DE2224098A1 - Verfahren zum Herstellen von Abbildungen oder Kopien - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Abbildungen oder KopienInfo
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Description
DR1R1POSCHENRIEDEr ,
DR. E. BOETTNER Dr.Be/T
DIPL-ING. II.-J. MÜLLER
Patentanwälte Dt. 1 i
8 MÜNCHEN 80
Liici'i Gr.-hn-Straße 38
Telefon 475155
Liici'i Gr.-hn-Straße 38
Telefon 475155
Energy Conversion Devices, Inc.,
1675 West Maple Road, Troy, Mich* (V.St.A.)
Verfahren zum Herstellen von Abbildungen oder Kopien
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Reliefabbildungen und verwandten Strukturen,
das zur Herstellung von Gegenständen, wie liiäpgraphisehen
Druckplatten, Glasbildern bzw. Diapositiven, Masken für fotographische Zwecke, elektronische Bauteilanordnungen,
gedruckte Schaltungen und viele weitere verwendet werden kann.
Reliefbilder können nach verschiedenen Verfahren hergestellt'
werden. Gemäß einer vielfach ausgeübten Methode wird eine Metallschicht mit einem lichtempfindlichen
Ätzgrund (Fotowiderstand) versehen. Ifehdem der Itzgrund
dem Licht ausgesetzt worden ist, werden die belichteten oder unbelichteten Teile des Fotowiderstandes ausgewaschen
und die Metallflächen, die in dieser Weis® freigelegt worden sind, werden durch' chemische Ätzflüssig«-
keiten und anschließende Wäschen uaw. behandelt. Images
Verfahren erfordert eine große Anzahl von Arbeitsschritten und ist zeitlich aufwendig und kostspielig.
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In der französischen Patentschrift 1 543 662 ist ein
anderes Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern vorgeschlagen worden. Nach diesem Verfahren kann die
erforderliche Anzahl von Schritten vermindert werden dadurch, daß eine Schicht aus einem ausgewählten Metall
mit einer nichtmetallischen Deckschicht aus einer chemischen Verbindung versehen wird, welche in der
Lage ist, fotochemisch unter dem Einfluß elektromagnetischer Strahlung mit der Metallschicht unter
Bildung einer neuen chemischen Verbindung zu reagieren. Die in dieser Weise gebildete Verbindung wird anschließend
gegebenenfalls zusammen mit den nicht umgesetzten Teilen der Deckschicht entfernt. Das Reliefbild
wird durch die Tatsache gebildet, daß in den belichteten Flächssi ein Teil oder die gesamte Menge
der Metallschicht durch öle fotochemische Reaktion mit der Deckschicht verbraucht worden ist. Typische
Metalle, die nach dem Verfahren dieser französischen Patentschrift verwendet werden können, sind Silber
oder Kupfer als Metallschicht und Arsentrisulfid oder -pentasulfid oder ein Reaktionsgemisch aus Arsen,
Schwefel und Jod als Deckschicht.
Gemäß der französischen Patentschrift 1 56? 526 wird
auch die Verwendung von Zubereitungen, die Arsentrisulfid oder Arsenpentasulfid als einzige Schicht vorgeschlagen,
die einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird. Hierdurch wird die Löslichkeit der
belichteten Flächen gegenüber derjenigen der unbelichteten Flächen infolge einer fotochemischen Zersetzung
erhöht.
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Es ist ebenfalls bekannt, fotographisch ein Reliefbild in Silikatgläsern zu erzeugen. Repräsentativ
für diese Verfahren ist z.B. das in der US-Patentschrift 3 473 927 unter dem Titel "Doppeltes Negativ-BeIichtungsverfahren
für fotosensibilisiertes trübungsfähiges Glas"*beschrieben! Nach diesem Verfahren wird
lichtempfindliches Glas in Form einer schweren Platte einer Kurzwellenstrahlung in Form eines Bildes ausgesetzt,
wobei ein latentes Bild gebildet wird, und anschließend erhitzt, wobei der ganze Glaskörper einschließlich
der nicht bestrählten Flächen eine längere Zeitspanne auf eine Temperatur in der Nähe des Erweichungspunktes
des Glases erhitzt wird. Während dieses Erhitzens werden Kristallite von Lithiumdisilikat
oder Alkalimetallfluorid in den bestrahlten Flächen gebildet. Diese Kristallite werden nachher in
einer geeigneten Ätzflüssigkeit gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Abbildungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man ein Speichermaterial vorsieht, wie es nachfolgend beschrieben wird, das in der Lage ist, als Ergebnis
einer physikalischen Strukturänderung des Speichermaterials eine erhebliche änderung der Löslichkeit
in selektiven Lösiifigsmitteinhervörzubringfen* wenn
es Energie ausgesetzt wurde». daß man ausgewählte Flächen des Spei^iiiijtiiatferiais iäer abbildenden Wirkung
von Energie mit einer Intensität und über eine Zeitspanne aussetzt, die ausreichen, um einen erheblichen
Unterschied öer to^Scnftlt dieser Flächen, die der
Energie unterworfen worden waren, mit sich zu bringen
*{"Double Negative Exposure Method for
Photosensitiuely Opacifiable Glass")
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zum Vergleich mit denjenigen Flächen, die nicht der Energie ausgesetzt worden sind, und das Speichermaterial
in denjenigen Flächen, in denen es die größere Löslichkeit aufweist, in einem selektiven
Lösungsmittel löst.
Durch die richtige Auswahl des Speichermaterials und
der Art von Energie und durch die Auswahl von geeigneten Intensitätsniveaus der Energie und durch
Steuern der Dauer der Energieeinwirkungen auf das
Speichermaterial ist es möglich, entweder einen Abfall
oder einen Anstieg der Löslichkeit in einem gegebenen Lösungsmittel bei denjenigen Flächen des
Speichermaterials zu erreichen, die der Energie ausgesetzt
worden sind.
Je nach der Auswahl des Speichermaterials, der Arbeitsbedingungen
und/oder des Lösungsmittels können positive oder negative Wiedergaben eines Ordinals nach dem erfindungsgemäi3en
Verfahren hergestellt werden. Im allgemeinen wird ein positiven Bild erhalten, wenn die
Flächen des Speichermaterial κ, die den abbildenden
Wirkungen der Energie unterworion worden waren, leichter
löslich in einem gegebenen selektiven Lösungsmittel gemacht
worden, als diejenigen Flächen, die nicht äur
Energie unterworfen worden sind, hin negatives Bild
vird allgemein erhalten, wenn die Flächen dun i-poichermaleriali',
di<! den abbildenden Wirkungen der Energie
unterworien worden sind, hierdurch ihre Lös!ichUeJI
in einem gog<brnnn seleklivon ].<5.<·υη/:,'ππϋ (rl verii.ind<
πι. Gegebenen! al 1;: 1 aim die SchiUii .·];· "peiehormMi cri ni
BAD ORIGINAL
als Ätzgrund zum Ätzen einer unteren Schicht mit oder ohne anschließende Entfernung des Speichermaterials
in den ungelösten Flächen dienen.
Das erfindungsgemäß verwendete Speichermaterial ist ein Material, bei welchem ausgewählte Teile
in der Lage sind, eine physikalische Strukturänderung zwischen wenigsten zwei stabilen Zuständen
zu vollziehen. Dieses Material liegt gewöhnlich in einem dieser Zustände vor und ist in der Lage, in
einen anderen stabilen Zustand aufgrund der Anwendung von Energie überführt zu werden, wie z.B. von Licht,
Elektronenstrahlen oder anderen energiereichen Teilcnen,
Wärme, einem elektrischen Feld, Beanspruchung od. dgl. oder einer Kombination von einer oder mehreren dieser
Energiearten. Diese physikalischen Strukturänderungen können z.B. Konformationsänderungen, Konfigurationsänderungen
oder Stellungsänderungen bei der Organisation oder Anordnung von Atomen oder Molekülen im
Speichermaterial sein. Typische physikalische Änderungen umfassen Änderungen aus einem allgemein amorphen
Zustand in einen geordneteren oder kristallinartigen Zustand oder umgekehrt, Änderungen von einer kristallinen
Form in eine andere kristalline Form, Änderungen im Kristallini tatsgrad, Änderungen bei der relativen Ausrichtung
von Molekülen oder deren Segmente, Änderungen der intermolekularen Bindung u. dgl., Auffalten, Zusammenwickeln,
Zusammenpacken, Ausstrecken oder sonstiges Jiiulerii dor Form odor C, inniufcrlo vorl· lk>Luki\ltnit Öffnen
oder £5c:hl ifißen dor HoLfciktllri.ii■";.'.trüktwrori und
BAD ORIGINAL
SpaHungen der Molekülkette, Anheften von Molekülketten,
Änderungen der Durchschnittslänge von gebildeten Molekülketten?z.B. durch Aufrollen oder
Abrollen, Bewegung von Atomen oder Molekülen von einer Stelle zu einer anderen Stelle,einschließlich
der wechselseitigen oder nicht wechselseitigen Bewegung benachbarter Atome oder Moleküle, Schaffung
oder Eliminierung von Fehlstellen im Speichermaterial, Kontraktion oder Expansion des Speichermaterials,
Aufbrechen oder Verbinden von Bindungen zwischen Atomen oder Molekülen und Kombinationen von einem
oder mehreren der genannten Änderungen. Zusätzlich zujdiesen physikalischen Strukturänderungen können
ein oder mehrere Komponenten eines gegebenen Speichermaterials aus dem Material z.B. in kristalliner oder
amorpher Form ausgefällt werden.
Wenn Energie auf bestimmte Arten von Speichermaterialien, die langkettige Polymere enthalten, insbesondere solchen
mit geringer chemischer Vernetzung, angewendet wird, können die Atome oder Moleküle fließen oder diffundieren
und dabei elastomere Eigenschaften zeigen. Die Verminderung oder Beendigung der aufgebrachten Energie
leitet den Abbau dieses Fließens oder der Diffusion ein. Die Geschwindigkeit dieses Abfalls oder die Abschreckgeschwindigkeit ist wesentlich, da es zweckmäßig
ist, daß die Atome oder Moleküle in ihren neuen Lagen eingefroren v/erden, wodurch eine stabile
physikalisch» Jtrukturüridorung vor einer wesentlichen
j'; nolrhor opoLc h«rraaterinlien in ihren früheren
BAD OFÜGINAL
Zustand stattzufinden verursacht wird. Die angewendete Energie kann z.B. Bindungen zwischen
Atomen oder Molekülen aufbrechen oder Van-dep-Waals'sche
oder andere Kräfte zwischen Atomen oder Molekülen vermindern oder den gegenteiligen Effekt des Schaffens
von Bindungen oder Erhöhens solcher Kräfte hervorbringen.
Das Fließen oder die Diffusion von Atomen oder Molekülen kann unmittelbar durch die angewendete
Energie hervorgebracht werden oder kann durch Thermolyse—prozesse
hervorgebracht werden, die durch die Absorption der angewendeten Energie eingeleitet werden.
Aufgebrochene Bindungen, die sich z.B. aus Kettenspaltungen ergeben, machen das Speichermaterial chemisch
gegenüber Lösungsmitteln, die erfindungsgemäß angewendet werden, aktiver. Das Speichermaterial kann auch
Katalysatoren enthalten, die in HiIfautoifen oder
Matrixmaterialien dispergiert sind. Die Katalysatoren können als Keimbildungsstellen dienen, so daß beim Aufbringen
von Energie die oben genannten physikalischen Strukturänderungen an diesen Stellen eingeleitet werden.
Wenn die physikalische Strukturänderung eine Form der Kristallisation einschließt, können Uatalytische Kerne
als Schablonen dienen, die die geometrische Form der Kristallstruktur epitaxial beeinflussen. Viele unterschiedliche
Formen von katalytischon" Prozessen können
durch die angewendete Energie eingeleitet werden, einschließlich
chemischer Änderungen den Kialysators, dio
durch Fotodissoziation von darin enthaltenen Komponenten
verursacht werden. Solche, chemischem Wirkungen brauchen
BAD ORIGINAL
nicht durch das gesamte Speichermaterial fortgesetzt zu werden, sondern wirken nur als Kern zur Hervorbringung
der physikalischen Strukturänderungen in der Matrix von anderen Stoffen, in denen die
Kstalyastoren di^spergiert sind.
Bevorzugte Speichermaterialien sind solche, bei denen eine große Menge freier Träger durch Anwendung von
Energie erzeugt werden kann. Wenn z.B. Photonenenergie
Elektronenpaarlöcher schafft, ist es erwünscht, daß diese Träger lebensfähig bleiben und nicht rekombinieren,
und zwar ausreichend lange, daß während dieser Zeit eine Atombewegung stattfinden kann. Dieser
wesentliche Parameter von Speichermaterialien steht in Beziehung mit der Relaxationszeit von Trägern und
Atomen. Gewöhnlich besteht eine bestimmte Sperrdichte und Dichte von Energielücken in jedem gegebenen Speichermaterial,
die durch die oben genannten physikalischen Struktür-änderungen geändert werden können. Diese
Änderung der Sperrdichte und der Energielücken kann die Zeit überschreiten, während welcher solche Träger
am Leben bleiben und die Atome in einer neuen Lage verbleiben, wodurch das Einfrieren in einer nicht im Gleichgewicht
befindlichen Verteilung von Trägern unterstützt, wird.
Gemäß einer Form der Erfindung, wobei Kerne oder Keime im Speichermaterial als Ergebnis der Anwendung von
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Energie gebildet werden, ist es lediglich notwendig, Kerne einer bestimmten kritischen Größe zu schaffen,
die in der Lage sind, ρede Relaxation oder Rekombination
von Trägern oder Atomen nach Entfernen der aufgebrachten Energie zu überleben. Diese derart geschaffenen
Kerne können als latentes Bild wirken, das verstärkt und durch anschließende Anwendung von Energie
entwickelt werden kann, entweder in der gleichen Form, wie es ursprünglich aufgebracht wurde, oder in einer
oder mehreren anderen Formen, wie oben beschrieben, wodurch das Wachstum von Kristallen um solche Kerne
verursacht wird.
Bevorzugte Speichermaterialien, bei denen die physikalische Strukturänderung von einem Übergang zwischen einem
amorphen und einem kristallinen Zustand begleitet wird, sind in der Lage, in der einen oder der anderen
dieser beiden Zustände bei Umgebungstem^peraturen im
Bereich der Raumtemperatur zu existieren. Bei diesen Temperaturen besteht eine Energiebarriere zwischen
diesen beiden Zuständen, die in der Form einer mechanischen Verflechtung, von Molekületten vorliegen
kann. Um diese Barriere zu überwinden, kann es z.B. notwendig sein, Malekülringstrukturen in MolekUlketten
zu ändern oder Vernetzungen chemischer, mechanischer oder anderer struktureller Art aufzubrechen. Ein Unterschied
zwischen Speichermaterialien und typischen Siliciumoxidgläsern ist der, daß letztere hohe Energiebarrieren
besitzen, die sich·aus stark vernetzten Netz-
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Strukturen ergeben, welche die Wirkung haben, einer Entglasung oder Kristallisation zu widerstehen. Die
Energie, die zur Überwindung dieser Barriere notwendig ist, würde zerstörerische Wirkungen auf andere
Eigenschaften solcher Siliciumoxidgläser ausüben, z.B. einen irreversiblen dielektrischen Zusammenbruch.
Andererseits sind Speichermaterialien leichter gebunden und erlauben Abweichungen der Konfigurationen der
Molekülketten und unterschiedliche atomare oder molekulare Bindekräfte. Diese Abänderungen sind erreichbar
bei niedrigeren Temperaturen als bei den oben genannten stark vernetzten Gläsern und sprechen
viel leichter auf die Aktivierung durch Anwendung von Energie an. Solche Energie kann Lichtenergie sein, die
in der Lage ist, als aufspaltende Kraft selbst bei den genannten Temperaturbereichen zu wirken, um die Energiebarriere
zwischen dem amorphen und dem kristallinen Zustand wirksam zu senken. Die Beweglichkeit von Atomen
oder Molekülen bei diesen Temperaturbereichen ist viel größer bei Speichermaterialien als bei derart stark vernetzten
Siliciumoxidgläsern. Hierdurch kann ein Kristallwachstum Iu den Speichermaterialien viel schneller und
kontrollierbarer auftreten, wenn viele verschiedene Prozesse, einschließlich thermische, chemisch katalysierte
und lichtinduzierte Prozesse u. dgl. verwendet werden. Zusätzlich/aer Energiebarriere, die zwischen dem
kristallinen und amorphen Zustand der Speichermaterialien existiert, existieren ähnliche Energiebarrieren zwischen
den anderen Zuständen, die durch die oben genannten
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!Configurations-, Konformations-* und Stellungsänderungen
hervorgebracht werden.
