衬底以及用其制备的数据存储介质制造技术

本发明专利技术公开了用聚（亚芳基醚）树脂和聚（烯基芳族）树脂的掺合物制备的盘衬底。该衬底可用于具有尺寸稳定性和良好成型特征的数据存储介质中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及盘衬底以及由该衬底制备的数据存储介质构造，其中所述介质在暴露到各种环境条件时显示出良好的尺寸稳定性。目前，高性能存储技术，比如光介质、磁介质、只读介质、一次性写入介质、可重复写入介质和磁性-光学(MO)介质，提供了各种高存储容量的方式。面密度通常用每平方英寸盘表面积的10亿比特表示(每平方英寸吉比特(吉比特/英寸2))，等同于线密度(每英寸轨道的信息比特数)乘以用每英寸轨道数表示的轨道密度。面密度得到提高已经成为降低每兆比特的价格的关键因素，而工业对进一步提高数据存储介质面密度的需求仍在继续。为了适应新型技术，比如数字多功能光盘(DVD)和用于短期和长期数据档案，比如数字视频记录机(DVR)，的更高密度的数据盘，需要提高数据存储密度。面密度的提高导致对数据存储介质，包括光存储介质的要求更加苛刻。具有多层(光学层、数据层和基质层，另外的任选层)的光数据存储介质、逐渐变短的读写波长、以及向着“第一表面”技术发展的更薄的光学层，已经成为了光数据存储设备领域中大量研究的目标。对于这种存储介质而言，光学层的光学质量很重要。但是，尽管衬底的光学质量并不相关，但是其物理和机械性质变得日益重要。对于面密度高的应用而言，包括第一表面应用，存储介质的表面质量能够影响读取设备的精度、存储数据的能力和衬底的复制质量。而且，存储介质在使用时其物理性质也能够影响存储和检索数据的能力；即，如果介质的轴向位移太大，则会妨碍数据的正确检索和/或破坏读/写设备。高清晰TV的最近发展，要求独特的高密度记录介质，在行业中称作数字视频记录机(DVR)，商标名为BLU-RAY DISC。DVR盘组件通常包括在衬底上以喷镀金属形成的、并且经由透明粘结剂覆盖了光学层的数据存储层。衬底通常是聚合物材料，它可以和光学层的材料相同或不同。该组件必须满足盘平整度的行业标准规格，和标准的偏差称为径向倾斜度。对于该组件在其使用过程中以及整个寿命中暴露到的环境而言，要求径向倾斜度的变化最小。人们一直在寻找对数据存储介质的物理和机械性能最优化的材料和方法。对用于光学数据存储介质的材料的设计要求包括例如盘平整度(例如倾斜度)、低水应变、低双折射率、高透明度、耐热、延展性、高纯度和在该衬底材料中颗粒杂质浓度最小。为了得到美观的制品以及提供足以维持读正确性、数据存储和复制的表面质量，需要低的颗粒浓度。当前采用的材料不满足一个或多个该设计要求，所以为了在光学数据存储介质中获得更高的数据存储密度，要求新材料。因此，人们很长时间来都需要满足设计要求，尤其是良好的尺寸稳定性和最小的倾斜度，的数据存储介质，但没有得到满足。除了盘平整度以外，盘组件必须还满足特征复制的最小规格。通常，盘衬底采用含有模插件或“模子(stamper)”的母模模制而成，其中所述模插件或模子包括具体尺寸在微米或纳米范围的特征图案。当模制成型时，盘衬底呈现出所述模子图案的“负片”形式的凸台和凹槽图案。所复制的图案必须具有在尺度上和所述模子上的图案基本相同的特征。为了使存储介质具有高的面密度容量，通常要求对模子特征尺寸的90％或以上的复制。采用现有材料和方法难以一致性地、可靠地满足具有高面密度容量的数据存储介质所需要的规格。因此，在本领域中，仍然需要能实现盘衬底的尺寸稳定性和凹槽尺寸复制最大化的数据存储介质构造。
技术实现思路
在一个实施方案中，数据存储介质包括衬底层，所述衬底层包括聚(亚芳基醚)树脂和聚(烯基芳族)树脂；其中所述衬底层包括含有凸台(land)和凹槽的表面，其中所述凸台和凹槽包括约0.05-约0.7μm的间距。附图简述附图说明图1示出了高面密度的光学数据存储介质的横截面；图2用图形描述了数据盘组件暴露到湿冲击试验时径向倾斜度和时间的变化关系，所述组件由双酚-A聚碳酸酯衬底和双酚-A聚碳酸酯光学层制成；图3用图形描述了数据盘组件暴露到湿冲击试验时径向倾斜度和时间的变化关系，所述组件由聚(亚苯基醚)/晶体聚苯乙烯掺合物衬底和1，3-二(4-羟基苯基)薄荷烷(BHPM)聚碳酸酯光学层制成；图4用图形描述了数据盘组件暴露到湿冲击试验时径向倾斜度和时间的变化关系，所述组件由聚(亚苯基醚)/晶体聚苯乙烯掺合物衬底和双酚-A聚碳酸酯光学层制成；图5用图形描述了数据盘组件的径向倾斜度的变化，所述盘组件由聚(亚苯基醚)/晶体聚苯乙烯掺合物衬底和BHPM聚碳酸酯光学层制成，所述衬底的分子量和组分构成发生变化；和图6用图形示出了聚(亚苯基醚)/晶体聚苯乙烯掺合物衬底暴露到80℃环境中时收缩百分比和时间的变化关系。专利技术详述本公开描述了不对称的数据存储介质组件。在一个实施方案中，数据存储介质包括多层，所述多层包括包含聚(亚芳基醚)和聚(烯基芳族)树脂的掺合物的衬底层、设置在衬底层上的数据层、和设置在数据层上和衬底相对的光学层，其中所述光学层包括聚碳酸酯。任选地，所述用于数据的数据存储介质进一步包括设置在光学层上和衬底相对的高模量层。数据存储介质的性能受到衬底模制成型过程期间对具有凹槽的图案的复制率，以及存储介质平整度的影响。对于不对称的数据存储介质格式(例如DVR或BLU-RAY DISC)而言，光学层通常比支撑性的盘衬底薄，而且可以由不同材料制备。这种不对称构造对于由周围环境变化，比如温度或湿度变化，导致的盘倾斜度或曲率特别敏感。曲率导致球形偏差，球形偏差导致光驱的性能差。本文还公开了对全部数据盘组件的尺寸稳定性进行改善的具体材料组合物。该技术使得数据盘介质组件由环境湿度和温度变化导致的曲率变化最小。使当组件暴露到各种环境条件时数据盘介质倾斜度的变化最小化，对于保持盘性能很重要。对于包含当暴露到变化的环境条件时显示出不同收缩率或膨胀率的材料层的组件而言，时间、温度和湿度都会影响它的倾斜度。通过在80℃对盘组件进行热时效处理预定时间，然后测量径向倾斜度，可以进行确定数据盘组件的尺寸稳定性的预测性试验。另一种预测性试验包括将数据盘组件暴露到环境温度，但是湿度水平循环变化，同时测量循环过程中的盘倾斜度。已经确定，数据盘组件在环境条件变化下倾斜的趋势取决于光学层和衬底层的组成，以及用来制备所述层和组件的处理条件。在本文中，申请人公开了使由热量和/或湿度导致的径向倾斜度最小化同时使衬底复制率最大化的具体组合物和处理条件。在本文中使用的术语“倾斜度”是指数据存储介质在水平轴上弯曲的径向度数，通常以存储介质的外部半径的垂直偏差形式测量。通常，在55毫米半径处测得的最大可接受倾斜度范围是约0.50度，优选约0.35度。通常，通过测量和所述盘成某种角度入射的激光光束的偏转，确定径向倾斜度。从几何上考虑，激光束的偏转是径向倾斜角的两倍。这记为径向偏差，是测量的倾斜角的两倍，单位为度。如上所述，光学介质格式研究人员正在致力于通过加入额外的信息层、缩短激光波长和/或增大数值孔径而使面密度得以提高的可重复记录光学介质格式的研究。为了在光学存储介质中得到高的面密度，优选读/写设备的激光束光斑直径(即，到达介质上的激光束直径)尽可能小。激光束光斑直径大致为激光波长除以数值孔径。数值孔径是透镜系统集光能力的度量。现有的BLU-RAY DISC技术采用蓝色激光器，也称作蓝-紫色激光，波长为405纳米；作为对比，用来读取CD的本文档来自技高网...

