JP2002088474A - 被膜付き基板およびその製造方法 - Google Patents
被膜付き基板およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな面積の基板に対して、基板表面での光
触媒活性を有する酸化物と親水性を有する酸化物を、分
離されていながら一定の比率に保ち、高い防汚性及びそ
の性能を長く維持できる防汚性基板を得る。 【解決手段】 基板上に光触媒活性を有する透明被膜を
形成する工程と、この光触媒活性を有する透明被膜の上
に親水性を有する透明被膜を形成する工程と、この基板
上に形成された前記両透明被膜の上部からレーザーを断
続的に照射して上層の親水性を有する透明被膜を部分的
に除去する工程からなり、親水性を有する透明被膜の除
去により下層に露出する光触媒活性を有する透明被膜に
レーザー照射によるアニールが行われて結晶化されたレ
ーザー処理部を前記基板の全面に多数点在させた。
触媒活性を有する酸化物と親水性を有する酸化物を、分
離されていながら一定の比率に保ち、高い防汚性及びそ
の性能を長く維持できる防汚性基板を得る。 【解決手段】 基板上に光触媒活性を有する透明被膜を
形成する工程と、この光触媒活性を有する透明被膜の上
に親水性を有する透明被膜を形成する工程と、この基板
上に形成された前記両透明被膜の上部からレーザーを断
続的に照射して上層の親水性を有する透明被膜を部分的
に除去する工程からなり、親水性を有する透明被膜の除
去により下層に露出する光触媒活性を有する透明被膜に
レーザー照射によるアニールが行われて結晶化されたレ
ーザー処理部を前記基板の全面に多数点在させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板表面に被覆さ
れた防汚性基板に関する。
れた防汚性基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、基板表面に防曇性を付与する
ために、光触媒活性を有する酸化物と、親水性を有する
酸化物を、基板表面にある一定の割合で共存させること
が検討されている。親水性を有する表面は一般的に防曇
性を有する。
ために、光触媒活性を有する酸化物と、親水性を有する
酸化物を、基板表面にある一定の割合で共存させること
が検討されている。親水性を有する表面は一般的に防曇
性を有する。
【０００３】しかし、通常の環境下にさらすことによっ
て大気中の有機物が基板表面に吸着し、その防曇性が失
われる。これを解決する目的で、光触媒活性を有する酸
化物と、親水性を有する酸化物を、基板表面にある一定
の割合で共存させることにより、親水性表面に吸着した
有機物を、光触媒活性を有する酸化物が紫外線の環境下
で光触媒活性により分解することによって、防曇性能を
長時間にわたって維持することが出来る。防曇性能が長
時間にわたって維持できるということは、言葉を変えれ
ば、当該基板に防汚性能が付与されていることと言え
る。防曇性能が劣化する大きな要因は、基板表面に有機
物の汚れが付着して、その結果基板表面が撥水性になる
ことである。また、基板表面が親水性であると、雨水な
どがかかることによって水分が物理力を利用しながら汚
れを洗い流す効果もある。
て大気中の有機物が基板表面に吸着し、その防曇性が失
われる。これを解決する目的で、光触媒活性を有する酸
化物と、親水性を有する酸化物を、基板表面にある一定
の割合で共存させることにより、親水性表面に吸着した
有機物を、光触媒活性を有する酸化物が紫外線の環境下
で光触媒活性により分解することによって、防曇性能を
長時間にわたって維持することが出来る。防曇性能が長
時間にわたって維持できるということは、言葉を変えれ
ば、当該基板に防汚性能が付与されていることと言え
る。防曇性能が劣化する大きな要因は、基板表面に有機
物の汚れが付着して、その結果基板表面が撥水性になる
ことである。また、基板表面が親水性であると、雨水な
どがかかることによって水分が物理力を利用しながら汚
れを洗い流す効果もある。
【０００４】例えば、特開平１１−１９９８６０号公報
には、光触媒活性を有する酸化チタンと親水性を有する
コロイダルシリカの混合物をゾルーゲル法により成膜す
ることによって、上記目的を達成する手法が例示されて
いる。上記にある光触媒活性を有する酸化物と親水性を
有する酸化物との比率は、製法や使用目的によって最適
な値があるとされている。そこで、その比率を制御する
ことが、防汚性基板の高い防汚性能を引き出す上で重要
な技術となると考えられる。加えて、その光触媒活性を
有する酸化物と親水性を有する酸化物は不連続に混合さ
れたものであり、微視的には光触媒活性を有する酸化物
と親水性を有する酸化物に分かれている必要がある。
には、光触媒活性を有する酸化チタンと親水性を有する
コロイダルシリカの混合物をゾルーゲル法により成膜す
ることによって、上記目的を達成する手法が例示されて
いる。上記にある光触媒活性を有する酸化物と親水性を
有する酸化物との比率は、製法や使用目的によって最適
