DE2841179A1 - Informationsaufzeichnungselement mit einer farbstoffhaltigen hilfsschicht - Google Patents

Informationsaufzeichnungselement mit einer farbstoffhaltigen hilfsschicht

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Description

Philips felarnp^bnc-n, Eindhoven
13.9.1978 1 PHN.9226
"Informationsaufzeichnungselement mit einer farbstoffhaltigen Hilfsschicht"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Informationsaufzeichnungseletnent, bei dem Information optisch eingeschrieben und ausgelesen werden kann und das ein transparentes Substrat, eine auf dem Substrat angebrachte Hilfsschicht sowie eine auf der Hilfsschicht angebrachte Informationsauf ze ichnungs schicht enthält, die eine Reflexionskraft in bezug auf ein beim Einschreiben oder Auslesen angewandtes Laserlichtbündel aufweist.
Ein derartiges InformationsaufZeichnungselement ist aus der deutschen Auslegeschrift 2.51^.678 bekannt. Nach Fig. 2B der Auslegeschrift wird das Element über das Substrat mit Laserlicht belichtet, das entsprechend der einzuschreibenden Information moduliert ist. Infolge der Belichtung werden in der InformationsaufZeichnungsschicht, die nachstehend auch kurz als Aufzeichnungsschicht bezeichnet wird, nahezu kreisförmige Löcher mit einem sehr kleinen Durchmesser gebildet. Die Löcher entstehend dadurch, dass das Material der Aufzeichnungsschicht an den belichteten Stellen infolge von Absorption des amplitudenmodulierten Laserlichtes schmilzt und sich das geschmolzene Material durch Oberflächenerscheinungen randförmig zurückzieht, wobei eine Oeffnung oder ein Loch gebildet wird. Das aus der vorgenannten Auslegeschrift bekannte Aufzeichnungselement ist aus einem flexibelen transparenten Polyestersubstrat, einer darauf angebrachten Antireflexionsschicht aus
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Bi„S„, AspS_ oder Se und einer auf der Antireflexionsschicht angebrachten metallischen Aufzeichnungsschicht aus Bi, Ind oder Sn aufgebaut. Durch Anwendung einer Antireflexionsschicht wird der von der Aufzeichnungsschicht absorbierte Laserlichtprozentsatz erhöht und ist die Gesamtlaserenergiemenge, die für die Bildung eines Loches mit den gewünschten Abmessungen in der Aufzeichnungsschicht benötigt wird, verringert.
Bei Anwendung einer Antireflexionsschicht muss berücksichtigt werden, dass nicht jedes Antireflexionsmaterial geeignet ist. Es besteht ein deutlicher Zusammenhang zwischen den Eigenschaften der Antireflexionsschicht, der Aufzeichnungsschicht und der Substratschicht. So werden in der vorgenannten Auslegeschrift drei diskrete Antireflex- ionsmaterialien in Verbindung mit drei diskreten Aufzeichnungsmaterialien erwähnt. In diesem Zusammenhang sei ausserdem auf tiie niederländische Patentanmeldung 7702971 verwiesen, die am 21. September 1977 offengelegt wurde und in der ein InformationsaufZeichnungselement beschrieben ist, das aus einem Substrat und einer darauf.angebrachten Dünnschicht aus einem stark reflektierenden Material, wie einer aufgedampften Aluminiumschicht, aufgebaut ist, die ihrerseits mit einem stark lichtabsorbierenden Material, wie einem aufgedampften organischen Farbstoff, überzogen ist.
Das Element wird auf der Seite der Absorptionsschicht mit impulsgesteuertem Laserlicht belichtet, wobei durch Verdampfung der Absorptionsschicht an den belichteten Stellen Löcher in der Absorptionsschicht gebildet werden. Vorzugsweise wird für die Absorptionsschicht eine derartige Dicke gewählt, dass das ganze System in einen Antireflexzustand gebracht wird, wodurch der Energieverlust durch Reflexion auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Auf Seiten 11 und der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung ist der Reflexionskoeffizient eines derartigen Systems auf Basis der Formeln berechnet, in denen u.a. die komplexen Fresnel-Reflexionskoeffizienten der verschiedenen Schichten sowie die Dicken derselben als Parameter angewandt sind.
