[发明专利]一种制备高分子功能薄膜的真空喷射镀膜机

说明书

技术领域

本发明涉及光电器件特别是聚合物光电器件功能薄膜的制备设备，具体涉及一种制备高分子功能薄膜的真空喷射镀膜机。

背景技术

   近年来，有机光电器件特别是聚合物光电器件的应用和研究已十分广泛，如聚合物太阳能电池、电致发光器件、薄膜晶体管、光开关、光导纤维等，这些器件因应用性能优越的聚合物而受到人们的广泛关注。与无机材料或有机小分子材料相比，聚合物材料具有质量轻、柔韧性好、易于加工、成本低、成膜面积大、能调整半导体能隙等诸多优点。光电器件要求将聚合物制备成薄膜，常用的制备聚合物薄膜的方法有浸涂法、旋涂法、丝网印刷法、喷墨打印法和刮片法，这些方法需要将聚合物材料制成高浓度溶液，一般溶液中聚合物的质量分数要大于1%，而聚合物种类繁多，找到合适的溶解溶剂很困难，为了达到所需的溶液浓度，常常需加入一些有害溶剂，如苯、甲苯、己烷等，不利于其制备和使用。为了克服上述方法的缺点，研究人员又提出了喷雾法，该方法能够用浓度非常低的溶液制备出面积大而平整的薄膜，扩大了聚合物材料的选择范围，但与上述方法一样，喷雾法在制备聚合物薄膜时暴露在大气中，尘埃、空气不可避免地会残留在薄膜里，从而降低光电器件的性能。

发明内容

针对现有功能薄膜制备设备的不足，本发明提供一种结构合理、生产效率高、可用于开发纳米级单层及多层功能薄膜、梯度薄膜、半导体薄膜、导电薄膜等的真空喷射镀膜机，以满足光电器件特别是聚合物光电器件功能薄膜的制备。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种制备高分子功能薄膜的真空喷射镀膜机，包括电控系统、喷射系统和系统支架，系统支架下部固定安装有抽气系统，抽气系统通过预抽管道和高真空管道连接一个带有观察窗和盲法兰的真空喷射室，真空喷射室内设置有可往复移动的移动基片加热转台，将溶液喷射到基片上实现喷射镀膜的喷射系统设置在真空喷射室侧部，喷射系统的喷嘴伸入真空喷射室内并对准固定在移动基片加热转台上的基片，电控系统通过导线与测量装置、基片加热转台相连。

所述真空喷射室包括圆筒形的真空室和真空室两端封装的LF法兰组件，真空室前侧设有第一CF超高真空观察窗，真空室上方安装有复合式真空规、膜厚测量装置预留法兰、备用CF超高真空盲法兰、灯丝组件、激光测量装置预留法兰，膜厚测量装置预留法兰和激光测量装置预留法兰分别连接膜厚测量装置和激光测量装置，用于镀膜过程中监测镀膜的厚度、喷射束的喷射角度和雾滴直径，真空室后侧设有烘烤用电极引线、CF超高真空盲法兰和第二CF超高真空观察窗，真空室下方安装有两个连接抽气系统的法兰；右LF法兰上方焊接有第三CF超高真空观察窗，中部连接有喷射系统安装法兰和第二超高真空转动引入件，下部安装有第二CF超高真空电极和超高真空放气阀；左LF法兰上方安装有第一CF超高真空电极和备用CF超高真空电极，中部左右对称安装有两个铠装热电偶和把手，铠装热电偶用来测量真空室温度，下部安装有第一超高真空转动引入件，第一超高真空转动引入件两端分别连接真空室外的手动摇杆和真空室内的一根丝杠，丝杠上配合设置有丝母，丝母安装在移动支架下方，丝杠上方设有一个转台支撑架，转台支撑架左端焊接在真空室左LF法兰内侧，转台支撑架上方丝杠对应位置的两侧对称设置有两根光杠，每根光杠上安装有一个直线轴承，移动基片加热转台的移动支架固定安装在直线轴承上，转台支撑架下方套装在丝杠两端的光杆部分，转台支撑架下方对称安装有两个定向轮和两个万向轮，真空室门为抽拉式，左LF法兰下端左右对称安装有两个定向轮，拉动把手时，可将样品一并拉出。

所述喷射系统包括烧杯、喷射溶液、变截面流量计、角形隔膜阀、喷嘴、VCR管件和喷嘴挡板，烧杯设置在系统支架上，烧杯内的溶液由VCR管件引出，VCR管件引出端依次连接变截面流量计、角形隔膜阀、喷嘴，喷嘴对准基片；右LF法兰中部安装有可旋转的喷嘴挡板，喷嘴挡板平行于右LF法兰，在喷嘴喷射不稳定时或者停止喷射时，喷嘴挡板挡住喷嘴防止溶液喷射到基片上。由于真空室内为真空环境，而溶液表面为大气压，所以在压差作用下溶液被吸入到VCR管件中。