JP2005351756A

JP2005351756A - 蛍光体シート製造装置

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Publication number: JP2005351756A
Application number: JP2004172708A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kashiwatani; 誠柏谷; Junji Nakada; 純司中田; Yukihisa Noguchi; 恭久野口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】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装置において、膜厚分布均一性が非常に高い蛍光体層を形成できる製造装置を提供する。
【解決手段】成膜中に真空チャンバ内に不活性ガスを導入するガス導入手段を有し、基板を直線状に搬送すると共に、複数の蒸発源を前記基板の搬送方向と直交する方向に配列することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）等で放射線画像の記録（撮影）に用いられる蛍光体シートの製造工程において、基板の表面に真空蒸着によって蛍光体層を形成する蛍光体シート製造装置に関する。

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。

一例として、この蓄積性蛍光体からなる層（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 Radiography)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、蛍光体シートに励起光を照射することで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、ＣＲＴなどの表示装置や、写真感光材料などの記録材料等に、被写体の放射線画像として出力する。

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、乾燥することによって、作成される。
これに対し、特許文献１や特許文献２に示されるように、真空蒸着等の物理蒸着法（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。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。

放射線画像を撮影された蛍光体シートの読取方法の１つとして、線状の光源を延在方向と直交する方向に移動して、励起光を蛍光体シートに照射しつつ、光源と同方向に延在しかつ同期して移動するラインセンサによって輝尽発光光を読み取る方法が知られている。
このようなラインセンサを用いた蛍光体シートの読み取りにおいて、好適な画像読取りを行うためには、蛍光体シートの蛍光体層の表面と、ラインセンサ（受光面）との間隙が、適正に保たれていることが必要であり、そのためには、蛍光体層の膜厚が均一であることが重要である。

すなわち、輝尽発光光の焦点がラインセンサに合っていないと、読み取った画像がボケてしまう等の不都合が起こる。特に、前記ＦＣＲのような医療用途では、このような画質の劣化は、診断結果の相違や誤診にも繋がる重大な問題となる。そのため、蛍光体シートに撮影された放射線画像を適正に読み取るためには、蛍光体シートから発生した輝尽発光光の焦点を、ラインセンサ（その受光面）に適正に合わせる必要がある。
当然のことであるが、輝尽発光光の焦点を適正にラインセンサに合わせるためには、蛍光体シートとラインセンサとの間隙を適正に保つ必要がある。ラインセンサと蛍光体シートとの間隙は、通常、約１００μｍ程度である。他方、蒸着による蛍光体層を有する蛍光体シートにおいて、蛍光体層の厚さは、通常５００μｍ程度であり、厚い場合には、１０００μｍを超える場合も有る。従って、両者の間隙の大きさを考えると、蛍光体シートの膜厚分布は、ラインセンサと蛍光体シートとの間隙の大きな誤差要因となる。

本発明者らの検討によれば、蛍光体シートから発光した輝尽発光光の焦点を安定して適正にラインセンサに合わせて、高画質な放射線画像の読み取りを行うためには、蛍光体層の膜厚分布を±３％以下（例えば、膜厚６００μｍであれば±１８μｍ以下）、特に、±２％以下とするのが好ましい。

このような問題点を解決するために、例えば、特許文献３には、真空蒸着によって蛍光体層を形成する蛍光体シートの製造装置において、基板を毎分５００回転以上で回転しつつ、蛍光体層の成膜を行うことにより、蛍光体層の膜厚分布を低減することが開示されている。

特許第２７８９１９４号公報特開平５−２４９２９９号公報特開２０００−３４４５９１号公報

しかしながら、この方法では、真空蒸着による蛍光体層の膜厚分布を小さくできる反面、基板の高速回転手段が必要であるため、装置コストが高くなってしまい、また、高速で基板を回転するが故に、メンテナンスの頻度等も多くなるため、ランニングコストも高くなってしまう。
また、真空蒸着によって膜厚を均一にするためには、蒸発源（成膜材料の加熱蒸発部＝ルツボ）の位置が重要であるが、基板を回転して行う真空蒸着では、蒸発源の位置の設定が非常に難しく、特に抵抗加熱を用いた場合には、少しでも蒸発源の位置設定が不適正であると、膜厚分布均一性が±３％以下の蛍光体層を安定して形成できない場合もある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、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の製造において、結晶性が良好で、しかも、基板の高速回転や高精度な蒸発源の位置設定等を行わなくても、膜厚分布均一性の高い蛍光体層を形成することができる蛍光体シート製造装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、シート状の基板の表面に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、直線状の搬送経路で前記基板を搬送する基板搬送手段と、前記基板搬送手段による基板の搬送経路の下方に前記基板搬送方向と直交する方向に配列される複数の蒸発源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。

このような本発明の蛍光体シート製造装置において、複数の成膜材料によって前記蓄積性蛍光体層を成膜する多元の真空蒸着を行うものであり、同じ成膜材料の蒸発源を前記基板搬送方向と直交する方向に一列に並べ、かつ、各成膜材料の蒸発源の配列を前記基板搬送方向に並べるのが好ましく、この際において、前記多元の真空蒸着を行う成膜材料の組み合わせにおいて、各成膜材料の蒸発源の配列において、互いの蒸発源が前記基板の搬送方向に一致する位置に配置されるのが好ましく、さらに、前記多元の真空蒸着を行う成膜材料が、蛍光体成分の成膜材料と付活剤成分の成膜材料とであり、蛍光体成分の成膜材料の１つの蒸発源と付活剤成分の成膜材料の１つの蒸発源とを対にして、対となる蒸発源を搬送方向に並べて配置するのが好ましい。
また、前記蒸発源が、スリット状の蒸気排出口を有するものであり、かつ、スリットの長手方向を前記基板搬送方向と直交する方向に一致して配置されるのが好ましく、また、少なくとも１種の成膜材料は、個々の蒸発源毎に成膜材料の蒸発を制御可能であるのが好ましく、また、同じ成膜材料の蒸発源の前記基板搬送方向と直交する方向の配列を複数有し、かつ、各配列の蒸発源は、前記基板搬送方向から見た際に、互いの蒸気排出口が配列方向に互い違いとなるように配置されるのが好ましく、さらに、蒸着量の最も多い成膜材料の蒸発源の配列を、前記基板搬送方向に対して外側に配置するのが好ましい。

