CN101604540B - 光学信息记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学信息记录介质，包括支撑基板、光透射保护层、信息记录层、以及至少一个对于具有400nm至410nm波长的激光束透明的中间层。在所述信息记录层中，除最接近于所述支撑基板的信息记录层之外的一个或多个信息记录层的每一个都具有透射激光束的半透射信息记录层的功能。所述一个或多个半透射信息记录层的某些或全部从激光束入射侧开始依次包括对于激光束的波长具有2.4以上折射率的第一介电部、具有至少5.2nm厚度的记录材料部、第二介电部、具有至少7nm厚度的金属部以及第三介电部。

Description

光学信息记录介质
相关申请的交叉参考
本申请包含披露于2008年6月11日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-153200中所涉及的主题，其全部内容结合于此，作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光学信息记录介质，其中，通过以光线照射记录层来改变记录层的状态并通过读取所述改变作为光学响应改变来记录、擦除或读取信息。
背景技术
利用结晶相与非晶相之间或晶体1与晶体2的两种结晶相之间的转换的相变光学记录介质是众所周知的能够通过照射激光束来记录、再生及擦除信息的光学存储介质。例如，作为这样的相变光学记录介质，CD-RW(压缩光盘-可改写)、DVD-RW(数字通用光盘-可改写)以及DVD-RAM(数字通用光盘-随机访问存储器)已经是可商购的。包含GeSbTe、AgInSbTe等作为主要组分的记录材料已经作为在相变记录方法中所使用的记录层的材料被广泛了解，并已经被具体用于可改写光盘中。
近来，与蓝色激光波长兼容并通常由Blu-ray Disc(蓝光光盘，注册商标)表示的高密度光盘以及与这种光盘兼容的光盘驱动设备已经被商业化。在诸如Blu-ray Disc的这种高密度光盘的标准中，已经包括并具体使用了未包括在可改写(相变)光盘中的CD-RW、DVD-RW或DVD-RAM的标准中的双层光盘的标准。可改写光盘领域中的双层光盘的实现起源于在信息记录层中所使用的相变记录材料和金属薄膜与红色激光束相比更易透射蓝色激光束的技术发现。另外，对于光学信息记录介质而言，大容量存储和长时间视频记录的期望一直存在。这些期望也推动了双层光盘的发展。
图15A示意性示出了双层光盘的结构(在光盘厚度方向上的层结构)。相变双层光盘具有下面的层结构。具体地，在由诸如聚碳酸酯的塑料所制成的支撑基板100上形成第一信息记录层101。然后，在第一信息记录层101上形成对于记录/再生激光束的波长来说是透明的中间层102，并在中间层102上形成第二信息记录层103。在第二信息记录层103上进一步形成对于记录/再生波长透明的光透射保护层(覆盖层)104。记录和再生所用的激光束通过物镜(没有示出)从光透射保护层104侧入射。通过物镜的激光束汇聚在第一信息记录层101或第二信息记录层103上，从而执行信息的记录或再生。
相变双层光盘的特征在于第二信息记录层103。通过使用溅射装置沉积介电材料、金属、相变记录材料等来形成第二信息记录层103，从而表现出记录/再生性能。如图15A所示，例如，当从激光束入射侧观察时，典型的层压结构依次包括第一介电部111、记录材料部112、第二介电部113、金属部114以及第三介电部115。即，在制造光盘的过程中，通过在中间层102上依次层压第三介电部115、金属部114、第二介电部113、记录材料部112以及第一介电部111来形成层结构。具体来说，在制造光盘的过程中，通过在中间层102上按顺序层压第三介电部115、金属部114、第二介电部113、记录材料部112以及第一介电部111来形成层结构。记录材料部112由相变记录材料制成。金属部114起到用于激光束的反射膜的作用。第二信息记录层103起到对于在第一信息记录层101中记录和再生所用的光线具有透射性能的半透射信息记录层的作用。设计第二信息记录层103，使得第二信息记录层103具有约为45％～55％范围内的光透射率，并且从光盘记录/再生设备(驱动器)的角度来说，记录/再生功率与第一信息记录层和第二信息记录层的反射率彼此相当。作为这种高光透射率的获取方法，PCT公开第WO03/025922号手册描述了以下方法，其中，高折射率透明介电材料被用作半透射信息记录层中的介电材料，该介电材料被设置在相对于半透射信息记录层来说位于支撑基板侧的中间层材料与半透射信息记录层中的金属反射膜之间。
发明内容
如上所述，在相变双层光盘中，设置在光入射一侧处的半透射信息记录层(第二信息记录层103)具有约为50％的高光透射率是必需的。为了这个目的，采用了大大降低记录材料部112和金属部114(金属反射膜)的厚度的技术。但是，由于这样的结构，所以很难确保光盘介质中的存储可靠性以及信息的记录/再生信号特性。如果能够提高光透射率而不降低记录材料部112和金属部114的厚度，则能够设计信息记录层，使得记录材料部112和金属部114具有很大的厚度，从而能够提高可靠性和记录/再生信号特性。因此，期望用于提高光透射率而不显著降低半透射信息记录层中的记录材料部112和金属部114的厚度的技术的开发。
