CN108896717A - 一种化学传感单元及化学传感器、化学传感装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种化学传感单元及化学传感器、化学传感装置，涉及电子传感技术领域，能够将化学物质浓度通过可视化的亮度进行提现，以实现可视化的化学物质浓度的检测；该化学传感单元包括设置于衬底基板上的薄膜晶体管以及与薄膜晶体管连接的发光二极管；薄膜晶体管包括半导体有源层、源极、漏极；其中，半导体有源层主要采用化学敏感性半导体材料构成；该化学传感单元在对应源极和漏极之间的区域设置有过孔，以使得半导体有源层在对应过孔位置处裸露；发光二极管包括层叠设置的第一电极、发光功能层、第二电极，第一电极与漏极连接。

Description

一种化学传感单元及化学传感器、化学传感装置
技术领域
本发明涉及电子传感技术领域，尤其涉及一种化学传感单元及化学传感器、化学传感装置。
背景技术
化学传感器(Chemical Sensor)是对各种化学物质敏感，并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。类比于人的感觉器官，化学传感器大体对应于人的嗅觉和味觉器官，但并不是单纯的人体器官的模拟，还能感受人的器官不能感受的某些物质，如H2、CO。
近年来，随着物联网时代、信息技术的发展，传感器得到了迅速的发展，而化学传感器也从传统的信号检测向着多功能、柔性、小尺寸、高精度的方向发展。
发明内容
本发明的实施例提供一种化学传感单元及化学传感器、化学传感装置，能够将化学物质浓度通过可视化的亮度进行提现，以实现可视化的化学物质浓度的检测。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供一种化学传感单元，包括设置于衬底基板上的薄膜晶体管以及与所述薄膜晶体管连接的发光二极管；所述薄膜晶体管包括半导体有源层、源极、漏极；其中，所述半导体有源层主要采用化学敏感性半导体材料构成；所述化学传感单元在对应所述源极和所述漏极之间的区域设置有过孔，以使得所述半导体有源层在对应所述过孔的位置处裸露；所述发光二极管包括：依次层叠设置的第一电极、发光功能层和第二电极，所述第一电极与所述漏极连接。
可选的，所述第一电极与所述漏极同层同材料。
可选的，所述薄膜晶体管包括：沿远离所述衬底基板方向上依次设置的栅极、栅极绝缘层、所述半导体有源层、所述源极、层间绝缘层、所述漏极；所述源极包括源极辅助部以及与所述源极辅助部连接的源极本体，所述漏极包括漏极辅助部以及与所述漏极辅助部连接的漏极本体；其中，所述源极辅助部和所述漏极辅助部在所述衬底基板上的投影重叠；所述源极本体与所述漏极本体在所述衬底基板上的投影不重叠；所述源极本体与所述漏极本体均与所述半导体有源层接触，且两者通过所述半导体有源层连接；所述过孔位于所述源极本体与所述漏极本体之间的区域。
可选的，所述发光功能层包括：沿远离所述衬底基板方向上依次设置第一半导体层、发光层、第二半导体层；其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中，一个为N型半导体层，另一个为P型半导体层；所述第一半导体层与所述半导体有源层同层同材料。
可选的，所述第一半导体层与所述半导体有源层为连接的一体结构；和/或，所述第二电极与所述栅极同层同材料。
可选的，所述薄膜晶体管中：所述源极本体包括：沿第一方向上，与所述源极辅助部相对的两端分别连接的第一源极本体和第二源极本体；所述漏极本体包括：沿第二方向上，位于所述源极的同一侧、且沿所述第一方向上间隔设置、并与所述漏极辅助部均连接的第一漏极本体和第二漏极本体；所述第一方向和所述第二方向垂直；所述第一漏极本体和所述第二漏极本体之间的区域设置有所述发光二极管的发光功能层；该发光二极管的第一电极与所述第一漏极本体、所述第二漏极本体、所述漏极辅助部均连接，构成面状的一体结构；所述第一源极本体与所述第一漏极本体通过所述半导体有源层连接，所述第二源极本体与所述第二漏极本体通过所述半导体有源层连接；所述过孔包括：位于所述第一源极本体与所述第一漏极本体之间区域的第一过孔，以及位于所述第二源极本体与所述第二漏极本体之间区域的第二过孔。
