JP4087661B2 - 材料供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空蒸着の技術分野に属し、詳しくは、真空蒸着装置において、蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置に関する。
【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 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。
【０００５】
一般的に、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、ほとんどの場合は、形成する膜の厚さは１μｍ以下で、厚くても３μｍ程度である。
これに対し、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、厚い場合で１０００μｍもの厚さが必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常の真空蒸着装置では、このような厚さの膜は１つの材料で成膜することは不可能であるので、蛍光体層の成膜中に成膜材料を追加する必要があり、それに応じて、材料供給装置を備える真空蒸着装置も各種、知られている。
【０００７】
ここで、蓄積成膜蛍光体、特に、好適な蛍光特性を有するために、各種の蛍光体シートで利用されるアルカリハライド系の蓄積性蛍光体の成膜材料は、一般的に、吸湿性が高い。そのため、真空蒸着による成膜中に水分を放出して、蛍光体層の品質を低下させてしまう場合がある。
蓄積性蛍光体の成膜材料は、通常、粉末状やワイヤー状で提供されるが、前記吸湿による不都合を低減するためには、表面積を小さくする必要があり、従って、真空蒸着では、成膜材料は、ある程度の大きさのタブレット（錠剤状）やインゴット（柱状）等に成形して使用するのが好ましい。
【０００８】
従って、真空蒸着用の材料供給装置は、ある程度の大きさを有するタブレットやインゴットに成形された成膜材料を供給できるのが好ましく、さらに、成膜材料を取得あるいは成形する際の選択性や自由度を考慮すれば、タブレットとインゴットの両方を使用できるのが、特に好ましい。
ところが、成膜材料として、多数のタブレットを連続的に供給でき、好ましくは、タブレットとインゴットの両方を使用でき、前述のような膜厚に対応できる量の材料を安定して供給できる真空蒸着用の材料供給装置は、今だ、実現されていない。
【０００９】
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、真空蒸着装置に装着されて、蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置であって、多数のタブレットを連続的に供給でき、さらに、タブレットおよびインゴットの両者の使用も可能にでき、蛍光体シートに蓄積性蛍光体層を成膜する場合のように、２００μｍを超えるような厚さの成膜を行う際にも、十分な量の成膜材料を供給することができる、真空蒸着用の材料供給装置を提供することにある。
【００１０】
【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、真空蒸着装置に装着され、所定の蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置であって、前記成膜材料が装填され、同じ回転中心を有し、互いに独立に回転可能で、回転軸の延在方向に離間して配置される複数のターレットと、前記ターレットに装填された成膜材料を、前記ターレットの回転軸の延在方向に移動することにより、成膜材料を所定の蒸発位置に移動する移動部材を有する移動手段と、前記複数のターレットを独立に回転する回転手段とを有すると共に、各ターレットは、成膜材料の装填位置に対応して、前記移動部材が通過するための複数の移動用貫通孔を有し、さらに、各ターレットの回転中心を中心とする同サイズの円周に対応する位置に、前記移動部材および移動用貫通孔が位置し、また、少なくとも成膜基板から最も遠いターレット以外は、前記円周に対応する位置に成膜材料が通過するための供給用貫通孔を有することを特徴とする材料供給装置を提供する。
【００１１】
このような本発明の材料供給装置において、成膜材料を収容する収容容器を有し、この収容容器を前記移動用貫通孔に装着するのが好ましく、また、前記収容容器は、成形された成膜材料を収容するものであり、かつ、成膜材料を収容した状態において、少なくとも前記収容容器の上端部近傍は、成膜材料と収容容器内壁との間に成膜材料の溶融液が流れ込めるだけの間隙を有するのが好ましい。また、本発明の材料供給装置において、成膜基板側の幾つかの前記ターレットが、着脱自在に構成されるのが好ましく、さらに、錠剤状もしくは柱状に成形された成膜材料を供給するものであり、柱状の成膜材料を供給する際には、前記成膜基板側の幾つかのターレットを取り外すのが好ましい。また、本発明の材料供給装置において、前記移動手段は、成膜の進行に伴う成膜材料の消費による、成膜材料の蒸発面の降下に応じて、成膜材料を持ち上げて、蒸発面を所定の蒸発位置に保つのが好ましく、さらに、前記供給用貫通孔は、前記収容容器を通過可能なサイズであるのが好ましく、また、前記移動用貫通孔は、段付きであり、この段に、前記錠剤状もしくは柱状に成形された成膜材料を載置されるのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の材料供給装置について、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。
【００１３】
図１に、本発明の材料供給装置を装着した、真空蒸着装置の一例の概念図を示す。
図示例の真空蒸着装置（以下、蒸着装置１０とする）は、二元の真空蒸着によって、シート状の基板Ｓの表面に、蓄積性蛍光体を含有する層（（蓄積性）蛍光体層）を形成して、蓄積性蛍光体シート（以下、蛍光体シートとする）を作製するものであり、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である。この加熱蒸発部１６には、本発明の材料供給装置１８が装着されている。
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。
【００１４】
図示例の蒸着装置１０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、基板に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。
この蛍光体層の成膜においては、蛍光体の成膜材料が臭化セシウムで、付活剤の成膜材料が臭化ユーロピウムである。
【００１５】
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蒸着装置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。
【００１６】
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。
【００１７】
真空チャンバ１２の下方には、加熱蒸発部１６が配置される。
前述のように、蒸着装置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する二元の真空蒸着を行うものであり、加熱蒸発部１６は、セシウム蒸発部３０（以下、Ｃｓ蒸発部３０とする）と、ユーロピウム蒸発部３２（以下、Ｅｕ蒸発部３２とする）と、本発明の材料供給装置１８とを有する。
【００１８】
Ｅｕ蒸発部３２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（付活剤の成膜材料）を抵抗加熱して蒸発する部位ある。
図示例の蒸着装置１０において、抵抗加熱装置３４は、公知のものである。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、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、それぞれ、使用される。
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、１Ａ〜１０００Ａ程度とすればよい。
【００１９】
一方、Ｃｓ蒸発部３０は、電子銃３６から出射した電子線（エレクトロンビーム＝ＥＢ）を所定の蒸発位置に照射することにより、本発明の材料供給装置１８によって蒸発位置に供給された、蛍光体の成膜材料である臭化セシウムを加熱蒸発する、公知の電子線加熱装置である。
【００２０】
従って、電子銃３６としては、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３６は、一例として、２７０°偏向銃を利用している。
電子銃３６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、５０ｍＡ〜２Ａとするのが好ましい。また、成膜速度にも特に限定はないが、図示例においては、１０ｎｍ／ｓｅｃ〜５０００ｎｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２１】
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を超える場合も有る。図示例においては、膜厚は、５０μｍ〜１０００μｍ、特に、２００μｍ〜５００μｍが好ましい。さらに、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、図示例の蒸着装置１０において、加熱蒸発部１６には、本発明の材料供給装置１８（以下、供給装置１８とする）が装着されており、蛍光体の成膜材料である臭化セシウムは、この供給装置１８によって、Ｃｓ蒸発部３０の所定の蒸発位置に供給される。
