DE3242611C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein derartiges Aufzeichnungsmaterial ist aus der DE-OS 30 46 509 bekannt. Das Aufzeichnungsmaterial ist gegenüber elektromagnetischen Wellen wie UV-Strahlen, sichbarem Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und γ-Strahlen empfindlich.

Fotoleiter, aus denen fotoleitfähige Schichten für elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wie z. B. Bilderzeugungsmaterialien, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen oder Manuskript-Lesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis [Fotostrom (I _p) /Dunkelstrom (I _d)], Spektralabsorptionseigenschaften, die den Spektraleigenschaften der elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen sie bestrahlt werden, eine gute fotoelektrische Empfindlichkeit bzw. ein gutes Ansprechen auf Licht und einen gewünschten Dunkelwiderstandswert haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper- Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß Restbilder innerhalb einer festgelegten Zeit leicht beseitigt werden können. Im Fall eines Bilderzeugungsmaterials, das in eine für die Anwendung in einem Büro bestimmte elektrofotografische Vorrich­ tung eingebaut werden soll, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungsmaterial nicht gesundheitsschädlich ist.

Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat in neuerer Zeit amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) als Fotoleiter für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht von elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien wie z. B. Bilderzeugungsmaterialien, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen oder Manuskript-Lesevorrichtungen mit fotoelektrischer Wandlung Beachtung gefunden.

a-Si-Materialien, die als Fotoleiter für elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden, können außerdem Wasserstoffatome oder Halogenatome wie z. B. Fluor- oder Chloratome zur Verbesserung ihrer elektrischen Eigenschaften und ihrer Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome der Gruppe III oder der Gruppe V des Periodensystems wie z. B. Bor- oder Phosphoratome zur Steuerung des Typs der elektrischen Leitung oder andere Atome zur Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten.

Aus der DE-OS 30 46 509 ist beispielsweise ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial (Bilderzeugungsmaterial) mit einem Träger und einer auf dem Träger befindlichen fotoleitfähigen Schicht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome als Matrix sowie Halogenatome und ggf. Wasserstoffatome enthält, bekannt, wobei in der fotoleitfähigen Schicht als Fremdatome Atome der Gruppe III oder der Gruppe V des Periodensystems enthalten sein können.

In Abhängigkeit von der Art und Weise, in der die vorstehend erwähnten zusätzlichen Atomarten in a-Si enthalten sind, können manchmal Probleme bezüglich der elektrischen Eigenschaften oder der Fotoleitfähigkeitseigenschaften oder der Durchschlagsfestigkeit der gebildeten fotoleitfähigen Schicht verursacht werden. Beispielsweise war in manchen Fällen die Lebensdauer der in der gebildeten fotoleitfähigen Schicht durch Belichtung erzeugten Fototräger ungenügend, oder die aus dem Träger injizierten Ladungen konnten bei dem Elektrofotografieverfahren in dem dunk­ len (unbelichteten) Bereich nicht in ausreichendem Maße behindert bzw. gehemmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zur Verfügung zu stellen, das eine hohe Fotoempfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis und eine hohe Durchschlagsfestigkeit hat und mit dem im Fall seiner Anwendung als Bilderzeugungsmaterial leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials sind in den Unteransprüchen 2 bis 15 angegeben.

Ein amorphes Material, das Siliciumatome als Matrix sowie Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, wird nachstehend als a-Si(H,X) bezeichnet.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1, 11 und 12 sind schematische Schnittzeichnungen, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials dienen.

Die Fig. 2 bis 10 und 14 bis 28 zeigen Verteilungsprofile, in denen jeweils die Verteilung des Gehaltes der Atome der Gruppe III des Periodensystems in einem die Atome der Gruppe III enthaltenden ersten Schichtbereich in der Richtung der Schichtdicke erläutert wird.

Fig. 13 ist eine Zeichnung, die zur Erläuterung der Vorrichtung dient, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials angewandt werden kann.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittzeichnung, in der ein typischer Aufbau des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials erläutert wird.

Das in Fig. 1 gezeigte elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial 100 hat eine Schichtstruktur mit einer auf einem Träger 101 vorgesehenen fotoleitfähigen Schicht 102, die a-Si (H, X) enthält, und einer ggf. auf der fotoleitfähigen Schicht 102 gebildeten oberen Sperrschicht (Oberflächensperrschicht) 103, wobei die fotoleitfähige Schicht 102 einen ersten Schichtbereich aufweist, der Atome der Gruppe III des Periodensystems als am Aufbau beteiligte Atome enthält. Die Atome der Gruppe III des Periodensystems sind in dem ersten Schichtbereich kontinuierlich, d. h., ohne Unterbrechung, in der Richtung der Schichtdicke der fotoleitfähigen Schicht 102 enthalten, und zwar in einer solchen Verteilung, daß sie in dem ersten Schichtbereich an der dem Träger zugewandten Seite (an der Seite der Oberfläche) 105 der fotoleitfähigen Schicht 102) stärker angereichert sind als an der Seite der Oberfläche 104 der fotoleitfähigen Schicht 102, d. h., als an der Seite, die von dem Träger abgewandt ist.

Beispiele für die Atome der Gruppe III des Periodensystems, die in den ersten Schichtbereich einzubauen sind, sind Atome von B (Bor), Al (Aluminium), Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium). Von diesen Atomen werden B- und Ga-Atome besonders bevorzugt.

Die Atome der Gruppe III des Periodensystems, die in dem ersten Schichtbereich enthalten sind, sind derart verteilt, daß sie an der Seite der unteren Oberfläche (105) der fotoleitfähigen Schicht in einer größeren Menge enthalten sind als an der Seite der oberen Oberfläche (104) der fotoleitfähigen Schicht.

Während die in dem ersten Schichtbereich enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Richtung der Schichtdicke eine Verteilung annehmen, wie sie vorstehend erwähnt wurde, wird ihnen in den jeweiligen zu der Oberfläche des Trägers parallelen Ebenen eine gleichmäßige Verteilung gegeben.

Die Fig. 2 bis 10 zeigen typische Beispiele für die Verteilungsprofile des Gehalts der in dem erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial in dem ersten Schichtbereich der fotoleitfähigen Schicht enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Richtung der Schichtdicke.

In den Fig. 2 bis 10 zeigt die Abszisse den Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems, während die Ordinate den Abstand der jeweiligen zum Träger parallelen Ebene des ersten Schichtbereichs von der Grenzfläche mit dem Träger zeigt. t _B zeigt die Lage der Grenzfläche an der dem Träger zugewandten Seite, wähend t _T die Lage der Grenzfläche an der Seite, die von dem Träger abgewandt ist, zeigt. Das heißt, daß der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthaltende erste Schichtbereich von der t _B-Seite ausgehend in Richtung auf die t _T-Seite gebildet wird.

Der erste Schichtbereich, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, besteht aus a-Si (H, X), dem die fotoleitfähige Schicht bildenden Material, und der erste Schichtbereich kann entweder die gesamte fotoleitfähige Schicht oder einen Teil davon einnehmen.

Wenn der erste Schichtbereich einen Teil der fotoleitfähigen Schicht einnimmt, wird es bei einem in Fig. 1 gezeigten Beispiel bevorzugt, den ersten Schichtbereich als unteren Schichtbereich der fotoleitfähigen Schicht 102, der die Grenzfläche 105 mit dem Träger 101 enthält, zu bilden.

In Fig. 2 wird ein erstes tpyisches Beispiel für die Verteilung der in der fotoleitfähigen Schicht enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Richtung der Schichtdicke gezeigt.

Gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind die Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem gebildeten ersten Schichtbereich von der Grenzflächenlage t _B bis zu der Lage t₁ in der Weise enthalten, daß der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems einen konstanten Wert C₁ annimmt, während der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t₁ bis zu der Grenzflächenlage t _T von dem Wert C₂ ausgehend allmählich abnimmt. Der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems erhält in der Grenzflächenlage t _T den Wert C₃.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird eine solche Verteilung hervorgerufen, daß der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B bis zu der Lage t _T von dem Wert C₄ ausgehend allmählich kontinuierlich abnimmt, bis er in der Lage t _T den Wert C₅ erreicht.

