專利名稱：在光學(xué)介質(zhì)制品上涂覆標記物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及用于識別目的的標記領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及使用在精確控制的預(yù)定位置上局部分布的標記物來標記旋轉(zhuǎn)的光學(xué)介質(zhì)制品的體系和方法。
背景技術(shù)：
標記塑料制品對于包括光學(xué)存儲介質(zhì)的防盜版的多種應(yīng)用都是非常需要的。目前光學(xué)存儲介質(zhì)得到廣泛應(yīng)用。光學(xué)存儲介質(zhì)可用于保存音樂、數(shù)據(jù)和軟件，而且已經(jīng)成為用于在可靠的封裝(reliable package)內(nèi)分配大量信息的標準介質(zhì)。作為計算機時代的結(jié)果，整個世界范圍內(nèi)的非法CD和DVD拷貝的數(shù)量增加。這種趨勢的一個原因是家用PC、空白CD-R、空白DVD-R以及快速CD和DVD刻錄機(burner)變得更加便宜且可更廣泛獲得，因此實際上任何人都能夠建立一個小型光盤生產(chǎn)廠。音樂和軟件的盜版問題影響這些工業(yè)的每一個部門。當(dāng)消費者購買了一張盜版拷貝而不是一張合法唱片時，零售商、批發(fā)商、藝術(shù)家、作曲家、出版者和音像公司都受到影響。認為每年要制造幾億張偽造CD和DVD，且每年要銷售幾億張CD-R和DVD-R。
在塑料材料中使用標記物進行識別是本領(lǐng)域已知的技術(shù)。已經(jīng)將紫外和近紅外熒光染料加入聚合物中用于識別目的。在常規(guī)方法中，將近紅外熒光團引入聚碳酸酯基體中。這些常規(guī)方法的缺點是，在正常使用條件下，所述條件包括暴露在紫外線中、高的環(huán)境溫度等，如果任何染料老化或者瀝出，則會產(chǎn)生錯誤信號。而且，聚合物中的添加劑會改變熒光強度的比率。
為了標記光學(xué)介質(zhì)，將標記物涂覆在制品上的一個或多個確定位置上而不是涂覆在整個表面上是有利的。而且，將所述標記物涂覆在正在進行旋涂工藝的制品上是有利的，由于所得到的涂層的質(zhì)量、旋涂工藝的高速和低生產(chǎn)成本，因此旋涂工藝是用于向光學(xué)介質(zhì)涂覆涂層的常用方法。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的各個實施方案中，描述了用于在光學(xué)介質(zhì)制品的精確控制的預(yù)定位置涂覆標記物的方法。光學(xué)介質(zhì)制品的實例包括但不限于CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R、DVD-RW、藍光光盤(Blu-ray)以及本領(lǐng)域已知的其它任何光學(xué)存儲介質(zhì)。在光學(xué)制品上涂覆標記物達到不同的目的。這些目的包括但不限于防剽竊保護、識別、標記、裝飾性涂覆和通常用于光學(xué)介質(zhì)制品的其它任何應(yīng)用。
在一個實施方案中，在光學(xué)介質(zhì)制品的生產(chǎn)過程中，在該制品上加入光譜標記物。光譜標記物是具有有利于識別聚合物和聚合物制品的若干性質(zhì)的材料。這些標記物是表現(xiàn)出以下性質(zhì)的化合物比色、光折變、光致變色、熱致變色、熒光、彈性散射、非彈性散射和對于引入光學(xué)介質(zhì)制品中有用的其它任何光學(xué)性質(zhì)。為了涂覆光譜標記物，修飾制品的表面以改變其表面能。當(dāng)精確控制的預(yù)定位置的表面能變化時，溶解在合適溶劑中的被涂覆的標記物被吸引到預(yù)處理區(qū)域。可以選擇和/或修飾光學(xué)制品的材料以提供保持標記物位于制品表面所需的性質(zhì)。這些修飾包括但不限于不同的共聚物材料、添加劑、封端和本領(lǐng)域已知的其它任何修飾。
在另一個實施方案中，將溶解在合適溶劑中的光譜標記物涂覆在光學(xué)介質(zhì)制品的整個表面。在某些應(yīng)用中，不必將標記物溶解在溶劑中。當(dāng)光學(xué)制品受到離心力時，標記物被保留在以前修飾過的區(qū)域中并且在離心力的作用下除去未修飾區(qū)域的標記物。在一個實施方案中，可以借助于常規(guī)的光學(xué)介質(zhì)制品讀出器中使用的激光器來讀出標記物。在另一個實施方案中，可以在光盤驅(qū)動器的外部讀出標記物。
在又一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種包含識別標記的光學(xué)制品，該識別標記是通過包括以下步驟的方法制造的將染料溶解在合適的溶劑中以形成溶液，修飾光學(xué)制品表面的預(yù)定位置以改變該預(yù)定位置的表面能，在光學(xué)制品的整個表面上涂覆該溶液，使光學(xué)制品進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動，以及保留位于經(jīng)修飾的預(yù)定位置的染料，同時在離心力的作用下除去光學(xué)制品表面的未修飾位置的染料。
