DE2658623A1 - Aufzeichnungstraeger zur wiedergabe von mustern mit hohem aufloesungsvermoegen und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F.A^eickmann, Dipl.-Chem. B. Huber _

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 82Q

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Dr. Johannes Heidenhain GmbH, Nansenstraße 17, 8225 Traunreut

Aufzeichnungsträger zur Wiedergabe von Mustern mit hohem Auflösungsvermögen und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungsträger zur Wiedergabe von Mustern mit hohem Auflösungsvermögen. Insbesondere ist hierbei an Aufzeichnungsträger gedacht zur Aufnahme großer Informationsmengen pro mm².

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Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung derartiger Aufzeichnungsträger mit Mustern hohen Auflösungsvermögens..

Mit der Mikroverfilmung werden große Archivinhalte (Bibliotheken, Zeichnungen und andere Dokumente) auf sehr kleinem Raum abgespeichert. Die Grenzen der Mikroverfilmung liegen in dem Auflösungsvermögen der verwendeten Bild- oder Aufzeichnungsträger, d.h. der Lesbarkeit bei der Rückvergrösserung auf angenähert die ursprüngliche Originalgröße. Diese Auflösung liegt bei Anwendung üblicher fotografischer Feinkorn-Schichten in der Größenordnung von 10 bis 20 μπι. Hierbei kann die Auflösung fotografischer Feinkorn-Schichten, wie sie von den Herstellern angegeben wird, nicht ohne weiteres auf die praktisch zu erzielende Verkleinerung angewendet werden. Diese Angabe bezieht sich nämlich auf Linien pro mm, d.h. die gerade noch wiedergegebene Auflösung eines Gitters, die fotometrisch ermittelt wird. Die Fotometerkurve eines aufbelichteten Gitters zeigt noch deutlich Maxima und Minima. Für die Lesbarkeit werden jedoch wesentlich deutlichere Kontraste, möglichst in schwarz-weiß und nicht in grau/grauer benötigt. Für eine präzise Dokumentation werden aber mehr oder weniger scharfe Kanten benötigt. Dies bedingt, daß die vom Hersteller angegebene Auflösung bei weitem nicht die Feinheit der Wiedergabe von aufbelichteten Zeichen bedeutet.

Den herkömmlichen Mikroverfilmungsmethoden haftet auch der Nachteil an, daß die dargestellten Muster infolge Schrumpfung der Gelatineemulsion im Laufe der Zeit verzeichnet werden und die Träger selbst nur wenig hitzebständig und bei Farbfilmen lichtbeständig sind.

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Wesentlich höhere Auflösung als photographische Feinkorn-Schichten erbringen die unter der Bezeichnung Photo-Resiste bekannten lichtempfindlichen Schichten aus Hoehpolymeren-

Durch Belichtung mit aktinischem Licht oder mit Elektroden bzw. Ionen wird die chemische Struktur dieser Resiste verändert- Insbesondere macht man von der Veränderung der Löslichkeit in spezifischen "Entwicklerlösungen™ Gebrauch.

Solche Verfahren der "Mikro-Photolithographie" sind altbekannt, und wurden und werden in der Optik zur Herstellung präziser Strukturen, wie Strichplatten, Teilungen u.a.(vgl. deutsches Patent 902 713} benutzt. Sie werden neuerdings auch in der Halbleiter-Technologie beim sogenannten Planarverfahren für die Strukturierung von Mikro-Schaltkreisen angewendet. Auch sind bereits größere Informations-Gehalte (z.B. Buchserien d. Bibel und stark verkleinerte Botschaften d. US-Präsidenten zum Mondflug o.a.) auf verchromten Glasträgern mit Hilfe der erwähnten Mikro-Lithographie hergestellt worden.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Aufzeichnungsträger sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsträgers anzugeben, bei welchem der auf der Flächeneinheit unterzubringende Informationsinhalt wesentlich erhöht wird, wobei gleichzeitig die vorgenannten Nachteile der geringen Verzeichnungsfrexheit, der mangelhaften Lichtechtheit und der Wärmeempfindlichkeit beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Aufzeichnungsträger nach der Erfindung gelöst, wie er im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definiert ist. Bei einem Aufzeichnungsträger nach der Erfindung wird also das wiederzugebende Muster, welches ein

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Bild, z.B. eine Landkarte, eine Druckseite oder auch- eine Binärkombination für technische Zwecke sein kann, mehrfarbig aus mindestens zwei Filterschichten für unterschiedliche Wellenlängenbereiche des sichtbaren Lichtes gebildet, die aus anorganischen Material bestehen.

