JP2001155345A - 光学的情報記録媒体及び及び光学的情報記録媒体用支持体及び光学的情報記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グルーブ内の記録マークと、アドレスピット
信号との相互干渉を最小限におさえて、良好な記録再生
を行うことができ、また、ディスク支持体の微細構造の
寸法を特定したので、安定したディスク製造及び供給を
可能とする。 【解決手段】 グルーブ間に配したアドレスピットを有
する支持体と、書き換え可能な相変化材料を少なくとも
含む反射率１５％以上記録層とを備えることにより、読
み出しエラーも生じることなく、良好に記録再生を行え
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、光学的情報記録媒
体に対して相対運動をさせて情報を書き込み、読み出す
光学的情報記録媒体用の記録再生装置（ドライブ）に用
いられる光学的情報記録媒体に関するものであって、高
密度で大容量の記録再生が可能な光学的情報記録媒体に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、相対運動をさせて情報を読み
出す情報記録媒体のシステムとして、ディスク状 媒体
を用い、光学的に記録または再生の行えるシステムがあ
る。ディスク方式には大別して再生専用型（ＲＯＭ型）
のもの、追記型（ライトワンス（Ｒ型））のもの、記録
可能型（複数回重ね記録可能型（ＲＷ型））のものがあ
る。一般的に記録密度は、再生専用のものが高く、追記
型や記録型のものは低めである。例えば、１９９６年に
登場したＤＶＤシステム（レーザー波長６３５から６５
０ｎｍ）においても、再生専用型（ＤＶＤ−ＲＯＭ、Ｄ
ＶＤビデオ）が先行し、その記録容量は４．７ＧＢであ
る。一方、記録可能型なＤＶＤ−ＲＡＭではその容量は
２．６ＧＢであり、ＲＯＭの５５％程度の容量である。
記録型ディスクの容量を高める研究開発が進んでいる
が、ＤＶＤ−ＲＯＭと同じ容量のシステムはまだ完成し
ていない。

【０００３】記録型の場合、ディスク上の記録フォーマ
ット、記録媒体の材料などが重要な技術である。ところ
で、ＤＶＤ−ＲＡＭでは光学的情報記録媒体のランドと
グルーブの両方を記録に供する、ランドグルーブ記録を
用いていた。ここで記録再生に伴って必要なアドレス
（番地）は、特定の間隔毎にランド及びグルーブを切断
して記録されていた。

【０００４】図１９はランドグルーブ記録型ディスクの
微細構造２０（物理フォーマット構造）を示す平面図で
ある。図１９は未記録時の構造外観を示しており、グル
ーブ２１が平行に形成されている。グルーブ２１の間は
ランド２２になっており、記録時にはこの双方に情報が
記録される。記録再生に必要となるアドレスピット２３
は、ランド２２及びグルーブ２１を切断して形成されて
いた。このアドレスは付随する信号と共に、ある領域２
４を占有するため、これが大容量化を妨げていた。言い
換えれば限られた面積を有効に利用できていなかった。

【０００５】また記録材料にあっては、再生専用型ＤＶ
Ｄドライブとの互換性を考えると、磁気ヘッドを使用し
ない相変化記録方式が相応しい。しかしながらこの方式
は、再生専用型、あるいは色素を用いる追記型と比べて
大幅に反射率が低いという欠点があり、このことも記録
容量を向上できない原因となっていた。

【０００６】表面面積の利用効率のよい微細構造（物理
フォーマット構造）と、高密度記録用相変化材料を組み
合わせ、最適化することによって、再生専用型ＤＶＤに
匹敵する記録容量が達成できる可能性がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】大容量光ディスクに相
応しいフォーマットとして、例えば、図１９に示した領
域２４などの特定のアドレス領域を持たず、アドレスを
分散記録する光ディスクが考えられる。すなわちアドレ
ス領域（領域２４）がないために、記録密度をＤＶＤ−
ＲＯＭ並みに向上できる可能性がある。しかしながらこ
の方法はアドレス信号の近傍に主たる記録信号を記録し
たとき、アドレス信号に干渉してエラーが発生し、これ
以降の書き換えができなくなることがあり、また逆に、
アドレス信号が主たる記録信号に漏れ込み干渉し、読み
出しエラーが生じることもあった。本発明の目的は、主
たる記録信号とアドレス信号が、互いに干渉しあわず記
録再生できる高密度相変化型の光学的情報記録媒体（記
録ディスク）を提案することであり、特にこの目的を実
現するためのアドレス信号出力範囲と、アドレス信号等
の具体的な微細構造を寸法で示すことにある。更にＤＶ
Ｄに限定されることなく、開発中である短波長レーザー
を利用した記録再生装置にも対応した、微細構造寸法を
一般式で示すことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するために、正弦波変調グルーブおよび前記グル
ーブ間に分散して配置されたアドレスピットが形成され
た支持体と、書き換え可能な相変化材料を少なくとも含
む反射率１５％以上の記録層と、前記記録層の上に形成
される樹脂層とを少なくとも有し、未記録状態の再生信
号成分中に占めるアドレスピット信号成分であるアドレ
スピット出力値が０．１８から０．２７の範囲であるこ
とを特徴とする光学的情報記録媒体を提供する。また、
本発明は、上述の問題点を解決するために、正弦波変調
グルーブおよび前記グルーブ間に分散して配置されたア
ドレスピットが同じ深さで形成された光学的情報記録媒
体用支持体であって、前記支持体は、溝深さｄ、溝幅
ｗ、溝トラックピッチＴＰ、記録情報マーク長ＭＬ、ア
ドレスピット長ＡＬ、再生波長λ、支持体屈折率ｎが、
それぞれ０．０５λ／ｎ ≦ ｄ ≦ ０．１λ／ｎで
あり、且つ、０．３５≦（ｗ／ＴＰ）≦０．５５ であ
り、且つ、０．１８＜０．１４ｋ＋４．１１ｎ（ｄ−２
６）／λ＜０．２７であり、且つ、ｋ＝ＡＬ／ＭＬであ
る関係を同時に満たした微細構造を有していることを特
徴とする光学的情報記録媒体用支持体を提供する。さら
に、本発明は上述の問題点を解決するために、正弦波変
調グルーブおよび前記グルーブ間に分散して配置された
アドレスピットが形成された支持体と、書き換え可能な
相変化材料を少なくとも含む反射率１８〜３０％以上の
記録層と、前記記録層の上に形成される樹脂層とを少な
くとも有し、未記録状態の再生信号成分中に占めるアド
レスピット信号成分であるアドレスピット出力値が０．
１８から０．２７の範囲であることを特徴とする光学的
情報記録媒体を提供する。さらに、本発明は上述の問題
点を解決するために、正弦波変調グルーブおよび前記グ
ルーブ間に分散して配置されたアドレスピットが同じ深
さで形成された光学的情報記録媒体用支持体であって、
前記支持体は、溝深さｄ、溝幅ｗ、溝トラックピッチＴ
Ｐ、アドレスピット長ＡＬが、ＴＰ＝０．７４μｍであ
り、且つ、２０≦ｄ≦４１ｎｍであり、且つ、０．２６
≦ｗ≦０．４１μｍ であり、且つ、４４＜３５ＡＬ＋
ｄ＜５３である関係を同時に満たした微細構造を有して
いることを特徴とする光学的情報記録媒体用支持体を提
供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に関して図
面を用いて詳しく説明する。本発明の発明者は将来、様
々な波長の半導体レーザーが登場することを視野に入れ
つつ、鋭意開発を進めた結果、本発明に至ったものであ
る。即ち数多くの試作と評価を繰り返して、記録再生波
長６３５から６５０ｎｍにおいては再生専用型ＤＶＤと
同じ記録容量（４．７ＧＢ）を実現し、更に６００ｎｍ
以下の短波長化したレーザーにおいてもシステムが成立
する方法を確立するに至った。

