DE2908123C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeich­ nungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, das zur Erzeugung elektrostatischer Ladungsbilder unter Anwendung elektromagnetischer Wellen wie Licht, wozu beispielsweise Ul­ traviolettstrahlen, sichtbares Licht, Infrarotstrahlen, Rönt­ genstrahlen und γ-Strahlen gehören, verwendet wird, und die Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials in einem elektrophoto­ graphischen Verfahren.

Bisher wurden als Photoleiter für photoleitfähige Schichten bei elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien anorganische Photoleiter wie z. B. Se, CdS oder ZnO oder organische Photolei­ ter wie z. B. Poly-N-vinylcarbazol oder Trinitrofluorenon ver­ wendet.

Diese Photoleiter haben jedoch verschiedene Nachteile. Da bei­ spielsweise Se nur einen sehr schmalen Bereich der spektralen Empfindlichkeit z. B. in bezug auf sichtbares Licht hat, wird seine spektrale Empfindlichkeit durch Einlagerung von Te oder As erweitert. Als Folge davon ist zwar der Bereich der spektra­ len Empfindlichkeit bei einem elektrophotographischen Aufzeich­ nungsmaterial mit Te oder As enthaltendem Se verbessert, jedoch ist dessen Lichtermüdung gesteigert. Infolgedessen wird bei wiederholtem kontinuierlichem Kopieren eines Originals die Bilddichte der erzeugten Bilder unvermeidbar verringert, wäh­ rend Hintergrundsschleier und unerwünschte "Geisterbilder" auftreten.

Se, As und Te sind ferner außerordentlich gesundheitsschädlich. Es ist deshalb bei der Herstellung eines solchen elektrophoto­ graphischen Aufzeichnungsmaterials notwendig, eine dafür beson­ ders ausgelegte Vorrichtung zu verwenden, die eine Berührung zwischen diesen schädlichen Substanzen und dem Menschen verhin­ dert. Ferner wird nach der Herstellung eines Aufzeichnungsmate­ rials miteiner aus diesen Substanzen gebildeten photoleitfähi­ gen Schicht wegen des teilweisen Freiliegens der photoleitfähi­ gen Schicht ein Teil dieser Schicht bei der Reinigung vom Auf­ zeichnungsmaterial abgeschabt und mit dem Entwickler vermischt sowie in einer Kopiervorrichtung verteilt, so daß die erzeugten Bilder verunreinigt werden, was zu einem Kontakt zwischen dem Menschen und den schädlichen Substanzen führt.

Wenn eine photoleitfähige Se-Schicht einer kontinuierlichen und wiederholten Korona-Entladung unterzogen wird, werden die elek­ trischen Eigenschaften häufig dadurch verschlechtert, daß der Oberflächenbereich einer derartigen Schicht oxidiert wird oder kristallisiert.

Eine photoleitfähige Se-Schicht kann zur Erzielung eines hohen Dunkelwiderstands im amorphen Zustand gebildet werden, jedoch kristallisiert Se bei einer so niedrigen Temperatur wie etwa 65°C, so daß während der Behandlung, z. B. bei Umgebungstempe­ ratur, oder durch Reibungswärme, die durch Reibung der photo­ leitfähigen Schicht mit anderen Bauteilen während der Bilder­ zeugung entsteht, die aus amorphem Se bestehende photoleitfähi­ ge Schicht leicht kristallisiert, wodurch der Dunkelwiderstand verringert wird.

Andererseits ist es bei einem elektrophotographischen Aufzeich­ nungsmaterial, bei dem zur Herstellung der photoleitfähigen Schicht ZnO oder CdS als Photoleiter zusammen mit einem Binde­ mittel verwendet wird, schwierig, die gewünschten Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht zu erzielen, weil es zu diesem Zweck erforderlich ist, den Photoleiter gleichmäßig in dem als Bindemittel dienenden Harz zu dispergieren. Daher müssen die Parameter für die Festlegung der elektrischen und Photoleitfäh­ igkeitseigenschaften oder der physikalischen und chemischen Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht bei der Bildung der photoleitfähigen Schicht sorgfältig gesteuert werden, so daß ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer solchen photoleitfähigen Schicht nicht für die Massenfertigung geeignet ist.

Die bindemittelhaltige photoleitfähige Schicht ist so porös, daß sie durch Feuchtigkeit beeinträchtigt wird und ihre elek­ trischen Eigenschaften verschlechtert werden, wenn sie bei ho­ her Feuchtigkeit verwendet wird, was zur Erzeugung von Bildern mit schlechter Qualität führt. Ferner kann aufgrund der Porosi­ tät Entwickler in die photoleitfähige Schicht eindringen, was zu einer Verringerung des Ablösungsvermögens und der Reini­ gungsfähigkeit führt. Insbesondere dringt bei der Verwendung ei­ nes Flüssigentwicklers der Entwickler derart in die photoleit­ fähige Schicht ein, daß die vorstehend erwähnten Nachteile ver­ stärkt sind.

CdS selbst ist giftig, weshalb ein Kontakt mit CdS oder einer Dispersion von CdS zu vermeiden ist.

Eine photoleitfähige Schicht aus ZnO und einem Bindemittel hat eine geringe Photoempfindlichkeit und einen schmalen Bereich der spektralen Empfindlichkeit und zeigt ferner eine beträcht­ liche Lichtermüdung sowie ein langsames Ansprechen auf Licht.

Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit einem orga­ nischen Photoleiter wie z. B. Poly-N-vinylcarbazol oder Trini­ trofluorenon haben den Nachteil, daß die Photoempfindlichkeit gering ist und der Bereich der spektralen Empfindlichkeit z. B. in bezug auf sichtbares Licht schmal ist und im Bereich kurzer Wellenlängen liegt.

Zur Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurde amorphes Silicium (nachstehend als "a-Si" bezeichnet) untersucht, wobei ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial erhalten wer­ den konnte, bei dem diese Probleme vermieden werden.

Da sich die elektrischen und optischen Eigenschaften eines a- Si-Films in Abhängigkeit von den Herstellungsvorgängen und -be­ dingungen verändern, ist die Reproduzierbarkeit sehr gering (Journal of Electrochemical Society, Bd. 116, Nr. 1, S. 77 bis 81, Januar 1969). Beispielsweise enthält ein durch Vakuumaufdampfung oder Aufsprühung erzeugter a-Si-Film eine Menge an Störstellen wie Lücken, so daß die elektrischen und optischen Eigenschaften in großem Ausmaß beeinträchtigt sind. Daher wurde für eine lange Zeitdauer a-Si nicht eingehend untersucht. Im Jahre 1976 wurde jedoch ein Erfolg hinsichtlich der Erzeugung von p-n-Verbindungen mit a-Si berichtet (Applied Physics Letters, Vol. 28, No. 2, S. 105 bis 107, 15. Januar 1976). Daraufhin hat das a-Si die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler hervorgerufen. Ferner kann eine Lumineszenz, die bei kristallinem Silicium (c-Si) nur schwach beobachtet werden kann, bei a-Si mit hohem Wirkungsgrad beobachtet werden, so daß dieses hinsichtlich von Solarzellen untersucht wurde (wie es beispielsweise in der US-PS 40 64 521 beschrieben ist).

In der Praxis kann jedoch das für Solarzellen ent­ wickelte a-Si nicht direkt für eine photoleitfähige Schicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials verwendet werden.

Die Solarzellen nehmen die Sonnenenergie in Form eines elektrischen Stroms auf, so daß daher der a-Si-Film einen hohen Dunkelwiderstand haben sollte, um wirkungsvoll den elektrischen Strom mit einem guten S/N-Verhältnis (Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis; d. h., Photostrom Ip/Dunkelstrom Id) zu erzielen; wenn jedoch der Dunkelwiderstand gering ist, ist die Photoempfindlichkeit herabgesetzt und das S/N-Verhältnis vermindert. Daher soll der Dunkelwiderstand in dem Bereich von 10⁵ bis 10⁸ Ohm · cm liegen.

Für photoleitfähige Schichten elektrophotographischer Aufzeich­ nungsmaterialien ist ein Dunkelwiderstand in diesem Aus­ maß so gering, daß ein derartiger a-Si-Film nicht als photoleitfähige Schicht verwendet werden kann.

Photoempfindliches Material für elektrophoto­ graphische Geräte sollte im Bereich von Belichtung mit geringem Licht einen Gamma-Wert von nahezu 1 haben, da das Einfallicht ein von der Oberfläche von zu kopierenden Materialien reflektiertes Licht ist und gewöhnlich die Leistung einer in dem elektrophoto­ graphischen Gerät eingebauten Lichtquelle beschränkt ist.

Mit dem herkömmlichen a-Si können die für die elektrophotographischen Vorgänge notwendigen Bedingungen nicht erfüllt werden.

Ein weiterer Bericht bezüglich des a-Si ergibt, daß bei Steigerung des Dunkelwiderstands die Photoempfind­ lichkeit herabgesetzt ist. Beispielsweise zeigt ein a-Si-Film mit einem Dunkelwiderstand von ungefähr 10¹⁰ Ohm · cm eine verringerte Photoleitfähigkeits-Verstärkung (Photostrom je einfallendem Photon). Auch von diesem Gesichtspunkt aus gesehen kann daher der herkömmliche a-Si-Film nicht für die Elektrophotographie verwendet werden.

Unterschiedliche andere Eigenschaften und Bedingun­ gen für photoleitfähige Schichten von elektrophoto­ graphischen Aufzeichnungsmaterialien wie elektro­ statische Eigenschaften, Widerstandsfähigkeit gegen­ über Koronaionen, Lösungsmitteln, Lichtermüdung, Feuchtigkeit, Wärme und Abrieb, Reinigungseigenschaften und dergleichen sind für die a-Si-Filme überhaupt nicht bekannt.

