构造型微透镜阵列薄膜光束调制器研制

构造型微透镜阵列薄膜光束调制器在平板显示等领域有重要的应用前景，它的设计、制备和复制是微纳光学领域的研究热点。本项目研究构造型微透镜阵列薄膜的光学特性，包括光场的空间及能量分布、波长敏感性、串扰与结构及排布的关系，工艺容差对性能的影响；提出微区压印技术制备构造型微透镜阵列及其模版的方法，包括降低粗糙度和提高保真度、均匀性及填充率的新工艺，变焦距、大数值孔径（>0.35）的微透镜阵列的制作新方法；在这些研究基础上，设计和制备新型的微透镜阵列薄膜光束调制器件,包括增亮扩散片和高性能匀光器。增亮扩散片的光学增益大于1.25,厚度100~200微米，可替代传统背光模组的扩散片和棱镜片的组合。这些基础理论和新技术、新工艺的研究为未来实现大规模的微透镜阵列器件应用奠定基础。

构造型微透镜阵列薄膜光束调制器在平板显示和成像等领域有重要应用前景。它的设计、制备和复制是微纳光学领域的研究热点。本项目研究构造型微透镜阵列薄膜的光学特性。采用微区压印和基于空间光调制器激光直写结合热熔法制备模版，研究利用卷对卷紫外微纳米压印技术批量复制大幅面微透镜阵列薄膜，实现3米/分钟以上的压印速度，且形貌转移良好；研究了改善模版脱模性能的表面处理技术。得到的微透镜特征尺寸在10~400um，焦距40um至数毫米，幅面300mmx300mm以上。将微透镜阵列薄膜应用于有机发光器件，其外量子效率提高了70%，并可通过椭圆形结构实现定向耦合；开发层叠型微透镜阵列扩散片，亮度比传统单层结构扩散片提高3~5%；提出了用于背光模组的光扩散片制作方法；提出了基于微透镜阵列的Glass pattern效应器件，建立数学模型并实际制备，实现了动态和立体视觉效果。项目完成了预设的主要技术目标。这些基础理论和新技术、新工艺的研究为实现大规模微透镜阵列薄膜器件在平板显示、光学安全元件等领域的应用奠定了基础，为项目组获得2011年度国家科学技术进步二等奖（“大幅面微纳图形制造技术与产业化应用")和江苏省科技科学技术一等奖("卷对卷微纳压印关键技术及应用")提供了技术支持。