DE3237236C2 - Informationsaufzeichnungsplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Informationsaufzeichnungsplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Abstract

Informationsaufzeichnungsplatte mit einem etwa kreisförmigen Substrat (2) mit polierter Hauptfläche, mit einem lichtreflektierenden Überzug (3), der auf der polierten Hauptfläche des Substrats (2) ausgebildet ist, und mit einer lichtabsorbierenden Beschichtung (4), die auf der Oberfläche der lichtreflektierenden Beschichtung (3) ausgebildet und mit Informationsspuren versehen ist, von denen jede aus einer Folge von beabstandeten Vertiefungen (5) in der lichtabsorbierenden Beschichtung (4) besteht, wobei die lichtabsorbierende Beschichtung (4) aus einem Gemisch aus Cellulosenitrat und einem Farbstoffsensibilisator besteht, der ein merkliches Licht absorptionsvermögen für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zeigt, und wobei das Cellulosenitrat von einem Ausgangscellulosematerial gebildet ist, das wenigstens etwa 97 Alpha-Cellulose enthält. Erforderlichenfalls kann die lichtreflektierende Beschichtung (3) fehlen, so daß die lichtabsorbierende Informationsaufzeichnungsbeschichtung (4) direkt auf der polierten Oberfläche des Substrats (2) ausgebildet ist.

Description

hin nochmals abgekühlt, wobei für diese Arbeitsschritte eine Zeit von etwa einer Stunde erforderlich ist. Spiralförmige oder koaxial verlaufende Informationsspuren, die jeweils aus einer Folge von beabstandeten Vertiefungen bestehen, deren Muster die wiederzugebende Information darstellen, werden in der lichtabsorbierenden Beschichtung des in dieser Weise behandelten Photolackes gebildet Eine lichtreflektierende Beschichtung aus Metall wird dann auf die Oberfläche der lichtabsorbierenden Beschichtung aufgebracht, wobei für diesen Arbeitsschritt eine Zeit von etwa 45 Minuten benötigt wird. Der Plattenrohling, der auf dem Glassubstrat die lichtabsorbierende und die lichtreflektierende Beschichtung trägt, wird dann einer Prüfung zugeführt, bei der der Plattenrohling versuchsweise abgespielt wird, um Fehler, wie beispielsweise Signalausfälle, festzustellen. Die Überprüfung benötigt eine Zeit von etwa 1 bis 2 Stunden. Wenn der Plattenrohiing diese Prüfung besteht, wird von ihm ein Preßling oder eine Preßmatrize gebildet, von der Kopien in großer Anzahl hergestellt werden können.
Es ist somit eine Gesamtzeit von vier bis fünf Stunden von der Bildung des Anfangssubstrates bis zur Prüfung des mit dem lichtreflektierenden Oberzugs versehenen Substrates erforderlich. Das heißt, daß eine InformationsaufzeichnungsplaUfc erst vier bis fünf Stunden nach der Beschichtung des Originalsubstrates mit dem Photolack geprüft und beispielsweise bei auftretenden Fehlern ausgesondert werden kann. Wenn die Aufzeichnungsplatte bei der Prüfung ausgesondert wird, muß eine neue Platte hergestellt werden, indem alle oben beschriebenen Arbeitsvorgänge wiederholt werden. Das ist ersichtlich nachteilig in Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und Effektivität der Herstellung einer Informationsaufzeichnungsplatte. Diese Schwierigkeit beruht auf der Tatsache, daß die auf die Platte aufgezeichneten Signale nicht unmittelbar nach der Aufzeichnung oder sogar während der Aufzeichnung auf die Photolackschicht auf dem Substru wiedergegeben oder überwacht werden können.
Die hergestellte Platte kann auch dann abgesondert werden, wenn die aufzuzeichnenden Signale zwar richtig aufgezeichnet sind, die Platte jedoch zu kurz oder zu lange entwickelt wurde. Da weiterhin der Photolack nicht nur für den Laserlichtstrahl, sondern auch für natürliches Licht empfindlich ist, kann der Schichtaufbau mit der Photolackbeschichtung nicht im Hellen, d. h. unter Lichteinwirkung behandelt werden. Das ist für die Effektivität der Herstellung der Informationsaufzeichnungsplatte nachteilig. Alle diese bei der Herstellung der Informationsaufzeichnungsplatte auftretenden Schwierigkeiten beruhen im Grunde auf der Tatsache, daß ein Photolack dazu benutzt wird, die lichtabsorbierende Aufzeichnungsschicht der Platte zu bilden.
Aus der US-PS 40 97 895 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Informationsaufzeichnunpsplatte bekannt, bei dem die auf eine lichtabsorbierende Beschichtung auf dem Substrat aufgezeichneten Signale während ihrer Aufzeichnung überwacht werden können. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine üchtabsorbierende Informationsaufzeichnungsschicht aus einem organischen Farbstoff (Fluoreszein), der ausschließlich Licht mit einer bestimmten Wellenwelle absorbiert, auf einer lichtreflektierenden Aluminiumschicht ausgebildet, die vorher auf einem plattenförmigen Glassubstrat gebildet ist Wenn die in dieser Weise gebildete Aufzeichnungsschicht der Platte mit einem Argonlaserlichtstrahl bestrahlt wird, zeigt der Farbstoff ein merkliches Absorptionsvermögen bei diesem Laserlicht, so daß die Beschichtung abschmilzt und an der bestrahlten Stelle eine Vertiefung erzeugt wird. Die in dieser Weise mit Vertiefungen versehene Informationsaufzeichnungsschicht wird anschließend mit einem Argonlaserlichtstrahl mit einer Leistung bestrahlt, die so gewählt ist, daß sie kleiner als die Leistung der Anfangslaserstrahlung ist Der sekundäre Bestrahlungslaserlichtstrahl reicht in dieser Leistung nicht aus, ein Abschme,zen der lichtabsorbierenden Farbstoffschicht zu bewirken, so daß der Laserstrahl an den Stellen reflektiert wird, an denen die reflektierende Beschichtung unter der absorbierenden Schicht durch die Vertiefungen freiliegt, die durch die Anfangslaserbestrahlung ausgebildet sind. An den Flächenbereichen der lichtabsorbierenden Schicht, an denen die Farbstoffschicht nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt worden war, wird der sekundäre Bestrahlungslaserlichtstrahl absorbiert und folglich nicht oder nur in einem vernachläsiigbaren . Ausmaß reflektiert Das Vorliegen oder Fehlen einer Vertiefung und somit des auf die Platte aufgezeichneten Signales kann über die Aufnahme des Unterschiedes in der Lichtenergie des Laserstrahles, der auf die freiliegende lichtreflektierende Beschichtung fällt, und des Laserstrahles wahrgenommen werden, der auf die lichtempfindliche Informationsaufzeichnungsschicht fällt.
