[發明專利]一種集成透鏡陣列的微鏡、微鏡制備方法及激光顯示系統

有效

• 申請號: 201911256973.0
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN113031256B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 馬宏
• 申請（專利權）人: 覺芯電子（無錫）有限公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B3/00;G03F7/00;B82Y40/00;B82Y20/00;B81C1/00;B81B7/02;G02B27/48
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

1.一種集成透鏡陣列的微鏡，其特征在于，所述微鏡連接于微鏡驅動裝置；所述微鏡包括基材層、反射層和透鏡層，所述反射層設于所述基材層上方的特定區域內，所述透鏡層位于所述反射層的上方，且所述透鏡層為通過納米壓印或納米打印或光刻膠熱熔工藝制成；所述反射層為通過在所述基材層上蒸鍍金屬形成的金屬薄膜；

所述透鏡層為微透鏡陣列或菲涅爾透鏡陣列，所述透鏡層的厚度為所述透鏡層中單元透鏡焦距的一半。

2.根據權利要求1所述的一種集成透鏡陣列的微鏡，其特征在于：所述透鏡層包括多個單元透鏡；

所述基材層為晶圓，包括器件層、埋氧層和支撐層，所述器件層為表層，所述埋氧層為中間層，所述支撐層為底層。

3.一種制備如權利要求1所述微鏡的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，準備晶圓，在所述晶圓表面定義微鏡的輪廓；

步驟二，在晶圓器件層表面特定區域蒸鍍形成反射層；

步驟三，制備透鏡層；所述透鏡層為微透鏡陣列或菲涅爾透鏡陣列；

步驟四，除去器件層上多余的聚合物層；

步驟五，刻蝕器材層至埋氧層，形成電隔離槽和微鏡的主要結構；

步驟六，在晶圓的支撐層制備背腔，所述背腔刻蝕至埋氧層，使得背腔范圍內埋氧層暴露出來；

步驟七，腐蝕在背腔范圍內暴露的埋氧層，以釋放所述微鏡的可動部分，完成微鏡制作。

4.根據權利要求3所述的微鏡制備方法，其特征在于：所述步驟三包含如下子步驟：

步驟三(A)，在器件層與反射層表面均勻涂覆聚合物層；

步驟三(B)，在真空環境下，加熱所述聚合物層至所述聚合物層的溫度高于其玻璃化轉變溫度，使用印章壓印液態的聚合物層至一定深度，并保持一段時間，使液態聚合物填充印章圖形空隙；

步驟三(C)，冷卻至聚合物固化并脫模形成透鏡層；

或者，

步驟三(A’)，真空環境下，往印章內注入液態的聚合物，用磨具將印章圖形開口位置處的聚合物反復碾壓涂勻，使液態聚合物均勻填充在印章圖形的縫隙內，并利用磨具將多余的聚合物去除；

步驟三(B’)，將填滿聚合物的印章放置于所述反射層上，且所述印章開口一側朝向所述反射層；

步驟三(C’)，冷卻至聚合物固化并脫模形成透鏡層。

5.根據權利要求4所述的微鏡制備方法，其特征在于，所述聚合物層為熱塑性聚合物，且所述熱塑性聚合物的材料為聚丙乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

6.根據權利要求3所述的微鏡制備方法，其特征在于：所述步驟三包含如下子步驟：

步驟三(A)，在器件層與反射層表面均勻涂覆聚合物層，所述聚合物層為紫外光固化材料；

步驟三(B)，在真空環境下，使用印章壓印液態的聚合物層至一定深度，保持一段時間，使液態聚合物填充印章圖形空隙，并利用紫外光透過印章照射；

步驟三(C)，固化印章內填充的聚合物層并脫模形成透鏡層。

7.根據權利要求3所述的微鏡制備方法，其特征在于：所述步驟三包含如下子步驟：

步驟三(A)，在器件層與反射層表面均勻涂覆聚合物層；

步驟三(B)，利用雙光子聚合技術，在基材層的器件層表面逐層掃描形成帶有設計的圖案的透鏡層。

8.根據權利要求3所述的微鏡制備方法，其特征在于：所述步驟三包含如下子步驟：

步驟三(A)，在器件層與反射層表面均勻涂覆聚合物層；

步驟三(B)，通過光刻和顯影將聚合物層刻蝕成若干細小圓柱狀聚合物層；

步驟三(C)，加溫烘烤將若干細小圓柱狀聚合物層在張力作用下熱熔成透鏡狀，并冷卻形成具有微透鏡陣列的透鏡層。