HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf die Technik optischer
Information und spezieller auf eine Verbesserung
bezüglich optischer Informationsaufnahmemedien wie digitaler
Audioplatten, optischer Videoplatten, CD-Videoplatten
und Speicherplatten für Computer, wie CD-ROM, CD-I und
dergleichen.
Beschreibung des Standes der Technik
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Bekannte optische Informationsaufnahmemedien weisen
eine Anordnung auf, welche ein Harzsubstrat umfaßt,
welches vorzugsweise optisch transparent ist. Das Substrat
wird mit Informationssignalen in der Form von Grübchen
direkt darauf oder durch eine gehärtete Lackschicht auf
zumindest einer Seite des Substrats codiert. Das
codierte Substrat wird nachfolgend auf der zumindest einen
Seite mit einer dünnen Reflexionsschicht aus z.B.
Aluminium bedeckt. Diese Schicht weist üblicherweise eine
Dicke von 50 bis 100 nm auf. Die Reflexionsdünnschicht
wird dann mit einer Schutzharzschicht mit einer Dicke
von näherungsweise 6 Mikrometern bedeckt. In
praktischen Anwendungen wird eine Druck- oder Tintenschicht
weiter auf der schützenden Harzschicht gebildet.
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Jedoch sind diese bekannten Informationsaufnahmemedien
oder Platten nachteilig dadurch, daß sich, wenn sie
unter relativ strenge Bedingungen hoher Temperatur und
hoher
Feuchtigkeit gesetzt werden, oder ihnen ermöglicht
wird, über einen langen Zeitraum zu stehen, der
Reflexionsdünnfilm, der aus Al hergestellt ist, zersetzt, so
daß das Reflexionsvermögen graduell abnimmt. Dies kann
schließlich Durchtritt von Licht oder einem Laserstrahl
hervorrufen, was es schwierig macht, das
Informationssignal zuverlässig auszulesen. In einem ungünstigsten
Fall kann das Medium weiterer Benutzung nicht
standhalten.
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Der obige Nachteil kann ausgeprägter werden, wenn das
Medium gefärbt ist, wie es in bestimmten Fällen
erforderlich ist. Für die Färbung des Mediums ist es üblich,
sowohl das Substrat als auch die Schutzschicht zu
färben. Für diese Zwecke werden Farbstoffe
Zusammensetzungen für das Substrat und die Schutzschicht zugesetzt.
Derartige Zusammensetzungen umfassen im allgemeinen
neben Startharzen und Farbstoffen Dispersionsmittel,
welche die gute Dispersion der Farbstoffe in der
Harzmatrix erlauben. Derartige Dispersionsmittel werden die
Reflexionsdünnschicht nachteilig beeinflussen, was
dadurch der Schicht erleichtert, sich zu zersetzen. Dies
wird als der Grund betrachtet, daß, wenn der Al-Film
den Farbstoff oder andere Zusätze in dem Substrat und
der Schutzschicht berührt, er anfälliger darauf ist, zu
korrodieren.
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Die EP-A-64 777 offenbart ein Aufnahmemedium des
gleichen Aufbaus wie oben mit einem reflektiven Film, der
aus einer Cu-Al-Legierung hergestellt ist, die aus
zumindest 40 Atomprozent Al besteht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist demgemäß ein Ziel der Erfindung, ein optisches
Informationssignalaufnahmemedium zu schaffen, in
welchem Informationssignale als Grübchen aufgenommen
worden
sind und optisch durch Bestrahlung eines
Laserstrahls ausgelesen werden können, und welches resistent
gegen gravierende Umgebungsbedingungen ist.
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Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein optisches
Informationssignalaufnahmemedium zu schaffen, welches
beständiger als bekannte ähnliche Medien ist, die einen
Reflexionsdünnfilm verwenden, der aus Aluminium
hergestellt ist.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein optisches
Informationssignalaufnahmemedium zu schaffen, von
welchem nicht wahrscheinlich ist, daß es sich zersetzt,
wenn das Medium gefärbt wird.