Dieses bekannte Verfahren gemäß US-PS 40 97 895 hat den Vorteil, daß die auf eine Informationsaufzeichnungsplatte aus einem Substrat und einer lichtreflektierenden sowie einer lichtabsorbierenden Beschichtung aufgezeichneten Signale während ihrer Aufzeichnung überwacht werden können, daß keine Naßentwicklung erfordei iich ist, und daß die Plane mit der lichtabsorbierenden Beschichtung im Hellen, d. h. unter Lichteinwirkung, behandelt werden kann, da der die Beschichtung bildende Farbstoff ein merkliches Absorptionsvermögen ausschließlich für einen Lichtstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge zeigt. Diese Vorteile werden jedoch durch die verlängerte Zeitdauer, die dafür erforderlich ist, den Farbstoff abzuschmelzen, und die Schwierigkeit 711-nichte gemacht, die bei der Ausbildung von scharf geschnittenen Vertiefungen in der lichtabsorbierenden Aufzeichnungsschicht auftritt. Dadurch, daß keine scharf geschnittenen Vertiefungen in der lichtabsorbierenden Schicht ausgebildet werden, ergibt sich ein vermindertes Signalrauschverhältnis der resultierenden Informationsaufzeichnungsplatte.
Eine verbesserte Weiterentwicklung des oben beschriebenen Verfahrens ist aus der JP-OS 55—87 595 und dem Aufsatz »Real-Time Laser Recording Using Dye Vaporization Recording Substance«, in Proceedings of Institute of Electronic and Communication Engineers of Japan (CMP 79—59) vom 22. November 197£, herausgegeben in Tokio, bekannt Bei diesem weiter entwickelten Verfahren wird ein Laserstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge auf eine Informationsaufzeichnungsplatte fokussiert, die aus einem Acrylsubstrat und einer transparenten Polyester- oder Polyäthylenschicht und einer Beschichtung aus eineu" Gemisch eines Farbstoffsensibilisators und Cellulosenitrat besteht, die in einem Lösungsmittel der Ketongruppe gelöst sind. Der Farbstoffsensibilisator kann Athyln.it, Methylblau oder Brilliantgrün sein und das Cellulosenitrat hat einen Polymerisationss?rad von annähernd 80. Die Weilenlänge des bei einer derartigen Informationsaufzeichnungsplatte benutzten
Laserstrahles ist so gewählt, daß der Farbstoffsensibilisator ein ausnehmend großes Absorptionsvermögen bei der gegebenen speziellen Wellenlänge zeigt.
Die Verwendung von Cellulosenitrat zusätzlich zu einem Farbstoff bei der Bildung einer lichtabsoruierenden Informationsaufzeichnungsschicht erlaubt es. die Informationsaufzeichnungsschicht mit größerer Geschwindig-
keit aufgrund der Selbstoxidation des Ceilulosenitrats zu sublimieren. Die nach einem derartigen Verfahren hergestellte Informationsaufzeichnungsplatte hat daher den Vorteil, daß das Abschmelzen der lichtabsorbierenden Schicht in kürzerer Zeit fortschreitet und daß ein Laserstrahl mit geringerer Energie bei der Ausbildung der Vertiefungen in der Aufzeichnungsschicht verwandt werden kann, was m. a. W. bedeutet, daß die Signale bei einer niedrigeren Temperatur aufgezeichnet werden können und die in der lichtabsorbierenden Schicht ausgc-
bildeten Vertiefungen schärfer als die Vertiefungen sind, die bei dem Verfahren gemäß US-PS 40 97 895 ausgebildet werden. Bei dem weiterentwickelten Verfahren treten jedoch immer noch Probleme insofern auf. als die Schärfe der Form der Vertiefungen schlechter als die derjenigen Vertiefungen ist, die in einer lichtabsorbierenden Schicht aus einem Photolack gebildet werden, und daß die Reaktion des Farbstoffes und des Ccllulosenitrats auf die Laserstrahlung erhebliche Mengen an chemischen Rückständen auf der Oberfläche der lichtabsor-
bierenden Licht erzeugt. Diese chemischen Rückstände, die in dieser Weise sich auf der lichtabsorbierenden Schicht niederschlagen, beeinträchtigen das Signalrauschverhältnis der sich ergebenden Informationsaufzeichnungsplatte. Aufgrund dieser Schwierigkeiten ist dieses Verfahren noch im Versuchsstadium der Forschung und Entwicklung geblieben und als eine Möglichkeit, das herkömmliche Photolackätzverfahren abzulösen, nicht akzfiptabel, wenn es auf kommerzieller Basis in die Praxis umgesetzt werden soil.
