CH637783A5 - Verfahren zur herstellung einer optisch auslesbaren datenscheibe unter verwendung einer flachen versteifenden waermeleitenden platte aus anorganischem material. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel- eine Schutzschicht aus Kunststoff angebracht. Meistens ist lung einer optisch auslesbaren Datenscheibe, bei dem ein diese Schicht eine Lackschicht, aber sie kann nach der vorge-
Datenträger aus transparentem Kunststoff, der auf einer Seite nannten niederländischen Patentanmeldung 7211999 auch eine strahlungsreflektierende optische Struktur enthält, auf der eine mit einem Haftmittel versehene dünne Platte oder Folie Seite der optischen Struktur mit einer mit Hilfe eines Haftmit- 40 sein.
tels mit ihr verbundenen Abdeckplatte versehen wird. Ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung auf einer
Ein derartiges Verfahren ist aus der am 5. März 1974 offen- Seite mit einer reflektierenden optischen Struktur versehener gelegten niederländischen Patentanmeldung 7211999 bekannt Datenscheiben geht von einem scheibenförmigen Substrat aus, (PHN. 6493). auf das über eine mit Öffnungen versehene Maske eine reflek-
Das bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, dass die 45 tierende Schicht aufgedampft wird. Hier wird somit keine nach diesem Verfahren hergestellten optisch auslesbaren Matrize verwendet. Statt .eines Aufdampfverfahrens kann auch
Datenscheiben auf die Dauer Fehler oder Abweichungen in ein Ätzverfahren angewandt werden, bei dem eine auf einer der optischen Struktur zeigen, wodurch die Qualität der Metallschicht angebrachten Photoresistschicht über eine gespeicherten Daten, wie Bild- oder Tondaten, schlechter Maske belichtet und entwickelt wird, wonach die freigelegten wird. 50 Teile der Metallschicht weggeätzt werden. Die letzteren Ver-
Die bisher hergestellten optisch auslesbaren und aus einem fahren sind als für die Massenherstellung weniger geeignet zu plastischen Kunststoff bestehenden Datenscheiben weisen alle betrachten.
den vorgenannten Nachteil auf. Es wurden denn auch viele Weiter wurde versucht, den vorerwähnten Nachteil der
Versuche gemacht, in dieser Hinsicht eine Verbesserung zu Verschlechterung der Qualität der optischen Struktur dadurch schaffen, wobei vor allem besondere Kunststoffzusammenset- 55 zu beseitigen, dass derartige Verbesserungen in der Herstelzungen angestrebt wurden, die während längerer Zeit und lungstechnik vorgenommen werden, dass die auf den Kunstunter sich ändernden klimatologischen Bedingungen die Stoff ausgeübte Druck- und Wärmebelastung minimal ist. So gewünschte grosse Stabilität einer Kunststoffdatenscheibe wurde vorgeschlagen, bei dem Press- und dem Printverfahren wegen der grossen Feinheit der Datenstruktur sehr strenge nur die obere Schicht des Kunststoffes, in dem die Daten-Anforderungen gestellt werden müssen. Diese Struktur besteht 60 struktur angebracht werden muss, zu erhitzen.
meistens, wie auch in der vorerwähnten Patentanmeldung All diese Versuche haben jedoch nicht das gewünschte beschrieben ist, aus in Spuren angeordneten strahlungsreflek- Resultat ergeben. Die Erfindung hat ein Verfahren zur Hertierenden Gebieten sehr geringer Abmessungen, in der Gros- Stellung optisch auslesbarer Datenscheiben entwickelt, das senordnung von um. Diese Gebiete sind z.B. in einer und der- den vorerwähnten Nachteil nicht aufweist.
selben Ebene liegende Blöcke und Zwischengebiete, wobei der 65 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren Reflexionskoeffizient der Blöcke von dem der Zwischenge- der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, biete verschieden ist. Vorzugsweise besteht die optische Struk- dass die Abdeckplatte eine flache versteifende wärmeleitende tur aus Blöcken und Zwischengebieten mit demselben Refle- Platte ist, die aus anorganischem Mateial hergestellt ist und
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über die ganze Berührungsfläche mit dem Datenträger mit diesem verbunden wird.
