奈米壓印大面積化技術發展現況(上)

刊登日期:2014/6/23
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「奈米壓印」係指將刻著微細圖案的模具,如同蓋印章一般壓印到基板上,進而可以大量轉印出微細圖案的技術,近來該技術的實用化案例有逐漸增加的趨勢。技術的發展背景,主要來自於低成本的大面積模具之製作技術已逐漸成熟進步。產業界也逐步推動於新用途實用化,將半導體的微細加工應用也納入了研發的新視野。

奈米壓印技術在2014年出現了兩項重大的技術進展:第一項是隨著各種新用途的開拓,以及大面積模具的研發,用途快速擴大,量產規模也隨之擴大(圖一);第二項則是有機會作為半導體的製造技術,並投入實際應用。CANON公司在2014年2月宣布併購了美國奈米壓印設備商Molecular Imprints(MII),而奈米壓印技術可能在2015年被實際應用在NAND快閃記憶體的製造上。

發展的關鍵在於大面積化
致力於奈米壓印技術發展的廠商中,主要可區分為以開拓奈米壓印技術的新用途與致力於模具之大面積化的廠商;以及朝向奈米壓印技術在半導體製造之應用研發等兩種,但目前所見,以前者大面積化研發進展較為顯著。

從事大面積模具製作的日本綜研化學公司研發團隊表示,「奈米壓印技術的用途從2012年出現急速擴大,量產案件也出現增加,預期至2014年將更進一步擴大。」 同樣的,針對新用途開發奈米壓印設備之SCIVAX公司也表示,「三年前開始,收到委託製造的訂單出現增加,尤其在2013年的成長最為顯著。」

關於奈米壓印技術的新用途,舉例來說:如形成液晶面板的防反射層、偏光膜、提高OLED面板的光提取效率、汽車窗戶玻璃的防水加工、從精細的微鏡頭陣列一直到大型鏡頭的光學零件等,甚至是立體的細胞培養也都可以透過奈米壓印技術來達成,應用相當多元化。
可應用在各種尺寸的液晶面板
在奈米壓印技術的眾多大面積應用當中,其中率先領先量產的應用係液晶面板的防反射面板(圖二)。防反射面板主要在表面採用「蛾眼(Moth Eye) 」結構,且形成半間距(Half Pitch;HP)100微米的突起。透過該結構使折射率呈現緩慢變化,因此可大幅降低光的折射率。在無使用防反射層時的折射率約幾個百分點,若使用該技術之後折射率可降低至0.1%。蛾眼結構係一種模仿生物體的結構,與奈米壓印技術的相容性極高。

將蛾眼結構與奈米壓印技術結合之實用化方面,首先由日本SHARP公司打頭陣,早在2012年10月推出的大型液晶電視中即使用該技術。另外在2013年5月推出的4K電視中也使用了該項技術。除了SHARP公司以外,尚有多家公司也同時進行該項的技術研發,但是目前將該技術實用化的顯示器廠商,僅有SHARP公司而已。原因在於薄膜上轉印蛾眼結構仍存在非常大的問題,因其係屬非常微細的凹凸結構,不耐磨耗,若指甲碰觸即會破壞結構,且手指觸摸也容易附著指紋等。此外,幾家競爭對手廠商已推出數款防反射膜,這也是該技術無法普及化的原因之一。

 
圖二、蛾眼結構於液晶電視也進入普及階段

但專家推估這種情形今後將持續出現變化,目前於智慧型手機等小型顯示器已出現檢討採用蛾眼結構薄膜與面板的評估意見(圖二(C))。為防止手指所帶來的損耗與髒汙,目前決定不裝設於---以上內容為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

※本文承日經BP社Nikkei Electronics 雜誌授權轉譯,特此深謝。原文著作權為Nikkei Electronics所有,禁止轉載。Nikkei Electronics 為數位時代的電子、資訊、通訊技術綜合雜誌,更多豐富、精彩內容,請上:http://www.nikkeibp.com/

作者:材網編輯室編譯
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