CN1313952A - 具有眩光控制的波长选择应用薄膜 - Google Patents

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Abstract

一种具有低可见光透射率和低可见光反射率的阳光控制薄膜是由以下各层材料构成的。第一层是透明衬底材料(40),上面沉积了用于优先降低通过薄膜透射的红外光能量的阳光负荷减低薄膜(46);而第二层是透明衬底材料(52),上面沉积了用于部分阻拦光透射的一层薄的透明金属薄膜。在那里第一透明衬底薄层和第二透明衬底薄层是用光学上整块的膜层来予以分隔开,它可防止反射光的相长和相消干涉。阳光控制薄膜的一个较佳实施例依次包括压敏粘合剂层(42),聚乙烯对苯二酸盐层(44),法卜利－波洛干涉滤光片层(46),粘合剂层(48),灰金属层(50),另一层聚乙烯对苯二酸盐层(52),以及硬质镀膜(54)。此优选的阳光控制薄膜在红外区提供波长选择,同时控制可见光透射并把可见光反射率减到最小。

Description

具有眩光控制的波长选择应用薄膜
技术领域
本发明涉及光学器件，像太阳能控制的窗薄膜，它具有低可见光透射率和低可见光反射率，并涉及制作上述器件的方法。
背景技术
为了降低因日光产生的眩光或热负荷。在窗上施加了染色的和真空镀膜的塑料薄膜。为了减少眩光必须控制波长在400纳米和700纳米之间的可见光的透射率(TVIS)。要减少热负荷，就要阻拦太阳光谱(就是说，在400纳米到2100纳米的波长范围)中可见光部分或近红外(NIR)部分的太阳光透射率(TSOL)。
染色薄膜主要通过吸收把可见光的透射率TVIS控制到任一所要的水准，从而极好地减小眩光。但是，一般来说，染色薄膜并不阻拦近红外太阳能，从而不能完全有效地作为阳光控制薄膜。染色薄膜的另一个缺点是，它们往往随着阳光的曝晒而褪色。另外，当薄膜着上多重染料时，染料往往以不同的速率褪色，在薄膜的整个寿命中造成了不希望有的颜色变化。
其他已知的窗薄膜是用诸如不锈钢、铬镍铁合金、蒙乃尔镍铜金属、铬，或镍铬合金等灰金属真空沉积制成的。此沉积得到灰金属薄膜在太阳光谱的可见和近红外部分提供大约相同的透射度。所以，在阳光控制方面，灰金属薄膜相对染色薄膜是一个改进。灰金属薄膜在曝露于日光、氧气、和/或潮气后相对稳定，并且在那些情况下，一般不会检测出由于氧化、色变而导致镀层透射率的增加。在加于清净的浮法玻璃后，灰金属阻拦光透射，阳光的反射量和吸收量大致相等。
诸如银、铝和铜等真空沉积膜层主要靠反射来控制太阳辐射，并由于可见光反射率(RVIS)很高，仅能用于有限的几个应用。
从惯例上来说，最佳的降低眩光的镀膜是溅射不锈钢、铬、或镍之类的灰金属。图1中的曲线是溅射的镍铬镀层的透射光谱10，它是为可见光谱的中心透射约50％的光而设计的。此镍铬薄膜被粘贴在3.2毫米厚的浮法玻璃板上。可以看到，能量的透射率在太阳光谱的可见光部分(400纳米-700纳米)和近红外(700纳米-2100纳米)部分都受到控制。由于玻璃中存在氧化铁，所以观察到轻微程度的波长选择性。
在图2的曲线中，示出了各种不同厚度的单层和双层镍铬膜层的可见光反射率RVIS，它们是相应的可见光透射率TVIS的函数。图2中曲线的数据可在表1中找到。在这里，双层镍铬薄膜涉及到一种结构，在这种结构中使用了两层在光学上隔离开的溅射镀层。这两层镀层彼此由一个相对厚的(就是说，大于2微米)诸如层压粘合剂的薄层所隔开。参考图2，镍铬膜层的厚度从左到右减小，而且可以看到随着镍铬膜层变薄，可见光的反射率RVIS减小而可见光的透射率TVIS增加。在单层和双层镍铬薄膜之间的比较中得出，对于同一TVIS，镍铬双膜层具有明显减小的RVIS。例如，在TVIS为20％时单层镍铬镀膜具有24％的RVIS，而双层镍铬镀膜具有13％的RVIS。当镍铬膜层变薄时，两种薄膜的RVIS会聚在一点。
由具有单层和双层镍铬膜层薄膜获得的阳光拒光率(rejection)程度于图3的曲线中作了比较。阳光拒光率被定义为：
阳光拒光率％=阳光反射率+(0.73×阳光吸收率)。
