DE2954552C2 - - Google Patents

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Für photoleitfähige Schichten elektrophotographischer Aufzeich­ nungsmaterialien ist ein Dunkelwiderstand in diesem Ausmaß so gering, daß eine derartige dünne a-Si-Schicht nicht als photoleitfähige Schicht verwendet werden kann.

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

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

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

Verschiedene andere Eigenschaften und Bedingungen für photo­ leitfähige Schichten von elektrophotographischen Aufzeich­ nungsmaterialien wie elektrostatische Eigenschaften, Bestän­ digkeit gegenüber Koronaionen, Lösungsmitteln, Lichtermüdung, Feuchtigkeit, Wärme und Abrieb und Reinigungseigenschaften sind für die dünnen a-Si-Schichten überhaupt nicht bekannt.

Aus dem Perprint zum Symposium der Royal Photographic Society of Great Britain, Sept. 1976, Paper B 14, ist bekannt, daß dünne a-Si-Schichten eine hohe Photoempfindlichkeit zeigen, wenn sie durch Glimmentladung anstelle von Aufdampfung und Zerstäubung aufgebracht werden. Daraus läßt sich jedoch nicht entnehmen, wie ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial auf­ gebaut sein muß, das nicht nur eine ausreichende Photoempfind­ lichkeit zeigt, sondern auch einen hohen Dunkelwiderstand und ein hohes S/N-Verhältnis aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotogra­ phisches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1 bereitzustellen, das eine ausreichende Photoemp­ findlichkeit zeigt sowie einen hohen Dunkelwiderstand und ein hohes S/N-Verhältnis aufweist, eine hohe Beständigkeit gegenüber Lichtermüdung und Koronaionen und ein schnelles Ansprechen auf Licht zeigt und Bilder von hoher Qualität mit hoher Bilddichte, ausgeprägtem Raster und hoher Auflösung liefert.

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

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugname auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

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

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

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

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

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

Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial 501 nach Fig. 1 hat einen Schichtträger 502 und eine Ladungsträger erzeugende Schicht 503 mit einer freien Oberfläche 504, auf der Bilder erzeugt werden. Die La­ dungsträger erzeugende Schicht 503 weist eine Verarmungs­ schicht 505 auf, die bewegliche Ladungsträger erzeugt, wenn sie bei der Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen im Verlauf der Erzeugung elektrostatischer Ladungsbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels der elektromagnetischen Wellen bestrahlt wird.

Der Schichtträger 502 sollte so ausgebildet sein, daß in Abhängigkeit von der Richtung, aus der die elektromagnetischen Wellen auf das Aufzeichnungsmaterial 501 projiziert werden, zur Erzeugung elektrostatischer Ladungsbilder mit im wesent­ lichen ausreichendem Kontrast genügend Ladungsträger in der Verarmungsschicht 505 erzeugt werden, d. h., die elektro­ magnetischen Wellen die Verarmungsschicht 505 ausreichend erreichen.

Wenn die elektromagnetischen Wellen von der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 her projiziert werden, ist es nicht notwendig, im Hinblick auf das Antreffen der elektromagnetischen Wellen an der Verarmungsschicht 505 dem Schichtträger 502 besondere Beachtung zu schenken. Wenn im Gegenastz dazu die elektromagnetischen Wellen von der Seite des Schichtträgers 502 her pro­ jiziert werden, muß das Material für den Schichtträger 502 sowie seine Dicke so gewählt werden, daß die elektromagnetischen Wellen die Verarmungsschicht 505 in der Weise erreichen, daß ausreichend Ladungsträger in der Verarmungsschicht 505 erzeugt werden.

Der Schichtträger 502 kann elektrisch leitend oder isolierend sein. Beisiele für elektrisch leitende Schichtträger sind Metalle wie Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd sowie ihre Legierungen und nichtrostender Stahl. Beispiele für isolierende Schichtträger sind Folien bzw. Platten aus Kunstharzen wie Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Cellulosetriacetat, Poly­ propylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid, Glas, keramische Werk­ stoffe und Papier.

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

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

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

Die Ladungsträger erzeugende Schicht des Aufzeichnungs­ materials (d. h. die Schicht 503 in Fig. 1) besteht aus mindestens zwei Arten eines (nachfolgend mit a-Si:H bezeichneten) Wasserstoffatome enthaltenden amorphen Siliciums folgender Art:

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

Die Verarmungsschicht 505 kann in der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 dadurch ausgebildet werden, daß mindestens zwei Arten von a-Si:H gemäß (1) bis (5) gewählt werden und die Schicht 503 in der Weise ausgebildet wird, daß die beiden verschiedenen Arten der Materialien miteinander in Verbindung gebracht werden. Das heißt, die Verarmungsschicht 505 kann als Grenzbereich zwischen einer i-a-Si:H-Schicht und einer p-a-Si:H-Schicht dadurch ausgebildet werden, daß auf dem Schichtträger 502 eine i-a-Si:H-Schicht mit den gewünschten Oberflächen­ eigenschaften ausgebildet wird und auf dieser i-Schicht eine p-a-Si:H-Schicht ausgebildet wird.

Nachstehend wird eine in bezug auf eine Verarmungsschicht 505 auf der Seite eines Schichtträger 502 gelegene a-Si:H-Schicht als Innenschicht bezeichnet, während eine an der Seite der Außenfläche 504 gelegene Schicht als Außenschicht bezeichnet wird. Das heißt, bei der Herstellung der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 in der Weise, daß zwei unterschiedliche Arten von a-Si:H-Schichten aufeinandergeschichtet werden, wird die Verarmungsschicht 505 an dem Übergangsbereich bei der Verbindung zwischen einer inneren und einer äußeren a-Si:H-Schicht gebildet.

In Normalzustand ist die Verarmungsschicht 505 in einem Zustand, bei dem freie Ladungsträger abgewandert sind; daher zeigt die Verarmungsschicht 505 das Verhalten eines sog. eigenleitenden Halbleiters.

Bei dem Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungs­ materials sind eine Innenschicht 506 und eine Außen­ schicht 507, die die Ladungsträger erzeugende Schicht 503 bilden, aus gleichartigem a-Si:H gebildet, so daß der Übergangs­ bereich (die Verarmungsschicht 505) ein homogener Übergang ist und daher die Innenschicht 506 mit der Außen­ schicht 507 eine gute elektrische und optische Verbin­ dung bilden, wobei die Energiebänder der Innenschicht und der Außenschicht stoßfrei miteinander verbunden sind. Ferner besteht in der Verarmungsschicht 505 ein elektrisches Eigen-Feld (Diffusionspotential) (Steigung des Energiebands), wenn die Verarmungsschicht 505 ausgebildet wird. Auf diese Weise ist der Wirkungs­ grad der Erzeugung von Ladungsträgern verbessert und zusätzlich die Wahscheinlichkeit einer Rekombination der erzeugenden Ladungsträger verringert, d. h. die Quanten-Ausbeute gesteigert, so daß ein schnelles Ansprechen auf Licht erzielt wird und die Ausbildung von Restladungen ver­ hindert wird.

Im Hinblick auf das Vorstehende bewirken die durch Bestrahlung mit elektromagenischen Wellen wie Licht in der Verarmungsschicht 505 erzeugten Ladungsträger eine vorteilhafte, wirkungsvolle Erzeugung elektrostatischer Ladungsbilder.

Das Aufzeichnungsmaterial wird an der Außen­ fläche in der Weise elektrisch leitend gemacht, daß bei der Erzeugung der elektrostatischen Ladungsbilder eine Ladungspolarität erzeugt wird, die eine Gegenvorspannung an der Verarmungsschicht 505 hervorruft. Wenn an die Verarmungsschicht diese Gegenvorspannung ange­ legt wird, wird die Dicke der Verarmungsschicht 505 mit einem Verhältnis von ungefähr der Quadratwurzel der an die Verarmungsschicht 505 angelegten Spannung gesteigert. Beispielsweise ist bei einer hohen Spannung (von mehr als 10⁴ V/cm) die Dicke der Verarmungsschicht 505 nicht gleich zu der Dicke, bei der die Verarmungsschicht nicht elektrisch leitend gemacht wird, das Mehrfache oder mehrere Zehnfache. Ferner wird durch das Anlegen der Gegenvorspannung an die Verarmungsschicht 505 das durch den Übergang bzw. die Verbindung gebildete elektrische Eigenleitungs-Feld (Diffusionspotential) steil gestaltet. Dadurch wird die vorstehend beschriebene Wirkung ausge­ prägter gestaltet.

Bei dem Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungs­ materials sind gemäß den vorstehenden Ausführungen die Innenschicht 506 und die Außenschicht 507 aus dem gleichen Material gebildet, während die Verarmungsschicht 505 durch den Übergang bzw. die Verbindung zwischen der Innenschicht 506 und der Außenschicht 507 gebildet ist; daher kann auf vorteilhafte Weise die ganze Ladungs­ träger erzeugende Schicht 503 durch ein kontinuierliches Verfahren hergestellt werden.

