JP2004077236A - Method of manufacturing deposition phosphor layer - Google Patents
Method of manufacturing deposition phosphor layer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004077236A JP2004077236A JP2002236306A JP2002236306A JP2004077236A JP 2004077236 A JP2004077236 A JP 2004077236A JP 2002236306 A JP2002236306 A JP 2002236306A JP 2002236306 A JP2002236306 A JP 2002236306A JP 2004077236 A JP2004077236 A JP 2004077236A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor layer
- phosphor
- polishing
- sheet
- phosphor sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸着蛍光体層の製造技術の分野に関し、より具体的には、真空蒸着によって基板に蛍光体層(蛍光体膜)を形成する際に有効であり、高品質の蛍光体層を得ることが可能な蛍光体層の製造方法に関する。
【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、上述の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(すなわち、蛍光体層)を有するシート(蛍光体シート、または、放射線像変換シートと呼ばれる)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 Radiography富士写真フイルム(株)商品名)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、あるいはCRT等の表示装置に、被写体の放射線画像の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)。蒸着によって作製される蛍光体層は、真空中で形成されるため不純物が少なく、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、性能のばらつきが少なく、しかも発光効率が非常に良好であるという、優れた特徴を有している。
【0005】
一般に、真空蒸着は、光学部品のコーティング,磁気記録媒体や電子ディスプレイの製造等の各種の分野における薄膜の成膜方法として利用されている。これらにおける蒸着による成膜では、殆どの場合、形成する膜の厚さは1μm以下であり、厚くても3μm程度である。
これに対して、真空蒸着で形成される蛍光体シートの蛍光体層は、薄くても200μm以上、通常で500μm程度、厚い場合には1000μmもの厚さが必要になる。
【0006】
本出願人は先に、このような蛍光体層の形成(蛍光体膜の製造)に好適に用い得る蛍光体シートの製造方法または装置を提案している(例えば、特願2002−4291号,同2002−19631号参照)。
これらの技術は、いわゆる二元蒸着による蛍光体シートの製造技術に係るものであり、真空チャンバ内に、蛍光体の成膜材料を加熱蒸発させる蒸発手段と、付活剤の成膜材料を加熱蒸発させる蒸発手段と、基板の保持・回転手段とを設けてなる装置を提案しているものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のFCRのシステムにおいては、前述のように、蛍光体シートに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、あるいはCRT等の表示装置に、被写体の放射線画像の可視像として出力する。
【0008】
ここで問題になるのは、上述の蛍光体シートからの放射線画像情報の読み取りに際しては、読み取りヘッド(受光部)と蛍光体シート上の蛍光体層表面との間の距離が均一である必要があるということである。
ところが、前述のような厚膜の蛍光体層を蒸着によって成膜する場合、特に、前述のような厚膜の蛍光体層を有する、大サイズの蛍光体シートを製造する場合には、全面を均一な厚みに成膜することは難しく、現状では膜厚分布を±3%程度に収めることがその限界である。
【0009】
蛍光体シートに記録された画像情報を読み取る場合、図4に示すように、蛍光体シート90の基板上に形成された蛍光体層94に、図示されていない光ビーム照射手段から光ビーム(励起光)を照射し、発生する輝尽発光光をラインCCDセンサ96で読み取る。
この際、ラインCCDセンサ96と蛍光体シート90表面との距離Aは約100μmである。これに対して、蛍光体層94の膜厚を約500μmとすると、前述の膜厚分布が±3%程度ということから、蛍光体層94の膜厚の変動幅Bは約30μmになる。従って、ラインCCDセンサ96と蛍光体シート90表面との距離Aが、場所によって大きく変動するため、画像にボケが発生するという問題がある。このため、蛍光体層94の膜厚の変動幅をできるだけ小さくすることが望まれる。
【0010】
また、成膜条件によっては、成膜中に材料中に含まれる異物等の影響で、スプラッシュ(突沸)と呼ばれる突起状の面荒れが発生することがある。このようなスプラッシュが発生した場合には、読み取り時における励起光または輝尽発光光の散乱が発生して、やはり読み取りヘッドによる読み取り時における情報の劣化(画像のボケ等)が発生する。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、蛍光体シートからの放射線画像情報の読み取り時における情報の劣化を防止可能とすることにあり、より具体的には、通常で500μm程度、厚い場合には1000μmもの厚さを有する蛍光体層における、その厚みの均一性を実現可能として光学的特性に優れた蛍光体層の製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る蛍光体層の製造方法は、真空チャンバ内で、シート状の基板に蛍光体層を蒸着により成膜し、成膜後の蛍光体層の表面を研磨することを特徴とする。