【００１０】次に図面を使用して本発明を説明する。図
１は本発明の実施例を示す鳥瞰図である。図１に示す光
ディスク１は、グルーブ１１にのみ情報記録する方式で
あり、情報トラックであるグルーブ１１や、後述するア
ドレスピット１３（図示せず）はディスクに対して同芯
円状またはスパイラル状に埋め込まれ、微細構造１０を
形成している。その断面図は図１４に示すようになって
いる。

【００１１】図１４は本発明の実施例の断面図で、本発
明の実施例の最も基本的な構成を図示したものである。
すなわち光ディスク１は支持体２、記録層３、樹脂層４
の順に積層されている。光による記録再生は記録層３に
対し行われるが、対物レンズ（開口数ＮＡ）によって絞
り込まれたレーザー光（波長λｎｍ）をどちらから照射
するか、すなわち支持体２側から入射するか、樹脂層４
側から入射するかは任意である。そして光の入射する通
路、すなわち光路は波長λに対して所定の屈折率ｎを持
ち、この屈折率ｎによって実効的な光学長が決まる。な
お、図１４では、一例として支持体２を光路として図示
している。そしてグルーブ１１を含む微細構造１０は、
光ディスク１の内部に埋め込まれており、具体的には支
持体２表面に形成されている。そして支持体２と記録層
３とは互いに平行に形成されている。

【００１２】図２は本発明の実施例の微細構造（物理フ
ォーマット）１０を示す拡大平面図であり、未記録時の
状態を模式的に示している。ここで、微細構造１０とは
光ディスク１の物理フォーマットのことを示す。光ディ
スク１の支持体２にはグルーブ１１が各々略平行に形成
されている。それぞれのグルーブ１１はクロックを抽出
するため、システム全体のシンクフレーム周波数に対
し、整数倍周波数で変調されており、正弦波形状となっ
ている。この波形は、隣接グルーブと同期していてもよ
いし、同期していなくてもよいものである。

【００１３】グルーブ１１間のランド１２には、分散し
てアドレスピット１３が形成されており、アドレス情報
を担っている。すなわちアドレスピット１３は隣接トラ
ックに対して橋を架けるように（Ｉ字型に）予め支持体
２に埋め込んでおく。具体的には、支持体２に正弦波変
調グルーブ１１、およびグルーブ１１間に分散して配置
されたアドレスピット１３が同じ深さで形成されてい
る。このようにアドレスピット１３がグルーブ１１間を
橋渡ししているために、アドレスピット１３はどちらの
グルーブ１１を使用しているときにも読み取れる。つま
りグルーブに対して内周側をそのアドレスとするか、外
周側をアドレスとするかは任意である。なおアドレスピ
ット１３は正弦波グルーブ１１が最大偏向した位置（正
弦波の頂点±１０度以内）に配置される。アドレス情報
は各アドレスピット１３間の距離を基に記録される。従
ってアドレスピット１３自身の長さ（ＡＬ）は一定とす
る。図１７はアドレス情報の一例を示す情報フォーマッ
トである。冒頭にシンクビット（同期信号）があり、続
いて相対アドレスデータが続き、そしてＥＣＣブロック
アドレスデータ（ＥＣＣ：エラー訂正コード）からなっ
ている。例えばシンクは１ビット、相対アドレスデータ
ーが４ビット、ＥＣＣブロックアドレスデータが８ビッ
トという構成になっている。

【００１４】図３は本発明の実施例の物理フォーマット
を示す別の拡大平面図であり、光ディスク１の記録時の
状態を模式的に示している。その構成は図２と基本的に
は同じであるが、情報マーク１４がグルーブ１１内に変
調記録されている。その情報マークは相変化記録、すな
わち記録層材料の変化によって記録されたもので、例え
ば、未記録状態が結晶質、記録状態が非晶質となる性質
であり、結晶質では高反射率、非晶質では低反射率であ
ることを利用して再生することができる。ただし、材料
の選択によっては未記録時を低反射率、記録時を高反射
率とすることもできる。

