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WO2018135124A1 - Ｃｓｐミラー、およびｃｓｐミラー用の膜付きガラス基板の製造方法 - Google Patents

Ｃｓｐミラー、およびｃｓｐミラー用の膜付きガラス基板の製造方法 Download PDF

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WO2018135124A1
WO2018135124A1 PCT/JP2017/041811 JP2017041811W WO2018135124A1 WO 2018135124 A1 WO2018135124 A1 WO 2018135124A1 JP 2017041811 W JP2017041811 W JP 2017041811W WO 2018135124 A1 WO2018135124 A1 WO 2018135124A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
glass substrate
coating layer
csp
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/041811
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓明 岩岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to EP17893419.6A priority Critical patent/EP3572849A4/en
Priority to CN201780003715.4A priority patent/CN108633306A/zh
Publication of WO2018135124A1 publication Critical patent/WO2018135124A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/0808—Mirrors having a single reflecting layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a CSP mirror and a method for producing a glass substrate with a film for a CSP mirror.
  • CSP concentrating solar power generation
  • a CSP mirror used in a CSP system includes a glass substrate and a reflective layer containing silver disposed on one surface of the glass substrate.
  • the glass substrate side is oriented so as to face the sun.
  • the sunlight that has entered the glass substrate in this state is reflected by the reflective layer and is emitted again in a predetermined direction from the glass substrate side.
  • Patent Document 1 proposes that a protective layer is provided on the side of the CSP mirror opposite to the glass substrate to protect the reflective layer.
  • the efficiency of the CSP system is greatly affected by the amount of sunlight emitted from the CSP mirror. For this reason, there is a high need for a CSP mirror that can emit more sunlight.
  • This invention is made
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing such a glass substrate with a film for a CSP mirror.
  • a CSP mirror In the present invention, a CSP mirror, A glass substrate; A reflective layer containing silver; A coating layer disposed between the glass substrate and the reflective layer; Have The glass substrate has a total Fe concentration (weight concentration) of 200 ppm or less in terms of Fe 2 O 3 , The surface on the reflective layer side of the coating layer has a surface roughness (arithmetic average roughness Ra) of 0.4 nm or more, The CSP mirror is provided with an energy reflectance Re of 94.3% or more when the thickness of the glass substrate is converted to 2 mm.
  • it is a manufacturing method of the glass substrate with a film
  • a coating layer is formed on the upper surface of the glass ribbon by a CVD method, and the surface of the coating layer has an arithmetic average roughness Ra of 0.4 nm or more. Is done.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a cross section of a CSP mirror according to an embodiment of the present invention.
  • a CSP mirror (hereinafter referred to as “first CSP mirror”) 100 includes a glass substrate 110, a coating layer 120, and a reflective layer 130 in this order. Have.
  • the first CSP mirror 100 has a first side 102 and a second side 104.
  • the first side 102 is the outside, that is, the side facing the sunlight when the first CSP mirror 100 is actually used.
  • the glass substrate 110 has a first main surface 112 and a second main surface 114 that face each other.
  • the first main surface 112 side of the glass substrate corresponds to the first side 102 of the first CSP mirror 100, and the second main surface 114 side of the glass substrate corresponds to the coating layer 120 side. .
  • the coating layer 120 is installed on the second main surface 114 side of the glass substrate 110.
  • the coating layer 120 has an upper surface 123.
  • the upper surface 123 of the coating layer 120 has a surface roughness (arithmetic average roughness Ra) of 0.4 nm or more.
  • the coating layer 120 has a role of increasing the reflectance of the first CSP mirror 100. Details of the coating layer 120 will be described later.
  • the reflective layer 130 is disposed on the upper surface 123 of the coating layer 120.
  • the surface of the reflective layer 130 corresponds to the second side 104 of the first CSP mirror 100.
  • the glass substrate 110 has a feature that the total iron (Fe) concentration (weight concentration; the same applies hereinafter) is 200 ppm or less in terms of Fe 2 O 3 .
  • Fe total iron
  • the total Fe concentration is thus reduced, absorption of sunlight incident on the glass substrate 110 can be significantly suppressed, and as a result, the transmittance can be significantly increased.
  • the coating layer 120 is configured to enhance sunlight reflected by the reflection layer 130 using an interference phenomenon. Therefore, by installing the coating layer 120 between the glass substrate 110 and the reflective layer 130, the reflectance of sunlight can be increased.
  • the upper surface 123 of the coating layer 120 is configured so that the arithmetic average roughness Ra is 0.4 nm or more.
  • the coating layer 120 is configured so as to have such an upper surface 123, the phenomenon of separation between the coating layer 120 and the reflective layer 130 can be significantly suppressed.
  • the first CSP mirror 100 having such a feature is used such that the first side 102 is a side irradiated with sunlight. That is, sunlight is incident on the first CSP mirror 100 from the first side 102 of the first CSP mirror 100.
  • the incident sunlight passes through the glass substrate 110 and enters the coating layer 120 and the reflection layer 130.
  • Sunlight that has reached the reflective layer 130 is reflected by the reflective layer 130, and then is emitted from the first CSP mirror 100 at a predetermined angle through the coating layer 120 and the glass substrate 110 again.
  • the glass substrate 110 is configured such that the Fe concentration is suppressed and a high transmittance is obtained.
  • the coating layer 120 is configured to enhance sunlight reflection.
  • the first CSP mirror 100 can significantly increase the reflectance of sunlight. Thereby, in the 1st CSP mirror 100, the light quantity of the sunlight radiate
  • the energy reflectance Re when the thickness of the glass substrate 110 is converted to 2 mm can be 94.3% or more.
  • the upper surface 123 of the coating layer 120 is configured such that the arithmetic average roughness Ra is 0.4 nm or more. Therefore, even if the coating layer 120 is disposed between the glass substrate 110 and the reflective layer 130 (that is, even if the number of interfaces existing in the CSP mirror is increased by one), this may cause peeling at each interface. It can be said that there is little increase in nature.
  • each member which comprises the CSP mirror by one Embodiment of this invention is demonstrated in detail.
  • each member will be described by taking the first CSP mirror 100 shown in FIG. 1 as an example.
  • the reference numerals shown in FIG. 1 are used to represent each member.
  • the glass substrate 110 has a characteristic that the total Fe concentration (in terms of Fe 2 O 3 ) contained is 200 ppm or less.
  • the total Fe concentration is preferably 175 ppm or less.
  • the composition of the glass substrate 110 is not particularly limited as long as the total Fe concentration is within the above range.
  • the glass substrate 110 may be, for example, soda lime glass, borosilicate glass, borosilicate glass, and quartz glass.
  • the thickness of the glass substrate 110 is not particularly limited, but is, for example, in the range of 1.1 mm to 6 mm.
  • the coating layer 120 is made of a transparent material.
  • the configuration of the coating layer 120 is not particularly limited as long as the reflectance of the first CSP mirror 100 can be increased.
  • the coating layer 120 may be composed of a single layer, for example. Alternatively, the coating layer 120 may be composed of a plurality of layers.
  • the coating layer 120 When the coating layer 120 is composed of a single layer, the coating layer 120 preferably includes silica (SiO 2 ), particularly composed of silica.
  • the thickness of the coating layer 120 is, for example, in the range of 10 nm to 100 nm, and particularly preferably in the range of 40 nm to 60 nm.
