FR2487101A1

FR2487101A1 - Support d'enregistrement et de memorisation optique de donnees

Info

Publication number: FR2487101A1
Application number: FR8112884A
Authority: FR
Inventors: Jerome Drexler
Original assignee: Drexler Technology Corp
Current assignee: Drexler Technology Corp
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1982-01-22
Also published as: US4319252A; DE3125717A1; GB2080598B; GB2080598A; JPS5746337A; DE3125717C2

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES SUPPORTS D'ENREGISTREMENT ET DE MEMORISATION OPTIQUE DE DONNEES. ELLE SE RAPPORTE A UN SUPPORT AYANT UN SUBSTRAT 15 PORTANT UNE COUCHE REFLECHISSANTE 17 QUI EST RECOUVERTE ELLE-MEME PAR UNE MINCE COUCHE TRANSPARENTE 19 AYANT UNE EPAISSEUR COMPRISE ENTRE 1,5 ET 15MICRONS. UNE PLAQUE 21 DE COUVERTURE PROTEGE LES INFORMATIONS, MAIS ELLE N'ADHERE PAS AU MINCE REVETEMENT TRANSPARENT 19 SI BIEN QU'IL RESTE DES ESPACES 23 CONTENANT DE L'AIR, AYANT UNE EPAISSEUR INFERIEURE A 1MICRON. DE CETTE MANIERE, IL NE SE FORME PAS D'ANNEAUX DE NEWTON ET LA PLAQUE 21 DE COUVERTURE PEUT ETRE REMPLACEE LE CAS ECHEANT. APPLICATION A LA MEMORISATION OPTIQUE DES DONNEES.

Description

La présente invention concerne les supports ré-

fléchissants d'enregistrement et de mémorisation optique de données et en particulier ceux qui ont une plaque protectrice remplaçable formant couvercle, placée sur le support.

Pendant ces quelques dernières années, on a dé-

crit plusieurs supports d'enregistrement par un laseret

de mémorisation de données sous forme optique. Par exem-

ple, l'article Optical Engineering, volume 15, numéro 2, mars-avril 1976, page 99 décrit les propriétés d'un grand nombre de tels supports. Une caractéristique fondamentale des supports de mémorisation de données sous forme optique est que la surface d'enregistrement doit être protégée contre les empreintes digitales, la poussière et les autres impuretés de surface qui peuvent provoquer des erreurs lors

de la lecture des données enregistrées. Cette caractéris-

tique est particulièrement vraie lorsque le support uti-

lisé pour la mémorisation des données est de type réflé-

chissant. La mémorisation optique des données peut être réalisée de nombreuses manières. Lorsque les supports d'enregistrement sont de type réfléchissant, les données

peuvent être lues par réflexion, par déphasage, par dif-

fusion ou par transmission à travers le substrat. Cer-

tains supports de mémorisation optique de données sont absorbants plutôt que réfléchissants. Ils peuvent être lus par transmission de la lumière à travers les zones transparentes. Dans le cas des matières d'enregistrement et de mémorisation de données de type réfléchissant, la plupart cohporte un mince film métallique placé au-dessus d'un substrat de support d'un type ou d'un autre. Ces

films métalliques réfléchissants sont en général conduc-

teurs de. l'électricité, bien que certaines matières ré-

fléchissantes ne le soient pas. Un exemple de matière d'enregistrement et de mémorisation de données sous forme

optique, de type réfléchissant et non conducteur de l'é-

lectricité, est décrit dans la demande de brevet des Etats-

Unis d'Amérique n0 55 270 déposée le 6 juillet 1979 par Bouldin et Drexler. Ce film métallique est alors couvert ou enrobé d'un revêtement protecteur transparent ou d'une plaque de couverture afin que les images de données ne soient pas obscurcies par les empreintes digitales, les particules de poussière et d'autres impuretés courantes de la surface. Après l'enrobage, toute contamination de la

surface ou toute détérioration n'affecte que la surface ex-

terne de la couche protectrice et non les données placées sur la surface réfléchissante. Le diamètre du faisceau laser utilisé pour la lecture ou pour l'enregistrement est bien plus grand, au niveau de la surface externe, qu'au niveau du point correspondant aux données, si bien que les imperfections de la surface de la plaque de couverture ont

peu d'effets sur le signal lu ou enregistré.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 188 433 décrit un support de mémorisation optique de données sous

forme d'un disque ayant une couche métallique réfléchis-

sante protégée par une plaque de couverture ayant une épaisseur de 0,2 à l mm. Cette plaque est fixée à la couche métallique réfléchissante par une laque qui polymérise sous

