JP2000203885A - 機能性薄膜、機能性基板、及び酸化チタン薄膜製造方法。 - Google Patents
機能性薄膜、機能性基板、及び酸化チタン薄膜製造方法。Info
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- JP2000203885A JP2000203885A JP11003916A JP391699A JP2000203885A JP 2000203885 A JP2000203885 A JP 2000203885A JP 11003916 A JP11003916 A JP 11003916A JP 391699 A JP391699 A JP 391699A JP 2000203885 A JP2000203885 A JP 2000203885A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐久性が高く、光触媒機能を有する酸化チタン
薄膜を提供する。 【解決手段】バリア薄膜１２表面に酸化チタン薄膜３１
を点在させ、その間に親水性薄膜４１を形成し、機能性
薄膜３を構成させる。機能性薄膜３表面に、酸化チタン
薄膜３１が露出する部分と親水性薄膜４１が露出する部
分とが混在するので、両方の薄膜の機能を得ることがで
きる。従って、紫外線が照射される環境下ではセルフク
リーニング効果と超親水性が発現され、暗所でも、ある
程度の親水性が得られる。酸化チタン薄膜３１は、酸素
ガスが添加されたスパッタリングガスにより、酸化チタ
ンターゲットをスパッタリングすると、形成される酸化
チタン薄膜中の欠損酸素を補充できるので、光触媒機能
を有する酸化チタン薄膜３１を形成することができる。
薄膜を提供する。 【解決手段】バリア薄膜１２表面に酸化チタン薄膜３１
を点在させ、その間に親水性薄膜４１を形成し、機能性
薄膜３を構成させる。機能性薄膜３表面に、酸化チタン
薄膜３１が露出する部分と親水性薄膜４１が露出する部
分とが混在するので、両方の薄膜の機能を得ることがで
きる。従って、紫外線が照射される環境下ではセルフク
リーニング効果と超親水性が発現され、暗所でも、ある
程度の親水性が得られる。酸化チタン薄膜３１は、酸素
ガスが添加されたスパッタリングガスにより、酸化チタ
ンターゲットをスパッタリングすると、形成される酸化
チタン薄膜中の欠損酸素を補充できるので、光触媒機能
を有する酸化チタン薄膜３１を形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機能性薄膜の技術
分野にかかり、特に、光触媒機能を有する機能性薄膜を
応用した技術分野に関する。
分野にかかり、特に、光触媒機能を有する機能性薄膜を
応用した技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年では、超親水性と防汚効果が得られ
る薄膜材料として、酸化チタン(ＴｉＯ2)が注目されて
いる。
る薄膜材料として、酸化チタン(ＴｉＯ2)が注目されて
いる。
【０００３】酸化チタンは光触媒の一種であり、紫外線
が照射されると活性化し、空気中の酸素からヒドロキシ
ラジカルやスーパーオキサイドアニオンが生成され、そ
れによって表面に付着した有機汚染物質が分解されるの
でセルフクリーニング効果があり、また、汚染物質の分
解により、清浄な表面が露出する結果、超親水性が得ら
れることが知られている。
が照射されると活性化し、空気中の酸素からヒドロキシ
ラジカルやスーパーオキサイドアニオンが生成され、そ
れによって表面に付着した有機汚染物質が分解されるの
でセルフクリーニング効果があり、また、汚染物質の分
解により、清浄な表面が露出する結果、超親水性が得ら
れることが知られている。
【０００４】図８の符号１１０は、上記のような酸化チ
タンを応用した鏡である。この鏡１１０は、ソーダライ
ムガラスから成る基板１１１を有しており、その裏面に
は反射層(クロム層)１１８が形成され、表面にはシリコ
ン酸化物薄膜から成るバリア薄膜１１２が形成されてい
る。
タンを応用した鏡である。この鏡１１０は、ソーダライ
ムガラスから成る基板１１１を有しており、その裏面に
は反射層(クロム層)１１８が形成され、表面にはシリコ
ン酸化物薄膜から成るバリア薄膜１１２が形成されてい
る。
【０００５】このバリア薄膜１１２の表面には、酸化チ
タン粉末の分散液が吹き付けられた後、焼成され、酸化
チタン薄膜１１３が形成されており(ゾル・ゲル法)、表
面に、酸化チタン薄膜１１３から成る光触媒薄膜が形成
されている。この酸化チタン薄膜１１３により、セルフ
クリーニング効果や超親水性が得られるようになってい
る。
タン粉末の分散液が吹き付けられた後、焼成され、酸化
チタン薄膜１１３が形成されており(ゾル・ゲル法)、表
面に、酸化チタン薄膜１１３から成る光触媒薄膜が形成
されている。この酸化チタン薄膜１１３により、セルフ
クリーニング効果や超親水性が得られるようになってい
る。
【０００６】なお、バリア薄膜１１２はナトリウム等の
基板１１１中の不純物拡散を防止するための薄膜であ
る。バリア薄膜１１２を形成せず、酸化チタンの分散液
を基板１１１表面に直接吹き付けて酸化チタン薄膜１１
３を形成した場合、酸化チタン薄膜の焼成の際に、基板
１１１中に含まれるナトリウム成分が酸化チタン薄膜１
１３中に侵入し、チタン−ナトリウム化合物が生成され
てしまい、酸化チタン薄膜１１３が失活してしまう。
基板１１１中の不純物拡散を防止するための薄膜であ
る。バリア薄膜１１２を形成せず、酸化チタンの分散液
を基板１１１表面に直接吹き付けて酸化チタン薄膜１１
３を形成した場合、酸化チタン薄膜の焼成の際に、基板
