DE19620588A1

DE19620588A1 - Schnell fotoadressierbare Substrate, ein Verfahren zum Beschreiben dieser Substrate und ihre Verwendung

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Publication number: DE19620588A1
Application number: DE1996120588
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Chem Dr Claussen; Serguei Dipl Chem D Kostromine; Ralf Dipl Phys Dr Neigl; Hans-Joachim Dipl Phys Vedder
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-11-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum extrem schnellen Beschreiben fotoadres sierbarer Substrate, für dieses Verfahren vorbereitete Substrate und die Verwendung solcher Substrate in der Informationstechnik.

Fotoadressierbare Polymere sind bekannt (Polymers as Electrooptical and Photooptical Active Media, V. P. Shibaev (Hrsg.), Springer Verlag, New York 1995). Insbesondere eignen sich für diesen Zweck Seitengruppenpolymere, von denen die Gruppe der Copolymeren sich durch eine sehr breite Variationsmöglichkeit der Eigenschaften auszeichnet. Diese Substanzen kennzeichnet die Fähigkeit, beim Bestrahlen mit polarisiertem Licht eine gerichtete Doppelbrechung auszubilden. Die eingeschriebenen Doppelbrechungsmuster lassen sich im polarisierten Licht sichtbar machen.

Es ist weiterhin bekannt, daß man in Schichten aus diesen Polymeren an einer beliebigen Stelle mit polarisiertem Licht eine örtlich begrenzte Doppelbrechung einschreiben kann, deren Vorzugsachse sich beim Drehen der Polarisationsrichtung mitbewegt (K. Anderle, R. Birenheide, M. Eich, J. H. Wendorff, Makromol. Chem., Rapid Commun. 10, 477-483 (1989), J. Stumpe et al., 20. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle 1991). Diese Prozesse sind langsam. Zwar kann man in einigen Fällen bereits nach einigen Sekunden Belichtungszeit den Beginn anisotropen Verhaltens feststellen, aber um den Effekt bis zum erreichbaren Maximum zu entwickeln, bedarf es in der Regel Minuten bis Stunden. Dabei ist die aufzuwendende Zeit der Größe des Effekts etwa proportional. Es ist eine Besonderheit der optischen Adressierung, daß sich die optische Achse der eingeschriebenen Doppelbrechung senkrecht zu der des einschreibenden polarisierten Lichts einstellt. Auf dieser Eigenschaft beruht die einfache Möglichkeit, eingeschriebene Informationen dadurch optisch zu löschen, daß man die Polarisationsrichtung des einschreibenden Lichts dreht. Schreiben und Löschen verlaufen in diesem Falle gleich schnell; es sind bis auf die Polarisations richtung des verwendeten Lichts identische Prozesse. Im Gegensatz dazu steht der Prozeß des thermischen Löschens durch Erwärmung der Schicht über die Glasüber gangstemperatur des Polymeren, bei dem alle Informationen auf einmal gelöscht werden.

Bei der Informationsdarstellung, Speicherung und Verarbeitung werden zwei grundsätzlich verschiedene Wege beschritten, die seriell und analog genannt werden. Bei dem analogen Weg werden alle Informationen gleichzeitig erfaßt und gewandelt. Ein typisches Beispiel hierfür bietet die Fotografie mit dem Silberhalogenid-Film als analog aufzeichnendem Medium. Dieser Fall trifft bei der Belichtung einer Schicht aus fotoadressierbaren Polymeren durch eine Mustervorlage mit polarisiertem Licht zu. Da alle Bildpunkte gleichzeitig entwickelt werden, ist bei diesen Prozessen die Einschreib-(Entwicklungs)zeit selten kritisch. Beim seriellen Verfahren dagegen werden die Infor mationen nacheinander aufgerufen. Bei Objekten mit sehr hoher Informationsdichte, beispielsweise Bildern, müssen unter Umständen sehr große Mengen dieser Bildpunkte nacheinander geschrieben werden, wobei die Entwicklungszeit sich als Summe der Entwicklungszeiten der einzelnen Bildpunkte ergibt. Deswegen kommt es hier ganz besonders auf eine hohe Einschreibgeschwindigkeit unter Erhalt einer ausreichenden Stabilität sowohl des Ausgangszustands der nicht beschriebenen Regionen als auch des Endzustandes der beschriebenen Regionen an. Bei beiden Verfahren ist die genaue Wiedergabe von Abstufungen der Helligkeitsunterschiede (Graustufen) der Vorlage außerordentlich wichtig. Es ist bisher nicht gelungen, das Problem der hohen Einschreibgeschwindigkeiten auf optischem Wege technisch zufriedenstellend zu lösen, weil neben der Informationsübertragungsrate weitere Randbedingungen wesentlich sind. Von ihnen sind vor allem die Stabilität, die Löschbarkeit und die Grau stufenfähigkeit zu nennen. Dies hat prinzipielle Ursachen.

