DE3038533A1 - Aufzeichnungstraeger - Google Patents

Aufzeichnungstraeger

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DE3038533A1 DE19803038533 DE3038533A DE3038533A1 DE 3038533 A1 DE3038533 A1 DE 3038533A1 DE 19803038533 DE19803038533 DE 19803038533 DE 3038533 A DE3038533 A DE 3038533A DE 3038533 A1 DE3038533 A1 DE 3038533A1
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Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeihnungsträger für ein mit Licht vorgegebener Wellenlänge arbeitendes, optisches Speicher-Auslese-System mit einer Licht dieser vorgegebenen Wellenlänge reflektierenden Schicht mit einer mehr als 10 Nanometer dicken, für das Licht dieser vorgegebenen Wellenlänge durchlässigen Schicht auf der reflektierenden Schicht und mit einer das Licht dieser vorgegebenen Wellenlänge absorbierenden Schicht auf der durchläisigen Schicht, die aus einem bei mindestens 3000C unterhalb des Schmelzpunktes des Materials der absorbierenden Schicht schmelzenden, sublimierenden und/oder zerfallenden Material besteht. Sie bezieht sich ferner auf einen Aufzeichnungsträger mit in einer Spur gespeicherter Information sowie auf ein Verfahren zum Vervielfältigen einer auf dem optischen Aufzeichnungsträger mit Hilfe eines modulierten Lichtstrahls vorgegebener Wellenlänge gespeicherten Information.
In der US-PS 40 97 895 wird ein sogenannter Ablöse-Aufzeichnungsträger beschrieben, der aus mit einer Schicht aus lichtabsorbierendem, organischem Material bedecktem lichtreflektierendem Material besteht, Mit Hilfe eines auf den Aufzeichnungsträger gerichteten, fokussierten, modulierten Lichtstrahls, z.B. des Lichtstrahls eines Argon-Ionen-Lasers, kann die das Licht absorbierende Schicht örtlich verdampft oder abgelöst werden, so daß eine Öffnung mit darin freigelegtem lichtreflektierendem Material in der Schicht entsteht. Die Dicke der lichtabsorbierenden Schicht wird so gewählt, daß die Reflektivität des Aufzeichnungsträgers vermindert wird.
Es ist ferner ein verbesserter, optischer Ablöse-Aufzeichnungsträger mit einer Dreifachschicht vorgeschlagen worden (vergleiche DE-OS 27 57 737). Die Dreifachschicht besteht aus
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einem lichtreflektierenden Material, einer darauf liegenden Schicht aus einem für das jeweilige Licht durchlässigen Material und einer auf der durchlässigen Schicht liegenden Schicht aus einem das Licht lichtabsorbierenden Material. Die Dicke der lichtabsorbierenden Schicht wird so auf die Dicke der lichtdurchlässigen Schicht und die optischen Konstanten des lichtreflektierenden Materials sowie der durchlässigen und der absorbierenden Schichten abgestimmt, daß die optische Reflektivität des Aufzeichnungsträgers vermindert wird. Es wird dann ein maximaler Anteil des auf den Aufzeichnungsträger auftreffenden Lichtes eines fokussierten, modulierten Lichtstrahls in der lichtabsorbierenden Schicht absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt. Durch die Wärmeenergie wird die lichtabsorbierende Schicht unter Bildung je einer Öffnung bzw. eines Lochs in der Schicht abgelöst bzw. geschmolzen,, In der Öffnung wird die darunter liegende lichtreflektierende Schicht bei verbleibender lichtdurchlässiger Schicht freigelegt.
Die Reflektivität des Bereichs der Öffnung der lichtabsorbierenden Schicht ist diejenige der reflektierenden Schicht und damit wesentlich größer als die Reflektivität des umgebenden, unbelichteten Bereichs. Beim Lesen des Aufzeichnungsträgers werden die Unterschiede der Reflektivität optisch erfaßt und in ein für die gespeicherte Information repräsentatives elektrisches Signal umgewandelt.
