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Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektrophotographischen Aufzeichnungsträger mit einem Trägerkörper,
auf dem sich ein aus einem vollständig anorganischen, durch Sputtern unter Verwendung
von Hochfrequenzenergie erzeugten, photoleitenden Werkstoff bestehender Dünnfilmbelag
befindet, welcher hohe Dichte und mikrokristalline Struktur besitzt, im wesentlichen
transparent ist, einen Dunkelwiderstand von mindestens 1012 Ohmom und ein Verhältnis
von Dunkelwiderstand zu Hellwiderstand von 4 mindestens 10 aufweist, eine rasohe
Aufladbarkeit und die Fähigkeit besitzt, die Aufladung so lange zu halten, daß ein
Tonern des Ladungsbildes möglich ist und welcher schließlich elektrisch anisotrop
ist, weiter mit einer Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Werkstoff, welche sich
zwischen dem Dünnfilmbelag und dem Trägerkörper befindet und zur Erleiohterung der
Aufladung des Dünnfilmbelages vor einer Beliohtung dient sowie mit einer weiteren,
zwischen dem Dünnfilmbelag und dem Trägerkörper befindlichen Materialsohioht.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 360 909 ist ein solcher elektrophotographisoher
Aufzeichnungsträger bekannt geworden, dessen Dünnfilmbelag aus anorganischem, photoleitendem,
elektronisoh anisotropen Werkstoff besteht, beispielsweise aus durch Sputtern unter
Verwendung von Hochfrequenz erzeugtem Cadmiumsulfid, welches über einer Dünnfilmsohioht
aus ohmisch leitendem Werkstoff, beispielsweise aus Indiumoxid abgelagert ist, die
ihrerseits wieder mit einem dünnen, beständigen Trägerkörper verbunden ist, vorzugsweise
mit einer flexiblen Kunststoffolie.
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Die Dicke des photoleitenden Dünnfilmbelages liegt bei etwa 3000 ß,
diejenige der ohmisch leitenden Schicht bei etwa 500 R und die Stärke des trägerkörpers
mißt den Bruchteil sines Millimeters. Der resultierende elektrophotographische Auizeiohnungsträger
hat eine harte, abriebfeste Oberfläche, ist in hohem Maße transparent und flexibel
ungeachtet der Tatsache, daß der photoleitende Dünnfilmbelag mikrokristalline Struktur
besitzt. Ein derartiger elektrophotographischer Auf zeichnungsträger hat einen hohen
photoelektrischen Verstärkungsfaktor und arbeitet mit einer Geschwindigkeit und
Empfindlichkeit, welche seine Verwendung für rasche photographische Aufzeichnungen
srmöglioht. Demgemäß kann der Aufzeichnungsträger mit hoher Geschwindigkeit Ladung
annehmen und diese Ladung nach Beliohtung selektiv halten, so daß ein Tonern möglich
ist, wobei eine bezüglich Umfang und Feinheit nahezu unbegrenzte Tonwertskala oder
Grautonskala erzielt wird.
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Duroh die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den elektrophotographischen
Auf zeichnungsträger der eingangs kurz beschriebenen Art unter Beibehaltung seiner
hervorragenden Eigenschaften so auszubilden, daß die Haftung der auf dem Trägerkörper
befindliohen Schichten gegenüber dem Trägerkörper verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als weitere
Materialsohicht eine Ultra-Dünntilmsohicht eines transparenten, vollständig anorganisohen
Materials zwischen der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht und dem Trägerkörper vorgesehen
ist.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher besohrieben. Die Zeichnung zeigt in einem schematischen
Querschnitt einen elektrophotographischen Aufzeiohnungsträger, Bevor auf die Zeichnung
im einzelnen eingegangen wird, sollen verschiedene, in der vorliegenden Beschreibung
und in den Ansprüchen sowie in der Literatur verwendete Ausdrücke diskutiert werden,
um ein besseres Verständnis der beobaohteten physikalisohlen Vorgänge zu erreichen.
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Der Ausdruck "DUnntilm" findet sich sowohl in der Besohreibung als
auch in den Ansprüchen. In der wissenschaftlichen Literatur versucht man, einen
Dünnfilm anhand der Eigenschaften zu definieren,-welche ein Stoff, der zu untersuchen
ist, besitzt, wobei diese Eigenschaften in Vergleich zu den Eigenschaften desselben
Stoffes an einem größeren Stück gesetzt werden. Die zuletzt genannten Eigenschaften
können als Eigenschaften der Masse bezeichnet werden. Vereinfacht ausgedrückt verhalten
sich bestimmte Stoffe, wenn sie in Form eines dünnen Filmes oder einer Haut vorliegen,
anders als sie sich in einem Stück verhalten. Hierzu kann auf die Veröffentlichung
'Thin Films" von Leaver & Chapman, Wykeham Pulbications, London, 1971, hingewiesen
werden, wo sich eine allgemeine Diskussion der Unterschiede zwisohen den Stoffeigenschaften
eines Dünntilms und eines Mengenstückes desselben Materials findet. In dieser Veröffentlichung
wird die Dicke eines Dünnfilms allgemein als unter einen Mikron liegend angegeben.
Diese allgemeine Deiinition ist angesiohts der Breite des Inhaltes erforderlich,
welcher in dieser Veröifentlichung zu finden ist.
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Zieht man den Gebrauohszweok und die Aniorderungen in Betracht, die
für eine Konstruktion oder Anordnung gelten, in der eine bestimmte Werkstoffsorte
verwendet werden soll, eo ist die Grenze oder es sind die Grenzen zwischen den Dünnfilieigenschaften
und
den Massenstückeigenschaften im Zusammenhang mit diesen Aufgaben
und Anforderungen zu beachten. Eigenschaften, welche für die Lösung einer bestimmten
Aufgabe nicht von Bedeutung sind, gehen nicht in die Definition ein und bilden kein
physikalisches Kriterium. Wenn beispielsweise eine starke Änderung der Schallreflexionseigenschaft
eines bestimmten Werkstoffs wegen des Skineffektes dann auftritt, wenn dieser Werkstoff
in einer Filmstärke von zwei Mikron oder darunter vorliegt, so zeigt dieser Werkstoff,
wenn er in einem Anwendungsfall eingesetzt wird, in dem es auf die Schallreflexionseigenschaft
ankommt, einen Dünnfilmeffekt. Wenn andererseits dasselbe Material seinen spezifischen
Widerstand nur dann stark ändert, wenn seine Dicke auf 0,5 Mikron oder darunter
vermindert wird, so ist der Werkstoff in Anwendungsfällen, in denen es auf seinen
spezifischen Widerstand ankommt, als Werkstoff seinen normalen Mengeneigenschaften
zu behandeln, wenn seine Dicke noch über etwa 0,5 Mikron liegt.
