JP2006249479A

JP2006249479A - 蒸着システム及び蒸着方法

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Publication number: JP2006249479A
Application number: JP2005065797A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Sawasumi; 庸生澤住; Yukito Nakamura; 幸登中村
Original assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Current assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】蒸着装置内にモニタ基板を設置することなく蛍光発光特性の測定を行い、所望の発光特性の蛍光体を成膜することを可能とする蒸着システム及び蒸着方法を提供する。
【解決手段】蒸着システム１に、基板ホルダ７に保持された基板６と、蒸発源１０，１１と、真空容器５の側面に形成された観察窓と、蒸発源１０，１１から蒸発して真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起光を照射する励起用光源１９ａ〜１９ｃと、発光光を受光して光電変換する受光センサ２０ａ〜２０ｃとを備えた蒸着装置２と、Ａ／Ｄ変換装置３と、ネットワークを介してＡ／Ｄ変換装置３から受信したデジタルデータに基づき、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が蒸着装置２の基板６において所定の発光特性を有する蛍光体層を得るための目標値となるように蒸着装置２の各構成部分を制御する制御装置４と、を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着システム及び蒸着方法に係り、特に、蛍光体材料を蒸着する蒸着システム及び蒸着方法に関するものである。

従来から、被写体を透過した放射線を照射すると放射エネルギーを蓄積し、可視光線、赤外線などの電磁波（励起光）を照射すると蓄積された放射線エネルギーを輝尽発光光として放出する蛍光体が知られている。このような蛍光体は、輝尽性蛍光体と呼ばれ、医療診断などの分野で広く利用されている。例えば、医療分野では基板上に輝尽性蛍光体層を形成した放射線画像変換パネルが広く利用されている。

放射線像変換パネルは、気相堆積法などにより基板上に輝尽性蛍光体層を形成することによって製造される。気相堆積法には真空蒸着法（以下、「蒸着法」という）やスパッタ法などがあり、例えば、蒸着法は、蛍光体又はその原料からなる蒸発源を抵抗加熱器や電子線の照射により加熱して蒸発源を蒸発、飛散させ、基板を回転させながらその表面に蒸発物を堆積させることにより、輝尽性蛍光体層を成膜するものである。

このような蛍光体を蒸着する製品の製造方法においては、蛍光体の膜厚や蛍光発光特性の量的・質的な特性などが製品の特性に影響することから、これらを管理することが重要となる。

そこで、特許文献１では、真空容器外に設置された光源からの励起光を回転分割ミラーで反射させて真空容器内のモニタ基板に付着した輝尽性蛍光体に照射し、その反射光を真空容器の窓から光検出器に入射させて光の反射率を測定することによって、輝尽性蛍光体の膜厚分布を測定し、この測定結果に基づいて膜厚分布が均一となるように蒸着条件などの制御を行う蒸着方法が提案されている。
特開平１０−３１７１４１号公報

しかし、特許文献１に記載の発明では、輝尽性蛍光体層を形成する基板とは別に、蒸着装置の真空容器内にモニタ基板やミラーなどを設置する必要があった。このため、モニタ基板などの存在が蒸発源からの蒸発物の流れに影響して、輝尽性蛍光体の膜厚分布の制御が困難になるという問題があった。また、真空容器内にモニタ基板などを別途設置する必要性から、コストがかかり、真空容器内の設計に制約がでるという問題もあった。

また、蛍光体を蒸着する製品の製造方法においては、蛍光体の膜厚のみならず、蛍光発光特性の量的・質的な特性などが所定の値となるように管理することも重要である。

本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、蒸着装置内において製品以外の蒸着基板を設置することなく簡易かつ自由度の高い蛍光発光特性の測定を行うことにより、所望の発光特性の蛍光体を成膜することを可能とする蒸着システム及び蒸着方法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、蒸着システムであって、真空容器内で基板を保持する基板ホルダと、蛍光体材料を蒸発させて前記基板に蒸着させる一又は複数の蒸発源と、前記真空容器の側面に形成された観察窓と、前記蒸発源から蒸発して前記真空容器内に付着した蛍光体に前記観察窓から励起光を照射する励起用光源と、前記励起光により前記蛍光体から発生した発光光を前記観察窓から受光して電気信号に光電変換する受光センサと、を備えた蒸着装置と、前記基板に所定の発光特性を有する蛍光体層を形成するための目標値を決定し、前記受光センサから受信した電気信号に基づき、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となるように、前記蒸着装置の各構成部分を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、蒸着中において、真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値が所定の目標値となるように蒸着装置の各構成部分を制御することによって、基板上に所定の発光特性を有する蛍光体を形成することができる。

すなわち、真空容器内における基板以外の任意の場所に付着した蛍光体の発光特性と、基板上に形成される蛍光体層の発光特性には所定の相関関係がある。したがって、基板上に所望の発光特性を有する蛍光体層を形成するために、真空容器内に付着する蛍光体の発光特性の目標値を決定することが可能である。

そして、真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値がこの目標値となるように蒸着装置を制御することによって、真空容器内に付着する蛍光体の発光特性の測定結果を蒸着装置の各構成部分の制御にリアルタイムでフィードバックして、所望の発光特性を有する蛍光体層を形成することが可能となる。

これにより、真空容器内に製品としての基板以外のモニタ基板を別途配置することなく製品として得られる蛍光体層の発光特性を測定して制御にフィードバックすることが可能となる。

また、本発明では測定にあたって真空容器内にモニタ基板、励起用光源及び受光センサなどを設置する必要がないことから、蒸発源から蒸発した蒸気流の流れに影響を及ぼすことはない。これにより、蒸着装置の真空容器内における設計の自由度も確保される。

また、観察窓、励起用光源又は受光センサは任意の位置に設置できるので、測定の自由度が確保される。

また、真空容器内に付着した蛍光体に励起光を照射して受光した発光光を光電変換して測定値を得ることから、蛍光体の膜厚のみならず、蛍光発光特性を量的・質的に管理することが可能となる。