In einer auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldung gleicher Priorität wird ein optischer Aufzeichnungsträger mit einer lichtreflektierenden, einer lichtdurchlässigen und einer lichtabsorbierenden Schicht beschrieben. Das dabei für die durchlässige Schicht verwendete Material schmilzt,
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sublimiert und/oder zerfällt bei einer mindestens 30O0C niedrigeren Temperatur als das Material der absorbierenden Schicht. Das Speichern der jeweiligen Information erfolgt entweder in Form einer oder mehrerer sowohl durch die durchlässige als auch die absorbierende Schicht hindurchgehenden Öffnungen oder in Form von in der absorbierenden Schicht gebildeten Blasen. Durch diese Art des Speicherns entsteht eine zum Vervielfältigen ausreichend ausgeprägte Topographie, so daß die gespeicherte Information ohne zusätzliche Verfahrensschritte kopiert werden kann. Mit Hilfe dieses Aufzeichnungsmechanismus wurde das Signal/Rausch-Verhalten des Aufzeichnungsträgers für auftreffende Lichtenergien in einem Bereich unmittelbar oberhalb der Aufzeichnungsschwelle verbessert.
Der Aufwand an Material und Kosten für ein optisches Aiif-Zeichnungssystem hängt stark von der zum Speichern einer Information bei annehmbarem Signal/Rausch-Verhältnis erforderlichen Lichtenergie ab» Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufzeichnungsträger und ein Verfahren zum Kopieren bzw. Vervielfältigen des Aufzeichnungsträgers zu schaffen, bei denen die zum Speichern einer Information bei annehmbarem Signal/Rausch-Verhältnis erforderliche Lichtenergie zum Vermindern der System-Kosten minimiert ist. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die durchlässige Schicht aus einem eine glatte, im wesentlichen fehlerfreie Deckschicht bildenden organischen Material besteht, und daß der Schmelzpunkt der absorbierenden Schicht oberhalb 10000C liegt. Im erfindungsgemäßen Aufnähmeträger wird eine Information in Form von Blasen in der lichtabsorbierenden Schicht gespeichert.
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Die für das Licht durchlässige Schicht kann erfindungsgemäß etwa 10 bis 500 Nanometer, vorzugsweise etwa 30 bis 100 Nanometer, dick sein und aus Fluorkohlenstoff- oder Kohlenwasser stoff polymeren bestehen. Insbesondere, wenn die durchlässige Schicht aus diesen Materialien zusammengesetzt ist, sollte die lichtabsorbierende Schicht aus Titan, vorzugsweise mit einer Schichtdicke von etwa 2 bis 25 Nanometern, hergestellt sein.
Gemäß weiterer Erfindung wird ein Verfahren zum unmittelbaren, doh. zusätzliche Verfahrensschritte nicht erfordernden Vervielfältigen der in Form von topographischen Merkmalen des Aufzeichnungsträgers gespeicherten Informationen vorgeschlagen ο Bei diesem Verfahren wird die aus beispielsweise einer Spur mit einer in der absorbierenden Schicht gebildeten Folge von Blasen mit jeweils der Information entsprechender Länge und/oder entsprechendem Abstand der Einzel-Blasen bestehenden Topologie des Aufzeichnungsträgers zunächst mit Hilfe eines modulierten Lichtstrahls hergestellt. Alsdann wird die die Blasen enthaltende, freiliegende Oberfläche mit einer leitenden, konformen Kontaktschicht bedeckt. Es folgt das Aufbringen einer Masterschicht bzw. Kopierschicht einer ihr zusammen mit der Kontaktschicht selbsttragende Eigenschaften verleihenden Dicke auf die Kontaktschicht und das Abziehen der Masterschicht mit anhaftender Kontaktschicht von dem Aufzeichnungsträger, wodurch eine zum Vervielfältigen der Topologie des Aufzeichnungsträgers geeignete Matrize entsteht» Die Kontaktschicht kann beispielsweise aus Gold, Kupfer oder Nickel bestehen, während die Masterschicht insbesondere aus Kupfer oder Nickel herzustellen ist.
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Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen optischen Aufzeichnungsträger ;
Figo 2 einen Schnitt durch einen optischen Aufzeichnungsträger mit in der licht abs or "bier enden Schicht in Form von Blasen gespeicherter Information;
Fig., 3 ein Diagramm mit gegenübergestelltem Signal/Rauschspannungs-Verhalten (SNR in dB) beim Abspielen von erfindungsgemäßen und bekannten Aufzeichnungsträgern als Funktion der auf die Aufzeichnungsträger auftreffenden Lichtenergie (in mW); und
Fig. 4 ein Diagramm mit gegenübergestelltem Signal/R^ischspannungs-Verhalten (SNR in dB) eines erfindungsgemäßen und eines bekannten Aufzeichnungsträgers als Funktion der auf die Aufzeichnungsträger auftreffenden Lichtenergie (mW).
Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen, insgesamt mit 10 bezeichneten Aufzeichnungsträgers, bestehend aus einem Substrat 12 mit Oberfläche 14, einer lichtreflektierenden Schicht 16 mit Oberfläche 18 auf der Oberfläche des Substrats 12, einer lichtdurchlässigen Schicht 20 mit Oberfläche 22 auf der Oberfläche der reflektierenden Schicht 16 und einer lichtabsorbierenden Schicht 24 mit Oberfläche 26 auf der Oberfläche 22 der durchlässigen Schicht 20o
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Fig. 2 zeigt einen schematisch, dargestellten Querschnitt eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers 50 mit gespeicherter Information. Die Schichten sind im wesentlichen ebenso wie in Fig. 1 bezeichnet. Die Information wurde in Form einer Folge von Blasen 54 in der lichtabsorbierenden Schicht 24 aufgezeichnet. Normalerweise wird die Information durch Änderung der Länge der Blasen 54 und der unbelichteten Bereiche 52 zwischen je zwei Blasen 54 in Längsrichtung einer Spur aufgenommene Die Länge der Blasen 54 wird durch die Länge der Zeit, während der der Aufzeichnungsträger dem aufzeichnenden Lichtstrahl ausgesetzt wird, sowie durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der der Aufzeichnungsträger durch die Brennebene des aufzeichnenden Lichtstrahls bewegt wird.
Das Substrat 12 kann aus Glas oder Kunststoff, zum Beispiel Polyvinylchlorid, normalerweise in Form einer Scheibe, hergestellt werden. Das Substrat läßt sich aber auch aus anderem Material, zum Beispiel Aluminium, herstellen, welches das Licht der aufzeichnenden Wellenlänge reflektiert, so daß die Funktion des Substrats 12 und der lichtreflektierenden Schicht 14 kombiniert werden. Wenn ein Substrat verwendet wird, muß es nur so dick sein, daß es den Rest der Struktur stabilisierend tragen kann.
Da jede Rauhigkeit der Oberfläche 14 des Substrats im Maßstab des Durchmessers des fokussierten Lichtstrahls beim Lesen im Signalkanal ein Rauschen verursacht, kann es zweckmäßig sein, eine nicht konforme Schicht aus einem Kunststoff, zum Beispiel einem Epoxy-Harz, vor dem Bilden der lichtreflektierenden Schicht 16 auf der Oberfläche 14 herzustellen. Durch eine solche Zusatzschicht wird eine mikroskopisch glatte Oberfläche erzeugt und demgemäß die Rauschursache beseitigte
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Die Schicht 16 reflektiert einen wesentlichen Teil des auftreffenden Lichtes mit Aufzeichnungswellenlänge und wird in typischen Fällen aus einem Metall mit hoher Reflektivität , zum Beispiel Aluminium oder Gold, hergestellt. Vorzugsweise soll die lichtreflektierende Schicht mindestens 50% des auftreffenden Lichts zurückwerfen. Die vorzugsweise etwa 30 bis 50 Nanometer dicke, reflektierende Schicht 16 kann beispielsweise durch eine Vakuum-Aufdampftechnik auf die Oberfläche'14 des Substrats 12 niedergeschlagen werden.
Die Erfindung liegt in der Verwendung organischer Materialien,
a) welche bei den Aufzeichnungs- und Lese-Wellenlängen im wesentlichen transparent sind;
b) welche durch Aufdampfen, Sprühbeschichten oder Glimmentladung auf die lichtreflektierende Schicht als glatte, im wesentlichen fehlerfreie Beschichtung aufzubringen sind; und
c) welche als mit einer lichtabsorbierenden Schicht 24 hohen Schmelzpunkts kombinierte lichtdurchlässige Schicht 20 vorzugsweise mindestens 3000C unterhalb des Schmelzpunkts der lichtabsorbierenden Schicht schmilzt, sublimiert und/oder zerfällt.
