DE2839395A1 - Verfahren zur herstellung einer optisch auslesbaren datenscheibe unter verwendung einer flachen versteifenden waermeleitenden platte aus anorganischem material - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer optisch auslesbaren datenscheibe unter verwendung einer flachen versteifenden waermeleitenden platte aus anorganischem material

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DE2839395A1
DE2839395A1 DE19782839395 DE2839395A DE2839395A1 DE 2839395 A1 DE2839395 A1 DE 2839395A1 DE 19782839395 DE19782839395 DE 19782839395 DE 2839395 A DE2839395 A DE 2839395A DE 2839395 A1 DE2839395 A1 DE 2839395A1
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Description

PIIN. P.897-Fecn/YJM/Va. .3- 25-5-1978.
Verfahren zur Herstellung einer optisch auslesbaren Datenscheibe unter Verwendung einer flachen versteifenden wärmeleitenden Platte aus anorganischem Material.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer optisch auslesbaren Datenscheibe, bei dem ein Datenträger aus transparentem Kunststoff, der auf einer Seite eine strahlungsreflektierende optische Struktur enthält, auf der Seite der optischen Struktur mit einer mit Hilfe eines Haftmittels mit ihr verbundenen Abdeckplatte versehen wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 23 41 338 der Anmelderin bekannt-. ~
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Das bekannte Verfahren weist den Nach/teil auf, dass die nach diesem Verfahren hergestellten optisch auslesbaren Datenscheiben auf die Dauer Fehler oder Abweichungen in der optischen Struktur zeigen, wodurch die Qualität der gespeicherten Daten, wie Bildoder Tondaten, schlechter wird.
Die bisher hergestellten optisch auslesbaren und aus einem plastischen Kunststoff bestehenden Datenscheiben weisen alle den vorgenannten Nachteil auf.
Es wurden denn auch viele Versuche gemacht, in dieser Hinsicht eine Verbesserung zu schaffen, wobei vor allem besondere Kunststoffzusammensetzungen angestrebt wurden, die während längerer Zeit und unter sich ändernden klimatologischen Bedingungen die gewünschte grosse Stabilitä"t aufweisen. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass an die Stabilität einer Kunststoffdatenscheibe wegen der grossen" Feinheit der Datenstruktur sehr strenge Anforderungen gestellt werden müssen. Diese Struktur besteht meistens, wie auch in der vorerwähnten Patentanmeldung beschrieben ist, aus in Spuren angeordneten strahltmgsreflektierenden Gebieten sehr geringer Abmessungen, in der Grössenordnung von 1 /um. Diese Gebiete sind z.B. in einer und derselben Ebene liegende Blöcke und Zwischengebiete, wobei der Reflexionskoeffizient der Blöcke von dem der Zwischengebiete verschieden ist. Vorzugsweise besteht die optische Struktur aus Blöcken und Zwischen-
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gebieten mit demselben Reflexionskoeffizienten, wobei die Blöcke und Zwischengebiete auf verschiedenen Pegeln liegen. Dann wird eine rechteckförmige Struktur der Datenspur mit einem Höhenunterschied zwischen Blöcken und Zwischengebieten von etwa 0,5 /um erhalten. Die Datenspur kann spiralförmig sein oder aus konzentrischen Kreisen aufgebaut sein»
Die strahlungsx-eflektierende optische Struktur wird mit Hilfe eines fokussierten Lichtstrahls, ins—
TO besondere von Laserlicht, in Reflexion ausgelesen.
Kunststoffdatenscheiben, die auf einer Seite mit einer reflektierenden optischen S tinktur" versehen sind, können unter Verwendung von Matrizen in der Masse hergestellt werden, Dabei können verschiedene Verfahren verwendet werden, wie z.B. ein Pressverfahren, das u.a. in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 7,212,0*15 der Anmelderin beschrie ben ist. Ein anderes bekanntes Verfahren ist ein Spritzguss- oder .Gussverfahren .' So ist in der deutschen Offen- legungsschrift 2.*l43«020 ein Gussverfahren erwähnt, bei dem auf einer Silikongummimatrize ein flüssiges Polyure— thanharz mit darauf einem Polyestersubstrat angebracht wird. Nach Härtung des TJrethanharzes wird das Substrat mit der mit ihm verbundenen gehärteten Polyurethanschicht von der Matrizenoberflache entfernt. Ein weiteres Herst ellungsverfahren ist das sogenannte Printverfahren,
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bei dem eine therruoplastische Folie durch Behandlung mit einer rotierenden z.B. auf einer ¥alze angeordneten Matrize mit der gewünschten optischen Struktur versehen wird.