【0013】
ここで、本発明に係る蛍光体層の製造方法においては、前記蛍光体層の表面の研磨は、前記蛍光体層の表面の研磨は、所定の均一厚みの蛍光体層を得るとともに、前記蛍光体層の表面の突起等を除去するために行うものであり、具体的には、研磨材料を、所定の基準面との間に所定の間隔を以って位置させた状態で、前記研磨材料と前記基板とを相対的に移動させることによって行うことが好ましい。また、前記蛍光体層の表面の研磨に用いる研磨材料として、前記蛍光体層の幅を超える幅を有する研磨材料を用い、前記研磨材料と前記基板に前記蛍光体層が成膜された蛍光体シートとを、前記蛍光体層の幅方向と直交する長さ方向に相対的に移動させて行うことが好ましい。
【0014】
このような構成を有する本発明によれば、蛍光体シートの製造に際し、成膜後の蛍光体層の表面を研磨して、所定の均一厚みとして、蛍光体シートの表面を平滑にしたことにより、読み取りヘッドと蛍光体シートとの間の距離が均一になるので、読み取りヘッドによる読み取り時における情報の劣化(画像のムラ等)が発生せず、良好な読み取りが可能になるという効果が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、真空蒸着装置によりシート状の基板に蛍光体膜を成膜して、蛍光体シートを作成する過程の概要を説明した後、作成された蛍光体シートの蛍光体層の研磨を行う過程を詳細に説明する。
【0016】
図2に、本発明の一実施形態に係る蒸着蛍光体層の製造方法の第1段階である蛍光体シートの製造方法を具体化した蛍光体シート製造装置の概念図を示す。
なお、図示例の蛍光体シート製造装置(以下、単に製造装置ともいう)10は、前述の、本出願人が特願2002−4291号,同2002−19631号により提案した真空蒸着型の製造装置に準ずるものである。
【0017】
すなわち、本実施形態に係る製造装置は、シート状の基板(ここでは、ガラス基板とする)Sの表面に、蓄積性蛍光体層を二元蒸着によって形成して、(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、基板保持・回転機構14と、加熱蒸発部22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。
【0018】
なお、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。
また、図示例の製造装置10では、一例として、臭化セシウム(CsBr)および臭化ユーロピウム(EuBrx (xは、通常、2〜3))を成膜材料とした二元の真空蒸着を行って、ガラス基板S上にCsBr:Eu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。
【0019】
なお、本発明に係る製造装置で作製する蛍光体シートにおいて、蓄積性蛍光体は、上記CsBr:Eu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の波長範囲の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2−193100号,同4−310900号の各公報に詳述されている。
【0020】
図2に戻って、説明を続ける。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。
図示例において、真空チャンバ12内には、上方に基板保持・回転機構14が、また、下方に加熱蒸発部22が配設される。なお、ここでは、加熱蒸発部22が1組だけの場合を例示したが、加熱蒸発部22は複数組設けてもよいことはいうまでもない。
【0021】
基板保持・回転機構14はガラス基板Sを保持して回転するものであり、回転駆動源(モータ)28aと、ターンテーブル30とから構成される。
ターンテーブル30は、上側のガラス基板Sを保持する本体32と下側(加熱蒸発部22側)のシースヒータ34とからなる円板で、その中心に、モータ28aと係合する回転軸28が固定される。ターンテーブル30は、後述する加熱蒸発部22(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34の下面)にガラス基板Sを保持して、回転軸28によって所定速度で回転される。また、シースヒータ34は、成膜されるガラス基板Sを裏面(成膜面と逆側の面)から加熱する。なお、ガラス基板Sは、公知の治具14a等を用いる方法(図2参照)で、成膜面を下方に向けてターンテーブル30(シースヒータ34の下面)に保持すればよい。
【0022】
真空チャンバ内の、基板保持・回転機構14の下方には、1組(2つ)の加熱蒸発部22が配置される。図3に、加熱蒸発部22の概念図を示す。なお、図3中、(a)は上面図(図1の上方から見た図)、(b)は正面図(図2と同方向から見た図)を、それぞれ示す。
前述のように、本実施形態に係る製造装置10は、臭化セシウムおよび臭化ユーロピウムを成膜材料として用い、これらを個々に加熱蒸発させる二元の真空蒸着を行うものであり、このため、加熱蒸発部22は、ユーロピウム蒸発部(以下、Eu蒸発部という)38と、セシウム蒸発部(以下、Cs蒸発部という)40と、材料供給装置46とを有する。
【0023】
Eu蒸発部38は、抵抗加熱装置42によって、蒸発位置Pe(ルツボ)に収容した臭化ユーロピウム(付活剤材料)を、抵抗加熱して蒸発させる部位である。ここで、付活剤材料を抵抗加熱して蒸発させるための抵抗加熱装置42には特に限定はなく、用いる付活剤材料に応じて、これを好適に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。
また、抵抗加熱を行う際の出力にも特に制限はなく、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異なるが)、50A〜1000A程度とすればよい。
【0024】
一方、Cs蒸発部40は、電子銃44から出射した電子線(EB)を蒸発位置Pc(ハース)に照射することにより、蛍光体材料である臭化セシウムを加熱蒸発させる、電子線加熱装置である。
本実施形態に係る製造装置10は、蛍光体層を真空蒸着で形成する蛍光体シートの製造において、蛍光体材料と付活剤材料とを別々に加熱蒸発させる二元蒸着とし、かつ、付活剤材料の加熱蒸発を抵抗加熱で行い、蛍光体材料の加熱蒸発を電子線加熱で行うことにより、蛍光体層(すなわち蛍光体中)に付活剤が均一に分散された、極めて高品質な蛍光体シートを効率よく製造可能としている。
