DE69123371T2 - Verfahren zur Erzeugung eines optischen Aufzeichnungsträgers - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung eines optischen AufzeichnungsträgersInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers mit photochromen Eigenschaften, das einen monomolekularen Film oder ein Laminat aus organischen monomolekularen Filmen mit Polydiacetylenbindungen enthält.
- Polymere aus einem Diacetylenderivat verfügen aufgrund der Gegenwart eines mit π-Elektronen konjugierten, von Polydiacetylenbindungen abgeleiteten Systems über Leitfähigkeit und nichtlineare optische Wirkungen. Daher sind diese Polymere als optisch und elektronisch funktionelle Materialien wie z.B. optische Aufzeichnungsträger geeignet. Beispielsweise können sie in Form eines dünnen Films wie z.B. eines monomolekularen Films vorliegen.
- Ein dünner Polymerfilm, der Polydiacetylenbindungen enthält, wird durch Bestrahlen eines dünnen kristallinen Films aus einer Verbindung aus einem Diacetylenderivat mit radioaktiven Strahlen hergestellt. Bei diesem Verfahren kann man jedoch keinen einzelnen kristallinen Polydiacetylenfilm von großen Ausmaßen erhalten. Der Film wird auch dadurch hergestellt, daß man radioaktive Strahlen auf einen monomolekularen Film richtet, der durch die Langmuir-Blodgett-Technik (LB-Technik) auf einer Basisplatte gebildet wurde, wodurch die Diacetylengruppen polymerisiert werden.
- Die Japanische OS Nr. 63-49757 offenbart einen optischen Aufzeichnungsträger, der einen monomolekularen Film oder geschichtete Filme aus einer Verbindung aus einem Diacetylenderivat mit mindestens je einer hydrophilen und einer hydrophoben Stelle und einem Squarilium-Farbstoff enthält. Die hydrophile Stelle der Verbindung aus dem Diacetylenderivat wird als Carboxyl-, Amino-, Hydroxy-, Nitryl-, Thioalkohol-, Imino-, Sulfonsäure- oder Sulfinylgruppe sowie ein Metall- oder Aminsalz davon definiert. Das Dokument selbst sowie dort zitierte Veröffentlichungen des Standes der Technik lehren die Herstellung des monomolekularen Films aus einer Verbindung aus einem Diacetylenderivat durch das Langmuir-Blodgett-Verfahren.
- Mit diesem Verfahren kann ein verhältnismäßig großer dünner Film aus einem Polydiacetylenderivat erhalten werden. Jedoch haftet der durch dieses Verfahren hergestellte Film schlecht an der Basisplatte. Wenn man daher der optische Aufzeichnungsträger, der diesen monomolekularen Film enthält, bearbeitet, neigt der Film dazu, sich von der Basisplatte abzuschälen. Darüber hinaus ist das Verfahren vom praktischen Standpunkt aus kostspielig, weil seine Effizienz geringer ist. Außerdem weist der resultierende optische Aufzeichnungsträger eine geringe Dichte und einige winzige Löcher auf.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers, der die vorstehend erörterten und zahlreiche andere Nachteile und Mängel des Standes der Technik überwindet, ist ein Verfahren, bei dem man
- auf der Oberfläche einer Basisplatte einen monomolekularen Film durch Adsorption eines chemischen Adsorptionsmittels mit einer Diacetylengruppe und einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende ausbildet
- und den monomolekularen Film mit UV-Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch Polydiacetylenbindungen zu bilden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform wird das chemische Adsorptionsmittel durch folgende Formel I
- in der R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l1, m1 und n1 jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l1, m1 und n1 5 bis 25 beträgt und a1 0 oder 1 ist, dargestellt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das chemische Adsorptionsmittel eine der durch folgende Formeln dargestellten Verbindung:
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers, bei dem man
- auf der Oberfläche einer Basisplatte einen ersten monomolekularen Film durch Adsorption eines ersten chemischen Adsorptionsmittels mit einer Diacetylengruppe und einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende und einer -CH=OH&sub2;-Gruppe am anderen Molekülende ausbildet,
- den ersten monomolekularen Film mit UV-Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch Polydiacetylenbindungen zu bilden,
- die -CH=CH&sub2;-Gruppe in eine -CH&sub2;-CH&sub2;OH-Gruppe umwandelt,
- einen zweiten monomolekularen Film auf der Oberfläche des polymerisierten ersten monomolekularen Films ausbildet, indem man ein zweites chemisches Adsorptionsmittel mit einer Diacetylengruppe und einer -SiCl- Gruppe an einem molekularen Ende adsorbiert und
- den zweiten monomolekularen Film mit UV-Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch Polydiacetylenbindungen zu bilden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel eine Substituentengruppe auf dem an die Diacetylengruppe angrenzenden Kohlenstoffatom auf, die mit der Polydiacetylenbindung konjugiert werden kann, wobei das erste und das zweite chemische Adsorptionsmittel so gewählt sind, daß der erste und der zweite monomolekulare Film verschiedene optische Absorptionseigenschaften aufweisen.
