DE2438063A1

DE2438063A1 - Bildaufzeichnungselement

Info

Publication number: DE2438063A1
Application number: DE2438063A
Authority: DE
Inventors: Nicholas K Sheridon
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-08-07
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR2258005A1; FR2258005B1; GB1482102A; NL7410976A; JPS5075039A

Description

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XEROX Corporation, Rochester N-Y. / USA

Bildaufzeichnungselement

Die vorliegende Erfindung bezieht

sich auf ein Bildaufzeichnungselement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. „

Es sind bereits verschiedene

Bildaufzeichnungselemente bekannt, bei welchen eine Bildaufzeichnung dadurch vorgenommen wird, indem entsprechend der Bildverteilung Fotospannungen bzw. -ströme einem spannungs- bzw. stromempfindliehen Aufzeachnungsmedium zugeführt werden. Derartige Bildaufzeichnungselemente sind beispielsweise Ruticon-E lernen te, xerographische Kopiereinrichtungen, Fertigelemente, Fototitus-Elemente und Flüssigkkristall-Elemente. Bei diesen Elementen erlaubt die auf einen Fotoleiter einfallende Strahlung, daß

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Ladungsträger innerhalb eines äußeren elektrischen Feldes bewegt werden. Diese Ladungsträger wirken auf ein spannungs- bzw. stromempfindliches Element, wodurch wiederum eine Lichtmodulation erfolgt.

Bei Ruticon-Elementen (siehe

beispielsweise IEEE Transactions On Electron Devises, Sptember 1972) besteht das spannungsempfxndliche lichtmodulierende Aufzeichnungsmedium aus einer deformierbaren Elastomerschicht/ während das fotoleitfähige Material als getrennte Schicht ausgebildet sein kann oder innerhalb der Elastomerschicht eingebettet ist. Dabei ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, um an der Elastomerschicht ein elektrisches Feld zu erzeugen, indem beispielsweise eine dünne metallische Schicht vorgesehen ist, welche oberhalb der Elastomerschicht als Elektrode dient. Derartige Ausführungsformen werden als Gamma-Ruticon^Elemente bezeichnet.

Bei Fototitus-Elementen (siehe

beispielsweise Applied Physics Letters, Vol. 21, Nr. 3 vom 1. August 1972) ist eine Sandwich-Konstruktion vorgesehen, bei welcher ein KD₂Pö--Kristari in Form einer spannungsempfindlichen lichtmodulierenden Schicht vorgesehen ist, welche im Bereich einer Fotoleiterschicht angeordnet ist. Der KD₂PO₄-Kristall wirkt auf dadurch Lichteinfall bestimmte Spannungsverteilung der Fotoleiterschicht, indem die Polarisation des durchgelassenen Lichtes verändert wird, indem der sogenannte elektro-optische Effekt bzw. Pockei-Effekt ausgenützt wird.

Bei Fertigelementen (siehe

Electonics vom 1. Februar 1971 und Applied Physics Letters Vol. 24, Nr. 4 vom 15. Februar 1972) ist als spannungs-

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empfindliches lichtmodulierendes Element ein PLZT Keramikmaterial, d.h. ein mit Lanthanum, gedoptes Bleizirkonat-Titanat, vorgesehen. Ahnlich wie der KD-PO.-Kristal! bei Fototituselementen spricht .das PLZT Keramik-Material auf eine verändertes elektsiches Feld an, welches mit Hilfe der Fotoleiterschicht erzeugt wird, indem die Polarisation des durchgelassenen Lichtes verändert wird. Im Gegensatz zu KD₂PQ^-KrIstalleji verschwindet · - · der in dem PLZT-Kexamik-Material erzeugte Effekt nicht, wenn das elektrische Feld entfernt wird. Aufgrund ihrer Ähnlichkeiten werden Fototituseiemente und Fertigeleiaente in dem folgenden als elektrooptische Elemente bezeichnet.

Es sind ferner verschiedene

Bildaufzeichnungselemente bekannt, bei welchen flüssiges kristallines Material als Aufzeichnungsmedium verwendet wird (siehe beispielsweise Applied Physics Letters _f Vol. 19, Nr. 7 vom 1. Okt. 1971). Bei diesen Elementen kann die lichtmodulierenden Flüssigkristallschicht, entweder spannurigs- oder stromempfindlich sein. Derartige Elemente können beispielsweise nematische flüssigkristalline Materialien ent~ halten, welche im Hinblick auf eine Erzielung eines Aufgeichnungsmediums s^annungseuipfindliche Lichtmodulations-" eigenschaften besitzen, sobald sie unterhalb einer bestimmten Schwellwertspannung betrieben werden. Verschiedene nemato-' gemische. Materialien besitzen ebenfalls, eine dynamische Lichtstreuung, sobald sie einem elektrischen -Strom augge<setzt werden. =

Αλι| dem Prinzig der xerograf ischen

Reproduktion arbeitende Kop.ieEinasci^ne.n fallen ebenfalls in die Gruppe der ©ben erw-älpife.^- pild^:§uf zelchnipitgse Bei xerographischen Kopierern, v/ird aufgrund: von,: änderungen ein Tonermaterial auf bes^timmteii. BereiGhe.n eines fotoleitfähigen Elementes gum Haffcen gebracht;., im Gegexisa-tz zu anderen Arten., von Esildaufzeichnungselemen.ten prfolgt

' '■■ " SAD

eine bei xerographischen Kopierern eine Abtrennung des Fotoleiters und dem spannungserapfindlichen Aufzeichnungsmediums, d.h. des Toners, wobei diese beiden Elemente im allgemeinen an andere Elementen befestigt sind.

Die gesamte Gruppe von Bildaufzeichnungselementen für die Aufzeichnung von optischen Bildern mit Hilfe einer bildweisen Verteilung von fotoerzeugten Spannungen oder Strömen auf spannungs- oder stromempfindliche Aufzeichnungsmedien kann zur Erläuterung mit Hilfe eines inFig. 1 dargestellten Bildaufzeichnungselementes erläutert werden. Dieses generalisierte Bildaufzeichnungselement besteht aus einem opaquen oder transparenten leitfähigen Substrat 2, einer fotoleitfähigen Isolierschicht 4, einer spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht 6 und einer Oberflächenladeeinrichtung in Form einer leitfähigen Schicht 8, welche mit dem einen Pol einer Spannungsquelle 1o verbunden ist. Es sei jedoch verstanden, daß die leitfähige Schicht 8 in jenen Fällen eliminiert werden kann, in welchen eine Korona-Ladeeinrichtung (siehe beispielsweise US-PS 2.836.725 und 2. 777.957) verwendet wird, um Ladungsträger auf dex Oberfläche der lichtmodulierenden Schicht 6 aufzubringen. Es sei fernerhin verstanden, daß die Schichten 2 nnd 8 eliminiert v/erden können, indem doppelseitige Korona-Ladeeinrichtungen vorwendet werden, um die Oberflächen der beiden Schichten 4 und 6 mit Ladungsträger zu beaufschlagen. In diesem letzteren Fall werden auf beiden Seiten des DildaufZeichnungselementes zwei entgegengesetzt geladene Ladungseinrichtungen verwendet, welche mehr oder weniger gleichzeitig bewegt v/erden. In Fällen, in welchen das Substrat als Bildaufzeichnungselemeni. verwendet wird, braucht dasselbe nicht leitfähig sein, falls eine doppelseitige Korona-Ladeeinrichtung verwendet wird.

3AD

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Elekto-optische Bildaufzeichnungselemente entsprechend Fig. 1 besitzen eine zunehmende Bedeutung, weil mit denselben sehr zufriedenstellende Resultate erzielbar sind. Die von Sheridon erfundenen Ruticon-Elemente sind insbesondere von großem Interesse, weil sie ausgezeichnete Eigenschaften besitzen und weil sie in Verbindung mit verschiedensten Anwendungen verwendet werden können. Es zeigt sich jedoch, daß diese Art von Bildaufzeichnungselementen noch weiterhin verbessert werden kann, sodaß sie für die verschiedensten Anwendungsfälle noch größere Bedeutung erlangen.

Bei der in Fig. T dargestellten

allgemeinen Form von Bildaufzeichnungselementen ist die spannungs-* oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht im allgemeinen weiterhin gegenüber Ladungsträgern empfindlich, welche nach der Aktivationsstrahlüng für die Herstellung eines Bildes in der fotoleitfähigen Schicht, erzeugt werden. Demzufolge ist die Speicherzeit im allgemeinen begrenzt, weil die innerhalb des Fotoleiters erzeugten Ladungen die Tendenz besitzen, das aufgezeichnete Bild entweder zu lccwhen odci den Kontrast zu verändern (es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß bei einigen Flüssigkristall-Elementen und Fertigelementen das gespeicherte Bild gegenüber innerhalb des Fotoleiters erzeugten Ladungsträger nicht empfindlich ist. Diese Eigenschaft wird bei bestimmten Bildaufzeichnungselementen noch verstärkt, bei welchen das zur Bildrekonstruktion bzw. zum Auslesen verwendete Licht nicht von der die Bilderzeugung hervorrufenden Strahlung optisch getrennt ist. Da eine Aktivationsstrahlung im allgemeinen zum Auslesen verwendet wird; besteht die Tendenz, daß das Bild noch rascher gelöscht wird. Selbst bei Gamma-Ruticon-Εlernenten, welche zwischen der bildweisen Aktivationsstrahlung und der Auslesebelichtung eine optische Isolation besitzen, indem auf

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einer Seite der Elastomarschicht eine Metallschicht vorgesehen ist, besteht der Wunsch, das Maß der Lichtdurchlässigkeit dieser Schicht in manchen Fällen zu verringern, wobei es nicht praktisch ist, eine relativ dichte Metallschicht auf dem Elastomer aufzubringen.

Bei manchen Bildaufzeichnungs-

elementen werden eine bestimmte Anzahl von Ladungsträgern innerhalb des Fotoleiters spontan erzeugt oder mit geringer Geschwindigkeit durch Elektroden injiziert. Dabei besteht der Wunsch, daß die spannungs- bzw. stromempfindliche Lichtmodulationsschicht elektrisch von diesen Ladungsträgern getrennt wird, nachdem ein Bild erzeugt worden ist. Bei Gamma-Roticon-Elementen ergibt es sich beispielsweise, daß die hauptsächliche Begrenzung der Bildspeicherzeit für bestimmte Fotoleiter aufgrund des Dunkelabfalls des Fotoleiters bestimmt ist.

Bei Bildaufzeichnungselementen

der allgemeinen Art gemäß Fig. 1 ist die optimale elektrische Feldstärke für die Steuerung der spannungs- bzw. stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht nicht für den Fotoleiter jeweils optimal. Da diese Elemente jedoch im allgemeinen derselben Spannungsquelle ausgesetzt v/erden. ist es im allgemeinen notwendig, das Bildaufzeichnungselement mit einer Kompromißspannung zu betreiben, welche für keines der beiden Elemente optimal ist.

Es ist demzufolge Ziel der

vorliegenden Erfindung, ein Bildaufzeichnungselement zu schaffen, bei welchem die einzelnen Schichten elektrisch voneinander getrennt werden können.

Erfindungsgeinäß wird dies dadurch

erreicht, indem die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale, vorgesehen sind.

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Im Rahmen der vorliegenden

Erfindung ist wenigstens ein elektrisches Gitter innerhalb eines vielschichtigen Bildaufzeichnungselementes vorgesehen, welches eine spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht und eine ladungsträgererzeugende Schicht besitzt, wobei mit Hilfe des elektrischen Gitters eins elektrische Feldtrennung zwischen diesen beiden Schichten hervorgerufen werden kann. Unter elektrischem Gitter sei dabei eine kontinuierliche oder stückweise kontinuierliche dreidimensionale Struktur verstanden,welche relativ große offene Bereiche in der Größenordnung von 95 % und darüber besitzt, demzufolge durch diese Bereiche Ladungsträger hindurchströmen können, während auf der anderen Seite das elektrische Gitter eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit besitzt, sodaß eine elektrische Feldtrennung zwischen nebeneinanderliegenden Schichten möglich ist. Das elektrische Gitter kann ein elektrisch kontinuierliches Gitter aus leitfähigem Material sein, bei welchem alle Punkte der Oberfläche des Gitters auf demselben elektrischen Potential liegen. Das elektrische Gitter kann jedoch aus einem Netz von elektrisch isolierten Inseln von leitfähigem Material bestehen, demzufolge eine Mehrzahl von Gitterstrukturen auftreten, welche elektrisch voneinander isoliert sind.

Bei Verwendung eines derartigen

Gitters zwischen nebeneinanderliegenden Schichten eines mehrschichtigen elektro-optischen Bildaufzeichnungselementes ermöglichen die offenen Bereiche des elektrischen Gitters den Durchfluß der Ladungsträger zwischen denSchichten, sobald die Spannungswerte und andere Zustände - beispielsweise die bildweise Fotoerzeugung von Trägern - günstig ist, während eine relativ niedrige Wahrscheinlichkeit vorhanden ist, daß ein Verlust von Ladungsträgern aufgrund der Berührung mit den elektrischen Oberflächen der Gitterstruktur

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stattfindet. Zusätzlich kann auf den elektrischen Gitter eine Schicht aus einem dielektrischen Material, einem Halbleitermaterial oder einem fotoleitfähigen Material aufgebracht sein, falls dies für die bestimmte Bildaufzeichnungskonfiguration wünschenswert ist. In vielen Anwendungsfällen ist das elektrische Gitter in der Nähe einer Pufferschicht bzw. zwischen zwei Pufferschichten angeordnet, so wie dies in dem folgenden noch erörtert wird.

Das elektrische Gitter in Verbindung mit einer oder zwei Pufferschichten erlaubt eine elektrische Feldtrennung des fotospannungs- oder stromempfindlichen Elements gegenüber dem elektro-optischen Bildelement, erlaubt jedoch den Durchgang sowohl von elektrischen Ladungsträgern und Licht. In diese Zusammenhang sei hervorgehoben, daß das elektrische Gitter ähnlich dem Gitter einer Vakuumtriode wirkt. Im Gegensatz zu einer Vakuumröhre, bei welcher das Gitter zur Erzeugung einer zeitlichen Modulation eines Elektronenstrahls für die Steuerung einer eindimensionalen Informationsübertragung dient, dient das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete elektrische Gitter zur Steuerung einer zweidimensionalen Informationsübertragung durch räumliche Modulation der Ladungsträger. Die räumliche Modulation der Ladungsträger wird jedoch nicht notwendigerweise durchgeführt, um zeitliche Information hervorzurufen, sondern dient eher dem Durchlaß von Ladungsträgern, welche aufgrund ihrer zv/eidimensionalen räumlichen Verteilung Informationsinhalt besitzen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand

von Ausführungsbeispielen näher erläriert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung bezug genommen j.-k.. Es zeigen:

Γ Γ :

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Fig. 1

eine schematisch'e Schnittansicht eines bekannten Bildaufzeichnungselementes, welches eine spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht besitzt,

Fig. 2 ·

eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungselementes, welches mit einem elektrischen Gitter versehen ist,

Fig. 3

eine grafische Darstellung der elektrischen Feldverteilung bei einem Bildübertragungselement mit elektrischem Gitter gemäß der Erfindung,

Fig. 4

eine mikrofotografische Reproduktion eines gemäß der Erfindung konstruierten elektrischen Gitters,

Fig. 5, 6 und 7

schematische Schnittansichten von Bildaufzeichnungselementen gemäß der Erfindung, bei welchen eine deformierbare Elastomerschicht als Auf zeicnnungsmedivun dient,

Fig. 8

eine schematische Schnittansicht eines Bildaufzeichnungselementes gemäß der Erfindung, bei welchem zwei getrennte elektrische Gitter vorgesehen sind,

Fig. 9

eine schematische Schnittansicht eines Bildaufzeichnungselementes gemäß der Erfindung, bei welchem im Bereich des elektrischen Gitters zusätzlich ein Isoliergitter vorgesehen ist,

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- 1ο -

Fig. 1o eineschematische Schnittansicht eines Bildaufzeichnungselementes gemäß der Erfindung, bei welchem im Bereich des elektrischen Gitters zusätzlich ein fotoleitfähiges Gitter vorgesehen ist,

Fig. 11 eine schematische isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Bildaufzeichnungselement matrixadressiert ist,

Fig. 12 eine schematische Schnittansicht des Bildaufzeichnungselementes von Fig. 11,

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht eines Bildaufzeichnungselementes gemäß der Erfindung, welches mit einer piezoempfendlichen Schicht versehen ist,

Fig. 14 eine schematische Schnittansicht einer Ausfuhrungsform eines xerographischen Elements gemäß der Erfindung, und

Fig. 15 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines xerographischen Elements gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein typisches mehrschichtiges elektro-optisches Bildaufzeichnungselement gemäJ3 der Erfindung. Gemäß der Figur besteht dieses Bildaufzeichnungselement 12 aus einem wahlweise transparenten oder opaquen leitfähigen Substrag 14, einer fotoleitfähigen Isolierschicht 16, Pufferschichten 13 und 2o, einem elektrischen Gitter 22 sowie einer spannungs- oder stromempfind-

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lichen Lichtmodulationsschicht 24. Zusätzlich sind zv/ei Spannungsquellen" V₇. und V_ vorgesehen, welche entweder Gleichspannungen, Wechselspannungen oder Kombinationen derselben abgeben. Obwohl das elektrische Gitter 22 in der Figur zwischen den beiden Pufferschichten 18 und 2o dargestellt ist, so sei doch verstanden, daß eine oder beide dieser Pufferschichten in Fällen entfernt werden können, in welchen sie nicht benötigt werden.Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform wird das elektrische Gitter 22 dazu verwendet, um die fotoleitfähige Isolierschicht und die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulätionsschicht 2 4 voneinander zu trennen. Bei dieser Art von elektrischer Trennung erscheint es möglich, durch die fotoleitfähige Isolierschicht 16 zum Auslesen dienendes Aktivationslicht hindurchzuleiten, nachdem innerhalb der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht 24 ein Bild erzeugt worden ist. Auf diese Weise kann ein Auslesen der Bildinformation erfolgen. Selbstverständlich kann jedoch das Auslesen auch durch Lichtreflexion erfolgen. Schließlich ist es ebenfalls möglich, ein elektrisches Feld während einer bestimmten Zeitdauer der Bildaufzeichnung an dem Fotoleiter eir* elektrisches Feld anzulegen, wodurch die Wirkung eines elektronischen Verschlusses bzw. einer Blende hervorgerufen wird. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß das leitfähige Substrat 14 eliminiert werden kann, falls eine Korona-Ladeeinrichtung verwendet wird, um auf der Oberfläche der Isolierschicht 16 Ladungsträger aufzubringen. Die nicht dargestellte Oberflächenladeeinrichtung und das Substrat 14 können ebenfalls eliminiert werden, wenn eine doppelseitige Koronaladung verwendet wird, um die Oberfläche der beiden Schichten 14 und 24 mit Ladungsträgern zu beaufschlagen.

