TWI569961B - 包含紅外吸收層的光學膜 - Google Patents
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Description
本發明係關於複合薄膜，並且更尤其關於包含紅外吸收層的光學透明複合薄膜。
吸收紅外線光譜中的輻射同時傳輸可見光譜中的輻射的複合物具有重要應用，例如作為施加至建築物或車輛中的窗的覆蓋物。
對於某些此類複合薄膜，可見光透射率必須較高。在美國，例如汽車擋風玻璃必須具有至少70%的可見光透射率。然而，對於習知的複合薄膜而言，包含紅外吸收層以展現紅外輻射的較低反射率及吸收率亦可以降低可見光透射率。
需要改良複合薄膜的光學及太陽能特性。然而，改良諸如選擇率的太陽能特性的嘗試持續妨礙其他光學效能，諸如可見光透射率，且反之亦然。
因此，需要研發用於紅外吸收的協同符合透明
度、太陽能排斥率以及因此選擇率的需要的替代材料。
20‧‧‧黏合劑層
22‧‧‧黏合劑層/相對基板
30‧‧‧基板層
32‧‧‧相對基板層
40‧‧‧介電層/第一介電層
42‧‧‧介電層/第二介電層
44‧‧‧第三介電層
46‧‧‧第四介電層
50‧‧‧紅外吸收層/第一紅外吸收層
52‧‧‧紅外吸收層/第二紅外吸收層
70‧‧‧硬塗層
80‧‧‧窗
在隨附圖式中以舉例方式說明實施例，並且不加以限制。
圖1包含根據本發明之某些實施例的複合膜的圖示。
圖2包含根據本發明之某些實施例的另一種複合膜的圖示。
圖3包含根據本發明之某些實施例的又一種複合膜的圖示。
熟練的技術人員應瞭解，圖中的元件僅為簡單及清晰起見而進行說明，並且不一定按比例繪製。舉例而言，圖中一些元件的尺寸可以相對於其他元件放大以幫助改良對本發明實施例的理解。
與圖組合提供以下描述來幫助理解本文所揭示的教示內容。以下論述將集中在教示內容的具體實施方式及實施例上。提供此焦點以幫助描述教示內容，並且不應被解釋為對教示內容的範圍或可應用性的限制。然而，可以基於如本申請案中所揭示的教示內容來使用其他實施例。
術語“包括(comprises/comprising)”、“包含(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其他變化形式意欲涵蓋非排他性的包含。舉例而言，包括一列特徵的方法、物品或設備不一定僅限於彼等特徵，但可以包含沒有明確列出的其他特徵或此類方法、物品或設備所固有的其他特徵。此外，除非明確相反地陳述，否則“或”係指包含性的或而非排他性的或。舉例而言，以下中的任何一種都滿足條件A或B：A是真的(或存在的)及B是假的(或不存在的)；A是假的(或不存在的)並且B是真的(或存在的)；以及A及B都是真的(或存在的)。
此外，使用“一(a)”或“一個(an)”是用於描述本文所描述的要素及組分。這樣做僅是為方便起見並且給出本發明的範圍的一般性意義。除非明顯係指其他情況，否則此描述應將包含一個、至少一個或單數個解讀為也包含多個，或反之亦然。舉例而言，當本文描述單個項目時，可以使用一個以上項目替代單個項目。類似地，當本文描述一個以上項目時，可以用單個項目取代一個以上項目。
除非另外定義，否則本文所使用的所有技術及科學術語都具有與本發明本領域的普通技術人員通常所理解相同的含義。材料、方法及實例僅是說明性的並且並不意欲是限制性的。關於具體材料及加工行為的許多細節是習知的並且可以見於光學膜領域的教科書及其他來源中，直至本文未描述的程度。
本發明係關於例如複合薄膜中之改良的紅外吸
收。此外，某些實施例能夠實現合乎需要的效能而無需銀層。
鑒於下文所描述之說明並且不限制本發明之範圍的實施例將更好理解所述概念。
圖1及2說明根據某些實施例的示例性複合膜10
的代表性橫截面。複合膜10可以包含基板層30；黏合劑層22；第一及第二介電層40、42(參見圖2)；紅外吸收層50；以及相對基板層32。應理解，圖1及2中所說明之複合膜10是說明性實施例。無需所示所有層，並且與所示相比任何數量的額外層或更少層或層的不同佈置可以在本發明的範圍內。
所述基板層30及/或相對基板層32可以按特定應
用需要由任何數量的不同材料構成。在某些實施例中，所述基板層30及/或相對基板層32可以是透明層。所述基板層30及/或相對基板層32亦可以是撓性的。適合的透明材料包含聚碳酸酯；聚丙烯酸酯；聚酯，諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)；三乙酸纖維素(TCA或TAC)；聚胺基甲酸酯；氟聚合物或其組合。在特定實施例中，所述基板層30及/或相對基板層32可以含有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。在其他特定實施例中，所述基板層30及/或相對基板層32可以含有聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
所述基板層30及/或相對基板層32的厚度可以改
變，並且所述變化可以視所選擇的材料及所需應用而定。在某些實施例中，基板層30及/或相對基板層32的厚度可以是至少約0.1微米，至少約1微米，或甚至至少約10微米。在
其他實施例中，基板層30及/或相對基板層32的厚度可以不大於約1000微米，不大於約500微米，不大於約100微米，或甚至不大於約50微米。此外，基板層30及/或相對基板層32的厚度可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如約0.1微米至約1000微米，約1微米至約100微米，或甚至約10微米至約50微米。
在極其特定實施例中，基板層30的厚度可以大
於相對基板22的厚度。舉例而言，在極其特定實施例中，基板層30的厚度與相對基板22的厚度的比率可以是至少1，至少1.5，至少1.75，或甚至至少2。
在某些實施例中，複合膜可以適於施加至剛性表
