抽真空效率高的光学用真空腔体及对其抽真空的操作方法与流程

本发明涉及一种抽真空效率高的光学用真空腔体及对其抽真空的操作方法。

背景技术：

真空镀膜是指在真空环境下，将某种金属或金属化合物以气相的形式沉积到材料表面，形成导电膜。在真空镀膜过程中，进口室与出口室由于经常与大气接触，在反复抽真空放大气的过程中，在抽气管道端部容易出现结冰的现象，影响到抽真空的效率，甚至堵塞了抽气管道。

一般的，在真空镀膜的进口室与出口室布满类似镀膜主室的加热丝，在真空镀膜过程中，启动加热丝的加热功能，使加热丝自身产生热量，并将热量传递给与加热丝接触的进口室与出口室，使进口室与出口室的温度升高，在抽真空放大气过程所排出的气体不会使进口室与出口室因温度低而结冰，提高了抽真空的效率。

但是，在进口室与出口室设置加热丝，加热丝的功率较高，会造成能源的浪费；且加热丝加热电压较高，有安全隐患。而本身真空镀膜会依次经历抽真空、加热及镀膜工序，如果能充分利用加热工序产生的热反而用于提高进口室或出口室的温度，则既解决了问题又节省了能源。

另外，在镀膜之前的加热过程中，未达到蒸发物的蒸发温度时就会有蒸发源将杂质蒸发掉，另有一些蒸发物在加热蒸发过程中会释放出气体。这些杂质和不稳定的气体扩散会造成薄膜厚度不均、组分不净、性能不稳、应力较大、附着不牢固等缺点，影响镀膜质量，薄膜质量侧直接影响显示器件的发光效率。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题在于，提供一种抽真空效率高的光学用真空腔体及对其抽真空的操作方法，通过余热利用收集部的设置，利用抽真空工序使得余热利用收集部在加热镀膜前其真空度比真空腔室低，然后将加热时余热收集用于后续抽真空过程的通道保温，避免进口室或出口室在抽真空时结冰，提高了抽真空的效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抽真空效率高的光学用真空腔体，包括真空腔室和蒸发加热装置，真空腔室的顶部固定设有用于夹持待真空镀膜样品的样品夹具，真空腔室的底部设有台阶，台阶的形状与蒸发加热装置相匹配，蒸发加热装置用于将薄膜材料加热蒸发，真空腔室外侧设有通道，抽真空装置通过通道与真空腔室连通，通道外表面设有通孔，通道外设置环形的热空气储热部，热空气储热部和通道之间设有用于储存收集热空气的环形区域；热空气储热部与真空腔室固定连接；还包括余热利用收集部，所述余热利用收集部中空且具备两个端口，其中一个端口与通孔相连；通道的靠近抽真空装置的端口和/或热空气储热部的靠近抽真空装置的端口上设有阀门。也即通道和真空腔室是连通的，通道内和真空腔室内的真空度一致；热空气储热部与通道之间的环形区域和余热利用收集部是连通的，环形区域内的真空度和余热利用收集部内的真空度一致；但这两部分是不连通的，两者的真空度不同。

作为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体的进一步改进，热空气储热部采用绝热柔性材质制成；热空气储热部与真空腔室通过胶黏剂固定连接；所述余热利用收集部采用弹性材质制成。采用绝热柔性材质制成的热空气储热部能够保证余热利用收集部在吸收热空气后保温，且能在达到比真空腔室目标真空度低的真空度后通过密封措施先将热空气储热部密封。

作为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体的进一步改进，通道的位于下底部的内壁上设有至少一根余热利用收集部的支撑杆，所述支撑杆的一端固定连接在通道的内壁上。这样的设置保证了余热利用收集部的目标端口平直、能够对准蒸发加热装置。

作为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体的进一步改进，台阶上设有用于支撑余热利用收集部的凹槽，凹槽的形状与余热利用收集部匹配。这样的设置无需支撑杆也能稳定支撑余热利用收集部。

作为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体的进一步改进，腔室的顶部还固定设有刚性连接杆，刚性杆的另一端与余热利用收集部固定连接。

