DD286885A5 - Verfahren zur herstellung eines aufzeichnungsmediums fuer die infrarotphotographie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums fuer die Infrarotphotographie, das fuer die Bilderzeugung in der Spektroskopie und der Halbleiterlasertechnik sowie fuer Hochtemperaturplasmauntersuchungen und die Registrierung von Temperaturreliefs geeignet ist. Erfindungsgemaesz werden auf einem Substrat, das gegebenenfalls mit einer Lichthofschutzschicht und einer Haftschicht versehen wird, durch Simultanverdampfung eine Silbersulfidschicht abgeschieden und nach Belichtung eine photographische Verarbeitung durchgefuehrt. Das erfindungsgemaesze Verfahren gewaehrleistet eine feinkoernige Struktur der photographischen Schicht, sowie eine gute Reproduzierbarkeit und Lagerstabilitaet. Die Abwesenheit von Bindemittel in der Silbersulfidschicht und deren geringe Dicke schlieszen stoerende Lichtstreuung praktisch aus.{Verfahren; Aufzeichnungsmedium; Infrarotphotographie; Spektroskopie; Halbleitertechnik; Substrat; Lichthofschutzschicht; Haftschicht; Silbersulfidschicht; photographische Verarbeitung; feinkoernige Struktur}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums für die Infrarotphotographie, das für die Bilderzeugung in der Spektroskopie und der Halbleiterlasertechnik sowie für Hochtemperaturplasmauntersuchungen und die Registrierung von Temperaturreliefs geeignet ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums für Infrarotstrahlen ist bekannt. Gemäß SU-US 593568 erfolgt die Bilderzeugung in einem Aufzeichnungsmedium, das aus einer oder mehreren Emulsionsschichten besteht, die ein Silber-, Bleioder Quecksilberchalkogenid oder eine Mischung von ihnen enthalten können.

Die Nachteile dieses Verfahrens sind neben der komplizierten Herstellungsmethode, die große Dicke und optische Inhomogenität der Schicht, die eine starke Lichtstreuung bewirken, sowie die Belichtung in einer wäßrigen Lösung. Trotz der zahlreichen Bearbeitungsschritte wird mit diesem Verfahren ein Auflösungsvermögen von nur 30 bis 40 Linien/mm erreicht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine vereinfachte Herstellungstechnologie für ein Aufzeichnungsmedium, mit dem durch eine vereinfachte photographische Verarbeitung gute Detailwiedergabeeigenschaften bei der Bildaufzeichnung mittels Infrarotstrahlen sowie eine gute Reproduzierbarkeit und gute Lagerstabilität erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines für die Infrarotphotographie geeigneten Aufzeichnungsmediums auf der Basis von Silbersulfid zu entwickeln, das über eine feinkörnige Struktur und Schichten gleichmäßiger Dicke verfügt sowie ein hohes Auflösungsvermögen gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums für die Infrarotphotographie auf der Basis von Silbersulfid gelöst, wobei erfindungsgemäß auf einem gegebenenfalls mit einer Lichthofschutzschicht und einer polymeren Haftschicht versehenen Substrat durch Simultanverdampfung eine Silbersulfidschicht abgeschieden und gegebenenfalls mit einer Deckschicht versehen wird sowie eine Belichtung und photographische Verarbeitung durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise wird das Substrat mit einer Lichthofschutzschicht eingesetzt. Zum Aufbringen der Lichthofschutzschicht nach den bekannten Methoden, wie Gießen, Zerstäuben u.a., wird eine Butylacetatdispersion verwendet, die 1 bis 20g/l Nitrosin, Sudanschwarz oder Graphit und 5 bis 25g/l Nitrocellulose enthält. Mit Vorteil kann die Lichthofschutzschicht auch eine aufgedampfte Kohlenstoffschicht sein.