【００１５】情報マーク１４は、公知のデジタル符号に
よる変調信号であり、チャネルビット（Ｔ）の整数倍の
信号である。従って公知の光ディスクのように、最短マ
ーク長を２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔなどとした信号をすべ
て扱うことができる。例えば最短マーク長を３Ｔとした
信号系では、８／１４変調、８／１５変調といった、３
Ｔ〜１１Ｔまでの信号からなる信号系や、８／１６変調
といった３Ｔから１１Ｔまでの信号及び１４Ｔ信号から
なる信号系を扱うことができる。

【００１６】このように本発明の実施例の光ディスク１
では、アドレスピット１３がランド１２上に分散記録さ
れており、ランドグルーブ方式のように特定の領域２４
を有しないために、面積利用効率がよい。しかも情報マ
ーク１４はグルーブ１１に記録されているために、ラン
ド１２上のアドレスピット１３との干渉は少ない構造で
ある。ただし図３に示すように、アドレスピット１３と
情報マーク１４は隣接する場合もあり、隣接記録後のア
ドレスピット１３の読み取り性、及び情報マーク１４の
読み取り性には充分留意が必要である。

【００１７】ところで、本発明の実施例である光ディス
ク１に用いる記録層２の材料にあっては、記録層２の反
射率が１５％以上となる相変化材料が相応しく、望まし
くは１８％以上の高い反射率となる相変化材料が相応し
い。特にアンチモンとテルルと融点１１００℃以下の金
属とを含む合金であり、記録前後で反射率コントラスト
が大きく取れる相変化材料が相応しい。例えば実用的な
記録感度と、実用的な信号特性（変調度、反射率、ジッ
ター、書き換え可能回数）を有する材料として、アンチ
モン、テルルを必須成分とし、これらに金、銀、銅、イ
ンジウム、アルミニウム、ゲルマニウムの少なくともい
ずれか１つを含む材料が望ましい。特に望ましいのは銀
・インジウム・アンチモン・テルル合金（ＡｇＩｎＳｂ
Ｔｅ）や銅・アルミニウム・テルル・アンチモン合金
（ＣｕＡｌＴｅＳｂ）、ゲルマニウム・アンチモン・テ
ルル合金（ＧｅＳｂＴｅ）、銀・ゲルマニウム・アンチ
モン・テルル合金（ＡｇＧｅＳｂＴｅ）、金・ゲルマニ
ウム・アンチモン・テルル合金（ＡｕＧｅＳｂＴｅ）な
どである。

【００１８】ここで後述する記録再生性能の説明のため
に種々寸法の定義をしておく。図２（未記録状態）にお
いて、正弦波変調されたグルーブ１１の中心線と中心線
との間の距離をトラックピッチＴＰと定義し、グルーブ
１１自身の幅をｗと定義し、アドレスピット１３の長さ
をＡＬと定義する。アドレスピット１３はランド１２の
ほぼ中央に打ち込まれているからアドレスピット１３の
中心線とグルーブ１１の中心線との間隔は、ほぼ、ＴＰ
／２となる（図示せず）。またグルーブ１１とアドレス
ピット１３は支持体２に対して共に同じ深さに刻まれた
ものであり、図示はしないが、その深さは共にｄとす
る。また図３（記録状態）において記録後の情報マーク
１４の長さは変調により様々な長さであるが、そのうち
最短マークの長さをＭＬとする。

【００１９】これら高密度記録用相変化材料を用いて、
実際に各種微細構造寸法（ＴＰ、ｄ、ｗ、ＭＬ、ＡＬ）
の光ディスクを試作し、記録再生特性の評価を行ったと
ころ、本発明の実施例の光ディスク１のアドレス出力の
数値範囲、微細構造寸法の範囲値を得ることができた。
なお本発明の実施例として説明した光ディスク及び光デ
ィスクドライブは、再生スポット径（λ／ＮＡ）に対し
て、ＴＰが６０から７０％程度、ＭＬが３５から４５％
程度の長さを想定している。

【００２０】（１）未記録ディスクのトラッキング性能 記録後のディスクは、図３に示した通りグルーブに反射
率差のある記録マーク１４が形成されているので、トラ
ッキングは種々方法が取りうる。例えばＤＰＤトラッキ
ングやＤＰＰトラッキングなどである。しかしながら未
記録時は図２のとおりグルーブ１１のみであり、トラッ
キング方法は事実上、プッシュプル法しか取り得ない。

【００２１】グルーブ１１深さｄとプッシュプル信号の
出力（ＰＰｂ）の関係を調べ、図４に記した。なお、こ
こでＷ／ＴＰ＝０．３５〜０．５５の範囲のものについ
て測定した。図４で示すようにｄが小さいほどＰＰｂは
小さくなる。いわゆるｄ＝０．１２５λ／ｎ（ｎは光路
の屈折率）にて最大となるが、トラッキング自体は比較
的小さなＰＰｂであっても安定である。実際に本発明な
る分散アドレスピット付き相変化ディスク１についてト
ラッキングが外れる限界を調べたところ、Ｐｂ＝０．２
２であり、これ以上であればトラッキングは安定であっ
た。言い換えればｄ≧０．０５λ／ｎであることが必要
である。

【００２２】（２）記録マークの再生性能 記録マーク１４の読みとり性能の指標の一つにジッター
がある。これは記録後に、再生を行って、時間軸方向の
揺らぎ（標準偏差）をクロックで除したものであり、数
値は小さいほど安定した再生が得られる。例えばＤＶＤ
規格ではイコライザー通過後、８．０％以下であること
が決まっている。

【００２３】図５は溝深さｄ及び溝幅に対するジッター
の値（５トラック、１０回重ね書き時）を測定したもの
である。なお溝幅は、幅ｗをトラックピッチＴＰに対し
て規格化した値、ｗ／ＴＰで表現している。図５のとお
り、溝深さｄが小さい程、良いジッターが得られる。こ
の理由は溝が浅いほど反射率及び信号変調度が高く得ら
れ、相対的にベースノイズが減るためである。溝幅ｗ／
ＴＰのジッターへの影響は相対的に少ない。

【００２４】ジッター８．０％以下を得るには、溝幅に
もよるがｄ≦０．１λ／ｎであることが必要となる。更
に０．３５≦（ｗ／ＴＰ）≦０．５５であることも必要
である。なおアドレスピット１３は各グルーブに対して
Ｉ字型に形成されるから、アドレスピット１３自身の幅
はＴＰ比で０．６５から０．４５の値を取ることにな
る。

