DE3125717C2

DE3125717C2 - Reflektierendes Datenspeicher- und Aufzeichungsmedium

Info

Publication number: DE3125717C2
Application number: DE3125717A
Authority: DE
Inventors: Jerome Los Altos Hills Calif. Drexler
Original assignee: DREXLER TECHNOLOGY CORP PALO ALTO CALIF US
Current assignee: DREXLER TECHNOLOGY CORP PALO ALTO CALIF US
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1985-02-14
Also published as: GB2080598B; DE3125717A1; US4319252A; GB2080598A; FR2487101A1; JPS5746337A

Abstract

Eine schützende, abnehmbare Deckplatte für ein reflektierendes optisches Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium, bei dem eine transparente Deckplatte abnehmbar über einem transparenten Überzug angeordnet ist, der sich in inniger Berührung mit dem reflektierenden Medium befindet. Eine etwas unebene Oberseite des Überzugs unterstützt die Deckplatte so, daß zwischen dem Überzug und der Deckplatte Luftspalte bis zu einer maximalen Höhe von ein Mikrometer vorhanden sind, wenn mit der Hand ein Druck auf die Deckplatte ausgeübt wird.

Description

rcndcn Schicht auf das Substrat stehen zahlreiche verschiedene Verfahren zur Verfügung. Hierzu gehört das Zerstäuben von Metalien auf dem Substrat in einer Vakuumkammer. Alternativ kann man die reflektierende Schicht als Überzug auf eine Tragschicht aufbringen, wie sie bei photographischen Filmen verwendet wird, so daß man diese Schicht mit Hilfe eines Klebers unmittelbar an dem Substrat befestigen kann. Manche reflektierenden Schichten sind elektrisch nicht leitend, da sie aus sehr feinkörnigen Metalldispersionen in einer Matrix bestehen. Der Ausdruck »reflektierend« bezeichnet hier die Tatsache, daß mindestens ein Anteil von 15% der Strahlung, mittels welcher bei dem optischen Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium Daten ausgelesen oder aufgezeichnet werden, reflektiert wird.

Es sei bemerkt, daß aus der Zeichnung weder die genauen Abmessungen der verschiedenen Schichten noch die Verhältnisse zwischen den Dickenwerten der Schichten ersichtlich sind.

Gemäß der Zeichnung kann die reflektierende Schicht 17 eine unebene Oberfläche haben, die auf einen Aufzeichnungsvorgang oder mechanische Unregelmäßigkeiten der reflektierenden Schicht zurückzuführen sein kann. Gemäß der Zeichnung ist ein sehr dünner durchsichtiger Überzug 19 auf der reflektierenden Schicht 17 angeordnet Dieser Überzug muß die Oberfläche der reflektierenden Schicht zwar vollständig überdecken, doch braucht er nur eine solche Dicke zu haben, daß die darüber angeordnete Deckplatte 21 nicht in tatsächlicher Berührung mit der reflektierenden Schicht steht Das Entstehen Newton'scher Ringe wird durch die Schaffung eines berührungslosen Raums zwischen der Deckplatte und der reflektierenden Schicht verhindert. Ein Teil dieses Raums wird durch einen Luftspalt 23 zwischen der Oberseite des Überzugs und der Unterseite der Deckplatte gebildet. Dieser Luftspalt hat eine Dicke von weniger als 1 Mikrometer, und er ist über mindestens 50% der benachbarten Fläche der durchsichtigen Schicht vorhanden. Das Vorhandensein eines solchen Luftspaltes ist auf die Unebenheit der Oberseite des durchsichtigen Überzugs 19 zurückzuführen. Die Dicke des durchsichtigen Überzugs kann zwischen 1,5 und 15 Mikrometer liegen, doch könnte man auch Überzüge von geringerer oder größerer Dicke verwenden.

