DE2053135C3 - Einrichtung zur photoelektrophoretischen Herstellung von Farbbildern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Farbbildern mit einer photo-elektrophoretischen Suspensionsschicht, die mindestens blau, purpurrot und gelb gefärbte elektrophoretische Teilchen

is aufweist, die photoleitfähig für rotes, grünes bzw. blaues Licht und in einem Suspt-nsionsmedium dispergiert sind, mit einem Paar Elektroden, von denen mindestens eine lichtdurchlässig für sichtbares Licht ist und die mit den gegenüberliegenden Seiten der Suspensionsschicht in Berührung bringbar sind, mit einer Spannungsquelle zum Erzeugen eines Gleichfeldes in der Suspensionsschicht zwecks bildmäßiger Veränderung der räumlichen Verteilung der photo-elektrophoretischen Teilchen in der Suspensionsschicht

Bei einer bekannten, ähnlich aufgebauten Einrichtung zur Herstellung einer farbigen Dauerkopie (US-PS 31 00 426) ist als Suspensionsmedium eine transparente Flüssigkeit vorgesehen und Rot-, Grün- und Blau- bzw. Cyan-, Magenta- und Gelbteilchen wandern in denjeni gen Flächenteilen, die mit weißem Licht belichtet werden, zur gegenüberliegenden Elektrode. Teilchen sämtlicher Farbarten verbleiben in den unbelichteten, d. h. dunklen Flächenteilen an der Ausgangselektrode. Die Färbung der Suspensionsschicht in den belichteten Flächenteüen und in den nichtbelichteten Flächenteilen ist daher die gleiche, nämlich schwarz, und ein Bild läßt sich nur betrachten, wenn eine der Elektroden von der Suspensionsschicht abgenommen wird.

Bekannt ist ferner eine Einrichtung zur photoelektro-

■to phoretischen Bilderzeugung in Form harter Kopien (FR-PS 15 21 727), wobei ebenfalls ein durchsichtiges Suspensionsmedium Anwendung findet Aufgeladene Teilchen in dem farblosen Suspensionsmedium werden bei Anwendung dieser bekannten Vorrichtung zur Oberfläche einer Elektrode transportiert, wobei ein Muster erzeugt wird, das dem eines L'chtbildeingangs entspricht. Die erzeugte harte Kopie ist nur nach Entfernen der das Bild tragenden Elektrode von der Suspensionsschicht betrachtbar. Auch hier wirken die Teilchen als primäres Bildfärbungsmittel und nicht das Suspensionsmedium, das farblos ist. Ein Interesse an einer Veränderung der optischen Reflexionseigenschaften der Suspensionsschicht selbst bei einer Änderung der räumlichen Verteilung der lichtempfindlichen, elektrophoretischen Teilchen in dem Suspensionsmedium besteht bei den bekannten Vorrichtungen nicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art zur Herstellung von Farbbildern zu schaffen, bei der das erzeugte, der Farbbildvorlage entsprechende Farbbild ohne Entfernen der es tragenden Elektrode betrachtbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Suspensionsschicht neben den photo-elektro phoretischen Teilchen Mittel enthält, die die Sicht von der lichtdurchlässigen Elektrode zu den zu der anderen Elektrode gewanderten elektrophoretischen Teilchen verdecken.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung t rweist sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß Farbbilder beliebig veränderbar und reversibel herstellbar und ohne die bislang erforderliche Trennung der Elektroden unmittelbar betrachtbar sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In letzteren sind

Fig. la bis Id je ein senkrechter Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig.2a, 2b je ein senkrechter Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig.3a, 3b je ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig.4 ein senkrechter Schnitt durch eine weitere andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 5 ein senkrechter Schnitt durch noch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung und

Fig.6 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles 2s einer mit Löchern versehenen Folie, die bei dem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung nach F i g. 5 Anwendung findet

Aus den Fig. la bis Id gehl ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 zur Herstellung jo von Farbbildern mit einer elektrophoretischen Suspensionsschicht 2 hervor. Ist letztere flüssig, so wird sie von einem Gehäuse 3 eingeschlossen, das aus einem Rahmen 38 und zwei einander gegenüberliegenden Wandungen 4 und 5 besteht von denen mindestens eine lichtdurch- y> lässig für sichtbares Licht ist. Die Wandungen 4 und 5 umfassen die gegenüberliegenden Seiten der Suspensionsschicht 2, in der verschiedenfarbige, fotoleitfähige elektrophoretische Teilchen 6a, 66, 6c in Form eines feinen Pulvers in einem gefärbten Suspensionsmedium ^n 7a dispergiert sind. Hierbei hanikh es sich mindestens um blau, purpurrot und gelb gefärbte elektrophoretische Teilchen 6a, 66, 6c, die fotoleitfähig für rotes, grünes bzw. blaues Licht sind. Das Suspensionsmedium 7a kann aus einer weißgefärbten Lösung bestehen. Die μ Teilchen 6a, 66,6c sind stark vergrößert dargestellt.