在本领域中，阳光拒光率往往是按照美国材料试验标准(ASTM)的E424B方法来计算的。所能看出的低透射率单层镍铬镀膜相对于双镍铬等价物具有略好的阳光拒光率是由于阳光反射率的差异。
在颁发给杨的美国专利第5,513,040号的题为“具有低可见光透射率和低可光反射率的光学器件”一文中，披露了采用镍铬双膜层的一种低可见透射率TVIS和低可见光反射率RVIS的薄膜。杨披露了一种具有二层或更多层透明衬底的阳光控制薄膜，每层衬底支承了一层薄的、透明的、突变的、不相干的金属薄膜，具有低RVIS和一定的可见光阻拦能力。这些衬底被装配和层叠成一复合材料，使得各金属薄膜的可见光阻拦能力被有效地组合起来，从而提供一种具有低可见光透射率TVIS的复合材料。参考图4，杨具体地描述了一种粘结于玻璃窗20的薄膜，自上而下依次包含有压敏粘合层22、聚乙烯对苯二酸盐膜层24、镍铬膜层26、粘合层28、镍铬膜层30、聚乙烯对苯二酸盐膜层32、以及硬质镀膜34。
一种用于提供阳光控制的已知薄膜是基于银的法卜利-波洛干涉滤光片(法卜利-波利滤光片)。因为这种滤光片具有高度的波长选择性，所以法卜利-波洛滤光片提供了良好的阳光控制。例如，利用一片法卜利-波洛滤光片，可见光能透射约70％，而近红外阳光辐射的透射少于10％。利用法卜利-波洛滤光片的镀膜在审美上是可接受的，因为包含这种薄膜的层叠玻璃结构的可见光反射率RVIS可以很低，一般接近10％。在颁发给盖乔斯基(Gajewski)等人的美国专利第5,111,329号题为“配有可控光透明体的阳光负荷减少板”的一文中披露了采用法卜利-波洛干涉滤光片来作阳光控制的例子。
在希望阳光控制对窗的可见光光学性质产生最小影响的那些应用中，法卜利-波洛滤光片是合乎需要的。但是，在想要有眩光控制还要有阳光控制的那些应用中，法卜利-波洛滤光片的高可见光透射率使得它们不能接受。结果，所需要的东西是具有低可见光透射率和低可见光反射率的一种改进的阳光控制薄膜。
本发明的概要
本发明是一种具有低可见光透射率和低可见光反射率的阳光控制薄膜，它包括第一层衬底，在它上面沉积了一层阳光负荷减低薄膜；和第二层衬底，在它上面沉积了一层薄的透明金属薄膜，这两种衬底由一层在光学上整块的膜层所隔开。在一较佳实施例中，阳光控制薄膜被应用于窗上，它依次包括压敏粘合膜层，聚乙烯对苯二酸盐膜层，法卜利-波洛干涉滤光片膜层，粘合膜层，灰金属膜层，另一层聚乙烯对苯二酸盐膜层，以及一层硬质镀膜。在这阳光控制薄膜中，优选的PET薄膜的厚度范围约为0.5到2密尔。法卜利-波洛干涉滤光片被沉积到第一层PET膜层上，并且在透射可见光的大部分时有选择地把红外波长辐射的大部分排除在外。
法卜利-波洛干涉滤光片的较佳实施例包括一个薄膜层堆：具有厚度在15～60纳米范围内的第一层连续的氧化铟介电薄膜；具有厚度在4～25纳米范围内的第一层连续的导电金属银薄膜；具有厚度在30～1200纳米范围内的第二层连续的氧化铟介电薄膜；具有厚度在4～25纳米范围内的第二层连续的金属银薄膜，以及具有厚度约15-60纳米的第三层连续的氧化铟薄膜。在法卜利-波洛滤光片中的金属银膜层，银是主要的，用少于50％的金或铜加入形成一个合金或包层，以改进化学的和光的耐用性。层压粘合剂是足够厚以阻止或防止反射光的相长和相消干涉。灰金属膜层是一层相对地薄的薄膜，可以散射，漫射，反射和/或吸收可见光，但是具有足够的厚度来部分地阻拦和/或减少通过薄膜的可见光的透射。优选的灰金属膜层是镍铬，它沉积在第二层PET膜层上，厚度在1～20纳米范围内。
阳光控制薄膜的其它实施例包括把附加的灰金属膜层结合到这薄膜上去。在一实施例中，把一附加的灰金属膜层沉积到第二层PET膜层上，与第一层灰金属膜层相对。在另一个可替代的实施例中，其附加的灰金属膜层是被溅射到一层附加的PET膜层上而这附加的灰金属膜层是用一层附加的粘合膜层把它附着到第二层PET膜层上。硬质镀膜被溅射到第三层PET膜层上。
