NO831033L - Registreringsmedium med hoey tetthet og fremgangsmaate til fremstilling av dette - Google Patents

Description

De vanlige strålingsreflekterende registreringsbærere av videoplateplatetypen har et kontinuerlig spiralspor som løper fra sentrum av platen mot den ytre omkretskant. Sporet på videoplaten svarer til spiralsporet på den vanlige gram-mofonplate, men løper i motsatt retning.

En type kommersielt markedsførte tidligere kjente videoplater har en flerhet av mikroskopiske fordypninger i form av meget små inntrykninger som står i avstand fra hverandre langs spiralsporet. Den tidligere kjente videoplate er belagt med et lysreflekterende materiale og blir avlest ved å rette en avlesende lysstråle mot overflaten av platen som strålen reflekteres fra. Dybden av fordypningene i den tidligere kjente videoplate er nøyaktig knyttet til bølgelengden for lyset i avlesningsstrålen, slik at lys som reflekteres fra innsiden av en fordypning vil ha en utlikn-ende effekt-på lyset i strålen. Dette fører til at lys som reflekteres av fordypningene er svakere enn lys som reflekteres av områdene mellom fordypningene. På denne måte blir den avlesende lysstråle styrkemodulert når videoplatene roterer. Den modulerte stråle blir så likerettet i kjente elektroniske kretser og omdannet til tilsvarende elektriske signaler som kan reproduseres i en vanlig fjernsynsmottager.

Ved fremstilling av disse tidligere kjente videoplater er det vanlig først å fremstille en masterplate som har form av en glasskive som er belagt med fotoresist hvis overflate blir utsatt for en modulert laserstråle til frembringelse av de opptak som er beskrevet ovenfor. Registreringsover-flaten på masterskiven blir deretter fremkalt og metallisert med et pådampet metallbelegg. Et pressestempel blir deretter laget som et speilbilde av masterskiven, og kopier fremstilles med pressestemplet i store mengder i en spesiell anordning for pressing eller sprøytestøping. Et reflekterende lag av metall blir deretter påført overflaten av hver kopi og et slitebelegg av plast påføres over det reflekterende lag for å danne en side av videoplaten. Denne side av videoplaten blir forbundet med den annen side som er formet på samme måte slik at man får en komplett videoplate som har spilt inn videoinformasjoner og audioinformasjoner på hver side.

I et typisk eksempel på videoplater av den type som er beskrevet ovenfor er dybden av hver fordypning av størrelses-orden på 0,12 y, og denne dimensjon må holdes nøyaktig hvis fordypningen skal utføre sin funksjon som er å modulere styrken på den avlesende lysstråle. På grunn av de overordentlig små toleranser som kreves når det gjelder dybden av fordypningen er den nyttige levetid av pressestemplet kort, og vrakprosenten på kopiene er høy. Av den grunn er disse tidligere kjente videoplater kostbare å fremstille og derfor dyre.

En annen tidligere kjent f rems tillingmåte' for videoplater bygger på fotografisk teknikk når det gjelder å danne de lysreflekterende datapunkter på en registreringsplate.

US patent nr. 4.090.031 foreslår f.eks. at slike punkter skal formes ved etsing gjennom en fotoresistmaske selv om det ikke gis noen detaljer om hvorledes dette skal utføres ved masseproduksjon av platekopier. US patent nr. 3.381.085 be-skriver teknikker for overføring av data fra en masterplate til en kopiplate eller til en arbeidende masterplate med fotografiske midler. Imidlertid blir data registrert på masterplaten i det sistnevnte patent i form av et variabelt spor med informasjoner med variable egenskaper når det gjelder å slippe gjennom lys, noe som er vesensforskjellig fra fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen slik det vil fremgå av den følgende beskrivelse. Videre foreslår US patent nr. 3.795.902 generelt at avspillingsplater kan fremstilles ved kjemisk etsing, f.eks. ved anvendelse av foto-resistteknikker selv om det heller ikke her er gitt noen detaljer.

Videoplaten i henhold til oppfinnelsen er et registrer-/.'ingsmedium som ikke er basert på mikroskopiske fordypninger. I stedet har videoplaten i henhold til oppfinnelsen åpninger som erstatter fordypningene og som tjener til å rette den avlesende stråle bort fra banen langs hvilken strålen reflekteres av områdene mellom åpningene. På denne måten får man den nødvendige styrkemodulering av den reflekterte avlesende stråle uten behov for fordypninger med mikroskopisk nøyaktig dybde for å få til modulasjonsvirkningen slik til-fellet er ved noen tidligere kjente plater. Dessuten vil platekopiene i henhold til oppfinnelsen, bli fremstilt ved fotooptiske teknikker fra en negativ eller positiv master som tillater kontinuerlig presisjonsbehandling med et minimum av vrak sammenliknet med tidligere kjent pressing og sprøytestøping for fremstilling av kopier.

I henhold til et første trekk ved oppfinnelsen er et registreringsmedium med høy informasjonstetthet bygget opp med et underlag med en gjennomskinnelig overflate og et reflekterende lag bundet til denne flate. Det reflekterende lag har et sett åpninger, og disse åpninger har en minimumdimen-sjon på mindre enn omtrent 0,6 y. Fortrinnsvis er over 70% av registreringsflaten av mediet dekket med det reflekterende lag. Det reflekterende lag og åpningene har forskjellige optiske egenskaper siden en avlesende bunt av optisk stråling blir reflektert fra den reflekterende flate, men passerer gjennom åpningene og inn i underlaget. Gjennom hele denne beskrivelse og i de følgende krav er uttrykket "optisk" anvendt i sin vide betydning for å omfatte ultrafiolett, synlig og infrarød stråling.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen blir et registreringsmedium med høy informasjonstetthet fremstilt ved å forme et underlag med en første flate dekket av et reflekterende lag, hvoretter i det minste en del av den reflekterende flate belegges med et maskeringslag av et strålingsfølsomt materiale med en tykkelse på mindre enn omtrent 0,1 y. Maskeringslaget blir så eksponert med et mikroskopisk mønster slik at en første mønstret flerhet av mikroskopiske områder i maskeringslaget, hvert med en minimum-dimensjon på mindre enn omtrent 0,6 y,blir eksponert med en stråling i en annen utstrekning enn et andre område av mas keringslaget, der den første flerhet av mikroskopiske områder blir selektivt fjernet for å frilegge en tilsvarende flerhet av områder av det underliggende reflekterende lag. Den eksponerte flerhet av områder i det underliggende reflekterende lag fjernes og de gjenværende deler av maskeringslaget fjernes for å frilegge gjenværende deler av det reflekterende lag.