Die gegenüberliegenden Seiten der Suspensionsschicht 2 stehen mit einer ersten und einer zweiten Elektrode 8 bzw. 9 in Berührung, von denen mindestens eine lichtdurchlässig für sichtbares Licht ist. Die ίο Elektroden 8 und 9 sind jeweils an der Innenseite der beiden gegenüberstehenden Wandungen 4 und 5 angebracht

Die beiden Elektroden 8 und 9 stehen über einen Schalter 11 mit einer Spannungsquelle 10 zur Erzeugung eines Gleichfeldes in der Suspensionsschicht in Verbindung. Vor der Erzeugung des Gleichfeldes in der Suspensionsschicht 2 zwischen den Elektroden sind die fotoleitfähigen, elektrophoretischen Teilchen 6a, 66, 6c im Suspensionsmedium 7a gleichmäßig verteilt wie in der F i g. la dargestellt ist, und die Suspensionsschicht 2 erscheint an beiden Elektroden 8 und 9 bei Bestrahlung z. B. mit einer nicht dargestellten Glühlampe graufarbig. Die graue Farbe wird durch subtraktives Vermischen der Farben Blau, Purpurrot und Gelb der Teilchen 6a, <v> 66,6c und der Farbe Weiß des Suspensionsmediums 7a erzeugt Wird die graue Suspensionsschicht 2 ohne Bestrahlung dem von der Spannungsqueiie iO erzeugten Gleichfeld durch Schalten des Schalters 11 ausgesetzt so werden die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 66 und 6c veranlaßt sich elektrophoretisch je nach Polarität zur negativen oder positiven Elektrode 8 oder 9 zu bewegen. Weisen die Teilchen 6a, 6Z> und 6c im gefärbten Suspensionsmedium Ta ursprünglich eine positive Polarität auf, so bewegen sie sich elektrophoretisch zur negativen Elektrode 8 und setzen sich dort ab, wobei die in Fig. Ib dargestellte räumliche Verteilung erhalten wird.

Die resultierende Suspensionsschicht 2 weist somit eine andere räumliche Verteilung der Teilchen 6a, 6b, 6c als die ursprüngliche Suspensionsschicht 2, und eine andere optische Reflexionsfähigkeit auf. Nach Abschalten der angelegten Spannung erscheint die Vorrichtung 1 bei Beleuchtung und Sicht von der Elektrode 9 weiß, da die Schicht des weißen Suspensionsmediums Ta die an der Elektrode 8 abgesetzten farbigen Teilchen 6a, 6£> und 6c verdeckt Die Vorrichtung 1 erscheint dagegen bei Sicht von der Elektrode 8 infolge subtraktiver Mischung der Farben der Teilchen 6a, 6Zj und 6c schwarz.

Hierauf wird die Suspensionsschicht 2 dann durch die durchsichtige Elektrode 8 hindurch gemäß Fig. Ic mit einer Lichtquelle zum Aufbringen z. B. eines positiven Farbbildes (siehe Pfeile in Fig. Ic) belichtet, während die Elektroden 8, 9 an die Spannungsquelle 10 angeschlossen sind. Die mit aktinischem Licht belichteten fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6Zj, 6c weisen einen verminderten Widerstand auf, so daß zwischen letzteren und der Elektrode 8 unter Veränderung der ursprünglichen Ladungspolarität der Teilchen 6a, 6Zj, 6c ein Ladungsaustausch erfolgt D. h., die mit rotem, grünen oder blauem Licht belichteten Teilchen 6a, 6Zj und 6c wechseln ihre Ladungspolarität. Z. B. verändert weißes Licht des Lichtbildes die Ladungspolaritäten aller Teilchen 6a, 6Zj und 6c, die mit weißem Licht belichtet werden, während rotes, grünes oder blaues Licht des Lichtbildes selektiv die Ladungspolaritäten nur der Teilchen 6a, 66 bzw. 6c ändert Hellblaues, purpurrotes oder gelbes Licht des Lichtbildes verändert die Ladungspolaritäten der Teilchen 66, 6c oder 6a, 6c bzw. 6a, 66. Die von der negativen Ladung an der Elektrode 8 negativ aufgeladenen Teilchen werden von der Elektrode 8 abgestoßen, wandern zur positiven Elektrode 9 und setzen sich dort ab. Die unbelichteten oder mit einem Licht belichteten Teilchen, für das letztere nicht empfindlich sind, können mit der Elektrode 8 keine Ladung austauschen, da sich ihr ursprünglicher Widerstand nicht verändert, und sie verbleiben daher an der Elektrode 8. Die Suspensionsschicht 2 weist folglich eine räumliche Verteilung der Teilchen 6 auf, die der Farbbildvorlage entspricht und in Fig. Ic dargestellt ist. Bei Abschaltung der angelegten Spannung und Belichtung der Vorrichtung 1 durch beide Elektroden 8 und 9 hindurch z. B. mit einer Glühlampe sind an der Elektrode 8 ein positives Farbbild und an der Elektrode 9 ein negatives Farbbild sichtbar. Die Teilchen 6a, 66 und 6c wirken zusammen mit dem Suspensionsmedium 7a als farbgebendes Mittel im reproduzierten Bild. Ist das Suspensionsmedium 7a farblos, so erscheinen sowohl die unbelichteten als auch die mit weißem Licht belichteten Bereiche an beiden Elektroden 8 und 9 gemäß F i g. Ic schwarz.

Im Unterschied zur oben beschriebenen Arbeitsweise kann das Lichtbild bei gleichzeitigem Anlegen der Gleichspannung an die Elektroden 8, 9 aufgebracht werden, wenn die ursprüngliche Suspensionsschicht 2

eine gleichmäßige räumliche Verteilung der fotoleitfähigen Teilchen 6a, 6b, Sc nach Fig. la aufweist. Auch kann das Gleichbild in der Suspensionsschicht zwischen den Elektroden nach Aufbringen des Lichtbildes erzeugt werden. Weisen die Teilchen 6a, 6b, 6c nach der Belichtung mit dem Farbbild einen verminderten Widerstand auf, so kann an die Suspensionsschicht 2 während der Verminderung des Widerstandes der Teilchen 6a, 6b, 6c eine Gleichspannung angelegt werden, nachdem die Belichtung der Suspensionsschicht 2 mit dem Farbbild beendet ist.