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Bei der Verwendung der hier vorgeschlagenen Werkstoffe kommt es auf
verschiedene Eigenschaften an, welche zu der beabsichtigten Wirkung beitragen oder
ihr förderlich sind und die Bedeutung des Ausdruckes "Dünnfilm", soweit er hier
verwendet wird, bezieht sich nur auf die bedeutsamen Eigenschaften, wobei die Eigenschaften
irgendwelcher anderer Werkstoffe für andere Anwendungszwecke außer Betracht bleiben,
bei welchen der Ausdruck "Dünnfilm" für andere Dickenbereiche als hier angegeben
gültig sein mag. Demgemäß bedeutet der Ausdruck "Dünnfilm", daß das Material in
einer Stärke vorliegt, bei welcher die betrachteten Eigenschaften des betreffenden
Werkstoffes aufhören, die Eigenschaften eines Massenstückes zu sein und beginnen,
in den Dünnfilmbereioh der betreffenden Eigenschaften einzutreten. Die bei allen
praktischen Ausführungsbeispielen hergestellten Schicht dicken betrugen wesentlich
unter i Mikron (10 000 R) und nur wenige Dünnfilmbeläge oder Dünnfilmsohiahten,
welche untersucht wurden, hatten eine Stärke von über 5000 R. Es kann also zusammenfassend
festgestellt werden, daß vorliegend eine Schicht als Dünnfilmschicht oder Dünnfilmbelag
bezeichnet wird, wenn sie weniger
als 1 Mikron dick ist.
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Der hier verwendete Ausdruck "photoelektrischer Verstarkungsfaktor"
bedarf ebenfalls einer einführenden Erklärung. Die Geschwindigkeit und der Wirkungsgrad
eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers steht in unmittelbarer Beziehung
zu den Löcher- und Elektronpaaren, welche erzeugt werden, wenn Licht einfällt. Bei
bisher verwendeten photoleitenden Belägen, etwa für die Xerographie oder das Elektrofaxverfahren,
waren viele Photonen entsprechend sehr hellem Licht notwendig, um ein einziges Löoher-Elektron-Paar
zu erzeugen. Die Anzahl erforderlicher Photonen lag im allgemeinen über 1000. Hieraus
ergibt sich, daß ein elektrophotographischer Film, welcher beim Einfall eines einzigen
Photons oder beim Einfall von nur zwei Photonen ein Löcher-Elektron-Paar erzeugt,
einen außerordentlich großen photoelektrischen Verstarkungsfaktor besitzt. Um also
ein Maß für die Größe des photoelektrischen Verstärkungsfaktors eines elektrophotographischen
Aufzeichnungsträgers der hier betrachteten Art zu gewinnen, sei vereinbart, daß
ein großer photoelektrischer Verstärkungsfaktor dann vorliegt, wenn höchstens einige
Photonen zur Erzeugung eines einzigen Löcher-Elektron-Paares erforderlich sind.
Der genannte Ausdruck umfaßt auch die Fähigkeit eines diese Eigenschaft besitzenden
elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers, eine Rekombination von Löchern und
Elektronen zuzulassen, so daß es zu einer Entladung kommt.
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Als "elektrophotographischer Films oder photographischer Film" wird
hier ein vollständiger Gegenstand bezeichnet, welcher sich aus verschiedenen Schichten
aufbaut und für einen photographischen Auf zeichnungsvorgang bestimmt ist. Bei der
Bezeichnung des Trägers, Trägerkörpers oder Substrates wird das Wort "Film" vermieden,
obwohl man diesen Teil des Aufzeichnungsträgers im normalen Sprachgebrauch als Film
bezeichnen könnte. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Substrat oder Trägerkörper
um eine dünne, flexible, transparente Kunststoffolie, welche in der Technik
manchmal
als Kunststoffilm bezeichnet wird.
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Wie zuvor schon angedeutet, enthält der elektrophotographische aufzeichnungsträger
oder Film einen Dünnfilmbelag aus vollständig anorganischem, kristallinem, durch
Sputtern unter Verwendung von Hochfrequenz erzeugtem, photoleitendem Werkstoff,
der über einer Dünnfilmschicht aus ohmisch leitendem Material gelegen ist, die ihrerseits
mit einer Ultra-Dünnfilmschicht verbunden ist, die auf den Trägerkörper aufgebracht
ist und aus demselben, unter Verwendung von Hochirequenz durch Sputtern erzeugten,
photoleitfähigen Material besteht, wie dies zuvor angegeben wurde. In einer bevorzugten
Ausführungsform des Trägerkörpers oder Substrates ist dieses eine dünne, flexible,
isolierende Kunststofffolie hoher Beständigkeit, beispielsweise eine Folie aus Polyäthylenterephthalat
(Folien dieser Art sind unter der Bezeichnung "Mylar" erhältlich).
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Der photoleitende Dünnfilmbelag, welcher in der Zeichnung das Bezugszeichen
12 trägt, ist der wiohtigste Teil des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers
und stellt die wichtigste Schicht des Films dar, da in diesem Dünnfilmbelag die
funktionellen und physikalischen Eigenschaften begründet sind, welche den vorliegenden
elektrophotographischen Aufzeichnungsträger gegenüber bisher bekannten Auf zeichnungsträgern
auszeichnen.
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Der Werkstoff, aus welchem der photoleitende Dünnfilmbelag hergestellt
wird, und welcher nachfolgend im einzelnen besohrieben wird, ist eine der verschiedenen
bekannten Photoleiterverbindungen. Diese Verbindungen wurden bisher zwar bereits
verwendet, doch hat man dabei keine Erfolge in Richtung auf die besonderen Eigenschaften
eines elektrophotographischen Autzeiohnungsträgers der hier vorgeschlagenen Art
erzielt. Eine bevorzugte Verbindung, welche für den photoleitenden Dünnfilmbelag
verwendbar ist und welche nachfolgend im einzelnen untersucht werden soll, ist beispielsweise
Cadmiumsulfid. Diese Verbindung hat man bisher in
dicken Photoleiterbelägen
verwendet und in organische Träger eingemischt und eingebettet. Man hat auch schon
vollständig anorganisohe Beläge aus diesem Werkstoff durch Reaktionssputtern gebildet,
doch stellten sich nicht die außerordentlich vorteilhaften Eigenschaften ein, wie
sie hier angegeben werden können und wie sie der elektrophotographische Aufzeichnungsträger
nach der eingangs erwähnten Offenlegungsschrift aufweist.
