[发明专利]微透镜阵列结构的制备方法和保护膜

说明书

本发明提供了一种用于微透镜阵列结构制备的硅片模板的制备方法，其包括修饰硅片使硅片表面具有不润湿性，在不润湿的硅片表面制备呈阵列排布的圆形图案，形成图案化的表面，在所述图案化的表面涂布SU8光刻胶，形成SU8光刻胶液滴阵列，以及通过紫外光曝光，并在95℃条件下加热，得到具有固化的SU8凸透镜阵列的硅片模板。本发明同时也提供有利用上述硅片模板的微透镜阵列结构的制备方法，以及一种含微透镜阵列的保护膜。本发明硅片模板的制备方法简单，且制备的硅片模板可反复利用，能够降低制备成本。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，特别涉及一种用于微透镜阵列结构制备的硅片模板的制备方法，同时本发明也涉及有微透镜阵列结构的制备方法，以及一种含微透镜阵列的保护膜。

背景技术

微透镜阵列(MLAs)是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列，可分为折射型微透镜阵列与衍射型微透镜阵列两类，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有单元尺寸小、集成度高的特点，使得它能够完成传统光学元件无法完成的功能，并能构成许多新型的光学系统，其作为功能元件，在波前传感、光聚能、光整形等多种系统可得到广泛应用。

目前，用于微透镜阵列的加工方法主要有金刚石切削法、模压成型法、喷墨印刷法、液滴法、光刻离子交换法以及光刻胶热熔法、低能电子束投射光刻法、台阶刻蚀法、激光直写法、电子束直写法、薄膜沉积法和灰阶掩膜法等。而除了以上方法，此外亦还有一些特种加工方法，例如应离子刻蚀法、熔融表面张力法、全息法等。

上述的加工方法都能够加工特定结构尺寸的微结构表面，不过现有的加工方法加工工序复杂，周期长，成形效率较低，并在加工形状精度、表面质量控制以及制备成本和效率等方面存在一定的缺陷，且其也难以高通量同时制备不同曲率的透镜，而限制了微透镜阵列进一步的发展应用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于微透镜阵列结构制备的硅片模板的制备方法，以可用于微透镜阵列结构的制备，且可克服现有技术中的至少一点不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于微透镜阵列结构制备的硅片模板的制备方法，该方法包括如下的步骤：

a.修饰硅片使硅片表面具有不润湿性；

b.在不润湿的硅片表面制备呈阵列排布的圆形图案，形成图案化的表面；

c.在所述图案化的表面涂布SU8光刻胶，形成SU8光刻胶液滴阵列；

d.通过紫外光曝光，并在95℃条件下加热，即得到具有固化的SU8凸透镜阵列的硅片模板。

进一步的，步骤a中为使用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷修饰硅片，步骤b为通过光刻技术在不润湿的硅片表面制备圆形图案，步骤d中紫外光曝光时间为2s，并在95℃条件下加热90s。

进一步的，所制备的阵列排布的图案中，各位置处图案的尺寸相同，或者沿其一排列方向各图案具有尺寸梯度，或者至少有一位置处的图案的尺寸和其它位置处不同。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明硅片模板的制备方法，基于表面张力限制的微流控以及尺寸局限效应，可在硅片上得到固化的SU8凸透镜阵列，而能够作为微透镜模板而进行后续微透镜阵列结构的制备。而且本发明的制备方法工艺简单，可实现高通量透镜结构的制备，并通过控制涂布速度和涂布层数，能够对涂布液滴尺寸、也即固化的凸透镜尺寸进行调节，以可调整微透镜阵列的结构参数，而满足实际需求，同时本发明制备的硅片模板也能够多次重复利用，因此亦可降低微透镜阵列结构的制备成本。

同时，本发明也提出了一种微透镜阵列结构的制备方法，该方法包括先采用如上所述的制备方法制备具有固化的SU8凸透镜阵列的硅片模板，且该方法还包括：