Medios de grabación de alta densidad con forma de disco.

Un medio de grabación óptica que comprende un sustrato y una capa de grabación y una capa detransmisión de luz secuencialmente dispuestas sobre el sustrato;

en el que el sustrato comprende una o máspartes seleccionadas del grupo que consiste en partes moldeadas por inyección, estructuras en sándwichmoldeadas por inyección que tienen una capa superficial moldeada y una capa central moldeada o dos partesmoldeadas por inyección que están unidas por luz UV, y sus combinaciones; y en el que el sustrato tiene unmódulo E de Young de al menos 2,15 GPa y un factor Q menor que 160 medido a 25ºC a 2000 Hz deacuerdo con ASTM E 756-05.

Medios de grabación de alta densidad con forma de disco

Antecedentes de la invención

Los medios de grabación conocidos para la grabación y reproducción de señales de información, tales como para audio o video, incluyen medios de grabación óptica con forma de disco y medios de grabación magnética con forma de disco.

Entre estos medios de grabación, hay discos ópticos, sobre los que las señales de información se escriben como micro-irregularidades, tal como por surcos y ranuras, un disco óptico con cambio de fase, un disco magneto-óptico, efectos fotomagnéticos de explotación de la película de grabación, y un disco duro para señales escritas magnéticamente.

Para formar una capa de grabación sobre un medio de grabación óptica, entre estos medios de grabación, que tienen micro-irregularidades, tales como surcos de fase o pre-ranuras, en asociación con señales de información, tales como señales de información de datos o del servo de seguimiento, rutinariamente se emplea el moldeo por inyección de un sustrato de materiales plásticos. Específicamente, un sustrato con forma de disco se forma utilizando un dispositivo de moldeo por inyección, un molde de metal y un estampador, y se trascriben señales de información en este momento desde el estampador.

Para leer y grabar la información a tales discos ópticos normalmente se enfoca un haz láser con una longitud de onda A a través de un lente objetivo simple con una abertura numérica NA dada sobre la capa de grabación a través de una capa de transmisión de luz con un espesor d » A y a una distancia de trabajo WD >> A entre el lente objetivo y la superficie de la capa de transmisión de luz. El diámetro del punto D del haz láser enfocado se da en la presente memoria como D = A/NA. Los discos comercialmente disponibles como Discos Compactos (CD, = 780 nm, NA = 0, 45, d = 1, 2 mm) , Discos Versátiles Digitales (DVD, A = 650 nm, NA = 0, 60, d = 0, 6 mm) , Discos Versátiles Digitales de Alta Definición (HD-DVD, A = 405 nm, NA = 0, 65, d = 0, 6 mm) o Discos Blu-ray (BD, A = 405 nm, NA = 0, 85, d = 0, 1 mm) están utilizando este principio Óptico de Campo Remoto. Por la reducción de A y el aumento de NA, puede reducirse el diámetro del punto D y, por lo tanto, aumentarse la densidad de datos.

Sin embargo en tales Ópticos de Campo Remoto (d y WD >> A) la NA del lente objetivo se limita a valores < 1, 0. Para aumentar aún más la densidad de datos, la NA debe tornarse más extensa que 1, 0, lo que puede llevarse acabo por Ópticos de Campo Cercano (NFR) . Una implementación de NFR puede ser por la utilización de un denominado Lente de Inmersión Sólido (SIL) (véase, por ej., S. M. Mansfield, W. R. Studenmund, G. S. Kino, and K. Osato, "High-numerical-aperture lens system for an optical storage head, " Opt. Lett. 18, 305 ff (1993) ) : Por ejemplo, en un sistema de lente compuesto por un lente de Campo Remoto con una NA < 1, 0 y un lente hemisférico hecho con un material con un índice de refracción nSIL, la abertura numérica efectiva NAeff se da por NA · nSIL que excederá 1, 0 si nSIL es lo suficientemente extenso. Otra implementación podría ser por una abertura de diámetro pequeña DAP<< A que puede llevarse a cabo ya sea por fibras ópticas con una abertura extrema muy estrecha (véase, por ej.,

H. Brückl, Physik in unserer Zeit, 28, Jahrgang 1997 Nr.2, p 67 ff) o por una capa enmascaradora fina de respuesta no lineal (denominada Estructura de Campo Cercano Potenciada de Súper Resolución, véase, por ej., J. Tominaga, et al., Applied Physics Letters, Vol 73 (15) 1998 pp. 2078-2080) .

