ガラス基板
【課題】半導体薄膜等に近い熱膨張係数と高い歪点とを有し、フロート法による連続生産に適したガラス基板を提供する。
【解決手段】質量％表示で、５８．５〜６９．５％ＳｉＯ2、２．５〜９．９％Ａｌ2Ｏ3、０〜２．５％Ｌｉ2Ｏ、０％以上６％未満Ｎａ2Ｏ、０％以上６％未満Ｋ2Ｏ、０％より多く５．２％以下ＭｇＯ、３％より多く１３％以下ＣａＯ、１０〜２７％ＳｒＯ、０％以上５％未満ＢａＯ、０〜３％ＴｉＯ2、０〜９．８％ＺｒＯ2を含有し、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3７３％以下、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ６％未満、３％＜ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１６％、ＳｒＯ＋ＢａＯ１０〜２７％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ２１〜３３％、モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯ０．２〜１．０、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まず、ガラス転移点＞５５５℃、液相温度≦１２００℃、平均熱膨張係数≦７５×１０-7／℃であるガラス基板とする。
【解決手段】質量％表示で、５８．５〜６９．５％ＳｉＯ2、２．５〜９．９％Ａｌ2Ｏ3、０〜２．５％Ｌｉ2Ｏ、０％以上６％未満Ｎａ2Ｏ、０％以上６％未満Ｋ2Ｏ、０％より多く５．２％以下ＭｇＯ、３％より多く１３％以下ＣａＯ、１０〜２７％ＳｒＯ、０％以上５％未満ＢａＯ、０〜３％ＴｉＯ2、０〜９．８％ＺｒＯ2を含有し、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3７３％以下、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ６％未満、３％＜ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１６％、ＳｒＯ＋ＢａＯ１０〜２７％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ２１〜３３％、モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯ０．２〜１．０、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まず、ガラス転移点＞５５５℃、液相温度≦１２００℃、平均熱膨張係数≦７５×１０-7／℃であるガラス基板とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの基板としての使用に適したガラス基板に関する。本発明は、特に、ＣｄＴｅ薄膜やＣＩＧＳ薄膜などの化合物半導体を用いた太陽電池に適したガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣｄＴｅ薄膜やＣＩＧＳ薄膜などの化合物半導体を用いた太陽電池は、環境にやさしいエネルギー源として需要が増しつつある。そのガラス基板には、従来フロート法で製造される安価なソーダライムガラスが使用されてきた。ＣｄＴｅ系太陽電池では、図１に示すように、ガラス基板１とこの上に形成された透明導電膜２とを備えた透明導電膜付きガラス基板１０上にＣｄＳ薄膜３やＣｄＴｅ薄膜４などの半導体薄膜が形成され、さらにその上に金属導電膜５や電極６が形成される。また、ＣＩＧＳ系太陽電池では、電極用のＭｏ薄膜がガラス基板上に形成され、その上にＣＩＧＳ半導体およびｎ型半導体（例えばＺｎＯ：Ａｌ膜）などが形成される。
【０００３】
これらの薄膜化合物半導体太陽電池の製造工程では、高温での処理が必要となる。例えば、ＣｄＴｅ薄膜の形成には近接昇華法が用いられるが、この場合、基板温度は６００℃付近に達することがある。また、薄膜の形成後にＣｄＣｌ2処理を６２０℃で行えば半導体の高効率化が可能となる。ＣＩＧＳ系太陽電池では、半導体薄膜（ｐ型光吸収層）を形成する工程でガラス基板が５００〜６００℃の高温を経験する。いずれの場合においても、５００℃以上の高温処理により薄膜化合物半導体太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
【０００４】
しかし、従来から使用されてきたソーダライムガラスの歪点は５００℃付近であるため、それ以上の温度では基板が変形してしまう。このため、ソーダライムガラスを基板として用いると、高温処理工程において基板温度をせいぜい５００℃付近までにしか上げることができず、半導体が本来有する光電変換効率を十分に発揮できないという問題が生じる。
【０００５】
ＣｄＴｅ半導体およびＭｏ電極の熱膨張係数が約５０×１０-7／℃であるのに対し、ソーダライムガラスの熱膨張係数は約９０×１０-7／℃である。５００℃以上の高温で、ソーダライムガラスからなるガラス基板上に、この基板との熱膨張係数の差が大きな薄膜を形成すると、冷却後にガラスと薄膜との間に大きな残留応力が発生する。太陽電池製造プロセスでは、残留応力による不具合が発生しないように、基板の処理温度や冷却速度などの条件が選択される。このため、基板の熱膨張係数と薄膜の熱膨張係数とが近ければ、上記の残留応力を低減でき、選択可能な処理条件の幅が広がる。その結果、光電変換効率をさらに改善できる余地が生じる。
【０００６】
上記のような事情から、ソーダライムガラスに比べて耐熱性に優れ（具体的には、歪点が５００℃以上であり）、熱膨張係数が小さく（具体的には５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり）、安価で大面積の太陽電池用ガラス基板が望まれている。
【０００７】
なお、近年、太陽電池パネルは大面積化が進んでいるが、取り扱いの観点からは、できるだけ軽い方が良い。このため、太陽電池用ガラス基板の密度はできるだけ小さい方が望ましい。
【０００８】
大面積の板ガラスを製造する方法としては、ダウンドロー法、フュージョン法、フロート法などが挙げられる。フロート法は、他の板ガラス製造方法に比べ、大面積の板ガラスをより安価に量産できる点で優れている。また、フロート法による板ガラス製造装置は、建材用板ガラスの製造のために広く世界に普及している。このため、既存のフロート製造装置で量産可能なガラス基板には、そのガラス基板を広い地域に提供しやすいという利点がある。
【０００９】
ソーダライムガラスの作業温度（成形に適した温度で、フロート法の場合、粘度が１０4ｄＰａ・ｓとなる温度）は約１０００℃である。建材用板ガラスの製造のために普及しているフロート製造装置では、ガラスの作業温度が１０００℃を超えて高温になるほど、熱やガラスによる侵食のため、錫バスの入り口のレンガの劣化が激しくなる。また、フロート法で製造するためには、作業温度よりもガラスの液相温度が低い必要がある。作業温度が１０００℃を大きく上回るべきでないことを考慮すると、フロート製造装置で量産するガラスの液相温度は１２００℃以下であることが好ましい。
【００１０】
