JP2003221256A

JP2003221256A - ガラス基板

Info

Publication number: JP2003221256A
Application number: JP2002024278A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujisawa; 章藤沢; Masatoshi Nara; 正俊奈良; Toshifumi Tsujino; 敏文辻野
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】反射低減機能および防眩機能を同時に発揮で
き、かつ、耐久性の高いガラス基板を提供する。【解決手段】凹凸の表面を有し、その凹凸表面側から
測定した波長４００〜１，１００ｎｍの平均反射率が
７．５％以下であり、凹凸表面における２０度鏡面光沢
度、４５度鏡面光沢度および６０度鏡面光沢度が全て５
０以下であるガラス基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射低減機能お
よび防眩機能を同時に発揮しうるガラス基板に関する。
さらには、このガラス基板を用いた光電変換装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガラス板の製造工程において、熔融状態
のガラスを表面凹凸を備えた型ロールでプレス成形した
型板ガラス、あるいは金剛砂と金属ブラシとを用いて表
面を荒らした擦りガラスが市販されている。これらのガ
ラス板は、表面にサブミリメートルの凹凸を備え、その
表面において透過光を散乱させて隠蔽機能を発揮し、さ
らに反射光も散乱させて防眩機能も発揮する。

【０００３】また、ガラス板をエッチングしてその表面
に微細な凹凸を成形したもの、あるいはガラス板の表面
にゾルゲル法などによりシリカ微粒子を付着させたもの
も市販されている。これらのガラス板は、表面にナノメ
ートルからサブマイクロメートルの凹凸を備え、反射低
減（ＡＲ）機能を発揮する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、型板ガラス
または擦りガラスは防眩機能を発揮するものの、ＡＲ機
能を発揮することができない。一方で、エッチングされ
たガラス板またはシリカ微粒子を備えたガラス板は、Ａ
Ｒ機能は発揮できても、防眩機能を発揮することができ
ない。さらに、シリカ微粒子を備えたガラス板は、エッ
チングされたガラス板に比べて、耐薬品性または耐摩耗
性などの耐久性が劣るという問題があった。

【０００５】この発明は、以上のような問題点に着目し
てなさたものである。その目的とするところは、ＡＲ機
能および防眩機能を同時に発揮でき、かつ、耐久性の高
いガラス基板を提供することにある。さらには、この凹
凸表面の対向面に薄膜を成形してＡＲ機能をさらに高め
たガラス基板を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに鋭意研究した結果、本発明者らは次の技術的思想に
想達した。防眩機能は、可視光を散乱させることにより
発揮される。そのため、ガラス基板に防眩機能を付与す
るには、その表面に可視光波長よりも大きく、かつ、様
々な大きさの凹凸を設ける必要がある。一方、ＡＲ機能
が発揮される条件は可視光波長と屈折率との関係式から
導かれ、ガラス基板にＡＲ機能を付与する場合、一般に
可視光波長より小さい凹凸となるように、ガラス基板が
エッチングされたり、適合した大きさのシリカ微粒子が
選択的に使用されたりしてきた。すなわち、防眩機能を
発揮する表面凹凸の大きさとＡＲ機能のそれとの間に
は、数倍から数百倍の開きがあることになる。そのた
め、これまでは防眩機能とＡＲ機能とを同時に発揮する
技術について検討されてこなかった。しかしながら、ガ
ラス基板の表面をエッチングなどで荒らす場合、その表
面凹凸の大きさは、完全に均一になることはなく、ある
幅を持って分散することになる。そして、この分散の状
態を制御することよって、防眩機能とＡＲ機能とを同時
に発揮できる表面凹凸が形成されると推測するに至っ
た。

【０００７】この技術的思想を体現するものすなわち請
求項１に記載の発明のガラス基板は、凹凸の表面を有
し、その凹凸表面側から測定した波長４００〜１，１０
０ｎｍの平均反射率が７．５％以下であり、凹凸表面に
おける２０度鏡面光沢度、４５度鏡面光沢度および６０
度鏡面光沢度が全て５０以下のものである。

【０００８】請求項２に記載の発明のガラス基板は、請
求項１に記載の発明において、凹凸表面に関して、凸部
の高さは、最頻値が１００〜１，０００ｎｍで、５０〜
５，０００ｎｍの範囲に７０％以上が分布するものであ
って、凸部の幅は、最頻値が２００〜１，２００ｎｍ
で、５０〜５，０００ｎｍの範囲に７０％以上が分布す
るものである。

