DE3025678C2 - Verfahren zur Vervielfältigung von Daten von einem optischen Datenspeicher - Google Patents
Verfahren zur Vervielfältigung von Daten von einem optischen DatenspeicherInfo
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Description
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche mit dunklem faserförmigem
Silber mit einer Silbet bleiche in Berührung gebracht werden, bevor in den nichtbelichteten Bereichen
eine Schicht aus Silberfällkeimen gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die opake Datenspeichervorlage
von der lichtempfindlicher. Silberhalogenid-Emulsionsschicht physikalisch mindestens 25 mm getrennt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die opake Datenspeichervorlage von der lichtempfindlichen Silberhalogenid-Emulsionsschicht
unter einem Abstand von 0,25 mm oder weniger gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die opake Datenspeichervorlage
mit der lichtempfindlichen Silberhalogenid-Emulsionsschicht über eine Flüssigkeitsschicht in Berührung
gebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnnet, daß die opake Datenspeichervorlage
mit der Silberhalogenid-Emulsionsschicht direkt in Berührung gebracht wird.
Die Erfindung bcirifft die Vervielfältigung von Daten
und Informationen von einem lichtdurchlässigen optischen Datenspeicher mil Hilfe des Silbersal/.diffusionsverfahrcns,
bei dem die Information in Form transparenter
Flachen in einer op;iken Schicht festgehalten ist, wobei die zu vervielfältigende Information auf eine
hochauflösende Silberhalogenidemulsion kopien wild, die 7:11 einem stark reflektierenden optischen Datenspeichermedium
umgewandelt wird, tins mil Bereichen
schwacher Reflexion gemustert ist.
Das Grundprinzip der optischen Datenspeicherung ist das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit irgendeines
Signals. Wo Daten optisch gespeichert werden sollen, nimmt dieses Signal die Form eines Lichtdurchgangs
durch ein Medium, einer Absorption im Medium oder einer Kombination dieser Einwirkungsarten an.
Optische Datenspeicher können Daten enthalten, die unmittelbar mit einem Laserstrahl auf sie geschrieben
worden sind, oder sie können Daten enthalten, die mit einem Laserstrahl auf eine Datenspeichervorlage geschrieben
und dann auf eine Kopie übertragen wurden. Diese Vervielfältigung optischer Datenspeichervorlagen
bzw. Videoplatten hat man derzeit nach unterschiedlichen Verfahren durchgeführt — beispielsweise
durch Pressen (wie bei Schallplatten), die normale Schwarzweiß-Silberhalogenidphotographie, die Diazophotographie
sowie die Photolithographie unter Anwendung von Photoresistmaterialien.
Die vervielfältigten optischen Datenspeicher dienen zur Wiedergabe analoger oder digitaler Daten. Derartige
Aufzeichnungsträger können die Form kreisrunder Scheiben bzw. Platten annehmen, die unter einem Laserstrahl
hindurchdrehen, oder es kann sich um rechtekkige Platten handeln, die der Laserstrahl abtastet. Der
derzeit häufigste optische Datenspeicher ist eine Videoplatte, die die Informationen in Form von Vertiefungen
an der Oberfläche einer Kunststoffplatte hält, die mit Aluminium beschichtet ist Die sich drehende Platte
wird mit einem Laserstrahl gelesen; es werden dabei Phasenänderungen des reflektierten Signals beim Lauf
des Laserstrahls über die Vertiefungen erfaßt. Die Videoplattcnkopien werden durch Spritzformen oder
nach einem Verfahren ähnlich dem bei der Herstellung
J5 von Schallplatten hergestellt. Diese Plattenkopicn haben
den gleichen Kunststoffträgcr wie Schallplatten. Die Form zur Herstellung der Kopien wird hergestellt,
indem man eine polierte Glasscheibe dünn mit Metall beschichtet, das einerseits einen Überzug aus Photoresistmaicrial
(Photolack) enthält. Ein Laserstrahl »beschreibt« das Photoresistmaterial mit dem Videosignal.
Nach dem photographischen Entwickeln des Photoresists und dem Abätzen der Metallbeschichtung wird die
Preßform gewöhnlich galvanoplastisch aufgebaut. Auf diese Weise kann man von einer Vorlage tausende von
Videoplattenkopien ziehen. Nachdem eine Plattenkopie hergestellt worden ist, wird sie im Vakuum dünn mit
Aluminium bedampft. Diese Kopie wird dann mit Licht gelesen, das die spiegelartige Aluminiumoberfläche re-
ri0 flektiert; ein Lesen mit transmittiertem Licht ist nicht
möglich.
Ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Kopien von Video-Vorlagen verwendet photographische Filme
oder Diazokopierfilme. Dabei wird eine Video-Musterplatte hergestellt, indem man eine drehende Platte aus
unbeliehtetem photographischem Film mit einem modulierten
Laserstrahl bestrahlt. Diese Musterplatte wird dann photographisch schwarz entwickelt, so daß man
durch Bestrahlung mit dem Laser lichtabsorbietende
bo Flächen erhält. Durch Kontaktkopieren überträgt man
dann die Bildmuster auf der Musterplaite mittels aktinischer
Bestrahlung durch die Mustcrplattc hindurch auf eine Dia/.oplatte, die man mit Ammonikdiimpfen photographisch
entwickelt; auf diese Weise einsieht eine Ko-
tv> pie der Mustcrplatlc. Diese Diazokopic wird mil transmillieriem
Licht gelesen — im Gegensatz /um reflektierten Licht, wie beim vorher erwähnten System. Beim
transmillierenden Lesen wird eine Lichtquelle auf die
Platte fokussiert, während diese sich dreht; ein Photodetektor
auf der gegenüberliegenden Seite der Platte erfaßt die vom Bildmuster auf der an der Lichtquelle vorbeilaufenden
Diazopiattc erzeugten Lichtstärkeschwankungen. Eine Diazokopic kann als photographisch
hergestellt betrachtet werden; sie reflektier! nicht sondern läßt sich nur transmittierenj abspielen.
Die gleiche photographische Musterplatte, die zur Herstellung der Diazo-Videokopie dient kann verwendet
werden, um photolithographisch Chrom-Photomas ken ähnlich denen herzustellen, die zur Halbleiterherstellung
dienen. Bei diesem Vorgang bringt man in einem Vakuumsystem auf ein Substrat eine dünne Metallschicht
und auf diese dann ein Photoresistmateriai auf. Man legt die photographische Musterkopie auf den
Photoresist auf und belichtet diesen durch die Musterkopie hindurch mit aktinischer Strahlung, so daß die
Bilder auf den Photoresist übertragen werden. Dann entwickelt man den Photoresist, so daß in diesem kleine
Öffnungen entstehen, durch die hindurch ma:, die Metallbeschichtung
wegätzt. Nach dem Ätzen der Metallbeschichtung entfernt man den Photoresist, so daß man
eine geätzte Metallkopie der Video-Musterplatte zurückbehält Diese Kopie läßt sich lesen, indem man
Licht von seiner reflektierenden Oberfläche spiegeln läßt; ist das Substrat transparent, kann man sie auch
transmittierend lesen.
Beim »Symposium on Optical Data Display Processing and Storage« der Society of Photographic Scientists
and Engineers am 23.-26. Januar 1979 in Orlando, Florida, V. St. A, unterbreiteten D. G. Howe u. a. einen
Bericht über ein Verfahren zum Vervielfältigen eines Aufzeichnungsträgers durch Kontaktkopieren. Insbesondere
werden dazu photoaktivierte Farbstoff- oder Diazosysteme verwendet, um lichtabsorbierende Punkte
im Diazomaterial zu erzeugen, das ein spiegelartiges aluminiertes Substrat abdeckt. Die Platte kann mit reflektiertem
Licht, aber nicht transmittierend gelesen werden.
