Brevet FR2671657A1 — publié le 19920717

La présente invention est relative à un disque optique, comportant de façon en soi connue, un substrat rigide, gravé au moyen des informations enregistrées sur le disque et revêtu d'une couche réfléchissante, généralement en un matériau métallique, elle-même recouverte d'une couche externe comportant un motif de marquage ou de décoration. L'invention concerne également les matrices de fabrication de disques optiques pour lesquelles le substrat est réalisé en un matériau apte à être formé par pressage contre la matrice afin de réaliser dans sa surface les zones en creux et en relief, correspondant aux informations à enregistrer. Dans de tels produits, il est usuel de déposer à la surface du disque une couche finale de protection, qui vise à éviter les effets nuisibles, pour la fidélité du disque, des rayures, marquages ou autres agressions, résultant de l'essuyage, des manipulations ou des chocs de ce disque, ou encore de l'effet d'un environnement éventuellement corrosif. Mais cette couche de protection est réalisée habituellement avec un matériau mince et fragile qui se révèle peu satisfaisant, notamment vis-à-vis des agressions mécaniques accidentelles, de l'abrasion ou des attaques chimiques. La présente invention a pour objet un disque optique ou une matrice de pressage, mettant en oeuvre une couche de protection qui évite les inconvénients des solutions actuellement connues dans la technique. A cet effet, le disque optique ou la matrice de pressage considérés, comportant un substrat gravé, le cas échéant recouvert d'une couche réfléchissante et éventuellement d'une couche de décoration ou de marquage, se caractérise en ce qu'il comprend au moins une couche mince de protection en un matériau à haute dureté superficielle. Selon le cas, le matériau à haute dureté superficielle est constitué par un nitrure, un carbure ou un oxyde d'un métal approprié. De préférence, le matériau à haute dureté est constitué par du nitrure de titane ou par un diamant artificiel du genre carbone adiamantin, ce dernier matériau étant généralement désigné sous l'abréviation de DLC, correspondant à l'expression anglaise "Diamond Like Carbon", dont la structure est intermédiaire entre le graphite et le diamant. Tous ces matériaux présentent l'avantage de comporter une grande dureté. Certains comme le nitrure de titane, ont la propriété complémentaire d'avoir une bonne réflectivité ; d'autres, comme le carbone adiamantin, comportent l'avantage, lorsqu'ils se présentent sous la forme de couches minces, d'être transparents pour les longueurs d'onde utilisées. Avantageusement, le matériau à haute dureté choisi est déposé sur le substrat par pulvérisation sous vide ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Par ailleurs, le substrat du disque ou de la matrice peut être réalisé en tout matériau approprié, notamment en verre, ou encore en d'autres substances telles que par exemple les polycarbonates, les céramiques ou toute assocation de ces matériaux. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront encore à travers les exemples donnés ci-après, à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - La Figure 1 est une vue en coupe transversale partielle à grande échelle, d'un disque optique comportant une couche externe de protection selon l'invention. - La Figure 2 est une vue en coupe d'une variation de réalisation d'un disque selon la Figure 1. - La Figure 3 illustre une autre variante d'un tel disque. - La Figure 4 représente une matrice de pressage établie selon l'invention. - La Figure 5 illustre une variante de la matrice selon la Figure 4. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure i, le disque optique illustré en coupe et à échelle notablement agrandie, comporte un substrat il, en verre ou autre support approprié, notamment en polycarbonate, dans une des faces duquel sont enregistrées des informations. Le procédé pour graver le substrat du disque est en lui-même bien connu dans la technique et n'importe pas directement à la présente invention.Notamment mais non exclusivement, ce procédé peut etre conforme à l'un de ceux décrits dans les demandes de brevets européens EP-A-0.168.763 ou EP-A-0.126.594 qui consistent avec des modalités pratiques particulières à déposer sur le substrat une couche mince préalable d'une résine photosensible, à impressionner cette couche à travers un masque pour y stocker les informations à enregistrer au moyen d'un faisceau laser, à éliminer la résine dans les zones ainsi insolées, puis à graver le substrat à travers ces zones à l'aide d'un plasma réactif avant que les parties restantes de la couche de résine ne soient éliminées.Le substrat ainsi obtenu comporte en creux les informations enregistrées et est alors revetu, dans sa face gravée, par une couche mince réfléchissante 12, obtenue au moyen d'un dépôt métallique en or ou en aluminium notamment. Cette couche qui offre des qualités satisfaisantes de réflexion, présente une faible résistance mécanique aux chocs, aux rayures, frottements et autres agressions mécaniques, et également à la corrosion par l'atmosphère environnante. Généralement, cette couche réfléchissante 12 est elle-même revetue d'une couche mince 13 comportant habituellement un motif de marquage ou de décoration. Sous cette forme, le disque obtenu est encore très fragile, les couches 12 et 13 successives étant réalisées avec des matériaux relativement tendres. Pour renforcer sa résistance, on dépose alors sur le substrat, conformément à l'invention, une couche externe 14 d'une épaisseur d'environ 100 nanomètres, en un matériau présentant une grande dureté superficielle. Notamment, cette dureté, dans la graduation Vickers, est supérieure ou égale à 1000 kg/mm2. De préférence, ce matériau est constitué par un carbone adiamantin. La couche 14 peut etre avantageusement obtenue au moyen d'une pulvérisation cathodique ou encore par un procédé classique de dépôt chimique en phase vapeur, assisté par plasma. Dans la variante représentée sur la Figure 2, le disque comprend un substrat 21 dans lequel les informations souhaitées sont enregistrées comme précédemment par gravure du substrat. Une couche réfléchissante 22 recouvre alors la face ainsi gravée. Dans ce cas, cette couche réfléchissante peut elle#meAme etre réalisée au moyen d'un matériau très dur, par exemple comme du nitrure de titane, déposé en couche de faible épaisseur afin de présenter des qualités satisfaisantes tant du point de vue de la réflectivité de la couche que de sa résistance mécanique aux chocs et aux rayures, notamment largement supérieure à celle d'une couche réfléchissante classique en or ou aluminium. La couche 22 peut etre déposée par la méthode de pulvérisation cathodique déjà mentionnée.En outre, elle peut être ensuite recouverte par une couche superficielle 23 comportant un motif de marquage ou de décoration. Une ultime couche mince 25 peut etre déposée sur la précédente pour en assurer la protection. La Figure 3 illustre une autre variante du disque optique selon la Figure 1, dans laquelle le substrat 31, revetu de sa couche réfléchissante 32 et de sa couche de marquage 33, comporte sur l'une et l'autre de ses faces, des couches externes, respectivement 34a et 34b, de protection finale, en un matériau à grande dureté du genre précité, déposées par exemple par pulvérisation cathodique ou dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. La Figure 4 illustre une matrice de pressage de disques optiques dans lesquels le substrat est réalisé non plus en un matériau rigide tel que le verre, mais en un matériau plus souple, du genre d'un polycarbonate, le substrat étant pressé contre une matrice pour recueillir en creux l'empreinte d'informations formées dans la matrice en saillie sur la face correspondante de celleci, selon les informations à enregistrer. La matrice comporte ellemême un substrat 41 en un matériau métallique, par exemple en nickel. Celui-ci, relativement tendre, ne permet pas à la matrice le pressage d'un nombre de disques en polycarbonate élevé, la limite supérieure étant généralement de l'ordre de 20.000, au-delà de laquelle la matrice ne présente plus de qualités de reproductibilité satisfaisantes. Selon l'invention, la matrice 41 comporte dans sa face de pressage une couche mince 44 en un matériau de haute dureté, permettant d'en assurer la protection et d'accroire de façon particulièrement notable la durée de vie de cette matrice et le nombre des disques pouvant être fabriqués avec celle-ci. La Figure 5 illustre une autre variante de la Figure 4 où le substrat 51 en nickel ou autre métal approprié, est recouvert sur ses deux faces d'une couche mince d'un matériau très dur, respectivement 54a et 54b. Dans tous les cas, le dépôt de matériau très dur est réalisé par une méthode connue. Le nitrure de titane présente notamment l'avantage d'une couleur voisine de celle de l'or, alliée à une bonne réflectivité. Le carbone adiamantin (DLC) est transparent pour les longueurs d'onde utilisées dans le visible et l'infrarouge. De plus, pour les couches de marquage ou de décoration, il est aisé d'obtenir des variations de couleurs, en utilisant par exemple des oxydes métalliques et/ou en faisant varier les durées de dépôt. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation plus spécialement décrits et représentés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Disque optique ou matrice de pressage, comportant un substrat gravé (11,21,31,41,51) le cas échéant recouvert d'une couche réfléchissante (12,22,32) et éventuellement d'une couche de décoration ou de marquage (13,23,33), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche mince de protection (14,25,34a,34b,44,54a,54b) en un matériau à haute dureté superficielle. 2 - Disque optique ou matrice de pressage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau à haute dureté superficielle est constitué par un nitrure, un carbure ou un oxyde d'un métal approprié. 3 - Disque optique ou matrice de pressage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau à haute dureté superficielle est constitué par du nitrure de titane ou par un diamant artificiel du genre carbone adiamantin. 4 - Disque optique ou matrice de pressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le substrat est réalisé en verre, en polycarbonate, en nickel ou autre matériau approprié. 5 - Disque optique ou matrice de pressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau à haute dureté superficielle est déposé par pulvérisation cathodique ou dépôt chimique en phase vapeur assité par plasma.