Vorteilhafterweise wird auf einem mit einer polymeren Haftschicht versehenen Substrat (z. B. Glas, Acethylcellulose, Polyester) durch Simultanverdampfung im Vakuum (1O^-4Pa) bei Substrattemperaturen zwischen 20 und 12O⁰C, mit einer Rate zwischen 0,02 und 1,8 nm/s eine Silbersulfidschicht mit einer Dicke zwischen 2 und 75nm abgeschieden.

Die polymere Haftschicht wird in bekannter Weise hergestellt. Zum Beispiel wird gemäß BG-AS 40455 auf das Substrat eine wäßrige Gelatinelösung aufgebracht und mittels Zentrifuge trockengeschleudert. Die Gelatinelösung enthält 20 bis 100 g/l Gelatine, Latexteilchen, organische Silikonverbindungen, oberflächenaktive Substanzen und weitere Zusätze. Die beschichteten Substrate werden bei Temperaturen zwischen 90 und 140⁰C für einige Stunden getempert.

Auf das so vorbehandelte Substrat wird unter definierten Bedingungen im Vakuum (etwa 10~⁴ Pa) eine dünne Silbersulfidschicht aufgedampft. Die Herstellung der Silbersulfidschicht erfolgt durch eine Simultanverdampfung aus zwei separaten Verdampferquellen. Die Verdampfung des Silbers erfolgt aus dem Silberverdampfer, der aus einer wassergekühlten, in einem Quarzrohr gehalterten, indirekt beheizbaren Effusionszelle besteht. Die Aufdampfrate des Silbers wurde vor der Schichtabscheidung in Abhängigkeit von der Zellentemperatur, die durch ein PtRh-Pt-Thermoelement gemessen wird, kalibriert, wodurch die Aufdampfrate des Silbers während der Dauer der Simultanverdampfung kontrollier- und regelbar ist. Die Sublimation des Schwefels erfolgt aus dem Schwefelverdampfer, der aus einem wassergekühlten, indirekt heizbaren, röhrenförmigen Quarztiegel besteht, dessen Temperatur ebenfalls durch ein Thermoelement kontrolliert wird. Die Silbersulfidabscheidung erfolgt auf einem entsprechend vorbereiteten Substrat, das in einem zu beiden Verdampferquellen zentrierten und heizbaren Substrathalter befestigt ist. Die Dicke und die Aufdampfrate der Silbersulfidschicht werden kontinuierlich während der Schichtherstellung von einem Quarzkristalloszillator kontrolliert. Mit Vorteil wird die abgeschiedene Silbersulfidschicht mit einer Deckschicht versehen.

Zum Auftragen der Deckschicht nach konventionellen Verfahren, wie Tauchen, Gießen, Schleudern u.a., wird eine wäßrige Polymerlösung verwendet, die 2 bis 10g/l eines hydrophilen Polymers, 0,01 bis 1 g/l einer oberflächenaktiven Substanz sowie 5 bis 20 g/l eines Salzes der schwefligen oder salpetrigen oder phosphorigen Säure enthält.

In der durch Aufdampfen erhaltenen feinkörnigen Silbersulfidschicht (Korngröße <0,05 μπι) von gleichmäßiger Dicke und optischer Homogenität wird durch Belichten mit Infrarotstrahlen ein latentes Innenbild erzeugt. Um die latenten Bildkeime dem photographischen Entwickler zugänglich zu machen, wird die Silbersulfidschicht für einige Minuten (2 bis 20 Minuten) in eine wäßrige Ätzlösung, die 100 bis 500g/l AgNO₃,10 bis 50g/l Hg(CH₃COO)₂ oder 10 bis 50g/l Hg(NO₃I₂ · H₂O enthält, getaucht und anschließend in deionisiertem oder destilliertem Wasser reichlich gespült. Vorteilhafterweise wird die angeätzte Silbersulfidschicht mit einer latensifizierenden Lösung, in der ein Au⁺-, Pd²⁺- oder Pt²⁺-SaIz gelöst ist, behandelt und danach wieder gut gewässert.

