DE2439848A1 - Aufzeichnungsmaterial fuer laserstrahlen und aufzeichnungsverfahren - Google Patents

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Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke
Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne

8 München 2

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Tel.:(089)539653-56 Telex: 524845 tipat cable address: Germaniapatent München

München, den 20. August 1974 B 6171 / Canon case

Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan

Aufzeichnungsmaterial für Laserstrahlen
und Aufzeichnungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsmaterial zürn Aufzeichnen mittels Laserstrahlen, das die durch einen Laserstrahl hervorgerufene thermische Schmelzverformung und/oder Ausdampfung ausnützt, und auf ein Aufzeichnungsverfahren.

Als Echtzeit-Aufzeichnungsverfahren sind verschiedenartige Verfahren wie Magnetaufzeichnung, Elektronenflußaufzeichnung und dgl. bekannt. Verglichen mit diesen Aufzeichnungsverfahren ist das Laserstrahl-Aufzeiohnungsverfähren besonders hervorragend, weil es eine alterungsfreie vi/8 509810/1011

Aufzeichnung, eine sichtbare Musteraufzeichnung und eine zusätzliche Aufzeichnung von Information erlaubt. Als Aufzeichnungsmaterial für die Laserstrahlaufzeichnung wird ein Material verwendet, das die Strahlungsenergie des Laserstrahls aufnehmen kann und dadurch thermisch geschmolzen und verformt und/oder verdampft und entfernt wird. Zusätzlich zu den vor- . genannten Eigenschaften sollte ein Aufzeichnungsmaterial jedoch noch mehr wünschenswerte Eigenschaften aufweisen, wie mechanische Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Reflexionsgrad, Absorptionskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit und Verdampfungstemperatur (Verflüchtigungstemperatur). Das heißt, da eine Information hoher Dichte auf ein Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet wird, v/eist das entstehende Aufzeichnungsmaterial ein sehr feines Bildmuster auf, so daß eine mechanische Festigkeit des Aufzeichnungsmaterials erforderlich ist, die ausreicht, um jede mechanische Beschädigung zu verhindern. Weiterhin sollte das Aufzeichnungsmaterial zum Vermeiden jeglicher Änderung der aufgezeichneten Information aus einem dauerhaften Material hergestellt sein, das keinerlei Veränderungen durch die Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, Alterung oder dgl. erfährt. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Reflexionsgrad der Aufzeichnungsschicht gering ist, damit mit einem möglichst schwachen Laserstrahl aufgezeichnet v/erden kann und die Strahlungsenergie des Laserstrahls das Innere des Aufzeichnungsmaterials wirksam erreicht. Der Absorptionskoeffizient der Aufzeichnungsschicht soll vorzugsweise hoch sein, um eine leistungsgünstige Aufzeichnung zu erreichen. Ein hoher Absorptionskoeffizient ergibt eine wirksame Umwand-

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lung der Strahlungsenergie des Laserstrahls.= in "Wärmeenergie in der Aufzeichnungsschicht, wodurch die Schmelzverformung oder das Abdampfen an der von dem Laserstrahl bestrahlten Stelle leicht hervorgerufen wird.

Hinsichtlich des Auflösungsvermögens ist es wünschenswert, daß die Wärmeleitfähigkeit der Aufzeichnungsschicht gering ist. Wenn die Wärmeleitfähigkeit groß ist, wird die Wärme an der bestrahlten Stelle auf den umliegenden Teil übertragen, so daß außer der Schmelzverformung oder dem Abdampfen der lascrbestrahlten Stelle der umliegende Teil schmilzt und · teilweise verdampft, wodurch das Auflösungsvermögen verschlechtert wird. Es ist wünschenswert, daß der Schmelzpunkt oder die Verdampfungstemperatur (Verflüchtigungstemperatur) niedrig ist. Die Empfindlichkeit gegenüber dem Laserstrahl ist annähernd proportional dem Schmelzpunkt oder der Verdampfungstemperatur. Die Verdampfungstemperatur der Aufzeichnungsschicht ist vorzugsweise niedrig, damit die Laserstrahlerzeugungseinrichtung vereinfacht und eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielt werden kann. Allgemein ist es sehr schwierig, ein Material auszuwählen, das allen vorgenannten Anforderungen entspricht.

Bisher wurden Metalle wie etwa Rhodium und Harze verwendet. Solche Metalle sind ausgezeichnet hinsichtlich der optischen Dichte, der Dauerhaftigkeit, der Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung und Abrieb, sie haben aber den Nachteil eines hohen Reflexionsgrads (70 bis 90 %), eines hohen

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Schmelzpunkts (um 2000⁰C), einer hohen Verdampfungstemperatur (um 450O⁰C) und einer hohen Wärmeleitfähigkeit (um 1,5 Watt/cm ⁰C). Harze weisen einen niedrigen Schmelzpunkt, eine niedrige Verdampfungstemperatur und eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch sie ein Aufzeichnungsmaterial mi¹- einer höheren Empfindlichkeit als Metall abgeben, sie bieten jedoch in praktischer Hinsicht keine ausreichende optische Dichte, Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung und Abrieb.

Um eine Aufzeichnung hoher Dichte zu erhalten, ist hohes Auflösungsvermögen notwendig. Es ist daher erforderlich, eine sehr dünne Aufzeichnungsschicht herzustellen, die eine gleichmäßige Dicke aufweist (üblicherweise v/eniger als einige Mikron). Es ist jedoch sehr schwierig,· aus Ilarzmaterial eine derartig gleichmäßige und dünne Aufzeichnungsschicht von weniger als einigen Ilikron zu erlangen. Selbst wenn eine solche Harz-Aufzeichnungsschicht erhalten wird, weist sie keine mechanische Festigkeit auf, die für den praktischen Gebrauch ausreicht. Bei der Anwendung eines Harzes wird dieses in einer Form verwendet, die Farbstoffe oder Pigmente enthält, damit eine Strahlungsenergie des Laserstrahls absorbiert wird. V.'enn daher das Harz in Gestalt eines sehr dünnen Filmes hergestellt wird, wird keine ausreichende optische Dichte erzielt und der Kontrast des aufgezeichneten Bildmusters ist nicht ausreichend.

Wie vorstehend beschrieben, versagt herkömmliches Aufzeichnungsmaterial bei dem Einsatz eines Laserstrahls geringer Leistung, bei der Vergrößerung der Aufzeichnungsge-

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schwindigkeit und bei dem Erzielen ausreichenden Auflösungsvermögens im Falle der Aufzeichnung einer Information hoher Dichte.

Mit der Erfindung wird ein Aufzeichnungsmaterial für einen Laserstrahl geschaffen, das durch Absorption einer Strahlungsenergie des Laserstrahls für eine thermische Verformung und/oder ein Abdampfen an der dem Laserstrahl ausgesetzten Stelle eine Information aufzeichnen läßt und das eine Aufzeichnungsschicht enthält, die eine nichtmetallische Schicht auf v/eist, die hauptsächlich aus einem Material zusammengesetzt ist, das aus S, Se oder Te oder deren Verbindungen, also Chalkogeniden besteht. Außerdem ist ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials vorgesehen.

Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Aufzeichnungsmaterial geschaffen, das eine Laserstrahl-Aufzeichnungsschicht enthält, die im wesentlichen aus einem Laminat aus einer nichtmetallischen Schicht in der vorgenannten Zusammensetzung und einer diffusionsfähigen Metallschicht gebildet ist, welche ein Metall enthält, das in die nichtmetallische Schicht

diffundieren kann, wenn es mit der nichtmetallischen' Schicht in Berührung gebracht und mit Licht bestrahlt wird. Ferner soll ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls bei Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials angegeben werden.

Ziel der Erfindung ist es, ein ausgezeichnetes Auf-

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Zeichnungsmaterial zu schaffen, das die Brauchbarkeit der Laserstrahlaufzeichnung erhöht.

Eine weitere Aufgabe ist die Angabe eines verbesserten Verfahrens zur Laserstrahlaufzeichnung unter Verwendung des ausgezeichneten Aufzeichnungsmaterials.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Laserstrahlaufzeichnungs-Gerät;

Fig. 2 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials;

Fig. 3 zeigt ein Muster, das durch Anwendung einer Bestrahlung mit einem Laserstrahl auf ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial gebildet ist;

Fig. 4 zeigt ein weiteres durch Anwendung einer

Laserstrahl-Bestrahlung auf ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial gestaltetes Muster;

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsart des erfin-

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dungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials;

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials;

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen weitere durch Anwendung von Laserbestrahlung auf ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial geformte Muster;

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials;

Fig.10, 11 und 12 zeigen jeweils weitere Muster, die durch Anwendung von Laserbestrahlung auf ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial gebildet sind.

Die Aufzeichnungsschicht gemäß der Erfindung besteht aus einer nichtmetallischen Schicht, die hauptsächlich aus einem Material besteht, das aus der aus S, Se, Te und deren Verbindungen, den Chalkogeniden, bestehenden Gruppe ausgewählt ist. S, Se und Te sind Chalkogenelemente. Das Element kann

allein oder in Zusammensetzung zum Bilden der Aufzeichnungsschicht verwendet werden. Ein Chalkogenid ist eine Verbindung, die ein Chalkogenelement enthält. Im allgemeinen sind Chalkogenelemente zu einem hohen Ausmaß chemisch aktiv und können mit nahezu allen anderen Elementen zum Bilden von Verbindungen, d.h. Chalkogeniden, reagieren. Als typisch für andere Elemente seien

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As, Bi, Sb, Ge, Si, Sn, In, Zn, Fe, Cu, Ag, Ni, Al, V und Pb genannt. Aus diesen anderen Elementen und einem Chalkogenelement erhaltene Chalkogenide.können eine wirksame Laserstrahlaufzeichnungsschicht gemäß der Erfindung ergeben.

Die in dieser Erfindung verwendeten Chalkogenelemente und Chalogenide haben als Aufzeichnungsmaterial folgende nützlichen Eigenschaften: Die Chalkogenelemente und die Chalkogenide haben eine Brechungszahl im Bereich normalerweise von 2 bis 4. Der dadurch bestimmte Reflexionsgrad erstreckt sich von 30 % bis 60 %, so daß das Absorptionsvermögen für einen Laserstrahl im Inneren der Aufzeichnungsschicht hoch ist und daher die Intensität des Laserstrahls auf einen niedrigeren Wert herabgesetzt werden kann.

