專利名稱：?jiǎn)螌泳酆衔锏目捎涗?可擦去的光學(xué)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及記錄介質(zhì)的領(lǐng)域，特別是，本發(fā)明提出了一種具有單一聚合物層的可記錄/可擦去的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)，以及用于該介質(zhì)的寫入/讀出/擦去機(jī)制，數(shù)據(jù)可根據(jù)熱效應(yīng)、尤其是根據(jù)光而被記錄和擦去。
高密度的盤式光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)取代盒式磁帶和密紋唱片已是眾所周知的，消費(fèi)者所熟悉的光盤是只讀光盤，普通的光盤放送器是專為這類設(shè)計(jì)的。這些光盤具有以二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)的凹點(diǎn)一個(gè)反射表面。瓦特金斯(Watkinson)所著《數(shù)字音響技術(shù)》一書的第十三章焦點(diǎn)壓制中描述了這些凹點(diǎn)及它們有何作用。
目前，高密度光盤是用壓制工藝生產(chǎn)的，類似于用來(lái)生產(chǎn)傳統(tǒng)的密紋唱片的工藝這種工藝，以下稱為主盤工藝，首先從拋光一塊平整的光學(xué)玻璃圓盤開(kāi)始，該圓盤外徑從200至240mm，厚度為6mm，經(jīng)過(guò)各種清洗步驟，隨后，涂覆上一層鉻的薄膜或偶聯(lián)劑，該步驟用于使玻璃圓盤與感光材料形成的光致抗蝕材料層之間形成粘合。隨后，通過(guò)激光束蝕刻法把光盤原版帶上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到玻璃盤上。
在激光束對(duì)玻璃盤寫入之后，后者仍然是完全光滑的，因?yàn)樵诓ＡП徽障囡@影之前凹點(diǎn)還未形成。首先，使圓盤表面導(dǎo)電的，然后對(duì)該表面進(jìn)行鎳蒸鍍工藝，這一圓盤現(xiàn)在稱為玻璃模板，被進(jìn)行鎳電鑄工藝，類似于制作模擬唱片所用的工藝。繼續(xù)進(jìn)行一系列金屬?gòu)?fù)制，產(chǎn)生稱為模板的圓盤，該模板與最終的光盤正好相反，在此意義上，它相當(dāng)于一塊照相負(fù)片，即，在應(yīng)當(dāng)是凹點(diǎn)的地方現(xiàn)在是隆起。然后，用這塊模片在某種透明聚合物上，例如在聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸乙酯和聚碳酸酯上進(jìn)行模壓。然后在模壓的表面鍍上一層反射膜，如鋁或其它金屬，最后，把一層塑料涂層施于薄膜上以形成剛性結(jié)構(gòu)。
放送器操作時(shí)讓激光束貫穿基板聚焦在反射的金屬面上，并檢測(cè)反射光?；宓墓鈱W(xué)性質(zhì)如厚度和折射率等，對(duì)檢測(cè)裝置來(lái)說(shuō)則是非常重要的，標(biāo)準(zhǔn)的放送器是考慮了這些參數(shù)而專門設(shè)計(jì)的。
凹點(diǎn)使激光束的光路增加了半個(gè)波長(zhǎng)，由此，當(dāng)與其他(未移相的)反射光束相遇時(shí)產(chǎn)生相消干涉，數(shù)據(jù)的出現(xiàn)表現(xiàn)為反射光中光強(qiáng)的下降，標(biāo)準(zhǔn)放送器中的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成在相消干涉不出現(xiàn)時(shí)要求有大于70%的反射，而在數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)要有大于30%的調(diào)制幅度，這些光強(qiáng)限制與聚焦參數(shù)一起規(guī)定了能夠在這種放送器上讀出或放送的高密度光盤和其它光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
能夠直接記錄和從其上直接讀出數(shù)據(jù)的介質(zhì)具有不同的結(jié)構(gòu)，工作原理也有所不同，(Feyrer)等人的美國(guó)專利US4，719，615敘述了一個(gè)例子。
Feyrer等人敘述的介質(zhì)包括在受熱時(shí)膨脹的橡膠材料的一層下層膨脹層，膨脹層與上面的保持層相接，后者在環(huán)境溫度下是玻璃態(tài)的，受熱時(shí)變?yōu)橄鹉z態(tài)，這兩層都載持在一塊剛性基板上，膨脹層和保持層各自含有吸收不同波長(zhǎng)光線的染料。通過(guò)吸收來(lái)自“記錄”波長(zhǎng)的激光束的光線加熱膨脹層而記錄數(shù)據(jù)，使膨脹層朝離開(kāi)基板的一面膨脹，形成進(jìn)入保持層的突起或“隆起”。此時(shí)，保持層的溫度升到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，這樣，它就能夠變形以容納隆起。然后，去掉光束，保持層在隆起消失之前迅速冷卻到其玻璃態(tài)，從而固定住隆起。
