DE2747856A1 - Photoempfindlicher film - Google Patents
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Description
Anmelderin: Corning Glass Works
Corning, N.Y., U S A
Die Erfindung betrifft photoempfindliche Filme mit einer Metall- und einer dielektrischen Schicht, die besonders zur
Aufnahme vollfarbiger und/oder dichroitischer Bilder, insbesondere bei Belichtung mit linear polarisiertem Licht, geeignet sind·
In Silberhalide enthaltenden, photoempfindlichen Filmen entsteht das latente Bild meist durch photolytische Reduktion der
Halide zu metallischem Silber, oder gelegentlich auch durch die Umkehrung dieser Umsetzung, wobei unter licht- oder Wärmeeinwirkung wieder Silberhalid entsteht.
Wie Cameron und Taylor bereits 1934 in Band 24, Seite 316 - 330
des Journal of the Optical Society of America berichten, können optisch oder chemisch gedunkelte, Silberhalid enthaltende Emulsionen besonders mit rotem Licht relativ so weit gebleicht werden,
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daß sie für das Licht der bleichenden Wellenlänge durchlässiger werden. Dies wird als sogenannte Farbanpassung bezeichnet. Polarisiertes
Bleichungslicht erzeugt in dem gedunkelten Film ein dichroitisches, doppelbrechendes Bild.
Optisch bedingter Dichroismus wurde auch in aus der Dampfphase niedergeschlagenen polykristallinen Silberhalidschichten beobachtet.
Einen durch Zusätze von Silber, das aus der Dampfphase niedergeschlagen wurde, verstärkten Dichroismus berichtet
Cherkashin, in Soviet Physics, Solid State, Band 13, Nr. 1, S. 264 - 265 (1971).
Nach einer Hypothese wird das anisotrope Absorptionsverhalten der Silberhalidfilme durch langgestreckte metallische Silberkolloide
verursacht, was mit den beobachteten Absorptionsmerkmalen granulärer (körniger) Metallfilme übereinstimmt. Die optischen
Merkmale einiger, durch Sputtern erzeugter Gold- und Silberinselmetallfilme beschreiben Doremus in J. Chem. Phys.,
Band 42, S. 414 - 417 und Cohem, Physical Review, Band 8, Nr. 8,
S. 3689 - 3701.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß in bestimmter Weise aufgebaute
Filme nach einer einzigen Bestrahlung mit gewöhnlichem weißen Licht vollfarbige Bilder aufzeichnen. Bei Belichtung mit
polarisiertem Licht entstehen optisch anisotrope Bilder. Diese Bilder sind dichroitisch (lichtpolarisierend) und doppelbrechend.
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Diese Filme sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß
auf einem Träger aus lichtdurchlässigem oder lichtreflektierenden Material ein photoempfindlicher, aus wenigstens einer Metall-Dielektrikum-Schicht bestehender dünner Film aufgebracht ist, die
Schicht aus einem eine untere Schicht bildenden Metallfilm und eine Deckschicht bildenden durchsichtigen dielektrischen Material
besteht, wobei die untere Schicht aus auf den Träger aufgebrachten, diskontinuierlichen Metallinseln aus einem oder mehreren der Metalle Ag, Fb, Cu, Al, Cr, Ge, einer Größe der Metallinseln von
100 - 1000 Ä und einer Dicke von 15 - 150 % besteht, und die Deckschicht aus einem wenigstens einen der dielektrischen Akzeptoren
Ag,-Cl, AgBr, AgI, FbI2 als überwiegenden Anteil enthaltenden
durchsichtigen Material besteht.
