(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性が有意に改善された反射性部材、およびその製造方法を提供する。【解決手段】反射性部材であって、ガラス基板１１０と、シリカ膜１３０と、両者の間に配置された金属反射膜１２０とを有し、シリカ膜１３０は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下であり、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下である。好ましくは、金属反射膜１２０は、銀または銀合金を含む。さらに、ガラス基板１１０と金属反射膜１２０の間に、金属窒化物、金属酸化物、および金属酸窒化物からなる群から選定された少なくとも一つの膜を有してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性部材であって、
ガラス基板と、シリカ膜と、両者の間に配置された金属反射膜とを有し、
前記シリカ膜は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下であることを特徴とする反射性部材。
【請求項２】
前記金属反射膜は、銀または銀合金を含む、請求項１に記載の反射性部材。
【請求項３】
さらに、前記ガラス基板と前記金属反射膜の間に、金属窒化物、金属酸化物、および金属酸窒化物からなる群から選定された少なくとも一つの膜を有する、請求項１または２に記載の反射性部材。
【請求項４】
前記ガラス基板は、酸化ナトリウム含有量が４重量％以下のガラスである、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の反射性部材。
【請求項５】
さらに、前記シリカ膜の前記金属反射膜とは反対の側に、シリカ膜よりも屈折率の高い膜を有する、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の反射性部材。
【請求項６】
前記シリカ膜よりも屈折率の高い膜は、シリコン窒化物膜である、請求項５に記載の反射性部材。
【請求項７】
前記請求項  １乃至６のいずれか一つに記載の反射性部材を有することを特徴とする、太陽熱発電システム用の二次ミラー。
【請求項８】
反射性部材の製造方法であって、
（ａ）ガラス基板の上部に、金属反射膜を成膜するステップと、
（ｂ）前記金属反射膜の上部に、シリカ膜を成膜するステップと、
を有し、
前記（ｂ）のステップは、圧力が２Ｐａ以下の条件の、プラズマＣＶＤ法により実施されることを特徴とする製造方法。
【請求項９】
前記（ｂ）のステップによって成膜されるシリカ膜は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下である、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記（ａ）のステップは、スパッタ法により実施される、請求項８または９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記（ａ）と（ｂ）のステップはインライン方式により実施される、請求項８乃至１０のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１２】
前記金属反射膜は、銀または銀合金を含む、請求項８乃至１１のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１３】
さらに、
（ｃ）前記シリカ膜の上部に、シリカ膜よりも屈折率の高い膜を形成するステップ、
を有する、請求項８乃至１２のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１４】
前記シリカ膜よりも屈折率の高い膜は、シリコン窒化物である、請求項１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射性部材に関し、例えば太陽熱発電システム用の二次ミラー等に使用され得る反射性部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光を集光することにより得られる熱エネルギーを利用して発電を行う、太陽熱発電システムが注目されている。太陽熱発電システムの種類としては、リニアフレネル型およびタワー型など、各種形態が存在する。
【０００３】
このうち、一次ミラーおよび二次ミラーを備えるタイプの太陽熱発電システム（リニアフレネル型およびタワー型のシステムは、いずれもこのタイプである）では、まず、太陽光は、一次ミラーに照射され、ここで反射される。次に、この反射された太陽光は、二次ミラーに照射され、ここで再度反射され、蓄熱部材に集光される。これにより、蓄熱部材において、太陽光エネルギーが熱エネルギーとして蓄積される。従って、この熱エネルギーを利用して、高温高圧蒸気を発生させることにより、発電を行うことができる（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＮＥＤＯ再生可能エネルギー技術白書（新エネルギー・産業技術総合開発機構著）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、太陽熱発電システムに使用される二次ミラーは、アルミニウム等の金属を反射層としたミラーが使用されており、反射特性を向上させるために、ガラス基板、金属反射膜、低屈折率膜、および高屈折率膜をベースとする基本構成を有するものがある。低屈折率膜としては、通常、シリカ膜が使用される。
【０００６】
ここで、二次ミラーは、太陽熱エネルギーを蓄積する蓄熱部材の近傍に配置されるため、良好な反射性とともに、例えば４００℃のような高温での安定性、すなわち耐熱性が要求される。
【０００７】
