DE3036903C2 - Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial enthaltend einen Träger, eine auf diesen Träger aufgebrachte Kunststoffschicht sowie darauf eine Schicht aus optische Energie absorbierendem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft auf Lasersirahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial, enthaltend einen Träger, eine auf diesen Träger aufgebrachte Kunststoffschicht sowie darauf eine Schicht aus optische Energie absorbierendem Material,

Die datenverarbeitende Industrie hat erhebliche Fortschritte gemacht um Computersysteme und zugehörige periphere Einrichtungen zur Verarbeitung binär kodierter numerischer und alphabetischer Daten mit höheren Geschwindigkeiten ablaufen zu lasser und die

ίο Speicherung solcher Daten mit höherer Dichte und geringeren Kosten zu gewährleisten. Große Unternehmen und staatliche Dienststellen verlassen sich in zunehmendem Maße auf datenverarbeitende Einrichtungen bei der automatischen Datenerfassung, Speicherung und Verarbeitung, um die Effizienz der Handhabung von geschäftlichen Transkationen, Berechnungsinformationen usw. zu erhöhen. Die Zunahme der Geschwindigkeit der Arbeitsweise von Computern ist im wesentlichen das Ergebnis der Fortschritte auf dem Gebiet der HaIbleitertechnologie, wodurch hochintegrierte Schaltungen (LSI - large scale integrated circuits) hergestellt werden konnten, die höhere Dichten binärer logischer Elemente oder Gates mit höheren Arbeitsgeschwindigkeiten ermöglichten. Erhebliche Erhöhungen der Speicherdichten wurden ebenfalls erreicht Auf dem Gebiet der Halbleiterspeicher wurde eine Erhöhung der Bit-Dichte sowohl durch eine vsrbesserte LSI-Technologie, welche zu einer Verringerung der Abmessungen der Speicherzellenelemente geführt hat, als auch durch neue LSI-Technologien, wie z. B. magnetische Zylinderdomänenspeicher erreicht

Auf dem Gebiet der magnetischen Speicher wurden Verbesserungen der Dichte bei harten und flexiblen Plattensystemen durch Verbesserung des magnetischen Speichermaterials als auch der Lese- und Schreibköpfe, die damit verbunden sind, erzielt

Trotz der erheblichen Vergrößerung der Dichten bei Halbleiter- und Magnetikspeichersystemen rechtfertigen die Kosten pro Bit solchen Sneichermaterials zusammen mit den Folgekosten nicht die Verwendung solcher Technologien für die allgemein gebräuchliche Speicherung üblicher geschäftlicher Aufzeichnungen in großem Umfange, wie z. B. die Korrespondenz, Berichte, Formblätter, gesetzlicher Dokumente usw. Die Speicherung und Aufrechterhaltung sowohl laufender Arbeitsakten mit solchen Dokumenten als auch die Archivierung ausgewählter Dokumente, die für eine lange Zeit sicher aufbewahrt werden müssen, wird nach wie vor im großen Umfang van Hand durchgeführt, wodurch die

so Personalkosten und die Kosten für den Aufbewahrungsraum ständig zunehmen.

Die digitale Aufzeichnungstechnologie mittels Laser ist vor kurzer Zeit entwickelt worden, um binäre Datenspeicher hoher Dichte auszustatten, die leicht sowohl mit datenverarbeitenden Rechnereinrichtungen als auch mit Faksimiledokumentabtastung und Druckapparaten integriert werden können. Diese Technologie ermöglicht eine optische Aufzeichnung von Bilddaten in hochdichtem Format in vertretbarer Zeit und einen schnellen optoelektronischen Zugang zu den gespeicherten Bilddaten und kann auf diese Weise die Grundausstattung für rechnergesteuerte Dokumenlspeicherung und erneute Aufnahme und ein allgemeines Aufzeichnungssteuerungssystem ergeben. Bei dieser Technologie ist

es ein Schreib- und Lesesystem mit Laserstrahlen das Zentrum, mit Hilfe dessen die Speicherung binärer Digitalinformationen in Form vorhandener oder nichtvorhandener kleiner Löcher möglich ist die in einem dünnen

Film des Aufzeichnungsmaterials mit iiuchfocussiertem modulierten Laserstrahl gebildet sind, der das Aufzeichnungsmaterial abtastet.

Die Grundprinzipien der Bildspeicherung mittels Laser sind in der US-PS 34 74 457 dargestellt Die US-PS 34 54 624 und 36 57 707 beschreiben ein Aufzeichnungssystem mittels Laser, bei dem sine rotierende Trommel verwendet ist, die ein auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial trägt, das flexible Streifen plastischen Materials (beispielsweise Mylar) mit einer darauf aufgebrachten Schicht eines energieabsorbierenden Materials enthält Ein solches auf Laserstrahlung ansprechendes Aufzeichnungsmaterial ist ausführlicher in der US-PS 36 65 483 beschrieben. Die Verwendung einer rotierenden Trommel oder anderer mechanischer Abtastungen des Aufzeichnungsmaterials begrenzen jedoch die Geschwindigkeit der Aufzeichnungsabtastung sowohl während der Aufzeichnung als auch der Wiedergabe von Daten und zwingt auf diese Weise künstlich dem Gesamtsystem Geschwindigkeiten für Schreiben und Lesen auf, die wesentlich geringer sind als solche, die von herkömmlichen Laserstrahlenergien und Empfindlichkeiten von Aufzeichnungsmaterial hervorgerufen werden. Darüber hinaus grenzt die Verwendung flexiblen Aufzeichnungsmaterials die Genauigkeit der Linienführung, die zwischen den Datenspuren und dem Laserstrahlweg reproduzierbar erreicht werden können, ab und zwingt dementsprechend dem System Datenbitdichten auf, die wesentlich geringer sind, als die minimalen Abmessungen der Zelle sind, die durch die Optik des Systems bedingt sind. Ferner unterliegt flexibles Aufzeichnungsmaterial in starkem Maße der Verunreinigung durch Staubpartikel, die zu Fehlern beim Aufzeichnen und/oder Lesen von Daten führen, weshalb eine spezielle Behandlung und Aufbewahrung dieser Systeme in staubfreien Räumen erforderlich ist. Es ist deshalb offensichtlich, daß verschiedene Annäherungsversuche für die Abtastung des Laserstrahles über das Aufzeichnungsmaterial und verschiedene Strukturen des Aufzeichnungsmaterials selbst erforderlich sind, um ein Systt.n zu ermöglichen, das die Schreib/Lese-Geschwindigkeit und Bitdichten vollständig ausnutzt, dessen Laserstrahlaufzeichnungstechnologie schon von sich aus möglich ist und das ebenfalls die Aufbewahrung des Aufzeichnungsmaterials und die Handhabungserfordernisse vereinfacht.

