Brevet FR2762707A1 — publié le 19981030

DISQUE OPTIQUE A UTO-PROTEGE CONTRE LES RA YONNEMENTS DESTRUCTEURS La présente invention concerne un disque optique comportant une couche support, au moins une couche sensible à la lumière et/ou à la chaleur destinée à être enregistrée et/ou lue par un faisceau laser au travers de ladite couche support, et une couche réflectrice. L'enregistrement sur un disque, d'informations lisibles de manière optique, est effectué dans une couche du disque qui est sensible à la lumière et/ou à la chaleur, et dans laquelle les informations sont enregistrées au moyen d'un faisceau lumineux focalisé, sous la forme de micro éléments de la couche dont les propriétés optique ou magnétiques ont été modifiées, que l'on peut détecter par la suite à l'aide du faisceau focalisé de lecture qui peut être le même que le faisceau d'écriture. Ces disques peuvent être à lecture seule (ROM), enregistrables une fois (WORM) ou réenregistrables (E). La figure 1 représente une vue en coupe d'un tel disque qui comporte une couche transparente prégravée 1 servant de support au disque, une couche enregistrable 2 sensible à la chaleur et/ou à la lumière, une couche réflectrice 3, et une couche de vernis protecteur 4. Un exemple de procédé d'enregistrement d'un tel disque est décrit ci-après. Grâce aux prégravures du disque réalisées lors de sa fabrication, un faisceau laser enregistreur 5 va pouvoir venir inscrire sous forme de pistes concentriques ou d'une piste en spirale, des micro-éléments diffractants obtenus par transformation locale de la couche thermosensible 2 due à l'énergie focalisée du laser 5. Celle-ci est focalisée sur le plan focal d'un objectif qui est de préférence confondue avec la couche réfléchissante 3. La couche 2 peut avoir une épaisseur de l'ordre du dixième de micron, et ses transformations locales induisent des déformations dans les couches qui l'entourent. On obtient ainsi localement des micro-éléments diffractants qui peuvent être lisibles de manière optique par un faisceau laser de lecture, par contraste avec la réflexion non diffractée sur la couche réfléchissante 3. De manière connue, la couche transparente 1 peut être réalisée en verre, en polyméthyl métacrylate, ou en polycarbonate, et la couche réflectrice 3 est de préférence constituée d'un métal comme par exemple, de l'or. La couche enregistrable 2 doit être constituée d'un matériau thermosensible comme par exemple, un polymère coloré, appelé dye . Par la présence du support de plastique transparent 1 et du vernis 4, ce type de disque est protégé des agressions mécaniques comme les chocs, les rayures, etc.. Cependant, de par leur nature, les couches enregistrables 2 sont sensibles aux rayons infrarouges (IR) et en particulier aux ultraviolets (UV) qui ont une plus haute énergie, de part et d'autre de la longueur d'onde des lasers utilisés pour l'enregistrement et la lecture de tels disques, par exemple de 780 nm. Ce problème est particulièrement aiguë dans le cas de disques enregistrables qui sont destinés à être de plus en plus utilisés comme support d'archivage. Ils peuvent ainsi subir un vieillissement accéléré lors d'une exposition à la lumière naturelle au travers de la couche support transparente, pouvant conduire à une perte des informations enregistrées, l'autre face de la couche enregistrable du disque étant protégée par la couche réflectrice métallique 3. Pour éviter un tel vieillissement, il est connu d'utiliser, pour le matériau de la couche enregistrable, des constituants organiques ou métalliques auxquels sont ajoutés des agents stabilisants qui permettent à la couche sensible de conserver ses propriétés malgré les rayonnements parasites. En particulier, on utilise des matériaux appelés quenchers , qui sont des antioxydants qui empêchent l'oxygène excité par les radiations IR et UV, de dégrader le dye. Si ce type de solution permet d'obtenir de bon résultats en terme de durée de vie des informations inscrites sur les disques, les quenchers sont des matériaux coûteux et qui ont un effet pouvant être limité dans le temps. Par conséquent, il existe un réel besoin de disques optiques auto-protégés contre ces rayonnements destructeurs, qui puissent être plus résistants à ces rayonnements que les disques connus, et cela de manière fiable, durable et pour un faible coût. La présente invention répond à ce besoin et propose un disque optique qui ne comporte pas les inconvénients cités au dessus et qui est simple et bon marché. Pour plus de clarté, il est à noter que, les termes passe-bande , passehaut et passe-bas utilisés dans la suite du texte, s'appliquent aux filtrage des valeurs de longueurs d'onde électromagnétique et non pas aux fréquences correspondantes. La présente invention concerne en effet un disque du type décrit plus haut, qui est caractérisé en ce que ladite couche support comporte au moins un matériau qui constitue un filtre optique pour les longueurs d'onde de la lumière, et qui absorbe les rayonnements d'au moins une gamme de longueurs d'onde, en dehors d'une gamme prédéterminée de longueurs d'onde dont les valeurs limites sont situées de part et d'autre de la longueur d'onde dudit faisceau laser. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, ledit filtre optique est un filtre passe-bande qui ne laisse passer que les rayonnements de ladite gamme prédéterminée de longueurs d'onde. Dans un second mode de réalisation, ladite couche support est une bicouche comportant une première couche d'un matériau constituant un filtre passehaut qui ne laisse passer que les rayonnements de longueur d'onde supérieure à la valeur limite inférieure de ladite gamme prédéterminée, et une seconde couche d'un matériau constituant une filtre passe-bas qui ne laisse passer que les rayonnements de longueur d'onde inférieure à la valeur limite supérieure de ladite gamme prédéterminée. Dans un troisième mode de réalisation, ledit filtre optique est un filtre passehaut ou passe-bas qui ne laisse passer que les rayonnements de longueur d'onde respectivement supérieure à la valeur limite inférieure de ladite gamme prédéterminée, ou inférieure à la valeur limite supérieure de ladite gamme prédéterminée. De préférence, la gamme prédéterminée de longueur d'onde est de quelques dizaines de nano-mètres et centrée sur la ou les longueurs d'onde nominales utilisées pour l'enregistrement et/ou la lecture, comme par exemple 780 nm, 650 nm ou 635 nm. Les matériaux constituant ledit ou lesdits filtres optiques sont des polymères ou du verre, et ceux constituant la couche réflectrice sont constitués majoritairement d'or, d'aluminium ou d'argent. La présente invention sera mieux comprise et des caractéristiques et avantages supplémentaires apparaîtront à la lumière de la description détaillée qui va suivre, illustrée par les figures suivantes: la figure 1 (déjà décrite) représente une vue en coupe d'un disque connu, la figure 2 représente le graphe de transmittance d'une couche support plastique transparente connue, en fonction de la longueur d'onde électromagnétique, la figure 3 représente le graphe de transmittance d'une couche support utilisée dans un disque optique selon un mode de réalisation de la présente invention, et la figure 4 représente le graphe de transmittance d'une couche support utilisée dans un disque optique selon un autre mode de réalisation de la présente invention. La couche plastique 1 qui sert de support au disque et qui protège la couche réflectrice 3 et la couche enregistrable 2 des agressions mécaniques, sert aussi de support au disque et doit laisser passer les rayons lumineux de lecture et d'enregistrement de la couche enregistrable d'un disque optique. La figure 2 représente la courbe de transmittance (en %) par rapport aux longueurs d'onde électromagnétique d'un exemple de matériau standard utilisé pour la couche support transparente d'épaisseur 1 mm, dans cet exemple il s'agit du polycarbonate Panlite AD-5503 . On constate effectivement que ce matériau laisse passer les infrarouges comme les ultraviolets, responsables de la dégradation de la couche enregistrable et de la diminution du contraste entre les micro-éléments et les zones vierges, pouvant conduire à l'impossibilité de lire les informations gravées dans la couche enregistrable du disque. La présente invention consiste à utiliser, pour une telle couche, un matériau filtrant les longueurs d'onde néfastes aux propriétés physico-chimiques de la couche enregistrable sensible à la lumière, que soit dans son état initial ou après enregistrement, ce qui permet de s'affranchir de l'utilisation d'éléments de type quenchers dans la couche enregistrable. Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, la couche support est constituée d'un matériau filtre passe-bande pour les longueurs d'onde électromagnétiques, qui ne laisse passer que les rayonnements dans une certaine gamme de longueurs d'onde centrée sur la longueur d'onde BO du faisceau laser utilisé pour l'enregistrement et/ou l'enregistrement sur la couche sensible. Cette gamme peut, par exemple, être centrée approximativement sur une longueur d'onde du faisceau laser d'enregistrement et/ou de lecture de 780 nm, et avoir une largeur de quelques dizaines de nano-mètres ou moins d'une dizaine de nanomètres, et permettre aux rayonnements UV et IR d'être absorbés par la couche support. Dans un second mode de réalisation, la couche support est une bi-couche comportant une première couche filtre passe-haut empêchant les rayonnements UV d'atteindre la couche sensible, et une seconde couche filtre passe-bas empêchant les rayonnements IR d'atteindre la couche sensible, cette bi-couche ne laissant passer que les rayonnements de longueurs d'onde situées à l'intérieur d'une gamme prédéterminée centrée sur la longueur d'onde d'utilisation du faisceau laser pour l'écriture et/ou la lecture de la couche sensible. Cependant, on peut aussi se limiter à un seul filtre passe-haut ou passe-bas, ou combiner un filtre passe-bande, ou des filtres passe-haut et/ou passe-bas, avec une couche sensible comportant un ou plusieurs type de quenchers, sans sortir du cadre de l'invention. Un exemple de matériau de type filtre passe-haut absorbant les rayonnements UV peut être le matériau de référence Bayer Rohling Farbton 45/601 . Comme cela est représenté sur la figure 3 qui représente la transmittance d'une couche de 1,12 mm d'épaisseur de ce matériau en fonction des longueurs d'onde électromagnétique entre 