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微透鏡陣列結(jié)構(gòu)的幾種加工方法

更新時(shí)間:2023-05-06點(diǎn)擊次數(shù):2310
1.機(jī)械加工法:這是一種比較早期的微透鏡加工方法,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行,利用高精度CNC工具可以挖出對(duì)應(yīng)的微透鏡結(jié)構(gòu),或者利用更為精密的單點(diǎn)金剛車工具挖出微球凹坑結(jié)構(gòu),當(dāng)然加工的都是模具,再配合注塑工藝或者熱壓成型獲得帶有微透鏡陣列的板材或者型材。
2.噴膠法:利用高精密噴嘴將聚合物液體噴出,并形成一定尺寸的液滴,在空間中飛行后著陸在襯底表面形成半球面,再通過(guò)加熱溶劑揮發(fā),或者紫外光照固化的方式形成球面微透鏡結(jié)構(gòu),輔以高精度的機(jī)械機(jī)臺(tái)和噴嘴陣列以及控制系統(tǒng),就可以獲得有效面積的微透鏡陣列結(jié)構(gòu)。這種加工方式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需向上面兩種方法先制作模具后通過(guò)注塑或者壓印的方式進(jìn)行復(fù)制,它本身就有很高的生產(chǎn)效率,可以直接用于生產(chǎn)。但是其缺點(diǎn)就是需要適配合適的噴射聚合物材料,還需要匹配其材料與襯底的粘附性等問(wèn)題才能獲得可控矢高的微透鏡陣列。
3.熱回流法:熱回流是當(dāng)前比較流行的一種微透鏡陣列結(jié)構(gòu)的加工方法。其過(guò)程是利用光刻膠曝光顯影后形成圓柱或者特定形狀的柱子陣列結(jié)構(gòu),通過(guò)加熱后讓光刻膠達(dá)到并超高其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度后軟化,在其表面張力的作用下形成微透鏡陣列。再配合電鑄工藝實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)向模具的轉(zhuǎn)化,利用注塑或者納米壓印的方式進(jìn)行大批量的復(fù)制生產(chǎn)。
4.灰度曝光法:上述幾種方法幾乎有個(gè)共性,就是球面的形狀可控性比較差,實(shí)際使用中,非球面的微透鏡陣列需求越來(lái)越多,因?qū)@種需求,我們往往需要通過(guò)灰度光刻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)微透鏡陣列結(jié)構(gòu),灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版(掩膜接觸式光刻)或者計(jì)算機(jī)控制激光束或者電子束劑量從而達(dá)到在某些區(qū)域曝透,而某些區(qū)域光刻膠部分曝光,從而在襯底上留下3D輪廓形態(tài)的光刻膠結(jié)構(gòu)。微透鏡陣列也是類似,可以通過(guò)劑量分布的控制來(lái)控制其輪廓形態(tài)。
5.微納3D打印:這種方法與灰度光刻有點(diǎn)類似,但是原理不同。魔技納米科技有限公司正是用的這種三維光刻技術(shù)制作微透鏡陣列。我們常見的微納3D打印技術(shù)是雙光子聚合,利用該技術(shù)我們理論上可以獲得想要的結(jié)構(gòu),不僅僅是微透鏡陣列結(jié)構(gòu),該方法的優(yōu)勢(shì)是可以按照設(shè)計(jì)獲得想要的結(jié)構(gòu),后續(xù)可以通過(guò)LIGA工藝獲得金屬模具,并通過(guò)納米壓印技術(shù)進(jìn)行復(fù)制。
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