Aus dem Preprint zum Symposion der Royal Photographic Society of Great Britain, Sept. 1976, Paper B14, ist bekannt, daß a-Si- Filme eine hohe Photoempfindlichkeit zeigen, wenn sie durch Glimmentladung anstelle von Aufdampfung und Zerstäubung aufge­ bracht werden. Hieraus geht jedoch nicht hervor, wie ein elek­ trophotographisches Aufzeichnungsmaterial aufgebaut sein muß, das nicht nur eine ausreichende Photoempfindlichkeit zeigt, sondern auch einen hohen Dunkelwiderstand und ein hohes S/N- Verhältnis aufweist.

Aus der DE-OS 26 21 854 ist ein Aufzeichnungsmaterial für die Xerographie mit einer Schichtstruktur aus einer Ladungen trans­ portierenden Schicht und einer Ladungen erzeugenden Schicht be­ kannt, wobei die Ladungen transportierende Schicht aus einer organischen Verbindung besteht und die Ladungen erzeugende Schicht aus Se und Te zusammengesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotogra­ phisches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1 bereitzustellen, das umweltfreundlich und nicht gesundheitsschädlich ist, eine ausreichende Photoempfindlich­ keit und einen breiten Bereich der spektralen Empfindlichkeit zeigt sowie einen hohen Dunkelwiderstand und ein hohes S/N-Ver­ hältnis aufweist, bei allen Umgebungsbedingungen angewandt werden kann, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Lichter­ müdung und Korona-Entladung und ein schnelles Ansprechen auf Licht zeigt, gegenüber Abrieb und Lösungsmitteln widerstandsfä­ hig ist und gut zu reinigen ist und Bilder von hoher Qualität mit hoher Bilddichte, ausgeprägtem Raster und hoher Auflösung liefert.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrophotographisches Aufzeich­ nungsmaterial mit dem im kennzeichnenden Teil von Patentan­ spruch 1 angegebenen Schichtaufbau gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 und 2 sind schematische Querschnitte von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen elektro­ photographischen Aufzeichnungs­ materials.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeich­ nungsmaterials nach einem Aufsprüh­ verfahren.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nach einem Glimm- bzw. Korona-Entladeverfahren kapazitiver Art.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines elektro­ photographischen Aufzeichnungs­ materials nach einem Korona-Entlade­ verfahren induktiver Art.

In den Fig. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele für das elektrophotographische Aufzeichnungsmate­ rial gezeigt.

Ein elektrophotographisches Aufzeichnungs­ material 101 nach Fig. 1 hat ein Substrat 102, eine Ladungen erzeugende Schicht 103, die durch Erregung mittels elektromagnetischer Wellen bewegbare Ladungsträger erzeugt, und eine Ladungen transportierende Schicht 104, die aus einer organischen photoleitfähigen Verbindung gebildet ist, in die die in der Schicht 103 erzeugten Ladungskörper wirksam injiziert werden und die diese Ladungsträger transportiert bzw. durch­ läßt. Die Schicht 104 hat eine freie Oberfläche bzw. Außenfläche 105.

Die Ladungen erzeugende Schicht 103 des Aufzeichnungs­ materials kann durch Einwirkung elektromagnetischer Wellen bewegbare Ladungsträger erzeugen, wenn sie bei einem Schritt im Verlauf der Erzeugung elektro­ statischer Ladungsbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial 101 mit elektromagnetischen Wellen bestrahlt wird.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial ist es aufgrund der vorstehend angeführten Funktion der Ladungen erzeugenden Schicht 103 notwendig, daß in dieser zur Erzeugung elektrostatischer Ladungsbilder mit einem ausreichend guten Kontrast genügend Ladungsträger erzeugt werden. Das heißt, daß entweder das Substrat 102 oder die Ladungen transportierende Schicht 104 so auszubilden sind, daß die elektromagnetischen Wel­ len in ausreichendem Ausmaß die Ladungen erzeugende Schicht 103 erreichen.

Wenn in Fig. 1 beispielsweise die elektromagnetischen Wellen von der Seite der Ladungen transportierenden Schicht 104 her projiziert werden sollen, sind das Material und die Dicke der Schicht 104 so zu wählen, daß die elektromagnetischen Wellen durch die Schicht 104 hindurch gelangen und die Ladungen erzeugende Schicht 103 erreichen, wobei das Ausmaß der elektro­ magnetischen Wellen ausreicht, eine ausreichende An­ zahl von Ladungsträgern in der Schicht 103 zu erzeugen. Wenn im Gegensatz dazu die elektromagnetischen Wellen von der Seite des Substrats 102 her projiziert werden, ist dieses so auszubilden, daß sie die Bedingungen erfüllt, die in den vorstehend genannten Bedingungen angeführt sind.

Die Reihenfolge der Schichten des Aufzeichnungs­ materials 101, d. h. des Substrats 102, der Ladungen erzeugenden Schicht 103 und der Ladungen transportierenden Schicht 104, kann verändert werden. Beispiels­ weise kann das Substrat 102 mit der Schicht 104 ver­ bunden sein, wonach folglich die Schicht 103 eine freie Oberfläche bzw. eine Außenfläche hat. Wenn bei einem derartigen Schichtaufbau die elektromagnetischen Wellen von der Seite der Schicht 103 her projiziert werden, ist es nicht notwendig, die Schicht 104 und das Substrat 102 unter Beachtung der vorstehend genann­ ten Bedingungen zu wählen.

Wenn im Gegensatz dazu die elektromagnetischen Wellen von der Seite des Substrats 102 her projiziert werden, ist es notwendig, das Substrat 102 und die Ladungen transportierende Schicht 104 so zu wählen, daß die elektromagnetischen Wellen die Ladungen erzeugende Schicht 103 in einem Ausmaß erreichen, das zur Bildung einer ausreichenden Menge an Ladungsträgern genügt.

Das Substrat 102 kann leitend oder isolierend sein.

Beispiele für leitende Substrate sind Metalle wie Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd, sowie ihre Legierungen und nichtrostender Stahl. Beispiele für isolierende Substrate sind Folien aus Kunstharzen wie Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Cellulosetriacetat, Poly­ propylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid, Glas, keramische Werk­ stoffe und Papier.

Mindestens eine Oberfläche des isolierenden Substrats wird vorzugsweise leitend gemacht, worauf auf die leitende Oberfläche eine weitere Schicht aufge­ bracht wird. Beispielsweise wird im Falle von Glas die Oberfläche mit In₂O₃ oder SnO₂ leitend gemacht, während im Falle einer Kunstharzfolie wie einer Polyesterfolie die Oberfläche z. B. durch Vakuumauf­ dampfung, Elektronenstrahl-Aufdampfung oder Aufsprühen unter Verwendung von Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt oder aber durch Aufschichtung dieser Metalle leitend gemacht wird.

Das Substrat kann die Form eines Zylinders, eines Bands oder einer Platte oder irgendeine geeignete Gestalt haben. Wenn der Kopiervorgang kontinuierlich und mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden soll, ist die Form eines Endlosbands oder eines Zylinders anzustreben.

Die Dicke des Substrats kann nach Belieben so festgelegt werden, daß ein gewünschtes elektrophoto­ graphisches Aufzeichnungsmaterial gebildet wird. Wenn es erwünscht ist, daß das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial flexibel ist, ist ein möglichst dünnes Substrat vorzuziehen. In diesem Fall beträgt jedoch üblicherweise hinsichtlich der Herstellung, der Handhabung und der mechanischen Festigkeit des Sub­ strats die Dicke mehr als 10 µm.

Die Ladungen erzeugende Schicht des Aufzeichnungs­ materials (d. h. die Schicht 103 in Fig. 1) besteht aus einem (nachfolgend mit a-Si : H bezeichneten) hydrierten amorphen Silicium mit einem Wasserstoffgehalt von 1 bis 40 Atom-% folgender Art:

• (1) n-a-Si : H, das nur einen Donator oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor aufweist, wobei der Donator- Anteil Nd höher ist,
• (2) n⁺-a-Si : H, in der Ausführung gemäß (1) mit besonders starken n-Leitfähigkeits- Eigenschaften (und einem weitaus höherem Nd),
• (3) p-a-Si : H, mit nur einem Akzeptor oder sowohl einem Akzeptor als auch einem Donator, wobei der Akzeptor-Anteil Na höher ist,
• (4) p⁺ -a-Si : H, das (3) entspricht und besonders ausgeprägte p-Leitfähigkeits-Eigenschaften aufweist (wobei Na weitaus höher ist),
• (5) i-a-Si : H, bei dem Na≈Nd≈O oder Na≈Nd ist.

Das a-Si : H, das beispielsweise die Ladungen erzeugende Schicht 103 bildet und die nachstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt, hat die nachstehend angeführten hervorragen­ den Eigenschaften in der Hinsicht, daß das mit dem a-Si : H gebildete elektrophotographische Aufzeich­ nungsmaterial verschiedene hervorragende Elektrophoto­ graphie-Eigenschaften hat.

Da der Lichtabsorptionskoeffizient im Bereich sichtbaren Lichts 10⁴ cm ^-1 oder mehr beträgt, ist es möglich, in Richtung der Diode der auszubildenden Ladungen erzeugenden Schicht den Ladungserzeugungsbereich dünn zu gestalten, Ladungen mit hoher Konzentration zu erzeugen und damit den Ladungsinjektions-Wirkungsgrad zu einem hohen Ausmaß zu steigern.

Das a-Si : H ergibt nur ein geringes Ausmaß an durch Wärme-Erregung erzeugten Ladungsträgern, so daß daher der Dunkelwiderstand 10¹² Ohm · cm oder darüber betragen kann, während der Dunkel-Abfall gering ist, was aus einer Zeitkonstante von 0,5 ms oder darüber ersichtlich ist. Die Lichtansprechzeit beträgt 10 ms oder weniger. Daher wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungs­ material erzielt, das hervorragende elektrophoto­ graphische Eigenschaften hat und für ein Kopieren mit hoher Geschwindigkeit geeignet ist.

Die Ladungen erzeugende Schicht 103 kann auf dem Substrat 102 dadurch ausgebildet werden, daß auf das Substrat 102 a-Si : H in einer gewünschten Dicke z. B. durch Glimm- bzw. Korona-Entladung, Aufsprühen, Ionenbeschichtung oder Ioneneinlagerung aufgebracht wird.

