Photolithographic Micro-patterning of Polymers for Optical Applications

Titel in Übersetzung: Photolithographische Mikro-Strukturierung von Polymeren für Optische Anwendungen

Thomas Köpplmayr

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von photoreaktiven Polymeren und deren potentiellen Anwendungen in der Optik und Opto-Elektronik. Zuerst wurden Polymere mit Phenyl- oder Naphthylestergruppen untersucht. Diese Polymere sind leicht zugänglich über polymeranaloge Veresterung von kommerziell erhältlichem Poly(4-vinylphenol). Beide Polymere, Poly(4-vinylphenolbenzoat) (PVP-BZ) und Poly(4-vinylphenyl-1-naphthylester) (PVP-NA) unterziehen sich einer Photo-Fries Umlagerung unter Einwirkung von UV-Licht. Dies führt zu einer Brechungsindexerhöhung um bis zu Δn = +0.036. Unter Verwendung photolithographischer Methoden können Brechungsindexmuster generiert und durch Lichtmikroskopie im Phasenkontrastmodus sichtbar gemacht werden. Strukturierte Filme von PVP-BZ und PVP-NA bis zu einer Auflösung von 1 μm können mit Hilfe eines Mask Aligners erzeugt werden. Die Ausbildung von Hydroxyketon-Gruppen unter Einwirkung von UV-Strahlung bietet außerdem die Möglichkeit selektive Nachbehandlungsreaktionen durchzuführen, wie die Immobilisierung von verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen in den belichteten Bereichen. In Kombination mit lithographischen Prozessen können Fluoreszenzmuster mit deutlich sichtbarer Lumineszenz erzeugt werden. Der Unterschied in der UV-Absorption dieser Polymere kann für die Entwicklung eines Zweischicht-Aufbaus genutzt werden. Dies erlaubt eine selektive Strukturierung jeder Schicht unter Verwendung der jeweiligen Wellenlänge. Dadurch sind diese Materialien von Interesse für mehrschichtige optische Datenspeicher. Zusätzlich wird (±)endo,exo-Bicyclo[2.2.1]hept-5-en-2,3-dicarboxy-bis-(4-thiocyanatomethyl)benzylester synthetisiert und durch ringöffnende Metathese-Polymerisation polymerisiert. Die enthaltenen SCN-Gruppen werden unter Einwirkung von UV-Licht zu NCS-Gruppen umgelagert. Dies bietet die Möglichkeit selektiver Oberflächenfunktionalisierung durch physikalisches Mischen mit einem auf Fluoren basierenden, elektrolumineszenten Polymer, gefolgt von photolithographischer Strukturierung und Nachbehandlung mit einem Fluoreszenzfarbstoff. Durch Förster Energie Transfer kann so die Emissionsfarbe eingestellt werden.
Titel in ÜbersetzungPhotolithographische Mikro-Strukturierung von Polymeren für Optische Anwendungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Kern, Wolfgang, Mitbetreuer (intern)
  • Griesser, Thomas, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung17 Dez. 2010
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Polymer-Photochemie
  • Photolithographie
  • Oberflächen-Funktionalisierung
  • Optische Datenspeicherung
  • Organische Leuchtdiode (OLED)

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