Es wäre zu erwarten gewesen, daß die Verwendung eines organischen Materials zu einer Verminderung der zum Aufzeichnen erforderlichen Schwellenenergie verglichen mit den Verhältnissen bei Verwendung eines anorganischen Materials, zum
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Beispiel Siliziumdioxid oder Magnesiumfluorid, um etwa den Faktor 2 führen würde, weil das organische Material ein geringeres thermisches Diffusionsvermögen als das anorganische Material besitzt. Dieses Resultat ergab sich tatsächlich für den Fall eines Aufzeichnungsträgers mit einem organischen Material als durchlässige Schicht und einem bei einer niedrigen Temperatur schmelzenden Material, zum Beispiel Tellur, als absorbierende Schicht.
Wenn jedoch erfindungsgemäß die absorbierende Schicht aus einem bei hoher Temperatur schmelzenden Material, wie zum Beispiel Titan, hergestellt wird, ergibt sich eine Verminderung der zum Aufzeichnen erforderlichen Schwellenenergie um einen Faktor in der Größenordnung von 4. Für das Signal/Rauschspannungs-Verhältnis von unmittelbar oberhalb der Schwellenenergie liegenden Aufzeichnungsenergien wurde ein schnelles Ansteigen der Leistungsfähigkeit des Aufzeichnungsträgers festgestellt,, Dieses Resultat führt dazu, wie anhand der Beispiele gezeigt werden wird, daß bei einem Aufzeichnungsträger mit einem bei hoher Temperatur schmelzenden Material, wie Titan, als absorbierende Schicht und einem passenden Organischen Material als durchlässige Schicht eine um den Faktor 5 bis 6 geringere auf die jeweilige Scheibe auftreffende Lichtenergie benötigt wird, wenn ein Signal-Rauschspannungs-Verhältnis von mehr als 40 dB beim Auslesen erhalten werden soll. Diese Ergebnisse waren nicht zu erwarten.
Die erfindungsgemäße lichtdurchlässige Schicht kann beispielsweise aus polymerisierten Kohlenwasserstoffen, Fluorkohlenstoffen und Chlorkohlenstoffen sowie thermoplastischen Kunstharzen und Monomeren, z.B. Saccharosebenzoat und Saccharoseoktoazetat, bestehen.
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Die Untersuchung aufgenommener Informationsspuren mit Hilfe eines Abtast-Elektronenmikroskops zeigt, daß in der lichtabsor-Merenden Schicht Blasen gebildet werden, wenn diese Schicht aus einem im Vergleich zu dem bei niedriger Temperatur schmelzenden Material hahschmelzenden Material besteht.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß bei Zerfallen oder Sublimieren des die lichtdurchlässige Schicht bildenden organischen Materials vor dem Schmelzen der lichtabsorbierenden Schicht der Druck des eingeschlossenen Gases 56 zum Bilden jeweils einer Blase in der absorbierenden Schicht führt. ¥enn die absorbierende Schicht jedoch vor dem Zerfallen oder Sublimieren der durchlässigen Schicht schmilzt, entsteht in der absorbierenden Schicht eher ein Loch als eine Blase. Im erstgenannten Fall ergibt sich eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit daraus, daß für die absorbierende Schicht ein Schmelzen nicht erforderlich ist.
Die bevorzugte Dicke der lichtdurchlässigen Schicht ist demgemäß ein Kompromiß zwischen dem für eine verminderte Reflektivität des Aufzeichnungsträgers als Ganzes erforderlichen Betrag und dem Wert, der aus thermischen Gründen zum Zerfallen oder Sublimieren der lichtdurchlässigen Schicht erforderlich isto In diesem Sinne sind Dicken der durchlässigen Schicht zwischen etwa 10 und etwa 500 Nanometern, vorzugsweise zwischen etwa 30 und 100 Nanometern, vorteilhaft.
Die lichtabsorbierende Schicht 24 wird aus einem Material hergestellt, das Licht der Aufzeichnungswellenlänge absorbiert und einen beträchtlich oberhalb der Zerfalls- oder Sublimationstemperatur des die lichtdurchlässige Schicht bildenden Materials liegende Schmelzpumkt aufweist„ Geeignete Materialien
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besitzen einen Schmelzpunkt oberhalb 100O0C. Bevorzugt werden Materialien mit einem Schmelzpunkt oberhalb etwa 14OO°C. Verwendet werden können beispielsweise Titan, Platin, Rhodium, Gold, Nickel, Chrom, Mangan oder Vanadium. Diese Materialien können in üblicher Weise aufgedampft oder durch Elektronenstrahl-Verdampfung niedergeschlagen werden. Als Dicke für die absorbierende Schicht sind Werte zwischen 2 und 25 Nanometer brauchbar. Wenn einige dieser Materialien dem Einfluß der Atmosphäre ausgesetzt werden, oxidieren sie teilweise, so daß die resultierende absorbierende Schicht dünner ist als die ursprünglich niedergeschlagene Schicht.