數(shù)據(jù)的讀出或放音通過(guò)把較小光強(qiáng)的“讀出”光束聚焦在保持層與空氣之間的部分反射界面上來(lái)實(shí)現(xiàn)。讀出光束遇到隆起部分時(shí)，一些反射光被散射，而反射光的其余部分與來(lái)自非隆起區(qū)域的反射光產(chǎn)生相消干涉，所產(chǎn)生的光強(qiáng)下降由檢測(cè)器記錄。除去隆起以擦去數(shù)據(jù)是由“擦去”波長(zhǎng)的第二激光束來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該光束被保持層吸收而不被膨脹層吸收，只加熱保持層，使其成為橡膠態(tài)，這樣，其粘彈性力和膨脹層的粘彈性力使其回到原來(lái)的平整構(gòu)造。寫入、讀出和擦去光束都從保持層一側(cè)進(jìn)入介質(zhì)，在到達(dá)膨脹層之前通過(guò)保持層。
Feyrer等人敘述的可擦去的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)系統(tǒng)有著一些缺點(diǎn)，例如，數(shù)據(jù)的寫入和擦去必須用兩種不同波長(zhǎng)的光束來(lái)進(jìn)行，而且，該裝置依賴于保持層與空氣之間界面的反射，導(dǎo)致固有的低反射率(最大30%)。這樣，該系統(tǒng)不能用標(biāo)準(zhǔn)高速度光盤放送器的檢測(cè)機(jī)制來(lái)讀出，后者設(shè)計(jì)成穿過(guò)1.2mm的聚碳酸酯基板進(jìn)行聚焦，并要求70%的反射量。此外，被加熱的膨脹層內(nèi)要有預(yù)定程度的熱傳導(dǎo)率，以便使保持層的溫度足夠地升高至能夠容納膨脹層所形成的隆起，或者，保持層必須吸收預(yù)定數(shù)量的“記錄”波長(zhǎng)的光能，以在記錄期間在保持層溫度上升到所需的溫度升高。無(wú)論那種情形，如果想要生產(chǎn)具備恒定記錄特性的這種介質(zhì)的話，這一要求都必須被滿足，并受到精確地控制。
另外，為了達(dá)到最有效地擦去數(shù)據(jù)，保持層應(yīng)與膨脹層分開(kāi)單獨(dú)加熱，這是由于下列事實(shí)，即，擦去數(shù)據(jù)期間，保持層必須達(dá)到橡膠態(tài)，使冷卻的膨脹層的粘彈性力把膨脹層拉回到其原來(lái)的平滑狀態(tài)，如果在該期間膨脹層受熱，它將不處于松弛狀態(tài)，所以，就不會(huì)返回它的平整狀態(tài)。由于膨脹層和保持層處于緊密的物理接觸，在記錄和擦去過(guò)程中熱能必然會(huì)在這兩層之間傳導(dǎo)，這樣，就不存在僅對(duì)保持層加熱的可能，所以，任何在記錄期間擦去數(shù)據(jù)的嘗試，即直接改寫數(shù)據(jù)，都將是失敗的。
待批申請(qǐng)No.294.723(已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人)敘述了一種改進(jìn)的光學(xué)記錄方法和裝置，在一個(gè)實(shí)施例中，該發(fā)明包括一個(gè)膨脹層，一個(gè)反射層，以及一個(gè)保護(hù)層，膨脹層在受熱時(shí)膨脹，壓入薄的反射層、保持層、以及一層保持層。在另一實(shí)施例中，保持層位于反射層和膨脹層之間，保持層被壓入例如足夠柔順可以變形的保護(hù)層，反射層被描述成例如鎵、鋁、銅、銀、金或錮。
待批申請(qǐng)No.357，377(已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人)的一個(gè)實(shí)施例敘述了一種液體的反射層，它與保持層相鄰，后者則與膨脹層相對(duì)，此外，該申請(qǐng)還敘述了改進(jìn)的膨脹層和保持層。
上面敘述的光學(xué)介質(zhì)有著一種或多種局限性。首先，通常需要兩臺(tái)激光器，一臺(tái)用于膨脹層，第二臺(tái)用于保持層，這些激光器通常要求各自的波長(zhǎng)一臺(tái)“記錄激光器”發(fā)射波長(zhǎng)相應(yīng)于膨脹層中染料的吸收頻率的光束，一臺(tái)“擦除激光器”發(fā)射波長(zhǎng)相應(yīng)于保持層中染料的吸收頻率的光束。其次，這些介質(zhì)的制造需要若干獨(dú)立的涂覆操作，由此增加了因涂層裂紋，塵埃和操作帶來(lái)缺陷的風(fēng)險(xiǎn)，而且，制造成本也隨著每一附加的涂覆操作而上升。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服了這些局限，提供一種可記錄/可擦去的存儲(chǔ)介質(zhì)，不但只需要單一激光器進(jìn)行記錄和擦去，而且，只需一步涂覆操作。