特許文献１には、従来のソーダライムガラスに比べて歪点が高く、約５０×１０-7／℃の熱膨張係数を有するガラスが開示されている。しかし、このガラスは、Ｂ2Ｏ3を１〜８質量％含むため、その多くが溶融時に揮発し、溶融窯の蓄熱室に使用されているレンガを激しく侵食する。このため、溶融窯の劣化が激しく、コストが上がるという問題が生じる。
【００１１】
また、特許文献２には、ＣＩＧＳ系太陽電池用のガラス基板として、徐冷点が５５０℃以上のガラス基板が開示されている。しかし、このガラス基板は、アルカリ金属酸化物を合計量で７％以上含むため、現実には５０〜３５０℃の平均熱膨張係数を７５×１０-7／℃以下にすることが困難である。
【００１２】
一方、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などのガラス基板にも高い歪点が求められている。このようなフラットパネルディスプレイ用基板として、特許文献３に、歪点が５９０℃以上のガラス基板が開示されている。しかし、特許文献３に開示されているガラス組成では、多量のＳｒＯを含んだ上で、さらに、多量のＢａＯを必要とする（ＳｒＯ：５〜１２．５％、ＢａＯ：９〜１４％；請求項２）。このため、ガラス基板の密度が大きくなり過ぎる（２．８３ｇ／ｃｍ3以上）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特表２００３−５２５８３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５８１９号公報
【特許文献３】特開２００７−３０８３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、５００℃以上で熱処理をしても変形が抑制され、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、フロート法による連続生産に適した液相温度とガラス組成とを有するガラス基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、質量％で表示して、５８．５〜６９．５％のＳｉＯ2、２．５〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、０〜２．５％のＬｉ2Ｏ、０％以上６％未満のＮａ2Ｏ、０％以上６％未満のＫ2Ｏ、０％より多く５．２％以下のＭｇＯ、３％より多く１３％以下のＣａＯ、１０〜２７％のＳｒＯ、０％以上５％未満のＢａＯ、０〜３％のＴｉＯ2、０〜９．８％のＺｒＯ2を含有し、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値が７３％以下であり、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が６％未満であり、ＭｇＯ＋ＣａＯの値が３％より多く１６％以下であり、ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１０〜２７％であり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２１〜３３％であり、モル分率に基づく、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．２以上１．０以下であり、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まず、ガラス転移点が５５５℃よりも高く、液相温度が１２００℃以下であり、５０〜３５０℃の範囲における平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であるガラス基板を提案する。本発明において、「実質的に含まない」とは、質量％で表示して、その成分（例えばＢ2Ｏ3）の含有率が０．５％未満、好ましくは０．１％未満であることをいう。
【発明の効果】
【００１６】
少なくとも本発明のガラス基板が有する上述のガラス組成の範囲内では、歪点はガラス転移点よりも約５５℃低いため、ガラス転移点が５５５℃を超えれば、歪点は５００℃を上回る。したがって、本発明のガラス基板を用いれば、太陽電池製造プロセスの最高処理温度を５００℃以上に高めることができ、太陽電池の光電変換効率をより向上させることができる。また、本発明のガラス基板の平均熱膨張係数は７５×１０-7／℃以下であるため、基板と薄膜との間の残留応力を低減できる。また、本発明のガラス基板は、液相温度が１２００℃以下であり、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まないため、フロート法による製造において溶融窯のレンガへの負荷を軽減することができる。さらに、本発明のガラス基板は、ＢａＯの含有率が少ないため、比較的小さい密度を実現しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＣｄＴｅ系太陽電池の構造を説明するための断面図である。
【図２】本発明のガラス基板の、ＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明においてガラスの組成成分の含有率を限定した理由は以下のとおりである。以下、特に断らない限り、ガラスの組成成分の含有率を示す％表示は質量％である。
【００１９】
ＳｉＯ2はガラスのネットワークフォーマーである。ＳｉＯ2の含有率は５８．５〜６９．５％であり、好ましくは５９％より多く６６％以下、より好ましくは５９％より多く６３％以下、さらに好ましくは５９％より多く６２％以下である。ＳｉＯ2の含有率が５８．５％未満ではガラスの歪点が低くなる。ＳｉＯ2の含有率が６９．５％より多いと、熱膨張係数が小さくなり過ぎたり、ガラスの溶融や成形が難しくなったりすることがある。
【００２０】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの歪点を高め、液相温度を低下させる。Ａｌ2Ｏ3の含有率は２．５〜９．９％であり、好ましくは４．８〜９．９％、より好ましくは７〜８％である。Ａｌ2Ｏ3の含有率が９．９％より多いと、ガラスの液相温度が上昇するとともに、高温粘性が高くなり、ガラスの溶融性が悪化する傾向がある。Ａｌ2Ｏ3の含有率が２．５％より少ないと、液相温度が上昇する。
【００２１】
Ｌｉ2Ｏは、必須成分ではないが、溶解性を向上し、高温粘性を低下させ、液相温度を低下させる。Ｌｉ2Ｏの含有率は０〜２．５％であり、好ましくは０％以上１％未満である。本発明のガラス基板はＬｉ2Ｏを実質的に含まない組成を有していてもよい。Ｌｉ2Ｏの含有率が２．５％より多いと、歪点が低下し、熱膨張係数が大きくなる。
【００２２】
Ｎａ2Ｏは、溶解性を向上し、高温粘性を低下させ、液相温度を低下させる。Ｎａ2Ｏの含有率は０％以上６％未満、好ましくは０％以上５％未満、さらに好ましくは３％以上５％未満である。Ｎａ2Ｏの含有率が６％以上であると、歪点が低下し、熱膨張係数が大きくなる。
【００２３】
Ｋ2Ｏは、必須成分ではないが、溶解性を向上し、高温粘性を低下させ、液相温度を低下させるが、熱膨張係数を増大させる効果はＮａ2Ｏより大きい。Ｋ2Ｏの含有率は０％以上６％未満であり、好ましくは０％以上２％未満である。本発明のガラス基板はＫ2Ｏを実質的に含まない組成を有していてもよい。Ｋ2Ｏの含有率が６％以上であると、歪点が低下し、熱膨張係数が大きくなる。
【００２４】
ＭｇＯは、溶解性を向上させ、歪点を高める。ＭｇＯの含有率は０％より多く５．２％以下であり、好ましくは２〜５．２％、より好ましくは２〜４％である。ＭｇＯの含有率が５．２％より多いと液相温度が上昇する。
