EP1714279A2 - Verfahren zum beschichten eines optischen datenträgers sowie ein beschichteter optischer datenträger - Google Patents
Verfahren zum beschichten eines optischen datenträgers sowie ein beschichteter optischer datenträgerInfo
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- EP1714279A2 EP1714279A2 EP05715332A EP05715332A EP1714279A2 EP 1714279 A2 EP1714279 A2 EP 1714279A2 EP 05715332 A EP05715332 A EP 05715332A EP 05715332 A EP05715332 A EP 05715332A EP 1714279 A2 EP1714279 A2 EP 1714279A2
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- G11B7/2548—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of protective topcoat layers consisting essentially of inorganic materials
Definitions
- the invention relates to a method for coating an optical data carrier.
- the invention relates to a method in which an additional layer is applied as a transparent barrier layer or as an at least partially reflective reflection layer to at least one substrate layer of the data carrier.
- the invention also relates to an optical data carrier coated with an additional layer acting as a barrier layer or as an at least partially reflective reflection layer.
- optical data carriers information, images, music and / or video films are stored and reproduced.
- the optical data carriers are designed as a compact disc (CD), as a super audio CD (SACD) or as a digital versatile disc (DVD).
- CD compact disc
- SACD super audio CD
- DVD digital versatile disc
- the invention is not restricted to this type of optical data carrier; other data formats can also be conveyed using the optical data carriers.
- the known optical data carriers consist of circular disks which have at least one substrate layer and at least one at least partially reflective reflection layer.
- Thermoplastic materials are used for the substrate, mostly polycarbonate.
- polyolefin can also be used as the substrate, but this is more expensive.
- Silver is generally used for the reflective layer.
- the substrate layers are produced by injection molding technology, the data structure of the data tracks and possibly the lands and pits being impressed by predetermined injection molds.
- injection molding technology With injection molding technology, the curing time of the injection molding material is a decisive criterion for the efficiency of the entire manufacturing process.
- the reflection layer made of silver is sputtered onto the corresponding substrate layer by means of a low-pressure plasma coating.
- the vacuum or vacuum technology required for this is on the one hand complex, and on the other hand the sputtering process is a time-consuming measure that reduces the efficiency of the manufacturing process.
- the silver used is a significant cost factor.
- the finished optical data media must have a high level of shape stability, in particular the disks must maintain their flat, flat shape. If the data carriers bend, there may be technical problems in the playback devices.
- SACD Hybrid Super Audio CD
- Both substrate layers have a surface which has a data structure and which is provided with an at least partially reflective reflection layer. In contrast, the other surface of each substrate layer is not coated.
- the two substrate layers After the two substrate layers have been produced separately with reflection layers, these are connected to one another in such a way that both substrate layers are aligned with respect to the reflection layer.
- the reflection layers and the substrate layers alternate.
- a first substrate layer is thus provided on one side with the reflection layer and connected on the other side with the reflection layer of the second substrate layer.
- the side of the second substrate layer arranged opposite the reflection layer is not coated.
- both substrate layers can attract water to different extents. This causes the Hybrid SACD to bend and become unusable. This effect is further enhanced in the prior art applied layer prevented, which is produced in a complex manner with a low pressure coating process. It is also possible to apply a layer of lacquer.
- the disadvantage here is the poor connection of the paint to the substrate layer due to surface effects, so that there may be signs of detachment during use.
- polyolefins are non-polar and therefore only absorb extremely small amounts of water. Therefore, even without a barrier layer, the second substrate layer does not swell and therefore does not deflect the pane.
- a major disadvantage of using polyolefins is the high cost and the longer processing time in the production compared to polycarbonate.
- the present invention is therefore based on the technical problem of designing and developing the method for coating an optical data carrier such that the production of the optical data carriers can be carried out more efficiently.
- the technical problem also concerns optical data carriers that are manufactured more efficiently.
- a plasma jet is generated by passing a working gas through an excitation zone, into which a precursor material is fed into the plasma jet separately from the working gas. Due to the energy acting on the precursor material in the plasma jet, the molecules are fragmented and energetically excited, so that after these reactive intermediates have been deposited on the surface of the substrate, a new polymer-like layer can be formed by creating new chemical bonds.
