单层聚合物的可记录/可擦去的光学介质制造技术

本发明专利技术揭示了一种可记录／可擦去的光学存储介质，尤其是，提供了一种用于在光学存储介质上记录和擦去信息的方法和装置。本发明专利技术的介质一般包括一刚性基板和与该基板相邻的作用区或层。作用区是单一聚合物层，起着膨胀层和保持层的双重作用，可以有或没有反射层和保护层，此外，还讨论了用于在这些介质上写入和擦去的方法。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及记录介质的领域，特别是，本专利技术提出了一种具有单一聚合物层的可记录/可擦去的光学存储介质，以及用于该介质的写入/读出/擦去机制，数据可根据热效应、尤其是根据光而被记录和擦去。高密度的盘式光学数据存储介质取代盒式磁带和密纹唱片已是众所周知的，消费者所熟悉的光盘是只读光盘，普通的光盘放送器是专为这类设计的。这些光盘具有以二进制形式表示数据的凹点一个反射表面。瓦特金斯(Watkinson)所著《数字音响技术》一书的第十三章焦点压制中描述了这些凹点及它们有何作用。目前，高密度光盘是用压制工艺生产的，类似于用来生产传统的密纹唱片的工艺这种工艺，以下称为主盘工艺，首先从抛光一块平整的光学玻璃圆盘开始，该圆盘外径从200至240mm，厚度为6mm，经过各种清洗步骤，随后，涂覆上一层铬的薄膜或偶联剂，该步骤用于使玻璃圆盘与感光材料形成的光致抗蚀材料层之间形成粘合。随后，通过激光束蚀刻法把光盘原版带上的数据转移到玻璃盘上。在激光束对玻璃盘写入之后，后者仍然是完全光滑的，因为在玻璃被照相显影之前凹点还未形成。首先，使圆盘表面导电的，然后对该表面进行镍蒸镀工艺，这一圆盘现在称为玻璃模板，被进行镍电铸工艺，类似于制作模拟唱片所用的工艺。继续进行一系列金属复制，产生称为模板的圆盘，该模板与最终的光盘正好相反，在此意义上，它相当于一块照相负片，即，在应当是凹点的地方现在是隆起。然后，用这块模片在某种透明聚合物上，例如在聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸乙酯和聚碳酸酯上进行模压。然后在模压的表面镀上一层反射膜，如铝或其它金属，最后，把一层塑料涂层施于薄膜上以形成刚性结构。放送器操作时让激光束贯穿基板聚焦在反射的金属面上，并检测反射光。基板的光学性质如厚度和折射率等，对检测装置来说则是非常重要的，标准的放送器是考虑了这些参数而专门设计的。凹点使激光束的光路增加了半个波长，由此，当与其他(未移相的)反射光束相遇时产生相消干涉，数据的出现表现为反射光中光强的下降，标准放送器中的检测系统设计成在相消干涉不出现时要求有大于70%的反射，而在数据出现时要有大于30%的调制幅度，这些光强限制与聚焦参数一起规定了能够在这种放送器上读出或放送的高密度光盘和其它光学数据存储介质的标准。能够直接记录和从其上直接读出数据的介质具有不同的结构，工作原理也有所不同，(Feyrer)等人的美国专利US4，719，615叙述了一个例子。Feyrer等人叙述的介质包括在受热时膨胀的橡胶材料的一层下层膨胀层，膨胀层与上面的保持层相接，后者在环境温度下是玻璃态的，受热时变为橡胶态，这两层都载持在一块刚性基板上，膨胀层和保持层各自含有吸收不同波长光线的染料。通过吸收来自“记录”波长的激光束的光线加热膨胀层而记录数据，使膨胀层朝离开基板的一面膨胀，形成进入保持层的突起或“隆起”。此时，保持层的温度升到其玻璃化转变温度以上，这样，它就能够变形以容纳隆起。然后，去掉光束，保持层在隆起消失之前迅速冷却到其玻璃态，从而固定住隆起。数据的读出或放音通过把较小光强的“读出”光束聚焦在保持层与空气之间的部分反射界面上来实现。读出光束遇到隆起部分时，一些反射光被散射，而反射光的其余部分与来自非隆起区域的反射光产生相消干涉，所产生的光强下降由检测器记录。除去隆起以擦去数据是由“擦去”波长的第二激光束来实现的，该光束被保持层吸收而不被膨胀层吸收，只加热保持层，使其成为橡胶态，这样，其粘弹性力和膨胀层的粘弹性力使其回到原来的平整构造。写入、读出和擦去光束都从保持层一侧进入介质，在到达膨胀层之前通过保持层。