CN110243789B - 一种气体监测装置和气体监测方法,以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种气体监测装置和气体监测方法,以及显示装置。气体监测装置包括:至少一个发光单元,对盒设置的第一基板和第二基板,设置于第一基板与第二基板之间的气体感应模块,以及设置于第二基板远离第一基板一侧的光感应模块;光感应模块和第二基板位于发光单元的出光侧,且该光感应模块,被配置为实时监测发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光性能。本发明实施例解决了现有用于监测气体浓度的传感设备,体积较大、成本较高、体型固定,以及由于其硬件结构特征而造成该传感设备在使用过程中的灵活性和适用范围较差的问题。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于光电子和传感技术领域,尤指一种气体监测装置和气体监测方法,以及显示装置。
背景技术
目前对气体浓度的监测,通常采用专用的气体监测传感器执行,即需要专用传感设备。
现有监测气体浓度的传感设备,通常体积较大、成本较高,且体型固定,在使用过程中该专用设备需要专用一定的物理空间。另外,基于上述传感设备的硬件特征,其可移动性较差,因此,该传感设备监测气体浓度的灵活性和适用范围较差。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种气体监测装置和气体监测方法,以及显示装置,以解决现有用于监测气体浓度的传感设备,体积较大、成本较高、体型固定,以及由于其硬件结构特征而造成该传感设备在使用过程中的灵活性和适用范围较差的问题。
本发明实施例提供一种气体监测装置,包括:
至少一个发光单元,对盒设置的第一基板和第二基板,设置于第一基板与第二基板之间的气体感应模块,以及设置于所述第二基板远离所述第一基板一侧的光感应模块;
所述光感应模块位于所述发光单元的出光侧,所述光感应模块,被配置为实时监测发光单元发出的、且穿过所述第二基板的出射光线的光性能。
可选地,如上所述的气体监测装置中,还包括:设置于所述第一基板与所述第二基板周边的隔离柱,所述隔离柱中设置有用于气体流通的通孔,所述发光单元设置于第一基板远离第二基板的一侧。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述气体感应模块包括第一感应膜层;
所述第一感应膜层,被配置为根据所述第一基板、所述第二基板和所述隔离柱形成的腔体内气体浓度的变化,透光率发生变化。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述光感应模块包括有机发光二极管OPD,被配置为监测出射光线的光色。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述发光单元设置于所述第二基板接近所述第一基板的一侧,所述气体监测装置还包括:
设置于所述第二基板接近所述第一基板的一侧、且分别与所述发光单元连接的第一电极和第二电极。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述气体感应模块包括:设置于所述第一基板接近所述第二基板一侧的第二感应膜层、第三电极和第四电极,其中,所述第三电极设置于所述第一电极与所述第一基板之间、且所述第三电极与所述第一电极相连接,所述第四电极被配置为与外接电源相连接。
可选地,如上所述的气体监测装置中,
所述气体监测装置,被配置为通过对所述第二电极和所述第四电极施加电压,以点亮所述发光单元;
所述第二感应膜层,被配置为根据气体浓度的变化,导电率发生变化,从而使得所述发光单元的发光效率和外量子效率EQE发生变化。
可选地,如上所述的气体监测装置中,
所述光感应模块,被配置为监测所述发光单元的电流-电压-亮度IVL,以获取所述发光单元的发光效率和EQE中的一项或多项。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述第二感应膜层包括感应薄膜以及设置于所述感应薄膜内的碳纳米管,所述感应薄膜的材质包括甲基红和氯酚红中的一种或多种。
可选地,如上所述的气体监测装置中,还包括:
处理模块,被配置为根据所述光感应模块实时监测到的所述出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述第一基板和所述第二基板为柔性基板。
可选地,如上所述的气体监测装置中,所述第一基板和所述第二基板配置为截面为同心圆环形的圆柱,所述第一基板为所述圆柱的内圆环,所述第二基板为所述圆柱的外圆环。
本发明实施例还提供一种显示装置,包括:如上述任一项所述的气体监测装置,所述气体监测装置的发光单元配置为阵列排布的发光单元。
本发明实施例还提供一种气体监测方法,采用如上述气体监测装置执行所述气体监测方法,所述方法包括:
开启所述气体监测装置的发光单元;
通过光感应模块实时监测所述发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光性能;