面，諸如玻璃窗。當用作用於施加至剛性表面(諸如玻璃窗)的複合膜時，基板層30可以適於鄰近所述膜欲覆蓋的表面安置。舉例而言，如圖1中所說明，當附接至窗80上時，相對基板層32可以與紅外吸收層相比更靠近所述窗。因而，複合膜可以是撓性的獨立式複合膜，其可以適於黏附至諸如玻璃窗之建築構件或汽車構件。
此外，如圖1中所說明，第一黏合劑層20可以
鄰近相對基板層32安置並且適於接觸複合膜10欲覆蓋的表面(亦即，玻璃窗)。在某些實施例中，第一黏合劑層20可以包含壓敏黏合劑(PSA)。
在某些實施例中，複合膜10可以包含與基板層
30相鄰並且尤其直接相鄰的硬塗層70。硬塗層70可以提供耐磨性改良，以使得基板層30不大可能被刮擦。硬塗層70
可以包含交聯丙烯酸酯、含有諸如SiO2或Al2O3的奈米粒子的丙烯酸酯或其任何組合。硬塗層70可以具有任何合乎需要的厚度，諸如在1微米至5微米範圍內的厚度。
再次參看圖1及2，複合膜10可以含有紅外吸收
層50。紅外吸收層50可以為複合物提供吸收紅外輻射的能力，並且減少轉移通過複合物的熱量。如圖2中所說明，紅外吸收層50可以與一或多個下文將更詳細描述的介電層40、42相鄰或甚至直接接觸。
此外，在某些實施例中複合膜10可以含有一個
以上紅外吸收層。舉例而言，在某些實施例中，多個紅外吸收層(亦即，第一紅外吸收層50及第二紅外吸收層52)可以彼此相鄰，諸如彼此直接相鄰安置。
在其他實施例中，如尤其圖3中所說明，當存在
兩個或更多個紅外吸收層時，各額外紅外吸收層可以具有一或多個直接接觸各紅外吸收層的主表面的介電層。舉例而言，如圖3中所說明，第二紅外吸收層52可以與第三介電層44及第四介電層46直接接觸。此外，與紅外吸收層50相比，第二紅外吸收層52可以離基板層30更遠。
在某些實施例中，上文所描述的一或多個紅外吸
收層中之任一個可以含有在紅外區域中展現較高吸收率的紅外吸收材料。紅外吸收材料可以包含無機材料、氧化物材料、金屬氧化物材料或介電材料。具體而言，需要紅外吸收材料在可見光區域中展現高透明度。舉例而言，紅外吸收材料可以包含透明導電氧化物(TCO)。紅外吸收材料可以具有較低
導電性，諸如與銀層相比更低的導電性。銀層的導電性可以阻擋電磁波。替代地，紅外吸收層包含具有降低的導電性的紅外吸收材料的實施例可以減少或消除電磁波阻擋。可以包含於紅外吸收層中的紅外吸收材料的實例包含氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化鎘或其任何組合。
紅外吸收材料可以包含實質上純金屬氧化物或
包含雜質的金屬氧化物。雜質可以包含摻雜劑。摻雜劑可以藉由誘導等離子波長向負責紅外吸收的較小波長偏移來改良紅外吸收。適合的摻雜劑的實例包含鋁、鎵、銦、錫、鎂、銻、氟或其任何組合。舉例而言，可以用作紅外吸收材料的適合的經摻雜金屬氧化物包含鋁摻雜氧化鋅(AZO)、銦摻雜氧化鋅(IZO)、鎵摻雜氧化鋅(GZO)、錫摻雜氧化銦(ITO)、銻摻雜氧化錫(ATO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、銦鎵共摻雜氧化鋅(IGZO)或其任何組合。在極其特定實施例中，紅外吸收層可以包含AZO、GZO或兩者。
包含於金屬氧化物中的摻雜劑的量可以視所摻
雜的金屬氧化物、所使用的摻雜劑以及摻雜劑的所需作用而定。一般而言，如果使用摻雜劑，那麼摻雜劑可以至少0.05重量%，至少0.1重量%，至少0.5重量%，或至少1重量%的量存在於金屬氧化物中。然而，過多摻雜劑可能削弱紅外吸收材料的有效性。在某些實施例中，摻雜劑可以不大於20重量%，不大於17重量%，或不大於15重量%的量存在。舉例而言，摻雜劑可以在上述最小值及最大值中之任一個的範圍內存在於金屬氧化物中，諸如0.05重量%至20重量%，0.1
重量%至17重量%，或0.5重量%至15重量%。在特定實例中，紅外吸收材料包含Al2O3摻雜劑濃度在0.1重量%至6.5重量%(對應於至多10原子%的Al濃度)範圍內的AZO、摻雜劑濃度在1重量%至17.5重量%(對應於15原子%的Ga濃度)範圍內的GZO或兩者。以上值是按金屬氧化物的總重量計。
一或多個紅外吸收層50、52中之任一個的厚度
可以是至少50奈米(nm)，至少75nm，至少100nm，或至少150nm。此外，一或多個紅外吸收層50、52中之任一個的厚度可以不大於約1000nm，不大於800nm，不大於700nm，不大於600nm，或不大於500nm。此外，一或多個紅外吸收層50、52中之任一個的厚度可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如50nm至1000nm，75nm至800nm，100nm至600nm，或150nm至500nm。
在特定實施例中，第二紅外吸收層52可以具有
與第一紅外吸收層50相比更小或較大的厚度。舉例而言，第二紅外吸收層52的厚度與第一紅外吸收層50的厚度的比率可以是至少約0.25，至少約0.5，至少約0.75，至少約1，至少約1.5，至少約2，或甚至至少約3。在其他實施例中，第二紅外吸收層52的厚度與第一紅外吸收層50的厚度的比率可以不大於10，不大於8，不大於5，不大於3，不大於2.5，或甚至不大於2。此外，第二紅外吸收層52的厚度與第一紅外吸收層50的厚度的比率可以在上文所論證的最小值及最大值中之任一個的範圍內，諸如在約0.25至約3，或甚至約1至約3範圍內。
在特定實施例中，複合膜10可以含有不大於3
個紅外吸收層，不大於2個紅外吸收層，或甚至不大於1個紅外吸收層。在極其特定實施例中，複合膜10可以含有不大於2個紅外吸收層。
紅外吸收層可以藉由真空沈積技術，例如藉由濺
鍍或蒸發形成，如本領域中很好理解。在特定實施例中，紅外吸收層可以藉由磁控濺鍍技術形成。在此類技術中，應理解，上文所論述的層是紅外吸收材料的實質上連續的層，諸如紅外吸收材料的原子的連續層。此類層不同於分散在塗層調配物內的紅外吸收粒子，其將不是如本發明中所詳述的紅外吸收材料的實質上連續的層。