上記構成を有する本発明の蛍光体シート製造装置によれば、真空蒸着によって蓄積性蛍光体層を形成（成膜）する（蓄積性）蛍光体シートの製造において、基板を直線状に搬送、好ましくは往復動を繰り返すと共に、この搬送方向と直交する方向に直線状に成膜材料の蒸発源を配列して、蓄積性蛍光体層の形成を行うので、基板全面に極めて高い均一性で成膜材料の蒸気を暴露することができる。そのため、本発明の製造装置によれば、±３％以下という、膜厚分布性の極めて良好な蛍光体シートを製造することができる。
また、真空蒸着による蓄積性蛍光体層の形成は、母体となる蛍光体成分と微量成分である付活剤成分とを別々の蒸発源に収納する、多元の真空蒸着によって行うのが好ましい。ここで、基板を直線搬送し、かつ、蒸発源を搬送方向と直交する方向に配列する本発明によれば、蓄積性蛍光体層の面および厚さ方向共に、蓄積性蛍光体層中に付活剤成分を高度に均一に分散することができ、これにより、輝尽発光特性および感度等の均一性に優れた蛍光体シートを得ることができる。

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。

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。なお、図１において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
図１に示す蛍光体シート製造装置１０（以下、製造装置１０とする）は、蛍光体（母体）となる材料と、付活剤（賦活剤：activator)となる材料とを別々に蒸発する二元の真空蒸着によって、基板Ｓの表面に蓄積性蛍光体からなる層（以下、蛍光体層とする）を形成して、（蓄積性）蛍光体シートを製造する装置である。
このような製造装置１０は、基本的に、真空チャンバ１２と、基板保持搬送機構１４と、加熱蒸発部１６（後述する水晶振動子センサ５４は省略）と、ガス導入ノズル１８と、ＲＦ用マッチングボックス２０とを有して構成される。なお、本発明の製造装置１０は、これ以外にも、公知の真空蒸着装置が有する各種の構成要素を有してもよいのは、もちろんである。

なお、本発明は、図示例のような二元の真空蒸着装置に限定はされず、全ての成膜材料を混合して蒸発源に収納する一元の真空蒸着を行う装置であってもよく、あるいは、三元以上の真空蒸着を行う装置であってもよいが、好ましくは、複数の成膜材料を別々の蒸発源に収納する、二元あるいはそれ以上の多元の真空蒸着装置である。

図示例においては、好適な一例として、蛍光体成分となる臭化セシウム（ＣｓＢｒ）と、付活剤成分となる臭化ユーロピウム（ＥｕＢｒ_x（ｘは、通常、２〜３であり、特に２が好ましい））とを成膜材料として用い、抵抗加熱による二元の真空蒸着を行って、基板Ｓに蓄積性蛍光体であるＣｓＢｒ：Ｅｕからなる蛍光体層を成膜して、蛍光体シートを作製する。
また、成膜中に不活性ガスの導入を行うガス導入ノズル１８を有する製造装置１０は、好ましくは、一旦、真空チャンバ１２内を高真空度まで排気した後、排気を行いつつガス導入ノズル１８によって不活性ガスを導入して真空チャンバ１２内を０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度の真空度（以下、中真空とする）とし、この中真空下で、加熱蒸発部１６において抵抗加熱によって成膜材料（臭化セシウムおよび臭化ユーロピウム）を加熱蒸発して、基板保持搬送機構１４によって基板Ｓを直線状に搬送（以下、直線搬送とする）しつつ、真空蒸着による基板Ｓへの蛍光体層の成膜を行う。

本発明において、蛍光体層を形成する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）としては、ＣｓＢｒ：Ｅｕ以外にも各種のものが利用可能である。一例として、特開昭５７−１４８２８５号公報に開示される、一般式「Ｍ^IＸ・ａＭ^IIＸ’₂・ｂＭ^IIIＸ''₃：ｃＡ」で示されるアルカリハライド系蓄積性蛍光体が好ましく例示される。
（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であり、Ｍ^IIは、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄ，ＣｕおよびＮｉからなる群より選択される少なくとも一種の二価の金属であり、Ｍ^IIIは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，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三価の金属であり、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であり、Ａは、Ｅｕ，Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｍ，Ｙ，Ｔｌ，Ｎａ，Ａｇ，Ｃｕ，ＢｉおよびＭｇからなる群より選択される少なくとも一種である。また、０≦ａ＜０．５であり、０≦ｂ＜０．５であり、０≦ｃ＜０．２である。）

また、これ以外にも、米国特許第３，８５９，５２７号明細書や、特開昭５５−１２１４２号、同５５−１２１４４号、同５５−１２１４５号、同５７−１４８２８５号、同５６−１１６７７７号、同５８−６９２８１号、同５９−７５２００号等の各公報に開示される蓄積性蛍光体も、好ましく例示される。