根据实时监测到的所述出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。
可选地,如上所述的气体监测方法中,所述发光单元设置于第一基板远离所述第二基板的一侧,且所述气体感应模块的透光率随气体浓度的变化而发生变化,所述通过光感应模块实时监测所述出射光线的光性能,包括:
通过所述光感应模块实时监测所述出射光线的光色。
可选地,如上所述的气体监测方法中,所述发光单元设置于所述第二基板接近第一基板的一侧,且所述气体感应模块的导电率随气体浓度的变化而发生变化,所述通过光感应模块实时监测所述出射光线的光性能,包括:
通过所述光感应模块实时监测所述发光单元的电流-电压-亮度IVL,以获取所述发光单元的发光效率和外量子效率EQC中的一项或多项。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有可执行指令,所述可执行指令被处理器执行时可以实现如上述任一项所述的气体监测方法。
本发明实施例提供的气体监测装置和气体监测方法,以及显示装置,其中气体监测装置包括至少一个发光单元,对盒设置的第一基板和第二基板,设置于第一基板与第二基板之间的气体感应模块,以及设置于第二基板远离第一基板一侧的光感应模块,其中,光感应模块和第二基板位于发光单元的出光侧,且该光感应模块,被配置为实时监测发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光性能。本发明实施例将现有显示面板的发光结构(即发光单元)与传感器结合,形成通过监测光性能的气体监测装置,该发光单元通常具有体积较小、成本较低等优点;另外,使用轻质、可柔性化的OLED器件作为发光单元与传感器结合形成本发明实施例的气体监测装置,具有更好的便携性,且可以形成不同形状的气体监测装置,适用于不同环境下的气体浓度监测。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种气体监测装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种气体监测装置的结构示意图;
图3为图2所示气体监测装置进行气体监测的工作过程的示意图;
图4为本发明实施例提供的气体监测装置中一种气体感应模块的透光率随气体浓度变化的关系曲线图;
图5为本发明实施例提供的又一种气体监测装置的结构示意图;
图6为图5所示实施例提供的气体监测装置中一种发光结构的结构示意图;
图7为图5所示实施例提供的气体监测装置中一种气体感应模块的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的气体监测装置中一种气体感应模块的导电率随气体浓度变化的关系曲线图;
图9为本发明实施例提供的再一种气体监测装置的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的一种气体监测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,简称为:OLED)是近年来逐渐发展起来的显示照明技术,尤其在显示行业,是当今平板显示器研究领域的热点之一,与液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称为:LCD)相比,由于其具有高响应、高对比度、低工作电压,轻薄,可柔性化、低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点。
基于OLED的上述特点,可以将OLED应用到传感器领域,拓展传感器的新的应用。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种气体监测装置的结构示意图。本实施例提供的气体监测装置100可以包括:至少一个发光单元140,对盒设置的第一基板110和第二基板120,设置于第一基板110与第二基板120之间的气体感应模块130,以及设置于第二基板120远离第一基板110一侧的光感应模块150。
本发明实施例的气体监测装置100中,光感应模块150和第二基板120位于发光单元140的出光侧,且该光感应模块150,被配置为实时监测发光单元140发出的、且穿过第二基板120的出射光线的光性能。图1中以箭头表示出发光单元140发出的光线的传播方向和出射方向。
本发明实施例提供的气体监测装置100,发光单元140的出光侧设置有第二基板120和光感应模块150,即发光单元140发出的光线穿过第二基板120后达到光感应模块150,该光感应模块150可以实时监测出该出射光线的光性能,该光性能例如为国际照明委员会(Commission Internationale de L'Eclairage,简称为:CIE)定义的光色,还可以为发光单元140的发光效率和外量子效率(External Quantum Efficiency,简称为:EQE)等。