１１１中に含まれるナトリウム成分が酸化チタン薄膜１
１３中に侵入し、チタン−ナトリウム化合物が生成され
てしまい、酸化チタン薄膜１１３が失活してしまう。
【０００７】ところで、酸化チタンの結晶系は、アナタ
ーゼ型、ルチル型、及びブルッカイト型があるが、アナ
ターゼ型が最も高い光学活性を示すことが知られてい
る。しかし、アナターゼ型は高温に曝されるとルチルゼ
型に転移し、防汚効果や超親水性が発現されなくなって
しまう。
ーゼ型、ルチル型、及びブルッカイト型があるが、アナ
ターゼ型が最も高い光学活性を示すことが知られてい
る。しかし、アナターゼ型は高温に曝されるとルチルゼ
型に転移し、防汚効果や超親水性が発現されなくなって
しまう。
【０００８】一般に、スパッタリング法によって薄膜を
形成する場合は、成膜エネルギーが大きすぎるため、ア
ナターゼ型の酸化チタン薄膜を形成することができな
い。また、蒸着法の場合は、成膜対象物を高温に加熱し
ながら薄膜を形成する必要があるため、ガラス基板表面
への薄膜形成には適さない。
形成する場合は、成膜エネルギーが大きすぎるため、ア
ナターゼ型の酸化チタン薄膜を形成することができな
い。また、蒸着法の場合は、成膜対象物を高温に加熱し
ながら薄膜を形成する必要があるため、ガラス基板表面
への薄膜形成には適さない。
【０００９】それに対し、上記のようなゾル・ゲル法で
は、アナターゼ型の酸化チタン粉末を用い、８００℃程
度の低温で焼成して薄膜を形成するので、転移が生じ
ず、アナターゼ型の酸化チタン薄膜を形成することがで
きる。しかしながら、ゾル・ゲル法で形成された酸化チ
タン薄膜１１３は薄膜の強度が弱いため、剥離しやすい
という欠点がある。
は、アナターゼ型の酸化チタン粉末を用い、８００℃程
度の低温で焼成して薄膜を形成するので、転移が生じ
ず、アナターゼ型の酸化チタン薄膜を形成することがで
きる。しかしながら、ゾル・ゲル法で形成された酸化チ
タン薄膜１１３は薄膜の強度が弱いため、剥離しやすい
という欠点がある。
【００１０】近年では、酸化チタン薄膜の超親水性が注
目されており、鏡に応用した場合、雨天においても視認
性がよく、且つセルフクリーニング機能を有する高性能
のサイドミラー等が得られると期待されている。従っ
て、酸化チタン薄膜を用いた機能性薄膜の製品化に向
け、耐久性の向上が増々求められている。
目されており、鏡に応用した場合、雨天においても視認
性がよく、且つセルフクリーニング機能を有する高性能
のサイドミラー等が得られると期待されている。従っ
て、酸化チタン薄膜を用いた機能性薄膜の製品化に向
け、耐久性の向上が増々求められている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、耐久性が高く、光触媒機能を有する酸化チタン
薄膜を提供することにある。
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、耐久性が高く、光触媒機能を有する酸化チタン
薄膜を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、親水性薄膜と酸化チタン薄
膜を有する機能性薄膜であって、前記機能性薄膜の表面
には、前記親水性薄膜が露出する部分と、前記酸化チタ
ン薄膜が露出する部分とが、微小領域中で混在すること
を特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、親水性薄膜と酸化チタン薄
膜を有する機能性薄膜であって、前記機能性薄膜の表面
には、前記親水性薄膜が露出する部分と、前記酸化チタ
ン薄膜が露出する部分とが、微小領域中で混在すること
を特徴とする。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の機
能性薄膜であって、前記酸化チタン薄膜は前記親水性薄
膜上に形成されたことを特徴とする。
能性薄膜であって、前記酸化チタン薄膜は前記親水性薄
膜上に形成されたことを特徴とする。
【００１４】請求項３記載の発明は、ガラス基板と、前
記ガラス基板上に形成されたバリア薄膜と、前記バリア
薄膜上に形成された酸化チタン薄膜とを有する機能性基
板であって、前記酸化チタン薄膜は、前記バリア薄膜表
面が部分的に露出するように構成されたことを特徴とす
る。
記ガラス基板上に形成されたバリア薄膜と、前記バリア
薄膜上に形成された酸化チタン薄膜とを有する機能性基
板であって、前記酸化チタン薄膜は、前記バリア薄膜表
面が部分的に露出するように構成されたことを特徴とす
る。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の機
能性基板であって、前記酸化チタン薄膜間には親水性薄
膜が配置され、前記基板上の微小領域内に、前記酸化チ
タン薄膜が露出する部分と前記親水性薄膜が露出する部
分とが混在するように構成されたことを特徴とする。
能性基板であって、前記酸化チタン薄膜間には親水性薄
膜が配置され、前記基板上の微小領域内に、前記酸化チ
タン薄膜が露出する部分と前記親水性薄膜が露出する部
分とが混在するように構成されたことを特徴とする。
【００１６】請求項５記載の発明は、機能性基板であっ
て、ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたバリ
ア薄膜と、前記バリア薄膜上に形成された酸化チタン薄
膜と、前記酸化チタン薄膜表面に形成された親水性薄膜
を有し、前記ガラス基板上の微量領域内に、前記親水性
薄膜が露出する部分と、前記酸化チタン薄膜が露出する
部分とが混在するように構成されたことを特徴とする。
て、ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたバリ
ア薄膜と、前記バリア薄膜上に形成された酸化チタン薄
膜と、前記酸化チタン薄膜表面に形成された親水性薄膜
を有し、前記ガラス基板上の微量領域内に、前記親水性
薄膜が露出する部分と、前記酸化チタン薄膜が露出する
部分とが混在するように構成されたことを特徴とする。
【００１７】請求項６記載の発明は、真空雰囲気中に成
膜対象物を配置し、スパッタリングガスのプラズマによ
って酸化チタンターゲットをスパッタリングし、前記成
膜対象物表面に酸化チタン薄膜を製造する酸化チタン薄
膜の製造方法であって、前記スパッタリングガス中に、
酸素ガス、オゾンガス、又は二酸化窒素ガスのいずれか
１種又は２種以上のガスを酸素含有ガスとして含有させ
ることを特徴とする。
膜対象物を配置し、スパッタリングガスのプラズマによ
って酸化チタンターゲットをスパッタリングし、前記成
膜対象物表面に酸化チタン薄膜を製造する酸化チタン薄
膜の製造方法であって、前記スパッタリングガス中に、
酸素ガス、オゾンガス、又は二酸化窒素ガスのいずれか
１種又は２種以上のガスを酸素含有ガスとして含有させ
ることを特徴とする。
【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の酸
化チタン薄膜の製造方法であって、前記スパッタリング
ガス中の前記酸素含有ガスの含有割合を１０体積％以上
にすることを特徴とする。
化チタン薄膜の製造方法であって、前記スパッタリング
ガス中の前記酸素含有ガスの含有割合を１０体積％以上
にすることを特徴とする。
【００１９】請求項８記載の発明は、真空雰囲気中に成
膜対象物を配置し、スパッタリングガスのプラズマによ
って酸化チタンターゲットをスパッタリングし、前記成
膜対象物表面に酸化チタン薄膜を製造する酸化チタン薄
膜の製造方法であって、前記成膜対象物表面に酸素プラ
ズマを照射しながら前記酸化チタン薄膜を形成すること
を特徴とする。
膜対象物を配置し、スパッタリングガスのプラズマによ
って酸化チタンターゲットをスパッタリングし、前記成
膜対象物表面に酸化チタン薄膜を製造する酸化チタン薄
膜の製造方法であって、前記成膜対象物表面に酸素プラ
ズマを照射しながら前記酸化チタン薄膜を形成すること
を特徴とする。
【００２０】本発明の機能性薄膜は上記のように構成さ
れており、親水性薄膜が露出する部分と、酸化チタン薄
膜が露出する部分とが、機能性薄膜表面の微小領域中で
混在している。例えば、親水性薄膜間に、酸化チタン薄
膜が島状に散在していたり、その逆に、酸化チタン薄膜
間に、親水性薄膜が島状に散在していてもよい。また、
酸化チタン薄膜と親水性薄膜が線状に交互に配置されて
いたり、一方が網状に配置され、他方が網の目の位置に
配置されていてもよい。
れており、親水性薄膜が露出する部分と、酸化チタン薄
膜が露出する部分とが、機能性薄膜表面の微小領域中で
混在している。例えば、親水性薄膜間に、酸化チタン薄
膜が島状に散在していたり、その逆に、酸化チタン薄膜
間に、親水性薄膜が島状に散在していてもよい。また、
酸化チタン薄膜と親水性薄膜が線状に交互に配置されて
いたり、一方が網状に配置され、他方が網の目の位置に
配置されていてもよい。
【００２１】酸化チタン薄膜表面が露出する部分と親水
性薄膜表面が露出する部分とが混在する機能性薄膜は、
ガラス基板上に形成されたバリア薄膜上に形成してもよ
い。散在する酸化チタン薄膜間を親水性薄膜で充填して
もよいし、散在する親水性薄膜間が酸化チタン薄膜で充
填されるようにしてもよい。また、バリア薄膜上に全面
成膜した酸化チタン上に島状に散在する親水性薄膜や、
線状、又は網状の親水性薄膜を形成してもよい。
性薄膜表面が露出する部分とが混在する機能性薄膜は、
ガラス基板上に形成されたバリア薄膜上に形成してもよ
い。散在する酸化チタン薄膜間を親水性薄膜で充填して
もよいし、散在する親水性薄膜間が酸化チタン薄膜で充
填されるようにしてもよい。また、バリア薄膜上に全面
成膜した酸化チタン上に島状に散在する親水性薄膜や、
線状、又は網状の親水性薄膜を形成してもよい。
【００２２】要するに、機能性薄膜表面の微小領域中に
酸化チタン薄膜表面と親水性薄膜表面とが混在していれ
ばよい。微小領域が１平方インチの場合、島状の酸化チ
タン薄膜がその中に１００個程度散在していればよい。
酸化チタン薄膜表面と親水性薄膜表面とが混在していれ
ばよい。微小領域が１平方インチの場合、島状の酸化チ
タン薄膜がその中に１００個程度散在していればよい。
【００２３】上記の機能性薄膜又は機能性基板に設けら
れた酸化チタン薄膜は、光触媒機能を有している必要が
ある。酸化チタンターゲットをスパッタリングして形成
する場合、アルゴンガス等の希ガス中に酸素ガス、オゾ
ンガス、又は二酸化窒素ガス等の酸素含有ガスを添加し
てスパッタリングガスとし、そのスパッタリングガスプ
ラズマによってターゲットをスパッタリングすると、形
成される酸化チタン薄膜中の欠損酸素原子が補充され、
光触媒機能を有するアナターゼ型の酸化チタン薄膜を得
ることができる。
れた酸化チタン薄膜は、光触媒機能を有している必要が
ある。酸化チタンターゲットをスパッタリングして形成
する場合、アルゴンガス等の希ガス中に酸素ガス、オゾ
ンガス、又は二酸化窒素ガス等の酸素含有ガスを添加し
てスパッタリングガスとし、そのスパッタリングガスプ
ラズマによってターゲットをスパッタリングすると、形
成される酸化チタン薄膜中の欠損酸素原子が補充され、
光触媒機能を有するアナターゼ型の酸化チタン薄膜を得
ることができる。
【００２４】光触媒機能を有する酸化チタン薄膜を得る
ためには、酸素含有ガスの添加割合は多いほど好まし
