著者 エルハン・エルカン | erhan.ercan@morphotonics.com | Jan Matthijs ter Meulen｜イ・キドンさん
生活を豊かにする製品を一般的かつ消費者が購入しやすい価格にするためには、ナノ・ミクロン単位のテクスチャをコスト効率よく大量生産することが必要である。 太陽光を読み取れるスマートフォン、没入型拡張現実メガネ、自律走行が可能なLIDARセンサーなどの高付加価値製品にナノインプリントでこのような構造を組み込むことで、日常生活が大きく改善されます。
オランダのナノテクノロジー企業であるモルフォトニクスは、Roll-to-Plate（R2P）インプリント技術・装置を開発・販売しています。 モルフォトニクスのR2Pインプリント技術は、ナノ・ミクロンサイズの表面構造を大面積で大量生産することを可能にします。 これにより、ディスプレイ、センシング、ソーラーなど、精密かつコスト競争力のある製造が求められる深遠な技術分野のお客様に対して、これまでにないコスト優位性と製品の根本的な改良を実現します。
モルフォトニクスのR2Pインプリント装置は、最大1100mm幅（GEN5サイズ、1100×1300mm2、図1のPortis 1100で示す）の基板にインプリントすることが可能です。 このR2Pインプリント技術の工程を図2に模式的に示します。 大面積の転写が可能なため、1回の転写でより多くの小型の製品を製造することができる（「製品タイリング」）。 R2Pプロセスは、従来のウェーハスケールのナノインプリントリソグラフィー（NIL）装置と比較して、5～20倍の製品をインプリントすることができます。 その結果、R2Pインプリントを使用した場合、製品1個あたりのコストを大幅に削減することができます。
アイントホーフェンで開催されるTechBlickショーで、モルフォトニクスはこの技術と設備のガイドツアーを行います。ツアーへの参加方法については、以下をクリックしてください。 これ.
通常、テクスチャの生成はウェーハスケールに限定されるため、大面積のスタンプを作製するためには、アップスケーリングが必要です。 モルフォトニクスは、独自のマスターアップスケール法を開発し、ウェーハスケールから1m2超のテクスチャーのアップスケール（図3に一例を示す、1m2超のテクスチャーのアップスケール）を可能にしました。 SPIE論文 をパートナーとともに発表しました。） モルフォトニクスは、マスターアップスケーリング法に加え、500回以上のインプリントサイクルに耐える大面積のフレキシブルなワーキングスタンプも開発し、市販製品の生産で実証しています。 このフレキシブルスタンプにより、再現性の高いナノインプリントプロセスが可能になります。
Single AR Waveguide Master (1 waveguide/per) | Upscaled Submaster (30 waveguides/per) | Large-area Imprint Production (120-270 waveguide/per) |
 4” glass master supplied by NIL Technologies |  Using 300 x 290mm2. Schott Realview. 1.9 RI glass wafer |  Gen-3.5 size Imprint  Gen-5 size Imprint |
図3. 拡張現実（AR）導波路のマスターアップスケーリング法例
R2Pインプリント技術は、大面積インプリントによる製造スケーラビリティの優位性に加え、高精度かつ汎用性の高い技術です。 R2Pインプリント技術の特徴としては、以下のようなものがあります。
アキュレイト: 500μmから50nmのフィーチャーサイズ、ミクロンスケールで1:2-1:3、ナノスケールで最大1:5のアスペクト比を持つ精密構造体
高速: 量産時のインプリントサイクルタイムは2分以下
費用対効果: 作業用スタンプ「フレキシブルスタンプ」は500回以上の再利用が可能で、お客様から公表されています。 独自の樹脂塗布方式により、樹脂の無駄が少ない（スピンコートなし）。
多用途:
厚さ0.5～10mmの硬質および軟質基板（ガラス、ホイル、金属）に対応。
多くの樹脂を選択可能 - 自社開発の無溶剤樹脂で屈折率1.4～1.62（表1参照）、共同開発の高屈折率樹脂で1.65～1.89の樹脂を選択可能。
耐久性と費用対効果に優れる 柔軟なスタンプの選択により、様々な製品インプリントの寸法安定性の要求に応えることができる。
様々な種類の周期格子（ブレーズド、バイナリー、スラント）、マイクロレンズアレイ、フレネルレンズ、ナノピラーなど、あらゆるナノ構造形状（図4参照）。
表1 モルフォトニクスが自社開発した無溶剤型UV硬化樹脂の選択肢
図4. R2Pを使用してインプリントされた構造体のいくつかの例
R2Pインプリント技術は、スケーリング、複製品質、汎用性などの面で多くの利点があり、多くのアプリケーションや製品がR2Pインプリント技術から大きな恩恵を受け、商業的に実現することが可能である。 モルフォトニクスでは、図5に示すように、ディスプレイのような将来性の高い市場を「重点市場」と位置付け、R2Pインプリント技術を用いたハイエンド照明のようなニッチな市場にも対応しています。
図5. R2P技術の恩恵を受けられる製品・アプリケーション
ARメガネのような製品は、比較的大きな光学接眼レンズを大規模かつ合理的なコストで製造できなければ、コンシューマー製品として実現することは不可能である。 このようなナノ・ミクロン単位のテクスチャが必要な製品の多くは、規模や精度、あるいはその両方の点で、既存の製造方法の能力を超えています。 モルフォトニクスのR2Pインプリントは、このような製品をラボからファブへ移行し、日常生活を向上させることができる消費者グレードの製品にするための前例のない選択肢を提供するものです。
[This is automatically translated from English]
Morphotonicsは、2022年OCT12-13日に開催されるTechBlickに出展し、設備のライブツアーを開催する予定です。
