JP2003187999A

JP2003187999A - 蛍光体シート製造装置

Info

Publication number: JP2003187999A
Application number: JP2001383124A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kashiwatani; 誠柏谷; Junji Nakada; 純司中田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】真空蒸着によって緻密な蛍光体層を成膜でき、
Ｘ線特性が良好な高感度の蛍光体シートを製造できる蛍
光体シートの製造装置を提供する。【解決手段】真空チャンバと、真空チャンバ内を排気す
る真空排気手段と、成膜材料を収容するルツボと、プラ
ズマアークによってルツボに収容された成膜材料を加熱
蒸発させる手段とを有することにより、前記課題を解決
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着によって
蓄積性蛍光体層を形成する蛍光体シート製造の技術分野
に属し、詳しくは、緻密な蓄積性蛍光体層を有する高品
質な蛍光体シートを製造できる蛍光体シート製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子
線、紫外線等）の照射を受けると、この放射線エネルギ
ーの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光の照射を
受けると、蓄積されたエネルギーに応じた輝尽発光を示
す蛍光体が知られている。この蛍光体は、蓄積性蛍光体
（輝尽性蛍光体）と呼ばれ、医療用途などの各種の用途
に利用されている。

【０００３】一例として、この蓄積性蛍光体を含有する
層（以下、蛍光体層とする）を有するシート（以下、蛍
光体シートとする（放射線像変換シートとも呼ばれてい
る）を利用する、放射線画像情報記録再生システムが知
られており、例えば、ＦＣＲ（Fuji Computed Radiogra
phy)等として実用化されている。このシステムでは、蛍
光体シート（蛍光体層）に人体などの被写体の放射線画
像情報を記録し、記録後に、蛍光体シートをレーザ光等
の励起光で２次元的に走査して輝尽発光光を生ぜしめ、
この輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、こ
の画像信号に基づいて再生した画像を、写真感光材料等
の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像
を可視像として出力する。

【０００４】このような蛍光体シートは、通常、蓄積性
蛍光体の粉末をバインダ等を含む溶媒に分散してなる塗
料を調製して、この塗料をガラスや樹脂製のシート状の
支持体に塗布し、乾燥して、蛍光体層を形成することに
よって、作製される。これに対し、真空蒸着やスパッタ
リング等の物理蒸着法（気相成膜法）によって、支持体
に蛍光体層を形成してなる蛍光体シートも知られている
（特許第２７８９１９４号、特開平５−２４９２９９号
等の各公報参照）。蒸着によって成膜される蛍光体層
は、真空中で形成されるので不純物が少なく、また、バ
インダなどの蓄積性蛍光体以外の成分が殆ど含まれない
ので、性能のバラツキが少なく、しかも発光効率が非常
に良好であるという、優れた特性を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような放射線画像
情報記録再生システムに利用される蛍光体シートには、
蛍光体層が緻密であることが望まれる。蛍光体層が緻密
であるほど、良好なＸ線の吸収特性を得ることができ、
すなわち、Ｘ線特性の良好な高感度な蛍光体シートを得
ることができる。前述のＦＣＲのような蛍光体シートを
用いた放射線画像の撮影は、被写体すなわち医療用途で
あれば被検者の放射線被曝を伴う。しかしながら、蛍光
体シートが高感度であれば、撮影時における放射線の照
射量を少なくしても、十分な画質の画像を撮影すること
ができ、従って、被検者の被爆量を低減して、より安全
な放射線医療システムを実現できる。

【０００６】本発明の目的は、真空蒸着によって（蓄積
性）蛍光体層を成膜する蛍光体シートの製造において、
緻密な蛍光体層を成膜することができ、これにより高感
度な蛍光体シートを製造して、例えば、被験者の放射線
被爆量の低減等を図ることができる蛍光体シートの製造
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シート状の基板に蓄積性蛍光体層を成膜
する、蛍光体シートの製造装置であって、真空チャンバ
と、前記真空チャンバ内を排気する真空排気手段と、成
膜材料を収容するルツボと、プラズマアークによって前
記ルツボに収容された成膜材料を加熱蒸発させる手段と
を有することを特徴とする蛍光体シート製造装置を提供
する。

