DE3930667A1

DE3930667A1 - Reversible oder irreversible erzeugung einer abbildung

Info

Publication number: DE3930667A1
Application number: DE3930667A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Wagenblast; Volker Dr Bach
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-03-28
Also published as: WO1991004514A1; DE59010014D1; EP0491846B1; JPH05502113A; EP0491846A1; US5312703A; ATE132280T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert.

Verfahren dieser Art, bei welchen Muster aus Oberflächenladungen in der unterschiedlichsten Art und Weise unter Ausnutzung verschiedener physikalischer Mechanismen erzeugt werden können, sind bekannt. Beispielhaft sei die Xerographie oder Elektrophotographie genannt, bei welcher eine photoleitende Aufzeichnungsschicht z. B. mittels einer Hochspannungscoronaentladung elektrisch positiv oder negativ aufgeladen wird, wonach die elektrisch aufgeladene Aufzeichnungsschicht mit aktinischem Licht bildmäßig belichtet wird. Durch die Belichtung wird die photoleitende Aufzeichnungsschicht in ihren belichteten Bereichen elektrisch leitend, so daß die zuvor erzeugte elektrostatische Aufladung in diesen Bereichen über einen elektrisch leitenden Träger abfließen kann. Hierdurch wird ein latentes elektrostatisches Bild auf der photoleitenden Aufzeichnungsschicht erzeugt, welches mit Hilfe geeigneter flüssiger oder fester Toner zu einem sichtbaren Bild entwickelt werden kann. Dieses Tonerbild kann dann in üblicher und bekannter Weise von der Aufzeichnungsschicht auf eine andere Oberfläche übertragen werden, wodurch eine Photokopie resultiert. Andererseits kann das Tonerbild auch auf der photoleitenden Aufzeichnungsschicht, beispielsweise durch Erhitzen, fixiert werden, wonach die belichteten und daher tonerfreien Bereiche der photoleitenden Aufzeichnungsschicht mit Hilfe geeigneter flüssiger Entwicklerlösungsmittel weggewaschen werden können. Die hierbei resultierende Reliefschicht kann dann beispielsweise zu Druckzwecken verwendet werden. Der dieser Technik der bildmäßigen Informationsaufzeichnung zugrundeliegende physikalische Prozeß ist in der wissenschaftlichen Literatur auch unter dem Namen "Carlson-Prozeß" bekannt. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß bei der Xerographie das Muster aus Oberflächenladungen durch Erzeugen und bildmäßiges Entfernen freier Ladungsträger gebildet wird.

Bekanntermaßen weist das xerographische Verfahren Nachteile auf. So müssen zur Erzeugung der Hochspannungscoronaentladung zur Aufladung der Oberfläche der photoleitenden Aufzeichnungsschicht Gleichspannungen in der Größenordnung von 6 kV bis 10 kV angewendet werden, was sicherheitstechnische und, wegen der Bildung von Ozon, auch toxikologische Probleme aufwirft. Weil außerdem das Muster aus Oberflächenladungen von freien elektrischen Ladungen gebildet wird, wird der Verfahrenserfolg durch die Anwesenheit von Wasser beeinträchtigt. Das bedeutet, daß zu große Luftfeuchtigkeit eine frühzeitige Ableitung der Oberflächenladungen bereits im Dunkeln verursachen oder eine genügende Aufladung der Oberfläche der photoleitenden Aufzeichnungsschicht verhindern. Des weiteren ist es bei der Xerographie nicht möglich, nach einem einzigen Belichtungsvorgang mehrere Kopien herzustellen.

Ein modifiziertes xerographisches Verfahren, welches diese Nachteile in gewissem Umfang überwindet, ist aus der DE-A-15 22 688 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Muster aus Oberflächenladungen dadurch erzeugt, daß man eine geeignete photoleitende Aufzeichnungsschicht in Anwesenheit eines elektrischen Felds einer Feldstärke von 1000 V/cm bis 15 000 V/cm mit Licht vollflächig bestrahlt. Hierdurch wird in der Aufzeichnungsschicht eine gleichförmige innere elektrische Polarisation erzeugt. Danach wird das Muster aus Oberflächenladungen durch örtliche Zerstörung oder Veränderung der inneren Polarisation gebildet. Somit handelt es sich bei dem Muster aus Oberflächenladungen im Unterschied zu der Xerographie im engeren Sinne um ein remanentes elektrisches Polarisationsbild, welches entweder aus elektrisch positiv oder elektrisch negativ geladenen Bereichen und ungeladenen Bereichen oder aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen besteht. Dieses remanente elektrische Polarisationsbild kann in üblicher und bekannter Weise mit flüssigen oder festen Tonern betonert werden, wobei die Möglichkeit besteht, das aus elektrisch negativ und elektrisch positiv geladenen Bereichen zusammengesetzte remanente elektrische Polarisationsbild gleichzeitig mit zwei Tonern entgegengesetzter elektrischer Ladung und unterschiedlicher Farbe zu betonern.

Auch dieses bekannte Verfahren weist noch immer zahlreiche Nachteile auf. So handelt es sich bei der hierbei zu verwendenden photoleitenden Aufzeichnungsschicht um eine vergleichsweise dicke (15 bis 55 µm) inhomogene Schicht aus einem photoleitenden Pigment, welches in einem elektrisch isolierenden Trägerstoff eingebettet ist. Dieser Trägerstoff, welcher für das bekannte Verfahren essentiell ist, verhindert, daß die Dicke der Aufzeichnungsschicht verringert werden kann. Außerdem muß an die photoleitende Aufzeichnungsschicht noch immer eine sehr hohe Spannung angelegt werden, damit der Verfahrenserfolg - die reversible Erzeugung einer Abbildung - gewährleistet ist. Des weiteren empfiehlt es sich, die polarisierte photoleitende Aufzeichnungsschicht gegen unerwünschte Lichteinwirkung abzuschirmen, was den apparativen Aufwand bei dem bekannten Verfahren generell vergrößert. Weil das bekannte Verfahren noch immer auf der Erzeugung freier Ladungsträger beruht, ist die polarisierte photoleitende Aufzeichnungsschicht noch immer empfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit, und in der Wärme können sich die elektrischen Ladungen wieder ausgleichen, was letztlich zu einem instabilen Bild führt. Ferner können Ladungsbilder, welche aus Bereichen entgegengesetzter Polarisation, d. h. elektrisch negativ und elektrisch positiv geladene Bereichen, zusammengesetzt sind, nur mit Hilfe einer weiteren, der photoleitenden Aufzeichnungsschicht direkt aufliegenden und nicht wieder entfernbaren Elektrode hergestellt werden. Diese weitere Elektrode verringert indes oftmals die Haftung der Toner auf den entsprechend geladenen Bereichen des Musters, was die Qualität der herzustellenden Photokopien drastisch verschlechtert. Nicht zuletzt eignen sich das bekannte Verfahren und die hierbei verwendete photoleitende Aufzeichnungsschicht nicht für die reversible Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßiges Erwärmen einer Aufzeichnungsschicht mit einem Thermokopf oder mit Laserlicht, welches von einem Halbleiterlaser emittiert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung zu finden, bei welchem durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht eine der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert und welches die Nachteile des Stands der Technik nicht mehr länger aufweist.

Außerdem ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung zweifarbiger Photokopien zu finden, bei welchem auf der Oberfläche einer Aufzeichnungsschicht ein remanentes elektrisches Polarisationsbild erzeugt wird, welches aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen zusammengesetzt ist, wobei auch dieses neue Verfahren die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweisen soll.

