(57)【要約】【課題】  光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止する。【解決手段】  所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクＸの保管装置であって、上記光触媒インクＸを貯留する容器１と、上記容器１内に貯留された上記光触媒インクＸに対して上記所定の波長の光を照射する光源装置２とを備える。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクの保管装置であって、
前記光触媒インクを貯留する容器と、
前記容器内に貯留された前記光触媒インクに対して前記所定の波長の光を照射する光源装置と
を備えることを特徴とする光触媒インク保管装置。
【請求項２】
前記容器内に貯留された前記光触媒インクを攪拌する攪拌手段を備えることを特徴とする請求項１記載の光触媒インク保管装置。
【請求項３】
前記容器が前記所定の波長の光に対して透光性を有しており、さらに前記容器が、前記光源装置を収納可能でかつ前記容器内に貯留される前記光触媒インクの液面より下方に位置する凹部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光触媒インク保管装置。
【請求項４】
前記光触媒インクは、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビヒマス、及び酸化鉄から選択される少なくとも１種類からなる微粒子を含有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の光触媒インク保管装置。
【請求項５】
所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクの保管方法であって、
前記光触媒インクに対して前記所定の波長の光を照射可能な状態で前記光触媒インクを保管することを特徴とする光触媒インク保管方法。
【請求項６】
所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクを所定領域に塗布する塗布装置であって、
塗布前に前記光触媒インクに対して前記所定の波長の光を照射する光源装置を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項７】
前記光源装置は、容器内に貯留される前記光触媒インクに対して前記所定の波長の光を照射可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項６記載の塗布装置。
【請求項８】
前記容器内に貯留された前記光触媒インクを攪拌する攪拌手段を備えることを特徴とする請求項７記載の塗布装置。
【請求項９】
前記容器が前記所定の波長の光に対して透光性を有しており、さらに前記容器が、前記光源装置を収納可能でかつ前記容器内に貯留される前記光触媒インクの液面より下方に位置する凹部を備えることを特徴とする請求項７または８記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記光源装置は、流路を流れる前記光触媒インクに対して前記所定の波長の光を照射可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項６記載の塗布装置。
【請求項１１】
所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクを所定領域に塗布する塗布方法であって、
塗布前に前記光触媒インクに対して前記所定の波長の光を照射することを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒インク保管装置及び方法、塗布装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光触媒の光触媒機能が注目されており、セルフクリーング可能な建材塗工用途の塗布材料や親液性を有する塗布材料として、光触媒が使用されている。
このような光触媒は、触媒の光吸収によっておこる触媒反応である光触媒反応を発揮するものであり、所定の波長の光が照射されることによって、活性化され、光触媒反応を発現する。
例えば、特許文献１には、カラーフィルタを製造する際に、予め基板上に光触媒を含む層（親水性透明物質層）を形成しておき、この光触媒を含む層に紫外線を照射することによって親水性を発現させ、さらにこの上に着色材料を塗布する技術が開示されている。このような技術によれば、親液性の面上に着色材料が塗布されるため、着色剤が均一に濡れ拡がり、均一な厚さの着色層が形成可能となる。
【特許文献１】特開２０００−１７１６２８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８７２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、光触媒を含む液体材料（以下、光触媒インクと称する）は、屋外で使用される建材塗工用途の塗布材料として用いられる場合には、太陽光によって露光されることによって活性化され、光触媒機能を発現する。