Als generelle Regel gilt, daß nur Systeme, bei denen keine Masse, sondern Felder oder Vektoren verändert werden, auf Steuerungsbefehle extrem schnell reagieren können. Wenn Masse bewegt wird, also bei Umlagerungsprozessen oder chemischen Reaktionen, ist die Reaktion um Größenordnungen langsamer und wird von der Viskosität des Mediums mitbestimmt. So liegt die Schaltzeit der niederviskosen nematischen Drehzellen maximal im Bereich von msec, während ein Seitengrup pencopolymer Minuten, häufig viele Stunden, benötigt, um die maximal erzielbare Doppelbrechung zu erreichen.

Verzichtet man auf die Reversibilität der eingeschriebenen Veränderungen, dann kann man die Energiedichte beliebig wählen und im Grenzfall das Substrat örtlich zerstören. Solche Materialien werden beispielsweise von G. Kämpf in Kirk-Othmer, Encyclo paedia of Chemical Technology, 4th ed., 14, 277-338 (1995) beschrieben. Dieses in der Literatur in vielen Variationen beschriebene Verfahren hat jedoch einige Nachteile. Der wichtigste ist, daß der Prozeß einen erheblichen Eingriff in das Gefüge des Substrats bedeutet und das gebildete Loch grundsätzlich instabil ist. Ferner hat man immer das Problem des verdampften Materials, das sich irgendwo in der Apparatur oder auf dem Speichermedium ablagert, und schließlich benötigt man sehr hohe Energiedichten der Laser, in der Regel <10⁷ mJ/m².

Da der Erhalt des Substrats zugleich die Bedingung für seine Wiederbeschreibbarkeit ist, kann man die Lichtintensität nicht beliebig steigern; vielmehr muß man unterhalb der Zersetzungsbedingungen bleiben. Es gibt also eine durch die Stabilität des Materials definierte obere Grenze der Energiedichte. Die kleinste Energiemenge, die nötig ist, um eine nachweisbare und stabile Veränderung in der Schicht hervorzurufen, ist von Coles (an einem Polysiloxan) zu 4×10⁶ mJ/m² (C. B. McArdle in Side Chain Liquid Crystal Polymers, Hrsgb. C. B. McArdle, Verlag Blackie, Glasgow 1989, S. 374) bestimmt worden. Unter der Annahme, daß die Mindestenergie für polymere Substrate in derselben Größenordnung liegt, folgt, wenn man das Substrat schonend behandeln möchte, daß die Seitengruppenpolymeren immer nur langsam beschreibbar sind (weil die Mindestenergie der Zerstörungsenergie bereits sehr nahekommt) und deswegen für eine serielle Speicherung in Echtzeit ungeeignet erscheinen. Dieser prinzipielle Nachteil stand der technischen Verwendung bisher entgegen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesem Mangel abzuhelfen.

Wir haben nun überraschend gefunden, daß man extrem schnell adressierbare Speicher medien aus den an sich langsam fotoadressierbaren Polymeren dadurch herstellen kann, daß man die Substrate großflächig mit einer für das konventionelle Beschreiben geeigneten Lichtquelle bestrahlt, so daß sich eine optische Anisotropie ausbildet. Optische Anisotropie bedeutet, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts in der Schichtebene richtungsabhängig ist. Dies verursacht richtungsabhängige Brechzahlen, die sog. Doppelbrechung. Wenn man die so vorbereiteten Substrate mit Licht kurz zeitig bestrahlt, wird das Muster als Unterschiede in der Doppelbrechung extrem rasch und dauerhaft eingeschrieben.

Es gibt also zwei optische Prozesse, die sich in ihrer Wirkung unterscheiden:

In einem generativen ersten Prozeß muß die Schicht zuerst flächig anisotrop doppel brechend werden. Die Doppelbrechung (optische Anisotropie) wird üblicherweise als Differenz Δn der maximalen, richtungsabhängigen Brechzahlen n bei einer bestimmten Wellenlänge angegeben.