Wird an die Suspensionsschicht 2 bei räumlicher Verteilung der Teilchen 6a, 6b, 6c gemäß F i g. Ic ohne Einwirkung eines aktinischen Lichtes eine Gleichspannung umgekehrter Polarität angelegt, so kann die Suspensionsschicht 2 eine räumliche Verteilung der Teilchen 6a, 6b, 6c aufweisen, die zu der nach F i g. Ic entgegengesetzt ist Nach Abschalten der Spannung erscheint bei Belichtung mit weißem Licht für den Beobachter an der Elektrode 8 ein negatives Farbbild und an der Elektrode 9 ein positives Farbbild.

Mit der Einrichtung 1 zur Herstellung von Farbbildern nach der Erfindung können ein positives oder ein negatives Farbbild einfach dadurch erzeugt werden, daß an die Suspensionsschicht 2 eine Gleichspannung angelegt und diese mit einem Farbbild belichtet wird. Erfolgt die Belichtung mit einem Schwarz-Weiß-Bild, so zeigt die Suspensionsschicht 2 entsprechend ein positives oder ein negatives Schwarz-Weiß-Bild.

Die an den Elektroden 8 und 9 nach Fig. Ic hergestellten Abbildungen können ohne Schwierigkeiten dadurch gelöscht werden, daß an die Suspensionsschicht 2 bei gleichmäßiger Belichtung mit weißem Licht durch die Elektrode 8 oder 9 hindurch eine Gleichspannung angelegt wird. Wird z. B. die Suspensionsschicht 2 durch die Elektrode 9 hindurch gleichmäßig mit weißem Licht belichtet, während die Elektrode 8 als Kathode und die Elektrode 9 als Anode wirkt, so werden die gemäß Fig. Ic dargestellten Abbildungen gelöscht und die Suspensionsschicht 2 weist die in Fig. Ib dargestellte räumliche Verteilung der Teilchen 6a, 6b, 6c auf. In der bereits beschriebenen Weise kann nunmehr in der resultierenden Suspensionsschicht 2 eine neue Abbildung erzeugt werden. Wird die Suspensionsschicht 2 zum Löschen einer Abbildung durch die Elektrode 8 hindurch gleichmäßig mit weißem Licht bei gleichzeitigem Anlegen einer ersten Gleichspannung an die Elektroden 8 und 9 belichtet, so wandern die Teilchen 6a, 6b, 6c und setzen sich an der Elektrode 9 ab. Hierauf wird auf die Suspensionsschicht 2 durch die Elektrode 8 hindurch ein neues Farbbild aufgebracht wobei an die Suspensionsschicht 2 eine zweite Gleichspannung mit umgekehrter Polarität angelegt wird.

Bislang wurde oben vorausgesetzt daß die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c in der Suspensionsschicht 2 ihre Ladungspolarität an der Elektrode unter dem Einfluß eines aktinischen Lichtes und eines erzeugten Gleichfeldes ändern. Dieser Polaritätswechsel ist jedoch nicht immer erforderlich. Ein Farbbild kann auch hergestellt werden, wenn die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c die Ladungsmenge und damit auch ihre elektrophoretische Beweglichkeit als Folge eines Ladungsaustausches mit der Elektrode unter der Einwirkung eines aktinischen Lichtes und eines Gleichfeldes ändern, wie nachfolgend beschrieben ist

Wird an die Suspensionsschicht 2 mit einer räumlichen Verteilung der Teilehen 6a, 6b und 6c gemäß Fig. Ib eine Gleichspannung angelegt, und wird die Suspensionsschicht 2 durch die Elektrode 8 hindurch mit einem Farbbild belichtet, so werden der Widerstand der

^r> ursprünglich positiv aufgeladenen Teilchen 6a, 6b und 6c durch Absorption des aktinischen Lichtes und damit die positive Ladungsmenge als Folge eines Ladungsaustausches mit der Elektrode 8 herabgesetzt. Wird an die Elektroden 8 und 9 eine Gleichspannung entgegengesetzter Polarität angelegt, wenn die Elektrode 8 die ursprüngliche positive Ladung der Teilchen 6a, 66 und 6c, die das aktinische Licht absorbiert hatten, neutralisiert hat, und wenn die Belichtung der Suspensionsschicht 2 mit dem Farbbild beendet ist, so wandern die

ι '■> Teilchen 6a, 6b und 6c mit der ursprünglichen positiven Ladung, die nicht mit aktinischem Licht belichtet worden sind, elektrophoretisch zur Elektrode 9 und setzen sich dort ab. Die Teilchen 6a, 6b und 6c, die das durch die Belichtung mit aktinischem Licht elektrisch neutralisiert und vom Gleichfeld beeinflußt worden sind, können nicht wandern und verbleiben an der Elektrode 8, wie in Fig. Id dargestellt ist Nach Abschalten der Gleichspannung sind bei Beleuchtung an der Elektrode 8 ein negatives Farbbild und an der Elektrode 9 ein positives Farbbild zu sehen. Selbst wenn die ursprüngliche positive Ladung der Teilchen 6a, 6b und 6c, die das aktinische Licht absorbiert haben, nicht vollständig neutralisiert worden ist und die verminderte positive Aufladung eine verminderte elektrophoretische Beweglichkeit aufweist, wandern die Teilchen 6a, 66 und 6c unter der Einwirkung eines Gleichfeldes umgekehrter Polarität zur Elektrode 9 langsamer als die Teilchen 6a, 6b und 6c in dem Bereich, der nicht mit aktinischem Licht belichtet worden ist. Wenn die Teilchen 6a, 6b und 6c in dem mit aktinischem Licht nicht belichteten Bereich sich im wesentlichen an der Elektrode 9 absetzen, und die Teilchen 6a, 6b und 6c mit verminderter positiver Ladung die Elektrode 9 nicht ganz erreichen, so werden nach Abschaltung der Gleichspannung umgekehrter Polarität an den Elektroden 8 und 9 fast gleiche Abbildungen dargestellt wie aus Fig. Idhervorgeht.