Die erhaltenen Datenscheiben werden dann auf der Seite der optischen Struktur mit einer strahlungsreflelctierenden Schicht, wie z.B. einer Metallschicht oder einer durch ein Seleniddielektx'ikum gebildeten Schicht, versehen. Eine geeeignete strahlungsreflektierende Schicht ist z.B. eine aufgedampfte oder stromlos angebrachte Aluminium-, Silber- oder Goldschicht· Um die strahlungsreflektierende Schicht vor chemischem und mechanischem Angriff zu schützen, wird darauf eine Schutzschicht aus Kunststoff angebracht. Meistens ist diese Schicht eine Lackschicht, aber sie kann nach der vorgenannten DE-PS 23 41 338 auch eine mtt einem Haftmittel versehene dünne Platte oder Folie sein«
Ein anderes bekanntes Verfahren zur" Her— stellung auf einer. Seite mit einer reflektierenden optischen Struktur versehener Datenscheiben geht von einem scheibenförmigen Substrat aus, auf das über eine mit Offnungen versehene Maske eine reflektierende Schicht aufgedampft wird. Hier wird somit keine Matrize vex-wen— det. Statt eines AufdampfVerfahrens kann auch ein Atzverfahren angewandt werden, bei dem eine auf einer
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Metallschicht angebrachte Photoresistschient über eine Maske belichtet und entwickelt wird', wonach die freigelegten Teile der Metallschicht weggeätzt werden. Die letzteren Verfahren sind als für die Massenherstellung weniger geeignet zu betrachten.
Weiter wurde versucht, den vorerwähnten
Nachteil der Verschlechterung der Qualität der optischen Struktur dadurch zu beseitigen, dass derartige Verbesserungen in der Herstellungstechnik vorgenommen werden, dass die auf den Kunststoff ausgeübte Druck- und Wärmebelastung minimal ist. So wurde vorgeschlagen, bei dem Press- und dem Printverfahren nur die obere Schicht des Kunststoffes, in dem die Datenstruktur angebracht werden muss, zu erhitzen. .
All diese Versuche haben jedoch nicht das gewünschte Resultat ergeben. Die Anmelderin hat ein
Verfahren zur Herstellung optisch auslesbarer Datenscheiben entwickelt, das den vorerwähnten Nachteil nicht aufweist.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abdeckplatte
eine flache versteifende wärmeleitende Platte ist, die aus anorganischem Material hergestellt und über die
ganze Oberfläche mit dem Datenträger verbunden ist.
Diese kennzeichnende Massnahme bei dem
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Verfahren nach der Erfindung basiert auf der folgenden der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis:
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 freiwerden.
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 zurückgeworfen werden. Abhängig von dem Reflexioiiskoeffizienten 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 dabei in Wärme umgewandelt; die Temperatur der Schicht wird dadurch örtlich zunehmen, was wieder 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. Jn diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass bei
25· der obenbeschriebenen Herstellung von Kunststoffdatenträgern, die auf einer Seite mit einer optischen Struktur
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versehen sind, eine Wärme- und Druckbelastung auf das zu verarbeitende thermoplastische Material ausgeübt wird. Dies trifft vor allem bei einem Press- oder Printverfahren zu, bei dem'in einem erhitzten thermoplastischen Kunststoff unter Dimck 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 allern vielfach in denjenigen 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 Kunststoffdatenträgers, bei denen kein erhöhter Druck oder keine hohe Temperatur angewandt wird, sind in dem hergestellten Datenträger innere Spannungen vorhanden. In diesem Zusammenhang sei auf die deutsche Patentanmeldung P 27 hh ^79·7 der Anmelderin verwiesen. Bei dem darin beschriebenen Verfahren wird von einem mit Licht, wie Ultraviolettlicht, härtbaren flüssigen Lack ausgegangen, der über die datentragende Oberfläche einer Metallmatrize verbreitet wird. Eine Platte aus transpa-' rentem Kunststoff wird dann über den Lack angebracht, wonach der Lack über die Kunststoffplatte belichtet, gehärtet und schliesslich das Gebilde der Kunststoffplatte und der mit dieser verbundenen die Daten enthal-
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— )*> —
tenden 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 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 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 Struktur 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 nach der Erfindung 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
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Datenträger und insbesondere dessen optische Struktur wird also auch nicht angeheizt, so dass keine inneren Spannungen ausgelöst werden.
Ausser den obenbeschriebenen mikrostrukturierten Kräften treten auch makrostrukturierte Kräfte auf, die über eine grössere Oberfläche des Kunststoffdatenträgers wirksam sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Kräfte, die der Meinung der Anmelderin nach 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 gleichmassige Verschiebung des Objektivs innerhalb der Tiefenschärfe, die einige Mikrons beträgt, halten kann. Bei einem starken Krummziehen übei" einen kleineren Abstand kann das Objektiv dei- sich ändernden Lage der optischen Struktur beim Auslesen nicht mehr folgen und ist der Datenträger nicht mehr optisch auslesbar.