Diesem Effekt kann entgegengewirkt werden, indem die absorbierende Schicht von vornherein um soviel dicker als gewünscht hergestellt wird, daß die nachfolgende Oxidation zu einer Schichtdicke des gewünschten Wertes führt. Die diskutierten und in den Ansprüchen angegebenen Dicken der absorbierenden Schicht geben die bevorzugten Werte an.
Um evtl. durch aus dem Umfeld auf die Oberfläche niedergeschlagenen Staub verursachte Signalfehler auszuschließen oder zumindest zu vermindern, kann ein etwa 0,05 bis 1 mm dicker Schutzüberzug auf die lichtabsorbierende Schicht aufgebracht werden. Auf der Außenfläche der Schutzschicht liegende Staubteilchen befinden sich soweit weg von der Brennebene des optischen Systems, daß ihre Wirkung auf das Aufzeichnen oder Lesen der Information erheblich herabgesetzt ist. Ein dafür brauchbares Material ist Silikonharz. Ein solcher Überzug wird jedoch nicht benutzt, wenn die gespeicherte Iformation vervielfältigt werden soll.
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Das anhand von Fig. 2 erläuterte Aufzeichnungsverfahren unterscheidet sich erheblich vom Stand der Technik. Bisher verwendete Aufzeichnungsträger enthalten vorzugsweise eine lichtreflektierende Schicht aus Aluminium, eine lichtdurchlässige Schicht aus Siliziumdioxid und eine lichtabsorMerende Schicht aus Titan oder Tellur0 Die jeweilige Information wird dabei in Form von Öffnungen lediglich in der absorbierenden Schicht gespeichert.
Die durch Verwendung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers verbesserten Aufzeichnungsschwellen und Lese-Leistungsfähigkeiten bei unmittelbar oberhalb der Schwelle liegenden Auf ze i chnungs ene r g.ien führen zu beträchtlichen Vorteilen für das optische Aufzeichnungssystem. Zunächst kann der erfindungsgemäße Aufzeichnungsträger in einem optischen Aufzeichnungssystem angewendet werden, das mit einem unmittelbar modulierten, Festkörper-Injektionslaser als Lichtquelle arbeitet. Demgegenüber sind für frühere Titan enthaltende Aufzeichnungsträger große Hochleistungs-Laser, zum Beispiel Argon-Ionen-Laser, und ein besonderer Lichtstrahl-Modulator erforderlich, wodurch die Kosten, der Raumbedarf und die Kompliziertheit des optischen Aufnahmesystems relativ groß waren„
Es wurden erfindunggjpmäße Aufzeichnungsträger in Form von Scheiben durch Speichern einer Video-Information mit einer Signalbandbreite von O bis etwa 4,2 Megahertz untersucht, die auf einem frequenzmodulierten Träger mit einer Abweichung von etwa 7 bis 10 Megahertz codiert waren. Die Qualität der unter Verwendung eines modulierten Argon-Ionen-Lasers hergestellten Aufnahmen wurde durch Messen des Signal-Rauschspannungs-Verhältnisses SNR (dB) der gelesenen Video-Informationen als Funktion der auf die Scheibe auftreffenden Lichtleistung (mW) berechnet.
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Das Signal-Rauschspannungs-Verhältnis wird bei der Wiedergabe bestimmt durch das Verhältnis des Spitze-zu-Spitze-Video-Signals zum mittleren quadratischen Rauschpegel der eresamten Video-Bandbreite. Letztere wird mit dem von der Firma Tektronix Corp., Beaverton, Oregon, vertriebenen Grundgeräusch-Meßgerät »Modell 1430" gemessene
Beispiel 1
In Fig. 3 wird anhand der Kurve Ti/GDT 52,5 mn/Al das Aufnahmeverhalten eines aus einer lichtreflektierenden Aluminiumschicht (Al), einer lichtdurchlässigen, polymeren Fluorkohlenstoff-Schicht (GDT) von etwa 52,5 Nanometer Dicke auf der lichtreflektjarenden Schicht und einer lichtabsorbierenden Titanschicht (Ti) von etwa 7 Nanometer Dicke gebildeten Aufzeichnungsträgers dargestellt. In Figo 3 wird auch das Aufnahmeverhalten von bis auf die Verwendung von Siliziumdioxid (SiOp) oder Magnesiumfluorid (MgF2) als lichtdurchlässige Schicht ähnlichen Aufzeichnungsmedien dargestellt.