Ein weiteres vorteilhaftes Kennzeichen, das von vielen der glasigen Speichermaterialien gezeigt wird, das erfindungsgemäß
Anwendung findet, ist eine leicht erhältliche Exotherme oberhalb der Übergangstemperatur in den
Glaszustand und unterhalb der Temperatur, bei welcher das Schmelzen stattfindet. Wenn diese Eigenschaft in
einem Speichermaterial vorliegt, wird sie gewöhnlich durch die Fähigkeit begleitet, die Energiebarriere
zwischen den beiden gewünschten Zuständen der Speichermaterialien schnell und steuerbar zu vermindern.
Bisher wurde beschrieben, daß das Speichermaterial, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar ist, in
der Lage ist, eine physikalische Strukturänderung von einem Zustand zu wenigstens einen anderen Zustand zu
vollziehen. Das Speichermaterial liegt gewöhnlich in einem dieser Zustände vor und ist in der Lage, zwischen
diesen Zuständen auf die Aufbringung von Energie oberhalb einer gewissen Schwelle hin umgeschaltet zu werden,
wobei diese Schwelle eine spezifische Eigenart des Speichermaterials ist. Die Anwendung von Energie unterhaltyeiner
solchen Schwelle schaltet das Material nicht um. Dementsprechend ist bei dem Speichermaterial gemäß
der Erfindung kein Schutz gegen vorzeitige Energie-aufbringung erforderlich,und es 1st anschließend an die
Anwendung von Energie keine Fixierstufe notwendig, wie es bei den Abbildungsmaterialien des Standes der Technik,
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wobei chemische Reaktionen verwendet werden, notwendig ist. Da weiterhin keine Fixierung nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erforderlich ist, bleibt das Speichermaterial empfänglich für eine zweite Energieanwendung
zur Wiedergabe eines zusätzlichen Bildes. Bei dem als Ausgangsmaterial nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
brauchbaren Speichermaterial, wie es oben definiert ist, finden eine Kristallisation oder andere physikalische
Änderungen, die für Abbildungszwecke brauchbar sind, nur in solchen Flächen oder Gebieten statt, bei denen
das Speichermaterial tatsächlich der Energie unterworfen wird. Jedes Gebiet unmittelbar mWs%h Gebieten,
das nicht der Energieeinwirkung unterworfen wurde, unterliegt nicht den physikalischen Änderungen. Dies und die
extrem geringe Größe der Kristalle oder Kristallite, falls die physikalische Änderung in einer Kristallisation
besteht, schaffen eine unübertroffene Auflösung und eine getreue Reproduktion selbst der detailliertesten Bilder,
wie es bei MikroWiedergaben notwendig ist.
Andere Ziele, Vorteile und Kennzeichen der Erfindung sind dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung und
den Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigen
Fig. 1 . einen schematischen Querschnitt einer Ausgangsstruktur aus dem energioempfindlichen Speicher-
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material, das bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens "brauchbar ist;
Fig, 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch das energieempfindliche Speichermaterial in ausgewählten
Flächen als Ergebnis der abbildenden Einwirkung von Energie geändert worden ist;
Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, wobei jedoch die geänderten Teile von Speichermaterial dargestellt
sind, die durch Auflösen in einem geeigneten selektiven Lösungsmittel entfernt sind;
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine andere als Ausgangsmaterial verwendete Struktur zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei diese Struktur aus einer energieempfindlichen
Schicht aus dem Speichermaterial gemäß der Erfindung auf einem Schichtträger besteht, der im
wesentlichen nicht damit reaktionsfähig istj
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4, die jedoch zeigt, wie die energieempfindliche Schicht in
ausgewählten Flächen als Ergebnis der abbildenden Wirkungen von Energie auf diesen ausgewählten
Flächen geändert ist;
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 5, wobei die Teile des energieempfindlichen Speichermaterials gpzeigt
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sind, die nicht durch die Energie geändert worden sind und durch Auflösen in einem geeigneten
selektiven Lösungsmittel entfernt sind;
Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausgangsstruktur
aus drei Schichten, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbar ist und eine energieempfindliche Deckschicht
aus dem Speichermaterial gemäß der Erfindung, eine Zwischenschicht aus einem Material
unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, die im wesentlichen mit der Deckschicht nicht reaktionsfähig
ist, und einer Schichtträgerschicht, aus noch einer anderen chemischen Zusammensetzung
besteht;
Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 7, die die energieempfindliche
Schicht an ausgewählten Flächen als Ergebnis der abbildenden Wirkungen von Energie
an diesen Stellen geändert darstellt;
Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 8, wobei jedoch die geänderten Teile der Änergieempfindlichen Deckschicht
durch Auflösen in einem geeigneten selektiven Lösungsmittel entfernt dargestellt
sind;
Fig. 10 eine Darstellung ähnlich Fig. 9, wobei jedoch
auch diejenigen Teile der Zwischenschicht entfernt
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dargestellt sind, die unter den Öffnungen liegen, die in der Deckschicht durch Entfernung
des löslicheren Speichermaterials erzeugt worden sind;
Fig. 11 eine Darstellung ähnlich Fig. 10, wobei jedoch die Deckschicht aus Speichermaterial vollständig
entfernt ist;
Fig. 12 eine Darstellung ähnlich Fig. 8, wobei diejenigen Teile der Deckschicht, die nicht der Energie .
unterworfen wurden, entfernt dargestellt sind, und diejenigen Teile, die den abbildenden
Wirkungen der Energie unterworfen worden sind, noch vorhanden sind;
Fig. 13 eine Darstellung ähnlich Fig. 12, die diejenigen
Teile der Zwischenschicht, die unter den Öffnungen liegen, die in der Deckschicht durch Entfernung
des Speiehermaterials größerer Löslichkeit erzeugt worden sind, entfernt zeigt;
Fig. 14 eine Darstellung ähnlich Fig. 13, wobei jedoch die Deckschicht aus Speichermaterial vollständig
entfernt ist.
Gemäß Fig. 1 besteht die Schicht 20 aus einem energieempfindlichen
Speichermaterial, das im folgenden detailliert beschrieben wird und das hier als Speichermaterial
bezeichnet wird. Das Speichermaterial der Schicht 20 liegt in amorpher Form vor. Ausgewählte
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Flächen dieser Schicht werden bei 22 einer elektromagnetischen Strahlung unterworfen. Als Ergebnis hat
das Speichermaterial an den Flächen 24 und 24· gemäß Fig. 2 einen Übergang in einen Zustand höherer
kristalliner Ordnung vollzogen. Gleichzeitig hat das Speichermaterial an den ausgewählten Stellen 24 und 24'
eine wesentlich höhere Löslichkeit in selektiven Lösungsmitteln erreicht. Durch kurze Behandlung mit einem geeigneten
selektiven Lösungsmittel wird das Speichermaterial an der bestrahlten Stelle 24 vollständig entfernt,
wodurch eine Perforation 26 erzeugt wird und die Flächen 27 in Takt bleiben, wie dies in Fig. 3 dargestellt
ist. Die Perforation 26 entspricht genau dem Muster der elektromagnetischen Strahlung und bildet
eine Abbildung in der Schicht 20 aus dem Speichermaterial. Die links dargestellte Struktur mit der Perforation
26 gemäß Fig. 3 kann z.B. als Fotomaske oder als Matrize od. dgl. verwendet werden.
Durch Anwenden der Energie 22' in geringerer Menge als
sie zur Überführung des amorphen Materials in den kristallinen Zustand durch die gesamte Schicht 20
notwendig ist, ist die Bodenfläche 25, die unter der Fläche 24f liegt und nicht der Energie unterworfen
wurde, an der Stelle immer noch amorph, die der Richtung entgegengesetzt ist, aus welcher die Energie auf die
Schicht 20 einfällt. Wenn die Struktur der Wirkung des Lösungsmittels unterworfen wird, wird ein Eindruck 26·
in der Schicht 20 erzeugt, wobei eine dünnere Bodenschicht 25 aus amorphem Speichermaterial die Flächen
abschließt, die der Energie unterworfen worden waren.
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Durch richtige Auswahl des Speichermaterials, der Arbeitsbedingungen und/oder des Lösungsmittels kann
das Verfahren auch derart durchgeführt werden, daß das Speichermaterial an denjenigen Stellen der Schicht
20, die der elektromagnetischen Strahlung unterworfen worden waren, einen erheblichen Löslichkeitsabfall erreichen,
verglichen mit den Stellen, die nicht der elektromagnetischen Strahlung unterworfen worden waren.
In diesem Fall bleiben die Flächen 24 und 24' (Fig. 2) bei der Behandlung mit dem selektiven Lösungsmittel,
intaki; und die Stellen 27 werden herausgelöst und bilden unmittelbar eine negative perforierte Struktur oder ein
Reliefbild, wie eine negative Fotomaske.
In Fig. 4 ist eine Schicht 28 aus Speichermaterial dargestellt, das sich auf einem Schichtträger 30 befindet.
Der Schichtträger 30 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung derart ausgewählt, daß er aus einer Zubereitung
besteht, die nicht wesentlich mit dem Speichermaterial unter den Reaktionsbedingungen des erfindungsgemäßen .
Verfahrens reagiert. Das Speichermaterial in der Schicht 28 ist stark kristallin.
Ausgewählte Stellen der Schicht 28 aus dem Speichermaterial werden der elektromagnetischen Strahlung 31
bei einem Intensitätsniveau und über eine Zeitspanne unterworfen, die einen geringeren Kristallinitätsgrad
an den bestrahlten Flächen 32 gemäß Fig. 5 hervorbringt.
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Dies ergibt einen Abfall der Löslichkeit in ausgewählten Lösungsmitteln beim Speichermaterial, das
an den bestrahlten Stellen 32 liegt. Bei der Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel werden
die Stellen 34 der Schicht 28 aus Speichermaterial herausgelöst, weil sie eine größere Löslichkeit haben
und ergeben unmittelbar ein negatives Bild des Bestrahlungsmusters,
wobei die erhöhten Stellen von den restlichen Teilen des Speichermaterials gebildet
werden und die niedrigen Stellen 33 vom bloßen Schichtträger 30 gebildet werden. Durch geeignete Wahl des
Speichermaterials und des Schichtträgers kann eines dieser Materialien hydrophil gemacht werden und das
andere kann oleophil gemacht werden, so daß die Struktur von Fig. 6 unmittelbar als negative ljfläographische
Druckplatte dienen kann.
Durch geeignete Auswhl des Speichermaterials der Schicht 28 und des Schichtträgers 30 und durch die
Verwendung besonders alusgebildeter Masken ist es möglich, eine Struktur gemäß Fig. 6 herzustellen, die
als eine elektronische Bauteilanordnung nach dem zweckmäßigen Aufbringen von Kontakten und Leitern
dienen kann.
Wenn in der Schicht 28 gemäß Fig. 4 ein im wesentlichen
amorphes Speichermaterial oder ein solches geringerer , Kristallinität mit der Fähigkeit, die Kristallinitat
• als Ergebnis des Einwirkens von elektromagnetischer Strahlung oder einer anderen Energie zu erhöhen, vorge-
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sehen wird, wird die Situation umgekehrt, die in Verbindung
mit den Fig. 4-6 dargestellt wurde. Die Löslichkeit der Flächen 32 in Fig. 5 kann über die
Löslichkeit der Flächen 34 erhöht werden, um einen erheblichen Unterschied in der Löslichkeit des
Speichermaterials an den Stellen 32 gegenüber der Löslichkeit des Materials an den Stellen 34 hervorzubringen.
Bei der Behandlung mit einem geeigneten selektiven Lösungsmittel lösen sich die Stellen 32,
während die Stellen 34 intakt bleiben und ein positives
Reliefbild hervorbringen, das für die gleichen Zwecke wie dies in Zusammenhang mit den negativen Reliefbildern
von Fig. 6 beschrieben wurde, dienen kann.
In Fig. 7 ist eine Schicht 36 aus Speichermaterial
auf einer Zwischenschicht 38 aus einem Material mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung wie das
Speichermaterial in der Schicht 36 und einer chemischen Zusammensetzung derart, daß sie nicht wesentlich mit
dem Speichermaterial der Schicht 36 unter den Reaktionsbedingungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren reagiert,
dargestellt. Die Zwischenschicht 38 wird wiederum auf einem Schichtträger 40 einer noch anderen chemischen
Zusammensetzung vorgesehen. Die Zwischenschicht 38 kann z.B. ein Metall sein, das praktisch nicht mit
dem Speichermaterial in der Schicht 36 reagiert, wie Aluminium. Das als Träger dienende Substrat 40 kann
z.B. eine Kunststoffolie oder Papier sein.
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Ausgewählte Flächen der Schicht 36 aus Speichermaterial werden erfindungsgemäß der abbildenden Einwirkung von
Energie, z.B. elektromagnetischer Strahlung, wie Licht und/oder Infrarotstrahlung 42·bei einem Niveau und für
eine Zeltspanne unterworfen, die zur Erhöhung der Löslichkeit des Materials an den bestrahlten Stellen 42
(Fig. 8) des Speichermaterials in selektiven Lösungsmitteln ausreicht und erheblich höher ist als die
Löslichkeit des Speichermaterials an den Stellen 44, die nicht bestrahlt wurden, unterworfen. Diese Löslichkeitsänderung
des bestrahlten Speichermaterials kann durch eine Änderung der Morphologie des Speichermaterials
mit sich gebracht werden.
Die Schicht 36 wird anschließend der Einwirkung eines
Lösungsmittels für das Speichermaterial an den bestrahlten Stellen 42 unterworfen, wobei das Lösungsmittel derart ausgewählt
ist, daß es nicht wesentlich das Speichermaterial an den Stellen 44 löst, jedoch vollständig das Speichermaterial
an den bestrahlten Stellen 42 entfernt und Öffnungen 46 in der Schicht 36 aus Speichermaterial hervorbringt.
Die Öffnungen 46 erstrecken sich bis auf die Zwischenschicht 38, aber nicht in diese hinein. Danach
wird ein Lösungsmittel für die Zwischenschicht 38, die kein Lösungsmittel für das Speichermaterial in der
Schicht 36 und an den Stellen 44 ist, auf die Öffnungen 46 aufgebracht, was die Auflösung und Entfernung des
Materials der Zwischenschicht an allen den Stellen ergibt, die· unter den Öffnungen 46 liegen. Dieser Schritt
ergibt.eine Vertiefung der Öffnungen oder erniedrigte Stellen des Reliefbildes, das bei der ersten Auflösungs-
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stufe erhalten wurde unter Bildung tiefer Öffnungen 47, wodurch das Speichermaterial der Schicht 36 als
Ätzgrund dient. Gegebenenfalls können die verbliebenen Stellen der Schicht 36 des Speichermaterials durch eine
dritte Auflösungsstufe oder physikalische, mechanische oder chemische Mittel entfernt werden, um ein Reliefbild
hervorzubringen, das durch die Teile 49 der Zwischenschicht 38 auf dem Schichtträger 40 gebildet wird. Das
in dieser Weise hergestellte Bild ist ein positives Bild, d.h. Öffnungen haben sich an all denjenigen Stellen
gebildet, die der elektromagnetischen Strahlung unterworfen worden waren.
Die Struktur von Fig. 7 kann auch verwendet werden zur Herstellung eines negativen Bildes. Zu diesem Zwecke
wählt man ein Speichermaterial für die Schicht 36, deren Löslichkeit gesenkt wird, wenn sie der abbildenden
Wirkung der Energie ausgesetzt^-WrSfe elektromagnetischer
Strahlung. Ein geeignetes Material kann z.B. ein stark kristallines Speichermaterial sein, das,
wenn es der Energie unterworfen wird, amorpher wird und die Kristallinität mit einem erheblichen Abfall der
Löslichkeit senkt.
