[發明專利]一種高透穩定超疏水復眼透鏡的制造方法

在審

• 申請號: 202110437055.9
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113514907A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 李江;黃玉祥;朱瑞祥;閆小麗;付作立
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種高透穩定超疏水復眼透鏡的制造方法，將光刻膠旋涂在玻璃片上，烘干；重復旋涂獲得光刻膠薄膜，即樣片一；將掩膜板與樣片一緊密壓緊，紫外曝光，用氫氧化鈉溶液顯影，清洗吹干，得樣片二；再將液態PDMS聚合物用于樣片二的翻模，經過兩次翻模后，得到凹微柱陣列模具，即樣片三；將NOA紫外固化膠澆灌在樣片三上，覆蓋玻璃片壓緊，紫外曝光，得到微柱陣列，即樣片四；將樣片四疏水處理后，利用高精度移動平臺和顯微成像系統在樣片四微柱陣列間隙噴印微透鏡陣列，樣片前烘、紫外曝光、后烘，得微透鏡和微柱陣列復合結構的樣片五，即高透穩定超疏水復眼透鏡；本發明顯著提高微透鏡陣列的疏水穩定性，整個基底的光透性幾乎不受影響。

技術領域

本發明屬于微精細加工技術領域，特別涉及一種高透穩定超疏水復眼透鏡的制造方法。

背景技術

自然界中的昆蟲復眼為超疏水自清潔視覺系統的制造提供了理想的解決方案，果蠅小眼的間隙存在很多大高徑比的柔性結構，由于這種特殊的構造，不會對小眼的成像性產生影響，同時可以顯著增強昆蟲復眼的疏水性，使得昆蟲可在惡劣環境下保持良好的視覺。當外界液滴與昆蟲復眼接觸時，它會懸浮在柔性結構的頂部，實現液滴與成像單元的有效“隔離”，可以確保雨天昆蟲復眼的正常成像。

受此啟發，中國專利(申請號：202010058570.1，一種多級復眼透鏡的制造方法)，提出一種在微柱頂部及微透鏡周圍制備納米結構的方法，納米結構的存在可有效提高表面的疏水穩定性。但是這種方法的缺點是會很大程度上降低整個基底的光透性，在一些對透光性有要求的領域，透光性的降低將直接影響器件性能。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高透穩定超疏水復眼透鏡的制造方法，通過在小間距微柱陣列間隙復合微透鏡陣列，顯著提高微透鏡陣列的疏水穩定性；此外由于表面沒有引入納米結構，使得整個基底的光透性幾乎不受影響。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高透穩定超疏水復眼透鏡的制造方法，包括以下步驟：

1)玻璃片使用丙酮、酒精處理，去離子水沖洗，最后氮氣吹干，將光刻膠旋涂在玻璃片上，轉速1000-2000r/min旋涂40-60s，95-100℃烘5-10min；重復旋涂過程，獲得18-25μm光刻膠薄膜，即樣片一；

將圓孔間距40-80μm，直徑5-20μm的掩膜板與樣片一緊密壓緊貼合，紫外曝光后，用質量分數為3‰-8‰的氫氧化鈉溶液顯影30-50s，流動去離子水充分清洗，氮氣吹干，得樣片二；

2)將PDMS本體和固化劑質量比為10:1的液態PDMS聚合物用于樣片二的翻模，經過兩次翻模后，得到凹微柱陣列模具，即樣片三；

將NOA紫外固化膠澆灌在樣片三上，覆蓋玻璃片壓緊后，充分紫外曝光，得到高度為18-25μm的微柱陣列，即樣片四；

3)將樣片四疏水處理后，利用高精度移動平臺和顯微成像系統在樣片四微柱陣列間隙噴印1-8次微透鏡陣列，樣片90-100℃前烘10-20min，紫外曝光80-120s，90-100℃后烘20-40min，得微透鏡和微柱陣列復合結構的樣片五，即高透穩定超疏水復眼透鏡。

本發明的有益效果為：本發明利用光刻技術與微噴印技術結合，通過高精度移動平臺和顯微成像系統，在小間距、大高徑比微柱陣列間隙復合微透鏡陣列，小間距的微柱陣列可以顯著提高表面的疏水穩定性；此外，相較于納米結構復合提高表面穩定性方法，樣片的光透性未受影響，對一些對樣片透光新有要求的器件，具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1制造的高透穩定超疏水復眼透鏡俯視電鏡圖。

圖2為實施例1制造的高透穩定超疏水復眼透鏡側視電鏡圖。

圖3為實施例1制備的高透穩定超疏水復眼透鏡成像圖。