In der US-PS 40 01 840 wird ein Laseraufzeichnungssystem beschrieben, bei dem eine Spiegelvorrichtung verwendet wird, die auf zwei orthogonalen Achsen drehbar ist, um einen Laserstrahl in zwei Richtungen zum Aufschreiben von Daten auf eine Aufzeichnungsschicht abzulenken, die auf einer festen Glasunterlage angeordnet ist. Dieses Strahlablenkungssystem mittels Spiegel ermöglicht eine schnellere Strahlabtastung, und die feste Glasunterlage, die die Aufzeichnungsschicht trägt, ermöglicht präzisere, reproduzierbare Zeilenführungen zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem abtastenden Laserstrahl. Es wurde jedoch gefunden, daß die Verwendung einer Schicht aus Aufzeichnungsmaterial, die unmittelbar auf einer Glasunterlage aufgebracht ist. zu einem auf Laserstrahlen ansprechenden Aufzeichnungsmaterial führt, das wesentlich geringere Empfindlichkeit aufweist als ein entsprechendes Laseraufzeichnungsmaterial. das eine Aufzeichnungsschicht enthält, die auf einer Kunststoffunterlage aufgebracht ist. Ferner kann die Affinität zwischen der metallischen Aufzeichnungsschicht und der Glasunterlagc Unregelmäßigkeiten in der Form und den Abmessungen der Löcher erzeugen, die in die Aufzeichnungsschicht eingebrannt sind. Die Verwendung einer Glasunterlage erfordert deshalb die Herstellung eines komplexeren Aufzeichnungsmaterials, um die Gesamtempfindlichkeit des Laseraufzeichnungssystems beizubehalten und eine hohe Schreibgeschwindigkeit mit geringer Fehlerrate zu erreichen.

Aus der DE-AS 12 63 091 ist ferner eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einen mit einer

ίο dünnen Oberflächenschicht versehenen Aufzeichnungsträger bekannt, dessen Oberfläche aus einer Metallschicht und/oder Isolierstoffschicht auf einer aus festem Stoff hergestellten Unterlage besteht, wobei die Oberflächenschicht so dünn ist daß sie durch die Strahlen an der Auftreffstelle zum Verdampfen, mindestens jedoch zum Schmelzen gebracht wird

Es handelt sich also um einen Aufzeichnungsträger aus einer durchsichtigen Kunststoffolie auf der eine Metallschicht aufgebracht ist Ein derartiges Aufzeichnungsmaterial hat jedoch die gleichen Nachteile wie das beispielsweise in der US-PS 36 65 483 beschriebene.

Fachleute auf diesem Gebiet habe« generell die Vorteile der Kombination einer Kunststoffschicht zwischen der Unterlage und der Aufzeichnungsschicht zusammen mit einer Schutzschicht auf der Aufzeichnungsschicht erkannt Während jedoch Kunststoffe zur Verwendung als Schutzschicht vorgeschlagen worden sind, haben die Fachleute in der Praxis typischerweise anorganische Materialien, wie z. B. Siliziumdioxid in der Schutzschicht

so verwendet, weil die üblichen Kunststoffe auf Lösungsmittelbasis, die bereits für die Verwendung als Zwischenschicht vorgeschlagen wurden, aufgelöst oder angegriffen wurden, wenn versucht wurde, eine Schutzschicht aus dem gleichen oder einem ähnlichen Kunst-Stoffmaterial auf Lösungsmittelbasis aufzutragen, weil das verwendete Lösungsmittel die dünne Schicht des Laseraufzeichnungsmaterials leicht durchdringt.

In der prioritätsgleichen Patentanmeldung P 30 36 902.9-53 ist die Verwendung einer aufgebrachten Kunststoffschicht als Schutzüberzug für ein auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial offenbart. Dort ist auch das Verfahren zum Auftragen der Kunststoffschutzschicht auf die Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungsmaterials erläutert durch das jeder Angriff auf die Zwischenschicht zwischen der Unterlage und der Aufzeichnungsschicht ausgesch'ossen ist, weil beim Aufdampfverfahren ein Lösungsmittel nicht anwesend ist. Dementsprechend kann die Zwischenschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Unterlage

μ eine Kunststoffschicht auf Lösungsmittelbasis sein. Darüber hinaus ist dort die Verwendung einer aufgedampften Kunststoffschicht als Zwischenschicht zwischen der Unterlage und der Aufzeichnungsschicht offenbart. Da dieser Vorschlag zu einem Aufzeichnungsmaterial führt bu dem die Aufzeichnungsschicht zwischen zwei Kunststoffschichten eingelagert ist, ist die Verwendung spezieller Bedampfungsanlagen erforderlich, um die aufgedampften Schichten, insbesondere aus Perylene, zu erzeugen, die bei diesem Aufzeichnungsmaterial verwendet werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein auf Laserstrahlung ansprechendes Aufzeichnungsmaterial bereitzustellen, das die beim Stand der TechniK angeführten Nachteile nicht aufweist, von hoher Beständiges keil ist und hohe Geschwindigkeiten der Aufzeichnung und des i..i-scns gewährleistet.

Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange·

geben.

Die optische Energie absorbierende Schicht stellt die Aufzeichnungsschicht dar. Sie besteht aus Metall und ist vorzugsweise vollständig zwischen einer Zwischenschicht aus gegenüber Lösungsmitteln resistentem ; Kunststoff, die auf der Unterlage aufgebracht ist, und der Schutzschicht, die auf der Aufzeichnungsschicht aufgetragen ist und aus Kunststoff auf Lösungsmittelbasis besteht, angebracht.

Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung besteht der gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähige Kunststoff aus vernetzten! polymeren Material, das in einem Beschichtungsverfahren mittels Lösungsmitteln gebildet ist, und bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist der gegenüber Lösungsmitteln wider- ι■; standsfähige Kunststoff ein durch Bedampfung aufgetragenes polymeres Material.

Vorzugsweise ist der Kunststoff der ersten Schicht, die auf dem Substrat gebildet ist, ein vprnpt7ips nolvmeres Material, das durch Reaktion einer oder mehrerer Komponenten aus einer Klasse von Materialien hergestellt ist. die aktive Polymere enthält, mit einer oder mehreren Komponenten einer Klasse von Materialien, die vernetzte halborganische Verbindungen enthält.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Reaktion zur BiI-dung des vernetzten polymeren Materials bei erhöhten Temperaturen und in Anwesenheit eines ausgewählten Katalysators zur Beschleunigung der Bildung des vernetzten Materials durchgeführt wird.

Andererseits können verschiedene Komponenten jo vernetzender halborganischer Verbindungen in Anwesenheit eines ausgewählten Katalysators miteinander reagieren, um durch Kondensation miteinander vernetzte Polymere zu bilden.

Bei entsprechender Auswahl entstehen gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähige Schichten aus Kunststoff, die alle erforderlichen Eigenschaften aufweisen, um als Zwischenschicht verwendet werden zu können.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Material der ersten Schicht ein polymeres Material, das in einem Bedampfungsprozeß gebildet ist. bei dem heißer Dampf eines reaktiven Monomeren als polymerer Überzug auf der Unterlage kondensiert. Vorzugsweise ist das polymere Material, das auf diese Weise erzeugt wurde, Parylene-Material.

Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die zweite Kunststoffschicht ein praktisch gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähiges Material ist. und daß darüber hinaus eine Schicht aus reflektierendem Material vorhanden ist. die auf der zweiten Kunststoffschicht gebildet ist. und daß eine dritte Kunststoffschicht vorhanden ist. die auf der Schicht aus reflektierendem Material gebildet ist und einen Kunststoff auf Lösungsmittelbasis enthält.

Indem zunächst eine Schicht aus gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähigem Kunststoff auf der Unterlage gebildet wird, kann ein mehrschichtiges Laseraufzeichnungsmaterial in einfacher Weise dadurch fertiggestellt werden, daß als nächstes die dünne Aufzeichnungsschicht auf der gegenüber Lösungsmitteln widerstarrdsfähigen Zwischenschicht gebildet wird, wonach unverzüglich die Aufzeichnungsschicht mit einer Schicht aus üblichem Material auf Lösungsmittelbasis bedeckt wird, um die Aufzeichnungsschicht vollständig einzuschließen und damit gegenüber Zerstörung zu schützen, was sonst durch Abrieb oder durch Reaktion mit der umgebenden Atmosphäre eintreten würde, wobei Metalloxide entstehen können oder Verunreinigungen der umgebenden Atmosphäre die Aufzeichnungsschicht beeinträchtigen. Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Unterlage ein Überzug aus gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähigem Material in einer weniger kritischen Zeit im Verfahrensverlauf der Herstellung eines Laseraufzeichnungsmaterials gebildet, so daß der vollständige Schutz der Aufzeichnungsschicht, die auf der ersten Schicht gebildet ist. in einfacher Weise und unmittelbar durch Aufbringen einer Schicht aus Material auf Lösungsmittelbasis verwirklicht werden kann. Es zeigt

Fig. I ein ΒΙ'κ-kdiagramm, das beispielsweise eine Laseraufzeichnun^seinrichtung darstellt, bei der ein Laseraufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 ausschnittsweise die Struktur eines Laserauf· zeichnungsmaiei ials gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt.