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Das optische Informationssignalaufnahmemedium der
Erfindung umfaßt ein Harzsubstrat mit auf zumindest einer
Seite davon codierten Informationssignalen darauf,
einem Reflexionsdünnfilm, der auf der zumindest einen
Seite gebildet ist und einer Schutzschicht, die auf dem
Reflexionsdünnfilm gebildet ist. Das optische
Informationssignalaufnahmemedium der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflexionsdünnfilm aus einer
Cu-Legierung hergestellt ist, die aus entweder einer
Cu-Ni-Legierung, die im wesentlichen aus von 3 bis 22
Atomprozent Ni und dem Rest Cu besteht, oder einer
Cu-Al-Legierung ausgewählt ist, die im wesentlichen aus
von 20 bis 30 Atomprozent Al und dem Rest Cu besteht.
Vorzugsweise beträgt bei der Cu-Ni-Legierung der Gehalt
an Ni ab 4 bis 6 Atomprozent. In diesem Fall kann Al
weiter in einer Menge von bis zu 9 Atomprozent zugefügt
werden. Vernünftigerweise kann weiter eine
Tintenschicht zum Drucken auf der Schutzschicht gebildet
sein. Darüber hinaus kann, falls erforderlich,
Information auf der anderen Seite des Substrates vorgesehen
sein, auf welcher ein Reflexionsdünnfilm, eine
Schutzschicht und eine Tintenschicht ähnlich zu dem obigen
Ausführungsbeispiel gebildet sein können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die einzige Figur ist eine schematische Seitenansicht
eines optischen Informationssignalaufnahmemediums gemäß
der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nun auf die begleitende Zeichnung Bezug nehmend, ist
dort im allgemeinen eine Aufnahmeplatte R gezeigt,
welche ein Harzsubstrat 1 mit Informationssignalen auf
einer oberen Seite davon, wie in der Figur gesehen,
umfaßt. Auf der oberen Seite des Substrates 1 sind ein
dünner Reflexionsfilm 2 einer Cu-Legierung, eine
Schutzharzschicht 3 und eine Druckschicht 4 in dieser
Reihenfolge gebildet. In der Mitte der Scheibe R ist ein Loch
5 zum Einsetzen der Platte in Position gebildet, wenn
sie auf einer geeigneten optischen
Informationswiedergabevorrichtung wiedergegeben wird. In dieser Anordnung
wird ein Laserstrahl zur Wiedergabe der
Informationssignale von der Seite des Harzsubstrates her wie durch
Pfeil gezeigt eingestrahlt. In diesem
Ausführungsbeispiel werden die Informationssignale als auf einer
Seite des Substrats gebildet veranschaulicht, aber sie
können auf gegenüberliegenden Seiten des Substrates
gebildet sein. In diesem Fall sollten der Reflexionsdünnfilm
2 und die Schutzharzschicht 3 auch in dieser
Reihenfolge auf der anderen Seite gebildet sein. Der Aufbau der
in der Figur gezeigten Platte ist per se bekannt. Das
Substrat 1, die Schutzharzschicht 3 und die
Druckschicht 4 werden zuerst kurz beschrieben.
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Das Substrat 1 ist aus einem Harz hergestellt, welches
vorzugsweise optisch transparent sein sollte. Beispiele
des für den Zweck der Erfindung geeigneten Harzes
umfassen
Polycarbonat-Harze, Polymethyl-Methacrylat-Harze,
Polyvinylchlorid-Harze, modifizierte Polycarbonat-Harze
und dergleichen. Das Substrat 1 ist in der Figur als
eine Scheibe veranschaulicht, kann aber jedwede andere
Form, wie eine rechteckige Karte annehmen, falls
gewünscht. Das Substrat 1 kann in einer Dicke gebildet
sein, die hinreichend ist, um gute mechanische Stärke
vorzusehen oder sollte eine definierte Dicke haben,
falls für beabsichtigte Medien Standards vorgesehen
worden sind. Falls gewünscht, kann das Substrat 1 aus
einer gefärbten Harzzusammensetzung hergestellt werden.