BAD PF}IQ||M_AL

Γ. Γ S B 1 B / 1 1 / ί-

Die Funktionsweise des in Fig. 2

dargestellten Bxldaufzeichnungselementes 12 ist wie folgt: Zwischen dem elektrischen Gitter 22 und dem leitfähigen Substrat 14 wird eine Spannung der Spannungsquelle V_, angelegt. Falls dann die fotoleitfähige Schicht 16 einer bildweisen Bestrahlung ausgesetzt wird, was in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet ist, werden fotoerzeugte Ladungsträger gebildet, welche durch das elektrische Feld'von dem elektrischen Gitter 22 angezogen werden. Zwischen dem elektrischen Gitter 22 und der spannungs- oder stromempfindlichen Llchtmodulationsschicht 24 wird fernerhin die Spannung der Spannungsquelle V_n angelegt. Sobald die fotoerzeugten Ladungsträger sich dem Bereich des elektrischen Gitters 22 nähern, gelangt ein Teil dieser Ladungsträger unter den Einfluß der Spannungsquelle V, welche durch die Öffnungen des elektrischen Gitters 22 ein kurzes Stück in die Pufferschicht 2o eindringt. Das durch die Spannungsquelle V, hervorgerufene elektrische Feld zieht diese Ladungsträger durch das elektrische Gitter 22 in den Bereich der Pufferschicht 18, sodaß sie nicht auf dem elektrischen Gitter 22 zum Niederschlag gelangen.

Falls eine lang andauernde Speicherung des Bildes gewünscht ist, wird nach dem Transfer des Ladungsbildes auf die Pufferschicht 18 die Spannung der Spannungsquelle V_ß entweder abgeschaltet oder umgepolt, sodaß keine weiteren Ladungsträger der Pufferschicht 18 zugeführt werden können. Es sei jedoch verstanden, daß dieser Schritt für die Ausbildung des Bildes nicht notwendig ist. Die in der Pufferschicht 18 vorhandenen Ladungsträger modulieren dann die durch die Spannungsquelle V_A hervorgerufene äußere Spannung oder ergeben einen Strom, demzufolge innerhalb der spannungs- bzw. stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht ein Bild gebildet wird. Innerhalb der fotoleitfähigen Schicht 16 erzeugte Ladungsträger, welche entweder durch Aktivierung des zur Auslesung verwendeten, durch die

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Schicht hindurchgelassenen Lichtes oder spontan als Dunkelstrom hervorgerufen werden, können dann nicht in die Puffer-· schicht 18 eindringen. Im Fall, in welchem die Lichtmodulationsschicht 2 4 im wesentlichen spannungsmoduliert ist, wird das Bild im allgemeinen durch Sammlung der fotoerzeugten Träger an der 2wischenfläche zwischen der spannungsempfindlichen Lichtmodulatlonsschicht 24"und-der Pufferschicht 13 gespeichert. Das Speicherphänomen kann dabei erläutert v/erden im Hinblick auf eine sehr dünne Auffangschicht, welche im Bereich der gegenseitigen Berührfläche auftritt. Diese Auffangschicht verhindert ein seitliches Auswandern der gespeicherten Ladungsträger über einen gewissen Zeitraum hinweg. . .

Im allgemeinen ist eines der

elektrischen Felder stärker als das andere, wobei das stärkere Feld in bezug auf das schwächere Feld in jener Richtung angeordnet ist, in welcher der Wunsch besteht, eine Bewegung der Ladungsträger hervorzurufen. Es soll je-· doch verstanden sein, daß dieser Zustand im allgemeinen nur während jenes Zeitraums aufrechterhalten wird, während welchem die Bildbelichtung voxgenommen wird. Sobald die Belichtung beendet ist und der Wunsch besteht, daß in der spannungs- bzw. stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht gebildete Bild zu fixieren, wird die Spannung der Spannungsquelle M beinahe bis nach Null reduziert oder umgepolt. ■

Die Löschung des Bildes kann ■

dadurch erfolgen, indem das Feld an der spannungs- bzw. stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht entfernt wird, oder indem die Polarität des Feldes an der Lichtmodulationsschicht verändert wird. Gemäß, einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die fotoleitfähige Schicht gleichzeitig mit der Entfernung bzw. IM-

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polarisierung des Feldes einer gleichförmigen Aktivationsbestrahlung ausgesetzt, wodurch eine raschere Löschung hervorgerufen v/ird.

Das leitfähige Substrat 14

kann aus einem bliebigen leitfähigen Material bestehen und wahlweise transparent oder opaque sein..Das Substrat 14 kann aus einer einzigen Schicht eines leitfähigen Materials bestehen oder eine transpartente leitfähige Schicht aufweisen, welche auf einem geeigneten Substrat, beispielsweise Gas oder Plastikmaterial, aufgebracht ist. Transparente leitfähige Schichten sind in der Regel leitfähige Beschichtungen von Leitern wie Indiumoxyd, Zinnoxyd, dünne Schichten von Zinn, Aluminium, Chrom oder eines anderen geeigneten Leiters. Diese im allgemeinen transparenten leitfähigen Schichten werden im allgemeinen auf ein stärker isolierendes transparentes Substrat aufgedampft. Ein Beispiel eines komerziell erhältlichen Elements ist NESA-Glas, ein mit Zinnoxyd beschichtetes Glas, welches von der Pttsburgh Plate Glass Company hergestellt wird.

Beliebige fotoleitfähige Isoliermaterialien können für die Herstellung der Schicht 16 verwendet werden. Derartige fotoleitfähige Materialien sind beispielsweise Selen, PoIy-N-Vinylkarbozol (PVK), mit Sensitivierern wie Brillant Grün-Farbstoff und 2.4.7-Trinitro-9-Fluorenone (TNF), gedoptes Poly-N-Vinyl-Karbozol, Cadmiumsulfid, Cadmiumselinid, Zinkoxyd, Schwefel, Anthrazen und Tellur. Die fotoleitfähige Schicht 16 kann fernerhin sehr feinkörniges fotoleitfähiges Isoliermaterial innerhalb eines einen hohen elektrischen Widerstand auf v/eisenden Binders entsprechend US-PS 3.121.OO6, inorganische fotoleitfähige Isoliermaterialien entsprechend US-PS 3.l21.oo7 oder organische Fotoleiter wie Phthalocyanin in Verbindung mit einem'Binder enthalten. Im allgemeinen kann für die Herstellung der Schicht 16 ein

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beliebiges fotoleitfähigeslsoliermaterial oder eine entsprechende Zusammensetzung verwendet werden.

Die Dicke der fotoleitfähigen

Schicht 16 liegt im Bereich zwischen o,1 und 2oo ,u und darüber. Die Dicke der Schicht hängt im jeweiligen Fall u.a. sehr stark von der räumlichen Frequenz"der zu speichernden Information und der Empfindlichkeit gegenüber der Bildstrahlung ab. Die fotoleitfähige Schicht 16 kann auf einem Substrat 14 auf verschiedene Weise - beispielsweise durch Vakuumaufdampfung, Eintauchen in einer Lösung usw. - erzeugt werden.

Wie bereits erwähnt, ist das

elektrische Gitter 22 entweder elektrisch kontinuierlich oder stückweise kontinuierlich und besitzt eine dreidimensionale Struktur, welche mit offenen Bereichen versehen ist, die 95 % und darüber der Gesamtfläche ausmachen. Das elektrische Gitter 22 kann dabei eine elektrische kontinuierliche Struktur eines leitfähigen Materials sein oder aus einer Mehrzahl von elektrisch kontinuierlichen Strukturen bestehen, welche voneinander isoliert sind, was beispielsweise durch Vorsehen getrennter Gitterbereiche möglich ist. Vorzugsweise ist das elektrische Gitter 22 mit einer isolierenden halbleitenden oder fotoleitfähigen Isolierschicht beschichtet, so wie dies in dem folgenden noch beschrieben wird. In diesen Fällen ist das halbleitende oder fotoleitfähige Isoliermaterial vorzugsweise in Übereinstimmung mit dem elektrischen Gitter auf demselben aufgebracht. Die Grundanforderung an das elektrische Gitter besteht darin daß es eine elektrische Leitfähigkeit besitzt, welche ausreichend hoch ist, um eine gewünschte Spannungsverteilung aufrechtzuerhalten. Der Widerstandswert des elektrischen Gitters im Bereich der Oberfläche liegt· im allgemeinen im Bereich von 1o bis 1o Ohm pro cm und

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beträgt vorzugsweise in etwa 1oo Ohm pro cn . Der Widerstandsv/er t soll dabei niedrig genug sein, um genügend Ladungsträger zuzuführen, sodaß innerhalb des Bildaufzeichnungselementas die gewünschte Feldverteilung aufrechterhalten wird. Diese Anforderung kann jedoch sehr leicht mit Hilfe von Gittern erreicht v/erden, welche aus einer genügend dicken Schicht eines Materials hergestellt sind. Ein elektrisches Gitter 22 besitzt in allgemeinen eine Dicke zwischen Io ä und 1 nun, wobei der zweckmäßigste Wert

ο
im Bereich von etwa 2oo A liegt. So wie bereits erwähnt, sollte das elektrische Gitter 22 relativ große offene Bereiche besitzen, sodaß ein zufriedenstellend hohes Verhältnis zwischen den offenen Bereichen und den elektrisch leitfähigen Bereichen zustandekomint. Das Verhältnis der offenen Bereiche zu den elektrisch leitfähigen Oberflächenbereichen kann dabei zwischen 1 % und nahezu 1oo % liegen. Zur selben Zeit sollte jecOch das elektrische Gitter 22 so ausgebildet sein, daß das elektrische Feld von einer Seite des Gitters nicht zu stark in den Bereich der anderen Seite des Gitters eindringen kann. Dies bedeutet, daß die einzelnen Gitteröffnungen relativ klein sein sollten, während gleichzeitig die elektrisch leitfähig Oberfläche ebenfalls klein gemacht wird. Dias wieder erfordert, daß als idealem elektrisches Gitter 22 in allgemeinen ähnlich eines aus acht ilürmon Drähten hergestellten feinporigen Drahtgitter;= ausgebildet sein sollte. Die Po:> eiiabmessungon sollten dabei im Bereich zwischen 1o Λ und 1oo ,u liegen, wobei ein typischer Wert bei etwa 2 .u liegt.

Die geometrische Auslegung des

elektrischen Gitters 22 wird u.a. sehr weit durch die Anordnung innerhalb des Bildaufzeichnungselementes und die Eigenschaften der spannungs- oder strcriempfindlichen Licht modulationsschich'- in Verbindung mit d?m jeweiligen Anwendungafall bestruut. Falls das elektrische Gitter 22

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in einem genügenden Abstand von einer spannungsempfindlichen Lichtmodulationsschicht angeordnet wird, demzufolge eine gleichförmige Spannungsverteilung in dem letzteren zustandekommt, ergibt die geometrische Konfiguration des Gitters keine Probleme für den Betrieb, demzufolge eine beliebige Konfiguration verwendet v/erden kann. Die von verschiedenen Ladungsauslegungen sich ergebenden elektrischen Felder sind beispielsweise in Applied Optics, Vol. 3, März 1964, S. 385, erörtert. In der Nähe dieser Gitterauslegungen wird das elektrische Feld sehr stark durch die Geometrie des Gitters beeinflußt. In größeren Abständen entspricht jedoch das Feld weitgehendst einer gleichförmigen Ladungsverteilung.

Das elektrische Gitter 22 kann

in bezug auf die spannungs- bzw. stromempfindliche Lichtmodulationsschicht so angeordnet sein, daß innerhalb desselben eine nicht gleichförmige Spannungsverteilung auftritt. Diese Situation kann in zwei verschiedenen Weisen behandelt werden. Auf der einen Seite kann diese nicht gleichförmige Spannungsverteilung als Träger für die auszulesende Information des optischen Elements verwendet werden, so wie dies bei einem mit Gitter versehenen kuticon-Element der Fall ist, bei welchem das Gitter als Träger wirkt. Auf der anderen Seite kann es jedoch noch mehr wünschenswert sein, vollkommen oder wenigstens zum Großteil den Einfluß des elektrischen Gitters auf die optische Information' klein zu halten. In Fällen, in welchen dieses gewünscht ist, sollte das elektrische Gitter 22 so ausgebildet sein, daß es keine räumlichen Freguenzkomponenten besitzt, welche innerhalb des räumlichen Frequenzbandes der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht liegen. Demzufolge kann die Tatsache vorteilhaft verv/endet werden, daß in den meisten, wenn nicht allen, Fällen die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht eine maximale Empfindlichkeit gegenüber den Spannungsvertexlungen besitzt, welche innerhalb der ·

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räumlichen Frequenzbandbreita liegen. Falls das elektrische Gitter räumliche Frequenzkomponenten oberhalb einer gewissen räumlichen Grenzfrequenz besitzt, dann stellt die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht dieselbe nicht v/irksam fest. Demzufolge ergibt in diesem Fall das elektrische Gitter ein gleichförmiges elektrischesFeld für die Lichtmodulationsschicht. Dieser Einfluß wird selbstverständlich noch dadurch verstärkt/ indem das elektrische Gitter in größtmöglichem Abstand von der spannungs-. oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht angeordnet wird.

