DE2431770A1 - Abbildungsteil und -verfahren - Google Patents

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y. / USA

Abbildunsrsteil und -verfahren

Die Erfindung betrifft elektrooptisch^ Abbildungsteile und insbesondere vielschichtige Abbildungsteile, die eine deformierbare Elastomerschicht und eine dünne flexible ■ leitende Metallschicht einschließen. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Bildung der Metallschicht und Abbi'ldungsmethoden unter Verwendung der neuen Abbildungsteile.

In der Abbildungstechnik ist eine breite Klasse von Abbildungsteilen bekannt, die optische Bilder durch eine bildweise. Verteilung von photoerzeugten Spannungen oder

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Strömen aufzeichnen, welche auf ein spannungs- oder stromveränderbares Aufzeichnungsmedium einwirken. Bei diesen Teilen gestattet typischerweise eine bildweise aktivierende Strahlung,,die auf einen Photoleiter einfällt, daß die Ladungsträger sich in einem äußeren elektrischen Feld bewegen. Diese Ladungsträger stehen in Wechselwirkung mit einem spannungs- oder stromempfindlichen Teil, das seinerseits das Licht moduliert.

In der US-PS 2 896 507 wird ein Abbildungsteil beschrieben, das eine photoleitende Schicht und eine elastisch deformierbare Schicht einschließt, welche zwischen ein Paar Elektroden gelegt ist, wovon eine eine dünne Metallschicht ist, die über der deformierbaren Schicht liegt. Beim Betrieb wird eine¹bildweise aktivierende Strahlung auf das Teil gerichtet und es wird ein elektrisches Feld über die photoleitende und die deformierbare Schicht ausgebildet, wodurch bewirkt wird, daß sich diese Schichten in einer bildweisen Konfiguration deformieren. Es heißt, daß dieses Teil dazu imstande ist, als ein Bildintensivator zu wirken, da das Deformierungsbild dann mit einer Lichtquelle hoher Intensität und einem optischen Schlierensystem abgelesen werden kann.

Vorrichtungen dieser Art sind wegen der vielen Anwendungszwecke, für die sie verwendet werden können, beispielsweise für eine Bildverstärkung, Bildlagerung etc., von großem Interesse. Naturgemäß sollten für handelsübliche Zwecke diese Vorrichtungen typischerweise für sehr viele Abbilduhgszyklen, z.B. von mindestens etwa 100000, und vorzugsweise viel mehr, geeignet sein. Für ein zufriedenstellendes Verhalten werden viele Anforderungen an die metallische Elektrodenschicht gestellt. Diese dünne metallische

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Schicht sollte gewünschterweise stark reflektierend sein, um das abgelesene Licht wirksam zu verwerten, eine gute seitliche Leitfähigkeit haben, da sie, wenn sie als eine Elektrode der Vorrichtung verwendet wird, einen Laduhgsaustausch mit allen Punkten der Vorrichtung gestatten sollte, hoch flexibel sein, damit die Abbildungsdeformierungen ohne eine Behinderung bei den Betriebsbedingungen auftreten können, eine ausgezeichnete Stabilität haben, d.h. die Abbildungseigenschaften sollten sich während der Lagerung oder unter einer wiederholten Zyklisierung nicht wesentlich verändern, und sie sollte nur geringe innere Spannungen haben, da z.B. nennenswerte Spannungen in typischer Weise dazu neigen wurden, die maximale Deformation zu vermindern, und auch eine Verschiebung zu niedrigeren Raumfrequenzen vornehmen würden. Ein wichtiges Erfordernis besteht darin, daß die Metallschicht an der deformierbaren Schicht haftend sein sollte, so daß die Deformationen der Metallschicht wirksam an diejenigen der deformierbaren Schicht angekuppelt werden.

Es sollte beachtet werden, daß die US-PS 2 896 507 nichts hinsichtlich der Materialien aussagt," die für die Metallschicht verwendet werden, und daß sie auch keine Angaben über Methoden macht, um die Metallschicht auf der deformierbaren Schicht auszubilden. Es wird ersichtlich, daß enorme Probleme damit verbunden sind, metallische Schichten zur Verfügung zu stellen, die dazu imstande sind, den gestellten Forderungen zu genügen. So können z.B. bei solchen dünnen Schichten einige Metalle hochreflektierend, jedoch nicht genügend leitfähig sein.

In neuerer Zeit wurde von Sheridon ein weiterer Fortschritt erzielt, der die Ruticon-Familie (hergeleitet von den grie-

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chischen Wörtern "rutis" für falten und "icon" für Bild) von AtTbildungsteilen beschrieb. Dabei kann ein spannungsempfindliches lichtmodulierendes Aufzeichnungsmedium aus einer deformierbaren Elastomerschicht und dem photoleitenden Material als gesonderte Schicht vorgesehen werden oder in die Elastomerschicht eingearbeitet werden (nähere Beschreibungen der Ruticon-Vorrichtungen finden sich z.B. in "IEEE Transactions On Electron Devices", September 1972, sowie in der US-PS 3 716 359). Es werden verschiedene unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben, um ein elektrisches Feld über die Elastomerschicht auszubilden.

Bei einer Ausführungsform, die von Sheridon als Gamma-Ruticon bezeichnet wird, wird auf der Oberfläche der Elastomerschicht eine dünne flexible Metallschicht vorgesehen, die als eine Elektrode der Vorrichtung wirkt. Das Gamma-Ruticon von Sheridon ist dazu imstande, ein ausgezeichnetes Verhalten für sehr viele Abbildungszyklen zu zeigen, da unter anderem die flexible Metallschicht den daran gestellten strengen Erfordernissen genügen kann. Von Sheridon wird dieses erwünschte Ergebnis erhalten, indem Metallschichten gebildet werden, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Metallen enthalten. Die bevorzugte Metallschichtzusammensetzung umfaßt Gold und Indium. Andere Metalle, die für Metallschichten der Gamma-Ruticon-Vorrichtungen geeignet sind, sind ebenfalls beschrieben (vgl. insbesondere US-PS 3 716 359, Spalte 10, Zeilen 1 bis 8). Es wird auch beschrieben, daß zu diesen Schichten weitere Materialien gegeben v/erden können, um besondere Eigenschaften zu verstärken oder zu unterdrücken. Es v/erden auch verschiedene Techniken beschrieben, um die Metallschicht auf der Elastomerschicht zu bilden, z.B. durch Vakuumeindampfung.

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Obgleich, wie bereits ausgeführt wurde, die metallischen Schichtzusammensetzungen, die von Sheridon beschrieben werden, ein ausgezeichnetes Verhalten aufweisen, ist es doch immer erwünscht, bestimmte Betriebseigenschaften von solchen Metailschichten zu verbessern. Bei relativ neuen und wachsenden technischen Gebieten, z.B. bei elektrooptischen Abbildungsteilen, die eine deformierbare Elastomerschicht enthalten, geht die Entwicklung nach neuen Materialien zur Verwendung in diesen Teilen weiter. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine neue und vorteilhafte flexible Zusammensetzung der Metallschicht.

Ziel der Erfindung ist es, neue elektrooptische Abbildungsteile zur Verfügung zu stellen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, elektrooptische Abbildungsteile zur Verfügung zu stellen, die eine deformierbare Elastomerschicht und eine flexible leitfähige Metallschicht einschließen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine neue Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die Titan und Siloei· enthält und die für flexible leitende Metallschichten in solchen elektrooptischen Abbildungsteilen geeignet ist.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, Abbildungsmethoden zur Verfügung zu stellen, bei denen die neuen elektrooptischen Teile der Erfindung verwendet werden.

Schließlich ist es noch ein weiteres Ziel der Erfindung, Methoden zur Verfügung zu stellen, um die neue flexible leitende Metallschicht zu bilden.