NFR utiliza el campo electromagnético a una WD << A entre la superficie del sistema de lente o abertura y la superficie del disco o la capa de grabación. Por ejemplo, en K. Saito et al., Technical Digest ISOM 2001, p 244 ff, se demostró que a una distancia de trabajo WD « 405 nm, puede acoplarse suficiente luz de la onda evanescente de un SIL en el disco, de manera tal que la NAeff de ese SIL puede aumentarse más allá del límite de Campo Remoto de 1, 0. También se demostró que la exactitud de WD tiene que controlarse a un nivel de unos pocos nm con el fin de obtener una señal de reproducción estable. Esta puede comprenderse como la intensidad de la onda evanescente que decae exponencialmente con la distancia de la superficie del lente. Para establecer un mecanismo de control tal, se propuso un bucle del servo de retro-alimentación activa que se introdujo por T. Ishimoto et al., Technical Digest ISOM/ODS 2002, WC3, p 287 ff, .Este bucle de servo es capaz de también compensar fluctuaciones de WD provenientes de oscilaciones modales del disco giratorio (J. 1. Lee et al., Technical Digest ODS 2006 MC4, p 43 ff) . Sin embargo, debido a las limitaciones del ancho de banda del bucle de servo tal compensación trabaja bien únicamente en velocidades de rotación de disco más bajas y para oscilaciones modales de baja frecuencia con frecuencias modales < 800 Hz. Por lo tanto, una limitación en las tasas de transferencia de datos existe debido a las amplitudes de las oscilaciones modales de alta frecuencia de un, por ej., disco de policarbonato masivo con un espesor de 1, 1 mm con un diámetro de 120 mm. El sustrato allí desvelado no satisface los requerimientos del sustrato de la presente invención. Con el fin de mejorar la operación de control del servo de huecos también a una velocidad alta de rotación del disco, en especial tiene que mejorarse el comportamiento de la oscilación modal de alta frecuencia del disco.

La oscilación modal se caracteriza por su frecuencia modal fn que se refiere a la geometría del disco y la proporción del módulo E de Young y la densidad de masa p de acuerdo con fn proporcional a (El p) 0, 5 (véase también la ecuación 1) . El factor de calidad Q (véase la ecuación 2) se refiere a tano vía Q=3/tano. En ese sentido Q puede

utilizarse como una medición del amortiguamiento como tano. Un Q bajo significa alto amortiguamiento dado que tano es alto. En general E y Q muestran una dependencia distinta sobre la frecuencia ƒ.

El documento US 6.908.655 B2 focaliza en la influencia de las oscilaciones modales de baja frecuencia (primera) , que ocurren sobre un disco de policarbonato masivo con un espesor de 1, 1 mm típico con un diámetro de 120 mm de alrededor de 140 Hz y también se refiere a un cabezal de lectura óptico de campo remoto.

El documento WO 00/48172 hace foco en el comportamiento de la primera frecuencia modal (< 300 Hz) de un disco y se sostiene que la primera frecuencia modal debe preferentemente ubicarse fuera del intervalo de operación de rotación del disco. Con respecto al comportamiento de las oscilaciones modales de alta frecuencia (>= 2000 Hz) , no se desvela ninguna solución. El ejemplo comparativo 3 que se presenta en la parte experimental de la presente solicitud, basado en el ejemplo 2 del documento WO 00/48172, muestra que las soluciones que satisfacen los requerimientos de baja frecuencia con respecto al amortiguamiento no cumplen los requerimientos de alta frecuencia de la presente invención.

El documento WO 2003/005354A1 por referencia, describe copolicarbonatos especiales para lograr un amortiguamiento mejorado de los discos. Esta divulgación difiere de la presente invención con respecto a cualquier estructura química del polímero o describe los requerimientos de la frecuencia modal baja (primera) con respecto al amortiguamiento pero no describe los requerimientos de alta frecuencia de la presente invención.