【0025】
本実施形態に係る製造装置10において、Cs蒸発部40は、電子線による加熱を行うものであれば、基本的に、公知の各種の蒸発手段が利用可能である。
従って、電子銃にも、特に限定はなく、電子線を180°偏向して蒸発位置に入射する180°偏向銃,同270°偏向銃,90°偏向直進銃等、真空蒸着において利用されている各種の電子銃が利用可能である。図示例においては、電子銃44は、一例として、270°偏向銃を利用している。
【0026】
電子銃44のエミッション電流やEBの加速電圧にも限定はなく、成膜材料や成膜する膜厚に応じた十分なものであればよい。
図示例においては、一例として、EBの加速電圧は−1KV〜−30KV、エミッション電流はCs蒸発部30が50mA〜2Aとするのが好ましい。
【0027】
ここで、前述のように、蛍光体シートに成膜される蛍光体層は、通常の真空蒸着膜に比して非常に厚く、薄くても200μm程度、通常500μm程度、厚い場合には1000μmを超える場合もある。また、付活剤と蛍光体とは、例えば、モル濃度比で0.0001/1〜0.01/1程度と、蛍光体層の大部分が蛍光体である。そのため、図示例の製造装置10においては、好ましい態様として、Cs蒸発部40は、臭化セシウムの供給手段である、材料供給手段46を有している。
【0028】
図示例において、材料供給手段46は、基本的に、シリンダ48と、ピストン50と、ケーシング52と、昇降手段(モータ)54とから構成される。
シリンダ48は、その上端部が電子線の照射位置と一致するように、真空チャンバ12の下面を貫通して一部が外部に突出した状態で、真空チャンバ12の壁面に固定される円筒である。すなわち、図示例においては、シリンダ48がいわゆるハースとなっており、その上端部が臭化セシウムの蒸発位置Pcとなる。
【0029】
また、ピストン50は、シリンダ48内に緩く嵌装される円柱状のピストンヘッド50aと、先端にピストンヘッド50aを固定するピストンピン50bとから構成される。ピストンピン50bには、ピストン50を昇降(矢印a方向)する昇降手段54が係合する。
さらに、シリンダ48の開放端はケーシング52で覆われて真空チャンバ12内は気密に保たれ、かつ、ピストンピン50bは、図示しないベアリングによって、前記昇降方向に往復動可能にケーシング52に気密に軸支される。
【0030】
臭化セシウムは、シリンダ48の内径よりも若干小径の円柱状に成型されて、ピストンヘッド50aに載置された状態でシリンダ48に収容される。
基板への成膜によって、蒸発位置Pcの臭化セシウムが消費されると、それに応じて、昇降手段54が駆動して円柱状の臭化セシウムを上昇させる。これにより、シリンダ48の上面すなわち蒸発位置には、常に臭化セシウムが供給され、200μmを超えるような厚膜の成膜にも好適に対応することができる。
【0031】
前述のように、蛍光体シートでは、付活剤は蛍光体に対して極めて微量であり、蛍光体層の成分コントロールは重要である。本発明者らの検討によれば、付活剤を蛍光体中に均一に分散して添加(ドープ)した、厚みが200μmを超える高品質な蛍光体層を形成するためには、蛍光体の成膜材料と付活剤の成膜材料とで別々に蒸気を発生させて、両者を十分に混合した混合蒸気を生成し、この混合蒸気で基板に成膜を行うのが好ましい。
【0032】
なお、ここでは、蒸着量が多い蛍光体材料の蒸発を電子線加熱で行うことにより、良好な制御性かつ効率で蒸発を行うことができ、成膜のコントロールを、より好適に行うことが可能になる。他方、抵抗加熱は、微量な成膜材料を空間的に高い均一性で分散して蒸発させることができるので、これを付活剤材料の加熱手段として用いることにより、混合蒸気中に微量の付活剤材料の蒸気を好適に分散して、付活剤をより均一に分散した、高品質な蛍光体層を形成することが可能である。
【0033】
次に、本実施形態に係る蒸着蛍光体層の製造方法の第2段階である、作成された蛍光体シートの蛍光体層の研磨を行う研磨装置について説明する。
【0034】
図1は、本実施形態に係る蒸着蛍光体層の研磨工程を示す模式側面図であり、ここでは、一例として、430mm角の蛍光体シート64の蛍光体層64aの表面を、送り出し・巻き取り駆動機構により移送される幅450mmの長尺の研磨材料(ラッピングシート)62を用いて、研磨する構成としている。
すなわち、図示例の研磨工程では、シート支持台66上に係止された蛍光体シート64の表面(実際には、蛍光体シート64上の蛍光体層64aの表面)に、上述の長尺の研磨材料62を接触駆動させつつ、さらに自らも移動する研磨装置60を用いて、研磨を行うように構成されている。
【0035】
ここで、上述の研磨装置60は、長尺の研磨材料62を送り出す送り出し部60aとこれを巻き取る巻き取り部60b、および研磨材料62を蛍光体シート64に対して位置決めして接触させる当接部60cから構成されており、さらに、この研磨装置60全体が、図示されていない水平面内の移動機構により、図中の矢印a方向(蛍光体シート64の一つの中心線に沿う方向)に沿って往復動するように構成されている。そして、上記研磨材料62を、蛍光体シート64の基準面(例えば、蛍光体シート64の底面、もしくはシート支持台66の表面)との間に所定のクリアランス(図中に、Pで示す距離)を有するように保持して移動させて、研磨を行うように構成されている。
【0036】
なお、上記Pの値は、用いる研磨材料62の特性や、研磨対象となる蛍光体層64aの特性によって、適宜決定すればよい。
具体的には、図1に示す通り、蛍光体層の好ましい厚み(平均的な厚み)tと基板Sの厚みStとの合計値、すなわち、P=t+Stとし、この値を、前述の基準面との間に設定するようにする。
【0037】
ここでの研磨装置60の移動機構としては、ラックアンドピニオンによる機構、ボールねじによる機構等、公知の種々の機構を用いて、駆動源であるモータ等の回転を変換するものでよく、移動方向も一方向への移動でもよく、移動方向を周期的に切り換える往復移動としてもよい。この場合の、移動方向の切り換え速度(周波数)は、適宜決定してよい。
なお、蛍光体シート64と研磨材料62との相対的な移動速度(研磨材料の当接速度)については、蛍光体層の特性や研磨材料の特性に応じて適宜決定すればよいが、本実施形態に示す蛍光体層(CsBr:Eu)の場合は、比較的軟質なので、低速でもかなりの研磨速度が得られるものである。