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Gemäß der Erfindung wird nun eine dünne flexible leitende Metallschicht zur Verfügung gestellt, die Titan und Silber auf einer Oberfläche einer deformierbaren Elastomerschicht in einem elektrooptischen Abbildungsteil umfaßt, das auch ein photoleitendes isolierendes Material einschließt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das photoleitende Material als getrennte Schicht vorhanden. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das photoleitende Material in die deformierbare Elastomerschicht eingearbeitet. Die flexible leitfähige metallische Schicht dient als eine Elektrode für das Abbildungsteil, das vorzugsweise eine weitere Elektrode angeordnet an der anderen Seite des Abbildungsteils aufweist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen elektrooptischen Abbildungsteils,

Fig. 2 eine logarithmische graphische Darstellung, die das Kontrastverhältnis gegen die Anzahl der Abbildungszyklen bei einem erfindungsgemäßen Abbildungsteil und einem Abbildungsteil gemäß dem Stand der Technik zeigt,

Fig. 3 eine logarithmische graphische Darstellung, die das Kontrastverhältnis gegen die Anzahl der Abbildungszyklen für die gleichen Teile wie in Figur 2 zeigt, wobei jedoch während der Abbildung eine unterschiedliche Polarität des Feldes angewendet wird,

Fig. 4 eine halblogarithmische graphische Darstellung, die

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die Beugungsleistung gegen die Anzahl der Abbildungszyklen bei den gleichen Teilen zeigt, die dazu verwendet worden sind, um die in Figur 2 dargestellten Ergebnisse zu erhalten,

Fig. 5 eine halblogarithmische graphische Darstellung, die die Beugungsleistung gegen die Anzahl der Abbildungszyklen bei den gleichen Abbildungsteilen und -bedingungen zeigt, die verwendet worden sind, um die Ergebnisse der Figur 3 zu erhalten, und

Fig. 6 eine teilweise schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines elektrooptischen Abbildungsteils gemäß der Erfindung.

Die Figur 1 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht eines elektrooptischen Abbildungsteils, das allgemein als 10 bezeichnet wird, wobei ein im wesentlichen transparentes Trägersubstrat 12 und eine im wesentlichen transparente leitfähige Schicht 14 eine im wesentlichen transparente Elektrode bilden. Es sollte beachtet werden, daß die Elektrode nicht transparent zu sein braucht. Sie kann auch je nach der Art und Weise, wie das Abbildungsteil 10 verwendet wird, opak sein. Die überliegende leitende Schicht 14 ist eine Schicht aus einem photoleitenden isolierenden Material 16, die ihrerseits die deformierbare Elastomerschicht 18 trägt. Bei einer weiteren Ausführungsform kann das photoleitende isolierende Material in die deformierbare Elastomerschicht 18 eingearbeitet werden, wodurch die Notwendigkeit für eine Schicht 16

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in Wegfall kommt. Die überliegende Elastomerschicht 18 ist eine dünne flexible leitfähige Metallschicht 20, die als zweite Elektrode für die Abbildungsvorrichtung dient. Die Elektroden sind durch Leitungen 24 an eine Potentialquelle 22 angeschlossen. Die Potentialquelle 22 kann z.B. eine Wechselstromquelle, eine Gleichstromquelle oder eine Kombination daraus sein. Der äußere elektrische Stromkreis kann auch geeignete (nicht gezeigte) Schaltereinrichtungen enthalten.

Es sollte beachtet werden_s daß das Substrat 12 und die leitfähige Schicht 14 nicht erforderlich sind, wenn das elektrische Feld mittels einer Koronaaufladung ausgebildet wird, So kann z.B. das Feld nach der Doppelseiten-Koronaaufladungstechnik aufgebracht werden, bei der eine Koronaaufladungsvorrichtung an jeder Seite des Abbildungsteils angeordnet ist, oder es kann alternativ eine Seite des Abbildungsteils koronabeladen werden, während die andere Seite geerdet ist. Naturgemäß ist es auch möglich, ein Substrat in dem Abbildungsteil zu haben, wenn das Feld in dieser Weise ausgebildet wird. In diesem Falle braucht es nicht seitlich ±eitfähig zu sein.

Beim Betrieb des Abbildungsteils 10 wird ein elektrisches Feld über die photoleitende Schicht 16 und die Elastomerschicht 18 ausgebildet, indem ein Potential von der Quelle 22 zu den Elektroden angelegt wird. Mit dem elektrischen Feld wird ein bildweises Muster einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung auf das Abbildungsteil gerichtet. Das elektrische Feld induziert einen Ladungsfluß in den Gegenden der photoleitenden Schicht 16, die der Strahlung ausgesetzt sind, wodurch das Feld über die Elastomerschicht 18 variiert. Die mechanische Kraft des elek-

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trischen Feldes bewirkt, daß sich die Elastomerschicht in einem Muster deformiert, das der bildweisen aktivierenden Strahlung entspricht. Die leitende Metallschicht 20 ist genügend flexibel, um den Deformationen der Elastomerschicht 18 zu folgen.

Naturgemäß muß die aktivierende elektromagnetische Strahlung die photoleitfähige isolierende Schicht 16 erreichen. Wenn die flexible leitfähige Metallschicht 20 opak bzw. trüb ist, dann müssen das Trägersubstrat 12 und die leitfähige Schicht 14 transparent sein, damit die Bildinformation die photoleitfähige Schicht 16 erreicht. In diesem Falle kann die Bildinformation kontinuierlich abgelesen v/erden, wenn das Ableselicht von dem Teil 10 einfällt. Wenn die Metallschicht 20 transparent ist, dann kann die Ablesestrahlung von ihrer Oberfläche reflektiert werden, oder das Teil 10 kann in Transilluminierung abgelesen werden, vorausgesetzt, daß das Substrat 12 und die leitende Schicht 14 transparent sind.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht wurde, kann die Bodenelektrode des Aboildungsteils 10 jedes geeignete leitfähige Material umfassen und es kann transparent oder trüb sein. Die Elektrode kann aus einer einzigen Schicht eines leitfähigen Materials bestehen oder sie kann, wie in Figur 1 gezeigt wird, eine transparente leitfähige Schicht enthalten, die auf einem geeigneten Trägersubstrat, z.B. Glas oder Kunststoff, angeordnet ist. Typische geeignete transparente leitfähige Schichten schließen kontinuierlich leitfähige Überzüge von Leitern, wie Zinn, Indiumoxid, Aluminium, Chrom, Zinnoxid oder einem anderen geeigneten Leiter, ein. Diese im wesentlichen transparenten leitfähigen Überzüge v/erden typischerweise auf das stärker isolierende

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transparente Substrat aufgedampft. NESA-Glas, ein zinnoxidbeschichtetes Glas, hergestellt von Pittsburgh Plate Glass Company, ist ein handelsübliches Beispiel für eine typische transparente leitfähige Schicht, die auf ein transparentes Substrat aufgezogen ist.

Für die Schicht 16 kann jedes beliebige typische geeignete photoleitende isolierende Material verwendet werden. Typische geeignete photoleitende isolierende Materialien sind z.B. Selen, Poly-n-vinylcarbazol (PVK), Poly-n-vinylcarbazol, dotiert mit Sensibilisatoren, wie Brillantgrün, Phthalocyanin und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon (TIJF), Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinkoxid, Schwefel, Anthracen und Tellur. Darüber hinaus kann die photoleitende Schicht 16 ein feingemahlenes photoleitendes isolierendes Material enthalten, das in einem Bindemittel mit hohem elektrischem Widerstand, wie es z.B. in der US-PS 3 121 006 beschrieben wird, oder in einem anorganischen photoleitenden isolierenden Material, wie es z.B. in der US-PS 3 121 007 beschrieben wird, oder in einem organischen Photoleiter, wie Phthalocyanin, in einem Bindemittel dispergiert ist. Allgemein kann Jedes beliebige photoleitende isolierende Material oder jede entsprechende Zusammensetzung für die Schicht 16 verwendet werden.

