13.11.2014

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Zukunft der Lab-on-Chip-Anwendungen: Organische Elektronik

Das Fraunhofer FEP präsentiert neueste Methoden zur Herstellung von OLED-Bauelementen für Lab-on-Chip-Anwendungen unter Einsatz UV-naher Elektrolumineszenz (EL) oder optisch moduliertem grünen Licht zur Stimulierung von Fluoreszenzmarkerfarbstoffen.

Intelligente und portable medizinische Ausrüstung ist für die schnelle und einfache Point-of-Care- und Point-of-Use-Diagnostik unerlässlich. Lab-on-Chip-Anwendungen in tragbaren Geräten können im Notfall dazu beitragen, wertvolle Zeit für langwierige labormedizinische Analysen zu sparen. Die Kombination von submikrometerdicken lichtemittierenden Bauelementen und Photodetektoren mit abstimmbaren spektralen Eigenschaften könnten bei zukünftigen Sensorchips auf Basis organischer Elektronik eine Schlüsselrolle spielen.

Solche Sensorchips ermöglichen die Ansteuerung und Erkennung von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz in einem Marker. Sogar zeitaufgelöste Messungen sind nun möglich. Durch die gemeinsame Integration von OLED und organischen Photodioden in einem Chip werden kostengünstige persönliche Diagnostika außerhalb des Labors und direkt vor Ort möglich.

Auf der IDW 2014 stellt das Fraunhofer FEP zwei verschiedene OLED-Bauelementkonzepte vor: ein UV-nah emittierendes und ein im grünen Spektralbereich emittierendes Bauelement. Beide können in Sensoranwendungen integriert werden.

Diese beiden OLED-Entwicklungen eignen sich besonders für biomedizinische und biotechnische Sensorik in Lab-on-Chip-Anwendungen. Die ultraviolettnahe Emission einer OLED wird sowohl für bottom-, als auch top-emittierende Bauelementarchitekturen gezeigt. Weiterhin haben die Wissenschaftler eine grüne top-emittierende OLED mit einem optischen Dünnfilmfilter und Dünnschichtverkapselung kombiniert, sodass die Probensubstanz ganz nah an die Anregungsquelle herangebracht werden kann. Die beiden Bauelemente sind sowohl für großflächige Anwendungen als auch zur Integration in Siliziumchips als Lichtquelle für die optische Anregung geeignet, um bspw. Fluoreszenz- oder Phosphoreszenz-Signale anzuregen und zu erkennen.

Dr. Michael Thomschke, Projektleiter am Fraunhofer FEP erklärt: “Diese Entwicklungen könnten in sehr kleine, ultradünne organische Bauelemente auf Glas, Folie oder opakem Silizium integriert werden. Diese Integration kann sehr kosteneffizient sein, da die entsprechenden Prozesse sowohl eine großflächige Herstellung als auch Bauelemente im Mikrometer-Bereich ermöglichen.“
Später könnten derartige Bauelemente um Mikrofluidik-Elemente oder externe Optik erweitert werden, um für eine bestimmte Anwendung einsetzbar zu sein.

Am konferenzbegleitenden Stand des Fraunhofer FEP werden wir neben den Ergebnissen zur UV-OLED weitere Demonstratoren wie z. B. unsere neuesten OLED Mikrodisplays und flexible OLED auf unterschiedlichen Substraten zeigen.

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