Aus der DE-OS 29 39 524 ist es gleichfalls bekannt, bei einer Informationsaufzeichnungsplatte ein Aufzeichnungsmaterial zu verwenden, desse sensible Schicht aus einer in Wechselwirkung mit einer eigentlichen Aufzeichnungsschicht stehenden Schicht aus Nitrocellulose besteht. Die Materialien der Aufzeichnungsschicht und der Zwischenschicht bilden dabei zumindestens an deren gemeinsamer Grenzfläche ein Gemisch aus Stoffen der eigentlichen Aufzeichnungsschicht und der Zwischenschicht, die aus Nitrocellulose besteht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, eine informationsaufzeichnungsplatte der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie ein hohes Signalrauschverhältnis zeigt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Cellulosenitrat aus einem Ausgangscellulosematerial gebildet ist,das wenigstens etwa 97% «-Cellulose enthalt und der Farbstoffsensibilisator N-Athyl-N-Oxi-Äthyl-Anilin ist.
Zur Erzeugung eines Cellulosematerials mit wenigstens 97% «-Cellulose werden Baumwollinters in einer Natriumhydroxidlösung gelöst, um sie zu reinigen und die/?- und/oder ^Cellulose zu entfernen. Danach werden die gereinigten Baumwollinters, beispielsweise unter Verwendung eines Gemisches von Salpetersäure, Schwefelsäure und Wasser nitriert. Wenn der Anteil an a-Celluose in den Baumwollinters unter 97% hegt, bilden sich beträchtliche Mengen an chemischen Rückständen auf der Oberfläche der lichtabsorbierenden Beschichtung infolge einer Reaktion des Gemisches aus Cellulosenitrat und dem Farbstoffsensibilisator mit der Aufzeichnungslichtstrahlung so daß ein zufriedenstellendes Signalrauschverhältnis bei einer derartigen lnformationsaufzeichnungsplatte nicht erzieh werden könnte. Dadurch, daß gemäß der Erfindung ein Ausgangsceuulosematena! mit wenigstens etwa 97% «-Cellulose verwendet wird, sind die Mengen an chemischen Rückständen auf der Oberfläche der lichtabsorbierenden Schicht durch die Bestrahlung mit dem Aufzeichnungslaserstrahl praktisch
vernachlässigbar, so daß die Informationsaufzeichnungsplatte das gewünschte hohe Signalrauschverhältnis
^Besonders bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsplatte sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5. ... -U
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer derartigen Informationsaufzeichnungsplatte zeichnet
sich dadurch aus, daß die Oberfläche der lichtabsorbierenden Beschichtung mit einem Lichtstrahl mit der
bestimmten Wellenlänge, bei der der Farbstoffsensibilisator ein wesentliches Lichtabsorptionsvermögen zeigt,
bestrahlt wird, um die Informationsspuren zu bilden, von denen jede aus einer Folge von beabstandeten Vertiefungen in der lichtabsorbierenden Beschichtung besteht
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Patentso anspräche 7 bis 9. . .
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher beschrieben. Es zeigt . .
F i g. 1 in einer Teilquerschnittsansicht ein Ausführungsbeispiei der erfindungsgemäßen Informationsaufzeich-
nungsplatte;und ... .
F i g. 2 in einer graphischen Darstellung Beispiele für die Beziehung zwischen der prozentualen Durchlässigkeit und der Wellenlänge bei den Schichten, die aus Cellulosenitrat und dem Farbstoffsensibilisator in verschiedenen Anteilen gebildet sind. .
Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsplatte umfaßt ein etwa kreisförmiges Substrat 2, das vorher so bearbeitet wurde, daß es eine ebene polierte Hauptfläche
hat Die Informationsaufzeichnungsplatte 1 umfaßt weiterhin eine lichtreflektierende Beschichtung 3 aus einem Metall, beispielsweise aus Silber oder Aluminium, die auf der polierten Hauptfläche des Substrats 2 ausgebildet ist, und eine lichtabsorbierende Beschichtung 4, die aus einem Gemisch aus Cellulosenitrat und einem Farbstoffsensibilisator besteht und auf der lichtreflektierenden Beschichtung 3 ausgebildet ist Die hchtabsorbierende Beschichtung 4 ist mit spiralförmigen oder koaxial verlaufenden Spuren aus beabstandeten Vertiefungen 4
versehen, die in Mustern angeordnet sind, die die wiederzugebenden Signale darstellen. Die Informationsautzeichnungsplatte I, die in der Zeichnung dargestellt ist, soll beispielsweise als Mastermatnze verwandt werden, von der eine Vielzahl von Kopien hergestellt wird, so daß das Substrat 2 aus einem transparenten Glasmaterial besteht Wenn die Platte 1 als Endaufzeichnungsplatte verwandt werden soll, kann das Substrat 2 aus einem
Kunstharz, beispielsweise uus Polyester oder Acrylharz, bestehen.
In der Anfangsphase des Herstellungsverfahrens der Informationsaufzeichnungsplatte 1 wird das Glassubstrat 2 gewaschen, abgekühlt und danach mit der lichtreflektierenden Beschichtung 3 versehen. Die lichtreflektierende Beschichtung 3 wird im Vakuum aufgedampft, aufgesprüht oder in anderer Weise auf die polierte Hauptfläche des Substrats 2 in einer bestimmten Stärke aufgebracht, die im Bereich von etwa 200 Λ bis etwa 400 A liegen kann. Wenn die Stärke der Beschichtung 3 unter dem unteren Grenzwert dieses Bereichs liegt, kann eine ausreichende Menge an Lichtenergie nicht erhalten werden, wenn der Signalabnehmelaserstrahl auf die lichtreflektierende Beschichtung 3 während der Überwachung der auf die Platte aufgezeichneten Signale in ek:,r späteren Phase des Verfahrens fokussiert wird. Wenn andererseits die Stärke der lichtreflektierenden Beschichtung 3 den oberen Grenzwert des oben angegebenen Bereichs überschreitet, wäre das eine reine Materialverschwendung, obwohl eine derartige Stärke der Beschichtung keine Schwierigkeiten bezüglich der Funktion der sich ergebenden lnformatlonsaufzeichnungsplatte bewirken würde. Versuche haben gezeigt, daß dann, wenn die lichtreflektierende Beschichtung 3 eine Stärke von etwa 200 A hat, das Reflexionsvermögen der Beschichtung 3 für einen Helium-Neon-Laserstrahl als Signalabnehmemedium im Bereich zwischen etwa 80% und etwa 85% liegt.
