1.柔性液晶微透镜阵列的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:测试电场诱导液晶与单体相分离及光致聚合过程中的参数;具体步骤为:S11:制备样品:
采用旋转涂抹法将聚四氟乙烯溶液涂抹至玻璃衬底上,形成柔性薄膜;
采用磁控溅射法在柔性薄膜上镀ITO导电层;
采用紫外光刻和湿法腐蚀获得IPS型电极图案,制备柔性液晶器件的下基板;
在室温下采用超声震荡法调配液晶和单体溶度比例不同的混合液;
采用旋转涂抹法将混合液涂抹至柔性器件的下基板上;
通过电场持续作用于IPS型电极上,诱导液晶与单体相分离;
采用持续紫外光照射使得单体光固化;
剥离柔性液晶器件的玻璃基板;
S12:测试数据:
通过POM观察并对比样品在不同电压条件下的明暗状态,得到液晶和单体溶度比例、IPS型电极图案及紫外光光强和照射时长对诱导液晶与单体相分离的影响程度;
通过SEM观察柔性液晶器件在光致聚合后形成的梯度折射率分布及聚合物墙壁的形态,并对比样品的测试结果得到梯度折射率分布及聚合物墙壁形成的数据;
S2:制备柔性液晶微透镜阵列;
柔性液晶微透镜阵列包括由下至上依次为下基板、Teflon柔性薄膜、第一层IPS型ITO电极、绝缘层、第二层IPS型ITO电极、聚合物液晶层的分层结构;第一层IPS型ITO电极的电极图案为中心圆形,第二层IPS型ITO电极的电极图案为外围圆环状,从上方俯视时,第二层IPS型ITO电极与第一层IPS型ITO电极形成中心圆形、外围圆环的结构分布,组成柔性液晶器件的IPS型电极结构;聚合物液晶层内具有电场诱导相分离和紫外光光致聚合固化后呈梯度折射率分布及聚合物墙壁的形态;
具体步骤为:
S21:玻璃衬底上采用旋转涂抹法制备Teflon柔性薄膜;
S22:在Teflon柔性薄膜上采用磁控溅射镀ITO导电层;
S23:采用紫外光刻和湿法腐蚀制备电极图案为中心圆形的第一层IPS型ITO电极;
S24:在第一层IPS型ITO电极上镀氮化硅作为绝缘层;
S25:在绝缘层上采用磁控溅射镀ITO导电层;
S26:采用紫外光刻和湿法腐蚀制备电极图案为外围圆环状的,从上方俯视时,第二层IPS型ITO电极与第一层IPS型ITO电极形成中心圆形、外围圆环的结构分布,组成柔性液晶器件的IPS型电极结构;
S27:制备具有两层IPS型电极结构的柔性液晶器件下基板;
S28:在室温下采用超声震荡法调配液晶和单体溶度比例不同的混合液,采用旋转涂抹法将混合液涂抹至柔性器件的下基板上;
S29:通过作用于IPS型电极的电场诱导液晶与单体相分离,并待紫外光光致聚合固化单体后,在聚合物液晶层内形成梯度折射率分布及聚合物墙壁的形态,获得适用于透明视窗并易与其他防伪技术及材料集成的具有不同参数及IPS型双层电极阵列结构的柔性液晶微透镜阵列;
S3:测试柔性液晶微透镜阵列的光学性能;
S4:通过柔性液晶微透镜阵列进行成像测试;
S5:对柔性液晶微透镜阵列进行光学防伪特性评估。
2.根据权利要求1所述的柔性液晶微透镜阵列的制备方法,其特征在于:所述的步骤S3中,具体步骤为:S31:建立性能测试系统,在光路上依次摆放单色激光、扩束镜、光阑、偏振片、柔性液晶器件、测试设备;
S32:采用光电二极管测试获得柔性液晶微透镜阵列的阈值电压、透过率、响应时间;
S33:采用CCD相机测试获得柔性液晶微透镜阵列单色激光干涉图案,分析测试数据得到电压与焦距关系;
S34:当中心圆形和外围圆环分别接地时,对应测量柔性液晶器件的干涉图案,验证柔性液晶微透镜阵列在聚焦和发散之间切换的工作特性;
S35:对比样品的测试结果,获得液晶和单体溶度比例、IPS型双层电极阵列结构及紫外光光强和照射时长对柔性液晶微透镜阵列的光学性能的影响。
3.根据权利要求2所述的柔性液晶微透镜阵列的制备方法,其特征在于:所述的步骤S4中,具体步骤为:S41:建立成像测试系统,在光路上依次摆放单色激光、偏振片、光阑、柔性液晶器件、镜头、CCD相机;
S42:保持柔性液晶微透镜阵列与CCD相机之间的距离不发生任何改变,测量作为点光源的单色激光在不同电压下的成像情况;
S43:通过傅里叶变换计算得到柔性液晶微透镜阵列的MTF曲线;
S44:对比样品的测试结果,获得液晶和单体溶度比例、IPS型双层电极阵列结构及紫外光光强和照射时长对柔性液晶微透镜阵列的成像能力的影响。
4.根据权利要求3所述的柔性液晶微透镜阵列的制备方法,其特征在于:所述的步骤S5中,具体步骤为:S51:建立电控调谐成像测试系统,在光路上依次摆放目标物体、柔性液晶器件、镜头、CCD相机;
S52:保持柔性液晶微透镜阵列与CCD相机之间的距离不发生任何改变,在不同电压‑频率条件下通过柔性液晶微透镜阵列获得不同景深的二维光学图像;
S53:采用后向投影算法,采用不同景深条件下的二维光学图像重建目标物体的三维光学图像。
5.根据权利要求4所述的柔性液晶微透镜阵列的制备方法,其特征在于:所述的步骤S52中,具体步骤为:对柔性液晶微透镜阵列施加的电场采用方波驱动信号,该信号的电压范围为0~
20Vrms,频率为1kHz;
将该信号加载在所设计的液晶微透镜阵列的下基板的两层电极处,第一层电极加载正极信号、第二层电极加载负极信号。