Die Kombination von Lichtquellen und Lichtdetektoren auf einem kompakten Modul ermöglicht die Durchführung von Reflexions- oder Photolumineszenzmessungen für analytische Anwendungen. Mit Hilfe der organischen Elektronik können organische Photodioden (OPD) und Leuchtdioden (OLED) kostengünstig auf einfachen Glassubstraten hergestellt werden. Beide Bauteiltypen (OPD und OLED) können in anwendungsspezifischen Geometrien auf demselben Glassubstrat integriert werden. Die Größe der lichtemittierenden und lichtabsorbierenden Flächen kann optimal aufeinander abgestimmt werden.

Technologie

Das Fraunhofer IPMS entwickelt organische Photodioden, die für spezifische Anwendungen modifiziert werden können. Sowohl die spektrale Empfindlichkeit als auch die Bauteilflächen können je nach Kundenwunsch angepasst werden. Beispiele für verschiedene Designs finden Sie in der Titelillustration.

Die optisch aktiven Bereiche der organischen Komponenten können je nach Bedarf strukturiert werden, von kleinen Pixeln bis hin zu größeren Flächen. Die Möglichkeit, die Fotodioden auf Polymerfolien zu integrieren, macht auch flexible Komponenten möglich.

Die organischen Komponenten bieten ein großes Potenzial, da die Empfindlichkeit über einen breiten
Wellenlängenbereich von derzeit 300 nm (Ultraviolett, UV) über den gesamten sichtbaren Bereich bis hin zu 850 nm (Nahinfrarot, NIR) abgedeckt wird.

Die Verwendung von industrierelevanten Substratgrößen von 200 mm Siliziumwafern, Glassubstraten oder Filmen auf Trägerwafern eröffnet den Übergang dieser neuen Technologie von der Forschung zu einer breiten Palette von industriellen Anwendungen.

Anwendungen

Ein Beispiel für eine analytische Anwendung, die derzeit im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts MOLOKO untersucht wird, ist die Analyse von Qualitätsmerkmalen und Verunreinigungen in Milch.

Zu diesem Zweck wird der Chip mit einem nanostrukturierten plasmonischen Gitter kombiniert, das mit spezifischen Antikörpern versehen ist. Die zu testende Milch wird über ein mikrofluidisches System über den Chip geleitet. Die OLED-OPD-Plattform misst die Veränderung der Reflektivität des plasmonischen Gitters.

Das Messprinzip kann auch für medizinische Anwendungen oder Umweltanalysen eingesetzt werden. Darüber hinaus bietet eine OLED-OPD-Plattform die Möglichkeit, Fluoreszenzsignale mit Hilfe von Farbstoffmarkern auszuwerten.