本发明的阳光控制薄膜改善了红外范围的波长选择性并大大改进了阳光拒光率。因为可见光透射率增加到超过20％，所以阳光衰减比现有技术有重大的改进。除阳光拒光之外，新控制薄膜的阳光反射率也比现有技术有重大的改进。阳光反射在像保护停泊着的车辆之类的应用中是特别重要的，在这种地方汽车内部的稳态温度是感兴趣的。
采用灰金属进行阳光控制也助于对可见光透射率在20％到60％的范围内保持其可见光反射率低于20％。本发明的优点包括了阳光控制薄膜提供改进的波长选择性，同时把可见光透射率和可见光反射率都有效地控制在可接受的范围。
附图的概述
图1是一单层镍铬薄膜的透射光谱图，这薄膜是为在可见光谱中部透射约50％的光而设计的。
图2是对于在3.2毫米玻璃上的单层镍铬薄膜和双层镍铬薄膜，作为薄膜厚度函数的可见光反射率对可见光透射率的曲线图。
图3是对于在3.2毫米玻璃上的单层镍铬薄膜和双层镍铬薄膜，作为薄膜厚度函数的阳光拒光率对可见光透射率的曲线图。
图4是按照现有技术具有双层镍铬膜层的阳光控制薄膜。
图5是按照本发明的具有法卜利-波洛干涉滤光片和一层灰金属膜层的阳光控制薄膜。
图6是按照本发明较佳的法卜利-波洛干涉滤光片的展示图。
图7是按照本发明的另一种法卜利-波洛干涉滤光片的展示图。
图8示出了按照本发明的另一种具有附加灰金属膜层的阳光控制薄膜。
图9示出了依照本发明的另一种阳光控制薄膜，该薄膜将一附加的金属层沉积在一附加的PET层上，而PET层通过附加的粘合层粘贴。
图10是一阳光控制薄膜与在图1中的单层镍铬膜层的曲线图作比较的透射率光谱图，在这里，两种薄膜都为在可见光谱中部透射约50％的光而设计的。
图11是关于本发明的阳光控制薄膜以及正如在现有技术熟知的单层镍铬和双层镍铬膜层，作为薄膜厚度函数的阳光拒光率对可见光透射的关系图。
图12是关于本发明的阳光控制薄膜以及正如在现有技术熟知的单层镍铬和双层镍铬膜层，作为薄膜厚度函数的、阳光拒光率对可见光透射率的关系图。
图13是关于本发明三种阳光控制薄膜，作为薄膜厚度函数的可见光反射率对可见光透射率的关系图。
图14是阳光控制薄膜的另一个实施例，在这里第二层聚乙烯对苯二酸盐膜层和灰金属膜层对调了一下且灰金属膜层被涂覆了一层红外透明的硬质镀膜。
详细描述
在本说明书和后附的权利要求书中，下列的术语具有明确的含义：
“TVIS”是指通过透明的光学器件(也就是，窗)透射的可见光或辐射的百分率。
“RVIS”是指从光学器件(也就是，窗)反射的可见光或辐射的百分率。
“AVIS”是指被光学器件吸收的可见光或辐射的百分率。
“TSOL”是指通过光学器件透射的太阳能的百分率。
“RSOL”是指从光学器件反射的太阳能的百分率。
“ASOL”是指被光学器件吸收的的太阳能的百分率。
“％SR”是指光学器件的阳光拒光百分率。
“SC”或“荫蔽系数”是指当环境介质通过一个装有特殊玻璃的已知面积开口而曝露在阳光辐射下时所获得的热增益与通过相同面积的装配3.2毫米清洁的单个窗格玻璃所获得的热增益作比较(ASHRAE标准计算法)。
图5是具有低可见光透射率和低可见光反射率的阳光控制薄膜的较佳实施例。所示用作参考的较佳实施例附着在一层玻璃膜层40上，并从上而下依次包括，一层压敏粘合剂膜层42，一层聚乙烯对苯二酸盐膜层44，一层法卜利-波洛干涉滤光膜层46，一层粘合剂膜层48，一层灰金属膜层50，另一层聚乙烯对苯二酸盐膜层52，和一层硬质镀膜层54。玻璃膜层40可以是任何型号的玻璃或塑料窗材料，并且通常是3.2毫米的浮法玻璃。
压敏粘合剂膜层(PSA)42可以是任何型号的粘合剂，它能把阳光控制薄膜粘贴到玻璃40上去。为了把阳光控制薄膜粘附到玻璃上去，该阳光控制薄膜的一个表面镀一薄层压敏粘合剂(PSA)并在把薄膜施加到玻璃之前从PSA把脱模层移去。正如本领域所熟知的，可把紫外吸收的添加剂结合进PSA。
对阳光控制薄膜的衬底膜层来说聚乙烯对苯二酸盐(PET)膜层44是优选的材料。衬底可包括任何常规用于阳光控制薄膜的透明支承材料，特别是以条状供应的韧性的聚合物薄膜。正如图中所示，优先的聚合物是一种具有厚度范围约为0.5到2密尔直至约50密尔的聚乙烯对苯二酸盐薄膜。这种薄膜的折射率范围一般从1.4-1.7。本发明对衬底的类型要求不是太苛刻的。