De første og andre trekk i henhold til oppfinnelsen byr på et antall viktige fordeler. For det første blir registreringsmediet i henhold til oppfinnelsen fremstilt ved hjelp av optiske og kjemiske fremgangsmåter, og derfor kan mekaniske formemetoder, såsom pressing og f.eks. støpeoperasjoner, elimineres fullstendig. Ved å eliminere slike mekaniske formemetoder blir fremstillingsprosessen uavhengig av nøyak-tige mekaniske dimensjoner på presse eller støpeutstyr og derfor mer pålitelig. Videre vil mastere og undermastere som anvendes til fremstilling av registreringsmediene i henhold til oppfinnelsen, ikke bli utsatt for slitasje og forring-else slik man opplever det ved presse- og støpeoperasjoner.

For det annet er registreringsmediet i henhold til oppfinnelsen vel egnet til å oppheve problemer som er knyttet til lokalisert oppvarming under avlesningsoperasjonen. Siden over 70% av registreringsflaten fortrinnsvis er dekket med et reflekterende lag vil hoveddelen av den innfallende avlesende stråling bli reflektert, og vil derfor ikke bidra til den lokale oppvarmning av registreringsmediet. Fordi åpningene tillater den avlesende stråling å passere gjennom det reflekterende lag for så å bli spredt og fordelt gjennom et forholdsvis stort volum av gjennomskinnelig underlag, vil også lokal oppvarmning ved åpningene bli unngått. I tillegg til dette vil den generelt sett reflekterende egenskap ved registreringsmediet i henhold til oppfinnelsen sikre at en hoveddel av en innfallende stråle av lys blir reflektert. Denne reflekterte stråling står til rådighet for likeretting og anvendelse av systemet for automatisk skarpstilling og innretning av den avlesende stråle.

I henhold til et tredje trekk ved oppfinnelsen omfatter et tosidet registreringsmedium med høy informasjonstetthet første og andre gjennomskinnelige underlag som hvert innbefatter et reflekterende lag som er bundet til underlaget. Hvert av de reflekterende lag har sitt eget snitt med åpninger og åpningene har en minimum dimensjon på mindre enn 0,6 y. Et lag av bindemiddel er bundet mellom de to reflekterende lag for å binde sammen det første underlag med det annet underlag.

Dette tosidede registreringsmedium avleses ved å rette en lesestråle gjennom ett av de to underlag mot det respektive reflekterende lag. Bindemiddellaget tjener til optisk å isolere de to reflekterende lag såvel som til å holde de to underlag sammen som en enhet. Ved å binde de to underlag sammen med de reflekterende lag på innsiden er behovet for et eget slitebelegg eliminert. Årsaken til dette er at underlaget selv tjener til å beskytte det reflekterende lag mot riper eller slitasje. Mylar eller andre tynne fleksible filmer er velegnet for anvendelse som underlag, og transport-belegg, eksponering, fremkalling, etsing og avrivningstek-nikk kan benyttes med underlag i rullform til fremstilling av registreringsmedia på en effektiv måte med høy grad av automatisering.

Selve oppfinnelsen, sammen med ytterligere hensikter og tilknyttede fordeler, vil lett kunne forstås under henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse under henvisning til tegningene.

Figur 1 er>en skjematisk gjengivelse av et apparat

ved hjelp av hvilket en masterplate kan formes ved anvendelse av tankene og ^.ideene ved oppfinnelsen. Figur 2 er en detaljert skjematisk gjengivelse av en bevegelig vogn som innbefatter apparatet på fig. 1. Figur 3 er et blokkdiagram som viser de forskjellige trinn i prosessen til -fremstilling av en master for en videoplate, ved anvendelse av oppfinnelsens idé.

Figur 4 viser et blokkdiagram for de forskjellige

trinn ved hjelp av hvilke ferdige kopier av videoplater kan fremstilles i store mengder fra den master som er resultatet av prosessen på fig. 3. Figur 5 er en skjematisk gjengivelse av registreringene på en foretrukken utførelsesform av en videoplate fremstilt ved fremgangsmåten på fig. 4.

Figur 6 er et blokkdiagram for de forskjellige trinn

av en første foretrukken utførelsesform for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, til fremstilling av ferdige kopier av videoplater. Figur 7 viser et tverrsnitt gjennom et tosidet registreringsmedium fremstilt i henhold til fremgangsmåten på fig. 6.

Figur 8 er et blokkdiagram for de forskjellige trinn

av en annen foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen til fremstilling av ferdige kopier av videoplater.

Det skal nu vises til fig. 1, 2 og 3 når det gjelder beskrivelse av den måte hvorpå en masterplate fremstilles ved utøvelse av tanken og ideene ved foreliggende oppfinnelse.

Som vist ved blokken 10 på fig. 3 begynner master-fremstillingen for videoplatene med tilveiebringelse av en optisk flat gjennomskinnelig skive av glass, med.f.eks. 30 cm diameter. Den gjennomskinnelige glassplate blir slipt og slipt pånytt med et overordentlig fint slipemiddel for å fjerne alle fordypninger, og den blir deretter polert optisk og nøyaktig rengjort. Som vist i blokken 31 på fig. 3 blir platen så belagt på en side med et reflekterende metall, f.eks. krom, og metallet blir så dekket med en tynn film-maske som kan være av et fotofølsomt materiale, såsom Shipley fotoresist nr. 1350. Metallet kan avsettes på platen med en hvilken som helst egnet fremgangsmåte, f.eks. ved vakuumpådampning, sprøyting eller liknende.

