Brevet FR2724255A1 — publié le 19960308

L'invention concerne un disque optique ainsi qu'un procédé de fabrication de disques optiques. L'un des procédés connus de fabrication de disques optiques consiste à d'abord déposer sur un substrat en verre une couche de résine photosensible puis à enregistrer l'information à lire ultérieurement dans cette couche de résine photosensible par application du rayonnement approprié. Les zones de résine insolée sont alors éliminées, ce qui amène à la formation de microcuvettes dans la couche de résine photosensible. L'information est alors transférée dans le substrat par gravure par plasma réactif et les zones résiduelles de résine photosensible sont éliminées par plasma d'oxygène. Le substrat, comportant sur une de ses faces des microcuvettes, est finalement recouvert d'une couche d'un matériau réflecteur permettant d'assurer la lecture ultérieure du disque optique ainsi obtenu, disque optique constitué d'un substrat comportant sur une de ses faces des microcuvettes et des microreliefs, les microcuvettes et microreliefs étant entièrement recouverts de matériau réflecteur. Dans ce procédé, l'étape de dépôt du matériau réflecteur se fait après toutes les autres étapes, et est une étape de mise en oeuvre particulièrement délicate et mobilisant des équipements coûteux. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication de disques optiques permettant d'éviter le dépôt de la couche de matériau réflecteur après le transfert des informations dans le substrat. A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication de disques optiques qui comprend le dépôt sur un substrat d'une couche d'un matériau M réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde émises par les diodes laser de lecture des disques optiques, puis le dépôt sur la couche de matériau M d'une couche de résine sensible à une contrainte, couche dans laquelle les informations à lire ultérieurement sont enregistrées par application de la contrainte appropriée, les zones transformées de cette résine sensible étant ensuite éliminées et les zones de matériau M situées sous ses zones de résine sensible éliminées étant également éliminées avant d'enfin éliminer toute la résine sensible résiduelle. Selon une caractéristique du procédé de l'invention, ladite couche de matériau M a une épaisseur comprise entre environ 100 nm et environ 500 nm. Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, ledit matériau M est choisi parmi l'or, le chrome, l'aluminium, le nitrure ou le carbonitrure de zirconium, d'hafnium ou de titane et les mélanges de ceux-ci. Selon encore une autre caractéristique du procédé de l'invention, lors de l'élimination des zones de matériau N, on grave également une partie du substrat dans les zones situées sous les zones où le matériau M a été éliminé. Dans ce dernier cas, le substrat est gravé jusqu'à une profondeur comprise entre environ 50 nm et environ 150 nm. Selon une dernière caractéristique du procédé de l'invention, une couche de protection est déposée sur le disque optique enregistré ainsi obtenu. Un autre objet de l'invention est le disque optique qui peut en particulier être obtenu par le procédé précédemment décrit. Selon une première caractéristique, le disque optique de l'invention comprend un substrat qui porte, sur une de ses faces, un masque constitué d'un matériau M réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde émises par les diodes laser des lecteurs de disques optiques. Selon une autre caractéristique du disque optique de l'invention, l'épaisseur du masque de matériau N est comprise entre environ 100 nm et environ 500 nm. Selon une autre caractéristique du disque optique de l'invention, le matériau M est choisi parmi l'or, le chrome, l'aluminum, le nitrure ou carbonitrure de zirconium, d'hafnium ou de titane et les mélanges de ceux-ci. Selon encore une autre caractéristique du disque optique de l'invention, le substrat comporte de plus des microcuvettes creusées dans le substrat et situées sous les zones non recouvertes de matériau M. Dans ce cas, selon toujours une autre caractéristique du disque optique de l'invention, la profondeur des microcuvettes est comprise entre environ 50 nm et environ 150 nm. Selon une dernière caractéristique du disque optique de l'invention, celui-ci comporte de plus une couche de protection. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation du disque optique de l'invention ; et - la figure 2 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation du disque optique de l'invention. Selon un mode de réalisation de l'invention, le disque optique 10 illustré en figure 1 est constitué d'un substrat 1 en verre recouvert d'un masque 2 constitué d'un matériau M réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde du faisceau lumineux émis par la diode laser du lecteur de disques optiques utilisé. Le masque 2 constitué d'un matériau M, ici comme dans tout ce qui précède et suit, est obtenu à partir d'une couche de matériau M dont certaines zones, c'est-à-dire celles correspondant à l'information à lire ultérieurement, ont été éliminées. Dans ce mode de réalisation, une couche 8 de protection recouvre la face comportant les informations de ce disque optique 10. Le substrat 1 peut également être constitué de tout autre matériau transparent dans le domaine des longueurs d'onde du faisceau lumineux émis par la diode laser du lecteur de disques optiques utilisé. Le fonctionnement d'un disque ainsi constitué ne se fait plus par un phénomène de diffraction du faisceau laser de lecture mais par un phénomène de changement de réflectivité de ce même faisceau