Die untere metallische Schicht dieses Films bedingt eine additive
Färbung durch Farbzentren, sodaß der Film ein breites Spektrum im sichtbaren Bereich absorbiert· Die Bildaufzeichnung entsteht bei
Belichtung mit der gewählten Wellenlänge im Wege einer die Anordnung der metallischen Farbzentren modifizierenden Bleichung· Der
Film wird hierbei für die belichteten Wellenlängen, nicht dagegen für alle übrigen Wellenlängen, durchsichtiger. Bei Belichtung mit
polarisiertem Licht beschränkt sich diese größere Durchlässigkeit im wesentlichen auf Licht, das in der gleichen Richtung wie die
bleichende Belichtung polarisiert ist· In beiden Fällen hängt die Stärke der Bleichung von der Belichtungsintensität und -dauer ab·
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Diese photoempfindlichen Filme zeichnen nicht nur Intensität und Richtung der Polarisierung des einfallenden Lichts sondern auch
dessen Färbung auf. Obwohl sie etwas weniger empfindlich für blaues und grünes als für rotes Licht sind, ergeben sie getreue,
vollfarbige Bilder. Die Ursache für diese breite Farbempfindlichkeit ist nicht genau bekannt, aber vermutlich in der MikroStruktur
und dem Aufbau und der Herstellung dieser Filme zu suchen. Ein weiterer Vorzug ist die hohe Bildauflösung von 1 - 10 /um, was so
gut wie oder besser als die der hoch auflösenden bekannten Filme ist.
Die erfindungsgemäßen Filme enthalten wenigstens eine, aus zwei Komponenten zusammengesetzte Schicht (Metall-Dielektrikumschicht),
bestehend aus einer metallenen unteren Schicht und einer Deckschicht aus durchsichtigem, dielektrischem Material. Der Film
kann auch mehrere dieser Kombinationsschichten enthalten, je nach
der gewünschten Auflösung oder Farbwiedergabe.
Zunächst wird auf einen geeigneten Träger eine dünne Schicht aus diskontinuierlichen Metallinseln aufgebracht. Las Metall soll eine
plasmaabsorbierende Eigenschaft für Licht besitzen, wenn es von geeigneten dielektrischen Akzeptoren umgeben ist; dadurch wird die
Spitzenwellenlänge der Absorption und die Spitzenhalbbreite von Größe und Form der Metallinseln, und vom Brechungsindex des dielektrischen
Materials abhängig. Geeignete Metalle sind Ag, Pb, Cu, Al, Cr, Ge. Die absorbierenden Eigenschaften der metallischen
Phase des photoempfindlichen Films hängen von Größe und Form der
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- Sr-
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Metallpartikel ab, die ihrerseits zwar auch von der nachfolgenden
Behandlung beeinflußt werden, in erster Linie aber von der Strucktur des aufgebrachten Metallinselfilms abhängen. Für die beste
Bildiedergabe wurde eine Größe der Metallinseln von etwa 100 -1000 Ä und eine Dicke der aus den Metallinseln zusammengesetzten
Schicht von etwa 15 - 150 Ä als günstig befunden.
Nach der Aufbringung des diskontinuierlichen Metallinselfilms wird eine wenigstens überwiegend aus einem geeigneten dielektrischen Akzeptormaterial bestehende Deckschicht über die Metallinselschicht gelegt. Diese Schicht erfüllt zwei Punktionen:
sie soll die von dem Metall unter der Einwirkung von Licht emittierten Elektronen von einem metallischen Farbzentrum wegführen, und zweitens die bei der Photoemission entstehenden
positiven Metallionen von den metallischen Farbzentren hinweg und in den dielektrischen Film leiten· Geeignete dielektrische
Akzeptoren sind beispielsweise AgCl, AgBr, AgI und PbIp.