特に、輝尽発光特性や再生画像の鮮鋭性、さらに、本発明の効果が好適に発現できる等の点で、前記アルカリハライド系蓄積性蛍光体は好ましく例示され、中でも特に、Ｍ^Iが少なくともＣｓを含み、Ｘが少なくともＢｒを含み、さらに、ＡがＥｕまたはＢｉであるアルカリハライド系蓄積性蛍光体は好ましく、その中でも特に前記「ＣｓＢｒ：Ｅｕ」が、好ましい。

基板Ｓにも、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（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミド等、蛍光体シートで利用されている各種のシート状の基板が、全て利用可能であり、さらに、形状にも、特に限定はない。
図示例においては、一例として、矩形の基板Ｓを用いる。

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。
ガス導入ノズル１８も、ボンベ等との接続手段やガス流量の調整手段等を有する（もしくは、これらに接続される）、真空蒸着装置やスパッタリング装置等で用いられている公知のガス導入手段であり、前記中真空での真空蒸着による蛍光体層の成膜を行うために、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを真空チャンバ１２内に導入する。
さらに、ＲＦ用マッチングボックス２０は、蛍光体層の成膜（真空蒸着）に先立って、基板Ｓの表面のプラズマ洗浄等を行うためのものである。

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４０内の到達真空度は、８．０×１０^-4Ｐａ以下であるのが好ましい。

基板保持搬送機構１４は、基板Ｓを保持して、直線状の搬送経路で搬送（以下、直線搬送とする）するものであり、図２に模式的に示すように、駆動手段２２と、リニアモータガイド２４と、基板Ｓを保持する基板保持手段２６とから構成される。なお、図２において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。

駆動手段２２は、基板保持手段２６（すなわち基板Ｓ）を、前記直線搬送の方向に移動するもので、基板Ｓの搬送方向（以下、単に「搬送方向」とする。また、搬送方向と直交する方向を、便宜的に「搬送直交方向」とする。）に延在して保持部材３０によって回転自在に軸支されるネジ軸３２ａ、およびネジ軸３２ａに螺合するナット部３２ｂからなるボールネジ３２と、前記ネジ軸３２ａを回転するモータ３４とからなる、ボールネジを用いる公知の直線状の移動機構である。
なお、本発明において、駆動手段はボールネジ３２とモータ３４を利用するものに限定はされず、シリンダを利用する搬送手段、モータとモータによって回転されるリング状のチェーンを用いる搬送手段など、必要な耐熱性を有するものであれば、公知の直線状の移動（搬送）手段が、各種利用可能である。

リニアモータガイド２４（以下、ＬＭガイド２４とする）は、駆動手段２２による基板保持手段２６（すなわち基板Ｓ）の直線搬送を補助するもので、ガイドレール２４ａと、長手方向に移動自在にガイドレール２４ａに係合する係合部材２４ｂとからなる、公知のリニアモータガイドである。
ガイドレール２４ａは、搬送方向に延在して、前記ネジ軸３２ａを軸とする対称位置に離間して２本が配置され、共に、真空チャンバ１２の天井面に固定される。一方、係合部材２４ｂは、各ガイドレール２４ａに２つずつ係合するように、合計４つが基板保持手段２６（後述する基台３６の上面）に固定される。

基板保持手段２６（以下、保持手段２６とする）は、基板Ｓを保持して、前記ＬＭガイド２４によって案内されつつ前記駆動手段２２によって直線状で移動されるものであり、基台３６と、保持部材３８と、防熱部材４０を有して構成される。

基台３６は、製造装置１０が適正に設置された状態で水平となる長方形状の平板状部材である。
基板３６の上面の中心には、前記ボールネジ３２のナット部３２ｂが固定され、また、基板３６の上面の対角線上の対称位置には、２本のガイドレール２４ａの間隔に応じて前記ＬＭガイド２４の係合部材２４ｂが固定される。

保持部材３８は、下端部で基板Ｓを保持するものであり、基台３２の角部近傍から垂下されるように、４つが配置される。
本発明において、保持部材３８による基板Ｓの保持方法には特に限定はなく、治具等を用いる方法、静電気を利用する方法、吸着を利用する方法等、上面から板状物を保持する公知の方法が各種利用可能である。また、基板Ｓへの蛍光体層の蒸着領域等に応じて可能であれば、治具等を用いて、下方から基板Ｓの四隅を押さえる保持手段、下方から基板Ｓの四辺を押さえる保持手段等を利用してもよい。
また、スペーサを利用する方法、ネジによる調整手段を利用する方法、シリンダによる昇降手段を設ける方法等によって、保持部材３８の下端位置すなわち基板Ｓを保持／搬送する高さを調整可能にしてもよい。

前述のように、基台３６は、駆動手段２２によって直線搬送される。従って、基板保持搬送機構１４は、保持部材３８によって例えば基板Ｓの四隅近傍を保持し、保持手段２６を駆動手段２２によって搬送することにより、基板Ｓを直線搬送する。
後述するが、本発明においては、このように基板Ｓの搬送を直線搬送とし、かつ、複数の蒸発源を搬送直交方向に配列することにより、膜厚分布均一性の高い蛍光体層の形成を実現している。

