图案化薄膜真空蒸镀装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种图案化薄膜的真空蒸镀装置，包括真空室、待镀基底、蒸发源条带、激光源及栅网，该蒸发源条带包括蒸发材料及碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构为一载体，该蒸发材料设置在该碳纳米管膜结构表面。该栅网包括相对的第一表面及第二表面，该第一表面与该激光源相对且间隔设置，该蒸发源条带能够沿长度方向通过该激光源与该栅网之间，该栅网的第二表面与该待镀基底相对设置，该蒸发源条带通过该激光源与该栅网之间的部分与该待镀基底平行且间隔设置，该蒸发源条带、待镀基底、激光源及栅网均设置在该真空室中。本发明专利技术还提供一种图案化薄膜的真空蒸镀方法。

Device and method for vacuum evaporation of patterned film

The invention provides a vacuum patterned thin film deposition apparatus includes a vacuum chamber, plating substrate, evaporation bands, laser source and grid, the evaporation source strip includes evaporation materials and carbon nanotube membrane structure, the membrane structure of carbon nanotubes as a carrier, the evaporation material is provided on the carbon nanotube film surface structure. The grid comprises a first surface and a two surface opposite the first surface, and the laser source and the relative interval is set, the evaporation source can strip along the length direction by the laser source and the grid, the grid of the second surface and the substrate to be plated is opposite, the evaporation source strip by the laser source and the grid with the substrate to be plated parallel and arranged at intervals, the evaporation source strip, plating substrate, laser source and grid are arranged in the vacuum chamber. The invention also provides a vacuum evaporation method for patterning the film.

【技术实现步骤摘要】
图案化薄膜真空蒸镀装置及方法
本专利技术涉及一种图案化薄膜真空蒸镀装置及方法。
技术介绍
真空蒸镀是将蒸发源在真空中加热，使蒸镀材料气化，并在待镀基底表面沉积成膜的过程。为了形成均匀的薄膜，需要在待镀基底周围形成均匀的气态蒸镀材料。在现有技术中（如中国专利申请CN1970826A）通常需要设置复杂的导流装置将气态蒸镀材料均匀传送至待镀基底表面。尤其当蒸发源为两种以上时，对每种蒸发源的蒸发速率更加难以控制，难以形成预定比例的混合蒸镀材料气体。镀膜尺寸越大，成膜的均匀性越难保证，并且，由于难以控制气态蒸镀材料原子的扩散运动方向，大部分蒸镀材料都不能附着在待镀基底表面，从而造成蒸镀率低且蒸镀速度慢等问题。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的图案化薄膜真空蒸镀装置及方法。一种图案化薄膜的真空蒸镀装置，包括真空室、待镀基底、蒸发源条带、激光源及栅网，该蒸发源条带包括蒸发材料及碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构为一载体，该蒸发材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载。该栅网包括相对的第一表面及第二表面，该第一表面与该激光源相对且间隔设置，该蒸发源条带能够沿长度方向通过该激光源与该栅网之间，该栅网的第二表面与该待镀基底相对设置，该蒸发源条带通过该激光源与该栅网之间的部分与该待镀基底平行且间隔设置，该蒸发源条带、待镀基底、激光源及栅网均设置在该真空室中。一种图案化薄膜的真空蒸镀方法，包括：S1，提供设置在真空室中的蒸发源条带、激光源、栅网及待镀基底，该蒸发源条带包括蒸发材料及碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构为一载体，该蒸发材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载，该栅网包括相对的第一表面及第二表面，该第一表面与该激光源相对且间隔设置，该栅网的第二表面与该待镀基底相对设置；S2，驱动该蒸发源条带沿长度方向通过该激光源与该栅网之间；以及S3，通过该激光源向该蒸发源条带通过该激光源与该栅网之间的部分照射激光，使该蒸发材料气化，通过该栅网的通孔在该待镀基底的待镀表面形成蒸镀层。相较于现有技术，本专利技术将自支撑的碳纳米管膜作为蒸镀材料的载体，利用该碳纳米管膜极大的比表面积及自身的均匀性，使承载在该碳纳米管膜上的蒸镀材料在蒸发前即实现较为均匀的大面积分布。在蒸发的过程中利用该自支撑碳纳米管膜瞬时加热的特性，在极短的时间将蒸镀材料完全气化，从而形成均匀且大面积分布的气态蒸镀材料。该待镀基底与该碳纳米管膜间隔距离短，使承载在该碳纳米管膜上的蒸镀材料基本上均能得到利用，有效节约了蒸镀材料，提高了蒸镀速度。该自支撑的碳纳米管膜具有柔性，可以形成一具有蒸发材料的“色带”，方便的不断在激光源与待镀基底之间提供蒸发材料，从而实现在待镀基底表面“打印”形成图案化的真空蒸镀薄膜。附图说明图1为本专利技术实施例提供的图案化薄膜真空蒸镀装置的正视示意图。图2为本专利技术实施例提供的栅网的俯视示意图。图3为本专利技术实施例提供的栅网、蒸发源条带及激光源的正视示意图。图4为本专利技术实施例提供的栅网支架沿蒸发源条带长度方向的侧视示意图。图5为本专利技术实施例提供的图案化薄膜真空蒸镀装置各部分功能框图。图6为本专利技术实施例提供的激光源及待镀基底的俯视示意图。图7为本专利技术实施例从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图8为本专利技术一实施例碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。图9及图10为不同分辨率下本专利技术一实施例的蒸发源条带的扫描电镜照片。图11为本专利技术一实施例进行真空蒸镀后的蒸发源条带的扫描电镜照片。图12为本专利技术一实施例真空蒸镀形成的薄膜的扫描电镜照片。图13为本专利技术一实施例真空蒸镀形成的薄膜的XRD图谱。图14为本专利技术实施例提供的图案化薄膜真空蒸镀方法的流程图。主要元件符号说明真空蒸镀装置10蒸发源条带100碳纳米管膜结构110蒸发材料130第一卷轴140第二卷轴142连接杆150待镀基底200真空室300激光源400发射端410栅网500网孔510栅网支架530垂直部532连接部534连接孔536蒸发源条带支撑机构540蒸发源条带驱动机构600待镀基底驱动机构700激光源驱动机构800如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的图案化薄膜真空蒸镀装置及方法作进一步的详细说明。请参阅图1，本专利技术实施例提供一图案化薄膜制备装置10，包括蒸发源条带100、待镀基底200、真空室300、激光源400及栅网500，该蒸发源条带100、待镀基底200、激光源400及栅网500均设置在该真空室300中。该蒸发源条带100包括蒸发材料130及碳纳米管膜结构110，该碳纳米管膜结构110为一载体，该蒸发材料130设置在该碳纳米管膜结构110表面，通过该碳纳米管膜结构110承载。该栅网500包括相对的第一表面及第二表面，该第一表面与该激光源400相对且具有一间隔，该第二表面与该待镀基底200相对设置。该蒸发源条带100部分设置在该栅网500及该激光源400之间的该间隔中。该蒸发源条带100位于该间隔的部分分别与该待镀基底200及该激光源400相对设置。该蒸发源条带100与该待镀基底200的间距优选为1微米~10毫米。该蒸发源条带100能够沿长度方向通过该激光源400与该栅网500之间的所述间隔，该激光源400能够发出激光照射该蒸发源条带100通过该间隔的部分，使该部分的蒸发源条带100上的蒸发材料130气化并沉积在该待镀基底200的待镀表面，从而形成薄膜。在该蒸发源条带100沿长度方向通过所述间隔的过程中，该蒸发源条带100不同的部分与该激光源400相对，从而使该激光源400能够将该蒸发源条带100不同部分的蒸发材料130气化。优选地，该蒸发源条带100、激光源400及栅网500能够整体相对于该待镀基底200运动，从而在该待镀基底200的待镀表面的不同位置形成薄膜，从而共同组成一图案化薄膜。请参阅图2，具体地，该栅网500具有至少一个通孔510，该蒸发材料130气化后通过该通孔510沉积在该待镀基底200的待镀表面。该栅网500可以具有较小的厚度，优选为1微米~5毫米。该通孔510具有预定的形状及尺寸，该气化的蒸发材料130通过通孔510后即刻附着在该待镀基底200的待镀表面，从而形成形状与尺寸与该通孔510对应的蒸镀层，从而在蒸镀的同时实现蒸镀层的图案化。该通孔510的数量、形状及尺寸不限，可以根据需要进行设计。该栅网500可分别与该待镀基底200的待镀表面及该蒸发源条带100接触设置，即待镀基底200、栅网500及蒸发源条带100相互叠加贴合设置。在优选的实施例中，该栅网500分别与该待镀基底200的待镀表面及该蒸发源条带100相互间隔设置。该蒸发源条带100通过该栅网500与该待镀基底200间隔设置。请参阅图3及图4，在该蒸发源条带100运动的过程中，该栅网500与该激光源400始终保持相对固定的位置，该图案化薄膜制备装置10可进一步包括栅网支架530，将该栅网500与该激光源400固定连接。另外，该图案化薄膜制备装置10可进一步包括蒸发源条带支撑机构540，使该蒸发源条带100位于所述间隔的部分在沿长度方向的两端得到支撑。该蒸发源条带支撑机构540与该栅网支架530可固定连接。本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化薄膜的真空蒸镀装置，包括真空室及待镀基底，其特征在于，进一步包括：蒸发源条带，包括蒸发材料及碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构为一载体，该蒸发材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载；激光源；以及栅网，包括相对的第一表面及第二表面，该第一表面与该激光源相对且间隔设置，该蒸发源条带能够沿长度方向通过该激光源与该栅网之间，该栅网的第二表面与该待镀基底相对设置，该蒸发源条带通过该激光源与该栅网之间的部分与该待镀基底平行且间隔设置，该蒸发源条带、待镀基底、激光源及栅网均设置在该真空室中。

【技术特征摘要】
1.一种图案化薄膜的真空蒸镀装置，包括真空室及待镀基底，其特征在于，进一步包括：蒸发源条带，包括蒸发材料及碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构为一载体，该蒸发材料设置在该碳纳米管膜结构表面，通过该碳纳米管膜结构承载；激光源；以及栅网，包括相对的第一表面及第二表面，该第一表面与该激光源相对且间隔设置，该蒸发源条带能够沿长度方向通过该激光源与该栅网之间，该栅网的第二表面与该待镀基底相对设置，该蒸发源条带通过该激光源与该栅网之间的部分与该待镀基底平行且间隔设置，该蒸发源条带、待镀基底、激光源及栅网均设置在该真空室中。2.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，该蒸发源条带、激光源及栅网能够整体相对于该待镀基底运动。3.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，进一步包括一蒸发源条带驱动机构，该蒸发源条带驱动机构能够驱动该蒸发源条带沿长度方向通过该激光源与该栅网之间。4.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，进一步包括一待镀基底驱动机构，该待镀基底驱动机构能够驱动该待镀基底平行于该栅网移动。5.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，进一步包括激光源驱动机构，该激光源驱动机构能够驱动该激光源、栅网及蒸发源条带整体平行于该待镀基底移动。6.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，进一步包括将该栅网与该激光源固定连接的栅网支架，该栅网支架垂直于该栅网设置在该栅网的两端，该栅网支架包括蒸发源条带传送口，使该蒸发源条带沿长度方向从该传送口通过该激光源与该栅网之间。7.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，进一步包括第一卷轴及第二卷轴，该第一卷轴与该第二卷轴垂直于该蒸发源条带的长度方向，并与该激光源固定连接，该蒸发源条带一端与该第一卷轴连接，另一端与该第二卷轴连接，并卷绕设置于该第一卷轴及第二卷轴中的至少一卷轴上。8.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，该碳纳米管膜结构的单位面积热容小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文，比表面积大于200平方米每克。9.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，该碳纳米管膜结构包括一个或相互层叠的多个碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管。10.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，该碳纳米管膜中的碳纳米管基本平行于该碳纳米管膜表面，并沿同一方向延伸。11.如权利要求1所述的图案化薄膜的真空蒸镀装置，其特征在于，该蒸发源条带的厚度小于或等于100微米。12.如权利要求1所述的图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洋，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11