[发明专利]一种用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置及其使用方法

权利要求书

1.一种用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，安装在狭缝涂布设备的可升降支架上，由半片涂头、滚轮和溶液进料口组成的免打料泵系统的第一涂头装置或带有打料泵系统的第二涂头装置；所述半片涂头由第一半片涂头和第二半片涂头组成，第一半片涂头与第二半片涂头的内部构成容纳腔室，所述容纳腔室内部容纳储存有经溶液进料口注入的目标溶液；所述滚轮安装在半片涂头的底部，与容纳腔室相通，位于狭缝涂布设备上放置的衬底的上方；工作过程中，通过支架实现涂头装置的升降，使滚轮底部外表面与衬底表面充分接触，狭缝涂布设备带动衬底水平移动，目标溶液经容纳腔室流至滚轮外表面，利用滚轮的滚动将目标溶液连续均匀涂敷在衬底表面形成薄膜；

所述第一涂头装置中，第一半片涂头和第二半片涂头的顶部共同连接有顶板，溶液进料口设置在顶板上，顶板上还设有与容纳腔室相通的溶液出料口以及置于外部且可精密调节的压力计，压力计上方连接有压力计调节旋钮，下方连接有多个可调节压力弹簧管，多个可调节压力弹簧管共同与滚轮相连；通过压力计调节旋钮调节压力计力矩来改变可调节压力弹簧管对滚轮的压力，进而调节目标溶液流出的速度，达到通过调节滚轮和涂头的液流量以控制涂敷薄膜厚度的目的；

所述涂头装置安装在带有千分尺表的可调节滚动装置的支架上，支架底部设有弹簧，涂头随支架进行上下移动，可调节滚动装置的下部设有可滚动滚轮结构，上部设有可微调高度的旋钮，用于微调涂头和支架的压力，对涂头装置的高度进行微调。

2.根据权利要求1所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，所述第二涂头装置中，溶液进料口设置在第二半片涂头的顶部，第二半片涂头内开设有L形通孔，用于容纳L形管道，该L形管道的上端连接溶液进料口，下端与容纳腔室相连通；溶液进料口的外部通过输液管道与打料泵系统相连，通过打料泵系统将目标溶液经管道输送至第二涂头装置的容纳腔室中，并调节液流量以控制涂敷的薄膜厚度。

3.根据权利要求1所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，所述第一半片涂头与第二半片涂头的结构相同，呈对称设置，形成的容纳腔室为对称结构。

4.根据权利要求2-3任意一项所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，所述第一半片涂头与第二半片涂头的底部均开设有圆弧形凹槽，滚轮的上部内嵌于两个扣合的圆弧形凹槽中，下部裸露至两个半片涂头的外部，裸露的部分在工作过程中与衬底表面接触；所述滚轮与两个圆弧形凹槽间存在微米级的细微缝隙，随着滚轮的滚动，目标溶液可被书写到衬底上；

所述第一半片涂头与第二半片涂头通过螺丝固定为一体。

5.根据权利要求4所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，所述半片涂头的材质为耐腐蚀的不变形材质，变形率5％；所述滚轮为具有光滑耐腐蚀的不变形材质的圆柱型滚轮，变形率5％；所述滚轮的外壁含有特殊涂层，使溶液顺利流通；

所述容纳腔室的内壁进行特殊涂层处理，用于减少目标溶液的滞留；

所述第一涂头装置的可调节压力弹簧管的材质为耐腐蚀的不变形材质，变形率5％；可调节压力弹簧管的一端顶在滚轮上，另一端顶在精密压力计上，起到弹性稳固滚轮的作用，同时可实现对滚轮和凹槽之间缝隙的细微调节。

6.根据权利要求5所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，变形率5％的不变形材质为金属、陶瓷或特殊高分子材料。

7.根据权利要求1所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置，其特征在于，所述狭缝涂布设备还包括基座，所述基座采用重量较大的材料制备，基座上安装的衬底传输装置分为刚性衬底传输装置和柔性衬底传输装置，刚性衬底传输装置的运行平台为可移动的水平平台，表面设有吸附小孔用于固定刚性衬底；柔性衬底传输装置为卷到卷大滚轮装置，包括放料滚轮和收料滚轮，柔性衬底一端缠绕在放料滚轮上，另一端绕缠绕在收料滚轮上。

8.一种如权利要求1-7任意一项权利要求所述的用于狭缝涂布设备的高均匀性涂头装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、衬底清洗：首先，刚性衬底在去离子水中超声清洗30分钟，随后在乙醇溶液中超声清洗30分钟、最后在乙醇和异丙醇的混合溶液中超声等清洗30分钟，完成后采用氮气吹干；

步骤二、将涂头装置进行组装，随后经溶液进料口注入所要使用的目标溶液；将装配完毕的涂头装置挂在狭缝涂布设备的支架上，并调节涂头装置，使涂头装置的滚轮接触衬底表面，其中，通过可调节滚动装置对涂头装置高度进行微调，使滚轮充分接触衬底表面；

步骤三、启动基台运行系统，观察目标溶液在衬底表面的涂敷量，免打料泵的第一涂头装置通过调节压力计，来调节滚轮和涂头的液流量以控制涂敷薄膜的厚度；第二涂头装置则通过调节狭缝涂布设备的打料泵系统来控制薄膜的厚度；

步骤四、薄膜涂敷完成后，进行后续干燥固化结晶工序。