在其他實施例中，紅外吸收層可以藉由化學氣相
沈積(CVD)技術形成。舉例而言，在特定實施例中，紅外吸收層可以由等離子體增強式化學氣相沈積技術(PECVD)形成。
根據本發明的各種實施例，複合物可以進一步含
有一或多個介電層。包含介電層可以藉由充當允許紅外吸收層保留更多紅外光的抗反射器來進一步改良複合膜的光學特性。
如上文所論述，在某個實施例中，一或多個介電
層可以與紅外吸收層的一個或兩個主表面相鄰或甚至直接接觸安置。舉例而言，如圖2中所說明，在一個實施例中，複合膜10可以含有第一介電層40及第二介電層42，其中紅外吸收層50安置在其間。
在某些實施例中，一或多個介電層可以由介電材
料構成。介電材料可以包含例如無機材料、氧化物材料或金屬氧化物材料。可以用於介電層中的適合的介電材料的實例包含氮化矽、SiZrN、氮氧化矽(SiON)、氧化鋁、氧化鈦、氧化鈮、BiO2、PbO、氧化鋅、GZO、AZO、SnZnO、MgZnO、MgO、MoO3或其任何組合。在極其特定實施例中，一或多個介電層可以由氮化矽、氧化鈦、氧化鈮或其任何組合構成。
存在一些材料列出為適合用於介電層中並且列出為適合用於紅外吸收層。在某些實施例中，介電層的介電材料不同於紅外吸收層的紅外吸收材料。
上文所列的各種金屬氧化物亦可以在其折射率
方面加以描述。在某些實施例中，所使用的氧化鈦可以具有1.4至2.55的折射率。在特定實施例中，氧化鈦可以主要由金紅石相構成並且在510nm處具有約2.41的折射率。在另一個特定實施例中，氧化鈦可以主要由非晶相構成並且在630nm處具有約2.5的折射率。在其他實施例中，所使用的BiO2在550nm處可以具有約2.45的折射率，所使用的PbO在550nm處可以具有約2.55的折射率，所使用的Nb2O5在550nm處可以具有約2.4的折射率，並且所使用的ZnO在550nm處可以具有約2.0的折射率。在其他實施例中，金屬氧化物可以具有至少1.0，諸如至少1.2，或甚至至少1.4的折射率。在其他實施例中，金屬氧化物可以具有不大於3.0，諸如不大於2.9，或甚至不大於2.7的折射率。在其他實施例中，金屬氧化物可以具有在上述最小值及最大值中之任一個的範圍內，諸如在
1.0至3.0或甚至1.4至2.7範圍內的折射率。替代地，用作一或多個基於金屬氧化物的複合層中的層的金屬氧化物中的至少一個可以具有高折射率，諸如在510nm處或在550nm處至少2，至少2.1，至少2.2，至少2.3，至少2.4，或甚至至少2.5的折射率。
本文所論述的一或多個介電層中之任一個的厚度可以是至少25nm，至少35nm，至少45nm，或至少55nm。此外，一或多個介電層中之任一個的厚度可以不大於200nm，不大於175nm，不大於150nm，或甚至不大於125nm。此外，一或多個介電層中之任一個的厚度可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如25nm至200nm，45nm至150nm，或甚至50nm至125nm。
再次參看圖2，在某些實施例中，第一介電層(更靠近基板)及第二介電層(離基板更遠)的相對厚度可以實質上相同，或其可以不同。舉例而言，第二介電層與第一介電層的厚度比可以是至少0.25，至少0.5，至少1，至少1.25，至少1.5，至少1.75，或甚至至少2。在其他實施例中，第二介電層與第一介電層的厚度比可以不大於5，不大於約4，或甚至不大於約3。此外，在又其他實施例中，第二介電層與第一介電層的厚度比可以在上文所提供的最小值及最大值中之任一個的範圍內，諸如在0.25至4或甚至1.25至3範圍內。在極其特定實施例中，第二介電層可以具有與第一介電層相比更大的厚度。
一或多個介電層可以藉由真空沈積技術，例如藉
由濺鍍或蒸發或原子層沈積技術形成。舉例而言，介電層可以藉由DC磁控濺鍍使用可旋轉的陶瓷金屬氧化物目標產生。此等目標可以具有足夠的導電性以用作DC磁控濺鍍工藝中的陰極。
安置在兩個介電層之間的紅外吸收層的組合在
本文中也被稱作複合堆疊或紅外吸收複合堆疊。因此，在某些實施例中，複合膜可以含有一或多個紅外吸收複合堆疊。
舉例而言，參看圖2，紅外吸收複合堆疊90包含第一介電層40、紅外吸收層50以及第二介電層42。紅外吸收複合堆疊的總厚度可以是至少150nm，至少250nm，至少350nm，或甚至至少450nm。此外，紅外吸收複合堆疊90的總厚度可以不大於1000nm，不大於850nm，不大於750nm，或甚至不大於650nm。此外，紅外吸收複合堆疊90的總厚度可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如250nm至850nm，350nm至750nm，或450nm至650nm。在某些實施例中，如尤其圖3中所說明，複合膜可以包含一個以上紅外吸收複合堆疊，諸如紅外吸收複合堆疊90及額外紅外吸收複合堆疊92。在此類實施例中，上文所論述的介電層及紅外吸收層的任何組合預期在本發明的範圍內。
總體上包含安置在基板層30與最外層(諸如硬
塗層70)之間的所有層並且包含基板層30及最外層的複合膜10的總厚度可以是至少約25微米，至少約50微米，至少約60微米，或甚至至少約70微米。此外，複合膜10的總厚度可以不大於約300微米，不大於約200微米，不大於約100
微米，或甚至不大於約85微米。此外，複合膜10的總厚度可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如約25微米至約300微米，或甚至約50微米至約100微米。
本發明的另一個方面係關於一種形成複合膜的
方法。舉例而言，形成複合膜的方法一般可以包含：提供基板層及將紅外吸收層沈積於所述基板上。所述方法可以進一步包含將第一介電層沈積於所述基板上，將紅外吸收層沈積於第一介電層上，以及將第二介電層沈積於紅外吸收層上。