しかしながら、現在の二次ミラーは、長期にわたる使用により、反射特性が徐々に低下することが知られている。この特性の劣化の一要因として、大気中の酸素が徐々に二次ミラーの内部に進入し、これにより金属反射膜が酸化されることが考えられる。
【０００８】
このため、太陽熱発電システム用の二次ミラーにおいて、耐熱性のさらなる向上が必要となっている。
【０００９】
なお、このような使用時間とともに特性が劣化する問題は、必ずしも太陽熱発電システム用の二次ミラーに限られるものではない。すなわち、高温で使用される他の反射性部材おいても、金属反射膜の酸化が生じ得るような状況では、同様の特性劣化に関する問題が生じ得る。従って、高温用途向けの反射性部材全般において、耐熱性をより高めることが可能な方策に対して大きなニーズがある。
【００１０】
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、ガラス基板と、シリカ膜と、両者の間に配置された金属反射膜とを備える反射性部材において、耐熱性が有意に改善された反射性部材を提供することを目的とする。また、本発明では、そのような反射性部材の製造方法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】
【００１１】
本発明では、
ガラス基板と、シリカ膜と、両者の間に配置された金属反射膜とを有し、
前記シリカ膜は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下であり、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下であることを特徴とする反射性部材が提供される。
【００１２】
ここで、本発明による反射性部材において、前記金属反射膜は、金、銀、アルミニウム、パラジウム、クロム、ニッケル、およびチタンなる群から選定された少なくとも一つの膜を有しても良い。
【００１３】
また、本発明による反射性部材において、前記金属反射膜は、銀または銀合金を含んでも良い。
【００１４】
また、本発明による反射性部材は、さらに、前記ガラス基板と前記金属反射膜の間に、金属窒化物、金属酸化物、および金属酸窒化物からなる群から選定された少なくとも一つの膜を有しても良い。
【００１５】
また、本発明による反射性部材において、前記ガラス基板は、酸化ナトリウム含有量が４重量％以下であっても良い。
【００１６】
また、本発明による反射性部材は、さらに、前記シリカ膜の前記金属反射膜とは反対の側に、シリカ膜よりも屈折率の高い膜を有しても良い。
【００１７】
また、本発明による反射性部材において、前記シリカ膜よりも屈折率の高い膜は、シリコン窒化物膜であっても良い。
【００１８】
さらに、本発明では、前述のような特徴を有する反射性部材を有する、太陽熱発電システム用の二次ミラーが提供される。
【００１９】
また、本発明では、反射性部材の製造方法であって、
（ａ）ガラス基板の上部に、金属反射膜を成膜するステップと、
（ｂ）前記金属反射膜の上部に、シリカ膜を成膜するステップと、
を有し、
前記（ｂ）のステップは、圧力が２Ｐａ以下の条件の、プラズマＣＶＤ法により実施されることを特徴とする製造方法が提供される。
【００２０】
ここで、本発明による製造方法において、前記（ｂ）のステップによって成膜されるシリカ膜は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下であり、屈折率ｎが１．４６６以上であっても良く、カーボンの含有量が３原子％以下であっても良い。
【００２１】
また、本発明による製造方法において前記（ａ）のステップは、スパッタ法により実施されても良い。
【００２２】
また、本発明による製造方法において前記（ａ）および（ｂ）のステップは、インライン方式により実施されても良い。
【００２３】
また、本発明による製造方法において、前記金属反射膜は、銀または銀合金を含んでも良い。
【００２４】
また、本発明による製造方法は、さらに、
（ｃ）前記シリカ膜の上部に、シリカ膜よりも屈折率の高い膜を形成するステップ、
を有しても良い。
【００２５】
この場合、前記シリカ膜よりも屈折率の高い膜は、シリコン窒化物であっても良い。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、ガラス基板と、シリカ膜と、両者の間に配置された金属反射膜とを備える反射性部材において、耐熱性が有意に改善された反射性部材を提供することができる。また、本発明では、そのような反射性部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例による反射性部材の概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例による反射性部材の製造方法のフローを模式的に示した図である。
【図３】本発明の一実施例によるミラー装置の概略的な断面図である。
【図４】予備試験における各サンプルの熱処理後の可視光透過率の変化量ΔＴｖ（％）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明のいくつかの態様について詳しく説明する。
【００２９】
図１には、本発明の一実施例による反射性部材の概略的な断面図を示す。
【００３０】
図１に示すように、本発明の一実施例による反射性部材１００は、ガラス基板１１０の上部に、金属反射膜１２０およびシリカ膜１３０をこの順に配置することにより構成される。
【００３１】
ここで、従来の一般的な反射性部材では、高温環境（例えば４００℃）での長期にわたる使用により、反射特性が徐々に低下することが知られている。そして、この特性の劣化の原因として、大気中の酸素がシリカ膜側から、徐々に反射性部材の内部に進入し、これにより金属反射膜が酸化されることが考えられる。
【００３２】
一方、本発明の一実施例による反射性部材１００では、大気中の酸素が反射性部材１００内部に進入することを抑制するよう、シリカ膜１３０が緻密な膜として形成されているという特徴を有する。
【００３３】
このようなシリカ膜１３０を使用した場合、シリカ膜１３０の良好な酸素バリア性により、環境中の酸素が、シリカ膜１３０を介して反射性部材１００の内部（金属反射膜１２０の側）に進入することが有意に抑制される。従って、本発明の一実施例による反射性部材１００では、反射性部材１００を高温で長期間使用しても、金属反射膜１２０の酸化を有意に抑制することができ、これにより、反射性部材１００の反射特性の低下を有意に抑制することが可能となる。
【００３４】
なお、一般に、シリカ膜の緻密性を定量的に表すことは難しい。このため、本願では、シリカ膜１３０の緻密性を表す定量的指標として、屈折率ｎを使用する。
【００３５】
以降の実施例において詳しく説明するように、本願発明者らによれば、シリカ膜の光吸収特性が同等の場合、屈折率ｎが高いシリカ膜ほど、良好な酸素バリア性が得られることが見出されている。従って、シリカ膜の屈折率ｎによって、シリカ膜の酸素バリア性、さらには緻密性を表すことができる。ここで、シリカ膜の屈折率ｎが高いほど、シリカ膜の緻密性は、良好であると言える。
【００３６】
一方、反射性部材においては、シリカ膜の光吸収特性も重要なパラメータとなる。シリカ膜における光の吸収が大きくなると、金属反射膜で反射され、反射性部材から出射される光の量を高めることが難しくなるからである。
【００３７】
そこで、本願では、消衰係数ｋを用いて、シリカ膜の光吸収特性を規定する。消衰係数ｋは、光の吸収を表すパラメータであり、シリカ膜における消衰係数ｋが小さいほど、シリカ膜は、低い光吸収性を有すると言える。
【００３８】
さらに、シリカ膜の緻密性と光吸収特性に影響を与える要因として、シリカ膜内に存在する不純物が挙げられる。例えば、ＣＶＤプロセスによって成膜されたシリカ膜の場合、通常、原料ガスとして、テトラメチルジシロキサン等の有機金属化合物ガスが使用されるが、成膜されたシリカ膜内には、原料である有機金属化合物ガス由来のカーボンが取り込まれて、緻密性を悪化させる。さらに、カーボンの屈折率はシリカ膜の屈折率よりも大きいことから、膜内にカーボンを含有することは、シリカ膜の緻密性を悪化させるにもかかわらず、屈折率ｎの値は上昇する要因になり得る。よって、緻密性の良いシリカ膜は、膜内に存在するカーボンの量が少なく、かつ屈折率ｎが高いものである必要があると言える。
【００３９】
以上の構成をより具体的に表現すると、本発明の一実施例による反射性部材１００において、シリカ膜１３０は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下であり、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下であるという特徴を有する。
【００４０】
このような特性を有するシリカ膜１３０を使用することにより、高温環境下における金属反射膜１２０の酸化が有意に抑制されるとともに、シリカ膜１３０における光の吸収が有意に抑制される。従って、これにより、反射性部材１００の高温での耐熱性が有意に向上し、長期にわたって良好な反射特性を維持することが可能になる。
【００４１】
ここで、シリカ膜１３０の波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、例えば、１．４６９以上であっても良く、１．４７以上であることが好ましい。また、シリカ膜１３０の消衰係数ｋは、例えば、１×１０−５以下であっても良く、１×１０−６以下であることが好ましい。また、シリカ膜１３０のカーボンの含有量が２原子％以下であっても良く、１原子％以下であることが好ましい。
【００４２】
以上、本発明の一実施例による反射性部材１００の特徴的な構成について説明した。しかしながら、本発明の反射性部材の構成は、このような態様に限られるものではない。
【００４３】
例えば、図１に示した反射性部材１００において、ガラス基板１１０と金属反射膜１２０の間、金属反射膜１２０とシリカ膜１３０の間、およびシリカ膜１３０の上部には、別の層が配置されても良い。この意味で、図１に示した反射性部材１００の構成は、必要最小限の層構造のみを示した、いわば「本発明による反射性部材の基本構造」とも呼ぶべき構成であることに留意する必要がある。
【００４４】
また、金属反射膜１２０は、必ずしも単一の層で構成される必要はなく、金属反射膜１２０は、材料および／または組成の異なる複数の層で構成されても良い。
【００４５】
（製造方法について）
次に、前述の図１に示したような本発明の一実施例による反射性部材１００の製造方法の一例について説明する。なお、以下の製造方法は、単なる一例であって、本発明の一実施例による反射性部材１００は、別の方法で製造されても良い。
【００４６】
図２には、本発明の一実施例による反射性部材１００の製造方法の概略的なフロー図を示す。
【００４７】
図２に示すように、この製造方法は、
（ａ）ガラス基板の上部に、金属反射膜を成膜するステップ（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）前記金属反射膜の上部に、プラズマＣＶＤ法により、圧力２Ｐａ以下の条件下で、シリカ膜を成膜するステップ（ステップＳ１２０）と、
を有する。以下、各ステップについて詳しく説明する。
【００４８】
（ステップＳ１１０）
まず、ガラス基板が準備される。ガラス基板の組成は、特に限られない。
【００４９】
次に、このガラス基板の上に、金属反射膜が成膜される。金属反射膜の成膜方法は、特に限られない。金属反射膜の材質は、最終的に製造される反射性部材において、適正な反射性が発現する限り、特に限られない。
【００５０】