此外，在数字广播等的全面操作中，已经提高了对更高容量信息记录介质的要求，并且具有更高存储容量的光盘也是所期望的。用于实现更高存储容量的一种方法就是进一步增加光盘的层数。例如，标准Blu-ray单层光盘具有25千兆字节(GB)的容量，而Blu-ray双层光盘具有50GB的容量。如果光盘可以具有三层，则容量能够增大至75GB。如果光盘可以有四层，则能够实现100GB。此外，经估计通过结合最新的信号处理技术，三层光盘能够实现100GB的容量，而四层光盘能够实现130GB的容量。为了实现三层光盘，在与第二信息记录层相对的光透射保护层一侧形成第三信息记录层，且在其间具有对于记录/再生激光束透明的中间层。具体地，如图15B中被示意性示出的，这种三层光盘具有以下的层结构，其中，在支撑基板200上形成了第一信息记录层201、第一中间层202、第二信息记录层203、第二中间层204、第三信息记录层205、以及光透射保护层206。第二信息记录层203和第三信息记录层205起半透射信息记录层的作用。与图15A中所示的第二信息记录层103一样，当从激光束入射侧观察时，信息记录层可以具有依次包括第一介电部111、记录材料部112、第二介电部113、金属部114以及第三介电部115的结构。
在通过进一步开发已经被具体用于实现三层光盘的双层光盘来形成具有上面结构的第三信息记录层205的情况下，第三信息记录层205具有65％～75％范围内的透射率是必需的。这是通过考虑双层光盘的每个记录层的反射率和第二信息记录层的透射率(约为50％)，并且考虑每个信息记录层的反射率与记录功率的平衡所得到的透射率范围。为了提高第一和第二信息记录层201和203的每一层的反射率，第三信息记录层205具有更高的透射率是必需的。
减小起半透射信息记录层作用的信息记录层中(即，除第一信息记录层101或201之外的信息记录层中)的透射率的主要因素在于金属部114和由相变材料所制成的记录材料部112中的光吸收。由于金属部114和记录材料部112与涉及记录和再生的热性能、改写性能等密切相关，所以很难显著改变这些部分的材料。因此，假设通过减小金属部114和记录材料部112的厚度来提高透射率，但是如上所述，期望避免厚度的显著减小。
如上所述，信息记录层为层压膜，并且为光学性多重光干涉膜。因此，通过将待层压的膜的厚度最优化，能够将信息记录层设计成具有很高的透射率。PCT公开第WO 03/025922号手册提出，尽管这项技术与双层光盘相关，但是，为了提高第二信息记录层103的透射率，设置具有尽可能高的折射率的材料作为第三介电部115，其与第二信息记录层103中的中间层102接触。所述材料的折射率为2.4以上。
但是，通过这种结构能够实现的光透射率最大都小于65％。为了实现三层光盘所需的65％～75％的透射率，需要另一个因素。因此，期望提出一种技术，用于在半透射信息记录层中实现更高的透射率，而不会显著减小金属部和记录材料部的厚度，从而实现三层光盘、四层光盘等的实际应用。
根据本发明实施例的光学信息记录介质包括：支撑基板；光透射保护层，设置在光学信息记录介质上记录/再生激光束入射的一侧；多个信息记录层；以及对于波长在400nm～410nm范围内的记录/再生激光束透明的至少一个中间层，这至少一个中间层中的每一个都设置在相邻的信息记录层之间，信息记录层和至少一个中间层设置在支撑基板与光透射保护层之间。在多个信息记录层中，除最邻近于支撑基板的信息记录层之外的一个或多个信息记录层的每一层都起到用于透射激光束的半透射信息记录层的作用。一个或多个半透射信息记录层的某些或全部都具有从激光束的入射侧开始依次包括对于记录/再生激光束的波长具有2.4以上的折射率的第一介电部、具有至少5.2nm厚度的记录材料部、第二介电部、具有至少7nm厚度的金属部以及第三介电部的结构。
第三介电部对于记录/再生激光束的波长也优选具有2.4以上的折射率。
此外，当第一介电部具有2.4以上的某个折射率时，优选设置半透射信息记录层的第三介电部具有在半透射信息记录层的透射率比半透射信息记录层的最大透射率降低不超过1％的情况下的折射率范围内的折射率，从而将半透射信息记录层的光透射率控制在65％以上。
第一介电部和第三介电部的每一个都优选具有0.04以下的消光系数。
当光学信息记录介质为具有包括最接近于支撑基板的第一信息记录层以及起半透射信息记录层作用的第二信息记录层和第三信息记录层的多个信息记录层的三层记录介质时，第三信息记录层优选具有包括对于记录/再生激光束的波长具有2.4以上折射率的第一介电部、具有至少5.2nm厚度的记录材料部、第二介电部、具有至少7nm厚度的金属部、以及第三介电部的结构。
另外，当光学信息记录介质为具有包括最接近于支撑基板的第一信息记录层以及起半透射信息记录层作用的第二信息记录层、第三信息记录层及第四信息记录层的多个信息记录层的四层记录介质时，第三信息记录层和第四信息记录层的每一个都优选具有包括对于记录/再生激光束的波长具有2.4以上折射率的第一介电部、具有至少5.2nm厚度的记录材料部、第二介电部、具有至少7nm厚度的金属部以及第三介电部的结构。
第一介电部可以具有由具有2.4以上折射率的介电材料所构成的单层结构。
可替换地，第一介电部可以具有多种介电材料被层压的结构，并且至少一种介电材料可以具有2.4以上的折射率。