Die Dicke der Verarmungsschicht 505 kann durch den Unter­ schied der Fermi-Kante bzw. des elektrischen Potentials vor der Verbindung der Innenschicht 506 und der Außen­ schicht 507, die miteinander zu verbinden sind, und die Dielektrizitätskonstaten dieser Schichten, d. h. die Konzentration der Fremdstoffe bestimmt werden, die in die Schicht eindotiert werden, um die zu ver­ bindende a-Si:H-Schicht auf die vorstehend genannte Art (1) bis (5) zu steuern. Im einzelnen kann durch Steuerung der Fremdstoff-Dotiermenge die Dicke von einige nm bis zu einigen µm verändert werden.

Wenn gemäß den vorstehenden Ausführungen die Gegen­ vorspannung angelegt wird, kann die Dicke der Verarmungsschicht 505 so gesteigert werden, daß sie einige 10 nm bis einige 10 µm beträgt. Die Dicke der Verarmungsschicht 505 ändert sich daher in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Gegenvorspannung.

Wenn jedoch eine Gegenvorspannung in Form eines starken elektrischen Felds an die Verarmungsschicht 505 angelegt wird, ist es notwendig, die Konzentration der Fremdstoffe sowie die anzulegende Spannung gemäß folgendem in der Weise festzulegen, daß weder eine Tunnel-Bildung noch ein Lawinendurchbruch verur­ sacht wird. Das heißt, wenn die Konzentration an Fremdstoffen so hoch ist, daß selbst eine verhält­ nismäßig niedrige Gegenvorspannung eine Tunnel-Bildung bzw. einen Lawinendurchbruch erzeugt, ist es nicht möglich, eine ausreichende Erweiterung der Verarmungsschicht 505 (Verminderung der elektrischen Kapazität) und ein ausreichendes elektrisches Feld an der Verarmungsschicht 505 zu erreichen.

Bei dem Aufzeichnungsmaterial ist es die Rolle der Verarmungsschicht 505, zur Erzeugung von Ladungsträgern elektromagnetische Wellen zu absorbieren; es ist daher wünschenswert, zur Absorption der auf die Verarmungsschicht 505 auffallenden elektromagnetischen Wellen eine möglichst dicke Schicht zu verwenden. Andererseits ist die Stärke des in der Verarmungsschicht 505 je Dickenein­ heit ausgebildeten elektrischen Eigenleitungs-Felds, die eine wesentliche Einflußgröße bei der Verringerung der Rekombinations-Wahrscheinlichkeit der in der Verarmungsschicht 505 erzeugten Ladungsträger darstellt, zur Dicke der Schicht umgekehrt proportional. Hinsichtlich dieses Gesichtspunkts ist daher eine dünne Verarmungsschicht 505 vorzuziehen.

Im Hinblick auf das Vorstehende müssen daher zur zufriedenstellenden Erfüllung des Zwecks bei dem Aufzeichnungsmaterial 501 nach Fig. 1 die folgenden beiden Gesichtspunkte in Betracht gezogen werden: Die Erzeugung der Ladungsträger durch Bestrahlung mit den elektro­ magnetischen Wellen erfolgt zum größten Teil in der Verarmungsschicht 505, so daß es notwendig ist, in Abhängig­ keit von der Einstrahlungsrichtung der elektromagnetischen Wellen auf das Aufzeichnungsmaterial 501 die Innenschicht 506 oder die Außenschicht 507 in der Weise auszubilden, daß in der Verarmungsschicht zur Erzeugung elektro­ statischer Ladungsbilder mit ausreichendem Kontrast genügend Ladungsträger erzeugt werden, d. h., die elektromagnetischen Einstrahlungs-Wellen in ausreichendem Ausmaß die Verarmungsschicht erreichen.

Im Falle der üblichen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wird als elektromagnetische Wellen sichtbares Licht verwendet. Zur Erzielung des vorstehend genannten Zwecks ist es daher notwendig, entweder die Innenschicht 506 oder die Außenschicht 507 als Schicht an der Seite der Einstrahlung der elektromagnetischen Wellen in der Weise auszubilden, daß mindestens ein Teil der Verarmungsschicht 505 innerhalb eines Abstands von 500 nm von der Oberfläche der Einstrahlungsseite für die elektromagnetischen Wellen an der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 vorliegt, wenn sie elektrisch leitend gemacht wird, und zwar deshalb, weil der Lichtabsorptionskoeffizient des a-Si:H für einen Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm im Bereich von 5×10⁵ bis 10⁴ cm^-1 liegt.

Da es ferner nur notwendig ist, die Verarmungsschicht 505 durch die Verbindung bzw. den Übergang zwischen der Innenschicht 506 und der Außenschicht 507 zu bilden, ist im Hinblick auf die untere Grenze der Dicke der Ladungsträger erzeugenden Schicht der Wirkungs­ grad der Erzeugung von Ladungsträgern 505 in bezug auf eine Ein­ strahlungsmenge elektromagnetischer Wellen um so höher, je dünner die Ladungsträger erzeugende Schicht ist. Daher ist eine dünne Ladungsträger erzeugende Schicht vorzuziehen, sofern dafür ein Herstellungsverfahren verfügbar ist.

Wenn eine a-Si:H-Schicht auf p-Leitfähigkeit (einschließlich p⁺-Leitfähigkeit) oder n-Leitfähigkeit (einschließlich n⁺-Leitfähigkeit) gebracht wird, ändert sich in Abhängigkeit von der Konzentration der Fremdstoffe der Dunkelwiderstand in einem großen Ausmaß, so daß aufgrund eines zu niedrigen Dunkelwiderstands die Schicht nicht für die Elektro­ photographie verwendet werden kann.

Der Grund dafür liegt darin, daß bei der Erzeugung der elektrostatischen Ladungsbilder bei einem zu geringen Widerstand der Oberflächenwiderstand nicht dafür ausreicht, ein Auweichen 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 Ladungsträgern, so daß daher keine elektrostatischen Ladungsbilder erzeugt werden können. Auch im Falle eines elektro­ photographischen Aufzeichnungsmaterials mit einer Ladungsträger erzeugenden Schicht als Außenflächen wird dadurch die Dicke der Verarmungsschicht dadurch erweitert, daß an die Verarmungsschicht eine Gegenvorspannung angelegt wird. Dieser Umstand bedeutet, daß freie Ladungsträger ausgestoßen werden, was zur Folge hat, daß selbst bei einem verhältnismäßig niedrigen Widerstand der Außenschicht diese in iherer Erscheinung sich wie ein hoher Widerstand verhält.

Ferner ergibt ein Laden in Richtung der Gegenvor­ spannung den Ausstoß freier Ladungsträger in der Außenschicht in Richtung zur Oberfläche, wodurch eine gleichartige Ladung in der Außenschicht verursacht wird.

Folglich kann als Material zur Herstellung der Außen­ schicht ein Material verwendet werden, das eine Erweiterungs­ wirkung für einen Sperreffekt und die Wirkung des Ausstoßens freier Ladungsträger gemäß der vorstehenden Erläuterung in dem Ausmaß ergibt, daß zum Erreichen des Zwecks des Aufzeichnungsmaterials diese Wirkungen selbst dann ausreichen, wenn das Material einen verhältnismäßig niedrigen elektrischen Widerstand hat und daher als ungeeignet angesehen wurde.

Eine Schicht, die nicht an der Seite der Einstrah­ lung der elektromagnetischen Wellen liegt, d. h. ent­ weder die Innenschicht 506 oder die Außenschicht 507 (nämlich die Schicht, die in bezug auf die Verarmungsschicht 505 an der der Einstrahlungsseite für die elektromagnetischen Wellen gegenüberliegenden Seite liegt), kann in der Weise ausgebildet werden, daß sie wirkungsvoll die in der Verarmungsschicht 505 erzeugten Ladungsträger transportiert und zusätzlich zur elektrischen Kapazität der Ladungs­ träger erzeugenden Schicht beiträgt.

Im Hinblick auf das Vorstehende wird in Anbe­ tracht der Wirtschaftlichkeit einschließlich der Herstellungskosten und der Herstellungszeit für das Aufzeichnungsmaterial eine derartige Schicht im allgemeinen in einer Dicke von 0,1 bis 10 µm und vorzugsweise von 0,1 bis 7 µm ausgebildet.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Auf­ zeichnungsmaterials gezeigt, bei dem die Innenschicht 506 und die Außenschicht 507 aus Schichten mit unter­ schiedlichen Arten des a-Si:H aus den Arten (1) bis (5) gebildet sind und zur Herstellung der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 verbunden sind; die Überlegenheit dieses Aufzeichnungsmaterials gegen­ über bekannten Aufzeichnungsmaterialien ist erläutert. Die vorstehend genannte Wahl erfolgt beispielsweise unter Kombination aus p-Leitfähigkeit und i-Leitfähig­ keit, p⁺-Leitfähgikeit und i-Leitfähigkeit, n⁺-Leit­ fähigkeit und i-Leitfähigkeit oder p-Leitfähigkeit und n-Leitfähigkeit.