Rice u. a. konnten erfolgreich Kontaktkopien von Bildern in Mikrometergröße ohne wesentlichen Verlust an
Auflösung herstellen, wenn die Bildung von Newtonschen Ringen an der Grenzfläche zur Emulsion unterdrückt
werden konnte (»An Experimental Television Recording and Playback System Using Photographic
Discs« von Rice u.a. in J.SMPTE Vol.79, November 1970, S. 997). Dazu wurde eine dünne Schicht einer Flüssigkeit
mit angenähert gleichem Brechungsindex zwischen den beiden Oberflächen verwendet. Die Verwendung
von Flüssigkeiten beim Kontaktkopieren ist eingehend untersucht worden — vergl. »Priming Motion Picture
Films Immersed in Liquid« von Stoll u. a. in ]. SMPTE, Vol. 66, Oktober 1957, S. 607, und »Priming
Motion Picture Films Immersed in a Liquid: Evaluation of Liquids«, von Delwiche u.a. in J. SMPTE, Vol.G7,
Oktober 1958, S. 678.
Die prioritätsältere DE-OS 30 25 460 offenbart ein photographisches Verfahren zur Erzeugung von Datenbildern
in einem reflektierenden Aufzeichnungsträger und Datenspeicher. Kontakt- und Projektionsverfahren
der Belichtung bzw. Bestrahlung werden in der Halbleiterindustrie verwendet, um hochauflösende Photomasken
mit schwarzer Silbereniulsion herzustellen. Derartige Photomasken sind Quadrate mit einer Seitenlange
von 127 mm und enthalten typischerweise Bildeleniente
in Abmessungen von zwei Mikrometer und mehr. Im Vergleich dazu sind bei der optischen Datenspeicherung
die Vorlage und das lichtempfindliche Medium für die Vervielfältigung weit größer, d. h. sie haben einen
Durchmesser von 305 mm und die Bildelemcnte sind kleiner, d. h. ein Mikrometer und weniger, in diesem Fall
läßt sich mit den herkömmlichen Kontaktkopierverfahrcn nicht mehr arbeiten, da zwischen der in direkter
Berührung mit dem lichtempfindlichen Kopiermedium stehenden Vorlage unkontrollierbare kleine Luftspalte
auftreten, die es unmöglich machen, feinste geometrische Einzelheiten wiederzugeben, und zur Bildung von
ίο Newtonschen Ringen führen. Weiterhin führt die fortwährende
Berührung der Vorlage mit dem Kopiermaterial schließlich zu Schaden an der Vorlage. Es ist also
erwünscht, das Kopiermedium durch eine Vorlage hindurch zu belichten, ohne sie direkt berühren zu müssen.
Das Silbersalzdiffusionsverfahren findet in der Photographic und bei der photographischen Vervielfältigung
weitverbreitete Anwendung (vergl. »Photo-Technik und Wirtschaft«, Nr. 4,1959, S. 163-164).
Zur Herstellung einer Flachdruckform wird in der DE-OS 25 48 184 ein auf der Oberfläche eines Blattmaterials
mit äußerer härtbarer hydrophiler Kieselsäureschicht nach dem Silbersalzdiffusionsverfahren erzeugtes
Bild mit einem wäßrigen lithographischen Fixiermittel behandelt, das einen pH-Wert von 1,0 bis 6,5 und ein
Eisen-(111)-SaIz einer Polyaminopolycarbonsäure, eine
im gelösten Zustand Jodidionen liefernde Verbindung und eine katiorische organische Verbindung enthält und
das zu Silbcrbildern fixiert, die für Offsetdruckfarbe so
aufnahmefähig gemacht wird, daß größere Schwärzungen erzeugt werden können als ohne die kationische
organische Verbindung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einfaches und billiges Verfahren zur Vervielfältigung von
optischen Datenspeichern mit Hilfe des Silbersalzdiffusionsverfahrens anzugeben, das mit Hilfe dieser photographischen
Methode Kopien von optisch durchlässigen Datenspeichern erzeugt, die reflektierend oder
transmittierend gelesen werden können, ohne daß Aufdampf- oder Metallätzmethoden anzuwenden wären.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren nach Anspruch 1 mit seinen bevorzugten Ausgestaltungen
nach den Ansprüchen 2 bis 6.
Die Erfindung schafft ein einfaches und billig durchzuführendes Verfahren zur Herstellung reflektierender
Kopien von optisch durchlässigen Datenspeichervorlagen, ohne daß dazu teure aufgedampfte oder aufgesputterte
Metallbeschichtungen erforderlich sind. Mit diesem einfachen Vervielfältigungsverfahren lassen sich
optische Datenspeicherkopien erzeugen, die reflektiert rend oder iransmittierend gelesen werden können, ohne
daß man zur Herstellung der Kopien Aufdampf- oder Metallätzverfahren anwenden muß. Das erfindungsgemäßc
Verfahren zur Vervielfältigung von optisch durchlässigen
oder Videoplatten verwendet ein reflektierendes hochauflösendes Vervielfähigungsmedium, das von
handelsüblichen hochauflösenden Silberhalogenidemulsionen abgeleitet ist. Es lassen sich hierbei reflektierende
Kopien mit einem Durchmesser von bis zu 305 mm regelmäßig erzeugen, deren Dafienbilder eine Größe
W) von einem Mikrometer oder weniger haben. Das Silberhalogenid-Kopierniedium
läßt sich ohne direkte Berührung mit der Vorlage belichten.
Beim Verfahren der Erfindung wird eine Hauptfläche eines lichtempfindlichen Mediums aus feinkörniger SiI-b5
berhalogcnidcmulsion in einer Bezugsebene ausgerichtet, eine opake optische Datenspeichervorlage mit lichtdurchlässigen
Bereichen in einer zur Hauptfläche des lichtempfindlichen Mediums parallelen Ebene in Pro-
jektionszuordnung zu diesem ausgerichtet, aktinische
Strahlung durch die lichtdurchlässigen Bereiche der Datenspeichervorlage
geworfen und so latente Bildbereiche in dem lichtempfindlichen Medium entsprechend
den lichtdurchlässigen Bereichen gebildet, dann die Latentbildbereiche des lichtempfindlichen Mediums chemisch
zu dunklen Bereichen aus faserförmigem Silber entwickelt, in den nichtbelichteten Bereichen eine
Schicht aus Silberfällkeimen an der Hauptfläche der Silberhalogenidemulsion gebildet und auf den Keimen
durch Diffusionsübertragung des Silbers aus dem unbelichteten und unentwickelten Bereich nicht faserförmiges
Silber abgelagert, wobei die Silberieilchen an den Keimen absorbiert werden, so daß ein reflektierendes
Feld entsteht.
Durch Richten von aktinischer Strahlung durch lichtdurchlässige Bereiche in einer opaken optischen Datenspeichervorlage
werden latente Bilder im lichtempfindlichen Medium gebildet. Die Bestrahlung kann erfolgen,
wenn die Vorlage und das lichtempfindliche Medium einander direkt berühren oder voneinander beabstandet
sind. Beim lichtempfindlichen Medium sollte es sich um eine feinkörnige Schwarzweiß-Silberhalogenidemulsion
handeln, deren eine Hauptflächc parallel zur Vorlage liegt. Die aktinische Strahlung, die durch die
durchlässigen Bereiche in der Vorlage tritt, erzeugt in der Silberhalogenidemulsion unmittelbar gegenüber
den durchlässigen Bereichen latente Bilder. Dann entfernt man das lichtempfindliche Medium und entwickelt
es photographisch, so daß die latenten Bilder graue oder schwarze Punkte werden. Das entwickelte Medium
wird jedoch nicht chemisch fixiert, da das übrige Silberhalogenid in den nachfolgenden Behandlungsschritten
genutzt wird. Diese absorbierenden Punkte entsprechen präzise den durchlässigen Bereichen in der Vorlage.
