防反射性玻璃基体制造技术

提供一种具有优异防反射性能的玻璃基体。一种玻璃基体，其为玻璃基体的至少1面具有多个凹凸的玻璃基体，该凸部的大小Rp为37nm以上且200nm以下，表示凸部的倾斜角θ的频数分布中的最大频数的倾斜角θp为20°以上且75°以下，表示倾斜角θ的累积频数分布中50%的值作为θ50时θp与θ50之差(θp-θ50)的绝对值为30°以下，而且，该凹凸的表面粗糙度(Ra)为2nm以上且100nm以下，最大高低差P-V为35nm以上且400nm以下，含凹凸的面积除以观察面积所得的面积比S-ratio为1.1以上且3.0以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种具有优异防反射性能的玻璃基体。一种玻璃基体，其为玻璃基体的至少1面具有多个凹凸的玻璃基体，该凸部的大小Rp为37nm以上且200nm以下，表示凸部的倾斜角θ的频数分布中的最大频数的倾斜角θp为20°以上且75°以下，表示倾斜角θ的累积频数分布中50%的值作为θ50时θp与θ50之差(θp-θ50)的绝对值为30°以下，而且，该凹凸的表面粗糙度(Ra)为2nm以上且100nm以下，最大高低差P-V为35nm以上且400nm以下，含凹凸的面积除以观察面积所得的面积比S-ratio为1.1以上且3.0以下。【专利说明】防反射性玻璃基体
本专利技术涉及玻璃部分被凹凸化的、具有折射率低于玻璃的层(以下也称为“低折射率层”)的防反射性玻璃基体。
技术介绍
以前，在建材用玻璃、汽车用玻璃、显示器用玻璃、光学元件、太阳能电池用玻璃基体、橱窗玻璃、光学玻璃、眼镜片等要求光线透射率的用途中使用的玻璃基体中，为了提高光线透射率，存在于玻璃基体的表面形成防反射膜的情形。例如，为了制得高透射率的玻璃制构件，进行如下操作:通过蒸镀、溅射等干式涂布或者涂覆、旋涂等湿式涂布等方法，于其表面上形成利用MgF2等氟化物的膜或中空状的SiO2膜的防反射膜。然而，由于形成与玻 璃基体性质不同的功能膜，因此，存在玻璃基体与功能膜的密合性差，容易因擦拭等操作使膜剥离的问题，因此已知有如下方法:使氟化剂与玻璃基体的表面接触，通过在玻璃表面形成多孔结构(以下也称为“蚀刻”)，从而形成防反射膜(专利文献I~3)。其原理推测如下:在玻璃表面，氟类化合物与作为玻璃骨架结构的SiO2反应而生成SiF4 (气体)，其结果，失去骨架的残留成分成为硅氟化物，在表面形成多孔区域。在上述专利文献I中记载有:作为上述氟化剂，可以列举氟单质(F2),或者能切断玻璃骨架中氧原子与金属原子的键而形成氟原子与金属原子的键的氟化物，例如氟化氢(HF)、四氟化硅、五氟化磷、三氟化磷、三氟化硼、三氟化氮、三氟化氯等，其中，就原本反应性就高、能够缩短反应时间而言，氟单质是最优选的。此处，作为氟化剂的浓度，记载有如果浓度过低，则反应速度变慢、处理时间变长，另外如果浓度过高，则反应变快、反应的控制变得困难，记载有通过升高气体状氟化剂的温度和/或升高压力，能够提高玻璃表面的氟原子浓度，具体而言，在形成上述多孔结构时，使用氟单质作为氟化剂，在F2浓度为20摩尔％的情形下，在20~80°C进行I~8小时的表面处理，而在F2浓度为2摩尔％的情形下，则在550~600°C进行15分钟的表面处理。另外，在专利文献2中记载有，通过将玻璃表面的氟化氢浓度控制在I摩尔％以下,不会产生因过度蚀刻作用引起的表面特性的劣化,能够对玻璃表面进行低成本且密合性优异的氟化处理，为了将上述氟化氢浓度控制在I摩尔％以下，不使用氟化氢作为氟化剂。另外，在专利文献3中，使用含氟化氢以及水的气体，对I (TC~60°C的玻璃基体进行表面处理。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第08/156177号专利文献2:国际公开第08/156176号专利文献3:日本特开平4-251437号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，尽管通过使氟化剂与玻璃基板表面接触而在表面设置多孔结构(凹凸结构)，从而设置折射率低于玻璃的低折射率层的技术是已知的，但如上文所述，即便进行各种调节并进行蚀刻，防反射性仍低，因此期望实现具有高防反射性的玻璃基板。