JP2003247061A

JP2003247061A - 材料供給装置

Info

Publication number: JP2003247061A
Application number: JP2002236415A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kashiwatani; 誠柏谷; Junji Nakada; 純司中田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-08-14
Also published as: JP4087661B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多数のタブレットを連続的に供給でき、２００
μｍ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できる、真空蒸着用の材料供給装
置を提供する。【解決手段】回転可能なターレットと、ターレットに装
填された成膜材料をターレットの回転軸方向に移動する
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、ターレットの回転手段とを有
すると共に、ターレットは、成膜材料の装填位置に対応
して、移動部材が通過する複数の移動用貫通孔を有し、
ターレットの回転中心を中心とする同サイズの円周上
に、移動部材および移動用貫通孔が位置することによ
り、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着の技術分
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 Radiogra
phy)等として実用化されている。このシステムでは、蛍
光体シート（蛍光体層）に人体などの被写体の放射線画
像情報を記録し、記録後に、蛍光体シートをレーザ光等
の励起光で２次元的に走査して輝尽発光光を生ぜしめ、
この輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、こ
の画像信号に基づいて再生した画像を、写真感光材料等
の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像
を可視像として出力する。

【０００４】このような蛍光体シートは、通常、蓄積性
蛍光体の粉末をバインダ等を含む溶媒に分散してなる塗
料を調製して、この塗料をガラスや樹脂製のシート状の
支持体に塗布し、乾燥して、蛍光体層を形成することに
よって、作製される。これに対し、真空蒸着やスパッタ
リング等の物理蒸着法（気相成膜法）によって、支持体
に蛍光体層を形成してなる蛍光体シートも知られている
（特許第２７８９１９４号、特開平５−２４９２９９号
等の各公報参照）。蒸着によって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３μ
ｍ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、２００
μｍ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、成膜材
料を装填される回転可能なターレットと、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、前記ター
レットを回転する回転手段とを有すると共に、前記ター
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、前記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、前記ターレットを複数有し、かつ、各ターレット
は、同じ回転中心を有し、互いに独立に回転可能な、回
転軸の延在方向に離間して配置されるものであり、ま
た、前記回転手段は各ターレットを独立に回転するもの
であり、さらに、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し、また、成膜基板に最
も近いターレットは前記移動用貫通孔を有さなくてもよ
いのが好ましく、また、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。

【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（Ｅｕ
Ｂｒ_x（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〜１０
００Ａ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１
８０°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〜−３０ｋ
Ｖ、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１
８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５
４（各ターレット５０では、５４ａ、５４ｂおよび５４
ｃ）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５
４ｂ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５
６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５６
ｂ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６
８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６
８）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Ｔ
ｂ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５
６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５
０ｂよりも下方に降下する。その後、第１ターレット５
０ａ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５
８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５
０ｂ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２００
μｍ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、Ｅ
ｕ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３０Ｃｓ蒸発部３２Ｅｕ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

フロントページの続きＦターム(参考） 2G083 AA03 BB01 CC02 CC10 DD11 DD16 DD17 4K029 BA64 BC07 BD00 CA01 DB08 DB10 DB14 DB15 DB21 DB23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、成膜材料を装填される回転可能なターレットと、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
記ターレットを回転する回転手段とを有すると共に、前記ターレットは、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、前記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
動用貫通孔が位置することを特徴とする材料供給装置。
【請求項２】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。
【請求項３】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。
【請求項４】前記ターレットを複数有し、かつ、各ター
レットは、同じ回転中心を有し、互いに独立に回転可能
な、回転軸の延在方向に離間して配置されるものであ
り、また、前記回転手段は各ターレットを独立に回転す
るものであり、さらに、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し、また、成膜基板に最も近いタ
ーレットは前記移動用貫通孔を有さなくてもよい請求項
１〜３のいずれかに記載の材料供給装置。
【請求項５】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４に記載の材料供給装置。
【請求項６】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５に記載の材料供給装置。