Dieses Material soll eine durchsichtige Deckschicht über dem
diskontinuierlichen Metallinselfilm bilden· Ihre Dicke beeinflußt außerdem die farbbildenden Eigenschaften des photoempfindlichen
Films bis zu einem gewissen Grade. Als Regel werden zur Erzielung optimaler Ergebnisse kontinuierliche Schichten einer Dicke von
wenigstens 300 Ä bevorzugt. Die maximale Dicke dieser Schicht wird nur durch die einzuhaltende Durchsichtigkeit begrenzt; zu
beachten ist aber auch eine gewisse Verschlechterung der Auflösung bei dickeren Filmen. Es wurden Dicken bis zu 1/um und mehr
verwendet, obwohl keine erkennbaren zusätzlichen Vorteile hier
durch entstanden. 809819/0684
In der Regel ergeben Filme mit nur einer Metall-Dielektrikumschicht
die beste Auflösung. Mitunter entsteht aber bei Verwendung mehrerer Kombinationsschichten, z.B. 2 - 6 Schichten auf dem
gleichen Träger eine bessere Bildwiedergabe. Hierzu werden die erläuterten Aufbringungsschritte mehrmals wiederholt, bis die gewünschte
Anzahl von Kombinationsschichten aufgebracht ist. Zur photographischen Aufnahme eines vollfarbigen Bildes wird das gewählte
reale Bild durch geeignete Mittel, wie Linsen, Spiegel oder andere Fokussiermittel auf den photoempfindlichen Film projiziert.
Möglich ist auch die Aufnahme bereits verfügbarer Abbilder, Diapositiven und dergleichen, wobei der Film durch das aufgelegte
Diapositiv hindurch belichtet wird.
Die Belichtungsdauer hängt in erster Linie von der Intensität der Belichtung, und sekundär auch von der Filmzusammensetzung ab.
Die beste Belichtungsdauer kann in einfacher Weise dadurch bestimmt werden, daß die Entwicklung des positiven Bildes während
der Belichtungsdauer beobachtet, und die Belichtung abgebrochen wird, wenn die optimale Bildwiedergabe erreicht ist.
Die Fähigkeit zur Aufnahme polarisierten Lichts gestattet die Aufnahme
dichroitischer Bilder. Sie werden durch Projektion eines ausgewählten, u.U. auch vollfarbigen realen Bildes durch entlang
einer gewählten Achse linear polarisiertes Licht (als sogenannte Aufnahmeachse bezeichnet) erzeugt. Diese Bilder sind dichroitisch,
d.h. sie können mit Licht beobachtet werden, das parallel zur Aufnahmeachse polarisiert ist; für dieses Licht, d.h. parallel zur
Aufnahmeachse, zeigen sie gute Durchlässigkeit, geringe Durch-
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'Kr
!Lässigkeit, niedrigen Kontrast und Färbung dagegen für senkrecht zur
Aufnahmeachse polarisiertes Licht. Im Vergleich zu gewöhnlichen Aufnahmen haben diese dichroitischen Bilder zwei Vorzüge. Einmal ist
die Farbqualität bei Beobachtung in linear in Richtung der Aufnahmeachse polarisiertem, weißem Licht besser. Zweitens kann der Kontrast
durch Beobachtung des Films in einer Lage zwischen gekreuzten Polarisatoren, welche Jeweils zur Aufnahmeachse einen Winkel von 45° bilden,
wesentlich verstärkt werden. Beide Vorteile schwächen die Intensität des durchgelassenen, zur Beobachtung dienenden Lichts etwas,
aber das ist in vielen Fällen kein schwerwiegender Nachteil.
Die so erzeugten gewöhnlichen und dichroitischen Bilder können soweit
erforderlich durch weitere Belichtung mit Bleichungslicht modifiziert werden. Soll die Aufnahme längere Zeit aufbewahrt
werden, muß sie vor Streulicht geschützt werden. Ansonsten ist sie sehr beständig und kann praktisch unbegrenzt gelagert werden.
Sie erfindungsgemäßen Filme sind nicht nur zur Aufnahme vollfarbiger
Bilder, sondern auch für andere Datenspeicherungen günstig verwendbar, z.B. wenn die Farbe und der Polarisationszustand des
einfallenden Lichts eine Rolle spielt und aufgezeichnet werden soll.
An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung noch weiter erläutert.
Die Figur 1 zeigt schematisch im Schnitt einen erfindungsgemäßen photoempfindlichen Gegenstand mit einem Glasträger und einem auf
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diesen aufgebrachten Film, bestehend aus einer einzelnen Metall-Dielektrikumschicht
mit den Komponenten eines diskontinuierlichen, unteren Metallfilms (Me) und einer Deckschicht aus dielektrischen
Akzeptoren.
