DE2908123A1 - Bildaufzeichnungsmaterial fuer elektrophotographie - Google Patents
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Description
Bildaufzeichnungsmaterial für Elektrophotographie
Die Erfindung bezieht sich auf Bildaufzeichnungsmaterial
für Elektrophotographie, das zur Aufzeichnung von Bildern unter Verwendung elektromagnetischer Wellen
wie Licht unter Einschluß beispielsweise ultravioletter Strahlen, sichtbarer Strahlen und infraroter Strahlen,
Röntgenstrahlen r Gammastrahlen und dergleichen verwendet
wird
Bisher wurden als photoleitfähiges Material für
photoleitfähige Schichten bei elektrophotographischem Bildaufzeichnungsmaterial anorganische photoleitfähige
Materialien wie Se, CdS, ZnO und dergleichen oder organische photoleitfähige Materialien wie Poly-N-vinylcarbazolf
Trinitrofluorenon und dergleichen verwendet.
Diese Materialien haben jedoch unterschiedliche Kachfceile» Da beispielsweise Se nur einen sehr schmalen
Spektral-Empfindlichkeitsberexch beispielsweise in bezug
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auf sichtbares Licht hat, wird seine Spekfcral-Ernpfindlichkeit
durch Einlagerung von Te oder As erweitert. Als Folge davon ist zwar der Spektral-Empfindlichkeitsbereich
bei einem Bildaufzeichnungsmaterial mit Te oder As enthaltendem Se verbessert, jedoch ist dessen Licht-"Ermüdung"
gesteigert. Aufgrunddessen wird bei wiederholtem kontinuierlichen Kopieren einer Vorlage die
Dichte der Kopierbilder unvermeidbar verringert, während eine Hintergrunds-Verschleierung des Bilds und ferner
unerwünschte "Geister"-Erscheinungen auftreten.
Ferner sind Se, As und Te für den Menschen außerordentlich schädlich. Daher ist es bei der Herstellung
des Bildaufzeichnungsmaterials notwendig, eine besonders
dafür ausgelegte Apparatur zu verwenden, die eine Berührung zwischen diesen schädlichen Substanzen und den
Menschen verhindert. Ferner wird nach der Herstellung des Bildaufzeichnungsmaterials mit einer aus diesen
Substanzen gebildeten photoleitfähigen Schicht wegen
des teilweisen Freiliegens der photoleitfähigen Schicht
ein Teil dieser Schicht bei der Reinigung vom Bildaufzeichnungsmaterial abgeschabt und mit dem Entwickler
vermischt sowie in einem Kopiergerät verteilt, so daß die Kopierbilder verunreinigt werden, was einen
Kontakt zwischen Menschen und den schädlichen Substanzen herbeiführt.
Wenn eine photoleitfähige Se-Schicht einer
kontinuierlichen und wiederholten Korona-Entladung
u unterzogen wird, werden häufig die elektrischen Eigenschaften
dadurch verschlechtert, daß der Oberflächenbereich einer derartigen Schicht kristallisiert oder
oxidiert wird.
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-7- β §517 290812;
] Sine photoleitfähige Se-Schicht kann zur Erzielung
eines hohen Dunkelwiderstands in amorphem Zustand ausgebildet
"herden, jedoch tritt eine Kristallisation von
Se bei einer so niedrigen Temperatur wie ungefähr
65 0C auf, so daß während der Behandlung wie beispielsweise
bei Umgebungstemperatur oder durch Reibungswärme,
die durch Reiben mit anderen Elementen während der Bilderzeugungsstufen die photoleitfähige Schicht aus .
amorphem Se leicht kristallisiert, wodurch der Dunkelwiderstand verringert wird=
Andererseits ist es hinsichtlich eines elektrophotographisehen
Bildaufzeichnungsmaterials mit Bindemittel unter Verwendung von 2nO? CdS und eines photoleitfähigen
Schichtbildungs-Materials schwierig, die photoleitfähige Schicht mit den gewünschten Eigenschaften
auszubilden, da diese Schicht.aus einem photoleitfähigen Material und einem Bindemittel-Harz
besteht, wobei ersteres gleichförmig in letzteres eindispergiert werden muß. Daher müssen die Parameter
für die Festlegung der elektrischen und Photoleitfähigkeits-Eigenschaften
oder die physikalischen und chemischen Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht
bei der Ausbildung der gewünschten photoleitfähigen Schicht sorgfältig gesteuert werden. Aufgrunddessen
ist ein Bildaufzeichnungsmaterial mit einer derartigen photoleitfähigen Schicht nicht für die Massenproduktion
geeignet.
™ Die photoleitfähige Bindemittel-Schicht ist so
porös, daß sie durch Feuchtigkeit nachteilig beeinflußt
wird und ihre elektrischen Eigenschaften verschlechtert werden, wenn sie bei hoher Feuchtigkeit
verwendet wird, was eine Ausbildung von Bildern
schlechter Qualität ergibt. Ferner kann aufgrund der -
ÜS836
Porosität Entwickler in die photoleitfähige Schicht
eindringen, was eine Verringerung der Freigabe-Eigenschaften und Reinigungs-Möglichkeiten ergibt. Insbesondere
dringt bei Verwendung eines Flüssigentwicklers der Entwickler derart in die photoleitfähige Schicht
ein, daß die vorstehend angeführten Nachteile verstärkt sind.
CdS ist für sich selbst für den Menschen giftig. Daher muß beachtet werden, eine Berührung mit CdS
oder einer Dispersion mit diesem zu vermeiden.
Eine photoleitfähige Schicht mit ZnO und einem Bindemittel hat geringe Photoempfindlichkeit und einen
engen Spektral-Empfindlichkeitsbereich und zeigt ferner
beträchtliche Licht-"Ermüdung" sowie ein langsames Ansprechen auf Licht.
Elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial mit einem organischen photoleitfähigen Material wie
beispielsweise Poly-N-vinylcarbazol, Trinitrofluorenon
und dergleichen, hat den Nachteil, daß die Photoempfindlichkeit
gering ist und der Spektral-Empfindlichkeitsbereich beispielsweise in bezug auf den sichtbaren
Lichtbereich eng ist und im Bereich kurzer Wellenlängen liegt.
Zur Lösung der vorstehend angeführten Probleme wurde amorphes Silizium (das nachstehend als "a-Si"
bezeichnet wird) untersucht, wobei sich ein elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial erzielen ließ, bei dem diese Nachteile ausgeschaltet sind.
Da die elektrischen und optischen Eigenschaften
eines a-Si-Films sich in Abhängigkeit von den Herstellungsvorgängen
und den Herstellungsbedingungen verän-
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- 9 - B 9517
dern, ist die Reproduzierbarkeit sehr gering (Journal
of Electrochemical Society, Vol. 116, No. 1, S. 77 bis 81, Januar 1969). Beispielsweise enthält ein durch
Vakuumaufdampfung oder Aufsprühung erzeugter a-Si-FiIm
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 Silizium (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 4 064 521 beschrieben ist).
In der Praxis kann jedoch das für Solarzellen entwickelte a-Si nicht direkt zur Verwendung für eine
photoempfindliche Schicht eines elektrophotographischen Bildaufzeichnungsmaterials verwendet werden.
25
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
ou Störabstand bzw. Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis
(Photostrom Ip/Dunkelstrom Id) zu erzielen? wenn jedoch
der Widerstand gering ist, ist die Photoempfindlichkeit herabgesetzt und das Nutzungsverhältnis vermindert.
Daher soll der Dunkelwiderstand in dem Bereich von 105 bis 108 0hm-cm liegen.
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-1O-
Für photoempfindliche Schichten von Bildaufzeichnungsmaterial
ist ein Dunkelwiderstand in diesem Ausmaß so gering, daß ein derartiger a-Si-Film nicht als
photoempfindliche Schicht verwendet werden kann. 5
Photoempfindliches Material für elektrophotographische
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 elektrophotographischen
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 Photoempfindlichkeit
herabgesetzt ist. Beispielsweise zeigt ein a-Si-Film mit einem Dunkelwiderstand von ungefährt 10
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 Bedingunow
gen für photoleitfähige Schichten von elektrophotographischem Bildaufzeichnungsmaterial wie elektrostatische
Eigenschaften, Widerstandsfähigkeit gegenüber Koronaionen, Lösungsmitteln, Licht-"Ermüdung",
Feuchtigkeit, Wärme und Abrieb, Reinigungseigenschaften und dergleichen sind für die a-Si-Filme überhaupt nicht
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bekannt.
In Anbetracht des Vorstehenden wurde das erfindungsgemäße
Bildaufzeichnungsmaterial entwickelt, wobei ausführliehe
Untersuchungen und Überprüfungen hinsichtlich der Anwendung von a-Si für elektrophotographisches
Bildaufzeichnungsmaterial ausgeführt wurden» Dabei %-rarde ermittelt, daß die Aufschichtung aus einer Schicht
aus hydriertem bzw. mit Wasserstoff verbundenem amorphem Silizium (das nachstehend als "a-Si:H" bezeichnet wird)
und einer Schicht aus einer im folgenden beschriebenen organischen Verbindung ein Bildaufzeichnungsmaterial
ergibt, das zufriedenstellend praktisch anwendbar ist und das dem herkömmlichen Bildaufzeichnungsmaterial
in nahezu jeder Hinsicht außerordentlich überlegen ist=
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zu
schaffen, das in einem Herstellungsprozeß in einer Apparatur mit geschlossenem System hergestellt werden
kann# um unerwünschte Beeinträchtigungen von Menschen zu vermeiden, und das bei der Verwendung keine Schädigungen
von Menschen wie auch anderen Lebewesen sowie der Umgebung ergibt, so daß daher keine Verschmutzung
bzw. Umweltschädigung auftritt.
Ferner soll mit der Erfindung ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial geschaffen
werden^ das gegenüber Feuchtigkeit und Wärme wider-"3^
standsfähig ist, konstant beständige elektrophotographische Eigenschaften aufweist und bei allen Umgebungsbedingungen
angewandt werden kann.
Weiterhin soll mit der Erfindung ein elektrophoto-
graphisches Bildaufzeichnungsmaterial geschaffen wer-
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den, das eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Licht-"Ermüdung" und Korona-Entladung hat und das
durch wiederholte Verwendung nicht geschädigt wird.
Ferner soll das erfindungsgemäße elektrophotographische
Bildaufzeichnungsmaterial Bilder hoher Qualität mit hoher Bilddichte, ausgeprägten Halbtönen
und hoher Auflösung ergeben.
Weiterhin soll das erfindungsgemäße elektrophotographische
Bildaufzeichnungsmaterial hohe Photoempfindlichkeit, einen breiten Spektral-Empfindlichkeitsbereich,
der nahezu den ganzen Bereich sichtbaren Lichts überdeckt, und schnelles Ansprechen auf Licht haben.
Weiterhin soll mit der Erfindung ein elektrophoto
graphisches Bildaufzeichnungsmaterial geschaffen werden,
das gegenüber Abrieb und Lösungsmitteln widerstandsfähig ist und gut zu reinigen ist.
20
Ferner soll mit der Erfindung ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial geschaffen werden,bei
dem hinsichtlich der bis zur Beendigung der Entwicklung eines elektrostatischen Bilds von der
Ausbildung eines derartigen Bilds an und der zur Entwicklung erforderlichen Zeitdauer wenig Einschränkungen
bestehen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ^v ist ein Bildaufzeichnungsmaterial für Elektrophotographie
geschaffen, das eine Ladungserzeugungs- bzw. Ladungsabgabeschicht zur Erzeugung bewegbarer Ladungs-TrSger
durch Erregung mittels elektromagnetischer Wellen, die aus hydriertem amorphem Silizium gebildet
ist, eine Ladungstransport- bzw. LadungsdurchlaS-
ÜSS3S
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schicht,, in die die von der Ladungsabgabeschicfrt erzeugten
Träger injiziert werden und die. die iajisierten
Träger transportiert, wobei sie aus einer organischen Verbindung gebildet ist, und ein Substrat für Elektrophotographie
aufweist, auf welchem die Ladungsabgabeschicht und die Ladungsdurchlaßschicht aufgeschichtet
sind. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bildaufzeichnungsmaterial für Elektraphotographie
angegeben7 das ein Substrat für Elektrophotographie
und eine Lädungsabgabesehicht aufweist, welche auf
elektromagnetische Wellen anspricht und eine Sperrschicht hat, die durch Verbindung zweier Schichten
gebildet ist, die durch zwei Arten von hydriertem amorphem Silizium gebildet sind, die unterschiedliche
elektrische Eigenschaften haben, wobei die Sperrschicht
als eine Schicht wirkt, die bewegbare Ladungs-Träger erzeugt j, wenn sie der Einwirkung elektromagnetischer
Wellen ausgesetzt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Äusfiihrungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 bis 6 sind scheraatische Querschnitte
von Ausführungsbeispielen des elektro-
photographischen Bildaufzeichnungsmaterials«
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung
einer Apparatur zur Herstellung des
elektrophotographischen Bildaufzeichnungsmaterials
nach einem Aufsprühverfahren .
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung
einer Apparatur zur Herstellung des elektrophotographischen Bildaufzeichnungsmaterials
nach einem Glimm- bzw. Korona-Entladeverfahren
kapazitiver Art.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Herstellung des elektrophotographischen
Bildaufzeichnungs
materials nach einem Korona-Entladeverfahren induktiver Art.
In den Fig. 1 bis 6 sind Ausführungsbeispiele für das elektrophotographische Bildaufzeichnungsmaterial
gezeigt.
Sin elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial
101 nach Fig. 1 hat ein Substrat 102, eine Ladungserzeugungs- bzw. Ladungsabgabeschicht 103,
die durch Erregung mittels elektromagnetischer Wellen bewegbare Ladungs-Träger erzeugt, und eine Ladungstransport- bzw. Ladungsdurchlaßschicht 104, die aus
einer organischen Verbindung gebildet ist, in die die in der Schicht 103 erzeugten Träger wirksam injiziert
werden und die diese Träger transportiert bzw. durchläßt. Die Schicht 104 hat eine freie Oberfläche bzw.
Außenfläche 105.
Die Ladungsabgabeschicht 1Q3 des Bildaufzeichnungsmaterials
kann durch Einwirkung von elektromagnetischen Wellen bewegbare Ladungs-Träger erzeugen, wenn sie
bei einem Schritt im Verlauf der Ausbildung elektrostatischer Bilder auf dem Bildaufzeichnungsmaterial
101 mit elektromagnetischen Wellen bestrahlt wird.
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-15~ B 951 / 7QnS1
cL *3* LI O ι / ν
Bei dem BildaufZeichnungsmaterial ist es aufgrund der vorstehend angeführten Funktion der
Schicht 103 notwendig, daß in dieser zur Ausbildung elektrostatischer Bilder mit einem ausreichend guten
Kontrast genügend Träger erzeugt werden= Das heiBt.,
daß entweder das Substrat 102 oder die Schicht 1O4 so auszubilden sind, daß die elektromagnetischen Wellen
in ausreichendem Ausmaß die Ladungsabgabeschicht-103
erreichen»
Wenn in Fig. 1 beispielsweise die elektromagnetischen Wellen von der Seite der Schicht 1O4 her projiziert
v/erden sollen, sind das Material und die Stärke der Schicht 104 so zu wählen, daß die elektromagnetischen.
^5 Wellen durch die Schicht 1O4 hindurch gelangen und die
Schicht 103 erreichenρ wobei das Ausmaß der elektromagnetischen
Wellen ausreicht,, eine ausreichende Anzahl
von Trägern in der Schicht 103 zu erzeugen. Wenn im Gegensatz dazu die elektromagnetischen Wellen
von der Seite des Substrats 102 her projiziert werden,
1st dieses so auszubilden, daß sie die Bedingungen erfüllt, die in den vorstehend genannten Bedingungen
angeführt sind.
pie Reihenfolge der Schichten des Bildaufzeichnungsmaterials
101, d. h. des Substrats 102? der Schicht
und der Schicht 104 kann verändert werden. Beispielsweise kann das Substrat 102 mit der Schicht 104 verbunden
sein,, wonach folglich die Schicht 1Ο3 eine
freie Oberfläche bzw. exne Außenfläche hat. Wenn bei
einem derartigen Schichtenaufbau 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 genannten 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 Schicht 104 so zu wählen, daß die elektromagnetischen
Wellen die Schicht 1O3 in einem Ausmaß erreichen, das zur Bildung einer ausreichenden Menge an Trägern genügt.
Das Substrat 1O2 kann leitend oder isolierend sein.
Beispiele für leitende Substrate sind Metalle wie Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd und dergleichen,
sowie ihre Legierungen, rostfreier Stahl und dergleichen. Beispiele für isolierende Substrate
sind Filme bzw. Blätter aus Kunstharzen wie Polyester, Polyäthylen, Polycarbonat, Cellulosetriacetat, Polypropylen,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamid und dergleichen, Glas, Keramikstoffe,
Papier oder dergleichen.
Mindestens eine Oberfläche des isolierenden Substrats wird vorzugsweise leitend gemacht, worauf
auf dieser leitenden Fläche eine weitere Schicht angebracht wird. Beispielsweise wird im Falle von Glas
die Oberfläche mit In2O.,, SnO2 oder dergleichen leitend
gemacht, während im Falle eines Kunstharzfilms wie eines Polyesterfilms die Oberfläche durch Vakuumaufdampf
ung, Elektronenstrahl-Aufdampfung. Aufsprühen
oder dergleichen unter Verwendung von Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Kb, Ta, V, Ti, Pt oder dergleichen
oder aber durch Aufschichtung dieser Metalle leitend gemacht wird.
Das Substrat kann die Form einer Trommel, eines Bands, einer Platte oder irgendeiner beliebigen
Gestalt haben. Wenn kontinuierliches Hochgeschwindig-
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- 17 - B 951 7 «anO1
& gi Uo i ] keits-Kopieren gewünscht ist, ist die Form eines
Endlosbands oder einer Trommel anzustreben.
Die Stärke des Substrats kann nach Belieben so festgelegt werden, daß ein gewünschtes elektrophotographisches
Bildaufzeichnungsmaterial gebildet wird. Wenn es erwünscht ist, daß das elektrophotographisehe
Aufzeichnungsmaterial flexibel ist, ist ein möglichst
dünnes Substrat vorzuziehen. In diesem Fall beträgt ]Q jedoch üblicherweise hinsichtlich der Herstellung,
der Behandlung und der mechanischen Stärke des Substrats die Dicke mehr als 10 μπι.
Die Ladungsabgabeschicht des Bildaufzeichnungsmaterials
(d. h. die Schicht 103 in Fig. 1} besteht aus einem (nachfolgend mit a-Si:H bezeichneten)
hydriertem amorphem Silizium folgender Arts
(1) n-a-SisH, das nur einen Donator oder
sowohl einen Donator als auch einen
Akzeptor aufweist, wobei der Donator-Anteil Nd höher ist„
(2) η -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
^O sowohl einem Akzeptor als auch einem
Donator, wobei der Akzeptor-Anteil Wa höher ist,
(4) ρ -a-5i;H, das (3) entspricht und besonders ausgeprägte p-Leitfähigkeits-Eigenschaften
aufweist (wobei Na weitaus höher ist), oder
(5) i-a-Si:H, bei dem Na ^ Nd ^ O oder Na ~ Nd
ist.
Das a-Si:H, das beispielsweise die Schicht 1O3 bildet und die nachstehend beschriebenen Bedingungen
erfüllt, hat die nachstehend angeführten hervorragenden Eigenschaften in der Hinsicht, daß das mit dem
a-Si:H gebildete elektrophotographische Bildaufzeichnungsmateriäl
verschiedene hervorragende Elektrophotographie-Eigenschaften hat.
Da der Lichtabsorptionskoeffizient im Bereich
4 -1
sichtbaren Lichts 10 cm oder mehr beträgt, ist es möglich, in Richtung der Dicke der auszubildenden Schicht den Ladungsabgabebereich dünn zu gestalten, Ladungen mit hoher Konzentration zu erzeugen und damit den Ladungsinjektions-Wirkungsgrad zu einem hohen Ausmaß zu steigern.
sichtbaren Lichts 10 cm oder mehr beträgt, ist es möglich, in Richtung der Dicke der auszubildenden Schicht den Ladungsabgabebereich 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
12
der Dunkelwiderstand 10 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 ist 10 ms oder weniger.
der Dunkelwiderstand 10 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 ist 10 ms oder weniger.
Daher wird ein elektrophotographisches Bildaufζeichnungs-Material
erzielt, das hervorragende elektrophotographische Eigenschaften hat und das für Hochgeschwln-
digkeits-Kopieren geeignet ist.
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Die Ladungsabgabeschicht 103 kann auf dem Substrat 102 dadurch ausgebildet werden, daß auf dem Substrat.