Feyrer等人叙述的可擦去的光学存储介质系统有着一些缺点，例如，数据的写入和擦去必须用两种不同波长的光束来进行，而且，该装置依赖于保持层与空气之间界面的反射，导致固有的低反射率(最大30%)。这样，该系统不能用标准高速度光盘放送器的检测机制来读出，后者设计成穿过1.2mm的聚碳酸酯基板进行聚焦，并要求70%的反射量。此外，被加热的膨胀层内要有预定程度的热传导率，以便使保持层的温度足够地升高至能够容纳膨胀层所形成的隆起，或者，保持层必须吸收预定数量的“记录”波长的光能，以在记录期间在保持层温度上升到所需的温度升高。无论那种情形，如果想要生产具备恒定记录特性的这种介质的话，这一要求都必须被满足，并受到精确地控制。另外，为了达到最有效地擦去数据，保持层应与膨胀层分开单独加热，这是由于下列事实，即，擦去数据期间，保持层必须达到橡胶态，使冷却的膨胀层的粘弹性力把膨胀层拉回到其原来的平滑状态，如果在该期间膨胀层受热，它将不处于松弛状态，所以，就不会返回它的平整状态。由于膨胀层和保持层处于紧密的物理接触，在记录和擦去过程中热能必然会在这两层之间传导，这样，就不存在仅对保持层加热的可能，所以，任何在记录期间擦去数据的尝试，即直接改写数据，都将是失败的。待批申请No.294.723(已转让给本申请的受让人)叙述了一种改进的光学记录方法和装置，在一个实施例中，该专利技术包括一个膨胀层，一个反射层，以及一个保护层，膨胀层在受热时膨胀，压入薄的反射层、保持层、以及一层保持层。在另一实施例中，保持层位于反射层和膨胀层之间，保持层被压入例如足够柔顺可以变形的保护层，反射层被描述成例如镓、铝、铜、银、金或锢。待批申请No.357，377(已转让给本申请的受让人)的一个实施例叙述了一种液体的反射层，它与保持层相邻，后者则与膨胀层相对，此外，该申请还叙述了改进的膨胀层和保持层。上面叙述的光学介质有着一种或多种局限性。首先，通常需要两台激光器，一台用于膨胀层，第二台用于保持层，这些激光器通常要求各自的波长一台“记录激光器”发射波长相应于膨胀层中染料的吸收频率的光束，一台“擦除激光器”发射波长相应于保持层中染料的吸收频率的光束。其次，这些介质的制造需要若干独立的涂覆操作，由此增加了因涂层裂纹，尘埃和操作带来缺陷的风险，而且，制造成本也随着每一附加的涂覆操作而上升。本专利技术的一个目的是克服了这些局限，提供一种可记录/可擦去的存储介质，不但只需要单一激光器进行记录和擦去，而且，只需一步涂覆操作。本专利技术提出一种可记录/可擦去的光学存储介质，更具体地说，提供一种用于在光学存储介质上记录和擦去信息的方法和装置，本专利技术的介质一般包括一块刚性基板和一个与该基板相邻的作用区或层，较好地，可以有一层与该作用层相邻的反射层，另外，可选择有一层保护层，与反射层相邻，或者，在没有反射层时与作用层相邻。已有技术中介质的膨胀层和保持层的作用在本专利技术中被结合到单一聚合物层中，即作用层，作用层起作用的机制在于作用层中产生的温度梯度，以及该层材料的粘弹性性质。本专利技术的介质易于膨胀和松弛以便利用热效应写入和擦去数据，利用光学效应读出数据。同时，也揭示了本专利技术的介质上写入和擦去数据的方法。附图说明图1是说明本专利技术一个实施例的一种记录介质的剖面图。图2是表示沿图1中介质的2-2′线的俯视图，图3表示本专利技术的记录介质的另一个实施例的剖面图，图中包括以记录突起的形式记录在其上的数据，图4表示本专利技术的记录介质的第二个可供选择的实施例的剖面图，图中包括以记录突起形式记录在其上的数据。图5表示本专利技术的记录介质的第三个可供选择的实施例。本专利技术提供一种可记录/可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种记录介质，包括：ａ）一块基板，ｂ）一个与该基板相邻的作用区，该作用区在写入波长辐射下表面出热梯度和粘弹性特性，当曝露在某一波长的光线下时，足以形成光学方法可检测的隆起，并足以在该波长的光线消失时保持该隆起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1989-9-28 414,0411.