Im allgemeinen erscheint es vorteilhaft/ wenn das elektrische Gitter 22 im Vergleich zur Dicke der danebenliegenden Schichten relativ dünn ist. Dadurch wird eine minimale mechanische Störung der spannungs- oder stromempfindlichen Schicht im Hinblick auf eine Störung des optischen Signals erreicht. Bei manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungselementes erscheint es wünschenswert, eihe Anti-Injektionsschicht auf beiden Seiten des elektrischen Gitters derart anzuordnen/ daß das Gitter daran gehindert wird, bei sehr starken Feldbedingungen Ladungsträger abzugeben. Eine Anti-Injektionsschicht ist im al l-jameiner oine Schicht, welche das Injizieren·von Ladungsträger über die Swischenfläche zwischen zwei nebeneinanderliegenden Schichten verhindert. Die Anti-Injektionsschicht kann beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Eine derartige Anti-Injektionsschicht kann jedoch ebenfalls eine Ladungsträgerauffangschicht sein. Schließlich kann eine Anti-Injektionsschicht auch dadurch gebildet werden, indem eine Ferminiveaumisanpassung zustandekommt, demzufolge Ladungsträger von einer Schicht nicht in die nächste Schicht wandern können. Es kann jedoch ebenfalls ein anderer Mechanismus verwendet werden. Die Anti-Injektionsschicht besitzt im allgemeinen eine Dicke im Bereich zwischen

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■ο . ο . . ·

1ο A und Ι00.000 A und liegt vorzugsweise im Bereich von

5oo A. Der Gesamtwiderstand beträgt fernerhin Im allgemeinen mehr als 1o Ohm-cm. Geeignete Materialien für die Herstellung der Anti-Injektionsschichten sind beispielsweise Nylon, Polystyren oder Polytetraflüoräthylen. Die Wahl eines bestimmten Materials hängt dabei sehr stark von den danebenliegendenSchichten ab. ·

Die Funktionsweise des elektrischen

Gitters bei einem Bildaufzeichnungselement gemäß der Erfindung scheint in Verbindung mit Fig. 3 leichter verständlich. Es sei jedoch verstanden, daß die vorliegende Erfindung nicht durch einen beliebigen theoretischen Mechanismus begrenzt werden soll. Der zum Verständnis der Funktionsweise dargestellte Mechanismus soll jedoch nur dem Fachmann helfen, das Wesen der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Fig. zeigt die elektrische Feldkonfiguration bei einem Bildaufzeichnungselement, welches mit einem elektrischen Gitter gemäß der Erfindung versehen ist; die einzelnen Kurven innerhalb dieser Figur wurden durch experimentelles Messen des elektrischen Feldes an einem zweidimensionalen Modell der Gitterstruktur erhalten, wobei standardelektrische Feldaufzeichnungsgeräte verwendet wurden. Die sich ergebenden Resultate können jedoch direkt auf dreidimensionale Strukturen übertragen werden, so wie sie bei Bildaufzeichnungselementen gemäß der Erfindung auftreten. Entsprechend der Fig. 3 sind drei Elektroden 26, 28, 3o vorgesehen, welche mit Spannungsquellen 32, 34 verbunden sind, die beispiels™ weise aus einer 1 1/2 Volt und 6 Volt Batterie bestehen. Die Elektrode 28 ist elektrisch kontinuierlich und steht in elektrischer Verbindung mit den Segmenten 36a, 36b und 36c. Es sei. erwähnt, daß das elektrische Feld zwischen den Elektroden 2 8 und 3o wesentlich stärker als das elektrische Feld zwischen den Elektroden 28 und 26 ist. Die dünnen aus-

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- 2ο -

gezogenenen Linien stellen dabei Linien gleichen elektrischen Potentials dar. Es ergibt sich dabei, daß diese Linien ira Bereich dar Öffnungen des elektrischen Gitters sich hindurchdrücken. Die dünnen gestrichelten Linien zeigen die elektrischen Feldlinien, entlang welcher im wesentlichen die Ladungsträger von der Elektrode 26 in Richtung der Elektroden 28 und 3o strömen, falls geringe Stromdichten angenommen werden.

Es ergibt sich, daß auf beiden

Seiten der Elektrode 2 8 und dem elektrischen Gitter 36 die elektrischen Felder in der Nähe der Elektroden 26 und 3o dieselben sind. Demzufolge wird das elektrische Feld in der Nähe der Elektrode 26 vollkommen durch den Einfluß des elektrischen Gitters von dem elektrischen Feld zwischen den Elektroden 28 und 3o abgeschirmt. In größerer Nähe der Elektrode 28 unterscheidet sich jedoch die elektrische Feldkonfiguration auf beiden Seiten des Gitters.In der Nähe der Elektrode 28 ist die elektrische Feldkonfiguration sehr stark durch das Feld zwischen den Elektroden 28 und 3o beeinflußt. Bei den dargestellten Feldbedingungen besitzen die von der Elektrode 2€ abgegebenen Ladungsträger eine sehr geringe Einfangwahrscheinlichkeit gegenüber dsm elektrischen Gitter bei ihrer Annäherung. Ein großer Teil der Ladungsträger gelangt somit durch die offenen Bereiche des elektrischenGitters, sodaß dieser Teil in Richtung der Elektrode 3o wandern kann. Es sei festgestellt, daß die elektrischen Feldlinien jeweils senkrecht zu den Äquipotentiallinien verlaufen.

Es ergibt sich somit, daß das

elektrische Gitter eine elektrische Feldtrennung zwischen den Schichten des Bildaufzeichnungselementes - beispielsweise eines festen metallischen Leiters - ergibt, während

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gleichzeitig ein freier Durchlaß der Ladungsträger bei Aufrechterhaltung der richtigen elektrischen Feldbedingungen ermöglicht ist. Fernerhin sei festgestellt, daß das elektrische Gitter ebenfalls den freien Durchlaß von Licht erlaubt, v/eil relativ große offene Bereiche vorhanden sind.

Das elektrische Gitter kann entsprechend verschiedenster Verfahren hergestellt werden. Ein relativ einfaches direktes Verfahren besteht darin, Fotowiderstandsmaterialien zu verwenden. Die Oberfläche, auf v/elcher das elektrische Gitter aufgebracht wird, v/ird anfänglich mit einer Schicht eines geeigneten Fotowider— standsraaterials beschichtet. Eine Auslegung eines elektrischen Gitters wird daraufhin auf der Oberfläche, des Fotowiderstandsmaterials - beispielsweise durch Auffokkusieren eines optischen Bildes oder eines Elektrodenstrahlbildes aufgebracht,oder indem die Schicht durch eine aufgelegte Maske des Gitters belichtet wird. Die Fotowiderstandsschicht wird daraufhin entwickelt, wobei entsprechende Bereiche des Fo tov/iders tandsinater ials entfernt werden, was zu einer Freilegung der darunterliegenden Schicht führt. Auf diese Weise wird eine Maske gebildet, um in gewünschter Weise das elektrische Gittermaterial auf die Trägerschicht aufzubringen. Eine Schicht des elektrischen Gittermaterials - im allgemeinen Metall - wird daraufhin innerhalb von Vakuum aufgebracht. Das verbleibende Fotowiderstandsmaterial wird daraufhin auf chemische Waise entfernt, demzufolge das elektrische Gitterauf der Trägarflache zurückgelassen wird. Auf dem Element kann dann die folgende Schicht aufgebracht werden. Auf der Oberfläche, auf welcher das elektrische Gitter hergestellt werden soll, kann ebenfalls eine Metallschicht aufgebracht werden, worauf eine weitere Schicht eines fotoempfindlichen Materials aufgebracht wird. Die fotoempfindliche Schicht wird daraufhin belichtet und entwickelt, worauf die belichteten Bereiche der Metall-

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schicht auf chemische Weise entfernt warden, worauf schließlich das verbleibende Fotowidarstanasraaterial chemisch entfernt v/ird. Es sei verstanden, daß in manchen Fällen das Fotowiderstandsverfahren nicht in Verbindung mit Oberflächen verwendet werden kann, auf welchen ein elektrisches Gitter aufgebracht werden soll. Baispielsweise können die in Verbindung mit den Fotovziderstandsmaterialien verwendeten Lösungsmittel die Poly-N-Vinylkarbozolschichten angreifen.

Ein weiteres experimentell

überprüftes Verfahren für die Herstellung eines elektrischen Gitters besteht darin, die betreffende Oberfläche mit einer Suspension von Teilchen innerhalb eines Lösungsmittal zu beschichten, v/orauf das Lösungsmittel zum Verdampfen gebracht wird, demzufolge die Teilchen an der Oberfläche zum Haften gebracht werden, an welcher Stelle sie als Ilaskenteilchen für die Herstellung des Gitters verwendet werden können. Es konnte beispielsweise experimentell festgestellt werden, daß, falls eine Glasplatte mit einer Suspension van jeweils in etwa einen Durchmesser von 1 .u aufv/eisenden Styren Divinylbenzen-Copolymer-Latex-Kügelchen oder Polystyren-Latex-Kügelchen "(beide Arten beispielsweise erhältlich von Dow Chemical Co.) eine sehr starke Tendenz vorhanden ist, eine jeweils 1 Teilchen dicke Schicht mit sehr hoher Packungsdichte zu bilden, welche eine Willkürliehe Ausrichtung besitzt. Eine derartige Schicht kann beispielsweise mit Hilfe einer Doktorklinke aufgebracht werden. Wenn dann ein Metall - beispielsweise Aluminium oder Chrom - auf eine derart beschichtete Platte in Vakuum aufgebracht v/ird und anschließend die Latex-Kügelchen weggeblasen werden, dann bildeten die Schatten der Kügelchen ein ausgezeichnetes, in seitlicher Richtung leitfähiges Gitter, welches offene Bereiche größer als 9o % besitzt.

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Das optische Leistungsspektruiu

eines derartigen Gitters konzentriert sich sehr stark um eine räumliche Frequenz, welche sehr -weit· oberhalb der wirksamsten räumlichen Frequenzeir.pfindlichkeit von vielen spannungs- und stromempfindlichen Lichtmodulationsschichten ist. Dieses Verfahren ergibt eine bessere Einflußnahme auf die Form der Gitteröffnungen, deren Größen und Verteilung, als die Verwendung von Fotowiderstandsmateriälien.

Ähnliche Verfahren können ebenfalls für die Herstellung des fotoleitfähigen Gitters bzw. des Isoliergitters verwendet werden. Ein' fotoleitfähiges Gitter kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, indem ein fotoleitfähiges Isoliermaterial wie Selen im Vakuum direkt auf dem zuvor hergestellten elektrischen Gitter aufgebracht wird. Andere fotoleitfähige Materialien wie Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid usw. können ebenfalls entsprechend diesem Verfahren im Vakuum aufgebracht v/arden. Es können jedoch ebenfalls solche fotoleitfähigen Materialien verwendet v/erden, welche normalerweise durch Eintauchverfahren aufgebracht werden. Bestimmte Bereiche dieser fotoleitfähigen Schichten können dann mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels oder mit Hilfe von Lösungsmittelätzverfahren entfernt werden. Ein Isoliergitter kann durch Aufbringen von Schichten aus Materialien wie Prylen (Union Carbide Co.), Aluminiumoxyd oder Siliziummonoxyd im Vakuum hergestellt werden. Derartige Isoliergitter können jedoch ebenfalls durch Aufstäuben von dünnen Schichten verschiedene dielektrische Materialien erzeugt werden.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von elektrischen Gittern besteht darin, daß inselbildende Materialien im Vakuum aufgebracht v/erden. Dieses Verfahren erfordert das Aufbringen eines Materials im Vakuum

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auf ein Substrat, wobei dieses Material die Tendenz besitzt, Inaein zu bilden. Anschließend daran wird ein Elektroden-* material - beispielsweise durch Vakuun-auf dampf ung, Aufsprühen oder nichtelektrische Beschichtung - auf diese Inseln und das um diese Inseln herumliegende freiliegende Substrat aufgebracht. Das Inselmaterial wird anschließend daraufhin aufgelöst bzw. chemisch entfernt, während das den Raum des Inselmaterials schalenförmig umgebende Elektrodenmaterial mechanisch - beispielsweise mit Hilfe einer weichen Bürste oder Rolle - durch ultrasonische Behandlung oder mit Hochdruckgas oder Flüssigkeitsströmen entfernt wird. Das auf dem Substrat verbleibende Elektrodenmaterial bildet dann das elektrische Gitter.

Es wird weitgehendst die Auffassung

vertreten, daß die Fähigkeit bestimmter Materialien,beim Niederschlagen auf ein Substrat Inseln zu bilden, auf eine gewisse Beweglichkeit der niedergeschlagenen Atome entlang der Oberfläche zurückzuführen, ist. Dabai konnte von verschiedenen Forschern festgestellt werden, daß die Tendenz, Inseln zu bilden, sehr häufig bei Materialien auftritt, welche einen relativ niedrigen Schmelzpunkt besitzen. Es konnte jedoch nunmehr auch festgeäcellt wenden, daß die Tendenz, Inseln zu bilden, in sehr starkem Maße von der Oberfläche abhängt, auf welcher das betreffende Material aufgebracht v/erden soll. Beispiele von Materialien, welche beim Aufsprengen auf eine starre Oberfläche Inseln bilden, sind Indium, Gallium, Quecksilber, Blei, Cadmium, Selen und generell alle anderen Metalle und Legierungen, welche einen niedrigen Schmelzpunkt besitzen. Auf weniger starren Oberflächen wie relativ weichem biegsamen Elastomer-Materialien, so wie sie beispielsweise in Ruticon-Elementen verwendet werden, ergibt Silber eine Ausbildung von Inseln, obwohl Silber einen relativ hohen Schmelzpunkt besitzt.

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Ceinliß diesen Verfahren kanu

beispielsweise ein elektrisches Gitter wie folgt hergestellt uerdan: Eine ungefähr 4 ,u dicke Schicht eines nicht sensitivieren Poly-H-Vinyl-Karbozol wurde auf einer:! KtiSA-Glas-Substrat durch Eintauchbeschichtung aufgebracht. Das ELement wurde dann in eine Vakuumkammer eingesetzt und ungefähr eine 1 ,u dicke Schicht von Selen-auf die Oberfläche der Poly-n-Vinyl-Karbozolschicht aufgebracht, wobei die Temperatur des NESA-Glases relativ hoch, d.h. bei ungefähr 6g C gehalten wurde. Unter diesen Bedingungen wird das Selen in der trigonalen Kristallform als Inselstruktur zum Niederschlag gebracht. Bei Belichtimg mit kohärentem Licht konnte beobachtet v/erden, daß die räumliche Frequenzstruktur dieses Niederschlags sehr stark um die räumliche Frequenzchrakteristik der Inselgröße konzentriert ist. Auf dieses Element wurde dann in einer Vakuumkammer ein Elektrodenmaterial aufgebracht,

ο
welches aus einer etwa 2o A dicken Schicht von Chrom und

ο
anschließend einer ungefähr 3oo A dicken Schicht aus Gold,

ο auf welche wiederum eine in etwa 1oo A dicke Schicht aus Indium aufgebracht wird. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß ein Isoliermaterial oder ein gegenüber Selen anderer Fotoleiter über der Ir.seIstr-jC:tür aufgebracht werden könnte. Das Element wurde dann aus der Vakuumkammer entfernt und in eine Ammonium-Sulfidlösung eingetaucht, wodurch die Seleninseln chemisch entfernt wurden. Die Oberfläche des Elements wurde dann mit Hilfe einer feinen Kamelhaarbürste abgebürstet, wodurch jene Teile des Elektrodenmaterial entfernt wurden, die zuvor die Seleninseln überdeckten. Das Element wurde dann in destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Das auf diese Weise hergestellte elektrische Gitter erwies sich als elektrisch kontinuierlich, wobei die offenen Bereiche eine Flächenausdehnung von mehr als 95 % besaßen. Dieses Gitter zeigte keine Tendenz, Risse zu erhalten.

BAD· ORiGINAL

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-2S-

Fig. 4 zeivjt eine Reproduktion

einer Elektronen-Mikrofotografie eines elektrischen Gitters, welches durch Aufbringen einer Metallschicht auf einem Selenniederschlag hergestellt ist, wobei dieser Solen-Niederschlag auf einem geheizten Substrat, angeordnet ist. Die Entfernung der Selenkristalle erfolgt anschließend auf chemische Weise. Die einzelnen Gffungen besitzen einen Durchmesser von etwa ζ v/ei ,u.

Es können auch andere Verfahren

verwendet werden, um ein derartiges elektrisches Gitter herzustellen. Beispielsweise kann eine kontinuierliche Metallschicht auf einem Substrat aufgebracht werden, worauf anschließend ein Laser- oder Elekt onenstrahl verwendet wird, um die Metallschicht an bestimmten Stellen zu verdampfen, wodurch sich ein poröses elektrisches Gitter ergibt. Ein weiteres Verfahren besteht darin, daß eine geeignete, iteske mit Hilfe eines optischen oder Elektronen-Strahls hergestellt wird, wobei als Ausgangsmaterial ein Fotowiderstandsmaterial verwendet wird.

Die Pufferschichten 18 und 2o

können aus einem Material bestehen, welches in der Lage ist, die von der bestimmten fotoleitfähigen Isolierschicht erzeugten Ladungsträger zu tranportieran. Derartige Materialien für die Herstellung der Pufferschichten 18, 2o sind beispielsweise Poly-N-Vinyl-Karbozol, Silizium, Germanium und Selen.

Wie bereits erwähnt, sind die

Pufferschichten so ausgebildet, daß sie gute Transporteigenschaften für Ladungsträger besitzen. Diese Materialien müssen jedoch entweder fotosensitiv oder spannungsempfindlich sein. Der Zweck dieser Pufferschichten besteht darin, die foto- oder spannungsempfindliche Schicht von dem Eindringen des elektrischen Feldes von der anderen Seite des elektri-

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sehen Gitters durch die öffnungen hindurch zu isolieren. Derartige Pufferschichten sind dabei insbesondere im Rahmen der vorliegenden Erfindung sehr zweckmäßig, weil die elektrischen Feldlinien einen gewissen Abstand durch die Öffnungen des elektrischen Gitters von der Seite des hohen Feldes in den Bereich des niedrigen Feldes hineindrücken.

