Brevet FR2533346A1 — publié le 19840323

1. La présente invention concerne un support d'enregistrement de données optiques comme un disque vidéo optique ou un disque numérique de son, et son procédé de fabrication. Jusqu'à présent, des disques vidéo optiques ont été fabriqués selon un procédé de fabrication illustré par la figure 1 Tout d'abord, une plaque de verre 1, ayant une épaisseur de 6 à 8 mm est nettoyée, et sa surface est activée par exemple avec une matière contenant essen- tiellement de l'hexamethyldisilazane (comme par exemple "OAP" fabriquée par Tokyo Oka Co) Une mince couche de résine photosensible 2 est déposée sur la surface ainsi activée avec une tournette ou similaire La couchde de résine photosensible 2-avec la plaque de verre est cuite puis refroidie Un dispositif d'enregistrement 3 utilise un faisceau de laser ou similaire avec un signal modulé pour enregistrer ce dernier sur la couche de résine photo- sensible 2 La couche de 'résine photosensible 2 exposée est développée, lavée et séchée. La couche de résine photosensible 2 est ensuite chauffée et refroidie Il en résulte que des cavités sont formées à la surface, en correspondance avec le signal enregistré Une pellicule 4 conductrice de l'électricité en argent ou similaire est ensuite formée sur la surface enregistrée sur laquelle sont formées les cavités La pellicule peut être formée par tout procédé courant connu, comme par pulvérisation Ainsi, un disque original 5 a été formé. Le signal enregistré peut être reproduit après que la pellicule conductrice 4 a été formée Le signal enregistré sur le disque original 5 est reproduit par un lecteur de disques original d'inspection qui inspecte le disque original 5 pour rechercher les évanouissements, etc L'original 5 est beaucoup plus lourd et plus grand qu'un disque vidéo du commerce qui est produit à partir de lui. Il est donc possible pour un lecteur ordinaire de disques vidéo, disponible dans le commerce, de reproduire le signal enregistré sur le disque original 5 Si l'inspec- tion montre que le disque original n'est pas satisfaisant, les opérations de fabrication décrites ci-dessus doivent être recommencées. Un disque original 5, lorsqu'il a franchi l'inspection, est revêtu de nickel ou autre par galvano- plastie La couche de nickel ou similaire est décollée du disque original 5 pour former une mère 6 à laquelle les cavités ont été transformées Une réplique 7 est faite d'une résine synthétique avec la mère 6 comme un moule et elle est séchée -Une pellicule réfléchissante 8 en aluminium ou similaire est formée sur la surface de transfert de signaux de la réplique 7 par dépôt sous vide ou pulvéri- sation Une pellicule de protection 9 de résine synthétique est formée sur la pellicule réfléchissante 8 Une autre replique 7 ' est formée selon la même procédure Ces répliques 7 et 7 ' sontcolléesensemble avec un adhésif 10, et sont ensuite traitées, par exemple pour obtenir un diamètre extérieur prédéterminé Ainsi, le disque vidéo 11 voulu a été fabriqué et son signal peut être reproduit par un lecteur ordinaire de disques vidéo. La fabrication d'un disque vidéo 11 dont le signal peut être reproduit par un lecteur ordinaire de disques vidéo prend environ 24 heures de travail (ou 3 jours de travail à 8 heures par jour) Ce procédé de fabrication de disques est avantageux en ce que, étant donné qu'un certain nombre de répliques 7 peuvent être formées-en utilisant une mère 6, le temps et le coût de fabrication par disque sont réduits lors de la fabrication d'un grand nombre de disques biais, si seulement quelques disques doivent être produits (par exemple lorsqu'un utilisateur enregistre les données sur un disque vidéo qu'il a enregistré personnellement), le prix de fabri- cation est extrêmement élevé Ainsi, pour des raisons économiques, il est pratiquement impossible pour lui de maintenir les données qu'il a enregistrées personnellement sur un disque vidéo. Un disque à lecture directe après écriture est également'cbnnue dans la technique Se-lon le procédé. récemment développé, un faisceau de laser ou similaire est appliqué à une couche d'enregistrement de données sur un- substrat comme une plaque de verre de-manière que la couche d'enregistrement de données soit localement éliminée, déformée ou-changée de qualité pour former des