本發(fā)明提出一種可記錄/可擦去的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)，更具體地說(shuō)，提供一種用于在光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄和擦去信息的方法和裝置，本發(fā)明的介質(zhì)一般包括一塊剛性基板和一個(gè)與該基板相鄰的作用區(qū)或?qū)?，較好地，可以有一層與該作用層相鄰的反射層，另外，可選擇有一層保護(hù)層，與反射層相鄰，或者，在沒(méi)有反射層時(shí)與作用層相鄰。
已有技術(shù)中介質(zhì)的膨脹層和保持層的作用在本發(fā)明中被結(jié)合到單一聚合物層中，即作用層，作用層起作用的機(jī)制在于作用層中產(chǎn)生的溫度梯度，以及該層材料的粘彈性性質(zhì)。
本發(fā)明的介質(zhì)易于膨脹和松弛以便利用熱效應(yīng)寫入和擦去數(shù)據(jù)，利用光學(xué)效應(yīng)讀出數(shù)據(jù)。
同時(shí)，也揭示了本發(fā)明的介質(zhì)上寫入和擦去數(shù)據(jù)的方法。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種記錄介質(zhì)的剖面圖。
圖2是表示沿圖1中介質(zhì)的2-2′線的俯視圖，圖3表示本發(fā)明的記錄介質(zhì)的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖，圖中包括以記錄突起的形式記錄在其上的數(shù)據(jù)，圖4表示本發(fā)明的記錄介質(zhì)的第二個(gè)可供選擇的實(shí)施例的剖面圖，圖中包括以記錄突起形式記錄在其上的數(shù)據(jù)。
圖5表示本發(fā)明的記錄介質(zhì)的第三個(gè)可供選擇的實(shí)施例。
本發(fā)明提供一種可記錄/可擦去的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)，圖1和圖2表示本發(fā)明用于光盤2的一個(gè)實(shí)施例。圖1中，光盤包括一塊基板4，其上有一作用層或作用區(qū)6。盡管不是必需的，但也可以有一反射層8，保持層10也可以采用，盡管它也不是必需的。圖5表示另一種實(shí)施例，其中沒(méi)有反射層8和保護(hù)層10。如果既有反射層又有保護(hù)層，則保護(hù)層與反射層相鄰，并將采用與作用層相同的材料。在圖1的實(shí)施例中，保護(hù)層覆蓋和包圍住反射層，這是由保護(hù)層延伸至與作用層6接觸的內(nèi)環(huán)12和外環(huán)14來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或者，如圖3所示，反射層8可以延伸到光盤的邊緣，這樣保護(hù)層10就不圍住它。圖3和圖4更仔細(xì)地說(shuō)明具有被記錄的“隆起”16的本發(fā)明的光盤。
基板4由硬質(zhì)透明材料做成，實(shí)際上允許記錄、讀出和擦除光線完全通過(guò)，基板足夠厚和硬，以使該光學(xué)介質(zhì)具有結(jié)構(gòu)上的完整性，不會(huì)由于相鄰的作用層中膨脹力引起的壓力而變形。作用層由于吸收了寫入光束的光能而發(fā)生熱膨脹，所造成的記錄隆起因基板的剛性而朝離開(kāi)基板的方向凸出，如下文所述，由于這種層的布置，該隆起突入假定存在的反射層。
基板可以用各種各類易于得到的材料來(lái)構(gòu)成，僅舉例如下，基板可以用玻璃、聚合物和無(wú)定形聚合物來(lái)制作，在較佳實(shí)施例中，基板由聚碳酸酯做成。在許多實(shí)施例中，基板是最厚的一層，厚度約1mm或更大。
稱為“作用”區(qū)域?qū)?的單層聚合物層與基板相鄰，該聚合物層緩解了對(duì)分開(kāi)的膨脹層和保持層的要求，如下所述，這樣，記錄和擦除可用單一激光束來(lái)完成。此外，本發(fā)明的介質(zhì)的制作中只需要包括一步單獨(dú)的涂覆操作。
作用層由軟化溫度大于室溫(20℃)并且軟化溫度以上的膨脹系數(shù)較大的任何聚合物構(gòu)成，“軟化溫度”的意思是在該溫度時(shí)作用層材料的彈性模量降低到室溫時(shí)或其最大值的25%至50%。軟化溫度范圍以約30℃-175℃為佳，約90℃-130℃的范圍則更好，膨脹系數(shù)應(yīng)大于200×10-6/℃，并以大于250×106/℃為佳，大于300×10-6/℃則更好。