  • the upper surface 123 of the coating layer 120 has an arithmetic average roughness Ra of 0.4 nm or more. Thereby, the adhesiveness between the coating layer 120 and the reflective layer 130 can be improved.
  • the arithmetic average roughness Ra is preferably 0.8 nm or more.
  • the coating layer 120 includes, for example, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method (thermal CVD method, plasma CVD method, and photo CVD method), and an ion beam sputtering method.
  • the film may be formed by a conventional film forming method.
  • the coating layer 120 may be formed by an “online CVD method”.
  • on-line means a process of forming a layer on the surface of the glass substrate during the manufacturing process of the glass substrate. More specifically, when the glass substrate is manufactured, the glass ribbon moves on the molten tin bath and is gradually cooled, whereby the glass substrate is continuously manufactured.
  • the coating layer 120 is formed on the upper surface of the glass ribbon during the movement of the glass ribbon. That is, in the “online film forming method”, the manufacturing process of the glass substrate 110 and the film forming process of the coating layer 120 are performed in parallel, and after the glass substrate is manufactured, the glass substrate 110 (so-called, “Film-coated glass substrate”) is produced.
  • the coating layer 120 is preferably a combination of a “low refractive index layer” and a “high refractive index layer” as described later.
  • film forming method other than “online (film forming method)” may be particularly referred to as “offline (film forming method)”.
  • FIG. 2 schematically shows an example of a cross section of the coating layer.
  • the coating layer 120A has a two-layer structure of a first layer 150 and a second layer 160.
  • the first layer 150 has a lower surface 152, and the second layer 160 has an upper surface 123A.
  • the coating layer 120 ⁇ / b> A includes a first CSP mirror in which the first layer 150 is close to the glass substrate 110 and the second layer 160 is close to the reflective layer 130. 100. Accordingly, the lower surface 152 of the first layer 150 is a surface close to the glass substrate 110 in the coating layer 120A, and the upper surface 123A of the second layer 160 is a surface close to the reflective layer 130.
  • the first layer 150 has a higher refractive index than the second layer 160, and conversely, the second layer 160 has a lower refractive index than the first layer 150. Therefore, hereinafter, the first layer 150 is also referred to as a “high refractive index layer”, and the second layer 160 is also referred to as a “low refractive index layer”.
  • the first layer 150 preferably has a refractive index of 2 or more.
  • the first layer 150 includes titanium oxide (TiO 2 ), SiN (silicon nitride), AlN (aluminum nitride), SnO 2 (tin oxide), ZnO (zinc oxide), Nb 2 O 5 (niobium oxide), It is composed of at least one material selected from Ta 2 O 5 (tantalum oxide) and ZrO 2 (zirconium oxide). Of these materials, TiO 2 is preferred.
  • the thickness of the first layer 150 is, for example, in the range of 10 nm to 110 nm, and preferably in the range of 20 nm to 100 nm.
  • the second layer 160 preferably has a refractive index of less than 1.5.
  • the second layer 160 preferably contains silica (SiO 2 ) or is made of silica.
  • the thickness of the second layer 160 is, for example, in the range of 40 nm to 90 nm, and preferably in the range of 50 nm to 80 nm.
  • the coating layer 120 ⁇ / b> A has a high refractive index layer 150 and a low refractive index layer 160 from the side close to the glass substrate 110.
  • a coating layer 120A is used as the coating layer of the first CSP mirror 100, the phase of sunlight reflected by the reflective layer 130 is matched with the phase of sunlight reflected by the layers 150 and 160. Becomes easy.
  • the energy reflectance Re of the first CSP mirror 100 can be further increased as compared with the case where the coating layer is formed of a single layer of silica.
  • FIG. 3 schematically shows an example of a cross section of another coating layer.
  • the coating layer 120 ⁇ / b> B further includes a third layer 170 and a fourth layer 180 in addition to the first layer 150 and the second layer 160. That is, the coating layer 120B has a four-layer structure.
  • the first layer 150 has a lower surface 152 and the fourth layer 180 has an upper surface 123B.
  • the coating layer 120B is formed in the first CSP 100 such that the first layer 150 is close to the glass substrate 110 and the fourth layer 180 is close to the reflective layer 130. Placed in. Accordingly, the lower surface 152 of the first layer 150 is a surface close to the glass substrate 110 in the coating layer 120B, and the upper surface 123B of the fourth layer 180 is a surface close to the reflective layer 130.
  • the configuration of the first layer 150 and the second layer 160 is the same as that of the coating layer 120A described above. Therefore, no further explanation will be given here.
  • the third layer 170 has a higher refractive index than the second layer 160 and the fourth layer 180.
  • the fourth layer 180 has a lower refractive index than the third layer 170. Therefore, hereinafter, the third layer 170 is also referred to as a “second high refractive index layer”, and the fourth layer 180 is also referred to as a “second low refractive index layer”.
  • the third layer 170 preferably has a refractive index of 2 or more.
  • the third layer 170 includes titanium oxide (TiO 2 ), SiN (silicon nitride), AlN (aluminum nitride), SnO 2 (tin oxide), ZnO (zinc oxide), Nb 2 O 5 (niobium oxide), It is composed of at least one material selected from Ta 2 O 5 (tantalum oxide) and ZrO 2 (zirconium oxide). Of these materials, TiO 2 is preferred.
  • the thickness of the third layer 170 is, for example, in the range of 10 nm to 110 nm, and preferably in the range of 20 nm to 100 nm.
  • the fourth layer 180 preferably has a refractive index of less than 1.5.
  • the fourth layer 180 preferably contains silica (SiO 2 ) or is made of silica.
  • the thickness of the fourth layer 180 is, for example, in the range of 40 nm to 90 nm, and preferably in the range of 50 nm to 80 nm.
  • the coating layer 120B has the high refractive index layer 150, the low refractive index layer 160, the second high refractive index layer 170, and the second low refractive index layer 180 from the side close to the glass substrate 110.
  • the phase of sunlight reflected by the reflective layer 130 is matched with the phase of sunlight reflected by each of the layers 150 to 180. Becomes easy.
  • the energy reflectance Re of the first CSP mirror 100 can be further increased as compared with the coating layer 120A shown in FIG.
  • the coating layer 120 may have other configurations.
  • a 6-layer structure or an 8-layer structure may be considered.
  • the third high-refractive index layer and the third low-refractive index layer are provided in this order on the fourth layer 180 shown in FIG.
  • a fourth high refractive index layer and a fourth low refractive index layer are further provided in this order.
  • the reflective layer 130 typically includes silver or a silver alloy.
  • the reflective layer 130 may be a single layer or a plurality of layers.
  • the thickness of the reflective layer 130 (in the case of a plurality of layers, the total thickness) is, for example, in the range of 50 nm to 5000 nm.
  • the first CSP mirror 100 has a characteristic that the energy reflectance Re when the thickness of the glass substrate 110 is converted to 2 mm is 94.3% or more.
  • the energy reflectance Re is preferably 94.4% or more.
  • the energy reflectivity Re can be measured by a method based on ISO9050.
  • FIG. 4 schematically shows a flow of a CSP mirror manufacturing method (hereinafter referred to as “first manufacturing method”) according to an embodiment of the present invention.