Die Dicke der photoleitenden Schicht 16 liegt typischerweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 200 ii oder mehr, wobei die Dicke der Schicht im Einzelfall unter anderem stark von der Raumfrequenz der aufzuzeichnenden Information abhängt. Die photoleitende Schicht kann auf dem Substrat 14 durch jede beliebige der bekannten Methoden gebildet werden, die dem Fachmann bekannt sind, z.B. durch Vakuumaufdampfen, Tauchbeschichten aus einer Lösung etc.

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Es ist erneut zu beachten, daß das photoleitende Material in der deformierbaren Elastomerschicht 18 eingeschlossen werden kann, wodurch die Notwendigkeit für eine Schicht wegfällt.

Die deformierbare Schicht 18 kann aus jedem beliebigen geeigneten Elastomermaterial bestehen. Typische geeignete elastomere weiche feste Materialien für die erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtungen schließen sowohl natürliche (z.B. Naturkautschuk) als auch synthetische Polymere mit kautschukartigen Eigenschaften, d.h. solche, die elastisch sind, ein. Beispiele hierfür sind Styrol/Butadien-, Polybutadien-, Neopren-, Butyl-, Polyisopren-, Nitril-, Urethan- und Äthylenkautschuke. Eine bevorzugte Klasse von Elastomermaterialien schließt Gelatinegele auf Wasserbasis und Dimethylpolysiloxangele ein. Die Elastomere sollten im allgemeinen einigermaßen gute Isolatoren sein und typischerweise Volumenwiderstände von oberhalb etwa 10 Ohm-cm void Schermoduls von etwa 10 bis etwa 10 dyn/cm sowie dielektrische Festigkeiten von oberhalb etwa 10 V/mil haben. Vorzugsweise haben die Elastomeren Volumenwiderstände von

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mehr als etwa 10 0hm-cm, Schermoduls von etwa 10 bis

C ρ

etwa 10 dyn/cm und dielektrische Festigkeiten von mehr als etwa 500 V/mil. Beispiele für geeignete handelsübliche Elastomere sind die folgenden Produkte: Sylgard 182, Sylgard 184, Sylgard 188 (verfügbar von Dow Corning Co.), RTV 602 und RTV 615 (verfügbar von General Electric Co.). Es werden Elastomere mit höherem Volumenwiderstand bevorzugt, da diese typischerweise eine ausgedehnte Bildlagerungsfähigkeit ergeben. Elastomere mit relativ hoher dielektrischer Festigkeit werden bevorzugt, da diese es typischerweise gestatten, daß die Vorrichtungen bei relativ hohen Spannungswerten betrieben werden, was wünschenswert ist.

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Ein besonders bevorzugtes Elastomere ist eine transparente, sehr nachgiebige Zusammensetzung, die ein elastomeres Dimethylpolysiloxangel enthält, das durch Stufen hergestellt wird j die die Kombinierung von etwa 1 Gewichtsteil Silikonharz-Komponente Dow Corning Nr. 182^ etwa 0₉1 Gewichtsteil Härter und etwa 0 bis etwa 30 Gewiehtst©ilen Dlmethylpolysiloxansilikonöl Dow Corning Nr. 200 einschließen. Andere geeignete Harze schließen transparente flexible Organosiloxanharze des in der US-PS 3 284 406 beschriebenen Typs ein_s bei denen ein Hauptteil der organischen Gruppen, die an das Silizium angefügt sind, Methylradikale sind.

Die Dicke der Elastomerschicht 18 liegt -typiseherweige im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 2000 μ , was unter anderem von der Raumfrequenz der aufzuzeichnenden Information abhängt. Verschiedene optische Eigenschaften des Abbildungsteils können durch geeignete Auswahl des Elastizitätsmoduls des jeweiligen Elastomermaterials gesteigert werden. So erholt sich z.B. ein relativ steiferes Elastomeres typischerweise rascher von einem Bild, wenn das elektrische Feld entfernt wird, so daß es rascher gelöscht werden kann. Andererseits ist in typischer Weise ein Elaslomermaterial, das einen relativ niedrigen Elastizitätsmodul besitzt, für größere Deformationen geeignet, so daß für einen gegebenen Wert des elektrischen Felds eine größere optische Modulation erzielt wird. Das Elastomermaterial kann auf die photoleitende Schicht 16 als Monomeres aufgeschichtet werden und in situ polymerisiert werden oder es kann auf die Oberfläche des Ehotoleiters aus Lösungen in flüchtigen Lösungsmitteln aufgeschichtet werden, die abdampfen und eine dünne gleichförmige Schicht zurücklassen. Die Elastomerschicht kann auch durch Spinnbeschichtungstechniken gebildet werden.

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Die flexible leitfähige Schicht 20 muß genügend flexibel sein, daß sie den Deformationen der Elastomerschicht 18 folgt. Dazu sollte, wie bereits zum Ausdruck gebracht wurde, die leitfähige Schicht 20 zur Erzielung eines zufriedenstellenden Verhaltens gewünschterweise hochreflektierend sein, eine gute Seitenleitfähigkeit besitzen, eine ausgezeichnete Stabilität haben, geringe innere Spannungen aufweisen und an der Elastomerschicht 18 stark haften.

Bei den günstigen Abbildungsteilen gemäß der Erfindung umfaßt die flexible leitfähige Schicht 20 Titan und Silber. Da die Schicht 20 typischerweise trüb ist, werden vorzugsweise das Substrat 12 und die leitfähige Schicht 14 transparent ausgestaltet, damit die Bildinformation die photoleitfähige Schicht 16 erreichen kann. Naturgemäß können weitere Materialien zu der Schicht gegeben werden, um bestimmte Eigenschaften zu verstärken oder zu unterdrücken. Materialien, wie Gold und/oder Indium und dergleichen, können in die flexible leitfähige Schicht eingearbeitet werden, um Eigenschaften, wie die Spektralreflexion, zu steigern oder Eigenschaften,/wie die Streuung, zu vermindern und um innere Spannungen zu vermindern. Die Diclis der flexiblen leitfähigen Schicht 20 liegt typischerweise im Bereich von etwa 100 S bis etwa mehreren tausend Ä-Einheiten, was unter anderem von der gewünschten Flexibilität und der erforderlichen Leitfähigkeit abhängt. Im Falle, daß eine optische Isolierung zwischen der Einlese- und Auslesebeleuchtung gewünscht wird (die Bildinformation wird durch das Substrat eingelesen und das Abbildungsteil wird durch Reflexion herausgelesen), wird eine optische Dichte von etwa 6 in typischer Weise für die Titan-Silber-Schicht bevorzugt. Wenn eine Isolierung zwischen der Einlese- und Auslesebeleuchtung nicht erforderlich ist, dann würden in typischer Weise Schichten mit einer optischen Dichte von etwa 2 zufriedenstellend sein.

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Die flexible leitfähige Schicht 20 kann durch verschiedene Techniken gebildet werden, wie chemische Umsetzungen, Ausfällungen aus einer Lösung, Elektrophoresen, Elektrolysen, stromloses Galvanisieren, Dampfabscheiden und andere Methoden. Es wird bevorzugt, die erfindungsgemäßen flexiblen leitfähigen Titan-Silber-Schichten durch Dampfabscheidung zu bilden. Naturgemäß ist es bekannt, daß dampfabgeschiedene Metallschichten beim Abkühlen zum Schrumpfen, d.h. zum Zusammenziehen, neigen und daß bei einem gewissen thermoenergetischen Zustand die Metallschicht dazu neigen kann, aufzubrechen oder Risse zu bilden, wodurch die Schicht diskontinuierlich wird. Dieses Aufbrechen der Metallschicht wird üblicherweise als "Schlammrißbildung" bezeichnet, da Schlammrisse das Aussehen von solchen Schichten nach dem Schrumpfen beschreiben. Dieses Problem kann bei der Bildung der flexiblen leitfähigen Schicht 20 vermieden werden, indem das zweite Metall über dem ersten dampfabgeschiedenen Metall dampfabgeschieden wird, bevor bei dem ersten Metall eine Schlammrißbildung erfolgt ist. Alternativ können die zwei Metalle auch gleichzeitig dampfabgeschieden werden. Obgleich das Titan und das Silber in jeder beliebigen Reihen- folrr? abgeschieden werden können, wird es doch bevorzugt, das Titan zuerst abzuscheiden. Die hierdurch gebildete flexible leitfähige Titan-Silber-Schicht ist eine hochreflektierende kontinuierliche Schicht, die die erforderlichen Eigenschaften zeigt und die doch über einen weiten Temperaturbereich, z.B. bis zu etwa 100⁰C oder mehr, keine Schlammrißbildung zeigt. Die Schicht kann Teile enthalten, bei denen die zwei Metalle (oder, andere geeignete Materialien) aufeinander geschichtet sind, Teile, bei denen die zwei Metalle makroskopisch sowie mikroskopisch (z.B. unter BiL-dung einer Legierung) vermengt sind, und schließlich Teile, wo die zwei Metalle Seite an Seite vorliegen.