【0038】
以下、上述のように構成される製造装置における蛍光体層の成膜手順と、研磨装置における研磨手順を説明する。
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、まず、基板保持・回転機構14のターンテーブル30の下面に成膜面を下方に向けてガラス基板Sを装着した後、真空チャンバ12を閉塞して減圧するとともに、シースヒータ34を駆動して、ガラス基板Sを裏面から加熱する。
【0039】
真空チャンバ12の内部が所定の真空度に達したら、モータ28aによってターンテーブル30を所定速度で回転しつつ、加熱蒸発部22において、Eu蒸発部38の抵抗加熱装置42を駆動して蒸発位置Pe(ルツボ)に収容された臭化ユーロピウムを蒸発させ、かつ、Cs蒸発部40の電子銃44を駆動して蒸発位置Pcの臭化セシウムを蒸発させて、基盤SへのCsBr:Euの蒸着すなわち蛍光体層の成膜を開始する。
【0040】
ここで、前述のように、両蒸発位置は近接して配置され、かつ、臭化ユーロピウムの蒸発は抵抗加熱で行われるので、加熱蒸発部22では、ごく微量な臭化ユーロピウムの蒸気が均一に分散された、両成膜材料の混合蒸気が構成され、この混合蒸気によって、付活剤が均一に分散されたCsBr:Euが蒸着される。
所定厚さの蛍光体膜が成膜されたら、ターンテーブル30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ガラス基板Sを取り出す。連続的に成膜を行う場合には、以下、上と同様にして、新たなガラス基板Sを装填して、成膜を行えばよい。
【0041】
上述のような過程で蛍光体層が成膜されたガラス基板S、つまり蛍光体シート64は、所定の時間経過後に、研磨装置62による研磨工程にかけられる。
本実施形態における蛍光体シート64のセットは、例えば、シート支持台66に蛍光体シート64を公知の係止部材により係止することにより行う。次に、研磨装置60を、予め定められている前述のクリアランスPとなるように位置調整して、必要な研磨量になるようにセットする。この位置調整は、例えば、研磨装置60を、予め設定された位置に設けられているガイドレール上に載置する等の方法で行えばよい。
【0042】
蛍光体シート64のセットおよび研磨装置60の位置決めが完了したら、まず、研磨装置60における研磨材料62の送りを開始し、さらに、前述の図示されていない移動(往復動)機構の駆動を開始して、研磨装置60を、図1(a)の状態から図中の右方向に駆動して、蛍光体シート64の蛍光体層64aの表面の研磨材料62による研磨を開始する。通常は、研磨装置60が蛍光体シート64上を通過し終わった時点で、研磨が完了する。
【0043】
上述のように構成される本実施形態に係る蛍光体層の研磨工程においては、前段の蒸着工程で作製された蛍光体シート64の蛍光体層64aを、研磨装置60における研磨材料62の送り、および研磨装置60自体の移動の2つの動作で、前述のクリアランスPに基づく所定の厚みに研磨する。
この研磨動作により、蛍光体シート64の蛍光体層64aの厚みが均一化されるとともに、スプラッシュ等による突起のような面荒れ状況も解消されて、良好な画像読み取りが可能な蛍光体シート層64aを有する蛍光体シート64が得られる。
【0044】
なお、蛍光体シート64の蛍光体層64aの研磨動作をよりスムーズに行うために、研磨装置60の位置を最初から最終目標となる厚みにはセットせず、段階的に位置調整を行うようにプログラムしてもよい。このように構成した場合には、研磨の進捗に伴って(もしくは予め定めたタイミングで)、研磨装置60の位置を少しずつ降下させていくことになる。
【0045】
ここで、表面研磨を行う際に用いるラッピングシートの粗さ、およびそれを用いて行う蛍光体シート64の研磨時間については、予め実験的に測定して決定するようにしてもよい。
また、ラッピングシートの繰り返し使用回数等についても、ある程度、実験的に定めるようにしてもよい。
【0046】
上記実施形態によれば、蒸着を行って作製した蛍光体シート上の蛍光体層を、予め定めた所定厚みに仕上げる(厚みの均一化)とともに、その表面から、成膜時に発生する突起状の異物を除去して、表面状態の良好な蛍光体層を有する蛍光体シートを得ることができるという顕著な効果を奏するものである。
また、上記実施形態によれば、基になる基板に厚みムラあるいはうねり等があった場合にも、それを吸収して、表面の平面性に優れた蛍光体シートを得ることができるという効果も奏するものである。
【0047】
なお、上記実施形態は本発明の一例を示したものであり、本発明はこれに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更または改良を行ってもよいことはいうまでもない。
例えば、前述の実施形態においては、長尺のラッピングシート(ラッピングテープ)を用いた研磨装置を例に挙げたが、これ以外にも、蛍光体シートの蛍光体層表面に平行な面内で回転する研磨シート(もしくは、砥石類)を用いる方法、平板状のラッピングシート(いわば、ラッピングプレート)を往復動させる方法等が利用可能である。
【0048】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、通常で500μm程度、厚い場合には1000μmもの厚さを有する蛍光体層における厚みの均一化と、それに基づく優れた光学的特性を実現可能とした蛍光体層の製造方法を実現できるという顕著な効果を奏するものである。
【0049】
より具体的には、成膜後における蛍光体シートの蛍光体層の表面を研磨することにより、その厚みの不均一さを解消するとともに、成膜時に異物等に起因して発生する突起等を除去して、良好な表面状態を実現し、光学的特性の安定した、極めて高品質な蛍光体層を備えた蛍光体シートを効率よく製造することが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は本発明の一実施形態に係る蒸着蛍光体層の研磨工程の説明図である。
【図2】実施形態に係る蛍光体シート製造装置の概念を示す図である。
【図3】実施形態に係る加熱蒸発部の概念図である。
【図4】蛍光体シートからの情報読み取りの説明図である。
【符号の説明】
10 製造装置
12 真空チャンバ
