光ディスク

【目的】情報を高密度に記録したり、あるいは高密度に記録された情報の再生を正確に行う。
【構成】基板の上に直接又は中間層を介して、読み出し又は書き込みのために照射される光ビームの径を絞るためのシャッタ層を備え、該シャッタ層は、半導体微粒子を含有するように構成する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声、映像等の各種情報の信号を記録する光学式記録媒体である光ディスク、特に情報を高密度に記録したり、あるいは高密度に記録された情報の再生を正確に行うことができる光ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ディスクは中央部にセンターホールを有し、このセンターホールの外周に螺線状につながった１本のトラックとして情報が記録される。従来、この種の記録ディスクは、図４（ａ）に示すように、アクリル樹脂（Polymethyl methacrylate;PMMA）等の透明なディスク基板１１上に情報に対応する凹凸形状の情報ピット部１２が形成され、この情報ピット部１２が形成されたディスク基板１１上に高い反射率のアルミニウム膜１５が蒸着され、このアルミニウム膜１５上にプラスチック等の保護層１６を形成して構成される。
【０００３】前記構成に基づく記録ディスクから情報を再生する場合には透明なディスク基板１１側からレーザ光等の光ビーム３０を再生の対象となるトラックの情報ピット部１２に投射し、図４（ｂ）に示すように情報ピット部１２のないピット間の鏡面部で反射された反射光３１が「明」として検出され、また情報ピット部１２で反射された反射光３２が「暗」として検出される。このように「明」、「暗」の反射光により情報ピット部１２の各記録ピット１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…に対応する情報が再生されることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の光ディスク及びその再生方法は以上のように構成されていたことから、相隣るトラックのトラックピッチを狭くして情報を高密度化して記録した場合には、この高密度化した記録ディスクの複数のトラックに亘って光ビームが投射されることとなるという問題を有していた。即ち、光ビームの波長に基づいてビームスポットの直径が定まることから一般に、スポット径を小径化することには限界があり、この限界を越えた狭いトラックピッチで情報が記録されると、図４（ｃ）に示すように複数のトラックの各情報ピット１２ａ，１２ｂ，１２ｃから反射光３２の「暗」（又は明３１）という情報が同時に複数検出されて情報再生を正確に行なえなくなるという不都合が生じていた。
【０００５】また、この一方で、書き込み可能な記録膜を備える光ディスクであって、情報を高密度に記録することができる光ディスクの開発も要望されている。本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、情報を高密度に記録することができる光ディスクまたは、この記録された情報の再生を正確に行なうことができる光ディスクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本発明の光ディスクは、基板の上に直接又は中間層を介して、読み出し又は書き込みのために照射される光ビームの径を絞るためのシャッタ層を備え、該シャッタ層は、半導体微粒子を含有するように構成した。
【０００７】
【作用】本発明の光ディスクの基板側から光照射が行なわれると、半導体微粒子を含有するシャッタ層でビーム径が絞られる。
【０００８】すなわち、シャッタ層においては、ある光強度以上の所だけ光が透過し、それ以外の所では光の透過が抑制され、その結果としてビーム径がさらに絞られる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の光ディスクを図１〜図３に基づいて説明する。図１には、位相差を利用して記録、再生を行う、いわゆる位相ピットを備えた第１実施例としての光ディスク１が示される。
【００１０】この光ディスク１は、基板１１と、この基板１１の上に形成されたシャッタ層１７と、このシャッタ層１７の上に形成された光反射層１９とを備える。前記基板１１は、通常、ディスク形状をなし、基板１１の光ビームの光源側の面には平坦面１１ａが形成され、他方の面１１ｂには音声、映像等の情報に対応する複数の情報ピット部１２が形成される。
【００１１】基板１１は、通常、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン系樹脂等の各種透明樹脂材料から形成され、前記情報ピット部１２は、通常、基板１１を射出成形などによって形成する時に同時に成形される。
【００１２】このような基板１１の情報ピット部１２側の上には、読み出し又は書き込みのために照射される光ビームの径を絞るためのシャッタ層１７が形成される。このシャッタ層１７は、ガラス又は樹脂のマトリックスの中に、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ_ｘＳｅ_1-x、ＧａＡｓ、アモルファスＳｉ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、およびアモルファスＳｉＣの中から選ばれた少なくとも１種の半導体微粒子を分散させて形成される。
【００１３】このようなシャッタ層１７に含有される半導体微粒子の含有量は、１〜８０ｍｏｌ％より好ましくは、５〜７０ｍｏｌ％程度とされる。この値が８０ｍｏｌ％を超えると、半導体微粒子どうしの凝縮がおこり、微粒子として存在できないという不都合が生じ、この値が１ｍｏｌ％未満となると、十分なシャッター効果が得られない（シャッター開閉による透過率の差が小さい）という不都合が生じる。
【００１４】含有される半導体微粒子の粒径は、０．１〜５０ｎｍ、より好ましくは０．５〜３０ｎｍとされる。このような半導体微粒子を分散させるマトリックス（母体）の材料としては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、低アルカリガラス、石英ガラス等のガラスや、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、アモルファスポリオレフィン、エポキシ等の樹脂が用いられる。このようなマトリックス材料は、用いる光源の波長で十分な透明度をもつことが必要とされる。
【００１５】半導体微粒子をマトリックスに分散させる方法は、マトリックスがガラスであるか樹脂であるかによって異なる。すなわち、マトリックス材料がガラスの場合、■高濃度の半導体構成成分を含むガラスを超急冷法により作製し、その後の熱処理によって半導体微粒子をガラスの中に析出させる方法、■多孔質ガラスのポア中に半導体微粒子を液相や気相より含浸する方法、■半導体微粒子が分散した溶液を、ゾルゲル法により固化する方法、■スパッタなどの方法により半導体微粒子を含むガラス薄膜を気相より成長させる方法などが挙げられる。