在阳光控制薄膜中的下面一层是法卜利-波洛干涉滤光膜层(法卜利-波洛滤光片)46，一般来说，把它称为阳光负荷减低(SLR)薄膜。这法卜利-波洛滤光片被沉积到PET膜层44上并有选择地除去红外波长辐射的大部分，但是透射可见光的大部分。这优选的法卜利-波洛滤光片的展示图绘于图6。该较佳实施例是一个薄膜层堆，依次，从顶到底包括，具有厚度范围为15-60纳米的第一层连续的氧化铟介电薄膜60；具有厚度范围为4-25纳米的第一层连续的电导的银金属薄膜62；具有厚度范围为30-1200纳米的第二层连续的氧化铟介电薄膜64；具有厚度为4-25纳米的第二层连续的银金属薄膜66；以及具有厚度范围为15-60纳米的第三层连续的氧化铟介电薄膜68。
图7是一替代的法卜利-波洛滤光片的展开图，它可以取代上述优先的法卜利-波洛滤光片。该替代的法卜利-波洛滤光片包括两层附加薄膜层，一层附加的金属膜层70，和一层附加的氧化物膜层72。在替代物中，第三层氧化铟薄膜68的厚度增加到30-1200纳米。附加的金属膜层70是第三层连续的银金属薄膜，最好把它沉积到第三层氧化铟薄膜68上并厚度范围为4-25纳米。附加的氧化物膜层72是第四层连续的氧化铟介电薄膜，最好把它沉积到第三层金属膜层上，厚度范围为15-60纳米。
在法卜利-波洛滤光片中的金属膜层62,66和70主要是银并有少于50％的金或铜加入形成一种合金或形成包层以改善化学的和光的耐用性。虽然氧化铟被优选为氧化物层60,64,68和72，但是像氧化锌、氧化锡、氧化钛、和氧化铌之类的其它氧化物，也可用在那些氧化物宽松地指具有折射率为1.5或较大，具有可见光吸收水平少于10％的透明介电膜层的地方。也能用氮化物，氟化物等等，只要它们是适当透明的并具有有效折射率大于1.5。
有关设计、性能和法卜利-波洛滤光片生产方法等更多的具体细节在美国专利第4,799,745号题为“热反射复合薄膜和包含该薄膜的玻璃窗产品”中披露，这专利转让给本发明的受让人。
回到参考图5，层压粘合剂48可以是用于阳光控制薄膜的任何常规的层压粘合剂，它在光学上是结构均匀的并且它阻滞反射光的相长和相消干涉。层压粘合剂放于灰金属膜层50和法卜利-波洛滤光片46之间且应具有2微米或较多一点的厚度。2微米或较多一点的厚度有助于保证从灰金属膜层和法卜利-波洛滤光片反射来的光不是相干的，因此，不会出现由于相消和相长干涉而产生的彩色。
灰金属膜层50最好是金属或合金，像镍-铬(镍铬或NiCr)，它是在第二PET层上形成的，厚度范围为2-20纳米。可采用的其它的金属或合金包括不锈钢，铬镍铁合金，蒙乃尔合金，铬或镍铬合金。不被看作灰金属但当薄薄地沉积时或在促进非连续镀层生长的情况下是“类灰色的”包括铜，金，铝和银，它们也可被采用。一般来说，金属膜层必须是一层薄的薄膜，它可以散射，漫散，反射，和/或吸收可见光，但又有足够的厚度以减少薄膜对可见光的透射。该金属膜最好是溅射沉积到衬底上去，不过也能采用其它的真空沉积技术。
由本发明设想的低反射率薄膜，其镀层应该是足够薄使得金属膜层的可见光反射率RVIS不超过约20％。一般来说，金属膜层的厚度将落到1-20纳米的范围内。
下一层PET膜层52大体上具有与第一层PET膜层44同样的特性，除了在它的表面上沉积了灰金属膜层50而不是法卜利-波洛滤光片46。
为了保证阳光控制薄膜在窗上应用，薄膜的PET膜层52的曝露表面镀上了一层耐抓痕和耐磨损的硬质镀膜54。在工艺操作中和在成品的应用中硬质镀层改进了软性衬底的耐用性。硬质镀膜是本领域熟知的。硬质镀膜可以是任何一种已知材料，像基于二氧化硅的硬质镀膜，硅氧熔硬质镀膜，密胺硬质镀膜，丙烯酸的硬质镀膜，等等。这些材料一般具有反射率1.4到1.6。对硬质镀膜的一个可接受的厚度范围是从1微米到20微米。对本发明而言，硬质镀膜层并不苛刻。
