[发明专利]一种反提拉涂膜方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于薄膜制备技术领域，涉及一种用于成膜的反提拉方法及其装置。

背景技术

溶胶-凝胶法制备薄膜具有工艺简便、设备要求低以及易于制备均匀的多组分薄膜等优点，在薄膜制备领域受到广泛关注。以溶胶-凝胶法制备薄膜时，其成膜技术主要有旋涂法、喷涂法和提拉法。其中，旋涂法仅适用于小尺寸的平面基片，其用途基本仅限于实验室的研发；而喷涂法和提拉法可在不同形状的大尺寸基片上制备薄膜，在实验室和工业生产上都具有实用价值。

喷涂法的主要工艺过程是：将洗净的基板放到专用加热炉内，然后用专用喷枪以一定的压力和速度将溶胶喷至热的基板表面形成凝胶膜。因此，薄膜的厚度受溶胶粘度、压力、喷涂速度和喷涂时间等多个参数的影响，且薄膜的均匀性取决于喷枪雾化溶胶成均匀细小液滴的效果。相比较而言，提拉法是将整个洗净的基板浸入预先制备好的溶胶之中，然后以精确控制的速度将基板平稳地从溶胶中提拉出来，在粘度和重力的作用下基板表面形成一层均匀的凝胶膜，薄膜厚度主要取决于粘度和提拉速度，即工艺过程较喷涂法简单。但在传动装置带动基板行进过程中，若传动装置的精度和稳定性不够，基板易发生抖动，由此薄膜的均匀性受到影响。采用高精度和高稳定性的传动装置固然能解决这一问题，但这也使得提拉装置的成本极其高昂。

为了解决提拉法中基片的摆动问题，专利CN200410022550.X提出了一种反提拉思路，即固定基片不动，通过排出溶胶来实现基片的相对移动，解决了基片摆动的问题。但在排液过程中，专利CN200410022550.X采用的是重力或者压力来控制排液速度，随着溶胶的排出，重力减小，由此导致排液速度减小，薄膜厚度上下不均；以压力控制排液速度时，压力的精确控制也极其不易。此外，溶胶排出后，再次涂膜时必须往容器中加入溶胶，这使得涂膜过程的连续性不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反提拉涂膜方法及其装置，它具有提拉速度可控范围宽、精度高、稳定性好、操作方便、涂膜的连续性好以及装置的制作成本低廉等优点，以此装置可在任意形状、多种尺寸的基片上制备厚度从几十纳米到数个微米的薄膜，且制备的薄膜均匀性和一致性好。

本发明的技术方案在于：一种反提拉涂膜方法，包括盛溶胶容器和基片固定装置，将盛溶胶容器安装在一升降装置上，将基片固定装置固定在升降装置旁侧的静止的结构上，通过升降装置驱动盛溶胶容器上下移动，使得盛溶胶容器与安装在基片固定装置上的基片产生相对运动，以实现反提拉涂膜。

上述升降装置为竖向设置的电动推杆，所述电动推杆由直流稳压电源驱动，所述直流稳压电源设置有电压调节旋钮和LED显示面板。还包括一箱体，所述直流稳压电源、电动推杆设置在箱体内，所述基片固定装置固定在箱体的上侧部。

上述基片固定装置由安装在箱体上的固定杆和用于夹持基片的固定夹组成。

上述盛溶胶容器具有用于通入恒温水的夹层，以恒定盛溶胶容器内的溶胶温度。

本发明的另一技术方案在于：一种反提拉涂膜装置，该装置包括了直流稳压电源、电动推杆、盛溶胶容器和基片固定装置，所述盛溶胶容器为恒温容器，所述盛溶胶容器安装在电动推杆的升降推杆上，所述电动推杆由直流稳压电源控制并通过电压调节其行进速度，所述盛溶胶容器旁侧还设置有用于固定基片的基片固定装置。固定基片不动，以直流稳压电源控制电动推杆的行进速度、以电动推杆带动装有溶胶的容器上下移动，从而实现待涂膜基片的相对移动来实现涂膜，由此避免了传动装置带动基片移动过程中的抖动问题，从而得到均匀性和一致性好的薄膜。

在一实施例中，该装置还包括一箱体，所述直流稳压电源、电动推杆设置在箱体内，所述基片固定装置固定在箱体的上侧部。

在一实施例中，所述基片固定装置由安装在箱体上的固定杆和用于夹持基片的固定夹组成。

在一实施例中，所述盛溶胶容器具有用于通入恒温水的夹层，以恒定盛溶胶容器内的溶胶温度。

在一实施例中，所述直流稳压电源设置有电压调节旋钮和LED显示面板。

本发明的优点在于：由于本发明提供的反提拉涂膜装置不再以传动装置带动基片移动，而是通过电动推杆带动装有溶胶的容器的移动来实现基片的相对移动，避免了基片移动过程中的抖动问题；同时，通过直流稳压电源可方便、准确地控制电动推杆的行进速度，因此，本反提拉涂膜装置具有提拉速度可控范围宽、精度高、稳定性好、操作方便、涂膜的连续性好以及装置的制作成本低廉等优点，以此装置可在任意形状、多种尺寸的基片上制备厚度从几十纳米到数个微米的薄膜，且制备的薄膜均匀性和一致性好。

附图说明