• Die Anwendung einer Antireflexionsschicht nach der
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vorgenannten Auslegeschrift weist den Nachteil auf, dass die Wahl der Antireflexionsschicht und der Aufzeichnungsschicht beschränkt ist, während weiter die Antireflexionsschicht genau, d.h. mit geringen Dickenänderungen, angebracht werden muss.
Die Erfindung bezweckt, ein Informationsaufzeichnungselement zu schaffen, bei dem durch Anwendung einer Hilfsschicht die für das Einschreiben von Information in die Aufzeichnungsschicht benötigte Laserlichtenergiemenge herabgesetzt ist und bei dem eine reiche Wahl der Materialien der Hilfsschicht sowie der Aufzeichnungsschicht möglich ist. Dies wird nach der Erfindung mit dem Informationsauf ζeichnungselement der eingangs erwähnten Art erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hilfsschicht eine das Laserlicht absorbierende Schicht ist, die einen Farbstoff enthält. .
Im Gegensatz zu der in der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung 7702971 beschriebenen Vorrichtung ist bei dem InformationsaufZeichnungselement nach der Erfindung die lichtabsorbierende, farbstoffhaltige Schicht zwischen Substrat und Aufzeichnungsschicht eingeschlossen. Die lichtabsorbierende Schicht im Element nach der Erfindung ist eine Hilfsschicht oder Aktivierungsschicht, die die Bildung von Löchern in einer strahlungsreflektierenden Auf-Zeichnungsschicht fördert. In der strahlungsreflektierenden Schicht der bekannten Vorrichtung werden keine Löcher gebildet. Diese Schicht ist als eine Hilfsschicht für die strahlungsabsorbierende Aufzeichnungsschicht zu betrachten. Das Informationsaufzeichnungselement nach der Erfindung bietet im Vergleich zu der aus der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung bekannten Vorrichtung den Vorteil, dass die Information durch Bestrahlung über das Substrat eingeschrieben und ausgelesen werden kann. Damit wird erreicht, dass die auf oder in der Oberfläche des Substrats vorhandenen Fehlstellen', wie Kratzer, Gruben, Buckel und Staubteilchen, ausserhalb der Tiefensbhärfe des Objektivs fallen, das das .Laserlicht auf die Aufzeichnungsschicht fokussiert, so dass die Fehlstellen die Qualität der einzuschreibenden und aus-
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zulesenden Information nicht ungünstig beeinflussen und insbesondere beim Auslesen von Information kein Rauschen herbeiführen. Die Fehlstellen weisen dieselben oder grössere Abmessungen als die in der Aufzeichnungsschicht gebildeten Löcher (Bildpunkte) auf, die einen Durchmesser von etwa 0,5 /um bis 1 /um haben.
Das transparente Substrat weist im Zusammenhang mit der vorgenannten Tiefenschärfe eine Mindestdicke von etwa 3OO /um und vorzugsweise eine Dicke von etwa 1 mm auf, um eine genügende mechanische Festigkeit zu erhalten. Das Substrat ist aus einem transparenten Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polysulfon oder PVC, oder aus Glas hergestellt.
