一种复眼微透镜阵列及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109655945A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201811594846.7(22)申请日2018.12.25(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人段永青黄永安王琪璐李华阳尹周平(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人曹葆青李智(51)Int.Cl.G02B3/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种复眼微透镜阵列及其制备方法(57)摘要本发明属于复眼微透镜领域，并公开了一种复眼微透镜阵列及其制备方法，该制备方法包括在洁净基板上制备复眼基底微透镜阵列；然后将聚合物溶解于易挥发的溶剂中配置聚合物溶液，将其浇注在带有复眼基底微透镜阵列的基板上，通过旋涂形成一层均匀的聚合物薄膜；将基板放置在密闭容器中静置一段时间，待溶剂完全挥发后，在该复眼基底微透镜阵列表面获得呈三维蜂窝状的有序多孔结构并制备复眼微透镜，从而制得所述复眼微透镜阵列。本发明能够实现复眼微透镜阵列的快速、低成本制备，同时能够满足仿生复眼的形状、直径和冠高的高度可控。CN109655945ACN109655945A权利要求书1/2页1.一种复眼微透镜阵列的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：(a)在洁净基板上制备复眼基底微透镜阵列；(b)将聚合物溶解于易挥发的溶剂中配置聚合物溶液，将其浇注在步骤(a)获得的带有复眼基底微透镜阵列的基板上，通过旋涂形成一层均匀的聚合物薄膜；(c)将步骤(b)获得的带有复眼基底微透镜阵列和聚合物薄膜的基板放置在密闭容器中静置一段时间，待溶剂完全挥发后，在该复眼基底微透镜阵列表面获得有序多孔结构，作为复眼微透镜的基底；(d)在步骤(c)获得的具备有序多孔结构的复眼基底微透镜阵列上制备复眼微透镜，从而制得所述复眼微透镜阵列。2.如权利要求1所述的复眼微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中基板优选为玻璃板、硅基板、柔性基板或光电器件；制备复眼基底微透镜阵列的方法包括光刻胶热熔法、纳米压印法、光刻法、离子束刻蚀法、电喷印法或静态呼吸图法。3.如权利要求1或2所述的复眼微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中制备复眼基底微透镜阵列和步骤(d)中制备复眼微透镜的材料优选为环氧树脂、透明光固化类材料或热固化类材料。4.如权利要求1～3任一项所述的复眼微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述易挥发的溶剂优选为二硫化碳、氯仿、二氯甲烷或甲苯中的一种或多种；所述聚合物优选为星型共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物或具有刚性链段的共轭高分子中的一种或多种；所述聚合物溶液的浓度优选为25mg/mL～60mg/mL；浇注的聚合物溶液的体积优选为100μL～200μL。5.如权利要求1～4任一项所述的复眼微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)密闭容器的湿度优选为70％～85％，密闭容器的温度优选为25℃～50℃，静置时间优选为30s～4min；所述复眼微透镜的基底的形状优选为圆形或正六边形。6.如权利要求1～5任一项所述的复眼微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(d)中制备复眼微透镜的方法优选为电流体雾化喷印法或润湿性差异法，其中所述润湿性差异法包括两种方法，一种方法为在步骤(c)中选择光刻胶溶液作为聚合物溶液，旋涂在所述带有复眼基底微透镜阵列和聚合物薄膜的基板上，从而获得孔内壁为亲水性、孔外壁为疏水性的有序多孔结构，最后通过电流体雾化喷印填充制备复眼微透镜；另一种方法为在步骤(c)中获得的具备有序多孔结构的复眼基底微透镜阵列上旋涂不同浓度的纳米粒，当纳米粒的覆盖度和厚度依次小时，复眼基底微透镜阵列的表面分别出现Wenzel浸润态、不连续浸润态和Cassie浸润态，然后将基板浸入浓度为2.50g/L～5.83g/L的二氧化硅纳米粒子悬浮液中，拉出时由于表面上的液体处于不连续的润湿状态，该液体将自组装形成复眼微透镜。7.一种利用如权利要求1～6任一项所述的方法制备的复眼微透镜阵列，其特征在于，所述复眼基底微透镜阵列的直径优选为200μm～400μm，其冠高优选为40μm～150μm，所述复眼微透镜的直径优选为3μm～12μm，其冠高优选为1μm～5μm。8.一种柔性复眼微透镜阵列薄膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：(ⅰ)将聚合物溶解于易挥发的溶剂中配置聚合物溶液，将其浇注在洁净基板上，通过旋涂形成一层均匀的聚合物薄膜；2CN109655945A权利要求书2/2页(ⅱ)将步骤(ⅰ)获得的带有聚合物薄膜的基板放置在密闭容器中静置一段时间，待溶剂完全挥发后，在该基板上形成具备有序多孔结构的薄膜，作为复眼基