(57)【要約】【課題】本発明は、固体表面の経時変化をリアルタイムで評価することが可能な固体表面評価用セルを提供することを主目的とするものである。【解決手段】本発明は、流通用開口部を有する流路プレートと、上記流路プレート上に配置され、かつ、上記流通用開口部に測定媒体を供給する供給口および上記流通用開口部から上記測定媒体を排出する排出口を備え、さらに上記流通用開口部を密封することが可能な密封流通部材と、を有することを特徴とする固体表面評価用セルを提供することにより上記課題を解決するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通用開口部を有する流路プレートと、前記流路プレート上に配置され、かつ、前記流通用開口部に測定媒体を供給する供給口および前記流通用開口部から前記測定媒体を排出する排出口を備え、さらに前記流通用開口部を密封することが可能な密封流通部材と、を有することを特徴とする、固体表面評価用セル。
【請求項２】
前記密封流通部材が、石英からなるものであることを特徴とする、請求項１に記載の固体表面評価用セル。
【請求項３】
供給ユニットと、請求項１または請求項２に記載の固体表面評価用セルと、評価ユニットとを有し、前記供給ユニットが、前記流通用開口部に連続的に測定媒体を供給するものであり、かつ、前記評価ユニットが、前記流通用開口部から排出される測定用媒体を評価するものであることを特徴とする、固体表面評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体表面を評価するために用いられる固体表面評価用セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、表面に様々な機能を持った材料があらゆる分野において利用されている。例えば、近年急速に普及している、防汚ガラスや抗菌作用を有する空気清浄機などにおいては、ガラス表面やフィルター表面に光触媒を含有されており、上記光触媒の作用により表面に付着した汚れ成分や菌を分解する機能を有する材料が用いられている。
また、ディスプレイ分野、バイオ分野においては、光触媒の作用により表面の濡れ性が変化する濡れ性変化層を備えるパターン形成用基板が広く用いられている。（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
このような表面に機能性を有する材料を産業上の利用可能性の高いものとするには、上記機能性が発現される機能を解析し、かつ、それを制御することにより、材料の用途に応じて所望の機能性を所望の程度に発現させることが必要とされており。このため上記材料を評価するに際しては、その機能の発現性を定性的に評価することのみならず、上記機能性の発現過程を動的に評価することが不可欠となる。
例えば、上述したパターン形成体用基板は、上記濡れ性変化層に光が照射された際に、光触媒の作用によってラジカルが発生し、これに起因して光照射部位の濡れ性が変化するものであるが、より高性能、かつ、高生産性でパターン形成体用基板を用いた製品を製造するには、上記光照射に伴うラジカル発生量を静的に評価することのみならず、その経時的変化を動的に評価することが必要とされている。
【０００４】
しかしながら、これまでに上記機能性を定性的または静的に評価する方法としては種々の方法が知られているが、このような方法では上記機能性の発現過程を動的にリアルタイムで評価することができないという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２９９１４号公報
【特許文献２】特開２０００−２４９８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、固体表面の経時変化をリアルタイムで評価することが可能な固体表面評価用セルを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、流通用開口部を有する流路プレートと、上記流路プレート上に配置され、かつ、上記流通用開口部に測定媒体を供給する供給口および上記流通用開口部から上記測定媒体を排出する排出口を備え、さらに上記流通用開口部を密封することが可能な密封流通部材と、を有することを特徴とする固体表面評価用セルを提供する。
【０００８】