- the plasma jet is advantageously generated under atmospheric pressure and has a low temperature. Because the plasma jet itself for one
- Precursor materials that are only stable at temperatures up to 200 ° C or less.
- Hexamethyldisiloxane is preferably used as the precursor material and SiO x is deposited as the reaction product, where x is in the range from 1 to 3, preferably in the range from 1.5 to 2.5.
- the deposited layer has good optical transparency so that it can be used advantageously in optical data carriers as a barrier layer, for example against the ingress of moisture, or as a protective layer, for example for protection against scratching.
- the function of the protective layer can be seen above all in preventing warping of the substrate of the optical data carrier. Because a warping of the data carrier would lead to an unusability from a certain degree of warping. Whether the protective layer as a barrier layer prevents warping by reducing the absorption of moisture in order to reduce or completely prevent the above-described swelling of the additional layer, or whether the barrier layer also or above all by mechanical forces regardless of the degree of moisture of the additional layer Success achieved can remain open. In any case, the additional layer according to the invention brings about increased stability of the optical data carrier.
- layers are highly hydrophilic antifog layers, which prevent the packaging films from fogging from the inside; Layers with extremely low surface tension, which are highly water-repellent and can have a so-called "easy to clean" effect; layers on metals that have an anti-corrosive effect and can also improve adhesion; and conductive layers that prevent static charging of surfaces.
- precursor materials are tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane.
- silanes and siloxanes can be used that are liquid at room temperature and can be evaporated without decomposition.
- the additional layer is at least partially optically transparent and can therefore be arranged in the optical path of the laser beam during the reading and / or writing process.
- the additional layer can be deposited on the substrate layer as a reflection layer.
- the optical properties of the deposited material are adjusted such that, for example, the additional layer has a refractive index that is different from the refractive index of the substrate material.
- the additional layer can thus be used as an at least partially reflective layer which avoids the conventional silver layer. This is associated with great cost savings since both the low-pressure technology and the expensive material are avoided.
- the method according to the invention can be used instead of the low-pressure coating with silver.
- the atmospheric plasma coating considerably reduces the technical effort.
- the expensive silver can be replaced by another inexpensive metal.
- energy is supplied for post-treatment of the additional layer with the aid of a second atmospheric plasma jet. Therefore, the advantages of atmospheric plasma coating and surface treatment using an intense atmospheric plasma jet are combined.
- a hybrid super audio CD (hybrid SACD) is coated as an optical data carrier with two substrate layers each having an at least partially reflective reflection layer.
- the second side of one of the two substrate layers facing away from the reflection layer is coated with the additional layer.
- This is preferably used for substrate layers made of polycarbonate, so that the additional layer can be used as a barrier layer against the penetration of moisture.
- Fig. 3 is a perspective view of a hybrid Super Audio CD with two substrate layers and two reflection layers and
- Fig. 4 in cross section a part of a hybrid Super Audio CD with and without the additional layer according to the invention.
- 1 to 3 show optical data carriers known from the prior art.
- the CD has a transparent substrate layer 2, on the surface of which groove-shaped depressions 4 are made.
- the information (pits and lands) is embossed in the depressions 4 by a surface structure of the bottom of the groove.
- the surface of the substrate layer 2 is provided with a very thin reflection layer 6, which is shown only as a line in FIG. 1.
- An additional protective layer 8 is provided above the reflection layer 6, on which a label 10 is finally applied.
- FIG. 2 shows a cross section through a two-layer DVD with two substrate layers 2 and 3, in the mutually facing surfaces of which groove-shaped depressions 4 and 5 are made.
- the surfaces are provided with very thin reflection layers 6 and 7 shown only as a line in FIG. 1. This will send a laser beam to the Reflection layers 6 and 7 are reflected, so that the information contained in the pits and lands of both information layers can be read out by changes in the reflected intensity of the laser beam.
- the surfaces having the groove-shaped depressions are connected to one another by a spacer layer 12.
- hybrid SACD has two information layers with different data formats. These are a first information layer that can be read with a CD reader (CD layer) and a second information layer with a higher data density (HD layer).
- a first substrate layer 2 is provided on the upper surface with groove-shaped depressions (not shown in detail) which has the information in high data density (HD layer).
- This surface has a partially reflective coating that is transparent to light with a wavelength of 780 nm, but is reflective to light with a wavelength of 650 nm.