【００２５】（３）アドレスピットの再生性能と記録マ
ークからの干渉 ＤＶＤプレーヤーに代表される再生装置のピックアップ
には４分割のフォトディテクターが用いられている。こ
のそれぞれの出力を加減乗除することによってアドレス
ピット信号を効率よく生成することができる。図６は上
述したような４分割ディテクター９の模式図である。図
２および図３に対応して縦軸は半径方向、横軸を接線方
向（トラック方向）としている。４分割ディテクターの
再生出力をそれぞれＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄとしている
が、ここで図２および図３に対応してＩａ及びＩｂは内
周側、Ｉｃ及びＩｄは外周側に配置したディテクターで
ある。そして再生にあたっては、（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉ
ｃ＋Ｉｄ）となるように出力を合成することでアドレス
ピット１３をコントラスト良く再生することができる。

【００２６】図７および図８は、このようにして再生し
た波形を示したものである。図７は未記録状態の再生波
形で、正弦波変調されたグルーブ１１の波形に、アドレ
スピット１３が合成されて再生されている。このように
アドレスピット１３だけ突出して検出することができる
ので、アドレスを読み取ることができる。従ってこの突
出分に対応して、規格化した値を未記録時アドレスピッ
ト出力と定義することができる。具体的には（Ｉａ＋Ｉ
ｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）の絶対値を、全ディテクターの合
計、すなわち（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）の絶対値で割
った値を未記録時アドレスピット出力（ＡＰｂ）として
定義する。アドレスピット出力値（ＡＰｂ）とは、未記
録状態の再生信号中に占めるアドレスピット信号成分の
値を意味する。 ＡＰｂ=｜（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）｜/｜（Ｉａ
＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）｜

【００２７】正確な測定を行う場合には、種々ノイズ分
を除くため、フィルターを入れるのが望ましい。例えば
（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）の絶対値を測定する場合に
は、３０ｋＨｚのカットオフなるローパスフィルターを
入れる。また逆に（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）の絶
対値を測定する場合には、２０ＭＨｚ以上帯域確保した
アンプを用いるのが望ましい。

【００２８】アドレスピット出力値はアドレスピット１
３の回折によって得られているものであるから、深さｄ
と長さＡＬに強く依存する。アドレスピット出力値ＡＰ
ｂが小さいと読み取りにくくなり、エラーレートは増加
する傾向にある。また図８は記録状態の再生波形であ
る。図７の波形に対し、グルーブ１１に記録された情報
マーク１４の信号が重ね書きされている。この信号はグ
ルーブ１１に対して、あたかもノイズのように重畳され
るので、アドレスピット１３の読み取りには甚大な影響
を及ぼす。言い換えれば未記録時にアドレスピットが正
しくデコードできたとしても、記録後にはデコードでき
ない場合が出てくる。

【００２９】ｄとＡＬを種々可変して作製した光ディス
クについて、記録前のアドレスピットのエラーレートを
測定した。その後グルーブ１１にランダムな記録を行
い、その後アドレスピットのエラーレートを再度測定し
た。なお、記録後のエラーレートは５％未満であること
が信頼性の条件である。図９にその測定値を示す。ここ
で横軸はアドレスピット出力値ＡＰｂであり、縦軸は１
０００ＥＣＣブロック以上について計測したブロックエ
ラーレートである。記録前のエラーレート（ＢＥＲ−
ｂ）と記録後のエラーレート（ＢＥＲ−ａ）が併せてプ
ロットしてある。このようにアドレスピット出力値ＡＰ
ｂが大きい値ほど、アドレスピットは読み出しやすく、
エラーレートは小さいものとなる。記録前後で比べる
と、記録前は読み出しやすいが、記録後は読み出しでエ
ラーが発生しやすいことが分かる。記録信号が干渉しや
すくなっているためであり、充分なＡＰｂ値が必要であ
る。以上のことから、記録後のエラーレート、５％未満
を確保するためには、アドレスピット出力値ＡＰｂは
０．１８以上必要であるといえる。なお記録後のエラー
レートが５％である状態を詳しく信号解析すると、ＲＦ
信号の重畳がかなり見られ、図８におけるアドレスピッ
トの開口率、すなわち図８におけるΔ／ＡＰｓは１０％
しかない。言い換えれば、Δ／ＡＰｓが１０％以上必要
ともいえる。

【００３０】（４） 記録マークへのアドレスピットか
らの干渉 アドレスピット１３とグルーブ１１は部分的に接してい
るので、アドレスピット１３が記録後の記録マーク１４
の再生に干渉することも考えられる。そこで種々アドレ
スピット出力値（ＡＰｂ）を有する光ディスクについ
て、記録マーク１４を読み取り、エラー数を計測した。
図１０にその測定値を示す。ここで横軸はアドレスピッ
ト出力値ＡＰｂであり、縦軸はＰＩエラー数（連続８Ｅ
ＣＣブロックについて、１バイト以上誤ったブロック列
の数）である。ＡＰｂのある値を境に、急激にエラーが
増大することが分かる。アドレスピット１３の回折光
が、記録マーク１４に干渉して読み誤りを発生させてい
ることが理解される。例えば、ＤＶＤ規格ではＰＩエラ
ーは２８０個以下であることを求めているので、アドレ
スピット出力値ＡＰｂは０．２７以下が相応しい。

【００３１】（５） 所望のアドレスピット出力値ＡＰ
ｂを得る微細構造の寸法 本発明なる光ディスク及びドライブは、先述したとおり
再生スポット径（λ／ＮＡ）に対して、小さいＴＰと小
さい最短マーク長を想定している。更に（１）及び
（２）で検討したように、再生波長より充分浅い深さを
想定している。このような条件下で所望のアドレスピッ
ト出力値ＡＰｂを得るための、ＡＬとｄの条件を検討し
た。

