DE3789653T2 - Medium und Methode zur löschbaren Datenaufzeichnung durch Deformation mittels viscoelastischen Scherens. - Google Patents

Medium und Methode zur löschbaren Datenaufzeichnung durch Deformation mittels viscoelastischen Scherens.

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein löschbares optisches Datenspeichermedium und ein Verfahren zur optischen Aufzeichnung, Speicherung und Löschung von Daten auf einem solchen Medium und vor allem auf ein solches Verfahren, bei dem eine optisch detektierbare Deformation durch einen Teil des Mediums erzeugt wird, der eine viskoelastische Deformation erfahrt.
  • Im letzten Jahrzehnt bestand ein sehr großes Interesse und wurde sehr viel Entwicklungsarbeit geleistet auf dem Gebiet optischer Datenaufzeichnungs- und Speicherverfahren, in erster Linie wegen der bedeutenden Vorteile, die diese Technologie gegenüber magnetischen Datentechnologien bietet, etwa hinsichtlich Aufzeichnungs-, Lese- und Löschgeschwindigkeit, Speicherkapazität und Lebensdauer. Einer der Gründe, warum optische Datentechnologie magnetische Datenverfahren noch nicht verdrängt hat, ist das Fehlen eines effektiven und ökonomischen optischen Datenspeichermediums, das auch löschbar ist.
  • Ein optisches Datenspeicherverfahren verwendet ein Laserstrahlbündel, um ein Pit oder einen Krater in der Oberfläche eines Datenspeichermediums wie etwa einer Disc herauszubrennen oder auszuschmelzen und dadurch eine optisch detektierbare Deformation auf der Oberfläche des Mediums herzustellen. Repräsentative Patentschriften, die dieses ablative Verfahren beschreiben sind Cornet US-Patentschriften Nr. 4.577.291, 4.371.954, 4.360.895, 4.405.994, 4.404.656, 4.398.203 und Maffit u. a. US-Patentschrift Nr. 4.430.659 und Bell US-Patentschrift 4.300.227.
  • Bei den ablativen und vesikularen Verfahren erfahrt das Medium tatsächlich eine Veränderung seines physikalischen Zustandes, da das Laserstrahlbündel dazu verwendet wird, um einen Teil des Mediums zu erhitzen, bis er verdampft, wobei ein Teil des Mediums in Gas verwandelt wird. Eines der größten Probleme im Zusammenhang mit diesem Verfahren ist, daß es eine solche Zustandsveränderung sehr schwierig wenn nicht gar unmöglich macht, den Prozeß umzukehren und die auf dem Medium aufgezeichneten Daten zu löschen.
  • Dementsprechend sind Verfahren, die löschbare, optisch detektierbare Deformationen in nicht-vesikularer und nicht-ablativer Weise erzeugen, von besonderem Interesse. Willis US-Patentschrift Nr. 4.264.986 und Cornet US-Patentschrift Nr. 4.371.954 beschreiben nicht-ablative und nicht-vesikulare Verfahren mit reversiblen und damit löschbaren Veränderungen in der Struktur des Mediums, wobei bei Willis die Dichte des Mediums, auf das eingewirkt wird, verändert wird, und bei Cornet '954 ein Teil des Mediums zwischen verschiedenen kristallographischen Phasen wechselt.
  • Das im Besitz der Anmelderin befindliche Dokument EP-A-0136070 beschreibt ebenfalls ein löschbares, nicht-vesikulares, nicht-ablatives Verfahren zum Lesen, Schreiben und Löschen von Daten, und diese im gemeinschaftlichen Besitz befindliche Patentanmeldung wird als durch Nennung in diese Anmeldung als aufgenommen betrachtet, und zwar unter besonderer Berücksichtigung des darin enthaltenen Standes der Technik sowie des darin beschriebenen Systems zum Aufzeichnen, Lesen und Löschen von Daten. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich jedoch von der Beschreibung in dieser besonderen vorherigen Anmeldung durch die der vorliegenden Beschreibung beigefügten Patentansprüche.