Diese Herstellungsverfahren können z. B. wahlweise ent­ sprechend den Herstellungsbedingungen, dem Kostenauf­ wand, dem Herstellungsmaßstab und den elektro­ photographischen Eigenschaften ge­ wählt werden. Die Glimm- bzw. Korona-Entladung ist vorzuziehen, weil in diesem Fall die Erzielung der erwünschten elektrophotographischen Eigenschaften verhältnismäßig einfach ist und zur Steuerung der Eigenschaften Fremdstoffe aus der Gruppe III oder V des Periodensystems in die Ladungen erzeugende Schicht aus a-Si : H eines Grund-Typs eingebaut werden können.

Ferner können zur Bildung der Ladungen erzeugenden Schicht des Aufzeichnungsmaterials die Korona-Entladung und das Aufsprühen im gleichen System in Verbindung miteinander vorgenommen werden.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial ist die Ladungen erzeugende Schicht 103 aus hydriertem a-Si bzw. aus a-Si : H gebildet, um den Dunkel-Widerstand und die Photoempfindlichkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials zu verbessern.

Eine Ladungen erzeugende Schicht 103 aus a-Si : H kann dadurch hergestellt werden, daß bei der Bildung dieser Schicht Wasserstoff nach dem folgenden Verfahren eingelagert wird:

Darunter, daß in einer Schicht Wasserstoff (H) enthalten ist, ist zu verstehen, daß in der Schicht eine oder mehr als eine Verbindung der folgenden Zustände vorhanden ist: H ist mit Si verbunden, ionisiertes H ist mit dem Si in der Schicht schwach verbunden, oder H ist in Form von H₂ in der Schicht vorhanden.

Zur Einlagerung von H in die Ladungen erzeugende Schicht 103 wird bei der Bildung dieser Schicht eine Siliciumverbindung wie ein Silan, beispielsweise SiH₄ oder Si₂H₆, in das Abscheidungssystem eingeführt und dann durch Wärme zersetzt oder einer Korona-Entladung unterzogen, wodurch mit wachsender Schicht 103 die Verbindung zerlegt und H eingebaut wird.

Wenn beispielsweise die Ladungen erzeugende Schicht 103 durch Korona-Entladung gebildet wird, kann zur Bildung von a-Si ein Siliciumhydrid-Gas wie SiH₄ oder Si₂H₆ als Ausgangsmaterial verwendet werden, so daß daher bei der Bildung der Schicht 103 durch Zersetzung dieses Siliciumhydrids automatisch H in die Schicht 103 eingelagert wird.

Wenn reaktives Aufsprühen angewandt wird, wird das Aufsprühen in einem Edelgas wie Ar oder einem Gas-Umluftgemisch, das Edelgas enthält, mit Si als Gegenelektrode ausgeführt, wobei in das System H₂-Gas, ein Siliciumhydrid-Gas wie SiH₄ oder Si₂H₆ oder ein Gas wie B₂H₆ oder PH₃ eingeführt wird, das zur Einlagerung von Fremdstoffen dienen kann.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial wurde festgestellt, daß der Anteil von H in der Ladungen erzeugenden Schicht 103 aus a-Si : H ein sehr wesentlicher Faktor ist, der bestimmt, ob das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial praktisch verwendbar ist.

Praktisch verwendbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial enthält im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% an H in der Ladungen erzeugenden Schicht 103 aus a-Si : H. Wenn der Gehalt an H außer­ halb des vorstehend genannten Bereichs liegt, hat das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial eine sehr geringe oder im wesentlichen gar keine Empfindlich­ keit gegenüber elektromagnetischen Wellen, während eine Steigerung der Ladungsträger durch Bestrahlung mit den elektromagnetischen Wellen gering ist, sowie ferner einen beträchtlich niedrigen Dunkelwiderstandswert.

Die Steuerung des Anteils an H in der Ladungen erzeugenden Schicht 103 kann wirkungsvoll dadurch erfolgen, daß die Substrattemperatur während der Abscheidung und/oder die Menge an in das System eingeführtem Ausgangsmaterial gesteuert wird, das zur Einlagerung von H verwendet wird.

Zur Herstellung einer Ladungen erzeugenden Schicht 103 einer aus den vorstehend genannten Arten (1) bis (5) ausgewählten Art wird unter Steuerung des Ausmaßes eines zuzufügenden Fremdstoffs die Ladungen erzeugende Schicht mit einem n-Fremdstoff (zur Erzielung einer Ladungen erzeugenden Schicht der Art (1) oder (2)), mit einem p-Fremdstoff (zur Erzielung einer Ladungen erzeugenden Schicht (3) oder (4)) oder mit beiden dieser Fremdstoffe dotiert. Bei dem Aufzeichnungs­ material wird unter Steuerung der Konzentration der Fremdstoffe in dem a-Si in einem Bereich von 10¹⁵ bis 10¹⁹ cm^-3 ein a-Si : H erzielt, dessen Eigenschaften sich von ausgeprägter n-Leitfähigkeit (oder ausge­ prägter p-Leitfähigkeit) bis zu schwacher n-Leitfähig­ keit (oder schwacher p-Leitfähigkeit) erstrecken.

Als Fremdstoff von a-Si : H kann zur Bildung von p-a-Si : H eines der vorstehend genannten Elemente der Gruppe III des Periodensystems wie beispielsweise B, Al, Ga, In oder Tl ver­ wendet werden, während als Fremdstoffe zum Dotieren von a-Si : H zur Bildung von n-a-Si : H die vorstehend genannten Elemente der Gruppe V A des Periodensystems wie N, P, As, Sb oder Bi verwendet werden können.

Diese in dem a-Si : H enthaltenen Fremdstoffe liegen in der Größenordnung von Teilen je Millionen von Teilen vor, so daß das Problem der Verunreinigung bzw. Vergiftung wie bei einer Hauptkomponente einer photo­ leitfähigen Schicht nicht so schwerwiegend ist. Es ist jedoch natürlich vorzusehen, dieses Problem der Verunreinigung bzw. Vergiftung zu beachten. Im Hinblick auf die elektrischen und optischen Eigenschaften der herzustellenden Ladungen erzeugenden Schicht sind von diesem Standpunkt aus B, As, P und Sb am besten geeignet.

Das Ausmaß der Fremdstoffe, mit denen a-Si : H dotiert wird, kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den elektrischen und optischen Eigenschaften der Ladungen erzeugenden Schicht gewählt werden. Im Falle von Fremdstoffen der Gruppe III A des Periodensystems beträgt das Ausmaß üblicherweise 10^-6 bis 10^-3 Atom-% und vorzugsweise 10^-5 bis 10^-4 Atom-%, während im Falle der Fremdstoffe aus der Gruppe V A des Periodensystems das Ausmaß gewöhnlich 10^-8 bis 10^-3 Atom-% und vorzugsweise 10^-8 bis 10^-4 Atom-% beträgt.

Das a-Si : H kann mit diesen Fremdstoffen durch dem Verfahren zur Herstellung des a-Si : H entsprechende unterschiedliche Verfahren dotiert werden. Dies wird später in Einzelheiten beschrieben.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial beträgt im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 oder 2 die Dicke der Ladungen erzeugenden Schicht (wie beispielsweise 103) üblicherweise mehr als 0,1 µm, so daß durch Erregung mit elektromagnetischen Wellen ein in der Praxis ausreichendes Ausmaß an Ladung erzeugt wird.

Andererseits liegt, vom Standpunkt der Verkürzung der zur Herstellung der Ladungen erzeugenden Schicht aus a-Si : H notwendigen Zeit und der Verminderung der Herstellungskosten aus gesehen, die obere Grenze der Dicke im allgemeinen bei 10 µm und vorzugsweise bei 7 µm, obgleich die auf dem Gebiet der Elektrophotographie übliche Dicke angewandt werden kann.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial ist die Ladungen transportierende Schicht 104 eine Schicht, in die die in der Ladungen erzeugenden Schicht 103 erzeugten Ladungsträger wirkungsvoll injiziert werden und die auf diese Weise injizierten Ladungskörper wirkungs­ voll transportiert. Daher wird die Schicht 104 aus einem Material hergestellt, das einen wirkungsvollen Transport der injizierten Ladungsträger ermöglicht, wobei die Schicht 104 in der Weise an der Schicht 103 ange­ bracht wird, daß sie mit dieser Schicht 103 elektri­ schen Kontakt hat, so daß die Injizierung der Ladungs­ träger aus der Schicht 103 erleichtert ist.

Zur Erfüllung der vorstehenden Bedingungen geeig­ nete Materialien für die Ladungen transportierende Schicht 104 sind organische photoleitfähige Verbindungen, da viele organische photoleitfähige Verbindungen die Filmbildungsvermögen zeigen, anhaftend sind und den gewünschten elektrischen Wider­ stand haben.

Typische organische photoleitfähige Verbindungen für die Ladungen transportierende Schicht 104 sind:

Carbazole wie Polyvinylcarbazol (PVK), Carbazol, N-Ethylcarbazol, N-Isopropylcarbazol und N-Phenylcarbazol; Pyrene wie Pyrolen, Tetraphenylpyren, 1-Methylpyren, Azapyren, 1-Ethylpyren, 1,2-Benzpyren, 3,4-Benzpyren, 4,5-Benzpyren, Acetylpyren, 1,4-Brompyren und Polyvinyl­ pyren; Anthracen, Tetracen, Tetraphen, Perylen, Phenanthren und 2-Phenylnaphthalin; Chrysene wie Chrysen, 2,3-Benzochrysen, Picen, Benzo-(b)-chrysen, Benzo-(c)-chrysen und Benzo-(g)-chrysen; Phenylindol; aromatische heterocyclische Polyvinyl-Verbindungen wie Polyvinyltetracen, Polyvinylperylen, Polyvinyl­ pyren und Polyvinyltetraphen; Polyacrylnitril; Fluoren, Fluorenon; Polyazophenylen; Pyrazolin-Derivate wie 2-Pyrazolin, Pyrazolin­ hydrochlorid, Pyrazolinpicrat und N-p-Tolylpyrazolin; Polyimidazopyrrolon und Polyimidimidazopyrrolon; Polyimid, Polyimidoxazol, Polyamidobenzimidazol und Poly- p-phenylen; Erythrosin; 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon (TNF), PVK : TNF und 2,4,5,7- Tetranitrofluorenon; und Dinitroanthracen, Dinitroacridin, Tetracyanophyren und Dinitroanthrachinon.