Darauf wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Mediums aktiviert, um eine Latentbildschicht aus Silberausfällkeimen
zu erzeugen. Diese Aktivierung kann dann entweder mit einem chemischen Aktivierungsmittel
oder durch Belichten erfolgen. Die bereichsweise teilentwickelte und chemisch aktivierte oder mit aktinischer
Strahlung belichtete Silberhalogenidemulsion wird dann in ein Einbad getaucht, das ein Silberhalogenid-Lösungsmittel
und einen Silberhalogenid-Entwickler enthält, der die Latentbildschicht aus Ausfällkcimen
schwach entwickelt. Gleichzeitig reagiert das Silberhalogenid-Lösungsmitte! im Einbad schnell mit dem unbelichteten
und unentwickelten Silberhalogenid unter Bildung von Silberionenkomplexen, die durch Diffusionsübertragung
zu der sich entwickelnden Latentbildschicht aus Silberkeimen transportiert werden, so das
i1 i\ji luiini/iiipitAi aui uiil
weise entwickelten Silberkeimen in Gegenwart des als Reduziermittei wirkenden Silberhalogenid-Entwicklers
ausfällt. Die Silberkeime wachsen infolge dieser Silber-Diffusionsübertragung bzw. lösungsphysikalischen Entwicklung
an und, da die reflektierenden nicht faserförmigen Silberteilchen in hoher Konzentration vorliegen,
nimmt die Oberfläche ein stark reflektierendes Aussehen an; die angrenzenden schwarzen Datenbereiche
verbleiben grau oder schwarz. Da die Belichtung des lichtempfindlichen Mediums durch die durchlässige Musterplatte
bzw. Vorlage hindurch signifikant war und darauf folgende chemische Entwicklung im wesentlichen
vollständig war. verbleibt in den Grau- oder Schwarzbereichen eine vernachlässigbare Silbermenge.
Die Dichte des latenten Bildes aus Silberausfällkeimen in den Grau- und Schwarzbereichen ist daher niedrig
und in diesen Bereichen bleibt wenig Silberhalogenid zurück, aus dem Silberionenkomplex entstehen könnten.
Diese Grau- und Schwarzbereiche behalten daher ihr schwaches Reflexionsvermögen bei. Auf diese Weise
r) entsprechen die durchlässigen Bereiche der Musterplatte
bzw. Vorlage den Schwarz- oder Graubereichen der Kopie, deren Reflexionsgrade typischerweise unter 5%
liegen. Die opaken Bereiche der Musterplatte entsprechen Bereichen mit Reflexionsgraden von typischerweiin
se mehr als 25% in der Kopie. Das Rellexionskontrastverhältnis der Musterplatte kann daher typischerweise
einen Wert von 5 : 1 übersteigen. Die reflektierende Oberfläche wird ausschließlich aus dem Silberhalogenid
der Emulsion des lichtempfindlichen Mediums enthaltendcn Silber hergestellt.
Falls die Kopie mit transmittiertem Licht gelesen werden soll, kann man die Grau- bzw. Schwarzbereiche
unmittelbar nach der anfänglichen chemischen Entwicklung und vor der Oberflächenaktivierung mit einer nor-2«
malen Silberbleiche ausbleichen. Die resultierende Kopie hat reflektierende und klare Bereiche und kann
transmittierend oder reflektierend gelesen werden, obgleich dann der Reflexionskontrast nicht so hoch wie im
vorigen Fall ist.
21) Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sich
hochauflösende reflektierende optische Datenspeicherkopien von durchlässigen Musterplatten großen Durchmessers
mit handelsüblichen lichtempfindlichen Silberhalogendmaterialien auf Glas- oder Kunststoffsubstraten
herstellen lassen, die man reflektierend oder transmittierend lesen kann. Ein zusätzlicher Vorteil ist, daß
die körperliche Abnutzung der Musterplatte sich eliminieren und die Datenbildqualität verbessern lassen und
Benutzung handelsüblicher probierender Kopier- und kontaktfreier Belichtungssysteme zum Kopieren kleinerer
Mustcrplatten. Weiterhin lassen die Datenbildqualität und -auflösung sich für große und kleine Musterkopien
durch Kopieren durch eine nichtwäßrige Flüssigkeit hindurch verbessern.
F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt, der die Belichtung einer Silberhalogenidemulsion auf einem Kunststoffsubstrat
nachdem Verfahrender vorliegenden Erfindung zeigt;
F i g. 2 ist ein Schnitt, der die photographische Entwicklung
und chemische Oberflächenaktivierung des 4r, lichtempfindlichen Mediums nach Fi g. I nach dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung zeigt;
F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte reflektierende
Kopie:
Fig.4 ist eine Schnittdarstellung, die die Belichtung
in einem alternativen Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt:
Fig. 5 ist ein Schnitt durch das photographisch entwickelte,
gebleichte und chemisch oberflächenaktivierte lichtempfindliche Medium nach einem alternativen Verfahren
der vorliegenden Erfindung;
F i g. 6 ist ein Schnitt durch die nach einem alternativen Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte
reflektierende Kopie;
F i g. 7 ist ein Schnitt durch das photographisch entwickelte und tiefenaktivierte lichtempfindliche Medium
nach einem alternativen Verfahren der vorliegenden Erfindung; und
F i g. 8 ist ein Schnitt durch die reflektierende Kopie
b5 die bei der Tiefenaktivierung nach einem alternativen
Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Das Vervielfältigungsverfahren nach der vorliegen-
Das Vervielfältigungsverfahren nach der vorliegen-
den Erfindung besteht aus drei aufeinanderfolgenden Schritten. Zunächst belichtet man eine unbelichtete
Silberhalogenidemulsion durch eine opake Muslerkopie bzw. -platte hindurch und entwickelt dann die belichteten
Bereiche schwarz, fixiert aber nicht. Danach erfolgt eine Aktivierung der Oberfläche der verbleibenden
Silberhalogenidemulsion, um latente Bilder aus Silberausfällkeimen zu erzeugen. Dann wird das aktivierte
Medium in einem Einbad behandelt, das die latenten Bilder schwach entwickelt, Silberhalogenid zu Silberkomplexen löst und lösliche Silberkomplexe durch Diffusionsübertragung
zu den Silberausfällkeitnen transportiert, wo das Silber auf den Keimen wie beim physikalischen
Entwickeln reduziert wird. Dabei entsteht ein reflektierender Oberflächenbereich aus Silber angrenzend
an einen schwach reflektierenden Datenbereich. Nach diesem Verfahren erscheinen schwach reflektierende
Datenbereiche im reflektierenden Feld.
A. Bildmäßige Belichtung und Entwicklung
Der erste Schritt beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist die Belichtung eines lichtempfindlichen
Mediums mit feinkörniger Silberhalogenidemulsion mit aktinischer Strahlung durch eine opake M usterplatte
hindurch, so daß ein Muster aus latenten Bildern entsteht. Der hier verwendete Ausdruck »aktinische
Strahlung« soll als Gattungsbegriff jede Bestrahlung bezeichnen, die im lichtempfindlichen Medium ein latentes
Bild erzeugt Ein »latentes Bild« bezeichnet dabei die Aktivierung von unbelichtetem Silberhalogenid. Eine
»opake Musterplatte« ist dabei ein optischer Datenspeicherträger als Urexemplar oder Kopie, auf dem Daten
in Form lichtdurchlässiger Bereiche einer Größe von im allgemeinen etwa einem Mikrometer in einem opaken
Material aufgezeichnet sind. Das opake Material kann sich dabei auf einem transparenten Substrat — gewöhnlich
Glas oder Kunststoff — befinden. Die durchlässigen Löcher können rund oder oval sein, abhängig davon, ob
digitale oder analoge Daten aufgezeichnet sind. Die Musterplatte kann rund sein; diese Gestalt ist jedoch
nicht unbedingt erforderlich.
Das zu belichtende lichtempfindliche Silberhalogenidmedium
kann eine handelsübliche Schwarzweiß-Photoplatte oder ein Schwarzweiß-Photofilmprodukt
sein. Je kleiner die Korngröße der Silberhalogenidemulsion, desto höher die Auflösung der Bilder auf dem fertigen
Produkt, das sich durch Anwendung der vorliegenden Erfindung ergibt. Die Korngröße in der Emulsion
sollte kleiner als 5% bis 10% der Lochgröße in der Musterplatte sein, um beste Ergebnisse zu erzielen.
Handelsübliche hochauflösende Silberhalogenid-Photoplatten, wie sie bei der Herstellung von integrierten
Halbleiterschaltkreisen verwendet werden, haben Korngrößen unter 0,05 μπι und sind für das Verfahren
nach der vorliegenden Erfindung geeignet Das Silberhalogenid solcher Platten wird in einer Kolloidmatrix —
normalerweise Gelatine — gehalten; die Erfindung ist auf derartige Photoplatten jedoch nicht beschränkt. Jedes
lichtempfindliche Medium mit feinkörniger Silberhalogenidemulsion läßt sich in dem Verfahren nach der
vorliegenden Erfindung einsetzen — beispielsweise eine von einer dünnen wasserdurchlässigen transparenten
Deckschicht bedeckte Silberhalogenidemulsion.