Kurz zusammengefaßt ist demnach die Lösung der Aufgabe der Erfindung darin zu erblicken, daß die Wiedergabe sehr komplexer mehrfarbiger Strukturinhalte (wie sie z.B. in den detailreichen mehrfarbigen Landkarten vorliegen) in einer präzisen MikroStruktur realisiert wird.

Hierbei geht die Erfindung von der aus der Farbenlehre abgeleiteten Erkenntnis aus, daß sich ein Informationsinhalt pro Flächeneinheit bei farbiger Darstellung um eine Dimension erhöht gegenüber einer einfarbigen (schwarz-weiß) Darstellung.

Ein klassicher Beleg für diese Aussage sind die farbigen Landkarten, bei denen eine präzise unterbringung großer Informationsmengen erforderlich ist, und bei welchen die klare "Lesbarkeit" durch die Farben entscheidend erhöht wird.

Deswegen wird der Erfindungsgedanken auch anhand der farbigen Mikrο-Landkarte erläutert. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf farbige Mikro-Landkarten, sondern betrifft allgemein Informationsträger mit Details (Bits), die untereinander durch verschiedenen Farbton und/oder verschiedene Farbsättigung hervortreten.

Die Farbe bringt dabei nicht nur eine physikalische Erweiterung des seither in der Technik benutzten Codes. Es

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ist auch die physiologische Wirkung, die sieh axis der Farbempfindlichkeit ergibt, bei der Anwendung der Erfindung in Betracht zu ziehen. Z.B. ist die "farbenfrohe" Darstellung mit Hilfe der Erfindung bei vielen technischen Bilddarstellungen nun erst in brauchbarer Weise möglich geworden, was auch.eine physio- und psychologisch wirksame Seite hat.

Die Darstellung von Farben ist immer schon versucht worden. Seit Lippmann versucht hat, eine Farbphotographie mit Hilfe der Farben dünner Schichten aufzubauen, über das Eidophor-Verfahren für das Farbefernsehen, bis zur heutigen Farbphotographie, die organische Farbstoffe mit begrenzter "Lichtechtheit" benutzt.

Gemäß einem Teilmerkmal der Erfindung werden Farben benutzt, die durch Interferenz des Lichtes entstehen und die, da die Interferenzschichten erfindungsgemäß aus anorganischen dünnen Schichten aufgebaut werden, zeit-, licht- und wärmebeständig sind. Mit derartigen anorganischen dünnen Interferenzschichten werden dann mehrfarbige Mikrobilder aufge-rbaut.

Die Anwendung kornloser dünner Schichten, die durch selektive Absorption des Lichtes farbig sind, gehören ebenfalls zum Erfindungsgedanken. Die Korngrößen dieser Schichten liegen unter 20nm. Sie sind selbst bei tausendfacher Rückvergrößerung "kornlos".

Für die Herstellung vorgenannter Aufzeichnungsträger eignet sich im besonderen ein Verfahren, das unter der Bezeichnung "Mikro-Photolithorgraphie" bekannt ist und dessen Ursprung auf die Anfänge der Photographie zurückgeht (kornlose Shotölacke)» Die Struktur-Umwandlung der Resiste erfolgt

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dabei nicht nur durch Einwirkung von Licht (UV), sondern kann auch durch feine Elektronenstrahlen (Raster-Mikroschreiber) und/oder Röntgenstrahlung oder eine lonensonde bewirkt werden. Die Grenze bei diesen bekannten Kopierverfahren liegt bei Strichstärken von etwa 0,5 jxm.

