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CN108349791B - 具有按顺序被激活的低辐射涂层的涂层制品和/或制备其的方法 - Google Patents

具有按顺序被激活的低辐射涂层的涂层制品和/或制备其的方法 Download PDF

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CN108349791B CN201680048278.3A CN201680048278A CN108349791B CN 108349791 B CN108349791 B CN 108349791B CN 201680048278 A CN201680048278 A CN 201680048278A CN 108349791 B CN108349791 B CN 108349791B
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Abstract

示例性实施例涉及一种具有按顺序激活的低辐射涂层的涂层制品和/或制备其的方法。在一些示例性实施例中,一个或多个红外反射层,使用具有特定频率/频率范围的光子,通过非平衡预处理激活从而被激活,随后是较平衡的热激活。该预处理激活有助于将银原子重新排列成更高能的有利位置,同时有助于避免不必要的集聚。较平衡的热激活阶段有助于使堆叠层的化学势对齐,并进一步致密预处理的银层。这样做,反过来,有助于减少涂层中压力累积的可能性、点和尺寸缺陷的形成、其他不必要的效率降低现象,和/或类似等。有利的是,辐射率可以被降低,低于使用常规的热处理、闪光、以及激光扫描所能达到的值。

Description

具有按顺序被激活的低辐射涂层的涂层制品和/或制备其的 方法
技术领域
本发明的示例性实施涉及一种包括低辐射涂层的涂层制品和/或制备其的方法。更具体地,示例性实施例涉及一种具有按顺序激活的低辐射涂层的涂层制品和/或制备其的方法。在一些示例性实施例中,使用具有特定频率/频率范围的光子,通过非平衡预处理激活且随后较平衡的热激活来激活一个或多个红外反射层。
发明背景及发明的示例性实施例内容
涂层制品在本领域中为已知技术,用于住宅和商业窗的应用,包括,例如建筑玻璃装配、绝缘玻璃(IG)窗单元,真空绝缘玻璃(VIG)单元等。涂层制品还被用于车窗,冰箱/冰柜门等。已知的,在一些情况下理想的是将该涂层制品热处理(如热回火、热弯曲、和/或热增强)来用于回火,弯曲,或类似等目的。
在一些情况下,涂层制品的设计者经常力求获得良好的选择性、理想的可见光透射率、低辐射率(或辐射)和低片电阻(Rs)的组合。低辐射(low-E)和低片电阻特性允许该涂层制品阻挡大量的红外(IR)辐射,从而来减少,例如车辆或建筑物内部的不理想加热。特别是,低辐射涂层通常被用来控制被传递及进入建筑结构,车辆的太阳能和中红外辐射的数量,因此,在此所述的辐射率是指以较长波辐射形式的散热能力。辐射率越低,涂层玻璃装配的绝缘性能越好。
低辐射涂层通常涉及用于支撑IR反射层的玻璃基板,该IR反射层被夹在一个或多个介电层之间。不常见的,一些涂层制品包括一个、两个、三个或四个IR反射层,每个IR反射层由一个或多个介电层隔开,且其中一个或多个介电层被配置在最下端的IR反射层之下以及上端的IR反射层之上。银是用于低辐射涂层的一个常见IR反射层。
低辐射涂层通常在室温下被沉积以降低银层中不必要的集聚可能性。从功能和美观性角度来看,集聚可能成为问题的。然而,不幸的是,这种室温沉积的涂层性能不是最佳的,对于单银涂层,辐射率一般在0.035至0.040之间,对于双银涂层,辐射率在0.022至0.027之间。
为了降低辐射率,涂层通常在沉积后被热激活,回火或不回火(一般通过空气的玻璃淬火被实现)。对于单银涂层,热激活的制品的辐射率范围通常可为0.028至0.032,且对于双银涂层可为0.019至0.023。由于在达到最小辐射率之前可能银聚集,因此过度的热激活会导致膜的平滑度受损。此外是低辐射性能和所需的视觉性能之间的权衡(例如,可见光透射率等)问题。因此,在激活低辐射涂层时需要用于性能改进的室。
另一种目前可使用的激活技术是将低辐射涂层暴露于高强度闪光。该辐射加热的涂层与沉积的涂层相比,辐射率被降低。然而,这种方法的一个问题是工业中使用的光源通常针对非晶硅(a-Si)的传统重结晶进行优化,并且主要在近红外光谱(例如在800-1200nm范围内)操作。在此,该频率主要由银涂层反射,这是因为由于红外感应的自由电子的振荡引起其与银的等离子体波长区域重叠。振荡排斥近红外光子,随着激活过程或光的能量增加而变得更强。对于单银涂层,闪光激活的膜的辐射率通常为0.030-0.034,对于双银涂层,辐射率为0.020-0.024。因此,应理解,当激活低辐射涂层时,特别是在较难实施方法时,需要用于性能改进的室。
示例性实施例的一个方面涉及改进低辐射涂层的辐射率,例如,使用两阶段方法来激活室温沉积的银基低辐射涂层。在一些示例性实施例中,与使用常规的激活方法(例如单独回火和闪光处理)相比可以实现更低的辐射率水平。
示例性实施例的另一方面涉及一种或多种红外反射层,使用具有特定频率/频率范围的光子,通过非平衡预处理激活从而被激活,随后是较平衡的热激活。
示例性实施例的另一方面涉及使用闪存激活,其有助于将银原子重排到高能量的有利位置,同时有助于避免不必要的集聚,随后进行热激活,使层堆栈的层的化学势对齐以及预处理的银层进一步致密化。
又另一个示例性实施例涉及在每个IR反射层沉积后应用预处理闪光激活,随后在所有IR反射层沉积后进行热激活(例如,一旦层堆栈中的所有层被沉积)。
又另一个示例性实施例涉及在所有IR反射层沉积后应用一系列预处理闪光激活,(例如,一旦层堆栈中的所有层被沉积),且不同的闪光特性被用于串联的不同闪光以针对不同的IR反射层,随后进行热激活。
又另一个示例性实施例涉及使用一系列预处理闪光激活,利用配置在涂层之上的闪光源对顶部IR反射层进行闪光激活,且利用配置在涂层之下的闪光源执行对底部IR反射层进行闪光激活,随后进行热激活。
在示例性实施例中,一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜低辐射涂层。在所述基板上形成所述low-E涂层,所述low-E涂层包括含有银的至少第一和第二IR反射层,所述第一和第二IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,所述第一IR反射层与所述第二IR反射层相比,离所述基板更远;以及使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个。所述处理中的第一阶段,通过以至少第一和第二波长范围暴露的闪光源来预处理所述IR反射层,所述第一波长范围按顺序地将能量传输给所述第一IR反射层,且所述第二波长范围按顺序地将能量传输给所述第二IR反射层,且所述处理中的第二阶段,是所有的所述IR反射层被直接或间接地沉积在所述基板上之后执行的热处理,所述第二阶段在所述第一阶段之后。
根据示例性实施例,所述第一阶段可在每次IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在基板上且随后的IR反射层沉积之前被执行。例如,第一波长范围和第二波长范围可以相同。
根据示例性实施例,所述第一阶段可在所有的IR反射层沉积之后被执行,例如,第一和第二波长范围彼此不同。例如,第一波长范围可以在接近第一IR反射层的最大吸收率的第一区域中具有最大强度,且第二波长范围可以在远离第一区域的第二区域中具有最大强度,并且其中第一IR反射层的吸收率小于其最大值的一半。
根据示例性实施例,所述第一阶段可以在所有的IR反射层沉积之后被执行,并且可以使用配置在基板之上的第一光源来预处理第一IR反射层,且可以使用配置在基板之下的第二光源来预处理第二IR反射层。
在一些示例性实施例中,提供了一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜low-E涂层。在所述基板上形成所述low-E涂层,所述low-E涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间。可使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,所述处理中的第一阶段包括光源通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层。所述处理中的第二阶段包括所述IR反射层形成之后暴露于超过400℃的温度。对所述IR反射层的每一个执行所述处理中的至少所述第一阶段。
在一些示例性实施例中,提供了一种涂层制品。所述涂层制品包括:玻璃基板;和由所述基板支撑的多层薄膜low-E涂层。所述low-E涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个。所述处理中的所述第一阶段包括光源通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层。所述处理中的第二阶段包括所述IR反射层形成之后暴露于超过400℃的温度。所述涂层的所述辐射率为0.011或更低。
在示例性实施例中,提供了一种形成涂层制品的系统。溅射装置被控制将多层薄膜low-E涂层形成在玻璃基板上,所述涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间。至少一个闪光源被控制来预处理所述IR反射层,通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层。所述闪光型线使用0.82-3.55eV的光子能量,足以将所述IR反射层中的银原子重新排列成更高能的有利位置且不会引起集聚,其中,所述涂层的辐射率通过暴露于随后的热处理被进一步降低。例如,所述系统可包括炉,被配置将位于其上的所述基板以及预处理的所述IR反射层加热到至少400℃的温度,并将所述涂层的辐射率降低到0.011或更低。
在一些示例性实施例中,上述和/或其他涂层制品可以包括在绝缘玻璃(IG)单元中。一些示例性实施例涉及一种IG单元和/或制备其的方法。
在此所述的特征、方面、优点和示例性实施例可以被组合以实现另外的实施例。
附图说明
以下参照附图对示例性实施例进行详细说明,从而可以更好更完全地理解上述和其他特征及优点,其中:
图1是可通过示例性实施例的两阶段激活方法被激活的含有低辐射(low-E)涂层的涂层制品的横截面视图;
图2A-2C是示出当图1的示例性涂层制品经热处理、一次闪光过程和激光扫描被激活时所发生的现象的SEM图像;
图3是示出根据示例性实施例的两阶段激活方法的第一示例性技术的流程图;
图4是示出根据示例性实施例的两阶段激活方法的第二示例性技术的流程图;
图5是示出图1的示例性涂层制品的吸收百分比与波长对比的曲线图;
图6是示出根据示例性实施例的两阶段激活方法的第三示例性技术的流程图。
发明的示例性实施例的具体说明
示例性实施例涉及一种用于激活基于银的低辐射(low-E)涂层的两阶段方法,所述涂层包括例如室温沉积的基于银的低辐射涂层。在一些示例性实例中,与使用常规的激活方法(例如单独的回火和闪光处理)所获得的辐射率相比,可以实现更低的水平。示例性实施例使用非平衡激活,通过将银层和/或一个或多个层在其最近的附近暴露至具有特定频率或频率范围的光子,随后对整个层堆栈进行较平衡的热激活。在示例性实施例中,紫外线(UV)特定频率或频率范围在非平衡激活中被使用。
经高能光子的涂层预处理激活有助于将银原子重新排列为更高能的有利位置,同时有助于避免不希望的集聚。如上所述,这种集聚是在经单纯热处理优化涂层时需考虑的不利影响和折衷。因此,经高能光子的涂层预处理激活可通过使用具选择性频率或频率范围的光子激活产生中间激活状态,有利于银层和/或一个或多个层在其附近的吸收率,具有较低的银层集聚风险。
当堆栈的不同层被带入较平衡的状态时,激活的第一阶段之后是热激活。较平衡的热激活阶段有助于使堆叠层的化学势对齐并使预处理的银层进一步致密化。反过来,有助于减少涂层中应力形成的可能性、点的形成和尺寸缺陷、其他不必要的效率降低现象和/或类似的可能性。
根据照射的波长或波长范围,光能可选择性地被某些层或多层堆栈的某些层吸收。例如,可以选择辐射的波长或波长范围,使光能可选择性地被种子层、覆盖层或两者吸收,然后通过超声波光子被传递到相邻的银层。根据种子层和覆盖层的材料组成,光源可以选择性地具有较强的UV成分,或紫外线和可见光或红外频率的组合。波长选择可以根据堆栈组成的边缘吸收率被决定。
示例性实施例的优点在于,将银原子重新排列成的有益效果与层堆栈的其余部分的平衡调整有效地分开,从而有助于减少这两个过程的缺点。一些示例性实施例还允许在激活的第一阶段期间对光子频率进行更灵活地调整,例如为了更好地将能量从源转移到叠层的特定层。该优势对于具有不同层堆栈设计的低辐射制品而言特别有价值。
经闪光激活随后被热处理的涂层的辐射率与单纯闪光、单纯热处理、以及热处理随后闪光处理的涂层相比辐射率更低。此外,发明者观察到,热处理随后闪光处理与单纯热处理或闪光处理相比,通常不会导致辐射率的改进。相比之下,对于单银涂层,随后被热处理的闪光激活的膜辐射率在此发现为0.018至0.021,而对于双银涂层则为0.011至0.013。在一些示例性实施例中,对于单银涂层,随后被热处理的闪光激活的膜辐射率可低于0.018,对于双银涂层可低于0.011。在一些示例性实施例中,随后不热激活的闪光激活的涂层,在辐射率(降低)方面相比现有技术可实现20%的改进。在一些示例性实施例中,当使用在此述的两阶段闪光和热激活方法时,辐射率的改进(降低)甚至可能更大。
对于单银涂层,闪光激活可在银基层沉积后立即被应用,可在一个或多个覆盖层被配置在银基层之上后立即被应用,可在层堆栈中的所有层沉积之后和/或以一些其他适当的时间被应用。热处理可在层堆栈中的所有层沉积之后被执行。如以下更详细说明的,当提供多个IR反射层时有更多的选择。
闪光可被快速和持续微或毫秒时间。例如,一些示例性实施例可以使用持续0.01-100ms的闪光,更优选是0.05-10ms,且仍旧更优选是0.1-5ms。在一些示例性实施例中,激活处理的闪光阶段包括能量大于0.82eV的光子。优选是,每个闪光的光子能量在0.82至3.55eV之间。在一些示例性实施例中,该激活处理的热处理阶段为至少400℃的温度。优选是,400-650℃的温度。热处理阶段优选是1-20分钟,更优选是5-10分钟,在一些示例性实施例中。脉冲宽度,脉冲强度,和/或其他变量可以用来改变闪光强度。通过选择适合于涂层的波长范围,可确保大部分的加热进入至与基板相对的涂层。相比之下,理论上完全平衡状态下的热激活等待整个涂层制品达到给定的温度。虽然其对于一些涂层可实现,但不是所有的涂层。因此,有关热激活过程之后可能要求准平衡状态。应理解由于整个涂层制品被加热,因此相比闪光激活,激活更倾向于平衡激活。
现特别参照附图,其中在这些附图中相同的参照符号表示相同的部分,图1是含有低辐射(low-E)涂层的涂层制品的横截面视图,可通过示例性实施例的两阶段激活方法被激活。图1的涂层制品包括由基板(例如玻璃基板)102支撑的多层涂层100,其可以是刚性的或柔性的。多层涂层100中的一些或所有的层可以通过诸如溅射等物理气相沉积技术被形成。此外,一些或所有的层可以在室温下被沉积。本领域的技术人员应理解,“室温沉积”一般指较冷且不是故意加热的溅射环境,例如,工程的温度约在(但不一定是)室温。
涂层100包括基于银的第一IR反射层104a和第二IR反射层104b。基于银的第一IR反射层104a和第二IR反射层104b由第一种子层106a和第二种子层106b支撑,其可以包括ZnOx、AlOx、ZnAlOx和/或类似等。基于银的第一IR反射层104a和第二IR反射层104b之上配置有第一覆盖层108a和第二覆盖层108b。在不同的示例性实施例中,覆盖层108a、108b可以是部分或完全金属的。在一些示例性实施例中,覆盖层108a、108b可以包括Ni、Cr、Ti和/或类似等,且在不同的示例性实施例中其可被完全或部分地氧化。在一些示例性实施例中,含有该材料的层可以配置在IR反射层104a、104b中的一个或两个之下(例如,直接接触),与第一和第二种子层106a、106b一起或替代种子层。在不同的示例性实施例中,例如,为了帮助保护基于银的第一IR反射层104a和第二IR反射层104b,实现所需的光学性质等,可以提供另外的介电层。例如,在图1的示例中,含有氧化锡的第一层110a和第二层110b配置在覆盖层108a、108b之上,并且含有硅的第一层112a和第二层112b(在一些情况下可以有助于减少氧迁移穿过堆栈的发生率)被配置在含有氧化锡的第一层110a和第二层110b之上。在不同的示例性实施例中,可将含有硅的层112a、112b氧化和/或氮化。铝也可以包含在这些层中的一个或多个中。在一些示例性实施例中,这些层可根据氧含量被分级。如图1所示,在含有硅的第一层112a和含有硅的另一个层116之间配置含有Ni、Cr、Ti和/或类似的薄层114,在不同的示例性实施例中该薄层114可以被完全或部分氧化,例如,作为阻断层。含有氧化锡的另一个层118被配置在含有硅的另一个层116之上且直接位于上部含银的子堆栈之下,该堆栈包括层106b/104b/108b。含有硅的另一个层120可配置在基板102上,且其可有助于阻止氧、钠从基板102的迁移和/或类似等。
在一些示例性实施例中,配置在上部目标层上的任何层基本上是不吸收。例如,覆盖层上的最外层的电介质优选是具有小于1%的光吸收,更优选是小于0.1%的光吸收,在200-1500nm的波长范围内,更优选是300-1200nm(或其任何子范围),其中脉冲被传送。非相干电磁(EM)辐射可以直接和/或间接地由银基层吸收,并且EM辐射可以使用上述或其他波长范围中操作的闪光被提供。应理解,银基层中的光吸收导致银结晶和整个层堆栈的相关辐射率降低。
图1层堆栈的示例层厚度范围在以下表中被示出。应理解,可见光透射率、辐射率和其他特性可能因示例而异。
Figure BDA0001579901440000101
Figure BDA0001579901440000111
Figure BDA0001579901440000121
图2A-2C是示出图1的示例性(例如示例性D厚度范围)涂层制品经热处理、一次闪光过程和激光扫描被激活时所发生的现象的SEM图像。如图2A所示,下部银基层104a'和上部银基层104b'中的银晶粒生长相当鲜明,示出使用单纯热处理使这些层“较好的“激活。
如图2B所示,当使用一次闪光的方法时银晶粒在上部银基层104b”中良好生长。添加到该图像的箭头显示出鲜明的晶粒生长。然而,下部银基层104a”几乎没有激活。事实上很难分辨出个体颗粒等,这是由于以这种方式观察时该层非常黑。
图2C示出以红外激光扫描没有产生有关底部银基层104a”'和顶部银基层104b”'可测量激活。
图3是示出根据示例性实施例的两阶段激活方法的第一示例性技术的流程图。在步骤S302中基板被提供,且在步骤S304中一个或多个底部介电层被沉积于其上。这些层可以是钠迁移阻挡层、有助于整个层堆栈的光学的层、用于IR反射层的一个或多个种子层等。在步骤S306,第一IR反射层(可以是银基IR反射层)被沉积在底部介电层上。在步骤S308中一个或多个顶部介电层被配置在IR反射层上。这些层可以包括覆盖层、光阻断层和/或类似等。在步骤S310中,刚沉积的基于银的IR反射层被闪光激活。如图3所示,在基于银的IR反射层上配置介电层之后,可以提供闪光处理,例如用于保护其。
当更多的IR反射层将被沉积(例如,在步骤S312中被决定)时,在步骤S304、S306、S308和S310中再次执行。应注意,该循环可被重复来用于具有两个、三个、四个或多个IR反射层的涂层。当所有的IR反射层被沉积时,在步骤S314中可提供选择性的外层。该外层可以是包括硅、锆和/或类似等的层。热激活在步骤S316中被执行,例如在完整的涂层制品上。应理解,一旦制品被运输至制造商或制造厂被储存后或其他时间,可在线上(例如,沉积过程之后立即)执行热激活。
应理解,图3示出一种方法,其中下一IR反射层被沉积在基板上之前针对给定的IR反射层执行单独的闪光激活。因此,在各IR反射层沉积之后执行闪光。在一些示例性实施例中可使用通用闪光参数来用于连续闪光。然而,应理解,须注意避免基板的残余加热,例如,执行过快的太多闪光等。还应注意确保被闪光激活的IR反射层吸收大部分、基本上全部或所有的光子,例如,以保护可能会由于过度闪光激活而损坏的任何潜在的IR反射层。例如,优选是选择闪光参数使闪光被生成,该闪光由将被处理的层所吸收且不会在IR反射层下引起任何过度集聚或类似等。
图4是示出根据一些示例性实施例的两阶段激活方法的第二示例性技术的流程图。图4类似于图3。然而如图4所示,在包括步骤S304、S306和S308的循环中不存在步骤S310。作为代替,在各IR反射层沉积之后执行闪光,图4的流程图示出,步骤S316中所有的IR反射层沉积之后且热激活之前,在步骤S402中以适当的脉冲型线对各IR反射层执行闪光激活。闪光脉冲或子脉冲以堆栈中各自的IR反射层为目标。其通过选择适当的脉冲或子脉冲型线来用于堆栈中的不同IR反射层被完成。
将不同的IR反射层作为目标的一种方法可以是通过改变闪光中的脉冲或子脉冲的波长或波长范围来实现。例如,可以通过层的吸收率与不同波长或波长范围的对比来改进脉冲型线。可以选择在不同层上被不同程度吸收的脉冲型线。例如,如图1所示的双银低辐射涂层,可以选择用于脉冲的第一型线,在上部银基层104b被明显吸收(因此没有达到下部银基层104a),同时选择在上部银基层104b不明显吸收且在下部银基层104a被明显吸收的第二型线。
图5及以下的描述示出该型线如何被改进。即,图5是示出图1的示例性涂层制品(具有示例性D厚度范围)的吸收百分比与波长对比的曲线图。更具体地,实线示出顶部银基层对辐射的敏感性,长虚线示出了底部银基层对辐射的敏感性。虚线示出可用来闪光激活这些涂层的示例性闪光特性。如图5所示,第一闪光以基本上位于或接近顶部银基层的最易受影响区域的顶部银基层为目标。第二闪光以位于或接近其非常敏感的一个区域的底部银基层为目标。然而,该区域是顶部银基层对辐射不敏感的区域。因此,通过表征在层堆栈中不同的银基层对辐射的敏感性(例如,波长吸收百分比),可以选择有利于激活不同层的闪光波长型线,同时降低过度激活的可能性(包括例如减少片电阻和/或辐射率至0、过度聚集、增加的层粗糙度等)。
在此发明人观察到,对于图1的示例(具有示例性D厚度范围),顶部至底部银基层的吸收比约为2.6。该表征方法可用于具有相同或不同数量的IR反射层的不同层堆栈。例如,在与图1所示类似的示例性三银实施例中(具有示例性D厚度范围),发明人发现比约为5.2∶2∶1。在此,顶部和第二银之间的比约为2.6。例如,预期这些比率在例如+/-10%的近似范围内,将可用于各种不同的双和三银实施例(例如,具有相同或类似的层堆栈)。
如图5所示,两个基于银的IR反射层至少通过两个子闪光被激活,第一闪光在700-900nm的光谱范围内具最大强度,优先被顶部的基于银的IR反射层吸收。第二闪光在600-700nm(或550-650nm)的光谱范围内具最大强度可优先被基于银的第二IR反射层吸收。具有三个基于银的IR反射层的层堆栈可以通过至少三次闪光被激活,第一闪光在700-900nm的光谱范围内具有最大强度,可优先被顶部的基于银的IR反射层吸收。第二闪光在600-700nm(或550-650nm)的光谱范围内具最大强度,可优先被中间的基于银的IR反射层吸收。第三闪光在400~600nm的光谱范围内具最大强度,可优先被底部基于银的IR反射层吸收。
在一些示例性实施例中,这些和/或其他不同光谱区域中的连续闪光脉冲可以由不同波形的时间分离的子脉冲形成。在一些示例性实施例中,这些和/或其他不同光谱区域中的连续闪光脉冲可以由不同光谱的分离的闪光灯泡发射光形成。在一些情况下,其可以在灯泡组件中背靠背地定位。在一些示例性实施例中,这些和/或其他不同光谱区域中的连续闪光脉冲可以借助于光学滤波器由单独的闪光灯泡形成。
以下的表中示出图1的涂层制品(具有示例性D厚度范围)的片电阻(R,单位为欧姆/平方)、辐射率、g值和可见光透射率(Tvis)测量值,其中涂层制品为沉积、热激活、闪光激活以及两阶段闪光和热激活状态。(如本领域中已知的,g值是测量制品的太阳能透射率的系数,有时也被称为制品的太阳能系数)。所述两阶段闪光和热激活状态经图4的示例性方法被实现。
沉积状态中的性能
Figure BDA0001579901440000151
Figure BDA0001579901440000161
热激活状态中的性能
R 辐射率 g值 Tvis
1.83 0.0222 44.3 73.9
闪光激活状态下的性能
R 辐射率 g值 Tvis
1.54 0.019 43.7 72.5
两阶段热激活和闪光激活状态中的性能
R 辐射率 g值 Tvis
1.81 0.011 44.4 73.7
从以上表中可以看出,闪光激活状态提供了显著降低的辐射率,同时保持良好的可见光透射率。实际上,与热激活状态中达到的辐射率相比,降低了14.4%,且可见光透射率为沉积态和热激活状态中所获得的可见光透射率之间。然而,示例性实施例中被执行两阶段激活方法的涂层制品的辐射率,与热激活状态中达到的辐射率相比,辐射率降低了50%。
图6是示出根据示例性实施例的两阶段激活方法的第三示例性技术的流程图。图6也类似于图3。然而,从图6可以看出,包括步骤S304、S306和S308的循环中不存在步骤S310。作为代替,在各IR反射层沉积之后执行闪光,图6的流程图示出,步骤S316中所有的IR反射层沉积之后且热激活之前,在步骤S602和S604中执行顶部和底部IR反射层的闪光激活。应理解,这些激活可以同时发生,也可以是不同的时间等。
对于将激活的各IR反射层可使用相同或类似的型线。例如,对于与覆盖的薄膜层内容物相对的基板内容物可能需要使用不同的脉冲型线,其可能影响被顶部和底部的IR反射层吸收的脉冲。
应理解,如上所述的示例性闪光波长、强度、功率和/或其他值可被用来与图3,4,6中的方法相结合。
尽管以上详细说明了三种示例性方法,但是应理解,其可以通过不同的组合、子组合和子组合的组合被组合,例如,取决于涂层、可用的设备、可被改进的型线的容易性、被改进的型线的有效性等。换句话说,是否“难以到达”内部IR反射层,是否难以激活外部IR反射层而不影响内部层等,则可以使用参照图3、4和6所述的方法的不同方面。例如,可以使用以上所述的方法,激活两个IR反射层,一个从顶部且一个从底部(例如,使用图3的方法从基板下面,以及图4的方法从基板上面),反之亦然(例如,使用图3的方法从基板下面,以及图4的方法从基板上面)。作为另一示例,在包括四个IR反射层的低辐射涂层中,可以从顶部激活两个层,并且可以从底部激活两个层(例如,通过有效地结合图4和图6的方法)。作为涉及具有三个或四个IR反射层的低辐射涂层的另一实例,中间的一个或两个IR反射层可在沉积时被激活(例如,使用图3的方法),且顶部和底部IR反射层可以在最后被激活(例如,使用图6的方法)。在又一示例中,在具有四个IR反射层的低辐射涂层中,先是两个IR反射层可在沉积时被激活(例如,使用图3的方法),且顶部的两个IR反射层可通过使用两个不同的脉冲型线被激活(例如,使用图4的方法)。但在此也可能并考虑其他组合。
应理解,也可考虑通过在此所述的技术来制备涂层制品。类似地,也可以考虑用于制备该涂层制品的系统和/或执行在此所述的技术。例如,系统可包括溅射装置,被控制将多层薄膜低辐射涂层形成在玻璃基板上,该涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,且IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间。至少一个闪光源,被控制来预处理IR反射层,通过使用闪光型线暴露光子,该闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给IR反射层。闪光型线使用0.82-3.55eV的光子能量,足以将IR反射层中的银原子重新排列成更高能的有利位置且不会引起集聚。通过暴露于随后的热处理,涂层的辐射率进一步被降低。例如,该系统可以包括炉,被配置为将基板以及其上的预处理的IR反射层加热到至少400摄氏度的温度,并将涂层的辐射率降低到0.011或更低。
虽然参照图1的示例性低辐射涂层对示例性实施例进行了说明,它将被用于本可以用在任何低辐射镀膜连接技术。本表所述的示例性单银层可以受益于本发明公开的示例技术:
Figure BDA0001579901440000181
Figure BDA0001579901440000191
此外,尽管示例性实施例被说明为包括基于银的IR反射层,但在此所述的示例性技术可用于基于诸如例如ITO等其他材料的IR反射层。类似地,尽管一些示例性实施例通过相关的室温沉积技术被说明,但在此所述的示例性实施例也可用于以其他方式形成的层堆栈(例如,使用非室温溅射形成的层堆栈等)。
示例性实施例被说明包括被“沉积”在基板上的层。沉积可以包括溅射和/或任何其他物理气相沉积过程。应理解,给定的层堆栈中的一些层或所有的层可以被沉积(例如使用溅射等)或是以其他方式形成。例如,一些示例性实施例中可以使用非溅射技术形成介电层,溅射沉积IR反射层,以及使用相同或不同的非溅射技术来形成进一步的介电层。
在此使用的术语“热处置”和“热处理”所指的是将制品加热到足以使含玻璃的制品实现热回火和/或热增强的温度。该定义包括,例如,在温度为至少约550℃的烘箱或炉中加热涂层制品,更优选是至少约580℃,更优选是至少约600℃,更优选是至少约620℃,且最优选是至少约650℃,在足够长的时间内进行回火和/或热增强。在一些示例实施例中,其可以是至少约两分钟,最多约10分钟,最多约15分钟等。
除非明确说明,在此使用的“位于…之上”、“由…支撑”等术语不应被解释为表示两个元件是直接相邻的。换句话说,即使其中有一个或多个层,第一层也可以说是“位于第二层之上”或“由第二层支撑”。
在示例性实施例中,一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜低辐射涂层。所述方法包括在所述基板上形成所述低辐射涂层,所述低辐射涂层包括含有银的至少第一和第二IR反射层,所述第一和第二IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,所述第一IR反射层与所述第二IR反射层相比,离所述基板更远。使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,所述处理中的第一阶段,通过以至少第一和第二波长范围暴露的闪光源来预处理所述IR反射层,所述第一波长范围优先将能量传输给所述第一IR反射层,且所述第二波长范围优先将能量传输给所述第二IR反射层。所述处理中的第二阶段,是所有的所述IR反射层被直接或间接地沉积在所述基板上之后执行的热处理,所述第二阶段在所述第一阶段之后。
除了前段落的特征,在示例性实施例中,所述处理中的所述第一阶段可包括能量为0.82-3.55eV的光子。
除了前两个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,所述处理中的所述第二阶段可包括400-650℃的温度。
除了前三个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,所述涂层的所述辐射率,在所述两阶段处理后,可等于或低于0.011。
除了前四个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,第一和第二种子层可分别配置在所述第一和第二IR反射层之下并与其接触;和/或第一和第二覆盖层可分别配置在所述第一和第二IR反射层之上并与其接触。
除了前段落的特征,在示例性实施例中,所述第一波长范围的光子可优先将能量传输给所述第一种子层、所述第一IR反射层和/或所述第一覆盖层;以及所述第二波长范围的光子可优先将能量传输给所述第二种子层、所述第二IR反射层和/或所述第二覆盖层。
除了前两个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,所述第一波长范围的光能可优先被所述第一种子层和/或所述第一覆盖层吸收,并通过超声波光子被传送到所述第一IR反射层;以及所述第二波长范围的光能可优先被所述第二种子层和/或所述覆盖层吸收,并通过超声波光子被传送到所述第二IR反射层。
除了前三个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,所述第一和第二种子层可分别包括锌,且所述第一和第二覆盖层可分别包括镍,钛,和/或铬。
除了前八个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,所述预处理可包括将所述第一和第二IR反射层中的银原子重新排列成更高能的有利位置;以及所述热处理将所述层堆栈中的至少一些层的化学势对齐,并进一步定义所述预处理的第一和第二IR反射层。
除了前九个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,作为第一选择,所述第一阶段可在每次所述IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在所述基板上且随后的所述IR反射层沉积之前被执行。选择性地,除了前九个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,作为第二选择,所述第一阶段可在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,且所述第一和第二波长范围彼此不同。选择性地,除了前九个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,作为第三选择,所述第一阶段可在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,且所述第一IR反射层可通过配置在所述基板上的第一光源被预处理,且所述第二IR反射层可通过配置在所述基板下的第二光源被预处理。
在示例性实施例中,选择性地以第一选择,所述第一和第二波长范围可相同。在示例性实施例中,选择性地以第一选择,各所述IR反射层的所述预处理在各所述IR反射层被所述一个或多个介电层覆盖之后被执行。
在示例性实施例中,选择性地以第二选择,所述第一波长范围可在接近所述第一IR反射层的最大吸收率的第一区域中具有最大强度,且所述第二波长范围可在远离所述第一区域的第二区域中具有最大强度,其中所述第一IR反射层的所述吸收率小于其最大值的一半。在示例性实施例中,选择性地以第二选择,所述第一波长范围可在700-900nm光谱范围中具有最大强度,且所述第二波长范围可在600-700nm光谱范围中具有最大强度。在示例性实施例中,选择性地以第二选择,所述low-E可进一步包括含有银的第三IR反射层,所述第三IR反射层也被夹在一个或多个介电层之间,所述第三IR反射层与所述第一IR反射层相比,离所述基板更远,且所述第一阶段可进一步包括闪光源,以第三波长范围暴露,优先将能量传输给所述第三IR反射层。在示例性实施例中,选择性地以第二选择,所述第一、第二和第三波长范围彼此不同,并分别在600-700nm、400-600nm和700-900nm光谱范围中具有最大强度。在示例性实施例中,选择性地以第二选择,暴露生成所述第一和第二波长范围的所述闪光源,可由不同波形的分时子脉冲形成。在示例性实施例中,选择性地以第二选择,暴露生成所述第一和第二波长范围的所述闪光源,可由不同的闪光灯形成。
除了前十二个段落中任何一个的特征,在示例性实施例中,所述低辐射涂层可全部或部分地通过室温溅射被形成。
在示例性实施例中,一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜低辐射涂层,所述方法包括在所述基板上形成所述低辐射涂层,所述低辐射涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间。使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,所述处理中的第一阶段包括光源通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层,且所述处理中的第二阶段包括所述IR反射层形成之后暴露于超过400℃的温度。对所述IR反射层的每一个执行所述处理中的至少所述第一阶段。
除了前段落的特征,在示例性实施例中,所述第一阶段可在每次所述IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在所述基板上且随后的所述IR反射层沉积之前被执行。选择性地,除了前段落的特征,在示例性实施例中,所述第一阶段可在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,光源以不同闪光型线暴露,优先将能量传输给所述IR反射层。选择性地,除了前段落的特征,在示例性实施例中,所述第一阶段可在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,且可使用配置在所述基板之下的第一闪光源激活一个或多个IR反射层,并且使用配置在所述基板之上的第二闪光源激活一个或多个其他IR反射层。
在示例性实施中,提供一种涂层制品。所述涂层制品包括:玻璃基板;和由所述基板支撑的多层薄膜低辐射涂层。所述低辐射涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个。所述处理中的第一阶段包括光源通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层,且所述处理中的第二阶段包括所述IR反射层形成之后暴露于超过400℃的温度。所述涂层的所述辐射率为0.011或更低。
在示例性实施中,一种形成涂层制品的系统,所述系统包括:溅射装置,被控制将多层薄膜低辐射涂层形成在玻璃基板上,所述涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间;和至少一个闪光源,被控制来预处理所述IR反射层,通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层,所述闪光型线使用0.82-3.55eV的光子能量,足以将所述IR反射层中的银原子重新排列成更高能的有利位置且不会引起集聚,其中,所述涂层的辐射率通过暴露于随后的热处理被进一步降低。
除了前段落的特征,在示例性实施中,进一步包括炉,被配置为将所述基板以及其上的预处理的所述IR反射层加热到至少400℃的温度,并将所述涂层的辐射率降低到0.011或更低。
除了前两个段落中任何一个的特征,在示例性实施中所述至少一个闪光源可被控制操作:(a)在每次所述IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在所述基板上且随后的所述IR反射层沉积于其上之前,或(b)在所有的所述IR反射层沉积在所述基板上之后,光源以不同闪光型线暴露,优先将能量传输给所述IR反射层。
虽然参照最实用和优选的实施例对本发明进行了说明,但是应理解,本发明并不局限于所述实施例,相反,在由后附的权利要求的精神和范围内,可进行各种修改和等效的配置。

Claims (28)

1.一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜low-E涂层,所述方法包括:
在所述基板上形成所述low-E涂层,所述low-E涂层包括含有银的至少第一和第二IR反射层,所述第一和第二IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,所述第一IR反射层与所述第二IR反射层相比,离所述基板更远;以及
使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,
所述处理中的第一阶段通过以至少第一和第二波长范围暴露的闪光源来预处理所述IR反射层,所述第一波长范围优先将能量传输给所述第一IR反射层,且所述第二波长范围优先将能量传输给所述第二IR反射层,且
所述处理中的第二阶段是所有的所述IR反射层被直接或间接地沉积在所述基板上之后执行的热处理,所述第二阶段在所述第一阶段之后,其中所述热处理不通过闪光源暴露进行。
2.一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜low-E涂层,所述方法包括:
在所述基板上形成所述low-E涂层,所述low-E涂层包括含有银的至少第一和第二IR反射层,所述第一和第二IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,所述第一IR反射层与所述第二IR反射层相比,离所述基板更远;以及
使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,
所述处理中的第一阶段通过以至少第一和第二波长范围暴露的闪光源来预处理所述IR反射层,且
所述处理中的第二阶段是所有的所述IR反射层被直接或间接地沉积在所述基板上之后执行的热处理,所述第二阶段在所述第一阶段之后,其中所述热处理不通过闪光源暴露进行,
其中,
第一和第二种子层分别配置在所述第一和第二IR反射层之下并与其接触;以及
第一和第二覆盖层分别配置在所述第一和第二IR反射层之上并与其接触,
其中,
所述第一波长范围的光子优先将能量传输给所述第一种子层、所述第一IR反射层和/或所述第一覆盖层;以及
所述第二波长范围的光子优先将能量传输给所述第二种子层、所述第二IR反射层和/或所述第二覆盖层。
3.一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜low-E涂层,所述方法包括:
在所述基板上形成所述low-E涂层,所述low-E涂层包括含有银的至少第一和第二IR反射层,所述第一和第二IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,所述第一IR反射层与所述第二IR反射层相比,离所述基板更远;以及
使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,
所述处理中的第一阶段通过以至少第一和第二波长范围暴露的闪光源来预处理所述IR反射层,且
所述处理中的第二阶段是所有的所述IR反射层被直接或间接地沉积在所述基板上之后执行的热处理,所述第二阶段在所述第一阶段之后,其中所述热处理不通过闪光源暴露进行,
其中,
第一和第二种子层分别配置在所述第一和第二IR反射层之下并与其接触;以及
第一和第二覆盖层分别配置在所述第一和第二IR反射层之上并与其接触,
其中,
所述第一波长范围的光能优先被所述第一种子层和/或所述第一覆盖层吸收,并通过超声波光子被传送到所述第一IR反射层;以及
所述第二波长范围的光能优先被所述第二种子层和/或所述第二覆盖层吸收,并通过超声波光子被传送到所述第二IR反射层。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述处理中的所述第一阶段包括能量为0.82-3.55eV的光子。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述处理中的所述第二阶段包括400-650℃的温度。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述涂层的辐射率在所述两阶段处理后等于或低于0.011。
7.根据权利要求2或权利要求3所述的方法,其中,所述第一和第二种子层分别包括锌,且所述第一和第二覆盖层分别包括镍、钛和/或铬。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,
所述预处理包括将所述第一和第二IR反射层中的银原子重新排列成更高能的有利位置;以及
所述热处理将层堆栈中的至少一些层的化学势对齐,并进一步致密化所述预处理的第一和第二IR反射层。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述第一阶段在每次所述IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在所述基板上且随后的所述IR反射层沉积之前被执行。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述第一和第二波长范围相同。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,各所述IR反射层的所述预处理在各所述IR反射层被所述一个或多个介电层覆盖之后被执行。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述第一阶段在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,所述第一和第二波长范围彼此不同。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述第一波长范围在接近所述第一IR反射层的最大吸收率的第一区域中具有最大强度,且所述第二波长范围在远离所述第一区域的第二区域中具有最大强度,其中所述第一IR反射层的所述吸收率小于其最大值的一半。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述第一波长范围在700-900nm光谱范围中具有最大强度,且所述第二波长范围在600-700nm光谱范围中具有最大强度。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,
所述low-E涂层进一步包括含有银的第三IR反射层,所述第三IR反射层也被夹在一个或多个介电层之间,所述第三IR反射层与所述第一IR反射层相比离所述基板更远,且
所述第一阶段进一步包括闪光源,以第三波长范围暴露,优先将能量传输给所述第三IR反射层。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述第一、第二和第三波长范围彼此不同,并分别在600-700nm、400-600nm和700-900nm光谱范围中具有最大强度。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,暴露生成所述第一和第二波长范围的所述闪光源由不同波形的分时子脉冲形成。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,暴露生成所述第一和第二波长范围的所述闪光源由不同的闪光灯形成。
19.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述第一阶段在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,且其中使用配置在所述基板之上的第一光源对所述第一IR反射层进行预处理,并且使用配置在所述基板之下的第二光源对所述第二IR反射层进行预处理。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述low-E涂层全部或部分地通过室温溅射被形成。
21.一种制备涂层制品的方法,所述涂层制品包含由玻璃基板支撑的多层薄膜low-E涂层,所述方法包括:
在所述基板上形成所述low-E涂层,所述low-E涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间;
使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个;
所述处理中的第一阶段包括光源通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层;
所述处理中的第二阶段包括所述IR反射层形成之后暴露于超过400℃的温度。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述第一阶段在每次所述IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在所述基板上且随后的所述IR反射层沉积之前被执行。
23.根据权利要求21所述的方法,其中,所述第一阶段在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,光源以不同闪光型线暴露,优先将能量传输给所述IR反射层。
24.根据权利要求21所述的方法,其中,所述第一阶段在所有的所述IR反射层沉积之后被执行,且其中使用配置在所述基板之下的第一闪光源激活一个或多个IR反射层,并且使用配置在所述基板之上的第二闪光源激活一个或多个其他IR反射层。
25.一种涂层制品,包括:
玻璃基板;和
由所述基板支撑的多层薄膜low-E涂层,
其中,所述low-E涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间,使用两阶段处理来激活所述IR反射层的每一个,
其中,所述处理中的第一阶段包括光源通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层,
其中,所述处理中的第二阶段包括所述IR反射层形成之后暴露于超过400℃的温度,且
其中,所述涂层的辐射率为0.011或更低。
26.一种形成涂层制品的系统,所述系统包括:
溅射装置,被控制将多层薄膜low-E涂层形成在玻璃基板上,所述涂层包括多个室温溅射沉积的含有银的IR反射层,所述IR反射层的每一个被夹在一个或多个介电层之间;和
至少一个闪光源,被控制来预处理所述IR反射层,通过闪光型线以光子暴露,所述闪光型线被选择,基于其各自的吸收水平优先将能量传输给所述IR反射层,所述闪光型线使用0.82-3.55eV的光子能量,足以将所述IR反射层中的银原子重新排列成更高能的有利位置且不会引起集聚,
其中,所述涂层的辐射率通过暴露于随后的热处理被进一步降低。
27.根据权利要求26所述的系统,进一步包括炉,被配置为将所述基板以及其上的预处理的所述IR反射层加热到至少400℃的温度,并将所述涂层的辐射率降低到0.011或更低。
28.根据权利要求26-27中任一项所述的系统,其中,所述至少一个闪光源被控制操作:
(a)在每次所述IR反射层中的一个被直接或间接地沉积在所述基板上且随后的所述IR反射层沉积于其上之前,或
(b)在所有的所述IR反射层沉积在所述基板上之后,光源以不同闪光型线暴露,优先将能量传输给所述IR反射层。
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