Da Newton'sche Ringe nur entstehen, wenn in einem erheblichen Ausmaß eine innere Reflexion zwischen zwei ebenen Flächen auftritt, die in ungleichmäßiger Berührung miteinander gehalten werden, dienen gemäß der Erfindung der dünne durchsichtige Überzug 19 und der Luftspalt 23 dazu, die ebene Unterseite der Deckplatte 21 von der Oberseite der reflektierenden Schicht 17 getrennt zu halten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es im Gegensatz zu den bis jetzt verwendeten Lackschichten nicht erwünscht, daß der dünne durchsichtige Überzug 19 an der Deckplatte 21 haftet. Es ist erwünscht, ein Erzeugnis zu schaffen, das ausschließlich aus einem tragenden Substrat und einer auf diesem angeordneten reflektierenden Schicht besteht, die gegebenenfalls vorher aufgezeichnete Informationen enthält. Hierbei handelt es sich um Informationen, die nicht mit Hilfe eines Lasers durch Schmelzen von Material aufgezeichnet werden, sondern z. B. durch photographische oder photolithographische Aufzeichnungen oder um mit Hilfe eines physikalischen Preßvorgangs aufgezeichnete Informationen. Solche vorherigen Aufzeichnungen würden normalerweise vor dem Aufbringen des dünnen durchsichtigen Überzugs erzeugt. Danach kann man den dünnen durchsichtigen Überzug aufbringen und die Deckplatte 21 hinzufügen. Alternativ Kann man ein vollständiges Erzeugnis mit einer Deckplatte, einem dünnen durchsichtigen Überzug, einer reflektierenden Schicht und dem tragenden Substrat für die Zwecke der Aufzeichnung oder Speicherung von Daten herstellen. Im vorliegenden Fall bezeichnet der Ausdruck »transparent« eine Durchlässigkeit für die Strahlung, mittels welcher bei dem erfindungsgeniäßen optischen Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium Informationen ausgelesen oder aufgezeichnet werden. Da der dünne durchsichtige Überzug für die beim Aufzeichnen verwendete Strahlung durchlässig ist, ist eine Verwendung zum Aufzeichnen von Informationen durch den Überzug hindurch möglich. Zu diesem Zweck kann man die Strahlungsquelle, gewöhnlich einen Laserstrahl, auf die Oberfläche der reflektierenden Schicht 17 fokussieren." Soll das erfindungsgemäße optische Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium zur Herstellung von Aufzeichnungen verwendet werden, muß die Deckplatte 21 ebenfalls transparent sein.

Die Deckplatte hat in erster Linie die Aufgabe, die zur Aufzeichnung dienende reflektierende Schicht zu schützen. Zu diesem Zweck hat die Deckplatte vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,2 und 1 mm, doch könnte man bei anderen Medien auch dickere oder dünnere Deckplatten verwenden. Die Deckplatte muß eine ausreichende Dicke haben, um die auf ihrer Oberfläche vorhandenen Staubteilchen außerhalb des Brennpunktes zu halten, damit die Daten aufgezeichnet bzw. ausgelesen werden können, ohne daß eine Abdeckung durch solche Staubteilchen erfolgt. Vorzugsweise besteht die Deckplatte aus einem haltbaren Material wie Glas oder stoßfestem Kunststoff, und sie soll erneuerbar sein. Sowohl die Deckplatte als auch der dünne durchsichtige Überzug können einen Dämpfungsfarbstoff enthalten, um die reflektierende Schicht gegen unerwünschte einfallende Strahlung zu schützen.

Es stehen mehrere verschiedene Verfahren zum Aufbringen des dünnen transparenten Überzugs auf die reflektierende Fläche zur Verfügung. Gewöhnlich wird die dünne durchsichtige Schicht in Form einer Flüssigkeit aufgetragen und dann getrocknet, woraufhin sie hart wird. Der dünne transparente Überzug soll sich nicht mit der Deckplatte 21 verkleben, da es möglich sein muß, die Deckplatte zu entfernen. Als eine besonders zweckmäßige Masse zum Herstellen einer dünnen transparenten Schicht nach der Erfindung sei das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung »Transene Photomask Coating-2060« erhältliche Material genannt, das von der Transene Company, Rowley, Massachusetts, U. S. A., hergestellt wird. Dieses Material kann mit Hilfe eines Tauchverfahrens aufgebracht werden, bei dem klare Schichten mit einer Dicke von etwa 1,5 Mikrometer entstehen. Um die Schicht aus dem Transene-Material zu härten, ist eine Härtung von 30 min Dauer bei etwa 30⁰C erforderlich. Es können auch andere Materialien zum Erzeugen der dünnen durchsichtigen Überzugsschicht nach der Erfindung verwendet und unter Benutzung verschiedener Verfahren aufgebracht werden.

