CZ21559U1

CZ21559U1 - Optical recording medium

Info

Publication number: CZ21559U1
Application number: CZ201023399U
Authority: CZ
Inventors: Polívka@Jaroslav; Starý@Radomír; Skocovský@Vít; Kloucek@Jirí; Smola@Jirí
Original assignee: Northern Star Spol. S R. O.
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2010-12-20

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká optického záznamového média pro vytváření archivních záznamů laserovým paprskem obsahujícího substrát, záznamovou vrstvu, reflexní vrstvu a nejméně jednu ochrannou vrstvu.The invention relates to an optical recording medium for producing archive records by a laser beam comprising a substrate, a recording layer, a reflective layer and at least one protective layer.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Na optická záznamová média pro vytváření archivních záznamů jsou kladeny značné požadavky na trvalé zachování jejich reprodukčních vlastností, což vyžaduje jejich odolnost vůči nestandardním skladovacím podmínkám tykajícím se vzdušné vlhkosti, teploty a působení mikroorgaio nismů. Tyto podmínky zpravidla nesplňují optická média obsahující jako záznamový materiál některá barviva, například kyanidová barviva. Zvýšená pozornost je proto věnována záznamovým materiálům na bázi kovů, což je vsak provázeno složitější a náročnější výrobní technologií a tedy i vyššími náklady. Realizace záznamu v kovové vrstvě je spojena s větší tvorbou tepla v takto složené záznamové vrstvě a s problémy jeho šíření do dalších částí optického média. Záro15 veň může přivodit i deformace záznamové vrstvy a zkreslení při čtení zaznamenaných údajů i v důsledku nežádoucích změn v dalších vrstvách, například i ve vrstvách přiléhajících vrchnímu substrátu.Optical storage media for the creation of archival records are subject to considerable requirements for the permanent preservation of their reproductive properties, which requires their resistance to non-standard storage conditions relating to air humidity, temperature and micro-organisms. As a rule, optical media containing certain dyes, such as cyanide dyes, does not meet these conditions. Increased attention is therefore paid to metal-based recording materials, which is, however, accompanied by more complex and demanding production technology and hence higher costs. The realization of recording in the metal layer is associated with greater heat generation in such a composite recording layer and with problems of its propagation to other parts of the optical medium. In addition, distortion of the recording layer and distortion in reading the recorded data may also result from undesirable changes in other layers, for example in layers adjacent the top substrate.

US pat. 4,624,914 se týká optického média, jehož fotosenzitivní záznamová vrstva sestává z kompozitu obsahujícího přednostně Pd, O a Te respektive TeO₂. Toto složení přináší zvýšenou záznamovou rychlost a odstup signálu od šumu.US Pat. No. 4,624,914 relates to an optical medium whose photosensitive recording layer consists of a composite comprising preferably Pd, O and Te and TeO _2, respectively. This composition provides increased recording speed and signal-to-noise ratio.

Publikovaná přihláška US 2007/0104919 popisuje optický disk s několika záznamovými vrstvami, z nichž každá je tvořena dvěma reakčními vrstvami, přičemž jedna je složena ze SiN nebo SiN obsahující vodík a druhá obsahuje například Tb, La, Si, SiO„ a vedle toho dvě okrajové dielektrické vrstvy.Published application US 2007/0104919 discloses an optical disc with several recording layers, each consisting of two reaction layers, one consisting of hydrogen containing SiN or SiN, and the other comprising, for example, Tb, La, Si, SiO 2 and two edge layers dielectric layers.

Publikovaná přihláška US 2009/0239022 je rovněž obdobně založena na přednostním použití kompozitu Te-O-Pd a kompozitu Ag-Pd-Cu jako přilehlé reflexivní vrstvy. Zlepšených vlastností záznamové vrstvy se dociluje specifickým poměrem jednotlivých složek /Panasonic/.US Published Application 2009/0239022 is likewise based on the preferential use of the Te-O-Pd composite and the Ag-Pd-Cu composite as an adjacent reflective layer. Improved recording layer properties are achieved by the specific ratio of individual components (Panasonic).