【０００９】請求項３に記載の発明のガラス基板は、請
求項１に記載の発明において、凹凸表面の対向面に、屈
折率１．６〜２．５、かつ、厚さ５〜１００ｎｍの第一
層と、屈折率１．４〜２．０、かつ、厚さ５〜１００ｎ
ｍの第二層とからなる薄膜を備えるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定
するものではない。

【００１１】シリカ微粒子を付着させるなどガラス基板
以外の外来物を用いることで、ガラス基板の表面を凹凸
にすることができる。さらに、ガラス基板と屈折率の異
なる外来物を選択して使用すれば、ＡＲ機能を向上させ
られるなどの利点もある。しかし、外来物を用いた場合
は、たとえバインダーでガラス基板に接着したとして
も、ガラス基板自体の表面を凹凸化したものと比較すれ
ば、一体性に欠け耐久性が劣ることは否定できない。ま
た、外来物を製造・調整する工程およびガラス基板に外
来物を接着する工程が別途必要となり、ガラス基板の製
造工程が複雑になって製造コストが上昇するなどの問題
も生じる。そこで、この発明では、ガラス基板自体の表
面を凹凸化することを前提に検討した。

【００１２】防眩機能とＡＲ機能とを同時に発揮するガ
ラス基板は、次の特性により特定することができる。す
なわち、ガラス基板の凹凸表面側から測定した波長４０
０〜１，１００ｎｍの平均反射率が７．５％以下であ
り、凹凸表面における２０度鏡面光沢度、４５度鏡面光
沢度および６０度鏡面光沢度が全て５０以下というもの
である。なお、この平均反射率は、凹凸表面と対向する
面に薄膜などを設けない状態で測定した値であり、また
２０度鏡面光沢度、４５度鏡面光沢度および６０度鏡面
光沢度は、ＪＩＳＺ８７４１−１９８３の鏡面光沢
度測定方法に従って測定される値である。

【００１３】この平均反射率は、ＡＲ機能を評価するた
めの指標である。従来の型板ガラスの平均反射率は、型
の形状またはガラス組成などにより多少の差はあるが、
少なくとも８％以上である。一方、防眩機能を評価する
指標は、２０度鏡面光沢度、４５度鏡面光沢度および６
０度鏡面光沢度の三つの光沢度である。三つの異なる角
度で測定した値を用いて評価することにより、防眩機能
についての指標としての信頼性を担保する。すなわち、
三つの角度における鏡面光沢度を以って評価することに
より、特定の角度の直進反射だけではなく、あらゆる角
度の直進反射について検討を行ったことになり、実質的
に防眩機能が発揮されているか否かの判断が可能にな
る。ちなみに、粒径約１００ｎｍのシリカ微粒子をシラ
ンカップリング剤を含有するバインダーで接着したガラ
ス基板（ＡＲ機能を付与した従来のガラス基板）の鏡面
光沢度は、いずれも凡そ１５０前後である。

【００１４】また、本発明者らは、波長４００〜１，１
００ｎｍの平均反射率が６．６％以下で、かつ、凹凸表
面における２０度鏡面光沢度、４５度鏡面光沢度および
６０度鏡面光沢度が全て２０以下のガラス基板の製造に
も成功している。

【００１５】このガラス基板の特性を体現する一形態と
して、ガラス基板の凹凸表面を次の状態にすることが例
示される。すなわち、凸部の高さに関して、最頻値が１
００〜１，０００ｎｍで、５０〜５，０００ｎｍの範囲
に７０％以上が分布し、同時に凸部の幅に関して、最頻
値が２００〜１，２００ｎｍで、５０〜５，０００ｎｍ
の範囲に７０％以上が分布する状態である。ここで、凸
部の高さおよび凸部の幅の測定方法について説明する。
凸部の高さは、倍率４５，０００で仰角３０°の上方か
ら撮影した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に基づいて
算出する。具体的には、ＳＥＭ写真に全影が写っている
凸部について、個々の凸部の***が始まる点（通常は凹
部の頂点）同士を結んだ線をベースラインとして、凸部
の頭頂からベースラインに垂線を引き、その垂線の長さ
を以って高さとみなす。また、凸部の幅は、ＳＥＭ写真
に全影が写っている凸部について、ある凸部の頭頂とそ
れに最も近い凸部の頭頂との距離を、上記ＳＥＭ写真に
基づいて算出して求める。