  • the first manufacturing method is: (1) A step of manufacturing a glass substrate having first and second main surfaces, the step of forming a coating layer on the first main surface of the glass substrate during the manufacture of the glass substrate (step S110) )When, (2) forming a reflective layer on the coating layer (step S120); Have
  • a glass substrate is manufactured. Further, during the production of the glass substrate, a coating layer is formed by an on-line CVD method.
  • step S110 will be described by taking as an example a case where the coating layer is composed of two layers (a high refractive index layer and a low refractive index layer) as shown in FIG.
  • a CVD film forming apparatus is installed on the upper part of the tin bath for forming the glass ribbon or the slow cooling furnace for gradually cooling the glass ribbon.
  • a high refractive index layer and a low refractive index layer are sequentially formed on the upper surface (first main surface) of the glass ribbon by this CVD film forming apparatus.
  • the total amount of Fe contained in the glass ribbon is suppressed as much as possible. This can be realized, for example, by suppressing the impurity Fe concentration contained in the glass raw material.
  • the concentration of total Fe contained in the manufactured glass substrate can be suppressed to 200 ppm or less.
  • the high refractive index layer is made of a material having a refractive index of 2 or more, such as titanium oxide.
  • the thickness of the high refractive index layer is, for example, in the range of 10 nm to 100 nm.
  • the film forming temperature of the high refractive index layer is, for example, in the range of 500 ° C. to 750 ° C.
  • the low refractive index layer is made of a material having a refractive index of 1.5 or less, such as silica.
  • the thickness of the low refractive index layer is, for example, in the range of 40 nm to 90 nm.
  • the film formation temperature of the low refractive index layer is, for example, in the range of 500 ° C. to 750 ° C.
  • the film formation of another high refractive index layer and the film formation of another low refractive index layer may be repeated.
  • a glass substrate having a coating layer on the first main surface is manufactured upon completion of the manufacturing of the glass substrate.
  • the upper surface of the coating layer is relatively smooth (for example, arithmetic average roughness Ra ⁇ 0.4 nm)
  • sufficient adhesion is provided between the reflective layer formed in the next step S120 and the coating layer.
  • sex is not obtained. Therefore, in order to improve the adhesion between the two, an additional process is required for the upper surface of the coating layer.
  • the upper surface of the coating layer has an arithmetic average roughness Ra of 0.4 nm or more.
  • step S120 can be performed as it is using the glass substrate with a film obtained in step S110.
  • a glass substrate having a coating layer may often be traded as a product (a glass substrate with a film) as it is after step S110.
  • the installation method of the reflective layer is not particularly limited.
  • the reflective layer may be, for example, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method (thermal CVD method, plasma CVD method, and photo CVD method), ion beam sputtering method, and coating method.
  • the film may be formed by various methods.
  • the thickness of the reflective layer is, for example, in the range of 50 nm to 5000 nm.
  • CSP mirror can be manufactured by the above process.
  • a CSP mirror according to an embodiment of the present invention may be manufactured by other methods.
  • a CSP mirror according to an embodiment of the present invention forms a coating layer on a glass substrate by a general off-line deposition method, and then forms a general off-line composition on the coating layer.
  • the reflective layer may be formed by a film method.
  • the coating layer has a two-layer structure of a first layer (titanium oxide) and a second layer (silica), and the energy reflectance Re when the thickness of both layers was changed was calculated.
  • FIG. 5 shows an example of the simulation result.
  • FIG. 5 collectively shows the simulation results when the thickness of the titanium oxide is changed from 0 nm to 100 nm.
  • FIG. 5 also shows the calculation result (horizontal solid line) in the CSP mirror without the coating layer.
  • the energy reflectance Re is about 94.1%.
  • the energy reflectance Re can be made close to the maximum by setting the thickness of the silica layer in the range of 40 nm to 60 nm.
  • the thickness of titanium oxide is 80 nm
  • the energy reflectance Re can be made close to the maximum by setting the thickness of the silica layer in the range of 50 nm to 90 nm.
  • the thickness of titanium oxide is 100 nm
  • the energy reflectance Re can be made close to the maximum by setting the thickness of the silica layer in the range of 60 nm to 80 nm.
  • the thickness of the titanium oxide is about 30 nm and the thickness of the silica layer is about 65 nm, it can be seen that the maximum energy reflectance Re (about 94.8%) can be obtained.
  • the thickness of silica is in the range of about 40 nm to about 90 nm, and the thickness of titanium oxide is in the range of more than 0 nm to 100 nm. Has been found to be suitable.
  • Examples 1 to 6 are examples, and Examples 11 to 16 are comparative examples.
  • Example 1 A CSP mirror configured as shown in FIG. 1 was manufactured by the following method.
  • a glass substrate (soda lime glass) having a length of 300 mm, a width of 300 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.
  • the total Fe concentration contained in this glass substrate was measured using a fluorescent X-ray analysis (XRF) apparatus (Primus II: manufactured by RIGAKU). As a result, the total Fe concentration was 175 ppm in terms of Fe 2 O 3 .
  • XRF fluorescent X-ray analysis
  • a coating layer was formed on the first main surface (one surface of dimensions 300 mm ⁇ 300 mm) of this glass substrate by an off-line CVD method.
  • the coating layer has a two-layer structure as shown in FIG.
  • a titanium oxide layer was formed as a first layer.
  • Titanium tetraisopropoxide (TTIP) was used as a raw material. Further, nitrogen gas was used as a dilution gas. The film forming temperature was 580 ° C.
  • the target thickness of the titanium oxide layer was 36 nm.
  • a silica layer was formed as the second layer.
  • a mixed gas of monosilane (SiH 4 ), ethylene (C 2 H 4 ), and oxygen (O 2 ) was used as a raw material.
  • nitrogen gas was used as a dilution gas.
  • the film forming temperature was 580 ° C.
  • the target thickness of the silica layer was 52 nm.
  • the surface roughness (arithmetic average roughness Ra) of the second layer was measured.
  • an atomic force microscope (AFM) apparatus (SPI-3800N / SPA400: manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.) was used.
  • the excitation voltage was 0.5 V
  • the scanning area was 2.0 ⁇ m.
  • the arithmetic average roughness Ra of the second layer was 0.8 nm.
  • a silver layer as a reflective layer was formed on the second layer by sputtering.
  • the thickness of the silver layer is about 2000 nm.
  • a CSP mirror (hereinafter referred to as “sample 1”) was manufactured by such a method.
  • Example 2 to Example 5 CSP mirrors (hereinafter referred to as “sample 1 to sample 5”, respectively) were produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 5 the thickness of the first layer and the thickness of the second layer were changed from those in Example 1.
  • Example 5 no titanium oxide film was formed, and therefore the coating layer was a single layer of silica layer.
  • Example 6 A CSP mirror (hereinafter referred to as “Sample 6”) was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 6 the coating layer has a four-layer structure as shown in FIG.
  • the first layer is titanium oxide with a target thickness of 20 nm
  • the second layer is silica with a target thickness of 80 nm
  • the third layer is titanium oxide with a target thickness of 30 nm
  • the fourth layer is Silica with a target thickness of 70 nm was obtained.
  • the surface roughness of this layer was measured. As a result, the arithmetic average roughness was about 1.1 nm.
