DE674999C

DE674999C - Verfahren zur Bildherstellung

Info

Publication number: DE674999C
Application number: DEG91336D
Authority: DE
Original assignee: FRITZ GOLDMANN DR
Current assignee: FRITZ GOLDMANN DR
Priority date: 1934-10-13
Filing date: 1935-10-12
Publication date: 1939-04-28
Also published as: FR796173A; BE411766A; GB464112A

Description

1939

G 91336

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem ein in einer mit einem Elektrolyten in Berührung befindlichen photoelektrisch wirksamen Schicht durch bildmäßig verteilte Strahlung ausgelöster, dieser entsprechend verteilter und abgestufter elektrischer Strom zur elektrolytischen Erzeugung eines bleibenden Bildes auf dem Halbleiter oder auf einer Elektrode verwendet wird.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen gegen elektrische Einwirkungen empfindlichen Film in Berührung mit einem Stoff zu verwenden, dessen elektrischer Widerstand durch Licht beeinflußt wird. Durch diesen Stoff und durch den Film, der nach Art der in der Bildtelegraphie verwendeten chemigraphischen Papiere hergestellt ist, wird unter gleichzeitiger Belichtung ein elektrischer Strom geschickt und so in dem Film ein Bild hergestellt.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, Bilder durch elektrolytische Metallabscheidung aus einem Elektrolyten zu erzeugen, der sich in Berührung mit dem Halbleiter befindet.

Versuche haben gezeigt, daß die photoelektrischen Wirkungen auch zur Bildherstellung durch elektrolytische Reaktionen auf dem photoelektrischen Stoff selbst oder auf einer an der Elektrolytschicht liegenden Gegenelektrode verwendet werden können.

Das Verfahren benutzt die an sich bekannte Anordnung einer eine Elektrode bildenden lichtelektrisch wirksamen Schicht H, einer Gegenelektrode M₂, einem Elektrolyten E zwischen den beiden Elektroden und einer an die Elektroden gelegten Spannungsquelle V und besteht in der Verwendung des durch bildmäßige Belichtung der lichtelektrisch wirksamen Schicht verursachten bildmäßig abgestuften elektrischen Stromes zur Bildherstellung durch elektrolytisch bewirkte chemische Reaktionen, an denen das Material einer der beiden Elektroden beteiligt ist.

Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich von den Verfahren, welche einen Film verwenden, der von sich aus bei Stromdurchgang ein Bild entstehen läßt. Es unterscheidet sich auch von den Verfahren, bei denen ein Bild durch Metallabscheidung aus dem Elektrolyten erzeugt wird. Denn in dem Verfahren nach der Erfindung wird das Bild durch chemische Reaktionen des Werkstoffes der lichtelektrisch wirksamen Schicht selbst oder des Werkstoffes der Gegenelektrode hergestellt.

Ein Vorteil des Verfahrens gegenüber den bekannten ist seine erhöhte Lichtempfindlichkeit.

Die Auswahl der zur Bilderzeugung verwendbaren Stoffe wird durch das Verfahren wesentlich erweitert. So ergibt sich auch die Möglichkeit der Erzielung neuartiger ästhetischer Wirkungen, z. B. neuartiger Farbwirkungen der Bilder.

Das Verfahren umfaßt auch elektrische Methoden der nachträglichen Beeinflussung, wie Entwickeln, Verstärken, Abschwächen, Auslöschen, Retuschieren des Bildes.