Beim Einschreiben oder Aufzeichnen von Information wird ein entsprechend der Information impulsgesteuertes
_7 Laserlichtbündel, das z.B. eine Impulsdauer von 5 · 10 see aufweist", über das Substrat eingestrahlt. Das Laserlichtbündel passiert das Substrat, durchläuft die Hilfsschicht, wobei abhängig von der Zusammensetzung der Hilfsschicht ein Teil des Laserlichtes absorbiert wird, und wird dann an der Aufzeichnungsschicht reflektiert, wobei ebenfalls abhängig von der Absorptions-Reflexionskennlinie der Aufzeichnungsschicht ein Teil des Laserlichtes absorbiert wird. Das reflektierte Licht passiert wieder die Hilfsschicht, wird dabei teilweise absorbiert und verlässt letzten Endes das Element auf der Seite des Substrats. Durch die Absorption der Energie in der Hilfsschicht und der Aufzeichnungsschicht wird die Temperatur dieser Schicht ansteigen, wobei schliesslich die Aufzeichnungsschicht, an den belichteten Stellen schmelzen wird und sich ein Loch in der Aufzeichnungsschicht sowie in der Hilfsschicht infolge der Zersetzung und Verdampfung der Hilfsschicht an den belichteten Stellen bildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Elements nach der Erfindung wird ein Hilfsschicht verwendet, die eine Laserlichtabsorption von 20 bis 80 % und eine Höchstdicke von 25ΟΟ A* aufweist.
Eine sehr geeignete Schichtdicke der Hilfsschicht
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ist 300 bis 1000 %.
Mit dem Element nach der Erfindung kann eine wesentliche Laserenergieersparung von mindestens 20 $ erhalten werden. Bei verhältnismässig dicken Hilfsschichten ist die Energie'ersparung geringer als bei Anwendung verhältnismässig dünner Hilfsschichten wegen der notwendigen Aufheizung der Hilfsschicht durch das Laserlicht. Auch bei Anwendung von Hilfsschichten mit einer verhältnismässig niedrigen Absorption des Laserlichtes ist die Ersparung geringer als bei Hilfsschichten, die eine verhältnismässig hohe Laserlichtabsorption aufweisen.
Die Absorption der Hilfsschicht lässt sich mit Hilfe des Gesetzes von Lambert Beer errechnen, das zwar für Lösungen von Farbstoffen zutrifft, aber mit dem trotzdem eine gute Annäherung der Festschichtabsorption der Hilfsschicht im Element nach der Erfindung erhalten werden kann. Nach diesem Gesetz ist die optische Dichte (od) gleich dem Produkt des molekularen Extinktionskoeffizienten (£), der Farbstoffkonzentration (c), in Mol/l ausgedrückt, und der Dicke
(d) , in cm ausgedrückt.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform weist die Hilfsschicht eine Laserlichtabsorption von 20 bis 50 $ auf.
Diese Ausführnngsform richtet sich nicht sosehr auf das Erhalten einer möglichst grosse Ersparung von Laserlicht, jedoch bietet wohl die interessante Möglichkeit, das Element nach der Erfindung über das Substrat in Reflexion auszulesen. Wie oben erwähnt wurde, kann das Element nach der Erfindung über das Substrat ausgelesen werden. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten, und zwar Auslesung in Durchsicht und Auslesung in Reflexion. Beim Auslesen in Durchsicht passiert das Abtastlaserlichtbündel, das naturgemäss viel weniger .energiereich als das Einschreiblaserlichtbündel und z.B. um einen Faktor 10 schwächer ist, das Substrat und die in der Hilfsechicht und in der Aufzeichnungsschicht " vorhandenen Löcher und wird auf der von dem Substrat abgekehrten Seite aufgefangen und in den Abspiel- (Auslese)geräten verarbeitet. Beim Auslesen in Reflexion passiert das
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Abtastbündel das Substrat und die vorhandenen Teile der Hilfsschicht, wird an der Aufzeichnungsschicht reflektiert, passiert wieder die Hilfsschicht und das Substrat und wird auf der Seite des Substrats aufgefangen und weiter verarbeitet. Beim Auslesen in Reflexion wird der Vorteil erhalten, dass in den Aufzeichnungsgeräten weniger optische Elemente, wie Objektive, benötigt werden, weil das reflektierte Bündel' zu einem grossen Teil denselben Lichtweg, aber dann in umgekehrter Richtung, wie das Abtastbündel durchläuft. Ein zweiter Vorteil ist der, dass Fehler infolge von Schwingungen in dem optischen System, wie Objektivschwingungen, teilweise ausgeglichen werden.