Gereinigte Baumwollinters.die 97% oder mehr Alpha-Cellulose enthalten, sind als Ausgangscellulosematerial für die Herstellung des Cellulosenitrats in der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 bevorzugt. Wenn der Anteil der Alpha-Cellulose in den Baumwollinters weniger als 97% beträgt, hätte das zur Folge, daß beträchtliche Msngen an chemischen Rückständen auf der Oberfläche der lichtabsorbierenden Informationsaufzeichnungsbeschichiung 4 als Folge der Reaktion des Gemisches aus Ceüüloseriiirat und dem Farbstcffscnsibiüsator mit der ;o Laserstrahlung gebildet und niedergeschlagen würden, so daß ein zufriedenstellendes Signalrauschverhältnis der sich ergebenden Informationsaufzeichnungsplatte nicht erzielt werden könnte. Der Durchschnittspolymerisationsgrad des Cellulosenitrats, das die Alpha-Cellulose in einem Anteil im oben angegebenen Bereich enthält, liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 80 bis etwa 95 (was RS 1/2 im JIS, d.h. Japanese Industrial Standard entspricht). Ein geringerer Polymerisationsgrad des Cellulosenitrats würde es schwierig machen, ausreichend scharf geschnittene Vertiefungen in der lichtabsorbicrenden Beschichtung 4 auszubilden, während ein höherer Polymerisationsgrad zu einer übermäßigen Viskosität des Cellulosenitrats führen und es schwierig machen würde, eine gleichmäßige Stärke der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 zu erzielen. Die Baumwollinters zur Erzeugung eines derartigen Cellulosenitrats werden beispielsweise mit einem Gemisch aus Salpetersäure, Schwefelsäure und Wasser in üblicher Weise nitriert. In diesem Falle ist der Nitrierungsgrad vorzugsweise auf mehr als etwa 13% oder insbesondere mehr als 1332% gewählt. Wenn der Nitrierungsgrad der Baumwollinters unter etwa 13% liegt, können die Vertiefungen nicht in der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 ausgebildet werden, es sei denn, daß ein Signalaufzeichnungslichtstrahl mit beträchtlich höherer Leistung verwandt wird. Die Verwendung eines Laserlichtstrahls mit übermäßig hoher Leistung würde zu einer Beeinträchtigung der Form der Vertiefungen 5 in der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 führen. Das Cellulosenitrat, das in der oben beschriebenen Weise gebildet wird, wird in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise Xylol oder einer gemischten Lösung aus Xylol und Äthylceilosolveacetat, gelöst, und die sich ergebende Lösung wird durch ein Filter mit einer bestimmten Maschenweite von beispielsweise 0,2 um geleitet.
Als Farbstoffsensibilisator in der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 wird N-Äthyl-N-Oxi-Äthyl-Anilin mit |j
der folgenden Strukturformel
NOj-
verwandt. Der Farbstoffsensibilisator wird gleichfalls in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Xylol oder einer gemischten Lösung aus Xylol und Äthylceilosolveacetat, gelöst, wobei die sich daraus ergebende Lösung durch ein Filter mit beispielsweise der oben angegebenen Maschengröße geleitet wird.
Anschließend werden die das Cellulosenitrat enthaltende Lösung und die den Farbstoffsensibilisator enthaltende Lösung in Anteilen gemischt, die so gewählt sind, daß das Cellulosenitrat und der Farbstoffsensibilisator in einem bestimmten Gewichtsverhältnis im sich ergebenden Gemisch enthalten sind. Es wird dem Gemisch ein geeignetes organisches Lösungsmittel in einem Volumen zugegeben, das so gewählt ist, daß das Lösungsmittel in einem Verhältnis von etwa 46 ml auf 1 g Gemisch des Cellulosenitrats und des Farbstoffsensibilisators vorliegt Die sich ergebende Mischlösung wird auf etwa 400C erwärmt und etwa 4 Std. lang geschüttelt Die Mischlösung wird anschließend durch ein Riter, beispielsweise mit der oben angegebenen Maschenweite, geleitet und danach auf die lichtreflektierende Beschichtung 3 auf dem Substrat 2 aufgebracht
Wenn das Gewichtsverhältnis zwischen dem Cellulosenitrat und dem Farbstoffsensibilisator, die die lichtabsobierende Beschichtung 4 bilden, verändert wird, ändert sich die prozentuale Durchlässigkeit des Lichtes durch die Beschichtung 4 in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts in der in Fig.2 graphisch dargestellten Weise. Die Kurven s, b, c und d in F i g. 2 zeigen die Änderungen in der prozentualen Durchlässigkeit, die dann beobachtet werden, wenn das Gewichtsverhältnis zwischen dem Cellulosenitrat und dem Farbstoffsensibilisator auf 95.0 :5,0, 90,0:10,0, 86,5 :13,5 und 80,0 :20,0 jeweils gewählt wird. Aus diesen Kurven a, b, c und d ist erkennbar, daß die Schicht aus Cellulosenitrat und Farbstoffsensibilisator ein merkliches Absorptionsvermögen auf Licht mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen etwa 440 Nanometern und etwa 530 Nanometern in jedem Fall zeigt, und daß die prozentual Durchlässigkeit des Lichts um so größer ist, je größer der Anteil des
Farbstoffsensibilisators ist. Wenn beispielsweise das Gewichtsverhältnis ^wischer, dem Cellulosenitrat und dem Farbstoffsensibilisator auf 86,5 : 13,5 gewählt ist, wie es durch die Kurve c dargestellt ist, beträgt die kinematische Viskosität des Gemisches aus Cellulosenitrat und Farbstoffsensibilisator 3,6 Centistoke bei einer Temperatur von 25°C und zeigt die Schicht aus Cellulosenitrat und Farbstoffsensibilisator eine prozentuale Durchlässigkeit von etwa 35% und dementsprechend ein prozentuales Absorptionsvermögen von etwa 65%, wenn sie mit einem Argoniaserstrahl mit einer Wellenlänge von 456,1 Nanometer bestrahlt wird.