Ein Farbbild kann auch in der Weise hergestellt werden, indem die Ladungsmenge und damit die elektrophoretische Beweglichkeit der Teilchen 6a, 6b und 6c erhöht wird. Sind z. B. die dispergierten Teilchen 6a, 6b und 6c nach F i g. 1 a ursprünglich elektrisch fast neutral, und wird an die Suspensionsschicht 2 bei Belichtung eines Farbbildes durch z. B. die Elektrode 8

so hindurch eine Gleichspannung angelegt so wird ein Farbbild hergestellt D. h., die ursprünglich elektrisch neutralen Teilchen 6a, 6b und 6c, die z. B. durch die Braunsche Bewegung mit der Elektrode 8 in Berührung gelangen, nehmen von der Elektrode 8 unter der Einwirkung des aktinischen Lichtes und des elektrischen Feldes Ladung auf und wandern elektrophoretisch zur Elektrode 9, an der sie sich absetzen, so daß an der Elektrode 8 ein positives und an der Elektrode 9 ein negatives Farbbild erzeugt wird. Sind die Teilchen 6a, 6b und 6c elektrisch neutral und weisen ursprünglich eine schwache Ladung auf, z.B. eine schwache positive Ladung in der räumlichen Verteilung gemäß F i g. 1 a, und wird an die Elektroden 8 und 9 (als Kathode und Anode) eine Gleichspannung angelegt, so bewegen sich

die positiven Teilchen 6a, 66 und 6c zur Elektrode 8. Hierauf wird die Suspensionsschicht durch die Elektrode 8 hindurch mit einem Farbbild belichtet während zugleich an die Elektroden 8 und 9 eine Gleichspannung

umgekehrter Polarität angelegt wird. Bei den ursprunglich positiven Teilchen 6a, 6b ar Λ R-- an der Elektrode 8 wird die positive Ladung durch Aufnahme positiver Ladung von der Elektrode 8 unter der Einwirkung des aktinischen Lichtes und des erzeugten elektrischen Feldes erhöht. Die Teilchen 6a, 6b und 6c, die aktinisches Licht absorbiert und eine große positive Ladung aufgenommen haben, wandern elektrophoretisch zur Elektrode 9 mit hoher Geschwindigkeit, während die Teilchen 6a, 6b und 6c, die nur wenig aktinisches Licht absorbiert haben, wegen der geringeren elektrophoretischen Beweglichkeit unter der Einwirkung des elektrischen Feldes nur langsam wandern.

Wird die angelegte Gleichspannung nach einer bestimmten Zeit wieder abgeschaltet, so können die dargestellten Abbildungen an den Elektroden 8 und 9 erhalten werden.

Die Ladungspolarität oder die elektrophoretische Beweglichkeit der photoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c ändert sich mit dem Ladungsaustausch mit der Elektrode unter der Einwirkung des aktinischen Lichtes und des erzeugten Gleichfeldes. Die Änderung der elektrophoretischen Eigenschaften der Teilchen 6a, 6b und 6c hängt ab von deren Fotoleitfähigkeit, von der Stärke des aktinischen Lichtes, von der Länge der Belichtungszeit, von der Stärke des erzeugten Gleichfeldes, von dessen Dauer, von den elektrischen Eigenschaften des Suspensionsmediums sowie von der Oberfläche der Elektroden und der Teilchen 6a, 6b und 6c u.a. ab. Der Vorzug der Darstellung eines Farbbildes durch Verändern der elektrophoretischen Beweglichkeit der Teilchen 6a, 6b und 6c liegt in der hohen Empfindlichkeit der Vorrichtung, so daß das Farbbild durch eine verhältnismäßig dunkle Vorlage und/oder bei einer verhältnismäßig kurzen Einwirkungszeit der angelegten Gleichspannung und/oder mit einer verhältnismäßig schwachen Gleichspannung dargestellt werden kann.

Die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c können in Form eines geeigneten feinen Pulvers vorliegen, dessen elektrophoretische Eigenschaften wie die Ladungspolarität oder die elektrophoretische Beweglichkeit bei Einwirkung aktinischen Lichtes oder eines Gleichfeldes veränderbar sind. Als geeignetes Teilchenmaterial erweisen sich Kadmiumsulfit Kadmiumsulfoselenid, Zinkoxid, Titandioxid, Zinksulfit. Schwefelselenium, Quecksilbersulfid, Bleioxid, Bleisulfid, Phthalozyanine, Azoverbindungen, Quinacridones oder Anthraquinones. Als hellblaue, purpurrote und gelbe elektrophoretische Teilchen, die für rotes, grünes und blaues Licht fotoleitfähig sind, sind bekannt Monolite Fast Blue GS (die alpha-Form eines metallfreien Phthalozyanins), Watching red B (ein Bariumsalz von l-(4'Metnyl-5'-chloroazobenzen-2'-Schwefelsäure)-2-hydroxy-3-Naphthoesäure und Algol Yellow GC (1, 2, 5, 6-di(C, C'-diphenyl)-thiazol-anthraquinon) geeignet Verwendbar sind auch die reinen fotoleitfähigen Teilchen oder deren sensibilisierte Formen, feste Lösungen oder Dispersionen der fotoleitfähigen Teilchen in einem Harzbindemittel, Teilchen in mehreren Schichten, von denen eine Schicht die fotoleitfähigen Teilchen enthält während die anderen Schichten eine Lichtfilterwirkung in einer Außenschicht ausüben.

