专利名称：用于指示光盘或光盘包装的老化或退化的标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光盘或光盘包装的标签，尤其涉及一种用于提 供与光盘的退化状态有关的可见指示的方法和设备。
背景技术：
如今，光盘技术被广泛作为数据存储介质使用。利用光盘作为数据
存储介质的 一个主要缺点是光盘的使用寿命是不确定的。
存在三种基本类型的光盘，即CD、 DVD和BD(蓝光)盘，每种类 型又包含ROM、 R和RW格式。这些盘类型中的每一种都利用了不同的 数据层材料(例如分别为模制的铝、银镜、有机染料或相变膜)。假设 在使用过程中对盘的物理处理是正确的，那么导致盘退化、并最终导致 盘的"寿命终止"的主要原因就是这些材料的劣化。
在使用CD和DVD时，用户在早期不会注意到退化，因为通过内建 在系统中的错误检测和校正能力可以校正一定数量的错误。只有当错误 校正编码不能完全地校正错误时，用户才会注意到出现问题。
一种用于确定盘的寿命终止的方法是根据错误校正发生之前在盘 上的错误的数量来确定盘的寿命终止。盘出现故障的机会随错误的数量 增大而增大，但是对于在盘中肯定地将造成性能问题(轻微或严重的) 的错误数量进行限定，则是不可能的，因为这取决于错误校正之后遗留 的错误的数量，还取决于其在数据中的分布。当盘上的错误数量(在错 误校正之前)增大到一定程度时，盘出现故障的机会(即使很小)会被 认为是不能接受的，并且因此表明了该盘的寿命终止。
ROM盘的寿命由盘的铝层暴露于氧气的程度来确定。氧气(包括污 染物)通过湿气进入，并可以移动穿过聚碳酸酯层或硬漆层(CD标签侧 面和边缘)。氧气或湿气透过标签中的划痕、裂缝或层离的区域更为容 易。氧气也可能是在制造过程中留在盘内的。
如果将盘放在非常潮湿的环境中，那么湿气和氧气最终会到达铝， 致使其损失反射率。这是因为正常擦亮的铝(与银相似)会变为钝化的 氧化物，反射率下降很多。高湿度和升高的温度的结合将会加快氧化速度。
因此，ROM盘的平均寿命取决于其长时间暴露的环境条件。通常， 最好将ROM盘保存在干燥、低温的环境中。
对于不能由CD或DVD驱动器擦除的"一次性写入"盘(R盘)，正常 情况下镜面由银构成。银在暴露于二氧化硫的条件下易受腐蚀，二氧化 硫是空气污染物，其能够以与氧气相同的方式随湿气透过盘。同样地， 当银暴露于氧气或湿气时也会腐蚀。
R盘将基于染料的层(有机染料)用于记录数据。在R盘的数据层中 使用的有机染料随着时间自然地但緩慢地退化。高温和高湿度将加速该 过程。长期暴露于紫外光能够使染料性质退化，最终使数据不能读出。 由日光或很接近加热光源而引起的、在盘中积累的热也将加速染料退 化。
制造商声称CD-R和DVD-R盘在记录之前具有5至IO年的储藏寿命， 但是在CD-R、 DVD-R或DVD+R包装上没有指示出过期日，也没有公布 试验报告来证实这些声明。
关于诸如RW和RAM盘的可重写盘，对于长期或归档使用一般不考 虑这些，并且对于这种类型的介质^[艮少进行平均寿命试验。可重写盘将 相变金属合金膜用于记录数据，并且将铝或银用于反射层。合金膜不像 R盘中使用的染料一样稳定，因为该材料在正常情况下以较快的速度退 化。在RW盘中，也容易发现反射的银或铝层的退化。
在老化过程中，相变膜主要受热的影响，但是也受紫外光(UV) 的影响。高温和紫外光的组合可以进 一 步加速老化过程。
在相变金属合金膜层上的数据可以被有限次地(对于RW盘大约是
IOOO次，对于RAM盘大约是100000次)擦除和重写。但是，该重写的确
影响了盘的平均寿命。换句话说，在第一次记录之后归档的RW或RAM
盘应当比经历过几个擦除-记录循环的那些盘具有更长的平均寿命。在只
有正常的退化速率的情况下，RW和RAM盘的平均寿命将短于R盘的平
均寿命。增加多次重写，平均寿命甚至会更短。
盘制造商有时明确说明光盘的预期使用寿命。然而问题是，盘的使 用寿命非常难以预测并且取决于许多外在因素，如盘的操作以及环境条
件。并且，目前没有预测盘的使用寿命的标准方法。
制造商通过利用加速老化方法来对盘进行试验，所述加速老化方法在相对较短的一段时间内具有受控的极限温度和湿度影响。按照同样的 方法，测试暴露于紫外光的光盘。但是，未必总是清楚制造商怎样解释 其测量结果以便确定盘的寿命终止。只有少数(如果有的话)关于这些 盘的平均寿命报告被独立的实验室公布。对于光盘来说，期望值在5至 100年之间变化。这种未知的使用寿命降低了用户对将光盘用作存储介 质的信心。
JP 60-239927公开了一种已知的系统，该系统通过监控反射光的信 号电平来确定盘在重放过程中的退化，因此能够向用户提供警告，即应 当将数据转移到新盘上。但是，这种系统具有如下缺点，即报警系统依
赖于实际从该盘读取数据的装置，这会在该盘突然停止工作的情况下导 致数据丟失。
JP 03-119533公开了另一种已知的系统，其中在盘的周边附近放置指 示器，并且其中染料随时间而褪色。但是，这种系统具有如下缺点，即不 能提供光盘退化状态的真实指示。
除了上面提及的缺点之外，如果光盘长期不使用，例如因为仅仅将 该盘用作备份盘，那么该光盘在储存时(例如在图1所示的个人盘库3中 的光盘包装l中)可能已经过了该光盘的寿命终止期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光盘或光盘包装的标签，其用于向 用户提供光盘的退化状态的指示而不具有上面提及的缺点。
根据本发明，提供了 一种用于向用户提供光盘老化或退化状态的指 示的标签。该标签包括透明覆盖层和用于提供光盘老化或退化状态的可 见指示的指示层。将该透明覆盖层和指示层配置为以组合形式作用，从 而使指示层经由透明覆盖层而暴露于环境参数，致使指示层与所对应的 光盘的老化或退化相关地改变可见外观。
本发明具有如下优点，即能够将盘的退化状态传送给用户而不具有 与现有技术相关联的缺点。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种光盘包装，该包装包括如 权利要求中限定的标签。
本发明具有如下优点，即允许用户确定光盘的退化状态而不必从光 盘包装中取出光盘。根据本发明的另 一个实施例，提供了 一种包括如权利要求中限定的
标签的光盘。
为了更好地理解本发明并且更清楚地示出可以怎样实现本发明，现
在仅以举例的方式参考下面的附图来进行说明，在附图中 图1示出了光盘通常怎样储藏在库中； 图2说明了根据本发明怎样来储藏光盘； 图3示出了根据本发明第一实施例的标签； 图4示出了根据本发明第二实施例的标签；
图5示出了依照本发明的用于光盘包装的标签怎样改变可见外观； 图6示出了在本发明的标签中使用的指示器的例子。
具体实施例方式
图2示出了用于储藏光盘包装3的光盘库1的例子。每个光盘包装3都 包括标签5，该标签用于提供关于所对应的光盘的退化或老化状态的可 见指示。"所对应的"光盘的意思是提供有包装3的光盘，或者储藏在包 装3中的光盘。
标签5可以放在盘包装3的方便的位置上。例如，标签5可以放在DVD 包装的侧面。当标签5是新的时，该标签是透明的。但是在老化时，标 签5将会变色，最终指示数据应当备份到另一张盘上。如从图2看到的， 在各个包装3上的带不同颜色的标签指示所对应的光盘已经发生了不同 程度的老化，因此具有不同程度的退化。每个标签5都是薄膜，其能够 粘贴到任何表面上。
图3示出了根据本发明第一实施例的标签。标签5包括由透明覆盖层 103覆盖的指示层101。提供粘结层105,用于将标签5贴合到盘包装上。 提供阻挡层107，用于防止粘结层105渗透到指示层101中。根据第一实 施例，标签5由封条109覆盖，该封条必须由制造商去除(例如当将光盘 插入到包装中时)，或者一旦用户购买了该光盘就由用户去除(例如对 于R或RW盘)。
本领域技术人员将理解，可以将各种活性染料和光致褪色剂用作指 示层IOI。例如，指示层101可以包括含有无色亚甲基蓝的染料，这是在基于 氧化还原的滴定中的公知指示剂。因此，着色机理根据将无色亚甲基蓝 (透明)氧化成亚曱基蓝(蓝色)。换句话说，将这种染料用作指示层
101将导致该活性染料当被氧化时从透明变为蓝色。
应当理解，必须按照指示层101的老化是所对应的盘的老化的真实 量度的这种方式对形成标签5的透明覆盖层103和指示层101进行调整， 或者以组合方式进行配置。换句话说，指示层101具有当暴露于类似的 环境参数时与所对应的光盘的预期寿命终止相关地改变可见外观的性 质。
图4示出了本发明的笫二实施例。如同图3的情况一样，标签5包括 由透明覆盖物103覆盖的指示层101。提供粘结层105,用于将标签5贴合 到盘包装上。提供阻挡层107,用于防止粘结层105渗透到指示层101中。 贴合到粘结层105上的是保护层1U,在利用粘结层105而将标签5贴合到 光盘包装上之前，用户可以去除该保护层。