【００２２】
図２に、本発明の供給装置１８の概略図を示す。なお、図２において、（Ａ）は、供給装置１８を基板Ｓ側から見た図（上面図）であり、（Ｂ）は、図１と同方向から見た図（正面図）である。
供給装置１８は、図３に示されるような、タブレット（錠剤状）に成形された成膜材料（図示例では臭化セシウム 以下、タブレットＴｂとする）と、インゴット（柱状）に成形された成膜材料（同前 以下、インゴットＩｎとする）を、所定の蒸発位置、すなわち電子銃３６からのＥＢの照射位置に供給するものである。このような供給装置１８は、基本的に、３つのターレット５０（第１ターレット５０ａ、第２ターレット５０ｂ、および第３ターレット５０ｃ）と、昇降手段５２と、各ターレット５０を回転する回転手段（図示省略）とを有して構成される。
【００２３】
なお、タブレットＴｂやインゴットＩｎの成形方法には、特に限定はなく、用いる成膜材料に応じた方法が、各種、利用可能である。例えば、粉末状の成膜材料を成形用のダイスに投入して、粉末金型プレス成形機で成形した後、真空乾燥処理を行う成形方法等が例示される。
また、図示例においては、成膜材料は、共に円柱状に成形されているが、成膜材料の形状は、円柱以外にも、角柱状であってもよい。
【００２４】
ターレット５０は、下面の中心に回転軸５４（各ターレット５０では、５４ａ、５４ｂおよび５４ｃ）有する円盤で、タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎを収容した容器５６（図３参照）を装着する装填孔５８（移動用貫通孔）、および、容器５６を通過させるための供給孔６０（供給用貫通孔）が形成される（図２（Ｂ）では、供給孔６０のみを示す）。
図示例においては、ターレット５０には、６つの装填孔５８と１つの供給孔６０との、計７つの孔が、ターレット５０の回転と中心を一致する円周上に、同じ回転角間隔で形成されている。
【００２５】
なお、本発明において、装填孔５８（供給用貫通孔）の数は、これに限定はされず、５個以下でも７個以上でもよい。また、後に明らかになるが、最も下（基板Ｓと最も離れた）の第３ターレット５０ｃは、容器５６を通過させる必要が無いので、供給孔６０を形成せずに、全ての孔を装填孔５８としてもよい。
さらに、各ターレット５０は、回転中心が一致しており、かつ、各貫通孔が、ターレットの回転と中心を一致する同じ円周上に形成されていれば、個々の形状やサイズが異なっていてもよい。
【００２６】
前述のように、第１ターレット５０ａの下面には回転軸５４ａが、第２ターレット５０ｂの下面には回転軸５４ｂが、第３ターレット５０ｃの下面には回転軸５４ｃが、それぞれ、固定される。図示例において、回転軸５４は中空の円柱で、下方のターレット５０ほど、大きな径を有する。
３つのターレット５０は、回転軸５４ａを回転軸５４ｂに挿入し、さらに、この回転軸５４ｂを回転軸５４ｃに挿入した状態で、回転軸方向にタブレットＴｂのサイズ（高さ）に応じた所定の間隔離間して、自身の回転軸５４によって、同じ回転中心で個々に回転可能に支持される。また、各回転軸５４は、公知の方法で、真空チャンバ１２に固定されるハウジング６２に軸支され（図１参照）、かつ、上方の２段の第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂは、着脱可能に構成される。
なお、各ターレット５０を所定間隔で保持する方法は、リブやフランジ等で支持する方法、各種の保持部材を用いる方法等、公知の方法を利用すればよい。
【００２７】
各ターレット５０は、図示しない回転手段によって、それぞれ、独立して回転される。
ターレット５０を独立して回転にする方法には、特に限定はなく、公知の各種の方法が利用可能である。例えば、回転軸５４ｂは回転軸５４ｃよりも下方に突出し、回転軸５４ａは回転軸５４ｂよりも下方に突出するようにすると共に、各回転軸５４の下端部にギヤ等の伝達手段を装着して、各回転軸５４のギヤにモータを係合して、独立して回転する方法等が例示される（最長の回転軸５４ａは、モータの回転軸と直結でも可）。
【００２８】
前述のように、タブレットＴｂおよびインゴットＩｎは、共に、容器５６に収容される。
この容器５６は、図３（Ａ）に示されるように、下端が閉塞する円筒状の円筒部５７ａと、この円筒部５７ａの上端外周に固定される平板リング状の鍔部５７ｂとを有するもので、円筒部５７ａの外径は、装填孔５８の内径よりも若干小さい。さらに、鍔部５７ｂの外径は、装填孔５８の内径よりも大きく、かつ、供給孔６０の内径よりも、若干小さい。
図示例の供給装置１８においては、タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎを容器５６に収容して、この容器５６の円筒部５７ａを装填孔５８に挿入して鍔部５７ｂをターレット５０に載置することにより、タブレットＴｂ等（成膜材料）が装填される。また、容器５６の鍔部５７ｂは、供給孔６０よりも小さいので、容器５６は供給孔６０を通過することができる。
【００２９】
ここで、ＥＢによる加熱を行うＣｓ蒸発部３０においては、各種の要因によってＥＢの揺らぎ等を生じることがあり、これに起因して、タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎ（成膜材料）へのＥＢの入射角度が変動したり、入射位置が不適性になってしまう場合がある。
このような入射角度の変動等が起こると、ＥＢによる加熱位置の変動等が生じて、溶融した成膜材料（臭化セシウム）がタブレットＴｂ等から流れ落ちてしまう、いわゆる液垂れを生じてしまうことがある。また、液垂れは、蒸着レートを高くするために、高出力なＥＢを使用した場合等にも発生し易い。
当然のことであるが、液垂れした成膜材料が、後述する昇降手段５２の本体６４やピストン６６に付着すると、供給装置１８の誤動作の原因になる。
【００３０】
このような不都合を回避するために、本発明の供給装置１８においては、ターレット５０に成膜材料を装填する際にタブレットＴｂやインゴットＩｎを収容する容器は、例えば、図３（Ｂ）に示される容器５６ｂや、図３（Ｃ）に示される容器５６ｃのように、タブレットＴｂやインゴットＩｎを収容した状態において、少なくとも上端部近傍は、材料と収容容器内壁との間に成膜材料の溶融液が流れ込めるだけの間隙を有する形状とするのが好ましい。
すなわち、タブレットＴｂ等を収容する容器は、成膜材料を収容してターレット５０への装填を補助すると共に、成膜材料の液垂れを生じた場合に、液溜めとしても作用するような形状とするのが好ましい。
【００３１】
このような構成とすることにより、ＥＢの入射角度の変動や、高出力なＥＢの使用により液垂れを生じた場合にも、溶融した成膜材料が昇降手段５２等に付着することを防いで、液垂れによる供給装置１８の誤動作を確実に防止でき、安定した蒸着を行うことが可能になる。
【００３２】
なお、このような容器の液溜めの大きさは、収容する成膜材料の量、蒸着レート等に応じて、液垂れした成膜材料を溢れることなく収容でき、装置の安定動作を確保できる大きさを、適宜、決定すればよい。
【００３３】
また、容器が液溜めを有する際には、供給孔６０は、このような液溜めを有する容器５６ｂや容器５６ｃが通過できるサイズにする必要があるのは、もちろんである。
さらに、容器５６ｂや容器５６ｃのような、液溜めを有する容器のターレット５０の装填孔５８への装填は、例えば、容器５６ｂのように成膜材料の液溜めとなる幅広部に、前記鍔部５７ａのような作用を持たせて行ってもよく、また、容器５６ｃのように、下面に装填孔５８への装填のための凸部を形成して行ってもよく、容器の形状に応じた各種の方法で行えばよい。
【００３４】
図４に、供給装置１８にタブレットＴｂを装填した状態を示す。
前述のように、各ターレット５０には、６つの装填孔５８が形成されるので、１つのターレット５０にタブレットＴｂを収容した容器５６を６つ載置して、合計で１８個のタブレットＴｂを装填することができる。
なお、図４に示される状態では、第１ターレット５０ａは後述する図６（Ａ）に示される状態で、第２ターレット５０ｂおよび第３ターレット５０ｃは、同図６（Ｂ）に示される状態となっている。
【００３５】
また、前述のように、１段目と２段目の第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂは、共に、着脱可能に構成される。
供給装置１８にインゴットＩｎを装填する際には、図５に示すように、第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂを取り外して、インゴットＩｎを収容した容器５６を１番下の第３ターレット５０ｃの装填孔６０に挿入して、載置する。これにより、合計で６つのインゴットＩｎを供給装置１８に装填することができる。
図５に示される例では、第３ターレット５０ｃは、図６（Ａ）に示される状態となっている。
【００３６】
なお、図示例の供給装置１８は、好ましい態様として、第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂを着脱自在として、インゴットＩｎとタブレットＴｂの両方を使用可能にしているが、本発明は、これに限定はされず、全ターレットを取り外し不可能として、タブレットＴｂのみに対応するものでもよい。
【００３７】
図示例において、昇降手段５２は、真空チャンバ１２に固定される本体６４と、ピストン（ピストンロッド）６６と、ピストン６６の先端に配置される、装填孔５８の内径よりも若干小さい外径を有する円盤状の載置部材６８とを有して構成される。また、昇降手段５２は、ピストン６６の移動（上昇）方向をターレット５０の回転方向と一致し、かつ、載置部材６８の中心が、前記装填孔５８が配列される円周と一致するように配置される。
このような昇降手段５２は、例えば、空気圧シリンダや油圧シリンダ等のアクチュエータを利用して構成すればよい。