- an adhesive spacer layer 12 which is connected to a second substrate layer 3, the upper surface of which in turn has the groove-shaped depressions with the data in the CD format.
- This surface is also provided with a reflective coating.
- a protective layer 14 with a sticker or imprint is provided at the top.
- FIG. 3 An asymmetry results from the structure shown in FIG. 3 in comparison, for example, with that in FIG. 2 shown structure. If a moisture-attracting material is used for the lower substrate layer 2, then over time the substrate layers 2 and 3 swell unevenly and, associated therewith, a change in shape which leads to the data carrier being unusable. The process of the uneven penetration of moisture is illustrated in FIG. 4 in the right half of the hybrid SACD shown.
- the upper protective layer 14 prevents water from penetrating into the upper substrate layer 3.
- the underside of the substrate layer 2 is open to the ambient air, so that water can penetrate.
- FIG. 4 An example of this is shown in FIG. 4 in the left half of the hybrid SACD shown.
- the two substrate layers 2 and 3 are made of polycarbonate and the additional layer 16 has SiO x , which has been deposited on the surface by means of an atmospheric plasma jet from the precursor material hexamethyldisiloxane by the process according to the invention.
- the parameter x is in the range from 1 to 3, preferably in the range from 1.5 to 2.5.
- the additional layer made of SiO x (glass) can actually also be referred to as an organosilicon layer, since SiO x generally contains about 1% carbon. In any case, the layer has transparent optical properties. Thus, despite the additional layer 16, it is possible to use the hybrid 4 to be read from below using a laser beam.
- optical data carrier Another example of an optical data carrier according to the invention is that the at least one substrate layer 2 or 3 is coated with an at least partially reflective additional layer.
- This additional layer can serve, for example, as a protective layer 8 in FIG. 1 or as a spacer layer 12 in FIG. 2 or FIG. 3. If the material applied by the plasma deposition has a refractive index which deviates from the refractive index of the substrate material to such an extent that there is sufficient reflection at the boundary layer between the two layers, then the reflective metal layer made of silver known from the prior art can be omitted ,
- the additional layer may have a metal.
- the additional layer replaces the reflective layer made of silver and the protective layers or spacing layers previously provided are still provided in the layer structure of the optical data carrier.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Datenträgers, wobei der Datenträger mindestens eine Substratschicht und mindestens eine Reflexionsschicht aufweist, bei dem aus einem Arbeitsgas mit Hilfe einer atmosphärischen Plasmaentladung ein Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem ein Precursormaterial dem Arbeitsgas oder dem Plasmastrahl zugeführt und im Plasmastrahl zur Reaktion gebracht wird und bei dem das aus dem Precursormaterial entstehende Reaktionsprodukt auf der mindestens einen Substratschicht als Zusatzschicht abgeschieden wird. Die Zusatzschicht kann einerseits als Schutzschicht oder Barriereschicht dienen. Andererseits kann die Zusatzschicht eine reflektive Schicht im Aufbau des optischen Datenträgers dienen. Die Erfindung betrifft auch einen optischen Datenträger mit einer durch atmosphärische Plasmabeschichtung hergestellten Zusatzschicht.
Description
Verfahren zum Beschichten eines optischen Datenträgers sowie ein beschichteter optischer Datenträger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Datenträgers. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem eine Zusatzschicht als transparente Barriereschicht oder als zumindest teilweise reflektierende Reflexionsschicht auf mindestens eine Substratschicht des Datenträgers aufgebracht wird. Die Erfindung betrifft auch einen mit einer als Barriereschicht oder als zumindest teilweise reflektierenden Reflexionsschicht wirkenden Zusatzschicht beschichteten optischen Datenträger.
Mit Hilfe von optischen Datenträgern werden Informationen, Bilder, Musik und/oder Videofilme gespeichert und reproduziert. Insbesondere sind die optischen Datenträger als Compact Disc (CD) , als Super Audio CD (SACD) oder als Digital Versatile Disc (DVD) ausgebildet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Art der optischen Datenträger beschränkt, es können auch andere Datenformate mit den optischen Datenträgern vermittelt werden.