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Es wurde gefunden, daß sehr zufriedenstellende flexible leitfähige Metallschichten hergestellt werden können, indem die Metalle auf das Elastomere in aufeinanderfolgender Reihenschichtweise aufgedampft werden, z.B. zuerst Titan, dann Silber, dann Titan, dann Silber etc., wobei die Anzahl der Schichten in erster Linie durch die gewünschte Trübung bestimmt wird. Naturgemäß kann in manchen Fällen ein gegebenes Überzugsmuster modifiziert werden müssen, um Anpassungen an Materialveränderungen vorzunehmen, wobei z.B. eine Zunahme der Nachgiebigkeit der Elastomerschicht im allgemeinen eine dickere Titanschicht benötigt, um Metallschichten mit relativ niedrigem Seitenwiderstand zu erhalten.

Zur größeren Genauigkeit und Einfachheit wird hierin die Dicke der Metallschichten anhand der Frequenzveränderung bezeichnet. Die Messungen erfolgen mit einem 5 MHz-Sloan-Stärkemonitor, der die Abscheidungsdicke mit der Frequenzveränderung in einem resonierenden Quarzsystem in Beziehung bringt. Im Prinzip kann die Frequenzveränderung /Sp durch folgende Gleichungen in Dickeeinheiten umgewandelt werden: t_CR = 0,278 ^f und t_AQ = 0,190 £±£. Wenn /\,f in Hz ausgedrückt wird, dann gibt t S ein. Bei diesen Gleichungen wird angenommen, daß das abgeschiedene Material eine Dichte aufweist, die dem Massenmaterial gleich ist. Diese Annahme ist selten richtig, wenn das Substrat (in diesem Falle das Elastomere) ein relativ weiches Material ist. In diesen Fällen kann die wirkliche Dichte zwei- oder dreimal kleiner als die Massendichte sein, so daß die durch die obigen Gleichungen ermittelten Dickewerte um ungefähr den gleichen Faktor zu niedrig sind. Somit wird es aufgrund der Unsicherheit der Beschichtungsdichte bevorzugt, die Metallschichtdicke anhand der Frequenzveränderung anzugeben.

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Es wurde gefunden, daß sowohl die Titan- als auch die SiI-"berabscheidungen genügend dick sein sollten, daß eine angemessene elektrische Leitfähigkeit gewährleistet wird. Typischerweise sind mindestens ungefähr 50 Hz Titan und etwa 2 bis 3 kHz Silber erforderlich, um die gewünschte Schicht zu bilden. Es wird erneut festgestellt, daß es für eine gesteigerte Reflexion in der flexiblen leitfähigen Metallschicht von Vorteil ist, die Schicht in mindestens zwei Stufen mit einem Zeitraum von wenigen min zwischen den Stufen zu bilden. Eine typische Metallschicht aus, Titan und Silber würde nach folgendem Muster gebildet: 50 Hz Ti, 1 kHz Ag, 1,7 kHz Ag, wobei diese Sequenz dreimal wiederholt wird.

Es muß ein angemessenes Vakuum verwendet werden, um die Metalle zur Bildung der flexiblen leitfähigen Schicht zu verdampfen. Vakuumwerte von etwa 10 Torr und darunter sind in typischer Weise annehmbar. Die Metalle sollten vorzugsweise mit einer solch hohen Geschwindigkeit wie möglich abgeschieden werden. Weiterhin wurde gefunden, daß die Aufrechterhaltung des Substrats bei Raumtemperatur oder geringfügig, darüber während der Abscheidung der Metalle typischerweise eine längerhaltende, qualitativ hochwertigere Metallschicht ergibt.

Es wurde gefunden, daß Abbildungsteile, die die neuen flexiblen Titan-Silber-Metallschichten gemäß der Erfindung enthalten, dazu imstande sind, sich über einer großen Anzahl von Abbildungszyklen ausgezeichnet zu verhalten. Die Figur 2 ist eine logarithmische graphische Darstellung, die das Kontrastverhältnis gegen die Anzahl der Abbildungszyklen bei einem erfindungsgemäßen Abbildungsteil und einem Abbildungsteil nach dem Stand der Technik zeigt.

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Das Kontrastverhältnis der Abbildungsteile wird durch folgenden Ausdruck gegeben:

Beugungswirksamkeit bei einer angegebenen Kontrastver- ₌ Spannung und Belichtung hältnis Beugungswirksamkeit bei der Spannung null

Die Abbildungsteile, mit denen die angegebenen Ergebnisse der Figur 2 erhalten worden waren, wurden wie folgt hergestellt: Ein 40-Linienpaar/mm.-Chromsieb wurde auf der leitfähigen Oberfläche einer NESA-Glaselektrode mit einer aktiven Fläche von etwa 5,08 cm χ 5,08 cm abgeschieden· Eine photoleitfähige Zusammensetzung wurde hergestellt, indem 78 g Poly-n-vinylcarbazol in etwa 1200 crsr Tetrahydrofuran aufgelöst wurden und indem danach etwa 52 g 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon zugesetzt wurden und über Nacht gerührt wurde. Die Lösung hatte eine Viskosität von etwa 100 cps. Eine ungefähr 4,1 u dicke Schicht der photoleitfähigen Zusammensetzung wurde über dem Sieb durch Tauchbeschichten gebildet und das Teil wurde etwa 20 std bei einer Temperatur von etwa 110⁰C gebacken. Eine Elastomerzusammensetzung wurde gebildet, die etwa 2 Gewichtsteile Sylgard-182-Harz, etwa 0,2 Gewichtsteil Härtungsmittel für das Sylgard-182-Harz und etwa 2,2 Gewichtsteile Dimethylpolysiloxansilikonöl Dow Corning 200 enthielt. Die Elastomerzusammensetzung wurde in Isooctan im Gewichtsverhältnis von etwa 3:2 aufgelöst und auf der photoleitfähigen Schicht wurde durch Tauchbeschichten eine ungefähr 6,7 » dicke Schicht des Elastomeren gebildet. Das Teil wurde sodann etwa 20 std bei etwa 110⁰C gebacken, um das Elastomere zu härten. Das Abbildungsteil wurde sodann mit der Bildung einer Titan-Silber-Schicht mit einem Durchmesser von 1,27 cm und einer Gold-Indium-Chrom-Schicht mit einem Durchmesser von 1,27 cm

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auf der Oberfläche der Elastomerschicht vervollständigt, indem die Metalle in einer Vakuumauf dampfkammer unter einem Vakuum von etwa 10" Torr vakuumaufgedampft wurden (das Titan wurde mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 Hz/sec und das Silber, Gold und Indium mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 Hz/sec aufgedampft). Die Titan-Silber-Schicht wurde nach dem folgenden Muster abgeschieden: 50 Hz Ti, 1 kHz Ag, 1,7 kHz Ag, wobei diese Sequenz- dreimal wiederholt wurde. Die Gold-Indium-Chrom-Schicht wurde wie folgt abgeschieden: 1,5 kHz Au, 0,5 kHz In, 3 kHz Au, 1 kHz In, 150 Hz Cr, 3 kHz Au, 1 kHz In, 150 Hz Cr, 1,5 kHz Au, 0,5 kHz In, 1,5 kHz Au, 0,5 kHz In.

