Optimisation d'une source lumineuse OLED (organic light emitting diode) pour application en diagnostic biomoléculaire

Optimization of an OLED (Organic Light Emitting Diode) light source for application in biomolecular diagnostics

• Auteur / Autrice : Cristina Cioarec
• Direction : Patrizia Melpignano, Nicolas Ghérardi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro-nanosystèmes
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électroluminescence

Couches minces

Diodes électroluminescentes organiques

Mots clés libres

Oled

LAB-on-CHIP

Angle de Contact

Croissance

Couche mince

Capacité Négative

Vieillissement

Adhérence

Résumé

Le besoin de dispositifs médicaux à faible coût a engendré une révolution dans l'innovation et la mise en œuvre de nouvelles technologies qui vont complètement changer notre façon de pratiquer la médicine. Il s'agit des dispositifs Lab-on-Chip. Se sont des systèmes d'analyses médicales miniaturisés qui réduiront le prix sur une large gamme de tests et de diagnostics tout en améliorant leur sensibilité. Le but de cette thèse est de démontrer la faisabilité du dispositif Lab-on-Chip afin de répondre à ce besoin, en utilisant un dispositif microfluidique combiné à des sources de lumière intégrée et des photo-détecteurs pour obtenir un système d'analyse miniaturisés. Les OLEDs sont des sources de lumière compactes, peu coûteuses, biodégradables, et donnant la potentialité d'obtenir un éclairage homogène sur des surfaces plates, ce qui les rendent des candidates idéales dans les applications Lab-on-Chip comme source d'excitation. Pour réaliser le dispositif Lab-on-Chip, il est important d'éviter le chevauchement des spectres d'émission de la source lumineuse et celui du fluorophore commercial utilisé pour les tests biologiques. Pour cela on a optimisé les dispositifs OLED pour obtenir une émission spectrale d'une longueur d'onde de 435 nm (OLED conventionnelle) et respectivement de 425 nm (microcavité forte OLED). Pour réaliser des microcavités fortes OLED, nous avons optimisé l'anode en argent du dispositif en utilisant des films de nucléation (germanium, chrome, carbone amorphe hydrogéné). Les couches d'argent déposées, ont été analysées par les techniques : MEB, profilométrie optique, angles de contact, ellipsométrie et XPS.

The need of low cost medical devices, has led to a revolution for the innovation and the implementation of new technologies, which will completely change the way we practice medicine. These are the Lab-on-Chip devices. They are miniaturized systems that are used for medical tests, which will reduce the cost for a wide range of tests and diagnostics while enhancing the sensitivity. The aim of this thesis is to demonstrate the feasibility of the Lab-on-Chip to meet this need, by using a microfluidic device combined with integrated light sources and photodetectors in order to obtain a miniaturized analysis system. The OLEDs are compact, inexpensive, biodegradable light sources, and giving the potential to obtain a uniform illumination on flat surfaces, which makes them ideal candidates for applications in the Lab-on-Chip devices, as an excitation source. To realise the Lab-on-Chip device, it is important to avoid overlapping of the emission spectras of the light source and the commercial fluorophore used for biological tests. In order to obtain a spectral emission at a wavelength of 435 nm (conventional OLED) and 425 nm respectively (strong microcavity OLED), we optimized the OLED devices. To achieve strong microcavity OLEDs, we have improved the silver anode, by using nucleation films (germanium, chromium, hydrogenated amorphous carbon). The deposited silver layers, were analyzed by different techniques, such as: SEM, optical profilometry, contact angle, ellipsometry and XPS.