なお、本発明において、必要な膜厚の蛍光体層を形成できれば、成膜中における基板Ｓの直線搬送は、１回の直線搬送でも、１回の往復動（往復搬送）でも、往復動を複数回行ってもよい。また、基板の搬送経路は、おおむね直線状であれば、多少、ジグザグ状であっても、波打つような経路であってもよい。
一般的に、同じ膜厚であれば、加熱蒸発部１６の上部の通過回数が多い程、膜厚分布均一性を高くできるので、複数回の往復動を行って蛍光体層を形成するのが好ましい。また、往復動の回数は、蛍光体層の目的膜厚や目的とする膜厚分布均一性等に応じて、適宜、決定すればよく、最後の搬送は一方向でもよい。直線搬送の搬送速度にも、特に限定はなく、ＬＭガイド２４の速度限界、往復動の回数、目的とする蛍光体層の膜厚等に応じて、適宜、決定すればよい。

基板Ｓを保持する保持手段２６において、上面にボールネジ３２のナット部３２ｂやＬＭガイド２４の係合部材２４ｂ等が固定される基台３６の直下には、基台下面の全面を覆って、防熱部材４０が配置される。
防熱部材４０は、後述する加熱蒸発部１６（蒸発源）に対して基台３６を覆うことにより、加熱蒸発部１６からの輻射熱等によって、ＬＭガイド２４の係合部材２４ｂおよびボールネジ２６のナット部３２ｂが加熱されるのを防止するものである。

周知のように、ＬＭガイド２４の係合部材２４ｂや、ボールネジ３２のナット部３２ｂには、円滑な移動を可能にするためにボールが組み込まれ、また、ボールの円滑な回転を可能にするために、グリス等の潤滑剤が注入される。また、ボールを有さなくても、円滑な駆動を可能にするために、通常、駆動手段や搬送ガイド手段の摺動部にはグリス等の滑材が注入される。

ここで、後述するが、高い輝尽発光特性や画像鮮鋭性を実現可能な良好な柱状の結晶構造を有する蛍光体層を形成（成膜）するためには、抵抗加熱や誘導加熱等を利用した中真空での真空蒸着を行うのが好ましい。
ところが、抵抗加熱等による真空蒸着は、成膜材料を収容するルツボの発熱によって成膜材料を加熱するので、蒸発源からの輻射熱が非常に大きく、これにより係合部材２４ｂ等が加熱してしまい、グリスの流出による動作不良等、様々な不都合が生じる。しかも、中真空による真空蒸着では、蒸発源と基板Ｓすなわち係合部材２４ｂ等とを近接して配置する必要がある。そのため、係合部材２４ｂやナット部３２ｂは、より加熱され易い状態となっている。
すなわち、基板Ｓを直線搬送する中真空での真空蒸着では、特性や膜厚均一性に優れた蛍光体層を形成できる反面、係合部材２４ｂやナット部３２ｂからのグリスの流出による動作不良等が非常に発生し易く、メンテナンスに手間がかかり、また、ランニングコストも高くなってしまう。

これに対し、本発明の製造装置１０においては、加熱蒸発部１６からの輻射熱によって、ＬＭガイド２４の係合部材２４ａや、ボールネジ３２のナット部３２ｂが加熱されることを防止する防熱部材４０を有する。
これにより、係合部材２４ｂやナット部３２ｂが加熱されることによるグリスの流出等の不都合を防止し、長期にわたる安定した動作を可能にし、メンテナンスの手間やランニングコストを大幅に低減することを可能にしている。

防熱部材４０には、特に限定はなく、加熱蒸発部１６からの輻射熱を遮蔽して、係合部材２４ｂやナット部３２ｂ、あるいはさらに基台３６が加熱されることを防止できれば、各種のものが利用可能である。一例として、ステンレス板、鋼板、アルミニウム板、モリブデン板等が例示される。また、必要に応じて、防熱部材４０に冷水を流すパイプを接触する、板材（防熱部材４０）の内部をくり抜いて水を流す等の公知の手段によって、防熱部材４０を冷却してもよい。

真空チャンバ１２の下方には、加熱蒸発部１６が配置される。
加熱蒸発部１６は、抵抗加熱によって，成膜材料である臭化セシウムおよび臭化ユーロピウムを蒸発させる部位である。

前述のように、製造装置１０は、好ましい態様として、蛍光体成分である臭化セシウムと、付活剤成分である臭化ユーロピウムとを、独立して加熱蒸発する、二元の真空蒸着を行うものである。従って、加熱蒸発部１６には、臭化セシウム用（蛍光体用）の蒸発源となる抵抗加熱用のルツボ５０、および、臭化ユーロピウム用（付活剤用）の蒸発源となる抵抗加熱用のルツボ５２が配置される。

このようなルツボ５０および５２は、通常の真空蒸着における抵抗加熱蒸発源用のルツボと同様、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高融点金属で形成され、電極（図示省略）から通電されることにより自身が発熱し、充填された成膜材料を加熱／溶融して、蒸発させるものである。
また、本発明において、抵抗加熱用の電源（加熱制御手段）には、特に限定はなく、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利用可能である。また、抵抗加熱を行う際の出力にも特に限定はなく、使用する成膜材料、ルツボの形成材料の抵抗値や発熱量等に応じて、適宜、設定すればよい。