更に、受光センサの検知結果を制御にフィードバックしないまでも、真空容器内における任意の場所に付着した蛍光体の発光特性をモニタリングすることにより、製品として得られる蛍光体層の発光特性を知ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蒸着システムであって、前記制御装置は、前記基板に形成する蛍光体の発光特性に関する測定値と、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値とを予め対応付けたＬＵＴを有し、前記ＬＵＴの使用により選択した前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値に基づいて前記目標値を決定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、真空容器内における基板以外の任意の場所に付着した蛍光体の発光特性と、基板上に形成される蛍光体層の発光特性との相関関係を予め対応付けたＬＵＴを使用して目標値を決定することによって、速やかな制御が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の蒸着システムであって、前記制御装置は、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となったときに前記蒸発源による蒸着を停止することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が目標値となったときに蒸着を停止することから、基板上に所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の蒸着システムであって、前記蒸着装置は前記蒸発源から蒸発して前記基板に到達する蛍光体を遮蔽する蒸発源シャッタを備え、前記制御装置は、前記目標値に基づいてシャッタ開値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記シャッタ開値となったときに前記蒸発源シャッタを開くことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、目標値を参照して蒸発源シャッタを開くシャッタ開値を予め決定し、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がシャッタ開値となったときに蒸発源シャッタを開くことから、蒸発開始直後における指向性の不安定な蒸気量・蒸気や蛍光体材料に含まれる不純物を蒸着させることはない。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の蒸着システムであって、前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源ごとに蒸着停止値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着停止値となったときに、その蒸着停止値に対応する前記蒸発源の加熱を停止することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、それぞれの蒸発源につき目標値を参照して蒸着停止値を予め決定し、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がそれぞれの蒸着停止値となったときに蒸発源の加熱を停止することから、蒸発源における蛍光体材料の量が減って蒸気量・蒸着の指向性が不安定になる前であり、かつ、残存した蛍光体材料の成分の偏りが生じる前に蒸着を停止することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の蒸着システムであって、前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源のうち所定の蒸発源についてそれぞれ蒸着切替値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着切替値となったときに、その蒸着切替値に対応する前記蒸発源の加熱を開始することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、目標値を参照すると共に他の蒸発源との相対関係を勘案してそれぞれの蒸発源の蒸着切替値を予め決定し、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が蒸着切替値となったときに、蒸発源の加熱を開始することによって、他の蒸発源の加熱が停止する前に予熱などの準備を開始することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の蒸着システムであって、前記蛍光体の発光特性は、前記蛍光体の発光量であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、真空容器内に付着した蛍光体の発光量と基板上に形成される蛍光体層の発光量は相関関係があることから、真空容器内に付着した蛍光体の発光量の測定値を蒸着装置の制御にフィードバックすることによって、所望の発光量を有する蛍光体層を得ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の蒸着システムであって、前記受光センサは分光素子を備え、前記真空容器内に付着した蛍光体の波長特性を前記発光特性として測定することを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、分光素子によって発光光を波長ごとに空間分離して、受光センサで波長ごとの発光量の強度を測定することにより、蛍光体層の発光光のスペクトル分布を蒸着中に知ることが可能となる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の蒸着システムであって、前記蛍光体は希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体を蒸着するにあたって、請求項１〜請求項８と同様の作用を得ることができる。

請求項１０に記載の発明は、蒸着方法であって、蒸着装置の真空容器内で基板ホルダに保持された基板に一又は複数の蒸発源から蛍光体材料を蒸発させて前記基板に蒸着させる蒸着工程と、前記蒸着工程において前記真空容器内に付着した蛍光体に前記真空容器の側面に形成された観察窓から励起用光源より励起光を照射する励起光照射工程と、前記励起光照射工程において前記蛍光体から発生した発光光を前記観察窓から受光センサで受光して電気信号に光電変換する光電変換工程と、前記基板に所定の発光特性を有する蛍光体層を形成するための目標値を決定し、前記受光センサから受信した電気信号に基づき、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となるように、制御装置が前記蒸着装置の各構成部分を制御する制御工程と、を有することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、蒸着中において、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が所定の目標値となるように蒸着装置の各構成部分を制御することによって、基板上に所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の蒸着方法であって、前記制御工程において、前記制御装置は、前記基板に形成する蛍光体の発光特性に関する測定値と、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値とを予め対応付けたＬＵＴを有し、前記ＬＵＴの使用により選択した前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値に基づいて前記目標値を決定することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、真空容器内における基板以外の任意の場所に付着した蛍光体の発光特性と、基板上に形成される蛍光体層の発光特性との相関関係を予め対応付けたＬＵＴを使用して目標値を決定することによって、速やかな制御が可能となる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の蒸着方法であって、前記制御工程において前記制御装置は前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となったときに前記蒸発源による蒸着を停止することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明によれば、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が目標値となったときに蒸着を停止することから、基板上に所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１０〜請求項１２のいずれか一項に記載の蒸着方法であって、前記蒸着装置は前記蒸発源から蒸発して前記基板に到達する蛍光体を遮蔽する蒸発源シャッタを備え、前記制御工程において、前記制御装置は前記目標値に基づいてシャッタ開値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記シャッタ開値となったときに前記蒸発源シャッタを開くことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明によれば、目標値を参照して蒸発源シャッタを開くシャッタ開値を予め決定し、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がシャッタ開値となったときに蒸発源シャッタを開くことから、蒸発開始直後における指向性の不安定な蒸気量・蒸気や蛍光体材料に含まれる不純物を蒸着させることはない。

請求項１４に記載の発明は、請求項１０〜請求項１３のいずれか一項に記載の蒸着方法であって、前記制御工程において前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源ごとに蒸着停止値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着停止値となったときに、その蒸着停止値に対応する前記蒸発源の加熱を停止することを特徴とする。

請求項１４に記載の発明によれば、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、それぞれの蒸発源につき目標値を参照して蒸着停止値を予め決定し、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がそれぞれの蒸着停止値となったときに蒸発源の加熱を停止することから、蒸発源における蛍光体材料の量が減って蒸気量・蒸着の指向性が不安定になる前であり、かつ、残存した蛍光体材料の成分の偏りが生じる前に蒸着を停止することができる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１０〜請求項１４のいずれか一項に記載の蒸着方法であって、前記制御工程において前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源のうち所定の蒸発源についてそれぞれ蒸着切替値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着切替値となったときに、その蒸着切替値に対応する前記蒸発源の加熱を開始することを特徴とする。

請求項１５に記載の発明によれば、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、目標値を参照すると共に他の蒸発源との相対関係を勘案してそれぞれの蒸発源の蒸着切替値を予め決定し、真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が蒸着切替値となったときに、蒸発源の加熱を開始することによって、他の蒸発源の加熱が停止する前に予熱などの準備を開始することができる。

請求項１６に記載の発明は、請求項１０〜請求項１５のいずれか一項に記載の蒸着方法であって、前記蛍光体の発光特性は、前記蛍光体の発光量であることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明によれば、真空容器内に付着した蛍光体の発光量と基板上に形成される蛍光体層の発光量は相関関係があることから、真空容器内に付着した蛍光体の発光量の測定値を蒸着装置の制御にフィードバックすることによって、所望の発光量を有する蛍光体層を得ることができる。

請求項１７に記載の発明は、請求項１０〜請求項１６のいずれか一項に記載の蒸着方法であって、前記受光センサは分光素子を備え、前記真空容器内に付着した蛍光体の波長特性を前記発光特性として測定することを特徴とする。

請求項１７に記載の発明によれば、分光素子によって発光光を波長ごとに空間分離して、受光センサで波長ごとの発光量の強度を測定することにより、蛍光体層の発光光のスペクトル分布を蒸着工程において知ることが可能となる。

請求項１８に記載の発明は、請求項１０〜請求項１７のいずれか一項に記載の蒸着方法であって、前記蛍光体は希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体であることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明によれば、希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体を蒸着するにあたって、請求項１０〜請求項１７と同様の作用を得ることができる。

請求項１に記載の発明によれば、蒸着中に真空容器内に付着した蛍光体の発光特性を測定して、基板上に形成される蛍光体層の真の発光特性に近似できる特性を蒸着装置の各構成部分の制御にリアルタイムでフィードバックすることによって、基板上に所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することが可能となる。

また、蛍光体の膜厚のみならず、蛍光体の発光光の特性を量的・質的に管理することによって、放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層などの特に高精度の成膜が求められる製品において、従来の単純な蒸着経過時間や蒸気量（蒸着レート）による蒸着開始・終了や蒸発源の切替えの制御では得られなかった所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することが可能となる。

また、真空容器内に測定機器を別途設置する必要がないことから、測定機器が蒸発源から蒸発した蒸気流の流れに影響を及ぼすことはなく、蛍光体の膜厚分布の制御が容易となって基板上に所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することが可能となる。また、コストの低減になると共に、蒸着装置の設備をシンプルかつ自由度のある構成とすることができる。