Die Teilchen sollen so klein sein, daß sie in der Suspensionsschicht eine stabile Dispersion darstellen und daß ein Farbbild mit hoher Auflösung erzeugbar ist Die durchschnittliche Teilchengröße soll vorzugsweise bis zu 10 Mikron betragen.

Das Suspensionsmedium 7a kann geeignet farbig gestaltet werden, indem eine gefärbte Substanz, z. B. ein Farbstoff, in einer farblosen Flüssigkeit, wie z. B. in Ligroin, Kerosin, Zyklohexan, Carbontetrachlorid, Leinsamenöl oder Olivenöl aufgelöst wird. Der Suspensionsschicht wird vorzugsweise ein Mittel zur Steuerung der Ladung, ein Dispersionsförderungsmittel, ein Stabilisierungsmittel oder ein Sensibilisierungsmittel zugesetzt,

ίο um eine stabile und/oder sehr fotoleitiähige Suspensionsschichl zu erzeugen Ein in der Suspensionsschicht aufgelöstes, oberflächenaktives Medium, eine metallische Seite, ein öl oder Harz wirkt als Steuerungsmittel. Das Gehäuse 3 kann aus jedem Material hergestellt werden, das in bezug auf das Suspensionsmedium und fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen inert ist Beispielsweise kamt fur den Rahmen 38 des Gehäuses 3 gemäß F i g. 1 a eine Kunststoffolie mit einem Ausschnitt in der Mitte benutzt werden.

Eine der Wandungen 4 oder 5 ist als eine durchsichtige Platte 4 ausgebildet, die am Rahmen 38 befestigt ist und mit einer durchsichtigen Elektrode 8 versehen ist. Die Wandung 4 oder 5 wird geeigneterweise von einer durchsichtigen Glasplatte gebildet, die mit einem durchsichtigen dünnen Film aus Zinnoxid (SnO2) oder aus Kupferjod (CuI) versehen ist. Es kann auch eine durchsichtige Kunststoffplatte z. B. aus Polyester, Zelluloseacetat oder Zellophan zusammen mit einem dünnen Film aus Kupferjod (CuI) oder aus Metall verwendet werden. Die andere Wandung 5 oder 4 kann als durchsichtige Platte 5 ausgebildet sein, die am Rahmen 38 befestigt und mit einer durchsichtigen Elektrode 9 versehen ist Diese Platte 5 kann der Platte 4 gleichen. Das Gehäuse 3 kann einen Einlaß und einen Auslaß aufweisen. Die Suspensionsschicht 2 wird durch den Einlaß eingegossen, und der Einlaß und der Auslaß werden nach Füllen des Gehäuses verschlossen. Es kann auch ein flexibles Gehäuse verwendet werden.

Zur Erzeugung eines Gleichfeldes in der Suspensionsschicht zwischen den Elektroden kann z. B. ein Gleichstromimpulsgenerator, eine Batterie oder eine andere Gleichspannungsquelle benutzt werden.

Bei der in den Fig.2a und 2b dargestellten Ausführungsform besteht die elektrophoretische Suspensionsschicht 14 aus einer Dispersion von mindestens drei verschiedenfarbigen fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c als Suspension in einem von einer farbigen Flüssigkeit 13 gebildeten Suspensionsmedium 7b, wobei die Flüssigkeit 13 in die eine farbige

so poröse Schicht 12 eingeführt ist Ist die poröse Schicht 12 z. B. weiß, so erscheint die Suspensionsschicht 14 bei Bestrahlung mit weißem Licht an beiden Elektroden 8,9 im allgemeinen grau, wobei die räumliche Verteilung der Teilchen 6a, 66 und 6c in der Suspensionsschicht 14 gleichmäßig ist wie in F i g. 2a dargestellt ist An die als Kathode und als Anode wirkenden Elektroden 8 bzw. 9 wird eine elektrische Gleichspannung angelegt wobei an der Suspensionsschicht 14 ein Gleichfeld erzeugt wird. Durch die Elektrode 8 hindurch wird die Suspensionsschicht 14 mit einem Farbbild belichtet während die Suspensionsschicht der Einwirkung des Gleichfeldes ausgesetzt ist. Die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c, deren Widerstand aufgrund der Absorption des aktinischen Lichtes herabgesetzt ist tauschen ihre Ladung mit der Elektrode 8 aus, wobei die elektrophoretische Eigen-

• schaft verändert wird, wie in Verbindung mit F i g. 1

beschrieben ist Ändern die Teilchen 6a, 6b und 6c ihre

Ladungspolarität, so wandern die eine negative Ladung aufweisenden Teilchen elektrophoretisch durch die farbige poröse Schicht 12 hindurch und setzen sich unter der Einwirkung des Gleichfeldes an der Elektrode 9 ab, wie in Fig.2b dargestellt ist. Nach Abschalten der angelegten Gleichspannung und nach Beendigung der Belichtung des Farbbildes ist an der Elektrode 8 ein positives Farbbild und an der Elektrode 9 ein negatives Farbbild zu sehen, wenn die Vorrichtung 1 beleuchtet wird. In gleicher Weise, wie in bezug auf die Fig. 1 beschrieben ist, können durch Ändern der elektrophoretischen Beweglichkeit der Teilchen 6a, 6b und 6c Farbbilder dargestellt werden.