In Fig. 1 kann eine in der Funktion der Ladungen transportierenden Schicht 104 gleichartige Schicht zwischen der Ladungen erzeugenden Schicht 103 und dem Substrat 102 ausge­ bildet werden.

Die Dicke der Ladungen transportierenden Schicht 104 kann wahlweise in Abhängigkeit von den gewünschten Eigen­ schaften der Schicht 104 und der Beziehung zu der Ladungen erzeugenden Schicht 103 gewählt werden. Sie beträgt im allgemeinen 5 bis 80 µm und vorzugsweise 10 bis 50 µm. Im Fall eines Aufzeichnungsmaterials, bei dem die Ladungen erzeugende Schicht 103 oder die Ladungen transportierende Schicht 104 eine freie bzw. Außenfläche hat und diese zur Erzeugung von Ladungsbildern elektrisch leitfähig gemacht wird, ist es vorteilhaft, zwischen dem Substrat 102 und einer auf dem Substrat ausgebildeten Schicht eine zusätzliche Sperr- bzw. Halbleiterschicht anzuordnen, die auf das elektrische Leitfähigmachen zur Erzeugung der Ladungsbilder hin die Injektion von Ladungsträgern dem Substrat 102 her verhindert.

Materialien für eine derartige zusätzliche Sperrschicht können nach Belieben in Abhängigkeit von der Art des Substrats 102 und den elektrischen Eigenschaften einer auf dem Substrat ausgebildeten Schicht gewählt werden.

Typische Materialien für die zusätzliche Sperrschicht sind MgF₂, Al₂O₃ , SiO, SiO₂ oder ähnliche isolierende anorganische Verbindungen, Polyethylen, Polycarbonate, Polyurethane, Poly-para-xylylen oder ähnliche isolieren­ de organische Verbindungen sowie Au, Ir, Pt, Rh, Pd, Mo und ähnliche Metalle.

Nach Fig. 2 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial 201 aus einer Deckschicht 205 mit einer freien bzw. Außenfläche 206, einer Ladungen erzeugenden Schicht 204 aus a-Si : H, einer Ladungen transportierenden Schicht 203 aus einer organischen Verbindung und einem Substrat 202 aufgebaut, und zwar im wesentlichen auf die gleiche Weise wie das Aufzeichnungsmaterial 101 in Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Deckschicht vorgesehen ist. Die für die Deckschicht 205 geforderten Eigenschaften sind jedoch in Abhängigkeit von dem ange­ wandten elektrophotographischen Verfahren von einander verschieden. Wenn beispielsweise ein elektrophotographi­ sches Verfahren gemäß der US-PS 36 66 364 oder der US-PS 37 34 609 angewandt wird, ist die Deckschicht 205 isolierend, hat beim Elektrisch-Leitend-Machen eine ausreichende Haltefähigkeit für elektrostatische Ladung und eine Dicke, die größer als ein bestimmter Wert ist. Im Gegensatz dazu ist es im Falle eines elektrophotographischen Verfahrens wie des Carlson- Verfahrens hinsichtlich der Dicke der Deckschicht 205 erforderlich, daß diese sehr dünn ist, da es erwünscht ist, das elektrische Potential im hellen Teilbereich sehr klein zu halten. Die Deckschicht 205 wird unter Berücksichtigung der gewünschten elektrischen Eigen­ schaften aufgebracht und soll ferner die Ladungen erzeugende Schicht 204 und die Ladungen transportierende Schicht 203 nicht chemisch oder physikalisch beeinträchtigen, mit der sie in Berührung steht; ferner wird die Deckschicht 205 unter Berücksichtigung der elektrischen Kontakt­ eigenschaften und der Anhaftung in bezug auf die mit ihr in Berührung stehende Schicht sowie der Wider­ standsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Abrieb sowie der Reinigungseigenschaften und dergleichen ge­ wählt.

Die Dicke der Deckschicht 205 wird wahlweise in Abhängigkeit von den erwünschten Eigenschaften und der Art des verwendeten Materials bestimmt. Sie beträgt im allgemeinen 0,5 bis 70 µm.

Wenn die Deckschicht 205 eine Schutzfunktion haben soll, beträgt ihre Dicke üblicherweise weniger als 10 µm, während ihre Dicke üblicherweise mehr als 10 µm beträgt, wenn gewünscht ist, daß sie die Eigenschaften einer elektrischen Isolierschicht hat.

Diese Werte der Dicke für eine Schutzschicht und für eine Isolierschicht sind jedoch nur Beispiele und können in Abhängigkeit von der Art des Materials, der Art des verwendeten elektrophotographischen Verfahrens und dem Aufbau des elektrophotographischen Auf­ zeichnungsmaterials verändert werden, so daß daher die Dicke 10 µm nicht immer ein kritischer Wert ist.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Ladungen erzeugenden Schicht durch Aufsprühen gezeigt.

Eine Abscheidungskammer 701 enthält ein Substrat 702, das an einem elektrisch von der Abscheidungskammer 701 isolierten, leitenden Befestigungselement 703 be­ festigt ist. Auf dem Substrat 702 wird eine Ladungen erzeugende Schicht ausgebildet.

Unterhalb des Substrats 702 ist zu dessen Heizung ein Heizelement 704 angeordnet. Im oberen Bereich der Kammer ist in einer dem Substrat 702 gegenüber­ stehenden Lage eine Polykristall- oder Einkristall- Silicium-Gegenelektrode bzw. ein Target 705 an einer Aufsprüh-Elektrode 706 angebracht.

Zwischen das Befestigungselement 703, an dem das Substrat 702 angebracht ist, und die Silicium-Gegen­ elektrode 705 wird mittels einer Hochfrequenz-Strom­ quelle 734 eine Hochfrequenz-Spannung angelegt. Mit der Abscheidungskammer 701 sind über Eingangsventile 711, 712, 713 und 714, Durchflußmesser 715, 716, 717 und 718, Ausgangsventile 719, 720, 721 und 722 sowie ein Zusatzventil 723 Gasdruckbehälter 707, 708, 709 bzw. 710 verbunden. Aus diesen Gasdruckbehältern 707, 708, 709 bzw. 710 kann ein gewünschtes Gas in die Abscheidungskammer 701 eingeführt werden.

Der Gasdruckbehälter 707 enthält H₂, das in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet werden kann, um durch Aufsprühen mittels der Silicium-Gegenelektrode 705 auf dem Substrat 702 a-Si : H abzuscheiden.

Der Gasdruckbehälter 708 enthält atmosphärisches Gas, das zum Herbeiführen des Aufsprühens in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet wird.

Die Gasdruckbehälter 709 und 710 enthalten gas­ förmige Stoffe zur Einführung von Fremdstoffen in die a-Si : H-Schicht, um damit die Ladungen erzeugende Schicht auf eine der Arten (1) bis (5) einzustellen, also beispiels­ weise zur Einführung von PH₃, P₂H₄, B₂H₆ oder AsH₃.

Unter Anwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 3 kann auf dem Substrat 702 eine a-Si : H-Schicht ausgebildet werden. Zum Evakuieren der Abscheidungskammer 701 durch Absaugen von Luft in Richtung des Pfeils B wird zu­ nächst ein Hauptventil 724 voll geöffnet, wonach dann das Zusatzventil 723, die Eingangsventile 711 bis 714 und die Ausgangsventile 719 bis 722 so geöffnet werden, daß der Druck in der Abscheidungskammer 701 auf einen vorbestimmten Vakuumwert gebracht wird.

Danach wird das Heizelement 704 eingeschaltet, um das Substrat 702 auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen. Wenn mittels eines Aufsprühverfahrens eine a-Si : H-Schicht ausgebildet werden soll, beträgt die Temperatur des Substrats 702 im allgemeinen 50 bis 350°C und vorzugsweise 100 bis 200°C. Diese Sub­ strattemperatur beeinflußt die Wachsgeschwindigkeit der Ladungen erzeugenden Schicht, den Aufbau der Schicht und das Vorhanden­ sein oder Fehlen von Leerstellen und bestimmt zum Teil die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise gebildeten Schicht. Daher muß die Substrattemperatur ausreichend geregelt sein. Die Substrattemperatur kann während der Ausbildung der a-Si : H-Schicht auf einer konstanten Temperatur gehalten werden oder ent­ sprechend dem Wachsen der a-Si : H-Schicht gesteigert oder abgesenkt werden. Beispielsweise wird in einem Anfangszustand der Ausbildung einer a-Si : H-Schicht die Substrattemperatur auf einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur T ₁ gehalten, während nach Wachsen der a-Si : H-Schicht in einem gewissen Ausmaß die Ausbildung der a-Si : H-Schicht in der Weise erfolgt, daß die Substrattemperatur von der Temperatur T ₁ auf eine über dieser Temperatur liegende Temperatur T ₂ angehoben wird, wonach dann in einer Abschluß­ stufe der Ausbildung der a-Si : H-Schicht die Substrat­ temperatur von der Temperatur T ₂ auf eine darunter­ liegende Temperatur T ₃ abgesenkt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine a-Si : H-Schicht zu erzielen, bei der die elektrischen und optischen Eigenschaften der gebildeten Schicht in Richtung ihrer Dicke konstant sind oder sich kontinuierlich verändern.

