本发明涉及具有由多个信息记录层构成的记录单元的多层光盘。尤其涉及 具有由相变材料形成的信息记录层的多层光盘。

近来，随着所谓多媒体正变得流行，对处理诸如数学移动图像的大量信息 的光记录媒体的要求增加了，结果增加了对记录和/或再现所必须的存储大量 信息和对其进行随机存取的需要。

在可随机存取记录媒体中，有可移去的大存储容量的光记录媒体，即其能 够从记录和/或再现装置中取出。在许多领域该光记录媒体有大量应用。

在这种形势下，按照NTSC(国家电视系统委员会)系统在一个表面上记 录和/或再现达四个小时的光记录媒体是可能的。

在该光记录媒体中，其目标是能使记录和/或再现达四个小时，如家用视 盘播放机，以代替现在流行使用的磁带录象机，来提供作为新记录媒体的功 能。而且，光记录媒体可以与数字声盘为相同形状和大小，其上记录着音乐数 据，对熟悉数字声盘的用户将证明该产品更为有益。

同时，对能够处理静态较大信息容量的光记录媒体的要求增加了，结果使 得要求光记录媒体具有静态的较大存储容量。

例如，要求能够根据NTSC系统记录和/或再现的光记录媒体不仅是盘状以 利用适合于提供简单小尺寸记录媒体之盘形状的高存取速度，而且是具有诸如 记录图像、特技播放或编辑之即时再现的多种功能的大存储容量。

为了具有这些多种功能，要求有不小于8GB的容量。但是，到目前为止还 缺乏能够实现这种大存储容量的光记录媒体，原因是：

在已提出的只再播DVD(数字多功能盘)中，波长λ为0.65μm，光学系 统的数值孔径为0.6，结果使当前DVD可能的记录容量不超过4.7GB。

因此，为了提供具有DVD系统的信号格式的不小于8GB记录容量，例如 ECC(错误校正码)或调制系统保持不变，下述关系式要满足：

4.7×(0.65/0.60×NA/λ)2≥8               ……(1)

由方程(1)，NA/λ≥1.20是必须的，结果要求较短波长或较大的NA值。

如果NA较大，要求由辐射再现光透过的光盘透明基片的厚度要减小。原 因是，随着NA增加，起因于盘平面相对于光拾取器光轴偏离垂直之角度的偏 差裕量，或者所谓的倾斜角变得较小，起因于该倾斜角的偏差随再现光透过的 透明基片的厚度增加而增加。

因相同的原因，再现光透过的透明基片厚度的变化需要包括在预置的范围 内。

同时，由塑料形成的注模基片大量地用作为光记录媒体的透明基片。该注 模基片在加工具有非常薄的厚度和较高精度时是困难的。

另一方面，在同面方向即二维方向上光记录媒体信息记录层记录密度由所 用激光最小斑点直径确定。因此，最小斑点直径愈小，信号所能记录的密度愈 高。所以，为了在光记录媒体上能进行高密度记录，企图减小光源的波长和增 加物镜的数值孔径NA以降低最小斑点直径。但是，在缩短激光波长或增加物 镜数值孔径NA上存在技术上的限制，使得在二维方向上增加记录密度接近其 极限。

作为增加光盘中记录容量的手段，除了进一步减小记录和/或再现波长或 者改善用于记录和/或再现的光的光会聚能力(NA)之外，有这样的方法，即 增加记录层的数目。在一次写入或重写光盘中，优先选择是朝着减小记录和/ 或再现波长的方向以及朝着物镜的较大NA的方向，而只在1998年10月在 Society Publication中首次引入了多层光盘。

该报告的意义是在两个二种相变记录层中记录和/或再现是可能的。但 是，担心的是，如果在光入射侧记录层(第一记录层)上已记录信息，在第一 记录层没有记录信息的话，或者如果记录区域和非记录区域共存于第一记录层 的话，记录在其它记录层(第二记录层)上是否能做得稳定。实际上，借助相 变记录材料，已经证明出第一记录层的透光率在记录状态即记录材料的非晶状 态下要比非记录状态即记录材料的晶态下高。根据该报告，第一记录层的透光 率在晶态和非晶态时分别为70％和45％。

如果在该层上记录之前和之后第一记录层的透光率有明显地变化，则在第 一记录层的整个表面上记录信息之后必须将信息记录在第二记录层上。但是， 由于在第一和第二记录层的每一个上不能自由地记录或再现信号，所以在与媒 体的信息交换上存在严重的限制，其结果是这种有价值的合适的多层光盘归于 无用。而且，在或从光盘上记录或再现信息的传送速率近来希望增加，使得同 时记录和/或再现多层光盘的多个记录层以把传递速率增加相应于记录层数目 的倍数(by a factor)的增加要求提高了。

而且，在具有层状信息记录层的记录和/或再现光盘中，如果线速度由减 小束斑直径增加，则在正确记录数据时可遇到困难，结果，如果形成二个信息 记录层，则实现不低于10GB的记录容量已经是困难的。

正如上述，在光记录媒体中，记录容量的进一步增加代表了一个不能回避 的技术任务。

因此，本发明目的是提供多层光盘，其中记录密度能在三维方向上增加， 并且记录容量还能增加，其在记录和/或再现特征上是优越的。

本发明另一目的是提供多层光盘，其中记录和/或再现能够在可记录多层 光盘的各个记录层中稳定地同时实现。

本发明另一目的是提供多层光盘，其可供重写和高密度记录之用。

在一个方案中，本发明提供一种多层光盘，其中使二个或多个信息记录层 形成在0.3到1.2mm厚的基片上，插入透明层，以形成记录单元，光传输保护 层形成在记录单元上，厚度为10到177μm，并且其中光从光传输保护层侧照 射以引起记录和/或再现信息信号，其中除了形成在距光传输保护层最远位置 处的信息记录层之外，至少一个信息记录层具有作为记录材料的相变材料，并 且其中构成第一信息记录层之相变材料在晶态时的折射率nc1和消光系数kc1 和在非晶态时的折射率na1和消光系数ka1在如从光传输保护层计算那样满足 关系(nc1/na1)≤12，(kc1/ka1)≤12，以及(kc1/ka1)≤5(nc1/na1)，这里 排除kc1/ka1＜1和nc1/na1＜1的情况。

在上述多层光盘中，根据本发明，其中信息记录层是成多层的，记录密度 甚至在对应于信息记录层厚度方向三维方向上增加，因此可进一步增加记录容 量。

而且，在根据本发明的多层光盘中，除了形成在距光传输保护层最远位置 处的信息记录层之外，至少一个信息记录层具有作为记录材料的相变材料。因 此，本发明的多层光盘能够重复地记录和/或再现信息，同时其能够具有可记 录和/或再现的多个层。

而且，由于根据本发明的多层光盘关于波长为380到450nm的光进行了光 学优化，其可以实现较大的记录容量。

在另一方案中，本发明提供了一种多层光盘，其中二个或多个信息记录层 成层在厚度为0.3到1.2mm的基片上，具有插入的透明层，以形成记录单元， 光传输保护层形成在记录单元上，厚度为10到177μm，并且其中光从光传输 保护层侧照射以引起记录和/或再现信息信号，其中每个信息记录层具有作为 记录材料的相变材料，并且其中，当记录和/或再现光会聚在远离光传输保护 层的第二记录层上时，如果在光传输保护层侧的第一记录层中的记录和/或再 现光通路区里共存有信息记录轨道和非信息记录轨道，第一记录层的相变记录 材料满足下述关系：

    0.8≤Tlc/Tla≤1.2

    70％≥Tlc≥40％

    70％≥Tla≥40％

    Alc/Ala≥1.0

这里Tlc是晶态时第一记录层相变记录材料的透光率，Alc是晶态时由第 一记录层相变记录材料吸收的光的吸收率，Tla是非晶态时相变记录材料的透 光率以及Ala是非晶态时由相变记录材料吸收的光的吸收率。

在上述多层光盘中，根据本发明，其中信息记录层是多层的，记录密度甚 至在对应于信息记录层厚度方向的三维方向上是增加的，因此进一步增加了记 录容量。

而且，由于多层光盘是光学上优化的，在各个记录层中能够稳定和同时地 进行记录和/或再现。

在根据本发明的信息记录媒体中，至少在支撑基片侧或者在对于相变材料 膜支撑基片的相对侧上形成了结晶促进膜和增强膜，其中最靠近支撑基片的信 息记录层具有配给其最外侧的朝着支撑基片的反射膜和还具有配给其最外侧 的相对着支撑基片的半透明增强膜，并且其中结晶促进膜由其至少含有一种下 列材料的材料形成，即Si，SiC，Ge，GeC，Sn，SnC，Al，AlC，Ga，GaC，In， InC其氯化物和氧化物。

在上述信息记录媒体中，增强膜由至少含有ZnS，ZnS-SiO2，SiO2和MgF2之一的材料形成。

在上述信息记录媒体中，半透明增强膜由至少含有Au，AuCo合金，Si，Ag 合金，SiOx，ZnS-SiOx，Au-SiO2混合物和Au-ZnS-SiO2混合物之一的材料形 成。