【技术保护点】
数据存储介质，包括：含有聚（亚芳基醚）树脂和聚（烯基芳族）树脂的掺合物的衬底层；　其中所述衬底层包括含有凸台和凹槽的表面，其中所述凸台和凹槽含有约０．０５－约０．７μｍ的间距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-8-26 10/648,6091.数据存储介质，包括含有聚(亚芳基醚)树脂和聚(烯基芳族)树脂的掺合物的衬底层；其中所述衬底层包括含有凸台和凹槽的表面，其中所述凸台和凹槽含有约0.05-约0.7μm的间距。2.权利要求1的数据存储介质，其中所述衬底层厚度为约0.2mm-约2.5mm，其中所述凸台宽度为约10-约200nm而高度为约10-约100nm，和其中所述凹槽宽度为约10-约200nm而高度为约10-约100nm。3.权利要求1的数据存储介质，其中所述衬底层具有大于或等于约90％的凸台和凹槽复制率。4.权利要求1的数据存储介质1，其中所述掺合物基本不含可见的颗粒杂质。5.权利要求1的数据存储介质，还包括设置在所述衬底上的数据层，其中所述数据层上的数据可以采用波长小于约700nm的激光和大于或等于约0.6的数值孔径透镜读取。6.权利要求5的数据存储介质，还包括设置在所述数据层上与所述衬底层相对的光学层，其中所述光学层包含聚碳酸酯或硅酮硬涂层。7.权利要求6的数据存储介质，其中所述数据存储介质在80℃于96小时后在55mm半径处显示出小于或等于0.5度的径向倾斜度变化值。8.数据存储介质，包括含...

【专利技术属性】
技术研发人员：I德里斯，G海，ED赫尔曼，VR梅塔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]