In der vorgenannten günstigen Ausführungsforra wird noch genügend Laserlicht reflektiert, um in dem optischen System verarbeitet werden zu können. In der Regel wird dazu mindestens 20 $ und vorzugsweise mindestens 30 $ der Lichtmenge de.s Abtastbündels benötigt. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die in dem Element nach der Erfindung verwendete Hilfsschicht einen organischen Farbstoff oder eine Lösung oder Dispersion eines organischen Farbstoffes in einem polymeren Bindemittel.
Eine derartige Hilfsschicht weist eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die in der Hilfsschicht erzeugte Wärme infolge von Lichtabsorption auch optimal der Aufheizung der Schicht an den beiden belichteten Stellen zugute kommt. Der Abfluss von Wärme zu den nicht belichteten Stellen und zu der Umgebung wird dabei unterdrückt. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die Antireflexionsschicht aus einem anorganischen Material nach der vorerwähn— ten deutschen Auslegeschrift 2.51^.678 eine beträchtlich höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Der organische Farbstoff muss vorzugsweise ein Absorptionsmaximum bei der Wellenlänge des angewandten Laserlichtes und ausserdem einen hohen molaren Extinktionskoef- fizienten aufweisen, so dass die gewünschte Absorption in einer dünnen Schicht verwirklicht werden kann.
Geeignete Farbstoffe sind z.B. Rhodamine, wie Rhodamin-B und Rhodamin-6G, Xanthene, wie Pyromin-B und
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Pyromin-G, Acridine, wie Acriflavin, Bisphenylmethanfarbstoffe, wie Auramin und Michler's Hydrol Blau, Triphenylmethanfarbstoffe, wie Malagit Grün und Crystal Violet, sowie Cyaninchromogenfarbstoffe, wie Monomethine, Trimethine und Pentamethine.
Geeignete polymere Bindemittel sind z.B. Cellulose, Polystyrol,. Polyester, Polyäther, Polyacrylat, Polymethylacrylat, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid und Vinylchlorid/Vinylacetat-Kopolymere. Eine Hilfsschicht, die aus Farbstoff besteht, kann auf einfache Weise durch ein Aufdampfverfahren angebracht werden.
Eine Hilfsschicht, die eine Lösung oder Dispersion des Farbstoffes in einem polymeren Bindemittel enthält, kann durch an sich bekannte Verfahren auf dem Substrat angebracht werden. So kann eine Lösung des Bindemittels in einem geeigneten Lösungsmittel, wobei in dieser Lösung ausserdem ein Farbstoff gelöst oder dispergiert ist, durch ein Guss-, Sprüh- oder Zentrifugierverfahren auf der Substratoberfläche angebracht werden, wonach das Lösungsmittel abgedampft werden kann. Ein geeignetes organisches Lösungsmittel ist z.B. ein Alkohol, wie Butanol, Glycol, Methylglycol, ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol, ein Keton, wie Aceton, Cyclohexanon, ein Ester, wie Butylacetat, und weiter Tetrahydrofuran und Dimethylformamid.
Bei Anwendung einer Dispersion eines Farbstoffes in dem polymeren Bindemittel soll die Teilchengrösse des Farbstoffes nicht mehr als etwa 200 A betragen. Unter einem Zentrifugierverfahren ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem eine Menge der aufzubringenden Flüssigkeit zentral auf dem Substrat angebracht wird, wonach durch Drehung des Substrats die Flüssigkeit über die ganze Oberfläche gleichmässig verteilt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Hilfsschicht ein polymeres Bindemittel, das durch einen unter der Einwirkung von Strahlung polymerisierten Lack auf Basis strahlungsempfindlicher Monomere und/oder Oligomere gebildet wird, in dem der Farbstoff gelöst oder
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feinverteilt ist.