第一介电部和/或第三介电部优选包含具有单种介电材料形式或作为复合介电材料的一部分的Nb2O5、TiO2、ZnS、CeO2及Bi2O3中的至少一种。
在由多种层压透明介电材料构成第一介电部的情况下，当与记录材料部接触的介电材料为介电材料Y并且设置在介电材料Y的激光束入射侧的介电材料为介电材料X时，介电材料Y优选为具有满足下面关系的折射率的透明介电材料：
(介电材料Y的折射率)≥-3.6×(介电材料X的折射率)+11。
在根据本发明实施例的光学信息记录介质中，在半透射信息记录层具有包括第一介电部、记录材料部、第二介电部、金属部以及第三介电部的结构的情况下，具体地，设置第一介电部具有2.4以上的折射率，从而提高透射率。此外，记录材料部具有至少5.2nm的厚度，并且金属部具有至少7nm的厚度。因此，能够实现令人满意的记录/再生性能和存储性能。
根据本发明的实施例，在半透射信息记录层具有包括第一介电部、记录材料部、第二介电部、金属部以及第三介电部的结构的情况下，通过将第一介电部的折射率控制在2.4以上，能够提高透射率，并且半透射信息记录层能够对多层光盘等的实现作出贡献。在这种情况下，在确保记录材料部的厚度至少为5.2nm并且确保金属部的厚度至少为7nm的同时，能够提高透射率。因此，能够确保光学信息记录介质具有令人满意的记录/再生性能和存储性能。此外，也设置第三介电部对于记录/再生激光束的波长具有2.4以上的折射率。另外，当第一介电部具有2.4以上的某个折射率时，设置半透射信息记录层的第三介电部具有在半透射信息记录层的透射率比半透射信息记录层的最大透射率降低不超过1％的情况下的折射率范围内的折射率。因此，可控制半透射信息记录层的光透射率为65％以上，适用于三层记录介质或四层记录介质。
附图说明
图1A和图1B是示出根据本发明实施例的三层光盘的层结构的示图；
图2A和图2B是示出根据实施例的四层光盘的层结构的示图；
图3是示出根据实施例的半透射信息记录层的结构的示图；
图4A是用于设定根据实施例的金属部的厚度的示图；
图4B是用于设定根据实施例的记录材料部的厚度的示图；
图5A和图5B是示出双层光盘的光学性能和能量分布的表格；
图5C和图5D是示出三层光盘的光学性能和能量分布的表格；
图6A和图6B是示出四层光盘的光学性能和能量分布的表格；
图7A和图7B是示出三层光盘的光学性能和能量分布的表格；
图8是示出根据实施例的折射率的组合的示图；
图9是示出根据实施例的半透射信息记录层的材料的各种实例的表格；
图10是示出根据实施例的折射率与最大透射率之间的关系的示图；
图11是示出根据实施例的折射率的组合与最大透射率之间的关系的示图；
图12是示出根据实施例的消光系数与透射率之间的关系的示图；
图13是示出根据实施例用于获得65％的透射率的介电材料之间的关系的示图；
图14是示出可在实施例中使用的介电材料的表格；
图15A是示出双层光盘的示图；以及
图15B是示出三层光盘的示图。
具体实施方式
将以下面的顺序来描述本发明的实施例。
[1.光盘结构]
[2.所需光学性能及其实现方法]
[3.半透射信息记录层的实例]
[1.光盘结构]
作为实施例的相变光盘1，图1A和图1B示意性示出了三层光盘的结构，而图2A和图2B示意性示出了四层光盘的结构。三层光盘具有图1A所示的层结构。具体地，在由诸如聚碳酸酯的塑料或玻璃所制成的支撑基板2上设置第一信息记录层3。在第一信息记录层3上设置第二信息记录层5，其间具有对于记录/再生激光束的波长透明的第一中间层4。此外，在第二信息记录层5上设置第三信息记录层7，其间具有对于记录/再生激光束的波长透明的第二中间层6。另外，在第三信息记录层7上设置对于记录/再生激光束的波长透明的光透射保护层(覆盖层)8。用于记录和再生的激光束从光透射保护层8侧入射。从光盘记录/再生设备发射并从光透射保护层8侧入射的激光束根据光盘记录/再生设备的聚焦控制被汇聚在第一信息记录层3、第二信息记录层5或第三信息记录层7上，从而执行信息的记录和再生。
在四层光盘的情况下，在三层光盘的结构的基础上，提供了第三中间层10和第四信息记录层9。具体地，如图2A所示，四层光盘具有以下的层结构，其中，在支撑基板2上设置了第一信息记录层3、第一中间层4、第二信息记录层5、第二中间层6、第三信息记录层7、第三中间层10、第四信息记录层9以及光透射保护层(覆盖层)8。从光透射保护层8侧入射的激光束汇聚在第一信息记录层3、第二信息记录层5、第三信息记录层7及第四信息记录层9中的任意一个上，从而执行信息的记录和再生。
在图1A和图1B所示的三层光盘中，除最接近于支撑基板2的第一信息记录层3之外的信息记录层(即，第二信息记录层5和第三信息记录层7)起半透射信息记录层的作用，它们中的每一个都具有图1B所示的层结构。而且，在图2A和2B所示的四层光盘中，除最接近于支撑基板2的第一信息记录层3之外的信息记录层(即，第二信息记录层5、第三信息记录层7及第四信息记录层9)具有半透射信息记录层的功能，它们中的每一个都具有图2B所示的层结构。
如图1B和图2B所示，当从光透射保护层8侧(激光束入射侧)观察时，每个半透射信息记录层依次包括第一介电部11、记录材料部12、第二介电部13、金属部14以及第三介电部15。具体地，在制造光盘的过程中，通过使用溅射装置在半透射信息记录层下直接形成的中间层上按顺序沉积具有第三介电部15、金属部14、第二介电部13、记录材料部12及第一介电部11的功能的薄膜来形成半透射信息记录层。
半透射信息记录层的第一介电部11、第二介电部13及第三介电部15的每一个可以具有由一种类型介电材料所构成的单层结构或多种介电材料层压的多层结构。例如，通过第一介电部11和相变记录材料的组合、第三介电部15与构成在支撑基板侧接触的中间层的材料的组合等在腐蚀等方面可以影响记录和再生信号特性及存储的可靠性。因此，第一介电部11和第三介电部15的每一个可以具有多个适当的介电材料层压的结构。
图3示出了层压结构的实例。在图3中，作为半透射信息记录层的实例示出了图1A中的第三信息记录层7。例如，第一介电部11具有层压介电材料a、b及c的层结构。第二介电部13具有由介电材料d构成的单层结构。第三介电部15具有层压介电材料e和f的层结构。这些为一些范例，第一介电部11、第二介电部13及第三介电部15也可以具有其它结构。例如，第一介电部11可以具有单层结构或由两种介电材料所构成的层压结构。类似地，第二介电部13和第三介电部15可以具有其它结构。
现在，将描述半透射信息记录层中的反射率和透射率的定义。在图3中，通过箭头示出激光束分量。在图中，通过r来示出反射率。更具体而言，当从光盘记录/再生设备照射至光盘的入射激光束假设为“1”时，用rs表示在光透射保护层8的表面上所反射的光分量，用ti表示进入半透射信息记录层的光分量，用ri表示在半透射信息记录层上所反射的光分量，并且在光分量ri中，用ris表示在光透射保护层8的表面上所反射的光分量。具体地，反射率r相应于当入射光＝1时在半透射信息记录层上反射并返回至光盘记录/再生设备的物镜侧的光分量。即，当从光盘外部观察时，反射率r为从半透射信息记录层所反射的光分量与全部入射光的一个比例。下面所描述的图5B、5D、6B及7B中所使用的反射率指的就是这个反射率r。相比之下，在下面示出具体实例的图5A、5C、6A及7A中，使用反射率(ri/ti)。这个反射率(ri/ti)为当仅观察半透射信息记录层时的反射光与入射光的比率。透射率t被定义为t＝to/ti，其中，ti表示图中所示的光分量ti，而to表示透过半透射信息记录层的光分量。
下面，将描述半透射信息记录层的记录材料部12和金属部14的厚度。记录材料部12由相变材料制成的薄膜形成。金属部14由银(Ag)合金等制成的反射膜形成。半透射信息记录层的透射率很大程度上依赖于记录材料部12和金属部14的厚度。我们认为，用于增大透射率的技术会减小这些部12和14的厚度。但是，如上所述，随着厚度减小，耐腐蚀性降低，存储性能下降，并且信号改写性能(擦除率)降低。因此，在这个实施例中，确定了记录材料部12和金属部14的厚度的下限。图4A示出了耐腐蚀性与Ag合金厚度之间的关系，即，在可靠性试验中缺陷增加率的测试结果。结果显示，当厚度小于7nm时，缺陷数增加。图4B示出了记录材料的厚度与信号改写性能(擦除率)之间的关系的测试结果。通过虚线示出了作为下限的26dB的擦除率。结果显示，当记录材料的厚度为5.2nm以上时，擦除率超过下限。根据这些结果，在由Ag合金制成的金属部14中，7nm为能够使用的下限，而在记录材料部12中，5.2nm为能够使用的下限。考虑到实际大批量生产中的各种余量(margin)，可以认为，金属部14的期望下限为8nm，并且记录材料部12的期望下限为5.5nm。
[2.所需光学性能及其实现方法]
以下将描述在这个实施例中所实现的光学性能及实现所述光学性能的方法。尽管在图1A和图1B及图2A和图2B中分别例举了三层光盘和四层光盘，但是根据本发明实施例的光学信息记录介质(光盘)覆盖了具有两层以上信息记录层的光盘。第二或更高的信息记录层具有光透射性能是必需的，使得记录/再生激光束到达最接近于支撑基板的第一信息记录层。因此，如上所述，作为半透射信息记录层形成了第二或更高的信息记录层。
在已经商业化的双层光盘中，第二信息记录层具有45％～55％范围内的光透射率。图5A示出了双层光盘中的记录层的光学性能。图5B示出了在双层光盘中的入射光的使用方式。图5A示出了作为第一信息记录层和第二信息记录层的光学性能的反射率(ri/ti)、透射率及吸收率。图5B示出了当假设双层光盘上入射的能量为100％时第一信息记录层和第二信息记录层在反射率(r)和吸收率方面的能量分布。
如图5B所示，在第一和第二信息记录层中所吸收的光线能量的量相差约百分之十，因此，记录功率相差相同程度。但是，这个差异在记录功率的不平衡方面处于可接受范围内。在多层光盘中，通过设计所述多个层，能够使各个信息记录层的记录灵敏度匹配，使得在信息记录层中所吸收的能量的量基本上彼此相同。在除第一和第二信息记录层之外形成了第三信息记录层从而构成三层光盘的情况下，设计所述层，使得当从光盘的外部观察时的记录层的反射率(r)和记录层的记录灵敏度互相匹配。图5C示出了这种情况下的信息记录层的光学性能，图5D示出了入射光的能量分布。类似地，在四层光盘中，图6A示出了信息记录层的光学性能，图6B示出了入射光的能量分布。
可独立精确地调节每个信息记录层的记录灵敏度和反射率。因此，图中所示的半透射信息记录层的光透射率不是精确的。在图5C中，第三信息记录层的透射率为70％。但是，在形成第三信息记录层的情况下，处于65％～70％范围内的光透射率能够作为介质可靠地确保光平衡及记录功率的平衡。例如，当在三层光盘中的第三信息记录层的透射率为65％并且反射率的值与图5D所示相匹配时，通过轻微增大第一信息记录层和第二信息记录层的反射率从而获得图7A中所示的光学性能，能够如图7B所示地控制三层光盘的能量平衡。在这种情况下，在信息记录层之间的光吸收率存在差异。第一和第三信息记录层的吸收率偏离第二信息记录层的吸收率约百分之十。即使当存在这种百分之十的差异时，也能通过将记录层的热设计最优化来使得记录灵敏度匹配。
类似地，在四层光盘中形成第四信息记录层的情况下，73％～83％范围内的光透射率能够确保光平衡。因此，随着信息记录层数的增多，最接近于光入射侧的信息记录层具有更高的光透射率是必需的。
在可改写光盘中，如上所述，使用溅射装置通过层压由相变记录材料、介电材料、金属等制成的多层膜来形成诸如第二和更高层的信息记录层的各个半透射信息记录层。具体地，其基本结构从光入射侧开始依次包括第一介电部11、记录材料部12、第二介电部13、金属部14及第三介电部15。在这个实施例的这种半透射信息记录层中，为了实现第三信息记录层和第四信息记录层所需的透射率，第一介电部11具有2.4以上的折射率。需要注意，在第一介电部11具有包括多种介电材料的层压结构(例如，包括图3所示的介电材料a、b及c的层压结构)的情况下，包括在层压结构中的至少一种介电材料具有2.4以上的折射率是足够的。
此外，为了尽可能增大透射率而不减小在半透射信息记录层中具有吸收性的记录材料和金属膜的厚度，第一介电部11和第三介电部15都优选具有2.4以上的折射率。
此外，人们发现为了在将具有2.4以上折射率的高折射率材料用于第一介电部11和第三介电部15的情况下使透射率最大化，第一介电部11的折射率与第三介电部15的折射率之间应该有适当的关系。具体而言，为了在确定第一介电部11的折射率和第三介电部15的折射率中之一的情况下获得最大透射率，优选选择另一种介电材料的折射率，使得从由图8的虚线所围绕的区域所示的组合选择出折射率的组合。例如，当第一介电部11的折射率为2.4时，从2.4～2.5的范围内选择第三介电部15的折射率。当第一介电部11的折射率为2.5时，从2.4～2.7的范围内选择第三介电部15的折射率。当第一介电部11的折射率为2.6时，从2.4～2.9的范围内选择第三介电部15的折射率。当第一介电部11的折射率为2.7时，从2.4～3.0的范围内选择第三介电部15的折射率。当第一介电部11的折射率为2.8时，从2.5～3.0的范围内选择第三介电部15的折射率。当第一介电部11的折射率为2.9时，从2.6～3.0的范围内选择第三介电部15的折射率。当第一介电部11的折射率为3.0时，从2.7～3.0的范围内选择第三介电部15的折射率。
如下所述，由图8的虚线所围绕的区域中的组合示出了这样的情况，当第一介电部11具有2.4以上的某个折射率时，设置第三介电部15具有在半透射信息记录层的透射率比半透射信息记录层的最大透射率降低不超过1％的情况下的折射率范围内的折射率。
具有2.4以上的折射率并用作第一介电部11和第三介电部15的材料的实例包括Nb2O5、TiO2、ZnS、CeO2及Bi2O3。具体地，第一介电部11和第三介电部15的每一个以单种介电材料或作为复合介电材料的一部分的形式包含Nb2O5、TiO2、ZnS、CeO2及Bi2O3中的至少一种。术语“单种介电材料”指的是由具有诸如SiO2或ZnS的基本结构的介电材料构成的材料。术语“复合介电材料”指的是这样一种材料，其中，每一种均具有诸如SiO2或ZnS的基本结构的多种介电材料在原子水平进行均匀混合。另外，在高折射率材料中，使复折射率(complex refractive index)的消光系数为零相对较难。消光系数的增加降低了信息记录层的光透射率。因此，当这种高折射率材料用作第三信息记录层或第四信息记录层时，满足期望的透射率变得更难。因此，为了获得第三信息记录层所需的65％～75％的透射率，消光系数k为0.04以下，优选为0.01以下。
相变记录材料的实例包括通过组成化学式GeaSb2Tea+3或GeaBi2Tea+3(1≤a≤20)所表示的化合物(compound)；其中微调化合物中的Ge和Te的量的化合物；具有混合GeaSb2Tea+3和GeaBi2Tea+3的组分的化合物(复合物)；以及具有为了根据应用提高记录信息存储性能等而将元素添加至其中的化合物。这些相变记录材料被用作半透射信息记录层的记录材料。为了有效散发主要在记录材料层中所产生的热量，提供了金属部14的薄膜。Ag合金被广泛用作相变光学信息记录介质的金属部14。与其它金属相比，银(Ag)为在蓝色波长范围内具有高光透射性能和高反射率的材料。因此，Ag也被用作半透射信息记录层中的金属部14。
[3.半透射信息记录层的实例]
现在，将描述半透射信息记录层的具体实例。如上所述，由Ag合金制成的金属部14的厚度的下限为7nm，并且记录材料部12的厚度的下限为5.2nm。但是，在下面的具体实例中，金属部14的厚度固定为8nm，并且记录材料部12的厚度固定为5.5nm。调节每个材料层的厚度，使得反射率r满足下面条件。当记录材料处于结晶态时，反射率(Rc)处于1.8％～2.2％范围内，并且基本上满足条件Rc/Ra＞4，其中，Ra表示当记录材料处于非晶态时的反射率。反射率r可以被设定为其它范围，例如，2.3％～2.7％。而且，在这种情况下，能够执行类似的处理。
在每个具体实例中，半透射信息记录层具有图3所示的结构。具体地，从支撑基板侧开始，在中间层上依次层压介电材料f、介电材料e、Ag合金、介电材料d、相变记录材料、介电材料c、介电材料b以及介电材料a。使用具有0.14～i2.2的折射率的Ag合金，并且Ag合金的厚度为8nm。使用具有1.8～i3.6的结晶态的折射率及2.8～i2.6的非晶态折射率的相变记录材料，并且相变记录材料的厚度为5.5nm。使用具有1.55折射率的材料作为光透射保护层和设置在相对于记录层的支撑基板侧的中间层。如果Ag合金的厚度或记录材料的厚度大于这种情况下的厚度，则透射率降低。
图9示出了试样S1～S10的具体实例。具体地，图9示出了各种介电材料的组合及在每种组合中的反射率及透射率的结果。图9中所示的反射率表示上述的反射率(ri/ti)。需要注意，试样S1和S2为比较实例。相应于本实施例的实例为试样S3～S10。在图9中示出了作为第一介电部11的介电材料a、b及c。仅包括介电材料b的试样为具有单层结构的第一介电部11的试样。包括介电材料a和b、介电材料b和c、或介电材料a、b及c的试样为具有层压结构的第一介电部11的试样。类似地，示出了作为第三介电部15的介电材料e和f。仅包括所述介电材料e的试样为具有单层结构的第三介电部15的试样。包括介电材料e和f的试样为具有层压结构的第三介电部15的试样。
试样具有下面的结构。在所有试样中，第二介电部13由具有2.1的折射率的SiN制成。除了试样S1之外，第二介电部13的厚度为3nm。
<S1>
在作为比较实例的试样S1中，将SiN用作第一介电部11、第二介电部13及第三介电部15中的每一个的介电材料。SiN的折射率为2.1。第一介电部11具有35nm的厚度，第二介电部13具有10nm的厚度，并且第三介电部15具有15nm的厚度。
<S2>
在作为比较实例的试样S2中，将SiN用作第一介电部11和第二介电部13的每一个的介电材料，并且将Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。SiN的折射率为2.1，并且Nb2O5的折射率为2.55。第一介电部11具有35nm的厚度，第二介电部13具有3nm的厚度，并且第三介电部15具有10nm的厚度。
<S3>
在试样S3中，将具有2.55折射率的Nb2O5用作第一介电部11的介电材料，并且将SiN用作第二介电部13和第三介电部15的每一个的介电材料。第一介电部11具有29nm的厚度，并且第三介电部15具有37nm的厚度。
<S4>
在试样S4中，将具有2.55折射率的Nb2O5用作第一介电部11和第三介电部15的每一个的介电材料。第一介电部11具有32nm的厚度，并且第三介电部15具有25nm的厚度。
<S5>
在试样S5中，将具有2.55折射率的Nb2O5用作第一介电部11的介电材料，并且其厚度为30nm。此外，将具有2.77的折射率及5nm的厚度的TiO2和具有2.55的折射率及21nm的厚度的Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。
<S6>
在试样S6中，将具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5和具有2.1的折射率及5nm的厚度的SiN用作第一介电部11的介电材料。此外，将具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。
<S7>
在试样S7中，将具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5和具有2.1的折射率及5nm的厚度的SiN用作第一介电部11的介电材料。此外，将具有2.77的折射率及5nm的厚度的TiO2和具有2.55的折射率及20nm的厚度的Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。
<S8>
在试样S8中，将具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5用作第一介电部11的介电材料b，并且将具有2.1的折射率及5nm的厚度的SiN用作其介电材料a和c。此外，将具有2.55的折射率及22nm的厚度的Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。
<S9>
在试样S9中，将具有1.48的折射率及10nm厚度的SiO2和具有2.55的折射率及32nm的厚度的Nb2O5用作第一介电部11的介电材料。此外，将具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。
<S10>
在试样S10中，将具有1.48的折射率及10nm厚度的SiO2、具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5以及具有2.1的折射率及5nm的厚度的SiN用作第一介电部11的介电材料。此外，将具有2.55的折射率及25nm的厚度的Nb2O5用作第三介电部15的介电材料。
参照图9，试样S3～S10(其中，第一介电部11包含作为具有2.4以上折射率的高折射率介电材料的Nb2O5)的透射率高于试样S1(其中，第一介电部11(介电材料a、b及c)及第三介电部15(介电材料d和f)不包含这种高折射率介电材料)的透射率。另外，试样S4～S10(其中，第一介电部11和第三介电部15包含高折射率介电材料(Nb2O5))的透射率也高于试样S2(其中，第三介电部15包含高折射率介电材料，而第一介电部11不包含这种高折射率介电材料)的透射率。
即，通过使用高折射率介电材料作为第一介电部11，能够提高半透射信息记录层的透射率。此外，试样S4～S10(其中，第一介电部11和第三介电部15都包含了高折射率材料(诸如，具有折射率为2.55的Nb2O5))的每一个的记录层确保了65％的透射率，因此，能够满足三层光盘的第三信息记录层7的光学性能。此外，如下所述，通过进一步提高透射率，这种记录层能够满足四层光盘的第四信息记录层9的光学性能。
试样S3(其中，仅在第一介电部11中包含高折射率介电材料)具有约为60％的透射率。从三层光盘的第三信息记录层7的角度来看，透射率有点不足，但是，这种试样适用于双层光盘的第二信息记录层。相比之下，在将这种试样用作双层光盘的第二信息记录层的情况下，可以认为通过利用能够获得足够的透射率的情况，能够增加金属部14和记录材料部12的厚度。这也可应用于试样S4～S10。
需要注意，上述试样S3～S10仅为实例，可以对根据本发明实施例的半透射信息记录层的材料和结构进行各种修改。
例如，如试样S6中，假设使用相同的材料作为第一介电部11(介电材料b)和第三介电部15(介电材料e)，并且使用其折射率作为参数来计算材料的透射率。图10中示出了结果。参照图10，随着折射率的增大，透射率提高，并且2.4以上的折射率能够实现65％以上的透射率。
如上所述，为了在将具有2.4以上的折射率的高折射率介电材料用作第一介电部11和第三介电部15的情况下使透射率最大化，在第一介电部11的折射率与第三介电部15的折射率之间应该具有适当的关系。图11示出了当第一介电部11和第三介电部15具有不同的折射率时相对于折射率的最大透射率的计算结果。在图11中，在第三介电部15的折射率在2.3～3.0的范围内变化的情况下，通过线P1～P8示出当第一介电部11的折射率在2.3～3.0的范围内变化时的透射率。参照图11，当确定第一介电部11的折射率时，存在第三介电部15的折射率范围，其中，对于第一介电部11的折射率，透射率变为最大。在线P1～P8的每一个中，黑圆示出了透射率变为最大的点。
此处，在图8中，由虚线所围绕的区域示出了第三介电部15的折射率范围，其中，半透射信息记录层的透射率相对于当第一介电部11的折射率确定时所获得的最大透射率减小1％。即，通过使用第一介电部11的折射率和第三介电部15的折射率的组合(所述组合处于由虚线所围绕的区域中)，能够获得令人满意的透射率特性，并且半透射信息记录层的光透射率也可增加至65％以上，例如，约为70％。
接下来，将描述消光系数。当第一介电部11和第三介电部15的介电材料具有光吸收性时，透射率减小。因此，通过计算来检测光透射率相对于介电材料的消光系数的减小趋势。图12示出了在第一介电部11和第三介电部15的介电材料具有2.4～3.0范围内的折射率并且产生了介电材料的消光系数的情况下的透射率的减小趋势。线Q1～Q7示出了在折射率处于2.4～3.0范围内的情况下的消光系数与透射率之间的关系。图12的结果示出，即使当使用具有约为3.0的折射率的高折射率介电材料时，如果其消光系数超过0.04，也很难获得65％的透射率。因此，第一介电部11和第三介电部15的每一个的消光系数都为0.04以下，具体地，优选为0.01以下。
以下将描述具有2.4以上折射率的高折射率透明介电材料。检测了可在第一介电部11和第三介电部15中使用的高折射率透明介电材料，并且以例如在Blu-ray Disc中使用的405nm波长的激光束来测量材料的折射率。结果，得到图14中所示的材料。即，其实例包括Nb2O5、TiO2、ZnS、CeO2及Bi2O3。但是，折射率和消光系数依赖于溅射条件而变化。因此，由当折射率和消光系数为图14中所示的值时所获得的每种材料所制成的薄膜的状态不是所需的薄膜的最优状态。尽管Bi2O3具有略微高一些的消光系数，但是通过组合透明介电材料能够减小消光系数。例如，Bi12SiO20(Bi2O3∶SiO2＝6∶1)为众所周知的光学晶体，并且其消光系数基本上小于0.01。
此外，在第一介电部11具有包括由多种介电材料制成的三层的层压结构并且从激光束入射侧依次设置介电材料a、介电材料b及介电材料c的情况下，检测了可获得65％以上透射率的介电材料b和介电材料c的折射率的组合范围。介电材料c为与记录材料部接触的介电材料。介电材料b为设置在介电材料c的激光束入射侧的介电材料。鉴于上面的条件，介电材料b和第三介电部15(介电材料e)优选为相同的材料。因此，在这个实例中，介电材料b和第三介电部15具有相同的折射率。因此，获得了图13所示的结果。图13示出了介电材料b的折射率与介电材料c的折射率之间的关系。在图13中，阴影区示出了透射率为65％以上的区域。因此，通过图13的直线示出了用于实现65％的透射率的介电材料b的折射率与介电材料c的折射率之间的关系。透射率为65％以上的区域处于位于这条直线的上边的阴影区中，具体而言，为满足关系(介电材料c的折射率)≥-3.6×(介电材料b的折射率)+11的区域。因此，恰当地选择出满足上面条件的介电材料。就介电材料a的折射率而言，即使当使用具有在1.4～3.0范围内的折射率的任意材料时，也可通过使膜厚最优化来实现等价于当没有设置介电材料a时所获得的最大透射率的透射率。但是，这种情况当介电材料a没有吸收性时也能实现。在这个实例中，介电材料c对应于根据本发明实施例的介电材料Y，并且介电材料b对应于根据本发明实施例的介电材料X。
以上已经描述了本发明的实施例。在实施例中所描述的半透射信息记录层中，第一介电部11、或第一介电部11与第三介电部15都具有2.4以上的折射率。具体地，从由图8的虚线所围绕的区域内的组合中选择出在第一介电部11和第三介电部15中所包含的高折射率介电材料的折射率的组合。从而，能够实现对于记录/再生激光波长的65％以上的光透射率。
应该了解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种光学信息记录介质，包括：
支撑基板；
光透射保护层，设置在所述光学信息记录介质上记录/再生激光束所入射的一侧；
多个信息记录层；以及
允许具有400nm～410nm范围内波长的记录/再生激光束透过的至少一个中间层，所述中间层中的每一个都设置在相邻的信息记录层之间，所述信息记录层和所述至少一个中间层设置在所述支撑基板与所述光透射保护层之间，
其中，在所述多个信息记录层中，除最邻近于所述支撑基板的信息记录层之外的一个或多个信息记录层中的每一个都起到用于透射所述激光束的半透射信息记录层的作用，并且
所述一个或多个半透射信息记录层中的一些或全部都具有下述结构，该结构从所述激光束的入射侧开始依次包括对于所述记录/再生激光束的波长具有2.4以上折射率的第一介电部、具有至少5.2nm厚度的记录材料部、第二介电部、具有至少7nm厚度的金属部、以及第三介电部。
2.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，所述第三介电部对于所述记录/再生激光束的波长具有2.4以上的折射率。
3.根据权利要求2所述的光学信息记录介质，其中，当所述第一介电部具有2.4以上的一定折射率时，所述半透射信息记录层的所述第三介电部被配置为具有在所述半透射信息记录层的透射率比所述半透射信息记录层的最大透射率降低不超过1％的情况下的折射率范围内的折射率，从而控制所述半透射信息记录层的光透射率为65％以上。
4.根据权利要求3所述的光学信息记录介质，其中，所述第一介电部和所述第三介电部的每一个都具有0.04以下的消光系数。
5.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，
其中，所述信息记录层包括最邻近于所述支撑基板的第一信息记录层以及起半透射信息记录层作用的第二信息记录层和第三信息记录层，并且
所述第三信息记录层具有下述结构，该结构包括对于所述记录/再生激光束的波长具有2.4以上折射率的所述第一介电部、具有至少5.2nm厚度的所述记录材料部、所述第二介电部、具有至少7nm厚度的所述金属部、以及所述第三介电部。
6.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，
其中，所述信息记录层包括最邻近于所述支撑基板的第一信息记录层以及起半透射信息记录层作用的第二信息记录层、第三信息记录层和第四信息记录层，并且
所述第三信息记录层和所述第四信息记录层中的每一个都具有下述结构，该结构包括对于所述记录/再生激光束的波长具有2.4以上折射率的所述第一介电部、具有至少5.2nm厚度的所述记录材料部、所述第二介电部、具有至少7nm厚度的所述金属部、以及所述第三介电部。
7.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，所述第一介电部具有由具有2.4以上折射率的介电材料构成的单层结构。
8.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，
其中，所述第一介电部具有层压多种介电材料的结构，并且
至少一种所述介电材料具有2.4以上的折射率。
9.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，所述第一介电部包含具有单种介电材料形式或作为复合介电材料的一部分的Nb2O5、TiO2、ZnS、CeO2和Bi2O3中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，所述第三介电部包含具有单种介电材料形式或作为复合介电材料的一部分的Nb2O5、TiO2、ZnS、CeO2和Bi2O3中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，
其中，在由多种层压透明介电材料构成所述第一介电部的情况下，当与所述记录材料部接触的介电材料为介电材料Y并且设置在所述介电材料Y的激光束入射侧的介电材料为介电材料X时，
所述介电材料Y为具有满足下面关系的折射率的透明介电材料：
(介电材料Y的折射率)≥-3.6×(介电材料X的折射率)+11。
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