  • Example 1 a glass substrate similar to that used in Example 1 was prepared.
  • the total Fe concentration contained in this glass substrate was measured using a fluorescent X-ray analysis (XRF) apparatus (Primus II: manufactured by RIGAKU). As a result, the total Fe concentration was 175 ppm in terms of Fe 2 O 3 .
  • XRF fluorescent X-ray analysis
  • the arithmetic average roughness Ra was 0.2 nm.
  • a silver layer as a reflective layer was formed on the first main surface of the glass substrate by sputtering.
  • the thickness of the silver layer is about 2000 nm.
  • Example 11 a CSP mirror (hereinafter referred to as “sample 11”) having only a reflective layer on a glass substrate was produced.
  • Example 12 to 16 CSP mirrors (hereinafter referred to as “sample 12 to sample 16”) were produced in the same manner as in Example 11.
  • Example 11 the total Fe concentration contained in the glass substrate was changed from that in Example 11.
  • the specification of the reflective layer is the same as in Example 11.
  • Table 1 below collectively shows the total Fe concentration in the glass substrate in each sample, the configuration and film thickness of the coating layer, and the surface roughness of the member immediately below the reflective layer.
  • Adhesion evaluation test In the adhesion evaluation test, an adhesive tape (TRUSCO breathable pressure-sensitive adhesive tape) was applied to the surface of the reflective layer in each sample, and it was measured whether or not the reflective layer was peeled when it was peeled off. When the reflective layer did not peel, it was determined that the adhesion between the reflective layer and the underlying member was good.
  • TRUSCO breathable pressure-sensitive adhesive tape TRUSCO breathable pressure-sensitive adhesive tape

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Abstract

ＣＳＰミラーであって、ガラス基板と、銀を含む反射層と、前記ガラス基板と前記反射層の間に設置されたコーティング層と、を有し、前記ガラス基板は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、全Ｆｅ濃度が２００ｐｐｍ以下であり、前記コーティング層の前記反射層側の表面は、０．４ｎｍ以上の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を有し、当該ＣＳＰミラーは、前記ガラス基板の厚さを２ｍｍに換算した際のエネルギー反射率Ｒｅが９４．３％以上である、ＣＳＰミラー。

Description

ＣＳＰミラー、およびＣＳＰミラー用の膜付きガラス基板の製造方法
　本発明は、ＣＳＰミラー、およびＣＳＰミラー用の膜付きガラス基板の製造方法
に関する。
　近年、集光型太陽熱発電（ＣＳＰ）システムが注目されている。このＣＳＰシステムでは、太陽光をミラー（以下、「ＣＳＰミラー」と称する）で所定の位置に集光、蓄熱し、この熱を利用することにより発電が行われる。ＣＳＰシステムは、太陽光をエネルギー源として使用するため、再生可能エネルギーを利用する発電方式として、その普及が期待されている。
　一般に、ＣＳＰシステムに使用されるＣＳＰミラーは、ガラス基板と、該ガラス基板の一表面に配置された銀を含む反射層とで構成される。ＣＳＰミラーを使用する際には、ガラス基板の側が太陽と面するように配向される。この状態でガラス基板に入射された太陽光は、反射層で反射され、再度ガラス基板の側から所定の方向に出射される。
　特許文献１には、ＣＳＰミラーにおいて、反射層のガラス基板とは反対の側に保護層を設け、反射層を保護することが提案されている。
国際公開第ＷＯ２０１６／００９７４５号
　ＣＳＰシステムの効率は、ＣＳＰミラーから出射される太陽光の出射量に大きな影響を受ける。このため、より多くの太陽光を出射できるＣＳＰミラーに対して高いニーズがある。
　本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、従来に比べてより多くの太陽光が出射されるＣＳＰミラーを提供することを目的とする。また、本発明では、そのようなＣＳＰミラー用の膜付きガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明では、ＣＳＰミラーであって、
　ガラス基板と、
　銀を含む反射層と、
　前記ガラス基板と前記反射層の間に設置されたコーティング層と、
　を有し、
　前記ガラス基板は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、全Ｆｅ濃度（重量濃度）が２００ｐｐｍ以下であり、
　前記コーティング層の前記反射層側の表面は、０．４ｎｍ以上の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を有し、
　当該ＣＳＰミラーは、前記ガラス基板の厚さを２ｍｍに換算した際のエネルギー反射率Ｒｅが９４．３％以上である、ＣＳＰミラーが提供される。
　また、本発明では、ＣＳＰミラー用の膜付きガラス基板の製造方法であって、
（１）ガラスリボンから、Ｆｅ２Ｏ３換算で、全Ｆｅ濃度（重量濃度）が２００ｐｐｍ以下のガラス基板を製造する工程
　を有し、
　前記（１）の工程中に、前記ガラスリボンの上面に、ＣＶＤ法によりコーティング層が成膜され、前記コーティング層の表面は、０．４ｎｍ以上の算術平均粗さＲａを有する、製造方法が提供される。
　本発明では、従来に比べてより多くの太陽光が出射されるＣＳＰミラーを提供することができる。また、本発明では、そのようなＣＳＰミラー用の膜付きガラス基板の製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの断面を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーに含まれるコーティング層の一構成例を模式的に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーに含まれるコーティング層の別の構成例を模式的に示した断面図である。 本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの製造方法のフローを概略的に示した図である。 コーティング層の厚さとエネルギー反射率Ｒｅの関係を示したグラフである。