Wie in Fi g. 1 gezeigt wird eine Silberhalogenidemulsion 21 auf einem Substrat 19 unmittelbar an den klaren
Bereichen in der opaken Musterplatte 13 angeordnet Diese Löcher sind die Löcher 14a, 146,14c in der opaken
Schicht 15 der Musterpkute. Die opake Schicht befindet
sich auf einem tragenden Substrat 17, bei dem es sich üblicherweise um transparentes Glas bzw. transparenten
Kunststoff handelt.
r> Die reflektierenden Kopien können dabei von einer
Musterplatte gezogen werden, die entweder in direkter Berührung mit dem lichtempfindlichen Silberhalogenid-Mcdium
steht, oder von einer Musterplatte, die von diesem getrennt liegt. Für kleine Musterplatten und Ko-
lü pien von beispielsweise 152 mm Durchmesser oder weniger
und kleinere Anzahl von Kopien (beispielsweise 100 oder weniger) kann in vielen Anwendungen ein Kopieren
mit unmittelbarer Berührung ausreichen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Verfahrensweise ist, daß bei
zu häufigem Inberührungbringen die Musterplatte schließlich verschleißt und Schaden nimmt, so daß in
den Kopien Datenfelder auftreten.
Für Muslerplatten bis zu 127 mm und Datenbilder von 3 μηι und größer kann man berührungsfrei kopieren,
wobei die Muslerplatte und die Maske um einige zehn Mikrometer voneinander getrennt sind. Wie bereits
erwähnt, ist diese Anordnung nur zufriedenstellend, wenn die einzelnen Datenbilder groß genug sind.
Fällt der Mustcrplattendurchmesser in den Bereich zwischen etwa 130 und 310 mm und liegt die Größe der
einzelnen Datenbilder im Bereich von 0,5 μπι bis einigen
Mikrometern, muß man anders vorgehen, um jeden übermäßigen direkten Kontakt zwischen Musterplatte
und Kopierplatte zu vermeiden und kleine Datenbilder präzise zu reproduzieren. Hierzu wendet man zwischen
der Musterplatte und dem Kopiermaterial eine nichtwäßrige Flüssigkeit an, deren Brechungsindex etwa 1,5
beträgt, damit das Kopiermaterial nicht fest auf die Musterplatte gedrückt zu werden braucht.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung läßt sich nach mindestens vier verschiedenen Methoden der
aktinischen Bestrahlung durchführen. Beim Kontaktkopieren pumpt man die Luft zwischen der Musterplatte
und dem Kopiermaterial weg, so daß infolge des äußeren Luftdrucks die beiden Oberflächen innig aneinandergedrückt
werden. Für Musterplatten bis zu etwa 310 mm Durchmesser gibt es im Handel Kontaktkopierer,
wie sie in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Kopien von Muster-Photomasken auf Silberhalogenidemulsionen
der zur Herstellung des reflektierenden Datenspeichers verwendeten Art eingesetzt werden.
Die gleichen Vorrichtungen können also verwendet werden, um reflektierende Kopien von durchlässigen
Musterplatten zu ziehen.
Soll eine Plattenkopie bis zu 130 mm Durchmesser mit Bildern von 1 μΐη und mehr unter Projektion belichtet
werden, kann man auch ein Projektionsmaskenausrichtgerät aus der 500-er-Serie der Fa. Perkin-Elmer
verwenden. Dieses Gerät kann zwölf 130 mm-Plattenkopien
pro Stunde belichten und hat eine Auflösung von 1 μΐη. Dabei sind die Musterplatte und die Kopie um
Zentimeter voneinander beabstandet und es dient eine Reflexionsoptik dazu, das Musterplattenbild auf das Kopiermaterial
zu projizieren. Obgleich dieses Gerät konstruiert wurde, um mit Photoresist beschichtete Siliziumplätlchen
zu belichten, kann man es auch zum Belichten von Silberhalogenidschichien verwenden. Die wesentliche
Besonderheit dieses Geräts ist die Verwendung einer reflektierenden Optik zum Ausrichten der
Vorlage parallel zur Hauptfläche der Silberhalogenidschicht in Projektionszuordnung auf eine Genauigkeit
von 0,25 μηι.
Enthält die Vorlage keine kleineren Bilder als
ίο
3—5 μιτι und ist sie nicht größer als 127 mm, kann man
handelsübliche kontaktfreie Kopierer einsetzen. Diese Maschinen lassen sich auch unter direktem und »weichem«
Kontakt sowie kontaktfrei einsetzen. In diesen Maschinen können die Vorlage und das Kopiermaterial
um zehn Mikrometer voneinander getrennt werden.
In einer weiteren Ausführungsfonn des Verfahrens
nach der vorliegenden Erfindung beschichtet man die durchlässige Oberfläche der Musterplatte und die lichtempfindliche
Oberfläche des Kopiermaterials mit einer nichtwäßrigen Flüssigkeit, bevor man beide /usammenbringt.
Diese Beschichtung 20 wird primär nach ihrem Brechungsindex so gewählt, daß dieser dem Brechungsindex
der lichtempfindlichen Emulsion entspricht, urn Mehrfachreflexionen zwischen der Vorlage und der
lichtempfindlichen Emulsion zu vermeiden. Da der Brechungsindex von Gelatine bei 20"C etwa 1,5 beträgt,
setzt man bevorzugt Flüssigkeiten mit einem Brechungsindex nahe 1,5 bei 200C ein. Die Beschichtungsflüssigkeit
sollte mit dem tragenden Substrat, einer etwaigen Haftschicht oder der lichtempfindlichen Emulsion
nicht reagieren oder sie lösen. Eine nützliche Eigenschaft ist eine hohe Flüchtigkeit, so daß, wenn man das
lichtempfindliche Medium von der Vorlage trennt, die Flüssigkeit schnell verfliegt. Für Photoplattcn oder photographische
Filme wird bevorzugt Trichloräthylen verwendet. Andere Beschichtungsflüssigkeiten sind unten
aufgeführt; diese Aufstellung ist jedoch nicht erschöpfend. Es lassen sich zahlreiche Flüssigkeiten zum Beschichten
der Vorlage und des lichtempfindlichen Kopiermaterials verwenden;die Wahl zwischen ihnen wird
nach den oben erläuterten Kriterien der Verträglichkeit der Brechungsindizes und der hohen Flüchtigkeit getroffen,
um die Trocknungszeit kurz zu halten.
Brauchbare Beschichtungsflüssigkeiten
10
15
20
25 soll hier besagen, daß fast die gesamten Silberhalogenidkörner
in den Bereichen 23a, 23£>, 23c zu latenten Bildern aktiviert werden, die das Bildmuster in der Musterplatte
getreu wiedergeben. Die nicht belichteten Bereiche enthalten also nur nicht aktiviertes Silberhalogenid,
während in den belichteten Bereichen primär aktiviertes Silberhalogenid vorliegt.
Um die Bildung störender Latentbilder zu vermeiden, sollte man das lichtempfindliche Medium nur während
der Belichtung aktinischer Strahlung aussetzen. Die Belichtung muß also unter Abwesenheit von aktinischer
Strahlung bzw. bei photograpiiischem Sicherheitslicht
erfolgen.
Nach dem Belichten entwickelt man das lichtempfindliche Medium chemisch, fixiert aber nicht. Beim Entwikkeln
werden die bei der Belichtung entstandenen Latentbilder zu dunklen Grau- oder Schwarzbereichen
umgewandelt. Zum Entwickeln befolgt man die Empfehlungen des Herstellers des lichtempfindlichen Mediums.
Auch die Entwicklung sollte unter Lichtausschluß bzw. bei Sicherheitslicht erfolgen. Um beste Ergebnisse
zu erzielen, trocknet man das lichtempfindliche Medium nach dem Entwickeln, bevor man zum nächsten
Schritt übergeht.