cavités. Pour fa fabrication d'un petit nombre de disques, le procédé est avantageux en ce que les données enregistrées par application du faisceau de laser peuvent être reproduites immédiatement sans aucun'traitement Mais la couche dlen- registrement de données doit former des cavités lorsqu'un faisceau de laser d'un niveau d'énergie relativement élevé: lui est appliqué pendant une opération d'enregistrement de données mais ne forme pas de cavit-és, et réfléchit la . lumière lorsqu'un faisceau de laser d'un niveau d'énergie relativement bas lui est appliqué -i Un matériel hautement spécialisé est donc nécesaire pour la couche d'enregistre- ment de données En outre, seule une-petite quantité de matière est nécessaire Etant donné que le besoin de ' produire des disques personnels d'enregistrement de': données est relativement réduit, la production de ces disques reste cofteuse La matière de la couche d'enregistrement de données pour le disque àlecture directe après l'écriture utilisant une réplique (dont le rapport signal/bruit'éest équivalent ou supérieur à celui de la matière de la - couche d'enregistrement de données sur le disque) est fabriquée à grande échelle Par conséquent, si des données personnelles sont enregistrées sur le disque actuel à lecture directe après écriture, ce disque est de très mauvaise qualité de sorte qu'il est indésirable commer- cialement: Il faut noter que les lecteurs de disques disponibles dans le commerce ne remplissent aucune fonction d'enregistrement, comme avec un modulateur à laser Par conséquent, si le propriétaire de ce lecteur souhaite une copie, il doit demander au fabricant des disques vidéo d'enregistrer ses données personnelles, par exemple sur une bande vidéo du commerce. Même si le fabricant de disques est sollicité pour fabriquer un nombre de disques suffisamment pour qu'ils puissent être réalisés en utilisant une réplique, le fabricant peut avoir à livrer plusieurs disques d'essais à la personne qui lui a passé la commande -Il peut être nécessaire que cela soit fait sans délai avant que les disques soient fabriqués en grande série Si dans ce cas, les disques sont fabriqués par-le même procédé que décrit ci-dessus, dans lequel les disques-sont généralement réali- sés à grande échelle, le fabricant ne peut tirer profit Si le disque à lecture directe après écriture décrit ci- dessus, est utilisé pour enregistrer des données, la qualité n'est pas satiqfaisante. En raison de tout ceci, un objet de l'invention est de proposer un support d'enregistrement de données optiques qui peut-être fabriqué à bas prix dans -un temps court. Un autre objet est de proposer un procédé qui peut être profitable même si le nombre des supports d'enregistrement des données optiques est réduit. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé permettant de réaliser un produit commercial de haute qualité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la des- cription qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une série de coupes schéma- tiques montrant les phases de fabrication a à h d'un disque courant, et La figure 2 est une série de côupes schéma- tiques montrant les phases de fabrication a à h d'un disque selon l'invention. L'invention sera maintenant décrite en se référant à un exemple spécifique dans lequel le concept technique de l'invention est appliqué à un disque vidéo optique La-figure 2 montre les phases de fabrication d'un disque vidéo selon l'invention Tout d'abord, un substrat transparent 21 en verre, en résine synthétique ou simi- laire est préparé Un exemple d'une résine synthétique est une résine acrylique (PMIA = polymethylmethacrylate). La résine acrylique peut être du type injecté, mais il est préférable d'utiliser une résine acrylique du type moulé dont le degré de polymérisation est plus élevé. Le substrat 21 a pratiquement les mêmes dimensions que la réplique 7 (figure 1) comprenant les cavités et qui est formée pendant la production en série. Par exemple, le substrat 21 peut avoir la forme d'un disque d'un diamètre extérieur de 300 mm avec un trou central circulaire d'un diamètre de 35 mm L'épaisseur du substrat 21 peut être de l'ordre de 1,2 à 1,3 mm La planéité des deux surfaces de substrat 21 doit être excellente. Le substrat 21 est placé dans un dispositif 22 de revêtement photosensible