DE2439848C2

DE2439848C2 - Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls

Info

Publication number: DE2439848C2
Application number: DE2439848A
Authority: DE
Inventors: Kiyonobu Yokohama Kanagawa Endo; Yoshioki Chofu Tokio/Tokyo Hajimoto; Hitoshi Tokio/Tokyo Hanadate; Masanao Kasai; Takashi Kitamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1973-08-20
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1985-05-15
Also published as: US4214249A; DE2439848A1

Description

25 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls unter Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials mit einer nichtmetallischen Schicht als Aufzeichnungsschicht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Als Echtzeit-Aufzeichnungsverfahren sind beispielsweise Magnetaufzeichnungsverfahren, Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Elektronenstroms und Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls bekannt Das Verfahrer zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls ist im Vergleich zu den anderen Echtzeit-Aufzeichnungsverfahren besonders vorteilhaft, weil es eine alterungsfreie Aufzeichnung, eine Aufzeichnung in Form von sichtbaren Mustern und dne zusätzliche Aufzeichnung in Form von Information ermöglicht.

Als Aufzeichnungmaterial für dai Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls wird ein Material verwendet, das die Strahlungsenergie des Laserstrahls aufnehmen kann und dadurch thermisch geschmolzen und verformt und/oder verdampft und entfernt wird. Zu weiteren wünschenswerten Eigenschaften, die ein solches Aufzeichnungsmaterial haben sollte, gehören mechanische Festigkeit, Dauerhaftigkeit und geeignete Werte des Reflexionsvermcgens, des Absorptionskoeffizienten, der Wärmeleitfähigkeit und der Verdampfungsbzw. Sublimationstemperatur. Da auf das Aufzeichnungsmaterial eine Information mit hoher D^:chte aufgezeichnet wird, weist das Aufzeichnungsmaterial nach der Aufzeichnung ein sehr feines Bildmuster auf, so daß das Aufzeichnungsmaterial eine mechanische Festigkeit haben muß, die ausreicht, um jede mechanische Beschädigung zu verhindern. Femer sollte das Aufzeichnungsmaterial zum Vermeiden von Änderungen der aufge7eichneten Information aus einem dauerhaften Material hergestellt sein, bei dem die Umgebungstemperatur. Feuchtigkeit, Alterung und andere Einflüsse keine Änderungen hervorrufen. Es ist auch vorteilhaft wenn die Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungsmaterials ein geringes Reflexionsvermögen hat, damit mit einem möglichst schwachen Laserstrahl aufgezeichnet werden kann und die Strahlungsenergie des Laserstrahls das Innere des Aufzeichnungsmaterials wirksam erreicht. Der Absorptionskoeffizient der Aufzeichnungsschicht soll vorzugsweise hoch sein, damit eine wirksame Aufzeichnung erzielt wird, denn ein hoher Absorptionskoeffizient führt in der Aufzeichnungsschicht zu einer wirksamen Umwandlung der Strahlungsenergie des Laserstrahls in Wärmeenergie, wodurch die Schmelzverformung oder das VerJampfen an der von den Laserstrahl bestrahlten Stelle leicht hervorgerufen wird.

Im Hinblick auf das Auflösungsvermögen ist eine geringe Wärmeleitfähigkeit der Aufzeichnungsschicht erwünscht. Wenn die Wärmeleitfähigkeit groß ist, wird die Wärme an der bestrahlten Stelle auf den umliegenden Bereich übertragen, so daß außer der Schmelzverformung oder dem Verdampfen der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle der umliegende Bereich schmilzt und teilweise verdampft, wodurch das Auflösungsvermögen verschlechten wird. Es ist erwünscht, daß der Schmelzpunkt oder die Verdampfungs- bzw. Sublimationstemperatur niedrig ist. Die Empfindlichkeit gegenüber dem Laserstrahl ist um so höher, je niedriger der Schmelzpunkt oder die Verdampfungstemperatur ist. Die Verdampfungstemperatur der Aufzeichnungsschicht ist vorzugsweise niedrig, damit die Vorrichtung für die Erzeugung des Laserstrahls vereinfacht und eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Es ist im allgemeinen sehr schwierig, ein Material für die Aufzeichnungsschicht auszuwählen, das alle Bedingungen erfüllt, die vorstehend erwähnt wurden. Bisher wurden Metalle wie z. B. Rhodium und Harze verwendet. ' Solche Metalle sind hinsichtlich der optischen Dichte, der Dauerhaftigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung und Abrieb gut geeignet, sie haben aber den Nachteil eines hohen Reflexionsvermögens (70 bis 90%), eines hohen Schmelzpunkts (um 2000°C), einer hohen Verdampfungstemperatur (um 4500°C) und einer hohen Wärmeleitfähigkeit (um 1,5 W/cm.°C). Harze weisen einen niedrigen Schmelzpunkt, eine niedrige Verdampfungstemperatur und eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf und haben deshalb bei ihrer Verwendung als Material für die Aufzeichnungsschicht eine höhere Empfindlichkeit als Metall, sie bieten jedoch in praktischer Hinsicht keine ausreichende optische Dichte, Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung

und Abrieb.

Um eine Aufzeichnung mit hoher Dichte zu erzielen, ist ein hohes Auflösungsvermögen notwendig. Es ist daher erforderlich, eine sehr dünne Aufzeichnungsschicht herzustellen, die eine gleichmäßige Dicke von im allgemeinen weniger als einigen Mikrometern hat Es ist jedoch sehr schwierig, aus einem Harz eine derart gleichmäßige und dünne Aufzeichnungsschicht von weniger als einigen Mikrometern zu bilden.

Selbst wenn eine solche Aufzeichnungsschicht aus Harz erhalten wird, weist sie keine mechanische Festigkeit auf, die für die praktische Anwendung ausreicht Bei der Anwendung eines Harzes wird dieses in einer Form verwendet, die Farbstoffe oder Pigmente enthält damit die Strahlungsenergie des Laserstrahls absorbiert wird. Wenn das Harz jedoch in Form eines sehr dünnen Filmes hergestellt wird, wird infolgedessen keine ausreichende optische Dichte erzielt, und der Kontrast des aufgezeichneten Bildmusters ist nicht ausreichend.

Aus der US-PS 37 16 844 ist ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls bekannt, bei dem ein Aufzeichnungsmaterial mit einer Aufzeichnungsschicht aus einem amorphen Material wie Si, Ge oder SiC verwendet wird. Durch Bestrahlung mittels eines Laserstrahls wird das amorphe Material thermisch in den kristallinen Zustand umgewandelt wobei eine Änderung der optischen Eigenschaften eintritt, so daß ein Bild mit abgestuften Grautönen erhalten wird. Die in der US-PS 37 16 844 als Stand der Technik angegebenen Gläser wie z. B. Mischungen von Germanium, Arsen, Tellur und Silicium ergeben nicht die gewünschten Grautöne, da Änderungen in der Absorption nur zwischen ihren amorphen und kristallinen Phasen erfolgen.

Aus der US-PS 37 07 372 ist ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls bekannt, bei dem ein Aufzeichnungsmaterial mit einer aus einer nichtmetallischen Schicht und einer metallischen ?.·. -jcht bestehenden Aufzeichnungsschicht verwendet wird. Wenn die gesamte Aufzeichnungsschicht aktinischer Strahlung ausgesetzt wird, reagieren die beiden Schichtui an den belichteten Stellen unter Veränderung der chemischen und physikalischen Eigenschaften. So werden in den belichteten Bereichen Änderungen der chemischen Reaktivität — aber auch modifizierte elektrische, optische und thermische Eigenschaften — erhalten.

Aus der DE-OS 15 74 687 ist ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls bekannt, bei dem ein Aufzeichnungsmaterial mit einer aus metallischem Wismut bestehenden Aufzeichnungsschicht und einer unter der Aufzeichnungsschicht befindlichen leicht verdampfbaren Hilfsschicht aus Selen oder Tellur verwendet wird, wobei das Aufzeichnungsmaterial einem eine aufzuzeichnende Information enthaltenden Laserstrahl ausgesetzt wird und in der Aufzeichnungsschicht Vertiefungen thermisch ausgebildet werden. Der größte. Teil des Laserstrahls wird durch die Wismutschicht absorbiert und die Hilfsschicht wird durch den Laserstrahl nicht direkt belichtet. Die Hilfsschicht verdampft infolge von Wärme, die durch Wärmeleitung aus der Wismutschicht zugeführt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufzeichnen mittels eines Laserstrahls unter Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials mit einer nichtmetallische Materialien enthaltenden Aufzeichnungsschicht, bei dem man das Aufzeichnungsmaterial einem eine aufzuzeichnende Information enthaltenden Laserstrahl aussetzt und in der Aufzeichnungsschicht Vertiefungen thermisch ausbildet, zur Verfugung zu stellen, bei dem ein Laserstrahl mit geringer Leistung angewandt werden kann, bei dem die Aufzeichnungsgeschwindigkeit vergrößert werden kann und bei dem im Fall der Aufzeichnung einer Information mit hoher Dichte ein ausreichendes Auflösungsvermögen erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß man für die nichtmetallische Schicht ein Material verwendet das hauptsächlich aus S, Se, Te und/oder deren Verbindungen, den Chalkogeniden, zusammengesetzt ist.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Laserstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung;

F i g. 2 zeigt eine Ausführung des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aufzeichnungsmaterials;

F i g. 3 zeigt ein Muster, das durch Anwendung einer Bestrahlung mit einem Laserstrahl auf ein im erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Aufzeichnungsmaterial gebildet wurde;

Fig.4 zeigt ein weiteres durch Anwendung einer Laserstrahl-Bestrahlung auf ein im erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Aufzeichnungsmaterial gebildetes Muster;

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsart des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aufzeichnungsmaterials;

F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführung des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aufzeichnungsm3-terials:

Fig./ und 8 zeigen weitere durch Anwendung von Laserb-strahlung auf ein im erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Aufzeichnungsmaterial gebildete Muster;

F i g. 9 zeigt eine andere Ausführung des im erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Aufzeichnungsmaterials:

Fig. 10, 11 und 12 zeigen jeweils weitere Muster, die durch Anwendung von Laserbestrahlung auf ein im erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Aufzeichnungsmaterial gebildet wurden.