　以下、図面を参照して、本発明について詳しく説明する。
　（本発明の一実施形態によるＣＳＰミラー）
　図１には、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの断面の一例を模式的に示す。
　図１に示すように、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラー（以下、「第１のＣＳＰミラー」と称する）１００は、ガラス基板１１０と、コーティング層１２０と、反射層１３０とを、この順に有する。
　第１のＣＳＰミラー１００は、第１の側１０２および第２の側１０４を有する。第１の側１０２は、第１のＣＳＰミラー１００が実際に使用される際に、外側、すなわち太陽光と面する側となる。
　ガラス基板１１０は、相互に対向する第１の主表面１１２および第２の主表面１１４を有する。ガラス基板の第１の主表面１１２の側は、第１のＣＳＰミラー１００の第１の側１０２に対応し、ガラス基板の第２の主表面１１４の側は、コーティング層１２０の側に対応する。
　ガラス基板１１０の第２の主表面１１４の側には、コーティング層１２０が設置される。コーティング層１２０は、上部表面１２３を有する。コーティング層１２０の上部表面１２３は、０．４ｎｍ以上の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を有する。
　コーティング層１２０は、第１のＣＳＰミラー１００の反射率を高める役割を有する。なお、コーティング層１２０の詳細については、後述する。
　コーティング層１２０の上部表面１２３には、反射層１３０が設置される。反射層１３０の表面は、第１のＣＳＰミラー１００の第２の側１０４に対応する。
　ここで、第１のＣＳＰミラー１００において、ガラス基板１１０は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、全鉄（Ｆｅ）濃度（重量濃度。以下同じ）が２００ｐｐｍ以下であるという特徴を有する。全Ｆｅ濃度をこのように低減した場合、ガラス基板１１０に入射される太陽光の吸収を有意に抑制することができ、その結果、透過率を有意に高めることができる。
　また、コーティング層１２０は、後述するように、干渉現象を利用して、反射層１３０で反射される太陽光を増強するように構成されている。従って、ガラス基板１１０と反射層１３０の間にコーティング層１２０を設置することにより、太陽光の反射率を高めることができる。
　また、第１のＣＳＰミラー１００において、コーティング層１２０の上部表面１２３は、算術平均粗さＲａが０．４ｎｍ以上となるように構成されている。
　このような上部表面１２３を有するようにコーティング層１２０を構成した場合、コーティング層１２０と反射層１３０の間で、両者が剥離する現象を有意に抑制することができる。
　このような特徴を有する第１のＣＳＰミラー１００は、第１の側１０２が、太陽光に照射される側となるようにして使用される。すなわち、太陽光は、第１のＣＳＰミラー１００の第１の側１０２から、第１のＣＳＰミラー１００に入射される。
　この場合、入射された太陽光は、ガラス基板１１０を通過して、コーティング層１２０および反射層１３０に入射する。また、反射層１３０に到達した太陽光は、反射層１３０で反射された後、再度、コーティング層１２０およびガラス基板１１０を通って、所定の角度で第１のＣＳＰミラー１００から出射される。
　ここで、前述のように、ガラス基板１１０は、Ｆｅ濃度が抑制され、高い透過率が得られるように構成されている。また、コーティング層１２０は、太陽光の反射を増強するように構成されている。
　このため、第１のＣＳＰミラー１００では、太陽光の反射率を有意に高めることができる。また、これにより、第１のＣＳＰミラー１００では、ガラス基板１１０から出射される太陽光の光量が向上し、ＣＳＰシステムの効率を高めることが可能になる。
　例えば、第１のＣＳＰミラー１００では、ガラス基板１１０の厚さを２ｍｍに換算した際のエネルギー反射率Ｒｅを、９４．３％以上とすることができる。
　また、第１のＣＳＰミラー１００では、コーティング層１２０の上部表面１２３は、算術平均粗さＲａが０．４ｎｍ以上となるように構成されている。従って、ガラス基板１１０と反射層１３０の間にコーティング層１２０を設置しても（すなわち、ＣＳＰミラーに存在する界面の数が一つ多くなっても）、これにより、各界面で剥離が生じる可能性が高まることは少ないと言える。
　（ＣＳＰミラーの構成部材）
　次に、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーを構成する各部材について、より詳しく説明する。なお、ここでは、前述の図１に示した第１のＣＳＰミラー１００を例に、各部材について説明する。また、明確化のため、各部材を表す際には、図１に示した参照符号を使用する。
　（ガラス基板１１０）
　前述のように、ガラス基板１１０は、含まれる全Ｆｅ濃度（Ｆｅ２Ｏ３換算）が２００ｐｐｍ以下であるという特徴を有する。全Ｆｅ濃度は、１７５ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　ガラス基板１１０の組成は、全Ｆｅ濃度が前述の範囲である限り、特に限られない。ガラス基板１１０は、例えば、ソーダライムガラス、およびホウケイ酸ガラス、ボロシリケートガラス、および石英ガラス等であっても良い。
　ガラス基板１１０の厚さは、特に限られないが、例えば、１．１ｍｍ～６ｍｍの範囲である。
　（コーティング層１２０）
　コーティング層１２０は、透明な材料で構成される。コーティング層１２０は、第１のＣＳＰミラー１００の反射率を高めることができる限り、その構成は特に限られない。
　コーティング層１２０は、例えば単一の層で構成されても良い。あるいは、コーティング層１２０は、複数の層で構成されても良い。
　コーティング層１２０が単一の層で構成される場合、コーティング層１２０は、シリカ（ＳｉＯ２）を含むこと、特にシリカで構成されることが好ましい。
　なお、コーティング層１２０がシリカの単層で構成される場合、コーティング層１２０の厚さは、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍの範囲であり、特に４０ｎｍ～６０ｎｍの範囲であることが好ましい。
　また、前述のように、コーティング層１２０の上部表面１２３は、０．４ｎｍ以上の算術平均粗さＲａを有する。これにより、コーティング層１２０と反射層１３０との間の密着性を高めることができる。
　算術平均粗さＲａは、０．８ｎｍ以上であることが好ましい。
　コーティング層１２０は、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、化学気相成膜（ＣＶＤ）法（熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、および光ＣＶＤ法）、およびイオンビームスパッタリング法など、従来の成膜方法により成膜されても良い。
　例えば、コーティング層１２０は、「オンラインのＣＶＤ法」により、形成されても良い。
　ここで、「オンライン（の成膜法）」とは、ガラス基板の製造過程中に、ガラス基板の表面に層を成膜するプロセスを意味する。より具体的には、ガラス基板の製造の際には、ガラスリボンが溶融スズ浴の上を移動し、徐冷されることで、連続的にガラス基板が製造される。「オンラインの成膜法」では、このガラスリボンの移動中に、ガラスリボンの上面に、コーティング層１２０が成膜される。すなわち、「オンラインの成膜法」では、ガラス基板１１０の製造工程とコーティング層１２０の成膜工程が平行して実施され、ガラス基板の製造後には、コーティング層１２０を有するガラス基板１１０（いわゆる、「膜付きガラス基板」）が製造される。