Die Mis^hlösung zur Bildung der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 wird nach einem Drehbeschichtungsverfahren saf die Oberfläche der lichtreflektierenden Beschichtung 3 aufgebracht. Dazu werden IO ml der Mischlösung tropfenweise auf die Oberfläche der lichtreflektierenden Beschichtung 3 aufgebracht, woraufhin der Schichtaufbau aus dem Substrat 2 und der lichtreflektierenden Beschichtung 3 in Drehung um die Mittelachse mit einer Drehzahl von 250 Upm für eine Zeitdauer von 11 Sekunden und anschließend für eine Zeitdauer von 61 Sekunden mit einer Drehzahl von 600 Upm gesetzt wird. Durch diese Arbeitsschritte, bei denen der Schichtaufbau zuerst mit einer relativ langsamen Drehzahl und danach mit einer höheren Drehzahl in Drehung versetzt wird, bildet die Mischlösung, die auf die Oberfläche der lichtreflektierenden Beschichtung 3 aufgebracht wurde,
eine Schicht mit gleichmäßiger Stärke von etwa 2500 Ä als lichtabsorbierende Informationsaufzeichnungsschicht4.
Der in dieser Weise aus dem Substrat 2, der lichtreflektierenden Beschichtung 3 und der lichtabsorbierender Beschichtung 4 aufgebaute Schichtaufbau wird anschließend bei einer Temperatur von etwa 800C für etwa 20 Minuten gebrannt, so daß das organische Lösungsmittel aus der iichtabsorbierenden Beschichtung 4 entfernt wird. Die Entfernung des Lösungsmittels aus der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 ist wichtig, da dann, wenn das organische Lösungsmittel in der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 bleibt, der Informationsaufzeichnungslaserstrahl zur Bildung der Vertiefungen 5 in der Beschichtung 4 in einem späteren Verfahrensschritt eine Leistung haben muß, die nicht nur zum Abschmelzen der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4, sondern auch zum Verdampfen des Lösungsmittels von der Beschichtung 4 erforderlich ist. Die Bestrahlung der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 mit einem Laserstrahl mit nicht ausreichender Leistung würde dazu führen, daß keine annehmbare Vertiefungen in der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 ausgebildet würden, und daß weiterhin chemische Rückstände auf der Oberfläche der Beschichtung 4 erzeugt würden. In Abhängigkeit von der Art des benutzten Farbstoffsensibilisators kann weiterhin eine Verdampfung des organischen Lösungsmittels von der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 eine Unregelmäßigkeit in der Stärke der Beschichtung 4 bewirken. Bei
einem Farbstoffsensibilisator aus N-Äthyl-N-Oxi-Äthyl-Anilin besteht dieses Problem nicht. Nachdem das organische Lösungsmittel vollständig aus der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 entfernt ist, wird der Schichtaufbau aus dem Substrat 2 und der lichtabsorbierenden und der lichtreflektierenden Beschichtung 3 und 4 für ein gegebenes Zeitintervall gekühlt
Auf den Arbeitsschritt der Bildung der Iichtabsorbierenden Beschichtung auf der lichtreflektierenden Beschichtung 3 folgt ein das Master bildender Arbeitsschritt, um die Informationsspuren aus beabstandeten Vertiefungen 5 in der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 auszubilden. In diesem Arbeitsschritt wird der Schichtauibau mit einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit von beispielsweise 1,25 m/s in Drehung versetzt und gleichzeitig mit einem Argonlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 456,1 Nanometer bestrahlt, dessen Intensität mit acht-zu-vierzehn modulierten Tonsignalen moduliert ist
Aufgrund des merklichen Absorptionsvermögens des Farbstoffsensibilisators bei dem Laserstrahl mit der gegebenen Wellenlänge wird der Farbstoffsensibilisator dazu gebracht, durch die in der lichtabso. bierenden Beschichtung 4 an den Teilen erzeugten Wärme, an denen der Laserstrahl fokussiert wird, zu sublimieren. Beim Vorliegen des Cellulosenitrats, das dem Farbstoffsensibilisator zugemischt ist, wird auch das Cellulosenitrat aufgrund seines Selbstoxidationseffektes zum Sublimieren gebracht. Die Sublimation des Cellulosenitrats fördert die Sublimation des Farbstoffsensibilisators, so daß die Schicht aus Cellulosenitrat und Farbstoffsensibilisator schließlich mit beabstandeten Vertiefungen 5 versehen wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Diejenigen Bereiche der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4, an denen der Laserstrahl nicht fokussiert wurde, bleiben unbeschädigt und unversehrt Da das Abschmelzen der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 nur dann bewirkt werden kann, wenn ein Lichtstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge, bei der der Farbstoffsensibilisator in der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 ein merkliches Lichtabsorptionsvermögen zeigt, auf die lichtabsorbierende Beschichtung 4 mit einem Energiepegel fällt, der über einem bestimmten Schwellenwert liegt kann der Schichtaufbau mit der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 im Hellen, d. h. bei Lichteinfall, nicht nur während der Bildung des Masters, sondern auch während der anderen Arbeitsschritte des Plattenherstellungsverfahrens bearbeitet und/oder behandelt werden.