Nicht zuletzt ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Gerät zu finden, mit welchem das neue Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung und das neue Verfahren zur Herstellung zweifarbiger Photokopien ganz besonders einfach und rationell durchgeführt werden kann.

Überraschenderweise konnte die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mit Hilfe

- des neuen Verfahrens zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert,
- des neuen Verfahrens zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Photokopien durch Erzeugen eines remanenten elektrischen Polarisationsbildes, welches aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen zusammengesetzt ist oder solche Bereiche enthält, auf der Oberfläche eine Aufzeichnungsschicht (a) und
- des neuen Geräts zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung

gelöst werden, wobei sowohl die neuen Verfahren als auch das neue Gerät von einer Aufzeichnungsschicht (a) Gebrauch machen, in welcher das Muster aus Oberflächenladungen bzw. das remanente elektrische Polarisationsbild ohne oder fast ohne Bildung freier Ladungsträger und ohne die Anwendung hoher elektrischer Spannungen durch reversibles bildmäßiges Ausrichten oder durch reversibles bildmäßiges Zerstören der Ausrichtung von permanenten Dipolen erzeugt werden kann.

Zu dieser Lösung haben überraschenderweise Schichten beibetragen, welche nematisch flüssigkristallines, smektisch flüssigkristallines oder enantiotropes, ferroelektrisches smektisch flüssigkristallines (S_C*) Verhalten zeigen, so daß sie bei ausreichender Wärmeeinwirkung durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds entweder in einen gepolten nematisch flüssigkristallinen Ordnungszustand überführt und nach dem Abkühlen in diesem Zustand glasartig eingefroren werden können oder zwischen zwei thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen, smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszuständen hin- und hergeschaltet werden können.

Demnach handelt es sich bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung um ein neues Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, wobei das neue Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

(1) die Aufzeichnungsschicht (a) ein glasartig erstarrendes, nicht oder nur wenig photoleitendes, permanente Dipole aufweisendes organisches Material enthält oder hieraus besteht und daß man hierin
(2) das Muster aus Oberflächenladungen ohne oder fast ohne Bildung freier Ladungsträger durch reversibles bildmäßiges Ausrichten aller oder eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole erzeugt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neues Gerät, mit dessen Hilfe das neue Verfahren in besonders einfacher und rationeller Weise durchgeführt werden kann.

Im Hinblick auf den Stand der Technik war es nicht zu erwarten, daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch das neue Verfahren und durch das neue Gerät gelöst werden konnte, wobei die außerordentlich zahlreichen vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeiten des neuen Verfahrens einerseits und die ebenso zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten des neuen Geräts andererseits noch mehr überraschten.

Im folgenden wird das neue Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, der Kürze halber als "erfindungsgemäßes Verfahren" bezeichnet.

Aus gleichem Grunde wird das neue Gerät, welches der reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung durch Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds dient, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, als "erfindungsgemäßes Gerät" bezeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe der Aufzeichnungsschicht (a) ausgeübt.

Erfindungsgemäß sind all diejenigen Aufzeichnungsschichten (a) geeignet, welche ein glasartig erstarrendes, nicht oder nur wenig photoleitendes, permanente Dipole aufweisendes organisches Material enthalten oder welche hieraus bestehen, wobei diejenigen Aufzeichnungsschichten (a), die nur aus einem solchen organischen Material bestehen, gut geeignet sind und daher erfindungsgemäß bevorzugt werden.

Für die Herstellung geeigneter und gut geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender Aufzeichnungsschichten (a) können demnach all die organischen Materialien verwendet werden, welche glasartig erstarren, nicht oder nur wenig photoleitend sind, permanente Dipole aufweisen und in welchen bedingt durch die nicht vorhandene oder nur geringe Photoleitfähigkeit durch Belichten keine oder nur sehr wenige freie Ladungsträger erzeugt werden können.

Diese geeigneten erfindungsgemäß zu verwendenden organischen Materialien können niedermolekulare, oligomere oder hochmolekulare Verbindungen sein, wobei sie im Falle der hochmolekularen Verbindungen auch zwei- oder dreidimensional vernetzt sein können. Von diesen Verbindungen werden die hochmolekularen für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck besonders bevorzugt verwendet.

Beispiele gut geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender organischer Materialien sind solche mit nematisch flüssigkristallinem, smektisch flüssigkristallinem oder ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem Verhalten. Von diesen werden diejenigen mit nematisch flüssigkristallinem und ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem Verhalten besonders bevorzugt und diejenigen mit ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem Verhalten ganz besonders bevorzugt werden.

Die für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck besonders bevorzugt verwendeten Verbindungen mit nematisch flüssigkristallinem Verhalten enthalten permanente Dipole, welche sich üblicherweise nicht so ausrichten, daß ein makroskopisches Dipolmoment resultiert. Indes können ihre permanenten Dipole bei entsprechenden Temperaturen durch ein elektrisches Feld bevorzugt in Feldrichtung ausgerichtet werden. Nach dem Abkühlen des betreffenden organischen Materials unter seine Glastemperatur T_G wird die Ausrichtung der permanenten Dipole glasartig eingefroren, so daß ein makroskopisches Dipolmoment resultiert (vgl. die US-A-47 62 912).

Beispiele gut geeigneter, für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck besonders bevorzugt zu verwendender Verbindungen mit nematisch flüssigkristallinem Verhalten sind aus der US-A-47 62 912, der EP-A-00 07 574, der EP-A-01 41 512 oder der EP-A-01 71 045 bekannt.

Aus den für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck ganz besonders bevorzugt verwendeten Verbindungen mit ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem Verhalten sind diejenigen hervorzuheben, welche in dünnen Schichten enantiotropes, ferroelektrischem smektisch flüssigkristallines (S_C*) Verhalten zeigen, so daß sie bei ausreichender Wärmeeinwirkung durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds zwischen zwei thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszuständen hin- und hergeschaltet werden können. Ein solches Verhalten zeigen bekanntermaßen chirale mesogene Verbindungen oder Gruppen, welche mindestens ein optisch aktives Zentrum enthalten. Diese Verbindungen oder Gruppen können eine smektisch flüssigkristalline Phase bilden, worin die chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen durch die intermolekularen Wechselwirkungen insgesamt parallel ausgerichtet und zu mit jeweils gleichen Abständen übereinander gestapelten Mikroschichten zusammengefügt sind. Diese sogenannten S_C*-Phasen weisen auch in Abwesenheit eines äußeren elektrischen Felds eine elektrische Spontanpolarisation auf, wobei diese remanente Polarisation durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds umorientiert werden kann, weswegen man diese Phasen folgerichtig als "ferroelektrisch" bezeichnet.

In der ferroelektrischen, smektisch flüssigkristallinen S_C*-Phase liegt der für smektisch flüssigkristalline Phasen allgemein typische Mikroschichtaufbau vor, wobei die Moleküllängsachsen der chiralen mesogenen Verbindungen in den einzelnen Mikroschichten einen Tiltwinkel R von +α oder -α gegenüber der Schichtnormalen Z aufweisen. Die Richtung der Neigung oder des Tiltwinkels R der Moleküllängsachsen in einer Mikroschicht gegenüber der Schichtnormalen Z wird allgemein durch den sogenannten Direktor gekennzeichnet. Insgesamt führt die Ausrichtung der einzelnen lateralen Dipole der chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen zu einem makroskopischen Dipolmoment. Indessen führt im allgemeinen der Direktor in der S_C*-Phase, sofern diese räumlich nicht begrenzt ist, beim Durchgang durch die einzelnen Mikroschichtebenen eine Präzessionsbewegung um die Normale Z aus, d. h. der sogenannte Polarisationsvektor , welcher die Richtung des Gesamtdipolmoments der Phase angibt, läuft auf einer Helix durch die S_C*-Phase, wodurch ein Gesamtdipolmoment von 0 resultiert.