く、１０体積％(希ガス：酸素含有ガス＝９：１)以上を
含有させる必要がある。なお、アルゴンガス等の希ガス
の割合が小さくなると、スパッタリング速度が低下する
ので、酸素含有ガスの上限は、成膜速度によって決めら
れる。
ためには、酸素含有ガスの添加割合は多いほど好まし
く、１０体積％(希ガス：酸素含有ガス＝９：１)以上を
含有させる必要がある。なお、アルゴンガス等の希ガス
の割合が小さくなると、スパッタリング速度が低下する
ので、酸素含有ガスの上限は、成膜速度によって決めら
れる。
【００２５】また、イオンガン等により、スパッタリン
グ中に基板表面に酸素プラズマを照射しても、欠損酸素
原子を補充できるので、光触媒機能を有する酸化チタン
薄膜を形成することができる。
グ中に基板表面に酸素プラズマを照射しても、欠損酸素
原子を補充できるので、光触媒機能を有する酸化チタン
薄膜を形成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の機能性薄膜と機能性基板
を、本発明の酸化チタン薄膜製造方法と共に説明する。
図３を参照し、符号９は、本発明の機能性薄膜を形成す
る成膜装置の一例である。この成膜装置９は、真空槽５
４を有している。真空槽５４内の底壁側には、ターンテ
ーブル５９が配置されており、その上方の天井側には、
搬出入部６０と、第１〜第３の成膜部６１〜６３とが配
置されている。
を、本発明の酸化チタン薄膜製造方法と共に説明する。
図３を参照し、符号９は、本発明の機能性薄膜を形成す
る成膜装置の一例である。この成膜装置９は、真空槽５
４を有している。真空槽５４内の底壁側には、ターンテ
ーブル５９が配置されており、その上方の天井側には、
搬出入部６０と、第１〜第３の成膜部６１〜６３とが配
置されている。
【００２７】ターンテーブル５９は、水平回転と昇降移
動可能に構成されており、図示しない搬出入口から成膜
対象の基板を搬出入部６０内に搬入し、ターンテーブル
５９上に載せた状態で回転させると、第１〜第３の成膜
部６１〜６３へ基板を搬送できるように構成されてい
る。また、ターンテーブル５９を昇降移動させると、タ
ーンテーブル５９上に置かれた基板を、第１〜第３の成
膜部６１〜６３内に搬入できるように構成されている。
動可能に構成されており、図示しない搬出入口から成膜
対象の基板を搬出入部６０内に搬入し、ターンテーブル
５９上に載せた状態で回転させると、第１〜第３の成膜
部６１〜６３へ基板を搬送できるように構成されてい
る。また、ターンテーブル５９を昇降移動させると、タ
ーンテーブル５９上に置かれた基板を、第１〜第３の成
膜部６１〜６３内に搬入できるように構成されている。
【００２８】図１(ａ)〜(ｄ)の符号１１はソーダライム
ガラスから成る基板を示している。ガラス基板１１裏面
には、予め、不図示の反射膜が形成されている。
ガラスから成る基板を示している。ガラス基板１１裏面
には、予め、不図示の反射膜が形成されている。
【００２９】上記成膜装置９を用い、機能性薄膜を形成
する場合、予め図示しない真空ポンプによって真空槽５
４内部を真空雰囲気にし、その雰囲気を維持したまま、
基板１１を搬出入部５０内に搬入する。そして、ターン
テーブル５９を動作させ、基板１１を第１の成膜部５１
内に搬入する。
する場合、予め図示しない真空ポンプによって真空槽５
４内部を真空雰囲気にし、その雰囲気を維持したまま、
基板１１を搬出入部５０内に搬入する。そして、ターン
テーブル５９を動作させ、基板１１を第１の成膜部５１
内に搬入する。
【００３０】第１の成膜部５１はスパッタリング装置で
あり、シリコン酸化物から成るターゲットが配置されて
いる。そのターゲットをスパッタリングし、基板１１の
表面にシリコン酸化物から成るバリア薄膜１２を全面成
膜する(図１(ｂ))。
あり、シリコン酸化物から成るターゲットが配置されて
いる。そのターゲットをスパッタリングし、基板１１の
表面にシリコン酸化物から成るバリア薄膜１２を全面成
膜する(図１(ｂ))。
【００３１】次に、その基板１１を、第２の成膜部５２
に移動させる。この第２の成膜部５２もスパッタリング
装置であり、その構造を図４に模式的に示す。この成膜
部５２は、隔壁７１を有しており、天井側にはカソード
７２が配置されている。カソード７２の底壁側の面に
は、チタン酸化物から成るターゲット７３が配置されて
いる。搬入された基板１１は、その表面のバリア薄膜１
２をターゲット７３側に向け、隔壁７１内に配置され
る。
に移動させる。この第２の成膜部５２もスパッタリング
装置であり、その構造を図４に模式的に示す。この成膜
部５２は、隔壁７１を有しており、天井側にはカソード
７２が配置されている。カソード７２の底壁側の面に
は、チタン酸化物から成るターゲット７３が配置されて
いる。搬入された基板１１は、その表面のバリア薄膜１
２をターゲット７３側に向け、隔壁７１内に配置され
る。
【００３２】この隔壁７１内では、ターゲット７３と基
板１１の間に、フィルタ７５が配置されている。それら
位置関係を図５に示す。
板１１の間に、フィルタ７５が配置されている。それら
位置関係を図５に示す。
【００３３】フィルタ７５は、１００メッシュ(１平方
インチ中に１００個の目を有する金属製の網)の篩であ
り、網部分である遮蔽部７６と、網の目となる通過部７
７とで構成されている。
インチ中に１００個の目を有する金属製の網)の篩であ
り、網部分である遮蔽部７６と、網の目となる通過部７
７とで構成されている。
【００３４】基板１１の搬入後、第２の成膜部５２内の
雰囲気を真空槽５４内の雰囲気から独立させ、アルゴン
ガスと酸素ガスを所定割合(ここでは１：１、即ち、Ｏ2
ガスの含有割合は５０体積％)で導入し、３．０×１０