　コーティング層１２０がオンラインの成膜法で成膜される場合、コーティング層１２０は、後述するような、「低屈折率層」と「高屈折率層」の組み合わせであることが好ましい。
　なお、「オンライン（の成膜法）」以外の成膜法を、特に「オフライン（の成膜法）」と称する場合がある。
　以下、図２および図３を参照して、コーティング層１２０の想定される一構成例について説明する。
　図２には、コーティング層の断面の一例を模式的に示す。
　図２に示すように、このコーティング層１２０Ａは、第１の層１５０および第２の層１６０の２層構造を有する。
　第１の層１５０は、下側表面１５２を有し、第２の層１６０は、上部表面１２３Ａを有する。
　なお、図２からは明確ではないが、コーティング層１２０Ａは、第１の層１５０がガラス基板１１０と近接し、第２の層１６０が反射層１３０と近接するようにして、第１のＣＳＰミラー１００内に配置される。従って、第１の層１５０の下側表面１５２は、コーティング層１２０Ａにおいて、ガラス基板１１０と近接する表面であり、第２の層１６０の上部表面１２３Ａは、反射層１３０近接する表面である。
　ここで、第１の層１５０は、第２の層１６０よりも屈折率が高く、逆に第２の層１６０は、第１の層１５０よりも屈折率が低い。従って、以降、第１の層１５０を「高屈折率層」とも称し、第２の層１６０を「低屈折率層」とも称する。
　第１の層１５０は、屈折率が２以上であることが好ましい。例えば、第１の層１５０は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｎｂ２Ｏ５（酸化ニオブ）、Ｔａ２Ｏ５（酸化タンタル）、およびＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）から選定された、少なくとも一つの材料で構成される。これらの材料の中では、ＴｉＯ２が好ましい。
　第１の層１５０の厚さは、例えば、１０ｎｍ～１１０ｎｍの範囲であり、２０ｎｍ～１００ｎｍの範囲であることが好ましい。
　一方、第２の層１６０は、１．５未満の屈折率を有することが好ましい。第２の層１６０は、シリカ（ＳｉＯ２）を含み、またはシリカで構成されることが好ましい。
　第２の層１６０の厚さは、例えば、４０ｎｍ～９０ｎｍの範囲であり、５０ｎｍ～８０ｎｍの範囲であることが好ましい。
　コーティング層１２０Ａは、ガラス基板１１０に近い側から、高屈折率層１５０および低屈折率層１６０を有する。このようなコーティング層１２０Ａを第１のＣＳＰミラー１００のコーティング層として使用した場合、反射層１３０で反射される太陽光の位相を、各層１５０、１６０で反射される太陽光の位相と整合させることが容易となる。
　従って、コーティング層１２０Ａを使用した場合、コーティング層をシリカの単層で構成した場合に比べて、第１のＣＳＰミラー１００のエネルギー反射率Ｒｅを、よりいっそう高めることができる。
　次に、図３には、別のコーティング層の断面の一例を模式的に示す。
　図３に示すように、このコーティング層１２０Ｂは、第１の層１５０および第２の層１６０に加えて、さらに第３の層１７０および第４の層１８０を有する。すなわち、コーティング層１２０Ｂは、４層構造を有する。
　第１の層１５０は、下側表面１５２を有し、第４の層１８０は、上部表面１２３Ｂを有する。
　なお、図３からは明確ではないが、コーティング層１２０Ｂは、第１の層１５０がガラス基板１１０と近接し、第４の層１８０が反射層１３０と近接するようにして、第１のＣＳＰ１００内に配置される。従って、第１の層１５０の下側表面１５２は、コーティング層１２０Ｂにおいて、ガラス基板１１０と近接する表面であり、第４の層１８０の上部表面１２３Ｂは、反射層１３０に近接する表面である。
　コーティング層１２０Ｂのうち、第１の層１５０および第２の層１６０の構成は、前述のコーティング層１２０Ａの場合と同様である。従って、ここではこれ以上説明しない。
　第３の層１７０は、第２の層１６０および第４の層１８０よりも屈折率が高い。一方、第４の層１８０は、第３の層１７０よりも屈折率が低い。従って、以降、第３の層１７０を「第２の高屈折率層」とも称し、第４の層１８０を「第２の低屈折率層」とも称する。
　第３の層１７０は、屈折率が２以上であることが好ましい。例えば、第３の層１７０は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｎｂ２Ｏ５（酸化ニオブ）、Ｔａ２Ｏ５（酸化タンタル）、およびＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）から選定された、少なくとも一つの材料で構成される。これらの材料の中では、ＴｉＯ２が好ましい。
　第３の層１７０の厚さは、例えば、１０ｎｍ～１１０ｎｍの範囲であり、２０ｎｍ～１００ｎｍの範囲であることが好ましい。
　一方、第４の層１８０は、屈折率が１．５未満であることが好ましい。第４の層１８０は、シリカ（ＳｉＯ２）を含み、またはシリカで構成されることが好ましい。
　第４の層１８０の厚さは、例えば、４０ｎｍ～９０ｎｍの範囲であり、５０ｎｍ～８０ｎｍの範囲であることが好ましい。
　以上の説明のように、コーティング層１２０Ｂは、ガラス基板１１０に近い側から、高屈折率層１５０、低屈折率層１６０、第２の高屈折率層１７０、および第２の低屈折率層１８０を有する。このようなコーティング層１２０Ｂを第１のＣＳＰミラー１００のコーティング層として使用した場合、反射層１３０で反射される太陽光の位相を、各層１５０～１８０で反射される太陽光の位相と整合させることが容易となる。
　従って、コーティング層１２０Ｂを使用した場合、図２に示したコーティング層１２０Ａに比べて、第１のＣＳＰミラー１００のエネルギー反射率Ｒｅを、よりいっそう高めることができる。
　以上、図２および図３を参照して、第１のＣＳＰミラー１００に含まれるコーティング層１２０の想定される一構成例について説明した。
　しかしながら、これらは単なる一例であって、コーティング層１２０がその他の構成を有しても良いことは、当業者には明らかである。
　例えば、別のコーティング層１２０の構成として、６層構造または８層構造などが考えられる。６層構造の場合、図３に示した第４の層１８０の上に、第３の高屈折率層および第３の低屈折率層がこの順に設置される。また、８層構造の場合、さらに第４の高屈折率層および第４の低屈折率層がこの順に設置される。
　このような構成により、前述のような効果が得られることは当業者には明らかである。
　（反射層１３０）
　反射層１３０は、通常、銀または銀合金を含む。
　反射層１３０は、単層であっても、複数の層で構成されても良い。
　反射層１３０の厚さ（複数の層で構成される場合、総厚）は、例えば、５０ｎｍ～５０００ｎｍの範囲である。
　（第１のＣＳＰミラー１００）
　第１のＣＳＰミラー１００は、前述のように、ガラス基板１１０の厚さを２ｍｍに換算した際のエネルギー反射率Ｒｅが９４．３％以上であるという特徴を有する。エネルギー反射率Ｒｅは、９４．４％以上であることが好ましい。
　なお、エネルギー反射率Ｒｅは、ＩＳＯ９０５０に準拠した方法で測定することができる。
　（本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの製造方法）
　次に、図４を参照して、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの製造方法の一例について説明する。なお、ここでは、一例として、オンラインの成膜法によるＣＳＰミラーの製造方法について説明する。
　図４には、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの製造方法（以下、「第１の製造方法」と称する）のフローを概略的に示す。
　図４に示すように、第１の製造方法は、
（１）第１および第２の主表面を有するガラス基板を製造する工程であって、ガラス基板の製造中に、該ガラス基板の第１の主表面に、コーティング層を形成する工程（工程Ｓ１１０）と、
（２）前記コーティング層の上に反射層を形成する工程（工程Ｓ１２０）と、
　を有する。
　以下、各工程について詳しく説明する。
　（工程Ｓ１１０）
　まず、ガラス基板が製造される。また、ガラス基板の製造中に、オンラインのＣＶＤ法により、コーティング層が成膜される。