Im Fall der Fig. 4 wird der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B bis zu der Lage t₂ bei einem konstanten Wert C₆ gehalten, während der Gehalt C zwischen der Lage t₂ und der Lage t _T allmählich kontinuierlich abnimmt und in der Lage t _T einen Wert von im wesentlichen 0 erhält.

Im Fall von Fig. 5 nimmt der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B, wo der Gehalt C₈ beträgt, bis zu der Lage t _T, wo der Gehalt einen Wert von im wesentlichen 0 erhält, allmählich kontinuierlich ab.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel wird der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B bis zu der Lage t₃ auf einem konstanten Wert C₉ gehalten, während er in der Lage t _T den Wert C₁₀ erhält. Von der Lage t₃ bis zu der Lage t _T nimmt der Gehalt C zwischen der Lage t₃ und der Lage t _T in Form einer linearen Funktion ab.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel wird die Verteilung in der Weise hergestellt, daß der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B bis zu der Lage t₄ einen konstanten Wert C₁₁ annimmt, während der Gehalt C von der Lage t₄ bis zu der Lage t _T in Form einer linearen Funktion von dem Wert C₁₂ bis zu dem Wert C₁₃ abnimmt.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel nimmt der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B bis zu der Lage t _T in Form einer linearen Funktion von dem Wert C₁₄ bis zu dem Wert 0 ab.

In Fig. 9 wird ein Beispiel gezeigt, bei dem der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems von der Lage t _B bis zu der Lage t₅ in Form einer linearen Funktion von dem Wert C₁₅ bis zu dem Wert C₁₆ abnimmt, während C zwischen der Lage t₅ und der Lage t _T auf einem konstanten Wert C₁₆ gehalten wird.

Bei dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel hat der Gehalt C der Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Lage t _B den Wert C₁₇. Der Gehalt C vermindert sich dann anfänglich allmählich bis zu der Lage t₆ und vermindert sich in der Nähe der Lage t₆ plötzlich bis zu dem Wert C₁₈ in der Lage t₆. Zwischen der Lage t₆ und der Lage t₇ vermindert sich der Gehalt am Beginn plötzlich und dann allmählich, bis er in der Lage t₇ den Wert C₁₉ erreicht, und der Gehalt C nimmt zwischen der Lage t₇ und der Lage t₈ sehr allmählich ab und erreicht bei t₈ den Wert C₂₀. Zwischen der Lage t₈ und der Lage t _T nimmt der Gehalt entlang der in Fig. 10 gezeigten Kurve von dem Wert C₂₀ bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 ab.

Vorstehend wurden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 10 einige typische Beispiele für die Verteilungsprofile des Gehalts der in dem ersten Schichtbereich, der die fotoleitfähige Schicht des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials bildet, enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Richtung der Schichtdicke gezeigt. In der fotoleitfähigen Schicht ist ein erster Schichtbereich vorgesehen, der an der dem Träger zugewandten Seite einen Anteil mit einem höheren Wert des Gehalts C der Atome der Gruppe III des Periodensystems und an der Seite der Grenzfläche t _T einen Anteil bei dem der Gehalt C im Vergleich mit dem Gehalt an der dem Träger zugewandten Seite einen bedeutend niedrigeren Wert erhalten hat, aufweist.

Der die fotoleitfähige Schicht bildende erste Schichtbereich, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, weist, wie vorstehend beschrieben, an der dem Träger zugewandten Seite einen lokalisierten Bereich (A) auf, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems mit einem höheren Gehalt enthält.

Wenn die in den Fig. 2 bis 10 gezeigten Symbole angewandt werden, kann der lokalisierte Bereich (A) vorzugsweise so vorgesehen sein, daß er an keiner Stelle mehr als 5 µm von der Grenzflächenlage t _B entfernt ist.

In einem solchen Fall, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann der vorstehend erwähnte lokalisierte Bereich (A) in einigen Fällen so gestaltet werden, daß er den gesamten Schichtbereich (L _T), der sich von der Grenzflächenlage t _B ausgehend bis zu einer Dicke von 5 µm erstreckt, einnimmt, während der lokalisierte Bereich (A) in anderen Fällen so gestaltet werden kann, daß er einen Teil von (L _T) einnimmt.

Es kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften der gebildeten fotoleitfähigen Schicht festgelegt werden, ob der lokalisiserte Bereich (A) als Teil des Schichtbereichs (L _T) gestaltet werden oder den gesamten Schichtbereich (L _T) einnehmen soll.

Der lokalisierte Bereich (A) kann geeigneterweise so gestaltet werden, daß die Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Richtung der Schichtdicke in der Weise verteilt sind, daß der Höchstwert C _max des Gehalts der Atome der Gruppe III des Periodensystems (der Höchstwert des Gehalts im Verteilungsprofil) im allgemeinen 50 Atom-ppm oder mehr, vorzugsweise 80 Atom-ppm oder mehr und insbesondere 100 Atom-ppm oder mehr, auf die Siliciumatome bezogen, beträgt.

Das heißt, daß der erste Schichtbereich, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, vorzugsweise so gestaltet werden kann, daß der Höchstwert C _max des Gehalts der Atome der Gruppe III des Periodensystems im Verteilungsprofil in einem Schichtbereich vorliegt, der an keiner Stelle mehr als 5 µm von der Grenzfläche mit dem Träger entfernt ist (bzw. in einem Schichtbereich mit einer Dicke von 5 µm, von t _B aus gerechnet).

Der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems, die in dem ersten Schichtbereich enthalten sein müssen, kann nach Wunsch so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, jedoch liegt der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems im allgemeinen in dem Bereich von 0,01 bis 5×10⁴ Atom-ppm, geeigneterweise von 1 bis 100 Atom-ppm, vorzugsweise von 2 bis 50 Atom-ppm und insbesondere von 3 bis 20 Atom-ppm, wobei diese Gehalte jeweils auf die Siliciumatome bezogen sind, die den ersten Schichtbereich bilden.

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials.

Das in Fig. 11 gezeigte elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial 1100 weist auf einem Träger 1101 eine fotoleitfähige Schicht 1102 auf, die a-Si (H, X) enthält. Die fotoleitfähige Schicht 1102 weist einen zweiten Schichtbereich, der Sauerstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einen ersten Schichtbereich, der Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, auf. Die in dem zweiten Schichtbereich enthaltenen Sauerstoffatome sind in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechung, und im wesentlichen gleichmäßig verteilt, und die Sauerstoffatome sind in dem zweiten Schichtbereich auch in den jeweiligen Ebenen, die zu der Grenzfläche 1104 zwischen dem Träger 1101 und der fotoleitfähigen Schicht 1102 im wesentlichen parallel sind, im wesentlichen gleichmäßig verteilt.

Die Atome der Gruppe III des Periodensystems, die in dem ersten Schichtbereich, der die fotoleitfähige Schicht 1102 des in Fig. 11 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 1100 bildet, enthalten sind, sind in dem ersten Schichtbereich in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich, d.h., ohne Unterbrechung, verteilt und an der dem Träger zugewandten Seite (der Seite der Grenzfläche 1104 zwischen dem Träger 1101 und der fotoleitfähigen Schicht 1102) stärker angereichert als an der Seite, die von dem Träger abgewandt ist, d. h., als an der Seite der freien Oberfläche 1103 der fotoleitfähigen Schicht 1102. Die Situation ist ähnlich wie im Fall des ersten Schichtbereichs von Fig. 1.

Der erste Schichtbereich kann bei dem in Fig. 11 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial aus dem gleichen Material aufgebaut sein wie der erste Schichtbereich in dem in Fig. 1 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial, und die Verteilung der Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem ersten Schichtbereich kann ähnlich sein wie die Verteilung der Atome der Gruppe III des Periodensystems, die in den Fig. 2 bis 10 gezeigt wird.