Darüber hinaus kann ferner bei einem Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsmaterials eine Ladungsträger erzeugenden Schicht auf der Verbindung von drei unterschiedlichen Arten von a-Si:H-Schichten zusammengesetzt sein, die aus den Arten (1) bis (5) gewählt sind. Eine der­ artige Kombination kann von der Seite des Schichtträgers 502 her beispielsweise p-i-n oder n-i-p sein. In diesem Fall befinden sich in der einen Ladungsträger erzeugenden Schicht zwei Verarmungsschichten.

In diesem Fall ist es möglich, ein starkes elektrisches Feld anzulegen, da an die aufgeteilten beiden Verarmungsschichten ein elektrisches Feld hoher Stärke angelegt werden kann, so daß es dadurch möglich wird, ein hohes Oberflächenpotential zu erzielen.

Wenn eine Ladungsträger erzeugende Schicht von der Seite des Schichtträgers her einen Schichtaufbau p-i-n oder n-i-p hat, bestehen die folgenden Merkmale, wobei unterschiedliche elektrophotographische Verfahren angewandt werden können: Die Injektion von Ladungsträgern in die Ladungsträger erzeugende Schicht aus dem Schichtträger kann vermieden werden. Da es ferner möglich ist, die elektromagnetischen Wellen sowohl von der Seite des Schichtträgers als auch von der Außenflächen­ seite her einzustrahlen, ist es möglich, beide Seiten mittels des gleichen Bilds anzustrahlen oder durch Bestrahlung mit unterschiedlichen Bildern ein System zur gleichzeitigen Überlagerung bzw. Addition zu schaffen. Weiterhin ist es möglich, zur Löschung elektrostaticher Ladungsbilder von der Rückseite her zu bestrahlen (Bestrahlung von der Seite des Schichtträgers her), mittels eines später erläuterten NP-Systems von der Rückseite her zur bestrahlen (Beschleunigung einer Ladungsinjektion von der Seite des Schichtträgers her) oder zur Steigerung der Beständigkeit von der Rückseite her zu bestrahlen.

Die Ladungsträger erzeugende Schicht 503 kann auf dem Schichtträger 502 dadurch ausgebildet werden, daß auf dem Schichtträger 502 a-Si:H in einer gewünschten Dicke, z. B. durch Glimm- bzw. Korona-Entladung, Zerstäubung, Ionenbeschichtung oder Ioneneinlagerung aufgebracht wird.

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

Ferner können zur Bildung der Ladungsträger erzeugende Schicht 503 des Aufzeichnungsmaterials die Korona-Entladung und das Zerstäuben im gleichen System in Verbindung miteinander vorgenommen werden.

Eine Ladungsträger erzeugende Schicht 503 aus a-Si:H kann dadurch hergestellt werden, daß bei der Bildung dieser Schicht Wasserstoffatome nach dem folgenden Verfahren eingebaut werden: Darunter, daß in einer Schicht Wasserstoffatome enthalten sind, ist zu verstehen, daß in der Schicht einer oder mehr als einer der folgenden Zustände besteht: Wasserstoffatome sind mit Siliciumatomen verbunden, ionisierte Wasserstoffatome sind mit Siliciumatome in der Schicht schwach verbunden oder Wasserstoffatome sind in Form von H₂ in der Schicht vorhanden.

Zum Einbau von Wasserstoffatomen in die Schicht 503 wird bei der Bildung dieser Schicht eine Siliciumverbindung wie ein Silan, beispielsweise SiH₄ oder Si₂H₆, in das Abscheidungssystem eingeführt und dann durch Wärme dissoziiert oder einer Korona-Entladung unterzogen, wodurch mit wachsender Schicht 503 die Verbindung dissoziiert wird und Wasserstoffatome eingebaut werden.

Wenn beispielsweise die Ladungsträger erzeugende Schicht 503 durch Korona-Entladung gebildet wird, kann zur Bildung von a-Si ein Siliciumhydrid-Gas wie SiH₄ oder Si₂H₆ als Ausgangsmaterial verwendet werden, so daß daher bei der Bildung der Schicht 503 durch Dissoziation dieses Siliciumhydrids automatisch Wasserstoffatome in die Schicht 503 eingebaut werden.

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

Bei dem Aufzeichnungsmaterial wurde festgestellt, daß der Gehalt der Wasserstoffatome in der Schicht 503 aus a-Si:H eine sehr wesentliche Einflußgröße ist, die bestimmt, ob das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial praktisch verwendbar ist.

Praktisch verwendbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial enthält im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% Wasserstoffatome in der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503. Wenn der Gehalt der Wasserstoffatome außer­ halb des vorstehend genannten Bereichs liegt, hat das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial eine sehr geringe oder im wesentlichen gar keine Empfindlich­ keit gegenüber elektromagnetischen Wellen, während eine Steigerung der Ladungsträger durch Bestrahlung mit den elektromagnetischen Wellen gering ist, sowie ferner einen beträchtlich niedrigen Dunkelwiderstandswert.

Die Steuerung des Gehalts der Wasserstoffatome in der Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 kann wirkungsvoll dadurch erfolgen, daß die Schichtträgertemperatur während der Abscheidung und/oder die Menge an in das System eingeführtem Ausgangsmaterial gesteuert wird, das zum Einbau von Wasserstoffatomen verwendet wird.

Zur Herstellung einer Ladungsträger erzeugenden Schicht 503 aus mindestens zwei aus den vorstehend genannten Arten (1) bis (5) gewählten a-Si:H-Arten wird unter Steuerung des Gehalts eines einzubauenden Fremdstoffs die Ladungsträger erzeugende Schicht mit einem n-Fremdstoff (zur Erzielung eines a-Si:H der Art (1) oder (2)), einem p-Fremdstoff (zur Erzielung eines a-Si:H der Art (3) oder (4)) oder beiden dieser Fremdstoffe dotiert. Bei dem Aufzeichnungsmaterial wird unter Steuerung des Gehalts der Fremdstoffe in dem a-Si in einem Bereich von 10¹⁵ bis 10¹⁹ cm^-3 ein a-Si:H erzielt, dessen Eigenschaften sich von ausgeprägter n-Leitfähigkeit (oder ausge­ prägter p-Leitfähigkeit) bis zu schwacher n-Leitfähigkeit (oder schwacher p-Leitfähigkeit) erstrecken.

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

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

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

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

Im Fall eines Aufzeichnungsmaterials, bei dem die Ladungsträger erzeugende Schicht 503 eine freie bzw. Außenfläche hat und diese zur Erzeugung von Ladungsbildern elektrisch leitend gemacht wird, ist es vorteilhaft, zwischen dem Schichtträger 502 und einer auf dem Schichtträger ausgebildeten Schicht eine Sperrschicht anzuordnen, die auf das Elektrisch-Leitend-Machen zur Erzeugung der Ladungsbilder hin die Injektion von Ladungsträgern aus dem Schichtträger 502 verhindert.

Materialien für eine derartige Sperrschicht können nach Belieben in Abhängigkeit von der Art des Schichtträgers 502 und den elektrischen Eigenschaften einer auf dem Schichtträger ausgebildeten Schicht gewählt werden.

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

Nach Fig. 2 weist ein elektrophotographisches Aufzeich­ nungsmaterial 601 einen Schichtträger 602, eine Ladungs­ träger erzeugende Schicht 603, in der eine Innenschicht 605 und eine Außenschicht 606 miteinander unter Bildung einer Verarmungsschicht 604 verbunden sind, und eine auf der Ladungsträger erzeugenden Schicht 603 ausgebildete Deckschicht 607 auf.

Das Aufzeichnungsmaterial 601 entspricht mit Ausnahme der Deckschicht 607 dem Aufzeichnungsmaterial 501 in Fig. 1. Die für die Deckschicht 607 geforderten Eigenschaften sind in Abhängigkeit von dem angewandten elektrophotographischen Verfahren verschieden. Wenn beispielsweise ein elektrophotographisches Verfahren gemäß der US-PS 36 66 364 oder der US-PS 37 34 609 angewandt wird, ist die Deckschicht 607 isolierend, hat beim Elektrisch-Leitend-Machen eine ausreichende Haltefähigkeit für elektrostatische Ladung und eine Dicke, die größer als ein bestimmter Wert ist. Im Gegensatz dazu ist es im Falle eines elektrophotographischen Verfahrens wie das Carlson-Verfahrens hinsichtlich der Dicke der Deckschicht 607 erforderlich, daß diese sehr dünn ist, da es erwünscht ist, das elektrische Potential im hellen Teilbereich sehr klein zu halten. Die Deckschicht 607 wird unter Berücksichtigung der gewünschten elektrischen Eigen­ schaften aufgebracht und soll ferner die Ladungsträger erzeugende Schicht 603 nicht chemisch oder physikalisch beeinträchtigen, mit der sie in Berührung steht; ferner wird die Deckschicht 607 unter Berücksichtigung der elektrischen Kontakt­ eigenschaften und der Anhaftung in bezug auf die mit ihr in Berührung stehende Schicht sowie der Wider­ standsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Abrieb sowie der Reinigungseigenschaften ge­ wählt.