F i g. 1 zeigt eine Einrichtung, die bei einem typischen Aufzeichnungssystem mit laserstrahl verwendet wird. Diese Art von l.ascraufzcichnungssystcm ist allgemein bekannt und braucht deshalb niehl im Einzelnen beschrieben zu werden. Es wird Bezug genommen auf die oben bereits erwähnten IIS-PS 34 74 457 und 40 01 840. in denen eine genauere Diskussion des Prinzips der Laseraufzeichnung und Beispiele von Einrichtungen unter Anwendung dieser Prinzipien enthalten sind. Allgemein umfaO· eine Laserstrahlaufzeichnung die Verwendung eines Lasers 10, dessen Ausgang mit einem Strahlmodulator 20 gekoppelt ist. der durch Eingangssignalmittel 50 gesteuert wird, um einen austretenden modulierten Laserstrahl zu erzeugen. Bei einer binären Datenschreibweise erzeugen die Eingangssignalmittel 50 einen Fuß von binären Impulsen (digits), so daß der Modulator 20 eine binäre Amplitudenmodulation des Laserstrahles erzeugt. Die Foeussierungs- und Abtasteinrichtung 30 erhält den modulierten Laserstrahl, bündelt ihn zu einem sehr kleinen Fleck auf dem Aufzeichnungsmaterial 40 und tastet ihn in einem vorbestimmten Raster über das Aufzeichnungsmaterial 40 ab. Da der modulierte Laserstrahl verschiedene, nacheinanderfolgende Zellbereiche der Aufzeichnungsschicht im Laseraufzeichnungsmaterial abschreitet, brennt er sehr kleine Löcher (0,5 bis 1.0 μπι im Durchmesser) hinein, wenn der modulierte Laserstrahl zu dieser Zeit vorhanden ist. oder er läßt die Aufzeichnungsschicht unzerstört, wenn der modulierte Laserstrahl nicht vorhanden ist. Der Ausdruck »einbrennen« wird üblicherweise in diesem Zusammenhang benutzt, um die Bildung der Löcher in der Aufzeichnungsschicht zu beschreiben, obwohl die Aufzeichnungsschicht tatsächlich eher schmilzt oder vciampft, um ein Loch zu bilden, als im üblichen Sinne dieses Begriffes zu verbrennen. Dementsprechend wird das in den Modulator 20 eingegebene binäre Eingangssignal auf dem Aufzeichnungsmaterial 40 in Form des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Loches an jedem Zellbereich im Aufzeichnungsmaterial reproduziert Das Bit-Raster, das in das Aufzeichnungsmaterial 40 eingeschrieben ist. kann danach wiederum durch Abtasten des Aufzeichnungsmaterials mit einem unmodulierten Laserstrahl gelesen werden, wobei die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Loches an jeder betreffenden Stelle in Form der dort reflektierten Lichtmenge ermittelt wird.

Wie oben allgemein dargelegt ist ist eine Datenaufzeichnungseinrichtung mitteis Laser von sich aus ir. der Lage, binäre Daten mit hoher Dichte in der Größenordnung von etwa 1,5 · 19⁹ Bit/cm² aufzuzeichnen. Wie

oben bereits ausgeführt wurde, stellt es erhebliche Anforderungen bezüglich aller Aspekte des Laseraufzeichnungssystems und insbesondere des Laseraufzeichnungsmaterials drr, Bit-Dichten zu erzielen, die den hier innewohnenden Möglichkeiten der Technologie angenähert sind. Weil die Daten in Form des Vorhandenseins oder der Abwesenheit kleinster Löcher, die in die Aufzeichnungsschicht durch einen hochfocussierten Laserstrahl eingebrannt sind, gespeichert sind, ist die allgemeine Stabilität und Festigkeit des Laseraufzeichnungsmaterials sowohl während des Aufzeichnungsprozesses als auch für eine lange Zeitperiode danach im Hinblick auf die Bestimmung der äußersten Bit-Dichte kritisch, die angewendet werden kann, um dennoch das Schreiben und Lesen von Daten mit geringer Fehlerrate über eine lange Zeitperiode zu erreichen. Stabilität und Festigkeit sind insbesondere kritisch, v?nn das Laseraufzeichnungssystem für die Archivierung von Bilddaten von Dokumenten, die danach /erstört werden, angewendet werden soll.

LJm ein Aufzeichnungsmaterial bereitzustellen, das akurat und reproduzierbar auf den abtastenden Laserstrahl in einem Laseraufzeichnungssystem ausgerichtet werden kann, ist es erforderlich, daß das Aufzeichnungsmaterial eine in der Dimension stabile, nicht flexible Unterlage enthält, wie z. B. eine dünne Glasplatte der Art. die allgemein in der Halbleiterindustrie zur Herstellung hochgenauer Fotomasken bei der Produktion hochimegriener Schaltungen (LSI) verwendet wird. Solche sehr dünne Glasplatten bilden die Basis für ein Aufz°ichnungsmaterial, das ausgezeichnete Stabilität der Abmessungen hat und leicht ein allgemeines Handhabungssystem für Datenplatten integriert werden kann zum Zwecke der reproduzierbaren Positionierung des Aufzeichnungsmaterials im Hinblick auf die Abtastbahn des Laserstrahles. Darüber hinaus ist es erforderlich, auf der Glasunterlage eine Aufzeichnungsschicht aus einem Material zu bilden, dessen Empfindlichkeit gegenüber optischer Energie der Wellenlänge des Laserstrahles in einer Weise ausgeprägt ist, die eine allgemein lange Zeitstabilität und Festigkeit des Aufzeichnungsmaterials ergibt.

In Fig. 2 ist die Struktur eines erfindungsgemäßen Laseraufzeichnungsmaterials dargestellt; es enthält eine transparente Unterlage 41 mit einer darauf gebildeten Kunststoffschicht 42, eine Aufzeichnungsschicht 43 und eine zweite Kunststoffschicht 44. Die transparente Unterlage 41 ist vorzugsweise eine Glasplatte. Diese Glasplatte kann vorteilhafterweise etwa eine Größe von 25 cm² und eine Dicke von etwa 1,5 mm haben. Auf einer Oberfläche der Glasunterlage 41 ist eine erste Kunststoffschicht gebildet Der Laserstrahl ist vorzugsweise durch die Glasunterlage 41 und die Zwischenschicht 42 auf die Aufzeichnungsschicht 43 gerichtet, weil jegliche Staubpartikel, die sich auf der freien Oberfläche der Unterlage ansammeln können, auf diese Weise außerhalb des Brennpunktes während des Lesens und Schreibens von Daten in die Aufzeichnungsschicht 43 sind.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist das Material dieser ersten Schicht durch seine im wesentlichen vorhandene Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln gekennzeichnet Diese Eigenschaft kann erreicht werden, indem ein vernetztes polymeres verwendet wird, welches trotz Verwendung eines Kunststoffes auf Lösungsmittelbasis bei der Herstellung praktisch vollständig gegenüber Lösungsmittel widerstandsfähig ist, dies als Folge der Vernetzung des Polymers, das schließlich das Material der Schicht enthält

