微透镜阵列作为近年来微小光学的重要研究成果,已在众多行业中有了广泛的应用,比如生物医学,3D立体成像等。本文采用的微透镜制备方法结合了直接接触式光刻技术,热回流技术和紫外纳米压印技术,既具备了光刻热熔法制备周期短,成本低的优点,又使得到的微透镜阵列可以大规模制备和重复利用。并且,本文还利用溶胶-凝胶法结合旋涂技术制备出紫外光敏二氧化钛基有机-无机复合薄膜,在薄膜上制备出异形微透镜阵列,较传统圆形微透镜阵列具有更高的填充因子量和更好的光学性能。首先,根据微透镜的模板设计理论,得到光刻胶,基底对透镜成型的影响;通过透镜的成像特性得到微透镜阵列的最佳纵深比及理论参数。然后,利用光刻胶热熔法制备出微透镜阵列的光刻胶母板。接下来,利用旋涂法制备出有机无机复合薄膜结合紫外纳米压印技术,以PDMS将母版图案转印到薄膜上,制备出薄膜微透镜阵列。最后将微透镜阵列应用于OLED上提高其发光性能。通过对薄膜的固化前后光学透过率分析,得到其在紫外可见区的透过率在92%左右;通过对薄膜的表面形貌分析,得到其粗糙度为0.206,满足制备微纳光学器件的要求;通过对折射率厚度分析,得到不同旋涂速率下薄膜的折射率。通过SEM和光学显微镜测试分析,得到不同旋涂速率对薄膜透镜阵列的形成的影响,较高的透镜矢高需要较低的旋涂速率;通过探针式轮廓仪对透镜的轮廓进行分析,得到不同压力和不同固化时间对透镜制备的影响以及压印后透镜的尺寸相较于模板有±8%左右的误差;通过光学显微镜的光路搭建出光学成像系统,分析不同形状透镜的聚焦,成像性能,并在复合材料中加入PMMA进行改性处理,得到了成像性能更好的透镜阵列,其中六边形阵列的聚焦成像性能最佳;通过对微透镜阵列OLED的光学性能分析,得到微透镜阵列使得OLED的电流效率和发光效率均有提高,并且由于六边形阵列较高的填充因子量和较好的光学性能,对于OLED的增益比其他形状的微透镜阵列要高。