可选的，所述漏极本体还包括：沿所述第二方向上，位于与所述第一漏极本体和所述第二漏极本体相对侧、且沿所述第一方向上间隔设置、并与所述漏极辅助部连接的第三漏极本体和第四漏极本体；所述第三漏极本体和所述第四漏极本体之间的区域设置有所述发光二极管的发光功能层，该发光二极管的第一电极与所述第三漏极本体、所述第四漏极本体、所述漏极辅助部均连接，构成面状的一体结构；所述第一源极本体与所述第三漏极本体通过所述半导体有源层连接，所述第二源极本体与所述第四漏极本体通过所述半导体有源层连接；所述过孔还包括：位于所述第一源极本体与所述第三漏极本体之间区域的第三过孔，以及位于所述第二源极本体与所述第四漏极本体之间区域的第四过孔。
可选的，所述化学敏感性半导体材料为钛菁铜或者并五苯。
本发明实施例另一方面还提供一种化学传感器，包括前述的化学传感单元。
本发明实施例另一方面还提供一种化学传感装置，包括前述的化学传感单元。
可选的，所述化学传感装置包括成矩阵排列的多个所述化学传感单元；每一所述化学传感单元中的发光二极管构成显示面板中亚像素的发光单元。
本发明实施例提供一种化学传感单元及化学传感器、化学传感装置，该化学传感单元包括设置于衬底基板上的薄膜晶体管以及与薄膜晶体管连接的发光二极管；薄膜晶体管包括半导体有源层、源极、漏极；其中，半导体有源层主要采用化学敏感性半导体材料构成；该化学传感单元在对应源极和漏极之间的区域设置有过孔，以使得半导体有源层在对应过孔位置处裸露；发光二极管包括层叠设置的第一电极、发光功能层、第二电极，第一电极与漏极连接。
综上所述，本发明中通过设置薄膜晶体管中，半导体有源层主要采用化学敏感性半导体材料构成，并且在源极和漏极之间的区域(也即薄膜晶体管的沟道位置)设置有过孔，从而使得不同浓度的待检测的气体通过该过孔与半导体有源层接触时，能够改变薄膜晶体管沟道载流子传输速率，进而可以改变与薄膜晶体管的漏极连接的发光二极管上的驱动信号，从而使得发光二极管的亮度发生变化；基于此，可以理解的是，采用本发明中的化学传感单元能够将检测的化学气体的浓度直接通过发光二极管的明暗体现出来，也即本发明中的化学传感单元能够实现可视化化学传感的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种化学传感单元的结构示意图；
图2为图1沿A1-A2-A3位置的剖面示意图；
图3为图1沿B1-B2-B3位置的剖面示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种化学传感单元的结构示意图；
图5为图4沿C1-C2位置的剖面示意图；
图6为图4沿D1-D2位置的剖面示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种化学传感单元的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种化学传感单元的结构示意图。
附图标记：
001-化学传感单元；01-衬底基板；10-薄膜晶体管；100-半导体有源层；101-栅极；102-源极；1021-源极辅助部；1022-源极本体；21-第一源极本体；22-第二源极本体；103-漏极；1031-漏极辅助部；1032-漏极本体；31-第一漏极本体；32-第二漏极本体；33-第三漏极本体；34-第四漏极本体；11-栅极绝缘层；12-层间绝缘层；13-封装层；20，20’-发光二极管；200-第一半导体层；201-发光层；202-第二半导体层；203-第一电极；204-第二电极；30-过孔；301-第一过孔；302-第二过孔；303-第三过孔；304-第四过孔；E-化学传感单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本发明实施例提供一种化学传感单元，包括设置于衬底基板上的薄膜晶体管以及与薄膜晶体管连接的发光二极管。