Platen 10 blir så montert på en spindel 14 (fig. 1)

som drives av en egnet motor slik at platen kan rotere om spindelens akse med en hastighet på f.eks. 1800 omdr./min.

Platen er omsluttet av et passende støvdeksel 16. En vogn 18 er montert på en passende ramme, og vognen drives langs skinner 26 ved hjelp av en ledeskrue 20,som på sin side dreies av en motor 22 og skrur gjennom en mutter 24 som er festet til vognen. En skarpinnstillingsanordning 28 er montert på vognen og en objektivlinse (ikke vist) er innbe-fattet i anordningen.

Under bruk av apparatet på fig. 1 blir en modulert laserstråle, frembrakt f.eks. av en helium/neonlaser 30

(fig. 2) som er montert på vognen 18, rettet mot objektivlinsen i anordningen 28. Idet vognen 18 beveges av lede-skruen 20 og idet platen 10 roterer, vil den modulerte laserstråle selektivt sublimere masken på platen 10 for å danne hull i masken i overensstemmelse med modulasjonene av laserstrålen, som gjengitt i blokken 32 på fig. 3, for derved å eksponere adskilte"lag av det underliggende metallag. Energien i laseren 30 er fortrinnsvis valgt slik at den er tilstrekkelig til å sublimere masken uten fordampning eller smelting av det underliggende metallag. De eksponerte områder av krombelegget blir så fjernet ved hjelp av syreetsing eller plasmaetsing for å avdekke tilsvarende gjennomskinnelige glassområder. De gjenværende deler av masken fjernes for å avdekke adskilte reflekterende områder av krombelegget som gjengitt ved. blokken 34 på.:fig. 3. Resultatet er en master videoplate méd reflekterende områder og gjennomskinnelige områder.

Som vist på fig. 2 er et antall komponenter montert

på vognen 18 slik at en modulert laserstråle kan rettes mot objektivlinsen i anordningen 28 for å sublimere masken på platen 10 i overensstemmelse med modulasjonene av strålen. Strålen fra helium/neonlaseren 30 ledes gjennom en Pockels-celle 36. Pockelscellen er av elektrooptisk materiale hvis brytningsindekser forandrer seg direkte med et påtrykket elektrisk felt. Pockelscellen som er av massivt elektrooptisk materiale kan byttes ut med en Kerrcelle som er av et flytende elektrooptisk materiale.

Video- og audioinformasjonen er kombinert i et frekvensmodulert signal, og signalet påtrykkes Pockelscellen 36 for å modulere laserstrålen. Pockelscellen kan som et alternativ delvis blokkere og slippe gjennom laserstrålen slik at strålen blir riktig modulert med video- og audioinformasjonen, noe som oppnås på en måte som er kjent på dette område. Mer bestemt blir all informasjon, innbefattende video-signaler, audiosignaler, synkroniseringssignaler,spesielle kodesignaler og liknende frekvensmodulert på et valgt bære-signal med en midtfrekvens på omtrent 8 megacykler, og den modulerte bærer påtrykkes Pockelscellen 36 for å modulere laserstrålen fra laseren 30.

Den modulerte laserstråle passerer så gjennom en punktlinse 38 og blir reflektert av et speil 40 gjennom et Wollastonprisme 42. Laserstrålen fortsetter fra Wollaston-prismen 42 gjennom en polaritetsomformer 44 og blir reflektert av et speil 46 mot objektivlinsen i fokuseringsanord-ningen 28. På denne måte blir den fokuserte modulerte laserstråle rettet mot platen 10 slik at strålen kan beveges i et spiralspor på platen for å sublimere filmen på platen i overensstemmelse med modulasjonene av strålen.

Masken på platen 10 absorberer ikke 100% av den skarp-stilte strålen og en del av den blir reflektert tilbake mot speilet 46 og gjennom polaritetsomformeren 44 til Wollastonprismet 42. Wollastonprismet er i virkeligheten to prismer av dobbeltbrytende materiale, såsom kvarts eller kalsit, sementert sammen for å danne en planparallell plate, der de optiske akser for de to komponentprismer er perpendikulære på hverandre og parallelle med platens parallelle side-flater.

Den vertikalt polariserte stråle fra speilet 40 passerer gjennom et Wollastonprisme og blir upåvirket. Imidlertid blir den horisontalt polariserte stråle som reflekteres tilbake til Wollastonprismet fra polaritetsomformeren 42 forskjøvet fra strålen fra speilet 40, og den forskjøvne stråle reflekteres av speilet 40 til et feilpåvisningssystem

48 for skarphetsinnstillingen. Feilpåvisningssystemet 48 for skarphetsinnstillingen er en kjent elektronisk krets som innbefatter fotofølsomme dioder som omformer den reflekterte stråle til elektriske signaler. De resulterende elektriske signaler benyttes på kjent måte til styring av foku-seringsanordningen 28 for å holde laserstrålen skarpstilt i et valgt plan i platen 10. Andre typer- reguleringer av skarp-stillingen kan benyttes. F.eks. er det skarphetskontroll-system som er vist og beskrevet i US patent nr. 3.969.575 vel egnet.

Fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor er slik at

det originale program fra en eller annen videokilde blir registrert i sann tid som et geometrisk mønster på en gjennomskinnelig mastervideoplate ved sublimering av områder av maskeringsfilmen på platen med en sanntids hastighet. Den resulterende mastervideoplate har en hovedsakelig todimen-sjonal flate sammenliknet med visse tidligere kjente mastere som har en tredimensjonal flate, hvorfra de respektive tidligere kjente kopier blir støpt eller presset.

Masteren selv kan benyttes til direkte produksjon av videoplatekopier i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte. Imidlertid kan mindre kostbare undermasterplater fremstilles på grunnlag av mastere,og undermasterplatene kan benyttes til fremstilling av kopiene.

