OPTISCHES AUFZEICHNUNGSMEDIUM VOM DRAW-TYP
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Diese Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium vom
DRAW ("direct-read-after-write",
Direkt-Lese-Nach-Schreibe) - Typ, das einen Träger, eine Aufzeichnungsschicht, die einen
dünnen, sowohl lichtreflektierenden als auch
lichtabsorbierenden Tellurfilm umfaßt und mit Informationspits mittels
physikalischer Verformung durch Bestrahlung mit einem Energiestrahl
versehen werden soll, und eine sensibilisierende Schicht, die
unmittelbar auf die Aufzeichnungsschicht laminiert ist,
umfaßt, wobei die sensibilisierende Schicht die physikalische
Verformung in der Aufzeichnungsschicht thermochemisch
verstärkt und aus einem plasmapolymerisierten Film einer
organischen Siliciumverbindung besteht.
Hintergrundtechnik
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Für ein Aufzeichnungsmedium mit hoher Dichte sind im Stand der
Technik zwei Methoden bekannt, nämlich die Methode, in der ein
Metall, ein Halbmetall oder eine organische Verbindung durch
ein hochkonvergiertes Aufnahme- bzw. Aufzeichnungslicht, wie
ein Laserstrahl, zur Bildung eines konkaven bzw. hohlen
Bereichs oder eines vertieften bzw. Pit-Bereichs geschmolzen
oder verdampft wird, und die Methode, in der unterscheidliche
Pits bzw. Vertiefungen durch Überfuhrung bzw. Übergang
zwischen zwei thermodynamisch halbstabilen Zuständen, wie
kristalline und nicht-kristalline Zustände, gebildet werden.
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Diese optischen Aufzeichnungs- bzw. Aufnahmemethoden stellen
optische Aufzeichnungsmaterialien und Rillenführungs- bzw.
Spurführungsmuster zum Entlangführen eines optischen Strahls
auf im allgemeinen unelastischen bzw. steifen Glas- oder
Kunststoffscheiben bereit und das gemäß dieser Methoden
aufgezeichnete
Medium ist allgemein als ein in optische
Aufzeichnungsscheiben geformtes Medium bekannt. Während ein solches,
in optische Aufzeichnungsscheiben geformtes Medium die
Vorteile einer hohen Formgenauigkeit und einer hohen mechanischen
Festigkeit aufweist, zeigt es andererseits dahingegend
Probleme, daß die Antriebsvorrichtung ein größeres Ausmaß
annimmt, und sowohl das Medium als auch die Vorrichtung sind aus
diesen Grunden derart aufwendig, daß das Gewicht und die Dicke
größer werden. Demgemäß ist ein solches Medium noch nicht
allgemein weit verbreitet. Für ein zu hoher Aufzeichnungsdichte
befähigtes optisches Aufzeichnungsmedium, das allgemein weit
verbreitet sein soll, ist zusätzlich zu dem in optische
Aufzeichnungsscheiben des Standes der Technik geformten Medium
das Aufkommen eines optischen Aufzeichnungsmedium erwartet
worden, das ein niedriges Gewicht aufweist, kompakt und
weniger aufwendig ist, wie ein in einer flexiblen optischen
Aufzeichnungscheibe geformtes Medium, ein in einer optischen
Aufzeichnungskarte geformtes Medium, ein in einem optischen
Aufzeichnungsband geformtes Medium, ein in einem optischen
Aufzeichnungsblatt geformtes Medium.
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Von den vorstehend beschriebenen zwei optischen
Aufzeichnungsmethoden mit hoher Dichte muß die erste Methode
während der Aufzeichnung einen hohlen bzw. konkaven Bereich
oder einen vertieften bzw. Pit-Bereich bilden. Zu diesem Zweck
muß die Substanz bzw. der Stoff durch Schmelzen oder Abdampfen
entfernt werden, wodurch der Stoffaustausch bzw. -transfer
bzw. die Stoffüberführung während der Aufzeichnung
unvermeidlich groß wird. Zur Erzeugung einer ausreichend großen
Aufzeichnungsempfindlichkeit ist es deshalb häufig praktiziert
worden, den Stofftransfer durch Exposition des
Aufzeichnungsbereichs des optischen Aufzeichnungsmaterials an der Luft
leicht eintreten zu lassen. In diesem Fall kann jedoch das
optische Aufzeichnungsmaterial durch den Einfluß der
Feuchtigkeit in der Luft oxydiert werden, was eine Verschlechterung
bzw. Beschädigung herbeiführt, oder ein Fremdstoff kann gegen
das optische Aufzeichnungsmedium stoßen, wobei hier die Gefahr
besteht, daß durch Eintreten eines derartigen Unfalls das
optische Aufzeichnungsmaterial mechanisch zerstört werden kann.
Aus diesem Grund wird eine Stuktur bzw. ein Aufbau verwendet,
worin das optische Aufzeichnungsmaterial mit einer dazwischen
liegend angeordneten Zwischenraum versiegelt wird. Jedoch sind
in einer Mediumstruktur mit einem derartigen freien bzw.
leeren Raum sowohl das Gewicht als auch die Dicke erhöht, wodurch
es schwierig ist, verschiedene Formen, wie flexible Scheiben,
Karten, Bänder, Blätter, etc., bereitzustellen.
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Andererseits ist es in der zweiten Methode, nämlich der
Methode, worin der Übergang zwischen den thermodynamisch
halbstabilen Zuständen verwendet wird, aufgrund des geringen
Stofftransfers während der Aufzeichnung nicht erforderlich,
das optische Aufzeichnungsmaterial der Luft auszusetzen, und
das Versiegeln ist ohne Bereitstellung eines Zwischenraums
möglich. Gemäß der Aufzeichnungsmethode durch einen derartigen
Übergang kann deshalb einer Vielfalt von Mediumformen
entsprochen werden. Im Stand der Technik sind als für einen
derartigen Übergang zu verwendende Materialien
kristalline-nicht-kristalline Phasenübergangs- bzw. -transfermateralien, wie TeOx
und As-Te-Ge, bekannt. Jedoch neigen die
Phasenübergangsmaterialien des Standes der Technik mit zunehmender Zeit in großem
Ausmaß instabil zu werden, und auch die charakteristische
optische Änderung der Menge zwischen kristallin und
nicht-kristallin wird im Vergleich mit der vorstehend aufgeführten
Bildung von vertieften bzw- Pit-Bereichen kleiner, wodurch die
Genauigkeit der Aufzeichnung und Wiedergabe nicht
notwendigerweise zufriedenstellend ist.