其中，薄膜晶体管包括半导体有源层、源极、漏极，半导体有源层主要采用化学敏感性半导体材料构成；发光二极管包括：依次层叠设置的第一电极、发光功能层、第二电极，其中，第一电极与漏极连接。
并且，该化学传感单元在对应源极和漏极之间的区域设置有过孔，以使得半导体有源层在对应过孔位置处裸露；也即化学传感单元在对应薄膜晶体管的沟道的位置处设置有过孔，以保证待检测气体能够通过过孔与沟道接触。当然，对过孔的大小、形状等本发明不作具体限定，实际中根据需要选择设置即可。
此处应当理解到，对于上述依次层叠设置的第一电极、发光功能层、第二电极而言，根据实际的设计布局，可以是沿远离衬底基板上依次层叠设置的第一电极、发光功能层、第二电极；也可以是沿靠近衬底基板上依次层叠设置的第一电极、发光功能层、第二电极，本发明对此不作具体限定，可以根据实际的需要选择设置。
在此基础上，由于发光二极管的第一电极与薄膜晶体管的漏极为连接状态，实际中为了简化工艺，降低制作成本，一般优选的，发光二极管的第一电极与薄膜晶体管的漏极同层同材料；也即第一电极与漏极为通过一次制作工艺加工而成的连接一体结构；以下实施例均是以此为例，对本发明做进一步的说明。
这样一来，当不同浓度的待检测的气体通过该过孔与半导体有源层接触时，能够改变薄膜晶体管沟道载流子传输速率，进而可以改变与薄膜晶体管的漏极连接的发光二极管上的驱动信号(例如电流信号)，从而使得发光二极管的亮度发生变化；基于此，可以理解的是，采用本发明中的化学传感单元能够将检测的化学气体的浓度直接通过发光二极管的明暗体现出来，也即本发明中的化学传感单元能够实现可视化化学传感的功能。
另外，本发明中，对于构成上述半导体有源层的化学敏感性半导体材料不作具体限定；例如，该化学敏感性半导体材料可以为对氨气具有敏感性的钛菁铜、并五苯等。
此处需要说明的是，本发明对，化学传感单元中的薄膜晶体管的类型、设置方式，以及发光二极管的设置方式均不作具体限定，实际中可以根据需要选择适当的薄膜晶体管类型即可；示意的，以下实施例提供一种优选的化学传感单元中薄膜晶体管、发光二极管的具体结构。
具体的，以下结合图1、图2(图1沿A1-A2-A3位置的剖面示意图)、图3(图1沿B1-B2-B3位置的剖面示意图)，对本发明中的化学传感单元001中设置于衬底基板01上的薄膜晶体管10以及与薄膜晶体管10连接的发光二极管20(参考图1)作进一步的说明。
参考图1和图2(薄膜晶体管10的部分)，该薄膜晶体管10包括：沿远离衬底基板01方向上依次设置的栅极101、栅极绝缘层11、半导体有源层100、源极102、层间绝缘层12、漏极103。
其中，参考图1，源极102包括源极辅助部1021以及与源极辅助部1021连接的源极本体1022(考虑到实际的制作工艺，源极辅助部1021以及与源极本体1022为同层同材料的一体结构)，漏极103包括漏极辅助部1031以及与漏极辅助部1031连接的漏极本体1032(考虑到实际的制作工艺，漏极辅助部1031与漏极本体1032为同层同材料的一体结构)。
并且，源极辅助部1021和漏极辅助部1031在衬底基板01上的投影重叠(参考图2)；源极本体1022与漏极本体1032在衬底基板01上的投影不重叠(参考图1)。
另外，参考图1和图3，源极本体1022与漏极本体1032均与半导体有源层100接触，且两者通过半导体有源层100连接；过孔30位于源极本体1022与漏极本体1032之间的区域(也即过孔30位于薄膜晶体管10的沟道位置处)。
应当理解到，本发明中，待检测气体通过过孔30与半导体有源层100接触，因此，该化学传感单元中半导体有源层100背离衬底基板01一侧的各膜层在过孔30的位置均具有镂空图案(过孔)，以保证待检测气体能够通过过孔30与半导体有源层100接触，从而能够改变薄膜晶体管沟道载流子传输速率，进而可以改变与薄膜晶体管的漏极连接的发光二极管上的驱动信号，从而使得发光二极管的亮度发生变化。
在此基础上，对于上述包括依次层叠设置第一电极、发光功能层和第二电极，且第一电极与薄膜晶体管的漏极连接的发光二极管20而言：