Sehr geeignet sind die mit ultraviolettem Licht polymerisierbaren dünnflüssigen Gemische von Mono—, Di-, Tri— oder Tetraestern von Acrylsäure. Dies trifft vor allem für mit ultraviolettem Licht härtbare lichtempfindliche Lacke zu, die 40 bis 90 Gew.$ eines Monoacrylats, 5 bis 50 Gew.$ eines Di-, Tri- oder Tetraacrylats sowie 0,5 bis 3 Gew. ^ eines lichtempfindlichen Initiators enthalten.
Ein geeigneter lichtempfindlicher Initiator ist ein Benzoinderivat, wie Benzoin-isobutyläther, welches Derivat auch unter der Handelswarenbezeichnung "Vicure" bekannt ist.
Beispiele geeigneter Acrylsäureester sind Monoacrylate, wie Alkylacrylate, Alkoxyalkylacrylate, Phenoxyalkylacrylate und Phenylacrylate, z.B. Aethylacrylat, N-Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat, 2-Aethylhexylacrylat, Octadecylacrylat, Aethoxyäthylacrylat und Phenoxyäthylacrylat;.Diacrylate, wie Alkandioldiacrylate und Alkenglycoldiacrylate, z.B. 1,3-Propandioldiacrylat, Diäthylenglycoldiacrylat und Tetraäthylenglycoldiacrylat; Triacrylate, wie Trimethylolpropantriacrylat und Pentaerytritoltetraacrylat, sowie oligomere Acrylsäureester, wie Polyäthylenglycolacrylat und Epoxyacrylat.
Ebenfalls gut brauchbare Lacke sind diejenigen, die bestehen aus einem Gemisch einer durch Strahlung verknüpfbaren Polyenverbindung, wie pro Molekül zwei oder mehrere Aethylengruppen (-CH=CH-) enthält, und' einer Polythiolverbindung, die pro Molekül zwei oder mehrere Thiolgruppen (-SH) enthält.
Polythiolverbindungen und Polyenverbindungen sind aus der Literatur allgemein bekannt und käuflich erhältlich. Es sei z.B. auf die USA-Patentschriften 3.697.395, 3.697.396 3.697.397 und 4.OO8.341 verwiesen.
In bezug auf besondere Lackzusammensetzungen sei auf die niederländischen Patentanmeldungen 76II395 '% : -,^ und 7804036 . der Anmelderin verwiesen.
Eine Hilfsschicht, die durch Strahlung polymerisierte Stoffe enthält, weist den Vorteil auf, dass die Schicht mit Hilfe einer Matrize auf der Substratoberfläche ange-
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bracht werden kann, wodurch die von dem Substrat abgekehrte Oberfläche der Hilfsschicht besonders gut definiert ist, so dass die auf dieser Oberfläche angebrachte Aufzeichnungsschicht ebenfalls eine definierte Struktur aufweist. Es dürfte einleuchten, dass eine gut definierte Grenzfläche ("interface") zwischen der Hilfsschicht und der Aufzeichnungsschicht, welche Grenzfläche beim Einschreiben oder Auslesen von Information innerhalb der Tiefenschärfe des das Laserlicht fokussierenden Objektivs fällt, für die Erhaltung einer hohen Qualität der Information von Bedeutung ist.
Insbesondere wird die Hilfsschicht dadurch angebracht dass eine Matrizenoberfläche mit einer Schicht aus einem unter der Einwirkung von Strahlung härtbaren Lack versehen wird, in den ein Farbstoff aufgenommen ist, wonach auf der Lackschicht ein Substrat angebracht, die Lackschicht über •das Substrat oder über die Matrize durch Strahlung gehärtet und das Gebilde von Substrat und mit ihm verbundener, gehärteter farbstoffhaitiger Lackschicht von der Matrize entfernt wird.