Für das Generieren der großflächigen anisotropen Doppelbrechung ist jede Lichtquelle für polarisiertes Licht geeignet, beispielsweise eine Glühlampe mit einer nachgeschalteten Polarisatorfolie oder vorzugsweise ein Laser. Der Zeitaufwand hängt wesentlich nur von der Leistungsdichte der Lichtquelle ab, wobei im Augenblick dafür keine Untergrenze bekannt ist. Die Obergrenze der Leistungsdichte der Lichtquelle wird von der Zerstörungsschwelle des Materials bestimmt; sie ist materialabhängig und liegt im Bereich von 10⁷ bis 10⁸ mW/m². Das Material kann großflächig strukturlos oder selektiv, beispielsweise über eine Maske, adressiert werden; jedoch ist die strukturlose Adressierung bevorzugt - insbesondere eine solche, die sich über die gesamte Substratfläche erstreckt. Durch die Wahl bestimmter farbiger Polarisatoren an Stelle der üblichen Breitbandpolarisatoren kann eine effektive wellenlängenselektive Adressierung vorgenommen werden; das Bild erscheint dann heller.

Der zweite optische Prozeß betrifft die Verwendung der im ersten optischen Prozeß vorbereiteten Substrate und besteht in der Adressierung des anisotrop doppelbrechend gemachten Materials mit Licht sehr kurzer Dauer. Das einschreibende Licht hat jetzt eine andere Qualität: Es kann polarisiert oder unpolarisiert sein. Bevorzugt ist polarisiertes Licht, dessen Achse der des Substrats parallel liegt. "Kurzzeitig" bedeutet, daß die Lichteinwirkung 10^-15 bis 10^-3, vorzugsweise 10^-10 bis 10^-5 sec dauern kann. Entsprechend schnell muß die Lichtquelle sein, so daß Laserlichtquellen bevorzugt sind. Mit dieser Methode sind sequentielle Schreibgeschwindigkeiten bis zu 100 MHz, vorzugsweise 5 bis 50 MHz möglich. Die sequentielle Adressierung bewirkt, daß im Material die Aufnahme des Photons zwar sehr schnell erfolgt, aber danach genügend Zeit für eine Dunkelreaktion zur Verfügung steht.

Die eingeschriebene Information ist stabil, d. h. nach dem Abschalten der Lichtquelle erhält man ein lagerfähiges Doppelbrechungsmuster, das mit Hilfe von polarisiertem Licht gelesen werden kann. Die Helligkeitsänderung ist der Wirkung des Lichts proportional. Das Material ist graustufenfähig. Die eingeschriebene Information ist reversibel, d. h. man kann die Information wieder löschen und anschließend neu einschreiben.

Gegenstand der Erfindung sind also flächenhafte Gebilde, d. h. freitragende Filme oder auf Trägern aufgebrachte Schichten, aus einem fotoadressierbaren Polymeren, das optisch anisotrop ist.

Der Begriff "optisch anisotrop" im Sinne der Erfindung bedeutet eine Differenz Δn der maximalen, richtungsabhängigen Brechzahlen von mindestens 0.001 bei einer Wellenlänge, die 30 nm kürzerwellig liegt als der Punkt, bei dem die Absorption in der langwelligen Flanke des länstwelligen Absorptionsmaximums noch 1% beträgt (Absorptionsmaximum = 100%). Angestrebt werden möglichst hohe Anisotropie werte, weil sie gute Ergebnisse auch noch bei sehr geringen Schichtdicken zulassen. Bevorzugte Werte von Δn liegen im Bereich von 0.05 bis 0.95, insbesondere von 0.1 bis 0.8.

Für die Herstellung der fotoadressierbaren Substrate sind Polymere geeignet, in die sich eine gerichtete Doppelbrechung einschreiben läßt (Polymers as Electroopticcal and Photooptical Active Media, V. P. Shibaev (Hrsg.), Springer Verlag, New York 1995; Natansohn et al., Chem. Mater. 1993, 403-411). Insbesondere sind dies Seitengruppen polymere, von denen die Copolymeren bevorzugt sind. Bevorzugte derartige Copoly mere werden beispielsweise in den DE-OS 43 10 368 und 44 34 966 beschrieben. Sie enthalten vorzugsweise eine als Rückgrat wirkende Poly(meth)acrylat-Hauptkette mit wiederkehrenden Einheiten

worin R für Wasserstoff oder Methyl steht, die Punkte die Anknüpfung der weiteren Einheiten der Hauptkette andeuten und die Seitenkette an die Carbonylgruppe angeknüpft ist.