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EP-A-0 123 409 beschreibt ein optisches Aufzeichnungsmedium
vom DRAW-Typ, das einen Träger, eine Aufzeichnungsschicht, die
einen dünnen, sowohl lichtreflektierenden als auch
lichtabsorbierenden dünnen Metallfilm umfaßt und mit Informationspits
mittels physikalischer Verformung durch Bestrahlung mit einem
Energiestrahl versehen werden soll, und eine sensibilisierende
Schicht (Triggerschicht), die unmittelbar auf die
Aufzeichnungsschicht
laminiert ist, wobei die sensibilisierende
Schicht die physikalische Verformung in der
Aufzeichnungsschicht thermochemisch verstärkt und aus einem
plasmapolymerisierten Film einer organischen Siliziumverbindung besteht,
umfaßt.
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US-A-4 309 713, JP-A-60 236135, Xerox Disclosure Journal, Bd.
10, Nr. 4, S. 235/236, beschreiben thermische
Aufzeichnungselemente, die ein Aufzeichnungsmedium aus Tellur oder
Bestandteile davon umfassen.
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der mit dem Stand
der Technik verbundenen Probleme ausgeführt und betrifft die
folgenden Punkte:
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(a) Die Bereitstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums
mit stabilen Aufzeichnungseigenschaften bei zunehmender
Zeit.
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(b) Die Bereitstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums,
das die Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher
Empfindlichkeit bewirken kann, und das mit einer Stuktur des im
wesentlichen versiegelten Typs ohne dem Erfordernis einer
Exposition der optischen Aufzeichnungsmaterialschicht in
der Umgebungsluft oder der Bereitstellung eines
Zwischenraumes in der Materialschicht hergestellt werden kann.
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(c) Die Bereitstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums
mit niedrigem Gewicht und niedrigen Kosten, das für ein
Medium mit verschiedenen Formen, wie einer flexiblen
Scheibe, Karte, Band, Blatt, etc., verwendet werden kann.
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Um die vorstehenden Gegenstände zu erreichen, umfaßt das
erfindungsgemäße optische Aufzeichnungsmedium von DRAW-Typ
einen Träger, eine Aufzeichnungsschicht, die einen dünnen,
sowohl lichtreflektierenden als auch lichtabsorbierenden
Tellurfilm umfaßt und mit Informationspits mittels physikalischer
Verformung durch Bestrahlung mit einem Energiestrahl versehen
werden soll, eine sensibilisierende Schicht, die unmittelbar
auf die Aufzeichnungsschicht laminiert ist, wobei die
sensibilisierende Schicht die physikalische Verformung in der
Aufzeichnungsschicht thermochemisch verstärkt und aus einem
plasmapolymerisierten Film einer organischen
Siliciumverbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Film einer
organischen Siliciumverbindung durch Plasmapolymerisation von in
Wasserstoffgas enthaltenem Tetramethylsilandampf hergestellt
ist und eine amorphe Struktur aufweist.
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Diese amorphe Struktur erhöht die Kompatibilität zwischen der
sensibilisierenden Schicht und der Aufzeichnungsschicht, um
dadurch die Haftfähigkeit dazwischen zur Bereitstellung einer
ausgezeichneten Aufzeichnungsempfindlichkeit zu verbessern.
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Fig. 1 bis 8 sind jeweils Schnittansichten des
erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums vom DRAW-Typ, Fig. 9 ist
eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums von DRAW-Typ, Fig. 10 bis 15 sind jeweils
graphische Darstellungen, welche die Beziehung zwischen der
Pulsbreite bzw. -dauer und dem Durchmesser der Vertiefungen
bzw. dem Pit-Durchmesser, der beim Durchführen einer
Aufzeichnung von Information mit einem Laserstrahl gebildet wird.
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Wie in der Schnittansicht von Fig. 1 gezeigt, weist das
optische Aufzeichnungsmaterial (1) gemäß einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform eine Struktur auf, die eine Aufnahmeschicht
(3) und eine sensibilisierende Schicht (4), die in dieser
Reihenfolge auf der Oberfläche (die Unterseite in dieser Figur)
des Trägers (2) laminiert sind, umfaßt. In einer solchen, in
der Figur gezeigten Ausführungsform werden das Aufzeichnen
bzw. Schreiben und Lesen von Information(en) von der Seite des
(lichtdurchlässigen) Trägers (2) bewirkt. Demgemäß können,
obwohl nicht gezeigt, die sensibilisierende Schicht und die
Aufzeichnungsschicht (3) auch in dieser Reihenfolge auf den
Träger (2) laminiert werden, und in diesem Fall werden das
Aufzeichnen
und Lesen von Information(en) von der Seite der
Aufzeichnungsschicht bewirkt.
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Ferner kann im erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmaterial eine, ein syntetisches Harz, etc., umfassende
Schutzschicht (nicht gezeigt) auf der Oberfläche der
sensibilisierenden Schicht (4) gebildet werden, welche die äußerste
Schicht wird.
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Ferner kann im erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmaterial, wie die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform, auch ein
weiteres Substrat (6) über eine Klebeschicht (5) auf die
Oberfläche der sensibilisierenden Schicht (4) laminiert und
integriert werden.
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Nachstehend werden die entsprechenden Elementarbestandteile
beschrieben.
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Der Träger (2) wird zum Stützen eines optischen
Aufzeichnungsmaterials bereitgestellt und kann aus allen im
Stand der Technik bekannten Materialien bestehen. Ferner kann
der Träger (2), wenn gewünscht, andere, darauf gebildete
Aufzeichnungsmittel aufweisen.
