本發(fā)明涉及l(fā)ed、ld勻光領(lǐng)域，特別是涉及一種勻光裝置及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體發(fā)光材料和工藝的快速發(fā)展，led正逐漸取代傳統(tǒng)光源成為新一代光源，被廣泛應(yīng)用與投影燈、汽車前燈等。雖然led具有高效環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但是其出射光強(qiáng)呈大致的余弦分布。這樣的空間光強(qiáng)分布，如果未經(jīng)合適的光學(xué)系統(tǒng)處理而直接應(yīng)用，多數(shù)情況下都難以滿足器件或燈具所要達(dá)到的性能指標(biāo)，同時(shí)還會(huì)因?yàn)榇罅繜o(wú)效光的存在而降低效率。針對(duì)led的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，可有效調(diào)制led光源的配光特性。

實(shí)際照明中，投影燈、閱讀燈、室內(nèi)照明等都要求均勻照明。而實(shí)現(xiàn)均勻照明只要有兩種方法：重疊法和裁剪法。重疊法將光源發(fā)出的光細(xì)分成多個(gè)部分。然后在照明區(qū)域上相互重疊以消除光源總體光束的不均勻性，如復(fù)眼照明、光管照明和微透鏡陣列照明等。裁剪法是在已知光源光強(qiáng)分布的基礎(chǔ)上，通過(guò)裁剪反射鏡或者透鏡面形來(lái)控制波前的走向，實(shí)現(xiàn)均勻的能量或者強(qiáng)度分布。然而，這些方法不僅制造繁瑣昂貴，而且光學(xué)元件生產(chǎn)以后，它的光學(xué)性能指標(biāo)就不能再改變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種勻光裝置及其制備方法，制造簡(jiǎn)單、成本低廉，控具有可調(diào)節(jié)性強(qiáng)、可持續(xù)利用優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種勻光裝置，包括：第一電極板、第二電極板、第三電極板、第四電極板、基底和液態(tài)透鏡，基底上設(shè)置有第一電極板、第二電極板、第三電極板和第四電極板，第一電極板和第二電極板組成第一組平行板電容器，第三電極板和第四電極板組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡的底部被鑲嵌在基底上且液態(tài)透鏡位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的基底為硅片、石英玻璃或k9玻璃。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的液態(tài)透鏡中液體為丙三醇或二甲基硅油。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的基底上設(shè)置有親水疏水相間隔的親水疏水表面。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的液態(tài)透鏡的底部鑲嵌在基底的親水部分。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種勻光裝置的制備方法，包括以下步驟：

（1）基底上光刻膠圖形化：基底清洗干凈后，采用勻膠、前烘、曝光、中烘、顯影和后烘的光刻工藝在基底上制作出光刻膠圖形化層；

（2）濺射zno層：利用濺射機(jī)，在光刻膠圖形化層表面濺射zno種子層；

（3）水浴生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)：利用水浴加熱的方法，在水浴加熱爐中，生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)；