作用層的材料可以包含從下列一組從選出的一種基體樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸(乙)酯、聚合物、無(wú)定形聚合物、醋酸纖維素、醋酸-丁酸纖維素、聚苯乙烯、聚氨磺酰、聚碳酸酯、硝酸纖維素、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(乙烯醇縮丁醛)、芳香聚酯、聚酰胺、丙烯酸聚合物、聚醋酸乙烯酸、硅氧烷樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、硝化纖維素和乙基纖維素，以及這些樹(shù)脂的混合物。在較好的實(shí)施例中，作用層為環(huán)氧樹(shù)脂，軟化溫度約80℃至120℃，例如，105℃。
在更好的實(shí)施例中，基體樹(shù)脂或樹(shù)脂的混合物可以同適當(dāng)?shù)墓袒瘎┗旌希孕纬勺饔脤踊騾^(qū)。尤其是，一種雙酚A/-表氯醇環(huán)氧樹(shù)脂(Shell 828，Shell化學(xué)公司生產(chǎn))和表氯醇-二聚物脂肪酸為基的環(huán)氧樹(shù)脂(Shell 871，Shell化學(xué)公司生產(chǎn))，可以同約等量的非化學(xué)計(jì)量的(如2.6份)數(shù)量的固化劑混合，例如Versamid V150(一種聚酰胺樹(shù)脂，是多元胺與二元脂肪酸的加合物，Henkel公司生產(chǎn))。此外Shell 828可以同非化學(xué)計(jì)量的(如1.5份)數(shù)量的固化劑混合，例如Dow DEH52(一種脂族多元胺-環(huán)氧樹(shù)脂的加合物，Dow化學(xué)公司生產(chǎn))。
作用層的厚度約0.5至3.0微米，較好的范圍是1.0至2.0微米。作用層粘結(jié)在基板和反射層上，如果后者存在的話，這可以用本領(lǐng)域中熟知的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，把作用層涂覆在基板上可以用化學(xué)濕法工藝來(lái)完成，如旋轉(zhuǎn)涂覆或網(wǎng)紋涂覆。然后，把反射層淀積在作用層上，反射層淀積工藝取決于對(duì)該層選用哪種材料，例如，介質(zhì)層可用化學(xué)濕法工藝，如旋轉(zhuǎn)涂覆，金屬層可用真空淀積或?yàn)R射，其它類型的聚合物可用等離子淀積。所有這些涂覆工藝本領(lǐng)域中是熟知的。
反射層8可以與或不與作用層相鄰。該反射層用作把光線反射回作用層，用于記錄和數(shù)據(jù)檢測(cè)。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，該層是高反射性的，較為理想的是，把記錄和讀出期間到達(dá)它的光線的至少70%反射回去。反射層也是可變形的，這樣它與記錄隆起的形狀保持一致，后者在光線散射的場(chǎng)合表示記錄的數(shù)據(jù)。反射層的材料不應(yīng)過(guò)分限制隆起的形成，也不應(yīng)在所希望的寫入和擦去循環(huán)之后變硬，而且，在作用層回到其原來(lái)松弛的、未變形的狀態(tài)時(shí)，反射層材料的強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)是不足以保持形變。
上述反射層可以是一種單純的金屬、金屬合金或其它反射材料，在室溫下是柔軟的，軟化的或熔化的，或兩者，以便可以在接近于或低于作用層在記錄期間達(dá)到的溫度下變形。在較好的實(shí)施例中，它也是高反射性的，純銦可得到理想的結(jié)果，但是，在某些情形下，銦較大的晶粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不是最佳的結(jié)果，如放送中的噪聲。如果銦與其它材料結(jié)合，則產(chǎn)生細(xì)微的晶粒結(jié)構(gòu)，噪聲可減小或消除，較好的組合是銦和鉍，使熔點(diǎn)從156℃降到80℃，合金也是很有用的，尤其是鉍或銦的低共熔合金，更有價(jià)值的是鉍與其它金屬如錫、鎘、或銦的低熔點(diǎn)的合金，這種合金會(huì)產(chǎn)生在顯著低于該層軟化溫度所希望范圍內(nèi)的熔點(diǎn)。在另一種實(shí)施例中，該層是具有絕緣性質(zhì)或絕緣和反射性質(zhì)的材料。
根據(jù)反射層的厚度，在作用層中形成并突入反射層的記錄隆起可以突入或不突入保護(hù)層，如果有該層的話。這樣，反射層較薄時(shí)，它由于從作用層經(jīng)反射層向其外側(cè)表面延伸的隆起而變形向外，如圖4所示。但是，反射層較厚時(shí)，從作用層延伸的隆起使反射層變形，但是該層容納了這一形變，這樣，就不會(huì)經(jīng)其傳遞到外側(cè)表面，如圖3所示。
