DE3210293C2

DE3210293C2 - Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3210293C2
Application number: DE3210293A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. Dr. Lutz; Bernd Dipl.-Phys. Dr. 4788 Warstein Reimer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-03-20
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1985-08-14
Also published as: US4877700A; JPS58172651A; DE3210293A1

Abstract

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial be steht aus einer Photoleiterdoppelschicht, die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist. Die auf dem Schichtträger befindliche untere Teilschicht besteht aus einem amorphen System aus Selen und Arsen mit einem Anteil von 18 . . . 37 Gewichts-% Arsen. Die darüberliegende obere Teil schicht besteht aus As ↓2 ↓- ↓xBi ↓xSe ↓3 oder As ↓2Se ↓3 ↓- ↓y. Das Aufzeichnungsmaterial ist sowohl im sichtbaren Spektralbereich als auch im IR-Bereich hochempfindlich und kann daher auch für die Aufzeichnung mit Festkörperlaserdiodenstrahlung eingesetzt werden. Es zeigt im zyklischen Betrieb eine nur geringe Ermüdung.

Description

*-Werte im Bereich 0,01 < χ < 0,05 und die
y-Werte im Bereich 0,05 < y < 2,5 liegen,

dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus Selen mit einem Anteil von 18 bis 37 Gewichts-% Arsen besteht.

2. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus Selen mit einem Anteil von 30 bis 35 Gewichts-% Arsen besteht.

3. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der auf dem Schichtträger befindlichen Teilschicht 20 bis 100 μπι beträgt.

4. Elektrorotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdick- der auf dem Schichtträger befindlichen Teilschicht 50 bis 70 μπι beträft

5. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 b>^r 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der oberen Teilschicht 0,3 bis 10 μΐη beträgt.

6. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der oberen Teilschicht 1 bis 5 μπι beträgt.

7. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die x-Werte im Bereich 0,05 ώ χ < 0,2 liegen.

8. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Werte im Bereich 0,1 < y < 03 liegen.

9. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem leitenden Schichtträger und der Fotoleiterdoppeischicht eine Zwischenschicht befindet, die den im Strahlengang nicht absorbierten Anteil des eingestrahlten Lichtes vor seinem Auftreffen auf den Schichtträger absorbiert und/oder daß die Oberfläche des leitenden Schichtträgers, auf der sich die Fotoleiterdoppeischicht befindet, aufgerauht ist.

10. Verwendung des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialsnach einem der Ansprüche 1 bis 9 fur die Aufzeichnung mit FestkorperlaserdiodenuStrahlung in einem Spektralbereich bis etwa 950 nm.

Die Erfindung"betrifft>e!njeiektrofötögräfisches Aüfzeichnungsmaterial'mit' einer Fotoleitefdoppeischicht, die auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist, wobei jede der beiden Fotoleiterteilschichten Selen enthält, die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus einem amorphen System aus Arsen und Selen besteht und die obere Teilschicht aus As2-*Bi_ISe> oder aus As2Se3_jTe,. besteht, worin die x-Werte im Bereich 0,01 < χ < 0,05 und die y-Werte im Bereich 0,05 < y S= 2£ liegen.

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial der

ίο genannten Art ist aus den DE-OS 30 20 938 und 30 20 939 bekannt Die Fotoleiterschichten sind Doppelschichten, bei denen eine untere Teilschicht aus amorphem Arsenselenid besteht Die über dieser liegende obere Teilschicht besteht aus einer Verbindung aus Arsen, Wismut und Selen der allgemeinen Formel As2-xBi^e3. Mit χ werden zwischen 0,01 < *< 03 oder aus einer Verbindung aus Arsen, Selen und Tellur der allgemeinen Formel As2Se3_/Tej. mit y-Werten zwischen 0,05 ^yS Zß. Diese Fotoleiterdoppelschichten aus einer unteren Ladungsträgertransportschicht und einer oberen Läuungiirägerefzeugerschiehi zeigen eine merkliche und praktisch nutzbare Empfindlichkeit, die in einem Wellenlängenbereich von über 800 nm hineinreicht Die verbesserte Rotempfindlichkeit wird durch den Zusatz von Arsen und Tellur erzielt

Mit dem Gewinn einer besonders hohen und in den IR-Bereich hinein erweiterten Lichtempfindlichkeit muß man aber eine gewisse Ermüdung des Fotoleitermaterials in Kauf nehmen, d. h. eine Zunahme der Dunkelentladung und eine damit verbundene Verringerung des Aufladepotentials bei zyklischer Beanspruchung.