An die Elektroden der Abbildungsteile und an eine Kepco-Gleichstromquelle für eine Abgabe von etwa 400 V wurden Kontaktdrähte angebracht, wobei das NESA-Glas das negative Ende war. Die Abbildungsteile wurden sodann in einem zyklischen Betriebsmodus in Betrieb genommen, wobei jeder Zyklus etwa 5 see in Anspruch nahm.. Jeder Abbildungszyklus umfaßte die folgenden Stufen: Anlegung einer Spannung an das Abbildungsteil im Dunkeln, Aussetzen nach etwa 1 see des Abbildungs-ceils an eine gleichförmige Strahlung, die durch ein 6-V-Batterielicht erzeugt wurde und durch ein diffuses Sieb projiziert wurde (wobei das Ableselicht während dieser Zeit nicht an war), Aussetzen des Abbildungsteils nach etwa 1 see und immer noch unter Einschaltung des Eingabelichtes einer gleichförmigen Ablesebeleuchtung eines 6-V-Batterielichtes, Sammlung der Ablesebeleuchtung mittels eines Schlieren-Ablesesystems und Projektion auf ein Sieb, Kurzschließung nach etwa 3 see vom Be-

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ginn des Zyklus des Abbildungsteils durch Verbindung der Drähte miteinander, während die Eingabe- und die Ablesebeleuchtung immer' noch auf das Teil gerichtet waren, und etwa 5 see nach Beginn des Zyklus Abschalten der Eingabe- und Ableselichter und Wiederholung der Sequenz.

Die zyklische Betriebsweise wurde periodisch unterbrochen, um Messungen des Kontrastverhältnisses und der Beugungswirksamkeit durchzuführen. Es sollte beachtet werden, daß die Messungen mit dem NESA-Glas gemacht wurden, das an negative und positive Enden bzw. Klemmen angeschlossen war. Jedoch wurden die Abbildungszyklen in der Weise durchgeführt, daß das NESA-Glas an das negative Ende bzw. negativen Anschluß angeschlossen war. Die in Figur 2 dargestellten Kurven zeigen die Messungen, bei denen das NESA-Glas an die positive Klemme angeschlossen war. Die Figur 3 zeigt die Messungen, wo das NESA-Glas an die negative Klemme angeschlossen war. Die Messungen wurden mit dem Licht von 6328 S von He-Ne-Lasern durchgeführt. Zum Einlesen bzw. Eingeben wurde ein Spectra Physics-Stabilite TM-Modell 120 verwendet. Zum Auslesen bzw. Ablesen wurde ein Spectra Physics Modell 132 eingesetzt. Die Reihenfolge der Stufen, die zur Durchführung der Messungen angewendet wurde, war ähnlich der oben beschriebenen, mit der Ausnahme, daß die Auslese- bzw. Ablesebeleuchtung auf das Abbildungsteil durch die gesamte Sequenz hindurch gerichtet wurde. Die Eingabe- bzw. Einlesestrahlung wurde so eingestellt, daß eine maximale Beugungswirksamkeit durch Betätigen eines Verschlusses erzielt wurde. Die Beugungswirksamkeit wurde gemessen, indem der gebeugte Strahl der Nullordnung herausgehalten wurde und indem alle anderen gebeugten Ordnungen auf einen Solar-Zellendetektor fokusiert wurden. Der Nullspannungswert wurde durch die

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gleiche Reihenfolge von Stufen gemessen mit der Ausnahme, daß auf das Abbildungsteil keine Spannung angelegt wurde und daß auf das Teil keine Eingabebeleuchtung gerichtet wurde. Es sollte beachtet werden, daß die in den Figuren gezeigten Messungen, die das Kontrastverhältnis und die Beugungswirksamkeit zeigen, Spitzenwerte für die gegebenen Testbedingungen darstellen.

Die in Figur 2 wiedergegebenen Ergebnisse zeigen überraschende und unerwartet signifikant verbesserte Charakteristika der Titan-Silber-Metallschicht. Es wird ersichtlich, daß das Kontrastverhältnis für das Abbildungsteil mit der Titan-Silber-Schicht am Anfang signifikant höher ist als fürcas Teil mit der Gold-Indium-Chrom-Schicht. Weiterhin wird ersichtlich, daß das Kontrastverhältnis für das Titan-Silber-Teil über einen Bereich von mehr als 1000000 Abbildungszyklen sich nur geringfügig vermindert. Es wird auch ersichtlich, daß das Kontrastverhältnis des Gold-Indium-Chrom-Teils am Anfang bis zu etwa 200000 Abbildungszyklen mit niedriger Geschwindigkeit abnimmt und sodann rasch abfällt. Dies weist darauf hin, daß die Gold-Indium-Chrom-Meoallschicht einer "Kaltarbeit" unterworfen wird, d.h. daß sich eine permanente Deformation in der Schicht während des Gebrauchs ausbildet, welche eine signifikant große Veränderung der Ausleseoptik erfordert, um den Bildkontrast aufrechtzuerhalten. Das Titan-Silber-Abbildungsteil zeigt nur eine sehr geringe Abnahme im Kontrastverhältnis über einen Bereich von mehr als 1000000 Zyklen, was beweist, daß dieses Metallschichtsystem keine signifikante Kaltarbeit zeigt. Naturgemäß ist auch das Gold-Indium-Chrom-Abbildungsteil eine hoch zufriedenstellende Vorrichtung, was sich aus der Tatsache ergibt, daß sie über 200000 Abbildungszyklen ausgezeichnete Ergebnisse liefert. Nichts-

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destoweniger zeigen die Vergleichsergebnisse das signifikant überlegene Kontrastverhältnis für das Titan-Silber-Abbildungsteil. Die Figur 3 zeigt das Kontrastverhältnis gegen die Anzahl der Abbildungszyklenkurven für die gleichen zwei Abbildungsteile, die bei den Ergebnissen der Figur 2 verwendet wurden, mit der Ausnahme, daß bei diesen Versuchen die NESA-Glaselektrode die negative Elektrode war. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, was darauf hinweist, daß die Kontrastverhältniseigenschaften dieser Abbildungsteile im wesentlichen von der Polarität des elektrischen Feldes unabhängig sind.

Die Figur 4 ist eine halblogarithmische graphische Darstellung der Beugungswirksamkeit gegen die Anzahl der Abbildungszyklen für die gleichen Abbildungsteile und bei den gleichen Betriebsbedingungen wie bei den Ergebnissen der Figur 2. Es wird ersichtlich, daß am Anfang die Beugungswirksamkeit für das Gold-Indium-Chrom-Abbildungsteil geringer ist als diejenige für das Titan-Silber-Abbildungsteil, daß aber nach etwa 500000 Abbildungszyklen die Werte für beide etwa die gleichen waren und daß sodann die Beugungswirksamkeit für das erstere höh^r war als für das letztere. Es wird natürlich ohne weiteres ersichtlich, daß die Beugungswirksamkeit für das Titan-Silber-Abbildungsteil tatsächlich hoch zufriedenstellend ist und daß sie geringfügig mit zunehmender Anzahl der Abbildungszyklen zunimmt. Die Figur 5 zeigt die Beugungswirksamkeit gegen die Anzahl der Abbildungszyklen für die gleichen Abbildungsteile und für die gleichen Betriebsbedingungen wie bei den Ergebnissen der Figur 3. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, was darauf hinweist, daß die Beugungswirksamkeitseigenschaften dieser Abbildungsteile im wesentlichen von der Polarität des elektrischen Feldes unabhängig sind.