Das Ergebnis des Erfindungsgedankens sind nicht nur die zur Demonstration der Erfindung in etwa 100 Exemplaren hergestellten farbigen Mikro-Landkarten (z.B. Blatt L 8140 "Traunstein" Maßstab 1 : 50 000 der topographischen Karte des Bayerischen Landesvermessungsamtes München} im Format ca. 600 χ 600 Iran auf einer Glasfläche von 3x3 mm in allen Farbtönen und hoher Präzision dargestellt, sondern darüber hinausgehend, farbige Aufzeichnungsträger von Mikrostrukturen, die, was ihre Haltbarkeit (Lichtechtheit, Temperaturbelastung, Farbwiedergabe) anbetrifft, bisher nicht realisiert wurden.

Ein Großteil von in der Natur vorkommenden (Käfer, Schmetterlinge) Farben wird dabei übertroffen, soweit die Baumaterialien organische Stoffe sind.

Im folgenden werden einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers im einzelnen beschrieben, wobei aus Anschaulichkeitsgründen auf die anliegende Zeichnung Bezug genommen Wird. Hierbei wird beispielsweise davon ausgegangen_r daß eine Mikrolandkarte in einem Maßstab von beispielsweise 1 : 10 000 000 hergestellt werden soll, welche aus Farbauszügen von einzelnen Karten im Maßstab 1 ; 50 hergestellt wird, was einer Verkleinerung von 1 : 200 ent-

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spricht. Die Mikrokarte auf einer Länge von 3x3 mm² enthält, alle Informationen des Originals und läßt sich randscharf lesbar bis zur fünffachen Originalgröße, d.h. in einem Faktor von 1 : 1000 rückvergrößern.

Für das angenommene Beispiel ist davon auszugehen, daß zunächst die hellblaue Struktur der Seen und Flüsse mit dunkelblauer Beschriftung und dunkelblauben Tiefenlinien gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt werden soll. Hierbei handelt es sich um den gleichen Farbton, der lediglich durch seine Sättigung unterschieden wird. Beim Druckvorgang an sich wird dies durch ein Raster der hellblauen Flächen hergestellt.

Der zur Wiedergabe erforderliche blaue Farbton Nr. 17 nach der DIN Vornorm 6164 wird durch eine 240 nm optische dicke Filterschicht bestimmt. Hierbei hängt die genaue Dicke etwas von den benutzten Spiegeln ab.

Die Sättigungsstufe ist abhängig von der Reflexion/Transparenz der an der Filterschicht anliegenden Spiegelschichten. Diese können aus sehr dünnen Silber- (Ag-)Schichten oder aber auch aus hoch-/niederbrechenden Wechselschichten bestehen. Dies wird anhand der Figur 1 bzw. Figur 2 noch erläutert.

Mit Hilfe einer unter dem Namen "Ionograph" genannten Apparatur soll auf ein in bekannter Weise gereinigtes Glasplättchen als Substrat das Muster aufgebracht werden. Hierzu wird das Glasplättchen in die Apparatur geschleust. In der Apparatur selbst befinden sich einige Kathoden aus

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einem zur Erzeugung von Spiegelschichten geeignetes Material; vorzugsweise ist eine Ag-Kathode vorgesehen. Die Kathoden verbleiben dauernd unter Vakuum. Nach dem Einschleusen des Glasplättchens und Füllen des Ionographen mit gereinigten Argongas wird an diese bei Vakuumdruck von etwa 1 Pa eine 27MHz-Hf-Spannung von etwa 3000 Vss gelegt, und zwar über einen Hochleistungskondensator, der für eine Frequenz von 27 MHz nur einige Ohm kapazitiven Widerstandes besitzt, für Gleichspannung aber äußerst hochohmig ist. Dabei zündet ein Plasma. Die Elektronen, die während-der positiven Halbwelle der Hochfrequenz die Silberkathode negativ aufladen, werden durch die Argonionen während der negativen Halbwelle nur zum geringen Teil rekombiniert. Damit bleibt die Ag-Kathode negativ geladen, wodurch die beschleunigten ig-Ionen das Silber zerstäuben und einen kornlosen, für die weiteren Arbeitsgänge haltbaren Silberspiegel auf dem Glassubstrat erzeugen. Das Entstehen der Spiegelschicht wird durch Messungen genau verfolgt und z.B. bei 16 nm Dicke unterbrochen.

