[发明专利]一种基于频率信号驱控的液晶聚光微镜阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种基于频率信号驱控的液晶聚光微镜阵列，包括从上至下依次平行设置的第一增透膜、第一基片、微孔阵图案电极、第一定向层、液晶层、第二定向层、公共电极、第二基片、以及第二增透膜，其特征在于，

第一微线圈组设置于第一基片背离第一增透膜的一面与第一定向层之间，并设置在微孔阵图案电极的边缘处；

第一微线圈组的一端与微孔阵图案电极电连接，另一端通过第一电连接线从第一基片背离微孔阵图案电极的另一面上引出；

第二微线圈组设置于第二基片背离第二增透膜的一面与第二定向层之间，并设置在公共电极的边缘处；

第二微线圈组的一端连接到外部电压信号，另一端通过第二电连接线从第二基片背离公共电极的另一面引出后，该引出端与第一微线圈组从第一基片引出的一端电连接。

2.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，

第一增透膜是由常规光学增透材料制成，其厚度为100纳米到700纳米；

第一基片是由透光材料制成，其厚度为1毫米到5毫米。

3.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，

微孔阵图案电极中的微孔为圆形、方形、或三角形；

圆形微孔的孔径在5微米到900微米。

4.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，

第一微线圈组是由金属或金属氧化物导电材料制成；

第一微线圈组中单元微线圈的形状是圆环形、三角环形、四边环形、五边环形、或六边环形。

5.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，

液晶层设置于第一定向层和第二定向层之间，其厚度为5微米到500微米；

第一定向层和第二定向层采用相同的材料制成，且厚度在100纳米到700纳米。

6.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，

公共电极设置于第二定向层和第二基片之间，其与微孔阵图案电极具有完全相同的材料、形状与结构尺寸；

公共电极是由金属或金属氧化物导电材料制成，且厚度在100纳米到700纳米。

7.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，外部电压信号的最大均方幅值为1伏到3伏，信号频率在1KHz到100MHz范围内调变。

8.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，

第二微线圈组与第一微线圈组具有完全相同的材料、形状和结构尺寸，且二者在垂直方向上完全对齐；

第二增透膜与第一增透膜采用相同的材料和厚度。

9.根据权利要求1所述的液晶聚光微镜阵列，其特征在于，通过调节外部电压信号的频率，实现对施加在微孔阵图案电极上的感应电压信号的均方幅值的调节，构建液晶聚光微镜阵列所需要的控制电场或磁场，从而完成所述基于频率信号驱控液晶聚光微镜阵列的聚光操作。

10.一种制备权利要求1至9中任意一项所述基于频率信号驱控的液晶聚光微镜阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)依次采用丙酮、酒精和去离子水溶剂对第一基片和第二基片进行超声清洗并烘干；

(2)在干燥后的第一基片和第二基片的正反两面上用匀胶机涂覆光刻胶，并烘干5至20分钟；

(3)将光刻版盖在第一基片的正面，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒，并经过显影、腐蚀和清洗处理，将光刻版盖在经处理后的第一基片的反面，并在显微镜下通过定位标识精确对齐，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒；

(4)将光刻版盖在第二基片的正面，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒，并经过显影、腐蚀和清洗处理，将光刻版盖在经处理后的第二基片的反面，并在显微镜下通过定位标识精确对齐，用光刻机的紫外光进行光刻10至30秒；

(5)用显影液溶掉第一基片和第二基片上感光/未感光部分的光刻胶，留下未感光/感光部分，并用去离子水冲洗并烘干2至5分钟；

(6)用浓度在50％～30％的HCl溶液把第一基片和第二基片上未受光刻胶保护的金属或金属氧化物腐蚀掉，将有光刻胶保护的金属或金属氧化物保存下来，从而分别形成设置于第一基片一侧表面上的电连接管脚与电连接线，设置于第一基片另一侧表面上、彼此电连接的第一微线圈组与微孔阵图案电极，设置于第二基片一侧表面上、彼此电隔离的第二微线圈组与公共电极，以及设置于第二基片另一侧表面上的电连接管脚与电连接线。

(7)用丙酮和去离子水对腐蚀后的第一基片和第二基片进行清洗并烘干；

(8)用匀胶机在微孔阵图案电极和公共电极上涂覆PI定向层，并把涂覆了PI定向层的第一基片和第二基片放入退火炉中进行退火固化处理；

(9)用绒布沿平行于第一基片和第二基片的同向边缘的方向摩擦PI定向层，以形成第一定向层和第二定向层；

(10)将液晶材料掺入第一定向层和第二定向层之间，且位于二者的边缘处，用UV胶封住第一基片和第二基片的左右两侧，通过渗透法灌注向列型液晶在二者之间，并用UV胶封住第一基片和第二基片的上下两侧并烘干。