Die von der Hauptkette abzweigenden Seitenketten können den Formeln

-S′-T¹-Q¹-A (I)

und

-S²-T²-Q²-M (II)

entsprechen, worin
S¹, S² unabhängig voneinander die Atome O, S oder den Rest NR¹,
R¹ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl,
T¹, T² unabhängig voneinander den Rest (CH₂)_n, der gegebenenfalls durch -O-, -NR¹- oder -OSiR¹₂O- unterbrochen und/oder durch Methyl oder Ethyl substituiert sein kann,
n die Zahlen 2, 3 oder 4,
Q¹, Q² einen zweibindigen Rest,
A eine Einheit, die elektromagnetische Strahlung absorbieren kann, und
M eine polarisierbare aromatische Gruppe mit wenigstens 12 π-Elektronen bedeuten.

Besonders bevorzugt sind Polymere, in denen
Q¹, Q² unabhängig voneinander Z¹, Z² oder die Gruppe -Z¹-X-Z²- bedeutet, worin
Z¹, Z² unabhängig voneinander die Gruppen -S-, -SO₂, -O-, -COO-, -OCO-, -CONR¹-, -NR¹CO-, -NR¹-, -N=N-, -CH=CH-, -N=CH-, -CH=N- oder die Gruppe -(CH₂)_m- mit m=1 oder 2 und
X einen 5- oder 6-gliedrigen cycloaliphatischen, aromatischen oder hetero cyclischen Ring, für den Fall Z¹ = -COO- oder -CONR¹- eine direkte Bindung oder die Gruppe -(CH=CH)_m-, wobei m die oben angegebenen Bedeutung hat,
A den Rest eines Mono-Azofarbstoffs, der im Wellenlängenbereich zwischen 650 und 350 nm absorbiert, und
M den Rest eines polarisierten und weiter polarisierbaren aromatischen, linear aufgebauten Systems mit wenigstens 12 π-Elektronen bedeuten.

Bevorzugte Reste A entsprechen der Formel

worin
R² bis R⁷ unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxyl, Halogen, Nitro, Cyan, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, CF₃, CCl₃, CBr₃, SO₂CF₃, C₁-C₆-Alkyl sulfonyl, Phenylsulfonyl, C₁-C₆-Alkylaminosulfonyl, Phenylaminosulfonyl, Aminocarbonyl, C₁-C₆-Alkylaminocarbonyl, Phenylaminocarbonyl oder COOR¹ bedeuten.

Bevorzugte Reste M entsprechen der Formel

worin
R⁸ bis R¹³ unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxyl, Halogen, Nitro, Cyan, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, CF₃, CCl₃, CBr₃, SO₂CF₃, C₁-C₆-Alkyl sulfonyl, Phenylsulfonyl, C₁-C₆-Alkylaminosulfonyl, Phenylaminosulfonyl, Aminocarbonyl, C₁-C₆-Alkylaminocarbonyl, Phenylaminocarbonyl oder COOR¹ und
Y -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -O-, -NH-, -N(CH₃)- oder eine Einfachbindung
bedeuten.

Bevorzugt sind amorphe Polymere, also solche, die keine makroskopisch wahrnehm baren flüssigkristallinen Phasen ausbilden. "Amorph" bedeutet hier, daß die Matrix sichtbares Licht nicht streut.

Die Verbindungen können auf an sich bekannte Weise durch Copolymerisation von Mesogen- und Farbstoff-haltigen Monomeren, durch polymeranaloge Reaktion oder durch Polykondensation hergestellt werden. Bevorzugt ist die radikalische Copoly merisation der Monomeren, d. h. der Monomeren mit mesogenen Gruppen einerseits und Farbstoff-haltigen Gruppen andererseits in geeigneten Lösungsmitteln, wie z. B. aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Toluol oder Xylol, aromatischen Halogen kohlenwasserstoffen wie Chlorbenzol, Ethern wie Tetrahydrofuran und Dioxan, Ketonen wie Aceton und Cyclohexanon und/oder Amiden wie Dimethylformamid, in Gegenwart üblicher radikalliefernder Polymerisationsinitiatoren, wie z. B. Azodiiso butyronitril oder Benzoylperoxid bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei 30 bis 130°C, vorzugsweise bei 40 bis 70°C, möglichst unter Wasser- und Luftausschluß. Die Reinigung kann durch Ausfallen bzw. Umfallen der erhaltenen Seitenketten copolymerisate aus ihren Lösungen, beispielsweise mit Methanol.