Im Fall des in Fig. 11 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 1100 kann der erste Schichtbereich, der die fotoleitfähige Schicht 1102 bildet, in ähnlicher Weise, wie es im Fall des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 100 von Fig. 1 beschrieben wurde, die gesamte fotoleitfähige Schicht 1102 oder einen Teil der fotoleitfähigen Schicht 1102 einnehmen. Der die fotoleitfähige Schicht 1102 bildende zweite Schichtbereich wird so gestaltet, daß er die gesamte fotoleitfähige Schicht 1102 einnimmt.

Im Fall des in Fig. 11 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 1100 sind demnach die Sauerstoffatome ohne Lokalisierung bzw. örtliche Anreicherung in gleichmäßiger Verteilung in der gesamten fotoleitfähigen Schicht 1102 enthalten, und in mindestens einem Teil der fotoleitfähigen Schicht 1102 sind die Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Weise enthalten, daß die größere Menge der Atome der Gruppe III des Periodensystems in Richtung auf die dem Träger 1101 zugewandte Seite verteilt ist.

Der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem ersten Schichtbereich kann im Fall eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials mit einem Schichtaufbau, wie er in Fig. 11 gezeigt wird, nach Wunsch so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird, jedoch beträgt dieser Gehalt im allgemeinen 0,01 bis 5×10⁴ Atom-ppm, geeigneterweise 1 bis 3×10⁴ Atom-ppm, vorzugsweise 2 bis 500 Atom-ppm und insbesondere 3 bis 200 Atom-ppm.

Der Gehalt der in dem zweiten Schichtbereich enthaltenen Sauerstoffatome kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials festgelegt werden und beträgt üblicherweise 0,001 bis 30 Atom-%, vorzugsweise 0,002 bis 20 Atom-% und insbesondere 0,003 bis 10 Atom-%.

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials.

Das in Fig. 12 gezeigte elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial 1200 weist auf einem Träger 1201 eine fotoleitfähige Schicht 1202 auf, die a-Si (H, X) enthält. Die fotoleitfähige Schicht 1202 weist einen zweiten Schichtbereich 1203, der Sauerstoffatome enthält, und einen ersten Schichtbereich 1204, der Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, die in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich, d. h., ohne Unterbrechung, verteilt und in Richtung auf die dem Träger 1201 zugewandte Seite stärker angereichert sind, auf. Bei dem in Fig. 12 gezeigten Beispiel ist der Schichtaufbau derart, daß der erste Schichtbereich 1204 die gesamte fotoleitfähige Schicht 1202 einnimmt, während der zweite Schichtbereich 1203 einen Teil des ersten Schicht­ bereichs 1204 bildet und im Innern unterhalb der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht 1202 vorliegt.

Der obere Schichtbereich 1205 der fotoleitfähigen Schicht 1202 enthält keine Sauerstoffatome, von denen angenommen wird, daß sie eine die Feuchtigkeitsbeständigkeit und die Koronaionenbeständigkeit beeinflussende Einflußgröße darstellen, und Sauerstoffatome sind nur in dem zweiten Schichtbereich 1203 enthalten. Mit dem Einbau von Sauerstoffatomen in den zweiten Schichtbereich 1203 ist eine Verbesserung des zweiten Schichtbereichs hauptsächlich in bezug auf einen höheren Dunkelwiderstand und eine gute Haftung beabsichtigt, während der obere Schichtbereich 1205 des ersten Schichtbereichs 1204 keine Sauerstoffatome enthält, damit hauptsächlich die Empfindlichkeit erhöht wird. Die in dem zweiten Schichtbereich 1203 enthaltenen Sauerstoffatome sind in dem zweiten Schichtbereich 1203 in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich, d. h., ohne Unterbrechung, und im wesentlichen gleichmäßig verteilt und sind auch in den jeweiligen Ebenen, die der Grenzfläche zwischen dem Träger 1201 und der fotoleitfähigen Schicht 1202 parallel sind, im wesentlichen gleichmäßig verteilt.

Der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich, die die fotoleitfähige Schicht 1202 des in Fig. 12 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 1200 bilden, können ähnlich wie der erste Schichtbereich bzw. der zweite Schichtbereich, die die fotoleitfähige Schicht 1102 des in Fig. 11 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 1100 bilden, hergestellt werden.

Die Schichtdicke des die Sauerstoffatome enthaltenden zweiten Schichtbereichs 1203 und des oberen Schichtbereichs 1205 des in Fig. 12 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials ist eine der wichtigen Einflußgrößen für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung, weshalb der Schichtdicke bei der Gestaltung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials besondere Beachtung geschenkt werden muß, damit dem gebildeten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial gewünschte Eigenschaften verliehen werden.

Im Fall des in Fig. 12 gezeigten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials kann der zweite Schichtbereich 1203 eine Dicke von geeigneterweise 3 bis 100 µm, vorzugsweise 5 bis 50 µm und insbesondere 7 bis 30 µm haben.

Andererseits kann der obere Schichtbereich 1205 eine Dicke von geeigneterweise 0,02 bis 10 µm, vorzugsweise 0,03 bis 5 µm und insbesondere 0,05 bis 2 µm haben.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial können die Atome der Gruppe III des Periodensystems auch in dem oberen Schichtbereich 1205 enthalten sein, so daß der erste Schichtbereich 1204 die gesamte fotoleitfähige Schicht 1205 einnimmt. Außerdem ist es auch möglich, die Atome der Gruppe III des Periodensystems aus dem oberen Schichtbereich 1205 wegzulassen, während der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich als identischer Schichtbereich gestaltet werden.

Bei einer solchen Ausführungsform des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials, bei dem in den oberen Schichtbereich 1205 keine Atome der Gruppe III des Periodensystems eingebaut werden, kann eine weitere ausgeprägte Wirkung hervorgerufen werden, und zwar insbesondere hinsichtlich der Erzielung einer ausreichenden Haltbarkeit bei langzeitiger, wiederholter Verwendung in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit.

Als eine der bevorzugten Ausführungsformen kann auch der Fall erwähnt werden, bei dem der erste Schichtbereich, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, innerhalb des zweiten Schichtbereichs, der die Sauerstoffatome enthält, gebildet wird.

Die obere Schicht (obere Sperrschicht 103 in Fig. 1) auf der fotoleitfähigen Schicht wird gewünschtenfalls aus einem amorphen Material gebildet, das in einer Matrix von Siliciumatomen wenigstens eine aus Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart, gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, enthält {kurz mit

"a-[Si _x (C, N)_1-x ] _y (H, X)_1-y "

(worin 0 < x< 1; 0 < y < 1) bezeichnet}, oder die obere Schicht besteht aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid oder einer elektrisch isolierenden organischen Verbindung.

Die vorstehend erwähnten Halogenatome (X) können Atome von F, U, Br oder J und vorzugsweise Atome von F oder Cl sein.

Typische Beispiele für die vorstehend erwähnten amorphen Materialien, die in wirksamer Weise für die Bildung der oberen Schicht eingesetzt werden können, sind amorphe Materialien, die Kohlenstoffatome enthalten, wie a-Si _a C_1-a , a-(Si _b C_1-b ) _c H_1-c , a-(Si _d C_1-d ) _e X_1-e und a-(Si _f C_1-f ) _g (H+X)_1-g und amorphe Materialien, die Stickstoffatome enthalten, wie a-Si _h N_1-h , a-(Si _i N_1-i ) _j H_1-j , a-(Si _k N_1-k ) _l X _l-1 und a-(Si _m N_1-m ) _n (H+X)_1-n . Außerdem können auch amorphe Materialien erwähnt werden, die in den vorstehend erwähnten amorphen Materialien Kohlenstoffatome und Stickstoffatome enthalten (worin 0 < a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n < 1).

Diese amorphen Materialien können in Abhängigkeit von den Eigenschaften gewählt werden, die die obere Schicht haben muß, damit die Schichtstruktur in der bestmöglichen Weise gestaltet wird und damit die obere Schicht in Berührung mit der fotoleitfähigen Schicht leicht im Anschluß an die Herstellung der fotoleitfähigen Schicht gebildet werden kann. Insbesondere vom Gesichtspunkt der Eigenschaften können vorzugsweise amorphe Materialien, die Kohlenstoffatome enthalten, gewählt werden.

