DE2514678A1 - Metallfilm-aufzeichnungsmedium - Google Patents

Metallfilm-aufzeichnungsmedium

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DE2514678A1 DE19752514678 DE2514678A DE2514678A1 DE 2514678 A1 DE2514678 A1 DE 2514678A1 DE 19752514678 DE19752514678 DE 19752514678 DE 2514678 A DE2514678 A DE 2514678A DE 2514678 A1 DE2514678 A1 DE 2514678A1
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Description

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 RadeckestraSe 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsiiit 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237
Western Electric VILLEETS 7
Company, Incorporated
Few York, ff.Y. 10058
USA
Metallfilm - Aufzeichnungsmedium
Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungssystem, insbesondere auf ein solches, bei dem Information mit Hilfe eines Lasers auf einem strahlungsabsorbierenden PiIm aufgezeichnet wird.
Ih der US-Patentschrift 3 720 784 ist eine verbesserte Apparatur zur Informationsaufzeichnung beschrieben, die eine große Anzahl kurzer amplitudenmodulierter Impulse einer räumlich kohärenten Strahlung zu erzeugen vermag, um damit Positiv- oder Negativbildaufzeichnungen herzustellen. Die Bilder liegen als Muster kleiner diskreter Löcher in einem dünnen strahlungsabsorbierenden PiIm vor. Bei einer typischen Betriebsart führen die kurzen Laser-Impulse zur Verdampfung einer kleinen Menge des
3/080» Qm^ mpmm>
Filmmaterials im Mittelpunkt des Auftragsortes des Laser-Strahlenbündels und zur AufSchmelzung eines größeren Gebietes um diesen Bereich herum. Unter dem Einfluß der Oberflächenspannung zieht sich das geschnolzene Material zum Rand des Schmelzgebietes hin, es entsteht daher ein nahezu kreisförmiger Bereich auf dem transparenten Substrat, von dem sich das Filmmaterial zurückgezogen hat. Durch Ändern der Amplitude der sehr kurzen Laser-Impulse kann der Durchmesser des zum Schmelzen gebrachten Bereiches geändert werden, und die Ausdehnung des Loches nimmt mit zu- nehmender Impulsamplitude monoton zu. Die Löcher werden in parallelen Zeilen angeordnet, wobei die Lochmittelpunkte je gleichen Abstand von Zeile zu Zeile sowie innerhalb jeder Zeile haben. Die größten Löcher haben einen Durchmesser, der nahezu gleich dem Abstand von Lochmitte zu Lochmitte ist. Auf diese Weise ist es möglich, einen weiten Grautonbereich wiederzugeben. Die Apparatur ist insbesondere zum Aufzeichnen graphischer Kopien oder Bilder brauchbar, die über Fernsprechleitungen übertragen werden und beispielsweise von Facsimile-Ubertragern herrühren.
Nach der eingangs genannten US-Patentschrift 3 720 7S4· weist der dort bevorzugte strahlungsabsorbierende Film eine Wismut-Dünnschicht (z.B. etwa 500 Angström dick) auf,
50 9 8 A3/0 8 09
ORIGINAL INSPECTED
25US78
die auf einem Polyester-Substrat, zum Beispiel auf Polyethylenterephthalat (Mylar), niedergeschlagen ist. Weiterhin ist in der US-Patentschrift 3 560 994 beschrieben, daß die Eigenschaften von Wismutfilmen verbessert werden, wenn diese eine Beschichtung erhalten, die den reflektierten Anteil des einfallenden Laser-Strahlenbündels verringern. Im einzelnen ist dort beschrieben, daß eine solche Antireflexionsschicht einen Brechungsindex η von etwa 4 haben muß, und demgemäß sind Silicium (n = 4,5) oder Germanium (n = 4,4) bevorzugt.
Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß Filmsysteme, die eine Antireflexionsschicht umfassen, weniger Energie für die der Bildaufzeichnung dienende Mikrobearbeitung mit Laserstrahlen als Wismut- oder WismutZGermanium-Filme gleichen optischen Undurchlässigkeitsgrades benötigen. Die Filmsysteme umfassen zweilagige Filme aus Wismut/ Wismutsulfid, WismutZAntimontrisulfid, Vismut/Selen, Indium/Selen, Zinn/Selen, ferner dreilagige Filme aus Indium/Wismut/Selen und Wismut/Selen/Wismut.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigen:
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ORIGINAL INSPECTED
25U678
Pig. 1 eine schematische Darstellung in Blockform einer
Apparatur zur InformatxonsaufZeichnung auf einem Metallfilm mit Hilfe von Laser-Schreibstrahlern,
Zk1 2B -und 20 ^e Texlschnxttansicnten zur Darstellung alternativer Verfahren zur Aufzeichnung von Information auf einem von einem Substrat getragenen Metallfilm und
Pig. 3 die Abhängigkeit des Quadrates vom Lochdurchmesser (in um ) von der Laserstrahlenenergie (in nJ) wie letztere für die Einarbeitung von Löchern in verschiedene Metallfilmaufzeichnungsmedien erforderlich ist.