Wird indes eine solche ferroelektrische smektisch flüssigkristalline S_C*-Phase in ihrer Dicke begrenzt und entweder in einem äußeren elektrischen Feld des geeigneten Vorzeichens und der geeigneten Ausrichtung erwärmt oder einem sehr starken äußeren elektrischen Feld des geeigneten Vorzeichens und der geeigneten Ausrichtung ausgesetzt, so kann beim Überschreiten einer von der jeweils verwendeten chiralen mesogenen Verbindung abhängigen Grenzfeldstärke die Richtung der Polarisation in der S_C*-Phase umgekehrt werden, so daß ihr Polarisationsvektor mit dem äußeren elektrischen Feld wieder übereinstimmt. Diese Umkehrung der Polarisation beruht auf dem "Umkippen" der Moleküllängsachsen der chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen vom Tiltwinkel R von +α in den Tiltwinkel R von -α oder umgekehrt. Dabei bildet sich ein neuer ferroelektrischer smektisch flüssigkristalliner S_C*-Ordnungszustand in der Phase aus. Sind diese beiden ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände thermodynamisch stabil, spricht man von enantiotropem, ferroelektrischem, smektisch flüssigkristallinem S_C*-Verhalten. Da hierbei das "Umkippen" der Moleküllängsachsen der chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen auf einer Kegelbahn erfolgt, vollzieht sich der Wechsel zwischen diesen beiden S_C*-Ordnungszuständen sehr rasch, weswegen denn auch die Schaltzeiten τ für das Hin- und Herschalten der S_C*-Phase zwischen diesen beiden S_C*-Ordnungszuständen ausgesprochen niedrig sind.

Bekanntermaßen ist dieses Verhalten dann besonders ausgeprägt, wenn die chiralen mesogenen Verbindungen in einer Schicht vorliegen, deren Dicke d geringer ist als die Ganghöhe G der Helix, längs derer der Direktor seien Präzessionsbewegung durch die S_C*-Phase vollführt. In einer solchen makroskopischen Schicht wird die durch die Präszessionsbewegung des Direktors beschriebene Helix sozusagen spontan "aufgewunden", so daß die chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen nur noch zwei Möglichkeiten haben, sich zu orientieren.

Hierbei sind solche erfindungsgemäß zu verwendenden chiralen mesogenen Verbindungen und Gruppen von ganz besonderem Vorteil, in welchen nach dem lokalen Erwärmen und dem Abkühlen in Anwesenheit eines elektrischen Felds einer der beiden thermodynamisch stabilen (enantiotropen), ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände bei Raumtemperatur lokal glasartig eingefroren werden kann, wobei in den anderen nicht erwärmten Bereichen des organischen Materials die betreffenden chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen entweder in dem anderen thermodynamisch stabilen ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustand, in einer sonstigen, nicht notwendigerweise ferroelektrischen, flüssigkristallinen Phase, in ungeordneten Mikrodomänen (Streuzentren) oder in einer isotropen I-Phase vorliegen. Erfindungsgemäß ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen in dem anderen thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustand vorliegen.

Dabei ergibt sich für die Aufzeichnungsschicht (a) ein zusätzlicher Vorteil, wenn die in ihr enthaltenen chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen unterhalb 200°C in die isotrope I-Phase übergehen, d. h., daß sie einen Klärpunkt unterhalb 200°C haben.

Darüber hinaus ergibt sich für die erfindungsgemäß zu verwendende Aufzeichnungsschicht (a) noch ein zusätzlicher Vorteil, wenn die in ihr enthaltenen chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen einen Phasenübergang S_C*→S_A*, welcher allgemein auch als Curie-Temperatur T_C bezeichnet wird, im Temperaturbereich von 50 bis 150, vorzugsweise 50 bis 100, insbesondere 50 bis 90°C haben.

Ferner ist es für die erfindungsgemäß zu verwendende Aufzeichnungsschicht (a) von ganz besonderem Vorteil, wenn die in ihr enthaltenen permanente Dipole aufweisenden organischen Materialien eine Glastemperatur Tg oberhalb 25°C haben.

Beispiele für Verbindungen mit enantiotropem, ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem (S_C*)-Verhalten, welche für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck insbesondere in Betracht kommen, sind aus der EP-A-01 84 482, der EP-A-02 28 703, der EP-A-02 58 898, der EP-A-02 31 858, der EP-A-02 31 857, der EP-A-02 71 900 oder der EP-A-02 74 128 bekannt oder sie werden in der deutschen Patentanmeldung P 39 17 196.5 beschrieben.

Demnach zeigen die Aufzeichnungsschichten (a), welche aus chiralen mesogenen Verbindungen der vorstehend genannten Art bestehen oder welche chirale mesogene Gruppen der vorstehend genannten Art enthalten, bei ihrer erfindungsgemäßen Verwendung ganz besondere Vorteile und sind deshalb ganz besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.

In den hervorragend geeigneten erfindungsgemäßen Aufzeichnungsschichten (a) sind die Mikroschichten der S_C*-Phase, welche von den chiralen mesogenen Verbindungen oder Gruppen gebildet wird, senkrecht zur Ebene der Aufzeichnungsschicht (a) orientiert. Im allgemeinen weisen die hervorragend geeigneten erfindungsgemäß zu verwendenden Aufzeichnungsschichten (a) eine ferroelektrische Spontanpolarisation P_S bzw. eine Dipoldichte oder eine Summe der ausgerichteten Dipolmomente pro Volumeneinheit der jeweils verwendeten Aufzeichnungsschicht (a) von 1 bis 300, vorteilhafterweise 10 bis 300 und insbesondere 20 bis 300 nC/cm² auf.

Im allgemeinen hat die ganz hervorragend geeignete erfindungsgemäß zu verwendende Aufzeichnungsschicht (a) eine Dicke d von 0,1 bis 20 µm. Ist sie mehr als 20 µm dick, so kann es unter Umständen zu einem Verlust der Bistabilität kommen, wogegen es bei einer Dicke d von <0,1 µm zu ihrer Deformation, beispielsweise durch Kapillareffekte, kommen kann. Der Dickenbereich von 0,1 bis 20 µm stellt somit ein Optimum dar, innerhalb dessen die Dicke d der Aufzeichnungsschicht (a) breit variiert und den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden kann, welche sich aus dem jeweils gewünschten anwendungstechnischen Eigenschaftsprofil einerseits und den physikalischen chemischen Eigenschaften der jeweils verwendeten organischen Materialien andererseits ergeben. Innerhalb dieses Dickenbereichs ist derjenige von 0,1 bis 10, vorteilhafterweise 0,1 bis 8, und insbesondere 0,2 bis 5 µm, noch einmal besonders hervorzuheben, weil die hervorragenden Aufzeichnungsschichten (a) dieses Dickenbereichs bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ganz besondere Vorteile, insbesondere eine höhere Empfindlichkeit gegenüber der bildmäßigen Energieeinwirkung und eine bessere Stabilität des remanenten elektrischen Polarisationsbildes, zeigen.

Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Aufzeichnungsschichten (a) weist methodisch keine Besonderheiten auf, sondern sie werden aus den vorstehend beschriebenen üblichen und bekannten und zum Teil im Handel erhältlichen geeigneten organischen Materialien, insbesondere aber aus

- den niedermolekularen chiralen mesogenen Verbindungen mit enantiotropem, ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinen (S_C*)Verhalten oder aus
- den vernetzten oder unvernetzten Polymeren, welche chirale mesogene Seitengruppen mit enantiotropem, ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem (S_C*)Verhalten zeigen,

nach den üblichen und bekannten Techniken der Herstellung dünner Schichten erzeugt.

Beispiele geeigneter Techniken zur Herstellung dünner Schichten aus niedermolekularen chiralen mesogenen Verbindungen der genannten Art sowie die betreffenden Verbindungen selbst sind z. B. aus der US-A-47 52 820, der WO-A-87/07890 oder der WO-A-86/02937 bekannt.

Des weiteren gehen aus der EP-A-01 84 482, der EP-A-02 28 703, der EP-A-02 58 898, der EP-A-02 31 858, der EP-A-02 31 857, der EP-A-02 71 900 sowie EP-A-02 74 128 die Techniken der Herstellung dünner Schichten aus vernetzten oder unvernetzten Polymeren mit chiralen mesogenen Seitengruppen der genannten Art sowie die betreffenden Polymeren selbst hervor oder sie werden z. B. in der deutschen Patentanmeldung P 39 17 196.5 im Detail beschrieben. Die hierin genannten Techniken der Herstellung dünner Schichten und die hierbei verwendeten Polymeren werden für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Aufzeichnungsschichten (a) besonders bevorzugt eingesetzt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erfindungsgemäß zu verwendende Aufzeichnungsschicht (a) in der gewünschten geeigneten Dicke in üblicher und bekannter Weise auf die Orientierungsschicht (e) eines elektrisch leitfähigen Trägers (b), welcher zumindest eine dimensionsstabile Trägerschicht (c), eine Elektrodenschicht (d) und die Orientierungsschicht (e) in der angegebenen Reihenfolge übereinanderliegend enthält, aufgetragen, wodurch ein Aufzeichnungselement (A, D, E) resultiert, welches zumindest die genannten Schichten (c), (d), (e) und (a) in der angegebenen Reihenfolge übereinanderliegend enthält.

Beispiele für dimensionsstabile Trägerschichten (c), Elektrodenschichten (d) und Orientierungsschichten (e), welche für den Aufbau des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Aufzeichnungselements (A, D, E) geeignet sind, gehen aus den Patentschriften WO-A-86/02937, WO-A-87/07890, US-A-47 52 820, GB-A-28 81 263, US-A-47 52 820, EP-A-01 84 482, EP-A-02 05 187, EP-A-02 26 218, EP-A-02 28 703, EP-A-02 31 857, EP-A-02 31 858, EP-A-02 58 898, EP-A-02 71 900 oder EP-A-02 74 128 hervor oder sie werden in der deutschen Patentanmeldung P 39 17 196.5 beschrieben.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf die Aufzeichnungsschicht (a) in deren Oberfläche in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen, d. h., ein remanentes elektrisches Polarisationsbild, erzeugt. Dieses remanente elektrische Polarisationsbild setzt sich entweder aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen oder aus elektrisch positiv oder elektrisch negativ geladenen Bereichen und ungeladenen Bereichen zusammen oder es enthält diese Bereiche.

Erfindungsgemäß wird dieses Muster aus Oberflächenladungen bzw. das remanente elektrische Polarisationsbild ohne oder fast ohne Bildung freier Ladungsträger durch das reversible bildmäßige Ausrichten aller oder eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole erzeugt.

Erfindungsgemäß kann dies

(i) in Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds durch reversibles bildmäßiges Zerstören der Ausrichtung eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen ausgerichteten permanenten Dipole,
(ii) in der Gegenwart eines elektrischen und/oder magnetischen Felds durch reversibles bildmäßiges Verändern oder Umkehren der Ausrichtung eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen ausgerichteten permanenten Dipole oder
(iii) in der Gegenwart eines elektrischen Felds durch reversibles bildmäßiges Ausrichten eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen nicht ausgerichteten permanenten Dipole

bei der bildmäßigen Einwirkung von Energie auf die Aufzeichnungsschicht (a) geschehen.

Erfindungsgemäß ist hierbei die bildmäßige Einwirkung von Wärmeenergie von Vorteil, wobei die Verwendung von Laserlicht, insbesondere das von Halbleiterlasern emittierte, oder eines üblichen und bekannten Thermokopfes von besonderem Vorteil ist.

Bei der Verwendung von Laserlicht empfiehlt es sich, daß die Aufzeichnungsschicht (a) übliche und bekannte, ggf. an das betreffende organische Material chemisch gebundene Komponenten enthält, welche das Laserlicht stark absorbieren, und/oder daß die Aufzeichnungsschicht (a) einer üblichen und bekannten Schicht aufliegt, welche das Laserlicht stark absorbiert.

Das hierbei in erfindungsgemäßer Verfahrensweise resultierende Muster aus Oberflächenladungen bzw. das remanente elektrische Polarisationsbild kann nach seiner bestimmungsgemäßen Verwendung entweder durch vollflächiges Einwirken von Energie in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds ohne Bildung freier Ladungsträger unter vollflächigem Ausrichten aller in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole oder unter vollflächigem Zerstören der in den einzelnen Bereichen des Musters oder des Bilds jeweils vorliegenden Ausrichtung der permanenten Dipole wieder gelöscht werden. Auch hierbei ist erfindungsgemäß Wärmeenergie von Vorteil.

Erfindungsgemäß kann nach dem Löschen ein neues Muster aus Oberflächenladungen bzw. ein remanentes elektrisches Polarisationsbild in der Aufzeichnungsschicht (a) erzeugt werden, weswegen das erfindungsgemäße Verfahren reversibel ist.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäß bevorzugten bestimmungsgemäßen Verwendung des Musters aus Oberflächenladungen bzw. des remanenten elektrischen Polarisationsbilds ist seine Betonerung mit flüssigen oder festen Tonern, nach der man das resultierende Tonerbild auf eine andere Oberfläche übertragen kann, wodurch auf der anderen Oberfläche eine Photokopie des Musters oder Bilds entsteht.

Erfindungsgemäß kann man dann die Betonerung wiederholen, d. h. es können von einem Muster aus Oberflächenladungen bzw. von einem remanenten elektrischen Polarisationsbild mehrere Photokopien erhalten werden, was ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Indes kann das in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandene Muster oder Bild in der vorstehend genannten Weise wieder gelöscht werden, wonach man ein neues Muster oder Bild in erfindungsgemäßer Weise erzeugen und nach seiner erneuten Betonerung zu Kopierzwecken verwenden kann.

Erfindungsgemäß kann außerdem das in erfindungsgemäßer Weise erzeugte remanente elektrische Polarisationsbild, welches aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen zusammengesetzt ist oder diese Bereiche enthält, gleichzeitig oder sukzessive mit mindestens zwei flüssigen oder festen Tonern entgegengesetzter elektrischer Ladung betonert werden, wodurch ein zwei- oder mehrfarbiges Tonerbild entsteht, welches nach seiner Übertragung von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche eine zwei- oder mehrfarbige Photokopie liefert. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn man hierbei mindestens zwei Toner verwendet, welche optisch stark kontrastieren. Auch hierbei können erfindungsgemäß mehrere Photokopien von ein und demselben remanenten elektrischen Polarisationsbild erhalten werden.