Absorptionskanten von Chalogenelementen und Chalko-

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geniden sind in einem sichtbaren Bereich (350 bis 700 Millimikron) vorhanden, wobei es ferner möglich ist, durch Veränderung der Zusammensetzung und des Komponentenverhältnisses die Absorptionskanten zu verändern. Auf diese Weise kann eine Aufzeichnungsschicht hergestellt werden, die eine der Wellenlänge des verwendeten Laserstrahls entsprechende Absorption aufweist. Daraus folgt, daß die Umwandlung der Strahlungsenergie des Laserstrahls in Wärmeenergie wirkungsvoll ausgeführt und eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit bewerkstelligt werden kann. Durch Anpassen der Absorptionskante 1st es möglich, das Aufzeichnungsmaterial gegen jedes andere Licht außer dem einer bestimmten Wellenlänge

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unempfindlich zu machen.

Die Wärmeleitfähigkeit von Chalkogenelementen und Chalkogeniden ist mit 0,5 bis 0,01 Watt/cm C gering, so daß die thermische Wirkung (Schmelzen, Verdampfen und dgl.) um die laserbestrahlte Stelle herum verringert v/erden kann und durch die Wärmespannung verursachte Risse und Abschälungen vermieden werden können. Das ergibt ein scharfes Muster mit hohen Auflösungsvermögen. Ein weiteres Merkmal der Chalkogenelemente und Chalkogenide ist eine niedrige Verdampfungstemperatur (normalerweise 400 bis 1500 ⁰C).

Die vorgenannten verschiedenen Eigenschaften begünstigen die Verwendung von Chalkogenelementen und Chalkogeniden als Aufzeichnungsmaterial.

Ein weiteres Merkmal einer Aufzeichnungsschicht aus

Chalkogenelementen und Chalokogeniden liegt darin, daß auf leichte Weise eine Aufzeichnungsschicht mit gleichmäßiger und wählbarer Dicke erlangt werden kann. Das ergibt sich aus der Tatsache, daß Chalkogenelemente und Chalkogenide nicht verflüchtigen, einen niedrigen Schmelzpunkt und einen niedrigen Siedepunkt haben und darüber hinaus auch bei einer hohen Temperatur gar nicht oder schwer mit einigen Metallen mit hohem Schmelzpunkt wie W, Ta, Mo und dgl. reagieren. Deshalb ergeben Chalkogenelemente und Chalogenide im Vergleich zu Metallen bei der Herstellung einer Aufzeichnungsschicht" durch Vakuumbedampfung auf leichte Weise eine dünne und

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gleichmäßige abgelagerte Schicht.

Eine weitere Eigenschaft der Cha logene lernen te und der Chalkogenide ist, daß zwar die Zähigkeit etwas geringer ist als die von Metallen, aber die Anhaftung an einen biegsamen Träger wie Film, Papier oder dgl. hervorragend ist. Das scheint von der eigenen Biegsamkeit der Chalkogenelemente und Chalkogenide herzurühren. Aus diesem Grund können Aufzeichnungselemente verschiedenartiger Formen, wie einer Platte, eines Films, eines Papiers und dgl. auf einfache Weise hergestellt werden.

Im Hinblick auf das vorstehende können Chalkogenelemente und Chalkogenide die Aufzeichnungsgeschwindigkeit und die Auflösungseigenschaften verbessern und das Aufzeichnungsgerät vereinfachen; weiterhin können sie die Herstellung von für jede Art von verwendeten Laserstrahl geeigneten Aufzeichnungsschichten und die Herstellung von zu jeder Verwendung geeigneten Aufzeichnungsmaterialien verbessern.

Ein typisches Aufzeichnungsgerät, das einen Laserstrahl verwendet, ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Laserstrahl-Ausstrahlvorrichtung 1 sendet einen durch Pfeile dargestellten Laserstrahl aus, der ein kohärentes Licht darstellt. Der Laserstrahl wird durch einen Lichtmodulator 2 moduliert, der auf den Empfang eines Signals von einer ein Modulationssignal abgebenden Modulationssteuerschaltung 8 hin den Laserstrahl modulieren kann (Ein-Aus-Funktionoder Strahlintensitätssteu-

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erung); danach tritt der so modulierte Laserstrahl in eine Sammellinse 3 ein. Der Brennpunkt der Linse 3 ist auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials 7 eingestellt. Der konvergierende Laserstrahl wird nach dem Durchlaufen der Linse 3 durch einen umlaufenden Vielflächenspiegel 4 in waagrechter Richtung und durch einen von einem galvanischen Antriebssystem 6 bewegten Drehspiegel 5 in Galvanometerausführung in senkrechter Richtung abgelenkt und erreicht das Aufzeichnungsmaterial 7 zum Aufzeichnen.

Eine auf das Aufzeichnungsmaterial aufzuzeichnende Information wird in die Modulationssteuerschaltung eingegeben und in ein Modulationssignal umgewandelt. Die Dichte der auf das Aufzeichnungsmaterial aufzuzeichnenden Information ist vorwiegend von der Laserstrahlintensität, dem Strahldurchmesser, der Drehzahl des umlaufenden Vielflächenspiegels und der Drehgeschwindigkeit des Drehspiegels in Galvanometerausführung beeinflußt. Die Wiedergabe der aufgezeichneten Information wird durch Durchführen des vorgenannten Arbeitsablaufes in einer im v/esentlichen entgegengesetzten Richtung zur Ausgabe als ein Signal ausgeführt. Das in Fig. 1 dargestellte Gerät wird als Empfänger für Mikrofaximile, IC-Bild-

muster-Geber, Mikrofilmkamera und dgl. verwendet.

In Fig. 2 ist ein typischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials dargestellt, das einen Träger und eine nichtmetallische Schicht 10 als Aufzeichnungsschicht aufv/eist. Die nichtmetallische Schicht wird üblicherweise

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durch Vakuumaufdampfen oder Aufstäuben gebildet. Außerdem kann sie auch durch Auftragen eines geschmolzenen nichtmetallischen Materials oder Auftragen einer Lösung des nichtmetallischen Materials unter Ausnutzung der Alkalilösungseigenschaften des nichtmetallischen Materials gebildet werden.

Die Dicke der nichtmetallischen Schicht ist üblicherweise auf einen Bereich von 10 Mikron bis 10 Millimikron festgelegt. Im Falle einer Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit oder hoher Dichte wird die Dicke auf 1 Mikron bis 10 Millimikron eingestellt. Die Dicke der nichtmetallischen Schicht ist in Bezug auf die auf die nichtmetallische Schicht aufgezeichnete Gestaltung nicht beschränkt, wenn die nichtmetallische Schicht an einer dem Laserstrahl ausgesetzten Stelle nicht in voller Tiefe entfernt wird, sondern zur Bildung einer Vertiefung als Aufzeichnung nur teilweise entfernt wird; sie kann daher 0,2 bis 5 mm betragen. Wenn eine solche dicke nichtmetallische Schicht verwendet wird, kann außerdem der Träger gewünschtenfalls weggelassen v/erden.

Als typische für die Bildung der nichtmetallischen Schicht verwendete Chalkogenide seien folgende genannt:

Chalkogenide von S wie As - S=, Bi-S=, Zn-S=, Ge-S=, Ca-S=, Ag-S=, V-S=, Pb-S=, In-S=, Al-S=, Sn-S=, Ni-S=, Ge-S-P=, Ge-S-Ca=, Ge-S-Na=, As-S-I=, As-S-Tl=, As-S-Ge=, In-Ge-S=, Ge-Sn-S=, Ge-S-Ag= Verbindung und dgl., Chalkogenide von Se wie As-Se=, Sb-Se=, Bi-Se=, Ge-Se=, As-Se-I=Verbindung und dgl., Chalkogenide von Te wie As-Te=, Sb-Te=, Si-As-Te= Verbindung und dgl., und Chalkogenide, die

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zwei oder mehr Chalkogenelemente enthalten, wie As-S-Te=, As-Se-Te=, Ge-Se-S=, As-S-Se=Verbindung oder dgl.

Die Reaktionsfähigkeit der Chalkogenelemente ist untereinander gleichartig, so daß verschiedenartige Chalkogenide wirksam verwendet werden können, die durch Veränderung der oben als Beispiel angeführten Chalkogenide durch Austausch des Chalkogenelements entstehen. Außer den oben genannten gibt es viele Chalkogenide, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

Eine kleine Menge eines Elementes wie Halogen, Ge, Si und dgl. kann der nichtmetallischen Schicht als Aktivator zum Erzielen eines vortrefflichen Ergebnisses beigefügt werden. Als ein Bestandteil des Chalkogenides kann wirkungsvoll folgendes zugefügt werden: Alkalimetall wie Na, K und dgl., alkalische Erden wie Ca, Sr und dgl., Elemente der Gruppe IVb des periodischen Systems, wie Si, Ge, Sn, Pb und dgl., Elemente der Gruppe IHb wie Tl, Al, In und dgl., Elemente der Gruppe Hb wie Zn und dgl., seltene Erden der Lanthan-Gruppe wie Eu, Sn und dgl., seltene Erden der Aktiniden-Gruppe wie U und dgl.

Es ist auch wirkungsvoll, der nichtmetallischen Schicht eine geringe Menge von Metall als Zusatz zum Verbessern der Lichtempfindlichkeit und der optischen Dichte einzulagern. Typische vorgenannte Metallzusätze können Ag, Cu, Cd, Mn, Ga, In, Bi, Sb, Fe, IJi und deren Legierungen sein, vorzugs-

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weise mit Ag und Cu, Die Menge des Metallzusatzes kann 1 bis 0,0001 Atome je 100 Atome sein, aus denen die nichtmetallische Schicht besteht. Normalerweise sind 0,5 bis 0,005 Atome je 100 Atome vorzuziehen.