- In einer bevorzugen Ausführungsform wird das erste und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel durch die folgende Formel II
- in der R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l2, m2 und n2 jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l2, m2 und n2 5 bis 25 beträgt und a2 0 oder 1 ist, dargestellt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel die durch folgende Formel dargestellte Verbindung:
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers, bei dem man
- auf der Oberfläche einer Basisplatte einen ersten monomolekularen Film durch Adsorption eines ersten chemischen Adsorptionsmittels mit einer Diacetylengruppe, einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende und einer SiH- Gruppe am anderen Molekülende ausbildet,
- den ersten monomolekularen Film mit UV-Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch Polydiacetylenbindungen zu bilden,
- die -SiH-Gruppe in eine SiOH-Gruppe umwandelt,
- einen zweiten monomolekularen Film auf der Oberfläche des polymerisierten ersten monomolekularen Films ausbildet, indem man ein zweites chemisches Adsorptionsmittel mit einer Diacetylengruppe und einer -SiCl- Gruppe an einem Molekülende adsorbiert und
- den zweiten monomolekularen Film mit UV-Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch Polydiacetylenbindungen zu bilden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel eine Substituentengruppe auf dem an die Diacetylengruppe angrenzenden Kohlenstoffatom auf und die Substituentengruppe kann mit der Polydiacetylengruppe konjugiert werden, wobei das erste und das zweite chemische Adsorptionsmittel so gewählt sind, daß der erste und der zweite monomolekulare Film unterschiedliche optische Absorptionseigenschaften aufweisen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform werden das erste chemische Adsorptionsmittel oder das erste und das zweite chemische Adsorptionsmittel durch die folgende Formel III
- in der R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, R7 und R8 jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkyloder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l3, m3 und n3 jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l3, m3 und n3 5 bis 25 beträgt und a3 0 oder 1 ist, dargestellt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste und das zweite chemische Adsorptionsmittel die durch folgende Formel dargestellte Verbindung:
- Folglich werden durch die hier beschriebene Erfindung folgende Aufgaben gelöst:
- (1) Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers zur Verfügung gestellt, bei dem ein monomolekularer Film oder ein Laminat aus monomolekularen Filmen mit auf einer Basisplatte ausgebildeten Polydiacetylenbindungen hergestellt wird, wobei der optische Aufzeichnungsträger über ausgezeichnete Haftung zwischen der Basisplatte und dem monomolekularen Film bzw. ggfs. zwischen den einzelnen monomolekularen Filmen verfügt.
- (2) Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers zur Verfügung gestellt, bei dem ein monomolekularer Film oder ein Laminat aus monomolekularen Filmen mit Polydiacetylenbindungen hergestellt wird, wobei der Film oder das Laminat über eine höhere Dichte und weniger winzige Löcher verfügt als Filme, die nach der herkömmlichen LB-Technik hergestellt sind.
- (3) Es wird ein preiswerteres und einfacheres Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers zur Verfügung gestellt, der den vorstehend beschriebenen monomolekularen Film oder das Laminat daraus mit einer größeren Fläche und besseren Eigenschaften enthält als das nach der herkömmlichen LB-Technik hergestellte Produkt.