Unmittelbar- nachdem eine nichtstrukturierte Spiegelschicht auf dem Glassubstrat hergestellt wurde, erfolgt der sogenannte Kopierschritt. Dazu wird die Spiegelschicht mit Fotoresist beschichtet, wobei entsprechend dem gewählten Beispiel die Mikromaske "Farbe dunkelblau" (blaue Schriften, Tiefenlinien in Seen u.a. Zeichen) aufkopiert und entwickelt wird. Die unmaskierten SilberSchichtbereiche werden nun im Ionographen bei umgekehrter Polung, d.h. bei der Verwendung

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des Glasträgers als Kathode wieder abgetragen. Die Silberschicht unter den durch Fotoresist geschützten Bereichen bleibt jedoch erhalten. Anschließend wird der Fotoresist durch Ablösen mit Azeton oder einem ähnlichen Lösungsmittel abgewaschen.

Nun wird neuerlich mit Silber verspiegelt und paßgenau in einen weiteren Kopierschritt die Farbmikromaske für hellblau (Seen und Flüsse) aufkopiert und wie beschrieben im Hochfrequenzplasma abgetragen und der Resist abgelöst.

Nunmehr weist der Glasträger in aller Feinheit und Präzision alle dunkel- und hellblau zu färbenden Details des fertigen Musters (der Landkarte) als kornlose Silberschichten auf,die an den Stellen, an denen eine dunkelblaue Farbe erscheinen soll 32 nm dick und an den Stellen, an denen eine hellblaue Farbe wiedergegeben werden soll, 16 nm dick sind.

Nunmehr wird der gesamte Glasträger mit einer glasklaren Schicht in einer optischen Dicke von 238 nm bedampft. Dies entspricht bei Verwendung MgF- einer tatsächlichen Dicke von 172 nm. Darüber wird wieder ganzflächig eine Silberschicht von 16 nm aufgebracht, die ebenso wie der zuletzt beschriebene Kopierschritt für die hellblaue Farbe mit der Mikromaske belichtet und entsprechend abgetragen wird.

Durch Ändern der Schichtdicke der Abstandsschicht, im vorgenannten Beispiel von optisch 238nm, kann jeder gewünschte Farbton von 13 bis 24 nach DIN 6164 erzielt werden. Die Farbtöne 1 bis 12 nach dieser Norm lassen sich jedoch nicht ohne weiteres bilden. Es treten nämlich bei Schichten über 210 nm weitere Interferenzmaxima aus dem UV-Bereich in den sichtbaren Bereich und damit Mischfarben auf. Die Herstellung

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der gelb-roten Farbtöne 1 bis 12 nach der DIN-Norm 6'164 ist deswegen komplizierter. Bei den Farben 13 bis 24 läßt sich auch jede gewünschte Sättigungsstufe nach DIN 6164 durch eine geeignete Dicke der Silberschichten einstellen.

Per Aufbau der anorganischen Schichten, wie vorbeschrieben, ist in Fig. 1 anschaulich wiedergegeben. In dieser Figur sind mit den Bezugszeichen 1, 2 und 3 die in den drei Kopierschritten aufgebrachten Silberschichten bezeichnet, während mit 4 die transparente Interferenzschicht (Abstandsschicht) bezeichnet ist.

Hierbei bestimmt die Silberschicht 1 in einer Dicke von 16 nm zusammen mit der überlagerten entsprechend der hellblauen Stellen des Musters ausgebildeten Schicht 2 von ebenfalls 16 nm die dunkelblauen Stellen> da für das durchscheinende bzw. auf dem nicht dargestellten Substrat reflektierte Licht insgesamt eine Silberschicht von 32 nm wirksam ist. Auf der Silberschicht 2 befindet sich dann die Interferenzschicht in einer Dicke von 238 nm. Die Silberschicht 3 selbst ist wieder 16 nm dick.

Dadurch erscheint das im Bereich des Pfeiles 5 austretende Licht dunkelblau (Farbe· 17:8), das im Bereich des Pfeiles 6 austretende Licht hellblau (Farbe 17:4) und das daneben austretende Licht, z.B. im Bereich des Pfeiles 7, weiß (unbunt).

