Электрофотографический материал
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советския
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63}Дополнительное к авт. свид-вуР М g+ з (22) Заявлено 27.07.81 (21) 3323957/28-12 сприсоединениеизаявки №вЂ”
G 03 6 5/082
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 772.93 (088. 8) Опубликовано 15.01.83. Бюллетень ¹ 2
Дата опубликования описания 150133
«
А.Ф. Шелкова, Ю.10. Бальчюнас, С.Ю. Викторфвичюо"
Г.З. Виноградова, И-Д.Б. Сидаравичюс, С.k. Таурайтене, А.В. Иельман и С.А. Дембовски
Научно-исследовательский институт элект адрафии и Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (72) Авторы изобретения (73) Заявители (54) ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЯ МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к электрографии и может быть применено в инфракрасной фотографии для регистрации оптической. информации электрофотографическим способом., Известен электрофотографический материал, состоящий из фоточувствительного слоя, нанесенного на токопроводящую подлОжку, причем в качестве фоточувствительного слоя из неорганического фотополупроводника применяют селен с добавкой висмута. Опти-. мальная светочувствительность в этом слое достигается при концентрации висмута 2 ат. Ъ f13.
Однако, несмотря на то, что при .введении висмута спектральная область светочувствительности расширяется от 550 до 750 нм, абсолютная величина светочувствительности к монохроматическому свету в этой области спектра не выше слоев селена, что значительно сужает область применения этих слоев. Кроме того, недостатком слоя на основе сплавов. селена с висмутом является его высокая кристаллизационная способность и низкая износостойкость, которые связаны с физико-химическими особенностями стеклообраэного селена.
Известны слои на основе сплавов системы As - Se - Sb, нанесенных на электропроводящую подложку, причем величина светочувствительности слоев As - .Se — Sb оптимального соста- ва в 12 раз больше, чем селена. Максимальное значение светочувствительности к белому свету слоев селена
0,15 — 0,2 лк=1с-1 оптимальная све» точувствительность слоев As - Se - Sb должна быть равной 1,8 - 2,4 лк " с- .
Спектральная область светочувствительности слоев As - Se - 5Ь распространяется до 700 нм (фиг. 1, кривая 6), что значительно шире спектральной . области светочувствительности слоев селена (фиг. 1, кривая 7) (2 j.
Недостатком этих слоев является большая зависимость абсолютной величины светочувствительности от длины волны монохроматического света. Например, по сравнению со светочувствительностью при длине волны А
400-420 нм, светочувствительность при Л = 700 нм примерно в 20 раз меньше (фиг. 1, кривая 6.). Большое различие абсолютных значений светочувствительности в различных областях видимой области спектра значительно ограничивает область примене989525 ния этих слоев, например, в цветной электрофотографии, так как при получении цветного иэображения производится экспонирование через ряд фиды ров, в том числе через красный (Л = 700 нм ). Следовательно, слои в 5 этом случае должны обладать высокой ,светочувствительностью во всей видимой области спектра. С другой стороны, для работы н инфракрасной электрофотографии необходимы материалы, обладающие высокой фоточувствительностью не только в видимой, но и н инфракрасной области спектра.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является элек 5 трофотографический материал, состоящий из электропроводящей подложки и нанесенного на нее соединеиия
As Seänpè стехиометрическом количестве элементов (3 ).
Материал обладает более широкой спектральной областью светочунствительности и достаточно высокой абсолютной величиной светочувствительности к монохроматическому свету в видимой области спектра (фиг. 1, кривая 2), однако эта величина светочувствительности все же не является достаточно высокой. Недостатком слоев As>Se> также является характерное уменьшение величины свето- З0 чувствительности при увеличении длины волны видимого света (например, при Л = 700 нм и А = 420 нм светочувствительность соответственно равна 600 и 40м/Дж), которое хотя и З5 меньше, чем для слоев на основе системы As - Se — Se, Указанные недостатки слоев Ая Бе ограничивают об3 ласть их применения и не позволяют. использовать их в перспективных раз- 40 работках электрофотографической аппаратуры. Например, для создания высокопроизводительной аппаратуры ротационного типа, а также создания принципиально новых устройств цвет- 45 ного электрофотографирования необходимы слои с еще большей светочувствительностью во всей видимой области спектра и более широкой областью ее спектрального распределения. При этом слои должны обладать стабильностью свойств и высокой климатоустойчивостью..
Целью изобретения является повышение светочувствительности электро-, 55 фотографического материала во всей видимой области спектра и расширение спектральной области светочувствительности в инфракрасную область.