【００１６】凸部の高さおよび凸部の幅は正規分布関数
に従って分布し、ある程度のバラツキをもちながらも突
出した大きさの凸部は殆ど存在しない。なお、「正規分
布関数に従う」とは、最頻値と平均値が同一視でき、か
つ、分布関数のグラフが最頻値を軸としてほぼ左右対称
であることをいう。

【００１７】上述のように、ガラス基板表面の凹凸の大
きさは、ＡＲ機能を発揮するためには可視光波長より小
さくなければならず、一方で防眩機能を発揮するために
は可視光波長より大きく、かつ、ある程度のバラツキが
必要である。さらに、大きな凸部が多すぎる場合は、乱
反射により反射率が増大し、一方小さな凸部が多すぎる
と、光がほとんど直進するため防眩機能が発揮されなく
なる。本発明者らは、このような条件を勘案しつつ多く
の実験を行い、帰趨的に上述の凹凸表面に関する好まし
い状態を見出した。

【００１８】上記の凹凸表面の状態を体現する方法は、
とくに限定されるものではない。たとえば、干渉露光に
よるパターン形成後にドライエッチングを行う方法、レ
ーザーを使ったスクライブ、あるいは砥粒の粒度を調整
したブラスト法などが挙げられる。

【００１９】ガラス基板は、その種類を限定されるもの
ではなく、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、ア
ルミノシリケートガラスまたはシリカガラスなど市販の
ガラスをそのまま利用することができる。中でも、フロ
ート法で大量に製造されるソーダライムガラスが入手し
易くコストの点で好ましい。なお、微量元素を入れた様
々な色のソーダライムガラスを用いてもよいが、広い波
長域で高い透過率を期待する場合は、鉄の含有量を０．
０３％以下にすることが望ましい。

【００２０】また、ガラス基板の凹凸表面と対向する面
に、厚さ５〜１５０ｎｍのシリカまたは酸化アルミニウ
ムを主成分とする薄膜を設けることが望ましい。この薄
膜を設けることにより、ガラス基板の表面からアルカリ
成分が経時的に溶出することを防止でき、ガラス基板の
耐久性を高めることができる。また、この薄膜は、一層
に限らず二層であってもよい。二層の場合、第一層の好
ましい膜厚は５〜１００ｎｍであり、好ましい屈折率は
１．６〜２．５である。第一層は、好ましくは、酸化ス
ズ、酸化チタンおよび酸化アルミニウムから選ばれる少
なくとも一つから構成される。第二層の好ましい膜厚は
５〜１００ｎｍであり、好ましい屈折率は１．４〜２．
０である。第二層は、好ましくは、シリカ、酸化アルミ
ニウムおよび酸化スズから選ばれる少なくとも一つから
構成される。また、第一層の屈折率は、第二層の屈折率
よりも高いことが好ましい。なお、この薄膜は、一層や
二層構成に限られず、三層以上であっても構わない。

【００２１】さらに、この薄膜の上に透明導電膜を成形
することにより、ガラス基板を建築物用もしくは車両用
の低放射率ガラスまたは光電変換装置用ガラス基板とし
て利用できるようになる。透明導電膜としては、酸化ス
ズ、酸化チタン、酸化亜鉛またはインジウムをドープし
た酸化スズ（ＩＴＯ）を主成分とするものが好ましい。
中でも、酸化スズを主成分とする透明導電膜は、安価な
原料を用いて化学蒸着法（ＣＶＤ法）により大面積に短
時間で成形できる点で有利である。とくに、フロート法
によるガラス製造工程において、熔融状態のガラスリボ
ンの熱を利用して熱分解反応を進行させるＣＶＤ法を用
いれば、透明導電膜の成形コストを著しく低下させるこ
とができる。酸化スズを主成分とする透明導電膜には、
導電率を高めるためにフッ素やアンチモンをドープした
方がよい。透明導電膜中の好ましいフッ素濃度は０．４
重量％以下であり、このときの屈折率は約１．９とな
る。また、シリコン、アルミニウム、亜鉛、銅、インジ
ウム、ビスマス、ガリウム、ホウ素、バナジウム、マン
ガンまたはジルコニウムなどを微量ドープしても構わな
い。ただし、これらの濃度は０．０２重量％以下が好ま
しい。透明導電膜のシート抵抗値は、具体的には３〜３
０Ω／□（スクエア）が好ましい。この値を考慮する
と、透明導電膜の好ましい厚さは５００〜１，５００ｎ
ｍとなる。なお、前記各用途において、ガラス基板は凹
凸表面が入射光側となるように配置される。