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Es sollte beachtet werden, daß ähnliche Ergebnisse, wie in den Figuren 2 bis 5 dargestellt, erhalten worden sind, als Tests mit Abbildungsteilen durchgeführt wurden, die nicht bebildert wurden, sondern die nur lediglich eine Anzahl von Tagen, z.B. bis zu etwa 50 Tagen lang, stehen gelassen wurden.

Es sollte beachtet werden, daß das Kontrastverhältnis, das ein Abbildungsteil ergeben kann, eine extrem wichtige und kritische Eigenschaftv eines Abbildungsteils darstellt. Das Kontrastverhältnis ist ein Vergleich des Aussehens der Bild- und Hintergrundflächen und es zeigt die visuelle Ausgeprägtheit der Bildgegenden gegenüber den Hintergrundgegenden an. Wenn das Kontrastverhältnis 1 ist, dann kann kein Bild aufgenommen werden, da die Bild- und Hintergrundgegenden gleich hell sein würden. Für eine annehmbare Abbildung ist ein Kontrastverhältnis von 5 oder mehr in typischer Weise erforderlich. Vergleiche z.B. "Fundamentals of Display System Design", S. Sherr, Wiley-Interscience-1970, Wiley and Sons, Inc. Die Beugungswirksamkeit ist ein Maß für die Wirksamkeit des Abbildungsteils zur Erzeugung von Bildgegenden, d.h. wie wirksam die Auslesebeleuchtung durch das Teil verwertet wird. Ein Teil kann Jedoch eine gute Beugungswirksamkeit besitzen, jedoch keine sehr guten Bilder liefern. Wenn z.B. ein^permanente Deformation in dem Abbildungsmaterial über eine Anzahl von Abbildungszyklen ausgebildet wird, mit dem Ergebnis, daß die Hintergrund- oder Nullspannungswirksamkeit signifikant hoch wird, dann sind selbst sehr hohe Beugungswirksamkeiten nicht dazu imstande, den Mangel an Kontrastverhältnis zu überwinden. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß, wenn die Wirksamkeit in den Hintergrundgegenden sich an die ma-

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ximale Wirksamkeit anzunähern beginnt, die in den Bildgegenden möglich ist, dann kein scharfes beobachtbares Bild durch das Abbildungsteil gegeben werden kann. Daher stellen die signifikant überlegenen Kontrastverhältniseigenschaften, die die neuen erfindungsgemäßen Abbildungsteile haben, einen erheblichen technischen Fortschritt dar.

Es ist gefunden worden, daß die wirksame Lebensdauer der Titan-Silber-Metallschichten unabhängig von dem jeweils verwendeten Photoleiter ist. Jedoch kann die Lagerungszeit dieser Abbildungsteile vermindert werden, wenn als Photoleiter Selen oder eine Selenlegierung verwendet wird. Es ist beobachtet worden, daß die Metallschicht in diesem Fall die Neigung aufweist, fortschreitend trüber zu werden, was offenbar auf eine chemische Umsetzung des Selens mit dem Silber zurückzuführen ist. In diesem Falle können Schrankenschichten, z.B. Gold-Indium-Unterlageschichten, dazu verwendet werden, um das Silber von dem Selen zu isolieren, wodurch die Gebrauchsdauer der Titan-Silber-Metallschicht stark verbessert wird.

Auf der flexiblen leitfähigen Schicht 20 kann eine optisch transparente Schicht 26 aus einer isolierenden Flüssigkeit, z.B. öl, angeordnet werden. Mit der Verwendung der Schicht 26 ist eine Anzahl von Vorteilen verbunden. Die isolierende Flüssigkeitsschicht übt eine wichtige Funktion aus, wenn sie einen Brechungsindex hat, der sich von demjenigen der Luft unterscheidet. Die Gegenwart der Schicht 26 über der flexiblen leitfähigen Schicht 20 bedeutet, daß das Licht, das von oberhalb des Teils fortschreitet, stärker moduliert wird, als es der Fall wäre, wenn nur Luft vorhanden wäre. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß für das gleiche Ausmaß der Oberflächendeformation die optischen Wegverän-

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derungen proportional zu dem Brechungsindex des Mediums sind, das an die Oberfläche angrenzt. Als Ergebnis wäre es, wenn es gewünscht würde, die gleiche Modulation aufrechtzuerhalten, wie sie durch eine Vorrichtung ohne Schicht 26 zur Verfügung gestellt wird, möglich, dieses bei niedrigeren Spannungen zu tun, wodurch die Möglichkeit des Spannung sabbruches verbessert würde. Ein zweiter Vorteil liegt darin, daß die Schicht 26 als Schutz für die leitfähige Schicht 20 dient, indem sie diese von einer Verunreinigung durch Staub oder dergleichen isoliert, wodurch eine konstantere Umgebung aufrechterhalten wird. Weiterhin erniedrigt die Schicht 26 die Herstellungserfordernisse für das Abbildungsteil. Die Anwesenheit von Nadellöchern in der Elastomerschicht 18 kann eine KurzSchließung des Abbildungsteils bewirken, wodurch möglicherweise sein Verhalten zerstört wird. Die Zugabe der Schicht 26 kann solche Kurzschlüsse und ein solches Abbrechen des Verhaltens des Teils verhindern, indem eine isolierende Flüssigkeit in solche Nadellöcher einfließen gelassen wird.

Die Potentialquelle 22 liefert eine Gleichstromspannung von einer Polarität, um ein Deformationsbild auf der Oberfläche des Elastomeren zu bilden. Die erforderliche Polarität hängt von der Natur des Photoleiters ab. Der Spannungsabfall über die Photoleiter-Elastomer-Schichtung liegt im Bereich von etwa 1 bis etwa 25000 V je nach dem Elastizitätsmodul des Elastomeren und seiner Dicke, sowie bestimmten Eigenschaften des Photoleiters. Die Potentialquelle 22 muß dazu imstande sein, abgeschaltet werden zu können, um das Bild zu löschen, oder sie muß hinsichtlich der Spannung verschiebbar sein, damit das Bild rascher gelöscht werden kann. Für einen Televisionstyp des Bildes, bei dem ungefähr 30 vollständige Bilder je see gebildet,

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gelagert und gelöscht werden, muß die Energiezuführung dazu imstande sein, solche Zyklen mit der richtigen Geschwindigkeit durchzuführen. Das Ausmaß der Deformation und die Geschwindigkeit, mit der die Information gelöscht werden kann, hängt von den Spannungen ab, die durch die Energiequelle zugeführt werden. Die Stabilität der Spannungsabgabe der Energiequelle muß groß genug sein, daß ein unerwünschtes Löschen des Bildes verhindert wird. Ein alternierendes Schema zum Löschen des Oberflächendeformationsbildes ist vorgesehen, um ein Schwellenlicht unterhalb des Abbildungsteils 10 anzuordnen, um die photoleitfähige Schicht 16 mit Licht zu fluten, wodurch das modulierte Feldmuster über die Struktur gelöscht wird, welche durch das bildweise Licht ausgebildet worden ist. Diese Betriebsweise ist angemessen, solange die Felder quer über die Elastomerschicht 18 unterhalb eines Wertes liegen, der bewirkt, daß die Oberflächehdeformationen befestigt werden. Um das Deformationsbild zu bilden und zu befestigen, würden die Werte für die Spannung zwischen der leitfähigen Schicht 14 und der flexiblen leitfähigen Schicht 20 ungefähr zwischen 1 und 25000 V je nach der Dicke und anderen Charakteristiken des Exastomeren 18 liegen.

Die Bilder, die in dem Abbildungsteil gebildet werden, löschen in typischer Weise aufgrund einer Vielzahl von Gründen. So können z.B. Ladungsträger, die in dem Photoleiter erzeugt worden sind, die Photoleiter-Elastomer-Grenzfläche erreichen oder Ladungsträger, die an der Photoleiter-Elastomer-Grenzfläche vorhanden sind, können in Seitenrichtung fließen oder Ladungsträger können in die Elastomerschicht von der Photoleiter-Elastomer-Grenzfläche eingespritzt werden und die Metallschicht erreichen. Alle diese Wirkungen bewirken, daß das Kontrastpotential über das Elastomere sich vermindert oder verschwindet.