な値があるとされている。そこで、その比率を制御する
ことが、防汚性基板の高い防汚性能を引き出す上で重要
な技術となると考えられる。加えて、その光触媒活性を
有する酸化物と親水性を有する酸化物は不連続に混合さ
れたものであり、微視的には光触媒活性を有する酸化物
と親水性を有する酸化物に分かれている必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
あるゾルーゲル法は、大面積に均一に成膜することが工
業的に難しいとされている。これに対して、真空成膜法
の一つであるスパッタリング法は、大面積に均一に成膜
するという点では、ゾルーゲル法に対して優れている。
あるゾルーゲル法は、大面積に均一に成膜することが工
業的に難しいとされている。これに対して、真空成膜法
の一つであるスパッタリング法は、大面積に均一に成膜
するという点では、ゾルーゲル法に対して優れている。
【０００６】しかしながら、真空装置内で多層膜を成膜
する際に、面内で均一に成膜するという利点が逆に作用
し、面内で不均一に組成を制御する目的には不適であ
る。本発明の課題は、大きな面積の基板に対して、基板
表面での光触媒活性を有する酸化物と親水性を有する酸
化物を、微視的には分離されていながら、巨視的にはあ
る一定の比率に精度よく制御する成膜方法を提供し、高
い防汚性及びその性能を長く維持できる防汚性基板を得
ることである。
する際に、面内で均一に成膜するという利点が逆に作用
し、面内で不均一に組成を制御する目的には不適であ
る。本発明の課題は、大きな面積の基板に対して、基板
表面での光触媒活性を有する酸化物と親水性を有する酸
化物を、微視的には分離されていながら、巨視的にはあ
る一定の比率に精度よく制御する成膜方法を提供し、高
い防汚性及びその性能を長く維持できる防汚性基板を得
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、減圧
した雰囲気が調整できる真空装置内でスパッタリング法
により基板上に防汚性を有する被膜を形成してなる被膜
付き基板の製造方法であって、この製造方法は、基板上
に光触媒活性を有する透明被膜を形成する工程と、この
光触媒活性を有する透明被膜の上に親水性を有する透明
被膜を形成する工程と、この基板上に形成された前記両
透明被膜の上部からレーザーを断続的に照射して上層の
親水性を有する透明被膜を部分的に除去する工程からな
り、親水性を有する透明被膜の除去により下層に露出す
る光触媒活性を有する透明被膜にレーザー照射によるア
ニールが行われて結晶化されたレーザー処理部を前記基
板の全面に多数点在させたことを特徴とする被膜付き基
板の製造方法である。
した雰囲気が調整できる真空装置内でスパッタリング法
により基板上に防汚性を有する被膜を形成してなる被膜
付き基板の製造方法であって、この製造方法は、基板上
に光触媒活性を有する透明被膜を形成する工程と、この
光触媒活性を有する透明被膜の上に親水性を有する透明
被膜を形成する工程と、この基板上に形成された前記両
透明被膜の上部からレーザーを断続的に照射して上層の
親水性を有する透明被膜を部分的に除去する工程からな
り、親水性を有する透明被膜の除去により下層に露出す
る光触媒活性を有する透明被膜にレーザー照射によるア
ニールが行われて結晶化されたレーザー処理部を前記基
板の全面に多数点在させたことを特徴とする被膜付き基
板の製造方法である。
【０００８】本発明は、大きな面積の基板に対して、基
板表面での光触媒活性を有する酸化物と親水性を有する
酸化物を、微視的には分離されていながら、巨視的には
ある一定の比率に精度よく制御することが出来るかとい
う課題を解決するために鋭意研究した結果得られたもの
である。
板表面での光触媒活性を有する酸化物と親水性を有する
酸化物を、微視的には分離されていながら、巨視的には
ある一定の比率に精度よく制御することが出来るかとい
う課題を解決するために鋭意研究した結果得られたもの
である。
【０００９】すなわち、減圧した雰囲気が調整できる真
空装置内で、まず光触媒活性を有する透明被膜を形成
し、その後、光触媒活性を有する透明被膜の上部に親水
性を有する透明被膜を形成し、この成膜作業の終了後、
レーザーにより後処理を行うことが、上記課題を解決す
るのに有用であることを見出したのである。
空装置内で、まず光触媒活性を有する透明被膜を形成
し、その後、光触媒活性を有する透明被膜の上部に親水
性を有する透明被膜を形成し、この成膜作業の終了後、
レーザーにより後処理を行うことが、上記課題を解決す
るのに有用であることを見出したのである。
【００１０】即ち、成膜作業の終了後、透明被膜と親水
性を有する透明被膜の上からレーザーを照射することに
より、光触媒活性を有する透明被膜と親水性を有する透
明被膜を互いが分離した状態で、一定の比率に維持させ
ることが出来る。まず、親水性を有する透明被膜は、レ
ーザーの照射によって分解し、レーザーの照射された部
分のみ基板表面から除去される。
性を有する透明被膜の上からレーザーを照射することに
より、光触媒活性を有する透明被膜と親水性を有する透