Die Dicke der Deckschicht 607 wird wahlweise in Abhängigkeit von den erwünschten Eigenschaften und der Art des verwendeten Materials bestimmt. Sie beträgt im allgemeinen 0,5 bis 70 µm.

Wenn die Deckschicht 607 eine Schutzfunktion haben soll, beträgt ihre Dicke im allgemeinen weniger als 10 µm, während ihre Dicke im allgemeinen mehr als 10 µm beträgt, wenn gewünscht ist, daß sie die Eigenschaften einer elektrischen Isolierschicht hat.

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

Bei dem Aufzeichnungsmaterial gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 kann die Konzentration der Fremdstoffdotierung der a-Si:H-Schichten der Art (1) bis (5) entsprechen, die dann gemäß den vorstehenden Ausführungen eine Innenschicht und eine Außenschicht bilden. Zur Ausbildung einer besonders wirksamen Verarmungsschicht sind N _a und N _d vorzugsweise so zu wählen, daß der Wert

in der Ladungsträger erzeugenden Schicht innerhalb des folgenden Bereichs liegt:

Bei Anlegen einer bestimmten Gegenvorspannung oder Sperrvorspannung an die Verarmungsschicht wird die obere Grenze des Werts so bestimmt, daß weder eine Tunnel- Wirkung noch ein Lawinen-Durchbruch auftritt. Üblicher­ weise beträgt der Wert ungefähr 10¹⁸ cm^-3. Als untere Grenze entspricht der Wert üblicherweise der Anzahl N der freien Bindungen des Siliciums je cm³ in der Ladungsträger erzeugenden Schicht, wobei der Wert vorzugsweise einen halben Stellenwert größer als N ist und am besten einen Stellenwert höher liegt.

Die Ladungsträger erzeugende Schicht der elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien kann durch Glimm- bzw. Korona-Entladung oder Zuerstäubung hergestellt werden.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Ladungsträger erzeugenden Schicht durch Zerstäubung gezeigt.

Eine Abscheidungskammer 701 enthält einen Schichtträger 702, der an einer elektrisch von der Abscheidungskammer 701 isolierten, leitenden Befestigungseinrichtung 703 be­ festigt ist. Auf dem Schichtträger 702 wird eine Ladungs­ träger erzeugende Schicht ausgebildet.

Unterhalb des Schichtträgers 702 ist zu dessen Heizung eine Heizeinrichtung 704 angeordnet. Im oberen Bereich der Kammer ist in einer dem Schichtträger 702 gegenüber­ stehenden Lage eine Polykristall- oder Einkristall- Silicium-Gegenelektrode bzw. ein Target 705 an einer Zerstäubungs-Elektrode 705 angebracht.

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

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

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

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

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

Danach wird die Heizeinrichtung 704 eingeschaltet, um den Schichtträger 702 auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen. Wenn mittels eines Zerstäubungsverfahrens eine a-Si:H-Schicht ausgebildet werden soll, beträgt die Temperatur des Schichtträgers 702 im allgemeinen 50 bis 350°C und vorzugsweise 100 bis 200°C. Diese Schicht­ trägertemperatur beeinflußt die Wachsgeschwindigkeit der Ladungsträger erzeugenden Schicht, den Aufbau der Schicht und das Vorhanden­ sein oder Fehlen von Leerstellen und bestimmt zum Teil die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise gebildeten Schicht. Daher muß die Schichtträgertemperatur ausreichend geregelt sein. Die Schichtträgertemperatur kann während der Ausbildung der a-Si:H-Schicht auf einem konstanten Wert gehalten werden oder ent­ sprechend dem Wachsen der a-Si:H-Schicht gesteigert oder abgesenkt werden. Beispielsweise wird in einem Anfangszustand der Ausbildung einer a-Si:H-Schicht die Schichtträgertemperatur auf einem verhältnismäßig niedrigen Wert T₁ gehalten, während nach Wachsen der a-Si:H-Schicht in einem gewissen Ausmaß die Ausbildung der p-Si:H-Schicht in der Weise erfolgt, daß die Schichtträgertemperatur von dem Wert T₁ auf einen über diesem Wert liegenden Wert T₂ angehoben wird, wonach dann in einer Abschluß­ stufe der Ausbildung der a-Si:H-Schicht die Schichtträger­ temperatur von dem Wert T₂ auf einen darunter­ liegenden Wert 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-Si:H geringer als diejenige anderer Materialien wie z. B. Se ist, ist in Betracht zu ziehen, daß während des Zunehmens der Schichtdicke das in der Anfangsstufe gebildete a-Si:H (nahe dem Schichtträger) seine Eigenschaften in der Anfangsstufe während des Bildungsvorgangs ändert. Daher ist es zur Erzielung einer a-Si:H-Schicht mit in Richtung ihrer Dicke gleichförmigen Eigenschaften anzustreben, die Schichtträger­ temperatur vom Beginn an zum Ende der Schichtbildung hin anzuheben.

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

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

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

Danach wird unter Beobachtung eines Ausgangsmanometers 730 ein Ventil 762 allmählich geöffnet, um den Ausgangsdruck des Gasdruckbehälters 707 zu regeln. Dann wird das Eingangsventil 711 voll geöffnet, damit das H₂-Gas über den Durchflußmesser 715 strömt, wonach dann das H₂-Gas in die Abscheidungskammer 701 einge­ leitet wird, wobei das Hauptventil 724 und das Ausgangs­ ventil 719 gesteuert werden, um ein festgelegtes Vakuum einzuhalten. Wenn es nicht notwendig ist, in eine auf dem Schichtträger 702 gebildete a-Si:H-Schicht weitere Wasserstoffatome einzubauen, kann die Einleitung des H₂-Gases in die Abscheidungskammer 701 entfallen.

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

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

Wenn in die auszubildene a-Si:H-Schicht Fremdstoffe einzubauen sind, wird bei der Ausbildung der Schicht Ausgangsmaterial-Gas zum Einbau der Fremdstoffe aus dem Gasdruckbehälter 709 oder 710 in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet.

Weil das Aufzeichnungsmaterial eine Verarmungsschicht in der Ladungsträger erzeugenden Schicht hat, wird die Ladungsträger erzeugende Schicht auf die nachstehend beschriebene Weise ausgebildet.

Wie schon beschrieben wurde, wird auf dem Schichtträger 702 in einer festgelegten Dicke eine Innenschicht ausgebildet, wonach dann zur Fertigstellung der ganzen Schichtung der Ladungsträger erzeugenden Schicht eine Außen­ schicht auf die nachstehend beschriebene Weise ausge­ bildet wird.

Beispielsweise wird im Falle der Ausbildung einer Innenschicht in der Weise, daß nur H₂-Gas aus dem Gasdruckbehälter 707 und ein Atmosphären-Gas aus dem Gasdruckbehälter 708 in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet werden, eine Außenschicht in einer von der Art der Innenschicht verschiedenen Art dadurch gebildet, daß in die Abscheidungskammer 701 H₂-Gas, das Atmos­ phären-Gas und ein Ausgangsmaterial-Gas für Fremdstoffe aus dem Druckbehälter 709 oder 710 eingeleitet werden.

Als weiteres Beispiel wird in dem Fall, daß eine Innenschicht dadurch ausgebildet wird, daß beispiels­ weise ein Gemisch aus H₂-Gas, einem Atmosphären-Gas und einem Ausgangsmaterial-Gas für Fremdstoffe in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet wird, eine Außenschicht in einer von der Art der Innenschicht verschiedenen Art dadurch ausgebildet, daß ein Gemisch von H₂-Gas und dem Atmosphären-Gas oder ein Gemisch von H₂-Gas, dem Atmosphären-Gas und einem Ausgangs­ material-Gas für Fremdstoffe aus dem Gasdruck­ behälter 710 in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet wird.

Als weiteres Beispiel wird in dem Fall, daß eine Innenschicht dadurch gebildet wird, daß H₂-Gas, ein Atmosphären-Gas und ein Ausgangsmaterial-Gas für Fremdstoffe aus dem Gasdruckbehälter 709 in die Abscheidungskammer 701 eingeleitet wird, eine Außenschicht durch Einleiten der schon zuvor verwendeten Gase mit dem Unterschied gebildet, daß die eingeleitete Menge des Ausgangsmaterial-Gases für die Fremdstoffe in die Abscheidungskammer 701 je Zeiteinheit von der­ jenigen bei dem vorangehenden Vorgang unterschiedlich ist.

Durch Ausbildung einer Innenschicht und einer Außenschicht wird an dem Übergangs- bzw. Grenzbe­ reich zwischen der Innenschicht und der Außenschicht eine Verarmungsschicht gebildet, wodurch die Ladungs­ träger erzeugende Schicht des elektrophotographischen Auf­ zeichnungsmaterials gebildet wird.