在本发明结构中，结晶促进膜和增强膜至少形成在支撑基片侧上或者在相 变材料膜支撑基片的相对侧上，以构成由相变材料形成的信息记录层。因此， 结晶促进膜起结晶非晶部分的作用，而同时增强膜起保证返程光的光量差的作 用。注意，由于最靠近支撑基片的信息记录层具有配给其最外侧的朝着支撑基 片的反射膜和还具有配给其最外侧的相对着支撑基片的半透明增强膜，透射光 能够被朝着支撑基片侧之信息记录层上的多路反射有效地利用，这里入射光量 是最小的，因此对应地改善了感光性。因此，如果信息记录层是成多层的，有 可能避免记录在信息记录层上信息的衰减，使得能够在光量降低的较低层侧的 可靠访问。通过形成至少含有Si，SiC，Ge，GeC，Sn，SnC，Al，AlC，Ga，GaC， In，InC，其氯化物和氧化物之一的材料的结晶促进膜，即使减小束斑直径增 加线速度，非晶相变材料能够容易地熔化和结晶。

类似膜结构中，如果增强膜由至少含有Au，AuCo合金，SiAg合金，SiOx， ZnS-SiOx，Au-SiO2混合物和Au-ZnS-SiO2混合物之一的材料形成，由反射层 反射的光束能够被再反射以增加提供给需要用更多能量用于熔化的结晶部分 的能量。因此，如果非晶部分和结晶部分共存，这些部分能被均匀地熔化以重 新记录希望的信息。

而且，通过类似结构，反射膜能够由至少含有Al合金，BiSb，Ag合金， Au，Au合金之一的材料加工成，由此有可能有效地反射和利用透过信息记录层 的光束。

根据本发明，正如上面概述，多层光盘能被供给，其中有可能增加三维方 向上的记录密度和记录容量，并且其在记录和/或再现特征上是优越的。

而且，根据本发明，通过提供不低于40％的第一记录层的透射率和通过在 记录和/或再现第二记录层时减小第一记录层透过率的变化，第一和第二记录 层两者能够被记录和/或再现。

当第一记录层采用可重写相变记录材料时，如果信号由盘产生器预先在第 一记录层的整个信息记录区上记录，则第一记录层的透过率在用户使用光盘时 成为常数，使得能够稳定记录和/或再现。

在信息记录在第一记录层上之前和之后，如果第一记录层透过率的变化被 限制在第二记录层的功率极限之内，在第二记录层上的信息记录能够稳定地实 现，而与第一记录层上的记录状态无关。在这种情况下，盘产生器不需要预先 记录信息，使得限制生产成本和包含在媒体中的成本成为可能，提高了媒体的 价格竞争性。

而且，对第一和第二记录层的记录顺序不必进行限制，因此二个记录层能 够同时地记录和/或再现，结果是，记录和/或再现信息的传输率能够是仅具有 单记录层之光盘的两倍。这使得通过高传输率相变光盘能够进行高视觉广播的 实时记录。

通过在光透射层表面上形成抗反射膜，记录和/或再现光能够稳定地聚焦 在记录层上，不用将把记录层从光透射层表面区别开的装置加到记录和/或再 现驱动器，因此能够便宜地生产驱动器。

而且，通过使相变材料的信息记录层成层，包括有增强膜和结晶促进膜， 仅在最靠近支撑基片的信息记录层上形成反射膜，以及适当地选择各个信息记 录层的膜材料，由此可以提供重写的且在其上能做成高密度记录的光信息记录 媒体。

图1是表示多层光盘说明结构的示意剖面图；

图2是表示用于实现预置光特征的区域的曲线；

图3是表示双层光盘中基本结构和光入射方式的示意图；

图4是用于表示双层光盘第一和记录层反射率和透过率定义的示意图；

图5是表示第二记录层分层结构的示意图；

图6是表示第一记录层分层结构的示意图；

图7是表示第一记录层另一分层结构的示意图；

图8是表示第一记录层另一分层结构的示意图；

图9是用于说明H-L型和L-H型中光能量分布的示意图；

图10是表示光如何在吸收媒质中前进的示意图；

图11是表示第一记录层另一分层结构的示意图；

图12是用于说明双层光盘第一和第二记录层和光传输保护层之反射率和 透过率定义的示意图；

图13是表示光传输保护层表面上在没有光干涉膜情况下聚焦伺服期间聚 焦误差信号的示意图；

图14是表示光干涉膜膜结构例子的示意图；

图15是表示光传输保护层表面上有光干涉膜情况下聚焦伺服期间聚焦误 差信号的示意图；

图16是表示具有作为第一记录层之性能的分层结构例子的示意图；

图17是表示具有作为第一记录层之性能的分层结构另一例子的示意图；

图18是表示具有作为第一记录层之性能的分层结构另一例子的示意图；

图19是表示具有作为第一记录层之性能的分层结构另一例子的示意图；

图20是表示具有作为第一记录层之性能的分层结构又一例子的示意图；

图21是表示具有作为第二记录层之性能的分层结构例子的示意图；

图22是表示具有作为第二记录层之性能的分层结构另一例子的示意图；

图23是表示具有作为第二记录层之性能的分层结构又一例子的示意图；

图24是表示具有作为第一记录层之性能的分层结构又一例子的示意图；

图25是表示体现本发明之光盘又一例子的剖面图；

图26是表示用于访问图25光盘之光盘装置的光学系统的示意图；

图27是表示体现本发明之第一信息记录层的膜结构例子的示意剖面图；

图28是表示第二信息记录层之膜结构例子的示意剖面图；

图29是表示体现本发明之第一信息记录层的膜结构又一例子的示意剖面 图；

图30是表示第二信息记录层之膜结构又一例子的示意剖面图；

图31是表示第二信息记录层之膜结构又一例子的示意剖面图；

图32是表示第二信息记录层之膜结构又一例子的示意剖面图；

图33是表示用于与本发明实施例相比较的光盘的剖面图。

参考附图，下面详细地说明根据本发明的优选实施例。

体现本发明的多层光盘由基片、包括中间插入有透明层的二个或多个信息 记录层的淀积于其上的记录部分、以及形成在记录部分上的光传输保护部分构 成。借助体现本发明的多层光盘，激光落在光传输保护层侧面上以记录和/或 再现信息信号。

尤其是，借助体现本发明的多层光盘，二个或多个信息记录层的至少一 个，除了位于距光传输保护层最远位置处的信息记录层之外，都是由作为记录 层的相变材料形成的。即，借助根据本发明的多层光盘，除了形成在最靠近基 片位置的信息记录层之外，信息记录层的至少一个是具有作为记录材料的相变 材料的相变记录层。当然，在根据本发明的多层光盘中，形成在距光传输保护 层最远位置即在最靠近基片侧之位置处的信息记录层可以是相变记录层。

在下面的说明中，光盘，由二个信息记录层形成的光盘记录部分被作为体 现本发明之多层光盘的例子。但是，本发明并不局限于该结构。图1是表示根 据本发明多层光盘的剖面图。

参考图1，根据本发明的多层光盘1包括光反射层3，第二信息记录层4， 透明层5，第一信息记录层6和光传输保护层7，其顺序地分层在基片2的主 表面2a上。在本多层光盘1中，激光从光传输保护层7照射以记录和/或再现 信息信号。

更详细地说，在体现本发明之多层光盘1上或从多层光盘1记录和/或再 现信息信号时，如果激光从光传输保护层7侧算起那样聚焦在第一信息记录层 6上，激光不聚焦在第二信息记录层4上，使得信息信号仅在第一信息记录层6 上或从其上被记录和/或再现，作为第一层，其是处于激光聚焦状态。另一方 面，如果激光被聚焦在第二信息记录层4上，激光不聚焦在第一信息记录层6 上，使得信息信号仅在第二信息记录层4上或从其上被记录和/或再现，作为 第二层，其是处于激光聚焦状态。

在本多层光盘1中，由于信息记录层是多层结构，其包括第一信息记录层 6和第二信息记录层4，并且符合下面的标准，对应于信息记录层厚度方向， 记录密度在三维方向上要高于具有单记录层之常规光盘中的记录密度，因此有 效地实现进一步增加记录容量。

现详细解释体现本发明之多层光盘1的结构。

通常，盘斜向裕度θ，记录和/或再现系统的波长λ，物镜的数值孔径NA 和光传输保护层厚度t是相互校正的。尤其是，这些参数和盘斜向裕度θ之间 的关系在日本待审专利H-3-225650中公开了，作为参考，其用致密盘CD，已 经充分地证明了其实效性或所谓的播放性。

确切地说，上述公开表示如果θ≤±84.115°的话就足够了。这可以应 用于根据本发明的多层光盘1中。

如果在实际批量生产光盘的情况下考虑斜向裕度θ的特殊极限值，则合理 地设置为0.4°。理由是，如果斜向裕度θ小于这个值，则批量生产中产量降 低成本增加。同时，在现存光盘中，该极限值对于CD和对于DVD分别为0.6 °和0.4°。

因此，借助θ＝0.4°，考虑到激光向较短波长发展和物镜向较大数值孔径 NA发展的趋势，计算了光传输保护层7的厚度如何设置。首先，在λ＝0.65μ m时，NA值需要设置为不低于0.78，其来自关系：NA/λ≥1.20。