Die Aufzeichnungsschicht des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aufzeichnungsmateria's besteht aus einer nichtmetallischen Schicht, die hauptsächlich aus einem Material besteht, das aus S, Se₁ Te und deren Verbindungen, den Chalkogeniden, ausgewählt ist. S, Se und Te können allein oder in Kombination zur Herstellung der Aufzeichnungsschicht verwendet werden. S, Se und Te sind im allgemeinen chemisch sehr aktiv und können mit nahezu allen anderen Elementen unter Bildung von Chalkogeniden reagieren. Typische Beispiele für andere Elemente, die mit den chalkogenen S, Se und Te reagieren könmn, sind As, Bi, Sb, Ge, Si, Sn, In, Zn, Fe, Cu, Ag, Ni, Al, V und Pb. Aus diesen anderen Elementen und einem Chalkogenelement erhaltene Chalkogenide können eine wirksame Aufzeichnungsschicht für die Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren ergeben.

S, Se und Te und die Chalkogenide haben im allgemeinen einen Brechungsindex im Bereich von 2 bis 4. Das dadurch bestimmte Reflexionsvermögen 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 S, Se und Te und Chalkogeniden sind im sichtbaren Bereich (350 bis 700 nut) vorhanden/wobei es ferner möglich ist, durch Veränderung der Zusammensetzung und des Verhältnisses der Bestandteile die Absorptionskanten zu verändern. Auf diese Weise kann eineAufzeichnungsschicht 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 erzielt werden kann. Durch Anpassen der Absorptionskante ist es möglich, das Aufzeichnungsmaterial gegen jedes andere Licht außer dem einer bestimmten Wellenlänge unempfindlich zu machen.

Die Wärmeleitfähigkeit von S, Se, Te und Chalkogeniden ist mit 0,5 bis 0,01 cm · ⁰C gering, so daß die thermische Wirkung (Schmelzen oder Verdampfen) um die mit einem Laserstrahl bestrahlte Stelle herum verringert werden kann und durch die Wärmespannung verursachte Risse und Abschälungen vermieden werden können, was dazu führt, daß ein scharfes Muster mit hohem Auflösungsvermögen erhalten wird. Ein weiteres Merkmal von S. Se, Te und Chalkogeniden ist eine niedrige Verdampfungstemperatur (im allgemeinen 400 bis 1500° C).

Die verschiedenen vorstehend erwähnten Eigenschaften machen die Verwendung von S, Se, Te und/oder Chalkogeniden als Material für die Aufzeichnungsschicht vorteilhaft.

Ein weiteres .Merkmal einer Aufzeichnungsschicht aus S, Sc, Tc und/oder Chalkogenide^ besieht darin, daß auf einfache Weise eine gleichmäßige und wählbare Dicke der Aufzeichnungsschicht erzielt werden kann. Das ergibt sich aus der Tatsache, daß S, Se, Te und Chalkogenide sich 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 oder Mo reagieren. Deshalb liefern S, Se. Te und/oder Chalkogenide im Verglei ¹^ zu Metallen bei der Herstellung einer Aufzeichnungsschicht durch Vakuumbedampfung auf einfache Weise esne dünne und gleichmäßige Aufzeichnungsschicht.

Eine weitere Eigenschaft von S, Se und Te und der Chalkogenide ist, daß zwar die Zähigkeit etwas geringer ist als die von Metallen, aber die Haftung an einem biegsamen Träger wie einer Folie oder Papier hervorragend ist, was anscheinend auf die eigene Biegsamkeit von S, Se und Te uo ider Chalkogenide zurückzuführen ist. Aus

j diesem Grund können Aufzeichnungsmaterialien verschiedener Formen, z. B. in Form einer Platte, einer Folie

oder eines Papier^ auf einfache Weise hergestellt werden.

Aufgrund der vorstehend erwähnten Eigenschaften können S₁ Se, Te und/oder Chalkogenide die Aufzeichnungsgeschwindigkeit und die Auflösungseigenschaften verbessern und eine Vereinfachung der Aufzeichnungsvorrichtung ermöglichen: ferner können sie die Herstellung von für jede Art von verwendeten Laserstrahlen geeigneten Aufzeichnungsschichten und die Herstellung von für jede Anwendung geeigneten Aufzeichnungs-„ materialien verbessern.

35 Eine typische Aufzeichnungsvorrichtung, bei der ein Laserstrahl angewandt wird, ist in F i g. 1 dargestellt. Eine Laserstrahl-Ausstrahlungsvorrichtung 1 sendet einen durch Pfeile dargestellten I .aserstrahl 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 modu-Heren kann (Ein-Aus-Funktion oder Strahlintensitätssteuerung); danach tritt der so modulierte Laserstrahl in 40 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 7 aufzuzeichnende Information wird in die Modulationssteuerschaltung 8 eingegeben und in ein Modulationssignal umgewandelt Die Dichte der auf das Aufzeichnungsmaterial 7 aufzuzeichnenden Information wird vorwiegend durch die Laserstrahlintensität, den Strahldurchmesser, die Drehzahl des umlaufenden Vielflächenspiegels 4 und die Drehzahl des Drehspiegels 5 in Galvanometerausführung gesteuert. Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Information in Form eines Ausgabesignals wird der vorstehend beschriebene Ai beitsablauf in einer im wesentlichen entgegengesetzten Richtung durchgeführt Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung wird beispielsweise als Empfänger für Mikrofacsimile, IC-Bildmustergenerator oder Mikrofilmkameras verwendet

In F i g. 2 ist ein typischer Aufbau eines im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aufzeichnungsmaterials dargestellt, das einem Träger 9 und eine nichtmetallische Schicht 10 als Aufzeichnungsschicht aufweist Die nichtmetallische Schicht wird üblicherweise durch Vakuumaufdampfung oder Zerstäubung gebildet Außerdem kann sie auch durch Auftragen eines geschmolzenen nichtmetallischen Materials (wie es im Patentanspruch 1 definiert ist) oder einer Lösung des nichtmetallischen Materials unter Ausnutzung der Löslichkeit des nichtmetallischen Materials in Alkalien gebildet werden.

Die Dicke der nichtmetallischen Schicht liegt im allgemeinen in dem Bereich von 10 nm bis ΙΟμπι. Im Falle einer Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit oder hoher Dichte wird die Dicke auf 10 nm bis 1 μπι eingestellt. Die Dicke der nichtmetallischen Schicht ist nicht beschränkt, wenn die nichtmetallische Schicht an einer mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle nicht in voller Tiefe entfernt wird, sondern zur Bildung einer Vertiefung als Aufzeichnung nur teilweise entfernt wird, und kann in diesem Fall 0,2 bis 5 mm betragen. Wenn eine solche dicke nichtmetallische Schicht verwendet wird, kann der Träger weggelassen werden, falls dies erwünscht ist
Typische Chalkogenide, die für die Bildung der nichtmetallischen Schicht verwendet werden, sind beispielsweise Sulfide 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-J-, As-S-TI-, As-S-Ge-, In-Ge-S-, Ge-Sn-S- und Ge-S-Ag-Verbindungen, Selenide wie As-Se-, Sb-Se-, Bi-Se-, Ge-Se- und As-Se-J-Verbindungen, Telluride wie As-Te-, Sb-Te- und Si-As-Te-Verbin-

düngen und Chalkogenide, die zwei oder drei Vertreter von S, Se und Te enthalten, wie As-S-Te-, As-Se-Te-, Ge-Se-S- und As-S-Se-Verbindungen.

Die Reaktionsfähigkeit der Chalkogene S, Se und Te ist untereinander gleichartig, so daß verschiedenartige Chalkogenide, die durch Austausch des Chalkogens der vorstehend als Beispiel angeführten Chalkogenide entstehen, wirksam verwendet werden können. Außer den vorstehend erwähnten gibt es viele Chalkogenide, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können.

«-.ne kleine Menge eines Elements wie Halogen, Ge oder Si kann der nichtmetallischen Schicht als Aktivator zur weiteren Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens beigefügt werden. Als wirksamer Bestandteil des Chalkogenids können beispielsweise Alkalimetalle wie Na oder K, Erdalkalimetalle wie Ca oder Sr, Elemente der Gruppe IV B des Periodensystem^ wie Si, Ge, Sn oder Pb, Elemente der Gruppe III B wie Tl, Al oder In. Elemente der Gruppe II B wie Zn, Seltenerdmetalle der Lauthanreihe wie Eu oder Sm oder Elemente der Actiniumreihe wie U zugegeben werden.