Die Figur 2 zeigt einen aus mehreren Kombinationsschichten Metall-Dielektrikum aufgebauten Film (fünf Schichten).
Die Figur 3 zeigt die elektronenphotographische Aufnahme des diskontinuierlichen
Metallinselfilms aus Silber auf einem Glasträger, wobei der weiße Strich von 0,5/um darstellt.
Die Figur 4 zeigt als Schaubild die Lichtdurchlässigkeit durch vier optisch gebleichte Bereiche eines mehrschichtigen Films mit
Pb als Metall und AgCl als Dielektrikum, in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Jeder der vier Bereiche wurde zuvor mit einer verschiedenen
Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich gebleicht und erzeugt einen verschiedenen Farbeffekt im Film. Die Durchlässigkeit
im ungebleichten Zustand ist ebenfalls gezeigt.
Die Figur 5 zeigt als Schaubild die Durchlässigkeit von drei optisch
gebleichten Bereichen eines mehrschichtigen Pb - AgCl Films für polarisiertes licht als Funktion der Wellenlänge, sowie die
Durchlässigkeit für zwei senkrecht polarisierte Lichtstrahlen. Die Bereiche wurden zuvor mit Licht gebleicht, dessen Polarisationsrichtung
der des die parallelen Durchlässigkeitskennlinien erzeugenden Lichtstrahls entsprach. Der entstehende Dichroismus
erhellt klar aus dem Umstand, daß die Durchlässigkeit für parallel zur Polarisationsrichtung des Bleichungslichts polarisiertes Licht
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größer ist (durchgezogene Kennlinie), als für senkrecht hierzu
polarisiertes Licht (gestrichelte Kennlinie)·
Als Erklärungsursache für die überraschende Empfindlichkeit des
erfindungsgemäßen Films über ein breites Lichtspektrum diene die folgende Erwägung.
Das auf den Film fallende Licht stimuliert Elektronen in der Metallschicht, entweder durch Zwischenbandübergänge oder durch
Energieübergänge von Plasmaoden zu Einzelelektronenzuständen. Diese Plasmaoden entsprechen einer kollektiven Stimulierung
vieler Elektronen und sind kennzeichnend für freie oder nahezu freie Elektronen. Übersteigt die Stimulierungshöhe die Differenzenergie zwischen dem unteren Teil des Lei-tbandes des Dielektrikums der Fermi-Energie des Metalls, so können die Elektronen aus
dem Metall in den Leitzustand des Dielektrikum entweichen. Dieser Vorgang entspricht einer fhotoemiiion, wobei die wirksame Arbeitsfunktion des Metalls (die zur Entfernung eines Elektrons aus dem
Metall erforderliche Energie) infolge der Nachbarschaft eines eine geeignete Leitbandenergie aufweisenden Dielektrikums erniedrigt wird.
Eine Rolle hierbei spielt auch die Art der dielektrischen Schicht,
welche nicht nur das Entweichen von Elektronen über ein Leitband ermöglicht, sondern darüber hinaus die entstehenden Metallionen
in das Gitter einbaut. Die Diffusion der Metallionen muß ziemlich rasch fortschreiten, damit das Metall sich schnell auflöst. Wie
gefunden wurde, kann die Lichtempfindlichkeit in bestimmten Fällen, in denen das Metallion bei Zimmertemperatur einen niedrigen
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Diffusionskoeffizienten besitzt, durch Erhitzen des Films gesteigert
werden.
Durch den kombinierten Vorgang der Elektronenemission des Metalls und der Diffusion positiver Metallionen in das dielektrische
Gitter verliert die betreffende Metallinsel ein Atom nach dem anderen, bis die Metallinsel sich auflöst.
Es gilt dann:
(M)n LiGht
n-1M+ (M)n-1 + M+
worin (M) eine Metallinsel mit η Atomen darstellt,
Bei fortdauernder Belichtung und Auflösung der Metallinseln sinkt die Absorption und der Film wird im Belichtungsbereich durchlässiger.