Die farbige poröse Schicht 12 kann aus jedem farbigen Folienmaterial bestehen, das Poren aufweist. Die Poren müssen so groß sein, daß die Teilchen 6a, 6b und 6c hindurchwandern können, und andererseits jedoch genügend klein sein, um die Teilchen 6a, 6b und 6c gegen Sicht abdecken zu können. Als geeignete Materialien haben sich Gewebe aus Natur- oder Kunstfasern, eine Folie mit tausenden von unregelmäßig verteilten Poren, eine dünne Platte mit winzig kleinen Löchern und ein papierblattartiges Material erwiesen, das mit einem Harz oder einem Klebstoff gebunden ist und eine große Anzahl von Poren aufweist. Das farblose Suspens'r^smedium 13 besteht aus einer isolierenden Flüssigkeit, wie z. B. Lingroin, Kerosin, Olivenöl, Leinsamenöl, Zyklohexan, flüssiges Paraffin, Mineralöl oder Trichlorotrifluorethan.

Bei der in den F i g. 3a und 3b dargestellten Ausführungsform enthält die Suspensionsschicht 18 eine farblose Flüssigkeit 13 als Suspensionsmedium 7c, in dem die Teilchen 6a, 6b und 6c und weißgefärbte, pulverisierte Teilchen 15 dispergiert sind. Die Teilchen werden in geeigneter Weise gebildet von Farbstoffen, farbigen Flüssigkeitspartikeln, die in der Suspensionsflüssigkeit 13 unlöslich sind, oder Pigmentpartikeln z. B. Kohleruß, schwarzes Eisenoxid, Watchungrot, Hansagelb, Titandioxid, Zinkoxid, Lithopon, Phthalozyan, Preußischblau, Indigo oder Aluminiumpulver. Haben die weißgefärbten Teilchen 15 positive Polarität und weisen die ursprünglichen fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen 6a, 6b und 6c ursprünglich die größere elektrophoretische Beweglichkeit auf als die Teilchen 15, so werden bei Anlegung einer Gleichspannung an die Suspensionsschicht 18 und bei Belichtung letzterer mit einem Farbbild durch die Elektrode 8 hindurch die elektrophoretischen Eigenschaften, z. B. die Ladungspolarität der Teilchen 6a, 6b und 6c, die mit aktinischem Licht bestrahlt wurden, verändert, so daß die negativen Teilchen 6a, 6b und 6c elektrophoretisch zur Elektrode 9 wandern. Die Teilchen 6a, 6b und 6c sind auch hier hellblau, purpurrot bzw. gelb. In dem Bereich, auf den kein aktinisches Licht fällt, bewirkt das Gleichfeld zuerst eine Absetzung der Teilchen 6a, 66 und 6c an der Elektrode 8 und darauf eine Ablagerung der Teilchen 15. An der Elektrode 8, die mit weißem licht bestrahlt wird, setzen sich z. B. die purpurroten Teilchen Sb sowie die gelben Teilchen 6c in dem vom roten licht getroffenen Bereich ab, während die weißen Teilchen 15 hauptsächlich auf der Schicht eines Gemisches der Teilchen 6b und 6c abgesetzt werden, so daß die Suspensionsschicht 18 in diesem Bereich durch die Elektrode 8 hindurch rot erscheint Das Rot ergibt sich aus einem Gemisch der Farben der Teilchen 6b und 6c, wie in Fig.3b schematisch dargestellt ist, wobei nach Abschalten der angelegten Spannung und bei Bestrahlung mit weißem licht an der Elektrode 8 ein positives Farbbild und an der Elektrode 9 ein negatives Farbbild zu sehen ist. Sind die Teilchen 15 elektrisch neutral, so gleicht das farbige Suspensionsmedium Ic fast dem farbigen Suspensionsmedium 7a.

Das farbige Suspensionsmedium kann im wesentlichen auf drei Weisen gebildet sein. Zum einen kann das Suspensionsmedium aus einer farbigen Lösung gemäß Fig. la bis Id bestehen. Zum zweiten kann das Suspensionsmedium aus einer Flüssigkeit mit einer in

ίο diese eingeführten farbigen porösen Schicht bestehen, wie in den F i g. 2a und 2b dargestellt ist Drittens kann das Suspensionsmedium aus einer Flüssigkeit bestehen, die gemäß F i g. 3a und 3b mindestens die Teilchen 6a, 6b und 6c und weiße Teilchen 15 dispergieri enthält. Als farbiges Suspensionsmedium können auch eine farbige Lösung, eine farbige Lösung mi? <*^;ner farbigen, porösen Schicht, oder eine farbige Lösung verwendet werden, die farbige Teilchen in Form eines feinen Puivers dispergiert enthält. Das farbige Suspensionsmedium der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist undurchsichtig, deckt daher die farbigen, fotoleitfähigen, elektrophoretischen Teilchen 6a. 6b und 6c gegen Sicht ab und wirkt als Färbungsmittel bei dem dargestellten Farbbild. Das dargestellte Farbbild enthält daher Farben, .-.<. «us den Farben von mindestens drei verschiedenfarbigen fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen sowie aus der Farbe des gefärüiui Suspensionsmediums und aus einem Gemisch der Farbe des Suspensionsmediums und der elektrophoretischen Teilchen bestehen. Mit einer elektrophoretischen Suspensionsschicht, die ein weißes Suspensionsmedium sowie hellblaue, purpurrote und gelbe fotoleitfähige elektrophoretische Teilchen enthält, die für rotes, grünes und blaues Licht empfindlich sind, können Farbbilder mit einem breiten Farbspektrum erzeugt werden sowie Farbbilder mit Halbtönen. Diese Halbtöne bilden sich durch Mischung der Farbe des Suspensionsmediums und der elektrophoretischer Teilchen.