Die nach der Erfindung verwendete flache versteifende wärmeleitende Platte kann die vorp- ■ ten Kräfte absorbieren, ohne dass die Platte ~· .si- wLrd.
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Eine 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 nun 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
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makrostruktur!erten Kräfte, die in den zu beiden Sexten der flachen Platte liegenden Datenträgern auftreten können, sich wenigstens teilweise ausgleichen. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass Dauerversuche unter ex— tremen atmosphärischen Bedingungen ergeben haben, dass eine derartige Datenscheibe völlig flach bleibt,, wenn eine verhältnismässig dünne "Aluminiumplatte von 0,5 nun darin verwendet wird..
Das bei dem erfindungsgemässen Verfahren · angewandte Haftmittel ist von einem üblichen Typ, wie z.B. ein Zweikömponentenkleber. In einer günstigen Aus— führungsform wird ein mit Strahlung härtbarer Lack, wie z.B. ein mit TJltraviolettlicht härtbarer Lack auf Basis von Acrylsäureestern, verwendet. Der dünnflüssige Lack kann leicht z.B. mittels einere Sprühverfahrens oder eines Zentrifugierverfahrens auf einer der miteinder 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 durchlässt.
Die verwendete flache versteifende wärme-
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leitende 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 2 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 rechteckförmig und besteht aus Blöcken 3 mit Zwischengebieten 4, deren Abmessungen in der Grössenordmmg von 1 /um liegen. Die optische Struktur 2 ist mit einer aufgedampften Strahlungsreflektierenden Aluminiumschicht 5 abgedeckt,
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die etwa 300 S. ddkjk ist. ...
Der Datenträger 1 wird auf der Seite der optischen Struktur mit einer 0,5 mm dicken Aluminiumplatte 6 (Pig. 2) unter Verwendung einer nicht dargestellten Schicht aus einem Haftmittel, wie einem Zweikomponentenkleber, versehen.
Die erhaltene Datenscheibe ist in Pig. 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 bezeichnet, die auf beiden Seiten mit einem Kunststoffdatenträger 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 abgedeckt 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.
Die Dicke (etwa 1 mm) der Kunststoffdatenträger 1 (Figuren 1,2) und 8,9 (Fig. 3) ist reichlich genügend, um.etwa auf der Oberfläche vorliandenr· ...üb— teilchen oder Kratzer ausserhalb der Tief ι,έΐιί ο des
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nicht dargestellten Objektivs zu halten, das den Auslesestrahl auf die optischen Strukturen 2 (Figuren 1,2) und 10,11 (Fig. 3) fokussiert.
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Claims (2)

  1. ΪΙΛ'ν iViii^-S' '-■>'.^ν^ύ^'^Π, ΕίΠΠϋΰΥΐίί PHN, 8S97.
    - ·. : 2039395 25-5-
    ' PATENTANSPRUC H E .
    ti Verfahren zur Herstellung &iner optisch
    auslesbaren Datenscheibe, .bei dem ein Datenträger aus transparentem Kunststoff, der auf einer Seite eine straJilungsreflektierende optische Struktur enthältI; auf äer- Seite der optischen Struktur mit einer mit . Hülfe eines Haftmittels mit ihr verbundenen .Abdeckplatte \rerseiten wird, .dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte eine flache versteif ende-»wärmeleitende Platte ist,,, die aus anorganischem'Material hergestellt und über den ganzen Umfang mit dem Datenträger verbunden ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadmrch gekennzeichnet, dass die flache Platte, eine Metallplatte oder eine Glasplatte mit einer Dicke von 0,2 bis 2 mm ist. 3;» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-
    zeichnetv dass die flache Platte eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 0,3 bis 1,3 nun ist,
    &.> Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet r dass die von dem Dateiiiferäger abgekehrte Seite der-flachen Platte mit" einem: zweiten !Datenträger aus transparentem Kunststoff versehen wird, dier eine auf einer Seite angebrachte strahlungsr-eflektierende 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 wxrdi«,
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    ORIGINAL INSPECTED
    ΡΗ5Γ. 8897►
    -ι-
    25-5--
    5« Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g-elcenn—
    zeichnet, dass als Haftmittel ein diircih Strahlung härtbarer Laclc verwendet wird.
    6Γ« Optisch auslesbare Datenscheibe, die
    durch Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche T bis 5 hergestellt ist. . ·
    90 9813708t\
DE19782839395 1977-09-16 1978-09-11 Verfahren zur herstellung einer optisch auslesbaren datenscheibe unter verwendung einer flachen versteifenden waermeleitenden platte aus anorganischem material Pending DE2839395A1 (de)

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