l'action des ultraviolets. La difficulté à laquelle ce bre-

vet tente de remédier est le problème présenté lors du revêtement par des laques. Jusqu'à présent, les couches de laque utilisées pour la séparation des poussières et des rayures de la surface portant les données, ont présenté

des contraintes internes considérables si bien que la la-

que se retire facilement de la surface réfléchissante par pelage. En outre, lorsqu'un inducteur de polymérisation est présent dans la couche de laque, il est plus actif dans les parties externes de la laque que dans les parties

situées plus profondément. En outre, le temps de durcisse-

ment de la plupart des laques est relativement long, si

bien que la laque peut attaquer le substrat de support.

Du fait de ces problèmes, le brevet précité décrit l'uti-

lisation de laques polymérisables sous l'action d'ultra-

violets, ayant de courts temps de polymérisation et possé-

dant une plus grande tenacité.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 990 084 décrit un support d'information pouvant être utilisé pour

l'enregistrement et la mémorisation. Ce support a une cou-

che de mémorisation et d'enregistrement de données composée d'un mélange de bismuth, d'antimoine et de sélénium avec un élément différent choisi dans le groupe du sélénium et du tellure. L'information est enregistrée sur cette couche

par enlèvement de régions choisies par brûlage par un la-

ser. Un revêtement de laque peut être appliqué sur cette couche portant l'information, avant l'enregistrement de l'information ou après. Cette couche de laque est appliquée

afin qu'elle protège la couche portant l'information con-

tre les détériorations et la saleté.

Un problème qui n'est pas résolu par la technique antérieure est la formation d'anneaux de Newton lorsqu'une

plaqué de couverture est au contact d'une surface réflé-

chissante de mémorisation de données sans être collée à elle. Les anneaux de Newton sont des anneaux concentriques qui ne sont pas habituellement des cercles parfaits et qui

sont formés lorsqu'une surface plane est maintenue au con-

tact d'une autre par interférence entre la lumière transmise

directement et celle qui est transmise après réflexion en-

tre les couches qui ne sont pas parfaitement en contact.

Dans les brevets précités, les anneaux de Newton sont évi-

tés par contact assuré par la laque entre la plaque de

couverture et la surface réfléchissante. Cependant, l'uti-

lisation de laque de liaison ralentit le procédé de fabri-

cation et introduit des restrictions de conception afin

que cette liaison soit possible. Un autre procédé permet-

tant d'éviter la formation des anneaux de Newton est la mise à distance de la plaque de couverture afin qu'elle ne soit pas au contact de la surface réfléchissante mais très proche de celle-ci. Ce procédé peut convenir lorsque la surface réfléchissante est rigide et lorsque le faible

espace séparant la plaque de couverture de la surface ré-

fléchissantepeut être maintenu de façon relativement uni-

forme. Lorsque la surface réfléchissante-est formée sur un mince film souple, le maintien de ce faible espacement sur

une grande surface pose un problème.

Un autre problème qui n'est pas résolu par la technique antérieure est celui de la formation de plaques remplaçables de couverture sur des supports de mémorisation optique de données. Ainsi, si la plaque de couverture qui entoure les données précieuses conservées optiquement est détériorée par rayure, fusion ou distorsion, elle peut

être remplacée si bien que les données optiques sont pré-

servées. L'invention concerne un procédé général évitant la formation des anneaux de Newton créés par disposition d'une plaque de couverture sur une couche réfléchissante

d'enregistrement et de mémorisation de données. Elle con-

cerne aussi la formation d'un environnement stérile pour

la couche réfléchissante d'enregistrement et de mémorisa-

tion de données. Elle concerne aussi la formation d'un sup-

port d'enregistrement et de mémorisation optique de données

qui est peu conteux et commode en pratique.

Plus précisément, l'invention repose sur la dé-

couverte d'une structure stratifiée qui comprend un très mince revêtement transparent qui est en contact intime avec une surface réfléchissante alors qu'un espace contenant de l'air est placé entre le revêtement et une plaque de couverture. Celle-ci n'est pas collée au mince revêtement transparent mais repose sur la face supérieure inégale du revêtement. En un sens, le mince revêtement transparent et l'espace d'air jouent le rôle d'un dispositif d'espacement minimal entre la surface réfléchissante et la plaque de couverture afin que l'emplacement du contact imparfait avec

une plaque de couverture soi-t déplacé de la surface réflé-

chissante vers un autre endroit par redisposition de l'en-

droit du contact imparfait entre la plaque de revêtement et une couche transparente intermédiaire. Les anneaux de Newton ne sont pas visibles ou sont moins visibles lors de

l'utilisation du mince revêtement transparent.