Die zur Mikrobe arbeitung dünner Metallfilme mit Hilfe von Laserstrahlern benutzte Apparatur 11 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Apparatur weist eine Quelle 13 für optische, räumlich kohärente Strahlungsimpulse auf, die entsprechend einem empfangenen Signal 12 amplitudenmoduliert sind, ferner Fokussier- und Abtastmittel 14 zum Beaufschlagen (""Beschreiben") eines Aufzeichnungsmediums 20 mit diesen optischen Impulsen. Die optische Impulsquelle 13 enthält beispielsweise einen innerhalb des Laser-Resonators angeordneten Modulator, wie dieser zum Beispiel in der
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N INSPECTED
2^1-78
US-Patentschrift 3 703 687 beschrieben ist. In Fig. 1 ist gleichfalls eine Leseeinrichtung 16 dargestellt, die in dichter Nachbarschaft zu den vorstehend genannten Komponenten vorgesehen sein kann.
Die Leseeinrichtung 16 liefert ein Facsimile-Signal durch Abtasten eines Objektes, dessen Bild auf dem Aufzeichnungsmedium 20 aufzuzeichnen ist. Typische Objekte sind ein Bild, ein Röntgenstrahlendiagramm, eine Karte, eine Kurve, eine beschriebene Seite, eine Buchseite, ein Mikrofilmbild, ein Teil eines Zeitungsdruckes und ein dreidimensionales Objekt. Durch Beleuchten des Objektes oder Teile desselben und durch Feststellen der relativen Intensität des am Objekt reflektierten oder gestreuten Lichtes in zeitlich sequentieller Weise ist ein "Lesen" möglich und kann ein für das Objekt repräsentatives Facsimile-Signal erzeugt werden. Ein Beispiel einer solchen Leseeinrichtung 16, oder einer Facsimile-Übertragungsapparatur, ist in der eigenen älteren deutschen Patentanmeldung P 25 08 115.6 vom 25. 2.1975 beschrieben.
Um ein Bild des abgetasteten Objektes auf dem Aufzeichnungsmedium 20 einzuschreiben, wird ein das Bild repräsentierendes elektrisches Signal in ein Strahlenbündel 15 in Form amplitudenmodulierter Impulse kohärenter optischer Strahlung umgesetzt, wobei die Impulsdauer kurz im Vergleich zum Impulsabstand ist. Das Strahlenbündel 15 wird dann zur Abtastung des
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, " ORIGINAL INSPECTED
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Filmes auf dieses fokussiert. Dieses geschieht durch die Fokussier- und Abtasteinrichtung 14-.
Vie aus Figuren 2A, 2B und 20 hervorgeht, weist das Aufzeichnungsmedium einen strahlungsabsorbierenden Film oder Metallfilm 22 auf einem transparenten Substrat 21 auf. Jeder hierauf fokussierte kohärente Strahlungsimpuls 15 heizt einen sehr kleinen, diskreten Bereich des Filmes 22 auf. Wenn die Temperatur an irgendeinem Teil der Auftreffstelle des Laser-Impulses den Siedepunkt des Filmmaterials erreicht oder wenn ein ausreichend großes Gebiet erschmolzen wird, entsteht ein Loch oder Krater in dem Film. Die Größe des gebildeten Loches nimmt monoton mit der Energiedichte des Laserimpulses zu. Die Löcher sind in parallelen Zeilen angeordnet, und zwar unter je gleichem Abstand von Lochmitte zu Lochmitte, sowohl innerhalb einer Zeile als auch von Zeile zu Zeile. Die größten Löcher haben einen Durchmesser, der nahezu gleich dem Lochmittenabstand ist. Folglich können solche Filme unter geeigneten Bedingungen einen weiten Grautonbereich wiedergeben.