图8和图9是阳光控制薄膜的其它实施例。这两种实施例都结合了一层附加的灰金属膜层到薄膜上。参看图8，附加的灰金属膜层58被沉积到第二层PET膜层52上，与第一层灰金属膜层58相对。在阳光控制薄膜内，附加的金属膜层58被放置在第二层PET膜层52和硬质镀膜54之间。参看图9，其附加的灰金属膜层80被溅射到附加的PET膜层82上而此附加的灰金属膜层用附加的粘合剂膜层78粘结到第二层PET膜层52。其硬质镀膜54被沉积到附加的PET膜层82上。
对新的阳光控制薄膜的性能比较数据示于表1并图示于图10-13。参看表1，在左面的8列中，给出了正如在表中叙述的层压玻璃结构的光学性质。在某些例子中，在最后4列中给出的，是用于层压结构的单膜层金属(就是说，NiCr或Ag)的光学性质的叙述。参看图10，新阳光控制薄膜90在TVIS=50％的例子中的透射率光谱与示于图1的具有镍铬的单膜层10的薄膜的透射率光谱作比较。由本发明的阳光控制薄膜得出的阳光拒光率，在红外范围被波长选择性所改进是明显的，而它是由新的阳光控制薄膜提供的。正如在以后的图中所指出的，新阳光控制薄膜的阳光拒光性在较高的可见光透射率水平处是特别明显而当可见光透射率被控制在低于20％时，几乎没有由采用法卜利-波洛滤光片获得的优点。
表1施加法卜利-波洛和镍铬的薄膜
1/8-吋玻璃+薄膜(法卜利-波洛+镍铬) 只有金属性质面向镀层
NiCrThick. TVIS RVIS TSOL RSOL ASOL ％SR SC TVIS RVIS AVIS AVIS/RVIS
 0.00  72.80  9.20 43.90  22.60  33.50 47.10  0.61
 2.45  60.00  9.10 36.00  22.50 41.50  52.80  0.54 70.50 13.80 15.70  1.14
 4.98  50.00 10.00 29.90  23.00 47.10  57.40  0.49  57.30 17.50  25.20  1.44
 8.45  40.00 12.00 23.80  24.10  52.10 62.10  0.44  44.40 22.80   32.80  1.44
 13.4  30.00 15.40 17.90  25.90  56.30  67.00  0.38  32.30 29.80  37.90  1.27
 21.5  20.00  20.30 11.90  28.40  59.70  72.00  0.32  20.80 38.30 40.90  1.07
 1/8-吋玻璃+薄膜(法卜利-波洛+镍铬+镍铬)
各个NiCr厚度 TVIS RVIS TSOL RSOL ASOL ％SR SC
 1.10  60.00  9.00  35.90 22.50 41.60  52.90  0.54
 2.27  50.00  9.10  29.80 22.60 47.60  57.30  0.49
 3.80 40.00  9.80  23.70 22.90  53.40 61.90  0.44
 5.90  30.00 11.10 17.70  23.60  58.70  68.50  0.39
 9.12  20.00 13.40 11.70  24.80  63.40 71.10  0.33
 1/8-吋玻璃+薄膜(法卜利-波洛+银)
Ag厚度 TVIS RVIS TSOL RSOL ASOL ％SR SC TVIS RVIS AVIS AVIS/RVIS
 8.00  60.00 16.70  34.80  26.90  38.30 54.90  0.52  69.30 26.20  4.50  0.17
12.10  50.00  24.00  28.50  30.70  40.80  60.50  0.45  55.30 39.30  5.40  0.14
16.10  40.00 31.70 22.60  34.60  42.80  65.80  0.39  42.80 51.40  5.80  0.11
 20.80 30.00  39.60 17.00  38.60  44.60  71.20  0.33  31.00 63.30  5.70  0.09