明被膜を互いが分離した状態で、一定の比率に維持させ
ることが出来る。まず、親水性を有する透明被膜は、レ
ーザーの照射によって分解し、レーザーの照射された部
分のみ基板表面から除去される。
【００１１】また、下地の透明被膜がレーザーの照射に
よって結晶化（アナターゼ型）する。その結果、光触媒
活性が生じる。この２つの反応を一度のレーザー照射で
同時に進行させることが出来る。その結果、親水性を有
する透明被膜が除去された部分には、光触媒活性を有す
る透明被膜が露出することとなる。
よって結晶化（アナターゼ型）する。その結果、光触媒
活性が生じる。この２つの反応を一度のレーザー照射で
同時に進行させることが出来る。その結果、親水性を有
する透明被膜が除去された部分には、光触媒活性を有す
る透明被膜が露出することとなる。
【００１２】光触媒活性を有する透明被膜をレーザーに
よるアニールによって結晶化させ、確実に光触媒活性を
発現させるため、成膜直後（レーザー照射前）には当該
透明被膜は光触媒活性を有する必要は無い。下地の透明
被膜の厚みは特に限定されるものではないが、５ｎｍ以
上１００ｎｍ以下であることが望ましい。５ｎｍ未満で
あると、レーザーを照射しても防汚性能を発現するのに
充分な光触媒活性を有することが出来ない。また、１０
０ｎｍを超えると、透明被膜を成膜するための時間を要
することになり、工業的にコストがかかってしまう欠点
がある。
よるアニールによって結晶化させ、確実に光触媒活性を
発現させるため、成膜直後（レーザー照射前）には当該
透明被膜は光触媒活性を有する必要は無い。下地の透明
被膜の厚みは特に限定されるものではないが、５ｎｍ以
上１００ｎｍ以下であることが望ましい。５ｎｍ未満で
あると、レーザーを照射しても防汚性能を発現するのに
充分な光触媒活性を有することが出来ない。また、１０
０ｎｍを超えると、透明被膜を成膜するための時間を要
することになり、工業的にコストがかかってしまう欠点
がある。
【００１３】最表層の親水性を有する透明被膜の厚みは
特に限定されるものではないが、１ｎｍ以上５０ｎｍ以
下であることが望ましい。１ｎｍ未満であると、透明被
膜としての耐久性を満足できなくなり、環境劣化によっ
て膜自体が破壊してしまう可能性がある。また、５０ｎ
ｍを超えると、透明被膜を成膜するための時間を要する
ことになり、工業的にコストがかかってしまう欠点があ
る。また、透明被膜を分解するために必要なレーザーの
出力のしきい値が大きくなり、高価なレーザー装置を必
要としてしまう欠点がある。
特に限定されるものではないが、１ｎｍ以上５０ｎｍ以
下であることが望ましい。１ｎｍ未満であると、透明被
膜としての耐久性を満足できなくなり、環境劣化によっ
て膜自体が破壊してしまう可能性がある。また、５０ｎ
ｍを超えると、透明被膜を成膜するための時間を要する
ことになり、工業的にコストがかかってしまう欠点があ
る。また、透明被膜を分解するために必要なレーザーの
出力のしきい値が大きくなり、高価なレーザー装置を必
要としてしまう欠点がある。
【００１４】照射するレーザーの種類は特に限定される
ものではなく、最表層の親水性を有する透明被膜を貫通
し、下地の透明被膜の結晶化を行うエネルギーを有する
ものであればよい。実施例にある通り、最表層の親水性
を有する透明被膜が薄ければ、工業的に一般的に用いら
れているＣＯ2レーザーなどを用いても、充分発明の効
果を得ることが出来る。
ものではなく、最表層の親水性を有する透明被膜を貫通
し、下地の透明被膜の結晶化を行うエネルギーを有する
ものであればよい。実施例にある通り、最表層の親水性
を有する透明被膜が薄ければ、工業的に一般的に用いら
れているＣＯ2レーザーなどを用いても、充分発明の効
果を得ることが出来る。
【００１５】課題としていた、基板表面での光触媒活性
を有する酸化物と親水性を有する酸化物を、微視的には
分離されていながら、巨視的にはある一定の比率に精度
よく制御するためには、照射するレーザーの位置を制御
することだけで、容易に実現することが出来る。例え
ば、レーザーを平面方向に対して前後左右に動かすこと
によりレーザーの照射面積が広がり、その結果微視的な
分離の度合いを大きくすることが出来、レーザーを照射
する面積を広くすることによって表面に露出している光
触媒活性を有する酸化物の巨視的な比率を高くすること
が出来る。
を有する酸化物と親水性を有する酸化物を、微視的には
分離されていながら、巨視的にはある一定の比率に精度
よく制御するためには、照射するレーザーの位置を制御
することだけで、容易に実現することが出来る。例え
ば、レーザーを平面方向に対して前後左右に動かすこと
によりレーザーの照射面積が広がり、その結果微視的な
分離の度合いを大きくすることが出来、レーザーを照射
する面積を広くすることによって表面に露出している光
触媒活性を有する酸化物の巨視的な比率を高くすること
が出来る。
【００１６】基板表面での光触媒活性を有する酸化物と
親水性を有する酸化物との巨視的な比率は、光触媒活性
を有する酸化物が表面全体の２％以上６０％以下、好ま