Das Anätzen und die Latensifizierung der belichteten Silbersulfidschicht können gleichzeitig in einer Lösung durchgeführt werden. Die physikalische Entwicklung erfolgt in einer stabilisierten Lösung, die Ag⁺-, Ni²⁺-, Cu²⁺- oder andere Metallionen, die für die stromlose chemische Metallabscheidung geeignet sind, enthält. Die abschließende Fixierung der entwickelten Schicht wird mit Vorteil in einer 0,1 bis 1N salzsauren Thiocarbämidlösung (30 bis 100g/l Thiocarbamid) oder in einer 5 bis 20%igen wäßrigen Lösung von Hg(CH₃COO)₂ oder Hg(NO₃I₂ · H₂O durchgeführt.

Die durch Aufdampfen hergestellten Silbersulfidschichten sind von gleichbleibender Dicke und feinkörniger Struktur (Korngröße < 0,05 цт). Im Vergleich zu dem bekannten Verfahren wird durch das Aufdampfen eine optisch homogene und bindemittelfreie Schicht erreicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet neben der feinkörnigen Struktur der photographischen Schicht eine gute Reproduzierbarkeit und Lagerstabilität. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Abwesenheit des Bindemittels in der Silbersulfidschicht und deren sehr geringe Dicke aus, wodurch störende Lichtstreuung praktisch ausgeschlossen ist. Das, wie auch der Wegfall der Belichtung in einer wäßrigen Lösung, führt zu einer deutlichen Verbesserung des Auflösungsvermögens. Die hergestellten Schichten zeichnen sich durch eine gleichmäßige Dicke aus und enthalten 800mal weniger Silber als die bekannten Emulsionsschichten.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Gereinigte Glasplatten (Substrate) mit den Abmessungen 100 ж 100 χ 1,6mm werden horizontal in einer Zentrifuge gehaltert und mit der folgenden Lösung

Gelatine 4g

4%ige Lösung von Saponine in Wasser 2 ml

5%ige Lösung von Epoxilan in Ethanol 1,7 ml

20%ige Lösung von Polyethylacrylat in Wasser 6 ml

Wasser zu 100 ml

begossen und anschließend trockengeschleudert. Zur Härtung der Gelatineschicht werden die Substrate für 60 Minuten bei 120⁰C getempert. Anschließend wird die unbeschichtete Substratfläche (Rückseite) mit einer Lichthofschutzschicht versehen, indem in einer Vakuumkammer bei Raumtemperatur und einem Druck von etwa 1O^-3Pa eine 50 nm dicke Kohlenstoffschicht abgeschieden wird. Die so vorbereiteten Substrate werden erneut in eine Vakuumapparatur eingebaut. Nach dem Erreichen des Arbeitsvakuums von etwa 2 x 10'⁴Pa wird auf die mit der Haftschicht versehene Substratfläche durch Simultanverdampfung aus zwei separaten Verdampferquellen eine 6nm dicke Silbersulfidschicht mit einer Rate von 0,3nm/s bei 50°C abgeschieden. Die auf Raumtemperatur abgekühlten Proben werden aus der Vakuumkammer herausgenommen, in einem Kontaktkopiergerät durch eine Chromtestschablone mit Infrarotstrahlen belichtet, danach für 8 Minuten in eine 40%ige Silbernitratlösung (Ätzlösung) gataucht und anschließend in deionisiertem Wasser gut gespült. Zur Entwicklung des latenten Bildes werden die Proben in einem stabilisierten physikalischen Entwickler mit folgender Zusammensetzung

FeSO4 (NH4)ZSO4-6H2O	25 g
Fe(NOs)3-9H2O	5g
Zitronensäure	20g
Dodecy I a m in acetat	0,002 g
Nonylphenolethoxylat	0,002 g
AgNO3	2g
Wasser zu	1000 ml

für 5 Minuten bei 20⁰C eingebracht, danach gut gewässert und trockengeschleudert. Die Beurteilung des Auflösungsvermögens mittels Lichtmikroskop zeigt, daß die 0,5-μηη-ίΐηΐθ (Auflösungsvermögen: 1000 Linien/mm) mit sehr guter Qualität wiedergegeben wird. Die erhaltene Schwärzungsdichte beträgt 1,3.

