用於指示光碟或光碟包裝的老化或退化的標籤的製作方法
2023-09-16 01:05:00
專利名稱：用於指示光碟或光碟包裝的老化或退化的標籤的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於光碟或光碟包裝的標籤，尤其涉及一種用於提 供與光碟的退化狀態有關的可見指示的方法和設備。
背景技術：
如今，光碟技術被廣泛作為數據存儲介質使用。利用光碟作為數據
存儲介質的 一個主要缺點是光碟的使用壽命是不確定的。
存在三種基本類型的光碟，即CD、 DVD和BD(藍光)盤，每種類 型又包含ROM、 R和RW格式。這些盤類型中的每一種都利用了不同的 數據層材料(例如分別為模製的鋁、銀鏡、有機染料或相變膜)。假設 在使用過程中對盤的物理處理是正確的，那麼導致盤退化、並最終導致 盤的"壽命終止"的主要原因就是這些材料的劣化。
在使用CD和DVD時，用戶在早期不會注意到退化，因為通過內建 在系統中的錯誤檢測和校正能力可以校正一定數量的錯誤。只有當錯誤 校正編碼不能完全地校正錯誤時，用戶才會注意到出現問題。
一種用於確定盤的壽命終止的方法是根據錯誤校正發生之前在盤 上的錯誤的數量來確定盤的壽命終止。盤出現故障的機會隨錯誤的數量 增大而增大，但是對於在盤中肯定地將造成性能問題(輕微或嚴重的) 的錯誤數量進行限定，則是不可能的，因為這取決於錯誤校正之後遺留 的錯誤的數量，還取決於其在數據中的分布。當盤上的錯誤數量(在錯 誤校正之前)增大到一定程度時，盤出現故障的機會(即使很小)會被 認為是不能接受的，並且因此表明了該盤的壽命終止。
ROM盤的壽命由盤的鋁層暴露於氧氣的程度來確定。氧氣(包括汙 染物)通過溼氣進入，並可以移動穿過聚碳酸酯層或硬漆層(CD標籤側 面和邊緣)。氧氣或溼氣透過標籤中的劃痕、裂縫或層離的區域更為容 易。氧氣也可能是在製造過程中留在盤內的。
如果將盤放在非常潮溼的環境中，那麼溼氣和氧氣最終會到達鋁， 致使其損失反射率。這是因為正常擦亮的鋁(與銀相似)會變為鈍化的 氧化物，反射率下降很多。高溼度和升高的溫度的結合將會加快氧化速度。
因此，ROM盤的平均壽命取決於其長時間暴露的環境條件。通常， 最好將ROM盤保存在乾燥、低溫的環境中。
對於不能由CD或DVD驅動器擦除的"一次性寫入"盤(R盤)，正常 情況下鏡面由銀構成。銀在暴露於二氧化硫的條件下易受腐蝕，二氧化 硫是空氣汙染物，其能夠以與氧氣相同的方式隨溼氣透過盤。同樣地， 當銀暴露於氧氣或溼氣時也會腐蝕。
R盤將基於染料的層(有機染料)用於記錄數據。在R盤的數據層中 使用的有機染料隨著時間自然地但緩慢地退化。高溫和高溼度將加速該 過程。長期暴露於紫外光能夠使染料性質退化，最終使數據不能讀出。 由日光或很接近加熱光源而引起的、在盤中積累的熱也將加速染料退 化。
製造商聲稱CD-R和DVD-R盤在記錄之前具有5至IO年的儲藏壽命， 但是在CD-R、 DVD-R或DVD+R包裝上沒有指示出過期日，也沒有公布 試驗報告來證實這些聲明。
關於諸如RW和RAM盤的可重寫盤，對於長期或歸檔使用一般不考 慮這些，並且對於這種類型的介質^[艮少進行平均壽命試驗。可重寫盤將 相變金屬合金膜用於記錄數據，並且將鋁或銀用於反射層。合金膜不像 R盤中使用的染料一樣穩定，因為該材料在正常情況下以較快的速度退 化。在RW盤中，也容易發現反射的銀或鋁層的退化。
在老化過程中，相變膜主要受熱的影響，但是也受紫外光(UV) 的影響。高溫和紫外光的組合可以進 一 步加速老化過程。