Die folgende Erwägung mag den Farbeffekt erklären. Entsteht der stimulierte Elektronenzustand durch die Dämpfung der Plasmaoszillation,
so wird die Spitzenabsorption der Plaamaabsorption in kritischer Weise durch die Größe und Form des Metallinselkolloids,
sowie die optischen Metallkonstanten und den Brechungsindex des die Metallinseln umgebenden dielektrischen Materials
bestimmt. Wird der diskontinuierliche Metallinselfilm so aufgebracht, daß eine Verteilung der Größe und Form der Metallinseln
entsteht, dann entfernt die Belichtung des Films mit iiner
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bestimmten Wellenlänge im sichtbaren Bereich bevorzugt diejenigen
Metallinselkolloide, deren Größe und form einer der belichteten Wellenlänge entsprechende Spitzenabsorption erzeugt. Dies macht
diesen Filmteil für diese Wellenlänge durchlässiger als für andere Wellenlängen. Es entsteht ein vollbarbiges Bild.
Ähnliche Erwägungen erklären den Dichroismus. Ist das Metallinselkolloid unrund, dann ist seine optische Absorption auch anisotrop.
Hat der Metallpartikel beispielsweise die Form eines prolaten Rotationsellipsoids, dann ist die Absorption in Richtung der Hauptchse für in dieser Richtung polarisiertes Licht größer, als für
senkrecht hierzu polarisiertes Licht. Es wird angenommen, daß unrunde Metallpartikel zunächst willkürlich im Raum orientiert sind.
Durch Belichtung mit polarisiertem Licht werden die in etwa parallel
zur Polarisationsrichtung des bestrahlenden Lichts ausgerichteten Metallinseln rascher als die senkrecht zum einfallenden Licht ausgerichteten aufgelöst, und der Film wird dichroitisch.
Es sei betont, daß es sich bei diesen Überlegungen nur um eine nicht als Erfindungsbeschränkung aufzufassende Hypothes handelt.
Der für den photoempfindlichen Film zu verwendende Träger ist an
sich nicht kritisch, jedes, nicht ungünstig mit dem metallischen und dielektrischen Material wirkende Material ist geeignet, beispielsweise Keramik, Glaskeramik, Glas und selbst behandeltes Papier« Geeignet sind auch liohtreflektierende Stoffe, bevorzugt
werden aber lichtdurchlässige, möglichst durchsichtige Träger, welche die Datenentnahme erleichtern. Besonders bevorzugt als
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Träger wird Glas. In einigen Fällen kann eine die Verträglichkeit mit dem photoempfindlichen Film sichernde Auflage auf den
Träger günstig sein. Besteht der Träger z.B. aus einem organischen Material wie Papier, so wird zweckmäßig eine Grundschicht aus SiO
aufgebracht. Ein Glasträger kann z.B. mit einer Grundschicht aus einem dielektrischen Akzeptormaterial versehen werden.
Die Aufbringung der diskontinuierlichen Metallinselschicht erfolgt
vorzugsweise durch Sputtern oder Vakuumaufbringung. Möglich sind aber auch andere Methoden, z.B. Plattierungsverfahren und dergl.
Die übliche Apparatur kann eingesetzt werden, wichtig für die abbildenden Eigenschaften des Films sind aber die Aufbringungsbedingungen.
Durch Sputtern mit Gleichstrom oder Radiofrequenz können Ag, Pb, Cu, Cr, Ge, Al aufgetragen werden. Die Regelung
der Schichtdicke kann über die Sputterspannung, die Trägertemperatur und die Vorspannung zwischen Träger und Target bewirkt
werden. Wichtig ist auch der Zustand des das Material abgebenden Target. In einigen Fällen ergibt ein durch Gebrauch teilweise
oxidiertes Silbertarget bessere Ergebnisse, als ein sauberes unoxidiertes Target.
Günstig ist auch die Vakuumaufbringung, besonders für Ag, Ge, Pb und Cu. Die Regelung der Schichtdicke und Inselgrößenverteilung
kann durch Veränderung der Trägertemperatur, der Aufbringungsgeschwindigkeit, der Temperatur des abgedampften Materials und
des Grunddrucks des Vakuumsystems vorgenommen werden.
