微透镜是一种广泛用于光学传感器、光伏、3D显示器以及发光二极管中的微光学元件,日益增长的应用需求推动了微透镜制造的发展。然而传统的微透镜制造方法需要依赖昂贵的设备和苛刻的环境,不利于其大面积地快速制造。为了解决这些问题,本文采用溶剂诱导的方法,对聚合物体系进行处理,使聚合物共混体系发生去润湿和相分离的行为,并通过实验条件的调节,可对微透镜结构的尺寸、形貌及排列方式进行调控,实现可控地制备微透镜结构。本文以聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)及聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)为主要原料,通过甲苯等溶剂诱导,使得共混体系产生去润湿及相分离现象,从而得到微透镜结构,并探究了不同的实验条件下,微透镜结构的尺寸及排布方式的变化原因。论文的研究思路如下:采用聚合物薄膜去润湿的方法进行微透镜结构的制备。通过调控聚合物溶液的浓度、溶剂蒸汽的类型和基底的化学性质,制备出具有不同尺寸和焦距可调的聚合物微透镜结构,采用原子力扫描等手段探寻了各种因素对微透镜尺寸的影响机理。结果表明,以0.5 wt.%的PS溶液制备的聚合物薄膜,在水和甲苯共同营造的蒸汽环境中,以十八烷基三氯硅烷修饰的硅片作为基底时所制得的微透镜的形貌最佳。采用共混聚合物相分离的方法进行微透镜结构的制备。通过改变相分离过程的初始温度和时间,调节相分离阶段,可控地制备出不同尺寸和排布方式的聚合物微透镜结构,采用光学显微镜以及扫描电子显微镜等手段探寻了温度及时间对微透镜生长阶段的影响机理。结果表明,在初始温度为65℃时处理10 min,随后在35℃下处理2h时能够得到尺寸均一、分布均匀的微透镜结构。采用图案化的PDMS基底,能够获得阵列形式的微透镜阵列,并且具有良好的光学成像能力。