untergrund - oder umgekehrt - wird beispielsweise nicht vom Untergrund unterschieden und kann daher nicht kenntlich gemacht werden. Für Wellenlängenbereiche im Infrarot ist das amorphe Selen gar nicht geeignet.

Es ist bekannt, daß das kristallisierte Selen im Gegensatz zum amorphen Selen rotempfindlich ist. Daher kann bei seiner Verwendung auch dieser Teil des sichtbaren Spektrums nutzbar gemacht werden. Gegen eine Verwendung des kristallisierten Selens für elektrophotographisehe Zwecke spricht aber seine hohe Dunkelleitfähigkeit, das heißt seine Eigenschaft, den elektrischen Strom bereits im unbelichteten Zustand so gut zu leiten, daß eine auf seine Oberfläche aufgebrachte Ladung nicht so lange, gehalten werden kann, wie es für elektrophotographische Zwecke erforderlich ist.

Es ist weiterhin bekannt, daß durch Zusätze zum Selen, wie etwa Arsen oder Tellur, die spektrale Empfindlichkeit in den länger-welligen Spektralbereich erweitert werden kann. Bei Systemen aus Selen und Tellur muß allerdings als nachteilig angesehen werden, daß sie als Legierung schlechter homogen zu verdampfen sind. Sie zeigen bei höherer Tellurkonzentration

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außerdem eine;:ünerwünschte Neigung zur Kristallisation und besitzen dadurch eine nur geringe Lebensdauer. Es sind jedoch keine Photoleiter auf der Grundlage von Selen bekannt, deren merkliche .und praktisch nutzbare Empfindlichkeit in einen Wellenlängenbereieh vonüber 800 nm hineinreicht.

Ein solches Verhalten ist; aber wünschenswert, wenn die Elektropho tographie auch für andere Zwecke mit Vorteil genutzt werden_: soll·. So werden in Datenausgabegeräten IR-Pestkörperlaser als Strahlungsquelle in "einem Wellenlängenbereich von etwa 800V.ν. 850 nm betrieben, deren Erfassung durch einen Photoleiter eine Empfindlichkeit dieses Photoleiters auch in diesem Wellenbereich erforderlich macht.

Aufgabe der Erfindung ist dalier ein möglichst panchromatisches eleifetrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, dessen Photo-Leiter sowoiil im Bereich des sichtbaren Lichtes als auch im IR-Bereieh hochempfindlich ist, so daß er in üblichen Bürokopiergeräten; ebenso wie' etwa in mit FestkörperLaserstrahlung betriebenen Datenausgabegeräten verwendet werden kann. Der Phötoleiter soll darüber hinaus ein mechanisch hartes und thermisch stabiles System darstellen, so daß eine hohe Lebensdauer :gewährleistet ist, -

Diese Aufgabe wird bei einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial mit einer- Selen enthaltenden Photoleiterdoppel- ;schicht,. die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Photoleiter aus einer auf dem Schichtträger befindlichen Schicht aus anorphem Arsenselenid (AspSe,) und einer darüber liegenden Schicht aus einer Verbindung aus Arsen, Selen und Tellur der allgemeinen Formel ASpSe₇T Te besteht. Es iac zweckmäßig, wenn die x-Werte dei' Verbindung zwischen 0,05<:x<r2,5 und insbesondere im Bereich 0,1 <,.χ_:^_0,5 liegen. Die Schichtdicke der

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ASpSe^-Schicht soll 20 ... 100 Aim, vorzugsweise 50 ... 60 ,um, betragen. Für die Schichtdicke der As₀Se, Te -Schicht sind 0,5 -·· 10 /um, vorzugsweise 2 5 Aim, vorteilhaft.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß das Aufzeichnungsmaterial neben den bekannten Verwendungsarten auch mit Vorteil in Wellenlängenbereichen bis etwa 950 nm betrieben werden kann und damit der Elektrophotographie neue Anwendungsbereiche eröffnet werden. Außerdem weist diese Photoleiterdoppelschicht den weiteren besonderen Vorteil auf, daß die Ladungsträgererzeugerund die Ladungsträgertransportschicht individuell den gewünschten Erfordernissen angepaßt und optimiert werden können. Daher lassen sich gegebenenfalls auch Ladungsträgererzeugerschichten mit erhöhter Leitfähigkeit einsetzen, die in einem Einschichtsystem wegen des unzulässig hohen Junkelabfalls nicht zu verwenden sind. Die Herstellung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nach der Erfindung entspricht üblichen Verfahren. Beispielsweise wird die Photoleiterdoppelschicht dadurch hergestellt, daß beide Schichten bei einem Druck von etwa ρ « 10 mbar mit Hilfe eines Aufdampfprozesses auf den leitenden Schichtträger aufgebracht werden. Hierzu werden ein erster thermischer Verdampfer mit etwa 90 g ASpSeV und ein zweiter ----thermischer Verdampfer mit etwa 8 g As₉Se_x „Te„ gefüllt. Nachdem in der Vakuumanlage ein Druck von etwa ρ * 10~ mbar erreicht ist, wird der aus Aluminium bestehende Schichtträger durch eine Glimmentladung gereinigt und anschließend auf eine Temperatur von etwa 210 ... 220 ⁰O erwärmt. Dann wird bei einem Druck von etwa ρ * 10 mbar der erste Verdampfer auf eine Temperatur von -itwa 370 °C gebracht und so lange auf dieser Temperatur gehalten, bis die gesamte As2Se^-Einwaage verdampft ist. Dies kann mit einem Schichtdickenmeßgerät während des Bedampfungsvorganges kontrolliert werden. Anschließend wird der zweite Verdampfer auf eine Temperatur von 380 ... 390 ⁰C gebracht und ebenfalls so lange auf dieser Temperatur gehalten,