Wenn ausgewählte Stellen der Struktur, die in dieser
Weise modifiziert ist, z.B. elektromagnetischer Strahlung ausreichender Intensität unterworfen werden,
wird eine Struktur ähnlich der in Fig. 8 dargestellten erhalten mit der Ausnahme, daß die Stellen 42 weniger
löslich in ausgewählten Lösungsmitteln als die umgebenden Stellen 44, die nicht der Strahlung unterworfen worden
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I >
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waren, geworden sind. Dadurch, daß die Schicht 36 aus Speichermaterial der in dieser Weise modifizierten
Struktur der Einwirkung eines geeigneten selektiven Lösungsmittels unterworfen wird, wird das Speichermaterial an den unbestrahlten Stellen 44 mit der
größeren Löslichkeit herausgelöst und die Struktur von Fig. 12 wird erhalten, dienpfkchen 48 aus Speichermaterial an denjenigen Stellen enthält, die der Bestrahlung unterworfen worden waren, undrifSfsefffer
kontinuierlichen Struktur der Zwischenschicht 38 befindet. Die öffnungen 5o, die in dieser Weise in
der Deckschicht 36 aus Speichermaterial gebildet wurden, erstrecken sich bis zur Zwischenschicht 38,
aber nicht in diese hinein. Danach wird in einer zweiten Auflösungsstufe das Material der Schicht 38,
das unter den öffnungen 50 liegt, der Einwirkung eines zweiten selektiven Lösungsmittels für das
Material der Zwischenschicht 38 unterworfen, welches kein Lösungsmittel für das Speichermaterial an den
Stellen 48 ist. In dieser Weise werden die öffnungen vertieft unter Bildung von öffnungen 32 und das Material
der Schicht 38, das unter den öffnungen 50 }legt, wird
bis auf die Oberfläche des Schichtträgers 40 hinunter entfernt(Flg. 13). Je nach der Art dee Mattriala der
Zwischenschicht 38 kann das Lösungsmittel physikalisch oder chemisch wirken. Das Speichermaterial an den
Stellen 48 wirkt hierbei als Ätzgrund. Gegebenenfalls kann das Speichermaterial an den Stellen 48 durch ein
Lösungsmittel oder durch chemische oder mechanische
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Einwirkung entfernt werden und ergibt die Struktur von Fig. 14, in welcher die erhabenen Gebiete54 des
Reliefbildes durch Teile der Zwischenschicht 38 und die Tiefenstellen 52:des Reliefbildes durch die
Oberfläche des Schichtträgers 40 gebildet werden.
Bisher wurde das Speichermaterial als Schicht von amorphem oder kristallinem Material beschrieben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Schicht aus Speichermaterial, die sich in
dem einen physikalischen Strukturzustand befindet, auf eine andere Schicht aus Speichermaterial aufgebracht
werden, die sich in einem anderen physikalischen Strukturzustand befindet. Beispielsweise kann eine
dünne Schicht aus amorphem Speichermaterial auf einer dicken Schicht aus kristallinem Speichermaterial aufgebracht
werden. Wenn ausgewählte Stellen der dünnen amorphen Schicht der Energie ausgesetzt werden, werden
sie kristallin. Wenn das kristalline Material löslicher ist, bringt die Behandlung mit einem selektiven Lösungsmittel
Öffnungen an den bestrahlten Stellen hervor, die sich durch die amorphe und durch die kristalline
Schicht hindurch erstrecken, so daß eine dickere Bildschicht gebildet wird. Das nicht der Energie ausgesetzte
amorphe Material wirkt hierbei als Ätzgrund, der die Gebiet aus kristallinem Material, die darunter
liegen, von der Einwirkung des Lösungsmittels schützt.
Ein ähnlicher Effekt wird erzielt, wenn bei einer dicken Schicht aus Speichermaterial lediglich aus-
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reichend Energie angewendet wird, daß nur die Oberfläche der Schicht in den beaufschlagen Stellen umgeschaltet
wird. Bei einer anschließenden Erhitzung der Gesamtmasse ändern sich die Stellen, die unter
den umgeschalteten Stellen liegen, in den anderen physikalischen Strukturzustand um und werden löslicher.
Die Behandlung mit einem Lösungsmittel ergibt hierbei eine Öffnung durch die gesamte Schicht aus Speichermaterial
hindurch.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet als wirksame Komponente bestimmte Speichermaterialien. Diese
Materialien sind gekennzeichnet durch ihre Eigenschaft, daß sie in der Lage sind, physikalisch ihre Struktur
von einem Zustand in einen anderen Zustand zu ändern, wenn Energie oberhalb einer Energieschwelle aufgebracht
wird. Bei den genannten spezifischen Beispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden die physikalische
Strukturänderung als morphologische Änderung von dem amorphen in einen kristallinen Zustand und von einem
kristallinen in einen amorphen Zustand beschrieben. Wie oben erwähnt, kann die physikalische Änderung des
Speichermaterials, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, von jeder anderen gewünschten
Natur oder Eigenart sein, so lange diese aufgrund der selektiven Anwendung von Energie einen erheblichen Unterschied
der Löslichkeit des Speichermaterials an den der Energie unterworfenen Stellen gegenüber denjenigen Stellen,
die nicht der Energie oberhalb der anwendbaren Schwelle unterworfen worden waren, hervorbringt. Geeignete Grund-
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materialien, die diese Eigenschaften "besitzen, sind
z.B. in den US-Patentschriften 3 271 591 und 3 530 beschrieben.
Die oben beschriebene physikalische Änderung oder Überführung von einem Strukturzustand in einen anderen
Strukturzustand kann eine Änderung von einem, allgemein amorphen Zustand in einen wenigsten teilweise
kristallinen Zustand sein oder sie kann eine Änderung von einem allgemein kristallinen Zustand in einen
allgemein amorphen Zustand sein. In anderen Fällen kann die Änderung eine Transformation von einem
kristallinen Zustand in einen anderen kristallinen Strukturzustand darstellen, oder die Änderung kann eine
Kombination von einer oder mehreren der spezifischen
physikalischen Änderungen sein, die oben genannt wurden.
Diese physikalischen Änderungen sind, wie oben beschrieben, Schwellwertreaktionen, die dadurch erzeugt
werden, daß das Speichermaterial Energie ausgesetzt wird. Im allgemeinen finden diese physikalischen
Änderungen ohne chemische Reaktion mit einem außerhalb befindlichen Material statt, so daß gemäß den
am meisten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die chemische Konstitution des Speichermaterials in
den abwechselnden physikalischen Formen oder Zuständen im wesentlichen die gleiche ist. Annehmbare Ausnahmen
von dieser Regel werden im folgenden genannt.
Wie erwähnt, tritt bei der Transformation von einer physikalischen Struktur in eine andere eine erhebliche
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chemische Reaktion mit einem außerhalb befindlichen
/ nicht Material unterschiedlicher Zusammensetzung auf.- Die
Transformation ist mehr oder weniger ein physikalisches Phänomen, das im Innreren des Materials unter den Einwirkungen
von Energie stattfindet. Dies schließt nicht die Möglichkeit aus, daß im Verlauf der Transformation
oder Änderung eine Komponente des Speichermaterials sich ausscheiden kann, um als definierte Phase im Gemisch
mit dem Speichermaterial aufzutreten, obwohl in diesem Fall das Speichermaterial eine physikalische
Änderung in einen anderen physikalischen Zustand vollzogen hat, wie vorher erläutert. Oder es kann ein
Material, das dem Speichermaterial zugemischt ist, kombinieren oder rekombinieren, um im Verlauf der
RUcktransformation ein Speichermaterial der ursprünglichen
chemischen Zusammensetzung oder ein Speichermaterial einer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung
zu bilden. Dies trifft insbesondere auch auf Materialien zu, die in tetalytischen Mengen zugesetzt
worden sind, um als Katalysator oder Promotor für die Transformation zu dienen. Diese katalytischen Mengen
von Promotorstoffen können oder können nicht in eine chemische Kombination mit dem Grund-Speichermaterial
bei der Transformation unter der Einwirkung von Energie eintreten. Man nimmt an, daß wenigstens einige dieser
Katalysatoren als Keimbildungszentren für die Transformation des Speichermaterials in eine-kristallisiertere
Form dienen. Diese katalytischen Mengen eines Transformationspromotors können auch in Form
einer dünnen Zwischenschicht unter oder auf der Schicht als Speichermaterial vorliegen, von wo aus sie in das
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Speichermaterial eindiffundieren können,um als Keimbildungszentren
für die physikalische Strukturänderung in der oben beschriebenen Weise dadurch zu dienen, daß
sie einen katalytischen oder fördernden Effekt ausüben.
Diese dünnen Schicht^Sus Katalysator werden jedoch nicht
zu dem Zweck vorgesehen, die Löslichkeit des Speichermaterials allein mit Hilfe einer stattfindenden chemischen
Reaktion zu ändern. Die Reaktbn des Speichermaterials mit den dünnen Schichten katalytischer Stoffe in der
eben beschriebenen Weise soll in der Bedeutung des Ausdruckes "im wesentlichen nicht reaktiv", wie er oben gebraucht
wurde, eingeschlossen sein. In dieser Beziehung wird auf die US-Patentanmeldung Serial No. 63 404 verwiesen,
die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiedergabe und Entnahme von Informationen betrifft und die Anwendung
von Katalysatoren in Kombination mit Speichermaterialien erläutert. Diese Anmeldung lehrt auch
spezifische chemische Elemente und Verbindungen und die Art und Weise ihrer Anwendung, die mit Vorteil bei
den Speichermaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Im allgemeinen verursacht die Transformation der Speichermaterialien
von einem physikalischen Strukturzustand in einen anderen physikalischen Strukturzustand unter der
Einwirkung von Energie auch eine Änderung der physikalischen und insbesondere der elektrischen Eigenschaften
der Speichermaterialien. Für die etfindungsgemäßen Zwecke
sind nur solche Speichermaterialien brauchbar, die als
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Ergebnis der Transformation oder physikalischen Änderungen auch eine erhebliche Änderung der Löslichkeit
des Materials in einem vorgegebenen selektiven Lösungsmittel hervorbringt. Zur Erzielung der besten
Ergebnisse bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte der Unterschied oder das Verhältnis
der Auflösungsgeschwindigkeit der beiden Formen aus Speichermaterial in einem vorgegebenen selektiven
Lösungsmittel wenigsten 2 : 1 betragen. Am meisten bevorzugt sind solche Speichermaterialien, die dann,
wenn sie den Einwirkungen ausreichender Energie unterworfen worden sind, einen Unterschied der Auflösungsgeschwindigkeit in einem gegebenen Lösungsmittel von
wenigsten 10 : 1 bis zu 100 : 1 oder darüber hervorbringen.
Ein weiteres erwünschtes Kennzeichen besteht darin, daß das Speichermaterial, das als Ausgangsmaterial beim erfindungsgemäßen
Material brauchbar ist, die Fähigkeit hat, schnell von einem physikalischen Strukturzustand
in einen anderen physikalischen Struftkturzustand zu
wechseln. Bevorzugt sind solche Speichermaterialien, bei denen die Transformation innerhalb von nicht mehr
als 30 Sekunden vollständig abgelaufen ist, wenn sie
den Einwirkungen ausreichend hoher Energieniveaus unterworfen werden, um die Transformationen hervorzubringen.
Am meisten bevorzugt sind solche Speichermaterialien, bei denen die Transformation in einer Sekunde oder darunter
vollständig abgelaufen ist, wobei Zeiten von einer oder mehreren Millisekunden oder selbst darunter am günstigsten
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für die am besten durchführbaren Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind. Das Abschrecken
des Speichermaterials nach der Anwendung von Energie oder das schnelle Kühlen nach der Anwendung von
Wärmeenergie ist gewöhnlich günstig. Es wurde oben erläutert, daß die Transformation des Speichermaterials
von einem Strukturzustand oder einer Lage
in den anderen Strukturzustand oder eine andere Lage sehr schnell ablaufen muß. Dies schließt nicht diejenige
Arbeitsweise aus, bei welcher das Speichermaterial zum Beispiel dem Licht ausgesetzt wird, um
sofort das, was man als latentes Bild, wie oben beschrieben, bezeichnen kann, ohne wesentliche physikalische
Strukturänderung des Speichermaterials zu .dieser Zeit zu bilden. Diesem anfänglichen Aussetzen
der Energie folgt nachher zu einer späteren passenden Zeit eine Stufe, bei welcher die tatsächliche Transformation
des Speichermaterials z.B. vom amorphen in den kristallinen oder vom kristallinen in den amorphen
Zustand stattfindet, z.B. dadurch, daß das Material einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur ausgesetzt
wird oder daß Energie in Form eines geeigneten elektrischen Stroms zur Hervorbringung der Transformation
ausgesetzt wird. Das latente Bild kann z.B. Kerne darstellen, die durch eine ausreichende Ansammlung
von Trägern gebildet werden, so daß die anschließende Behandlung durch Anwendung von Energie die
Kerne bis zu einer kristallinen Größe und Dichte vergrößern kann, die ausreicht, den gewünschten Unterschied
der Löslichkeit für die Anwendung beim erfindungsgemäßen
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Verfahren hervorzubringen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann eine Kombination von verschiedenen Energieformen angewendet werden, um die
gewünschte sofortige Transformation oder physikalische Strukturänderung des Speichermaterials hervorzubringen.
Ein Beispiel für diese Arbeitsweise umfasst den Schritt, daß die Schicht aus Speichermaterial einem
elektrischen Feld einer Stärke ausgesetzt wird, die nicht hoch genug ist, um eine erhebliche physikalische
Strukturänderung des Speichermaterials als solchem hervorzubringen. Ausgewählte Gebiete des Speichermaterials
werden gleichzeitig z.B. einer Bestrahlung durch sichtbares Licht, UV-Strahlung oder Infrarotstrahlung
oder der Schallenergie ausgesetzt, welche, wenn sie zu der bereits durch das elektrisch? Feld zugeführten
Energie addiert wird, die gewünschte sofortige physikalische Strukturänderung in den ausgewählten Gebieten
des Speichermaterials hervorbringt.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Speichermaterialien erfordern nicht, wie oben erwähnt,
eine Fixierungsstufe. Sie.behalten daher ihre Fähigkeit,
ein neues Bild zu bilden, wenn ausgewählte Gebiete selektiv der Energie ein zweites Mal ausgesetzt werden,
z.B. zur Anbringung von Änderungen oder Korrekturen am Bild oder zur Herstellung eines zweiten Bildes zur Hervorbringung
besonderer Effekte. So kann z.B. bei einem ersten Aufbringen von Energie das Speichermaterial abbildungsgemäß
der Energie ausgesetzt werden und die
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der Energie ausgesetzte Gebiete können herausgelöst werden, wonach eine "Tiefätz" folgt, z.B. das Ätzen
einer zwischengeschalteten Metallschicht, um bestimmte Gebiete des als Träger dienenden Substrats freizulegen.
Wenn das verbleibende Speichermaterial ein zweites Mal der Energie ausgesetzt wird, kann die Löslichkeit
des Speichermaterials in ausgewählten Bereichen erneut geändert werden und erlaubt die selektive Auflösung
ausgewählter Bereiche des Speichermaterials, um die gewünschten Bereiche der Metallzwischenschicht freizulegen.
In dieser Weise kann, leicht ein Reliefbild
mit drei Tiefenstufen hergestellt werden, das ein Bild der Zwischenschicht auf einem Schichtträger aufweist,
auf dem ein anderes unterschiedliches Bild aus Speichermaterial auf dieser Zwischenschicht überlagert
ist. Gegebenenfalls können eine dritte und noch nachfolgende Stufen, bei denen das Speichermaterial der
Energie ausgesetzt wird, in einer freigelegten Unterschicht folgen, um mehrschichtige überlagernde Reliefbilder
zu erzeugen. Je nach der Wahl des Materials in den verschiedenen Schichten können interessante Kombinationen
hergestellt werden, die breite Anwendung z.B. bei der Herstellung komplexer Anordnungen von elektrischen
Bauteilen finden können, wie nachfolgend beschrieben werden wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann mit besonderem Vorteil auch in solchen Fällen angewendet werden, bei denen die
physikalische Strukturänderung des Speichermaterials reversibel ist und die Erzielung besonderer Effekte
und Ergebnisse erlaubt.