一种记录介质，包括a)一块基板，b)一个与该基板相邻的作用区，该作用区在写入波长辐射下表面出热梯度和粘弹性特性，当曝露在某一波长的光线下时，足以形成光学方法可检测的隆起，并足以在该波长的光线消失时保持该隆起。2.一种用于写入和擦去数据的记录介质，包括a)一块基板，b)一个与该基板相邻的作用区，该作用区在写入波长辐射下表现出热梯度和粘弹性特性，当曝露在某一波长的光线下时足以形成光学方法可检测的隆起，并足以在该波长的光线消失时保持该隆起，c)一层与该作用区相邻的反射层，该反射层是可延展的以形成围绕该隆起的形变，但不具有在该作用区回到其原来松弛状态时保持该形变的足够强度，d)一层与该反射层相邻的保持层，该保护层保持该反射层靠在该作用层上。3.如权利要求1或2所述的记录介质，其特征在于，作用层有着大于20℃的软化温度。4.如权利要求3所述的记录介质，其特征在于，该软化温度在约30℃至约175℃范围内。5.如权利要求4所述的记录介质，其特征在于，该软化温度在约80℃至约130℃的范围内。6.如权利要求3的记录介质，其特征在于，该作用区的膨胀系数大于200×106/℃。7.如权利要求3所述的记录介质，其特征在于，该作用区的膨胀系数大于250×10-6/℃。8.如权利要求3所述的记录介质，其特征在于，该作用区的膨胀系数大于300×10-6/℃。9.如权利要求3的记录介质，其特征在于，该作用区包括从下列一组中选出的一种基体树脂环氧树脂、聚氨基甲酸(乙)酯、聚合物、无定形聚合物、醋酸纤维素、醋酸-丁酸纤维素、聚苯乙烯、聚氨磺酰、聚碳酸酯、硝酸纤维素、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(乙烯醇缩丁醛)、芳香聚酯、聚酰胺、丙烯酸聚合物、聚醋酸乙烯酯、聚硅氧烷树脂、醇酸树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、硝化纤维素和乙基纤维素，及其混合物。10.如权利要求9所述的记录介质，其特征在于，该基体树脂的软化温度在约80℃至约120℃范围内。11.如权利要求9所述的记录介质，其特征在于，该作用区进一步包括固化剂。12.如权利要求11所述的记录介质，其特征在于，该作用区的软化温度在约80℃至120℃范围内。13.如权利要求11所述的记录介质，其特征在于，该作用区包括约等量双酚A/表氯醇环氧树脂和表氯醇-二聚物脂肪酸基的环氧树脂与非化学计量的数量的该固化剂的混合物。14.如权利要求13所述的记录介质，其特征在于，该固化剂是一种多元胺与二元脂肪酸的加合物。15.如权利要求11所述的记录介质，其特征在于，该作用层包括双酚A/表氯醇环氧树脂与非化学计量的脂族多元胺加合物的混合物。16.一种在介质上写入数据的方法，包括a)使光线直接投射在介质上，该介质包括一作用区，该光线加热该作用区的一部分使其产生膨胀，b)从该介质上移去光线，使该作用区的该部分保持在膨胀了的状态。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该作用区的软化温度大于200℃。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，该软化温度在约300℃至约175℃的范围内。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，该软化温度在约80℃至约130℃的范围内。20.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该作用区的膨胀系数大于250×10-6/℃。21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，该作...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩K克拉克，
申请(专利权)人：坦迪公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]