如果今后激光的波长较短，使得λ＝0.4μm，并且NA/λ≥1.20的条件保 持不变，则光传输保护层的厚度t＝1.77μm。因此，可以认为177μm的光传 输保护层7的最大厚度是优选的。如果考虑到使用具有1.2mm基片厚度的常规 CD的生产设备来生产多层光盘1的可能性，则其整个多层光盘1的厚度最大时 是1.38mm。

另一方面，光传输保护层7厚度的下限由是否确保保护信息记录层4，6， 反射层3或透明层5的功能来确定。确切地说，如果考虑到光盘1的可靠性或 者二组透镜(two-set lens)抗光传输保护层7表面冲击效果的话，下限值最 好不低于10μm。

同时，如果考虑到将来所估计到的广泛应用，容纳从当前红色激光到兰色 激光的可能性，应考虑到存在光传输保护层7和斜向裕度θ之间的前述关系， 因此光传输保护层7的厚度t需要为10到177μm。

因此，可以认为光传输保护层7的厚度t为10到177μm是优选的。

而且，为了提高记录密度，正如上述，提高比率NA/λ是强制性的。

现在详细解释上述多层光盘1各个层结构。

在基片2的表面2a上，形成有微凸凹不平之处，例如为其中记录诸如信 息信号之信号的引导槽或前置坑。基片2的厚度优选为0.3到1.2mm。基片2 材料可以为例如：诸如聚碳酸酯的塑料，或者诸如聚甲基丙烯酸酯(PMMA)的 丙烯酸类树脂，或者玻璃。在前者情况下，基片2由注模形成，而在后者情况 下，基片2由光聚合物(2P)法模制。

形成在基片2主表面2a上的光反射层3用作反射层，用于反射透过第一 和第二信息记录层4，6的光，同时用作热沉层(heat sink layer)，用于防 止热量过度储存在第一和第二信息记录层4，6。

光反射层3的材料优选为金属元素，非金属元素，半导体元素和其化合 物，呈单质或组合的形式。

这些材料中，主要由Al构成的、还包括0.4到0.8wt％的Si、不高于0.7wt％ 的Fe、0.15到0.40wt％的Cu、不高于0.15wt％的Mn、0.8到1.2wt％的Mg、0.04 到0.35wt％的Cr、不高于0.25wt％的Zn和不高于10.0wt％的Ti的这种材料是 最为优选的。在这种情况下光反射层3形成为50到200nm厚的薄膜。

理由是：如果由相变材料形成的相变记录层形成在光反射层3上作为信息 记录层4，则该相变记录层对光反射层3的晶体特性或者对由光反射层3材料 颗粒大小形成的界面形状是不敏感的，其结果是，相变记录层正确地反映了基 片2的表面形状。

在用于形成基片2上由上述材料形成的光反射层3的方法中，有诸如离子 束溅射方法，dc溅射方法和RF溅射方法等方法。

在体现本发明的多层光盘中，由二个或多个信息记录层做成的记录部分形 成于在基片2上形成的光反射层3上。

特别是，借助本多层光盘，如从光传输保护层侧计的作为第一层的第一信 息记录层6优选是相变记录层。原因是，相变材料通常是高透光率的，结果， 如果该相变材料用作为是如从由光照射的光传输保护层7计的第一层的第一信 息记录层6，由透过第一信息记录层6引起的光衰减能够仅被限制为较小值。 结果是足够强度的光如从光传输保护层7计的均匀地入射在第二和随后的信息 记录层，同时，足够光强度的反射光也从第二和随后的信息记录层被接收。

在体现本发明的多层光盘1中，第二信息记录层4和第一信息记录层6经 过透明层5形成在基片2上的光反射层3上。

正如上述，根据本发明的多层光盘代替二层结构可以是三层或多层。

而且，信息记录层的全部为相变记录层是非强制性的，如果除了距光传输 保护层最远的信息记录层之外至少一个信息记录层是相变记录层时其是必须 的。信息记录层也可以是在温度升到超过居里温度以便在外磁场方向上反向磁 化失去矫顽磁力的磁光记录层，或者是具有基片上出现隙缝和凹槽的坑和其上 形成金属反射膜的只重放记录部分。在这种情况下，磁光记录层是由诸如 Tb-Fe-Co膜的非晶合金薄膜示例的展示克耳效应或法拉第效应的用于垂直磁性记 录的膜。

注意，第一信息记录层6和第二信息记录层4是由相变材料作为记录材料 形成的相变记录层。在二层盘1的情况下，其满足如果第一信息记录层6是相 变记录层，而第二信息记录层4是相变记录层不是强制性的。

作为用于该记录材料的相变材料，使用诸如在晶态和非晶态之间进行相变 的材料。在这种类型的相变记录层中，例如按照下述形成记录坑：

即，如果相变记录层是由溅射方法形成的，则所形成的膜表现为非晶态。 非晶态中该相变记录层首先被加热到不低于结晶温度的温度用于到晶态的相 转变(初始化)。

如果在这种状态下激光从例如光传输保护层7照射，发生从晶态到非晶态 的相变，发生的区域在激光已聚焦上的区域，结果在该区域反射率变化。反射 率已改变的部分证明为记录坑。该记录坑由利用在已形成坑的区域和未形成坑 的区域之间反射率的差异来检测。

在选择这种类型的相变材料中，应注意以下几点。

第一，需要这种材料，其对成分变化或者诸如相分离之分离是不敏感的并 且其结晶形成较小数目晶体类型的晶体。另外，要使用这种材料，其处于熔点、 结晶温度或者结晶速度的优化范围内。

即，希望相变材料的熔点不高于700℃。为了相变材料薄膜在相位上可变 化到非晶态，需要该相变材料膜加热到不低于其熔点。因此，如果相变材料的 熔点太高，热负载加在光传输保护层7、透明层5或者加在靠近或近邻相变记 录层提供的基片上。

相变材料的结晶温度最好不低于150℃。如果相变材料的结晶温度太低， 记录坑在热稳定上变坏，因此降低了信息存储的可靠性。

相变材料的结晶速度希望不大于500ns。光盘的线速度是2到20m/s，因 而在盘表面上激光斑点的斑点直径在1μm量级。因此，激光照射到相变记录 层给定点上的时间长度是50到500ns。为了在这短的照射时间内发生相变，相 变材料的结晶速度需要不大于500ns。

相变材料优选包含Al，Au，Ag，Bi，Cu，Cr，Co，Cd，Ce，Cs，Dy，Fe， Ge，Gd，Ga，Hf，In，K，La，Li，Mn，Mo，Ni，Nb，Nd，Na，Os，Pd，Pr， Pb，Ru，Rh，Rb，Sn，Si，Sm，Sc，Se，Te，Ti，Tb，Ta，Ti，V，W，Y，Zn和Zr中的至少一种。这种材料可列举为：InSe基硫属化物，SbSe基硫属化物， InSbSe硫属化物，GeSbTe基硫属化物，GeSbTeSe基硫属化物，GeSbTe基硫 属化物，AgInSbTe基硫属化物和AgInSbSeTe基硫属化物和AgInSbTeN基硫属 化物。特别是，在第一信息记录层6中，作为从光传输保护层7计及的第一层， 鉴于诸如透光率或反射率的光学条件，上述硫属化物优选用作相变材料。

相变材料的特例包括Sb2Se3，Ge2Sb2Te5，其具有600℃的熔点，172℃的结 晶温度和50ns的结晶速度，以及包括TeOx(0＜x＜2)。

相变材料还可以是InSeN，InSeNO，InSeO，SbSeN，SbSeNO，SbSeO， InSbSeN，InSbSeNO，InSbSeO，GeSbTeSeN，GeSbTeSeNO，GeSbTeSeO， AgInSbSeTeN，AgInSbSeTeNO，AgInSbSeTeO，GeSbTeNO，GeSbTeO， AgInSbTeNO和AgInSbTeO之一。

在这些材料中，TeOx在其结晶状态是相对稳定的，使得其在确保记录坑的 热稳定上是有价值的。鉴于其相对快的结晶速度，前述用Si加入的Se基硫属 化物也是理想的。

如果在多层光盘中，上述相变材料用作为信息记录层的记录材料，则一定 要考虑信息记录层的光学性能和记录部分中信息记录层的位置之间的关系。

即，多层光盘，从激光落在其上的光传输保护层计及的第二信息记录层， 或者通过二个或多个层与光传输保护层隔开的第n个信息记录层，由透过比第 n个信息记录层更靠近光传输保护层的n-1个信息记录层的激光照射。而且， 由第n个信息记录层反射的光透过n-1个信息记录层以便由光接收部分接收。

因此，照射在信息记录层上的激光强度或者从该信息记录层反射的光的强 度受到比信息记录层更靠近光传输保护层的信息记录层的光学特性的影响。因 此，朝着光传输保护层布置的信息记录层具有足以提供足够幅值之反馈信号和 透光率的反射率是必须的。