更に、本発明では観察窓、励起用光源又は受光センサを任意の位置に設けることができ、蒸着装置内の多点計測を簡易に構成することができるため、蒸着前における蒸発源の加熱・溶融・気化状態の監視や、製品としての基板上の成膜状態を同時にモニタリングして蒸着制御を行うことができる。そのため、製造時のタクトタイムの短縮や材料ロスの低減を図ることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、ＬＵＴを使用して目標値を決定することによって、速やかな制御が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、基板上に所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項４に記載の発明によれば、蒸発開始直後における指向性の不安定な蒸気量・蒸気や蛍光体材料に含まれる不純物を蒸着させることなく、所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項５に記載の発明によれば、蒸発源における蛍光体材料の量が減って蒸気量・蒸着の指向性が不安定になる前であり、かつ、残存した蛍光体材料の成分の偏りが生じる前に蒸着を停止して、所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項６に記載の発明によれば、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、他の蒸発源の加熱が停止する前に予熱などの準備を開始して、蒸着工程全体のタクトタイムを短縮することができる。

請求項７に記載の発明によれば、真空容器内に付着した蛍光体の発光量の測定値を蒸着装置の制御にフィードバックすることによって、所望の発光量を有する蛍光体層を得ることができる。

請求項９に記載の発明によれば、希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体を蒸着するにあたって、請求項１〜請求項８と同様の効果を得ることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、蒸着中に真空容器内に付着した蛍光体の発光特性を測定して、基板上に形成される蛍光体層の真の発光特性に近似できる特性を蒸着装置の各構成部分の制御にリアルタイムでフィードバックすることによって、基板上に所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することが可能となる。

請求項１１に記載の発明によれば、ＬＵＴを使用して目標値を決定することによって、速やかな制御が可能となる。

請求項１２に記載の発明によれば、基板上に所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、蒸発開始直後における指向性の不安定な蒸気量・蒸気や蛍光体材料に含まれる不純物を蒸着させることなく、所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項１４に記載の発明によれば、蒸発源における蛍光体材料の量が減って蒸気量・蒸着の指向性が不安定になる前であり、かつ、残存した蛍光体材料の成分の偏りが生じる前に蒸着を停止して、所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

請求項１５に記載の発明によれば、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、他の蒸発源の加熱が停止する前に予熱などの準備を開始して、蒸着工程全体のタクトタイムを短縮することができる。

請求項１６に記載の発明によれば、真空容器内に付着した蛍光体の発光量の測定値を蒸着装置の制御にフィードバックすることによって、所望の発光量を有する蛍光体層を得ることができる。

請求項１７に記載の発明によれば、分光素子によって発光光を波長ごとに空間分離して、受光センサで波長ごとの発光量の強度を測定することにより、蛍光体層の発光光のスペクトル分布を蒸着中に知ることが可能となる。

請求項１８に記載の発明によれば、希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体を蒸着するにあたって、請求項１０〜請求項１７と同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る蒸着システム１は、蒸着法により放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層を形成する蒸着装置２を備えており、蒸着装置２には、Ａ／Ｄ変換装置３及び制御装置４がネットワークなどのデータ通信手段を介して接続されている。

蒸着装置２には、真空容器５が備えられている。真空容器５には、図示しない真空ポンプが接続されており、この真空ポンプが内部の排気を行うことにより、真空容器５の真空状態が保たれるようになっている。

真空容器５の内部の上面付近には、基板６を保持する基板ホルダ７が備えられている。

基板６はその表面に輝尽性蛍光体を蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成するものであり、一般に各種のガラス、高分子材料、金属などが用いられる。本実施形態においては、特に樹脂などの高分子材料又はアルミニウムシート、鉄シート、銅シートなどの金属シートが好適に適用される。また、基板６の厚さは一般に８０μｍ〜５０００μｍであり、取り扱い上の点から８０μｍ〜３０００μｍであることが好ましい。

基板ホルダ７には、指向性を持つ蒸気が平滑に蒸着されるように基板６を回転させる基板回転機構８が設けられている。基板回転機構８は、基板ホルダ７を支持すると共に基板ホルダ７を回転させる回転軸９と、真空容器５の外に配置されて回転軸９の駆動源となるモータ（図示略）とから構成されている。なお、基板ホルダ７及びこれに支持された基板６を回転させる構成はここに例示したものに限定されず、他の構成によって回転するものとしてもよい。

なお、基板ホルダ７は基板６を一定温度に制御する加熱用ヒータなどの加熱手段（図示略）を備えることが好ましい。基板ホルダ７が加熱手段を備えることによって、基板６を加熱して基板６の表面に形成される輝尽性蛍光体層の膜質調整や結晶の組成調整を行うことが可能となる。また、基板６の表面の吸着物を離脱・除去し、基板６の表面と輝尽性蛍光体層との間に不純物層が発生することを防止することができる。なお、加熱手段はヒータに限定されず、ヒータに替えて温媒又は熱媒を循環させるための機構（図示略）を有していてもよいし、両者を併用することもできる。このような構成は、蒸着時に基板６の温度を５０〜１５０℃といった比較的低温に保持して蒸着する場合に適している。

また、真空容器５の内部の底面付近には、蒸発材料を蒸気として気化させる蒸発源１０，１１がそれぞれ配設されている。蒸発源１０，１１は、それぞれ１個又は複数個のるつぼから構成されており、本実施形態では、２つの蒸発源１０，１１を切り替えながら蒸着する構成をとっている。

蒸発源１０，１１のるつぼは、タンタルやタングステンなどの高融点金属などによって形成されており、基板ホルダ７に支持される基板６に対向する側に図示しない開口を有し、基板６の表面に蒸着させる蒸発材料としての輝尽性蛍光体が収容されている。また、るつぼの周面にはヒータ（図示略）が巻きつけられており、例えば、ヒータが抵抗加熱によって発熱することによって加熱され、これにより、るつぼ内部の輝尽性蛍光体を溶融させて、真空容器５の内部に蒸気を発生させるようになっている。

なお、蒸発源１０，１１を構成するるつぼはここに例示したものに限定されず、また、例えばるつぼ自体に直接電流を流して加熱し、るつぼ内の原料を溶融させる構成としてもよい。また、るつぼを形成する材料はここに例示したものに限定されず、例えば、高融点金属などを用いてもよい。また、蒸発源１０，１１を１個又は複数個の真空蒸着用ボートなどによって構成してもよい。

ここで、本実施形態に使用される蒸発材料について説明する。本実施形態における蒸発材料は、蛍光体又はその原料を含むものであり、下記の一般式（１）で表される輝尽性蛍光体を使用することが好ましい。

Ｍ¹Ｘ・ａＭ²Ｘ'₂・ｂＭ³Ｘ"₃：ｅＡ・・・一般式（１）
［式中、Ｍ¹はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓの各原子から選ばれる少なくとも１種のア
ルカリ金属原子であり、Ｍ²はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ及びＮ
ｉの各原子から選ばれる少なくとも１種の二価金属原子であり、Ｍ³はＳｃ、Ｙ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎの各原子から選ばれる少なくとも１種の三価金属原子であり、Ｘ、Ｘ'、Ｘ"はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩの各原子から選ばれる少なくとも１種のハロゲン原子であり、ＡはＥｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、Ｔｌ、Ｎａ、Ａｇ、Ｃｕ及びＭｇの各原子から選ばれる少なくとも１種の金属原子であり、また、ａ、ｂ、ｅはそれぞれ０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｅ＜１．０の範囲の数値を表す。］