如本文所論述，一或多個介電層中之任一個及一或多個紅外吸收層中之任一個的沈積可以藉由蒸發技術，諸如磁控濺鍍進行，如本領域中很好理解。形成諸如黏合劑層及硬塗層的其他層的方法也是本領域中很好理解的。
藉由磁控濺鍍沈積於撓性基板上、藉由吸收控制
太陽能的習知複合薄膜包含氮化物(諸如TiN)層。然而，此類複合物展現相對較低的可見光透射率及選擇率。銀層已併入至習知複合薄膜中以改良此等參數。然而，銀層具有較低穩定性、較低耐久性以及不佳的耐濕性及耐候性。另外，如先前所陳述，銀層展現可以阻擋電磁波的較高導電性，其對於移動電話通信而言將是一個缺點。此外，可以添加至複合物中以對抗較薄銀層之缺點的層一般不利地影響其他特性，諸如可見光透射率、混濁度以及泛黃度。相比之下，如先前所陳述，本發明描述可以在無添加銀層的負面影響的情況下展現較高可見光透射率及選擇率的複合膜。在某些實施例
中，複合膜可以基本上不含銀層，或甚至基本上不含金屬層。另外，存在由濕式塗佈法製得、藉由吸收控制太陽能的複合薄膜。此類複合薄膜包含分散於聚合物基質中的金屬氧化物奈米粒子，諸如ITO或ATO。
如先前所陳述，由濕式塗佈法製得的複合薄膜不具有紅外吸收材料的實質上連續的層，因為例如金屬氧化物奈米粒子被黏結劑間隔。另外，將由濕式塗佈製得的複合薄膜施加至玻璃並且在諸如600℃的高溫下退火以改良金屬氧化物的結晶度，其將改良例如其導電特性。相比之下，根據本發明的紅外吸收層可以沈積於基板上，並且，在某些實施例中，所述基板可以包含塑料基板。用於玻璃基板情況的較高退火溫度無法在塑料基板上進行。因此，在某些實施例中，根據本發明的方法包含在較低溫度，諸如不大於300℃，不大於200℃，或甚至不大於175℃下的退火。在特定實施例中，所述方法不包含對紅外吸收層進行退火處理。
在某些實施例中，所述方法可以包含改變紅外吸收層的厚度以獲得所需可見光透射率及/或選擇率。此外，所述方法可以包含改變紅外吸收材料的摻雜劑濃度以獲得所需視覺透光率及/或選擇率。迄今為止未知如何使用塑料基板上的磁控濺鍍在不包含銀層的情況下提供具有較高可見光透射率及較高選擇率的複合膜。
複合膜的特定優勢現將在其效能方面加以描述。參數包含視覺透光率、總太陽能排斥率、光與太陽能增益比率、視覺光反射以及薄片電阻率。
如本文所使用，可見光透射率(VLT)係指傳輸
通過複合物的可見光譜(380至780奈米)的百分比。VLT可以根據ISO 9050量測。在本發明的實施例中，複合物的VLT可以是至少55%，至少60%，至少65%，至少70%，或至少75%。此外，複合物的VLT可以不大於100%，不大於95%，或不大於90%。此外，複合物的VLT可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如在約50%至100%，70至95%，或甚至75%至90%範圍內。
總太陽能排斥率(TSER)是複合物所排斥的總
能量的量測值，並且其係指太陽能直接反射率及朝向外部的二級熱傳遞排斥因子的總和，後者由藉由已被複合物吸收之一部分入射太陽能輻射的對流及長波紅外輻射的熱傳遞產生。總太陽能排斥率可以根據標準ISO 9050量測。本發明的特定優勢是能夠獲得本文所描述及以下實例中所說明之TSER值，尤其以及本文所描述之其他參數。在本發明的特定實施例中，複合物之TSER可以是至少10%，至少12%，或至少15%。此外，複合物的TSER可以不大於約90%，不大於約80%，不大於約70%，不大於約60%，不大於約50%，不大於約40%，或甚至不大於約30%。此外，複合物的TSER可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如10%至90%，或甚至15至70%。
本發明的特定優勢是能夠獲得本文所描述及以
下實例中所說明的VLT值，尤其以及本文所描述的其他參數，諸如選擇率。如本文所使用，選擇率係指光與太陽能熱
增益比率(LSHGR)，其是不同複合物類型在選擇性地傳輸日光同時阻礙熱增益的相對效率的量度。在不添加過量的熱的情況下，比率越高，室內約明亮。光與太陽能熱增益比率可以由以下等式測定：LSHGR=(VLT)/(1-TSER)
其中VLT是上文所測定的可見光透射率，並且TSER是上文所測定的總太陽能排斥率。在本發明的特定實施例中，複合物的光與太陽能增益比率可以是至少0.3，至少0.4，至少0.5，至少0.6，至少0.7，至少0.8，至少0.9，至少1.0，至少1.02，或至少1.03。此外，複合物的LSHGR可以不大於2，不大於1.8，或甚至不大於1.4。此外，複合物的光與太陽能熱增益比率可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如0.8至1.8，或甚至1.0至1.40。
薄片電阻量測厚度為標稱均勻的薄膜的電阻。通常，電阻率以諸如Ω．cm的單位呈現。為了獲得薄片電阻值，將電阻率除以薄片厚度，並且單位可以表示為Ω。為了避免曲解為1歐姆的體電阻，薄片電阻的替代常用單位是“每平方歐姆”(表示為“Ω/sq”或“Ω/□”)，其在尺寸上等於歐姆，但僅用於薄片電阻。
在某些實施例中，複合膜可以具有較高薄片電阻，其指示較低導電性。在本文所描述的複合薄膜的某些實施例中，需要較低導電性，尤其當施加至建築或汽車構件，諸如窗時。舉例而言，如果窗膜的導電性較高，那麼諸如移動電話通信的電子通信可能受損或受阻。因此，在某些實施
例中，複合膜的薄片電阻可以是至少5歐姆/平方，至少10歐姆/平方，至少25歐姆/平方，至少50歐姆/平方，至少100歐姆/平方，至少200歐姆/平方，至少300歐姆/平方，至少400歐姆/平方，或甚至至少500歐姆/平方。在其他實施例中，複合膜的薄片電阻可以不大於3000歐姆/平方，不大於2000歐姆/平方，或甚至不大於1500歐姆/平方。此外，複合膜的薄片電阻可以在上文所描述的最大值及最小值中之任一個的範圍內，諸如在5歐姆/平方至2000歐姆/平方，或50歐姆/平方至1500歐姆/平方範圍內。