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Die besten Ergebnisse werden mit Cadmiumsulfid als Werkstoff für den
photoleitenden Dünnfilmbelag 12 erzielt. Auch andere Photoleiterwerkstoffe lassen
sich verwenden, beispielsweise Zinkindiumsulfid (ZnIn2S4), Arsentrisulfid (As2S3),
Zinkselenid (ZnSe), Zinksulfid (ZnS), Zinktellurid (ZnTe), Cadmiumselenid (CdSe),
Cadmiumtellurid (CdTe), Galliumarsenid (GaAs), Antimontrisulfid (Sb2S) und möglicherweise
weitere Photoleiterwerkstoffe.
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Folgende Eigenschaften stellen sich bei dem hier vorgeschlagenen elektrophotographischen
Aufzeichnungsträger ein. Der photoleitende Dünnfilmbelag ist vollständig anorganisch,
besitzt mikrokristalline Struktur und hat eine Stärke von mehreren 1000 R.
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Demgegenüber waren die einzigen, bisher bekannt gewordenen Cadmiumsulfidbeläge
als Mischungen mit organischen Bindemitteln und Trägern ausgebildet, besaßen große
Stärke und im wesentlichen keine Transparenz oder Flexibilität. Der photoleitende
Dünnfilmbelag, wie er hier angegeben ist, wird bewußt kristallin hergestellt und
besitzt sehr geringe Stärke, nämlich zwischen 3500 bis 5000 R, wodurch sioh eine
extreme Flexibilität und Transparenz ergeben. Die Leitung von Elektronen und Löchern
durch den Dünnfilmbelag hindurch wird aufgrund der Herstellung des Dünniilmbelages
begünstigt. Es ist zu vermuten, daß die einzelnen Kristalle vertikal orientiert
sind, d. h. senkrecht zu der betreffenden Oberfläche, auf welcher der Dünnfilmbelag
abgelagert wird, was auf dem Sputterverfahren (Glimmlicht-Entladungsbeschichtung)
beruht, wobei zwischen dem Plasma und der Anode zusätzlich zum kathodischen Dunkelraum,
wie er gewöhnlich beim Sputtern unter
Verwendung von Hochfrequenz
auftritt, noch ein zweiter Dunkelraum zu beobachten ist.
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Es hat sich gezeigt, daß Randeffekte oder Kanteneffekte, wie sie beispielsweise
bei dem bekannten Xerographieverfahren beobachtet werden können, beim Toneraufbringen
auf eine Oberfläche des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 im wesentlichen ausgeschlossen
werden. Diese Rand effekte oder Kanteneffekte bestehen darin, daß in der Wiedergabe
eines stark eingefärbten Bildteiles der mittlere Bereich hell bleibt, während die
Ränder dunkel werden. Je größer ein wiederzugebender, stark gefärbter oder dunkler
Bildbereich ist, desto stärker treten die Randeffekte oder Kanteneffekte zutage,
so daß große, vollständig schwarz wiederzugebende Bildbereiche in der Wiedergabe
in ihrer Mitte überhaupt nicht eingefärbt werden. Photographien können nicht einmal
mit einem kleinen Bruchteil ihrer ursprünglichen Qualität reproduziert werden, ohne
daß ein verhältnismäßig grobes Raster über das Original gelegt wird. Originale,
die im Negativ vorliegen, d. h. Dokumente, in denen feine weiße Linien auf einem
schwarzen Hintergrund auftreten, können mit den bekannten Xerographieverfahren oder
Elektrofaxverfahren wegen dieses Rand effektes oder Kanteneffektes nicht reproduziert
werden.
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Der hier angegebene elektrophotographische Aufzeichnungsträger ermöglicht
ein hochgenaues Reproduzieren von Dokumenten und Photographien ohne die Verwendung
eines zwisohengelegten Rasters und ohne ein Vorspannen oder Voraufladen des Toners.
Dabei können auch Negative reproduziert werden, welche ohne Rand effekt klar und
scharf abgebildet werden. Ein zusätzliches Vorspannen oder Voraufladen des Toners
beseitigt jedwede Spuren eines Randeffektes und ermöglicht photographische Reproduktionen
höohster Qualität. Tatsächlich ist die Qualität der Reproduktion, wie sie sich mit
dem photoleitenden Dünnfilmbelag 12 erreichen läßt, größer als bei den meisten,
im Handel erhältlichen photographisehen Aufzeichnungsträgern, da letztere ein Korn
makroskopischer Größe besitzen, während der einzige begrenzende Faktor des Bildgefüges
auf
dem photoleitenden Dünnfilmbelag 12 die Größe der Tonerpartikel und die Größe der
Kristalle ist, aus welchen sich der Belag zusammensetzt. Beide Größen liegen bei
einem kleinen Bruchteil eines Mikron, liegen also im mikroskopischen Bereich.
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Es ist zu vermuten, daß diese Vorteile dadurch erzielt werden, daß
die einzelnen Kristalle senkrecht zur Oberfläche des Trägerkörpers ausgerichtet
sind und jeweils gesonderte Felder ausbilden, wenn in ihrer Nachbarschaft ein Elektron
wirksam ist.
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Die Tonerpartikel werden somit von den außerordentlich vielen Einzelfeldern
angezogen und nicht von den Bereichen, in denen die Gradienten zwischen vorhandener
und nicht vorhandener jYufladung am größten sind. Die zuletzt genannte Bedingung
ist die Ursache für den zuvor erwähnten Rand- oder Kanteneffekt.
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Werden der photoleitende Dünnfilmbelag und die ohmisch leitende Dünnfilmschicht
auf einer flexiblen Polyesterfolie von 0,127 mm Stärke abgelagert, so erhält man
einen elektrophotographischen Film, welcher beispielsweise so flexibel ist, daß
er um einen Dorn von 6,3 mm Durchmesser gebogen werden kann, ohne daß Risse oder
Sprünge entstehen, obwohl der photoleitende Dünnfilmbelag kristallin ist. Die Möglichkeit
der problemlosen Umschlingung eines Zylinders mit einem Durchmesser von weit unter
25 mm zeigt, daß der hier angegebene, elektrophotographische Film ohne Schwierigkeiten
durch Behandlungs- oder Wiedergabegeräte transportiert werden kann.