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Für den Träger (2) kann das Material durch Bestimmung der
Festigkeit und des Ausmaßes der Flexibilität in
Übereinstimmung mit der Verwendung ausgewählt werden. Beispielsweise
können als Kunststoff Polycarbonat, Polyesterterephthalat,
Poylesterharz, Epoxidharz, Acrylharz, Polyvinylchloridharz
oder Polystyrolharz verwendet werden, aber andererseits kann
auch Keramik wie Glas verwendet werden. Wenn der Träger (2)
einen, wie in Fig. 1 gezeigten Aufbau aufweist, ist es
erforderlich, das er durchsichtig (einschließlich
Lichtdurchlässigkeit) ist, um den Strahl für das Aufzeichnen und die
Wiedergabe die Durchgängigkeit zu ermöglichen. Diese Materialien für
den Träger können auch vorher geeignete Additive, abhängig von
der Verwendung, zugesetzt werden.
Aufzeichnungsschicht
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Die Aufzeichungsschicht (3) wird aus einem dünnem Tellurfilm
als Grundmetall gebildet. Tellur weist eine niedrige
Wärmeleitfähigkeit und einen ausreichenden Grad an
Lichtabsorbtionsvermögen auf. In diesem Fall kann der dünne
Tellurfilm entweder kristallin oder amorph sein. Wenn die
Aufzeichnungsschicht aus amorphem Tellur gebildet wird, ist es
bevorzugt, die Aufzeichnungsschicht während dem Aufzeichnen vorher
zu kristallisieren. In diesem Fall kann die
Aufzeichnungsschicht eine Dicke im allgemeinen von 50 bis 2000 Å,
vorzugsweise 200 bis 800 Å aufweisen. Tellur als Grundmetall
ist für Oxidation anfällig und zeigt eine schlechte
Feuchtigkeitsbeständigkeit, und darüberhinaus ist aufgrund des
relativ hohen Schmelzpunktes die Schreibe-Empfindlichkeit
gering, und deshalb wird allgemein angenommen, daß es nicht als
reflektierende Schicht für ein optisches Aufzeichnungsmedium
zu verwenden ist. Andererseits war in der vorliegenden
Erfindung die Schnelligkeit der Filmherstellung bei Verwendung von
Tellur als reflektierende Schicht und auch die von Tellur
gezeigten ausgezeichneten Eigenschaften von Interesse, und es
ist möglich, ein, hinsichtlich der Stabilität der
Eigenschaften bei zunehmender Zeit, ausgezeichnetes optisches
Aufzeichnungsmedium durch Kompensation der vorstehend aufgeführten
Nachteile von Tellur zu erhalten, während die guten
Eigenschaften von der Grundsubstanz Tellur vorteilhaft verwendet
werden.
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In der vorliegenden Erfindung kann auch die
Aufzeichungsschicht ein Laminat aus zwei Schichten umfassen, nämlich eine
erste Aufzeichnungsschicht, die einen lichtdurchlässigen
Bereich und einen lichtauffangenden Bereich umfaßt, und eine
zweite Aufzeichnungsschicht, die einen dünnen
Lichtreflektierenden Metallfilm umfaßt. In diesem Fall kann die erste
Aufzeichnungsschicht durch beispielsweise Unterwerfen eines
lichtempfindlichen Materials, dessen nicht-exponierter Bereich
der lichtdurchlässige Bereich und der exponierte Bereich der
lichtauffangende Bereich wird, einer Musterexposition
bzw. -belichtung und anschließend durch Entwicklung gebildet werden.
In einigen Fällen kann das lichtempfindliche Material, dessen
nicht-exponierter Bereich lichtdurchlässig wird, einer
Musterexposition bzw. -belichtung unterworfen werden und
anschließend zur Bildung der ersten Aufzeichnungsschicht
entwickelt werden. Andererseits kann als zweite Aufzeichnungsschicht
das gleiche Material wie für die vorstehend aufgeführte
Aufzeichnungsschicht geeigneterweise verwendet werden.
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Die sensiblisierende Schicht (3) wird durch Laminierung
gebildet, sodaß sie sich in engem Kontakt mit der
Aufzeichnungsschicht (4) befindet. Die sensibilisierende Schicht
beschleunigt bzw. verstärkt thermochemisch die physikalische
Verformung in der Aufzeichnungsschicht, wenn ein Informationspit in
der Aufzeichnungsschicht mittels physikalischer Verformung
durch Bestrahlung mit einem Energiestrahl gebildet wird, was
folglich zur Verbesserung der
Informationsaufzeichnungsempfindlichkeit beiträgt. Ferner wird durch die
sensibilisierende Schicht der Stoffaustausch bzw. -transfer während der
Pit-Bildung auf der Aufzeichnungschicht schnell absorbiert
oder beschleunigt, wodurch es nicht erforderlich ist,
spezifisch einen Raum für den Stoffaustausch bzw. -transfer im
Aufzeichnungsmedium, wie im Stand der Technik, bereitzustellen.
Demgemäß kann in der vorliegenden Erfindung durch
Bereitstellung einer solchen sensibilisierenden Schicht die Struktur
bzw. der Aufbau des Aufzeichnungsmediums eine Struktur vom
versiegelten Typ aufweisen. Nachfolgend werden die
entsprechenden Ausführungsformen beschrieben.
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Durch Verwendung eines dünnen Films aus einer
Siliciumverbindung als sensibilisierende Schicht kann ein optisches
Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneter
Aufzeichnungsempfindlichkeit und auch mit verbesserter Stabilität erhalten werden.
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Als solche Siliciumverbindung können Siliciumdioxyd oder
organische Siliciumverbindungen, die Silicium als
Elementarbestandteil enthalten, genannt werden, und diese Verbindungen
können nach dem Plasmapolymerisationsverfahren gebildet
werden.