Wenn eine Ladungsträger erzeugende Schicht mit zwei Verarmungsschichten wie beispielsweise ein Schichtaufbau p-i-n, ein Schichtaufbau p⁺-p-n oder ein Schichtaufbau n-p-i erwünscht ist, kann die Ladungsträger erzeugende Schicht durch geeignete Wahl der vorstehend genannten drei Ver­ fahren erzeugt werden.

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

Bei dem Zerstäubungsverfahren unter Anlegen einer Hochfrequenz-Spannung beträgt die Frequenz im allgemeinen 0,2 bis 30 MHz und vorzugsweise 5 bis 20 MHz, während die Entladestrom-Dichte im allgemeinen 0,1 bis 10 mA/cm², vorzugsweise 0,1 bis 5 mA/cm² und insbesondere 1 bis 5 mA/cm² beträgt. Zur Erzielung einer ausreichenden Leistung wird im allgemeinen eine Spannung von 100 bis 5000 V und vorzugsweise von 300 bis 5000 V angewandt.

Bei Anwendung des Zerstäubungsverfahrens ist die Wachstumsgeschwindigkeit einer a-Si:H-Schicht hauptsächlich durch die Schichtträgertemperatur und die Entladungsbedin­ gungen bestimmt und bildet eine Einflußgröße die die physikalischen Eigenschaften der gebildeten Schicht beeinflußt. Die Wachstumsgeschwindigkeit einer a-Si:H-Schicht für das Aufzeichnungsmaterial beträgt im allgemeinen 0,05 bis 10 nm/s und vorzugsweise 0,1 bis 5 nm/s.

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

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

Fig. 1 zeigt eine Glimmentladungs-Abscheidungs­ vorrichtung zur Herstellung einer a-Si:H-Schicht durch ein kapazitives Glimmentladungsverfahren.

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

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

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

Ein einer besonderen Reinigungsbehandlung unter­ zogener Schichtträger 802 wird mit der gereinigten Oberfläche nach oben gerichtet an der Befestigungseinrichtung 803 befestigt.

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

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

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

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

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

Fig. 5 zeigt schematisch eine Glimmentladungs- Abscheidungsvorrichtung zur Herstellung einer Ladungsträger erzeugenden Schicht durch induktive Glimmentladung.

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

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

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

Ein gereinigter Schichtträger 902 wird mit der gereinigten Oberfläche nach oben gerichtet an der Befestigungs­ einrichtung 903 befestigt. Nach Befestigung des Schichtträgers 902 an der Befestigungseinrichtung 903 wird die Abscheidungskammer 901 durch volles Öffnen des Hauptventils 920 in Richtung des Pfeils A evakuiert, wodurch der Druck in dem System auf ungefähr 1,3 mPa herabgesetzt wird.

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

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

Danach wird der um die Abscheidungskammer 901 gewickelten Induktions-Spule 906 aus der Hochfrequenz- Stromquelle 905 Hochfrequenzstrom mit einer festgelegten Hochfrequenz (von im allgemeinen 0,2 bis 30 MHz) zugeführt, um in der Abscheidungskammer 901 eine Glimmentladung herbeizuführen und dadurch das Gas zur Bildung des a-Si:H wie beispielsweise SiH₄ zu dissoziieren, um damit dem Schichtträger 902 eine a-Si:H-Schicht zu bilden.

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

Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien können im einzelnen nach folgenden Verfahren hergestellt werden:

Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird auf dem Schichtträger 902 eine Innenschicht einer festgelegten Dicke ausgebildet, wonach dann zur Fertigstellung der ganzen Schichtung einer Ladungsträger erzeugenden Schicht eine Außen­ schicht auf die nachstehend gezeigte Weise gebildet wird.

Falls beispielsweise eine Innenschicht dadurch gebildet wird, daß nur Gas zur Bildung des a-Si:H aus dem Gasdruckbehälter 907 in die Abscheidungskammer 901 eingeführt wird, wird eine Außenschicht einer von der Art der Innenschicht unterschiedlichen Art dadurch hergestellt, daß ein Gas zur Bildung des a-Si:H aus dem Druckbehälter 907 und ein Ausgangs­ material-Gas für Fremdstoffe aus dem Gasdruck­ behälter 908 oder 909 in die Abscheidungskammer 901 eingeleitet wird.

Falls als weiteres Beispiel die Innenschicht dadurch gebildet wird, daß ein Gas zur Bildung des a-Si:H aus dem Gasdruckbehälter 907 und ein Aus­ gangsmaterial-Gas für Fremdstoffe aus dem Druck­ behälter 908 in die Abscheidungskammer 901 eingeleitet werden, wird eine Außenschicht mit einer von der Art der Innenschicht unterschiedlichen Art dadurch gebildet, daß ein Gas zur Bildung des a-Si:H aus dem Gasdruck­ behälter 907 oder ein Gemisch aus dem Gas zur Bildung des a-Si:H sowie einem Ausgangsmaterial-Gas für Fremdstoffe aus dem Gasdruckbehälter 909 in die Abscheidungskammer 901 eingeleitet wird.

Als weiteres Beispiel wird in dem Fall, daß eine Ladungsträger erzeugende Schicht durch Einleiten eines Gemisches aus einem Gas zur Bildung des a-Si:H aus dem Druckbehälter 907 und beispielsweise einem Ausgangsmaterial-Gas für Fremdstoffe aus dem Druckbehälter 908 in die Abscheidungskammer 901 hergestellt wird, eine Außen­ schicht dadurch gebildet, daß ein Gemisch eingeleitet wird, das dem vorstehend genannten mit dem Unterschied entspricht, daß das Mengenverhältnis des Gases zur Bildung des a-Si:H und des Gases für die Fremdstoffe von dem vorangehend verwendeten verschieden ist.

Durch Bildung einer Innenschicht und einer Außen­ schicht wird am Verbindungs- bzw. Übergangsbereich zwischen diesen Schichten eine Verarmungsschicht gebildet. Wenn eine Ladungsträger erzeugende Schicht mir zwei Verarmungsschichten wie beispielsweise ein Schichtenaufbau p-i-n, ein Schichtenaufbau p-n-i oder ein Schichtenaufbau n-i-p erwünscht ist, kann die Ladungsträger erzeugende Schicht durch geeignete Wahl der vorstehend genannten drei Verfahren hergestellt werden.

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

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

Beispiel 1

Unter Verwendung einer in einem abgedichteten Reinraum angeordneten Vorrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 5 wurde ein Aufzeichnungsmaterial gemäß folgendem Verfahren hergestellt:

Ein Molybdän-Schichtträger 902 mit einer Dicke von 0,2 mm und einem Durchmesser von 5 cm, dessen Ober­ fläche gereinigt worden war, wurde an der in der Abscheidungskammer 901 für Glimmentladung angeordneten Befestigungseinrichtung 903 fest angebracht. Der Schichtträger 902 wurde mittels der in der Befestigungseinrichtung 903 angebrachten Heizeinrichtung 904 mit einer Genauigkeit von ±0,5°C erwärmt. Dabei wurde die Temperatur des Schichtträgers in der Weise gemessen, daß die Rückseite des Schichtträgers in direkte Berührung mit einem Chromel- Alumel-Thermoelement gebracht wurde.

Zunächst wurde der Schließzustand aller Ventile der Vorrichtung überprüft. Das Hauptventil 920 wurde dann voll geöffnet, um die Luft in der Abscheidungskammer 901 so weit zu evakuieren, daß der Druck in der Kammer auf ungefähr 0,67 mPa gebracht wurde. Unter Be­ obachtung der Temperatur des Molybdän-Schichtträgers wurde die Eingangsspannung der Heizeinrichtung 904 so gesteigert und verändert, daß der Schichtträger auf 150°C gehalten wurde.

Darauffolgend wurden das Zusatzventil 919 und die Ausgangsventile 916, 917 und 918 voll geöffnet, um die Luft aus den Durchflußmessern 910, 911 und 912 in ausreichendem Maße zu evakuieren. Folglich wurden die Innenräume dieser Durchflußmesser auf Vakuum gebracht. Dann wurden 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 Ausgangsmanometer 924 auf 9,8 N/cm² eingestellt wurde. Zum Einführen des Silangases in den Durchflußmesser 910 wurde das Eingangsventil 913 allmählich geöffnet. Danach wurden das Ausgangs­ ventil 916 und dann das Zusatzventil 919 allmählich geöffnet. Dabei wurde unter sorgfältiger Beobachtung der Ablesung des Pirani-Monometers 927 das Zusatz­ ventil 919 so eingeregelt, daß der Innendruck der Kammer 901 auf 1,33 Pa gebracht wurde. Nach Stabilisierung des Innendrucks der Kammer 901 wurde das Hauptventil 920 allmählich geschlossen, so daß die Anzeige an dem Pirani-Manometer 66,7 Pa erreichte.