Die aus einem der vorstehend erwähnten amorphen Materialien gebildete obere Schicht kann beispielsweise durch das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfahren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronenstrahlverfahren gebildet werden.

Wenn die obere Schicht in der vorstehend beschriebenen Weise aus dem amorphen Material gebildet wird, wird sie sorgfältig so gebildet, daß die erforderlichen Eigenschaften genau wie beschrieben erzielt werden können.

Eine aus Siliciumatomen, mindestens einer aus Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählten Atomart und gegebenenfalls Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen bestehende Substanz kann in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen verschiedene Formen annehmen, die sich von einer kristallinen bis zu einer amorphen Form erstrecken, und sie kann elektrische Eigenschaften annehmen, die von den Eigenschaften einer elektrisch leitenden Substanz über die Eigenschaften eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften eines Isolators und von den Eigenschaften einer fotoleitfähigen bis zu den Eigenschaften einer nicht fotoleitfähigen Substanz reichen. Die Herstellungsbedingungen werden genau ausgewählt, damit amorphe Materialien gebildet werden können, die wenigstens in bezug auf das Licht des sichtbaren Bereichs nicht fotoleitfähig sind und einen hohen Dunkelwiderstand haben.

Ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der oberen Schicht stellen auch die Gehalte der Kohlenstoffatome, Stickstoffatome, Wasserstoffatome und Halogenatome in der oberen Schicht wichtige Einflußgrößen für die Bildung einer oberen Schicht mit den erwünschten Eigenschaften dar.

Bei der Bildung einer aus a-Si _a C_1-a bestehenden oberen Schicht kann der auf Siliciumatome bezogene Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 60 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 65 bis 80 Atom-% und insbesondere 70 bis 75 Atom-% betragen, d. h. daß der Index a 0,1 bis 0,4, vorzugsweise 0,2 bis 0,35 und insbesondere 0,25 bis 0,3 betragen kann. Wenn die obere Schicht aus a-(Si _b C_1-b ) _c H_1-c besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 30 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und insbesondere 50 bis 80 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index b im allgemeinen 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 beträgt, während der Index c im allgemeinen 0,60 bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die obere Schicht aus a-(Si _d C_1-d ) _e X_1-e oder a-(Si _f C_1-f ) _g (H+X)_1-g besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 50 bis 90 Atom-% und insbesondere 60 bis 80 Atom-% und beträgt der Gehalt der Halogenatome oder die Summe der Gehalte der Halogenatome und der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger beträgt, d. h. daß die Indizes d und f im allgemeinen 0,1 bis 0,47, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 betragen, während die Indizes e und g im allgemeinen 0,82 bis 0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen.

Wenn die obere Schicht aus einem amorphen Material, das Stickstoffatome enthält, gebildet ist, beträgt der auf Siliciumatome bezogene Gehalt der Stickstoffatome im Fall von a-Si _h N_1-h im allgemeinen 43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 43 bis 50 Atome-%, d. h. daß der Index h im allgemeinen 0,40 bis 0,57 und vorzugsweise 0,5 bis 0,57 beträgt.

Wenn die obere Schicht aus a-(Si _i N_1-i ) _j H_1-j besteht, beträgt der Gehalt der Stickstoffatome im allgemeinen 25 bis 55 Atom-% und vorzugsweise 35 bis 55 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 2 bis 35 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index i im allgemeinen 0,43 bis 0,6 und vorzugsweise 0,43 bis 0,5 beträgt, während der Index j im allgemeinen 0,65 bis 0,98 und vorzugsweise 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die obere Schicht aus a-(Si _k N_1-k ) _l X_1-l oder a-(Si _m N_1-m ) _n (H+X)_1-n besteht, beträgt der Gehalt der Stickstoffatome im allgemeinen 30 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 40 bis 60 Atom-% und beträgt der Gehalt der Halogenatome oder die Summe der Gehalte der Halogenatome und der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-% und vorzugsweise 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger beträgt, d. h. daß die Indizes k und m im allgemeinen 0,43 bis 0,60 und vorzugsweise 0,43 bis 0,49 betragen, während die Indizes l und n im allgemeinen 0,8 bis 0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 betragen.

Als elektrisch isolierendes Metalloxid für die Bildung der oberen Schicht können vorzugsweise Metalloxide wie TiO₂, Ce₂O₃, ZrO₂, HfO₂, GeO₂, CaO, BeO, Y₂O₃, Cr₂O₃, Al₂O₃, MgO, MgO · Al₂O₃ oder SiO₂ · MgO erwähnt werden. Zur Bildung der oberen Schichtkann auch eine Mischung aus zwei oder mehr Arten dieser Metalloxide eingesetzt werden.

Die aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid bestehende obere Schicht kann durch das Vakuumabscheidungsverfahren, das chemische Aufdampfverfahren (CVD-Verfahren), das Glimmentladungs-Dissoziationsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfahren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronenstrahlverfahren oder durch andere Verfahren gebildet werden.

Der numerische Bereich der Schichtdicke der oberen Schicht ist eine wichtige Einflußgröße für die wirksame Erfüllung des vorstehend erwähnten Zweckes. Wenn die Schichtdicke zu gering ist, kann die Funktion der Verhinderung des Einfließens von Ladungen von der Seite der Oberfläche der oberen Schicht in die fotoleitfähige Schicht nicht in ausreichendem Maße erfüllt werden. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die in der fotoleitfähigen Schicht erzeugten Fototräger mit den auf der Oberfläche der oberen Schicht vorhandenen Ladungen rekombinieren, sehr gering, wenn die obere Schicht zu dick ist. Demnach kann in diesen Fällen der Zweck der Ausbildung einer oberen Schicht nicht in wirksamer Weise erzielt werden.

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte beträgt die Dicke der oberen Schicht im allgemeinen 3,0 nm bis 5 µm und vorzugsweise 5,0 nm bis 1 µm, damit der Zweck der Ausbildung einer oberen Schicht in wirksamer Weise erfüllt wird.

Der Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als Beispiele für elektrisch leitende Träger können Metalle wie NiCr, nichtrostender Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.

Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid und andere Kunststoffe gehören, Gläser, keramische Stoffe, Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger können geeigneterweise mindestens eine Oberfläche aufweisen, die einer Behandlung unterzogen worden ist, durch die sie elektrisch leitend gemacht wurde, und die fotoleitfähige Schicht wird geeigneterweise auf der Seite des Trägers gebildet, die durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht wurde.

Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas eine dünne Schicht aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₂O₃, SnO₂ oder ITO(In₂O₃+SnO₂) gebildet wird. Alternativ kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahlabscheidung oder Zerstäuben eines Metalls wie NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt oder durch Laminieren eines solchen Metalls auf die Oberfläche elektrisch leitend gemacht werden. Der Träger kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form von Zylindern, Bändern oder Platten, und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial 100 in Fig. 1 beispielsweise als elektrofotografisches Bilderzeugungsmaterial eingesetzt werden soll, kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine Dicke haben, die so festgelegt wird, daß ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial in der gewünschten Form gebildet werden kann. Wenn das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial flexibel sein muß, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er seine Funktion als Träger beibehalten können muß, so dünn wie möglich ausgebildet. In einem solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen unter Berücksichtigung seiner Herstellung und seiner Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von 10 µm oder eine größere Dicke.

Beispiele für Halogenatome (X), die gegebenenfalls in die fotoleitfähige Schicht eingebaut werden können, sind Atome von Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Atome von Fluor und Chlor besonders bevorzugt werden.