For å fremstille undermasterplaten blir en gjennomskinnelig glassplate belagt med et reflekterende metall og dekket med en maske, f.eks. fotofølsom resist. Deretter anbringes masterplaten over undermasterplaten og masken på undermasteren blir eksponert med ultrafiolett lys som passerer gjennom masteren. Masken blir deretter fremkalt og de ueksponerte deler av masken vaskes vekk for å avdekke adskilte områder av det reflekterende metall. De adskilte områder av reflekterende metall blir så etset vekk,og egnede etse- og avrivningstrinn følges til fremstilling av undermasterplaten. Masteren og undermasterplatene kan belegges med et egnet antireflekterende materiale.

Som nevnt ovenfor blir masterplaten fortrinnsvis anvendt til frembringelse av et antall mindre kostbare undermasterplater, og de resulterende undermasterplater blir benyttet til fremstilling av kopiene av videoplaten i henhold til oppfinnelsen ved hjelp av fotografisk teknikk i stedet for de^tidligere kjente pressing eller støpeprosesser. De resulterende videoplatekopier kan benyttes sammen med tidligere kjent avspillingsutstyr som idag anvendes for avspilling av videoinformasjoner som er registrert ved dannelse av fordypninger i de tidligere kjente videoplater,

som beskrevet tidligere. En egnet maskin til avlesning av informasjonen på de foretrukne utførelsesformer for videoplatekopier som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen,

er f.eks. Magnavox Model VH8000 videoplatespiller.

En første fremgangsmåte til fremstilling av kopier der den informasjon som er registrert på masternegativet blir fotografisk overført til hver videoplatekopi, er gjengitt i blokkdiagrammet på fig. 4.

Som vist ved blokken 50 på fig. 4 er det første trinn

i fremstillingen av en kopi i henhold til denne prosess å forhåndskutte f.eks. en 30 cm siliciumplate som så slipes og poleres til en optisk plan flate på begge sider. Over-flateurenheter reduseres ved poleringen til mindre enn 0,1 y i høyde. Det neste trinn som er gjengitt i blokken 52 på fig. 4 består i å påføre et tynt belegg (på mindre enn 0,5 y) av fotoresist på begge sider av platen. Kodak Micro Resist 807 kan anvendes for dette formål. Fotoresistmaterialet på platen blir så eksponert (blokk 54) gjennom negativet som er fremkommet ved masterprosessen som er beskrevet ovenfor. Fotoresistmaterialet blir fremkalt og de eksponerte områder av resistmaterialet fjernes. Eksponeringen og fremkallingen som sådan er kjente ting på dette området. Platen blir så neddykket i en tank inneholdende silicium i en vandig opp-løsning (blokk 56), og siliciumkrystaller binder seg til de partier av platen som tidligere var dekket av det eksponerte området av resistmaterialet for å danne forhøyninger.

den vandige oppløsning inneholder vann og silicium i et for-hold på 2:1 til 5:1 målt som vekt. Temperaturen på opp-løsningen ligger rundt 27°C til 32°C. Teknikken med å dyrke siliciumkrystaller på et siliciumunderlag er tidligere kjent. Slik vekst er beskrevet f.eks. i McGraw Hill Encyclopedia

of Science and Industry, bind 3, utgave 19 71. De resulterende krystallforhøyninger blir så etset i omtrent 1 sekund

og i en oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur. Dette bringer forhøyningene til å anta trekantform. Hydrofluorsyre-oppløsningen kan f.eks. være 1 vektsdel hydrofluorsyre og 10 vektsdeler vann. Høyden av de triangelformede forhøyninger vil være av størrelsesordenen 1 y, en høyde som oppnås etter en veksttid på omtrent 1-5 sek.

Det ueksponerte resistmateriale ble så skyllet av platen i en vanlig rensetank inneholdende et egnet organisk, kjemisk stoff i overensstemmelse med det neste trinn (blokk 58), slik at det blir tilbake en optisk plan flate med et mønster av meget små krystallforhøyninger som representerer informasjonene i det opprinnelige negativ. Platen blir deretter skylt og lufttørret, og et metallisk reflekterende belegg påføres, f.eks. med en egnet vakuumpådampningsprosess (blokk 60). Til slutt, og som vist i blokk 62, blir et slitebelegg av plast påført, og platen er klar til pakking og utsendelse.

Som vist på fig. 5 vil den resulterende videoplatekopi som er fremstilt ved fremgangsmåten etter fig. 4, ha adskilte områder som representerer opptakene på den negative master, der de adskilte områder står i et mønster langs en sammenhengende spiralformet avlesningsakse eller bane i platen. I en bestemt utførelsesform har de adskilte områder en bredde på 0,4 y, og hvert spor i spiralen er adskilt fra nabosporet med en avstand på 1,6 y. De adskilte områder i platen 10, i henhold til foreliggende oppfinnelse, er slik at når avlesningsstrålen på en avspillingsmaskin avsøker spiralsporet på platen, blir strålen rettet langs forskjellige baner av hvert av de adskilte områder sammenliknet med den bane strålen rettes i av hvert av områdene mellom de ad skilte områder. På denne måte blir avlesningsstrålen modulert slik at de informasjoner som er registrert på platen kan gjøres tilgjengelig. Fordi hele overflaten av platekopien på fig. 5 er belagt med et reflekterende belegg har man ingen lysabsorberende soner som på platen kan absorbere energi fra avlesningsstrålen. På denne måten vil lokal oppvarmning og dermed følgende deformasjon av platen ligge på et minimum.

Ved den fremgangsmåte som er beskrevet under henvisning til fig. 4 blir platen dyppet i en oppløsning av siliciumkrystaller som dyrkes på de eksponerte partier av platen. Foreliggende oppfinnelse er delvis rettet på andre teknikker der man benytter fotografisk negative mastere. F.eks. kan det reflekterende metallbelegg påføres platekopien før den belegges med fotoresist,og etter fotografisk eksponering gjennom det fotografiske masternegativ kan kopien dusjes eller neddykkes i en syreoppløsning som etser bort metall-belegget. Avlesningsstrålen i avspillingsmaskinen reflekteres bare av det metalliske belegg mellom områdene slik at man får den ønskede modulasjon av strålen. I stedet for å fjerne det eksponerte metallbelegg med en syreoppløsning kan man på samme måte benytte et kjemisk stoff som reagerer med det eksponerte metallbelegg for å danne en lysabsorberende flate som også på samme måte kan benyttes for å gi den ønskede modulasjon av avlesningsstrålen i avspillingsmaskinen. En gjennomsiktig platekopi med lysgjennomslipp-ende og lysreflekterende områder er imidlertid å foretrekke på grunn av at lysstrålen har tilbøyelighet til å frem-bringe varme ved de lysabsorberende områder. Slik varme kan ha en uheldig virkning på kopien og føre til at den "slår seg" og blir deformert. Dette kan særlig være et problem med platekopier av plast.