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Unter diesen ist gemäß dieser Ausführungsform ein durch das
Plasmapolymerisationsverfahren gebildeter dünner Film einer
Siliciumverbindung besonders gut als sensibilisierende
Schicht.
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Da die Plasmapolymerisation ein Trockenverfahren ohne
Verwendung von Lösungsmittel ist, tritt keine Beschädigung oder
Korrosion der beschichteten Oberfläche durch das Lösungsmittel
auf, und deshalb wird keine schlechte Beschaffenheit der
Filmoberfläche des gebildeten dünnen Films wegen solchen
Ursachen erzeugt. Demgemäß ist die nach dem
Plasmapoylmerisationsverfahren durch Verwendung einer Verbindung vom Siliciumtyp
bereitgestellten Schicht ein dichter Film ohne Pin-hole bzw.
Nadelstichpore und weist auch eine ausgezeichnete
Wärmeisolierungseigenschaft auf. Somit kann durch Bildung eines dünnen
Films mit ausgezeichneter Isolierungseigenschaft in engem
Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht die Diffusion der in der
Aufzeichnungsschicht während dem Aufzeichnen erzeugten Wärme
zur Beschleunigung des Schmelzens oder Abdampfens des
Pit-bildenden Bereichs der Aufzeichnungsschicht verhindert werden,
wodurch die Aufzeichnungsempfindlichkeit beachtlich verbessert
werden kann. Da die Verhinderung der Wärmediffusion wirksam
ausgeführt werden kann, kann der Wärmeeinfluß auf andere
Schichten zur Verhinderung der Denaturierung der
Materialbzw. Stoffbestandteile niedriger gehalten werden, um dadurch
auch die Stabilität bei zunehmender Zeit zu verbessern.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, kann im erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmedium vom DRAW-Typ (1) ein Substrat (6) über
eine Klebeschicht (5) auf der Seite der sensibilisierenden
Schicht (4) gebildet werden. Das Substrat (6) kann aus einem
gewünschten Material, abhängig von der Verwendung des
gewünschten Endprodukts, ausgewählt werden. Ferner kann das
Substrat (6) (oder das Substrat (2)) auch andere
Aufzeichnungsmittel, wie Magnetstreifen, Hologramme, Aufdrucke,
Photographien, Strichcodes, Drucke, im allgemeinen darauf gebildet,
aufweisen.
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Die Klebeschicht (5) wird durch Bindung des Substrats (6) an
die sensibilisierende Schicht (4) integriert und das
Klebemittel wird hinsichtlich der vorstehenden, oberhalb und unterhalb
der Klebemitteloberfläche befindlichen Materialien ausgewählt.
Insbesondere kann ein Klebemittel, das vom wärmehärtbaren Typ
oder aushärtbar bei einer Temperatur von 50 ºC oder niedriger
ist, und das eine ausreichend gute Klebe- bzw. Haftkraft
zwischen den oberen und unteren Materialien bereitstellen kann,
vorzugsweise verwendet werden.
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Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform ist ein Beispiel für
den durchsichtigen Träger (2), der aus einer eine Unebenheit
bildende Schicht (2a) zum Führen, einer durchsichtigen Platte
bzw. Scheibe (2b) und einer Oberflächenschutzschicht (2c)
aufgebaut ist. In diesem Fall kann die Oberflächenschutzschicht
2c gebildet oder nicht gebildet werden. Auch kann eine
Grundierungsschicht (nicht gezeigt) zwischen diesen entsprechenden
Schichten bereitgestellt werden.
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Die, eine Unebenheit-bildende Schicht zum Führen von
Funktionen als Führungsvertiefung zur Spurkontrolle während dem
Aufzeichnen und Lesen von Information und deren Form können durch
Aufbringen von feinen Unebenheiten oder durch
Schleifbehandlung zur Lichtstreuung entlang der Führungsvertiefung, wie in
Fig. 4 gezeigt, bereitgestellt werden.
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Die Oberflächenschutzschicht (2c) wird an der äußersten
Schicht bereitgestellt, weist eine hohe Härte auf, umfaßt
vorzugsweise ein Material mit kleinerem Brechungsindex von Licht
als der der durchsichtigen Platte bzw. Scheibe (2b), und durch
Auswahl eines solchen Materials können die Aufzeichnungs- und
Wiedergabeempfindlichkeit durch die Wirkung der Verhinderung
von ungewünschter Reflexion des Laserstrahls während dem
Aufzeichnen und der Wiedergabe weiter erhöht werden. Insbesondere
können gehärtete Harze, die durch Härten von Harzen vom
Siliciumtyp, Acryltyp, Melamintyp, Polyurathantyp oder Epoxidtyp
erhalten werden, verwendet werden.
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Fig. 5 und Fig. 6 sind jeweils Beispiele, worin eine
Unebenheit-bildende Schicht zum Führen im durchsichtigen Träger (2)
von Fig. 3 bzw. Fig. 4 integriert bereitgestellt ist.
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Da die Aufzeichnungsschicht und die sensibilisierende Schicht
innenliegend im Laminat eingebaut und versiegelt sind, weisen
in der gemäß vorstehend beschriebenen Fig. 3 bis 6 gezeigten
Ausführungsform des optischen Aufzeichnungsmediums die
entsprechenden Schichten einen eng im Kontakt mit jeder anderen
Schicht liegenden Aufbau auf, und deshalb zeigen sie eine
ausgezeichnete Verwitterungsbeständigkeit gegenüber der äußeren
Umgebung auf, was sowohl für die Verbesserung der Stabilität
bei zunehmender Zeit als auch für die Verbesserung der
Empfindlichkeit vorteilhaft ist.
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Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 7 ein spezifisches
Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des abgeschlossenen
Verbundtyps und des versiegelten Typs gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Zuerst wird ein durchsichtiges Blatt (21) hergestellt, wobei
eine Oberfläche des durchsichtigen Blattes mit einer
Überzugslösung eines härtbaren Harzes nach herkömmlicher Methode und
anschließend durch Trocknen und Härten beschichtet wird oder
ein Metalloxyd wird als dünner Film nach der Sputter-Methode
gebildet oder eine Oberflächenschutzschicht (22) wird nach der
Plasmapolymerisationsmethode gebildet.