Es ist indes auch möglich, das in erfindungsgemäßer Weise erzeugte Muster aus Oberflächenladungen oder das remanente elektrische Polarisationsbild mit mindestens einem flüssigen oder festen Toner zu betonern, wonach man das hierbei resultierende Tonerbild, beispielsweise durch Erhitzen, fixiert. Es versteht sich von selbst, daß dieses in erfindungsgemäßer Verfahrensweise hergestellte fixierte Tonerbild nicht mehr gelöscht werden kann, weswegen diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens irreversibel ist. Dies wird jedoch dadurch aufgewogen, daß man das fixierte Tonerbild durch Auswaschen seiner unbetonerten Bereiche mit Hilfe geeigneter Entwicklerlösungsmittel auswaschen kann, wodurch auf dem Aufzeichnungselement eine Reliefschicht resultiert, die u. a. zu Druckzwecken verwendet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den unterschiedlichsten Geräten durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil, wewnn man für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das erfindungsgemäße Gerät verwendet.

Das erfindungsgemäße Gerät umfaßt mindestens eines der vorstehend im Detail beschriebenen Aufzeichnungselemente (A, D, E), mindestens eine Gegenelektrode (C, F), sowie mindestens eine Energiequelle oder Vorrichtung (B), welche der bildmäßigen Einwirkung von Energie auf die Aufzeichnungsschicht (a) dient.

Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung (B) zur bildmäßigen Einwirkung von Energie eine Laserlichtquelle (G), insbesondere einen Halbleiterlaser, oder einen üblichen und bekannten Thermokopf (G) enthält.

Außerdem ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn die Gegenelektrode (C, F) so angeordnet ist, daß sie vom Aufzeichnungselement (A, D, E) wieder entfernt werden kann. Vorteilhafterweise steht die Gegenelektrode (C, F) in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht (a, D). Sie kann hierbei die Form einer ebenen oder gebogenen Platte oder die Form einer Walze haben, welche in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit über das Aufzeichnungselement (A, D, E) hinwegbewegt wird. Die Gegenelektrode (C, F) ist der Elektrodenschicht (d) des elektrisch leitfähigen Trägers (b) entgegengesetzt geschaltet. Hierbei kann die Oberfläche der Gegenelektrode (C, F) von einer üblichen und bekannten Polysiloxanschicht (h) bedeckt sein.

Des weiteren ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn die Oberfläche der Gegenelektrode (C, F) entweder derart strukturiert ist, daß sie als Orientierungsschicht (g) wirkt, oder von einer Orientierungsschicht (g) bedeckt ist, welche entweder in ihrer Zusammensetzung und Struktur der Orientierungsschicht (e) des Aufzeichnungselements (A, D, E) entspricht oder sich hiervon unterscheidet. Ferner kann die Gegenelektrode (C, F) beheizt sein.

Das erfindungsgemäße Gerät kann ein ebenes oder ein walzenförmiges Aufzeichnungselement (A, D, E) enthalten.

Enthält das erfindungsgemäße Gerät ein ebenes Aufzeichnungselement (A, D, E), dann kann entweder die ebene oder die gebogene plattenförmige Gegenelektrode auf die Aufzeichnungsschicht (a) des Aufzeichnungselements (A, D, E) aufgedrückt werden, wobei die volle Fläche der Aufzeichnungsschicht (a) oder nur ein Teil hiervon von der Gegenelektrode (C, F) bedeckt wird. Es kann indes auch die walzenförmige Elektrode (C, F) verwendet werden, welche dann, vorzugsweise in der vollen Breite des Aufzeichnungselements (A, D, E), in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit über dessen Aufzeichnungsschicht (a) hinweggeführt wird.

Enthält das erfindungsgemäße Gerät dagegen ein walzenförmiges Aufzeichnungselement (A, D, E) dann kann entweder die ebene oder die gebogene plattenförmige Gegenelektrode (C, F) verwendet werden, über die das walzenförmige Aufzeichnungselement (A, D, E) in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit hinwegbewegt wird. Indes kann auch die walzenförmige Gegenelektrode (C, F) verwendet werden, welche gegen das walzenförmige Aufzeichnungselement (A, D, E) in der Art eines Kalanders mit einer geeigneten Geschwindigkeit gedreht wird, was erfindungsgemäß von ganz besonderem Vorteil ist.

Des weiteren kann das erfindungsgemäße Gerät mindestens eine Vorrichtung (H) zum Betonern des in der Aufzeichnungsschicht (a) erzeugten Musters aus Oberflächenladungen mit festen oder flüssigen Tonern, mindestens eine Vorrichtung (I) zum Übertragen des Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche oder alternativ hierzu midnestens eine Vorrichtung (J) zum Fixieren des Tonerbilds, mindestens eine Vorrichtung (K) zur vollflächigen Einwirkung von Energie, insbesondere Wärmeenergie, auf das Aufzeichnungselement (A, D, E), welche auch in der Gegenelektrode (C, F) enthalten sein kann, sowie mindestens eine Vorrichtung (L) zur Erzeugung elektrischer und/oder magnetischer Felder, welche das Aufzeichnungselement (A, D, E) vollflächig durchdringen können, enthalten.

Daneben enthält das erfindungsgemäße Gerät übliche und bekannte elektrische und/oder mechanische Vorrichtungen, welche für die Steuerung des erfindungsgemäßen Geräts von Nutzen sind, wie elektrische und/oder mechanische Regelsysteme und Servomotoren. Außerdem kann das erfindungsgemäße Gerät an einen Prozeßrechner angeschlossen und von diesem geregelt werden.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe des erfindungsgemäßen Geräts kann grundsätzlich in fünferlei Weise durchgeführt werden, was nachfolgend beispielhaft erläutert wird:

1. Zwischen der walzenförmigen Gegenelektrode (C, F) und der Elektrodenschicht (d) des Aufzeichnungselements (A, D, E) wird eine geeignete Spannung im Bereich von 1 bis 100 V angelegt. Hiernach wird die walzenförmige Gegenelektrode (C, F) mit einer geeigneten Geschwindigkeit in relativer Bewegung über die Aufzeichnungsschicht (a) des Aufzeichnungselements (A, D, E) hinweggeführt. Dadurch werden die in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole vollflächig ausgerichtet. Unmittelbar hinter der sich bewegenden walzenförmigen Gegenelektrode (C, F) erfolgt die bildmäßige Einwirkung von Energie, wodurch das Muster aus Oberflächenladungen oder das remanente elektrische Polarisationsbild resultiert. Das Aufzeichnungselement (A, D, E), welches nun das Muster oder das Bild enthält, wird dann in relativer Bewegung mit einer auf die Bewegung der walzenförmigen Gegenelektrode (C, F) abgestimmten Geschwindigkeit zu der Betonerungsvorrichtung (H) geführt und dort betonert. Hiernach wird das betonerte Aufzeichnungselement (A, D, E) in relativer Bewegung mit der abgestimmten Geschwindigkeit zu der Vorrichtung (I) für das Übertragen des Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche geführt. Hiernach kann entweder das tonerfreie Aufzeichnungselement zur Betonerungsvorrichtung (H) und zur Vorrichtung (I) zum Übertragen des Tonerbilds zurückgeführt werden, wodurch zwei oder mehr Kopien des ursprünglichen Musters oder Bilds erzeugt werden können, oder es kann zum Löschen des Musters oder des Bilds die walzenförmige Elektrode (C, E) in abgestimmter relativer Bewegung erneut über das Aufzeichnungselement (A, D, E) hinwegbewegt werden.
2. Statt zu einer Vorrichtung (I) zum Übertragen des Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche geführt zu werden, kann das betonerte Aufzeichnungselement (A, D, E) zu einer Vorrichtung (J) zum Fixieren des Tonerbilds bewegt werden, wonach das Aufzeichnungselement (A, D, E) zur Weiterverarbeitung in geeigneter Weise das erfindungsgemäße Gerät verläßt.
3. An das Aufzeichnungselement (A, D, E) mit einer nicht vollflächig ausgerichteten Aufzeichnungsschicht (a) wird ein senkrecht zu der Aufzeichnungsschicht (a) orientiertes elektrisches Feld angelegt. Hiernach wird die Aufzeichnungsschicht (a) bildmäßig erwärmt, wodurch das Muster aus Oberflächenladungen oder das remanente elektrische Polarisationsbild entsteht. Hiernach wird das Aufzeichnungselement (A, D, E) in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit wie unter Ziffer 1. beschrieben zu den Vorrichtungen zum Betonern (H) und zum Übertragen des Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche (I) oder, alternativ hierzu, zu einer Vorrichtung (J) zum Fixieren des Tonerbilds geführt. Sofern das in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandene Muster oder Bild wieder gelöscht werden soll, wird die Aufzeichnungsschicht (a) so hoch erhitzt, daß die bildmäßige Ausrichtung der permanenten Dipole in der Aufzeichnungsschicht (a) wieder zerstört wird.
4. Diese Ausführungsform wird wie unter Ziffer 1. beschrieben durchgeführt, nur daß zum Zwecke der Erzeugung eines remanenten elektrischen Polarisationsbilds, welches aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen zusammengesetzt ist, bei der bildmäßigen Einwirkung von Energie an die Aufzeichnungsschicht (a) vollflächig ein elektrisches Feld angelegt wird, dessen Feldlinien die Aufzeichnungsschicht (a) durchdringen, und daß das remanente elektrische Polarisationsbild in der Betonerungsvorrichtung (H), vorteilhafterweise sukzessive, mit zwei optisch stark kontrastierenden Tonern entgegengesetzter elektrischer Ladung betonert wird, wodurch ein zweifarbiges Tonerbild entsteht. Dieses wird in der gleichen Weise, wie sie bei der Ausführungsform unter Ziffer 1. beschrieben wird, zur Herstellung von Photokopien verwendet, welche nun aber zweifarbig sind.
5. Bei dieser Ausführungsform wird zwischen der walzenförmigen Gegenelektrode (C, F) und der Elektrodenschicht (d) des Aufzeichnungselements (A, D, E) eine geeignete Spannung im Bereich von 1 bis 100 V angelegt. Hiernach wird die walzenförmige Gegenelektrode (C, F) mit einer geeigneten Geschwindigkeit in relativer Bewegung über die Aufzeichnungsschicht (a) des Aufzeichnungselements (A, D, E) hinweggeführt. Im Unterschied zu der unter Ziffer 1. beschriebenen Ausführungsform werden hierbei die Temperatur und die Feldstärke so gewählt, daß die Aufzeichnungsschicht (a) nicht vollflächig ausgerichtet wird. Unmittelbar hinter der sich bewegenden walzenförmigen Gegenelektrode (C, F) erfolgt die bildmäßige Einwirkung von Energie, wodurch ein erstes Muster aus Oberflächenladungen oder ein erstes remanentes elektrisches Polarisationsbild resultiert. Hiernach wird dieser Abbildungsvorgang oder Verfahrensschritt wiederholt, nur daß zu diesem Zweck die Spannung zwischen der walzenförmigen Gegenelektrode (C, F) und der Elektrodenschicht (d) umgepolt wird und daß hierbei ein vom ersten remanenten elektrischen Polarisationsbild verschiedenes zweites Polarisationsbild mit entgegengesetzten elektrischen Oberflächenladungen gebildet wird. Im Anschluß daran wird das Aufzeichnungselement (A, D, E), dessen Aufzeichnungsschicht (a) elektrisch positive und elektrisch negative Bereiche enthält, in der gleichen Weise, wie sie bei der Ausführungsform unter Ziffer 4. beschrieben wird, zur Herstellung zweifarbiger Photokopien verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zahlreiche besondere Vorteile auf: Es kann ohne die Anwendung sehr hoher Spannungen durchgeführt werden, weswegen zahlreiche sicherheitstechnische Probleme entfallen. Weil bei seiner Durchführung keine oder nur sehr wenige freie Ladungsträger erzeugt werden, ist es unempfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit und Wärme. Bei seiner Durchführung sind keine Lichtabschirmungen notwendig. Außerdem kann es mit Hilfe homogener dünner Aufzeichnungsschichten durchgeführt werden, welche sich hervorragend für die bildmäßige Erwärmung mit Laserlicht, insbesondere mit dem von Halbleiterlasern emittierten, oder mit einem Thermokopf eignen. Darüber hinaus sind sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch das erfindungsgemäße Gerät außerordentlich variabel, so daß sie in den unterschiedlichsten Ausführungsformen mit Vorteil angewandt werden können.

Claims

1. Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) die Aufzeichnungsschicht (a) ein glasartig erstarrendes, nicht oder nur wenig photoleitendes, permanente Dipole aufweisendes organisches Material enthält oder hieraus besteht und daß man
(2) das Muster aus Oberflächenladungen ohne oder fast ohne Bildung freier Ladungsträger durch reversibles bildmäßiges Ausrichten aller oder eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole erzeugt.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man hierbei das Muster aus Oberflächenladungen ohne oder fast ohne die Bildung freier Ladungsträger durch reversibles bildmäßiges Zerstören der Ausrichtung eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen ausgerichteten permanenten Dipole erzeugt.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man hierbei das Muster aus Oberflächenladungen ohne oder fast ohne Bildung freier Ladungsträger in der Gegenwart eines elektrischen und/oder magnetischen Felds durch reversibles bildmäßiges Verändern oder Umkehren der Ausrichtung eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen einheitlich ausgerichteten permanenten Dipole erzeugt.

4. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man hierbei das Muster aus Oberflächenladungen ohne oder fast ohne Bildung freier Ladungsträger in der Gegenwart eines elektrischen und/oder magnetischen Felds durch reversibles bildmäßiges Ausrichten eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen nicht ausgerichteten permanenten Dipole erzeugt.

5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (a) mindestens ein glasartig erstarrendes, nicht oder nur wenig photoleitendes organisches Material mit nematisch flüssigkristallinem, smektisch flüssigkristallinem oder ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem Verhalten enthält oder hieraus besteht.

6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man hierbei bildmäßig Wärmeenergie einwirken läßt.

7. Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Energiequelle eine Laserlichtquelle oder einen Thermokopf verwendet.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (a) Komponenten enthält, welche das Laserlicht stark absorbieren, und/oder daß die Aufzeichnungsschicht (a) einer Schicht aufliegt, welche das Laserlicht stark absorbiert.