例えば、金属反射膜は、スパッタ法で成膜されても良い。金属反射膜の厚さは、例えば、２００Å以上である。金属反射膜の厚さの上限は、特に限られない。なお、金属反射膜は、単層であっても、複数層で構成されても良い。
【００５１】
（ステップＳ１２０）
次に、ステップＳ１１０で得られた金属反射膜の上部に、シリカ膜が成膜される。
【００５２】
ここで、シリカ膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜される。また、成膜の際の成膜圧力は、２Ｐａ以下とされる。成膜圧力は、１Ｐａ以下であることが好ましく、０．５Ｐａ以下であることがより好ましい。
【００５３】
ステップＳ１１０およびＳ１２０は、インライン方式で実施されても良い。インライン方式で実施することにより、生産プロセスが簡便となり、また大面積への成膜が可能となるため、生産性の向上に寄与できる。
【００５４】
このような条件下でシリカ膜を成膜することにより、前述のような、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下であり、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下であるシリカ膜を形成することができる。また、このようなシリカ膜を金属反射膜の上部に形成することにより、シリカ膜に酸素バリア性が発現され、最終的に製造される反射性部材の使用の際に、金属反射膜の酸化を抑制することが可能となる。
【００５５】
なお、ＣＶＤ処理の際のその他の条件は、特に限られない。
【００５６】
例えば、原料ガスは、特に限られず、原料ガスは、例えば酸素とテトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）との混合ガスであっても良い。この場合、酸素とＴＭＤＳＯの体積比は、１００：３〜１００：１５の範囲であっても良い。
【００５７】
また、プラズマのパワーは、１５〜１００ｋＷ／ｍの範囲であっても良い。
【００５８】
以上の工程により、前述の図１に示したような本発明の一実施例による反射性部材１００を製造することができる。
【００５９】
（本発明の反射性部材の一適用例について）
次に、図面を参照して、前述のような特徴を有する本発明の反射性部材の一適用例について説明する。
【００６０】
図３には、太陽熱発電システムの二次ミラー等に使用され得るミラー装置の構成を概略的に示す。
【００６１】
図３に示すように、このミラー装置２００は、ガラス基板２１０、第１の層２２０、第２の層２３０、第３の層２４０、第４の層２５０、および第５の層２６０をこの順に積層することにより構成される。
【００６２】
第１の層２２０は、ガラス基板２１０と第２の層２３０の間の密着性を高めるために設置される。第１の層２２０は、例えば、金属窒化物、金属酸化物、および／または金属酸窒化物を含んでも良い。なお、第１の層２２０は、必須の部材ではなく、しばしば省略される場合がある。
【００６３】
第２の層２３０は、太陽光の波長域の光を有効に反射させる役割を有し、金属反射膜を含む。
【００６４】
第３の層２４０は、第４層の層２５０の成膜の際に、環境中の酸素が第２の層２３０の方に拡散することを抑制する役割を有する。ただし、第３の層２４０は、必須の部材ではなく、しばしば省略される場合がある。
【００６５】
第４の層２５０は、第５の層２６０に比べて屈折率が低い、低屈折率膜として形成される。第４の層２５０は、シリカ膜を含む。
【００６６】
第５の層２６０は、第４の層２５０に比べて屈折率が高い、高屈折率膜として形成される。屈折率が低い第４の層２５０の上に屈折率が高い第５の層２６０を積層することにより、ミラー装置２００全体としての反射率を有意に高めることができる。
【００６７】
ここで、ミラー装置２００は、前述の図１に示したような、「本発明による反射性部材の基本構造」部分を有する。すなわち、ミラー装置２００において、ガラス基板２１０、第２の層２３０、および第４の層は、それぞれ、図１に示した反射性部材１００のガラス基板１１０、金属反射膜１２０、およびシリカ膜１３０に対応する。
【００６８】
従来の一般的なミラー装置では、高温環境下で長時間使用した場合、環境側から酸素が装置内部に進入し、この酸素によって、金属を含む膜、例えば、第２の層２３０および／または第３の層２４０が酸化されることが生じ得る。特に、ミラー装置の反射特性に直接関係する第２の層２３０において、そのような金属の酸化が生じた場合、ミラー装置の反射特性が有意に低下してしまう。
【００６９】
これに対して、図３に示したミラー装置２００は、「本発明による反射性部材の基本構造」を有する。この場合、前述のようなシリカ膜の効果、すなわち第２の層２３０の良好な酸素バリア性により、ミラー装置２００の使用中に、環境中の酸素が第２の層２３０を通過して、第２の層２３０に到達することが有意に抑制される。
【００７０】
従って、ミラー装置２００では、ミラー装置２００を高温で長期間使用しても、第２の層２３０の酸化を有意に抑制することができ、これにより、ミラー装置２００の反射特性の低下を有意に抑制することが可能となる。
【００７１】
なお、このようなミラー装置２００を製造する際には、例えば、前述の図２を参照して説明した方法が適用できる。
【００７２】
例えば、ミラー装置２００は、スパッタ法により第１の層２２０を形成し、スパッタ法により第２の層２３０を形成し、スパッタ法により第３の層２４０を成膜し、プラズマＣＶＤ法により、第４の層２５０を成膜し、スパッタ法により第５の層２６０を成膜することにより、製造しても良い。プラズマＣＶＤ法により第４の層２５０を成膜する際の成膜圧力は、２Ｐａ以下であり、成膜圧力は、例えば１Ｐａ以下であっても良い。
【００７３】
あるいは、ミラー装置２００は、その他の方法で製造されても良い。例えば、第１の層２２０〜第３の層２４０、および第５の層２６０は、必ずしもスパッタ法で成膜する必要はなく、その他の成膜方法で成膜されても良い。
【００７４】