14 基板保持・回転機構
22 加熱蒸発部
28a モータ
30 ターンテーブル
34 シースヒータ
38 Eu蒸発部
40 Cs蒸発部
42 抵抗加熱装置
44 電子銃
46 材料供給手段
60a 研磨材料送り出し部
60b 研磨材料巻き取り部
60c 研磨材料当接部
62 研磨材料
64 蛍光体シート
64a 蛍光体層
66 シート支持台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the field of vapor-deposited phosphor layer manufacturing technology, and more specifically, is effective in forming a phosphor layer (phosphor film) on a substrate by vacuum deposition, and obtains a high-quality phosphor layer. The present invention relates to a method for manufacturing a phosphor layer.
[0002]
[Prior art]
When irradiated with radiation (X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays, electron beams, ultraviolet rays, etc.), a part of this radiation energy is accumulated, and then irradiated with excitation light such as visible light, Phosphors that exhibit stimulated luminescence according to the stored energy are known. This phosphor is called a storage phosphor (stimulable phosphor) and is used for various applications such as medical applications.
[0003]
As an example, a radiation image information recording / reproducing system using a sheet (referred to as a phosphor sheet or a radiation image conversion sheet) having a layer (that is, a phosphor layer) containing the stimulable phosphor is known. For example, it has been put to practical use as FCR (Fuji Computed Radiography Fuji Photo Film Co., Ltd.).
In this system, radiographic image information of a subject such as a human body is recorded on a phosphor sheet, and after recording, the phosphor sheet is scanned two-dimensionally with excitation light such as laser light to generate stimulated emission light. An image signal is obtained by photoelectrically reading the photostimulated luminescence light, and an image reproduced based on the image signal is displayed on a recording material such as a photographic photosensitive material or a display device such as a CRT. Output as.
[0004]
Such a phosphor sheet is usually prepared by dispersing a stimulable phosphor powder in a solvent containing a binder and the like, and applying the paint to a sheet-like support made of glass or resin. It is produced by drying to form a phosphor layer.
On the other hand, a phosphor sheet in which a phosphor layer is formed on a support by a physical vapor deposition method (vapor deposition method) such as vacuum deposition or sputtering is also known (Japanese Patent No. 2789194, Japanese Patent Laid-Open No. 5). -Refer to each publication such as -249299). Since the phosphor layer produced by vapor deposition is formed in a vacuum, there are few impurities, and since there are almost no components other than the storage phosphor such as a binder, there is little variation in performance, and the luminous efficiency is low. It has the excellent feature of being very good.