Die Polymeren werden in Schichten verarbeitet, deren Dicke 0,1 bis 500 µm bevorzugt 1 bis 30 µm, besonders bevorzugt 2 bis 10 µm beträgt. Sie lassen sich aus Lösung gießen, rakeln, tauchen, spincoaten. Sie können freistehende Filme bilden. Vorzugsweise werden sie aber auf Trägermaterialien aufgebracht. Dies kann durch verschiedene an sich bekannte Techniken geschehen, wobei das Verfahren danach ausgewählt wird, ob eine dicke oder dünne Schicht gewünscht wird. Dünne Schichten können z. B. durch Spincoaten oder Rakeln aus Lösungen oder der Schmelze, dickere durch Schmelzpressen oder Extrudieren erzeugt werden.

Die erfindungsgemäßen optisch anisotropen Substrate lassen sich zur digitalen oder analogen Datenspeicherung im weitesten Sinne, beispielsweise zur optischen Signal verarbeitung, zur Fourier-Transformation und -Faltung oder in der kohärenten optischen Korrelationstechnik, verwenden. Die laterale Auflösung wird durch die Wellenlänge des Ausleselichts begrenzt. Sie erlaubt eine Pixelgröße von 1 bis 100 µm.

Diese Eigenschaft macht die Schichten zur Verarbeitung von Bildern und zur Informa tionsverarbeitung mittels Hologrammen besonders geeignet, deren Reproduktion durch Ausleuchten mit einem Referenzstrahl erfolgen kann. Analog läßt sich das Interferenz muster zweier monochromatischer kohärenter Lichtquellen mit konstanter Phasen beziehung speichern und durch den Zusammenhang zwischen dem elektrischen Vektor des Lichts und der damit verbundenen Vorzugsrichtung im Speichermedium eine höhere Speicherdichte erzeugen. Entsprechend lassen sich dreidimensionale holo graphische Bilder speichern. Das Auslesen erfolgt durch Beleuchtung des Hologramms mit monochromatischem, kohärentem Licht.

Die Schichten lassen sich zur seriellen Aufzeichnung von lichtübertragenen Daten jeder Art verwenden, insbesondere von Bildern im medizinischen Bereich. Bei der Speicherung können Werte der Grauskala kontinuierlich und ortsaufgelöst mit festgelegter Gradation eingestellt werden. Das Auslesen gespeicherter Information geschieht im polarisierten Licht, wobei man je nach Stellung der Polarisatoren das positive oder das negative Bild hervorholen kann. Hierbei kann einerseits der durch die Phasenverschiebung von ordentlichem und außerordentlichem Strahl erzeugte Kontrast des Films zwischen zwei Polarisatoren genutzt werden, wobei die Ebenen des Polarisators vorteilhaft einen Winkel von 45° zur Polarisationsebene des Einschreib lichts bilden und die Polarisationsebene des Analysators entweder senkrecht oder parallel zu der des Polarisators steht. Eine andere Möglichkeit besteht in der Detektion des durch induzierte Doppelbrechung verursachten Ablenkwinkels des Leselichts.

Die Schichten fassen sich als optische Komponenten verwenden, die passiv oder optisch schaltbar sein können. So kann die hohe lichtinduzierte optische Anisotropie zur Modulierung der Intensität und/oder des Polarisationszustandes von Licht benutzt werden. Entsprechend kann man aus einem Polymerfilm durch holographische Strukturierung Komponenten herstellen, die Abbildungseigenschaften haben, die mit Linsen oder Gittern vergleichbar sind.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist also die Verwendung der optisch anisotropen Substrate in der Informationstechnik, insbesondere als Bauelemente zum Speichern und zur Verarbeitung von Informationen, vorzugsweise von Bildern, und als halographisches Aufzeichnungsmaterial.