Andererseits kann die Schicht 42 aus gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähigem Kunststoff erreicht werden, indem ein polymeres Material, wie z. B. Parylene, verwendet wird, das ebenfalls eine hohe Wider-Standsfestigkeit gegenüber Lösungsmitteln hat und durch einen Aufdampfprozeß gebildet wird, bei dem heißer Dampf eines reaktiven Monomeren auf der Unterlage 41 als polymerer Überzug kondensiert wird. Dieser kondensierte polymere Überzug ist wahlweise ίο nur auf einer Oberfläche der Glasunterlage 41 gebildet, wenn geeignete Abdecktechniken für die andere Oberfläche verwendet werden, oder er kann auf allen Ober flächenbereichen der Unterlage 41 gebildet werden. Abhängig von dem angewendeten Verfahren zur Bildung der Schicht 42 aus gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähigem Kunststoff kann dieses bis zu einer Dicke im Bereich von 0,05 bis 10 μηι aufgetragen werden. Dikkenwerte innerhalb dieses Bereiches sind leicht erzielbar, wenn man einen Bedampfungsprozeß für Parylene anwendet. Wird ein beschichtungsverfahren angewendet, bei dem Kunststoff zunächst in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, so können Dickenwerte im Bereich von 0,5 bis etwa 2 μιπ in einfacher Weise erzielt werden.
Die optischen und anderen Eigenschaften der Materialien für eine Zwischenschicht 42 aus gegenüber Lösungsmittel widerstandsfähigem Kunststoff sind einem Laseraufzeichnungsmaterial angepaßt, daß in einem System verwendet wird, bei dem in die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl eingebrannt wird, der sowohl durch die Unterlage als auch durch die Zwischenschicht hindurchtritt. Zwischenschichten, die hohe optische Klarheit aufweisen, wurden hergestellt. Die lösungsmittelfesten Materialien haben einen Brechungsindex im Bereich von IJ bis 1,7 und sind deshalb ausreichend dem von Glas angepaßt, um Reflexionen möglichst klein zu halten. Diese Materialien haben auch eine wesentlich geringere thermische Leitfähigkeit als die Glasunterlage, und ergeben ein Laseraufzeichnungsmaterial hoher Empfindlichkeit gegenüber der Laserstrahlenergie. Die Materialien haften gut an der Glasunterlage und verbinden sich gut mit einer Aufzeichnungsschicht aus Metall, so daß ein stabiles Aufzeichnungsmaterial resultiert.

Eine Zahl bekannter Materialien können als Datenaufzeichnungsschicht 43 verwendet werden. Vorzugsweise ist die Aufzeichnungsschicht 43 aus Metallen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, wie z. B. Wismut oder Tellur, gebildet. Die Aufzeichnungsschicht 43 ist vorzugsweise in einer Dicke von etwa 50 bis 200 Ä aufgetragen, um eine hohe Empfindlichkeit für die auf sie gerichteten Laserenergie zu ergeben.

Die Kunststoffschicht 44 hat die prinzipielle Funktion, die Aufzeichnungsschicht 43 gegen Abrieb und Verunreinigungen durch chemische oder andere Materiahen zu schützen, die im umgebenden Raum, in welchem das Aufzeichnungsmaterial 40 angewendet werden soll, vorhanden sind. Weil die Zwischenschicht 42 aus einem lösungsmittelfesten Kunststoff gebildet ist kann die Schutzschicht 44 mit einem Beschichtungsprozeß mit Material auf Lösungsmittelbasis hergestellt werden, wobei alle üblichen Kunststoffe verwendet werden können, einschließlich Acrylatea Polystyrol, Polyurethan, Polyäthylen, Epoxide, Zelluloseacetat-Materialien oder Mischungen hiervon, die in einem Lösungsmittel, wie z. B.

Tolluol, Keton oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, gelöst sind. Die Lösungsmittel selbst beeinträchtigen die dünne Aufzeichnungsschicht praktisch nicht, und die Lösungsmittelfestigkeit der Zwischenschicht 42 sorgt für

den Zusammenhalt der Bindung sowohl der Aufzeichnungsschicht 43 an der Zwischenschicht 42 als auch der Zwischenschicht 42 an der Unterlage 41. Um einen ausreichenden Schutz der Aufzeichnungsschicht 43 zu erzielen, wird die Schutzschicht 44 vorzugsweise in einer Dicke von wenigstens 0,5 μηι aufgetragen.

Allgemein umfaßt die Bildung eines vernetzten polymeren Materials, das als Zwischenschicht 42 dient, die Auswahl von einem oder von mehreren polymeren Materialien mit aktiven Hydroxyl-, Carboxyl- oder Wasserstoff-, (Amid-)Gruppen, die mit halborganischen Verbindungen reagieren, die an solche aktive Gruppen in Anwesenheit eines Katalysators und bei erhöhten Temperaturen zur Beschleunigung der Vernetzung kondensieren. Andererseits können bestimmte Komponenten von halborganischen Verbindungen zusammen mit bestimmten Katalysatoren reagieren, um selbst kondensierende Polymere zu bilden. Einige allgemeine Beispiele für aktive Polymere, die verwendet werden können, sind Zelluloseester, Polyvinylacetaie, Polyesterharze, Acrylharze, Epoxyharze, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und Alkydharze. Einige Beispiele für vernetzende halborganische Verbindungen sind Melaminharze, Isocyanate. Säureanhydride und Formaldehydharze. Verwendbare Katalysatoren umfassen eine Anzahl von Säuren. Basen und metallorganische Verbindungen.