上記一般式（１）で表される輝尽性蛍光体において、Ｍ¹は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓなどの各原子から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属原子を表し、中でもＲｂ及びＣｓの各原子から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属原子が好ましく、更に好ましくはＣｓ原子である。

Ｍ²は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ及びＮｉなどの各原子から選ばれる少なくとも１種の二価の金属原子を表すが、中でも好ましく用いられるのは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａなどの各原子から選ばれる二価の金属原子である。

Ｍ³は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、
Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎなどの各原子から選ばれる少なくとも１種の三価の金属原子を表すが、中でも好ましく用いられるのはＹ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｇａ及びＩｎなどの各原子から選ばれる三価の金属原子である。

輝尽性蛍光体の輝尽発光輝度向上の観点から、Ｘ、Ｘ'及びＸ"はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩの各原子から選ばれる少なくとも１種のハロゲン原子を表すが、Ｆ、Ｃｌ及びＢｒから選ばれる少なくとも１種のハロゲン原子が好ましく、中でも好ましく用いられるのは、Ｂｒ原子である。

また、一般式（１）において、ａ値は０≦ａ＜０．５、ｂ値は０≦ｂ＜０．５、ｅ値は０＜ｅ≦１．０の範囲の数値を示し、特にｂは０≦ｂ≦１０^-2 の範囲の数値を示すこと
が好ましい。

また、この中でも特に、下記一般式（２）で表される蛍光体若しくはその原料を含むことが好ましい。

ＣｓＢｒ：ｅＥｕ・・・一般式（２）
ここで、ｅ値は０．０００１＜ｅ≦１．０の範囲の数値を示す。

蒸発源１０，１１の上方には、蒸発源１０，１１から基板６に至る空間を遮断する蒸発源シャッタ１２，１３がそれぞれ設けられている。

蒸発源シャッタ１２，１３は蒸発源１０，１１の開口よりも広い表面積を有し、蒸発源１０，１１から蒸発する蒸気の蒸発領域を遮ることのできる幅寸法及び長さ寸法となるように形成されたシャッタ板を備えている。シャッタ板は、例えば、図示しない駆動源により、ガイドレール（図示略）に沿って、蒸気の蒸発領域を遮断して蒸気の上昇、拡散を妨げる被覆位置から、蒸気の上昇、拡散を妨げない退避位置まで移動して蒸発源シャッタ１２，１３を開閉することが可能となっている。このように蒸発源シャッタ１２，１３を設けることにより、輝尽性蛍光体の表面に付着した目的物以外の物質が蒸着の初期段階で蒸発して基板６に付着するのを防ぐことができる。なお、蒸発源シャッタ１２，１３の構成及びシャッタ板を移動させる機構はここに例示したものに限定されない。

真空容器５の両側面であって蒸発源１０，１１のそれぞれの略対向する位置には、真空容器５の内部を観察するための蒸発源用観察窓１４，１５が設けられている。蒸発源用観察窓１４，１５は、蒸発源シャッタ１２，１３が閉じている状態でも真空容器５の内部に付着した蛍光体を観察できる位置に設けられている。また、真空容器５のいずれか一方の側面であって基板ホルダ７に略対向する位置には、基板用観察窓１６が設けられている。

図２に示すように、蒸発源用観察窓１４，１５及び基板用観察窓１６は、真空容器５の側面に形成された開口部１７に、蛍光体の励起光及び発光光を透過させるガラスなどの板状部材１８を取付けることによって構成されている。

また、蒸発源用観察窓１４，１５及び基板用観察窓１６の近傍であって真空容器５の外側には、励起用光源１９ａ〜１９ｃ，及び受光センサ２０ａ〜２０ｃがそれぞれ設けられている。

励起用光源１９ａ〜１９ｃは、蒸発源用観察窓１４，１５又は基板用観察窓１６を介して、真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起光を照射するようになっている。本実施形態に係る励起用光源１９ａ〜１９ｃとしては、水銀キセノンランプに中心波長３６０ｎｍ／半値巾１０ｎｍの干渉フィルタを挿入した紫外線光源を使用している。上記一般式（２）で示される輝尽性蛍光体を使用する場合、紫外光の波長領域としては、３６０ｎｍ及び２５０ｎｍ付近で瞬時発光（蛍光）を発することができる。

ここで、励起用光源１９ａ〜１９ｃは二波長以上の励起光を照射する光源とすることも可能である。例えば、上記一般式（２）で示される輝尽性蛍光体の場合、励起波長として２５０ｎｍ付近と３６０ｎｍ付近の二波長の領域に励起感度が存在する。したがって、この特性を利用して、２５０ｎｍ及び３６０ｎｍの二波長を切り替えながら蛍光体に照射して、各々の励起光による発光強度や波長特性を測定する構成とすることもできる。励起用光源１９ａ〜１９ｃをこのような構成とすることにより、一般的に短波長（２５０ｎｍなど）で励起した場合は蛍光体の結晶表面から比較的表層までの発光特性をモニタリングすることが可能となり、また、長波長（３６０ｎｍなど）で励起した場合は結晶表面から比較的深層までの発光特性をモニタリングすることが可能となる。また、二種の励起波長によって時系列的にモニタリングすることで、蛍光体の結晶における厚み方向の構造変化をモニタリングすることが可能となる。なお、上記二波長以外にも、２５０ｎｍや３６０ｎｍを更に細分化した波長帯域に分割し、更に多くの波長を励起用光源１９ａ〜１９ｃから照射する構成としてもよい。

受光センサ２０ａ〜２０ｃは、真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起光を照射することによって蛍光体から放出された発光光を、蒸発源用観察窓１４，１５又は基板用観察窓１６を介して受光するようになっている。

本実施形態に係る受光センサ２０ａ〜２０ｃの前面には、４４０ｎｍ付近の波長を選択的に透過する光学フィルタ（図示略）が挿入されている。これにより、上記一般式（２）で示される輝尽性蛍光体に励起用光源１９ａ〜１９ｃから３６０ｎｍの光を照射すると波長４４０ｎｍを中心とした発光光を生じるため、計測対象とする発光光を選択的に透過させて、励起用光源１９ａ〜１９ｃ（３６０ｎｍ）などの外乱光を除去して測定精度を向上させることができる。

ここで、受光センサ２０ａ〜２０ｃに回折格子やプリズムなどの分光素子を設けることによって、発光光を分光し、蛍光体の発光波長を測定する構成としてもよい。すなわち、分光素子を用いて発光光を波長ごとに空間分離し、受光センサ２０ａ〜２０ｃで波長ごとの強度を測定することによって、その波長の違いから、基板６の表面に形成した結晶の組成的な特性やその偏りを測定することが可能となる。

また、輝尽性蛍光体の発光特性を蛍光体から放射される光束の空間分布（発光光の空間分布）と組み合わせて測定してもよい。これにより、輝尽性蛍光体層を微細な柱状結晶が配列された構造に形成すると、輝尽性蛍光体層内の輝尽励起光及び発光光の指向性が向上して放射線画像変換パネルの感度や鮮鋭性を向上させることができるが、この輝尽光の指向性を蒸着工程においてモニタリングすることが可能になる。

このような測定は、例えば、（１）受光センサ２０ａ〜２０ｃを一次元や二次元に走査する、（２）受光センサ２０ａ〜２０ｃを一次元や二次元に複数配置する、（３）受光センサ２０ａ〜２０ｃの前面に受光光束の見込み角を制限する可変絞りを設け、絞りの径を適宜変化させながら受光する、といった構成をとり、放射分布又は放射分布に代用できる測定値を得ることによって可能となる。