Det skal nu vises til fig. 6 som gjengir en første foretrukket utførelse for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen til fremstilling av en platekopi med en todimen-sjonal geometri svarende til den som er vist på fig. 5, og er innrettet for anvendelse med et filmformet underlag, f.eks. mylar med en tykkelse på 0,1 mm. Denne mylarfilm bør belegges på en side med et reflekterende lag, f.eks. et lag av aluminium med en refleksjon på omtrent 95%. Denne type mylar som er belagt på forhånd er lett tilgjengelig på markedet og kan fåes i ruller.

Etterat man har skaffet seg underlaget av aluminiumbelagt mylar er det neste trinn ved fremgangsmåten på fig. 6 å rense bort enhver oksydasjon som kan ha samlet seg på det reflekterende aluminiumlag. Dette gjøres ved å føre det belagte underlag- gjennom et fosforsyrebad. Surheten i badet og oppholdstiden i dette for underlaget må velges slik at man får en tilstrekkelig rensing uten å skade hverken underlaget eller det reflekterende lag.

Etter rensetrinnet blir det belagte underlag skyllet godt i avionisert vann ved hjelp av vannstråler om nødven-dig for å fjerne fosforsyren. Det avioniserte vann bør fortrinnsvis ha en motstand på 18 megaohm. Det skyllede underlag blir deretter ovnstørket ved en temperatur på omtrent 80°C. Infrarød stråling kan også benyttes for å øke hastig-heten på tørkingen av underlaget.

Etter det første tørketrinn blir et tynt maskeringslag anbrakt over det reflekterende lag. Maskeringslaget bør fortrinnsvis være mindre enn 0,1 u og særlig rundt 0,08 u i tykkelse for (1) å unngå problemer man støter på når tykkel-sen av maskeringslaget er en fjerdedel av bølgelengden for den eksponerende stråling som skal anvendes som forklart nedenfor, og (2) for å oppnå de fordeler ved nøyaktig kopiering som er knyttet til et tynt maskeringslag. Maskeringslaget som påføres ved denne utførelse er betydelig tynnere enn det som benyttes ved vanlige anvendelser og er i virkeligheten ikke lystett. Det har imidlertid vist seg at slike maskeringslag gir tilstrekkelig maskering mot syreoppløs-ninger. Slike tynne maskeringslag frembringes fortrinnsvis ved fortynning av en fotoresist (f.eks. Shipley 1350 fotoresist) til en meget lav konsentrasjon med et faststoff innhold på omtrent 1,25%, hvoretter et tynt belegg av denne fortynnede fotoresist påføres. Ved denne utførelse påføres maskeringslaget ved hjelp av påføringsteknikk med ruller, der en modifisert rulle er å foretrekke^for fordelingen av en tynn film av fotoresistoppløsningen på det reflekterende lag. Den modifiserte rulle er av metall i stedet for av gummi som er vanlig, og den sylindriske overflate av rullen har en spiral av grunne V-formede spor omtrent 0,025 mm dype og 0,12 5 mm brede, samt med en avstand på 8 spor/mm. Denne metallrulle blir fortrinnsvis benyttet sammen med

en avstryker av gummi.

Etterat maskeringslaget er påført, blir det bakt i

en ovn ved omtrent 90°C i rundt 15 min. og deretter av-kjølt i omtrent 20 min. ved en relativ fuktighet på omtrent 45-55%. Det har vist seg at for den fotoresist som benyttes i denne utførelse er det riktig å kjøle det bakte maskeringslag ved en høy relativ fuktighet hvis fotoføl-somheten i maskeringslaget skal bevares.

Det neste trinn ved fremgangsmåten i denne utførelse er å eksponere maskeringslaget ved fysisk å anbringe en master (klargjort på forhånd som beskrevet ovenfor) i kon-takt med det kjølte maskeringslag med det perforerte metall-lag på masteren vendt mot maskeringslaget, hvoretter ultrafiolett lys rettes gjennom masteren og mot maskeringslaget. Denne eksponering kan fortrinnsvis utføres ved hjelp av

en eksponeringsanordning med rulle, f.eks. den eksponeringsanordning som markedsføres av Gyrex Conex. Gyrex eksponeringsanordning med rullen anvendes fortrinnsvis med et forholdsvis lavt trykk (omtrent 1/4 kg/cm 2) i eksponerings-rullen. Det er viktig at maskeringslaget passer tett til masteren under eksponeringen for å få en nøyaktig kopiering på maskeringslaget av mønstre av mikroskopiske åpninger i metallaget i masteren. Fleksibiliteten i mylarunderlaget letter en slik tett tilpasning mellom maskeringslaget og underlaget. Hvis det er nødvendig kan det imidlertid anvendes teknikker med trykkforskjell sammen med eksponerings-

anordningen med rulle for å forbedre tilpasningen av maskeringslaget mot masteren.

Det neste trinn ved fremgangsmåten på fig. 6 er å

skille masteren fra det eksponerte maskeringslag og der-

etter fremkalle det eksponerte maskeringslag for selektivt å fjerne de partier av maskeringslaget som er blitt eksponert gjennom åpningene i metallaget i masteren for å frilegge de tilsvarende partier av det underliggende reflekterende lag. Ved denne utførelse foregår fremkallingen ved skylling av det eksponerte maskeringslag i omtrent 9 sek.

i en fremkallende oppløsning av Shipley AZ351 fremkaller fortynnet 9:1 med destillert vann. Tynnheten i maskeringslaget fører til en overordentlig god overensstemmelse mellom størrelse og form på det eksponerte parti av det reflekterende lag og åpningene i metallaget i masteren. Det fremkalte maskeringslag bakes ved en temperatur på 90°C i omtrent 15 min. og blir deretter fuktet med et passende fukte-middel (f.eks. fremkalleroppløsningen) i omtrent 3/4 sekund.