参考图1，第一电极203实际与薄膜晶体管10的漏极103中的漏极本体1032并列设置，且与漏极103中漏极辅助部1031和漏极本体1032均连接，构成一体的面状结构。
当然，为了简化工艺，降低制作成本，对于发光二极管20中的第二电极204而言，优选的，如图2或图3所示，第二电极204与栅极101同层同材料(但不电连接)，也即第二电极204与栅极101通过同一次制作工艺加工制作而成。
另外，如图2或图3所示，该发光二极管20中的发光功能层E包括：沿远离衬底基板01方向上依次设置第一半导体层200、发光层201、第二半导体层202；其中，第一半导体层200和第二半导体层202中一个为N型半导体层，另一个为P型半导体层。
实际中，为了简化工艺，降低制作成本，如图2或图3所示，优选的，第一半导体层200与半导体有源层100同层同材料；也即第一半导体层200与半导体有源层100通过同一次制作工艺加工制作而成；实际中可以直接设置第一半导体层200与半导体有源层100为连接的一体结构。示意的，以下实施例均是以第一半导体层200为P型半导体层，并且采用并五苯材质；也即半导体有源层100同样采用并五苯材质。
在此基础上，为了提高化学传感单元检测化学气体的灵敏度，以有效的通过发光二极管的亮暗变化，将化学气体的浓度可视化体现出来，本发明中优选的，可以设置薄膜晶体管中具有多个沟道区域，并且在每一沟道区域(也即源极本体1022与漏极本体1032之间的区域)均设置过孔30。
具体的，可以如图4、图5(图4沿C1-C2位置的剖面图)、图6(图4沿D1-D2位置的剖面图)，该薄膜晶体管10中：
参考图6并结合图4，源极本体1022包括：沿第一方向Y-Y’上与源极辅助部1021相对的两端分别连接的第一源极本体21和第二源极本体22。
参考图5结合图4，漏极本体1032包括：沿第二方向X-X’上位于源极102的同一侧、且沿第一方向Y-Y’上间隔设置、并与源极辅助部连接1021连接的第一漏极本体31和第二漏极本体32；其中，第一漏极本体31和第二漏极本体32之间的区域设置发光二极管的发光功能层(该发光功能层实际由发光层201界定)，并且，该发光二极管20的第一电极203与第一漏极本体31、第二漏极本体32、源极辅助部连接1021均连接，构成面状的一体结构。
在此情况下，参考图4，第一源极本体21与第一漏极本体31通过半导体有源层100连接，第二源极本体22与第二漏极本体32通过半导体有源层100连接；参考图4和图5，过孔30包括：位于第一源极本体21与第一漏极本体31之间区域的第一过孔301，以及位于第二源极本体22与第二漏极本体32之间区域的第二过孔302。
考虑到实际的布局，一般优选的，上述第一方向Y-Y’和第二方向X-X’垂直，但并不限制于此。
这样一来，对于上述薄膜晶体管而言，第一源极本体21与第一漏极本体31，以及第二源极本体22与第二漏极本体32均形成沟道(图4中弧状虚线位置处)，并在两个沟道处分别设置第一过孔301和第二过孔302，从而使得检测化学气体能够在两个沟道位置处分别通过过孔与半导体有源层接触，进而提高了检测化学气体对沟道载流子传输速率的影响，也即提高了化学传感单元检测化学气体的灵敏度。
在此基础上，为了进一步的提高化学传感单元检测化学气体的灵敏度，如图7所示，漏极本体1032还包括：沿第二方向X-X’上，位于与第一漏极本体31和第二漏极本体32相对侧、且沿第一方向Y-Y’上间隔设置、并与漏极辅助部1031连接的第三漏极本体33和第四漏极本体34(剖面图，示意的，可以参考图5)；其中，第三漏极本体33和第四漏极本体34之间的区域设置发光二极管20’的发光功能层(该发光功能层实际由发光层201界定)，该发光二极管20’的第一电极203与第三漏极本体33、第四漏极本体34、漏极辅助部1031均连接，构成面状的一体结构。
并且，第一源极本体21与第三漏极本体33通过半导体有源层100连接，第二源极本体22与第四漏极本体34通过半导体有源层100连接；在此情况下，在此基础上，过孔30还包括：位于第一源极本体21与第三漏极本体33之间区域的第三过孔303，以及位于第二源极本体22与第四漏极本体34之间区域的第四过孔304。