（ミラー装置を構成する各部材について）
次に、ミラー装置２００を構成する各部材について、詳しく説明する。なお、以下の説明の一部は、図１に示した反射性部材１００を構成する各部材（すなわち、ガラス基板１１０、金属反射膜１２０、およびシリカ膜１３０）についても、同等に適用することができることは当業者には明らかである。
【００７５】
（ガラス基板２１０）
ガラス基板２１０は、Ｎａ２Ｏ含有量が４重量％以下で構成される限り、その種類は、特に限られない。ガラス基板２１０は、例えば、無アルカリ金属ガラス、またはＡＮ１００等であっても良い。
【００７６】
ガラス基板２１０の厚さは、特に限られないが、強度や使いやすさの点から、例えば０．５ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲であっても良い。
【００７７】
ガラス基板２１０の形状は、特に限定されない。ガラス基板２１０は、平面状であっても、曲面状であっても良い。
【００７８】
（第１の層２２０）
第１の層２２０は、前述のように、ガラス基板２１０と第２の層２３０との間の密着性を向上させる役割を有する。
【００７９】
第１の層２２０は、金属窒化物、金属酸化物、および金属酸窒化物からなる群から選定された少なくとも一つで構成される。例えば、第１の層２２０は、酸化亜鉛で構成されても良い。また、この場合、酸化亜鉛には、アルミニウム、チタン、ガリウム、およびスズからなる群から選定された少なくとも１つの元素がドープされていても良い。
【００８０】
第１の層２２０は、２００Å以上の厚さを有する。第１の層２２０の厚さの上限は、特に限られない。第１の層２２０は、単層であっても、複数層で構成されても良い。
【００８１】
（第２の層２３０）
第２の層２３０は、前述のように、金属反射膜を含む層であり、第２の層２３０に到達した光は、ここで反射される。
【００８２】
第２の層２３０を構成する金属反射膜は、例えば、銀または銀合金を含んでも良い。銀合金は、例えば、銀と金、パラジウム、銅、ニッケル、およびクロムからなる群から選定された少なくとも１つの元素を含む合金であっても良い。この場合、銀合金中の銀以外の金属の含有量は、０．５％〜５質量％の範囲であっても良い。
【００８３】
第２の層１３０に銀または銀合金が含まれる場合、第２の層１３０での太陽光の波長域（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ）における光の反射率が向上し、入射角による反射率の依存性を低減させることができる。
【００８４】
第２の層２３０は、例えば、８００Å〜３０００Åの範囲の厚さを有しても良い。
【００８５】
（第３の層２４０）
第３の層２４０は、前述のように、第４層の層２５０の成膜の際に、環境中の酸素が第２の層２３０の方に拡散することを抑制する役割を有する。
【００８６】
第３の層２４０は、酸化物層を含んでも良い。この場合、酸化物膜は、酸化亜鉛で構成されても良い。また、この場合、酸化亜鉛には、アルミニウム、チタン、ガリウム、およびスズからなる群から選定された少なくとも１つの元素がドープされていても良い。
【００８７】
また、第３の層２４０は、金属層を含んでも良い。例えば、亜鉛、チタン、ニッケル、クロム、スズ、およびアルミニウムからなる群から選定された少なくとも１つの金属で構成されても良い。
【００８８】
また、これらの金属の中では、亜鉛が好ましい。この場合、金属層は、亜鉛を含み、さらに、チタン、アルミニウム、スズ、およびガリウムからなる群から選定された少なくとも一つの元素がドープされてても良い。第３の層２４０は、単層であっても、複数層で構成されても良い。
【００８９】
第３の層２４０は、例えば、１０Å〜１００Åの範囲の厚さを有しても良い。
【００９０】
なお、第３の層２４０は、必須の部材ではなく、省略しても良い。特に、本発明の一実施例によるミラー装置２００の場合、以降に形成される第４の層２５０は、前述のような特徴を有するシリカ膜を含む。このため、第３の層２４０を省略した場合であっても、第４の層２５０の酸素バリア性により、第２の層２３０の酸化を有意に抑制することができる。
【００９１】
（第４の層２５０）
第４の層２５０は、第５の層２６０に比べて、屈折率の低い材料で構成される。第４の層２５０は、シリカ膜を含む。
【００９２】
前述のように、シリカ膜は、波長６３２ｎｍにおける消衰係数ｋが１×１０−４以下であり、屈折率ｎが１．４６６以上であり、カーボンの含有量が３原子％以下である。これにより、第４の層２５０に緻密性、すなわち酸素バリア性が発現され、ミラー装置２００の高温での耐熱性を高めることができる。
【００９３】
第４の層２５０は、例えば、３００Å〜１５００Åの範囲の膜厚を有しても良い。
【００９４】
（第５の層２６０）
第５の層２６０は、第４の層２５０に比べて、屈折率の高い材料で構成される。例えば、第５の層２６０は、波長５５０ｎｍにおける屈折率ｎが１．７以上、消衰係数ｋが０．０１以下の光学定数を有しても良い。
【００９５】
第５の層２６０に含まれる材料は、前記条件を満たす限り、特に限られない。第５の層２６０は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、および／または酸化スズで構成されても良い。また、第５の層２６０は、複合酸窒化物であっても良い。
【００９６】
これらの材料の中では、窒化ケイ素が好ましい。第５の層２６０が窒化ケイ素を含む場合、この第５の層２６０が、環境中の酸素の内部への進入を抑制する効果を発揮するようになる。従って、この場合、第４の層２５０および第５の層２６０の両方の酸素バリア効果により、第２の層の酸化をよりいっそう抑制することができる。
【００９７】
第５の層２６０は、３００Å〜１５００Åの範囲の厚さを有しても良い。また、第５の層２６０は、単層であっても、複数層で構成されても良い。
【実施例】