【００３２】ＡＬとＭＬはお互いの干渉性から考えて比
較的同じオーダーと考えられるので、ｋ＝ＡＬ／ＭＬと
仮定し、そのｋの値とアドレスピット出力値ＡＰｂの
値、及びｄの値とアドレスピット出力値ＡＰｂの値を検
討した。その結果ｄが大きいほど、またｋが大きいほ
ど、ＡＰｂは大きくなることが判明した。具体的にはＡ
Ｐｂは以下の関数で表現できる。 ＡＰｂ＝０．１４ｋ＋４．１１ｎ（ｄ−２６）／λ

【００３３】以上、記録再生するドライブの実動作に支
障のないアドレスピット出力（ＡＰｂ）を求め、更に各
種微細構造の寸法（ＴＰ、ｄ、ｗ、ｋ）について検討し
てきた。以上（１）〜（５）の検討を集約すると、以下
のようにまとめられる。つまり、未記録状態の再生信号
中に占めるアドレスピット信号成分であるアドレスピッ
ト出力値（ＡＰｂ）の範囲： ０．１８＜ＡＰｂ＜０．２７ 上記アドレスピット出力を満足する各種微細寸法：０．
０５λ／ｎ ≦ ｄ ≦ ０．１λ／ｎであり、且つ
０．３５≦（ｗ／ＴＰ）≦０．５５であり、且つ ０．１８＜０．１４ｋ＋４．１１ｎ（ｄ−２６）／λ＜
０．２７ なる関係を同時に満足する寸法ｄ及びｗ及びｋ。

【００３４】このように本発明なるアドレスピット出力
を持つ光ディスク１は、グルーブ内の記録マーク１４
と、アドレスピット１３との相互干渉が最小限におさえ
られ、良好な記録再生を行うことができる。また本発明
なる微細構造寸法を持つ支持体２、及びそれを含有した
光ディスク１は、記録マーク１４とアドレスピット１３
の再生干渉を互いに最小限とすることができる。

【００３５】また、本発明はそのようなディスク１を製
造するにあたっての支持体２の微細構造寸法を特定した
ので、安定した製造及び供給を可能とするものである。
次に図１８を用いて本発明なる具体的な製造方法を説明
する。公知のブランクマスター（レジスト盤）に対し
て、レーザービームレコーダー（ＬＢＲ）によるマスタ
リングを行い、本発明なる微細構造１０を形成する（図
１８ａ）。これには例えば波長４５８、４４２、４１
３、４０７、３６４、３５１、３２５、２７５、２６
６、２５７、２４４ｎｍなどを光源とするレーザーを内
蔵したレコーダーが望ましく、マスタービームとサブビ
ームによる２ビームマスタリングが有用である。具体的
にはマスタービームをグルーブ１１の形成に充て、サブ
ビームをアドレスピット１３の形成に充てる。そしてマ
スタービームには偏向器（例えばＥＯＤやＡＯＤ）を通
すことで正弦波変調する。またサブビームには変調器
（例えばＥＯＭやＡＯＭ）を通すことで断続変調する。
この２ビームによるマスタリングは、それぞれを単独に
行った場合には位置精度が不充分となるので同時に行う
のが望ましい。その場合、マスタービームとサブビーム
との間隔はＴＰ／２に設定することが必要となる。な
お、この段階ではブランクマスターにはイメージは記録
されるが、形状の変更はない。

【００３６】続いて記録したブランクマスターに対し
て、公知のアルカリ現像を行い、マスタリングイメージ
を凹凸に変換する（図１８ｂ）。この形状は後述する支
持体２とほぼ同じ微細構造１０を持つ。そしてこのガラ
スマスターに対して、公知のスタンパー化処理、すなわ
ち導電化処理と電鋳処理を行ってスタンパーを形成する
（図１８ｃ）。この形状は後述する支持体２とほぼ凹凸
を逆にした微細構造を持つ。

【００３７】そして得られたスタンパーを用いて、公知
の成形を行って支持体２を構成する（図１８ｄ）。支持
体２の材料は、ポリカーボネート樹脂、ポリサルフォン
樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリ
メチルペンテン樹脂、及びこれらの樹脂骨格を有する各
種共重合体、ブロック重合体などなどの合成樹脂を用い
ることができる。ただし支持体２を光路とする場合には
公知のとおり、その光学特性、例えば屈折率（ｎ）や複
屈折に留意が必要である。例えば、屈折率をｎ＝１．４
５〜１．６５とし、複屈折をダブルパスにて１００ｎｍ
以下とすることによって、ＤＶＤとの互換性も良好に保
つことができる。

【００３８】そして支持体１上に記録層３を成膜する。
具体的には微細構造１０上に記録層３を成膜する（図１
８ｅ）。記録層３の主たる構成要素である相変化材料に
ついては先述のとおりであるが、必要に応じて光学特性
調整、熱伝搬特性調整等を目的として種々光学干渉膜で
挟み込んでもよい。例えば誘電体材料であるＳｉＮ、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳＳｉＯ、ＧｅＮ、Ａｌ
Ｏ、ＭｇＦ、ＩｎＯ、ＺｒＯなどが有用であり、そのな
かでもＺｎＳＳｉＯ（ＺｎＳとＳｉＯ２の混合）は相変
化記録材料との熱バランスが特に良い。また反射率調
整、熱伝搬特性調整等を目的として公知の光反射膜（ア
ルミニウム、金、銀やこれらを含む合金など）を併用し
て積層し、記録層３を構成してもよい。また、高密度記
録再生を行うために、公知の超解像マスク膜やコントラ
スト増強膜を併用して積層してもよい。このような成膜
を行う方法としては、公知の真空成膜法、例えばスパッ
タリング法やイオンプレーティング法、真空蒸着法、Ｃ
ＶＤ法を用いることができる。特に相変化材料とスパッ
タリング法は相性がよく、量産性にも富んでいる。

【００３９】続いて記録層３上に樹脂層４を形成する。
この樹脂層は記録層２を化学的にまたは機械的にガード
するもので、光ディスク１の構造によっては接着性を付
与してもよいものである。樹脂層４の材料としては紫外
線硬化樹脂、各種放射線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱
硬化樹脂、湿気硬化樹脂、複数液混合硬化樹脂などから
選択して使用できる。また成膜方法には公知のスピンコ
ート法やスクリーン印刷、オフセット印刷などを用いる
ことができる。