【００２２】ＣＶＤ法により酸化スズを主成分とする透
明導電膜を成形する場合、スズ原料としては、四塩化ス
ズ、ジメチルスズジクロライド、ジブチルスズジクロラ
イド、テトラメチルスズ、テトラブチルスズ、ジオクチ
ルスズジクロライドまたはモノブチルスズトリクロライ
ドなどが挙げられ、とくに四塩化スズまたはジメチルス
ズジクロライドもしくはモノブチルスズトリクロライド
などの有機スズ塩化物が好ましい。また、スズ原料を酸
化スズにするために用いられる酸化原料としては、酸
素、水蒸気または乾燥空気などが挙げられる。フッ素原
料としては、フッ化水素、トリフルオロ酢酸、ブロモト
リフルオロメタンまたはクロロジフルオロメタンなどが
挙げられる。アンチモンを添加する場合は、五塩化アン
チモンまたは三塩化アンチモンなどを用いてもよい。

【００２３】ＣＶＤ法により薄膜として好適なシリカを
成膜する場合、シリコン原料としては、モノシラン、ジ
シラン、トリシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラ
ン、1,2ジメチルシラン、1,1,2トリメチルジシラン、1,
1,2,2テトラメチルジシラン、テトラメチルオルソシリ
ケートまたはテトラエチルオルソシリケートなどが挙げ
られる。また、この場合の酸化原料としては、酸素、水
蒸気、乾燥空気、二酸化炭素、一酸化炭素、二酸化窒素
またはオゾンなどが挙げられる。なお、シランを使用す
る場合、ガラス基板の表面に到達するまでシランの反応
を防止する目的で、エチレン、アセチレンまたはトルエ
ンなどの不飽和炭化水素ガスを併用しても構わない。同
じく酸化アルミニウムを成膜する場合、アルミニウム原
料としては、トリメチルアルミニウム、アルミニウムト
リイソポプロポキサイド、塩化ジエチルアルミニウム、
アルミニウムアセチルアセトネートまたは塩化アルミニ
ウムなどが挙げられる。また、この場合の酸化原料とし
ては、酸素水蒸気または乾燥空気などが挙げられる。

【００２４】薄膜および透明導電膜を備えたガラス基板
を光電変換装置に利用した場合、ガラス基板の凹凸表面
により入射光の反射が抑制され、光電変換層への光の入
射量が増加して光電変換効率が向上する。また近年で
は、光電変換装置をビルの外壁や民家の屋根など人目に
付き易い個所に設置する場合が多いことから、反射光に
よるギラツキなどの反射光害を抑制する必要があり、こ
の点においても防眩機能を発揮するこのガラス基板は有
用である。さらに、このガラス基板は表面の凹凸が適度
に分散しているので、この凹凸表面において透過光が散
乱して、光電変換層での光路が長くなるいわゆる光閉じ
込め効果が有効に奏されるようになる。凸部の高さおよ
び凸部の幅の分布が上記の通りであれば、凸部の大きさ
がある程度のバラツキをもちながらも、突出して大きな
凸部は殆ど存在しない。光閉じ込め効果が有効に奏され
るには、凸部の高さおよび凸部の幅がいずれも可視光波
長程度である必要があり、一方で様々な波長で光散乱が
生じるには、凸部の高さおよび凸部の幅がいずれも適度
なバラツキを以って分布している必要がある。しかし、
大きな凸部が多すぎる場合は、乱反射により反射率が増
大し、光電変換層への入射光量が減少する。小さな凸部
が多すぎると、透過光の散乱が十分に行われないために
光閉じ込め効果が得られず、さらに反射光の散乱も不十
分となって、防眩機能も発揮されない。したがって、こ
のガラス基板の凹凸表面のように、凸部の高さと凸部の
幅とがいずれも正規分布関数に従って分布する状態こそ
が理想的な状態であると言える。さらに、５０ｎｍ未満
の高さや幅を有する凸部が多い場合は、透過光が散乱さ
れないため、光閉じ込め効果が充分に奏されない。一
方、１，０００ｎｍを越える高さの凸部または１，２０
０ｎｍを越える幅の凸部が多いと、平均反射率が低下し
ないので、光電変換層への入射光量が増加しない。