Diese kennzeichnende Massnahme bei dem Verfahren nach der Erfindung basiert auf der folgenden der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis: 5
Die Verschlechterung der Qualität der Datenscheibe ist der Meinung der Anmelderin nach grösstenteils auf mikrostrukturierte Kräfte, d.h. auf Kräfte zurückzuführen, die auf einen sehr kleinen Oberflächenteil der Datenscheibe einwirken und die beim Auslesen der Platte mit Hilfe von Laserlicht freiwer- io den.
Der auf die optische Struktur der Datenscheibe fokussierte Laserlichtstrahl wird ohne nennenswerten Lichtenergieverlust den Datenträger aus transparentem Kunststoff durchlaufen und dann von der strahlungsreflektierenden Schicht zurückge- 15 worfen werden. Abhängig von dem Reflexionskoeffizienten der verwendeten reflektierenden Schicht, die im allgemeinen eine Metallschicht ist, wird mehr oder weniger Lichtenergie von der reflektierenden Schicht absorbiert werden. Die absorbierte Lichtenergie wird dadurch örtlich zunehmen, was wie- 20 der eine örtliche Anheizung des auf der reflektierenden Schicht liegenden Teiles der optischen Struktur zur Folge hat. In dem die optische Struktur enthaltenden Teil des Datenträgers sind viele innere Spannungen vorhanden. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass bei der oben beschriebenen 25 Herstellung von Kunststoffdatenträgern, die auf einer Seite mit einer optischen Struktur versehen sind, eine Wärme- und Druckbelastung auf das zu verarbeitende thermoplastische Material ausgeübt wird. Dies trifft vor allem bei einem Pressoder Printverfahren zu, bei dem in einem erhitzten thermopla- 30 stischen Kunststoff unter Druck und mit Hilfe einer Matrize die optische Struktur angebracht wird. Danach findet Abkühlung statt, wobei die unter dem Einfluss von Druck und Wärme eingeführten inneren Spannungen in das Material eingefroren werden. Derartige innere Spannungen sind vor allem 35 vielfach in demjenigen Teil des Kunststoffes vorhanden, in dem die Verformung maximal ist, mit anderen Worten in oder in der Nähe der optischen Struktur.
Sogar bei Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffda-tenträgers, bei denen kein erhöhter Druck oder keine hohe 40 Temperatur angewandt werden, sind in dem hergestellten Datenträger innere Spannungen vorhanden. In diesem Zusammenhang sei auf die deutsche Patentanmeldung P 274479.7 verwiesen. Bei dem darin beschriebenen Verfahren wird von einem mit Licht, wie Ultraviolettlicht, härtbaren flüssigen 45 Lack ausgegangen, der über die datentragende Oberfläche einer Metallmatrize verbreitet wird. Eine Platte aus transparentem Kunststoff wird dann über den Lack angebracht,
wonach der Lack über die Kunststoffplatte belichtet, gehärtet und schliesslich das Gebilde der Kunststoffplatte und der mit 50 dieser verbundenen die Daten enthaltenden gehärteten Lackschicht von der Matrizenoberfläche entfernt wird.
Auch der auf diese Weise hergestellte Kunststoffdatenträger weist innere Spannungen auf, insbesondere in der Kunststoffplatte, die während ihrer Herstellung z.B. mittels eines 55 Strangpressvorgangs auch einer Druck- und Wärmebehandlung unterworfen worden ist.
Wie oben erwähnt wurde, findet bei Bestrahlung der Datenscheibe mit Laserlicht eine sehr örtliche Anheizung des Kunststoffdatenträgers in oder in der Nähe der optischen 60 Struktur statt. Die erhitzte Oberfläche ist sehr klein, in der Grössenordnung von Mikrons. Die in dem erhitzten Teil des Datenträgers vorhandenen Spannungen werden ausgelöst, und die sich daraus ergebenden Kräfte werden eine Verformung, wenn auch mit geringen Abmessungen, in der optischen Struk- 65 tur bewirken. Mit Rücksicht auf die Feinheit der Details der optischen Struktur führt dies zu Fehlern in den gespeicherten und auszulesenden Daten.