（4）氟表面處理：浸入表面處理溶液，高純n2吹干后，置于真空加熱爐中烘烤；

（5）殘余光刻膠去除：將氟表面處理后的基底浸入有機(jī)溶劑中，溶解殘余的光刻膠，從而得到親水疏水相間隔的親水疏水表面；

（6）傳感器封裝：在上述的親水疏水表面上設(shè)置液態(tài)透鏡，在基底四周上設(shè)置有第一電極板、第二電極板、第三電極板和第四電極板，第一電極板和第二電極板組成第一組平行板電容器，第三電極板和第四電極板組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡的底部被鑲嵌在基底上，且液態(tài)透鏡位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（1）中基底上光刻膠圖形化的具體步驟為：基底清洗干凈后，在基底上勻膠，厚度為1.5~3μm；85~95℃前烘55~65s；待其自然冷卻后，在接觸式紫外曝光光刻機(jī)下曝光7~8s；105~115℃中烘2~3min；待自然冷卻后用質(zhì)量百分比濃度為5‰naoh顯影30~40s；105~115℃后烘2~3min，自然冷卻。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（2）中zno種子層濺射厚度為50nm~80nm。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（3）水浴生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)的具體步驟為：利用水浴加熱的方法，在水浴加熱爐中，將表面有zno種子層的基底與水浴加熱爐的底部面成70°~80°角度，加入濃度均為30mmol/l的六水合硝酸鋅溶液和六次甲基四胺溶液混合液，兩種溶液的體積比為1:1~1:2，在85~95℃恒溫2.5~3.5h，生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（4）中的表面處理溶液為氟硅烷溶液，浸入時(shí)間10~24h，真空加熱爐中180~200℃烘烤3h~10h；步驟（5）中的有機(jī)溶劑為丙酮或酒精。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制造簡(jiǎn)單、成本低廉，能夠?qū)⒉痪鶆虻墓鈴?qiáng)分布利用液態(tài)透鏡振動(dòng)的方式轉(zhuǎn)化為均勻的光強(qiáng)分布，具有可調(diào)節(jié)性強(qiáng)、可持續(xù)利用等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明勻光裝置一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明勻光裝置的原理靜態(tài)示意圖；

圖3是本發(fā)明勻光裝置的原理動(dòng)態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1至圖3，實(shí)施例1

一種二維電容式低頻振動(dòng)傳感器，包括：第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1、第四電極板2-2、基底3和液態(tài)透鏡4，基底3上設(shè)置有第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1和第四電極板2-2，第一電極板1-1和第二電極板1-2組成第一組平行板電容器，第三電極板2-1和第四電極板2-2組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡4的底部被鑲嵌在基底3上，且液態(tài)透鏡4位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間，所述的基底3為硅片，所述的基底3上設(shè)置有親水疏水相間隔的親水疏水表面，所述的液態(tài)透鏡4的底部鑲嵌在基底3的親水部分，所述的液態(tài)透鏡4為二甲基硅油；

所述的二維電容式低頻振動(dòng)傳感器的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）基底3上光刻膠圖形化：選擇硅片作為基底3，基底3清洗干凈后，在基底上勻膠，厚度為2.2μm；90℃前烘60s；待其自然冷卻后，在接觸式紫外曝光光刻機(jī)下曝光7s；110℃中烘2.5min；待自然冷卻后用質(zhì)量百分比濃度為5‰naoh顯影35s；110℃后烘2.5min，自然冷卻，最后在基底上制作出光刻膠圖形化層；

（2）濺射zno層：利用濺射機(jī)，在光刻膠圖形化層表面濺射厚度為65nmzno種子層，射頻功率為120w，ar氣壓為20sccm；

（3）水浴生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)：利用水浴加熱的方法，在水浴加熱爐中，將表面有zno種子層的基底與水浴加熱爐的底部面成75°角度，加入濃度均為30毫摩爾每升的六水合硝酸鋅溶液和六次甲基四胺溶液混合液，兩種溶液的體積比為1:1，在90℃恒溫3h，生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)。

（4）氟表面處理：浸入氟硅烷表面處理溶液中16h，高純n2吹干后，置于真空加熱爐中195℃高溫烘烤7h；

（5）殘余光刻膠去除：將氟表面處理后的基底浸入丙酮或酒精有機(jī)溶劑中，溶解殘余的光刻膠，從而得到親水疏水相間隔的親水疏水表面，親水區(qū)域表面保留液體體積為5μl；

（6）傳感器封裝：在上述的親水疏水表面上滴加液態(tài)透鏡4，在基底3四周上設(shè)置有第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1和第四電極板2-2，第一電極板1-1和第二電極板1-2組成第一組平行板電容器，第三電極板2-1和第四電極板2-2組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡4的底部被鑲嵌在基底3上，且液態(tài)透鏡4位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間，第一電極板1-1、第二電極板1-2電極板在封裝時(shí)不能相互接觸，第三電極板2-1和第四電極板2-2在封裝時(shí)也不能相互接觸。