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Sie Tabelle I enthält als Beispiel Vakuumabdampfungsbedingungen
für einige Metalle, welche zu Metallinselschichten in Filmen mit guten abbildenden Eigenschaften führten· Die Tabelle berichtet
den Grunddruck des Vakuumsystems, die Trägertemperatur und die Aufbringungsgeschwindigkeit, als nicht beschränkende Beispiele.
|
abgedampftes
Metall |
Grunddruck |
Träger
temperatur |
Aufbringungs
geschwindigkeit |
| Ag | 5 x 10 Torr | 15O0C | 1 Ä/Sekunde |
| Pb | 5 x 10"6 Torr | 250C | 1 S/Sekunde |
| Cu | 5 χ 10 Torr | 25°C | 1 Ä/Sekunde |
| Ge | 5 x 10 Torr | 250C | 1 S/Sekunde |
Unter diesen Bedingungen können bei Herstellung von Mehrschichtenfilmen mehrere Metallinselschichten (abwechselnd mit dielektrischen
Schichten) aufgetragen werden·
Das dielektrische Akzeptorenmaterial wird, z.B. durch Vakuumniederschlagung, unmittelbar auf den Metallineelfilm als Deckschicht aufgetragen· Die abbildenden Eigenschaften der Zweikomponentensohicht
werden durch die Abdampfungegeschwindigkeit des dielektrischen Stoffs, die Dicke der dielektrischen Schicht und seine Zusammensetzung beeinflußt. Die Deckschicht soll zumindest vorwiegend aus
einer oder mehreren der Verbindtaigen AgCl, AgBr, AgI, PbIp bestehen. (Wenigstens 50 % der Schicht.) Sie kann ganz aus diesen
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-yr-
Verbesserung der abbildenden Eigenschaften geringe Mengen, bis etwa 30 Gew. % eines der Dotiermittel CuCl, CuCl2, CdCl2. Ihr
Einsatz richtet sich nach der beabsichtigten Verwendung des Films. Die Schicht kann auch weitere Stoffe enthalten, soweit sie die abbildenden
Eigenschaften nicht beeinträchtigen.
Die Tabelle II enthält Beispiele für die Dampfniederschlagungsbedingungen
einer durchsichtigen dielektrischen Deckschicht über dem Metallinselfilm, die durchweg gute abbildende Eigenschaften ergaben.
Die Tabelle verzeichnet den Systemdruck, die Niederschlagungsgeschwindigkeit des dielektrischen Materials, und die Trägertemperatur
für eine Reihe verschiedener Akzeptorstoffe.
| dielektrischer Akzeptor |
Systemdruck | χ 10 Torr | Aufbringungs- ges chwindigkeit |
Träger temperatur |
| AgCl | 1 | χ 10 Torr | 50 Ä/Sekunde | 250C |
| AgBr | 1 | χ 10 Torr | 50 Ä/Sekunde | 250C |
| AgI | 1 | χ 10"* Torr | 50 Ä/Sekunde | 250C |
| PbI0 | 1 | 50 Ä/Sekunde | 250C |
Andere Aufbringungsmethoden sind für beide Schichten möglich, wenn die erforderliche Fildicke und Inselgröße und Inselgrößenverteilung
gesteuert werden kann.
Der weiteren Erläuterung ohne Beschränkung dienen die folgenden
Beispiele.
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- nr-
Beispiel I
Ein sauberer Glasträger mit "einer zur Schichtauftragung geeigneten
glatten Vakuumkammer gegeben, diese auf einen Druck von 5 x 1O~
Torr eingestellt und die Trägertemperatur auf 250C gehalten,
während das AgCl zur Abdampfung erhitzt und mit einer Geschwindigkeit von 10 S/Sekunde auf den Träger aufgebracht wurde, bis ein
400 Ä dicker AgCl Film entstanden war.