Die bekannten optischen Datenträger bestehen aus kreisförmigen Scheiben, die mindestens eine Substratschicht und mindestens eine mindestens teilweise reflektierende Reflexionsschicht aufweisen. Für das Substrat werden thermoplastische Kunststoffe eingesetzt, weit überwiegend dabei Polycarbonat . Daneben kann auch Polyolefin als Substrat verwendet werden, dieses ist jedoch teurer. Für die Reflexionsschicht wird in der Regel Silber verwendet.
Bei der Herstellung der optischen Datenträger müssen enge Toleranzgrenzen eingehalten werden, die durch die verschiedenen Internationalen Standards vorgegeben werden. Gleichzeitig stellen die optischen Datenträger ein Massenprodukt dar, so dass auch geringe Einsparungen bei den Herstellungskosten eine große Bedeutung haben.
Während der Herstellung werden die Substratschichten durch Spritzgusstechnik erzeugt, wobei durch vorgegebene Spritzgussformen die Datenstruktur der Datenspuren und ggf. die Lands und Pits aufgeprägt werden. Bei der Spritzgusstechnik ist insbesondere die Aushärtedauer des Spritzgussmaterials ein entscheidendes Kriterium für die Effizienz des gesamten Herstellungsverfahrens.
Die Reflexionsschicht aus Silber wird durch eine Niederdruckplasmabeschichtung auf die entsprechende Substratschicht aufgesputtert . Die dafür erforderliche Unterdruck- bzw. Vakuumtechnik ist einerseits aufwändig, andererseits stellt der Sputterprozess eine zeitaufwändige Maßnahme dar, die die Effizienz des Herstellungsverfahrens verringert. Zudem ist das verwendete Silber ein erheblicher Kostenfaktor.
Die fertigen optischen Datenträger müssen eine hohe Formstabilität aufweisen, insbesondere müssen die Scheiben ihre flache ebene Form beibehalten. Biegen sich die Datenträger durch, so kann es in den Abspielgeräten zu technischen Problemen kommen.
Die meisten optischen Datenträgern weisen einen symmterischen Aufbau auf, der an sich einem Verziehen der Form entgegenwirkt . Daher können bei symmetrisch aufgebauten Datenträgern durchaus feuchtigkeitsanziehende
Materialien wie Polycarbonat verwendet werden. Da die Feuchtigkeitsanziehung auf beiden Seiten der Scheibe gleich groß ist, gleichen sich Volumen- und Masseänderungen aus und eine außerhalb der Toleranzgrenzen liegende Durchbiegung der Scheibe wird vermieden.
Eine spezielle Form des optischen Datenträgers ist die Hybrid Super Audio CD (SACD) , die zwei Substratschichten aufweist, die übereinander angeordnet sind. Beide Substratschichten weisen eine Datenstruktur aufweisende Oberfläche auf, die mit einer zumindest teilweise reflektierenden Reflexionsschicht versehen ist. Die andere Oberfläche jeder Substratschicht ist dagegen nicht beschichtet .
Nachdem beide Substratschichten separat mit Reflexionsschichten hergestellt worden sind, werden diese so miteinander verbunden, dass beide Substratschichten bezüglich der Reflexionsschicht gleich ausgerichtet sind. In diesem asymmetrische Aufbau wechseln sich die Reflexionsschichten und die Substratschichten ab. Somit ist eine erste Substratschicht auf der einen Seite mit der Reflexionsschicht versehen und mit der anderen Seite mit der Reflexionsschicht der zweiten Substratschicht verbunden. Die der Reflexionsschicht gegenüberliegend angeordnete Seite der zweiten Substratschicht ist dagegen nicht beschichtet.
Wird bei diesem asymmetrischen Schichtaufbau ein feuchtigkeitsanziehendes Material wie Polycarbonat verwendet, dann können beide Substratschichten unterschiedlich stark Wasser anziehen. Dadurch verbiegt sich die Hybrid SACD und wird unbrauchbar. Dieser Effekt wird im Stand der Technik durch eine zusätzlich
aufgebrachte Schicht verhindert, die mit einem Niederdruck- Beschichtungsverfahren in aufwändiger Weise hergestellt wird. Ebenso ist es möglich, eine Lackschicht aufzutragen. Der Nachteil hierbei liegt in der schlechten Verbindung des Lackes mit der Substratschicht aufgrund von Oberflächeneffekten, so dass es zu Ablöseerscheinungen während es Gebrauchs kommen kann.