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Die Speichermaterialien, die beim erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar sind, sind in ihrem amorphen Zustand
vorzugsweise glasige Materialien, die beim Aufbringen auf einen Schichtträger überragende
Haftung oder Bindeeigenschaften zeigen. Aus den vorher erwähnten Gründen sind die üblichen SELiciumoxidgläser
keine Speichermaterialien und fallen nicht unter die Definition eines glasigen Speichermaterials, wie sie
hier verwendet werden. Wesentlich ist nur, daß die physikalischen Änderungen, die unter der Einwirkung
von Energie stattfinden, eine ausreichende Änderung der Löslichkeitseigenschaften ergeben, um den not-
jj TT ±. λ-* ,/(Differßntiel) . . ,. , . ,
wendigen Unterschied' in der Eosungsgeschwindigkeit
des Speichermaterials zu ergeben, das den abbildenden Wirkungen der Epnergie ausgesetzt worden ist, verglichen
mit dem Speichermaterial, das nicht der Energie ausgesetzt worden ist.
Die Speichermaterialien, die als Ausgangsstoffe beim erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar sind, können
unter einer breiten"Gruppe von organischen und anorganischen
Verbindungen und Zubereitungen und Elementen gefunden werden. Bevorzugt sind allgemein anorganische
Speichermaterialien, die allgemein Eigenschaften haben, die sie besonders geeignet für die verschiedenen Endverwendungen
der Abbildungen machen, die erfindungsgemäß hergestellt werden. Zu der bevorzugtai Gruppe von
anorganischen Speichermaterialien sind solche Speichermaterialien aufzuführen, die als hauptsächliches Element
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aus einem Chalkogen bestehen oder dieses enthalten, das kein Sauerstoff ist. Hierzu gehören
die Elemente der Gruppe VI degPeriodensystems, die
Elemente umfasst wie Selen, Tellur und Polonium und in bestimmten Fällen Schwefel. Die Chalkogene können
im Speichermaterial in elementarer Form oder im Gemisch und/oder in chemischer Kombination mit vielen
verschiedenen anderen Elementen vorliegen.
Geeignete Speichermaterialien können,unter den Zubereitungen
gefunden werden, die in den oben genannten US-Patentschriften 3 271 591 und 3 53) 441 und in
der genannten US-Patentanmeldung Serial No. 63 404 aufgeführt sind. Zu den am meisten bevorzugten Zubereitungen
gehören bestimmte glasige Massen aus Germanium und Tellur, die gegebenenfalls auch kleine
Mengen anderer Elemente, wie Antimon oder Schwefel, enthalten./nur einige typische Speichermaterialien
zu nennen, die beim erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, so sind dies z.B. Zubereitungen aus (Teile
auf das Gewicht bezogen) 15 Atomteilen Germanium, 81 Atomteilen Tellur, 2 Atomteilen Antimon und 2 Atomteilen
Schwefel, eine Zubereitung aus 83 Atomteilen Tellur und 17 Atomteilen Germanium, eine Zubereitung
aus 92,5 Atomteilen Tellur, 2,5 Atomteilen Germanium, 2,5 Atomteilen SjLicium und 2,5 Atomteilen Arsen, eine
Zubereitung aus 95 Atomteilen Tellur und 5 Atomteilen Silicium, eine Zubereitung aus 90 Atomteilen Tellur,
5 Atomteilen Germanium, 3 Atomteilen Silicium und 2 Atomteilen Antimon, eine Zubereitung aus 85 Atomteilen
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Tellur, 10 Atomteilen Germanium und 5 Atomteilen Wismut, eine Zubereitung aus 85 Atomteilen Tellur,
10 Atomteilen Germanium, 2,5 Atomteilen Indium und 2,5 Atomteilen Gallium, eine Zubereitung aus 85 Atomteilen
Tellur, 10 Atomteilen Silicium, 4 Atomteilen Wismut und 1 Atomteil Thallium, eine Zubereitung aus
80 Atomteilen Tellur, 14 Atomteilen Germanium, 2 Atomteilen Wismut, 2 Atomteilen Indium und 2 Atomteilen
Schwefel, eine Zubereitung aus 70 Atomteilen Tellur, 10 Atomteilen Arsen, 10 Atomteilen Germanium und
10 Atomteilen Antimon, eine Zubereitung aus 60 Atomteilen Tellur, 20 Atomteilen Germanium, 10 Atomteilen
Selen und 10 Atomteilen Schwefel, eine Zubereitung aus 60 Atomteilen Tellur, 20 Atomteilen
Germanium und 20 Atomteilen Selen, eine Zubereitung aus 60 Atomteilen Tellur, 20 Atomteilen Arsen, 10 Atomteilen
Germanium und 10 Atomteilen Gallium, eine Zubereitung aus 81 Atomteilei/, ^Axomteilen Germanium,
2 Atomteiler/und 2 Atomteilen Indium, eine Zubereitung
aus 90 Atomteilen Selen, 8 Atomteilen Germanium und 2 Atomteilen Thallium, eine Zubereitung aus 85 Atomteilen
Selen, 10 Atomteilen Germanium und 5 Atomteilen Antimon, eine Zubereitung aus 85 Atomteilen
Selen, 10 Atomteilen Tellur und 5 Atomteilen Arsen, eine Zubereitung aus 70 Atomteilen Selen, 20 Atomteilen
Germanium, 5 Atomteilen TiHllium und 5 Atomteilen Antimon, eine Zubereitung aus 70 Atomteilen
Selen, 20 Atomteilen Germanium und 10 Atomteilen Wismut und eine Zubereitung aus 95 Atomteilen Selen
und 5 Atomteilen Schwefel.
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Die vorstehende Liste von Beispielen von Speichermaterialien stellt nur eine kleine Auswahl
der großen Anzahl von Speichermaterialien dar, die gemäß der Erfindung arbeiten und bei der
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können.
Zusätzlich zu den vorher genannten Kennzeichen
ist es ebenfalls erwünscht, daß das Speichermaterial, um als Ausgangsmaterial beim erfindungsgemäßen
Verfahren brauchbar zu sein, in der Lage ist, leicht in einen amorphen Zustand gebracht
zu werden, damit es in geeigneter Weise auf einen Schichtträger, falls dies gewünscht ist, aufgebracht
werden kann. Das Speichermaterial kann auf den Schichtträger in jeder zweckmäßigen Weise aufgebracht
werden, z.B. durch Aufbringen in Form einer Lösung und anschließendem Verdampfen des
Lösungsmittels, durch Au£gp?ühen oder durch Vakuumabscheidungsverfahren.
Wie oben erwähnt wird gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens amorphes Speichermaterial
durch Energie in einen kristallinen Zustand überführt. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
Abbildungen erzeugt werden, ist die Auflösung von äußerster Bedeutung. Die bevorzugten Speichermaterialien
gemäß der Erfindung sind solche, die Kristalle oder Kristallite sehr kleiner Größe
erzeugen, z.B. im Bereich von ^O oder 100 2. bis
nicht mehr als 1000 A od.dgl..
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Zusätzlich zur Gruppe von Speichermaterialien, die als Beispiele für Ausgangsmaterialien für
das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wurden, können andere Zubereitungen und Stoffe verwendet
werden, wenn sie die oben genannten Anforderungen erfüllen. Hierzu gehören z.B. Speichermaterialien,
die kleine Mengen von wenigstens einem durch Licht dissoziierbaren oder durch Licht reduzierbaren
Salz im Gemisch mit dem Speichermaterial oder in Berührung damit enthalten. Diese Stoffe erzeugen
mit Licht einen stabilen Kern, der als Kristallisationszentrum für das zugemischte oder damit in
Berührung stehende amorphe Material beim gleichzeitigen oder hintereinander angewendeten Aufbringen
von Energie, wie durch Erhitzen, dient. Durch Licht reduzierbare oder dissoziierbare Salze, die
in der lichtempfindlichen Phase verwendet werden können, umfassen solche Salze wie z.B. Thalliumhalogenide,
Silberhalogenide, Kupferhalogenide und Quecksilberhalogenide, insbesondere in Kombination
mit katalytischen Mengen weiterer keimbildender oder kristallisierungsfördernder Stoffe.
Es ist festzustellen, daß die gerade genannten Systeme von durch Licht dissoziierbaren oder reduzierbaren
Salz,e mit einem amorphen Material als Ausgangsstoffe beim erfindungsgemäßen Verfahren
nur dann brauchbar sind, wenn die Transformation von dem amorphen in den kristallinen Zustand oder
umgekehrt vom kristallinen Zustand in den amorphen Zustand oder jeder der anderen physikalischen
Strukturänderungen der Speichermaterialien in-
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nerharb der genannten kurzen Zeitspanne stattfindet.
Dementsprechend sind die genannten Salze besonders günstig, auch in Kombination
mit den oben genannten glasigen, nicht aus Silikat bestehenden Speichermaterialien gemäß
der Erfindung.
Um die physikalischen Strukturänderungen des Speichermaterials zur Schaffung eines erheblichen
Löslichkeitsunterschiedes hervorzubringen, die für das Arbeiten des erfindungsgemaßen Verfahrens
erforderlich ist, können viele verschiedene Energieformen verwendet werden. Eine besonders
günstige Energiequelle ist die elektromagnetische Strahlung verschiedener Arten, wie sichtbares
Licht, W-Strahlung und/oder Infrarotstrahlung. Ein geeigneter Energieerzeuger dieser Art
kann unter den handelsüblichen Blitzlichtgeräten gefunden werden, und zwar vom Typ der Kolbenlampenblitze
oder der Elektronenlampenblitze, die hervorragende Ergebnisse mit extrem kurzen
Blitzzeiten von der Größenordnung von einer oder wenigen Millisekunden oder darunter oder mehr in
Kombination mit vieler* Speichermaterialien gemäß der Erfindung· Die Bilder können mit dieser
Strahlungsart dadurch erzeugt werden, daß eine Bildmaske zwischen der Strahlungsquelle und dem
Speichermaterial, das mit einer Abbildung versehen werden soll, eingeschaltet wird. Die Maske
kann positiv oder negativ sein, je nach dem gewünschten Effekt und je nach der Art und Sor-
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te des verwendeten Speichermaterials, wie nachfolgend erläutert wird.
Die elektromagnetische Strahlung kann zur Herstellung eines latenten Bildes verwendet werden,
das gleichzeitig oder nach einer geeigneten späteren Zeit in das tatsächliche Bild
in ausgewählten Gebieten unterschiedlicher Löslichkeit überführt wird, durch Anwendung von Wärme
und/oder elektrische*Energie, um das Speichermaterial in einen energetischen Zustand oberhalb seina«Üb ergangst emperatur zu bringen, bei welcher
die spontane Transformation des Materials stattfindet. Andere Quellen von elektromagnetischer
Energie sind starke weißglühende Lampen, Infrarotlampen, Laserstrahlen, Teilchenstrahlen
u.dgl.. Diese Energiequellen können mit oder ohne Modulation und mit oder ohne Abtasten verwendet
werden, um das gewünschte Bild in ausgewählten Gebieten des Speichenaaterials dadurch zu erzeugen,
daß Gebiete unterschiedlicher Löslichkeit im Speichermaterial hervorgebracht werden.
Es ist auch möglich, als Energiequelle elektrischen Strom zu verwenden, z.B. durch Anwendung einer Sonde
auf einem Gitter mit. eijamOszillatoi/cias Erzeugen
der Abbildung übernimmt oder durch Verwendung einer Kombination mehrerer Ebntakte und Vorrichtungen
zugsteuerung des Stroms.
Andere Energieformen, die bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren geeignet sind, umfassen Warme in. Form von
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Strahlungswärme oder ¥ärme, die durch Berührung z.B. durch Heißpressen mit einem Werkzeug in
Form des gewünschten Bildes übertragen wird. Häufig könn/mechanische Arbeit, wie das Beschriften
des Speichermaterials mit der Schreibmaschine oder die verschiedenen Verfahren zur
Herstellung von Eindrücken durch Stempeln usw· , die für die iüransformation des Speichermaterials
auf den ausgewählten gewünschten Gebieten in einen Zustand unterschiedlicher Löslichkeit benötigte
Energie bereitstellen.
Das erfindungsgemäße Yerfahren basiert auf der
selektiven Anwendung von Energie auf ausgewählte Gebiete des Speiche:materials, um eine physikalische
Änderung im Haterial hervorzurufen, das der Energieeinwirkung unterworfen wurde. Da die physikalischen
Änderungen allgemein eine Schwellwertreaktion darstellen, muß die angewendete Energie
oberhalb der Schwelle liegen« Hieraus folgt, daß die Gebiete des Speichermaterials, bei
denen keine physikalische Strukturänderung gewünscht wird, einer Energie unterhalb der anwendbaren
Schwelle ausgesetzt werden kann, ohne daß eine Änderung stattfindet. Demgemäß wird, wenn
in dieser Beschreibung auf die Anwendung von keiner Energie auf bestimmte Gebiete Bezug genommen
wird, darunter verstanden, daß in diesen Gebieten
Energie angewendet werden kann, sofern sie von einer Intensität ist oder in einer Menge vorgesehen
wird, die nicht die physikalischen Struk-
- M-O -
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turänderungen des Speichermaterials hervorbringt. Die Beschreibung und Ansprüche sind unter dieser
Voraussetzung zu verstehen. Dies trifft insbesondere auch für den Fall zu, daß eine Maske in
Kombination,z.B. mit einem Blitzlicht* verwendet
wird.
In den transparenten oder durchlässigen Teilen der Maske geht die Energie durch die Maske im wesentlichen
mit voller Stärke, so daß die physikalischen Strukturänderungen in den entsprechenden Gebieten
des Speichermaterials stattfinden. In den opaken Gebieten der Maske wird die Energie gewöhnlich
nicht vollständig abgeschnitten, sondern eine bestimmte Energiemenge geht ebenfalls durch die opaken
bzw. undurchsichtigen Gebiete auf die entsprechenden Gebiete aus dem Speichermaterial. In den undurchsichtigen
Gebieten der Maske ist die Intensität und/oder Menge der hindurchgehenden Energie jedoch
wesentlich unterhalb des entsprechenden Werts der ungehinderten Energie vermindert. Daher reicht die
verminderte Intensität und/oder Menge v;on Energie, die durch die undurchsichtigen Teile hindurchgeht,
nicht aus, die physikalische Änderung der Struktur der entsprechenden Gebiete des Speichermaterials
hervorzubringen. In dieser Weise wird die Selektivität des Aufbringens der Energie beibehalten, obwohl
Energie auch auf die nicht für die Abbildung vorgesehenen Gebiete angewendet wird, bei denen
keine physikalische Strukturänderung erstrebt oder erreicht wird.
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Wie vorher erläutert ist das erfindungsgemäße '
Verfahren in gleicher Weise zur Herstellung
von positiven und negativen Reliefbildern geeignet. In vielen Fällen löst sich das Speichermaterial
mit dem höheren Eristallinitätsgrad schneller in einem gegebenen Lösungsmittel für
das Material als das Speichermaterial mit dem niedrigeren Kiest allinitätsgr ad» Wenn man daher
in diesen Fällen von einem im wesentlichen amorphen Material ausgeht und ausgewählte Bereiche dieses
Materials der Einwirkung von Energie auf einem Niveau und über eine Zeitspanne aussetzt, die
ausreichen, um das Speichermaterial in diesen Gebieten in den kristallinen Zustand zu überführen,
;Behält man bei der Behandlung mit dem selektiven
Lösungsmittel ein positives Bild.
Bestimmte Speichermaterialien, z.B. die oben genannten Zubereitungen aus Germanium und Tellur,
ergeben negative Bilder, wenn das amorphe Material den Einwirkungen der Energie ausgesetzt wird, weil
das unveränderte amorphe Material mit höherer Geschwindigkeit als das kristalline Material gelöst
wird. Wegen der reversiblen Natur der physikalischen Strukturänderungen in diesen Stoffen ist
es auch möglich, ein positives Eeliefbild unmittelbar/^iir
gleichen Art von Materialien und mit den gleichen Lösungsmitteln zu erzeugen. Um dies
zu erreichen, kann man z.B. das gesamte Speichermaterial durch geeignete Anwendung von Energie,
z.B. durch einfaches Erhitzen, in die kristalline Form überführen. Wenn anschließend Energie aufge-
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wendet wird, z.B. die Strahlung von einer Blitzlichtlampe,
auf ausgewählte Gebiete des Speichermaterials,
z.B. durch eine Maske, werden die bestrahlten kristallinen Gebiete amorpher, wobei
der gewünschte Löslichkeitsunterschied erzeugt
wird. Da das amorphe Material mit höherer Geschwindigkeit im Lösungsmittel gelöst wird, wird
ein positives Reliefbild bei der Behandlung mit dem Lösungsmittel erhalten.