suivant qu'il rencontre une partie du substrat 1 où la couche de matériau M a été éliminée (le pit d'information) ou qu'il rencontre le masque 2 de matériau M (le land). On a donc ainsi reconstitué la modulation d'intensité souhaitée du faisceau de lecture permettant de lire l'information comme sur un disque optique de l'art antérieur. Le matériau M est choisi pour être réfléchissant dans le domaine des longueurs d'ondes émises par les lecteurs de disques optiques. Les lecteurs de disques optiques actuels émettant des faisceaux lumineux de longueur d'onde proche de l'infrarouge, le matériau M est choisi parmi les matériaux réfléchissant dans les domaines des longueurs d'onde proches d'environ 780 nm. Ainsi, le matériau M réfléchissant sera de préférence du chrome, de l'or, de l'aluminium, du nitrure ou du carbonitrure de titane de zirconium ou d'hafnium. L'épaisseur du masque 2 de matériau M réfléchissant devra être suffisante pour permettre au faisceau de lecture de détecter un changement de réflectivité. Bien que dépendante de la nature du matériau M utilisé, l'épaisseur minimale préférée est d'environ 100 nm. L'épaisseur maximale de ces zones 2 de matériau M réfléchissant n'est limitée que pour des raisons fonctionnelles, en particulier par les dispositifs utilisés. De préférence, cette épaisseur maximale est d'environ 500 n'a. La couche 8 de protection sera de préférence constituée d'une résine transparente. Selon un autre mode de réalisation du disque optique de l'invention illustré à la figure 2, le disque optique 11 est constitué d'un substrat 1 en verre recouvert d'un masque 2 de matériau M de la même façon que dans le premier mode de réalisation. Mais ici, afin d'améliorer le contraste entre les zones du substrat recouvertes de matériau M et celles non recouvertes par ce matériau M, et donc d'améliorer la lecture, on a éliminé lors de la création des pits d'information non seulement la couche métallique mais également une certaine épaisseur du substrat 1. L'épaisseur du masque 2 de matériau M sera, comme pour le disque optique 10 illustré en figure 1, et pour les mêmes raisons, comprise entre environ 100 nm et environ 500 nm. La pro fondeur des microcuvettes 9 créées dans le substrat 1 dépendra quant à elle de la longueur d'onde du faisceau laser de lecture et de la différence d'indice de réfraction entre le substrat et l'air ou entre le substrat et une couche de protection. I1 est à noter que le disque optique de l'invention est facilement reconnaissable à l'oeil nu car il présente des zones transparentes correspondant aux informations enregistrées contrairement aux disques optiques de l'art antérieur. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs plusieurs modes de réalisation. Exemple 1 En se référant à la figure 1, le disque optique de l'invention noté 10 est obtenu, en particulier, par un procédé comportant une première étape notée (a) consistant à déposer sur un substrat 1 en verre, une couche 2 de nitrure de titane en tant que matériau M réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde des lecteurs de disques optiques. Typiquement l'épaisseur de cette couche 2 pourra être comprise entre environ 100 nm et environ 500 nm. Ici elle est de 100 nm. Dans une seconde étape, une couche de résine 3 photosensible est déposée sur la couche 2 de matériau M. L'épaisseur de la couche de résine sensible pourra être choisie librement. L'enregistrement des informations qui seront lues ultérieurement se fait à l'étape suivante notée (c) par défilement d'un faisceau laser 4 modulé en fonction des informations à enregistrer. On obtient alors le substrat 1 recouvert de la couche 2 de matériau M comportant & sa surface une couche de résine photosensible comportant des zones 5 transformées. Dans l'étape de développement suivante notée (d), les zones 5 de résine insolée sont éliminées par dissolution chimique, formant ainsi une succession de microreliefs 3, constitués de résine non insolée, et de microcuvettes 6, représentatives de l'information à enregistrer. L'information est ensuite transférée dans la couche 2 de matériau M réfléchissant à l'étape notée (e), par élimination de toute l'épaisseur du matériau métallique dans les zones situées sous les microcuvettes 6 de la couche 2 de matériau M, qui ne sont plus recouvertes de résine photosensible, ce qui amène à la formation de masque 2 de matériau M. Cette élimination peut se faire par gravure chimique ou par plasma réactif et doit éliminer le matériau M jusqu'à la surface du substrat 1. On obtient ainsi, comme illustré à l'étape (e) le substrat 1 recouvert de microreliefs, constitués de zones 3 de résine et du masque 2 de matériau M, et comportant des zones 7 exemptes de tout matériau M ou résine. A l'étape suivante notée (f), les zones de résine photosensible résiduelle sont éliminées par exemple par plasma d'oxygène. Dans une dernière étape notée (g) le substrat 1 comportant à sa surface les zones 2 de matériau M est protégé par dépôt d'une couche de résine 8. On a ainsi obtenu le substrat 10 précédemment décrit. Exemple 2 En se référant maintenant à la figure 2, le disque optique selon l'invention noté 11 est constitué du substrat 1 comportant sur une de ses faces un masque 2 constitué du matériau réfléchissant M et des microcuvettes 9 gravées dans le substrat lui-même est obtenu par les étapes notées (a) et (b) de dépôt sur le substrat 1 d'une couche 2 d'or-chrome (le matériau M réfléchissant) d'une épaisseur de 500 nm et d'une couche de résine photosensible 3 d'une épaisseur librement choisie, comme à l'Exemple 1. A l'étape notée (c), l'information n'est plus enregistrée, comme