【００９８】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００９９】
（予備試験）
（サンプル１）
以下の方法で、ガラス基板の表面に、第１のシリカ膜、金属チタン膜、および第２のシリカ膜を順次成膜することにより、予備試験用サンプルを作製した。
【０１００】
まず、ガラス基板を準備した。ガラス基板は、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの寸法を有するソーダライムガラスである。
【０１０１】
このガラス基板の一方の表面に、プラズマＣＶＤ法により、厚さ５０ｎｍ（目標値）の第１のシリカ膜を成膜した。
【０１０２】
原料には、酸素とテトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）との混合ガスを使用し、酸素の流量を４００ｓｃｃｍとし、ＴＭＤＳＯの流量を５０ｓｃｃｍとした。また、プラズマＣＶＤ処理の際の成膜圧力は、０．４７Ｐａとし、プラズマパワーは、２０ｋＷ／ｍとした。
【０１０３】
次に、第１のシリカ膜の上に、通常のスパッタリング法により、金属チタン膜を成膜した。金属チタン膜の厚さは、１０ｎｍ（目標値）とした。
【０１０４】
ターゲットには、金属チタンターゲットを使用し、成膜ガスとしてアルゴンガスを用いた。スパッタリング圧力は０．３５Ｐａとし、ＤＣ電源を用い、投入電力は０．５ｋＷで成膜した。
【０１０５】
さらに、金属チタン膜の上に、プラズマＣＶＤ法により、第２のシリカ膜を成膜した。なお、第２のシリカ膜の成膜条件は、第１のシリカ膜の成膜条件と実質的に同様である。
【０１０６】
以上の処理により、予備試験用サンプル（以下、「サンプル１」と称する）を作製した。
【０１０７】
サンプル１の第２のシリカ膜について、分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌａｍ社製、商品名：Ｍ−２０００ＤＩ）により、波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。測定の結果、第２のシリカ膜の屈折率ｎは、１．４７７２であり、消衰係数ｋは、０であった。
【０１０８】
また、化学組成をＸＰＳ分析装置（アルバック・ファイ社製、商品名：ＰＨＩ５０００）を使用してＸＰＳ法デプスプロファイル分析より分析した。測定の結果、第２のシリカ膜中のカーボンの含有量は、検出限界以下（検出限界値は０．１％）であった。
【０１０９】
（サンプル２）
前述のサンプル１と同様の方法により、ガラス基板の表面に、第１のシリカ膜、金属チタン膜、および第２のシリカ膜を有するサンプル２を作製した。
【０１１０】
ただし、このサンプル２の作製の際には、第１および第２のシリカ膜を成膜する際の成膜圧力を、０．５６Ｐａとした。その他の作製条件は、サンプル１の場合と同様である。
【０１１１】
得られたサンプル２の第２のシリカ膜について、前述の方法により、屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。測定の結果、波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、１．４７７３であり、消衰係数ｋは、０であった。また、第２のシリカ膜中のカーボンの含有量は、検出限界以下（検出限界値は０．１％）であった。
【０１１２】
（サンプル３）
前述のサンプル１と同様の方法により、ガラス基板の表面に第１のシリカ膜、金属チタン膜、および第２のシリカ膜を有するサンプル３を作製した。
【０１１３】
ただし、このサンプル３の作製の際には、第１および第２のシリカ膜を成膜する際の酸素の流量を２３６ｓｃｃｍとし、ＴＭＤＳＯの流量を１５ｓｃｃｍとした。また、プラズマＣＶＤ処理の際の成膜圧力は、０．３５Ｐａとし、プラズマパワーは８０ｋＷ／ｍとした。
【０１１４】
得られたサンプル３の第２のシリカ膜について、前述の方法により、屈折率および消衰係数ｋを測定した。測定の結果、波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは１．４６９であり、消衰係数ｋは０であった。また、第２のシリカ膜中のカーボンの含有量は、検出限界以下（検出限界値は０．１％）であった。
【０１１５】
（サンプル４）
前述のサンプル１と同様の方法により、ガラス基板の表面に、第１のシリカ膜、金属チタン膜、および第２のシリカ膜を有するサンプル４を作製した。
【０１１６】
ただし、このサンプル４の作製の際には、第１および第２のシリカ膜を成膜する際の成膜圧力を、３．８９Ｐａとした。その他の作製条件は、サンプル１の場合と同様である。
【０１１７】
得られたサンプル４の第２のシリカ膜について、前述の方法により、屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。測定の結果、波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、１．４６１１であり、消衰係数ｋは、０であった。また、第２のシリカ膜中のカーボンの含有量は、検出限界以下（検出限界値は０．１％）であった。
【０１１８】
（サンプル５）
前述のサンプル１で使用したガラス基板の表面に、従来のスパッタ法により、第１のシリカ膜を成膜した。成膜時の成膜圧力は、０．２７Ｐａである。第１のシリカ膜の厚さは、５０ｎｍ（目標値）とした。
【０１１９】
ターゲットには、金属シリコンターゲット（ボロンドープの多結晶ターゲット、シリコンの含有率９９．９９９質量％）を使用し、パルスＤＣ反応性スパッタリング法により、酸化ケイ素膜を成膜した。スパッタリングガスには、酸素ガス（流速３０ｓｃｃｍ）およびアルゴンガス（流速２０ｓｃｃｍ）を使用した。投入電力は、１．５ｋＷとし、周波数は、２０ｋＨｚとした。
【０１２０】