【０００８】このような本発明の蛍光体シート製造装置
において、蛍光体と付活剤とで別々の成膜材料を用い、
両者を別々に加熱蒸発するものであり、かつ、蛍光体の
成膜材料を前記プラズマアークで加熱蒸発させるのが好
ましく、さらに、成膜材料からの蒸発蒸気が、前記プラ
ズマアークが生成するプラズマ空間を通過するように、
成膜材料の蒸発位置が設定されるのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の蛍光体シート製造
装置について、添付の図面に示される好適実施例を基
に、詳細に説明する。

【００１０】図１に、本発明の蛍光体シート製造装置の
一例の概念図を示す。図示例の蓄積性蛍光体シート製造
装置１０（以下、製造装置１０とする）は、シート状の
基板Ｓの表面に、二元の真空蒸着によって、蓄積性蛍光
体を含有する層、すなわち（蓄積性）蛍光体層を形成し
て、（蓄積性）蛍光体シートを作製するもので、基本的
に、真空チャンバ１２と、基板回転機構１４と、加熱蒸
発部１６とを有して構成される、いわゆる基板回転型の
真空蒸着装置を利用するものである。また、真空チャン
バ１２には、系内を排気して所定の真空度にするため
の、図示しない真空ポンプ（真空排気手段）が接続され
る。

【００１１】図示例の製造装置１０は、一例として、蛍
光体の成膜材料である臭化セシウム（ＣｓＢｒ）、およ
び、付活剤（賦活剤(activator））の成膜材料である臭
化ユーロピウム（ＥｕＢｒ_x（ｘは、通常、２〜３））
を用いた二元の真空蒸着を行って、基板にＣｓＢｒ：Ｅ
ｕを蓄積性蛍光体とする蛍光体層を成膜して、蛍光体シ
ートを作製する。

【００１２】なお、本発明の製造装置で作製する蛍光体
シートにおいて、基板Ｓには特に限定はなく、ガラス、
セラミックス、カーボン、アルミニウム、ＰＥＴ、ＰＥ
Ｎ、ポリイミド等、蛍光体シートにおいて利用されてい
る各種のシート状の基板が全て利用可能である。

【００１３】また、蓄積性蛍光体も、上記ＣｓＢｒ：Ｅ
ｕに限定はされず、各種のものが利用可能である。好ま
しくは、波長が４００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の励起光
の照射により、３００ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲に輝
尽発光を示す輝尽性蛍光体が利用される。このような輝
尽性蛍光体は、特公平７−８４５８８号、特開平２−１
９３１００号、同４−３１０９００号の各公報に詳述さ
れている。

【００１４】中でも、下記の基本組成式Ｍ^IＸ・ａＭ^IIＸ’₂・ｂＭ^IIIＸ''₃：ｚＡで代表されるアルカリ金属ハロゲン化物質系輝尽性蛍光
体は、特に、好ましい。なお、上記式において、Ｍ
^Iは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，ＲｂおよびＣｓからなる群より
選択される少なくとも一種のアルカリ金属を表し、Ｍ^II
は、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ
およびＣｄからなる群より選択される少なくとも一種の
アルカリ土類金属もしくは二価の金属を表し、Ｍ
^IIIは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕ，Ａｌ，ＧａおよびＩｎからなる群より選択さ
れる少なくとも一種の希土類元素もしくは三価の金属を
表し、Ａは、Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇ
ｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎ
ａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ，ＴｌおよびＢｉからなる群より
選択される少なくとも一種の希土類元素もしくは金属を
示し、さらに、Ｘ、Ｘ’およびＸ''は、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ
およびＩからなる群より選択される少なくとも一種のハ
ロゲンを示す。また、ａは、０≦ａ＜０．５の範囲内の
数値を、ｂは、０≦ｂ＜０．５の範囲内の数値を、さら
に、ｚは、０≦ｚ＜１．０の範囲内の数値を、それぞれ
示す。

【００１５】上記基本組成式において、Ｍ^Iは、少なく
ともＣｓを含んでいるのが好ましく、また、Ｘは、少な
くともＢｒを含んでいるのが好ましく、さらに、Ａは、
ＥｕまたはＢｉであるのが好ましい。また、上記基本組
成式で示される金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体には、
必要に応じて、酸化アルミニウム、二酸化珪素、および
酸化ジルコニウム等の金属酸化物を、Ｍ^I１ｍｏｌに対
して０．５ｍｏｌ以下の量で、添加物として加えてもよ
い。

【００１６】さらに、成膜材料にも、特に限定はなく、
蛍光体層の組成に応じて、蛍光体を含有する材料および
付活剤を含有する材料を、適宜、選択すればよい。

【００１７】真空チャンバ１２は、鉄、ステンレス、ア
ルミニウム等で形成される、真空蒸着装置で利用される
公知の真空チャンバ（ベルジャー、真空槽）である。前
述のように、真空チャンバ１２には、図示しない真空ポ
ンプが接続される。真空ポンプにも、特に限定はなく、
必要な到達真空度を達成できるものであれば、真空蒸着
装置で利用されている各種のものが利用可能である。一
例として、油拡散ポンプ、クライオポンプ、ターボモレ
キュラポンプ等を利用すればよく、また、補助として、
クライオコイル等を併用してもよい。なお、前述の蛍光
体層を成膜する製造装置１０においては、真空チャンバ
１２内の到達真空度は、６．７×１０^-3Ｐａ以下、特に
４．０×１０^-4Ｐａ以下であるのが好ましい。

【００１８】基板回転機構１４は、基板Ｓを保持して回
転するもので、回転駆動源２０と、ターンテーブル２２
とから構成される。ターンテーブル２２は、上側の本体
２４と下側（加熱蒸発部１６側）のシースヒータ２６と
からなる円板で、その中心に、回転駆動源２０と係合す
る回転軸２８が固定される。ターンテーブル２２は、後
述する加熱蒸発部１６（成膜材料の蒸発位置）に対応す
る所定位置において、下面（シースヒータ２６の下面）
に基板Ｓを保持して、回転駆動源２０によって所定速度
で回転される。また、シースヒータ２６は、成膜される
基板Ｓを裏面（成膜面と逆面）から加熱する。なお、基
板Ｓは、マスクを兼ねるホルダや治具等を用いた公知の
方法で、成膜面を下方に向けてターンテーブル２２に保
持すればよい。また、ターンテーブル２２の回転速度に
は、特に限定はないが、０ｒｐｍ（すなわち静止）〜１
００ｒｐｍ程度が好ましい。

【００１９】真空チャンバ１２内の下方には、加熱蒸発
部１６が配置される。前述のように、図示例の製造装置
１０は、成膜材料として臭化セシウムと臭化ユーロピウ
ムを用い、これらを個々に加熱蒸発する二元の真空蒸着
を行うものであり、加熱蒸発部１６は、付活剤の成膜材
料（以下、付活剤材料とする）である臭化ユーロピウム
を加熱蒸発するＥｕ蒸発部３０と、蛍光体の成膜材料
（以下、蛍光体材料とする）である臭化セシウムを加熱
蒸発するＣｓ蒸発部３２とを有する。

【００２０】Ｅｕ蒸発部３０は、抵抗加熱装置３４によ
って、蒸発位置（ルツボ）に収容した臭化ユーロピウム
を加熱して蒸発する部位ある。抵抗加熱装置３４には、
特に限定はなく、用いる付活剤材料に応じて、これを加
熱蒸発できるものであれば、真空蒸着装置に利用されて
いる各種のものが利用可能である。具体的には、加熱装
置（蒸発源）としては、ボートタイプ、フィラメントタ
イプ、クルーシブルタイプ、チムニータイプ、Ｋセル
（クヌーセンセル）等、抵抗加熱装置で用いられる各種
の装置が例示される。また、電源（加熱制御手段）とし
ては、サイリスタ方式、ＤＣ方式、熱電対フィードバッ
ク方式等、抵抗加熱装置で用いられる各種の方式が例示
される。また、抵抗加熱を行う際の出力にも特に限定は
なく、付活剤材料等に応じて適宜設定すればよいが、図
示例においては、ヒータの抵抗値によっても異なるが、
５０Ａ〜１０００Ａ程度とすればよい。