Für diesen Zweck werden ein vorgesehener Farbstoff oder
Farbstoffe zu einem Polymerharz zugegeben, der oben
angegeben ist, und zwar in einer zum Erhalten einer
gewünschten Farbe geeigneten Menge. Einleuchtenderweise
können Zusätze wie Dispersionsmittel, oberflächenaktive
Agentien und dergleichen weiter hinzugefügt werden, um
die Dispersion der Farbstoffe zu erleichtern.
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Die Schutzschicht 3, die auf dem Reflexionsdünnfilm 2
gebildet ist, wird üblicherweise aus einem gehärteten
Produkt eines UV-härtbaren Harzes hergestellt.
Beispiele von UV-härtbaren Harzen umfassen Epoxyd-modifizierte
acrylische Copolymere, welche in der Technik bekannt
sind. Zum Sicherstellen des Schutzes des Mediums wird
die Schicht 3 im allgemeinen in einer Dicke von ab 4
bis zu 10 Mikrometern gebildet. Wenn das Substrat
gefärbt ist, sollte diese Schicht 3 auch in der gleichen
Farbe wie das Substrat durch die Verwendung von
Farbstoffen und anderen Zusätzen gefärbt sein.
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In praktischen Anwendungen wird eine Druckschicht 4
weiter auf der Schutzschicht gebildet, ist aber nicht in
der Praxis der Erfindung essentiell. Die Druckschicht
wird gebildet, um notwendige Informationen für
Aufnahmemedien vorzusehen.
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Reflexionsdünnfilm 2, der zwischen dem Substrat
1 und der Schutzschicht 3 vorgesehen ist, aus einem
spezifischen Typus von Legierung hergestellt ist, welche
in hohem Maße gegen Bedingungen hoher Temperatur und
hoher Feuchte und gegen Chemikalien resistent ist,
welche verwendet werden, wenn das Substrat und die
Schutzschicht gefärbt werden. Demgemäß ist das resultierende
Aufnahmemedium über einen langen Zeitraum beständig und
zuverlässig und wird kaum nachteilig aufgrund der
Zersetzung des Reflexionsfilmes beeinflußt. Spezifischer
wird der Reflexionsdünnfilm 2 aus einer Cu-Legierung
mit einem Hauptteil an Cu hergestellt. Die
Cu-Legierung, die in der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
ist entweder eine Cu-Ni-Legierung, die im wesentlichen
aus ab 3 bis zu 22 Atomprozent Ni und dem Rest Cu
besteht, oder eine Cu-Al-Legierung, die im wesentlichen
aus ab 20 bis 30 Atomprozent Al und dem Rest Cu
besteht. Vorzugsweise sollte die Cu-Ni-Legierung im
wesentlichen aus ab 4 bis zu 6 Atomprozent Ni und dem
Rest Cu mit oder ohne weiterem Zusatz von Al in einer
Menge von ab 0 bis zu 9 Atomprozent bestehen.
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Mit der Cu-Ni-Legierung wird, wenn der Ni-Gehalt größer
als 22 Atomprozent ist, das Reflexionsvermögen dürftig.
Im Gegensatz neigen, wenn der Gehalt kleiner als 3
Atomprozent wird, charakteristische Eigenschaften des
Mediums unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher
Feuchte dazu, verschlechtert zu werden. Deshalb liegt
der Atomprozentbereich für Ni in dem Bereich von ab 3
bis 22 Atomprozent. Für die Cu-Al-Legierungen werden,
wenn der Gehalt an Al 30 Atomprozent überschreitet,
charakteristische Eigenschaften des Mediums unter
Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchte dürftig.
