[發明專利]制備凸面微透鏡的方法和制造白光LED器件的方法

在審

• 申請號: 202110245148.1
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113066916A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李建軍;鐘海政;張萍萍;趙躍進;楊高嶺
• 申請（專利權）人: 致晶科技（北京）有限公司;北京理工大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/58;H01L33/56
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;金淼

本發明涉及一種制備凸面微透鏡的方法和制造白光LED器件的方法。制備凸面微透鏡的方法包括：通過在聚合物的溶液中加入固化劑來配制透明的聚合物膠液；將所述聚合物膠液施加到基底上，以形成固化的聚合物薄膜；以及將用于制備微透鏡的材料噴墨打印在所述聚合物薄膜上，以形成微透鏡，其中，根據所述用于制備微透鏡的材料，通過選擇所加入的固化劑的比例來控制所述聚合物薄膜的性能，從而控制所述微透鏡在所述聚合物薄膜上的接觸角。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種制備凸面微透鏡的方法和制造白光LED器件的方法。

背景技術

微透鏡作為微光學元件中最為常見的結構被大量研究并廣泛應用于圖像傳感器、紅外焦平面陣列、OLED等各類產品中。通過各種物理或化學方法制作出來的微透鏡在質量、結構設計、生產方式等方面都具有很多新的特點，并且能夠實現許多傳統光學元器件難以實現的特殊功能，例如：優化成像、微小集成和調控光強分布等。

具體到微透鏡結構的制備方法，目前應用廣泛的還是超精密的機械加工方法和流程復雜的光刻方法，大部分需要先加工模具，且成本較高效率低下。現有的噴墨打印方法很難直接實現高折射率的凸面微透鏡結構，所制備的微透鏡尺寸較大，且無法得到優良的寬高比，導致微透鏡的光學特性無法較好的發揮到應用中。

此外，目前所用的微透鏡一般都是基于無色透明介質，無法實現發光、轉光、濾光等功能。并且，目前對功能材料摻入的相關研究還很少，且多是基于染料的，基于量子點材料的還沒有報道。量子點材料兼具發光波長可調、色純度極高、發光顏色可調以及熒光量子產率高等優異特性，已成為顯示領域中的明星材料，在超高清顯示方面有著巨大的應用潛力。

亟需較好的方法將量子點材料與微透鏡結合并應用到顯示領域中。通過微透鏡結構的結合進一步提高量子點材料的發光性能，對于量子點材料在微光學領域和集成化器件方面的應用將是極大的推動。

發明內容

本發明創新地根據用于制備微透鏡的材料，控制形成于基底之上的聚合物薄膜的性能，從而控制用于制備微透鏡的材料被噴墨打印在聚合物薄膜上的接觸角，使得所打印出的微透鏡與聚合物薄膜形成較大的接觸角，從而所打印出的微透鏡不塌縮，由此實現了通過噴墨打印方法制備出形貌良好的凸面微透鏡。此外，通過將量子點材料摻入用于制備微透鏡的材料中，實現了噴墨打印出量子點微透鏡陣列，使得量子點材料和微透鏡結構實現一步結合，發揮了量子點材料優異特性和微透鏡結構獨特的光學性能，并進一步通過選擇不同顏色的量子點便捷地獲得了性能良好的白光LED器件。

根據本發明的一個方面，提供了一種制備凸面微透鏡的方法，其包括：通過在聚合物的溶液中加入固化劑來配制透明的聚合物膠液；將所述聚合物膠液施加到基底上，以形成固化的聚合物薄膜；以及將用于制備微透鏡的材料噴墨打印在所述聚合物薄膜上，以形成微透鏡，其中，根據所述用于制備微透鏡的材料，通過選擇所加入的固化劑的比例來控制所述聚合物薄膜的性能，從而控制所述微透鏡在所述聚合物薄膜上的接觸角。

在一實施例中，控制所述微透鏡在所述聚合物薄膜上的接觸角包括：使所述接觸角大于50度。

在一實施例中，所述聚合物薄膜的性能包括硬度和粘附性。

在一實施例中，所述聚合物是從包括以下材料的組中選擇的至少一種：聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纖維素、聚砜、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、ABS塑料、聚烯烴彈性體、聚氨酯和聚乙烯咔唑，所述固化劑是從包括胺類固化劑和樹脂類固化劑的組中選擇的一種。

在一實施例中，所述方法還包括：在所述聚合物薄膜上按照預定模式打印出所述微透鏡的陣列。

在一實施例中，所述用于制備微透鏡的材料是量子點膠液。

在一實施例中，通過在量子點溶液中加入紫外光固化膠來配制預定濃度的所述量子點膠液。