【００２５】ちなみに、この薄膜および／または透明導
電膜を設けた後に上記平均反射率を測定する場合は、ガ
ラス端面からの光の損失が無視できず正確な測定が困難
になるため、反射率の低減を透過率の増加で置き換えて
評価してもよい。具体的には、透明導電膜の表面凹凸の
影響をなくすために、屈折率が透明導電膜に近く、か
つ、可視光域に吸収のない透明なヨウ化メチレン液を透
明導電膜の表面に塗布し、その上にカバーガラスを貼り
付けて「浸液透過率」を測定する。この浸液透過率で評
価する場合、ガラス基板の凹凸表面の存在によって、波
長４００〜１，１００ｎｍにおける平均浸液透過率は
０．５％以上向上する（この向上分だけ平均反射率が低
下したと考える）ことが好ましく、さらには１．０％以
上向上することが好適である。

【００２６】このガラス基板を用いれば、光電変換層が
アモルファスシリコンの場合はもちろん、アモルファス
シリコンゲルマニウムまたは薄膜多結晶シリコンなど次
世代に主流となる薄膜型太陽電池のみならず結晶系シリ
コン太陽電池のカバーガラスに使用した場合において
も、ＡＲ機能と防眩機能とが発揮されて、光電変換装置
の変換効率が向上するものと期待される。

【００２７】図１は、この光電変換装置の一形態の断面
図である。この光電変換装置は、凹凸表面の対向面の上
に、下地膜１，２、透明導電膜３、光電変換層７、裏面
電極８がこの順で形成されている。

【００２８】アモルファスシリコン層は、たとえば、蒸
着法や水素ガスで希釈されたモノシランを原料とし、グ
ロー放電を用いたプラズマＣＶＤ法または熱ＣＶＤ法に
より成膜される。アモルファスシリコン層は、通常ｐ−
ｉ−ｎ接合が形成されるように適宜メタン、ジボラン、
フォスフィンなどを添加しながら、透明導電膜側から順
に、ｐ層、ｉ層、ｎ層を成膜することにより形成され
る。もっとも、アモルファスシリコンに代えて、アモル
ファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコン、多結晶
シリコン、結晶シリコンまたはCdTeもしくはCuInSe₂な
どの化合物半導体薄膜を光電変換層として成膜しても構
わない。なお、裏面電極形成前に、反射率の改善や不純
物の拡散防止を目的として、酸化亜鉛の薄膜を予め形成
してもよい。

【００２９】光電変換層の表面凹凸は、透明導電膜の表
面形状に依存する。また、エッチング法、ブラスト法ま
たはスタンピング法などを活用することで、光電変換層
の表面凹凸形状を制御することができる。さらに、光電
変換層上には、前記透明導電膜と同じものまたは銀膜や
アルミニウム膜などからなる裏面電極が形成される。

【００３０】光電変換層は、図１に示したように単層で
もよいが、複数層でもよい。光電変換層としては、非晶
質シリコン系薄膜や結晶質シリコン系薄膜からなるユニ
ット（以下、各ユニットを「非晶質シリコン系薄膜光電
変換ユニット」、「結晶質シリコン系薄膜光電変換ユニ
ット」のように光電変換層の種類を引用して表記する）
が挙げられる。

【００３１】非晶質シリコン系薄膜光電変換ユニット
は、ｐ−ｉ−ｎ型の順にプラズマＣＶＤ法により各半導
体層を堆積して形成される。具体的には、たとえば導電
型決定不純物原子であるボロンが０．０１原子％以上ド
ープされたｐ型微結晶シリコン系層、光電変換層となる
真性非晶質シリコン層、ならびに導電型決定不純物原子
であるリンが０．０１％以上ドープされたｎ型微結晶シ
リコン系層をこの順に堆積すればよい。しかし、これら
各層は上記に限定されず、たとえばｐ型微結晶シリコン
系層において不純物原子をアルミニウムなどとしてもよ
く、ｐ型層として非晶質シリコン系層を用いてもよい。
また、ｐ型層として、非晶質または微結晶のシリコンカ
ーバイドまたはシリコンゲルマニウムなどの合金材料を
用いてもよい。なお、導電型（ｐ型、ｎ型）微結晶シリ
コン系層の膜厚は、３〜１００ｎｍが好ましく、５〜５
０ｎｍがさらに好ましい。