In der US-Patentschrift 3 720 784 ist ein bevorzugtes Aufzeichnungsmedium beschrieben, das einen dünnen strahlungsabsorbierenden Wismutfilm auf einem transparenten Polyestersubstrat aufweist. Entsprechend der vorliegenden Erfindung erhält man nun eine Verringerung der für die Mikrobe arbeitung
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ORiGWAL INSPECTED
~ St' —
25U678 Λ-
solcher Filme erforderlichen Laser-Energie, wenn ein zweiter Film, eine Antireflexionsschicht, 23 zwischen dem strahlungsabsorbierenden Film 22 und der einfallenden Strahlung 15 vorgesehen wird. Der Zweck der Antireflexionsschicht ist, die Größe des von der einfallenden Laserstrahlung absorbierten Energiebetrages wesentlich zu erhöhen, ohne daß dabei die zur Informationsaufzeichnung erforderliche Gesamtenergie über das Ausmaß erhöht würde, wie dieses durch die verstärkte Absorption der Laser-Strahlung gegeben ist. Jedoch braucht im Unterschied zu den lehren der US-Patentschrift 3 560 994-die Antireflexionsschicht 23 nicht einen Brechungsindex zu haben, der etwa bei 4- liegt. Statt dessen haben drei Substanzen, nämlich Wismuttrisulfid (n = 1,3 bis 1,5)» Antimontrisulfid (n = 3j2) und Selen (n = 2,5)> die gewünschten Eigenschaften und sind daher erfindungsgemäß bevorzugt. Die bevorzugt in Kombination mit der Antireflexionsschicht benutzten strahlungsabsorbierenden Filme sind Vismut, Indium, eine Indium/Wismut-Kombination, und Zinn. Ein Vorteil der Verwendung einer Selen-Antireflexionsschicht und eines strahlungsabsorbierenden Wismutfilms ist der, daß im Unterschied zu anderen Aufzeichnungsmedien, die mit der Zeit aufhellen oder ausbleichen, die Vismut/Selen-Filme mit der Zeit nachdunkeln, sie haben daher eine höhere Lebensdauer. Für eine Bearbeitung von der Vorderseite her (Fig. 2A) wird der strahlungsabsorbierende Film 22 auf dem Substrat 21 erzeugt und die Antireflexionsschicht 23 auf der Oberseite des Films 22. Für eine Bearbeitung
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von der Rückseite her (Figs 2B) wird die Antireflexionsschicht 4- zwischen Substrat und dem strahlungsabsorbierenden PiIm eingefügt. In einigen Fällen, bei denen eine Bearbeitung von der Rückseite her eines strahlungsabsorbierenden Vismutfilmes auf einer Selen-Antireflexionsschicht erfolgen soll, kann es wünschenswert sein, eine sehr dünne Wismutschicht, die etwa 50 *>is 100 Angström dick ist, zwischen Substrat und Selenfilm vorzusehen, wie dieses in Fig. 20 dargestellt ist. Diese Anordnung verhindert eine Benetzung des Substrates durch den Selenfilm, was zur Verringerung der Wirksamkeit des Selenfilmes führen könnte.
Der Niederschlag der Metallfilme bzw. -schichten erfolgt zweckmäßig nach allgemein bekannten Yakuumaufdampfmethoden. Der Niederschlag der Sulfide kann durch Blitzlicht-Verdampfung der entsprechenden Verbindung bewerkstelligt werden. Der Filmdickenbereich hängt erstens von der Notwendigkeit ab, einen Film zu erzeugen, der dick genug ist, um kontinuierlich und opak bei einer optischen Dichte von etwa 1 bis 3 zu sein,und zweitens von der Notwendigkeit, einen Film zu erzeugen, der dünn genug ist, us eine Bearbeitung mit Laserstrahlen bei möglichst niedriger Energie zu gestatten. Unter Berücksichtigung dieser Erwägungen liegen die Filmdicken im allgemeinen zwischen 100 Angström und 1000 Angström.
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Pig. 3 ist ein Diagramm zur Darstellung des Quadrates des Lochdurchmessers, wie dieser in einem strahlungsabsorbierenden Film als Funktion der zugeführten Laser-Energie von einem Laser erzeugt wird, dessen Strahlenbündel 8 yum und dessen Impulsdauer 30 nsec. betragen und der bei einer Wellenlänge von 1,06 Aim stimuliert emittiert. Man sieht die verbesserten Eigenschaften bei Verwendung der erfindungsgemäß angegebenen Antireflexionsschichten. In allen Fällen war das Substrat ein flexibler Polyesterfilm, hier Gelanar (Handelsmarke der Celanese Corporation). Alle Kurven geben die bei einer Bearbeitung von der Vorderseite (Fig. 2A) her erzielten Resultate wieder. Ein Vismutfilm als strahlungsabsorbierender Film ohne Antireflexionsbeschichtung ist zu Vergleichszwecken gleichfalls angegeben.
