Auteur : Erhan Ercan | erhan.ercan@morphotonics.com | Jan Matthijs ter Meulen | Kidong Lee
La fabrication de masse rentable de textures de l'ordre du nanomètre ou du micron est nécessaire pour que les produits qui améliorent la vie deviennent courants et abordables pour les consommateurs. L'incorporation de telles structures par nanoimpression dans des produits à plus forte valeur ajoutée, comme les smartphones lisibles au soleil, les lunettes de réalité augmentée immersives et les capteurs LIDAR permettant la conduite autonome, améliorera considérablement notre vie quotidienne.
Morphotonics, une entreprise néerlandaise spécialisée dans les nanotechnologies, développe et vend des technologies et des équipements d'impression de type "Roll-to-Plate" (R2P). Notre technologie d'impression R2P, qui a fait ses preuves sur le marché, permet de fabriquer en masse des structures de surface de l'ordre du nanomètre ou du micron sur des surfaces extrêmement grandes. Cela conduit à des avantages de coût sans précédent et à des produits radicalement améliorés pour nos clients dans les secteurs de l'affichage, de la détection, de l'énergie solaire et d'autres technologies de pointe, où une telle précision de fabrication à un coût compétitif est la condition préalable à l'entrée sur le marché de masse.
L'équipement d'impression R2P de Morphotonics peut imprimer sur des substrats d'une largeur allant jusqu'à 1100 mm (taille GEN5, 1100 x 1300mm2, comme le montre le Portis 1100 de la figure 1). Le processus de cette technique d'impression R2P est représenté schématiquement sur la figure 2. La capacité d'impression sur une grande surface permet la fabrication d'un grand nombre de produits plus petits en une seule étape d'impression ("product tiling"). Le procédé R2P peut imprimer 5 à 20 fois plus de produits que les systèmes traditionnels de lithographie par nano-impression (NIL) à l'échelle de la tranche. Par conséquent, le coût par produit sera nettement inférieur en utilisant l'impression R2P.
Lors du salon TechBlick à Eindhoven, Morphotonics proposera une visite guidée de cette technologie et de ses installations. Pour en savoir plus sur la façon de participer à cette visite, cliquez ici.
Étant donné que la création de textures est généralement limitée à l'échelle de la tranche, une mise à l'échelle est nécessaire pour fabriquer des tampons de grande surface. Morphotonics a mis au point une méthode exclusive de mise à l'échelle du maître qui permet de mettre à l'échelle des textures à partir de l'échelle de la plaquette jusqu'à plus de 1 m2 (un exemple est illustré à la figure 3 liée à un article de SPIE publié avec des partenaires). Outre la méthode de mise à l'échelle du maître, Morphotonics a également mis au point des tampons de travail flexibles de grande surface qui peuvent durer plus de 500 cycles d'impression et qui ont fait leurs preuves dans la production de produits disponibles sur le marché. Ce tampon flexible permet un processus de nanoimpression reproductible.
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 |
Figure 3. Exemple de méthode de mise à l'échelle pour les guides d'ondes à réalité augmentée (AR)
En plus d'offrir un avantage sans précédent en termes d'évolutivité de la fabrication grâce à l'impression sur de grandes surfaces, notre technologie d'impression R2P est également très précise et polyvalente. Voici quelques-uns des points forts de la technologie d'impression R2P :
Précision : Structures précises avec des tailles d'éléments allant de 500 µm à 50 nm, avec des rapports d'aspect typiques de 1:2-1:3 à l'échelle du micron et jusqu'à 1:5 à l'échelle du nanomètre.
Rapidité : temps de cycle d'impression inférieurs à 2 minutes en production de masse.
Rentable : Le tampon de travail "Flexible Stamp" peut être réutilisé plus de 500 fois, comme l'ont révélé publiquement nos clients. Déchets de résine minimes (pas de revêtement par centrifugation) grâce à une méthode unique de distribution de la résine.
Polyvalent :
Substrats rigides et flexibles (verre, feuille, métal) d'une épaisseur comprise entre 0,5 et 10 mm.
Nombreux choix de résines - résines sans solvant, développées en interne, avec un indice de réfraction de 1,4-1,62 (voir tableau 1) et résines à indice de réfraction plus élevé, développées conjointement, de 1,65-1,89.
Durable et rentable Choix de tampons flexibles pour répondre aux exigences de stabilité dimensionnelle des différentes impressions de produits.
N'importe quelle forme de nanostructure (voir la figure 4), des réseaux périodiques de différents types (flamboyant, binaire, incliné) aux réseaux de microlentilles, en passant par les lentilles de Fresnel, les nanopilliers et bien plus encore...
Tableau 1 : Choix de résines UV sans solvant développées en interne par Morphotonics.
Figure 4. Plusieurs exemples de structures qui ont été imprimées en utilisant R2P
Étant donné les nombreux avantages en termes de mise à l'échelle, de qualité de reproduction et de polyvalence que la technologie d'impression R2P peut offrir, de nombreuses applications et produits peuvent grandement bénéficier de la technologie d'impression R2P et devenir commercialement viables grâce à elle. Chez Morphotonics, nous nous concentrons sur certains segments de notre marché adressable, comme les écrans à fort potentiel, que nous considérons comme nos marchés " cibles " (comme le montre la figure 5), tandis que d'autres marchés, comme l'éclairage haut de gamme, pourraient être abordés à l'aide de la technologie d'impression R2P, mais constituent des créneaux.
Figure 5. Produits et applications pouvant bénéficier de la technologie R2P
Des produits tels que les lunettes AR ne pourront devenir des produits de consommation que si leurs oculaires optiques relativement grands sont fabriqués à une échelle et à des coûts raisonnables. De nombreux produits similaires intégrant les textures nanométriques ou micrométriques nécessaires dépassent les capacités des méthodes de fabrication actuelles, que ce soit en termes d'échelle ou de précision, ou les deux. À ce titre, l'empreinte R2P de Morphotonics offre une alternative sans précédent pour faire passer ces produits du laboratoire à la fabrique et en faire des produits de consommation viables qui peuvent améliorer notre vie quotidienne.
Morphotonics exposera à TechBlick les 12 et 13 octobre 2022 et organisera une visite guidée de ses installations. [This is automatically translated from English]