Das Chalkogenelement und Chalkogenid kann gewöhnlich sowohl in Glasform als auch in kristalliner Form vorliegen. Diese beiden Formen sind hinsichtlich der Brechungszahl, der spezifischen Wärme, der Wärmeleitfähigkeit, dem Wärmeausdehnungskoeffizienten und dgl. unterschiedlich. Zum Beispiel hat ein Chalkogenid mit der Zusammensetzung As₉S, eine Brechungszahl von 2,66 (Wellenlänge 550 bis 58Ο Millimikron) in kristalliner Form, während es in Glasform eine Brechungszahl von 2,77 auf v/eist. Die Wärmeleitfähigkeit von As₃Se₃ beträgt in kristalliner Form 4 χ 10 cal/cm sec ⁰C, wogegen sie bei der Glasform 7 χ 10 cal/cm sec ⁰C beträgt. Insbesondere haben Chalkogenelemente und Chalkogenide die Eigenschaft, daß das Metall an der der Strahlungsenergie ausgesetzten Stelle in die nichtmetallische Schicht diffundiert, wenn eine Metallschicht und die nichtmetallische Schicht laminiert sind und einer Strahlungsenergie ausgesetzt werden. Diese Eigenschaft ist nicht bei der kristallinen Form, je-

doch bei der Glasform beachtlich. Die nichtmetallische Schicht kann gewöhnlich in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen Glasform oder kristalline Form erhalten. Der Unterschied in den Herstellungsbedingungen muß von Fall zu Fall -bei jeder tatsächlichen Herstellung festgelegt werden, wobei es sehr schwierig ist, allgemein anwendbare Bedingungen zu definieren.

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Kristalline Form und Glasform können durch Einstellung der Bedingungen gemäß nachstehendem erzielt werden: Im Falle eines Aufdampfens begünstigen ein kristalliner Zustand der Dampfquelle und annähernd Glasübergangstemperatur der Basis bei dem Aufdampfvorgang und ein Erwärmen der nichtmetallischen Schicht auf annähernd Glasübergangstemperatur nach dem Aufdampfen die Bildung einer kristallinen Form, wogegen der Glaszustand der Dampfquelle und das Halten der Basistemperatur unter der Glasübergangstemperatur,im allgemeinen unterhalb Raumtemperatur, die Bildung einer Glasform fördert. Im Fall des Überziehens eines Trägers mit einer Lösung eines Chalkogenelements oder eines Chalkogenids (gewöhnlich einer alkalischen Lösung, weil Chalkogenelement und Chalkogenid in einer alkalischen Lösung löslich sind) begünstigt das Halten des Trägers auf einer verhältnismäßig hohen Temperatur, d.h. höher als 100⁰C, und ein allmähliches Abkühlen nach dem überziehen oder aber eine Wärmebehandlung mit einer Temperatur, die höher ist als die Glasübergangstemperatur, nach dem überziehen die Bildung einer kristallinen Form, während ein schnelles Aufbringen einer erwärmten alkalischen Lösung auf einen unterhalb Raumtemperatur gekühlten Träger die Bildung einer Glasform fördert. Andere Faktoren, die die Ausbildung der Formen beeinflussen, sind die Zusammensetzung und das Bestandteilverhältnis der Chalkogenelemente und der Chalkogenide. Beispielsweise fördern ein Zn-S-System, As Se_1- (χ-ίΓΟ,Ό, ein Ge-S-P-System, ein Ge-S-Cu-System und ein As-Te-System eine Kristallform, während Ge^_x S_x (0,¹I < x< 0,6, x.> 0,66),

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As_x S₁__x (0,15 <x< 0,55), Qe₁^_x Se_x (x>0,75), ein Ge-S-Na-System und ein As-S-I-System die Bildung einer Glasform begünstigen. Außerdem neigt die sich ergebende nichtmetallische Schicht zur Annahme einer kristallinen Form, wenn ein Ausgangsmaterial zum Herstellen der nichtmetallischen Schicht in einem kristallinen Zustand ist.

Hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Dauerhaftigkeit und der Biegsamkeit der nichtmetallischen Schicht ist eine Glasform vorzuziehen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsart der Aufzeichnung einer Information, unter Verwendung eines in Fig. 2 dargestellten Aufzeichnungsmaterials. Das Aufzeichnungsmaterial wird mit einem Laserstrahl 11 bestrahlt, wobei zur Aufzeichnung der Information an den mit dem Laserstrahl belichteten Stellen der nichtmetallischen Schicht 10 Vertiefungen gebildet werden. Die Aufzeichnung auf der nichtmetallischen Schicht wird gewöhnlich durch Ausbildung von Vertiefungen bis zu der ganzen Tiefe der Schicht bewerkstelligt, was in Fig. 3 gezeigt wird; in manchen Fällen wird jedoch nur ein Teil der ganzen Tiefe der nichtmetallischen Schicht eine Vertiefung, was in Fig. h dargestellt ist. Letzteres Aufzeichnungsverfahren wird im Falle einer nicht ausreichenden Laserstrahlintensität und einer dicken nichtmetallischen Schicht oder bei der Ausnutzung der Unebenheit auf der nichtmetallischen Schicht oder des durch die Unebenheit verur- ' sachten Unterschiedes der optischen Dichte zum Aufzeichnen einer Information angewendet.

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Wie die Zusammensetzung und das Bestandteilverhältnis der nichtmetallischen Schicht eingestellt werden, ist in Abhängigkeit von der Verwendungsbedingung für das Aufzexchnungselement zu bestimmen. Wenn zum Beispiel ein He-Ne-Laser mit einer Wellen-

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länge von 6 300 A als Lichtquelle verwendet wird, ist die Absorptionskante des verwendeten Materials vorzugsweise auf der langwelligen Seite des sichtbaren Li«htes oder nahe des Infrarotgebietes. Eine die genannten Bedingungen erfüllende Zusammensetzung ist vorzugsweise eine, die As als einen und Se oder Te (nicht S) als anderen Bestandteil enthält. In den Systemen Ge S_1- und In S_1- ist vorzugsweise der Gehalt an Ge und In größer als der an S, zum Beispiel x,> 0,5.

In einem besonderen Fall, bei dem ein Licht kurzer

ο Wellenlänge wie z.B. von einem Ar-Laser (4 88O A), einem He-

Cd-Laser (¹J^OO A) und dgl. zum Schreiben der Information benützt wird und ein Licht langer Wellenlänge wie z.B. von einem

He-Ne-Laser (63ΟΟ A) als Sicherheitslicht zum Auslesen der Information verwendet wird, ist es wünschenswert, die Zusammensetzung der nichtmetallischen Schicht so zu wählen, daß deren Absorptionskante auf eine kurze Wellenlänge fällt. In diesem Fall wird vorzugsweise S als ein typisches Element der Schwefelfamilie in Verbindung'mit As verwendet, wobei der atomare Prozentanteil von S vorzugsweise 60 % oder mehr beträgt. Es ist vorteilhaft, wenn in den Systemen Ge-S und In-S die Menge von S größer ist, d.h. χ < 0,4. Zum Verschieben der Absorptionskante einer Zweistoffreihe von Chalkogenidglas wie As-S, As-Se, Ge-S, Sn-S und dgl. und einer Dreistoffreihe von Chalkogenid

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wie As-S-Se, Ge-Se-S und dgl. auf eine Seite längerer Wellenlänge ist es wirkungsvoll, ein Metall wie Ag, Cu, Pb, In und , dgl. und/oder einen Halbleiter wie Ge, Si-Halbleiter und dgl. zusätzlich hinzuzufügen. Diese Metalle und Halbleiter können üblicherweise durch ein nachstehend dargestelltes Verfahren beigefügt werden. Wenn ein Chalkogenide durch ein Verschmelzverfahren synthetisch hergestellt wird, können die Metalle und/ oder die Halbleiter zur Fusionsherstellung des Chalkogenids unter Vakuum oder einer inerten Hülle von Np-Gas dem Bestandteil des Chalkogenids beigegeben werden. Bei manchen Kombinationen der zusammenzusetzenden Elemente und des Zusammensetzungsverhältnisses bleibt die Bildung eines homogenen Systems aus, zum Beispiel durch Ausbildung einer getrennten Phase in dem nach einem solchen Verfahren hergestellten Material, so daß es schwierig ist, homogenes Material mit der gewünschten Zusammensetzung und dem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis zu erhalten. Zudem verändert sich in manchen Fällen die Zusammensetzung und deren Zusammensetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Dampfdruck eines jeden Elements, wenn mittels Vakuumaufdampfens und dgl. ein dünner Film auf einem Träger gebildet wird. In diesen Fällen kann das ein Metall enthaltende Material durch Ausnutzen des Diffundierens des Metalles in das Chalkogenelement oder das Chalkogenid infolge der Strahlungsenergie erzeugt werden. Dieses Verfahren ist in Fig. 5 und & dargestellt. Eine Schicht aus diffundierbarem Metall 12 wird auf einer nichtmetallischen Schicht gebildet (wie in Fig. 5 gezeigt), wonach diese einer überdeckenden Lichtbestrahlung I¹I ausgesetzt wird, so daß das Metall aus der Schicht aus diffundierbarem

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Metall in die nichtmetallische Schicht eindiffundiert. Als Ergebnis diffundiert das Metall in die nichtmetallische Schicht zur Ausbildung einer in Fig. 6 gezeigten Diffusionsschicht 13 ein. Die Diffusionsmenge des Metalls in die nichtmetallische Schicht ist kritisch in Abhängigkeit von der Dicke der nichtmetallischen Schicht, der Art des Nichtmetalls und der Bestrahlungsmenge des Lichts. Wenn eine nicht zur Diffusion beitragende Schicht aus diffundierbarem Metall nach der überdeckenden Lichtbestrahlung zurückbleibt, kann die verbliebene Metallschicht üblicherweise mit einer Säure wie Eisennitrat, Chromsäuremischung, verdünnter Salpetersäure oder Ammoniumpersulfat aufgelöst und entfernt werden. Außerdem ist die Diffusionsschicht in einer Säure gar nicht oder schwer löslich. Wenn die vorgenannte zurückbleibende Schicht aus diffundierbarem Metall extrem dünn ist, kann das Aufzeichnungselement so wie es ist verwendet werden. Zur Ausbildung einer Diffusionsschicht kann anstelle des in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsmaterials auch ein Aufzeichnungsmaterial verwendet werden, das eine Schicht aus diffundierbarem Metall zwischen einer nichtmetallischen Schicht und einem Träger aufweist. Die Tatsache, daß eine Metall enthaltende Diffusionsschicht mit Hilfe von Strahlungsenergie gebildet werden kann, ist eine Eigenschaft einer nichtmetallischen Schicht im Glaszustand, Es ist weiterhin wirkungsvoll, daß bei der Ausführung der Aufzeichnung auf eine derartige Diffusionsschicht diese im Vergleich zu einer nichtmetallischen Schicht einem Verdampfen und Entfernen mit Hilfe eines Laserstrahls unterliegt.