Das Verfahren erstreckt sich auf die Bilderzeugung durch alle lichtelektrisch wirksamen Strahlenarten, wie sichtbares, ultraviolettes, infrarotes Licht, radioaktive und Röntgenstrahlen.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das insbesondere zur Bildherstellung mit sichtbarem Licht geeignet ist, wird ein Halbleiter H als lichtelektrisch wirksame Schicht und zugleich als Bildschicht verwendet. Der Halbleiter steht in Kontakt mit einer Elektrolytschicht E. Als Halbleiter wird vorteilhaft eine Kupferoxydul enthaltende Masse bzw., wenn das Bild an der Gegenelektrode erzeugt wird, Selen, als Elektrolytschicht eine mit der wässerigen Lösung eines praktisch nicht lichtempfindlichen Salzes getränktes Material, z. B. Gelatine, verwendet. Halbleiterschicht if und Elektrolytschicht E grenzen mit ihren voneinander abgekehrten Seiten an die Metallflächen M₁ bzw. M₂, welche ihrerseits auf die Schichtträger G₁ bzw. G₂, z. B. Glas oder Celluloid, aufgetragen sind. Die Halbleiterschicht kann sowohl von G₁ als auch von G₂ her belichtet werden. Im ersteren Falle werden G₁, M₁ und ff, im letzteren G₂, M₂ und E durchsichtig ausgeführt. Die Metallelektroden M₁ und M₂ sind durch einen äußeren Stromkreis, der die Spannungsquelle V und den Kontaktgeber K enthält, miteinander verbunden.

Durch Belichtung der Schicht H werden in dieser Elektronen ausgelöst, welche die Tendenz haben, in die angrenzende Schicht Is überzutreten. An jedem Punkt der Schicht ist die Zahl der durch Licht ausgelösten Elektroden proportional der dort herrschenden Lichtstärke. Daher sind die Elektronen in gleicher Weise über die Schicht verteilt, wie das Licht, durch welches sie ausgelöst werden.

Der Übergang der durch Licht in H ausgelösten Elektronen in die Schicht E bewirkt eine Elektrolyse. Daher wird an jedem Punkt der Grenzfläche zwischen H und E eine Menge der Kupferverbindung reduziert, welche der Zahl der an dieser Stelle von H nach E übertretenden Elektronen äquivalent ist. Da also das Reduktionsprodukt (Kupfer) in gleicher Weise wie die durch das auffallende Licht ausgelösten Elektronen und daher auch wie das Licht selbst über die Schicht verteilt ist, wird durch die Belichtung ein Bild erzeugt.

Statt Reduktionsvorgänge können auch Oxydationen an den Elektroden zur Bilderzeugung im Sinne der Erfindung verwendet werden. Weiterhin kann auch die durch die Elektrolyse bewirkte Auflösung (Anätzung) der Gegenelektrode M₂ zur Bilderzeugung verwendet werden. Dabei wird der Abstand zwischen M₂ und H sehr klein gewählt, damit die bildmäßige Verteilung des elektrolytischen Stromes beim Durchgang von H durch E nach M₂ erhalten bleibt.

Der lichtelektrische Strom kann nur dann fließen und eine Elektrolyse bewirken, wenn der äußere Stromkreis geschlossen ist. Das System wird daher durch Schließen des Kontaktes K lichtempfindlich und durch öffnen von K unempfindlich gemacht. Voneinander getrennt sind die Schichten E und H absolut unempfindlich. Die Spannungsquelle liegt mit ihrem negativen Pol an M. Durch Änderung der Spannung und durch in den Stromkreis eingeschaltete Strömregelungsmittel, wie z. B. Widerstände W, wird die photographische Empfindlichkeit des Systems wahlweise verändert.

An Stelle des Elektronenüberganges vom Halbleiter zum Elektrolyten kann auch der Elektronenübergang von der vorteilhaft möglichst dünnen Halbleiterschicht in die angrenzende Metallschicht M₁ zur Bilderzeugung verwendet werden. M₁ wird dann an den positiven Spannungspol gelegt.

Der positive Strom fließt von M₁ über H durch die Elektrolytschicht E nach M₂ und erzeugt je nach der chemischen Beschaffenheit des Systems entweder an der Grenzschicht zwischen H und E eine anodische Reaktion, z. B. eine Oxydation, oder an der Grenzschicht von E und M₂ eine kathodische Reaktion, z. B. eine Reduktion.

