Brevet FR2492568A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne un milieu d'enregistremient optique perfectionné et elle vise plus particulièrement un milieu d'enregistrement optique qui comporte une couche épaisse de sur- revêtement comportant une pluralité d'indentations. On sait que de l'information peut être enregistrée en expo- sant à un faisceau de lumière d'enregistrement, une portion d'un milieu d'enregistrement optique, ce qui provoque une modification de ses propriétés optiques locales. Le milieu d'enregistrement le plus simple est constitué par une couche d'un matériau absorbant la lumière disposé par dessus un substrat. L'information est enre- gistrée en faisant fondre, ou en enlevant, localement (enregistre- ment ablatif) le milieu d'enregistrement afin d'y ménager une ou- verture. La présence de cette ouverture provoque une modification locale du pouvoir de transmission et de réflexion du milieu d'en- registrement, modification qui est détectée lors de la lecture de l'enregistrement. Le brevet américain n0 4 097 895 décrit un milieu d'enregis- trement optique qui comprend une couche réfléchissant la lumière recouverte d'une couche absorbant la lumière, l'épaisseur de la couche absorbante étant choisie de façon à réduire le pouvoir ré- fléchissant du milieu d'enregistrement. Un faisceau de lumière modulée, focalisé dirigé sur le milieu d'enregistrement provoque la fusion ou l'ablation d'une ouverture dans la couche absorbante ce qui a pour résultat une modification du pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement. Lors de la lecture, la différence du pouvoir réfléchissant entre des portions exposées et non exposées du milieu d'enregistrement, est détectée optiquement et cette différence est transformée en un signal électrique représentant l'information ainsi enregistrée. Le brevet américain n0 4 216 501 décrit un milieu d'enregis- trement optique tri-couches comportant une couche d'espacement transparente, interposée entre les couches réfléchissante et ab- sorbante du milieu d'enregistrement décrit dans le brevet n0 4 097 895 mentionné ci-dessus. Le rapport entre l'épaisseur de la couche absorbante et celle de la couche d'espacement d'une part et les constantes optiques des couches réfléchissante, d'espacement et absorbante d'autre part, est choisi de manière à réduire le pouvoir réfléchissant optique sur le milieu d'enregistrement. L'énergie absorbée à partir d'un faisceau lumineux modulé et focalisé, fond ou modifie d'une autre façon les propriétés opti- ques de la couche absorbante ce qui entraîne une modification du pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement. Le milieu d'en- registrement optique tri-couches permet d'utiliser une classe plus étendue de matériaux dans un milieu d'enregistrement à faible pouvoir réfléchissant que celle du milieu d'enregistrement décrit dans le brevet américain 4 097 895. Dans la demande de brevet américain n0 828 815 déposée le 2c9 Aot 1-77 au nom de Bloom et autres, a été décrit un milieu d'enregistrement optique comportant une couche supplémentaire protectrice épaisse. Cette couche supplémentaire épaisse recouvre la couche absorbante du milieu d'enregistrement optique et elle carte la poussière ou les autres particules qui pourraient se déposer sur la structure, en les maintenant loin à l'écart du plan focal des lentilles d'enregistrement afin de réduire consi- dérablement l'influence de ces particules sur la lecture et l'en- registrement. Cependant, les effets de la couche supplémentaire épaisse sur l'enregistrement de l'information dans un milieu d'enregistrement sont de réduire la sensibilité de l'enregistrement, étant donné que la couche supplémentaire provoque un affaissement thermique de l'énergie absorbée dans la couche absorbante. Par conséquent, il est nécessaire de fournir une quantité accrue d'énergie à la couche absorbante afin d'élever sa température à une valeur pour laquelle peut se produire une modification de la couche absorbante, par exemple une ouverture. Pour certains matériaux absorbants, la couche supplémentaire peut également empêcher la formation d'une déformation en raison de la présence de contraintes mécaniques sur le mouvement du matériau absorbant pendant la mise en oeuvre du procédé d'enregistrement. Compte tenu de l'état antérieur de la technique tel qu'-expo- sé ci-dessus, le besoin se fait actuellement sentir de pouvoir disposer d'un milieu d'enregistrement optique comportant une couche supplémentaire épaisse qui conserve ses aspects bénéfiques tout en éliminant les effets secondaires indésirables de la cou- che supcréémentaire décrite dans la demande américaine Bloom n0 828 815. C'est là le but de cette-invention. Cette invention a donc pour objet un milieu d'enregistre- ment optique perfectionné, caractérisé en ce qu'il comprend 2492S48 une couche supplémentaire comportant une pluralité d'indentations dans la surface supplémentaire au contact de la couche absorbant la lumière de manière à créer une première région du milieu d'en- registrement optique dans laquelle la couche supplémentaire n'est pas at4 contact de la couche absorbante et une seconde région dans laquelle la couche supplémentaire ne vient pas au contact de la couche absorbante. Cette invention a également pour objet un disque d'enregistrement d'information perfectionné dans lequel l'information est enregistrée dans une portion de la région o la couche supplémentaire n'est pas au contact avec la couche ab- sorbante. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faire ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique en section droite, d'un milieu d'enregistrement optique perfectionné selon la présente invention; - la figure 2 est une vue schématique en section droite, d'un second exemple de réalisation; - la figure 3 est une vue schématique en section droite, d'un troisième exemple de réalisation de l'invention et, - la figure 4 est une vue en perspective d'un disque contenant de l'information comportant une piste d'information enregistrée. En se référant à la figure 1, on voit que le milieu d'enre- gistrement perfectionné selon l'invention, désigné dans son en- semble par la référence 10, comprend un substrat 12 ayant une première surface principale 14; une couche absorbante 16 dispo- sée au dessus de la surface principale 14 du substrat 12 et une couche supérieure ou supplémentaire 18 déposée au-dessus de la couche absorbante 16. La couche supplémentaire 18 comporte une ou plusieurs indentations 20, pratiquées dans la surface qui est au contact de la couche absorbante d'enregistrement 10, dans la- quelle la couche supplémentaire n'est pas au contact de la cou- che absorbante et une seconde région 24 dans laquelle la couche supplémentaire n'est pas au contact de la couche absorbante. En se référant à la figure 2, on voit que l'indentification des éléments communs au milieu d'enregistrement 30 et au milieu d'enregistrement 10, représenté sur la figure 1, est la même. 4 2492568 Le milieu d'enregistrement 50 diffère du milieu 10 en ce que la couche réfléchissante 32 est interposée entre le substrat 12 et la couche absorbante 16. On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle l'identi- fication des éléments communs au milieu d'enregistrement 40 et au milieu 30 de la figure 2 est la même. Ce milieu d'enregistre- ment 40 diffère du milieu 30 en ce qu'une couche d'espacement 42 est interposée entre la couche réfléchissante 32 et la couche absorbante 16. Le substrat '2 peut être constitué d'un verre ou d'une ma- tière plastique telle que le chlorure de polwyvinyle ou le métha- crylate de (poly)méthyle, et réalisé typiquement sous la forme d'un disque. En variante, le substrat 12 peut être réalisé à par- tir d'un matériau tel que l'aluminium qui réfléchit la lumière à la longueur d'onde de l'enregistrement ce qui combine ainsi les fonctions du substrat 12 et de la couche réfléchissant la lumière 16. L'épaisseur du substrat doit être simplement suffisante pour supporter le reste de la structure. Etant donné que toute aspérité de la surface 14 du substrat 12, à l'échelle du diamètre du faisceau lumineux focalisé, tend à produire du bruit dans le canal du signal lors de la lecture, une couche-de substitution se présentant sous la forme d'un revè- tement non-conforme d'un matériau plastique, tel qu'une résine epoxy ou acrylique, peut être déposée sur la surface 14, avant la formation de la couche absorbante 16. La couche de substitution non-conforme doit présenter une surface microscopiquement lisse pour diminuer les sources de bruit. La couche réfléchissante 32 réfléchit une fraction substen- tielle de la lumière incidente pour les longueurs d'onde de lec- 0 ture et d'enregistrement et elle est formée, de façon typique, d'un métal tel que l'or ou l'aluminium qui présente un pouvoir r-fléchissant Élevé pour de telles longueurs d'onde. De préférence, la couche r4fléchissante 32, réfléchit au moins 50% de la lumière incidente et son; aisseur est typiquement de l'ordre de 50 à 60 nanomètres. La ouche réfléchissante 32 peut être déposée sur la surface 14 du substrat 12 ou sur la surface de la couche de subs- titution, si cette dernière existe, en utilisant des techniques d'_vanoration sous vide. En variante, on peut utiliser un réflec- teur dJi6lectrique mono ou multi-couches. 