Beispiel 2

Auf gereinigte und mit einer Haftschicht entsprechend Beispiel 1 versehene Substrate wird im Vakuum (etwa 2 x 10"⁴Pa) eine 4nm dicke Silbersulfidschicht mit einer Rate von 0,12nm/s bei Raumtemperatur abgeschieden.Nach dem Herausnehmen aus der Vakuumapparatur werden die Proben mit einer Deckschicht versehen und dazu in eine Lösung mit folgender Zusammensetzung

Gelatine 5 g

Saponine 0,1 g

KNO₂ 15g

Wasser zu 1000 ml

für 3 Minuten bei 4OX eingetaucht und anschließend mittels einer Zentrifuge trockengeschleudert. Anschließende wird die unbedampfte Substratfläche (Rückseite) mit einer Lichthofschutzschicht versehen, indem eine geringe Menge einer Lösung mit folgender Zusammensetzung

Nitrocellulose	zu	12g
Nitrosin	5g
Butylacetat	100 ml

bei Zimmertemperatur in einer Zentrifuge aufgetragen und trockengeschleudert wird.

Die so beschichteten Proben werden entsprechend Beispiel 1 belichtet und in einer Silbernitratlösung angeätzt. Anschließend

werden die Proben in eine latensifizierende Lösung mit folgender Zusammensetzung

KAuCI₄ 0,1 g

KCNS 1,2 g

Wasser zu 1000 ml

für 3 Minuten bei 20⁰C eingebracht, gut gewässert und entsprechend Beispiel 1 physikalisch entwickelt. Die Breite der kleinsten, mit hoher Qualität wiedergegebenen Linie beträgt 0,3μ (Auflösungsvermögen: 1600 Linien/mm). Es wird eine Schwärzungsdichte von 1,5 gemessen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums für die Infrarotphotographie auf der Basis von Silbersulfid, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem gegebenenfalls mit einer Lichthofschutzschicht und einer polymeren Haftschicht versehenen Substrat durch Simultanverdampfung eine Silbersulfidschicht abgeschieden und gegebenenfalls mit einer Deckschicht versehen wird sowie eine Belichtung und photographische Verarbeitung durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat mit einer Lichthofschutzschicht eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichthofschutzschicht eine im Infrarot-Spektralbereich absorbierende Substanz enthält, wie Nitrosin, Sudanschwarz, Kohlenstoff.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Substrat durch Simultanverdampfung im Vakuum (1O^-4Pa) bei Substrattemperaturen zwischen 20⁰C und 12O⁰C, mit einer Rate zwischen 0,02 nm/s und 1,8nm/s eine Silbersulfidschicht mit einer Dicke zwischen 2nm und 75 nm abgeschieden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedene Silbersulfidschicht mit einer Deckschicht versehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht durch Auftragen einer Lösung, die 2 bis lOg/l eines hydrophilen Polymers, 0,01 bis 1 g/l einer oberflächenaktiven Substanz und 5 bis 20g/l eines Salzes der H₂SO₃ oder der HNO₂ oder der H₃PO₂ enthält, erhalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich bekannten photographischen Verarbeitung ein 2- bis 20minütiges Anätzen der belichteten Silbersulfidschicht in einer wäßrigen Lösung, die 100 bis 500g/l AgNO₃,10 bis 50g/l Hg(CH₃COO)₂ oder 10 bis 50g/l Hg(NO₃)₂ · H₂O enthält, vorausgeht.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die photographische Verarbeitung eine Behandlung mit einer latensifizierenden Lösung, die Au⁺-, Pd²⁺- oder Pt²⁺-Salze enthält, einschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 1,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anätzen und die Latensifizierung der belichteten Silbersulfidschicht gleichzeitig in einer Lösung erfolgen.