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Wenn als Bestandteil der nichtmetallischen Schicht eine giftige Substanz wie Se, Te, Tl, As, Sb, Cd und dgl. verwendet wird, ist es wünschenswert, daß die Aufzeichnungseinrichtung in einem geschlossenen System betrieben wird. Folglich sollte dies bei der Auswahl einer Zusammensetzung der nichtmetallischen Schicht in Betracht gezogen werden. Erwägungen hinsichtlich eines solchen Problems können jedoch in dem Fall unterbleiben, wenn die nichtmetallische Schicht aus der Verbindung von S und einem Metall wie Sn, In, Zn, Fe, Cu, Ag, Ni und dgl. oder einem Halbleiter wie Ge, Si Halbleitern und dgl. gebildet ist, weil diese Elemente kaum oder gar nicht giftig sind.

Der Träger hat keinerlei wesentlichen Einfluß. Der Träger wird ausgewählt aus transparanten, halbtransparenten und lichtundurchlässigen Materialien, abhängig davon, ob durchscheinendes Licht oder reflektiertes Licht zum Auslesen der mit Hilfe des Laserstrahls geschriebenen Information benützt wird. Da außerdem die physikalischen Eigenschaften des Trägers wie z.B. Wärmeinhalt, Reflexionsvermögen und dgl. wegen der Intensität des verwendeten Laserstrahls genau eingeschränkt sind, wird der Träger auch in Hinsicht auf diesen Punkt bestimmt. Als ein typischer Träger "kann ein transparenter Film aus einem Hochpolymer wie Polyester, Polyäthylen, Acetat und dgl., ein Oxydglas und ein Metall wie eine Aluminiumplatte, eine Aluminiumfolie und dgl. genannt werden.

Unter dem Begriff "Licht" für die bei der Diffusion 509810/1011

eines Metalls verwendeten überdeckenden Lichtbestrahlung gemäß Fig. 6 sind ultraviolette Strahlen, sichtbare Strahlung, infrarote Strahlen, Elektronenstrahlen und dgl. mit eingeschlossen. Außerdem kann die Diffusionsschicht'statt mit der Überdeckenden Lichtbestrahlung mit Hilfe von Wärme gebildet werden, wenn ein sehr diffundierbares Metall wie z.B. Ag, Cu "..' ·- und dgl. verwendet wird.

Gemäß einer Vorzugsweisen Ausführung der Erfindung kann zusätzlich zu der Aufzeichnungsschicht, die nur die nichtmetallische Schicht aufweist, die Aufzeichnungsschicht mit geschichtetem Aufbau gebildet werden, die sowohl die nichtmetallische Schicht als auch die Schicht aus diffundierbarem Metall besitzt. Ein typischer Aufbau des Aufzeichnungsmaterials mit der Schicht aus diffundierbarem Metall ist"in Fig. 5 gezeigt, wobei die Schicht aus diffundierbarem Metall auf die nichtmetallische Schicht aufgebracht ist. Die Schicht aus diffundierbarem Metall kann zwischen Träger und nichtmetallischer Schicht vorgesehen sein.

Wie der Beschreibung zu entnehmen ist, liegt ein Vorteil der Erfindung auch darin, daß zwei oder mehr Schichten aus der diffundierbare'n Metallschicht und/oder der nichtmetallischen Schicht abwechselnd geschichtet werden können, z.B. eine Schicht aus diffundierbarem Metall - eine nichtmetallische Schicht - eine Schicht aus diffundierbarem Metall, eine nichtmetallische Schicht - eine Schicht aus diffundierbarem Metall eine nichtmetallische Schicht, damit mit Ausnahme des komplizier-

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ten Herstellungsverfahrens der Wirkungsgrad der Metalldiffusion vergrößert wird.

Die bei dem in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsmaterial ausgeführte Aufzeichnung ist in Fig. 7 dargestellt. Die Schicht aus diffundierbarem Metall und die nichtmetallische Schicht sind an der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle abgetragen. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert, ist es in diesem Fall nicht immer notwendig, daß die Vertiefung die ganze nichtmetallische Schicht vollständig durchsetzt. Bei der Aufzeichnung mit einem Aufzeichnungsmaterial mit einer Schicht aus diffundierbarem Metall wird erwogen, daß in der ersten Stufe der Bestrahlung mit dem Laserstrahl die Diffusion des Metalls aus der Schicht aus diffundierbarem Metall stattfindet und dann thermisch eine Vertiefung gebildet wird. Die Bestrahlungszeit mit dem Laserstrahl ist jedoch so kurz, gewöhnlich 10

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bis 10 see, daß die vorgenannte Erscheinung nicht bestätigt werden kann. Der Vorteil der Ausbildung einer Schicht aus diffundierbarem Metall zusätzlich zu einer nichtmetallischen Schicht liegt darin, daß im Vergleich mit dem Aufzeichnungsmaterial, das nur eine nichtmetallische Schicht aufweist, die optische Dichte bei der Wellenlänge des gegebenen Lichtes verstärkt werden kann und daß dem Aufzeichnungsmaterial eine Lichtempfindlichkeit von etwa 10~^ bis 10"" ASA erteilt werden kann. Das Aufzeichnungsmaterial mit der Schicht aus diffundierbarem Metall zusätzlich zu der nichtmetallischen Schicht ist für die Verwendung bei einer Aufzeichnung geeignet, die hohe Empfindlichkeit erfordert.

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Eine Schicht aus diffundierbarem Metall ist als eine Schicht definiert, die ein Metall besitzt, das mit Hilfe von Bestrahlung durch Licht in eine nichtmetallische Schicht diffundieren kann. Als ein typisches diffundierbares Metall oder ein Material , das so ein Metall enthält, kann ein Metall wie Ag, Cu und dgl., oder eine Verbindung genannt werden, die praktisch diese Metalle oder Metallionen absondern kann. Unter den vorzuziehenden Verbindungen sind Cu₂S, Ag₂S, Ag₂Se, Ag₃Te, AgI, AgBr, AgNo₅, KAg^I₅, RbAg₁₄I₅, NH₁₄Ag₁₁I₅ und dgl. Eine Legierung, die Ag und/oder Cu enthält, kann ebenfalls für eine '' Schicht aus diffundierbarem Metall angewendet werden. Als typische Legierungen seien hier Cu₁₄₀Ag₆₀, Cu₁₀Ag₉₀, Cu₂₍₎Agg₀, Cu₃₀Ag₇₀, Cu₅₀Ag₅₀, Cu₆₀Ag₁₄₀, Cu₇₀Ag₃₀, Cu₈₀Ag₂₀, Cu₉₀Ag₁₀ , Ag₃₇Ga₆₃, Ag₅Hg₉₅, Ag₃₀In₇₀, Ag₉₁Li₉, Ag₇Pb₉₃, Ag_2l4jlj-Te_75j6, ^Aßl,5^T198,5' ^Cu13^Ga87' ^Cu2^Hß98» ^Cu ₅ ^In95' ^Cu7^Sn93» ^Cul6^Te8U> Ge^Sn_n,-, Mr ^Pb₀₇ η und dgl. genannt.

Es ist notwendig, die Dicke der Schicht aus diffundierbarem Metall zu bestimmen, wobei das Verhältnis zwischen der Schicht aus diffundierbarem Metall und der Intensität der Lichtbestrahlung in Betracht zu ziehen ist. üblicherweise wird eine extrem dünne Schicht gewählt, zum Beispiel 200 bis 5 mu Dicke.

In dem Fall, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit der Schicht aus diffundierbarem Metall zwischen der nichtmetallischen Schicht und dem Träger zum Ausführen der Aufzeichnung verwendet wird, kann eine gleichartige Aufzeichnung wie die gemäß Fig. erreicht werden (obgleich das Lageverhältnis zwischen der

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Schicht aus diffundierbarem Metall und der nichtmetallischen Schicht umgekehrt ist). Außerdem kann die Aufzeichnung auf die Weise ausgeführt werden, daß ein Teil der von dem Laserstrahl bestrahlten Schicht aus diffundierbarem Metall zurückbleiben kann, wie in Fig. 8 gezeigt.

Der Verlauf der thermischen Bildung einer Vertiefung durch den Laserstrahl bei der Erfindung ist noch nicht ausreichend bekannt, da die Bildung augenblicklich erfolgt. Es wird jedoch angenommen, da^> die Aufzeichnungsschicht der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle verdampft und entfernt wird und der geschmolzene Teil der Aufzeichnungsschicht in die Umgebung gespritzt wird, so daß die Vertiefung geformt wird.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial wird üblicherweise zum Aufzeichnen von Information verwendet, wobei das die Aufzeichnung tragende Aufzeichnungsmaterial durch Ausnutzung der Tatsache, daß die nichtmetallische Schicht im allgemeinen wasserabweisend(hydrophobisch) ist, auch als lithografische Druckplatte verwendet wird. Für den Fall, daß das in Fig. 2 gezeigte Aufzeichnungselement als lithografische Druckplatte verwendet wird, wird der Träger des Aufzeichnungsmaterials aus einem hydrophilen Material gebildet, zum Beispiel einem Metall wie Zn, Ag, Cu, Messing, Al Fe und dgl., einem hydrophilen Harz wie Polyäthylenoxydharz, Novolakphenolharz, Polyäthylenoxyd -Novolakphenol-Micelleharz und dergl. Durch die Verwendung eines hydrophilen (wasseranziehenden) Materials für den Träger wird die von dem Laser-

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strahl bestrahlte Stelle auf dem gemäß Fig. 3 die Aufzeichnung tragenden Aufzeichnungsmaterial wasseranziehend, da die Oberfläche des Trägers zum Vorschein kommt_v während der von dem Laserstrahl nicht bestrahlte Teil wasserabweisend ist, weil die Oberflächenschichtdie nichtmetallische Schicht ist. Polglich kann das die Aufzeichnung tragende Aufzeichnungsmaterial (Fig. 3) wie vorgenannt als eine lithografische Druckplatte, verwendet werden. Das in Fig. 8 dargestellte, die Aufzeichnung tragende Aufzeichnungsmaterial kann als eine lithografische Druckplatte Verwendung finden, bei der die mit dem Laserstrahl bestrahlte Stelle wasseranziehend ist (die Schicht aus diffundierbarem Metall ist hydrophil), während der unbestrahlte Teil wasserabstoßend ist. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufzeichnungsmaterial kann in dem Fall, daß die Schicht aus diffundierbarem Material an dem mit dem Laserstrahl bestrahlten Teil vollständig entfernt wird, das die Aufzeichnung tragende Aufzeichnungsmaterial als eine lithographische Druckplatte verwendet werden, wenn der Träger aus einem hydrophilen Material hergestellt ist. Außerdem ist es ausreichend, nur die Oberfläche des Trägers '; hydrophil auszubilden, falls der Träger hydrophil gemacht wird.