【００２１】なお、蛍光体シートの蛍光体層において
は、層中の付活剤と蛍光体との量比は、例えば、モル濃
度比で０．０００５／１〜０．０１／１程度と、蛍光体
層の大部分が蛍光体である。従って、図示例において
は、Ｅｕ蒸発部３０（付活剤材料の蒸発部）は、材料供
給手段を有していないが、本発明はこれに限定はされ
ず、必要に応じて、Ｃｓ蒸発部３２と同様に材料供給手
段を有してもよい。

【００２２】また、付活剤材料の加熱蒸発手段も、図示
例のような抵抗加熱に限定はされず、電子線（ＥＢ）加
熱や誘導加熱等、真空蒸着で用いられている加熱蒸発手
段が、各種利用可能である。中でも、蛍光体層中におけ
る微量な付活剤の分散性、微量蒸発のコントロール性等
の点で、図示例のような抵抗加熱は好ましい。

【００２３】Ｃｓ蒸発部３２は、アークプラズマによっ
て臭化セシウム（蛍光体材料）を加熱蒸発する部位で、
ルツボ３６と、アークプラズマ照射手段３８と、昇降手
段４２と、ピストン４４とを有して構成される。

【００２４】図示例において、ルツボ３６は、真空チャ
ンバ１２に気密状態で固定される円筒状のもので、所定
の蒸発位置において蛍光体材料を収容するルツボ（ハー
ス）としての機能に加え、材料供給手段の一部を構成す
る。ルツボ３６の形成材料には、特に限定は無く、十分
な耐熱性を有し、かつ、加熱された成膜材料と反応しな
いものであれば、各種の材料が利用可能であり、図示例
においては、一例として、モリブデン、タングステン、
タンタル、プラチナ、アルミナ等が例示される。また、
形状も円筒に限定はされない。

【００２５】昇降手段４２およびピストン４４は、ルツ
ボ３６と共に蛍光体材料の材料供給手段を構成するもの
である。前述のように、蛍光体シートに成膜される蛍光
体層は非常に厚く、薄くても２００μｍ、通常５００μ
ｍ程度、厚い場合には、１０００μｍを超える場合も有
る。また、前述のように、蛍光体層は、大部分が蛍光体
である。従って、真空チャンバ１２を開放することなく
成膜を行うためには、特に、蛍光体材料の材料供給手段
が必要になる。

【００２６】ピストン４４は、ルツボ３６の軸線方向に
延在するロッド４４ａと、ロッド４４ａの先端（基板Ｓ
側端）に固定される円盤状のヘッド４４ｂとから構成さ
れ、ロッド４４ｂは、ルツボ３６（真空チャンバ１２）
内部の気密を保った状態で、軸線方向に移動可能にルツ
ボ３６に軸支される。また、昇降手段４２は、公知の方
法で、ロッド４４ａすなわちヘッド４４ｂを昇降（ルツ
ボ３６の軸線方向に移動）させるものである。

【００２７】図示例において、蛍光体材料である臭化セ
シウムは、ルツボ３６の内径よりも若干小さい直径を有
する円柱状に成形されたものが用いられる。なお、成形
は、成膜材料に応じた公知の方法で行えばよい。蛍光体
材料は、ヘッド４４ｂに載置されるようにして、ルツボ
３６に収容される。真空蒸着によって蛍光体材料が消費
されると、昇降手段４２が駆動してピストン４４を蛍光
体材料を上昇（基板Ｓ側に移動）し、その上面を所定の
蒸発位置に供給する。

【００２８】なお、本発明においては、材料供給手段は
図示例に限定はされず、真空蒸着装置等で用いられてい
る材料供給手段が、各種、利用可能である。具体的な一
例として、本出現人による特願２００１−２９６３６４
号の明細書に記載される各種の材料供給手段が好適に利
用される。なお、本発明の製造装置１０は、材料供給手
段を有するものに限定はされないが、厚い蛍光体層を、
真空チャンバ１２を開放することなく形成するために
は、少なくとも蛍光体材料に関しては、材料供給手段を
有するのが好ましい。また、利用される成膜材料は、図
示例のように成形されたものに限定はされず、粉末状で
も顆粒状でもよく、用いる加熱蒸発手段や材料供給手段
やに応じて、各種の形態が利用可能である。