Die Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden fotoleitfähigen Schicht kann nach einem Vakuumaufdampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungserscheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren, durchgeführt werden. Beispielsweise besteht die grundlegende Verfahrensweise für die Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden fotoleitfähigen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für den Einbau von Siliciumatomen in eine Abscheidungskammer eingeleitet wird, die auf einen verminderten Innendruck gebracht werden kann und in der zur Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden fotoleitfähigen Schicht auf der Oberfläche eines Trägers, der in der Kammer in eine festgelegte Lage gebracht worden ist, eine Glimmentladung erzeugt wird. Wenn die fotoleitfähige Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden soll, kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen in eine zur Zerstäubung dienende Kammer eingeleitet werden, wenn die Zerstäubung unter Anwendung eines aus Silicium gebildeten Targets in einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie Ar oder He oder einer Gasmischung auf Basis dieser Gase bewirkt wird.

Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Siliciumatomen können gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀ erwähnt werden. SiH₄ und Si₂H₆ werden im Hinblick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich des Einbaus von Siliciumatomen besonders bevorzugt.

Als wirksames gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen kann eine Anzahl von Halogenverbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide, Interhalogenverbindungen und halogensubstituierte Silane, die gasförmig oder vergasbar sind, erwähnt werden.

Alternativ ist auch der Einsatz einer halogenhaltigen, gasförmigen oder vergasbaren Siliciumverbindung, die aus Siliciumatomen und Halogenatomen gebildet ist, wirksam.

Als typische Beispiele für Halogenverbindungen, die vorzugsweise eingesetzt werden, können gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₅, BrF₃, JF₃, JF₇, JCl und JBr erwähnt werden.

Als halogenhaltige Siliciumverbindungen, d. h. als halogensubstituierte Silane, werden Siliciumhalogenide wie SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄ und SiBr₄ bevorzugt.

Wenn das erfindungsgemäße elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial nach dem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen halogenhaltigen Siliciumverbindung gebildet wird, kann auf einem gegebenen Träger eine aus a-Si:X bestehende, fotoleitfähige Schicht gebildet werden, ohne daß als zum Einbau von Siliciumatomen befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial ein gasförmiges Silan eingesetzt wird.

Die grundlegende Verfahrensweise zur Bildung der Halogenatome enthaltenden fotoleitfähigen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht darin, daß ein zum Einbau von Siliciumatomen dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial, nämlich ein gasförmiges Siliciumhalogenid, und ein Gas wie Ar, H₂ oder He in einem festgelegten Verhältnis in einer geeigneten Menge in die zur Bildung einer fotoleitfähigen Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden und dadurch auf einem Träger eine fotoleitfähige Schicht zu bilden. Zum Einbau von Wasserstoffatomen in die fotoleitfähige Schicht kann die fotoleitfähige Schicht auch gebildet werden, indem man eine Wasserstoffatome enthaltende, gasförmige Siliciumverbindung in einem geeigneten Verhältnis mit diesen Gasen vermischt.

Alle Gase, die zum Einbau der einzelnen Atomarten dienen, können entweder als einzelne Gasart oder in Form einer Mischung von mehr als einer Gasart in einem festgelegten Verhältnis eingesetzt werden.

Zur Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden, fotoleitfähigen Schicht nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren wird beispielsweise ein Target aus Si eingesetzt, und im Fall des Zerstäubungsverfahrens wird die Zerstäubung in einer geeigneten Gasplasmaatmosphäre bewirkt. Alternativ wird im Fall des Ionenplattierverfahrens polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfschiffchen hineingebracht, und die Silicium- Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, wobei den verdampften, fliegenden Substanzen ein Durchtritt durch eine geeignete Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.

Während dieser Verfahrensweise kann zum Einbau von Halogenatomen in die gebildete fotoleitfähige Schicht beim Zerstäubungsverfahren oder beim Ionenplattierverfahren eine gasförmige Halogenverbindung, wie sie vorstehend erwähnt wurde, oder eine halogenhaltige Siliciumverbindung, wie sie vorstehend erwähnt wurde, in die Abscheidungskammer eingeleitet werden, um darin eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas zu bilden.

Wenn Wasserstoffatome eingebaut werden sollen, kann ein zum Einbau von Wasserstoffatomen dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial wie H₂ und ein Gas wie die vorstehend erwähnten Silane in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen gebildet wird.

Als gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen können die Halogenverbindungen oder die halogenhaltigen Siliciumverbindungen, die vorstehend erwähnt wurden, in wirksamer Weise eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, ein gasförmiges oder vergasbares Halogenid, das Wasserstoffatome enthält, beispielsweise einen Halogenwasserstoff wie HF, HCl, HBr oder HJ oder ein halogensubstituiertes Silan wie SiH₂F₂, SiH₂J₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₂Br₂ oder SiHBr₃, als wirksames Ausgangsmaterial für die Bildung einer fotoleitfähigen Schicht einzusetzen.

Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten und dazu befähigt sind, während der Bildung der fotoleitfähigen Schicht gleichzeitig mit dem Einbau von Halogenatomen in die fotoleitfähige Schicht Wasserstoffatome einzubauen, die hinsichtlich der Steuerung der elektrischen oder optischen Eigenschaften sehr wirksam sind, können vor­ zugsweise als Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen eingesetzt werden.

Für den Einbau von Wasserstoffatomen in die Struktur der fotoleitfähigen Schicht kann alternativ dafür gesorgt werden, daß in einer Abscheidungskammer, in der die Entladung angeregt wird, zusammen mit einer zum Einbau von Siliciumatomen dienenden Siliciumverbindung H₂ oder ein gasförmiges Silan wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ oder Si₄H₁₀ vorliegt.

Im Fall des reaktiven Zerstäubungsverfahrens wird beispielsweise ein Si-Target eingesetzt, und ein zum Einbau von Halogenatomen dienendes Gas und H₂-Gas werden, zusammen mit einem Inertgas wie He oder Ar, falls dies notwendig ist, in eine Abscheidungskammer eingeleitet, in der eine Plasmaatmosphäre gebildet wird, um eine Zerstäubung unter Anwendung des Si-Targets zu bewirken und dadurch auf dem Träger eine aus a-Si(H, X) bestehende fotoleitfähige Schicht zu bilden.

Außerdem kann auch ein Gas wie B₂H₆ oder ein anderes Gas eingeleitet werden, damit auch eine Dotierung mit Fremdstoffen bewirkt wird.

Die Menge der Wasserstoffatome oder Halogenatome, die in die fotoleitfähige Schicht eingebaut werden, oder die Gesamtmenge dieser beiden Atomarten kann vorzugsweise 1 bis 40 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen.

Zur Steuerung der Mengen der Wasserstoffatome und/oder Halogenatome in der fotoleitfähigen Schicht können die Trägertemperatur während der Abscheidung und/oder die Mengen der zum Einbau von Wasserstoffatomen oder Halogenatomen eingesetzten, in die Abscheidungsvorrichtung einzuleitenden Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung eingestellt werden.

Für die Bildung eines Atome der Gruppe III des Periodensystems enthaltenden ersten Schichtbereichs und eines Sauerstoffatome enthaltenden zweiten Schichtbereichs in der fotoleitfähigen Schicht wird das Ausgangsmaterial für den Einbau von Atomen der Gruppe III des Periodensystems bzw. das Ausgangsmaterial für den Einbau von Sauerstoffatomen während der Bildung der fotoleitfähigen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem reaktiven Zerstäubungsverfahren zusammen mit dem vorstehend erwähnten Ausgangsmaterial für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht eingesetzt, und diese Atome können in die gebildete fotoleitfähige Schicht eingebaut werden, während ihre Mengen eingestellt werden.

Wenn zur Bildung des Sauerstoffatome enthaltenden zweiten Schichtbereichs und des Atome der Gruppe III des Periodensystems enthaltenden ersten Schichtbereichs, die die fotoleitfähige Schicht bilden, das Glimmentladungsverfahren angewandt wird, enthalten die gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichtbereiche ein Gas, das in gewünschter Weise aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsmaterialien für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht ausgewählt wurde, und ein Ausgangsmaterial für den Einbau von Sauerstoffatomen und/oder ein Ausgangsmaterial für den Einbau von Atomen der Gruppe III des Periodensystems. Als solche Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauerstoffatomen oder für den Einbau von Atomen der Gruppe III des Periodensystems können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form eingesetzt werden, die wenigstens Sauerstoffatome oder Atome der Gruppe III des Periodensystems enthalten.