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Eine weitere Eigenschaft, welche mit der Tatsache in Verbindung steht,
daß der photoleitende Dünnfilmbelag 12 anorganisch, dünn und von kristalliner Struktur
ist, besteht in der außerordentlichen Dichte und Härte. Wie zuvor schon erwähnt,
ist die Oberfläche des Dünnfilmbelages hart wie Glas. Die Abriebfestigkeit der Oberfläche
ist bei der Handhabung des Films wichtig, da hierdurch Kratzer, Risse und dergleichen
vermieden werden, welche zu einem Verlust von Einzelheiten und Daten führen können,
insbesondere, wenn die aufgezeichneten Informationen sehr fein
sind.
Bei der IIerstellung der elektrophotographischen Films ergeben sich außerdem keinerlei
Sohwierigkeiten, wenn der Film mittels Reibrollen und dergleichen transportiert
werden muß.
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Die Abriebfestigkeit des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 beruht
vermutlioh auf der Dichte der Verbindung aufgrund der besonderen Art und Weise ihrer
Ablagerung. Gleichzeitig werden dadurch auch die elektrischen Eigenschaften gegenüber
entsprechenden bekannten Belägen verbessert.
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Der Werkstoff des Dünnfilmbelages 12 ist neben anderen Gründen wegen
der geringen Stärke und wegen der Halbleitereigenschaften elektrisch anisotrop.
Das bedeutet, daß das Material mindestens während einer wesentlichen Zeitdauer eine
nicht gleichförmige Ladungsverteilung beibehalten kann, welche auf seiner Oberfläche
oder in seinem Inneren erzeugt worden ist, was für die Verwendung als elektrophotographischer
Aufzeichnungsträger und als Photoleiter bedeutsam ist. Das bedeutet ferner, daß
in dem latenten Bild oder Ladungsbild die feinsten Einzelheiten, welche sich aufgrund
der hohen Auflösung ergeben, festgehalten werden können.
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Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 besitzt einen hohen photoelektrisohen
Verstärkungsfaktor, welcher oben definiert worden ist. Während also bisher eine
große Anzahl von Photonen erforderlioh war, um ein Löcher-Elektron-Paar in dem Photoleiter
bekannter Art zu erzeugen, genügen in dem hier vorgeschlagenen elektrophotographischen
Aufzeichnungsträger ein oder zwei Photonen, um die Ladungsträger zu den Ladungsträgerfallen
oder den Rekombinationszentren zu treiben, so daß der photoleitende Dünnfilmbelag
einen bedeutend größeren elektrophotographischen Wirkungsgrad hat. Dieser Vorgang
soll durch die oben besohriebene Größe des photoelektrischen Verstärkungsfaktors
definiert werden. Der Verstärkungsfaktor für einen hier angegebenen, dotierten Film
ist vielfach größer als derjenige eines undotierten Films.
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Der hohe photoelektrische Verstärkungsfaktor ist wichtig, da durch
ihn die Empfindlichkeit des elektrophotographischen Films oder Aufzeichnungsträgers
so weit erhöht wird, daß er mit den Empfindlichkeiten der meisten rasch arbeitenden
photographischen Filme konkurrieren kann, ohne daß notwendigerweise ein ähnlicher
Verlust an Details aufgrund des groben Kornes auftritt. In dem Werkstoff des Dünnfilmbelages
findet sich kein Korn, nachdem die kristalline Struktur mikroskopisch ist.
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Die Erhöhung des photoelektrischen Verstärkungsfaktors des Photoleitermaterials
der hier vorgeschlagenen Art beruht vermutlioh auf der Abgabe freier Elektronen
aus Energieniveaus im verbotenen Band des Photoleiters und steht in exponentieller
Beziehung zu der geringen Stärke des Photoleiters. Mit anderen Worten, je dünner
der photoleitende Dünnfilmbelag ist, desto größer wird die Freigabe von Elektronen
und desto empfindlicher wird der elektrophotographische Film.
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Da die Absorption von Lichtphotonen zur Entladung des photoleitenden
Dünnfilmbelages notwendig ist, ergibt sich ohne weiteres, daß ein bestimmter Grad
von Absorption des sichtbaren Lichtes oder anderer elektromagnetischer Strahlung
durch den photoleitenden Dünnfilmbelag gegeben sein muß. Andererseits aber ist der
photoelektrische Verstärkungsfaktor für dünnere Beläge höher. Es wird dadurch klar,
daß die Dicke des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 so gewählt werden soll, daß
sich eine ausreichende Materialstärke ergibt, um die gewünschte Lichtabsorption
und Abriebfestigkeit zu erhalten, wobei der Belag aber noch dünn genug ist, um den
gewünschten photoelektischen Verstärkungsfaktor zu erzielen. Man wird also eine
Ablagerung eines photoleitenden Dünnfilmbelages bis zu einer Stärke vornehmen, bei
welcher sich ein Maximum des photoelekfrischen Verstärkungsfaktors bei praktisch
minimaler Schicht dicke einstellt. Man kann dies leicht experimentell für einen
bestimmten Werkstoff feststellen, indem die Lichtabsorption, die Abriebfestigkeit
und die Stärke durch geeignete Einriohtungen
gemessen werden und
die Materialablagerung fortgesetzt wird, bis ein praktischer Kompromiss zwischen
den genannten Eigenschaften und dem gewünschten photoelektrischen Verstärkungsfaktor
erzielt ist. Die Forderungen einer gewissen Lichtabsorption müssen auf jeden Fall
erfüllt werden.