Da die Schichtwachstumsgeschwindigkeit von a-Si : H geringer als diejenige anderer Materialien wie Se oder dergleichen ist, ist in Betracht zu ziehen, daß während des Zunehmens der Schichtdicke das in der Anfangsstufe gebildete a-Si : H (nahe dem Substrat) seine Eigenschaften in der Anfangsstufe während des Bildungsvorgangs ändert. Daher ist es zur Erzielung einer a-Si : H-Schicht mit in Richtung ihrer Dicke gleichförmigen Eigenschaften anzustreben, die Substrat­ temperatur vom Beginn an zum Ende der Schichtbildung hin anzuheben.

Dieser Substrattemperatur-Steuervorgang kann auch im Falle eines Glimmentladungsverfahrens angewandt werden.

Nachdem ermittelt wurde, daß das Substrat 702 auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt worden ist, werden die Eingangsventile 711 bis 714, die Ausgangs­ ventile 719 bis 722 und das Zusatzventil 723 geschlos­ sen.

Unter Überwachung eines Ausgangsdruckmessers 731 wird ein Ventil 727 allmählich geöffnet, um den Ausgangsdruck des Gasdruckbehälters 708 auf einen vorbestimmten Druck einzustellen, wonach dann das Ein­ gangsventil 712 voll geöffnet wird, damit Atmosphären­ gas wie Ar-Gas in den Durchflußmesser 716 fließt, und ferner das Zusatzventil 723 geöffnet, wonach dann unter Einstellung des Hauptventils 724 und des Ausgangs­ ventils 720 das Atmosphärengas in die Abscheidungskammer 701 eingeführt wird und diese auf einem vorbestimmten Vakuumwert gehalten wird.

Danach wird unter Beobachtung eines Ausgangsdruck­ messers 730 ein Ventil 726 allmählich geöffnet, um den Ausgangsdruck des Gasdruckbehälters 707 zu regeln. Dann wird das Eingangsventil 711 voll geöffnet, damit das H₂-Gas über den Durchflußmesser 715 strömt, wonach dann das H₂-Gas in die Abscheidungskammer 701 einge­ leitet wird, wobei das Hauptventil 724 und das Ausgangs­ ventil 719 gesteuert werden, um ein vorbestimmtes Vakuum einzuhalten. Wenn es nicht notwendig ist, in eine auf dem Substrat 702 gebildete a-Si : H-Schicht weiteres H₂ einzulagern, kann die Einleitung des H₂- Gases in die Abscheidungskammer 701 entfallen.

Die Durchflußleistung eines Atmosphären- bzw. Umgebungsgases wie H₂ oder Ar in die Abscheidungskammer wird in der Weise bestimmt, daß eine a-Si : H-Schicht mit den gewünschten Eigenschaften entsteht. Wenn beispielsweise Atmosphären-Gas und H₂-Gas miteinander gemischt werden, beträgt der Druck der Gasmischung in der Abscheidungskammer 701 im allgemeinen 0,13 bis 13 Pa und vorzugsweise 0,67 bis 4,0 Pa. Das Ar-Gas kann durch ein Edelgas wie He ersetzt werden.

Wenn es nicht notwendig ist, eine a-Si : H-Schicht mit Fremdstoffen zu dotieren, wird nach Einleiten des Atmosphären-Gases und des H₂-Gases oder des At­ mosphären-Gases in die Abscheidungskammer 701 bis zum Erreichen eines vorbestimmten Vakuum-Drucks zwischen dem Befestigungselement 703, an dem das Substrat 702 befestigt ist, und der Sprüh-Elektrode 706 unter Verwendung der Hochfrequenz-Stromquelle 734 eine Hochfrequenz-Spannung einer vorbestimmten Frequenz und Spannung angelegt, wodurch ausgestoßene und gebildete Ionen des Atmosphären-Gases wie Ar-Ionen zur Bildung einer a-Si : H-Schicht auf dem Substrat 702 von der Silicium-Gegenelektrode ab­ sprühen.

Wenn in die auszubildende a-Si : H-Schicht Fremdstoffe einzulagern sind, wird bei der Bildung der Schicht Ausgangsmaterial-Gas zur Bildung der Fremdstoffe aus dem Gasdruckbehälter 709 oder 710 in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet.

Anhand der Fig. 3 ist ein Aufsprühverfahren mit Entladung in einem elektrischen Hochfrequenz-Feld be­ schrieben, jedoch kann in gleicher Weise ein Aufsprüh­ verfahren mit Entladung in einem elektrischen Gleich­ strom-Feld angewandt werden.

Bei dem Aufsprühverfahren unter Anlegen einer Hochfrequenz-Spannung beträgt die Frequenz üblicher­ weise 0,2 bis 30 MHz und vorzugsweise 5 bis 20 MHz, während die Entladestrom-Dichte üblicherweise 0,1 bis 10 mA/cm², vorzugsweise 0,1 bis 5 mA/cm² und am günstigsten 1 bis 5 mA/cm² beträgt. Zur Erzielung einer ausreichenden Leistung wird gewöhnlich eine Spannung von 100 bis 5000 V und vorzugsweise von 300 bis 5000 V angewandt.

Bei Anwendung des Aufsprühverfahrens ist die Wachstumsgeschwindigkeit einer a-Si : H-Schicht hauptsächlich durch die Substrattemperatur und die Entladungsbedin­ gungen bestimmt und bildet einen Faktor, der die physikalischen Eigenschaften der gebildeten Schicht beeinflußt. Die Wachstumsgeschwindigkeit einer a-Si : H-Schicht für das Aufzeichnungsmaterial beträgt üblicherweise 0,05 bis 10 nm/s und vorzugsweise 0,1 bis 5 nm/s.

Auf eine einem Glimmentladungsverfahren ähnliche Weise kann auch eine durch Dotierung mit Fremdstoffen gebildete a-Si : H-Schicht entsprechend dem Aufsprühverfahren auf n-Leitfähigkeit oder p-Leitfähig­ keit eingestellt werden.

Das Verfahren zur Einführung von Fremdstoffen ist sowohl bei dem Aufsprühverfahren als auch bei einem Glimmentladungsverfahren das Gleiche. Beispielsweise werden bei der Bildung einer a-Si : H-Schicht in die Abscheidungskammer 701 PH₃, P₂H₄, B₂H₆ oder ähnliche Verbindungen in gasförmigen Zustand eingeleitet, wo­ durch die Schicht mit P oder B als Fremdstoffe dotiert wird. Ein Fremdstoff kann in eine gebildete a-Si : H-Schicht auch durch Ionenimplantation eingebaut werden.

Fig. 4 zeigt eine Glimmentladungs-Abscheidungs- Vorrichtung zur Herstellung einer a-Si : H-Schicht durch ein kapazitives Glimmentladungsverfahren.

Eine Glimmentladungs-Abscheidungskammer 801 ent­ hält ein Substrat 802 zur Bildung einer a-Si : H- Schicht auf demselben, das an einem Befestigungselement 803 befestigt ist. Unterhalb des Substrats 802 ist zu dessen Aufheizung ein Heizelement 804 angeordnet. An dem oberen Teil der Abscheidungskammer 801 sind Kapazitäts-Elektroden 806-1 und 806-2 aufgewickelt, die mit einer Hochfrequenz-Stromquelle 805 verbunden sind. Wenn die Stromquelle 805 eingeschaltet wird, wird an die Elektroden 806-1 und 806-2 Hochfrequenz angelegt, die eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer 801 bewirkt. Der obere Be­ reich der Abscheidungskammer 801 ist mit einem Gasein­ führungskanal verbunden, über den ein Gas aus einem Gasdruckbehälter 807, 808 oder 809 in die Abscheidungs­ kammer 801 eingeleitet wird. Zur Erfassung der Durch­ flußmenge eines Gases werden Durchflußmesser 810, 811 oder 812 verwendet, während zur Durchflußsteuerung Ventile 813, 814 und 815, Ventile 816, 817 und 818 sowie ein Zusatzventil 819 vorgesehen sind.

Der untere Abschnitt der Abscheidungskammer 801 ist über ein Hauptventil 820 mit einer (nicht gezeigten) Absaugvorrichtung verbunden. Ein Ventil 821 wird dafür verwendet, das Vakuum in der Abscheidungskammer 801 aufzuheben.

Unter Anwendung der Glimmentladungs-Abscheidungs­ vorrichtung nach Fig. 4 kann auf einem Substrat 802 eine a-Si : H-Schicht mit gewünschten Eigenschaften gemäß Nachstehendem erzeugt werden:

Ein einer besonderen Reinigungsbehandlung unter­ zogenes Substrat 802 wird mit der gereinigten Oberfläche nach oben gerichtet an dem Befestigungselement 803 befestigt oder es wird an dem Befestigungselement 803 ein Substrat 802 befestigt, das eine aus einer organi­ schen Verbindung bestehende Ladungen transportierende Schicht trägt.