【００３８】
昇降手段５２は、ピストン６６を上昇（本体６４から突出）することにより、載置部材６８を上昇し、ターレット５０に装着された容器５６を載置部材６８に載置して、さらに持ち上げて、タブレットＴｂやインゴットＩｎ（成膜材料）の上面（蒸発面）を所定の蒸発位置に供給する。
さらに、容器５６に収容されるタブレットＴｂ等が空になったら、ピストン６６を下降（本体６４に収納）して載置部材６８を降下し、空になった容器５６を下ろして、ターレット５０に戻す。
【００３９】
ここで、昇降手段５２は、好ましくは（インゴットＩｎの場合は、ある程度までは必須）、成膜の進行に伴うタブレットＴｂなどの消費による、成膜材料の蒸発面の降下に応じて、載置部材６８すなわち成膜材料を持ち上げて、蒸発面を所定の蒸発位置に保つ。
【００４０】
安定した真空蒸着を行うためには、蒸発面が一定位置であるのが好ましいのは、もちろんであるが、本発明者らの検討によれば、特に、図示例のようなＥＢ加熱を行う場合には、良好な真空蒸着を行って、高品質な膜を安定して成膜するためには、ＥＢを成膜材料の蒸発面に対して垂直に入射（９０°入射）するのが好ましい。
【００４１】
ここで、偏向銃を用いるＥＢ加熱では、蒸発面の位置によってＥＢの入射角度が異なり、さらに、成膜の進行によって蒸発面が降下するため、ＥＢの入射角度は変動する。
これに対し、昇降手段５２（移動手段）を有し、昇降手段５２によって成膜材料（タブレットＴｂやインゴットＩｎ）を蒸発位置に供給する本発明の供給装置１８によれば、使用する電子銃等に応じて、蒸発位置をＥＢが垂直に入射する位置に、適宜、設定し、此処に蒸発面を持ってくることができる。さらに、成膜の進行による蒸発面の降下に応じて、昇降手段５２によって成膜材料を上昇することにより、蒸発面を所定の蒸発位置に保つことができる。
従って、これにより、蒸発面の安定のみならず、常時、ＥＢを垂直入射することを可能にして、安定して、高品質な成膜を行うことができる。
【００４２】
本発明において、昇降手段は、図示例のような空気圧シリンダや油圧シリンダを利用するものに限定はされず、ターレット５０に載置された容器５６（成膜材料）を蒸発位置に供給するのに十分な移動ストロークを実現できるものであれば、各種のものが利用可能であり、例えば、カムを利用するアクチュエータ、リンクを利用するアクチュエータ、ギヤを利用するアクチュエータ等、公知の手段が各種利用可能である。
また、図示例においては、載置部材６８は、容器５６を載置するのみであるが、これで不安定な場合には、載置部材が容器の円筒部５６ａを収納するような構成としてもよい。
【００４３】
以下、本発明の供給装置１８の作用について説明する。
前述のように、成膜材料としてタブレットＴｂを用いる場合には、真空チャンバ１２を開放して、図４に示すように、タブレットＴｂを収容した容器５６を、各ターレット５０の装填孔５８に挿入し、載置する。
【００４４】
必要数のタブレットＴｂの装填（容器５６の載置）が終了したら、最上段の第１ターレット５０ａを、１つの装填孔５８が、昇降手段５２（載置部材６８）に対応する位置（以下、昇降位置とする）となるように回転する。一例として、図６（Ａ）に示される状態とする。
他方、第２ターレット５０ｂおよび第３ターレット５０ｃは、供給孔６０が昇降位置となるように回転する。すなわち、両ターレット５０は、図６（Ｂ）に示される状態とする。
【００４５】
供給装置１８は、成膜開始に先立ち、この状態から、昇降手段５２の載置部材６８を上昇する。前述のように、第２ターレット５０ｂおよび第３ターレット５０ｃは、供給孔６０が昇降位置に有り、第１ターレット５０ａは１つの装填孔５８が昇降位置に有る。従って、載置部材６８は、下方２つのターレット５０の供給孔６０を通過して、第１ターレット５０ａの昇降位置に位置する容器５６（図４に点線で示す）を載置して、持ち上げる。
この載置部材６８の上昇は、図４に示されるように、蒸発面（タブレットＴｂの上面）が、所定の蒸発位置となった時点で停止する（容器５６を蒸発位置に上昇）。
【００４６】
この状態で、電子銃３６が駆動してＥＢを蒸発位置に照射し、かつ、加熱抵抗装置３４が駆動して、蓄積性蛍光体層の真空蒸着が開始される。
なお、蒸着によってタブレットＴｂ（臭化セシウム）が消費され、蒸発面が降下するが、好ましくは、昇降手段５２は、それに応じて載置部材６８を上昇し、タブレットＴｂの蒸発面を、所定の蒸発位置に保つ。
【００４７】
蒸着に供されている容器５６に収容されるタブレットＴｂが無くなる（残量が所定量となる）と、蒸着を一時停止し、昇降手段５２が載置部材６８を第１ターレット５０ａの下まで降下して、空になった容器５６を第１ターレット５０ａに載置する（容器５６をターレット５０に戻す）。
次いで、第１ターレット５０ａのみを、反時計方向に所定角度（本例では、約５１．４°）回転して、隣の装填孔５８を昇降位置に移動する（容器５６の切り換え）。さらに、昇降手段５２が載置部材６８を上昇して、この位置の容器５６を蒸発位置まで上昇し、先と同様に、タブレットＴｂが無くなるまで真空蒸着を行い、タブレットＴｂが無くなるまで蒸着を行う。
以下、同様に、空になった容器５６を第１ターレット５０ａに戻し、第１ターレット５０ａを回転による容器５６の切り換えを行い、容器５６を蒸着位置に上昇し、蒸着を行い、容器５６を第１ターレット５０に戻すことを繰り返す。
【００４８】
このようにして、第１ターレット５０ａに載置される全てのタブレットＴｂが空になったら、昇降手段５２は、載置部材６８を２段目の第２ターレット５０ｂよりも下方に降下する。
その後、第１ターレット５０ａを反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に供給孔６０を位置し（すなわち、図６（Ｂ）に示される状態）、また、第２ターレット５０ｂも反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に、供給孔６０の隣の装填孔５８を位置する（すなわち、図６（Ａ）に示される状態）。
【００４９】
次いで、昇降手段５２が載置部材６８を上昇する。
この状態では、第２ターレット５０ｂは昇降位置に装填孔５８が位置し、第１ターレット５０ａは昇降位置に供給孔６０が位置するので、載置部材６８は、第２ターレット５０ｂの昇降位置に位置する容器５６を載置して、持ち上げ、また、この容器５６は、ターレット５０ａの供給孔６０をする。
昇降手段５２が、この容器５６を蒸発位置まで上昇したら、次いで、同様に蒸着が行われる。
【００５０】
タブレットＴｂが無くなったら、蒸着を停止し、昇降手段５２が載置部材６８を降下し、空になった容器５６を第２ターレット５０ｂに戻す。
次いで、第２ターレット５０ｂが反時計方向に所定回度回転して容器５６を切り換え、再度、昇降手段５２が載置部材６８を上昇して、昇降位置に位置する容器５６を蒸発位置まで持ち上げ、以下、第１ターレット５０ａに準じて、各装填孔５８の容器５６に収納されるタブレットＴｂを、順次、蒸発位置に供給して、真空蒸着を行う。
【００５１】
第２ターレット５０ｂに装填されるタブレットＴｂが全て無くなったら、昇降手段５２は、載置部材６８を最下段の第３ターレット５０ｂよりも下方に降下する。その後、先に準じて、第２ターレット５０ｂを反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に供給孔６０を位置し（図６（Ｂ）の状態）、また、第３ターレット５０ｃも反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に装填孔５８を位置する（図６（Ａ）の状態）。
以下、前記第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂの場合に準じて、「昇降手段５２による容器５６（タブレットＴｂ）の蒸発位置への上昇→真空蒸着→第３ターレット５０ｃに空の容器５６を戻す→第３ターレット５０ｃの回転による容器５６の切り換え」を繰り返し行い、第３ターレット５０ｃに装填されたタブレットＴｂを用いた真空蒸着を行う。
【００５２】
他方、インゴットＩｎを用いて真空蒸着を行う場合には、まず、図５に示されるように、供給装置１８から第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂを取り外し、第３ターレット５０ｃのみとする。
次いで、インゴットＩｎを収容した容器５６を、第３ターレット５０ｃの装填孔５８に挿入して、第３ターレット５０ｃにインゴットＩｎを装填する。次いで、必要に応じて、第３ターレット５０ｃを回転して、１つの装填孔５８を昇降位置に位置させる。図５においては、一例として、第３ターレット５０ｃは、図６（Ａ）に示される状態となっている。
【００５３】
次いで、昇降手段５２が載置部材６８を上昇して、容器５６を載置して上昇し、図５に点線で示すように、蒸発面（インゴットＩｎの上面）を蒸発位置に位置する（容器５６を蒸発位置に上昇する）。
この状態で、ＥＢ加熱による真空蒸着が行われる。ここで、インゴットＩｎを用いて蒸着を行う場合には、蒸着によるインゴットＩｎの消費、および、それによる蒸発面の降下に応じて、昇降手段５２が容器５６を上昇して、インゴットＩｎの蒸発面を所定の蒸発位置に保つようにする。なお、本発明においては、容器５６が、インゴットＩｎの上面降下が蒸着で問題にならない程度の高さに来た時点で、それ以上の上昇を行わないようにしてもよい。
【００５４】
このようにして、蒸着に供されているインゴットＩｎが無くなったら、蒸着を停止して、昇降手段５２が第３ターレット５０ｃよりも下方に載置部材６８を降下し、空になった容器５６を第３ターレット５０ｃに戻す。
次いで、第３ターレット５０ｃを反時計方向に所定角度回転して、隣の装填孔５８を昇降位置に位置し（容器５６の切り換え）、同様に、昇降手段５２が容器５６を蒸発位置まで上昇し、真空蒸着を行う。
【００５５】