【００２５】
ＣａＯは、ＭｇＯと同様に、溶解性を向上させ、歪点を高める。ＣａＯの含有率は３％より多く１３％以下であり、好ましくは４〜８％、より好ましくは４〜７％である。ＣａＯの含有率が３％以下であると上記の効果を十分に得ることができない。ＣａＯの含有率が１３％より多いと液相温度が上昇する。
【００２６】
ＳｒＯは、液相温度を上昇させることなく高温粘性を減少させる。ＳｒＯの含有率は１０〜２７％であり、好ましくは１３〜２７％、より好ましくは１５％より多く１８％以下、さらに好ましくは１５．５〜１８％である。ＳｒＯの含有率が２７％より多いか、または、１０％よりも少ないと、液相温度が上昇する。なお、密度を小さくするためには、ＳｒＯの含有率は、１７．５％以下が好ましく、１６．５％以下であることがより好ましい。
【００２７】
ＢａＯは、必須成分ではないが、液相温度を上昇させることなく高温粘性を減少させる。ＢａＯの含有率は０％以上５％未満であり、好ましくは０％以上３％未満、より好ましくは０％以上２％未満である。本発明のガラス基板は、ＢａＯを実質的に含まない組成を有していてもよい。ＢａＯの含有率が５％以上であると密度が大きくなり過ぎる。
【００２８】
ＴｉＯ2は、必須成分ではないが、わずかながら失透温度を低下させる。ＴｉＯ2の含有率は０〜３％であり、好ましくは０〜２％、より好ましくは０〜１％、さらに好ましくは含まないことである。ＴｉＯ2の含有率が３％より多いと太陽光スペクトルの紫外域での吸収が大きくなる。
【００２９】
ＺｒＯ2は、液相温度を低下させ、熱膨張係数を減少させる。ＺｒＯ2の含有率は０〜９．８％であり、好ましくは０．１〜５％、より好ましくは２〜４％、さらに好ましくは３〜４％である。ＺｒＯ2の含有率が９．８％より多いと液相温度が上昇する。
【００３０】
ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値は、７３％以下であり、好ましくは７２％以下である。ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値が７３％を超えると液相温度が上昇する。
【００３１】
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値は、６％未満であり、好ましくは５％未満である。Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が６％以上であると熱膨張係数が大きくなる。
【００３２】
ＭｇＯ＋ＣａＯの値は、３％より多く１６％以下であり、好ましくは６〜１３％、より好ましくは６〜１１％である。ＭｇＯ＋ＣａＯの値が１６％を超えると液相温度が上昇する。ＭｇＯ＋ＣａＯの値が３％以下であるとガラスの溶融性が悪化する。
【００３３】
ＳｒＯ＋ＢａＯの値は、１０〜２７％であり、好ましくは１０〜２５％、より好ましくは１０〜２３％、さらに好ましくは１５％より多く１８％以下である。ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２７％を超えるとガラスの密度が大きくなり過ぎる。ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１０％未満であると失透温度が高くなる。
【００３４】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値は、２１〜３３％であり、好ましくは２１〜２５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が３３％を超えると、ガラスの密度や熱膨張係数が大きくなり、液相温度が上昇する。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２１％未満であると、溶解性が悪化し、液相温度が上昇する。
【００３５】
モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯの値は、０．２以上１．０以下であり、好ましくは０．３以上０．８以下である。モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯの値が１．０を超えるか、または、０．２未満であると、液相温度が高くなり、成形が困難となる。
【００３６】
また、ガラス組成は、上記に列挙した成分のみから構成されていてもよいが、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＰｂＯ等のその他の無機酸化物、ＳＯ3などの硫黄酸化物、塩化物、窒化物、フッ化物から選ばれる少なくとも一種の成分を、１成分当たり５％を上限として、好ましくは１％を上限として、より好ましくは０．１％を上限として、さらに含んでいてもよい。
【００３７】
本発明の好ましいガラス組成の一例としては、上記で含有率を限定した組成において、４．８〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、０％以上５％未満のＮａ2Ｏ、０％以上２％未満のＫ2Ｏ、１５％より多く１８％以下のＳｒＯを含み、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が５％未満である組成が挙げられる。
【００３８】
本発明のガラス基板は、ダウンドロー法、フュージョン法など種々の方法で製造することができるが、安価で大面積のガラス基板を連続生産するという観点からは、フロート法を用いて製造することが好ましい。本発明のガラス基板は、フロート法による製造に適したガラス組成および特性を有する。すなわち、本発明は、その別の側面から、本発明のガラス基板を、フロート法により原料を溶融し、成形することにより製造する、ガラス基板の製造方法を提供する。
【００３９】
本発明のガラス基板は、その上に透明導電膜を形成し、透明導電膜付きガラス基板として用いることができる。透明導電膜としては、フッ素やアンチモンなどをドープしたＳｎＯ2膜、ＩＴＯ膜などを用いることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
表１に示したガラス組成（質量％）となるように各成分の原料を調合した。このとき、Ｎａ2Ｏ原料の一部にボウ硝を用いた。なお、各成分の原料には特級試薬を用いた。原料を調合して得た混合物をるつぼに投入し、１５５０℃で４時間溶融した後、流し出して徐冷し、ガラス試料（ガラス基板）を得た。
【００４２】
【表１】
【００４３】
各ガラスの液相温度、平均熱膨張係数、ガラス転移点Ｔｇ、歪点、密度は、以下に示す方法により得られた。
【００４４】
液相温度は以下のように測定した。まず、ガラス試料を粉砕したものを２８３０μｍの篩にかけ、篩を通ったガラス粒を１０００μｍの篩にかけた。この篩上に残ったガラス粒を３０ｇ計り取り、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、深さ１０ｍｍの白金製のボート内に敷き詰めた。これを、ボートの長さ方向に温度勾配を持つように温度設定された炉内で２時間保持した。白金製ボートを炉から取り出して自然放冷させた後、白金ボート上のガラス粒を顕微鏡により５０倍の倍率で観察した。ガラス粒に結晶を発生させた最高温度を液相温度とした。