- (4) Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers zur Verfügung gestellt, das die Herstellung eines Laminats aus monomolekularen Filmen mit Polydiacetylenbindungen umfaßt, wobei dieses Laminat für die Verwendung in multiplen optischen Aufzeichnungsträgern geeignet ist.
- (5) Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsträgers zur Verfügung gestellt, das die Herstellung eines monomolekularen Films oder eines Laminats aus monomolekularen Filmen, vor allem solchen mit Polydiacetylenbindungen, umfaßt, wobei der Film bzw. das Laminat einen hohen Polymerisationsgrad aufweist, wenn ein chemisches Adsorptionsmittel mit Sauerstoff in seiner Hauptkette verwendet wird.
- Die Erfindung wird anhand der Begleitzeichnungen leichter verständlich und ihre Ziele und Vorteile für Fachleute offenkundig:
- Fig. 1a bis 1d zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus monomolekularen Filmen, die für erfindungsgemäße optische Aufzeichnungsträger verwendet werden.
- Fig. 2 zeigt die Aufzeichnung eines durch Fourier- Transfer-IR (FTIR) analysierten Ramanspektrums des mit UV-Strahlen bestrahlten monomolekularen Films, der wie in Fig. 1 gezeigt in Schritt (b) hergestellt wurde.
- Fig. 3 zeigt eine Aufzeichnung des sichtbaren Absorptionsspektrums des in Beispiel 1 hergestellten monomolekularen Films bei Temperaturen von 23,5 und 60ºC.
- Ein im Verfahren zur Herstellung eines monomolekularen Films für erfindungsgemäße optische Aufzeichnungsmedien verwendetes chemisches Adsorptionsmittel mit einer Diacetylengruppe (-C C-C C-) und einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende wird beispielsweise durch die folgende Formel I
- in der R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l1, m1 und n1 jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l1, m1 und n1 5 bis 25 beträgt und a1 0 oder 1 ist, dargestellt.
- Beispiele für das durch die vorstehende Formel I dargestellte chemische Adsorptionsmittel sind folgende
- Wenn man ein Laminat aus monomolekularen Filmen herstellt, wird vorzugsweise ein durch die folgenden Formeln II oder III dargestelltes chemisches Adsorp-
- in der R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l2, m2 und n2 jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l2, m2 und n2 5 bis 25 beträgt und a2 0 oder 1 ist, oder
- in der R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, R7 und R8 jeweils unabhängig voneinander H, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l3, m3 und n3 jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l3, m3 und n3 5 bis 25 beträgt und a3 0 oder 1 ist.
- Beispiele für die durch die vorstehend beschriebenen chemischen Adsorptionsmittel sind im folgenden aufgeführt:
- Beim Verfahren zur Herstellung eines monomolekularen Films zur Verwendung in einem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten optischen Aufzeichnungsträger wird zuerst eine Basisplatte mit einer funktionellen Gruppe wie einer Hydroxyl-, Amino- oder Carboxylgruppe an ihrer Oberfläche (d.h. eine Basisplatte mit einer hydrophilen Oberfläche) hergestellt. Beispielsweise verwendet man bevorzugt eine Siliciumbasisplatte mit einem auf ihrer Oberfläche ausgebildeten Oxidationsfilm. Der Oxidationsfilm wird durch Behandlung der Basisplatte mit einer thermischen Oxidation oder durch natürliche Oxidation ausgebildet. Als nächstes wird die Basisplatte in eine Lösung eines chemischen Adsorptionsmittels in einem nicht wäßrigen organischen Lösungsmittel getaucht. Verwendbare organische Lösungsmittel sind unter anderem n-Hexan, Kohlenstofftetrachlorid u.ä. sowie Mischungen davon. Die Konzentration des chemischen Adsorptionsmittels kann je nach Art der Basisplatte und ihrer Oberfläche schwanken, liegt jedoch üblicherweise im Bereich von 2,0 x 10&supmin;³ bis 5,0 x 10&supmin;³ Mol/l. Durch dieses Eintauchverfahren reagiert die im chemischen Adsorptionsmittel vorhandene -Si-Cl-Gruppe mit der auf der Basisplatte vorhandenen -OH-Gruppe, so daß das chemische Adsorptionsmittel chemisch mit der Oberfläche der Basisplatte verbunden wird. Wenn man ein chemisches Adsorptionsmittel mit -SiCl&sub3; verwendet, bildet sich der in Fig. 1a gezeigte monomolekulare Film durch das vorstehend beschriebene Eintauchverfahren.