Die unterschiedlichen Aufbau aufweisenden Aufzeichnungsmaterialien können je nach der Verwendung geformt sein. Wenn zum Beispiel, wie in Fig. 9 gezeigt, die Aufzeichnungsschicht aus einer nichtmetallischen Schicht 15 mit einem niedrigeren ·'· Schmelzpunkt und einer nichtmetallischen Schicht 16 mit einem höheren Schmelzpunkt zusammengesetzt ist, kann durch Verändern der Intensität des Laserstrahls eine Vertiefung mit einer unter—

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schiedlichen Farbtönung und Gestalt gebildet werden, wie in Fig. 10 dargestellt.

Die Dicke der nichtmetallischen Schicht mit einem niedrigeren Schmelzpunkt und der nichtmetallischen Schicht mit einem höheren Schmelzpunkt unterliegen keiner genauen Einschränkung. Es ist jedoch vorteilhaft, daß die nichtmetallische Schicht mit niedrigerem Schmelzpunkt 5 bis 300 ιψ und die nichtmetallische Schicht mit höherem Schmelzpunkt 100 bis 700 mu dick ist.

Der Unterschied im Schmelzpunkt zwischen der nichtmetallischen Schicht mit niedrigem Schmelzpunkt und der nichtmetallischen Schicht mit höherem Schmelzpunkt beträgt normalerweise 30°C und mehr, vorzugsweise 50°C und mehr. Unter den verschiedenartigen nichtmetallischen Materialien gibt es

nichtmetallisches Material, das keinen konstanten und bestimmten Schmelzpunkt aufweist. Wenn so ein nichtmetallisches Material verwendet wird, wird anstelle des Schmelzpunktes dessen Erweichungspunkt in Betracht gezogen. Der Unterschied in dem Erweichungspunkt zwischen einem nichtmetallischen Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt und einem nichtmetallischen Material mit einem höheren Schmelzpunkt beträgt norma-

lerweise 50°C und mehr, vorzugsweise 100 C und mehr. Die typischen erfindungsgemäß benützten nichtmetallischen Materialien mit einem niedrigen Schmelzpunkt sind in der folgenden Tabelle gezeigt. Es sind Materialien gezeigt, die einen Schmelzpunkt von 300°C oder weniger und einen Erweichungspunkt von 11O°C oder weniger besitzen.

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Material	S chme1zpunkt	Erweichungs temperatur (0C)	Farbton
As3Se3	270 oder mehr	106	rötliches Braun
As3Se3I	250	108	Gelb-rotes Braun
As2Se3I1 t5	—	64	Gelb-rotes Braun
^O^O^O	2 80 oder mehr	76	Gelb-rotes Braun
AS35S6OT15	—	93	Dunkelrötliches Braun .
As2Se3Tl2Se3	— —	109	Dunkelrötliches Braun

Die typischen nichtmetallischen Materialien mit einem höheren Schmelzpunkt sind in der nachstehenden Tafel aufgeführt. Die Materiale'haben wie gezeigt einen Schmelzpunkt von 300°C oder mehr und einen Erweichungspunkt von 140°C oder mehr.

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Material	Schmelzpunkt	Erweichungs temperatur (0C)	Farbton
As2S3	300	212	Gelbliches Grün
As2Se3	360	187	Rötliches Braun
As2Te3	367	140	Schwarz
As2Se3As2Te3	-	151	Dunkelbraun
AS2S3Ge^5	400 oder mehr	414	Dunkelbraun .
Si28As30Te45	400 oder mehr	331	Dunkelrot

Ein typisches Beispiel für das Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung des in Fig. 9 gezeigten Aufzeichnungsmaterials ist in Fig. 10 dargestellt. Gemäß dem in Fig. 10 dargestellten Verfahren wird die Intensität eines Laserstrahls 17 so festgelegt, daß nur in einer nichtmetallischen Schicht 15 mit einem niedrigeren Schmelzpunkt eine Vertiefung thermisch ausgebildet wird, wogegen die Intensität eines Laserstrahls 18 so bestimmt wird, daß sowohl in der nichtmetallischen Schicht mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als auch in der nichtmetallischen Schicht mit einem höheren Schmelzpunkt thermisch eine Vertiefung gebildet wird. Folglich kann eine Aufzeichnung in der in Fig. 10 gezeigten Form erreicht werden. Die nichtmetallische Schicht mit einem niedrigen Schmelzpunkt und die nichtmetallische Schicht mit einem höheren Schmelzpunkt sind hinsichtlich des Farbtons gewöhnlich von einander verschieden. In dem Fall, daß die erste Information unter Verwendung des Laserstrahls 17 und die zweite Information unter Verwendung des Laserstrahls 18 aufgezeichnet wird, kann die Aufzeichnung

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dieser zwei Informationsarten auf nur einem Aufzeichnungsmaterial so erzielt werden, daß die Aufzeichnung unterschiedliche Farbtönung und optische Dichte aufweist. Weiterhin kann die zusätzliche Aufzeichnung durch Aufzeichnen der zweiten Information nach der Fertigstellung der Aufzeichnung der ersten Information oder aber durch Aufzeichnen der ersten Information nach der Vollendung der Aufzeichnung der zweiten Information ausgeführt werden. Wenn zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterials zwischen den beiden in Fig. 9 gezeigten nichtmetallischen Schichten eine Schicht aus diffundierbarem Metall ausgebildet ist, kann das derart gebildete Aufzeichnungsmaterial auf ähnliche Weise zum Ausführen einer Zusatzaufzeichnung verwendet werden. Fig. 11 stellt die Form dar, die gebildet wird, wenn die erste Information durch Einsatz des Laserstrahls 17 und die zweite Information unter Verwendung des Laserstrahls 18 aufgezeichnet wird. Die Schicht aus diffundierbarem Metall ist in Fig. 11 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet.

Eine Vertiefung der in Fig. 12 gezeigten Form kann durch Verändern der Strahlungsbedingung des Laserstrahls gestaltet werden. Die Mehrzahl von Vertiefungen (gewöhnlich drei oder mehr Vertie'fungen) werden an der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle gebildet, so daß das Aufzeichnungsbildmuster infolge der Streuung des Lichts beobachtet werden kann. Der Vorteil der Herstellung des durch die Lichtstreuung zu beobachtenden Aufzeichnungsbildmusters liegt darin, daß die Intensität des Laserstrahls verringert werden kann, weil eine flache Ver-

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tiefung geformt werden kann. Der Laserstrahl 19 wird während der Zeit seiner Einstrahlung in Schwingungen versetzt, damit eine Mehrzahl von Vertiefungen auf der nichtmetallischen Schicht 10 gebildet wird, oder es wird zum Ausbilden einer Mehrzahl von Vertiefungen zu gleicher Zeit eine Mehrzahl von Laserstrahlen abgestrahlt, deren Anzahl der der zu bildenden Vertiefungen entspricht.

Die erfindungsgemäß gebildeten Aufzeichnungsbildmuster können auf verschiedenste Weise als Mikrofilm, Hologramm, Reliefmuster, Videoplatte, Videoband und dgl. Verwendung finden.

Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung besser verständlich:

Beispiel 1

Die Eigenschaft des in dem Verfahren zur Aufzeichnung eines Bildes mittels eines Laserstrahls verwendeten Aufzeichnungsmaterials ist vorwiegend durch die zum Aufzeichnen eines Bildes notwendige Minimalenergie S bestimmt (erg/cm ;

das Symbol "S" wird nachstehend Empfindlichkeit genannt). Zwischen der Empfindlichkeit S und verschiedenartigen Aufzeichnungsbedingungen bestehen die nachstehend gezeigten Beziehungen.

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2 Die Energiedichte E (erg/sec*cm ) des Laserstrahls

ist durch die Gleichung

gegeben, wobei W (erg/sec) die wirksame Ausgangsleistung des Laserstrahls und D (cm) den Durchmesser des Laserstrahls darstellen.

Die Zeit t (see), die zum Aufzeichnen eines Einheitspunktes erforderlich ist, wird durch die Gleichung

4W

bestimmt, v/orin E, V/ und D den obengenannten Definitionen entsprechen und S die Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials bedeutet.

Die Abtastgeschwindigkeit V (cm/sec) ist durch die

Gleichung

V.= 2 = 4W

t TC SD
bestimmt, wobei D, t, W und S vorstehend definiert sind.

Die Gesamtaufzeichnungszeit T (see) ist durch die

Gleichung

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τ _ ab _ re ab . _ 7T. a

VD 4W^ 4W

gegeben, in der V/ D, W und S wie vorstehend bestimmt sind

2
und A(cm ) die effektive Aufzeichnungsfläche (a χ b cm) darstellt.

Ein Chalkogenidglas Ge-S., wurde durch ein übliches Schmalzverfahren wie folgt hergestellt: 15,5 g Ge und 9,6 g S, beide von hoher Reinheit (höher als 99,99 %) , wurden unter Vakuumabschluß (ein Vakuumgrad von weniger als 10 Torr) in einer Ampulle aus Quartz eingeschlossen, über ungefähr 8 Stunden in einem Elektroofen bei 900 C erwärmt und geschmolzen und dann in Wasser abgekühlt. Auf einen 80^u dicken Polyesterfilm wurden 0,15 g des durch das vorgenannte Verfahren erhaltenen Chalkogenidglases Ge₂S., unter Vakuum aufgedampft. Die Vakuumverdampfung erfolgte so, daß eine Tantalschale (Ta) verwendet wurde, deren Tempratur 1200°C betrug. Der darauf erzielte vakuumaufgedampfte Film war rötlich braun und 220 rau dick, wobei seine durch Röntgenstrahlen-Fluoreszenzanalyse gemessene Zusammensetzung Ge^gS₆₁ zeigte.

Der vakuumbedampfte Film wurde in die Form

eines 16 mm breiten Filmes geschnitten, so daß ein als Mikrofilm geeignetes Aufzeichnungsmaterial gebildet wurde. Unter Verwendung eines Laserstrahls wurde ein Bild auf das Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet.