次に、第１のシリカ膜の上に、通常のスパッタリング法により、金属チタン膜を成膜した。金属チタン膜の厚さは、１０ｎｍ（目標値）とした。金属チタン膜の製膜条件は、サンプル１の場合と同様である。
【０１２１】
さらに、金属チタン膜の上に、スパッタリング法により、第２のシリカ膜を成膜した。第２のシリカ膜の成膜条件は、第１のシリカ膜の成膜条件と実質的に同様である。
【０１２２】
以上の処理により、サンプル５を作製した。
【０１２３】
得られたサンプル５の第２のシリカ膜について、前述の方法により、屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。測定の結果、波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、１．４６０２であり、消衰係数ｋは、０であった。また、第２のシリカ膜中のカーボンの含有量は、検出限界以下（検出限界値は０．１％）であった。
【０１２４】
表１には、サンプル１〜５の作製条件、ならびに屈折率ｎ、消衰係数ｋ、およびカーボン含有量の測定結果をまとめて示す。
【０１２５】
【表１】
2014178401.tif 000003
（耐熱性の評価）
前述の方法で作製したサンプル１〜５を用いて、耐熱性評価試験を実施した。
【０１２６】
耐熱性評価試験は、以下の通り実施した。
【０１２７】
まず、各サンプルについて、分光光度計（ＨＩＴＡＣＨＩ社製U４１００）により可視光透過率Ｔｖを測定する。なお、可視光透過率Ｔｖは、分光透過率の値に、ＣＩＥ昼光Ｄ６５のスペクトルと視感度の波長分布から得られる重化係数を乗じて、平均することにより求められる。得られた可視光透過率Ｔｖの値を初期可視光透過率Ｔｖ０とする。
【０１２８】
次に、各サンプルを、大気下４００℃で３５分間熱処理する。熱処理後のサンプルの可視光透過率Ｔｖを同様に測定し、これを熱処理後可視光透過率Ｔｖａとする。得られた熱処理後可視光透過率Ｔｖａと初期可視光透過率Ｔｖ０の差から、熱処理の前後における可視光透過率Ｔｖの変化量ΔＴｖを求める（ΔＴｖ＝Ｔｖ０−Ｔｖａ）。
【０１２９】
ここで、初期のサンプルは、シリカ膜の間に金属チタン膜が介在されている。このため、何れのサンプルにおいても、初期可視光透過率Ｔｖ０は、比較的低い値となる。
【０１３０】
一方、熱処理後のサンプルは、特に、第２のシリカ膜の酸素バリア性の違いによって、熱処理後可視光透過率Ｔｖａの値が大きく変化する。例えば、第２のシリカ膜の酸素バリア性があまり良好ではない場合、熱処理の際に、大気中の酸素が第２のシリカ膜を通過して、チタン膜に到達する。また、これによりチタン膜が酸化され、チタン膜の透明度が上昇する。その結果、熱処理後可視光透過率Ｔｖａが上昇する。しかしながら、第２のシリカ膜の酸素バリア性が比較的良好な場合、大気中の酸素がチタン膜にまで到達することが有意に抑制される。この結果、チタン膜の酸化が抑制され、熱処理後可視光透過率Ｔｖａの上昇は、有意に抑制される。
【０１３１】
従って、熱処理の前後におけるサンプルの可視光透過率Ｔｖの変化量ΔＴｖを評価することにより、サンプルの耐熱性を評価することができる。より具体的には、変化量ΔＴｖが小さいサンプルほど、耐熱性が良好であると言える。
【０１３２】
耐熱性評価試験によって得られた結果を、まとめて図４に示す。また、各サンプルにおいて得られた可視光透過率Ｔｖの変化量ΔＴｖの値を、前述の表１に示す。
【０１３３】
これらの結果から、サンプル１〜サンプル３では、サンプル４およびサンプル５に比べて、可視光透過率Ｔｖの変化量ΔＴｖが有意に抑制されていることがわかる。
【０１３４】
サンプル１〜サンプル３は、それぞれ、屈折率ｎが１．４７７２、１．４７７３、および１．４６９のシリカ膜を有する。一方、サンプル４およびサンプル５は、それぞれ、屈折率ｎが１．４６１１および１．４６０２のシリカ膜を有する。従って、可視光透過率Ｔｖの変化量ΔＴｖの違いは、シリカ膜の屈折率ｎによるものであり、屈折率ｎが１．４６１１を超えると、シリカ膜の酸素バリア性が向上し、サンプルの耐熱性が向上すると言える。特に、シリカ膜の屈折率ｎが１．４６７以上であれば、サンプルは、良好な耐熱性を有すると推定される。
【０１３５】
いずれのサンプルにおいてもシリカ膜中のカーボン量は、検出限界以下であり、屈折率ｎと緻密性の関係は確かであることがわかる。
【０１３６】
（ミラーサンプルの耐熱試験）
前述の予備試験の結果から、シリカ膜の屈折率ｎが１．４６７を超えれば、シリカ膜が良好な酸素バリア性を発揮することが確認された。そこで次に、実際のミラー装置の構成を備えるミラーサンプルを作製し、この耐熱性の評価を行った。
【０１３７】
（ミラーサンプル１）
ミラーサンプル（ミラーサンプル１）は、以下のように作製した。
【０１３８】
まず、ガラス基板を準備する。ガラス基板は、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ３ｍｍの寸法を有し、Ｎａ２Ｏ含有量が０重量％である無アルカリガラスである。このガラス基板の一方の表面に、第１の層（目標厚さ２０ｎｍ）、第２の層（目標厚さ１２０ｎｍ）、第３の層（目標厚さ２．２ｎｍ）、第４の層（目標厚さ５０ｎｍ）、および第５の層（目標厚さ５０ｎｍ）を順次成膜して、前述の図３に示したような層構成のミラーサンプル１を作製した。
【０１３９】
なお、第１の層は、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛で構成され、第２の層は、１ｗｔ％の金を含有する銀合金で構成され、第３の層は、アルミニウムがドープされた亜鉛で構成され、第４の層は、シリカで構成され、第５の層は、窒化ケイ素で構成される。
【０１４０】
このうち、第１の層〜第３の層、および第５の層は、通常のスパッタ法で成膜した。
【０１４１】