- Als nächstes wird der auf der Basisplatte 1 ausgebildete monomolekulare Film 3 mit UV-Strahlen bestrahlt, um das Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe 2 zu polymerisieren und dadurch eine in Fig. 1b gezeigte Polydiacetylenbindung 12 zu bilden. Die Polydiacetylenbindung kann auch durch Bestrahlung mit Röntgen-, Elektronen- oder Gammastrahlen anstelle von UV- Strahlen, die alle eine höhere Energie als UV-Strahlen haben, hergestellt werden.
- Zur Herstellung eines Laminats aus monomolekularen Filmen wird vorzugsweise ein chemisches Adsorptionsmittel der Formel II oder III verwendet. Beispielsweise wird wie in Fig. 1a beschrieben auf der Basisplatte 1 ein erster monomolekularer Film 3 durch Adsorption des ersten chemischen Adsorptionsmittels der Formel II ausgebildet. Der erste monomolekulare Film 3 wird mit UV- Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengrupe 2 zu polymerisieren und dadurch eine Polydiacetylenbindung 12 herzustellen (Fig. 1b) Dann wird der polymerisierte erste monomolekulare Film 13 erst mit einer Diboran-THF-Lösung und dann mit einer alkalihaltigen H&sub2;O&sub2;-Lösung in Kontakt gebracht, um die -CH=CH&sub2;-Gruppe in eine -CH&sub2;-CH&sub2;-OH-Gruppe umzuwandeln (Fig. 1c). Die gleiche Umwandlungsreaktion erfolgt durch Bestrahlung des ersten monomolekularen Films mit Röntgen-, Elektronen oder Gammastrahlen unter einer Sauerstoffatmosphäre. Wenn man den ersten monomolekularen Film unter einer Stickstoffatmosphäre mit Röntgen-, Elektronen- oder Gammastrahlen bestrahlt, wird die -OH=OH&sub2;-Gruppe in eine -NH&sub2;-Gruppe umgewandelt. Dann wird die Basisplatte mit dem ersten monomolekularen Film nach dem gleichen Verfahren wie vorstehend für das erste chemische Adsorptionsmittel beschrieben in eine Lösung eines zweiten chemischen Adsorptionsmittels mit einer Diacetylengruppe und einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende getaucht. Durch dieses Eintauchverfahren bildet sich der zweite monomolekulare Film auf der Oberfläche des ersten monomolekularen Films aus. Der zweite monomolekulare Film wird ebenfalls mit UV-Strahlen bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch eine Polydiacetylengruppe 22 herzustellen (Fig. 1d).
- Wenn ein chemisches Adsorptionsmittel der Formel III verwendet wird, wird der erste monomolekulare Film 13 nach der Bestrahlung mit einer alkalischen Substanz behandelt, um die -SiH-Gruppe am Molekülende in eine -SiOH-Gruppe umzuwandeln. Dann wird die Basisplatte mit dem ersten monomolekularen Film in eine Lösung des zweiten chemischen Adsorptionsmittels getaucht und der so erhaltene zweite monomolekulare Film ebenfalls mit UV-Strahlen bestrahlt. Dadurch werden Polydiacetylenbindungen gebildet.
- Wenn man in jedem Verfahren zur Herstellung des Laminats aus den vorstehend beschriebenen monomolekularen Filmen ein durch die Formel II oder III dargestelltes chemisches Adsorptionsmittel als zweites chemisches Adsorptionsmittel verwendet und das vorstehend beschriebene Verfahren nacheinander wiederholt, erhält man ein Laminat, das für optische Aufzeichnungsträger mit drei, vier oder mehr monomolekularen Filmschichten verwendet werden kann. Das Laminat aus monomolekularen Filmen kann auch durch Ausbildung eines zweiten monomolekularen Films auf der Oberfläche eines ersten, nicht mit UV-Strahlen bestrahlten monomolekularen Films und anschließende Bestrahlung dieses Laminats aus monomolekularen Filmen mit UV-Strahlen zur Beschleunigung der Polymerisation im ersten und zweiten monomolekularen Film hergestellt werden. Dadurch werden in beiden Filmen Polydiacetylenbindungen hergestellt.
