Morphotonics haalt ruim 40 miljoen euro op voor opschaling nanoprinttechnologie

Het Eindhovense Morphotonics heeft ruim 40 miljoen euro aan financiering opgehaald om zijn technologie voor nano-imprintlithografie op grote oppervlakken op te schalen. Met de technologie kunnen micro- en nanostructuren nauwkeurig worden aangebracht op onder meer glas en kunststof. De belangrijkste toepassingen liggen bij optische componenten voor AR-brillen, AI-brillen en geavanceerde fotonica.

De technologie van Morphotonics moet een productieprobleem oplossen: optische componenten met zeer fijne structuren zijn lastig en kostbaar in grote aantallen te produceren. Bestaande productiemethoden zijn niet altijd geschikt om zulke structuren efficiënt over grote oppervlakken aan te brengen. Morphotonics ontwikkelt daarom apparatuur waarmee nanostructuren op grotere substraten kunnen worden gerepliceerd.

De financieringsronde moet het bedrijf helpen de productiecapaciteit uit te breiden en de technologie verder te ontwikkelen. Ook de ontwikkeling en opschaling van het Cypris-platform maken deel uit van de plannen. Naast Invest-NL nemen onder meer de Europese Investeringsbank, Innovation Industries, BOM, 3M Ventures en het European Innovation Council Fund deel aan de financiering.

Nanostructuren repliceren met een mal

Morphotonics richt zich op large-area nanoimprint lithography, oftewel nano-imprintlithografie voor grote oppervlakken. Bij dit proces wordt een patroon met microscopische of nanoscopische details met behulp van een mal overgebracht op een substraat.

De mal brengt het gewenste reliëf aan in een laag vloeibare, uv-uithardbare hars. Vervolgens wordt de hars met ultraviolet licht uitgehard, zodat de structuren behouden blijven. De resulterende micro- en nanostructuren kunnen functioneren als optische oppervlakken of als masker voor verdere bewerkingsstappen.

Het onderscheidende element is de schaal waarop het patroon kan worden gerepliceerd. Waar conventionele nano-imprintprocessen vaak zijn gericht op relatief kleine substraten, ontwikkelt Morphotonics systemen waarmee ook grote oppervlakken kunnen worden behandeld. Het bedrijf maakt daarbij gebruik van flexibele stempels en een zogenoemd roll-to-plate-proces.

Van precisie naar serieproductie

De techniek combineert de hoge resolutie van nano-imprintlithografie met een procesopzet die gericht is op grotere productievolumes. Het doel is om optische structuren reproduceerbaar over grote oppervlakken aan te brengen, met een consistente patroonkwaliteit.

Dat is relevant voor golfgeleiders (waveguides) in AR-brillen. Deze transparante optische componenten sturen licht en digitale beelden naar het gezichtsveld van de gebruiker. De daarvoor benodigde structuren moeten nauwkeurig worden gevormd om het licht op de gewenste manier te geleiden.

De productie van zulke componenten vormt een uitdaging wanneer kleine toleranties moeten worden gecombineerd met grote oppervlakken en hoge volumes. Morphotonics wil met zijn technologie de stap van ontwikkeling en proefproductie naar industriële serieproductie vereenvoudigen. Volgens het bedrijf kan de aanpak de productiekosten verlagen en de doorvoer verhogen ten opzichte van conventionele methoden.

Ook geschikt voor kunststofsubstraten

De technologie is niet beperkt tot glas. Morphotonics noemt ook polymeren en andere substraten als mogelijke dragers voor de structuren. Daarmee is de techniek relevant voor optische folies en andere componenten waarbij micro- en nanostructuren rechtstreeks op een kunststofoppervlak moeten worden aangebracht.

De combinatie van materiaalkeuze en patroonvorming biedt mogelijkheden voor verschillende optische functies. Afhankelijk van het ontwerp kunnen de structuren bijvoorbeeld worden gebruikt om licht te geleiden of het optische gedrag van een oppervlak te beïnvloeden. De uiteindelijke eigenschappen zijn daarbij afhankelijk van het substraat, de hars, het patroon en de nauwkeurigheid van het replicatieproces.

De toepassing van flexibele stempels is een belangrijk onderdeel van de aanpak. Daarmee wil Morphotonics de voordelen van replicatie op grote oppervlakken combineren met de precisie die nodig is voor geavanceerde optische componenten.

Cypris-platform moet productie opschalen

Een deel van de nieuwe financiering wordt ingezet om de productiecapaciteit voor het Cypris-platform uit te breiden. Daarnaast investeert Morphotonics in productontwikkeling, engineering, ondersteuning van klanten en de verdere opbouw van zijn leveranciers- en productienetwerk.

Het bedrijf werkt met fabrikanten van apparaten en componenten in Europa, de Verenigde Staten en Azië. Via een netwerk van partners kunnen klanten processen op laboratoriumschaal testen en ontwikkelen voordat zij investeren in eigen productieapparatuur en overstappen naar industriële productie.

Met de financiering wil Morphotonics zijn technologie verder beschikbaar maken voor toepassingen waarin grote aantallen nauwkeurig gestructureerde optische componenten nodig zijn. De kern van de ontwikkeling is daarmee niet alleen het realiseren van steeds fijnere patronen, maar vooral het reproduceerbaar aanbrengen daarvan op grote oppervlakken en op een schaal die commerciële productie mogelijk maakt.