Det neste trinn er å etse underlaget i omtrent 30 sek. ved en temperatur på omtrent 30°C i en passende etseoppløs-ning for aluminium, f.eks. fosforsyre. Etsetrinnet må over-våkes nøyaktig slik at man fjerner de eksponerte partier av det reflekterende lag uten å skade gjenværende deler av maskeringslaget. På grunn av den ekstreme tynnhet i maskeringslaget kan det skades ved forlenget etsing. Tynnheten i maskeringslaget bidrar imidlertid til nøyaktig kopiering som forklart ovenfor. Det reflekterende lag bør ikke utføres tykkere enn nødvendig for å få til den ønskede refleksjons-evne idet man derved reduserer den nødvendige etsetid. Etse-oppløsningen perforerer det reflekterende lag på underlaget med et mikroskopisk mønster av åpninger, som kopierer nøyak-tig åpningene i metallaget på masteren.

Det neste trinn er å skylle etseoppløsningen fra underlaget ved å bevege underlaget i avionisert vann for deretter å anbringe underlaget i en fjernende oppløsning for å fjerne alle gjenværende deler av maskeringslaget.

En standard oppløsning for dette, f.eks. den som markeds- føres av Shipley, er egnet og i alminnelighet behøver man ikke mer enn 10 min. for fjernelse av maskeringslaget. Det rene underlag anbringes deretter i et kaskadebad av avionisert vann for å fjerne renseoppløsningen og blir deretter ovnstørket ved omtrent 60°C.

Opp til dette punkt er underlaget blitt behandlet som en lang strimmel av materiale fra rull, der materialet har den hele ene siden belagt først med et reflekterende lag og deretter med maskeringslaget,og en lang rekke adskilte kopier er blitt dannet på det reflekterende lag. Ved å

holde underlaget intakt under hele fabrikasjonen av kopiene forenkles prosessen på fig. 6. Underlaget kan håndteres som et båndmateriale i stedet for som en flerhet av plater, og transportbåndteknikk kan anvendes for å automatisere og redusere den håndtering det er behov for. F.eks. kan be-legningsanordninger med ruller anvendes for å påføre maskeringslaget og eksponeringsanordninger av rulletypen av den art som er beskrevet ovenfor er velegnet for behandling av et bevegelig bånd av underlag, og underlaget kan føres gjennom transportovner og bad.

Etterat den ferdige kopi er dannet på det reflekterende lag av underlaget, blir de enkelte platekopier skåret ut av underlaget. For å få til et tosidet registreringsmedium blir to adskilte platekopier lagt overfor hverandre og bundet sammen med de reflekterende lag på innsiden.

Fig. 7 viser et tverrsnitt av et slikt tosidet registreringsmedium med et første underlag 100 og et andre underlag 102. Hvert av underlagene 100 , 102 i denne utførelse er laget av et ark av gjennomsiktig mylar 0,1 mm tykk og hvert lag er forsynt med et tilhørende reflekterende lag 104, 106. Hvert av de reflekterende lag 104, 106 er perforert med en flerhet av åpninger som hver har en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y, fortrinnsvis rundt 0,4 y. Et låg av bindemiddel 108 med en tykkelse på 0,025 mm er innlagt mellom to reflekterende lag 104, 106 slik at det vil bli de to mylarunderlag 100, 102 som danner registreringsmediet utside.

På denne måte er behovet for separate beskyttende lag til beskyttelse av de reflekterende lag 104, 106 unngått. Det er fordelaktig om bindemidlet 108 er gjennomsiktig eller gjennomskinnelig for å redusere lokal oppvarmning av platekopien under avspilling og dessuten er varmebestandig. Fordi det reflektereride lag 104, 106 som fortrinnsvis dekker over 70% av registreringsflaten på de respektive underlag 100, 102, på en effektiv måte reflekererinnfallende stråling og åpningene på en effektiv måte slipper innfallende stråling gjennom, inn i det gjennomsiktige bindemiddel, unngås i høy grad lokal absorpsjon av avlesningsstrålen. På denne måte unngås lokal oppvarming og man får et registreringsmedium som kan avleses med bilde stanset så godt som uten varme-beskadigelse av mediet. I alternativ utførelsesform for oppfinnelsen kan det være fordelaktig å forsyne et underlag med et reflekterende lag på begge sider for å danne to forskjellige platekopier i flukt med hverandre på motstående sider av underlaget ved en enkel behandlingsprosess av dette, for deretter å påføre et vanlig slitebelegg som beskyttelse for platekopiene.

Fig. 8 viser et flytdiagram for en andre foretrukken utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen til fremstilling av platekopier. Fremgangsmåten på fig. 8 er i mange henseende svarende til den som er vist på fig. 6 bort-sett fra at fremgangsmåten på fig. 8 er beregnet for anvendelse sammen med plateformede underlag i stedet for med underlag i rullform. I tillegg benytter fremgangsmåten på fig. 8 et reflekterende lag av krom i stedet for av aluminium. Den følgende gjennomgåelse behandler bare de viktige forskjeller mellom fremgangsmåtene på fig. 6 og 8.