また、受光センサ２０ａ〜２０ｃには光電変換素子としてフォトダイオード（図示略）が備えられており、蛍光体から放出された発光光を光電変換により電気信号に変換するようになっている。

なお、本実施形態では、励起用光源１９ａ〜１９ｃ及び受光センサ２０ａ〜２０ｃによる蛍光量の測定対象を蒸発源用観察窓１４，１５の内側に付着した蛍光体としているが、図３に示すように、測定対象を蒸発源用観察窓１４，１５に対向する真空容器５の内壁面に付着した蛍光体としてもよい。図３のような構成とすると、蒸発源用観察窓１４，１５から離れた内壁面に付着した蛍光体の発光特性を測定することが可能となる。更に、一つの観察窓に複数の励起用光源又は受光センサを配置して内壁面における多点を計測することや、一組の励起用光源及び受光センサであってもそれを走査することにより、内壁面の多点を計測することが可能である。

また、励起用光源１９ａ〜１９ｃ及び受光センサ２０ａ〜２０ｃによる蛍光量の測定対象は真空容器５の内部における複数箇所とすることが望ましい。例えば、本実施形態のように蒸発源１０，１１としてるつぼを使用する場合、るつぼの加熱によって蛍光体材料が蒸発して発生する蒸気流は、るつぼの形状、真空容器５の内部形状、蒸発源の温度、蒸着時間の経過による蒸着材料のるつぼ内の嵩（液面高さなど）の変化などにより変化する。すなわち、蒸気流は真空容器５の内部で指向性を持って拡散し、かつ、経時によりその指向性が変化することがある。したがって、真空容器５の内部における多点を計測する構成とすることにより、蒸気流の指向性とその変化を含めた測定が可能となる。特に、真空容器５の内部に複数の蒸発源を設けてそれぞれを切り替えながら蒸着を行う場合は、蒸発源を切替えるたびに蒸気流の指向性がダイナミックに変化するため、真空容器５の内部の複数箇所を測定する構成とすることが有用である。

次に、蒸着システム１が備えるＡ／Ｄ変換装置３には、増幅器２１及びＡ／Ｄコンバータ２２が設けられている。増幅器２１は蒸着装置２の受光センサ２０ａ〜２０ｃにおいて光電変換された電気信号を所定値に増幅してＡ／Ｄコンバータ２２に送り、Ａ／Ｄコンバータ２２は所定値に増幅された電気信号をデジタルデータに変換するようになっている。

次に、蒸着システム１が備える制御装置４は、例えばパーソナルコンピュータによって構成される。この制御装置４は、蒸着装置２又は蒸着装置２に付帯する種々の装置の制御を行うパーソナルコンピュータなどと兼用させることができる。

制御装置４は制御部２３を備えている。制御部２３はＣＰＵ及びＲＡＭ（いずれも図示せず）から構成されており、ＣＰＵは記憶部２４に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭに展開し、ＲＡＭ上のプログラムとの協働により各種制御を実行するようになっている。

また、制御部２３には、記憶部２４、操作部２５、ディスプレイ２６が電気的に接続されており、制御部２３はこれらの各構成部分を駆動制御するほか、蒸着装置２の各構成部分を駆動制御するようになっている。

記憶部２４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などから構成されており、蒸着装置２の受光センサ２０ａ〜２０ｃから、Ａ／Ｄ変換装置３を介して制御装置４に入力されたデータを、受光センサ２０ａ〜２０ｃごとのデータとして記憶するようになっている。

また、記憶部２４は、「真空容器５の内部に付着した蛍光体に関する測定値Ａ」及び「製品として完成した放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層に関する測定値Ｂ」を予め対応付けて記憶している。

ここで、「真空容器５の内部に付着した蛍光体に関する測定値Ａ」とは、蒸着工程において、真空容器５の内部で製品としての基板６以外の部分に付着した蛍光体の発光特性についての測定値をいう。また、「製品として完成した放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体に関する測定値Ｂ」とは、蒸着法によって製造された放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層の発光特性についての測定値をいう。

ここで、蒸着装置２によって製造した放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体の発光特性と、蒸着工程において真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性には、所定の相関関係がある。

例えば、図４は、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光量（測定値Ａ）と、製品として完成した放射線画像変換パネルの輝尽発光量（測定値Ｂ）との関係を示すグラフである。

図４においては、蒸着工程において真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起用光源１９ａ〜１９ｃと同様の光源から励起光を照射して、発生した発光量の測定値の相対値を「真空容器５の内部に付着する蛍光体の発光量（測定値Ａ）」としている。また、蒸着工程が終了した放射線画像変換パネルを真空容器５から取り出し、Ｘ線を照射した後に輝尽励起光として７００ｎｍ付近の波長の近赤外レーザを照射して発生した発光光を、蒸着装置２の受光センサ２０ａ〜２０ｃと同様の受光センサで受光した輝尽発光量の測定値の相対値を「放射線画像変換パネルの輝尽発光量（測定値Ｂ）」としている。

図４より、例えば製品として得る放射線画像変換パネルの輝尽発光量（測定値Ｂ）を１．８としたい場合は、真空容器５の内部に付着する蛍光体の発光量（測定値Ａ）を約１．６とするように蒸着装置を制御すればよいことがわかる。

また、図５及び図６は、真空容器５の内部に付着した蛍光体の色度値（測定値Ａ）と、製品として完成した放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層のＥｕ濃度（測定値Ｂ）との関係を示すグラフである。

このうち、図５の測定値Ａは、蒸着工程において真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起用光源１９ａ〜１９ｃと同様の光源から励起光を照射して、発生した蛍光の分光スペクトルを測定し、その分光スペクトルのデータをＸ色度値（青：値小，赤：値大）に換算したものである。また、測定値Ｂは、蒸着工程が終了した放射線画像変換パネルにおける輝尽性蛍光体層のＥｕ濃度の測定値である。

図５より、例えば製品として得る放射線画像変換パネルのＥｕ濃度（測定値Ｂ）を８０ｐｐｍとしたい場合は、真空容器５の内部に付着する蛍光体のＸ色度値（測定値Ａ）を約０．１５６とするように蒸着装置を制御すればよいことがわかる。

また、図６の測定値Ａは、蒸着工程において真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起用光源１９ａ〜１９ｃと同様の光源から励起光を照射して、発生した蛍光の分光スペクトルを測定し、その分光スペクトルのデータをＹ色度値（青：値小，緑：値大）に換算したものである。また、測定値Ｂは図５と同様である。

図６より、例えば製品として得る放射線画像変換パネルのＥｕ濃度（測定値Ｂ）を８０ｐｐｍとしたい場合は、真空容器５の内部に付着する蛍光体のＹ色度値（測定値Ａ）を約０．０４とするように蒸着装置を制御すればよいことがわかる。

図４〜図６のように、蒸着時間ごとの発光量を数点測定して、相対値Ｘ，Ｙの対応を予めとっておけば、蒸着中に真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光量を測定することにより、蒸着によって製造した放射線画像変換パネルを製品として使用する際の発光特性を検知することが可能となる。