Falls gewünscht_r kann die

Pufferschicht ebenfalls weggelassen werden, wobei deren Funktion durch die fotoleitfähige Schicht ausgeübt wird, falls dieselbe ausreichend dick gemacht wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Aktivationsstrahlung nicht die Oberfläche der das elektrische Gitter tragenden fotoleitfähigen Schicht erreichen-kann. Sine in etwa 4 .u starke Schicht aus Selen kann sowohl als fotoleitfähige Schicht als auch als Pufferschicht gegenüber blauem Licht auf der gegenüberliegenden Seite des elektrischen Gitters wirken, weil das meiste Licht bereits innerhalb des ersten ,u absorbiert ist.

Falls einer gute Löcherleitfähigkeit gewünscht ist, kann in vorteilhafter Waise als Puffermaterial PoIy-N-Vinyl-Karbozol verwendet werden. Ein Puffermaterial, welches sowohl eine gute Löcherleitfähigkeit wie auch eine gute Elektronenleitfähigkeit besitzt, ist PoIy-N-Vinyl-Karbozol, welches mit 2,4,7-Trinitro-9-Fluorenon gedopt ist.

Es konnte festgestellt werden,

daß, wenn elektrische Gitter aus Materialien wie Chrom oder Aluminium auf Puffermaterialien wie Poly-N-Vinyl-Karbozol und Selen aufgebracht ist, die Restbeanspruchungen innerhalb der Metallgitterschicht zu Problemen innerhalb der Pufferschicht führt. Wenn beispielsweise ein elektri-

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scaes Gitter aus Chrom oder Aluminium auf einer Poly-N-Vinyl-Karbozol-Schicht aufgebraclit wird und anschließend mit einer anderen Poly-N-Vinyl-Karbozol-Schicht bedeckt wird, ergibt sich, daß die Restbeanspruchungen innerhalb der elektrischenGitterschicht zu einem Bruch innerhalb des elektrischen Gitters führen kann. Es wird angenommen, daß der Grund darin zu suchen ist, daß das verwendete Lösungsmittel für dia Herstellung der Lösung für die zweite Poly-N-Vinyl-Karbozol-Schicht bewirkt, daß das elektrische Gitter seine Haftung gegenüber der ersten bzw. unteren Poly-N-Vinyl-Karbozol-Schicht verliert. Die innerhalb der Metallgitterschicht auftretenden Beanspruchungen sind dann ausreichend groß, um das Gitter selbst zu zerstören.

In gleicher Weise konnte festgestellt werden, daß bei Aufbringung eines elektrischen Gitters auf einer Selenschicht unter Verwendung eines Fotowiderstandsverfahren nach einer gewissen Zeitperioda die Tendenz herrscht, daß das Selen direkt nnterhalb der elektrischen Gitterschicht, jedoch nicht in anderen Bereichen, kristallisiert. Es wird angenommen, daß dieses Phänomen durch die relativ hohen Restbeanspruchungen innerhalb der Metallgitt^rschicht hervorgerufen wird. Dabei sei erwähnt, daß Schichten verschiedener amorpher Materialien, wie Selen, unter kontinuierlicher Beanspruchung einer Kristallisation ausgesetzt sind. Aufgrund sehr eingehender Versuche konnte gezeigt werden, daß in Fällen, in welchen das elektrische Gitter relativ niedrigen Restbeanspruchungen ausgesetzt ist, was beispielsweise durch Goldbeschichtung mit nachträglicher Beschichtung mit Indium erreicht .werden kann, die oben beschriebenen Probleme fast vollständig eliminiert bzw. in weiten Grenzen minimisiert werden können. Demzufolge erscheint eine Zusammensetzung einschließlich Gold und Indium für die Herstellung von elektrischen Gittern bei Bildaufzeichnungselementen gemäß der Erfindung sehr vorteilhaft. Selbstver-

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ο Ländlich können auch v/eitere Materialien der elektrischen Gibterschicht zugefügt werden, um die bestimmten Eigenschaften hervorzuheben bzw. zu unterdrücken.

Die spannungs- oder stromempfind-

lich-j Lichtmodulationsschicht 24 kann aus einem geeigneten Material bestehen, welches in der Lage ist,_optische Bilder in bildweiser Verteilung der fotoefzeugten Spannungen oder Ströme aufzuzeichnen. Derartige Materialien sind beispielsweise Elastomere, flüssig-kristalline Materialien, elektrooptische Materialien, beispielsweisePockels~Effekt-Kristalle und PLZT-Ksraraik-Materialien, elektrophoretische Materialien, bei welchen Teilchen in dielektrischen Flüssigkeiten geladen sind, thermoplastische Materialien und bewegbare Segmentfilme, wie sie in J. Opt. Soc. Am., Vol. 9, No. 1o, pp. 22-25, 197o , und Opt. Acta, Vol. 16, p. 579, 197o, beschrieben sind.

Die Erfindung v/urde bisher im

Hinblick auf ein allgemein ausgebildetes Bildaufzeichnungselement gemäß Fig. 2 beschrieben. Im folgenden sollen nunmehr vorteilhafte Ausfuhrungsformen unter Bezugnahme auf die weiteren Figuren beschrieben v/erden. Es sei dabei verstanden, daß verschiedene bestimmte Bildaufzeichnungselemente gemäß der Erfindung zusätzlich zu den in Fig. 2 dargestellten Elementen weitere Elemente erfordern.

Ein besonders zweckmäßiges Bildaufzeichnungselement kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Ruticon-Element gebaut werden, wobei die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht ein deformierbares Elastomer ist. Es soll verstanden sein, daß unter dem Ausdruck Elastomer gewöhnlich amorphe Materialien gemeint sind, welche in Abhängigkeit einer Deformation eine Rückstellkraft erzeugen. Derartige amorphe Materialien ergeben

SAD ORIGINAL

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bei Deformation eine Kraft, weil die Volumen- und Oberflächenkräfte die Tendenz besitzen, die ursprüngliche Form vor dein Aufbringen der Kraft wiederherzustellen. Eine genaue Beschreibung eines derartigen Ruticon-Elementes ergibt sicli anhand der US-PS 3.716.359.

Fig. 5 zeigt ein Ruticon-

BildaufZeichnungselement gemäß der Erfindung, bei welchem eine Schicht einer leitfähigen Flüssigkeit als eine der Elektroden dient. Gemäß dieser Figur ist ein leitfähiges Substrat 39 vorgesehen, welches in dem betreffenden Fall cius einer dünnen transpartenten leitenden Schicht 4o besteht, die auf einem transparenten Glassubstrat. 42 aufgebracht ist. Das Substrat 39 kann jedoch ebenfalls opaque sein, falls dies gewünscht sein sollte. Die fotoleitfähige Schicht 1o, die Pufferschichten 13 und 2o, sowie das elektrische Gitter 22 sind ähnlich wie bei der Ausfuhrungsform von Fig. 2 ausgebildet..

Oberhalb der Pufferschicht

ist eine spannungsempfindliche Lichtmodulationsschicht aufgebracht, welche aus einem Elastomer-Material besteht. Die Lichtmodulationsschicht 44 kann 'dabei aus einem beliebigen Elastomer-Material hergestellt sein. Derartige Elastomer-Materialien können sowohl natürliche Polymere in Form von Naturgummi, wie auch synthetische Polymere sein, welche gummiartige Eigenschaften, d.h. eine gewisse Elastizität besitzen. Darunter' fallen Materialien v/ie Styren-Butadien, Polybutadien, Neopren, Butyl, Polysopren, Nitril und Ethylen-Gummi. Eine vorteilhafte Art von Elastomer-Materialien sind wasserbasierte Gelatine-Gels un"d Dimethylpolysiloxan-Gels. Der Elastomer sollte im allgemeinen ein relativ guter Isolator sein und einen

4 Volumen-Widerstandswert oberhalb von 1o Ohm-cm und

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einen Schermodul zwischen 1o und 1o^ Dyn/cm" besitzen. Fernerhin sollte die dielektrische Stärke oberhalb von 1o Volt/mil. liegen. Vorzugsweise sollten der Elastomer

13

einen Volumenwiderstandswert oberhalb von 1o Ohm-cm,

2 5 2

einen Schermodul zwischen 1o und 1o üyn/cm und eine dielektrische Stärke größer als 5oo Volt/mil. besitzen. Für den betreffenden Anwendungsfall sind commerziell erhältliche Elastomere: Sylgard -132, Sylgard 184, Sylgard von Dow Corning Co., und RTV 6o2 und RTV 615 von General Electric Co. Elastomere mit einem höheren Volumen-Widerstandswert erscheinen zweckmäßig, weil sie im allgemeinen eine bessere Bildspeicherkapazität besitzen. Elastomere mit relativ hoher dielektrischer Stärke erscheinen fernerhin vorteilhaft, weil sie mit relativ hohen Spannungswerten betrieben werden können, was in der Regel vzünschenswert erscheint.

Ein ganz besonders vorteilhafter

Elastomer ist eine transparente, sehr biegsame Zusammensetzung, welche aus einem elastomerischen Dimethylpolylisoxangel besteht, das durch Vermischen von einem Gewichtsteil der Dow Corning No. 182 Silikonharzverbindung und zwischen null und 3o Gewichtsteilen des Dow Corning Nr. 2oo Dimethylpolysiloxan-Silikon-Öl hergestellt ist. Ändere geeignete Harze sind transparente biegsame Organosiloxanharze, so wie sie in der US-PS 3.284.4o6 beschrieben sind, wobei ein größerer Teil der an dem Silizium haftenden Organegruppen Methylradikale sind.

Die Dicke der ElastomersGhicht

liegt im Bereich zwischen o,1 ,u und 2ooo ,u, wobei diese Dicke u.a. von der räumlichen Frequenz der aufzuzeichnenden Information abhängt. Verschiedene optische Eigenschaften' von Bildaufzeichnungselemanten können verstärkt werden, indem eine geeignete Wahl des Elastizitätsmoduls des bestimmten Elastomermaterials vorgenommen wird. Die Verwendung eines

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relativ steifen Elastomers ergibt irr. allgemeinen fernung des elektrischen Feldes eine raschere Wiederherstellung von einem Bild, sodaß die Löschung rascher durchgeführt werden kann. Die Verwendung eines Elastomers mit einem relativ nxedrigenElastizitätsmodul ergibt einen geringeren Widerstand gegenüber starken Deformationen., demzufolge für einen bestimmten Wert eines elektrischen Feldes eine größere optische Modulation möglich ist.

Die dicke leitfähige Flüssigkeitsschicht 46 kann entweder transparent oder nicht transparent sein. Nicht transparente leitfähige Flüssigkeitsschichten ergeben sich mit Hilfe von Quecksilber oder bei Raumtemperatur geschmolzenen Gallium-Indium-Legierungen. Transparente leitfähige Flüssigkeiten sind beispielsweise Wasser, welchem leitfähige Verunreinigungen zugesetzt worden sind. Bei Verwendung einer transparenten Flüssigkeit sollte dieselbe einenim wesentlichen verschiedenen Brechungsindex als die Elastomerschicht 44 besitzen, damit Deformationen der Elastomeroberfläche eine Phasenmodulation des Belichtungslichtes ergeben. Eine transparente Flüssigkeit kann ebenfalls verwendet werden, um im Reflexionsmodus eine Auslesung zu erreichen, in welchem Fall eine Verstärkung dadurch erreicht werden kann, indem eine dünne biegsame transparente Schicht auf der Elastomerschicht 44 aufgebracht wird. Eine derartige biegsame transparente Schicht sollte im allgemeinen einen stark unterschiedlichen Brechungsindex sowohl gegenüber der Elastomerschicht 44 als auch der transparenten leitfähigen Flüssigkeit besitzen.

Gemäß Fig. 5 ist zusätzlich eine

Fensterschicht 48 vorgesehen, welche aus einem geeigneten Material - beispielsweise normale optische Eigenschaften aufweisendem Glas - besteht, mit welchem die leitfähige Flüssigkeitsschicht 46 in Berührung mit der Lichtmodulationsschicht 44 gehalten werden kann. Es soll jedoch verstanden

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sein, daß viele leitende transparente Flüssigkeiten im allgemeinen in einem Gleichstromfeld einer Elektrolyse ausgesetzt sind. Dies erweist sich als nicht erwünscht, weil dies zu einer Zerstörung der Elemente des Bildaufzeichnungselements aufgrund von Gasbildung führt. Beim Betrieb eines mit einer leitfähigen Flüssigkeit versehenen Bildaufzeichnungselement wird demzufolge in der Regel ein Wechselstromfeld an dem Elastomerpufferschicht-Sandwich' zwischen dem elektrischen Gitter und der leitfähigen Flüssigkeit angesetzt. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß das Bildaufzeichnungselement ebenfalls mit einem von der Spannungsquelle V hervorgerufenen Gleichspannungsfeld und einem von der Spannungsquelle V, hervorgerufenen Wechselspannungsfeld betrieben werden kann.

Die Funk ti ons v/ei se des in Fig. dargestellten Bildaufzeichnungselement ist wie folgt:

Die Spannung der Spannungsquelle V wird dem elektrisehen Gitter und dem Substrat zugeführt. Das Bildaufzeichnungselement wird daraufhin einer Bildbestrahlung ausgesetzt, welche entweder durch das transparente Substrat oder durch die Fensterschicht 48 zugeführt wird. Falls jedoch das Substrat ox^aque ist, dann muß die Belichtung durch die Fensterschicht 48 hindurch erfolgen. Die Spannung der Spannungsquelle V₂. wird zwischen dem elektrischen Gitter und der leitfähigen Flüssigkeitsschicht 46 angelegt. Das an der Elastomerschicht 44 liegende elektrische Feld wird in einer Weise verändert, welche der bildv/eisen Bestrahlung entspricht.. Die

mechanische Kraft des elektrischen Feldes an der Elastomerschicht bewirkt eine Deformation, welche solange fortschreitet, bis die Kräfte des elektrischen Feldes gegenüber der Oberflächenspannung und den elastischen Kräften des Elastomers ausgeglichen sind.

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Zu diesem Zeitpunkt wird die Deformation unterbrochen und wird im allgemeinen stabil, solange das elektrische Feld im Bereich des Elastomers aufrechterhalten wird. Um das Bild zu löschen/ wird das im Bereich des Elastomers vorhandene Feld entfernt. Vorzugsweise erfolgt die Löschung durch Feldumkehr am Elastomer, wodurch die Löschgeschwindigkeit erhöht wird. Bei einigen Fotoleitern erfordert eine möglichst rasche Löschung die Bestrahlung des Fotoleiters mit einer gleichförmigen Aktivatxonsstrahlung.

Es sei bemerkt, daß die Deformationen innerhalb des Elastomermaterials unterschiedlich von denen innerhalb von thermoplastischen Materialien sind, weil Elastomerdeformationen unabhängig von Entwicklerschritten die Hitzebeaufschlagung oder Weichmachung mit Hilfe eines Lösungsmittels sind, während derartige Behandlungssschritte im allgemeinen in Verbindung mit thermoplastischen Materialien notwendig sind. Ein weiterer unterschied zwischen Elastomeren und thermoplastischen Materialien besteht darin, daß im ersteren Fall die Deformation für ein bestimmtes Feld einen vorgegebenen Grenzwert erreichen, weil die elastischen Kräfte der Deformation entgegegesetzt sind. Bei thermoplastischen Deformationen tritt jedoch für eine vorgegebene Feldstärke ein derartiger Grenzwert ein, solange das thermoplastische Material in einem weichen Zustand gehalten wird.

Obwohl dies in der Zeichnung nicht

besonders dargestellt ist, so soll doch verstanden sein, daß gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Zeilenschaben des Absorbtionstyp zwischen der projizierten bildweisen Bestrahlung und dem Fotoleiter des Rutikon angeordnet ist. Ein Zeilenschaben ermöglicht, daß die Elastomerschicht Bilder aufzeichnet, deren räumliche Frequenzen im wesentlichen niedriger als die Resonanz-Deformations-Frequenz

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des Elastomers ist. Der Elastomer verformt sich in Übereinstimmung des Musters des eine hohe räumliche Frequenz aufweisenden Gitters in jenen Bereichen, in welchen eine Bestrahlung stattfindet. Das Oberflächen-Reliefbild auf dem Elastomer besteht aus Segmenten des Schatten des Gitters. Das bei einer Bestrahlung des deformierten Elastomers auftretende Bild besitzt demzufolge eine Feinstruktur von Linien, welche dem ursprünglich aufgezeichneten Bild überlagert sind. Falls die Linienstruktur nachteilig ist, kann dieselbe mit Hilfe von bekannten optischen Filterverfahren entfernt werden.

Im allgemeinen ist es vorteilhaft,

das Gitter,beispielsweise ein Zeilengitter, direkt in die Nähe der fotoleitfähigen Schicht des Rutikonelements anzuordnen. Andere Arten von Gittern, so wie sie beispielsweise in den US-PS 3 698 893 und 3 719 483 beschrieben sind, können ebenfalls derart angeordnet werden. In manchen Fällen kann das elektrische Gitter als Träger für die Bildinformatiori dienen. Wenn die räumliche Frequenz der Gitterstruktur innerhalb der räumlichen Frequenzcharakteristik des Elastomers ist, kann das Gitter als Bildschirm dienen. Es ist jedoch im allgemeinen vorteilhaft, zusätzlich zu dem elektrischen Gitter einen Bildschirm zu verwenden. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß, wenn immer geeignet, Bildschirme in den Bildaufzeichnungselementen gemäß der Erfindung eingesetzt werden können.