[0005]
In general, vacuum deposition is used as a method for forming a thin film in various fields such as coating of optical parts, manufacture of magnetic recording media and electronic displays. In the film formation by vapor deposition in these, in most cases, the thickness of the film to be formed is 1 μm or less, and at most about 3 μm.
On the other hand, the phosphor layer of the phosphor sheet formed by vacuum deposition needs to have a thickness of 200 μm or more, usually about 500 μm, even if it is thin, and a thickness of 1000 μm.
[0006]
The present applicant has previously proposed a method or an apparatus for producing a phosphor sheet that can be suitably used for the formation of such a phosphor layer (manufacture of a phosphor film) (for example, Japanese Patent Application No. 2002-4291, No. 2002-19631).
These techniques are related to a phosphor sheet manufacturing technique by so-called binary vapor deposition. In the vacuum chamber, evaporation means for heating and evaporating the phosphor film-forming material and heating the activator film-forming material are heated. The present invention proposes an apparatus provided with an evaporating means for evaporating and a substrate holding / rotating means.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned FCR system, as described above, radiation image information is recorded on the phosphor sheet, and after the recording, the phosphor sheet is scanned two-dimensionally with excitation light such as a laser beam, so as to emit light. Light is generated, and the photostimulated light is photoelectrically read to obtain an image signal, and an image reproduced based on the image signal is transferred to a recording material such as a photographic photosensitive material or a display device such as a CRT. Output as a visible image of the radiation image.
[0008]
The problem here is that when reading the radiation image information from the above-mentioned phosphor sheet, the distance between the reading head (light receiving portion) and the phosphor layer surface on the phosphor sheet needs to be uniform. That is.
However, when the thick phosphor layer as described above is formed by vapor deposition, especially when a large-sized phosphor sheet having the thick phosphor layer as described above is manufactured, the entire surface is formed. It is difficult to form a film with a uniform thickness, and the current limit is to keep the film thickness distribution within about ± 3%.
[0009]
When reading the image information recorded on the phosphor sheet, as shown in FIG. 4, a light beam (excitation) is applied to the
At this time, the distance A between the
[0010]
Further, depending on the film forming conditions, a projection-like surface roughness called splash (bump boiling) may occur due to the influence of foreign matters contained in the material during film formation. When such a splash occurs, excitation light or stimulated emission light is scattered at the time of reading, and information deterioration (such as blurring of an image) also occurs at the time of reading by the reading head.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to prevent deterioration of information when reading radiation image information from a phosphor sheet, and more specifically. An object of the present invention is to provide a method for producing a phosphor layer having excellent optical characteristics by making it possible to realize uniformity of thickness in a phosphor layer having a thickness of about 500 μm ordinarily about 1000 μm.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for producing a phosphor layer according to the present invention comprises depositing a phosphor layer on a sheet-like substrate by vapor deposition in a vacuum chamber, and polishing the surface of the phosphor layer after film formation. It is characterized by doing.
[0013]
Here, in the method for manufacturing a phosphor layer according to the present invention, the surface of the phosphor layer is polished, and the surface of the phosphor layer is polished to obtain a phosphor layer having a predetermined uniform thickness, and the phosphor layer is polished. In order to remove protrusions on the surface of the body layer, specifically, the polishing material is placed in a state where the polishing material is located at a predetermined interval from a predetermined reference surface. It is preferable to carry out by relatively moving the substrate and the substrate. Further, as a polishing material used for polishing the surface of the phosphor layer, a polishing material having a width exceeding the width of the phosphor layer is used, and the phosphor having the phosphor layer formed on the polishing material and the substrate It is preferable that the sheet is moved relatively in the length direction orthogonal to the width direction of the phosphor layer.
[0014]
According to the present invention having such a configuration, when the phosphor sheet is manufactured, the surface of the phosphor layer after film formation is polished to smooth the surface of the phosphor sheet to a predetermined uniform thickness. Since the distance between the reading head and the phosphor sheet is uniform, information is not deteriorated (such as unevenness in the image) at the time of reading by the reading head, and an advantageous effect that good reading is possible is obtained. .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following explanation, first, after explaining the outline of the process of forming a phosphor sheet by forming a phosphor film on a sheet-like substrate by a vacuum vapor deposition apparatus, the fluorescence of the prepared phosphor sheet is explained. The process of polishing the body layer will be described in detail.
[0016]
In FIG. 2, the conceptual diagram of the fluorescent substance sheet manufacturing apparatus which actualized the manufacturing method of the fluorescent substance sheet which is the 1st step of the manufacturing method of the vapor deposition fluorescent substance layer which concerns on one Embodiment of this invention is shown.
The phosphor sheet manufacturing apparatus (hereinafter also simply referred to as a manufacturing apparatus) 10 in the illustrated example is a vacuum deposition type manufacturing apparatus proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Nos. 2002-4291 and 2002-19631. It is based on.
[0017]
That is, the manufacturing apparatus according to the present embodiment forms a stimulable phosphor layer by binary vapor deposition on the surface of a sheet-like substrate (here, a glass substrate) S, and (accumulative) phosphor sheet. Basically, a so-called substrate rotation type vacuum vapor deposition apparatus configured to include a
[0018]
The
In addition, in the
[0019]
In the phosphor sheet produced by the production apparatus according to the present invention, the stimulable phosphor is not limited to the above CsBr: Eu, and various types can be used.