也就是说，该化学传感单元001中的薄膜晶体管能够形成四个沟道，并在四个沟道处分别设置第一过孔301、第二过孔302、第三过孔303、第四过孔304；同时该化学传感单元001中设置有两个发光二极管(20和20’)，从而提高了检测化学气体对沟道载流子传输速率的影响，也即提高了化学传感单元检测化学气体的灵敏度。
此处应当理解到，第一，本发明中对于化学传感单元中薄膜晶体管中沟道的数量不作限定(当然，对于设置于沟道区域的过孔的数量也不作限定)，例如，可以是图1中具有一个沟道(弧状虚线位置处)以及位于该沟道位置的一个过孔；又例如，可以是图4中具有两个沟道(圆弧虚线位置处)以及分别位于两个沟道位置的两个过孔。
第二，本发明中，对于化学传感单元中薄膜晶体管、发光二极管的数量也不做限定，可以如图1所示的，包括一个薄膜晶体管和一个发光二极管；还可以是如图7所示的，包括一个薄膜晶体管和多个发光二极管；或者如图8所示的，包括多个薄膜晶体管和多个发光二极管，本发明对此均不作限定，实际中可以需要选择薄膜晶体管和发光二极管数量、布局、结构等设置方式。
另外，本发明中对于上述化学传感单元中各膜层的制作工艺和材料不作具体限定，实际中可以根据各膜层的实际需要，选择适当的材料和制作工艺即可，本发明对此不足具体限定；示意的，结合图1-3的化学传感单元结构，以下提供一种具体的制作过程。
首先，在PDMS材质的衬底基板01上，通过转移的方式制作栅极101以及发光二极管20的第二电极204；再通过原子沉积的方式，采用三氧化二铝(Al2O3)形成栅极绝缘层11；接下来，通过蒸镀或者喷墨打印的方式，采用对氨气(NH3)敏感的并五苯(P型半导体材料)形成薄膜晶体管的半导体有源层100和发光二极管20的第一半导体层200(一体结构)；然后，采用喷墨打印的方式，采用ITO并经过退火，形成源极102；接着，采用喷墨打印的方式形成发光层201；然后，通过喷墨打印的方式，采用PMMA形成层间绝缘层12；接下来，通过喷墨打印的方式，采用钛菁铜(N型半导体材料)形成第二半导体层202；接下来，通过沉积形成漏极103；最后采用超疏水聚合物(CYTOP)形成封装层13，对整个器件进行封装，并且在封装完成后，在对应沟道的位置，通过干刻工艺形成过孔30，以漏出位于沟道位置的半导体有源层，以便检测气体(氨气)能够通过该过孔30与沟道位置的半导体有源层接触，进而实现化学气体浓度的可视化传感。
综上所述，应当理解到，第一，本发明中将薄膜晶体管的沟道层作为信号响应层，以通过化学气体，来影响从源极到漏极的电流，进而影响发光部分的发光强度，并且设置发光二极管与薄膜晶体管同用源极层、漏极层、半导体层，一方面，提高了器件的工作效率；另一方面，简化了制作工艺。
第二，本发明中的化学传感单元作为一种新型的化学传感单元，巧妙利用了器件的自身结构，设计薄膜晶体管与发光二极管连接，通过气体对薄膜晶体管中沟道位置的半导体有源层的影响，进而改变发光二极管器件的发光亮度，达到在不同信号源的影响下获得不同的发光亮度的目的，从而达到可视化传感的传感效果，是一种新型的可将化学气体信号转化为光信号的传感器件，并且其本身也可作为一种化学气体与光学的转换器，是具有多用途的一种新型器件。
第三，形成本发明中的化学传感单元的材料大部分为有机材料，可制备成柔性、低伏、轻质器件，符合可穿戴电子对主流电子器件的发展要求，使得其可广泛应用于智能传感(可视化特异性气体识别、可视化物理光线识别、军事特种作战等)、智能健康(可视化或者某种空气成分的强弱等)、人工智能(丰富机器人功能等)以及信号转换器(气光信号转换)等领域，为构建物联网体系建设及信息技术的发展贡献力量。
本发明实施例还提供一种化学传感器，包括前述的化学传感单元001；该化学传感器具有与前述实施例提供的化学传感单元相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对化学传感单元的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