蓄積性蛍光体において、付活剤と蛍光体とは、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。
そのため、図示例においては、蒸着量の多い臭化セシウム用（蛍光体用）のルツボ５０は、円筒状（ドラム型）の大型のルツボを用いている。このルツボ５０は、ドラムの側面に、ドラムの軸線方向に延在するスリット状の開口を有し、この開口に一致して、開口と同形状のスリット状の上下開口面を有する四角筒状のチムニー５０ａを蒸気排出口として設けている。
他方、蒸着量の少ない臭化ユーロピウム用（付活剤用）のルツボ５２は、通常のボート型のルツボの上面を、同様のスリット状の開口に対応するチムニー５２ａを蒸気排出口として有する蓋体で閉塞してなる小型のルツボを用いている。なお、チムニー５２ａのスリット（開口）は、ルツボ５２の長手方向に延在している。
このようなスリット状のチムニーを有するルツボを用いることにより、ルツボ内における局所加熱や異状加熱によって突沸が生じた際に、成膜材料が不意にルツボから飛び出して周囲や基板Ｓに付着し汚染することを防止できる。特に、中真空の蒸着では、前述のように、基板Ｓと蒸発源とを近接する必要があるので、その効果は大きい。

ここで、本発明の製造装置１０おいては、ルツボ５０および５２を、共に、搬送直交方向に、それぞれ複数個配列する。なお、各ルツボは、離間や絶縁材の挿入等によって、互いに絶縁状態に有る。
本発明においては、前述のように、基板Ｓを直線搬送とし、ルツボ等の蒸発源を、複数、搬送直交方向（基板Ｓの搬送方向と直交する方向）に配列することにより、基板Ｓの全面を成膜材料の蒸気で均一に暴露して、膜厚分布均一性が±３％以下の蛍光体層の形成を可能にしている。

前述のように、ラインセンサによる放射線画像の読み取りが想定される蛍光体シートの蛍光体層には、±３％以内、好ましくは±２％以内の高い膜厚分布均一性が要求される。

蛍光体層の形成を真空蒸着で行う場合には、通常、特許文献３等に開示されるように、全面的に膜厚が均一な蛍光体層を形成するために、基板を回転して成膜を行う。ここで、基板Ｓを回転させると、半径方向で基板表面（成膜面）の速度（線速）が異なる。
そのため、例えば、回転する基板の全面に均一に対面するように半径方向に直線状に蒸発源を配列しても、基板面の線速の違いによって半径方向で蒸発源と対面する時間に差が生じ、これにより、回転半径方向の位置で基板Ｓ表面の蒸気の暴露量に差が生じてしまい、この差が、そのまま膜厚の差となってしまう。すなわち、基板を回転して行う中真空の真空蒸着では、基板の全面に均一に蒸気を暴露するためには、加熱蒸発部における蒸発源の配置を工夫する必要があり、±３％以内の高い膜厚分布均一性を実現するためには、蒸発源の位置設定が非常に困難になる。
特に、図示例のように、突沸による不都合を回避できる等の点で好適なスリット状のチムニーを有するルツボを用いた場合には、スリットの上部でも基板の線速が異なり、かつ、スリット上の通過長が基板の各部で異なってしまうので、高い膜厚分布均一性を実現するためには、蒸発源の位置設定がより困難になる。

また、本発明の製造装置１０で好適に形成される前記各種の蓄積性蛍光体からなる蛍光体層、特にアルカリハライド系蓄積性蛍光体からなる蛍光体層、中でも特にＣｓＢｒ：Ｅｕからなる蛍光体層を、真空蒸着によって形成（成膜）する際には、一旦、系内を高い真空度に排気した後、排気を維持した状態でアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを系内に導入して、０．１〜１０Ｐａ、特に０．５〜３Ｐａ程度の中真空度として蛍光体層を形成するのが好ましい。これにより、良好な柱状の結晶構造を有する蛍光体層を形成することができ、輝尽発光特性や画像鮮鋭性に優れた蛍光体シートを製造することができる。
図示例の製造装置１０は、好ましくは、このような中真空での蛍光体層の形成を行うものであり、ガス導入ノズル１８を有し、不活性ガスを導入しつつ中真空で抵抗加熱によって真空蒸着を行う。

ところが、この程度の中真空での真空蒸着では、蒸発した成膜材料を確実に基板Ｓに到達させるためには、通常に比して、大幅に蒸発源と基板Ｓとの距離を短くする必要があり、そのため、膜厚均一性を確保するのが、より困難になる。

すなわち、特許文献３に開示されるような、電子線加熱による蒸着では、高い真空度で蒸着を行うので、基板と蒸発源とを充分に離間して配置できる。その結果、成膜材料の蒸気を充分に真空チャンバ内（成膜系内）に拡散して、基板の全面に蒸気を暴露した状態とできるので、半径方向での基板表面の速度の違いに起因する暴露量の差も相殺され、膜厚均一性も確保し易く、特に、特許文献３に開示されるように、基板を高速回転を行うことにより、高い膜厚分布均一性を確保できる。
ところが、中真空での真空蒸着では、前述のように、基板Ｓと蒸発源とを近接する必要があるので、蒸発源の蒸気が充分に拡散する前に基板Ｓに至ってしまう。従って、いかに高速で基板を回転しても、蒸気は、基板の一部にしか暴露されず、その結果、基板面の線速の違いによって半径方向に蒸気の暴露量に差がより大きくなってしまい、±３％以内の高い膜厚分布均一性を実現するためには、蒸発源の位置設定がより困難となる。

これに対し、本発明の製造装置１０は、基板Ｓを直線搬送しつつ真空蒸着によって蛍光体層の形成を行うことにより、基板Ｓ表面（非成膜面）における移動速度を全面的に均一にし、かつ、複数の蒸発源（ルツボ）を搬送直交方向（基板Ｓの直線搬送方向と直交する方向）に直線状に並べただけの、極めて簡易な蒸発源の配置で、基板Ｓの全面的に均一に成膜材料の蒸気を暴露することができ、±３％以下の膜厚分布均一性の高い蛍光体層を形成できる。
しかも、このような構成を有することにより、蛍光体層の面方向および厚さ方向共に、蓄積性蛍光体層中に付活剤成分を高度に均一に分散することができ、これにより、輝尽発光特性および感度等の均一性に優れた蛍光体シートを得ることができる。

なお、搬送直交方向に延在する１つの蒸発源によっても、ある程度は、膜厚分布均一性を確保することはできる。しかしながら、この構成では、基板Ｓのサイズが大きくなると、それに応じて、蒸発源も大型化する必要があるたため、搬送直交方向に温度ムラおよび蒸発量ムラが生じてしまい、これに起因して、膜厚分布が生じてしまう。
そのため、±３％以下の膜厚分布性の高い蛍光体層を安定して形成するためには、本発明のように、搬送直交方向に複数の蒸発源を配列する必要があり、特に、蒸着量の多い成膜材料を加熱蒸発させる蒸発源（図示例においては、臭化セシウムのルツボ５０）は、後述するようにセンサを用いて、個々に蒸発をコントロールするのが好ましい。

本発明において、搬送直交方向に配置する蒸発源の数には特に限定はない。
基本的に、数が多い程、膜厚分布均一性は良好になるが、多くなるにしたがって、コストや制御性等の点で不利になり、また、蒸発源の間隙も多くなるので、成膜速度等の点でも不利になる。従って、搬送直交方向のルツボの配置数は、基板Ｓのサイズ、目的とする蛍光体層の膜厚、要求される膜厚分布均一性、装置コスト等に応じて、適宜、決定すればよい。
本発明者の検討によれば、例えば、４５０×４５０ｍｍの基板Ｓに前述のような中真空での蛍光体層の真空蒸着を行う場合には、図示例のように、スリット状の上記排出口を有するルツボを用い、６個からなるルツボの列を２列（すなわち、蛍光体および付活剤共に１２個のルツボを使用）として蛍光体層の真空蒸着を行うことで、膜厚分布均一性に優れた蛍光体層が形成できる。

加熱蒸発部１６の概略上面図である図３に示すように、図示例においては、一例として、臭化セシウム用のルツボ５０は、円筒（ドラム）の軸線方向を搬送直交方向に一致して、６つが配列されている。図示例においては、このルツボ５０の配列を、２つ有する。
ルツボ５０において、電極は円筒の端面に形成されており、個々のルツボ５０で独立して電源に接続される。また、好ましい態様として、各ルツボ５０に対応して、臭化セシウムの蒸発量を測定するための水晶振動子センサ５４（図１では装置の全体構成を明瞭にするために省略）が配置され、この蒸発量の測定結果に応じて、ルツボ５０への通電量が制御される。これにより、蒸着量の多い臭化セシウムの蒸発量を、各ルツボ５０毎にコントロールして、より膜厚分布均一性の高い蛍光体層を形成することができる。
なお、蒸発量の制御は、温度センサによるルツボの温度測定に応じて行ってもよい。また、膜厚分布均一性の点では、図示例のように、ルツボ５０の個々に対して蒸発量制御を行うのが好ましいのはもちろんであるが、装置コストの低減等を目的として、直列あるいは並列で接続した２個のルツボ等、複数のルツボ毎に蒸発量のコントロールを行うようにしてもよい。

他方、同様に、ボート型のルツボである臭化ユーロピウム用のルツボ５２も、長手方向を配列方向に一致して、６つが配列される。ルツボ５２も、配列方向の両端に電極が形成され、個々に独立した電源が接続される。
また、ルツボ５０と同様に、ルツボ５２も、６個並べた配列を２つ有する。

ルツボ５０の列およびルツボ５２の各列においては、共に、ルツボ５０同士およびルツボ５２同士は、装置やルツボの構成上、可能な限り配列方向に近接して配置され、かつ、ルツボの列は、基板Ｓの配列方向のサイズを充分に包含する長さとするのが好ましい。
このような構成とすることにより、搬送直交方向における成膜材料の蒸発蒸気量を均一にして、より膜厚分布均一性の高い蛍光体層を形成することができる。

また、図示例においては、好ましい態様として、１つのルツボ５０とルツボ５２とを対として、すなわち蛍光体の成膜材料である臭化セシウムの１つの蒸発源と付活剤の成膜材料である臭化ユーロピウムの１つの蒸発源を対として、両者が搬送方向に並ぶように配置し、さらに、より好ましい態様として、ルツボ５０とルツボ５２とを、装置および両ルツボの構成上、可能な限り近接して配置している。
このような構成とすることにより、母体となる臭化セシウム蒸気中に、臭化ユーロピウム蒸気を充分に分散して、微量成分であるユーロピウム（付活剤）を蛍光体層中に均一に分散し、輝尽発光特性等の良好な蛍光体層を形成できる。

このような搬送直交方向の各成膜材料のルツボの列（以下、ルツボ列とする）は、１つでもよく、図示例のように２列でもよく、さらに、３列以上でもよい。また、成膜材料毎に、有するルツボ列の数が異なってもよい。
ここで、複数列のルツボ列を有する場合には、各ルツボ列は、搬送方向から見た際に、他のルツボ列の成膜材料蒸気の排出口（前記スリット状のチムニー）の配列方向の間隙を、互いに埋めるように配置するのが好ましく、さらに、異なる列で成膜材料蒸気の排出口が搬送方向に重ならないように配置するのがより好ましい。言い換えれば、各搬送方向から見た際に、ルツボの列で、成膜材料蒸気の排出口が互い違いとなるようにするのが好ましい。図示例においては、配列方向への２列のルツボの列において、搬送方向から見た際に、一方のルツボ列の電極位置に他方のルツボ列の蒸気排出口が位置するように、各ルツボの列を配列している。
このような構成とすることにより、配列方向における成膜材料の蒸発蒸気量を均一にして、より膜厚分布均一性の高い蛍光体層を形成することができる。