Im Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, die Substratschichten der Hybrid SACD aus Polyolefinen herzustellen. Polyolefine sind unpolar und nehmen daher nur extrem geringe Mengen an Wasser auf. Daher kommt es auch ohne eine Barriereschicht bei der zweiten Substratschicht nicht zu einem Aufquellen und somit auch nicht zu einem Durchbiegen der Scheibe. Ein wesentlicher Nachteil der Verwendung von Polyolefinen besteht in den hohen Kosten und in der verglichen mit Polycarbonat längeren Verarbeitungszeit bei der Herstellung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, das Verfahren zum Beschichten eines optischen Datenträgers derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Herstellung der optischen Datenträger effizienter durchgeführt werden kann. Das technische Problem betrifft ebenso effizienter hergestellte optische Datenträger.
Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch optische Datenträger mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die aus dem Stand der Technik der WO 01/32949 bekannte atmosphärische Plasmabeschichtung in vorteilhafter Weise bei der Herstellung von optischen Datenträgern eingesetzt werden kann.
Bei der atmosphärischen Plasmaerzeugung und der damit angewendeten Plasmabeschichtung wird durch Hindurchleiten eines Arbeitsgases durch eine Anregungszone ein Plasmastrahl erzeugt, in den ein Precursormaterial getrennt vom Arbeitsgas in den Plasmastrahl eingespeist wird. Durch die im Plasmastrahl auf das Precursormaterial einwirkende Energie findet eine Fragmentierung und energetische Anregung der Moleküle statt, so dass nach Ablagerung dieser reaktiven Zwischenprodukte auf der Oberfläche des Substrates durch Schaffung neuer chemischer Bindungen die Ausbildung einer polymerartigen Schicht stattfinden kann.
Der Plasmastrahl wird in vorteilhafter Weise unter Atmosphärendruck erzeugt und weist eine geringe Temperatur auf. Da der Plasmastrahl selbst für eine
Oberflächenanregung und Oberflächenvorbehandlung geeignet ist, werden zwei positive Effekte miteinander verbunden.
Die niedrige Temperatur dieses Plasmastrahls ermöglicht zudem eine effiziente Beschichtung mit
Precursormaterialien, die nur bei Temperaturen bis zu 200° C oder weniger stabil sind.
In bevorzugter Weise wird Hexamethyldisiloxan als Precursormaterial eingesetzt und als Reaktionsprodukt wird SiOx abgeschieden, wobei x im Bereich von 1 bis 3, vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt. Die abgeschiedene Schicht weist eine gute optische Transparenz
auf, so dass diese vorteilhaft bei optischen Datenträgern als Barriereschicht, bspw. gegen Eindringen von Feuchtigkeit, oder als Schutzschicht, bspw. für einen Schutz gegen Verkratzen, eingesetzt werden kann.
Die Funktion der Schutzschicht kann vor allem darin gesehen werden, ein Verziehen des Substrates des optischen Datenträgers zu verhindern. Denn ein Verziehen des Datenträgers würde ab einem bestimmten Grad des Verziehens zu einer Unbrauchbarkeit führen. Ob die Schutzschicht als Barriereschicht ein Verziehen dadurch verhindert, dass die Aufnahme von Feuchtigkeit verringert wird, um das oben beschriebene Aufquellen der Zusatzschicht zu verringern oder ganz zu verhindern, oder ob die Barriereschicht auch oder vor allem durch mechanische Kräfte unabhängig vom Feuchtigkeitsgrad der Zusatzschicht den technischen Erfolg erzielt, kann dabei offen bleiben. Jedenfalls bewirkt die erfindungsgemäße Zusatzschicht eine erhöhte Stabilität des optischen Datenträgers.
Weitere Beispiele für Schichten sind stark hydrophile Antifogschichten, die in der Verpackungsindustrie das Beschlagen der Verpackungsfolien von innen verhindern; Schichten mit extrem geringer Oberflächenspannung, die stark wasserabweisend wirken und einen sog. „easy to clean" Effekt aufweisen können; Schichten auf Metallen, die antikorrosiv wirken und zusätzlich adhäsionsverbessernd wirken können; und leitfähige Schichten, die das statische Aufladen von Oberflächen verhindern.