在再一個實施方案中，光譜標記物的材料包括有機和無機染料和顏料、納米晶體、納米粒子、量子點、有機熒光團、無機熒光團和本領(lǐng)域已知的其它任何染料。在其它實施方案中，所述材料的尺寸為約1納米-約10微米，且可以溶解或分散的形式將所述材料加入溶液中。這些染料和顏料的激發(fā)波長可以在或者可以不在光學(xué)介質(zhì)播放器和記錄器中使用的激光二極管的工作范圍內(nèi)，而且其中讀出標記物是使用光學(xué)介質(zhì)制品的播放器或者記錄器的激光或者使用光盤驅(qū)動器外部的光源進行的。


下面參考

本發(fā)明的多個具體實施方案。在這些圖中，使用相同附圖標記表示相同元件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，說明在旋轉(zhuǎn)的光學(xué)介質(zhì)制品上涂覆標記物的主要步驟的功能性方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，說明旋涂裝置影響沉積材料的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，說明光學(xué)介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì)讀出器的實例的示意圖；圖4是光學(xué)介質(zhì)制品(DVD)的透視圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，說明溶劑在經(jīng)修飾的宏觀區(qū)域上的保持力；圖5是圖3的光學(xué)介質(zhì)制品的透視圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，說明制品旋轉(zhuǎn)時剛剛完成染料沉積之后的制品表面；圖6是圖4的光學(xué)介質(zhì)制品的透視圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，說明在除去多余染料的洗滌步驟之后保留染料的制品的經(jīng)修飾和染料處理的區(qū)域；以及圖7是跨過沉積在旋轉(zhuǎn)光學(xué)介質(zhì)制品上的6個點測得的在650nm處的空間分辨反射率變化的圖形示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)需要，這里公開了本發(fā)明的具體實施方案，但是，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實施方案僅僅是本發(fā)明的示例，其可以多種形式和替代形式體現(xiàn)。這里公開的具體結(jié)構(gòu)性和功能性細節(jié)不應(yīng)理解為限制性的，而是僅僅以用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員以不同的方式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)的形式作為權(quán)利要求書的基礎(chǔ)。在所有附圖中，相同元件具有相同的附圖標記。下面將要描述的方法適用于標記光學(xué)介質(zhì)制品，但是，在原則上也適用于標記用于多種應(yīng)用的塑料制品。
下面參考小型光盤(CD)描述本發(fā)明方法，但是，該方法可以用于任何光學(xué)制品，例如CD、CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、藍光光盤等。為了實施本發(fā)明方法，首先提供基體。所述基體可以為任何類型，且應(yīng)當(dāng)事先以凹洞(pit)和/或連續(xù)溝道的形式在至少一面上進行信息編碼。通常，CD是透明聚碳酸酯塑料的注塑制品。在生產(chǎn)過程中，塑料被壓有微小突起(bump)，所述微細突起排列成單個的、連續(xù)的、極長的數(shù)據(jù)螺旋軌道。數(shù)據(jù)螺旋軌道從光盤內(nèi)部盤旋到外部。當(dāng)形成透明聚碳酸酯時，將反射薄層(通常是鋁、銀或金)濺射在光盤上，覆蓋微小突起。然后將丙烯酸(酯)薄層噴涂在反射層上以保護反射層并提供用于標記的表面。當(dāng)討論CD時，經(jīng)常提到的是凹洞而不是突起。凹洞出現(xiàn)在反射面，而突起出現(xiàn)在激光器讀出的一面。光學(xué)介質(zhì)播放器執(zhí)行尋找和讀出作為光學(xué)介質(zhì)制品上的突起而被存儲的數(shù)據(jù)的任務(wù)。