B. Chemische Oberflächenaktivierung
Nachdem man das lichtempfindliche Silberhalogenidmedium
belichtet und entwickelt hat, erfolgt eine Oberflächenaktivierung:
vergl. hierzu die Fig. 2 und 5. Bei dieser Aktivierung bzw. Keimbildung werden Silberausfällkeime
als latente Bilder in der übrigen Silberhalogenidemulsion erzeugt. In der vorliegenden Erfindung bildet
man diese Latentbild-Keime primär an der Oberfläehe der Emulsion aus, wo das Silber in den Silberionenkomplexen
zu metallischem Silber reduziert werden kann, das eine reflektierende Oberflächenschicht einnimmt.
Einige Keime befinden sich auch in der Emulsion, aber gewöhnlich mit niedrigerer Konzentration als
an der Oberfläche. Im wesentlichen erzeugt die Aktivierung Bereiche, in denen transportierte Silberkomplexe
zu reflektierendem Silber reduziert werden können. Die durch die Aktivierung erzeugten Latentbildkeime sind
in den F i g. 2,5 und 7 mit den (-I- )-Zeichen angedeutet.
Photographische Platten weisen im allgemeinen keine Deckschicht oder Gelatineschicht auf der Emulsion
auf. Photofilme hingegen tragen eine solche Deckschicht fast immer, und in den beiden Fällen muß man
daher unterschiedlich vorgehen. Bei einem photographischen Medium ohne Deckschicht dringt das Aktivierungsmittel
geringfügig in die lichtempfindliche Emulsionsschicht 21 ein und erzeugt eine sehr dünne Oberflächenschicht
aus Keimen.
Nachdem man die Oberfläche der opaken Muster- Im allgemeinen wird für lichtempfindliche Silberhalo-
platte und die Emulsion des lichtempfindlichen Me- 55 genid-Materialien Gelatine als Suspensionsmittel für
diums mit einer geeigneten Flüssigkeit beschichtet hat, das Silberhalogenid verwendet. Um also eine sehr dünwerden
sie innig aneinandergefügt. In der Beschichtung ne Schicht von Silberausfällkeimen an der Oberfläche
etwa vorhandene Luftbläschen sollten entfernt werden. der Schicht auszubilden, darf das Aktivierungsmittel nur
Die dünne Beschichtung 20 zwischen der Musterplatte geringfügig in die Gelatine eindringen. Es ist bekannt,
und dem lichtempfindlichen Kopiermaterial erzeugt ei- t>o daß Gelatine anschwillt, wenn sie Wasser aufnimmt, so
nen Bereich mit fast konstantem Brechungsindex. Die daß eine wäßrige Lösung des Aktivierungsmittels
schnell und tief in sie eindringen wird. Das Aktivierungsmittel soll jedoch nur geringfügig unter die Oberfläche
dringen. Es hat sich herausgestellt, daß man mit einem mit Wasser mischbaren Alkohol — beispielsweise Me-
Brechungsindex bei 200C | Flüssigkeit |
1.461 | Kohlenstofftetrachlorid |
1,467 | Äthylthioacetat |
1,475 | Decalin |
1,478 | Trichloräthyl |
1,483 | 1,1,1,2-Tetrachloräthan |
1,485 | Furfurylalkohol |
1,489 | 1 -Brom-2-chlorälhan |
1.491 | Allylsulfid |
1,494 | 1.1,2,2-Tetrachloräthan |
1,496 | Toluol |
1.501 | Benzol |
aktinische Strahlung aus der Quelle 11 wird also beim
Übergang zwischen Musterplatte und lichtempfindlichem Kopiermaterial nicht reflektiert. Die Beschichtung
eliminiert daher die Bildung der als »Newtonringe« bekannten Interferenzmuster.
Die Belichtung, d. h. die Bildung latenter Bilder im lichtempfindlichen Medium, ist signifikant »Signifikant«
thanol — das Schwellen und ein tiefes Eindringen fast vollständig unterbinden kann, so daß man eine dünne
und sehr dichte Latentbildschicht aus Keimen erhält, die
nach der folgenden Einbadbehandlung das gewünschte dünne, stark reflektierende Datenspeichermedium bildet.
Trägt das Photomaterial wie beispielsweise ein Photofilm
eine dünne Gelatine-Deckschicht, muß dus Aktivierungsmittel tiefer eindringen, um das Silberhalogenid
zu erreichen und Ausfällkeime zu bilden. 1st die Silberhalogenidemulsion also mit einer Deckschicht verschen,
kann ein Aktivierungsmittel auf Wassergrundlage sinnvoller sein als ein in Wasser mischbarer Alkohol. Bei
derartigen wäßrigen Aktivierungsmitteln muß die Behanoiungszeit unter Kontrolle gehalten werden, damit
das Mittel in die Emulsion nicht zu tief eindringt und keine dicke Oberflächenschicht entsteht, die nur
schwach reflektiert.
Das Produkt, das man unter Anwendung der vorliegenden Erfindung erhält, hat eine reflektierende Oberflächenschicht
aus Silber in einer Dicke von beispielsweise einem Mikrometer oder weniger; diese reflektierende
Schicht umgibt dabei Bereiche schwacher Reflexion, die in dem vorgehenden Belichtungs- und Entwicklungsschritt
ausgebildet wurden. Die reflektierende Silber-Oberflächenschicht bildet sich aus, indem Silberionenkomplexe
aus dem Silberhalogenid der Emulsion zu den schwach entwickelten Silberausfällkeimen in der
Oberflächenschicht wandern, wo die an diesen Keimen sich bildenden Silberkomplexe zu nicht faserförmigen
reflektierenden Silberteilchen sich reduzieren. Es ist klar, daß die Silberausfällkeime, um die beste Wirkung
zu erbringen an der Oberfläche der Silberhalogenidemulsion liegen müssen.
Um die stärkste Reflexion zu erhalten, sollte man dafür sorgen, daß das Aktivierungsmittel so nahe wie möglich
an der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht bleibt. In dieser Einsicht ist Methanol oder ein anderer,
mit Wasser mischbarer Alkohol besonders brauchbar. Eine wäßrige Lösung eines Reduziermittels dringt jedoch
in die Gelatine der meisten handelsüblichen lichtempfindlichen Materialien tief ein, so daß man in Tiefcnrichtung
abnehmendes Konzenlrationsgefälle der SiI-bcrausfällkeime erhält. Im allgemeinen setzt man in der
Photographic Aktivierungsmitlei dem Bad zu und sie durchdringen die gesamte Emulsion. Nach dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung nutzt man jedoch die Aktivierungszeit und die Eindringfähigkeit der Aktivierungslösung
aus, um die Eindringtiefe zu kontrollieren. Es ist wichtig, daß die Emulsion vor dem Einbringen in
das Aktivierungsmittel gleichmäßig trocken ist. damit das Aktivierungsmittel nicht ungleichmäßig tief in sie
eindringen kann.
Ein Aktivierungsmittel ist ein sehr aktives Reduziermittel. Jedes von hunderten von photographischen Entwickiungsmittein
stellt ein Reduziermittei dar, das theoretisch durch Einstellung der Konzentration des pH-Werts
und der Behandlungsdauer aktiv genug gemacht werden kann, um Silberhalogenid zu aktivieren. Ein Beispiel
für eine praktisch anwendbare Verbindung für das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist Borhydrid,
da es Silberhalogenid sehr aktiv reduziert, von Luft nicht oxidiert wird und Silberhalogenid nicht löst. Borhydrid
von Lithium, Natrium, Kalium, Cäsium und Rubidium wären brauchbar.
Entsprechend den oben erläuterten Einschränkungen hält man die Eindringtiefe des Aktivierungsmittels gering,
d. h. primär auf weniger als ein Mikrometer. Dabei richten sich die Einflußfaktoren der Aktivierungsbehandlung
nach der Eindringfähigkeit und der Behandlungsdauer. Indem man die Eindringtiefe des Aktivrerungs-
bzw. Keimbildungsmittels beschränkt, nimmt die fertige reflektierende Silberschicht weniger als einen
Mikrometer Tiefe ein, wobei das Silber am stärksten im obersten zehntel Mikrometer konzentriert auftritt. Die
darunter befindliche Schicht enthält zwar auch einige Keime, auf denen sich bei der Diffusionsübertragung
zusätzliches Silber ablagern wird. Gewöhnlich ist die lichtempfindliche Emulsion eines F'hotomaterials sechs
Mikrometer oder weniger dick.