Als Beispiele seien die nachstehend aufgeführten Stoife genannt:

Gelatine

Polyvinylalkohol

Teilester von Polyvinylalkohol

Polyvinylpyrroliden

Acrylamid-Maleinsäuregemische
Polyamid-Säure-Gemische
Acrylamid-Acrylsäure

Dow-Corning R-4-3117 Conformal Coating (Silikon) Gemäß der Erfindung sind weitere Stoffe vorteilhaft verwendbar, solange sie die nachstehend genannten erforderlichen Eigenschaften. Die genannten wesentlichen Eigenschaften des dünnen transparenten Überzugs bleiben unverändert, d. h. der Überzug soll die ge- ίο samte reflektierende Schicht mit einer Dicke zwischen 1,5 und 15 Mikrometer überdecken, und er darf nicht chemisch mit dem Material des Substrats reagieren, d. h. er darf keine Auflösung oder Zerstörung der Haftkraft zwischen dem Substrat und der reflektierenden Schicht is herbeiführen. Ferner muß die Oberseite des durchsichtigen Überzugs etwas uneben sein, jedoch nur in einem solchen Ausmaß, daß zwischen der Deckplatte und der Oberseite des Überzugs ein Luftspalt vorhanden ist, der mindestens 50% der Oberfläche des Überzugs bedeckt, wenn mit der Hand ein Druck auf die Deckplatte ausgeübt wird, um sie in feste Anlage an der reflektierenden Fläche zu bringen. Eine solche Unebenheit entsteht bei der Herstellung auf natürliche Weise bei jedem Beschichtungsverfahren, bei dem sich der Überzug nicht mit der Deckplatte verklebt Mit anderen Worten, wenn der Überzug die Deckplatte nicht durch eine molekulare Anziehung benetzt, entsteht eine geringfügige Unebenheit

Zum Anbringen der Deckplatte stehen zahlreiche verschiedene Verfahren zur Verfügung. Wenn sich das optische Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium aus zwei voneinander abgewandten reflektierenden Schichten zusammensetzt, die auf dem gleichen Substrat oder getrennten Substraten angeordnet sind, kann man zwei Deckplatten, die beide über die Ränder der reflektierenden Schichten hinausragen, innerhalb der Flächenteile aneinander befestigen, die sich über die Ränder hinaus erstrecken. Bei diesem Verfahren benötigt man keinen Adhäsiv-Lack, um die Deckplatte an der reflektierenden Schicht zu befestigen, doch ist es wichtig, daß die Höhe des Luftspaltes auf weniger als eine Wellenlänge des zum Auslesen der Daten dienenden Strahls beschränkt wird.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß sie es ermöglicht beschädigte Deckplatten zu erneuern, und daß das Entstehen Newton'scher Ringe bei mit den Deckplatten nicht verbundenen reflektierenden optischen Datenmedien vermieden wird.

oci 5 pict

reflektierende Medium etwas geringere Werte des Refiexionsvermögens, und zwar von 19% bei 830 nm und von 22,2% bei 514 nm. Wenn eine Deckplatte aus Glas unter Druck in Berührung mit einer nicht beschichteten Probe des gleichen reflektierenden Mediums gebracht wurde, zeigten sich Newton'sche Ringe. Wurde die gleiche Deckplatte unter Druck in Berührung mit dem beschichteten reflektierenden Medium gebracht, wobei sich ein Luftspalt über mindestens 50% der Fläche erstreckte, waren keine Newton'schen Ringe zu beobachten.