Fig. 6 zeigt ein Rutikon-Bildauf-

zeichnungselement gemäß der Erfindung, bei welchem eine Schicht eines leitfähigen Gases als eine der Elektroden dient. Diese Ausfuhrungsform ist dabei im wesentlichen identisch der Fig. 5, mit der Ausnahme, daß die dicke leitfähige Flüssigkeitsschicht 46 von Fig. 3 durch eine leitfähige Gasschicht 5o ersetzt ist, wobei zusätzlich ein der Ionisation des Gases dienendes Ionisationselement 51 vorgesehen ist, welches ein

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transparentes leitfähiges Fenster aufweisen kann. Die Gasschicht 5o kann mit Hilfe einer Glühentladung eines Niederdruckgases mit einem Druck von einigen Millimetern Quecksilbersäule oder mit Hilfe einer Niederdruck-Lichtbogenentladung erhalten werden, wobei letztere im allgemeinen bei einem Druck von einigen ,u Quecksilbersäule stattfindet. Das Gas kann ebenfalls mit Hilfe einer in oder im Bereich der Gasschicht 5o vorhandenen intensiven Strahlungsquelle oder mit Hilfe einer Radiofrequenzerregung des in dem Hohlraum befindlichen Gases oder mit Hilfe anderer bekannter Verfahren zur Erzeugung leitfähiger gasförmiger Plasmen erzeugt werden. Eine Aufladung der Elastomeroberfläche 55 kann ebenfalls vorgenommen werden, falls die Gasschicht 5o ein genügend hohes Vakuum besitzt, wobei zusätzlich eine Quelle thermisch erregter Elektroden - beispielsweise eines erhitzten, gegen die Elastomeroberfläche gerichteten Wolframdrahtes vorhanden ist. Diese Elektronenquelle kann ein geführter Strahl einer Elektronenkanone, ein nicht geführter Elektronenstrahl oder eine Mehrzahl von Elektronenabgabequellen sein. Oberhalb der Schicht 44, d.h. im Bereich der Zwischenfläche zwischen den Schichten 44 und 5o, kann zusätzlich eine reflektierende Schicht vorgesehen sein.

Abgesehen von der Gasschicht 5o

ist das Bildaufzeichnungselement gemäß Fig. 6 identisch zu dem von Fig. 5. Dabei sei erwähnt, daß die Basiselektrode, welche, wie dargestellt, aus einer transparenten leitfähigen Schicht 42 auf einer transparenten Trägerschicht 4o besteht, wahlweise opak oder transparent sein kann. Bei der in Fig. dargestellten Ausführungsform kann die Gasschicht 5o eine Dicke zwischen o,1 ,u und unendlich besitzen. Das Ionisationselement 51 kann eine getrennte Elektrode besitzen oder kann mit einem transparenten leitfähigen Fenster verbunden sein, welches zum Umschließen des leitfähigen Gases oberhalb der Elastomerschicht 44 dient. Der das leitfähige Gas umschließende Behälter muß naturgemäß luftdicht sein, damit das Gas auf

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einem bestimmten Unterdruckwert gehalten werden kann.

Die in Fig. 6 dargsteilte Ausführungsform ist insbesondere für holographische Interferometrie geeignet, weil das Eingangslicht hindurchgeleitet werden kann, wodurch zusammen mit dem Ausgangdlicht' ein zusammengesetztes Bild gebildet wird. Ein holographisch ο konstruiertes Bild eines Gegenstandes kann demzufolge mit dem tatsächlichen Bild des Gegenstandes überlagert wei'den, wodurch aufgrund von Dimensionsveränderungen Interferenzränge auftreten.

Die in Fig. 7 dargestellte

Ausführungsform ist insbesondere als Rutikonelement verwendbarbei welchem das elektrische Feld mit Hilfe einer dünnen kontinuierlichen Leiterschicht 54 auf der Oberfläche der Elastomerschicht 44 erzeugt wird, wobei die leitfähige Schicht 54 ausreichend biegsam ist, um den Deformationen der Elastomerschicht 44 zu folgen. Im Fall, in welchem die leitfähige Schicht 54 relativ stark reflektierend ist, wird das Ausleselicht mit hohem Nutzfaktor verwendet. Falls die Schicht hingegen opak ist, kann das durch das Substrak geleitete Licht dazu verwendet werden, ein Oberflächendeformationsbild zn bilden, wehrend gleichzeitig von oben herab geleitetes Licht verwendet werden kann, um das Bild zu rekonstruieren. Die verwendeten Lichtquellen können verschiedene Wellenlängen und/oder Lichtintensitäten besitzen, wobei zusätzlich die Möglichkeit besteht, daß eine Lichtquelle kohärent und die andere nichtkohärent ist. Ein derartiges Element kann demzufolge verwendet werden, um ein eine bestimmte Wellenlänge besitzendes Bild in ein äquivalentes Bild mit unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln. Falls das von oben herab gestrahlte Ausleselicht eine wesentlich stärkere Intensität als das von unten her gestrahlte bildformende Licht besitzt, ergibt

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das ßildaufZeichnungselement gemäß Fig. 7 eine sehr starke Verstärkung des eingangsseitig vorliegenden Bildes, wobei das verstärkte Licht - beispielsweise für großflächige Bildwit=:der>jabeschirme - verwendet werden kann. Das zur Rekonstruktion verwendete Licht kann fernerhin kohärent, d.h. mit Hilfe eines Lasers, erzeugt sein, sodaß die Bildverarbeitung im Bereich der Oberflächendeformation stattfinden kann, wobei mit Hilfe eines nichtkohärenten Lichtes von links her ein Bild erzeugt wird. Auf der anderen Seite kann das die Oberflächendeformation bildende Licht ein kohärentes Licht sein, während das zur Rekonstruktion verwendete Licht nicht kohärenter Natur ist. Letzterer Fall erscheint im allgemeinen zweckmäßiger, weil nicht kohärentes Licht für das menschliche Auge angenehmer ist, während kohärente Lichtgeneratoren nur Licht innerhalb eines sehr schmalen Wellenlängenbandes, d.h. mit einer einzigen Farbe - beispielsweise rot - erzeugen. Ein Grund zur Verwendung kohärenten Lichtes für die Ausbildung des Oberflächen-Deformationsbildes ergibt sich in jenem Fall, in welchem das Rekonstruktionslicht für die Biidhersteilung in Verbindung mit Hologrammen erfolgt. Das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungselement erlaub ein 'holografisch rekonstruiertes Bild, welches durch Projektion ein Oberflächendeformationsbild ergibt, welches mit Hilfe eines nicht kohärenten Lichtes größerer Intensität, beispielsweise für großflächige Bildschirme, verkraftet werden kann.

In diesem Zusammenhang sei ferner hin hervorgehoben, daß das leitfähige Substrat 39 entweder opak oder transparent sein kann. Die dünne leitfähige Schicht 54 sollte fernerhin im allgemeinen ausreichend flexibel sein, um den Deformationen der Elastomerschicht zu folgen. Falls die leitfähige Schicht 54 opak ist, d.h. beispielsweise eine dünne Metallschicht ist, muß das Substrat 39 transparent sein, um zu ermöglichen, daß die Bildinformation die fotoleitfähige Schicht 16 erreichen kann. In diesem Fall kann die Bildinforma-

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tion kontinuierlich ausgelesen werden, falls das Ausleselicht von oberhalb her zugeführt wird. Falls die leitfähige Schicht 54 hingegen transparent ist, kann das Ausleselicht an der Oberfläche reflektiert werden. Falls das Substrat 39 hingegen transparent ist, kann ein derartiges Element ebenfalls in Transilumination in Betrieb genommen werden.

Die leitfähige Schicht 54 kann aus einer dünnen Schicht eines geeigneten Metalls oder 'aus einer Kombination von zwei oder mehr Metallen bestehen. Derartige

ο Metallschichten sind zwischen 5o und einigen Tausend A dick, wobei die Dicke u.a. von der gewünschten Biegsamkeit und der erforderlichen Leitfähigkeit abhängt. Die leitfähige Schicht 54 kann ebenfalls transparent sein, in welchem Fall beispielsweise ein Film von Dow Corning Harz ECR 34 auf der Oberfläche der Elastomerschicht 44 aufgebracht werden kann. Andere leitfähige Schichten können im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Die Spannungswerte zwischen dem elektrischen Gitter 22 und der dünnen leitfähigen Schicht 54 für die Ausbildung und Fixierung des Deformationsbildes liegen im Bereich zwischen 1 und 25ooo Volt, wobei der Spannungswert u.a. von der Dicke und den anderen Eigenschaften der Elastomerschicht 44 abhängt.

Die leitfähige Schicht 54 weist

im allgemeinen eine ausreichende Leitfähigkeit auf, um eine Äquipotentialoberfläche zu erhalten, falls eine Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle vorhanden ist. Fernerhin muß eine ausreichende Biegsamkeit gewährleistet sein, um den Deformationen der Elastomerschicht 44 zu folgen. Fernerhin muß der Ermüdungswiderstand ausreichend hoch sein, um die verschiedenen und raschen Bildungen und Löschungen der Oberflächendeformationen aushalten zu können. In manchen

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- 4ο

Fällen ist eine starke Lichtundurchlässigkeit und Reflektivität notwendig, falls das Auslesen mit Hilfα einer starken Lichtquelle erfolgt,gegenüber welcher d.ie iotoleitfähige Schicht empfindlich ist.

Die leitfähiga Schicht 54 besteht

vorzugsweise aus Gold und Indium. Obwohl die leitfähige Schicht 54 mit Hilfe verschiedener Verfcihren - beispielsweise durch chemische Reaktionniederschlagauslösungen, Elektrophorese, Elektrolyse usw. - auf dar Elastomerschicht hergestellt werden kann, so erscheint es doch am zweckmäßigsten, die leitfähjge Schicht 54 durch Vakuumaufdampfverfahren herzustellen. Eine genaue Beschreibung des VakuumverdampfungsVerfahrens für die Herstellung von Metallschichten einschließlich Gold- und Indiumschichten auf Elastomeroberflächen ist in der US-PS 3 716 359 angegeben. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß andere Materialien den Metallschichten zugesetzt werden können, um eine bestimmte Eigenschaft - beispielsweise Despektralreflektivität - um den Korrosionswiderstand zu erhöhen bzw. zu verrringern.

Das Bildaufzeichnungselement ^mäß

Fig; 7 kann fernerhin eine transparente isolierende Ölschicht 56 aufweisen. Auf diese Weise können die Fabrikationsanforderungen verringert werden. Die Anwesenheit von kleinen Löchern innerhalb der Elastomerschicht 44 kann zur Folge haben, daß das Bildaufzeichnungselement vonFig. 7 einen Kurzschluß erhält, wodurch seine Eigenschaften möglicherweise vernichtet werden. Das zusätzliche Vorsehen einer ölschicht 56 verhindert, daß derartige Kurzschlüsse die Eigenschaften des Elements zerstören, weil das öl in derartige kleine Löcher hineinfließen kann. Eine andere Eigenschaft der ölschicht 56 besteht darin, daß ihr Brechnungsindex gegenüber dem von Luft unterschiedlich ist. Das Vorsehen von öl oberhalb der leitfähigen Schicht 54

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bedeutet, daß das von oben her zugeführte Licht stärker al-j im Fall von Luft moduliert wird. Der Grund dafür isL darin zu suchen, daß für dieselbe Größe einer Uberfläehendeformaticn die Änderungen des optischen Pfades proportional zum Brechungsindex des Mediums im Bereich dex* Ot,v>rflache sind.

Es sei verstanden, daß das

elektrische Gitter in sehr vorteilhafter Weise eine stark erhöhte Bildspeicherzeit bei dem in Fig. 7 dargestellten Element ergibt, weil die Elastomerschicht 44 sehr wirksam von den Dunkelstromen innerhalb der fotoleitfähigen Schicht 16 über größere Zeitperioden elektrisch isoliert ist. Die elektrische Isolierung zwischen der fotoleitfähigen Schicht 16 und der s^annungs- bzw. stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht im Bereich des elektrischen Gitters ist bei Bildaufzeichnungselementen, wie Rutikonelementen, gemäß Fig. 5 und 6 und Flüssigkkristallelementen umso stärker ausgedrückt, bei welchen das Ausleselicht im allgemeinen bis an die fotoleitfähige Schicht herangelangen kann.

Das eleketrische Gitter ist bei

Bild-iufZeichnungselementen gemäß der Erfindund ebenfalls zweckmäßig, um einen elektrischen Verschluß zu ergeben, entsprechend welchem das elektrische Feld während der gewünschten Belichtungszeit der fotoleitfähigen Schicht zugeführt ist, worauf das Feld entfernt wird, sobald die Be~ lichtung beendet ist. Das an der Elastomerschicht bzw. der anderen Lichtmodulationsschicht anliegende Feld wird jedoch während einer vorgegebenen Zeitdauer aufrechterhalten, während welcher eine Bildspeicherung gewünscht ist.

Fig. 8 zeigt eine QuerSchnittsansicht eines Bildaufzeichnungselementes gemäß der Erfindung, welches im Bildsubstraktionsmodus arbeitet, bei welchem ein Bild von dem anderen substrahiert wird. Ferner kann das betreffende Bildaufzeichnungselement im Bildschwellwertmodus

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arbeiten, bei weichem nur jener Teil eines Bildes oberhalb cvder unterhalb einer bestimmten Lichtintensität aufgezeichnet wird. Aus Einfachheitsgründen sei angenommen, daß nur fοtoleitfähige Materialien verwendet werden, welche eine einzige Txägerpolarität besitzen und die einfallende Aktivationsjtrahlung in einem Abstand absorbieren, welcher wesentlich kleiner als die Dicke der Schicht ist.

Gemäß Fig. 8 ist ein wahlweise

opakes oder transparentes leitfähiges Substrat 39 vorgesehen, welches entsprechend der Darstellung aus einem transparenten Glassubstrat 42 und einer darauf aufgebrachten transparenten leitfähigen Schicht 4o besteht. Oberhalb des Substrats 39 sind Pufferschichten 58 und 6o vorgesehen, zwischen welchen ein elektrisches Gitter 62 angeordnet ist. Fernerhin ist eine leitfähige Isolierschicht 16 sowie weitere Pufferschienten 64 und 66 vorgesehen, zwischen welchen ein zweites elektrisches Gitter 6 8 angeordnet ist. Oberhalb der Pufferschicht 64 ist schließlich eine spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht 7o vorgesehen. Alle diese einzelnen Elemente sind bereits in Verbindung mit anderen Figuren beschrieben worden.

Während des Betriebs eines derartigen Bildaufzeichnungselementes wird die fotoleitfähige Schicht 16 einem ersten Bild ausgesetzt, wobei die Spannungen der Spannungsquellen VB und VC derart eingestellt sind, daß die durch das Bild erzeugten Ladungsträger von der fotoleitfähigen Schicht 16 entfernt und durch das elektrische Gitter 62 der Pufferschicht 6o zugeführt werden. Dies ergibt ein bildweises Ladungsmuster innerhalb der fotoleitfähigen Schicht 16. Die Spannung der Spannungsquelle VB wird daraufhin umgepolt und auf einen Wert eingestellt, welcher in der Größenordnung des Potentialwertes der fotoleitfähigen Schicht 16 in den hellen Bereichen des ersten Bildes ist.

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Die fotoleitfähige Schicht 16

wird anschließend daran mit Hilfe von Aktivatxonsbestrahlung einem zweiten Bildmuster ausgesetzt. Die Bereiche der fotoleitfahigen Schicht 16, welche bei der ersten Belichtung keine Aktivationsstrahlung erhalten haben und welche nunmehr bei der zweiten Belichtung eine Strahlung erhalten, erzeugen nunmehr Ladungsträger, welche durch das elektrische Gitter 6 8 transportiert werden, wobei das durch die Spannungsquelle V_A hervorgerufene elektrische Feld zum Zusammenbrechen gebracht wird, das ursprünglich an der spannungsempfindlichen Lichtmodulationsschicht 7o und der Pufferschicht 64 angelegen hat. Im Fall, in welchem eine stromempfindliche Lichtmodulationsschicht verwendet wird, erfolgt eine Bilderzeugung · mit Hilfe des durch die Pufferschicht 6 4 fließenden Stromes. Die Bereiche der fotoleitfähigen Schicht 16, welche während der ersten Belichtung eine stärke Bestrahlung erhalten haben, stehen unter einem relativ starken entgegengesetzten Feld, aufgrund der Volumenladungsfehlermengen. Innerhalb dieser Bereiche können nicht so viele fotoerzeugte Ladungsträger das elektrische Gitter erreichen als in den Bereichen der fotoleitfähigen Schicht 16, welche bei der ersten Belichtung ein^r geringeren Menge von Aktivationsstrahlung ausgesetzt war. Die der Pufferschicht 64 zugeführten Ladungsträger stellen somit eine Substraktion des zweiten Bildes von dem ersten Bilde dar. Es sei erwähnt, daß es nicht notwendig ist, während der ersten Belichtung eine Spannung der Spannungsquelle V_A anzulegen. Jedoch müssen Spannungen von allen drei Spannungsquellen während der zweiten Belichtung zugeführt werden.