Wie oben erwähnt kann bei einer dritten Gruppe von Speichermaterialien, bei denen das reversible
Verhalten kein wesentlicher Paktor ist, die durch Energie eingeleitete Eristallisationsdes amorphen
Materials von einer chemischen Umlagerung der Atomstruktur begleitet sein, so daß das Speichermaterial
in den bestrahlten ausgewählten Bereichen höherer Kristalli nitat chemisch vom amorphen Speichermaterial
in den unveränderten Gebieten, die keine Strahlung empfangen haben, verschieden ist. In diesem
Fall ist gewöhnlich eine größere Auswahl von Lösungsmitteln verfügbar. Ein Lösungsmittel kann
ausgewählt werden, das das kristalline Material in den Bereichen auflöst, die der abbildenden Wirkung
der Energie ausgesetzt waren, wodurch ein positives Reliefbild erzeugt wird. Alternativ kann ein Lösungsmittel
ausgewählt werden, das das amorphe Material in den Bereichen löst, die nicht den abbildenden
Wirkungen der Energie ausgesetzt worden waren, wodurch, ein negatives Reliefbild erzeugt wird. Wie
leicht ersichtlich schafft das neue Verfahren gemäß der Erfindung eine breite Auswahl von Stoffen
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und von Lösungsmitteln zur Erzeugung positiver oder negativer Reliefbilder, wie dies jeweils
erwünscht ist.
Die Art der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Lösungsmittel hängt von der .Art und Zusammensetzung der Speichermaterialien, die verwendet
werden, ab. In denjenigen Fällen, bei denen der Löslichkeitsunterschied allein auf dem
Unterschied der inneren molekularen Anordnung beruht, lost allgemein ein Lösungsmittel für das
kristalline Material nicht wesentlich das amorphe Material und umgekehrt· Bei Speichermaterialien,
die erhebliche Mengen Selen enthalten, ist Schwefelkohlenstoff
ifevroltn^i^Tr elSPnervorragendes selektives
Lösungsmittel. Bei anderen Speichermaterialien kann eine Lösung von Brom in Methanol verwendet
werden. Hervorragende Ergebnisse werden gewöhnlich mit diesem Lösungsmittel erhalten, wenn
es z.B. 25 bis 75 Gew.-# Brom gelöst in Methanol
enthält. Gewöhnlich löst sich das kristalline Material in dieser Art von Lösungsmittel mit höherer
Geschwindigkeit als das amorphe Material. Durch Modifizieren der Konzentration an Brom kann die
Selektivität des Lösungsmittels in breiten Bereichen gesteuert werden.
Im Fall der oben genannten Zubereitungen aus Germanium und Tellur, bei denen die Kristallisation
der amorphen Verbindung die Erzeugung von freiem Tellur in der kristallinen Phase verursacht, wur-
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den wäßrige Lösungsmittel, die kleine Mengen
eines Oxydationsmittels für das Speichermaterial enthalten, als hervorragende säLektive Lösungsmittel
aufgefunden. Diese Art von Lösungsmittel löst allgemein das amorphe Material mit
höherer Geschwindigkeit als das kristalline Material und erzeugt somit allgemein negative Bilder.
Ein Beispiel dieser Art von Lösungsmittel ist z.B. eine verdünnte wäßrige Natriumhypochlori&lösung,
die Je nach, dem gewünschten Effekt und
Je nach der Zusammensetzung des Speichermaterials bis zu 6 % verfügbares Chlor oder mehr enthalten
kann.
Wäßrige Lösungen von anderen Oxydationsmitteln, wie Wasserstoffperoxyd und Salpetersäure in verschiedenen
Konzentrationen und wechselnden Mengenverhältnissen können auch als selektives !lösungsmittel
für das Speichermaterial nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden· Durch Indern
der Konzentration der Lösung und durch Indern des Verhältnisses von Oxydationsmittel zur Salpetersäure
ist ein weiter Bereich von Lösungsmittelstärken verfügbar, um das Lösungsmittel an die Anforderungen
Jeder Situation anzupassen, um dem Löslichkeitsunterschied zu begegnen und diesen auszunutzen.
Ein in ähnlicher Weise wirksames System umfaßt gesättigte Natriumhypochloritlösungen, die
bezüglich ihrer Lösungsmittelkraft und Selektivität durch Zugabe wechselnder Mengen von Wasser und Alkalimetallhydroxide
eingestellt werden können.
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Allgemein wird das selektive Lösungsmittel derart vorgesehen oder eingestellt, daß es vorzugsweise
eine jorm des Speichermaterials löst und nicht oder nicht wesentlich die andere schwieriger
lösliche fform oder Zustand des Speichermateriala
auflöst* Die Lösungsmittelwirkung kann allein physikalischer Art sein oder sie kann eine
chemische Reaktion zwischen wenigstens einer Komponente des Lösungsmittels und dem Speichermaterial umfassen. Andere Lösungsmittel können für
andere Speichermaterialien verwendet werdea*
Bin interessantes Phänomen wurde im Zusammenhang :
mit den wäßrigen Lösungen von Cb^dationsmittel» j
beobachtet* 2#B« kann eine Hat riumhypo chlor it lösung,
die wiederholt zum Auflösen des amorphen Ka-*
teriale vo» der Schicht aus Speichermaterial ver- iwendet
worden ist, bei eimern bestimmtenr SStfcigungs»
punkt die Lösungsmittelwirkung umkehren, so daß von !'
hier aß das kristalline Material bevorzugt $ai$st
wird. In dieser Weise kanu eia positives H$ti*f- '""'■;
bild von einer Speichermaterial-LSeungsmittel-Kombinat
ion erhalt en werden, die gewöhnlich negative \
Reliefbilder hervorbringt* Jxk dieser Weise'-ttisd
ein weiterer Weg geschaffen» um die Art des schließlich erzielten Bildes zn steuern*
Die durch Auflösen des Speichermaterials in den
Gebieten, im denen es mit höherer Geschwindigkeit löslich ist» erhaltenen Bilder können weiter in
verschiedener Weise behandelt werden, um viele brauchbare Endprodukte zu erzeugen. Bas Speicher-
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mm
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material kann als Widerstand oder Itzgrund für das itzen des Schichtträgers oder einer
Zwischenschicht in üblicher Veise dienen, um ein tieferes Reliefbild od.dgl· zu erzeugen«
Nach Vervollständigung dieser zusätzlichen. It ζ stuf θ kann das Speichermaterial in den erhöhten
Teilen an Ort und Stelle gelassen werden, um eine Funktion beim Endprodukt auszuüben,
oder es kann durch mechanische Mittel oder z.B» durch ein geeignetes Lösungsmittel entfernt werden.
In ähnlicher Veise kann das Speichermaterial, das nach der ersten Auflösungsstufe in den ausgewählten Bereichen zurückbleibt, auch als Widerstand oder Ätzgrund bei einer anschließenden_Flattierung
in üblichen Plattierungslösungen dienen
oder es kann die Grundlage für ein Plattieren auf diesem Material bilden.
Die tatsächliche Auflösungsetufe zur Bildung dee
Eeliefbildes im Speichermaterial kann erfindungselektrischen
gemäß auch in einem/jfiederspaniitEcgs^Gleichstramfelcl
bewirkt werden· 2n~&£mseM Efeeck wird eine
elektrode gegenüber der Schicht aus Speichermaterial vorgesehen· Bas Speichermaterial ist in diesem fall vorzugsweise auf einem metallischen Schichtträger
oder auf einer metallischen Zwischenschicht aufgebracht· Sie Gegenelektrode und der metallische
Schichtträger werden an einer Gleichstromquelle geschlossen und die Elektrode und das Speichermaterial werden in einen flüssigen Elektrolyt eingetaucht· Je nach der Polarität erhält man eine
- 47 -
BAD ORIGINAL
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elektrolytische Ätzung oder ein Galvanisieren^
Für das Galvanisieren oder elektrolytische Plattieren können übliche Galvanisierlösungen
verwendet werden. Für das elektrolytische Ätzen
können alle die oben genannten Lösungsmittel verwendet werden. Wenn das Lösungsmittel selbst
kein Elektrolyt ist, kann ein Elektrolyt, z.B. ein Metallsalz, zugesetzt werden.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Speichermaterial haben die kristallinen Teile des Materials
im allgemeinen eine stark erhöhte elektrische Leitfähigkeit, verglichen mit dem amorphen
Material. Daher werden durch Lösung des kristallinen Speichermaterials in einem elektrischen Feld und
in Gegenwart eines Elektrolyten kleine Löslichkeitsunterschiede
des amorphen und des kristallinen Speichermaterials stark durch die Unterschieds In der Leitfähigkeit
verstärkt. Gemäß dieser AusCSiiUQgsform
des erf indungsgeisaBen Verfahrens werften hervoiv ragende Abbildungen auch in den Fällen erzeugt,
bei denen der Unterschied der Lösungsgeschwindigkeit der Stoffe sonst nicht ausreichend groß sein
würde, um die gewünschten Abbildungen hervorzubringen. Biese Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens dehnt daher stark die Brauchbarkeit des Verfahrene aus und ermöglicht eine noch
größere Auswahl von Speichermaterialien als Ausgangsmaterial.
Wie oben im Zusammenhang mit der Diskussion der Zeichnungen ausgeführt wurde, ist das energieempfindliche Speichermaterial vorzugsweise auf
_.-*■- _■■■ Jc
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einem 'Schichtträger angeordnet. Es ist allgemein zur Herstellung von Reliefbildern oder
anderen Strukturen gemäß der Erfindung zweckmäßig, das Speichermaterial in Form einer dünnen
Schicht zu bringen, die eben sein kann, d.h. in Form einer Schicht vorliegt, oder die zylindrisch
sein kann oder jede andere gewünschte Form haben kann. Die Schicht oder der Film aus Speichermaterial
kann in einem weiten Bereich von Dicken vorgesehen werden. Für die meisten Anwendungen
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat die Schicht aus Speichermaterial vorzugsweise eine Dicke von
etwa 100 bis einigen 100 Ä bis zu einigen, z.B. 0,127 mm . Beste Ergebnisse werden allgemein mit
Schichten aus Speichermaterial erhalten, die von etwa 1/1OyUP bis einige yun, vorzugsweise bis zu
5/umoder darüber dick sind.
Je nach dem gewünschten Endgebrauch kann die Schicht aus Speichermaterial auf vielen verschiedenen
Schichtträgern, wie Metall, Kunststoff, faseriges Zellulosematerial, wie Papier oder Karton, Keramik
oder Glas oder einer Kombination von zwei oder mehr dieser Stoffe angeordnet sein. Allgemein beeinflußt
die Art des Schichtträgers nicht stofflich die Durchführbarkeit des Verfahrens, so daß viele verschiedene
Produkte für viele verschiedene Endzwecke erzeugt werden können. In dem Fall, daß Infrarotstrahlung
oder Wärme als Mittel zur Transformation des Speichermaterials verwendet werden, hat die
Art des Trägermaterials einigen Einfluß insoweit als hohe Wärmeleitfähigkeit des Trägermaterials eine
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_ 49 -
größere Wärmeenergieanwendung erfordert, um den gleichen Effekt zu erzielen. Die thermisch
nichtleitenden oder wenig leitenden Trägermaterialien ergeben auch allgemein eine bessere
Auflösung·
Es wurde eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wonach das Speichermaterial
in einem im wesentlichen amorphen Zustand oder in hochkristalliner Form vorliegt, bevor es
der abbildenden Wirkung von Energie ausgesetzt wird. Es wurde gefunden, daß das kristalline Speichermaterial
manchmal'in verschiedenen morphologischen Formen auftreten kann· Durch gleichmäßiges
Behandeln einer amorphen Schicht von Speichermaterial mit einer gemessenen mittleren Energiemenge
nimmt das Speichermaterial über die gesamte Fläche eine kristalline Struktur mit einer glatten
Oberfläche an, um eine sogenannte planare kristalline Schicht zu bilden. Die planare kristalline
Schicht aus Speichermaterial, die in dieser Weise erhalten wird, kann als Ausgangsmaterial für das
erfindungsgemäße Verfahren dienen· Wie oben erwähnt, werden ausgewählte Gebiete der planeren
kristallinen Schicht aus Speichermaterial den abbildenden Wirkungen von Energie ausgesetzt. Dies
hat zum Ergebnis, daß die Kristallstruktur in dier sen Gebieten, die zusätzliche Energie aufnehmen,
eine unregelmäßige gekerbte Oberfläche annimmt. Die letztere hat eine wesentlich höhere Auflösungsgeschwindigkeit in einem gegebenen Lösungsmittel
für das Material als die glatten planaren kristallinen Gebiete· Beim Behändein mit einem Lösungs-
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mittel wie oben "beschrieben lösen sich die Kristalle oder Kristallite mit der unregelmäßig
gekerbten Oberfläche bevorzugt unter Bildung eines positiven Bildes wie oben erwähnt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden ausgewählte Gebiete einer Schicht
aus amorphem Speichermaterial der abbildenden Wirkung von Energie unterworfen, die in einem
geregelten. Niveau angewendet wird, um in den der Energie ausgesetzten Gebieten eine planare
kristalline Struktur mit einer glatten Oberfläche zu erzeugen. Durch Behandeln mit einem geeigneten
Lösungsmittel werden die amorphen Bereiche üevorzugt gelöst, um ein negatives Bild zu erzeugen,
in welchem die erhöhten Gebiete aus dem planaren kristallinen Speichermaterial bestehen.
Gemäß einer weiteren Ausfiihrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ausgewählte Gebiete
einer Schicht aus amorphe» Speichermaterial den abbildenden Wirkungen von Energie eines mittleren
Niveaus unterworfen, umJ. in den entsprechenden
Gebieten eine planare glatte kristalline Struktur zu erzeugen. Die mit der Abbildung versehene
Schicht aus Speichermaterial, die in dieser Weise erhalten wird, wird anschließend auf eine Temperatur
oberhalb der Übergangstemperatur des Speichermaterials erhitzt, um ein umgekehrtes Bild zu erzeugen.
Die Gebiete der Schicht aus Speichermaterial, die aus dem planaren glatten kristallinen
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Material bestehen, werden als Ergebnis dieses Erhitzens amorph und die Gebiete, die aus dem
amorphen Speichermaterial bestehen, werden planar und kristallin. Danach wird die mit der Abbildung
■versehene Schicht aus Speichermaterial mit z.B. dem gleichen Lösungsmittel behandelt, das bei der
vorstehend genannten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines positiven Bildes verwendet
wurde. Es ist ersichtlich, daß das Einschalten einer
Erhitzungsstufe eine Umkehrung der Abbildung zur Folge hat, wodurch nunmehr ein positives Bild erzeugt
wird, wenn ein negatives Bild erzielt worden wäre ohne -daß Mittel der Erhitzungsstufe. Somit stellt
diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine andere Möglichkeit dar, die Arten-des
Bildes zwischen positiv und negativ zu steuern.
Vie sich aus dem Vorstehenden ergibt, besteht ein großer Unterschied in der Auflösungsgeschwindigkeit
des glatten planaren kristallinen Speichermaterials verglichen mit den unregelmäßig gekerbten kristallinen
Materialien. Mit selektiven Lösungsmitteln, wie den genannten wäßrigen Lösungen eines Oxydationsmittels
für das Speichermaterial, liegt die amorphe Form des Speichermaterials gewöhnlich bezüglichihrerAuflösungsgeschwindigkeit zwischen den beiden kristallinen Formen,
wodurch die glatte planare kristalline Form des Speichermäterials eine niedrigere Auflösungsgeschwindigkeit
ergibt als das amorphe Material der gleichen chemischen Zusammensetzung und die unregelmäßige
gekerbte Form des kristallinen Speicher-
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materials eine höhere AuflösungsgeBchwindigkeit
hat als das amorphe Material der gleichen chemischen Zusammensetzungen. Es wurde gefunden, daß
dieser Unterschied der Auflösungsgeschwindigkeit "bei diesen Stoffen bei den genannten Bromlösungen
in Methanol noch größer ist. Dies zeigt, daß durch Steuerung des Energieniveaus, dem die ausgewählten
Gebiete des Speichermaterials unterworfen werden, es nicht nur möglich ist, die Art der Abbildung
zu steuern, d.h. ob sie positiv oder negativ ist, sondern auch eine Steuerung der relativen Löslichkeiten
der mit Energie beaufschlagten und nicht beaufschlagten Gebiete des Speichermaterials zu
schaffen.
Die Erfindung umfaßt ebenfalls die Strukturen, welche die Reliefbilder tragen, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erzeugt worden sind. Diese Strukturen können breite kommerzielle Anwendung
finden und haben eine breite Brauchbarkeit, von denen nur wenige im folgenden erwähnt werden sollen.
Ausgehend von einer Struktur gemäß Pig. 4-, bei der das Substrat 30 aus Glas besteht und eine darüberliegende
Schicht 28 aus Speichermaterial mit hohem Trübungsgrad gemäß der Erfindung aufweist, können
Fotomasken leicht und sofort mit Hilfe einer Kontaktmaske und z.B. einem Puls von einer Millisekun-.
de einer Blitzlichtlampe hergestellt werden. Die der Bestrahlung ausgesetzte Struktur wird kurz in
ein geeignetes Lösungsmittel eingetaucht^ in Wasser
gespült und getrocknet. Die in dieser Veise hergestellten
Fotomasken finden viele Anwendungen, z.B. als Schablone für die Herstellung von inte-
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grierten Schaltkreisen nach üblichen Verfahren. Die Fotomasken gemäß der Erfindung sind dauerhafter
als die üblicherweise verwendeten Silberhalogenidmasken. Andererseits erfordern sie weniger
Herstellungsschritte und sind weniger kostspielig als die üblichen Chrommasken, die auch als
Schablonen bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet werden·
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur unmittelbaren Herstellung von Chrommasken verwendet werden,
wobei als Ausgangsmaterial eine Struktur gemäß Pig. 7 verwendet wird. Für diese Ausführungsform ist
das Substrat 4-0 aus Glas, die Zwischenschicht 38 besteht
aus metallischem Chrom und die Deckschicht ist ein Speichermaterial gemäß der Erfindung. Nach der
Durchführung der im Zusammenhang mit den Fig. 7 bis
11 oder 12 bis 14· beschriebenen Schritte enthält man leicht Chrommasken. Es ist ersichtlich, daß durch
Verwendung des neuen Verfahrens Chrommasken zu niedrigeren
Kosten als die üblichen Chrommasken hergestellt werden können.
Unter Verwendung der Struktur von Fig. 4· als Ausgangsmaterial,
wobei das Substrat 30 aus Glas oder einem lichtdurchlässigen oder durchscheinenden Kunststoff
besteht und die Deckschicht 28 ein Speichermaterial mit hohem Trübungsgrad gemäß der Erfindung ist, können
Diapositive bzw. Glasbilder sofort nach den im Zusammenhang mit den Fig. 4- bis 6 beschriebenen Verfahrensschritten
hergestellt werden. Die Diapositive können in üblicher Weise zur Projektion oder als
Druckvorlage zur Herstellung von Kopien usw. ver-
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222AÜ98
_ 54 -
wendet werden. Da viele der Speichermaterialien, die nach, dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar
sind, einen überraschend hohen Trübungsgrad haben, ist es möglich, den höchsten Kontrast bei
diapositivartigen Produkten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit extrem dünnen Schichten oder Filmen
aus dem Speichermaterial au großen zeitlichen und finanziellen Ersparnissen zu erzielen· Die Speichermaterialien
mit hohem Trübungsgrad ergeben auch leicht Kopien mit großem Kontrast auf Stoffen, wie
Papier.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Herstellung
von Kopien oder Diapositiven oder anderen
(Greuvton)
Gegenständen von Halbtoqwiedergaben geeignet. Zu diesem Zweck wird die Belichtung durch einen geeigneten
üblichen Halbton-Linienschirm oder -raster vorgenommen.
Eine weitere wichtige Anwendung für die Strukturen gemäß der Erfindung liegt auf dem Gebiet der lithographischen
Druckplatten. Lithographische Druckplatten für den Offsetdruck leiten ihre Druckqualitäten
von einem Unterschied in den hydrophilen und oleophilen Eigenschaften in ausgewählten Gebieten
der Druckplatte ab. Dieser Plattentyp kann leicht nach dem-erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
werden, wobei eine der Ausfülirungsformen des beschriebenen Verfahrens verwendet wird.
Ausgehend von einer Struktur gemäß Fig. 4-, wobei das Substrat 30 z.B. aus Aluminium besteht und vor-
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zugsweise eine feinkörnige Oberfläche hat
und die Deckschicht 28 ein erfindungsgemaßes Speichermaterial ist, können lithographische
Platten erzeugt werden, indem das im Zusammenhang mit den Pig. 4- bis 6 beschriebene.
Verfahren durchgeführt wird. Eine lithographische Druckplatte wird erhalten, bei der der Untergrund
aus Aluminium hydrophil ist und die erhöhten Gebiete, die durch das restliche Speichermaterial
gebildet werden, oleophil sind. Anstelle der Verwendung von Aluminium können mit gleichem Erfolg
andere hydrophile Stoffe, wie Zelluloseacetat, verwendet werden.
Ein weiterer Typ einer lithographischen Druckplatte kann leicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt werden, wenn man von einer Struktur gemäß Fig. 7 ausgeht, bei der das Substrat 40 z.B.
aus Aluminium besteht, die Zwischenschicht 38 Kupfer ist und die Deckschicht 36 ein erfindungsgemaßes
Speichermaterial ist. Wenn die Verfahrensschritte, die im Zusammenhang mit Fig. 7 bis 11
beschrieben wurden, durchgeführt werden, wird eine lithographische Druckplatte erhalten, die ein Reliefbild
enthält, das aus Kupfer an den erhöhten Stellen und Aluminium an den niedrigen Stellen besteht,
wobei das Aluminium die hydrophilen Flächen und das Kupfer die oleophilen Druckflächen
bilden.
Foch ein weiterer Typ einer lithographischen Druckplatte
kann hergestellt werden durch Verwendung
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z.B. eines Substrats aus Kupfer oder Mylar (Polyterephthald;
bei der Struktur von Fig. 4-. Wenn den Verfahrensschritten gefolgt wird, die im Zusammenhang
mit den Fig. 4- bis 6 beschrieben sind, wird ein Reliefbild erhalten, bei dem
sowohl Kupfer oder Mylar und das Speichermaterial okophil sind. In diesem Falle ist es
notwendig, das Speichermaterial der Schicht mit einer Spezialbehandlung zu versehen, die
dieses hydrophil macht. Dies kann z.B. durch Behandeln der Deckschicht aus Speichermaterial
mifc wäßrigen Lösungen von Silbernitrat, Zinn-II-Chlorid
oder von verschiedenen löslichen ITickelsalzen erreicht werden. Es ist festzustellen, daß
eine Druckplatte, die in dieser Weise hergestellt ist, ein negatives Bild abdruckt. TJm ein positives
Bild mit dieser Art einer lithographischen Platte zu drucken, ist es erforderlich, ein negatives
Bild aus dem Speichermaterial auf dem Schichtträger durch die diesbezüglichen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen, die oben beschrieben wurden. Negative
lithographische Druckplsbten können auch hergestellt
werden durch Ausgehen von einer Struktur gemäß Fig. 7> in der der Schichtträger 40 aus
Kupfer, die Zwischenschicht 38 aus Aluminium und die Deckschicht 36 aus einem Speichermaterial gemäß
der Erfindung bestehai. Wenn das in Verbindung
mit den Fig. 7 "bis 11 beschriebene Verfahren durchgeführt
wird, erhält man eine Druckplatte, bei der die tiefen Teile, die vom Kupfer-Schichtträger ge-
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bildet werden, oleophil sind und die erhöhten Gebiete, die durch das Aluminium gebildet werden,
hydrophil sind. Diese Art von lithographischen Platten werden üblicherweise als tiefgeätzte
Druckplatten bezeichnet·
Die Druckeigenschaften der erhöhten Gebiete, die das Speichermaterial gemäß der Erfindung enthalten,
kann auch geändert werden durch Anwendung eines HSoisra auf das Speichermaterial, das anschließend
geschmolzen wird· Diese Ausführungsform des Verfahrens kann entsprechend auch zur
Herstellung von lithographischen Druckplatten verwendet werden, wobei die erhöhten durch das
Speichermaterial gebildeten Gebiete hydrophil sind.
Die Erfindung betrifft auch aktive elektronische Bauteilanordnungen, die unmittelbar nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt werden können.
Diese Vorrichtungen könnenr.z.B. mittels einer Ausgangsstruktur
gemäß fig. 4 erzeugt werden, wobei die in Verbindung mit den !ig. 4 bis 6 beschriebenen
Verfahrensschritte durchgeführt werden. Als Deckschicht 28 wird ein Speichermaterial gemäß
der Erfindung verwendet, das ein Halbleiter ist und die gewünschten elektrischen Eigenschaften hat,
Geeignete Materialien sind z.B. in der genannten USA-Patentschrift 3 271 591 beschrieben. Gemäß
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einer Arbeitsweise wird das Speichermaterial in Form einer amorphen Schicht auf einem
Schichtträger 30 aufgebracht, der ein Dielektrikum
oder Isolator ist. Die Schicht aus amorphem Speichermaterial wird durch eine Schablone oder Maske der Energie ausgesetzt,
um ein kristallisiertes Abbild der verschiedenen elektrischen Vorrichtungen an Ort und
Stelle zu erzeugen. Danach werden die amorphen, nicht der Energie ausgesetzten Bereiche der Deckschicht
durch den Auflösungsunterschied wie oben beschrieben entfernt. Die kristallinen Gebiete
aus Speichermaterial^ aie auf dem Schichtträger verbleiben, werden anschließend durch geeignete
elektrische Leiter verbunden und mit Leitungen versehen, um die gewünschte Schaltung zu erzeugen.
Die Schaltungen können als solche oder nach Überführung
des kristallinen Speichermaterials in die amorphe Form durch Anwenden z.B. eines elektrischen
Stroms verwendet werden. Jedes der Gebiete der halbleitenden Speichermaterialien kann eine
spezielle elektrische Funktion ausüben, so daß die vollständige Anordnung als eine vorgefertigte
Anordnung von elektrischen Schaltern, Kondensatoren, Widerständen usw. dienen kann, von denen
jede der Art ist, wie sie in der USA-Patentschrift 3 271 591 beschrieben ist. Dieses Verfahren zur
unmittelbaren Herstellung aktiver elektronischer Bauteilanordnungen ist von besonderem Nutken,
wenn große Zahlen von äußerst kleinen elektrischen Vorrichtungen in einem beschränkten Raum
gewünscht werden, wie bei Mikr ο schaltungen, was
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die Herstellung dieser Art von Vorrichtungen zu extrem geringen Kosten durch einfache Verfahrens
schritte gestattet.
Durch Anwendung des Verfahrens, wobei mehrfach der Energie ausgesetzt wird, in Kombination mit
mehrschichtigen Stoffen, die mehr als zwei Schichten unterschiedlicher Materialien enthalten, können
überaus komplexe Anordnungen von elektronischen Einrichtungen nach einem einfachen Verfahren hergestellt werden, die elektrische Leiter, leitende
Einrichtungen, Halbleiter und geeignete halbleitende Einrichtungen mit vorbestimmten elektrischen Werten
sowie nichtleitende Flachen je nach Wunsch enthalten.
All diese Komponenten können in situ auf einem gemeinsamen !Träger hergestellt werden, was
die Notwendigkeit des Zusammenbaus und derEndbearbeiturg
eliminiert.
Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei elektrische Bauteile oder Bauteilanordnungenr.unmittelbar
hergestellt werden, kann, das Substrat ein Isolator oder ein elektrischer
Hichtleiter sein, wie oben erwähnt, oder er kann ein anderes halbleitendes Material oder ein
elektrischer Leiter sein. Die richtige Auswahl der elektrischen Eigenschaften bei einer oder mehreren
Schichten tragen zur Vielseitigkeit und Brauchbarkeit der elektrischen Bauteile und Bauteilanordnungen
bei, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können. Gegebenenfalls
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können, die elektrischen Bauteile auch ohne einen Schichtträger hergestellt werden, wenn dem in
Verbindung mit den Fig. 1 "bis 3 beschriebenen
Verfahren gefolgt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit grossem
Nutzen zur Herstellung gedruckter Schaltkreise u.dgl. verwendet werden, indem z.B. von einer Struktur
gemäß I"ig. 7 ausgegangen wird, wobei der Schichtträger
4-0 ein elektrischer Isolator ist, die Zwischenschicht 38 ein metaüscher elektrischer Leiter
ist und die Deckschicht 36 ein Speichermaterial gemäß der Erfindung darstellt. Wenn die Deckschicht
durch eine geeignete Schablone oder Maske(mit Energie )bestrahlt wird und wenn dem im Zusammenhang mit
den Fig. 7 "bis 11 oder 12 bis 14- beschriebenen. Verfahren
gefolgt wird, werden gedruckte Schaltkreise hervorragender Qualität zu niedrigen Kosten erzeugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung
von gratfreien kleinen Teilen verwendet werden, z.B. von Komponenten für kleine Uhren u.dgl.,
unter Anwendung chemischer Mikrowalzverfahren unter
Verwendung der StufenTMnzipien des erfindungsgemäs sen
Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch geeignet zur Herstellung von Gegenständen, die eine geätzte Oberfläche
auf Glas aufweisen. In diesem FaIl verwendet man bei der Struktur von Fig. 4 Glas als Schichtträger
30 und ein Speichermaterial gemäß der Er-
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findung als Deckschicht 28, Wenn die in Verbindung mit den Pig, 4 bis 6 beschriebenen Schritte durchgeführt
werden, wird ein Reliefbild aus Speichermaterial auf dem Glas schichtträger erhalten. Das
Glas wird anschließend mit einem Ätzmittel für das Glas behandelt, das kein Lösungsmittel für
das Speichermaterial ist. Ein geeignete^ Ätzmittel ist z.B. Fluorwasserstoff säuren dl.e zur Herstellung
eines Reliefbildes im Glasschichtträger
verwendet werden kann, wodurch das Speichermaterial als chemischer Ätzgrund dient. Das Speichermaterial
kann anschließend entfernt werden,und es wird ein geätzter Glasgegenstand hervorragender Qualität mit
hoher Auflösung erhalten. Das neue Verfahren zur Herstellung von geätzten Glasgegenständen ist weniger
kostspielig und erfordert weniger Stufen als das übliche Verfahren zur Herstellung geätzter Glasgegenstände·
Das neue erfindungsgemäße Verfahren kann zu vielen weiteren praktischen Anwendungszwecken verwendet.werden,
wie sie erdacht werden können, um viele verschiedene brauchbare Gegenstände zu erzeugen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, wobei Teile auf das Gewicht bezogen
sind, falls nichts anderes erwähnt ist.
Beispiel 1 Es wird ein 5/W dicker Film aus Speichermaterial
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aus 85 Atomteilen Tellur und 15 Atomteilen Germanium durch ein Sprühverfahren auf eine 6,3 mm
dicke Glasplatte gebracht·
Ausgewählte diskrete Gebiete des Films aus Speichermaterial
wurden der Energie eines gepulsten Argon-Lasers von 100 mW Tru Model 8JA ausgesetzt.
Der Laser wurde auf die Bildebene fokusiert»und es wurden verschiedene Flecken mit einer Intensität
von 104W/qcm
Sekunden gepulst·
Sekunden gepulst·
tat von 10 V/qcm mit einer Pulsbreite von 10 Mikro-
Eine Lösung von 25 Gew.-# Natriumhypochlorit (Reinheit
für chemische Reagenzien) in entionisiertem Wasser (etwa 6 % verfügbares Chlor) wurde hergestellt,
und die Glasstruktur mit dem belfahteten ELIm aus Speichermaterial wurde in die Hypochlorit,-lösung
gebracht. Nach dem Spülen mit Wasser und Trocknen wurde ein positives Diapositiv erzielt^
bei welchem die bestrahlten diskreten Gebiete herausgelöst worden waren.
