[发明专利]一种微透镜阵列加工方法

说明书

本发明公开一种微透镜阵列加工方法，包括如下步骤：步骤一、加工模板模具，模板模具上具有能够固定微球的凹坑；步骤二、在模板模具上自组装微球组成的阵列；步骤三、利用步骤二中获得的微球组成的阵列，在一定温度下压印光刻胶，获得光刻胶表面微透镜阵列图案；步骤四、利用等离子体刻蚀实现步骤三中所获得的光刻胶上的微透镜阵列图案向基底模具转移；步骤五、去除基底模具上的残留光刻胶，得到微透镜阵列模具。本发明利用凹坑为微球自组装导向，通过调整凹坑的孔径、凹坑之间的间距、位置以及微球的大小以达到最终调控微透镜阵列的方式，从而实现位置可控的微透镜阵列模具的制造，进而实现微透镜阵列制造的可控性。

技术领域

本发明涉及微透镜阵列技术领域，特别是涉及一种微透镜阵列加工方法。

背景技术

微透镜阵列是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有单元尺寸小、集成度高的特点，使得它能够完成传统光学元件无法完成的功能，并能构成许多新型的光学系统。

微透镜阵列在匀光、扩散等方面有着独特优异性能，因此对微透镜阵列的制造有着巨大的需求。目前，利用微球自组装-刻蚀复合方法加工微透镜阵列的方法存在一定的局限性。

现有微球自组装与刻蚀复合加工方法是利用微球在气-液界面上，在毛细作用力、范德华力等的作用下自发排列组装成密邻六边形的阵列结构，然后，以自组装完成后的微球单层膜为模板，直接旋涂光刻胶，光刻胶固化后，将微球剥离，即获得光刻胶凹的半球状阵列(或者，以自组装完成后的微球单层膜为模板，利用PDMS复制出凹的半球状阵列，然后再以PDMS为模板，再在光刻胶上复制出对应阵列)；最后，利用刻蚀工艺将光刻胶上的阵列图案转移到基底材料上。这种利用毛细作用力、范德华力等驱动下所形成的规则阵列，所能获得的阵列形式多为密邻六边形阵列，难以获得方形邻接或邻接间距可控的微球阵列。

因此，如何改变现有技术中，采用微球自组装与刻蚀复合加工方法制造微透镜阵列，微球排列方式单一且排列间距不可控的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微透镜阵列加工方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现位置可控的微透镜阵列的加工，提高微透镜阵列的适用性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种微透镜阵列加工方法，包括如下步骤：

步骤一、加工模板模具，所述模板模具上具有能够固定微球的凹坑，多个所述凹坑呈阵列状排布；

步骤二、在所述模板模具上自组装所述微球组成的阵列，所述微球组成的阵列的排布方式与所述凹坑组成的阵列的排布方式相同；

步骤三、利用步骤二中获得的所述微球组成的阵列，在一定温度下压印光刻胶，获得光刻胶表面微透镜阵列图案；

步骤四、利用等离子体刻蚀实现步骤三中所获得的光刻胶上的微透镜阵列图案向基底模具转移；

步骤五、去除所述基底模具上的残留光刻胶，得到微透镜阵列模具。

优选地，步骤一中，所述凹坑为圆柱状。

优选地，步骤一中，所述凹坑为倒置的棱锥柱状。

优选地，步骤一中，利用激光加工或机械加工方式加工所述模板模具。

优选地，所述凹坑的规格与所述微球的规格相匹配，所述微球的球心位于所述模板模具的顶部。

优选地，步骤二中，所述微球由二氧化硅材质制成。

优选地，所述模板模具为分体式结构。

优选地，步骤五中，采用清洗的方式去除所述基底模具上的残留光刻胶。