  • Bei dem Verfahren nach EP-A-0136070 wird eine zweifache Aufzeichnungsschicht mit einer untenliegenden, von einer Rückhalteschicht bedeckten Expansionsschicht verwendet. Die Expansionsschicht hat eine Glasumwandlungstemperatur, die niedriger ist als die Umgebungstemperatur, während die Rückhalteschicht eine Glasumwandlungstemperatur hat, die höher ist als die Umgebungstemperatur. Das fokussierte Laserstrahlbündel wird zur Erhitzung der Expansionsschicht verwendet, wodurch eine lokale Expansion hervorgerufen wird. Gleichzeitig wird auch die Rückhalteschicht über ihre Glasumwandlungstemperatur erhitzt, entweder durch Kontakt mit der erhitzten Expansionsschicht oder direkt durch ein Laserstrahlbündel. Die erhitzte Expansionsschicht verursacht bei der nun verformbaren Rückhalteschicht eine elastische Verformung, während sie sich oberhalb ihrer Glasumwandlungstemperatur befindet. Wenn dem Medium die Abkühlung ermöglicht wird, sinkt die Temperatur der Rückhalteschicht unter ihre Glasumwandlungstemperatur, während die Expansionsschicht sich immer noch in einem expandierten Zustand befindet, wobei die Rückhalteschicht einen Teil der entstandenen Verformung zurückhält, während die Expansionsschicht, die mit der Rückhalteschicht verbunden ist, durch die nun glasartige Rückhalteschicht unter Spannung in einem teilweise expandierten Zustand gehalten wird.
  • Das Medium wird unter Verwendung eines zweiten Laserstrahlbündels gelöscht, das die Rückhalteschicht über ihre Glasumwandlungstemperatur erhitzt und der gespannten Expansionsschicht ermöglicht, die Rückhalteschicht glattzuziehen, wodurch die optisch detektierbare Verformung vom Medium gelöscht wird.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Das Verfahren und Medium der vorliegenden Erfindung stellt eine Verbesserung der obengenannten Verfahren dar. Entsprechend einer Ausführungsform umfaßt das Medium der vorliegenden Erfindung eine zweifache Aufzeichnungsschicht, die eine untenliegende, von einer Expansionsschicht bedeckte und mit dieser verbundene Rückhalteschicht enthält, wobei die Expansionsschicht bei Erhitzung elastisch und dehnbar ist und die Rückhalteschicht eine Elastizitätsgrenze und eine wesentlich über der Umgebungstemperatur liegende Glasumwandlungstemperatur hat, wobei die Rückhalteschicht des weiteren zu einer wesentlichen viskoelastischen Scherdeformation in der Lage ist, wenn sie sich unterhalb ihrer Glasumwandlungstemperatur befindet.
  • Ein der vorliegenden Erfindung gemäßes Verfahren macht von "Kaltverformung" der Rückhalteschicht Gebrauch, um die viskoelastische Scherverformung in der Rückhalteschicht zu erzeugen, während die Rückhalteschicht sich unterhalb ihrer Glasumwandlungstemperatur befindet. Das Verfahren beinhaltet eine Erhitzung der Expansionsschicht, ohne die Rückhalteschicht über ihre Glasumwandlungstemperatur zu erhitzen, wobei die thermische Expansion der Expansionsschicht dafür sorgt, daß die Rückhalteschicht erst eine elastische Scherdeformation erfährt und dann eine viskoelastische Scherdeformation. Wenn der Expansionsschicht ermöglicht wird, abzukühlen und sich zusammenzuziehen, verliert die Rückhalteschicht ihre elastische Scherdeformation, hält jedoch die viskoelastische Scherdeformation fest und hält damit die verbundene Expansionsschicht in halbexpandiertem Zustand und unter Spannung.
  • Um die Deformation zu beseitigen, wird die Rückhalteschicht über ihre Glasumwandlungstemperatur erhitzt, ohne daß die Expansionsschicht wesentlich erhitzt wird, wobei die gespannte Expansionsschicht die nun formbare Rückhalteschicht glattzieht, um die viskoelastische Scherdeformation zu beseitigen. Weder die Expansionsschicht noch die Rückhalteschicht verändern ihren Aggregatzustand während des Aufzeichnens oder Löschens.
  • Es wird davon ausgegangen, daß die vorliegende Erfindung bedeutende Vorteile gegenüber dem obenbeschriebenen Stand der Technik hat. Da zur Aufzeichnung von Daten nur die Expansionsschicht erhitzt werden muß, werden die Anforderungen an die Leistung des Lasers minimiert. Da die vorliegende Erfindung auf Scherdeformation der Rückhalteschicht basiert, ist sie in der Lage, im Vergleich zu den weichen Begrenzungen, wie sie typischerweise durch andere Verfahren wie thermisch unterstützter Spannstreckung der Rückhalteschicht gebildet werden, konturscharfe, genau definierte Deformationen zu verschaffen. Da bei der vorliegenden Erfindung viskoelastische Scherdeformation angewendet wird anstelle elastischer Spanndeformation, ist der Prozeß schließlich unempfindlicher gegenüber Schwankungen der Dicke der Rückhalteschicht und der Gesamtdicke der Aufzeichnungsschicht, die Schwankungen der Konturschärfe der Definition der Deformationen verursachen könnten.
  • Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Medium und ein verbessertes Verfahren zur optischen Datenaufzeichnung zu verschaffen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Medium zu verschaffen, das gelöscht werden kann, sowie ein Verfahren zum Löschen des genannten Mediums zu verschaffen.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Medium und ein solches Verfahren zu verschaffen, das relativ niedrige Anforderungen an die Leistungsdichte stellt.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Medium und ein solches Verfahren zu verschaffen, das zu konturscharfen, genau definierten optisch detektierbaren Deformationen führt.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche optisch detektierbare Deformation durch elastische und viskoelastische Scherdeformation im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Mediums zu erzeugen.
  • Daneben ist es auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Mediums und ein solches Verfahren zu verschaffen, das minimale Anforderungen an die Leistungsdichte stellt.
  • Zum besseren Verständnis der vorgenannten und anderer Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Ausführungsbeispiele in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des optischen Datenspeichermediums sowie ein fokussiertes Aufzeichnungslaserstrahlbündel.
  • Fig. 2 zeigt die elastische und viskoelastische Scherdeformation des Mediums aus Fig. 1 während der Aufzeichnungsphase.
  • Fig. 3 zeigt die viskoelastische Scherdeformation des Mediums aus Fig. 1 und das fokussierte Löschlaserstrahlbündel.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des optischen Datenspeichermediums gezeigt, das von einem typischerweise aus Glas, Kunststoff oder Aluminium bestehenden Substrat 12 getragen wird und mit diesem verbunden ist. Das Aufzeichnungsmedium umfaßt zwei Schichten, eine untenliegende Expansionsschicht 14 nahe dem Substrat 12 und eine integral mit der Expansionsschicht verbundene obenliegende Rückhalteschicht 16.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel besteht die Expansionsschicht im allgemeinen aus einem vernetzten Elastomer mit (1) geringer Wärmeleitfähigkeit, (2) einen hohen thermischen Expansionskoeffizienten und (3) einer Glasumwandlungstemperatur Tg, die beträchtlich unter der der Glasumwandlungstemperatur der Rückhalteschicht liegt. Die Expansionsschicht kann dementsprechend bei Umgebungstemperatur gummiartig sein, im Gegensatz zu beispielsweise einem glasartigen oder spröden Zustand. Das bedeutet, daß dank der drei obengenannten Eigenschaften eine Erhitzung mit nur relativ geringer Leistung erforderlich ist, um das gummiartige Material zu erhitzen und eine lokale extensive und schnelle Expansion eines Teils der Expansionsschicht herbeizuführen. Aufgrund einer solchen lokalen Expansion kann eine hohe Datenspeicherdichte erreicht werden. Das Material der Expansionsschicht kann ebenfalls sehr stark vernetzt sein, so daß bei Expansion nahezu kein visköser Fluß des Materials auftritt. Zusätzlich ist das Material der Expansionsschicht elastisch und hat eine hohe Streckgrenze, so daß, wenn es in einem gedehnten Zustand gehalten wird, nicht seine Elastizitätsgrenze überschreitet. Andere Eigenschaften und Charakteristika der Expansionsschicht werden im folgenden beschrieben.
  • Die Rückhalteschicht besteht im allgemeinen aus einem polymeren Material mit einer Glasumwandlungstemperatur Tg, die über der der Expansionsschicht liegt. Bei Normal- oder Umgebungstemperaturen ist die Rückhalteschicht daher glasartig oder spröde, wird sie jedoch über ihre Glasumwandlungstemperatur Tg erhitzt, geht sie erst in einen ledrigen oder formbaren Zustand und dann in einen gummiartigen Zustand über. Das Material der Rückhalteschicht hat ebenfalls eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit. Darum kann Hitze mit geringer Leistung verwendet werden, um das Material der Rückhalteschicht schnell und lokal, jedoch nur geringfügig, zu expandieren.