Für die Aufzeichnung wurde die Aufzeichnungsvorrich-509810/1011

tung der in Fig. 1 schematisch gezeigten Art angewandt. Als Laser wurde ein Argonlaser benützt (Ausgangsleistung 200 mW, Vie Ilen länge 488 τψ) , wobei der Laserstrahldurchmesser 30 /α betrug. Die Energiedichte des Laserstrahls wurde an der gleichen Position wie der des Aufzeichnungselements mit

3 2

ungefähr 5,6 χ 10 Joule/sec·cm gemessen.

Unter den vorgenannten Bedingungen wurde eine Bildaufzeichnung auf das Ge-S--AufZeichnungsmaterial bei unterschiedlichen Schreibgeschwindigkeiten ausgeführt; zum Bewerten des Bildes wurde das Ergebnis durch ein Mikroskop mit einer Vergrößerung von 50 betrachtet. Es wurde festgestellt, daß ein gutes Bild mit einem Auflösungsvermögen von 16 Zeilen/mm bei einer Abtast- bzw. Schreibgeschwindigkeit von 20 cm/sec erzielt werden konnte. Die aus diesem Ergebnis errechnete Empfindlichkeit S des Ge-S^-Films war 8,4 χ 10 erg/cm .

Mit einem Rhodiumfilm von 40 rtyi Dicke wurde der gleiche vorgenannte Versuch ausgeführt, v/obei mittels einer Aufsprühvorrichtung eine Rhodiumschicht auf einem Polyesterfilm gebildet wurde. Bei einer Abtastgeschwindigkeit von 7 cm/sec wurde ein Bild mit einem Auflösungsvermögen von

16 Zeilen/mm erzielt. Es wurden jedoch viele Risse in gleichmäßiger Richtung in der Umgebung der geschriebenen Linie beobachtet, so daß die Schärfe des erzielten Bildes verschlechtert war. Die Empfindlichkeit des Rhodiumfilms betrug 2,5 χ 10 erg/cm². ₍

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Der vorgenannte Versuch wurde mit Chalkogenidglasfilmen mit der jeweiligen in der folgenden Tabelle genannten Zusammensetzung vorgenommen, in der die Empfindlichkeiten zum Erhalt eines Auflösungsvermögens von 16 Zeilen/mm angegeben sind.

Diese in der Tabelle angeführten Filme wurden jeweils durch Vakuumaufdampfen der betreffenden Chalkogenidgläser in 200 bis 300 mu Dicke auf Polyesterfilme hergestellt.

Chalkogenidglas	Empfindlichkeit
As2S3	2,5 χ 106 erg/cm2
As2Se3	1 ,8 "
In2S2	9,2
Sn2S2	9,5 ι
Al2S3	15,6 «ι
As3Te3	3,2 H
Ge2S2	4,2 "

' Beispiel 2

Als ein diffundierbares Metall wurde Silber (Ag) verwendet, wobei auf der Ge₂S₃-Schicht des im Beispiel 1 benützten Aufzeichnungsmaterials eine ungefähr 20 mp dicke Ag-Schicht durch Vakuumaufdampfen gebildet wurde. Das Vakuum-

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aufdampfen von Ag wurde unter Verwendung einer Tantalschale (Ta) unter Vakuum von 8 χ 10 Torr bei 1100 C Schalentemperatur für ungefähr zwei Sekunden ausgeführt. Mittels einer Xenonlampe (Xe) (Ausgangsleistung 500 W) wurde gemäß der Darstellung in Fig. 5 eine überdeckende Lichtbestrahlung

4 2
(Bestrahlungsenergie 6 χ 10 erg/cm ) auf den mit Ag + Ge₃S₃ vakuumbedampften Film angewandt, damit das Ag der Schicht aus diffundierbarem Metall vollständig und gleichmäßig in die Ge₂S₃-Schicht diffundiert, so daß ein Ag-Ge-S-Chalkogenidglas (Fig. 6) erzeugt wurde.

Mittels der in Beispiel 1 verwendeten Aufzeichnungsvorrichtung wurde mit dem Chalkogenidglas-AufZeichnungsmaterial eine Bildaufzeichnung durchgeführt, wobei ein gutes Bild mit einem Auflösungsvermögen von 16 Zeilen/mm bei einer Abtastgeschwindigkeit von 30 cm/sec erzielt wurde, so daß die Empfindlichkeit des Chalkogenidglases dieser Zusammensetzung mit 5,6 χ 10 erg/cm ermittelt wurde. Die optische Dichte des Chalkogenidglases dieser Zusammensetzung für ein weißes Licht (Wolframlampe) war erhöht, so daß sie um ungefähr 0,5 höher war als die des im Beispiel 1 verwendeten Ge₃S₃-Chalkogenidglases. Bei der vergrößerten Betrachtung mit einem Mikrofilmlesegerät, v/ie es zum Auslesen von Informationen auf einem Mikrofilm verwendet wird, hat sich folglich bestätigt, daß bei der Anwendung des Chalkogenidglases dieser Zusammensetzung ein Bild mit einem besseren Kontrast erzielt wurde als bei der Anwendung des Ge₂S₃-Chalkogenidglases.

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Außerdem wurde anstelle des vorgenannten Ag als eindiffundierbares Metall Kupfer (Cu) angewendet und in einer ähnlichen Weise auf den Ge₂S₃-FiIm vakuumaufgedampft, wonach zum Herstellen eines Cu-Ge-S-Chalkogenidglases eine überdeckende Lichtbestrahlung angewendet wurde. Die Lichtenergie

5 2 der überdeckenden Lichtbestrahlung betrug 5 χ 10 erg/cm .

Unter Verwendung der in Beispiel 1 genannten Aufzeichnungsvorrichtung wurde eine Bildaufzeichnung durchgeführt und die Empfindlichkeit dieses Aufzeichnungsmaterials als 6,5 χ 10

2
erg/cm ermittelt.

Beispiel 3

Eine 300 rau dicke As₂S₃~Schicht und eine 30 mu dicke Ag-Schicht wurden zum Herstellen eines Aufzeichnungselements mit dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau jeweils durch Vakuumaufdampfen auf einen Polyesterfilm aufgetragen. Das Ag + As₃S₃-Aufzeichnungsmaterial wurde mittels der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß Beispiel 1 einer Bildaufzeichnung unterworfen. Die zum Erhalten eines Auflösungsvermögens von 16 Zeilen/mm erforderliche Aufzeichnungsgeschwindigkeit betrug 2 m/sec, wobei die aus dem Ergebnis gemessene Empfindlichkeit 0,8

2
erg/cm betrug.

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Beispiel 4

Eine 20 mu dicke Ag-Schicht und eine 200 np dicke As₂Se.,-Schicht wurden zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterials in der in Fig. 8 gezeigten Anordnung jeweils durch Vakuumaufdampfen auf einen Polyesterfilm aufgebracht. Auf diesem Aufzeichnungsmaterial wurde unter Verwendung der in Beispiel 1 genannten Aufzeichnungsvorrichtung eine Bildaufzeichnung durchgeführt. Bei der Aufzeichnung mit einer Abtastbzw. Schreibgeschwindigkeit von 1 m/sec wurde festgestellt, daß das As₃Se₃ verdampft worden war, bevor die gegenseitige Diffusion zwischen der Ag- und der As-Se.-Schicht vollständig stattgefunden hatte und daß eine Ag-Schicht von 10 rtui Dicke an der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle zurückblieb. Das Auflösungsvermögen war dabei 16 Zeilen/mm.

Beispiel 5

Ein kristallines Chalkogenid As₃Te₃ wurde gemäß einem üblichen Schmelzverfahren wie folgt hergestellt: 7,2 g Tellur (Te) und 2,8 g Arsen (As), beide mit einer, hohen Reinheit (höher als 99,999 %) wurden unter Vakuum (Vakuumgrad weniger als 10 Torr) in eine Quartzampulle eingeschlossen, in einem Elektroofen bei 600⁰C über ungefähr 8 Stunden erwärmt und geschmolzen und dann langsam in Luft abgekühlt.

Die so hergestellte Probe wurde durch Röntgenbeugung

gemessen, wobei eine Anhäufung von kristallinem As-Te,

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beobachtet wurde. Außerdem konnte durch Differentialthermoanalyse kein Glasübergangspunkt festgestellt werden. Auf einem ja dicken Polyesterfilm wurden 0,15 g des so erhaltenen Chalkogenids vakuumaufgedampft. Das Vakuumaufdampfen wurde unter Verwendung einer Tantalschale (Ta) bei einer Schalentemperatur von 900°C durchgeführt. Die Temperatur der Basisplatte betrug 80°C. Der so erhaltene vakuumaufgedampfte Film war schwarz und 200 rrya dick- Die Differentialthermoanalyse des vakuumaufgedampften Films zeigte den Güasübergangspunkt nicht.

Der beschichtete Film wurde zur Bildung eines 16 mm breiten Filmes geschnitten, so daß ein als Mikrofilm geeignetes Aufzeichnungsmaterial hergestellt wurde. Mittels eines Laserstrahls wurde in das Aufzeichnungsmaterial ein Bild aufgezeichnet.

Es wurde ein Argonlaser mit 200 mW (V7ellenlänge 488 mu) verwendet und der Durchmesser des Laserstrahls auf 30 ju eingestellt. Die Energiedichte des Laserstrahls wurde an der gleichen Stelle wie der des Aufzeichnungsmaterials mit

3 2

ungefähr 5,6 χ 10 .Joule/sec·cm gemessen.

Unter den vorgenannten Bedingungen wurde eine Bildaufzeichnung bei unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten auf dem As₂Te₃-Aufzeichnungsmaterial durchgeführt, wobei zum Bewerten des Bildes das Ergebnis durch ein Mikroskop mit der Vergrößerung 50 betrachtet wurde. Ein gutes Bild mit einem Auflösungsvermögen von 16 Zeilen/mm wurde bei einer

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Abtastgeschwindigkeit von 20 cm/sec erzielt. Die aus dem Ergebnis errechnete Empfindlichkeit S des As₃Te₃-FiImS betrug 3,5 χ 10 erg/cm .

Der gleiche vorgenannte Versuch wurde mit kristallinen Chalkogenidfilmen mit der jeweiligen in der nachstehenden Tabelle genannten Zusammensetzung ausgeführt. Die zum Erhalt eines Auflösungsvermögens von 16 Zeilen/mm fähigen Empfindlichkeiten S sind in der Tabelle angegeben. Weiterhin wurden die kristallinen Chalkogenfilme jeweils durch Vakuumaufdampfen des Chalkogenids in 200 bis 300 mn Dicke auf Polyesterfilme hergestellt.