另外，本发明实施例还提供一种化学传感装置，包括前述的化学传感单元001，同样具有与前述实施例提供的化学传感单元相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对化学传感单元的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
示意的，以下对结合对化学传感单元001的具体工作原理，对整个化学传感装置的可视化化学传感做进一步的说明。
首先，结合图1的化学传感单元001，在实际的工作时，可以向薄膜晶体管10的源极102输入一固定电压V1，向发光二极管20的第二电极204输入另一固定电压V2(V1＞V2)，同时向薄膜晶体管10的栅极101提供一控制电压，此时有电流流经发光二极管，使得发光二极管20点亮；在此情况下，待检测气体通过过孔30与薄膜晶体管10的沟道位置接触，并且随着待检测气体浓度的变化，薄膜晶体管10沟道载流子传输速率也会相应的变化(例如，待检测气体浓度增加，沟道载流子传输速率也增加；当然也可能是待检测气体浓度增加，沟道载流子传输速率减小；需要根据实际的化学敏感性半导体材料以及待检测气体而定)，进而使得流经发光二极管20的电流大小发生变化，从而使得发光二极管20的亮度发生变化。
在此基础上，对于化学传感装置而言，该化学传感装置中可以设置有一个化学传感单元001，从而通过该化学传感单元001中发光二极管20的亮度可以从视觉上直观的观测到，检测气体的浓度变化情况。
当然，在实际的制作中，可以设置化学传感装置具有一面状的感应平面，该感应平面内分布有多个化学传感单元001，并且多个化学传感单元001可以进行独立控制，这样一来，在实际的检测时，向多个化学传感单元001输入相同的初始信号(包括V1、V2、栅极电压等)，从而可以通过多个化学传感单元001对检测气体的浓度分布进行可视化表征。
具体的，例如，在一定的空间内，化学传感装置的感应平面为竖直放置状态，人眼观测到化学传感装置中位于下方的发光二极管较暗，而在由下往上的方向上，发光二极管亮度逐渐增加，此时用户则可以了解到，在该空间内检测气体的浓度分布从下往上逐渐增加(浓度越大，载流子迁移率越大)。
进一步的，该化学传感装置也可以直接与显示装置结合，从而使得显示装置在实现显示的同时，可以进行可视化化学传感。
在此情况下，该化学传感装置中可以包括成矩阵排列的多个化学传感单元001；并且每一化学传感单元001中的发光二极管20构成显示面板中亚像素的发光单元；该发光二极管20通过亮暗的变化来对检测气体的浓度高低进行可视化表征的同时，也可以进行显示，也即，该化学传感装置可以通过实际的显示画面中不同区域的亮度差异，将不同区域的化学气体的浓度直接体现出来。
此处应当理解到，在该化学传感装置作为显示装置的同时，化学传感单元001中的薄膜晶体管10相当于亚像素中像素驱动电路中的驱动晶体管，当然对于像素驱动电路的其他器件的设置本发明对此不作具体限定，例如，可以采用常规的2T1C(一个开关晶体管、一个驱动晶体管、一个电容)结构。
此处还应当理解到，在该化学传感装置作为显示用装置的情况下，在实际的制作中，可以调整化学传感单元的薄膜晶体管和发光二极管的占比，来控制感应区和发光区的相对大小；例如，可以通过调整电极(源极、漏极、第一电极)的宽度，来调整该装置亚像素的开口率(也即发光二极管的占比)，也即调整显示与传感区域的占比。
另外，采用本发明的设计方法，例如，如图2中示出的化学传感单元中，发光二极管中的发光层直接可以由薄膜晶体管中的源极层进行界定，无需单独设置像素定义层，可以实现超高分辨率的高清显示；并且本发明中发光二极管可以是顶发射，也可以是底发射，本发明对此不作具体限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种化学传感单元，其特征在于，包括设置于衬底基板上的薄膜晶体管以及与所述薄膜晶体管连接的发光二极管；
所述薄膜晶体管包括半导体有源层、源极、漏极；其中，所述半导体有源层主要采用化学敏感性半导体材料构成；