Für die Bildung des zweiten Schichtbereichs kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome enthält, und, falls notwendig, einem Gas, das Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome und Wasserstoffatome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Des weiteren ist es auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome, Sauerstoffatome und Wasserstoffatome enthält, einzusetzen.

Es ist auch ein anderes Verfahren möglich, bei dem eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome und Wasserstoffatome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome enthält, eingesetzt wird.

Als typische Beispiele der Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauerstoffatomen können Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Distickstoffoxid (N₂O), Distickstofftrioxid (N₂O₃), Distickstofftetroxid (N₂O₄), Distickstoffpentoxid (N₂O₅), Stickstofftrioxid (NO₃) und niedere Siloxane, die Silicium-, Sauerstoff und Wasserstoffatome enthalten, beispielsweise Disiloxan (H₃SiOSiH₃) und Trisiloxan (H₃SiOSiH₂OSiH₃), erwähnt werden.

Als Ausgangsmaterial für den Einbau der Atome der Gruppe III des Periodensystems bei der Bildung des ersten Schichtbereichs unter Anwendung des Glimmentladungsverfahrens können in wirksamer Weise zum Einbau von Boratomen Borhydride wie B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ und B₆H₁₄ und Borhalogenide wie BF₃, BCl₃ und BBr₃ eingesetzt werden. Zusätzlich können beispielsweise auch AlCl₃, GaCl₃, Ga(CH₃)₃, InCl₃ oder TlCl₃ enthalten sein.

Der Gehalt der in den die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthaltenden ersten Schichtbereich einzubauenden Atome der Gruppe III des Periodensystems kann frei gesteuert werden, indem man die Gasdurchflußgeschwindigkeit und das Verhältnis der Gasdurchflußgeschwindigkeiten der Ausgangsmaterialien für den Einbau der Atome der Gruppe III des Periodensystems, die Enladungsleistung, die Trägertemperatur und den Druck innerhalb der Abscheidungskammer einstellt.

Für die Bildung eines Sauerstoffatome enthaltenden zweiten Schichtbereichs nach dem Zerstäubungsverfahren wird als Target eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder SiO₂-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si oder SiO₂ enthalten ist, eingesetzt, und die Zerstäubung wird in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen bewirkt.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Sauerstoffatomen und, falls notwendig, von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, das, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer ein Gasplasma zu bilden und die Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken.

Alternativ können Si und SiO₂ als getrennte Targets oder in Form eines platten- oder folienförmigen Targets aus einer Mischung von Si und SiO₂ eingesetzt werden, und die Zerstäubung wird in einer Gasatmosphäre bewirkt, die wenigstens Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält. Als gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauerstoffatomen können auch im Fall der Zerstäubung die Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauerstoffatomen eingesetzt werden, die im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Glimmentladung als wirksame Gase erwähnt worden sind.

Als geeignetes, verdünnendes Gas, das bei der Bildung der fotoleitfähigen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, können Edelgase wie He, Ne oder Ar erwähnt werden.

Die fotoleitfähige Schicht kann eine Schichtdicke haben, die so festgelegt ist, daß die in der fotoleitfähigen Schicht erzeugten Fototräger mit einem guten Wirkungsgrad transportiert werden können, und die Schichtdicke beträgt geeigneterweise im allgemeinen 2 bis 100 µm, vorzugsweise 3 bis 80 µm und insbesondere 3 bis 50 µm.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das erfindungsgemäße elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial, das so gestaltet ist, daß es den in Fig. 1, Fig. 11 bzw. Fig. 12 gezeigten Schichtaufbau hat, alle Probleme überwinden, die vorstehend erwähnt worden sind, und hervorragende elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, eine hervorragende Durchschlagsfestigkeit und gute Eigenschaften bezüglich der Beeinflussung durch Umgebungsbedingungen während der Verwendung zeigen.

Das erfindungsgemäße elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial zeigt besonders in dem Fall, daß es als elektrofotografisches Bilderzeugungsmaterial eingesetzt wird, keinerlei Beeinflussung der Bilderzeugung durch ein Restpotential, stabile elektrische Eigenschaften mit einer hohen Empfindlichkeit und ein hohes S/N-Verhältnis sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung und hat bei der wiederholten Verwendung ausgezeichnete Eigenschaften, wodurch es ermöglicht wird, wiederholt Bilder hoher Qualität mit einer hohen Dichte, einem klaren Halbton und einer hohen Auflösung zu erhalten.

Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials nach dem Glimmentladungs- Dissoziationsverfahren beschrieben.

Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials nach dem Glimmentladungs- Dissoziationsverfahren.

In den Gasbomben 1302, 1303, 1304, 1305 und 1306 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichten bzw. Schichtbereiche enthalten. Zum Beispiel ist 1302 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH₄-Gas enthält (Reinheit: 99,999%; nachstehend kurz mit SiH₄/He bezeichnet), ist 1303 eine Bombe, die mit He verdünntes B₂H₆-Gas enthält (Reinheit: 99,999%; nachstehend kurz mit B₂H₆/He bezeichnet), ist 1304 eine Bombe, die mit He verdünntes Si₂H₆-Gas enthält (Reinheit: 99,99%; nachstehend kurz mit Si₂H₆/He bezeichnet), ist 1305 eine Bombe, die NO-Gas enthält (Reinheit: 99,999%) und ist 1306 eine Bombe, die mit He verdünntes SiF₄-Gas enthält (Reinheit: 99,999%; nachstehend kurz mit SiF₄/He bezeichnet).

Um diese Gase in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 1334 geöffnet, um die Reaktionskammer 1301 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß die Ventile 1322 bis 1325 der Gasbomben 1302 bis 1305 und das Belüftungsventil 1335 geschlossen und die Einströmventile 1312 bis 1315, die Ausströmventile 1317 bis 1320 und das Hilfsventil 1332 geöffnet sind. Als nächster Schritt werden das Hilfsventil 1332 und die Ausströmventile 1317 bis 1320 geschlossen, wenn der an der Vakuummeßvorrichtung 1336 abgelesene Wert 6,7 nbar erreicht hat.

Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung eines Atome der Gruppe III des Periodensystems enthaltenden ersten Schichtbereichs auf einem zylindrischen Träger 1337 erläutert. SiH₄/He-Gas aus der Gasbombe 1302 und B₂H₆/He-Gas aus der Gasbombe 1303 werden in die Durchflußregler 1307 und 1308 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1322 und 1323 so geöffnet werden, daß die Drücke an den Auslaßmanometern 1327 und 1328 jeweils auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt werden, und indem die Einströmventile 1312 und 1313 allmählich geöffnet werden. Anschließend werden die Ausströmventile 1317 und 1318 und das Hilfsventil 1332 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1317 und 1318 werden so eingestellt, daß das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeit des SiH₄/He-Gases zu der Durchflußgeschwindigkeit des B₂H₆/He-Gases einen gewünschten Wert hat, und auch die Öffnung des Hauptventils 1334 wird eingestellt, während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 1336 beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem bestätigt worden ist, daß die Temperatur des zylindrischen Trägers 1337 durch die Heizvorrichtung 1338 auf 50°C bis 400°C eingestellt wurde, wird die Stromquelle 1340 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1301 eine Glimmentladung anzuregen, während zur Steuerung des Gehalts der als Atome der Gruppe III des Periodensystems eingesetzten B-Atome in dem ersten Schichtbereich gleichzeitig in Übereinstimmung mit einer vorher festgelegten Kurve des Änderungsverhältnisses ein Vorgang der allmählichen Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des B₂H₆/He-Gases durch allmähliche Veränderung der Einstellung des Ventils 1318 nach einem manuellen Verfahren oder mittels eines Motors mit Außenantrieb durchgeführt wird.