Publikovaná přihláška US 2010/0068444 popisuje záznamovou - datovou - vrstvu obsahující přednostně Te nebo jeho slitiny či kompozity s dalšími kovy. K záznamové vrstvě přiléhá uhlí30 ková vrstva s infuzí plynu, přednostně CO nebo CO₂. Alternativně je použita další uhlíková vrstva oddělená od první uhlíkové vrstvy kovovou vrstvou nebo dalšími vrstvami. Uvedené vrstvy jsou ohraničeny dvěma dielektrickými vrstvami.Published application US 2010/0068444 discloses a data recording layer comprising preferably Te or its alloys or composites with other metals. Adjacent to the recording layer is a carbon30 gas infusion layer, preferably CO or CO ₂ . Alternatively, a further carbon layer separated from the first carbon layer by a metal layer or further layers is used. Said layers are bounded by two dielectric layers.

Výše zmíněné prameny představující nejnovější dostupný stav techniky s návrhem různých řešení optických disků určených pro archivní účely. Jejich průmyslová realizace však nevylučuje možnost, že by některé z výše uvedených problémů spojených s vytvářením archivních disků přetrvávaly nebo, že by byly aplikovatelné pouze pri použití speciálních záznamových nebo čtecích zařízení.The above mentioned sources represent the latest available state of the art with the design of various solutions of optical discs intended for archival purposes. However, their industrial implementation does not exclude the possibility that some of the above problems associated with the creation of archive discs persist or that they are applicable only when using special recording or reading devices.

Úlohou technického řešení je vytvořit v praxi snadno realizovatelné, spolehlivé, archivní, optické záznamové médium s maximální životností. Cestou k tomu, je navržení optimálního uspořádání a složení jednotlivých vrstev, které by eliminovalo vliv tepla, vlhkosti a světla pri vytváření záznamu a vliv dalších faktorů a podmínek při skladování jak prázdných, tak záznamy obsahujících nosičů informací. Součástí úlohy je také vytvořit médium, které by bylo možno použít pro záznam dat a jejich čtení na všech dostupných záznamových zařízeních, bez nároků na jejich mimořádné vlastnosti nebo výkon.The task of the technical solution is to create in practice an easy-to-realize, reliable, archive, optical recording medium with a maximum service life. The way to do this is by designing an optimal arrangement and composition of the individual layers, which would eliminate the effect of heat, moisture and light in the recording and the influence of other factors and storage conditions of both the blank and the records containing the information carriers. The task is also to create a medium that could be used to record data and read it on all available recording devices, without requiring extraordinary features or performance.

- 1 CZ 21559 Ul- 1 CZ 21559 Ul

Podstata technického řešeniThe essence of the technical solution

Podstata technického řešení optického záznamového média pro vytváření archivních záznamů laserovým paprskem obsahujícího substrát, záznamovou vrstvu, reflexní vrstvu a nejméně jednu ochrannou vrstvu, které řeší výše uvedenou úlohu spočívá v tom, že záznamová vrstva obsahuje kov ze skupiny Te, slitiny a kompozity Te, a je uložena mezi první a druhou kovovou vrstvou s reflexivními vlastnostmi, kde první kovová vrstva odděluje záznamovou vrstvu od ochranné vrstvy a spodního substrátu na straně vstupu laserového paprsku a druhá kovová vrstva od stabilizační vrstvy složené ze skupiny bor, karbid boru, nitrid boru a uhlík na straně druhé, přičemž za stabilizační vrstvou následuje první adhezivní vrstva, vrstva UV vytvrzovacího lepidla, druhá io adhezivní vrstva a vrchní substrát.SUMMARY OF THE INVENTION An optical recording medium for producing archive records by a laser beam comprising a substrate, a recording layer, a reflective layer and at least one protective layer which solves the above task is that the recording layer comprises a Te group metal, Te alloys and composites, and is deposited between the first and second metal layers with reflective properties, wherein the first metal layer separates the recording layer from the protective layer and the lower substrate on the laser beam inlet side and the second metal layer from the stabilizing layer composed of boron, boron carbide, boron nitride and carbon second, wherein the stabilizing layer is followed by a first adhesive layer, a UV curing adhesive layer, a second adhesive layer and a top substrate.