Beispiele Beispiel 1 1.1 Vorbelichtung

Glasplättchen mit den Abmessungen 2×2 cm wurden mit einer Lösung des Polymers mit wiederkehrenden Einheiten folgender Formeln durch Spincoaten beschichtet:

Um eine möglichst homogene Vorbelichtung zu erreichen, wurden diese an einem handelsüblichen Leuchtkasten (Planilux, Typ LJ-S, Lichtquelle: 2 Leuchtstoffröhren (Leistung: je 15 Watt) mit nachgeschaltetem Folienpolarisator) vorbelichtet (Abstand: 2 cm) und danach die Transmissionswerte zwischen gekreuzten Polarisatoren bestimmt. Man erhielt nach 1 Stunde Vorbelichtung 7.6%, nach 2 Stunden 13.7% Transmission.

1.2. Einschreib- und Meßaufbau.

Zur Messung der eingeschriebenen Doppelbrechung dient ein Aufbau bestehend aus einem linear polarisierten He-Ne-Laser mit nachfolgender Aufweitoptik, Probenhalter, drehbarem Polarisationsfilter sowie einer Ulbricht-Kugel mit angeschlossenem Photozellen-Powermeter. Die eingeschriebenen Proben werden bezüglich der Polarisationsrichtung des He-Ne-Lasers so ausgerichtet, daß der Winkel zur Polarisationsrichtung des einschreibenden Lasers 45° beträgt. Die Durchlaßrichtung des Polarisationsfilters liegt senkrecht zur Richtung des probenden He-Ne-Lasers. In dieser Konfiguration wird die transmittierte Laserleistung als Funktion der Einschreibleistung auf dem entsprechenden Probenfeld ermittelt. Zur Normierung dient eine zusätzliche Messung der Durchlaßleistung an einer nichtbeschriebenen Probenstelle bei "offener" Stellung des Polarisationsfilters.

1.3 Einschreiben

Eingeschrieben werden ebene Flächen (Flatfields) mit dem vorstehend beschriebenem Rekorderaufbau. Die Polarisationsrichtung des Einschreiblasers lag dabei senkrecht zur Durchlaßrichtung des zum Vorbelichten verwendeten Folienpolarisators. Die Daten des Einschreibaufbaus sind:
Laserquelle: Ar-Ionenlaser, linear polarisiert,
Single Line-Betrieb, λ = 514.5 nm
Laserleistung in der Bildebene max. 280 mW
Laserspotgröße: 7-8 µm
Pixelgröße (Zeilenabstand): 5.4 µm
Scanlänge: 7.41 mm
Scanhöhe: 5.82 mm
Scangeschwindigkeit (in Zeilenrichtung): 23.8 m/sec
Belichtungsenergie in der Bildebene; max. 2.2×106 mJ/m².

Man erhält folgende Änderung der Transmission mit der Energie des einschreibenden Lichts (T = Probentransmission in %; E = Einschreibenergie in [106 mJ/m²]):

Aus den Meßdaten lassen sich folgende Kenndaten ableiten:
Totaler Dichtehub im Einschreibebereich: δD = 0,9
Gradation im "linearen" Kurventeil: g = 1,9
Energiedichte zur Erzielung von δD: E = 1,3×10⁶ mJ/m².

Die eingeschriebenen Informationen sind beim Lagern bei Raumtemperatur stabil.

Beispiele 2-20

Setzt man an Stelle des in Beispiel 1 eingesetzten Polymeren ein Polymer mit den unten angegebenen wiederkehrenden Einheiten ein und verfährt im übrigen wie in Beispiel 1 angegeben, so findet man:
In den Tabellen 1, 2, 3 und 4 bedeuten:
R den Substituenten entsprechend der Formeln 2, 3, 4 oder 5,
λ die Wellenlänge maximaler Absorption,
Δn die in einem ersten Prozeß eingebrachte Doppelbrechungsänderung,
x den Gehalt der Antennenkomponente im Copolymeren,
E die Energie zum Einschreiben und
ε die optische Dichte bei der Einschreibwellenlänge von 514 nm.