Der Fluorkohlenstoff ist ein stark quervernetztes Polymer, das durch Plasma-Polymerisation von 1,3-Perfluorodimethylcyclohexan auf eine Scheibe niederzuschlagen ist. Die Scheibe wurde zwischen zwei Elektroden rotiert, zwischen denen eine Glimmentladung gezündet wurde. Das Magnetfeld im Bereich der Elektroden wurde für die Glimmentladung genutzt. Während des Niederschiagens wurde in einem Stickstoff-Trägergas kontinuierlich 1,3-Perfluorodimethylcyclohexans in die Entladungszone geleitet.
Auf dieser Scheibe wurde in oben angegebener Weise eine Information gespeichert. Die Schwelle der Aufzeichnungsleistung der mit einer durchlässigen Fluorkohlenstoffschicht versehenen
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Scheibe betrug etwa 1,5 Milliwatt für die auftreffende Lichtleistung. Zum Vergleich sei darauf hingewiesen, daß die Schwellenleistung bei einer Scheibe mit einer durchlässigen Siliziumdioxid-Schicht 7 Milliwatt und bei einer Scheibe mit einer durchlässigen Magnesiumfluorid-Schicht 6 Milliwatt beträgt. Es ergab sich demgemäß eine gegenüber dem Stand der Technik um den Faktor 4 verminderte Schwellenleistung für die Aufzeichnung.
Die zum Erreichen eines Signal-Rauschspannungsverhältnisses von mehr als 40 dB erforderliche Lichtleistung betrug bei einer Scheibe mit einer durchlässigen Fluorkohlenstoffschicht 1,8 Milliwatt, während die entsprechenden Werte bei durchlässigen Magnesiumfluorid- bzw0 Siliziumdioxid-Schichten 9 und 15 Milliwatt betrugen. Die Leistungsfähigkeit des Aufzeichnungsträgers mit einer durchlässigen Fluorkohlenstoff schicht liegt also, unter der Voraussetzung eines 40-dB-Signal-Rauschspannungsverhältnisses als Kriterium für eine akzeptable Leistung, mindestens um den Faktor 5 über den Werten bekannter Aufzeichnungsträger„
Beispiel 2
In Fig. 3 wird anhand der Kurve Ti/GDA 50 mn/Al auch das Aufnahmeverhalten eines Aufzeichnungsträgers mit einer lichtreflektierenden Aluminiumschicht (Al), einer lichtdurchlässigen Kohlenwasserstoff-Schicht (GDA) von 50 Nanometern Dicke und einer lichtabsorbierenden Titan-Schicht (Ti) von 7 Manometern Dicke angegeben.
Die durchlässige, polymere Kohlenwasserstoff-Schicht wurde mit derselben Glimmentladungstechnik wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde das 1,3-Perfluorodimethylcyclohexan durch Azetylen ersetzte
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Auf dieser Scheibe wurde eine Information wie oben angegeben gespeichert. Die Schwellenleistung zum Aufzeichnen wurde mit 2,1 Milliwatt bestimmt. Die zum Erreichen eines Signal-Rauschspannungsverhältnisses von 40 dB erforderliche, auftreffende Leistung betrug 2,5 Milliwatt«, Die Schwellenleistung zur Aufnahme liegt mindestens um den Faktor 3 unterhalb der Werte bekannter Aufzeichnungsträger, während die zum Erreichen eines 40-dB-Signal-Rauschspannungsverhältnisses erforderliche AuftreffIeistung mindestens um den Faktor 4 kleiner als bisher üblich ist0
Beispiel 3
Anhand von Fig. 4 wird das Aufnähmeverhalten eines Aufzeichnungsträgers mit einer lichtreflektierenden Aluminiumschicht (Al), einer lichtdurchlässigen Schicht aus PoIy-(OC-Me thylstyr öl) von 45 Nanometer Dicke und einer lichtabsorbierenden Titan-Schicht (Ti) von 7 Nanometern Dicke erläutert„
In dieser Figur wird auch das Aufnahmeverhalten eines Aufzeichnungsträgers mit einer lichtdurchlässigen Siliziumdioxid-Schicht von wiederum 54 Nanometern Dicke dargestellt.