しくは５％以上４０％以下とするのがよい。この範囲よ
り低いときには、防汚性能の維持が困難となり、高いと
きは、親水性が得にくくなる。光触媒活性を有する酸化
物の比率が前記の範囲に入るように、レーザーを照射す
る面積を制御することが望ましい。
親水性を有する酸化物との巨視的な比率は、光触媒活性
を有する酸化物が表面全体の２％以上６０％以下、好ま
しくは５％以上４０％以下とするのがよい。この範囲よ
り低いときには、防汚性能の維持が困難となり、高いと
きは、親水性が得にくくなる。光触媒活性を有する酸化
物の比率が前記の範囲に入るように、レーザーを照射す
る面積を制御することが望ましい。
【００１７】請求項２の発明は、基板上に防汚性を有す
る被膜付き基板であって、前記被膜は基板上に光触媒活
性を有する透明被膜の下層が形成され、その上に親水性
を有する透明被膜の上層を積層して形成され、前記被膜
にはレーザーの断続的な照射によるレーザー処理部が前
記基板の全面に多数点在し、このレーザー処理部では上
層の親水性を有する透明被膜が部分的に除去され、露出
した下層の光触媒活性を有する透明被膜にレーザー照射
によるアニールが行われて光触媒活性が発現される結晶
部が形成されていることを特徴とする被膜付き基板であ
る。上層の透明被膜が親水性を有し、また、下層の透明
被膜が光触媒活性を有するので防曇性能の維持と、防汚
性能の双方の機能を兼ね備えるという利点がある。
る被膜付き基板であって、前記被膜は基板上に光触媒活
性を有する透明被膜の下層が形成され、その上に親水性
を有する透明被膜の上層を積層して形成され、前記被膜
にはレーザーの断続的な照射によるレーザー処理部が前
記基板の全面に多数点在し、このレーザー処理部では上
層の親水性を有する透明被膜が部分的に除去され、露出
した下層の光触媒活性を有する透明被膜にレーザー照射
によるアニールが行われて光触媒活性が発現される結晶
部が形成されていることを特徴とする被膜付き基板であ
る。上層の透明被膜が親水性を有し、また、下層の透明
被膜が光触媒活性を有するので防曇性能の維持と、防汚
性能の双方の機能を兼ね備えるという利点がある。
【００１８】請求項３の発明は前記光触媒活性を有する
面内で一様な透明被膜が、酸化チタンを主成分とするこ
とを特徴とする請求項１に記載の被膜付き基板である。
光触媒活性を有する酸化物としては、酸化タングステン
や酸化亜鉛など様々なものが知られているが、光触媒活
性に優れ、かつ工業的に一般的な材料という観点から、
酸化チタンを主成分とすることが好ましい（例、ＴｉＯ
2又はＴｉＯ2＋微量金属成分）。また、酸化チタンは熱
により結晶化する特性を有するので、レーザーによるア
ニールによって結晶化しやすいという利点もある。な
お、光触媒活性を向上させる目的や結晶化を促進させる
目的で酸化チタンに極微量の他金属成分を添加すること
は、本発明の趣旨に反するものではない。
面内で一様な透明被膜が、酸化チタンを主成分とするこ
とを特徴とする請求項１に記載の被膜付き基板である。
光触媒活性を有する酸化物としては、酸化タングステン
や酸化亜鉛など様々なものが知られているが、光触媒活
性に優れ、かつ工業的に一般的な材料という観点から、
酸化チタンを主成分とすることが好ましい（例、ＴｉＯ
2又はＴｉＯ2＋微量金属成分）。また、酸化チタンは熱
により結晶化する特性を有するので、レーザーによるア
ニールによって結晶化しやすいという利点もある。な
お、光触媒活性を向上させる目的や結晶化を促進させる
目的で酸化チタンに極微量の他金属成分を添加すること
は、本発明の趣旨に反するものではない。
【００１９】請求項４の発明は、前記親水性を有する透
明被膜が、二酸化珪素を主成分とすることを特徴とする
請求項１及び２に記載の被膜付き基板である。親水性を
有する酸化物としては、様々なものが知られているが、
親水性に優れ、かつ工業的に一般的な材料という観点か
ら、二酸化珪素を主成分とする被膜であることが好まし
い。
明被膜が、二酸化珪素を主成分とすることを特徴とする
請求項１及び２に記載の被膜付き基板である。親水性を
有する酸化物としては、様々なものが知られているが、
親水性に優れ、かつ工業的に一般的な材料という観点か
ら、二酸化珪素を主成分とする被膜であることが好まし
い。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る実施の形態
の成膜装置である。本成膜装置は、左側から基板を装填
し、成膜後右側から基板を搬出する、いわゆるインライ
ン型成膜装置である。一般的に知られている、ロードロ
ック型成膜装置や、ベルジャー型成膜装置においても、
本発明の趣旨を妨げるものではないが、基板を一方向か
ら搬送できる点や、後で述べるレーザー照射装置のレイ
アウトなど、生産性を加味した場合は、図１のようなイ
ンライン型成膜装置が好ましい。
の成膜装置である。本成膜装置は、左側から基板を装填
し、成膜後右側から基板を搬出する、いわゆるインライ
ン型成膜装置である。一般的に知られている、ロードロ
ック型成膜装置や、ベルジャー型成膜装置においても、
本発明の趣旨を妨げるものではないが、基板を一方向か
ら搬送できる点や、後で述べるレーザー照射装置のレイ
アウトなど、生産性を加味した場合は、図１のようなイ
ンライン型成膜装置が好ましい。
【００２１】本成膜装置は、排気手段（図示されない）
につながる真空排気口とガス導入手段（図示されない）
につながるガス導入口を有することにより減圧した雰囲
気が調整できる成膜室１１、１２を有している。成膜室
１１および１２の天井部には、直流電源（又は高周波電
源）により負電圧が印加できるスパッタリングカソード
１３および１４がそれぞれ１つ以上設けられている。図
の左から基板１５を搬送ローラ１６上に載置して成膜室
１１内に挿入する。成膜室１１内のスパッタリングカソ
ード１３にはチタン金属がパッキングプレートを介して
設遣され、また、成膜室１２内のスパッタリングカソー
ド１４にはニ酸化珪素がパッキングプレートを介して設
遣されている。このような配置とすることによって、基
板１５上に酸化チタンがまず成膜されて光触媒活性を有
する酸化物で透明被膜２１（以下、光触媒活性を有する
透明被膜と称する）が形成される。その後二酸化珪素が
成膜されて親水性を有する酸化物で透明被膜２２（以
下、親水性を有する透明被膜と称する）が形成される。
成膜室１２の出口付近にレーザー１７が設置されてお
り、成膜作業終了後、成膜室から搬出された基板表面に
向かってレーザー１７を照射することが出来る。
につながる真空排気口とガス導入手段（図示されない）
につながるガス導入口を有することにより減圧した雰囲
気が調整できる成膜室１１、１２を有している。成膜室
１１および１２の天井部には、直流電源（又は高周波電
源）により負電圧が印加できるスパッタリングカソード
１３および１４がそれぞれ１つ以上設けられている。図
の左から基板１５を搬送ローラ１６上に載置して成膜室
１１内に挿入する。成膜室１１内のスパッタリングカソ
ード１３にはチタン金属がパッキングプレートを介して
設遣され、また、成膜室１２内のスパッタリングカソー
ド１４にはニ酸化珪素がパッキングプレートを介して設
遣されている。このような配置とすることによって、基
板１５上に酸化チタンがまず成膜されて光触媒活性を有
する酸化物で透明被膜２１（以下、光触媒活性を有する
透明被膜と称する）が形成される。その後二酸化珪素が
成膜されて親水性を有する酸化物で透明被膜２２（以
下、親水性を有する透明被膜と称する）が形成される。
成膜室１２の出口付近にレーザー１７が設置されてお
り、成膜作業終了後、成膜室から搬出された基板表面に
向かってレーザー１７を照射することが出来る。
【００２２】図２は、本発明の一実施例の防汚性基板を
膜表面側から見た模式図である。光触媒活性を有する透
明被膜２１が親水性を有する透明被膜２２に対して海に
浮かぶ島のように分離していることがわかる。図３は、
本発明の一実施例の防汚性基板を膜断面側から見た模式
図である。レーザーを照射したレーザー処理部３１で
は、親水性を有する透明被膜３２が除去され、下層に露
出する光触媒活性を有する透明被膜３３がレーザーによ
るアニールが行われて結晶化され、形成された結晶部３
３ａでは光触媒活性が発現している。この結晶部３３ａ
は、透明被膜３３の結晶化された深さ方向の領域が基板
３４まで達している必要は無い。以下に本発明を実施例
で説明する。
膜表面側から見た模式図である。光触媒活性を有する透
明被膜２１が親水性を有する透明被膜２２に対して海に
浮かぶ島のように分離していることがわかる。図３は、
本発明の一実施例の防汚性基板を膜断面側から見た模式
図である。レーザーを照射したレーザー処理部３１で
は、親水性を有する透明被膜３２が除去され、下層に露
出する光触媒活性を有する透明被膜３３がレーザーによ
るアニールが行われて結晶化され、形成された結晶部３
３ａでは光触媒活性が発現している。この結晶部３３ａ
は、透明被膜３３の結晶化された深さ方向の領域が基板
３４まで達している必要は無い。以下に本発明を実施例
で説明する。
【００２３】
【実施例】用いた基板は、いずれの実施例も透明ガラス
板を用いた。この透明ガラス板単体での透過率は約９２
％、表面反射率は約４％であった。基板温度は２００℃
とした。
板を用いた。この透明ガラス板単体での透過率は約９２
％、表面反射率は約４％であった。基板温度は２００℃
とした。
【００２４】実施例１ 基板を成膜装置内に装填し、直流マグネトロンスパッタ
リング法により酸化チタンを５０ｎｍ成膜した。その後
直ちに、高周波マグネトロンスパッタリング法により二
酸化珪素を５ｎｍ成膜した。こうして成膜した基板を成
膜装置から取り出し、ＣＯ2レーザー（波長１０．６μ
ｍ、出力２Ｗ）を基板の表面積の２０％に照射するよう
位置を変えながら照射した。こうして作製した基板に対
して、フィールドテストによる防汚性評価を行った。防
汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置し、その汚れ具合
を官能評価で相対評価することで行った。その結果表１