この容器５６に収容されるインゴットＩｎが無くなったら、以下、同様に、昇降手段５２が空になった容器５６を降下してターレット５０ｃに戻し、ターレット５０ｃを回転して容器５６を切り換え、容器５６を蒸発位置まで上昇して真空蒸着を行うことを、繰り返し行い、第３ターレット５０ｃに装填されたインゴットＩｎによる真空蒸着を行う。
【００５６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、成膜材料として、前述の材料の吸湿性に起因する膜品質低下を低減できるタブレットＴｂやインゴットＩｎを用いることができる。しかも、このような成膜材料を連続的に供給することができるので、厚さが２００μｍを超えるような厚膜も容易に成膜でき、前述の蛍光体シートの蛍光体層の成膜等にも、好適に対応できる。
また、本発明によれば、ＥＢの行路等に応じて蒸発位置を設定し、此処に蒸発面を位置することができ、さらに、成膜中も蒸着面を此処に維持することができるので、常時、ＥＢを蒸発面に垂直入射することができ、高品位な成膜を安定して行うことができる。
【００５７】
なお、以上の例は、ターレット５０を反時計方向に回転して容器５６の切り換えを行ったが、時計方向に回転してもよいのは、もちろんである。
また、図示例においては、好ましい態様として、容器５６にはタブレットやインゴットを収容したが、本発明においては、容器に粉末状や顆粒状等の成膜材料を収容して、材料供給を行ってもよい。
さらに、図示例においては、好ましい態様として、タブレットＴｂやインゴットＩｎを容器５６（容器５２ｂや容器５６ｃ）に収容して装填したが、本発明はこれに限定はされず、例えば、図７に示されるように、ターレット７０の装填孔７２を段付きにして、この段にタブレットＴｂやインゴットＩｎを載置してもよい。あるいは、段付きではなく、装填孔をテーパ状にして、同様にタブレットＴｂ等を載置してもよく、安定性に問題が無ければ、平板状のターレットに直接載置してもよい。
【００５８】
また、本発明の供給装置１８によって供給された成膜材料の加熱蒸発手段も、図示例の電子銃（電子線加熱）に限定はされず、装置構成上可能で、かつ、十分な蒸着レートを確保できるものであれば、チムニ型のルツボなどを用いる高周波誘導加熱、アークプラズマ加熱等の各種の手段が利用可能である。
この際においても、成膜の進行による蒸発面の降下に応じて、昇降手段５２によって成膜材料を上昇して、蒸発面を一定に保つのが好ましい。このようにすることにより、例えば、チムニ型のルツボを用いる場合には、ルツボ内壁への不要な成膜材料の付着を防止することができる。
【００５９】
前述のように、蒸着装置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、真空チャンバ１２を開放して、前述のように、ターレット５０にタブレットＴｂやインゴットＩｎを装填し、また、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。平行して、Ｃｓ蒸発部３０において、本発明の供給装置１８のターレット５０を回転して容器５６を上昇可能な状態とし、次いで、昇降装置５２によって、容器５６を蒸発位置まで上昇する。
【００６０】
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、Ｅｕ蒸発部３２の抵抗加熱装置３４を駆動して蒸発位置（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３０の電子銃３６を駆動して、蒸発位置に上昇された容器５６に収容される臭化セシウム（タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎ）を蒸発させ、基板ＳへのＣｓＢｒ：Ｅｕの蒸着すなわち蛍光体層の成膜が開始される。
成膜中に、容器５６に収容されたタブレットＴｂやインゴットＩｎが無くなった場合は、加熱を停止し、先のようにして、空になった容器５６をターレット５０に戻し、容器５６を切り換え、タブレットＴｂ等を収容する容器５６を蒸発位置に上昇する。
【００６１】
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、基板Ｓの装填、必要に応じたタブレットＴｂやインゴットＩｎの装填等を行って、以下、同様にして、成膜を行えばよい。
【００６２】
以上の例は、本発明の材料供給装置を、臭化セシウムと臭化ユーロピウムとを別々に蒸発させる２元の真空蒸着に利用したものであるが、本発明はこれに限定されず、成膜材料の材料供給を必要とする各種の真空蒸着装置に、全て、利用可能である。
例えば、本発明は、１つの成膜材料を蒸発して成膜を行う一元の真空蒸着装置に利用するものであってもよく、あるいは、図示例のような２元の加熱蒸発部を２以上有する多元の真空蒸着装置に利用するものであってもよく、一元の加熱蒸発部を複数有する多元の真空蒸着装置利用するものであってもよく、さらに、多元の加熱蒸発部の適宜選択された１以上の位置のみに本発明の材料供給装置を利用するものであってもよい。
【００６３】
また、本発明の材料供給装置は、図示例のような基板回転型の真空蒸着装置に利用されるのにも限定はされず、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に利用されてもよく、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されてもよい。
【００６４】
以上、本発明の材料供給装置について詳細に説明したが、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。
【００６５】
例えば、図示例の材料供給装置は、３つのターレットを有するものであるが、本発明は、これに限定はされず、ターレットは１つであってもよく、２つのターレットを有するものであってもよく、あるいは、４つ以上のターレットを有するものであってもよい。当然のことであるが、ターレットが１つの場合には、成膜材料が通過するための供給用貫通孔（供給孔）は不要である。
また、図示例では、好ましい態様として、ターレットから成膜材料を持ち上げた位置に蒸発位置を設定しているが、本発明は、これに限定はされず、複数のターレットを有する場合には、ターレット上に載置した位置の材料上面を蒸発面としてもよい。従って、この場合には、タブレットを装填する最上段のターレットは、装填孔（移動用貫通孔）を設けなくてもよい。
さらに、図示例の材料供給装置では、インゴットを装填する場合には、最下段以外のターレットを外しているが、本発明は、これに限定はされず、インゴットのサイズや、ターレットから蒸発位置までの距離等に応じて、下方の複数のターレットを残して、その最上段のターレットにインゴットを装填してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、真空蒸着による成膜において、タブレットやインゴットに成形した成膜材料を使用することができるので、成膜材料もの吸湿に伴う膜品質低下を防止でき、しかも、このような材料を連続的に供給することができるので、厚さが２００μｍを超えるような、蛍光体シートの蓄積性蛍光体層の成膜にも、好適に対応できる。
また、本発明によれば、常時、成膜材料の蒸発面を所定の蒸発位置に保持することができるので、例えば、ＥＢによる加熱であれば、常に、ＥＢを蒸発面に垂直入射することができ、高品位な成膜を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の材料供給装置を利用する真空蒸着装置の一例の概念図である。
【図２】 本発明の材料供給装置の一例の概念図であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】 （Ａ）は、図２に示される材料供給装置の使用方法を説明するための概略斜視図、（Ｂ）および（Ｃ）は、図２に示される材料供給装置における成膜材料収容容器の別の例の概略図である。
【図４】 図２に示される材料供給装置の１つの使用態様を説明するための概念図である。
【図５】 図２に示される材料供給装置の別の使用態様を説明するための概念図である。
【図６】 （Ａ）および（Ｂ）は、図２に示される材料供給装置の使用方法を説明するための概念図である。
【図７】 本発明の材料供給装置の別の例のターレットの一部断面の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ 真空蒸着装置
１２ 真空チャンバ
１４ 基板回転機構
１６ 加熱蒸発部
１８ （材料）供給装置
２０ 回転駆動源
２２ ターンテーブル
２４ 本体
２６ シースヒータ
２８ 回転軸
３０ Ｃｓ蒸発部
３２ Ｅｕ蒸発部
３４ 抵抗加熱装置
３６ 電子銃
５０，７０ ターレット
５２ 昇降手段
５４ 回転軸
５６ 容器
５８，７２ 装填孔
６０ 供給孔
６２ ハウジング
６４ 本体
６６ ピストン
６８ 載置部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空蒸着の技術分野に属し、詳しくは、真空蒸着装置において、蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置に関する。
【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 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。
【０００５】
一般的に、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、ほとんどの場合は、形成する膜の厚さは１μｍ以下で、厚くても３μｍ程度である。