-2Ｔｏｒｒの圧力で安定したところでカソード７２に電
圧を印加する。
雰囲気を真空槽５４内の雰囲気から独立させ、アルゴン
ガスと酸素ガスを所定割合(ここでは１：１、即ち、Ｏ2
ガスの含有割合は５０体積％)で導入し、３．０×１０
-2Ｔｏｒｒの圧力で安定したところでカソード７２に電
圧を印加する。
【００３５】その結果、ターゲット７３表面近傍に、ア
ルゴンガスと酸素ガスとから成るスパッタリングガスプ
ラズマが生成され、ターゲット７３がスパッタリングさ
れる。
ルゴンガスと酸素ガスとから成るスパッタリングガスプ
ラズマが生成され、ターゲット７３がスパッタリングさ
れる。
【００３６】ターゲット７３表面から飛び出したスパッ
タリング粒子(酸化チタン)が、基板１１のバリア薄膜１
２表面に到達すると、その部分に酸化チタン薄膜が形成
される。
タリング粒子(酸化チタン)が、基板１１のバリア薄膜１
２表面に到達すると、その部分に酸化チタン薄膜が形成
される。
【００３７】スパッタリング法により酸化チタン薄膜を
形成する場合、スパッタリングガス中に酸素含有ガスが
含まれていれば、形成される酸化チタン薄膜はアナター
ゼ型になる。また、スパッタリング雰囲気圧力と、結晶
型には密接な関係がある。
形成する場合、スパッタリングガス中に酸素含有ガスが
含まれていれば、形成される酸化チタン薄膜はアナター
ゼ型になる。また、スパッタリング雰囲気圧力と、結晶
型には密接な関係がある。
【００３８】下記表に、酸化チタン薄膜成膜時のスパッ
タリング雰囲気圧力と形成されるチタン薄膜の性質を下
記表に示す。
タリング雰囲気圧力と形成されるチタン薄膜の性質を下
記表に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】接触角θは、ガラス基板表面に全面成膜し
た酸化チタン薄膜表面に所定時間紫外線を照射し、水滴
を載せた場合のガラス基板と水滴表面の成す角度であ
る。接触角θを図６に示す。符号６０はガラス基板、符
号６１は水滴である。
た酸化チタン薄膜表面に所定時間紫外線を照射し、水滴
を載せた場合のガラス基板と水滴表面の成す角度であ
る。接触角θを図６に示す。符号６０はガラス基板、符
号６１は水滴である。
【００４１】表１によると、２．０×１０-2Ｔｏｒｒ以
上の圧力で接触角θが１０°以下になっており、超親水
性の発現が認められる。従って、２．０×１０-2以上の
圧力において、アナターゼ型の酸化チタン薄膜が形成さ
れる。
上の圧力で接触角θが１０°以下になっており、超親水
性の発現が認められる。従って、２．０×１０-2以上の
圧力において、アナターゼ型の酸化チタン薄膜が形成さ
れる。
【００４２】図７に示したグラフは、超親水性が得られ
た場合の、紫外線照射時間と接触角θの関係を示すグラ
フである。４０乃至６０分程度の照射によって超親水性
が得られることが分かる。
た場合の、紫外線照射時間と接触角θの関係を示すグラ
フである。４０乃至６０分程度の照射によって超親水性
が得られることが分かる。
【００４３】但し、１．０×１０-2Ｔｏｒｒの圧力で得
られた酸化チタン薄膜の接触角でも実用上十分であり、
５．０×１０-3Ｔｏｒｒ以上の圧力で形成した酸化チタ
ン薄膜であれば使用することができると考えられる。上
限は、スパッタリング中にアーク放電が生じない圧力で
あり、５．０×１０-2Ｔｏｒｒ程度である。
られた酸化チタン薄膜の接触角でも実用上十分であり、
５．０×１０-3Ｔｏｒｒ以上の圧力で形成した酸化チタ
ン薄膜であれば使用することができると考えられる。上
限は、スパッタリング中にアーク放電が生じない圧力で
あり、５．０×１０-2Ｔｏｒｒ程度である。
【００４４】ところで、上記の第３の成膜部５３内で
は、ターゲット７３と基板１１の間にフィルタ７５が位
置しているので、ターゲット７３から飛び出したスパッ
タリング粒子がフィルタ７５を通過する際、一部が遮蔽
部７６に付着し、網の目７６を通ったスパッタリング粒
子だけがバリア薄膜１２表面に到達する。従って、フィ
ルタ７５を用いてバリア薄膜１２表面に形成したチタン
薄膜は、網の目状になっている。図１(ｃ)の符号３１
は、その網の目状の酸化チタン薄膜を示しており、バリ
ア薄膜１２表面に規則的に散在している。
は、ターゲット７３と基板１１の間にフィルタ７５が位
置しているので、ターゲット７３から飛び出したスパッ
タリング粒子がフィルタ７５を通過する際、一部が遮蔽
部７６に付着し、網の目７６を通ったスパッタリング粒
子だけがバリア薄膜１２表面に到達する。従って、フィ
ルタ７５を用いてバリア薄膜１２表面に形成したチタン
薄膜は、網の目状になっている。図１(ｃ)の符号３１
は、その網の目状の酸化チタン薄膜を示しており、バリ
ア薄膜１２表面に規則的に散在している。
【００４５】網の目状の酸化チタン薄膜３１の形成後、
成膜装置９から基板１１を取り出し、サイドミラーを作
製した場合、酸化チタン薄膜３１表面に紫外線が照射さ
れる環境下では、酸化チタン薄膜３１のセルフクリーニ
ング機能によって表面が清浄になり、また、超親水性効
果が発現する。この状態では表面に水が付着しても薄膜
拡がり、水玉が生成されない。
成膜装置９から基板１１を取り出し、サイドミラーを作
製した場合、酸化チタン薄膜３１表面に紫外線が照射さ
れる環境下では、酸化チタン薄膜３１のセルフクリーニ
ング機能によって表面が清浄になり、また、超親水性効
果が発現する。この状態では表面に水が付着しても薄膜
拡がり、水玉が生成されない。
【００４６】また、酸化チタン薄膜３１間には、親水性
のバリア薄膜１２表面が露出していることから、紫外線
が照射されない環境下においても、ある程度の親水性が
確保される。
のバリア薄膜１２表面が露出していることから、紫外線