當(dāng)兩塊平行板電容器之間施加交流電壓時(shí)，由于溫澤爾效應(yīng)，液態(tài)透鏡4的底部粘附在基底3表面的親水區(qū)域5，其余部分在超疏水表面6快速地隨振動(dòng)方向往復(fù)振動(dòng)，從而將led（發(fā)光二極管）、ld（激光二極管）等發(fā)出的不均勻光強(qiáng)8分散成均勻的光強(qiáng)7。

請(qǐng)參閱圖1至圖3，實(shí)施例2

一種二維電容式低頻振動(dòng)傳感器，包括：第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1、第四電極板2-2、基底3和液態(tài)透鏡4，基底3上設(shè)置有第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1和第四電極板2-2，第一電極板1-1和第二電極板1-2組成第一組平行板電容器，第三電極板2-1和第四電極板2-2組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡4的底部被鑲嵌在基底3上，且液態(tài)透鏡4位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間，所述的基底3為石英玻璃，所述的基底3上設(shè)置有親水疏水相間隔的親水疏水表面，所述的液態(tài)透鏡4的底部鑲嵌在基底3的親水部分，所述的液態(tài)透鏡4為丙三醇；

所述的二維電容式低頻振動(dòng)傳感器的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）基底3上光刻膠圖形化：選擇石英玻璃作為基底3，基底3清洗干凈后，在基底上勻膠，厚度為1.5μm；85℃前烘65s；待其自然冷卻后，在接觸式紫外曝光光刻機(jī)下曝光7s；105℃中烘3min；待自然冷卻后用質(zhì)量百分比濃度為5‰naoh顯影30s；105℃后烘3min，自然冷卻，最后在基底上制作出光刻膠圖形化層；

（2）濺射zno層：利用濺射機(jī)，在光刻膠圖形化層表面濺射厚度為50nmzno種子層，射頻功率為120w，ar氣壓為20sccm；

（3）水浴生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)：利用水浴加熱的方法，在水浴加熱爐中，zno種子層與水浴加熱爐的底面成70°角，加入濃度均為30mmol/l的六水合硝酸鋅溶液和六次甲基四胺溶液混合液，兩種溶液的體積比為1:1，在85℃恒溫3.5h，生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)。

（4）氟表面處理：浸入氟硅烷表面處理溶液中10h，高純n2吹干后，置于真空加熱爐中180℃高溫烘烤10h；

（5）殘余光刻膠去除：將氟表面處理后的基底浸入丙酮或酒精有機(jī)溶劑中，溶解殘余的光刻膠，從而得到親水疏水相間隔的親水疏水表面，親水區(qū)域表面保留的液體體積為5μl；

（6）傳感器封裝：在上述的親水疏水表面上滴加液態(tài)透鏡4，在基底3四周上設(shè)置有第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1和第四電極板2-2，第一電極板1-1和第二電極板1-2組成第一組平行板電容器，第三電極板2-1和第四電極板2-2組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡4的底部被鑲嵌在基底3上，且液態(tài)透鏡4位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間，第一電極板1-1、第二電極板1-2電極板在封裝時(shí)不能相互接觸，第三電極板2-1和第四電極板2-2在封裝時(shí)也不能相互接觸。

當(dāng)兩塊平行板電容器之間施加交流電壓時(shí)，由于溫澤爾效應(yīng)，液態(tài)透鏡4的底部粘附在基底3表面的親水區(qū)域5，其余部分在超疏水表面6快速地隨振動(dòng)方向往復(fù)振動(dòng)，從而將led（發(fā)光二極管）、ld（激光二極管）等發(fā)出的不均勻光強(qiáng)8分散成均勻的光強(qiáng)7。