これに対し、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、厚い場合で１０００μｍもの厚さが必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常の真空蒸着装置では、このような厚さの膜は１つの材料で成膜することは不可能であるので、蛍光体層の成膜中に成膜材料を追加する必要があり、それに応じて、材料供給装置を備える真空蒸着装置も各種、知られている。
【０００７】
ここで、蓄積成膜蛍光体、特に、好適な蛍光特性を有するために、各種の蛍光体シートで利用されるアルカリハライド系の蓄積性蛍光体の成膜材料は、一般的に、吸湿性が高い。そのため、真空蒸着による成膜中に水分を放出して、蛍光体層の品質を低下させてしまう場合がある。
蓄積性蛍光体の成膜材料は、通常、粉末状やワイヤー状で提供されるが、前記吸湿による不都合を低減するためには、表面積を小さくする必要があり、従って、真空蒸着では、成膜材料は、ある程度の大きさのタブレット（錠剤状）やインゴット（柱状）等に成形して使用するのが好ましい。
【０００８】
従って、真空蒸着用の材料供給装置は、ある程度の大きさを有するタブレットやインゴットに成形された成膜材料を供給できるのが好ましく、さらに、成膜材料を取得あるいは成形する際の選択性や自由度を考慮すれば、タブレットとインゴットの両方を使用できるのが、特に好ましい。
ところが、成膜材料として、多数のタブレットを連続的に供給でき、好ましくは、タブレットとインゴットの両方を使用でき、前述のような膜厚に対応できる量の材料を安定して供給できる真空蒸着用の材料供給装置は、今だ、実現されていない。
【０００９】
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、真空蒸着装置に装着されて、蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置であって、多数のタブレットを連続的に供給でき、さらに、タブレットおよびインゴットの両者の使用も可能にでき、蛍光体シートに蓄積性蛍光体層を成膜する場合のように、２００μｍを超えるような厚さの成膜を行う際にも、十分な量の成膜材料を供給することができる、真空蒸着用の材料供給装置を提供することにある。
【００１０】
【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、真空蒸着装置に装着され、所定の蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置であって、前記成膜材料が装填され、同じ回転中心を有し、互いに独立に回転可能で、回転軸の延在方向に離間して配置される複数のターレットと、前記ターレットに装填された成膜材料を、前記ターレットの回転軸の延在方向に移動することにより、成膜材料を所定の蒸発位置に移動する移動部材を有する移動手段と、前記複数のターレットを独立に回転する回転手段とを有すると共に、各ターレットは、成膜材料の装填位置に対応して、前記移動部材が通過するための複数の移動用貫通孔を有し、さらに、各ターレットの回転中心を中心とする同サイズの円周に対応する位置に、前記移動部材および移動用貫通孔が位置し、また、少なくとも成膜基板から最も遠いターレット以外は、前記円周に対応する位置に成膜材料が通過するための供給用貫通孔を有することを特徴とする材料供給装置を提供する。
【００１１】
このような本発明の材料供給装置において、成膜材料を収容する収容容器を有し、この収容容器を前記移動用貫通孔に装着するのが好ましく、また、前記収容容器は、成形された成膜材料を収容するものであり、かつ、成膜材料を収容した状態において、少なくとも前記収容容器の上端部近傍は、成膜材料と収容容器内壁との間に成膜材料の溶融液が流れ込めるだけの間隙を有するのが好ましい。また、本発明の材料供給装置において、成膜基板側の幾つかの前記ターレットが、着脱自在に構成されるのが好ましく、さらに、錠剤状もしくは柱状に成形された成膜材料を供給するものであり、柱状の成膜材料を供給する際には、前記成膜基板側の幾つかのターレットを取り外すのが好ましい。また、本発明の材料供給装置において、前記移動手段は、成膜の進行に伴う成膜材料の消費による、成膜材料の蒸発面の降下に応じて、成膜材料を持ち上げて、蒸発面を所定の蒸発位置に保つのが好ましく、さらに、前記供給用貫通孔は、前記収容容器を通過可能なサイズであるのが好ましく、また、前記移動用貫通孔は、段付きであり、この段に、前記錠剤状もしくは柱状に成形された成膜材料を載置されるのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の材料供給装置について、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。
【００１３】
図１に、本発明の材料供給装置を装着した、真空蒸着装置の一例の概念図を示す。
図示例の真空蒸着装置（以下、蒸着装置１０とする）は、二元の真空蒸着によって、シート状の基板Ｓの表面に、蓄積性蛍光体を含有する層（（蓄積性）蛍光体層）を形成して、蓄積性蛍光体シート（以下、蛍光体シートとする）を作製するものであり、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である。この加熱蒸発部１６には、本発明の材料供給装置１８が装着されている。
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。
【００１４】
図示例の蒸着装置１０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、基板に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。
この蛍光体層の成膜においては、蛍光体の成膜材料が臭化セシウムで、付活剤の成膜材料が臭化ユーロピウムである。
【００１５】
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蒸着装置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。
【００１６】
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。
【００１７】
真空チャンバ１２の下方には、加熱蒸発部１６が配置される。
前述のように、蒸着装置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する二元の真空蒸着を行うものであり、加熱蒸発部１６は、セシウム蒸発部３０（以下、Ｃｓ蒸発部３０とする）と、ユーロピウム蒸発部３２（以下、Ｅｕ蒸発部３２とする）と、本発明の材料供給装置１８とを有する。
【００１８】
Ｅｕ蒸発部３２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（付活剤の成膜材料）を抵抗加熱して蒸発する部位ある。
図示例の蒸着装置１０において、抵抗加熱装置３４は、公知のものである。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、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、それぞれ、使用される。
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、１Ａ〜１０００Ａ程度とすればよい。
【００１９】
一方、Ｃｓ蒸発部３０は、電子銃３６から出射した電子線（エレクトロンビーム＝ＥＢ）を所定の蒸発位置に照射することにより、本発明の材料供給装置１８によって蒸発位置に供給された、蛍光体の成膜材料である臭化セシウムを加熱蒸発する、公知の電子線加熱装置である。
【００２０】
従って、電子銃３６としては、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３６は、一例として、２７０°偏向銃を利用している。
電子銃３６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、５０ｍＡ〜２Ａとするのが好ましい。また、成膜速度にも特に限定はないが、図示例においては、１０ｎｍ／ｓｅｃ〜５０００ｎｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２１】
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を超える場合も有る。図示例においては、膜厚は、５０μｍ〜１０００μｍ、特に、２００μｍ〜５００μｍが好ましい。さらに、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、図示例の蒸着装置１０において、加熱蒸発部１６には、本発明の材料供給装置１８（以下、供給装置１８とする）が装着されており、蛍光体の成膜材料である臭化セシウムは、この供給装置１８によって、Ｃｓ蒸発部３０の所定の蒸発位置に供給される。
【００２２】
図２に、本発明の供給装置１８の概略図を示す。なお、図２において、（Ａ）は、供給装置１８を基板Ｓ側から見た図（上面図）であり、（Ｂ）は、図１と同方向から見た図（正面図）である。
供給装置１８は、図３に示されるような、タブレット（錠剤状）に成形された成膜材料（図示例では臭化セシウム 以下、タブレットＴｂとする）と、インゴット（柱状）に成形された成膜材料（同前 以下、インゴットＩｎとする）を、所定の蒸発位置、すなわち電子銃３６からのＥＢの照射位置に供給するものである。このような供給装置１８は、基本的に、３つのターレット５０（第１ターレット５０ａ、第２ターレット５０ｂ、および第３ターレット５０ｃ）と、昇降手段５２と、各ターレット５０を回転する回転手段（図示省略）とを有して構成される。
【００２３】