に示す通り、後で記述する比較例に対して、高い防汚性
が認められた。
リング法により酸化チタンを５０ｎｍ成膜した。その後
直ちに、高周波マグネトロンスパッタリング法により二
酸化珪素を５ｎｍ成膜した。こうして成膜した基板を成
膜装置から取り出し、ＣＯ2レーザー（波長１０．６μ
ｍ、出力２Ｗ）を基板の表面積の２０％に照射するよう
位置を変えながら照射した。こうして作製した基板に対
して、フィールドテストによる防汚性評価を行った。防
汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置し、その汚れ具合
を官能評価で相対評価することで行った。その結果表１
に示す通り、後で記述する比較例に対して、高い防汚性
が認められた。
【００２５】実施例２乃至実施例５ 成膜する酸化チタンの厚みを表１とする以外は、実施例
１と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こうして
作製した基板に対して、フィールドテストによる防汚性
評価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置
し、その汚れ具合を官能評価で相対評価することで行っ
た。その結果表１に示す通り、後で記述する比較例に対
して、高い防汚性が認められた。
１と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こうして
作製した基板に対して、フィールドテストによる防汚性
評価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置
し、その汚れ具合を官能評価で相対評価することで行っ
た。その結果表１に示す通り、後で記述する比較例に対
して、高い防汚性が認められた。
【００２６】実施例６乃至実施例９ 成膜する二酸化珪素の厚みを表１とする以外は、実施例
１と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こうして
作製した基板に対して、フィールドテストによる防汚性
評価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置
し、その汚れ具合を官能評価で相対評価することで行っ
た。その結果表１に示す通り、後で記述する比較例に対
して、高い防汚性が認められた。実施例９では、他の実
施例に比べて防汚性能が相対的に低い結果となったが、
これは二酸化珪素の膜厚が他の実施例に比べて厚いた
め、レーザーの影響が下地に伝わりにくくなったためで
あると推測した。
１と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こうして
作製した基板に対して、フィールドテストによる防汚性
評価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置
し、その汚れ具合を官能評価で相対評価することで行っ
た。その結果表１に示す通り、後で記述する比較例に対
して、高い防汚性が認められた。実施例９では、他の実
施例に比べて防汚性能が相対的に低い結果となったが、
これは二酸化珪素の膜厚が他の実施例に比べて厚いた
め、レーザーの影響が下地に伝わりにくくなったためで
あると推測した。
【００２７】実施例１０乃至実施例１３ 照射するレーザーの出力を表１とする以外は、実施例９
と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こうして作
製した基板に対して、フィールドテストによる防汚性評
価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置
し、その汚れ具合を官能評価で相対評価することで行っ
た。その結果表１に示す通り、後で記述する比較例に対
して、高い防汚性が認められた。これにより、実施例９
の結果からの推測が正しいことを証明した。レーザー出
力が大きすぎると防汚性能が低下する理由に付いては、
膜自体に損傷が入るためではないかと推測される。
と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こうして作
製した基板に対して、フィールドテストによる防汚性評
価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板を設置
し、その汚れ具合を官能評価で相対評価することで行っ
た。その結果表１に示す通り、後で記述する比較例に対
して、高い防汚性が認められた。これにより、実施例９
の結果からの推測が正しいことを証明した。レーザー出
力が大きすぎると防汚性能が低下する理由に付いては、
膜自体に損傷が入るためではないかと推測される。
【００２８】実施例１４乃至実施例１６ レーザーを照射する表面積の割合を表１とする以外は、
実施例１と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こ
うして作製した基板に対して、フィールドテストによる