Durch Anwendung einer wärmeleitenden Platte wird bei Anstrahlung der optischen Struktur mit Laserlicht die von der reflektierenden Schicht absorbierte Energie grösstenteils zu der wärmeleitenden Platte abfliessen, so dass keine nennenswerte Temperaturerhöhung der reflektierenden Schicht an der Stelle der bestrahlten Oberfläche stattfinden wird. Der Datenträger und insbesondere dessen optische Struktur wird also auch nicht angeheizt, so dass keine inneren Spannungen ausgelöst werden.
Ausser den oben beschriebenen mikrostrukturierten Kräften treten auch makrostrukturierte Kräfte auf, die über eine grössere Oberfläche des Kunststoffdatenträgers wirksam sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Kräfte, die auf eine einseitige Feuchtigkeitsaufnahme oder Feuchtigkeitsabgabe des Datenträgers zurückzuführen sind und die dazu führen, dass der Datenträger krummzieht. Ein verhältnismässig geringes Krummziehen über eine grosse Oberfläche wird in der Regel keinen direkten ungünstigen Einfluss auf die auszulesenden Daten ausüben, weil das Objektiv, das das Laserlicht fokussiert, den sich allmählich ändernden Abstand von der optischen Struktur gegebenenfalls durch eine kompensierende gleichmässige Verschiebung des Objektivs innerhalb der Tiefenschärfe, die einige Mikrons beträgt, halten kann. Bei einem starken Krummziehen über einen kleineren Abstand kann das Objektiv der sich ändernden Lage der optischen Struktur beim Auslesen nicht mehr folgen und ist der Datenträger nicht mehr optisch auslesbar.
Die beim erfindungsgemässen Verfahren verwendete flache versteifende wärmeleitende Platte kann die vorgenannten Kräfte absorbieren, ohne dass die Platte verformt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Datenscheibe, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurde. Eine solche nach der Erfindung hergestellte Datenscheibe wird nicht krummziehen.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung werden vor allem günstige Ergebnisse erzielt, wenn als flache versteifende wärmeleitende Platte eine Metallplatte oder Glasplatte mit einer Dicke von 0,2 bis 2 mm verwendet wird. Wegen der sehr guten Wärmeleitung und ausserdem der sehr grossen Wärmekapazität wird eine Platte bevorzugt, die aus Metall, wie Nickel,
Stahl oder Aluminium, hergestellt ist.
Dies trifft insbesondere für eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 0,3 bis 1,3 mm zu.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird die von dem Datenträger abgekehrte Seite der flachen Platte mit einem zweiten Datenträger aus transparentem Kunststoff versehen, der eine einseitige strahlungsreflektierende optische Struktur enthält, wobei die genannte Seite der flachen Platte über die ganze Oberfläche mit Hilfe eines Haftmittels mit der strahlungsreflektierenden optischen Struktur des Datenträgers verbunden wird.
Damit wird eine zweiseitig mit Daten versehene Datenscheibe erhalten, die die doppelte Menge an Daten enthält, oder anders gesagt eine doppelte Spieldauer hat. Ausserdem wird der weitere Vorteil erhalten, dass eine ziemlich grosse Möglichkeit besteht, dass die makrostrukturierten Kräfte, die in den zu beiden Seiten der flachen Platte liegenden Datenträgern auftreten können, sich wenigstens teilweise ausgleichen. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass Dauerversuche unter extremen atmosphärischen Bedingungen ergeben haben, dass eine derartige Datenscheibe völlig flach bleibt, wenn eine verhältnismässig dünne Aluminiumplatte von 0,5 mm darin verwendet wird.