所述化学传感单元在对应所述源极和所述漏极之间的区域设置有过孔，以使得所述半导体有源层在对应所述过孔的位置处裸露；
所述发光二极管包括：依次层叠设置的第一电极、发光功能层和第二电极，所述第一电极与所述漏极连接。
2.根据权利要求1所述的化学传感单元，其特征在于，所述第一电极与所述漏极同层同材料。
3.根据权利要求1或2所述的化学传感单元，其特征在于，
所述薄膜晶体管包括：沿远离所述衬底基板方向上依次设置的栅极、栅极绝缘层、所述半导体有源层、所述源极、层间绝缘层、所述漏极；
所述源极包括源极辅助部以及与所述源极辅助部连接的源极本体，所述漏极包括漏极辅助部以及与所述漏极辅助部连接的漏极本体；
其中，所述源极辅助部和所述漏极辅助部在所述衬底基板上的投影重叠；所述源极本体与所述漏极本体在所述衬底基板上的投影不重叠；
所述源极本体与所述漏极本体均与所述半导体有源层接触，且两者通过所述半导体有源层连接；
所述过孔位于所述源极本体与所述漏极本体之间的区域。
4.根据权利要求3所述的化学传感单元，其特征在于，所述发光功能层包括：沿远离所述衬底基板方向上依次设置第一半导体层、发光层、第二半导体层；
其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中，一个为N型半导体层，另一个为P型半导体层；
所述第一半导体层与所述半导体有源层同层同材料。
5.根据权利要求4所述的化学传感单元，其特征在于，所述第一半导体层与所述半导体有源层为连接的一体结构；
和/或，所述第二电极与所述栅极同层同材料。
6.根据权利要求3所述的化学传感单元，其特征在于，
所述薄膜晶体管中：
所述源极本体包括：沿第一方向上，与所述源极辅助部相对的两端分别连接的第一源极本体和第二源极本体；
所述漏极本体包括：沿第二方向上，位于所述源极的同一侧、且沿所述第一方向上间隔设置、并与所述漏极辅助部均连接的第一漏极本体和第二漏极本体；
所述第一方向和所述第二方向垂直；
所述第一漏极本体和所述第二漏极本体之间的区域设置有所述发光二极管的发光功能层；该发光二极管的第一电极与所述第一漏极本体、所述第二漏极本体、所述漏极辅助部均连接，构成面状的一体结构；
所述第一源极本体与所述第一漏极本体通过所述半导体有源层连接，所述第二源极本体与所述第二漏极本体通过所述半导体有源层连接；
所述过孔包括：位于所述第一源极本体与所述第一漏极本体之间区域的第一过孔，以及位于所述第二源极本体与所述第二漏极本体之间区域的第二过孔。
7.根据权利要求6所述的化学传感单元，其特征在于，
所述漏极本体还包括：沿所述第二方向上，位于与所述第一漏极本体和所述第二漏极本体相对侧、且沿所述第一方向上间隔设置、并与所述漏极辅助部连接的第三漏极本体和第四漏极本体；
所述第三漏极本体和所述第四漏极本体之间的区域设置有所述发光二极管的发光功能层，该发光二极管的第一电极与所述第三漏极本体、所述第四漏极本体、所述漏极辅助部均连接，构成面状的一体结构；
所述第一源极本体与所述第三漏极本体通过所述半导体有源层连接，所述第二源极本体与所述第四漏极本体通过所述半导体有源层连接；
所述过孔还包括：位于所述第一源极本体与所述第三漏极本体之间区域的第三过孔，以及位于所述第二源极本体与所述第四漏极本体之间区域的第四过孔。
8.根据权利要求1所述的化学传感单元，其特征在于，所述化学敏感性半导体材料为钛菁铜或者并五苯。
9.一种化学传感器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的化学传感单元。
10.一种化学传感装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的化学传感单元。
11.根据权利要求10所述的化学传感装置，其特征在于，所述化学传感装置包括成矩阵排列的多个所述化学传感单元；
每一所述化学传感单元中的发光二极管构成显示面板中亚像素的发光单元。
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