Als Substratmaterialien kommen neben denKunststoffen, auch Metalle, Glas und Keramik in Frage.
Weitere Beispiele an Precursormaterialien sind Tetraethoxysilan, Tetramethoxysilan, Methyltrimethoxysilan. Prinzipiell können alle Silane und Siloxane eingesetzt werden, die bei Raumtemperatur flüssig sind und sich unzersetzt verdampfen lassen.
Die Zusatzschicht ist zumindest teilweise optisch durchlässig und kann daher im optischen Weg des Laserstrahls beim Lese- und/oder beim Schreibvorgang angeordnet sein.
In einer ebenso bevorzugten Weise kann die Zusatzschicht als Reflexionsschicht auf die Substratschicht abgeschieden werden. In diesem Fall werden die optischen Eigenschaften des abgeschiedenen Materials so eingestellt, dass beispielsweise die Zusatzschicht einen Brechungsindex aufweist, der vom Brechungsindex des Substratmaterials verschieden ist. Somit kann die Zusatzschicht als zumindest teilweise reflektierende Schicht eingesetzt werden, die die herkömmliche Silberschicht vermeidet. Damit ist eine große Kostenersparnis verbunden, da sowohl die Niederdrucktechnik als auch das teure Material vermieden wird.
Ebenso ist es möglich, ein eine metallorganische Verbindung, also ein Metall enthaltendes Precursormaterial einzusetzen, bei dem als Reaktionsprodukt eine metallische oder metallorganische Zusatzschicht abgeschieden wird. Auch in diesem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren anstelle der Niederdruckbeschichtung mit Silber eingesetzt werden. Das atmosphärische Plasmabeschichten verringert den technischen Aufwand erheblich. Zudem kann das teure Silber gegen ein anderes preiswertes Metall ersetzt werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass nach dem Abscheiden der Zusatzschicht mit Hilfe eines zweiten atmosphärischen Plasmastrahls Energie für eine Nachbehandlung der Zusatzschicht zugeführt wird. Daher werden die Vorteile des atmosphärischen Plasmabeschichtens und der Oberflächenbehandlung mittels eines intensiven atmosphärischen Plasmastrahls miteinander vereint.
Bei einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als optischer Datenträger eine Hybrid Super Audio CD (Hybrid-SACD) mit zwei jeweils eine zumindest teilweise reflektierende Reflexionsschicht aufweisenden Substratschichten beschichtet. Insbesondere wird die der Reflexionsschicht abgewandte zweite Seite einer der beiden Substratschichten mit der Zusatzschicht beschichtet. Vorzugsweise wird dieses bei Substratschichten aus Polycarbonat angewendet, so dass die Zusatzschicht als Barriereschicht gegen das Eindringen von Feuchtigkeit eingesetzt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen von mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten optischen Datenträgern näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 im Querschnitt einen Teil eines optischen Datenträgers mit einer Substratschicht und einer Reflexionsschicht,
Fig. 2 im Querschnitt einen Teil eines optischen Datenträgers mit zwei Substratschichten und zwei Reflexionsschichten,
Fig. 3 in perspektivische Darstellung eine Hybrid Super Audio CD mit zwei Substratschichten und zwei Reflexionsschichten und
Fig. 4 im Querschnitt einen Teil einer Hybrid Super Audio CD mit und ohne die erfindungsgemäße Zusatzschicht .
Die Fig. 1 bis 3 zeigen aus dem Stand der Technik bekannte optische Datenträger.
