微透鏡陣列作為一種重要的
光學(xué)元件,具有體積小、重量輕、集成度高的特點(diǎn),吸引了大量的目光。伴隨著
半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展,光刻和微細(xì)加工技術(shù)的提高,自上世紀(jì)八十年代起,相繼出現(xiàn)了一系列嶄新的微透鏡陣列制作技術(shù)。由于透鏡陣列器件分為折射型微透鏡陣列和衍射型微透鏡陣列,它們在制作工藝也開發(fā)出不同的方法。
Jl|^^? pcQgWjfS \eAV: qV 1.折射微透鏡的制作方法
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0 U- 由于折射微透鏡陣列器件在聚光、準(zhǔn)直、大面陣顯示、光效率增強(qiáng)、光計(jì)算、光互連及微型掃描等方面越來越廣泛的應(yīng)用,它的制作工藝和方法得到了日益深入的研究。到目前為止,已經(jīng)出現(xiàn)很多制備折射微透鏡陣列的方法,光刻膠熱回流方法、
激光直寫方法、微噴打印法、溶膠一凝膠法、反應(yīng)離子刻蝕法、灰度掩模法、熱壓模成型法、光敏玻璃熱成型法刪等。下面主要介紹幾種主流的微透鏡陣列制作方法。
X9?0`6Li C3~O6<,Jh (1)光刻膠熱回流技術(shù)
{REGoe=W% _|{Z850AS 光刻膠熱回流法(熔融光刻膠法)是Poporie于1988年提出的,整個(gè)工藝過程可以分為三步,見下圖:一、對基板上的光刻膠在掩模的遮蔽下進(jìn)行曝光,曝光圖案呈圓形,矩形或正六邊形;二、對曝光后的光刻膠進(jìn)行顯影并清洗殘余物質(zhì);三、放置于加熱平臺上,熱熔成型。由于這種方法具有工藝簡單,對
材料和設(shè)備的要求較低,工藝
參數(shù)穩(wěn)定且易于控制,復(fù)制容易等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地用于微透鏡陣列的制作當(dāng)中。
x6ayFq= OTNI@jQ) g?*D)WU 然而利用這種技術(shù)制作的微透鏡陣列也存在諸多缺點(diǎn):一、由于光刻膠對于基板材料存在浸潤現(xiàn)象,當(dāng)光刻膠在熔融狀態(tài)時(shí)與基板的附著力是一定的,那么當(dāng)熔融光刻膠最終成型以后微透鏡球面輪廓與基板之間存在浸潤角,使微透鏡的邊緣存在一定的曲率,而中間部分下陷;二、一般情況下微透鏡陣列的填充因子不會超過80%,而且光刻膠在熔化后容易粘連,相鄰的熔融光刻膠一旦接觸后,不會形成透鏡的面形。由于填充因子不高,使入射的光不能充分利用,并且會引起背景噪聲;三、由于光刻膠本身的機(jī)械性能和化學(xué)性能比較差,光學(xué)性能也不高,不適于作為最終的微透鏡或其他微結(jié)構(gòu)的材料。
]W5p\(1g c4zGQoeH: (2)激光直寫技術(shù)
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