【００４０】以上本発明なる光ディスク１の製造方法に
ついて説明してきた。なお図１４なる光ディスク１の構
成図は基本的なものにすぎず、各種変形が可能である。
例えば別の支持体と貼り合わせて強度を高めたり、図１
４なる光ディスク１を２枚用意して互いに貼り合わせ
て、ディスクとしてもよいものである（両面ディスクま
たは二層ディスク）。

【００４１】（実施例１）本発明の一実施例である光デ
ィスク１を赤色半導体レーザーを用いたディスクシステ
ムに適応した例について説明する。なお使用するλは
６５０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．６である。
従って再生スポット径（λ／ＮＡ）は１０８３ｎｍ
（１．０８３μｍ）である。

【００４２】本発明の一実施例である光ディスク１の断
面構造を図１５に示す。支持体２、記録層３、樹脂層
４、ダミー支持体５の順に積層される。ここで支持体２
表面には後述する微細構造１０がエンボス形成されてい
る。ここで支持体２はレーザーから記録層３までの光路
になっており、その厚みは０．６ｍｍとなっている。支
持体２とダミー支持体５の材料は共にポリカーボネート
樹脂であり、６５０ｎｍにおける屈折率ｎは１．５８で
ある。記録層３は未記録時を高反射率、記録時を低反射
率とした相変化材料を主とした積層構造である。具体的
には記録層３は、支持体２側よりＺｎＳＳｉＯ／ＡｇＩ
ｎＳｂＴｅ／ＺｎＳＳｉＯ／ＡｌＴｉの順でスパッタリ
ング法によって積層されている。そして反射率は１８〜
３０％である。この構造で６５０ｎｍにおける記録感度
は７．５〜１４．０ｍＷとなっている。また６３５ｎｍ
光においても記録することができ、その記録感度は６５
０ｎｍとほぼ同じ７．０〜１３．０ｍＷの範囲で保て
る。

【００４３】未記録時における微細構造１０は、図２に
示すようになっている。グルーブ１１はスパイラル状で
あり、そのトラックピッチＴＰはＤＶＤ−ＲＯＭと同
じ、０．７４μｍであり、正弦波変調されている。グル
ーブの周期はシンクフレームの８倍の周波数で記録され
ている。また波の振幅は９から１７ｎｍの範囲内の任意
としている。また、ＣＬＶ（線速度一定）記録のため隣
接トラックどおしの位相はランダムである。そしてグル
ーブ１１よりも外側のランドに、一定長さＡＬのアドレ
スピット１３がアドレス値に従って刻まれている。

【００４４】記録時の微細構造１０は、図３のようにな
っている。記録する信号は８／１６変調信号で、最短マ
ーク長ＭＬは０．４０μｍである。この値はＤＶＤ−Ｒ
ＯＭと同じであり、このことによって直径１２０ｍｍデ
ィスクでの４．７ＧＢの記録容量が実現できる（記録範
囲は半径２４〜５８ｍｍ）。なおこの時、ＴＰは再生ス
ポット径の６８％に相当し、最短マークの長さ（ＭＬ）
は３７％に相当する。

【００４５】グルーブ内の記録マーク１４と、アドレス
ピット１３が互いに干渉し合わず、良好な記録再生を行
うことができるアドレスピット出力の範囲、すなわち
０．１８＜ＡＰｂ＜０．２７を満たす各種微細構造の寸
法は、以下のような条件である。 ０．０５・６５０／１．５８≦ｄ≦０．１・６５０／
１．５８、 すなわち２０≦ｄ≦４１ｎｍであり、且つ ０．３５≦（ｗ／０．７４）≦０．５５、 すなわち、０．２６≦ｗ≦０．４１μｍであり、且つ ０．１８＜０．１４ｋ＋４．１１・１．５８（ｄ−２
６）／６５０＜０．２７、 すなわち０．１８＜０．１４ｋ ＋０．０１（ｄ−２
６）＜０．２７である。ここで、ＭＬ＝０．４μｍであ
るから、０．１８＜０．３５ＡＬ＋０．０１（ｄ−２
６）＜０．２７、すなわち４４＜３５ＡＬ＋ｄ＜５３
とも表現できる。

【００４６】特にｄとｋの範囲を明確にするために、ｋ
とＡＰｂの関係をグラフで表示すると図１１のようにな
る。トラッキング性能の限界であるｄ＝２０ｎｍでのＡ
Ｐｂの制限、及びジッターの限界であるｄ＝４１ｎｍで
のＡＰｂの制限から、ｄ、ｋは図示した平行四辺形内の
範囲を取りうる。すなわち（ｄ、ｋ）＝（４１，０．２
２）、（４１、０．８５）、（２０，２．３４）、（２
０，１．７０）で囲まれた範囲である。製造上のバラツ
キ（溝深さｄやアドレスピット長さＡＬの製造変動）を
考慮すれば（ｄ，ｋ）＝（３９．５， ０．３４），
（３９．５， ０．９５），（２１．５， ２．２
３），（２１．５， １．６０）で囲まれた範囲が望ま
しい。

【００４７】ＭＬ＝０．４μｍであるから、図１１はｋ
をＡＬに置き換えて書き直すこともできる。図１２は横
軸をＡＬとしたものである。本発明の範囲は（ｄ、Ａ
Ｌ）＝（４１，０．０８）、（４１、０．３４）、（２
０，０．９４）、（２０，０．６８）で囲まれた範囲で
ある。なお、製造上のバラツキを考慮すれば、（ｄ，Ａ
Ｌ）＝（３９．５， ０．１３６），（３９．５，
０．３８０），（２１．５， ０．８９２），（２１．
５， ０．６４０）で囲まれた範囲が望ましい。

【００４８】（実施例２）本発明の実施例である光ディ
スク１を緑色半導体レーザーを用いたディスクシステム
に適応した例について説明する。使用するλは５３２ｎ
ｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．７５である。従って
再生スポット径（λ／ＮＡ）は７０９ｎｍ（０．７０９
μｍ）である。