ここで、図４〜図６のグラフにおける直線の傾きは、蒸発源用観察窓１４，１５の位置や真空容器５の内部で測定対象とする蛍光体が付着した場所、励起用光源１９ａ〜１９ｃと測定対象とする内壁面や蒸発源用観察窓１４，１５との距離、励起光の入射角、発光光の受光センサ２０ａ〜２０ｃへの入射角や見込み角によって変化する。したがって、計測系の条件及び付着物の発光量の測定位置を決めて、予め測定を行うことにより測定値Ａ及び測定値Ｂの関係を求めておくことができる。そして、「製品として完成した放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体に関する測定値Ｂ」をアドレスとして、「真空容器５の内部に付着した蛍光体に関する測定値Ａ」をＬＵＴにより選択できるようにしておくことができる。

なお、輝尽性蛍光体の発光強度は輝尽性蛍光体の膜厚にも依存するため、所定の蒸着材料及び所定の蒸着条件の下で発光強度と膜厚との相関（検量線）を求めておくことによって、真空容器５の内部に付着する蛍光体の発光強度の測定値を簡易な膜厚モニタとして利用することも可能である。また、膜厚以外に、輝尽性蛍光体の結晶の構造や不純物の組成によって発光強度は変化するため、発光強度と波長特性とを組み合わせて測定することによって、蒸着工程における蛍光体結晶の組性をより正確にモニタリングすることが可能になる。

操作部２５は、カーソルキー、数字入力キー及び各種機能キーなどを備えたキーボードと、マウスなどのポインティングデバイスを備えて構成されており、キーボードで押下されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部２３に出力するようになっている。

ディスプレイ２６は、液晶パネルを利用した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）などによって構成されており、制御部２３から入力される表示信号の指示に従って、ディスプレイ画面上に各種画面を表示するようになっている。

制御部２３は、操作部２５からの入力信号などに基づき製品として得たい放射線画像変換パネルの輝尽発光量を決定すると、その輝尽発光量の「測定値Ｂ」をアドレスとして、「真空容器５の内部に付着した蛍光体に関する測定値Ａ」をＬＵＴにより選択して決定するようになっている。そして、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がいかなる値となったときに所定の特性の放射線画像変換パネルが製品として得られるかという「目標値」を決定するようになっている。すなわち、この「目標値」は制御部２３により決定された「測定値Ａ」に対応する値である。

更に、制御部２３は、蒸発源の加熱を開始する「蒸着切替値」、蒸発源シャッタを開く「シャッタ開値」及び蒸発源シャッタを閉めて蒸発源の加熱を停止する「蒸着停止値」を決定するようになっている。

なお、制御部２３により決定された「測定値Ａ」をディスプレイ２６に表示し、ユーザによる操作部２５からの入力信号に従って、制御部２３が上記の各値を決定する構成としてもよい。

本実施形態においては、蒸発源１０の加熱開始後に蒸発源シャッタ１２を開くときの値を「シャッタ開値ａ」、蒸発源１１の加熱を開始するときの値を「蒸着切替値」、蒸発源シャッタ１２を閉めて蒸発源１０の加熱を停止するときの値を「蒸着停止値ａ」、蒸発源シャッタ１３を開くときの値を「シャッタ開値ｂ」、蒸発源シャッタ１３を閉めて蒸発源１１の加熱を停止するときの値を「蒸着停止値ｂ」としている。
すなわち、本実施形態において、「シャッタ開値ａ」は受光センサ２０ａにおいて測定される蛍光体の発光特性、「蒸着切替値」、「蒸着停止値ａ」及び「蒸着停止値ｂ」は受光センサ２０ｃにおいて測定される蛍光体の発光特性、「シャッタ開値ｂ」は受光センサ２０ｂにおいて測定される蛍光体の発光特性である。

また、制御部２３は、上記の各値に基づき、次のように蒸発源１０，１１のヒータ又は蒸発源シャッタ１２，１３を制御するようになっている。

すなわち、制御部２３は、蒸発源１０の加熱後、受光センサ２０ａで測定された蛍光体の発光特性が「シャッタ開値ａ」に達したときに蒸発源シャッタ１２を開くようになっている。また、受光センサ２０ｃで測定された蛍光体の発光特性が「蒸着切替値」に達したときに蒸発源１１の加熱を開始し、「蒸着停止値ａ」に達したときに蒸発源シャッタ１２を閉めて蒸発源１０の加熱を停止するようになっている。また、受光センサ２０ｂで測定された蛍光体の発光特性が「シャッタ開値ｂ」に達したときに蒸発源シャッタ１３を開き、更に、受光センサ２０ｃで測定された蛍光体の発光特性が「蒸着停止値ｂ」に達したときに蒸発源シャッタ１３を閉めて蒸発源１１の加熱を停止するようになっている。

なお、制御部２３は、蒸着装置２の図示しない真空ポンプを制御することによる真空容器５の真空度の調整や、基板ホルダ７に備えられた図示しない加熱手段を制御することによる基板６の温度の調整や、蒸発源１０，１１の図示しないヒータを制御することによる蒸発源１０，１１の温度の調整を行うようになっている。また、蒸着装置２における輝尽性蛍光体の蒸着中に、図示しない蒸着量計測センサ又は流量センサにより、輝尽性蛍光体の蒸着量（蒸着レート）や真空容器５の内部における導入ガスの流量などを計測してその計測量を監視すると共に、記憶部２４に記憶するようになっている。

また、制御装置４において蒸着装置２を制御しないまでも、蒸着中に蛍光体の発光特性を測定することによって異常を検知し、アラームを発生させることによって、ユーザに蒸着装置２や製品としての輝尽性蛍光体層の異常を知らせるように構成することもできる。

次に、蒸着システム１を用いた本発明に係る蒸着方法について、図７のフローチャートを用いて説明する。

蒸着システム１を用いて基板６に輝尽性蛍光体層を形成するには、基板ホルダ７に基板６を取付ける。そして、蒸発源１０，１１のるつぼに蛍光体材料を充填する。

また、蒸発源シャッタ１２，１３はシャッタ板を被覆位置に位置させることによって閉じておく。これにより、蒸着の初期段階において輝尽性蛍光体の表面に付着した目的物以外の物質が蒸発して基板６に付着することがないようにする。

また、真空ポンプによって真空容器５の内部を真空排気する。この際、Ａｒガス、Ｎｅガスなどの不活性ガスを導入してもよい。

その後、蒸発源１０の加熱を開始する（ステップＳ１）。

そして、真空容器５が蒸着可能な真空度に達し、かつ、蒸発源１０，１１のるつぼ内部に収容された輝尽性蛍光体が蒸着に適した温度まで加熱されたら、基板回転機構８を駆動制御することにより基板ホルダ７をるつぼ７，７に対して水平方向に回転させる。

蒸発源１０のるつぼに充填された蛍光体材料は、るつぼの加熱によって融点に達すると蒸発を始める。

励起用光源１９ａ〜１９ｃは、蒸発源１０から蒸発して真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起光を照射する。ここで、本実施形態では励起用光源１９ａ〜１９ｃを常時ＯＮとしているが、間欠的に計測を行う場合は、励起用光源１９ａ〜１９ｃの寿命を延ばすために、計測するタイミングによってＯＮ・ＯＦＦの制御を行ってもよい。なお、励起用光源１９ａ〜１９ｃのＯＮ・ＯＦＦの制御を行う場合は、励起用光源１９ａ〜１９ｃの射出エネルギーが一定になる期間アイドリングすることや、照射光の一部を分岐して励起光量が一定となるようにフィードバック制御すること又は補正をかけることが好ましい。

