[發明專利]微透鏡陣列結構的制備方法和保護膜

有效

• 申請號: 202010129950.X
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111399092B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 巫金波;丁葉凱;溫維佳;薛廠;張萌穎;林銀銀
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 石家莊旭昌知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 13126
• 代理人: 張會強

本發明提供了一種用于微透鏡陣列結構制備的硅片模板的制備方法，其包括修飾硅片使硅片表面具有不潤濕性，在不潤濕的硅片表面制備呈陣列排布的圓形圖案，形成圖案化的表面，在所述圖案化的表面涂布SU8光刻膠，形成SU8光刻膠液滴陣列，以及通過紫外光曝光，并在95℃條件下加熱，得到具有固化的SU8凸透鏡陣列的硅片模板。本發明同時也提供有利用上述硅片模板的微透鏡陣列結構的制備方法，以及一種含微透鏡陣列的保護膜。本發明硅片模板的制備方法簡單，且制備的硅片模板可反復利用，能夠降低制備成本。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，特別涉及一種用于微透鏡陣列結構制備的硅片模板的制備方法，同時本發明也涉及有微透鏡陣列結構的制備方法，以及一種含微透鏡陣列的保護膜。

背景技術

微透鏡陣列(MLAs)是由通光孔徑及浮雕深度為微米級的透鏡組成的陣列，可分為折射型微透鏡陣列與衍射型微透鏡陣列兩類，它不僅具有傳統透鏡的聚焦、成像等基本功能，而且具有單元尺寸小、集成度高的特點，使得它能夠完成傳統光學元件無法完成的功能，并能構成許多新型的光學系統，其作為功能元件，在波前傳感、光聚能、光整形等多種系統可得到廣泛應用。

目前，用于微透鏡陣列的加工方法主要有金剛石切削法、模壓成型法、噴墨印刷法、液滴法、光刻離子交換法以及光刻膠熱熔法、低能電子束投射光刻法、臺階刻蝕法、激光直寫法、電子束直寫法、薄膜沉積法和灰階掩膜法等。而除了以上方法，此外亦還有一些特種加工方法，例如應離子刻蝕法、熔融表面張力法、全息法等。

上述的加工方法都能夠加工特定結構尺寸的微結構表面，不過現有的加工方法加工工序復雜，周期長，成形效率較低，并在加工形狀精度、表面質量控制以及制備成本和效率等方面存在一定的缺陷，且其也難以高通量同時制備不同曲率的透鏡，而限制了微透鏡陣列進一步的發展應用。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種用于微透鏡陣列結構制備的硅片模板的制備方法，以可用于微透鏡陣列結構的制備，且可克服現有技術中的至少一點不足。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用于微透鏡陣列結構制備的硅片模板的制備方法，該方法包括如下的步驟：

a.修飾硅片使硅片表面具有不潤濕性；

b.在不潤濕的硅片表面制備呈陣列排布的圓形圖案，形成圖案化的表面；

c.在所述圖案化的表面涂布SU8光刻膠，形成SU8光刻膠液滴陣列；

d.通過紫外光曝光，并在95℃條件下加熱，即得到具有固化的SU8凸透鏡陣列的硅片模板。

進一步的，步驟a中為使用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷修飾硅片，步驟b為通過光刻技術在不潤濕的硅片表面制備圓形圖案，步驟d中紫外光曝光時間為2s，并在95℃條件下加熱90s。

進一步的，所制備的陣列排布的圖案中，各位置處圖案的尺寸相同，或者沿其一排列方向各圖案具有尺寸梯度，或者至少有一位置處的圖案的尺寸和其它位置處不同。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

本發明硅片模板的制備方法，基于表面張力限制的微流控以及尺寸局限效應，可在硅片上得到固化的SU8凸透鏡陣列，而能夠作為微透鏡模板而進行后續微透鏡陣列結構的制備。而且本發明的制備方法工藝簡單，可實現高通量透鏡結構的制備，并通過控制涂布速度和涂布層數，能夠對涂布液滴尺寸、也即固化的凸透鏡尺寸進行調節，以可調整微透鏡陣列的結構參數，而滿足實際需求，同時本發明制備的硅片模板也能夠多次重復利用，因此亦可降低微透鏡陣列結構的制備成本。

同時，本發明也提出了一種微透鏡陣列結構的制備方法，該方法包括先采用如上所述的制備方法制備具有固化的SU8凸透鏡陣列的硅片模板，且該方法還包括：