微透镜阵列作为微光学重要的组成部分,已成为光学领域新兴的一门前沿性分支学科,并且微透镜阵列器件实现了微型化和集成化,可用于光信息处理、光计算、光互连、光数据传输等方面。有机发光二极管(OLED)正成为新一代的固体光源,具有体积小、质量轻、功耗低、响应速度快等优点。未来OLED显示器和有机发光光源的进一步发展将主要取决于OLED的效率、寿命等因素,而此效率的提高将大大促进OLED其他性能的提高。积极研究微透镜阵列提高OLED外量子效率的方法是一个很有意义的课题。 本文从理论和实验两方面对微透镜的设计、制作工艺、测试系统与方法、微透镜与OLED的集成以提高其外量子效率等四个方面进行研究,具体成果和结论概述如下： 1.基于几何光学理论,研究了无缝隙折射微透镜的设计方法,获得了微透镜孔径尺寸与焦距的关系。 2.基于光学的标量衍射理论,研究了特征尺寸接近波长的周期性的微小光学元件,利用衍射理论对衍射型微透镜元件的设计作了推导。 3.结合衍射微光学实验室已有的设备,激光直写仪DWL66和电感耦合等离子体刻蚀设备ICP5000,研究出一套制作无缝隙微透镜阵列的工艺过程。 4.搭建了一套测试微透镜阵列元件光学性能的测试系统,获得微透镜阵列的点扩散函数、阵列均匀性等参数。 5.将无缝隙微透镜阵列集成在OLED器件的表面,通过测量玻璃表面法线方向上有无微透镜阵列时OLED的发光亮度,得到微透镜阵列对OLED外量子效率的增强系数,在微透镜的厚度与曲率半径比达到1时,即h=R时,微透镜阵列对OLED出光效率有最大的增强,达40％。