Für die Bildung eines zweiten Schichtbereichs, der Sauerstoffatome enthält, wird während der Durchführung der Schichtbildung nach dem gleichen Verfahren wie vorstehend beschrieben anstelle des bei der Bildung des ersten Schichtbereichs eingesetzten B₂H₆/He-Gases oder zusätzlich zu diesem Gas NO-Gas eingesetzt.

Für die Bildung der oberen Schicht auf der fotoleitfähigen Schicht, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, kann zur Durchführung der Schichtbildung anstelle des bei der Bildung des ersten Schichtbereichs eingesetzten B₂H₆/He-Gases C₂H₄-Gas eingesetzt werden.

Bei jedem der zu bildenden Schichtbereiche wird in dem Fall, daß Halogenatome eingebaut werden sollen, zu den vorstehend beschriebenen Gasen, die zur Bildung der einzelnen Schichtbereiche dienen, außerdem ein Gas wie SiF₄/He hinzugeben, bevor diese Gase in die Reaktionskammer eingeleitet werden.

Für die Bildung des oberen Schichtbereichs 1205 der fotoleitfähigen Schicht, wie er in Fig. 12 gezeigt wird, kann die Schichtbildung durchgeführt werden, während das bei der Bildung des zweiten Schichtbereichs eingesetzte, Sauerstoffatome enthaltende Gas (z. B. NO) weggelassen wird.

Alle Ausströmventile mit Ausnahme der Ausströmventile, die für die bei der Bildung der einzelnen Schichten bzw. Schichtbereiche eingesetzten Gase notwendig sind, werden geschlossen, und um zu verhindern, daß das bei der Bildung der (des) vorherigen Schicht(bereichs) eingesetzte Gas während der Bildung der einzelnen Schichten (Schichtbereiche) in der Reaktionskammer 1301 und in den Rohrleitungen von den Ausströmventilen 1307 bis 1320 zu der Reaktionskammer 1301 verbleibt, kann, falls erforderlich, ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile 1317 bis 1320 geschlossen werden und das Hilfsventil 1332 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1334 geöffnet wird.

Während der Schichtbildung kann der zylindrische Träger 1337 mit einem Motor 1339 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden, um eine gleichmäßige Schichtbildung zu bewirken.

Beispiel 1

Auf zylindrischen Trägern aus Aluminium wurde mittels der in Fig. 13 gezeigten Herstellungsvorrichtung fotoleitfähige Schichten gebildet, wobei der Borgehalt in den fotoleitfähigen Schichten als Parameter variiert wurde. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen und der Schichtaufbau werden in Tabelle I bzw. in den Fig. 14 bis 16 gezeigt.

In Tabelle II werden der Borgehalt in festgelegten Lagen, die durch den Abstand von dem zylindrischen Träger in Richtung der Schichtdicke bezeichnet werden, und die Ergebnisse der Bewertung der erhaltenen Proben gezeigt.

Für die Erzeugung von Ladungsbildern und sichtbaren Bildern wurden die erhaltenen, zylindrischen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien als Bilderzeugungsmaterialien einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung der erzeugten Ladungsbilder und einer Übertragung bestanden, und bei den auf Papier als Bild­ empfangsmaterial sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung durchgeführt.

Tabelle II

Beispiel 2

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden fotoleitfähige Schichten mit dem in den Fig. 17 bis 19 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 21 bis Nr. 23).

Beispiel 3

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden fotoleitfähige Schichten mit dem in den Fig. 20 bis 22 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 31 bis Nr. 33).

Beispiel 4

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden fotoleitfähige Schichten mit dem in den Fig. 23 bis 25 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 41 bis Nr. 43).

Beispiel 5

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden fotoleitfähige Schichten mit dem in den Fig. 26 bis 28 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 51 bis Nr. 53).

Beispiel 6

Nach dem gleichen Verfahren wie bei den in den Beispielen 1 bis 5 gezeigten Proben (Probe Nr. 11 bis Nr. 53) wurden jeweils fotoleitfähige Schichten hergestellt. Dann wurden die oberen Schichten jeweils unter den in Tabelle III gezeigten Bedingungen gebildet. Es hat auf die erhaltenen Eigenschaften keinen Einfluß, ob das Vakuum während dieses Vorgangs nach der Bildung der fotoleitfähigen Schicht einmal aufgehoben wird oder ob die Bildung der oberen Schicht kontinuierlich unter den gleichen Vakuumbedingungen durchgeführt wird. Im Hinblick auf die Steuerung des Verfahrens wird die obere Schicht jedoch vorzugsweise kontinuierlich unter Vakuum gebildet.

Die hergestellten, zylindrischen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien wurden als Bilderzeugungsmaterialien für die Erzeugung von Ladungsbildern und sichtbaren Bildern einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung der erzeugten Ladungsbilder und einer Übertragung bestanden, und bei den auf Papier als Bildempfangsmaterial sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle IV gezeigt (der Bewertungsmaßstab ist der gleiche wie in Tabelle II).

Tabelle III

Bei der Messung der Zusammensetzung der als obere Schicht hergestellten Siliciumcarbidschicht a-(Si _x C_1-x ) _y H_1-y gemäß der Auger- Elektronenspektroskopie ergab sich, daß x = 0,32.

Tabelle IV

In Tabelle IV bedeutet die Probe Nr. 611 die Probe Nr. 11 von Tabelle II; bei der zusätzlich die obere Schicht gebildet wurde (die Proben Nr. 612 und die folgenden Proben in Tabelle IV haben die entsprechende Bedeutung).

Beispiel 7

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien, die den gleichen Schichtaufbau wie die in den Beispielen 1 bis 5 gezeigten Proben (Proben Nr. 11 bis Nr. 53) hatten, wurden als Bilderzeugungsmateralien unter den in Tabelle V gezeigten Bedingungen unter Verwendung von Si₂H₆/He-Gas anstelle von SiH₄/He-Gas hergestellt. Die Ergebnisse werden in Tabelle VI gezeigt.

Tabelle V

Tabelle VI

In Tabelle VI bedeutet z. B. die Probe Nr. 711 eine Probe, die den gleichen Schichtaufbau wie die Probe Nr. 11 von Tabelle II hat (die Probe Nr. 712 und alle folgenden Proben von Tabelle VI haben die entsprechende Bedeutung).

Beispiel 8

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien mit dem gleichen Schichtaufbau wie die Proben Nr. 13, 21, 23, 33 und 52 der Beispiele 1 bis 5 wurden hergestellt, indem zu dem SiH₄/He-Gas außerdem SiF₄/He-Gas zugegeben wurde. Das Mischungsverhältnis von SiF₄ zu SiH₄, nämlich der Wert [SiF₄/(SiH₄+SiF₄)]×100%, wurde auf 30 Vol-% eingestellt, während die anderen Herstellungsbedingungen und Verfahrensschritte die gleichen wie in Beispiel 1 waren. Die auf diese Weise hergestellten zylindrischen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien wurden als Bilderzeugungsmaterialien zur Bilderzeugung auf Papier als Bildempfangsmaterial mittels einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens eingesetzt.

Die wie in Beispiel 1 durchgeführte Bewertung ergab, daß alle erhaltenen Bilder eine hohe Dichte und eine hohe Auflösung und auch eine hervorragende Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigten.

Beispiel 9

Mittels der in Fig. 13 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden auf zylindrischen Trägern aus Aluminium fototoleitfähige Schichten gebildet, wobei der Borgehalt in den fotoleitfähigen Schichten als Parameter variiert wurde. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen werden in Tabelle VII gezeigt, und die Gehaltsverteilung des Bors (B) in der Richtung der Schichtdicke in den fotoleitfähigen Schichten wird in den Fig. 14 bis 16 gezeigt.

In Tabelle VIII werden der Borgehalt in den jeweiligen Lagen in der Richtung der Schichtdicke (wobei die Lagen durch den Abstand von dem zylindrischen Träger bezeichnet werden) und die Ergebnissen der Bewertung der erhaltenen Proben (Proben Nr. 111 bis 113) gezeigt. Die hergestellten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien wurden als Bilderzeugungsmaterialien für die Erzeugung von Ladungsbildern und sichtbaren Bildern einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung der erzeugten Ladungsbilder und einer Übertragung bestanden, und bei den auf Papier als Bildempfangsmaterial sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung durchgeführt.