Vorteilhafterweise wird in die nichtmetallische Schicht auch eine geringe Menge eines Metalls als Zusatz zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit und der optischen Dichte eingemischt. Als typische Metalle für diesen Zweck können Ag, Cu, Cd, Mn, Ga, In. Bi₁ Sb, Fe, Ni und deren Legierungen, vorzugsweise mit Ag und Cu erwähnt werden. Die Menge des eingemischten Metalls kann 0,0001 bis 1 Atom-% und vorzugsweise 0,005 bis 0,5 Atom-% (bezogen auf die Atome, aus denen die nichtmetallische Schicht besteht) betragen.

S. Se und Te und Ciiaikugeriiu können im allgemeinen sowohl in glasartiger ais auch in kristalliner Form „

vorliegen. Diese beiden Formen unterscheiden sich beispielsweise hinsicntlich des Brechungsindex, der spezifi- |

sehen Wärme, der Wärmeleitfähigkeit und des Wärmeausdehnungskoeffizienten. Zum Beispiel hat ein Chalkogenid mit der Zusammensetzung AS2S3 in kristalliner Form einen Brechungsindex von 2,66 (Wellenlänge 550 bis 580 nm), während es in glasartiger Form einen Brechungsindex von 2,77 aufweist. Die Wärmeleitfähigkeit von As2Sej beträgt bei der kristallinen Form 17 χ 10³ J/cm-s · "C, während sie bei der glasartigen Form 29 χ ΙΟ⁴ j/cm -S-⁰C beträgt. Insbesondere haben S, Se und Te und Chalkogenide die Eigenschaft, daß Metall an der der Strahlungsenergie ausgesetzten Stelle in die nichtmetallische Schicht diffundiert, wenn eine Schicht aus diffundierbarem Metall und die nichtmetallische Schicht laminiert sind und der Strahlungsenergie eines Laserstrahls ausgesetzt werden. Diese Eigenschaft ist nicht bei der kristallinen Form, jedoch bei der glasartigen Form beachtlich. Die nichtmetallische Schicht kann im allgemeinen in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen j|

glasartige oder kristalline Form erhalten. Die unterschiedlichen Herstellungsbedingungen müssen von Fall zu Fan festgelegt werden, wobei es sehr schwierig ist, allgemein anwendbare Bedingungen zu definieren. 30 ts

Kristalline Form bzw. glasartige Form können durch Einstellung der folgenden Bedingungen erzielt werden: |

Im Falle des Aufdampfens begünstigen ein kristalliner Zustand der Verdampfungsquelle und ein annähernd bei der Glasübergangstemperatur gehaltener Träger bei dem Aufdampfvorgang und ein Erwärmen der nichtmetallischen Schicht auf annähernd Glasübergangstemperatur nach dem Aufdampfen die Bildung einer kristallinen Form, während ein glasartiger Zustand der Verdampfungsquelle und eine unter der Glasübergangstemperatur, im allgemeinen unterhalb Raumtemperatur, gehaltene Trägerternperatur die Bildung einer Glesfcrrn fördern. Im Fall der Beschichtung eines Trägers mit einer Lösung von S, Se oder Te oder eines Chalkogenids (im allgemeinen einer alkalischen Lösung, weil S, Se und Te und Chalkogenid in einer alkalischen Lösung löslich sind) begünstigen eine bei einem verhältnismäßig hohen Wert, d. h. über 100° C. gehaltene Trägertemperatur und ein allmähliches Abkühlen nach der Beschichtung oder aber eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur, die höher ist als die Glasübergangstemperatur, nach der Beschichtung die Bildung einer kristallinen Form, während ein schnelles Aufbringen einer erwärmten alkalischen Lösung auf einen unterhalb Raumtemperatur gekühlten Träger die Bildung einer glasartigen Form fördert Andere Faktoren, die die Ausbildung der verschiedenen Formen beeinflussen, sind die Zusammensetzung und das Verhältnis der Bestandteile der Chalkogene und der Chalkogenide. Beispielsweise fördern ein Zn-S-System, As,Sei -, (x < 0,4), ein Ge-S-P-System, ein Ge-S-Cu-System und ein As-Te-System eine kristalline Form, während Ge, _, S₁ (0,4 < χ < 0,6; χ > 0,66), As₁ Si-, (0,15 < χ < 0,55). Gei_t Se, (χ > 0,75). ein Ge-S-Na-System und ein As-S-J-System die Bildung einer glasartigen Form begünstigen. Außerdem neigt die erhaltene nichtmetallische Schicht zur Annahme einer kristallinen Form, wenn das Ausgangsmaterial zum Herstellen der nichtmetallischen Schicht in einem kristallinen Zustand ist.

Hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Dauerhaft^:gkeit und der Biegsamkeit der nichtmetallischen Schicht ist eine glasartige Form vorzuziehen.

F i g. 3 erläutert eine Ausführungsart der Aufzeichnung einer Information unter Verwendung des in F i g. 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. Zur Aufzeichnung auf der nichtmetallischen Schicht werden im 55 g allgemeinen bis zu der ganzen Tiefe der Schicht Vertiefungen ausgebildet, wie es in F i g. 3 gezeigt wird; in manchen Fällen bildet jedoch nur ein Teil der ganzen Tiefe der nichtmetallischen Schicht eine Vertiefung, was in F i g. 4 dargestellt ist. Das in F i g. 4 erläuterte 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 verursachten Unterschiedes der optischen Dichte zum Aufzeichnen einer Information angewendet

Wie die Zusammensetzung und das Verhältnis der Bestandteile des Materials der nichtmetallischen Schicht eingestellt werden, ist in Abhängigkeit von den Anwendungsbedingungen des Aufzeichnungsmaterials festzulegen. Wenn zum Beispie! ein Ηε-Ns-Laser mit einer Wellenlänge von 630,0 nm als Lichtquelle verwendet wird, liegt die Absorptionskante des verwendeten Materials vorzugsweise im langwelligen Bereich des sichtbaren Lichtes oder nahe des Infrarotgebietes. Ein die erwähnten Bedingungen erfüllendes Material, das bevorzugt wird, enthält As als einen und Se oder Te (nicht S) als anderen Bestandteil. In den Systemen Ge._t Si-* und In* S·,-* ist der Germanium- bzw. Indiumgehalt vorzugsweise größer als der Schwefelgehalt, z. B.x > 0,5.

In einem besonderen Fall, bei dem ein Licht kurzer Wellenlänge, z. B. vfrs Licht eines Ar-Lasers (488,0 nm) oder eines He-Cd-Lasers (440,0 nm) zum Aufzeichnen der Information angewandt und ein Licht langer Wellenlänge, z. B. das Licht eines He-Ne-Lasers (630,0 nm) als Sicherheitslicht zum Auslesen der Information verwendet wird, ist es wünschenswert, die Zusammensetzung der nichtmetallischen Schicht so zu wählen, daß deren Absorptionskante im kurzwelligen Bereich liegt. In diesem Fall wird vorzugsweise S als ein typisches Chalkogen in Verbindung mit As verwendet, wobei Schwefelanteil vorzugsweise 60 Atom-% oder mehr beträgt. Es ist vorteilhaft, wp.nn in den Systemen Ge-S und In-S die Schwefelmenge größer ist, d. h. χ < 0,4. Zum Verschieben der Absorptionskante eines glasartigen binären Chalkogenide wie As-S, As-Se, Ge-S oder Sn-S und eines ternären Chalkogenids wie As-S-Se oder Ge-Se-S in Richtung auf längere Wellenlängen ist es wirkungsvoll,

ίο zusätzlich ein Metall wie Ag, Cu, Pb oder In und/oder einen Halbleiter wie Ge- oder Si-Halbleiter hinzuzufügen. Diese Metalle und Halbleiter können üblicherweise durch das nachstehend dargestellte Verfahren hinzugefügt werden. Wenn ein Chalkogenid durch ein Verschmelzungsverfahren synthetisiert wird, können die Metalle und/oder die Halbleiter für die Herstellung des Chalkogenids durch Verschmelzen seiner Bestandteile unter Vakuum oder in einer Inertatmosphäre aus NrGas zu diesen Bestandteilen hinzugefügt werden. Bei manchen Kombinationen der das Chalkogenid bildenden Elemente und des Verhältnisses dieser Elemente bleibt die Bildung eines homogenen Systems aus, z. B. durch Ausbildung einer getrennten Phase in dem durch ein solches Verfahren hergestellten Material, so daß es schwierig ist, ein homogenes Material mit der gewünschten Zusammensetzung und dem gewünschten Verhältnis der Bestandteile zu erhalten. Zudem verändert sich in manchen Fällen die Zusammensetzung und das Verhältnis der Elemente in Abhängigkeit von dem Dampfdruck eines jeden Elements, wenn z. B. durch Vakuumaufdampfen ein dünner Film auf einem Träger gebildet wird. In diesen Fällen kann das ein Metall enthaltende Material durch Ausnutzen der Diffusion des Metalls in S, Se oder Te und/oder das Chalkogenid infolge der Strahlungsenergie erzeugt werden. Dieses Verfahren ist in F i g. 5 und 6 dargestellt Eine Schicht 12 aus diffundierbarem Metall wird auf einer nichtmetallischen Schicht 10 gebildet (wie in F i g. 5 gezeigt); dann wird die gesamte Oberfläche der Schicht 12 mit Licht 14 bestrahlt, so daß das Metall aus der Schicht 12 in die nichtmetallische Schicht 10 diffundiert, wodurch eine in F i g. 6 gezeigte Diffusionsschicht 13 gebildet wird. Die Diffusionsmenge des Metalls in die nichtmetallische Schicht ist kritisch abhängig von der Dicke der nichtmetallischen Schicht, der Art des nichtmetallischen Materials der nichtmetallischen Schicht und der Bestrahlungsmenge des Lichts. Wenn eine nicht zur Diffusion beitragende Schicht aus diffundierbarem Metall nach der Belichtung der gesamten Oberfläche zurückbleibt, kann die zurückbleibende Metallschicht im allgemeinen mit einer Säure wie Eisennitrat. Chromsäuremischung, verdünnter Salpetersäure oder Ammoniumpersulfat aufgelöst und entfernt werden. Außerdem ist die Diffusionsschicht in einer Säure nicht oder schwer löslich. Wenn die zurückbleibende Schicht aus diffundierbarem Metall extrem dünn ist, kann das Aufzeichnungselement in diesem Zustand verwendet werden. Zur Ausbildung einer Diffusionsschicht kann anstelle des in Fig.5 gezeigten Aufzeichnungsmaterials auch ein Aufzeichnungsmaterial verwendet werden, bei dem die Aufzeichnungsschicht im wesentlichen aus einem Laminat der auf einem Träger ausgebildeten Schicht aus diffundierbarem Metall und der darüber ausgebildeten nichtmetallischen Schicht aufweist. Die Tatsache, daß eine Metaii enthaltende Diffusionsschicht mit Hüte von Strahlungsenergie gebildet werden kann, ist eine Eigenschaft einer nichtmetallischen Schicht im glasartigen Zustand. Es ist weiterhin wirkungsvoll, daß bei der Aufzeichnung auf eine derartige Diffusionsschicht die Diffusionsschicht im Vergleich zu einer nichtmetallischen Schicht leichter mit Hilfe eines Laserstrahls verdampft und entfernt werden kann.

Wenn als Bestandteil des Materials der nichtmetallischen Schicht eine giftige Substanz wie Se, Te, T I. As, Sb oder Cd verwendet wird, wird das Aufzeichnungsmaterial geeigneterweise in einem geschlossenen System betrieben, was bei der Auswahl der Zusammensetzung der nichtmetallischen Schicht in Betracht gezogen werden sollte. Erwägungen hinsichtlich eines solchen Problems können jedoch unterbleiben, wenn die nichtme-

•45 tallische Schicht aus einer Verbindung von S mit einem Metall wie Sn, In, Zn, Fe, Cu. Ag oder Ni oder einem Halbleiter wie Ge- oder Si-Halbleitern besteht, weil diese Elemente kaum oder nicht giftig sind.

Der Träger hat keinen wesentlichen Einfluß und wird aus lichtdurchlässigen, halbdurchlässigen und lichtundurchlässigen Materialien, und zwar in Abhängigkeit davon, ob durchgelassenes oder reflektiertes Licht zum Auslesen der mit Hilfe des Laserstrahls aufgezeichneten Information verwendet wird, ausgewählt. Da außerdem

so die physikalischen Eigenschaften des Trägers wie z. B. Wärmeinhalt oder Reflexionsvermögen wegen der Intensität des verwendeten Laserstrahls strengen Einschränkungen unterliegen, wird der Träger auch im Hinblick auf diesen Gesichtspunkt gewählt. Als typischer Träger kann eine lichtdurchlässige Folie aus einem Hochpolymer wie Polyester, Polyethylen oder Acetylcellulose, ein Oxidglas und ein Metall wie eine Aluminiumplatte oder eine Aluminiumfolie erwähnt werden.

In den Begriff »Licht« für die bei der Diffusion eines Metalls angewandte Belichtung der gesamten Oberfläche gernäß F i g. 6 sind ultraviolette Strahlen, z. B. UV-Strahlen, sichtbares Licht IR-Slrahlen und Elektronenstrahlen mit eingeschlossen. Außerdem kann die Diffusionsschicht statt durch Belichtung der gesamten Oberfläche mit Hilfe von Wärme gebildet werden, wenn ein sehr gut diffundierbares Metall wie z. B. Ag oder Cu verwendet wird.

Zur Vergrößerung des Wirkungsgrades der Metalldiffusion können auch zwei oder mehr Schichten in Form der Schicht aus diffundierbarem Metall und/oder nichtmetallischen Schicht abwechselnd übereinandergeschichtet werden, z. B. eine Schicht aus diffundierbarem Metall — eine nichtmetallische Schicht — eine Schicht aus diffundierbarem Metall oder eine nichtmetallische Schicht — eine Schicht aus diffundierbarem Metall — eine nichtmetallische Schicht, obwohl die Herstellung eines so aufgebauten Aufzeichnungsmaterials komplizierter ist

es Das Verfahren zum Aufzeichnen, das unter Verwendung des in F i g. 5 gezeigten Aufzeichnungsmaterials durchgeführt wird, wird in F i g. 7 erläutert. Die Schicht aus diffundierbarem Metall und die nichtmetallische Schicht werden an der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle unter Ausbildung einer Vertiefung abge\ragen. Wie unier Bezugnahme auf F i g. 3 erläutert, ist es in diesem Fall nicht immer notwendig, daß die Vertiefung die

nichtmetallische Schicht vollständig, d. h. in ihrer ganzen Tiefe, durchsetzt. Es wird angenommen, daß bei der Aufzeichnung unter Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials mit einer Schicht aus diffundierbarem Metall in der ersten Stufe der Bestrahlung mit dem Laserstrahl die Diffusion des Metalls aus der Schicht aus diffundierbarem Metall stattfindet und dann thermisch eh;e Vertiefung gebiidet wird. Die Bestrahlungszeit mit dem Laserstrahl ist jedoch so kurz, im allgemeinen 10~⁵ bis 10~⁵ s, daß diese Annahme nicht bewiesen 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 erhöht werden kann und daß dem Aufzeichnungsmaterial eine Lichtempfindlichkeit von etwa ΙΟ-³ bis 10~⁶ 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.

Eine Schicht aus diffundierbarem Metall enthält ein Metall, das im Fall der Bestrahlung mit Licht in eine nichtmetallische Schicht, die damit in Berührung steht, diffundieren kann. Die Schicht aus diffundierbarem Metall bestem typischerweise aus einem Metall wie Ag, oder Cu oder aus einer Verbindung, die unter Bildung dieser Metalle oder ihrer Ionen dissoziieren kann. Bevorzugte Beispiele für solche Verbindungen sind Cu₂S, AG₂S. Ag₂Se, Ag₂Te, AgJ, AgBr, AgNo3, KAg₄J₅, RbAg₄I₅ und NmXg₁₁Js. Eine Legierung, die Ag und/oder Cu enthält, kann ebenfalls zur Herstellung einer Schicht aus diffundierbarem Metall verwendet werden.

Cu₆₀Ag₄₀. Cü7oAg3o, Cu₈OAg₂₀, Cu₉₀AgI₀, Ag₃₇Ga₆₃, Ag₅Hg₉₅. Ag₃OIn₇₀. Ag₉]Li₉, Ag₇Pb₉₃, Ag₂₄.₄ Te₇₅.6, AgI_-5Tl_98-5, CuiiGa87,L'u₂Hg9₈,Cu₅In₉₅,Cu₇Sn₉₃,Cui6l"e₈4,Ge₅Sn₉₅ und Mg_2-2Pb^g.

Es ist notwendig, die Dicke der Schicht aus diffundierbarem Metall unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen der Schicht aus diffundierbarem Metall und der Intensität der Lichtbestrahlung festzulegen. Im allgemeinen wird eine sehr dünne Schicht gewählt, deren Dicke z. B. 200 bis 5 nm beträgt.

In dem Fall, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer Schicht aus diffundierbarem Metall zwischen der nichtmetallischen Schicht und dem Träger zum Aufzeichnen verwendet wird, kann eine Aufzeichnung, die der gemäß F i g. 7 erzielten ähnlich ist, erreicht werden, obwohl das Verhältnis zwischen der Lage der Schicht aus diffundierbarem Metall und der Lage der nichtmetallischen Schicht umgekehrt ist. Außerdem kann die Aufzeichnung derart durchgeführt wer.ien, daß ein Teil der von dem Laserstrahl bestrahlten Schicht aus diffundierbarem Metall zurückbleibt, wie in F i g. 8 gezeigt wird.

Der Prozeß der thermischen Ausbildung einer Vertiefung durch den Laserstrahl ist noch nicht ausreichend bekannt, da sie augenblicklich erfolgt. Es wird jedoch angenommen, daß die Aufzeichnungsschicht an der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle einerseits verdampft und dadurch entfernt wird und daß andererseits der geschmolzene Teil der Aufzeichnungsschicht in die Umgebung verspritzt wird, so daß die Vertiefung ausgebildet wird.

Nach der Aufzeichnung der Information kann das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Aufzeichnungsmaterial unter Ausnutzung der Tatsache, daß die nichtmetallische Schicht im allgemeinen hydrophob ist. auch als lithografische Druckplatte verwendet wird. Für den Fall, daß das in F i g. 2 gezeigte Aufzeichnungsmaterial als lithografische Druckplatte verwendet wird, wird der Träger des Aufzeichnungsmaterial aus einem hydrophilen Material, z. B. aus einem Metall wie Zn, Ag, Cu, Messing, Al oder Fe oder einem hydrophilen Harz wie Polyethylenoxidharz, Novolake oder Polyethylenoxid-Novolak-Micellharz, gebildet Durch die Verwendung eines hydrophilen Materials für den Träger wird die von dem Laserstrahl bestrahlte Stelle auf dem die Aufzeichnung tragenden Aufzeichnungsmaterial gemäß F i g. 3 hydrophil, da die Oberfläche des Trägers zum Vorschein kommt, während der von dem Laserstrahl nicht bestrahlte Bereich hydrophob ist, weil die Oberflächenschicht die nichtmetallische Schicht ist Folglich kann das die Aufzeichnung tragende Aufzeichnungsmaterial (F i g. 3) als lithografische Druckplatte verwendet werden. Das in F i g. 8 dargestellte Aufzeichnungsmaterial, das eine Aufzeichnung trägt, kann als lithografische Druckplatte Verwendung finden, bei der die mit dem Laserstrahl bestrahlte Strahl hydrophil ist (die Schicht aus diffundierbarem Metall ist hydrophil), während der unbestrahlte Bereich hydrophob ist. Bei dem in F i g. 8 gezeigten Aufzeichnungsmaterial kann in dem Fall, daß die Schicht aus diffundierbarem Material in dem mit dem Laserstrahl bestrahlten Bereich vollständig entfernt wird, das die Aufzeichnung tragenden Aufzeichnungsmaterial als 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 verschiedenen Aufbau aufweisenden Aufzeichnungsmaterialien können je nach der Verwendung geformt sein. Wenn z. B, wie in F i g. 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 Veränderung derlntensität des Laserstrahls eine Vertiefung mit einer unterschiedlichen Farbtönung und Gestalt gebildet werden, wie es in F i g. 10 dargestellt ist

Für die Dicke der nichtmetallischen Schicht mit einem niedrigeren Schmelzpunkt und die Dicke der nichtmetallischen Schicht mit einem höheren Schmelzpunkt gibt es keine strenge Einschränkung. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die nichtmetallische Schicht mit niedrigerem Schmelzpunkt 5 bis 300 nm und die nichtmetallische Schicht mit höherem Schmelzpunkt 100 bis 700 nm dick ist

Der Unterschied im Schmelzpunkt zwischen der nichtmetallischen Schicht mit niedrigerem Schmelzpunkt und der nichtmetallischen Schicht mit höherem Schmelzpunkt beträgt im allgemeinen 30⁰C und mehr, vorzugsweise 50⁰C und mehr. Unter den verschiedenartigen nichtmetaüischen Materialien gibt es nichtmetallische Materialien, die keinen konstanten und deutlichen Schmelzpunkt aufweisen. Wenn ein derartiges nichtmetallisches Material verwendet wird, wird anstelle des Schmelzpunktes dessen Erweichungstemperatur in Betracht gezogen. Der Unterschied in der Erweichungstemperatur zwischen einem nichtmetallischen Material mit einem niedrigeren Schmelzpunkt und einem nichtmetalHscnen Material mit einem höheren Schmelzpunkt beträgt im

allgemeinen 50° C und mehr, vorzugsweise 100° C und mehr. Die typischen nichtmetallischen Materialien mit einem niedrigeren Schmelzpunkt, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, sind in Tabelle I gezeigt Es werden Materialien gezeigt, deren Schmelzpunkt 300° C oder weniger und deren Erweichungstemperatur 110° C oder weniger beträgt.

Tabelle I

Nichtmetallisches	Schmelzpunkt (° C)	Erweichungs	Farbton
Material		temperatur (° C)
(Chalkogenid) mit
niedrigerem Schmelzpunkt
As3Se3	270 oder mehr	106	Rötliches Braun
As₂Se₃I	250	108	Gelbrotes Braun
As₂Se₃Iu	—	64	Gelbrotes Braun
AS30S40I30	280 oder mehr	76	Gelbrotes Braun
AsssSeol I5	—	93	Dunkelrötliches Braun
As₂Se₃Tl₂Se₃	—	109	Dunkelrötliches Braun

Die typischen nichtmetallischen Materialien mit einem höheren Schmelzpunkt sind in Tabelle II aufgeführt Diese Hateriaüen haben einen Schmelzpunkt von 30ö"C oder mehr und eine Erweichungstemperatur von 140° C oder mehr.

Tabelle II

Nichtmetallisches	Schmelzpunkt (° C)	Erweichungs	Farbton
Materia!		temperatur (³C)
(Chalkogenid) mit
iiöherem Schmelzpunkt

As₂S₃ 300 212 Gelbliches Grün

As₂Se₃ 360 187 Rötliches Braun

As₂Te₃ 367 140 Schwarz

As₂Se₃As₂Te₅ — 151 Dunkelbraun

As₂S₃GeIj 400 oder mehr 414 Dunkelbraun

Si₂eAs3oTe45 400 oder mehr 331 Dunkelrot

Ein typisches Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren 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, während die intensität eines Laserstrahls 18 so festgelegt wird, daß sowohl in der nichtmetallischen Schicht mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als auch in der nichtmetallischen Schicht mit einem höheren Schmelzpunkt eine Vertiefung thermisch ausgebildet wird. Folglich kann eine Aufzeichnung in der in F i g. 10 gezeigten Form erzielt werden. Die nichtmetallische Schicht mit einem niedrigeren Schmelzpunkt und die nichtmetallische Schicht mit einem höheren Schmelzpunkt sind hinsichtlich des Farbtons im allgemeinen voneinander 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 dieser zwei Informationen auf nur einem Aufzeichnungsmaterial so erzielt werden, daß die Aufzeichnung unterschiedliche Farbtönung und unterschiedliche optische Dichte aufweist Weiterhin kann die zusätzliche Aufzeichnung durchgeführt werden, indem die zweite Information nach der Beendigung der Aufzeichnung der ersten Information oder die erste Information nach der Beendigung der Aufzeichnung der zweiten Information aufgezeichnet wird. Wenn zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterials zwischen den beiden in F i g. 9 gezeigten nichtmetallischen Schichten eine Schicht aus diffundierbarem Metall ausgebildet ist, kann das derart gebildete Aufzeichnungsmaterial auf ähnliche Weise zur Durchführung einer zusätzlichen Aufzeichnung verwendet werden. F i g. 11 stellt die Form dar, die gebildet wird, wenn die erste Information unter Verwendung des Laserstrahls 17 und die zweite Information unter Verwendung des Laserstrahls 18 aufgezeichnet wird. F i g. 11 zeigt ferner eine Schicht 12 aus diffundierbarem Metall.

Eine Vertiefung der in Fig. 12 gezeigten Form kann durch Verändern der Strahlungsbedingung des Laserstrahls ausgebildet werden. Die Vielzahl von Vertiefungen (im allgemeinen drei oder mehr Vertiefungen) werden an der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle derart ausgebildet, daß das Aufzeichnungsbildmuster unter Ausnutzung der Lichtstreuung beobachtet werden kann. Der Vorteil der Herstellung des unter Ausnutzung, der Lichtstreuung zu beobachtenden Aufzeichnungsbildmusters liegt darin, daß die Intensität des Laserstrahls verringert werden kann, weil die Ausbildung einer flachen Vertiefung genügt. Der Laserstrahl 19 wird während der Zeit seiner Einstrahlung in Schwingungen versetzt, damit auf der nichtmetallischen Schicht 10 eine Vielzahl von Vertiefungen ausgebildet wird, oder es wird zum Ausbilden einer Vielzahl von Vertiefungen gleichzeitig eine Vielzahl von Laserstrahlen eingestrahlt, deren Anzahl derjenigen der auszubildenden Vertiefungen entspricht.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildeten Aufzeichnungsbildmuster können beispielsweise als

Mikrofilm, Hologramm, Reliefmuster, Videoplatte oder Videoband Verwendung finden.

Beispiel 1

Die Eigenschaft des in einem Verfahren zum Aufzeichnen einer Information mittels eines Laserstrahls verwendeten Aufzeichnungsmaterial ist vorwiegend durch die zum Aufzeichnen der Information notwendige Minininleneriiie .9 bestimmt (J/cm²); das Symbol ».9« wird nachstehend Empfindlichkeit genannt). Zwischen der Empfindlichkeit S und verschiedener. Aufzeichnungsbedingungen bestehen die nachstehend gezeigten Beziehungen.

Die Energiedichte E(JZs ■ cm²) des Laserstrahls ist durch Gleichung

AW

gegeben, wobei W (J/s) die wirksame Ausgangsleistung des Laserstrahls und D (cm) den Durchmesser des Laserstrahls bedeutet.
Die Zeit t (s), die zum Aufzeichnen eines Einheitspunktes erforderlich ist, wird durch die Gleichung

, S x& _s

' — C· — AU/·³

bestimmt, worin JR, W und D die vorstehend definierten Bedeutungen haben und S die Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials bedeutet.

Die Abtastgeschwindigkeit V(cm/s) ist durch die Gleichung

' - t - iiSD

bestimmt, wobei D, L Wund Sdie vorstehend definierten Bedeutungen haben. Die Gesamtaufzeichnungszeit T(s) ist durch die Gleichung

ab	*π ab*	. c -	π	■A
VT)	AW		4	W

gegeben, in der V, D. W und S die vorstehend definierten Bedeutungen heben und A (cm³) die effektive Aufzeichnungsfläche [a(cm) χ b (cm)] darstellt.

Ein glasartiges Chalkogenid, Ge₂Ss, wurde durch ein übliches Verschmelzungsverfahren wie folgt hergestellt: 15,5 g Ge und 9,6 g S, beide von hoher Reinheit (höher als 99,99%), wurden unter Vakuum (weniger als 13 mPa) in eine Ampulle aus Quarz eingeschlossen, etwa 8 h lang in einem Elektroofen auf 900° C erwärmt und geschmolzen und dann in Wasser abgekühlt. Auf eine 80 μπι dicke Polyesterfolie wurden 0,15 g des erhaltenen glasartigen Chalkogenid Ge₂Sj unter Vakuum aufgedampft. Für die Vakuumbedampfung wurde eine Tantalschale verwendet, deren Temperatur 1200°C betrug. Der auf der Polyesterfolie erhaltene, im Vakuum aufgedampfte Film war rötlichbraun und 220 nm dick, wobei seine durch Röntgenstrahl-Fluoreszenzanalyse gemessene Zusammensetzung Ge₃₉S6i zeigte.

Die Polyesterfolie mit dem im Vakuum aufgedampften 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 Aufzeichnungsvorrichtung der in Fig. 1 schematisch gezeigi..,n Art angewandt. Als Laser wurde ein Argonlaser (Ausgangsleistung: 200 mW; Wellenläng: 488 nm verwendet, wobei der Laserstrahldurchmesser 30 μπι betrug. Die Energiedichte des Laserstrahls wurde an der Stelle, die der Lage des Aufzeichnungselements entsprach, gemessen und betrug an dieser Stelle etwr 5,6 χ 10³ J/s · cm².

Untfjr den vorstehend erwähnten Bedingungen wurde eine Bildaufzeichnung auf das GeÄ-Aufzeichnungsmaterial mit verschiedenen Schreibgeschwindigkeiten ausgeführt; zum Bewerten des Bildes wurde das Ergebnis durch ein Mikroskop mit 50facher Vergrößerung betrachtet. Es wurde festgestellt, daß mit einer Abtast- bzw. Schreibgeschwindigkeit von 20crn/s ein gutes Bild mit einem Auflösungsvermögen von 16 Zeilen/mm erzielt werden konnte. Die aus diesem Ergebnis errechnete Empfindlichkeit Sdes Ge₂Ss-FiImS betrug 0,84 J/cm².

Mit einem Rhodiumfilm von 40 nm Dicke, der mittels einer Aufsprühvorrichtung auf einer Polyesterfolie gebildet worden war, wurde der gleiche Versuch wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Mit einer Abtastgeschwindigkeit von 7 cm/s 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 J/cm².

Der vorstehend erwähnte Versuch wurde mit glasartigen Chalkogenid-Filmen mit der jeweils in Tabelle III angegebenen Zusammensetzung wiederholt. Tabelle HI zeigt ferner die Empfindlichkeiten die zur Erzielung eines Auflösungsvermögens von 16 Zeilen/mm führten.

Die in Tabelle III angegebenen Chalkogenid-Filme wurden jeweils durch Vakuufnaufdampfung der betreffenden glasartigen Chalkogenide in einer Dicke von 200 bis 300 nm auf Polyesterfolien hergestellt.

	24 39 848	0,25
Tabelle III		0,18
Glasartiges Chalkogenid Empfindlichkeit (J/cm²)	0,92
As₂S₃	0,95
As₂Se₃	1,56
In₂S₂	032
Sn₂S₂	0,42
Al₂S₃	Beispiel 2
As₂Te₃
Ge₂S₂

Als Schicht aus diffundierbarem Metall (Silber) wurde a-J der Ge₂S₃-Schicht des im Beispiel 1 verwendeten Aufzeichnungsmaterials durch Vakuumaufdampfung eine etwa 20 m dicke Ag-Schicht gebildet Die Vakuumaufdampfung von Ag wurde unter Verwedung einer Tantalschale unter einem Vakuum von 1,07 mPa bei 1100⁰C Schalentemperatur ungefähr 2 s lang durchgeführt. Mittels einer Xenonlampe (Ausgangsleistung: 500 W) wurde gemäß der Darstellung in F i g. 5 eine Belichtung der gesamten Oberfläche (Bestrahlungsenergie: 6 mj/cm²) der

mit Ge₂S₃ + Ag vakuumbedampften Polyesterfolie durchgeführt, damit das Ag der Schicht aus diffundierbarem Metaii vonständig und gleichmäßig in die Ge₂S₃-Sehicht diffundiert, so da" ein glasartiges Ag-Gc-S-Chalkogcnid (F i g. 6) erzuegt wurde.

Mittels der in Beispiel 1 verwendeten Aufzeichnungsvorrichtung wurde mit dem eine Diffusionsschicht 13 aus glasartigem Chalkogenid aufweisenden Aufzeichnungsmaterial eine Bildaufzeichnung durchgeführt, wobei mit einer Abtastgeschwindigkeit von 30 cm/s ein gutes Bild mit einem Auflösungsvermögen von 16 Zeilen/mm erzielt wurde, so daß die Empfindlichkeit des glasartigen Chalkogenids mit dieser Zusammensetzung zu 056 J/cm² ermittelt wurde. Die optische Dichte des glasartigen Chalkogenids mit dieser Zusammensetzung für ein weißes Licht (V/olframlampe) war um etwa 0,5 höher als die optische Dichte des im Beispiel 1 verwendeten glasartigen Ge₂S₃-Chalkogenids. Bei der vergrößerten Betrachtung mit einem Mikrofilmlesegerät, wie es zum Auslesen von informationen auf einem Mikrofilm verwendet wird, hat sich folglich bestätigt, daß bei der Anwendung de Chalkogenids mit dieser Zusammensetzung ein Bild mit einem besseren Kontrast erzielt wurde als bei der Anwendung dps glasaHgen Ge₂S3-ChaIkogenids.

Außerdem wurde anstelle von Silber als diffundierbares Metall Kupfer verwendet und in einer ähnlichen Weise auf den Ge₂S₃-FiIm vakuur aufgedampft, wonach zum Herstellen eines glasartigen Cu-Ge-S-Chalkogenids eine Belichtung der gesamten Überfläche mit einer Lichtenergie von 50 mj/cm² durchgeführt wurde.

Unter Verwendung der in Beispiel 1 genannten Aufzeichnungsvorrichtung wurde eine Bildaufzeichnung durchgeführt und die Empfindlichkeit dieses Aufzeichnungsmaterials zu 0,65 J/cm² ermittelt.

Beispiel 3

Eine 300 nm dicke As^-Schicht und eine 30 nm dicke Ag-Schicht wurden zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterials mit dem in F i g. 6 gezeigten Aufbau jeweils durch Vakuumaufdampfung auf eine Poiyestcrfolie aufgetragen. Das (Ag + As₂S₃)-Aufzeichnungsmaterial wurde mittels der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß Beispiel 1 einer Bildaufzeichnung unterzogen. Die für die Erzielung eines Auflösungsvermögens von 16 Zeilen/ mm erforderliche Aufzeichnungsgeschwindigkeit betrug 2 m/s, wobei die aus dem Ergebnis berechnete Empfindlichkeit 80 nj/cm² beirug.

Beispiel 4

so Eine 20 nm dicke Ag-Schicht und eine 200 nm dicke As₂Se₃-Schicht wurden zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterial in der in F i g. 8 gezeigten Anordnung jeweils durch Vakuumaufdampfung auf eine Polyesterfolie aufgebracht. Auf diesem Aufzeichnungsmaterial wurde untei Anwendung der in Beispiel 1 erwähnten Aufzeichnungsvorrichtung eine Bildaufzeichnung durchgeführt. Bei der Aufzeichnung mit einer Abtast- bzw. Schreibgeschwindigkeit von 1 m/s wurde festgestellt, daß das As₂Se₃ verdampft worden war, bevor die gegenseitige

Diffusion zwischen der Ag- und der As₂Se₃-Schicht vollständig stattgefunden hatte, und daß eine Ag-Schicht von 10 nm Dicke auf der mit dem Laserstrahl bestrahlten Stelle zurückblieb. Das Auflösungsvermögen betrug dabei 16 Zeilen/mm.

Beispiel 5

Ein kristallines Chalkogenid, As₂Te₃, wurde gemäß einem üblichen Verschmelzungsverfahren wie folgt hergestellt: 7,2 g Tellur und 2,8 g Arsen, beide mit einer hohen Reinheit (höher als 99,999%), wurden unter Vakuum (weniger als 1,3 mPa) in eine Quarzampülle eingeschlossen, in einem Elektroofen etwa 8 h lang auf 600⁰C erwärmt und geschmolzen und dann langsam an der Luft abgekühlt.

„ 65 Die so hergestellte Probe wurde durch Röntgenbeugung analysiert, wobei der Peak des kristallinen As₂Te₃ S; beobachtet wurde. Außerdem konnte durch Differentialthermoanalyse kein Glasübergangspunkt festgestellt

j werden. Auf eine 80 μπι dicke Polyesterfolie wurden im Vakuum 0,15 g des so erhaltenen Chalkogenids aufge-

dampft. Die Vakuumaufdampfung wurde unter Verwendung einer Tantalschale mit einer Schalentemperatur

von 900⁰C durchgeführt. Die Temperatur der Trägerplatte betrug 80⁰C. Der so erhaltene vakuumaufgedampfte Film war schwarz und 200 nm dick. Die Differenzialthermoanalyse des vakuumaufgedampften Films zeigte keinen Glasübergangspunkt

Die beschichtete Polyesterfolie wurde zur Bildung eines 16 mm breiten Filmes geschnitten, so daß ein als Mikrofilm geeignetes Aufzeichnungsmaterial hergestellt v/urde. Mittels eines Laserstrahls wurde auf das Auf-Zeichnungsmaterial ein Bild aufgezeichnet

Es wurde ein Argonlaser mit 200 mW (Wellenlänge: 488 nm) verwendet und der Durchmesser des Laserstrahls auf 30 μπι eingestellt Die Energiedichte des Laserstrahls wurde an Stelle, die der Lage des Aufzeichnungsmaterial entsprach, zu etwa 5,6 χ 10³JVs ■ cm² gemessen.