Укаэанная цель достигается тем, 60 что в электрофотографическом материале, состоящем из электропроводящей подложки и нанесенного на нее неорганического фотополупроводника, фотополупроводниковый слой выполнен из 65 сплава, содержаще ro 9 9, 5-9 8 мол. Ъ
As> SeB 0,5-2 мол.5 Bi rlpH количестве Bi?Se менее 0,5 мол.Ъ светочувствительность слоя по сравнению со светочувствительностью слоя As Se, взятого в качестве прототипа, 1 возрастает незначительно и необходимая эффективность не достигается. При концентрации Bi> Sез свыше 2 мол.Ъ слои обладают настолько быстрой скоростью темновой разрядки, что исключают возможность их практического использования. На фиг. 1 показано спектральное распределение снеточувствительности электрофотографических слоев; на фиг.2конструкция предл а га емо ro материала, состоящего из подложки 1 и фотополупроводникового слоя 2. Пример 1. Сплав системы As> Se> - Вi 5е >, содержащий 0,5 мол.Ъ Bi>Se>, размельчают и в количестве, обеспечивающем при его испарении толщину слоя 25-30 мкм, загружают в тигель и устанавливают в вакуумную .камеру.. В качестве йодложек исполь-зуют пластины из дюралюминиевого сплава Д16Т, латунь, медь и т.д., обработанные до 10-11-ro класса чистоты поверхности. Перед напылением слоя подложку подготавливают следующим образом: протирают тканевым тампоном, смоченным н бензине, от остатков полировочной пасты. Затем подложку обезжиривают горячим раствором на основе поверхностно-активного вещества ОП-7 (температура раствора 70-80 С). После тщательной промывки подложки последовательно проточной горячей, холодной и дистиллированной водой ее высушивают и устанавливают в вакуумную камеру на термоплиту. Создают вакуум 1-10 4-1-10 мм рт.ст. Температуру подложки поднимают до 180+10 С. Устанавливают температуру тигля, равную 360+5 С. Скорость конденсации при напылении слоя 1,5 2 мкм/мин. После напыления слой охлаждают в вакууме естественным образом. Полученный электрофотографический материал при толщине слоя 30+2 мкм обладает светочувствительностью 3,2 лк- с- что в 16-20 раз больше интегральной светочувстнительности слоев селена, в 1,6-1,7 раз слоев Аь Ье и в 1,3-1,8 раз слоев As- Se- Sb. Область спектрального распределения светочувствительности распространяется до 800 нм. При 700 нм абсолютная величина светочувстнительности (250 M /Дж) составляет примерно ЗОВ от максимального значения при 7i 420-500 нм — 780 м /Дж (фиг. 1, кривая 3) . Пример 2; Сплав системы As>Ses - Вi> Se3, содержащий 1 мол.В Вigse3 размельчают и в количестве, 989525 обеспечивающем при его испарении толщину слоя 25-30 мкм, загружают в тигель и устанавливают в вакуумную камеру. Материал подложки и способ ее подготовки аналогичен примеру 1. Подложку устанавливают на термоплиту вакуумной камеры, откачивают вакуум до 1-10 4- 1 -10 мм .рт.ст. и поднимают температуру подложки до 180+10 C. Температуру тигля устанавливают равной 360+5 C. Скорость конденсации при напылении слоя 1,5-2 мкм/мин. Полученный электрофотографический материал при толщине слоя 30+2мкм обладает интегральной светочувствительностью, равной 8 лк "с, что в 40-50 раз больше светочувствительности слоев селена (0,15- 0,2 лк "с-"), в 4 раза больше светочувствительностислоев AS2Seg и в 3,3 — 4,4 раза слоев As-Se- Sb. Область спектрального 20 распределения светочувствительности распространяется до 900 нм. Характерной особенностью этих слоев является то, что светочувствительность в длинHoIsoJIHoBoA области видимого света 25 при A = 650-700 нм меньше максимального значения светочувствительности в видимой области спектра при Л = 420-500 нм на 20-30Ъ (фиг. 1, кривая 5 ). 30 Пример 3. Для изготовления слоя используют сплав системы . As2 Se> - Bi2Se>, содержащий 2 мол.Ъ BI2Se>.Последовательность операций аналогична примерам 1 и 2, за исключением температуры тигля, которую устанавливают равной 400+5ОС. Полученный электрофотографический материал при толщине слоя 30+2 мкм обладает интегральной светочувствительностью 5,5-6 лк "с ", что в 3037 раз больше светочувствительности слоев селена, в 2,7-3 раза больше светочувствительности слоев As2 Se3 и в 2,3-3,3 раза слоев As- Se- Sb. Область спектрального распреде- 45 ления светочувствительности распространяется до 900 нм. Светочувствительность при jl = 650-700 нм меньше максимального значения светочувствительности при 420-550 нм не больше, 50 чем на 20-40% (фиг. 1, кривая 4). Полученные электрофотографические слои системы As2Se3 - B i2 Se указан3 ных составов способны заряжаться до потенциала не менее 20-30 В/мкм. Время полуспада предельного потенциала от 10 до 70 с. Проверка параметров слоев в течение года показала, что они являются стабильными. Совокупность этих свойств наряду с высокой интегральной светочувствительностью свидетельствуют о перспективности их применения в копировальномножительной аппаратуре. Экономический эффект при применении слоев системы As>Se> - BI Se> по сравнению с применяемыми в настоящее время слоями селена и триселенида мышьяка в электрографических. аппаратах может быть достигнут в результате увеличения производительности аппаратуры и уменьшения мощности узла экспонирования. Ориентировочная- оценка экономического эффекта, учитывающая количество цилиндров на основе селена и триселенида мышьяка, требуемое для обеспечения в стране существующего парка электрографических копировально-множительных аппаратов ротационного типа, при замене их на цилиндры с фотопроводниковым слоем системы As2 Se> - Bi>Se> составляет примеР" но 500 тыс. руб. Формула изобретения Электрофотографический материал, состоящий.из электропроводящей подложки и нанесенного на нее неорганического фотополупроводника, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения светочувствительности во всей области спектра и расширения светочувствительности в инфракрасную область, фотополупроводниковый слой выполнен из сплава, содержащего 99,5-96 моЛ.Ъ Аь2Se и 0,5-2 мол.Ъ Bi Se Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. патент ctIIA Р 3887368, кл. G 03 G 5/02, 1975. 2. Патент США Р 3524745, кл. G 03 G 5/00, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР 9 245555, кл. С 03 С 5/06, 1966 (прототип). 989525 Ь | де $,опрей Од ФМ ЮО 600 700 ЮО Л,ци Ф0й f Заказ 11128/67 . Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5 Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4 Составитель В. Безбородова Редактор M. Петрова Техред С. Мигунова Корректор В.Прохненко