102 a-SisH in einer gewünschten Stärke durch Glimm-
bzw. Korona-Entladung, Aufsprühen? Ionenbeschichtung?
loneneinlagerung oder dergleichen aufgebracht wird=
Diese Herstellungsverfahren können x#ahlweise entsprechend
den Herstellungsbedingungen, den Kostenaufwand
, der Herstellungs-Größenmaßstäbe, der elektrophotographischen
Eigenschaften und dergleichen gewählt werden. Die Glimm- bzw. Korona-Entladung ist
aus dem Grund vorzuziehen,, weil die Erzielung der erwünschten elektrophotographischen Eigenschaften
verhältnismäßig einfach ist und zur Steuerung der Eigenschaften Verunreinigungen aus der Gruppe III oder
V des periodischen Systems in die Ladungsabgabeschicht aus a-Si;H eines Grund-Typs eingeleitet werden können.
Ferner können zur Bildung der Ladungsabgabeschicht des Bildaufzeichnungsmaterials die Korona-Entladung
und das Aufsprühen im gleichen System in Verbindung miteinander vorgenommen werden.
Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial ist die Ladungsabgabeschicht
1O3 aus hydriertem a-Si bzw. aus a-Si:H
gebildetρ um den Dunkel-Widerstand und die
Photoempfindlichkeit des elektrophotographischen
Bildaufzeichnunasmaterials zu verbessern.
™ Sine Ladungsabgabeschicht 103 aus a-SisH
kann dadurch hergestellt werden,, daß in eine auf der
Schicht 103 gebildete Schicht Wasserstoff nach dem folgenden Verfahren eingelagert wird;
- -
• Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial bedeutet der
Ausdruck "in einer jeweiligen Schicht enthaltener Wasserstoff H", daß eine oder mehr Verbindungen
der folgenden Zustände besteht: H ist mit Si verbunden, ionisiertes H ist mit dem Si in der Schicht schwach
verbunden oder H ist in der Form von H2 in der Schicht
vorhanden.
Zur Einlagerung von H in die Schicht 103 wird bei der Formung dieser Schicht eine Siliziumverbxndung
wie ein Silan, beispielsweise SiH4, Si?H, oder dergleichen
in das Ablagerungssystem eingeführt und dann durch Wärme zersetzt oder einer Korona-Entladung
unterzogen, wodurch mit wachsender Schicht 103 die • 5 Verbindung zerlegt wird und H eingegliedert wird.
Wenn beispielsweise die Ladungsabgabeschicht 103 durch Korona-Entladung gebildet wird, kann zur Bildung
von a-Si ein Siliziumhydrid-Gas wie SiH4, Si-Hg oder
1^" dergleichen als Ausgangsmaterial verwendet werden, so
daß daher beider Bildung der Schicht 103 durch Zersetzung dieses Siliziumhydrids 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
Ho-Gas.ein Siliziumhydrid-Gas wie SiH., Si-H, oder
on C ' 1 ί D
dergleichen öder ein Gas wie B2H,, PH, oder dergleichen
eingeführt wird, das zur Einlagerung von Verunreinigungen dienen kann.
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Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial wurde festgestellt,
daß ein Anteil von H in der Schicht 103 aus a-Si:H ein sehr wesentlicher Faktor ist, der bestimmt, ob das
elektrophotographische Bildaufzeichnungsmaterial praktisch verwendbar ist.
Praktisch verwendbares elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial enthält gewöhnlich 1 bis
40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Ätom-% an H in der Ladungsabgabeschicht 103. Wenn der Gehalt an H außerhalb
des vorstehend genannten Bereichs liegt, hat das elektrophotographische Bildaufzeichnungsmaterial eine
sehr geringe oder im wesentlichen gar keine Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Wellen, während eine
Steigerung der Ladungs-Träger durch Bestrahlung mit den elektromagnetischen Wellen gering ist, sowie ferner
einen beträchtlich niedrigen Dunkelwiderstandswert.
Die Steuerung des Anteils an H in der Ladungsabgabeschicht 103 kann wirkungsvoll dadurch erfolgen,
daß die Ablagerungs-Substrattemperatur und/oder die Menge an in das System eingeführten Ausgangsmaterial
gesteuert wird, das zur Einlagerung von H verwendet
wird.
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25
Zur Erzeugung einer Ladungsabgabeschicht 103
mit einer aus den vorstehend genannten Arten {1) bis
(5) gewählten Art wird unter Steuerung des Ausmaßes einer zuzufügenden Verunreinigung die Ladungsabgabe-
schicht mit einer η-Verunreinigung (zur Erzielung
einer Ladungsabgabeschicht der Art (1) oder (2)), einer p-Verunreinigung (zur Erzielung einer Ladungsabgabeschicht
der Art (3) oder (4)) oder beiden dieser Verunreinigungen dotiert. Bei dem Bildaufzeichnungs-
material wird unter Steuerung der Konzentration der Verunreinigungen in dem a-Si in einem Bereich von 10
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bis 10 cm ein a-Si:H erzielt, dessen Eigenschaften sich von ausgeprägter n-Leitfähigkeit (oder ausgeprägter
p-Leitfähigkeit) bis zu schwacher n-Leitfähigkeit
(oder schwacher p-Leitfähigkeit) erstrecken.
Als Verunreinigungen zur Dotierung von a-Si:H kann
zur Bildung von p-a-Si:H eines der vorstehend genannten Elemente der Gruppe III des periodischen Systems wie
beispielsweise B, Al, Ga, In, Tl oder dergleichen verwendet werden, während als Verunreinigung zum Dotieren
von a-Si:H zur Bildung von n-a-Si:H die vorstehend genannten Elemente der Gruppe V A des periodischen
Systems wie N, P, As, Sb, Bi usw. verwendet werden können.
Diese in dem a-Si:H enthaltenen Verunreinigungen liegen in der Größenordnung von Teilen je Millionen .
von Teilen, so daß das Problem der Verunreinigung bzw. Vergiftung wie bei einer Hauptkomponente einer photoleitfähigen
Schicht nicht so schwerwiegend ist. Es ist jedoch natürlich vorzusehen, dieses Problem der
Verschmutzung bzw. Vergiftung zu beachten. Im Hinblick auf die elektrischen und optischen Eigenschaften der
herzustellenden Ladungsabgabeschicht sind von diesem Standpunkt aus B, As, P und Sb am besten geeignet.
Das Ausmaß der Verunreinigung, mit denen a-Si:H dotiert wird, kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von den elektrischen und optischen Eigenschaften der Ladungsabgabeschicht gewählt werden. Im Falle von Verunreinigungen
der Gruppe III A des periodischen Systems beträgt das Ausmaß üblicherweise 10 bis 10 Atom-%
"5 -4
und vorzugsweise 10 bis 1O Atom-%, während im Falle der
und vorzugsweise 10 bis 1O Atom-%, während im Falle der
Verunreinigungen aus der Gruppe V A des periodischen Systems das Ausmaß gewöhnlich 10 bis 10 Atom-% und
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vorzugsweise 10 bis 10 Atoin-% beträgt.
Das a-Si:H kann mit diesen Verunreinigungen durch dem Verfahren zur Herstellung des a-Si:H entsprechende'
unterschiedliche. Verfahren dotiert werden. Dies wird später in Einzelheiten beschrieben.
Bei dem BildaufZeichnungsmaterial beträgt im Falle
des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 oder 2 die Dicke der Ladungsabgabeschicht (wie beispielsweise 103)
üblicherweise mehr als 0,1 μπι, so daß durch Erregung
mit einer elektromagnetischen Welle ein in der Praxis ausreichendes Ausmaß an erzeugter Ladung erzielt wird.
Andererseits liegt vom Standpunkt der Verkürzung der zur Erzeugung der Ladungsabgabeschicht aus a-Si:H
notwendigen Zeit und der Verminderung
der Herstellungskosten aus gesehen, die obere Grenze der Stärke bzw. Dicke üblicherweise bei 10 μΐη und
vorzugsweise bei 7 μπτ, obgleich die üblicherweise
im Gebiet der Elektrophotographie verwendete Stärke verwendet werden kann.
Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial ist die Ladungstransport-
bzw. Ladungsdurchlaßschicht 104 eine Schicht, in die die in der Ladungsabgabeschicht 103 erzeugten
Träger wirkungsvoll injiziert bzw. eingeleitet werden und die die auf diese Weise injizierten Träger wirkungsvoll transportiert. Daher wird die Schicht 104 aus
ÖU einem Material hergestellt, das einen wirkungsvollen
Transport der injizierten Träger ermöglicht, wobei die Schicht 104 in der Weise an der Schicht 1Ο3 angebracht
wird, daß sie mit dieser Schicht 103 elektrischen Kontakt hat, so daß die Injizierung der Ladungs-
träger aus der Schicht 103 erleichtert ist.
909836/08OS
Zur Erfüllung der vorstehenden Bedingungen geeignete Materialien für die Schicht 104 sind beispielsweise
organische Verbindungen, da viele organische Verbindungen die Fähigkeit zu einer Filmbildung haben,
anhaftend sind und den gewünschten elektrischen Widerstand haben.
Als organische Verbindungen können vorzugsweise organische photoleitfähige Materialien verwendet
werden.
Typische photoleitfähige organische Stoffe für die Ladungsdurchlaßschicht 104 sind:
Carbazole wie Polyvinylcarbazol (PVK), Carbazol , N-Sthylcarbazol, N-Isopropylcarbazol , N-Phenylcarbazol
und dgl.;
Pyrene wie Pyrolehj Tetraphenylpyren , 1 -Methylpyren ,
Azapyien , 1-Äthylpyren , 1,2-Benzpyren , 3,4-Benzpyrsn,
4,5-Benzpyrefl , Acetylpyran , 1, 4-Brompyren., Polyvinyl-
pyren und dgl.;
Anthrac en, Tetracen, Tetraphen, Perylen, Phenanthrene
2-Phenylnaphthalxn und dgl.;
Chrysene wie Chrysen , 2, 3-Benzochrysen , Picen,
Z3 Benzo-(b)-chrysen , Benzo-(c)-chrysen , Benzo-(g)-chrysen
und dgl.;
Phenylindol und dgl.;
aromatische heterocyclische Polyvinyl-Verbindungen wie Polyvinyltetracen, Polyvinylperylen, Polyvinyl-
aromatische heterocyclische Polyvinyl-Verbindungen wie Polyvinyltetracen, Polyvinylperylen, Polyvinyl-
pyren, Polyvinyltetraphen und dgl.; Polyacrylnitril und dgl.;
Fluoren, Fluorenon und dgl.;
Polyazophenylen und dgl.;
Fluoren, Fluorenon und dgl.;
Polyazophenylen und dgl.;
Pyrazolin-Derivate wie 2-Pyrazolin, Pyrazolin-
hydrochlorid, Pyrazolinpicrat, N-p-Tolylpyrazolin und
dgl.;
•09836/0805
Polyimidazopyrrolone Polyimidiftiidazopyrrolon und dgl.;
Polyimid» Polyimidoxazol, Polyamidobenimidäzol;. ' PoIyp-phenylen
und dgl.;
Erythrosin und dgl.;
2,4,-7-Trinitro-9-fluorenon (TNF), PVK:TNF, 2,4,5,7-Tetranitrofluorenon und dgl.; und Dinitroanthracen, Dinitroacridin, Tetracyanophyren, Dinitroanthraciiinon und dgl.
2,4,-7-Trinitro-9-fluorenon (TNF), PVK:TNF, 2,4,5,7-Tetranitrofluorenon und dgl.; und Dinitroanthracen, Dinitroacridin, Tetracyanophyren, Dinitroanthraciiinon und dgl.
In Fig. 1 kann eine in der Funktion der Ladungsdurchlaßschicht 104 gleichartige .Schicht zwischen der
Ladungsabgabeschicht 103 und dem Substrat 102 ausgebildet werden.
Die Dicke der Ladungsdurchlaßschicht 104 kann wahlweise in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften
der Schicht 104 und der Beziehung zu der Schicht 103 gewählt werden. Sie beträgt üblicherweise
5 bis 80 μπι und vorzugsweise 10 bis 50 μπι.
Im Fall eines Bildaufζeichnungsmaterials, bei dem
die Ladungsabgabeschicht 104 oder die Ladungsdurchlaßschicht 103 eine freie bzw. Außenfläche hat und
diese zur Ausbildung von Ladungsbilderη elektrisch
leitfähig gemacht wird, ist es vorteilhaft, eine Sperr- bzw. Haltleiterschicht zwischen dem Substrat 102 und
einer auf dem Substrat ausgebildeten Schicht eine Sperr- bzw. Halbleiterschicht anzuordnen, die auf
das elektrische Leitfähigmachen zur Ausbildung der Ladungsbilder hin die Injektion von Trägern aus dem
Substrat 102 her verhindert.
Materialien für eine derartige Sperrschicht können nach Belieben in Abhängigkeit von der Art des Substrats
102 und den elektrischen Eigenschaften einer auf dem a^ Substrat ausgebildeten Schicht gewählt werden»
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!Typische Materialien für die Sperrschicht sind 2/ Al3O3/ SiO, SiO2 oder ähnliche isolierende
anorganische Verbindungen, Polyäthylen, Polycarbonate Polyurethane, Poly-para-xylylen oder ähnliche isolierende
organische Verbindungen sowie Au, Ir, Pt, Rh, Pd, Mo und ähnliche Metalle.
Nach Fig. 2 ist ein elektrophotographisches Bildauf zeichnungs-Schichtmaterial 201 aus einer Deckschicht
205 mit einer freien bzw. Außenfläche 206, einer Ladungsabgabeschicht 204 aus a-Si:H, einer Ladungsdurchlaßschicht
203 aus einer organischen Verbindung und einem Substrat 202 aufgebaut, und zwar im wesentlichen auf
die gleiche Weise wie das Bildaufzeichnungsmaterial 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 verwendeten
elektrophotographischen Prozeß von einander verschieden. Wenn beispielsweise ein elektuophotographischer
Prozeß gemäß der US-PS 3 666 364 oder der US-PS 3 734 609 angewandt wird, ist die Deckschicht 2O5
isolierend, hat beim elektrischen Leitendmachen dine ausreichende Haltefähigkeit für elektrostatische
Ladung und eine Dicke, die größer als ein bestimmter Wert ist. Im Gegensatz dazu ist es im Falle eines
elektrophotographischen Prozesses wie des Carlson-Verfahrens hinsichtlich der Dicke der Deckschicht 2O5
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 Eigenschaften
aufgebracht und soll ferner die Ladungsabgabeschicht 204 und die Ladungsdurchlaßschicht 203 nicht
chemisch oder physikalisch beeinträchtigen, mit der
*" sie in Berührung steht; ferner wird die Deckschicht
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205 unter Berücksichtigung der elektrischen- Kontakt— eigenschaften und der Anhaftung in bezug auf die
mit ihr in Berührung stehende Schicht sowie der Widerstandsfähigkeit
gegenüber Feuchtigkeit und Abrieb sowie der Reinigungseigenschaften und dergleichen gewählt
.
Die Dicke der Deckschicht 205 wird wahlweise in Abhängigkeit von den erwünschten Eigenschaften
und der Art des verwendeten Materials bestimmt. Sie beträgt üblicherweise 0,5 bis 70 um.
Wenn die Deckschicht 205 eine Schutzfunktion haben
soll, beträgt ihre Dicke üblicherweise weniger als 10 μπι,
während ihre Dicke üblicherweise mehr als 10 μια 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 Prozesses
und dem Aufbau des elektrophotographischen Bildaufzeichnungsmaterials verändert werden, so daß daher die
Dicke 10 μπι nicht immer ein kritischer Wert ist.
Nach Fig. 3 hat ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial
301 ein Substrat 302, eine Ladungsabgabeschicht 303 und eine Ladungsdurchlaßschicht
on
3Ο4. Die Ladungsabgabeschicht 303 enthält eine Abwanderungs-
bzw. Sperrschicht 306, während die Schicht 304 eine freie bzw. Außenfläche 305 hat.
Das Bildaufzeichnungsmaterial 301 nach Fig. 3 ent-
spricht im wesentlichen dem Material 101 in Fig. 1 mit der Ausnahme, daß der Aufbau der Ladungsabgabeschicht
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von demjenigen der Ladungsabgabeschicht 103 verschieden ist. Die Sperrschicht 306 erzeugt bewegbare Träger,
wenn sie bei der Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen im Verlauf der Ausbildung elektrostatischer
Ladungsbilder auf dem Bildaufzeichnungsmaterial 301 mittels der elektromagnetischen Wellen bestrahlt wird.
Entweder das Substrat 302 oder die Schicht 304 sollte so ausgebildet sein, daß in Abhängigkeit von der Richtung,
aus welcher die elektromagnetischen Wellen auf das Bildaufzeichnungsmaterial 301 projiziert werden, zur
Bildung elektrostatischer Ladungsbilder mit im wesentlichen ausreichendem Kontrast genügend Träger in der
Sperrschicht 306 erzeugt werden, d. h., die elektromagnetischen Wellen die Sperrschicht 306 ausreichend
erreichen. In dieser Hinsicht sind die Verhältnisse gleichartig zu denjenigen bei dem Material nach Fig.
Hinsichtlich der Reihenfolge der Anordnung der Schichten 3O2, 303 und 304 besteht keine Einschränkung;
vielmehr kann diese Reihenfolge beispielsweise so verändert werden, daß die Schicht bzw. das Substrat
302 über der Schicht 304 liegt und die Schicht 303 eine Außenfläche hat. Wenn im Falle der letztgenannten
Schichtanordnungs-Reihenfolge die elektromagnetischen Wellen von der Schicht 303 her projiziert werden, ist
es nicht notwendig, im Hinblick auf das Antreffen der
elektromagnetischen Wellen an der Sperrschicht 3O6 der Schicht 304 und dem Substrat 302 besondere Beachtung
3" zu schenken. Wenn im Gegensatz dazu die elektromagnetischen
Wellen von der Seite des Substrats 302 her projiziert werden, müssen die Materialien für das Substrat
302 und die Schicht 304 sowie die Dicken der jeweiligen Schichten so gewählt werden, daß die elektromagnetischen
**J Wellen die Sperrschicht 3O6 in der Weise erreichen, daß
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-29- B 95,7 29
" 1 ausreichend Träger in der Sperrschicht 306 erzeugt
werden.
Die Sperrschicht 3O6 kann in der Ladungsabgabeschicht
3O3 dadurch ausgebildet werden, daB mindestens zwei Arten von a-Si:H gemäß (1) bis (5) gewählt werden
und die Schicht 303 in der Weise ausgebildet wird, daß die beiden verschiedenen Arten der Materialien
miteinander in Verbindung gebracht werden. Das heißt, die Sperrschicht 306 kann als Grenzbereich zwischen
einer i-a-Si:H-Schicht und einer p-a-Si:H-Schicht dadurch ausgebildet werden, daß auf dem Substrat 302
eine i-a-Si:H-Schicht mit den gewünschten Oberflächeneigenschaften ausgebildet wird und auf dieser i-Schicht
eine p-a-SiiH-Schicht-ausgebildet wird*
Nachstehend wird eine in bezug auf eine Sperrschicht 3O6 auf der Seite eines Substrats 302 gelegene
a-Si:H-Schicht als Innenschicht bezeichnet, während eine an der Seite der Außenfläche 305 gelegene Schicht
als Außenschicht bezeichnet wird. Das heißt, bei der Erzeugung der Ladungsabgabeschicht 303 in der Weise,
daß zwei unterschiedliche Arten von a-Si:H-Schichten
aufeinander geschichtet werden, wird die Sperrschicht 306 an dem Übergangsbereich bei der Verbindung zwischen
einer inneren und einer äußeren a-Si:H-Schicht gebildet.
In Normalzustand ist die Sperrschicht 306 in einem Zustand, bei dem freie Träger abgewandert sind? daher
zeigt die Abreicherungs- oder Sperrschicht 306 das Verhalten eines sog. eigenleitenden Halbleiters.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Bildaufzeichnungsmaterials
sind eine Innenschicht 307 und eine Außenschicht 308, die die Ladungsabgabeschicht 303 bilden,
aus gleichartigem- a-Si:H gebildet, so daß der Übergangs
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^ bereich (die Sperrschicht 306) ein homogener Obergang
ist und daher die Innenschicht 3O7 mit der Außenschicht 308 eine gute elektrische und optische Verbindung
bilden, wobei die Energiebänder der Innenschicht und der Außenschicht stoßfrei miteinander verbunden
sind. Ferner besteht in der Sperrschicht 306 ein elektrisches Eigen-Feld {Diffusionspotential)
(Steigung des Energiebands), wenn die Sperrschicht 306 ausgebildet wird. Auf diese Weise ist die Träger-
TO ausbildungs-Wirksamkeit verbessert und zusätzlich die
Wahrscheinlichkeit einer Wiederverbindung der ausgebildeten Träger verringert, d. h. die Quanten-Ausbeute
gesteigert, so daß ein schnelles Ansprechen auf Licht erzielt wird und die Ausbildung von Restladungen verhindert
wird.
Im Hinblick auf das Vorstehende bewirken die durch Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen wie
Licht in der Sperrschicht 306 erzeugten Träger eine vorteilhafte wirkungsvolle Ausbildung elektrostatischer
Ladungsbilder.
Das Bildaufzeichnungsmaterial wird an der Außenfläche
in der Weise elektrisch leitend gemacht, daß ■" bei der Ausbildung der elektrostatischen Ladungsbilder
eine Ladungspolarität erzeugt wird, die eine Gegenvorspannung an der Sperrschicht 306 hervorruft.