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BAD ORtGfNAL

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bis die gesamte AspSe,„Te -Einwaage verdampft ist.

Nach dem Abkühlen erhält man ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem hochempfindlichen panchromatischen Photoleiter. Wie der Figur 1, in der das Kontrastpotential der Schicht als Funktion der eingestrahlten Lichtwellenlänge aufgetragen ist, entnommen werden kann, wird mit steigen dem Tellurgehalt (x-Werte in der Formel As₅Se, „Te„) die Empfindlichkeit immer mehr in den TR-Spektralbereich ausgedehnt. Bei einem Aufladepotential von ¥ * + 800 V werden bei einer Wellenlänge von \ =* 800 nm und einer Beleuchtungsstärke von

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etwa 3,5 /uJ/cm Kontrastpotentiale zwischen 375 V für χ « 0 (As_PSe,) und 760 Volt für χ = 0,5 (As~Se_P ,-Te_n A erreicht. Die Zusammensetzung der zweiten Photoleiterschicht läßt sich daher leicht den gegebenen Anforderungen anpassen.

Gegebenenfalls können die Schichten aber auch nach anderen bekannten Verfahren hergestellt werden.

Die Figur 2 zeigt einen Schichtaufbau eines Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung. Auf einem leitenden Schichtträger 1, der zweckmäßigerweise aus Aluminium oder auch aus metallisiertem Kunststoff besteht, ist eine erste Photoleiterschicht 2 aus Arsenselenid (As23e ) in einer Schichtdicke von 20 ... 100 /um aufgebracht. Auf der Arsenselenidschicht 2 befindet sich eine zweite Photoleiterschicht 3, deren Zusammensetzung der Formel As₀Se, „Te„ entspricht und deren Schichtdicke 0,5 -·· 10 /Um beträgt.

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Claims

'■Syy^r:-^::..^:-'--^: 302093t

Lieentiä Pate nt-Verwaltungs-G-. m.b.H. 6 Frankfurt/Main ?O, Theodor-Stern-Kai 1

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"Elektrophot ο graphische s Auf ze ichnungsmaterial·"

Pat entansprüche

1. Elektrophotographisehes Aufzeichnungsmatepial mit einer Se len enthaltenden Photoleiterdoppelschicht, die auf einen elek trisch leitenden Schichtträger auf georacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus einer auf dem Schichtträger befindlichen Schicht aus amorphem Arsenselenid (As2Se, und einer darüber liegenden Schicht aus einer Verbindung aus Arsen/ Selen und Tellur der allgemeinen Formel ASoSe_x „Te_. be steht, _: ^:";"";"-.."""■--■-"-= -

2. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach AnsprÄich Iy dadurch gekennzeichnet, daß die x-Uerte der Verbindung zwischen 0,05^=-x-=.2,5 liegen.

3· Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2," dadurch gekennzeichnet, daß die x-Werte der Verbindung zwischen 0,1 <x <c0,5 liegen.

Ά-. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach An

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ORIGINAL INSPECTED

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spruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der As2Se,-Schicht 20 ... 100 ,um beträgt.

5. Elektrophotographisch.es Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der ASoSe,-Schicht 50 ... 60 ,um beträgt.

6. Elektroph.otographisch.es Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schich-tdicke der As₂Se,__xTe_x-Schich.t 0,5 ·.· 10 Atm beträgt.

7. Elektrophotograph.isch.es Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der As₅Se_x Te -Schicht 2 ... 5 /um beträgt.

8. Elektrophotographisch.es Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 bis 7, dadurch, gekennzeichnet, daß es für die Aufzeichnung mit Pestkörperlaserdiodenstrahlung in einem Spektralbereich bis etwa 950 nm verwendet wird.

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