請(qǐng)參閱圖1至圖3，實(shí)施例3

一種二維電容式低頻振動(dòng)傳感器，包括：第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1、第四電極板2-2、基底3和液態(tài)透鏡4，基底3上設(shè)置有第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1和第四電極板2-2，第一電極板1-1和第二電極板1-2組成第一組平行板電容器，第三電極板2-1和第四電極板2-2組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡4的底部被鑲嵌在基底3上，且液態(tài)透鏡4位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間，所述的基底3為k9玻璃，所述的基底3上設(shè)置有親水疏水相間隔的親水疏水表面，所述的液態(tài)透鏡4的底部鑲嵌在基底3的親水部分，所述的液態(tài)透鏡4為二甲基硅油；

所述的二維電容式低頻振動(dòng)傳感器的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）基底3上光刻膠圖形化：選擇k9玻璃作為基底3，基底3清洗干凈后，在基底上勻膠，厚度為3μm；95℃前烘55s；待其自然冷卻后，在接觸式紫外曝光光刻機(jī)下曝光8s；115℃中烘2min；待自然冷卻后用質(zhì)量百分比濃度為5‰naoh顯影40s；115℃后烘2min，自然冷卻，最后在基底上制作出光刻膠圖形化層；

（2）濺射zno層：利用濺射機(jī)，在光刻膠圖形化層表面濺射厚度為80nmzno種子層，射頻功率為120w，ar氣壓為20sccm；

（3）水浴生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)：利用水浴加熱的方法，在水浴加熱爐中，zno種子層與水浴加熱爐的底面成80°角，加入濃度均為30mmol/l的六水合硝酸鋅溶液和六次甲基四胺溶液混合液，兩種溶液的體積比1:2，在95℃恒溫2.5h，生長(zhǎng)zno納米結(jié)構(gòu)。

（4）氟表面處理：浸入氟硅烷表面處理溶液中24h，高純n2吹干后，置于真空加熱爐中200℃高溫烘烤3h；

（5）殘余光刻膠去除：將氟表面處理后的基底浸入丙酮或酒精有機(jī)溶劑中，溶解殘余的光刻膠，從而得到親水疏水相間隔的親水疏水表面，親水區(qū)域表面保留的液體體積為5μl；

（6）傳感器封裝：在上述的親水疏水表面上滴加液態(tài)透鏡4，在基底3四周上設(shè)置有第一電極板1-1、第二電極板1-2、第三電極板2-1和第四電極板2-2，第一電極板1-1和第二電極板1-2組成第一組平行板電容器，第三電極板2-1和第四電極板2-2組成第二組平行板電容器，液態(tài)透鏡4的底部被鑲嵌在基底3上，且液態(tài)透鏡4位于第一組平行板電容器和第二組平行板電容器之間，第一電極板1-1、第二電極板1-2電極板在封裝時(shí)不能相互接觸，第三電極板2-1和第四電極板2-2在封裝時(shí)也不能相互接觸。

當(dāng)兩塊平行板電容器之間施加交流電壓時(shí)，由于溫澤爾效應(yīng)，液態(tài)透鏡4的底部粘附在基底3表面的親水區(qū)域5，其余部分在超疏水表面6快速地隨振動(dòng)方向往復(fù)振動(dòng)，從而將led（發(fā)光二極管）、ld（激光二極管）等發(fā)出的不均勻光強(qiáng)8分散成均勻的光強(qiáng)7。

本發(fā)明勻光裝置及其制備方法的有益效果是：本發(fā)明提出一種制造簡(jiǎn)單、成本低廉、實(shí)時(shí)可調(diào)控的勻光裝置，液態(tài)透鏡的液體在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下會(huì)發(fā)生振動(dòng)，電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下液態(tài)透鏡的焦距和焦點(diǎn)不斷變化，通過(guò)控制所加交流電場(chǎng)的幅值和頻率，從而實(shí)現(xiàn)led（發(fā)光二極管）、ld（激光二極管）二次配光的勻光作用。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。