光學(xué)制品基體的材料在類型上不重要，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有高的透光性。所述材料的實例包括但不限于熱塑性樹脂例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等，以及熱固性樹脂例如環(huán)氧樹脂等。當(dāng)然，透光的熱塑性樹脂例如聚碳酸酯是優(yōu)選的?？梢赃x擇和/或修飾光學(xué)制品的材料以提供在表面上保留溶解染料所需的性質(zhì)。這些修飾可以包括但不限于不同的共聚物材料、添加劑、封端和本領(lǐng)域已知的其它任何修飾。
在形成聚合物的聚合反應(yīng)中，生長的聚合物鏈的端部具有反應(yīng)性基團，可用于聚合物鏈的繼續(xù)生長。當(dāng)發(fā)生導(dǎo)致引入不含該反應(yīng)性基團的結(jié)構(gòu)部分的替代反應(yīng)時，所述鏈繼續(xù)鏈增長的能力終止。具有這種端基的鏈稱作被封端。例如，光學(xué)制品通常由聚碳酸酯制成，當(dāng)碳酸二苯酯和雙酚A反應(yīng)時，生成具有反應(yīng)性羥基的生長聚合物，所述羥基可用于聚合物鏈的繼續(xù)生長。當(dāng)發(fā)生導(dǎo)致引入不含該反應(yīng)性羥基的結(jié)構(gòu)部分的替代反應(yīng)時，所述鏈的繼續(xù)鏈延長的能力終止?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了多種封端劑，包括在美國專利4,774,315、5,028,690、5,043,203、5,644,017和5,668,202中公開的封端劑。
任選地，可以通過縮聚法制造聚碳酸酯光學(xué)制品，所述縮聚法涉及雙酚單體和光氣或碳酸二苯酯以及被選擇用于改變?nèi)芜x被處理和未處理光學(xué)制品的表面能的任選單體。能夠修飾表面能的共聚單體或添加劑的實例包括封端單體例如單官能酚、導(dǎo)致增加的端基形成的支化劑、含硅氧烷的單體和添加劑、抗靜電劑、防霧劑、表面偏析(surface-segregating)添加劑以及其它添加劑。
在多個實施方案中，提供了用于在光學(xué)制品例如CD表面上的預(yù)定位置涂覆光譜標記物的方法。光譜標記物是具有有利于識別聚合物和聚合物制品性質(zhì)的材料。初始地，將標記物材料溶解或分散在合適的液體溶劑(方框10)中，從而以溶液或分散液的形式提供標記薄層，后來使用旋涂技術(shù)涂覆該溶液或分散液。在一個替代實施方案中，不必將標記物溶解在合適的溶劑中。用于溶解標記物材料的液體溶劑可以是能夠溶解或分散染料并對光學(xué)制品表面沒有腐蝕性的任何液體。優(yōu)選地，溶劑包括水、甲醇、乙醇、異丙醇和甲氧基丙醇。這些溶劑可以單獨或者組合使用。
在一個替代實施方案中，當(dāng)染料不是能夠溶解于液體介質(zhì)中的化合物時，所述染料可以與黏合劑用樹脂連用。所用黏合劑用樹脂應(yīng)當(dāng)具有低濃度，以便不會不利地影響制品的厚度和制品的光學(xué)性質(zhì)?？梢詫ず蟿┯脴渲芙庠谌軇┲校蝗苄匀玖峡梢耘c黏合劑用樹脂結(jié)合并變得可分散在液體介質(zhì)中。所用黏合劑用樹脂的類型不重要。優(yōu)選地，可以使用熱塑性聚合物，例如包括樹脂，例如聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚茚、聚(4-甲基-1-丙烯)、聚乙烯基吡啶、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚1，2-二氯乙烯、聚乙烯基甲醚、聚乙烯基乙醚、聚乙烯基芐基醚、聚乙烯基甲基酮(polyvinyl methyl ketone)、聚(N-乙烯基咔唑)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸芐酯、聚甲基丙烯酸環(huán)己酯、聚甲基丙烯酸、聚酰胺甲基丙烯酸酯(polyamide methacrylate)、聚甲基丙烯腈、聚乙醛、吡啶和三氯乙醛的產(chǎn)物(polychloral)、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、雙酚和碳酸的聚碳酸酯、聚(二乙二醇/碳酸二烯丙基酯)、尼龍-6、尼龍-6，6、尼龍-12、尼龍-6，12、聚天門冬氨酸乙酯、聚谷氨酸乙酯、聚賴氨酸、聚脯氨酸、聚(.γ.-L-谷氨酸芐酯)(poly(.gamma.-benzyl-L-glutamate))、甲基纖維素、羥丙基纖維素、乙?；w維素、三乙酸纖維素、三丁酸纖維素、聚氨酯樹脂等；有機聚硅氧烷例如聚(苯基甲基硅烷)；有機聚鍺化合物、以及上述聚合物或樹脂中的單體成分的共聚物或共縮聚物。