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Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 besitzt einen hohen Dunkelwiderstand,
welcher die Auf ladbarkeit und das Halten einer Aufladung begünstigt. Ein Cadmiumsulfid-Dünnfilmbelag,
welcher bevorzugtermaßen als photoleitender Dünnfilmbelag verwendet wird, ist charakteristischerweise
n-leitend und besitzt in seiner reinsten Form, in der er vorzugsweise abgelagert
wird, einen 12 14 Dunkelwiderstand von 10 bis 10 4 Ohmom. Der Hellwiderstand liegt
bei etwa 108 Ohmom. Die Energiedifferenz des verbotenen Bandes beträgt etwa 2,45
eV. Die angegebenen Widerstandswerte sind statisch und sind durch bekannte Meßverfahren
gewonnen, wobei Elektroden mit der Oberfläche oder den Oberflächen des photoleitenden
Belages verbunden werden, eine Gleichspannung angelegt wird, der fließende Strom
gemessen wird und die entspreohenden Widerstandswerte aus der Geometrie der Anordnung
errechnet werden. Die Dunkelwiderstandsiessungen werden in absoluter Dunkelheit
durchgeführt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Messungen in Abwesenheit
einer Auf ladung des photoleitenden Dünntilsbelages durchgeführt werden. Nachdem
der photoleitende Dünnfilmbelag, wie er hier vorgeschlagen wird, außerordentlich
geringe Stärke besitzt, dringt eine auf die Oberiläohe des Dünnfilmbelages aufgebrachte
Ladung in die Oberfläche ein und treibt freie Ladungsträger in Richtung auf die
ohmisch leitende Dünnfilmschicht. Die Ladung greift also in starkem Maße durch den
photoleitenden Dünntilsbelag hindurch. Sind nun diese Ladungsträger beseitigt, so
wird während der auf die Aufladung folgenden Zeit eine Entladung verhindert und
dadurch der Dunkelwiderstand erhöht. Eine dynamische Messung des Dunkelwiderstandes
kann durchgeführt werden, inden die Dunkelabiallskennlinie betrachtet wird, welche
eine bekannte RC-Entladungskenn
linie eines Kondensators ist, wobei
solche Kennlinien mit den errechneten und aufgezeichwten Kennlinien für verschiedene
Widerstandswerte verglichen werden. Unter Verwendung solcher Meßtechniken kann gezeigt
werden, daß der Dunkelwiderstand von Cadmiumsulfid-Dünnfilmbelägen, welche aufgeladen
werden, ganz wesentlich erhöht wird, nämlich mindestens mehrfach zu Beginn der Kennlinie
bis zu 1000-fach nach der Aufladung. Offenbar erhöht sich auch das dynamische Verhältnis
des Dunkelwiderstandes zum Etellwiderstand.
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Wenn nachfolgend von Werten des spezifischen Widerstandes die Rede
ist, so sind damit die statischen Werte gemeint. Wie bereits erwähnt, ist der Dunkelwiderstand
1012 bis 1014 Ohmcm und darüber. Soweit bekannt, sind die spezifischen Widerstände
der verhältnismäßig dickeren photoleitenden Schichten im Gegensatz zu dem hier betrachteten
elektrophotographischen Auizeichnungsträger für den statischen und den dynamischen
Fall überhaupt nicht oder nur wenig unterschiedlich.
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Bezüglich des hohen Dunkelwiderstandes ist der photoleitende Dünnfilmbelag
12 ein ausgezeichneter Isolator. Das große Verhältnis von Dunkelwiderstand zu Hellwiderstand,
das bei 105 liegt, bedeutet eine grundsätzliche Änderung der Widerstandsverhältnisse.
Der zur Untersuchung verwendete Dünnfilmbelag hat dabei eine Dicke von etwa 3500
2 und eine optische Durchlässigkeit zwischen 70 und sps%. Die Leitfähigkeitszunahme
bei Belichtung steht mit der Empfindlichkeit des Dünnfilmbelages in Beziehung.
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Zinkindiumsulfid, welches eine andere, brauchbare Verbindung für die
Herstellung des photoleitenden Dünnfilmbelages ist, besitzt einen Dunkelwiderstand
etwa in derselben Größenordnung wie derjenige von Cadmiumsulfid, doch ist der Hellwiderstand
etwas größer, so daß das Verhältnis von Dunkelwiderstand zu Hellwiderstand nicht
so groß ist wie bei Cadmiumsulfid* Die Energiedifferenz des verbotenen Bandes von
Zinkindiumsulfid liegt bei etwa 2,3 eV. Die Eigenschaften eines photoleitenden
Dünnfilmbelages
aus Zinkindiumsulfid sind nicht so gut wie diejenige eines Dünnfilmbelages aus Cadmiumsulfid,
zumindest in denjenigen elektrophotographischen Filmen, welche untersucht wurden
und bei welchen als photoleitender Dünnfilmbelag ein Zinkindiumdünnfilmbelag vorgesehen
war.
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Zwar ist dies nicht unbedingt erforderlich, doch kann das Cadmiumsulfid
mit bekannten Dotierungsmitteln versetzt werden, beispielsweise geringen Mengen
von Kupfer, Tod und dergleichen, um zusätzliche Elektronen-Ladungsträger zu schaffen.
Hierdurch kann der Dünnfilmbelag noch mehr n-leitend werden als es ein reines Cadmiumsulfid
ist, so daß man einen größeren photoelektrischen Verstärkungsfaktor erhält.
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Es ist zu beachten, daß die Anteile der Elemente, aus welchen der
photoleitende Dünnfilmbelag besteht, stöchiometrisch richtig sein müssen, was durch
entsprechende Steuerung der Bedingungen bei der Aufbringung oder Ablagerung erreicht
wird. Die Anteile an Dotierungsmittel müssen gegebenenfalls auch reguliert werden,
doch ist dies mit üblichen Regelverfahren verhältnismäßig leicht und einfach, da
die gesamte Schicht aus anorganischem Werkstoff bestehen soll.
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Der photoleitende Dünnfilmbelag, wie er hier angegeben ist, hat, wenn
er aus Cadmiumsulfid besteht, praktisch panchromatische Eigenschaften. Der photoleitende
Dünnfilmbelag des hier vorgeschlagenen elektrophotographischen Auf zeichnungsträgers
kann leicht in besonderer Weise abgelagert werden, wobei das Ablagerungsverfahren
mit eine Ursache der ungewöhnlichen Eigenschaften ist. Man erhält dabei eine gleichförmige
Ablagerung und kann eine Herstellung mit großer Geschwindigkeit steuern.
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Der photoleitende Dünnfilmbelag 12 wird in allen Fällen durch Sputtern
unter Verwendung von Hochfrequenzenergie in einer Yakuumkammer abgelagert. Sämtliche
Stoffe, welche Bestandteil der abgelagerten Schicht bilden sollen, werden mit oder
ohne Dotierungsmittel
in die Vakuumkammer eingeführt. Die Stoffe
werden dabei entweder in einer sich verbrauchenden Kathode oder Auftreffelektrode
bereitgehalten oder durch Gase oder sublimierte Verbindungen zugeführt, welche in
die Gasfüllung der Vakuumkammer nach Ingangsetzen des Verfahrens eingegeben werden.
Stöchiometrisch richtige Verhältnisse werden leicht durch Verfahrensmaßnahen eingehalten,
welche bekanntermaßen zu einem im wesentlichen vollkonenen und gleichförmigen Erzeugnis
mit reproduzierbaren Eigenschaften fuhren.