【００３２】真性非晶質シリコン層は、プラズマＣＶＤ
法により４５０℃以下で成膜することが好ましい。この
層は、導電型決定不純物原子の密度が１×１０¹⁸cm^-3以
下である実質的に真性半導体である薄膜として形成され
る。真性非晶質シリコン層の膜厚は０．０５〜０．５μ
ｍが好ましい。ただし、非晶質シリコン系薄膜光電変換
ユニットでは、真性非晶質シリコン層に代えて、合金材
料である非晶質シリコンカーバイド層（たとえば１０原
子％以下の炭素を含有する非晶質シリコンからなる非晶
質シリコンカーバイド層）または非晶質シリコンゲルマ
ニウム層（たとえば３０原子％以下のゲルマニウムを含
有する非晶質シリコンからなる非晶質シリコンゲルマニ
ウム層）を用いてもよい。

【００３３】結晶質シリコン系薄膜光電変換ユニット
も、非晶質シリコン系薄膜光電変換ユニットと同様の手
順でｐ−ｉ−ｎ型各半導体層をこの順にプラズマＣＶＤ
法により堆積して形成されうる。

【００３４】裏面電極８としては、アルミニウム，銀，
金，銅，白金およびクロムから選ばれる少なくとも一つ
の材料からなる少なくとも１層の金属層をスパッタリン
グ法または蒸着法により形成することが好ましい。ま
た、光電変換ユニットと金属電極との間に、酸化スズ、
酸化亜鉛、ＩＴＯなどの導電性酸化物からなる層を形成
しても構わない。

【００３５】この光電変換装置は、結晶質シリコン系薄
膜光電変換ユニットを含むことが好ましい。このユニッ
トは、非晶質シリコン系薄膜光電変換ユニットと比較し
て発生する開放端電圧が低く、発生する短絡電流密度が
高いため、ガラス板上の導電膜のシート抵抗値よりも光
線透過率が光電変換効率により大きく寄与するからであ
る。

【００３６】なお、この発明において、「主成分」とは
慣用に従い構成成分含有率で５０重量％以上であること
をいう。また、部分的に非晶質を含んでいても体積結晶
化分率５０％以上であれば「結晶質」に相当するものと
する。さらに、「シリコン系」の材料には、非晶質また
は結晶質のシリコンに加え、非晶質シリコンゲルマニウ
ムなどシリコンを５０原子％以上含む半導体材料も含ま
れる。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに具体
的に説明する。ただし、以下の実施例に限定するもので
はない。

【００３８】（実施例１）全鉄濃度を０．０２％とした
厚さ４ｍｍのソーダライムガラスをフロート法で製造
し、このガラス基板のボトム面（製造時に熔融スズと接
触していた面）に、干渉露光によるパターンニング形成
とドライエッチング処理とを施した。このガラス基板の
凸部の高さは、正規分布関数に従って分布しており、最
頻値が６００ｎｍで、かつ、５０〜５，０００ｎｍのも
のが９０％であった。凸部の幅も正規分布関数に従って
分布しており、最頻値が８００ｎｍで、かつ、５０〜
５，０００ｎｍのものが９５％であった。

【００３９】つぎに、波長４００〜１，１００ｎｍの反
射率スペクトルを分光光度計を用いて測定し、波長１０
ｎｍ間隔でサンプリングしてその値を平均化した。その
平均反射率は６．６％であった。ちなみに、上記パター
ンニング形成とドライエッチング処理を施す前のソーダ
ライムガラスの反射率は８．１％であった。つづいて、
変角光沢計を用いて、２０度、４５度および６０度の角
度での鏡面光沢度を測定した。これらの光沢度は全て５
０以下の低い値であった。したがって、このガラス基板
は、反射光をよく散乱させており、防眩機能が有効に発
揮されているといえる。

【００４０】さらに、ガラス基板の耐久性（耐薬品性）
を確認するため、このガラス基板を２３℃、１規定の硫
酸水溶液中に２４０時間浸漬し、つづけて１規定の水酸
化ナトリウム水溶液に２４０時間浸漬した。この耐久性
試験後のガラス基板について、上記同様の手段により、
平均反射率および鏡面光沢度を測定した。ガラス基板の
凹凸表面の状態および特性について、下記「表１」にま
とめて示す。