在相變金屬合金膜層上的數據可以被有限次地(對於RW盤大約是
IOOO次，對於RAM盤大約是100000次)擦除和重寫。但是，該重寫的確
影響了盤的平均壽命。換句話說，在第一次記錄之後歸檔的RW或RAM
盤應當比經歷過幾個擦除-記錄循環的那些盤具有更長的平均壽命。在只
有正常的退化速率的情況下，RW和RAM盤的平均壽命將短於R盤的平
均壽命。增加多次重寫，平均壽命甚至會更短。
盤製造商有時明確說明光碟的預期使用壽命。然而問題是，盤的使 用壽命非常難以預測並且取決於許多外在因素，如盤的操作以及環境條
件。並且，目前沒有預測盤的使用壽命的標準方法。
製造商通過利用加速老化方法來對盤進行試驗，所述加速老化方法在相對較短的一段時間內具有受控的極限溫度和溼度影響。按照同樣的 方法，測試暴露於紫外光的光碟。但是，未必總是清楚製造商怎樣解釋 其測量結果以便確定盤的壽命終止。只有少數(如果有的話)關於這些 盤的平均壽命報告被獨立的實驗室公布。對於光碟來說，期望值在5至 100年之間變化。這種未知的使用壽命降低了用戶對將光碟用作存儲介 質的信心。
JP 60-239927公開了一種已知的系統，該系統通過監控反射光的信 號電平來確定盤在重放過程中的退化，因此能夠向用戶提供警告，即應 當將數據轉移到新盤上。但是，這種系統具有如下缺點，即報警系統依
賴於實際從該盤讀取數據的裝置，這會在該盤突然停止工作的情況下導 致數據丟失。
JP 03-119533公開了另一種已知的系統，其中在盤的周邊附近放置指 示器，並且其中染料隨時間而褪色。但是，這種系統具有如下缺點，即不 能提供光碟退化狀態的真實指示。
除了上面提及的缺點之外，如果光碟長期不使用，例如因為僅僅將 該盤用作備份盤，那麼該光碟在儲存時(例如在圖1所示的個人盤庫3中 的光碟包裝l中)可能已經過了該光碟的壽命終止期。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於光碟或光碟包裝的標籤，其用於向 用戶提供光碟的退化狀態的指示而不具有上面提及的缺點。
根據本發明，提供了 一種用於向用戶提供光碟老化或退化狀態的指 示的標籤。該標籤包括透明覆蓋層和用於提供光碟老化或退化狀態的可 見指示的指示層。將該透明覆蓋層和指示層配置為以組合形式作用，從 而使指示層經由透明覆蓋層而暴露於環境參數，致使指示層與所對應的 光碟的老化或退化相關地改變可見外觀。
本發明具有如下優點，即能夠將盤的退化狀態傳送給用戶而不具有 與現有技術相關聯的缺點。
根據本發明的另一個實施例，提供了一種光碟包裝，該包裝包括如 權利要求中限定的標籤。
本發明具有如下優點，即允許用戶確定光碟的退化狀態而不必從光 盤包裝中取出光碟。根據本發明的另 一個實施例，提供了 一種包括如權利要求中限定的
標籤的光碟。
為了更好地理解本發明並且更清楚地示出可以怎樣實現本發明，現
在僅以舉例的方式參考下面的附圖來進行說明，在附圖中 圖1示出了光碟通常怎樣儲藏在庫中； 圖2說明了根據本發明怎樣來儲藏光碟； 圖3示出了根據本發明第一實施例的標籤； 圖4示出了根據本發明第二實施例的標籤；
圖5示出了依照本發明的用於光碟包裝的標籤怎樣改變可見外觀； 圖6示出了在本發明的標籤中使用的指示器的例子。
具體實施例方式
圖2示出了用於儲藏光碟包裝3的光碟庫1的例子。每個光碟包裝3都 包括標籤5，該標籤用於提供關於所對應的光碟的退化或老化狀態的可 見指示。"所對應的"光碟的意思是提供有包裝3的光碟，或者儲藏在包 裝3中的光碟。