まずは５ａｔ％のアルミニウムがドープされた亜鉛ターゲットを用いて、ＤＣスパッタリング法により、ガラス基板上にアルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガス（流速６０ｓｃｃｍ）と酸素ガス（流速１４０ｓｃｃｍ）を使用した。投入電力は、０．５ｋＷとした。
【０１４２】
次に、残存ガスを排気後、１ｗｔ％の金を含有する銀合金ターゲットを用いて、ＤＣスパッタリング法により、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を有するガラス基板上に、銀合金膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガス（流速２００ｓｃｃｍ）を使用した。投入電力は、０．９ｋＷとした。
【０１４３】
これに対して、シリカ製の第４の層は、プラズマＣＶＤ法により成膜した。プラズマＣＶＤ処理の条件には、前述の予備試験のサンプル２において、第２のシリカ膜を成膜する際の条件と同じ条件を採用した。従って、第４の層の波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、１．４７７３であり、消衰係数ｋは、０であり、カーボンの含有量は、検出限界以下である。
【０１４４】
次に、残存ガスを排気後、金属シリコンターゲット（ボロンドープの多結晶ターゲット、シリコンの含有率９９．９９９質量％）を使用し、パルスＤＣ反応性スパッタリング法により、窒化ケイ素膜を成膜した。スパッタリングガスには、窒素ガス（流速６０ｓｃｃｍ）およびアルゴンガス（流速１４０ｓｃｃｍ）を使用した。投入電力は、１ｋＷとし、周波数は、２０ｋＨｚとした。
【０１４５】
（ミラーサンプル２）
ミラーサンプル１と同様の層構成を備えるミラーサンプル（ミラーサンプル２）を作製した。ただし、このミラーサンプルでは、第４の層は、プラズマＣＶＤ法により成膜した。プラズマＣＶＤ処理の条件には、前述の予備試験のサンプル３において、第２のシリカ膜を成膜する際の条件と同じ条件を採用した。従って、第４の層の波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、１．４６９であり、消衰係数ｋは、０であり、カーボンの含有量は、検出限界以下である。
【０１４６】
その他の成膜条件は、ミラーサンプル１と同様である。
【０１４７】
（ミラーサンプル３）
ミラーサンプル１と同様の層構成を備えるミラーサンプル（ミラーサンプル３）を作製した。ただし、このミラーサンプル３では、第４の層、すなわちシリカ膜は、通常のスパッタ法により成膜した。成膜条件には、前述の予備試験のサンプル５において、第２のシリカ膜を成膜する際の条件と同じ条件を採用した。従って、第４の層の波長６３２ｎｍにおける屈折率ｎは、１．４６０２であり、消衰係数ｋは、０である。
【０１４８】
また、ミラーサンプル３では、第５の層は、窒化ケイ素ではなく、二酸化チタン（目標厚さ５０ｎｍ）とした。
【０１４９】
その他の成膜条件は、ミラーサンプル１と同様である。
【０１５０】
（ミラーサンプル４）
ミラーサンプル３と同様の層構成を備えるミラーサンプル（ミラーサンプル４）を作製した。ただし、このミラーサンプル４では、第５の層は、二酸化チタンではなく、窒化ケイ素（目標厚さ５０ｎｍ）とした。
【０１５１】
その他の成膜条件は、ミラーサンプル３と同様である。
【０１５２】
表２には、ミラーサンプル１〜４の第４の層の作製条件、第４の層の屈折率ｎおよび消衰係数ｋの値、ならびに第５の層の材質をまとめて示した。
【０１５３】
【表２】
2014178401.tif 000004
（耐熱試験）
ミラーサンプル１〜４を用いて、耐熱試験を実施した。耐熱試験は、各ミラーサンプルを、大気下５００℃で３時間熱処理することにより実施した。
【０１５４】
熱処理後の各ミラーサンプルにおいて、日射エネルギー反射率Ｒｅを測定した。この日射エネルギー反射率：Ｒｅは、ＩＳＯ９０５０−２００３に準じて算定される値であり、具体的には、分光絶対反射率（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ）の測定値に、日射の標準スペクトル分布を示す重化係数を乗じて加重平均した値を意味する。また、熱処理後のミラーサンプルの外観を目視で観察した。
【０１５５】
各ミラーサンプルにおける耐熱試験の結果をまとめて、前述の表２に示す。
【０１５６】
表２に示す結果から、熱処理後のミラーサンプル１および２は、ミラーサンプル３および４に比べて、エネルギー反射率Ｒｅが有意に高いことがわかる。また、熱処理後のミラーサンプル３、４には、濁りが認められた。これに対して、熱処理後のミラーサンプル１および２には、外観上、特に異常は認められなかった。
【０１５７】
以上のことから、第４の層が波長６３２ｎｍにおいて１．４６７以上の屈折率ｎを有し、１×１０−４以下の消衰係数ｋを有し、カーボンの含有量が３原子％以下であるシリカ膜で構成されたミラーサンプル１および２では、第４の層が１．４６程度の屈折率ｎを有するシリカ膜で構成されたミラーサンプル３、４に比べて、良好な耐熱性を示すことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、例えば、リニアフレネル型またはタワー型等の太陽熱発電システムにおける二次ミラー等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１００    反射性部材
１１０    ガラス基板
１２０    金属反射膜
１３０    シリカ膜
２００    ミラー装置
２１０    ガラス基板
２２０    第１の層
２３０    第２の層
２４０    第３の層
２５０    第４の層
２６０    第５の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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