【００４１】（実施例２）フロート法において、熔融状
態のガラスリボンを適当な厚さに成形する熔融スズで充
たされた槽（以下、「成形バス」という）内で、ＣＶＤ
法を用いてガラスリボン上に二層からなる薄膜および透
明導電膜を成形した。それ以外は、実施例１と同様にし
て、ガラス基板を製造した。なお、成形バス内が槽外よ
りもやや高圧に維持されるように、成形バス内には９８
体積％の窒素と２体積％の水素とを常時供給し続け、成
形バス内を非酸化性雰囲気に保持しつつ、成膜を行っ
た。最上流側に位置する第１コータから、ジメチルスズ
ジクロライド（蒸気）、酸素、窒素およびヘリウムから
なる混合ガスを供給し、ガラスリボン上に膜厚３５ｎｍ
の酸化スズからなる膜（第一層）を成膜した。引き続い
て、第２コータから、モノシラン、エチレン、酸素およ
び窒素からなる混合ガスを供給し、膜厚２５ｎｍのシリ
カからなる膜（第二層）を成膜した。さらに、第３コー
タから、ジメチルスズジクロライド（蒸気）、酸素、水
蒸気、窒素、ヘリウムおよびフッ化水素からなる混合ガ
スを供給し、膜厚８００ｎｍのフッ素をドープした酸化
スズを主成分とする透明導電膜を成形した。

【００４２】このガラス基板について、実施例１と同様
にして波長４００〜１，１００ｎｍの平均反射率と、２
０度、４５度、６０度の角度での鏡面光沢度と測定し
た。また、透明導電膜にヨウ化メチレン液を塗布し、カ
バーガラスを貼り付けた。波長４００〜１，１００ｎｍ
の透過率スペクトルを分光光度計で測定し、波長１０ｎ
ｍ間隔でサンプリングし平均化して平均浸液透過率を算
出した。さらに、実施例１と同様にして耐久性試験を行
い、その後平均反射率、鏡面光沢度および平均浸液透過
率を再度測定した。

【００４３】ガラス基板の凹凸表面の状態および特性に
ついて、下記「表１」にまとめて示す。

【００４４】（比較例１）型ロールを用いたロールプレ
ス成形法でガラス基板を成形した。このガラス基板に
は、パターンニング形成およびドライエッチング処理は
施さなかった。このガラス基板について、実施例１と同
様にして、ガラス基板の凹凸表面の状態および特性を測
定した。その結果を下記「表１」にまとめて示す。

【００４５】（比較例２）実施例１において、パターン
ニング形成およびドライエッチング処理の代わりにガラ
ス基板のボトム面に粒径約１００ｎｍのシリカ微粒子を
ゾルゲル法で単層の最密充填構造となるように接着し
た。それ以外は同様にして、ガラス基板を作製し、その
凹凸表面の状態および特性について、測定した。その結
果を、下記「表１」にまとめて示す。

【００４６】（比較例３）実施例２において、パターン
ニング形成とドライエッチング処理を行わなかった以外
は同様にして、薄膜および透明導電膜を備えたガラス基
板を作製した。ガラス基板の凹凸表面の状態および特性
について、下記「表１」にまとめて示す。

【００４７】（比較例４）実施例２において、パターン
ニング形成およびドライエッチング処理の代わりに比較
例２のシリカ微粒子を付着させた以外は同様にして、ガ
ラス基板を作製した。ガラス基板の凹凸表面の状態およ
び特性について、下記「表１」にまとめて示す。

【００４８】（製造例１）実施例２、比較例３および比
較例４の条件で作製した各透明導電膜上に（全て耐久性
試験を行っていない）、モノシランと水素とを原料とし
たプラズマＣＶＤ法により、厚さ０．３μｍのアモルフ
ァスシリコン薄膜を成形した。その後、電子ビーム蒸着
により厚さ３００ｎｍの銀薄膜（裏面電極）を成形し、
光電変換素子のサンプルを製造した。このサンプルは、
アモルファスシリコン薄膜を光電変換層とする太陽電池
の一般的な構成からなるものである。これらのサンプル
について、公知の手段により光電変換効率を測定した結
果を表１に併せて示す。

【００４９】（製造例２）実施例２、比較例３および比
較例４の条件で作製した各透明導電膜上に（全て耐久性
試験を行っていない）、モノシランと水素を原料とした
プラズマＣＶＤ法により厚さ２μｍの結晶性シリコン薄
膜を成形した。その後、電子ビーム蒸着により厚さ３０
０ｎｍの銀薄膜（裏面電極）を成形し、光電変換素子の
サンプルを製造した。このサンプルは、結晶性シリコン
薄膜を光電変換層とする太陽電池の一般的な構成からな
るものである。これらのサンプルについて、公知の手段
により光電変換効率を測定した結果を表１に併せて示
す。