標籤5可以放在盤包裝3的方便的位置上。例如，標籤5可以放在DVD 包裝的側面。當標籤5是新的時，該標籤是透明的。但是在老化時，標 籤5將會變色，最終指示數據應當備份到另一張盤上。如從圖2看到的， 在各個包裝3上的帶不同顏色的標籤指示所對應的光碟已經發生了不同 程度的老化，因此具有不同程度的退化。每個標籤5都是薄膜，其能夠 粘貼到任何表面上。
圖3示出了根據本發明第一實施例的標籤。標籤5包括由透明覆蓋層 103覆蓋的指示層101。提供粘結層105,用於將標籤5貼合到盤包裝上。 提供阻擋層107，用於防止粘結層105滲透到指示層101中。根據第一實 施例，標籤5由封條109覆蓋，該封條必須由製造商去除(例如當將光碟 插入到包裝中時)，或者一旦用戶購買了該光碟就由用戶去除(例如對 於R或RW盤)。
本領域技術人員將理解，可以將各種活性染料和光致褪色劑用作指 示層IOI。例如，指示層101可以包括含有無色亞甲基藍的染料，這是在基於 氧化還原的滴定中的公知指示劑。因此，著色機理根據將無色亞甲基藍 (透明)氧化成亞曱基藍(藍色)。換句話說，將這種染料用作指示層
101將導致該活性染料當被氧化時從透明變為藍色。
應當理解，必須按照指示層101的老化是所對應的盤的老化的真實 量度的這種方式對形成標籤5的透明覆蓋層103和指示層101進行調整， 或者以組合方式進行配置。換句話說，指示層101具有當暴露於類似的 環境參數時與所對應的光碟的預期壽命終止相關地改變可見外觀的性 質。
圖4示出了本發明的笫二實施例。如同圖3的情況一樣，標籤5包括 由透明覆蓋物103覆蓋的指示層101。提供粘結層105,用於將標籤5貼合 到盤包裝上。提供阻擋層107,用於防止粘結層105滲透到指示層101中。 貼合到粘結層105上的是保護層1U,在利用粘結層105而將標籤5貼合到 光碟包裝上之前，用戶可以去除該保護層。
根據該實施例，標籤5作為光碟包裝內部的一個獨立的項目而添加， 並且由保護性包裝(未示出)來覆蓋。例如，該保護性包裝應當是不透 明的，並且優選地包含保護氣體(如N2)。然後，用戶可以決定什麼時 間放置標籤5以及將標籤5放置在什麼地方。換句話說，當用戶想要使用 指示標籤時，用戶打開袋子，剝去底部保護層lll並將該指示標籤粘貼 在所需要的表面上。消費者也可以單獨地購買大量的標籤5。
優選的是，可以將指示層101配置為可以對其進行調整。例如，活 性染料也可以包含2-乙基己酸錫(n) ( Sn(II)2-ethyl hexonoate)，這使得 調整著色機理成為可能。按照這種方式，可以通過另一種氧化反應來控 制顏色變換，所述另一種氧化反應涉及將2-乙基己酸錫(II)轉換成2-乙基 己酸錫(IV)。與亞甲基藍氧化還原對相反，後者的轉換不是一個平衡反 應。2-乙基己酸錫(II)的氧化電勢比無色亞曱基藍的氧化電勢低得多。因 此，在有氧化劑(來自環境的氧氣、HzO等)的情況下，所有的Sn(II) 鹽都將首先被氧化並形成Sn(IV)。
當所有的Sn(II)被耗盡時，無色亞甲基藍的氧化和著色將會開始。 2-乙基己酸錫(II)在染料層中的濃度將確定該盤開始變藍之前的醞釀時 間(incubation time)。該時間可以由活性染料中2-乙基己酸錫(II)的量 來控制。因此，在染料層中添加或減去2-乙基己酸錫(II)將會分別增加或減少標籤5開始變藍之前的醞釀時間。
控制在標籤5開始變藍之前的醞醸時間的另 一 種方法是例如用氧氣
擴散隔離物覆蓋該染料，所述氧氣擴散隔離物諸如氮化矽(Si3N4)或聚
合物。有許多可能的材料能夠用作擴散隔離物。氧氣通過該擴散隔離物
的擴散由下面的等式來控制
formula see original document page 9 (l)
因此，添加氧氣擴散隔離物增加了用於使盤著色的醞釀時間。如能 夠從等式(1)看出的，以這種方式能夠顯著延長該醞釀時間。
在使標籤著色開始之前的醞釀時間與無色亞甲基藍(透明的)氧化 成亞曱基藍(藍色的)有關。
優選的是，為了更進一步地模擬所對應的盤中的退化，可以將指示 層101夾在聚碳酸酯基底和覆蓋片中間，類似於所對應的盤。
控制在標籤開始變藍之前的醞釀時間的另 一種方法是調整透明覆
蓋層103 (或者在前段描述的例子中的聚碳酸酯基底或覆蓋片)的透氧 性。透明覆蓋層103或聚碳酸酯基底的透氧性確定了通過該透明覆蓋層 或聚碳酸酯基底的氧氣擴散。
可以將標籤5生產為較大的片，然後將其切成多個小塊(通常為l釐 米2)。可替換的是，聚碳酸酯的實施例可以用於盤包裝的窄邊，從而在 盤以圖2所示的才各式^f渚藏時該標籤羊皮自動地顯示。
上述所提議的指示裝置，即無色亞曱基藍，是一種有用的候選物， 因為其跟蹤由氧氣或水進行的氧化。氧化對於所對應的盤的性能來說是 有嚴重的風險的，因為其將使鏡面層劣化，已經發現這是在氣候試驗中 的主要的使用壽命問題之一。但是，這不是造成退化的唯一原因。該標 籤也應當能夠監控溫度和紫外曝光引起的盤性能的降低。在曝光時變色 的紫外敏感有機化合物對於本領域技術人員是已知的。溫度指示器也是 公知的，但是對於本申請來說，優選測量某一累加值(熱暴露在時間上 的積分)的監控器。在比如5(TC開始分解成帶顏色的碎片的有機分子可 以用於這一目的。
如從上述實施例可以理解的，標籤5向用戶提供了關於光碟退化狀
9態的可見指示。
根據本發明的另一方面，作為將標籤放在光碟包裝上的可替換方 式，也可以將該標籤放在光碟本身上。這具有如下優點，即能夠通過簡 單地貼上標籤而不是必須改變盤本身的構造來提供盤的退化狀態的指 示。應當注意，與標籤貼合到光碟包裝有關的所述每個特徵也可以應用 於將該標籤貼合到光碟本身。
當將標籤放在覆蓋數據層區域的光碟部分上時，應當理解，將該標 籤配置為使其不妨礙光碟的操作。
圖5示出了標籤5的顏色怎樣隨時間而改變，由此提供光碟退化狀態
的指示。在時刻T、，指示層101是透明的，由此指示所對應的盤處於良 好的狀態。在時刻T-T!,顏色已經稍有變化，由此指示所對應的盤正
變得稍有退化。在時刻丁=丁2,顏色已經明顯改變，由此指示在所對應的
盤上存儲的數據應當儘可能快地轉移到新盤上。以這種方式，將指示層
101配置為使其提供光碟正在退化的程度的指示。
圖6示出了無色亞曱基藍(透明的)變成亞甲基藍(藍色)的可逆
的氧化還原過程。
本發明具有如下優點，即通過簡單地觀看位於儲藏位置處的光碟或 者光碟包裝就能夠監控盤的退化。
本發明還具有另外的優點，即可以同時大批地製造大量單獨的標 籤，由此降低了單個標籤的成本。
應當注意，術語"變色"首先包括從"透明"狀態變為特定顏色、從一
種顏色變為另 一種顏色或者從一種顏色的一種明暗程度變為同 一種顏
色的另一種明暗程度。
儘管在各個實施例中描述的本發明的描述涉及響應於環境條件而
改變指示裝置101的顏色，但是應當理解，也可以使得某一其他形式的 視覺特性發生改變。例如，可以將指示裝置101配置為當指示器隨時間 變化時提供另一種視覺效果，如"起泡外觀"或"有裂縫的外觀"，由此向 用戶提供應當將數據轉移到新盤上的指示。
應當理解，可以將指示層101放在標籤5中的疊層中的任一位置。 此外，應當注意，如果在製造過程中將標籤5直接貼在包裝上，那 麼可以省略圖4的實施例中的可去除的保護層111。同樣，圖3的標籤5可 以具有與圖4的層U1類似的保護層，因此用戶可以貼上帶有可去除的封條109的標籤。
應當注意，上述實施例圖解說明了而非限制了本發明，本領域技術 人員在不背離隨附的權利要求的範圍的情況下能夠設計出許多可替換 的實施例。詞"包括"不排除還存在與權利要求中所列元件或步驟不同的 元件或步驟。
權利要求
1.一種用於向用戶提供所對應的光碟老化或退化狀態的指示的標籤，該標籤包括透明覆蓋層；指示層，其用於提供光碟老化或退化狀態的可見指示；其中將該透明覆蓋層和指示層配置為以組合形式作用，從而使指示層經由透明覆蓋層暴露於環境參數，致使指示層與所對應的光碟的老化或退化相關地改變可見外觀。
2. 如權利要求1中所述的標籤，其中該指示層配置為根據光碟的退 化而變色。
3. 如權利要求1或2中所述的標籤，其中該指示層包括含有無色亞曱基藍的染料。
4. 如前面任一項權利要求中所述的標籤，進一步包括用於在該指示 層開始改變可見外觀之前延遲時間的裝置。
5. 如權利要求4中所述的標籤，其中用於在該指示層開始改變可見 外觀之前延遲時間的裝置包括培養劑。
6. 如權利要求5中所述的標籤，其中該培養劑包括2-乙基己酸錫(11)。
7. 如權利要求4中所述的標籤，其中用於在該指示層開始改變可見 外觀之前延遲時間的裝置包括擴散隔離物，其用於延遲環境參數到達該 指示層。
8. 如權利要求7中所述的標籤，其中該擴散隔離物包括氮化矽 (Si3N4)或聚合物隔離物。
9. 如權利要求4中所述的標籤，其中用於在該指示層開始改變可見 外觀之前延遲時間的裝置包括用於調整透明覆蓋層、聚碳酸酯基底層或 覆蓋片的透氧性的裝置，用以延遲環境參數到達該指示層。
10. 如前面任一項權利要求中所述的標籤，進一步包括覆蓋該透明 覆蓋層的可去除的封條，其中將該可去除的封條去除，使該指示層經由 該透明覆蓋層而暴露於環境參數。
11. 如權利要求1至10中任一項所述的標籤，其中將標籤設置在可 去除的袋子中，將該可去除的袋子去除，使該指示層經由該透明覆蓋層 而暴露於環境參數。
12. 如前面任一項權利要求中所述的標籤，其中將該指示層配置為 根據其暴露於任一項環境參數而改變可見外觀，所迷環境參數包括氧擴 散、溼度、溫度和紫外光或其任意組合。
13. —種光碟包裝，該包裝包括如權利要求1至12中任一項所限定的標籤。
14. 一種光碟，其包括如權利要求1至12中任一項所限定的標籤。
全文摘要
在庫1中的光碟包裝(3)包括用於提供關於所對應的光碟的退化或老化狀態的可見指示的標籤(5)。該標籤(5)放在盤包裝(3)上的方便的位置。例如，可將標籤(5)放在DVD包裝的側面。當是新的時，該標籤會是透明的。但是，在由於暴露於環境參數而老化或退化時，標籤(5)將會變色，最後會指示出應當將數據備份到另一張盤上。也可以將標籤(5)放在盤本身上。
文檔編號G11B7/00GK101317221SQ200680044603
公開日2008年12月3日 申請日期2006年11月22日 優先權日2005年11月28日
發明者A·E·T·凱帕, R·J·M·武勒斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司