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Die Bilder können rascher gelöscht werden, indem das Feld über der Elastomerschicht entfernt wird oder indem die Polarität des Feldes umgekehrt wird. Für ein noch rascheres Löschen kann der Photoleiter mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung zum gleichen Zeitpunkt, wie das Feld entfernt wird, geflutet werden oder die Polarität kann umgekehrt werden.

Es sollte beachtet werden, daß andere Elemente neben den hierin beschriebenen, die in Figur 1 gezeigt sind, in die erfindungsgemäßen Abbildungsteile eingearbeitet werden können. Wie bereits zum Ausdruck gebracht wurde, können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Bilder mit Raumfraquenzen, die erheblich unterhalb der Resonanz-Deformationsfrequenz des Elastomeren liegen, aufgezeichnet werden, indem ein Liniengitter des Absorptionstyps zwischen das projizierte Lichtbild und den Photoleiter, auf dem die Belichtung erfolgt, gelegt wird. Das Elastomere deformiert sich entlang des Musters des Hochraumfrequenz-Siebs in denjenigen Gegenden, wo es belichtet wird. Das gesiebte Deformationsbild ist sodann aus Segmenten dzr, Schattens des Siebs gemacht. Das Bild, das durch Beleuchtung der deformierten Elastomerschi cht erhalten wird, hat somit eine feine Struktur von Linien, die auf das ursprüngliche Bild, das aufgezeichnet wurde, aufgelegt sind. Wenn diese Linienstruktur störend ist, dann kann sie durch geeignete optische Filterungstechniken, die bekannt sind, entfernt werden. Für die erfindungsgemäßen Abbildungsteile ist der bevorzugte Ort des Siebe, z.B. eines Liniengitters, unmittelbar angrenzend an die photoleitfähige Schicht in dem Teil. Andere Siebtypen, die in ähnlicher Weise angeordnet werden können, sind z.B. in den US-Patentschriften 3 698 893 und 3 719 483 beschrieben.

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Eine Anzahl von Variationen der verschiedenen Elemente kann anstelle derjenigen genommen werden, die bei dem in Figur 1 dargestellten Abbildungsteil verwendet worden sind. Es kann daher jede beliebige Kombination von nachstehend beschriebenen Elementen anstelle eines oben beschriebenen entsprechenden Elements verwendet werden.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht wurde, können angrenzende photoleitfähige und elastomere Schichten durch eine einzige Schicht eines photoleitfähigen Elastomeren ersetzt werden. So kann z.B. das Elastomere hergestellt werden, indem Sylgard 184 mit Dimethylpolysiloxanölen, die für das blaue und ultraviolette Licht durch Zugabe von p-Fhenylendiamin, Indoform und Calco-Oil-Orange-rFarbstoff (von American Cyanamid Co.) vor dem Härten photoleitfähig gemacht worden sind, kombiniert werden.

Hinsichtlich der Elastomerschichten ist eine dünne Elastomerschicht dazu imstande, über nur eine begrenzte Bandbreite von Raumfrequenzen eine annehmbare elastische Deformation zu haben. Die Ansprechbarkeit außerhalb dieser Bandbreite ist geringer als optimal. Die Raumfreque^rransprechbarkeit des Elastomeren kann erweitert werden oder mit vielen Maxima versehen werden, indem die einzige Elastomerschicht durch eine vielschichtige Vorrichtung gemäß Figur 6 ersetzt wird. Jede dieser Schichten 30, 32 und 34 hat eine unterschiedliche begrenzte Raumfrequenzansprechbarkeit, doch hat die Kombination der Schichten eine breite oder mit vielen Maxima versehene Raumfrequenzansprechbarkeit. Im allgemeinen wird festgestellt, daß die dickste Schicht 30 am engsten an den Fhotoleiter gebracht wird und daß die dünnste Schicht 34 die deformierbare Oberfläche aufweist. Zwei oder mehrere von solchen Schichten können

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gewünschtenfalls verwendet werden. Wie bereits beschrieben, kann auch jede dieser Schichten photoleitfähig sein, wodurch die Notwendigkeit für einen getrennten Photoleiter eliminiert wird und wobei in manchen Fällen die Auflösung der Vorrichtung gesteigert wird.

Es sollte auch beachtet werden, daß zusätzlich zur Kontrolle der Dicke der Elastomerschicht, um die Raumfrequenzansprechbarkeit bzw. -beantwortung für eine gegebene Raumfrequenzbandbreite auf ein Maximum zu bringen, auch der Elastizitätsmodul kontrolliert werden sollte, um Deformationen zu erhalten, die mit der Raumfrequenzbandbreite im Einklang stehen. Materialien mit niedrigerem Elastizitätsmodul sind dazu imstande, größere elastische Deformationen zu haben. Andererseits können Materialien mit höherem Elastizitätsmodul rascher gelöscht werden. Solche Faktoren müssen bei der Gestaltung der Vorrichtung für eine Geschwindigkeits- oder eine größere Deformation in Betracht gezogen werden.

Es wurde oben angegeben, daß die hierin beschriebenen EIastoiuxäroberflächen für die Aufzeichnung, die Lagerung und das Löschen von Bildinformationen über sehr viele Zyklen verwendet werden können, vorausgesetzt, daß die elektrischen Felder über das Elastomere nicht zu stark werden. ¥enn diese Felder stark genug werden, daß die Deformationen der Elastomeroberfläche über die Elastizitätsgrenze des Elastomeren hinausgehen, dann wurde festgestellt, daß das Bild permanent auf dem Elastomeren aufgezeichnet wird. Die obere Grenze des elektrischen Feldes, das an das obengenannte Dimethylpolysiloxansilikongel angelegt wird, wurde zu etwa 100 V pro Mikron beobachtet. Obgleich dies für viele Systeme als unerwünscht angesehen wird, gibt es doch

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Fälle, wo es gewünscht wird, ein permanentes Bild aufzuzeichnen. Somit können die zyklischen Eigenschaften des Elastomeren dazu verwendet werden, um ein zufriedenstellendes Bild zu erhalten, das sodann durch eine Anwendung einer Überspannung permanent aufgezeichnet wird.

Für den Fachmann wird ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Abbildungsteile für zahlreiche Anwendungszwecke, beispielsweise für die Bildlagerung, für optische Puffer, für die Bildverstärkung und dergleichen, verwendet werden können. Spezielle Anwendungszwecke für solche Abbildungsteile werden z.B. in der US-PS 3 716 359 beschrieben.

Die Erfindung wird in den Beispielen näher erläutert. Darin sind sämtliche Teile und Prozentmengen auf das Gewicht bezogen.

Bei den folgenden Beispielen wurde das Titan aus einem gespulten Wolframkorb aufgedampft und das Silber aus einem Molybdänschiffchen. Die Vakuumaufdampfung erfolgte in einer Vakuumkammer mit etwa 10" Torr und mit Geschwindigkeiten von mehr als 10 Hz/ see für das Silber und mehr als 1 Hz/sec für das Titan.

Beispiel 1

45 Hz Ti werden auf einem Teil abgeschieden, das eine ungefähr 12 u dicke Elastomerschicht umfaßt, die auf einem NESA-Glassubstrat liegt. Sodann werden 1 kHz Ag, 2 kHz Ag, 75 Hz Ti, 1 kHz Ag und 2 kHz Ag abgeschieden.

Beispiel 2

60 Hz Ti werden auf einem Teil abgeschieden, das ein NESA-

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Glassubstrat, das ein Liniensieb trägt, eine ungefähr 5 u dicke photoleitfähige Schicht und eine ungefähr 5 p. dicke Elastomerschicht umfaßt. Dann werden 1,4 kHz Ag und 1,8 kHz Ag abgeschieden. Diese. Sequenz wird zwei weitere Male wiederholt.