Es wurde ein 0,5/dQdicker Film aus einem Speichermaterial aus 20 Atomteilen Tellur, 30 Atomteilen
Arsen und 50 Atomteilen Schwefel durch thermische Verdampfung im Vakuum auf einem 25,4 xsn dicken Mylar-Film
abgeschieden.
Der Film aus Speichermaterial wurde dem Blitzlicht
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einer klaren Kolbenblitzlichtlampe (General Electric-No. 5) mit einem Abstand von 7»6 cm von der Bildebene
bestrahlt. Das Bestrahlen wurde durch eine SiIb erhalogeriid-Mikrowie der gäbe durchgeführt.
Die belichtete Struktur wurde in "Römische Bleiche" voller Stärke eingetaucht. Nach etwa einer Sekunde
Tauchzeit hatten sich die belichteten Teile herausgelöst und ergaben eine positive Diapositiv-Kopie
der Mikrowiedergabe mit hervorragender Auflösung und Schärfe.
Ein 1 yum dicker Film aus einem Speichermaterial aus
85 Atomteilen Selen und 15 Atomteilen Tellur wurde auf einem 127 Am dicken Film aus Zelluloseacetat durch
ein Sprühverfahren aufgebracht.
Der Film aus dem Speichermaterial wurde der Strahlung eines Elektronenblitzes Honeywell 700 durch einen
Halbton-Linienraster eines transparenten fotografischen Negativs ausgesetzt. Das Blitzlichtgerät wurde
5,1 cm von der Bildebene entfernt pleciert, und der Blitz hatte eine Dauer von 1/2 Millisekunde.
Die belichtete Struktur wurde anschiLLeBend kurz in
Λ _, , /CKohlenstoiOTisuTfid;
Schwefelkohlenstoff eingetaucht. Nach dem Trocknen wurde eine scharfe Kopie der Halbtonfotografie von
hervorragender Auflösung und Detailschärfe erhalten.
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Es wurde ein O,1yundicker PiIm aus einem Speichermaterial
aus 30 Atomteilen Antimon, 20 Atomteilen Tellur und 50 Atomteilen Schwefel durch thermische
Verdampfung im Vakuum auf ein handelsübliches Bindepapier von etwa 71/^Dicke guter Qualität abgeschieden.
Der Film aus Speichermaterial wurde durch eine Maske, die die Abbildung eines gedruckten Textes enthielt,
mit Strahlung einer Sylvania-Quarzlampe von 65O W
"Sun Gun SG VIII" ausgesetzt. Die Filmebene aus dem Speichermaterial wurde in eine» Abstand von 15* 2 cm
von der Lampe gebrachtiund die Belichtungsdauer betrug
eine Sekunde.
Das belichtete Papier wurde in eine wäßrige Lösung getaucht, die durch Auflösen von 10 Gewichtsteilen
einer konzentrierten Wasserstoffperoxydlösung mit
90 Gewichtsteilen Wasser hergestellt worden war. Nach weniger als 10 Sekunden wurde eine positive
Eeflexionskopie gebildet, die hervorragende Schärfe und Kontrast zeigte.
Es wurde ein 1λΐη dicker Film aus Speichermaterial
aus 85 Atomteilen Tellur und I5 Atomteilen Germanium durch ein Sprühverfahren auf einem 127 ^m dicken
Mylar-Film abgeschieden.
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Der EiIm aus Speichermaterial wurde anschließend durch eine Maske der Strahlung eines^ Elektronenblitzgeräts
Honeywell 700, wie in Beispiel 3 beschrieben, ausgesetzt* und die belichtete Struktur
wurde in "Hämischer Bleiche" gemäß Beispiel 2 entwickelt.
Es wurden 2 VoI,-% einer gesättigten Silbernitratlösung
und 2 VoI,-% einer Gummiarabikumlösung von
14° Be mit 96 Vol.-% Wasser vermischt. Die verdünnte
wäßrige Lösung, die in dieser Weise erhalten wurde, wurde als Sprühlösung bei der Verwendung der Abbildung
als lithographische Offset-Druckplatte verwendet. Die Lösung machte die Gebiete aus Speichermaterial
hydrophil, während die Gebiete aus dem Mylar-Substrat oleophil blieben.
Bei der Verwendung in einer üblichen lithographischen Presse mit üblichen Druckfarben wurden hervorragende
Abdrucke des Bildes auf üblichem Druckpapier erzielt.
Auf einem Substrat aus Corning 7°59-Glas wurde ein 800 Ä dicker Film aus Chrom in üblicher Weise abgeschieden.
Über dem Cnromfilm wurde danach ein 0,5^m
dicker PiIm aus einem Speichermaterial aus 83 Atomteilen
Tellur, 13 Atomteilen Germanium, 2 Atomteilen Antimon und 2 Atomteilen Schwefel abgeschieden.
Der Film aus Speichermaterial wurde durch eine Maske
in der in Beispiel 3 beschriebenen Weise belichtet,
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und die belichtete Struktur wurde kurz in eine Lösung von 25 Gew.-% Natriumhypochlorit in entionisiertem
Wasser eingetaucht. Ein Bild aus Speichermaterial auf "blankem Chrom-Untergrund
wurde erhalten. Dieses Bild wurde anschließend etwa 1 Minute in Chromätzlösung Bell & Howell behandelt
und ergab eine negative Fotomaske mit grosser Dauerhaftigkeit und hoher optischer Dichte.
Es wurde ein 1 lfl*dicker Film aus einem Speichermaterial
aus 30 Atomteilen Arsen, 20 Atomteilen Tellur und 50 Atomteilen Schwefel durch thermisches
Vakuumverdampfen auf einem 127 Ann dicken Film aus
Zelluloseacetat abgeschieden.
Der Film aus Speichermaterial wurde der Strahlung einer Blitzlicht-Kolbenlampe General Electric Fr·5
ausgesetzt, die 7j1 cm vom Film aus Speichermaterial
entfernt angebracht war. Eine Maske wurde Zwischen dem Kolbenblitzlicht und dem Speichermaterial eingeschoben.
Die belichtete Struktur wurde kurz in eine wäßrige Lösung mit 25 Gew.-% Natriumhypochlorit (reagenzrein)
in entionisiertem Wasser eingetaucht. Nach dem Abspulen
mit Wasser und Trocknen wurde das erhaltene Bild als lithographische Offset-Druckplatte in einer
üblichen Offset-Druckmaschine verwendet. Die Platte wurde mit üblicher Netzlösung benotet und eingefärbt,
wodurch die Druckfarbe von den Flächen aufgenommen
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wurde, die aus dem Speichermaterial "bestanden. Es wurden auf üblichem Druckpapier hervorragende
Abdrucke erhalten.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei Jedoch eine geeignete Maske zwischen dem
Laser und dem Film aus Speichermaterial verwendet wurde, wodurch eine Vielzähl elektrischer
Schaltbauteile, die aus dem Speichermaterial bestanden, erzeugt wurden, als das Speichermaterial
an den Stellen mit der größeren Löslichkeit herausgelöst wurde. Nach Zugabe geeigneter elektrischer
Leitungen wurde eine Schalteinrichtung an Ort und Stelle auf der Glasplatte zur Verwendung als Bauteil
in elektrischen Vorrichtungen erhalten.
Der Film aus Speichermaterial, der gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 auf der Glasplatte abgeschieden
worden war, wurde 1 Minute auf etwa 200 C nach dem Abscheiden, aber vor dem Belichten mit der
Laser-Energifc erhitzt.
Das wärmebehandelte Speichermaterial wurde anschliessend
der Laser-Energie ausgesetzt und im Lösungsmittel in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise
ausgesetzt. Es wurde ein negatives Diapositiv erhalten.
Zahlreiche weitere Abänderungen können bei ver-
- 68 209849/108Ό
schiedenen Ausführungsformen der Erfindung gemacht werden, ohne vom Erfindungsgedanken
abzuweichen.
Ausgewählte Bereiche eines Speichermaterials werden der abbildenden Wirkung von Energie unterworfen,
die eine physikalische Änderung der Struktur und einen Unterschied der Löslichkeit dieser ausgewählten
Bereiche in bestimmten Lösungsmitteln gegenüber der Löslichkeit solcher Bereiche, die nicht der
Energieeinwirkung unterworfen worden waren, und anschließend einem Lösungsmittel für die leichter löslichen
Bereiche behandelt, um ein Reliefbild oder dergleichen zu erzeugen. Außerdem betrifft die Erfindung
Reliefbilder und andere nach diesem Verfahren hergestellte Gegenstände.
- Patentansprüche -
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Claims (1)
1. Verfahren zum Herstellen einer Abbildung oder Kopie, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine Schicht aus einem Speichermaterial vorsieht, das fähig ist, eine physikalische Strukturänderung
zwischen wenigstens 2 stabilen Zuständen innerhalb ausgewählter Teile zu durchlaufen, wobei sich
die Speichermateria!schicht gewöhnlich in einem
dieser stabilen Zustände befindet und das Speichermaterial durch Anwendung von Energie oBertiaIb einer
bestimmten Energieschwelle in den anderen stabilen Zustand überführt werden kann,
b) selektiv auf die gewünschten ausgewählten Teile der Speichermaterialschicht Energie einwirken läßt,
deren Intensitätsniveau höher als die EneTcgieschwelle
für die Überführung der gewünschten ausgewählten Teile der Sohicht vom einen stabilen Zustand in den
anderen Zustand ist, um in der Schicht ein gewünschtes Muster aufzuaaichenön und
c) auf die Speichermaterialschicht ein lösungsmittel einwirken läßt, das diejenigen Teile der Schicht,
die sich in einem der Zustände befinden, mit größerer Geschwindigkeit löst als diejenigen Teile
der Schicht, die sich in dem anderen Zustand befinden, derart, daß eine Abbildung entsprechend dem gewünschten
Muster erzeugt wird.
- 70 -
209849/1080
2. Verfahren zur Herstellung einer Abbildung dadurch , gekennzeichnet, daß man
eine Schicht aus Speichermaterial verwendet, das in der Lage ist, in ausgewählten Teilen davon
einer physikalischen Strukturänderung zwischen mindestens zwei stabilen Zuständen unterworfen
zu werden und das eine glasige Chalkogen-Zusammensetzung
ist, die als eine wirksame Komponente mindestens ein anderes Chalkogenelement als Schwefel
und Sauerstoff aufweist;
selektiv Energie auf die Schicht an irgendwelchen ausgewählten gewünschten Teilen derselben zum Überführen
der genannten Schicht an den gewünschten ausgewählten Teilen aus einem stabilen Zustand in den
anderen Zustand einwirken läßt, um in der Schicht ein gewünschtes Muster aufzuzeichnen bzw. zu
speichern und
ein Lösungsmittel auf das genannte Material aufbringt, das diejenigen Teile der Schicht, die sich in einem
der beiden Zustände befindet mit einer größeren Geschwindigkeit als die anderen Schichtteile, die
sich im anderen der genannten Zustände befinden auflöst, so daß ein dem gewünschten Muster entsprechendes
Bild hergestellt wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Bildes, dadurch gekennzeichnet,
daß man
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eine Schicht aus Speichermaterial verwendet, von dem ausgewählte Teile zwischen mindestens zwei stabilen
Zuständen physikalisch strukturell änderbar sind und das ein DUnnf!immaterial ist, das sich auf einem Träger
befindet, der unter den Bedingungen der Umformung des Speichermaterials von einem Strukturzustand in den
anderen im wesentlichen nicht reaktiv mit dem Speichermaterial ist;
selektiv Energie auf die Schicht an irgendwelchen gewünschten ausgewählten Teilen derselben einwirken läßt,
um die Speichermaterialschicht an den gewünschten Teilen aus einem stabilen Strukturzustand in den anderen Strukturzustand
zu ändern und überzuführen bzw. transformieren, damit in der Schicht irgend ein gewünschtes Muster erzeugt
wird, und
ein Lösungsmittel auf die Schicht einwirken läßt, das diejenigen Schichtteile mit einer größeren Geschwindigkeit
auflöst als jene .Schichtteile, die sich im anderen der Zustände befinden, so daß ein Bild hergestellt wird,
das dem gewünschten Muster entspricht, bei dem die ungelösten Teile der Speichermaterialschicht den erhabenen
Teil des Bildes und der Träger den niedrigen Teil des Bildes bilden.
4. Verfahren zur Herstellung einer Abbildung, dadurch gekennzeichnet,
daß man
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0 9 8 4 9/1080
eine Schicht aus nicht-silikatischem glasartigen
Speichermaterial verwendet , von dem ausgewählte
Teile zwischen mindestens zwei stabilen Zuständen physikalisch strukturell änderbar sind und bei dem
sich flie Schicht normalerweise in einem der genannten Zustände befindet und in den anderen Zustand durch
Anwendung von Energie umschaltbar ist, um einen wesentlichen Unterschied bzw. ein wesentliches
Differential der Löslichkeit in speziellen lösungsmitteln zu erzeugen
selektiv . ■ Energie an ausgewählte Teile
der Schicht^ um αl<Füer Energie ausgesetzten Teile
in den anderen Strukturzustand zu tlberfUhren, damit
in der Schicht ein gewünschtes Muster erzeugt wird, und
. ein lösungsmittel auf. die Schicht aus Speichermaterial zum AuTiösen bzw. Herauslösen
jener Teile des SpeichermaterialB, die größere
Löslichkeit aufweisen, so daß gemäß dem gewünschten Muster ein Bild erzeugt wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß nan
eine Schicht auB anorganischem Speichermaterial
verwendet , von dem ausgewählte Teile morphologisch zwischen einem stabilen Strukturzustand
und mindestens einem anderen stabilen Strukturzustand durch Anlegen von Energie änderbar sind,
indem der chemische Aufbau dee Speichematerials
BAD ORfGINAt
- 73 -209849/1080
in den alternativen morphologischen Stluufct Urzuständen
im wesentliehen der gleiche iet und
ι bei dem durch die Überführung des Speichermaterial^
, in den anderen morphologischen Struktur aus tatid
ein wesentlicher Unterschied (DifferentieI) der
t Löslichkeit in ausgewählten LÖeungemitteltt
I bar ist,
j- Energie euf ausgewählte Bwioiw baw>
i Flächen yier Schicht sOTlaß die der Energie aue-■
gesetzten Flächen in den änderen morphologlfolum
\ Strukturzustand geändert taofeö, der ante reohie dl lohe
f- IiijsungBeigenschaften aufweist, und
I
-
. ein selektives Lösungsmittel·:auf die
/ ejßfcpinirt
j Sohioht aus SpeiohermateriaTztua iiosen bzw. Heraua-
i * lösen des Spelohermaterials mit größerer Lösbarkeit
i in dem Löaungsmittel zur Bildung eines Bildes.
: 6. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das als auf einem
Substrat befindlicher Film ausgebildet ist, bei dem das Substrat ohealeoh mit dem Speichermaterial unter den bei
der Umformung angewandten Bedingungen im wesentlichen
nicht reagiert.
7. Verfahren naoh Anspruoh 1, dadurch gekennaeiohnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das eine Cbalgogen-Zusammensetzung
ist, die als effektive Komponente mindestens ein Element der VI. Gruppe des periodischen
Systeme außer Sauerstoff in elementarer Form aufweist.
BAD ORIGINAL W -74
209849/1080
• · · I 1 >
8. Verfahret) nach Anspruoh 1, dadurch ge kenn ae lohnet, daß
als Speichermaterial ein nloht-sliikatlsobes glasartiges Mettrial verwendet wird.
9. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwandet wird, das im wesentlichen
den gleiohen obanisohen Aufbau in dan alternativen
physikalischen Strukturanständen besitzt,
10. Yerfahv·!) naoh Anspruch 1, dadurch ge kenn ae lohnet, daß
ein anorganisches glasartiges Material als Speichermaterial verwendet wird«
11· Verfahren nach Üepruoh 2, daduroh gekennaelohnet, daß
als Spatehermatevlal ein auf einem Trägar befindlicher
JiIm veWtndet wird and dad der Xräger ein mit dem
0p«ldtiefitterlal unter den beim überfUhrungevorgang
B« din gongen ohemisoh im wesentliohen nioht
r** iit.