Beispiele für Parylene-Materialion sind Poly-p-Xylylen (Parylene-N), Poly-Monochlor-p-Xylylen (Parylenc-C) und Polydichlor-p-Xylylen (Parylene-D). Parylene-C enthält je Benzolring ein Chloratom, Parylene-D enthält je Benzolring zwei Chloralome.

Parylene-Material wird durch einen Abscheidungsprozeß als Schicht erzeugt, wobei von einem dinieren Material ausgegangen wird, das sich in einem Verdampfer befindet, der mit einer Innentemperatur von etwa 175"C bei einem Druck von etwa 1,33 mbar arbeitet. Das verdampfte Dimere wird dann in einen Pyrolyseofen übergeleitet, der bei einer Innentemperatur von etwa 680°C und einem Druck von etwa 0.66 mbar arbeitet. In diesem zweistufigen Erhitzungsprozeß wird das Dimere. im Falle der Verwendung von Parylene-C Di-Monochlor-p-Xylylen. in ein reaktives Monomeres umgewandelt, in diesem Falle in Monochlor-p-Xylylen. Der heiße Dampf des reaktiven Monomeren wird in eine Abscheidungskammer überführt, die bei einer Innentemperatur von etwa 25^CC und einem Druck von etwa 0.133 mbar arbeitet. In dieser Abscheidungskammer befinden sich die Gegenstände, auf denen Parylene als Überzug aufgetragen werden soll, beispielsweise der Glasunterlage für das Laseraufzeichnungsmaterial.

Das Verfahren zur Herstellung von Parvlenc-Überzügen und hierfür geeignete Anlagen sind schon vorher von der Firma Union Carbide Corporation entwickelt worden und auch dort handelsüblich erhältlich.

Beispiel 1

Eine gereinigte Glasplatte wurde mit Kunststoff beschichtet, indem eine Zusammensetzung folgender Komponenten aufgetragen wurde:

Komponenten	Gew -Teile
Polyester	5
Methvlen-dichlorid	86.75
Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit	0.16
Methvloxitol	7.8
lsocvanat Prepolymer	0,25

Die mit dieser Zusammensetzung beschichtete Glasplatte wurde während 4 Stunden bei einer Temperatur von 150° erhitzt, um die Vernetzung des Polyesterharzes und des Isocyanat-Prepolymeren zu bewirken. Es entstand ein klarer Kunststoffüberzug von etwa 0,5 um Dicke mit ausgezeichneter Haftfähigkeit an der Glasplatte und guter Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel. Die Adhäsion wurde mit einem Zellophan-Band, das an der Schicht befestigt war und durch Abziehen desselben im rechten Winkel zum Substrat, geprüft. Die Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel wurde durch Auftropfen von Methyl-Athyl-Keton auf die Oberfläche und durch Abreiben der Oberfläche mit einem Wattebausch, der mit Methyl Mhyl-Kelon durchfeuchtet w.ir. geprüft. Danach wunie eine Tellurschicht von etwa 200 Λ Dicke auf die vernetzte Kunststoffschicht durch Abscheiden im Vakuum aufgetragen. Nachfolgend w <-■ de eine Schutzschicht aus polymerem Material auf die Aufzeichnungsschicht aus Tellur aufgetragen, w ofür foi-

Komponenten

.-Teile

Zellulose-Acetat-Butyral 7.5

Methyl-Äthyl-Keton 8^.5

Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit 0.0b

Methyloxitol 2.¹M

Der Schutzüberzug wurde für etwa Ii Minuten bei einer Temperatur von 110" verfestigt, l"me nachfolgende Prüfung der Drcischichtcnstmktur hat ergeben, daß keine Auflösung der darunterliegenden vernetzten Schicht aus polymerem Material eingetreten ist und daß eine vollständig eingeschlossene Aufzeichnungsschicht aus Metall erreicht worden \s ar.

Beispiel 2

Eine gereinigte Glasplatte wurde mit Kunststoff beschichtet, indem eine Zusammensetzui-« folgender Komponenten aufgetragen wurde:

Komponenten	Gew-Teile
ölfreies Polyester-Alkyd-Harz	58
Mcthyl-Äthyl-Keton	274
Hexamethoxy-Methyl-Melamin	22.5
Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit	0.6
Zellulose-Acetat-Bu ty rat	1.6
Methvloxitol	235
p-Toluol-Sulfosäure als Katalysator	0.7
Isopropano!	15,4

Die mit dieser Zusammensetzung beschichtete Platte wurde für 15 Minuten bei einer Temperatur von 150^cC behandelt, um einen vernetzten Melamin-Polyester-FiIm zu erzeugen. Der Kunststoffilm war ein optisch klarer Überzug mit ausgezeichneter Haftung und ausgezeichneter Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel. Die Dicke des Überzuges betrug etwa 0.5 um.

In der nächsten Stufe wurde eine dünne Schicht Tellur als Aufzeichnungsschicht aufgetragen. Dies erfolgte durch Abscheidung im Vakuum, wobei eine dünne Schicht von etwa 200 Ä Dicke entstand.

Danach wurde der gleiche Schutzüberzug wie in Beispiel 1 beschrieben aufgetragen. Die entstandene Struktur enthielt eine vollständig eingeschlossene Aufzeichnungsschicht aus Metall, die keine Beschädigung Her Zwischenschicht während der Herstellung der Schutzschicht erlitten hat.

Beispiel 3

Eine gereinigte Glasplatte wurde mit einem Kunststoffüberzug versehen, indem eine Zusammensetzung aus folgenden Komponenten aufgetragen wurde:

Komponenten	Gew.-Teik·
He\amethoxy-Methyl-Melamin	17
Methyl-Äthyl-Keton	423
Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit	0.34
p- !oliKil-Sullons j.urc als Katalysator	().«
Mcthyloxiiol	16,7
Isopropanol	17,2
Zellulose-Acetat-But vrat	2)

Die mit dieser Zusammensetzung versehene Glasplatte wurde für 15 Minuten bei 150 C behandelt, damii die Komponenten des Materials vernetzen konnten Der entstandene klare Überzug wies ausgezeichnete Adhäsion und gute Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel auf. Die Dicke des Überzuges betrat; etwa 0.5 um.