本発明によれば、上記流路プレートおよび上記密封流通部材を評価対象となる固体表面上に配置し、上記密封流通部材の供給口および排出口を通じて、連続的に測定媒体を流通させることにより、評価対象となる固体の表面に測定媒体を連続的に接触させることができる。このため、例えば、上記固体に光照射や加熱処理等の反応処理を施しつつ、上記流通用開口部から排出される測定用媒体を連続的に評価することにより、上記反応処理に伴う固体表面の経時変化をリアルタイムで簡便に評価することできる。
このようなことから、本発明によれば固体表面の経時変化をリアルタイムで評価することが可能となる。
【０００９】
本発明においては、上記密封流通部材が、石英からなるものであっても良い。上記密封流通部材が石英からなるものであることにより、本発明の固体表面評価用セルの外部から評価対象となる固体の表面に光照射処理を施すことが容易になるため、例えば、本発明の固体表面評価用セルを用いて、光照射に伴う固体表面の経時変化をリアルタイムで評価することが容易なるからである。
【００１０】
また本発明は、供給ユニットと、上記本発明に係る固体表面評価用セルと、評価ユニットとを有し、上記供給ユニットが、上記流通用開口部に連続的に測定媒体を供給するものであり、かつ、上記評価ユニットが、上記流通用開口部から排出される測定用媒体を評価するものであることを特徴とする、固体表面評価装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、上記固体表面評価用セルとして、上記本発明に係る固体表面評価用セルが用いられていることにより、固体表面の経時変化をリアルタイムで簡便に評価することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、固体表面の経時変化をリアルタイムで簡便に評価することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の固体表面評価用セル、および、固体表面評価装置について詳細に説明する。
【００１４】
A．固体表面評価用セル
まず、本発明の固体表面評価用セルについて説明する。本発明の固体表面評価用セルは、流通用開口部を有する流路プレートと、上記流路プレート上に配置され、かつ、上記流通用開口部に測定媒体を供給する供給口および上記流通用開口部から上記測定媒体を排出する排出口を備え、さらに上記流通用開口部を密封することが可能な密封流通部材とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
このような本発明の固体表面評価用セルについて図を参照しながら説明する。図１は本発明の固体表面評価用セルの一例を示す概略図である。図１に例示するように、本発明の固体表面評価用セル１０は、流通用開口部１’を備える流路プレート１と、上記流路プレート１上に配置され、上記流路プレート１が備える流通用開口部１’を密封することが可能な密封流通部材２とを有するものであり、上記密封流通部材２が、上記流路プレート１が備える流通用開口部１’に測定媒体を供給する供給口２ａおよび上記流通用開口部１’から上記測定媒体を排出する排出口２ｂを備えるものである。
【００１６】
次に、本発明の固体表面評価用セルの各構成が備える機能をより具体的に説明するために、本発明の固体表面評価用セルの使用態様について説明する。図２は、本発明の固体表面評価用セルの使用態様の一例を示す概略図である。図２に例示するように、本発明の固体表面評価用セル１０は、評価対象となる固体Ｓの表面に接するように上記流路プレート１を配置し、上記流路プレート１が備える流通用開口部１’を密封するように、上記流路プレート１上に密封流通部材２を配置し、上記密封流通部材２が備える供給口２ａおよび排出口２ｂを通じて測定媒体Ｍを上記流通用開口部１’内に連続的に流通させることにより、上記固体Ｓの表面に測定媒体Ｍを連続的に接触させるようにして用いられるものである。そして、このような状態で固体表面評価用セル１０の外部から上記固体Ｓの表面に光照射等の反応処理が施すことにより、上記反応処理によって生成した反応種を連続的に上記測定媒体Ｍ中に移動させることができるため、本発明の固体表面評価用セルから排出される測定媒体Ｍ中の反応種を連続的に評価することによって、上記反応処理に伴う固体表面の経時変化をリアルタイムで評価することができるのである。
【００１７】
本発明の固体表面評価用セルによれば、このように上記密封流通部材の供給口および排出口を通じて、連続的に測定媒体を流通させることにより評価対象となる固体の表面に、測定媒体を連続的に接触させることができるため、例えば、上記固体に光照射や加熱処理等の反応処理を施しつつ、上記流通用開口部から排出される測定用媒体を連続的に評価することにより、上記反応処理に伴う固体表面の経時変化をリアルタイムで、簡便に評価することできる。
【００１８】
本発明の固体表面評価用セルは、少なくとも上記流路プレートと、上記密封流通部材とを有するものであり、必要に応じて他の構成を有しても良いものである。
以下、これらの各構成について順に詳細に説明する。
【００１９】
１．密封流通部材
まず、本発明に用いられる密封流通部材について説明する。本発明に用いられる密封流通部材は、後述する流路プレート上に配置され、かつ、上記流路プレートに形成された流通用開口部に測定媒体を供給する供給口、および、上記流通用開口部から上記測定媒体を排出する排出口を備えるものであり、さらに上記流通用開口部を密封することが可能であるという特徴を有するものである。
【００２０】
本発明に用いられる密封流通部材の構成としては、上記流通用開口部を密封することが可能である密封機能を有するものであり、かつ、上記供給口および上記排出口を備えることにより上記流通用開口部に測定媒体を流通させる流通機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、本発明の固体表面評価用セルの用途等に応じて、任意の構成を有するものを用いることができる。したがって、本発明に用いられる密封流通部材としては、上記密封機能および上記流通機能を備える単一部材からなる構成のものに限定されるものではなく、上記密封機能および上記流通機能を分担する複数の部材が組み合わされた構成を有するものであっても良い。
【００２１】
本発明に用いられる密封流通部材として、複数の部材が組み合わされた構成を有するものを用いる場合、その具体的構成は特に限定されるものではないが、例えば、後述する流路プレート上に配置され、主として上記流路プレートの流通用開口部を密封する密封機能を担う密封基板と、上記密封基板上に配置され、上記供給口および上記排出口を備える流通部材と、からなる構成を挙げることができる。
本発明に用いられる密封流通部材がこのような構成を有するものである場合、例えば、密封流通部材の形状を上記供給口および排出口に測定媒体を供給／排出する配管を接続することが容易なものにできるという利点を有する。
【００２２】
本発明に用いられる密封流通部材が上記密封基板および上記流通部材からなる態様について図を参照しながら説明する。図３は本発明の固体表面評価用セルに用いられる密封流通部材が、上記密封基板および上記流通部材とからなる場合の一例を示す概略図である。図３に例示するように、本発明の固体表面評価用セル１０’に用いられる密封流通部材２は、流路プレート１上に配置され、主として上記流路プレート１が備える流通用開口部１’を密封する機能を担う密封基板２１と、上記密封基板２１上に配置され、上記流通用開口部１’に測定媒体を流通することが可能な供給口２ａおよび排出口２ｂを備える流通部材２２とからなる構成を有するものであっても良い。
ここで、上記密封流通部材２がこのような構成を有するものである場合、通常、上記密封基板２１は、上記供給口および排出口に相当する貫通孔（Ｈ）が形成されたものとなる。
【００２３】
本発明に用いられる密封流通部材を構成する材料としては、後述する流路プレートの流通用開口部を密封可能であり、かつ、本発明の固体表面評価用セルを用いて評価する固体表面の経時変化の態様に応じて、所望の評価が可能であるものであれば特に限定されるものではなく、固体に施す反応処理の種類や、測定媒体の種類等に応じて適宜選択して用いることができる。例えば、本発明の固体表面評価用セルを用いて、加熱処理に伴う固体表面の経時変化を評価する場合には、上記密封流通部材を構成する材料として、上記加熱処理時の加熱温度に耐え得るものを用いれば良く、また、特定波長の光を照射した際の固体表面の経時変化を評価する場合には、上記密封流通部材を構成する材料として上記特定波長の光を透過する材料を用いれば良い。
なかでも本発明の固体表面評価用セルの用途が、光照射時の固体表面の経時変化を測定するものである場合、上記密封流通基板は石英からなるものであることが好ましい。上記密封流通部材が石英からなるものであることにより、本発明の固体表面評価用セルの外部から評価対象となる固体の表面に紫外線照射処理を施すことが容易になるからである。
【００２４】
なお、上記密封流通基板が、上述した密封基板と流通部材とからなるものである場合、上記密封基板と、上記流通部材とは、同一の材料からなるものであってもよく、または、異なる材料からなるものであっても良い。
また、上記密封基板と、上記流通部材とが異なる材料からなるものである場合、両者を構成する材料の組み合わせとしては、本発明の固体表面評価用セルを用いて、所望の固体表面の経時変化を測定することか可能な組み合わせであれば特に限定されるものではない。このような組み合わせとしては、例えば、本発明の固体表面評価用セルの用途が、紫外線照射時の固体表面の経時変化を測定するものである場合に、上記密封基板を構成する材料として石英を用い、上記流通部材を構成する材料として弾性材料を用いる組み合わせを挙げることができる。このような組合せを用いることにより、本発明に用いられる密封流通部材として上記密封基板と流通部材とからなるものを用いる場合であっても、本発明の固体表面評価用セルの外部から評価対象となる固体の表面に紫外線照射処理を施すことが可能になる。
なお、このような材料の組み合わせからなる密封流通部材を用いる場合、通常、上記流通部材には紫外線照射用の開口部が形成される。
【００２５】
本発明に用いられる密封流通部材が備える上記供給口および上記排出口としては、上記密封流通部材を後述する流路プレート上に配置した際に、流路プレートが備える流通用開口部に測定媒体を流通することができるものであれば特に限定されるものではない。このような供給口および排出口としては、例えば、図４（ａ）に示すように、密封流通部材の厚み方向に貫通するように形成された貫通孔からなるものであっても良く、または、図４（ｂ）に例示するように、密封流通部材の面内方向に形成された孔と、厚み方向に形成された孔とが接続された貫通孔からなるものであっても良い。
【００２６】
なお、上記供給口および上記排出口の具体的形状としては、特に限定されるものではなく、本発明の固体表面評価用セルの用途等に応じて任意の形状とすることができる。
【００２７】
２．流路プレート
次に、本発明に用いられる流路プレートについて説明する。本発明に用いられる流路プレートは、流通用開口部を有するものである。
本発明の固体表面評価用セルにおいては、評価対象の固体表面にこのような流路プレートが配置されることにより、流通する測定媒体を上記固体表面に接触させることができるため、簡便に経時変化を測定することが可能になるのである。
【００２８】
本発明に用いられる流路プレートが備える流通用開口部は、本発明の固体表面評価用セルに測定媒体を流通させて、固体表面の経時変化測定する際に、上記測定媒体の流路としての機能を担うものである。
したがって、上記流通用開口部の形状としては、上記測定用媒体を流通することができるものであれば特に限定されるものではなく、本発明の固体表面評価用セルを用いて評価する固体の種類や経時変化の種類等に応じて、任意の形状の流通用開口部を用いることができる。このような流通用開口部の形状としては、例えば、円形、矩形、多角形等を挙げることができる。
【００２９】
また、上記流通用開口部の面積としては、本発明の固体表面評価用セルを用いて固体表面の経時変化を測定する際に、測定媒体を上記流通用開口部内に所望の時間滞留させることにより、上記測定媒体を固体表面に所望の時間だけ接触させることができる範囲内であれば特に限定されるものではなく、上記測定媒体を流通させる流速や、流路プレートの厚み等に応じて適宜決定すれば良い。
【００３０】
本発明に用いられる流路プレートを構成する材料としては、本発明の固体表面評価用セルを用いて評価する固体表面の経時変化の態様に応じて、所望の評価が可能であるものであれば特に限定されるものではなく、固体に施す反応処理の種類や、測定媒体の種類等に応じて適宜選択して用いることができる。このような材料としては、例えば、テフロン（登録商標）、高分子フィルム、金属フィルムなどが用いられる。
【００３１】
３．固体表面評価用セル
本発明の固体表面評価用セルは、上記密封流通部材、および、上記流路プレート以外に、他の構成を有するものであっても良い。このような他の構成としては、例えば、上記密封流通部材、および、上記流路プレートを収納し、これらを外的損傷から保護する保護ケースを挙げることができる。
【００３２】
本発明の固体表面評価用セルが、上記保護ケースを有する態様について図を参照しながら説明する。図５は、本発明の固体表面評価用セルが上記保護ケースを有する態様の一例を示す概略図である。図５に例示するように、本発明の固体表面評価用セル１０’’は、上記密封流通部材２、および、上記流路プレート１を収納する保護ケース４を有するものであっても良い。
【００３３】
本発明に用いられる保護ケースとしては、上記密封流通部材、および、上記流路プレートを収納することができるものであれば特に限定されるものではなく、本発明の固体表面評価用セルを用いて評価する固体表面の経時変化の態様等に応じて、任意の保護ケースを用いることができる。
【００３４】
また、本発明に用いられる保護ケースとしては、上記密封流通部材、および、上記流路プレートを収納し、保護する機能以外に他の機能を有するものであっても良い。このような他の機能としては、例えば、上記密封流通部材、上記流路プレートの圧着性を向上させ、上記密封流通部材が備える上記流路プレートの測定用開口部を密封する機能を補助する密封補助機能を挙げることができる。
【００３５】
本発明の固体表面評価用セルとして上記保護ケースを有するものを用いる場合においては、評価対象となる固体試料と上記保護ケースとの間、または、上記密封流通部材と保護ケースとの間の少なくとも一方に弾性材料からなる緩衝材が用いられていることが好ましい。このような緩衝材が用いられていることにより、上記密封流通部材、上記流路プレート、および、上記固体支持基板の外的損傷に対する保護機能を向上させることができるとともに、本発明の固体表面評価用セルを用いて固体表面の経時変化を評価する際に、上記密封流通部材の上記密封機能を見かけ上向上することができるからである。
【００３６】
本発明の固体表面評価用セルが、上記緩衝材を有する態様について図を参照しながら説明する。図６は、本発明の固体表面評価用セルが上記緩衝材を有する態様の一例を示す概略図である。図６に例示するように、本発明の固体表面評価用セル１０’’’は、上記密封流通部材２、および、上記流路プレート１が、保護ケース４に収納された構成を有するものであり、かつ、評価対象となる固体試料Sと保護ケース４との間に弾性材料からなる緩衝材３が用いられているものであっても良い。
【００３７】
なお、上記図６においては、評価対象となる固体試料と保護ケースとの間に緩衝材が用いられている例を示したが、本発明において上記緩衝材が用いられる態様はこのような態様に限定されるものではなく、上記密封流通部材と保護ケースとの間のみに緩衝材が用いられている態様であっても良く、または、上記固体試料と上記保護ケースとの間、および、上記固体試料と上記保護ケースとの間の両方に緩衝材が用いられている態様であっても良い。
ここで、本発明において、上記密封流通部材と保護ケースとの間に緩衝材が用いられている態様としては、上記密封流通部材と別個に緩衝材が用いられているのみならず、例えば、上記密封流通部材として、上記密封基板および上記流通部材が組み合わされた構成を有するものを用い、上記流通部材として弾性材料からなるものを用いる場合等、上記密封流通部材の一部に弾性材料が用いられている場合も含むものとする。
【００３８】
本発明において上記固体試料と上記保護ケースとの間、および、上記固体支持基板と上記保護ケースとの間の両方に緩衝材が用いられている場合、これらの緩衝材は、同一の弾性材料からなるものであっても良く、または、異なる弾性材料からなるものであっても良い。本発明に用いられる弾性材料としては、例えば、シリコンゴム、ダイフロン等を挙げることができる。
【００３９】
また、本発明の固体表面評価用セルは、上記他の構成として評価対象となる固体試料を支持する固体支持基板を有するものであっても良い。このような固体支持基板を有することにより、例えば、本発明の固体表面評価用セルを用いて評価する固体試料が薄膜状である場合に正確な測定をすることが容易になるからである。
【００４０】
本発明に用いられる固体支持基板としては、上記固体支持機能を有するものであれば特に限定されるではなく、本発明の固体表面評価用セルの用途等に応じて、任意の材料からなる基板を用いることができる。
【００４１】
上記固体支持基板を構成する材料としては、本発明の固体表面評価用セルを用いて評価する固体表面の経時変化の態様に応じて、所望の評価が可能であるものであれば特に限定されるものではなく、評価対象となる固体に施す反応処理の種類や、測定媒体の種類等に応じて適宜選択して用いることができる。このような材料としては、例えば、テフロン（登録商標）ガラス、プラスチック、金属などが用いられる。
【００４２】
４．固体表面評価用セルの用途
本発明の固体表面評価用セルは、固体表面の経時変化を測定する用途であれば特に限定されるものではないが、なかでも、表面に光触媒含有層が形成された固体に光照射が施された際に、上記光触媒の作用により生じるラジカル量をリアルタイムで測定するために好適に用いられる。表面に光触媒含有層が形成された固体としては、例えば、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを形成するためのカラーフィルター用基板や、有機ＥＬディスプレイに用いられるパターン化された発光層を形成するためのパターン形成用基板等を挙げることができる。また、ポリマーフィルム、色素などの光劣化挙動等の評価にも用いることができる。
【００４３】
Ｂ．固体表面評価装置
次に、本発明の固体表面評価装置について説明する。本発明の固体表面評価装置は、供給ユニットと、上記本発明に係る固体表面評価用セルと、評価ユニットとを有し、上記供給ユニットが、上記流通用開口部に連続的に測定媒体を供給するものであり、かつ、上記評価ユニットが、上記流通用開口部から排出される測定用媒体を評価するものであることを特徴とするものである。
【００４４】
このような本発明の固体表面評価装置について図を参照しながら説明する。図７は、本発明の固体表面評価装置の一例を示す概略図である。図７に例示するように、本発明の固体表面評価装置３０は、供給ユニット３１と、固体表面評価用セル３２と、評価ユニット３３と有するものである。
このような例において、本発明の固体表面評価装置３０は、上記固体表面評価用セル３２として、上記本発明に係る固体表面評価用セルが用いられており、かつ、上記供給ユニット３１が、上記固体表面評価用セル３２が備える上記流通用開口部１’に連続的に測定媒体を供給するものであり、さらに、上記評価ユニット３３が、上記流通用開口部１’から排出される測定用媒体を評価するものであることを特徴とするものである。
【００４５】
本発明によれば、上記固体表面評価用セルとして、上記本発明に係る固体表面評価用セルが用いられていることにより、固体表面の経時変化をリアルタイムで簡便に評価することができる。
【００４６】
本発明の固体表面評価装置は、少なくとも上記供給ユニットと、上記固体表面評価用セルと、上記評価ユニットとを有するものである。以下、これらの本発明の固体表面評価装置の各構成について詳細に説明する。
【００４７】
１．固体表面評価用セル
まず、本発明に用いられる固体表面評価用セルについて説明する。本発明に用いられる固体表面評価用セルは、上記本発明に係る固体表面評価用セルである。
本発明においては、上記固体表面評価用セルとして上記本発明に係る固体表面評価用セルが用いられていることにより、固体表面の経時変化をリアルタイムで簡便に評価することが可能になるのである。
ここで、本発明に用いられる固体表面評価用セルについては、上記「Ａ．固体表面評価用セル」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４８】
２．供給ユニット
次に、本発明に用いられる供給ユニットについて説明する。本発明に用いられる供給ユニットは、本発明の固体表面評価装置を用いて、固体表面の経時変化を測定する際に、上記固体表面評価用セル内に流通され、評価対象となる固体の表面に接触される測定媒体を、上記固体表面評価用セルが備える流通用開口部内に連続的に供給する機能を有するものである。
【００４９】
本発明に用いられる供給ユニットとしては、単位時間当たりに一定量の測定媒体を連続的に供給できるものであれば特に限定されるものではない。このような供給ユニットとしては、一般的に公知の定量ポンプ等を用いることができる。
【００５０】
３．評価ユニット
次に、本発明に用いられる評価ユニットについて説明する。本発明に用いられる評価ユニットは、上記固体表面評価用セルが備える流通用開口部から排出される測定用媒体を評価するものである。
【００５１】
本発明に用いられる評価ユニットとしては、本発明の固体表面評価装置により測定する固体表面の経時変化の態様に応じて、所望の評価が行えるものであれば特に限定されるものではない。より具体的には、本発明の固体評価装置を用いて任意の反応処理に伴う固体表面の経時変化を評価する場合、通常、上記固体表面評価用セル内に保持された固体サンプルの表面に、光照射または加熱処理等の反応処理を行うことによって生じた反応種が、上記固体表面評価用セルに流通される測定媒体に移動されることになる。そして、本発明の固体表面評価装置により固体表面の経時変化を評価を行う場合は、上記反応種の発生量の評価や、反応種の種類を特定することによって行われる。
したがって、本発明に用いられる評価ユニットとしては、本発明の固体表面評価装置を用いて評価する固体表面の経時変化の態様に応じて、上記反応種を評価できるものであれば特に限定されるものではない。
このような評価ユニットとしては、例えば、電子スピン共鳴測定装置、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、各種分光分析装置等を例示することができる。
【００５２】
ここで、本発明に用いられる評価ユニットとして電子スピン共鳴測定装置を用いる場合は、上記供給ユニットにより供給される測定媒体としてスピントラップ剤が用いられることになり、また、上記評価ユニットとして高速液体クロマトグラフィーと用いる場合は、上記測定媒体として所定の溶離液が用いられることになり、さらに、上記評価ユニットとしてガスクロマトグラフィーを用いる場合は、上記測定媒体として所定のキャリアーガスが用いられることになる。
【００５３】
４．固体表面評価装置の用途
本発明の固体表面評価装置の用途としては、固体表面の経時変化をリアルタイムで評価することが望まれる用途であれば特に限定されるものではなく、例えば、固体表面に、赤外線、紫外線等の光照射処理、加熱処理、放射線照射処理、または、エックス線照射処理等の反応処理を行った際に、固体表面に生じる反応や形態変化をリアルタイムで評価し、上記反応処理の伴う固体表面の経時変化を評価する用途に好適に用いることができる。なかでも、本発明の固体表面評価装置は、上記評価ユニットとして電子スピン共鳴測定装置を用い、かつ、上記測定媒体としてスピンとラップ剤を用いることにより、表面に光触媒含有層が形成された固体に光照射が施された際に、上記光触媒の作用により生じるラジカル量の経時変化を測定するために好適に用いられる。このような表面に光触媒含有層が形成された固体としては、例えば、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを形成するためのカラーフィルター用基板や、有機ＥＬディスプレイに用いられるパターン化された発光層を形成するためのパターン形成用基板等を挙げることができる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施例として、光照射に伴う光触媒薄膜表面の経時変化を、本発明の固体表面評価用セルと電子スピン共鳴装置（以下、ＥＳＲ装置）を用いて、リアルタイムで光触媒反応の活性種の一つであるＯＨラジカル生成量を測定した結果を示す。
【００５６】
（１）光触媒薄膜の作製
チタニアゾル（ＳＴＳ−０１  石原産業株式会社製）に水とイソプロパノールとを混合し、酸化チタン固形分が０．５ｗｔ％の希釈液を作製した。この希釈液をガラス基板上にスピンコーター（７００ｒｐｍで５秒）で塗布後、１５０℃で３０分加熱処理をすることで、ガラス基板上に光触媒薄膜を作製した。
【００５７】
（２）固体表面評価用セル
ＳＵＳ製の保護ケースの底部に緩衝材としてシリコーンシートを敷き、このシリコーンシート上に上記ガラス基板上に作製した光触媒薄膜を収納した。次に、上記光触媒薄膜上に、テフロン（登録商標）製の流路プレート(厚み＝０．２mm、流通用開口部形状＝長方形)、石英ガラス製の密封基板、紫外線照射用の開口部を有するダイフロン製の流通部材を順に収納した後、保護ケースの押さえ板（紫外線照射用開口部有）と留めネジでしっかりと固定した。
【００５８】
（３）測定媒体
測定媒体としては、酸化チタン光触媒の酸化分解反応で発生したＯＨラジカルを捕捉するＤＭＰＯ（５，５−Ｄｉｍｅｔｈｙ‐1‐Ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ−Ｎ−Ｏｘｉｄｅ）の１０ｍＭ水溶液を使用した。