Následně jsou uvedena další možná provedení technického řešení, která jeho podstatné znaky výhodně rozvíjejí nebo doplňují.Further possible embodiments of the invention are listed below which advantageously develop or complement its essential features.

Záznamová vrstva je tvořena slitinou TeSeBi.The recording layer is made of TeSeBi alloy.

První kovová vrstva má tloušťku v rozsahu 3 až 6 nm a druhá kovová vrstva má tloušťku v t5 rozsahu 1 až 2 nm.The first metal layer has a thickness in the range of 3 to 6 nm and the second metal layer has a thickness in the range of 1 to 2 nm.

První a druhá kovová vrstva je ze skupiny Cr, slitiny a kompozity Cr.The first and second metal layers are Cr, alloys and Cr composites.

Ochranná vrstva je ze skupiny SiO₂, ZnS.The protective layer is of the group SiO ₂ , ZnS.

Adhezivní vrstva je vybrána ze skupiny obsahující Si, sloučeniny Si a uhlík.The adhesive layer is selected from the group consisting of Si, Si compounds and carbon.

Konstrukce optického média podle technického řešení umožňuje vytvořit spolehlivé archivní, optické, záznamové médium s maximální životností. Optimální složení jednotlivých vrstev eliminuje vliv tepla, vlhkosti a světla při vytváření záznamu a vliv dalších faktorů a podmínek při skladování jak prázdných tak záznamy obsahujících nosičů informací. Použití stabilizační vrstvy na bázi boru a karbidů boru zlepšuje navíc tepelně ochranné a stínící vlastnosti disku. Další výhodou média podle technického řešení je, že nevyžaduje specifické záznamové a Čtecí hardware či software a lze jej tudíž použít pro záznam dat a jejich čtení na všech běžně dostupných záznamových zařízeních, bez nároků na jejich mimořádné vlastnosti nebo výkon.The design of the optical medium according to the invention allows to create a reliable archive, optical, recording medium with a maximum lifetime. The optimum composition of the individual layers eliminates the effects of heat, moisture and light when recording, and other factors and storage conditions for both blank and record-containing information carriers. In addition, the use of a boron-boron carbide stabilizing layer improves the thermal protective and shielding properties of the disc. Another advantage of the media according to the invention is that it does not require specific recording and reading hardware or software and can therefore be used to record data and read it on all commercially available recording devices, without requiring exceptional features or performance.

Obr. 1 znázorňuje schematicky složení jednotlivých vrstev optického média mezi spodním a vrchním substrátem.Giant. 1 schematically shows the composition of the individual layers of optical medium between the bottom and top substrates.

Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution

Optické médium na obr. 1, v daném případě disk 1 s jednou záznamovou vrstvou, obsahuje spodní substrát ii z transparentní polykarbonátové pryskyřice, přes který vstupuje do disku i laserový paprsek 7. Na homí straně je disk i uzavřen vrchním substrátem 2 vyrobeným rovněž z polykarbonátové pryskyřice.The optical medium of FIG. 1, in this case a single recording disc 1, comprises a transparent substrate of transparent polycarbonate resin, through which a laser beam 7 enters the disc. On the upper side, the disc 1 is closed by a top substrate 2 also made of polycarbonate. resin.

Nad spodním substrátem ii je nanesena ochranná vrstva 2 o celkové tloušťce přibližně 20 nm nazývaná též jako dielektrická vrstva, jejíž hlavní složkou je SiO₂. Nad ochrannou vrstvou 2 je mezi první a druhou kovovou vrstvou 31, 32 s reflexivními vlastnostmi a obsahujícími jako hlavní složku Cr vložena záznamová vrstva 3. První kovová vrstva 31 má tloušťku přibližně 4 nm s vyhovujícím rozsahem 3 až 6 nm. Tato vrstva slouží též jako stabilizační vrstva do doby před zápisem dat do záznamové vrstvy 3. Druhá kovová vrstva 32 má tloušťku přibližně 2 nm a s vyhovujícím rozsahem 1 až 3 nm. Vedle Cr mohou být pro kovovou vrstvu použity další prvky či jejich slitiny nebo sloučeniny jako jsou Ag, Al, Mg, Cu, Pd, Zn a podobné známé komponenty.Above the bottom substrate ii is a protective layer 2 with a total thickness of approximately 20 nm, also referred to as a dielectric layer, the main component of which is SiO ₂ . Above the protective layer 2, a recording layer 3 is inserted between the first and second metal layers 31, 32 having reflective properties and containing as the main constituent Cr 3. This layer also serves as a stabilizing layer until the data is written to the recording layer 3. The second metal layer 32 has a thickness of approximately 2 nm and a suitable range of 1-3 nm. In addition to Cr, other elements or their alloys or compounds such as Ag, Al, Mg, Cu, Pd, Zn and similar known components can be used for the metal layer.

Kromě stabilizujícího účinku má druhá kovová vrstva 32 funkci pomocného reflektoru pro čtení záznamu po provedení zápisu. Záznamová vrstva obsahuje slitinu TeSeBi a má tloušťku přibliž45 ně 10 nm a možným rozsahem 9 až 15 nm. Uvedené doplňující komponenty slitiny Te lze nahra-2CZ 21559 Ul dít nebo dále kombinovat s dalšími prvky jako jsou Pd, O, Pb, Sn, Al, Cr, Co nebo směsi kovů a slitiny těchto komponent Za druhou kovovou vrstvou 22 následuje hlavní stabilizační vrstva 5 s tloušťkou v rozsahu 7 až 12 nm, přednostně 10 nm, jejíž hlavní složkou je bor, karbid boru nebo nitrid boru. V alternativním provedení může tato vrstva obsahovat uhlík. Nad hlavní stabilizační vrstvou 5 je mezi první adhezivní vrstvou 61 a druhou adhezivní vrstvou 62 vloženo lepidlo 6. Lepidlo 6, kterým je UV vytvrditelná pryskyřice, slouží spolu s první adhezivní vrstvou 61 a druhou adhezivní vrstvou 62 k bezpečnému spojení hlavní stabilizační vrstvy 5 s vrchním substrátem 12. První adhezivní vrstva 61 a druhá adhezivní 62 mají tloušťku v rozsahu 3 až 25 nm a jejich hlavní složkou je Si, alternativně uhlík.In addition to the stabilizing effect, the second metal layer 32 has the function of an auxiliary reflector for reading the record after writing. The recording layer comprises a TeSeBi alloy and has a thickness of approximately 45 nm and a possible range of 9 to 15 nm. Said additional components of the Te alloy can be replaced or further combined with other elements such as Pd, O, Pb, Sn, Al, Cr, Co or mixtures of metals and alloys of these components The second metal layer 22 is followed by the main stabilizing layer 5. with a thickness in the range of 7 to 12 nm, preferably 10 nm, the main component of which is boron, boron carbide or boron nitride. Alternatively, the layer may comprise carbon. Above the main stabilizing layer 5 is an adhesive 6 interposed between the first adhesive layer 61 and the second adhesive layer 62. The adhesive 6, which is a UV curable resin, serves together with the first adhesive layer 61 and the second adhesive layer 62 to securely bond the main stabilizing layer 5 to the top The first adhesive layer 61 and the second adhesive 62 have a thickness in the range of 3 to 25 nm and their main component is Si, alternatively carbon.