Das bei dem erfindungsgemässen Verfahren angewandte Haftmittel ist von einem üblichen Typ, wie z.B. ein Zweikomponentenkleber. In einer günstigen Ausführungsform wird ein mit Strahlung härtbarer Lack, wie z.B. ein mit Ultraviolettlicht härtbarer Lack auf Basis von Acrylsäureestern, verwendet wer
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den. Der dünnflüssige Lack kann leicht z.B. mittels eines Sprühverfahrens oder eines Zentrifugierverfahrens auf einer der miteinander zu verbindenden Oberflächen, d.h. entweder auf der Daten enthaltenden Oberfläche des Datenträgers oder auf der flachen versteifenden wärmeleitenden Platte, angebracht werden. Eine schnelle Aushärtung des Lackes ist durch Belichtung über den transparenten Datenträger möglich. Es hat sich herausgestellt, dass die strahlungsreflektierende Schicht, die vor allem im Infrarotbereich reflektiert, noch eine genügende Menge kurzwelliges, wie ultraviolettes Licht durch-lässt.
Die verwendete flache versteifende wärmeleitende Platte kann erwünschtenfalls auf der von dem Datenträger abgekehrten Seite mit Versteifungsrippen versehen sein. Auch können ein Datenträger und eine Platte verwendet werden, die beide eine mittlere Öffnung aufweisen, so dass die erhaltene Datenscheibe eine mittlere Zentrieröffnung besitzt.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen bei dem Verfahren verwendeten Kunststoffdatenträger,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine nach der Erfindung erhaltene Datenscheibe, und
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer nach der Erfindung erhaltenen Datenscheibe.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen transparenten Kunststoffdatenträger, der auf einer Seite mit einer optischen Struktur versehen ist. Der Datenträger 1 mit der optischen Struktur 2 weist eine Dicke von etwa 1 mm auf und ist aus transparentem Polyvinylchlorid/Acetatkopolymer nach einem an sich bekannten
Pressverfahren hergestellt. Die optische Struktur 2 ist recht-eckförmig und besteht aus Blöcken 3 mit Zwischengebieten 4, deren Abmessungen in der Grössenordnung von 1 um liegen.
Die optische Struktur 2 ist mit einer aufgedampften strah-5 lungsreflektierenden Aluminiumschicht 5 abgedeckt, die etwa 300 Â dick ist.
Der Datenträger 1 wird auf der Seite der optischen Struktur mit einer 0,5 mm dicken Aluminiumplatte 6 (Fig. 2) unter Verwendung einer nicht dargestellten Schicht aus einem Haft-io mittel, wie einem Zweikomponentenkleber, versehen.
Die erhaltene Datenscheibe ist in Fig. 2 dargestellt. Die Scheibe wird optisch und in Reflexion mit Laserlicht in der mit einem Pfeil angegebenen Richtung ausgelesen.
In Fig. 3 ist mit 7 eine 0,5 mm dicke Aluminiumplatte 15 bezeichnet, die auf beiden Seiten mit einem Kunststoffdaten-träger versehen ist, der mit 8 bzw. 9 bezeichnet ist. Die Datenträger 8 und 9 entsprechen denen nach Fig. 1 und sind einseitig mit einer optischen Struktur 10, 11 versehen, die mit einer nicht dargestellten aufgedampften Aluminiumschicht abge-2o deckt ist. Die Datenträger 8,9 sind auf der Seite der optischen Struktur 10, 11 mit Hilfe eines nicht dargestellten Haftmittels mit der Platte 7 verbunden. Die Datenscheibe nach Fig. 3 wird zweiseitig in der mit Pfeilen angegebenen Richtung ausgelesen.