Nach Überprüfung der Stabilisierung des Innen­ drucks der Kammer 901 wurde die Hochfrequenz-Strom­ quelle 905 eingeschaltet, um Hochfrequenz­ spannung mit 5 MHz an die Induktionsspule 906 anzulegen, so daß damit im Inneren der Kammer eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 30 W eingeleitet wurde. Unter diesen Bedingungen wurde auf dem Schichtträger eine a-Si:H-Schicht (Innenschicht) gezüchtet, wobei diese Bedingungen 5 h lang beibehalten wurden. Dann wurde zur Beendigung der Glimmentladung die Strom­ quelle 905 abgeschaltet. Das Ventil 922 des Diborangas (mit einer Reinheit von 99,999%) enthaltenden Druckbehälters 908 wurde so geöffnet, daß der Druck an dem Ausgangsmanometer 925 auf 9,8 N/cm² einge­ stellt 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% er­ gab.

Darauffolgend wurde wieder die Hochfrequenz- Stromquelle 905 eingeschaltet, um die Glimmentladung in der Kammer 901 herbeizuführen. Die Glimmentladung wurde 1 lang beibe­ halten. Danach wurden sowohl die Heizeinrichtung 904 als auch die Hochfrequenz-Stromquelle 905 abgeschaltet (um damit die Bildung einer Außen­ schicht zu beenden).

Nachdem die Schichtträgertemperatur 100°C erreicht hatte, 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 1,33 mPa 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 der Schichtträger der Vorrichtung entnommen wurde, Als Folge dieser Betriebsvorgänge hatte die gebildete a-Si:H-Schicht eine Gesamtdicke von ungefähr 6 µm.

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungs­ material wurde einem Bilderzeugungsverfahren unterzogen. Das Aufzeichnungsmaterial wurde einer Korona- Entladung mit -6 kV für 0,2 s unterzogen. Unmittelbar danach wurde eine bildmäßige Belichtung vorgenommen. Dabei wurde das Aufzeichnungsmaterial über eine lichtdurchlässige Testkarte mit Licht aus einer Xenon-Lampe in einer Belichtungsmenge von 15 lx · s belichtet, aus dem Licht in einem Wellenlängenbereich von 550 nm oder darunter unter Verwendung eines Filters ausgefiltert wurde. Unmittelbar danach wurde mit positiv geladenem Entwickler (mit Toner und Tonerträger) die Entwicklung ausgeführt, so daß an der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials ein gutes Tonerbild erzeugt wurde. Das Tonerbild wurde dann auf als Bildempfangsmaterial dienendes Papier unter Anlegen einer Korona-Ladung mit +5 kV übertragen. Dabei wurde ein klares Bild mit hoher Bilddichte erzeugt, das ferner hinsichtlich der Auflösung, der Ausprägung des Rasters und der Reproduzierbarkeit hervorragend war.

Andererseits wurde das Aufzeichungsmaterial einer Korona-Ladung mit +6 kV sowie einer bildmäßigen Belichtung nach dem vorstehend erwähnten Verfahren und unter den vorstehend erwähnten Bedingungen unterzogen. Dabei wurde ferner die Entwicklung mit negativ geladenem Entwickler ausgeführt. Das erzeugte Bild wurde als unzureichend hinsichtlich der Bild­ dichte und unklar im Vergleich zu dem gemäß dem Vorangehenden erzielten Bild befunden.

Das erstgenannte Bilderzeugungsverfahren bei diesem Beispiel wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß drei Farbfilter, d. h. ein blaues, ein grünes bzw. ein rotes Filter, verwendet wurden. In jedem Fall wurde ein im wesentlichen gleich­ gutes Bild auf dem Bildempfangsmaterial erzeugt.

Beispiel 2

Unter Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung wurde ein Aufzeichnungsmaterial nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

Nach dem Elektronenstrahl-Vakuumabscheidungs- Verfahren wurde auf einer rostfreien Stahlplatte mit einer Dicke von 0,2 mm und einem Format von 10 cm, deren Oberfläche gereinigt worden war, eine Platin- Dünnschicht mit einer Dicke von ungefähr 80 nm abgeschieden. Die auf diese Weise behandelte rostfreie Stahlplatte wurde als Schichtträger 702 verwendet.

Der Schichtträger 702 wurde an der Befestigungseinrichtung 703 befestigt, die mit der Heizeinrichtung 704 und einem Thermoelement in der Abscheidungskammer 701 angeordnet war. An einer dem Schichtträgers 702 gegenüberliegenden Elektrode wurde eine Gegenelektrode 705 aus poly­ kristallinem Silicium (mit einer Reinheit von 99,999%) so befestigt, daß sie dem Schichtträger 702 parallel gegen­ überlag und von diesem einen Abstand von unge­ fähr 4,5 cm hatte.

Zum Evakuieren der Luft im Inneren der Kammer 701 wurde das Hauptventil 724 voll geöffnet, um die Kammer auf einen Druck von ungefähr 66,7 µPa zu bringen. Dabei waren alle anderen Ventile außer dem Hauptventil 724 geschlossen. Dann wurden das Zusatz­ ventil 723 und die Ausgangsventile 719, 720, 721 und 722 geöffnet, um in ausreichender Weise die Luft zu eva­ kuieren, wonach dann die Ausgangsventile 719, 720, 721 und 722 und das Zusatzventil 723 geschlossen wurden.

Mittels der Heizeinrichtung 704 wurde der Schichtträger 702 erwärmt und auf 200°C gehalten. Das Ventil 726 des Wasserstoffgas (mit einer Reinheit von 99,99995%) enthaltenden Druckbehälters 707 wurde dann so geöffnet, daß unter Beobachtung des Ausgangsmanometers 730 der Ausgangsdruck auf 9,8 N/cm² eingeregelt wurde. Darauffolgend wurde das Eingangsventil 711 allmählich geöffnet, um das Wasserstoffgas in den Durchflußmessers 715 strömen zu lassen, wonach dann das Ausgangs­ ventil 719 und schließlich auch das Zusatzventil 723 allmählich geöffnet wurden.

Unter Messung des Innendrucks der Kammer 701 mittels des Manometers 725 wurde das Ausgangsventil 791 zur Einführung des Wasserstoffgases in die Kammer 701 so gereglet, daß der Innendruck der Kammer 701 den Wert 6,67 mPa 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 Ausgangsmanometer 731 die Anzeige 9,8 N/cm² abge­ lesen wurde. Danach wurde das Eingangsventil 712 geöffnet und ferner das Ausgangsventil 720 allmählich geöffnet, um das Argongas in die Kammer 701 strömen zu lassen. Das Ausgangsventil 720 wurde allmählich geöffnet, bis das Manometer 725 den Wert 66,7 mPa anzeigte; unter diesen Bedingungen wurde die Durchflußmenge an Argongas stabilisiert. Danach wurde das Hauptventil 724 allmählich geschlossen, um den Innendruck der Kammer 701 auf 1,33 Pa zu bringen.

Danach wurde das Ventil 729 des Phosphingas (mit der Reinheit 99,9995%) enthaltenden Druckbe­ hälters 710 zur Einreglung des Ausgangsdrucks auf eine Ablesung von 9,8 N/cm² an dem Ausgangsmanometer 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-Strom­ quelle 734 eingeschaltet, um Wechselspannung mit 13,56 MHz und 1,6 kV zwischen der Gegenelektrode 705 und der Befestigungseinrichtung 703 anzulegen und dadurch die Entladung herbeizuführen. Unter diesen Bedingungen wurde zur Bildung einer Innenschicht die Entladung 4 h lang fortgesetzt. Danach wurde zum Beenden der Entladung die Stromquelle 734 ausge­ schaltet. 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 66,7 µPa eingeregelt wurde. Danach wurde auf dieselbe Weise wie im Falle der vorstehend beschriebenen Bildung der Innenschicht Wasserstoffgas und Argongas in die Kammer 701 eingeleitet, wobei das Hauptventil 724 auf einen Innendruck von 2,67 Pa in der Kammer 701 geregelt wurde.

Dann wurde das Ventil 728 des Diborangas (mit der Reinheit 99,9995%) enthaltenden Druckbe­ hälters 709 zur Einstellung einer Ablesung von 9,8 N/cm² an dem Ausgangsmanometer 732 geöffnet. Das Eingangsventil 713 wurde geöffnet und das Ausgangs­ ventil 721 allmählich geöffnet. Dabei wurde unter Beobachtung der Anzeige des Durchflußmessers 717 das Ausgangsventil 721 so eingeregelt, daß die Durch­ flußmenge 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 Diboran­ gases wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 734 eingeschaltet, um eine Spannung von 1,6 kV anzulegen und dadurch eine Entladung zu verursachen. Unter diesen Bedingungen wurde die Entladung 40 min lang fortgesetzt. Danach wurden die Strom­ quelle 734 und auch die Heizeinrichtung 704 ausgeschaltet. Sobald die Schichtträgertemperatur 100°C 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 der Schichtträger 702 entnommen. In diesem Fall hatte die gebildete a-Si:H-Schicht eine Gesamt­ dicke von 8 µm.