Endlich kann auch die durch eine Bestrahlung bewirkte Änderung des inneren Widerstandes der dünnen Halbleiterschicht zur Bilderzeugung verwendet werden. Ein die Halbleiterschicht quer durchfließender Strom und die durch ihn bewirkte Elektrolyse haben die gleiche Intensitätsverteilung auf der Schicht wie der Widerstand, der von Ort zu Ort durch die punktweise verschiedene Lichtintensität beeinflußt wird. Diese Wirkung kann auch in Verbindung mit dem Elektronenübergang ans dem Halbleiter in eine »°< > benachbarte Schicht angewendet werden.

Nach der Belichtung kann das Bild, wenn erforderlich, durch chemische oder physikalische Entwicklung gekräftigt werden.

Eine besondere Entwicklungsmethode gemäß ¹⁰S der Erfindung besteht darin, die Elektrode M₂, welche die Halbleiterschicht mit dem latenten Bild trägt, über eine äußere Stromquelle mit der Elektrode M₁ zu verbinden. Die schon bei der Belichtung durch Reduktion abgeschiedenen «» Kupferteilchen wirken als Keime für den weiteren Reduktionsvorgang, so daß die durch weitere Reduktion an jeder Stelle der Halbleiteroberfläche H erzeugte Kupfermenge der Zahl der schon während der Belichtung an dieser ¹¹S Stelle erzeugten Metallteilchen proportional ist. Eine solche Art von Entwicklung kann unmittelbar an die Belichtung angeschlossen werden.

Die spätere Elektrolyse kann auch zur Verstärkung eines schwachen sichtbaren Bildes ver- wendet werden. Das Bild läßt sich bei Verwendung eines umkehrbaren elektrolytischen

Vorganges durch Elektrolyse in umgekehrter Richtung wieder abschwächen bis zur völligen Auslöschung, nach welcher das System zur neuerlichen Bilderzeugung verwendet werden kann. Ein solcher umkehrbarer elektrolytischer Vorgang ist z. B. die bildmäßig verteilte Chlorierung einer Silberoberfläche bei Verwendung eines Chlorsalzes als Elektrolyten und die Reduktion bei umgekehrter Stromrichtung.

ίο Durch Verwendung einer nadel- oder bügeiförmigen Elektrode an Stelle der Gegenelektrode können örtliche Verstärkungen oder Abschwächungen des Schwärzungszustandes von H willkürlich erzeugt werden. Wird eine gleichmäßig über den Elektrolyten geführte Elektrode mit pulsierendem oder periodisch unterbrochenem Strom beschickt, ,so können z. B. punktierte Linien,, rastrierte Flächen o. dgl. dargestellt werden.

Als Beispiele für die bei der Durchführung der Erfindung anzuwendenden Mittel seien angeführt :

Stromstärken etwa 10 bis 30 Milliampere für 100 cm² Bildgröße, Spannung· etwa 2 Volt, Stromdichten von etwa 0,1 bis 0,3 Milliamp./qcm beim elektrolytischen Entwickeln und beim Bildauslöschen mittels umkehrbarer Vorgänge. Als Halbleiterschicht hat sich thermisch oxydiertes Kupferblech als günstig erwiesen, als Elektrolyt konzentrierte Natriumsulfatlösung mit einem geringen Zusatz von Ätznatron.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bildherstellung unter Verwendung einer eine Elektrode bildenden lichtelektrisch wirksamen Schicht (H), einer Gegenelektrode (M₂), einem Elektrolyten (E) zwischen den beiden Elektroden und einer an die Elektroden gelegten Spannungsquelle, gekennzeichnet durch die Verwendung des durch bildmäßige Belichtung der lichtelektrisch wirksamen Schicht (H) erzeugten oder beeinflußten Stromes zur Bildherstellung durch elektrolytische Reaktionen in einer der beiden Elektroden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiter, 2. B. Kupferoxydul, als lichtelektrisch wirksame Schicht verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild durch elektrolytische Oxydation oder Reduktion des Materials einer der beiden Elektroden erzeugt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild durch elektrolytischen Abbau (Ätzung) einer der beiden Elektroden erzeugt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild nach der Belichtung allgemein oder örtlich elektrclytisch beeinflußt, z. B. entwickelt, verstärkt, abgeschwächt, ausgelöscht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen