JPH09198709A

JPH09198709A - 多層光ディスク及び記録再生装置

Info

Publication number: JPH09198709A
Application number: JP8009048A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yasuda; 宏一保田; Mariko Yoda; 真里子依田; Yutaka Kasami; 裕笠見; Yuji Kuroda; 裕児黒田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】多層光ディスクにおいて、２層目以上の情報
記録層４に十分な強度でレーザ光が照射されるととも
に、この情報記録層４からの反射光が十分な強度で受光
されるようにし、１層目の情報記録層２では勿論のこ
と、２層目以上の情報記録層４からも十分な再生出力が
得られるようにする。【解決手段】透明基板側から少なくとも１層目の情報
記録層の記録材料として相変化材料を用いる。相変化材
料としてはＳｅ系カルコゲナイド、ＴｅＯ_xが好適であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録部が複数層の
情報記録層によって構成される多層光ディスクに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆるマルチメディアの興隆に
伴い、デジタル動画のような大容量の情報を取り扱う要
請が生じており、このような大容量の情報を蓄積し、必
要に応じてランダムアクセスして再生することの必要が
高まっている。

【０００３】光ディスクは、ランダムアクセスが可能で
あり、大容量で、記録再生装置からの取り出しが可能
（リムーバブル）という特長を有する記憶媒体で、これ
までも各方面で大量に使用されているが、前述のような
大容量化に対応するためにはこれまで以上の多量の情報
を扱い得ることが要求される。

【０００４】このような光ディスクにおいて、２次元方
向での記録密度は、用いるレーザ光源の最小スポット径
によって決まり、この最小スポット径が小さい場合程高
密度に信号記録が行える。このため、この最小スポット
径を小径化すべく、光源の短波長化、対物レンズの開口
数ＮＡの増大化が図られている。しかしながら、光源の
短波長化や対物レンズの開口数ＮＡの増大化には、技術
上制限があり、２次元方向での記録密度の向上は限界に
きているのが現状である。

【０００５】このため、３次元方向での記録容量を増大
させること、すなわち情報信号を蓄積する情報記録層を
厚み方向に多数積層することが試みられている。

【０００６】ここで、光ディスクの情報記録層には、予
め記録された情報信号を再生するだけの再生専用、ユー
ザによって一度だけ情報信号の書き込みが可能な追記
用、情報信号の書き込み、消去が繰り返し行える書き換
え可能用があり、その用途に合わせて適切な材料が選択
される。

【０００７】上述のような情報記録層を多層に積層した
多層光ディスクでは、これらタイプの情報記録層を複数
積層させたり、組み合わせて積層させた構成が考えら
れ、具体的には、再生専用の情報記録層を２層積層した
もの、追記用の情報記録層を２層積層したものが提案さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多層光ディ
スクでは、各情報記録層を区別して情報信号の記録再生
を行う必要がある。このような情報信号の記録再生は、
通常、レーザ光を集光したときの焦点位置が、各情報記
録層で異なることを利用して行われる。すなわち、基板
側から対物レンズを介してレーザ光を照射し、基板側か
ら１層目の情報記録層に焦点を合わせた場合には、他の
情報記録層には焦点が合っていないので、この焦点が合
っている１層目の情報記録層に対してのみ情報信号の記
録再生が行われる。また、２層目の情報記録層に焦点を
合わせた場合には、この焦点が合っている２層目の情報
記録層に対してのみ情報信号の記録再生が行われること
になる。

【０００９】ここで、問題となるのは、２層目の情報記
録層、さらには２層目よりも上層にある情報記録層に対
する情報信号の記録再生である。

【００１０】２層目の情報記録層には、１層目の情報記
録層を通過してレーザ光が照射される。このとき、レー
ザ光は１層目の情報記録層によってある程度吸収される
ため、２層目の情報記録層に実際に照射されるレーザ光
の強度は光源から出射したときの強度よりも弱くなる。
また、２層目の情報記録層より反射した反射光は、１層
目の情報記録層を通過して受光部で受光される。このと
きも、反射光は１層目の情報記録によって吸収されるた
め、受光部で受光される光強度は、２層目の情報記録層
で反射されたときの強度よりも弱くなる。

【００１１】さらに２層目よりも上層にあるｎ層目の情
報記録層では、（ｎ−１）層の情報記録層を通過してレ
ーザ光が照射され、また、その反射光は（ｎ−１）層の
情報記録層を通過して受光部で受光される。したがっ
て、情報記録層は上層になる程、照射されるレーザ光の
強度が弱いものとなり、また受光される反射光の強度も
弱いものとなる。

【００１２】このような点から見たときに、これまで多
層光ディスクで用いられている情報記録層は光の吸収率
が比較的高く、これを通過することでレーザ光の光量が
大きく減衰する。このため、２層目の情報記録層、さら
には２層目よりも上層にある情報記録層では照射光強
度、反射光強度を得るのが困難で、十分な再生出力が得
られないといった問題がある。

【００１３】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、基板側から２層目、さら
には２層目よりも上層にある情報記録層からも十分な再
生出力が得られる多層光ディスク及び記録再生装置を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の多層光ディスクは、凹凸パターンが形成
された透明基板上に、２層以上の情報記録層よりなる記
録部が形成されてなる多層光ディスクであって、上記透
明基板側から少なくとも１層目の情報記録層は、相変化
材料を記録材料とすることを特徴とするものである。

【００１５】相変化材料は、一般に光透過率が高いた
め、この相変化材料を基板側から１層目の情報記録層に
用いると、この１層目の情報記録層を通過することによ
る光の減衰が小さく抑えられる。このため、その上に積
層される情報記録層に十分な強度で光が入射され、また
この情報記録層からの反射光が十分な強度で受光される
ようになり、１層目の情報記録層からは勿論のこと、２
層目以上の情報記録層からも十分な再生信号振幅が得ら
れるようになる。

【００１６】このような多層光ディスクの各情報記録層
への情報信号の記録及び／または再生は、レーザ光を照
射する光源と対物レンズよりなる照射系と、フォトダイ
オードよりなる受光系によって構成され、上記対物レン
ズが、上記多層光ディスクの各情報記録層にレーザ光の
焦点が合うように光軸方向に多段階に移動制御される記
録再生装置によって行われる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ディスクの
実施の形態について説明する。

【００１８】この実施の形態の多層光ディスクは、凹凸
パターンが形成された透明基板上に、２層以上の情報記
録層よりなる記録部が形成されて構成されている。そし
て、各情報記録層の間には凹凸パターンが形成された透
明層が介在する。このような多層光ディスクでは、例え
ば基板側からレーザ光を照射し、各情報記録層に集光さ
せることで、それぞれの情報記録層に記録された情報信
号が独立に記録・再生される。

【００１９】この多層光ディスクにおいて、透明基板と
しては、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂よりなるプラスチック
基板やガラス基板等が用いられる。前者の場合には射出
成形によって、後者の場合にはフォトポリマー法（２Ｐ
法）によって、案内溝等が凹凸形状として形成される。

【００２０】この基板上に形成される記録部は、２層以
上の情報記録層によって構成され、特に上記透明基板側
から少なくとも１層目の情報記録層は、相変化材料を記
録材料として構成されている。

【００２１】記録材料に用いられる相変化材料として
は、結晶状態と非晶質状態との間で相変化するタイプの
もの等が用いられる。このようなタイプの相変化材料膜
では、例えば次のようにして記録ピットが形成される。

【００２２】すなわち、相変化材料膜は、例えばスパタ
ッリング法によって成膜された場合、成膜直後で非晶質
状態を呈している。このような非晶質状態の相変化材料
膜を、まず結晶化温度以上に昇温させることで結晶状態
に相変化させる（初期化）。そして、この状態で、例え
ば基板側からレーザ光を照射すると、そのレーザ光が集
光された領域で結晶状態から非晶質状態への相変化が生
じ、反射率が変化する。この反射率が変化した部分が記
録ピットとなる。この記録ピットは、ピットが形成され
た部分と、形成されていない部分との反射率差を利用す
ることで検出される。

【００２３】このようなタイプの相変化材料を選択する
に当たっては、以下の点に着目するのが望ましい。

【００２４】まず、冷却時に、相分離等の組成変化や偏
析が生じ難く、また形成される結晶の種類が少ない材料
を選択する必要がある。

【００２５】さらに、融点、結晶化温度、結晶化速度が
適正範囲内にある材料を選択するのが望ましい。

【００２６】すなわち、相変化材料の融点は、７００℃
以下であるのが望ましい。相変化材料膜を非晶質状態に
相変化させるには、この相変化材料膜を融点以上に温度
上昇させなければならない。したがって、相変化材料の
融点が高過ぎると、相変化材料がそのような高温に温度
上昇されることで、これと隣接して設けられる保護膜や
基板に熱的負担が生じる。

【００２７】また、相変化材料の結晶化温度は、１５０
℃以上であるのが好ましい。相変化材料の結晶化温度が
低過ぎると、記録ピットの熱安定性が不足し、情報の保
存信頼性が低くなる。

【００２８】さらに、相変化材料の結晶化速度は、５０
０ｎｓｅｃ以下であるのが望ましい。光ディスクの線速
度は２〜２０ｍ／ｓｅｃの範囲であり、レーザ光のディ
スク面上でのスポット径は１μｍ程度である。したがっ
て、相変化材料膜上のある点においてレーザ光が照射さ
れる時間は５０〜５００ｎｓｅｃになる。このような照
射時間内に、相変化を生じせしめるには、相変化材料の
結晶化速度は５００ｎｓｅｃ以下であることが必要であ
る。

【００２９】相変化材料としては、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，
Ｂｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｓ，Ｄｙ，Ｆ
ｅ，Ｇｅ，Ｇｄ，Ｇａ，Ｈｆ，Ｉｎ，Ｋ，Ｌａ，Ｌｉ，
Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｎｄ，Ｎａ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｐ
ｒ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｂ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｓ
ｍ，Ｓｃ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｔｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，
Ｗ，Ｙ，Ｚｎ，Ｚｒの少なくとも一種を含むものを用い
ることが望ましい。そのような材料としては、ＳｂＳｅ
系化合物、ＳｂＳｅＳｉ系化合物、ＩｎＳｅ系化合物、
ＩｎＳｅＳｉ系化合物、ＧｅＳｂＴｅ系化合物、ＡｇＩ
ｎＴｅＳｂ系化合物、ＡｓＴｅＧｅ系化合物、ＴｅＧｅ
Ｓｎ系化合物、ＴｅＧｅＳｎＯ系化合物、ＴｅＳｅ系化
合物、ＳｎＴｅＳｅ系化合物、ＴｅＧｅＳｎＡｕ系化合
物、ＳｂＴｅＳｅ系化合物、ＩｎＳｅＴｌ系化合物、Ｉ
ｎＳｂ系化合物、ＩｎＳｂＳｅ系化合物、ＡｇＺｎ合
金、ＣｕＡｌＮｉ合金、ＩｎＳｅＴｌＣｏ系化合物、Ｓ
ｉＴｅＳｎ系化合物、あるいはＴｅＯ_x（０＜ｘ＜２）
等の低酸化物等が挙げられ、具体的にはＳｂ₂Ｓｅ₃、Ｇ
ｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅（融点６００℃、結晶化温度１７２℃、
結晶化速度５０ｎｓｅｃ）等がある。このうちＴｅＯ_x
は結晶状態が比較的安定であり、記録ピットの熱安定性
を確保するのに有利である。また、Ｓｉが添加されてい
るＳｅ系カルコゲナイドは、結晶化速度が比較的速いと
いった長所を有する。

【００３０】これらの相変化材料を情報記録層の記録材
料として用いるに当たっては、情報記録層の光学特性
と、情報記録層の記録部における位置との関係を考慮す
ることが重要になる。

【００３１】すなわち、多層光ディスクにおいて、２層
目の情報記録層、さらには２層目よりも上層にあるｎ層
目の情報記録層では、それよりも下層にある（ｎ−１）
層の情報記録層を通過してレーザ光が照射される。ま
た、これら情報記録層から反射された反射光は、（ｎ−
１）層の情報記録層を通過して受光部で受光される。

【００３２】したがって、上層にある情報記録層に照射
されるレーザ強度や、この情報記録層から反射された反
射光の受光強度は、その下層にある情報記録層の光学特
性に影響を受ける。このため、下層側にある情報記録層
は十分な再生信号振幅を得られるだけの反射率を有する
とともに、光透過率も高いことが必要である。また、上
層側にある情報記録層は、比較的低い強度の光であって
も、記録ピットが形成でき、またその記録ピットから十
分な再生信号振幅が得られるように、反射率及び光吸収
率が高いことが重要である。記録部の構成を設計するに
は、これらのことを考慮することが必要である。

【００３３】例えば、相変化材料を記録材料とする２層
の情報記録層によって記録部が構成されている場合を例
にすると、基板側から１層目の情報記録層では、記録再
生光に対する結晶状態での反射率Ｒｃ₁及び光透過率Ｔ
ｃ₁、非晶質状態での反射率Ｒａ₁及び光透過率Ｔａ
₁は、次の条件を満たしていることが望ましい。

【００３４】Ｒｃ₁≧１０％Ｒｃ₁／Ｒａ₁≧１．５Ｔｃ₁，Ｔａ₁≧４０％また、基板側から２層目の情報記録層では、記録再生光
に対する結晶状態での反射率Ｒｃ₂及び光吸収率Ａｃ₂、
非晶質状態での反射率Ｒａ₂及び光吸収率Ａａ₂は、次の
条件を満たしていることが望ましい。

【００３５】Ｒｃ₂≧３０％Ｒｃ₂／Ｒａ₂≧１．５Ａｃ₂，Ａａ₂≧６０％１層目の情報記録層において、結晶状態での反射率Ｒｃ
₁及び非晶質状態での反射率Ｒａ₁は再生信号振幅の点か
ら設定されるものであり、このＲｃ₁，Ｒａ₁が上記範囲
から外れる場合には１層目の情報記録層から得られる再
生信号振幅が不足する。

【００３６】また、１層目の情報記録層における結晶状
態での光透過率Ｔｃ₁及び非晶質状態での光透過率Ｔａ₁
は、この１層目の情報記録層を通過することによるレー
ザ光の減衰を抑える点から決められるものである。この
Ｔｃ₁，Ｔａ₁が上記範囲外であると、１層目の情報記録
層を通過することでレーザ光の強度が減衰し、２層目の
情報記録層に十分な強度でレーザ光を照射することがで
きず、またこの層からの反射光を十分な強度で受光する
ことができない。これにより、２層目の情報記録層にお
ける記録ピットの形成、記録ピットの検出が困難にな
る。

【００３７】一方、２層目の情報記録層において、結晶
状態での光吸収率Ａｃ₂及び非晶質状態での光吸収率Ａ
ａ₂は、比較的弱いレーザ光強度であっても相変化が生
じ得るように設定されるものである。このＡｃ₂，Ａａ₂
が上記範囲から外れると、２層目の情報記録層において
記録ピットの形成が困難になる。

【００３８】また、２層目の情報記録層における結晶状
態での反射率Ｒｃ₂及び非晶質状態での反射率Ｒａ₂は、
再生信号振幅の点から設定されるものであり、このＲｃ
₂，Ｒａ₂が上記範囲から外れる場合には２層目の情報記
録層から得られる再生信号振幅が不足する。

【００３９】このような情報記録層の光学特性は、情報
記録層の層構成、すなわち誘電体層や反射層の併用や、
記録材料として用いる相変化材料の屈折率ｎや消衰係数
ｋに依存する。

【００４０】例えば、記録部が、表１に示すような構成
（熱的に最適な構成）の２層の情報記録層で構成されて
いる場合には、それぞれ記録再生光に対する光学定数が
次式を満たす相変化材料を用いることで、先に示した光
学特性を有する情報記録層が実現する。なお、この光学
定数は、情報記録層で要求される光学特性が得られるよ
うな条件を設定し、多層膜マトリックス計算方法に基づ
いて求めたものである。

【００４１】

【表１】

【００４２】第１の情報記録層の相変化材料：１／５（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋（ｋｃ₁／ｋａ₁）≦１０または、（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋１／５（ｋｃ₁／ｋａ₁）≦１０ｎｃ₁：相変化材料の結晶状態での屈折率ｎａ₁：相変化材料の非晶質状態での屈折率ｋｃ₁：相変化材料の結晶状態での消衰係数ｋａ₁：相変化材料の非晶質状態での消衰係数第２の情報記録層の相変化材料：（ｎｃ₂／ｎａ₂）＋（ｋｃ₂／ｋａ₂）≦４ｎｃ₂：相変化材料の結晶状態での屈折率ｎａ₂：相変化材料の非晶質状態での屈折率ｋｃ₂：相変化材料の結晶状態での消衰係数ｋａ₂：相変化材料の非晶質状態での消衰係数数値範囲で言えば、第１の情報記録層では、ｎｃ₁≦
８．０、ｋｃ₁≦５．０、ｎａ₁≦７．０、ｋａ₁≦４．
０なる条件を満たす相変化材料が好ましく、第２の情報
記録層では、１．０≦ｎｃ₂≦８．０、１．０≦ｋｃ₂≦
７．０、１．０≦ｎａ₂≦７．０、ｋａ₂≦５．０なる条
件を満たす相変化材料を用いるのが好ましい。

【００４３】なお、図１に横軸をｎｃ₁／ｎａ₁とし、縦
軸をｋｃ₁／ｋａ₁として、各種相変化材料のｎｃ₁，ｎ
ａ₁，ｋｃ₁，ｋａ₁をプロットした特性図を示す。ま
た、図２に横軸をｎｃ₂／ｎａ₂とし、縦軸をｋｃ₂／ｋ
ａ₂として、各種相変化材料のｎｃ₂，ｎａ₂，ｋｃ₂，ｋ
ａ₂をプロットした特性図を示す。

【００４４】また、情報記録層での光学特性や熱的特性
は、その層構成によっても影響され、誘電体保護膜や金
属反射膜を併用することで情報記録層のこれら特性を制
御するようにしても良い。

【００４５】例えば、相変化材料膜を上下から挟み込む
ようにして誘電体保護膜を設けた場合、基板側の誘電体
保護膜（第１の誘電体保護膜）は、光学的干渉効果によ
り、情報記録層の光学的特性（反射率、光吸収率、光透
過率）に大きく作用する。

【００４６】また、誘電体材料は、一般に熱拡散しにく
い性質を有しているため、基板と逆側の誘電体保護膜
（第２の誘電体保護膜）は、相変化材料膜の冷却速度に
影響する。この第２の誘電体保護膜の膜厚が厚い程、相
変化材料膜に熱が蓄積しやすくなり、冷却速度は遅くな
る（徐冷構造）。

【００４７】この場合、レーザ光に対する感度は向上す
るが、相変化材料膜に熱が蓄積し、当該相変化材料膜が
流動するといった問題が生じる。

【００４８】このような熱の蓄積を抑えるためには、金
属反射膜や第３の誘電体保護膜の併用が有効である。

【００４９】すなわち、記録部の最上層となる情報記録
層には、その上に情報記録層が形成されておらず、光透
過率の制限はないので、第２の誘電体層上にさらに金属
反射膜を設けるようにしても良い。第２の誘電体保護膜
の厚さを薄くし、さらにこの金属反射膜を設けると、相
変化材料膜の熱が第２の誘電体保護膜を介して金属反射
膜に拡散し易くなるので、冷却速度は速くなる（急冷構
造）。

【００５０】なお、最上層以外の情報記録層には、金属
反射膜を設ける代わりに、第３の誘電体保護膜を設ける
ようにしても良い。この第３の誘電体保護膜として比較
的熱伝導率の大きなものを用いれば、熱の拡散が促進さ
れ、相変化材料膜の熱の蓄積を防止することができる。
また、記録部が最上層となる情報記録層では、第２の誘
電体保護膜と金属反射膜の間に、さらに第３の誘電体保
護膜を設けるようにしても良い。

【００５１】もちろん、第３の誘電体保護膜を設けず
に、第１の誘電体保護膜、第２の誘電体保護膜として熱
伝導率の高いものを用いるようにしても、熱の蓄積防止
に効果がある。

【００５２】誘電体保護膜の材料としては、レーザ光波
長領域において吸収の少ないものであればいずれでもよ
く、Ａｌ等の金属やＳｉ等の半導体元素の窒化物、酸化
物、硫化物、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体等が挙げら
れる。なお、熱の拡散効果を期待する場合には、Ａｌ₃
Ｎ₄やＳｉＣ等の熱伝導率の高いものを用いるのが望ま
しい。

【００５３】金属反射膜としては、Ａｌ、Ｄｙ、Ａｕ、
Ａｇ、ＢｉＳｅ₄や、これらとＴｉ，Ｃｒ等の合金等が
用いられる。

【００５４】また、情報記録層の熱的特性には、相変化
材料膜自体の膜厚も大きく影響する。相変化材料膜の膜
厚が、厚過ぎる場合には熱容量が大きくなり、再結晶化
し易くなる。この場合、消去比は向上するが、蓄熱効果
によって相変化材料膜の流動が起き易くなり、オーバー
ライト特性（耐久性）が劣化する。一方、相変化材料膜
の膜厚が薄すぎると、膜自体の劣化も激しくなる。

【００５５】情報記録層での層構成は、以上のような光
学特性や熱的特性への影響を考慮して最適化される。

【００５６】例えば、記録部が２層の情報記録層より構
成され、このうち基板側から１層目の情報記録層が、第
１の誘電体保護膜，相変化材料膜及び第２の誘電体保護
膜よりなり、２層目の情報記録層が、第１の誘電体保護
膜，相変化材料膜，第２の誘電体保護膜及び金属反射膜
からなる場合には、それぞれの層の膜厚は次のような範
囲となされているのが望ましい。

【００５７】第１の情報記録層の膜厚構成第１の誘電体保護膜：１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下相変化材料膜：１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下第２の誘電体保護膜：１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下第２の情報記録層の膜厚構成第１の誘電体保護膜：８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下相変化材料膜：１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下第２の誘電体保護膜：１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下本発明の多層光ディスクは、このように相変化材料を記
録材料とする情報記録層を少なくとも１層目に有して構
成される。この相変化材料を記録材料とする情報記録層
は、ユーザーによって一度だけ書き込みが可能な追記用
あるいは書き込み、消去が繰り返し行える書き換え可能
用として情報信号の記録が行われる。

【００５８】書き換え可能用とする場合には、成膜状態
の相変化材料膜全体を結晶状態に相変化させ（初期
化）、この結晶状態となされた膜を局所的に非晶質状態
に相変化させることで記録ピットを形成する。

【００５９】また、追記用とする場合には、このように
初期化を行った後に記録ピットを形成するようにしても
良いが、初期化せずに、非晶質状態の膜を局所的に結晶
状態に相変化させることで記録ピットを形成するように
しても構わない。後者の場合、初期化操作の手間が省け
るといった利点がある。

【００６０】そして、この１層目の情報記録層上には、
１層以上の情報記録層が間に透明層を介して積層され
る。

【００６１】この２層目の情報記録層、さらには２層目
よりも上層の情報記録層では相変化材料を用いても、こ
の他の材料を記録材料として用いてもいずれでも良い。

【００６２】なお、情報記録層同士の間に介在させる透
明層は、情報記録層同士を光学的に分離する役割を果た
すものである。したがってある程度の厚さが必要であ
る。具体的には３０μｍ以上とすることが好ましい。透
明層の厚さがあまり薄過ぎると、第１の情報記録層から
の反射光と、第２の情報記録層からの反射光が十分に分
離することができなくなって、正確な検出が難しい。ま
た、あまり厚さが厚過ぎると、球面収差等が発生するこ
とから、この点を考慮して適正な厚さに設定する必要が
ある。なお、この透明層には、その上に形成される情報
記録層が追記用、書き換え可能用である場合には案内溝
等が凹凸形状として形成される。また、再生専用である
場合には案内溝とともに情報信号が凹凸形状として形成
される。

【００６３】２層目の情報記録層、さらには２層目のよ
りも上層の情報記録層で用いる記録材料としては、その
情報記録層の用途によって適切なものが選択される。

【００６４】例えば、追記用あるいは書き換え可能用の
情報記録層では、相変化材料、希土類−遷移金属合金非
晶質薄膜等の光磁気記録材料あるいは有機色素材料が記
録材料として用いられる。相変化材料を用いる場合に
は、先に示した各種条件を考慮して材料や層の構成を設
計する。

【００６５】また、再生専用の情報記録層は、情報信号
に対応して凹凸パターンが形成された透明層上に、金属
反射膜を成膜することで情報記録層が構成される。

【００６６】以上のような多層光ディスクに対する情報
信号の記録再生は、図３に示すような光学系によって行
われる。なお、ここでは、情報記録層が３層形成された
多層光ディスクへの記録再生を例にして説明する。

【００６７】この光学系は、光源３１となる半導体レー
ザ（波長７８０ｎｍ）、コリメータレンズ３２、１／４
波長板３３及び対物レンズ３４よりなる照射系３５と、
集光レンズ３６、シリンドリカルレンズ３７及びフォト
ダイオード３８よりなるフォーカスサーボ系３９によっ
て構成されている。光学特性が測定される光ディスク４
０は、基板５１側を、この光学系の対物レンズ３４と対
向させて、ターンテーブル上に載置される。

【００６８】このような光学系では、光源３１から出射
したレーザ光Ｌは、コリメータレンズ３２を通過するこ
とで平行光になり、この平行光はビームスプリッタ４
１、１／４波長板３３、対物レンズ３４を通過し、ディ
スク面上にビームスポット４２を形成する。一方、ディ
スク面から反射された反射光は、再び対物レンズ３４、
１／４波長板３２を通過し、ビームスプリッタ４１に入
射する。ビームスプリッタ４１に入射した光は、フォー
カスサーボ系３９に反射され、集光レンズ３６、シリン
ドリカルレンズ３７を経てフォトダイオード３８で受光
され、光強度が検出される。この光強度の情報は、対物
レンズ３４を光軸方向（図中、Ａ方向）に移動制御する
２軸デバイス（図示せず）に伝わり、記録再生すべき情
報記録層５２，５３，５４にレーザ光が集束するよう
に、対物レンズ３４が移動操作される。

【００６９】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について実験
結果に基づいて説明する。

【００７０】実験例１本実施例で作成した多層光ディスクの構成を図４に示
す。

【００７１】この多層光ディスクは、透明基板１上に、
第１の情報記録層２、透明層３及び第２の情報記録層４
よりなる記録部５が形成され、さらにこの記録部５上に
保護膜６が形成されて構成されている。上記第１の情報
記録層２は、第１の誘電体保護膜７、第１の相変化材料
膜８及び第２の誘電体保護膜９の３層によって構成さ
れ、第２の情報記録層４は、第３の誘電体保護膜１０、
第２の相変化材料膜１１、第４の誘電体保護膜１２及び
反射膜１３の４層によって構成されている。この多層光
ディスクでは、第１の情報記録層２、第２の情報記録層
４に、いずれも書き換え可能用として情報信号の記録が
行われる。このような構成の多層光ディスクを以下のよ
うにして作成した。

【００７２】まず、ディスク面にグルーブ（案内溝）１
ａが形成されたポリカーボネート基板１を用意した。

【００７３】そして、このポリカーボネート基板１のグ
ルーブ１が形成された面に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体よ
りなる第１の誘電体保護膜７、Ｓｂ₂Ｓｅ₃二元合金より
なる第１の相変化材料膜８及びＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体
よりなる第２の誘電体保護膜９を順次被着形成すること
で第１の情報記録層２を形成した。

【００７４】なお、第１の情報記録層を構成する各層の
膜厚は次の通りである。

【００７５】第１の情報記録層の膜厚構成第１の誘電体保護膜：１３０ｎｍ第１の相変化材料膜：２０ｎｍ第２の誘電体保護膜：１００ｎｍまた、第１の相変化材料膜の波長７８０ｎｍにおける光
学定数は次の通りである。

【００７６】第１の情報記録層の相変化材料膜（Ｓｂ₂
Ｓｅ₃）の光学定数結晶状態：屈折率ｎｃ₁；４．４５消衰係数ｋｃ₁；０．８２非晶質状態：屈折率ｎａ₁；３．９６消衰係数ｋａ₁；０．３８したがって、１／５（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋ｋｃ₁／ｋａ₁＝
２．４（≦１０）、ｎｃ₁／ｎａ₁＋１／５（ｋｃ₁／ｋ
ａ₁）＝１．６（≦１０）である。

【００７７】次に、このようにして形成された第１の情
報記録層上に、フォトポリマー（２Ｐ）法によって凹凸
パターンを有する透明層３を形成した。なお、この透明
層３の厚さは１００μｍである。

【００７８】続いて、この透明層３上に、ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂混合体よりなる第３の誘電体保護膜１０、Ｇｅ₂Ｓｂ
₂Ｔｅ₅三元合金よりなる第２の相変化材料膜１１、Ｚｎ
Ｓ−ＳｉＯ₂混合体よりなる第４の誘電体保護膜１２、
Ａｌよりなる反射膜１３を順次被着形成することで第２
の情報記録層４を形成した。

【００７９】なお、第２の情報記録層４を構成する各層
の膜厚は次の通りである。

【００８０】第２の情報記録層の膜厚構成第３の誘電体保護膜：１３０ｎｍ第２の相変化材料膜：２２ｎｍ第４の誘電体保護膜：１２ｎｍ反射膜：１５０ｎｍまた、第２の相変化材料膜の波長７８０ｎｍにおける光
学定数は次の通りである。

【００８１】第２の情報記録層の相変化材料膜（Ｇｅ₂
Ｓｂ₂Ｔｅ₅）の光学定数結晶状態：屈折率ｎｃ₂；５．２消衰係数ｋｃ₂；３．９７非晶質状態：屈折率ｎａ₂；４．４消衰係数ｋａ₂；１．４５したがって、（ｎｃ₂／ｎａ₂）＋（ｋｃ₂／ｋａ₂）＝
３．９（≦４．０）である。

【００８２】そして、最後に、この第２の情報記録層上
に、紫外線硬化樹脂をスピンコートすることで膜厚７μ
ｍの保護膜６を形成し、多層光ディスクを作成した。

【００８３】以上のようにして作成された多層光ディス
クでは、相変化材料膜が非晶質状態で成膜されているの
で、各相変化材料膜の全面にレーザ光を照射することで
結晶状態とした（初期化）。そして、この初期化された
各相変化材料膜に対して、記録ピットを形成し、記録ピ
ットが形成された部分と形成されていない部分での波長
７８０ｎｍのレーザ光に対する光学特性を調べた。この
場合、記録ピットは、レーザ光を集光することで相変化
材料膜を局所的に融点以上にまで昇温させ、その後、急
冷し、これによって材料を非晶質状態に相変化させるこ
とで形成される。したがって、記録ピットが形成された
部分とは非晶質状態に相変化した部分であり、記録ピッ
トが形成されていない部分とは結晶状態に保持されてい
る部分である。

【００８４】図３に示す光学系を用いて測定された第１
の情報記録層、第２の情報記録層の光学特性を以下に示
す。なお、以下に示す反射率、光吸収率、光透過率は、
それぞれの情報記録層に入射した光（第２の情報記録層
の場合、第１の情報記録層を透過して、第２の情報記録
層に入射した光）の強度を１００％としたときの値であ
る。

【００８５】第１の情報記録層の光学特性結晶部：反射率Ｒｃ₁；１２．２％光吸収率Ａｃ₁；２５．２％光透過率Ｔｃ₁；６２．６％非晶質部：反射率Ｒａ₁；６．０％光吸収率Ａａ₁；１３．６％光透過率Ｔａ₁；８０．４％第２の情報記録層の光学特性結晶部：反射率Ｒｃ₂；２９．７％光吸収率Ａｃ₂；６６．６％非晶質部：反射率Ｒａ₂；５．７％光吸収率Ａａ₂；７８．６％このように、この多層光ディスクでは、第１の情報記録
層で高い光透過率が得られているので、この第１の情報
記録層を透過して第２の情報記録層に十分な強度で光を
入射させることができる。また、第１の情報記録層、第
２の情報記録層のいずれにおいても、高い反射率が得ら
れ、また結晶部と非晶質部の反射率比が大きいので、こ
の反射率比によって記録ピットを正確に検出することが
でき、良好な記録再生特性を得ることができる。

【００８６】以上の例では、第１の情報記録層及び第２
の情報記録層をともに書き換え可能用として用いている
が、同様の層構成で作成した多層光ディスクについて、
第１の情報記録層を追記用、第２の情報記録層を書き換
え可能用としたところ、両方の情報記録層を書き換え可
能用として用いた場合と同じ光学特性が得られ、良好な
記録再生特性を得ることができた。なお、追記用として
用いる情報記録層では、相変化材料膜全体を、一旦、初
期化操作によって結晶質状態とした後、局所的に非晶質
状態に相変化させることで記録ピットを形成してもよ
く、初期化をせずに、非晶質状態の相変化材料を局所的
に結晶状態に相変化させることで記録ピットを形成して
も良い。後者の場合、初期化操作の手間が省けるといっ
た利点がある。

【００８７】実験例２本実施例で作成した多層光ディスクの構成を図５に示
す。この多層光ディスクは、透明基板１４上に、第１の
情報記録層１５、透明層１６、第２の情報記録層１７、
透明層１８、第３の情報記録層１９よりなる記録部４３
が形成され、さらにこの記録部４３上に保護膜２０が形
成されて構成されている。上記第１の情報記録層１５は
第１の誘電体保護膜２１、第１の相変化材料膜２２、第
２の誘電体保護膜２３の３層によって構成され、第２の
情報記録層１７は第３の誘電体保護膜２４、第２の相変
化材料膜２５、第４の誘電体保護膜２６の３層によって
構成されている。また、第３の情報記録層１９は、第５
の誘電体保護膜２７、第３の相変化材料膜２８、第６の
誘電体保護膜２９及び反射膜３０の４層によって構成さ
れている。この多層光ディスクでは、第１の情報記録層
１５、第２の情報記録層１７及び第３の情報記録層１９
に、書き換え可能用として情報信号の記録が行われる。
このような構成の多層光ディスクを以下のようにして作
成した。

【００８８】まず、ディスク面にグルーブ（案内溝）１
４ａが形成されたポリカーボネート基板１４を用意し
た。

【００８９】そして、このポリカーボネート基板１４の
グルーブ１４ａが形成された面に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混
合体よりなる第１の誘電体保護膜２１、Ｓｂ₂Ｓｅ₃二元
合金よりなる第１の相変化材料膜２２及びＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂混合体よりなる第２の誘電体保護膜２３を順次被着
形成することで第１の情報記録層１５を形成した。

【００９０】なお、第１の情報記録層１５を構成する各
層の膜厚は次の通りである。

【００９１】第１の情報記録層の膜厚構成第１の誘電体保護膜：１３０ｎｍ第１の相変化材料膜：２０ｎｍ第２の誘電体保護膜：１００ｎｍまた、第１の相変化材料膜の波長７８０ｎｍにおける光
学定数は次の通りである。

【００９２】第１の情報記録層の相変化材料膜（Ｓｂ₂
Ｓｅ₃）の光学定数結晶状態：屈折率ｎｃ₁；４．４５消衰係数ｋｃ₁；０．８２非晶質状態：屈折率ｎａ₁；３．９６消衰係数ｋａ₁；０．３８したがって、１／５（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋（ｋｃ₁／ｋ
ａ₁）＝２．４（≦１０）、（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋１／５
（ｋｃ₁／ｋａ₁）＝１．６（≦１０）である。

【００９３】次に、このようにして形成された第１の情
報記録層上に、フォトポリマー（２Ｐ）法によって凹凸
パターンを有する透明層１６を形成した。なお、この透
明層の厚さは１００μｍである。

【００９４】そして、この透明層１６上に、上記第１の
情報記録層１５と同様の材料、膜厚構成で第２の情報記
録層１７を形成した。

【００９５】続いて、フォトポリマー法によって凹凸パ
ターンを有する透明層１８を厚さ１００μｍで形成し、
さらにこの透明層１８上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合体よ
りなる第５の誘電体保護膜２７、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅三元
合金よりなる第３の相変化材料膜２８、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂混合体よりなる第６の誘電体保護膜２９、Ａｌよりな
る反射膜３０を順次被着形成することで第３の情報記録
層１９を形成した。

【００９６】なお、第３の情報記録層１９を構成する各
層の膜厚は次の通りである。

【００９７】第３の情報記録層の膜厚構成第５の誘電体保護膜：２００ｎｍ第３の相変化材料膜：２４ｎｍ第６の誘電体保護膜：３０ｎｍ反射膜：１５０ｎｍまた、第３の相変化材料膜の波長７８０ｎｍにおける光
学定数は次の通りである。

【００９８】第３の情報記録層の相変化材料膜（Ｇｅ₂
Ｓｂ₂Ｔｅ₅）の光学定数結晶状態：屈折率ｎｃ₃；５．２消衰係数ｋｃ₃；３．９７非晶質状態：屈折率ｎａ₃；４．４消衰係数ｋａ₃；１．４５したがって、（ｎｃ₃／ｎａ₃）＋（ｋｃ₃／ｋａ₃）＝
３．９（≦４．０）である。

【００９９】そして、最後に、この第３の情報記録層１
９上に、紫外線硬化樹脂をスピンコートすることで膜厚
７μｍの保護膜２０を形成し、多層光ディスクを作成し
た。

【０１００】このようにして作成された多層光ディスク
について、実施例１で用いたのと同様の光学系を用いて
初期化を行った後、記録ピットを形成し、記録ピットが
形成された部分（非晶質部分）と形成されていない部分
（結晶質部分）での波長７８０ｎｍのレーザ光に対する
光学特性を調べた。その結果を以下に示す。なお、以下
に示す反射率、光吸収率、光透過率は、それぞれの情報
記録層に入射した光（第２の情報記録層、第３の情報記
録層の場合、それよりも基板側にある情報記録層を透過
して、当該情報記録層に入射した光）の強度を１００％
としたときの値である。

【０１０１】第１の情報記録層の光学特性結晶部：反射率Ｒｃ₁；１２．２％光吸収率Ａｃ₁；２５．２％光透過率Ｔｃ₁；６２．６％非晶質部：反射率Ｒａ₁；６．０％光吸収率Ａａ₁；１３．６％光透過率Ｔａ₁；８０．４％第２の情報記録層の光学特性結晶部：結晶部：反射率Ｒｃ₂；１２．２％光吸収率Ａｃ₂；２５．２％光透過率Ａａ₂；６２．６％非晶質部：反射率Ｒａ₂；６．０％光吸収率Ａａ₂；１３．６％光透過率Ｔａ₂；８０．４％第３の情報記録層の光学特性結晶部：反射率Ｒｃ₃；３７．４％光吸収率Ａｃ₃；６０．９％非晶質部：反射率Ｒａ₃；１３．０％光吸収率Ｔａ₃；７８．８％このように、この多層光ディスクでは、第１の情報記録
層、第２の情報記録層で高い光透過率が得られており、
これら各層を透過して第３の情報記録層に十分な強度で
光を入射させることができる。また、いずれの情報記録
層においても、高い反射率が得られ、また結晶部と非晶
質部の反射率比が大きいので、この反射率比によって記
録ピットを正確に検出することができ、良好な記録再生
特性を得ることができる。

【０１０２】実験例３本実施例で作成した多層光ディスクは、透明基板上に、
第１の情報記録層、透明層及び第２の情報記録層よりな
る記録部が形成され、さらにこの記録部上に保護膜が形
成されて構成されている。上記第１の情報記録層は、第
１の誘電体保護膜、第１の相変化材料膜及び第２の誘電
体保護膜の３層によって構成され、第２の情報記録層
は、第３の誘電体保護膜、第２の相変化材料膜、第３の
誘電体保護膜及び反射膜の４層によって構成されてい
る。この多層光ディスクでは、第１の情報記録層に追記
用として情報信号の記録が行われ、第２の情報記録層に
書き換え可能用として情報信号の記録が行われる。この
ような構成の多層光ディスクを以下のようにして作成し
た。

【０１０３】まず、ディスク面にグルーブ（案内溝）が
形成されたポリカーボネート基板を用意した。

【０１０４】そして、この基板上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂
混合体よりなる第１の誘電体保護膜、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅
三元合金よりなる第１の相変化材料膜、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂混合体よりなる第２の誘電体保護膜を順次被着形成す
ることで第１の情報記録層を形成した。

【０１０５】なお、第１の情報記録層を構成する各層の
膜厚は次の通りである。

【０１０６】第２の情報記録層の膜厚構成第１の誘電体保護膜：１１０ｎｍ第１の相変化材料膜：２０ｎｍ第２の誘電体保護膜：１６０ｎｍまた、相変化材料膜の波長７８０ｎｍにおける光学定数
は次の通りである。

【０１０７】第１の情報記録層の相変化材料膜（Ｇｅ₂
Ｓｂ₂Ｔｅ₅）の光学定数結晶状態：屈折率ｎｃ₁；５．２消衰係数ｋｃ₁；３．９７非晶質状態：屈折率ｎａ₁；４．４消衰係数ｋａ₁；１．４５したがって、１／５（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋（ｋｃ₁／ｋ
ａ₁）＝３．０（≦１０）、（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋１／５
（ｋｃ₁／ｋａ₁）＝１．７（≦１０）である。

【０１０８】次に、このようにして形成された第１の情
報記録層上に、フォトポリマー（２Ｐ）法によって凹凸
パターンを有する透明層を形成した。なお、この透明層
の厚さは１００μｍである。

【０１０９】続いて、この透明層上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂混合体よりなる第３の誘電体保護膜、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅
三元合金よりなる第２の相変化材料膜、ＺｎＳ−ＳｉＯ
₂混合体よりなる第４の誘電体保護膜、Ａｌよりなる反
射膜を順次被着形成することで第２の情報記録層を形成
した。

【０１１０】なお、第２の情報記録層を構成する各層の
膜厚は次の通りである。

【０１１１】第２の情報記録層の膜厚構成第３の誘電体保護膜：１３０ｎｍ第２の相変化材料膜：１８ｎｍ第４の誘電体保護膜：１４ｎｍ反射膜：１５０ｎｍまた、相変化材料膜の波長７８０ｎｍにおける光学定数
は次の通りである。

【０１１２】第２の情報記録層の相変化材料膜（Ｇｅ₂
Ｓｂ₂Ｔｅ₅）の光学定数結晶状態：屈折率ｎｃ₂；５．２消衰係数ｋｃ₂；３．９７非晶質状態：屈折率ｎａ₂；４．４消衰係数ｋａ₂；１．４５したがって、（ｎｃ₂／ｎａ₂）＋（ｋｃ₂／ｋａ₂）＝
３．９（≦４．０）である。

【０１１３】そして、最後に、この第２の情報記録層上
に、紫外線硬化樹脂をスピンコートすることで膜厚７μ
ｍの保護膜を形成し、多層光ディスクを作成した。

【０１１４】このようにして作成された多層光ディスク
について、実施例１で用いたのと同様の光学系を用いて
初期化を行った後、記録ピットを形成し、記録ピットが
形成された部分（非晶質部分）と形成されていない部分
（結晶質部分）での波長７８０ｎｍのレーザ光に対する
光学特性を調べた。その結果を以下に示す。なお、以下
に示す反射率、光吸収率、光透過率は、それぞれの情報
記録層に入射した光（第２の情報記録層の場合、第１の
情報記録層を透過して、第２の情報記録層に入射した
光）の強度を１００％としたときの値である。

【０１１５】第１の情報記録層の光学特性結晶部：反射率Ｒｃ₁；２６．５％光吸収率Ａｃ₁；５９．３％光透過率Ｔｃ₁；１４．０％非晶質部：反射率Ｒａ₁；６．７％光吸収率Ａａ₁；５０．０％光透過率Ｔａ₁；４２．４％第２の情報記録層の光学特性結晶部：結晶部：反射率Ｒｃ₂；２６．４％光吸収率Ａｃ₂；６８．９％非晶質部：反射率Ｒａ₂；１０．６％光吸収率Ａａ₂；７２．４％このようにこの多層光ディスクでは、第１の情報記録層
の結晶部での光透過率が小さ過ぎ、第２の情報記録層２
に十分な強度で光を入射させることができない。また、
それに加えて第２の情報記録層での反射率も小さいた
め、第２の情報記録層からは十分な再生信号振幅が得ら
れない。

【０１１６】なお、この他の試作実験の結果からも、第
２の情報記録層から十分な信号振幅を得るには、第１の
情報記録層の光透過率は結晶部、非晶質部ともに４０％
以上であることが必要であり、また第２の情報記録層の
反射率は３０％以上必要であることが確認されている。

【０１１７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の多層光ディスクでは、凹凸パターンが形成された透
明基板上に、２層以上の情報記録層が透明層を介して積
層されることで記録部が構成される多層光ディスクであ
って、上記透明基板側から少なくとも１層目の情報記録
層は、相変化材料を記録材料として構成されている。

【０１１８】このような多層光ディスクでは、情報記録
層をｎ層積層させた場合には、単層光ディスクに比べ
て、少なくともｎ倍の記録密度が得られ、光ディスクの
記録密度を飛躍的に向上させることができる。

【０１１９】また、透明基板側から少なくとも１層目の
情報記録層が相変化材料を記録材料としているので、２
層目以上の情報記録層に十分な強度でレーザ光を照射す
ることができ、またこの情報記録層からの反射光を十分
な強度で受光することができる。したがって、１層目の
情報記録層では勿論のこと、２層目以上の情報記録層か
らも十分な再生出力を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】横軸をｎｃ₁／ｎａ₁とし、縦軸をｋｃ₁／ｋａ₁
として、各種相変化材料のｎｃ₁，ｎａ₁，ｋｃ₁，ｋａ₁
をプロットした特性図である。

【図２】横軸をｎｃ₂／ｎａ₂とし、縦軸をｋｃ₂／ｋａ₂
として、各種相変化材料のｎｃ₂，ｎａ₂，ｋｃ₂，ｋａ₂
をプロットした特性図である。

【図３】多層光ディスクの光学特性の測定に用いた光学
系を示す模式図である。

【図４】本発明を適用した多層光ディスクの１構成例を
示す断面図である。

【図５】本発明を適用した多層光ディスクの他の例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１，１４透明基板２，４，５，１５，１７，４３情報記録層３，１６，１８透明層５，４３記録部

フロントページの続き (72)発明者黒田裕児東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹凸パターンが形成された透明基板上
に、２層以上の情報記録層が透明層を介して積層される
ことで記録部が構成される多層光ディスクにおいて、上記透明基板側から少なくとも１層目の情報記録層は、
相変化材料を記録材料とすることを特徴とする多層光デ
ィスク。
【請求項２】相変化材料を記録材料とする情報記録層
は、相変化材料の結晶状態と非晶質状態との相変化によ
って情報信号の記録が行われることを特徴とする請求項
１記載の多層光ディスク。
【請求項３】情報記録層を構成する相変化材料は、融
点が７００℃以下であることを特徴とする請求項２記載
の多層光ディスク。
【請求項４】情報記録層を構成する相変化材料は、結
晶化温度が１５０℃以上であることを特徴とする請求項
２記載の多層光ディスク。
【請求項５】情報記録層を構成する相変化材料は、結
晶化速度が５００ｎｓｅｃ以下であることを特徴とする
請求項２記載の多層光ディスク。
【請求項６】情報記録層を構成する相変化材料は、Ａ
ｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃｄ，Ｃ
ｅ，Ｃｓ，Ｄｙ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｇｄ，Ｇａ，Ｈｆ，Ｉ
ｎ，Ｋ，Ｌａ，Ｌｉ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｎｄ，
Ｎａ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｐｒ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｂ，Ｓ
ｎ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｓｍ，Ｓｃ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｔ
ｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｗ，Ｙ，Ｚｎ，Ｚｒの少なくとも
いずれか１種を含むことを特徴とする請求項２記載の多
層光ディスク。
【請求項７】情報記録層を構成する相変化材料は、Ｓ
ｅ系のカルコゲナイド、Ｓｉが添加されたＳｅ系のカル
コゲナイドあるいはＴｅＯ_xであることを特徴とする請
求項６記載の多層光ディスク。
【請求項８】記録部が、相変化材料を記録材料とする
２層の情報記録層によって構成されていることを特徴と
する請求項２記載の多層光ディスク。
【請求項９】透明基板側から１層目の情報記録層を構
成する相変化材料の、結晶状態での反射率が１０％以上
であり、結晶状態及び非晶質状態での光透過率が４０％
以上であることを特徴とする請求項８記載の多層光ディ
スク。
【請求項１０】透明基板側から２層目の情報記録層を
構成する相変化材料の、結晶状態での反射率が３０％以
上であり、結晶状態及び非晶質状態での光吸収率が６０
％以上であることを特徴とする請求項８記載の多層光デ
ィスク。
【請求項１１】透明基板側から１層目の情報記録層を
構成する相変化材料の結晶状態と非晶質状態での反射率
の比が１．５以上であり、２層目の情報記録層を構成す
る相変化材料の結晶状態と非晶質状態での反射率の比が
１．５以上であることを特徴とする請求項８記載の多層
光ディスク。
【請求項１２】透明基板側から１層目の情報記録層を
構成する相変化材料のの、結晶状態での屈折率ｎｃ₁、
消衰係数ｋｃ₁が、それぞれｎｃ₁≦８．０、ｋｃ₁≦
５．０なる条件を満たすことを特徴とする請求項８記載
の多層光ディスク。
【請求項１３】透明基板側から１層目の情報記録層を
構成する相変化材料の、非晶質状態での屈折率ｎａ₁、
消衰係数ｋａ₁が、それぞれｎａ₁≦７．０、ｋａ₁≦
４．０であることを特徴とする請求項８記載の多層光デ
ィスク。
【請求項１４】透明基板側から１層目の情報記録層を
構成する相変化材料の、結晶状態での屈折率ｎｃ₁、消
衰係数ｋｃ₁及び非晶質状態での屈折率ｎａ₁、消衰係数
ｋａ₁が、１／５・（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋（ｋｃ₁／ｋ
ａ₁）≦１０または（ｎｃ₁／ｎａ₁）＋１／５・（ｋｃ₁
／ｋａ₁）≦１０なる条件を満たすことを特徴とする請
求項８記載の多層光ディスク。
【請求項１５】透明基板側から２層目の情報記録層を
構成する相変化材料の、結晶状態での屈折率ｎｃ₂、消
衰係数ｋｃ₂が、それぞれ１．０≦ｎｃ₂≦８．０、１．
０≦ｋｃ₂≦７．０なる条件を満たすことを特徴とする
請求項８記載の多層光ディスク。
【請求項１６】透明基板側から２層目の情報記録層を
構成する相変化材料の、非晶状態での屈折率ｎａ₂、消
衰係数ｋａ₂が、それぞれ１．０≦ｎａ₂≦７．０、ｋａ
₂≦５．０なる条件を満たすことを特徴とする請求項８
記載の多層光ディスク。
【請求項１７】透明基板側から２層目の情報記録層を
構成する相変化材料の、結晶状態での屈折率ｎｃ₂、消
衰係数ｋｃ₂及び非晶質状態での屈折率ｎａ₂、消衰係数
ｋａ₂が、（ｎｃ₂／ｎａ₂）＋（ｋｃ₂／ｋａ₂）≦４な
る条件を満たすことを特徴とする請求項８記載の多層光
ディスク。
【請求項１８】記録部の最上層は、反射膜であること
を特徴とする請求項１記載の多層光ディスク。
【請求項１９】相変化材料を記録材料とする情報記録
層は、第１の誘電体保護膜、相変化材料膜、第２の誘電
体保護膜がこの順に積層されて構成されていることを特
徴とする請求項１記載の多層光ディスク。
【請求項２０】誘電体保護膜の熱伝導率が、０．１Ｊ
／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項
１９記載の多層光ディスク。
【請求項２１】記録部の最上層は、反射膜であること
を特徴とする請求項１９記載の多層光ディスク。
【請求項２２】相変化材料を記録材料とする情報記録
層は、第１の誘電体保護膜、相変化材料膜、第２の誘電
体保護膜、第３の誘電体保護膜がこの順に積層されて構
成されていることを特徴とする請求項１記載の多層光デ
ィスク。
【請求項２３】第３の誘電体保護膜の熱伝導率が、
０．１Ｊ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋ以上であることを特徴とす
る請求項２２記載の多層光ディスク。
【請求項２４】相変化材料を記録材料とする情報記録
層は、記録部の最上層を除いて第１の誘電体保護膜、相
変化材料膜、第２の誘電体保護膜、第３の誘電体保護膜
がこの順に積層されて構成され、最上層の情報記録層
は、第１の誘電体保護膜、相変化材料膜、第２の誘電体
保護膜、反射膜がこの順に積層されて構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の多層光ディスク。
【請求項２５】第３の誘電体保護膜の熱伝導率が、
０．１Ｊ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋ以上であることを特徴とす
る請求項２４記載の多層光ディスク。
【請求項２６】記録部が、第１誘電体保護膜、相変化
材料膜、第２誘電体保護膜よりなる情報記録層が２層積
層されて構成され、透明基板側から１層目の情報記録層は、第１の誘電体保
護膜の膜厚が１００〜２００ｎｍ、相変化材料膜の膜厚
が１０〜３０ｎｍ、第２の誘電体保護膜の膜厚が１００
〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１９記載の
多層光ディスク。
【請求項２７】透明基板側から２層目の情報記録層
は、第１誘電体保護膜の膜厚が８０〜２００ｎｍ、相変
化材料膜の膜厚が１０〜３０ｎｍ、第２誘電体保護膜の
膜厚が１０〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項２
６記載の多層光ディスク。
【請求項２８】透明基板側から１層目の情報記録層に
は、追記方式あるいは書き換え可能方式によって情報信
号の記録が行われ、２層目の情報記録層には、再生専用
方式、追記方式あるいは書き換え可能方式によって情報
信号の記録が行われることを特徴とする請求項１記載の
多層光ディスク。
【請求項２９】２層目の情報記録層は、光磁気記録材
料、相変化材料、有機色素材料のいずれかよりなること
を特徴とする請求項２８記載の多層光ディスク。
【請求項３０】記録部が、２層の情報記録層によって
構成され、透明基板側から１層目の情報記録層には追記
方式によって情報信号の記録が行われることを特徴とす
る請求項２８記載の多層光ディスク。
【請求項３１】透明基板側から１層目の情報記録層
は、成膜された相変化材料膜が非晶質状態であり、この
相変化材料の非晶質状態から結晶状態への相変化によっ
て情報信号の記録が行われることを特徴とする請求項３
０記載の多層光ディスク。
【請求項３２】２層以上の情報記録層を有する多層光
ディスクと、レーザ光を照射する光源と対物レンズより
なる照射系と、フォトダイオードよりなる受光系によっ
て構成され、対物レンズが、多層光ディスクの各情報記録層にレーザ
光の焦点が合うように光軸方向に多段階に移動制御され
ることで、各情報記録層に対する情報信号の記録及び／
または再生を独立に行うことを特徴とする記録再生装
置。