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Das Auf sputtern des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 ist ein sehr
wichtiger Teil bei der Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers,
da nach bisheriger Kenntnis die wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stande der
Technik durch die besondere Form des Sputterverfahrens bedingt ist, bei welchem
ein zweiter Dunkelraum in der in der Sputterkammer vorhandenen Entladungsstrecke
entsteht. Der zweite Dunkelraum kann dadurch erzeugt werden, daß die Hochirequenz-Speisesohaltung
für die Sputteranlage an eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung angeschlossen
wird. In bestimmten Fällen kann der zweite Dunkelraui selbst induziert sein.
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Die Eigenschaften, welche oben angegeben wurden, stellen keine abschließende
Auizählung dar, sind aber vermutlich die wichtigsten Eigenschaften. Viele weitere
Vorteile treten gleichzeitig auf, entweder als Ergebnis einer Zusammenwirkung der
erwähnten Eigenschaften oder zusätzlich hierzu.
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Die ohmisch leitende Schicht 14 ist eine Leiterschicht, welche auf
dem Substrat oder Trägerkörper 16 vor der Ablagerung des photoleitenden Dünntilsbelages
12 abgelagert wird. Ihre vornehiliche Aufgabe ist das Erleichtern der Auf ladung
der Oberfläche des photoleitenden Dünntilrbelages. Außerdem dient die ohmisch leitende
Dtinnfilischicht 14 dazu, die Verbindung des photo leitenden Dünnfilibelages mit
dei Substrat oder Trägerkörper zu fördern. Falls ein p-leitender Dünnfillbelag 12
verwendet
wird, unterstützt die ohmisch leitende Dünnfilmschicht
14 die Entladung. Falls der photoleitende Dünnfilmbelag 12 Teil eines elektrophotographischen
Films ist, ist auch die Dünnfilmschicht 14 transparent.
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Die ohmisch leitende Dünnfilmschicht ist bedeutend dünner als der
photoleitende Dünnfilmbelag 12 und besitzt vorzugsweise eine Stärke in der Größenordnung
von 500 R. Diese Stärke hat keinen nachteiligen Einfluß auf die Transparenz und
auf die Flexibilität des fertigen elektrophotographischen Filmes. Die Dünnfilmschicht
bildet eine Vermittlerschicht zwischen dem photoleitenden Dünnfilmbelag 12 und dem
Substrat oder Trägerkörper 16. Während der Aufladung der Oberfläche des Photoleiters
wirkt die Dünnfilmschioht als ein Teil einer Kondensatoranordnung.
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Als Werkstoff für die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 dient eine
reine Form von halbleitendem Indiumoxid entweder für sich allein oder in Verbindung
mit einem geringen Prozentsatz von etwa 10% von Zinnoxid. Diese Schicht läßt sich
leicht mit Aluminium-Rand-Sinfassungen oder Kontaktstreifen verbinden. Außerdem
kann die Dünnfilmschicht leicht nach dem Sputterverfahren in derselben Einrichtung
aufgebracht werden, welche auch zum Aufbringen des photoleitenden Dünnfilmbelages
dient. Das Sputterverfahren ist die bevorzugte Teohnik zur Herstellung praktisoher
Ausführungsformen des hier vorgeschlagenen elektrophotographischen Auf zeichnungsträgers.
Gegebenenfalls kann auch das Vakuumaufdampfen oder die Dampfablagerung verwendet
werden, doch ergeben sich dann voraussichtlich nicht so dichte und glatte Schichten
noch läßt sich eine so gute Verbindung mit dem Trägerkörper oder dem Substrat erzielen.
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Der Trägerkörper oder das Substrat 16 ist die Basis oder die meohanisohe
Halterung für den photoleitenden Dünnfilmbelag 12, die ohmisch leitende Schicht
14 und die weiter unten betrachtete Haitungsvermittlersohioht 18. Die mechanischen
Eigenschaften des Substrates oder Trägerkörpers sind Flexibilität, Festigkeit,
Transparenz,
ein gutes Haftungsvermögen zu abgelagerten Schichten und, was besonders wichtig
ist, Beständigkeit. Dies bedeutet eine Beständigkeit bezüglich der Abmessungen,
bezüglich der Beibehaltung der Dicke, eine Beständigkeit gegenüber Veränderungen,
welche aufgrund der Einwirkung von Temperaturen und elektrischen Erscheinungen auftreten
könnten, die während der Ablagerungsverfahren innerhalb des Druckgefässes oder Vakuumgefsses
wirksam sind. Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl eines Werkstoffes für
den Trcßgerkörper oder das Substrat ist auch die Abriebfestigkeit.
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Oben wurde schon als Beispiel für einen Trägerkörper, welcher zufriedenstellende
Ergebnisse zuläßt, Folienmaterial in einer Stärke von 0,127 mm aus Polyäthylenterephthalat
erwähnt. Dieser Werkstoff ist ein organisches Polymer. Außerordentlich gute Eigenschaften
zeigt dieses Material in der Form, welche von der Firma DuPont de Nemours Company
unter der Bezeichnung Mylar in den Handel gebracht wird. Innere Spannungen-dieses
Materials werden vorzugsweise vor Gebrauch beseitigt, was durch eine Normalisationsbehandlung
geschehen kann. Diese Normalisationsbehandlung sieht vor, daß der Träger oder das
Folienmaterial für eine Dauer von 30 Minuten einer Temperatur von etwa 190° C ausgesetzt
wird. Behandlungsschritte dieser Art sind an sich bekannt.
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Das Trägerkörpermaterial darf keine Gaseinschlüsse haben, weshalb
solche etwa vorhandenen Gaseinschlüsse durch Entgasungsbehandlungen in geeigneten
Gefäßen beseitigt werden. Außerdem muß das Folienmaterial vollständig sauber sein.
Damit sind die Einzelheiten der wesentlichen Teile des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers
10 angegeben.
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Eine wichtige Verbesserung des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers
wird nun dadurch erzielt, daß eine Haftungsvermittlerschicht 18 vorgesehen ist,
welche als Ultra-Dünnfilm ausgebildet ist und eine Stärke in der Größenordnung von
50 R
bis 300 2 besitzt und unmittelbar auf den Trägerkörper aufgebracht
ist, so daß sie in dem fertigen elektrophotographischen Film zwischen der ohmisch
leitenden Schicht 14 und dem Trägerkörper i2 zu liegen kommt. Dadurch wird die Haftung
des Trägerkörpers an der darüber beiindliohen ohmisch leitenden Schicht und an dem
photoleitenden Dünnfilmbelag 14 bzw. 12 verbessert.