Bei Bestrahlung über die Matrize muss diese für die angewandte Strahlung, wie ultraviolettes Licht, durchlässig sein und z.B. aus Glas hergestellt sein. Eine sehr geeignete, nicht transparente Matrize ist eine Nickelmatrize, deren Oberfläche sehr glatt poliert ist.
In einer besonders interessanten Ausführungsform des Elements nach der Erfindung enthält die Hilfsschicht ausserdem einen endothermen Stoff. Bei Einstrahlung des Laserlichts wird sich, sobald in der Hilfsschicht die Zersetzungstemperatur des endothermen Stoffes erreicht ist, dieser Stoff unter Abgabe von Energie zersetzen. Die chemische Energie des endothermen Stoffes wird über die exotherme Zersetzungsreäktions in kalorische Energie (Wärme) und potentielle Energie (Druckaufbau) umgewandelt. Infolgedessen werden in der Aufzeichnungsschicht und der Hilfsschicht Löcher an den belichteten Stellen gebildet. Die insgesamt für die Aufzeichnung der Information, d.h. für die Bildung von Löchern in der Aufzeichnungsschicht, benötigte Energie stammt nur teilweise von dem Laser und wird zum übrigen Teil
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durch die exotherme Zersetzung des in der Hilfsschicht vorhandenen endothermen Stoffes geliefert. Kurz gesagt: die Einschreibenergie wird teilweise durch die Chemie geliefert. Damit kann eine zusätzliche Ersparung von Laserenergie von 50 $ oder mehr erhalten werden. Die benötigte Laserenergiemenge ist gering und beträgt z.B. pro aufgezeichneter Bildpunkt 10 bis 10 Joule, wobei der Bildpunkt einen Flächeninhalt von 1-3 /um2 aufweist.
Die geringe Laserenergiemenge ermöglicht es, Laser mit verhältnismässig geringer Leistung, wie z.B. Feststofflaser mit einer Leistung von 1 bis 10 mW, zu verwenden. Derartige Laser weisen im Vergleich zu den vielfach angewendeten Gaslasern viel kleinere Abmessungen und eine wesentlich einfachere Bauart auf. Die Feststofflaser lassen sich denn auch viel leichter einbauen und sind ausserdem erheblich preiswerter.
Der endotherme Stoff weist vorzugsweise einen bei Zersetzung .ausgelösten Energieinhalt von mindestens 10 Joule/ /um3 auf. Stoffe mit einem derartigen Energieinhalt sind z.B. Verbindungen, die eine explosive Verbrennung oder Deflagration zeigen. Dazu gehören u.a. pyrotechnische Verbindungen und Schiesspulver. Derartige Stoffe sind vielfach in der Literatur beschrieben (siehe z.B. "Chemie 1973"» R. Meyer, Weinheim Verlag), so dass der Fachmann auf Basis des gewünschten Energieinhalts und z.B. der gewünschten Zündtemperatur leicht eine Wahl treffen kann. Dabei muss aber berücksichtigt werden, dass bei Anwendung eines Stoffes mit einer sehr niedrigen Zündtemperatur, z.B. niedriger als 150 bis 200°C,. die benötigte Laserenergie zwar geringer wird aber dass andererseits, wegen der grösseren Empfindlichkeit eines derartigen Stoffes, zusätzlich Vorkehrungen bei seiner Verarbeitung getroffen werden müssen, was einen kostenerhöhenden Effekt hat.
Nach der Anmelderin werden günstige Ergebnisse erzielt, wenn als endothermer Stoff Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von mindestens 11 % oder ein Gemisch dieses Stoffes mit Nitroglycerin verwendet wird.
Ein geeignetes Gemisch enthält 5125 Gew.% Nitrogly-
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cerin, auf die Nitrocellulosemenge berechnet. * Nitrocellulose oder Gemische dieses Stoffes mit Nitroglycerin sind polymere Stoffe, die als Bindemittel für den in der Hilfsschicht vorhandenen Farbstoff wirken können. Eine geeignete Hilfsschicht besteht z.B. aus 80 Gew.$ Nitrocellulose und 20 Gew.$ Farbstoff, wie N,N'-Dioctadecylrhodamin. . .