作为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体的进一步改进，余热利用收集部中空且具备两个端口，其中一个端口与通孔相连，另一个端口正对着蒸发加热装置，正对着蒸发加热装置的端口上设置一个用于密封此端口的夹子；所述夹子由两个均形成钝角的折线形夹子杆构成，两个夹子杆的靠近其中一端的中部通过铰接轴铰连接在一起，夹子杆的前端为用于夹紧余热利用收集部的端口的夹子头，夹子杆的后端为用于操作夹子夹紧或松开的夹子把，所述夹子把通过真空腔室侧面设置的侧通孔伸出真空腔室外，真空腔室侧面设置将夹子把和侧通孔密封的塑料密封包，所述塑料密封包通过胶黏剂固定连接在真空腔室的侧面，所述塑料密封包由一段硬质塑料和一段弹性软质塑料构成，弹性软质塑料位于整个塑料密封包的靠近夹子把处。抽真空时夹子先夹紧余热利用收集部的正对着蒸发加热装置正上方的端口，当余热利用收集部和热空气储热部内的真空度达到低于真空腔室的目标真空度后将热空气储热部的靠近抽真空装置的一端夹紧密封（也可通过前述阀门密封；抽真空开始后留给余热利用收集部和热空气储热部形成的空间的抽真空时间稍长一些），待真空腔室抽真空完成后（或者根据实际情况，当真空腔室达到目标真空度后将通道的阀门关闭，抽真空装置继续对热空气储热部抽真空，直至连接在热空气储热部上的真空度表的示数小于真空腔室的真空度时再关闭热空气储热部的端部的阀门）开始加热蒸发源，这时通过伸出真空腔室侧面的夹子把将余热利用收集部的正对加热装置正上方的端口打开，由于余热利用收集部的真空度低，加热装置正上方的被加热的热空气被抽入余热利用收集部及热空气储热部，加热镀膜结束，再通过伸出真空腔室侧面的夹子把将余热利用收集部的正对加热装置正上方的端口夹紧密封，这时热空气储热部内的空气的温度也几乎与真空腔室内的温度相差无几，用于后续的抽真空防止通道结冰很有作用。为减少人工操作，可在夹子把处的塑料密封包的弹性软质塑料处用另一夹子夹住塑料密封包内的夹子把以保持余热利用收集部的正对加热装置正上方的端口的打开状态。第二次抽真空时则先保持热空气储热部密封的状态（为了让热空气对通道保温），过一段时间后再打开热空气储热部的靠近抽真空装置的一端以使抽真空装置既对真空腔室抽真空，也对热空气储热部抽真空，根据真空度表的示数当热空气储热部的真空度低于真空腔室目标真空度时夹紧热空气储热部的靠近抽真空装置的一端，然后重复前述过程即可实现每次加热镀膜的热量都能被利用来为后续抽真空过程的通道的加热，利用真空镀膜时自身的热量来避免进口室或出口室在抽真空时结冰，提高了抽真空的效率，不消耗多余的能源，节能减排，甚至有一定概率将加热时的杂质抽走。

作为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体的进一步改进，余热利用收集部中空且具备两个端口，其中一个端口与通孔相连，另一个端口经弯折后位于通道内且被夹子夹紧，所述夹子把通过通道上壁设置的第二通孔以及热空气储热部上壁上设置的贯穿孔伸出热空气储热部外，热空气储热部的贯穿孔处设置将夹子把和热空气储热部的贯穿孔密封的塑料密封包，所述塑料密封包通过胶黏剂固定连接在热空气储热部的外表面，所述塑料密封包由一段硬质塑料和一段弹性软质塑料构成，弹性软质塑料位于整个塑料密封包的靠近夹子把处。这样的设置利用余热利用收集部弹性可弯的特性，减少在真空腔室侧面开孔，转而在塑料材质的热空气储热部开孔实现夹紧和松开端口以实现抽真空和后续的抽热空气的动作，具体为：抽真空前先将对着蒸发装置上方的热空气储热部的端口弯折至通道内，然后夹子夹紧这一端口后抽真空，当余热利用收集部和热空气储热部内的真空度达到低于真空腔室的目标真空度后将热空气储热部的靠近抽真空装置的一端夹紧密封（也可通过前述阀门密封；抽真空开始后留给余热利用收集部和热空气储热部形成的空间的抽真空时间稍长一些），待真空腔室抽真空完成后（或者根据实际情况，当真空腔室达到目标真空度后将通道的阀门关闭，抽真空装置继续对热空气储热部抽真空，直至连接在热空气储热部上的真空度表的示数小于真空腔室的真空度时再关闭热空气储热部的端部的阀门）开始加热蒸发源，这时通过伸出热空气储热部外的夹子把将余热利用收集部的弯折的端口松开，由于其自身的弹性端口弯向蒸发装置的正上方，实现抽热空气的作用，加热镀膜结束后取样品前先分开抽真空装置及将真空腔室的主门室拿下并立刻将端口弯折然后通过夹子夹紧，这样会有一部分热量流失掉，但总算不多，为后续抽真空还是可以给通道保温；第二次抽真空时则先保持热空气储热部密封的状态（为了让热空气对通道保温），过一段时间后再打开热空气储热部的靠近抽真空装置的一端以使抽真空装置既对真空腔室抽真空，也对热空气储热部抽真空，根据真空度表的示数当热空气储热部的真空度低于真空腔室目标真空度时夹紧热空气储热部的靠近抽真空装置的一端，然后重复前述过程即可实现每次加热镀膜的热量都能被利用来为后续抽真空过程的通道的加热，避免了进口室或出口室在抽真空时结冰，提高了抽真空的效率，不消耗多余的能源，节能减排，甚至有一定概率将加热时的杂质抽走。

用于对光学用真空腔体抽真空的操作方法，具体步骤如下：

a.在真空腔室上和热空气储热部上分别连接真空度表；

b.夹子夹紧余热利用收集部的正对着蒸发加热装置正上方的端口后启动抽真空装置，当余热利用收集部和热空气储热部形成的空间内的真空度低于真空腔室的目标真空度时将热空气储热部的靠近抽真空装置的一端夹紧密封；

c.待真空腔室抽真空完成后开始加热蒸发源，这时通过伸出真空腔室侧面的夹子把将余热利用收集部的正对加热装置正上方的端口打开，加热镀膜结束，再通过伸出真空腔室侧面的夹子把将余热利用收集部的正对加热装置正上方的端口夹紧密封；

d.下次抽真空时先保持热空气储热部密封，抽真空一段时间后再打开热空气储热部的靠近抽真空装置的一端，根据真空度表的示数当热空气储热部的真空度低于真空腔室目标真空度时夹紧热空气储热部的靠近抽真空装置的一端，然后重复步骤c；

e.重复步骤d。

作为本发明用于对光学用真空腔体抽真空的操作方法的进一步改进，在步骤c中，在夹子把处的塑料密封包的弹性软质塑料处用另一夹子夹住塑料密封包内的夹子把以保持余热利用收集部的正对加热装置正上方的端口的打开状态。

用于对光学用真空腔体抽真空的操作方法，具体步骤如下：

a.在真空腔室上和热空气储热部上分别连接真空度表；

b.抽真空前先将对着蒸发装置上方的热空气储热部的端口弯折至通道内，然后夹子夹紧这一端口并将真空腔室密封好后启动抽真空装置，当余热利用收集部和热空气储热部形成的空间内的真空度低于真空腔室的目标真空度时将热空气储热部的靠近抽真空装置的一端夹紧密封；

c.待真空腔室抽真空完成后开始加热蒸发源，这时通过伸出热空气储热部外的夹子把将余热利用收集部的弯折的端口松开，由于余热利用收集部具备弹性其端口弯向蒸发装置的正上方，加热镀膜结束后取样品前先分开抽真空装置及将真空腔室的主门室拿下并立刻将端口弯折然后通过夹子夹紧；

d.下次抽真空时先保持热空气储热部密封，过一段时间后再打开热空气储热部的靠近抽真空装置的一端，根据真空度表的示数当热空气储热部的真空度低于真空腔室目标真空度时夹紧热空气储热部的靠近抽真空装置的一端，然后重复步骤c；

e.重复步骤d。

本发明通过余热利用收集部的设置，利用抽真空工序使得余热利用收集部在加热镀膜前其真空度比真空腔室低，然后加热时余热收集用于后续抽真空过程的通道保温，避免进口室或出口室在抽真空时结冰，提高了抽真空的效率，不消耗多余的能源，节能减排，甚至有一定概率将加热时的杂质抽走。

附图说明

图1为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体实施例一的结构示意图；

图2为图1中侧通孔部分的放大示意图；

图3为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体实施例二的结构示意图；

图4为图3中通道部分的放大示意图；

图5为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体实施例三的结构示意图；

图6为图5中塑料密封包部分附近的放大示意图；

图7为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体实施例四的结构示意图；

图8为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体实施例五的结构示意图；

图9为本发明抽真空效率高的光学用真空腔体实施例六的结构示意图。

图中：1、真空腔室2、凹槽3、样品夹具4、蒸发加热装置5、台阶6、通道7、抽真空装置8、通孔9、热空气储热部10、余热利用收集部11、支撑杆12、夹子12-1、夹子杆12-2、铰接轴12-3、夹子头12-4、夹子把13、塑料密封包13-1、硬质塑料13-2、弹性软质塑料14、侧通孔15、第二通孔16、贯穿孔。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的以及效果有更加清楚地了解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

如图1、图2所示，抽真空效率高的光学用真空腔体，包括真空腔室1和蒸发加热装置4，真空腔室1的顶部固定设有用于夹持待真空镀膜样品的样品夹具3，真空腔室1的底部设有台阶5，台阶5的形状与蒸发加热装置4相匹配，蒸发加热装置4用于将薄膜材料加热蒸发，真空腔室1外侧设有通道6，抽真空装置7通过通道6与真空腔室1连通，通道6外表面设有通孔8，通道6外设置环形的热空气储热部9，热空气储热部9和通道6之间设有用于储存收集热空气的环形区域；热空气储热部9与真空腔室1固定连接；还包括余热利用收集部10，所述余热利用收集部10中空且具备两个端口，其中一个端口与通孔8相连；通道6的靠近抽真空装置7的端口和/或热空气储热部9的靠近抽真空装置7的端口上设有阀门。热空气储热部9采用绝热柔性材质制成；热空气储热部9与真空腔室1通过胶黏剂固定连接；所述余热利用收集部10采用弹性材质制成。通道6的位于下底部的内壁上设有至少一根余热利用收集部10的支撑杆11，所述支撑杆11的一端固定连接在通道6的内壁上。余热利用收集部10中空且具备两个端口，其中一个端口与通孔8相连，另一个端口正对着蒸发加热装置4，正对着蒸发加热装置4的端口上设置一个用于密封此端口的夹子12；所述夹子12由两个均形成钝角的折线形夹子杆12-1构成，两个夹子杆12-1的靠近其中一端的中部通过铰接轴12-2铰连接在一起，夹子杆12-1的前端为用于夹紧余热利用收集部10的端口的夹子头12-3，夹子杆12-1的后端为用于操作夹子12夹紧或松开的夹子把12-4，所述夹子把12-4通过真空腔室1侧面设置的侧通孔14伸出真空腔室1外，真空腔室1侧面设置将夹子把12-4和侧通孔14密封的塑料密封包13，所述塑料密封包13通过胶黏剂固定连接在真空腔室1的侧面，所述塑料密封包13由一段硬质塑料13-1和一段弹性软质塑料13-2构成，弹性软质塑料13-2位于整个塑料密封包13的靠近夹子把12-4处。

实施例二：

与实施例一的不同在于：如图3、图4所示，余热利用收集部10中空且具备两个端口，其中一个端口与通孔8相连，另一个端口经弯折后位于通道6内且被夹子12夹紧，所述夹子把12-4通过通道6上壁设置的第二通孔15以及热空气储热部9上壁上设置的贯穿孔16伸出热空气储热部9外，热空气储热部9的贯穿孔16处设置将夹子把12-4和热空气储热部9的贯穿孔16密封的塑料密封包13，所述塑料密封包13通过胶黏剂固定连接在热空气储热部9的外表面，所述塑料密封包13由一段硬质塑料13-1和一段弹性软质塑料13-2构成，弹性软质塑料13-2位于整个塑料密封包13的靠近夹子把12-4处。

实施例三：

与实施例一的不同在于：如图5、图6所示，夹子12由两个夹子杆12-1构成，两个夹子杆12-1的靠近其中一端的中部通过铰接轴12-2铰连接在一起，夹子杆12-1的前端为用于夹紧余热利用收集部10的端口的夹子头12-3，夹子杆12-1的后端为用于操作夹子12夹紧或松开的夹子把12-4，所述夹子把12-4通过真空腔室1底部设置的通孔8伸出真空腔室1外，真空腔室1底部设置将夹子把12-4和通孔8密封的塑料密封包13，所述塑料密封包13通过胶黏剂固定连接在真空腔室1的底面，所述塑料密封包13由一段硬质塑料13-1和一段弹性软质塑料13-2构成，弹性软质塑料13-2位于整个塑料密封包13的靠近夹子把12-4处。为便于实现本实施例，在真空腔室底部设置与真空腔室一体成型的支撑台阶。

实施例四：

与实施例一的不同在于：如图7所示，夹子12由两个夹子杆12-1构成，两个夹子杆12-1的靠近其中一端的中部通过铰接轴12-2铰连接在一起，夹子杆12-1的前端为用于夹紧余热利用收集部10的端口的夹子头12-3，夹子杆12-1的后端为用于操作夹子12夹紧或松开的夹子把12-4，所述夹子把12-4通过真空腔室1顶部设置的通孔8伸出真空腔室1外，真空腔室1顶部设置将夹子把12-4和通孔8密封的塑料密封包13，所述塑料密封包13通过胶黏剂固定连接在真空腔室1的顶面，所述塑料密封包13由一段硬质塑料13-1和一段弹性软质塑料13-2构成，弹性软质塑料13-2位于整个塑料密封包13的靠近夹子把12-4处。

实施例五：

与实施例一的不同在于：如图8所示，台阶5上设有用于支撑余热利用收集部10的凹槽2，凹槽2的形状与余热利用收集部10匹配。

实施例六：

与实施例一的不同在于：如图9所示，腔室的顶部还固定设有刚性连接杆，刚性杆的另一端与余热利用收集部10固定连接。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。