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Danach wird das durchsichtige Blatt mit der darauf gebildeten
Oberflächenschutzschicht (22) auf der Oberfläche, die keine
Oberflächenschutzschicht (22) aufweist, mit einer
Überzugslösung aus einem Grundierungsmaterial und anschließend durch
Trocknen zur Bildung einer Grundierungsschicht (23)
aufgebracht. Wie nachstehend beschrieben, kann die
Grundierungsschicht (23) weggelassen werden.
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Auf der Oberfläche der Grundierungsschicht (23), die der
Oberflächenschutzschicht (22) des durchsichtigen Blattes (21)
gegenüberliegt, oder auf der Oberfläche des durchsichtigen
Blattes (21) wird eine Überzugslösung eines Harzes vom härtbaren
Typ zur Bildung einer spurbildenden Schicht (24) aufgetragen
und gehärtet.
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Während der Bildung der spurbildenden Schicht (24) kann auch
eine Führungsvertiefung (25) gebildet werden, und nach dem
Auftragen der Überzugslösung des härtbaren Harzes wird darauf
eine Matrix zur Verleihung einer vorbestimmten Form der
Führungsvertiefung (25) zur Spurkontrolle in engen Kontakt
gebracht, und in diesem Zustand kann das Harz in der
Überzugslösung ausgehärtet werden.
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Auf der spurbildenden Schicht (24) wird ein dünner Film eines
Metalls oder Oxids oder Legierung davon gemäß der vorstehend
beschriebenen Methode zur Bildung eines dünnen Films, wie
Vakuumbedampfen oder Sputtern, zur Bereitstellung einer
Aufzeichnungsschicht (26) gebildet. Wenn kein Metall oder ein
Oxyd oder eine Legierung davon verwendet werden, wird die
Aufzeichnungsschicht (26) nach einem geeigneten
Dünnfilm-Herstellungsverfahren oder Überzugsverfahren gebildet.
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Die auf der Aufzeichnungsschicht (26) zu bildende
sensibilisierende Schicht (27) kann für einen dünnen Film
einer Siliciumverbindung oder einer Kohlenwasserstoffverbindung
nach dem Plasmapolymerisationsverfahren gebildet werden.
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Das durchsichtige Blatt (21) weist die auf beiden Oberflächen
gebildeten entsprechenden Schichten auf und jede der
Oberfächen kann zuerst einer Behandlung unterzogen werden, mit der
Maßgabe, daß die gegenseitige Beziehung der entsprechenden
Schichten nicht geändert wird.
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Getrennt von der vorstehenden Behandlung des durchsichtigen
Blattes (21) wird ein Substrat (28) hergestellt. Das Substrat
(28) wird mit einer Verstärkung versehen oder weist andere
Aufzeichnungsmittel auf, die anders als die vorstehend
beschriebene, darauf gebildete optische Aufzeichnungsschicht
sind.
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Das fertig behandelte durchsichtige Blatt (21) und das
Substrat (28) werden nach Auftragen eines Klebemittels auf einer
oder beiden der Oberflächen vom Substrat (28) und von der
sensibilisierenden Schicht (27) der unteren Oberfläche des
durchsichtigen Blattes (21) vereinigt, und, nachdem gegebenenfalls
eine gewisse Zeit in Anspruch genommen worden ist, werden sie
gemäß der Pressmethode oder der Heißpressmethode durch
Verwendung einer heißen Platte bzw. Scheibe zum Erhalt eines
optischen Aufzeichnungsmediums eng aneinander gebunden bzw.
abgeschlossen verbunden.
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Wie in Fig. 8 gezeigt, kann während der Bildung des
durchsichtigen Blattes (21) eine Führungsvertiefung (25) zur
Spurkontrolle darin integriert geformt werden, wodurch eine weiter
vereinfachte Mediumeinrichtung (bzw. Mediumaufbau) erhalten
werden kann. Als Verfahren zur Herstellung des durchsichtigen
Blattes kann in diesem Fall das Spritzgußverfahren oder das
Druckgußverfahren durch Verwendung eines Harzes, wie Acryl,
Polycarbonat, etc., verwendet werden.
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Nachstehend werden die Materialien, etc., für die
entsprechenden Schichten in dem vorstehend aufgeführten Schichtaufbau
(bzw. Schichteinrichtung) ausführlicher beschrieben.
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Die spurbildende Schicht (24) wird zur Einstellung der
Position der optischen Information während der Aufzeichnung und
Wiedergabe auf der lichtreflektierenden Schicht bereitgestellt
und sollte vorzugsweise eine Feuchtigkeitsbeständigkeit und
Witterungsbeständigkeit zum Schutz der Aufzeichnungsschicht
(26) aufweisen und kann vorzugsweise aus einem Material mit
Isolationsvermögen zur Verbesserung der Empfindlichkeit sein.
Ferner sollte sie zur Bildung einer Führungsvertiefung zur
Spurkontrolle vorzugsweise eine erforderliche formgebende
Eigenschaft aufweisen. Als diese Punkte zufriedenstellendes
Material sind härtbare Harze, insbesondere durch ionisierende
Strahlung härtbare Harze, wünschenswert, die zur Vermeidung
des Einflusses von Wärme während dem Härten befähigt sind.
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Insbesondere können Präpolymere oder Oligomere mit ethylenisch
ungesättigten Bindungen im Molekül, wie nachstehend
ausgeführt, und gegebenenfalls mit herkömmlichen Sensibilisatoren
versetzte Monomere durch Beschichten aufgebracht werden und
durch Bestrahlung durch ionisierende Strahlung, wie
UV-Strahlen, Elektronenstrahlen oder γ-Strahlen, zur Bildung einer
spurbildenden Schicht, die sowohl als Schutzschicht als auch
als sensibilisierende Schicht wirkt, gehärtet werden.