- Wenn ein chemisches Adsorptionsmittel mit Sauerstoff in seiner Hauptkette, d.h. einer Verbindung der Formel I, II oder III, in der a1, a2 oder a3 1 ist, verwendet wird, können die auf der Basisplatte ausgebildeten Moleküle des chemischen Adsorptionsmittels einfacher rotieren. Deshalb reagiert die Diacetylengruppe im Molekül des chemischen Adsorptionsmittels leichter mit der im Nachbarmolekül vorhandenen Diacetylengruppe und bildet Polydiacetylenbindungen. Auf diese Weise kann man einen monomolekularen Film oder ein Laminat aus monomolekularen Filmen mit einem höheren Polymerisationsgrad und längeren konjugierten Systemen erhalten. Der monomolekulare Film oder das Laminat aus monomolekularen Filmen mit längeren konjugierten Systemen stellt optische Aufzeichnungsträger von höherer Qualität zur Verfügung.
- Wenn sich das erste chemische Adsorptionsmittel vom zweiten unterscheidet, können auch die dabei entstehenden ersten und zweiten monomolekularen Filme unterschiedliche optische Absorptionseigenschaften aufweisen. Ein Laminat mit zwei monomolekularen Filmen, die jeweils unterschiedliche optische Absorptionseigenschaften haben, kann als multipler optischer Aufzeichnungsträger verwendet werden.
- Zur Herstellung eines solchen zweischichtigen Laminats verwendet man vorzugsweise ein chemisches Adsorptionsmittel mit einer Substituentengruppe auf dem an die Diacetylengruppe angrenzenden Kohlenstoffatom. Wünschenswert ist, daß die Substituentengruppe mit der resultierenden Polydiacetylenbindung konjugiert wird. Die verwendeten Substituentengruppen sind beispielsweise Benzolringe, kondensierte Benzolringe sowie Amino-, Amid- und Carboxylgruppen. Diese Substituenten stellen monomolekulare Filme mit längeren konjugierten Systemen und einem höheren Polymerisationsgrad zur Verfügung.
- Wenn im erfindungsgemäßen Verfahren ein Färbemittel zur Sensibilisierung mit einem chemischen Adsorptionsmittel vermischt werden kann, erhält man einen optischen Aufzeichnungstrager mit einer höheren Aufzeichnungssensibilität. Als Färbemittel für die Sensibilisierung verwendet man vorzugsweise Färbemittel vom Metallcyaninoder Phthalcyanintyp. Außerdem kann man durch Verwendung eines chemischen Adsorptionsmittels mit einer Gruppe mit photochromen Eigenschaften wie z.B. einer Spiropyrangruppe einen zusätzlichen optischen Aufzeichnungsträger herstellen.
- Nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird ein monomolekularer Film mit einer Dicke von 10 bis 50 Å auf einer Basisplatte ausgebildet, auf den bei Bedarf ein weiterer monomolekularer Film aufgebracht wird. Wenn man den monomolekularen Film oder das Laminat z.B. mit Ionenlaserstrahlen bestrahlt, ändert sich seine Farbe von Blau zu Rot. Deshalb ist der Film bzw. das Laminat für optische Aufzeichnungsträger geeignet.
- Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung im einzelnen.
- Es wurde eine Halbleiterbasisplatte aus Silicium, deren Oberfläche durch thermische Oxidation oxidiert worden war, um SiO&sub2; herzustellen, zur Verfügung gestellt.