特别是，要求从光传输保护层计及的第一信息记录层满足严格要求，这是 由于其需要表现出足以确保再现和高透光率的反射率。

另一方面，借助距光传输保护层较远的信息记录层，关键是反射率和光吸 收率应当高，以确保即使用相对低强度的光也能形成记录坑，以及反射率和光 吸收率应当高，以确保来自记录坑的反馈信号的足够幅值。在设计记录部分的 结构中必须要考虑这些。

因此，在多层光盘中，作为从光透射层7计及的第一层的第一信息记录层 6需要有足够的反射率以允许再现并具有足够的透光率。

另一方面，多层光盘1中距光传输保护层7较远的第二信息记录层4需要 在反射率和光吸收率上为高，目的是确保即使在使用较低强度光时能记录和/ 或再现。

确切地说，如果将由相变材料作为记录材料形成的其记录部分由二个相变 记录层组成的多层光盘1作为例子，则从光传输保护层7计及的第一信息记录 层6在晶态时反射率Rc1和透光率Tc1及在非晶态时反射率Ra1和透光率Ta1关 于记录和/或再现光希望满足下述关系：

Rc1≥5％

Rc1/Ra1≥1.5

(Tc1，Ta1)≥20％

或者

Ra1≥5％

Ra1/Rc1≥1.5

(Tc1，Ta1)≥20％

另一方面，在从光传输保护层7计及的作为第二记录层的第二信息记录层 4中，从光传输保护层7计及的第一信息记录层6在晶态时反射率Rc2和透光率 Tc2及在非晶态时反射率Ra2和透光率Ta2相对于记录和/或再现光希望满足下述 关系：

Rc2≥5％

Rc2/Ra2≥1.5

Tc2，Ta2≥60％

或者

Ra2≥10％

Ra2/Rc2≥1.5

Tc2，Ta2≥60％

借助从光传输保护层7计及的作为第一记录层的第一信息记录层6，晶态 时的反射率Rc1和非晶态时的反射率Ra1按照反馈光信号的幅值设置，使得如果 Rc1和Ra1在上述范围之外，则从第一信息记录层6获得的反馈信号的幅值不能 满足。

在该第一信息记录层6中，晶态时的透光率Tc1和非晶态时的透光率Ta1 的确定是与由透过第一信息记录层6的激光引起的激光抑制相联系的。如果Tc1 和Ta1在上述范围之外，由于从光传输保护层7激光透过第一信息记录层6的 结果，激光在强度上衰减，使得激光不能以足够的强度从光传输保护层7照射 到从光传输保护层7计及的作为第二层的第二信息记录层4，其结果是，不能 接收足够强度的从第二信息记录层4反射的光。这使得在对应第二层的第二信 息记录层4中形成和检测记录坑变得困难。

另一方面，在从光传输保护层7计及的作为第二记录层的第二信息记录层 4中，设定晶态时光的吸收率Ac2和非晶态时光的吸收率Aa2以便即使在较低激 光强度时也引起相变。

而且，在作为第二记录层的第二信息记录层4中，晶态时的反射率Rc2和 非晶态时的反射率Ra2按照反馈信号的幅值确定，结果使得如果Rc2和Ra2在上 述范围之外时从作为第二记录层的第二信息记录层4获得的反馈信号的幅值不 满足要求。

这些记录层的光学特性依赖于记录层的分层结构，即依赖于电介质和反射 层的结合使用，用作为记录材料的相变材料的折射率n和依赖于消光系数k。

图2表示一曲线，横坐标为nc1/na1，纵坐标为Rc1/Ka1，其中画出了各种 相变材料的nc1，na1，Kc1和Ka1。

不管记录和/或再现光的波长是否是650nm或者是400nm，趋势近似是相 同的，结果使得在图中阴影所示区域中实现上述光学特征变成了可能。

即，本发明中，构成从光传输保护层计及的第一信息记录层的相变材料在 晶态时折射率nc1和消光系数Kc1及在非晶态时折射率na1和消光系数Ka1被设 定为满足(nc1/na1)≤12，(Kc1/Ka1)≤12和(Kc1/Ka1)≤5/(nc1/na1)的关 系，这里排除Kc1/Ka1＜1和nc1/na1＜1。

现在说明多层光盘，其中对于光入射侧记录和/或再现光，第一记录层的 透光率的变化在第一记录层记录信息之前和之后被减小了，确保了在第二信息 记录层上或从第二信息记录层上稳定进行信息记录和/或再现，以及在第一和 第二记录层上同时信息记录和/或再现。

相变光盘利用的事实是：记录材料复数折射率中的差别在记录材料处于晶 态和非晶态时增加了。通过将信息非记录部分和信息记录部分分别设置为晶态 和非晶态，产生记录和/或再现光对这些区域之反射率的差值，用于区分记录 信息或者没有记录信息。而且，通过相对慢地冷却相变材料能够产生晶态。其 是用在利用本原理之相变光盘领域中的初始化器件。通过相对快地冷却能够产 生非晶态。其是用于利用本原理之信息记录和/或再现的驱动器。

图3表示双层光盘的基本结构和使记录和/或再现光落在光盘上的方法。

该多层光盘包括热塑料树脂的支撑基片11，0.3到1.2mm厚，其中形成了 圆周螺旋形地延伸引导凹槽12。引导凹槽12上经过透明中间层14形成了第一 记录层15，具有引导凹槽结构，近似为30μm厚，在其上形成了透明光透射层 16，厚度在100μm量级。用于记录和/或再现的激光波长是650nm或400nm 的量级，同时代表物镜17光会聚能力的数值孔径NA设置为0.85。对于650nm 和400nm的波长，会聚在记录层上的光的直径分别设置为0.9μm和0.6μm 的量级。信息分别被记录在对于入射光凸出的引导凹槽部分和对于入射光凹入 的引导凹槽部分上。

在将记录和/或再现光会聚在记录层上中，用于记录和/或再现的激光通过 透过用于会聚该记录和/或再现光的物镜来会聚。会聚光入射到和透过双层光 盘的光透射层16，以便被聚焦在第一信息记录层15上。会聚光还透过第一信 息记录层15和透过中间层14，以便被聚焦在第二信息记录层13上。为了将光 聚焦在第一记录层15和第二信息层13上，可以使用单物镜，在此情况下，物 镜沿着光轴移动。另外，可以使用二个不同的物镜和与该物镜配对的激光束， 其中激光束被聚焦在各个记录层上。

光盘中第一和第二记录层的光反射率，透光率和光吸收率以下述方式定 义。

图4中，示出了多层光盘内部入射光对应层中反射率和透过率的定义。R1c 是入射在第一记录层15上光的反射率，T1c是在这种情况下第一记录层15中 的透过率。R1a是在第一记录层15的记录材料处于晶态时入射在第一记录层15 上的光的反射率，T1a是在这种情况下第一记录层15中的光的透过率。A1c，A1a 表示在第二记录层14入射的和由记录材料吸收的光的比例。

R2c是在第二记录层13的记录材料处于晶态时在第二记录层13上入射的 光的反射率，R2a是在第二记录层13的记录材料处于非晶态时在第二记录层13 上入射的光的反射率。A2c，A2a表示在第二记录层13入射的和由记录材料吸收 的光的比例。

R’2c表示第二信息层13的记录材料处于晶态时穿过第一记录层15，由第 二信息层13反射，再次穿过第一记录层15并返回光透射层的入射光的光量与 入射到光透过层上的光量的比例。另一方面，R’2a表示穿过第一记录层15、由 第二信息层13反射、再次穿过第一记录层15并返回光透射层并且当第二信息 层13的记录材料处于非晶态时的入射光量与在光透射层上的入射光量的比 例。

在重写相变光盘中，Ac/Aa≥1.0是优选的。该值对信息重写特性产生影 响，结果较大的这个比率值是优选的。如果信息被记录在已经存在的记录标记 (marks)中，该比率值愈大，擦除已经存在的标记更有效，也就是说在称为 预结晶的原理下结晶。

另一方面，在这种激光，用于记录和/或再现，波长为660nm，自身能够 产生50mW的dc功率，或者脉冲时为70mW。通过采用这种激光，在从物镜出来 的光辐射上可以实现10mW的最大脉冲输出。

本实施例中，如图5所示结构的第二信息层13对于650nm的激光波长具 有33.5％的反射率和7mW记录功率。相对于中心功率，记录功率变化的容许值 即功率裕度是±20％。

转到第一记录层15透过率的范围，如果是以影响第二信息层13记录和/ 或再现的光量达到第二信息层13，最小要求第一记录层15的透过率为40％。 另一方面，为了使第一记录层15是可记录的，要确定第一记录层15的透过率 的上限。如果考虑到当前获得的记录功率，要获得第一记录层15为70％的透光 率，20％的光吸收率和10％的光反射率，该值70％是透光率的上限。因此，第一 记录层15的透过率的范围是：

    70％≥T1c≥40％

和  70％≥T1a≥40％

激光波长为650nm的信息记录条件包括不低于6m/秒的记录线速度，不高 于0.23μm/bit的记录线速度，双层盘的信息量不少于17Gbyte，传输率不低 于26Mbps(原数据)。

对于400nm激光波长，信息记录条件包括不低于6m/秒的记录线速度和不 高于0.14μm/bit的记录线速度，双层盘的信息量不少于34Gbyte，传输率不 低于42Mbps(原数据)。