Une résine photosensible est alors appliquée Par exemple, une ré-sine photosen- sible du type positif peut être appliquée sur le substrat 21 sous une épaisseur de 1400 200 A pour former une couche de résine photosensible 23 sur le substrat Quand la résine photosensible est appliquée sur une résine synthétique, un gonflement peut se produire Mais si le substrat 21 consiste en une résine acrylique "Kurarekksu S ou Kurarekkso W (traduit phonétiquement)" fabriquée par Nitto Resin Co et une résine photosensible "OFPR" fabriquée par Tokyo Oka Co, le gonflement se produit à peine Même si un gonflement se produit, il n'a aucun effet sérieux sur le disque selon l'invention Ce qui importe selon l'invention est que l'indice de réfraction du substrat 21 par rapport à un faisceau laser de lecture soit pratiquement ou approximativement le même que celui de la couche de résine photosensible 23 Dans l'exemple spécifique décrit ci-dessus, l'indice de réfraction du substrat 21 est d'environ 1,5 et celui de la résine photosensible 23 est d'environ 1,6. Le substrat 21 sur lequel la couche de résine photosenslble 23 a été formée est ensuite placée dans un four propre 24 Il est chauffé à environ 80 'C pendant 30 minutes, puis refroidi Un dispositif d'enre- gistrement 25 fonctionne de manière qu'un faisceau laser modulé avec un signal d'enregistrement soit appliqué sur la couche de résine photosensible 23 pour y enregistrer des données Dans cette opération, le faisceau laser peut avoir une longueur d'ondes de 4579 A et une puissance de sortie de 10 à 20 m W sur le disque. Un dispositif de développement 26 fonctionne de manière que la couche de résine photosensible 23 exposée soit développée avec une solution de développement. Si la phase de développement prend un temps excessivement long, la couche 23 de résine photosensible peut se décoller du substrat 21 Pour éviter cela, le substrat 21 peut-être activé avant que la couche photosensible ne soit appliquée. Cependant, l'activation peut être évitée Le décollement de la couche de résine photosensible peut aussi être évité en observant le degré de développement Pour observer le degré de développement, un faisceau laser relativement faible est appliqué au disque qui est mis en rotation pendant qu'il reçoit la solution de développement pulvéri- sée Le rapport entre la quantité de lumière des faisceaux d'ordre zéro et de premier ordre est détecté par un photo- détecteur Immédiatement après le début du développement, seul le faisceau d'ordre zéro existe et la quantité de lumière du faisceau de premier ordre est nulle car aucune cavité n'a encore été formée Mais quand le développement progresse et forme des cavités, une diffraction se produit et le faisceau de premier ordre est produit Le rapport entre les faisceaux d'ordre zéro et de premier ordre est obtenu aux sorties du photodétecteur qui sont produites respecti- vement quand les faisceaux d'ordre zéro et de premier ordre sont détectectés. Si le développement est interrompu quand le rapport atteint une valeur prédéterminée,,le décolle- ment de la couche photosensible se produit à peine ' La valeur prédéterminée, c'est-à-dire le rapport de quantité de lumière peut être facilement obtenue expérimentalement. La quantité de lumière du faisceau de premier ordre qui est un faisceau de diffraction peut être comparée avec une valeur de réference Cependant, ce procédé risque d'être affecté de façon nuisible si la sortie' de la source lumineuse varie ou si la quantité de lumière est changée par de la poussière dans le trajet de la lumière ou par des particules qui flottent dans la solution de dévelop- pement Il est donc préférable quele signal obtenu par le faisceau de diffraction (faisceau de premier ordre) et le faisceau de référence (faisceau de premier ordre)-soient examinés et comparés avec une valeur-de référence. Quand le rapport entre le faisceau de dif- fraction et le faisceau de référence atteint la valeur prédéterminée, la pulvérisation de la solution de dévelop- pement est interrompue et le disque est lavée avec de l'eau Le disque ainsi traité est chauffé dans le four propre 24, par exemple à 80 C pendant 15 minutes, et il est refroidi. L'opération décrite ci-dessus de revêtement du disque avec du nickel par galvanoplastie n'est pas effectuée dans le procédé selon