根据该实施例，标签5作为光盘包装内部的一个独立的项目而添加， 并且由保护性包装(未示出)来覆盖。例如，该保护性包装应当是不透 明的，并且优选地包含保护气体(如N2)。然后，用户可以决定什么时 间放置标签5以及将标签5放置在什么地方。换句话说，当用户想要使用 指示标签时，用户打开袋子，剥去底部保护层lll并将该指示标签粘贴 在所需要的表面上。消费者也可以单独地购买大量的标签5。
优选的是，可以将指示层101配置为可以对其进行调整。例如，活 性染料也可以包含2-乙基己酸锡(n) ( Sn(II)2-ethyl hexonoate)，这使得 调整着色机理成为可能。按照这种方式，可以通过另一种氧化反应来控 制颜色变换，所述另一种氧化反应涉及将2-乙基己酸锡(II)转换成2-乙基 己酸锡(IV)。与亚甲基蓝氧化还原对相反，后者的转换不是一个平衡反 应。2-乙基己酸锡(II)的氧化电势比无色亚曱基蓝的氧化电势低得多。因 此，在有氧化剂(来自环境的氧气、HzO等)的情况下，所有的Sn(II) 盐都将首先被氧化并形成Sn(IV)。
当所有的Sn(II)被耗尽时，无色亚甲基蓝的氧化和着色将会开始。 2-乙基己酸锡(II)在染料层中的浓度将确定该盘开始变蓝之前的酝酿时 间(incubation time)。该时间可以由活性染料中2-乙基己酸锡(II)的量 来控制。因此，在染料层中添加或减去2-乙基己酸锡(II)将会分别增加或减少标签5开始变蓝之前的酝酿时间。
控制在标签5开始变蓝之前的酝醸时间的另 一 种方法是例如用氧气
扩散隔离物覆盖该染料，所述氧气扩散隔离物诸如氮化硅(Si3N4)或聚
合物。有许多可能的材料能够用作扩散隔离物。氧气通过该扩散隔离物
的扩散由下面的等式来控制
<formula>formula see original document page 9</formula> (l)
因此，添加氧气扩散隔离物增加了用于使盘着色的酝酿时间。如能 够从等式(1)看出的，以这种方式能够显著延长该酝酿时间。
在使标签着色开始之前的酝酿时间与无色亚甲基蓝(透明的)氧化 成亚曱基蓝(蓝色的)有关。
优选的是，为了更进一步地模拟所对应的盘中的退化，可以将指示 层101夹在聚碳酸酯基底和覆盖片中间，类似于所对应的盘。
控制在标签开始变蓝之前的酝酿时间的另 一种方法是调整透明覆
盖层103 (或者在前段描述的例子中的聚碳酸酯基底或覆盖片)的透氧 性。透明覆盖层103或聚碳酸酯基底的透氧性确定了通过该透明覆盖层 或聚碳酸酯基底的氧气扩散。
可以将标签5生产为较大的片，然后将其切成多个小块(通常为l厘 米2)。可替换的是，聚碳酸酯的实施例可以用于盘包装的窄边，从而在 盘以图2所示的才各式^f渚藏时该标签羊皮自动地显示。
上述所提议的指示装置，即无色亚曱基蓝，是一种有用的候选物， 因为其跟踪由氧气或水进行的氧化。氧化对于所对应的盘的性能来说是 有严重的风险的，因为其将使镜面层劣化，已经发现这是在气候试验中 的主要的使用寿命问题之一。但是，这不是造成退化的唯一原因。该标 签也应当能够监控温度和紫外曝光引起的盘性能的降低。在曝光时变色 的紫外敏感有机化合物对于本领域技术人员是已知的。温度指示器也是 公知的，但是对于本申请来说，优选测量某一累加值(热暴露在时间上 的积分)的监控器。在比如5(TC开始分解成带颜色的碎片的有机分子可 以用于这一目的。
如从上述实施例可以理解的，标签5向用户提供了关于光盘退化状
9态的可见指示。
根据本发明的另一方面，作为将标签放在光盘包装上的可替换方 式，也可以将该标签放在光盘本身上。这具有如下优点，即能够通过简 单地贴上标签而不是必须改变盘本身的构造来提供盘的退化状态的指 示。应当注意，与标签贴合到光盘包装有关的所述每个特征也可以应用 于将该标签贴合到光盘本身。
当将标签放在覆盖数据层区域的光盘部分上时，应当理解，将该标 签配置为使其不妨碍光盘的操作。
图5示出了标签5的颜色怎样随时间而改变，由此提供光盘退化状态
的指示。在时刻T、，指示层101是透明的，由此指示所对应的盘处于良 好的状态。在时刻T-T!,颜色已经稍有变化，由此指示所对应的盘正
变得稍有退化。在时刻丁=丁2,颜色已经明显改变，由此指示在所对应的
盘上存储的数据应当尽可能快地转移到新盘上。以这种方式，将指示层
101配置为使其提供光盘正在退化的程度的指示。
图6示出了无色亚曱基蓝(透明的)变成亚甲基蓝(蓝色)的可逆
的氧化还原过程。
本发明具有如下优点，即通过简单地观看位于储藏位置处的光盘或 者光盘包装就能够监控盘的退化。
本发明还具有另外的优点，即可以同时大批地制造大量单独的标 签，由此降低了单个标签的成本。
应当注意，术语"变色"首先包括从"透明"状态变为特定颜色、从一
种颜色变为另 一种颜色或者从一种颜色的一种明暗程度变为同 一种颜
色的另一种明暗程度。
尽管在各个实施例中描述的本发明的描述涉及响应于环境条件而
改变指示装置101的颜色，但是应当理解，也可以使得某一其他形式的 视觉特性发生改变。例如，可以将指示装置101配置为当指示器随时间 变化时提供另一种视觉效果，如"起泡外观"或"有裂缝的外观"，由此向 用户提供应当将数据转移到新盘上的指示。
应当理解，可以将指示层101放在标签5中的叠层中的任一位置。 此外，应当注意，如果在制造过程中将标签5直接贴在包装上，那 么可以省略图4的实施例中的可去除的保护层111。同样，图3的标签5可 以具有与图4的层U1类似的保护层，因此用户可以贴上带有可去除的封条109的标签。
应当注意，上述实施例图解说明了而非限制了本发明，本领域技术 人员在不背离随附的权利要求的范围的情况下能够设计出许多可替换 的实施例。词"包括"不排除还存在与权利要求中所列元件或步骤不同的 元件或步骤。
权利要求
1.一种用于向用户提供所对应的光盘老化或退化状态的指示的标签，该标签包括透明覆盖层；指示层，其用于提供光盘老化或退化状态的可见指示；其中将该透明覆盖层和指示层配置为以组合形式作用，从而使指示层经由透明覆盖层暴露于环境参数，致使指示层与所对应的光盘的老化或退化相关地改变可见外观。
2. 如权利要求1中所述的标签，其中该指示层配置为根据光盘的退 化而变色。
3. 如权利要求1或2中所述的标签，其中该指示层包括含有无色亚曱基蓝的染料。
4. 如前面任一项权利要求中所述的标签，进一步包括用于在该指示 层开始改变可见外观之前延迟时间的装置。
5. 如权利要求4中所述的标签，其中用于在该指示层开始改变可见 外观之前延迟时间的装置包括培养剂。
6. 如权利要求5中所述的标签，其中该培养剂包括2-乙基己酸锡(11)。
7. 如权利要求4中所述的标签，其中用于在该指示层开始改变可见 外观之前延迟时间的装置包括扩散隔离物，其用于延迟环境参数到达该 指示层。
8. 如权利要求7中所述的标签，其中该扩散隔离物包括氮化硅 (Si3N4)或聚合物隔离物。
9. 如权利要求4中所述的标签，其中用于在该指示层开始改变可见 外观之前延迟时间的装置包括用于调整透明覆盖层、聚碳酸酯基底层或 覆盖片的透氧性的装置，用以延迟环境参数到达该指示层。
10. 如前面任一项权利要求中所述的标签，进一步包括覆盖该透明 覆盖层的可去除的封条，其中将该可去除的封条去除，使该指示层经由 该透明覆盖层而暴露于环境参数。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的标签，其中将标签设置在可 去除的袋子中，将该可去除的袋子去除，使该指示层经由该透明覆盖层 而暴露于环境参数。
12. 如前面任一项权利要求中所述的标签，其中将该指示层配置为 根据其暴露于任一项环境参数而改变可见外观，所迷环境参数包括氧扩 散、湿度、温度和紫外光或其任意组合。
13. —种光盘包装，该包装包括如权利要求1至12中任一项所限定的标签。
14. 一种光盘，其包括如权利要求1至12中任一项所限定的标签。
全文摘要
在库1中的光盘包装(3)包括用于提供关于所对应的光盘的退化或老化状态的可见指示的标签(5)。该标签(5)放在盘包装(3)上的方便的位置。例如，可将标签(5)放在DVD包装的侧面。当是新的时，该标签会是透明的。但是，在由于暴露于环境参数而老化或退化时，标签(5)将会变色，最后会指示出应当将数据备份到另一张盘上。也可以将标签(5)放在盘本身上。
文档编号G11B7/00GK101317221SQ200680044603
公开日2008年12月3日 申请日期2006年11月22日 优先权日2005年11月28日
发明者A·E·T·凯帕, R·J·M·武勒斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司