Tre viktige forskjeller mellom fremgangsmåtene på fig. 6 og 8 er knyttet til anvendelsen av maskeringslaget, etsingen og beskyttelsen av den ferdige kopi. I'"f remgangsmåten på fig. 8 anvendes det belegningsteknikker for påføring av maskeringslaget på underlaget. I den nu foretrukne utførelse dreies underlaget som har samme dimensjon som en stadard videoplate, i et horisontalplan med en rotasjonshastighet på omtrent 2000 omdr./min. Da blir omtrent 20 ml av fotoresist (av den type og med det innhold av faste stoffer som er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 6),anbrakt på det reflekterende lag av underlaget i en ring med en radius på 5-7,5 cm, sentrert på rotasjonsaksen. Underlaget holdes i rotasjon for minst 7-10 sek. inntil alle interferensfarger forsvinner fra filmen av fotoresist. Det har vist seg at forholdsvis langsomme rotasjonshastigheter, f.eks. 2000 omdr./min. som beskrevet ovenfor, er å foretrekke fremfor høyere vanlige hastigheter når det gjelder dannelse av et tynt ensartet maskeringslag av den type man her ønsker.

Den annen viktige forskjell angår egenskapene ved etseoppløsningen som i fremgangsmåten på fig. 8 skal være egnet til å etse åpninger i det reflekterende lag av krom i stedet for av aluminium. Etseoppløsningen er fortrinnsvis en standard kommersielt tilgjengelig krometseoppløsning, f.eks. den som markedsføres av Shipley. Krometsetrinnet blir fortrinnsvis utført ved en temperatur på omtrent 30°C, med en etsetid på omtrent 8 sek.

Den tredje viktige forskjell gjelder den måte hvorpå det perforerte reflekterende lag på platekopien beskyttes mot oppskrapning. I fremgangsmåten på fig. 8 blir det påført

et vanlig klart vinyl slitebelegg på den ferdige platekopi.

o

Slike slitebelegg er kjent fra teknikkens stand og vil ikke bli beskrevet her.

Det skal påpekes at ikke alle utførelsesformer for oppfinnelsen krever de to baketrinn etter trinnet med på-føring av maskeringslaget og fremkallingstrinnet. Det har vist seg at ypperlige resultater kan oppnås ved (1) anvendelse av et lufttørket trinn i stedet for det første baketrinn og (2) utelatelse av det annet baketrinn fullstendig, mens underlaget føres med det fremkalte maskeringslag direkte til etseoppløsningen. Lufttørketrinnet bør foregå ved romtemperatur og ved en relativ fuktighet på omtrent 45-65% i en periode på omtrent 45 min. Ved å eliminere begge baketrinnene kan man unngår kapitalomkostninger ved anskaf- feise av bakeovner såvel som behovet' for et fuktetrinn før etsetrinnet.

Fremgangsmåtene på fig. 6 og 8 byr på en rekke viktige fordeler. De kan benyttes til fremstilling av store antall platekopier,så godt som uten slitasje eller oppskrapning av masteren. Da fotooptisk reproduksjonsteknikk benyttes har man fullstendig unngått slitasje som er knyttet til vanlig støping og pressing ved reproduksjonen. I tillegg kan disse fremgangsmåter benyttes til å fremstille platekopier der over 70% av registreringsarealet er reflekterende og der data er lagret som hull eller åpninger som er gjennomskinnelige. Slike plater reduserer lokal oppvarmning og vil derfor være mindre utsatt for skader som skyldes lokal oppvarmning enn platekopier som forutsetter optiske absorp-sjonsvirkninger. Dessuten er fremgangsmåten på fig. 6 særlig fordelaktig ved at baneformet materiale i rull i form av aluminiumbelagt mylar er kommersielt tilgjengelig til lav pris, og transportbåndteknikker ved behandlingen er velegnet til billig automatisk behandling.

Platekopiene i henhold til denne oppfinnelse er velegnet for pålitelig fremstilling ved at åpningene (som svarer til de fjernede partier i maskeringslaget) i virkeligheten er knappenålshull. Man har således ingen lange, tynne detaljer utformet i det reflekterende lag og difraksjonsvirk-ninger byr derfor ikke på noe alvorlig problem. Dessuten er mulige problemer, f.eks. overfremkalling av maskeringslaget, fjernelse av maskeringslaget og underetsing av det reflekterr ende lag redusert med knappenålshull i geometrien ved de foretrukne utførelser som er beskrevet ovenfor.

Det skal naturligvis påpekes at forskjellige endringer og modifikasjoner av de foretrukne utførelsesformer som er beskrevet ovenfor vil gi seg selv for fagfolk på dette området. F.eks. kan andre typer fleksibel film anvendes i stedet for mylar i utførelsesformen på fig. 6, og film som er enten tykkere eller tynnere enn 0,1 mm som i det ovenfor beskrevne eksempel, kan benyttes. I tillegg er fremgangsmåtene og midlene ved denne oppfinnelse ikke begrenset til videoplater, men er i stedet egnet for andre lagringsmedia med høy tetthet, f.eks. optisk avleste grammofonplater og liknende. Den foregående beskrivelse ér ment å illustrere oppfinnelsen i stedet for å begrense denne, og det er de følgende krav, innbefattende alle ekvivalenter, som fastlegger oppfinnelsen ramme.

Claims (20)

1. Registreringsmedium med høy tetthet, omfattende et underlag med en gjennomskinnelig flate, et reflekterende lag bundet til flaten, hvilket reflekterende lag fastlegger en sats av åpninger som er utformet i laget, hvilke åpninger har en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y slik at en avlesende bunt av optisk stråling rettet mot det reflekterende lag, blir reflektert av dette lag, og optisk stråling rettet mot åpningene passerer gjennom disse inn i den gjennomskinnelige flate av underlaget for derved å redusere lokal oppvarmning av registreringsmediet på grunn av den avlesende stråle.

2. Videoplate,karakterisert vedat den omfatter et underlag med en gjennomskinnelig flate, et tynt metallisk reflekterende lag avsatt på flaten, hvilket reflekterende lag har en sats av åpninger etset i dette, hvilke åpninger har en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y slik at den avlesende bunt av optisk stråling som rettes mot det reflekterende lag blir reflektert av dette og optisk stråling som rettes mot åpningene passerer gjennom disse, inn i den gjennomskinnelige flate av.underlaget for-'derved å redusere lokal oppvarmning av videoplaten på grunn av den avlesende stråle.

