[發(fā)明專利]一種反提拉涂膜方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210272871.X
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102764722A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 趙劍曦;李鎮(zhèn)祥
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學
• 主分類號: B05C11/10
• 分類號: B05C11/10;B05C13/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于成膜的反提拉方法及其裝置。

背景技術(shù)

溶膠-凝膠法制備薄膜具有工藝簡便、設備要求低以及易于制備均勻的多組分薄膜等優(yōu)點，在薄膜制備領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。以溶膠-凝膠法制備薄膜時，其成膜技術(shù)主要有旋涂法、噴涂法和提拉法。其中，旋涂法僅適用于小尺寸的平面基片，其用途基本僅限于實驗室的研發(fā)；而噴涂法和提拉法可在不同形狀的大尺寸基片上制備薄膜，在實驗室和工業(yè)生產(chǎn)上都具有實用價值。

噴涂法的主要工藝過程是：將洗凈的基板放到專用加熱爐內(nèi)，然后用專用噴槍以一定的壓力和速度將溶膠噴至熱的基板表面形成凝膠膜。因此，薄膜的厚度受溶膠粘度、壓力、噴涂速度和噴涂時間等多個參數(shù)的影響，且薄膜的均勻性取決于噴槍霧化溶膠成均勻細小液滴的效果。相比較而言，提拉法是將整個洗凈的基板浸入預先制備好的溶膠之中，然后以精確控制的速度將基板平穩(wěn)地從溶膠中提拉出來，在粘度和重力的作用下基板表面形成一層均勻的凝膠膜，薄膜厚度主要取決于粘度和提拉速度，即工藝過程較噴涂法簡單。但在傳動裝置帶動基板行進過程中，若傳動裝置的精度和穩(wěn)定性不夠，基板易發(fā)生抖動，由此薄膜的均勻性受到影響。采用高精度和高穩(wěn)定性的傳動裝置固然能解決這一問題，但這也使得提拉裝置的成本極其高昂。

為了解決提拉法中基片的擺動問題，專利CN200410022550.X提出了一種反提拉思路，即固定基片不動，通過排出溶膠來實現(xiàn)基片的相對移動，解決了基片擺動的問題。但在排液過程中，專利CN200410022550.X采用的是重力或者壓力來控制排液速度，隨著溶膠的排出，重力減小，由此導致排液速度減小，薄膜厚度上下不均；以壓力控制排液速度時，壓力的精確控制也極其不易。此外，溶膠排出后，再次涂膜時必須往容器中加入溶膠，這使得涂膜過程的連續(xù)性不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種反提拉涂膜方法及其裝置，它具有提拉速度可控范圍寬、精度高、穩(wěn)定性好、操作方便、涂膜的連續(xù)性好以及裝置的制作成本低廉等優(yōu)點，以此裝置可在任意形狀、多種尺寸的基片上制備厚度從幾十納米到數(shù)個微米的薄膜，且制備的薄膜均勻性和一致性好。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種反提拉涂膜方法，包括盛溶膠容器和基片固定裝置，將盛溶膠容器安裝在一升降裝置上，將基片固定裝置固定在升降裝置旁側(cè)的靜止的結(jié)構(gòu)上，通過升降裝置驅(qū)動盛溶膠容器上下移動，使得盛溶膠容器與安裝在基片固定裝置上的基片產(chǎn)生相對運動，以實現(xiàn)反提拉涂膜。

上述升降裝置為豎向設置的電動推桿，所述電動推桿由直流穩(wěn)壓電源驅(qū)動，所述直流穩(wěn)壓電源設置有電壓調(diào)節(jié)旋鈕和LED顯示面板。還包括一箱體，所述直流穩(wěn)壓電源、電動推桿設置在箱體內(nèi)，所述基片固定裝置固定在箱體的上側(cè)部。

上述基片固定裝置由安裝在箱體上的固定桿和用于夾持基片的固定夾組成。

上述盛溶膠容器具有用于通入恒溫水的夾層，以恒定盛溶膠容器內(nèi)的溶膠溫度。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于：一種反提拉涂膜裝置，該裝置包括了直流穩(wěn)壓電源、電動推桿、盛溶膠容器和基片固定裝置，所述盛溶膠容器為恒溫容器，所述盛溶膠容器安裝在電動推桿的升降推桿上，所述電動推桿由直流穩(wěn)壓電源控制并通過電壓調(diào)節(jié)其行進速度，所述盛溶膠容器旁側(cè)還設置有用于固定基片的基片固定裝置。固定基片不動，以直流穩(wěn)壓電源控制電動推桿的行進速度、以電動推桿帶動裝有溶膠的容器上下移動，從而實現(xiàn)待涂膜基片的相對移動來實現(xiàn)涂膜，由此避免了傳動裝置帶動基片移動過程中的抖動問題，從而得到均勻性和一致性好的薄膜。

在一實施例中，該裝置還包括一箱體，所述直流穩(wěn)壓電源、電動推桿設置在箱體內(nèi)，所述基片固定裝置固定在箱體的上側(cè)部。

在一實施例中，所述基片固定裝置由安裝在箱體上的固定桿和用于夾持基片的固定夾組成。

在一實施例中，所述盛溶膠容器具有用于通入恒溫水的夾層，以恒定盛溶膠容器內(nèi)的溶膠溫度。

在一實施例中，所述直流穩(wěn)壓電源設置有電壓調(diào)節(jié)旋鈕和LED顯示面板。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：由于本發(fā)明提供的反提拉涂膜裝置不再以傳動裝置帶動基片移動，而是通過電動推桿帶動裝有溶膠的容器的移動來實現(xiàn)基片的相對移動，避免了基片移動過程中的抖動問題；同時，通過直流穩(wěn)壓電源可方便、準確地控制電動推桿的行進速度，因此，本反提拉涂膜裝置具有提拉速度可控范圍寬、精度高、穩(wěn)定性好、操作方便、涂膜的連續(xù)性好以及裝置的制作成本低廉等優(yōu)點，以此裝置可在任意形狀、多種尺寸的基片上制備厚度從幾十納米到數(shù)個微米的薄膜，且制備的薄膜均勻性和一致性好。

附圖說明