【００５９】
（４）固体表面評価装置
評価ユニットとしては、日本電子株式会社製ＪＥＳ−ＴＥ−１Ｘを使用した。固体表面評価用セルの排出口は、内径０．２５ｍｍのポリテトラフルオロエチレン管で、上記ＥＳＲ装置のキャビティーに収納されている検出セル（内径＝１．７ｍｍ、長さ＝５ｃｍ）と接続され、検出セルの出口はドレインに接続した。測定媒体導入手段（送液系）としては、毎分あたり０．０１ｍｌから１０ｍｌの送液能力を有する通常の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）ポンプを使用した。このポンプを内径０．２５ｍｍのポリテトラフルオロエチレン管で固体表面評価用セルの供給口と接続した。また、紫外線照射には、２００Ｗ水銀キセノンランプ（ＳＡＮ-ＥＬＩ  ＥＬＥＣＴＲＩＣ製  ＵＬＦ‐２０３Ｓ）を使用した。
【００６０】
（５）ＯＨラジカル生成量の経時変化のリアルタイム測定
上記、固体表面評価用セル、供給ユニット、評価ユニットを用いて、光照射に伴う光触媒薄膜表面の経時変化をリアルタイムで測定した。各測定条件は以下の通りである。
【００６１】
＜測定条件＞
・送液速度              ：０．１ｍｌ／ｍｉｎ.
・紫外線照射強度        ：３．６ｍＷ／ｃｍ2（λ＝２５４ｎｍ）
・ＥＳＲ装置の測定条件  ：マイクロ波出力  １０．０ｍＷ
・磁場変調強度          ：１６０μＴ
・時定数                ：５０μ秒
・増幅幅                ：５００
・測定温度              ：２５℃
＜データ処理系＞
・データ間隔            ：１ミリ秒
・積算回数              ：１０００回
・信号間隔              ：１．０秒／ｐｏｉｎｔ
【００６２】
ＥＳＲ信号の相対強度と時間をプロットしたものを図８に示す。図８に示すように、ＥＳＲ信号の相対強度は、固体表面評価用セルで生成したＤＭＰＯにトラップされたＯＨラジカルが、ＥＳＲ装置のキャビティーに収納されている検出セルに到達するまでの約1分間は時間と共に増加し、以降は経時変化は無く、一定値を示した。このように本発明によれば、固体表面の変化をリアルタイムで評価することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の固体表面評価用セルの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の固体表面評価用セルの使用態様の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の固体表面評価用セルの他の例を示す概略図である。
【図４】本発明に用いられる密封流通部材の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の固体表面評価用セルの他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の固体表面評価用セルの他の例を示す概略図である。
【図７】本発明の固体表面評価装置の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の固体表面評価装置を用いて固体表面を評価した結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１  …  流路プレート
１’  …  流通用開口部
２  …  密封流通部材
２１  …  密封基板
２２  …  流通部材
２ａ  …  供給口
２ｂ  …  排出口
３  …  緩衝材
４  …  保護ケース
１０、１０’、１０’’、１０’’’  …  固体表面評価用セル
３０  …  固体表面評価装置
３１  …  供給ユニット
３２  …  固体表面評価用セル
３３  …  評価ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007333477.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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