Die Signale, die auf den Plaitenrohling aufgezeichnet sind, der in dieser Weise hergestellt wird, können dadurch ausgelesen werden, daß der Rohling mit einem Lichtstrahl eines Helium-Neon-Lasers mit einer Leistung von 03 mW und einer Wellenlänge von 632,8 Nanometer bestrahlt wird. Das theoretische Grundprinzip, das dafür verantwortlich ist, daß die Signale in dieser Weise somit wiedergegeben werden können, ist zum gegenwärtigen Stand der Forschung und Entwicklung nicht genau bekannt Es mag ausreichen darauf hinzuwei-
sen, daß das Grundprinzip nicht darin besteht daß aufgrund der Tatsache, daß der Farbstoffsensibilisator praktisch kein Lichtabsorptionsvermögen auf das Licht mit der Wellenlänge eines Helium-Neon-Lasers zeigt, die Intensität des von der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 reflektierten Lichts wenigstens an den Vertiefungen 5 in der Iichtabsorbierenden Beschichtung 4 mit einer daraus folgenden Abnahme der Intensität des von der Beschichtung 4 über die restlichen unbeschädigten Bereiche der Beschichtung 4 reflektierten Lichts zunimmt (Ein derartiges Grundprinzip kann auf die Wiedergabe der Signale angewandt werden, vorausgesetzt, daß ein Argon-Laserstrahl als Signalabnehmemeäium verwandt wird.) Das Grundprinzip, das dafür verantwortlich ist, daß die Signale von einem Helium-Neon-Laserstrahl wiedergegeben werden können, besteht wahrscheinlich darin, daß die Intensität des Lichts, das von der Iichtabsorbierenden Schicht 4 reflektiert wird, an den Vertiefun-
gen 5 aufgrund der Beugung oder Interferenz des Lichts abnimmt, die an den Vertiefungen 5 auftritt und über die übrigen unbeschädigten Bereiche aufgrund des Vorhandenseins der lichtreflektierenden Beschichtung 3 zunimmt, d:e unter der das Licht absorbierenden Beschichtung 4 liegt. In jedem Fall äst es für die praktischen Zwecke von Bedeutung, daß die auf die Aufzeichnungsplatte 1 aufgezeichneten Signale durch die Verwendung eines Helium-Neon-Laserstrahls als SignalaHnehme-Medium wiedergegeben werden können. Während eine Signalwiedergabevorrichtung, die einen Argon-Laserstrahl verwendet, den Einbau einer Extra-Kühli,ng in die Vorrichtung erforderlich macht und aus diesem Grunde praktisch auf industrielle Anwendungszwecke begrenzt ist, kann eine Vorrichtung, die einen Helium-Laserstrahl verwendet, für die Verwendung zu Hause und den privaten Bereich verwandt werden, (wobei eine derartige Vorrichtung auch bereits auf den Markt gebracht worden ist), da der Helium-Neon-Laserstrahl als Signalabnehme-Medium verwandt werden kann, ohne auf den Einbau einer derartigen Kühlung in die Signalwiedergabevorrichtung zurückgreifen zu müssen. Das bedeutet, daß die erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsplatte unter Verwendung eines Halbleiter-Laserstrahls mit einer größeren Wellenlänge abgespielt werden kann.
Es wurde Versuche mit einer Informationsaufzeichnungsplatte 1 durchgeführt, die eine lichtabsorbierende Beschichtung 4 aufwies, auf der die Signale unter Verwendung von Argon-Laserstrahlen mit verschiedener Energie aufgezeichnet worden waren. Die lichtabsorbierende Beschichtung 4 bestand aus Cellulosenitrat und einem Farbstoffsensibilisator in einem Gewichtsverhältnis von 86,5 :13,5. Die in dieser Weise hergestellte Aufzeichnungsplatte 1 wurde in einer Signalwiedergabevorrichtung unter Verwendung eines Helium-Neon-Laserstrahls als Signalabnehme-Medium abgespielt. Es wurden Untersuchungen hinsichtlich der Änderungen der Pegel der Wiedergabehochfrequenzsignale, der Änderungen in der Lage des Musters des oszillographischen Auges UW.' der Änderungen im mittleren Signalwiedergabefehlerfaktor pro 30 Sekunden während eines Zeitintervalls von etwa 10 bis etwa 50 Minuten durchgeführt. Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse dieser Untersuchungen.