如上文所論述，複合膜的薄片電阻可以與IR吸
收層的厚度成比例相關。換句話說，在某些實施例中，複合膜的薄片電阻可能往往會隨著IR吸收層的厚度增加而降低。
本發明表示與目前先進技術相背離。舉例而言，
上文所描述的紅外吸收複合薄膜可以表明VLT及TSER的組合的協同改良，並且因此改良的選擇率，也稱為光與太陽能熱增益比率(LSHGR)。在本發明的某些實施例中，本發明人出人意料地發現，在本文所論述的紅外吸收層中併入特異性紅外吸收材料，尤其當被本文所論述的特定介電層包夾時，使得複合堆疊的光學及太陽能特性協同改良，並且尤其相對於藉由磁控濺鍍於塑料基板上形成的複合物。
對於每個膜，樣品A-E，根據表1中所闡述的參數，藉由捲至捲(R2R)磁控管沈積利用氧化物材料的陶瓷旋
轉目標將層沈積於PET基板上。
對於各樣品，PET基板的厚度是50微米。沈積於基板上的層的順序、組合物以及厚度闡述在以下表2中。如表2中所示，樣品B、D以及E包含介電層，並且樣品A、C以及F不包含介電層。對於樣品B、D以及E，紅外吸收層沈積於第一介電層後及第二介電層前以形成具有以下層順序的樣品複合堆疊：基板/第一介電層/紅外吸收層/第二介電層。對於樣品A、C以及F，樣品複合堆疊具有以下層順序：基板/紅外吸收層。
藉由上文所描述的方法，在太陽能控制膜的情況下測試樣品特性。應注意，樣品並不包含相對基板並且不黏附至玻璃窗。測試結果報導在以下表3中。
表3中的結果顯示，針對大於75%的VLT，根據
本發明的複合膜具有出人意料較高的TSER。另外，藉由添加介電層改良選擇率。
許多不同方面及實施例是可能的。下文描述彼等
方面及實施例中的一些。在閱讀本說明書以後，熟練的技術人員將瞭解到，彼等方面及實施例僅僅是說明性的，並且不限制本發明的範圍。實施例可以根據如下所列項目中的任何一或多者。
項目1.一種複合太陽能控制膜，其包括：基板；以及安置在所述基板上的紅外吸收層，包括紅外吸收層的紅外吸收堆疊的厚度是至少80nm，所述紅外吸收層包括透明導電氧化物的連續層，其中所述複合太陽能控制膜在大於65%的VLT下的選擇率是至少1.0。
項目2.一種複合太陽能控制膜，其包括：基板；以及安置在所述基板上的紅外吸收層，包括紅外吸收層的紅外吸收堆疊包括透明導電氧化物的連續層，其中所述複合太陽能控制膜基本上不含銀金屬層並且在大於65%的VLT下的選擇率是至少1.0。
項目3.如項目1或2所述的複合太陽能控制膜，其中：所述紅外吸收層具有第一主表面及第二主表面；以及
所述複合太陽能控制膜包括紅外吸收複合堆疊，其包含所述紅外吸收層、安置在所述紅外吸收層的所述第一主表面上的第一介電層以及安置在所述紅外吸收層的所述第二主表面上的第二介電層。
項目4.一種製得複合太陽能控制膜的方法，其包括：提供撓性基板；以及將紅外吸收層沈積於所述第一介電層上，所述紅外吸收層包括透明導電氧化物連續層，其中所述複合太陽能控制膜在大於75%的VLT下的選擇率是至少1.0，以及其中所述紅外吸收層的厚度是至少125nm，所述複合太陽能膜基本上不含銀金屬層或兩者。
項目5.如項目4所述的方法，其進一步包括將第一介電層沈積於所述基板與所述紅外吸收層之間，並且將第二介電層沈積於所述紅外吸收層上，以形成包括所述紅外吸收層及所述第一及第二介電層的紅外吸收複合堆疊。
項目6.如項目4及5中任一項所述的方法，其中所述方法包含在不大於180℃的溫度下的退火處理。
項目7.如項目4及5中任一項所述的方法，其中所述紅外吸收層不經受退火處理。
項目8.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述複合太陽能控制膜基本上不含包括基本上純金屬或金屬合金的層。
項目9.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述複合太陽能控制膜基本上不含包括基本上純金屬或金屬合金的層，所述基本上純金屬或金屬合金包含金、鈦、鋁、鉑、鈀、銅、銦、鋅以及其組合。
項目10.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其包括透明基板層，所述透明基板層包括聚合物。
項目11.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述透明基板層包括聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯、三乙酸纖維素(TCA或TAC)、聚胺基甲酸酯或其組合。
項目12.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述透明基板層包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
項目13.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述透明基板層的厚度是至少約0.1微米，至少約1微米，或甚至至少約10微米；厚度不大於約1000微米，不大於約500微米，不大於約100微米，或甚至不大於約50微米；或厚度在約0.1微米至約1000微米範圍內，或甚至在約10微米至約50微米範圍內。
項目14.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其進一步包括透明相對基板。
項目15.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其進一步包括相對基板，其中所述紅外吸收層或紅外吸收複合堆疊包夾在所述基板層與所述相對基板層之間。
項目16.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述透明相對基板層包括聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯、三乙酸纖維素(TCA或TAC)、聚胺基甲酸酯或其組合。
項目17.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述透明相對基板層包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
項目18.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述透明基板層的厚度是至少約0.1微米，至少約1微米，或甚至至少約10微米；厚度不大於約1000微米，不大於約500微米，不大於約100微米，或甚至不大於約50微米；或厚度在約0.1微米至約1000微米範圍內，或甚至在約10微米至約50微米範圍內。
項目19.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜適於施加至諸如玻璃窗的剛性表面。
項目20.如項目19所述的複合物或方法，其中所
述紅外吸收層與所述基板層相比更靠近所述窗。
項目21.如項目19或20所述的複合物或方法，
其中所述複合膜是撓性的獨立式複合膜，其適於黏附至諸如玻璃窗的建築構件或汽車構件。
項目22.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜包含黏合劑層。
項目23.如項目22所述的複合物方法，其中所述
黏合劑層鄰近所述基板層安置並且適於接觸諸如玻璃窗的待覆蓋表面。
項目24.如項目22或23所述的複合物或方法，
其中所述黏合劑層包含壓敏黏合劑(PSA)。
項目25.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜包含與相對基板層相鄰並且尤其直接相鄰安置的硬塗層。
項目26.如項目25所述的複合物或方法，其中所
述硬塗層包含交聯丙烯酸酯、含有諸如SiO2或Al2O3的奈米粒子的丙烯酸酯或其任何組合。
項目27.如項目25或26所述的複合物或方法，
其中所述硬塗層的厚度在1微米至5微米範圍內。
項目28.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層與所述第一及第二介電層直接相鄰安置。
項目29.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層接觸所述第一及第二介電層。
項目30.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層包含無機材料、氧化物、金屬氧化物或介電化合物。
項目31.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層包含透明導電氧化物。
項目32.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層的所述透明導電氧化物包含氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化鎘或其任何組合。
項目33.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層的所述透明導電氧化物包含鋁摻雜
氧化鋅(AZO)、鎵摻雜氧化鋅(GZO)、錫摻雜氧化銦(ITO)、銻摻雜氧化錫(ATO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、銦摻雜氧化鋅(IZO)、銦鎵共摻雜氧化鋅或其任何組合。
項目34.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層包含AZO、GZO或兩者。
項目35.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層的透明導電氧化物包含至少0.05重量%，至少0.1重量%，至少0.5重量%，或至少1重量%的量的摻雜劑。
項目36.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層的透明導電氧化物包含不大於20重量%，不大於17重量%，或不大於15重量%的量的摻雜劑。
項目37.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層的所述透明導電氧化物以0.05重量%至20重量%，0.1重量%至17重量%，或0.5重量%至15重量%範圍內的量包含摻雜劑。
項目38.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層的所述透明金屬氧化物包含摻雜劑濃度在0.1重量%至6.5重量%範圍內的AZO、摻雜劑濃度在1重量%至17.5重量%範圍內的GZO或兩者。
項目39.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層的厚度是至少50nm，至少75nm，至少100nm，或至少150nm。
項目40.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層的厚度不大於約1000nm，不大於800nm，不大於700nm，不大於600nm，或不大於500nm。
項目41.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收層的厚度在50nm至1000nm，75nm至800nm，100nm至600nm，或150nm至500nm中之任一個範圍內。
項目42.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜含有不大於3個紅外吸收層，不大於2個紅外吸收層，或不大於1個紅外吸收層。
項目43.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收複合堆疊的所述介電層包含無機材料、氧化物或金屬氧化物。
項目44.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收複合堆疊的所述介電層包含氮化矽、SiZrN、氮氧化矽(SiON)、氧化鋁、氧化鈦、氧化鈮、BiO2、PbO、氧化鋅、GZO、AZO、SnZnO、MgZnO、MgO、MoO3或其任何組合。
項目45.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收複合堆疊的所述介電層包含氧化鈦、氧化鈮、SiON或氮化矽或其任何組合。
項目46.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收複合堆疊的所述介電層的厚度各為至少25nm，至少35nm，至少45nm，或至少55nm。
項目47.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收複合堆疊的所述介電層的厚度各為不大於200nm，不大於175nm，不大於150nm，或不大於125nm。
項目48.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述紅外吸收複合堆疊的所述介電層的厚度各在25nm至200nm，45nm至150nm，或50nm至125nm範圍內。
項目49.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合物包括多個紅外吸收複合堆疊，所述堆疊各包含紅外吸收層。
項目50.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜的總厚度是至少25微米，至少50微米，至少60微米，或至少70微米。
項目51.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜的總厚度不大於300微米，不大於200微米，不大於100微米，或不大於85微米。
項目52.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中複合膜的總厚度在25微米至300微米或50微米至100微米範圍內。
項目53.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述一或多個IR吸收複合堆疊中之任一個基本上不含銀層。
項目54.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜基本上不含銀層。
項目55.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中任何太陽能控制層基本上都不含銀層。
項目56.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中一或多個所述紅外吸收層及/或一或多個介電層中之任一個是連續層。
項目57.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中一或多個所述紅外吸收層及/或一或多個介電層中之任一個藉由蒸發技術形成。
項目58.如前述項目中任一項所述的複合膜，其
中一或多個所述紅外吸收層及/或一或多個介電層中之任一個藉由濺鍍技術形成。
項目59.如前述項目中任一項所述的方法，其中
所述一或多個介電層中之任一個及所述一或多個紅外吸收層中之任一個的沈積可以藉由蒸發技術，諸如磁控濺鍍進行。
項目60.如前述項目中任一項所述的方法，其中
所述紅外吸收層的沈積不藉由濕式塗佈方法進行。
項目61.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中根據ISO 9050量測的所述複合膜的VLT是至少55%，至少60%，至少65%，至少70%，或至少75%。
項目62.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中根據ISO 9050量測的所述複合膜的VLT不大於100%，不大於95%，或不大於90%。
項目63.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中根據ISO 9050量測的所述複合膜的VLT在約50%至100%，70%至95%，或甚至75%至90%範圍內。
項目64.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中根據ISO 9050量測的所述複合膜的TSER是至少10%，至少12%，或至少15%。
項目65.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合物的TSER不大於約90%，不大於約80%，不大於約70%，不大於約60%，不大於約50%，不大於約40%，或不大於約30%。
項目66.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中根據ISO 9050量測的複合膜的TSER在10%至90%或15%至70%範圍內。
項目67.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中等式LSHGR=(VLT)/(1-TSER)所確定的光與太陽能熱增益比率(LSHGR)是至少0.3，至少0.4，至少0.5，至少0.6，至少0.7，至少0.8，至少0.9，至少1.0，至少1.02，或至少1.03。
項目68.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中等式LSHGR=(VLT)/(1-TSER)所確定的光與太陽能熱增益比率(LSHGR)不大於2，不大於1.8，或不大於1.4。
項目69.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜的薄片電阻是至少200歐姆/平方，至少300歐姆/平方，至少400歐姆/平方，或甚至至少500歐姆/平方。
項目70.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜的薄片電阻不大於3000歐姆/平方，不大
於2000歐姆/平方，或甚至不大於1500歐姆/平方。
項目71.如前述項目中任一項所述的複合物或方
法，其中所述複合膜的薄片電阻在200歐姆/平方至2000歐姆/平方，或300歐姆/平方至1500歐姆/平方範圍內。
項目72.一種包括透明面板及黏附至所述透明面板的如前述項目中任一項所述的複合物的窗。
項目73.一種包括透明面板及黏附至所述透明面板的如前述項目中任一項所述的複合物的建築構件或汽車構件。
項目74.如前述項目中任一項所述的複合物或方法，其中所述紅外吸收層中的一或多個由等離子體增強式化學氣相沈積技術(PECVD)形成。
應注意，並非所有在上文一般描述或實例中所描述的活動都是需要的，一部分具體活動可能是不需要的，並且可以執行一或多種除所述活動外的其他活動。再者，所列的活動順序不一定是其進行順序。
上文關於特定實施例描述了益處、其他優勢及對問題的解決方案。然而，所述益處、優勢、對問題的解決方案以及可以使任何益處、優勢或解決方案出現或變得更顯著的任何特徵不應解釋為任何或所有申請專利範圍關鍵的、必需的或基本的特徵。
本文所描述的說明書及實施例的說明意欲提供各種實施例結構的一般理解。所述說明書及說明並不意欲充當使用本文所描述的結構或方法的設備及系統的所有要素及
特徵的窮盡性並且全面的描述。在單個實施例中也可以按組合形式提供分別的實施例，並且反之，為簡潔起見，在單個實施例的情況下所描述的各種特徵也可以分別地或以任何次組合形式提供。此外，提及在範圍中所陳述的值包含所述範圍內的每一個值。僅在閱讀本說明書之後，熟練的技術人員就可以清楚許多其他實施例。可以使用其他實施例並且所述實施例可以來源於本發明，以使得在不脫離本發明的範圍的情況下，可以進行結構替代、邏輯替代或另一種變化。因此，本發明應被視為說明性的而非限制性的。
20‧‧‧黏合劑層
22‧‧‧黏合劑層
30‧‧‧基板層
30‧‧‧相對基板層
50‧‧‧紅外吸收層
70‧‧‧硬塗層
80‧‧‧窗
Claims (15)
- 一種複合太陽能控制膜，其包括：一基板；以及一安置在該基板上的紅外吸收堆疊，該紅外吸收堆疊包括一具有至少80nm之厚度的紅外吸收層，該紅外吸收層包括透明導電氧化物的連續層，其中該複合太陽能控制膜在大於65%的可見光透射率(VLT)下具有至少1.0的選擇率。
- 一種複合太陽能控制膜，其包括：一基板；以及一安置在該基板上的紅外吸收堆疊，該紅外吸收堆疊包括一紅外吸收層，該紅外吸收層包括透明導電氧化物的連續層，其中該複合太陽能控制膜基本上不含銀金屬層，並且在大於65%的可見光透射率(VLT)下具有至少1.0的選擇率。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中：該紅外吸收層具有第一主表面及第二主表面；以及該紅外吸收堆疊另包含一安置在該紅外吸收層的第一主表面上的第一介電層以及一安置在該紅外吸收層的第二主表面上的第二介電層。
- 如請求項3的複合太陽能控制膜，其中該紅外吸收層接觸 該第一介電層及該第二介電層。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中該複合太陽能控制膜基本上不含包括基本上純金屬或金屬合金的層。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中該紅外吸收層包含無機材料、氧化物、金屬氧化物或介電化合物。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中該透明導電氧化物的連續層包含氧化鋅、氧化銦、氧化錫或氧化鎘。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中該透明導電氧化物的連續層包含鋁摻雜氧化鋅、鎵摻雜氧化鋅、錫摻雜氧化銦、銻摻雜氧化錫、氟摻雜氧化錫、銦摻雜氧化鋅或銦鎵共摻雜氧化鋅。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中該紅外吸收層包含鋁摻雜氧化鋅或鎵摻雜氧化鋅。
- 如請求項1或2的複合太陽能控制膜，其中該紅外吸收層係由等離子體增強式化學氣相沈積技術(PECVD)形成。
- 一種製得複合太陽能控制膜的方法，其包括：提供一撓性基板；以及 沈積一紅外吸收層，該紅外吸收層包括透明導電氧化物的連續層，其中該複合太陽能控制膜在大於75%的可見光透射率(VLT)下具有至少1.0的選擇率，以及其中該紅外吸收層具有至少125nm的厚度，或該複合太陽能控制膜基本上不含銀金屬層。
- 如請求項11的方法，其進一步包括將一第一介電層沈積於該基板與該紅外吸收層之間，並且將一第二介電層沈積於該紅外吸收層上，以形成一包括該紅外吸收層及該第一介電層及該第二介電層的紅外吸收複合堆疊。
- 如請求項11或12的方法，其中該方法包含在不大於180℃的溫度下的退火處理。
- 如請求項11或12的方法，其中該紅外吸收層不經受退火處理。
- 如請求項11或12的方法，其中該紅外吸收層包含無機無機材料、氧化物、金屬氧化物或介電化合物。
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