Das in Fig. 8 dargestellte Element

kann ebenfalls in dem Bildschwellwertmodus betrieben werden, indem die zweite Belichtung räumlich gleichförmig gemacht wird, d.h. keine Bildinformation enthält. Dabei wird die Spannung der Spannungsquelle V_n so eingestellt, daß nur

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Bereiche der fotoleitfähigen Schicht 16, welche während der ersten Belichtung Licht mit einer Intensität unterhalb eines bestimmten Wertes erhalten haben, Ladungsträger der Pufferschicht 64 zuführen können. Dies ergibt eine Art von umgekehrtem Schwellwert, bei welchem nur jene Bereiche der bildweisen Aktivationsstrahlung aufgezeichnet werden, welche bei der ersten Belichtung Lichtintensität unterhalb eines bestimmten Schwellwertes besaßen. Um die entgegengesetzte Art von Schwellwert zu erhalten, bei welcher nur jene Bereiche der bildweisen Belichtung aufgezeichnet werden, welche Lichtintensitäten größer als einen bestimmten Schwellwert besitzen, muß die fotoleitfähige Schicht 16 zuerst einer räumlich gleichförmigen Aktivationsstrahlung ausgesetzt werden, worauf unter Verwendung eines geeigneten Spannungswertes der Spannungsquelle V eine bildweise Aktivationsbestrahlung vorgenommen wird, bei welcher nur jene Bereiche der fotoleitfähigen Schicht 16 Ladungsträger der Pufferschicht 64 zuführen können, welche eine Aktivationsstrahlung erhalten hatten, deren Intensität oberhalb eines bestimmten Wertes der bildweisen Belichtung liegt.

Es sei erwähnt, daß die spannur.gs-

oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht 7o aus einem beliebigen der bereits beschriebenen Materialien bestehen kann. Die in der Schicht 72 erzeugten Bilder können ausgelesen werden bzw. in einer der beschriebenen Art und Weisen benützt werden.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform der Erfindung kann für die verschiedensten Arten von bereits beschriebenen Bildaufzeichnungselementen verwendet werden, einschließlich denen, welche eine strom- oder spannungsempfindliche Lichtmodulationsschicht besitzen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in Verbindung mit spannungnempfindlichen Lichtmodulationsschichten besonders nützlich.

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Bildsubstraktion und Bildschwellwertverfahren können für verschiedene Arten von optischen Verarbeitungen verwendet werden. Im Fall einer Bildsubstraktion kann eine Farbmaskierung und Feststellung von Veränderungen innerhalb des Bildes erfolgen. Schwellwertanwendungen liegen auf dem Gebiet von Kontrastverstärkung und Dynamikbereicherweiterung. Die betreffende Ausfuhrungsform der Erfindung ist insbesondere für Dynamikbereicherweiterung geeignet, weil hoch intensive wie auch schwach intensive Bildschwellwerte möglich sind, wobei dies sequentiell und additiv auf demselben aufgezeichneten Bild erfolgen kann.

Fig. 9 zeigt eine schematische

Schnittansicht eines Bildaufzeichnungselementes gemäß der Erfindung, bei welchem das elektrische Gitter mit einem konform ausgebildeten Isoliergitter überschichtet ist. Derartige Bildaufzeichnungselemente besitzen eine erhöhte Eingangsempfindlichkeit,, was bedeutet, daß bei gleicher Ausgangscharakteristik eine geringere Belichtungsstrahlung notwendig ist.

Gemäß Fig. 9 ist ein wahlweise

opakes oder transparentes leitfähiges Substrat 39 vorgesehen, welches entsprechend der Darstellung aus einem Glassubstrat und einer darauf aufgebrachten transparenten leitfähigen Schicht 4o besteht. Fernerhin sind eine optische Injektionsschicht 72, die fotoleitfähige Schicht 16, Pufferschichten 74 und 76, ein mit einem konformen Isoliergitter 79 versehenes elektrisches Gitter 78, sowie eine spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht 7o vorgesehen. Alle diese Elemente sind mit Ausnahme der Injektionsschicht 72 in Verbindung mit anderen Figuren bereits beschrieben worden.

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Es sei verstanden, daß der

Ausdruck "Injektionsschicht" eine Schicht bedeutet, welche beim Aufbringen auf einem Substrat oder- einem Leiter beispielsweise einer Pufferschicht oder einer fotoleitfähigen Schicht - eine Injektionsoberfläche in Bezug auf die danebenliegende Schicht erzeugt. Eine Injektionsoberfläche ist dabei eine Oberfläche, welche einen sehr leichten übergang der Ladungsträger zwischen den aneinanderliegenden Schichten erlaubt, welcher übergang unter Umständen ansonsten relativ schwierig sein kann. Im allgemeinen erscheint es vorteilhaft, eine Injektionsschicht zu verwenden, welche eine starke feldabhängige Ladungsträgerinjektionseigenschaft besitzt. Dabei konnte festgestellt werden, daß ein im Vakuum auf einem Zinnoxyd beschichteten Glas aufgebrachtes Chrom und anschließend ebenfalls im Vakuum aufgebrachtes amorphes Selen eine gute Injektionsschicht für Elektronen zwischen Selen und Chrom ergibt. Es ist fernerhin eine gewisse Evidenz vorhanden, daß eine sehr starke feldabhängige Injektion von Löchern an der Zwischenfläche zwischen dem Zinnoxyd beschichteten Glas und Poly-N-Vinylkabozolschichten erfolgt.

Während des Betriebs einer dexartigen Elementes wird ein elektrisches Feld zwischen dem Substrat 39 und dem elektrischen Gitter 78 erzeugt, indem die Spannung der Spannungsquelle V zugeführt wird. Die fotoleitfähige Schicht 16 wird dann einer bildweisen Aktivationsstrahlung ausgesetzt. Die sich ergebenden fotoerzeugten Ladungsträger bewegen sich in Richtung des elektrischen Gitters 78, an welcher Stelle sie an dem Isoliergitter 79 zum Haften gelangen. Diese Ladungsträger werden dabei im allgemeinen sehr flach an der Zwischenfläche zwischen dem Isoliergitter 79 und der Pufferschicht 76 unter Ausbildung eines Bildes festgehalten. Sobald ein Ladungsbild erzeugt worden ist, d.h. die Belichtung beendet ist, wird die Spannung : der Spannungsquelle V, so eingestellt, daß sie

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gegenüber Ladungsträgern anziehend wirkt, während die Spannung der Spannungsquelle V„ im allgemeinen nach abwärts geregelt wird, sodaß das dadurch erzeugte elektrische Feld in der Größenordnung des Feldes der Ladungsträger ist, die dem stärkst belichteten Bereich des Eingangsbildes entsprechen. Die fotoleitfähige Schicht 16 wird daraufhin mit gleichförmiger elektromagnetischer Äktiyationsstrahlung belichtet, wodurch über die gesamte- Fläche Ladungsträger erzeugt werden. In jenen Bereichen, in welchen die Eingangsstrahlung zuvor.am schwächsten war, werden diese Ladungsträger durch das Feld der Spannungsquelle V_R i⁶n Richtung des elektrischen Gitters 78 angezogen. Sobald die Ladungsträger in der Nähe des elektrischen Gitters 78 sind, bewirken die Ausstülpungen des elektrischen Feldes der Spannungsquelle V_A durch die offenen Bereiche des Gitters, daß die Ladungsträger in die Pufferschicht 74, d.h. weg von dem Isoliergitter 79, gezogen werden. In jenen Bereichen, in welchen die BiIdbestrahlung stärker war, ist das auf die fotoerzeugten Ladungsträger und die fotoleitfähige Schicht 16 wirkende Feld geringer, aufgrund der an dem Isoliergitter 79 haftenden Ladungsträger. Demzufolge werden in diesen Bereichen weniger Ladungsträger in Richtung des elektrischen Gitters 78 und durch dasselbe bewegt. In jenen Bereichen, in welchen die Bildbestrahlung am stärksten war, werden sehr wenig, bzw. praktisch überhaupt " keine Ladungsträger durch das elektrische Gitter 78 bewegt, wobei dies von dem Wert der Spannung der Spannungsquelle V„

abhängt.

Die entsprechend dem Bildmuster

auf dem Isoliergitter 79 sehr flach festgehaltenen Ladungsträger modulieren demzufolge die durch die gleichmäßige Belichtung erzeugten Ladungsträger, welche in den oberen Bereich des Bildaufzeichnungselementes gelangen, an welcher Stelle sie die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodu—

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lationsschicht 7 ο beeinflussen. Mit ausreichender gleichmäßiger Belichtung können sehr viel mehr bildweise verteilte Ladungsträger an der Zwischenfläche zwischen spannungs- oder stromempfindlicher Lichtmodulationsschicht 7o und Pufferschicht 74 zum Niederschlag gebracht werden, als jene Menge, welche durch die Eingangsbildbestrahlung zuerst in der fotoleitfähigen Schicht 16 erzeugt wurde. Dies hat zur Folge, daß das Element eine erhöhte Empfindlichkeit besitzt.

Um eine noch größere Empfindlichkeit zu erreichen, kann zusätzlich eine feldabhängige Injektionsschicht 72 vorgesehen sein. Die Injektionsschicht besitzt die Tendenz, daß die Injektion der Ladungsträger in die fotoleitfähige Schicht 16 eine Wiederauffüllung der während der während der gleichmäßigen Belichtung entfernten Ladungsträger ermöglicht, wodurch eine sehr starke Erhöhung des bildweisen Trägerstromes zustandekommt. Dies ist insbesondere bei Bildaufzeichnungselementen wichtig, welche beispielsweise eine Flüssigkkristallschicht besitzen, in welchem Fall viele Einflüsse nicht so sehr spannungs-, sondern strombezogen sind. Es sei fernerhin erwähnt, daß - falls die Zwischenschicht zwischen der Injektionsschicht 72 und der fotoleitfähigen Schicht 16 - eine genügend niedrige Ladungsträgerinjektionsschwellwertspannung besitzt, eine ausreichende Menge von eine Verstärkung bildenden Ladungsträgern erzeugt werden können, ohne daß dabei der Verfahrenssekritt einer gleichmäßigen Belichtung notwendig wäre.

Die in Fig. 9 dargestellte Ausführungsform der Erfindung 1st für alle Arten von beschriebenen Bildaufzeichnungselementen verwendbar und ist insbesondere für jene Elemente geeignet, welche nicht so sehr ein feldabhängiges, sondern ein stromabhängiges Verhalten besitzen, was beispielsweise bei einigen Flüssigkristallelementen der Fall ist. Im Fall eines stromabhängigen Verhaltens muß die

stromamfindliche Lichtmodulationsschicht 7o naturgemäß in der Lage sein, einen Ladestrom zu leiten- Es sei erwähnt, daß das mit Hilfe eines derartigen Elementes erzeugte verstärkte Ladungsbild ein optisches Negativ des Eingangsbildes ist. Es sind fernerhin einige Bildschwellwertvorgänge mit derartigen Elementen möglich, indem die Spannung der Spannungsquelle V_n beeinflußt wird.

Fig. 1o zeigt eine Ausfuhrungsform

der Erfindung, welche eine verstärkte Empfindlichkeit besitzt. Gemäß Fig. 1o ist eine schematische Schnittansicht eines Bildaufzeichnungselementes gezeigt, welches im Bereich des elektrischen Gitters 78 ein konform ausgebildetes fotoleitfähiges Gitter 8o besitzt. Dieses fotoleitfähige Gitter 8o besteht aus einem fotoleitfähigen Material, welches gegenüber einer unterschiedlichen Wellenlänge der optischen Strahlung empfindlich ist, als wie sie für die fotoleitfähige Schicht 16 verwendet wird. Das Bildaufzeichnungselement gemäß Fig. 1o besitzt eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber optischen Eingangswerten .

Während des Betriebs wird das fotoleitfähige Gitter 8o einer bildweisen Aktivationsstrahlung ausgesetzt. Die foto-optisch erzeugten Ladungsträger werden mit Hilfe des Feldes der Spannungsquelle V, in die Pufferschicht 74 gezogen. Das fotoleitfähige Gitter 8o wird demzufolge in bildweiser Art elektrisch geladen. Wenn dann die fotoleitfähige Schicht 16 einer gleichförmigen Äktivationsstrahlung ausgesetzt wird, zieht das durch die bildweise Ladungsvertexlung auf dem fotoleitfähigen Gitter 8o erzeugte Feld die fotoerzeugten Ladungsträger in Richtung des fotoleitfähigen Gitters. Je größer die Intensität des Eingangsbildes an einer bestimmten Position, desto größer ist das durch das Bild erzeugte Feld in diesem Bereich, was wiederum

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zur Folge hat, daß die Anzahl der Ladungsträger, welche durch die gleichförmige Bestrahlung erzeugt und in Richtung des fotoleitfähigen Gitters 80 gezogen wird, umso größer ist. Sobald diese Ladungsträger das fotoleitfähige Gitter 80 erreichen, gelangen sie unter den Einfluß des Feldes der Spannungsquelle V , welches durch die offenen Bereiche des elektrischen und des fotoleitfähigen Gitters hindurchragt. Demzufolge ergibt sich eine Verstärkung der der Pufferschicht 74 zugeführten Ladungsträger. Falls eine optische Injektionsschicht 79 zusätzlich vorgesehen ist, kann die fotoleitfähige Schicht 16 zusammen mit der gleichförmigen Bestrahlung eliminiert werden, falls an der Zwischenfläche zwischen der Pufferschicht 76 und der Injektionsschicht 72 eine genügend niedrige Injektionsschwellwertspannung vorhanden ist. Selbstverständlich kann ein derartiges Bildaufzeichnungselement sowohl eine fotoleitfähige Schicht 16 als auch eine Injektionsschicht 72 besitzen.

An jenen Stellen, an welchen der

Teil dar durch die gleichmäßige Bestrahlung erzeugten von dem fotoleitfähigen Gitter 80 gesammelten Ladungsträger im Verhältnis zum Teil der der Pufferschicht 74 zugeführten Ladungsträger klein ist, entstehen innerhalb der Pufferschicht 74 erhebliche bildweise ausgebildete Ströme. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere für Bildaufzeichnungselemente geeignet, welche stromempfindliche Lichtmodulationsschichten besitzen. Es sei jedoch erwähnt, daß derartige Elemente ebenfalls arbeitsfähig sind, welche mit spannungsempfindlichen Lichtmodulationsschichten versehen sind. Es sei fernerhin hervorgehoben, daß das in der Pufferschicht 74 erzeugte Ladungsbild ein optisches Positiv des zugeführten Eingangsbildes ist.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche ein elektrisches Gitter, ein aus elektrisch isolierten Streifen bestehendes Gitter, und ein ortogonales aus elektrisch leit-

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fähigen Streifen bestehendes Gitter für eine feldabhängige Ladungsinjektion aufweist. Ein derartiges Bxldaufzeichnungselement ergibt ein matrixadressiertes Speicher- und Aufzeichnungselement/ welches eine spannungsempfindliche Lichtmodulationsschicht besitzt, wobei jedoch ein derartiges Element einzig und allein eine Bildspeicherung vornimmt, solange eine bildweise Spannung zugeführt wird» Fig. 12 zeigt dasselbe Bildaufzeichnungselement im Querschnitt.

Gemäß Fig. 11 und 12 besteht

dieses Bxldaufzeichnungselement aus einem isolierenden Substrat 82, Injektionsstreifeneleketroden 84, einer Pufferschicht 86, Streifengitterelektroden 88, einer Pufferschicht 9o, einem elektrischen Gitter 92, einer Pufferschicht 94 und einer spannungsempfindlichen Lichtmodulationsschicht 96. Während des Betriebes werden die einzelnen Streifen der Elektrodensätze 84 und 88 über Leiter mit einer Spannungsquelle V-, ver-

Jo

bunden, wobei die Leiter 95 ebenfalls mit einem Schaltkreis verbunden sind. An jenen Stellen, an welchen die ortogonalen leitfähigen Streifen einander kreuzen, erscheint die von einer Spannungsquelle V_c erzeugte Spannung an der Pufferschicht 86. Entsprechend einer besonderen Ausführungsform weisen die Streifenelektroden 84 feldabhängige Trägerinjektionseigenschaften auf» Sobald die Spannungsdifferenz zwischen den ortogonal einander kreuzenden Streifen ausreichend hoch ist, werden von dem überlappenden Bereich einer bestimmten Streifenelektrode 84 Ladungsträger in den Gitterbereich in der Nähe des Substrats injiziert. Diese Ladungsträger bewegen sich in Richtung des entsprechenden überlappungsbereichs der Streifeneleketroden 88, welches zwischen den Pufferschichten 86 und 9o liegt. Bei einer genügend hohen Spannung der Spannungsquelle V_ wird ein wesentlicher Teil dieser Ladungsträger durch die offenen Bereichen zwischen den Streifenelektroden 88 aufgrund des durch die Spannungsquelle V_ er-

' B

zeugten elektrischen Feldes angezogen, sodaß dieser Teil bis

zur Pufferschient 9o gelangen kann. Dieselben Ladungsträger werden dann aufgrund der Spannung der Spannungsquelle V„

Sa

in Richtung des kontinuierlich ausgelegten elektrischenGitters 92 bewegt, von wo sie mit Hilfe des von einer Spannungsquelle ν, erzeugten elektrischen Feldes der Pufferschicht 94 zugeführt werden, von welcher aus sie die spannungsempfindliche Lichtmodulationsschicht 96 verändern.