Tabelle VIII

Beispiel 10

Auf zylindrischen Trägern aus Aluminium wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9 fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 17 bis 19 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt, wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Proben Nr. 121 bis 123).

Beispiel 11

Auf zylindrischen Trägern aus Aluminium wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9 fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 20 bis 22 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bedingungen durchgeführt, wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Proben Nr. 131 bis 133).

Beispiel 12

Auf zylindrischen Trägern aus Aluminium wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9 fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 23 bis 25 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt, wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Proben Nr. 141 bis 143).

Beispiel 13

Auf zylindrischen Trägern aus Aluminium wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9 fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 26 bis 28 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bedingungen durchgeführt, wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Proben Nr. 151 bis 153).

Beispiel 14

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien (Proben Nr. 1611 bis 1653), die die gleiche Gehaltsverteilung des Bors (B) wie die in den Beispielen 9 bis 13 gezeigten Proben Nr. 111 bis 153 hatten, wurden als Bilderzeugungsmaterialien unter den in Tabelle IX gezeigten Bedingungen hergestellt, wobei Si₂H₆/He-Gas anstelle des SiH₄/He-Gases eingesetzt wurde, und die Bewertungen dieser Bilderzeugungsmaterialien wurden in ähnlicher Weise durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle X gezeigt.

Tabelle X

In Tabelle X bedeutet beispielsweise die Probe Nr. 1611 eine Probe, die die gleiche Gehaltsverteilung des Bors (B) wie die Probe Nr. 111 von Tabelle VIII hat.

Beispiel 15

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien mit einem Schichtaufbau, der die gleiche Gehaltsverteilung des Bors (B) wie die Proben Nr. 113, 121, 123, 133 und 152 der Beispiele 9 bis 13 zeigte, wurden hergestellt, indem zu dem SiH₄/He-Gas außerdem SiF₄/He-Gas zugegeben wurde. Das Mischungsverhältnis von SiF₄ zu SiH₄, nämlich der Wert [SiF₄/(SiH₄+SiF₄)]×100%, wurde auf 30 Vol.-% eingestellt, während die anderen Herstellungsbedingungen und Verfahrensschritte die gleichen wie in Beispiel 9 waren. Die auf diese Weise hergestellten Aufzeichnungsmaterialien wurden als elektrofotografische Bilderzeugungsmaterialien zur Bilderzeugung auf Papier als Bildempfangsmaterial mittels einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens eingesetzt. Die Ergebnisse der wie in Beispiel 1 durchgeführten Bewertung zeigen, daß alle erhaltenen Bilder eine hohe Dichte und eine hohe Auflösung und auch eine hervorragende Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung hatten.

Beispiel 16

Auf zylindrischen Trägern aus Aluminium wurden mittels der in Fig. 13 gezeigten Herstellungsvorrichtung fotoleitfähige Schichten gebildet, wobei der Borgehalt in den fotoleitfähigen Schichten als Parameter variiert wurde. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen werden in Tabelle XI gezeigt, und die Verteilung des Gehalts des Bors (B) in der fotoleitfähigen Schicht in der Richtung der Schichtdicke wird in den Fig. 14 bis 16 gezeigt.

In Tabelle XII werden der Borgehalt in den jeweiligen Lagen in der Richtung der Schichtdicke und die Ergebnisse der Bewertung der erhaltenen Proben (Nr. 211 bis 213) gezeigt.

Die hergestellten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien wurden als Bilderzeugungsmaterialien für die Erzeugung von Ladungsbildern und sichtbaren Bildern einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung der erzeugten Ladungsbilder und einer Übertragung bestanden, und bei den auf Papier als Bildempfangsmaterial sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung durchgeführt.

Tabelle XII

Beispiel 17

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Aluminium fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 17 bis 19 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt, wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 221 bis 223).

Beispiel 18

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Aluminium fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 20 bis 22 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bedingungen durchgeführt, wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 231 bis 233).

Beispiel 19

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Aluminium fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 23 bis 25 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt, wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 241 bis 243).

Beispiel 20

Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Aluminium fotoleitfähige Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den fotoleitfähigen Schichten jedoch in der in den Fig. 26 bis 28 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bedingungen durchgeführt, wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Proben Nr. 251 bis 253).

Beispiel 21

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien (Proben Nr. 2611 bis 2653) mit einer ähnlichen Verteilung des Bors (B) wie bei den Proben Nr. 211 bis 253 der Beispiele 16 bis 20 wurden als Bilderzeugungsmaterialien unter den in Tabelle XIII gezeigten Bedingungen hergestellt, wobei Si₂H₆/He-Gas anstelle des SiH₄/He-Gases eingesetzt wurde, und in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle XIV gezeigt.

Tabelle XIV

In Tabelle XIV bedeutet die Probe Nr. 2611 beispielsweise eine Probe, die die gleiche Gehaltsverteilung des Bors (B) wie die Probe Nr. 211 von Tabelle XII hat.

Beispiel 22

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien mit einem Schichtaufbau, der die gleiche Gehaltsverteilung des Bors (B) wie in den Proben Nr. 213, 221, 223, 233 und 252 der Beispiele 16 bis 20 hatte, wurden hergestellt, indem zu dem SiH₄/He-Gas außerdem SiF₄/He-Gas zugegeben wurde. Das Mischungsverhältnis von SiF₄ zu SiH₄, nämlich der Wert [SiF₄/(SiH₄+SiF₄)]×100%, wurde auf 30 Vol.-% eingestellt, während die anderen Herstellungsbedingungen und Verfahrensschritte die gleichen wie in Beispiel 16 waren. Die auf diese Weise hergestellten Aufzeichnungsmaterialien wurden als Bilderzeugungsmaterialien zur Bilderzeugung auf Papier als Bildempfangsmaterial mittels einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens eingesetzt. Die Ergebnisse der wie in Beispiel 15 durchgeführten Bewertung zeigen, daß alle erhaltenen Bilder eine hohe Dichte und eine hohe Auflösung und auch eine hervorragende Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung hatten.

Claims (15)

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger und einer darauf befindlichen fotoleitfähigen Schicht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome als Matrix sowie Wasserstoffatome und/oder Halogenatome und Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Schicht einen ersten Schichtbereich aufweist, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems in einer kontinuierlichen Verteilung in der Richtung der Schichtdicke enthält, wobei die Atome der Gruppe III des Periodensystems an der dem Träger zugewandten Seite stärker angereichert sind als an der von dem Träger abgewandten Seite des ersten Schichtbereichs.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Schicht zusätzlich einen zweiten Schichtbereich aufweist, der Sauerstoffatome in einer im wesentlichen gleichmäßigen, in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlichen Verteilung enthält.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, im wesentlichen die gesamte fotoleitfähige Schicht einnimmt.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Schichtbereich, der die Atome der Gruppe III des Periodensystems enthält, an der dem Träger zugewandten Seite der fotoleitfähigen Schicht befindet.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Schichtbereich, der die Sauerstoffatome enthält, im Inneren unterhalb der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht befindet.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich wenigstens einen Teil von sich gemeinsam haben.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schichtbereich, der die Sauerstoffatome enthält, im wesentlichen die gesamte fotoleitfähige Schicht einnimmt.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich identisch sind.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der fotoleitfähigen Schicht eine obere Sperrschicht befindet.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der fotoleitfähigen Schicht eine obere Schicht befindet, die aus einem amorphen Material gebildet ist, das in einer Matrix von Siliciumatomen Kohlenstoffatome und/oder Stickstoffatome enthält.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material der oberen Schicht außerdem Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome in der fotoleitfähigen Schicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.

13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome in der fotoleitfähigen Schicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.

14. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der fotoleitfähigen Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.

15. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Gehalte der Wasserstoffatome und der Halogenatome in der fotoleitfähigen Schicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.