Die Oberfläche des Substrats 802 kann gereinigt werden durch eine Art chemische Behand­ lung mit einem Alkali oder einer Säure oder aber durch Anordnung eines bis zu einem gewissen Grade gereinigten Substrats in der Abscheidungskammer 801 in einer fest­ stehenden Lage und Anwendung von Glimmentladung. In letzterem Fall kann das Reinigen des Substrats 802 und die Bildung einer a-Si : H-Schicht in dem gleichen System ohne Aufhebung des Vakuums ausgeführt werden, wodurch vermieden werden kann, daß Schmutzteilchen oder Verunreingungen an der gereinigten Oberfläche an­ haften. Nach Befestigung des Substrats 802 an dem Be­ festigungselement 803 wird das Hauptventil 820 voll ge­ öffnet, um die Abscheidungskammer 801 zu evakuieren und dabei den Druck auf ungefähr 1,3 mPa herabzusetzen. Danach beginnt das Heizelement 804 das Substrat 802 bis zu einer vorbestimmten Temperatur aufzuheizen, die beibehalten wird. Dann wird das Zusatzventil 819 voll geöffnet, wonach das Ventil 816 für den Gas­ druckbehälter 807 und das Ventil 817 für den Gasdruck­ behälter 808 voll geöffnet werden. Der Gasdruckbehälter 807 enthält beispielsweise ein Zusatz- oder Ver­ dünnungsgas wie Ar, während der Gasdruckbehälter 808 ein Gas zur Bildung des a-Si : H, wie beispielsweise ein Silicium-Hydrid-Gas wie SiH₄, Si₂H₆, Si₄H₁₀ oder ein Gemisch aus diesen Gasen enthält. Der Gasdruckbe­ hälter 809 kann nach Wunsch zur Speicherung eines Gases verwendet werden, mit dem der Einbau von Fremdstoffen in eine a-Si : H-Schicht möglich ist, wie beispielsweise von PH₃, P₂H₄ oder B₂H₆. Die Durchflußgeschwindigkeits-Steuer-Ventile 813 und 814 werden unter Beobachtung der Durchflußmesser 810 und 811 allmählich geöffnet, um das Verdünnungs­ gas wie beispielsweise Ar und das das a-Si : H bildende Gas wie beispielsweise SiH₄ in die Abscheidungskammer 801 einzuleiten. Das Verdünnungsgas ist nicht immer notwendig, so daß SiH₄ auch allein in das System eingeleitet werden kann. Wenn Ar-Gas mit einem Gas zur Bildung des a-Si : H wie beispielsweise SiH₄ gemischt und dann eingeführt wird, wird das Men­ genverhältnis in Abhängigkeit von dem jeweiligen Zustand festgelegt. Üblicherweise ist der Anteil des Gases zur Ausbildung des a-Si : H größer als 10 Vol.-% in bezug auf das Verdünnungsgas. Als Verdünnungsgas kann anstelle von Ar ein Edelgas wie beispielsweise He verwendet werden. Wenn die Gase aus den Druckbe­ hältern 807 und 808 in die Abscheidungskammer 801 eingeleitet werden, wird das Hauptventil 820 so ge­ regelt, daß ein bestimmter Vakuumwert von im allgemeinen 0,13 nPa bis 400 Pa für ein a-Si : H-Schicht-Bildungsgas eingehalten wird. Danach wird an die Elektroden 806-1 und 806-2 eine Hochfrequenz-Spannung mit beispielsweise 0,2 bis 30 MHz aus der Hochfrequenz-Strom­ quelle 805 angelegt, um eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer 801 herbeizuführen; dadurch wird das SiH₄ zerlegt, so daß a-Si : H zur Bildung einer Schicht auf dem Substrat 802 abgelagert wird.

In eine zu bildende a-Si : H-Schicht können Fremdstoffe dadurch eingelagert werden, daß bei der Bildung einer photoleitfähigen a-Si : H-Schicht in die Abscheidungskammer 801 ein Gas aus dem Druckbehälter 809 eingeleitet wird. Durch Steuerung des Ventils 815 kann die aus dem Druckbehälter 809 in die Abscheidungs­ kammer 801 eingeleitete Gasmenge gesteuert werden. Daher kann die in die a-Si : H-Schicht eingelagerte Fremdstoffmenge nach Belieben gesteuert werden, wobei zusätzlich die Menge auch in Richtung der Dicke der Schicht verändert werden kann.

Bei der Glimmentladungs-Abscheidungsvorrichtung nach Fig. 4 wird ein kapazitives Hochfrequenz-Glimmentladungs­ verfahren angewandt; anstelle dieses Verfahrens kann jedoch auch ein induktives Hochfrequenz-Glimmentladungs­ verfahren oder ein Gleichrichtungs-Glimmentladungs­ verfahren verwendet werden. Die Elektroden für die Glimmentladung können innerhalb oder außerhalb der Abscheidungskammer 801 angeordnet sein.

Zur wirkungsvollen Durchführung der Glimmentladung in einer kapazitiven Glimmentladungs-Vorrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 4 beträgt die Stromdichte üblicherweise 0,1 bis 10 mA/cm², vorzugsweise 0,1 bis 5 mA/cm² und am günstigstens 1 bis 5 mA/cm², während zur Erzielung einer ausreichenden Leistung die Spannung üblicherweise 100 bis 5000 V und vorzugsweise 300 bis 5000 V beträgt.

Die Eigenschaften der a-Si : H-Schicht hängen in großem Ausmaß von der Temperatur des Substrats ab, so daß es daher vorteilhaft ist, die Temperatur genau zu steuern. Bei der Vorrichtung beträgt die Temperatur des Substrats üblicherweise 50 bis 350°C und vorzugs­ weise 100 bis 200°C, um eine a-Si : H-Schicht mit den gewünschten Eigenschaften für die Elektrophotographie zu erhalten. Ferner kann zur Erzeugung gewünschter Eigenschaften die Substrattemperatur kontinuierlich oder in Schichten oder Chargen verändert werden.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Glimmentladungs- Abscheidungsvorrichtung zur Herstellung einer Ladungen erzeu­ genden Schicht durch induktive Glimmentladung.

Eine Glimmentladungs-Abscheidungskammer 901 enthält ein Substrat 902, auf dem eine a-Si : H-Schicht zu bilden ist. Das Substrat 902 ist an einem Befestigungs­ element 903 befestigt. Unterhalb des Substrats 902 ist zu dessen Erwärmung ein Heizelement 904 angeordnet. Um den oberen Bereich der Abscheidungskammer 901 herum ist eine mit einer Hochfrequenz-Stromquelle 905 verbundene Induktionsspule 906 gewickelt. Wenn die Stromquelle 905 eingeschaltet wird, bewirken an die Spule 906 angelegte Hochfrequenzwellen eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer 901. Der obere Teil der Abscheidungskammer 901 ist an ein Gaseinführungsrohr angeschlossen, mit dem nach Erforder­ nis Gase aus Gas-Druckbehältern 907, 908 oder 909 zugeführt werden können. Das Gaseinführungsrohr ist mit Durchflußmessern 910, 911 und 912, Eingangsventilen 913, 914 und 915, Ausgangsventilen 916, 917 und 918 und einem Zusatzventil 919 verbunden.

Der untere Abschnitt der Abscheidungskammer 901 ist über ein Hauptventil 920 mit einer (nicht gezeigten) Absaugvorrichtung verbunden. Ein Ventil 928 wird dazu verwendet, das Vakuum bzw. den Unterdruck in der Abscheidungskammer 901 aufzuheben.

Unter Anwendung der Glimmentladungs-Abscheidungs- Vorrichtung nach Fig. 5 wird auf dem Substrat 902 eine a-Si : H-Schicht mit gewünschten Eigenschaften ausge­ bildet.

Ein gereinigtes Substrat 902 wird mit der gereinig­ ten Oberfläche nach oben zu gerichtet an dem Befestigungs­ element 903 befestigt. Nach Befestigung des Substrats 902 an dem Befestigungselement 903 wird die Abschei­ dungskammer 901 durch volles Öffnen des Hauptventils 920 in Richtung des Pfeils A evakuiert, wodurch der Druck in dem System auf ungefähr 1,3 mPa herabgesetzt wird.

Danach werden das Zusatzventil 919, die Ausgangs­ ventile 916, 917 und 918 und die Eingangsventile 913, 914 und 915 voll geöffnet, wodurch im weiteren die Durchflußmesser 910, 911 und 912 evakuiert werden. Dann werden, nachdem die Abscheidungskammer 901 einen vorbestimmten Vakuumwert erreicht hat, das Zusatzventil 919, die Eingangsventile 913, 914 und 915 und die Aus­ gangsventile 916, 917 und 918 geschlossen, wonach das Heizelement 904 eingeschaltet wird, um das Substrat 902 auf eine vorbestimmte Temperatur aufzuheizen und die Temperatur dann beizubehalten. Der Gasdruckbehälter 907 enthält ein Gas zur Bildung des a-Si : H, wie beispielsweise SiH₄, Si₂H₆, Si₄H₁₀ oder Gemische der­ selben. Die Gasdruckbehälter 908 und 909 enthalten Gase zur Dotierung einer a-Si : H-Schicht mit Fremdstoffen zur Einstellung der Schicht auf eine Leit­ fähigkeit der Arten (1) bis (5). Derartige Gase sind beispielsweise PH₃, P₂H₄, B₂H₆ und AsH₃.

Nachdem festgestellt wurde, daß das Substrat 902 eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wird ein Ventil 921 des Gasdruckbehälters 907 geöffnet und der Druck an einem Ausgangsdruckmesser 924 auf einen vorbestimm­ ten Druck eingestellt, wonach das Eingangsventil 913 allmählich geöffnet wird, um in dem Durchflußmesser 910 einen Gasstrom eines Gases zur Bildung von a-Si : H wie beispielsweise SiH₄ zu erzeugen. Das Zusatzventil 919 wird zu einer vorbe­ stimmten Stellung geöffnet, wonach unter Überwachung eines Pirani-Druckmessers 927 das Ausgangsventil 916 allmählich geöffnet wird, um eine Durchflußgeschwindig­ keit von der Abscheidungskammer 901 aus dem Gasdruck­ behälter 907 zugeführten Gas einzustellen. Wenn es nicht notwendig ist, die gebildete a-Si : H-Schicht mit Fremdstoffen zu dotieren, wird bei der Einfüh­ rung eines Gases zur Bildung des a-Si : H in die Abscheidungskammer 901 aus dem Gasdruckbehälter 907 das Hauptventil 920 unter Beobachtung des Pirani-Druck­ messers 927 gesteuert, um einen vorbestimmten Vakuum­ wert von im allgemeinen 1,3 bis 400 Pa als Gasdruck bei der Bildung der a-Si : H-Schicht zu erzielen.

Danach wird der um die Abscheidungskammer 901 gewickelten Induktions-Spule 906 aus der Hochfrequenz- Stromquelle 905 Hochfrequenzleistung mit einer vorbestimmten Hochfrequenz (von üblicherweise 0,2 bis 30 MHz) zugeführt, um in der Abscheidungskammer 901 eine Glimmentladung herbeizuführen und dadurch das Gas zur Ausbildung des a-Si : H wie beispielsweise SiH₄ zu zerlegen, um damit auf dem Substrat 902 eine a-Si : H-Schicht zu bilden.