9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das auf der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandene Muster aus Oberflächenladungen nach dessen bestimmungsgemäßer Verwendung durch vollflächiges Einwirken von Energie in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds ohne Bildung freier Ladungsträger entweder und vollflächigem Ausrichten aller in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole oder unter vollflächigem Zerstören der in den einzelnen Bereichen des Musters jeweils vorliegenden Ausrichtung der permanenten Dipole wieder löscht.

10. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das auf der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandene Muster aus Oberflächenladungen vor dem Löschen mindestens einmal mit einem flüssigen oder festen Toner betonert, wonach man das resultierende Tonerbild von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche überträgt.

11. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das auf der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandene Muster aus Oberflächenladungen mit einem flüssigen oder festen Toner betonert, wonach man das resultierende Tonerbild auf der Aufzeichnungsschicht (a) fixiert.

12. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 für die Herstellung von Photokopien.

13. Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 11 für die Herstellung von Reliefschichten.

14. Gerät, welches der reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds dient, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) ein der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, und welches

(A) mindestens ein Aufzeichnungselement, enthaltend
- (a) eine für das Verfahren geeignete Aufzeichnungsschicht und
- (b) einen elektrisch leitfähigen Träger,
(B) mindestens eine Vorrichtung zur bildmäßigen Einwirkung von Energie auf das Aufzeichnungselement (A) und
(C) mindestens eine dem elektrisch leitfähigen Träger (b) entgegengesetzt geschaltete Elektrode (Gegenelektrode)

umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

(D) die Aufzeichnungsschicht (a) ein glasartig erstarrendes, nicht oder nur wenig photoleitendes, permanente Dipole aufweisendes organisches Material enthält oder hieraus besteht, worin das Muster aus Oberflächenladungen ohne oder fast oder Bildung freier Ladungsträger durch reversibles bildmäßiges Ausrichten aller oder eines Teils der in der Aufzeichnungsschicht (a) vorhandenen permanenten Dipole erzeugt wird,
(E) der elektrisch leitfähige Träger (b) zumindest
- (c) eine dimensionsstabile Trägerschicht,
- (d) eine Elektrodenschicht und
- (e) eine Orientierungsschicht
in der angegebenen Reihenfolge übereinanderliegend enthält, wobei die Aufzeichnungsschicht (a) der Orientierungsschicht (e) direkt aufliegt,
(F) die Gegenelektrode (C) in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht (a) steht und so angeordnet ist, daß sie von dem Aufzeichnungselement (A, D, E) wieder entfernt werden kann, und daß sie entweder die Form einer ebenen oder gebogenen Platte oder die Form einer Walze hat, welche in relativer Bewegung über das Aufzeichnungselement (A, D, E) hinweggeführt werden kann, und daß
(G) die Vorrichtung (B) zur bildmäßigen Einwirkung von Energie zumindest eine Laserlichtquelle oder einen Thermokopf enthält.

15. Das Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Elektrode (C, F) entweder als Orientierungsschicht (g) dient oder von einer Orientierungsschicht (g) oder einer Polysiloxanschicht (h) bedeckt ist.

16. Das Gerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (C, F) beheizbar ist.

17. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungselement (A, D, E) eben ist.

18. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungselement (A, D, E) die Form einer Walze hat und gegen die Elektrode (C, F) in der Art eines Kalanders gedreht werden kann.

19. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es

(H) mindestens eine Vorrichtung zum Betonern des in der Aufzeichnungsschicht (a) erzeugten Musters aus Oberflächenladungen mit festen oder flüssigen Tonern

aufweist.

20. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es

(I) mindestens eine Vorrichtung zum Übertragen des Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche

aufweist.

21. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es

(J) mindestens eine Vorrichtung zum Fixieren des Tonerbilds

aufweist.

22. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß es

(K) mindestens eine Vorrichtung zur vollflächigen Einwirkung von Energie auf das Aufzeichnungselement (A, D, E)

aufweist.

23. Das Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß es

(L) Vorrichtungen zur Erzeugung elektrischer und/oder magnetischer Felder, welche das Aufzeichnungselement (A, D, E) vollflächig durchdringen können,

aufweist.

24. Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) eine der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(1) Aufbringen einer 0,1 bis 20 µm dicken, glasartig erstarrenden, nicht oder nur wenig photoleitenden Aufzeichnungsschicht (a) mit nematisch flüssigkristallinem oder enantiotropem, ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem (S_C*)Verhalten, welche bei ausreichender Wärmeeinwirkung durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds entweder in einen gepolten nematisch flüssigkristallinen Ordnungszustand überführt und nach Abkühlen in diesem Zustand glasartig eingefroren werden kann oder zwischen zwei thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszuständen hin- und hergeschaltet werden kann, auf der Orientierungsschicht (e) eines elektrisch leitfähigen Trägers (b), welcher eine dimensionsstabile Trägerschicht (c), eine Elektrodenschicht (d) und die Orientierungsschicht (e) übereinanderliegend enthält, wodurch ein Aufzeichnungselement (A, D, E) resultiert,
(2) vollflächiges Ausrichten der Aufzeichnungsschicht (a) in den gepolten nematisch flüssigkristallinen Ordnungszustand oder in einen ihrer thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände durch vollflächiges Erwärmen der Aufzeichnungsschicht (a) in dem elektrischen Feld zwischen der Elektrodenschicht (d) und einer Gegenelektrode (C, F), welche so angeordnet ist, daß sie vom Aufzeichnungselement (A, D, E) wieder entfernt werden kann, der Elektrodenschicht (d) entgegengesetzt geschaltet ist, in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht (a) steht und welche entweder von einer Orientierungsschicht (g) oder einer Polysiloxanschicht (h) bedeckt ist oder deren Oberfläche als Orientierungsschicht (g) dient, wobei die Gegenelektrode (C, F) entweder die Form einer gebogenen oder ebenen Platte oder die Form einer Walze hat, welche in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit über das Aufzeichnungselement (A, D, E) hinweggeführt wird,
(3) bildmäßiges Erwärmen der vollflächig ausgerichteten Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen Felds mittels eines Laserstrahls oder eines Thermokopfes unter Bildung eines Musters, welches aus bei Raumtemperatur stabilen Bereichen besteht, in denen entweder ein nicht gepolter nematisch flüssigkristalliner Ordnungszustand, der andere thermodynamisch stabile, ferroelektrische smektisch flüssigkristalline S_C*-Ordnungszustand, ein sonstiger flüssigkristalliner Ordnungszustand, ungeordnete Mikrodomänen (Streuzentren) oder eine isotrope I-Phase vorliegt, und
(4) Betonern des Musters in Abwesenheit eines elektrischen Felds mit festen oder flüssigen Tonern.

25. Das Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt:

(5) Übertragen des aus dem Verfahrensschritt (4) resultierenden Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche.

26. Das Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt:

(6) Löschen des Musters nach dem Verfahrensschritt (5) durch Wiederholen des Verfahrensschritts (2).

27. Das Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:

(7) Fixieren des aus dem Verfahrensschritt (4) resultierenden Tonerbilds auf der Aufzeichnungsschicht (a).