ίο Der Schritt der chemischen Oberflächenaktivierung
bzw. Keimbildung kann entfallen, indem man in die Silberhalogenidemulsion an deren Oberfläche eine dünne
Schicht eines Keimbildners zum Ausfällen von Silber aufnimmt; dies ist für Silber-Diffusionsübertragungsverfahren
häufig. Im Kapitel 16 »Diffusion Transfer and Monobaths«, des Buchs »The Theory of the Photographic
Process«, 4. Auflage, von T. H. James, äst eine Anzahl
wirksamer Keimbildner erwähnt, die in eine Silberausfällschicht aufgenommen worden sind, um schwarzes
Silber herzustellen — einschließlich Kupfer, Silber, Silbersulfid, Selen, Cadmiumsulfid. Will man eine reflektierende
anstelle einer schwarzen Oberfläche erreichen, muß man für die Bildung gerundeter, nicht faserförmiger
Silberkristalle sorgen, die eine schwarze Oberfläche ergeben würden. Reine Silberteilchen einer gerundeten
Form sind für diese Keimbildungsschicht bevorzugt, da Sulfide zu faserförmigem Silber führen, das eine nur
schwach reflektierende Oberfläche erzeugt.
C. Diffusionsübertragung des Silbers zu den Keimen
Nach der Bildung einer dünnen Sichicht Silberausfällkeime
als Latentbilder an der Oberfläche der lichtempfindlichen Silberhalogenidemulsion geht es bei den abschließenden
Schritten des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung um eine schwache photographische
Entwicklung dieser Latentbildkeime und um einen Transport des Silbers im verbleibenden Silberhalogenid
zu diesen entwickelten Silberausfällkeimen mittels SiI-bcrkomplexen.
dort wird das Silber auf den Keimen reduziert. Dieser Vorgang erfolgt, indem man die aktivierte
Kopie in ein Einbad einbringt. Das Einbad enthält sowohl ein Silberhalogenidlösungsmittel als auch ein
Stlber-Reduziermittel. Auch diese Behandlung erfolgt
im Dunklen oder unter Sicherheitsbeleuchtung, bis die Diffusionsübertragung des Silbers abgeschlossen ist.
Die beiden Komponenten dieses Einbads, ein Silberhalogenid-Lösungsmittel
und ein Silber-Reduziermittel, stellen einen chemischen photographischen Entwickler
und ein Silber-Diffusionstransport- und -reduziersystem dar. Das Entwickler/Lösungsmiitel-Einbad übt mehrere
Funktionen aus: Es entwickelt die Silberkeime der Latentbilder nur schwach und vergrößert sie dabei, es lost
das Silberhalogenid in der Emulsion, es erzeugt Silberionenkomplexe
und es liefert das für die lösungsphysikaüsche Entwicklung, d. h. für die Reduktion und das Ausfällen
der Silberionenkomplexe auf den Silberausfällkeimen des sich entwickelnden latenten Bildes erforderliche
Reduziermittel. Die Silberkomplexe werden in der lichtempfindlichen Emulsion zur Oberfläche und durch
sie hindurch transportiert und erfahren dann infolge der Gegenwart des Reduziermittels eine Reduktion zu metallischem
Silber auf den Silberkeimen. Dieser Vorgang ist in den F i g. 3, 6 und 8 mit den Punktegrüppchen
b5 angedeutet.
Die Silberionenkomplexe werden durch Reaktion eines geeigneten Silberlösungsmittels mit dem unaktivierten
Silberhalogenid in der Emulsion erzeugt Ein Ent-
wicklungs- bzw. Reduziermiitel muß in der Lösung vorhanden sein, damit die Silbenonenkomplexe an der
Keimschicht ausfallen können. Diese Kombination eines Entwicklers mit eip=m silberkomplexbildenden Lösungsmittel
in einer Lösung wird als »Einbad« bezeichnet. Bevorzugte Einbadansätze für stark reflektierende
Oberflächen enthalten einen Entwickler, der als schwach aktiv gekennzeichnet werden kann. Dabei
scheint der jeweils gewählte spezielle Entwickler weniger kritisch zu sein als seine Aktivität, wie sie sich aus
der Konzentration und dem pH-Wert ergibt.
Das Redoxpotential des Entwicklers sollte ausreichen, daß eine Silberionenreduktion und Adsorption
oder Agglomeration auf Silberausfällkeimen stattfinden kann. Die Konzentration des Entwicklers und der pH-Wert
der Einbadlösung sollten derart sein, daß das Silber
nicht faserformig wachsen kann, was der Schichtoberfläche ein schwarzes Aussehen mit schwacher Reflexion
geben würde. Die entwickelten Silberteilchen sollten kugelig oder sechseckig bzw. so geformt sein,
daß sie. wenn konzentriert, eine stark reflektierende Oberfläche bilden.
Entwickler mit den bevorzugten Eigenschaften sind aus dem Stand der Technik bekannt und fast jeder photographische
Entwickler ist brauchbar, sofern man seine Konzentration, den pH-Wert und den Silberkomplexbildner
so wählt, daß keine chemische Reaktion zwischen dem Entwickler und dem Komplexbildner stattfinden
kann. Es ist bekannt, daß photographische Entwickler mit einem Oxidationshemmer stabilisiert werden
müssen. Die folgenden sind typische Entwickler/ Oxidationshemmer-Kombinationen, die mit Natriumthiocyanat
(NaSCCN) als Komplexbildner und Lösungsmittel zusammen eingesetzt werden können:
Für Einbäder mit Na (SCN) als Lösungsmittel und Silberkomplexbildner
10
15
20
25 sungsphysikalischen Entwicklung. Sie sind angenähert nach ihrer lösungsphysikalischen Entwicklungsrate
gruppiert, d. h. der pro Zeiteinheit auf den Ausfällkeimen abgelagerten Silbermenge, wenn zusammen mit
p-Methylaminophenol/Ascorbinsäure als Entwickler
eingesetzt:
Starke Aktivität:
Thiocyanate (Ammonium, Kalium, Natrium)
Thiosulfate (Ammonium, Kalium, Natrium)
Ammoniumhydroxid
Thiosulfate (Ammonium, Kalium, Natrium)
Ammoniumhydroxid
Mäßige Aktivität:
-Picolinium-^-phenylathylbromid
Äthylendiamin
2-Aminophenolfuran
n-Butylamin
2-Aminophenolthiophen
Isopropylamin
Schwache Aktivität:
Hydroxylaminsulfat
Kaliumchlorid
Kaliumbromid
Triethylamin
Nalriumsulfit
Hydroxylaminsulfat
Kaliumchlorid
Kaliumbromid
Triethylamin
Nalriumsulfit
Entwickler | Oxidationshenimer |
p-Methylaminophenol | Ascorbinsäure |
p-Methylaminophenol | Sulfit |
Ascorbinsäure | — |
p-Phenylendiamin | Ascorbinsäure |
Hydrochinon | Sulfit |
Catechol | Sulfit |
Die bevorzugten Lösungsmittel/Silberkomplexbildner, die mit dem Entwickler verträglich sein müssen,
werden mit ihm in Anteilen gemischt, die eine vcMständige Diffusionsübertragung innerhalb sinnvoll kurzer
Zeitspannen fördern — beispielsweise einigen Minuten. Derartige Silberkomplexbildner in praktischen VoIu-Die
Thiocyanate und Ammoniumhydroxid gehören also zu den aktivsten Lösungsmittel/Komplexbildner-Substanzen.