可以有保護(hù)層10，它用來(lái)保護(hù)記錄隆起不致由于同外部物體接觸而損壞。該層的特性是，足夠柔軟以允許作用層中的形變或隆起易于突入其中，從而對(duì)這種變形幾乎沒(méi)有阻力。此外，與作用層和反射層相比保護(hù)層最好較厚，這樣，隆起就不會(huì)從反射層進(jìn)入保護(hù)層再依次通過(guò)保護(hù)層到達(dá)其外表面，這一特點(diǎn)如圖4所示。盡管不是必需的，但保護(hù)層最好具有高導(dǎo)熱性，以使它能夠起到散熱器的作用，使作用層在隆起形成之后迅速冷卻。至少5×10cal/(cm/℃)(sec/cm)的熱傳導(dǎo)率會(huì)產(chǎn)生良好的結(jié)果。用作保護(hù)層的合適材料有聚硅氧烷和丙烯酸酯。
根據(jù)光盤的功能、存放和/或使用情況可以有保護(hù)層或不需要保護(hù)層，即，當(dāng)光盤在保護(hù)盒中存放和使用的情形下，可以不需要保護(hù)層。如果反射層有著足夠的厚度，記錄隆起不能通過(guò)反射層到達(dá)其外側(cè)表面，則也可以不要保護(hù)層。
在有著環(huán)12和14作為保護(hù)層一部分存在的較佳實(shí)施例中，環(huán)的寬度為1mm至4mm之間，內(nèi)環(huán)和外環(huán)的厚度按照反射層8的所需厚度來(lái)選擇。
圖3和圖4表示本發(fā)明在記錄隆起16寫入期間/之后的情形(在初次記錄或其后的記錄期間)。為了寫入數(shù)據(jù)，激光束(由“hν”表示)進(jìn)入基板4和作用層6，在此，特定的波長(zhǎng)被吸收，稱為“寫入”波長(zhǎng)。該層的吸收特性可用本領(lǐng)域中技術(shù)人員熟知的方法來(lái)獲得，例如添加光吸收性染料或顏料。既然本發(fā)明的介質(zhì)并不需要特定的波長(zhǎng)，所以為了達(dá)到這一目的，可以使用范圍廣泛的染料或顏料。此外，只要具有通過(guò)一部分用于讀出記錄數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)能量的能力，這些染料或顏料不需要是針對(duì)某一波長(zhǎng)的，可以吸收寬的波長(zhǎng)頻譜內(nèi)的光能。這樣，在記錄期間激光束被作用層中染料或顏料吸收，后者將吸收寫入波長(zhǎng)的激光束，使作用層朝離開(kāi)基板的方向膨脹，形成延伸到反射層中的記錄隆起?？梢詥为?dú)或結(jié)合使用的染料或顏料是尼格洛辛藍(lán)、靛藍(lán)、Calco Oil藍(lán)、群青藍(lán)、亞甲基藍(lán)氯化物，Savinal藍(lán)，單星藍(lán)，孔雀綠Ozalate，蘇丹黑BM、Tricon藍(lán)、Macrolex綠G、DDCI-4和IR26，其中較好的是savinal藍(lán)、Tricon藍(lán)、Macrolex綠G和DDCI-4。
由于染料或顏料對(duì)光束的吸收在作用層的整個(gè)厚度中逐步出現(xiàn)，所以在該層中就產(chǎn)生了溫度梯度，該梯度取決于層內(nèi)給定深度吸收的能量，作用層的入射面一定會(huì)被加熱到溫度高于背面，這就產(chǎn)生在該層中的逐步吸收，形成兩表面之間的熱梯度。
聚合物作用層的受熱點(diǎn)被周圍的低溫區(qū)所包圍，膨脹只能在離開(kāi)基板的方向發(fā)生。如果有反射層，它將是一種可進(jìn)入的成份，這樣，當(dāng)形成記錄隆起時(shí)，隆起將突入反射層，反射層將與隆起的形狀保持一致。除了改善反射以外，金屬反射層還可在記錄期間起到散熱器作用，使使用層在其背面更快地冷卻，如果沒(méi)有反射層，如圖5所示，或者反射層的反射性能較差，則仍然會(huì)形成記錄隆起，記錄可以在設(shè)計(jì)成檢測(cè)作用層形變的放送器上重放，而沒(méi)有反射層產(chǎn)生的高反射性。
無(wú)論是否有反射層，當(dāng)激光束關(guān)斷時(shí)，作用層的背面都會(huì)比入射面更快地冷卻，造成低于該背面聚合物軟化溫度的溫度，這樣，背面就變成硬質(zhì)的，把記錄隆起固定住，而此時(shí)較熱的入射面區(qū)域還處在膨脹狀態(tài)。
另外，由于作用層聚合物材料內(nèi)的粘彈性力，增強(qiáng)了記錄隆起的形成。在記錄過(guò)程中，作用層的材料相當(dāng)迅速地加熱到非常高的溫度，這就使膨脹力造成隆起的形成，當(dāng)激光束關(guān)斷時(shí)，該材料由于被周圍較冷的材料包圍而迅速冷卻，所產(chǎn)生的離開(kāi)受熱區(qū)的熱傳導(dǎo)比材料的粘彈性恢復(fù)力更快地出現(xiàn)，這有助于固定住記錄隆起。
在光學(xué)介質(zhì)進(jìn)行記錄以后，如上所述，可以用本領(lǐng)域中已知的方法來(lái)擦去。例如，這可以用“點(diǎn)”擦去來(lái)完成。用另一個(gè)聚焦點(diǎn)較大的激光器，或用來(lái)在介質(zhì)上記錄的同一激光器但使散焦在一個(gè)略大的點(diǎn)上，使光束聚焦，通過(guò)基板2和作用層6當(dāng)作用層的記錄區(qū)域較慢地加熱到作用層的軟化溫度然后慢慢冷卻使作用層松弛到其原來(lái)未寫入的狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)就被擦去。由于緩緩地加熱作用層，就不會(huì)在該層厚度中出現(xiàn)陡峭的溫度梯度，如在記錄期間形成的那樣。現(xiàn)在，作用層的冷卻速度慢于其粘彈性恢復(fù)力，這樣該層的聚合物材料回到其原先的立體結(jié)構(gòu)。