2492568 La couche absorbante 1u est constituée d'un matériau qui possède de bonnes propriétés optiques et qui absorbe la lumière à la longueur d'onde du faisceau lumineux d'enregistrement. Parmi les matériaux appropriés à la réalisation de la couche absorbante 16, selon le premier exemple de réalisation 10, et le troisième exemple 40, on peut citer le tellure, le sélénium, des alliages à base de tellium et de sélénium, le bismuth, le titane et le rhodium. Parmi les matériaux appropriés à la réalisation de la couche absorbante 16 du second exemple de réalisation 30, on peut citer les colorants phthallocyanine qui absorbent la lumière à la longueur d'onde de 820 nanomètres et la 4-phenylazo-1-napht-ylamine qui absorbe la lumière à 441,6 et 488,0 manomètres. La couche d'espacement 42 du milieu d'enregistrement 40 est formée d'un matériau qui est sensiblement non-réfléchissant et non-diffusant pour les longueurs d'onde de lecture et d'enregis- trement. les matériaux convenant à la réalisation de cette couche comprennent notamment le bioxyde de silicium, le monoxyde de sili- cium, le bioxyde de titane et l'oxyde d'aluminium. Ces matériaux peuvent être déposés sur la couche réfléchissante 32 en utilisant des techniques d'évaporation par faisceau électronique. En va- riante, on peut également utiliser des matières organiques pou- vant former un revêtement lisse. Ces matières peuvent être déposées sur la couche réfléchissante en mettant en oeuvre des techniques d'évaporation, de dépôt par centrifugation ou de dépôt par dé- charge luminescente. L'épaisseur de la couche absorbante 16 du milieu d'enregis- trement 10 est choisie de façon à assurer un équilibre entre un haut pouvoir réfléchissant et une capacité d'absorption élevée. De façon typique, l'épaisseur de la couche 16 est comprise entre 10 nanomètres et 40 manomètres. L'épaisseur de la couche absorbante 16 du milieu d'enregis- trement 30 est choisie telle que le pouvoir réfléchissant du mi- lieu d'enregistrement dans les premières régions soit réduit et de préférence ramené au minimum correspondant aux conditions d'antireflexion. De façon typique, l'épaisseur de la couche 16 du milieu d'enregistrement 30 est comprise entre 20 et 120 nano- mètres environ. Dans le milieu d'enregistrement 40, l'épaisseur de la couche d'espacement 42 et celle de la couche absorbante 16 sont c:Loisies par rapport aux constantes optiques de la couche réfléchissante 52, de la couche d'espacement 42, de la couche absorbante 16 et du revêtement supplémentaire 18, afin que le pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement 40, dans les premières régions, soit réduit et de préférence ramené à un minimum correspondant aux conditions d'antireflexion. De façon typique, l'épaisseur de la couche d'espacement 42 est comprise entre environ 10 nanomètres et environ 150 nanomètres. De façon typique, l'épaisseur de la couche absorbante 16 est comprise entre 3 nanomètres et 40 nano- mètres environ. La couche supplémentaire 18 est constituée d'un matériau qui est sensiblement transparent aux longueurs d'onde des faisceaux lumineux d'enregistrement et de lecture et qui peut former une couche non diffusante sur la couche absorbante 16. La couche sup- Éplémentaire 20 présente une épaisseur typique comprise entre en- viron 0,05 et I mm. Cette couche supplémentaire 18 comporte une ou plusieurs indentations qui peuvent être disposées soit selon une rainure ou un sillon circulaire ou en spirale soit sous la forme d'un arrangement ou d'un réseau d'indentations séparées le long d'une piste, en regard de la couche supplémentaire 18 qui est au contact de la couche absorbante. De façon typique, les indentations s'é- tendent dans la couche supplémentaire 18 sur une distance qui est supérieure à environ 100 nanomètres et typiquement de l'ordre de 200 nanomètres ou plus. Si les indentations présentent la forme de rainures, ou de sillons, ceux-ci ont typiquement une largeur comprise entre environ 0,2/um et 2/um et ils sont écartés d'une distance comprise entre 0,5 et 2,0/um environ. La couche supplémentaire peut être réalisée en mettant en oeuvre des techniques d'emboutissage, de moulage ou de moulage par compression. Les matériaux appropriés pour cette couche sont no- tamment, des résines de silicone et des résines epoxy qui peuvent être conformées par exemple par moulage sous vide dans un moule comportant l'empreinte des rainures ou des sillons sur l'une de ses faces. En variante, les indentations peuvent être réalisées par moulage par compression d'un matériau tel que le chlorure de polyvinyle. La couche supplémentaire est ensuite laminée sur la couche absorbante du milieu d'enregistrement optique e utili- sant un adhésif approprié. Le milieu d'enregistrement optique ainsi formé comprend une première région dans laquelle la couche supplémentaire n'est pas au contact de la couche absorbante et une seconde région o la couche supplémentaire est directement au contact de la couche absorbante. Le transfert thermique de la couche absorbante vers la couche supplémentaire, dans la première région, est inférieur à celui existant dans la seconde région étant donné que le trans- fert thermique dans ces régions ne peut se produire que par rayon- nement ou par convection. Dans la seconde région le transfert thermique