【００４５】
平均熱膨張係数は以下のように測定した。まず、直径５ｍｍ、高さ１８ｍｍの円柱形状のガラス試料を作製した。これを２５℃からガラス試料の降伏点まで加温し、各温度におけるガラス試料の伸びを測定することにより、熱膨張係数を算出した。５０〜３５０℃の範囲の熱膨張係数の平均値を計算し、平均熱膨張係数を得た。
【００４６】
ガラス転移点Ｔｇは以下のように決定した。上記により得た熱膨張曲線において、室温より直線的に増大する低温側の膨張曲線と、屈曲部から降伏点までの膨張曲線との交点における温度を、ガラス転移点Ｔｇとした。
【００４７】
歪点は以下のように測定した。まず、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、長さ５０ｍｍの直方体形状のガラス試料を作製した。このガラス試料の長辺側の両端を炉内に水平に固定し、長辺の中央部に荷重を加え、各温度におけるガラス試料のたわむ速度を測定することにより、歪点を算出した。なお、表１のＮｏ．１以外のガラスの歪点は、前述の方法で求めたガラス転移点Ｔｇより５５℃低い温度として推定した。
【００４８】
密度は、アルキメデス法により測定した。
【００４９】
表１のＮｏ．１〜１４は本発明のガラス基板である。これらのガラスは、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり（Ｎｏ．１４を除けば７０×１０-7／℃以下）、液相温度が１２００℃以下であるため（Ｎｏ．１，２，４〜８，１１〜１３においては１１５０℃以下、Ｎｏ．１，２においては１１００℃以下）、既存のフロート製造装置による量産に適していることが分かる。また、これらのガラスは、６００℃以上の、より具体的には６５０℃以上のガラス転移点Ｔｇを有しているため、その歪点は、確実に５００℃を上回っている。
【００５０】
さらに、Ｎｏ．１〜５，７〜９，１１〜１３のガラス基板は、密度２．８３ｇ／ｃｍ3未満、具体的には２．８２ｇ／ｃｍ3以下（Ｎｏ．１，３〜５，７，８，１１，１２においては２．８０ｇ／ｃｍ3以下）であるため、大面積のガラス基板を製造した際、その取り扱いにおいて好都合である。
【００５１】
表１のＮｏ．１５〜１８は比較例であり、その液相温度は１２００℃を超えている。
【００５２】
図２は、上記で作製したガラス基板の、ＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す図である。ただし、その組成において、Ａｌ2Ｏ3の含有率は７．４〜７．６％であり、モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯの値は０．２５または０．６７である。ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．６７であるガラスについての近似曲線１１および、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．２５であるガラスについての近似曲線１２では、共に、ＳｒＯの含有率が１６％付近において液相温度が最も低くなった。近似曲線１１上のガラスは、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．３以上０．８以下の範囲に入り、近似曲線１２上のガラスと比べて液相温度がより低くなった。近似曲線１１上のガラスは、ＳｒＯの含有率が１４〜１８％の範囲内にあるとき、液相温度がほぼ１１００℃以下となった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のガラス基板は、化合物半導体太陽電池用のガラス基板に限らず、アモルファス太陽電池用のガラス基板や、結晶シリコン太陽電池用のカバーガラスなどにも適用することができ、タンデム型太陽電池用のガラス基板としても使用可能である。また、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）など、ディスプレイ用のガラス基板としても使用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ガラス基板
２ 透明導電膜
３ ＣｄＳ薄膜
４ ＣｄＴｅ薄膜
５ 金属導電膜
６ 電極
１０ 透明導電膜付きガラス基板
１１ ＭｇＯ／ＣａＯ＝０．６７のガラスにおけるＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す近似曲線
１２ ＭｇＯ／ＣａＯ＝０．２５のガラスにおけるＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す近似曲線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの基板としての使用に適したガラス基板に関する。本発明は、特に、ＣｄＴｅ薄膜やＣＩＧＳ薄膜などの化合物半導体を用いた太陽電池に適したガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣｄＴｅ薄膜やＣＩＧＳ薄膜などの化合物半導体を用いた太陽電池は、環境にやさしいエネルギー源として需要が増しつつある。そのガラス基板には、従来フロート法で製造される安価なソーダライムガラスが使用されてきた。ＣｄＴｅ系太陽電池では、図１に示すように、ガラス基板１とこの上に形成された透明導電膜２とを備えた透明導電膜付きガラス基板１０上にＣｄＳ薄膜３やＣｄＴｅ薄膜４などの半導体薄膜が形成され、さらにその上に金属導電膜５や電極６が形成される。また、ＣＩＧＳ系太陽電池では、電極用のＭｏ薄膜がガラス基板上に形成され、その上にＣＩＧＳ半導体およびｎ型半導体（例えばＺｎＯ：Ａｌ膜）などが形成される。
【０００３】
これらの薄膜化合物半導体太陽電池の製造工程では、高温での処理が必要となる。例えば、ＣｄＴｅ薄膜の形成には近接昇華法が用いられるが、この場合、基板温度は６００℃付近に達することがある。また、薄膜の形成後にＣｄＣｌ2処理を６２０℃で行えば半導体の高効率化が可能となる。ＣＩＧＳ系太陽電池では、半導体薄膜（ｐ型光吸収層）を形成する工程でガラス基板が５００〜６００℃の高温を経験する。いずれの場合においても、５００℃以上の高温処理により薄膜化合物半導体太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
【０００４】
しかし、従来から使用されてきたソーダライムガラスの歪点は５００℃付近であるため、それ以上の温度では基板が変形してしまう。このため、ソーダライムガラスを基板として用いると、高温処理工程において基板温度をせいぜい５００℃付近までにしか上げることができず、半導体が本来有する光電変換効率を十分に発揮できないという問題が生じる。
【０００５】
ＣｄＴｅ半導体およびＭｏ電極の熱膨張係数が約５０×１０-7／℃であるのに対し、ソーダライムガラスの熱膨張係数は約９０×１０-7／℃である。５００℃以上の高温で、ソーダライムガラスからなるガラス基板上に、この基板との熱膨張係数の差が大きな薄膜を形成すると、冷却後にガラスと薄膜との間に大きな残留応力が発生する。太陽電池製造プロセスでは、残留応力による不具合が発生しないように、基板の処理温度や冷却速度などの条件が選択される。このため、基板の熱膨張係数と薄膜の熱膨張係数とが近ければ、上記の残留応力を低減でき、選択可能な処理条件の幅が広がる。その結果、光電変換効率をさらに改善できる余地が生じる。