Bei Ausführungen der Einrichtung nach den Fig. la bis Id, 2a und 2b und 3a und 3b brauchen nicht beide Windungen des Gehäuses und nicht beide Elektroden durchsichtig zu sein. Sind nur eine Wandung und die zugeordnete Elektrode durchsichtig, so wird ein Farbbild nur an einer Seite der Vorrichtung dargestellt

« In diesem Falle besteht die andere Wandung z. B. aus einer undurchsichtigen Metallplatte, die zugleich die andere Elektrode bildet Die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen, die sich als Folge der Elektrophorese an einer Elektrodenfläche abgesetzt haben, verbleiben an dieser Elektrode auch nach Verschwinden des Gleichfeldes. Ein mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung dargestelltes Farbbild kann folglich gespeichert werden, ohne daß eine weitere elektrische Leistung erforderlich ist Zum Speichern eines dargestellten Farbbildes kann z. B. ein Suspensionsmedium verwendet werden, das bei Raumtemperatur fest und bei einer höheren Temperatur flüssig ist Als geeignete Materialien für ein solches Suspensionsmedium erweisen sich Bienenwachs, pflanzliche Wachse, Paraffin oder synthe tische Wachse. Solche Wachse werden bei höheren Temperaturen durch Zusetzen eines Farbstoffes oder von Pigmentpartikeln oder durch Einsetzen eines farbigen und porösen papierblattartigen Materials gefärbt Wird ein solches Wachs als Suspensionsmedium

verwendet, so muß die Einrichtung auf einer über der Raumtemperatur liegenden Temperatur gehalten werden, um eine Herstellung des Farbbildes durchführen zu können. Nach Einwirkung der erhöhten Temperatur

und eines Gleichfeldes zum Verändern der räumlichen Verteilung der elektrophoretischen Teilchen auf die Suspensionsschicht wird die Einrichtung auf P.aumtemperatur zum Speichern des dargestellten Farbbildes abgekühlt. Soll das gespeicherte Farbbild gelöscht werden, so werden unter Erhöhung der Temperatur an die Suspensionsschicht eine Gleichspannung angelegt und die Vorrichtung mit einem gleichförmigen aktir.ischen Licht bestrahlt. Als Suspensiorismedium kaiin auch ein durch ein Lösungsmittel erweichbares Harz verwendet werden. Nach der Darstellung des Farbbildes wird das Lösungsmittel verdampft, wobei in der Suspensionsschicht eine dauerhafte Kopie zurückbleibt.

Bestchi Jas Suspensionsmittel aus einem bei Wärmeeinwirkung aushärtenden Material, das bei Raumtemperatur flüssig ist, so kann emc dauerhafte Abbildung dadurch erzeugt werden, daß das Suspensionsmedium nach ae: dekirophoretischen Wanderung der fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen erhi'zt wird. Als geeignete Materialien erweisen sich I einsamenöl, Soyaöl oder Tungöl. Diese öle können in der Weise gefärbt werden, daß Farbstoffe oder Pigmentpartikel zugesetzt werden, oder es wird ein farbiges, poröses, papierblattartiges Material eingesetzt.

Enthält ein bei Raumtemperatur flüssiges, farbiges Suspensionsmedium ein aufgelöstes Fixierungsmittel, z. B. Polystyrol, Vinylacetatharz oder Leinsamenöl, das die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen Fixiert, so kann ein dauerhaftes Farbbild durch nachfolgendes Verdampfen oder Absaugen des restlichen Suspensionsmediums erzeugt werden. Hierbei wird das Gehäuse 3 durch den Auslaß evakuiert.

Die Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Einrichtung erhöht sich wesentlich, wenn mindestens eine der beiden Elektroden mit einem isolierenden Belag versehen wird, der mit der Suspensionsschicht in Berührung steht Der isolierende Belag verhindert zum einen einen Zusammenbruch der Isolationsfähigkeit der Suspensionsschicht, wenn an die Elektroden eine hohe elektrische Spannung angelegt wird, oder zum anderen, daß die fotoleitfähigen elektrophoretischen Teilchen, die kein aktinisches Licht absorbiert haben, ihre Ladung mit der Elektrode austauscnen. Selbst wenn die Elektrode mit einem isolierenden Belag versehen ist, kann sie die elektrophoretische Eigenschaft der fotoleitfähigen Teilchen unter der Einwirkung des aktinischen Lichtes und des erzeugten elektrischen Feldes ändern.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.4 kann die Suspensionsschicht 22 aus der Schicht 2, 14 oder 18 gemäß den Fig. la, 2a oder 3a bestehen. Die zweite Elektrode 9 ist mit einem isolierenden Belag 43 versehen, der im Suspensionsmedium nicht löslich ist. Anstelle der zweiten Elektrode 9 kann auch die erste Elektrode 8 oder beide Elektroden 8 und 9 mit einem isolierenden Belag versehen werden. Dieser Belag 43 kann z. B. aus Vinylacetatharz, Polystyrol, Gelatine, Zellophan oder Zelluloseacetat bestehen. Die durchsichtige Elektrode ist an der durchsichtigen Wandung des Gehäuses angebracht und mit einem durchsichtigen isolierenden Belag versehen, dessen Dicke von dem

ίο elektrischen Widerstand abhängt, den der Belag 43 und die elektrophoretische Suspensionsschicht 22 aufweisen sollen. Bei niedrigen Spannung«.". ^υΙΙ der Behg 43 vorzugsweise keinen höheren Widerstand aufweisen als die Suspensionsschicht 22.