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1) Präpolymere oder Oligomere und Monomere mit ethylenisch
ungesättigten Bindungen im Molekül, wie
Polyester(meth)acrylat, Epoxid(meth)acrylat,
Urethan(meth)acrylat, Polyether(meth)acrylat, Polyol(meth)acrylat,
Melamin(meth)acrylat.
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2) Monomere mit ethylenisch ungesättigten Bindungen im
Molekül, einschließlich (Meth)acrylsäureester, wie
Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat,
Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat,
Methoxyethyl(meth)acrylat, Ethoxyethyl(meth)acrylat,
Methoxybutyl(meth)acrylat, Ethoxybutyl(meth)acrylat,
Butoxyethyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, etc.,
ungesättigte Carbonsäureamide, wie (Meth)acrylsäureamide,
substituierte Aminoalkoholester von ungesättigten
Carbonsäuren, wie 2-(N,N-Dimethylamino)ethyl(meth)acrylat, 2-
(N,N-Dimethylamino)methyl(meth)acrylat,
2-(N,N-Diethylamino)propyl(meth)acrylat, etc., und im übrigen
Ethylenglykoldi(meth)acrylat,
Propylenglykoldi(meth)acrylat,Neopentylglykoldi(meth)acrylat, 1,6-Mexandioldiacrylat,
Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat,
Dipropylenglykoldi(meth)acrylat,
Trimethylolpropantri(meth)acrylat, etc.
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Als Sensibilisator, der für das Präpolymer oder Oligomer und
das Monomer mit ungesättigten Bindungen, die für eine solche
spurbildende Schicht, die sowohl als Schutzschicht als auch
als sensibilisierende Schicht wirkt, verwendet werden,
geeignet ist, können spezifische Beispiele Sensibilisatoren vom
Benzophenontyp und Benzoinethertyp umfassen.
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Die spurbildende Schicht (24) kann eine Dicke von 3 bis 20 um,
mehr bevorzugt 5 bis 7 um aufweisen.
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Die Grundierung-bildend Schicht (23) wird unmittelbar für den
Zweck der Verbesserung der Haf tstärke zwischen der
spurbildenden Schicht (24) und der oberen Schicht des durchsichtigen
Blattes (7) bereitgestellt, aber sie ist nicht
notwendigerweise erforderlich, wenn eine ausreichende Haftstärke zwischen
der spurbildenden Schicht (24) und der oberen Schicht des
durchsichtigen Blattes (7) erhalten wird. Als
Grundierungsschicht (23)-bildendes Material kann ein Polymer eines
Vinylchlorid- oder Vinylacetatharzes oder Copolymere davon
verwendet werden.
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Das durchsichtige Blatt (21) schützt das optische
Aufzeichnungsmaterial und spielt als Substrat bei der
Herstellung des optischen Aufzeichnungsmaterials eine Rolle. Da die
optische Information durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl
von der Seite des durchsichtigen Blattes (21) aufgezeichnet
oder wiedergegeben wird, ist ein Material mit ausreichender
Durchlässigkeit, bezogen auf einen Laserstrahl, insbesondere
auf die Wellenlänge des Laserstrahls von einem
Halbleiterlaser, der kleine Ausmaße und eine hohe
Leistungsabgabe aufweist, als durchsichtiges Blatt (21) geeignet.
Spezifische Beispiele können durchsichtige Filme, wie
Polyethylenharz, Acrylharz, Polycarbonatharz, Copolymere oder
Gemische von Polystyrol und Polycarbonat oder
Polyethylenterephthalatharz, etc., oder Glas umfassen und deren Dicke kann
100 um bis 1 mm sein.
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Die Oberflächenschutzschicht (22) wird als obere Schicht auf
dem durchsichtigen Blatt (21) bereitgestellt, wobei sie
wünschenswerterweise eine höhere Härte als das durchsichtige
Blatt (21) und auch einen niedrigeren Lichtbrechungsindex als
das durchsichtige Blatt (21) aufweist, und durch eine
derartige Auswahl kann die Empfindlichkeit während der Aufzeichnung
und Wiedergabe durch die Wirkung der Verhinderung einer
Reflexion des Laserstrahls während der Aufzeichnung und Wiedergabe
erhöht werden.
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Als Material für die Oberflächenschutzschicht (22) können die
Materialien verwendet werden, die in der als
Oberflächenhärtungsverfahren bekannten Methode verwendet
werden, einschließlich beispielsweise gehärtete Harze, die durch
Härten von Harzen vom Siliciumtyp, Acryltyp, Melamintyp,
Polyurethantyp, Epoxidtyp erhalten werden, und Metalloxide wie
SiO&sub2; als spezifische Beispiele.
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Fig. 9 ist eine Draufsicht, wobei das optische
Aufzeichnungsmedium als optische Karte verwendet wird. Das bedeutet, daß
durch Bildung eines optischen Aufzeichnungsmediums (31) im
Kartensubstrat (30) eine optische Karte erhalten werden kann.
Insbesondere kann durch Bildung eines in dem Kartensubstrat
eingebetteten optischen Aufzeichnungsmediums (31) (in diesem
Fall ist es bevorzugt, daß die Oberfläche des optischen
Aufzeichnungsmediums (31) auf der gleichen Fläche wie das
Kartensubstrat (30) für die Kartenfunktionsstabilität während der
Aufzeichnung und Wiedergabe in der Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung ist) oder durch Bildung des optischen
Aufzeichungsmediums (31) durch Haftung mit einem Klebemittel, etc.,
auf der Oberfläche des Kartensubstrats (30) eine optische
Karte erhalten werden. Ferner kann eine optische Karte auch
nach dem Verfahren, daß in den nachstehend beschriebenen
Beispielen erörtert wird, hergestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Bezug auf die
Beispiele beschrieben.