Figur 2 zeigt anschaulich, daß anstelle dünner einheitlicher Silberschichten als Spiegelschicht auch Wechselschichten aus hoch- und niederbrechenden Teilschichten verwendet werden können. Hierbei ist auch bei der Figur

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davon ausgegangen, daß der Farbton blau wiedergegeben werden soll, wobei wiederum eine Interferenzschicht 4 entsprechender Ausbildung vorgesehen ist. Im Gegensatz zu einer Ausführung nach Figur 1 wird in dem Bereich, in welchem ein Blau wiedergegeben werden soll, die die Interferenzschicht begrenzenden niederbrechenden Teilschicht und 9 jeweils durch hochbrechende Teilschichten 10 sowohl gegenüber der Interferenzschicht, als auch untereinander als auch nach außen abgedeckt, wie schematisch in stark vergrößertem Maßstab in Figur 2 dargestellt. Dadurch ergibt sich, daß im Bereich außerhalb der Wechselschichten, beispielsweise im Bereich des Pfeiles 11 weißes Licht (unbunt) austritt, während im Bereich der Wechselschichten, also längs des Pfeiles 12 blaues Licht austritt.

Für das Verfahren nach der Erfindung eignet sich als Material für die Abstandsschichten (Interferenzschichten) besonders MgF₂, SiO₂, ThF₄, SiO, Ta₃O₅, Fe₃O₃ oder andere Oxide, Fluoride und/oder Sulfide. Hierbei wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Abstandsscbicht zunächst über die mit entsprechenden Spiegelschichten versehenen Substratoberfläche in einer ausreichenden Dicke (etwa 10-mal dicker als für die Verwendung der einzelnen Farben benötigt) aufgetragen und entsprechend den gewünschten Farben unter plasmachemischer Veränderung anschließend im Bereich der Spiegel abgetragen. Bei dem fertigen Aufzeichnungsträger bestimmt dann die Dicke der Abstandsschicht den Farbton während die Sättigung durch das Reflexionsvermögen der Spiegel, wie vorab anhand der Figur 1 erläutert, bestimmt wird.

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Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß in der geschilderten Weise auch ohne weiteres Mischfarben hergestellt werden können, indem verschiedene Farbtöne in der vorbeschriebenen Weise nacheinander, d.h. übereinander aufgebracht werden können. Hierbei können verschiedene aneinander angrenzende Farbtöne auch dadurch hergestellt werden, daß in dem einen Bereich zwei Farbschichten verschiedener Dicke ohne Zwischenschicht aufeinander zu liegen'kommen und die Unter- und Oberseite der gemeinsamen Schicht durch zwei Spiegeln eingefaßt wird, während im anderen Bereich zwischen die beiden Zwischenschichten ein dritter Spiegel eingefügt wird, so daß in diesem Bereich eine Mischfarbe entsteht.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es auch möglich mehrfarbige Strukturen mit fluoresierenden Leuchtfarben zu erzeugen, wobei als Abstandsfarbschichten Stoffe verwendet werden, die einfallendes UV-Licht in sichtbare Lichtstrahlung umwandeln und dieses sichtbare Licht emittieren. Als derartige Stoffe kommen MgF₂, ZuS und ähnliche'Stoffe in Frage.

Als Substrat für die aufzubringenden Mikrostrukturen eignet sich besonders Hartglas (Zerodur- und Quarzglas). Derartige Hartglassubstrate vertragen eine Rückprojektion mit hoher Lichtstärke ohne großen Aufwand hinsichtlich der Wärmefilterung. Die üblichen Farbfilme verkohlen dabei innerhalb von Sekunden.

Im folgenden wird als Beispiel eine besonders vorteilhafte Realisierung des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben. Auch in diesem Fall wird aus Anschaulichkeitsgründen wieder davon ausgegangen, daß auf ein Glassubstrat eine MikroLandkarte im Diapositiv hergestellt werden soll.