仍然參見圖1，在向光學(xué)制品上涂布含染料的溶液之前，在光學(xué)制品表面制造精確控制的預(yù)定位置用于接收和保留染料。光學(xué)介質(zhì)上的精確控制的一個預(yù)定位置(位置專一性的(site-specific))或多個預(yù)定位置被定義為用于沉積可用于識別目的的標記物的局部區(qū)域。在一個替代實施方案中，例如為了防止預(yù)定位置保留染料，可對預(yù)定位置進行化學(xué)修飾，例如通過噴涂硅樹脂。預(yù)定位置可以具有任何方便的形狀，例如線形、環(huán)形、矩形、橢圓形等。預(yù)定區(qū)域的表面積、標記物數(shù)目和位置可視具體的涂覆方法而定。
使用例如來自汞燈的紫外(UV)線(方框11)或者通過化學(xué)修飾來改變預(yù)定位置的表面能。可以穿過掩膜曝光預(yù)定位置，下面將對其進行詳細描述。當(dāng)改變確定位置的表面能時，溶解在溶劑中的被涂覆的標記物優(yōu)選被吸引到預(yù)處理區(qū)域或者被排斥離開預(yù)處理區(qū)域。通過使用紫外光源所產(chǎn)生的高能光子氧化表面從而對表面進行修飾。也可以使用本領(lǐng)域已知的其它類型的表面修飾方法。其它光源也可以用于此目的。表1中給出了部分光源的列表。

表1.用于在光學(xué)介質(zhì)制品上沉積標記物的光源通常，為了修飾光學(xué)制品表面的未遮蔽區(qū)域，可以將物理遮蔽系統(tǒng)與多種染料沉積技術(shù)連用。掩膜包括一個或多個貫穿布置的洞或者在其內(nèi)布置的孔。一個或多個洞或孔中的每一個例如都可以基本上為圓形、長方形、正方形、矩形、三角形或者更為復(fù)雜的形狀。將掩膜布置在與光學(xué)制品表面相鄰的位置，從而選擇性地阻擋或者防止通過多個孔中的每一個孔的光接觸光學(xué)制品表面的預(yù)定位置?？梢詫⒐忾l(shutter)布置在掩膜上方。光閘是通過開啟/關(guān)閉來選擇性地允許/阻止光線接觸光學(xué)制品表面的機械裝置。在一個實施例中，可以將具有約1mm-約10mm的孔的掩膜放置在光學(xué)制品表面上。然后穿過掩膜施加紫外光以改變表面能并修飾制品的未遮蔽區(qū)域。在制品表面上，被修飾區(qū)域的厚度和形狀會不同。通常，掩膜包括板、片、膜、涂層等。根據(jù)具體的涂覆方法，掩膜可以不是該系統(tǒng)中的必要組件。
當(dāng)光學(xué)制品表面已被預(yù)處理且標記物已經(jīng)溶解在合適的溶劑中時，將該溶液或分散液涂覆在制品的整個表面。在本發(fā)明的實踐中，當(dāng)制品進行旋轉(zhuǎn)、另一種類型的運動或者不運動時，將該溶液涂覆在制品上(方框12)。由于所得到的涂層的質(zhì)量、旋涂法的高速和低制造成本，因此旋涂法是用于向光學(xué)制品上涂布涂層的常用方法。參見圖2，旋涂法涉及利用旋轉(zhuǎn)元件22加速旋轉(zhuǎn)基片26上的溶液材料24(沉積材料)。手動或者使用計算機控制的裝置和輸送裝置28將溶液材料24沉積在基片的中心。再次參見圖1，該溶液可以作為流動涂層被涂覆在光學(xué)制品的整個表面。在替代實施方案中，氣相沉積或者溶劑流延(casting)可能是合適的方法。旋涂法后面的物理原理涉及轉(zhuǎn)速控制的離心力與溶劑粘度所決定的粘滯力之間的平衡。可以通過改變?nèi)芤赫扯?、固體含量、角速度和旋轉(zhuǎn)時間來控制旋涂技術(shù)。
仍然參見圖1，由旋涂過程產(chǎn)生的離心力將溶液從制品中心拉向制品的外邊緣。染料被吸引到預(yù)處理位置且被保留在這些位置，但是染料不被吸引到未處理區(qū)域并從這些區(qū)域被除去(方框18)。在任選步驟(方框20)中，通過在制品的整個表面上涂覆純?nèi)軇亩鴮⒍嘤嗟娜玖蠌闹破繁砻嫦慈ァ?br> 整個標記過程可以手動或者自動控制。例如，可以使用注射器型儀器手動將一種或多種溶有染料的溶液從樣品庫中取出并手動轉(zhuǎn)移到光學(xué)制品表面。在自動體系中，該體系的一些功能被自動執(zhí)行，例如樣品選擇或轉(zhuǎn)移。溶劑濃度可以通過程序控制從而增加、保持不變、下降或者任何其它功能。優(yōu)選地，為了快速和正確地選擇樣品和合適的測量法，以完全自動的方式例如使用自動取樣器將樣品從各自的容器中取出并轉(zhuǎn)移。可以對自動取樣器的微處理器設(shè)定程序以指揮自動取樣器從樣品瓶中取出樣品放入轉(zhuǎn)移裝置28中，然后指揮該裝置。在一個實施方案中，對自動取樣器設(shè)定程序從而根據(jù)所需標記物自動地對一種溶液，然后對另一種溶液進行取樣。優(yōu)選地，自動取樣器的微處理器包括可被編程以用于各種取樣方案的用戶界面。自動取樣器也可以手動控制。
優(yōu)選地，通過轉(zhuǎn)移裝置28的運動或者通過光學(xué)制品的運動，例如使用可編程的x、y、z階段等，轉(zhuǎn)移裝置28可相對于光學(xué)制品表面運動。通過對兩種或多種含染料的溶液使用不同的加料速率并且同時在x、y或z方向上移動標記物來形成連續(xù)流動涂層。在一個實施方案中，可以將染料涂覆在預(yù)處理區(qū)域，旋涂，然后干燥。接著，可使用第二種不同的染料溶液處理表面的另一個區(qū)域并重復(fù)旋涂過程。根據(jù)所需的應(yīng)用，可以重復(fù)該過程任意次數(shù)。