防汚性評価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板
を設置し、その汚れ具合を官能評価で相対評価すること
で行った。その結果表１に示す通り、後で記述する比較
例に対して、高い防汚性が認められた。
実施例１と同様の処理を行い、基板サンプルを得た。こ
うして作製した基板に対して、フィールドテストによる
防汚性評価を行った。防汚性評価は、１ケ月屋外に基板
を設置し、その汚れ具合を官能評価で相対評価すること
で行った。その結果表１に示す通り、後で記述する比較
例に対して、高い防汚性が認められた。
【００２９】比較例１ 何も成膜しないガラス基板に対して、実施例１と同等の
防汚性評価を行った。その結果、表１に示すとおり防汚
性は全く認められなかった。
防汚性評価を行った。その結果、表１に示すとおり防汚
性は全く認められなかった。
【００３０】比較例２ 基板に、実施例１と同様の方法で酸化チタンを５０ｎｍ
成膜した。こうして作製した基板に対して、実施例１と
同等の防汚性評価を行った。その結果、表１に示すとお
り防汚性はほとんど認められなかった。
成膜した。こうして作製した基板に対して、実施例１と
同等の防汚性評価を行った。その結果、表１に示すとお
り防汚性はほとんど認められなかった。
【００３１】比較例３ 基板に、酸化チタンを成膜せずに、実施例１と同様の方
法で二酸化珪素を５ｎｍ成膜し、そのまま基板を取り出
した。こうして作製した基板に対して、実施例１と同等
の防汚性評価を行った。その結果、表１に示すとおり防
汚性はほとんど認められなかった。
法で二酸化珪素を５ｎｍ成膜し、そのまま基板を取り出
した。こうして作製した基板に対して、実施例１と同等
の防汚性評価を行った。その結果、表１に示すとおり防
汚性はほとんど認められなかった。
【００３２】比較例４ 基板に、実施例１と同様の方法で酸化チタンを５０ｎｍ
成膜し、その後直ちに、実施例１と同様の方法で二酸化
珪素を５ｎｍ成膜し、そのまま基板を取り出した。こう
して作製した基板に対して、実施例１と同等の防汚性評
価を行った。その結果、表１に示すとおり防汚性はほと
んど認められなかった。
成膜し、その後直ちに、実施例１と同様の方法で二酸化
珪素を５ｎｍ成膜し、そのまま基板を取り出した。こう
して作製した基板に対して、実施例１と同等の防汚性評
価を行った。その結果、表１に示すとおり防汚性はほと
んど認められなかった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、大面積基板
への成膜というスパッタリング法の特徴を生かしたま
ま、防汚性に優れ、かつ維持性能の高い防汚性基板を得
ることが出来る。基板上に透明被膜、および親水性を有
する透明被膜を順次成膜して形成し、その後レーザーを
照射し、親水性を有する透明被膜の除去と、その下の透
明被膜の結晶化による光触媒活性の発現を同時に行うこ
とによって、基板表面で光触媒活性を有する透明被膜が
親水性を有する透明被膜に対して海に浮かぶ島のように
分離して、巨視的に見て均一に、微視的に見て不均一に
露出させることが出来る。これにより、防汚性に優れ、
かつ維持性能の高い防汚性基板を得ることが出来る。
への成膜というスパッタリング法の特徴を生かしたま
ま、防汚性に優れ、かつ維持性能の高い防汚性基板を得
ることが出来る。基板上に透明被膜、および親水性を有
する透明被膜を順次成膜して形成し、その後レーザーを
照射し、親水性を有する透明被膜の除去と、その下の透
明被膜の結晶化による光触媒活性の発現を同時に行うこ
とによって、基板表面で光触媒活性を有する透明被膜が
親水性を有する透明被膜に対して海に浮かぶ島のように
分離して、巨視的に見て均一に、微視的に見て不均一に
露出させることが出来る。これにより、防汚性に優れ、
かつ維持性能の高い防汚性基板を得ることが出来る。
【００３５】そして、この被膜付き基板は、上層の透明
被膜が親水性を有し、また、下層の透明被膜が光触媒活
性を有するので防曇性能の維持と、防汚性能の双方の機
能を兼ね備えるという利点がある。
被膜が親水性を有し、また、下層の透明被膜が光触媒活
性を有するので防曇性能の維持と、防汚性能の双方の機
能を兼ね備えるという利点がある。
【図１】本発明に係る一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の防汚性基板を膜表面側から
見た模式図である。
見た模式図である。
【図３】本発明の一実施例の防汚性基板を膜断面側から
見た模式図である
見た模式図である
１１，１２…成膜室、１３，１４…スパッタリングカソ
ード、１５，３４…基板、１６…搬送ローラ、１７…レ
ーザー、２１，３３…光触媒活性を有する透明被膜、２
２，３２…親水性を有する透明被、３１…レーザー処理
部、３３ａ…結晶化している部分。
ード、１５，３４…基板、１６…搬送ローラ、１７…レ
ーザー、２１，３３…光触媒活性を有する透明被膜、２
２，３２…親水性を有する透明被、３１…レーザー処理