  • Das Material der Rückhalteschicht ist vorzugsweise nicht stark vernetzt, ist aber auf polymere Verkettung angewiesen, damit übermäßiger Fluß vermieden wird. Folglich können thermoplastische Materialien für die Rückhalteschicht geeignet sein, während einige hitzehärtbare Materialien ungeeignet sind. Bei Expansion begrenzt die Verkettung den viskösen Fluß und es tritt eine gewisse Dehnung des Materials auf. Außerdem hat die Rückhalteschicht vorzugsweise einen Elastizitätsmodul, der sich mit der Temperatur verändert. Der Modul nimmt mit sinkender Temperatur ab. Schließlich ist das Material der Rückhalteschicht in der Lage, eine wesentliche Scherung zu erfahren, wenn es sich unterhalb ihrer Tg befindet.
  • Bei Umgebungstemperatur ist die Expansionsschicht mehr oder weniger weich und gummiartig, und die Rückhalteschicht hart und glasartig. Beide Schichten sind halbtransparent, wobei die Expansionsschicht so gefärbt ist, daß sie Licht in einem engen, um eine erste Wellenlänge L&sub1; zentrierten Wellenlängenband selektiv absorbiert, und die Rückhalteschicht so gefärbt ist, daß Licht in einem engen, um eine zweite Wellenlänge L&sub2; zentrierten Wellenlängenband selektiv absorbiert wird.
  • In Fig. 1 kann festgestellt werden, daß die Expansionsschicht eine größere Dicke hat als die Rückhalteschicht. Die Expansionsschicht hat eine Eindringtiefe, die wesentlich geringer ist als ihre Dicke. (Die Eindringtiefe ist die Tiefe, bei der ungefähr 63 Prozent der Energie des in die Schicht einfallenden Lichts absorbiert ist.) Die Eindringtiefe der Rückhalteschicht ist vorzugsweise gleich ihrer Dicke oder geringer als sie.
  • Dem Verfahren der vorliegenden Erfindung entsprechend, wird zur Aufzeichnung von Daten auf das Medium 10 ein in Fig. 1 gezeigtes, fokussiertes Laserstrahlbündel B&sub1; mit einer Wellenlänge L&sub1; auf das Medium gerichtet. Da die Rückhalteschicht so gefärbt ist, daß sie Licht mit einer Wellenlänge L&sub1; absorbiert, passiert das erste Laserstrahlbündel mit der Wellenlänge L&sub2; die Rückhalteschicht und gelangt in die Expansionsschicht, wo der größte Teil der Energie des Strahlenbündels von dem Teil der Expansionsschicht absorbiert wird, der der Eindringtiefe 20 entspricht. Dadurch wird ein kleiner Bereich der Expansionsschicht, der innerhalb der Eindringtiefe liegt, durch die Energie des Strahlenbündels erhitzt und expandiert schnell.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, drückt das schnelle lokale Anschwellen eines Teils der Expansionsschicht die darüberliegende Rückhalteschicht hoch, wodurch erst elastische Scherdeformation und dann viskoelastische Scherdeformation hervorgerufen wird, die zu einer Ausbeulung 22 an der Oberfläche des Mediums führt. Die Dicke der Expansionsschicht zusammen mit den obenerläuterten Eigenschaften des Materials wirken zusammen, um die Expansion des Materials der Expansionsschicht gegen die darüberliegende Expansionsschicht zu richten. Es ist wichtig zu verstehen, daß trotz einer gewissen Erhitzung während des Aufzeichnungsschrittes der Rückhalteschicht aufgrund ihrer Nähe zur erhitzten Expansionsschicht eine solche Erhitzung die Rückhalteschicht nicht über ihre Glasumwandlungstemperatur erhitzt.
  • In dieser Hinsicht unterscheidet sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung wesentlich vom dem Verfahren entsprechend dem Stand der Technik, wie es etwa beschrieben ist in der früheren Patentanmeldung der Anmelderin oder Cornet '656, die beide auf Erhitzung der Rückhalteschicht basieren, um die Deformation jener Schicht zu unterstützen. Faktisch wird gemäß Cornet '656 nämlich die untenliegende Expansionsschicht erhitzt, indem erst die obenliegende metallische Rückhalteschicht erhitzt wird, wobei die Erhitzung der untenliegenden Expansionsschicht auf der Wärmeleitfähigkeit der metallischen Schicht beruht. Folglich ist die entsprechend dem obenerwähnten Stand der Technik auftretende Deformation in der Rückhalteschicht eine elastische Spanndeformation.