Wenn andererseits eine Informationsaufzeichnungsplatte mit einer lichtabsorbierenden Beschichtung aus Photolack, die entwickelt und mit Informationsspuren aus Vertiefungen versehen sowie mit einer lichtreflektierenden Beschichtung aus Metall überzogen ist, abgespielt wurde, zeigte es sich, daß die Hochfrequenzsignale auf Pegeln bei etwa 1000 bis 1300 mVpp lagen, daß die oszillographischen Augenmuster in der Mitte oder etwas unter der Mitte lagen, und daß der mittlere Signalwiedergabefaktor in der Größenordnung von 10—' lag. Es versteht sich somit, daß dann, wenn die Leistung des Aufzeichnungslaserstrahls auf einen geeigneten Wev· von 2,8 bis 3,0 mW gewählt ist, beim Aufzeichnen von Signalen auf die erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsplatte der mittlere Fehlerfaktor etwa zehmal gegenüber dem Fehlerfaktor verbessert werden kann, der beim Wiedergeben von Signalen von einer herkömmlichen Platte unter Verwendung einer lichtabsorbierenden Beschichtung aus Photolack auftritt. Das bedeutet, daß die Signale auf die erfindungsgemäße Aufzeichnungsplatte mit einer Genauigkeit aufgezeichnet werden, die zehnmal größer als die Genauigkeit der Aufzeichnung der Signale auf eine Platte mit einer lichtabsorbierenden Photolackbeschichtung ist. Bei der gemäß der Erfindung hergestellten Informationsaufzeichnungsplatte konnte weiterhin bestätigt werden, daß bei der Wiedergabe der Hochfrequenzsignsie Pegel von etwa 460 mW bis etwa 550 mW erhalten werden können, wenn die Signale unmittelbar nach der Herstellung des Plattenmasters wiedergegeben werden. Aus diesem Grunde, und weiterhin aufgrund der Tatsache, daß die oszillographischen Augenmuster leicht unter der Mitte liegen, können nicht nur Signale leicht ausgelesen und unmittelbar nach der Bildung des Masters überwacht werden, sondern kann auch die Erzeugung von chemischen Rückständen während der Bildung der Vertiefungen in der lichtabsorbierenden Beschichtung der Platte vermieden werden. Die Platte kann daher so, wie sie ist als fertige Aufzeichnungsplatte mit einem für die praktischen Zwecke annehmbaren Signalrauschverhältnis in Benutzung genommen werden.
Wenn es erwünscht ist, kann die Informationsaufzeichnungsplatte 1, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde, dazu benutzt werden, eine Preßmatrize zu erzeugen. Dazu wird die lichtabsorbierende Beschichtung 4 der Aufzeichnungsplatte 1 mit einem elektrisch leitenden Film durch das Aufbringen von Metall, wie beispielsweise Silber, auf die Oberfläche der Beschichtung 4, beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum, im Aufsprühen oder ein nicht-elektrolytisches Verfahren überzogen. Eine Schicht aus einer Trennmittelverbindung wird auf dem leitenden Film ausgebildet und dann mit einem Metall, wie beispielsweise Nickel, überzogen, das auf die Schicht aus der Trennmittelverbindung durch ein galvanisches Verfahren aufgebracht wird. Eine Preßmatrize wird dadurch erhalten, daß die äußerste Metallschicht von der Aufzeichnungsplatte 1 gelöst wird. Die in dieser Weise hergestellte Metallplatte kann nicht direkt als Preßmatrize, sondern als Mastermatrize dazu verwandt
Aufzeichnungsleistung
(mW)		 Hochfrequenzsignalpegel
(mVpp)		 Lage des Augenmusters Mittlerer Fehlerfaktor
2,0 190 in der Mitte 4 XlO-2 ■
23 300-400 in der Mitte 7xl0-5
2,8 460 leicht unter 4x10-5
der Mitte
3.0 550 leicht unter 4XlO-S
der Mitte
3,5 650 unten 8 XlO-4
4,0 685 unten 2xl0-3
4.5 690 unten 6x10-3
werden, eine Muttermatrize herzustellen, von der eine Hilfsmastermatriic gebildet wird, um eine Preßmatrize herzustellen. Die in dieser Weise gebildete Preßmatrize kann dazu benutzt werden. Kopien zur Verwendung in einer Wiedergabevorrichtung von optischen, statisch kapazitiven oder piezoelektrischen Typ über die Wahl des Materials zur Bildung der Kopien herzustellen.
Wenn sich der Schichtaufbau aus dem Substrat 2 und den lichtabsorbierenden und lichireflektierenden Beschichtungen 3 und 4 bei der Überwachung der aufgezeichneten Signale während oder unmittelbar nach der Bildung des Masters als nicht annehmbar herausstellt, wird der Herstellungsprozeß sofort unterbrochen. In diesem Fall' kann eine neue lichtabsorbierende Beschichtung auf dem Substrat 2 nach der Entfernung der lichtabsorbierenden Beschichtung 4 vom Substrat 2 durch das Aufbringen eines geeigneten organischen Lö sungsmjttels auf die Beschichtung 4 ausgebildet werden. Die erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsplat- te ist daher wirtschaftlicher als die herkömmliche Informationsaufzeichnungsplatte mit einem lichtabsorbierenden Film aus einem Photolack, bei der das Substrat, das von der Photolackbeschichtung gereinigt ist, poliert werden muß, um die Rauhigkeit der Oberfläche zu beseitigen, bevor eine neue Photolackbeschichtung auf dem Substrat ausgebildet wird. Das organische Lösungsmittel zum Entfernen der lichtabsorbierenden Beschichtung 4
is vom Substrat 2 in der oben beschriebenen Weise kann Xylol sein, vorzugsweise wird jedoch Aceton aufgrund seiner hohen Trocknungsgeschwindigkeit verwandt.
Wenn die Überwachung der auf die lichtabsorbierende Beschichtung 4 aufgezeichneten Signale nicht notwendig ist, kann ersichtlich die lichtabsorbierende Beschichtung 4 direkt auf dem Substrat 2, d. h. ohne Ausbildung der üdurcfieknercnden Beschichtung 3 zwischen dem Substrat 2 und der üchtabsorbierenden Beschichtung 4 vorgesehen werden. Es ist weiterhin ersichtlich, daß die auf einer lnformationsaufzeichirungsplatte gemäß der Erfindung aufzuzeichnenden Signale nicht aui Ton- und/oder Bildsignale begrenzt sind, und daß die Platte an sich nicht nur als Bildplatte und als puls-code-modulierte Tonplatte, sondern auch als irgendeine andere Art einer Informationsaufzeichnungsplatte verwandt werden kann.