Wenn in die a-Si : H-Schicht Fremdstoffe eingelagert werden sollen, wird bei der Bildung der Schicht ein Gas zur Bildung der Fremdstoffe aus dem Gasdruckbehälter 908 oder 909 in die Abschei­ dungskammer 901 eingeleitet.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 hängen die Eigen­ schaften einer a-Si : H-Schicht in großem Ausmaß von der Substrattemperatur ab, so daß diese zweckdienlich genau gesteuert wird. Die Substrattemperatur beträgt üblicherweise 50 bis 350°C und vorzugsweise 100 bis 200°C, um damit eine a-Si : H-Schicht zu erzielen, die für die Elektrophotographie erwünschte Eigenschaften hat. Ferner kann zur Erzeugung angestrebter Eigenschaf­ ten die Substrattemperatur kontinuierlich oder in Chargen verändert werden. Die Wachstums­ geschwindigkeit der a-Si : H-Schicht beeinflußt auch die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Ladungen erzeugenden Schicht in großem Ausmaß; für das Aufzeichnungs­ material beträgt die Wachstumsgeschwindigkeit üblicher­ weise 0,05 bis 10 und vorzugsweise 0,1 bis 5 nm/s.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 können weitere Ver­ fahrensbedingungen angewandt werden, wie sie für die Vorrichtung nach Fig. 4 genannt sind.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Darstel­ lung in Fig. 4 wurde nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren ein elektrophotographisches Aufzeichnungs­ material hergestellt und dann einem Bilderzeugungsverfahren unterzogen.

Ein Aluminiumsubstrat wurde in der Weise gereinigt, daß seine Oberfläche mit einer 1%igen Lösung von NOH behandelt, ausreichend mit Wasser gewaschen und dann getrocknet wurde. Dieses Substrat mit einer Dicke von 1 mm und den Abmessungen 10 cm x 5 cm wurde fest in einer festgelegten Stellung an dem in einer vorbestimmten Lage in der Abscheidungskammer 801 für die Glimmentladung angebrachten Befestigungselement 803 befestigt, so daß es von dem an dem Befestigungselement 803 ange­ brachten Heizelement 804 in einem Abstand von ungefähr 1,0 cm entfernt war.

Durch volles Öffnen des Hauptventils 820 wurde die Luft in der Abscheidungskammer 801 so evakuiert, daß die Kammer auf einen Vakuumwert von ungefähr 6,7 mPa gebracht wurde. Das Heizelement 804 wurde dann so aufgeheizt, daß es das Aluminium-Substrat auf 150°C gleichförmig erwärmt hat, wonach das Substrat auf dieser Temperatur gehalten wurde. Das Zusatzventil 819 wurde voll geöffnet, wonach dann das Ventil 816 eines Druck­ behälters 807 mit Ar und das Ventil 817 des Druckbe­ hälters 808 mit SiH₄ gleichfalls voll geöffnet wurden, wonach die Durchflußmengensteuerungs-Ventile 813 und 814 allmählich so geöffnet wurden, daß aus den Druckbehäl­ tern 807 und 808 das Ar-Gas und das SiH₄-Gas in die Abscheidungskammer 801 eingeleitet wurden. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Vakuumwert in der Abscheidungs­ kammer 801 durch Regeln mittels des Hauptventils 820 auf ungefähr 10 Pa gebracht und auf diesem Wert gehalten.

Danach wurde die Hochfrequenz-Strom­ quelle 805 eingeschaltet, um eine Hochfrequenzspannung mit 13,56 MHz an die Elektroden 806-1 und 806-2 anzu­ legen, wodurch eine Glimmentladung herbeigeführt wurde, durch die auf dem Aluminium-Substrat eine a-Si : H- Schicht abgeschieden und formiert wurde. Dabei wurde die Glimmentladung mit einer elektrischen Leistung von 5 W herbeigeführt. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Schicht betrug ungefähr 0,4 nm/s, während die Vakuum­ abscheidung ungefähr 20 min lang ausgeführt wurde, so daß die auf diese Weise gebildete Ladungen erzeugende Schicht eine Dicke von 0,5 µm hatte. Nach Beendigung der Abscheidung wurde nach Schließen des Hauptventils 820, der Ventile 816 und 817, der Durchflußmengensteuerungs-Ventile 813 und 814 und des Zusatzventils 819 das Auslaßventil 821 geöffnet, um den Vakuumzustand in der Abscheidungskammer 801 aufzuheben. Der gebildete Schichtaufbau wurde der Vorrichtung entnommen.

Auf die auf diese Weise gebildete a-Si : H-Schicht wurde eine Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht, die durch Lösen einer Mischung aus TNF und PVK (in dem Gewichtsverhältnis 1 : 1) in einer Mischflüssigkeit aus Toluol und Cyclohexan (in einem Volumenverhältnis von 1 : 1) hergestellt wurde, wobei das Auftragen mit einer Rakel vorgenommen wurde. Dieser Schichtaufbau wurde ungefähr 2 h lang in einer Atmosphäre von 80°C stehengelassen, damit das Toluol und das Cyclohexan ausdampfen. Die gebildete TNF : PVK-Schicht hatte nach dem Trocknen eine Dicke von ungefähr 20 µm. Auf dem auf diese Weise hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial wurde auf folgende Weise ein Bild erzeugt:

Die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials wurde im Dunkeln einer positiven Korona-Entladung mit einer Stromquellenspannung von 6000 V unterzogen. Danach wurde eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 lx · s vorgenommen, um ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen, das dann mit einem negativ geladenen Toner nach dem Kaska­ denverfahren entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen und fixiert. Dabei wurde ein außerordentlich scharfes übertragenes Bild mit hoher Auflösung erzielt, wobei die vom Ladeschritt bis zum Abschluß des Entwicklungsschritts notwendige Zeitdauer nur einige Sekunden betrug. Ferner war der Kontrast des übertragenen Bilds auch dann kaum vermindert, als die Behandlungszeitdauer 10 s überschritten hatte.

Beispiel 2

Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde auf einem Aluminiumsubstrat eine a-Si : H-Schicht mit 0,5 µm Dicke gebildet. Auf diese Schicht wurde nach dem Rakelverfahren eine Beschichtungsflüssigkeit aufge­ bracht, die durch Lösen einer Mischung aus TNF und (nachstehend mit "PET" bezeichnetem) Polyterephthal­ säureester (im Gewichtsverhältnis 0,4 : 1) in einer flüssigen Mischung aus Toluol und Cyclohexan hergestellt war. Diese Beschichtung wurde ungefähr 2 h lang an der Atmosphäre bei 80°C stehengelassen, um das Lösungs­ mittel in der aufgetragenen Beschichtungsflüssigkeit ausdampfen zu lassen. Nach dem Trocknen war die TNF : PET-Schicht ungefähr 20 µm dick.

Das auf diese Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungs­ material wurde im Dunkeln einer positiven Koronaladung mit einer Spannung von 6000 V unterzogen, wonach von der Ausbildungsfläche her eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 lx · s vorgenommen wurde, so daß ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wurde. Das Ladungsbild wurde dann mit negativ geladenem Toner nach dem Kaskadenverfahren entwickelt. Das entwickelte Bild wurde auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen und schließlich fixiert. Das erzielte Bild war außerordentlich scharf mit hoher Auflösung.

Beispiel 3

Auf dem Aluminiumsubstrat nach Beispiel 1 wurde eine a-Si : H-Schicht mit einer Dicke von 0,5 µm auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 mit dem Unterschied gebildet, daß die Glimmentladung unter Beimischung von B₂H₆-Gas in einem Verhältnis von 0,01% zu SiH₄- Gas vorgenommen wurde. Auf die a-Si : H-Schicht wurde nach dem Rakelverfahren eine Beschichtungsflüssigkeit aufgeschichtet, die durch Lösen einer Mischung aus Tetracen und Polycarbonatharz (im Gewichts­ verhältnis 1 : 10) in Toluol hergestellt wurde. Die Beschichtung wurde an der Atmosphäre bei 80°C unge­ fähr 2 h lang stehengelassen, um das Lösungsmittel auszudampfen. Die Schicht aus dem Tetracen und dem Polycarbonatharz hatte nach dem Trocknen eine Dicke von ungefähr 20 µm.

Das auf diese Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungs­ material wurde im Dunkeln einer negativen Korona-Ent­ ladung mit einer Spannung von 5500 V unterzogen, wo­ nach von der Abbildungsoberfläche des Materials her eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 lx · s vorgenommen wurde, um ein Ladungsbild zu erzeugen, das dann nach dem Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen und fixiert, so daß ein Bild mit außerordentlich guter Schärfe und hoher Auflösung erzielt wurde.

Beispiel 4

Ein Aluminiumsubstrat mit einer Dicke von 1 mm und den Abmessungen 10 cm x 50 cm wurde in der Weise gereinigt, daß seine Oberfläche mit einer 1%igen Lösung von NaOH behandelt, ausreichend mit Wasser abgewaschen und dann getrocknet wurde. Auf die Oberfläche des Substrats wurde nach dem Rakelverfahren eine Beschich­ tungsflüssigkeit aufgebracht, die durch Lösen von nicht-polymerisiertem Imidazopyrrolon-Pulver in einer Mischflüssigkeit aus Dimethylacetamid und N-Methyl-2- pyrrolidon erzielt wurde. Diese Beschichtung wurde an der Atmosphäre bei ungefähr 80°C ungefähr 1 h lang stehengelassen, um das Dimethylacetamid und das N-Methyl- 2-pyrrolidon ausdampfen zu lassen, sowie ferner un­ gefähr 3 h lang an der Atmosphäre bei ungefähr 300°C zu einer Wärmebehandlung. Die auf dem Aluminiumsubstrat gebildete Polyimidazopyrrolon-Schicht war nach dem Trocknen 20 µm dick.