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungs­ material wurde dafür verwendet, das Bilderzeugungsverfahren gemäß Beispiel 1 mit dem Unterschied durchzuführen, daß eine Korona-Entladung mit -6 kV angewandt wurde und positiv geladener Toner verwendet wurde. Als Folge davon konnte ein gutes Bild erzielt werden, das hinsichtlich der Auflösung, der Ausprägung des Rasters und der Bilddichte hervorragend war.

Beispiel 3

Auf einer Seite eines Glas-Schichtträgers mit einer Dicke von 1 mm und einem Format von 4 cm×4 cm, dessen beide Seiten poliert worden waren, wurde nach dem Elektronenstrahl-Dampf-Abscheidungs­ verfahren eine ITO-Schicht (In₂O₃ : SnO₂ in der Form 20 : 1, bei 600°C gebrannt) mit einer Dicke von 120 nm gebildet. Die erzielte Anordnung wurde in Sauerstoffatmosphäre bei 500°C erwärmt.

Die Anordnung wurde in der Befestigungseinrichtung 903 der in Fig. 5 gezeigten, der in Beispiel 1 ver­ wendeten gleichzeitigen Vorrichtung so angeordnet, daß die ITO-Schicht nach oben gerichtet war. Darauf­ folgend wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 das Innere der Abscheidungskammer 901 zur Glimmentladung auf einen Vakuumwert bzw. Druck von 667 µPa einge­ regelt und die Schichtträgertemperatur auf 170°C gehalten, wonach Silangas aus dem Druckbehälter 907 derart in die Kammer 901 geleitet wurde, daß der Innendruck der Kammer 901 auf 107 Pa gebracht wurde. Das Ventil 923 des Phosphingas enthaltenden Druckbehälters 909 wurde zur Einstellung der Anzeige des Ausgangs­ manometers 926 auf 9,8 N/cm² geöffnet. Dann wurde das Eingangsventil 915 geöffnet und das Ausgangsventil 918 unter Beobachtung des Durchflußmesser 912 so eingestellt, daß die Durchflußmenge des Phosphin­ gases auf 0,1% der Durchflußmenge des Silangases eingestellt wurde. Unter diesen Bedingungen wurde das Phosphingas mit dem Silangas gemischt und in die Ab­ scheidungskammer 901 eingeleitet.

Nachdem der Gaszufluß stabil geworden war, der Innendruck der Kammer 901 auf dem konstanten Wert und ferner die Schichtträgertemperatur auf 170°C gehalten worden war, wurde die Hochfrequenz- Stromquelle 905 eingeschaltet, um wie in Beispiel 1 eine Glimmentladung herbeizuführen. Diese Glimmentladung wurde 30 min lang fortgesetzt, wonach zu ihrer Beendigung die Hochfrequenz-Strom­ quelle 905 abgeschaltet wurde, wodurch die Bildung einer Innenschicht abgeschlossen wurde. 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 667 µPa zu bringen. Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen. Als nächstes wurde das Ausgangs­ ventil 916 allmählich geöffnet sowie das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des Silangases auf die gleiche Durch­ flußmenge wie bei der vorangehenden Bildung der Innenschicht eingestellt wurde. Dann wurde die Strom­ quelle 905 eingeschaltet, um eine Glimm­ entladung herbeizuführen, die 8 h lang fortge­ setzt wurde. Danach wurden die Heizeinrichtung 904 und die Stromquelle 905 ausgeschaltet. Nach Abfall der Schichtträgertemperatur auf 100°C wurde das Ausgangsventil 916 geschlossen, während das Haupt­ ventil 920 und das Zusatzventil 919 voll geöffnet wurden, um den Innendruck der Kammer 901 auf 1,33 mPa oder darunter zu bringen. Das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 wurden dann geschlossen, während das Innere der Kammer 901 mittels des Auslaß-Ventils 928 auf Atmosphärendruck gebracht wurde. Daraufhin hatte der entnommene Schichtträger eine a-Si:H-Schicht mit einer Gesamtdicke von ungefähr 11 µm.

Das auf diese Weise erhaltene Aufzeichnungs­ material wurde hinsichtlich der Bilderzeugung ge­ prüft. Das Material wurde einem Bilderzeugungsverfahren mit einer Korona-Entladung mittels einer Spannung von -6 kV, einer bildmäßigen Belichtung von der Rückseite her und einer Entwicklung mittels eines positiv geladenen Entwicklers unterzogen. Als Ergebnis wurde ein gutes Bild mit ausreichender praktischer Ver­ wendbarkeit erzielt.

Beispiel 4

Entsprechend dem Verfahren und den Bedingungen wie in Beispiel 3 wurde der gleiche Glas-Schichtträger mit der aufgebrachten ITO-Schicht wie in Beispiel 3 zur Bildung einer Anordnung verwendet, die der schließlich in Beispiel 3 erzielten entsprach.

Darauffolgend wurden das Eingangsventil 915 und das Ausgangsventil 918 geschlossen. Die Erwärmung mittels der Heizeinrichtung 904 wurde beibehalten, während die Hochfrequenz-Stromquelle 905 ausge­ schaltet wurde. Das Ventil 922 des Druckbehälters 908, der mit Diborangas gefüllt worden war, wurde zur Einstellung des Drucks an dem Ausgangsmanometer 925 auf 9,8 N/cm² geöffnet. Dann wurde das Eingangs­ ventil 914 allmählich geöffnet, um das Diborangas in den Durchflußmesser 911 strömen zu lassen. Darauf­ folgend wurde das Ausgangsventil 917 allmählich ge­ öffnet und so geregelt, daß die Durchflußmenge an Diborangas gemäß der Anzeige an dem Durchflußmesser 911 auf 0,08% der Durchflußmenge des Silangases eingestellt wurde. Unter diesen Bedingungen wurde die Durchfluß­ menge des Diborangases zu der Kammer 901 hin zusammen mit der Durchflußmenge des Silangases stabilisiert bzw. gleichförmig gemacht. Darauffolgend wurde die Stromquelle 905 wieder eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Diese Glimment­ ladung wurde 45 min lang beibehalten. Danach wurden die Heizeinrichtung 904 und die Stromquelle 905 ausgeschaltet. Nachdem die Schichtträgertemperatur 100°C erreicht hatte, wurden die Ausgangsventile 916 und 917 geschlossen, während das Hauptventil 920 voll geöffnet wurde, um den Druck in der Kammer 901 auf 1,33 mPa 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 der Schichtträger aus der Kammer herausgenommen. Die auf diese Weise gebildete a-Si:H-Schicht hatte eine Gesamtdicke von ungefähr 12 µm.

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungsmaterial wurde zur Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens gemäß Beispiel 17 mit dem Unterschied verwendet, daß eine Korona-Entladung mit -6 kV vorgenommen und positiv geladener Entwickler verwendet wurde. Als Er­ gebnis wurde auf als Bildempfangsmaterial dienendem Papier mit außerordentlich hoher Qualität und hohem Kontrast erzeugt.

Beispiel 5

Durch Elektronenstrahl-Abscheidung wurde eine MgF₂-Schicht mit einer Dicke von 200 nm auf einer Aluminiumplatte mit einer Dicke von 0,1 mm und einem Format von 4 cm × 4 cm ausgebildet, deren Oberfläche mittels einer Schwabbelscheibe hochglanzpoliert und gereinigt worden war. Diese Anordnung wurde als Schichtträger verwendet. Der Schichtträger wurde an der Be­ festigungseinrichtung 903 in der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung ähnlich wie in Beispiel 1 so befestigt, daß die MgF₂-Schicht nach oben gerichtet war.

Entsprechend d 08806 00070 552 001000280000000200012000285910869500040 0002002954552 00004 08687em Verfahren von Bei­ spiel 1 wurden die Abscheidungskammer 901 für die Glimmentladung und alle Gasleitungen auf einen Vakuum­ wert bzw. einen Druck von 667 µPa gebracht, während die Schichtträgertemperatur auf 220°C gehalten wurde. Das Silangas aus dem Druckbehälter 907 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 in die Kammer 901 eingeleitet, um den Innendruck der Kammer 901 auf 133 Pa zu bringen. Nach Stabilisierung der Durchflußmenge des Silangases und der Schichtträgertemperatur wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 905 eingeschaltet, so daß eine Glimmentladung eingeleitet wurde. Unter diesen Bedingungen wurde die Glimment­ ladung 5 h lang fortgesetzt. Danach wurde zur Beendigung der Glimmentladung die Strom­ quelle 905 ausgeschaltet. Im folgenden wurden die Ventile 923, 915 und 918 geöffnet und unter sorg­ fältiger Beobachtung der Anzeige des Durchflußmessers 912 so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des Phosphingases aus dem Druckbehälter 909 auf 0,05% der Durchflußmenge des Silangases eingestellt wurde. Das Phoshingas wurde dann unter Stabilisierung der Durchflußmenge in die Kammer 901 eingeleitet. Dann wurde wieder die Hochfrequenz-Stromqelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizu­ führen. Während der Glimmentladung wurde das Ausgangs­ ventil 918 allmählich so geöffnet, daß die Durchfluß­ menge des Phosphingases in bezug auf diejenige des Silangases ausgehend von der Anfangsmenge, d. h. von 0,05% für ungefähr 10 min, auf 0,06% gesteigert wurde, wonach die Glimmentladung 1 h lang fort­ gesetzt wurde. Danach wurden die Strom­ quelle 905 und die Heizeinrichtung 904 ausgeschaltet. Nach Abfall der Schichtträgertemperatur auf 100°C oder darunter wurden die Ausgangsventile 916 und 918 geschlossen. Das Hauptventil 920 wurde dann voll geöffnet, um die Kammer 901 auf einen Druck von 1,33 mPa oder darunter zu bringen. Dann wurden das Zusatzventil 919 und das Hauptventil 920 geschlossen, während des Auslaß-Ventil 928 geöffnet wurde, um die Kammer 901 auf Atmosphären­ druck zu bringen. Danach wurde der Schichtträger aus der Kammer herausgenommen. Die auf diese Weise gebildete a-Si:H-Schicht hatte eine Gesamtdicke von ungefähr 7,5 µm.