なお、励起用光源１９ａ〜１９ｃから二波長以上の励起光を照射することにより発光特性を測定してもよい。例えば、２５０ｎｍ及び３６０ｎｍの二波長を切り替えながら蛍光体に照射して各々の励起光による発光強度や波長特性を測定することができる。また、二種の励起波長によって時系列的にモニタリングすることで、蛍光体の結晶における厚み方向の構造変化をモニタリングすることも可能である。また、上記二波長以外にも、２５０ｎｍや３６０ｎｍを更に細分化した波長帯域に分割し、更に多くの波長を照射することによって測定を行ってもよい。

受光センサ２０ａが蛍光体の発光光を受光すると、制御部２３は発光光の発光特性の測定値を観察することによって、発光特性が「シャッタ開値ａ」に達したか否かを判断する（ステップＳ２）。その結果、「シャッタ開値ａ」に達していない場合は引き続き受光センサ２０ａで測定された蛍光体の発光特性の観察を行う。一方、「シャッタ開値ａ」に達した場合はシャッタ板を退避位置に移動させることによって蒸発源シャッタ１２を開く（ステップＳ３）。蒸発源シャッタ１２を開くと、蒸発源１０から蒸発した蛍光体は基板６に蒸着し始める。

ここで、受光センサ２０ａ〜２０ｃにおいては、蛍光体の発光特性を、蛍光体から放射される光束の空間分布（蛍光発光の空間放射分布）と組み合わせて測定してもよい。このように、蛍光体の発光特性と組み合わせて蛍光体から放射される光束の空間分布を測定することによって、輝尽性蛍光体層の発光の指向性を蒸着工程においてモニタリングすることが可能となる。

次に、励起用光源１９ｃは、蒸発源１０から蒸発して基板用観察窓１６の付近に付着した蛍光体に励起光を照射する。蒸発源１による成膜が正常に進行すると、基板６に徐々に輝尽性蛍光体が堆積して、受光センサ２０ｃで受光する発光光の発光特性は時間と共に変化する。そして、受光センサ２０ｃが蛍光体の発光光を受光すると、制御部２３は発光光の発光特性の測定値を観察することによって、発光特性が「蒸着切替値」に達したか否かを判断する（ステップＳ４）。その結果、「蒸着切替値」に達しない場合は引き続き受光センサ２０ｃで測定された蛍光体の発光特性の観察を行う。一方、「蒸着切替値」に達した場合は蒸発源１１の加熱を開始する（ステップＳ５）。蒸発源１１のるつぼに充填された蛍光体材料は、るつぼの加熱によって融点に達すると蒸発を始める。

一方、制御部２３は引き続き受光センサ２０ｃで受光された発光光の発光特性を観察して、「蒸着停止値ａ」に達したか否かを判断する（ステップＳ６）。その結果、「蒸着停止値ａ」に達していない場合は引き続き受光センサ２０ｃで測定された蛍光体の発光特性の観察を行う。一方、「蒸着停止値ａ」に達した場合は蒸発源１０の加熱を停止して蒸発源シャッタ１２を閉じる（ステップＳ７）。

次に、励起用光源１９ｂは、蒸発源１１から蒸発して蒸発源用観察窓１５の付近に付着した蛍光体に励起光を照射する。そして、受光センサ２０ｂが蛍光体の発光光を受光すると、制御部２３は発光光の発光特性の測定値を観察することによって、発光特性が「シャッタ開値ｂ」に達したか否かを判断する（ステップＳ８）。その結果、「シャッタ開値ｂ」に達しない場合は引き続き受光センサ２０ｂで測定された蛍光体の発光特性の観察を行う。一方、「シャッタ開値ｂ」に達した場合は蒸発源シャッタ１３を開く（ステップＳ９）。蒸発源シャッタ１３を開くと、蒸発源１１から蒸発した蛍光体は基板６に蒸着し始める。

次に、励起用光源１９ｃは、蒸発源１１から蒸発して基板用観察窓１６の付近に付着した蛍光体に励起光を照射する。そして、受光センサ２０ｃが蛍光体の発光光を受光すると、制御部２３は発光光の発光特性の測定値を観察することによって、発光特性が「蒸着停止値ｂ」に達したか否かを判断する（ステップＳ１０）。その結果、「蒸着停止値ｂ」に達しない場合は、引き続き受光センサ２０ｃで測定された蛍光体の発光特性の観察を行う。一方、「蒸着停止値ｂ」に達した場合は蒸発源１１の加熱を停止して蒸発源シャッタ１２を閉じる（ステップＳ１１）。

これにより、本実施形態に係る蒸着システム１を使用した本発明の蒸着方法による蒸着工程は終了する。

なお、本実施形態においては蒸発源１０の加熱を停止する前に蒸発源１１の加熱を開始して、蒸発源１０及び蒸発源１１の双方による蒸着を行う区間を設ける方法としたが、蒸発源１０の加熱を停止した後に、蒸発源１１の加熱を開始する方法とすることも可能である。

以上のように本実施形態に係る蒸着システム及び蒸着方法によれば、蒸着中において、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が所定の目標値となるように蒸着装置２の各構成部分を制御することによって、基板６に所定の発光特性を有する蛍光体層を形成することができる。

また、本発明では測定にあたって真空容器５の内部にモニタ基板、励起用光源及び受光センサなどを設置する必要がないことから、蒸発源から蒸発した蒸気流の流れに影響を及ぼすことはない。これにより、蒸着装置２の真空容器５の内部における設計の自由度も確保される。

また、蒸発源用観察窓１４，１５、基板用観察窓１６、励起用光源１９ａ〜１９ｃ及び受光センサ２０ａ〜２０ｃは真空容器５の側面における任意の位置に設置できるので、測定の自由度が確保される。

また、真空容器５の内部に付着した蛍光体に励起光を照射して受光した発光光を光電変換して測定値を得ることから、蛍光体の膜厚のみならず、蛍光発光特性を量的・質的に管理することが可能となる。

また、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がそれぞれの目標値となったときに蒸発源１０又は蒸発源１１による蒸着を停止することから、基板６に所定の発光特性を有する輝尽性蛍光体層を形成することができる。

また、目標値を参照して蒸発源シャッタ１２，１３を開くシャッタ開値を予め決定し、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がシャッタ開値となったときに蒸発源シャッタ１２又は蒸発源シャッタ１３を開くことから、蒸発開始直後における指向性の不安定な蒸気量・蒸気や蛍光体材料に含まれる不純物を蒸着させることなく、所定の発光特性を有する輝尽性蛍光体層を形成することができる。

また、蒸発源１０，１１を切り替えて蒸着を行う蒸着装置２において、それぞれの蒸発源１０，１１につき目標値を参照して蒸着停止値を予め決定し、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値がそれぞれの蒸着停止値となったときに、蒸発源１０，１１の加熱を停止することから、蒸発源１０，１１における蛍光体材料の量が減って蒸気量・蒸着の指向性が不安定になる前であり、かつ、残存した蛍光体材料の成分の偏りが生じる前に蒸着を停止して、所望の発光特性を有する輝尽性蛍光体層を形成することができる。

また、蒸発源１０，１１を切り替えて蒸着を行う蒸着装置２において、目標値を参照すると共に他の蒸発源との相対関係を勘案してそれぞれの蒸発源１０，１１の蒸着切替値を予め決定し、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が蒸着切替値となったときに、蒸発源１０又は蒸発源１１の加熱を開始することによって、他の蒸発源の加熱が停止する前に予熱などの準備を開始して、蒸着工程全体のタクトタイムを短縮することができる。

