专利名称：纳米结构光学隔热膜片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米结构光学隔热膜片，更详而言之，涉及一种 在使用时可提供隔热效果，并提升空间采光以节省照明设备的使用， 同时改善使用者的视觉效果的纳米结构光学隔热膜片。
背景技术：
一般隔热膜片大多应用于汽车及建筑两大类，其作用在于阻绝室 外的紫外线及红外线，不仅可避免此类有害人体或有可能损坏家具或 装潢的光线进入室内，同时更可减少阳光所产生的热量，以降低室内 温度，进而可相应地节约能源。目前市售隔热膜片能阻绝99%以上的紫外线以及35%至97%的红 外线，其制造过程一般采用多层光学薄膜镀膜技术，其制成的产品的 薄膜层数少则为数十层多则达上百层，不仅制造过程复杂、成本高， 其中更因含有单层或多层的金属层，故在隔热膜片阻绝紫外线及红外 线的同时，亦会造成可见光的穿透率剩下20%至70%不等，致使大部 分的可见光的遮蔽形成无法避免的负面效果。倘若将该种隔热膜片应用于建筑，上述的负面效果即会影响室内 的采光照明效果，同时使得贴附有隔热膜片的窗户等物件的内面具有 高反射率，进而使光线在窗户等物件的内面产生内反光现象。此内反 光现象会让室内的人员无法看清楚窗外的景象，亦即，影响室内的人 员的视觉效果。而若将该种隔热膜片应用于汽车时，此内反光现象则 会影响驾驶的视觉效果，致使驾驶无法看清楚后视镜上的影像，相对 地，则易造成交通意外。因此，如何提供一种能够解决上述现有技术的问题的纳米结构光 学隔热膜片，实为此领域中亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺失，本发明的主要目的在于提供一种具隔 热效果且提升空间采光效果并改善使用者的视觉效果的纳米结构光学 隔热膜片。为达上述主要目的，本发明的纳米结构光学隔热膜片包括基材；纳米结构层，形成于该基材上，以在受光线照射时提高可见光的穿透率，并降低内面反射率；金属层，形成于该纳米结构层上，以在受光 线照射时阻绝红外线，从而提供隔热效果。本发明的纳米结构光学隔热膜片一优选实施例中，该基材及该纳 米结构层的材质为高分子塑胶材料所构成，该高分子塑胶材料包括有 PC、 PMMA及PET等透明塑性材料；该纳米结构层由该高分子塑胶材 料上涂布一光硬化树脂(UV glue)，再以光照固化(UV curing)的方式形 成于该基材上或以热压(hot embossing)的方式形成于该基材上；该纳米 结构层为具数个纳米3D锥状体的结构，且该数个纳米3D锥状体以周 期性或非周期性的方式进行排列，其中，该数个纳米3D锥状体中的任 一个的宽度范围为100nm至600nm，高度范围为100nm至750nm;该 金属层的材质为金、银、铝、镍、铜、铬、氧化锡及氧化铟锡(ITO)的 其中之一，且其厚度等于或小于150nm;该纳米结构光学隔热膜片还 包括保护层，该保护层形成于该金属层上，用以保护该金属层以及该 纳米结构层；该保护层以电镀的方式形成于该金属层上；该保护层为 硬膜(hardcoat)，其材质为二氧化硅(Si02)。相比于现有技术，本发明的纳米结构光学隔热膜片主要是在该纳 米结构光学隔热膜片受光线照射时，通过该纳米结构层提高可见光的 穿透率，并降低内面反射率，且通过该金属层阻绝红外线，从在可在 使用时，给使用者提供隔热效果，更可改善使用者的视觉效果，以达 上述的主要目的。
图1为本发明纳米结构光学隔热膜片的第一实施例部分剖面结构 示意图；图2为本发明纳米结构光学隔热膜片的第二实施例部分剖面结构 示意图3为经实验后所呈现的可见光波段的穿透率曲线示意图；图4为依据图3进行计算后的可见光波段(380nm至7800nm)的平均穿透率的示意表；图5为经实验后所呈现的可见光波段的内面反射率曲线示意图； 图6为依据图5进行计算后的可见光波段(380nm至780nm)的平均内面反射率的示意表；图7为经实验后所呈现的红外线波段的反射率曲线示意图；以及 图8为依据图7进行计算后的红外线波段(780nm至2200nm)的平均反射率的示意表。 主要元件符号说明I 纳米结构光学隔热膜片 10 基材II 纳米结构层12 金属层13 保护层Al至A3、 Bl至B3、 Cl至C3以及Dl至D3 曲线具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人 员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。 本发明亦可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的 各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各 种修饰与变更。参阅图1，其为本发明纳米结构光学隔热膜片的第一实施例部分剖 面结构示意图。该纳米结构光学隔热膜片1可应用于需隔热的场所， 如车辆、室内等。如图所示，该纳米结构光学隔热膜片1包括基材10、 纳米结构层11以及金属层12。以下即分别针对本发明的纳米结构光学隔热膜片1的上述各物件进行详细说明该基材10，其尺寸并非以图中所示者为限，在实际实施时，可径 自依需求进行尺寸的调整。在本实施例中，该基材10的材质为透明高
分子塑胶材质，如PC、 PMMA或PET等。该纳米结构层ll，形成于该基材10上，用以在该纳米结构光学隔 热膜片1受光线照射时，提高可见光的穿透率，并降低内面反射率， 从而改善使用者的视觉效果。在本实施例中，该纳米结构层11为透明高分子塑胶材质，如PC、 PMMA或PET等。在本发明的优选实施例中，优选成型方式是以热压 的方式形成于该基板10上，以同等材质的纳米结构层11搭配同等材 质的基材10。例如，若该基材10的材质为PET，则该纳米结构层11 的最佳材质则为PET;同理，若该基材10的材质为PMMA，则该纳米 结构层11的最佳材质则为PMMA。此外，另一优选实施例为，优选成型方式是由该透明高分子塑胶 材质上涂布一光硬化树脂，再以光照固化方式形成于该基材10上。若 该基材10的材质为PET，则该纳米结构层11的最佳材质为受光照固 化的高分子材质。进一步地，该纳米结构层11为具数个纳米3D锥状体的结构，其 中，该数个纳米3D锥状体以周期性的方式进行排列或以非周期性的方 式进行排列，且该数个纳米3D锥状体中的任一个的宽度(W)等于 100nm 或 600nm 或介于 100nm至 600nm之间(亦艮卩， 100nm^W当600nm)，高度(H)等于100nm或750nm或介于100nm至 750nm之间(亦即，100nm^H^750nm)。如图所示，本实施例的数个 纳米3D锥状体以周期性的方式进行排列，但并非以此为限。该金属层12，形成于该纳米结构层11上，用以在该纳米结构光学 隔热膜片1受光线照射时，阻绝红外线，从而给使用者提供隔热效果。 在本实施例中，该金属层12的材质为金、银、铝、镍、铜、铬、氧化 锡或氧化铟锡(ITO)等，且其厚度等于或小于150nm。再参阅图2，其为本发明纳米结构光学隔热膜片的第二实施例部分 剖面结构示意图。此第二实施例与上述的第一实施例间的最大差别， 在于该纳米结构光学隔热膜片1还包括保护层13，该保护层13形成于 该金属层12上，用以保护该金属层12以及该纳米结构层11。亦即， 该保护层13不仅可加强该纳米结构光学隔热膜片1的硬度，更可在对 该纳米结构光学隔热膜片1进行擦拭(如进行清洁工作)或受到外物侵 害(如尘粒刮拭)时，可保护该金属层12以及该纳米结构层11，避免该 金属层12以及该纳米结构层11受到伤害。换句话说，有了此保护层 13，更可让使用者在该纳米结构光学隔热膜片1上进行擦拭等清洁工 作。在本实施例中，该保护层13以电镀的方式形成于该金属层12上， 且该保护层13为硬膜，其材质例如为二氧化硅(Si02)。因此，本发明所揭示的纳米结构光学隔热膜片l，若应用于汽车的 车窗时，不仅可令可见光大幅地穿透于该车窗，提高车内的采光照明 效果，更可在该车窗的内面降低反射率，以避免因内反光，产生后视 镜无法看清楚，进而无法看清后方的来车的问题(亦即，提供较佳的视 觉效果)，另一方面，更能同时兼具隔热的效果。而为清楚说明本发明的纳米结构光学隔热膜片的效果，现以实验 的结果加以说明。参阅图3，为经实验后所呈现的可见光波段的穿透率 曲线示意图。如图所示，其中，符号A1的曲线代表一隔热膜片，其基 材为市售的透明PET膜片(厚度为200^im)，且该基材上形成有一厚度 为50nm、材料为银(Ag)的金属层；符号Bl的曲线代表本发明的纳米 结构光学隔热膜片，其基材为市售的透明PET膜片(厚度为200pm)， 且该基材上形成有本发明所揭示的纳米结构层(周期为200nm至 300nm、高度为200nm至300nm)，而该纳米结构层上形成有一厚度为 50nm、材料为银(Ag)的金属层；符号Cl的曲线代表一隔热膜片，其基 材为市售的透明PET膜片(厚度为200pim)，且该基材上形成有一厚度 为75nm、材料为银(Ag)的金属层；符号Dl的曲线代表本发明的纳米 结构光学隔热膜片，其基材为市售的透明PET膜片(厚度为200pm)， 且该基材上形成有本发明所揭示的纳米结构层(周期为200nm至 300nm、高度为200nm至300nm)，而该纳米结构层上形成有一厚度为 75nm、材料为银(Ag)的金属层。同时参阅图4，为依据图3进行计算后的可见光波段(380nm至 780nm)的平均穿透率的示意表。由表中可知，本发明的纳米结构光学 隔热膜片无论于50nm或75nm的平均穿透率皆比无纳米结构层的隔热 膜片高，藉此，即可佐证本发明的纳米结构光学隔热膜片通过纳米结 构层提高可见光的穿透率。
参阅图5，为经实验后所呈现的可见光波段的内面反射率曲线示意 图。如图所示，其中，符号A2的曲线代表一隔热膜片，其基材为市售 的透明PET膜片(厚度为200pm)，且该基材上形成有一厚度为50nm、 材料为银(Ag)的金属层；符号B2的曲线代表本发明的纳米结构光学隔 热膜片，其基材为市售的透明PET膜片(厚度为200,)，且该基材上 形成有本发明所揭示的纳米结构层(周期为200nm至300nm、高度为 200nm至300nm)，而该纳米结构层上形成有一厚度为50nm、材料为 银(Ag)的金属层；符号C2的曲线代表一隔热膜片，其基材为市售的透 明PET膜片(厚度为200(im)，且该基材上形成有一厚度为75nm、材料 为银(Ag)的金属层；符号D2的曲线代表基材本发明的纳米结构光学隔 热膜片，其基材为市售的透明PET膜片(厚度为200(_im)，且该基材上 形成有本发明所揭示的纳米结构层(周期为200nrn至300nm、高度为 200nm至300nm)，而该纳米结构层上形成有一厚度为75nm、材料为 银(Ag)的金属层。同时参阅图6，为依据图5进行计算后的可见光波段(380nm至 780nm)的平均内面反射率的示意表。由表中可知，本发明的纳米结构 光学隔热膜片无论于50nm或75nm的平均内面反射率皆比无纳米结构 层的隔热膜片低，藉此，即可佐证本发明的纳米结构光学隔热膜片通 过纳米结构层降低内面反射率。参阅图7，为经实验后所呈现的红外线波段的反射率曲线示意图。 如图所示，其中，符号A3的曲线代表一隔热膜片，其基材为市售的透 明PET膜片(厚度为200pm)，且该基材上形成有一厚度为50nm、材料 为银(Ag)的金属层；符号B3的曲线代表本发明的纳米结构光学隔热膜 片，其基材为市售的透明PET膜片(厚度为200^im)，且该基材上形成 有本发明所揭示的纳米结构层(周期为200nm至300nm、高度为200nm 至300nm)，而该纳米结构层上形成有一厚度为50nm、材料为银(Ag) 的金属层；符号C3的曲线代表一隔热膜片，其基材为市售的透明PET 膜片(厚度为200pm)，且该基材上形成有一厚度为75nm、材料为银(Ag) 的金属层；符号D3的曲线代表基材本发明的纳米结构光学隔热膜片， 其基材为市售的透明PET膜片(厚度为200pm)，且该基材上形成有本 发明所揭示的纳米结构层(周期为200nm至300nm、高度为200nm至300nm)，而该纳米结构层上形成有一厚度为75nm、材料为银(Ag)的金属层。同时参阅图8，为依据图7进行计算后的红外线波段C780nm至 2200nm)的平均反射率的示意表。由表中可知，本发明的纳米结构光学 隔热膜片无论于50nm或75nm的平均反射率皆比无纳米结构层的隔热 膜片高，藉此，即可佐证本发明的纳米结构光学隔热膜片通过纳米结 构层提高红外线的反射率，亦即，提供较佳的红外线的阻绝效果。综上所述，本发明的纳米结构光学隔热膜片主要是在该纳米结构 光学隔热膜片受光线照射时，通过该纳米结构层提高可见光的穿透率，并降低内面反射率，且通过该金属层阻绝红外线，从而可在使用时， 提供给使用者隔热效果，更可改善使用者的视觉效果。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制 本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范围下， 对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如 随附的权利要求所列。
权利要求
1.一种纳米结构光学隔热膜片，其包括基材；纳米结构层，形成于该基材上，以在受光线照射时提高可见光的穿透率，并降低内面反射率；以及金属层，形成于该纳米结构层上，以在受光线照射时阻绝红外线，从而提供隔热效果。
2. 如权利要求1所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该基材及 该纳米结构层的材质为透明高分子材料所构成，且该透明高分子材料 选自PMMA、 PC及PET的其中之一。
3. 如权利要求1所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该纳米结 构层为具数个纳米3D锥状体的结构。
4. 如权利要求3所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该数个纳 米3D锥状体中的任一个的宽度范围为100nm至600nm，高度范围为 100nm至750nm。
5.如权利要求3所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该数个纳 米3D锥状体中的任一个的宽度范围为100nm至600mn，高度范围为 100nm至750nm。
6. 如权利要求1所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该金属层 的材质为金、银、铝、镍、铜、铬、氧化锡及氧化铟锡的其中之一。
7. 如权利要求1所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该金属层 的厚度等于或小于150nm。
8. 如权利要求1所述的纳米结构光学隔热膜片，还包括保护层， 该保护层形成于该金属层上，用以保护该金属层以及该纳米结构层。
9. 如权利要求8所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该保护层 为硬膜。
10. 如权利要求9所述的纳米结构光学隔热膜片，其中，该硬膜的 材质为二氧化硅。
全文摘要
本发明公开一种纳米结构光学隔热膜片，是先提供基材，在该基材上接续形成纳米结构层，最后在该纳米结构层上形成金属层，从而制成该纳米结构光学隔热膜片。所制得的纳米结构层用以在受光线照射时可提高可见光的穿透率，并降低内面的反射率，而该金属层则用于在光线照射时，阻绝红外线以达到隔热效果。藉此，本发明的纳米结构光学隔热膜片不仅可提供隔热效果，更可提升空间采光并节省照明设备的使用，进而达到节约能源的作用，及可改善使用者的视觉效果。
文档编号B32B33/00GK101209610SQ200710149170
公开日2008年7月2日 申请日期2007年9月5日 优先权日2006年12月27日
发明者丁嘉仁, 周长彬, 聂雅玉, 许沁如 申请人:财团法人工业技术研究院