Wenn an die Sperrschicht diese Gegenvorspannung angelegt
wird, wird die Dicke der Sperrschicht 306 mit
einem Verhältnis von ungefähr dem Wurzelwert der an die Sperrschicht 306 angelegten Spannung gesteigert.
Beispielsweise ist bei einer hohen Spannung (von mehr
als 10 V/cm) die Dicke der Sperrschicht 306 im Vergleich zu der Dicke, bei der die Sperrschicht nicht
elektrisch leitfähig gemacht wird, das Mehrfache oder
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mehrere Zehnfache. Ferner wird durch das Anlegen der
Gegenvorspannung an die Sperrschicht 306 das durch den Übergang bzw. die Verbindung gebildete elektrische
Eigenleitungs-Feld (Diffusionspotential) steil gestaltet.
Dadurch wird die vorstehend beschriebene Wirkung ausgeprägter gestaltet.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsmaterials
sind gemäß den vorstehenden Ausführungen die Innenschicht 307 und die Äußenschicht 3O8 aus dem
gleichen Material gebildet, während die Sperrschicht 306 durch den übergang bzw. die Verbindung zwischen
der Innenschicht 307 und der Außenschicht 3O8 gebildet
ist? daher kann auf vorteilhafte Weise die ganze Ladungsabgabeschicht
303 mittels eines kontinuierlichen Herstellungsprozesses gebildet werden.
Die Dicke der Sperrschicht 306 kann durch den Unterschied der Fermi-Kante bzw. des elektrischen Potentials
vor cier Verbindung der Innenschicht 307 und der Außenschicht
308, die miteinander zu verbinden sind, und die Dielektrizitätskonstanten dieser Schichten, d. h.
die Konzentration der Verunreinigungen bestimmt werden, die in die Schicht eindotiert werden, um die zu verbindende
a-Si:H-Schicht auf die vorstehend genannte Art (1) bis (5) zu steuern. Im einzelnen kann durch
Steuerung der Verunreinigungs-Dotiermenge die Dicke von einige nm bis zu einigen jim verändert werden.
w Wenn gemäß den vorstehenden Ausführungen die Gegenvorspannung
angelegt wird, kann die Dicke der Sperrschicht. 306 so gesteigert werden, daß sie einige 1O nm
bis einige 10 um beträgt. Die Dicke der Sperrschicht
306 ändert sich daher in Abhängigkeit von dem Ausmaß
Λ „
der Gegenvorspannung.
S0983ß/Ü8ßS
Wenn jedoch eine Gegenvorspannung in Form eines starken elektrischen Felds an die Sperrschicht 306
angelegt wird, ist es notwendig, die Konzentration der Verunreinigungen sowie die anzulegende Spannung
gemäß folgendem in der Weise festzulegen, daß weder eine Tunnel-Bildung noch ein Lawinendurchbruch verursacht
wird. Das heißt, wenn die Konzentration an Verunreinigungen so hoch ist, daß selbst eine verhältnismäßig
niedrige Gegenvorspannung eine Tunnel-Bildung bzw. einen Lawinendurchbruch erzeugt, ist es nicht
möglich, eine ausreichende Erweiterung der Sperrschicht 306 (Verminderung der elektrischen Kapazität) und ein
ausreichendes elektrisches Feld an der Sperrschicht 306 zu erreichen.
Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial ist es die
Rolle der Sperrschicht 306, zur Erzeugung von Trägern elektromagnetische Wellen zu absorbieren; es ist daher
wünschenswert, zur Absorption der auf die Sperrschicht 306 auffallenden elektromagnetischen Wellen eine möglichst
dicke Schicht zu verwenden. Andererseits ist . die Stärke des in der Sperrschicht 3O6 je Dickeneinheit
ausgebildeten elektrischen Eigenleitungs-Felds, die einen wesentlichen Faktor bei der Verringerung der
Wiedervereinigungs- bzw. Rekombinations-Wahrscheinlichkeit der in der Sperrschicht 306 gebildeten Träger
darstellt, zur Dicke der Schicht umgekehrt proportional. Hinsichtlich dieses Gesichtspunkts ist daher eine
dünne Sperrschicht 306 vorzuziehen. 30
Im Hinblick auf das Vorstehende müssen daher zur zufriedenstellenden Erfüllung des Zwecks bei dem Bildaufzeichnungsmaterial
301 nach Fig. 3 die folgenden beiden Gesichtspunkte in Betracht gezogen werden: Die
"" Erzeugung der Träger durch Bestrahlung mit den elektro-
909836/0805
magnetischen Wellen erfolgt zum größten Teil in der Sperrschicht 306, so daß es notwendig ist, in Abhängigkeit
von der Einstrahlungsrichtung der elektromagnetischen Wellen auf das Aufzeichnungsmaterial 301 die
Innenschicht 307 oder die Außenschicht 308 in der Weise auszubilden, daß in der Sperrschicht zur Bildung elektrostatischer
Bilder mit ausreichendem Kontrast genügend Träger erzeugt werden, d. h., die elektromagnetischen
Einstrahlungs-Wellen in ausreichendem Ausmaß die Sperrschicht erreichen.
Im Falle der üblichen elektrophotographisehen
Bildaufzeichnungsmaterialien wird als elektromagnetische Wellen sichtbares Licht verwendet. Zur Erzielung des
vorstehend genannten Zwecks ist es daher notwendig, entweder die Innenschicht 307 oder die Außenschicht
308 als Schicht an der Seite der Einstrahlung der elektromagnetischen Wellen in der Weise auszubilden,
daß mindestens ein Teil der Sperrschicht 306 innerhalb eines Abstands von 500 nm von der Oberfläche der
Einstrahlungsseite für die elektromagnetischen Wellen an der Ladungsabgabeschicht 303 vorliegt, wenn sie
elektrisch leitfähig gemacht wird, und zwar deshalb, weil der Lichtabsorptionskoeffizient des a-Si:H für
einen Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm im Bereich
5 4-1
von 5 χ 10 bis 10 cm liegt.
von 5 χ 10 bis 10 cm liegt.
Da es ferner nur notwendig ist, die Sperrschicht
306 durch die Verbindung bzw. den Übergang zwischen
ou der Innenschicht 307 und der Äußenschicht 308 zu bilden,
ist im Hinblick auf die untere Grenze der Dicke der Ladungsabgabeschicht der Trägererzeugungs-Wirkungsgrad
in der Sperrschicht 306 in bezug auf eine Einstrahlungsmenge elektromagnetischer Wellen um so höher,
je dünner die Ladungsabgabeschicht ist. Daher ist eine dünne Ladungsabgabeschicht vorzuziehen, sofern
909836/0805
dafür ein Herstellungsverfahren verfügbar ist*
Wenn eine a-Si:H-Schicht auf p-Leitfähigkeit
(einschließlich ρ -Leitfähigkeit) oder n-Leitfähigkeit
(einschließlich η -Leitfähigkeit) gebracht wird,
ändert sich in Abhängigkeit von der Konzentration der Verunreinigungen der Durikelwiderstand in einem
großen Ausmaß, so daß aufgrund eines zu niedrigen Dunkelwiderstands die Schicht nicht für die Elektrophotographie
verwendet werden kann.
Der Grund dafür liegt darin, daß bei der Ausbildung der elektrostatischen Ladungsbilder bei einem zu geringen
Widerstand der Oberflächenwiderstand nicht dafür ausreicht, ein Ausweichen der elektrischen Ladung
in einer Quer-Richtung zu verhindern? daher können keine sehr feinstufigen Ladungsbilder erzielt werden;
ferner besteht kein Mengenunterschied zwischen thermisch erregten und durch Licht hervorgerufenen freien Trägern,
so daß daher keine elektrostatischen Ladungsbilder ausgebildet werden können. Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial
wird jedoch auch im Falle eines elektrophotographisehen
Bildaufzeichnungsmaterials mit einer Ladungsabgabeschicht als Außenfläche die Dicke der
Sperrschicht dadurch erweitert, daß an die Sperrschicht eine Gegenvorspannung angelegt wird. Dieser Umstand
bedeutet, daß freie Träger ausgestoßen werden, was zur Folge hat, daß selbst bei einem verhältnismäßig niedrigen
Widerstand der Außenschicht die Außenschicht in ihrer
^v Erscheinung sich wie ein hoher Widerstand verhält.
Ferner ergibt ein Laden in Richtung der Gegenvorspannung den Ausstoß freier Träger in der Außenschicht
in Richtung zur Oberfläche, wodurch eine gleichartige Ladung in der Außenschicht verursacht wird.
309836/0805
' Folglich kann als Material zur Bildung der Außenschicht
ein Material verwendet, das eine Erweiterungswirkung für einen Abreicherungs- oder Sperreffekt und
die Wirkung des Ausstoßens freier Träger gemäß der vorstehenden Erläuterung in den Ausmaßen ergibt, daß
zum Erreichen des Zwecks des Bildaufzeichnungsmaterials
diese Wirkungen selbst dann ausreichen, wenn das Material einen verhältnismäßig niedrigen elektrischen"
Widerstand hat und daher als ungeeignet angesehen ' 0 wurde.
Eine Schicht, die nicht an der Seite der Einstrahlung der elektromagnetischen Wellen liegt, d» h. entweder
die Innenschicht 307 oder die Äußenschicht 308
'5 fnämlich die in bezug auf die Sperrschicht 306 an der
der Einstrahlungsseite für die elektromagnetischen Wellen gegenüberliegenden Seite), kann in der Weise
ausgebildet werden, daß sie wirkungsvoll die in der Sperrschicht 306 erzeugten Ladungen transportiert
iK> und zusätzlich zur elektrischen Kapazität der Ladungsabgabeschicht
303 beiträgt.
Im Hinblick auf das Vorstehende wird in Anbetracht der Wirtschaftlichkeit einschließlich der
Herstellungskosten und der Herstellungszeit für das Bildaufzeichnungsmaterial eine derartige Schicht
üblicherweise in einer Dicke von 0,1 bis 1O μ,πι und
vorzugsweise von 0,1 bis 7 μΐη ausgebildet.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Bildaufzeichnungsmaterials
gezeigt, bei dem die Innenschicht 307 und die Außenschicht 308 aus Schichten mit unterschiedlichen
Arten des a-Si:H aus den Arten (1) bis (5) gebildet sind und zur Formung der Ladungsabgabeschicht
303 zusammengefaßt bzw. verbunden sind; die
909836/0805
Überlegenheit dieses Bildaufzeichnungsmaterials gegenüber
bekanntem Aufzeichnungsmaterial ist erläutert. Die vorstehend genannte Wahl erfolgt beispielsweise
unter Kombination aus p-Leitfähigkeit und i-Leitfähigkeit,
ρ -Leitfähigkeit und i-Leitfähigkeit, η -Leitfähigkeit
und i-Leitfähigkeit oder p-Leitfähigkeit und n-Leitfähigkeit.
Darüber hinaus kann ferner als Ausführungsbeispiel des Bildaufzeichnungsmaterials eine Ladungsabgabeschicht
aus der Verbindung von drei unterschiedlichen Arten von a-Si:H-Schichten zusammengesetzt sein,
die aus den Arten (1) bis (5) gewählt sind. Eine derartige Kombination kann von der Seite des Substrats
302 her beispielsweise p-i-n oder n-i-p sein. In
diesem.Fall sind in der einen Ladungsabgabeschicht zwei Abreicherungs- bzw. Sperrschichten".
In diesem Fall ist es möglich, ein starkes elektrisches Feld anzulegen, da an die aufgeteilten beiden
Sperrschichten ein elektrisches Feld hoher Stärke angelegt werden kann, so daß es dadurch möglich wird,
ein hohes Oberflächenpotential zu erzielen.
*■·* Wenn eine Ladungsabgabeschicht von der Substratseite
her einen Schichtaufbau p-i-n oder n-i-p hat, bestehen die folgenden Merkmale, wobei unterschiedliche
elektrophotographische Prozesse angewandt werden können: Die Injektion von Ladung in die Ladungsabgabeschicht
von dem Substrat her kann vermieden werden. Da es ferner möglich ist, die elektromagnetischen Wellen sowohl
von der Substratseite als auch von der Außenflächenseite her einzustrahlen, ist es möglich, beide Seiten
mittels des gleichen Bilds anzustrahlen oder durch
Bestrahlung mit unterschiedlichen Bildern ein System
909836/0805
zur gleichzeitigen überlagerung bzw. Addition zu schaffen. Weiterhin ist es möglich, zur Löschung
elektrostatischer Ladungsbilder von der Rückseite her zu bestrahlen (Bestrahlung von Substratseite her),
mittels eines später erläuterten NP-Systems von der Rückseite her zu bestrahlen (Beschleunigung einer
Ladungsinjektion von der Substratseite her) oder zur Steigerung der Beständigkeit von der Rückseite
her zu bestrahlen.
Nach Fig. 4 hat ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial 401 eine Deckschicht 405
mit einer Außenfläche 406, ein Substrat 402, eine Ladungstransport- bzw. Ladungsdurchlaßschicht 403 und
eine Ladungserzeugungs- bzw. Ladungsabgabeschicht aus einer Innenschicht 408, einer Außenschicht 409
und einer Sperrschicht 407 in dieser Schicht.
Das Bildaufzeichnungsmaterial 401 entspricht mit
^O Ausnahme der Deckschicht dem Bildaufzeichnungsmaterial
301 in Fig» 3»
Bei dem Bildaufzeichnungsmaterial mit der Sperrschicht
in der Ladungsabgabeschicht gemäß der Darstellung -" in den Fig. 3 und 4 kann die Konzentration der Verunreinigungsdotierung
der a-Si:H-Schichten der Art (1) bis (5} entsprechen, die dann gemäß den vorstehenden
Ausführungen eine Innenschicht und eine Äußenschicht bilden. Zur Ausbildung einer besonders wirksamen Sperr-
schicht sind Ka und Nd vorzugsweise so zu wählen, daß
der Wert - . -
. / NaNd
V Na+Nd
V Na+Nd
in der Ladungsabgabeschicht innerhalb des folgenden
909836/080S
Bereichs liegt:
Bei Anlegen einer bestimmten Gegenvorspannung oder Sperrvorspannung an die Sperrschicht wird die obere
Grenze des Werts so bestimmt, daß weder eine Tunnel-Wirkung noch ein Lawinen-Durchbruch auftritt, Üblicher-
1 8 —^ weise beträgt der Wert ungefähr 10 cm Als untere
Grenze entspricht der Wert üblicherweise der Anzahl der freien Verbindungen in dem Si je Volumeneinheit
in der Ladungsabgabeschicht, nämlich N, wobei der Wert vorzugsweise einen halben Stellenwert größer als
N ist " und am besten einen Stellenwert höher liegt.
Weitere Ausführungsbeispiele des Bildaufzeichnungsmaterials
sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt.
In Fig. 5 entspricht ein elektrophotographisches Bildaufzeichnungsmaterial 501 im wesentlichen dem
Bildaufzeichnungsmaterial 3O1 in Fig. 3 mit der Ausnahme, daß keine Ladungsdurchgangsschicht vorgesehen
ist.
Das Bildaufzeichnungsmaterial 501 besteht aus einem
^*5 Substrat 502 und einer aus a-Si:H gebildeten Ladungsabgabeschicht
503. Die Ladungsabgabeschicht 503 hat eine Außenfläche 504, auf der Bilder ausgebildet werden,
und enthält eine Sperrschicht 505.
Hierbei sind eine Innenschicht 506 und eine Außenschicht
507 gemäß den Erläuterungen bei Fig. 3 in bezug auf das Bildaufzeichnungsmaterial 301 aus a-Si:H zusammengesetzt,
das aus den Arten (1) bis (5) gewählt ist.
909836/0805
Nach Fig. 6 entspricht ein Bildaufzeichnungsmaterial
601 im wesentlichen, dem Bildaufzeichnungsmaterial 501
hinsichtlich des Schichtenaufbaus und der Schichtenausbildungs-Materialien
mit der Ausnahme, daß eine der Deckschicht 405 in Fig. 4 gleichartige Deckschicht
6O7 auf einer Ladungsabgabeschicht 603 ausgebildet ist, d. h. , das Bildaufzeichnungsmaterial 601 aus
einem Substrat 602, der Ladungsabgabeschicht 603, Inder eine Innenschicht 605 und eine Äußenschicht 6O6
miteinander zur Bildung einer Sperrschicht 604 verbunden sind, und der vorstehend genannten Deckschicht
besteht.
Die Ladungsabgabeschicht der elektrophotographischen Bildaufzeichnungsmaterialien kann durch Glimm- bzw.
Korona-Entladung oder Aufsprühen hergestellt werden.
In Fig. 7 ist eine Apparatur zur Erzeugung einer
Ladungsabgabeschicht durch Aufsprühen gezeigt. 20
Eine Ablagerungskammer 701 enthält ein Substrat
702, das an einem elektrisch von der Ablagerungskammer 701 isolierten leitenden Befestigungselement 703 befestigt
ist. Auf dem Substrat 702 wird eine Ladungsabgabeschicht 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— on
stehenden Lage eine Polykristall- oder Einzelkristall-Silizium-Gegenelektrode
bzw. ein Target 705 an einer Aufsprüh-Elektrode 70b angebracht.
Zwischen das Befestigungselement 703, an dem das
35
909836/0805
Substrat 702 angebracht ist, und die Silizium-Gegenelektrode
705 wird mittels einer Hochfrequenz-Stromversorgung 734 eine Hochfrequenz-Spannung angelegt.
Mit der Ablagerungskammer 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 Äblagerungskammer 701 eingeführt werden.
Der Gasdruckbehälter 707 enthält H2, das in die
Ablagerungskammer 701 eingeleitet werden kann, um durch Aufsprühen mittels der Silizium-Gegenelektrode
705 auf dem Substrat 702 a-Si:H abzulagern.
Der Gasdruckbehälter 708 enthält atmosphärisches Gas, das zum Herbeiführen des Aufsprühens in die
Ablagerungskammer 701 eingeleitet wird. 20
Die Gasdruckbehälter 709 und 710 enthalten gasförmige Stoffe zur Einführung von Verunreinigungen
in die a-Si:H-Schicht, um damit die Schicht auf eine der Arten (1) bis (5) einzusteuern, also beispielsweise
PH.,, Ρ-,Η., B„H,, AsH^. oder dergleichen.
Unter Verwendung der Apparatur gemäß Fig. 7 kann auf dem Substrat 702 eine a-Si:H-Schicht ausgebildet
werden. Zum Evakuieren der Ablagerungskammer 701 durch Absaugen von Luft in Richtung des Pfeils B wird zunächst
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 Ablagerungskammer 701
auf einen vorbestimmten Vakuumwert gebracht wird.
909836/0305
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 gewöhnlich 50 bis
350 0C und vorzugsweise 100 bis 200 0C. Diese Substrattemperatur
beeinflußt die Wachsgeschwindigkeit der Schicht, den Aufbau der Schicht und das Vorhandensein
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—
•5 sprechend dem Wachsen der a-SisH-Schicht gesteigert
oder abgesenkt werden. Beispielsweise wird in einem Anfangszustand der Ausbildung einer a-SisH-Schicht
die Substrattemperatur auf einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur T.. 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 T1
auf eine über dieser Temperatur liegende Temperatur T7 angehoben wird, wonach dann in einer Abschluß-
ÄJ stufe der Ausbildung der a-Si;H-Schicht die Substrattexnperafcur
von der Temperatur Tp auf eine darunterliegende Temperatur T3 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-SisH
geringer als diejenige anderer Materialien wie Se
oder dergleichen ist, ist in Betracht zu ziehen, daß
8Q.S836/Q8ÜS
- 42 - B 9517
» während des Zunehmens der Schichtdicke das bei der
Änfangsstufe ausgebildete a-Si:H (nahe dem Substrat)
seine Eigenschaften bei der Anfangsstufe während des
AusbiIdungsVorgangs ändert. Daher ist es zur Erzielung
einer a-SirH-Schicht mit in Richtung ihrer Dicke gleichförmigen Eigenschaften anzustreben, die Substrattemperatur
vom Beginn an zum Ende der Schichtausbildung hin anzuheben.
Dieser Substrattemperatur-Steuervorgang kann auch im Falle eines Glimmentladungsverfahrens verwendet
werden.
Nachdem ermittelt wird, daß das Substrat 7O2 auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt worden ist,
werden die Eingangsventile 711 bis 714, die Ausgangsventile
719 bis 722 und das Zusatzventil 723 geschlossen.
^■" Unter überwachung eines Ausgangsdruckmessers
731 wird ein Ventil 72 7 allmählich geöffnet, um den Ausgangsdruck des Gasdruckbehälters 708 auf einen
vorbestimmten Druck zu regeln, wonach dann das Eingangsventil 712 voll geöffnet wird, damit Atmospiiären-
■" gas wie Ar-Gas in den Durchflußmesser 716 fließt,
und ferner das Zusatzventil 723 geöffnet, wonach dann unter Einstellung des Hauptventils 724 und des Ausgangsventils
720 das Atmosphärengas in die Ablagerungskammer 701 eingeführt wird und diese auf einem vorbestimmten
Vakuumwert gehalten wird.