【０００６】
上記のような事情から、ソーダライムガラスに比べて耐熱性に優れ（具体的には、歪点が５００℃以上であり）、熱膨張係数が小さく（具体的には５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり）、安価で大面積の太陽電池用ガラス基板が望まれている。
【０００７】
なお、近年、太陽電池パネルは大面積化が進んでいるが、取り扱いの観点からは、できるだけ軽い方が良い。このため、太陽電池用ガラス基板の密度はできるだけ小さい方が望ましい。
【０００８】
大面積の板ガラスを製造する方法としては、ダウンドロー法、フュージョン法、フロート法などが挙げられる。フロート法は、他の板ガラス製造方法に比べ、大面積の板ガラスをより安価に量産できる点で優れている。また、フロート法による板ガラス製造装置は、建材用板ガラスの製造のために広く世界に普及している。このため、既存のフロート製造装置で量産可能なガラス基板には、そのガラス基板を広い地域に提供しやすいという利点がある。
【０００９】
ソーダライムガラスの作業温度（成形に適した温度で、フロート法の場合、粘度が１０4ｄＰａ・ｓとなる温度）は約１０００℃である。建材用板ガラスの製造のために普及しているフロート製造装置では、ガラスの作業温度が１０００℃を超えて高温になるほど、熱やガラスによる侵食のため、錫バスの入り口のレンガの劣化が激しくなる。また、フロート法で製造するためには、作業温度よりもガラスの液相温度が低い必要がある。作業温度が１０００℃を大きく上回るべきでないことを考慮すると、フロート製造装置で量産するガラスの液相温度は１２００℃以下であることが好ましい。
【００１０】
特許文献１には、従来のソーダライムガラスに比べて歪点が高く、約５０×１０-7／℃の熱膨張係数を有するガラスが開示されている。しかし、このガラスは、Ｂ2Ｏ3を１〜８質量％含むため、その多くが溶融時に揮発し、溶融窯の蓄熱室に使用されているレンガを激しく侵食する。このため、溶融窯の劣化が激しく、コストが上がるという問題が生じる。
【００１１】
また、特許文献２には、ＣＩＧＳ系太陽電池用のガラス基板として、徐冷点が５５０℃以上のガラス基板が開示されている。しかし、このガラス基板は、アルカリ金属酸化物を合計量で７％以上含むため、現実には５０〜３５０℃の平均熱膨張係数を７５×１０-7／℃以下にすることが困難である。
【００１２】
一方、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などのガラス基板にも高い歪点が求められている。このようなフラットパネルディスプレイ用基板として、特許文献３に、歪点が５９０℃以上のガラス基板が開示されている。しかし、特許文献３に開示されているガラス組成では、多量のＳｒＯを含んだ上で、さらに、多量のＢａＯを必要とする（ＳｒＯ：５〜１２．５％、ＢａＯ：９〜１４％；請求項２）。このため、ガラス基板の密度が大きくなり過ぎる（２．８３ｇ／ｃｍ3以上）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特表２００３−５２５８３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５８１９号公報
【特許文献３】特開２００７−３０８３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、５００℃以上で熱処理をしても変形が抑制され、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり、フロート法による連続生産に適した液相温度とガラス組成とを有するガラス基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、質量％で表示して、５８．５〜６９．５％のＳｉＯ2、２．５〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、０〜２．５％のＬｉ2Ｏ、０％以上６％未満のＮａ2Ｏ、０％以上６％未満のＫ2Ｏ、０％より多く５．２％以下のＭｇＯ、３％より多く１３％以下のＣａＯ、１０〜２７％のＳｒＯ、０％以上５％未満のＢａＯ、０〜３％のＴｉＯ2、０〜９．８％のＺｒＯ2を含有し、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値が７３％以下であり、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が６％未満であり、ＭｇＯ＋ＣａＯの値が３％より多く１６％以下であり、ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１０〜２７％であり、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２１〜３３％であり、モル分率に基づく、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．２以上１．０以下であり、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まず、ガラス転移点が５５５℃よりも高く、液相温度が１２００℃以下であり、５０〜３５０℃の範囲における平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であるガラス基板を提案する。本発明において、「実質的に含まない」とは、質量％で表示して、その成分（例えばＢ2Ｏ3）の含有率が０．５％未満、好ましくは０．１％未満であることをいう。
【発明の効果】
【００１６】
少なくとも本発明のガラス基板が有する上述のガラス組成の範囲内では、歪点はガラス転移点よりも約５５℃低いため、ガラス転移点が５５５℃を超えれば、歪点は５００℃を上回る。したがって、本発明のガラス基板を用いれば、太陽電池製造プロセスの最高処理温度を５００℃以上に高めることができ、太陽電池の光電変換効率をより向上させることができる。また、本発明のガラス基板の平均熱膨張係数は７５×１０-7／℃以下であるため、基板と薄膜との間の残留応力を低減できる。また、本発明のガラス基板は、液相温度が１２００℃以下であり、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まないため、フロート法による製造において溶融窯のレンガへの負荷を軽減することができる。さらに、本発明のガラス基板は、ＢａＯの含有率が少ないため、比較的小さい密度を実現しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＣｄＴｅ系太陽電池の構造を説明するための断面図である。
【図２】本発明のガラス基板の、ＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明においてガラスの組成成分の含有率を限定した理由は以下のとおりである。以下、特に断らない限り、ガラスの組成成分の含有率を示す％表示は質量％である。
【００１９】
ＳｉＯ2はガラスのネットワークフォーマーである。ＳｉＯ2の含有率は５８．５〜６９．５％であり、好ましくは５９％より多く６６％以下、より好ましくは５９％より多く６３％以下、さらに好ましくは５９％より多く６２％以下である。ＳｉＯ2の含有率が５８．５％未満ではガラスの歪点が低くなる。ＳｉＯ2の含有率が６９．５％より多いと、熱膨張係数が小さくなり過ぎたり、ガラスの溶融や成形が難しくなったりすることがある。