3. Oppfinnelse som angitt i krav 1 eller 2, der det totale areal av satsen av åpninger ikke er større enn omtrent en fjerdedel av det totale areal av det reflekterende lag.

4. Registreringsmedium med høy tetthet, omfattende et første gjennomskinnelig underlag, et første reflekterende lag bundet til det første underlag, hvilket første'reflek terende lag fastlegger en sats av første åpninger som er utformet i laget, hvilke første åpninger har en minste dimensjon på mindre enn omtrent 0,6 y, en andre gjennomskinnelig underlag, et andre reflekterende lag bundet til det andre underlag, hvilket andre reflekterende lag har en sats av andre åpninger utformet i laget, hvilke andre åpninger har en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y, og et lag av bindemiddel bundet mellom det første og det andre reflekterende lag for å holde det første underlag bundet til det annet underlag.

5. Oppfinnelse som angitt i krav 4, der laget av bindemiddel er gjennomskinnelig.

6. Oppfinnelse som angitt i krav 4, der hver av de første og andre underlag er formet som en plate.

7. Videoplate, omfattende et første gjennomskinnelig underlag, et første metallisk reflekterende lag avsatt på det første underlag, hvilket første reflekterende lag danner en sats av første åpninger som er etset i laget, hvilke første åpninger har en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y, et andre gjennomskinnelig lag, et andre metallisk reflekterende lag avsatt på det andre underlag, hvilket andre reflekterende lag danner en sats av andre åpninger som er etset i laget, hvilke andre åpninger har en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y, og et lag av gjennomskinnelig bindemiddel bundet mellom de første og andre reflekterende lag for å binde det første underlag til det annet underlag.

8. Oppfinnelse som angitt i krav 4 eller 7, der de første og andre underlag omfatter respektive fleksible filmer.

9. Oppfinnelse som angitt i krav 8, -der de fleksible filmer omfatter mylar.

10. Oppfinnelse som angitt i krav 4 eller 7, der de totale arealer av de første åpninger ikke er større enn omtrent en fjerdedel av det totale areal av det første reflekterende lag.

11. Fremgangsmåte til fremstilling av et registreringsmedium med høy tetthet, omfattende de følgende trinn: (a) tilveiebringelse av et underlag med en første flate'dekket av et reflekterende lag, ,(b) belegning av i det minste en del av det reflekterende lag med et maskeringslag av strålingsfølsomt materiale, hvilket maskeringslag har en tykkelse på mindre enn 0,1 y, (c) eksponering av et mikroskopisk mønster på maskeringslaget slik at en første mønstret flerhet av mikroskopiske områder på maskeringslaget, hvert med en minste dimensjon på mindre enn 0,6 y, blir eksponert for stråling i en annen utstrekning enn et andre område av maskeringslaget, (d) selektiv fjernelse av den første flerhet av mikroskopiske områder i maskeringslaget for å frilegge en flerhet av tilsvarende områder i det underliggende reflekterende lag, hvert tilsvarende områder med en minste dimensjon på mindre enn omtrent 0,6 y, (e) selektiv fjernelse av en flerhet av tilsvarende områder i det reflekterende lag for å frilegge en flerhet av tilsvarende områder i det underliggende underlag og deretter (f) fjernelse av de gjenværende partier av maskeringslaget.

12. Oppfinnelse som angitt i krav 11,karakterisert vedat underlaget er gjennomskinnelig.

13. Oppfinnelse som angitt i krav 11,karakterisert vedat fjernelsestrinnet (e) omfatter føring av flerheten av tilsvarende områder i det reflekterende lag i berøring med en etseoppløsning.

14. Oppfinnelse som angitt i krav 11, der maskeringslaget omfatter en fotoresist.

15. Oppfinnelse som angitt i krav 11, der belegnings-trinnet (b) omfatter følgende trinn: påføring av en blanding av en fotoresist og en bærer på det reflekterende lag, hvilken blanding har et faststoffinnhold på mindre enn 5%, baking av den påført blanding for å drive av en hoveddel av bæreren og deretter kjøling av den bakte blanding i en relativ fuktighet på mer enn 40%.

16. Oppfinnelse som angitt i krav 15, der kjølingstrinnet foretas ved en relativ fuktighet i det foretrukne område på omtrent 45-55%.

17. Oppfinnelse som angitt i krav 16, der faststoffinn-holdet i den påførte blanding er omtrent 1-^%.

18. Fremgangsmåte til fremstilling av et registreringsmedium med høy tetthet, omfattende følgende trinn: (a) tilveiebringelse av et gjennomskinnelig underlag med en første flate dekket av et reflekterende lag, (b) påføring av en blanding av et fotofølsomt materiale og en bærer på det reflekterende lag, hvilken blanding har et faststoffinnhold på mindre enn omtrent 5%, (c) baking av den påførte blanding for å drive av en hoveddel av bæreren, (d) kjøling av den bakte blanding med en relativ fuktighet som er høyere enn 40%, (e) eksponering av et mikroskopisk mønster på det kjølte fotofølsomme materiale slik at en første mønstret flerhet av mikroskopiske områder av det fotofølsomme materiale,hvert med en minste dimensjon på mindre enn omtrent 0,6 y, blir eksponert ved stråling i en annen utstrekning enn et annet område av det fotofølsomme materiale, (f) selektiv fjernelse av den første flerhet av mikroskopiske områder av det fotofølsomme materiale for å frilegge en flerhet av tilsvarende områder av det underliggende reflekterende lag, hvert tilsvarende område.- med en minste dimensjon på mindre enn omtrent 0,6 y, (g) selektiv fjernelse ved etsing av flerheten av tilsvarende områder av det reflekterende lag for å frilegge en flerhet av tilsvarende områder i det underliggende underlag og ■deretter l' h) f jernelse av de...gj.enyÆrendeldeler acv. détuf6to:f'ølsomme materiale..

19. Oppfinnelse som angitt i krav 18, der kjøletrinnet ut-føres ved en relativ fuktighet i det foretrukne område på rundt 45-55%.

20. oppfinnelse som angitt i krav 18, der faststoffinn-holdet i den påførte blanding er omtrent 1-% %.