Während des Zeitraumes, während

welchem die Spannung der Spannungsquelle V- aufrechterhalten wird, bleiben diese Ladungsträger an der Zwischenfläche zwischen der Pufferschicht 94 und der spannungsempfindlichen Lichtmodulationsschicht 96, demzufolge das Bild in Speicherung gehalten wird. Es ergibt sich somit, daß das Bildaufzeichnungselement selbst dann noch seine Speicherkapazität aufrecht erhält, wenn die bildweise Spannung der Spannungsquelle V nicht mehr zugeführt wird. Um eine Löschung des Bildes vorzunehmen, wird die Polarität der Spannung der Spannungsquelle V_A verändert, wodurch die Ladungsträger von der Pufferschicht 94 entfernt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß dieses Element die Eigenschaft besitzt, Grautöne zu erzeugen. Dies bedeutet, daß eine größere oder kleinere Anzahl von Ladungsträgern in die verschiedenen Bereiche der Pufferschicht 94 injiziert werden können, was einen entsprechenden Einfluß auf die betreffenden Bereiche der spannungsempfindlichen Lichtmodulationsschicht 96 hat. Fernerhin ergibt sich, daß eine unterschiedliche Anzahl von Ladungsträgern in die verschiedenen Bereiche der Pufferschicht gleichzeitig injiziert werden kann. Es muß jedoch hervorgehoben werden, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur ein Bildelement des Bildes erzeugt wird, wobei dieses Bildelement im Bereich des Schnittpunktes der Streifenelektroden 84 und 88 liegt, zwischen welchen die Spannung der Spannungsquelle V geschaltet ist. Die Grau-

skala des Bildelements wird dabei durch die Größe und/oder Dauer der Zufuhr der Spannung der Spannungsquelle V fest-

gelegt.

Das in den Fig. 11 und 12 dargestellte Element kann zusätzlich eine nicht dargestellte fotoleitfähige Schicht besitzen, welche zwischen den Streifenelektroden 84 und der Pufferschicht 86 angeordnet ist. Bei kontinuierlicher Belichtung mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung gibt die fotoleitfähige Schicht Ladungsträger ab, wodurch die Notwendigkeit eliminiert wird, daß die leitfähigen Streifenelektroden 84 Ladungsträgerinjektionseigenschaften besitzen. Es erscheint jedoch einleuchtend, daß die in den Fig. 11 und 12 dargestellte Ausführungsform insbesondere bei Elementen verwendbar ist, welche spannungsempfindliche Lichtmodulationsschichten besitzen.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Bildaufzeichnungselement durch das Vorsehen einer piezo-sensitiven Schicht akustische Bildaufzeichnungseigenschaften besitzt. Ein derartiges .Element ist insbesondere für die Umwandlung von akustischen Wellenfeldern bzw. akustischen Bildern in optische Bilder oder Hologramme geeignet.

Während des Betrieb eines derartigen Elementes gelangen akustische Wellenfelder durch ein akustisches Fenster 1oo und eine dünne leitfähige Schicht 1o2 auf eine piezo-empfindliche Schicht 1o4, welche eine bildweise Spannungserregung erhält. Die piezoempfindliche Schicht 1o4 kann aus einem geeigneten piezo-elektrischen oder elektrostriktiven Material bestehen. Geeignete piezoelektrische Materialien sind beispielsweise Quarz, Rochellsalz, polarisiertes PZT, Ammoniumdihydrogenphosphat.usw. Geeignete elektrostriktive Materialien sind beispielsweise Bariumtitanat, unpolarisiertes PZT usw.

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Eine gleichförmige Aktivationsstrahlung einer äußeren nicht dargestellten Quelle wird der fotoleitfähigen Schicht 16 zugeführt, wodurch innerhalb dieser Schicht gleichförmig Ladungsträger erzeugt werden. Es sei bemerkt, daß alle Schichten auf wenigstens einer Seite der fotoleitfähigen Schicht 16 .gegenüber der Aktivationsstrahlung durchlässig sein sollten.

Der Fluß von Ladungsträgern durch

eine Pufferschicht 1o8 in Richtung eines elektrischen Gitters 1o6 wird durch die Vorspannung einer Spannungsquelle V und durch die entsprechend der akustischen Energie hervorgerufene bildweise Spannungsverteilung innerhalb der piezoempfindlichen Schicht 1o4 gesteuert. Bei der von einer Spannungsquelle V_D

hergeleiteten Referenzspannung handelt es sich um eine Niederfrequenzspannung, deren Frequenz der der akustischen Wellen entspricht. Diese Referenzspannung besitzt dieselbe Spannungsverteilung wie ein senkrecht zugeführter akustischer Referenzstrahl. Die Spannungsverteilung innerhalb der piezoempfindlichen Schicht 1o4 ist demzufolge in der Regel die eines akustischen Hologramms eines akustisch bestrahlten Objektes.

Es sei bemerkt, daß die Referenzspannung der Spannungsquelle V_ß wahlweise vorgesehen werden kann. Mit der richtigen Polarität der Spannung V werden die durch die gleichförmige Aktivationsstrahlung in der fotoleitfähigen Schicht 16 erzeugten Ladungsträger in die Nähe des elektrischen Gitters 1o6 bewegt, und zwar in jene Bereiche, in welchen die piezoempfindliche Schicht eine große Menge von akustischer Energie erhalten hat und demzufolge eine Spannung vorhanden ist, mit welcher die Ladungsträger in Richtung des elektrischen Gitters bewegt werden können. Diese Ladungsträger gelangen durch das elektrische

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Gitter 1o6 in eine Pufferschicht 11o, von wo aus sie eine Modulation einer spannungsempfindlichen Lichtmodulatxonsschicht 112 vornehmen.

Es sei hervorgehoben, daß die

in Fig. 13 dargestellte Ausführungsform,insbesondere in Verbindung mit Elementen, verwendbar ist, welche eine spannungsempfindliche Lichtmodulationsschicht besitzen. Es sei fernerhin hervorgehoben, daß derartige Elemente die Eigenschaft besitzen, in gewissem Maße eine Dynamikkompression der akustischen Information vorzunehmen. Nur eine geringe Anzahl von Ladungsträgern werden von einem beliebigen Bereich der fotoleitfähigen Schicht weggezogen. Ein sehr stark akustisch bestrahlter Bereich der piezoempfindlichen Schicht kann demzufolge nur eine begrenzte Anzahl von Ladungsträgern der Pufferschicht 11o zuführen. Bei einer genügend langen akustischen Bestrahlung können demzufolge Bereiche des akustischen Bildes mit nur sehr geringen akustischen Energiemengen innerhalb der Pufferschicht 11o Ladungsträgermengen erzeugen, welche vergleichbar mit den am stärksten bestrahlten Bereichen ist. Eine derartige erscheint im allgemeinen bei der Umwandlung von akustischen in optische Bilder wünschenswert. Es sei fernerhin erwähnt, daß die Niederfrequenzspannung der Spannungsquelle V nicht unbeding notwendig ist.. Falls sie vorhanden ist, besitzt das aufgezeichnete akustische Bild die Eigenschaften eines akustischen Hologramms.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein elektrisches Gitter innerhalb eines xerographischen Elements angeordnet ist, welches in Verbindung mit einem xerographischen Kopierverfahren verwendbar ist. Gemäß Fig. 14 ist ein xerographisches Element 12p vorgesehen, welches entsprechend der Darstellung eine kreisförmige Trommel ist. Dieses xerographi-

sehe Element 12o kann jedoch in einer beliebigen Konfiguration - beispielsweise in Form einer flachen Platte oder eines endlosen Bandes - ausgebildet sein. Das xerographische Element 12o ist mit einem leitfähigen Substrat 122, einer leitfähigen Schicht 16, Pufferschichten 124 und 126 sowie einem elektrischen Gitter 125 versehen. Während des Betriebes wird die Trommel 12o an einer elektrostatischen Ladeeinrichtung 128 vorbeigeführt, welche gemäß der Darstellung mit Koronerentladungsnadeln versehen ist. Es kann jedoch auch eine andere bekannte Ladeeinrichtung verwendet werden. An die Koronerentladungsnadeln ist ein hohes elektrisches Potential einer Hochspannungs-, Gleichstrom- oder Wechselstromquelle angelegt, wodurch auf die äußere Oberfläche der Trommel 12o Ladungsträger aufgebracht werden. Die auf der Oberfläche der Trommel 12o aufgebrachten Ladungsträger können dabei wahlweise eine positive oder negative Polarität besitzen.

Der elektrostatisch geladene Bereich

der Trommeloberfläche wird daraufhin an einer Belichtungsstation vorbeigeführt, an welcher Stelle ein Muster der bildweisen Aktivationsstrahlung entsprechend dem zu reproduzierenden Bild abgegeben wird. Die Belichtungsstation besteht dabei aus einer Lichtquelle 13o, einem Transparenc~ original 131, einer Linse 132 sowie einem Schlitz 133. Das zu reproduzierende Original kann jedoch ebenfalls opak sein, in welchem Fall die Belichtung im Reflexionsmodus erfolgt. Die die fotoleitfähige Schicht 16 erreichende bildweise Aktivationsstrahlung erzeugt ein bildweises Muster von fotoerzeugten Ladungsträgern, welche mit Hilfe der Spannung einer Spannungsquelle V von dem elektrischen Gitter 125 angezogen werden. Bei Annäherung des Gitters 125 gelangen die Ladungsträger unter den Einfluß des durch die Koronerentladung auf der Oberfläche erzeugten elektrischen Feldes, sodaß sie durch das elektrische Gitter 125 und die Pufferschicht der Oberfläche der Trommel 12o zugeführt werden, an welcher

Stelle sie die Oberflächenladungsträger in bildweiser Aufteilung neutralisieren, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird.

Das elektrostatische latente Bild

wird dann entwickelt, indem ein elektroskopisches Markiermaterial in Form eines Toners zugeführt wird, welcher vorzugsweise eine Ladung mit entgegengesetzter Polarität der auf der Trommel 12o befindlichen Ladungsträger besitzt. Das Tonermaterial kann dem elektrostatischen latenten Bild mit Hilfe des bekannten kaskaden Entwicklungsverfahren zugeführt werden, bei welchem von einem Abgabebehälter 134 über einzelne Zwischenelemente Tonerteilchen der Oberfläche der Trommel 12o beim Durchlauf durch die Entwicklungsstation zugeführt werden. Es sei jedoch verstanden, daß ein beliebiges Entwicklungsverfahren verwendet werden kann, um ein sichtbares Bild herzustellen. So kann beispielsweise ein Pulverstäubungsverfahren entsprechend der US-PS 2 725 3o4, ein magnetisches Bürstenverfahren entsprechend der US-PS 2 975 758, oder ein Flüssigkeitsentwicklungsverfahren verwendet werden. Die sichtbaren Pulverbilder v/erden dann an dar Trommel 12o fixiert oder anschließend mit Hilfe eLiSS geeigneten Transferverfahrens auf einen Aufzeichnungsträger 136 - beispielsweise Papier - transferiert und auf demselben fixiert. Obwohl elektrostatische latente Bilder in der Regel mit Tonerteilchen entwickelt werden, so kann das latente Bild ebenfalls auf andere Weise ausgewertet werden, beispielsweise können elektrostatische Abtastsysteme verwendet werden, um das latente Bild auszulesen. Das elektrostatische Bild kann fernerhin mit Hilfe von TESI-Verfahren auf andere Materialien übertragen und dort gespeichert werden.

Falls das xerographische Element

12o für die Herstellung von zusätzlichen Kopien v/ieder verwendet werden soll, so wie dies bei rezirkulierbaren xerographischen Verfahren möglich ist, muß jegliche Restladung

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an der Trommel vor jeder Wiederholung des Zyklus entfernt werden, nachdem das sichtbare Pulverbild auf das Aufzeichnungsmedium transferiert worden ist. Die Restladung kann mit Hilfe einer Ionisierung der oberhalb der Trommel befindlichen Luft.von der Trommeloberfläche entfernt werden, während die fotoleitfähige Schicht gleichförmig belichtet wird. Die Spannung der Spannungsquelle V_n ist fernerhin

Jo

so eingestellt, daß fotoerzeugte Ladungsträger in Richtung des elektrischen Gitters 125 bewegen können, von wo sie mit Hilfe des Feldes der Restladung in die Pufferschicht 126 gezogen werden. Die Ladungsentfernung kann beispielsweise mit Hilfe einer Wechselstromkoronerentladung bei Anwesenheit einer Belichtung einer Lichtquelle entfernt werden. Vorzugsweise ist jedoch, wie vor dargestellt, eine leitfähige Bürste 138 vorgesheen, welche in direkte Berührung mit der Trommeloberfläche bei Anwesenheit von einer Belichtung gebracht wird. Dieses Verfahren erscheint deshalb vorteilhaft, weil auf der Trommeloberfläche verbleibende Tonerteilchen gleichzeitig entfernt werden. Dabei erscheint es verständlich, daß die in Fig. 14 dargestellte Ausführungsform die Verwendung von Fotoleitern ermöglicht, welche bei xerografischen Kopierern eine starke Dunkelabfallcharakterxstik besitzen.

Pig, 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwei elektrische Gitter innerhalb eines xerographischen Elements angeordnet sind, welches für xerographische Kopierer verwendbar ist. Gemäß Fig. 15 besteht das xerographische Element 14o aus einem leitfähigen transparenten Substrat 142, Pufferschichten 146, 148, einem dazwischenliegenden elektrischen Gitter 15o, einer fotoleitfähigen Schicht 16, Pufferschichten 152 und 154," einem zwischen diesen Schichten liegenden elektrischen Gitter 156, sowie einer Isolierschicht 158.

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Während des Betriebs wird die

fotoleitfähige Schicht 16 im Bereich einer Belichtungsstation 129 einer bildweisen Aktivationsstrahlung ausgesetzt, wobei die Spannungen der Spannungsquellen V- und V so eingestellt sind, daß die sich ergebenden fotoerzeugten Ladungsträger der Pufferschicht 146 zugeführt und in derselben gespeichert v/erden können. Die Polarität der Spannungsquelle V"_A wird daraufhin geändert und die fotoleitfähige Schicht 16 mit Hilfe einer Belichtungseinrichtung 16o einer gleichförmigen Aktivationsstrahlung ausgesetzt. Die Belichtungseinrichtung 16o besteht dabei aus einer Lichtquelle 161 und einer Abschirmung 162. Gleichzeitig wird das Oberflächenpotential der Oberfläche der Trommel 14o geändert, sodaß dasselbe auf oder in die Nähe von Erdpotential gebracht wird. Dies kann - wie dargestellt - mit Hilfe einer feinen leitfähigen Bürste 164 erreicht werden, mit welcher die Oberfläche der Trommel 14o abgebürstet wird. Dies kann jedoch ebenfalls dadurch erreicht werden, indem eine leitfähige Platte in der Nähe der Trommeloberfläche angeordnet wird. Der Grund für die Erniedrigung des Potentials an der Trommeloberfläche ist darin zu suchen, daß auf diese Weise die durch die gleichförmige Belichtung erzeugten Ladungsträger d^rch das elektrische Gitter 156 hindurch auf die Oberfläche der Isolierschicht 158 gebracht werden. Dieser Effekt erfolgt bildweise, weil die von der fotoleitfähigen Schicht 16 während der Belichtung entfernten Ladungsträger das Feld an der fotoleitfähigen Schicht in den belichteten Bereichen verringern. Auf diese Weise können weniger fotoerzeugte Ladungsträger von diesen Bereichen während der gleichförmigen Belichtung entfernt werden.

Die an der Isolierschicht haftenden

Ladungsträger ziehen die Tonerteilchen auf die Oberfläche der Trommel entsprechend der gewünschten Bildkonfiguration. Es ist jedoch nicht nachteilig, wenn eine relativ dünne Fangschicht im Bereich der Zwischenfläche zwischen der

SQ. Μ 18>/ Tt 4 9·

- 6ο -

Pufferschicht 154 und der Isolierschicht 158 vorhanden ist. Die Isolierschicht 158 kann aus einem geeigneten elektrischen Isoliermaterial - beispielsweise Polyäthylen, Tedlar, Teflon oder Plexiglas - bestehen. Diese Schicht weist einen Volumenwiderstandswert oberhalb von 1o Ohm-cra auf, wobei dieser

12

Widerstandswert in der Regel bei ungefähr 1o Ohm-cm liegt.

