Покрытие щелевой матрицыпредставляет собой метод нанесения покрытия для нанесения раствора, суспензии или экструдированной тонкой пленки на типично плоские подложки, такие как стекло, металл, бумага, ткань или пластиковая фольга.
 |
 |
Щелевое покрытие производит тонкие пленки путем обработки раствора. Желаемый материал покрытия обычно растворяют или суспендируют в растворе-предшественнике или суспензии (иногда называемой «чернилами») и доставляют на поверхность подложки через точную головку покрытия, известную как паз-матрица. Щелевая матрица имеет выходное отверстие с высоким соотношением сторон, контролирующее окончательную подачу жидкости покрытия на подложку. Это приводит к непрерывному производству широкого слоя материала с покрытием на подложке с регулируемой шириной в зависимости от размеров выходного отверстия. Тщательно контролируя скорость осаждения раствора и относительную скорость подложки, щелевое покрытие обеспечивает покрытие тонким материалом с легко контролируемой толщиной в диапазоне от 10 нанометров до 100 микрометров после испарения растворителя-предшественника.
Часто упоминаемые преимущества процесса покрытия щелевой матрицей включают в себя предварительно дозированный контроль толщины, бесконтактный механизм нанесения покрытия, высокую эффективность материала, масштабируемость областей покрытия и скорости прохождения, а также совместимость между рулонами. Процесс также обеспечивает широкий рабочий диапазон толщины слоя и свойств раствора предшественника, таких как выбор материала, вязкость и содержание твердых веществ.
Контроль толщины пленки
Щелевое покрытие представляет собой бесконтактный метод нанесения покрытия, при котором щелевая матрица обычно удерживается над подложкой на высоте, в несколько раз превышающей целевую толщину влажной пленки. Жидкость для покрытия перемещается из щелевой матрицы в подложку через жидкостный мост, который охватывает воздушный зазор между кромками щелевой матрицы и поверхностью подложки. Этот жидкий мост обычно называют покрытием мениска или шариком покрытия. Толщина полученного слоя с мокрым покрытием контролируется путем настройки соотношения между скоростью наносимого объемного насоса и скоростью ареального покрытия. В отличие от методов самоизмеряемого покрытия, таких как покрытие лезвий и стержней, щелевая матрица не влияет на толщину слоя с мокрым покрытием посредством любой формы разрушительного физического контакта или соскоба. Таким образом, высота прорези-матрицы не определяет толщину слоя с влажным покрытием. Вместо этого высота щелевой матрицы имеет важное значение для определения качества пленки с покрытием, поскольку она контролирует расстояние, которое должно быть пройдено мениском для поддержания стабильного процесса покрытия.
Часто упоминаемые преимущества процесса покрытия щелевой матрицей включают в себя предварительно дозированный контроль толщины, бесконтактный механизм нанесения покрытия, высокую эффективность материала, масштабируемость областей покрытия и скорости прохождения, а также совместимость между рулонами. Процесс также обеспечивает широкий рабочий диапазон толщины слоя и свойств раствора предшественника, таких как выбор материала, вязкость и содержание твердых веществ.
Контроль толщины пленкиЩелевое покрытие представляет собой бесконтактный метод нанесения покрытия, при котором щелевая матрица обычно удерживается над подложкой на высоте, в несколько раз превышающей целевую толщину влажной пленки. Жидкость для покрытия перемещается из щелевой матрицы в подложку через жидкостный мост, который охватывает воздушный зазор между кромками щелевой матрицы и поверхностью подложки. Этот жидкий мост обычно называют покрытием мениска или шариком покрытия. Толщина полученного слоя с мокрым покрытием контролируется путем настройки соотношения между скоростью наносимого объемного насоса и скоростью ареального покрытия. В отличие от методов самоизмеряемого покрытия, таких как покрытие лезвий и стержней, щелевая матрица не влияет на толщину слоя с мокрым покрытием посредством любой формы разрушительного физического контакта или соскоба. Таким образом, высота прорези-матрицы не определяет толщину слоя с влажным покрытием. Вместо этого высота щелевой матрицы имеет важное значение для определения качества пленки с покрытием, поскольку она контролирует расстояние, которое должно быть пройдено мениском для поддержания стабильного процесса покрытия.
Промышленные системы покрытий
Покрытие slot-die было первоначально разработано для промышленного использования и остается в основном применяемым в производственных масштабах. Это связано с его потенциалом для крупномасштабного производства высококачественных тонких пленок и покрытий при низких эксплуатационных расходах за счет интеграции рулонов и листов в лист. Такие системы рулонного и листового покрытий схожи по своему предназначению для крупномасштабного производства, но отличаются друг от друга физической жесткостью подложек, с которыми они работают. Рулонные системы предназначены для покрытия и обработки гибких рулонов подложки, таких как бумага, ткань, пластик или металлическая фольга. И наоборот, системы «от листа до листа» предназначены для покрытия и обработки жестких листов подложки, таких как стекло, металл или оргстекло. Также возможны комбинации этих систем, такие как рулонные линии.
Покрытие slot-die было первоначально разработано для промышленного использования и остается в основном применяемым в производственных масштабах. Это связано с его потенциалом для крупномасштабного производства высококачественных тонких пленок и покрытий при низких эксплуатационных расходах за счет интеграции рулонов и листов в лист. Такие системы рулонного и листового покрытий схожи по своему предназначению для крупномасштабного производства, но отличаются друг от друга физической жесткостью подложек, с которыми они работают. Рулонные системы предназначены для покрытия и обработки гибких рулонов подложки, таких как бумага, ткань, пластик или металлическая фольга. И наоборот, системы «от листа до листа» предназначены для покрытия и обработки жестких листов подложки, таких как стекло, металл или оргстекло. Также возможны комбинации этих систем, такие как рулонные линии.
Как промышленные системы «рулон-прокат», так и системы «лист-лист» обычно имеют щелевые матрицы в диапазоне ширины покрытия от 300 до 1000 мм, хотя сообщалось о щелевых штампах шириной до 4000 мм. Коммерческие щелевые системы, как утверждается, работают со скоростью до нескольких сотен квадратных метров в минуту, а системы от рулона до рулона обычно предлагают более высокую пропускную способность из-за снижения сложности обработки подложки.
Промышленное применение
Щелевое покрытие было первоначально разработано для коммерческого производства фотопленки и бумаги. За последние несколько десятилетий он стал критическим процессом в производстве клеевых пленок, гибкой упаковки, трансдермальных и пероральных фармацевтических пластырей, ЖК-панелей, многослойных керамических конденсаторов, литий-ионных батарей и многого другого.
Щелевое покрытие было первоначально разработано для коммерческого производства фотопленки и бумаги. За последние несколько десятилетий он стал критическим процессом в производстве клеевых пленок, гибкой упаковки, трансдермальных и пероральных фармацевтических пластырей, ЖК-панелей, многослойных керамических конденсаторов, литий-ионных батарей и многого другого.
Исследовательские приложения
С растущим интересом к потенциалу наноматериалов и функциональных тонкопленочных устройств щелевое покрытие все чаще применяется в области исследования материалов. Это в первую очередь объясняется гибкостью, предсказуемостью и высокой повторяемостью процесса, а также его масштабируемостью и происхождением как проверенной промышленной техники. Щелевое покрытие наиболее широко используется в исследованиях, связанных с гибкими, печатными и органическими электронишками, но остается актуальным в любой области, где требуется масштабируемое тонкопленочное производство.
С растущим интересом к потенциалу наноматериалов и функциональных тонкопленочных устройств щелевое покрытие все чаще применяется в области исследования материалов. Это в первую очередь объясняется гибкостью, предсказуемостью и высокой повторяемостью процесса, а также его масштабируемостью и происхождением как проверенной промышленной техники. Щелевое покрытие наиболее широко используется в исследованиях, связанных с гибкими, печатными и органическими электронишками, но остается актуальным в любой области, где требуется масштабируемое тонкопленочное производство.
Примеры исследований, проводимых с помощью щелевого покрытия, включают:
- Тонкопленочные солнечные элементы, для создания слоев переноса электронов, слоев переноса дырок, фотоактивных слоев и пассивирующих слоев
- Твердотельные батареи и батареи нового поколения, для производства электродов, твердых электролитов, ионселективных мембран, защитных покрытий и покрытий для модификации интерфейса
- Топливные элементы и электролиз воды, для производства электролитов и электродных каталитических покрытий
- Гибкие сенсорные поверхности, для производства прозрачных проводящих пленок
- OLED-устройства, для создания слоев переноса электронов, слоев переноса дырок и электроактивных слоев.
- Печатная диагностикаи молекулярные датчики для получения активных слоев и ионоселективных мембран
- Микрофлюидикаи лабораторные устройства для производства гидрофобных/гидрофильных поверхностных покрытий для улучшения потока жидкости
- Очистка воды, для производства нанофильтрационных мембран
- Упаковка на биологической основе и биоразлагаемая, для производства многослойной барьерной фольги из устойчивых материалов
Основное содержание, цитируемое изВикипедия