Auf diese Grundschicht aus AgCl wurde ein diskontinuierlicher
Metallinselfilm aus Pb durch Erhitzen von Fb in der Vakuumkammer aufgebracht. Der Kammerdruck wurde während der Abdampfung auf
5 χ 10 Torr gehalten. Das Pb wurde mit einer Geschwindigkeit
von 1 l/Sekunde aufgetragen, bis eine 30 £ dicke Schicht erzeugt
war. Dann wurde eine durchsichtige AgCl Deckschicht mit einer Gesamtdicke von 400 & über die Pb Schicht in der gleichen Weise
wie für die AgCl Grundschicht beschrieben gelegt. Die Pb und AgCl Schichtauftragung wurde dreimal wiederholt, sodafi ein photoempfindlicher film aus einer AgCl Grundschicht und vier überlagernden Pb und AgCl Schichten aufgebracht waren. Der Träger
wurde entnommen und untersucht. Auf der Glasfläche war ein durchsichtiger Film mit einem in durchfallendem Licht leicht purpur erscheinendem Stich zu beobachten.
Die optischen Eigenschaften wurden durch Bestrahlen bestimmter Filiteilen mit sichtbaren Bleichungslicht bei verschiedenen
Wellenlängen während 1 Minute und mit 10 - 20 Milliwatt/qcm geprüft. Die Ergebnisse sind in den Figuren 4 und 5 dargestellt.
- 16 -809819/0684
Die Figur 4 zeigt die Wirkung der Bleichung bei vier verschiedenen
Wellenlängen mit unpolarisiertem Licht auf die Filmdurchlässigkeit. Jede Quelle bleichte nahe ihrer eigenen Wellenlänge und erzeugte
einen jeweils anderen Farbeffekt.
Die Figur 5 zeigt den durch Bleichung mit polarisiertem Licht bei drei verschiedenen Wellenlängen erzeugten Dichroismus. Die gebleichten
Bereiche sind nicht nur gefärbt, sondern zeigen für parallel zur Polarisationsrichtung des Bleichungslichts polarisiertes Licht
größere Durchlässigkeit als für senkrecht hierzu polarisiertes Licht.
Ein sauberer Glasträger mit einer zur Filmaufbringung geeigneten glatten Oberfläche wurde in die Haltevorrichtung einer Triodensputterlngvorrichtung
(Radiofrequenz) eingespannt, diese auf 250C
gehalten, während die Kammer auf einen Druck von 1O~ Torr ausge-
-"3 pumpt, dann mit Argon auf einen Druck von 5-10 Torr gebracht
und an das Target eine Radiofrequenzspannung von 400 V gelegt wurde·
Gleichzeitig wurde eine Gleichstrom-Vorspannung von 45 V zwischen Target und Träger gelegt. Die erzeugte Sputteringsrate ergab einen
Niederschlag von 9 Ä/Minute auf den Glasträger, bis ein 100 £
dicker Ag Film auf der Glasfläche entstanden war. Anschließend wurde der Glasträger aus der Sputteringsvorrichtung
genommen und in eine Vakuumkammer gebracht und eine Menge AgCl eingeführt, der Druck auf 1 - 10 Torr eingestellt, die Trägertemperat-ar
auf To0C gehalten, das AgCl zur Abdampfung erhitzt und
auf das versilberte Glas mit 50 Ä/Sek. aufgetragen, bis ein 1500 Ä
dicker AgCl Film entstanden war.
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- 17 -
4$
Die abbildenden Eigenschaften des so hergestellten Films wurden
durch Projektion eines realen Bildes mit einer 100 Watt Wolfram-Jodidlampe und einer photographischen Linse geprüft. Nach 15 Sek.
Belichtung entstand ein Abbild mit ausgezeichneter Farbreproduktion, Bildauflösung und gutem Kontrast·
Ein sauberer Glasträger mit einer zur Filmaufbringung geeigneten
glatten Oberfläche wurde zusammen mit einer Menge Silber in eine Vakuumkammer gesetzt, diese auf einen Brück von 5 - 10" Torr
gebracht, der Glasträger auf 500C gehalten,und das Silber auf die
Aufdampfungstemperatur erhitzt und mit einer Geschwindigkeit von 1 Ä/Sek. niedergeschlagen, bis ein 50 Ä dicker Silberfilm aufgebracht war.