光譜標記物的材料可以包括本領(lǐng)域已知的任何染料。所述染料包括有機和無機染料和顏料、納米晶體和納米粒子、量子點，以及可以溶解或分散的形式加入溶液中的、尺寸為約1納米(nm)-約10微米的其它任何類型的材料。光譜標記物的實例包括有機和無機化合物。
有機化合物的實例包括有機染料、有機熒光團、熒光染料、紅外吸收染料、紫外吸收染料、光致變色染料、熱致變色染料以及可用于此目的的其它已知染料。染料的具體實例包括呫噸染料例如羅丹明B(rhodamine B)、羅丹明6G、曙紅(eosine)、焰紅染料B等；吖啶染料例如吖啶橙、吖啶紅等；偶氮染料例如乙基紅、甲基紅等；卟啉染料；酞菁染料；菁染料例如3，3’-二乙基硫碳菁碘化物(3，3’-diethylthiacarbocyanine iodide)、3，3’-二乙氧基二碳菁碘化物(3，3’-diethyloxadicarbocyanine iodide)等；部花菁(merocyanine)染料；苯乙烯基型染料；氧雜菁(oxonol)染料；三芳基甲烷染料；亞甲基藍；酚藍等。根據(jù)所需的應(yīng)用，這些染料可以單獨或者組合使用。有機化合物的寬的含量范圍取決于有機化合物的類型和用途。例如，熒光染料可以ppm的劑量加入樹脂黏合劑中，這是本領(lǐng)域已知的。
標記物結(jié)合到具體的預(yù)定位置并且當(dāng)受到特定波長的光激發(fā)時發(fā)熒光。合適的波長范圍是約640nm-約1100nm。表2中給出了這些材料的非限制性實例。

表2.用于熒光標記旋轉(zhuǎn)光學(xué)介質(zhì)制品的材料其它結(jié)合到具體預(yù)定位置的非熒光標記物也是可用的。表3中給出了這些材料的非限制性實例和合適的檢測波長。

表3.用于非熒光標記旋轉(zhuǎn)光學(xué)介質(zhì)制品的材料下面的實例給出了其它類型的標記物，這些實例并非要限制本發(fā)明的范圍。這些標記物包括熱致變色化合物。熱致變色化合物的實例包括可從Matsui-color獲得的幾種染料。它們還包括紅外吸收化合物例如酞菁染料、鈷或鉑復(fù)合物/螯合物；一些甕染料(VAT dyes)例如蒽醌和亞甲基藍；尼格羅黑(nigrosine)化合物例如Keystone BlaCk R or Anirox，以及尤其具有摻雜形式的共軛聚合物/低聚物(聚苯胺、聚亞苯基、聚噻吩、聚吡咯及其衍生物)。其它吸熱化合物的實例包括微膠囊化的(microencapsulated)可噴涂型液晶。它們例如可從Liquid Crystal Resources，Inc.獲得，具有寬的轉(zhuǎn)變溫度范圍。室溫液晶的一個實例是得自Liquid Crystal Resources，Inc.的SPC/R25C5W。熱敏散射化合物(temperature sensitive scattering compounds)的實例包括室溫下在基體中恰好高于臨界濃度的鹽，以及室溫下低于下部臨界會溶溫度(LCST)的聚合物共混物。具有折射率變化的材料的實例包括液晶高分子，開發(fā)用于全息存儲的聚合物，在全息存儲中，當(dāng)溫度升高時這些聚合物的折射率或者雙折射發(fā)生變化。具有尺寸穩(wěn)定性變化的材料的實例包括例如具有高的熱膨脹系數(shù)的材料。
熒光團的激發(fā)波長位于常規(guī)的光學(xué)介質(zhì)讀出器/記錄器中使用的多種可得光源和激光二極管的工作范圍內(nèi)。在一個實施方案中，可使用激光二極管讀出光譜標記物。在一個替代實施方案中，在光盤驅(qū)動器的外部讀出標記物。雖然下面討論光學(xué)介質(zhì)讀出器的一個實施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用本領(lǐng)域已知的任何光學(xué)介質(zhì)讀出器來實施本發(fā)明的方法。常規(guī)的光學(xué)讀出器包括與跟蹤裝置連接的光學(xué)讀/寫讀取裝置。通常，在工作過程中，將光學(xué)讀/寫頭和跟蹤裝置置于與旋轉(zhuǎn)的光學(xué)存儲介質(zhì)表面相鄰的位置。圖3示出了該構(gòu)造。
參見圖3，光學(xué)讀/寫頭40包括光源42例如激光二極管等，其可工作用于發(fā)射編碼/未編碼的光例如激光等至光學(xué)存儲介質(zhì)46的表面44。光學(xué)讀/寫頭40還包括光接收裝置48例如光電二極管等，其可工作用于接收來自光學(xué)存儲介質(zhì)46表面44的編碼/未編碼的光例如激光或類似光線。反射元件50例如半反射鏡、分光器等，以及聚焦透鏡52或其它聚焦光學(xué)元件也可以用于向光學(xué)存儲介質(zhì)46表面44發(fā)射光線和/或接收來自光學(xué)存儲介質(zhì)46表面44的光線。