が照射されない環境下においても、ある程度の親水性が
確保される。
【００４７】従って、網の目状の酸化チタン薄膜３１と
バリア薄膜１２とで構成される機能性薄膜２は、紫外線
の有無によらずに親水性を有している。符号５は、その
機能性薄膜２を有する機能性基板を示している。
バリア薄膜１２とで構成される機能性薄膜２は、紫外線
の有無によらずに親水性を有している。符号５は、その
機能性薄膜２を有する機能性基板を示している。
【００４８】ここでは、その基板１１を成膜装置９外に
取り出さず、更に、第３の成膜部５３に搬送する。
取り出さず、更に、第３の成膜部５３に搬送する。
【００４９】この成膜部５３はスパッタリング装置であ
り、その内部には、シリコン酸化物から成るターゲット
と、上記のような金属製の篩から成るフィルタが設けら
れている。
り、その内部には、シリコン酸化物から成るターゲット
と、上記のような金属製の篩から成るフィルタが設けら
れている。
【００５０】成膜部５３内に搬入した基板１１をフィル
タの後方に配置し、フィルタと基板１１とを相対的に位
置合わせし、酸化チタン薄膜３１間に露出するバリア薄
膜１２上に、フィルタの網の目を位置させる。その状態
でスパッタリングを行うと、露出したバリア薄膜１２表
面に、シリコン酸化物から成る親水性薄膜４１が形成さ
れる(図１(ｄ))。
タの後方に配置し、フィルタと基板１１とを相対的に位
置合わせし、酸化チタン薄膜３１間に露出するバリア薄
膜１２上に、フィルタの網の目を位置させる。その状態
でスパッタリングを行うと、露出したバリア薄膜１２表
面に、シリコン酸化物から成る親水性薄膜４１が形成さ
れる(図１(ｄ))。
【００５１】その基板１１を成膜装置９から搬出し、鏡
を作製した場合、表面には酸化チタン薄膜３１と親水性
薄膜４１とが露出しているため、セルフクリーニング機
能と超親水性を有するサイドミラーが得られる。
を作製した場合、表面には酸化チタン薄膜３１と親水性
薄膜４１とが露出しているため、セルフクリーニング機
能と超親水性を有するサイドミラーが得られる。
【００５２】バリア薄膜１２の表面が、酸化チタン薄膜
３１又は親水性薄膜４１で覆われた場合、バリア薄膜１
２には親水性は無くてもよく、基板１１中の不純物が酸
化チタン薄膜３１内に拡散することを防止できればよ
い。従って、酸化チタン薄膜３１と親水性薄膜４１と
で、親水性を有する機能性薄膜３が構成される。符号６
は、その機能性薄膜３を有する機能性基板を示してい
る。
３１又は親水性薄膜４１で覆われた場合、バリア薄膜１
２には親水性は無くてもよく、基板１１中の不純物が酸
化チタン薄膜３１内に拡散することを防止できればよ
い。従って、酸化チタン薄膜３１と親水性薄膜４１と
で、親水性を有する機能性薄膜３が構成される。符号６
は、その機能性薄膜３を有する機能性基板を示してい
る。
【００５３】なお、図２(ａ)に示すように、基板１１上
のバリア薄膜１２表面に酸化チタン薄膜３２を全面成膜
し(膜厚５００〜３０００Å程度)、その表面に、島状に
散在するシリコン酸化物薄膜等の親水性薄膜４２(膜厚
５００〜３０００Å程度)を形成してもよい。親水性薄
膜４２間の底面に酸化チタン薄膜３２が露出しており、
その部分でセルフクリーニング機能と超親水性が得られ
る。従って、その酸化チタン薄膜３２と親水性薄膜４２
とで、機能性薄膜４が構成される。符号７は、その機能
性薄膜４を有する機能性基板を示している。
のバリア薄膜１２表面に酸化チタン薄膜３２を全面成膜
し(膜厚５００〜３０００Å程度)、その表面に、島状に
散在するシリコン酸化物薄膜等の親水性薄膜４２(膜厚
５００〜３０００Å程度)を形成してもよい。親水性薄
膜４２間の底面に酸化チタン薄膜３２が露出しており、
その部分でセルフクリーニング機能と超親水性が得られ
る。従って、その酸化チタン薄膜３２と親水性薄膜４２
とで、機能性薄膜４が構成される。符号７は、その機能
性薄膜４を有する機能性基板を示している。
【００５４】この場合は、バリア薄膜１２は、基板１１
中のナトリウム等の不純物が酸化チタン薄膜３２中に侵
入することを防げばよく、親水性は無くてもよい。
中のナトリウム等の不純物が酸化チタン薄膜３２中に侵
入することを防げばよく、親水性は無くてもよい。
【００５５】
【発明の効果】スパッタリング法によって酸化チタン薄
膜が形成されるので、強靱な機能性薄膜が得られる。酸
化チタン薄膜間に親水性薄膜表面が配置されているの
で、紫外線が照射されない環境下でも、親水性を得るこ
とができる。微小領域内で酸化チタン薄膜表面と親水性
薄膜表面とが混在しているので、水玉が生成されにくく
なっている。
膜が形成されるので、強靱な機能性薄膜が得られる。酸
化チタン薄膜間に親水性薄膜表面が配置されているの
で、紫外線が照射されない環境下でも、親水性を得るこ
とができる。微小領域内で酸化チタン薄膜表面と親水性
薄膜表面とが混在しているので、水玉が生成されにくく
なっている。
【図１】(ａ)〜(ｄ)：本発明の機能性薄膜及び機能性基
板の製造方法の一例を説明するための図
板の製造方法の一例を説明するための図
【図２】(ａ)、(ｂ)：他の例を説明するための図
【図３】機能性薄膜を形成できる成膜装置の一例
【図４】酸化チタン薄膜の形成方法を説明するための図
【図５】フィルタの配置状態を説明するための図
【図６】接触角θを示す図
【図７】紫外線照射時間と接触角θの関係を示すグラフ
【図８】従来技術の機能性薄膜を説明するための図