Beispiel D-1
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Auf einem Acrylharzträger mit einer Dicke von 0,8 mm, der mit
einer Unebenheit für die Strahlführung versehen ist, wurde ein
dünner Te-Film mit einer Dicke von 600 Å nach der
Sputter-Methode zur Herstellung eines Aufzeichnungsmediums
bereitgestellt. Als das für das Sputtern verwendete Target bzw. Ziel
wurde Te mit einer Reinheit von 99,9 % verwendet. Das Sputtern
wurde in Ar-Atmosphäre bei 1,0x10&supmin;² Torr durchgeführt und die
Te-Filmabscheidungsgeschwindigkeit betrug in diesem Stadium 25
Å/Sek.
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Auf der so ausgestatteten Aufzeichnungsschicht wurde eine
sensibilisierende Schicht eines organischen
Silicium-enthaltenden Materials mit einer Dicke von 1000 Å nach dem
Plasmapolymerisationsverfahren bereitgestellt. Das
Plasmapolymerisationsverfahren ist ein chemisches Bedampfungsverfahren,
worin ein in einem Trägergas enthaltenes Ausgangsmaterial in
ein luftleeres Gefäß eingebracht wird, die Entladung unter
Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks durchgeführt wird
und ein Film als Ergebnis einer chemischen Reaktion der
aktiven Arten, Radikale, etc., die durch Entladung auf einem
Substrat bei niedriger Temperatur erzeugt werden, gebildet wird.
In diesem Beispiel wurde Wasserstoffgas als Trägergas und
Tetramethylsilan ((CH&sub3;)&sub4;Si) als Ausgangsmaterial verwendet. Das
Ausgangsmaterial war im Trägergas wie folgt enthalten.
Wasserstoffgas
von 1 kg/cm² wurde in flüssiges, bei 0 ºC gehaltenes
Tetramethylsilan mit einer Flußrate von 40 cm³/Min.
eingeblasen, wodurch Tetramethylsilan als Dampf im Wasserstoffgas
enthalten war. Die Flußrate des gasförmigen Gemisches aus
Wasserstoff und Tetramethylsilan betrug in diesem Stadium 53
cm³/Min.
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Das wie vorstehend beschrieben erhaltene Gasgemisch wurde in
ein Vakuumgefäß eingeführt und der Druck wurde durch Kontrolle
des Auslaßventils bei 0,5 Torr gehalten. Der Druck wurde mit
einem Unterdruckmesser vom Differentialdrucktyp gemessen. Die
Entladung wurde durch Anlegen einer hohen Frequenz von 125 KHZ
zwischen den zwei parallelen horizontal angeordneten
Flachplattenelektroden erzeugt. In diesem Stadium betrug die
Filmabscheidungsgeschwindigkeit 10 Å/Sek. Der erhaltene Film
zeigte eine amorphe Struktur, in der Silicium, Kohlenstoff und
Wasserstoff vernetzt waren, wie durch IR-Absorptionsanalyse
und photoelektrischer Spektroskopieanalyse bestimmt wurde.
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Wenn das Schreiben im vorstehend erhaltenen optischen
Aufzeichnungsmedium bei einer Schwingungswellenlänge von 830
nm und einer Eingangsleistung in das Medium von 7 mW
durchgeführt wurde, war der Aufzeichnungsdurchmesser wie in Fig. 11
gezeigt. Das optische Aufzeichnungsmedium wurde an ein
Vinylchloridharz mit der Seite der sensibilisierenden Schicht als
Innenseite gebunden. Als Klebeschicht wurde ein Klebemittel
vom Urethantyp (Hisole, hergestellt von Toray) verwendet.
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Wenn das Schreiben mit einem Laser auf dem optischen
Aufzeichnungsmedium vom versiegelten Strukturtyp durchgeführt
wurde, war der Aufzeichnungsdurchmesser wie in Fig. 12
gezeigt. Obwohl eine Verringerung des Aufzeichnungsdurchmessers
eintritt, zeigt durch Versiegeln auch der Fall einer praktisch
anwendbaren versiegelten Struktur eine zufriedenstellende
Beziehung zwischen dem Aufzeichnungsdurchmesser und der
Aufzeichnungsgeschwindigkeit.
Beispiel D-2
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Als durchsichtiges Blatt (Träger) wurde eine Acrylharzscheibe
(hergestellt von Nitto Kogyo Jushi, Japan, Dicke 400 um)
hergestellt und eine spurbildende Schicht mit
Führungsvertiefungen zur Spurkontrolle, eine Aufzeichnungsschicht und eine
sensibilisierende Schicht wurden nacheinander gebildet.
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Zuerst wurden mit fünf Gewichtsteilen eines
Photosensibilisators versetzte 95 Gewichtsteile eines Oligoesteracrylats
(hergestellt von Toa Gosei Kagaku K.K., Japan,
Handelsbezeichnung M-8030) zwischen einer Acrylharzscheibe und einer Matrix
mit der Umkehrform der Führungsvertiefungen zur Spurkontrolle
sandwichartig angeordnet und durch Verwendung einer Walze auf
5 g/m² laminiert. Nach Härtung des Oligoesteracrylats durch
Bestrahlung mit UV-Strahlen wurde die Matrix zur Bildung einer
spurbildenden Schicht mit Führungsvertiefungen zur
Spurkontrolle abgezogen.
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Auf der spurbildenden Schicht wurde ein dünner Te-Film mit
einer Dicke von 600 Å nach der Sputter-Methode zur Herstellung
einer Aufzeichnungsschicht bereitgestellt. Als für das
Sputtern verwendete Target bzw. Ziel wurde Te mit einer Reinheit
von 99,9 % verwendet. Das Sputtern wurde in einer
Ar-Atmosphäre bei 10x10&supmin;² Torr und einer
Te-Filmabscheidungsgeschwindigkeit von 25 Å/Sek. durchgeführt.