【００５０】

【表１】

【００５１】実施例および比較例を対比することによ
り、次のことが判る。実施例１と比較例１とを対比する
ことにより、この発明のガラス基板の凹凸表面であれ
ば、凸部の高さおよび凸部の幅が可視光波長域に集中
し、かつ、適度に分散しているので、平均反射率および
三つの鏡面光沢度が全て型板ガラスのそれよりも低くな
り、ＡＲ機能および防眩機能が有効に発揮されることが
判る。なお、型板ガラスは防眩機能を発揮するので、三
つの鏡面光沢度がこの発明のガラス基板のそれよりも低
くなることが予想されたが、型の形状（凸部の高さおよ
び凸部の幅）が可視光波長域と掛離れていたため、数値
上は全く防眩機能を発揮していないかのようになった。

【００５２】実施例１と比較例２とを対比すれば、比較
例２のガラス基板の凹凸形状は、実施例１のガラス基板
の凹凸表面よりも広域分散しているにも関わらず、三つ
の鏡面光沢度のいずれもが実施例１のそれより高いこと
が判る。このことから、ガラス基板の凹凸表面は、単に
広域分散すなわち凸部の高さおよび凸部の幅について種
々の大きさのものが存在するとしても、それだけでは防
眩機能を発揮しえないことが判る。

【００５３】実施例２と比較例３とを対比することによ
り、この発明のガラス基板の凹凸表面であれば、ＡＲ機
能と防眩機能とが同時に発揮されることが判る。さら
に、これらの機能を光電変換装置に利用すれば、光電変
換効率も向上することが判る。

【００５４】実施例２と比較例４とを対比することによ
り、この発明のガラス基板の凹凸表面であれば、耐久性
が高くなることが判る。よって、これを用いた光電変換
装置は、その高い光電変換効率を恒久的に維持できるこ
とが判る。

【００５５】

【発明の効果】この発明のガラス基板および光電変換装
置は、以上のように構成されているので、つぎのような
効果を奏する。ガラス基板自身の表面が凹凸化されてい
るので、その耐久性が極めて高い。また、その凹凸表面
において、凸部の大きさが適当で、かつ、その分布も適
度であるので、ＡＲ機能と防眩機能とが同時に発揮され
る。さらに、これらの機能を光電変換装置において発揮
させることにより、光電変換装置の製品寿命を長くし、
反射公害を防止して、さらに光電変換効率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のガラス基板を利用した光電変換装置
の一形態の断面図である。

【図２】実施例２のＣＶＤ法に使用する装置の略図であ
る。

【符号の説明】

１第一層薄膜２第二層薄膜３透明導電膜４ガラス基板表面の凸部５ガラス板７光電変換層８裏面電極１０ガラスリボン１１熔融炉１２成形バス１３徐冷炉１５熔融スズ１６コータ１７ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻野敏文大阪府大阪市中央区北浜四丁目７番28号日本板硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4G059 AA08 AB09 AB11 AB14 AC01 AC04 AC30 BB01 EA02 EA05 EB01 GA01 GA04 GA12 5F051 AA05 BA16 GA03 GA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹凸の表面を有し、その凹凸表面側から
測定した波長４００〜１，１００ｎｍの平均反射率が
７．５％以下であり、凹凸表面における２０度鏡面光沢
度、４５度鏡面光沢度および６０度鏡面光沢度が全て５
０以下であるガラス基板。
【請求項２】上記凹凸表面に関して、凸部の高さは、最頻値が１００〜１，０００ｎｍで、５
０〜５，０００ｎｍの範囲に７０％以上が分布するもの
であって、凸部の幅は、最頻値が２００〜１，２００ｎｍで、５０
〜５，０００ｎｍの範囲に７０％以上が分布するもので
ある請求項１に記載のガラス基板。
【請求項３】上記凹凸表面と対向する面に、屈折率
１．６〜２．５、かつ、厚さ５〜１００ｎｍの第一層
と、屈折率１．４〜２．０、かつ、厚さ５〜１００ｎｍ
の第二層とからなる薄膜を備える請求項１または２に記
載のガラス基板。