  • Das schnell expandierende Material der Expansionsschicht führt in dem darüberliegenden Teil der Rückhalteschicht zu einer Deformation ungefähr entlang von Scherlinien, die im wesentlichen senkrecht zur Zwischenfläche zwischen den Schichten und zur Ebene des Mediums verlaufen. Man stelle sich eine Anordnung von aufrecht stehenden Stiften vor. Drückt man eine Gruppe dieser Stifte von unten hoch, so führt dies dazu, daß einige der Stifte sich vertikal zueinander bewegen, wodurch sich auf der Oberseite der Stiftanordnung eine Beule ausbildet.
  • Wenn das Laserstrahlbündel B&sub1; abgeschaltet wird, kühlt sich die Expansionsschicht ab und zieht sich zusammen, wobei sie die von ihr in der darüberliegenden Rückhalteschicht erzeugte Ausbeulung nach unten zieht. Die sich zusammenziehende Expansionsschicht beseitigt die elastische Scherdeformation von der Rückhalteschicht, aber kann nicht die viskoelastische Scherdeformation beseitigen, die, wie in Fig. 3 gezeigt, zu einer optisch detektierbaren Ausbeulung auf der Oberfläche des Mediums führt. In der abgekühlten Konfiguration ist die gekrümmte Rückhalteschicht komprimiert, während die gewölbte Expansionsschicht unter Spannung gehalten wird, da sie mit der Rückhalteschicht verbunden ist.
  • Die viskoelastische Scherdeformation der Rückhalteschicht wird dadurch hervorgerufen, daß die Scherelastizitätsgrenze der Rückhalteschichtmaterials überschritten wird. Die Rückhalteschicht kann sich infolge eines viskösen Flusses des Materials im Laufe eines beträchtlichen Zeitraums "erholen", der nach Schätzung der Anmelderin zwischen 10 und 100 Jahren bei Umgebungstemperaturen liegt. Die Rückhalteschicht kann sich jedoch auch recht schnell erholen, wenn sie über ihre Glasumwandlungstemperatur erhitzt wird. Fig. 3 zeigt ein Laserstrahlbündel 132 mit einer Wellenlänge L&sub2;, das auf die Ausbeulung 22 im Medium fokussiert wird. Da die Rückhalteschicht so gefärbt ist, daß sie Lichtenergie mit einer Wellenlänge L&sub2; absorbiert, und da die Eindringtiefe der Rückhalteschicht kleiner oder wenigstens nicht größer als ihre Dicke ist, und weil die Expansionsschicht im wesentlichen kein Licht mit einer Wellenlänge L&sub2; absorbiert, erhitzt das Laserstrahlbündel im wesentlichen nur die Rückhalteschicht. Wenn die Temperatur der Rückhalteschicht in der Nähe der Ausbeulung über ihre Glasumwandlungstemperatur steigt, wird sie formbar. Die darunterliegende, unter Spannung stehende Expansionsschicht zieht die nun formbare Rückhalteschicht glatt, wodurch die ein Datenbit repräsentierende Ausbeulung entspannt und gelöscht wird.
  • Bezüglich der nicht-geschützten Materialien und Eigenschaften zur Realisierung der vorliegenden Erfindung, hat die Anmelderin festgestellt, daß eine 2,0- 6,0 Mikrometer (um) dicke Polyurethan-Expansionsschicht, die so gefärbt ist, daß eine Eindringtiefe von 0,8-1,2 um für Licht mit einer Wellenlänge L&sub1; erreicht wird, und die bei Raumtemperatur einen Dehnungsmodul von über 40000 psi aufweist, in Verbindung mit einer 1,0-2,0 um dicken Rückhalteschicht aus Polyester-Copolymer oder Polykarbonat, die 50 gefärbt ist, daß eine Eindringtiefe für Licht mit einer Wellenlänge L&sub2; erreicht wird, und die bei Raumtemperatur ein Dehnungsmodul von über 100 000 psi aufweist, geeignet ist.
  • Es werden zwei spezifische Ausführungsbeispiele gegeben.