【００２９】図示例の製造装置１０において、アークプ
ラズマ照射手段３８は、ルツボ３６に収容された蛍光体
材料にアークプラズマを照射することにより、蛍光体材
料を加熱蒸発させるもので、基本的に、アークプラズマ
発生手段である圧力勾配型プラズマ銃４６（以下、プラ
ズマ銃４６とする）と、プラズマ導入部４８と、偏向コ
イル５０とから構成される。なお、本発明において、ア
ークプラズマの発生手段は、図示例のような圧力勾配型
プラズマ銃に限定はされず、熱フィラメント型プラズマ
銃、ホローカソード型プラズマ銃等の、各種のアークプ
ラズマ発生手段が全て利用可能である。また、アークプ
ラズマ発生手段の出力にも、特に限定は無いが、１０Ａ
〜５００Ａ程度のものが好適に利用され、臭化セシウム
の蒸発には、５０Ａ〜１５０Ａ程度の出力が好適に使用
される。

【００３０】図示例のプラズマ銃４６は、直流アーク放
電によってアークプラズマを発生するものであり、基本
的に、陰極５２、中間電極５４、電源５６、およびプラ
ズマ生成ガスの導入手段（図示省略）を有して構成され
る。陰極５２は、熱電子放出性を有する各種の電極材料
で形成され、例えば、タングステンやタリウムからなる
補助陰極と、ランタンヘキサボロイド（ＬａＢ₆）から
なる主陰極とで構成される複合陰極等が好適に利用され
る。中間電極５４は、陰極５２による陰極領域ｃ（後述
するプラズマ導入手段４８の導電性部材６０が主たる陽
極となる）との間に、ガスの圧力勾配を形成し、さら
に、アークプラズマを真空チャンバ１２内に導くもので
あり、例えば、ステンレスや銅で形成すればよく、公知
の手段で水冷するのが好ましい。また、電源５６の陽極
側は、真空チャンバ１２と共にアースされる。プラズマ
生成ガスとしては、アルゴン等のプラズマ生成に通常用
いられるガスを利用すればよく、公知の手段でプラズマ
銃４６内に導入すればよい。

【００３１】プラズマ導入部４８は、プラズマ銃４６で
発生したアークプラズマを真空チャンバ１２内に好適に
導くために、好ましい態様として設けられるもので、円
柱状の導電性部材６０と、この導電性部材６０を挿入す
る円筒状の冷却部材６２とを有して構成される。各部材
は、導電性を有する非磁性材料で形成形成される。この
ようなプラズマ導入部４８は、プラズマ銃４６と真空チ
ャンバ１２との間に、例えば絶縁性のリング状部材等を
用いてプラズマ銃４６と絶縁状態で配置され、また、真
空チャンバ１２と同様にアース電位にされる。

【００３２】プラズマ導入部４８において、導電性部材
６０は、プラズマ銃４６の陰極５２（陰極領域ｃ）に対
する主たる陽極として作用するもので、アークプラズマ
を真空チャンバ１２内に出射する開口５８が円筒の軸線
に沿って形成されている。また、冷却部材６２は、内部
に水等の冷却媒体の流路を有するもので、公知の手段で
冷却媒体が循環されて、プラズマ導入手段４８あるいは
さらにプラズマ銃４６を冷却する。また、必要に応じ
て、アークプラズマを効率良く真空チャンバ１２内に導
入するために、冷却部材６２を囲むようにリング状の誘
導コイル６６を配置してもよく、さらに、プラズマ導入
部４８の回りに磁界発生手段６８を配置して、真空チャ
ンバ１２内に出射するアークプラズマＰの形状やサイズ
（太さ）を調整してもよい。