なお、タブレットＴｂやインゴットＩｎの成形方法には、特に限定はなく、用いる成膜材料に応じた方法が、各種、利用可能である。例えば、粉末状の成膜材料を成形用のダイスに投入して、粉末金型プレス成形機で成形した後、真空乾燥処理を行う成形方法等が例示される。
また、図示例においては、成膜材料は、共に円柱状に成形されているが、成膜材料の形状は、円柱以外にも、角柱状であってもよい。
【００２４】
ターレット５０は、下面の中心に回転軸５４（各ターレット５０では、５４ａ、５４ｂおよび５４ｃ）有する円盤で、タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎを収容した容器５６（図３参照）を装着する装填孔５８（移動用貫通孔）、および、容器５６を通過させるための供給孔６０（供給用貫通孔）が形成される（図２（Ｂ）では、供給孔６０のみを示す）。
図示例においては、ターレット５０には、６つの装填孔５８と１つの供給孔６０との、計７つの孔が、ターレット５０の回転と中心を一致する円周上に、同じ回転角間隔で形成されている。
【００２５】
なお、本発明において、装填孔５８（供給用貫通孔）の数は、これに限定はされず、５個以下でも７個以上でもよい。また、後に明らかになるが、最も下（基板Ｓと最も離れた）の第３ターレット５０ｃは、容器５６を通過させる必要が無いので、供給孔６０を形成せずに、全ての孔を装填孔５８としてもよい。
さらに、各ターレット５０は、回転中心が一致しており、かつ、各貫通孔が、ターレットの回転と中心を一致する同じ円周上に形成されていれば、個々の形状やサイズが異なっていてもよい。
【００２６】
前述のように、第１ターレット５０ａの下面には回転軸５４ａが、第２ターレット５０ｂの下面には回転軸５４ｂが、第３ターレット５０ｃの下面には回転軸５４ｃが、それぞれ、固定される。図示例において、回転軸５４は中空の円柱で、下方のターレット５０ほど、大きな径を有する。
３つのターレット５０は、回転軸５４ａを回転軸５４ｂに挿入し、さらに、この回転軸５４ｂを回転軸５４ｃに挿入した状態で、回転軸方向にタブレットＴｂのサイズ（高さ）に応じた所定の間隔離間して、自身の回転軸５４によって、同じ回転中心で個々に回転可能に支持される。また、各回転軸５４は、公知の方法で、真空チャンバ１２に固定されるハウジング６２に軸支され（図１参照）、かつ、上方の２段の第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂは、着脱可能に構成される。
なお、各ターレット５０を所定間隔で保持する方法は、リブやフランジ等で支持する方法、各種の保持部材を用いる方法等、公知の方法を利用すればよい。
【００２７】
各ターレット５０は、図示しない回転手段によって、それぞれ、独立して回転される。
ターレット５０を独立して回転にする方法には、特に限定はなく、公知の各種の方法が利用可能である。例えば、回転軸５４ｂは回転軸５４ｃよりも下方に突出し、回転軸５４ａは回転軸５４ｂよりも下方に突出するようにすると共に、各回転軸５４の下端部にギヤ等の伝達手段を装着して、各回転軸５４のギヤにモータを係合して、独立して回転する方法等が例示される（最長の回転軸５４ａは、モータの回転軸と直結でも可）。
【００２８】
前述のように、タブレットＴｂおよびインゴットＩｎは、共に、容器５６に収容される。
この容器５６は、図３（Ａ）に示されるように、下端が閉塞する円筒状の円筒部５７ａと、この円筒部５７ａの上端外周に固定される平板リング状の鍔部５７ｂとを有するもので、円筒部５７ａの外径は、装填孔５８の内径よりも若干小さい。さらに、鍔部５７ｂの外径は、装填孔５８の内径よりも大きく、かつ、供給孔６０の内径よりも、若干小さい。
図示例の供給装置１８においては、タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎを容器５６に収容して、この容器５６の円筒部５７ａを装填孔５８に挿入して鍔部５７ｂをターレット５０に載置することにより、タブレットＴｂ等（成膜材料）が装填される。また、容器５６の鍔部５７ｂは、供給孔６０よりも小さいので、容器５６は供給孔６０を通過することができる。
【００２９】
ここで、ＥＢによる加熱を行うＣｓ蒸発部３０においては、各種の要因によってＥＢの揺らぎ等を生じることがあり、これに起因して、タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎ（成膜材料）へのＥＢの入射角度が変動したり、入射位置が不適性になってしまう場合がある。
このような入射角度の変動等が起こると、ＥＢによる加熱位置の変動等が生じて、溶融した成膜材料（臭化セシウム）がタブレットＴｂ等から流れ落ちてしまう、いわゆる液垂れを生じてしまうことがある。また、液垂れは、蒸着レートを高くするために、高出力なＥＢを使用した場合等にも発生し易い。
当然のことであるが、液垂れした成膜材料が、後述する昇降手段５２の本体６４やピストン６６に付着すると、供給装置１８の誤動作の原因になる。
【００３０】
このような不都合を回避するために、本発明の供給装置１８においては、ターレット５０に成膜材料を装填する際にタブレットＴｂやインゴットＩｎを収容する容器は、例えば、図３（Ｂ）に示される容器５６ｂや、図３（Ｃ）に示される容器５６ｃのように、タブレットＴｂやインゴットＩｎを収容した状態において、少なくとも上端部近傍は、材料と収容容器内壁との間に成膜材料の溶融液が流れ込めるだけの間隙を有する形状とするのが好ましい。
すなわち、タブレットＴｂ等を収容する容器は、成膜材料を収容してターレット５０への装填を補助すると共に、成膜材料の液垂れを生じた場合に、液溜めとしても作用するような形状とするのが好ましい。
【００３１】
このような構成とすることにより、ＥＢの入射角度の変動や、高出力なＥＢの使用により液垂れを生じた場合にも、溶融した成膜材料が昇降手段５２等に付着することを防いで、液垂れによる供給装置１８の誤動作を確実に防止でき、安定した蒸着を行うことが可能になる。
【００３２】
なお、このような容器の液溜めの大きさは、収容する成膜材料の量、蒸着レート等に応じて、液垂れした成膜材料を溢れることなく収容でき、装置の安定動作を確保できる大きさを、適宜、決定すればよい。
【００３３】
また、容器が液溜めを有する際には、供給孔６０は、このような液溜めを有する容器５６ｂや容器５６ｃが通過できるサイズにする必要があるのは、もちろんである。
さらに、容器５６ｂや容器５６ｃのような、液溜めを有する容器のターレット５０の装填孔５８への装填は、例えば、容器５６ｂのように成膜材料の液溜めとなる幅広部に、前記鍔部５７ａのような作用を持たせて行ってもよく、また、容器５６ｃのように、下面に装填孔５８への装填のための凸部を形成して行ってもよく、容器の形状に応じた各種の方法で行えばよい。
【００３４】
図４に、供給装置１８にタブレットＴｂを装填した状態を示す。
前述のように、各ターレット５０には、６つの装填孔５８が形成されるので、１つのターレット５０にタブレットＴｂを収容した容器５６を６つ載置して、合計で１８個のタブレットＴｂを装填することができる。
なお、図４に示される状態では、第１ターレット５０ａは後述する図６（Ａ）に示される状態で、第２ターレット５０ｂおよび第３ターレット５０ｃは、同図６（Ｂ）に示される状態となっている。
【００３５】
また、前述のように、１段目と２段目の第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂは、共に、着脱可能に構成される。
供給装置１８にインゴットＩｎを装填する際には、図５に示すように、第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂを取り外して、インゴットＩｎを収容した容器５６を１番下の第３ターレット５０ｃの装填孔６０に挿入して、載置する。これにより、合計で６つのインゴットＩｎを供給装置１８に装填することができる。
図５に示される例では、第３ターレット５０ｃは、図６（Ａ）に示される状態となっている。
【００３６】
なお、図示例の供給装置１８は、好ましい態様として、第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂを着脱自在として、インゴットＩｎとタブレットＴｂの両方を使用可能にしているが、本発明は、これに限定はされず、全ターレットを取り外し不可能として、タブレットＴｂのみに対応するものでもよい。
【００３７】
図示例において、昇降手段５２は、真空チャンバ１２に固定される本体６４と、ピストン（ピストンロッド）６６と、ピストン６６の先端に配置される、装填孔５８の内径よりも若干小さい外径を有する円盤状の載置部材６８とを有して構成される。また、昇降手段５２は、ピストン６６の移動（上昇）方向をターレット５０の回転方向と一致し、かつ、載置部材６８の中心が、前記装填孔５８が配列される円周と一致するように配置される。
このような昇降手段５２は、例えば、空気圧シリンダや油圧シリンダ等のアクチュエータを利用して構成すればよい。
【００３８】
昇降手段５２は、ピストン６６を上昇（本体６４から突出）することにより、載置部材６８を上昇し、ターレット５０に装着された容器５６を載置部材６８に載置して、さらに持ち上げて、タブレットＴｂやインゴットＩｎ（成膜材料）の上面（蒸発面）を所定の蒸発位置に供給する。
さらに、容器５６に収容されるタブレットＴｂ等が空になったら、ピストン６６を下降（本体６４に収納）して載置部材６８を降下し、空になった容器５６を下ろして、ターレット５０に戻す。
【００３９】
ここで、昇降手段５２は、好ましくは（インゴットＩｎの場合は、ある程度までは必須）、成膜の進行に伴うタブレットＴｂなどの消費による、成膜材料の蒸発面の降下に応じて、載置部材６８すなわち成膜材料を持ち上げて、蒸発面を所定の蒸発位置に保つ。
【００４０】
安定した真空蒸着を行うためには、蒸発面が一定位置であるのが好ましいのは、もちろんであるが、本発明者らの検討によれば、特に、図示例のようなＥＢ加熱を行う場合には、良好な真空蒸着を行って、高品質な膜を安定して成膜するためには、ＥＢを成膜材料の蒸発面に対して垂直に入射（９０°入射）するのが好ましい。