Le très mince revêtement qui recouvre la surface réfléchissante n'est pas obligatoirement adhésif, car son

rôle n'est pas le collage d'une plaque protectrice de cou-

verture mais plutôt la formation d'un espace minimal entre la plaque de couverture et la surface réfléchissante afin qu'il ne se forme pas d'anneaux de Newton. Des revêtements analogues placés sur la plaque transparente de couverture ne paraissent pas empêcher la formation d'anneaux de Newton

à la surface réfléchissante mais, comme l'indice de réfrac-

tion de ces revêtements est en général analogue à celui de la plaque de couverture, formée par exemple de verre ou de polyméthacrylate de méthyle, il n'est pas surprenant que ces minces revêtements ne créent pas l'équivalent optique

d'un espacement physique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe schématique d'une structure stratifiée d'un support d'enregistrement et de mémorisation optique

de données selon l'invention.

La figure représente un support d'enregistrement

et de mémorisation de données sous forme optique selon l'in-

vention. Ce support réfléchissant il comprend au moins trois couches distinctes. Le substrat 15 de support peut être formé d'une matière transparente ou opaque ayant une stabilité

dimensionnelle suffisante pour le support de la couche ré-

fléchissante 17. Le substrat de support peut être formé de

verre ou d'une matière plastique convenablement choisie.

Cependant, lorsque le substrat est formé d'une matière plas-

tique, il est important de ne pas utiliser, dans les opéra-

tions ultérieures de traitement, des produits chimiques qui puissent attaquer ou dissoudre le substrat. Le support 1 peut être soit le support permettant un enregistrement au laser, soit un support de mémorisation de données sous forme optique, soit un support de type combiné. Par raison de commodité, le support est appelé dans le présent mémoire "support d'enregistrement et de mémorisation optique de données" bien que l'invention s'applique à différents types

de support.

La couche réfléchissante 17 est maintenue sur le sub-

strat 15 par un adhésif. Dans le présent mémoire, le terme "adhésif" se rapporte à une attraction moléculaire exercée entre les surfaces et les corps qui sont en contact. On peut appliquer une couche réfléchissante sur le substrat

de nombreuses manières différentes. Par exemple, l'opéra-

tion peut être réalisée par pulvérisation de métaux sur le substrat, dans une chambre sous vide. Dans une variante, la couche réfléchissante peut être revêtue sur une couche intermédiaire, par exemple du type utilisé dans les films

photographiques et elle peut être ainsi appliquée directe-

ment sur le substrat de support par un adhésif. Certaines couches réfléchissantes ne conduisent pas l'électricité et sont formées de très petites dispersions métalliques dans un liant. Dans le présent mémoire, le terme "réfléchissant" indique qu'au moins 15 % du rayonnement utilisé pour la lecture ou l'enregistrement du support d'enregistrement et

de mémorisation optique de données sont réfléchis.

Il faut noter que, sur la figure unique, les dimensions exactes des diverses couches ou les proportions

ne sont pas respectées.

Comme l'indique la figure, la couche réfléchis-

sante peut avoir une surface irrégulière. Celle-ci peut être due à l'enregistrement ou à des déformations mécaniques de la couche réfléchissante. Comme l'indique la figure, un très mince revêtement transparent 19 est appliqué sur la

couche réfléchissante et lui est contigu. Ce mince revê-

tement transparent doit recouvrir entièrement la surface de la couche réfléchissante mais il doit avoir une épaisseur simplement suffisante pour que la plaque 21 de couverture

ne soit pas réellement au contact de la couche réfléchis-

sante. La formation des anneaux de Newton est évitée par

création d'un espace sans contact entre la plaque de cou-

verture et la couche réfléchissante. Une partie de cet es-

pace est représentée par l'espace 23 formé entre la surface

supérieure du revêtement et la plaque de couverture. L'es-

pace d'air a une épaisseur inférieure à l micron et il est

disposé sur au moins 50 % de la surface de la couche trans-

parente. Un espace d'air est formé par l'inégalité de la surface supérieure du revêtement transparent. Le mince re- vêtement transparent peut avoir une épaisseur aussi faible que 1,5 micron ou aussi épaisse que 15 microns, bien que des revêtements plus minces ou plus épais puissent être utilisés. Comme les anneaux de Newton ne se forment que lorsqu'il existe une réflexion interne importante entre deux surfaces planes maintenues en contact irrégulier, le

mince revêtement transparent et l'espace d'air selon l'in-

vention séparent la surface plane de la plaque de couver-

ture de la surface de la couche réfléchissante.