2s Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Informationsaufzeichnungsplatte aus einem etwa kreisförmigen Substrat mit einer polierten Hauptfläche, und einer lichtabsorbierenden Beschichtung, die auf der Hauptfläche des Substrates ausgebildet und mit
Informationsspuren versehen ist von denen jede aus einer Folge von beabstandeten Vertiefungen in der Beschichtung besteht, wobei die Beschichtung aus einem Gemisch aus Cellulosenitrat und einem Farbstoffsensibilisator besteht, der ein wesentliches Lichtabsorptionsvermögen bei Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zeigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosenitrat aus einem Ausgangscellulosemateriaj gebildet ist das wenigstens etwa 97% Λ-Cellulose enthält und der Farbstoffsensibilisator N-Äl'jyl-N-
Oxi-Äthyl-Anilin ist
2. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine lichtreflektierende Beschichtung, die zwischen der polierten Hauptfläche des Substrates und der lichtabsorbierenden Beschichtung vorgesehen ist
3. Iriformationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Cel'ulosenitrat einen Nitrierungsgrad von mehr als etwa 13% hat
4. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosenitrat einen mittleren Polymerisationsgrad im Bereich von etwa 80 bis 95 hat.
5. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Cellulosenitrat einen Nitrierungsgrad von mehr als 13% und einen mittleren Polymerisationsgrad im Bereich von etwa 80biseiva95hat
6. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch ! oder 2. dadurch gekennzeichnet daß die Oberfläche der lichtabsorbierenden Beschichtung mit einem Lichtstrahl mit der bestimmten Wellenlänge, bei der der Farbstoffsensibilisator ein wesentliches Lichtabsorptionsvermögen zeigt bestrahlt wird, um die Informationsspuren zu bilden, von denen jede aus einer Folge von beabstandeten
Vertiefungen in der lichtabsorbierenden Beschichtung besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Beschichtung dadurch gebildet wird, daß Cellulosenitrat in einem organischen Lösungsmittel geltst wird, daß der Farbstoffsensibilisator in einem organischen Lösungsmittel gelöst wird, daß die Lösung, die das Cellulosenitrat enthält, und die Lösung, die den Farbstoffsensibilisator enthält, in einem bestimmten Verhältnis gemischt werden, wobei
dieses Verhältnis so gewählt ist, daß das Cellulosenitrat und der Farbstoffsensibilisator in einem bestimmten Gewicht-""crhältnis im sich ergebenden Gemisch enthalten sind, daß ein organisches Lösungsmittel dem Gemisch in einem Volumen zugegeben wird, das so gewählt ist, daß das Lösungsmittel in einem Verhältnis von etwa 46 ml zu 1 g des Gemisches aus Cellulosenitrat und Farbstoffsensibilisator vorliegt, daß die sich ergebende GemiscMosung auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, und daß die sich ergebende
Gemischlösung auf die Hauptfläche des Substrates oder die Oberfläche der lichtreflektierenden Beschichtung aufgebracht wird, wobei sowohl die Lösung des Cellulosenitrats im organischen Lösungsmittel als auch die Lösung des Farbstoffsensibilisators im organischen Lösungsmittel gefiltert werden, bevor sie gemischt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischlösung durchbin Filter mit einer vorbestimmten Maschenweite geleitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischlösung entweder auf die Hauptfläche des Substrates oder auf die Oberfläche der lichtreflektierenden Beschichtung tropfenweise aufgebracht wird und daß das Substrat oder der Schichtaufbau aus dem Substrat und der lichtreflektierenden Beschichtung um die Mittelachse mit einer ersten bestimmten Drehzahl für ein erstes bestimmtes Zeitinter-
vall und mit einer zweiten höheren Drehzahl als der ersten Drehzahl für ein zweites vorbestimmtes Zeitintervall in Drehung gesetzt wird.
Die Erfindung betrifft eine Informationsaufzeichnungsplatte aus einem etwa kreisförmigen Substrat mit einer polierten Hauptfläche, und einer lichtabsorbierenden Beschichtung, die auf der Hauptfläche des Substrates ausgebildet und mit Informationsspuren versehen ist, von denen jede aus einer Folge von beabstandeten Vertiefungen in der Beschichtung besteht, wobei die Beschichtung aus einem Gemisch aus Cellulosenitrat und
einem Farbstoffsensibilisator besteht, der ein wesentliches Lichtabsorptionsvermögen bei Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zeigt, wie sie aus der DE-AS 12 77 344 bekannt ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Informationsaufzeichnungsplatte.
Eine Informationsaufzeichnungsplatte, beispielsweise eine digitale Ton- oder Bildplatte, wird gewöhnlich durch Photolackätzen hergestellt. In der Anfangsphase des Photolackätzens wird ein scheibenförmiges Substrat, beispielsweise aus Glas mit einer polierten ebenen Hauptfläche gewaschen und danach auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt. Diese Arbeitsschritte benötigen eine Zeit von etwa einer Stunde. Das Glassubstrat wird anschließend mit einer dünnen Schicht eines Photolackes überzogen, und der sich daraus ergebende Schichtaufbau wird vorgebrannt und auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt. Für diese Arbeitsschritte ist eine Zeit von einer weiteren Stunde erforderlich. Nach Beendigung der Abkühlung wird die lichtabsorbierende Photolackbeschichtung mit einem Lichtstrahl, beispielsweise einem Laserlichtstrahl, bestrahlt, dessen Intensität nach Maßgabe der auf die Platte aufzuzeichnenden Signale moduliert ist. Für diesen Arbeitsschritt ist eine Zeit von etwa einer bis zwei Stunden erforderlich. Der Schichtaufbau mit der in dieser Weise behandelten lichtabsorbierenden Beschichtung wird anschließend entwickelt, in Wasser gewaschen, getrocknet, nachgebrannt und darauf-
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