Die nachstehende Tabelle gibt Kessungen wieder, die an verschiedenen Metallfilmaufzeichnungsmedien bei deren Bearbeitung mit Laserstrahlen erhalten wurden. Die Aufzeichnungsmedium-Beispiele sind anhand der Komponente in jeder Schicht sowie deren Schichtdicke, in Angström identifiziert, wobei die zuletzt angegebene Komponente auf dem Substrat lag. In der Tabelle ist weiterhin die Schwellenwert-Impulsenergie angegeben, die für ein Laserstrahlenbündel eines Durchmessers von 8 Aim und einer Impulsdauer von 30 nsec. bei Verwendung eines neodymdotierten Yttriumaluminiumgranat-
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Lasers erforderlich, ist. Gleichfalls ist die Impulsenergie angegeben, die zum Einarbeiten eines Loches mit einem Durchmesser von 6 yum erforderlich ist, sowie die optische Durchlässigkeit des Pilms bei 6328 Angstr-öm. Die Aufzeichnungsmedium-Beispiele sind in der Tabelle nach ansteigendem Bearbeitungsenergie-Schwellemsrert geordnet. Man sieht, daß die erfindungsgemäßen Metallfilm-Aufzeichnungsmedien weniger Bearbeitungsenergie ermöglichen. Zu Vergleichszwecken sind gleichfalls Wismutschichten ohne Antireflexionsbeläge entsprechend US-Patentschrift 3 720 784 sowie Vismutfilme mit einer Germanium-Antireflexionsbeschichtung entsprechend der US-Patentschrift 3 560 994- angegeben.
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ORIGINAL INSPECTED
Tabelle
Laser-Mikrobearbeitung von Metallfilmaufzeichnungsmedien
System Bearbeitung von
Vorder- oder
Rückseite aus		 Schwellenwert
energie (nJ)		 Benötigte Energie
(nJ) für ein
6 /UEi-JjOCh		 Durchlässigkeit
750 Se/400 Bi/200 In V 3,1 10,5 1,1
cn
O
to		 900 Sb2S5/500 Bi
750 Se/500 In
710 Se/790 In/200 Bi		 V
V
V		 3,5
4,3
4,8		 12
11
18		 1,2
0,4
1-1,6
I843/08C 600 Bi2S,/600 Bi
400 Bi/800 Se
600 Se/Sn		 V
H
V		 5,2
5,2
5,7		 19,4
16		 0,18
1,8
0,5
co 800 Se/600 Bi V 5,7 19,5 0,22
500 Bi/750 Se/100 Bi H 6,2 19,5 0,3
450 Ge/500 Bi/100 In V 7,1 25 0,4
550 Ge/750 Bi V 12,5 30 0,16
Bi V 23 31 1
422 Sn V 17 42 2,1
450 In V 20 65 2,6
--J OO

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    /1.; Metallfilm-Aufzeichnungsmedium für eine durch Bestrahlung mit einem Laserstrahlenbündel erfolgende Informationsaufzeichnung, mit einem flexiblen transparenten Substrat, wenigstens einer strahlungsabsorbierenden Schicht, die aus Vismut, Indium und Zinn ausgewählt ist und einer Antireflexionsschicht, wobei jede Schicht zwischen 100 Angström und 1000 Angström dick ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Antireflexionsschicht aus Wismuttrisulfid, Antimontrisulfid und Selen ausgewählt ist.
  2. 2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf das Substrat auftreffendem Laserstrahlenbündel die Antireflexionsschicht auf dem Substrat gebildet ist, und die. strahlungsabsorbierende Schicht auf der Antireflexionsschicht.
  3. 3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine zusätzliche Dünnschicht aus Energie absorbierendem Material zwischen Substrat und der Antireflexionsschicht angeordnet ist.
  4. 4·. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die zusätzliche Dünnschicht eine 50 bis 100 Angström dicke Wismut-Schicht ist.
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  5. 5. Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsabsorbierende Schicht eine Indiumschicht und eine Vismutschicht umfaßt.
  6. 6. Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflexionsschicht eine Selen-Schicht ist.
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    /Hr
    Leerseite
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