Während fast alle für die lösungsphysikalische Entwicklung geeigneten Entwickler bei richtiger
Konzentration und eingestelltem pH-Wert auch für die Silber-Diffusionsübertragung in der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden können, arbeiten nicht alle Lö-
)5 sungsmittel/Komplexbildner innerhalb der erwünschten
kurzen Entwicklungszeit oder auf die erwünschte Weise. Beispielsweise sind die Thiosulfatsalze, die beim
Schwarzweiß-Sofortbildverfahren nach dem System Polaroid-Land und in der Photographie häufigsten SiI-berhalogenid-Lösungsmittel,
für die vorliegende Erfindung aus zwei Gründen ungeeignet. Ihre Silberionenkomplexc
sind so stabil, daß ein starkes Reduziermittel erforderlich ist, um das Silber auf den Keimen auszufällen;
dieses starke Reduzier- bzw. Entwicklungsmittel hat den unerwünschten Effekt der Bildung von faserformigem
schwarzen und schwach reflektierenden Silber Es hat einen weiteren unerwünschten Effekt, der auch
bei dem Lösungsmittel Thioharnstoff auftritt: Es bildel nämlich mit den sich entwickelnden Silberkörnerr
schwarzes, schwach reflektierendes Silbersulfid. Andererseits ist im Schwarzweiß-Polaroid-Land-SysteiT
schwarzes Silber ein erwünschtes Resultat. Natriumcy
anid ist nicht zu empfehlen, obgleich es ein ausgezeich netes Silberhalogenid-Lösungsmittel ist; es ist nämlicl
menkonzentrationen sollten in der Lage sein, im wesentlichen das gesamte Silberhalogenid einer Feinkorn- 55 ein ausgezeichnetes Lösungsmittel auch für metallische:
emulsion in nur wenigen Minuten zu lösen. Das Lösungsmittel
sollte mit den sich entwickelnden Silberkörnern nicht reagieren, um sie zu lösen oder Silbersulfid zu
bilden, da dabei nichtreflektierendes Silber entstehen kann. Die spezifische Silberreduktionsrate des Lösungsmittels
an der Schicht aus Silbcrausfällkeimen sollte auch in Gegenwart schwach aktiver Entwickler hoch
genug sein, die bevor/ugl eingesetzt werden, um die
Bildung schwach reflektierender schwarzer Silberfasern bei der anfänglichen Entwicklung des latenten Obcrflächenbildes
zu vermeiden.
Die folgenden Chemikalien wirken als Silberhalogenid-Lösungsmittel
und Silberkomplexbildner bei der lö-Silber und würde daher das sich bildende Bild wegätzen
Außerdem ist es etwa 50mal toxischer als Natriumthio cyanat, ein häufig verwendetes photographisches Rea
gens.
bo Wenn weiter die Konzentration des Lösungsmittel zu gering ist, kann es das Silberhalogenid nicht schnei
genug /Ii einem Silberkomplex verwandeln, und wem
das Redu/.iermittel zu schwach ist, gelangt das iinent
wickelte unbelichtete Silberhalogenid nicht zu den SiI
bo bcrausiallkeiinen, so dal) ein großer Anteil eher als SiI
berkomplcx in Lösung als ausgefällt zu werden. De Vorgang, bei dem der Silberkomplex an den Ausfällkei
men reduziert wird und diese aufbaut, wird als lösungs
physikalische Entwicklung bezeichnet Da p-Phenylendiamin SQWphl ein chemischer Entwickler als auch ein
Silberkomplexbildner ist, kann man es in einem Einbad
für beide Aufgaben verwenden.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei der lösungsphysikalischen Entwicklung, wie sie hier verwendet wird, die
Silberteilchen schließlich nicht zu faserförmigem Silber
wachsen, wie bei der direkten oder chemischen Entwicklung; vielmehr wachsen sie etwa gleichmäßig in allen Richtungen, so daß man ein Entwicklungsbild erhält,
das sich aus kompakten gerundeten Teilchen zusammensetzt. Während die Teilchen wachsen, kann oft ein
Obergang zu einer Sechseckgestalt beobachtet werden. Enthält die behandelte Emulsion eine extrem hohe
Dichte an aufzubauenden Silberkeimen und liegt genug zu lösendes Silberhalogenid vor, wachsen die Kugeln an,
bis einige von ihnen andere berühren, so daß Aggregate aus mehreren Kugeln oder Sechsecken entstehen. Wo
die chemische Entwicklung hier als »teilweise« oder »schwach« bezeichnet ist (wie bei der Entwicklung der
latenten Bilder oder Ausfällkeime) soll damit ausgedrückt werden, daß die chemische Entwicklung nur bis
zu dem Punkt fortgeschritten ist, an dem die sich entwikkelnden Keime angenähert kugelig oder sechseckig
sind- Eine vollständige Entwicklung führt zu faserförmigem Silber und grauen oder schwarzen Bereichen.
Nach <jer Behandlung im Einbad wird das lichtempfindliche Medium in Wasser gewaschen und getrocknet.
Damit wird die Silberreduktion unterbrochen und das lichtempfindliche Medium stabilisiert
Qa beim Diffusionsükef tragungsschritt nur nicht aktiviertes Silberhalogenid transportiert wird, geben die im
ersten Schritt der vorliegenden Erfindung schwarz entwickelten Bereiche keine Silberkomplexe ab. Ist die verwendete Emulsion zu dick, kann das in Lösung gehende
Komplexsilber beträchtlich sein und reflektierendes Silber kann sich in sämtlichen Bereichen — einschließlich
der schwarzen Bereiche — ablagern. Dieses Ergebnis ist unerwünscht, da einige Bilder verzerrt oder zerstört
werden können. Die reflektierenden Bereiche bildsn den Hintergrund für nichtreflektierende Punkte. Das erwünschte Produkt ist ein optischer Datenspeicher mit
reflektierendem Hintergrundfeld, in dem die Daten in Form schwach reflektierender Punkte gespeichert sind.
Alternativ erhält man bei einer Musterplatte mit kleinen opaken Bildern im fertigen Datenspeicher reflektierende Punkte in einem opaken Feld.
In einem alternativen Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden im wesentlichen alle oben angegebenen Schritte ebenfalls durchgeführt und ein neuer
Schritt hinzugefügt Der erste Schritt der vorliegenden Alternativ ist in Fig.4 gezeigt. Dabei belichtet eine
Quelle 31 gleichmäßiger aktinischer Strahlung die Silberhalogenidemulsion 41 durch die Löcher 33 in der
Musterplatte 37 hindurch. Die belichteten Bereiche werden schwarz entwickelt, wie die F i g. 2 zeigt, werden
aber nach dem Entwickeln unter Verwendung normaler photographischer Bleichmittel zu klaren Bereichen 45a,
b, a ausgebleicht Wo also in der F i g. 2 entwickeltes schwarzes Silber vorliegt, ist in der Fig.5 die Fläche
von Silber oder aktiviertem Silberhalogenid in den Bereichen 45a, b, c frei. Die Bleiche entfernt natürlich nur
schwarzes faserförmiges Silber, beeinflußt jedoch das Silberhalogenid in den unbelichteten Bereichen nicht.
sion aktiviert, wie oben beschrieben, um Silberausfällkeime an der Oberfläche des lichtempfindlichen Mediums auszubilden, wo unbelichtetes Silberhalogenid
vorliegt. Wie bereits erläutert, ist die Eindringtiefe des Aktivierungsmittels wichtig. Handelt es sich um ein
lichtempfindliches Medium mit Deckschicht, kann man bevorzugt Wasser oder einen mit Wasser mischbaren
Alkohol einsetzen. Hat das lichtempfindliche Medium keine Deckschicht, wird bevorzugt ein Aktivierungsmittel in Methanol eingesetzt In der Fig.5 ist mit den
( + )-Symbolen angedeutet, daß die Keime nur an der
Oberfläche der Emulsion 41 erzeugt werden.