【００２０】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの歪点を高め、液相温度を低下させる。Ａｌ2Ｏ3の含有率は２．５〜９．９％であり、好ましくは４．８〜９．９％、より好ましくは７〜８％である。Ａｌ2Ｏ3の含有率が９．９％より多いと、ガラスの液相温度が上昇するとともに、高温粘性が高くなり、ガラスの溶融性が悪化する傾向がある。Ａｌ2Ｏ3の含有率が２．５％より少ないと、液相温度が上昇する。
【００２１】
Ｌｉ2Ｏは、必須成分ではないが、溶解性を向上し、高温粘性を低下させ、液相温度を低下させる。Ｌｉ2Ｏの含有率は０〜２．５％であり、好ましくは０％以上１％未満である。本発明のガラス基板はＬｉ2Ｏを実質的に含まない組成を有していてもよい。Ｌｉ2Ｏの含有率が２．５％より多いと、歪点が低下し、熱膨張係数が大きくなる。
【００２２】
Ｎａ2Ｏは、溶解性を向上し、高温粘性を低下させ、液相温度を低下させる。Ｎａ2Ｏの含有率は０％以上６％未満、好ましくは０％以上５％未満、さらに好ましくは３％以上５％未満である。Ｎａ2Ｏの含有率が６％以上であると、歪点が低下し、熱膨張係数が大きくなる。
【００２３】
Ｋ2Ｏは、必須成分ではないが、溶解性を向上し、高温粘性を低下させ、液相温度を低下させるが、熱膨張係数を増大させる効果はＮａ2Ｏより大きい。Ｋ2Ｏの含有率は０％以上６％未満であり、好ましくは０％以上２％未満である。本発明のガラス基板はＫ2Ｏを実質的に含まない組成を有していてもよい。Ｋ2Ｏの含有率が６％以上であると、歪点が低下し、熱膨張係数が大きくなる。
【００２４】
ＭｇＯは、溶解性を向上させ、歪点を高める。ＭｇＯの含有率は０％より多く５．２％以下であり、好ましくは２〜５．２％、より好ましくは２〜４％である。ＭｇＯの含有率が５．２％より多いと液相温度が上昇する。
【００２５】
ＣａＯは、ＭｇＯと同様に、溶解性を向上させ、歪点を高める。ＣａＯの含有率は３％より多く１３％以下であり、好ましくは４〜８％、より好ましくは４〜７％である。ＣａＯの含有率が３％以下であると上記の効果を十分に得ることができない。ＣａＯの含有率が１３％より多いと液相温度が上昇する。
【００２６】
ＳｒＯは、液相温度を上昇させることなく高温粘性を減少させる。ＳｒＯの含有率は１０〜２７％であり、好ましくは１３〜２７％、より好ましくは１５％より多く１８％以下、さらに好ましくは１５．５〜１８％である。ＳｒＯの含有率が２７％より多いか、または、１０％よりも少ないと、液相温度が上昇する。なお、密度を小さくするためには、ＳｒＯの含有率は、１７．５％以下が好ましく、１６．５％以下であることがより好ましい。
【００２７】
ＢａＯは、必須成分ではないが、液相温度を上昇させることなく高温粘性を減少させる。ＢａＯの含有率は０％以上５％未満であり、好ましくは０％以上３％未満、より好ましくは０％以上２％未満である。本発明のガラス基板は、ＢａＯを実質的に含まない組成を有していてもよい。ＢａＯの含有率が５％以上であると密度が大きくなり過ぎる。
【００２８】
ＴｉＯ2は、必須成分ではないが、わずかながら失透温度を低下させる。ＴｉＯ2の含有率は０〜３％であり、好ましくは０〜２％、より好ましくは０〜１％、さらに好ましくは含まないことである。ＴｉＯ2の含有率が３％より多いと太陽光スペクトルの紫外域での吸収が大きくなる。
【００２９】
ＺｒＯ2は、液相温度を低下させ、熱膨張係数を減少させる。ＺｒＯ2の含有率は０〜９．８％であり、好ましくは０．１〜５％、より好ましくは２〜４％、さらに好ましくは３〜４％である。ＺｒＯ2の含有率が９．８％より多いと液相温度が上昇する。
【００３０】
ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値は、７３％以下であり、好ましくは７２％以下である。ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値が７３％を超えると液相温度が上昇する。
【００３１】
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値は、６％未満であり、好ましくは５％未満である。Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が６％以上であると熱膨張係数が大きくなる。
【００３２】
ＭｇＯ＋ＣａＯの値は、３％より多く１６％以下であり、好ましくは６〜１３％、より好ましくは６〜１１％である。ＭｇＯ＋ＣａＯの値が１６％を超えると液相温度が上昇する。ＭｇＯ＋ＣａＯの値が３％以下であるとガラスの溶融性が悪化する。
【００３３】
ＳｒＯ＋ＢａＯの値は、１０〜２７％であり、好ましくは１０〜２５％、より好ましくは１０〜２３％、さらに好ましくは１５％より多く１８％以下である。ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２７％を超えるとガラスの密度が大きくなり過ぎる。ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１０％未満であると失透温度が高くなる。
【００３４】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値は、２１〜３３％であり、好ましくは２１〜２５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が３３％を超えると、ガラスの密度や熱膨張係数が大きくなり、液相温度が上昇する。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２１％未満であると、溶解性が悪化し、液相温度が上昇する。
【００３５】
モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯの値は、０．２以上１．０以下であり、好ましくは０．３以上０．８以下である。モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯの値が１．０を超えるか、または、０．２未満であると、液相温度が高くなり、成形が困難となる。
【００３６】
また、ガラス組成は、上記に列挙した成分のみから構成されていてもよいが、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＰｂＯ等のその他の無機酸化物、ＳＯ3などの硫黄酸化物、塩化物、窒化物、フッ化物から選ばれる少なくとも一種の成分を、１成分当たり５％を上限として、好ましくは１％を上限として、より好ましくは０．１％を上限として、さらに含んでいてもよい。
【００３７】
本発明の好ましいガラス組成の一例としては、上記で含有率を限定した組成において、４．８〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、０％以上５％未満のＮａ2Ｏ、０％以上２％未満のＫ2Ｏ、１５％より多く１８％以下のＳｒＯを含み、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が５％未満である組成が挙げられる。
【００３８】