50

Unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren wurde ein reflektierendes optisches Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung hergestellt Vor der Erzeugung der dünnen transparenten Schicht hatte das reflektierende Medium bei 830 nm ein Reflexionsvermögen von 27% und bei 514 nm ein solches von 36,6%. Das reflektierende Medium wurde dann in ein Bad eingebracht, das das genannte Material »Transene Photomask Coating-2060« enthielt, wodurch ein Überzug mit einer Dicke von 1,5 Mikrometer erzeugt wurde. Dieser Überzug wurde dann entsprechend den Empfehlungen des Herstellers 30 min lang bei etwa 30⁰C ausgehärtet Die Oberseite des Überzugs war etwas uneben, und der Überzug führte weder zu einer wesentlichen Benetzung der Deckplatte, noch haftete er an ihr. Nunmehr zeigte das beschichtete Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 hindert wird. Patentansprüche: Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maß-

1. Reflektierendes Datenspeicher- und -Aufzeich- nahmen gelöst Bei dem im Anspruch t gekennzeichnenungsmedium, mit einer reflektierenden Datenflä- 5 ten Aufbau ergibt sich eine Art Laminat-Struktur, bei ehe, auf welche mittels eines auf diese Datenfläche der eine die reflektierende Datenfläche schützende fokussierten Lichtstrahls zugegriffen wird, und einer Schicht mit unebener Oberfläche die 3ildung hierzu im Abstand liegenden transparenten Deck- Newton'scher Ringe an der Grenzfläche zwischen ihr platte, wobei zwischen der Deckplatte und der Da- und der reflektierenden Schicht verhindert Physikalisch tenfläche ein Luftspalt vorhanden ist dadurch io gesehen wirkt diese Schicht als Abstandhalter, der den gekennzeichnet, daß ganzflächig auf der re- Berührungsbereich zwischen reflektierender Oberfläflektierenden Datenfläche (17) ein durchsichtiger ehe und Deckplatte aus dem Fokuspunkt an der reflek-Überzug (19) vorhanden ist, der in inniger Beruh- tierenden Datenfläche heraus verschiebt Damit ist es rung mit der Datenfläche (17) steht wobei der Über- möglich, den gewünschten Effekt auch bei dünnen, flexizug (19) eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 15 μπι hat is bier Filmen zu erhalten, was bei den bekannten Anord- und eine mikroskopisch wellige transparente Ober- nungen nicht möglich ist

seite aufweist die in Berührung mit der transparen- Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei der erfindungs-

ten Deckplatte steht wobei die wellige Oberseite gemäßen Anordnung Newton'sche Ringe keinesfalls des Überzugs zusammen mit der Deckplatte Luft- vollständig beseitigt werden, wie das bei den bekannten spalte (23) abgrenzt die sich über mindestens 50% 20 Anordnungen angestrebt wurde. Es werden nämlich bei der Oberseite des Überzugs erstrecken, und wobei der erfindungsgemäßen Anordnung Newton'sche Ringe die Luftspalte unter einem mit der Hand auf die an einer Kontaktstelle der Deckplatte mit dem erfin-Deckplatte aufgebrachten Druck eine maximale dungsgemäß vorgesehenen Überzug zugelassen, dafür Dicke von 1 μπι haben. werden aber Newton'sche Ringe an der reflektierenden

2. Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium 25 Datenfläche selbst mit Sicherheit auch bei beliebiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Verformung flexibler Platten absgeschlossen. Überzug (19) aus einem der folgenden Werkstoffe Newton'sdie Ringe zwischen Deckplatte und Überzug besteht: Gelatine, Polyvinylalkohol, Teilester von stören aber bei den hier interessierenden Datenspei-Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Acrylamid- eher- und -Aufzeichnungsmedien nicht sofern natürlich Maleinsäure-Gemische, Polyamid-Säure-Gemische, 30 der Überzug die erfindungsgemäß angegebene Dicke Acrylamid-Acrylsäure, Photomask-Lack, Silikon. hat da der die Newton'schen Ringe erzeugende Kontaktbereich gegenüber der reflektierenden Datenfläche

und damit dem Fokussierungspunkt nach oben entsprechend verschoben ist.