28. Verfahren zur reversiblen oder irreversiblen Erzeugung einer positiven Abbildung durch bildmäßige Einwirkung von Energie auf eine Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, wodurch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (a) eine der bildmäßigen Einwirkung der Energie entsprechendes Muster aus Oberflächenladungen resultiert, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(1) Aufbringen einer nicht gepolten nematischen oder nicht vollflächig ausgerichteten, glasartig erstarrenden, nicht oder nur wenig photoleitenden, 0,1 bis 20 µm dicken Aufzeichnungsschicht (a) mit nematisch flüssigkristallinem oder mit enantiotropem ferroelektrischem smektisch flüssigkristallinem (S_C*)Verhalten, welche bei ausreichender Wärmeeinwirkung durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds entweder in einen gepolten nematisch flüssigkristallinen Ordnungszustand überführt und nach Abkühlen in diesem Zustand glasartig eingefroren werden kann oder zwischen zwei thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszuständen hin- und hergeschaltet werden kann, auf der Orientierungsschicht (e) eines elektrisch leitfähigen Trägers (b), welche eine dimensionsstabile Trägerschicht (c), eine Elektrodenschicht (d) und die Orientierungsschicht (e) übereinanderliegend enthält, wodurch ein Aufzeichnungselement (A, D, E) resultiert,
(2) bildmäßiges Erwärmen der nicht gepolten nematischen oder nicht vollflächig einheitlich ausgerichteten Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit eines elektrischen Felds mittels eines Laserstrahls oder eines Thermokopfes unter Bildung eines Musters, welches aus bei Raumtemperatur stabilen Bereichen besteht, in denen entweder ein gepolter nematisch flüssigkristalliner oder einer der beiden thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände der Aufzeichnungsschicht (a) vorliegt, und
(3) Betonern des Musters in Abwesenheit eines elektrischen Felds mit festen oder flüssigen Tonern.

29. Das Verfahren nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt:

(4) Übertragen des aus dem Verfahrensschritt (3) resultierenden Tonerbilds von der Aufzeichnungsschicht (a) auf eine andere Oberfläche.

30. Das Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt:

(5) Löschen des Musters nach dem Verfahrensschritt (4) durch vollflächiges Erwärmen der Aufzeichnungsschicht (a) in Abwesenheit eines elektrischen Felds.

31. Das Verfahren nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt:

(6) Fixieren des aus dem Verfahrensschritt (3) resultierenden Tonerbilds auf der Aufzeichnungsschicht (a).

32. Verfahren zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Photokopien durch Erzeugen eines remanenten elektrischen Polarisationsbilds, welches aus elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Bereichen zusammengesetzt ist, auf der Oberfläche einer Aufzeichnungsschicht (a), gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(1) Aufbringen einer 0,1 bis 20 µm dicken, glasartig erstarrenden, nicht oder nur wenig photoleitenden Aufzeichnungsschicht (a) mit enantiotropem, ferroelektrischem smektisch flüssigkeitskristallinem (S_C*)Verhalten, welche bei ausreichender Wärmeeinwirkung durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds zwischen zwei thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszuständen hin- und hergeschaltet werden kann, auf die Orientierungsschicht (e) eines elektrisch leitfähigen Trägers (b), welcher eine dimensionsstabile Trägerschicht (c), eine Elektrodenschicht (d) und die Orientierungsschicht (e) übereinanderliegend enthält, wodurch ein Aufzeichnungselement (A, D, E) resultiert,
(2) vollflächiges Ausrichten der Aufzeichnungsschicht (a) in einen ihrer thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände durch vollflächiges Erwärmen der Aufzeichnungsschicht (a) in dem elektrischen Feld zwischen der Elektrodenschicht (d) und einer Gegenelektrode (C, F), welche so angeordnet ist, daß sie vom Aufzeichnungselement (A, D, E) wieder entfernt werden kann, der Elektrodenschicht (d) entgegengesetzt geschaltet ist, in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht (a) steht, und welche entweder von einer Orientierungsschicht (g) oder einer Polysiloxanschicht (h) bedeckt ist oder deren Oberfläche als Orientierungsschicht (g) dient, wobei die Gegenelektrode (C, F) entweder die Form einer gebogenen oder ebenen Platte oder die Form einer Walze hat, welche in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit über das Aufzeichnungselement (A, D, E) hinweggeführt wird,
(3) bildmäßiges Erwärmen der vollflächig ausgerichteten Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit eines elektrischen Felds mittels eines Laserstrahls oder eines Thermokopfes unter Bildung eines remanenten elektrischen Polarisationsbilds, welches aus bei Raumtemperatur stabilen Bereichen besteht, in jeweils einer der beiden thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände der Aufzeichnungsschicht (a) vorliegt, und
(4) Betonern des remanenten elektrischen Polarisationbildes mit zwei flüssigen oder festen Tonern entgegengesetzter elektrischer Ladung.

33. Verfahren zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Photokopien durch Erzeugen eines remanenten elektrischen Polarisationsbilds, welches elektrisch positiv und elektrisch negativ geladene Bereiche enthält, auf der Oberfläche einer Aufzeichnungsschicht (a), gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(1) Aufbringen einer 0,1 bis 20 µm dicken, glasartig erstarrenden, nicht oder nur wenig photoleitenden Aufzeichnungsschicht (a) mit enantiotropem, ferroelektrischem smektisch flüssigkeitskristallinem (S_C*)Verhalten, welche bei ausreichender Wärmeeinwirkung durch Anlegen eines äußeren elektrischen Felds zwischen zwei thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszuständen hin- und hergeschaltet werden kann, auf die Orientierungsschicht (e) eines elektrisch leitfähigen Trägers (b), welcher eine dimensionsstabile Trägerschicht (c), eine Elektrodenschicht (d) und die Orientierungsschicht (e) übereinanderliegend enthält, wodurch ein Aufzeichnungselement (A, D, E) resultiert,
(2) bildmäßiges Erwärmen der Aufzeichnungsschicht (a) in Anwesenheit des elektrischen Felds zwischen der Elektrodenschicht (d) und einer Gegenelektrode (C, F), welche so angeordnet ist, daß sie vom Aufzeichnungselement (A, D, E) wieder entfernt werden kann, der Elektrodenschicht (d) entgegengesetzt geschaltet ist, in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht (a) steht, und welche entweder von einer Orientierungsschicht (g) oder einer Polysiloxanschicht (h) bedeckt ist oder deren Oberfläche als Orientierungsschicht (g) dient, wobei die Gegenelektrode (C, F) entweder die Form einer gebogenen oder ebenen Platte oder die Form einer Walze hat, welche in relativer Bewegung mit einer geeigneten Geschwindigkeit über das Aufzeichnungselement (A, D, E) hinweggeführt wird, mittels eines Laserstrahls oder eines Thermokopfes unter Bildung eines remanenten elektrischen Polarisationsbilds, welches bei Raumtemperatur stabile Bereiche enthält, in denen jeweils einer der beiden thermodynamisch stabilen, ferroelektrischen smektisch flüssigkristallinen S_C*-Ordnungszustände der Aufzeichnungsschicht (a) vorliegt,
(3) Wiederholen des Verfahrensschritts (3) in Anwesenheit des umgepolten elektrischen Felds unter Bildung eines vom ersten remanenten elektrischen Polarisationsbild verschiedenen zweiten Polarisationsbilds mit entgegengesetzten elektrischen Oberflächenladungen und
(4) Betonern des remanenten elektrischen Polarisationsbilds mit mindestens zwei flüssigen oder festen Tonern entgegengesetzter elektrischer Ladung.

34. Das Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß man hierbei mindestens zwei Toner verwendet, welche optisch stark kontrastieren.

35. Verwendung des Geräts gemäß einem der Ansprüche 14 bis 23 für die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 24 bis 34.

36. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Hilfe des Geräts gemäß einem der Ansprüche 14 bis 23 durchgeführt wird.