與大多數(shù)已有技術(shù)中的情形不同，沒(méi)有理由要求寫入或記錄波長(zhǎng)與擦去波長(zhǎng)不同，寫入波長(zhǎng)可以選為并且最好是與用于擦去的同一波長(zhǎng)。本發(fā)明消除了以前要求使用兩種激光器，這兩種激光器用于記錄和擦去具有不同波長(zhǎng)，相應(yīng)于單獨(dú)的膨脹層和保持層的不同染料的吸收頻率。
記錄數(shù)據(jù)(隆起)的從光盤上的讀出由使光束經(jīng)過(guò)基板4和作用層6聚焦來(lái)完成，該光束從寬廣的可用波長(zhǎng)頻譜中選出。在有高反射層8的情況，即讀出波長(zhǎng)處的反射70%或更大的層，可以用標(biāo)準(zhǔn)高密度光盤放送器讀出機(jī)構(gòu)來(lái)完成讀出，此時(shí)記錄隆起與反射光束發(fā)生干涉，該干涉被讀出或重放裝置檢測(cè)到。如果無(wú)反射層，或者反射層反射率較低，可以用設(shè)計(jì)成檢測(cè)無(wú)反射層產(chǎn)生高反射性的作用層之形變的放送器來(lái)重放。
應(yīng)當(dāng)了解，上述說(shuō)明只是來(lái)解釋而非限制，一旦了解了上述說(shuō)明，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員顯然可以作出許多實(shí)施例。例如盡管本發(fā)明是參照使用激光器作為輻射源來(lái)說(shuō)明的，也可以采用其它光源，對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是顯然的，單一作用層消除了對(duì)于膨脹層和保持層的需要這一特點(diǎn)可以與基板反射層和保護(hù)層的其它安排相結(jié)合，所以，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)按照權(quán)利要求書以及這些權(quán)利要求所概括的等價(jià)物的整個(gè)范圍來(lái)決定，而不應(yīng)當(dāng)局限于上述說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種記錄介質(zhì)，包括a)一塊基板，b)一個(gè)與該基板相鄰的作用區(qū)，該作用區(qū)在寫入波長(zhǎng)輻射下表面出熱梯度和粘彈性特性，當(dāng)曝露在某一波長(zhǎng)的光線下時(shí)，足以形成光學(xué)方法可檢測(cè)的隆起，并足以在該波長(zhǎng)的光線消失時(shí)保持該隆起。
2.一種用于寫入和擦去數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)，包括a)一塊基板，b)一個(gè)與該基板相鄰的作用區(qū)，該作用區(qū)在寫入波長(zhǎng)輻射下表現(xiàn)出熱梯度和粘彈性特性，當(dāng)曝露在某一波長(zhǎng)的光線下時(shí)足以形成光學(xué)方法可檢測(cè)的隆起，并足以在該波長(zhǎng)的光線消失時(shí)保持該隆起，c)一層與該作用區(qū)相鄰的反射層，該反射層是可延展的以形成圍繞該隆起的形變，但不具有在該作用區(qū)回到其原來(lái)松弛狀態(tài)時(shí)保持該形變的足夠強(qiáng)度，d)一層與該反射層相鄰的保持層，該保護(hù)層保持該反射層靠在該作用層上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，作用層有著大于20℃的軟化溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該軟化溫度在約30℃至約175℃范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該軟化溫度在約80℃至約130℃的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于200×106/℃。
7.如權(quán)利要求3所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于250×10-6/℃。
8.如權(quán)利要求3所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于300×10-6/℃。