Ein geeigneter endothermer Stoff ist weiter ein Picrat, wie z.B. das Picrinsäuresalz des in der Hilfsschicht verwendeten Farbstoffes.
Die i*i der Aufzeichnungsschicht erzeugten Bildpunkte sind in einer spiralförmigen oder aus konzentrischen Kreisen aufgebauten Informationsspur angeordnet. Die Einschreibgeschwindigkeit ist hoch. Pro Bildpunkt wird eine Belich-
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tungszeit angewandt, die von 10 bis zu 10 Sekunden variiert, wie eine Belichtungszeit von 5·10 Sekunden.
In dem Aufzeichnungselement nach der Erfindung werden die gebräuchlichen Aufzeichnungsschichten verwendet, die eine Reflexionskraft in bezug auf Laserlicht aufweisen. So können Schichten aus Metall oder Metallegierungen verwendet werden, die in der Regel eine grosse Reflexionskraft aufweisen und sich auf einfache Weise durch Aufdampfen anbringen lassen. Beispiele solcher Schichten sind Schichten aus Bi, Te, Ind, Sn, Cu, Al, Pt, Au, Rh, As, Sb, Ge, Se und Ga.
Besonders geeignet sind Metalle mit einer hohen Reflexion und einem niedrigen Schmelzpunkt, wie Cd, Sn, Tl, Ind, Bi und Amalgame.
Die Dicke der Aufzeichnungsschicht ist vorzugsweise 100 bis 1000 iL Erwünschtenfalls kann die Schicht mit einer Schutzschichtfläche versehen werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Informationsaufzeichnungselement, bevor Belichtung stattgefunden hat, und
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Element nach Fig. 1, nachdem Information eingeschrieben ist.
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13-9-1978 ie' PHN.9226
1¥
Ausführungsbeispiel 1:
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine 1 mm dicke Substratplatte aus Polymethylmethacrylat (Plexiglas)s die mit einer Schicht ' 2 aus einem in Polyäther gelösten Farbstoff (Rhodamin-6g)
S versehen wird. Die Schicht 2 ist dadurch angebracht, dass 10 ml einer 0,8 $igen Lösung des Polyäthers in Methanol mit 50 ml Rhodamin-6G gemischt, das Gemisch bis zur vollständigen Lösung des Farbstoffes geschüttelt und die erhaltene Lösung nach Filtrierung auf die Substratplatte gegossen wird. Die Substratplatte 1, die mit der vorgenannten Lösung versehen ist, wird mit Hilfe einer Zentrifuge mit einer Geschwindigkeit von 1000 Umdrehungen/min gedreht, wobei die Farbstofflösung gleichmässig über die Substratoberfläche verteilt wird. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wird die Schicht (oder der Film) 2 erhalten, die (der) eine Dicke von 1300 A und eine optische Dichte von 0,56 bei einer Wellenlänge, von 53O nm aufweist.
Durch Belichtung mit einer Xenonlampe wird die farbstoffhaltige Schicht 2 über einen Teil der Oberfläche entfärbt. Die optische Dichte an den entfärbten Stellen beträgt 0,005 bei einer Wellenlänge von 530 um.
Auf der Schicht 2 wird durch Aufdampfen ein 400 A dicker Wismutfilm 3 angebracht und damit ist das Informationsauf zeichnungs element nach der Erfindung, wie in Fig.
dargestellt, erhalten. Es sei bemerkt, dass die obenerwähnte Entfärbung lediglich dazu dient, Versuche anzustellen, wie nachstehend beschrieben wird. In dem Element nach der Erfindung sind normalerweise naturgemäss keine entfärbten Stellen vorhanden.