Fig. 1 stellt einen Ausschnitt aus einer herkömmlichen Compact Disc (CD) dar. Die CD weist eine transparente Substratschicht 2 auf, auf deren Oberfläche rillenförmige Vertiefungen 4 eingebracht sind. In den Vertiefungen 4 sind durch eine Oberflächenstruktur des Grundes der Rille die Informationen (Pits und Lands) eingeprägt. Die Oberfläche der Substratschicht 2 ist mit einer sehr dünnen, in Fig. 1 nur als Strich dargestellten Reflexionsschicht 6 versehen. Dadurch wird ein im dargestellten Querschnitt von unten kommender Laserstrahl an der Reflexionsschicht 6 reflektiert, so dass durch Änderungen der reflektierten Intensität des Laserstrahls die in den Pits und Lands enthaltenen Informationen ausgelesen werden können. Oberhalb der Reflexionsschicht 6 ist eine zusätzliche Schutzschicht 8 vorgesehen, auf der schließlich ein Label 10 aufgebracht ist.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine zweilagige DVD mit zwei Substratschichten 2 und 3, in deren einander zugewandten Oberflächen rillenförmige Vertiefungen 4 und 5 eingebracht sind. Die Oberflächen sind mit sehr dünnen in Fig. 1 nur als Strich dargestellten Reflexionsschichten 6 und 7 versehen. Dadurch wird ein Laserstrahl an den
Reflexionsschichten 6 und 7 reflektiert, so dass durch Änderungen der reflektierten Intensität des Laserstrahls die in den Pits und Lands enthaltenen Informationen beider Informationsschichten ausgelesen werden können. Die die rillenförmigen Vertiefungen aufweisenden Oberflächen sind durch eine Abstandsschicht 12 miteinander verbunden.
Fig. 3 zeigt den Schichtaufbau einer Hybrid Super Audio CD (Hybrid SACD) . Eine Hybrid SACD weist zwei Informationsschichten mit unterschiedlichem Datenformat auf. Diese sind eine erste Informationsschicht, die mit einem CD-Lesegerät ausgelesen werden kann (CD-Schicht) , und eine zweite Informationsschicht mit einer höheren Datendichte (HD-Schicht) .
In der Darstellung der Fig. 3 sind die Schichten von unten nach oben folgender Maßen angeordnet . Eine erste Substratschicht 2 ist an der oberen Oberfläche mit rillenförmigen Vertiefungen versehen (nicht im Detail dargestellt) , die in hoher Datendichte die Informationen aufweist (HD-Schicht) . Diese Oberfläche weist eine teilweise reflektierende Beschichtung auf, die für Licht mit einer Wellenlänge von 780 nm durchlässig, für Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm aber reflektierend ist. Darauf folgt eine klebende Abstandsschicht 12, die mit einer zweiten Substratschicht 3 verbunden ist, deren obere Oberfläche wiederum die rillenförmigen Vertiefungen mit den Daten im CD-Fromat aufweist. Auch diese Oberfläche ist mit einer reflektierenden Beschichtung versehen. Als oberstes ist eine Schutzschicht 14 mit einem Aufkleber oder Aufdruck vorgesehen.
Aus dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau ergibt sich eine Asymmetrie im Vergleich beispielsweise mit dem in Fig, 2
dargestellten Aufbau. Wird für die untere Substratschicht 2 ein feuchtigkeitsanziehendes Material verwendet, dann kommt es im Laufe der Zeit zu einem ungleichen Aufquellen der Substratschichten 2 und 3 und damit verbunden zu einer Formveränderung, die zu einer Unbrauchbarkeit des Datenträgers führt. Den Vorgang des ungleichen Eindringens der Feuchtigkeit veranschaulicht Fig. 4 in der rechten Hälfte der dargestellten Hybrid SACD. Die obere Schutzschicht 14 verhindert ein Eindringen von Wasser in die obere Substratschicht 3. Dagegen ist die Unterseite der Substratschicht 2 offen gegenüber der Umgebungsluft, so dass Wasser eindringen kann.
Als Gegenmaßnahmen werden - wie oben beschrieben - im Stand der Technik Polyolefine als Substratmaterial verwendet oder eine Lackschicht auf die Unterseite einer Polycarbonatschicht aufgebracht.
Ein Beispiel dafür zeigt Fig. 4 in der linken Hälfte der dargestellten Hybrid SACD. Die beiden Substratschichten 2 und 3 sind aus Polycarbonat hergestellt und die Zusatzschicht 16 weist SiOx auf, das durch das erfindungsgemäße Verfahren auf der Oberfläche mittels eines atmosphärischen Plasmastrahls aus dem Precursermaterial Hexamethyldisiloxan abgeschieden worden ist. Der Parameter x liegt dabei im Bereich von 1 bis 3, vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 2,5.