Die in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform ist insbesondere für Bildsubstraktions- und Bildschwellwertbildung für eine genaue Steuerung der Qualität und Eigenschaften des xerographischen Bildes geeignet. Beispielsweise kann der Kontrast eines Bildes im Hinblick auf ein bestimmtes zu kopierendes Original verändert werden. Es ergibt sich ferner, daß diese Ausführungsform keine elektrostatische Ladeeinrichtung - beispielsweise Koronerladeeinrichtung - benötigt, um Kopien herzustellen. Es ergibt sich somit eine wesentlicheVerexnfachung der Kopiermaschinenkonfiguration. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß in manchen Fällen, in welchen die fotoleitfähige Schicht 16 genügend dick ist, die Pufferschicht 148, wie bereits erwähnt, eliminiert werden kann.

Die an den verschiedenen Schichten

der verschiedenen Ausführungsformen anliegenden Spannungen liegen zwischen o,1 und 25ooo Volt, wobei der Spannungswert u.a. von der Dicke der betreffenden Schicht,deren Eigenschaften usw. abhängt.

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Claims

Patentansprüche

1 . Elektro-optisches Bildauf-

-uiichnungdelement mit einer ladungsträgererzeugenden Schicht, daduLch gekennzeichnet, daß oberhalb der laduiigs trägerer zeugenden Schicht (16) ein elektrisches Gitter (22) vorgesehen ist, welches wiederum von einer spannuncjs- oder stromempfindlichen Liehtmodulationsschicht (2 4) bedeckt ist.
2. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein leitfähiges Substrat (14) vorgesehen ist.
3. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat (14) transparent ist.
4. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem elektrischen Gitter (78) ein konform ausgebildetes Isoliergitter (79) vorgesehen ist (Fig. 8).
5. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß über dem elektrischen Gitter (78) ein konform ausgebildetes fotoleitfähiges Gitter (8o) vorgesehen ist (Fig. 9).

6. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich im Bereich der Ladungsträger erzeugenden Schicht (16) eine Injektionsschicht (72) vorgesehen ist (Fig. 9).

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2438Ü63

7. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ladungsträger erzeugende Schicht (16) aus fotoleitfähigem Material besteht.

8. Bildaufzeichnungselemen'; inch Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daü das elektrische Gitter (22) auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht (16) angeordnet ist, und daß die Dicke der fotoleitfähigen Schicht (16) derart gewählt ist, daß die auf die abliegende Seite der fotoleitfähigen Schicht

(16) gerichtete Aktivationsstrahlung im wesentlichen absorbiert ist, bevor dieselbe die Zwiachenfläche zwischen <ler fotoleitfähigen Schicht (16) und des elektrischen Gitters (22) erreicht (Fig. 2).

9. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich einer Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht (16) zusätzlich eine Pufferschicht (2o) vorgesehen ist (Fig. 2).

10. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekenn ze ichne t , daß im Bereich der beiden Oberflächen der fotoleitfähigen Schicht (16) je eine Pufferschicht (58, 66) vorgesehen ist (Fig.. 8).

11. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit welcher das an der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht (24) anliegende elektrische Feld mit einer Frequenz räumlich modulierbar ist, die innerhalb der räumlichen Frequenz-Ansprechcharakteristik der Lichtmodulationsschicht (24) liegt.

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12. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht (2 4) aus einem Elastomermaterial besteht.

13. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb der Elastomerschicht (44) eine biegsame leitfähige Schicht: (54) vorgesehen ist (Fig. 7).

14. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb der biegsamen leitfähigen Schicht (54) eine ,01-schicht (56) vorgesehen ist (Fig. 7).

15. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb der Elastomerschicht (44) eine aus einer leitfähigen Flüssigkeit bestehende Schicht (46) vorgesehen ist (Fig. 5).

16. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 12, dadurc h gekennzeichnet/ daß oberhalb der Elastomerschicht (44) eine aus einem leitfähigen Gas bestehende Schicht (5o) vorgesehen ist, und daß ein Ionisationselement (51) vorgesehen ist, mit welchem das leitfähige Gas ionisierbar ist (Fig. 6).

17. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Gitter aus Gold und Indium besteht.

18. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht (2 4) aus einem flüssigen kristallinen Material besteht.

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- δ-4.

2431083

19. . Bilääufzeicftnuirgselement nach Anspruch 7, dadurch g e k e ti ή ζ e ί G h ti et'-_t daß. -die Spannungs- oder stromempfindliehe LiGhtmOdaiatioiisSchiGiit

(24) aus einem elektrö-öptiäöhen Material Gesteht*

20. Biliä^f zeichnungsöieitient nach Anspruch 7, dadurch g e ken a ζ e i G h η δ t , <äaß das elektrische «äitter (22) eihö räumliche frequenz feesitzt/ welche außerhalb der räufelichen Fr^cju^nz^Ähöprechscharakteristik der spannungs- oder stromöHipfiftdlichen LichtmodulationssGhiciit (24) %%-eqt»

21. Bil(äa\äfzeiclifMngs©iteitterit naöh Anspruch 7, daduiröh g e k e η ö ζ e i G h f% et , daß iti Bereich von wenigstens einer Seite des elektrischen Öitters (22) eine Anti-in^ektiöftäs-öhfiökfe VOrgeisefteii iit.

22. Äiliötufzeichnüiigseleffiertt

einem der Ansprüche 1 h-iä 21, dadurch g e h & ti h η zeichnet , daß däss^llje aus einem erstfeil elektriscihen Gitter (62) mit auf beidön Ö@iteö liegöftden. PUfier&^kiöhten (58, 6o) , einer dairübelrliefeniöit fötoleitfähigen Schilt (16), einem zweiten elektrischen Öittör (68) Mt auf beiden Seiten angeordneten Puffefschichten (&4, 66) sowie einer <äarübeirliegenden spannungs- oder str©ft®mpfiödlichen schicht (7o) besteht (Mg. ii»

23. &ildatafzeichnungeeleme'ftt

einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch g e k e.'h η %■ e i c h net, daß dasselbe aus eifter fotoleitfähigeh Schicht (16), einer darüberiiegendeh öfsten Pufferschicht (76), einem elektrischen Gitter (78), einem konform dazu ausgebildeten fotoleitfähigen Gitter (79), einer darüberliegenden zweiten Pufferschicht (74),sowie einer spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht (7o) besteht (Fig. 9)>

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24. . Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch g e k e η η ze ich net, daß dasselbe aus einem isolierenden Substrat (82), einem Satz darauf angeordneter Streifeleketroden (84), einer darüber angeordneten ersten Pufferschicht (86) , einem darüberliegenden Satz Streifenelektroden (88), einer zweiten Pufferschicht (9o) , einem darüberliegenden. Gitter (92), einer dritten Pufferschicht (9 4), sowie einer spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht (96) besteht. (Fig, 11, 12) .

25. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 24, dadurch ge kenn zeichnet , daß der erste Satz von Streifenelektroden (84) so ausgebildet ist, daß dieselben in der Lage sind, unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes Ladungsträger zu injizieren.

26. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet., daß oberhalb des ersten Satzes von Streifenelektroden (84) eine aus fotoleitfähigem Material bestehende Schicht angeordnet ist.

27. ' ' Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß dasselbe aus einem akustischen Fenster (1oo), einer darüber angeordneten leitfähigen Schicht (To2), einer piezo-empfindlichen Schicht (1o4), einer darüberliegenden fotoleitfähigen Schicht (16), einer darüberliegenden ersten Pufferschicht (1o8), einem elektrischen Gitter (To6), einer zweiten.Pufferschicht (llo), sowie einer spannüngs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht (112) besteht (Fig. 13).

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28. Xerographieches Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß dasselbe aus einem leitfähigen Substrat (122), einer darüberliegenden fotoleitfähigen Schicht (16), einer ersten Pufferschicht (124), einem elektrischen Gitter (125) , sowie einer darüberliegenden zweiten Pufferschicht (126) besteht. (Fig. 14).

29. Xerographisches Bildaufzeichnungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21,dadurch gekennzeichnet/ daß dasselbe aus einem leitfähigen transparenten Substrat (142), einer darüberliegenden ersten Pufferschicht (146), einem ersten elektrischen Gitter (1.5ο), einer darüberliegenden fotoleitfähigen Schicht (16) , einer zweiten Pufferschicht (152, einem zweiten elektrischen Gitter (156), einer darüberliegenden dritter Pufferschicht (154), und einer Isolierschicht (158) besteht (Fig. 15).

30. Bildaufzeichnungselement nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb des ersten Gitters (15o) zusätzlich eine vierte Pufferschicht (143) vorgesehen ist.

31. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß folgende Schritte vorgesehen werden:

a) Anlegen eines ersten elektrischen Feldes an der Ladungsträger erzeugenden Schicht zwischen dem elektrischen Gitter und dem leitfähigen Substrat,

b) Aussetzen der Ladungsträger erzeugenden Schicht einer informatxonsmodulierten, aktivierenden elektromagnetischen Strahlung, und

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c) Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes an die spannungs- ofer stromemp'findiiche Lichtmodulatiönsschicht, wodurch innerhalb derselben ein Bild erzeugt wird. ·^; ■■'''■'- ''- -- " .·'. " -"-

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gekerinze i c h η e t V daß folgende ^erfahirenaochritte durchgeführt werden·:- ' ' ' ^>:" ' · ·'"'-' ·■"■---'■■■·'■ ■·'·■'-'■

a) Anlegen eines er-steh elektrischen Feldes an der spannungs-Gder stromempkindlichen l

b) Ztk-führen der in€©rinatiÖnsihöduliert€iö sehen Strahltikg; bei gleichzeitigem Anlegen eines zweiten elektifisöheh ^:i*eides an der ladungsträger ¹^ erzeugenden Sehi-cht, und ·

c) Entfernilng des elektrischen Feldes ¥6n dei !Ladungsträger erzeugenden Schicht -_t wodurch innerhalb der spannungs- 'odsr stfomefiapfindlicheh Lichtitiodülationsschieht ein Bild erzeugt wird-*'

33. Verfahren gemäß dem Substralctions-

modus naeh Anspruch 22, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ^ daß die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden-:

a) Anlegen eines' ersten elektrischen -FeIdSs zwischen dem leitfähigen Substrat und dem eiisten ©löktMschen Gitter,

b) Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes zwischen den beiden elektrischen Gittern,

c) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht, einem ersten bildweisen Muster der aktivierenden elektromagnetischen Strahlung,

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d) Umkehrung der Polarität des zweiten elektrischen Feldes und Einstellung der Feldstärke auf einen Wert, welcher im wesentlichen gleich der Stärke des elektrischen Feldes innerhalb der fotoleitfähigen Schicht in Bereichen hoher Intensitätbestrahlung ist,

e) Anlegen eines dritten elektrischen Feldes an der vierten Pufferschicht und der spannungs- und stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht, und

f) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer zweiten bildweisen Aktivationsstrahlung, wodurch innerhalb der Lichtmodulationsschicht ein dem zweiten Bildmuster entsprechendes Bild erzeugt ist, von welchem das erste Bildmuster substrahiert ist.

34. Verfahren entsprechend dem Schwellwertmodus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Anlegen eines ersten elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Substrat und dem ersten elektrischen Gitter,

b) Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes zwischen den beiden elektrischen Gittern,

c) Aussetzen.der fotoleitfähigen Schicht einem bildweisen Muster einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung

d) Einstellung der Stärke des zweiten elektrischen Feldes auf einen vorgegebenen Wert,

e) Anlegen eines dritten elektrischen Feldes an die vierte Pufferschicht und die spannungs- und stromemfindliche Lichtmodulationsschicht, und

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f) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichförmigen Aktivationsstrahiung, wodurch innerhalb der Lichtmodulationsschicht ein Bild erzeugt wird, welches jenen Bereichen des bildweisen Musters der Aktivationsstrahiung entspricht, die Intensitäten unterhalb eines vorgegebenen Wertes besitzen.

35. Verfahren entsprechend dem Schwell-

wertmodus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden;

a) Anlegen eines ersten elektrischenFeldes zwischen dem leitfähigen Substrat und dem ersten elektrischen Gitter,

b) Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes zwischen den beiden elektrischen Gittern,

c) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichförmigen Aktivationsstrahiung,

d) Einstellen der Stärke des zweiten elektrischen Feldes auf einen vorgegebenen Wert,

e) Anlegen eines dritten elektrischen Feldes an die vierte Pufferschicht, und die spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht, und

f) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einem bildweisen Muster einer Aktivationsstrahiung, wodurch innerhalb der Lichtmodulationsschicht ein Bild erzeugt wird, welches jenen Bereichen des bildweisen Musters der Aktivationsstrahiung entspricht, die Intensitäten oberhalb eines vorgegebenen Wertes besitzen.-

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36. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Anlegen eines ersten elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Substrat und dem elektrischen Gitter,

b) Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes ander zweiten Pufferschicht und der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht,

c) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einem bildweisen Muster einer Aktivationsstrahlung,

d) Einstellung der Stärke des elektrischen Feldes, und

e) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichförmigen Aktivationsstrahlung, wodurch ein Bild innerhalb der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht erzeugt wird.

37. Verfahren reach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet , daß folgende Verfahrens sehr it te durchgeführt werden:

a) Anlegen eines ersten elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Substrat und der fotoleitfähigen Schicht,

b) Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes an der zweiten Pufferschicht und der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht,

c) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einem bildweisen Muster einer Aktivationsstrahlung, und

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d) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichförmigen Aktivationsstrahlung, wodurch innerhalb der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht ein Bild erzeugt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 24,

dadurch gekenn ze i chnet , daß die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Herstellung eines ersten elektrischen Feldes in bestimmten Bereichen zwischen den Streifenelektroden und den Strexfengxtterelektroden,

b) Erzeugung eines zweiten elektrischen Feldes zwischen den Streifengitter-Elektroden und dem elektrischen Gitter, und

c) Erzeugung eines dritten elektrischen Feldes innerhalb der spannungs- oder stromemfpindlichen Lichtmodulationsschicht, wodurch innerhalb derselben ein Bild erzeugt wird.

39. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch

gekennzeichnet , daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichförmigen Aktivationsstrahlung,

b) Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes in bestimmten Bereichen zwischen den Streifenelektroden und den Strexfengxtterelektroden,

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c) Erzeugung eines zweiten elektrischen Feldes zwischen den Streifengitterelektroden und dem elektrischen Gitter, und

d) Erzeugung eines dritten elektrischen Feldes innerhalb der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht , wodurch innerhalb derselben, ein Bild erzeugt wird.

4o. Verfahren zur Erzeugung akustischer

Bilder gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichmäßigen Aktivationsbestrahlung,

b) Zuführen von informationsmodulierter akustischer Energie durch ein akustisches Fenster,

c) Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes zwischen der leitfähigen Schicht und der elektrischen Gitter, und

d) Erzeugung eines zweiten elektrischen Feldes innerhalb der spannungs- oder stromempfindlichen Lichtmodulationsschicht, wodurch innerhalb derselben ein Bild erzeugt wird.

41. Verfahren nach Anspruch 4ö,

dadurch gekennzeichnet/ daß zwischen der leitfähigen Schicht und dem elektrischen Gitter zusätzlich ein drittes elektrisches Feld erzeugt wird, welche eine Frequenz im Niederfrequenzbereich besitzt.

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42. Verfahren nach Anspruch 28,

dadurch gekennzeichnet , daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Aufbringen¹ einer elektrostatischen Ladung auf die Oberfläche des Bildaufzeichnungselementes,

b) Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Substrat und dem elektrischen Gitter, und

c) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einem bildweisen Muster einer Aktivationsstrahlung, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird.

43. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch

gekennzei chnet ,daß folgende .Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Substrat und dem zweitem elektrischen Gitter,

b) Erzeugung eines zweiten elektrischen Feldes zwischen dem leitfähigen Substrat und dem ersten elektrischen Gitter,

c) Aussetzen der fotleitfähigen Schicht einem bildweisen Muster einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung,

d) Umkehrung der Polarität des ersten elektrischen Feldes,

e) Aussetzen der fotoleitfähigen Schicht einer gleichförmigen aktivierenden elektromagnetischen Strahlung und gleichzeitiges Ändern des Oberflächenpotentials des Bildaufzeichnungselementes im Hinblick auf die

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Erreichung von im wesentlichen Erdpotential, und

f) Aufbringen von elektroskopischem Markiermaterial auf das Bildaufzeichnungselement, demzufolge auf dessen Oberfläche ein sichtbares Bild erzeugt wird.

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