- In diesem Beispiel wurde ein chemisches Adsorptionsmittel der folgenden Formel verwendet:
- Dieses chemische Adsorptionsmittel hat eine Diacetylengruppe und eine -SiCl-Gruppe an einem Molekülende und eine -CH=CH-Gruppe am anderen Molekülende. Das chemische Adsorptionsmittel wurde in einem gemischten Lösungsmittel mit 80 Gew.-% n-Hexan, 12 Gew.-% Kohlenstofftetrachlond und 8 Gew.-% Chloroform in einer Konzentration von 1 x 10&supmin;³ Mol/l aufgelöst. Die Siliciumbasisplatte wurde in diese Lösung getaucht. Durch dieses Eintauchverfahren wurde wie in Fig. 1a gezeigt die am Ende des chemischen Adsorptionsmittels vorhandene Trichlorsilylgruppe an die -OH-Gruppe der Basisplatte gebunden und der Chlorwasserstoff eliminiert. Dadurch wurde das chemische Adsorptionsmittel durch eine -Si-O- Bindung kovalent an die Basisplatte gebunden&sub1; um einen ersten monomolekularen Film 3 zu bilden. Die Anwesenheit des ersten monomolekularen Films aus dem Rückstand des chemischen Adsorptionsmittels der folgenden Formel auf der Basisplatte wurde durch spektroskopische Analyse nach Raman identifiziert (siehe Fig. 2, Spektrum A):
- Als nächstes wurde der erste monomolekulare Film 3 mit einem UV-Strahl L mit einer Wellenlänge von 200 bis 400 nm bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel zu polymerisieren und dadurch einen polymerisierten blauen monomolekularen Film 13 mit Polydiacetylenbindungen 12 herzustellen (siehe Fig. 1b). Um sicherzugehen, daß sich die Diacetylengruppe bildete, wurde der monomolekulare Film in zwei verschiedenen Strahlungsdosen mit UV-Strahlen bestrahlt und sein Raman-Streuungsspektrum beobachtet (Fig. 2, Spektrum B und C).
- Wie aus Fig. 2, Spektrum B und C, hervorgeht, nahm mit Erhöhung der UV-Strahlungsmenge die Absorption bei 2100 cm&supmin;¹ (entsprechend einer konjugierten Dreifachbindung) ab und die Absorption bei 1450 cm&supmin;¹ (entsprechend einer C C-Bindung) zu, was darauf hindeutet, daß sich wie in Fig. 1b gezeigt Polydiacetylenbindungen, d.h. (-C C- CH=CH-)n, bildeten.
- Dann wurde eine Lösung von Diboran in THF (1 Mol/l) hergestellt und die vorstehend erwähnte Basisplatte mit dem ersten monomolekularen Film auf ihrer Oberfläche (siehe Fig. 1b) bei Raumtemperatur in diese Lösung getaucht. Anschließend tauchte man sie in eine 30%ige wäßrige H&sub2;O&sub2;-Lösung mit 0,1 Mol/l NaOH, um die -CH=CH&sub2;- Gruppen wie in Fig. 1c gezeigt in -CH&sub2;CH&sub2;OH-Gruppen 4 umzuwandeln. Die Basisplatte mit dem ersten monomolekularen Film wurde dann mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren in eine gleichartige Lösung aus einem chemischen Adsorptionsmittel getaucht, um einen zweiten monomolekularen Film auf der Oberfläche des ersten monomolekularen Films auszubilden.
- Im vorstehenden Verfahren verwendete man die gleiche Art chemischer Adsorptionsmittel zur Ausbildung des ersten und zweiten monomolekularen Films. Man kann zur Herstellung des zweiten monomolekularen Films jedoch auch ein anderes chemisches Adsorptionsmittel verwenden. Der zweite monomolekulare Film wurde durch das gleiche Verfahren wie vorstehend beschrieben mit UV- Strahlen bestrahlt, was ein Laminat aus monomolekularen Filmen blauer Farbe ergab. Weil in diesem Beispiel das chemische Adsorptionsmittel mit einer -CH=CH&sub2;-Gruppe zur Herstellung des zweiten monomolekularen Films verwendet wird, kann man durch Wiederholung des gleichen Verfahrens einen weiteren monomolekularen Film auf den zweiten monomolekularen Film aufbringen.
