[发明专利]利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法

说明书

本发明公开了一种利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法，先将光刻胶板进行光刻，然后将此光刻胶板进行电铸复制，将电铸所得的镍板再进行电铸复制，得到镍工作板；将镍工作板黏贴于玻璃板上，再在具有蜂窝状结构的镍工作板的表面涂覆一薄层紫外固化胶，用抽真空的方法，让紫外固化胶完全充满蜂窝结构的空腔内；每个蜂窝腔内的紫外固化胶的液面就会成为具有曲率半径的球面，将此固化后的紫外固化胶的微透镜阵列镍工作板进行电铸复制，得到镍模板，大批量地复制生产微透镜阵列。本发明的方法采用比较简单的工艺流程来制作微透镜阵列，其简化工艺，降低成本，缩短制作流程。

技术领域

本发明涉及微细加工类的微透镜阵列制作技术领域，具体涉及一种利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法。

背景技术

近年来，微透镜阵列在光电技术领域中得到了广泛的应用，如聚焦平面光学元件，光效增强器，光照均匀器，光束成形器，微型光扫描器，彩色滤光片，甚至于光学防伪标志。近年来，也开发了多种制作技术，但都属于比较复杂的精细加工技术，设备比较复杂，制作工序也比较复杂，工艺流程较长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法，该方法采用比较简单的工艺流程来制作微透镜阵列，其简化工艺，降低成本，缩短制作流程。

为实现上述目的，本发明所设计一种利用光刻、电铸工艺制作微透镜阵列的方法，包括以下步骤：

1)根据微透镜阵列的尺寸准备所需要的正性光刻胶板和具有铬膜的玻璃光掩模版；

2)将玻璃光掩模版的铬膜面与正性光刻胶板的胶面紧贴并夹紧，然后用紫外灯进行均匀曝光光刻，使紫外线穿过玻璃光掩模版照射到正性光刻胶板上(达到部分刻蚀的作用)；曝光后，取下玻璃光掩模版，将正性光刻胶板置于氢氧化钠溶液中显影，即得到具有蜂窝状结构的光刻胶板；其中，光刻深度应刻透胶层厚度；

3)将具有蜂窝状结构的光刻胶板表面进行金属化处理后，再对光刻胶板表面进行电铸(电铸镍)，从光刻胶板上剥离得到电铸层即为镍板；

4)将电铸所得的镍板进行钝化处理，再次进行电铸，得到蜂窝状结构的镍板，即为镍工作板(用于制作微透镜阵列之模板的镍工作板)；

5)将镍工作板黏贴于厚度为3～5nm的有机玻璃板上，并对镍工作板进行钝化处理；

6)在钝化后的镍工作板的表面涂上一层紫外固化胶，并置于真空室内，抽真空，使蜂窝结构的腔内的残余空气排出，使紫外固化胶完全充填满蜂窝结构的腔内；然后，将其置于高速离心机上，启动离心机，将多余的紫外固化胶甩掉，每个蜂窝内的紫外固化胶的液面在表面张力的作用下，形成曲率半径为R的球面(球面的曲率半径根据离心机速度和紫外固化胶的粘度确定)；

7)将表面紫外固化胶已固化的镍工作板进行金属化处理后，进行电铸复制，得到制作凹微透镜阵列的镍模板，其剖面如图6所示。

或者，将表面紫外固化胶已固化的镍工作板进行金属化处理后，进行电铸复制，得到镍模板，该镍模板进行钝化处理，再作一次电铸复制，得到制作凸微透镜阵列的镍模板；

8)利用步骤7)得到制作镍模板分别制作得到凹微透镜阵列或凸微透镜阵列。

进一步地，所述步骤1)中，正性光刻胶板厚度为40～50nm。

再进一步地，所述步骤2)中，氢氧化钠溶液的质量分数为1％。

再进一步地，所述步骤3)中，光刻胶板上的电铸层的厚度为90～110nm。

再进一步地，所述步骤4)中，镍板上的电铸层的厚度为90～110nm。

再进一步地，所述步骤5)中，有机玻璃板的厚度为3～5mm。