また、同様の理由で、図示例のように、スリット状の蒸気排出口（チムニー５０ａおよびチムニー５２ａ）を有するルツボを用い、かつ、蒸気排出口の長手方向を配列方向（搬送直交方向）に一致して配置するのが好ましい。

さらに、ルツボ列を複数有する場合には、搬送方向に対して外側に蒸発量の多い臭化セシウム（蛍光体の成膜材料）用のルツボ５０の列を位置するのが好ましい。
このような構成とすることにより、蒸発量の多い臭化セシウムの蒸発量センサを、搬送方向に対してルツボの列の外側の開いている空間に配置することができ、すなわち、蒸発量センサ（あるいは、温度センサ）の選択自由度や配置の自由度、製造装置１０の設計自由度を向上することができる。

なお、図示は省略するが、製造装置１０の加熱蒸発部１６は、全ルツボを水平方向の４方で囲む、ルツボの最上部よりも高い四角筒状の防熱板が配置され、かつ、この防熱板の上部開放面を閉塞／開放自在に、成膜材料蒸気を遮蔽するためのシャッタが配置される。

以下、製造装置１０による基板Ｓへの蛍光体層の形成（蛍光体シートの製造）の作用について説明する。

まず、真空チャンバ１２を開放して、保持手段２６の保持部材３８ｂに基板Ｓを保持し、かつ、全てのルツボ５０に臭化セシウムを、全てのルツボ５２に臭化ユーロピウムを所定量まで充填した後、前記シャッタを閉塞し、さらに、真空チャンバ１２を閉塞する。

次いで、真空排気手段を駆動して真空チャンバ１２内を排気し、真空チャンバ内が例えば８×１０^-4Ｐａとなった時点で、排気を継続しつつ、ガス導入ノズル１８によって真空チャンバ１２内にアルゴンガスを導入して、真空チャンバ１２内の圧力を例えば１Ｐａに調整し、さらに、抵抗加熱用の電源を駆動して全てのルツボ５０およびルツボ５２に通電して成膜材料を加熱する。
その後、予め設定した所定時間が経過したら、前記シャッタを開放し、次いで、モータ３４を駆動して、所定速度での基板Ｓの直線搬送を開始し、基板Ｓの表面への蛍光体層の形成を開始する。

形成する蛍光体層の膜厚等に応じて設定された所定回数の直線搬送の往復動が終了したら、基板Ｓの直線搬送を停止し、シャッタを閉塞し、抵抗加熱用の電源を切り、ガス導入ノズル１８によるアルゴンガスの導入量を増加して、真空チャンバ１２内を大気圧とし、次いで真空チャンバを開放して、蛍光体層を形成した基板Ｓすなわち作製した蛍光体シートを取り出す。

なお、この蛍光体シートは、基板を直線搬送しつつ、抵抗加熱による中真空の真空蒸着によって蛍光体層を形成したものであるので、膜厚分布均一性が高く、かつ、良好な結晶性の輝尽発光特性および画像鮮鋭性に優れた蛍光体層を有する、高品位なものである。

以上の例では、蒸発源として抵抗加熱用のルツボを用いているが、本発明はこれに限定はされず、搬送直交方向に配列可能なものであれば、各種の蒸発源が利用可能である。
例えば、図４（Ａ）および（Ｂ）（（Ａ）は平面図、（Ｂ）はｂ−ｂ線断面図）に示すように、カーボン等の充分な透磁率を有する材料からなるルツボ６０、このルツボ６０を挿通する加熱コイル６２、および加熱コイル６２に高周波電力を供給する、図示しない高周波電源とからなる、誘導加熱による蒸発源を、搬送直交方向に配列したものであってもよい。あるいは、図４（Ｃ）に示すように、ルツボ６４を、充分な透磁率を有する材料からなる筒状の加熱部材６６に挿通し、この加熱部材６６を加熱コイル６２による誘導加熱で加熱することにより、輻射熱でルツボ６４を加熱する蒸発源を、搬送直交方向に配列したものであってもよい。
この際においては、１つのルツボに対して１つの高周波電源を設け、個々に蒸発をコントロールできるようにするのが好ましいが、前記ルツボ５０と同様に、加熱コイル６２を直列若しくは並列で接続して、複数のルツボに対して１つの高周波電源を設け、複数のルツボ毎にコントロールを行うものであってもよい。

また、複数のルツボを搬送直交方向に配列し、電子銃による電子ビームによって成膜材料を蒸発するものであってもよい。
なお、この際には、１台の電子銃から射出する電子ビームを磁力等によって走査して、各ルツボ内の成膜材料を加熱するものであってもよく、あるいは、配置可能であれば、個々のルツボに電子銃を設けてもよい。

以上、本発明の蛍光体シート製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定はされず、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うのは、もちろんである。

例えば、図示例では、臭化セシウム用（蛍光体成分用）のルツボ５０のみを配列したルツボ列、および、臭化ユーロピウム用（付活剤成分用）のルツボ５２のみを配列したルツボ列を有するものであるが、本発明は、これに限定はされず、例えば、臭化セシウム用のルツボ５０と臭化ユーロピウム５２と、交互に配置して、搬送直交方向へのルツボ列を形成してもよい。