ío Z důvodu zvýšení odolnosti lze na vnější stranu spodního substrátu H nanést transparentní UV vytvrzovací lak o tloušťce přibližně 6 pm a vnější strana vrchního substrátu může být opatřena dvěma vrstvami bílého UV vytvrzovacího laku o celkové tloušťce 20 až 40 pm. V případě, že není vyžadován celoplošný popis vrchní strany horního substrátu 12, lze místo bílého vytvrzovacího laku použít rovněž transparentní UV lak.In order to increase the resistance, a transparent UV curing varnish of approximately 6 µm thickness can be applied to the outer side of the lower substrate H, and the outer side of the upper substrate can be provided with two layers of white UV curing varnish with a total thickness of 20 to 40 µm. In the case where a full-area description of the top side of the top substrate 12 is not required, a transparent UV lacquer can also be used instead of the white curing lacquer.

Výroba disku I probíhala následovně. Na polykarbonátový disk o průměru 120 mm a opatřený vodicí drážkou představující spodní substrát H byla nejdříve ve vakuové komoře plasmaticky, v ochranné atmosféře naprášena ochranná vrstva 2. Naprášení bylo provedeno pomocí 3 katod, kde každá katoda naprašovala vrstvu 6,5 nm Si reaktivní plasmou s O₂, takže celková tloušťka dosáhla 20 run. Na takto upravený spodní substrát H byla nejdříve v neutrální argonové atmosféře naprášena první kovová vrstva 21 vytvořená z Cr o tloušťce 3 nm, poté rovněž v argonové atmosféře záznamová vrstva 3 ve složení TeSeBi o tloušťce 10 nm a druhá kovová vrstva 32 z Cr o tloušťce 2 nm. Následně byla reaktivní plasmou s CO₂ vytvořena hlavní stabilizační vrstva 5 z boru o tloušťce 10 nm. V alternativním provedení byl místo boru naprášen C rovněž s reaktivní plasmou s CO₂.The production of disk I proceeded as follows. On a polycarbonate disk of 120 mm diameter and provided with a guide groove representing the lower substrate H, a protective layer 2 was sputtered in a vacuum chamber in a protective atmosphere. O ₂ , so the total thickness reached 20 runes. The treated substrate H was first sputtered in a neutral argon atmosphere with a first metal layer 21 made of 3 nm thick Cr, then also in an argon atmosphere with a 10 nm TeSeBi recording layer 3 and a second metal layer 32 made of Cr 2 thick. nm. Subsequently, a main stabilizing layer 5 of boron with a thickness of 10 nm was formed by reactive plasma with CO ₂ . Alternatively, instead of boron, C has been sputtered with a reactive CO ₂ plasma.

Pro spojení takto vytvořené spodní části disku I s vrchním substrátem 12 byla na stabilizační vrstvu naprášena v ochranné atmosféře plasmově první adhezivní vrstva 61 z S1O2, a na spodní stranu vrchního substrátu 12 druhá adhezivní vrstva 62 z téhož materiálu. Alternativně byl v podstatě se stejným výsledkem použit samotný Si. Poté byly takto připravené dvě součásti disku slepeny k sobě UV vytvrditelným lepidlem nastříknutím lepidla mezi adhezivní vrstvy obou ro30 tuj ících disků a vytvrzením spoje UV lampou.To bond the thus formed lower part of the disc 1 to the upper substrate 12, a first adhesive layer 61 of SiO2 was sprayed onto the stabilizing layer in a protective atmosphere, and a second adhesive layer 62 of the same material to the underside of the upper substrate 12. Alternatively, Si alone was used with substantially the same result. Thereafter, the two disc components thus prepared were glued together by UV curable adhesive by spraying adhesive between the adhesive layers of both disks and curing the joint with a UV lamp.