Anschließend wurde eine Mischung mit einem überwiegenden Anteil
AgCl und einem geringeren Anteil CdCl2 in die Kammer gegeben und
durch Erhitzen als ein 10 Gew. % CdCl2 enthaltender AgCl Film mit
einer Geschwindigkeit von 100 Ä/Sek. auf die Silberschicht gelegt,
bis eine durchsichtige Deckschicht einer Dicke von 1500 £ entstanden war. Der beschichtete Träger wurde herausgenommen und
untersucht· Der Film zeigte eine sehr gute Farbreproduktion, Bildauflösung und sehr guten Kontrast·
In allen beschriebenen Fällen bestand Anlaß zur Annahme einer
erheblichen gegenseitigen Wechselwirkung von Metall und dielektrischem Material bei der Aufbringung. Es ist daher zweifelhaft, ob
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- 18 -
die ursprüngliche Metallinselstniktur erhalten bleibt. Infolge der starken Flüchtigkeit der Komponenten wird die elektronenmikroskopische
Untersuchung gestört, sodaß sich ein genauer Befung nicht ermitteln läßt. Jedenfalls aber sind die Aufbringungsbedingungen
und die zumindest anfängliche Bildung eines Metallinselfilms wesentlich für die Erzielung der breitbandigen Farbempfindlichkeit
des erfindungsgemäßen photoempfindlichen Films und Gegenstandes.
- 19 80981 9 / Π 68 Λ
Leerseite
Claims (9)
- Pat entansprücheΛ j Photoempfindlicher Gegenstand, geeignet für die Aufzeichnung optischer Daten, der Farbe, der Intensität, des Polarisationszustandes einfallenden Lichts und dergl·, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Träger aus lichtdurchlässigem oder lichtreflektierenden Material ein photoempfindlicher, aus wenigstens einer Metall-Dielektrikum-Schicht bestehender dünner Film aufgebracht ist, die Schicht aus einem eine untere Schicht bildenden Metallfilm und eine Deckschicht bildenden durchsichtigen dielektrischen Material besteht, wobei die untere Schicht aus auf den Träger aufgebrachten, diskontinuierlichen Metallinseln aus einem oder mehreren der Metalle AG, Pb, Cu, Al, Cr, Ge einer Größe der Metallinseln von 100 - 1000 £ und einer Dicke von 15 - 150 £ besteht, und die Deckschicht aus einem wenigstens einen der dielektrischen Akzeptoren Ag, Cl, AgBr, AgI, PbI2 als überwiegenden Anteil enthaltenden durchsichtigen Material besteht.
- 2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Glas besteht.
- 3. Gegenstand nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dielektrischen Deckschicht wenigstens 300 £ beträgt.- 20 -809819/0684ORIGINAL INSPECTED
- 4. Gegenstand nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht bis zu 30 % CuCl, CuCl2 oder CdCl2 enthält.
- 5· Gegenstand nach Ansprüchen 1 oder 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Akzeptor AgCl ist.
- 6. Gegenstand nach Ansprüchen 1 oder 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallinselfilm aus Ag oder Pb besteht.
- 7· Verfahren zur Herstellung des Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallinselfilm und/oder die Deckschicht durch Vakuumverdampfung oder Sputtern aufgebracht wird bzw. werden.
- 8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Aufnahme vollfarbiger und/oder dichroitischer Bilder.
- 9. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Aufnahme vollfarbiger Bilder mit linear polarisiertem Licht, welche erhöhte Farbtreue bei Beobachtung mit parallel zur Aufnahmeachse linear polarisiertem Licht, und erhöhtem Kontrast bei Beobachtung mit Lj.ent gekreuzter, unter einem Winkel von je 45° zur Aufnahmeachse angeordneten Polarisatoren ergeben.809819/0684
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|---|---|---|---|
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