基礎技術解説濡れ・気泡・付着・表面処理

乾燥むらは乾燥時の対流が原因である

乾燥むらによる膜厚変動
乾燥むらによる膜厚変動

液晶パネルや太陽電池パネルの大型化に伴い、大面積対応のコーティングプロセスの高精度化が求められる。パネル面内の膜厚および膜質均一性は、重要な管理パラメータである。しかし、右図のような乾燥むらと称するコーティング後の濃淡模様が製造上の問題となっている。この乾燥むらも、液体内対流が原因で生じる。乾燥むらの濃淡は、以下のように、塗膜の僅かな膜厚変化を反映している。

Δd = λ / 4n

ここで、Δdは濃淡領域の膜厚差、λは光の波長、nは波長λにおける塗膜の屈折率である。高分子膜の場合、可視光線(λ=500nm)、屈折率n=1.6とすると、濃淡の膜厚差Δdは78nmとなる。よって、下図のように、コーティング後の乾燥むらの濃淡は、約80nmの膜厚差を反映していることとなり、液晶パネルなどの光学デバイスにおいては製造上の問題となる。

塗膜の膜内多重反射による色むら
塗膜の膜内多重反射による色むら

下図のように、乾燥むらは塗工液内の溶剤が乾燥中に対流し、同時に樹脂成分を移動させることで生じる。液滴の場合と異なり、塗工膜は面積が大きいため、各セグメントに分かれて対流が生じる。

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以下のような図や解説が続きます。

  • [図] 乾燥むらの形成モデル(ベナールセル)

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