【００１６】この一方で、マトリックス材料が樹脂の場合、■半導体微粒子が分散させられた溶液と樹脂が溶解された溶液とを混合し、この混合液を基板の上にスピンコート法により成膜する方法、■スパッタや蒸着などの方法により、半導体微粒子を含む樹脂薄膜を気相により成長させる方法などが挙げられる。
【００１７】このようにして形成されるシャッタ層１７の厚さは、０．００５〜０．３μｍ程度とされる。シャッタ層１７の作用を、図３に基づいて説明する。図３は本発明のシャッタ層を設けることによって、光ビームの径がさらに絞られることを説明するための概略説明図である。すなわち図３（ａ）はシャッタ層を設けない状態でのビームプロファイルであり、図３（ｂ）はシャッタ層を設けた状態でのビームプロファイルである。（ａ）および（ｂ）に示されるプロファイルから分かるように、シャッタ層を設けることによってビーム径を著しく絞ることができ、従来読み出し出来なかった（図３（ａ））１つの記録ピットを確実に読み出すことが出来る（図３（ｂ））。
【００１８】なお、本発明の光ディスクが対象としている読み出し又は書き込みのための光ビーム波長は、３１０〜８９０ｎｍであり、実際、具体的に用いる波長に応じて、シャッタ層１７の組成が適宜、選定される。
【００１９】このようにして形成されたシャッタ層１７の上には光反射層１９が形成される。光反射層１９は、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属から構成され、このものは真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の各種真空成膜法で成膜される。このような光反射層１９の厚さは０．０３〜０．３μｍ程度とされる。
【００２０】なお、本発明の基板１１とシャッタ層１７との間や、シャッタ層１７と光反射層１９の間には、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂あるいはこれらの混合物等の各種中間層を設けてもよい。さらに光反射層１９の上には、各種保護膜を設けてもよい。
【００２１】図２には、反射率の差を利用して記録、再生を行ういわゆる反射率の差を生ぜしめるピットを備える光ディスク２が第２実施例として示される。この光ディスク２は、基板１３と、この基板１３の上に形成されたシャッタ層１７と、このシャッタ層１７の上に形成された記録膜１８とを備えている。この第２実施例で用いられる基板１３の表面上には第１実施例のように記録ピットが形成されておらず、その代りに後述する記録膜１８が設けられ、この記録膜１８に記録ピット部が形成される。シャッタ層１７は、前記第１実施例ですでに説明したそれと同様である。
【００２２】記録膜１８は光照射の記録により、光照射された部分と、光照射されなかった部分との間で反射率の差がとれるような材料から形成される。これらの材料の一例を挙げると、非結晶質と結晶質との間の相変化を利用して情報を行う、Ａｓ−Ｔｅ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｓｅ系、ＴｅＯｘ（０＜Ｘ＜２）、Ｓｂ₂Ｓｅ₃、Ｂｉ₂Ｔｅ₃等の相変化タイプの記録膜材料がある。さらに、Ｔｅ系材料の無機系の薄膜やシアニン色素、フタロシアニン色素等の有機色素薄膜を用いたピット形成による記録材料等も記録膜１８材料の一例である。その他、光磁気メモリーに用いられるＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＣｏ、ＰｔＣｏ等の材料も挙げられる。
【００２３】なお、本発明の第２実施例の基板１３とシャッタ層１７との間や、シャッタ層１７と記録膜１８との間には、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂、あるいはこれらの混合物等の各種中間層を設けてもよい。
【００２４】さらに、記録膜１８の上には、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の反射膜や、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂等の保護膜を設けても良い。なお、本実施例では主として読み出し光のビーム径を絞ることを中心にして説明してきたが、もちろん書き込み光のビーム径を絞り、高密度記録に適用できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ディスクでは、基板の上に直接又は中間層を介して、読み出し又は書き込みのために照射される光ビームの径を絞るためのシャッタ層を備え、該シャッタ層は、半導体微粒子を含有するように構成しているので、情報を高密度に記録したり、あるいは高密度に記録された情報の再生を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ディスクの一例の構造を説明するための概略半片断面図である。
【図２】本発明の他の光ディスクの一例の構造を説明するための概略半片断面図である。
【図３】本発明のシャッタ層を設けることによって、光ビームの径がさらに絞られることを説明するための概略説明図であって、（ａ）はシャッタ層を設けない状態でのビームプロファイルであり、（ｂ）はシャッタ層を設けた状態でのビームプロファイルである。
【図４】（ａ）は情報が記録された状態を模式的に示すための光ディスクの部分切り欠き断面図であり、（ｂ）は読み出しの原理を説明するための図、（ｃ）は高密度に記録された情報の再生を行う場合に生ずる従来の不都合を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２…光ディスク
１１，１３…基板
１７…シャッタ層

【特許請求の範囲】
【請求項１】基板の上に直接又は中間層を介して、読み出し又は書き込みのために照射される光ビームの径を絞るためのシャッタ層を備え、該シャッタ層は、半導体微粒子を含有することを特徴とする光ディスク。
【請求項２】前記シャッタ層は、ガラス又は樹脂のマトリックスの中に、ＣｄＳ，ＣｄＳｅ、ＣｄＳ_ｘＳｅ_1-x、ＧａＡｓ、アモルファスＳｉ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、およびアモルファスＳｉＣの中から選ばれた少なくとも１種の半導体微粒子を分散させてなることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】前記半導体微粒子は、シャッタ層中に５〜７０ｍｏｌ％の割合で含有されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ディスク。

【図１】