【符号の説明】 ２〜４……機能性薄膜 ５〜７……機能性基板 １１……ガラス基板 １２……バリア薄膜又は親水性薄膜 ３１、３２……酸化チタン薄膜 ４１、４２……親水性薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧元 貴彦 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 Ｆターム(参考） 4G059 AA01 AC21 AC22 EA04 EA05 EB04 GA01 GA04 GA05 GA06 GA12 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA14A BA14B BA48A CA10 CA11 DA05 EA08 ED01 ED02 EE01 FA03 FB03 4K029 AA09 AA24 BA46 BA48 BB02 BB03 CA05
Claims (8)
- 【請求項１】親水性薄膜と酸化チタン薄膜を有する機能
性薄膜であって、 前記機能性薄膜の表面には、前記親水性薄膜が露出する
部分と、前記酸化チタン薄膜が露出する部分とが、微小
領域中で混在することを特徴とする機能性薄膜。 - 【請求項２】前記酸化チタン薄膜は前記親水性薄膜上に
形成されたことを特徴とする請求項１記載の機能性薄
膜。 - 【請求項３】ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成さ
れたバリア薄膜と、 前記バリア薄膜上に形成された酸化チタン薄膜とを有す
る機能性基板であって、 前記酸化チタン薄膜は、前記バリア薄膜表面が部分的に
露出するように構成されたことを特徴とする機能性基
板。 - 【請求項４】前記酸化チタン薄膜間には親水性薄膜が配
置され、前記基板上の微小領域内に、前記酸化チタン薄
膜が露出する部分と前記親水性薄膜が露出する部分とが
混在するように構成されたことを特徴とする請求項３記
載の機能性基板。 - 【請求項５】ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成さ
れたバリア薄膜と、 前記バリア薄膜上に形成された酸化チタン薄膜と、 前記酸化チタン薄膜表面に形成された親水性薄膜を有
し、 前記ガラス基板上の微量領域内に、前記親水性薄膜が露
出する部分と、前記酸化チタン薄膜が露出する部分とが
混在するように構成されたことを特徴とする機能性基
板。 - 【請求項６】真空雰囲気中に成膜対象物を配置し、スパ
ッタリングガスのプラズマによって酸化チタンターゲッ
トをスパッタリングし、前記成膜対象物表面に酸化チタ
ン薄膜を製造する酸化チタン薄膜の製造方法であって、 前記スパッタリングガス中に、酸素ガス、オゾンガス、
又は二酸化窒素ガスのいずれか１種又は２種以上のガス
を酸素含有ガスとして含有させることを特徴とする酸化
チタン薄膜の製造方法。 - 【請求項７】前記スパッタリングガス中の前記酸素含有
ガスの含有割合を１０体積％以上にすることを特徴とす
る請求項６記載の酸化チタン薄膜の製造方法。 - 【請求項８】真空雰囲気中に成膜対象物を配置し、スパ
ッタリングガスのプラズマによって酸化チタンターゲッ
トをスパッタリングし、前記成膜対象物表面に酸化チタ
ン薄膜を製造する酸化チタン薄膜の製造方法であって、 前記成膜対象物表面に酸素プラズマを照射しながら前記
酸化チタン薄膜を形成することを特徴とする酸化チタン
薄膜の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003916A JP2000203885A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 機能性薄膜、機能性基板、及び酸化チタン薄膜製造方法。 |
| CNB2004100078125A CN100340696C (zh) | 1999-01-11 | 2000-01-11 | 溅射装置 |
| CNB001010417A CN1165366C (zh) | 1999-01-11 | 2000-01-11 | 功能性薄膜、功能性基板、及氧化钛薄膜的制造方法 |
| HK00107731.9A HK1028362B (en) | 1999-01-11 | 2000-12-01 | Functional film, functional substrate, and the preparation method of titanium oxide film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003916A JP2000203885A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 機能性薄膜、機能性基板、及び酸化チタン薄膜製造方法。 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007340323A Division JP4993745B2 (ja) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000203885A true JP2000203885A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11570501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11003916A Pending JP2000203885A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 機能性薄膜、機能性基板、及び酸化チタン薄膜製造方法。 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000203885A (ja) |