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Zunächst wird das Glassubstrat mit ekner dünnen Schicht aus Cd_q oder Fe„O-. oder As„S_ oder einer ähnlichen anorganischen Verbindung belegt. Dann erfolgt Beschichten mit Fotolack und Kopieren mit der Negativ-Mikromaske "Seen und Flüsse u.a." also für die Farbe blau. Danach wird die vorgenannte Schicht in den bereichen "Seen, Flüsse" bis zur Glasoberfläche abgetragen und anschließend der Fotolack abgelöst.

Das Substrat ist nun wieder in dem Bereich "Seen, Flüsse" glasklar, sonst überall gelb-braun infolge der Eigenfärbe der dünnen Fe₃O₃-Schicht.

Als zweiter Schritt wird nun, wie vorher beschrieben, eine blaue Schichtkombination als Silberschicht in einer positiven Mikromaske "Seen, Flüsse und Wälder" strukturiert aufgebracht. Damit sind alle blauen Bereiche (Seen,Flüsse) und grünen Bereiche (Wälder) als Struktur der Landkarte vorhanden und bleiben beim Abtragen der Silberspiegel erhalten, und zwar mit Silber bedeckt. Unter den grünen Bereichen (Wälder) liegt jedoch die Fe^O^-Schicht (oder eine andere passende Schicht), unter den blauen Bereichen (Seen) ist das Substrat glasklar. Die Seen und Flüsse sind somit blau (Farbton 17) die Wälder und ähnliche Bereiche aber grün (Farbton 22) als Mischfarbe von gelb und blau. Die übrigen Gebiete (Felder usw.) sind gelb. Beschriftungen bleiben farblos (unbmrt) durchsichtig.

Mit den beiden Kopierschritten, nämlich mit einer negativen Mikromaske "Seen, Flüsse" und einer positiven Mikromaske "Seen, Flüsse und Wälder" werden somit insgesamt vier Farben, nämlich Farbton 17 blau, Farbton 22, Farbton 2 gelb und Farbton 0 unbunt erhalten.

Damit tritt eine wesentliches Prinzip des Erfindungsgedankens zu Tage.

Jeder weitere mit einein weiteren Kopierschritt hergestellte neue Farbton ergibt durch Mischung mit den bereits vorher hergestellten Farbtönen in Teilbereichen des Musters doppelt soviele neue Farben. Bei der technischen Anwendung eines binären Farbcodes entstehen also z.B. mit 10 einzelnen Kopierschritten 2 = 1024 Farbtöne.

Nach dem Vierfarbensatz der Topologie würden also zwei Kopierschritte theoretisch vollständig zur Herstellung einer beliebig komplexen unterschiedlichen Kartenstruktur ausreichen. Praktisch wird jedoch auch die Mikrο-Landkarte durch Hinzunehmen von noch mehr Farben der konventionellen Karte angepaßt, z.B. durch rot (Hauptstraßen) und Schummerung und schwarze .Beschriftung.

Der Farbton rot (8 nach DIN 6164) kann beispielsweise auf folgende Weise erhalten werden:

1) 10 Minuten reaktiv bestäuben mit Fe-Kathode

2) Kopieren der Positiv-Mikromaske "Hauptstraßen u.a." (rot)

3) Abtragen und Ablösen. Ex verbleiben auf den roten Deteilas (Hauptstraßen) Interferenzschichten Fe₃O₃ mit η = 2,9 Dicke:45 nm

4) Bedampfen mit MgF₃ 284 nm dick

Diese Schichtdicke ergibt zusammen mit den MgF,,-Schichten für grün (Wälder) und blau (Seen) mit dem Äg-Spiegel den Farbton rot nach den Verfahrensschritten 5) bis 20), wobei gleichzeitig Wälder und Seen grün und blau struk- ■ tuiert werden.