    • Beispiel 1
  • Eine 6,1 um dicke, blau gefärbte (Sandoz-Savinyl Blau RLS) Expansionsschicht aus Urethan (Morton Thiokol-Solithan 113) mit einer Eindringtiefe von 0,96 um für L&sub1; (633 Nanometer (nm)) sowie einer Eindringtiefe von 9 um für L&sub2; (488 nm) hat. Eine 2,2 um dicke, rot gefärbte (Sandoz Nitrofast Rot BN) Rückhalteschicht aus Polyesterharz ("PETG", Eastman Kodak-Kodar Copolyester) mit einer Eindringtiefe von ungefähr 10 um für L&sub1; (633 nm) und 0,26 um für L&sub2; (488 nm).
  • Das Strahlbündel B&sub1; wurde unter Verwendung eines HeNe-Lasers erzeugt, der ungefähr 7,5 Milliwatt (mW) auf der Oberfläche des Mediums erzeugte. Das Strahlenbündel B&sub2; (488 nm) wurde unter Verwendung eines luftgekühlten Argon-Lasers erzeugt, der ungefähr 3,8 mW auf der Oberfläche des Mediums erzeugte. Der Durchmesser des Strahlenbündels B&sub1; (633 nm) betrug auf der Oberfläche des Mediums ungefähr 1,5 um (FWHM-FU11 Width Half Maximum, Halbwertbreite) und der Durchmesser von Strahlenbündel B&sub2; (488 nm) betrug ungefähr 3,5 um (FWHM).
  • Unter Verwendung des Mediums und der Ausrüstung wie oben beschrieben konnte die Anmelderin eine akzeptable, optisch detektierbare Deformation in der Oberfläche des Mediums bei 0,12 Mikrosekunden us) langer Bestrahlung mit dem Strahlenbündel B&sub1; erzeugen und konnte eine akzeptable Löschung der Deformation bei 2,2 us langer Bestrahlung mit dem Strahlenbündel B&sub2; erreichen.
    • Beispiel 2
  • Die Expansionsschicht ist mit der oben in Beispiel 1 beschriebenen identisch. Die Rückhalteschicht besteht aus Polykarbonat (Aldrich Chemical Co. 20000- 25000 MW), ist 1,1 um dick, rot gefärbt (Sandoz Nitrofast BN) und hat eine Eindringtiefe von ungefähr 13,0 um für B&sub1; (633 nm) und eine Eindringtiefe von 0,3 um für B&sub2; (488 nm).
  • Unter Verwendung der obenbeschriebenen Ausrüstung, konnte die Anmelderin eine akzeptable optisch detektierbare Deformation bei 0,16 us langer Bestrahlung mit B&sub1; erreichen und eine akzeptable Löschung bei 2,5 us langer Bestrahlung mit dem Strahlenbündel B&sub2;.
  • Wie in den obenangeführten Beispielen beschrieben, sind die Leistungsdichteanforderungen zum Lesen und Schreiben relativ niedrig. Dazu tragen verschiedene Faktoren bei. Erstens wird weniger Leistung benötigt, da der Prozeß keine Veränderungen des Aggregatzustandes beinhaltet wie die ablativen oder vesikuiaren Verfahren. In gleicher Weise führt der Prozeß nicht zu Veränderungen der Struktur zwischen kristallinem und amorphem Zustand wie es bei anderen Verfahren geschieht. Schließlich enthält das Medium keinerlei metallisches oder andere reflektierendes Material, das die Effizienz des Schreiblasers reduzieren könnte. Die selektive Verwendung von Farbstoffen, um das Material des Mediums so abzustimmen, daß es ausgewählte Wellenlängen in ausgewählten Eindringtiefen absorbiert, trägt zur effizienten Verwendung der zur Verfügung stehenden Laserleistung bei.
  • Auch wenn ein Ausführungsbeispiel der Erfindung oben auf Basis von zwei diskreten Schichten beschrieben worden ist, sieht die Anmelderin auch eine Anwendung dieses Kaltverformungsprozesses auf eine einzelne integrale Schicht vor, in der zwei oder mehrere Zonen hergestellt worden sind. Die Zonen würden im allgemeinen den hier beschriebenen Expansions- und Rückhalteschichten entsprechen, aber eine diffuse anstatt eine diskrete Zwischenfläche haben. Solche Zonen könnten hergestellt werden, indem die einzelne integrale Schicht mit einer Kombination von Farbstoffen, Lösungsmitteln und Härtemitteln behandelt wurde, um, wie hier beschrieben, Zonen mit verschiedenen optischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften herzustellen.