使用光學(xué)讀/寫頭40，通過選擇性地定位跟蹤裝置56和光學(xué)讀/寫頭40，從光學(xué)存儲介質(zhì)46表面44的預(yù)定位置讀出光譜標記物54和數(shù)據(jù)。通常，跟蹤裝置56包括活動式地連接至一個或多個導(dǎo)軌60的讀取載體裝置58，一部分導(dǎo)軌可以成線狀。一個或多個導(dǎo)軌60可以與伺服電動機62等一起工作，以相對于光學(xué)存儲介質(zhì)46表面44線性地移動跟蹤裝置56和光學(xué)讀/寫頭40。
其它標記光學(xué)制品的方法可以包括將染料溶解在合適的溶劑中以及通過合適的涂布方法例如旋涂、浸涂(浸漬)、轉(zhuǎn)印法、絲網(wǎng)印刷法等用含染料的試劑溶液涂布光學(xué)制品。染料被吸收到預(yù)處理區(qū)域內(nèi)或上，并且被保留在制品表面。任選地，可以通過使用純?nèi)軇┫礈熘破繁砻鎻亩鴮⒍嘤嗳玖蠌奈刺幚韰^(qū)域除去。
其它標記光學(xué)制品的方法可以包括將染料溶解在合適的溶劑中以及通過合適的涂布方法用含染料的試劑溶液涂布光學(xué)制品的整個或部分表面。任選地，可以通過使用純?nèi)軇┫礈熘破繁砻鎻亩鴮⒁恍┤玖贤繉訌谋砻鎱^(qū)域除去。
將標記物涂覆在光學(xué)介質(zhì)制品表面達到多個目的，例如識別、防盜版、標記、裝飾性涂覆，以及通常用于光學(xué)介質(zhì)制品的其它任何應(yīng)用。
實施例1將具有約5mm孔的掩膜置于數(shù)字化視頻光盤(DVD)的表面上。為了修飾制品的未遮掩區(qū)域，穿過掩膜施加光線。使用低強度手持汞燈作為光源來修飾光學(xué)制品的表面。當(dāng)曝光完成時，移去掩膜并將水倒在具有修飾區(qū)域的制品表面。圖4示出證明溶劑在光學(xué)介質(zhì)制品(DVD)的預(yù)定修飾的宏觀區(qū)域上保持力的試驗結(jié)果。然后將有機染料(亞甲基藍)溶解在水中，并將該溶液倒在上述修飾的、旋轉(zhuǎn)的光學(xué)介質(zhì)制品上。緊接著染料沉積之后的制品表面示于圖5中。然后使用純?nèi)軇┫礈毂砻嬉猿ザ嘤嗟娜玖?。如圖6所示，離心力對溶液的作用結(jié)果是，制品的修飾區(qū)域保留染料，但是未修飾區(qū)域不保留染料。圖7示出了穿過沉積在旋轉(zhuǎn)的光學(xué)介質(zhì)制品上的其中一個點所測得的、在650nm處的空間分辨反射率變化。
實施例2A以1.5wt％的濃度將酞菁金屬復(fù)合物(Sands SDS8303)溶解在DowanolPM溶劑中。將大約3ml的溶液分散在距中心孔約20mm的未鍍金屬膜的聚碳酸酯CD基片的表面。然后以約1000rpm旋轉(zhuǎn)該基片，將溶液分散在CD的表面。然后干燥該涂層過夜。使用Steag Unijet CD電鍍機以約40-60nm的厚度在基片的涂布面濺射鋁。得到的CD在650nm處的吸光度為0.37，在聚碳酸酯基片和鋁反射層之間夾有酞菁染料涂層。
實施例2B按照實施例2A制造其它涂布的CD，不同的是將涂層溶液分散在距中心孔約40mm處。然后，在旋涂染料溶液之后，再次旋轉(zhuǎn)光盤，同時使用Dowanol PM溶劑在從距中心孔約45mm處至光盤邊緣洗滌基片。洗滌步驟的結(jié)果是，只有～5mm的染料涂層帶保留在光盤表面。
實施例2C按照實施例2B制造其它涂布的CD，但是將鋁濺射在染料涂布的光盤上，導(dǎo)致在聚碳酸酯基片和反射層之間夾有染料涂層。
實施例2D按照實施例2A制造其它涂布的CD，但是涂層溶液含有存在于DowanolPM中的1.3wt％Lambdachrome IR125染料和15wt％聚(甲基丙烯酸甲酯)。得到的CD在780nm處的吸光度為0.54，在聚碳酸酯基片和鋁反射層之間夾有含IR125染料的PMMA涂層。
實施例2E按照實施例2D制造其它涂布的CD，但是涂層溶液含有存在于DowanolPM中的1.3wt％羅丹明800染料和15wt％聚(甲基丙烯酸甲酯)。得到的CD在650nm處的吸光度為0.1，在聚碳酸酯基片和鋁反射層之間夾有含有羅丹明800染料的PMMA涂層。
很明顯，根據(jù)本發(fā)明方法，已經(jīng)提供了用于在精確控制的預(yù)定位置標記旋轉(zhuǎn)光學(xué)介質(zhì)制品的方法。雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施方案和實施例描述了本發(fā)明的方法，但是其它實施方案和實施例也可以執(zhí)行相似的功能和/或?qū)崿F(xiàn)相似的結(jié)果。權(quán)利要求書意指涵蓋屬于本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的所有等同實施方案和實施例。
權(quán)利要求
1.一種賦予光學(xué)制品(46)以標記物(54)的方法，其包括修飾光學(xué)制品(46)涂層表面(44)上的預(yù)定位置以改變預(yù)定位置的表面能；以均勻薄膜的形式將標記物(54)涂覆在光學(xué)制品(46)涂層的整個表面(44)上；以及將標記物(54)保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時從未修飾區(qū)域除去標記物(54)。