Ferner wurde auf der Polyimidazopyrrolon-Schicht unter Anwendung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung eine a-Si : H-Schicht nach dem folgenden Aufsprühverfahren ausgebildet:

Das Substrat 702 mit der Polyimidazopyrrolon-Schicht wurde in einer vorbestimmten Lage an dem in der Ab­ scheidungskammer 701 angeordneten Befestigungselement 703 derart festgelegt, daß die Polyimidazopyrrolon- Schicht nach oben gerichtet war und von dem Heizelement 704 ungefähr 1,0 cm entfernt gehalten war. Ferner wurde über dem Substrat 702 eine Gegen­ elektrode 705 aus polykristallinem Silicium mit einer Reinheit von 99,999% so befestigt, daß sie vom Sub­ strat 702 ungefähr 8,5 cm entfernt war. Das Haupt­ ventil 724, das Zusatzventil 723 und die Ausgangsventile 719 und 720 wurden jeweils geöffnet, um die Luft aus der Abscheidungskammer 701 und den Durchflußmessern 715 und 716 in der Weise evakuieren, daß der Vakuum­ wert auf ungefähr 0,13 mPa gebracht wurde. Danach wurden die Ventile 723, 719 und 820 geschlossen. Das Heizelement 704 wurde so erwärmt, daß das Substrat 702 gleichförmig auf ungefähr 150°C erwärmt wurde, wonach das Substrat auf dieser Temperatur gehalten wurde.

Das Ventil 723 wurde voll geöffnet, wonach dann auch das Ventil 726 des Druckbehälters 707 voll geöffnet wurde. Danach wurden das Eingangsventil 711 und das Ausgangs­ ventil 719 allmählich geöffnet, um aus dem Druckbehälter 707 H₂-Gas in die Abscheidungskammer 701 einzuleiten, wobei unter Regelung des Hauptventils 724 bei sorgfäl­ tiger Beobachtung des Durchflußmessers 715 der Vakuum­ wert bzw. der Druck in der Abscheidungskammer 701 auf 73 mPa gebracht wurde. Darauffolgend wurde nach vollem Öffnen des Ventils 727 eines Druckbehälters 708 das Eingangsventil 712 und das Ausgangsventil 720 unter sorgfältigem Beobachten des Durchflußmessers 716 allmählich geöffnet, um Ar-Gas in die Abscheidungskammer 701 zu leiten, in der der Druck auf 0,67 Pa einge­ stellt wurde.

Die Hochfrequenz-Stromquelle 734 wurde eingeschaltet, um eine Hochfrequenz-Spannung mit 13,56 MHz und 1 kV zwischen dem Substrat 702 und der aus polykristal­ linem Silicium bestehenden Gegenelektrode 705 anzulegen, so daß eine Entladung verursacht wurde, durch die die Bildung einer a-Si : H-Schicht auf der Polyimidazopyrrolon- Schicht eingeleitet wurde. Dieser Vorgang wurde 40 min lang kontinuierlich unter Steuerung der Wachs­ tumsgeschwindigkeit der a-Si : H-Schicht auf ungefähr 0,2 nm/s ausgeführt. Die gebildete a-Si : H-Schicht war ungefähr 0,5 µm dick.

Das auf diese Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungs­ material wurde wie beim Beispiel 2 für ein Bilderzeu­ gungsverfahren verwendet. Als Folge davon wurde ein gutes Übertragungsbild mit hoher Qualität erzielt.

Beispiel 5

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 wurden auf dem Aluminiumsubstrat eine Polyimidazopyrrolon- Schicht mit einer Dicke von 15 µm und eine a-Si : H- Schicht mit einer Dicke von 0,5 µm gebildet. Ferner wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel 2 eine TNF : PET-Schicht mit einer Dicke von 15 µm gebildet.

Unter Verwendung des auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterials wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 ein Bilderzeugungsverfahren ausgeführt. Als Folge davon wurde ein Übertragungsbild hoher Qualität erzielt.

Beispiel 6

Ein Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt, daß als Substrat eine Folie aus PET mit einer Dicke von 100 µm verwendet wurde, auf die eine Aluminium-Dünn­ schicht durch Aufdampfen aufgeschichtet wurde. Das auf diese Weise gewonnene Aufzeichnungsmaterial wurde dazu verwendet, das Bilderzeugungsverfahren nach Beispiel 1 mit dem Unterschied auszuführen, daß die Bildbelichtung auf dem Aufzeichnungsmaterial von der Substrat­ seite her ausgeführt wurde. Das damit erzielte über­ tragene Bild wurde mit hoher Qualität ausgebildet.

Beispiel 7

Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 wurde auf dem Aluminiumsubstrat eine Polyimidazo­ pyrrolon-Schicht von 15 µm Dicke gebildet und über diese eine a-Si : H-Schicht von 0,5 µm Dicke geschichtet.

Danach wurde auf die a-Si : H-Schicht Polycarbonat- Harz geschichtet, um nach dem Trocknen eine transparente Isolierschicht mit einer Dicke von 15 µm zu bilden.

Die isolierende Deckschicht des auf diese Weise hergestellten Aufzeichnungsmaterials wurde einer negativen Koronaentladung mit einer Ladespannung von 5500 V als Primärladung zugleich mit einer Belichtung der gesamten Oberfläche, die gleichförmig von der Seite der Isolierschicht her vorgenommen wurde, unterzogen. Danach wurde nach Ablauf von ungefähr 5 s eine positive Korona-Ent­ ladung mit einer Spannung von 6000 V als Sekundärladung zugleich mit der bildweisen Belichtung ausgeführt, die mit einer Belichtungsmenge von 20 lx · s herbeigeführt wurde, wonach dann die gesamte Oberfläche des Aufzeich­ nungsmaterials gleichförmig belichtet wurde, um ein Ladungsbild zu erzeugen. Dieses Ladungsbild wurde nach dem Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner ent­ wickelt, auf als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen und fixiert, wobei ein scharfes Bild mit hoher Auflösung erzielt wurde.

Beispiel 8

Auf dem Aluminiumsubstrat nach Beispiel 1 wurde eine a-Si : H-Schicht mit einer Dicke von 0,5 µm auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 mit dem Unterschied gebildet, daß die Glimmentladung unter Beimischung von B₂H₆-Gas in einem Verhältnis von 0,01% zum SiH₄-Gas vorgenommen wurde. Auf die a-Si : H-Schicht wurde nach dem Rakelverfahren eine Beschichtungsflüssigkeit auf­ gebracht, die durch Lösung von Poly-N-vinylcarbazol in Toluol erzielt wurde. Die Beschichtung wurde ungefähr 2 h lang an der Atmosphäre bei 80°C stehengelas­ sen, um das Lösungsmittel auszudampfen. Nach dem Trocknen hatte die Poly-N-Vinylcarbazol-Schicht eine Dicke von ungefähr 20 µm.

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungs­ material wurde im Dunkeln einer negativen Korona-Entla­ dung mit einer Spannung von 5500 V unterzogen, wonach von der Seite der Abbildungsfläche her eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 lx · s vor­ genommen wurde, um ein Ladungsbild zu erzeugen, das dann nach dem Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen und fixiert, so daß ein Bild mit außerordentlich hoher Schärfe und hoher Auf­ lösung erzielt wurde.

Claims (14)

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das auf einem Substrat eine anorganische, Ladungen erzeugende und eine orga­ nische, Ladungen transportierende Schicht aufweist, gekennzeich­ net durch einen Schichtaufbau, bestehend aus

• a) einem für elektrophotographische Zwecke geeigneten Substrat (102, 202),
• b) einer Ladungen erzeugenden Schicht (103, 204) zur Erzeugung beweglicher Ladungsträger durch Erregung mittels elektromagne­ tischer Wellen, wobei diese Schicht aus hydriertem amorphem Silicium mit einem Wasserstoffgehalt von 1 bis 40 Atom-% aufgebaut ist, und
• c) einer mit der Ladungen erzeugenden Schicht in Kontakt ste­ henden, Ladungen transportierenden Schicht (104, 203), beste­ hend aus einer organischen photoleitfähigen Verbindung, in die die in der Ladungen erzeugenden Schicht erzeugten Ladungsträger injiziert werden können und die die injizierten Ladungsträger transportiert.

2. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende Schicht (104, 203) eine Dicke von 5 bis 80 µm hat.

3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen erzeugende Schicht (103, 204) eine Dicke von 0,1 bis 10 µm hat.

4. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Deckschicht (205) aufweist.

5. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (205) eine Dicke von 0,5 bis 70 µm hat.

6. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat (102, 202) und der Ladungen erzeugenden Schicht (103, 204) eine zusätzliche Sperrschicht vorhanden ist.

7. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Sperrschicht zwischen dem Substrat (102, 202) und der nächst anliegenden Schicht angeordnet und geeignet ist, die Injektion von Ladungs­ trägern vom Substrat her zu verhindern, wenn die Ladung über das Substrat vorgenommen wird.

8. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Sperr­ schicht eine isolierende anorganische oder organische Verbin­ dung enthält oder daraus besteht.

9. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Sperr­ schicht aus einem Metall besteht.

10. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen erzeugende Schicht (103, 204) mit einem Fremdstoff do­ tiert ist.

11. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung mit einem Fremd­ stoff vom p-Leitfähigkeitstyp, n-Leitfähigkeitstyp oder mit Fremdstoffen des n-Leitfähigkeitstyps und des p-Leitfähigkeits­ typs vorgenommen wird.

12. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung mit einer derartigen Fremdstoffmenge vorgenommen wird, daß der Fremdstoff in der Schicht in einer Konzentration von 10¹⁵ bis 10¹⁹ cm^-3 vorliegt.

13. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus amorphem Silicium mit einem Fremdstoff aus der Gruppe der Elemente B, Al, Ga, In, Tl, N, P, As, Sb und/oder Bi dotiert ist.

14. Verwendung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmateri­ als nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem elektro­ photographischen Verfahren zur Erzeugung eines elektrostati­ schen Ladungsbildes durch Aufladen des Aufzeichnungsmaterials und Bestrahlen des Aufzeichnungsmaterials mit Information tra­ genden elektromagnetischen Wellen.