[发明专利]一种微透镜阵列制备方法

说明书

本申请属于光学检测技术领域，特别是涉及一种微透镜阵列制备方法。传统喷墨打印法制备微透镜阵列，工艺较为为复杂，且无法制作占空比高的微透镜阵列。本申请提供一种微透镜阵列制备方法，利用极易溶的聚合物材料及其对应的挥发性强的溶剂材料。利用喷墨打印将溶剂液滴喷印在可溶聚合物表面时，液滴将会局部溶解聚合物表面形成溶液小液滴，随着溶剂的蒸发，可溶聚合物将向在溶液液滴内部从中心向外流动，当溶剂蒸发完全时，形成火山口形结构，而通过精确控制喷墨打印液滴间距和打印图案的方式，将火山口形结构的上半山脊部分消除，形成微透镜阵列。工艺简单、成本极低，且占空比极高的微透镜阵列，适合大面积工业化批量制备。

技术领域

本申请属于光学检测技术领域，特别是涉及一种微透镜阵列制备方法。

背景技术

微透镜阵列是一种目前使用十分广泛的微光学元件，也被称之为下一代光学成像系统的核心部件。它是一系列孔径在几个微米至几百个微米的微小型透镜按一定排列组成的阵列，具有良好的光学性能、极大的视场角、像差失真小等优点，广泛应用于光束整形、三维成像、仿生复眼、LED及OLED光萃取等领域。目前用于制作微透镜阵列的方法主要有热熔回流法、喷墨打印法、热压印法、超精密加工法等。

传统喷墨打印法制备微透镜阵列，通常都是喷射紫外固化胶等墨水，沉积在玻璃或其他基底表面，在表面张力作用下，形成球形的微透镜结构，再在紫外光下曝光固化，形成微透镜阵列，该方法制备微透镜阵列控制透镜曲率较难，工艺较为为复杂，且无法制作占空比高的微透镜阵列。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于传统喷墨打印法制备微透镜阵列，通常都是喷射紫外固化胶等墨水，沉积在玻璃或其他基底表面，在表面张力作用下，形成球形的微透镜结构，再在紫外光下曝光固化，形成微透镜阵列，该方法制备微透镜阵列控制透镜曲率较难，工艺较为为复杂，且无法制作占空比高的微透镜阵列的问题，本申请提供了一种微透镜阵列制备方法。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种微透镜阵列制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)在喷墨打印机的墨盒中注入溶剂；

2)将覆盖有可溶性聚合物的基底放置于所述喷墨打印机工作台上；

3)绘制喷墨打印溶剂液滴的排布方式；

4)控制所述喷墨打印溶剂液滴的体积，调节在特定液滴体积下的液滴间距，进行打印获得凹面微透镜阵列；

5)以所述凹面微透镜阵列为模具，将所述基底一起放入培养皿；

6)将聚二甲基硅氧烷倒入所述的培养皿中；对所述培养皿抽真空，使得所述聚二甲基硅氧烷完全贴合所述凹面微透镜阵列；

7)热固化所述聚二甲基硅氧烷薄膜后，揭开所述聚二甲基硅氧烷薄膜，使其与凹面微透镜阵列分离，获得凸面聚二甲基硅氧烷微透镜阵列。

可选地，所述基底为玻璃、金属片等刚性基底、PET塑料或聚酰亚胺。

可选地，所述可溶性聚合物包括蚕丝蛋白、明胶、透明质酸钠或者聚苯乙烯。

可选地，所述喷墨打印溶剂包括水、水和甲酸的混合物、甲苯或二甲苯。

可选地，所述步骤2)中覆盖有可溶性聚合物的基底为在基底上风干或者旋涂制备聚合物薄膜，所述聚合物薄膜厚度大于微透镜的深度。

可选地，所述步骤3)中排布方式采用绘图软件进行绘制，所述排布方式包括六方排列。

可选地，所述步骤6)中所述抽真空时间为10min，使得所述聚二甲基硅氧烷薄膜与所述凹面微透镜阵列之间没有间隙或者气泡。