Es kann angenommen werden, daß das Auftreten einer Ermüdung bei zyklischer Beanspruchung unmittelbar auf die äußerst geringe Beweglichkeit der Elektronen in dem fotoleitfähigen Material zurückzuführen ist. Als Folge dieser geringen Beweglichkeit bauen sich im Inneren des Fotoleiters nahe der freien Oberfläche negative Raumladungszonen auf, die eine erhöhte Injektion der positiven Oberflächenladvcgen bewirken, so daß die obenerwähnte Abnahme des Aufladepotentials als Kontrastverlust im kopierten Bild erscheint Diese Wirkung wird zum Teil noch verstärkt, wenn der Fotoleiter zur Erweiterung des Empfindlichkeitsbereichs Tellur, Wismut oder Antimon enthält.

Durch geeignete Maßnahmen läßt sich das Aufladepotential auch bei zyklischer Dauerbeanspruchung zwar hinreichend stabilisieren, z. B. durch die Auswahl eines Löschbelichtungssystems. dessen spektrale Emission so eingestellt ist, daß sich die Dichte der Raumladung stabilisiert und/oder durc¹ die Verwendung von Aufladeeinrichtungen, wie Scorotrons, die das Oberflächenpotential konstant halten. Dies gilt allerdings nur für den Fall, daß eine Strahlung verwendet wird, die von den Fotoleitern stark absorbiert wird, so daß Elektronen nur in einer äußerst dünnen Zone dicht unterhalb der freien Oberfläche des Fotoleiters erzeugt werden. Diese Elektronen bewirken die Lichtentladung der positiven Oberflächenladung und tragen somit nicht zur Veränderung oder zum Aufbau von Raumladungen im Innerendes Fotoleiters bei.

Wird jedoch Licht eingestrahlt, fur das die Fotoleiter

, -,ein geringeres Absorptionsvermögen besitzen, so wer- - den nicht nur unmittelbar unter der Oberflache, sondern auch im Inneren des Fotoleiters Elektronen-Loch-Paare

65) gebildet. Entsprechend der positiven Aufladung wandern die Löcher zum Schichtträger, während die Elektronen wegen'ifirer sehr geringen Beweglichkeit an den belichteten Stellen im Inneren des Fotoleiter* Raumla- .

düngen aufbauen, die jeweils von der Intensität und der flächenhaften Ausdehnung der belichteten Bereiche abhängen. Als Folge davon tritt eine zusätzliche intensitäts- und ortsabhängige Ermüdung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein panchromatisches elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar zu machen, das nicht nur im IR-Bereich empfindlich ist, sondern bei geringer Dunkelentladung auch geringere Ermüdungserscheinungen zeigt, so daß auch im zyklischen Betrieb keine Verschlechterung der elektrofotografischen Eigenschaften bzw. Werte auftritt Ferner wird eine mechanisch harte und thermisch stabile Fotoleiterdoppelschicht mit hoher Lebensdauer angestrebt

Diese Aufgabe wird bei einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus Selen mit einem Anteil von 18 bis 37 Gewichts-% Arsen besteht

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Uriieransprüchcn zu entnehmen.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß das /-afzeichnungsmaterial neben den bekannten Verwendungsarten auch mit Vorteil in Wellenlängenbereichen bis etwa 950 nm betrieben werden kann und damit der Elektrofotografie neue Anwendungsbereiche, beispielsweise für die Aufzeichnung mit Laserdiodenstrahlung, erschlossen werden. Die IR-Strahlung von Festkörperlasern wird u. a. zum Betrieb von Datenausgabegeräten verwendet

