ナノインプリントの基礎と製品応用・最新動向

セミナー趣旨

　熱・光ナノインプリント法による微細成型に関するメカニズムの基礎をしっかり理解します。そのうえで、使用する樹脂やモールドについての材料技術、プロセス・材料の設計技術、離型欠陥対策技術、装置技術について述べます。また、三次元構造の作製技術などの多様なシーズについて紹介します。これらを踏まえて、最新の動向に触れながら、光学素子、ディスプレイ、電子デバイス、LED、太陽電池、AR/VRなどへの製品応用技術について紹介します。

セミナープログラム

１．ナノインプリント法の概要
　1.1. 印刷技術の変遷
　1.2. ナノインプリントの誕生
　1.3. ナノインプリントの変遷
　1.4. ナノインプリントの特徴と要件

２．熱ナノインプリントの基礎
　2.1. 樹脂の粘弾性と成型性
　2.2. アスペクト比、膜厚依存性
　2.3. 成形時間、圧力依存性
　2.4. 欠陥発生とプロセスの最適化
　　2.4.1. レンズ成型における欠陥発生とその対策
　　2.4.2. プロセスシーケンスによる欠陥低減
　　2.4.3. 多層構造による欠陥低減

３．光（UV）ナノインプリントの基礎
　3.1. 樹脂の流動と充填
　　3.1.1. モールドと基板の表面状態依存性
　　3.1.2. 凝縮性ガスによるバブルの解消
　　3.1.3. 残膜厚の均一性とその制御
　3.2. UV照射と回折・干渉
　　3.2.1. モールドでの回折による欠陥
　　3.2.2. モールドエッジでの干渉による欠陥
　3.3. UV硬化の基礎
　　3.3.1. UV硬化反応
　　3.3.2. UV硬化とプロセス条件の設定
　　3.3.3. UV硬化性と樹脂膜厚

４．多様な材料へのダイレクトナノインプリントとその特徴
　4.1. ガラス材料へのナノインプリント
　4.2. 金属材料へのナノインプリント
　4.3. 機能性樹脂へのナノインプリント
　4.4. 生分解樹脂へのナノインプリント
　4.5. 有機半導体へのナノインプリント
　4.6. セラミック材料へのナノインプリント

５．離型技術
　5.1. 離型による欠陥
　5.2. 離型の基本メカニズム
　　5.2.1. 破壊力学によるシミュレーション
　　5.2.2. 界面接着と静止摩擦モデルによるシミュレーション
　　5.2.3. モールド側壁傾斜角と離型性
　5.3. 離型性と材料
　　5.3.1. 熱ナノインプリント材料と光ナノインプリント材料
　　5.3.2. モールド材料と樹脂材料の最適化
　5.4. 離型方法と欠陥の低減　
　　5.4.1. モールド表面処理による欠陥低減
　　5.4.2. 偏析剤による欠陥低減
　　5.4.3. 離型方法による欠陥低減
　　5.4.4. 垂直離型、ピール離型、回転離型の比較

６．樹脂の収縮とその影響
　6.1. 樹脂の収縮割合
　6.2. 収縮による寸法・形状変化の予測とその補正
　6.3. 収縮による形状変化の予測とその補正

７．モールド技術
　7.1. モールド作製の基礎
　7.2. 多様な形状のモールドの作製
　7.3. レプリカ作製方法
　　7.3.1. Ni電鋳によるレプリカ作製
　　7.3.2. シリコンゴム材料によるレプリカ作製
　　7.3.3. シリカガラス系材料によるレプリカ作製

８．装置技術
　8.1. 熱ナノインプリントと光ナノインプリント
　8.2. 平行プレスとロールtoロール
　8.3.　位置合わせ機能

９．ナノインプリントの応用
　9.1. 光デバイスへの応用 
　　9.1.1. マイクロレンズ
　　9.1.2. 反射防止構造
　　9.1.3. 波長板
　　9.1.4. ワイヤーグリッド
　9.2. メタサーフェイスと表面構造素子
　　9.2.1. メタサーフェイス
　　9.2.2. 構造色(モルフォブルー)
　9.3. バイオ・マイクロ流路デバイスへの応用
　　9.3.1. 生分解性樹脂のナノインプリント
　　9.3.2. 血液検査チップ
　　9.3.3. 病理検査チップ
　　9.3.4. ドラッグデリバリーチップ
　9.4. 半導体・電子デバイスへの応用
　　9.4.1. VLSI応用
　　9.4.2. 電子デバイス応用
　　9.4.3. 有機太陽電池/色素増感太陽電池
　　9.4.4. LED
　　9.4.5. フレキシブルデバイス
　9.5. 生体模倣構造の応用
　　9.5.1. 撥水構造
　　9.5.2. 撥油構造
　　9.5.3. 吸着構造

10．ナノインプリントにおける樹脂の分子挙動
　10.1. ナノインプリントの分子動力学解析
　10.2. 樹脂充填と分子挙動
　10.3. 限界解像度と分子径
　10.4. 離型の分子量挙動
　10.5. 界面での分子挙動
　10.6. UV硬化反応と分子挙動

11．三次元構造の作製
　11.1. リバーサル・ナノインプリントによる三次元積層構造
　　11.1.1. リバーサル・ナノインプリントの原理
　　11.1.2. 転写モードとリバーサルモード
　　11.1.3. リバーサル・ナノインプリントの応用
　11.2. ハイブリッドナノインプリントによるマイクロ・ナノ混在構造
　　11.2.1. ハイブリッドナノインプリントの原理
　　11.2.2. ハイブリッドナノインプリントの応用

12．ディープラーニングを利用した材料・プロセス設計支援
　12.1. ディープラーニングによる欠陥予測
　12.2. ディープラーニングによる材料・プロセス設計

13．最近の動向と展開
　13.1. AR/VRデバイスへの応用
　　13.1.1. AR用グラスの原理とその方式
　　13.1.2. ナノインプリントとARグラス用光導波路の方式
　　13.1.3. ナノインプリント用高屈性率材料
　　13.1.4. 傾斜型回折格子構造の離型
　13.2. 半導体集積回路への新しい展開
　　13.2.1. 半導体チップレット技術
　　13.2.2. 後工程とナノインプリント
　13.3. フラットオブティクスへの展開
　13.4. カーボンニュートラルへの対応

14．まとめ
　14.1. シーズとニーズのマッチング
　14.2. 装置・材料のカスタム化

【質疑応答】

※時間の関係上、省略される場合があります。ご希望の内容がございましたら、事前にお知らせください。

キーワード：
ナノインプリント,熱,光,モールド,離型,樹脂,メタサーフェス,応用,研修,講座,セミナー

セミナー講師

大阪府立大学　名誉教授、大学院　工学研究科　特任研究員　博士（工学）　平井 義彦　氏

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