【００４９】本発明の実施例である光ディスク１の断面
構造を図１６に示す。支持体２、記録層３、樹脂層４、
透過層７の順に積層される。ここで支持体２表面には後
述する微細構造１０がエンボス形成されている。ここで
透過層７はレーザーから記録層３までの光路になってお
り、その厚みは０．１〜０．１２ｍｍとなっている。透
過層７はアセテート樹脂であり、５３２ｎｍにおける屈
折率ｎは１．６である。記録層３は未記録時を高反射
率、記録時を低反射率とした相変化材料であって、反射
率が１５〜３２％であるＣｕＡｌＴｅＳｂを主として使
用している。具体的に記録層３は積層構造であり、支持
体２側からＡｇＰｄＣｕ／ＺｎＳＳｉＯ／ＣｕＡｌＴｅ
Ｓｂ／ＺｎＳＳｉＯの順で積層されている。この構造で
５３２ｎｍにおける記録感度は４．５〜７ｍＷとなって
いる。

【００５０】未記録時における微細構造１０は、図２の
ようになっている。グルーブ１１のトラックピッチＴＰ
は０．４６８μｍであり、正弦波変調されている。グル
ーブ１１の周期はシンクフレームの６倍の周波数で記録
されている。また波の振幅は５〜９ｎｍの範囲内の任意
としている。また、ＣＡＶ（回転数一定）記録のため隣
接トラックどおしの位相は正確に同期しており、常に互
いに完全平行である。そしてグルーブ１１よりも内側の
ランド１２に、一定長さＡＬのアドレスピット１３がア
ドレス値に従って刻まれている。

【００５１】記録時の微細構造１０は、図３のようにな
っている。記録する信号は８−１５変調信号で、最短マ
ーク長ＭＬは０．２６９μｍである。このことによって
直径１２０ｍｍディスクでの１１．８ＧＢの記録容量が
実現できる（記録範囲は半径２４〜５８ｍｍ）。なおこ
の時、ＴＰは再生スポット径の６６％に相当し、最短マ
ークの長さ（ＭＬ）は３８％に相当する。

【００５２】グルーブ内の記録マーク１４と、アドレス
ピット１３が互いに干渉し合わず、良好な記録再生を行
うことができるアドレスピット出力の範囲、すなわち
０．１８＜ＡＰｂ＜０．２７を満たす各種微細構造の寸
法は、以下のような条件である。 ０．０５・５３２／１．６０≦ｄ≦０．１・５３２／
１．６０、 すなわち１７≦ｄ≦３３ｎｍであり、且つ ０．３５≦（ｗ／０．４６８）≦０．５５、 すなわち０．１６≦ｗ≦０．２６μｍであり、且つ ０．１８＜０．１４ｋ＋４．１１・１．６０（ｄ−２
６）／５３２＜０．２７、 すなわち０．１８＜０．１４ｋ＋０．０１２（ｄ−２
６）＜０．２７である。

【００５３】特に０．１８＜ＡＰｂ＜０．２７の範囲を
明確にするために、ｋとＡＰｂの関係をグラフで表示す
ると図１３のようになる。トラッキング性能の限界であ
るｄ＝１７ｎｍでのＡＰｂの制限、及びジッターの限界
であるｄ＝３３ｎｍでのＡＰｂの制限から、アドレスピ
ットの長さは図示した平行四辺形内の範囲を取りうる。
すなわち（ｄ、ｋ）＝（３３，０．６８）、（３３、
１．３２）、（１７，２．６８）、（１７，２．０４）
で囲まれた範囲である。

【００５４】以上本発明の実施例について、アドレスピ
ットをグルーブ間に配置した高密度光ディスク１につい
て実施例を交えて説明してきた。なお上述した実施例
は、本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨に則って種々
変形が可能である。本発明の趣旨を損なわない範囲で、
各種構成要素を互いに入れ替えることも可能である。例
えば再生又は記録再生に使用するレーザー波長は、６５
０ｎｍと５３２ｎｍとしたが、これに限定されるもので
はない。例えば８３０、６３５、５１５、４６０、４３
０、４０５、３７０ｎｍなどやその付近などでも可能で
ある。またレンズ開口数ＮＡは，０．６０、０．７５以
外に、０．４、０．４５、０．５５、０．６５、０．
７、０．８、０．８５、０．９などでも可能である。ま
たソリッドイマージョンレンズに代表される１以上の開
口数でも可能である。

【００５５】また図２に示した微細構造１０は、その説
明を簡略化するために本発明の要部のみ説明するもので
あり、図２に示したグルーブ、ランド、アドレスピット
等以外に、他の信号を刻んでもよい。例えば、支持体２
の微細構造として、リードイン信号を担うピット列や、
ダンプコピー防止、偽造防止のためのピット列を併せて
内周部、例えば半径１５から２４ｍｍの範囲の任意の半
径幅に記録してもよい。またＢＣＡと呼ばれる追記型情
報管理領域（ＵＳＰ５６１７４０８号公報記載）を同様
に内周部に設けてもよい。また各種層の厚みやその内部
構成、外寸、構成材料は必要に応じ随時変更することが
可能である。

【００５６】

【発明の効果】本発明なる光ディスクでは、アドレスピ
ットがランド上に分散記録されており、反射率１５％以
上の相変化記録層を併用することによって高密度記録型
光ディスクが実現でき、特に本発明なるアドレスピット
出力を持つディスクは、グルーブ内の記録マークと、ア
ドレスピット信号との相互干渉を最小限におさえること
ができ、良好な記録再生を行うことができる。またディ
スク支持体微細構造の寸法を特定したので、安定したデ
ィスク製造及び供給を可能とするものである。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す鳥瞰図である。