　ここでは、一例として、コーティング層が図２に示したような２層（高屈折率層および低屈折率層）で構成される場合を例に、工程Ｓ１１０について説明する。
　この場合、ガラスリボンを形成するスズ浴、またはガラスリボンを徐冷する徐冷炉の上部に、ＣＶＤ成膜装置が設置される。また、このＣＶＤ成膜装置により、ガラスリボンの上面（第１の主表面）に、高屈折率層および低屈折率層が順次成膜される。
　なお、ガラスリボンに含まれる全Ｆｅ量は、できる限り抑制されることが好ましい。これは、例えば、ガラス原料中に含まれる不純物Ｆｅ濃度を抑制することにより、実現できる。
　これにより、製造されるガラス基板に含まれる全Ｆｅの濃度を、２００ｐｐｍ以下に抑制することができる。
　前述のように、高屈折率層は、酸化チタンのような、屈折率が２以上の材料で構成される。高屈折率層の厚さは、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍの範囲である。高屈折率層の成膜温度は、例えば５００℃～７５０℃の範囲である。
　また、低屈折率層は、シリカのような、屈折率が１．５以下の材料で構成される。低屈折率層の厚さは、例えば、４０ｎｍ～９０ｎｍの範囲である。低屈折率層の成膜温度は、例えば５００℃～７５０℃の範囲である。
　なお、前述の図３に示したような４層構造のコーティング層１２０Ｂを形成する場合、さらに、別の高屈折率層の成膜および別の低屈折率層の成膜が繰り返されても良い。
　このようなオンラインの成膜法では、ガラス基板の製造完了の際に、第１の主表面にコーティング層を有するガラス基板（いわゆる、「膜付きガラス基板」）が製造される。
　ここで、コーティング層の上部表面が比較的平滑な場合（例えば、算術平均粗さＲａ＜０．４ｎｍ）、次の工程Ｓ１２０で成膜される反射層とコーティング層との間に、十分な密着性が得られない場合が生じ得る。そのため、両者の密着性を改善するために、コーティング層の上部表面に対して、追加の処理が必要となる。
　しかしながら、上記方法で製造された膜付きガラス基板では、コーティング層の上部表面は、０．４ｎｍ以上の算術平均粗さＲａを有する。
　従って、第１の製造方法では、コーティング層の上部表面を特定の性状にすることを目的として、必ずしも追加の処理等を実施する必要はない。すなわち、第１の製造方法では、工程Ｓ１１０で得られた膜付きガラス基板を用いて、そのまま工程Ｓ１２０を実施することができる。
　ところで、ＣＳＰミラーを製造するためには、工程Ｓ１１０で製造された膜付きガラス基板を用いて、次の工程Ｓ１２０を実施する必要がある。しかしながら、実際には、コーティング層を有するガラス基板は、工程Ｓ１１０後の状態のまま、製品（膜付きガラス基板）として取引される場合も、しばしばあり得る。
　（工程Ｓ１２０）
　次に、膜付きガラス基板のコーティング層の上に、銀を含む反射層が設置される。
　反射層の設置方法は、特に限られない。
　反射層は、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、化学気相成膜（ＣＶＤ）法（熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、および光ＣＶＤ法）、イオンビームスパッタリング法、および塗布法等、各種方法で成膜されても良い。
　反射層の厚さは、例えば、５０ｎｍ～５０００ｎｍの範囲である。
　以上の工程により、ＣＳＰミラーが製造できる。
　以上、図４を参照して、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーの製造方法について説明した。
　しかしながら、これは単なる一例であって、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーは、その他の方法で製造されても良い。例えば、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーは、ガラス基板の上に、オフラインの一般的な成膜法でコーティング層を成膜し、その後、このコーティング層の上に、オフラインの一般的な成膜法で反射層を成膜することにより、製造されても良い。
　次に、本発明の実施例について説明する。
　（シミュレーションによるコーティング層の厚さ評価）
　以下の方法で、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーのエネルギー反射率Ｒｅをシミュレーション評価した。また、得られた結果から、本発明の一実施形態によるＣＳＰミラーにおけるコーティング層の最適な膜厚を検討した。
　シミュレーションには、（Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　Ｍａｃｌｅｏｄ）を使用した。また、ＣＳＰミラーとして、前述の図１に示した構成を採用した。コーティング層は、第１の層（酸化チタン）および第２の層（シリカ）の２層構造とし、両者の厚さを変えた際のエネルギー反射率Ｒｅを計算した。
　図５には、シミュレーション結果の一例を示す。
　図５において、横軸はシリカ層の厚さであり、縦軸はエネルギー反射率Ｒｅである。また、図５には、酸化チタンの厚さを０ｎｍ～１００ｎｍまで変化させた場合の、シミュレーション結果がまとめて示されている。
　また、図５には、コーティング層が存在しないＣＳＰミラーにおける計算結果（水平な実線）も、同時に示されている。この場合のエネルギー反射率Ｒｅは、約９４．１％である。
　シミュレーション結果から、エネルギー反射率Ｒｅは、シリカ層および酸化チタンの厚さによって変化することがわかる。
　例えば、コーティング層が酸化チタンを含まない場合、シリカ層の厚さを４０ｎｍ～６０ｎｍの範囲とすることにより、エネルギー反射率Ｒｅを最大に近づけることができる。また、酸化チタンの厚さが８０ｎｍの場合、シリカ層の厚さを５０ｎｍ～９０ｎｍの範囲とすることにより、エネルギー反射率Ｒｅを最大に近づけることができる。さらに、酸化チタンの厚さが１００ｎｍの場合、シリカ層の厚さを６０ｎｍ～８０ｎｍの範囲とすることにより、エネルギー反射率Ｒｅを最大に近づけることができる。
　特に、酸化チタンの厚さを約３０ｎｍとし、シリカ層の厚さを約６５ｎｍとした場合、最大のエネルギー反射率Ｒｅ（約９４．８％）が得られることがわかる。
　以上の結果から、コーティング層を酸化チタンおよびシリカの２層構造とする場合、シリカの厚さは、約４０ｎｍ～約９０ｎｍの範囲とし、酸化チタンの厚さは、０ｎｍ超～１００ｎｍの範囲とすることが好適であることがわかった。
　（実際のＣＳＰミラーを用いた評価）
　次に、実際に製造したＣＳＰミラーの実施例について説明する。なお、以下の説明において、例１～例６は実施例であり、例１１～例１６は比較例である。
　（例１）
　以下の方法により、前述の図１に示したような構成のＣＳＰミラーを製造した。
　まず、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ２ｍｍのガラス基板（ソーダライムガラス）を準備した。
　蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）装置（ＰｒｉｍｕｓＩＩ：ＲＩＧＡＫＵ社製）を用いて、このガラス基板に含まれる全Ｆｅ濃度を測定した。その結果、全Ｆｅ濃度は、Ｆｅ２Ｏ３換算で１７５ｐｐｍであった。
　次に、オフラインのＣＶＤ法により、このガラス基板の第１の主表面（寸法３００ｍｍ×３００ｍｍの一方の表面）に、コーティング層を成膜した。
　コーティング層は、前述の図２に示したような２層構造とした。
　まず、第１の層として、酸化チタン層を成膜した。
　原料には、チタンテトライソプロポキシド（ＴＴＩＰ）を使用した。さらに、希釈ガスとして、窒素ガスを使用した。成膜温度は５８０℃とした。
　酸化チタン層の目標厚さは、３６ｎｍとした。
　次に、第２の層としてシリカ層を成膜した。
　原料には、モノシラン（ＳｉＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、および酸素（Ｏ２）の混合ガスを使用した。混合比は、ＳｉＨ４：Ｃ２Ｈ４：Ｏ２＝０．８２：１．０３：４１．２（ｍｏｌ％）とした。さらに、希釈ガスとして、窒素ガスを使用した。成膜温度は５８０℃とした。
　シリカ層の目標厚さは、５２ｎｍとした。