また、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光量と基板６に形成される蛍光体層の発光量は相関関係があることから、真空容器５の内部に付着した蛍光体の発光量の測定値を蒸着装置２の制御にフィードバックすることによって、所望の発光量を有する蛍光体層を得ることができる。

また、分光素子を用いて発光光を波長ごとに空間分離し、受光センサ２０ａ〜２０ｃで波長ごとの強度を測定することによって、分光素子によって発光光を波長ごとに空間分離して、受光センサで波長ごとの発光量の強度を測定することにより、蛍光体層の発光光のスペクトル分布を蒸着工程において知ることが可能となる。

以上のように本発明によれば、蒸着中に真空容器内に付着した蛍光体の発光特性を測定して、基板上に形成される蛍光体層の真の発光特性に近似できる特性を蒸着装置の各構成部分の制御にリアルタイムでフィードバックすることによって、基板上に所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することが可能となる。

すなわち、目標値を参照して決定したシャッタ開値に基づく制御により、蒸発開始直後における指向性の不安定な蒸気量・蒸気や蛍光体材料に含まれる不純物を蒸着させることなく、所定の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

また、目標値を参照して決定した蒸着停止値に基づく制御により、蒸発源における蛍光体材料の量が減って蒸気量・蒸着の指向性が不安定になる前であり、かつ、残存した蛍光体材料の成分の偏りが生じる前に蒸着を停止して、所望の発光特性を有する蛍光体を成膜することができる。

また、目標値を参照して決定した蒸着切替値に基づく制御により、複数の蒸発源を切り替えて蒸着を行う蒸着装置において、他の蒸発源の加熱が停止する前に予熱などの準備を開始して、蒸着工程全体のタクトタイムを短縮することができる。

更に、波長ごとの発光量の強度を測定することや、蛍光体から放射される光束の空間分布を測定することによって、蛍光体層の発光の質的な特性や指向性を蒸着工程において知ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る蒸着システムの全体構成を示す概略図である。本発明の実施形態に係る蒸発源用観察窓の断面図である。本発明の実施形態に係る蒸着装置の他の構成例である。輝尽発光量と真空容器内に付着した蛍光体の発光量との相関関係を示すグラフである。輝尽性蛍光体のＥｕ濃度と真空容器内に付着した蛍光体の色度値との相関関係を示すグラフである。輝尽性蛍光体のＥｕ濃度と真空容器内に付着した蛍光体の色度値との相関関係を示す他のグラフである。本発明の実施形態に係る蒸着システムを使用した蒸着方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１蒸着システム
２蒸着装置
３Ａ／Ｄ変換装置
４制御装置
５真空容器
６基板
７基板ホルダ
１０，１１蒸発源
１２，１３蒸発源シャッタ
１４，１５蒸発源用観察窓
１６基板用観察窓
１９ａ〜１９ｃ励起用光源
２０ａ〜２０ｃ受光センサ
２１増幅器
２２Ａ／Ｄコンバータ
２３制御部
２４記憶部

Claims

真空容器内で基板を保持する基板ホルダと、蛍光体材料を蒸発させて前記基板に蒸着させる一又は複数の蒸発源と、前記真空容器の側面に形成された観察窓と、前記蒸発源から蒸発して前記真空容器内に付着した蛍光体に前記観察窓から励起光を照射する励起用光源と、前記励起光により前記蛍光体から発生した発光光を前記観察窓から受光して電気信号に光電変換する受光センサと、を備えた蒸着装置と、
前記基板に所定の発光特性を有する蛍光体層を形成するための目標値を決定し、前記受光センサから受信した電気信号に基づき、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となるように、前記蒸着装置の各構成部分を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする蒸着システム。
前記制御装置は、前記基板に形成する蛍光体の発光特性に関する測定値と、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値とを予め対応付けたＬＵＴを有し、前記ＬＵＴの使用により選択した前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値に基づいて前記目標値を決定することを特徴とする請求項１に記載の蒸着システム。
前記制御装置は、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となったときに前記蒸発源による蒸着を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蒸着システム。
前記蒸着装置は前記蒸発源から蒸発して前記基板に到達する蛍光体を遮蔽する蒸発源シャッタを備え、
前記制御装置は、前記目標値に基づいてシャッタ開値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記シャッタ開値となったときに前記蒸発源シャッタを開くことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の蒸着システム。
前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源ごとに蒸着停止値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着停止値となったときに、その蒸着停止値に対応する前記蒸発源の加熱を停止することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の蒸着システム。
前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源のうち所定の蒸発源についてそれぞれ蒸着切替値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着切替値となったときに、その蒸着切替値に対応する前記蒸発源の加熱を開始することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の蒸着システム。
前記蛍光体の発光特性は、前記蛍光体の発光量であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の蒸着システム。
前記受光センサは分光素子を備え、前記真空容器内に付着した蛍光体の波長特性を前記発光特性として測定することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の蒸着システム。
前記蛍光体は希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の蒸着システム。
蒸着装置の真空容器内で基板ホルダに保持された基板に一又は複数の蒸発源から蛍光体材料を蒸発させて前記基板に蒸着させる蒸着工程と、
前記蒸着工程において前記真空容器内に付着した蛍光体に前記真空容器の側面に形成された観察窓から励起用光源より励起光を照射する励起光照射工程と、
前記励起光照射工程において前記蛍光体から発生した発光光を前記観察窓から受光センサで受光して電気信号に光電変換する光電変換工程と、
前記基板に所定の発光特性を有する蛍光体層を形成するための目標値を決定し、前記受光センサから受信した電気信号に基づき、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となるように、制御装置が前記蒸着装置の各構成部分を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする蒸着方法。
前記制御工程において、前記制御装置は、前記基板に形成する蛍光体の発光特性に関する測定値と、前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値とを予め対応付けたＬＵＴを有し、前記ＬＵＴの使用により選択した前記真空容器内に付着する蛍光体の発光特性に関する測定値に基づいて前記目標値を決定することを特徴とする請求項１０に記載の蒸着方法。
前記制御工程において、前記制御装置は前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記目標値となったときに前記蒸発源による蒸着を停止することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の蒸着方法。
前記蒸着装置は前記蒸発源から蒸発して前記基板に到達する蛍光体を遮蔽する蒸発源シャッタを備え、
前記制御工程において、前記制御装置は前記目標値に基づいてシャッタ開値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記シャッタ開値となったときに前記蒸発源シャッタを開くことを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記制御工程において前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源ごとに蒸着停止値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着停止値となったときに、その蒸着停止値に対応する前記蒸発源の加熱を停止することを特徴とする請求項１０〜請求項１３のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記制御工程において前記制御装置は複数の前記蒸発源を備え、前記目標値に基づいて前記複数の蒸発源のうち所定の蒸発源についてそれぞれ蒸着切替値を決定し、前記真空容器内に付着した蛍光体の発光特性に関する測定値が前記蒸着切替値となったときに、その蒸着切替値に対応する前記蒸発源の加熱を開始することを特徴とする請求項１０〜請求項１４のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記蛍光体の発光特性は、前記蛍光体の発光量であることを特徴とする請求項１０〜請求項１５のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記受光センサは分光素子を備え、前記真空容器内に付着した蛍光体の波長特性を前記発光特性として測定することを特徴とする請求項１０〜請求項１６のいずれか一項に記載の蒸着方法。
前記蛍光体は希土類付活アルカリ金属ハロゲン化物系輝尽性蛍光体であることを特徴とする請求項１０〜請求項１７のいずれか一項に記載の蒸着方法。