Selon le procédé de l'invention, il n'est pas souhaitable que le mince revêtement transparent soit collé

à la plaque de couverture, contrairement aux-couches de la-

que utilisées dans la technique antérieure. Il est préfé-

rable que l'objet comprenne uniquement un substrat de

support et une couche réfléchissante placée sur ce sub-

strat qui peut comprendre ou non des informations préalable-

ment enregistrées. Cet enregistrement préalable se rapporte à une information qui a été enregistrée autrement que par

fusion par un laser, par exemple par enregistrement photo-

graphique ou photolithographique ou par compression physi-

que. L'enregistrement préalable est normalement réalisé avant l'application du mince revêtement transparent. Après

cet enregistrement préalable, le mince revêtement transpa-

rent peut être appliqué et une plaque de couverture est ajoutée. Dans une variante, un objet dans son ensemble, comprenant la plaque de couverture, le mince revêtement transparent, la couche réfléchissante et son substrat, peut

être fabriqué en vue de l'enregistrement ou de la mémori-

sation de données. Dans le présent mémoire, le terme "trans-

parent" se réfère à la transmission du rayonnement utilisé

pour la lecture ou l'enregistrement sur le support d'enre-

gistrement et de mémorisation optique de données selon l'invention. En conséquence, comme le mince revêtement transparent transmet le rayonnement d'enregistrement utilisé,

l'enregistrement peut être effectué à travers lui. L'opéra-

tion peut être réalisée par focalisation de la source de

rayonnement, habituellement d'un faisceau laser, à la sur-

face de la couche réfléchissante. Lorsque le support d'en-

registrement et de mémorisation optique de données selon l'invention est utilisé pour l'enregistrement, la plaque de

couverture doit aussi être transparente.

Le rôle de la plaque de couverture est essentiel-

lement la protection de la couche réfléchissante d'enregis-

trement. A cet effet, cette plaque a de préférence une épais-

seur comprise entre 0,2 et 1 mm, bien que des plaques plus minces et plus épaisses puissent être utilisées pour des

supports différents. La plaque de couverture doit être suf-

fisamment épaisse pour que les particules de poussière de la surface soient défocalisées et que les données puissent

être lues et enregistrées sans obturation. La plaque de cou-

verture est de préférence formée d'une matière durable telle

que le verre ou une matière plastique ayant une résis-

tance élevée aux chocs et elle doit être remplaçable. La

plaque de couverture et le mince revêtement transparent peu-

vent tous deux contenir un colorant atténuateur destiné à

protéger la couche réfléchissante contre le rayonnement in-

cident indésirable.

Le mince revêtement transparent peut être appliqué

sur la couche réfléchissante de nombreuses manières diffé-

rentes. De façon générale, la mince couche transparente est

appliquée sous forme d'un liquide puis séchée et elle dur-

cit ensuite. Le mince revêtement transparent ne doit pas être adhésif visà-vis de la plaque de couverture car celle-ci doit être amovible. Un composé particulièrement utile pour la formation d'une mince couche transparente

selon l'invention est le revêtement pour cache photographi-

que "Transene Photomask Coating-2060", fabriqué par Transene Company Rowley, Massachusetts. L'application de ce revêtement de "Transene" peut être réalisée au trempé, et forme des couches transparentes d'environ 1,5 micron. Le durcissement de la couche de "Transene" nécessite un traitement à 300C pendant 30 min. On peut utiliser d'autres matières pour la formation du mince revêtement transparent selon l'invention,

et on peut les appliquer de différentes manières.

Le tableau qui suit indique des exemples de compo-

sés qui peuvent être utilisés gélatine alcool polyvinylique esterspartiels de l'alcool polyvinylique polyvinylpyrrolidène mélange d'acrylamide et d'acide maléique mélange de polyamide et d'acide acrylamide-acide acrylique revêtement de mise en forme "Dow Corning R-4- 3117" (silicone) On peut avantageusement utiliser d'autres composés

selon l'invention dans la mesure o ils présentent les ca-

ractéristiques nécessaires indiquées dans la suite du pré-

sent mémoire. Les caractéristiques essentielles du mince revêtement transparent sont toujours les mêmes, à savoir

d'abord que le mince revêtement transparent recouvre entiè-

rement la couche réfléchissante sur une hauteur comprise entre

1,5 et 15 microns, ensuite que le mince revêtement transpa-

rent ne réagisse pas chimiquement avec le substrat qui le supporte en provoquant la dissolution du substrat ou la destruction de l'adhérence entre le substrat et la couche réfléchissante et enfin que la face supérieure du revêtement

transparent soit légèrement inégale uniquement dans la me-

sure o il existe un espace contenant de l'air ayant une

épaisseur inférieure à 1 micron, entre la plaque de cou-

verture et la face supérieure du revêtement sur au moins % de la surface de celui-ci, lorsqu'une pression est appliquée à la main sur la plaque de couverture, contre la

surface réfléchissante. Cette inégalité est introduite na-

turellement pratiquement par tout procédé de revêtement 1O

dans lequel le revêtement n'adhère pas à la plaque de cou-

verture. En d'autres termes, si le revêtement ne mouille pas la plaque de couverture par attraction moléculaire, il

apparait une faible inégalité.

La plaque de couverture peut être ajoutée par de

nombreux procédés différents. Lorsque le support d'enregis-

trement et de mémorisation optique de données comprend deux

couches réfléchissantes disposées en regard, l'une sur l'au-

tre, ou des substrats séparés de support, deux plaques de couverture, atteignant toutes les deux un emplacement qui se trouve au-delà du périmètre des couches réfléchissantes,

peuvent être fixées l'une à l'autre dans la région qui dé-

passe le périmètre. Dans ce mode de réalisation, aucune la-

que adhésive n'est nécessaire pour la fixation de la plaque

de couverture à la couche réfléchissante, mais il est im-

portant de limiter l'espace contenant de l'air à moins d'une

longueur d'onde du faisceau de lecture.

L'invention est particulièrement utile parce qu'el-

le permet le remplacement des plaques détériorées de cou-

verture et l'élimination de la formation des anneaux de

Newton dans les supports de données de type optique réflé-

chissant qui ne sont pas collés à des plaques protectrices

de couverture.

On considère maintenantun exemple de mise en oeuvre

de l'invention. On prépare un support réfléchissant d'enre-

gistrement et de mémorisation optique de données par mise en

oeuvre des procédés décrits précédemment. Avant la forma-

tion de minces couches transparentes, le support réfléchis-

sant a un pouvoir réflecteur de 27 % à 830 nm et 36,6 % à 514 nm. Le support réfléchissant est alors placé dans un

bain contenant la matière de revêtement pour cache photo-

graphique "Transene 2060". On forme ainsi un revêtement

de 1,5 micron. On provoque alors le durcissement de celui-

ci, suivant les recommandations du fabricant, à 30'C pen-

dant 30 min. La face supérieure du revêtement est légère-

ment inégale et elle ne mouille pratiquement pas la plaque

de couverture ou n'adhère pas à celle-ci. Ensuite, le sup-

port réfléchissant ainsi revêtu a des pouvoirs réflecteurs légèrement réduits à 19 % à 830 nm et 22,2 % à 514 nm. On

applique une plaque de couverture formée de verre, sous pres-

sion, sur un échantillon non revêtu du même support réflé-

chissant et on observe des anneaux de Newton. Lorsque la même plaque de couverture est appliquée sous pression sur le support réfléchissant revêtu, en présence d'un espace contenant de l'air sur 50 % au moins de la surface, on ne

peut pas observer d'anneaux de Newton.

Claims

REVENDICATIONS

1. Support réfléchissant d'enregistrement et de mémo-

risation de données, caractérisé en ce qu'il comprend une surface réfléchissante (17) de support de données ayant un revêtement transparent (19) en contact intime avec la sur- face réfléchissante, le revêtement (19) ayant une épaisseur comprise entre 1,5 et 15 microns et une surface supérieure légèrement inégale, au contact d'une plaque transparente (21) de couverture, la face supérieure inégale délimitant avec la plaque de couverture des espaces (23) contenant de l'air sur % au moins de la surface supérieure, ces espaces contenant de l'air ayant une épaisseur maximale de 1 micron lorsque la plaque de couverture est appliquée par une pression exercée

a la main.

2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement transparent (19) est choisi dans le groupe qui comprend la gélatine, l'alcool polyvinylique, et

les esters partiels d'alcool polyvinylique.

3. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement transparent (19) est choisi dans le groupe qui comprend le polyvinylpyrrolidène, les mélanges d'acrylamide et d'acide acrylique, les mélanges de polyamide

et d'acide et les mélanges acrylamide-acide acrylique.

4. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement transparent (19) est le revêtement

pour cache photographique "Transene 2060".

5. Support selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le revêtement transparent (19) est une silicone.