JP2020046445A - 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

Abstract

【課題】多くの太陽光が出射されるＣＳＰミラー。【解決手段】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。【選択図】図１

Description

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、Ｆｅ_２Ｏ_３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、Ｆｅ_２Ｏ_３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、Ｆｅ_２Ｏ_３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（Ｆｅ_２Ｏ_３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（ＳｉＯ_２）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（ＴｉＯ_２）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｎｂ_２Ｏ_５（酸化ニオブ）、Ｔａ_２Ｏ_５（酸化タンタル）、およびＺｒＯ_２（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、ＴｉＯ_２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（ＳｉＯ_２）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（ＴｉＯ_２）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｎｂ_２Ｏ_５（酸化ニオブ）、Ｔａ_２Ｏ_５（酸化タンタル）、およびＺｒＯ_２（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、ＴｉＯ_２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（ＳｉＯ_２）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、Ｆｅ_２Ｏ_３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（ＳｉＨ_４）、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）、および酸素（Ｏ_２）の混合ガスを使用した。混合比は、ＳｉＨ_４：Ｃ_２Ｈ_４：Ｏ_２＝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、Ｆｅ_２Ｏ_３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。

（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。

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。

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、Ｆｅ_２Ｏ_３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（ＳｉＯ_２）層を含む、請求項１に記載のＣＳＰミラー。
3. 前記シリカ（ＳｉＯ_２）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（ＳｉＯ_２）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、ＴｉＯ_２、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、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（ＳｉＯ_２）層、第２の高屈折率層、および第２のシリカ（ＳｉＯ_２）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、Ｆｅ_２Ｏ_３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（ＳｉＯ_２）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（ＳｉＯ_２）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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