- Das wie vorstehend beschrieben hergestellte blau gefärbte Laminat aus monomolekularen Polymerfilmen mit Diacetylenbindungen färbte sich rot, wenn man es mit einem Ar-Ionenlaserstrahl bestrahlte, was darauf hindeutet, daß es für ein optisches Aufzeichnungsverfahren geeignet ist. Das Absorptionsspektrum des bestrahlten Laminats war identisch zu dem Absorptionsspektrum, wenn das Laminat erhitzt wurde. Dadurch bestätigte sich, daß diese Reaktion der Farbveränderung auf die durch Bestrahlung verursachte Temperaturerhöhung des monomolekularen Films zurückzuführen ist. Fig. 3 zeigt eine Kurve des Absorptionspektrums des bei Temperaturen von 23,5 und 60ºC beobachteten Laminats.
- Wenn dieses Photoaufzeichnungsverfahren bei einer Temperatur von 70ºC oder darunter durchgeführt wurde, färbte sich der rote Aufzeichnungsträger beim Abkühlen wieder blau (Glüheffekt). Um daher eine dauerhafte Photoaufzeichnung zu erreichen, wird der optische Aufzeichnungsträger beispielsweise mit einem Ar-Ionenlaserstrahl bestrahlt, so daß seine Temperatur auf mehr als 70ºC, bevorzugt 80ºC, steigen kann. Solange der optische Aufzeichnungsträger andererseits bei einer Temperatur des bestrahlten Teils von 70ºC oder weniger bestrahlt wird, kann man ihn als Aufzeichnungsträger mit Löschfunktion verwenden.
- Das gleiche Ergebnis erhielt man, wenn man anstelle der Siliciumbasisplatte eine oxidierte Aluminiumbasisplatte verwendete.
- Ein Laminat aus monomolekularen Filmen, das für einen optischen Aufzeichnungsträger verwendet werden kann, wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt mit dem Unterschied&sub1; daß man ein chemisches Adsorptionsmittel der folgenden Formel verwendete und daß die Basisplatte mit dem polymerisierten ersten monomolekularen Film in eine NaOH-Lösung mit einem pH- Wert von 12 getaucht wurde, um die -SiH-Gruppe am Molekülende in eine -SiOH-Gruppe umzuwandeln:
- Man erhielt im wesentlichen das gleiche Ergebnis wie in Beispiel 1.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung eines optischen
Aufzeichnungsträgers, bei dem man
auf der Oberfläche einer Basisplatte einen
monomolekularen Film durch Adsorption eines chemischen
Adsorptionsmittels mit einer Diacetylengruppe und
einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende ausbildet
und den monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der
Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das chemische
Adsorptionsmittel durch folgende Formel I
in der R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander H,
eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l1, m1 und n1
jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze
Zahlen sind, die Summe aus l1, m1 und n15 bis 25
beträgt und a1 0 oder 1 ist, dargestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das chemische
Adsorptionsmittel eine der durch folgende Formeln
dargestellten Verbindungen ist:
4. Verfahren zur Herstellung eines optischen
Aufzeichnungsträgers, bei dem man
auf der Oberfläche einer Basisplatte einen ersten
monomolekularen Film durch Adsorption eines ersten
chemischen Adsorptionsmittels mit einer
Diacetylengruppe und einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende
ausbildet,
den ersten monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt&sub1; um das chemische Adsorptionsmittel an der
Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden,
nach dem Modifizieren der äußeren funktionellen
Gruppen des polymerisierten ersten monomolekularen
Films einen zweiten monomolekularen Film auf der
Oberfläche des polymerisierten ersten
monomolekularen Films ausbildet, indem man ein zweites
chemisches Adsorptionsmittel mit einer Diacetylengruppe
und einer -SiCl-Gruppe an einem molekularen Ende
adsorbiert und
den zweiten monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an
der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden,
wobei das erste und/oder das zweite chemische
Adsorptionsmittel eine Substituentengruppe auf dem an
die Diacetylengruppe angrenzenden Kohlenstoffatom
aufweisen, die Substituentengruppe mit der
Polydiacetylenbindung konjugiert werden kann und das
erste und das zweite chemische Adsorptionsmittel so
gewählt sind, daß der erste und der zweite
monomolekulare Film verschiedene optische
Absorptionseigenschaften aufweisen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem zumindest das
letzte chemische Adsorptionsmittel durch die
folgende Formel I
in der R1 und R2 unabhängig voneinander H, eine
Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l1, m1 und n1 jeweils