另外，当把该防反射性玻璃基体应用于薄膜硅太阳能电池的基板的情形下，在薄膜硅太阳能电池中使用的发电层中，具有特定波长区域的光提高发电效率的所谓波长依赖性，尤其是非晶硅层有效地吸收太阳光中400-700nm的光，因此，期望实现该波长区域的透射率得到改善的防反射性玻璃基体。用于解决问题的手段本专利技术人在该状况下反复进行各种研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术包含以下构成。(I) 一种玻璃基体，其为玻璃基体的至少I面具有多个凹凸、表面的玻璃部分被凹凸化的玻璃基体，其特征在于:在利用二维傅立叶变换对所述多个凹凸进行近似处理后，将所述多个凹凸的凸部近似为正四棱锥的情形下以底边的一边长度作为凸部大小的情形下的频数分布中，在将表示最大频数的大小设为Rp时，所述凸部的大小Rp为37nm以上且200nm以下，表示所述凸部的倾斜角0的频数分布中的最大频数的倾斜角0p为20°以上且75°以下， 在将表示所述倾斜角0的累积频数分布中50%的值设为05(|的情形下，0p与9 50的差(e P- e 50)的绝对值为30°以下，并且，该凹凸部的由JIS B0601(1994)规定的表面粗糙度(Ra)为2nm以上且IOOnm以下，最大高低差P-V为35nm以上且400nm以下，含有该凹凸的面积除以观察面积所得的面积比S-ratio为1.1以上且3.0以下。(2)如上述⑴所述的玻璃基体，其特征在于:在直至深度5nm为止的范围内，所述凹凸化的玻璃基体的表面的原子数浓度比F/Si为0.05以上。(3)如上述⑵所述的玻璃基体，其特征在于:F/Si沿着深度方向从所述表面向内部连续减少。(4)如上述⑴~(3)中任一项所述的玻璃基体，其特征在于:在从所述凹凸化的玻璃基体的表面的玻璃与空气的界面处划与凹凸化处理前的玻璃表面垂直的法线时，在玻璃基体的宽度方向1000nm的范围内，具有I条以上除所述玻璃基体上表面的空气层以外，通过I层以上相对于所述凹凸化处理前的玻璃基体表面位于玻璃基体侧的空气层的法线(其中，在该法线的左右25nm范围内划法线的情形下合并计为同一条法线)。(5)如上述⑴~⑷中任一项所述的玻璃基体，其特征在于:通过使用氪气的BET吸附法测定的比表面积的相对比表面积(所述凹凸化处理后的玻璃基体的比表面积相对于未处理的玻璃基体的比表面积)为1.1以上且5.0以下。(6)如上述⑴~(5)中任一项所述的玻璃基体，其特征在于:所述凹凸化的玻璃表面的至少50%以上的区域利用以SiO2作为主成分的膜覆盖。(7)如上述⑴~(6)中任一项所述的玻璃基体，其特征在于:在所述凹凸化的玻璃表面，利用以SiO2作为主成分的膜覆盖直至凹部的内部。专利技术效果通过本专利技术，能够获得对于凹凸化的面在400~IlOOnm的宽波长范围具有至少1.0%以上的防反射性的玻璃基体。另外，能够将波长范围400~700nm的透射率改善1.0%以上，并可期待大幅改善薄膜硅太阳能电池中非晶硅层的发电效率。本专利技术人发现，在形成有凹凸的玻璃基体的AFM图像分析中，在“凹部较深”，即凸部的长度R为37nm以上且200nm以下、且凸部的倾斜角0为20°以上且75°以下时，防反射效果增大。【专利附图】【附图说明】图1是在实施例中使用的装置的概念图。图2是用于说明凹凸形状规定的示意图。图3是在实施例1中得到的玻璃基体的AFM图像。图4是在实施例1中`得到的玻璃基体的截面SEM图像的二次电子像。图5是对图4中所得电子像的凹凸截面形状进行描绘所得的图。实施方式下面详细地描述本专利技术。<玻璃基板>在本专利技术中使用的玻璃基体未必是平面、片状的，也可以是曲面、异形状，例如也可以是被称为模板的玻璃基体，所述模板在表面形成有玻璃成形时的成形辊的表面图案。作为玻璃基体，可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈畑直树，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：
国别省市：