【48812】【纳米压印新潮流】(中)大面积模具技能不断涌现

2024/09/01 米乐体育ios下载


  路透社:iPhone6用显示屏或于5月开端量产,有4.7和5.5英寸两种

  纳米压印用大面积模具的制造的进程有很多种,制造本钱远远低于EB光刻(图3)。估量夏普是选用类似于电镀的阳极氧化法制造的蛾眼结构主模。

  本图为制造几cm见方以上的大型模具的五种技能。夏普的蛾眼薄膜是大日本印刷使用阳极氧化法制造的(a)。综研化学拼接小型模具制造了最大为1600mm ×1300mm的薄膜模具(b)。InnoX公司使用光的干与条纹完成了大型化(c)。大金工业使用多值激光(d)。东京理科大学的谷口研究室经过向碳薄膜照耀氧离子束,制造了蛾眼结构的模具(e)。((d)由大金工业拍照,(e)由东京理科大学拍照)

  据佳能商场营销日本公司工业设备出售事业部工艺设备营业部CB出售课课长二五元修介绍,佳能使用KrF等(几代前的)曝光技能,制造了不同于面向半导体系造用处的蛾眼结构模具。因而,模具的价格为每张60万日元起,远远低于半导体系造用处(图2(b))。

  综研化学用一张小主模制造多个仿制模,然后准确拼接,制成了最大1.6m×1.3m的模具薄膜。并且该公司制造的模具薄膜“对重复压印的耐受力十分强”(东京理科大学根底工学部电子使用工学科副教授谷口淳),深受好评。

  InnoX公司使用“可以像用投影仪扩展投影面相同大面积化”的技能,制造了最大50英寸的模具。该公司选用了从德国弗劳恩霍夫研究所独立出来的厂商——holotools开发的“干与光刻”技能。制造图画时选用将一束激光分为两股后再重合构成的干与条纹。要想扩展面积,只需添加基板与光源之间的间隔即可注1),也便是扩展投影。而一般光刻是经过缩小投影转印图画,面向半导体系造的纳米压印是经过等倍投影转印图画。

  注1)不过,扩展面积后,光能的外表密度会下降,因而存在照耀时刻长的课题。

  此外还有更简略的办法。大金工业开发出了只需向光刻胶照耀有多个焦点的多值激光,即可制造光伏发电用微透镜阵列模具的办法。

  而东京理科大学谷口研究室开发出了像淋浴相同向非晶碳薄膜照耀氧离子束即可制造蛾眼结构的模具。该研究室还开发了最快能以18m/分钟的速度压印的卷对卷(R2R)式设备,详细时刻与模具图画有关。

  首先前进了纳米压印设备量产性的SCIVAX最近开发出了能以18cm2/小时的速度,向1100mm×1300mm的第5代(G5)玻璃基板纳米压印精密图画的设备(图4(a))。

  本图为SCIVAX的纳米压印设备量产功率的前进(a)以及该公司开发的新用处(b)。除了直接向玻璃基板进行纳米压印的技能,以及与大阪大学共同开发的流感病毒检测技能外,还开发了向镜头的曲面施行纳米压印的技能、可完成立体接触面板的技能和培育三维细胞进行药品点评等的技能等。(起浮印象以外的图和相片均由SCIVAX供给)

  模具加工技能的前进逐渐扩展了纳米压印的用处。曾经的纳米压印技能只能在平整的基板上加工,而SCIVAX公司完成了曲面加工,由此成功在相机光学镜头的双面施行了防反射加工。消除了镜头内侧的反射,使重影等消失。还完成了使用微透镜反射原理的起浮印象。与检测悬浮于画面上方的手指的三维接触面板技能组合,用户操作时似乎在接触起浮的印象。该公司称详细范畴不方便泄漏,但现已决定在某个项目中量产。

  SCIVAX还开发出了检测流感病毒的技能和培育立体细胞的技能注2),并于2013年6月设立了面向这些用处的专业公司“SCIVAX Life Sciences”。

  注2)流感病毒检测使用的原理是,在薄膜外表经过纳米压印技能构成光子晶体结构后,薄膜的光反射率会因病毒的有无而大幅改变。

  旭化成E-Materials公司开发出了使用纳米压印技能在薄膜上构成凹凸图画、在凸出部分层积铝的技能。该技能被用于面向反射型显示器LCOS*等的反射型偏光膜“Wire Grid Po-larizing Film(WGF)”上(图5)。其特点是可完成从可见光到红外线大范围波长的偏光别离,并且耐热性高。

  图为旭化成E-Materials开发的、使用纳米压印技能制造的反射型偏光膜。可卷对卷制造,能应对往后将选用LCOS的HMD商场的快速扩展(拍摄:该公司)

  *LCOS(liquid crystal on silicon,硅基液晶):在硅芯片上制造的超小型液晶显示器,用于投影仪和相机的取景器等。谷歌眼镜或许也选用了LCOS。

  最近,旭化成E-Materials公司建立了能以R2R方法量产WGF的体系,已开端面向无反相机的取景器等供货。该公司介绍说,现在还在开发用于将来的头戴式显示器(HMD)的LCOS,现在可以应对几十万个的订单。

  大面积用处中最有期望的用处之一是太阳能电池。全球都在推动使用纳米压印技能前进转化功率和发电量的测验。

  开发主要有两大方向。第一是经过纳米压印操控pn结的界面形状,来进步太阳能电池入射光的使用功率。第二是在面板标明发生防反射层和光密封层,以射入更多的光。

  大金工业依照第二个方向开发了防反射膜,在实测值中将太阳能电池的年发电量成功前进了5%以上(图6)。

  图为大金工业正在开发的太阳能电池用氟系微透镜阵列薄膜及其作用(a~c)。5~10度的低视点入射光也能用于发电,使经过太阳辐射模拟器评价的光伏电池年发电量添加了4.6%、实测值添加了5%以上。(图和相片由该公司供给)

  大金工业在防反射中使用的不是有突起的蛾眼结构,而是镜头形状的图画。由于蛾眼结构对约30°以下的低视点光没有作用,而镜头形状的图画关于十分低的5°入射角的光也简直能100%透过。因而,日出日落之际和阴地利的发电量可前进8%左右。经承认,年均发电量能添加5%以上注3)。

  注3)年均发电量添加5%按日本的收购价格36日元/kWh核算,意味着额定功率为1kW的太阳能电池板一年的收入可添加大约1800日元。

  课题在于制造本钱。大金工业开发出了可以以低本钱制造这种图画的大面积卷状模具技能(图3(d))。经承认,用R2R方法能完成1cm2/分钟的出产功率。不过,“太阳能电池厂商期望防反射膜的价格降到1000~1500日元/cm2。以现在的方法,想完成该价格相对较困难”(大金工业化学研制中心根底技能G的佐藤数行)。

  选用纳米压印技能的精密图画构成技能还有助于前进LED和有机EL等的发光功率。东芝机械公司包含专用的压印设备在内,开发出了将LED的发光功率前进20~30%的技能。(作者:野泽哲生,日经技能在线!供稿)