direct par conduction peut se produire étant donné que les deux couches sont en contact. Par conséquent, la sensibilité de l'enregistrement dans la première région sera supérieure à celle de la seconde région étant donné que les pertes thermiques sont inférieures. De même, étant donné qu'il n'existe aucun con- tact entre les couches absorbante et supplémentaire dans la pre- mière région, les contraintes mécaniques pouvant empêcher la for- mation d'une déformation dans la couche absorbante sont limitées. En conséquence, pour un domaine d'énergieslumineuses incidentes au-dessus du seuil d'enregistrement, la formation d'une déforma- tion dans la couche absorbante sera limitée à la première région, ce qui permet d'utiliser un faisceau lumineux d'enregistrement dont le diamètre est supérieur à la largeur désirée de la piste enregistrée. Cependant, il convient de noter que, si la densité d'énergie du faisceau lumineux d'enregistrement incident sur le milieu d'enregistrement, est suffisamment importante, la défor- mation peut s'étendre dans les secondes régions o la couche supplémentaire est au contact de la couche absorbante. On se réfère maintenant à la figure 4 qui constitue une re- présentation schématique, en perspective, d'un disque 50 sur lequel l'information est enregistrée par exposition à un faisceau lumineux d'enregistrement modulé. Les éléments communs au disque et au milieu d'enregistrement 40 ont été désignés par les mêmes références. Les indentations sont disposées sous la forme d'une série de rainures 52 dans le revêtement supérieur '8. La piste d'information comprend une ou plusieurs zones 54, dans la première région qui possèdent des propriétés optiques différentes et qui sont espacées les unes des autres par des portions non perturbées 56 de la couche absorbante de la première région. Les zones 54 peuvent être des ouvertures ménagées dans la couche absorbante 16. La présence de zones 54 ou de variations dans la longueur des zones le long de la piste et/ou de l'espacement entre les zones, est représentative de l'information enregistrée. De la mie façon, un disque d'information peut être constitué d'un mi- lieu d'enregistrement tel qu'illustré Dar les premier et second exen:les de réalisation 10 et 50, respectivement et comportant une ou plusieurs zones de la couche absorbante présentant des -:oDrrits opticues différentes. Le pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement optique 1q dans les premiére et seconde régions diffère en raison des dif- férences de structures du revêtement supérieur dans les deux ré- rions. Ces différences de pouvoir réfléchissant peuvent être uti- lisées pour effectuer un pistage de l'information permettant au faisceau lumineux d'enregistrement ou de lecture de suivre la tra- jectoire des indentations. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVEsDICAmIONS 1.- Milieu d'enregistrement optique (10, s0, 40) qui comprend: un substrat (12); une couche absorbante (I6) déposée sur ledit substrat (12) et qui absorbe la lumière à la longueur d'onde du faisceau lumineux d'enregistrement et de lecture et une couche supérieure ou supplémentaire (18), au contact de ladite couche absorbante (16), cette couche supplémentaire transmettant la lu- mière à la longueur d'onde des faisceaux lumineux d'enregistrement et de lecture, ce milieu d'enregistrement optique étant caracté- risé en ce que ladite couche supplémentaire (18) comporte une ou plusieurs indentations (20) dans la surface qui est au contact de la couche absorbante (16) afin de former une première région (22) du milieu d'enregistrement dans laquelle la couche supplémentaire (18) n'est pas au contact de la couche absorbante (16) et une seconde région (24) dans laquelle la couche supérieure ou supplé- mentaire (18) n'est pas au contact de la couche absorbante (16). 2.- Milieu d'enregistrement optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche réfléchissante (32) placée en-dessous de la couche absorbante (16), cette couche (32) assurant la réflexion d'une partie substantielle de la lumière incidente à la longueur d'onde des faisceaux lumineux d'enregis- trement et de lecture. 3.- Milieu d'enregistrement optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite couche absorbante (16) dans lesdites premières régions (22) est choisie de façon à ré- duire le pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement. 4.- Milieu d'enregistrement optique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une couche d'espacement (42), interposée entre lesdites couches réfléchissante (32) et absor- bante (16). 5.- Milieu d'enregistrement optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les épaisseurs desdites couches d'espa- cement (42) et absorbante (16) sont choisies de manière que le pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement dans les pre- mières régions (22) soit réduit. 