0 oder größere ganze Zahlen sind, die Summe aus l1,
ml und n1 5 bis 25 beträgt und a1 0 oder 1 ist,
dargestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das erste
und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel
eine durch folgende Formeln dargestellte Verbindung
ist:
7. Verfahren zur Herstellung eines optischen
Aufzeichnungsträgers, bei dem man
auf der Oberfläche einer Basisplatte einen ersten
monomolekularen Film durch Adsorption eines ersten
chemischen Adsorptionsmittels mit einer
Diacetylengruppe, einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende und
einer -CH=CH&sub2;-Gruppe am anderen Molekülende
ausbildet,
den ersten monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der
Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden,
die -CH=CH&sub2;-Gruppe in eine -CH&sub2;-CH&sub2;OH-Gruppe
umwandelt,
einen zweiten monomolekularen Film auf der
Oberfläche des polymerisierten ersten monomolekularen
Films ausbildet, indem man ein zweites chemisches
Adsorptionsmittel mit einer Diacetylengruppe und
einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende adsorbiert
und
den zweiten monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an
der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erste
und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel eine
Substituentengruppe auf dem an die Diacetylengruppe
angrenzenden Kohlenstoffatom aufweisen und die
Substituentengruppe mit der Polydiacetylenbindung
konjugiert werden kann, wobei das erste und das zweite
chemische Adsorptionsmittel so gewählt sind, daß
der erste und der zweite monomolekulare Film
unterschiedliche optische Absorptionseigenschaften
aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erste
und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel
durch die folgende Formel II
in der R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander H,
eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l2, m2 und n2
jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze
Zahlen sind, die Summe aus l2, m2 und n2 5 bis 25
beträgt und a2 0 oder 1 ist, dargestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das erste
und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel die
durch folgende Formel dargestellte Verbindung ist:
11. Verfahren zur Herstellung eines optischen
Aufzeichnungsträgers, bei dem man
auf der Oberfläche einer Basisplatte einen ersten
monomolekularen Film durch Adsorption eines ersten
chemischen Adsorptionsmittels mit einer
Diacetylengruppe, einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende und
einer SiH-Gruppe am anderen Molekülende ausbildet,
den ersten monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an der
Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden,
die -SiH-Gruppe in eine SiOH-Gruppe umwandelt,
einen zweiten monomolekularen Film auf der
Oberfläche des polymerisierten ersten monomolekularen
Films ausbildet, indem man ein zweites chemisches
Adsorptionsmittel mit einer Diacetylengruppe und
einer -SiCl-Gruppe an einem Molekülende adsorbiert
und
den zweiten monomolekularen Film mit UV-Strahlen
bestrahlt, um das chemische Adsorptionsmittel an
der Diacetylengruppe zu polymerisieren und dadurch
Polydiacetylenbindungen zu bilden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das erste
und/oder das zweite chemische Adsorptionsmittel eine
Substituentengruppe auf dem an die Diacetylengruppe
angrenzenden Kohlenstoffatom aufweisen und die
Substituentengruppe mit der Polydiacetylenbindung
konjugiert werden kann, wobei das erste und das zweite
chemische Adsorptionsmittel so gewählt sind, daß
der erste und der zweite monomolekulare Film
unterschiedliche optische Absorptionseigenschaften
aufweisen.
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das erste
chemische Adsorptionsmittel oder das erste und das
zweite chemische Adsorptionsmittel durch die
folgende Formel III
in der R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander
eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
bedeuten, R7 und R8 jeweils unabhängig voneinander H,
eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen oder Halogen bedeuten, l3, m3 und n3
jeweils unabhängig voneinander 0 oder größere ganze
Zahlen sind, die Summe aus l3, m3 und n3 5 bis 25
beträgt und a3 0 oder 1 ist, dargestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das erste und
das zweite chemische Adsorptionsmittel die durch
folgende Formel dargestellte Verbindung ist:
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