Оптичний носій запису

Реферат: Оптичний носій запису для створення архівних записів лазерним променем, що містить основу, шар запису, шар відбиття і щонайменше один захисний шар, шар запису (3) містить метал, який вибирається з групи, що складається з Те, сплавів і композитів Те, і осаджується між першим і другим металевим шаром (31, 32) з властивостями відбиття, при цьому перший металевий шар (31) відділяє шар запису від захисного шару (2) і нижньої основи (11) на стороні опромінення лазерним променем (7), а другий металевий шар (32) - від стабілізаційного шару (5), який містить матеріал, що вибирається з групи, яка включає бор, карбід бору, нітрид бору і вуглець на іншій стороні, при цьому зверху на стабілізаційному шарі (5) розташований щонайменше один адгезійний шар і верхня основа (12). Один адгезійний шар (61) може бути доповнений розташованим поверх нього адгезійним шаром, що твердне під дією ультрафіолетового опромінення (6), і другим адгезійним шаром (62). UA 107511 C2 (12) UA 107511 C2 UA 107511 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Цей винахід стосується оптичного носія запису для створення архівних записів лазерним променем, який включає основу, шар запису, відбивний шар і, щонайменше, один захисний шар. Рівень техніки До оптичних носіїв запису для створення архівних записів пред'являють надзвичайні вимоги, зокрема щодо збереження їхніх властивостей відтворення. Тому такі носії повинні витримувати нестандартні умови зберігання, у тому числі високу вологість, температуру і навіть вплив мікроорганізмів протягом тривалого часу. У більшості випадків такі вимоги не можуть бути виконані при використанні оптичних носіїв, в яких в якості матеріалу для запису використовується певний тип фарбників, наприклад, фарбників на основі цианіну. Тому увагу звертають на матеріали запису, в яких використовується метал в якості основного компонента шару запису, структура якого змінюється шляхом опромінення лазерним променем. Тим не менш, цей підхід супроводжується необхідністю застосування складнішої і точнішої технології виготовлення, і не в останню чергу - супроводжується більш високими виробничими витратами. Створення записів лазерним променем у шарі, що містить метал, створює не лише небажані високотемпературні умови через нагрівання під час опромінення шару запису, що містить метал, але й передачу цього тепла на інші шари носія запису. Це може призвести до деформації шару запису і спотвореного зчитування записаних даних через небажані зміни в інших шарах, наприклад, шарах, що прилягають до верхньої покривної основи носія запису. Патент США 4 624 914 стосується оптичного носія, фоточутливий шар запису якого складається з композиту, який містить переважно Pd, О і Те або ТеО2 відповідно. Цей склад дає змогу підвищити швидкість запису і досягти вищого відношення сигнал-шум на несній частоті. В опублікованій заявці на патент US 2007/0104919 описаний оптичний диск з кількома шарами запису, кожен з яких складається з двох реактивних шарів, з яких один шар містить SiN або SiO2 і містить водень, тоді як другий реактивний шар містить, наприклад, Tb, La, Si, SiO2, а також додатково два крайні діелектричні шари. Опублікована заявка на патент US 2009/0239022 аналогічним чином базується на переважному застосуванні композиту Te-O-Pd і композиту Ag-Pd-Cu в якості прилеглого шару відбиття. Покращені властивості шару запису досягаються завдяки специфічному співвідношенню між окремими компонентами. В іншій опублікованій заявці на патент US 2010/0068444 захищаються переваги шару запису даних, який переважно містить Те або сплави чи їхні композити, у тому числі інші метали. Шар запису на лицьовій стороні контактує з вуглецевим шаром з інфузією газу, переважно CO або СО2. В якості альтернативи пропонується також другий вуглецевий шар, відділений від першого вуглецевого шару металевим шаром або іншими шарами. Ці шари розміщуються між двома діелектричними шарами. Попередні документи являють собою найближчий рівень техніки, що включає різні технічні рішення, пов'язані з оптичними дисками, призначеними для архівування. Тим не менш, їхнє промислове застосування не виключає можливості, що якась з перелічених вище технічних проблем у зв'язку з формуванням архівних дисків не залишиться або що зазначені технології можна буде застосовувати лише разом зі спеціальними пристроями запису або зчитування, що вимагають нестандартних властивостей і/або джерел енергії. Розкриття винаходу Опис технічних проблем винаходу Предметом цього винаходу є забезпечення практичного рішення для оптичного носія запису для надійного тривалого зберігання даних. Ця мета досягається за рахунок оптимального складу окремих шарів, завдяки чому оптичний носій запису, такий як оптичний диск, може витримати вплив тепла, що виникає в процесі запису, і може демонструвати стійкість до нестандартних умов нагрівання, опромінення і вологості протягом тривалого зберігання оптичних дисків без запису і з записом без обмеження здатності до відтворення. Ще одним предметом винаходу є створення оптичного носія запису, який буде підходити для запису даних і відтворення з використанням всіх доступних традиційних пристроїв запису і зчитування без встановлення вимог щодо існування надзвичайних і спеціальних характеристик і виходів. Технічне рішення В одному варіанті здійснення цього винаходу оптичного носія запису для створення архівних записів лазерним променем, що містить основу, шар запису, шар відбиття і, щонайменше, один захисний шар, причому шар запису містить метал, який обирається з групи, що складається з Те, сплавів і композитів Те, і осаджується між першим і другим металевим шаром з властивостями відбиття, при цьому перший металевий шар відділяє шар запису від захисного 1 UA 107511 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шару і нижньої основи на стороні опромінення лазерним променем, а другий металевий шар від стабілізаційного шару, який містить матеріал, що обирається з групи, яка включає бор, карбід бору, нітрид бору і вуглець на іншій стороні, при цьому зверху на стабілізаційному шарі розташований, щонайменше, один адгезійний шар і верхня основа. Основні особливості винаходу можна додатково детально описати або завершити у наступних варіантах здійснення. Шар запису містить сплав TeSeBi. Товщина першого металевого шару складає 3-6 нм, тоді як товщина другого металевого шару складає від 1 до 2 нм. Перший і другий металевий шар складається з Сг, сплавів і композитів Сг. Захисний шар складається з матеріалу, що обирається з групи, яка включає SiO2 і ZnS. Зверху на стабілізаційному шарі знаходиться перший адгезійний шар, адгезійний шар, що твердне під дією УФ-променів, а також другий клейкий шар. Адгезійний шар складається з матеріалу, що обирається з групи, яка містить Si, сполуки Si і вуглець. Корисні ефекти Описана конфігурація окремих шарів оптичного носія запису, такого як оптичний диск, за цим винаходом, дає змогу отримати оптичний носій архівної інформації з максимальним терміном служби. Оптимальний склад окремих шарів дає змогу усунути вплив тепла, вологи і світла при створенні записів, а також вплив інших небажаних факторів і умов протягом тривалого зберігання як записаних, так і пустих носіїв інформації. Використання стабілізаційного шару, який включає бор і карбіди бору, покращує властивості оптичного носія щодо стійкості до високих температур і екранування від опромінення. Ще однією перевагою оптичного носія за цим винаходом є те, що він не вимагає використання специфічного програмного і апаратного забезпечення запису або відтворення, а тому може використовуватися на більшості традиційних доступних на даний час пристроїв запису і відтворення без встановлення жодних вимог щодо їхніх надзвичайних властивостей, виходів і джерел енергії. Опис креслень Фіг. 1 - це схематичне зображення, на якому показаний склад окремих шарів оптичного носія запису між нижньою і верхньою основою. Найкращий режим Конфігурація окремих шарів оптичного носія запису у формі оптичного диску з одним шаром запису показана схематично, тобто накреслена не у масштабі (Фіг. 1). У цьому варіанті здійснення винаходу диск 1 включає на нижній стороні нижню основу 11, зроблену з прозорої полікарбонатної смоли. Ця основа призначена для входу лазерного променя 1, що генерується пристроєм запису або зчитування. На верхній стороні диск закривається верхньою основою 12 з того ж матеріалу, тобто зробленого з прозорої полікарбонатної смоли. На нижній основі 11 розташований захисний шар 2, який також називається діелектричним шаром, загальною товщиною близько 20 нм. Основним компонентом захисного шару є SiO2. Шар запису 3, розташований над захисним шаром 2, вставлений між першим і другим металевими шарами, які демонструють відбивні властивості і включають в якості основного компонента Сг. Перший металевий шар 31 має товщину близько 4 нм у діапазоні від 1 до 3 нм. Цей шар виконує також роль стабілізаційного шару протягом часу до виконання запису в шарі запису 3. Другий металевий шар 32 має товщину близько 2 нм у діапазоні від 1 до 3 нм. Металевий шар може також складатися з інших елементів, таких як Ag, ΑΙ, Mg, Cu, Pd, Zn та подібних відомих елементів. Окрім ефекту стабілізації другий металевий шар 32 виконує роль помічника відбиття для зчитування запису. Шар запису включає сплав TeSeBi, а його товщина складає близько 10 нм у діапазоні від 9 до 15 нм. Зазначені додаткові компоненти сплаву Те можна замінити або додатково комбінувати з іншими елементами, такими як Pd, О, Pb, Sn, Al, Cr, Co або сумішами металів і сплавів таких елементів. Після другого металевого шару 32 слідує головний стабілізаційний шар, що має товщину від 7 до 12 нм, краще якщо 10 нм, основним компонентом якого є бор, карбід бору або нітрид бору. В альтернативному варіанті здійснення цей шар може включати вуглець. Щоб досягти більшої стійкості носія запису, на зовнішню сторону нижньої основи 11 може наноситися прозорий лак, що твердне під дією ультрафіолетового (УФ) опромінення, товщиною близько 6 мкм, а на зовнішню верхню сторону верхньої основи 12 — два шари білого лаку, що твердне під дією УФ, загальною товщиною близько 20-40 мкм. У випадку, якщо не потрібний друкований напис, що охоплює всю площу верхньої сторони верхньої основи, може також використовуватися прозорий лак, що твердне під дією УФ, замість білого лаку. 2 UA 107511 C2 5 10 15 20 25 Диск 1 був виготовлений наступним способом. На полікарбонатний диск діаметром 120 мм, який являє собою нижню основу 11 і має напрямний паз наносили захисний шар 2 шляхом плазмового розпилення у захисній атмосфері у вакуумній камері. Осаджування проводилося за допомогою З катодів, причому кожен катод формував в процесі осаджування розпиленням шар Si товщиною 6,5 нм з використанням реакційної плазми з О 2 до загальної товщини 20 нм. На створеній таким чином нижній основі 11 формували перший металевий шар товщиною 3 нм, утворений з Сr, за допомогою процесу осаджування розпиленням в атмосфері інертного газу аргону, а потім, також в атмосфері аргону, - шар запису 3 товщиною 10 нм, що складається з TeSeBi, за яким формували другий металевий шар товщиною 2 нм. На наступному кроці формували головний стабілізаційний шар 5 з бору товщиною 10 нм за допомогою реактивної плазми з СО2. В якості альтернативи замість бору розпилювали вуглець також з використанням реактивної плазми з СО2. Щоб створений жорстке з'єднання між приготовленою нижньою частиною диску 1 і верхньою основою 12, осаджували перший адгезійний шар SiO2 61 за допомогою процесу плазмового розпилення у захисній атмосфері, і за тих самих умов осаджували другий адгезійний шар 62 на нижній стороні верхньої основи 12. В якості альтернативи замість SiO2 осаджували