部、３３ａ…結晶化している部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AA20C AA21B AG00A AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C BA13 EH112 EH662 EJ412 EJ612 JB05C JL06 JN01B JN01C JN30B 4G059 AA01 AB01 AB09 AB11 AC21 AC22 EA04 EA05 EB04 GA01 GA04 GA12 4G069 AA03 AA08 BA02B BA04B BA48A BA48C CA01 CA07 CA10 CA11 EA08 ED02 FB02 4K029 AA09 BA46 BA48 BC00 BD00 CA05 GA00
Claims (4)
- 【請求項１】減圧した雰囲気が調整できる真空装置内で
スパッタリング法により基板上に防汚性を有する被膜を
形成してなる被膜付き基板の製造方法であって、この製
造方法は、基板上に光触媒活性を有する透明被膜を形成
する工程と、この光触媒活性を有する透明被膜の上に親
水性を有する透明被膜を形成する工程と、この基板上に
形成された前記両透明被膜の上部からレーザーを断続的
に照射して上層の親水性を有する透明被膜を部分的に除
去する工程からなり、親水性を有する透明被膜の除去に
より下層に露出する光触媒活性を有する透明被膜にレー
ザー照射によるアニールが行われて結晶化されたレーザ
ー処理部を前記基板の全面に多数点在させたことを特徴
とする被膜付き基板の製造方法。 - 【請求項２】 基板上に防汚性を有する被膜付き基板で
あって、前記被膜は基板上に光触媒活性を有する透明被
膜の下層が形成され、その上に親水性を有する透明被膜
の上層を積層して形成され、前記被膜にはレーザーの断
続的な照射によるレーザー処理部が前記基板の全面に多
数点在し、このレーザー処理部では上層の親水性を有す
る透明被膜が部分的に除去され、露出した下層の光触媒
活性を有する透明被膜にレーザー照射によるアニールが
行われて光触媒活性が発現される結晶部が形成されてい
ることを特徴とする被膜付き基板。 - 【請求項３】 前記光触媒活性を有する面内で一様な透
明被膜が、酸化チタンを主成分とすることを特徴とする
請求項１に記載の被膜付き基板。 - 【請求項４】 前記親水性を有する透明被膜が、二酸化
珪素を主成分とすることを特徴とする請求項１及び２に
記載の被膜付き基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000281789A JP2002088474A (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 被膜付き基板およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000281789A JP2002088474A (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 被膜付き基板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002088474A true JP2002088474A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18766396
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000281789A Pending JP2002088474A (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 被膜付き基板およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002088474A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161259A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Andes Denki Kk | 光触媒材料およびその製造方法 |
| JPWO2004053196A1 (ja) * | 2002-12-06 | 2006-04-13 | 凸版印刷株式会社 | 金属酸化物膜及び色素増感太陽電池およびその製造方法 |
| FR2911130A1 (fr) * | 2007-01-05 | 2008-07-11 | Saint Gobain | Procede de depot de couche mince et produit obtenu |
-
2000
- 2000-09-18 JP JP2000281789A patent/JP2002088474A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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