基于非接触式热压印技术的微透镜阵列制作

为了降低热压印工艺制作微透镜阵列对模具的要求,提出了非接触式热压印工艺制作微透镜阵列,采用了自主研制的纳米压印样机与光刻工艺制作的通孔式不锈钢模具在PMMA表面压印出微透镜阵列,并分析了压印过程中温度、压力、时间等参数对微透镜阵列表面形貌的影响。研究结果表明,利用非接触式热压印工艺可以制作表面形貌好、位置精度高的微透镜阵列,压印时最佳压印温度为140℃~180℃,最佳脱模温度为80℃,最佳压力为1 500 Pa~3 500 Pa,且采用通孔式模具不需要真空,降低了对环境的要求。     

集成成像系统中高填充率微透镜阵列的设计与加工

针对目前微透镜设计与加工中存在的问题,本文提出了一种大尺寸、高填充率的微透镜阵列设计与加工方法,并成功应用于基于手机屏幕的三维集成成像显示系统。根据焦面模式下的集成成像原理,建立了透镜阵列参数与集成成像显示关键参数的关系,并设计了高填充率透镜阵列的孔径与焦距。采用超精密铣削方法加工出金属母板,通过纳米压印和图形转移复制的方法,在涂有UV固化胶的PET透明膜上得到了高填充率的微透镜阵列膜,并将其应用于基于手机显示屏的集成成像系统。测试结果表明,在5.7英寸全高清手机屏幕上,直接覆盖孔径为0.526mm、焦距为2mm、填充率为100%的透镜阵列,可以实现立体图像出屏距离达4cm、视场角为12.5°的集成成像显示效果。系统的设计与透镜阵列的制作完全满足集成成像要求,裸眼观看立体图像清晰、逼真,系统集成度高,使用方便。