【００３３】図示例のプラズマ銃４６においては、例え
ば、陰極５２として、前述の複合陰極を用いるものであ
れば、電源５６の駆動およびプラズマ生成ガスの導入に
よって、補助電極に初期放電を行い、そこで発生する熱
で主陰極を間接的に加熱し、主陰極からの熱電子放出を
徐々に高め、最終的に、主陰極から放電を行ってアーク
プラズマを生成する。このアークプラズマは、主たる陽
極となるプラズマ導入手段４８の導電性部材６０に形成
された開口５８から真空チャンバ１２内に出射し、アー
クプラズマ（アークプラズマ流）Ｐとなる。また、プラ
ズマ生成ガスの導入量のコントロール等によって、前述
の陰極領域ｃと、開口５８内（真空チャンバ１２内）と
の間に、圧力差を設けることにより、陽極からのアーク
プラズマの逆流を防止して、逆流イオンによる陰極５２
等の損傷を防止し、かつ、プラズマ生成ガスのイオン化
効率を向上している。

【００３４】偏向コイル５０は、直進電子銃等を用いた
真空蒸着装置等に用いられている、公知の９０°偏向コ
イルである。前述のプラズマ銃４６およびプラズマ導入
手段４８（プラズマ発生手段）から出射されたアークプ
ラズマＰは、図１に示されるように、偏向コイル５０に
よって９０°偏向されて、ルツボ３６に入射し、ルツボ
３６に収容された蛍光体材料を加熱蒸発させる。

【００３５】ここで、本発明においては、成膜材料の加
熱蒸発、図示例のように蛍光体材料と付活剤材料とを別
に加熱蒸発する多元の真空蒸着においては、好ましくは
蛍光体材料の加熱蒸発を、アークプラズマで行うことに
より、良好な効率で、しかも、緻密な蛍光体層を形成す
ることを実現している。

【００３６】周知のように、アークプラズマは、例え
ば、１０¹¹個／ｃｍ³〜１０¹³個／ｃｍ³と非常にプラ
ズマ密度が高く、加熱効率が良好であるため、高沸点物
質でも非常に良好な効率で蒸着を行うことができ、蒸着
量の多い蛍光体材料の加熱蒸発には好適である。また、
アークプラズマＰは、これ自体がプラズマであるので、
真空チャンバ１２内のアークプラズマＰの近傍は、図１
中に点線で模式的に示すように、プラズマ空間になって
いる。そのため、蛍光体材料の蒸気は、このプラズマ空
間を通過して、励起やイオン化した、非常にエネルギー
が高い状態で成膜に供される。このように、真空蒸着に
おいて、蒸気がエネルギー状態で成膜に供されると、結
像力の強い微細粒子によって、非常に緻密な膜を成膜で
きる。また、蛍光体に必要な格子欠陥（図示例であれ
ば、臭素の格子欠陥）等も好適に形成される。その結
果、非常に緻密で、Ｘ線特性の良好な蛍光体層を形成す
ることができる。

【００３７】しかも、図示例のような多元の真空蒸着で
あっても、例えば蒸発位置を近接させる等、蒸発位置や
装置構成等を考慮して、アークプラズマで加熱蒸発を行
わない付活剤材料の蒸気もプラズマ空間を通過させるよ
うにすることにより、付活剤材料の蒸気も、励起、イオ
ン化して成膜に供することができる。これにより、付活
剤の蒸気も、高いエネルギ状態で蛍光体層の成膜に供す
ることができ、また、付活剤をより微細化かつ均一サイ
ズにして、蛍光体層中に良好に分散することができる。
その結果、より高感度かつ発光効率の良好な蛍光体シー
トを実現できる。

【００３８】すなわち、本発明の製造装置１０は、真空
蒸着による蛍光体シートの製造において、アークプラズ
マを利用することにより、特にイオンソースや励起手段
を設けることなく、成膜材料の加熱蒸発と、成膜材料蒸
気の励起やイオン化とを、同時に行って、良好な効率
で、緻密でＸ線特性が良好な蛍光体層を有する、高感度
な蛍光体シートを製造することを可能にしている。これ
により、例えば、放射線医療システムであれば、被検者
のＸ線被曝量を減らし、より安全なシステムを実現する
ことができる。

【００３９】また、本発明の製造装置１０においては、
必要に応じて、酸素ガスなどのプラズマによって容易に
ラジカル化するガスを微量添加しながら、アークプラズ
マ加熱による真空蒸着を行ってもよい。これにより、成
膜材材料の励起やイオン化をより促進することができ、
より緻密で蛍光体層を作成することができ、Ｘ線特性が
より良好な、高品質な蛍光体シートを作成することがで
きる。