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungs­ material wurde dem Bilderzeugungsverfahren nach Beispiel 1 mit dem Unterschied 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 Aufzeichnungsmaterial wurde an einem Zylinder für ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial d. h., an einem nicht mit einer photoleitfähigen Schicht versehenen Aluminiumzylinder eines im Handel erhältlichen Kopier­ geräts, befestigt; dann wurde das Aufzeichnungsmaterial dem Bilderzeugungsverfahren mit Aufladung mit +6 kV, bildmäßiger Belichtung, Entwick­ lung mit negativ geladenem Flüssigentwickler, negativer Aufladung bei gleichzeitigem Flüssigkeits-Abquetschen und positiver Aufladung mit gleichzeitigem Übertragen unter­ zogen. Als Ergebnis wurde ein gutes Bild auf gewöhnlichem Papier erzeugt. Ferner blieb selbst bei kontinuierlicher 100 000facher Wiederholung dieses Bilderzeugungsver­ fahrens die Qualität der erzeugten Bilder unverändert.

Beispiel 6

Ein Aluminiumschichtträger mit einer Dicke von 0,1 mm und einem Format von 4 cm × 4 cm, dessen Oberfläche ge­ reinigt worden war, wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 an der Befestigungseinrichtung 903 der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung angebracht. Entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 wurde die Luft aus der Abscheidungskammer 901 und den Gasleitungen evakuiert, um diese auf einen Vakuumwert bzw. Druck von 667 µPa zu bringen, wobei der Schichtträger auf 250°C gehalten wurde. Durch dieselbe Ventilbetätigung wie in Beispiel 17 wurde in die Kammer 901 das Silangas so eingeleitet, daß der Innendruck der Kammer 901 auf 40 Pa eingeregelt wurde.

Das Ventil 922 des Druckbehälters 908, der mit Diborangas gefüllt worden war, wurde zur Einstellung einer Ablesung von 9,8 N/cm² an dem Ausgangsmanometer 925 geöffnet. Danach wurde das Eingangsventil 914 allmählich geöffnet sowie dann auch das Ausgangs­ ventil 917 allmählich so geöffnet, daß die Ablesung an dem Durchflußmesser 911 eine Anzeige von 0,15% in bezug auf die Durchflußmenge des Silangases ergab. Auf diese Weise wurde das Diborangas in die Kammer 901 eingeleitet. Nach Stabilisierung der Durchfluß­ mengen des Silangases und des Diborangases sowie der Schichtträgertemperatur auf 250°C wurde die Strom­ quelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Unter diesen Bedingungen wurde die Glimmentladung 30 min lang durchgeführt und fortgesetzt.

Das Ausgangsventil 917 für das Diborangas wurde unter Beobachtung des Durchflußmessers 911 allmählich ge­ schlossen und so eingeregelt, daß die Durchflußmenge des Diborangases auf 0,05% der Durchflußmenge des Silangases eingestellt wurde. Unter diesen Bedingungen wurde die Glimmentladung weitere 6 h lang fortge­ setzt. Danach wurden die Ausgangsventile 916 und 917 geschlossen, so daß das Innere der Kammer 901 auf einen Druck von 667 µPa eingestellt wurde. Darauffolgend wurde das Silangas so in die Kammer 901 eingeleitet, daß deren Druck auf 40 Pa gebracht wurde. Das Ventil 923 des mit Phosphingas gefüllten Druckbehälters 909 wurde so geöffnet, daß der Auslaß­ druck 9,8 N/cm² betrug, wonach das Eingangsventil 915 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 und in die Kammer 901 eingeleitet. Nach Stabilisierung der Gasströmung wurde die Stromquelle 905 eingeschaltet, um eine Glimmentladung herbeizuführen. Die Glimmentladung wurde 45 min lang fortgesetzt. Danach wurden die Stromquelle 905 und die Heizeinrichtung 904 ausgeschaltet. Nachdem die Schichtträgertemperatur 100°C 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 1,33 mPa 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 der Schichtträger entnommen. Die gebildete a-Si:H-Schicht hatte eine Gesamtdicke von ungefähr 9 µm.

Die Rückseite, d. h. die Aluminiumfläche, der auf diese Weise erhaltenen Schichtanordnung wurde in enge Berührung mit einem Klebband gebracht und dann senkrecht in eine 30%ige Lösung von Polycarbonat­ harz in Toluol getaucht. Die Anordnung wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,5 cm/s hochgezogen, so daß sich an der a-Si:H-Schicht eine Polycarbonatharz-Deck­ schicht mit einer Dicke von 15 µm bildete. Danach wurde das Klebband entfernt.

Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungs­ material wurde an einem Zylinder für ein elektrophoto­ graphisches Aufzeichnungsmaterial, d. h., an einem nicht mit einer photoleitfähigen Schicht versehenen Aluminiumzylinder eines im Handel erhältlichen Kopiergeräts, be­ festigt; danach wurde das Aufzeichnungsmaterial dem Bilderzeugungsverfahren mit primärer Aufladung mit +7 kV, einer Wechselstrom- Aufladung mit 6 kV mit gleichzeitiger bildmäßiger Belichtung, einer Entwicklung mit negativ geladener Entwickler­ flüssigkeit, einer Flüssigkeits-Abquetschung; (Walzen­ abquetschung) und einer Aufladung mit +5 kV mit gleichzeitiger Übertragung unterzogen. Als Ergebnis wurde ein scharfes Bild mit hohem Kontrast auf ge­ wöhnlichem Papier erzielt. Selbst wenn dieser Vorgang kontinuierlich 100 000fach wiederholt wurde, behielten die erzeugten Bilder die anfängliche her­ vorragende Bildqualität.

Claims (14)

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das auf einem Schichtträger (502, 602) eine photoleitfähige Schicht aus amorphem Silicium aufweist, gekennzeichnet durch eine photo­ leitfähige Schicht in Form einer Ladungsträger erzeugenden Schicht (503, 603) mit einer Verarmungsschicht (505, 604), die durch den Übergang von zwei Schichten aus Wasserstoffatome ent­ haltendem amorphem Silicium (506 und 507; 605 und 606) gebildet wird, die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeitseigenschaften haben.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Schichtdicke von derjenigen Oberfläche der Ladungsträger erzeugenden Schicht (503, 603) her, der die elektromagnetischen Wellen zugeführt werden, wenigstens eine Stelle der Verarmungsschicht (504, 604) in einer Tiefe von 500 nm vorhanden ist.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es ferner eine Deckschicht (607) aufweist.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (607) eine Dicke von 0,5 bis 70 µm hat.

5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Ladungsträger erzeugenden Schicht (503, 603) größer als N cm^-3 und kleiner als 10¹⁸ cm^-3 ist, wobei N _a die Dichte der Akzeptoren in der Ladungsträger erzeugenden Schicht, N _d die Dichte der Donatoren in der Ladungsträger erzeugenden Schicht und N die Anzahl der freien Bindungen des Siliciums je cm³ in der Ladungsträger erzeugenden Schicht ist.

6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Schichten (506 und 507; 605 und 606) der Ladungsträger erzeugenden Schicht (503, 603) eine Dicke von 0,1 bis 10 µm haben.

7. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schichtträger (502, 602) und der Ladungsträger erzeugenden Schicht (503, 603) eine Sperrschicht vorhanden ist.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht eine isolierende anorganische oder organische Verbindung enthält oder daraus besteht.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht aus einem Metall besteht.

10. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zwei Schichten oder alle zwei Schichten (506, 507; 605 und 606) der Ladungsträger erzeugenden Schicht (503, 603) mit einem Fremdstoff do­ tiert ist bzw. sind.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung mit einem Fremdstoff vom p-Leitfähigkeitstyp oder vom n-Leitfähigkeitstyp oder mit Fremdstoffen vom p-Leitfähigkeitstyp und vom n-Leitfähigkeitstyp vorgenom­ men wird.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine der zwei Schichten vom p-Leitfähigkeits­ typ und die andere vom n-Leitfähigkeitstyp ist.

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

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