Preferably, a stimulable phosphor that exhibits stimulated emission in the wavelength range of 300 nm to 500 nm upon irradiation with excitation light having a wavelength in the range of 400 nm to 900 nm is used. Such photostimulable phosphors are described in detail in JP-B-7-84588, JP-A-2-193100, and JP-A-4-310900.
[0020]
Returning to FIG. 2, the description will be continued. The
In the illustrated example, in the
[0021]
The substrate holding / rotating
The
[0022]
A pair (two) of heating and evaporating
As described above, the
[0023]
The
Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the output at the time of performing resistance heating, What is necessary is just to set suitably according to activator material etc., but in the example of illustration (it changes with resistance values of a heater), about 50A-1000A do it.
[0024]
On the other hand, the
The
[0025]
In the
Therefore, the electron gun is not particularly limited, and is used in vacuum deposition, such as a 180 ° deflection gun that deflects an electron beam by 180 ° and enters the evaporation position, a 270 ° deflection gun, and a 90 ° deflection straight gun. Various electron guns are available. In the illustrated example, the
[0026]
There is no limitation on the emission current of the
In the illustrated example, as an example, it is preferable that the acceleration voltage of EB is −1 KV to −30 KV, and the emission current is 50 mA to 2 A for the
[0027]
Here, as described above, the phosphor layer formed on the phosphor sheet is much thicker than a normal vacuum deposited film, and is about 200 μm at most, usually about 500 μm, and about 1000 μm when it is thick. It may exceed. Further, the activator and the phosphor are, for example, about 0.0001 / 1 to 0.01 / 1 in molar concentration ratio, and most of the phosphor layer is the phosphor. Therefore, in the
[0028]
In the illustrated example, the material supply means 46 basically includes a
The
[0029]
The
Further, the open end of the
[0030]
The cesium bromide is molded into a cylindrical shape having a slightly smaller diameter than the inner diameter of the
When cesium bromide at the evaporation position Pc is consumed by the film formation on the substrate, the elevating
[0031]
As described above, in the phosphor sheet, the amount of activator is extremely small with respect to the phosphor, and component control of the phosphor layer is important. According to the study by the present inventors, in order to form a high-quality phosphor layer having a thickness exceeding 200 μm in which an activator is uniformly dispersed and added (dope) in the phosphor, It is preferable that vapor is separately generated for the film forming material and the film forming material for the activator to generate a mixed vapor in which both are sufficiently mixed, and the mixed vapor is used to form a film on the substrate.
[0032]
In addition, here, by evaporating the phosphor material with a large amount of deposition by electron beam heating, the evaporation can be performed with good controllability and efficiency, and the film formation can be controlled more suitably. become. On the other hand, resistance heating can disperse and evaporate a very small amount of film-forming material with high spatial uniformity. Therefore, by using this as a heating means for the activator material, a small amount of deposition material is added to the mixed vapor. It is possible to form a high-quality phosphor layer in which the activator material vapor is suitably dispersed to more uniformly disperse the activator.
[0033]
Next, a polishing apparatus that polishes the phosphor layer of the prepared phosphor sheet, which is the second stage of the method for producing a vapor-deposited phosphor layer according to the present embodiment, will be described.
[0034]
FIG. 1 is a schematic side view showing a polishing process of a vapor-deposited phosphor layer according to the present embodiment. Here, as an example, the surface of the
That is, in the illustrated polishing step, the surface of the
[0035]
Here, the above-described polishing apparatus 60 is positioned so as to position and contact the polishing
[0036]
The value of P may be appropriately determined depending on the characteristics of the polishing
Specifically, as shown in FIG. 1, a total value of a preferable thickness (average thickness) t of the phosphor layer and a thickness St of the substrate S, that is, P = t + St, and this value is the above-described reference plane. Set between.
[0037]
As a moving mechanism of the polishing apparatus 60 here, a known various mechanism such as a mechanism using a rack and pinion, a mechanism using a ball screw, or the like may be used to convert the rotation of a motor or the like as a driving source. Also, the movement may be in one direction, or a reciprocating movement that periodically switches the movement direction. In this case, the moving direction switching speed (frequency) may be appropriately determined.
The relative movement speed (abrasion material contact speed) between the
[0038]
Hereinafter, the phosphor layer deposition procedure in the manufacturing apparatus configured as described above and the polishing procedure in the polishing apparatus will be described.
As described above, the
[0039]
When the inside of the
[0040]
Here, as described above, both evaporation positions are arranged close to each other, and the evaporation of europium bromide is performed by resistance heating. Therefore, a very small amount of vapor of europium bromide is uniformly distributed in the
When the phosphor film having a predetermined thickness is formed, the rotation of the
[0041]
The glass substrate S on which the phosphor layer is formed in the above process, that is, the
The
[0042]
When the setting of the
[0043]
In the polishing process of the phosphor layer according to this embodiment configured as described above, the
By this polishing operation, the thickness of the
[0044]
In order to perform the polishing operation of the
[0045]
Here, the roughness of the wrapping sheet used when performing surface polishing and the polishing time of the
Further, the number of times the wrapping sheet is repeatedly used may be determined experimentally to some extent.