Kristalline Chalkogenide

Empfindlichkeit

CdTe PbS

As₂Se₂

In₂S₃

Sb₂S₃

11,0 χ 10 erg/cm" 11,5

2,0 10,0 5,5

. Beispiel 6

Ge₂S₂-Chalkogenidglas, das durch ein übliches Schmelzverfahren hergestellt worden ist, wurde auf eine 200/1 dicke Glasbasisplatte vakuumaufgedampft, um einen 200 lya. dicken Ge₂S₂-Chalkogenidglas-Ablagerungsfilm zu erhalten.

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Der vakuumabgelagerte Film wurde in Schwefelwasserstoff bei 400⁰C über ungefähr 30 Minuten wärmebehandelt. Der Glasübergangspunkt des wärmebehandelten Films konnte in der differentiellen Thermalanalyse nicht festgestellt werden. Zum Messen der Empfindlichkeit wurde eine Bildaufzeichnung unter Verwendung des im Beispiel 5 beschriebenen Laserstrahls durchgeführt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß die Empfindlichkeit der wärmebehandelten Probe (kristallines Chalkogenid) und der unbehandelten Probe (Chalkogenidglas) annähernd gleichwertig war und in dem Bereich 4,0 bis 4,3 χ 10 erg/cm lag.

Beispiel 7

Im Handel erhältliches ZnS hoher Reinheit (höher als 99,99 %) wurde als eineVakuumaufdampfungs-Quelle verwendet und zum Erzeugen eines 300 myü dicken vakuumaufgedampften ZnS- Films auf eine Glasbasisplatte von 200 yu Dicke vakuumaufgedampft. Die Vakuumaufdampfungsbedingung bestand darin, daß eine Tantalschale (Ta) mit einem Deckel verwendet wurde und die Schalentemperatur 1200°C, die Basisplattentemperatur 160⁰C und der Vakuumgrad 5 χ 10 Torr betragen haben. Der abgelagerte ZnS-FiIm zeigte nicht den Glasübergangspunkt, aber das Ergebnis der Röntgenbeugung wies eine scharfe ZnS-Spitze auf. Hinsichtlich der spektralen Durchlässigkeit ist der ZnS-FiIm zu mehr als 60 % durchlässig für ein Licht mit einer Wellenlänge von bis zu 400 mu vom langwelligen Bereich her, wogegen er für ein Licht kurzer Wellenlänge von weniger als ungefähr 350 mu undurchlässig ist.

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Zum Ermitteln der Empfindlichkeit wurde unter Verwendung des im Beispiel 5 beschriebenen Laserstrahls eine Bildaufzeichnung durchgeführt. Zusätzlich wurde anstelle des im Beispiel 5 benützten 200 mW-Argonlasers ein He-Cd-Laser (Wellenlänge 325 nyi) verwendet. Die Empfindlichkeit betrug 11,0 χ 10⁶ erg/cm²).

Beispiel 8 ■

Auf die polierte Fläche einer 5 χ 5 cm großen Glasbasisplatte wurde zur Bildung eines vakuumabgelagerten Films ein Chalkogenidglas mit der Zusammensetzung As₃₀S₇₀ unter Vakuum aufgebracht. Die Vakuumaufdampfungsbedingung bestand

—5
darin, daß der Vakuumgrad 2 κ 10 Torr, die Schalentemperatur ungefähr 35O°C, die Vakuumaufdampfgeschwindigkeit 500 ΐψι/min und die Basisplattentemperatur ungefähr 25°C betrugen. Der so erhaltene Auf dampf film war 700 xcp. dick. Auf dem erhaltenen Film wurde weiterhin eine ungefähr 30 πιμ dicke Ag-Schicht durch Vakuumaufdampfen ausgebildet, um ein Aufzeichnungsmaterial der geschichteten Art zu gestalten. Die Vakuumaufdampfung-Bedingung war die, daß der Vakuumgrad 5 χ 10 Torr und die Schalentemperatur ungefähr 85O°C getrugen, wobei die Basisplattentemperatur der Raumtemperatur entsprach.

Eine Punktbelichtung mit einem Laserstrahl unter

ο Verwendung eines Argonionenlasers (Ar) (Wellenlänge 4880 A*, Ausgangsleistung 50 mW) wurde an dem Aufzeichnungsmaterial angewendet. Die Belichtungszeit betrug 5 Minuten.

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Der Mittelteil wurde fast (sofort) in Echtzeit transparent und ein annähernd runder Fleck von 20 μ Durchmesser konnte auf dem gelblich braunen Hintergrund aufgezeichnet werden.

Obgleich in diesem Beispiel die Bildung nur eines Punktes gezeigt wurde, konnte durch Spiegelabtastung des Laserstrahls ein beliebiges Bildmuster erzielt werden.

Das Bildmsuter, das durch die Ansammlung von in das Aufzeichnungsmaterial gebohrten Punkten mit 20 μ Durchmesser gemäß diesem Beispiel ausgedrückt wird, ist für sichtbares Licht transparent, aber undurchlässig für ein Licht, das den Absorptionswellenlängenbereich des Chalkogenidglases aufweist, d.h. ein Licht mit einer Wellenlänge von 320 bis 480 nui; daher überträgt das Bildmuster, das durch die Anordnung der durch die Belichtung mit dem Laserstrahl gebildeten sehr kleinen Löcher dargestellt ist, bei einer Belichtung mit einem Licht von 320 bis 480 mn ein Licht mit einer Wellenlänge von 320 bis 480 mn. D.h., das Aufzeichnungselement ist als angepaßtes Filter geeignet, was ein typisches Anwendungsbeispiel darstellt.

Da in diesem Fall mindestens ein Buchstabe auf eine rechteckförmige FLache von ungefähr 2 χ ·.3 mm geschrieben werden kann, kann das ganze Alphabet auf der Fläche von 5 χ 5 cm aufgezeichnet werden.

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Wegen der Echtzeitaufzeichnung war eine Ätzbehandlung nicht erforderlich und es konnte die Aufzeichnung und Wiedergabemöglichkeit mit extrem hoher Genauigkeit erzielt werden.

Beispiel 9

Auf der glatten Oberfläche 'einer Glasbasisplatte wurde durch Vakuumaufdampfen eine Chalkogenidglasschicht mit der Zusammensetzung As₁₅S₃ Te₅ in ungefähr 0,8 μ Dicke gebildet. Die Vakuumaufdampfbedingung war: Vakuumgrad 2 χ

—5 ο

10 Torr, Ausdampfschalentemperatur · 280 bis 380 C,

ο
Vakuumauf dampf geschv/indigkeit 300 A/min. Der Farbton des so erhaltenen Chalkogenidglases war gelblichbraun bis dunkelbraun. Weiterhin wurde durch Vakuumaufdampfen unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 auf der Chalkogenidglasschicht eine ungefähr 25 mu dicke Ag-Metallschicht gebildet.

Die spektrale Empfindlichkeit der Aufzeichnungsschicht lag in dem Bereich von 320 bis 580 mn. An dem Aufzeichnungsmaterial -wurde die in Beispiel 8 beschriebene Belichtung durch den Argonionenlaser angewendet. Die Belichtungszeit betrug höchstens ungefähr zwei Sekunden. Das durch die Belichtung mit dem Laserstrahl gebildete sehr kleine Loch war ungefähr 40 η groß.

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Beispiel 10

Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, bei dem ein unkompliziertes chinesisches Zeichen oder ein viereckiges japanisches Silbenzeichen auf dem in Beispiel 9 beschriebenen Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet wird.

Der Laserstrahl wurde durch einen Polygonspiegel (ein Achtkant, Frequenzband 2 MHz) moduliert und durch Verwendung einer akustisch-optischen Ablenkeinrichtung abgelenkt, die PLZT aufweist (ein gesintertes Material aus PbTiO₃ und PbZrO.j) . Auf einer Längszeile wurden durch die vorgenannte Ablenkung sieben Ablenkpunkt erhalten, wonach das in Beispiel 9 beschriebene Aufzeichnungsmaterial an einer Drehtrommel angebracht wurde, die gedreht wurde, wobei die sieben Ablenklaserpunkte abgetastet wurden. Da es nicht viele Auflösungspunkte gab, war es nicht möglich, einen sehr komplizierten chinesischen Buchstaben aufzuzeichnen, ein einfacher Buchstabe konnte aber zufriedenstellend dargestellt werden. Weiterhin konnten alle viereckigen japanischen Silbenzeichen durch die Belichtung mit dem Laserstrahl aufgezeichnet werden, so daß das Bild der Mikrozeichen auf der Glasbasisplatte oder der runden Trommel geformt werden konnte. Es wurde festgestellt, daß das auf der Glasbasisplatte ausgebildete Bild negativ, das Bild auf der Trommel positiv war. Der Bildkontrast war. durch diecptische Dichte der Chalkogenidglasschicht bestimmt. Als ein Ergebnis konnte ein optischer Kontrast von ungefähr 2,5 bis 3,0 erzielt werden.

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Beispiel 11

Auf die polierte Oberfläche einer metallischen Zinktrommel wurde durch Vakuumaufdampfen unter nachstehend beschriebenen Bedingungen eine Schicht aus Chalkogenidglas der Zusammensetzung As₃ S₇₀ gebildet. Das Vakuumaufdampfen wurde mit Hilfe einer Aufsprühvorrichtung unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Vakuumgrad 2 χ 10 Torr, Ausgangsleistung 0,25 kW, Abstand zwischen Vakuumaufdampfquelle und Basisplatte . 20 cm. Der so erhaltene vakuumabgelagerte Film war 50 mn dick.

Auf das Aufzeichnungsmaterial wurde Punktbelichtung

mit einem Laserstrahl unter Verwendung eines Argonionenlasers

ο
gegeben (Wellenlänge 4880 A, Ausgangsleistung 10 mW). Die Laserpunktbelichtung wurde unter Verwendung der Aufzeichnungsvorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art durchgeführt. Der von dem Argonionenlaser abgestrahlte Laserstrahl wurde mittels eines Modulators moduliert und sein Durchmesser durch einen Strahlexpender geweitet, so daß der Laserstrahl auf eine der Flächen des Spiegelabtasters auftrifft. Der durch den mit einer hohen Drehzahl umlaufenden Spiegelabtaster reflektierte Laserstrahl erreicht über die Bildformungslinse die Aufzeich-

nungstrommel, so daß ein Bild des Strahls ausgebildet wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird in dem belichteten Teil durch Anwenden des Laserstrahls thermisch eine Vertie-

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fung gebildet. Daraufhin erscheint an der belichteten Stelle die hydrophile Metallschicht.