Bei weniger als 20 Atomprozent wird die Helligkeit der
Farbe verringert, wenn ein gefärbtes Medium unter
Zuständen hoher Temperatur und hoher Feuchte über einen
relativ langen Zeitraum angeordnet wird. So liegt der
Gehalt von Aluminium in dem Bereich von ab 20 bis 30
Atomprozent in der Legierung.
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Bei bevorzugten Legierungen von Ni-Al-Cu neigen, wenn
der Al-Gehalt größer als 9 Atomprozent und der
Ni-Gehalt größer als 4 Atomprozent ist, charakteristische
Eigenschaften des Mediums dazu, sich zu mäßigen, obwohl
dies in praktischen Anwendungen wenig Probleme mit sich
bringt. Über 6 Atomprozent des Ni-Gehaltes neigt das
Reflexionsvermögen dazu, sich zu erniedrigen. Demgemäß
liegt in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Ni-Gehalt im Bereich von 4 bis 6 Atomprozent und der
Al-Gehalt liegt in dem Bereich von bis zu 9
Atomprozent.
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Die Herstellung des optischen
Informationsaufnahmemediums ist nicht spezifisch und das Medium kann gemäß
irgendwelchen bekannten Techniken hergestellt werden. Zum
Beispiel kann der Cu-Legierungs-Reflexionsdünnfilm
durch Sputtern oder Vacuumverdampfung in einer Dicke
von mehreren zehn nm gebildet werden.
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Die vorliegende Erfindung wird spezifischer
beispielsweise beschrieben.
Beispiel
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Optische Informationsaufnahmemedien des in der Figur
gezeigten Typus wurden hergestellt, indem auf einem 1,2
mm dicken gefärbten Polycarbonatsubstrat 1 mit
Informationssignalen auf einer Seite davon ein 50 bis 100 nm
dicker Reflexionsdünnfilm 2, eine 6 Mikrometer dicke
gefärbte Schutzschicht 3, die aus gehärtetem
Epoxyd-modifiziertem Acrylharz hergestellt ist, und eine
Druckschicht 4 gebildet wurden. Der Reflexionsdünnfilm 2
wurde gebildet, indem Al zum Vergleich und Cu-Legierungen
der Erfindung einschließlich Cu-Ni-Legierungen, Cu-Al-
Legierungen und Cu-Ni-Al-Legierungen, jede in einem
breiten Zusammensetzungsbereich verwendet wurden.
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Die resultierenden Medien wurden jeweils Messungen des
Reflexionsvermögens, Variationen bezüglich der
Signalcharakteristik und Variation bezüglich der Farbe und
Helligkeit nach einem Belastungstest A und einer
Variation bezüglich der Signalcharakteristik nach einem
Belastungstest B unterzogen.
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Der Belastungstest A wurde wie folgt bewirkt: einer
Scheibenprobe wurde erlaubt, unter Bedingungen einer
Temperatur von 60ºC und einer relativen Feuchte von 90
% für 96 Stunden zu stehen, wonach sie der Messung
einer Variation einer Signalcharakteristik durch ein
Halbleiter-IR-Lasersystem, worin ein Signal von 780 nm
aufgenommen und wiedergegeben wurde, und auch Messung
von Farbe und Helligkeit vermittels eines Chromameters
unterworfen wurde. Die Werte von Farbe und Helligkeit,
die gemessen wurden, waren jene von a* (grün bis rot),
b* (blau bis gelb) und L* (Helligkeit) in dem
colorimetrischen L*, a* und b* System. Die Variationen der
Werte von a* und b* waren im wesentlichen der Variation
von L* proportional, so daß die Variation der Farbe und
Helligkeit als eine Differenz von L* ausgedrückt wurde,
d.h. Δ L*.
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Der Belastungstest B wurde wie folgt bewirkt einer
Scheibenprobe wurde erlaubt, unter Bedingungen einer
Temperatur von 60ºC und einer relativen Feuchte von
90 % für 10.000 Stunden zu stehen, wonach eine
Variation einer Signalcharakteristik gemessen wurde.