Danach wird unter Beobachtung eines Ausgangsdruckmessers
730 ein Ventil 726 allmählich geöffnet, um den Ausgangsdruck des Gasdruckbehälters 707 zu regeln.
Dann wird das Eingangsventil 711 voll geöffnet, damit
909836/0805
- 43 - B 9517
ι das B~-Gas über den Durchflußmesser 715 strömt, wonach
dann das H2~Gas in die Ablagerungskammer 701 eingeleitet
wird, wobei das Hauptventil 724 und das Ausgangsventil 719 gesteuert werden, um ein vorbestimmtes
Vakuum einzuhalten. Wenn es nicht notwendig ist, in eine auf dem Substrat 702 ausgebildete a-Si:H-Schicht
weiteres H^ einzulagern, kann die Einleitung des H^-
Gases in die Ablagerungskaromer 701 entfallen.
Die Durchflußleistung eines Atmosphären- bzw. ümgebungsgases wie H2, Ar oder dergleichen in die
Ablagerungskamraer wird in der Weise bestimmt, daß eine a-Si:H-Schicht mit den gewünschten Eigenschaften
entsteht. Wenn beispielsweise Atmosphären-Gas und H^-Gas miteinander gemischt werden, beträgt der
Druck der Gasmischung in der Ablagerungskammer
— 3 —1
üblicherweise 10 bis 10 Torr und vorzugsweise
üblicherweise 10 bis 10 Torr und vorzugsweise
—3 -ο
5 χ 1O bis 3 χ 10 Torr. Das Ar-Gas kann durch
ein Edelgas wie He ersetzt werden. 20
Wenn es nicht notwendig ist, eine a-Si:H-Schicht mit Verunreinigungen zu dotieren, wird nach Einleiten
des Atmosphären-Gases und des H2-Gases oder des Atmosphären-Gases
in die Ablagerungskammer 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-Stromversorgungsquelle
734 eine Hochfrequenz-Spannung einer vorbestimmten on
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 Silizium-Gegenelektrode absprühen.
35
35
909836/0805
Wenn in die auszubildende a-Si:Η-Schicht Verunreinigungen
einzulagern sind, wird bei der Ausbildung der Schicht Ausgangsmaterial-Gas zur Bildung der Verunreinigungen
aus dem Gasdruckbehälter 709 oder 710 in die Äblagerungskammer 701 eingeleitet.
Falls das Bildaufzeichnungsmaterial den in den
Fig. 1 und 2 gezeigten Schichtenaufbau hat, wird auf die vorstehend beschriebene Weise die Ladungsabgabeschicht
ausgebildet.
Falls das Bildaufzeichnungsmaterial eine Sperrschicht
in der Ladungsabgabeschicht gemäß der Darstellung in den Fig. 3 bis 6 hat, wird die Ladungsabgabeschicht
■5 auf die nachstehend beschriebene Weise ausgebildet.
Wie schon beschrieben wurde, wird auf dem Substrat 702 in einer vorbestimmten Dicke eine Innenschicht
ausgebildet, wonach dann zur Fertigstellung der ganzen Schichtung der Ladungsabgabeschicht eine Außenschicht
auf die nachstehend beschriebene Weise ausgebildet wird.
Beispielsweise wird im Falle der Ausbildung eines ■" Innenschicht in der Weise, daß nur H2 -GaS aus dem
Gasdruckbehälter 707 und ein Atmosphären-Gases aus dem Gasdruckbehälter 708 in die Ablagerungskammer 701
eingeleitet wird, eine Außenschicht in einer von der Art der Innenschicht verschiedenen Art dadurch erzeugt,
daß in die Ablagerungskammer 701 H2-GaS, das Atmosphären-Gas
und ein Ausgangsmaterial-Gas für Verunreinigungen aus dem Druckbehälter 709 oder 710 eingeleitet
wird.
Als weiteres Beispiel wird in dem Fall, daß eine
909836/0805
Innenschicht dadurch ausgebildet wird, daß beispielsweise ein Gemisch aus H„-Gasf einem Atmosphären-Gas
und einem Ausgangsmaterial-Gas für Verunreinigungen in die Ablagerungskammer 701 eingeleitet wird, eine
Außenschicht in einer von der Art der Innenschicht verschiedenen Art dadurch ausgebildet, daß ein Gemisch
von H^-Gas und dem Atmosphären-Gas oder ein Gemisch von H^-Gas, dem Atmosphären-Gas und einem Ausgangsmaterial-Gas
für Verunreinigungen aus dem Gasdruckbehälter 710 -in die Ablagerungskammer 701 eingeleitet
wird.
Als weiteres Beispiel wird in dem Fall, daß eine Innenschicht dadurch gebildet wirdf daß H„-Gas,
^5 ein Atmosphären-Gas und ein Äusgangsmaterial-Gas
für Verunreinigungen aus dem Gasdruckbehälter 709 in die Ablagerungskammer 701 eingeleitet wird, eine
Außenschicht durch Einleiten der schon zuvor verwendeten Gase mit der Ausnahme gebildet,, daß die eingeleitete
Menge des Ausgangsmaterial-Gases für die Verunreinigungen in die Ablagerungskammer 7O1 je Zeiteinheit von derjenigen bei dem vorangehenden Vorgang unterschiedlich
ist«
·" Durch Ausbildung einer Innenschicht und einer
Außenschicht wird an dem Übergangs- bzx-j. Grenzbereich
zwischen der Innenschicht und der Außenschicht sine Sperrschicht gebildetf wodurch eine Ladungsabgabeschicht
des elektrophotographischen Bildauf-
Zeichnungsmaterials gebildet wird«,
Wenn eine Ladungsabgabeschicht mit zwei Sperrschichten
wie beispielsweise ein Sciiiehtaufbau p-i-n,
ein Schichtaufbau ρ -p-n, ein Schichtaufbau n-p-i oder
35
909836/O8OS
- 46 - B 9517
ι dergleichen erwünscht istf kann die Ladungsabgabeschicht
durch geeignete Wahl der vorstehend genannten drei Verfahren erzeugt werden.
Anhand der Fig. 7 ist ein Aufsprühverfahren mit
Entladung in einem elektrischen Hochfrequenz-Feld beschrieben,
jedoch kann in gleicher Weise ein Aufsprühverfahren mit Entladung in einem elektrischen Gleichstrom-Feld
angewandt werden.
Bei dem Aufsprühverfahren unter Anlegen einer
Hochfrequenz-Spannung beträgt die Frequenz üblicherweise 0,2 bis 30 MHz und vorzugsweise 5 bis 20 MHz,
während die Entladestrom-Dichte üblicherweise 0,1
T5 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.
20
20
Bei Verwendung des AufSprühverfahrens ist die
Wachsgeschwindigkeit einer a-Si;H-Schicht hauptsächlich durch die Substrattemperatur und die Entladungsbedingungen
bestimmt und bildet einen Faktor, der die physikalischen Eigenschaften der ausgebildeten Schicht
beeinflußt. Die Wachsgeschwindigkeit einer a-Si:H-Schicht
für das Bildaufzeichnungsmaterial beträgt üblicherweise
0,05 bis 1O nm/s und vorzugsweise 0,1 bis 5 nm/s.
ou Auf eine einem Glimmentladungsverfahren ähnliche
Weise kann auch eine durch Dotierung mit Verunreinigungen
ausgebildete a-Si:H-Schicht entsprechend dem Aufsprühverfahren auf η-Leitfähigkeit oder p-Leitfähig-
keit eingestellt werden.
35
35
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- 47 - B 95i7
OQQg 1 O*3 Das Verfahren zur Einführung von Verunreinigungen
ist sowohl bei dem Aufsprühverfahren als auch bei einem
Gliiranentladungsverfahren das Gleiche. Beispielsweise werden bei der Ausbildung einer a-SisH-Schicht in die
Ablagerungskammer 701 PH3, P2 H4' B2H6 oder ähnliche
Verbindungen in gasförmigen Zustand eingeleitet, wodurch die Schicht mit P oder B als Verunreinigung dotiert
wird. Eine Verunreinigung kann in eine ausgebildete a-Si:H-Schicht auch durch Ionenimplantation eingegliedert
werden.
Die Fig. 8 zeigt eine Glimmentladungs-Ablagerungsapparatur
zur Erzeugung einer a-Si:H-Schicht durch ein kapazitives Glimmentladungsverfahren.
Eine Glimmentladungs-Ablagerungskammer 801 enthält ein Substrat 802 zur Ausbildung einer a-SisH-Schicht
auf demselben, das an einem Befestigungselement 803 befestigt ist. Unterhalb des Substrats 8O2 ist
zn dessen Aufheizung ein Heizelement 804 angeordnet.
An dem oberen Teil der Ablagerungskammer 801 sind Kapazitäts-Elektroden 806-1 und 806-2 aufgewickelt,
die mit einer Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle verbunden sind. Wenn die Stromversorgungsquelle 8O5
eingeschaltet wird, wird an die Elektroden 806-1 und 806-2 Hochfrequenz angelegt, die eine Glimmentladung
in der Ablagerungskammer 801 bewirkt. Der obere Bereich der Ablagerungskammer 801 ist mit einem Gaseinführungskanal
verbunden, über den ein Gas aus einem
ου Gasdruckbehälter 807, 808 oder 809 in die Ablagerungskammer
801 eingeleitet wird. Zur Erfassung der Durchflußmenge eines Gases werden Durchflußmesser 810,
oder 812 verwendet, während zur Durchflußsteuerung
Ventile 813, 814 und 815, Ventile 816, 817 und 818
sowie ein Zusatzventil 819 vorgesehen sind.
909836/0808
- 48 - B 9517
2 Q η ο ιοο
Der untere Abschnitt der Äblagerungskammer 8Ο1
ist über ein Hauptventil 820 mit einer (nicht gezeigten) Absaugvorrichtung verbunden. Ein Ventil 821 wird dafür
verwendet, das Vakuum in der Äblagerungskammer 801 aufzuheben.
Unter Verwendung der Glimmentladungs-Ablagerungsapparatur nach Fig. 8 kann auf einem Substrat 8Ο2 eine
a-Si:H-Schicht mit gewünschten Eigenschaften gemäß
Nachstehendem erzeugt werden:
Ein einer besonderen Reinigungsbehandlung unterzogenes Substrat 802 -,vird mit der gereinigten Oberfläche
nach oben gerichtet an dem Befestigungselement befestigt oder es wird an dem Befestigungselement
ein Substrat 802 befestigt, das eine aus einer organischen Verbindung bestehende Ladungsdurchlaßschicht
trägt.
Die Oberfläche des Substrats 802 kann folgendermaßen gereinigt werden: als eine Art chemische Behandlung
mit einem Alkali oder einer Säure oder aber durch Anordnung eines zu einem gewissen Ausmaß gereinigten
Substrats in der Ablagerungskammer 801 in einer feststehenden Lage und Anwendung von Glimmentladung.
In letzterem Fall kann das Reinigen des Substrats und die Ausbildung einer a-Si:H-Schicht in dem gleichen
System ohne Aufhebung des Vakuums ausgeführt werden, wodurch vermieden werden kann, daß Schmutzteilchen
oder Verunreinigungen an der gereinigten Fläche anhaften. Nach Befestigung des Substrats 802 an dem Befestigungselement
803 wird das Hauptventil 820 voll geöffnet, um die Ablagerungskammer 801 zu evakuieren
und dabei den Druck auf ungefähr 10 Torr herabzusetzen.
Danach beginnt das Heizelement 804 das Substrat 802
909836/0805
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ι 290812:
bis zu einer vorbestimmten Temperatur aufzuheizen,
die beibehalten wird. Dann wird das Zusatzventil 819 voll geöffnet, wonach das Ventil 816 für den Gasdruckbehälter
807 und das Ventil 817 für den Gasdruckbehälter 808 voll geöffnet werden. Der Gasdruckbehälter
807 enthält beispielsweise ein Zusatz- oder Verdünnungsgas wie Ar, während der Gasdruckbehälter 808
ein Gas zur Ausbildung des a-Si:H, wie beispielsweise
ein Silizium-Hydrid-Gas wie SiH4,. Si2H,, Si4H10 oder
ein Gemisch aus diesen Gasen enthält. Der Gasdruckbehälter 8O9 kann nach Wunsch zur Speicherung eines
Gases verwendet werden, mit dem das Einlagern von Verunreinigungen in eine a-Si:H-Schicht möglich ist,
wie beispielsweise von PH3, p?H4f B2H6 oc^er dergleichen.
Die Durchflußgeschwindigkeits-Steuer-Ventile 813 und 814 werden unter Beobachtung der Durchflußmesser
810 und 811 allmählich geöffnet, um das Verdünnungsgas wie beispielsweise Ar und das das a-Si:H bildende
Gas i-iie beispielsweise SiH. in die Äblagerungskammer
801 einzuleiten. Das Verdünnungsgas ist nicht immer
g,, so daß vielmehr allein SiH^ in das System
eingeleitet werden kann. Wenn Ar-Gas mit einem Gas zur Ausbildung des a-Si:H wie beispielsweise SiH*
gemischt wird und dann eingeführt wirdf wird das Men-
genverhältnis in Abhängigkeit von einem jeweiligen
Zustand festgelegt. Üblicherweise ist der Anteil des
Gases zur Ausbildung des a-Si;H größer als 10 VoI»-%
in besag auf das Verdünnungsgas. Als Verdünnungsgas
kann anstelle von Ar ein Edelgas wie beispielsweise 30
tie verwendet lierden. Wenn die Gase aus den Druckbehältern
807 und 808 in die Äblagerungskammer 801
eingeleitet werden, wird das Hauptventil 820 so geregelt,
daß ein bestimmter- Vakuumwert von üblicherweise
— 12
10 bis 3 Torr für ein a-SirH-Schicht-Bildungsgas eingehalten wird. Danach wird an die Elektroden 806-1
10 bis 3 Torr für ein a-SirH-Schicht-Bildungsgas eingehalten wird. Danach wird an die Elektroden 806-1
9098367 0'80S
- 50 - B 9517
• und 806-2 eine Hochfrequenz-Spannung mit beispielsweise
0,2 bis 30 MHz aus der Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
805 angelegt, um eine Glimmentladung in der Ablagerungskammer 801 herbeizuführen? dadurch wird das
Si-HN zerlegt, so daß a-Si:H zur Bildung einer Schicht
auf dem Substrat 802 abgelagert wird.
In eine auszubildende a-Si:H-Schicht können Verunreinigungen dadurch eingelagert werden, daß bei der
Ausbildung einer photoleitfähigen a-Si:H-Schicht in die Ablagerungskammer 801 ein Gas aus dem Druckbehälter
8Ο9 eingeleitet wird. Durch Steuerung des Ventils kann die aus dem Druckbehälter 809 in die Äblagerungskainmer
801 eingeleitete Gasmenge gesteuert werden.
Daher kann die in die a-Si:H-Schicht eingelagerte Verunreinigungsmenge nach Belieben gesteuert werden,
wobei zusätzlich die Menge auch in Richtung der Dicke der Schicht verändert werden kann.
Bei der Glimmentladungs-Ablagerungsapparatur nach Fig. 8 wird ein kapazitives Hochfrequenz-Glimmentladungs-Verfahren
angewandt; anstelle dieses Verfahrens kann jedoch auch ein induktives Hochfrequenz-Glimmentladungsverfahren
oder ein Gleichrichtungs-Glimmentladungsverfahren verwendet werden. Die Elektroden für die
Glimmentladung können innerhalb oder außerhalb der Äblagerungskainmer 801 angeordnet sein.
Zur wirkungsvollen Durchführung der Glimmentladung
in einer kapazitiven Glimmentladungs-Apparatur gemäß der Darstellung in Fig. 8 beträgt die Stromdichte
üblicherweise 0,1 bis 10 mA/cin2 , 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
80983B/0805
- 51- B 9517
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 Apparatur beträgt die Temperatur
des Substrats üblicherweise 50 bis 350 0C und vorzugsweise
100 bis 200 0C, um eine a-Si:H~Schicht mit den gewünschten Eigenschaften für die Elektrophotographie
■jO zu erhalten. Ferner kann zur Erzeugung gewünschter
Eigenschaften die Substrattemperatur kontinuierlich oder in Schichten oder Chargen verändert werden.
Die Fig. 9 zeigt schematisch eine Glimmentladungs-Ablagerungsapparatur
zur Erzeugung einer Ladungsabgabeschicht durch induktive Glimmentladung.
Eine Glimmentladungs-Ablagerungskammer 901 enthält ein Substrat 902, auf dem eine a-Si:H-Schicht auszubilden
ist. Das Substrat 902 ist an einem Befestigungselement
903 befestigt. Unterhalb des Substrats 902 ist zu dessen Erwärmung ein Heizelement 904 angeordnet.
Um den oberen Bereich der Ablagerungskammer 901 herum
ist eine mit einer Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 verbundene Induktionsspule 906 gewickelt. Wenn
die Stromversorgungsquelle 905 eingeschaltet wird, bewirken an die Spule 906 angelegte Hochfrequenzwellen
eine Glimmentladung in der Ablagerungskammer 901. Der obere Teil der Ablagerungskammer 901 ist an ein
Gaseinführungsrohr angeschlossen, mit dem nach Erfordernis Gase aus Gas-Druckbehältern 907, 908 oder 9O9
zugeführt werden können. Das Gaseinführungsrohr ist mit Durchflußmessern 91O, 911 und 912, Eingangsventilen
913, 914 und 915, Ausgangsventilen 916, 917 und und einem Zusatzventil 919 verbunden.
909836/0805
- 52 - B 9517
Der untere Abschnitt der Ablagerungskammer 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
Ablagerungskammer 901 aufzuheben.
Unter Verwendung der Glimmentladungs-Ablagerungsapparatur nach Fig. 9 wird auf dem Substrat 902 eine
a-Si:H-Schicht mit gewünschten Eigenschaften ausgebildet.
Ein gereinigtes Substrat 902 wird mit der gereinigten Oberfläche nach oben zu gerichtet an dem Befestigungselement
903 befestigt. Nach Befestigung des Substrats 902 an dem Befestigungselement 903 wird die Ablagerungskammer
901 durch volles Öffnen des Hauptventils 920 in Richtung des Pfeils A evakuiert, wodurch der
Druck in dem System auf ungefähr 10 Torr herabgesetzt wird.
Danach werden das Zusatzventil 919, die Ausgangsventile
916, 917 und 918 und die Eingangsventile 913,
914 und 915 voll geöffnet, wodurch im weiteren die Durchflußmesser 91O, 911 und 912 evakuiert werden.
Dann werden, nachdem die Ablagerungskammer 901 einen vorbestimmten Vakuumwert erreicht hat, das Zusatzventil
919, die Eingangsventile 913, 914 und 915 und die Ausgangsventile
916, 917 und 918 geschlossen, wonach das
Heizelement 904 eingeschaltet wird, um das Substrat on
902 auf eine vorbestimmte Temperatur aufzuheizen und die Temperatur dann beizubehalten. Der Gasdruckbehälter
907 enthält ein Gas zur Ausbildung des a-Si:H, wie beispielsweise SiH., Si2Hg, Si4H10 oder Gemische derselben.
Die Gasdruckbehälter 908 und 909 enthalten Gase zur Dotierung einer a-Si:H-Schicht mit Verunreini-
909836/0805
• gungen zur Einsteuerung der Schicht auf eine Leitfähigkeit
der Arten (1) bis (5). Derartige Gase sind
beispielsweise PH3, P2 H4' B2H6' ÄsH3 oder dergleichen.
Nach der Feststellung, 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 vorbestimmten
Druck geregelt, wonach das Eingangsventil 913
allmählich geöffnet wird, um in dem Durchflußmesser 910 einen Gasstrom eines Gases zur Ausbildung von
a-Si:H wie beispielsweise von SiH4 oder dergleichen
zu erzeugen. Das Zusatzventil 919 wird zu einer vorbestimmten
Stellung geöffnet, wonach unter Überwachung eines Pirani-Druckmessers 927 das Äusgangsventil 916
allmählich geöffnet wird, um eine Durchflußgeschwindigkeit
von der Ablagerungskammer 901 aus dem Gasdruckbehälter 907 zugeführten Gas einzustellen. Wenn es
nicht notwendig ist, die ausgebildete a-Si;H-Schicht
mit Verunreinigungen zu dotieren, wird bei der Einführung eines Gases zur Ausbildung des a-SisH in die
Äblagerungskammer 9Ο1 aus dem Gasdruckbehälter 907 das Hauptventil 920 unter Beobachtung des Pirani-Druckmessers
927 gesteuert,, um einen vorbestimmten Vakuum-
_2
wert von üblicherweise 10 bis 3 Torr als Gasdruck bei der Ausbildung der a-SisH-Schicht zu erzielen.
Danach wird der um die Ablagerungskammer 901
gewickelten Induktions-Spule 906 aus der Hochfrequenz-
Stromversorgungsquelle 905 Hochfrequenzleistung mit
einer vorbestimmten Hochfrequenz fvon üblicherweise 0,2 bis 30 MHz) zugeführt,, um in der Ablagerungskammer
901 eine Glimmentladung herbeizuführen und dadurch das Gas zur Ausbildung des a-Si:H wie beispielsweise
SiH. zu zerlegen, um damit auf dem Substrat 902 eine
90933SZOSOS
a-Si:H-Schicht zu bilden.