しかしながら、屋内で使用される建材塗工用途の塗布材料としてや、特許文献１等のようにデバイスの製造工程で用いる場合には、太陽光の照射が望めないあるいは不可能であるため、別途露光処理を行うことによって、光触媒インクを活性化させ、光触媒機能を発現させる必要がある。このため、作業の工程数が増大し、製造時間が増大する。また、光触媒インクが塗布された全領域に対して光を照射する必要があるため、大型の露光装置を用意する必要が生じる。また、光触媒インクを活性化させるために使用される所定の波長の光によっては、露光装置そのものを大型化することが困難な場合もある。このような理由により、光触媒インクを使用した場合には、製造コストが増加してしまう。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の光触媒インク保管装置は、所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクの保管装置であって、上記光触媒インクを貯留する容器と、上記容器内に貯留された上記光触媒インクに対して上記所定の波長の光を照射する光源装置とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このような特徴を有する本発明の光触媒インク保管装置によれば、光触媒インクを貯留する容器内の光触媒インクに対して、光源装置から射出される所定の波長の光が照射される。このため、光触媒インクが保管されている状態において活性化された状態となる。よって、本発明の保管装置によって保管されている光触媒インクを塗布する場合には、塗布後に別途露光処理を行う必要がなくなる。
したがって、本発明の光触媒インク保管装置によれば、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の光触媒インク保管装置においては、上記容器内に貯留された上記光触媒インクを攪拌する攪拌手段を備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、容器内に貯留された光触媒インクが攪拌手段によって攪拌されるため、光触媒インクに均一に光が照射され、光触媒インクを均一に活性化することができる。
【０００８】
また、本発明の光触媒インク保管装置においては、上記容器が上記所定の波長の光に対して透光性を有しており、さらに上記容器が、上記光源装置を収納可能でかつ上記容器内に貯留される上記光触媒インクの液面より下方に位置する凹部を備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光源装置から四方に射出される光を光触媒インクが全て受光することができるため、より効率的に光触媒インクを活性化することができる。
【０００９】
なお、本発明の光触媒インク保管装置においては、具体的には、上記光触媒インクが、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビヒマス、及び酸化鉄から選択される少なくとも１種類からなる微粒子を含有するという構成を採用することができる。
【００１０】
次に、本発明の光触媒インク保管方法は、所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクの保管方法であって、上記光触媒インクに対して上記所定の波長の光を照射可能な状態で上記光触媒インクを保管することを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する本発明の光触媒インク保管方法によれば、光触媒インクに対して所定の波長の光が照射可能な状態で光触媒インクが保管される。このため、光触媒インクが保管されている状態において活性化された状態となる。よって、本発明の保管方法によって保管されている光触媒インクを塗布する場合には、塗布後に別途露光処理を行う必要がなくなる。
したがって、本発明の光触媒インク保管方法によれば、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【００１２】
次に、本発明の塗布装置は、所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクを所定領域に塗布する塗布装置であって、塗布前に上記光触媒インクに対して上記所定の波長の光を照射する光源装置を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する本発明の塗布装置によれば、光源装置によって、塗布前の光触媒インクに対して所定の波長の光が照射される。このため、本発明の塗布装置によって塗布された光触媒インクは、既に活性化された状態となっており、塗布後に別途露光処理を行う必要がなくなる。
したがって、本発明の塗布装置によれば、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の塗布装置においては、上記光源装置が、容器内に貯留される上記光触媒インクに対して上記所定の波長の光を照射可能な位置に配置されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光触媒インクが容器内において活性化される。
なお、このような場合には、上記容器内に貯留された上記光触媒インクを攪拌する攪拌手段を備えるという構成を採用することができる。このような構成を採用することによって、容器内に貯留された光触媒インクが攪拌手段によって攪拌されるため、光触媒インクに均一に光が照射され、光触媒インクを均一に活性化することができる。
また、上記容器が上記所定の波長の光に対して透光性を有しており、さらに上記容器が、上記光源装置を収納可能でかつ上記容器内に貯留される上記光触媒インクの液面より下方に位置する凹部を備という構成を採用することもできる。このような構成を採用することによって、光源装置から四方に射出される光を光触媒インクが全て受光することができるため、より効率的に光触媒インクを活性化することができる。
【００１５】
なお、本発明の塗布装置においては、上記光源装置は、流路を流れる上記光触媒インクに対して上記所定の波長の光を照射可能な位置に配置されているという構成を採用することもできる。
このような構成を採用する場合には、光触媒インクが流路内において活性化される。
【００１６】
次に、本発明の塗布方法は、所定の波長の光に照射されることによって活性化される光触媒インクを所定領域に塗布する塗布方法であって、塗布前に上記光触媒インクに対して上記所定の波長の光を照射することを特徴とする。
【００１７】
このような特徴を有する本発明の塗布方法によれば、塗布前の光触媒インクに対して所定の波長の光が照射される。このため、本発明の塗布方法によって塗布された光触媒インクは、既に活性化された状態となっており、塗布後に別途露光処理を行う必要がなくなる。
したがって、本発明の塗布方法によれば、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る光触媒インク保管装置及び方法、塗布装置及び方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（光触媒インク保管装置及び方法）
図１は、本実施形態の光触媒インク保管装置Ｓ１の概略構成を示した模式図である。
この図に示すように、本実施形態の光触媒インク保管装置Ｓ１は、容器１と紫外線ランプ２（光源装置）と、攪拌装置３（攪拌手段）とを備えて構成されている。
【００２０】
容器１は、光触媒インクＸを貯留するものであり、本実施形態においては、図１に示すように、円筒缶形状を有している。また、容器１は、本実施形態において石英によって形成されており、紫外線に対して透光性を有している。
【００２１】
紫外線ランプ２は、容器１内に貯留される光触媒インクＸに対して紫外線を照射するものであり、容器１の側方に配置されている。なお、より詳細には、紫外線ランプ２は、紫外線を射出するのみであり、この紫外線ランプ２が容器１の側方に配置されていることによって、容器１内の光触媒インクＸに紫外線が照射される構成とされている。
【００２２】
攪拌装置３は、容器１内に貯留される光触媒インクＸを攪拌するものであり、図１に示す回転部３１と不図示の駆動装置とによって構成されている。なお、回転部３１は、容器１内に配置され、光触媒インクＸを直接攪拌するものである。そして、駆動装置は、回転部３１を例えば磁力等によって駆動するものである。
【００２３】
なお、本実施形態においては、光触媒インクＸとして、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビヒマス、及び酸化鉄から選択される少なくとも１種類からなる微粒子を含有するインクを使用している。
【００２４】
次に、このように構成された本実施形態の保管装置における光触媒インクＸの保管方法について説明する。
【００２５】
容器１に光触媒インクＸが貯留された状態で紫外線ランプ２から紫外線が射出されると、この射出された紫外線は、石英によって形成された容器１を透過して光触媒インクＸに照射される。
この結果、光触媒インクＸが活性化され、光触媒インクＸは、活性化された状態で容器１内に貯留されることとなる。
【００２６】
つまり、本実施形態の光触媒インク保管装置及び方法においては、光触媒インクＸが活性化された状態で保管される。このため、光触媒インクを塗布する場合には、塗布後に別途露光処理を行うことによって、光触媒インクＸを活性化させる必要がなくなる。したがって、本実施形態の光触媒インク保管装置及び方法によれば、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態の光触媒インク保管装置Ｓ１においては、攪拌装置３によって、容器１内の光触媒インクＸが攪拌されている。このため、光触媒インクＸ全体に均一に紫外線が照射され、光触媒インクＸを均一に活性化することができる。
【００２８】
なお、図２に示すように、容器１が、紫外線ランプ２を収納可能でかつ容器内に貯留される光触媒インクＸの液面より下方に位置する凹部１１を備える構成を採用し、この凹部１１の内部に紫外線ランプ２を配置しても良い。
このような構成を採用することによって、紫外線ランプ２から射出された紫外線を光触媒インクＸが全て受光することができる、より効率的に光職場インを活性化することができる。
【００２９】
なお、本実施形態の光触媒インク保管装置Ｓ１は、所定の環境（例えば、大気雰囲気や不活性雰囲気）に保たれたチャンバを備え、このチャンバの内部に容器１及び紫外線ランプ２が配置された構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、所定の環境で光触媒インクＸを保管することができる。
【００３０】
（塗布装置及び方法）
図３は、本実施形態の塗布装置Ｓ１０の概略構成を示す模式図である。
この図に示すように、本実施形態の塗布装置Ｓ１０は、容器１０と、紫外線ランプ２０と、攪拌装置３０と、流路４０と、吐出部５０とを備えて構成されている。
なお、容器１０、紫外線ランプ２０及び攪拌装置３０は、上述した光触媒インク保管装置Ｓ１の容器１、紫外線ランプ２及び攪拌装置３と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
流路４０は、容器１０から吐出部５０に光触媒インクＸを移動させるための流路であり、容器１０と吐出部５０とに接続状態で配置されている。
吐出部５０は、流路４０を介して供給される光触媒インクＸを外部に吐出することによって所定領域に塗布するものである。
【００３２】
このような構成を有する本実施形態の塗布装置Ｓ１０における塗布方法よれば、光触媒インクＸが、紫外線ランプ２０から射出される紫外線によって活性化された状態で容器１内に貯留されている。このため、塗布した際には、既に活性化された状態となっており、塗布後に別途露光処理を行う必要がなくなる。
したがって、本実施形態の本発明の塗布装置及び方法によれば、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態の塗布装置Ｓ１０は、上述の光触媒インク保管装置Ｓ１と同様に、容器１０内の光触媒インクＸを攪拌するための攪拌装置３０を備えている。このため、光触媒インクに均一に紫外線が照射され、光触媒インクＸを均一に活性化することができる。
また、上述の光触媒インク保管装置Ｓ１と同様に、容器１０が、紫外線ランプ２０を収納可能でかつ容器内に貯留される光触媒インクＸの液面より下方に位置する凹部を備える構成を採用し、この凹部の内部に紫外線ランプ２０を配置しても良い。
【００３４】
なお、本実施形態の塗布装置Ｓ１０においては、紫外線ランプ２０を容器１０の側方に配置し、容器１０内に貯留されている光触媒インクＸに紫外線を照射することによって、光触媒インクＸを活性化させた。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、図４に示すように、流路４０の途中部位に紫外線ランプ２０を配置し、流路４０を流れる光触媒インクＸに対して紫外線を照射しても良い。これによっても、光触媒インクＸを活性化させることが可能となる。
例えば、光触媒インクＸが長時間の露光が好ましいものである場合には紫外線ランプ２０を容器１０の側方に配置し、光触媒インクＸが短時間の露光が好ましいものである場合には紫外線ランプ２０を流路４０の途中部位に配置しても良い。
【００３５】
なお、本実施形態の塗布装置Ｓ１０の具体的な適用例としては、インクジェット装置、スピンコート装置、ロールコート装置、ダイコート装置、ディップコート装置、バーコート装置、スリットコート装置等が挙げられる。
そして、例えば、本実施形態の塗布装置Ｓ１０をインクジェット装置に適用する場合には、光触媒インクＸを塗布する所定領域を有する基板を移動するためのステージ装置が、本実施形態の塗布装置Ｓ１０に付加される。また、例えば、本実施形態の塗布装置Ｓ１０をスピンコート装置に適用する場合には、光触媒インクＸを塗布する所定領域を有する基板を回転するためのステージ装置が、本実施形態の塗布装置Ｓ１０に付加される。
このように、本実施形態の塗布装置Ｓ１０を具体的な装置に適用する場合には、その適用される装置に応じて必要な構成が付加されることとなる。
【００３６】
次に、このような塗布装置Ｓ１０を使用するデバイスの製造工程について説明する。なお、上記実施形態の塗布装置Ｓ１０は、種々のデバイスの製造工程に用いることができるが、ここではその具体例として、カラーフィルタの製造方法について説明する。
【００３７】
まず、図５に示すように、透明の基板７４２の一方の面に対し、撥液性を有する隔壁７０６を形成する。この隔壁７０６を形成する際には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色樹脂）を、所定の方法で所定の厚さ（例えば２μｍ程度）に塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングする。あるいは、インクジェットプロセスを用いることもできる。
なお、リソグラフィ法を使用する場合は、所定の方法で隔壁の高さに合わせて有機材料を塗布し、その上にレジスト層を塗布する。そして、隔壁形状に合わせてマスクを施しレジストを露光・現像することにより隔壁形状に合わせたレジストを残す。最後にエッチングしてマスク以外の部分の隔壁材料を除去する。また、下層が無機物で上層が有機物で構成された２層以上で隔壁を形成してもよい。
【００３８】
続いて、図６に示すように、基板７４２上に親液層７１０を形成する。ここでは、親液性の酸化チタン微粒子をアルコールに分散させた酸化チタン分散液（光触媒インクＸ）を上記実施形態の塗布装置により全面的に一括塗布する。
酸化チタン微粒子としては、平均粒径が１〜５００ｎｍであることが好ましく、特に５〜１００ｎｍが望ましい。また、分散媒としては水やアルコール類、例えばメタノール、エタノール、ｉ−プロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｔ−ブタノール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、エチレングリコール等を例示でき、これら２種以上を組み合わせて使用することも可能である。
【００３９】
この酸化チタン分散液を０．２wt％の濃度で、基板７４２に５００ｒｐｍでスピンコート塗布を行った。
ここで、基板７４２の全面に塗布された酸化チタン分散液は、隔壁７０６が撥液性を有しているため、隔壁７０６からはじかれて画素部であるフィルタエレメント形成領域７０７に導入される。また、この分散液はアルコールが分散媒であるため、フィルタエレメント形成領域７０７に導入された後に直ちに蒸発・乾燥して透明層として製膜される。
【００４０】
次に、図７に示すように、Ｒの液滴７９０Ｒ（液状体）を吐出し、これを基板７４２上の親液層７１０に着弾させる。ここで、フィルタエレメント形成領域７０７に親液層が製膜されておらず、基板７４２に液滴７９０Ｒを着弾させる場合、基板７４２における接触角は３０°程度なので、液滴７９０Ｒは十分に濡れ拡がらないが、本実施の形態のように親液層７１０上に液滴７９０Ｒを着弾させる場合、親液層７１０における接触角は５°以下なので、所定量以上の液滴を吐出することで、フィルタエレメント形成領域７０７をほぼ全面に亘って濡れ拡がることになる。
【００４１】
なお、フィルタエレメント形成領域７０７に吐出する液滴７９０Ｒの量については、加熱工程における液状体の体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、液状体の仮焼成を行い、図８に示すようなＲ着色層７０３Ｒとする。以上の工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について繰り返し、図９に示すように、着色層７０３Ｇ，７０３Ｂを順次形成する。着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂを全て形成した後、着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂを一括して焼成する。
【００４２】
次に、基板７４２を平坦化し、かつ着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂを保護するため、図１０に示すように各着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂや隔壁７０６を覆うオーバーコート膜（保護膜）７０４を形成する。
そして、以上の工程によってカラーフィルタが製造される。
【００４３】
このような上記実施形態の塗布装置及び方法を用いたデバイスの製造方法によれば、塗布装置から、既に活性化された光触媒インクＸが基板７４２に塗布される。このため、光触媒インクＸの塗布後に別途露光処理を行うことなく親液層７１０を形成することができる。したがって、光触媒インクを使用することによって生じる製造コストの増加を抑止することが可能となる。
【００４４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る光触媒インク保管装置及び方法、塗布装置及び方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態である保管装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】本発明の一実施形態である保管装置の変形例である。
【図３】本発明の一実施形態である塗布装置の概略構成を示した模式図である。
【図４】本発明の一実施形態である塗布装置の変形例である。
【図５】本発明の一実施形態である塗布装置を用いたデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態である塗布装置を用いたデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態である塗布装置を用いたデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態である塗布装置を用いたデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態である塗布装置を用いたデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態である塗布装置を用いたデバイスの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｓ１……保管装置、Ｓ１０……塗布装置、Ｘ……光触媒インク、１，３０……容器、２，３０……紫外線ランプ（光源装置）、３，３０……攪拌装置、４０……流路、５０……吐出部
【図１】
2007083166.tif 000003
【図２】
2007083166.tif 000004
【図３】
2007083166.tif 000005
【図４】
2007083166.tif 000006
【図５】
2007083166.tif 000007
【図６】
2007083166.tif 000008
【図７】
2007083166.tif 000009
【図８】
2007083166.tif 000010
【図９】
2007083166.tif 000011
【図１０】
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