2.權(quán)利要求1的方法，其還包括使光學(xué)制品(46)進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動；以及將標記物(54)保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時借助于離心力從未修飾區(qū)域除去標記物(54)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中標記物(54)包含光譜標記物(54)。
4.權(quán)利要求3的方法，其中光譜標記物(54)是選自有機染料和顏料、無機染料和顏料、納米晶體、納米粒子、量子點、有機熒光團和無機熒光團的染料。
5.權(quán)利要求1的方法，其中光學(xué)制品(46)包括光學(xué)透明的基片(26)，所述基片(26)的激光入射面或者與反射層相鄰的數(shù)據(jù)層上涂布有標記物(54)，且其中所述反射層被濺射在光學(xué)透明的基片(26)上。
6.權(quán)利要求3的方法，其中光譜標記物(54)的激發(fā)波長位于光學(xué)介質(zhì)制品播放器或記錄器中使用的激光二極管(42)的工作范圍內(nèi)，且其中標記物(54)的讀出是由光學(xué)介質(zhì)制品播放器或記錄器的激光器進行的。
7.權(quán)利要求2的方法，其中光譜標記物(54)的激發(fā)波長位于光學(xué)介質(zhì)制品播放器或記錄器中使用的激光二極管(42)的工作范圍之外，且其中標記物(54)的讀出是在光學(xué)介質(zhì)制品播放器的外部進行的。
8.權(quán)利要求1的方法，其中選擇和/或修飾光學(xué)制品(46)的材料以提供保持溶解標記物(54)位于光學(xué)制品涂層表面(44)所需的性質(zhì)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述修飾包括不同的共聚物材料、表面偏析(surface-segregating)添加劑和封端。
10.權(quán)利要求1的方法，其中標記物(54)用于識別、防盜版、標記和裝飾性涂覆。
11.權(quán)利要求1的方法，其中使用光誘導(dǎo)表面修飾法來修飾光學(xué)制品表面(44)上的預(yù)定位置。
12.權(quán)利要求1的方法，其還包括通過在光學(xué)制品(46)的涂層的整個或者部分表面(44)上涂覆純?nèi)軇﹣硐慈ザ嘤嗟臉擞浳?54)。
13.權(quán)利要求1的方法，其中標記物(54)不干擾光學(xué)制品(46)的光學(xué)性質(zhì)。
14.一種標記光學(xué)制品(46)的方法，其包括使用輻射源修飾光學(xué)制品(46)涂層表面(44)上的預(yù)定位置；將染料溶解在合適的溶劑中以形成溶液；將該溶液以均勻薄膜的形式涂覆在光學(xué)制品(46)的涂層表面(44)；將染料保留在光學(xué)制品(46)涂層表面(44)上的經(jīng)修飾的預(yù)定位置上以形成標記物(54)；將染料從光學(xué)制品(46)涂層表面(44)上的未修飾位置除去；以及使用所述合適的溶劑將染料從光學(xué)制品(46)涂層表面(44)的未修飾位置除去。
15.權(quán)利要求14的方法，其還包括當(dāng)光學(xué)制品進行旋轉(zhuǎn)運動時，將溶液以均勻薄膜的形式涂覆在光學(xué)制品(46)的涂層表面(44)；以及利用旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力將染料從光學(xué)制品(46)涂層表面(44)的未修飾位置除去。
16.權(quán)利要求14的方法，其中所述染料是熒光團。
17.權(quán)利要求14的方法，其中標記物(54)用于識別、防盜版、標記和裝飾性涂覆。
18.一種光學(xué)制品(46)，其包括通過包括以下步驟的方法制成的標記物(54)將染料溶解在合適的溶劑中以形成溶液，修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置以改變預(yù)定位置的表面能，將溶液涂覆在光學(xué)制品(46)的整個表面(44)上，使光學(xué)制品(46)進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動，以及將染料保留在預(yù)定位置，同時借助于離心力將染料從光學(xué)制品(46)表面(44)的未修飾位置除去。
19.權(quán)利要求18的光學(xué)制品(46)，其中標記物(54)不干擾光學(xué)制品(46)的光學(xué)性質(zhì)。
20.權(quán)利要求18的光學(xué)制品(46)，其還包括通過在光學(xué)制品(46)的整個表面(44)涂覆純?nèi)軇瑢⒍嘤嗟娜玖蠌墓鈱W(xué)制品(46)表面(44)的未修飾區(qū)域除去。