Das Poly(ü£-Methylstyrol) wurde durch Schleuder-Beschichten einer Scheibe bei 450 Umdrehungen pro Minute aus einer Lösung von 1,3 Gew. % Poly(C*:-Methylstyrol) in Toluol auf die lichtreflektierende Schicht niedergeschlagen.
Auf dieser Scheibe wurde in oben angegebener Weise eine Information gespeichert. Es wurden eine Schwellenleistung von 1,7 Milliwatt und eine AufnahmeIeistung von 2,2 Milliwatt
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zum Erreichen eines 40-dB-Signal-Rauschspannungsverhältnisses gemessen. Diese Ergebnisse sind ähnlich denjenigen von durchlässigen Fluorkohlenstoff- und Kohlenwasserstoff-Schichten und niedriger als diejenigen bekannter Aufzeichnungsträger.
Beispiel 4
Eine Verminderung der Aufnahme-Schwellenleistung um den Faktor 2 ist zu erwarten, wenn eine lichtdurchlässige Siliziumdioxidschicht durch ein organisches Material ersetzt wird, weil das thermische Diffusionsvermögen des organischen Materials etwa um den Faktor 6 niedriger ist als dasjenige von Siliziumdioxid. Es wurden zwei Scheiben mit absorbierender Tellur-Schicht vorbereitet; die erste Scheibe besaß eine durchlässige Siliziumdioxid-Schicht und die zweite eine entsprechend den Angaben von Beispiel 1 hergestellte durchlässige Fluorkohlenstoff-Schicht. Die Schwellenleistung der Aufzeichnung wurde mit 2 Milliwatt für die Platte mit durchlässiger Siliziumdioxid-Schicht und mit 1 Milliwatt für die Platte mit durchlässiger Fluorkohlenstoff-Schicht bestimmt. Dieses Ergebnis ist vereinbar mit dem herabgesetzten thermischen Diffusionsvermögen.
Das vorstehende Experiment wurde unter Verwendung von Titan anstelle von Tellur für die absorbierende Schicht wiederholt. In diesem Fall betrug die Schwellenleistung bei der Platte mit durchlässiger Siliziumdioxid-Schicht 7 Milliwatt und bei der Platte mit durchlässiger Fluorkohlenstoff-SchiGht 1,7 Milliwatt. Das bedeutet also eine Verminderung der Schwellenleistung um den Faktor 4, das ist um einen Faktor 2 größer als erwartet.
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Die Untersuchung der Tellur- und Titan-Scheiben mit einem Abtast-Elektronen-Mikroskop zeigte, daß die absorbierende Tellur-Schicht in beiden Fällen an den vom Licht getroffenen Stellen unter Bildung von Öffnungen geschmolzen w?.r. Die absorbierende Titan-Schicht verhielt sich anders0 Bei Leistungen von weniger als etwa 4 Milliwatt schmolz sie bei Verwendung von Siliziumdioxid als durchlässige Schicht, bildete aber Blasen bei Verwendung von Fluorkohlenstoff als durchlässige Schicht. Die unerwartete Verbesserung der Aufnahme-Schwellenleistung ist das Ergebnis des erfindungsgemäß geschaffenen AufZeichnungsmechanismuso
In dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger werden Informationen so gespeichert, daß sich an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers eine ausreichend große Höhenunterschiede aufweisende Topographie ergibt, die zum Herstellen von Doppeln bzwo zum Vervielfältigen geeignet ist« Von der auf erfindungsgemäße Weise gespeicherten Information können daher mit Hilfe von Standardverfahren Abzüge bzw. Kopien hergestellt werden.
Nach der Aufnahme der Information wird auf der Oberfläche des Informationsträgers eine Deckschicht gebildet. Die Deckschicht kann durch Aufdampfen von Metallen, zum Beispiel von Gold oder Kupfer oder durch stromloses Aufgalvanisieren eines Metalls, wie Nickel, erfolgen,, Die hergestellte Deckschicht soll eine elektrisch leitende, nadellochfreie, konforme Schicht bilden. In typischen Fällen kann diese Schicht etwa 30 bis 120 Nanometer dick sein.
Anschließend wird eine Masterschicht, zum Beispiel durch Galvanisieren, auf der Deckschicht gebildet. Bevorzugt wird dabei eine Schicht aus Nickel oder Kupfer, zweckmäßig mit einer Dicke
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von etwa 200 Ms 300 Mikrometern, so daß sich eine selbsttragende und spannungsfreie Schicht auf der Deckschicht ergibt.
Die Masberschicht wird dann mit anhaftender Deckschicht von dem Aufzeichnungsträger getrennt, wodurch eine Metall-Nachbildung bzw. ein Metall-Abdruck der gespeicherten Information entsteht, die bzw0 der eine zum Herstellen von Kopien der gespeicherten Information geeignete Topographie besitzt.
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Claims (1)

  1. Dn.-Ing. Reimar König - Dip!.-Ing. Klaus Bergen Cecilienallee 76 Λ Düsseldorf 3D Telefon 45 2ÜDB Patentan\
    10.Oktober 1980 33 664 B
    RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, Mew York, N.Y0 10020 (V.St.A0)
    "Aufzeichnungsträger"
    Patentansprüche:
    1., Aufzeichnungsträger für ein mit Licht vorgegebener Wellenlänge arbeitendes, optisches Speicher-Auslese-System mit einer Licht dieser Wellenlänge reflektierenden Schicht, mit einer mehr als 10 Nanometer dicken, für das Licht dieser Wellenlänge durchlässigen Schicht auf der reflektierenden Schicht und mit einer Licht dieser Wellenlänge absorbierenden Schicht auf der durchlässigen Schicht, die aus einem bei mindestens 3000C unterhalb des Schmelzpunktes des Materials der absorbierenden Schicht schmelzenden, sublimierenden und/oder zerfallenden Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Schicht (20) aus einem eine glatte, im wesentlichen fehlerfreie Deckschicht bildenden organischen Material besteht, und daß der Schmelzpunkt der absorbierenden Schicht (24) oberhalb tausend Grad Celsius liegt„
    Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die lichtdurchlässige Schicht (20) zwischen etwa 10 und 500 Nanometer, vorzugsweise zwischen etwa 30 und 100 Nanometer, dick ist0
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    3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die lichtdurchlässige Schicht (20) aus Fluorkohlenstoff- oder Kohlenwasserstoff polymeren besteht.
    4. Träger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht (24) etwa 2 bis 25 Nanometer dick ist.
    5. Träger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht (24) aus Titan, Platin,, Rhodium, Gold, Nickel, Chrom, Mangan oder Vanadium besteht.
    6. Träger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt der absorbierenden Schicht (24) oberhalb von 14000C liegt,
    7a Träger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Schicht (20) aus Fluorkohlenstoff- oder Kohlenwasserstoffpolymeren und die absorbierende Schicht (24) aus Titan bestehta
    8. Träger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7', gekennzeichnet durch eine Informationsspur in der absorbierenden Schicht (24).
    9. Träger mit in einer Spur gespeicherter Information nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Information aus einer Folge von Blasen (56) in der
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    ο η ο ■■ 3 UO'
    lichtabsorbierenden Schicht (24) besteht, wobei die Länge und/oder der gegenseitige Abstand (52) aufeinanderfolgender Blasen (56) entlang der Spur die gespeicherte Information repräsentiert.
    10. Verfahren zum Vervielfältigen einer auf einem optischen Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 mit Hilfe eines modulierten Lichtstrahls vorgegebener Wellenlänge gespeicherten Information, dadurch gekennzeichnet , daß in der absorbierenden Schicht (24) mit Hilfe des modulierten Lichtstrahls eine Folge von Blasen (56) mit der Information entsprechender Länge und/oder entsprechendem gegenseitigem Abstand der Einzelblasen gebildet wird, daß die die Blasen (56) enthaltende, freigelegte Oberfläche (26) mit einer leitenden, konformen kontaktschicht bedeckt wird, daß auf die Kontaktschicht eine Masterschicht in einer ihr zusammen mit der Kontaktschicht selbsttragende Eigenschaften verleihenden Stärke bzw. Dicke aufgebracht wird, und daß die Masterschicht mit der anhaftenden Kontaktschicht vom Aufzeichnungsträger (50) abgezogen wird.
    ο Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktschicht aus Gold, Kupfer oder Nickel hergestellt wird»
    12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Masterschicht aus Kupfer oder Nickel hergestellt wird.
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