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5) Ag 20 nm-Verspiegeln

6) Kopierschritt 2) MM-Positiv "Wald"

7) 2 Minuten Abtragen und Ablösen Photolack

8) MgF₂ d = 153 nm Bedampfen (T = 22 grün) und Ag/20 nm-Verspiegeln

9) Kopierschritt 3) MM-Positiv "Wald und Hauptstraßen" 10} 2 Minuten Abtragen und Ablösen Photolack

11} Zwischenschicht MgF₂ d = 75 nm (Interferenzfarbe im UV}

12) Ag 16 nm verspiegeln

13) Kopierschritt 4) MM-Positiv "Tieflinien dunkelblau"

14) Abtragen und Ablösen

15) AG 16 nm verspiegeln

16) Kopierschritt 4} MM-Positiv "Seen und Flüsse"

17) Abtragen und Ablösen

18) MgF₂-Interferenzschicht "blau" bedampfen und Ag 16 nm verspiegeln

19) Kopierschritt 5) MM-Positiv "Seen, Flüsse und Straßen" 20} Abtragen und Ablösen Photolack

21) Schutzschicht aufdampfen

22) Chrom verspiegeln (Cr-Maske schwarz)

2S) Kopierschritt 6} MM-Positiv "schwarze Beschriftung, Bebauung usw."

24) Abtragen der ungeschützten Cr-Schicht

25) Ablösen des Photolacks

26) Schutzschicht aufbringen.

Die Erfindung wurde anhand der Erstellung von Mikrostrukturen erläutert. Das Verfahren nach der Erfindung ist aber auch auf die mehrfarbige Darstellung makroskopischer Zeichen unmittelbar anwendbar.

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Es wurden von Originalfarbauszügen (600 χ 600 mm) im Maßstab 1 : 50 000 Mikrolandkarten im Maßstab 1 : 10 000 000 auf einer GröJBe von 3x3 mm hergestellt. Der gesamte Informationsgehalt einer Karte 1 : 50 000, die eine ungeheure Zahl von Bits enthält, ist also auf 9 mm² untergebracht. Dies bedeutet, daß eine Karte der Bundesrepublik Deutschland im gleichen Maßstabsverhältnis auf einer Glasplatte von 100 χ 100 nun in Mikrodarstellung wiedergebbar ist, wobei alle Einzelheiten der Karte mit der Genauigkeit einer Karte von .1 : 50 000 dargestellt sind.

Die einzelnen Verfahrensschritte zum Kopieren bzw. Abtragen und Aufdampfen sind dem Fachmann insbesondere aus der Fotolithographie und der Hochvakuumaufdampftechnik hinreichend bekannt und deshalb in der vorliegenden Anmeldung nicht im Detail beschrieben.

τ Patentansprüche -

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Claims (19)

P atentansprüche

1. Aufzeichnungsträger, insbesondere Mikrobildträger, zur Wiedergabe von Mustern mit hohem Auflösungsvermögen, vorzugsweise zur Aufzeichnung großer Informationsmengen, wie z.B. mehrfarbiger Landkarten in Mikroverkleinerung, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster mehrfarbig aus mindestens zwei als Interferenzfilter für zwei unterschiedliche Wellenlängenbereiche des sichtbaren Lichtes wirkende Schichten aus absorptionsfreiem anorganischen Material gebildet ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers mit Mustern hohen Aufzeichnungsvermögens, insbesondere zur Herstellung von Mikrobildern gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger zunächst ganzflächig eine Spiegelschicht bzw. eine hochbrechende Teilschicht unstruktuiert aufgebracht und anschließend nach Beschichtung mit Fotolack, einer Belichtung des Fotolacks unter Verwendung einer (Mikro-)maske, einer Entwicklung und einer Abtragung der Spiegelschicht an den nichtbelichteten Stellen strukturiert wird, daß eine zur Bildung eines Interferenzfilters geeignete Absta.ndsschicht aus absorptionsfreien, anorganischen Material unstrukturiert über die ganze Fläche in gleichmäßiger Dicke aufgebracht wird und daß mindestens eine weitere Farbschicht durch Wiederholen vorgenannter Verfahrensschritte (Kopieren, Aufbringen einer Farbschicht usw.) aufgebracht wird, so daß eine zumindest zweifarbige Mikrostruktur entsteht, die vollständig aus anorganischen Schichten besteht, wobei die zur Herstellung der einzelnen Schichten benutzten organischen Stoffe, z.B. Fotolack, vollständig wieder entfernt werden.