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Die llaftungsvermittlerschicht 18 besteht bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
aus Cadmiumsulfid, das im Sputterverfahren unter Verwendung von Hochirequenz unmittelbar
auf den Trägerkörper aufgebracht ist, wobei dieselben Bedingungen vorherrsohen,
die auch beim Ablagern des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 erzeugt werden. Es
sei bemerkt, daß die Stärke der Haftungsvermittlerschicht 18 in einer Größenordnung
liegt, welche sich nicht ohne weiteres bestimmen läßt, selbst wenn interfer-ometrische
Meßtechnik angewendet wird, doch läßt sich durch einen Vergleich mit der meßbaren
Dicke des abgelagerten photoleitenden Fünnfilmbelages die Stärke der llaftungsvermittlerschicht
abschätzen. Die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14, welche eine Stärke in der Größenordnung
von 300 R besitzt, ist vorzugsweise unter Verwendung von Hochfrequenzenergie auf
d ie Haf die Haftvermittler-Dünnfilmschicht 18 aufgesputtert und der photoleitende
Dünnfilmbelag 12 aus Cadmiumsulfid ist wiederum unter Verwendung von Hochfrequenzenergie
auf die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 aufgesputtert. Die Haftvermittlungssohioht
oder Haftverbesserungssohioht 18 aus Cadmiumsulfid wird vermutlich wirkungsmäßig
ein Teil des Trägers, doch ist die Stärke so, daß sich kein merklicher Einfluß auf
die Gesamt-Lichtdurchlässigkeit des Films ergibt, Wie in der Zeichnung schematisch
angedeutet ist, kann bei 19 ein Kontakt zu der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht
14 hergestellt werden, weil der photoleitende Dünnfilmbelag 12 die ohmisch leitende
Dünnfilmschicht nicht ganz überdeckt, so daß ein Teil der ohmisch leitenden Schicht
freiliegt. Mit 20 ist eine Hochspannungsquelle bezeichnet und bei 21 ist ein Koronagenerator
angedeutet, so daß schematisch die Schaltung für einen Auiladekreis gezeigt ist,
um den photoleitenden Dünnfilmbelag 12
mit einer Oberflächenaufladung
versehen zu können. Selbstverständlich bedeutet das Symbol 20 keine einfache Batterie.
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In einer Einrichtung zur Herstellung eines elektrophotographischen
Aufzeichnungsträgers der hier vorgeschlagenen Art ist die Kathode oder Auftreffelektrode
aus dem Werkstoff hergestellt, aus welchem die aufzubringende Schicht bestehen soll
oder diese Elektrode besteht aus mehreren Elementen, welche in der auf zu bringenden
Schicht enthalten sein sollen. Weitere Elemente können durch Einführen in die Sputterkammer
hinzugefügt werden.
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Bei einem für Versuchszwecke hergestellten Ausführungsbeispiel bestand
die Kathode aus halbleitendem Indiumoxid. Mit diesem Stoff wurde die ohmisch leitende
Dünnfilmschicht 14 gebildet.
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Die Kathode wird entsprechend den physikalischen Eigenschaften und
Kenngrößen der betreffenden Beschichtungskammer im Abstand von der Anode angeordnet,
wobei die Geometrie der Anordnung, die zur Anwendung kommenden Spannungen usw. zu
berücksichtigen sind.
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Bei einem praktisohen Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens
wurde die Sputterkammer bis auf 10 7 Torr evakuiert.
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Dies ist selbstverständlich bereits ein verhältnismäßig gutes Vakuum.
Dann wurde über ein Hilfs-Einlaßventil in die Sputterkammer hochreines Argon eingeführt,
d. h. ein Argon, welches weniger als 0,01 Promili H2S und N2 erhielt, bis ein Druck
von etwa 20 Millitorr erreicht war.
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An einem bestimmten Betriebspunkt wird dann das Hochfrequenzield erzeugt
und durch die Ionisation des Argon entstandene Elektronen bombardieren die Auftreffelektrode
oder Kathode und sohlagen dort Indiumoxidpartikel heraus, woduroh zwischen Kathode
und Anode der Plasmadampf entsteht, dessen Partikelchen gegen die Anode geführt
werden, wo sie sich auf der zuvor erzeugten Haitungsverbesserungssohicht des Substrates
oder Trägerkörpers ablagern.
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Das Sputtern geschieht mit einer Geschwindigkeit, die sich aus den
Bedingungen innerhalb der Sputterkammer ergibt. Beispielsweise
betrugt
die Geschwindigkeit etwa 15 R bis 40 R je Sekunde bei einer handelsiiblichen Ausführung
einer Sputteranlage mit ei-2 ner Auftreffelektrodenfläche von etwa 930 cm2 bis 1860
cm . Die Schichtdicke wird auf optischem Wege in bekannter Weise gemessen und überwacht,
bis eine Stärke von 500 R erreicht ist.
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Auf dem Herstellungsgang wird dann das Substrat aus der Sputterkammer
herausgenommen und in eine andere Kammer weitergeführt oder eingesetzt. Wenn es
sich um eine labormäßige Herstellung oder um eine sehr kleine Fertigung handelt,
kann auch dieselbe Sputterkammer verwendet werden, doch muß dann die Kathode oder
Auftreffelektrode ausgewechselt werden. Außerdem muß sehr sorgfältig verfahren werden,
um alle möglicherweise vorhandenen Reststoffe zu entfernen, welche eine Verunreinigung
hervorrufen könnten. Eine sorgfältige Absohirmung der Auftreffelektrode oder der
Auftreffelektroden und des Plasmas können Verunreinigungen in der Sputterkammer
vermeiden helfen.
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Jedenfalls wird der Trägerkörper oder das Substrat 16 mit der ohmisch
leitenden Dünnfilmschicht 14 und der zuvor aufgebrachten, darunterliegenden, ultradünnen
Haftungsvermittlerschicht 18, die bei dem vorliegend betrachteten Beispiel aus Indiumoxid
allein oder in Verbindung mit Zinnoxid besteht, wieder auf einen Anodenträger gesetzt
oder über eine umlaufende Anode oder dergleichen hinweggeführt.