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。

まず、真空チャンバ１２を開放して、保持手段２６の保持部材３８ｂに、４５０×４５０ｍｍで厚さ１０ｍｍのアルミニウム製の基板Ｓを保持し、さらに、全てのルツボ５０に臭化セシウム（ＣｓＢｒ）を、全てのルツボ５２に臭化ユーロピウム（ＥｕＢｒ_x ｘ≒２）を所定量まで充填した。次いで、前記シャッタを閉塞し、さらに、真空チャンバ１２を閉塞した。
真空排気手段を駆動して真空チャンバ１２内を排気し、真空チャンバ内が８×１０^-4Ｐａとなった時点で、排気を継続しつつ、ガス導入ノズル１８によって真空チャンバ１２内にアルゴンガスを導入して、真空チャンバ１２内の圧力を１Ｐａに調整し、さらに、抵抗加熱用の電源を駆動して、全てのルツボ５０およびルツボ５２に通電して成膜材料を加熱した。

加熱開始後、４０分が経過した時点で、前記シャッタを開放し、次いで、モータ３４を駆動して、基板Ｓの直線搬送を開始して、蛍光体層の成膜を開始した。
なお、基板Ｓの搬送速度は２００ｍｍ／ｓｅｃで、ＬＭガイド２４の端部まで搬送を行ったら、逆方向に搬送を行うことを繰り返す、往復動により成膜を行った。
また、成膜中は、各ルツボへの抵抗加熱用電源の出力はＥｕ／Ｃｓのモル濃度比が０．００３：１となるように設定した。この設定は、予め行った成膜実験に基づいて行った。但し、臭化セシウム用のルツボ５０への通電量は、前記設定を基準として、水晶振動子センサ５４による蒸発量の測定結果に応じて、全てのルツボ５０の蒸発量が等しくなるように調整した。

成膜開始後、１０００往復の基板Ｓの直線搬送が終了した時点で、前記シャッタを閉塞し、抵抗加熱用の電源を切ってルツボへの通電を停止し、さらに、ガス導入ノズル１８によるアルゴンガスの導入量を増加して、真空チャンバ１２内を大気圧とした。次いで真空チャンバを開放して、厚さ約６００μｍの蛍光体層を形成した基板Ｓすなわち作製した蛍光体シートを取り出した。なお、往復動の回数は、予め行った実験によって、蛍光体層の膜厚が６００μｍとなるように決定した。

作成した蛍光体シートの蛍光体層について、触針式膜厚測定器（株式会社東京精密製サーフコム１４００Ｄ−ＬＣＤ）を用いて膜厚分布を測定した。
その結果、膜厚分布は±２％であった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

（Ａ）は、本発明の蛍光体シート製造装置の一例の概略正面図、（Ｂ）は、同概略側面図である。（Ａ）は、図１に示す蛍光体シート製造装置の基板保持搬送手段の概略平面図、（Ｂ）は同概略正面図、（Ｃ）は同概略側面図である。図１に示す蛍光体シート製造装置の加熱蒸発部の概略平面図である。（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の蛍光体シート製造装置で利用可能な蒸発源の別の例である。

符号の説明

１０（蛍光体シート）製造装置
１２真空チャンバ
１４基板保持搬送手段
１６加熱蒸発部
１８ガス導入手段
２２駆動手段
２４ＬＭガイド
２４ａガイドレール
２４ｂ係合部材
２６（基板）保持手段
３０保持部材
３２ボールネジ
３２ａネジ軸
３２ｂナット部
３４モータ
３６基台
３８保持部材
４０防熱部材
５０，５２，６０，６４ルツボ
６２加熱コイル
６６加熱部材

Claims

シート状の基板の表面に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、直線状の搬送経路で前記基板を搬送する基板搬送手段と、前記基板搬送手段による基板の搬送経路の下方に前記基板搬送方向と直交する方向に配列される複数の蒸発源とを有することを特徴とする蛍光体シート製造装置。
複数の成膜材料によって前記蓄積性蛍光体層を成膜する多元の真空蒸着を行うものであり、同じ成膜材料の蒸発源を前記基板搬送方向と直交する方向に一列に並べ、かつ、各成膜材料の蒸発源の配列を前記基板搬送方向に並べる請求項１に記載の蛍光体シート製造装置。
前記多元の真空蒸着を行う成膜材料の組み合わせにおいて、各成膜材料の蒸発源の配列において、互いの蒸発源が前記基板の搬送方向に一致する位置に配置される請求項２に記載の蛍光体シート製造装置。
前記多元の真空蒸着を行う成膜材料が、蛍光体成分の成膜材料と付活剤成分の成膜材料であり、蛍光体成分の成膜材料の１つの蒸発源と付活剤成分の成膜材料の１つの蒸発源とを対にして、対となる蒸発源を搬送方向に並べて配置する請求項２または３に記載の蛍光体シート製造装置。
前記蒸発源が、スリット状の蒸気排出口を有するものであり、かつ、スリットの長手方向を前記基板搬送方向と直交する方向に一致して配置される請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光体シート製造装置。
少なくとも１種の成膜材料は、個々の蒸発源毎に成膜材料の蒸発を制御可能である請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光体シート製造装置。
同じ成膜材料の蒸発源の前記基板搬送方向と直交する方向の配列を複数有し、かつ、各配列の蒸発源は、前記基板搬送方向から見た際に、互いの蒸気排出口が配列方向に互い違いとなるように配置される請求項１〜６のいずれかに記載の蛍光体シート製造装置。
蒸着量の最も多い成膜材料の蒸発源の配列を、前記基板搬送方向に対して外側に配置する請求項２〜７のいずれかに記載の蛍光体シート製造装置。