9.如權(quán)利要求3的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)包括從下列一組中選出的一種基體樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸(乙)酯、聚合物、無(wú)定形聚合物、醋酸纖維素、醋酸-丁酸纖維素、聚苯乙烯、聚氨磺酰、聚碳酸酯、硝酸纖維素、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(乙烯醇縮丁醛)、芳香聚酯、聚酰胺、丙烯酸聚合物、聚醋酸乙烯酯、聚硅氧烷樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、硝化纖維素和乙基纖維素，及其混合物。
10.如權(quán)利要求9所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該基體樹(shù)脂的軟化溫度在約80℃至約120℃范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)進(jìn)一步包括固化劑。
12.如權(quán)利要求11所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)的軟化溫度在約80℃至120℃范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求11所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)包括約等量雙酚A/表氯醇環(huán)氧樹(shù)脂和表氯醇-二聚物脂肪酸基的環(huán)氧樹(shù)脂與非化學(xué)計(jì)量的數(shù)量的該固化劑的混合物。
14.如權(quán)利要求13所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該固化劑是一種多元胺與二元脂肪酸的加合物。
15.如權(quán)利要求11所述的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用層包括雙酚A/表氯醇環(huán)氧樹(shù)脂與非化學(xué)計(jì)量的脂族多元胺加合物的混合物。
16.一種在介質(zhì)上寫入數(shù)據(jù)的方法，包括a)使光線直接投射在介質(zhì)上，該介質(zhì)包括一作用區(qū)，該光線加熱該作用區(qū)的一部分使其產(chǎn)生膨脹，b)從該介質(zhì)上移去光線，使該作用區(qū)的該部分保持在膨脹了的狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的軟化溫度大于200℃。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，該軟化溫度在約300℃至約175℃的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，該軟化溫度在約80℃至約130℃的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于250×10-6/℃。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于250×10-6/℃。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于300×10-6/℃
23.如權(quán)利要求17的方法，其特征在于，該作用區(qū)包括從下列一組中選出的一種基體樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸(乙)酯、聚合物、無(wú)定形聚合物、醋酸纖維素、醋酸-丁基纖維素、聚苯乙烯、聚氨磺酰、聚碳酸酯、硝酸纖維素、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(乙烯醇縮丁醛)、芳香聚酯、聚酰胺、丙烯酸聚合物、聚醋酸乙烯酯、聚硅氧烷樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、硝化纖維素和乙基纖維素，及其混合物。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該基體樹(shù)脂的軟化溫度在約80℃至約120℃的范圍內(nèi)。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)進(jìn)一步包括固化劑。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的軟化溫度在約80℃至約120℃范圍內(nèi)。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)包括約等量的雙酚A/表氯醇環(huán)氧樹(shù)脂和表氯醇-二聚物脂肪酸為基的環(huán)氧樹(shù)脂與非化學(xué)計(jì)量的該固化劑的混合物。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，該固化劑是多元胺與二元脂肪酸的加合物。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)包括雙酚A/表氯醇環(huán)氧樹(shù)脂與非化學(xué)計(jì)量的脂族多元胺加合物的混合物。
30.在介質(zhì)上擦去數(shù)據(jù)的方法，包括a)慢慢加熱包括一個(gè)作用區(qū)的媒質(zhì)的記錄區(qū)域，該作用區(qū)隨著加熱達(dá)到其軟化溫度，b)慢慢冷卻該介質(zhì)，使使用區(qū)回復(fù)到其原先未寫入的狀態(tài)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的軟化溫度溫度大于20℃。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，該軟化溫度在約30℃至約175℃范圍內(nèi)。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，該軟化溫度在約80℃至約130℃的范圍內(nèi)。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于200×10-6/℃。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于250×10-6/℃。
36.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的膨脹系數(shù)大于300×10-6/℃。
37.如權(quán)利要求31的記錄介質(zhì)，其特征在于，該作用區(qū)包括從下列一組中選出的一種基體樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸(乙)酯、聚合物、無(wú)定形聚合物、醋酸纖維素、醋酸-丁基纖維素、聚苯乙烯、聚氨磺酰、聚碳酸酯、硝酸纖維素、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(乙烯醇縮丁醛)、芳香聚酯、聚酰胺、丙烯酸聚合物、聚醋酸乙烯酯、聚硅氧烷樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、硝化纖維素和乙基纖維素，及其混合物。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，該基體樹(shù)脂的軟化溫度在約80℃至約120℃的范圍內(nèi)。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)進(jìn)一步包括固化劑。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)的軟化溫度在約80℃至102℃的范圍內(nèi)。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)包括約等量的雙酚A/表氯酯環(huán)氧樹(shù)脂和表氯醇-二聚物脂肪酸為基的環(huán)氧樹(shù)脂與非化學(xué)計(jì)量的數(shù)量的該固化劑的混合物。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，該固化劑是多元胺與二元脂肪酸的加合物。
43.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，該作用區(qū)包括雙酚A/表氯醇樹(shù)脂與非化學(xué)計(jì)量的數(shù)量的脂族多元胺加合物的混合物。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種可記錄/可擦去的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)，尤其是，提供了一種用于在光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄和擦去信息的方法和裝置。本發(fā)明的介質(zhì)一般包括一剛性基板和與該基板相鄰的作用區(qū)或?qū)印Ｗ饔脜^(qū)是單一聚合物層，起著膨脹層和保持層的雙重作用，可以有或沒(méi)有反射層和保護(hù)層，此外，還討論了用于在這些介質(zhì)上寫入和擦去的方法。
文檔編號(hào)G11B7/258GK1052002SQ9010815
公開(kāi)日1991年6月5日 申請(qǐng)日期1990年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月28日
發(fā)明者布賴恩·K·克拉克 申請(qǐng)人:坦迪公司