Unter den vorstehend erwähnten Bedingungen wurde eine Bildaufzeichnung mit verschiedenen Abtasigeschwindigkeiten auf dem As2Te3-AufzeichnungsmateriaI durchgeführt, wobei zum Bewerten des Bildes das Ergebnis durch ein Mikroskop mit 50facher Vergrößerung betrachtet wurde. Ein gutes Bild mit einem Auflösungsvermögen von 16 Zeilen/mm wurde mit einer Abtastgeschwindigkeit von 20 cm/s erzielt Die aus dem Ergebnis berechnete Empfindlichkeit 5des As2Te3-Films betrug 035 J/cml

Der vorstehend erwähnte Versuch wurde mit kristallinen Chalkogenidfilmen mit der jeweils in Tabelle IV angegebenen Zusammensetzung wiederholt Die zur Erzielung eines Auflösungsvermögens von 16 Zeilen/mm führenden Empfindlichkeiten 5 sind in Tabelle IV angegeben. Ferner wurden die kristallinen Chalkogenfilme jeweils durch Vakuumaufdampfung des Chalkogenids in einer Dicke von 200 bis 300 nm auf Polyesterfolien hergestellt

20 Tabelle IV

Kristalline Chalkogenide Empfindlichkeit (J/cm²)

CdTe 1,10

PbS 1,15

As₂Se₂ 0,20

In₂S₃ 1,00

^M Sb₂S₃ 0,55

Beispiel 6

Glasartiges Ge2S₂-ChaIkogenid, das durch ein übliches Verschmelzungsverfahren hergestellt worden war, wurde im Vakuum auf eine 200 μπι dicke Glasträgerplatte aufgedampft, um einen 200 nm dicken glasartigen GejSrChalkogenidfiim zu bilden. Der aufgedampfte Film wurde in Schwefelwasserstoff bei 400°C etwa 30 min lang wärmebehandelt. Ein Glasübergangspunkt des wärmebehandelten Films konnte bei der Differentialthermoanalyse nicht festgestellt werden. Zum Messen der Empfindlichkeit wurde eine Bildaufzeichnung unter Fj Anwendung des im Beispiel 5 beschriebenen Laserstrahls durchgeführt. Als Ergebnis wurde festgestellt, da3^J die

Empfindlichkeit der wärmebehandelten Probe (kristallines Chalkogenid) und die Empfindlichkeit der unbehan-

delten Probe (glasartiges Chalkogenid) annähernd gleichwertig waren und in dem Bereich 0,40 bis 0,43 J/cm² |s lagen.

j Beispiel 7

• Im Handel erhältliches ZnS hoher Reinheit (höher als 99,99%) wurde als Vakuumaufdampfungs-Quelle

; verwendet und zum Erzeugen eines 300 nm dicken vakuumaufgedampften ZnS-Films auf eine Glasträgerplatte

von 2Ö0 u.m Dicke im Vakuum aufgedampft. Die Vakuumaufdampfung wurde unter Verwendung einer Tantal-

■ schale mit einem Deckel bei einer Schalentemperatur von 1200⁰C und einer Trägerplattentemperatur von

j 160⁰C unter einem Vtkuum von 0,67 mPa durchgeführt. Der aufgedampfte ZnS-FiIm zeigte keinen Glasüber-

gangspunkt, aber das Röntgenbeugungsbild wies einen scharfen ZnS-Peak auf. Hinsichtlich der spektralen Durchlässigkeit ist der ZnS-FiIm zu mehr als 60% durchlässig für ein Licht mit einer Wellenlänge von bis zu

ι 400 nm vom langwelligen Bereich her, während er für ein Licht mit kurzer Wellenlänge von weniger als etwa

₍ 350 nm undurchlässig ist.

Zum Ermitteln· der Empfindlichkeit wurde unter Anwendung des im Beispiel 5 beschriebenen Laserstrahls

; eine Bildaufzeichnung durchgeführt Zusätzlich wurde anstelle des im Beispiel 5 angewandten 200 mW-Argonla-

j sers ein He-Cd-Laser (Wellenlänge: 325 nm) verwendet Die Empfindlichkeit betrug 1,10 J/cm².

Beispiel 8

Auf die polierte Oberfläche einer Glasträgerplatte (5 cm χ 5 cm) wurde zur Bildung eines im Vakuum aufgedampften Films ein glasartiges Chalkogenid mit der Zusammensetzung AS30S70 unter Vakuum aufgebracht. Bei der Vakuumaufdampfung betrug das Vakuum 2,7 mPa, die Schalentemperatur etwa 35O⁰C, die Vakuumaufdampfgeschwindigkeit 500nm/min und die Trägerplattentemperatur etwa 25°C. Der so erhaltene aufgedampfte Film war 700 nm dick. Auf dem erhaltenen Film wurde ferner «lurch Vakuumaufdampfung eine etwa 30 nm dicke Ag-Schicht ausgebildet, um ein Aufzeichnungsmaterial mit einer Schicht aus diffundierbarem Metall herzustellen. Bpj der Vakuumaufdampfung betrug das Vakuum 0,67 mPa und die Schalentemperatur etwa 850⁰C, während die Trägerplattentemperatur der Raumtemperatur entsprach.

Das Aufzeichnungsmaterial wurde einer Punktbelichtung mit einem Laserstrahl unter Anwendung eines

Argonionenlasers (Wellenlänge: 488,0 nm; Ausgangsleistung: 50 mW) unterzogen. Die Belichtungszeit betrug 5 min.

Der mittlere Bereich wurde fast in Echtzeit lichtdurchlässig, und ein annähernd runder Fleck von 20 μπι Durchmesser konnte auf dem gelblichbraunen Hintergrund aufgezeichnet werden.

Obgleich in diesem Beispiel die Ausbildung nur eines Punktes gezeigt wurde, konnte durch Spiegeiabtastung mit dem Laserstrahl ein beliebiges Bildmuster erzielt werden.

Das Bildmuster, das durch die Ansammlung von in dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildeten punktförmigen Löchern mit 20 μπι Durchmesser gemäß diesem Beispiel dargestellt wird, ist für sichtbares Licht durchlässig, aber undurchlässig für ein Licht, das den Absorptionswellenlängenbereich des glasartigen Chalkogenids aufweist, d. h. ein Licht mit einer Wellenlänge von 320 bis 480 nm; daher überträgt das Bildmuster, das durch die • I Anordnung der durch die Belichtung mit dem Laserstrahl gebildeten sehr kleinen Löcher dargestellt ist, bei einer

j Belichtung mit einem Licht von 320 bis 480 nm ein Licht mit einer Wellenlänge von 320 bis 480 nm. Das heißt, das

ι I Aufzeichnungsmaterial ist als Anpassungsfilter geeignet, was ein typisches Anwendungsbeispiel darstellt.

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

Wegen der Echtzeitaufzeichnung war eine Ätzbehandlung nicht erforderlich, und die Aufzeichnung und die Wiedergabe konnten mit sehr hoher Genauigkeit erzielt werden.

Beispiel 9

Auf der glatten Oberfläche einer Glas-Trägerplatte wurde durch Vakuumaufdampfung eine glasartige Chalkogenidschicht mit der Zusammensetzung ASi₅SgOTe₅ mit einer Dicke von etwa 0,8 μηι gebildet Bei der Vakuumaufdampfung betrug das Vakuum 2,7 mPa, die Aufdampfschalentemperatur 280 bis 38O⁰C und die Vakuumaufdampfgeschwindigkeit 30,0 nm/min. )er Farbton des so erhaltenen glasartigen Chalkogenids war gelblich-25 braun bis dunkelbraun. Ferner wurde durch Vakuumaufdampfung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 auf der glasartigen Chalkogenidschicht eine etwa 25 nrn dicke Ag-Metallschicht gebildet.

Die spektrale Empfindlichkeit der Aufzeichnungsschicht lag in dem Bereich von 320 bis 580 nm. Das Aufzeichnungsmaterial wurde in der in Beispiel 8 beschriebenen Weise durch den Argonionenlaser belichtet. Die Belichtungszeit betrug höchstens etwa 2 s. Das durch die Belichtung mit dem Laserstrahl gebildete sehr kleine Loch war etwa 40 μπι groß.