当然对于具有NA为0.6，0.6mm量级的光透射层的光盘例如DVD可以做类 似的讨论。

如果第一记录层由可重写的相变材料形成，并且没有作为信息意义的信号 由产生器预先记录在信息记录区的整个表面上，第一记录层中晶体面积和非晶 面积之间的面比率在用户使用盘时于第一记录层上记录之前和之后没有变 化，使得第二记录层能够长久地稳定记录和/或再现。

图6表示用于实现第一记录层的记录层结构例子。这里由于凸面/凹槽记 录是预先设定的，在记录之后第一记录层的晶体面积和非晶面积之间的面比率 是不变化的，使得当记录和/或再现光被聚焦在第二记录层上时第一记录层中 光的透射率为59.8％。

图7和8表示第一记录层的另一示例结构。预先假设记录和/或再现波长 为650nm。图7和8表示记录之前和之后反射率变化是所谓的高到低这里称作 H-L时的例子，以及记录之前和之后反射率变化是所谓低到高这里称作L-H时 的例子。图9表示H-L类型和L-H类型之间的光能量分布。这里，要满足下述 关系：

图7膜结构：

    0.8≤Tc/Ta＝0.80≤1.2

    70％≥Tlc＝63.3％≥40％

    70％≥Tla＝79.1％≥40％

    Ac/Aa＝1.69≥1.0； 图8膜结构：

    0.8≤Tc/Ta＝0.81≤1.2

    70％≥Tlc＝54.9％≥40％

    70％≥Tla＝68.1％≥40％

    Ac/Aa＝1.70≥1.0.

如果在企图满足由本发明规定的光学特性中入射在第一记录层上光的透 射率不低于40％，则由记录材料吸收的光能量证明需要为60％或低于60％。图 10表示透过具有光吸收系数之材料的光能量的变化。当光已横过记录膜时在记 录膜上入射的光的吸收系数由下式表示：

      exp(-4π·K·dr/λ)

这里K表示仅透过一次记录材料膜的光由记录材料吸收的吸收系数。注 意，为了实现高透过率，希望光在通常是多通路干涉膜的记录材料膜内部仅仅 透过一次。如果记录膜的光吸收率已经不低于60％，则透过率不能做得较高， 使得不能实现多层光盘。因此，记录膜厚度的上限由下述关系确定：

      exp(-4π·K·dr/λ)≥40％

对于记录材料膜还存在下限。如果记录材料膜由溅射形成，则薄膜不能形 成为不超过5nm的厚度，使得材料以公知方式以岛形出现。因此，希望记录材 料膜的厚度不小于5nm。

因此，记录材料膜厚度需要满足下述关系：

      exp(-4π·Klc·dr/λ)≥40％

      exp(-4π·Kla·dr/λ)≥40％

      dr≥5nm

在图6到8和图11中所示的第一记录层的示例膜结构中都满足膜厚的这 些条件，解释如后。

图11表示在记录和/或再现波长是400nm的情况下第一记录层的结构。借 助Ge2Sb2Te5，其广泛应用在第一记录层中的相变记录材料，折射率和晶相和非 晶相之间吸收率的比率对400nm波长变得较小，使得满足该条件困难，现在用 H-L型记录层结构解释之。实际上，没有找到合适的分层结构。在L-H型记录 层结构中已要求满足该条件的分层结构。图11表示这种示例结构。在图11的 结构中，下述条件满足：

      0.8≤Tc/Ta＝1.04≤1.2

      70％≥Tlc＝53.5％≥40％

      70％≥Tla＝51.1％≥40％

      Ac/Aa＝1.10≥1.0.

因此，在400nm的记录和/或再现波长中，L-H信息记录型对于实现高性 能重写多层光盘是理想的。

正如可以从图11所示示例性分层结构可见，记录之前即在晶态时的反射 率不大于3％。多层光盘光入射侧的最外表面通常由聚碳酸酯或者UV光固化的 树脂形成，具有在该表面上光反射率为5％量级。另一方面，在这里所争论的是， 光透射层具有大约100μm的膜厚，其不大于传统光盘诸如DVD膜厚的1/6， 以及其更接近中间层的膜厚。当入射光被聚焦在第一记录层或者在第二记录层 上时，检测由基于从相应记录层的反射光所做计算获得的聚焦误差伺服信号来 找到用于在相应记录层上聚焦的时序。但是，如果光透射层太薄，从由来自光 透射层表面反射光的类似信号分离这些相应记录层的信息就变得困难。结果是 聚焦就趋于在反射光处从记录层上形成或者是在反射光处从光透射层上形 成，无论哪个都具有较高反射率。因此，光透射层表面上的反射率理想地是低 于记录层的反射率。如果聚焦是形成在第一记录层上或者在第二记录层上，为 了应用聚焦伺服，相应层优选为不低于2％的反射率值。因此，光透射层表面上 的反射率理想地是不大于2％。

如果使用L-H类型的多层光盘，光干涉膜优选用于禁止表面反射。这将在 现在进行说明。

图12表示多层光盘内部入射光在相应记录层上反射率和透射率的定义。 图12中，Rs和Ts分别表示光透射层表面上的反射率和透过率。

R1，T1和R2分别表示入射在第一记录层上的光的反射率，透过第一记录层 的光的透过率和入射在第二记录层上的光的反射率。R2’表示在光透射层上入射 的透过第一记录层的由第二记录层反射的重新透过第一记录层和返回到光透 射层的光量与入射光量之比率。

表1表示在有和没有用于减小反射率之光干涉膜时光透射层表面、第一记 录层和第二记录层的反射率值，这正如图14所示在后面所做的说明。图13表 示在没有光干涉膜下聚焦搜索时的聚焦误差信号。同时，聚焦搜索是在图3移 动物镜上下运动的操作从而引起光聚焦位置横扫过第一和第二记录层。

                             表1     在光透射层表面上有或没有反射率减小光干涉膜的情况     没有     有     Rs     Ts     4％     96％     0.2％     99.8％     R’1     R’2     4.6％     5.0％     5.0％     5.4％     R1     T1     5％     52％     5％     52％     R2     20％     20％

此时，聚焦位置还横扫过光透射层的表面。对于目前的情况，象散方法用 作为聚焦误差搜索系统。图13中，伴随聚焦搜索，出现有三个误差信号，它 们发生在光透射层16、第一记录层15和第二记录层13上。这些信号有相同的 幅值电平，结果使得如果图13的信号用于进行聚焦伺服拉入操作，光因误差 被聚焦在光透射层表面上的几率是很大的。

现在假设用于反射率减小的光干涉膜应形成在光透射层的表面上。图15 表示有光干涉膜时聚焦搜索时的聚焦误差信号。图15中可以看出，光透射层 表面上的聚焦误差信号的幅值小于图13，使得可以从记录层中做清楚区别。

图14所示光干涉膜结构中反射光量，带有每个透明层的膜厚和带有折射 率作为参数，现被表示为数学方程。作为薄膜边界表面上的正切分量，入射光 幅值是Ei，反射光幅值是Er，以及透射光幅值是Et，并且该关系由用于计算 光学薄膜反射率的特征矩阵表示，可得下述方程(2)： $\left[\begin{array}{c}\mathrm{Ei}+\mathrm{Er}\\ (\mathrm{Ei}+\mathrm{Er})y0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \left(\delta 1\right)& i\sin \left(\delta 1\right)/y1\\ \mathrm{iy}1\sin \left(\delta 1\right)& \cos \left(\delta 1\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\cos \left(\delta 2\right)& i\sin \left(\delta 2\right)/y2\\ \mathrm{iy}2\sin \left(\delta 2\right)& \cos \left(\delta 2\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Et}\\ \mathrm{Et}\times \mathrm{ys}\end{array}\right]$ …(2) δj＝2π×nj×hj/λ         j＝1，2 $\mathrm{yj}=\sqrt{(ϵ0/\mu 0)}\times \mathrm{nj}---j=\mathrm{1,2}$ * 是真空中的发射率。 能量反射率由下式表示：

     |Er/Ei|2                           …(3) 其能从采用上述特征矩阵的关系计算出。

由于光透射层自身的表面反射率是4％量级，为了将盘表面反射率与第一 记录层反射率R1’、第二记录层反射率R2’(＝5％)和反射光量区别开，盘表面反 射率最好是不大于2％。因此，方程(2)和(3)最好表达为下述关系(4)：

     |Er/Ei|2≤2％                      …(4)

存在n1，n2，d1，d2的许多组合，其满足方程(3)并用作反射率减小干涉 膜。表2仅示出了几个例子。

                         表2     n1     n2   d1(mm)    d2(mm)    Rs(％)     1.4     2.0     180     190     1.76     1.5     2.2     80     120     0.04     1.6     2.0     80     100     0.70     1.7     2.0     130     50     1.16     1.8     2.0     100     70     1.25     1.9     2.2     80     80     0.54     2.0     2.2     80     80     1.42

为了尽可能地减小光透射层表面上的反射率，希望满足关系：

n1×d1＝n2×d2＝λ/4…(5)这里λ是真空中入射光的波长，有：

      (n2/n1)2＝ns     …(6)

有：  n1ns         …(7)

此时，理论上反射率是0％。尽管由薄膜制造中引起的误差产生的轻微偏 差，仍有可能将反射率减少至大约0.2％。

图16到20表示不同类型的分层结构，其具有作为第一记录层的能力。

图21到24表示不同类型的分层结构，其具有作为第二记录层的能力。

表3至7表示用于第一记录层之400nm记录和/或再现波长的特定实验结 果。用在这些例子中的材料的光特征示于表8。

                                           表3  类型 ZSSI GST ZSS2  Rc    Ra  Tc    Ta  Ac    Aa  Tavg A/Aa  H-L 130  8   150  11.6  3.1  48.9  54.8  39.5  42.0  51.9 0.94  L-H 110  8   100  2.9    9.1  53.3  51.1  43.7  39.8  52.2 1.10

                                           表4  类型 ZSSI GST SiO2 ZSS2  Rc   Ra  Tc    Ta  Ac    Aa  Tavg     Ac/Aa  H-L  120     8    150  110  130     8    140  110  4.0  1.3  4.6  1.8  59.3  62.6  60.9  63.8  36.3  36.1  34.5  34.4  61.2  62.4     1.01     1.00  L-H  110     8    110  50  120     8    110  130  7.1  15.9  54.0  51.2  54.8  50.7  54.0  51.2  38.0  33.4  44.5  40.7  52.8  52.6     1.14     1.11

                                           表5  类型 ZSSI SiO2 GST ZSS2   Rc    Ra  Tc    Ta   Ac    Aa   Tavg   Ac/Aa  H-L  50  120  8   50   5.1   2.3  61.0  63.9   33.9   33.7   62.5   1.01  L-H 130  120      8 180 50   110      8 190   1.1   8.1   8.4   17.8  51.3  48.9  52.5  48.0   47.6   43.0   39.1   34.0   50.1   50.3   1.15

                                        表6  类型 Si ZSSI GST ZSS2  Rc    Ra  Tc   Ta  Ac    Aa  Tavg  Ac/Aa  H-L  2  120  8  110  2.8  0.2  53.6  56.3  33.6  33.5  55.0  1.00  L-H  2  100  8  110  4  100  8  110  3.9  11.5  3.2  8.8  51.3  49.2  51.8  51.3  38.3  34.9  32.2  30.6  50.3  51.6  1.10  1.05

                                        表7  类型 Au ZSSI GST ZSS2  Rc     Ra  Tc    Ta  Ac    Aa  Tavg  Ac/Aa  H-L  2  50   8  120  2  140  8  200  5.7    2.2  7.2    3.0  51.1  53.0  49.7  51.2  25.3  24.9  28.0  27.5  52.1  50.5  1.02  1.02  L-H  2  120  8  120  1.4    3.7  51.1  51.5  25.3  24.2  51.3  1.05

                              表8 n-H(复数折射率，记录 和/或再现波长λ＝400nm     要求的光学条件  ZSS(ZnS-SiO2)     2.32     Rc/Ra≥2.0     Tavg≥50     Ac/Aa≥1.0  GST-C(GeSbTe)(晶体)     2.0-3.0i  GST-A(GeSbTe(非晶))     3.0-2.0i  Si     4.96-0.48i  SiO2     1.5  Au     2.0-2.5i  光透射保护层     1.57  基片     1.57

在任何情况下，H-L型的Ac/Aa值总大于L-H型的。

下面解释一种光盘，其由多组(Plural sets)构成，每组是由增强膜、 结晶促进膜和相变材料的信息记录膜分层构成在一起，其还包括仅在最靠近支 撑基片的信息记录层上的反射膜。选择构成各记录层的膜材料使得光盘是可重 写的和能够进行高密度的记录。

图25是表示这种光盘的剖面。该光盘21应用在以高传输速率高密度记录 期望信息和再现所记录信息的情况下。在形成光盘21中，多个信息记录层23， 24分层在支撑基片22上，具有插入的中间层26，并且在其上形成光透射层26。 借助光盘21，从光透射层26一侧，预置量的激光束选择地会聚在信息记录层 23，24上，以在各信息记录层23，24上记录期望的数据。

支撑基片22的信息记录层23中形成了凸起和凹槽的图形，其构成激光束 L的引导凹槽，并且其可设计为塑料基片，玻璃基片，或者例如为铝或不锈钢 的金属基片。如果支撑基片22由塑料形成，凸起和凹槽的图形由注模形成， 而如果支撑基片22由玻璃或金属形成，则图形由光聚合物(2P)法形成。支 撑基片形成为0.3mm到1.2mm厚，使得其整个光盘21的厚度不厚于当前商用 光盘。

信息记录层23由相变材料膜构成并形成为有高的感光性，使得能够即使 用透过信息记录层24的光也能可靠地记录。确切地说，信息记录层23是由顺 序分层形成，从支撑基片22一侧开始为反射膜23A，第二增强膜23B，第二结 晶促进层23C，相变材料膜23D，第一结晶促进层23E，第一增强膜23F和半 透明增强膜23G。

注意，反射膜23A是由Al合金，BiSb合金，或者Ag合金构成，其构成 是用来反射透过相变材料膜23D的激光束L，使它能够重新入射在相变材料膜 23D上，以提高激光束L的利用效率，改善信息记录层23的感光性。即使在束 斑直径减小以增加线速度下，这能够使通过透过上层侧信息记录层24的光束 来可靠地熔化相变材料膜23D，并因此减小光量。

第二增强膜23B和第一增强膜23F是由ZnS，ZnS-SiO2，SiO2和MgF2的至 少一种形成。通过依赖于各材料光学特性来选择这些膜23B，23F的膜厚，在 相变材料膜23D的晶体区和非晶区之间的反射率差值增加，由此使得即使在其 中束斑直径减小以增加线速度的情况下，对于第二增强膜23B和第一增强膜 23F，有可能区分出相变材料膜23D的结晶区和非晶区。如果通过构成相变材 料23D的相变材料和光学系统的结构能够将相变材料膜23D中晶体区和非晶区 之间的反射率差值维持在实际上足够的范围内，则可以省略第二增强膜23B和 第一增强膜23F。

第二结晶促进膜23C和第一结晶促进膜23E是由关于相变材料膜23D仅具 有下浸润特性的材料制造，使得如果相变材料凝固到非晶态，它将被凝固到高 能状态，随着驰豫现象，来促进相变材料膜23D的熔化和结晶。确切地说，第 二结晶促进膜23C是由包含至少一种的Si，SiC，Ge，GeC，Sn，SnC，Al，AlC， Ga，GaC，In，InC，其氯化物或氧化物来形成，膜厚适合于各材料的光学特性。 在该方式下，即使束斑直径被减小以增加线速度的情况下，第二结晶促进膜23C 和第一结晶促进膜23E能够结晶相变材料膜23D的非晶区。同时，如果激光束 L线速度低，由此确保用于结晶的足够时间的话，往往能够省略第二结晶促进 膜23C和第一结晶促进膜23E。

相变材料膜23D由相变材料形成，其选自InSe、SbSe和SbTe二元合金， InSbSe、GeSbTe和InSbTe三元合金，GeSbTeSe和AgInSbTe四元合金， AgInSbSeTe五元合金，这些合金的氮化物和氧化物构成的组。相变材料膜23D 由例如溅射法制备。如果相变材料膜23D由溅射法制备，在制备之后利用进行 所谓的初始化，直接用均匀光束照射通常在整个的相变材料膜23D上会结晶。

半透明增强膜23G引起透过相变材料膜23D之光束的多路反射以增加信息 记录层23的感光性。当从光透射层B侧观察时，半透明增强膜23G还颠倒了 相变材料膜23D的结晶区和非晶区之间的反射率。也就是说，结晶区中反射率 和热导率通常要高于非晶区。而且，在结晶区中，熔化要求有潜热，使得结晶 区熔化要比非晶区困难。因此，在直接重写的情况下，部分地发生非擦除。通 过再现时反馈信号的波形畸变可观察该部分的非擦除。因此，半透明增强膜23G 颠倒了结晶区和非晶区之间的反射率比率，允许较大量的光束照射在结晶区以 禁止因重写产生的部分非擦除。半透明增强膜23G由包含至少一种的Au、AuCo合金，Si，Ag合金，SiOx，ZnS-SiOx，Au-SiO2混合物和Au-ZnS-SiO2混合物 的材料制成，这里x≤2。

中间层5是厚度约为30μm的透明材料层，其由丙烯酸基UV光固化树脂， 聚碳酸酯板或聚烯烃板形成。设置该中间层25使得如果光束L会聚在信息记 录层23或24之上，光束L将实际上在另一信息记录层24或23上足以散焦， 这种方式使得在另一信息记录层24或23中增加的温度不会超过预定值。结 果，中间层25具有由会聚激光束L之物镜L的数值孔径NA限制的厚度。注意， 如果物镜L的数值孔径NA增加，则束斑直径减小，结果，如果通过束斑直径 的这个减小，这种记录容量被保持在使传统二层光盘记录困难并且对12英寸 光盘其为15GB量级的话，则要求0.9到0.8量级的数值孔径NA。因此，设定 中间层25的膜厚为30μm量级，使得该膜厚足以实现该量级幅值的数值孔径 NA。

类似于支撑基片22，中间层25在信息记录层24侧带有凸出和凹入的图 形。该凸出和凹入图形构成了用于激光束L的引导凹槽。

类似于信息记录层23，信息记录层24配置有相变材料膜，并设计成具有 比信息记录层23的感光性低的感光性。就是说，除了省略反射层和半透明增 强层之外，信息记录层4类似于在支撑基片侧配置的信息记录层23。因此，从 支撑基片22侧开始，顺序分层第二增强膜24B，第二结晶促进膜24C，相变材 料膜24D，第一结晶促进膜24E和第一增强膜24F来形成信息记录层24。第二 增强膜24B，第二结晶促进膜24C，相变材料膜24D，第一结晶促进膜24E，和 第一增强膜24F类似于第一信息记录层23的对应膜而构成。因此，即使如果 束斑尺寸被减小以增加线速度下信息记录层24有可能可靠地记录希望的信息 和再现记录的信息，这正如在信息记录层24的情况。

构成信息记录层24之保护层的光透射层26通过使用丙烯酸基UV光固化 树脂，聚碳酸酯板或聚烯烃板形成。光透射层26形成10到177μm的厚度， 使得在经过具有0.8到0.9量级的数值孔径NA的物镜辐射激光束L时能够充 分地减小偏斜失真。

同时，在减小束斑直径以增加线速度的情况下，根据可靠记录和/或再现 希望的信息信号，如图1所示，信息记录层23，24最好是多层结构。然而， 如果激光束L的线速度低，正如上述，能够选择地省略结晶促进层23C，23E， 24C，24E或者增强膜23B，23F，24B，24F。如果信息记录层23，24的结构以 这种方式简化，从支撑基片22侧观察，即使束斑直径减小以增加线速度，优 选通过顺序地分层反射膜，增强膜，相变材料膜，结晶促进膜，增强膜和半透 明增强膜，或者最好通过分层反射膜，增强膜，结晶促进膜，相变材料膜，结 晶促进膜，增强膜和半透明增强膜能够可靠地记录和/或再现希望的信息。

尽管前述实例是对着通过分层二个信息记录层来制备光盘，但是本发明并 不局限于该结构，其可以应用到通过分层多个信息记录层构造光盘。而且，除 光盘之外，本发明可广泛地应用在各种光信息记录层。

图26是表示用于访问光盘21之光盘装置光学系统的示意图。该光盘装置 30将从激光二极管31辐射的激光束L通过准直透镜32变换成准直光束，并通 过象散校正板33对象散象差进行校正。所得光束由极化束分离器34反射以弯 曲(Warp)朝向光盘21之方向上的激光束光学通路。光盘30还通过四分之一 波片35极化该光束，以通过物镜36将极化光照射在光盘21上。光盘装置30 引起光盘36沿着光轴方向移动，以便有选择地将激光束L会聚在信息记录层 23或24上来有选择地访问信息记录层23或24。

光盘装置30还接收由物镜36在辐射光束上获得的返回光，然后通过紧靠 物镜36布置的四分之一波片35将该返回光极化成与激光束L成直角的极化平 面。光盘装置30还允许来自四分之一波片35的返回光由极化束分离器34透 过，以将通过准直镜37的透射光会聚在光接收单元38的光接收表面上。

为了再现，光盘装置30使激光束L从激光二极管31辐射，其具有恒定的 再现光量，以处理光接收单元38的接收光之结果，从而再现光盘21上记录的 信息。为了记录，光束的光量间歇地从预置光量增加，以部分地非晶化或部分 地结晶化信息记录层23或24相变材料膜，从而由坑串来记录希望的信息。

在上述实例的结构中，相变材料膜是由结晶促进膜和增强膜，反射膜和半 透明增强膜分别配置在支撑基片侧和在相对侧上，并且适当地选择这些膜的材 料，以使希望数据可正确地记录和/或再现，尽管束斑直径的大小减小和增加 了线速度，也应如此；由此有可能实现可重写的并且其上信息能够高密度记录 的信息记录媒体。

也就是说，通过形成由包含至少一种Si，SiC，Ge，GeC，Sn，SnC，Al， AlC，Ga，GaC，Zn，InC，其氯化物和氧化物之材料的结晶促进膜，有可能容 易地非晶化相变材料。

另外，通过形成包含至少一种ZnS，ZnS-SiO2，SiO2和MgF2之材料的增强 膜，有可能可靠地互相区别非晶部分和晶体部分。

通过形成包含至少一种SiOx，ZnS-SiO2，Au-SiO2混合物和Au-ZnS-SiO2混合物之材料的半透明增强膜，有可能绝对禁止不充分的擦除。

另外，通过形成包含Al合金和BiSb之一之材料的反射膜、有可能取得足 够的感光性。 例子：

下面说明根据本发明多层光盘的特定例子。 例子1

在光入射侧的第一信息记录层是三层结构，从光入射侧观察，其包括 ZnS-SiO2混合电介质层31，GeSbTe相变材料膜32和ZnS-SiO2混合电介质膜 33，如图27所示。在ZnS-SiO2混合电介质膜31上，形成有光传输保护膜34， 而在该分层结构的相反侧，形成有第二信息记录层，正如后面的解释，带有插 入的中间层35。

400nm波长的光学常数是使得ZnS-SiO2的折射率为2.32，GeSbTe晶体的 复数折射率为2.0-3.0i和非晶相的复数折射率为3.0-2.0i。作为采用这些值 之膜厚结构的计算结果，得到满足图2所示条件的方案是：从光入射侧观察， ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为110mm，GeSbTe相变材料的膜厚为8nm和 ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为100nm。晶体的反射率、非晶相的反射率、晶 体的吸收率，非晶相的吸收率，晶体的透过率和非晶相的透过率分别为2.9％、 9.1％、43.7％、39.8％、53.4％和51.1％。

第二信息记录层的层结构是五层结构，从光入射侧顺序观察，包括Si半 透明膜41，ZnS-SiO2混合电介质膜42，GeSbTe相变材料层43，ZnS-SiO2混合 电介质膜44和Al合金反射膜45，如图5所示。这些层形成在支撑基片46上， 并且上述第一信息记录层经中间层35在其上分层。

400nm波长的光学常数是使得Si的复数折射率为4.96-0.48i，ZnS-SiO2的折射率是2.32，GeSbTe晶体的复数折射率2.0-3.0i，非晶相的复数折射率 是3.0-2.0i和Al合金的复数折射率是0.59-4.43i。

作为采用这些值的膜厚度计算结果，发现有满足图12所示条件的方案， Si半透明膜41的膜厚度为8nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为80nm，GeSbTe相变材料膜的膜厚为14nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为30nm以及Al合金 反射膜的膜厚为19nm。确切地说，晶相反射率，非晶相反射率、晶相吸收率和 非晶相吸收率分别为6.8％，28.0％，69.0％和56.9％。

前述膜结构的记录媒体由溅射法形成，使得能够用400nm波长、物镜数值 孔径NA为0.85，线速度4m/秒和0.135μm坑长度来记录和/或再现。 例子2

光入射侧上的第一信息记录层是五层结构，从光入射侧观察，包括 ZnS-SiO2混合电介质膜，Si3N4电介质膜52，GeSbTe相变材料膜53，Si3N4电介质膜 54和ZnS-SiO2混合电介质膜55，如图29所示。在ZnS-SiO2混合电介质膜51 上形成了光传输保护层56。在层状结构的相反侧形成了第二信息记录层，正如 后面解释，在其间具有中间层57。

400nm波长的光学常数是使得ZnS-SiO2的折射率为2.32，Si3N4的折射率 为2.32，GeSbTe的复数折射率是2.0-3.0i和非晶相55的复数折射率是 3.0-2.0i。作为采用这些值的膜厚结构的计算结果，发现有满足图2所示条件 的方案，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为100nm，Si3N4电介质膜的膜厚为 10nm，相变材料膜的膜厚为8nm，Si3N4电介质膜的膜厚为10nm及ZnS-SiO2混 合电介质膜为90nm，这是从光入射侧观察的。确切地说，晶相的反射率，非晶 相的反射率，晶相的吸收率，非晶相的吸收率，晶相的透过率和非晶相的透过 率分别为2.9％，9.1％，43.7％，39.8％，53.4％，和51.1％。

第二信息记录层为七层结构，从光入射侧观察，包括Si半透明膜61， ZnS-SiO2混合电介质膜62，Si3N4电介质膜63，GeSbTe相变材料膜64，Si3N4电介质膜65，ZnS-SiO2混合电介质膜66和Al合金反射膜67，如图30所示。 这些都形成在支撑基片68上。第一信息记录层经中间层57成层在第二信息记 录层上。

400nm波长的光学常数是使得Si的复数折射率为4.96-0.48i，ZnS-SiO2的折射率为2.32，Si3N4的折射率是2.32，GeSbTe晶体的复数折射率2.0- 3.0i，非晶相55的复数折射率是3.0-2.0i和Al合金的复数折射率是0.59- 4.43i。作为采用这些值的膜厚结构的计算结果，发现有满足图2所示条件的 方案，其Si半透明膜的膜厚为8nm；ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为70nm， Si3N4电介质膜的膜厚为10nm，相变材料膜的膜厚为14nm，Si3N4电介质膜的膜 厚为10nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为20nm及Al合金反射膜的膜厚为 19nm，这是从光入射侧观察的。确切地说，晶相的反射率，非晶相的反射率， 晶相的吸收率及非晶相的吸收率分别为6.8％，28.0％，69.0％，和56.9％。