6.- Milieu d'enregistrement optique selon l'une des revendi- cations 2 ou 4, caractérisé en ce que le pouvoir réfléchissant du milieu d'enregistrement est réduit à un minimum. 7.- Milieu d'enregistrement optique selon la revendication 2, caractérisé en ce aue ladite couche absorbante (16) est constituée d'un mastériau organique. 8.- -ilieu d'enregistrement optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couche d'espacement (42) est cons- titu4e d'un matériau choisi dans le groupe qui comprend: le bioxyde de silicium, le monoxyde de silicium, l'oxyde d'aluminium et le bioxyde de titane. c.- I:ilieu d'enregistrement optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couche d'espacement (42) est consti- tuée d'un matériau organique. 10.- i:ilieu d'enregistrement selon l'une des revendications I ou 4, caractérisé en ce que ladite couche absorbante (16) est constituée d'un matériau choisi dans le groupe comprenant le ti- tane, le rhodium, le tellure, le selenium, des alliages à base de tellure, des alliages à base de selenium, le tri-sulfure d'arse- nic et le tri-selenium d'arsenic. 11.- 1:ilieu d'enregistrement optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites indentations (20) s'étendent dans ladite couche supplémentaire (18) sur une distance supérieure à environ 100 nanomètres. 12.- Milieu d'enregistrement optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de substitution, interposée entre ledit substrat (12) et ladite couche absorbante (16). 13.- Disque d'enregistrement (50) d'information qui comprend: un substrat (12); une couche absorbante (16) déposée sur le subs- trat (12) et qui absorbe la lumière a la longueur d'onde d'un faisceau lumineux d'enregistrement et de lecture et, une couche supérieure ou supplémentaire ('18), disposée au-dessus de la cou- che absorbante (16), cette couche (18) transmettant la lumière à la longueur d'onde des faisceaux lumineux de lecture et d'enregis- trement, ce disque d'enregistrement étant caractérisé en ce que ladite couche supplémentaire (18) comporte une ou plusieurs inden- tations (20) dans la surface qui est au contact de la couche ab- sorbante (16), afin de former une première région (22) du disque d'information dans laquelle la couche supplémentaire (18) n'est pas au contact de la couche absorbante (16) et une seconde région (24) dans laauelle la couche supplémentaire (18) n'est pas au contact de la couche absorbante ('6), et, en ce que ladite infor- to mation comprend une portion (54) de la première région (22) pré- sentant des propriétés optiques différentes de celles du reste de la première région (22). 14.- Disque d'information selon la revendication 13, carac- térisé en ce qu'il comporte une couche de substitution, interposée entre ledit substrat (12) et ladite couche absorbante (16). 15.- Disque d'information selon la revendication 13, carac- térisé en ce qu'il comporte une couche réfléchissante (32), sous- jacente à la couche absorbante (16), cette couche réfléchissant une portion substantielle de la lumière qui y est incidente, à la longueur d'onde du faisceau lumineux d'enregistrement et de lec- ture. 16.- Disque d'information selon la revendication 15, carac- térisé en ce que l'épaisseur de ladite couche absorbante (16) est choisie de façon que le pouvoir réfléchissant du disque soit réduit. 17.- Disque d'information selon la revendication 15, carac- térisé en ce qu'il comporte une couche d'espacement (42), inter- posée entre la couche réfléchissante (32) et la couche absorbante (16). 18.- Disque d'information selon la revendication 17, carac- térisé en ce que les épaisseurs desdites couches d'espacement (42) et absorbante (16) sont choisies de façon à réduire le pouvoir réfléchissant du disque. 19.- Disque d'information selon la revendication 17, carac- térisé en ce que ladite couche d'espacement (42) est constituée d'un matériau choisi dans le groupe comprenant le monoxyde de si- licium, le bioxyde de silicium, l'oxyde d'aluminium et le bioxyde de titane. 20.- Disque d'information selon la revendication 17, carac- térisé en ce que ladite couche d'espacement (42) est constituée d'un matériau organique. 21.- Disque d'information selon la revendication 15, carac- térisé en ce que ladite couche absorbante (16) est constituée d'un matériau organique. 22.- Disque d'information selon l'une des revendications 13 ou 17, caractérisé en ce que ladite couche absorbante (16) est constituée d'un matériau choisi dans le groupe qui comprend le titane, le rhodium, le tellure, le sélénium, des alliages a base 12 2492568 -e tellure, des alliages r base de selenium, le trisulfure d'ar- senic et le triselenide d'arsenic. 23.- Disque d'information selon la revendication 1Q9, carac- trissé en ce que lesdies indentations (20) s'étendent dans la- dite couche supl1nentaire (lSE, sur une distance supérieure à environ 100 nanom4tres.