Die Zusatzschicht aus SiOx (Glas) kann eigentlich auch als eine siliziumorganische Schicht bezeichnet werden, da SiOx in aller Regel etwa 1 % Kohlenstoff enthält. Jedenfalls weist die Schicht transparente optische Eigenschaften auf. Somit ist es trotz der Zusatzschicht 16 möglich, die Hybrid
SACD in der Fig. 4 von unten mittels eines Laserstrahls auszulesen.
Ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen optischen Datenträgers besteht darin, dass die mindestens eine Substratschicht 2 oder 3 mit einer zumindest teilweise reflektierenden Zusatzschicht beschichtet ist.
Diese Zusatzschicht kann beispielsweise als Schutzschicht 8 in Fig. 1 oder als Abstandsschicht 12 in Fig. 2 oder Fig. 3 dienen. Weist das durch die Plasmaabscheidung aufgetragene Material einen Brechungsindex auf, der von dem Brechungsindex des Substratmaterials so stark abweicht, dass es an der Grenzschicht zwischen beiden Schichten zu einer ausreichenden Reflexion kommt, dann kann die aus dem Stand der Technik bekannte reflektierende Metallschicht aus Silber weggelassen werden.
Ebenso ist es möglich, dass die Zusatzschicht ein Metall aufweist. In diesem Fall ersetzt die Zusatzschicht die Reflexionsschicht aus Silber und die bisher vorgesehenen Schutzschichten bzw. Abstandsschichten sind weiterhin im Schichtaufbau des optischen Datenträgers vorgesehen.
Claims
1. Verfahren zum Beschichten eines optischen Datenträgers, wobei der Datenträger mindestens eine Substratschicht und mindestens eine Reflexionsschicht aufweist, bei dem aus einem Arbeitsgas mit Hilfe einer atmosphärischen Plasmaentladung ein Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem ein Precursormaterial dem Arbeitsgas oder dem Plasmastrahl zugeführt und im Plasmastrahl zur Reaktion gebracht wird und bei dem das aus dem Precursormaterial entstehende Reaktionsprodukt auf der mindestens einen Substratschicht als Zusatzschicht abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem eine siliziumorganische Verbindung, vorzugsweise Hexamethyldisiloxan als Precursormaterial eingesetzt wird und bei dem als Reaktionsprodukt SiOx abgeschieden wird, wobei x im Bereich von 1 bis 3, vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein ein Metall enthaltendes Precursormaterial eingesetzt wird und bei dem als Reaktionsprodukt eine metallische oder metallorganische Zusatzschicht abgeschieden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem nach dem Abscheiden der Zusatzschicht mit Hilfe eines zweiten atmosphärischen Plasmastrahls Energie für eine Nachbehandlung der Zusatzschicht zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als optischer Datenträger eine Hybrid Super Audio CD (Hybrid-SACD) mit zwei jeweils eine zumindest teilweise reflektierende Reflexionsschicht aufweisenden Substratschichten beschichtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , bei dem die der Reflexionsschicht abgewandte zweite Seite einer der beiden Substratschichten mit der Zusatzschicht beschichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Substratschichten aus Polycarbonat hergestellt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Zusatzschicht als Reflexionsschicht auf der SubstratSchicht abgeschieden wird.
9. Optischer Datenträger mit mindestens einer Substratschicht (2,3) und mit mindestens einer zumindest teilweise reflektierenden Reflexionsschicht (6,7), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Substratschicht (2,3) mit einer durch atmosphärische Plasmabeschichtung hergestellten Zusatzschicht (16) versehen ist.
10. Datenträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger als Hybrid Super Audio CD (SACD) zwei Substratschichten aufweist, wobei die Substratschichten jeweils eine zumindest teilweise reflektierende Reflexionsschicht aufweisen, und dass mindestens eine Substratschicht auf der der Reflexionsschicht abgewandten Seite mit einer transparenten Zusatzschicht beschichtet ist.
11. Datenträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Substratschichten (2,3) aus Polycarbonat hergestellt sind.
12. Datenträger nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzschicht SiOx aufweist, wobei x im Bereich von 1 bis 3, vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt.
13. Datenträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzschicht eine organische Anteile aufweist, insbesondere eine siliziumorganische Schicht ist .
14. Datenträger nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Substratschicht (2,3) mit einer zumindest teilweise reflektierenden Zusatzschicht beschichtet ist.
15. Datenträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzschicht ein Metall aufweist.
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