[发明专利]一种类抛物面微透镜阵列的电场诱导流变成形方法

摘要

一种类抛物面微透镜阵列的电场诱导流变成形方法，先用光刻刻蚀法进行上极板孔模具的制备及处理，再蒸镀制备透明导电ITO玻璃下极板，在上下两极板之间施加直流外电场后，把聚合物从上下极板间隙的开口处滴入，流入上下极板空隙间隙内的聚合物的液面高度和形状被电场调控，固化并脱模，得到类抛物面微凹透镜阵列，再对其复型，最终得到类抛物面微凸透镜阵列，本发明突破了常规微透镜阵列制备工艺只能制备球面透镜的限制，得到的微透镜阵列具有超光滑表面特性，优于材料去除或腐蚀法得到的透镜阵列，同时由于本发明不需要复杂的工艺控制，大大降低了加工成本，提高了加工效率，可广泛地应用在芯片实验室，平板显示器，光学系统检测及观察等多方面。

主权项

一种类抛物面微透镜阵列的电场诱导流变成形方法，其特征在于，包括以下步骤：1）上极板模具的制备及处理：在晶圆表面利用光刻和刻蚀工艺加工出所需的圆孔阵列图形结构，在图形化了的晶圆表面热氧化一层厚度0.1um‑2um的SiO2介电层，然后再对其进行低表面能处理；2）下极板和聚合物的选择：制备透明导电ITO玻璃作为下极板，其制备方法如下：用PECVD技术，在石英玻璃上蒸镀一层50nm‑300nm的透明导电铟锡金属化合物，透明导电铟锡金属化合物作为电极的同时能够透过紫外光，利于对光固型聚合物的固化，聚合物选用紫外光固化或热固型聚合物，包括Ormo Stamp Hybrid polymer（micro resist technology GmbH）紫外固化型、PDMS或PMMA光固化型；3）外电场的施加及聚合物的填入方式：电源选用直流电源，调节范围0‑500V，其正极接图形化了的晶圆模具，负极接透明导电ITO玻璃，电场施加后，用针管把光固型聚合物滴在图形化了的晶圆与透明导电ITO玻璃之间空气间隙的开口处，在自然毛细力和电场的作用下聚合物流入图形化了的晶圆与ITO导电玻璃的空气间隙内，形成微凹透镜阵列；4）电场对液面的调控：聚合物在图形化了的晶圆与透明导电玻璃的间隙内横向流变结束后，由于图形化的上极板模具的作用，极板间的电场并不规则，电场对此时形成的凹液面进行作用，即在表面张力，电场力和压缩气体负向气压力的综合作用下形成所需的类抛物面 形状，电压越大，包裹住的气体越多，透镜深度也越大；5）聚合物的固化及脱模：紫外光固型聚合物采用紫外光固化设备SHG‑200紫外点光源进行固化，热固型聚合物固化采用与聚合物相应的固化温度及固化时间,聚合物固化后，把图形化了的晶圆从固化了的聚合物上脱离，得到类抛物面微凹透镜阵列；6）类抛物面微凸透镜阵列的复型：对上一步得到的类抛物面微凹透镜阵列样品溅射一层10nm C4F8疏水层，把光固型聚合物滴在其表面，使其能够完全覆盖，并盖上载玻片，用紫外点光源对其固化，并脱模，最终得到类抛物面微凸透镜阵列。