前述膜结构的记录媒体是通过溅射法形成的，使得能够用400nm波长， 0.85物镜的数值孔径NA，8m/秒的线速度和0.135μm的坑长度来记录和/或再 现。 例子3

光入射侧上第一信息记录层的层结构是三层结构，从光入射侧观察，包括 ZnS-SiO2混合电介质膜，GeSbTe相变材料膜和ZnS-SiO2混合电介质膜，这正 如上面的例子1。

用于650nm波长的光学常数是使得ZnS-SiO2的折射率为2.13，GeSbTe晶 体的复数折射率是4.1-3.2i及非晶相的复数折射率是3.8-1.6i。作为采用这 些值之膜厚结构的计算结果，有满足图2所示条件的方案，其从光入射侧观察， ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为60nm，GeSbTe相变材料的膜厚为5nm及 ZnS-SiO2混合电介质膜为170nm。确切地说，晶相的反射率、非晶相的反射率、 晶相的吸收率、非晶相的吸收率、晶相的透过率及非晶相的透过率分别为3.2％， 7.3％，41.9％，24.6％，54.9％和68.1％。

第二信息记录层的层结构是五层结构，从光入射侧观察，其包括Au半透 明膜71，ZnS-SiO2混合电介质膜72，GeSbTe相变材料膜73，ZnS-SiO2混合电 介质膜74和Al合金反射膜75，如图31所示。这些都形成在支撑基片76上。 第一信息记录层经中间层77分层在第二信息记录层上。

用于650nm波长的光学常数是使得Au的复数折射率是0.19-3.5i， ZnS-SiO2的折射率是2.13，GeSbTe晶体的复数折射率是4.1-3.2i，非晶相的复数 折射率是3.8-1.6i，及Al合金的复数折射率是1.7-6.0i。作为采用这些值的 膜厚结构的计算结果，发现有满足图2所示条件的方案，从光入射侧观察，其 Au半透明膜的膜厚为10nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为95nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为50nm，及Al合金反射膜的膜厚为19nm。确切地说，晶 相的反射率，非晶相的反射率、晶相的吸收率和非晶相的吸收率分别为9.8％， 30.8％，73.2％和48.8％。

前述膜结构的记录媒体是通过溅射法形成的，使得能够用650nm波长、 0.85物镜的数值孔径NA，4m/秒的线速度和0.22μm的坑长度进行记录和/或 再现。 例子4

光入射侧的第一信息记录层是五层结构，从光入射侧观察，包括ZnS-SiO2混合电介质膜，Si3N4电介质膜，GeSbTe相变材料膜，Si3N4电介质膜和ZnS-SiO2混合电介质膜，这正如上面的例子2。

用于650nm波长的光学常数是使得ZnS-SiO2的折射率为2.13，Si3N4的折 射率为2.32，GeSbTe晶体的复数折射率为4.1-3.2i及非晶相的复数折射率为 3.8-1.6i。作为采用这些值之膜厚结构的计算结果，发现有满足图2所示条件 的方案，从光入射侧观察，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为50nm，Si3N4膜的 膜厚为10nm，相变材料膜的膜厚为5nm，Si3N4电介质膜的膜厚为10nm及 ZnS-SiO2混合电介质膜为160nm。确切地说，晶相的反射率、非晶相的反射率、 晶相的吸收率、非晶相的吸收率、晶相的透过率和非晶相的透过率分别为3.2％， 7.3％，41.9％，24.6％，54.9％和68.1％。

第二信息记录层是七层结构，从光入射侧观察，包括Au半透明膜81， ZnS-SiO2混合电介质膜82，Si3N4电介质膜83，GeSbTe相变材料膜84，Si3N4电介质膜85，ZnS-SiO2混合电介质膜86和Al合金反射膜87，如图32所示。 这些都形成在支撑基片88上。第一信息记录层经中间层89分层在第二信息记 录层上。

用于650nm波长的光学常数是使得Au的复数折射率是0.19-3.5i， ZnS-SiO2的折射率是2.13，Si3N4的折射率是2.13，GeSbTe晶体的复数折射率是 4.1-3.2i，非晶相的复数折射率是3.8-1.6i及Al合金的复数折射率是1.7- 6.0i。作为采用这些值之膜厚结构的计算结果，发现有满足图2所示条件的方 案，从光入射侧观察，Au半透明膜的膜厚为10nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的 膜厚为85nm，Si3N4电介质膜的膜厚为10nm，GeSbTe相变材料膜的膜厚为 14nm，Si3N4电介质膜的膜厚为10nm，ZnS-SiO2混合电介质膜的膜厚为40nm及 Al合金反射膜的膜厚为19nm。确切地说，晶相反射率，非晶相反射率，晶相 的吸收率和非晶相的吸收率分别为9.8％，30.80％，73.2％，和48.8％。

前述膜结构的记录媒体是通过溅射法形成的，使得能够用650nm波长， 0.85物镜的数值孔径，10m/秒的线速度和0.22μm的坑长度来记录和/或再 现。 例子5

本例子中，光盘21是通过分层信息记录层23，24且其间具有中间层25 构成的，如图25所示。本例子中，支撑基片22是碳酸酯基片，1.2nm厚，并 且凸出和凹入的图形是通过注模作为一体形成在支撑基片。凸出和凹入的图形 形成为凸起/凹槽记录引导凹槽，具有0.9μm的轨道节距。

本例子中，Al合金的反射膜23A，ZnS-SiO2混合物的第二增强膜23B，SiN的第二结晶促进膜23C，GeSbTeN的相变材料膜23D，SiN的第一结晶促进膜 23E，ZnS-SiO2混合物的第一增强膜23F和Au-Co合金的半透明增强膜23G是 通过溅射法顺序形成的，其形成了信息记录层23。该信息记录层23是用激光 束均匀辐射的，利用进行初始化处理来结晶相变材料膜23D。

各膜膜厚如下：

反射膜23A：20nm

第二增强膜23B：45nm

第二结晶促进膜23C：10nm

相变材料膜23D：14nm

第一结晶促进膜23E：10nm

第一增强膜23F：85mn

半透明增强膜23G：11nm。

然后，在通过旋涂法涂覆丙烯酸基UV光固化树脂之后，最终产品用UV灯 固化以形成具有30μm厚度的中间层25。此刻通过2P方法形成凸出和凹入的 图形，并且通过该图形，形成用于在信息记录层24中形成凸起和凹槽的引导 凹槽。同时，该引导凹槽形成为0.9μm的轨道节距。

在中间层25上，通过溅射法，顺序形成有ZnS-SiO2混合物的第二增强膜 24B，SiN的第二结晶促进膜24C，GeSbTeN相变材料膜24D，SiN的第一结晶 促进膜24E及ZnS-SiO2混合物的第一增强膜24F。

各膜膜厚如下：

第二增强膜24B：110nm

第二结晶促进膜24C：10nm

相变材料膜24D：8nm

第一结晶促进膜24E：10nm

第一增强膜24F：100nm。

然后，在用旋涂法涂覆丙烯酸基UV光固化树脂之后，最终产品用UV灯固 化以形成光透射层26。信息记录层24用激光束均匀照射以晶化相变材料膜 24D。以此作为进行初始化处理。同时，制备光透射层26的厚度为70μm。

本例子中，光盘通过上述结构的光学系统进行访问，以证明其特征。该光 学系统中，数值孔径NA是0.85，使用650nm波长的光束。在该光盘21上， 希望的信息是用0.23μm的坑长度和10m/s的线速度来记录和再现的。所记录 信息可用不大于10％的抖动来再现。借助0.23μm的坑长度和10m/s的线速 度，由于轨道节距是0.9μm，用直径为12cm的光盘，在上下信息记录层23， 24中能够实现16GB的记录容量。

本例子中，图33所示结构的光盘90是利用与上述光盘21的比较来访问 的，以证明其特征。

对本光盘90，Al合金反射膜93A，ZnS-SiO2混合物的第二增强膜93B， GeSbTe相变材料膜93D和ZnS-SiO2混合物的第一增强膜93F通过溅射法顺序 形成，以形成信息记录层93，然后该信息记录层93由光束照射来初始化。

另一方面，制备与光盘21的中间层相同结构和材料的中间层95，并且Al合金的反射膜93A，ZnS-SiO2混合物的第二增强膜93B，GeSbTe相变材料膜93D 和ZnS-SiO2混合的第一增强膜93F顺序形成在中间层95上以形成信息记录层 94。然后，形成和初始化类似于光盘21之光透射层的光透射层96。

该光盘90用与评价光盘21的相同方式进行评价。发现用0.23μm坑长度 和10m/s的线速度的重写是困难的，并且发现用近似等于光盘21之抖动量来 记录的数据能够在4m/s的线速度下重写，结果使得有可能评价例如结晶促进 膜的效果。