Wiederkehrende Einheiten:

Tabelle 1

Beispiele 21-30

Setzt man an Stelle des in Beispiel 1 eingesetzten Polymeren ein Polymer mit den unten angegebenen wiederkehrenden Einheiten ein und verfährt im übrigen wie in Beispiel 1 angegeben, so findet man:
Bedeutung der Tabellen-Werte siehe Beispiel 2:

Tabelle 2

Beispiele 31 und 32

Setzt man an Stelle des in Beispiel 1 eingesetzten Polymers ein Homopolymer mit den unten angegebenen wiederkehrenden Einheiten ein und verfährt im übrigen wie in Beispiel 1 angegeben, so findet man:
Bedeutung der Tabellen-Werte siehe Beispiel 2:

Tabelle 3

Beispiele 33-36

Setzt man an Stelle des in Beispiel 1 eingesetzten Polymers ein Polymer mit den unten angegebenen wiederkehrenden Einheiten ein und verfährt im übrigen wie in Beispiel 1 angegeben, so findet man:
Bedeutung der Tabellen-Werte siehe Beispiel 2:

Tabelle 4

Beispiel 38

Eine Probe, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wird folgendem Testzyklus unterworfen:
38.1 Vorbelichten der Probe am Leuchtkasten mit nachgeschalteter Polarisationsfolie (Belichtungszeit: 1 Stunde)
38.2 Einschreiben mit dem Rekorderaufbau bei verschiedenen Laserleistungen mit Polarisation des Schreiblasers senkrecht zur Polarisation der Vorbelichtung
38.3 Erneute Belichtung der eingeschriebenen Probe am Leuchtkasten mit nachgeschalteter Polarisationsfolie, wobei die Durchlaßrichtung des Polarisators die gleiche ist, wie bei der ersten Vorbelichtung (Belichtungszeit: 7-8 Stunden)
38.4 Einschreiben mit dem Rekorder-Aufbau unter denselben Bedingungen wie oben beschrieben.
Abb. 2: Probentransmission T in [%] nach erneuter Vorbelichtung in Abhängigkeit von E [10⁶ mJ/m²]:
Transmission an Stellen, an denen keine thermischen Strukturen eingeschrieben wurden: gefüllte Vierecke
Transmission an Stellen, an denen beim Einschreibprozeß thermische Strukturen erzeugt wurden: offene Vierecke
Transmission der Probe nach erneuter Vorbelichtung:

Abb. 3: Transmission der Probe nach erneutem Einschreiben in [%] in Abhängigkeit
von E [106 mJ/m²] unmittelbar nach dem Einschreiben: offene Vierecke
Ausgangssituation nach der "Löschbelichtung": gefüllte Vierecke

Fazit:
Die eingeschriebenen Muster sind durch erneute Vorbelichtung an den Stellen, an denen keine thermischen Strukturen erzeugt wurden, vollständig löschbar. Thermisch eingeschriebene Strukturen bleiben jedoch nach der Löschbelichtung erhalten und verringern durch Streuung die Probentransmission an den entsprechenden Stellen.

Bei erneutem Schreiben ist das Verhalten der Probe äquivalent zum ursprünglichen Einschreibtest, was durch folgende Abbildung 4 verdeutlicht wird:
Abb. 4: Normierte Probentransmission T[%] in Abhängigkeit von der Einschreibenergie E in [10⁶ mJ/m²]
Nach dem ersten Einschreiben: gefüllte Vierecke
Nach dem zweiten Einschreiben: offene Vierecke

Beispiel 39

Zwei Proben, hergestellt wie in Beispiel 1, aber aus einem Polymer mit wiederkehrenden Einheiten der Formeln

werden wie in Beispiel 1 beschrieben vorbelichtet, und zwar eine Probe bis zu einer Transmission von 49%, die andere bis zu 61%. Man verfährt weiter wie in Beispiel 1 beschrieben und erhält die in der folgenden Abbildung 5 dargestellte Abnahme der Transmission in [%] mit zunehmender Einschreibenergie E in [106 mJ/m²]:

Meßwerte aus Einschreibtest "49%-Transmission": gefüllte Vierecke
Meßwerte aus Einschreibtest "61% Transmission": offene Vierecke

Claims

1. Flächenhafte Gebilde aus einem fotoadressierbaren Polymeren, das optisch anisotrop ist.

2. Verfahren zur Herstellung der flächenhaften Gebilde nach Anspruch 1, wonach man flächenhafte Gebilde aus einem fotoadressierbaren Polymeren mit polarisiertem Licht bestrahlt, bis sich die gewünschte optische Anisotropie eingestellt hat.

3. Verwendung der flächenhaften Gebilde nach Anspruch 1 in der Informationstechnik.

4. Verwendung nach Anspruch 3 zum Speichern von Information durch Belichten mit einer Zeitdauer von 10^-3 bis 10^-15 sec.

5. Verwendung der flächenhaften Gebilde nach Anspruch 1 als halographisches Aufzeichnungsmaterial.