【００４１】
ここで、偏向銃を用いるＥＢ加熱では、蒸発面の位置によってＥＢの入射角度が異なり、さらに、成膜の進行によって蒸発面が降下するため、ＥＢの入射角度は変動する。
これに対し、昇降手段５２（移動手段）を有し、昇降手段５２によって成膜材料（タブレットＴｂやインゴットＩｎ）を蒸発位置に供給する本発明の供給装置１８によれば、使用する電子銃等に応じて、蒸発位置をＥＢが垂直に入射する位置に、適宜、設定し、此処に蒸発面を持ってくることができる。さらに、成膜の進行による蒸発面の降下に応じて、昇降手段５２によって成膜材料を上昇することにより、蒸発面を所定の蒸発位置に保つことができる。
従って、これにより、蒸発面の安定のみならず、常時、ＥＢを垂直入射することを可能にして、安定して、高品質な成膜を行うことができる。
【００４２】
本発明において、昇降手段は、図示例のような空気圧シリンダや油圧シリンダを利用するものに限定はされず、ターレット５０に載置された容器５６（成膜材料）を蒸発位置に供給するのに十分な移動ストロークを実現できるものであれば、各種のものが利用可能であり、例えば、カムを利用するアクチュエータ、リンクを利用するアクチュエータ、ギヤを利用するアクチュエータ等、公知の手段が各種利用可能である。
また、図示例においては、載置部材６８は、容器５６を載置するのみであるが、これで不安定な場合には、載置部材が容器の円筒部５６ａを収納するような構成としてもよい。
【００４３】
以下、本発明の供給装置１８の作用について説明する。
前述のように、成膜材料としてタブレットＴｂを用いる場合には、真空チャンバ１２を開放して、図４に示すように、タブレットＴｂを収容した容器５６を、各ターレット５０の装填孔５８に挿入し、載置する。
【００４４】
必要数のタブレットＴｂの装填（容器５６の載置）が終了したら、最上段の第１ターレット５０ａを、１つの装填孔５８が、昇降手段５２（載置部材６８）に対応する位置（以下、昇降位置とする）となるように回転する。一例として、図６（Ａ）に示される状態とする。
他方、第２ターレット５０ｂおよび第３ターレット５０ｃは、供給孔６０が昇降位置となるように回転する。すなわち、両ターレット５０は、図６（Ｂ）に示される状態とする。
【００４５】
供給装置１８は、成膜開始に先立ち、この状態から、昇降手段５２の載置部材６８を上昇する。前述のように、第２ターレット５０ｂおよび第３ターレット５０ｃは、供給孔６０が昇降位置に有り、第１ターレット５０ａは１つの装填孔５８が昇降位置に有る。従って、載置部材６８は、下方２つのターレット５０の供給孔６０を通過して、第１ターレット５０ａの昇降位置に位置する容器５６（図４に点線で示す）を載置して、持ち上げる。
この載置部材６８の上昇は、図４に示されるように、蒸発面（タブレットＴｂの上面）が、所定の蒸発位置となった時点で停止する（容器５６を蒸発位置に上昇）。
【００４６】
この状態で、電子銃３６が駆動してＥＢを蒸発位置に照射し、かつ、加熱抵抗装置３４が駆動して、蓄積性蛍光体層の真空蒸着が開始される。
なお、蒸着によってタブレットＴｂ（臭化セシウム）が消費され、蒸発面が降下するが、好ましくは、昇降手段５２は、それに応じて載置部材６８を上昇し、タブレットＴｂの蒸発面を、所定の蒸発位置に保つ。
【００４７】
蒸着に供されている容器５６に収容されるタブレットＴｂが無くなる（残量が所定量となる）と、蒸着を一時停止し、昇降手段５２が載置部材６８を第１ターレット５０ａの下まで降下して、空になった容器５６を第１ターレット５０ａに載置する（容器５６をターレット５０に戻す）。
次いで、第１ターレット５０ａのみを、反時計方向に所定角度（本例では、約５１．４°）回転して、隣の装填孔５８を昇降位置に移動する（容器５６の切り換え）。さらに、昇降手段５２が載置部材６８を上昇して、この位置の容器５６を蒸発位置まで上昇し、先と同様に、タブレットＴｂが無くなるまで真空蒸着を行い、タブレットＴｂが無くなるまで蒸着を行う。
以下、同様に、空になった容器５６を第１ターレット５０ａに戻し、第１ターレット５０ａを回転による容器５６の切り換えを行い、容器５６を蒸着位置に上昇し、蒸着を行い、容器５６を第１ターレット５０に戻すことを繰り返す。
【００４８】
このようにして、第１ターレット５０ａに載置される全てのタブレットＴｂが空になったら、昇降手段５２は、載置部材６８を２段目の第２ターレット５０ｂよりも下方に降下する。
その後、第１ターレット５０ａを反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に供給孔６０を位置し（すなわち、図６（Ｂ）に示される状態）、また、第２ターレット５０ｂも反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に、供給孔６０の隣の装填孔５８を位置する（すなわち、図６（Ａ）に示される状態）。
【００４９】
次いで、昇降手段５２が載置部材６８を上昇する。
この状態では、第２ターレット５０ｂは昇降位置に装填孔５８が位置し、第１ターレット５０ａは昇降位置に供給孔６０が位置するので、載置部材６８は、第２ターレット５０ｂの昇降位置に位置する容器５６を載置して、持ち上げ、また、この容器５６は、ターレット５０ａの供給孔６０をする。
昇降手段５２が、この容器５６を蒸発位置まで上昇したら、次いで、同様に蒸着が行われる。
【００５０】
タブレットＴｂが無くなったら、蒸着を停止し、昇降手段５２が載置部材６８を降下し、空になった容器５６を第２ターレット５０ｂに戻す。
次いで、第２ターレット５０ｂが反時計方向に所定回度回転して容器５６を切り換え、再度、昇降手段５２が載置部材６８を上昇して、昇降位置に位置する容器５６を蒸発位置まで持ち上げ、以下、第１ターレット５０ａに準じて、各装填孔５８の容器５６に収納されるタブレットＴｂを、順次、蒸発位置に供給して、真空蒸着を行う。
【００５１】
第２ターレット５０ｂに装填されるタブレットＴｂが全て無くなったら、昇降手段５２は、載置部材６８を最下段の第３ターレット５０ｂよりも下方に降下する。その後、先に準じて、第２ターレット５０ｂを反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に供給孔６０を位置し（図６（Ｂ）の状態）、また、第３ターレット５０ｃも反時計方向に所定角度回転して、昇降位置に装填孔５８を位置する（図６（Ａ）の状態）。
以下、前記第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂの場合に準じて、「昇降手段５２による容器５６（タブレットＴｂ）の蒸発位置への上昇→真空蒸着→第３ターレット５０ｃに空の容器５６を戻す→第３ターレット５０ｃの回転による容器５６の切り換え」を繰り返し行い、第３ターレット５０ｃに装填されたタブレットＴｂを用いた真空蒸着を行う。
【００５２】
他方、インゴットＩｎを用いて真空蒸着を行う場合には、まず、図５に示されるように、供給装置１８から第１ターレット５０ａおよび第２ターレット５０ｂを取り外し、第３ターレット５０ｃのみとする。
次いで、インゴットＩｎを収容した容器５６を、第３ターレット５０ｃの装填孔５８に挿入して、第３ターレット５０ｃにインゴットＩｎを装填する。次いで、必要に応じて、第３ターレット５０ｃを回転して、１つの装填孔５８を昇降位置に位置させる。図５においては、一例として、第３ターレット５０ｃは、図６（Ａ）に示される状態となっている。
【００５３】
次いで、昇降手段５２が載置部材６８を上昇して、容器５６を載置して上昇し、図５に点線で示すように、蒸発面（インゴットＩｎの上面）を蒸発位置に位置する（容器５６を蒸発位置に上昇する）。
この状態で、ＥＢ加熱による真空蒸着が行われる。ここで、インゴットＩｎを用いて蒸着を行う場合には、蒸着によるインゴットＩｎの消費、および、それによる蒸発面の降下に応じて、昇降手段５２が容器５６を上昇して、インゴットＩｎの蒸発面を所定の蒸発位置に保つようにする。なお、本発明においては、容器５６が、インゴットＩｎの上面降下が蒸着で問題にならない程度の高さに来た時点で、それ以上の上昇を行わないようにしてもよい。
【００５４】
このようにして、蒸着に供されているインゴットＩｎが無くなったら、蒸着を停止して、昇降手段５２が第３ターレット５０ｃよりも下方に載置部材６８を降下し、空になった容器５６を第３ターレット５０ｃに戻す。
次いで、第３ターレット５０ｃを反時計方向に所定角度回転して、隣の装填孔５８を昇降位置に位置し（容器５６の切り換え）、同様に、昇降手段５２が容器５６を蒸発位置まで上昇し、真空蒸着を行う。
【００５５】
この容器５６に収容されるインゴットＩｎが無くなったら、以下、同様に、昇降手段５２が空になった容器５６を降下してターレット５０ｃに戻し、ターレット５０ｃを回転して容器５６を切り換え、容器５６を蒸発位置まで上昇して真空蒸着を行うことを、繰り返し行い、第３ターレット５０ｃに装填されたインゴットＩｎによる真空蒸着を行う。
【００５６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、成膜材料として、前述の材料の吸湿性に起因する膜品質低下を低減できるタブレットＴｂやインゴットＩｎを用いることができる。しかも、このような成膜材料を連続的に供給することができるので、厚さが２００μｍを超えるような厚膜も容易に成膜でき、前述の蛍光体シートの蛍光体層の成膜等にも、好適に対応できる。
また、本発明によれば、ＥＢの行路等に応じて蒸発位置を設定し、此処に蒸発面を位置することができ、さらに、成膜中も蒸着面を此処に維持することができるので、常時、ＥＢを蒸発面に垂直入射することができ、高品位な成膜を安定して行うことができる。
【００５７】
なお、以上の例は、ターレット５０を反時計方向に回転して容器５６の切り換えを行ったが、時計方向に回転してもよいのは、もちろんである。