Wenn in die a-Si:H-Schicht Verunreinigungen eingelagert werden sollen, wird bei der Ausbildung
der Schicht ein Gas zur Bildung der Verunreinigungen aus dem Gasdruckbehälter 908 oder 909 in die Ablagerungskammer
901 eingeleitet.
Eine Ladungsabgabeschicht eines Bildaufzeichnungsmaterials
gemäß der Darstellung in Fig. 1 oder 2 kann auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt
werden.
Bildaufzeichnungsmaterialien mit einer Sperrschicht in einer Ladungsabgabeschicht gemäß der Darstellung
in den Fig. 3 bis 6 können nach folgenden Verfahren hergestellt werden:
Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird auf dem Substrat 902 eine Innenschicht einer vorbestimmten
Dicke ausgebildet,- wonach dann zur Fertigstellung der ganzen Schichtung einer Ladungsabgabeschicht eine Außenschicht
auf die nachstehend gezeigte Weise ausgebildet wird.
25
25
Falls beispielsweise eine Innenschicht dadurch ausgebildet wird, daß nur Gas zur Ausbildung des a—Si:H
aus dem Gasdruckbehälter 907 in die Ablagerungskammer 901 eingeführt wird, wird eine Außenschicht einer
von der Art der Innenschicht unterschiedlichen Art dadurch hergestellt, daß ein Gas zur Ausbildung des
a-Si:H aus dem Druckbehälter 907 und ein Ausgangsmaterial-Gas für Verunreinigungen aus dem Gasdruckbehälter
908 oder 909 in die Ablagerungskammer 901
eingeleitet wird.
909836/C805
- 55 - B 9517
Falls als weiteres Beispiel die Innenschicht dadurch ausgebildet wird, daß ein Gas zur Ausbildung
des a-Si:H aus dem Gasdruckbehälter 907 und ein Ausgangsmaterial-Gas
für Verunreinigungen aus dem Driackbehälter
908 in die Ablagerungskammer 901 eingeleitet wird, wird eine Außenschicht mit einer von der Art der
Innenschicht unterschiedlichen Art dadurch ausgebildet,
daß ein Gas zur Ausbildung des a-Si:H aus dem Gasdruckbehälter 907 oder ein Gemisch aus dem Gas zur Ausbildung
des a-Si:H sowie einem Ausgangsmaterial-Gas für Verunreinigungen aus dem Gasdruckbehälter 909 in die
Ablagerungskammer 901 eingeleitet wird.
Als weiteres Beispiel wird in dem Pallf daß eine
Schicht durch Einleiten eines Gemisches aus einem Gas zur Ausbildung des a-Si:H aus dem Druckbehälter
907 und beispielsweise einem Ausgangsmaterial-Gas für Verunreinigungen aus dem Druckbehälter 9Ο8 in die
Ablagerungskammer 901 eingeleitet wird, eine Außenschicht dadurch gebildet, daß ein Gemisch eingeleitet
wird, das dem vorstehend genannten mit der Ausnahme entspricht, daß das Mengenverhältnis des Gases zur
Ausbildung des a-Si:H und des Gases für die Verunreinigungen von dem vorangehend verwendeten unterschiedlieh
ist.
Durch Ausbildung einer Innenschicht und einer Außenschicht
wird am Verbindungs- bzw. tibergangsbereich zwischen diesen Schichten eine Sperrschicht ausgebildet.
Wenn eine Ladungsabgabeschicht mit zwei Sperrschichten
wie beispielsweise ein Schichtenaufbau p-i-n, ein Schichtenaufbau p-n-i, ein Schichtenaufbau n-i-p oder
dergleichen erwünscht ist, kann die Ladungsabgabeschicht durch geeignete Wahl der vorstehend genannten
drei Verfahren hergestellt werden.
S09836/08Q5
Bei der Apparatur nach Fig. 9 hängen die Eigenschaften 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 0C und vorzugsweise 100 bis 200 0C, um damit eine a-Si:H-Schicht zu erzielen, die
für die Elektrophotographie erwünschte Eigenschaften hat. Ferner kann zur Erzeugung angestrebter Eigenschaften
die Substrattemperatur kontinuierlich oder in Chargen bzw. Posten verändert werden. Die Wachstumsgeschwindigkeit der a-Si:H-Schicht beeinflußt auch
die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden
Schicht in großem Ausmaß; für das Bildaufzeichnungsmaterial
beträgt die Wachstumsgeschwindigkeit üblicher-
•5 weise 0,05 bis 10 und vorzugsweise 0,1 bis 5 nm/s.
Bei der Apparatur nach Fig. 9 können weitere Verfahrensbedingungen
angewandt werden, wie sie für die
Apparatur nach Fig. 8 genannt sind. 20
Das Bildaufzeichnungsmaterial für Elektrophotographie
wird anhand der nachstehenden Beispiele in weiteren Einzelheiten erläutert.
Unter Verwendung einer Apparatur gemäß der Darstellung in Fig. 8 wurde nach dem nachstehend beschriebenen
Verfahren ein elektrophotograph!sches Bildaufzeichnungs-
material hergestellt und dann einem Abbildungsvorgang unterzogen.
Ein Aluminiumsubstrat wurde in der Weise gereinigt, daß seine Oberfläche mit einer 1 %-igen Lösung von
NaOH behandelt, ausreichend mit Wasser gewaschen und dann getrocknet wurde. Dieses Substrat mit einer Dicke
809836/0805
von 1 mm und Ausmaßen von 10 χ 5 cm wurde fest in einer
festgelegten Stellung an dem in einer vorbestimmten Lage in der Ablagerungskammer 801 für die Glimmentladung
angebrachten Befestigungselement 803 befestigt, so daß es von dem an dem Befestigungselement 803 angebrachten
Heizelement 8o4 in einem Abstand von ungefähr 1,0 cm entfernt war.
Durch volles Öffnen des Hauptventils 820 wurde
^O die Luft in der Ablagerungskammer 801 so evakuiert,
—5 daß die Kammer auf einen Vakuumwert von ungefähr 5 χ
Torr gebracht wurde. Das Heizelemente 804 wurde dann so aufgeheizt, daß es das Aluminium-Substrat auf 150 0C
gleichförmig erwärmt hat, wonach das Substrat auf dieser Temperatur gehalten wurde. Das Zusatzventil 819 wurde
voll geöffnet, wonach dann das Ventil 816 eines Druckbehälters 807 mit Ar und das Ventil 817 des Druckbehälters
808 mit SiH4 gleichfalls voll geöffnet wurden, xfonach die Durchflußmengensteuerungs-Ventile 813 und
zu allmählich so geöffnet wurden, daß aus den Druckbehältern
807 und 808 das Ar-Gas und das SiH4-GaS in die Ablagerungskammer 801 eingeleitet wurden. Zu diesem
Zeitpunkt wurde der Vakuumwert in der Ablagerungs-
lcammer 801 durch Regeln mittels des Hauptventils
nc
J 820 auf ungefähr 0,075 Torr gebracht und auf diesem
J 820 auf ungefähr 0,075 Torr gebracht und auf diesem
Wert gehalten.
Danach wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 805 eingeschaltet? um eine Hochfrequenzspannung
mit 13,56 MHs an die Elektroden 806-1 und 806-2 anzulegen, wodurch eine Glimmentladung herbeigeführt wurde,
durch die auf dem Aluminium-Substrat eine a-SisH- .
Schicht abgelagert und formiert wurde» Dabei wurde die Glimmentladung mit einer elektrischen Leistung
von 5 W herbeigeführt» Die Wachstuiasgeschwindigkeit
SOS836/B40S
der Schicht war ungefähr 0,4 nm/s, während die Vakuumablagerung
über ungefähr 20 min ausgeführt wurde, so daß die auf diese Weise ausgebildete Schicht eine Dicke von
0,5 μια hatte. Nach Beendigung der Ablagerung wurde nach
Schließen des Hauptventils 82Ο, der Ventile 816 und 817, der Durchflußmengensteuerungs-Ventile 813 und 814 und
des Zusatzventils 819 das Auslaßventil 821 geöffnet, um den Vakuumzustand in der Ablagerungskammer 8Ο1
aufzuheben. Der ausgebildete Schichtenaufbau wurde der Apparatur entnommen.
Auf die auf diese Weise ausgebildete 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. Diese Schichtung wurde für ungefähr
2 Stunden in einer Atmosphäre von 80 0C stehengelassen,
damit das Toluol und das Cyclohexan ausdampft. Die gebildete TNFrPVK-Schicht hatte nach dem Trocknen
eine Stärke von ungefähr 20 um. Auf dem auf 'diese Weise hergestellten Bildaufzeichnungsmaterial wurde
auf folgende Weise eine Abbildung erzeugt: 25
Auf die Oberfläche des Bildaufzeichnungsmaterials
wurde im Dunkeln eine positive Korona-Entladung mit einer Stromversorgungs-Quellenspannung von 6000 V
aufgebracht. Danach wurde eine bildweise Belichtung on
mit einer Belichtungsmenge von 15 Lux-s vorgenommen,
um ein elektrostatisches Ladungsbild zu bilden, das dann mit einem negativ geladenen Toner nach dem Kaskadenverfahren
entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde auf Bildempfangspapier übertragen und fixiert.
Dabei wurde ein außerordentlich scharfes übertragenes
Bild mit hoher Auflösung erzielt, wobei die vom
909836/0805
Ladeschritt bis zum Abschluß des Entwicklungsschritts notwendige Zeitdauer nur einige Sekunden betrug.
Ferner war der Kontrast des übertragenen Bilds auch dann kaum vermindert, wenn die Behandlungszeitdauer
1Os überschritten hat.
Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde auf einem Aluminiumsubstrat eine a-Si:H-Schicht mit
0,5 μπι ausgebildet. Auf diese Schicht wurde nach dem
Rakelverfahren eine Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht, die durch Lösen einer Mischung aus TNF und
(nachstehend mit "PET" bezeichnetem) Polyterephthal-T5
säureester (im Gewichtsverhältnis O,4:1) in einer
flüssigen Mischung aus Toluol und Cyclohexan hergestellt war. Diese Beschichtung wurde für ungefähr 2 Stunden
in Atmosphäre bei 80 0C stehengelassen, um das Lösungsmittel
in der aufgetragenen Beschichtungsflüssigkeit ausdampfen zu lassen. Nach dem Trocknen war die
TNF:PET-Schicht ungefähr 20 μκι dick.
Das auf diese Weise hergestellte Bildaufzeichnungsmaterial wurde im Dunkeln einer positiven Koronaladung
^3 mit einer Spannung von 6000 V unterzogen, wonach von
der Ausbildungsfläche her eine bildweise Belichtung
mit einer Belichtungsmenge von 15 Lux*s vorgenommen wurde, so daß ein elektrostatisches Ladungsbild ausgebildet
wurde. Das Ladungsbild wurde dann mit negativ
geladenem Toner nach dem Kaskadenverfahren entwickelt. Das entwickelte Bild wurde auf Bildempfangspapier
übertragen und schließlich fixiert. Das erzielte Bild war außerordentlich scharf mit hoher Auflösung.
909836/0805
Auf dem Aluminivunsubstrat nach Beispiel 1 wurde
eine a-Si:H-Schicht mit einer Dicke von 0,5 μπι auf die -gleiche Weise wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme
ausgebildet, daß die Glimmentladung unter Beimischung von B2H,-Gas in einem Verhältnis von 0,01 % zu SiH.-Gas
vorgenommen wurde. Auf die a-Si:H-Schicht wurde nach dem Rake!verfahren eine Beschichtungsflüssigkeit
aufgeschichtet, die durch Lösen einer Mischung aus Tetracen " und Polycarbonatharz {im Gewichtsverhältnis
1:10) in Toluol hergestellt wurde. Die Beschichtung wurde in Atmosphäre bei 8O 0C für ungefähr
zwei Stunden stehengelassen, um das Lösungsmittel auszudampfen. Die Schicht aus dem Tetracen
und dem Polycarbonatharz hatte nach dem Trocknen eine Stärke von ungefähr 20 μπι.
Das auf diese Weise hergestelle Bildaufzeichnungsmaterial
wurde im Dunkeln einer negativen Korona-Entladung mit einer Spannung von 5500 V unterzogen, wonach
von derAbbildungsoberflache des Materials her
eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 Lux-s vorgenommen wurde, um ein Ladungsbild zu
bilden, das dann nach dem Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner entwickelt wurde. Das entwickelte Bild ·
wurde auf Bildempfangspapier übertragen und fixiert, so daß ein Bild außerordentlich guter Schärfe und
hoher Auflösung erzielt wurde.
Beispiel 4
30
30
Ein Aluminiumsubstrat mit einer Dicke von 1 mm und einem Format 1O χ 5O 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
909836/0805
Substrats wurde nach dem Rakelverfahren eine Beschichtungsflüssigkeit
aufgebracht, die durch Lösen von nicht-polymerisiertem Imidazopyrrolon-Pulver in einer
Mischflüssigkeit aus Dimethylacetamid und N-Methyl-2-pyrrolidon
erzielt wurde. Diese Beschichtung wurde in Atmosphäre bei ungefähr 80 0C für ungefähr eine Stunde
stehengelassen, um das Dimethylacetamid und das N-Methyl-2-pyrrolidon
ausdampfen zu lassen, sowie ferner für ungefähr 3 Stunden in Atmosphäre bei ungefähr 300 0C
zu einerm Wärmebehandlung. Die auf dem Aluminiumsubstrat ausgebildete Polyimidazopyrrolon-Schicht war nach dem
Trocknen 20 \im dick.
Ferner wurde auf der Polyimidazopyrrolon-Schicht '5 unter Verwendung der in Fig. 7 gezeigten Apparatur
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 Ablagerungskammer
701 angeordneten Befestigungselement 703 derart festgelegt, daß die Polyimidazopyrrolon-Schicht
nach oben zu gerichtet war und von dem Heizelement 704 um ungefähr 1,O cm entfernt gehalten
war. Ferner wurde über dem Substrat 702 eine Gegenelektrode 7Ο5 aus polykristallinem Silizium mit einer
Reinheit von 99,999 % so befestigt, daß sie vom Substrat 7Ο2 ungefähr 8,5 cm entfernt war. Das Hauptventil
724, das Zusatzventil 723 und die Ausgangsventile
719 und 720 wurden jeweils geöffnet, um die Luft aus der Äblagerungskammer 701 und den Durchflußmessern
715 und 716 in der Weise zu evakuieren, daß der Vakuumwert
auf ungefähr 1 χ 10- Torr gebracht wurde. Danach
wurden die Ventile 723, 719 und 820 geschlossene Das
"
Heizelement 704 wurde so erwärmt, daß das Substrat
309336/030$
' gleichförmig auf ungefähr 150 0C 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 Ausgangsventil
719 allmählich geöffnet, um aus dem Druckbehälter
707 H2~Gas in die Äblagerungskammer 701 einzuleiten, ·
wobei unter Regelung des Hauptventils 724 bei sorgfäl-
^O tiger Beobachtung des Durchflußmessers 715 der Vakuumwert
bzw. der Druck in der Ablagerungskammer 7O1 auf
-4
5,5 χ 10 Torr gebracht wurde. Darauffolgend wurde nach vollem Öffnen des Ventils 727 eines Druckbehälters
5,5 χ 10 Torr gebracht wurde. Darauffolgend wurde nach vollem Öffnen des Ventils 727 eines Druckbehälters
708 das Eingangsventil 712 und das Ausgangsventil 720 '5 unter sorgfältigem Beobachten des Durchflußmessers 716
allmählich geöffnet, um Ar-Gas in die Ablagerungskammer 701 zu leiten, in der der Druck auf 5 χ 10 Torr eingestellt
wurde.
Die Hochfrequenz-Stroraversorgungsquelle 734 wurde
eingeschaltet, um eine Hochfrequenz-Spannung mit 13,56 MHz und 1 kV zwischen das Substrat 702 und die Polykristallin-Silizium-Gegenelektrode
705 anzulegen, so daß eine Entladung verursacht wurde,, durch die die Ausbildung
einer a-Si:H-Schicht auf der Polyimidazopyrrolon-Schicht
eingeleitet wurde. Dieser Betriebsvorgang wurde für 40 min kontinuierlich unter Steuerung der Wachstumsrate
der a-Si:H-Schicht auf ungefähr O,2 nm/s ausgeführt. Die ausgebildete a-Si:H-Schicht war ungefähr
0,5 μπι dick.
Das auf diese Weise hergestellte Bildaufzeichnungsmaterial
wurde wie beim Beispiel 2 für einen Ausbildungsvorgang verwendet. Als Folge davon wurde ein gutes
Übertragungsbild mit hoher Qualität erzielt. ■
909836/0803
Auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 4 wurden auf dem Aluminiumsubstrat eine Polyimidazopyrrolon-Schicht
mit einer Dicke von 15 μΐη und eine a-Si:H-Schicht
mit einer Dicke von 0,5 um ausgebildet. Ferner
wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel 2 eine TNF: PET-Schicht mit einer Dicke von 15 um ausgebildet.
^O Unter Verwendung des auf diese Weise gewonnenen
Bilderzeugungsmaterials wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 2 der Abbildungsprozeß ausgeführt.
Als Folge davon wurde ein Übertragungsbild hoher Qualität
erzielt.
15
15
Ein Bilderzeugungsmaterial wurde nach dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme erzeugt,
daß als Substrat ein Blatt aus PET mit einer Dicke von 100 ixm verwendet wurde, auf das eine Aluminium-Dünnschicht
durch Aufdampfen aufgeschichtet wurde. Das auf diese Weise gewonnene Bildaufzeichnungsmaterial wurde
dazu verwendet, das Abbildungsverfahren nach Beispiel
1 mit der Ausnahme auszuführen, daß die Bildbelichtung auf dem Bildaufzeichnungsmaterial von der Substratseite
her ausgeführt wurde. Das damit erzielte übertragene Bild wurde mit hoher Qualität ausgebildet.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 wurde auf dem Aluminiumsubstrat eine Polyimidazopyrrolon-Schicht
von 15 um Dicke ausgebildet und über
diese eine a-Si:H-Schicht von 0,5 μΐη Dicke geschichtet.
909836/0805
Danach wurde auf die a-Si:H-Schicht Polycarbonat-Harz geschichtet, um nach dem Trocknen eine transparente
Isolierschicht mit einer Dicke von 15 μπι zu formen.
Auf die isolierende Deckschicht des auf diese Weise hergestellten Bildaufzeichnungsmaterials wurde
negative Koronaentladung mit einer Ladespannung von 5500 V als Primärladung zugleich mit einer Totalflächenbelichtung
aufgebracht, die gleichförmig von der Seite der Isolierschicht her vorgenommen wurde. Danach wurde
nach Ablauf von ungefähr 5 s eine positive Korona-Entladung mit einer Spannung von 6000 V als Sekundärladung
zugleich mit der bildweisen Belichtung ausgeführt, die mit einer Belichtungsmenge von 20 Lux-s herbeigeführt
wurde, wonach dann die ganze Fläche des Bildaufzeichnungsmaterials gleichförmig belichtet wurde, um ein
Ladungsbild zu formen. Dieses Ladungsbild wurde nach dem Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner entwickelt,
auf Bildempfangspapier übertragen und fixiert, so daß ein scharfes Bild mit hoher Auflösung erzielt
wurde.
Auf dem Aluminiumsubstrat nach Beispiel 1 wurde eine a-Si:H-Schicht mit einer Dicke von 0,5 μΐη auf die
gleiche Weise wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme ausgebildet, daß die Glimmentladung unter Beimischung von
B2Hg-GaS in einem Verhältnis von O,01 % zum SiH^-Gas
vorgenommen wurde. Auf die a-Si:H-Schicht wurde nach dem Rakelverfahren eine Beschichtungsflüssigkeit aufgeschichtet,
die durch Lösung von Poly-N-vinylcarbazol
in Toluol erzielt wurde. Die Beschichtung wurde für ungefähr 2 Stunden in Atmosphäre bei 80 0C stehengelas-
sen, um das Lösungsmittel auszudampfen. Nach dem Trocknen
909836/0808
- 65 - B 9517
hatte die Poly-N-Vinylcarbazol-Schicht eine Dicke von
ungefähr 2 O μπι.
Das auf diese Weise hergestellte Bildaufzeichnungsmaterial
wurde im Dunkeln einer negativen Korona-Entladung mit einer Spannung von 5500 V unterzogen, wonach
von der Seite der Äbbildungsfläche her eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 Lux-s vorgenommen
wurde, um ein Ladungsbild auszubilden, das dann nach dem Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner
entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde auf Bildempfangspapier übertragen und fixiert, so daß ein
Bild mit außerordentlich hoher Schärfe und hoher Auflösung
erzielt wurde.
unter Verwendung einer in einem abgedichteten reinen
Raum aufgestellten Apparatur gemäß der Darstellung in Pig. 9 wurde ein Bildaufzeichnungsmaterial nach folgendem
Verfahren hergestellt j
Ein Molybdän-Substrat 902 mit einer Dicke von 0f2 mm und einem Durchmesser von 5 cm, dessen Oberfläche
■" gereinigt worden ist, wurde fest an dem Befestigungselement
903 angebracht, das in der Ablagerungskammer
901 für Glimmentladung angeordnet war. Das Substrat
902 wurde mittels des in dem Befestigungselement 9o3
angebrachten Heizelements 9O4 mit einer Genauigkeit
von _+ Of5 0C erwärmt. Zugleich wurde die Temperatur
des Substrats in der Weise gemessen, daß die Rückseite des Substrats in direkte Berührung mit einem Chromel-Alumel-Thermokoppler
gebracht wurde«
■ . .
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B9517
Zunächst wurde der Schließzustand aller Ventile der Apparatur überprüft. Dann wurde das Hauptventil 920
voll geöffnet, um die Luft in der Ablagerungskammer 9O1
soweit 2u evakuieren,, daß der Druck in der Kammer auf
ungefähr 5 χ 10 Torr gebracht wurde. Die Speisespannung des Heizelements 304 wurde unter Überwachung der Temperatur
des Molybdän-Substrats so gesteigert und verändert, daß das Substrat auf 150 0C gehalten wurde.
Nachfolgend wurden das Zusatzventil 919 und die Ausgangsventile 916, 917 und 918 voll geöffnet, um die Luft
aus den Durchflußmessern 910, 911 und 912 ausreichend
zu evakuieren. Damit wurden diese Durchflußmesser in Vakuumzustand gebracht. Dann wurden die Ventile 916,
'5 917, 918 und 919 geschlossen= Danach wurden das Ventil
921 eines mit Silan-Gas von 99,999 % Reinheit gefüllten Druckbehälters 9Ο7 und das Ventil 922 des mit Diboran-Gas
gefüllten Druckbehälters 908 so geöffnet, daß der Druck an den Auslaß-Druckmessern 924 und 925 auf 1 kg/
cm2 eingestellt wurde. Die Eingangsventile 913 und 914
wurden allmählich geöffnet, um damit das Silan-Gas und Diboran-Gas in die Durchflußmesser 91Ο bzw. 911 einzuleiten.
Darauffolgend wurde das Zusatzventil 919 allmählich geöffnet; ferner wurden auch die Ausgangsventile
916 und 917 allmählich geöffnet. Dabei wurden die ·
Durchflußmengen von Silan-Gas und Diboran-Gas so eingestellt,
daß die Ablesung des Durchflußmessers 911 in bezug auf die Ablesung des Durchflußmessers 91Ο 0,08 %
betrug. Während die Anzeige des Pirani-Druckmessers
927 sorgfältig beobachtet wurde, wurde das Zusatzventil
919 so eingeregelt, daß die Ablagerungskammer 901 auf einen Druck von 1 χ 10~ Torr gebracht wurde. Nachdem
der Innendruck der Ablagerungskammer 901 stabil geworden ist, wurde das Hauptventil 920 allmählich
so geschlossen, daß die Anzeige des Pirani-Druckmessers 0,075 Torr erreichte.
909836/0805
- 67 - B 9517 230€Π23ί
Nach überprüfung des ümstands, daß der Innendruck
der Äblagerungskammer 901 stabil geworden ist, wurde
die Hochfrequenz-Stromversorgungsqueile 905 eingeschaltet,
um die Induktionsspule 906 mit Hochfrequenz-Leistung
mit 5 MHz zu speisen? so daß innerhalb des von der Spule 906 umwickelten Bereichs (d. h. des oberen Bereichs der
Kammer) eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 30 W eingeleitet wurde» Diese Bedingungen wurden .
eine Stunde lang fortgesetzt und beibehalten. Danach
wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 ausgeschaltet,
um die Glimmentladung (Ausbildung einer Innenschicht} zu beenden. Das Ventil 922 des Druckbehälters
908 und das Ausgangsventil 917 wurden geschlossen.
^5 Danach wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsqueile
905 wieder eingeschaltet, um eine Glimmentladung in der Kammer 901 hervorzurufen. Die Glimmentladung wurde
eine Stunde lang weiter fortgesetzt. Danach wurden sowohl das Heizelement als auch die Hochfrequenz-Strom-Versorgungsquelle
905 ausgeschaltet (um die Ausbildung der Äußenschicht zu beenden).
Nachdem die Substrattemperatur 100 0C erreicht
hat, wurden das Ausgangsventil 916 und das Zusatzventil
■" 919 geschlossen, während das Hauptventil 920 voll
geöffnet wurde, um das Innere der Kammer 901 auf einen
-5
Druck von 10 Torr oder darunter zu bringen. Danach wurde das Hauptventil 920 geschlossen und das Innere der Kammer 901 mittels des Ventils 928 auf Atmosphären-
Druck von 10 Torr oder darunter zu bringen. Danach wurde das Hauptventil 920 geschlossen und das Innere der Kammer 901 mittels des Ventils 928 auf Atmosphären-
druck gebracht, wonach das Substrat 902 der Apparatur entnommen wurde. Durch diese Vorgangsfolge wurde auf
dem Substrat 902 eine a-SisH-Schicht (Ladungsabgabeschicht)
mit einer Gesamtstärke von ungefähr 2 μΐη
geformt.
35
35
909836/08QS
• Als nächstes wurde nach dem gleichen Verfahren
und unter den gleichen Bedingungen wie in Bsp. 1 auf dieser a-SiiH-Schieht eine TNF:PVK-Schicht von ungefähr
20 um Dicke ausgebildet.
5
5
Das auf diese Weise hergestellte Bildaufzeichnungsmaterial
wurde dem nachstehend angegebenen Abbildungs— prozeß unterzogen. Zuerst wurde im Dunkeln auf die
Abbildungsfläche eine positive Korona-Entladung mit
'" einer Versorgungsquellen-Spannung von 6000 V aufgebracht.
Dann wurde von der Abbildungsfläche her eine bildweise Belichtung mit eine Belichtungsmenge von
15 Lux-s zur Ausbildung eines Ladungsbilds ausgeführt,
das dann nach dem Kaskadenverfahren mit negativ geladenem Toner entwickelt wurde. Das entwickelte Bild
wurde auf Bildempfangspapier übertragen und fixiert. Dabei wurde bei einer BehandlungsZeitdauer vom Ladeschritt
bis zum Abschluß des Entwicklungsschritts von nur einigen Sekunden ein scharfes Übertragungsbild
mit hoher Auflösung erzielt. Selbst bei einer Behandlungszeitdauer
von über 1Os wurde kaum ein Absinken des Kontrasts des übertragenen Bilds beobachtet.
Beispiel 1O
25
25
Unter Anwendung des gleichen Verfahrens und der gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 9 wurde auf
einem Molybdän-Substrat eine a-Si:H-Schicht mit einer Dicke von 2 μΐη ausgebildet.
Ferner wurde mit dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 auf der
a-Si:H-Schicht eine TNFrPET-Schicht mit einer Dicke
von ungefähr 20 um ausgebildet.
909836/0805
- 69 - B 9517 «ono1 o.
iyuo sz·
Das auf diese Weise erzielte Bildaufζeichnungsmaterial
wurde dem folgenden Äbbildungsprozeß unterzogen s Das Material wurde im Dunkeln einer positiven
Korona-Entladung mit einer Stromversorgungs—Spannung
von 6000 V unterzogen. Danach wurde von der Oberfläche her, auf der die Bilder auszubilden waren, eine bildweise
Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 Lus-s zur Bildung eines Ladungsbilds vorgenommen, das dann .
nach dem Kaskadenverfahren mit negativ geladenem Toner entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde auf BiIdempfangspapier
übertragen und fixiert. Damit ergab sich ein außerordentlich scharfes Bild mit hoher Auflösung.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 mit der Ausnahme, daß die Formungs-Reihenfolge für die
Außenschicht und die Innenschicht vertauscht wurden,, wurde auf einem Molybdän-Substrat eine 2 {im dicke
a-SisH-Schicht (Ladungsabgabeschicht) mit einer darin enthaltenen Sperrschicht geformt. Ferner wurde nach dem
gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen i'iie beim Beispiel 3 auf der a-SisH-Schicht eine 2O pm
*5 dicke Tetrazen-Polycarbonat-Harz-Schicht ausgebildet
s um ein Bildaufzeichnungsmaterial zu gewinnen»
An dem Bildaufzeichnungsmaterial wurde im Dunkeln
eine negative Koronaentladung mit einer Stromversor-
gungsquellen-Spannung von 5500 V vorgenommen. Dann wurde von der Fläche des Materials her, auf der die
Bilder auszubilden waren, ein bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge von 15 Lux-s vorgenommen, um
ein elektrostatisches Ladungsbild zu formen, das dann
mit positiv geladenem Toner entwickelt wurde. Das
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- 70 - B 9517
entwickelte Bild wurde auf Bildempfangspapier übertragen und dann fixiert. Als Folge davon wurde ein scharfes
Bild mit hoher Auflösung erzielt.
Ein Alurainiuitisubstrat mit einer Dicke von 1 mm und
einem Format von 10 χ 5 cm wurde in der Weise gereinigt,
daß seine Oberfläche mit einer 1 %-igen Lösung von
NaOH behandelt wurde, ausreichend mit Wasser gewaschen wurde und dann getrocknet wurde. Auf der Oberfläche
des Substrats wurde unter Anwendung des gleichen Verfahrens und der gleichen Bedingungen wie bei Beispiel
4 eine Polyimidazopyrrolon-Schicht mit einer Dicke von
ungefähr 20 μπι ausgebildet. Ferner wurde auf dieser
Schicht mit Hilfe der in Fig. 7 gezeigten Apparatur eine a-Si:H-Schicht (Ladungsabgabeschicht) nach dem folgenden
Aufsprühverfahren ausgebildet:
An dem in einer vorbestimmten Lage in der Ablagerungskaminer
7Ο1 angeordneten Befestigungselement 7O3
wurde das Substrat 702 mit der Polyimidazopyrrolon-Schicht so festgelegt, daß diese Schicht nach oben zu
gerichtet war und das Substrat 702 von dem Heizelement
704 ungefähr 1,0 cm entfernt war„An der dem Substrat
gegenübergesetzten Elektrode wurde eine Gegenelektrode 705 aus polykristallinem Silizium {mit einer Reinheit
von 99,999 %) so befestigt, daß sie dem Substrat parallel gegenübergesetzt war und von diesem einen Ab-
stand von ungefähr 4,5 cm hatte.
Durch volles öffnen des Hauptventils 724 wurde die Luft in der Ablagerungskammer 701 evakuiert, um die
Kammer auf einen Vakuumwert bzw. Druck von 5 χ 10 Torr zu bringen. Dabei waren alle Ventile mit Ausnahme
909836/0805
290
des Hauptventils 724 geschlossen= Danach wurden zumweiteren
Evakuieren der Luft das Zusatzventil 723 die Äusgangsventile 719, 720, 721 und 722 geöffnet«
Diese Ventile wurden dann wieder geschlossen»
Das Substrat 702 wurde mittels des Heizelements
704 auf 200 0C gehalten. Das Ventil 726 des Druckbehälters
707, der mit Wasserstoffgas (mit der Reinheit 99,99995 %) gefüllt war, wurde so geöffnet, daß unter
]0 Beobachtung des Äusgangsdruckmessers 730 ein Äusgangsdruck
von 1 kg/cm2 eingestellt wurde. Danach wurde das Eingangsventil 711 allmählich geöffnet, um das
Wasserstoffgas in den Durchflußmesser 715 fließen zu
lassen, wonach dann das Äusgangsventil 719 und ferner
auch das Zusatzventil 723 allmählich geöffnet wurde. Unter Messung des Innendrucks der Kammer 701 mit dem
Druckmesser 725 wurde das Ausgangsventil 719 zur Einleitung des Wasserstoffgases in die Äblagerungskammer
701 so geregelt, daß der Innendruck der Kammer 7O1 den
—5
Wert 5 χ 10 Torr erreichte.
Wert 5 χ 10 Torr erreichte.
Dann wurde das Ventil 727 des Druckbehälters 708, der mit Argon-Gas {mit einer Reinheit von 99,9999 %)
gefüllt war, geöffnet und so eingeregelt, daB sich an dem Auslaßdruckmesser 731 eine Ablesung von 1 kg/cm2
ergab. Danach wurde das Eingangsventil 712 geöffnet, wonach dann das Ausgangsventil 720 allmählich geöffnet
wurde, um das Argon-Gas in die Kammer 7o1 strömen zu lassen. Das Ausgangsventil 720 wurde bis zu einer
Anzeige von 5 χ 10 Torr an dem Druckmesser 725 allmählich geöffnet, wonach unter diesen Bedingungen die
Durchflußmenge des Argon-Gases stabilisiert wurde. Danach wurde das Hauptventil 724 allmählich geschlossen,
_2
um den Innendruck der Kammer 701 auf 1 χ 10 Torr
zu bringen.
909836/080S
' Darauffolgend wurde das Ventil 728 des Diboran-Gases
(mit einer Reinheit von 99,9995 %) enthaltenden Druckbehälters 709 so geöffnet, daß die Ablesung an dem
Auslaßdruckmesser 732 auf 1 kg/cm2 eingestellt wurde. Dann wurde das Eingangsventil 713 geöffnet und danach
das Ausgangsventil 721 allmählich geöffnet. Dabei wurde unter Beobachtung des Durchflußmessers 717 das
Ausgangsventil 721 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge an Diboran-Gas in der Weise gesteuert wurde,
daß diese Durchflußmenge in bezug auf die durch den
Durchflußmesser 715 angezeigte Durchflußmenge an Wasserstoff-Gas ungefähr 1,0 % betrug.
Nach Stabilisierung der Durchflußmengen bzw. der ^ Durchflußmesser 715, 716 und 717 wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
734 eingeschaltet, um zwischen die Gegenelektrode 705 und das Befestigungselement
703 eine Wechselstromleistung mit 13,56 MHz und 1,6 kV anzulegen. Unter diesen Bedingungen
wurde eine stabile Entladung 40 min lang fortgesetzt, um eine Innenschicht zu bilden.
Danach wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
734 abgeschaltet, um die Entladung zu beenden.
Dann wurden die Ausgangsventile 719, 72O und 721
geschlossen, während das Hauptventil 724 voll geöffnet wurde, um das in der Kammer 701 vorhandene Gas so
weit zu evakuieren, daß der Vakuumwert bzw. der Druck
in der Kammer auf 5 χ 10 Torr gebracht wurde. 30
Danach wurden ähnlich wie bei der Ausbildung der Innenschicht Wasserstoff-Gas und Argon-Gas in die
Ablagerungskammer 701 eingeleitet, wobei das öffnen des Hauptventils 724 so geregelt wurde, daß der Innen-
—2
druck der Kammer 701 auf 2 χ 10 Torr gebracht wurde.
Das Ventil 729 des Phosphin-Gas (mit einer Reinheit von 99,9995 %) enthaltenden Druckbehälters 710 wurde
zur Regelung des Auslaßdrucks auf eine Ablesung von
909836/0805
- 73 - B 9517
1 kg/cm2 an dem Auslaßdruckmesser 733 geöffnet. Unter Beobachtung des Durchflußmessers 718 wurden das Eingangsventil 714 und das Ausgangsventil 722 allmählich geöffnet,
um die Durchflußmenge an Phosphin-Gas auf 1 % in bezug auf das Wasserstoff-Gas einzustellen.
Nachdem die Durchflußmengen des Wasserstoff-Gases,
des Ärgon-Gases und des Phosphin-Gases stabil geworden sind, wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
734 eingeschaltet, um eine Spannung von 1,6 kV anzulegen und damit die Entladung herbeizuführen. Unter
diesen Bedingungen wurde die Entladung 4O min lang fortgesetzt. Danach wurden die Stromversorgungsquelle
734 und das Heizelement 704 ausgeschaltet. Sobald die Substrattemperatur auf 100 0C oder darunter abgefallen
war, wurden die Ausgangsventile 719, 720 und 722 sowie ferner das Zusatzventil 723 geschlossen, während das
Hauptventil 724 voll geöffnet wurde, um das Gas aus der Kammer 701 zu evakuieren. Danach wurde das Hauptventil
724 geschlossen, wogegen das Ablaß-Ventil 735 geöffnet wurde, um die Kammer auf Atmosphärendruck
zu bringen. Das Substrat wurde der Apparatur entnommen. Die ausgebildete a-SisH-Schicht (Ladungsabgabeschicht)
hatte eine Dicke von 2 μΐη«
au dem auf diese Weise erzielten Bildaufzeichnungsmaterial
wurde im Dunkeln positive Korona-Ladung mit einer Sfcromversorgungsspannung von 60OO V vorgenommen.
Von der Seite derjenigen Fläche des Materials her,
an der ein Bild ausgebildet werden sollte, wurde on
eine bildweise Belichtung mit einer Belichtungsmenge
von 15 I,ux«s vorgenommen, um ein elektrostatisches Ladungsbild zu formen s das dann nach dem Kaskadenverfahren
mit negativ geladenem Toner entwickelt wurde.
Das entwickelte Bild wurde auf Bildempfangspapier über-
tragen ηηά fixiert. Das Ergebnis war ein klares Bild
909'836/080S
rait hoher Auflösung.
Beispiel 13
Beispiel 13
Auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel 12 wurden auf dem Aluminiumsubstrat eine Polyimidazopyrrolon-Schicht
von ungefähr 15 μΐη Dicke und eine
a-Si:H-Schicht (Ladungsabgabeschicht) von 1 μπι Dicke,
ausgebildet. Ferner wurde auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel 2 eine TNF:PET-Schicht von ungefähr
15 μπι Dicke gebildet.
Unter Verwendung des auf diese Weise hergestellten Bildaufzeichnungsmaterials wurde mit der gleichen
Prozedur wie bei dem Beispiel 12 das Abbildungsverfahren ausgeführt. Als Ergebnis wurde ein übertragenes Bild
hoher Qualität erzielt.
Beispiel 14
20
20
Ein Bildaufzeichnungsmaterial wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahme hergestellt,
daß das verwendete Substrat ein Bogen PET mit einer Dicke von 100 (im war, auf dem durch Aufdampfen
eine Aluminium-Dünnschicht ausgebildet war. Das auf diese Weise erzielte Material wurde zur Durchführung
des Abbildungsverfahrens in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel 9 mit der Ausnahme verwendet,
daß die bildweise Belichtung von der Seite des Sub-
ου strats des Materials her vorgenommen wurde. Das auf
diese Weise erzielte übertragene Bild hatte hohe Qualität.
909836/0805
BS5" 290812:
Beispiel 15
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 12
x-rarde auf einem Aluminiumsubstrat eine Polyimidazopyrrolon-Schicht
von ungefähr 15 (im Dicke gebildet, über die eine a-Si:H-Schicht {Ladungsabgabeschicht)
von ungefähr 1 μια Dicke geschichtet wurde. Danach wurde auf die a-Si:H-Schicht Polycarbonatharz geschichtet,
um eine transparente Isolierschicht mit einer ^O Dicke von 15 μ,πι nach dem Trocknen zu formen.
An der Isolierschichtoberfläche des auf diese Weise hergestellten Bildaufzeichnungsmaterials wurde
eine negative Koronaentladung mit einer Ladespannung
•5 von 5500 V als Primärladung zugleich mit einer
Gesamtflächenbelichtung vorgenommen, die gleichförmig von der Seite der Isolierschichtoberfläche her vorgenommen
wurde. Danach wurde nach Ablauf von ungefähr 5 s eine positive Koronaentladung mit einer Ladespannung
von 60OO V als Sekundärladung zugleich mit einer bildweisen Belichtung vorgenommen, die mit einer Belichtungsmenge
von 20 Lux-s ausgeführt wurde, wonach dann die ganze Fläche des Bildaufzeichnungsmaterials gleichförmig
belichtet wurde, um ein elektrostatisches La-
^ dungsbild zu formen. Dieses Ladungsbild wurde nach dem
Kaskadenverfahren mit positiv geladenem Toner entwickelt, auf Bildempfangspapier übertragen und dann
fixiert, so daß ein scharfes Bild mit hoher Auflösung
erzielt wurde.
30
30
Nach dem Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren wurde
auf einer Oberfläche eines GlasSubstrats (Handelsbezeich-
nung Corning 7059, von Dow Corning Co.) mit einer Dicke
909836/0805
von 1 mm und einem Format von 4x4 cm, dessen beide
Seiten poliert worden sind, mit einer Dicke von 120 nm eine ITO-Schicht (In3O3CSnO3 in der Form
20:1 , bei 600 0C gebrannt) ausgebildet. Der erzielte
Aufbau wurde in Sauerstoffatmosphäre bei 500 0C
erwärmt.
Die Schichtung wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 9 an dem Befestigungselement 903 in
der in Fig. 9 gezeigten Apparatur so befestigt, daß die ITO-Schicht nach oben zu gerichtet war. Darauffolgend
wurde entsprechend dem Verfahren bei dem Beispiel 9 das Innere der Ablagerungskammer 901 zur
Glimmentladung auf einen Druck von 5x10 Torr eingestellt,
während die Substrattemperatur auf 170 0C
gehalten wurde; danach wurde das Silan-Gas in dem Druckbehälter 907 so in die Kammer 9o1 geleitet,
daß deren Inneres auf den Druck 0,8 Torr gebracht wurde. Das Ventil 923 des Phosphin-Gas enthaltenden
Druckbehälters 909 wurde so geöffnet, daß die Ablesung an dem Äusgangsdruckmesser 926 auf 1 kg/cm2 eingestellt
wurde. Das Eingangsventil 915 wurde geöffnet und das Ausgangsventil 918 unter Beobachtung des
Durchflußmessers 912 so geregelt, daß die Durchfluß-
^ menge an Phosphin-Gas auf 0,1 % in bezug auf die
Durchflußmenge des Silangases aus dem Druckbehälter 907 gesteuert wurde. Unter diesen Bedingungen wurde
das Phosphingas mit dem Silangas aus dem Druckbehälter 907 gemischt und in die Ablagerungskainmer 901 einge-
leitet. Nachdem der Gaszufluß stabil geworden ist und der Innendruck der Kammer 901 auf einem konstanten
Wert gehalten wurde sowie die Substrattemperatur auf 170 0C gehalten wurde, wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
905 eingeschaltet, um auf
ähnliche Weise bei dem Beispiel 9 eine Glimmentladung
903836/0805
herbeizuführen. Diese Glimmentladung wurde 30 min
lang fortgesetzt, wonach die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
905 ausgeschaltet wurde, um damit die Glimmentladung und somit die Ausbildung einer
Innenschicht zu beenden. Die Äusgangsventile 916 und
918 wurden geschlossen, während das Zusatzventil
919 und das Hauptventil 920 voll geöffnet wurden, um das Innere der Kammer 901 auf einen Vakuumwert
bzw. einen Druck von 5 χ 10 Torr zu bringen. Dann wurden das Zusatzventil 919 und das Hauptventil
geschlossen. Als nächstes wurde das Ausgangsventil 916 allmählich geöffnet und das Zusatzventil 919
und das Hauptventil 920 wurden so eingeregelt, daß die Durchflußmenge an Silangas auf die gleiche Durchfluß-
•5 menge wie bei der Ausbildung der Innenschicht eingestellt
wurde. Die Stromversorgungsquelle 905 wurde zum Herbeiführen der Glimmentladung eingeschaltet,
die eine Stunde lang fortgesetzt wurde. Danach wurden das Heizelement 904 und die Stromversorgungsquelle
905 ausgeschaltet. Nach Abfall der Substrattemperatur auf 100 0C wurde das Ausgangsventil 916 geschlossen,
während das Hauptventil 920 und das Zusatzventil
919 voll geöffnet wurden, um das Innere der Kammer 901 auf einen Druck von 10 Torr oder darunter zu
^ bringen. Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil
920 wurden dann geschlossen, wonach das Innere der Kammer 9Ο1 mittels des Abfluß-Ventils 928 auf Atmosphärendruck
gebracht wurde. Das entnommene Substrat hatte eine a-Si:H-Schicht von ungefähr 3,5 μΐη Gesamt-
dicke.
Auf die a-SiiH-Schicht wurde auf gleiche Weise wie beim Beispiel 1 eine TNF:PVK-Schicht mit einer
Dicke von 30 um aufgebracht. Das auf diese Weise
gewonnene Bildaufzeichnungsmaterial wurde bezüglich
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der Bildausbildung geprüft. Das Material wurde dem Bildausbildungsverfahren mit der positiven Korona-Ladung
mit einer Spannung von 6 kV, der von der Glassubstratseite her vorgenommenen bildweisen Belichtung
und der Entwicklung mit negativ geladenem Entwickler unterzogen. Als Ergebnis wurde ein gutes Bild mit
ausreichender praktischer Verwendbarkeit erzielt.
Beispiel 17
10
10
Unter Verwendung einer in einem abgedichteten reinen Raum angeordneten Apparatur gemäß der Darstellung
in Fig. 9 wurde ein Bildaufzeichnungsmaterial gemäß folgendem Verfahren hergestellt:
15
Ein Molybdän-Substrat 902 mit einer Dicke von 0,2 mm und einem Durchmesser von 5 cm, dessen Oberfläche
gereinigt worden ist, wurde an dem in der Äblagerungskammer 901 für Glimmentladung angeordneten
Befestigungselement 903 fest angebracht. Das Substrat 902 wurde mittels des in dem Befestigungselement 9O3
angebrachten Heizelement 904 mit einer Genauigkeit von ^ 0,5 0C erwärmt. Dabei wurde die Temperatur des
Substrats in der Weise gemessen, daß die Rückseite des Substrats in direkte Berührung mit einem Chromel-Alumel-Thermokoppler
gebracht wurde.
Zunächst wurde der Schließzustand aller Ventile
der Apparatur überprüft. Das Hauptventil 920 wurde dann on
voll geöffnet, um die Luft in der Ablagerungskammer 901 so weit zu evakuieren, daß der Druck in der Kammer
auf ungefähr 5 χ 10 Torr gebracht wurde. Unter Beobachtung der Temperatur des Molybdän-Substrats wurde
die Eingangsspannung des Heizelements 9Ο4 so gesteigert
und verändert, daß das Substrat auf 150 0C gehalten
S09835/0805
wurde.
Darauffolgend wurden das Zusatzventil 919 und
die Ausgangsventile 916, 917 und 918 voll geöffnet, um die Luft aus den Durchflußmessern 910, 911 und
in ausreichender Weise zu evakuieren. Polglich wurden die Innenräumen dieser Durchflußmesser auf
Vakuum gebracht. Dann wurde die Ventile 916, 917, 918,
913, 914 und 915 geschlossen. Danach wurde das Ventil
921 des Druckbehälters 907, in den Silangas mit 99,999 \ Reinheit eingeführt worden war, in der Weise geöffnet,
daß der Druck an dem Ausgangsdruckmesser 924 auf 1 kg/ cm2 eingestellt wurde. Zum Einführen des Silangases
in den Durchflußmesser 910 wurde das Eingangsventil 913 allmählich geöffnet. Danach wurden das Ausgangsventil
916 und dann das Zusatzventil 919 allmählich geöffnet. Dabeiwurde unter sorgfältiger Beobachtung
der Ablesung des Pirani-Druckmessers 927 das Zusatzventil 919 so eingeregelt, daß der Innendruck der
Kammer 901 auf 1. χ 10 Torr gebracht wurde. Nach Stabilisierung des Innendrucks der Kammer 901 wurde das
Hauptventil 920 allmählich geschlossen, so daß die Anzeige an dem Pirani-Druckmesser zu 0,5 Torr wurde.
Hach Überprüfung der Stabilisierung des Innendrucks
der Kammer 901 wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
905 eingeschaltet, um Hochfrequenz-Leistung mit 5 MHz an die Induktionsspule 906 zu legen,
so daß damit im Inneren der Kammer eine Glimmentladung on
mit einer Eingangsleistung von 30 W eingeleitet wurde.
Unter diesen Bedingungen wurde auf dem Substrat eine a-Si:H-Schicht (Innenschicht) gezüchtet, wobei diese
Bedingungen 5 Stunden lang beibehalten wurden. Dann wurde zur Beendigung der Glimmentladung die Stromver-
sorgungsquelle 905 abgeschaltet. Das Ventil 922 des
909836/0805
-80- B 9517
Diborangases {mit einer Reinheit von 99,999 %) enthalten
den Druckbehälters 908 wurde so geöffnet, daß der Druck an dem Ausgangsdruckmesser 925 auf 1 kg/cm2 eingestellt
wurde, wonach dann das Eingangsventil 914 allmählich geöffnet wurde, damit das Diborangas in
den Durchflußmesser 911 strömt. Danach wurde das Ausgangsventil 917 allmählich geöffnet und so geregelt,
daß die Ablesung des Durchflußmessers 911 im Vergleich
zur Durchflußmenge des Silangases aus dem Druckbehälter
907 eine Durchflußmenge an Diborangas von 0,08 % ergab.
Darauffolgend wurde wieder die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
905 eingeschaltet, um die '5 Glimmentladung in der Kammer 901 herbeizuführen.
Die Glimmentladung wurde eine Stunde lang beibehalten. Danach wurden sowohl das Heizelement 904 als
auch die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 abgeschaltet (um damit die Ausbildung einer Außen-
schicht zu beenden).
Nachdem die Substrattemperatur 100 0C erreicht
hat, wurden die Ausgangsventile 916 und 917 und das
Zusatzventil 919 geschlossen, während das Hauptventil 920 voll geöffnet wurde, um den Innendruck der Kammer
901 auf 10 Torr oder darunter zu bringen. Danach wurde das Hauptventil 920 geschlossen und mittels
des Ablaß-Ventils 928 das Innere der Kammer 901 auf Atmosphärendruck gebracht, wonach dann das Substrat
der Apparatur entnommen wurde. Als Folge dieser Betriebsvorgänge hatte die ausgebildete a-Si:H-Schicht
eine Gesamtdicke von ungefähr 6 μΐη.
909836/0805
- 81 - 3 9517
Das apf diese Weise hergestellte Bildaufzeichnungsmaterial
wurde dem Äbbi!düngeverfahren unterzogen.
An dem Bildaufzeichnungsmaterial wurde eine Korona-Entladung mit - 6 kV für 0,2 s vorgenommen. Unmittelbar
danach wurde die bildweise Belichtung vorgenommen. Dabei wurde das Bildaufzeichnungsmaterial über eine
Durchlaß-Prüfkarte mit Licht aus einer Xenon-Lampe in einer Belichtungsmenge von 15 Lux*s belichtet,
aus welchem Licht in einem Wellenlängenbereich von 550 nm oder darunter unter Verwendung eines Filters
(Handelsbezeichnung V-058, von Toshiba Kasai Kogyo K.K.)
ausgefiltert wurde. Unmittelbar danach wurde mit positiv geladenem Entwickler (mit Toner und Trägermittel)
die Entwicklung ausgeführt, so daß an der Oberfläche
des Bildaufzeichnungsmaterials ein gutes Tonerbild hergestellt wurde. Das Tonerbild wurde dann auf
Bildempfangspapier unter Anlegen einer Korona-Ladung mit + 5 kV übertragen. Damit wurde ein klares Bild
hoher Dichte erzielt, das ferner hinsichtlich der Auflösung, der Gradation und der Reproduzierbarkeit
hervorragend war.
Andererseits wurde an dem BildaufZeichnungsmaterial
eine Korona-Ladung mit + 6 kV sowie eine bildweise nc
^ Belichtung nach dem vorstehend genannten Verfahren und unter den vorstehend genannten Bedingungen vorgenommen.
Dabei wurde ferner die Entwicklung mit negativ geladenem Entwickler ausgeführt. Das erzielte
Bild wurde als unzureichend hinsichtlich der BiId-
dichte und unklar im Vergleich zu dem gemäß dem Vorangehenden erzielten Bild befunden.
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Der erstgenannte Äbbildungsvorgang bei diesem Beispiel wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle
des Filters V-058 drei Farbfilter, d. h. ein blaues, ein grünes bzw. ein rotes Filter verwendet
wurden. In jedem Fall wurde im wesentlichen das gleicher maßen hervorragende Bild auf dem Übertragungspapier
erzielt.
Beispiel 18
10
10
Unter Verwendung der in Fig. 7 gezeigten Apparatur wurde ein Bildaufzeichnungsmaterial gemäß dem folgenden
Verfahrensvorgang hergestellt:
Nach dem Elektronenstrahl-Vakuumablagerungs-Verfahren wurde auf eine rostfreie Stahlplatte mit
einer Dicke von 0,2 mm und einem Format von 10 χ 1O cm,
deren Oberfläche gereinigt worden ist, ein Platin-Dünnfilm mit einer Dicke von ungefähr 80 nm abgelagert.
Die auf diese Weise behandelte rostfreie Stahlplatte wurde als Substrat 702 verwendet.
Das Substrat 702 wurde an dem Befestigungselement 703 befestigt, das mit dem Heizelement 704 und einem
Thermokoppler in der Ablagerungskammer 701 angeordnet war. An einer dem Substrat 702 gegenüberliegenden
Elektrode wurde eine Gegenelektrode 7Ο5 aus polykristallinem Silikon (mit einer Reinheit von 99,999 %)
so festgelegt, daß sie dem Substrat 702 parallel gegen-
^ übergesetzt war und von diesem einen Abstand von ungefähr
4,5 cm hatte.
Zum Evakuieren der Luft im Inneren der Kammer 701
wurde das Hauptventil 724 voll geöffnet, um die
Ti -7
Kammer auf einen Druck von ungefähr 5 χ 10 Torr zu
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• bringen. Dabei waren alle anderen Ventile außer dem
Hauptventil 724 geschlossen. Dann wurden das Zusatzventil 723 und die Ausgangsventile 719, 720, 721 und
geöffnet, um in ausreichender Weise die Luft zu evakuieren, wonach dann die Ausgangsventile 719, 720,
und 722 und das Zusatzventil 723 geschlossen wurden.
Mittels des Heizelements 704 wurde das Substrat 702 erwärmt und auf 200 0C gehalten. Das Ventil 726
des Wasserstoffgas (mit einer Reinheit von 99,99995 %) enthaltenden Druckbehälters 707 wurde dann so geöffnet,
daß unter Beobachtung des Ausgangsdruckmessers 730 der Ausgangsdruck auf 1 kg/cm2 eingeregelt wurde.
Darauffolgend wurde das Eingangsventil 711 allmählich
I^ geöffnet, um das Wasserstoffgas in den Durchflußmesser
715 strömen zu lassen, wonach dann das Ausgangsventil
719 und schließlich auch das Zusatzventil 723 allmählich geöffnet wurden.
Unter Messung des Innendrucks der Kammer 701 mittels des Druckmessers 725 wurde das Äusgangsventil
719 zur Einführung des Wasserstoffgases in die Kammer 701 so geregelt, daß der Innendruck der Kammer 701
den Wert 5 χ 10 Torr erreichte.
Das Ventil 727 des Druckbehälters 708, der mit Argongas (mit der Reinheit 99,9999 %) gefüllt worden
war, wurde geöffnet und so geregelt, daß an dem Äusgangsdruckmesser 731 die Anzeige 1 kg/cm2 abge-
lesen wurde. Danach wurde das Eingangsventil 712 geöffnet und ferner das Äusgangsventil 720 allmählich
geöffnet, um das Argongas in die Kammer 701 strömen zu lassen. Das Ausgangsventil 720 wurde allmählich
-4 geöffnet, bis der Druckmesser 725 den Wert 5 χ 10 Torr anzeigte; unter diesen Bedingungen wurde die
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Durchflußmenge an Ärgongas stabilisiert. Danach wurde
das Hauptventil 724 allmählich geschlossen, um den
_2 Innendruck der Kammer 701 auf 1 χ 10 Torr zu bringen.
Danach wurde das Ventil 729 des Phosphingases (mit der Reinheit 99,9995 %) enthaltenden Druckbehälters
710 zur Einreglung des Ausgangsdrucks auf eine
Ablesung von 1 kg/cm2 an dem Ausgangsdruckmesser 733 . geöffnet. Dann wurde das Eingangsventil 714 geöffnet
und danach das Ausgangsventil 722 unter Beobachtung des Durchflußmessers 718 allmählich geöffnet und so
geregelt, daß in bezug auf die mittels des Durchflußmessers 715 angezeigte Durchflußmenge des Wasserstoffgases
die Durchflußmenge des Phosphingases auf ungefähr 1,0 % eingeregelt wurde. Nach Stabilisierung der
an den Durchflußmessern 715, 716 und 717 angezeigten
Durchflußmengen wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
734 eingeschaltet, um Wechselstromleistung mit 13,56 MHz und 1,6 kV zwischen die Gegenelektrode 705
und das Befestigungselement 703 anzulegen und dadurch die Entladung herbeizuführen. Unter diesen Bedingungen
wurde zur Ausbildung einer Innenschicht die Entladung 4 Stunden lang fortgesetzt. Danach wurde zum Beenden
der Entladung die Stromversorgungsquelle 7 34 ausgeschaltet. Dann wurden die Ausgangsventile 719, 720
und 722 geschlossen, während das Hauptventil 724 voll geöffnet wurde, um das Gas in der Kammer 701 so zu
evakuieren, daß der Druck auf 5 χ 10 Torr eingeregelt
wurde. Danach wurde auf gleichartige Weise wie im in
° Falle der vorstehend beschriebenen Ausbildung der
° Falle der vorstehend beschriebenen Ausbildung der
Innenschicht Wasserstoffgas und Ärgongas in die
Kammer 701 eingeleitet, wobei das Hauptventil 72 4 auf einen Innendruck
701 geregelt wurde.
701 geregelt wurde.
_2
auf einen Innendruck von 2x10 Torr in der Kammer
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Dann wurde das Ventil 728 des Diborangases (mit der Reinheit 99/9995 %) enthaltenden Druckbehälters
709 zur Einstellung einer Ablesung von 1 kg/ cm2 an dem Äusgangsdruckmesser 732 geöffnet.
Das Eingangsventil 713 wurde geöffnet und das Ausgangsventil
721 allmählich geöffnet. Dabei wurde unter Beobachtung der Anzeige des Durchflußmessers 717
das Äusgangsventil 721 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des Diborangases auf 1 % der Durchflußmenge
des Wasserstoffgases gemäß der Anzeige mittels des Durchflußmessers 715 geregelt wurde.
Nach Stabilisierung der Durchflußmengen des Wasserstoffgases, des Argongases und des Diborangases
wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 734 eingeschaltet, um eine Spannung von 1,6 kV
einzugeben und dadurch eine Entladung zu verursachen. Unter diesen Bedingungen wurde die Entladung 40 min
lang fortgesetzt. Danach wurden die Stromversorgungsquelle 734 und auch das Heizelement 704 ausgeschaltet.
Sobald die Substrattemperatur 100 0C oder weniger erreicht hatte, wurden die Ausgangsventile 715, 716
und 717 sowie ferner auch das Zusatzventil 723 geschlossen, während das Hauptventil 724 voll geöffnet wurde,
um das in der Kammer 701 vorhandene Gas zu evakuieren.
Dann wurde das Hauptventil 724 geschlossen und das Ablaß-Ventil 735 geöffnet, um den Innendruck der
Kammer 701 auf Atmosphärendruck zu bringen. Danach wurde das Substrat 702 entnommen. In diesem Fall
hatte die ausgebildete a-Si:H-Schicht eine Gesamtdicke von 8 μ,ΐα.
Das auf diese Weise hergestellte Biidaufzeichnungs-
material wurde dafür verwendet, den Äbbildungsvorgang
gemäß dem Beispiel 17 mit der Ausnahme auszuführen, daß eine Korona-Entladung mit - 6 kV angewandt wurde
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• und positiv geladener Toner verwendet wurde.
Als Folge davon konnte ein gutes Bild erzielt werden, das hinsichtlich der Auflösung, der Gradation und
der Bilddichte hervorragend war. 5
Auf einer Seite eines GlasSubstrats (Handelsbezeichnung
Corning 7059, von Dow Corning Co.) mit einer Dicke von 1 mm und einem Format von
4x4 cm, dessen beide Seiten poliert worden sind,
wurde nach dem Elektronenstrahl-Dampf-Ablagerungsverfahren eine ITO-Schicht (In~0~:Sno? in der
Form 20:1, bei 600 0C gebrannt) mit einer Dicke
'5 von 120 nm gebildet. Der erzielte Aufbau wurde in
Sauerstoffatmosphäre bei 500 0C erwärmt.
Der Aufbau wurde in dem Befestigungselement der in Fig. 9 gezeigten, der beim Beispiel 17 ver-
^" wendeten gleichartigen Apparatur so angeordnet, daß
die ITO-Schicht nach oben zu gerichtet war. Darauffolgend wurde entsprechend dem Verfahren in Fig.
das Innere der Ablagerungskammer 901 zur Glimmentladung auf einen Vakuumwert bzw. Druck von 5 χ 10 Torr einge-
ZD regelt und die Substrattemperatur auf 170 0C gehalten,
wonach Silangas aus dem Druckbehälter 907 deiart in die Kammer 901 geleitet wurde, daß der Innendruck
der Kammer 901 auf 0,8 Torr gebracht wurde. Das Ventil 923 des Phosphingas enthaltenden Druckbehälters
909 wurde zur Einstellung der Anzeige des Ausgangsdruckmessers 926 auf 1 kg/cm2 geöffnet. Dann wurde
das Eingangsventil 915 geöffnet und das Ausgangsventil 918 unter Beobachtung des Durchflußmessers 912 so
eingestellt, daß die Durchflußmenge des Phosphin-
gases auf 0,1 % der Durchflußmenge des Silangases eingestellt wurde. Unter diesen Bedingungen wurde das
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Phosphingas mit dem Silangas gemischt und in die Ablagerungskammer
901 eingeleitet.
Nachdem der Gaszufluß stabil geworden ist, der Innendruck der Kammer 901 auf dem konstanten Wert
gehalten wurde und ferner die Substrattemperatur
auf 17O CC gehalten wurde, wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 eingeschaltet, um wie
bei dem Beispiel 17 eine Glimmentladung herbeizuführen.
gehalten wurde und ferner die Substrattemperatur
auf 17O CC gehalten wurde, wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 eingeschaltet, um wie
bei dem Beispiel 17 eine Glimmentladung herbeizuführen.
Diese Glimmentladung wurde 3O min lang fortgesetzt, wonach zu ihrer Beendigung die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
905 abgeschaltet wurde, wodurch die Ausbildung einer Innenschicht abgeschlossen war.
Die Ausgangsventile 916 und 918 wurden geschlossen, während das Zusatzventil 919 und das Hauptventil
Die Ausgangsventile 916 und 918 wurden geschlossen, während das Zusatzventil 919 und das Hauptventil
920 voll geöffnet wurden, um das Innere der Kammer 901 auf einen Druck von 5 χ 10 Torr zu bringen.
Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen. Als nächstes wurde das Ausgangsventil 916 allmählich geöffnet sowie das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des Silangases auf die gleiche Durchflußmenge wie bei der vorangehenden Ausbildung der Innenschicht eingestellt wurde. Dann wurde die Strom-Versorgungsquelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen, die 8 Stunden lang fortgesetzt wurde. Danach wurden das Heizelement 9Ο4 und die Stromversorgungsquelle 905 ausgeschaltet. Nach Abfall der Substrattemperatur auf 100 0C wurde das Ausgangsventil 916 geschlossen, während das Hauptventil 920 und das Zusatzventil 919 voll geöffnet
wurden, um den Innendruck der Kammer 901 auf 10 Torr oder darunter zu bringen. Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen, während
Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen. Als nächstes wurde das Ausgangsventil 916 allmählich geöffnet sowie das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des Silangases auf die gleiche Durchflußmenge wie bei der vorangehenden Ausbildung der Innenschicht eingestellt wurde. Dann wurde die Strom-Versorgungsquelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen, die 8 Stunden lang fortgesetzt wurde. Danach wurden das Heizelement 9Ο4 und die Stromversorgungsquelle 905 ausgeschaltet. Nach Abfall der Substrattemperatur auf 100 0C wurde das Ausgangsventil 916 geschlossen, während das Hauptventil 920 und das Zusatzventil 919 voll geöffnet
wurden, um den Innendruck der Kammer 901 auf 10 Torr oder darunter zu bringen. Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen, während
das Innere der Kammer 901 mittels des Auslaß-Ventils
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. > 928 auf Atmosphärendruck gebracht wurde. Daraufhin
hatte das entnommene Substrat eine a-Si:H-Schicht mit einer Gesamtdicke von ungefähr 11 μπι.
Das auf diese Weise erhaltene Bildaufzeichnungsmaterial
wurde hinsichtlich der Bildausbildung geprüft. Das Material wurde einem Abbildungsvorgang
mit einer Korona-Entladung mittels einer Spannung von - 6 kV, einer bildweisen Belichtung von der
Rückseite her und einer Entwicklung mittels eines positiv geladenen Entwicklers unterzogen. Als Ergebnis
wurde ein gutes Bild mit ausreichender praktischer Verwendbarkeit erzielt.
Entsprechend dem Verfahren und den Bedingungen bei dem Beispiel 19 wurde das gleiche Glassubstrat
mit der aufgelagerten ITO-Schicht wie in Beispiel zur Bildung eines Aufbaues verwendet, der dem
schließlich bei Beispiel 19 erzielten entsprach.
Darauffolgend wurden das Eingangsventil 915 und
das Ausgangsventil 918 geschlossen. Die Erwärmung ■" mittels des Heizelements 904 wurde beibehalten, während
die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 ausgeschaltet wurde. Das Ventil 922 des Druckbehälters
908, der mit Diborangas gefüllt worden war, wurde zur Einstellung des Drucks an dem Ausgangsdruckmesser
925 auf 1 kg/cm2 geöffnet. Dann wurde das Eingangsventil 914 allmählich geöffnet, um das Diborangas
in den Durchflußmesser 911 strömen zu lassen. Darauffolgend
wurde das Ausgangsven'til 917 allmählich geöffnet und so geregelt, daß die Durchflußmenge an
Diborangas gemäß der Anzeige an dem Durchflußmesser
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auf 0,08 % der Durchflußmenge des Silangases gesteuert
wurde. Unter diesen Bedingungen wurde die Durchflußinenge des Diborangases zu der Kammer 901 hin zusammen
mit der Durchflußmenge des Silangases stabilisiert bzw. gleichförmig gemacht. Darauffolgend wurde die
Stromversorgungsquelle 905 wieder eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Diese Glimmentladung
wurde für 45 min beibehalten. Danach wurden das Heizelement 904 und die Stromversorgungsquelle
905 ausgeschaltet. Nachdem die Substrattemperatur 100 0C
erreicht hat, wurden die Ausgangsventile 916 und 917
geschlossen, während das Hauptventil 920 voll geöffnet wurde, um den Druck in der Kammer 901 auf 10 Torr
oder darunter zu bringen. Das Zusatzventil 919 und
'^ das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen, während
das Innere der Kammer mittels des Auslaß-Ventils 928
auf Atmosphärendruck gebracht wurde. Dann wurde das Substrat aus der Kammer herausgenommen. Die auf diese
Weise gebildete a-Si:H-Schicht hatte eine Gesamtdicke
von ungefähr 12 μια.
Das damit gewonnene Bildaufzeichnungsmaterial wurde zur Durchführung des Bildaufzeichnungsvorgangs
gemäß Beispiel 17 mit der Ausnahme verwendet, daß eine
Korona-Entladung mit - 6 kV vorgenommen wurde und positiv geladener Entwickler verwendet wurde. Als Ergebnis
wurde auf Bildempfangspapier ein Tonerbild mit außerordentlich hoher Qualität und hohem Kontrast
erzielt.
30
30
Durch Elektronenstrahl-Ablagerung wurde eine
MgF^-Schicht mit einer Dicke von 200 nm auf einer
^
Aluminiumplatte mit einer Dicke von 0,1 mm und einem
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ο ü π ο ι 9 ^
] Format von 4 χ 4 cm ausgebildet, deren Oberfläche
mittels einer Schwabbelscheibe auf Spiegelglanz poliert und gereinigt worden war. Diese Schichtung wurde als
Substrat verwendet. Das Substrat wurde an dem Befestigungselement 903 in der in Fig. 9 gezeigten
Apparatur ähnlich wie beim Beispiel 17 so festgelegt, daß die MgF2-Schicht nach oben zu gerichtet war.
Entsprechend dem Verfahrensvorgang bei dem Beispiel 17 wurden die Ablagerungskammer 901 für die
Glimmentladung und alle Gasleitungen auf einen Vakuumwert bzw. einen Druck von 5 χ 10 Torr gebracht,
während die Substrattemperatur auf 220 0C gehalten
wurde. Das Silangas aus dem Druckbehälter 907 wurde auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel 17 in die
Kammer 901 eingeleitet, um den Innendruck der Kammer 901 auf 1,0 Torr zu bringen. Nach Stabilisierung der
Durchflußmenge des1 Silangases und der Substrattemperatur
wurde die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle 905 eingeschaltet, so daß eine Glimmentladung eingeleitet
wurde. Unter diesen Bedingungen wurde die Glimmentladung 5 Stunden lang fortgesetzt. Danach wurde zur
Beendigung der Glimmentladung die Stromversorgungsquelle 905 ausgeschaltet. Im folgenden wurden die
Ventile 923, 915 und 918 geöffnet und unter sorgfältiger
Beobachtung der Anzeige des Durchflußmessers 912 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des
Phosphingases aus dem Druckbehälter 909 auf 0,05 % der Durchflußmenge des Silangases gesteuert wurde.
^" Das Phosphingas wurde dann unter Stabilisierung der
Durchflußmenge in die Kammer 901 eingeleitet. Dann wurde wieder die Hochfrequenz-Stromversorgungsquelle
905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Während der Glimmentladung wurde das Ausgangs-
ventil 918 allmählich so geöffnet, daß die Durchflußmenge des Phosphingases in bezug auf diejenige des
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Silangases ausgehend von der Änfangsmenge, d. h. von
0,05 % für ungefähr 10 Minuten» auf 0,06 % gesteigert wurde, wonach die Glimmentladung für eine Stunde fortgesetzt
wurde. Danach wurden die Stromversorgungsquelle 905 und das Heizelement 904 ausgeschaltet. Nach
Abfall der Substrattemperatur auf 100 0C oder darunter
wurden die Äusgangsventile 916 und 918 geschlossen.
Das Hauptventil 920 wurde dann voll geöffnet,, um die .
-5 Kammer 9O1 auf einen Druck von 10 Torr oder darunter
zu bringen. Dann wurden das Zusatzventil 919 und das
Hauptventil 920 geschlossen, während das Auslaß-Ventil
928 geöffnet wurde, um die Kammer 901 auf Atmosphärendruck, zu bringen. Danach wurde das Substrat aus der
Kammer herausgenommen. Die auf diese Weise ausgebildete a-Si:H-Schicht hatte eine Gesamtdicke von ungefähr 7,5
μΐη.
Das auf diese Weise gewonnene Bildaufzeichnungsmaterial
wurde dem Abbildungsverfahren nach Beispiel 17 mit der Ausnahme unterzogen, daß eine positive
Korona-Ladung mit + 6 kV ausgeführt wurde und negativ
geladener Entwickler verwendet wurde. Als Ergebnis wurde ein außerordentlich gutes Bild erzielt.
Das Bildaufzeichnungsmaterial wurde an einer Trommel
für photoempfindliches Material, nämlich einer nicht mit einer photoempfindlichen Schicht versehenen
Aluminiumtrommel eines im Handel erhältlichen Kopiergeräts befestigt, (eines teilweise modifizierten
ÖKJ Prüfgeräts, Handelsbezeichnung NP-L7 von CANON K.K.);
dann wurde das Material dem Bildaufzeichnungsvorgang aus Laden mit + 6 kV, bildweiser Belichtung, Entwicklung
mit negativ geladenem Flüssigentwickler, mit negativer Ladung gleichzeitigem Flüssigkeit-Abquetschens
und mit positiver Ladung gleichzeitigem Übertragen unter-
909836/0SOS
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ι zogen. Als Ergebnis wurde ein gutes Bild auf gewöhnlichem
Papier erzielt. Ferner blieb selbst bei kontinuierlicher 100.000-facher Wiederholung dieses Bildaufzeichnungsvorgangs
die Qualität der erzielten Bilder unverändert. 5
Ein Aluminiumsubstrat mit einer Dicke von O,1 mm und einem Format von 4x4 cm, dessen Oberfläche gereinigt
worden ist, wurde gleichartig wie im Falle des Beispiels 17 an dem Befestigungselement 903 der
in Fig. 9 gezeigten Apparatur angebracht. Entsprechend dem Verfahrensvorgang nach Beispiel 17 wurde die
Luft aus der Ablagerungskammer 9O1 und den Gasleitungen evakuiert, um diese auf einen Vakuumwert bzw. Druck
von 5 χ 10 Torr zu bringen, wobei das Substrat auf 250 0C gehalten wurde. In Übereinstimmung mit der
Ventilbetätigung bei dem Beispiel 17 wurde in die Kammer 901 das Silangas so eingeleitet, daß der
Innendruck der Kammer 901 auf 0,3 Torr eingeregelt wurde.
Das Ventil 922 des Druckbehälters 908, der mit Diborangas gefüllt worden war, wurde zur Einstellung
einer Ablesung von 1 kg/cm2 an dem Ausgangsdruckmesser 925 geöffnet. Danach wurde das Eingangsventil
914 allmählich geöffnet sowie dann auch das Ausgangsventil 917 allmählich so geöffnet, daß die Ablesung
an dem Durchflußmesser 911 eine Anzeige von 0,15 %
on
in bezug auf die Durchflußmenge des Silangases ergab.
Auf diese Weise wurde das Diborangas in die Kammer 901 eingeleitet. Nach Stabilisierung der Durchflußmengen
des Silangases und des Diborangases sowie der Substrattemperatur auf 250 0C wurde die Stromversor-
gungsquelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Unter diesen Bedingungen wurde die
Glimmentladung 30 min lang durchgeführt und fortgesetzt.
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' Das Ausgangsventil 917 für das Diborangas wurde unter
Beobachtung des Durchflußmessers 911 allmählich geschlossen und so eingeregelt, daß die Durchflußmenge
des Diborangases auf O,O5 % der Durchflußmenge des
Silangases gesteuert wurde. Unter diesen Bedingungen wurde die Glimmentladung weitere 6 Stunden lang fortgesetzt.
Danach wurden die Ausgangsventile 916 und 917
geschlossen, so daß das Innere der Kammer 901 auf einen Druck von 5 χ 10 Torr eingestellt wurde.
^O Darauffolgend wurde das Silangas so in die Kammer
901 eingeleitet, daß deren Druck auf 0,3 Torr gebracht wurde. Das Ventil 923 des mit Phosphingas gefüllten
Druckbehälters 909 wurde so geöffnet, daß der Auslaßdruck 1 kg/cm2 betrug, wonach das Eingangsventil 915
'5 und das Ausgangsventil 918 allmählich geöffnet und
unter Beobachtung des Durchflußmessers 912 so geregelt
wurde, daß die Durchflußmenge des Phosphingases auf 0,08 % derjenigen des Silangases eingestellt wurde.
Damit wurde das Phosphingas mit dem Silangas gemischt on
iKJ und in die Kammer 901 eingeleitet. Nach Stabilisierung der Gasströmung wurde die Stroraversorgungsquelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Die Glimmentladung wurde 45 min lang fortgesetzt. Danach wurden die Stromversorgungsquelle 905 und das Heizelement 904 ausgeschaltet. Nachdem die Substrattemperatur 100 0C erreicht hat, wurden die beiden Ausgangsventile 916 und 918 geschlossen, während das Hauptventil 920 voll geöffnet wurde, um die Kammer
iKJ und in die Kammer 901 eingeleitet. Nach Stabilisierung der Gasströmung wurde die Stroraversorgungsquelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Die Glimmentladung wurde 45 min lang fortgesetzt. Danach wurden die Stromversorgungsquelle 905 und das Heizelement 904 ausgeschaltet. Nachdem die Substrattemperatur 100 0C erreicht hat, wurden die beiden Ausgangsventile 916 und 918 geschlossen, während das Hauptventil 920 voll geöffnet wurde, um die Kammer
901 auf einen Druck von 1O Torr oder darunter zu bringen. Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil
920 wurden dann geschlossen, während das Auslaß-Ventil 928 geöffnet wurde, um die Kammer 901 auf
Atmosphärendruck zu bringen. Dann wurde das Substrat
entnommen. Die ausgebildete a-Si:H-Schicht hatte eine 35
Gesamtdicke von ungefähr 9 pm.
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Die Rückseite, d. h. die Aluminiumflache des
auf diese Weise gewonnenen Schichtaufbaus wurde in engen Kontakt mit einem Klebband gebracht und dann
senkrecht in eine 30 %-ige Lösung von Polycarbonatharz in Toluol getaucht. Der Aufbau wurde mit einer
Geschwindigkeit von 1,5 cm/s hochgezogen, so daß sich an der a-Si:H-Schicht eine Polycarbonatharz-Schicht
mit einer Dicke von 15 um bildete. Danach
wurde das Klebband entfernt.
10
10
Das auf diese Weise gewonnene Bildaufzeichnungsmaterial wurde an einer Trommel für ein photoempfindliches
Material, d. h., an einer nicht mit einer photoempfindlichen Schicht versehenen Aluminiumtrommel
eines im Handel erhältlichen Kopiergeräts befestigt (teilweise modifiziertes Prüfgerät, Handelsbezeichnung
NP-L7 von CANON K.K.); danach wurde das Material dem Bildaufzeichnungsvorgang aus einer
Primärladung mit + 7 kV, einer mit einer Wechselstrom-Ladung mit 6 kV gleichzeitigen bildweisen Belichtung,
einer Entwicklung mit negativ geladener Entwicklerflüssigkeit, einer Flüssigkeits-Abquetschung (Walzenabquetschung)
und einer mit einer Ladung mit + 5 kV gleichzeitigen Übertragung unterzogen. Als Ergebnis
wurde ein scharfes Bild mit hohem Kontrast auf gewöhnlichem Papier erzielt. Selbst wenn dieser Vorgang
kontinuierlich 100.000-fach wiederholt wurde, behielten die erzielten Bilder die anfängliche hervorragende
Bildqualität.
Mit der Erfindung ist somit ein Bildaufzeichnungsmaterial
geschaffen, das eine Ladungserzeugungs- oder Ladungsabgabeschicht aus hydriertem amorphem Silicium
aufweist.
909836/0805
, - 35.-
Leerseite
Claims (14)
- T Β» Vt Patentanwälte:ilEDTKE - DÜHLING - IVlNNE Dipl-Ing. H.Tiedtke/"* D Dipl -Chem. G. BühlingUrupe - Pellmann Dipl..lng. R. KinneDipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pelimann2908123 Bavariaring 4, Postfach 2024038000 München 2Tel.: 0 89-539653Telex: 5-24845 tipatcable: Germaniapatent München
- 2. März 1979 B 9517Patentansprüche'1·- Bildaufzeichnungsmaterial für Elektrophotographie, gekennzeichnet durch eine Ladungsabgabeschicht (103,· 204; 303; 404; 503; 603), die durch Erregung mittels elektromagnetischer Wellen bewegbare Träger erzeugt und die aus hydriertem amorphen Silizium besteht, eine Ladungsdurchlafischicht (104; 203; 304; 403), in die die von der Ladungsabgabeschicht erzeugten Träger injiziert werden und die die injizierten Träger transportiert, wobei sie aus einer organischen Verbindung besteht, und ein Substrat {102; 202; 302; 402; 502; 602) für Elektrophotographie, auf das die Ladungsabgabeschicht und die Ladungsdurchlaßschicht aufgeschichtet sind.2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung ein organisches photoleitfähiges Material ist.
- 3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsdurchlaßschicht (104; 203; 304; 403) eine Dicke im Bereich von 5 bis 8O um hat.909836/0808Deutsche Bank {f-iunchent KIo 51/61Q7Q Dresdner Bank {München) K!o 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804
- 4. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsabgabeschicht (303; 404; 503; 603) eine Sperrschicht (306; 407; 505; 604) aufweist, die aus einer Verbindung zweier Schichten aus hydriertem amorphem Silizium gebildet ist, wobei das hydrierte amorphe Silizium der einen Schicht der beiden Schichten von demjenigen der zweiten Schicht verschieden ist.
- 5. Material nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Schichtdicke von der Oberfläche der Ladungsabgabeschicht weg, der die elektromagnetischen Wellen zugeführt werden, wenigstens ein Rand der Sperrschicht (306; 407; 515; 604) in einer Tiefe von 500 nm liegt.
- 6. Material nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert/NaNd"1
Y Na+Ndder Ladungsabgabeschicht (303; 404; 503; 603) größer als N cm und kleiner als 10 cm ist, wobei Na die Dichte der Akzeptoren der Ladungsabgabeschicht ist, Nd die Dichte der Donatoren der Ladungsabgabeschicht ist und N die Anzahl der freien Verbindungen des Siliziums je Volumeneinheit in der Ladungsabgabeschicht ist. - 7. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Deckschicht (205; 405; 607) mit einer Stärke von 0,5 bis 7O um.903836/0805- 3 - B 9517
- 8. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Wasserstoff in der Ladungsabgabeschicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.
- 9. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsabgabeschicht eine Stärke von 0,1 bis 10 μπι hat.
- 10. Bildaufzeichnungsmaterial für Elektrophotographie, gekennzeichnet durch ein Substrat (302; 4Ο2; 502; 602) für Elektrophotographie und eine Ladungsabgabeschicht {3Ο3; 404r 503? 603), die auf elektromagnetische Wellen anspricht und die eine Sperrschicht (306; 407; 505; 6Ο4) aus zwei Schichten aufweist, die aus zwei Arten von hydriertem amorphem Silizium mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften gebildet ist, wobei die Sperrschicht als eine Schicht wirkt, die bewegbare Träger erzeugt, wenn sie der Einwirkung der elektromagnetischen Wellen ausgesetzt wird.
- 11. Material nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Schicht der beiden Schichten, die an der Einführungsseite für die elektromagnetischen Wellen liegt, zum Durchlaß der angelegten elektromagnetischen Wellen in der Weise ausgebildet ist, daß in der Sperrschicht (306; 407; 505; 604) eine ausreichende Anzahl von Trägern erzeugt wird.
- 12. Material nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Schichtdicke von der Oberfläche der Ladungsabgabeschicht (303; 404; 503; 603), an die die elektromagnetischen Wellen angelegt werden, mindestens ein Rand der Sperrschicht in einerTiefe von 500 nm liegt.
35I09836/080S- 4 - B 9517 - 13. Material nach einem der Ansprüche 1O bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten eine Dicke von 0,1 bis 10 μΐη haben.
- 14. Material nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der WertY Na+Ndder Ladungsabgabeschicht (303; 404; 503; 603) größerals N cm und kleiner als 10 cm ist, wobei Na die Dichte der Akzeptoren in der Ladungsabgabeschicht ist, Nd die Dichte der Donatoren in der Ladungsabgabe-■jc schicht ist und N die Anzahl der freien Verbindungen im Silizium je Volumeneinheit in der Ladungsabgabeschicht ist.109836/0305
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