Se publicaron soluciones adicionales para lograr el amortiguamiento mejorado a bajas frecuencias (1 Hz-16 Hz) , que sin embargo no son suficientes para los requerimientos de oscilación modal de alta frecuencia de la presente invención, en los documentos US 6.391.418 B1, EP 1158024 A1 y US 2004/0265605 A1. El documento US

6.391.418 B1 describe un sustrato para medios de grabación de información hecho con una composición de policarbonato que comprende policarbonato de un peso molecular de viscosidad promedio de 10, 000 a 40, 000 y sobre bifenilo, un compuesto de terfenilo o una de sus mezclas. El documento EP 1158024 A1 describe una composición de resina termoplástica para amortiguamiento de la vibración que comprende a) 50 - 90% en peso de una resina termoplástica amoría que tiene un tano de pérdida de 0, 01 a 0, 04 y una temperatura de deflexión bajo carga no menor que 120°C y b) 50 a 10% en peso de u na resina de metacrilato de metilo en donde el artículo moldeado... [Seguir leyendo]

1. Un medio de grabación óptica que comprende un sustrato y una capa de grabación y una capa de transmisión de luz secuencialmente dispuestas sobre el sustrato; en el que el sustrato comprende una o más partes seleccionadas del grupo que consiste en partes moldeadas por inyección, estructuras en sándwich

moldeadas por inyección que tienen una capa superficial moldeada y una capa central moldeada o dos partes moldeadas por inyección que están unidas por luz UV, y sus combinaciones; y en el que el sustrato tiene un módulo E de Young de al menos 2, 15 GPa y un factor Q menor que 160 medido a 25ºC a 2000 Hz de acuerdo con ASTM .

75. 05.

2. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato tiene un módulo E de

Young de al menos 2, 15 GPa y un factor Q menor que 100 medido a 25ºC a 2000 Hz de acuerdo con ASTM .

75. 05.

3. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato tiene un módulo E de Young de al menos 2, 93 GPa y un factor Q menor que 160 medido a 25ºC a 2000 Hz de acuerdo con ASTM .

75. 05.

4. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de luz comprende una resina curable por luz UV y revestible por centrifugación que tiene un índice de refracción con una parte real n del índice de refracción de al menos 1, 41.

5. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de luz comprende una resina curable por luz UV y revestible por centrifugación que tiene: (i) un índice refractivo 20 complejo con una parte real n del índice de refracción de al menos 1, 70 y una parte imaginaria k máxima de 0, 016; (ii) una rugosidad de superficie Ra menor que 20 nm; y (iii) una resistencia a ralladuras no mayor que una profundidad de ralladuras de 0, 75 µm; en el que la parte real n y la parte imaginaria k del índice refractivo complejo se miden en una longitud de onda de 400 a 410 nm; en el que la rugosidad de superficie Ra se determina por microscopía de fuerza atómica; y en el que la profundidad de ralladuras se determina por el

movimiento de una aguja de diamante cuya punta tiene un radio de 50 µm sobre la capa de transmisión de luz a una velocidad de avance de 1, 5 cm/s bajo un peso aplicado de 40 g.

6. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de luz comprende una resina curable por luz UV y revestible por centrifugación que comprende nanopartículas que tienen un tamaño de partícula promedio (d50) menor que 100 nm.

7. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de luz tiene un espesor de 1 nm a menos que 3000 nm.

8. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de luz tiene un espesor de 200 nm a menos que 2000 nm.

9. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de luz tiene 35 un espesor de 500 nm a menos que 1500 nm.

10. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato comprende una parte preparada por un procedimiento de moldeo por inyección 1-K.

11. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato comprende una parte preparada por un procedimiento de moldeo por inyección en sándwich 2-K.

12. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato comprende dos sustratos moldeados por inyección unidos por un procedimiento de unión UV.

13. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato comprende una resina seleccionada del grupo que consiste en resinas de policarbonato, resinas acrílicas, resinas de poliestireno, resinas policicloolefínicas, resinas de poliestireno hidrogenadas, y sus combinaciones.

45 14. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato comprende una resina de polioxicarbonato preparada con un compuesto de dihidroximonómero con un compuesto aromático de fórmula general (1) :

HO-Z-OH (1)

en la que Z representa un radical de fórmula general (1a) : en la que cada R1 y R2 representan en forma independiente un H o un alquilo C1-C8; y X representa un enlace sencillo, un alquileno C1-C6, un alquilideno C2-C5 o un cicloalquilideno C5-C6 opcionalmente sustituido con alquilo C1-C6; a condición de que cuando X representa 3, 3, 5 trimetilciclohexilideno, R1 y R2 representan cada uno hidrógeno.

15. El medio de grabación óptica de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el sustrato comprende una resina seleccionada del grupo que consiste en resinas de policarbonato, resinas acrílicas, resinas de poliestireno, resinas policicloolefínicas, resinas de poliestireno hidrogenadas, y sus combinaciones.

Figura 1: Disposición del Procedimiento del Vibrómetro del Láser Doppler