à l'Exemple 1, séquentiellement mais globalement au travers d'un masque L comportant en négatif les informations à enregistrer. Cette étape d'enregistrement, tout comme à l'Exemple 1, pourrait être effectuée également par pressage d'une matrice comportant en négatif l'information à enregistrer, la couche 3 de résine étant alors une couche de résine photopolymérisable ou thermopolymérisable et la contrainte 4 appliquée étant alors une pression. L'étape suivante notée (d) est identique à celle décrite à l'Exemple 1. A l'étape notée (e), l'information est transférée dans le substrat 1.I1 s'agit d'une étape d'élimination des zones 6 de matériau métallique non recouvertes de la couche 3 de résine sensible par gravure chimique ou par plasma réactif, cette gravure enlevant également une épaisseur du substrat 1 dans les zones de ce substrat 1 situées sous les zones 6 de matériau M métallique. De préférence, l'épaisseur de substrat 1 enlevée sera comprise entre environ 50 nm et environ 150 nm. On obtient alors le disque optique 11 représenté à l'étape notée (f) constitué du substrat 1 comportant sur une de ses faces un masque 2 constitué du matériau M réfléchissant et des microcuvettes 9 gravées dans le substrat lui-même. Bien que non illustré ici, on pourra également, si désiré, recouvrir ce disque optique 11 d'une couche de protection 8 comme à l'Exemple 1. Exemple 3 En appliquant le procédé décrit à l'exemple 1, mais en déposant une épaisseur de 150 nm de nitrure de titane pour la couche 2, on a obtenu un disque optique conforme à l'invention. Comme on peut le voir de ce qui précède, le procédé de fabrication de ces disques optiques est avantageusement simplifié par rapport au procédé de fabrication de l'art antérieur car il n'implique pas d'étape de dépôt d'un matériau réfléchissant sur une succession de microcuvettes et de microreliefs comme dans le procédé de l'art antérieur. De plus, l'enregistrement des informations est réalisé avec les mêmes dispositifs que ceux utilisés dans l'art antérieur. Avec le procédé de l'invention, les risques de déformation ou de perte de l'information enregistrée lors de cette étape de dépôt de matériau réfléchissant sont éliminés. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. Ainsi, le substrat pourra être en tout matériau approprié à la fabrication d'un disque optique et il aura des dimensions compatibles avec le dispositif d'enregistrement et de lecture utilisé. Le matériau M réfléchissant pourra être choisi également en fonction de l'évolution de la technique dans le domaine. Les épaisseurs décrites ici pour la couche de matériau M pourront varier selon la nature du matériau utilisé et la sensibilité du lecteur utilisé. De la même façon, dans le cas où l'information est transférée dans le substrat, la profondeur des microcuvettes créées pourra varier en fonction du contraste recherché. L'invention comprend également tous les équivalents techniques des moyens décrits ici ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Disque optique caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (1) comportant sur une de ses faces un masque (2) constitué d'un matériau M réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde émises par les diodes laser des lecteurs de disques optiques. 2. Disque optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du masque (2) de matériau M est comprise entre environ 100 nm et environ 500 nm. 3. Disque optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau (M) est choisi parmi l'or, le chrome, l'aluminium, le nitrure ou carbonitrure de zirconium, d'hafnium ou de titane et les mélanges de ceux-ci. 4. Disque optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (1) comporte de plus des microcuvettes (9) situées sous les zones (7) non recouvertes de matériau (M). 5. Disque optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la profondeur desdites microcuvettes (9) est comprise entre environ 50 nm et environ 150 nm. 6. Disque optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est de plus recouvert d'une couche (8) de protection. 7. Procédé de fabrication de disques optiques du type consistant à - déposer sur un substrat (1) une couche (3) de résine sensible à une contrainte (4), - enregistrer les informations dans la couche (3) de résine sensible par application de la contrainte (4) appropriée, - éliminer les zones (5) de résine sensible transformées, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes de - dépôt sur le substrat (1) d'une couche (2) d'un matériau (M) réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde des diodes laser des lecteurs optiques, avant le dépôt de ladite couche (3) de résine sensible, - élimination des zones (6) de matériau (M) situées sous les zones (5) de résine sensible transformées, après élimination de ces dernières, puis - élimination de toute la résine résiduelle (3). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite couche (2) a une épaisseur comprise entre environ 100 nm et environ 500 nm. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit matériau (M) est choisi parmi l'or, le chrome, l'aluminium, le nitrure ou le carbonitrure de zirconium, d'hafnium ou de titane et les mélanges de ceux-ci. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'élimination des zones (6) de matériau (M), on grave les zones (9) du substrat (1) situées sous lesdites zones (6). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la gravure desdites zones (9) a une profondeur comprise entre environ 50 nm et environ 150 nm. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une étape de dépôt d'une couche (8) de protection.