[发明专利]一种微透镜装置及其制造方法

说明书

一种微透镜装置，包括透明基板以及设置在该透明基板上的微透镜单元，微透镜单元包括透明的支撑部和平滑部，支撑部由多层折射率一致的微型透明树脂片重叠而成，平滑部覆盖支撑部且具有由流体在支撑部上浸润形成的平滑表面。这种微透镜装置无需采用模具在塑料板上压制而成，其制造成本得以降低。本发明还提供了上述微透镜装置的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种微透镜装置及其制造方法，属于光学透镜的技术领域。

背景技术

微透镜一般指特征尺寸(如直径、宽度，以下同)小于1mm，尤其是小于0.2mm的光学透镜。将大量微透镜设置在透镜基板上做成的微透镜装置，可以用在阵列式光学传感器、阵列式发光装置等设备上，具有非常高的应用价值。

目前，这种微透镜一般采用硬质模具在透明塑料板上压制而成，其模具需要非常精确地设置多个微透镜的模，开模成本非常高，而且，在压制过程中，模具与塑料板由于存在接触而会损伤，模具的使用次数也存在着限制。由此，这类微透镜装置的制造成本在目前很难降低。

发明内容

本发明的目的为提供一种微透镜装置，其无需采用模具在塑料板上压制而成，其制造成本得以降低；本发明还提供了上述微透镜装置的制造方法。所采用的技术方案如下：

一种微透镜装置，其特征为：

包括透明基板以及设置在该透明基板上的微透镜单元，所述微透镜单元包括透明的支撑部和平滑部，所述支撑部由多层折射率一致的微型透明树脂片重叠而成，所述平滑部覆盖所述支撑部且具有由流体在所述支撑部上浸润形成的平滑表面。

所述透明基板一般可为厚度0.2mm〜2.0mm的透明玻璃基板或厚度10μm〜200μm的耐高温塑料膜(如无色聚酰亚胺膜)。所述微透镜单元可为微型的凸透镜、凹透镜、柱镜、棱镜等可通过光线折射实现聚焦、成像等功能的光学透镜。微透镜单元的特征尺寸可以小于1mm，优选其特征尺寸小于0.2mm。所述支撑部所包含的树脂片的层数一般可由微透镜单元的尺寸、各个树脂片的厚度以及微透镜的立体形状来决定。所述树脂片的厚度优选为2μm〜100μm，优选所述光敏树脂通过挤压涂布(slit coating)的方式进行设置，由此能够保证每个树脂片的厚度，避免由于树脂片厚度不均且多层累积之后发生畸变而影响到微透镜单元的光学功能。优选所述树脂片由经紫外光照射之后发生固化的负性透明光敏树脂涂层形成，以及通过曝光、显影等黄光工艺形成所需的轮廓(即图形化)，黄光工艺可使构成每个微透镜单元支撑部的树脂片具有高精度的轮廓，避免其轮廓误差过大且多层累积之后发生畸变而影响到微透镜单元的光学功能，除此之外，每次黄光工艺能够同时形成构成巨量微透镜单元的一层树脂片，其制作效率非常高，而作为其图形模具的掩膜板在制作过程中也几乎不会损耗。优选地，在采用黄光工艺的制作过程中，还可通过显影过程的控制，使得树脂片的边缘具有30°—80°的倾斜角，由此可减少其叠加之后的支撑部边缘的不平，更有利于平滑部在其上形成平滑表面。

所述平滑部可以为透明的树脂材料，其可通过印刷(如移印、丝印)、点胶、喷涂、黄光等工艺方法设置在支撑部上，并在其(或使其)处于流体状态时与所述支撑部浸润以形成平滑的表面。优选地，所述平滑部与上述树脂片采用相同的树脂材料，由此其在支撑部上不仅具有良好的浸润性，且具有一致的折射率，能够消除平滑部与支撑部之间的界面反射和折射，使得所形成的微透镜单元具有更完好的光学功能。当所述平滑部为热熔性树脂材料时，一般可通过加热烘烤等方式使得其处于流体状态而浸润形成平滑的表面；当所述平滑部为光敏树脂时，其在未固化的状态下可在所述支撑部上浸润，再通过照射紫外光使其固化，以形成所需的平滑部。