Beispiel 10

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

Der Laserstrahl wurde durch einen Polygonspiegel (Achtkant; Frequenzband: 2 MHz) modulkrt und unter Anwendung einer PLZT (ein Sintermaterial aus PbTiO₃ und PbZrOs) aufweisenden akustisch-optischen Ablenkeinrichtung abgelenkt. Auf einer Längszeile wurden durch die Ablenkung sieben Ablenkpunkte erhalten, wonach das in Beispiel 9 beschriebene Aufzeichnungsmaterial an einem Drehzylinder angebracht wurde, der gedreht wurde, wobei die sieben Ablenklaserpunkte abgetastet wurden. Da es nicht viele Auflösungspunkte gab, war es nicht möglich, ein sehr kompliziertes chinesisches Schriftzeichen aufzuzeichnen; ein einfaches Schriftzeichen konnte aber zufriedenstellend dargestellt werden. Weiterhin konnten alle japanischen Katakana-Silbenzeichen durch die Belichtung mit dem Laserstrahl aufgezeichnet werden, so daß das Bild der Mikrozeichen auf der Glas-Trägerplatte oder dem Zylinder erzeugt werden konnte. Es wurde festgestellt, daß das auf der Glas-Trägerplatte ausgebildete Bild negativ, das Bild auf der Trommel jedoch positiv war. Der Bildkontrast war durch die optische Dichte der glasartigen Chalkogenidschicht bestimmt Als Ergebnis konnte ein optischer Kontrast von etwa 2,5 bis 3,0 erzielt werden.

B e i s ρ i e 1 11

Auf der polierten Oberfläche eines Zinkzylinders wurde durch Vakuumverdampfung unter den nachstehend beschriebenen Bedingungen eine Schicht aus glasartigem Chalkogenid der Zusammensetzung AS30S70 gebildet Die Vakuumaufdampfung wurde mit einer Zerstäubungsvorrichtung unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Vakuum: 2,7 mPa; Ausgangsleistung: 0,25 kW; Abstand zwischen Vakuumaufdampfquelle und Trägerplatte: 20 cm. Der so erhaltene aufgedampfte Film war 50 nm dickt

Das Aufzeichnungsmaterial wurde einer Punktbelichtung mit einem Laserstrahl unter Anwendung eines Argonionenlasers (Wellenlänge: 448,0 nm; Ausgangsleistung: 10 mW) unterzogen. Die Punktbelichtung mit dem Laserstrahl wurde unter Verwendung einer Aufzeichnungsvorrichtung der in F i g. 1 gezeigten Art durchgeführt Der von dem Argonionenlaser abgestrahlte Laserstrahl wurde mittels eines Modulators moduliert und sein Durchmesser durch einen Strahlexpander so vergrößert daß der Laserstrahl auf eine der Flächen des Spiegelabtasters auftraf. Der durch den mit einer hohen Drehzahl umlaufenden Spiegelabtaster reflektierte Laserstrahl erreichte über die Bildformungslinse den Aufzeichnungszylinder, so daß ein Bild des Strahls erzeugt wurde.

Wie in F i g. 3 dargestellt wird in dem belichteten Bereich durch Anwendung des Laserstrahls thermisch eine Vertiefung ausgebildet, was dazu führt, daß an der belichteten Stelle die hydrophile Metallschicht zum Vorschein kommt

Wenn das Aufzeichnungsmaterial als lithografische Druckplatte verwendet wird, haftet eine Druckfarbe in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den hydrophilen und den hydrophoben Eigenschaften an der

Platte an. Die Druckfarbe haftet an dem Bereich, der aus glasartigen Chalkogenid besteht, an, 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 Chalkogenidbereichs 83°. Ein lithografischer Druck konnte unter Verwendung einer Lithografiefarbe zufriedenstellend durchgeführt werden. . 5 |

Die Belichtungszeit der Belichtung mit einem 10 mW-Argonlaser betrug für eine DIN A4-Seite höchstens j

etwa 3 s.

Beispiel 12 |

Als Material für einen Metallblechzylinder wurde Kupfer verwendet, und auf dem Zylinder wurde eine glasartige Chalkogenidschicht der Zusammensetzung As₂oS7oSeio gebildet. Dann wurde durch Vakuumaufdampfung eine 5 nm dicke Ag-Schicht aufgebracht. In diesem Fall betrugen die Kontaktwinkel der glasartigen jj Chalkogenidschicht und der Ag-Schicht 60° bzw. 90°. Durch Anwendung eines He-Ne-Lasers (Ausgangslei- \ stung: 15 mW) konnte eine ähnliche Bildaufzeichnung wie in Beispiel 11 erzielt werden.

Beispiel 13

Ein glasartiges Chalkogenid wurde unter Vakuum suf eine Polyethylenterephthalatfolie, die einer hydrophilen Behandlung unterzogen worden war, statt auf die in Beispiel 12 verwendete hydrophile Metallplatte zum Herstellen eines Aufzeichnungsmaterials aufgebracht. Dieses Material wurde auf dem Zylinder befestigt und durch den Laserstrahl belichtet, damit das glasartige Chalkogenid an dem belichteten Bereich verdampft und abgetragen und ein lichtdurchlässiger Bereich gebildet wird. Als Ergebnis wurde ein Zeichenmuster (ein farbiges Zeichenmuster des Chalkogenids) auf der lichtdurchlässigen Folie ausgebildet. Dies ist ein Beispiel, für die Verwendung des Aufzeichnungsmaterials beim Lichtdrucksatz. Es wurde festgestellt, daß das Aufzeichnungsmaterial außerordentlich wirksam und hinsichtlich der Geschwindigkeit und des hohen Auflösungsvermögens (mehr als 500 Zeilen/mm) als ein Telop für Fernsehen brauchbar ist.

Beispiel 14

Auf der polierten Oberfläche einer Glas-Trägerplatte wurde durch Vakuumaufdampfung eine 500 nm dicke As₂S2-Schicht und darauf in ähnlicher Weise durch Vakuumaufdampfung eine 100 nm dicke As2Se3]₂-Schicht gebildet, um ein zweischichtiges, glasartiges Chalkogenid enthaltendes 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 Chalkogenidaufzeichnungsmateriai in Berührung gebracht, wonach dieses zur Durchführung der Aufzeichnung des Zeichenbildmusters mit etwa 10 μπι Zeilenbreite durch den Strahl eines He-Cd-Ionenlasers (Ausgangsleistung: 15 mW; Wellenlänge: 441,6 nm) abgetastet wurde.

Die Belichtungszeit mit dem Bildmuster betrug 0,5 bis 1 s. Da die Abtastung mit demLaserstrahl zur Ausbil-

dung einer vollständigen Vertiefung in dem glasartigen Chalkogenid in dem mit dem Zeichenbildmuster belichteten Bereich führte, wurde die Aufzeichnung unter Anwendung einer Strahlüberlappung von etwa 20% durchgeführt.

Als Ergebnis wurde eine vollständige Vertiefung auf der As₂Se₃j2-Schicht, die die glasartige Chalkogenidschicht mit dem niedrigerem Schmelzpunkt bildet, entsprechend dem Zeichenbildmuster ausgebildet. Die Erweichungstemperatur von As₂S₃ beträgt 212° C, seine Glasübergangstemperatur 156° C. Die Erweichungstempera- |

tür von As₂Se₃J₂ beträgt 53°C, seine Glasübergangstemperatiir etwa 28° C.

In dem zweischichtigen, glasartige Chalkogenide enthaltenden Aufzeichnungsmaterial dieser Art betrugen die Schmelzpunkte von As₂S₃ und As₂Se₃J₂ 300° C bzw. etwa 250° C Je größer der Unterschied in den Erweichungstemperaturen ist, um so größer ist die Wirksamkeit der Aufzeichnung unter Verwendung des Laserstrahls auf sowohl dem glasartigen Chalkogenid mit höherem Schmelipunkt als auch dem glasartigen Chalkogenid mit |

niedrigerem Schmelzpunkt Insbesondere kann eine geringere Belichtungsenergie des Laserstrahls angewandt |

werden, wenn zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials ein glasartiges Chalkogenid mit einem niedrigeren g

Schmelzpunkt als obere Schicht verwendet wird. Folglich weist das vorstehend erwähnte Aufzeichnungsmateri- |

al bei der Durchführung einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung mit Hilfe des Laserstrahls eine hohe Emp- 55 | findlichkeit auf und ist daher sehr brauchbar. ~

Es konnte ein Kontrastbildmuster des Zeichens erzielt werden, bei dem die untere glasartige Chalkogenidschicht in dem belichteten Bereich gelblichgrün und die glasartige Chalkogenidschicht in dem unbelichteten Bereich orangebraun war.

Das vorstehend erwähnte geiblichgrüne Zeichenbildmuster kommt der Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges sehr nahe, so daß ein außerordentlich helles und gutes Bild gebildet werden kann. Folglich ist das Bildmuster klar und als Mikrofilmblatt (Mikrofiche) und Supermikrofilmblatt (Supermikrofiche) geeignet Das j

Kontrastverhältnis erreicht mehr als ungefähr 100:1. §

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufzeichnen mitteis eines Laserstrahls unter Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials mit einer nichtmetallische Materialien enthaltenden Aufzeichnungsschicht, wobei man das Aufzeichnungsmaterial einem eine aufzuzeichnende Information enthaltenden Laserstrahl aussetzt und in der Aufzeichnungsschicht Vertiefungen thermisch ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß man für die nichtmetallische Schicht ein Material verwendet, das hauptsächlich aus S, Se, Te und/oder deren Verbindungen, den Chalkogeniden, zusammengesetzt ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chalkogenid eine Verbindung von ίο 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.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Aufzeichnungsschicht (10) im Bereich von 10 nm bis 10 μΐη liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht im wesentlichen aus einem Laminat der nichtmetallischen Schicht und einer Schicht aus diffundierbarem Metall, das in die nichtmetallische Schicht diffundieren kann, wenn es mit der nichtmetallischen Schicht in Berührung steht und Licht ausgesetzt wird, zusammengesetzt ist.

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

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) aus diffundierbarem on Metall 5 bi.v200 nm dick ist