21.權(quán)利要求18的光學(xué)制品(46)，其中標記物(54)用于識別、防盜版、標記和裝飾性涂覆。
22.一種賦予光學(xué)制品(46)以標記物(54)的方法，其包括修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置以改變預(yù)定位置的表面能；以均勻薄膜的形式將標記物(54)涂覆在光學(xué)制品(46)的整個表面(44)；以及將標記物(54)保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時將標記物(54)從未修飾區(qū)域除去。
23.權(quán)利要求22的方法，其還包括使光學(xué)制品(46)進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動；以及將標記物(54)保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時借助于離心力將標記物(54)從未修飾區(qū)域除去。
24.權(quán)利要求22的方法，其中標記物(54)包括光譜標記物(54)。
25.權(quán)利要求22的方法，其中光學(xué)制品(46)包括光學(xué)透明的基片(26)，所述基片(26)的激光入射面或者與反射層相鄰的數(shù)據(jù)層上涂布有標記物(54)，且其中所述反射層被濺射在光學(xué)透明的基片(26)上。
26.權(quán)利要求22的方法，其中使用光誘導(dǎo)表面修飾法來修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置。
27.一種賦予光學(xué)制品(46)以標記物(54)的方法，其包括修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置以改變預(yù)定位置的表面能；以均勻薄膜的形式將標記物(54)涂覆在光學(xué)制品(46)的整個表面(44)；以及將標記物(54)保留在未修飾位置，同時將標記物(54)從經(jīng)修飾的預(yù)定位置除去。
28.權(quán)利要求27的方法，其還包括使光學(xué)制品(46)進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動；以及將標記物(54)保留在未修飾位置，同時借助于離心力將標記物(54)從經(jīng)修飾的預(yù)定位置除去。
29.權(quán)利要求27的方法，其中標記物(54)包括光譜標記物(54)。
30.權(quán)利要求27的方法，其中光學(xué)制品(46)包括光學(xué)透明的基片(26)，所述基片(26)的激光入射面或者與反射層相鄰的數(shù)據(jù)層上涂布有標記物(54)，且其中所述反射層被濺射在光學(xué)透明的基片(26)上。
31.權(quán)利要求27的方法，其中使用化學(xué)修飾法來修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置。
全文摘要
一種賦予光學(xué)制品(46)以標記物(54)的方法，其包括修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置以改變預(yù)定位置的表面能；以均勻薄膜的形式將標記物(54)涂覆在光學(xué)制品(46)的整個表面(44)上；以及將標記物(54)保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時將標記物(54)從未修飾區(qū)域除去。該方法還包括使光學(xué)制品(46)進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動；以及將標記物(54)保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時借助于離心力將標記物(54)從未修飾區(qū)域除去。一種光學(xué)制品(46)，其包括由包括以下步驟的方法制成的識別標記將染料溶解在合適的溶劑中以形成溶液，修飾光學(xué)制品(46)表面(44)上的預(yù)定位置以改變預(yù)定位置的表面能，將該溶液涂覆在光學(xué)制品(46)的整個表面(44)上，使光學(xué)制品(46)進行產(chǎn)生離心力的旋轉(zhuǎn)運動，以及將染料保留在經(jīng)修飾的預(yù)定位置，同時借助于離心力將染料從光學(xué)制品(46)表面(44)的未修飾位置除去。
文檔編號G11B7/26GK1745423SQ200380109425
公開日2006年3月8日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者雷迪斯拉夫·A·波泰雷洛, 馬克·B·威斯紐德爾, 史蒂文·F·哈伯德 申請人:通用電氣公司