l'invention Une pellicule réfléchissante 27 'de métal (comme de l'aluminium) est formée directement sur la couche 23 de résine photosensible dans laquelle les cavités ont été formées La pellicule o est formée jusqu'à une épaisseur de 1000 à 1500 A, par dép 8 t sous vide ou pulvérisation, de sorte qu'elle a un facteur de réflexion prédéterminée. Une pellicule de protection 28 de résine synthétique est formée sur la pellicule réfléchissante 27 par pulvérisation, pour obtenir un disque 29 sur - une surface duquel des signaux ont été-enregistrés Un autre disque 29 ' est formé selon la même procédure de fabrication, avec également des singaux enregistrés sur une face Les disques 29 et 29 ' sont collés ensemble de manière que les pellicules de protection 28 et 28 soient en regard l'une de l'autre, par interposition d'une couche adhésive 30 pour former un disque complet. Si le disque ne porte des signaux enregistrés que sur une face, le disque 29 ' peut être remplacé par un faux -disque de résune synthétique mis à la forme voulue. Le disque ainsi fabriqué est inspecté Ainsi, toutes les phases de fabrication ont été exécutées -Les phases de fabrication prennent environ 8 heures (une- journée de travail) Par conséquent, le temps nécessaire pour produire un disque est environ le tiers de celui nécessaire avec le procédé courant. Le disque ainsi fabriqué comporte sur une ou deux faces le substrat 21 qui est pratiquement égal en configuration et en dimensions à la réplique 7 formée -à partir de la mère 7 par injection en fabrication en série et qui comporte deux faces planes et est transparen- te (assez pour transmettre suffisamment un faisceau de laser) La couche 23 de résine photosensible est formée sur le substrat 21 de manière que ce dernier ne soit expo- sé que sur les cavités L'indice de réfraction de la couche 23 est pratiquement le même que celui du substrat 21 La pellicule réfléchissante 21 couvre les parties exposées du substrat 21 ainsi que de la couche 23 de résine photosensible La pellicule de protection 28 est constituée par une résine synthétique et formée sur la couche réfléchissante 27 Par conséquent, quand un faisceau de laser est appliqué à-la pellicule réfléchis- sante 27 à travers le substrat 21 pour lire les signaux, la couche 23 de résine photosensible est équivalente optiquement à celle formée solidairement avec le substrat 21 car l'indice de réfraction de la couche 23-de résine photosensible est pratiquement le même que celui du substrat 21 Ainsi, le disque a une structure pratiquement identique à celle d'un disque fabriqué en série En outre, sa structure n'est pas fondamentalement différente de celle d'un disque à lecture directe après écriture, produit à grande échelle Par conséquent, le disque réalisé selon l'invention peut être reproduit par un lecteur de disques vidéo du commerce, de la même manière qu'un disque fabriqué en série Mais contrairement aux disques fabriqués en série, le disque selon l'invention n'impose pas la phase de transfert de la surface portant le signal Son rapport signal/bruit est par conséquent meilleur Il va sans dire que le rapport signal/bruit du disque selon l'invention est meilleur que celui du disque à lecture directe après écriture. Les matières et les dispositifs pour fabriquer le disque selon l'invention sont pratiquement que ceux destinés à la fabrication des disques en série Par conséquent, les prix de fabrication ne sont pas aussi élevés que ceux des disques à lecture directe après écriture En utilisant le procédé selon l'invention, la fabrication d'un très petit nombre de disques peut être profitable commercialement L'invention peut- être utilisée pour produire des disques d'essais utilisés comme des disques préliminaires avant la fabrication en série, aussi bien que pour des disques personnels. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisation décrit et illustré à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Support d'enregistrement de données optiques, caractérisé en ce qu'il comporte un premier substrat ( 21) avec une surface dans laquelle sont formées des cavités, une pellicule réfléchissante ( 27) recouvrant la surface du premier substrat sur lequel les cavités sont formées, une pellicule de protection ( 28) recou- vrant la pellicule réfléchissante, un second substrat ( 21) dont les dimensions sont pratiquement égales à celles du substrat, le second substrat étant constitué par une matière transparente ayant un indice de réfraction prédé- terminé et deux surfaces planes, une couche de résine photosensible ( 23) constituée par une résine photosen- sible dont l'indice de réfraction est pratiquement égal à l'indice de réfraction du second substrat, la couche de résine photosensible étant formée sur l'une des surfaces planes du second substrat de manière que seules les cavités d'une surface plane soient exposées, une pellicule réfléchissante ( 27) couvrant ladite surface plane compre- nant les cavités exposées et la couche de résine photo- sensible, la pellicule réfléchissante pouvant réfléchir suffisamment un faisceau de lecture d'un dispositif de reproduction de signaux et une pellicule de protection ( 28) constituée par une résine synthétique positionnée sur la pellicule réfléchissante. 2 Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second substrat est fait d'une résine acrylique. 3 Support d'enregistrement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résine est du polymethylmethacrylate. 4 Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier substrat et le second substrat ont la forme d'un disque avec un diamètre extérieur d'environ 300 mm. 5 Support d'enregistrement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le disque comporte 1.1 - À un-trou au centre d'un diamètre d'environ 35 mm. 6 Support d'enregistrement-selon-la revendication 5, caractérisé en ce que le premier substrat a une épaisseur d'environ 1,2 à 1,3 mm. 7 Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche photo- a sensible a une épaisseur dans la plage d'environ 200 A' O à 1600 A - 8, Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractériséen ce que le premier substrat a un indice de réfraction d'environ 1,5 et la couche de résine photosensible positionnée sur lui a un indice-de réfraction-d'environ 1,6 9 Procédé de fabrication d 'un support d'enregistrement de données optiques, 'caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à produire un premier substrat 2 1 avec une surface dans laquelle les cavités. sont formées, à produire-une pellicule réfléchissante ( 27) sur la surface du premier substrat, à produire une pellicule de protection ( 28) sur la pellicule réfléchis- sante, à produire un seconde substrat ( 21) dont les dimen- sions sont pratiquement les mêmes que celles du premier substrat, le second substrat étant constitué d'une matière transparente ayant un indice de réfraction prédéterminé et de surface plane, à former une couche-photosensible ( 23) sur l'une des deux-surfa Ces planes, la couche photosensible ayant un indice de réfraction Lpeu près égal à l'indice de réfraction du second substrat, à dxposer la couche photosensible à un faisceau avec des signaux modulés pour les enregistrer sur la couche photosensible, à développer la couche photosensible exposée avec une solution de développement afin d'exposer des parties d'une surface plane du substrat, à former uhe pellicule réfléchissante ( 27) sur la surface plane du second substrat, la pellicule réfléchissante recouvrant le substrat et la couche photosensible, la pellicule réfléchissante pouvant rétracter le faisceau de lecture d'un dispositif de reproduction des signaux, et à former une pellicule de protection ( 28) sur la pellicule réfléchissante, la pellicule de protection consistant en une résine synthé- tique. S 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé ence que la couche photosensible est formée par l'application d'une résine photosensible sur une surface plane du second substrat et en la chauffant pendant environ 30 minutes & environ 80 C. 11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'exposition de la couche photosen- sible est effectuée avec un faisceau de laser ayant une o longueur d'ondes d'environ 4579 A et une puissance de sortie de l'ordre de 10 à 20 m W. 12 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pellicule réfléchissante est formée-de manière que son épaisseur soit dans la plage o d'environ 1000 à 1500 A. 13 Procédé selon la revendication 9, carac- térisé en ce que la pellicule réfléchissante est produite par un procédé choisi dans le groupe contenant le pot sous vide et la pulvérisation.