600 nm et 800 nm, les rayonnements de longueurs d'onde inférieures à des valeurs de l'ordre de 720 nm ne sont pas transmis à la couche enregistrable, mais absorbés par la couche support conformément à l'invention. Dans cet exemple, les longueurs d'onde supérieures ou égales aux longueurs d'onde de l'ordre de 720 nm peuvent ainsi être utilisées pour la gravure et la lecture d'informations sous forme de microéléments. En particulier, ce type de filtre passe-haut pour les longueurs d'onde électromagnétique est particulièrement bien adapté pour être utilisé sur un disque dont la longueur d'onde du faisceau laser de gravure et/ou de lecture est kO= 780 nm. La figure 4 représente la superposition de la courbe de transmittance C1 de la figure 3 et d'une courbe de transmittance C2 (en pointillés) d'une seconde couche de matériau constituant un filtre passe-bas qui absorbe les rayonnements de longueur d'onde supérieure à une valeur de l'ordre de 840 nm. La courbe C représente la transmittance résultante de la bi-couche constituée par les deux couches précédentes. Seules les rayonnements de longueurs d'ondes comprises approximativement de 720 nm à 840 nm, parviennent à la couche enregistrable. Dans ce cas qui constitue un exemple du second mode de réalisation de l'invention, la gamme prédéterminée F0 de longueur d'onde qui parvient à la couche sensible est centrée sur la longueur d'onde du faisceau laser BO= 780 nm, et a pour valeur limite supérieure RsUp= 840 nm, et pour valeur limite inférieure X,,, 720 nm. Ces couches support peuvent être, par exemple, constituées de polycarbonates, de polymères et /ou de verres teintés. La couche réflectrice est de préférence constituée majoritairement d'or, d'aluminium et/ou d'argent. La présente invention n'est pas limitée à être appliquée à une longueur d'onde de 780 nm, mais peut être appliquée à toute longueur d'onde nominale utilisée pour l'enregistrement et/ou la lecture, comme par exemple, 635 nm ou 650 nm. La présente invention permet de protéger de manière parfaitement fiable les couches actives des disques optiques contre les rayonnements accélérant leur vieillissement, sans utiliser pour leur fabrication des éléments additifs onéreux dont les propriétés protectrices se dégradent rapidement avec le temps. La présente invention s'applique à tous les types de disque optique comportant au moins une couche qui peut être dégradée du fait de certains rayonnements de longueur d'onde différente de celles nécessaires à l'enregistrement ou à la lecture d'information contenues sur ce disque. Cela concerne notamment les disques préenregistrés, les disques inscriptibles une fois ou réinscriptibles, et cette invention est particulièrement bien adaptée aux disques optiques enregistrables qui sont très sensibles aux rayonnements comme les UVs ou les IRs. REVENDICATIONS 1. Disque optique comportant une couche support (1), au moins une couche sensible à la lumière et/ou à la chaleur (2) destinée à être enregistrée et/ou lue par un faisceau laser (5) au'travers de ladite couche support (1), et une couche réflectrice (3), caractérisé en ce que ladite couche support (1) comporte au moins un matériau qui constitue un filtre optique pour les longueurs d'onde de la lumière, et qui absorbe les rayonnements d'au moins une gamme de longueurs d'onde, en dehors d'une gamme prédéterminée (rO) de longueurs d'onde dont les valeurs limites (inf, Xsup) sont situées de part et d'autre de la longueur d'onde (kO) dudit faisceau laser (5). 2. Disque optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit filtre optique (1) est un filtre passe-bande qui ne laisse passer que les rayonnements de ladite gamme prédéterminée (rO) de longueur d'onde. 3. Disque optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite couche support (1) est une bi-couche comportant: une première couche d'un matériau constituant un filtre passe-haut qui ne laisse passer que les rayonnements de longueur d'onde supérieure à la valeur limite inférieure (inf) de ladite gamme prédéterminée (ru), et une seconde couche d'un matériau constituant une filtre passe-bas qui ne laisse passer que les rayonnements de longueur d'onde inférieure à la valeur limite supérieure (k5up) de ladite gamme prédéterminée (fi). 4. Disque optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit filtre optique (1) est un filtre passe-haut ou passe-bas qui ne laisse passer que les rayonnements de longueur d'onde respectivement supérieure à la valeur limite inférieure (inf) de ladite gamme prédéterminée (ru), ou inférieure à la valeur limite supérieure (sur) de ladite gamme prédéterminée (ru). 5. Disque optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les matériaux constituant ledit ou lesdits filtres optiques sont des polymères et/ou du verre. 6. Disque optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche réflectrice est constituée majoritairement d'or, d'aluminium ou d'argent. 7. Disque selon l'une quelconque de revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur d'onde (RO) du faisceau laser (5) est de 780 nm, 650 nm ou 635 nm. 8. Disque selon la revendication 7, caractérisé en ce que la gamme prédéterminée de longueur d'onde est centrée sur 780 nm, sur 650 nm ou sur 635 nm.