  • Die in der vorstehenden Spezifikation verwendeten Termini und Ausdrücke werden dort in beschreibender und nicht in einschränkender Weise verwendet, und mit der Verwendung solcher Termini und Ausdrücke wird nicht beabsichtigt, Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile davon auszuschließen, wobei darauf hingewiesen sei, daß der Erfindungsgedanke nur durch die folgenden Patentansprüche definiert und abgegrenzt wird.

Claims (8)

1. Verfahren zum Schreiben von Daten durch Erzeugung einer Deformation in einer Aufzeichnungsschicht (10), die von einem Substrat (12) getragen wird und eine erste Zone oder Schicht (14), die eine Glasumwandlungstemperatur unter derjenigen der Umgebungstemperatur besitzt, und eine Zone oder Schicht (10) aufweist, die eine Glasumwandlungstemperatur über derjenigen der Umgebungstemperatur besitzt, wobei beide Zonen oder Schichten übereinander liegen und das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet:
(a) Erwärmung der ersten Zone oder Schicht (14) zur thermischen Ausdehnung dieser ersten Zone oder Schicht innerhalb ihrer Elastizitätsgrenze;
(b) Ausdehnen und Deformieren der zweiten Zone oder Schicht (16) mit Hilfe der erwärmten ersten Zone oder Schicht;
(c) Abkühlen der ersten Zone oder Schicht (14), dadurch gekennzeichnet, daß - beim Schritt (a) die Erwärmung der ersten Zone oder Schicht (14) ohne Temperaturanstieg der zweiten Zone oder Schicht (16) erfolgt, wodurch im zweiten Schritt (b) die zweite Zone oder Schicht (16) über ihre Elastizitätsgrenze beansprucht wird, indem die zweite Zone oder Schicht zunächst eine elastische Scherverformung und dann eine viskoelastische Scherverformung erfährt, und daß im Schritt (c) eine partielle Kontraktion der ersten Zone oder Schicht (14) und eine Kontraktion der elastischen Scherverformung der zweiten Zone oder Schicht (16) ermöglicht wird und die viskoelastische Scherverformung der zweiten Zone oder Schicht dann die erste Zone oder Schicht in dem teilweise gedehnten Zustand hält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone oder Schicht (16) nicht wesentlich erwärmt wird, ausgenommen durch Berührung mit der ersten Zone oder Schicht (14).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone oder Schicht (14) durch einen ersten gebündelten Lichtstrahl erwärmt wird, die zweite Zone oder Schicht jedoch nicht wesentlich durch diesen Strahl erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl die zweite Zone oder Schicht (16) durchdringt, um die erste Zone oder Schicht (14) zu erreichen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die viskoelastische Scherverformung der zweiten Zone oder Schicht (16) durch Erwärmen dieser zweiten Zone oder Schicht über ihre Glasumwandlungstemperatur beseitigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone oder Schicht (14) mit einem ersten gebündelten Lichtstrahl erwärmt wird, der eine erste Wellenlänge aufweist, und daß die zweite Zone oder Schicht (16) mit einem zweiten gebündelten Lichtstrahl erwärmt wird, der eine zweite Wellenlänge aufweist.
7. Lesbares optisches Datenspeichermedium mit
(a) einer ersten Zone oder Schicht (14), die bei Erwärmung elastisch und dehnbar ist und eine Glasumwandlungstemperatur unter der Umgebungstemperatur aufweist;
(b) einer zweiten Zone oder Schicht (16), die mit der ersten Zone oder Schicht ein einheitliches Ganzes bildet oder verbunden ist und eine Glasumwandlungstemperatur aufweist, die über der Umgebungstemperatur liegt; und
(c) einem Substrat (12), das die ersten und zweiten Zonen oder Schichten (14, 16) übereinanderliegend trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone oder Schicht (16) unter ihrer Glasumwandlungstemperatur eine erhebliche viskoelastische Scherverformung erfahren kann, die entfernbar ist, sobald die zweite Zone oder Schicht über ihre Glasumwandlungstemperatur erwärmt wird.
8. Lesbares optisches Datenspeichermedium nach Anspruch 7, bei dem die erste Zone oder Schicht (14) zwischen dem Substrat (12) und der zweiten Zone oder Schicht (16) sandwich-artig angeordnet ist.
DE3789653T 1986-10-02 1987-09-30 Medium und Methode zur löschbaren Datenaufzeichnung durch Deformation mittels viscoelastischen Scherens. Expired - Fee Related DE3789653T2 (de)

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DE3789653D1 DE3789653D1 (de) 1994-05-26
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