采用掃描式蒸發(fā)源的鍍膜裝置及其鍍膜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及薄膜制備技術(shù)，具體設(shè)及一種采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置及其鍛膜 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 真空鍛膜方法是制作薄膜產(chǎn)品的一種重要方法，利用真空鍛膜方法制備的薄膜產(chǎn) 品已被應(yīng)用到眾多領(lǐng)域。比如，防污膜已應(yīng)用于觸摸屏、鏡片和鏡頭等光學(xué)產(chǎn)品。在運(yùn)些包 含防污膜的光學(xué)產(chǎn)品中，基片材料上通常先鍛制一些光學(xué)薄膜(比如增透膜），然后再蒸鍛 防污膜。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，W智能手機(jī)、平板電腦為主導(dǎo)的終端產(chǎn)品高度普及， 觸摸屏產(chǎn)品需求迅猛增長(zhǎng)。為了增加 W觸摸屏為主體的多種光電產(chǎn)品的防污、防刮擦效果， 在多種光學(xué)產(chǎn)品表面上鍛制防污膜已經(jīng)成為必不可少的工序。
[0003] 防污膜原料為含氣硅烷有機(jī)化合物。不論液態(tài)還是固體藥片形式的防污膜原料， 其價(jià)格昂貴。防污膜鍛膜可W采用如下方法:首先，將有機(jī)防污膜原料溶解于有機(jī)溶劑形成 有機(jī)溶液;然后，將此有機(jī)溶液注入到相蝸中的多孔吸附載體中；其后進(jìn)行蒸鍛。另一種常 用的防污膜真空鍛膜方法是:將吸附有防污膜有機(jī)膜料的載體進(jìn)行特殊處理，制成固體藥 片作為鍛膜原料，然后進(jìn)行蒸鍛。此種方法需要將藥片在特定環(huán)境條件下保存W保持藥片 的鍛膜效果，相比于液態(tài)防污膜料，其成本較高。
[0004] 對(duì)于防污膜的鍛膜裝置，通常為單腔室的真空鍛膜設(shè)備，即防污膜的前道膜層鍛 膜和防污膜鍛膜在同一個(gè)鍛膜腔室中進(jìn)行。在真空鍛膜時(shí)，為了使分布在整個(gè)鍛膜工件架 上的基片具有較好的膜厚均勻性，通常在鍛膜腔室的盛有防污膜原料相蝸上方設(shè)置膜厚均 勻性補(bǔ)正板。此補(bǔ)正板的存在遮擋了相當(dāng)數(shù)量膜料分子，使之不能到達(dá)工件架的鍛膜基片， 造成膜料浪費(fèi)，增大了鍛膜成本;相應(yīng)地，也延長(zhǎng)了鍛膜時(shí)間，降低了鍛膜效率。由于液態(tài)防 污膜膜料具有成本低、易于自動(dòng)化等特點(diǎn)，已經(jīng)被越來(lái)越多地采用。在使用含有機(jī)溶劑等溶 媒的液態(tài)防污膜膜料進(jìn)行鍛膜前，需要通過預(yù)熱將有機(jī)溶劑揮發(fā)。如果預(yù)熱工序在真空鍛 膜室中進(jìn)行，則需要占用主體鍛膜時(shí)間，使得鍛膜時(shí)間變長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率；同時(shí)，預(yù)熱時(shí)揮 發(fā)的有機(jī)溶劑也可能達(dá)到鍛膜基片，影響鍛膜質(zhì)量。
[0005] 基于上述【背景技術(shù)】，尋求鍛膜效率高和鍛膜品質(zhì)好的防污膜鍛膜裝置變得日益重 要。比如，可W采用如下技術(shù)方案來(lái)進(jìn)行鍛膜:在鍛膜室中設(shè)置多點(diǎn)蒸發(fā)源，并使之同時(shí)蒸 發(fā);通過對(duì)不同蒸發(fā)源設(shè)置不同的鍛膜速率，來(lái)實(shí)現(xiàn)在不使用膜厚均勻性補(bǔ)正板的情況下， 滿足膜厚均勻性要求。不過，運(yùn)種存在多個(gè)蒸發(fā)源的鍛膜裝置需要較高的設(shè)備成本，且在加 藥自動(dòng)化、預(yù)熱、蒸發(fā)等方面，具有較高的空間占用成本或控制成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝 置及其鍛膜方法，該裝置和方法通過設(shè)置掃描式蒸發(fā)源，即通過相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)相 蝸，實(shí)現(xiàn)W定點(diǎn)、定時(shí)、掃描方式蒸發(fā)，同時(shí)提供與真空鍛膜室相對(duì)獨(dú)立的加藥腔室，實(shí)現(xiàn)加 藥腔室中的加藥、排氣和預(yù)熱工序與真空鍛膜室中的排氣、鍛膜工序同步進(jìn)行，提升了生產(chǎn) 效率和膜層質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由W下技術(shù)方案完成： 一種采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置，包括真空鍛膜室、蒸發(fā)源，所述真空鍛膜室內(nèi)設(shè)置 有鍛膜工件架，所述鍛膜工件架上放置有基片，所述蒸發(fā)源位于于所述真空鍛膜室，其特征 在于:所述蒸發(fā)源為掃描式蒸發(fā)源，所述掃描式蒸發(fā)源具有相蝸、相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述 相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)連接控制所述相蝸，W實(shí)現(xiàn)所述相蝸在所述真空鍛膜室內(nèi)的移動(dòng)。
[000引所述相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)、絲桿、絲桿固定機(jī)構(gòu)，所述馬達(dá)連接驅(qū)動(dòng)所述絲 桿，所述相蝸固定于所述絲桿。
[0009] 所述掃描式蒸發(fā)源還具有加藥腔室、加藥機(jī)構(gòu)、排氣機(jī)構(gòu)，所述加藥腔室的內(nèi)腔與 所述真空鍛膜室的內(nèi)腔連通，所述相蝸在所述相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的所述絲桿驅(qū)動(dòng)下的移動(dòng) 區(qū)間位于由所述加藥腔室和所述真空鍛膜室形成的連通空間內(nèi)。
[0010] 在所述加藥腔室與所述真空鍛膜室的連通處設(shè)置有環(huán)形密封面，在所述絲桿上設(shè) 置密封法蘭，所述密封法蘭的口徑大于所述環(huán)形密封面的內(nèi)徑。
[0011] 所述加藥腔室底部設(shè)置有排污通道，所述排污通道用于清洗所述加藥腔室時(shí)的廢 液導(dǎo)出;所述加藥腔室設(shè)置有觀察窗口。
[0012] 上述任一項(xiàng)鍛膜裝置的一種采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜方法，其特征在于:所述方 法包含下列步驟：當(dāng)真空鍛膜室做好鍛膜準(zhǔn)備后，掃描式蒸發(fā)源的相蝸在相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)驅(qū)動(dòng)下開始移動(dòng)，移動(dòng)方式為移動(dòng)-暫停交替進(jìn)行，移動(dòng)階段時(shí)不進(jìn)行蒸發(fā)，暫停階段時(shí) 通過相蝸加熱控制機(jī)構(gòu)使得所述相蝸中的膜料蒸發(fā)，在所述暫停階段的時(shí)間需要使得所述 膜料蒸發(fā)的時(shí)間滿足:在不借助膜厚補(bǔ)正板的情況下，在一個(gè)鍛膜周期內(nèi)，鍛膜工件架上放 置的所有基片的鍛膜厚度滿足均勻性要求。
[0013] 所述相蝸的移動(dòng)行程是，從所述掃描式蒸發(fā)源的加藥腔室移出，W進(jìn)入所述真空 鍛膜室時(shí)的位置為起點(diǎn)，向所述真空鍛膜室的中屯、移動(dòng)，到達(dá)設(shè)定位置后按原路徑返回，如 此往復(fù)，直至鍛膜結(jié)束。
[0014] -種采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜方法，其特征在于:在所述掃描式蒸發(fā)源的加藥腔 室與所述真空鍛膜室的連通處設(shè)置有環(huán)形密封面，在所述相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的絲桿上設(shè)置 密封法蘭，所述密封法蘭設(shè)置于所述相蝸靠近所述真空鍛膜室中屯、一側(cè)，并與所述相蝸同 步移動(dòng)，所述密封法蘭的口徑大于所述環(huán)形密封面的內(nèi)徑；當(dāng)所述密封法蘭被所述馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)到達(dá)所述環(huán)形密封面處時(shí)，所述密封法蘭和所述環(huán)形密封面一起構(gòu)成一密封面，使得所 述加藥腔室和所述真空鍛膜室處于分隔狀態(tài)。
[0015] 在鍛膜過程中，所述相蝸處于所述暫停階段的蒸發(fā)時(shí)間的確定依據(jù)為用于計(jì)算鍛 膜厚度的Knudsen余弦定律，通過已知的所述相蝸到所述鍛膜工件架上的基片之間的位置 關(guān)系來(lái)確定在所述相蝸運(yùn)動(dòng)路徑上各個(gè)所述暫停階段的蒸發(fā)時(shí)間的初始值，再根據(jù)實(shí)際鍛 膜厚度結(jié)果，對(duì)各個(gè)所述蒸發(fā)時(shí)間的初始值進(jìn)行修正，直至滿足鍛膜厚度均勻性的要求。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1)可實(shí)現(xiàn)在不借助膜厚補(bǔ)正板的情況下，工件架上所有基片的 鍛膜厚度滿足均勻性要求，提升了膜料利用率和鍛膜效率，降低了鍛膜成本。2)能夠?qū)崿F(xiàn) 加藥腔室中的加藥、排氣和預(yù)熱工序與真空鍛膜室中的排氣、鍛膜工序同步進(jìn)行，提升了生 產(chǎn)效率和膜層質(zhì)量。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明中采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖I; 圖2是本發(fā)明中采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置時(shí)掃描式蒸發(fā)源在暫停階段蒸發(fā)時(shí)間的 確定方法示意圖； 圖3是本發(fā)明中采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖n (掃描式蒸發(fā)源在加藥 腔室中）； 圖4是本發(fā)明中采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖虹（掃描式蒸發(fā)源在真空 鍛膜室中）； 圖5是本發(fā)明中實(shí)施例二所述的鍛膜工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] W下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，W便 于同行業(yè)技術(shù)人員的理解： 如圖1-5所示，圖中標(biāo)記1-22、41-43分別為:真空鍛膜室1、鍛膜工件架2、鍛膜工件架回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、基片4、相蝸5、馬達(dá)6、滾珠絲桿7、滾珠絲桿固定機(jī)構(gòu)8、法蘭9、相蝸固定法蘭10、相 蝸底座11、絲桿螺母12、陶瓷加熱片和熱電偶13、固定蒸發(fā)源14、固定蒸發(fā)源補(bǔ)正板15、加藥 腔室16、加藥機(jī)構(gòu)17、加藥機(jī)構(gòu)法蘭18、排氣機(jī)構(gòu)19、排污通道20、環(huán)形密封面21、密封法蘭 22、內(nèi)圈基片41、中圈基片42、外圈基片43。
[0019] 實(shí)施例一:本實(shí)施例中的采用掃描式蒸發(fā)源的鍛膜裝置，如圖1所示，包括:真空鍛 膜室1、掃描式蒸發(fā)源。真空鍛膜室1內(nèi)設(shè)置有鍛膜工件架2,鍛膜工件架2可在鍛膜工件架回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，鍛膜工件架2上放置有基片4。掃描式蒸發(fā)源通過法蘭9固定于真空 鍛膜室1的側(cè)壁上，掃描式蒸發(fā)源包括相蝸5、相蝸移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、相蝸加熱控制機(jī)構(gòu)。相蝸 移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)6、滾珠絲桿7、滾珠絲桿固定機(jī)構(gòu)8。滾珠絲桿7遠(yuǎn)離真空鍛膜室1中 屯、一端連接馬達(dá)6,靠近真空鍛膜