12. Verfahrtη naoh Anspruch 2, daduroh g©kennselohnet, daß
ein Speichermaterial mit im wesentlichen der* gleiohen
ohemlsooen Konstitution in den genannten alternativen
physikalischen dtrukturauständen verwendet tfird.
13. Verfahren naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speichermaterial verwendet wird, das . .
awlsohen den genannten alternativen physikalischen
Strukturzuatänden durch Anwendung unterschiedlicher Energieniveaue reversibel schaltbar ist.
H. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein anorganisches glasartiges Material als Speichermaterial verwendet wird.
BAD ORIGINAL
209849/1080
- 75 -
15. Verfahren nach. Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Speichermaterial ein nicht-sillkatisohes glasartiges
Material verwendet wird.
16. Verfahren nach. Anspruch. 3» dadurch, gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das im weetntlichen
die gleiche chemische Konstitution in beiden alternativen physikalischen StruktUrzuständen aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch. 3« dadurch ge kenn se lohnet, daß
ein anorganisches Material als Speichermaterial verwendet
wird.
18. Verfahren nach Anspruch. 4-» dadurch, gekennaelohnet, daß
als Speichermaterial ein Film verwendet wird, der sioh
auf einem Substrat befindet, das unter den beim Umiobalt-Vorgang
angewendeten Bedingungen mit dem Speichermaterial Im wesentlichen nicht reaktiv ist.
19. Verfahren nach. Anspruch. 1, dadurch, gekennzeichnet, daß
die Energie in mindestens zwei Stufen angewendet wird,
um den Schwellenwert zu überschreiten.
20. Verfahren nach Anspruch. 4, dadurch ge kenn Belohnet, daß
der Unterschied in der lÖBliohkeit bzw. das !Löslichkeit
sdifferential der alternativen Strukturzustände
ein Verhältnis von mindestens 2 : 1 aufweist.
ein Verhältnis von mindestens 2 : 1 aufweist.
21. Verfahren naph Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Löslichkeit des Speichermaterials In einem ausgewählten
Lösungsmittel in denjenigen Schichtteilen, die Energie ausgesetzt und geändert.sind.
BAD ORIGINAL
- 76 209 849/108 0
vergrößert ist, so daß ein positives Bild hergestellt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löslichkeit des Speichermaterials in einem ausgewählten
Lösungsmittel in denjenigen Speicherteilen, die Energie ausgesetzt und geändert sind, vermindert
wird, so daß ein Negativbild entsteht.
23. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermaterial ein amorphes verwendet wird, das
sich in denjenigen Teilen, in denen es der abbildungsbewirkenden Energie unterworfen ist in einem wenigstens
teilweise kristallinen Zustand ändert.
24. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein kristallines Speichermaterial verwendet wird, das
sich in denjenigen Teilen, in denen es der abbildungsbewirkenden Energie ausgesetzt ist, in einen allgemein
amorphen Zustand ändert.
25. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schichten aus Speichermaterial verwendet
werden, von denen sich eine Schicht in einem der genannten physikalischen Strukturzustänte befindet und
die andere, darüber befindliche Schicht sich in einem anderen der genannten physikalischen Strukturzustände
befindet, so daß nur eine genügende Energie ange\eidet
werden muß, um den atomaren Strukturzustand in den ausgewählten Bereichen der genannten Deck- bzw. Oberschicht
in den Strukturzustand der Unterschicht zu ändern.
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26. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafl
ein Speichermaterial verwendet wird, das sich in der
Form eines dünnen armorphen, auf einem !Träger angeordneten S1IIm befindet, und bei dem der Träger chemisch
im wesentlichen nicht mit dem Speiohermaterial unter den beim Überführungsichritt angewendeten Bedingungen reagiert,
27. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speiohermaterial verwendet wird, das sich in der Form eines dünnen, auf einem Substrat befindlichen Films
ans ebenen.(planaren) Kristalliten ausgebildet ist und
daß das Substrat chemisch im wesentlichen nicht mit dem Speichermaterial unter den bei der physikalischen Umformung vorliegenden Bedingungen reagiert.
28. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
" ein Speichermaterial verwendet wird, das in Form eines auf einem Substrat angeordneten Films aus gezackten
Kristalliten befindet und daß das Substrat chemisch im wesentlichen nicht mit dem Speichermaterial unter
den Bedingungen des physikalischen TJmformungsvorgangs
reagiert.
29. Verfahren nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, daß
ein metallisches Substrat verwendet wird, das chemisoh
im wesentlichen nicht mit dem Speichermaterial unter den beim physikalischen Umformungsvorgang vorhandenen
Bedingungen reagiert.
30. Verfahren nach. Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß
ein hydrophiles Material für das Substrat verwendet wix.'d.
BAD ORIGINAL
- 78 -
31· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein oleophiles Material für das Substrat verwendet wird.
32. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Material für das Substrat verwendet
wird, das chemisch im wesentlichen nicht mit dem Speichermaterial unter den beim physikalischen Umformungsvorgang vorhandenen Bedingungen reagiert«
33· Verfahren naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß
als Speichermaterial ein hydrophiles und für das Substrat ein oleophiles Material verwendet wird·
34* Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Speichermaterial ein oleophiles und für das Substrat ein hydrophiles Material verwendet wird.
35. Verfahren nach Anpruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat auf eine Unterlage angeordnet wird, die aus einem Material unterschiedlichen chemischen Aufb&us besteht, und das weiterhin ein Lösungsmittel für
das Substrat, das kein Lösungsmittel für das Speichermaterial ist, auf das im ersten Lösungsschritt erzielte
Bild aufgebracht wird, so daß ein vertieftes Reliefbild
hergestellt wird.
36. Verfahren nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß
als weiterer Schritt das Entfernen des Speichermaterials in den erhabenen Bereichen des Bildes angewendet wird.
37. Verfahren nach Anspruch 36» dadurch gekennzeichnet, daß
der weitere Schritt des Abtragens vom Speichermaterial in den erhabenen bzw. hohen Flächen durch Behandlung
mit einem Lösungsmittel für das Speichermaterial vorgenommen wird.
- 79 -
38. Verfahren nach. Anspruch. 3, dadarch gekennzeichnet, daß
als Speichermaterial ein Im allgemeinen amorphes
verwendet wird und daß das Speichermaterial durch Anlegen von Energie in einen kristallinen Zustand
überführt wird, in dem die Kristalle oder Kristallite
eine Größe von nicht mehr als 1000 S aufweisen.
39. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet daß
die Umformung bzw. Transformation äee Spetchermaterlalß
von eine« physikalischen Struktur zustand isum anderen
physikalischen Strukturzustand unter der Eaesgleelnwirkung
in weniger als 30 Sekunden beendet wird.
40. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung bzw. !Dransformation des Spelob,®Materials
vom einen physikalischen Strukturzustand in ä®n anderen
physikalischen Strukturzustand unter der Energleelnwlrkung
in weniger als 1 Sekunde beendet wird.
41. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Überführung bzw. Transformation des Speichermaterials
von einen physikalischen Struktnrzustand in den anderen
physikalischen Strukturzustand In sswel Schritten vorgenommen
wird, wobei aer erste Schritt eto ein
latentes BIlA erzeugender Schritt lest und der aweite
Schritt die wirksame Umformung vom einen phyßüaRlisohen
StrukturBUitand in den anderen physlkallachen Strukturzustand
bewerkstelligt,
42. Verfahren nach Anspruch 4-1» dadurch gekennzeichnet^ daß
der erste, das latente Bild erzeugende Schritt in der Speichermaterialschicht durch aktinische elektromagnetische
Strahlung und der zweite die tatsächliche Umformung erzeugende Schritt durch Hitze bewirkt wird.
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43. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
elektromagnetische Strahlung enthaltende Energie verwendet wird.
44. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Energie·verwendet wird, die Wärme aufweist, wodurch
das Speichermaterial auf eine Temperatur über seiner Übergangstemperatür erhitzt wird.
45. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß
Licht enthaltende Energie verwendet wird.
46. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Energie vea?wendei/,w&C{| eine Kombination von Ltctat-
und Infrarotstrahlung aufweist.
47. Verfahren naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Energie verwendet wird, die mindestens zum Teil mechanische Energie ist.
48. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung von Speichermaterial mit größerer Löslichkeit
in dem ausgewählten Lösungsmittel durcb/S4$ktrisches
PeId bewirkt wird.
49. Verfahren H»ch Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß
ein elektrolytisches Lösungsmittel für das Speicher- · material verwendet wird.
50. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösungsmittel ftir das Speichermaterial verwendet
wird, von dem ein Additiv (Zusatz) ein Elektrolyt ist.
- 81 -209849/1080
5.1. Verfahren nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, dessen elektrische Leitfähigkeit sich von derjenigen des Substrats unterscheidet
und bei dem nach dem Entfernen von Speichermaterial mit größerer Löslichkeit die Bereiche größerer
Leitfähigkeit in einem elektrischen PeId unter Anwendung
einer plattierenden Lösung für die Bereiche mit
größerer Leitfähigkeit plattiert bzw. überzogen werden.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Lösungsschritt auf dem Substrat verbleibende
Speichermaterial größere Leitfähigkeit hat, so daß die verbleibenden Bereiche bzw. !Flächen von Speichermaterial
im elektrischen leid plattiert bzw. überzogen
werden.
53. Vorfahren nach Anspruch 51» dadurch gekennzeichnet, daß
ein Substrat mit größerer Leitfähigkeit verwendet wird, so daß die ausgesetzten !Flächen des Substrats im
elektrischen leid plattiert bzw. überzogen werden.
54. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat verwendet wird, das lichtdurchlässig ist
und daS ein EtLm aus Speichermaterial verwendet wird,
der ein sehr dünner PiIm aus stark opakem Speichermaterial ist.
55. Verfahren naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speichermaterial verwendet -!wird, daB ein foto- dissoziierbar
ob Salz als Zusatz enthält.
- 82
209849/10.8 0
56. Verfahren nach. Anspruoh 3, dadurch, gekennzeichnet,
daß ein Speichermaterial verwendet wird, das ein fotoreduzierbares Salz als Zusatz enthält.
57. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das ein foto-disso-
ziieabaies Salz als Zusatz enthält.
58. Verfahren r'nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das ein fotoreduzierbares Salz als Zusatz enthält.
59. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein PiIm aus Speichermaterial verwendet wird, der eine
Dicke zwischen 100 R bis 0,127 mm aufweist.
60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß ein stark opakes Speichermaterial verwendet wird.
61. Verfahren nach Anspruoh 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Film aus Speichermaterial verwendet wird, der eine
Dioke von etwa 0,1 bis etwa 5 Micrometer aufweist.
62. Verfahren zur Herstellung einer aktiven elektrischen Komponente bzw. eines aktiven elektrischen !Bauelements,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Sohiofat aus Speichermaterial
verwendet wird, die zwischen mindestens zwei unterschiedlichen elektrisch leitfähigen Zuständen
schaltbar 1st, und von der ausgewählte Teile zwischen einem normalen physikalischen Strukturzustand und
einem anderen physikalischen Strukturzustand durch Energiebeaufschlagung schaltbar sind;
- 83 209849/1080
daß Energie selektiv an die Schicht an irgendwelchen
gewünschten ausgewählten Teilen derselben selektiv anlegbar ist, um die Schicht an den gewünschten ausgewählten
(Deilen aus dem einen normalen physikalischen Strukturzustand in den anderen physikalischen
Strukturzustand gemäß einem gewünschten Muster -. . zu ändern und-
daß an die Schicht ein Lösunga- bzw. Ablasungsmltte1
gebracht wird, das jene Teile der Schicht, die sich in einem der physikalischen Strukturzustände befinden,
mit einer größeren Geschwindigkeit auflöst bzw. ablöst
als jene !Delle der Schicht, die sich in dem anderen physikalischen Strukturzustand befinden, so daß mindestens
einige TeHe &es Speichermaterials zurückbleiben und
die elektrische Komponente bcw. das elektrische Bauelement bilden.
63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermaterial auf einem Träger angebracht wird.
6*5 Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speichermaterial auf einen Träger angebracht wird,
der elektrisch im wesentlichen nicht leitfähig ist.
65. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speichermaterial auf einem Träger angebracht wird, der ein elektrischer Halbleiter ist.
66. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermaterial auf einem Träger aufgebracht wird,
der ein elektrischer Leiter 1st«.
67. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß
- 84 -209849/1080
das Halbleitermaterial auf einem Träger angebracht wird,
und daß eine Mehrzahl elektrischer Komponenten bzw. Bauelemente bei dem Lösungs- bzw. AblöBungsvorgang
gebildet werden.
68. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das zur Verwendung in einem elektrischen Schaltkreis geeignete elektrische
Eigenschaften besitzt und daß mindestens ein Teil des Bildes bzw. der Abbildung, das durch, das restliche
Speichermaterial gebildet wird, als mindestens eine elektrische Komponente bzw. ein elektrisches Bauelement
dient.
69. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß
ein Speichermaterial verwendet wird, das katalytisch©
Mengen eines Materials aufweist, das in der Lage ist, die Umformung bzw. Überführung des Speichermaterials
von einem physikalischen Strukturzustand in den anderen physikalischen Strukturzustand zu fördern
70. Verfahren nach. Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß
neben bzw. an der Schicht aus Speichermaterial eine
dünne Schicht aus einem katalytischen Material angebracht wird, die in der Lage ist, durch Diffueian
bzw. Eindiffudieren in die Schicht aus Speichermaterial die physikalische Änderung von einem Strukturzustand
in den anderen Strukturzustand zu fördern.
71. Bildsystem, dadurch gekennzeichnet, daß es einen lic-,
durchlässigen Träger aufweist, auf dem in ausgewählter
Bereichen bzw. Flächen bildformende bzw. abbildende Mengen eines opaken Speichermaterials angeordnet sinu.
BAO ORIGINAL
- 85 -
2 09849/1080
72. Abbildungsanordnung nach. Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger aus Glas besteht.
73. Abbildungsanordnung nach Anspruoh 71, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger eine organische durohsoheinende (translucent) Oilman Ordnung isii.
74. Abbildungsanordnung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine organische transparente
Oilman Ordnung ist.
75. lithografische Druckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen Träger aus hydrophilem Material aufweist, auf dem in ausgewählten 3?läohen dünne Schiohten eines
dfeophilen Speichermaterials angeordnet sind.
76. Lithografische Druckplatte naoh Ansprich 75, daduroh gekennzeichnet, daß der Träger aus hydrophilem
organischen Material besteht.
77. lithografische Druckplatte naoh Anspruoh 75, daduroh
gekennzeichnet, daß der Träger aus hydrophilem Metall besteht.
78. Lithografisohe Offset-Druckplatte, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen Träger aus einem oleophilen Material
aufweist, auf dem in ausgewählten Bereichen bzw. Flächen eine dünne Schicht aui Speichermaterial angeordnet
ist, die per se oleophil ist, und daß die
Oberfläche des Speichermaterials ein Material aufweist,
das e9 hydrophil macht.
SAD ORIGINAL
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,- 209849/1080
79. Lithografische Druckplatte nach Anspruch 78, dadurch
gekennzeichnet, daß das Speichermaterial geringe
Mengen eines Metallsalzes enthält, das in der lage ist, auf dem Speichermaterial hydrophile Oberfläoheneigeneohaften
herzustellen.
80. Verfahren naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen, Auflösen bzw. Ablösen der Teile aus Speichermaterial
die mit größerer Geschwindigkeit lös¥ftar bzw.
auflösbar oder ablösbar sind/eine wäßrige Lösung eines
Chcidatiensmittels verwendet wird.
81. Verfahren naoh Anspruoh 80, daduroh gekennzeichnet, daß
eine wäßrige Lösung des Oxidationsmittels verwendet wird, die ITatriumhvpoohlori-l enthält.
32. Verfahren naoh Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung des Oxidationsmittels verwendet
wird, die Wasserstoffperoxid enthält.
BAD ORIGINAL
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Leerseite
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