Takto vyrobené disky byly opatřeny záznamy na níže uvedených, běžně dostupných DVD+R a BD-R mechanikách a testovány na shodu s platnými mezinárodními standardy „ecma International“. K testům byl použit analyzátor CATS prodávaný pod označením AUDIO DEV CATSSA300 + DVD Pro. Výsledky testů s některými mechanikami reprezentující běžné dostupné ko3 5 merční přístroj e j sou shrnuty do následuj ící tabulky:The discs produced in this way were recorded on commercially available DVD + R and BD-R drives listed below and tested for compliance with the applicable ecma International standards. The CATS analyzer sold under the designation AUDIO DEV CATSSA300 + DVD Pro was used for the tests. The results of tests with some mechanics representing common available measuring instruments are summarized in the following table:

Výrobce mechaniky Manufacturer mechanics Model Model Záznamová rychlost Recording speed Výsledek na CATS DVD analyzátoru Result on CATS DVD Analyzer Lite-On Lite-On ÍHAS324-32 ŠATA A* ÍHAS324-32 DRESS A * 4x 4x prospěl passed Lite-On Lite-On ÍHAS424-32 ŠATA A* ÍHAS424-32 DRESS A * 4x 4x prospěl passed Lite-On Lite-On ÍHAS524-32 ŠATA A* ÍHAS524-32 DRESS A * 4x 4x prospěl passed Asus Asus DRW-24B1ST ŠATA DRW-24B1ST DRESS 4x 4x prospěl passed Plextor Plextor PX-880SA ŠATA PX-880SA DRESS 4* 4 * prospěl passed Samsung Samsung SH-S222C ŠATA SH-S222C DRESS 4x 4x prospěl passed Samsung Samsung SH-S223C ŠATA SH-S223C DRESS 4x 4x prospěl passed LG LG BH08-LS20 BH08-LS20 4x 4x prospěl passed LG LG BHO8-LS3O BHO8-LS30 4x 4x prospěl passed

Výsledky testů prokázaly, že vyrobením optického záznamového média s uspořádáním a složením jednotlivých vrstev podle technického řešení lze vyřešit technické problémy s výrobou archivních disků s dlouhou životností definované výše uvedenou úlohou technického řešení. VThe results of the tests have shown that by producing an optical recording medium with an arrangement and composition of individual layers according to the technical solution, technical problems can be solved with the production of long-life archive discs defined by the above-mentioned task of the technical solution. IN

-3CZ 21559 Ul neposlední řadě dokumentují tyto výsledky i použitelnost optického média podle technického řešení na všech typech běžných záznamových a čtecích přístrojů bez nároků na použití speciálních zařízení.Finally, these results and the usability of optical media according to the invention are documented on all types of conventional recording and reading devices without requiring the use of special devices.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Optické záznamové médium podle technického řešení je určeno pro instituce i fyzické osoby za účelem zaznamenání a dlouhodobého archivování informací.The optical recording medium according to the technical solution is intended for institutions and individuals for the purpose of recording and long-term archiving of information.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims

An optical recording medium for producing laser beam archive records comprising a substrate, a recording layer, a reflective layer and at least one protective layer, characterized in that the recording layer (3) comprises a metal of the group Te, alloys and composites Te, and is deposited between the first and second reflective metal layers (31, 32), wherein the first metal layer (31) separates the recording layer (3) from the protective layer (2) and the backing substrate (11) at the laser beam inlet (7) side; a second metal layer (32) from a stabilizing layer (5) composed of boron, boron carbide, boron nitride and carbon on the other, followed by a stabilizing layer (5) followed by a first adhesive layer (61), a UV curing adhesive layer (6) ), a second adhesive layer (62) and a top substrate (12).

Optical recording disc according to claim 1, characterized in that the recording layer (3) consists of a TeSeBi alloy.

An optical recording disc according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the first metal layer (31) has a thickness in the range of 3 to 6 nm and the second metal layer (32) has a thickness in the range of 1 to 2 nm.

The optical recording disc according to any one of claims 1 to 3, wherein the first metal layer (31) and the second metal layer (32) are selected from the group of Cr, alloy and Cr composite.

Optical recording disc according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the protective layer (2) is of the group SiO ₂ , ZnS.

An optical recording disc according to any one of claims 1 to 5, wherein the adhesive layer (61, 62) is selected from the group consisting of Si, Si compounds and carbon.