[0046]
According to the above embodiment, the phosphor layer on the phosphor sheet produced by vapor deposition is finished to a predetermined thickness (uniform thickness), and from the surface, the projection-like shape generated during film formation This brings about a remarkable effect that a phosphor sheet having a phosphor layer with a good surface state can be obtained by removing foreign substances.
In addition, according to the above embodiment, even when there is uneven thickness or waviness on the base substrate, it is possible to obtain a phosphor sheet having excellent surface flatness by absorbing it. It is what you play.
[0047]
The above embodiment shows an example of the present invention, and the present invention should not be limited to this, and appropriate modifications or improvements may be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
For example, in the above-described embodiment, a polishing apparatus using a long wrapping sheet (wrapping tape) is taken as an example. However, in addition to this, rotation is performed in a plane parallel to the phosphor layer surface of the phosphor sheet. A method using a polishing sheet (or grindstone) to be used, a method of reciprocating a flat wrapping sheet (so-called wrapping plate), and the like can be used.
[0048]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to realize a uniform thickness in a phosphor layer having a thickness of about 500 μm, or about 1000 μm when it is thick, and excellent optical characteristics based thereon. The phosphor layer has a remarkable effect of realizing the manufacturing method of the phosphor layer.
[0049]
More specifically, by polishing the surface of the phosphor layer of the phosphor sheet after film formation, the non-uniformity of the thickness is eliminated, and protrusions and the like generated due to foreign matters during film formation are eliminated. It is possible to efficiently produce a phosphor sheet having an extremely high quality phosphor layer that is removed to realize a good surface state and has stable optical characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views of a polishing process for a deposited phosphor layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a concept of a phosphor sheet manufacturing apparatus according to an embodiment.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a heating evaporation unit according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of information reading from a phosphor sheet.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002236306A JP2004077236A (en) | 2002-08-14 | 2002-08-14 | Method of manufacturing deposition phosphor layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002236306A JP2004077236A (en) | 2002-08-14 | 2002-08-14 | Method of manufacturing deposition phosphor layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004077236A true JP2004077236A (en) | 2004-03-11 |
Family
ID=32020515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002236306A Pending JP2004077236A (en) | 2002-08-14 | 2002-08-14 | Method of manufacturing deposition phosphor layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004077236A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1734538A2 (en) | 2005-04-19 | 2006-12-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for producing phosphor panels |
JP2008014853A (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Fujifilm Corp | Radiation image conversion panel and method for manufacturing radiation image conversion panel |
-
2002
- 2002-08-14 JP JP2002236306A patent/JP2004077236A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1734538A2 (en) | 2005-04-19 | 2006-12-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for producing phosphor panels |
EP1734538A3 (en) * | 2005-04-19 | 2008-02-27 | FUJIFILM Corporation | Method for producing phosphor panels |
JP2008014853A (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Fujifilm Corp | Radiation image conversion panel and method for manufacturing radiation image conversion panel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080286461A1 (en) | Vacuum evaporation method | |
JP3827298B2 (en) | Manufacturing method of radiation image conversion panel | |
US20030024479A1 (en) | Vacuum deposition apparatus | |
JP3987287B2 (en) | Radiation image conversion panel | |
JP2008014892A (en) | Radiological image conversion panel, and manufacturing method of same | |
JP2005091345A (en) | Method and device for producing vapor-deposition type phosphor sheet, and vapor deposition type phosphor sheet | |
US20050279285A1 (en) | Phosphor sheet manufacturing apparatus | |
US20070243313A1 (en) | Method of manufacturing radiographic image conversion panel | |
JP2004077236A (en) | Method of manufacturing deposition phosphor layer | |
JP3863810B2 (en) | Phosphor sheet and method for producing the same | |
JP2006292546A (en) | Manufacturing method of phosphor layer, and radiological image conversion panel | |
JP3862215B2 (en) | Phosphor sheet manufacturing equipment | |
US20050066901A1 (en) | Vacuum deposition method and vacuum deposition device | |
JP2004037363A (en) | Method for manufacturing radiation image conversion panel | |
JP3995038B2 (en) | Phosphor sheet manufacturing equipment | |
JP2004053421A (en) | Method for manufacturing radiation image conversion panel | |
JP2004108866A (en) | Method for manufacturing fluorescent material sheet and device | |
JP2006300647A (en) | Phosphor panel manufacturing method | |
JP2003302497A (en) | Manufacturing method of radiological image conversion panel | |
JP2003194999A (en) | Method and device for manufacturing radiation image conversion panel | |
JP2004076074A (en) | Vapor deposition system | |
JP2004077282A (en) | Manufacturing device for phosphor sheet | |
JP2002296397A (en) | Method for manufacturing radiographic image conversion panel | |
JP2003344592A (en) | Phosphor sheet production method and device | |
US20080035857A1 (en) | Method of manufacturing a radiation image storage panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050203 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20060525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060711 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061107 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |