本發(fā)明涉及真空設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種有機(jī)真空蒸發(fā)源設(shè)備。

背景技術(shù)：

真空鍍膜技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代，直到80年代才形成工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。真空鍍膜是在真空環(huán)境下，加熱蒸發(fā)器中待形成薄膜的源，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸氣流，入射到襯底或基片表面，凝固形成固態(tài)薄膜的方法。真空鍍膜技術(shù)是真空應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要分支，是最有發(fā)展前景的表面涂覆應(yīng)用技術(shù)，它具有一系列其它工藝不可取代的優(yōu)異特點(diǎn)：不受被鍍?cè)牟牧霞靶螤畹挠绊懀诲兡さ暮穸瓤梢钥刂疲豢慑児δ苄员砻驽儗印：蛡鹘y(tǒng)的電鍍法相比，真空鍍膜具有低能耗、無毒、無廢液、污染小、裝飾效果好、金屬感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它已被廣泛地應(yīng)用于光學(xué)、電子學(xué)、能源開發(fā)、理化儀器、建筑機(jī)械、包裝、民用制品、表面科學(xué)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域中。被譽(yù)為最具發(fā)展前途的重要技術(shù)之一。

具有光、電、磁物理功能的有機(jī)功能材料的出現(xiàn)打破了有機(jī)化合物與“導(dǎo)電”、“鐵磁”等無緣的傳統(tǒng)概念，極大促進(jìn)了物理學(xué)、材料學(xué)、微納電子學(xué)等學(xué)科的發(fā)展。有機(jī)功能材料的電子狀態(tài)、導(dǎo)電機(jī)理等完全有別于無機(jī)金屬和半導(dǎo)體，在深入探索其結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，開展分子、聚集態(tài)以及有機(jī)薄膜光電器件的研究，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。有機(jī)分子薄膜器件與無機(jī)器件相比，具有四個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：①有機(jī)化合物的種類繁多、易于獲得，擁有成本上的優(yōu)勢(shì)以及資源的廣泛分布性；②有機(jī)薄膜的加工工藝簡(jiǎn)單、集成度高，可以制成大面積的、低成本的薄膜器件，分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)、langmuir-blodgett技術(shù)、分子自組裝技術(shù)等為制備高性能低成本的有機(jī)分子薄膜器件提供了有效途徑；③以有機(jī)材料制成的有機(jī)薄膜器件，可通過對(duì)有機(jī)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎椂淖兤骷男阅埽虎苡袡C(jī)材料制備的薄膜器件呈現(xiàn)出非常好的柔韌性，可制成可彎曲的器件，而這在無機(jī)器件中是難以實(shí)現(xiàn)的。

有機(jī)分子薄膜器件的構(gòu)筑思想可追溯至上世紀(jì)五十年代。在短短半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里，有機(jī)分子薄膜器件經(jīng)歷了一條從器件雛形的探索、實(shí)用化器件研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的快速發(fā)展之路。當(dāng)前的研究主要集中在有機(jī)太陽能電池、有機(jī)發(fā)光二極管以及有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管三大類。

而有機(jī)薄膜器件的獲得所需的設(shè)備，即有機(jī)真空蒸發(fā)源，并沒有自主研發(fā)的專門用于有機(jī)物蒸發(fā)的比較成熟的真空設(shè)備，主要技術(shù)難關(guān)在于如何實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)，如何將溫度控制保持在低溫水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題，提出一種可以控制蒸發(fā)溫度范圍為15-300℃，能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)物穩(wěn)定蒸發(fā)，均勻鍍膜的有機(jī)真空蒸發(fā)源。

為達(dá)到以上目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種有機(jī)真空蒸發(fā)源，包括：加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和連接組件；

加熱系統(tǒng)包括：電極端口、電熱絲、金屬導(dǎo)熱體、坩堝、固定環(huán)和連接件；

其中，電熱絲與4個(gè)固定環(huán)圍成中空筒狀加熱芯；電極端口一端用連接件和電熱絲的供電接頭連接，另一端接入電源，通電加熱；金屬導(dǎo)熱體為柱狀體，金屬導(dǎo)熱體頂端設(shè)置有用于嵌入坩堝的軸向向下的坩堝凹槽，底端設(shè)置有軸向向上延伸的用于嵌入加熱芯的加熱芯嵌入凹槽；加熱芯嵌入凹槽中心設(shè)置有貫穿加熱芯中心孔的并伸出于金屬導(dǎo)熱體底端的水冷連接柱；

冷卻系統(tǒng)包括：進(jìn)水管、出水管、進(jìn)水管接頭和出水管接頭；

其中，進(jìn)水管直徑小于出水管直徑，出水管為末端密封管，進(jìn)水管伸入于出水管形成末端連通的雙層套管結(jié)構(gòu)的水冷管；進(jìn)水管入口端與進(jìn)水管接頭連接；出水管的出口端與出水管接頭；金屬導(dǎo)熱體的水冷連接柱嵌套在水冷管外側(cè)；

測(cè)溫系統(tǒng)包括：電偶絲和熱電偶測(cè)溫器接入口；

電偶絲本體嵌入于金屬導(dǎo)熱體表面預(yù)設(shè)的條狀凹槽內(nèi)，一端通過螺釘固定在條狀凹槽內(nèi)部，另一端與熱電偶測(cè)溫器接入口連接，其中條狀凹槽延伸至坩堝底部位置；

控制系統(tǒng)包括：旋轉(zhuǎn)擋板、波紋管旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器和防護(hù)罩；

防護(hù)罩罩置于金屬導(dǎo)熱體外部；

連接組件包括：法蘭、絕緣管套、絕緣片、夾緊塊和導(dǎo)向件；

導(dǎo)向件一端卡在防護(hù)罩內(nèi)，為水冷管、電熱絲、電偶絲、波紋管旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器的導(dǎo)入棒的導(dǎo)向并固定；

法蘭一側(cè)端面焊接固定進(jìn)水管接口、出水管接口、電極端口、熱電偶測(cè)溫器接口和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器，另一端設(shè)置加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)和控制系統(tǒng)除去上述部件的其余部件；

其中，絕緣管套套在電熱絲和電偶絲外部；絕緣片用于隔離電極端口伸出的供電線；夾緊塊為螺栓預(yù)緊的夾緊塊，數(shù)量大于等于4個(gè)，通過螺栓預(yù)緊夾緊水冷管與金屬導(dǎo)熱體的水冷連接柱部分；

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器的回轉(zhuǎn)桿穿過法蘭通過防護(hù)罩導(dǎo)向伸入金屬導(dǎo)熱體的預(yù)設(shè)槽口中，并頂端伸出于防護(hù)罩頂端；旋轉(zhuǎn)擋板固定在回轉(zhuǎn)桿頂端與回轉(zhuǎn)桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且保證旋轉(zhuǎn)擋板底部端面距防護(hù)罩頂端間距為3-6mm；水冷管伸入金屬導(dǎo)熱體內(nèi)部66-68mm。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種有機(jī)真空蒸發(fā)源，該裝置中的電熱絲經(jīng)通電對(duì)金屬導(dǎo)熱體加熱，當(dāng)溫度達(dá)到坩堝內(nèi)有機(jī)物蒸發(fā)溫度時(shí)，有機(jī)物開始蒸發(fā)，蒸發(fā)出的氣體分子入射到真空腔室中待鍍膜的基體表面。熱電偶通過電偶絲傳導(dǎo)檢測(cè)實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度，進(jìn)水管通入冷卻水，通過內(nèi)部的水循環(huán)冷卻帶走金屬導(dǎo)熱體的熱量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)坩堝降溫，達(dá)到蒸發(fā)有機(jī)物的低溫效果。坩堝口上面的旋轉(zhuǎn)擋板可通過手動(dòng)桿調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)出的物質(zhì)是否對(duì)基體鍍膜。有機(jī)真空蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單，不僅便于生產(chǎn)，而且成本非常低廉適于廣泛推廣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.蒸發(fā)蒸汽壓高，蒸發(fā)溫度可控制在很低范圍15-300℃，專門蒸發(fā)有機(jī)物。

2.本發(fā)明機(jī)構(gòu)中，電熱絲內(nèi)部可以放置不同形狀和尺寸的標(biāo)準(zhǔn)坩堝。大部分的坩堝是圓柱形,錐形形狀也可適用。

3.本發(fā)明加熱絲直接加熱的是內(nèi)部金屬導(dǎo)熱體，能夠避免坩堝的局部過熱，坩堝是通過金屬導(dǎo)熱體的熱輻射熱獲得蒸發(fā)所需的熱量的。且金屬導(dǎo)熱體厚重，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)坩堝的均勻加熱。

4.本發(fā)明水冷管并未深入電熱絲加熱區(qū)域，而是與金屬柱體緊密接觸通過熱傳導(dǎo)冷卻的方式帶走柱體熱量進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)坩堝的降溫。

5.本發(fā)明具有完整的超高真空和分子束外延兼容性。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

本發(fā)明共5幅附圖,其中：

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的去除防護(hù)罩后結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的加熱芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的坩堝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的水冷管與金屬導(dǎo)熱體裝配后結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、波紋管旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器，2、電極端口，3、熱電偶測(cè)溫器接入口，5、法蘭，6、絕緣片，7、連接件，8、防護(hù)罩，9、旋轉(zhuǎn)擋板，10、導(dǎo)向件，11、電偶絲，12、出水管接，13、進(jìn)水管接頭，14、夾緊塊，15、固定環(huán)，16、電熱絲，17、坩堝，18、進(jìn)水管，19、出水管，20、水冷管，21、金屬導(dǎo)熱體，21.1、坩堝凹槽，21.2、加熱芯嵌入凹槽，21.3、水冷連接柱。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示的一種有機(jī)真空蒸發(fā)源，包括：加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和連接組件；

加熱系統(tǒng)包括：電極端口2、電熱絲16、金屬導(dǎo)熱體21、坩堝17、固定環(huán)15和連接件7；

其中，電熱絲16與4個(gè)固定環(huán)15圍成中空筒狀加熱芯；電極端口2一端用連接件7和電熱絲16的供電接頭連接，另一端接入電源，通電加熱；金屬導(dǎo)熱體21為柱狀體，金屬導(dǎo)熱體21頂端設(shè)置有用于嵌入坩堝17的軸向向下的坩堝凹槽21.1，底端設(shè)置有軸向向上延伸的用于嵌入加熱芯的加熱芯嵌入凹槽21.2；加熱芯嵌入凹槽21.2中心設(shè)置有貫穿加熱芯中心孔的并伸出于金屬導(dǎo)熱體21底端的水冷連接柱21.3；

冷卻系統(tǒng)包括：進(jìn)水管18、出水管19、進(jìn)水管接頭13和出水管接頭12；

其中，進(jìn)水管18直徑小于出水管19直徑，出水管19為末端密封管，進(jìn)水管18伸入于出水管19形成末端連通的雙層套管結(jié)構(gòu)的水冷管20；進(jìn)水管18入口端與進(jìn)水管接頭13連接；出水管19的出口端與出水管接頭12；金屬導(dǎo)熱體21的水冷連接柱21.3嵌套在水冷管20外側(cè)；

測(cè)溫系統(tǒng)包括：電偶絲11和熱電偶測(cè)溫器接入口3；

電偶絲11本體嵌入于金屬導(dǎo)熱體21表面預(yù)設(shè)的條狀凹槽內(nèi)，一端通過螺釘固定在條狀凹槽內(nèi)部，另一端與熱電偶測(cè)溫器接入口3連接，其中條狀凹槽延伸至坩堝17底部位置；

控制系統(tǒng)包括：旋轉(zhuǎn)擋板9、波紋管旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器1和防護(hù)罩8；

防護(hù)罩8罩置于金屬導(dǎo)熱體21外部；

連接組件包括：法蘭5、絕緣管套、絕緣片6、夾緊塊14和導(dǎo)向件10；

導(dǎo)向件10一端卡在防護(hù)罩8內(nèi)，為水冷管20、電熱絲16、電偶絲11、波紋管旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器1的導(dǎo)入棒的導(dǎo)向并固定；

法蘭5一側(cè)端面焊接固定進(jìn)水管接口13、出水管接口12、電極端口2、熱電偶測(cè)溫器接口3和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器1，另一端設(shè)置加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)和控制系統(tǒng)除去上述部件的其余部件；

其中，絕緣管套套在電熱絲16和電偶絲11外部；絕緣片6用于隔離電極端口2伸出的供電線；夾緊塊14為螺栓預(yù)緊的夾緊塊，數(shù)量大于等于4個(gè)，通過螺栓預(yù)緊夾緊水冷管20與金屬導(dǎo)熱體21的水冷連接柱21.3部分；

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器1的回轉(zhuǎn)桿穿過法蘭5通過防護(hù)罩8導(dǎo)向伸入金屬導(dǎo)熱體20的預(yù)設(shè)槽口中，并頂端伸出于防護(hù)罩8頂端；旋轉(zhuǎn)擋板9固定在回轉(zhuǎn)桿頂端與回轉(zhuǎn)桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且保證旋轉(zhuǎn)擋板9底部端面距防護(hù)罩8頂端間距為3-6mm，即旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器1控制回轉(zhuǎn)桿回轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)擋板9轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)擋板9的開合；水冷管20伸入金屬導(dǎo)熱體21內(nèi)部66-68mm。

其中，電熱絲材質(zhì)為ta，坩堝材質(zhì)為pbn，固定環(huán)材質(zhì)為pbn，防護(hù)罩材質(zhì)為ta。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種有機(jī)真空蒸發(fā)源，該裝置中的電熱絲經(jīng)通電對(duì)金屬導(dǎo)熱體加熱，當(dāng)溫度達(dá)到坩堝內(nèi)有機(jī)物蒸發(fā)溫度時(shí)，有機(jī)物開始蒸發(fā)，蒸發(fā)出的氣體分子入射到真空腔室中待鍍膜的基體表面。熱電偶通過電偶絲傳導(dǎo)檢測(cè)實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度，進(jìn)水管通入冷卻水，通過內(nèi)部的水循環(huán)冷卻帶走金屬導(dǎo)熱體的熱量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)坩堝降溫，達(dá)到蒸發(fā)有機(jī)物的低溫效果。坩堝口上面的旋轉(zhuǎn)擋板可通過手動(dòng)桿調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)出的物質(zhì)是否對(duì)基體鍍膜。有機(jī)真空蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單，不僅便于生產(chǎn)，而且成本非常低廉適于廣泛推廣。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。