Bei der in der Fig.5 dargestellten Ausführungsform sind in der Suspchsionsschirh» "22 eine Anzahl von quer verlaufenden Abstandsgliedern vorgesehen, wobei die Zwischenräume zwischen diesen Gliedern von dem Suspensionsmedium ausgefüllt werden. Zum Aufteilen der Suspensionsschicht 22 in gesonderte Einneitcn kann eine isolierende Platte 41 mit einer Vielzahl von Fenstern 42 verwendet werden. Die Fenster 42 können jede beliebige Form aufweisen. Die Abmessungen dieser Fenster 42 müssen jedoch dem Zweck der Vorrichtung oder der Art des Suspensionsmediums entsprechend gewählt werden und mindestens größer sein als die Teilchen des in dem Suspensionsmedium dispergierten Pulvers. Eine solche Ausführungsform weist den Vorzug auf, daß ein gleichmäßiges Bild erzeugt werden kann, da die Strömung des Suspensionsmediums auf die Zwischenräume zwischen den Abstandsgliedern beschränkt wird.

Die Menge des fotoleitfähigen elektrophoretischen Materials im Suspensionsmedium oder die Dicke der

J5 Suspersionsschicht wird gewählt in Abhängigkeit von der Deckkraft, der Fotoleitfähigkeit oder von der elektrophoretischen Eigenschaft des elektrophoretischen Materials, von dem bei der Reproduktion erforderlichen Konstrastbereich, von der zur Verfügung stehenden Spannung usw. Da die Bildreproduktionseinrichtung nach der Erfindung aus einer reflektierenden Ausführung besteht, so muß die Suspensionsschicht undurchsichtig sein, damit ein konstrastreiches Bild erzeugt wird. Je dicker die Suspensionsschicht ist, umso höher muß auch die angelegte Spannung sein. Bei einer dünneren Suspensionsschicht ist eine stärkere Konzentration des elektrophoretischen Materials und eine kräftigere Färbung des Suspersionsmediums erforderlich, damit ein konstrastreiches Bild erzeugt wird. Die Dicke der Suspensionsschicht beträgt im allgemeinen einige Mikron bis zu einigen Millimetern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung von Farbbildern mit einer elektrophoretischen Suspensionsschicht, die mindestens blau, purpurrot und gelb gefärbte photo-elektrophoretische Teilchen aufweist, die photoleitfähig für rotes, grünes bzw. blaues Licht und in einem Suspensionsmedium dispergiert sind, mit einem Paar Elektroden, von denen mindestens eine lichtdurchlässig für sichtbares Licht ist und die mit den gegenüberliegenden Seiten der Suspensionsschicht in Berührung bringbar sind, mit einer Spannungsquelle zum Erzeugen eines Gleichfeldes in der Suspensionsschicht zwischen den Elektroden und mit einer Lichtquelle zum Aufbringen eines Lichtbildes durch die durchsichtige Elektrode auf die Sur.pensionsschicht zwecks bildmäßiger Veränderung der räumlichen Verteilung der photo-elektrophoretischen Teilchen in der Suspensionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspensionsschicht neben den photo-elektrophoretischen Teilchen Mittel enthält, die die Sicht von der lichtdurchlässigen Elektrode zu den zu der anderen Elektrode gewanderten elektrophoretischen Teilchen verdecken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verdecken der gewanderten photo-elektrophoretischen Teilchen das aus einer weißgefärbten Lösung bestehende Suspensionsmedium dient

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verdecken der gewanderten photo-elektrophoretischen Teilchen weißgefärbte, pulverisierte, in dem an sich aus einer durchsichtigen Flüssigkeit bestehenden Suspensionsmedium dispergierte Teilchen dienen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verdecken der gewanderten photo-elektrophoretischen Teilchen eine weißgefärbte, poröse Schicht vorgesehen ist, die sich parallel zu den gegenüberliegenden Seiten der Suspensionsschicht erstreckt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens drei verschiedenfarbigen photo-elektrophoretischen Materialien bei Anlegung des elektrischen Gleichfeldes und Belichtung des Farbbildes ihre Ladungspolarität ändern.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens drei verschiedenfarbigen photo-elektrophoretischen Materialien bei Anlegen des elektrischen Gleichfeldes und Belichtung des Farbbildes ihre elektrophoretische Beweglichkeit ändern.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektroden von einer Isolationsschicht überzogen ist, die mit der photo-elektrophoreti-Schen Suspensionsschicht in Berührung steht

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspensionsschicht mindestens ein Medium zur Steuerung der Ladung, der Förderung der Dispersion oder der Sensibilisierung der photoleitfähigen, photo-elektrophoretischen Teilchen oder der Stabilisierung der Dispersion enthält.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit des Suspensionsmediums ein organisches Lösungsmittel ist

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Suspensionsmedium bei Raumtemperatur fest und bei einer höheren Temperatur flüssig ist