Wenn das Aufzeichnungselement als eine lithografische Druckplatte benützt wird, findet die Adhäsion einer Druckfarbe an die Platte in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den hydrophilen und den hydrophoben Eigenschaften statt. Die Druckfarbe haftet an dem Chalkogenidglasteil, wodurch ein Positiv eines positiven Bildes, d.h. eine Druckvorlage erhalten werden kann.

Im Falle dieses Beispiels betrug der Kontaktwinkel der Zinkplatte 30° und der des Chalkogenidglasteils 83°. Der lithografische Druck konnte unter Verwendung einer lithografischen Tinte zufriedenstellend ausgeführt werden.

Die Belichtungszeit der Belichtung mit einem 10 mW Argonlaser (Ar) betrug höchstens· ungefähr drei Sekunden für eine DIN A4-Seite.

Beispiel 12

Als Metallplattentrommel wurde Kupfer verwendet,und auf der Trommel eine Chalkogenidglasschicht der Zusammensetzung ^As2O^S7O^SeiO 9^eküd^et· Darauf wurde weiterhin durch Vakuumaufdampfen eine 5 mu dicke Ag-Schicht aufgebracht. In diesem Fall betrugen die Kontaktwinkel der Chalkogenidglasschicht und der Ag-Schicht 60° bzw. 90°. Durch Verwendung eines He-Ne-Lasers

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(Ausgangsleistung 15 mW) konnte eine ähnliche Bildaufzeichnung wie die in Beispiel 11 erzielt werden.

Beispiel 13

Ein Chalkogenidglas wurde unter Vakuum auf einen Polyäthylenterephthalatfilm,der einer hydrophilen Behandlung unterzogen wurde, anstelle der in Beispiel 12 benützten hydrophilen Metallplatte zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterials aufgebracht. Dieses Material wurde auf der Trommel befestigt und einer Belichtung durch den Laserstrahl ausgesetzt, damit das Chalkogenidglas an dem belichteten Teil verdampft und abgetragen und ein transparenter Teil gebildet wird. Im Ergebnis wurde ein Zeichenmuster (ein farbiges Zeichenmuster des Chalkogenids) auf dem transparenten Film ausgebildet. Dieses Beispiel ist ein Beispiel, bei dem das Aufzeichnungsmaterial zum Lichtdrucksetzen verwendet wird. Es wurde entdeckt, daß das Aufzeichnungsmaterial außerordentlich wirksam und hinsichtlich der Geschwindigkeit und des hohen Auflösungsvermögens (mehr als 500 Zeilen/mm Auflösungsvermögen (R.P.)) als ein Telop für Fernsehen brauchbar ist.

Beispiel 14

Auf der polierten Oberfläche einer Glasgrundplatte wurde durch Vakuumaufdampfen eine 500 mu dicke As₃S₃- · Schicht gebildet und darauf in ähnlicher Weise durch Vakuumaufdampfen eine 100 mu dicke As^Se-j/^-Schicht geformt_r um ein

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geschichtetes Chalkogenidglas-AufZeichnungsmaterial herzustellen. Die Farbtöne der Unterschicht und der Oberschicht in dem vakuumaufgedampften Film waren gelblichgrün bzw. orangebraun.

Ein durch Ätzen von Permalloy gebildetes Zeichenbildmuster wurde zuerst mit dem Chalkogenidaufzeichnungsmaterial in Berührung gebracht, wonach dieses zur Durchführung der Aufzeichnung des Zeichenbildmusters in etwa 10 Jjl Zeilenbreite von dem Strahl eines He-Cd-Ionenlasers (Ausgangsleistung

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15 mW, Wellenlänge 4416 A) abgetastet wurde.

Die Zeit der Bildmusterbelichtung betrug 0,5 bis 1 Sekunde. Da die Abtastung mit dem Laserstrahl zur Ausbildung einer vollständigen Vertiefung im Chalkogenidglas an dem zeichenbildmusterbelichteten Teil führte, wurde die Aufzeichnung unter Benützung eines Uberlappens des Strahls von ungefähr 20 % durchgeführt.

Als Ergebnis wurde eine vollständige Vertiefung auf der As₂Se-j/₂~Schicht, die die Chalkogenidglasschicht eines niedrigeren Schmelzpunkts bildet, entsprechend dem Zeichen-

bildmuster ausgebildet. Die Erweichungstemperatur von As₂S₃ beträgt 212°C, seine Glasübergangstemperatur 156⁰C. Die Erweichungstemperatur von As₃Se₃I₂ betrgät 53°C, seine Glasübergangstemperatur ungefähr 28⁰C.

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In dem geschichteten Chalkogenidgalselement dieser Art waren die Schmelzpunkte von As₃S₃ und As₃Se₃I₂ 300°C bzw. ungefähr 25O°C. Je größer der Unterschied in den vorgenannten Erweichungstemperaturen ist, desto größer ist die Wirksamkeit der Aufzeichnung unter Verwendung des Laserstrahls auf sowohl dem Chalkogenidglas mit höherem Schmelzpunkt wie auch dem Chalkogenidglas mit niedrigerem Schmelzpunkt. Insbesondere kann eine geringere Belichtungsenergie des Laserstrahls benützt werden, wenn zum Bilden eines Aufzeichnungsmaterials ein Chalkogenidglas mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als obere Schicht verwendet wird. Folglich weist das vorgenannte Aufzeichnungsmaterial bei der Durchführung einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung mit Hilfe des Laserstrahls eine hohe Empfindlichkeit auf und ist daher sehr brauchbar.

Es konnte ein Kontrastbildmuster des Zeichens erzielt werden, bei dem die unterlegte Chalkogenidglasschicht an dem belichteten Teil gelblichgrün unddie Chalkogenidglasschicht an dem unbelichteten Teil orangebraun war.

Das vorgenannte gelblichgrüne Zeichenbildmuster kommt der menschlichen Hellempfindlichkeit sehr nahe, so daß ein außerordentlich helles und gutes Bild gebildet werden kann. Folglich ist das Bildmuster klar und als Mikrofilmkarte (Mikrofiche) und Supermikrofilmkarte (Supermikrofiche) geeignet. Das Kontrastverhältnis erreicht mehr als ungefähr 100 : 1.

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Mit der Erfindung wird ein Aufzeichnungsmaterial für einen Laserstrahl, das zum Aufzeichnen einer Information durch Absorption von Strahlungsenergie des Laserstrahls zum thermischen Verformen und/oder Abdampfen in dem dem Laserstrahl ausgesetzten Teil geeignet ist, geschaffen, das eine aus einer nichtmetallischen, hauptsächlich aus, S, Se, Te oder deren Verbindungen, den Chalkogeniden, zusammensetzte Aufzeichnungsschicht verwendet.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Aufzeichnungsmaterial für einen Laserstrahl, das eine Information durch Absorption von Strahlungsenergie des Laserstrahls zum thermischen Verformen und/oder Abdampfen in dem dem Laserstrahl ausgesetzten" Teil aufzeichnen kann, gekennzeichnet durch eine Aufzeichnungsschicht (10), die aus einer nichtmetallischen Schicht zusammengesetzt ist, die hauptsächlich aus einem Material besteht, das aus der . aus S, Se, Te und deren Verbindungen, den Chalkogeniden, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
2. 2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chalkogenid eine Verbindung aus mindestens einem der Elemente S, Se und Te mit mindestens einem der Elemente As, Bi, Sb, Ge, Si, Sn, In, Zn, Fe, Cu, Ag, Ni, Al, V und Pb ist.

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3. 3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Aufzeichnungsschicht (10) im Bereich von 10 Mikron bis 10 Millimikron liegt.

   4. Aufzeichnungsmaterial für einen Laserstrahl, das eine Information durch Absorption von Strahlungsenergie des Laserstrahls zum thermischen Verformen und/oder Abdampfen in dem dem Laserstrahl ausgesetzten Teil aufzeichnen kann, gekennzeichnet durch eine Aufzeichnungsschicht, die grundsätzlich aus einer Schichtung einer nichtmetallischen Schicht

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   (10), die hauptsächlich aus einem Material besteht, das aus der aus S, Se, Te und deren Verbindungen, den Chalkogeniden, bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und einer Schicht aus diffundierbarem Metall (12) zusammengesetzt ist, die ein Metall enthält, das in die nichtmetallische Schicht diffundieren kann, wenn es die nichtmetallische Schicht berührt und einem Licht ausgesetzt wird.

   5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Ag und/oder Cu ist.

   6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus diffundierbarem Metall (12) 5 bis 200 Millimikron dick ist.

   7. Verfahren zum Aufzeichnen mittels Laserstrahl, gekennzeichnet durch Anlegen eines eine aufzuzeichnende Information enthaltenden Laserstrahls an ein Laserstrahl-Aufzeichnungsmaterial, das als Aufzeichnungsschicht eine nichtmetallische Schicht aufweist, die hauptsächlich aus einem aus der aus S, Se, Te und deren Verbindungen, den Chalkogeniden, gebildeten Gruppe ausgewählten Material zusammengesetzt ist,

   und durch thermisches Ausbilden einer Vertiefung in der Aufzeichnungsschicht.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch ausgebildete Vertiefung eine Gestaltung aufweist, die durch Streuen sichtbaren Lichts wahrgenommen werden

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   9. Verfahren zum Aufzeichnen mittels Laserstrahl, gekennzeichnet durch Anlegen eines eine aufzuzeichnende Information enthaltenden Laserstrahls an ein Laserstrahl-Aufzeichnungsmaterial, das eine Aufzeichnungsschicht aufweist, die grundlegend aus einer Schichtung einer nichtmetallischen Schicht hauptsächlich aus einem Material, das aus der aus S, Se, Te und deren Verbindungen, den Chalkogeniden, bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und einer Schicht aus diffündierbarem Metall zusammengesetzt ist, die ein Metall enthält, das in die nichtmetallische Schicht diffundieren kann, wenn es mit der nichtmetallischen Schicht in Berührung ist und einem Licht ausgesetzt wird, und durch thermisches Ausbilden einer Vertiefung in der Aufzeichnungsschicht.

   10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anlegen des die aufzuzeichnende Information enthaltenden Laserstrahls eine überdeckende Bestrahlung (14) mit einem Licht angewendet wird, das das Metall der Schicht aus diffundierbarem Metall diffundieren läßt.

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