【００４０】本発明において、図示例のような蛍光体材
料と付活剤材料とを別々に加熱蒸発する多元の真空蒸着
を行う際に、両成膜材料の蒸発位置の距離（ルツボの距
離）には、特に限定は無いが、両者を近接して配置した
方が、両蒸気の混合を好適にして蛍光体層における付活
剤の分散状態を良好にして、より高品質な製品を製造す
ることができ、さらに、付活剤蒸気のプラズマ空間通過
も、より高い効率で行うことができる。このような点を
考慮すると、両成膜材料の蒸発位置の距離は、４００ｍ
ｍ以下、特に、２５０ｍｍ以下とするのが好ましい。図
示例のＥｕ蒸発部３０で利用している抵抗加熱は、その
構成上、磁石等を有さないので、構造的に可能な限り両
蒸発位置を近接できる。従って、この点でも、付活剤の
成膜材料を抵抗加熱で加熱蒸発するのは、好適である。

【００４１】また、蒸発位置から基板Ｓ面までの距離に
も、特に限定はないが、同様に、図示例の様な多元の真
空蒸着を行う場合には、両蒸気の混合および剤蒸気のプ
ラズマ空間通過等の点で、ある程度の距離は必要である
反面、距離が有り過ぎると、蒸着効率が低下する。以上
の点を考慮すると、この距離は、２００ｍｍ〜８００ｍ
ｍ、特に、３００ｍｍ〜６００ｍｍとするのが好まし
い。

【００４２】本発明の製造装置１０においては、成膜速
度にも特に限定はなく、蛍光体層の組成や用いる成膜材
料に応じて、適宜、決定すればよい。図示例であれば、
臭化セシウムの蒸着速度を１０ｎｍ／ｓｅｃ〜１０００
ｎｍ／ｓｅｃとして、臭化ユーロピウムは、蛍光体層中
のユーロピウム濃度がモル比０．０００５〜０．０１程
度となる蒸発速度とすればよい。なお、蒸発量のコント
ロールは、各蒸発部における加熱蒸発手段のエネルギの
制御等、公知の手段で行えばよい。

【００４３】前述のように、製造装置１０は、回転型の
真空蒸着装置を利用するもので、蛍光体シートを製造す
る際には、ターンテーブル２２下面の所定位置に成膜面
を下方に向けて基板Ｓを装着し、かつ、加熱蒸発部１６
において、抵抗加熱装置３４のルツボに臭化ユーロピウ
ムを、ルツボ３６に臭化セシウムを、それぞれ収容す
る。その後、真空チャンバ１２を閉塞して減圧すると共
に、シースヒータ２６を駆動して、基板Ｓを裏面から加
熱する。

【００４４】真空チャンバ１２の内部が所定の真空度に
なったら、回転駆動源２０によってターンテーブル２２
を所定速度で回転しつつ、加熱蒸発部１６において、Ｅ
ｕ蒸発部３０の抵抗加熱装置３４を駆動して臭化ユーロ
ピウムを加熱蒸発し、かつ、Ｃｓ蒸発部３２のプラズマ
銃４６にプラズマ生成用がスを導入して電源５６を駆動
することにより、アークプラズマＰを出射させて、９０
°偏向コイル５０の作用の下、ルツボ３６に入射させ、
臭化セシウムを加熱蒸発し、基板ＳへのＣｓＢｒ：Ｅｕ
の蒸着すなわち蛍光体層の成膜が行われる。また、蒸着
の進行による臭化セシウムの消費に応じて、昇降手段４
２がピストン４４を上昇させ、臭化セシウムを供給す
る。

【００４５】なお、前述のように、本発明の製造装置１
０においては、蛍光体材料である臭化セシウムの加熱蒸
発をアークプラズマで行っているので、良好な成膜効率
を確保できると共に、プラズマ空間を通過して、励起、
イオン化された蒸気によって、緻密な蛍光体層が形成さ
れる。

