(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気内に基板を配置し、前記真空雰囲気にスパッタリングガスを導入し、金属チタンからなるターゲットを前記基板とを対向させた状態でスパッタリングを行い、前記基板表面に酸化チタンを主成分とする光触媒層を形成する光触媒層の成膜方法であって、
前記スパッタリングガスにアルゴンガスを用い、
前記真空雰囲気に酸素ガスを添加し、
前記真空雰囲気の全圧を１０６４ｍＰａ以上１５９６ｍＰａ以下に維持し、かつ、前記真空雰囲気の全圧に対する前記酸素ガスの分圧を４５％以上６５％以下に維持し、前記基板を１２０℃以上に昇温させない状態でスパッタリングを行う光触媒層の成膜方法。
【請求項２】
前記ターゲットに投入する電力を前記ターゲットの前記基板と対向する面の面積１ｃｍ2当たり４．５Ｗ以下にする請求項１記載の光触媒層の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【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光触媒装置を製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、光触媒機能を有する薄膜材料として酸化チタン(ＴｉＯ2)が注目されており、酸化チタン薄膜を有する光触媒装置が用いられている。
図３９の符号１１０は従来技術の光触媒装置の一例を示している。光触媒装置１１０は基板１１１と、基板１１１上に配置された光触媒層１１５とを有している。
【０００３】
この光触媒層１１５は酸化チタンからなり、光触媒層１１５に紫外線が照射されると、光触媒層１１５中の酸化チタンが活性化し、光触媒層１１５表面に付着した汚染物が分解される。
その結果、光触媒層１１５の表面は常に清浄に保たれ、親水性が非常に高くなるので、光触媒装置１１０の表面は汚れ難く、かつ、水滴などがつき難い。
【０００４】
光触媒層１１５の成膜方法としては、例えば、酸化チタンの塗工液を基板１１１表面に、塗布、乾燥、焼成するゾルゲル法が一般に用いられている。
ゾルゲル法は容易であり、実用性の高い成膜方法である。しかしながら、ゾルゲル法では、基板１１１と光触媒層１１５との密着性が悪く、光触媒層１１５が基板１１１から剥離する場合がある。基板１１１と光触媒層１１５との密着性を高くするには、焼成の工程で全体を５００℃以上に加熱する必要があるが、基板１１１が樹脂又はアルミニウム等の金属材料からなる場合には、加熱によって基板１１１が変形する場合がある。
【０００５】
ターゲットとして金属チタンや酸化チタンを用い、スパッタリングにより光触媒層１１５を形成すれば、基板１１１との密着性が高い光触媒層１１５が得られる。しかし、スパッタリング法により光触媒活性が高いとされるアナターゼ型酸化チタンを生成するには、基板１１１を３００℃以上に加熱した状態でスパッタリングを行う必要があり、基板１１１が加熱により変形する場合がある。
いずれにしろ、基板１１１に対する密着性が高く、かつ、活性の高い光触媒層１１５を基板１１１の加熱なしに製造することは困難であった。
【０００６】
【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、基板を加熱せずに光触媒活性の高い光触媒層を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等が光触媒層の成膜方法として反応性スパッタ法に注目し、鋭利検討を行った結果、真空雰囲気の全圧を１０６４ｍＰａ以上１５９６ｍＰａ以下、酸素ガスの分圧を全圧の４５％以上６５％以下の条件で、金属チタンからなるターゲットを用いてスパッタリングを行った場合、基板を加熱しないでも光触媒活性の高いアナターゼ型酸化チタンが得られることを見出した。
【０００８】
真空雰囲気の全圧が１５９６ｍＰａ（１２ｍＴｏｒｒ）、酸素ガスの分圧が全圧の６０％の条件で、スパッタリングにより膜厚９００ｎｍの光触媒層を形成した場合の光触媒装置について、該光触媒層のＸ線回析の結果を図１、図２のチャートに示す。尚、図１に示した光触媒層は、スパッタリング時にターゲットに投入する電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2であった場合であり、図２はターゲットに投入する電力密度が６.８Ｗ／ｃｍ2であった場合である。尚、本発明で電力密度とは、ターゲットのスパッタリングされる表面の面積１ｃｍ2当たりに投入される電力を示す。
【０００９】
図１、２の縦軸は強度を、横軸は回析角（２θ）をそれぞれ示しており、図１、図２の符号Ａは酸化チタンの結晶構造中〔１０１〕配向面に由来するピークを、符号Ｂは〔２００〕配向面に由来するピークをそれぞれ示している。
ＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  Ｏｆ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）データファイル、カード番号２１１２７２によると、アナターゼ型の酸化チタンについてＸ線回析を行った場合、最強ピークは〔１０１〕配向面に由来する。
【００１０】
図１、２から明らかなように、上記の成膜条件で成膜された光触媒層では、両方のチャートに強度の高いピークＡが観察され、各光触媒層がアナターゼ型酸化チタンを有することがわかる。これらのうち、ターゲットの電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2であった光触媒層では、〔２００〕配向面由来のピークＢが〔１０１〕配向面由来のピークＡよりもピーク強度が高かった。
【００１１】
図３、図４にターゲットに投入した電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2であった場合の電子顕微鏡写真を示し、図５、図６にターゲットに投入した電力密度が６．８Ｗ／ｃｍ2であった場合の電子顕微鏡写真を示す。尚、図３、５の電子顕微鏡写真の倍率は１０万倍であり、図４、６の電子顕微鏡写真の倍率は２０万倍である。
【００１２】
図３〜６から明らかなように、両方の光触媒層に緻密な酸化チタン粒子が確認できるが、特に、電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2であった場合は、粒子の形状がより緻密であり、従来の光触媒層に見られないような木の葉形状の酸化チタン粒子が見られた。電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2であった場合は、２つの異なる配向面〔２００〕、〔１０１〕の存在によって、結晶の二次成長の過程でより複雑で緻密な形状の酸化チタン粒子が形成されたと推測される。
【００１３】
上記知見に基づいて成された請求項１記載の発明は、真空雰囲気内に基板を配置し、前記真空雰囲気にスパッタリングガスを導入し、金属チタンからなるターゲットを前記基板とを対向させた状態でスパッタリングを行い、前記基板表面に酸化チタンを主成分とする光触媒層を形成する光触媒層の成膜方法であって、前記スパッタリングガスにアルゴンガスを用い、前記真空雰囲気に酸素ガスを添加し、前記真空雰囲気の全圧を１０６４ｍＰａ以上１５９６ｍＰａ以下に維持し、かつ、前記真空雰囲気の全圧に対する前記酸素ガスの分圧を４５％以上６５％以下に維持し、前記基板を１２０℃以上に昇温させない状態でスパッタリングを行う光触媒層の成膜方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光触媒層の成膜方法であって、前記ターゲットに投入する電力を前記ターゲットの前記基板と対向する面の面積１ｃｍ2当たり４．５Ｗ以下にする光触媒層の成膜方法である。
【００１４】
本発明は上記のように構成されており、真空雰囲気の全圧を１０６４ｍＰａ以上１５９６ｍＰａ以下、酸素ガス（Ｏ2）の分圧を全圧の４５％以上６５％以下（即ち酸素分圧が４７８．８ｍＰａ以上１０３７．４ｍＰａ以下）にすることで、基板を高温に加熱しなくてもアナターゼ型酸化チタンを主成分とする光触媒層を形成することができる。
【００１５】
光触媒層表面に、二酸化ケイ素を主成分とするトップコート層を形成したり、基板と光触媒層との間に二酸化ケイ素等からなる下地層を配置することもできる。また、実用の面からは光触媒層の膜厚は２００ｎｍ以上が好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の光触媒層をその成膜工程と共に説明する。
図７の符号３０は、後述する光触媒層を形成するための成膜装置を示している。成膜装置３０は真空槽３１を有しており、真空槽３１外部には、真空排気系４１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源４７と、第一、第二のガス導入系４３、４５とが配置されている。これらのうち、真空排気系４１と、第一、第二のガス導入系４３、４５は真空槽３１に接続されている。真空排気系４１を起動すると、真空槽３１が真空排気されるようになっている。
【００１７】
第一、第二のガス導入系４３、４５は不図示の栓を有しており、これらの栓を開けると、一方のガス導入系４３からスパッタリングガスであるアルゴンガス（Ａｒ）が導入され、他方のガス導入系４５から酸素ガス（Ｏ2）が導入されるようになっている。真空槽３１内の底壁近傍には金属チタンからなるターゲット３５が配置されており、ＲＦ電源４７はターゲット３５に接続されている。
【００１８】
真空槽３１の天井の壁には回転軸３３が挿通されている。回転軸３３には基板ホルダー３２がターゲット３５と対向するよう水平に取りつけられており、真空槽３１内を真空雰囲気にし、回転軸３３を回転させると、真空雰囲気が維持された状態で基板ホルダー３２が水平面内で回転するようになっている。
【００１９】
図８（ａ）の符号１１は基板を示している。この基板１１表面に光触媒層を形成するには、先ず、基板１１を図７に示す成膜装置３０の真空槽３１内に搬入し、基板１１を基板ホルダー３２に載置すると、基板１１がターゲット３５と対向する位置に配置される。
【００２０】
次いで、真空排気系４１を起動して真空槽３１内を真空排気する。真空槽３１内が所定の真空度になったところで、排気速度を落とし、第一、第二のガス導入系４３、４５からスパッタリングガスと酸素ガスとをそれぞれ導入する。各ガスの導入量を調整して、真空槽３１内の全圧（Ｐｔ）を１０６４ｍＰａ（８ｍＴｏｒｒ）以上１５９６ｍＰａ（１２ｍＴｏｒｒ）以下にし、かつ、全圧に対する酸素ガスの分圧を（ＰＯ2）が４５％以上６５％以下にする。
【００２１】
その状態で回転軸３３を回転させ、基板１１と基板ホルダー３２とを水平面内で回転させながら、ＲＦ電源４７を起動する。ターゲット３５に電力密度４．５Ｗ／ｃｍ2以下の電力を投入するとターゲット３５がスパッタされる。このとき、ターゲットの投入電力は電力密度４．５Ｗ／ｃｍ2以下と低いので、基板１１の温度が１２０℃以上に上昇しない。また、真空槽３１内の全圧が１０６４ｍＰａ以上１５９６ｍＰａ以下、酸素ガスの分圧が全圧の４５％以上６５％以下に維持されているので、スパッタリングによって基板１１表面にアナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ2）を主成分とする光触媒層が形成される。図８（ｂ）の符号１０は光触媒層１５が形成された状態の光触媒装置を示している。
【００２２】
【実施例】
真空槽３１内の全圧が１３３０ｍＰａ（１０ｍＴｏｒｒ）、全圧に対する酸素ガスの分圧が６０％（酸素ガスの分圧７９８ｍＰａ）、ターゲット３５に印加する電力が１２０Ｗ、基板１１の回転数が７ｒｐｍの条件で、スパッタリングを行って、ガラスからなる基板１１表面に、膜厚３００ｎｍの光触媒層１５を形成し、実施例１の光触媒装置１０を作成した。
【００２３】
尚、ターゲット３５と基板１１との距離は７０ｍｍであり、ターゲット３５は直径約７．５２ｃｍの円盤状であった。即ち、ターゲット３５の基板１１と対向する面の面積は約４４．４ｃｍ2であり、ターゲット３５に投入した電力密度は２．７Ｗ／ｃｍ2であった。
【００２４】
これとは別に、（株）光触媒研究所製のアナターゼ型酸化チタンを含むゾル塗工液液を基板表面に塗布、焼成して膜厚３００ｎｍの光触媒層を形成し（ゾルゲル法）、比較例１の光触媒装置を作製した。
また、シート状の光触媒装置である東陶機器株式会社製の商品名「ハイドロテクト」を比較例２の光触媒装置として用いた。
【００２５】
実施例１の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図９、図１０に示す。また、比較例１の光触媒層表面の電子顕微鏡写真を図１１に示し、比較例３の光触媒層表面の電子顕微鏡写真を図１２に示す。尚、図９の倍率は１０万倍、図１０の倍率は２０万倍、図１１、１２の倍率は９万５千倍であった。
【００２６】
図９、１０から明らかなように、実施例１の光触媒層１５では、酸化チタン粒子が緻密で複雑な木の葉形状にされており、図１１、１２に示した比較例１、２の場合に比べて酸化チタン粒子の形状が緻密かつ複雑なことが確認された。
次に、実施例１、比較例１、２の光触媒装置１０を用いて下記に示す「光触媒性能試験」を行った。
【００２７】
〔光触媒性能試験〕光触媒装置１０をそれぞれメチレンブルー水溶液（１ｍｍｏｌ／ｌ）に１時間浸漬した後、メチレンブルー水溶液から引き上げ、３０分間暗所で乾燥し、３種類の測定試料を作製した。
各測定試料について、光触媒チェッカー（真空理工（株）社製の商品名「ＰＣＣ−１」）を用い、測定試料の光触媒層１５が形成された側の面の面積１ｃｍ2当たり１ｍＷの紫外線を照射しながら、波長６５０ｎｍの光に対する吸光度の変化（−ΔＡＢＳ）を測定した。測定結果をそれぞれ図１３のグラフに示す。
【００２８】
図１３の縦軸は測定初期の吸光度を０とした場合の吸光度変化（−ΔＡＢＳ）を示しており、横軸は時間（分）を示している。同図の符号ＬE1は実施例１の吸光度変化を示している。また、符号ＬC1は比較例１の吸光度変化を示しており、符号ＬC2は比較例２の吸光度変化を示している。吸光度の低下は光触媒装置１０に吸着されたメチレンブルーが光触媒作用により分解されたことを示す。
【００２９】
図１３から明らかなように、スパッタリングにより光触媒層１５を形成した実施例１は、他の方法により光触媒層を形成した比較例１、２に比べ、吸光度の低下が迅速、かつ、大きく、本発明の光触媒装置１０の光触媒活性の高さが確認された。
【００３０】
これは、本発明の光触媒層では酸化チタン粒子の形状がより複雑なため、比較例１、２に比べて光触媒層１５の比表面積が高く、結果、メチレンブルー水溶液との接触面積が大きくされたためである。
【００３１】
【実施例】
真空槽３１内の全圧をそれぞれ１０６４ｍＰａ（８ｍＴｏｒｒ）、１５９６ｍＰａ（１２ｍＴｏｒｒ）に変えた以外は、実施例１と同じ条件で実施例２、３の光触媒装置１０を作製した。これとは別に、真空槽内の全圧をそれぞれ１８６２ｍＰａ（１４ｍＴｏｒｒ）、２１２８ｍＰａ（１６ｍＴｏｒｒ）とした以外は実施例１と同じ条件で比較例３、４の光触媒装置を作製した。
【００３２】
上記実施例１の光触媒装置１０と、実施例２、３、比較例３、４の光触媒装置１０について、光触媒層１５のＸ線回析を行った。その結果を図１４に記載する。
図１４の符号ｌe1〜ｌe3は実施例１〜３の光触媒層について得られたチャートを示しており、符号ｌc3、ｌc4は比較例３、４の光触媒層について得られたチャートをそれぞれ示している。尚、符号ｌ0は光触媒層が形成されていない状態の基板についてＸ線回析を行って得られたチャートを示している。
【００３３】
また、同図の縦軸と平行に配置された実線はアナターゼ型酸化チタン特有のピークの出現位置をそれぞれ示し、縦軸と平行に配置された破線はルチル型酸化チタン特有のピークの出現位置をぞれぞれ示す。
【００３４】
図１４から明らかなように、実施例１〜３の光触媒層１５には、アナターゼ型酸化チタン由来のピークが確認できたが、比較例３、４の光触媒層にはアナターゼ型酸化チタン由来のピークが確認できなかった。尚、実施例１〜３の光触媒層の膜厚は３００ｎｍであり、図１に示した場合（膜厚９００ｎｍ）に比べて膜厚が小さいため、Ｘ線回析のチャートにバックグラウンドである基板１１の影響が大きく現れ、結果、配向面〔２００〕由来のピークＢが明確には現れなかった。
【００３５】
実施例２の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図１５、１６に示し、実施例３の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図１７、図１８に示す。また、比較例３の光触媒層表面の電子顕微鏡写真を図１９、２０に示し、比較例４の光触媒層表面の電子顕微鏡写真を図２１、２２に示す。尚、図１５、１７、１９、２１はそれぞれ倍率が１０万倍の場合であり、図１６、１８、２０、２２はそれぞれ倍率が２０万倍の場合である。
【００３６】
図１５〜図２２から明らかなように、実施例２、３の光触媒層１５には、複雑な木の葉形状に成長した酸化チタン粒子が形成されているが、比較例３、４の場合は複雑に発達した酸化チタン粒子が少なかった。これらの結果から、実施例２、３の光触媒層１５は比較例３、４に比べ比表面積が大きいと推測される。
【００３７】
次に、実施例２、３と比較例３、４の光触媒装置１０を用いて、実施例１と同じ条件で「光触媒性能試験」を行った。これらの結果を、実施例１の場合の吸光度変化ＬE1と共に図２３に示す。
図２３の符号ＬE2、ＬE3はそれぞれ実施例２、３の場合の吸光度変化を示しており、符号ＬC3、ＬC4はそれぞれ比較例３、４の場合の吸光度変化を示している。図２３から明らかなように、実施例１〜３は比較例２、３に比べて吸光度変化が大きかった。
【００３８】
以上のことから、成膜時の真空槽内のが１０６４ｍＰａ以上１５９６ｍＰａ以下の場合には、比表面積が高く、光触媒活性も大きい光触媒層１５が得られることが確認された。
【００３９】
【実施例】
酸素ガスの分圧を真空槽３１の全圧の４５％、５０％、５５％、６５％とした以外は、実施例３と同じ条件で実施例４〜７の光触媒装置１０を作製した。
これとは別に、酸素ガスの分圧を全圧の７０％とした以外は実施例１と同じ条件で比較例５の光触媒装置を作製した。
【００４０】
実施例４〜７比較例５の光触媒装置１０について、光触媒層１５のＸ線回析を行った。それらの結果をガラス基板について得られたチャートｌ0と、実施例３について得られたチャートｌe3共に、図２４に記載する。
図２４の符号ｌe4、ｌe5、ｌe6、ｌe7はそれぞれ実施例４〜７について得られたチャートであり、符号ｌc5は比較例５について得られたチャートである。また、図１４の場合と同様に、アナターゼ型酸化チタンとルチル型酸化チタンのピークの出現する位置を実線と破線とでそれぞれ示す。
【００４１】
図２４から明らかなように、特に、酸素ガスの分圧が真空槽３１内の全圧の５０％以上６０％以下の実施例３、５、６では、アナターゼ型酸化チタンを示すピークが明確に確認できた。尚、これら実施例３〜７においても光触媒層１５の膜厚が小さすぎたため、配向面〔２００〕由来のピークははっきりとは確認できなかった。
【００４２】
実施例４の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図２５、２６に示し、実施例５の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図２７、２８に示し、実施例６の光触媒層１５表面のの電子顕微鏡写真を図２９、３０に示し、実施例７の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図３１、３２に示す。また、比較例５の光触媒層表面の電子顕微鏡写真を図３３、３４に示す。尚、図２５、２７、２９、３１、３３はそれぞれ倍率が１０万倍の場合であり、図２６、２８、３０、３２、３４はそれぞれ倍率が２０万倍の場合である。
【００４３】
図２５〜３２から明らかなように、実施例４〜７の光触媒層１５には、緻密な酸化チタン粒子が確認された。特に、酸素ガスの分圧が、真空槽３１内の全圧の５０％以上６０％以下であった実施例５、６では、他の実施例４、７に比べ、より緻密で発達した木の葉形状の酸化チタン粒子が確認された。また、酸素ガスの分圧が真空槽３１内の全圧の７０％であった比較例５では、複雑に発達した酸化チタン粒子の数が少なかった。
【００４４】
次に、実施例４〜７、比較例５の光触媒装置１０を用いて、実施例１と同じ条件で「光触媒性能試験」を行った。測定結果を実施例３の場合の吸光度変化ＬE3と共に図３５に示す。
図３５の符号ＬE4〜ＬE7はそれぞれ実施例４〜７の場合の吸光度変化を示しており、符号ＬC5は比較例５の場合の吸光度変化を示している。図３５から明らかなように、実施例３〜７は比較例５に比べて吸光度変化が大く、本発明による光触媒装置１０の光触媒活性の高さが確認できた。
【００４５】
以上のことから、酸素ガスの分圧が真空槽内の全圧の４５％以上６５％以下の場合には、光触媒層１５の光触媒活性が高く、特に、酸素ガスの分圧が真空槽内の全圧の５０％以上６０％以下の場合には、比表面積の大きい光触媒層１５が得られることが確認された。
【００４６】
【実施例】
ターゲット３５に投入する電力の電力密度をそれぞれ４．０Ｗ／ｃｍ2、４．５Ｗ／ｃｍ2とした以外は実施例３と同じ成膜条件で膜厚３００ｎｍの光触媒層１５を成膜し、実施例８、９の光触媒装置１０を作製した。
これとは別に、ターゲットに投入する電力の電力密度を６．８Ｗ／ｃｍ2とした以外は実施例３と同じ条件で比較例６の光触媒装置を作製した。
【００４７】
実施例８の光触媒層１５表面の電子顕微鏡写真を図３６（倍率１０万倍）、図３７（倍率２０万倍）にそれぞれ示す。尚、実施例９の場合の電子顕微鏡写真は上述した図３、４に示し、比較例６の場合の電子顕微鏡写真は上述した図５、６に示した。図３〜６、３６、３７から明らかなように、実施例８、９の光触媒層１５には、比較例６の光触媒層に比べより緻密な酸化チタン粒子が観察された。
【００４８】
次に、実施例８、９、比較例６の光触媒装置１０を用いて、実施例１と同じ条件で「光触媒性能試験」を行った。測定結果を実施例３の場合の吸光度変化ＬE3と共に図３８に示す。
図３８の符号ＬE8、ＬE9はそれぞれ実施例８、９の場合の吸光度変化を示しており、符号ＬC6は比較例６の場合の吸光度変化を示している。図３８から明らかなように、実施例３、８、９の場合は実用上充分な吸光度変化が見られた。
【００４９】
また、実施例３、８、９の場合は、成膜時の基板１１の温度が１２０℃を超えなかったが、比較例６の場合は、成膜時に基板１１温度が１２０℃を超えた。
以上のことから、ターゲット３５に投入される電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2以下の場合は、基板１１温度が高くなりすぎることなく、光触媒活性が高い光触媒装置１０が得られることが確認された。
【００５０】
以上は基板１１としてガラス基板を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明によれば、成膜時に基板１１を加熱する必要がなく、また、成膜時に基板１１の温度が１２０℃以上にならないので、例えば、アクリル樹脂（軟化温度８０℃）、ポリカーボネート樹脂（軟化温度１３０℃）等の樹脂やアルミニウム等の金属材料からなる基板１１を用いることができる。
【００５１】
また、以上はスパッタリングガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、キセノンガス（Ｘｅ）等他の希ガスも用いることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、基板を加熱しないでもアナターゼ型酸化チタンを主成分とする光触媒層を得ることができる。また、本発明により形成される光触媒層中の酸化チタン粒子の形状は緻密かつ複雑である。このような酸化チタン粒子を主成分とする光触媒層は、比表面積が大きいので、水や汚染物などとの接触面積が大きく、結果、光触媒活性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】光触媒層の一例を示すＸ線回析図
【図２】光触媒層の他の例を示すＸ線回析図
【図３】電力密度４．５Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図４】電力密度４．５Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図５】電力密度６．８Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図６】電力密度６．８Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図７】本発明に用いる成膜装置の一例を示す図
【図８】（ａ）、（ｂ）：光触媒装置の製造工程の一例を示す図
【図９】電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１３３０ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図１０】電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１３３０ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図１１】従来技術の一例の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率９万５千万倍）
【図１２】従来技術の他の例の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率９万５千万倍）
【図１３】光触媒層の成膜方法と光触媒性能との関係を説明するための図
【図１４】真空槽内の全圧と光触媒層の結晶性との関係を説明するための図
【図１５】Ｐｔ＝１０６４ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図１６】Ｐｔ＝１０６４ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図１７】Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図１８】Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図１９】Ｐｔ＝１８６２ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図２０】Ｐｔ＝１８６２ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図２１】Ｐｔ＝２１２８ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図２２】Ｐｔ＝２１２８ｍＰａ、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図２３】真空槽内の全圧と光触媒性能との関係を説明するための図
【図２４】酸素ガスの分圧と光触媒層の結晶性との関係を説明するための図
【図２５】ＰＯ2＝４５％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図２６】ＰＯ2＝４５％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図２７】ＰＯ2＝５０％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図２８】ＰＯ2＝５０％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図２９】ＰＯ2＝５５％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図３０】ＰＯ2＝５５％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図３１】ＰＯ2＝６５％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図３２】ＰＯ2＝６５％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図３３】ＰＯ2＝７０％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図３４】ＰＯ2＝７０％、電力密度２．７Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａの場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図３５】酸素ガスの分圧と光触媒性能との関係を説明するための図
【図３６】電力密度４．０Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）
【図３７】電力密度４．０Ｗ／ｃｍ2、Ｐｔ＝１５９６ｍＰａ、ＰＯ2＝６０％の場合の光触媒層表面の電子顕微鏡写真（倍率２０万倍）
【図３８】ターゲットの電力密度と光触媒性能との関係を説明するための図
【図３９】従来技術の光触媒装置を説明するための図
【符号の説明】
１１……基板
１５……光触媒層
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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