　成膜後に、第２の層の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を測定した。
　測定には、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）装置（ＳＰＩ－３８００Ｎ／ＳＰＡ４００：エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）を用いた。加振電圧を０．５Ｖとし、走査エリアを２．０μｍとして測定した。
　その結果、第２の層の算術平均粗さＲａは、０．８ｎｍであった。
　次に、第２の層の上に、スパッタリング法により、反射層としての銀層を成膜した。
　銀層の厚さは、約２０００ｎｍである。
　このような方法により、ＣＳＰミラー（以下、「サンプル１」と称する）を製造した。
　（例２～例５）
　例１と同様の方法により、ＣＳＰミラー（以下、それぞれ、「サンプル１～サンプル５」と称する）を製造した。
　ただし、これらの例では、第１の層の厚さおよび第２の層の厚さを、例１の場合とは変化させた。なお、例５では、酸化チタンの成膜は実施せず、従って、コーティング層は、シリカ層の単層とした。
　（例６）
　例１と同様の方法により、ＣＳＰミラー（以下、「サンプル６」と称する）を製造した。
　ただし、この例６では、コーティング層は、前述の図３に示したような４層構造とした。
　第１の層は、目標厚さ２０ｎｍの酸化チタンとし、第２の層は、目標厚さ８０ｎｍのシリカとし、第３の層は、目標厚さ３０ｎｍの酸化チタンとし、第４の層は、目標厚さ７０ｎｍのシリカとした。
　第４の層の成膜後に、この層の表面粗さを測定した。その結果、算術平均粗さは、約１．１ｎｍであった。
　（例１１）
　以下の方法により、ＣＳＰミラーを製造した。
　まず、例１で使用したものと同様のガラス基板を準備した。
　蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）装置（ＰｒｉｍｕｓＩＩ：ＲＩＧＡＫＵ社製）を用いて、このガラス基板に含まれる全Ｆｅ濃度を測定した。その結果、全Ｆｅ濃度は、Ｆｅ２Ｏ３換算で１７５ｐｐｍであった。
　また、前述の方法により、ガラス基板の第１の主表面における表面粗さを測定したところ、算術平均粗さＲａは０．２ｎｍであった。
　次に、このガラス基板の第１の主表面に、スパッタリング法により、反射層としての銀層を成膜した。銀層の厚さは、約２０００ｎｍである。
　以上の方法により、ガラス基板の上に反射層のみを備えるＣＳＰミラー（以下、「サンプル１１」と称する）を製造した。
　（例１２～例１６）
　例１１と同様の方法により、ＣＳＰミラー（以下、それぞれ、「サンプル１２～サンプル１６」と称する）を製造した。
　ただし、これらの例では、ガラス基板中に含まれる全Ｆｅ濃度を、例１１の場合とは変化させた。なお、反射層の仕様は、例１１の場合と同様である。
　以下の表１には、各サンプルにおけるガラス基板中の全Ｆｅ濃度、コーティング層の構成および膜厚、ならびに反射層の直下の部材の表面粗さを、まとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　（評価）
　各サンプルを用いて、以下の評価を行った。
　（エネルギー反射率Ｒｅの測定）
　エネルギー反射率Ｒｅの測定には、Ｐｅｒｋｉｎ　Ｅｌｅｍｅｒ分光器を使用した。各サンプルに対して、３００ｎｍ－２５００ｎｍの波長範囲で反射率を測定し、ＩＳＯ９０５０に準拠して、エネルギー反射率Ｒｅを算出した。
　（密着性評価試験）
　密着性評価試験では、各サンプルにおいて反射層の表面に接着テープ（ＴＲＵＳＣＯ通気性粘着テープ）を貼付し、これを剥がした際に、反射層が剥離するかどうかを測定した。反射層が剥離しなかった場合、反射層とその下の部材の間の密着性が良好であると判定した。
　以下の表２には、各サンプルにおける評価結果をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　得られた結果から、サンプル１１～サンプル１６では、エネルギー反射率Ｒｅは、最大でも９４．１％以下となっており、あまり良好な反射特性が得られないことがわかった。これに対して、サンプル１～サンプル６では、エネルギー反射率Ｒｅがいずれも９４．３％以上となっており、良好な反射特性が得られることがわかった。
　また、サンプル１１～サンプル１６では、反射層とガラス基板の間の密着性は、あまり良好ではないことがわかった。これに対して、サンプル１～サンプル６では、反射層とコーティング層の間に良好な密着性が得られることがわかった。
　本願は、２０１７年１月１８日に出願した日本国特許出願２０１７－００６９８３号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１００　　　第１のＣＳＰミラー
　１０２　　　第１の側
　１０４　　　第２の側
　１１０　　　ガラス基板
　１１２　　　第１の主表面
　１１４　　　第２の主表面
　１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ　コーティング層
　１２３、１２３Ａ、１２３Ｂ　上部表面
　１３０　　　反射層
　１５０　　　第１の層
　１５２　　　下側表面
　１６０　　　第２の層
　１７０　　　第３の層
　１８０　　　第４の層

Claims (10)

  1. 　ＣＳＰミラーであって、
    　ガラス基板と、
    　銀を含む反射層と、
    　前記ガラス基板と前記反射層の間に設置されたコーティング層と、
    　を有し、
    　前記ガラス基板は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、全Ｆｅ濃度（重量濃度）が２００ｐｐｍ以下であり、
    　前記コーティング層の前記反射層側の表面は、０．４ｎｍ以上の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を有し、
    　当該ＣＳＰミラーは、前記ガラス基板の厚さを２ｍｍに換算した際のエネルギー反射率Ｒｅが９４．３％以上である、ＣＳＰミラー。
  2. 　前記コーティング層は、シリカ（ＳｉＯ２）層を含む、請求項１に記載のＣＳＰミラー。
  3. 　前記シリカ（ＳｉＯ２）層の厚さは、４０ｎｍ～９０ｎｍの範囲である、請求項２に記載のＣＳＰミラー。
  4. 　前記コーティング層は、前記ガラス基板と前記シリカ層の間に、シリカ（ＳｉＯ２）よりも屈折率が高い高屈折率層を有する、請求項２または３に記載のＣＳＰミラー。
  5. 　前記高屈折率層は、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、およびこれらの組み合わせからなる群から選定された材料を含む、請求項４に記載のＣＳＰミラー。
  6. 　前記高屈折率層の厚さは、０ｎｍ超、１１０ｎｍ以下である、請求項４または５に記載のＣＳＰミラー。
  7. 　前記コーティング層は、前記ガラス基板に近い順に、第１の高屈折率層、第１のシリカ（ＳｉＯ２）層、第２の高屈折率層、および第２のシリカ（ＳｉＯ２）層を有し、
    　前記第１の高屈折率層は、前記第１のシリカ層よりも高い屈折率を有し、
    　前記第２の高屈折率層は、前記第１のシリカ層および前記第２のシリカ層よりも高い屈折率を有する、請求項１乃至６のいずれか一つに記載のＣＳＰミラー。
  8. 　ＣＳＰミラー用の膜付きガラス基板の製造方法であって、
    （１）ガラスリボンから、Ｆｅ２Ｏ３換算で、全Ｆｅ濃度（重量濃度）が２００ｐｐｍ以下のガラス基板を製造する工程
    　を有し、
    　前記（１）の工程中に、前記ガラスリボンの上面に、ＣＶＤ法によりコーティング層が成膜され、前記コーティング層の表面は、０．４ｎｍ以上の算術平均粗さＲａを有する、製造方法。
  9. 　前記コーティング層は、シリカ（ＳｉＯ２）層を含む、請求項８に記載の製造方法。
  10. 　前記（１）の工程は、
    　シリカ（ＳｉＯ２）よりも屈折率が高い層を成膜する工程と、
    　次に、シリカを含む層を成膜する工程と、
    　を有する、請求項８または９に記載の製造方法。
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