本發(fā)明涉及真空設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種有機真空蒸發(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)是真空應用技術(shù)的一個重要分支，是最有發(fā)展前景的表面涂覆應用技術(shù)，它具有一系列其它工藝不可取代的優(yōu)異特點：不受被鍍元件的材料及形狀的影響；鍍膜的厚度可以控制；可鍍功能性表面鍍層。和傳統(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、金屬感強等優(yōu)點。它已被廣泛地應用于光學、電子學、能源開發(fā)、理化儀器、建筑機械、包裝、民用制品、表面科學以及科學研究等領(lǐng)域中。被譽為最具發(fā)展前途的重要技術(shù)之一。

具有光、電、磁物理功能的有機功能材料的出現(xiàn)打破了有機化合物與“導電”、“鐵磁”等無緣的傳統(tǒng)概念，極大促進了物理學、材料學、微納電子學等學科的發(fā)展。有機功能材料的電子狀態(tài)、導電機理等完全有別于無機金屬和半導體，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)以及有機薄膜光電器件的研究，具有重要的科學意義和應用前景。有機分子薄膜器件與無機器件相比，具有四個明顯的優(yōu)點：①有機化合物的種類繁多、易于獲得，擁有成本上的優(yōu)勢以及資源的廣泛分布性；②有機薄膜的加工工藝簡單、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分子薄膜器件提供了有效途徑；③以有機材料制成的有機薄膜器件，可通過對有機分子結(jié)構(gòu)進行適當?shù)男揎椂淖兤骷男阅?；④有機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，而這在無機器件中是難以實現(xiàn)的。

有機分子薄膜器件的構(gòu)筑思想可追溯至上世紀五十年代。在短短半個多世紀的時間里，有機分子薄膜器件經(jīng)歷了一條從器件雛形的探索、實用化器件研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的快速發(fā)展之路。當前的研究主要集中在有機太陽能電池、有機發(fā)光二極管以及有機場效應管三大類。

而有機薄膜器件的獲得所需的設(shè)備，即有機真空蒸發(fā)源，并沒有自主研發(fā)的專門用于有機物蒸發(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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述技術(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)有機物穩(wěn)定蒸發(fā)，均勻鍍膜的有機真空蒸發(fā)源。

為達到以上目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種有機真空蒸發(fā)源，包括：加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測溫系統(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、金屬導熱體、坩堝、固定環(huán)和連接件；

其中，電熱絲與4個固定環(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；金屬導熱體為柱狀體，金屬導熱體頂端設(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熱體底端的水冷連接柱；

冷卻系統(tǒng)包括：進水管、出水管、進水管接頭和出水管接頭；

其中，進水管直徑小于出水管直徑，出水管為末端密封管，進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；進水管入口端與進水管接頭連接；出水管的出口端與出水管接頭；金屬導熱體的水冷連接柱嵌套在水冷管外側(cè)；

測溫系統(tǒng)包括：電偶絲和熱電偶測溫器接入口；

電偶絲本體嵌入于金屬導熱體表面預設(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)導入器和防護罩；

防護罩罩置于金屬導熱體外部；

連接組件包括：法蘭、絕緣管套、絕緣片、夾緊塊和導向件；

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

法蘭一側(cè)端面焊接固定進水管接口、出水管接口、電極端口、熱電偶測溫器接口和旋轉(zhuǎn)導入器，另一端設(shè)置加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測溫系統(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；夾緊塊為螺栓預緊的夾緊塊，數(shù)量大于等于4個，通過螺栓預緊夾緊水冷管與金屬導熱體的水冷連接柱部分；

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

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種有機真空蒸發(fā)源，該裝置中的電熱絲經(jīng)通電對金屬導熱體加熱，當溫度達到坩堝內(nèi)有機物蒸發(fā)溫度時，有機物開始蒸發(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檢測實時蒸發(fā)溫度，進水管通入冷卻水，通過內(nèi)部的水循環(huán)冷卻帶走金屬導熱體的熱量從而實現(xiàn)對坩堝降溫，達到蒸發(fā)有機物的低溫效果。坩堝口上面的旋轉(zhuǎn)擋板可通過手動桿調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)出的物質(zhì)是否對基體鍍膜。有機真空蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)和操作簡單，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)有機物。

2.本發(fā)明機構(gòu)中，電熱絲內(nèi)部可以放置不同形狀和尺寸的標準坩堝。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)部金屬導熱體，能夠避免坩堝的局部過熱，坩堝是通過金屬導熱體的熱輻射熱獲得蒸發(fā)所需的熱量的。且金屬導熱體厚重，可以實現(xiàn)對坩堝的均勻加熱。

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冷卻的方式帶走柱體熱量進而實現(xiàn)對坩堝的降溫。

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)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

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熱體裝配后結(jié)構(gòu)示意圖。

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

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示的一種有機真空蒸發(fā)源，包括：加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測溫系統(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；金屬導熱體21為柱狀體，金屬導熱體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熱體21底端的水冷連接柱21.3；

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

其中，進水管18直徑小于出水管19直徑，出水管19為末端密封管，進水管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；進水管18入口端與進水管接頭13連接；出水管19的出口端與出水管接頭12；金屬導熱體21的水冷連接柱21.3嵌套在水冷管20外側(cè)；

測溫系統(tǒng)包括：電偶絲11和熱電偶測溫器接入口3；

電偶絲11本體嵌入于金屬導熱體21表面預設(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)導入器1和防護罩8；

防護罩8罩置于金屬導熱體21外部；

連接組件包括：法蘭5、絕緣管套、絕緣片6、夾緊塊14和導向件10；

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

法蘭5一側(cè)端面焊接固定進水管接口13、出水管接口12、電極端口2、熱電偶測溫器接口3和旋轉(zhuǎn)導入器1，另一端設(shè)置加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測溫系統(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為螺栓預緊的夾緊塊，數(shù)量大于等于4個，通過螺栓預緊夾緊水冷管20與金屬導熱體21的水冷連接柱21.3部分；

旋轉(zhuǎn)導入器1的回轉(zhuǎn)桿穿過法蘭5通過防護罩8導向伸入金屬導熱體20的預設(shè)槽口中，并頂端伸出于防護罩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，且保證旋轉(zhuǎn)擋板9底部端面距防護罩8頂端間距為3-6mm，即旋轉(zhuǎn)導入器1控制回轉(zhuǎn)桿回轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)擋板9轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)擋板9的開合；水冷管20伸入金屬導熱體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)明提供的一種有機真空蒸發(fā)源，該裝置中的電熱絲經(jīng)通電對金屬導熱體加熱，當溫度達到坩堝內(nèi)有機物蒸發(fā)溫度時，有機物開始蒸發(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檢測實時蒸發(fā)溫度，進水管通入冷卻水，通過內(nèi)部的水循環(huán)冷卻帶走金屬導熱體的熱量從而實現(xiàn)對坩堝降溫，達到蒸發(fā)有機物的低溫效果。坩堝口上面的旋轉(zhuǎn)擋板可通過手動桿調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)出的物質(zhì)是否對基體鍍膜。有機真空蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)和操作簡單，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)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，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)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，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)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、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)。