DE2503045A1

DE2503045A1 - Metallisierte videoplatten mit dielektrischem ueberzug

Info

Publication number: DE2503045A1
Application number: DE19752503045
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Kaganowicz; Robert Michael Mehalso
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-02-04
Filing date: 1975-01-25
Publication date: 1975-08-28
Also published as: FR2259687B1; NL7501237A; FR2259687A1; CA1040583A; GB1445546A; JPS50110301A; US3901994A

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland ■ Dp.-lng. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4ooo Düsseldorf 30 · Cecilienallee 76 · Telefon 432732

24_O Januar 1975 29 757 B

RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza,

New York. N.Y_e 10020 (V.St.A.)

"Metallisierte Videoplatten mit dielektrischem Überzug"

Die Erfindung "bezieht sich auf die Herstellung von Videoplatten, insbesondere solcher mit einem dauerhaften dielektrischen Überzug.

Es sind Aufnahme- und Wiedergabesysteme entwickelt worden, bei denen zur Speicherung der Informationen eine Videoplatte benutzt wird. Bei einer bekannten Ausführungsform werden leitende Platten verwendet, die im Boden einer spiralförmigen, in die Plattenoberfläche eingearbeiteten Rille geometrische Änderungen aufweisen, die den die gespeicherte Information repräsentierenden Kapazitätsänderungen entsprechen. Die leitende "Platte wird dadurch hergestellt, daß die Oberfläche einer Vinylplatte metallisiert wird. Die leitenden Platten werden dann mit einem dünnen, sich gestaltungsmäßig anpassenden dielektrischen Überzug versehen. Eine mit einer metallischen Elektrode versehene Nadel vervollständigt den Kondensator. Während der Wiedergabe gleitet die Nadel auf dem dielektrischen Überzug, wobei sie die Änderungen in der Rille erfaßt,, Diese Änderungen werden in elektrische Signale umgeformt und in die gespeicherte Information zurückverwandelt, die in einem Fernsehmonitor betrachtet werden kann, der der Wiedergabe der gespeicherten Ton- und Bildinformationen fähig ist.

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Die Nadel ist von der leitenden Plattenoberfläche durch die dünne, konforme dielektrische Schicht getrennt. Für Qualitätsaufnahmen ist es erforderlich, daß der dielektrische Überzug sehr strengen Erfordernissen entspricht. So sollte ein besonders leistungsfähiger dielektrischer Überzug beispielsweise sowohl in Dicke und Zusammensetzung gleichförmig sein als auch den geometrischen Änderungen in der Rille sich anpassen sowie ohne Fehlstellen oder Haarrisse od.dgl. sein₀ Außerdem muß der dielektrische Überzug widerstandsfähig genug sein, um wiederholtes Abspielen mit der .Nadel ohne Beschädigung des Überzugs selbst oder der geometrischen Gegebenheiten in der Platte zuzulassen, wobei die Härte des Überzugs nicht so hoch sein darf, daß die Nadel zu stark abgenutzt wird. Bisher bekannte Platten verwenden für den dielektrischen Überzug Polymere, wie Polystyrol. Die bisher bekannten Verfahren zum Aufbringen des dielektrischen Überzugs vergrößern jedoch die Rauhigkeit der Oberfläche der metallisierten Platte, was dazu führt, daß die Nadel auf der metallisierten Oberfläche unkontrolliert tanzt. Außerdem besitzen die bisherigen Überzüge nur geringe Elastizität, was sowohl zu einer schnellen Abnutzung der Nadel als auch zu eventuellen Beschädigungen der Rillenabmessungen führt, wenn die Nadel auf ihrem spiralförmigen Weg dauernd auf- und niederspringtο Ein konformer dielektrischer Überzug aus Poly-p-Xylylen erfüllt bis auf eine sämtliche der für Qualitätsaufnahmen erforderlichen Voraussetzungen; dieser Überzug ist zu weich und dadurch nicht in der Lage, mehr als hundert Wiedergaben zufriedenstellender Qualität zu ermöglichen.

Nach Aufbringen einer polymeren dielektrischen Schicht auf eine Platte mit konventionellen Mitteln, z_oB. Niederschlagen aus der Dampfphase, ist es außerdem

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oft erforderlich, die Schicht weiter zu härten, ohne die Struktur der Platte zu zerstören. Das Härten einer polymeren Schicht bedeutet unter anderem eine Erhöhung des Grades der Brückenbildung im Polymer sowie des Molekulargewichts des Polymers« Die am häufigsten verwendete Methode zum Härten eines polymeren Überzugs, nämlich Erwärmen des Überzugs, ist nicht anwendbar, da " die erforderliche Härtetemperatur, ungefähr 100⁰C, für eine Vinylplatte zu hoch ist, um Struktur defekte auszuschließeno Ein anderes Verfahren zum Härten polymerer Überzüge, die Ultraviolettbestrahlung, ist nicht für alle polymeren Überzüge effektiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem die erwähnten Nachteile vermieden werden, insbesondere ein Härten des dielektrischen Überzugs ohne nachteilige Nebenwirkungen möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dielektrische Überzug einer Glimmentladung ausgesetzt wird. Damit ist es möglich, einen hochqualifizierten Informationsträger herzustellen, dessen Kapazitätsänderungen über ein Playback-System wiedergegeben werden können„ Dabei besteht der Informationsspeicher aus einer leitenden Platte, in deren Oberfläche die Informationen in Form geometrischer Änderungen aufgenommen sind, und einem darauf vorgesehenen, dünnen Überzug vorzugsweise aus Poly-p-Xylylen. Durch das erfindungsgemäße Härten des Überzugs mit Hilfe der Glimmentladung wird die Qualität des Speichers erheblich verbessert.

Erfindungsgemäß kann eine metallisierte Vinylplatte, d.h. eine leitende Platte, die mit einer Spiralrille versehen ist, mit Poly-p-Xylylen, z.B_e Poly-p-Chloro-

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Xylylen überzogen werden. Um eine Oberfläche erfolgreich mit einem tatsächlich linearen Poly-p-Xylylen zu überziehen, ist es erforderlich, zuerst das zyklische Dimer Di-p-Xylylen aufzuspalten, um die reaktionsfähigen, dampfförmigen Radikale zu erhalten, die dann auf der Oberfläche kondensiert werden, wo sie zu einem linearen homopolymeren oder copolymeren Überzug polymerisieren, und zwar in Abhängigkeit von der Wahl des Ausgangs-Dimers, dem Systemdruck und der Temperatur der zu beschichtenden Oberfläche. Das Niederschlagen aus der Dampfphase wird in einem Gerät durchgeführt, das ähnlich dem gestaltet ist, das im US-Patent 3 246 beschrieben ist. Poly-p-Xylylen-Überzüge können mit Hilfe bekannter Methoden hergestellt werden, z.B. wie in den US-Patenten 3 288 728 und 3 342 754 beschrieben. Poly-p-Chloro-Xylylen kann in der im letztgenannten Patent beschriebenen Weise hergestellt werden. Es werden bekannte Niederschlagsverfahren angewandt, mit denen ein auf dem vorliegenden Sachgebiet bewanderter Fachmann in der Lage ist, dünne, sich den geometrischen Formen absolut anlegende Überzüge ohne Haarrisse od.dgl. herzustellen, z.B. weniger als 500 2. .

Die beschichtete Platte wird sodann mit einem Schmiermittel überzogen, z.B_e mit Methyl-Alkyl-Silikon mit einer Viskosität von 50 Centistoke, das als SF 1147 (50 Centistoke) im Handel erhältlich ist. Die derart hergestellten Platten haben eine Lebensdauer von ungefähr 100 Wiedergaben, was jedoch nur für einige wenige Zwecke ausreichend ist.

Erfindungsgemäß kann ein auf einer metallisierten Vinylplatte vorgesehener dielektrischer Überzug, beispielsweise aus Poly-p-Xylylen, anschließend dadurch gehärtet werden, daß die leitende Platte einer Glimmentladung ausgesetzt wird, bevor sie mit dem Standard-

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Gleitmittel behandelt wird. Die Anwendung der Glimmentladung ist zum Zwecke des Anbringens dünner Filme bekannt, z.B. durch das US-Patent 3 318 79O₀ Das Anbringen des dielektrischen Überzugs selbst benötigt hier jedoch nicht die Glimmentladung, vielmehr reicht ein konventionelles Aufdampfen aus, wie es in dem bereits erwähnten US-Patent 3 246 627 beschrieben ist; auch jedes andere der Massenproduktion zugängliche Verfahren kann angewandt werden. Das dielektrische Material, die Überzugsdicke und die gewünschte Härte bestimmen die Verfahrensparameter für die Glimmentladung, die ohne weiteres durch Versuche vom Fachmann ermittelt werden können.

Es hat sich herausgestellt, daß im Falle einer beschichteten Videoplatte, die einer Glimmentladung von 1.0 bis 30 KHz ausgesetzt wird, Behandlungszeiten von mehr als 30 Sekunden die Härte des Überzugs vergrößern. Die beschichtete Videoplatte wird in einer Vakuumkammer untergebracht, in der die Glimmentladung stattfinden · wird. Die Kammer wird sodann evakuiert, vorzugsweise auf einen Druck im Bereich von 1 bis 20 Mikron. Danach wird ein ionisierendes Gas, z.B. Stickstoff, Luft usw. in die Kammer gepumpt bis zu einem Druck von ungefähr 50 bis 1000 Mikron. Dann wird ein Potential von 600 bis 800 Volt angelegte Die Glimmentladung führt zu einer Erhöhung des Grades der Vernetzung und des Molekulargewichts des Überzugs und kann somit erfolgreich zum Härten der meisten polymeren Überzüge eingesetzt werden.

Anhand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert, jedoch ist die Erfindung nicht auf die im Ausführungsbeispiel

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angegebenen Einzelheiten beschränkt.

Beispiel

Eine Vinylplatte, die mit einer Goldschicht als Metallisierung versehen war, wurde mit Poly-p-Chloro-Xylylen überzogen. Die Goldschicht war ungefähr 470 ü dick und durch Aufdampfen hergestellt, Z₀B. wie in dem erwähnten US-Patent 3 246 627 beschrieben. Es konnten ungefähr 100 zufriedenstellende Abspielungen durchgeführt werden, bevor eine plastische Deformierung des aus ; Poly-p-Chloro-Xylylen bestehenden dielektrischen Überzugs unter dem Einfluß der Nadel eintrat. Obgleich diese Anzahl von Wiedergaben für einige Zwecke ausreichend ist, wird meistens als Sicherheitsfaktor eine größere Wiedergabeanzahl gewünscht.

Die mit Poly-p-Chloro-Xylylen überzogene Videoplatte wurde in einer Vakuumkammer zwischen zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Elektroden befestigt. Die Platte wurde so angeordnet, daß sie mit einer der Elektroden Kontakt hatte, wobei die beschichtete Seite der anderen Elektrode zugewandt war_e Die Kammer wurde auf einen Druck im Bereich von 1 bis 10 Mikron evakuiert und dann Luft bis zu einem Druck von ungefähr 500 Mikron hineingepumpt. Die Elektroden wurden mit einer Stromquelle verbunden, so daß das angelegte Potential während der Glimmentladung 650 Volt betrug»

Es wurde ein Strom mit 20 KHz für 10 Minuten eingeschaltet, um ein Glimmen zu erreichen, dem die beschichtete Seite der Platte gleichförmig ausgesetzt wurde. Die Platte wurde dann aus dem Vakuum entfernt und mit einem Gleitmittel, beispielsweise dem erwähnten SF 1147, überzogen.

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Nach der Behandlung mittels Glimmentladung und nach dem Beschichten mit dem Standard-Schmiermittel wurde die Videoplatte auf einem Standardgerät abgespielt, wobei : die Bildqualität durch Zählen der Signalausfälle ermittelt wurde. Für die Dauer von 1200 Wiedergaben wurde weder eine Erhöhung der Zahl der Signalausfälle noch eine sichtbare Verschlechterung des Bildes festgestellt.·

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Claims

RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza,

New York. N.Y. 10020 (V.St.A.)

Patentansprüche;

Verfahren zum Härten eines auf der Oberfläche eines Substrats aufgebrachten Überzugs, der ein durch Vernetzung härtbares Polymer enthält, dadurch gekennzeichnet , daß der dielektrische Überzug einer Glimmentladung ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Überzug Poly-p-Xylylen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Überzug PoIyp-Chloro-Xylylen enthält.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das mit dem Überzug versehene Substrat in eine Vakuumkammer gegeben wird, die sodann auf einen Druck im Bereich von 1 bis 10 Mikron evakuiert wird und danach mit einer Ionenquelle bis auf einen Druck im Bereich von 50 bis 1000 Mikron gefüllt wird, und daß die Glimmentladung innerhalb dieser Kammer durchgeführt wird, wobei der Überzug dieser völlig gleichförmig ausgesetzt wird»
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat zwischen

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zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Elektroden befestigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat mit einer der Elektroden in Kontakt steht, während der Überzug der anderen Elektrode zugewandt ist.

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