Nach dem Aktivieren behandelt man die Emulsion in einem Einbad zur schwachen chemischen Entwicklung,
gefolgt von einer physikalischen Entwicklung. Dabei wird das Silberhalogenid zu löslichen Silberkomplexen
aufgelöst, die zu den Silberausfällkeimen transportiert werden. Die löslichen Silberkomplexe werden an diesen
Keimen zu reflektierendem Silber reduziert und bilden eine Oberflächenschicht aus glänzendem reflektierenden Silber, wie die Fig.6 zeigt, in der die schwarzen
Punkte 47 die glänzenden reflektierenden Silberteilchen andeuten. Da in den klaren Bereichen 45a, b, c kein
Silberhalogenid vorliegt, kann kein Silber zur Oberfläehe transportiert und reduziert werden, da dort keine
Silberkeime vorliegen. Diese klaren Bereiche reflektieren also nur schwach und sind außerdem lichtdurchlässig. Mit dem erläuterten alternativen Verfahren erhält
man also einen optischen Datenspeicher, der mit reflektiertem oder transmittiertem Licht gelesen werden
kann.
Die F i g. 7 und 8 zeigen gegenüber den in den F i g. 2, 3 dargestellten alternative Verfahrensweisen. In den
Fig. 7, 8 wird die Emulsion 41' aktiviert, wie oben erwähnt, aber zu einer größeren Tiefe. Dies erfolgt entwe
der mit aktinischer Strahlung oder einem tief wirkenden Aktivierungsmittcl. Die Eindringtiefe der Aktivierungsbehandlung verläuft durch die Emulsion hindurch, aber
mit einem Gefälle in Tiefenrichtung, wobei mehr BiIdkeime 46' an der oberen Oberfläche der Emulsion vor
liegen und weniger in Abwärtsrichtung. Verwendet man aktinische Strahlung, dann bevorzugt so, daß mindestens 50% der Latentbildkeime an der dem Substrat
abgewandtcn Seite der Emulsion innerhalb der obersten
2 μιτ) vorliegen. Nach dem Aktivieren behandelt man
die Emulsion mit einer einzigen Einbadlösung, um die chemische und eine kräftige physikalische Entwicklung
durchzuführen. Wie bereits beschrieben, wird das Silberhalogenid in der Emulsion löslich gemacht und werden Silberkomplexe gebildet, die zu den Keimen trans
portiert werden, wo das Silber reduziert und an den teilweise entwickelten Silberkeimen adsorbiert wird.
Dieser Vorgang ist in der F i g. 8 dargestellt, in der die (+ )-Symbole zu schwarzen Punkten 47' umgewandelt
worden sind, die Keime mit Silberteilchen darstellen sollen. Diese schwarzen Punkte in der Fig.8 sind tatsächlich glänzende reflektierende Teilchen, deren höchste Volumenkonzentration an der Oberseite auftritt und
in Tiefenrichtung abfällt An der Oberfläche treten auch bo Aggregate aus Silberteilchen auf.
b5 liegenden Erfindung in Anwendung auf Silberhaloge
nidemulsionen ohne Deckschicht. Eine 3 μίτι dicke, mit
einer handelsüblichen Emulsion beschichteten
63,5 · 63,5 mm großen Photoplatte mit lichthofverhin-
dernder Schicht und ohne Abschirmfarbstoff wurde durch ein aus miteinander verkämmten Schlangenlinien
in Breiten von 1 und 2 μπι auf einem Ultratech-CP-210-Kopiergerät
fünf Sekunden lang mit 112,5 Lumen/ m2 belichtet, die belichtete Platte dann vier Minuten in
einem Entwickler aus 7,9 g Hydrochinon, 36,9 g Natriumsulfit, 0,52 g Phenidon, 7,9 g Kaliumhydroxid, 2,7 g
Kaliumbromid und 0,07 g Benzoltriazol (mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt) entwickelt, dann aus dem Entwicklerbad
herausgenommen, gründlich gewaschen und im Stickstoffstrom getrocknet.
Nach dem Waschen und Trocknen wurde die entwikkelte Photoplatte in einem Aktivierungsbad aus 0,5 g
KBH4 und 0,6 g NaOCH3 (mit Methanol auf einen Liter
aufgefüllt) dreißig Sekunden lang behandelt und danach gründlich gewaschen.
Nach dem Waschen wurde die Photoplatte zwei Minuten in einen Einbadentwickler aus 0,25 g Entwickler,
!0 g Natriumsulfit, 2 g NaOH, 2,5 g Ascorbinsäure, 50 g NaSCN (mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt) entwikkelt,
dann aus dem Einbad herausgenommen, gründlich gewaschen und getrocknet.
Die resultierende Kopie des Musters bestand aus stark und schwach reflektierenden Linien. Bezeichnet
man das schwach reflektierende Muster als Musterbild und das stark reflektierende Muster als Bildfeld, gelten
für unterschiedliche Wellenlängen die folgenden Reflexionsgrade:
633 nm
830 nm
Feld
Bild
Bild
26%
3,9%
3,9%
35,3% 3,5%
Wie ersichtlich, erzielt man für die Reflexionsgrade
im Feld und im Bild ein Verhältnis von mindestens 6:1, die Kopie hat also ein hohes Reflexionskontrastverhältnis.
Die 2 μπι-Bilder des Bildmusters zeigten eine gute
Auflösung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
633 nm
780 nm
830 nm
Bildfeld
Musterbild
Musterbild
36%
3,4%
23%
2,9%
2,9%
20%
2.1%
2.1%
Die 1 μηι-Linien im Muster zeigen in der Kopie eine
gute Auflösung und bei Beleuchtung von oben einen guten Kontrast. Wie ersichtlich, beträgt das Reflexionskontrastverhältnis
mindestens 8 : 1.
Dieses Beispiel erläutert das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in der Anwendung auf einen lichtempfindlichen
Film mit Deckschicht. Dabei wurde ein 63,5 · 63,5 mm großes Stück Film mit dem gleichen Muster
wie im Beispiel 1 5,2 Sekunden bei 109,3 Lumen/m-'
belichtet, nach dem Belichten vier Minuten in einer Entwicklerlösung aus 7,9 g Hydrochinon, 36,9 g Natriumsulfit,
7,4 g Kaliumhydroxid, 2,7 g Kaliumbromid und 0,07 g Benzoltriazol (mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt)
entwickelt, dann gründlich gewaschen und 10 Minuten im Ofen bei 450C getrocknet.
Der getrocknete Film wurde dann fünf Minuten in einer Lösung aus 0,75 g KBH4 und 4 g NaOH (mit Wasser
auf einen Liter aufgefüllt) aktiviert, unmittelbar nach dem Aktivieren in ein Unterbrechungsbad aus 5%iger
Essigsäure 30 Sekunden getaucht, dann gründlich gewaschen und zwei Minuten in einer Einbadlösung aus 0,5 g
Entwickler, 10 g Natriumsulfit, 2,0 g Natriumhydroxid, bo
10 g Natriumthiocyanat(mit Wasser auf einen Liier aufgefüllt) behandelt.
Nach dem Abschluß der leilwcisen chemischen und
erheblichen physikalischen Entwicklung im Einbad wurde der Film gründlich gewaschen und fixiert. F.s ergab t>r>
sich auf der Kopie ein schwach reflektierendes Bildmuster und ein für die folgenden Wellenlängen stark reflektierendes
Feld:
Claims (1)
1. Verfahren zum Vervielfältigen von Daten von einem optischen Datenspeicher mit Hilfe des Silbersalzditfusionsverfahrens.
dadurch gekennzeichnet,
daß
a) aktinische Strahlen durch eine opake optische Datenspeichervorlage mit lichtdurchlässigen
Bereichen auf eine Silberhalogenid-Emulsionsschicht, deren Silberhalogenidkörner kleiner als
ein Zehntel der Lochgröße auf der Datenspeichervorlage sind, treffen,
b) die dadurch entstehenden Latentbildbereiche in der Silberhalogenidemulsionsschicht chemisch
zu dunklem faserförmigem Silber entwickelt werden, durch aktinischt Strahlung oder chemische
Aktivierung in den nichtbelichteten Bereichen der Silberhalogenid-Emulsionsschicht eine
Schicht aus Silberfällkeimen gebildet wird,
d) mit Hilfe eines Entwickler/Lösungsmittel-Einbades
in der Silberhalogenid-Emulsionsschicht lösliche Silberionenkomplexe gebildet werden,
die durch Diffusion zu den Silberfällkeimen transportiert werden und
e) aus den Silberionenkomplcxen an den Silberfällkeimen das Silber ausgefällt und zu reflektierenden
metallischen Silberteilchen reduziert wird.
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