35 Für den Fachmann steht eine Vielzahl geeigneter

Die Erfindung betrifft ein reflektierendes Datenspei- Werkstoffe zur Bildung des erfindungsgemäß vorgese-

cher- und -Aufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbe- henen Überzuges zur Verfügung; Werkstoffe, die sich

griff des Anspruchs 1. für die Erfindung besonders geeignet haben, sind in An-

Solche Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedien spruch 2 aufgeführt.

sind bekannt (DE-OS 27 21 334). Bei diesem bekannten 40 Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

Datenspeicher- und -Aufzeichnungsmedium sind zur dung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

τ Bildung des Luftspaltes zwischen Deckplatte und Da- Die Zeichnung zeigt einen vergrößerten, vereinfach-

Jf| tenfläche zwei ringförmige Abstandhalter vorgesehen, ten Teilschnitt des Laminataufbaus eines optischen Da-

,^l die für einen konstanten Abstand sorgen. Diese bekann- tenspeicher- und -Aufzeichnungsmediums nach der Er-

("^J te Anordnung ist ersichtlich nur bei relativ festen bzw. 45 findung.

' steifen Platten zweckmäßig, jedoch nicht bei flexiblen Gemäß der Zeichnung gehören zu dem erfindungsge-

: Platten. Bei Verbiegung von flexiblen Platten kann näm- mäßen reflektierenden optischen Datenspeicher- und

lieh der Luftspalt nicht mit Sicherheit aufrechterhalten -Aufzeichnungsmedium 11 mindestens drei unterschied-

_r werden; es wäre vielmehr zu befürchten, daß die Deck- liehe Schichten. Das tragende Substrat 15 kann aus ei-

''\ platte sogar in Berührung mit der reflektierenden Da- so nem durchsichtigen oder undurchsichtigen Material be-

^:r tenfläche kommt, was dann den ganzen Sinn der Maß- stehen, das eine ausreichende Maßstabilität aufweist,

nähme der Abstandhalter hinfällig machen würde. um eine reflektierende Schicht 17 zu unterstützen. Das

Bei Filmdiapositiven ist es zur Verhütung von Substrat 15 kann aus Glas oder einem geeigneten

Newton'schen Ringen bekannt die Deckplatte auf der Kunststoff bestehen. Wird ein aus Kunststoff hergestell-

mit dem Film in Berührung stehenden Seite mit einer 55 tes Substrat verwendet, ist es jedoch wichtig, bei den

rauhen Oberfläche zu versehen (DE-AS 12 50 155). Bei späteren Behandlungsschritten die Verwendung von

flexiblen Platten wäre es nachteilig, die Unterseite einer Chemikalien zu vermeiden, welche das Substrat angrei-

Deckplatte aufzurauhen welche in direktem Kontakt fen oder auflösen können. Bei dem Medium 11 kann es

mit der reflektierenden Datenfläche steht, da bei einer sich entweder um ein Laser-Aufzeichnungsmedium

■'■< Verformung ein Schmirgeleffekt auftreten würde, durch 60 oder ein optisches Datenspeichermedium oder beides

den die reflektierende Schicht, in der Informationen ja handeln. Der Einfachheit halber wird das Medium je-

mit hoher Dichte gespeichert sind, zerstören würde. doch im folgenden als optisches Datenspeicher- und

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, -Aufzeichnungsmedium bezeichnet,

ein reflektierendes Datenspeicher- und -Aufzeichnungs- Die reflektierende Schicht 17 ist mit der Oberseite des

medium der eingangs genannten Art derart abzuwan- 65 Substrats 15 verklebt. Im folgenden bezeichnet der Aus-

deln, daß auch bei Verwendung flexibler Platten eine druck »Klebfähigkeit« die molekulare Anziehung, die

das Speichern oder Auslesen von gespeicherter Infor- zwischen Flächen und Körpern auftritt, die miteinander

mation störende Bildung von Newton'schen Ringen ver- in Berührung stehen. Zum Aufbringen einer reflektie-