 26.90 20.00  47.80 11.50  42.30 46.10  76.00  0.28 19.80 74.60  5.60  0.08
    1/8-吋玻璃+薄膜(镍铬+镍铬)
NiCr厚度 TVIS RVIS TSOL RSOL ASOL ％SR SC TVIS RVIS AVIS AVIS/RVIS
 2.27  60.00  8.00  53.60  7.50  38.90  35.90  0.74  71.60 13.60 14.80  1.09
 3.50  50.00  8.10  44.00  7.70 48.20  42.90  0.66 64.50 15.30  20.20  1.32
 5.08  40.00  8.90  34.70  8.50  56.70  49.90  0.58  56.80 17.70  25.50  1.44
 7.27  30.00 10.40  25.60  10.10  64.30  57.00  0.49  48.30 21.00  30.70  1.46
10.70  20.00 13.30  16.70  13.00  70.30 64.30  0.41  38.40 26.00
    1/8-吋玻璃+薄膜(镍铬)
NiCr厚度 TVIS RVIS TSOL RSOL ASOL ％SR SC
 4.75  60.00  8.20  53.70  7.80  38.50  35.90  0.74
 7.50  50.00  9.50 44.20  9.30  46.50  43.20  0.65
11.20 40.00 12.40 34.90 12.30  52.80  50.80  0.57
16.60  30.00 17.10  25.70 16.90  57.30  58.70  0.47
 25.00  20.00  23.60 17.00  23.30  59.70 66.90  0.38
在图11中，将本发明的具有层压到法卜利-波洛滤光片上的一层镍铬膜层的薄膜的阳光拒光特性与具有镍铬的单膜层和双膜层的薄膜相比较。可以看到，当可见光透射率增加了20％以上时，新阳光控制薄膜的阳光拒光率比单膜层和双膜层镍铬薄膜有了极大的改进。例如，在TVIS为20％时，该新的阳光控制薄膜拒绝了约72％的阳光能量，而单膜层镍铬薄膜衰减约67％的阳光能量以及双膜层镍铬薄膜衰减约64％的阳光能量。当金属膜层变得较薄时，阳光拒绝的差额扩大了，因此当TVIS为60％时，新阳光控制薄膜拒绝阳光能量约为53％，而单膜层和双膜层镍铬薄膜各拒绝约36％的阳光能量。
关于加入法卜利-波洛滤光片的阳光控制的全部重要性单从阳光拒绝来看是不明显的。如图12所示，当检测阳光反射差异时其好处就较为明显了。正如能看到的，新阳光控制薄膜的阳光反射比单膜层和双膜层镍铬薄膜有了极大的改进。例如，在TVIS为20％时，新阳光控制薄膜反射了约28％的阳光能量，而单膜层镍铬薄膜反射约23％的阳光能量以及双膜层镍铬薄膜反射约13％的阳光能量。当金属膜层变得较薄时，阳光反射差额扩大了，致使当TVIS为60％时新阳光控制薄膜反射约23％的阳光能量，而单膜层镍铬薄膜和双膜层镍铬薄膜分别拒绝约8％和约7％的阳光能量。
阳光反射在像停泊着的车辆的保护应用中特别重要，在这里对车辆内部的稳态温度是感兴趣的。在阻挡阳光能量上，阳光反射比阳光吸收好，因为被汽车玻璃吸收的能量可以向内或向外转移，这取决于空气流、表面发射率、在玻璃对面一边的物体温度等。在车辆窗上阳光能量的吸收放慢了温度的升高速率，但是，它不限制在车内最后的温度平衡。另一方面，由反射造成的阳光拒绝与环境条件无关并具有降低车内平衡温度的效果。
对阳光控制薄膜采用灰金属有助于使可见光反射率RVIS尽可能低。参考图13，可以看到采用银而不是镍铬薄膜来降低法卜利-波洛滤光片之透射率的效果。如果采用一种高反射率金属，例如银(或铝)，那么对一已给定的透射率其最后的反射率是高多了。例如，在TVIS为20％时一具有银的阳光控制薄膜反射约48％的可见光，而一具有一层镍铬膜层的阳光控制薄膜反射约20％的可见光以及一具有双层镍铬膜层的阳光控制薄膜反射约13％的可见光。当金属变得较薄时，可见光反射率之间的差额变小了。
本发明的阳光控制薄膜的反射率方面，通过为灰金属给出k/n值的极限来确定。另一个较为容易决定的用于确定金属灰色的方法是测量镀层薄膜的反射率和透射率以及决定在薄膜没被层压到玻璃上时的AVIS与RVIS的比率。从表1中对银和镍铬的数据明显地表明较灰的金属将会有较高的AVIS/RVIS的比率。镍铬的AVIS/RVIS比在这里所考虑的厚度范围内为从1.07到1.44。银的AVIS/RVIS比为从0.08到0.17。对用金属溅射到PET上的该新的阳光控制薄膜的一个合理的截止是AVIS/RVIS大于0.6。此处，反射是从衬底镀层面测试的，注意，并不简单地通过所用材料的类型来确定沉积层是否为一“灰金属”。即使像铝那样的反射金属在高压下，在具有氧气和水等不希望有的背景气体下沉积时，可以生长成不连续的膜层并且具有像那些灰金属那样的光学性质。
另一个阳光控制薄膜的替代的实施例示于图14。这个阳光控制薄膜与图5中优选的实施例相比，它的灰金属膜层50和第二层PET膜层52作了对调，所以灰金属膜层最靠近薄膜表面94。于是，用红外透明硬质镀膜90把灰金属镀膜，像授予Dahlen等人的美国专利第4,226,910号，题为“具有绝缘性质的能量控制薄层”中所披露的那样。这红外透明硬质镀膜具有降低的发射率，它把靠近薄膜表面的热传递减到最小。阳光控制薄膜的实施例可以有效地用于建筑的或汽车的窗的里边以把传递到大楼或车辆内的辐射热减到最小。阳光控制薄膜也会把热反射回包围物内，稍微增加热的滞留。

Claims (20)

1．一种具有低可见光透射率和低可见光反射率的阳光控制薄膜，其特征在于，包括：
第一薄层，它为透明衬底材料，在它上面沉积一层阳光负荷减低(SLR)薄膜，用于优先地降低通过所述SLR薄膜透射的红外光能量，所述SLR薄膜在所述第一薄层的第1表面上构成一薄膜层堆，所述薄膜层堆至少包括最接近于所述第一薄层的第一介电薄膜，第一金属薄膜，第二介电薄膜，第二金属薄膜，和第三介电薄膜；
第二薄层它为透明衬底材料，在它上面沉积一层金属的透明薄膜，用于有效地部分阻拦光透射并具有低可见光反射率；以及
放置在所述第一和第二透明衬底间的一层光学上整块的膜层。
2．如权利要求1所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述光学上整块的膜层具有阻止在所述第一薄层和所述第二薄层之间反射的光发生相长和相消干涉的光学特性。
3．如权利要求1所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述光学上整块的膜层是一层折射率在1.4和1.7之间以及厚度大于1微米的透明膜层。
4．如权利要求1所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述光学上整块的膜层是一层直接放置在所述SLR薄膜和所述金属透明薄膜之间的层压粘合剂。
5．如权利要求4所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述第二透明衬底被粘结到窗上，使得所述第二透明衬底比所述第一透明衬底更靠近所述窗。
6．一种具有低可见光透射率和低可见光反射率的阳光控制薄膜，其特征在于，包括：
第一薄层它为透明衬底材料，在其上面沉积-法卜利-波洛干涉滤光片，用于优先地降低通过所述薄膜透射的红外光能量，所述干涉滤光片在所述第一薄层的第一表面上构成一薄膜层堆，所述薄膜层堆至少包括最接近于所述第一薄层的第一层氧化物薄膜，第一层金属薄膜，第二层氧化物薄膜，第二层金属薄膜，和第三层氧化物薄膜；
第二薄层，它为透明衬底材料，在它上面沉积一层金属透明膜层，用于有效地部分阻拦光透射并具有低可见光反射率；以及
放置在所述第一和第二透明衬底间的一层光学上整块的膜层。
7．如权利要求6所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述金属膜层是一层灰金属膜层。
8．如权利要求7所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述灰金属膜层是一层镍铬膜层。
9．如权利要求7中所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述灰金属具有大于0.6的AVIS/RVIS比和厚度范围为1-50纳米。
10．一种具有低可见光透射率和低可见光反射率的阳光控制薄膜，其特征在于，包括：
具有第一和第二侧面的由透明衬底材料构成的第一薄层；
阳光负荷减低薄膜层堆，它在所述透明衬底材料第一薄层的所述第二侧面上，所述薄膜层堆包括：
第一氧化物膜层，它在所述透明衬底第二薄层的所述第二侧面上；
第一金属膜层，它在所述第一氧化物膜层上；
第二氧化物膜层，它在所述第一金属膜层上；
第二金属膜层，它在所述第二氧化物膜层上；和
第三氧化物膜层，它在所述第二金属膜层上；
具有第一和第二侧面的由透明衬底材料构成的第二薄层；
由灰金属构成的薄透明膜层，它在所述透明衬底材料第二薄层的所述第二侧面上；和
粘合膜层，它在位于所述透明衬底材料第一薄层上的阳光负荷减低薄膜层堆，和位于所述透明衬底材料第二薄层上的薄的透明金属膜层之间。
11．如权利要求10所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述灰金属的薄的透明膜层是一层镍铬膜层。
12．如权利要求11所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述镍铬膜层具有大于0.6的AVIS/RVIS比。
13．如权利要求12所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述镍铬膜层的AVIS/RVIS比是在1.07-1.44的范围。
14．如权利要求10所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述第一、第二和第三氧化物膜层具有大于1.5的折射率并对阳光控制镀层的总吸收贡献不超过10％。
15．如权利要求14所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述第一金属膜层和所述第二金属膜层包括银合金，具有不超过50％的金与铜。
16．如权利要求10所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述阳光负荷减低薄膜层堆的厚度范围是：
所述第一氧化物膜层=15-60纳米；
所述第一金属膜层=4-25纳米；
所述第二氧化物膜层=30-1200纳米；
所述第二金属膜层=4-25纳米；
所述第三氧化物膜层=15-60纳米。
17．如权利要求10所述阳光控制薄膜，其特征在于，进一步包括第二层由灰金属制成的、薄透明膜层，它在所述透明衬底材料第二薄层的所述第一侧面上。
18．如权利要求10所述阳光控制，其特征在于，进一步包括：
具有第一和第二侧面的、由透明衬底材料构成第三薄层；和
由灰金属构成的薄的透明膜层，它在所述透明衬底材料第三薄层的所述第二侧面上；
其中，将所述第三薄层上的所述灰金属膜层粘结到所述透明衬底材料第二薄层的所述第一侧面上。
19．如权利要求10所述阳光控制薄膜，其特征在于，所述阳光负荷减低薄膜层堆进一步包括在所述第三氧化物膜层上面的第三层金属膜层，和在所述第三金属膜层上面的第四氧化物膜层。
20．如权利要求10所述阳光控制薄膜，其特征在于，进一步包括：
压敏粘合剂，它直接与所述透明衬底材料第一薄层的所述第一侧面相邻接；和
硬质镀膜，它直接与所述透明衬底材料第二薄层的所述第一侧向相邻接。
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