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Das Reflexionsvermögen, Variationen bezüglich der
Signalcharakteristik und der Helligkeit nach dem
Belastungstest A und Variation bezüglich der
Signalcharakteristik
nach dem Belastungstest B sind in der folgenden
Tabelle für die jeweiligen Proben gezeigt:
TABELLE
Reflexionsvermögen (%) (bei 780 nm, Spiegeloberfläche)
Variation bezüglich der Signalcharakteristik nach Belastungstest
Aluminium:
Legierung
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Die Werte für x&sub1; bis x&sub4; sind in Atomprozent angegeben.
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Die Standarde für die Beurteilung dieser
Charakteristiken sind wie folgt:
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Das Reflexionsvermögen wurde als "O" beurteilt, wenn es
70 % betrug oder darüber lag, als "X" unter 70 %.
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Die Variation der Signalcharakteristik wurde als "O"
beurteilt, wenn sie innerhalb eines
Spezifikationsgrenzwertes lag, als "Δ", wenn sie außerhalb eines
Spezifikationsgrenzwertes lag, aber wiederzugeben war, und als
"X", wenn das Signal nicht wiederzugeben war.
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Die Variation bezüglich der Farbe und Helligkeit wurde
als "O" beurteilt, wenn ΔL* < 3 war, als "Δ" wenn 3 < AL* ≤
20 und als "X" wenn 20 < Δ L*.
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Wie aus den obigen Resultaten ersichtlich sein wird,
sind die Scheibenprobe, die einen Al-Reflexionsdünnfilm
verwendet, gut mit Bezug auf das Reflexionsvermögen und
die Farbe und Helligkeit nach dem Belastungstest A,
aber dürftig bezüglich der Signalcharakteristik.
Insbesondere nach dem Belastungstest B war die Wiedergabe
nicht möglich.
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Mit Cu-Ni-Legierungen werden gute Resultate erhalten,
wenn der Nickelgehalt in dem Bereich von ab 3 bis 22
Atomprozent liegt. Wenn der Gehalt über 22 Atomprozent
liegt, wird das Reflexionsvermögen dürftig. Auf der
anderen Seite wird, wenn der Gehalt an Ni unter 3
Atomprozent liegt, die Variation nach dem Belastungstest B
negativ beeinflußt.
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Mit Cu-Al-Legierungen werden gute Resultate erhalten,
wenn der Aluminiumgehalt in dem Bereich von ab 20 bis
30 % liegt. Außerhalb dieses Bereiches ist die
Variation der Signalcharakteristik nach dem Belastungstest B
niedriger, wenn der Gehalt an Al über 30 Atomprozent
liegt. Bei Gehalten kleiner als 20 Atomprozent werden
die Farbe und Helligkeit nach dem Belastungstest A
dürftig.
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Mit Cu-Ni-Al-Legierungen werden, wenn der Nickelgehalt
in dem Bereich von ab 4 bis zu 6 Atomprozent und der
Aluminiumgehalt in dem Bereich von bis zu 9 Atomprozent
liegt, gute Resultate erhalten. Außerhalb der obigen
Bereiche können Probleme bezüglich des
Reflexionsvermögens und der Variation nach dem Belastungstest B
involviert werden.
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Die Cu-Legierungen mit Ni und/oder Al sind hierin oben
beschrieben worden. Kupferlegierungen, die andere
Elemente wie Mn, Fe und/oder Si zusätzlich zu Ni und/oder
Al enthalten, können in der Anwendung der Erfindung
verwendbar sein und derartige Legierungen können
Al-Bronze, Waffenbronze und CA-1 umfassen (eine Legierung, die
aus 2 bis 6 Atom-% Ni, 3 bis 6 Atom-% Al, 0,6 bis 1,0
Atom-% Si und dem Rest Kupfer hergestellt ist).