| CN (2) | CN100340696C (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1350772A1 (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-08 | Murakami Corporation | Barrier layer for photocatalytically active composite material |
| JP2004510051A (ja) * | 2000-09-20 | 2004-04-02 | サン−ゴバン グラス フランス | 光触媒コーティングを有する基材 |
| JP2007289821A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Tottoriken Kinzoku Netsushori Kyogyo Kumiai | 可視光応答型光触媒の製造方法 |
| JP2018189847A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | クラリオン株式会社 | セルフクリーニングレンズ、及びカメラ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7462578B2 (en) * | 2001-11-29 | 2008-12-09 | Shibaura Mechatronics Corporation | Method and apparatus for producing photocatalyst |
| FR2857885B1 (fr) * | 2003-07-23 | 2006-12-22 | Saint Gobain | Procede de preparation d'un revetement photocatalytique integre dans le traitement thermique d'un vitrage |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4002545A (en) * | 1976-02-09 | 1977-01-11 | Corning Glass Works | Method of forming a thin film capacitor |
| JPS60225803A (ja) * | 1984-04-24 | 1985-11-11 | Horiba Ltd | ガス分析計用多層膜干渉フイルタ |
| US4582722A (en) * | 1984-10-30 | 1986-04-15 | International Business Machines Corporation | Diffusion isolation layer for maskless cladding process |
| CN86204865U (zh) * | 1986-07-09 | 1987-12-05 | 天津大学 | 多用对向靶溅射仪 |
| JPH09310167A (ja) * | 1996-05-21 | 1997-12-02 | Toshiba Corp | 枚葉式マグネトロンスパッタリング装置 |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11003916A patent/JP2000203885A/ja active Pending
-
2000
- 2000-01-11 CN CNB2004100078125A patent/CN100340696C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 CN CNB001010417A patent/CN1165366C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510051A (ja) * | 2000-09-20 | 2004-04-02 | サン−ゴバン グラス フランス | 光触媒コーティングを有する基材 |
| EP1350772A1 (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-08 | Murakami Corporation | Barrier layer for photocatalytically active composite material |
| JP2007289821A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Tottoriken Kinzoku Netsushori Kyogyo Kumiai | 可視光応答型光触媒の製造方法 |
| JP2018189847A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | クラリオン株式会社 | セルフクリーニングレンズ、及びカメラ |
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|---|---|
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| CN1260232A (zh) | 2000-07-19 |
| CN1165366C (zh) | 2004-09-08 |
| HK1028362A1 (en) | 2001-02-16 |
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