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Soll der photoleitende Dünnfilmbelag 12 aus Cadmiumsulfid bestehen,
so wird die Kathode oder Auftreffelektrode aus Cadmiumsulfid oder auch als Cadmium
allein hergestellt. Der Druck wird zunächst auf iO 6 Torr abgesenkt, wonach eine
Einregulierung des Druckes auf 20 Millitorr erfolgt, indem Argon und Schwefelwasserstoff
eingelassen wird. Der Schwefelwasserstoff liefert die riohtige Menge von Schwefel
an den Plasmadampf, so daß ein stö whiometrisoh richtiges Verhältnis von Cadmium
und Sohwefel auf der Oberfläche der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht abgelagert
wird. Praktisch bildet der Schwefelwasserstoff ein Hintergrundglas,
welcher
ein Gegengewicht zu dem Dampfdruck des Schwefels bildet. Hierdurch wird ein Zerfall
des Cadmiumsulfids verhindert und das richtige stÆhiometrische Verhältnis aufrecht
erhalten. Es sei darauf hingewiesen, da¢ bei beiden Beschichtungsvorgängen die itäckseite
des Tr%ige1körpers oder Substrates 16 verdeckt oder maskiert ist, um eine Ablagerung
auf der t ckseite wihrencl des normalen lierstellungsvorganges zu verhindern. Ein
erster Dunkelraum, welcher durch eine Abschirmung rund um die tuitreffelektrode
induziert wird, verhindert Ablagerungen auf der Seite und auf der Rückseite. Findet
eine Cadmiumsulfidkathode Verwendung, so betrugt die eingelassene Schwefelwasserstoffmenge
etwa 0,5 Promillebis 15 Promille im Argon. In anderen Fällen, wenn etwa eine Cadmiumkathode
eingesetzt wird, werden die genannten Anteile erhöht. Der Enddruck bei der Ablagerung
beträgt zwischen 7 und 15 Millitorr.
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In die Sputterkammer kann eine geringe Menge von abzulagerndem Kupfer
in Form von sublimiertem Kupferchlorid eingelassen werden, was in der Weise geschieht,
daß Kupfersalz in einem evakuierten Gefäß gehalten wird, das mit der Sputterkammer
über ein Regelventil in Verbindung steht. In diesem Falle ist Kupfer ein Dotierungsmittel,
welches die Energiefallenniveaus in dem für sich n-leitenden Cadmiumsulfid erhöht.
Es kann auch Jodwasserstoff verwendet werden, um eine Joddotierung zu erhalten,
welche zusätzliche Energiefallenniveaus in dem abgelagerten Cadmiumsulfid schafft.
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Andere Dotierungsverfahren sind die Ionenimplantation, die Einwanderung
durch Diffusion und dergleichen.
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Die Verwendung von Hochfrequenzspannung führt zu dem notwendigen Plasma,
um das Cadmiumsulfid auf der ohmisch leitenden Dünnfilmschicht i4 abzulagern, so
daß der photoleitende Dünnfilmbelag 12 entsteht. Bei Versuchen betrug die Ablagerungsgesohwindigkeit
6 bis 15 9 je Sekunde. Größere Ablagerungsgeschwindigkeiten, wie sie oben erwähnt
wurden, lassen sich in industriellen, handelsüblichen
Beschichtungsanlagen
erreichen. Das Kupfer oder der Jodwasserstoff wird in kleinen, gesteuerten Mengen
zugegeben, welche dazu ausreichen, das Cadmiumsulfid über der ohmisch leitenden
Schicht mit einer Dotierungsmenge von 5 . 10 .4 Gewichtsprozenten zu dotieren. Praktische
Formen des photoleitenden Belages waren jedoch vollständig rein. Das Sputtern wird
fortgesetzt, bis der photoleitende Dünnfilmbelag 12 eine Stärke von 3000 bis 3500
2 erreicht.
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Wie schon erwähnt, ist bei der Herstellung die besondere Art und Weise
des Sputterns oder der Glimmlicht-Entladungsbeschichtung von großer Wiohtigkeit.
Zwar werden durch dieses Verfahren im allgemeinen die Haftungsverbesserungsschicht
oder Haftungsvermittlerschicht 18, die ohmisch leitende Dünnfilmschicht 14 und der
photoleitende Dünnfilmbelag 12 gebildet, doch ist das wesentliche Merkmal des Herstellungsverfahrens
die Aufbringung sowohl der Eaftungsvermittlerschioht oder Haftungsverbesserungsschicht
18 als auch des photoleitenden Dünnfilmbelages 12 durch Aufsputtern des photoleitenden
Materials.
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Üblicherweise wird beim Glimmlicht-Entladungsbeschichten oder Sputtern
die Kathode oder Auftreffelektrode mit der "heißen" Seite des Ausgangs des Hochfrequenzgenerators
verbunden, was normalerweise über eine Anpassungsschaltung geschieht, während der
Anodenhalter oder Substrathalter geerdet wird. Durch die IIochfrequenzenergie wird
das Argongas, welches in die Sputterkammer eingelassen ist, ionisiert und es bildet
sich zwischen Auftreffelektrode und Anode ein Plasma, wobei ein erster Dunkelraum
in verhältnismäßig geringem Abstand über der Oberfläohe der Kathode oder Auftreffelektrode
entsteht. Atome der Kathode oder Auftreffelektrode werden buchstäblich aus der Kathode
oder Auftreffelektrode durch Ionen des Argongases herausgeschlagen und über den
dazwischenliegenden Raum durch das Plasma getrieben und treffen dann auf Gegenstände,
die über der Anode gelegen oder der Anode unmittelbar vorgelagert sind. Dies ist
im allgemeinen ein Substrat und die Partikel selbst oder die nach Reaktion
mit
anderen, in die Sputterkammer eingelassenen Elementen entstehenden Partikel setzen
sich auf dem Substrat ab.
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Es hat sich gezeigt, daß durch Anlegen einer Vorspannung in dem Hochfrequenzkreis
die Atome des abgelagerten Materials sich außerordentlich dicht aneinandersetzen
und daß ganz ungewöhnliche elektrische Eigenschaften bei dieser Art und Weise der
Glimmlicht-Entladungsbeschichtung entstehen. Beim Anlegen einer Vorspannung entsteht
unmittelbar vor der Anode ein zweiter Dunke lraum.
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Weiter wurde gefunden, daß der zweite Dunkelraum manchmal dadurch
geschaffen werden kann, daß die Geometrie der Auftreffelektrode oder Kathode, der
Absohirmungen, der Anode usw. innerhalb der Sputterkammer in besonderer Weise gewählt
wird. Wenn dieser zweite Dunkelraum ersoheint, so stellen sich die gewünschten Eigenschaften
der Ablagerungssohicht ein, ohne daß an dem Schaltungsaufbau Veränderungen vorgenommen
werden müssen, was darauf hindeutet, daß das Vorhandensein des zweiten Dunkelraumes
die ausschlaggebende, bei der Herstellung zu erzeugende Bedingung ist und nicht
etwa ein bestimmter Schaltungsaufbau.