ORIGINAL INSPECTED

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,-daß zumindest zur Wiedergabe der Farbtöne 13 bis 24 nach DIN 6164 (violett bis gelbgrün) eine AG-Schicht unter 50 nm Dicke angewendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Schichten ein Ionographieverfahren angewendet wirdl

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch dosiertes Abtragen der maskierten Ag-Spiegel nach Ablösen der Mikromaske verschiedene Sättigungsstufen eines Farbtones hergestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, zum Herstellen einer mehrfarbigen Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht mittels Mxkroresistmasken ganz oder teilweise abgetragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht aus Silber (Ag) definiert abgetragen wird, beispielsweise um 10 nm pro Minute.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge*- kennzeichnet, daß eine in Azeton oder einem anderen organischen Lösungsmittel leicht lösliche Resistmaske (Mikromaske) verwendet wird, die nach der Abtragung der Spiegelschicht löslich bleibt.

9. Verfahren zur Herstellung von mehrfarbigen Mustern nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung erheblich dickerer (etwa 10 mal) und nur unter hoher Beanspruchung und plasmachemischer Veränderung der Resistmaske abtragbare Abstandsschichten aus MgF₂, SIO₂, ThF, SiO, Ta₃O₅,

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Fe-CU oder anderen Oxiden, Fluoriden und/oder Sulfiden, welche über die ganze Substratoberfläche aufgedampft werden und dort verbleiben, so daß in Bereichen, wo die Spiegelschichten abgetragen sind,die Abstandsschicht unbunt· und in Bereichen mit angrenzenden Spiegelschichten farbig erscheinen, wobei der Farbton durch die Dicke der Abstandsschicht und die Sättigung durch das Reflexionsvermögen der Spiegel bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinander vorzusehende Farbtöne dadurch erzeugt werden, daß zwei Schichten unterschiedlicher Dicke (Farbschichten) im einen Bereich ohne Zwischenschicht aufeinander angeordnet und, die Unter- oder Oberseite der kombinierten Schichten durch zwei Spiegel eingefaßt werden, im benachbarten Bereich jedoch durch einen dritten Spiegel voneinander getrennt werden. . -

11. Verfahren nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, daß das vorgenannte Verfahren entsprechend oft wiederholt wird, um einen gewünschten Farbton gleichzeitig mit angrenzenden anderen Farbtönen durch muliplikative Mischung dieser Farbtöne herzustellen.

12. Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbigen Struktur, nach einem der Ansprüche 2 bis 11 _r dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Abstandsschichten übereinander hergestellt werden und die Spiegel nach jeder der mit passender Dicke der Abstandsschichten mit verschiedenen Mikromasken struktuiert und abgetragen werden, so daß pro Abstandsschicht ein unterschiedlicher Farbton erzeugt wird, z.B. blau (Farbton 17 nach DIN 6164), grün (Farbton 22), rot (Farbton 8).

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13. Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbigen Struktur, nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschichten in verschiedenen Ebenen überlappend erzeugt werden zur Erzeugung multiplikativer (subrahiver) Farbmischungen, wobei pro Kopierschritt jeweils in einem zunächst unbunten Bereich ein Farbton und im Bereich eines vorher hergestellten Farbtones eine neue Mischfarbe hergestellt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, gekennzeichnet durch die Verwendung eines durchsichtigen Trägermaterials, vorzugsweise aus Glas oder Quarzglas oder einen undurchsichtigen Träger mit spiegelnder Oberfläche.

15. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 2 bis 14,auf das Erzeugen fluorreszierender Leuchtfarben, wobei als Abstandsf arbschichten Stoffe wie MgF„, ZuS u.a. verwendet werden, welche das einfallende UV-Licht in sichtbare Lichtstrahlung umwandeln und dieses sichtbare Licht allein oder zusätzlich emmitieren.

16. Anwendung eines Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1 bzw. eines gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4 hergestellten Aufzeichnungsträgers in optoelektronischen Geräten als Datenfestwertspeicher oder dergleichen.

17. Anwendung eines Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1 als Maßstab-Teilung oder als Strichplatte in optischen Geräten.

18. Anwendung eines Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1 als Mikro-Landkarte in Navigationsgeräten oder zur Verkehrs-Steuerung.

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19. Anwendung eines Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1 als Vorlage in einem sogenannten Display, wobei die Vorlage mit optischen Mitteln vergrößert dargestellt wird*

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