Si з подібним ефектом. Після цього нижню і верхню частини диску 1, приготовлені, як описано вище, склеювали разом за допомогою клею, що твердне під дією УФ, шляхом інжекції клею між адгезійними шарами обох поворотних частин дисків або шляхом затвердіння з'єднання за допомогою УФ-лампи. На створені цим методом диски були нанесені записи за допомогою описаних нижче пристроїв запису DVD+R і BD-4, після чого вони випробовувалися на відповідність міжнародним стандартам "ЕСМА INTERNATIONAL". В якості випробувального пристрою використовували аналізатор CATS, який зазвичай продається під назвою DEV CATS-SA300 + DVD Pro. Результати випробувань, отримані шляхом випробування на низці пристроїв запису і зчитування, які репрезентуються наявні на даний час на ринку пристрої, зведені у наступній таблиці: Таблиця 1 Виробник Lite-On Lite-On Lite-On Asus Plextor Samsung Samsung LG LG 30 35 Модель Швидкість запису iHAS324-32 SATA A* iHAS424-32 SATA A* MAS524-32 SATA A* DRW-24B1ST SATA PX-880SA SATA SH-S222C SATA SH-S223C SATA BH08-LS20 BH10-LS30 Результати аналізатора CATS DVD 4X успішно 4X успішно 4X успішно 4X успішно 4X успішно 4X успішно 4X успішно 4x 4x успішно успішно Результати випробувань показали, що створенням оптичного носія запису з конфігурацією і складом окремих шарів за цим винаходом було знайдено технічне вирішення проблем, які супроводжують виробництво архівних дисків з надзвичайно тривалим терміном служби. Крім того, результати показали, що носій запису за цим винаходом сумісний (тобто може записуватися і зчитуватися) з усіма наявними на даний час пристроями без необхідності використання спеціального обладнання, призначеного для цієї спеціальної мети. Промислове застосування 3 UA 107511 C2 Оптичний носій запису за цим винаходом призначений для використання організаціями і фізичними особами для запису і тривалого зберігання інформації. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 1. Оптичний носій запису для створення архівних записів лазерним променем, що містить основу, шар запису, щонайменше один шар відбиття і щонайменше один захисний шар, який відрізняєтьсятим, що шар запису (3) містить метал, який вибирається з групи, що складається з Те, сплавів і композитів Те, і осаджується між першим і другим металевим шаром (31, 32) з властивостями відбиття, при цьому перший металевий шар (31) відділяє шар запису (3) від захисного шару (2) і нижньої основи (11) на стороні опромінення лазерним променем (7), а другий металевий шар (32) - від стабілізаційного шару (5), який містить матеріал, що вибирається з групи, яка включає бор, карбід бору, нітрид бору і вуглець на іншій стороні, при цьому зверху на стабілізаційному шарі (5) розташований щонайменше один адгезійний шар і верхня основа (12). 2. Оптичний носій запису за п. 1, який відрізняється тим, що шар запису (3) включає сплав TeSeBi. 3. Оптичний носій запису за будь-яким пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що товщина першого металевого шару (31) становить від 3 до 6 нм, тоді як товщина другого металевого шару (32) становить від 1 до 2 нм. 4. Оптичний носій запису за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що як перший, так і другий металеві шари (31, 32) складаються з Сr, сплавів і композитів Сr. 5. Оптичний носій запису за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що захисний шар (2) складається з матеріалу, що вибирається з групи, яка включає SiO2 і ZnS. 6. Оптичний носій за будь-яким з пп. 1-5, в якому на стабілізаційному шарі (5) розташовуються перший адгезійний шар (61), адгезійний шар, що твердне під дією ультрафіолетового опромінення (6), і другий адгезійний шар (62). 7. Оптичний носій запису за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що адгезійні шари (61, 62) складаються з матеріалу, що вибирається з групи, яка включає Si, сполуки Si і вуглець. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4