【図２】本発明の実施例の微細構造（物理フォーマッ
ト）１０を示す拡大平面図である。

【図３】本発明の実施例の物理フォーマットを示す別の
拡大平面図である。

【図４】グルーブ深さｄとプッシュプル信号の出力（Ｐ
Ｐｂ）の関係各を示す図である。

【図５】溝深さｄ及び溝幅に対するジッターの値を測定
した結果を示す図である。

【図６】４分割ディテクターの模式図である。

【図７】未記録状態の再生波形を示す図である。

【図８】記録状態の再生波形である。

【図９】アドレスピットのエラーレートの測定値を示す
図である。

【図１０】記録マークのエラーレートを測定した図であ
る。

【図１１】（アドレスピット長（ＡＬ）／記録情報マー
ク長（ＭＬ））である（ｋ）とアドレスピット出力値Ａ
Ｐｂの関係を示す図である。

【図１２】アドレスピット長さ（ＡＬ）とアドレスピッ
ト出力値（ＡＰｂ）との関係示す図である。

【図１３】（アドレスピット長（ＡＬ）／記録情報マー
ク長（ＭＬ））である（ｋ）とアドレスピット出力値
（ＡＰｂ）との関係を示す図である。

【図１４】光ディスク１の断面図である。

【図１５】実施例１の光ディスク１の断面構造を示す図
である。

【図１６】本発明の実施例２の光ディスク１の断面構造
を示す図である。

【図１７】アドレス情報の一例を示す物理構成フォーマ
ットである。

【図１８】本発明の製造方法の一例を説明する図であ
る。

【図１９】ランドグルーブ記録型ディスクの微細構造２
０（物理フォーマット構造）を示す平面図である。

【符号の説明】

１…光ディスク ２…支持体 ３…記録層 ４…樹脂層 ５…ダミー支持体 ７…透過層 ９…４分割ディテクター １０…微細構造 １１…グルーブ １２…ランド １３…アドレスピット １４…情報マーク ２０…微細構造 ２１…グルーブ ２２…ランド ２３…アドレスピット ２４…アドレス領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D029 JA01 JB03 JC02 KB03 KC06 KC07 LA02 LB01 WA05 WA31 WB11 WB14 WB17 WC01 5D090 AA01 BB05 FF04 GG03 GG17 GG22

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正弦波変調グルーブおよび前記グルーブ間
   に分散して配置されたアドレスピットが形成された支持
   体と、 書き換え可能な相変化材料を少なくとも含む反射率１５
   ％以上の記録層と、 前記記録層の上に形成される樹脂層とを少なくとも有
   し、 未記録状態の再生信号中に占めるアドレスピット信号成
   分であるアドレスピット出力値が０．１８から０．２７
   の範囲であることを特徴とする光学的情報記録媒体。
2. 【請求項２】正弦波変調グルーブおよび前記グルーブ間
   に分散して配置されたアドレスピットが同じ深さで形成
   された光学的情報記録媒体用支持体であって、 前記支持体は、溝深さｄ、溝幅ｗ、溝トラックピッチＴ
   Ｐ、記録情報マーク長ＭＬ、アドレスピット長ＡＬ、再
   生波長λ、支持体屈折率ｎが、それぞれ０．０５λ／ｎ
   ≦ ｄ ≦ ０．１λ／ｎであり、且つ０．３５≦
   （ｗ／ＴＰ）≦０．５５ であり、且つ０．１８＜０．
   １４ｋ＋４．１１ｎ（ｄ−２６）／λ＜０．２７であ
   り、且つ ｋ＝ＡＬ／ＭＬ である関係を同時に満たした微細構造を有していること
   を特徴とする光学的情報記録媒体用支持体。
3. 【請求項３】請求項２記載の前記光学的情報記録媒体用
   支持体と、 前記光学的情報記録媒体用支持体の上に形成される書き
   換え可能な相変化材料を少なくとも含む反射率１５％以
   上の記録層と、 前記記録層の上に形成される樹脂層とから少なくとも構
   成されたことを特徴とする光学的情報記録媒体。
4. 【請求項４】正弦波変調グルーブおよび前記グルーブ間
   に分散して配置されたアドレスピットが形成された支持
   体と、 書き換え可能な相変化材料を少なくとも含む反射率１８
   〜３０％以上の記録層と、 前記記録層の上に形成される樹脂層とを少なくとも有
   し、 未記録状態の再生信号中に占めるアドレスピット信号成
   分であるアドレスピット出力値が０．１８から０．２７
   の範囲であることを特徴とする光学的情報記録媒体。
5. 【請求項５】正弦波変調グルーブおよび前記グルーブ間
   に分散して配置されたアドレスピットが同じ深さで形成
   された光学的情報記録媒体用支持体であって、 前記支持体は、溝深さｄ、溝幅ｗ、溝トラックピッチＴ
   Ｐ、アドレスピット長ＡＬが、ＴＰ＝０．７４μｍであ
   り、且つ、２０≦ｄ≦４１ｎｍであり、且つ０．２６≦
   ｗ≦０．４１μｍであり、且つ４４＜３５ＡＬ＋ｄ＜５
   ３である関係を同時に満たした微細構造を有しているこ
   とを特徴とする光学的情報記録媒体用支持体。
6. 【請求項６】請求項５記載の前記光学的情報記録媒体用
   支持体と、 前記光学的情報記録媒体用支持体の上に形成される書き
   換え可能な相変化材料を少なくとも含む反射率１８〜３
   ０％の記録層と、 前記記録層の上に形成される樹脂層とから少なくとも構
   成されたことを特徴とする光学的情報記録媒体。
7. 【請求項７】書き換え可能な相変化材料が、アンチモン
   とテルルと融点１１００度以下の金属を含む合金である
   ことを特徴とする請求項１、３、４、６記載の光学的情
   報記録媒体。
8. 【請求項８】書き換え可能な相変化材料が、銀、インジ
   ウム、アンチモン、テルル合金であることを特徴とする
   請求項７記載の光学的情報記録媒体。
9. 【請求項９】請求項５記載の前記光学的情報記録媒体用
   支持体に、書き換え可能な相変化材料を少なくとも含む
   反射率１８〜３０％の記録層を真空成膜し、前記記録層
   面の上層にダミー支持体を積層することを特徴とする情
   報記録媒体の製造方法。