本発明のガラス基板は、ダウンドロー法、フュージョン法など種々の方法で製造することができるが、安価で大面積のガラス基板を連続生産するという観点からは、フロート法を用いて製造することが好ましい。本発明のガラス基板は、フロート法による製造に適したガラス組成および特性を有する。すなわち、本発明は、その別の側面から、本発明のガラス基板を、フロート法により原料を溶融し、成形することにより製造する、ガラス基板の製造方法を提供する。
【００３９】
本発明のガラス基板は、その上に透明導電膜を形成し、透明導電膜付きガラス基板として用いることができる。透明導電膜としては、フッ素やアンチモンなどをドープしたＳｎＯ2膜、ＩＴＯ膜などを用いることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
表１に示したガラス組成（質量％）となるように各成分の原料を調合した。このとき、Ｎａ2Ｏ原料の一部にボウ硝を用いた。なお、各成分の原料には特級試薬を用いた。原料を調合して得た混合物をるつぼに投入し、１５５０℃で４時間溶融した後、流し出して徐冷し、ガラス試料（ガラス基板）を得た。
【００４２】
【表１】
【００４３】
各ガラスの液相温度、平均熱膨張係数、ガラス転移点Ｔｇ、歪点、密度は、以下に示す方法により得られた。
【００４４】
液相温度は以下のように測定した。まず、ガラス試料を粉砕したものを２８３０μｍの篩にかけ、篩を通ったガラス粒を１０００μｍの篩にかけた。この篩上に残ったガラス粒を３０ｇ計り取り、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、深さ１０ｍｍの白金製のボート内に敷き詰めた。これを、ボートの長さ方向に温度勾配を持つように温度設定された炉内で２時間保持した。白金製ボートを炉から取り出して自然放冷させた後、白金ボート上のガラス粒を顕微鏡により５０倍の倍率で観察した。ガラス粒に結晶を発生させた最高温度を液相温度とした。
【００４５】
平均熱膨張係数は以下のように測定した。まず、直径５ｍｍ、高さ１８ｍｍの円柱形状のガラス試料を作製した。これを２５℃からガラス試料の降伏点まで加温し、各温度におけるガラス試料の伸びを測定することにより、熱膨張係数を算出した。５０〜３５０℃の範囲の熱膨張係数の平均値を計算し、平均熱膨張係数を得た。
【００４６】
ガラス転移点Ｔｇは以下のように決定した。上記により得た熱膨張曲線において、室温より直線的に増大する低温側の膨張曲線と、屈曲部から降伏点までの膨張曲線との交点における温度を、ガラス転移点Ｔｇとした。
【００４７】
歪点は以下のように測定した。まず、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、長さ５０ｍｍの直方体形状のガラス試料を作製した。このガラス試料の長辺側の両端を炉内に水平に固定し、長辺の中央部に荷重を加え、各温度におけるガラス試料のたわむ速度を測定することにより、歪点を算出した。なお、表１のＮｏ．１以外のガラスの歪点は、前述の方法で求めたガラス転移点Ｔｇより５５℃低い温度として推定した。
【００４８】
密度は、アルキメデス法により測定した。
【００４９】
表１のＮｏ．１〜１４は本発明のガラス基板である。これらのガラスは、５０〜３５０℃の平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であり（Ｎｏ．１４を除けば７０×１０-7／℃以下）、液相温度が１２００℃以下であるため（Ｎｏ．１，２，４〜８，１１〜１３においては１１５０℃以下、Ｎｏ．１，２においては１１００℃以下）、既存のフロート製造装置による量産に適していることが分かる。また、これらのガラスは、６００℃以上の、より具体的には６５０℃以上のガラス転移点Ｔｇを有しているため、その歪点は、確実に５００℃を上回っている。
【００５０】
さらに、Ｎｏ．１〜５，７〜９，１１〜１３のガラス基板は、密度２．８３ｇ／ｃｍ3未満、具体的には２．８２ｇ／ｃｍ3以下（Ｎｏ．１，３〜５，７，８，１１，１２においては２．８０ｇ／ｃｍ3以下）であるため、大面積のガラス基板を製造した際、その取り扱いにおいて好都合である。
【００５１】
表１のＮｏ．１５〜１８は比較例であり、その液相温度は１２００℃を超えている。
【００５２】
図２は、上記で作製したガラス基板の、ＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す図である。ただし、その組成において、Ａｌ2Ｏ3の含有率は７．４〜７．６％であり、モル分率に基づくＭｇＯ／ＣａＯの値は０．２５または０．６７である。ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．６７であるガラスについての近似曲線１１および、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．２５であるガラスについての近似曲線１２では、共に、ＳｒＯの含有率が１６％付近において液相温度が最も低くなった。近似曲線１１上のガラスは、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．３以上０．８以下の範囲に入り、近似曲線１２上のガラスと比べて液相温度がより低くなった。近似曲線１１上のガラスは、ＳｒＯの含有率が１４〜１８％の範囲内にあるとき、液相温度がほぼ１１００℃以下となった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のガラス基板は、化合物半導体太陽電池用のガラス基板に限らず、アモルファス太陽電池用のガラス基板や、結晶シリコン太陽電池用のカバーガラスなどにも適用することができ、タンデム型太陽電池用のガラス基板としても使用可能である。また、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）など、ディスプレイ用のガラス基板としても使用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ガラス基板
２ 透明導電膜
３ ＣｄＳ薄膜
４ ＣｄＴｅ薄膜
５ 金属導電膜
６ 電極
１０ 透明導電膜付きガラス基板
１１ ＭｇＯ／ＣａＯ＝０．６７のガラスにおけるＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す近似曲線
１２ ＭｇＯ／ＣａＯ＝０．２５のガラスにおけるＳｒＯの含有率と液相温度ＴＬとの関係を示す近似曲線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で表示して、
５８．５〜６９．５％のＳｉＯ2、
２．５〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、
０〜２．５％のＬｉ2Ｏ、
０％以上６％未満のＮａ2Ｏ、
０％以上６％未満のＫ2Ｏ、
０％より多く５．２％以下のＭｇＯ、
３％より多く１３％以下のＣａＯ、
１０〜２７％のＳｒＯ、
０％以上５％未満のＢａＯ、
０〜３％のＴｉＯ2、
０〜９．８％のＺｒＯ2を含有し、
ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値が７３％以下であり、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が６％未満であり、
ＭｇＯ＋ＣａＯの値が３％より多く１６％以下であり、
ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１０〜２７％であり、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２１〜３３％であり、
モル分率に基づく、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．２以上１．０以下であり、
Ｂ2Ｏ3を実質的に含まず、
ガラス転移点が５５５℃よりも高く、
液相温度が１２００℃以下であり、
５０〜３５０℃の範囲における平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であるガラス基板。
【請求項２】
液相温度が１１５０℃以下である請求項１に記載のガラス基板。
【請求項３】
ＳｒＯの含有率が１３〜２７％である、請求項１または２に記載のガラス基板。
【請求項４】
密度が２．８３ｇ／ｃｍ3未満である、請求項１〜３のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項５】
密度が２．８０ｇ／ｃｍ3以下である、請求項４に記載のガラス基板。
【請求項６】
質量％で表示して、
４．８〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、
０％以上５％未満のＮａ2Ｏ、
０％以上２％未満のＫ2Ｏ、
１５％より多く１８％以下のＳｒＯを含み、
ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１５％より多く１８％以下であり、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が５％未満である、
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項７】
モル分率に基づく、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．３以上０．８以下である請求項１〜６のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項８】
液相温度が１１００℃以下である請求項１〜７のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項９】
５０〜３５０℃の範囲における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下である請求項１〜８のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のガラス基板と、前記ガラス基板上に形成された透明導電膜とを備えた透明導電膜付きガラス基板。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載のガラス基板を、フロート法により原料を溶融し、成形することにより製造する、ガラス基板の製造方法。
【請求項１】
質量％で表示して、
５８．５〜６９．５％のＳｉＯ2、
２．５〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、
０〜２．５％のＬｉ2Ｏ、
０％以上６％未満のＮａ2Ｏ、
０％以上６％未満のＫ2Ｏ、
０％より多く５．２％以下のＭｇＯ、
３％より多く１３％以下のＣａＯ、
１０〜２７％のＳｒＯ、
０％以上５％未満のＢａＯ、
０〜３％のＴｉＯ2、
０〜９．８％のＺｒＯ2を含有し、
ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3の値が７３％以下であり、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が６％未満であり、
ＭｇＯ＋ＣａＯの値が３％より多く１６％以下であり、
ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１０〜２７％であり、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの値が２１〜３３％であり、
モル分率に基づく、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．２以上１．０以下であり、
Ｂ2Ｏ3を実質的に含まず、
ガラス転移点が５５５℃よりも高く、
液相温度が１２００℃以下であり、
５０〜３５０℃の範囲における平均熱膨張係数が７５×１０-7／℃以下であるガラス基板。
【請求項２】
液相温度が１１５０℃以下である請求項１に記載のガラス基板。
【請求項３】
ＳｒＯの含有率が１３〜２７％である、請求項１または２に記載のガラス基板。
【請求項４】
密度が２．８３ｇ／ｃｍ3未満である、請求項１〜３のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項５】
密度が２．８０ｇ／ｃｍ3以下である、請求項４に記載のガラス基板。
【請求項６】
質量％で表示して、
４．８〜９．９％のＡｌ2Ｏ3、
０％以上５％未満のＮａ2Ｏ、
０％以上２％未満のＫ2Ｏ、
１５％より多く１８％以下のＳｒＯを含み、
ＳｒＯ＋ＢａＯの値が１５％より多く１８％以下であり、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの値が５％未満である、
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項７】
モル分率に基づく、ＭｇＯ／ＣａＯの値が０．３以上０．８以下である請求項１〜６のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項８】
液相温度が１１００℃以下である請求項１〜７のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項９】
５０〜３５０℃の範囲における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下である請求項１〜８のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のガラス基板と、前記ガラス基板上に形成された透明導電膜とを備えた透明導電膜付きガラス基板。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載のガラス基板を、フロート法により原料を溶融し、成形することにより製造する、ガラス基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−３７６８３（Ｐ２０１１−３７６８３Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８０１１（Ｐ２００９−１８８０１１）
【出願日】平成２１年８月１４日（２００９．８．１４）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１４日（２００９．８．１４）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【Ｆターム（参考）】
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