25 Die Dicke (etwa 1 mm) der Kunststoffdatenträger 1 (Figuren 1, 2) und 8,9 (Fig. 3) ist reichlich genügend, um etwa auf der Oberfläche vorhandene Staubteilchen oder Kratzer ausserhalb der Tiefenschärfe des nicht dargestellten Objektivs zu halten, das den Auslesestrahl auf die optischen Strukturen 2 3o (Figuren 1,2) und 10,11 (Fig. 3) fokussiert.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer optisch auslesbaren verschiedenen Pegeln liegen. Dann wird eine rechteckförmige Datenscheibe, bei dem ein Datenträger aus transparentem Struktur der Datenspur mit einem Höhenunterschied zwischen Kunststoff, der auf einer Seite eine strahlungsreflektierende Blöcken und Zwischengebieten von etwa 0,5 (im erhalten. Die optische Struktur (2) enthält, auf der Seite der optischen Struk- 5 Datenspur kann spiralförmig sein oder aus konzentrischen tur mit einer mit Hilfe eines Haftmittels mit ihr verbundenen Kreisen aufgebaut sein.
Abdeckplatte versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Die strahlungsreflektierende optische Struktur wird mit Abdeckplatte (6) eine flache versteifende wärmeleitende Platte Hilfe eines fokussierten Lichtstrahls, insbesondere von Laserist, die aus anorganischem Material hergestellt ist und über die licht, in Reflexion ausgelesen.
ganze Berührungsfläche mit dem Datenträger (1) mit diesem io Kunststoffdatenscheiben, die auf einer Seite mit einer verbunden wird. reflektierenden optischen Struktur versehen sind, können
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, unter Verwendung von Matrizen in der Masse hergestellt wer-dass die flache Platte eine Metallplatte oder eine Glasplatte den. Dabei können verschiedene Verfahren verwendet werden, mit einer Dicke von 0,2 bis 2 mm ist. wie z.B. ein Pressverfahren, das u.a. in der offengelegten nie-
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PATENTANSPRÜCHE xionskoeffizienten, wobei die Blöcke und Zwischengebiete auf
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 15 derländischen Patentanmeldung 7212045 (PHN. 6519)
dass die flache Platte eine Aluminiumplatte mit einer Dicke beschrieben ist. Ein anderes bekanntes Verfahren ist ein von 0,3 bis 1,3 mm ist. Spritzguss- oder Gussverfahren. So ist in der deutschen Offen-
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch legungsschrift 2.443.020 ein Gussverfahren erwähnt, bei dem gekennzeichnet, dass die von dem Datenträger (8) abgekehrte auf einer Silikongummimatrize ein flüssiges Polyurethanharz Seite der flachen Platte (7) mit einem zweiten Datenträger (9) 20 mit darauf einem Polyestersubstrat angebracht wird. Nach aus transparentem Kunststoff versehen wird, der eine auf Härtung des Urethanharzes wird das Substrat mit der mit ihm einer Seite angebrachte strahlungsreflektierende optische verbundenen gehärteten Polyurethanschicht von der Matrizen-Struktur enthält, wobei die genannte Seite der flachen Platte Oberfläche entfernt. Ein weiteres Herstellungsverfahren ist das über die ganze Berührungsfläche mit Hilfe eines weiteren sogenannte Printverfahren, bei dem eine thermoplastische Haftmittels mit der letztgenannten strahlungsreflektierenden 25 Folie durch Behandlung mit einer rotierenden z.B. auf einer optischen Struktur des Datenträgers verbunden wird. Walze angeordneten Matrize mit der gewünschten optischen
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Struktur versehen wird.
dass als Haftmittel ein durch Strahlung härtbarer Lack ver- Die erhaltenen Datenscheiben werden dann auf der Seite wendet wird. der optischen Struktur mit einer strahlungsreflektierenden
6. Optisch auslesbare Datenscheibe, hergestellt nach dem 30 Schicht, wie z.B. einer Metallschicht oder einer durch ein Sele-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. niddielektrikum gebildeten Schicht, versehen. Eine geeignete strahlungsreflektierende Schicht ist z.B. eine aufgedampfte oder stromlos angebrachte Aluminium-, Silber- oder Goldschicht. Um die strahlungsreflektierende Schicht vor chemi-35 schem und mechanischem Angriff zu schützen, wird darauf
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