Danach wurde eine Aufzeichnungsschicht aus Tellur durch Vakuumabscheidung bis zu einer Dicke von etwa 200 Ä aufgetragen, wonach ein Schutzüberzug aufgebracht wurde, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist. Es entstand eine vollständig eingeschlossene Aufzeichnungsschicht aus Metall, wobei die Zwischenschicht bei dem Aufbringen des Schutzüberzuges nicht beschädigt wurde.

Beispiel 4

Eine gereinigte Glasplatte wurde mit einem Kunststoffüberzug versehen, indem eine Zusammensetzung aus folgenden Komponenten aufgetragen wurde:

Komponenten

Gew.-Teile

ölfreies Polyester-Alkyd-Harz 49,2

Methyl-Äthyl-Keton 232,6

Hexamethoxy-Methyl-Melamin 19.2

Mittel zur Kontrolle de- Fließfähigkeit 0,5

Zellulose-Acetat-Butyrat 1.4

Methyloxitol 199.4

!sopropanol 13.1

Xyiol 105

p-Toluol-Sulfonsäure als Katalysator 0,6

methoden - erhalten. Die Kunststoffschicht hatte eine Dicke von etwa 0,5 μιτι.

Danach wurde eine Tellurschicht von einer Dicke von etwa 200 A auf die Ku~r. sioffzwisthcnschicht durch Vakuunial).M.heidung aufgetragen. Danach wurde eine zweite Kunststoffschicht aufgetragen, indem eine Zusammensetzung aus folgenden Komponenten auf die Tellurschicht aufgebracht wurde:

Die mit dem Überzug aus dieser Zusammensetzung versehene Glasplatte wurde danach für 15 Minuten einer Temperatur von 150° C unterzogen, damit die Vernetzung der Kunststoffbestandteile eintreten konnte. Es wurde ein optisch klarer Überzug mit ausgezeichneter Haftung^ und ausgezeichneter Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel — ermittelt mit den Standardprüf-

Komponenten	Gew.-Teile	α λ
Hexamethoxy-Methyl-Melamin	8,5
Mcthyl-Äthyl-Kcton	423
Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit	0.17
Zellulose-Acetat-Butyrat	12,5
Methyloxitol	0.8
Isopropanol	Hfi
n-Tf»liu>mnlfnnsüiirp ;tU IC at:i lv.;i (or

Diese /weite Kunststoffschicht wurde IiU 15 Minuten bei Temperaturen von 150"C behandelt, damit die Kunststoffbestandteile vernetzen konnten Es entstand

ji eine Schutzschicht über der Aufzeichnungsschicht aus Tellur, wobei weder die Tellurschicht noch die darunterliegende Kunststoffschicht beschädigt worden war.

Danach wurde auf die zweite Kunststoffschicht eine Aluminiumschicht durch Vakuumabscheidung bis zu ci-

jo ner Dicke von etwa 750 Ä aufgetragen. Schließlich wurde cm Schutzüberzug aus polymerem Material auf die Aiiiminiumschicht aufgetragen, wofür die Schutzschichtzusammcnsctzung nach Beispiel 1 verwendet wurde.

j5 Bei dem Laseraufzeichnungsmaterial. das gemäß diesem Beispie! hergestellt worden war, dient die Tellurschicht als Aufzeichnungsschicht und die Aluminiumschicht als Reflexionsschicht für die Laserstrahlenergie, die durch die dünne Tellurschicht hindurchgeht. Das ent-

»o standene Laseraufzeichnunjrsmaterial wies ausgezeichnete Beständigkeit und Stabilität der Bestandteile der einzelnen Schichten auf.

Beispiel 5

Eine gereinigte Glasplatte wurde mit einem Kunststoffüberzug versehen, indem eine Zusammensetzung aus folgenden Komponenten aufgetragen wurde:

Komponenten

Gew.-Teile

Polyvinylbutyral 11,2

Methyloxitrol 924
Hexamethoxy-Methyl-Melamin 7.4

Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit 0,14

Isopropanol 10.7

p-Toluol-Sulfonsäure 0,49

Der Kunststoffüberzug aus dieser Zusammensetzung wurde für 15 Minuten bei einer Temperatur von 150°C behandelt damit die Bestandteile des Kunststoffmaterials vernetzten konnten. Es wurde ein optisch klarer Überzug mit ausgezeichneter Haftfestigkeit und ausgezeichneter Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel erhalten. Die Herstellung eines vollständigen Aufzeich-

nungsmaterials unter Verwendung dieser Zwischenschicht ist unter Anwendung der zusätzlichen Verfahrensstufen möglich, die in den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschrieben sind.

Beispiel 5

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde eine Kunststoffschicht aus einer katalysierten Komponente erhalten, indem eine gereinigte Glasplatte mit einem Kunststoff folgender Zusammensetzung beschichtet wurde:

Komponenten	Gew.-Teile
Hexamethoxy-Methyl-Melamin	25
Methyl-Äthyl-Keton	200
Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit	0,2
Methyloxitoi	9.8
Isopropanol	143
p-Toluol-Sulfonsäure als Katalysator	0,7

Der Oberzug aus dieser Zusammensetzung wurde für 15 Minuten bei einer Temperatur von 150⁰C behandelt, um einen selbstkondensierenden vernetzenden Kunststoff zu erzielen. Es entstand ein optisch klarer Oberzug mit ausgezeichneter Haftung und ausgezeichneter Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel. Die vollständige Herstellung eines Laseraufzeichnungsmaterials kann erlolgen, indem die beschichtete Glasplatte wie in einem der Beispiele 1 bis 4 beschrieben, weiterbehandelt wird.