Das obenbeschriebene Element wird über das Substrat mit Laserlicht (λ, = 530 nm) pulsierend (impulsdauer 500 ns) in der mit Pfeilen k angegebenen Richtung belichtet. Es hat sich herausgestellt, dass an den entfärbten Stellen eine Laserlichtleistung von h,2 mW benötigt war, um in der Wismutschicht 3 und der darunterliegenden Farbstoffschicht 2 ein Loch mit einem Durchmesser von 1 ,um zu bilden. An den nicht entfärbten Stellen ist 3S2 mW erforderlich, um ein Loch mit denselben Abmessungen zu bilden. Durch Anwendung
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13-9.1978 ■ . y? PHN.9226
/Ib
einer farbstoffhaltigen Schicht 2 wird eine Energieersparung ■ von 24$ erkalten. .
Nach Belichtung wird die in Fig. 2 dargestellte Situation erreicht. In Fig. 2 sind für dieselben Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 angewandt. Mit 5 wird das in der Wismutschicht 3 und der Hilfsschicht 2 gebildete Loch mit einem Durchmesser von 1 /um bezeichnet. Ausführungsbeispiel 2:
Auf gleiche Weise wie im obenstehenden Ausführungsbeispiel wird eine 1 mm dicke Platte 1 (Fig. 1) aus PoIymethylmethacrylat auf einer Seite mit einer Hilfsschicht 2 versehen, die Rhodamin-6G, in Polyäther gelöst, enthält. Die Dicke der Hilfsschicht beträgt 6OO % bei einer optischen Dichte von 0,53. Ein Teil der Oberfläche der Hilfsschicht wird mit Hilfe einer Xenonlampe entfärbt. An den entfärbten Stellen beträgt die optische Dichte 0,002 bei einer Wellenlänge von 530 nra. Auf der Hilfsschicht wird durch ein Aufdampfverfahren ein 400 A dicker Wismutfilm 3 (Fig. 1) angebracht , wonach das erhaltene Element über das Substrat pulsierend mit Laserlicht belichtet wird. Die Impulsdauer beträgt 5OO ns. Die Wellenlänge des Laserlichtes ist 530 nm. Es wurde gefunden, dass an den entfärbten Stellen eine Laserleistung von 4,0 mW benötigt war, um ein Loch 5 (Fig. 2) mit einem Durchmesser von 1 ,um in den Schichten 2 und 3 zu bilden. Für die gefärbten Stellen war 2,7 mW erforderlich, so dass eine Energieersparung von 23 $ erhalten ist.
7/Ä
Leerseite

Claims (6)

Ϊ3·9·1978 /ί PHN.9226 PATENTANSPRUECHE:
1. InformationsaufZeichnungselement, bei dem Information optisch eingeschrieben und ausgelesen werden kann und das ein transparentes Substrat, eine auf dem Substrat angebrachte Hilfsschicht sowie eine auf der Hilfsschicht angebrachte InformationsaufZeichnungsschicht enthält, die eine Reflexionskraft in bezug auf ein beim Einschreiben oder Auslesen angewandtes Laserlichtbündel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht eine das Laserlicht absorbierende Schicht ist, die einen Farbstoff enthält.
2. InformationsaufZeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht eine Laserlichtabsorption von 20 bis 80 ^ und eine Höchstdicke von 2500 A* aufweist. .
3· InformationsaufZeichnungselement nach Anspruch 2,
'5 dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht eine Laserlichtabsorption von 20 bis 50 $ aufweist.
4. InformationsaufZeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht einen organischen Farbstoff oder eine Lösung oder Dispersion eines organischen Farbstoffes in einem polymeren Bindemittel enthält.
5· InformationsaufZeichnungselement nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Bindemittel durch einen unter der Einwirkung von Strahlung polymerisieren Lack auf Basis strahlungsempfindlicher Monomere und/oder
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13.9.1978 2 PHN.9226
Oligomere gebildet wird, in dem ein Farbstoff gelöst oder feinverteilt ist.
6. InformationsaufZeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht ausserdem 5 einen endothermen Stoff enthält.
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