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Auf die so ausgestattete Aufzeichnungsschicht wurde eine
sensibilisierende Schicht aus einem organischen
Silicium-enthaltenden Material mit einer Dicke von 1000 Å nach dem
Plasmapolymerisationsverfahren bereitgestellt. Das
Plasmapolymerisationsverfahren ist ein chemisches Bedampfungsverfahren,
worin ein in einem Trägergas enthaltenes Ausgangsmaterial in
ein luftleeres Gefäß eingebracht wird, die Entladung unter
Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks durchgeführt wird
und ein Film als Ergebnis einer chemischen Reaktion der
aktiven Arten, Radikale etc., die durch Entladen auf ein Substrat
bei niedriger Temperatur erzeugt werden, gebildet wird. In
diesem Beispiel wurde Wasserstoffgas als Trägergas und
Tetramethylsilan ((CH&sub3;)&sub4;Si) als Ausgangsmaterial verwendet. Das
Ausgangsmaterial war im Trägergas wie folgt enthalten.
Wasserstoffgas von 1 kg/cm² wurde in flüssiges, bei 0 ºC gehaltenes
Tetramethylsilan bei einer Flußrate von 40 cm³/Min.
eingeblasen, wodurch Tetramethylsilan als Dampf im Wasserstoffgas
enthalten war. Die Flußrate des gasförmigen Gemisches aus
Wasserstoff und Tetramethylsilan betrug in diesem Stadium 53
cm³/Min.
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Das wie vorstehend beschrieben erhaltene Gasgemisch wurde in
ein Vakuumgefäß eingeführt und der Druck wurde durch Kontrolle
des Auslaßventils bei 0,500 Torr gehalten. Der Druck wurde mit
einem Unterdruckmesser vom Differentialdrucktyp gemessen. Die
Entladung wurde durch Anlegen einer hohen Frequenz von 125 khz
zwischen den zwei parallelen horizontal angeordneten
Flachplattenelektroden erzeugt. In diesem Stadium betrug die
Filmabscheidungsgeschwindigkeit 10 Å/Sek. Der erhaltene Film
zeigte eine amorphe Struktur, in der Silicium, Kohlenstoff und
Wasserstoff vernetzt waren, wie durch IR-Absorptionsanalyse
und photoelektrischer Spectroskopieanalyse bestimmt wurde.
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Wenn das Schreiben in dem vorstehend erhaltenen optischen
Aufzeichnungsmedium bei einer Schwingungwellenlänge von 830 nm
und einer Eingangsleistung in das Medium von 7 mW durchgeführt
wurde, war der Aufzeichnungsdurchmesser wie in Fig. 11
gezeigt. Das optische Aufzeichnungmedium wurde an ein
Vinylchloridharz mit der Seite der sensibilisierenden Schicht als
Innenseite gebunden. Als Klebeschicht wurde ein Klebemittel vom
Urethantyp (Hisole, hergestellt von Toray) verwendet.
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Wenn das Schreiben mit einem Laser auf dem optischen
Aufzeichnungsmedium vom versiegelten Strukturtyp durchgeführt
wurde, war der Aufzeichnungsdurchmesser wie in Fig. 12
gezeigt. Obwohl eine Verringerung des Aufzeichnungsdurchmessers
eintritt, zeigt durch Versiegeln auch der Fall einer praktisch
anwendbaren versiegelten Struktur eine zufriedenstellende
Beziehung zwischen dem Aufzeichnungsdurchmesser und der
Aufzeichnungsgeschwindigkeit auf.
Vergleichsbeispiel D-1
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Ein dünner Te-Film mit einer Dicke von 600 Å wurde in der
gleichen Weise wie in Beisp. D-1 auf einem Acrylharzträger
nach der Sputter-Methode zur Herstellung einer
Aufzeichnungsschicht für ein optisches Aufzeichnungsmaterial
bereitgestellt. Ohne Bereitstellung einer sensibilisierenden Schicht,
was zu Beispiel D-1 unterschiedlich ist, wurde die Te-Schicht
an das Vinylchloridharz unter Verwendung eines Klebemittels
vom Urethantyp zur Herstellung eines optischen
Aufzeichnungsmediums mit versiegelter Struktur gebunden. Das Schreiben
wurde auf dem optischen Aufzeichnungsmedium mit versiegelter
Struktur ähnlich zu dem im Fall von Beispiel D-1 durchgeführt.
Die Beziehung des Schreiblochdurchmessers zur
Laserpulszeitdauer war wie in Fig. 13 gezeigt.
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Im Vergleich mit Beispiel D-1 ist der Unterschied deutlich und
beträgt im Vergleichsbeispiel D-1 das 10-fache oder mehr der
Laserpulsdauer. Somit ist das Vergleichsbeispiel im Vergleich
mit dem Beispiel zum Schreiben ungeeignet.
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Das erfindungsgemäße optische Aufzeichnungsmaterial vom DRAW-
Typ kann für Gegenstände mit verschiedenen Formen und
Ausgestaltungen, wie flexible Scheiben, Karten, Bänder, Blätter,
etc., verwendet werden, und kann in großem Umfang für
derartige, nachstehend aufgeführte Anwendungen eingesetzt werden.
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(1) Geldkreislauf-Branche: Barzahlungskarten, Kreditkarten,
Vorauszahlungskarten.
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(2) Gesundheitsbranche: Gesundheitszertifikate, "karte",
medizinische Karte, Notfallkarte.
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(3) Freizeitbranche: Softwaremedium, Mitgliedskarte,
Eintrittskarte, Medium zur Kontrolle von Spielmaschinen,
Medium für TV-Spiele, Medium für Orchesterbegleitung.
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(4) Transportreisebranche: Reisekarten, Zertifikate, Pässe,
Ausweise.
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(5) Verlagsbranche: elektronische Veröffentlichung.
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(6) Informationsverarbeitende Branche: externes
Speichermedium für elektronische Maschinen, Archivierung.
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(7) Bildungsbranche: Lernmaterialprogramme,
Ergebnisverwaltungskarten, Eintritts- und Austrittsverwaltung und
Bücherverwaltung von Bibliotheken.
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(8) Automobilbranche: Medium zur Wartungsaufzeichnung,
Laufaufzeichnung.
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(9) Fa: Programmaufzeichnungsmedium für MC, NC, Roboter, etc.
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(10) Andere: Baukontrolle, Heimkontrolle, ID-Karte, Medium für
automatische Verkaufsautomaten, Kochkarten, etc.