Beispiel 7

Eine gereinigte Glasplatte wurde mit einer Schicht aus Perylene C versehen, das auf beiden Seiten der Glasplatte mit einer Dicke von etwa ΙΟμπι abgeschieden wurde. Danach wurde auf der Parylene-Schicht eine Tellurschicht durch Vakuumabscheidung bis zu einer Dicke von etwa 200 Λ aufgetragen. Als nächstes wurde ein Schutzüberzug aus einem plastischen Material aufgetragen, das folgende Zusammensetzung hatte:

Komponenten Gew.-Teile Zellulose-Acetat-Butyrat 7.5 Methyl-Äthyl-Keton 89.5 Mittel zur Kontrolle der Fließfähigkeit 0,06 Methyloxitoi 2,94

Dieser Überzug wurde für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von 110⁰C behandelt. Die auf diese Weise gebildete Schutzschicht war etwa 2μηι dick. Der Schutzüberzug aus plastischem Material auf Lösungsmittelbasis hat keine Beschädigung der Aufzeichnungs schicht und der Zwischenschicht aus Parylene bewirkt, so daß eine vollständig eingehüllte Aufzeichnungsschicht entstand.

Bei jedem der oben genannten Beispiele ist ein Mittel

ίο zur Kontrolle, d.h. zur Einstellung der Fließfähigkeit angegeben; dieses Mittel kann eines der von der Firma Union Carbide unter den Warennamen L 4500, L 5310 und L 6202 in den Handel gebrachten Silikone enthalten. Für einen Fachmann auf diesem Gebiet ist offen- sichtlich, daß andere Abwandlungen und Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele, die oben angegeben sind, angewendet werden können, um gleiche oder ähnliche Ergebnisse zu erhalten.

Für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann ist er-

sichtlich, daß die durch die vorliegende Erfindung erzielte Struktur zur Herstellung eines komplexeren Laseraufzeichnungsmaterials angewendet werden kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Aufzeichnungsschichten durch Anwendung nacheinander aufgetragener Schichten aus gegenüber Lösungsmitteln resistentem Material angewendet werden kann, wobei als abschließendes Material ein solches auf Lösungsmittelbasis verwendet werden soll, das als Schutzüberzug über dem material dient. Darüber hinaus ist die Erfindung in einfa eher Weise für Strukturen von Aufzeichnungsmaterial anwendbar, die eine Reflexionsschicht (in den Figuren nicht gezeigt) enthält und die auf der Schutzschicht 44. die ün Fig.2 gezeigt ist, mit einer Dicke der Schutzschicht aufgetragen sein kann rnd im Hinblick auf die optischen Eigenschaften der Reflexionsschicht, die darauf aufgebracht ist, ausgewählt ist, um die Reflexion der optischen Energie, die durch die Aufzeichnungsschicht 43 hindurchtritt, zurück auf die Aufzeichnungsschicht möglichst maximal zu bewirken, wodurch eine weitere Zunahme der Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterial gegenüber Laserstrahlenergie resultiert.

Im Beispiel 4 ist eine Struktur eines Aufzeichnungsmaterials beschrieben, bei der eine Reflexionsschicht vorhanden ist und bei der ferner ein abschließender Schutzüberzug vorhanden ist, der auf der Reflexionsschicht aus Aluminium aufgetragen ist, um diese vollständig einzuschließen.

Hierzu I Blau Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial, enthaltend einen Tf äger, eine auf diesen Träger aufgebrachte Kunststoffschicht sowie darauf eine Schicht aus optische Energie absorbierendem Material,d ad ure h gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht aus einem im wesentlichen vollständig im Lösungsmittel festen Material besteht und auf der optische Energie absorbierenden Schicht eine Schutzschicht aus Kunststoff auf Lösungsmittelbasis aufgebracht ist

2. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der ersten Schicht vernetztes polymeres Materia! ist, das durch Reaktion wenigstens einer Komponente, ausgewählt aus einer Klasse von Materialien, die aktive Polymere enthält, mit wenigstens einer Komponente gebildet ist, die aus einer Klasse von Materialien ausgewählt ist die vernetzte halborganische Verbindungen enthält.

3. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der ersten Schicht hergestellt ist durch Reaktion bei erhöhter Temperatur und in Anwesenheit einer Verbindung, die ausgewählt ist aus einer Klasse von Materialien, die Katalysatoren zur Beschleunigung der Bildung des vernetzten polymeren Materials enthält

4. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kusiststoff Uer ersten Schicht ein vernetztes polymeres Material lsi, das durch gemeinsame Reaktion wenigstens r. eier Komponenten hergestellt ist, die aus einer Klasse von Materialien ausgewählt sind, die vernetzte halborganische Verbindungen in Anwesenheit einer Komponente enthält, die ausgewählt ist aus einer Klasse von Materialien, die Katalysatoren zur Bildung selbst kondensierender polymerer Materialien enthält.

5. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der ersten Schicht ein polymeres Material ist, das in einem Bedampfungsprozeß gebildet ist bei dem ein heißer Dampf eines reaktiven Monomeren als polymerer Überzug auf dem Substrat kondensiert ist.

6. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der ersten Schicht Parylene ist.

7. Auf Laserstrahlen ansprechendes Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Kunststoffschicht ein praktisch gegenüber Lösungsmitteln widerstandsfähiges Material ist und daß darüber hinaus eine Schicht aus reflektierendem Material vorhanden ist, die auf der zweiten Kunststoffschicht gebildet ist, und daß eine dritte Kunststoffschicht vorhanden ist, die auf der Schicht aus reflektierendem Material gebildet ist und einen Kunststoff auf Lösungsmittelbasis enthält.