Außerdem weist diese Fotoleiterdoppelschicht den weiteren besonderen Vorteil auf, daß die Ladungsträgererzeugerschicht — die obere Teilschicht aus As₂_,Bi^e3 oder As₂Se₃-^TeJ, — und die Ladungsträgertransportschicht — die untere Teilschicht aus Selen mit einem Anteil von 18 bis 37 Gewichts-% Arsen — individuell den gewünschten Erfordernissen angepaßt und optimiert werden können. Gegenüber den bekannten Fotoleiterdoppelschichten zeichnet sich das Aufzeichnungsmaterial nach der Erfindung aber noch zusätzlich dadurch aus, daß keine oder nur noch eine sehr geringe Ermüdung auftritt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich zwischen dem elektrisch leitenden Schichtträger und der Fotoleiterdoppelschicht eine Zwischenschicht, die den im Strahlengang nicht absorbierten Anteil des eingestrahlten Lichtes vor seinem Auftreffen auf den Schichtträger absorbiert; und/oder die Oberfläche des Schichtträgers, auf der sich die Fotoleiterdoppelschicht befindet, ist aufgerauht, wodurch der im Strahlengang nicht absorbierte Anteil des eingestrahlten Lichtes gestreut wird.

Man erreicht mit dieser Maßnahme, daß Reflexionen des eingestrahlten und im Fotoleiter nicht absorbierten Lichtes an der Schichtträgeroberfläche verhindert werden. Dadurch werden dann auch Interferenzen zwischen dem eingestrahlten und dem reflektierten Licht verhindert, die sich zum Beispiel bei Verwendung von Laserstrahlung schmaler spektraler Bandbreite ausbilden können und dann im entwickelten Bild als störende Interferenzstrukturen erscheinen wurden.
" Die Herstellung des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung entspricht üblichen Verfahren. Beispielsweise wird die Fotoleiterdoppelschicht dadurch: Hergestellt, daß beide Schichten, bei einem Druck von etwa ρ ■= 10-⁴mbar mit Hilfe eines Aufdamprprozesses^T aiii'den elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht werden. Nachdem in einer Vakuumanlage ein Druck von etwa ρ — 10~² mbar erreicht ist, wird der vorzugsweise aus Aluminium bestehende Schichtträger durch eine Glimmentladung gereinigt und anschließend auf eine Temperatur von etwa 220° C erwärmt Dann wird bei einem Druck von etwa ρ = 10~⁴ mbar aus einem ersten Verdampfer, dessen Temperatur 390 bis 400° C beträgt, eine Legierung aus Selen mit 30 Gewichts-% Arsen aufgedampft Die Einwaage wird so bemessen, daß bei einer VoIlverdampfung eine Schichtdicke von etwa 60 um erreicht wird. Die vorgesehene Schichtdicke kann während des Bedampfungsvorganges mit einem Schichtdikkenmeßgerät überprüft werden.
Anschließend wird ein zweiter Verdampfer auf eine Temperatur von etwa 420°C gebracht und ein Arsenselenidtellurid (As₂Se₂JTe(U) ebenfalls mit einer Vollverdampfung auf die zuerst abgeschiedene Schicht aufgebracht Die Einwaage wird so bemessen, daß die Schichtdicke der oberen Teilschicht etwa 5 μπι beträgt Nach dem Abkühlen erhält man ein ?^J.ektrofotografischcs Aufzeichnungsmaterial mit eine: hcchempili;:d!ichen panchromatischen Fotoleiterdoppelschicht, die nur geringe Ermüdung zeigt und sich auch nach mehreren tausend Kopierzyklen durch stabile Werte des i^;iufladepotentials auszeichnet Bei einem Aufladepoteiatial von Vo = +800 V wird bei einer Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von A = 800 nm und einer Beleuchtungsstärke von 1 μΐ/cm² ein Kontrastpotential von etwa 550 V erreicht

Die Figur zeigt einen Schichtaufbau eines Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung. Auf einem elektrisch leitenden Schichtträger 1, der zweckmäßigerweise aus Aluminium oder auch aus metallisiertem Kunststoff besteht, ist eine erste Fotoleiterteilschicht 2 aus Selen mit einem Anteil von 30 Gewichts-% Arsen in einer Schichtdicke von 20 bis 100 μιη aufgebracht Auf dieser unteren Fotoleiterteilschicht 2 befindet sich eine zweite Fotoleiterteilschicht 3, deren Zusammensetzung der Formel As₂Se₂JTe₀J entspricht und deren Schlchtdicke 0,5 bis 10 μπι beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Fotoleiterdoppeischicht, die auf einem elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist, wobei jede der beiden Fotoleiterteilschichten Selen enthält, die auf dem Schichtträger befindliche Teilschicht aus einem amorphen System aus Arsen und Selen besteht und die obere Teilschicht aus As2-xBuSe3 oder aus As2Se3__>Te_l, besteht, worin die