利用旋涂法制备薄膜材料的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜制备技术领域，特别是涉及一种利用旋涂法制备薄膜材料的方法及装置。
【背景技术】
[0002]溶胶-凝胶法是一种重要的薄膜材料制备手段，可使用旋涂法实现。旋涂过程一般使用匀胶机(也称作甩胶机、旋涂机等)，其工作原理是利用高速旋转时产生的离心力，使基片上的胶液由中心向外扩散而形成均匀的薄膜。
[0003]传统的匀胶机，注胶过程使用类似针管注射器或水龙头式的注射式注胶器向基片的中心点注胶，该方式的优点是注胶量容易精确控制、注胶位置准确；缺点是当基片尺寸较大或溶胶-凝胶的粘稠度较大时，容易使旋涂后的薄膜厚度由中心向外围递减，均匀性变差，因此对旋转台的转速要求更高，而且需要较长的甩胶时间，但是高转速、长时间很容易导致胶液被甩出，导致加工效率降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种利用旋涂法制备薄膜材料的方法及装置。
[0005]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0006]一种利用旋涂法制备薄膜材料的方法，包括以下步骤:
[0007]a、将雾化的胶液均匀地喷涂在基片上，然后驱动基片旋转以使基片上的胶液形成膜层，待胶液分布稳定后停止基片的旋转，
[0008]b、在基片中心处再次进行注胶，然后驱动基片旋转至胶液均布后停止旋转；
[0009]其中，所述的步骤a和步骤b为依次进行，或者交替多次进行。
[0010]一种利用旋涂法制备薄膜材料的方法，包括以下步骤:
[0011]a、在基片中心处进行注胶，然后驱动基片旋转至胶液分布稳定后停止旋转；
[0012]b、将雾化的胶液均匀地喷涂在基片上，然后驱动基片旋转，待再次喷涂的胶液与步骤a中胶液结合实现均布后停止基片的旋转，
[0013]其中，所述的步骤a和步骤b为依次进行，或者交替多次进行。
[0014]一种装置，包括旋转台，设置在旋转台上并可受驱动转动的基片，注射式注胶机构，喷雾式注胶机构，所述的注射式注胶机构包括旋转式第一支臂，设置在第一支臂端部下侧的注射式注胶器，所述的第一支臂可将所述的注射式注胶器定位于或者远离所述的基片的中心；所述的喷雾式注胶机构包括第二支臂，设置在所述的第二支臂端部下侧并位于基板的中心上方的喷雾式注胶器。
[0015]所述的第一支臂和第二支臂均为由垂直杆和水平杆组成的L形支臂，所述的第二支臂的竖直杆高度可调。
[0016]在所述的在所述的注射式注胶器的上部与所述的第一支臂固定连接地设置有喷雾挡板。
[0017]所述的喷雾式注胶器为超声波雾化喷嘴、压力雾化喷嘴或静电雾化喷嘴。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0019]I)对于较大尺寸以及胶液粘稠度较大的基片旋涂，可提高旋涂薄膜的厚度均匀性；
[0020]2)多步旋涂可提升旋涂法工艺控制的灵活性和控制精度；
[0021]3)在传统的注射式旋涂之前增加一步喷涂，可在基片表面形成一层薄的液体膜层，提高注射式旋涂的胶液在基片表面的流动性，降低电机速度要求，提高旋涂效率；
[0022]4)提高胶液的利用率。
【附图说明】
[0023]图1所示为本发明的利用旋涂法制备薄膜材料的装置的结构示意图。
[0024]图2为所述的装置的注射式注胶器工作模式的示意图。
[0025]图3为所述的装置应用喷雾式注胶器工作模式的示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]第一实施例
[0028]一种利用旋涂法制备薄膜材料的方法，包括以下步骤:
[0029]I)、将雾化的胶液均匀地喷涂在基片上，然后驱动基片旋转以使基片上的胶液形成膜层，待胶液分布稳定后停止基片的旋转，其中，雾化喷涂相当于在基片(玻璃或硅片等)表面形成一层薄的中心向外逐步变厚的孵化层，起到过渡的作用，让基片(如玻璃)表面形成一层“雾气”，利于后面旋涂液的扩散，膜层的稳定分布的分布稳定的时间随胶液的不同而不同，其分布稳定即指在基片上的胶液完成基本的定型，不再随转动发生大的变化，即由于剂量很少膜层很薄，所以旋转一定的速度后胶液就会由于表面张力作用而不会随着离心力大幅度向四周扩散，此时即可停止转动。
[0030]2)、在基片中心处再次进行注胶，然后驱动基片旋转至中心注胶的胶液均布后停止旋转。
[0031]先雾化，相当于在基片表面形成薄薄的一层缓冲层，使基片表面“湿润”，降低基片与旋涂胶液之间的粘性，也降低胶液在基片的表面张力，降低旋涂扩散的阻力，使其容易被甩出，故可减少对离心力的要求，也就降低了对电机转速的要求，同时因为甩胶更容易了，所以降低了旋转甩胶的时间，提高了旋涂效率。而且利用低速实现均匀旋涂能有效避免胶液甩到基片外部，提高了胶液利用率，减少浪费。
[0032]第二实施例
[0033]一种利用旋涂法制备薄膜材料的方法，包括以下步骤:
[0034]I)在基片中心处进行注胶，然后驱动基片旋转至中心注胶的胶液初步定型后停止旋转。胶液在基片上完成基本的中心向外逐步变薄分布的定型，不再随转动发生大的变化，此时即可停止转动。
[0035]2)将雾化的胶液均匀地喷涂在基片上，然后驱动基片旋转，待胶液分布稳定后停止基片的旋转。
[0036]先在中心注胶并旋转形成一个中心向外厚度逐步减小的膜层，然后利用喷雾法再次喷涂胶液，再次喷涂的胶液旋涂后形成的膜层厚度呈现由中心至外围逐渐变厚的效果，两次旋涂膜层叠加后可以达到互相补偿从而改善大尺寸基片旋涂的均匀性。因为采用两次补偿时施胶，在加工时可以适当降低电机转速，不必刻意追求在中心涂胶后形成的膜层的厚度均匀性，在现有技术中，因为采用一次涂胶成膜，需要高速旋转以减少中心与边缘的厚度差，而本发明的旋涂方法采用两次或者多次互补的涂胶方法，在单步操作时有效减少了对膜层厚度的要求，同时，第一次中心涂胶在基片表面形成的膜层，降低基片与旋涂胶液之间的粘性，能使再次喷涂的胶液低转速快速均布。
[0037]需要说明的是，上述两个实施例仅是一次中心喷涂，一次雾喷，在面临大厚度的薄膜材料制备等情况时，完全可以进行多次交替进行上述步骤I和2，同样能实现本发明之目的。
[0038]如图1-3所示，一种用以上述方法的装置，包括旋转台1，固定设置在旋转台上并可受驱动转动的基片9，注射式注胶机构，喷雾式注胶机构，所述的注射式注胶机构包括旋转式第一支臂3，设置在第一支臂端部下侧的注射式注胶器2，设置在所述的注射式注胶器的上部与所述的