また、図示例においては、好ましい態様として、容器５６にはタブレットやインゴットを収容したが、本発明においては、容器に粉末状や顆粒状等の成膜材料を収容して、材料供給を行ってもよい。
さらに、図示例においては、好ましい態様として、タブレットＴｂやインゴットＩｎを容器５６（容器５２ｂや容器５６ｃ）に収容して装填したが、本発明はこれに限定はされず、例えば、図７に示されるように、ターレット７０の装填孔７２を段付きにして、この段にタブレットＴｂやインゴットＩｎを載置してもよい。あるいは、段付きではなく、装填孔をテーパ状にして、同様にタブレットＴｂ等を載置してもよく、安定性に問題が無ければ、平板状のターレットに直接載置してもよい。
【００５８】
また、本発明の供給装置１８によって供給された成膜材料の加熱蒸発手段も、図示例の電子銃（電子線加熱）に限定はされず、装置構成上可能で、かつ、十分な蒸着レートを確保できるものであれば、チムニ型のルツボなどを用いる高周波誘導加熱、アークプラズマ加熱等の各種の手段が利用可能である。
この際においても、成膜の進行による蒸発面の降下に応じて、昇降手段５２によって成膜材料を上昇して、蒸発面を一定に保つのが好ましい。このようにすることにより、例えば、チムニ型のルツボを用いる場合には、ルツボ内壁への不要な成膜材料の付着を防止することができる。
【００５９】
前述のように、蒸着装置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、真空チャンバ１２を開放して、前述のように、ターレット５０にタブレットＴｂやインゴットＩｎを装填し、また、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。平行して、Ｃｓ蒸発部３０において、本発明の供給装置１８のターレット５０を回転して容器５６を上昇可能な状態とし、次いで、昇降装置５２によって、容器５６を蒸発位置まで上昇する。
【００６０】
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、Ｅｕ蒸発部３２の抵抗加熱装置３４を駆動して蒸発位置（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３０の電子銃３６を駆動して、蒸発位置に上昇された容器５６に収容される臭化セシウム（タブレットＴｂもしくはインゴットＩｎ）を蒸発させ、基板ＳへのＣｓＢｒ：Ｅｕの蒸着すなわち蛍光体層の成膜が開始される。
成膜中に、容器５６に収容されたタブレットＴｂやインゴットＩｎが無くなった場合は、加熱を停止し、先のようにして、空になった容器５６をターレット５０に戻し、容器５６を切り換え、タブレットＴｂ等を収容する容器５６を蒸発位置に上昇する。
【００６１】
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、基板Ｓの装填、必要に応じたタブレットＴｂやインゴットＩｎの装填等を行って、以下、同様にして、成膜を行えばよい。
【００６２】
以上の例は、本発明の材料供給装置を、臭化セシウムと臭化ユーロピウムとを別々に蒸発させる２元の真空蒸着に利用したものであるが、本発明はこれに限定されず、成膜材料の材料供給を必要とする各種の真空蒸着装置に、全て、利用可能である。
例えば、本発明は、１つの成膜材料を蒸発して成膜を行う一元の真空蒸着装置に利用するものであってもよく、あるいは、図示例のような２元の加熱蒸発部を２以上有する多元の真空蒸着装置に利用するものであってもよく、一元の加熱蒸発部を複数有する多元の真空蒸着装置利用するものであってもよく、さらに、多元の加熱蒸発部の適宜選択された１以上の位置のみに本発明の材料供給装置を利用するものであってもよい。
【００６３】
また、本発明の材料供給装置は、図示例のような基板回転型の真空蒸着装置に利用されるのにも限定はされず、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に利用されてもよく、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されてもよい。
【００６４】
以上、本発明の材料供給装置について詳細に説明したが、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。
【００６５】
例えば、図示例の材料供給装置は、３つのターレットを有するものであるが、本発明は、これに限定はされず、ターレットは１つであってもよく、２つのターレットを有するものであってもよく、あるいは、４つ以上のターレットを有するものであってもよい。当然のことであるが、ターレットが１つの場合には、成膜材料が通過するための供給用貫通孔（供給孔）は不要である。
また、図示例では、好ましい態様として、ターレットから成膜材料を持ち上げた位置に蒸発位置を設定しているが、本発明は、これに限定はされず、複数のターレットを有する場合には、ターレット上に載置した位置の材料上面を蒸発面としてもよい。従って、この場合には、タブレットを装填する最上段のターレットは、装填孔（移動用貫通孔）を設けなくてもよい。
さらに、図示例の材料供給装置では、インゴットを装填する場合には、最下段以外のターレットを外しているが、本発明は、これに限定はされず、インゴットのサイズや、ターレットから蒸発位置までの距離等に応じて、下方の複数のターレットを残して、その最上段のターレットにインゴットを装填してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、真空蒸着による成膜において、タブレットやインゴットに成形した成膜材料を使用することができるので、成膜材料もの吸湿に伴う膜品質低下を防止でき、しかも、このような材料を連続的に供給することができるので、厚さが２００μｍを超えるような、蛍光体シートの蓄積性蛍光体層の成膜にも、好適に対応できる。
また、本発明によれば、常時、成膜材料の蒸発面を所定の蒸発位置に保持することができるので、例えば、ＥＢによる加熱であれば、常に、ＥＢを蒸発面に垂直入射することができ、高品位な成膜を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の材料供給装置を利用する真空蒸着装置の一例の概念図である。
【図２】 本発明の材料供給装置の一例の概念図であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】 （Ａ）は、図２に示される材料供給装置の使用方法を説明するための概略斜視図、（Ｂ）および（Ｃ）は、図２に示される材料供給装置における成膜材料収容容器の別の例の概略図である。
【図４】 図２に示される材料供給装置の１つの使用態様を説明するための概念図である。
【図５】 図２に示される材料供給装置の別の使用態様を説明するための概念図である。
【図６】 （Ａ）および（Ｂ）は、図２に示される材料供給装置の使用方法を説明するための概念図である。
【図７】 本発明の材料供給装置の別の例のターレットの一部断面の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ 真空蒸着装置
１２ 真空チャンバ
１４ 基板回転機構
１６ 加熱蒸発部
１８ （材料）供給装置
２０ 回転駆動源
２２ ターンテーブル
２４ 本体
２６ シースヒータ
２８ 回転軸
３０ Ｃｓ蒸発部
３２ Ｅｕ蒸発部
３４ 抵抗加熱装置
３６ 電子銃
５０，７０ ターレット
５２ 昇降手段
５４ 回転軸
５６ 容器
５８，７２ 装填孔
６０ 供給孔
６２ ハウジング
６４ 本体
６６ ピストン
６８ 載置部材
Claims (8)
- 真空蒸着装置に装着され、所定の蒸発位置に成膜材料を供給する材料供給装置であって、
前記成膜材料が装填され、同じ回転中心を有し、互いに独立に回転可能で、回転軸の延在方向に離間して配置される複数のターレットと、
前記ターレットに装填された成膜材料を、前記ターレットの回転軸の延在方向に移動することにより、成膜材料を所定の蒸発位置に移動する移動部材を有する移動手段と、
前記複数のターレットを独立に回転する回転手段とを有すると共に、
各ターレットは、成膜材料の装填位置に対応して、前記移動部材が通過するための複数の移動用貫通孔を有し、さらに、各ターレットの回転中心を中心とする同サイズの円周に対応する位置に、前記移動部材および移動用貫通孔が位置し、
また、少なくとも成膜基板から最も遠いターレット以外は、前記円周に対応する位置に成膜材料が通過するための供給用貫通孔を有することを特徴とする材料供給装置。 - 成膜材料を収容する収容容器を有し、この収容容器を前記移動用貫通孔に装着する請求項１に記載の材料供給装置。
- 前記収容容器は、成形された成膜材料を収容するものであり、かつ、成膜材料を収容した状態において、少なくとも前記収容容器の上端部近傍は、成膜材料と収容容器内壁との間に成膜材料の溶融液が流れ込めるだけの間隙を有する請求項２に記載の材料供給装置。
- 成膜基板側の幾つかの前記ターレットが、着脱自在に構成される請求項１〜３のいずれかに記載の材料供給装置。
- 錠剤状もしくは柱状に成形された成膜材料を供給するものであり、柱状の成膜材料を供給する際には、前記成膜基板側の幾つかのターレットを取り外す請求項４に記載の材料供給装置。
- 前記移動手段は、成膜の進行に伴う成膜材料の消費による、成膜材料の蒸発面の降下に応じて、成膜材料を持ち上げて、蒸発面を所定の蒸発位置に保つ請求項１〜５に記載の材料供給装置。
- 前記供給用貫通孔は、前記収容容器を通過可能なサイズである請求項３に記載の材料供給装置。
- 前記移動用貫通孔は、段付きであり、この段に、前記錠剤状もしくは柱状に成形された成膜材料を載置される請求項４に記載の材料供給装置。
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