Beispiel 3

60 Hz Ti werden auf einem Teil abgeschieden, das ein NESA-Glassubstrat, eine ungefähr 3 » dicke photoleitfähige Schicht und eine ungefähr 6 ii dicke Elastomerschicht umfaßt. Dann werden 1 kHz Ag abgeschieden. Diese Reihenfolge wird drei weitere Male wiederholt, gefolgt von 100 Hz Ti, 1,3 kHz Ag und 1 kHz Ag.

Beispiel 4

20 Hz Ti werden auf einem Teil abgeschieden, das ein NESA-Glassubstrat, das ein Liniensieb trägt, eine ungefähr 6,5 V. dicke photoleitfähige Schicht und eine ungefähr 6 η dikke Elastomerschicht umfaßt, gefolgt von 600 Hz Ag und 2,3 kHz Ag. Eine zweite Sequenz von Schichten aus 50 Hz Ti, 600 Hz Ag und 1,3 kHz Ag wird abgeschieden. Diese zweite Sequenz wird zwei weitere Male wiederholt.

Beispiel 5

50 Hz Ti werden auf einem Teil abgeschieden, das ein NESA-Glassubstrat, das ein Liniensieb trägt, eine ungefähr 4,1 η dicke photoleitfähige Schicht und eine ungefähr 6,7 udikke Elastomerschicht umfaßt, gefolgt von 1 kHz Ag und 1,7 kHz Ag. Diese Reihenfolge wird drei weitere Male wiederholt.

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Claims (28)

1. Patentansprüche

   Abbildungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schicht aus einem photoleitenden Material, eine in einem elektrischen Feld verformbare Elastomerschicht mit einem Volumenwiderstand von oberhalb etwa 10 Ohm-cm, die über der Schicht aus dem photoleitenden Material liegt, und eine flexible leitfähige Metallschicht, die über der Elastomerschicht liegt und die Titan und Silber enthält, umfaßt, wobei die Elastomerschicht dazu imstande ist, sich entsprechend einem elektrischen Feldmuster zu verformen, das durch Veränderung eines elektric sehen Feldes über die Elastomerschicht erzeugt wird, indem das photoleitende Material einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird, gegenüber der es empfindlich ist.
2. 2. Abbildungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Substrat enthält, um die Schichten des Abbildungsteils zu tragen.
3. 3. Abbildungsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein transparentes leitfähiges Teil ist.
4. 4. Abbildungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Teil eine Vielzahl der durch elektrischer Felder verformbaren Elastomerschichten einschließt, wobei jede Elastomerschicht eine unterschiedliche Dicke und einen unterschiedlichen Elastizitätsmodul als die anderen Elastomerschichten aufweist.
5. 5. Abbildungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Schicht

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   aus einer isolierenden Flüssigkeit einschließt, die über der flexiblen leitenden Metallschicht liegt.
6. 6. Abbildungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Einrichtung für die Raummodulierung eines elektrischen Feldes über die Elastomerschicht bei einer Frequenz innerhalb der Raumfrequenz-Deformaticnsfähigkeit der Elastomerschicht einschließt.
7. 7. Abbildungsteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Raummodulierung ein Liniengitter einschließt, das an die Schicht des photoleitenden Materials angrenzt.
8. 8. Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeich net, daß man

   a) ein Abbildungsteil gemäß Anspruch 3 vorsieht,

   "b) das Abbildungsteil einem elektrischen Feld unterwirft, und daß man

   c) das Abbildungsteil einer informationsmodulierten elektromagnetischen Strahlung aussetzt, der gegenüber das photoleitende Material ansprechend ist, um die Elastomerschicht entsprechend den Veränderungen im elektrischen Feld zu verformen, die durch das Aussetzen bewirkt werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abbildungsteil mit einer elektromagnetischen Auslese- bzw. Ablesespannung beleuchtet, um optisch ein Bild zu konstruieren, das den Deformationen in der Elastomerschicht entspricht.

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10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß man die Deformationen in der Elastomerschicht löscht.
11. 11. Verfahren, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Stufe der Löschung
    das elektrische Feld entfernt, welchem das Abbildungsteil unterworfen wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man bei der Stufe der Löschung

    die Polarität des elektrischen Feldes, dem das Abbildungsteil ausgesetzt wird, umkehrt.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld, dem das Abbildungsteil unterworfen wird, bei einer Frequenz innerhalb der Raumfrequenz-Deformationsfähigkeit der Elastomerschicht räumlich moduliert ist.
14. 14. Abbildungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß es eine im elektrischen Feld deformierbare

    Elastomerschicht mit einem Volumenwiderstand von oberhalb

    etwa 10 0hm-cm, wobei die Elastomerschicht ein photoleitendes Material einschließt, und eine flexible leitfähige Metallschicht, die Titan und Silber enthält.und welche
    über der Elastomerschicht liegt, umfaßt, wobei die Elastomerschicht dazu imstande ist, sich entsprechend eines
    elektrischen Feldmusters zu verformen, das erzeugt wird,
    indem ein elektrisches Feld über die Elastomerschicht verändert wird, indem das photoleitende Material einer
    elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird, der gegenüber es empfindlich ist.

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15. 15. Abbildungsteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin ein Substrat enthält, um die Schichten des Abbildungsteils zu tragen.
16. 16. Abbildungsteil nach Anspruch 15, dadurch g e kennzeichnet, daß das Substrat ein transparentes leitfähiges Teil ist.
17. 17· Abbildungsteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Teil eine Vielzahl der durch elektrische Felder verformbaren Elastomers chichten einschließt, wobei jede Elastomerschicht eine unterschiedliche Dicke und einen unterschiedlichen Elastizitätsmodul als die anderen Elastomers chichten aufweist.
18. 18. Abbildungsteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin eine Schicht aus einer isolierenden Flüssigkeit einschließt, die über der flexiblen leitenden Metallschicht liegt.
19. 19. Abbildungsteil nach Anspruch 14," dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin eine Einrichtung für die Raummodulierung eines elektrischen Feldes über die Elastoiaerschicht bei einer Frequenz innerhalb der Raumfrequenz-Deformationsfähigkeit der Elastomerschicht einschließt.
20. 20. Abbildungsteil nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die Raummodulierung ein Liniengitter einschließt, das an die Schicht des photoleitenden Materials angrenzt.
21. 21. Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeich η e t * daß man

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    a) ein Abbildungsteil gemäß Anspruch 16 vorsieht,

    b) das Abbildungsteil einem elektrischen Feld unterwirft, und daß man

    c) das Abbildungsteil einer j r.foraationsmodulierten elektromagnetischen Strahlung aussetzt, der gegenüber das photoleitende Material ansprechend ist, um die Elastomerschicht entsprechend den Veränderungen im elektrischen Feld zu verformen, die durch das Aussetzen bewirkt werden.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man das Abbildungsteil mit einer elektromagnetischen Auslese- bzw. Ablesespannung beleuchtet, um optisch ein Bild zu konstruieren, das den Deformationen in der Elastomerschicht entspricht.
23. 23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch g e k e η nzeichnet, daß man die Deformationen in der Elastomerschicht löscht.
24. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß man bei der Stufe der Löschung das elektrische Feld entfernt, welchem das Abbildungsteil unterworfen wird.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Stufe der Löschung die Polarität des elektrischen Feldes, dem das Abbildungsteil ausgesetzt wird, umkehrt.
26. 26. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld, dem das Ab-

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    bildungsteil unterworfen wird, "bei einer Frequenz innerhalb der Raumfrequenz-Deformatiorisfρ. π igkeit der Elastomerschxcht räumlich moduliert ist.
27. 27. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld eine genügende Stärke besitzt, daß die Elastoserschxcht permanent deformiert wird.
28. 28. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld eine genügende Stärke besitzt, daß die Elastomerschxcht permanent deiormiert wird.

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