【００４６】成膜を終了したら、ターンテーブル２２の
回転を停止し、真空チャンバ１２を開放して、蛍光体層
の成膜を終了した基板Ｓを取り出し、再度、成膜を行う
際には、同様にして、基板Ｓおよび成膜材料を装填し、
成膜を行えばよい。

【００４７】図示例の製造装置１０は、蛍光体と付活剤
との混合蒸気による成膜によって、より高品質な蛍光体
シートが製造できる好ましい態様として、臭化セシウム
（蛍光体材料）と臭化ユーロピウム（付活剤材料）とを
別々に蒸発させる、多元の真空蒸着による蛍光体シート
の製造装置であるが、本発明は、これに限定はされず、
各種の構成が利用可能である。例えば、本発明の蛍光体
シート製造装置は、蛍光体材料と付活剤材料とを蛍光体
層の組成に応じて混合した成膜材料を用い、一元の真空
蒸着によって蛍光体層を成膜して、蛍光体シートを製造
する構成であってもよい。あるいは、蛍光体材料の蒸発
部と、付活剤材料の蒸発部との組み合わせを２組以上有
する構成や、付活材料の蒸発部は１つとし、蛍光体材料
の蒸発部のみを２以上有する構成等の、各種の構成の多
元の真空蒸着を行う装置であってもよい。

【００４８】また、本発明の蛍光体シート製造装置は、
図示例のような回転型の真空蒸着装置を利用するものに
も限定されず、例えば、真空チャンバに連結するロード
室とアンロード室とを有し、基板をロード室に装填し、
ロード室→真空チャンバ→アンロード室と基板を搬送し
つつ成膜を行い、アンロード室から取り出す、いわゆる
ロードロックタイプの真空蒸着装置を利用するものであ
ってもよく、あるいは、基板を所定位置に固定して蒸着
を行うタイプの真空蒸着装置を利用するものであっても
よい。

【００４９】以上、本発明の蛍光体シート製造装置につ
いての詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定
はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各
種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

【００５０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
蛍光体シート製造装置によれば、真空蒸着によって蛍光
体層を成膜する蛍光体シートの製造において、アークプ
ラズマを利用することにより、緻密な蛍光体層を効率よ
く形成でき、Ｘ線特性が良好な、高感度な蛍光体シート
を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光体シート製造装置の一例の概念
図である。

【符号の説明】

１０（蛍光体シート）製造装置１２真空チャンバ１４基板回転機構１６加熱蒸発部２０回転駆動源２２ターンテーブル２４本体２６シースヒータ３０Ｅｕ蒸発部３２Ｃｓ蒸発部３４抵抗加熱装置３６ルツボ４２昇降手段４４ピストン４６（圧力勾配型）プラズマ銃４８プラズマ導入部５０偏向コイル５２陰極５４中間電極５６電源５８開口６０導電性部材６２冷却部材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２３Ｃ 14/24 Ｃ２３Ｃ 14/24 Ｆ 14/32 14/32 ＺＧ０１Ｔ 1/00 Ｇ０１Ｔ 1/00 ＢＧ２１Ｋ 4/00 Ｇ２１Ｋ 4/00 ＬＦターム(参考） 2G083 AA03 BB01 CC02 CC10 DD16 EE02 EE03 4H001 CA01 CA08 CF02 4K029 BA41 BC07 CA01 CA03 DD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状の基板に蓄積性蛍光体層を成膜す
る、蛍光体シートの製造装置であって、真空チャンバと、前記真空チャンバ内を排気する真空排
気手段と、成膜材料を収容するルツボと、プラズマアー
クによって前記ルツボに収容された成膜材料を加熱蒸発
させる手段とを有することを特徴とする蛍光体シート製
造装置。
【請求項２】蛍光体と付活剤とで別々の成膜材料を用
い、両者を別々に加熱蒸発するものであり、かつ、蛍光
体の成膜材料を前記プラズマアークで加熱蒸発させる請
求項１に記載の蛍光体シート製造装置。
【請求項３】成膜材料からの蒸発蒸気が、前記プラズマ
アークが生成するプラズマ空間を通過するように、成膜
材料の蒸発位置が設定される請求項１または２に記載の
蛍光体シート製造装置。