需要说明的是,本发明实施例提供的气体监测装置100,对于不同结构和性能的气体感应模块130,以及发光单元140的类型,发光单元140与气体感应模块130的具体位置可以不同,只要保证第二基板120和光感应模块150位于发光单元140的出光侧,且气体感应模块130可以对环境中不同浓度的气体做出相应的反应,例如随气体浓度的变化气体感应模块130的透光率或导电率发生相应的变化,因此,上述气体感应模块130所产生的相应变化会影响发光单元140发出的、且穿过第二基板120的出射光线的光性能,这样就可以根据上述反应机制监测出环境中的气体浓度。
图1以发光单元140位于第一基板110远离第二基板120的一侧为例予以示出,图1所示气体监测装置100中的发光单元140可以为OLED,也可以为发光二极管(LightEmitting Diode,简称为:LED)或微型LED(即Mirco LED),还可以为LCD等发光器件,上述发光单元140的各种类型中,OLED的体积更小,且具有低工作电压,轻薄,可柔性化、低能耗、生产成本低、自发光等优点。
本发明实施例提供的气体监测装置100,基于现有显示面板的发光结构,例如OLED、LED和LCD等,将上述显示面板的发光结构与传感器结合,制成通过监测光性能的气体传感器,该气体传感器(即气体监测装置100)的工作原理为:在特定气体浓度下,气体感应模块130的物理性质会发生相应的变化,例如气体感应模块130的透光率发生变化(如图1所示气体监测装置100的结构,可以为该类型),例如气体感应模块130的导电率发生变化。不同浓度的气体,可以使得气体感应模块130形成不同的透光率和导电率,与发光单元140配合使用,则体现为出射光线的光色,以及发光单元140的发光效率和/或EQE的变化,即通过光感应模块150监测出的出射光线的光性能可以确定出待监测气体的浓度。
本发明实施例提供的气体监测装置100,包括至少一个发光单元140,对盒设置的第一基板110和第二基板120,设置于第一基板110与第二基板120之间的气体感应模块130,以及设置于第二基板120远离第一基板110一侧的光感应模块150,其中,光感应模块150和第二基板120位于发光单元140的出光侧,且该光感应模块150,被配置为实时监测发光单元140发出的、且穿过第二基板120的出射光线的光性能。本发明实施例将现有显示面板的发光结构(即发光单元140)与传感器结合,形成通过监测光性能的气体监测装置100,该发光单元140通常具有体积较小、成本较低等优点;另外,使用轻质、可柔性化的OLED器件作为发光单元140与传感器结合形成本发明实施例的气体监测装置100,具有更好的便携性,且可以形成不同形状的气体监测装置100,适用于不同环境下的气体浓度监测。
可选地,图2为本发明实施例提供的另一种气体监测装置的结构示意图。在本发明实施例中,发光单元140设置于第一基板110远离第二基板120的一侧,气体监测装置100还包括:设置于第一基板110与第二基板120周边的隔离柱160,该隔离柱中设置有用于气体流通的通孔,该隔离柱的材质可以包括聚苯乙烯(Polystyrene,简称为:PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,简称为:PMMA)等。
如图2所示,隔离柱160可以起到支撑第一基板110和第二基板120的作用,并且该隔离柱160中的通孔可以为环境气体的进出路径。如图3所示,为图2所示气体监测装置进行气体监测的工作过程的示意图,设定气体的流动方向为从左侧隔离柱160进入第一基板110、第二基板120和隔离柱160形成的腔体内,从右侧隔离柱160流出,如图3所示气体的流动方向,气体从左侧隔离柱160的通孔流入气体监测装置100中,并且该气体监测装置100的气体感应模140可以根据流入气体的浓度做出相应的反应,从而使得光感应模块150监测出的出射光线的光色也随气体浓度产生相应的变化。
可选地,在本发明实施例中,气体感应模块130可以包括第一感应膜层,如图1到图3所示,气体感应模块130为一层感应薄膜(即第一感应膜层);该第一感应膜层,被配置为根据第一基板110、第二基板120和隔离柱160形成的腔体内气体浓度的变化,透光率发生变化。如图4所示,为本发明实施例提供的气体监测装置中一种气体感应模块的透光率随气体浓度变化的关系曲线图,图4例如监测不同浓度下的丙烷气体,横轴为出射光线的波长,单位为纳米(nm),纵轴为气体感应模块130的透光率,单位为百分比(%),图中曲线示意出气体浓度从0%到100%的各种情况,可以看出,对特定波长的光线,气体浓度从0%到100%变化,气体感应模块130的透光率也随之发生变化。
可选地,本发明实施例中的光感应模块150可以为有机光电二极管(OrganicPhoto Diode,简称为:OPD),该OPD可以实时监测出穿过第二基板120的出射光线的光信号,该光信号例如为出射光线的光色。
可选地,在本发明实施例中,发光单元140可以为采用传统蒸镀工艺形成的OLED器件,也可以通过打印或者旋涂的工艺制备OLED器件,第一感应膜层可以为通过浸湿提拉或者旋涂的方式制备,一定浓度的监测气体对应一定的透光率,该第一感应膜层对不同浓度下气体具有不同的透光率类似于彩膜(Color Film,简称为:CF)对不同波长的光线具有不同的透光率,OLED器件在一定电流密度下点亮,穿过第一感应膜层,对应不同的光色,光感应模块150监测到出射光线的光色坐标CIEx,y(x1,y1),即为OLED器件对应的第一感应膜层在浓度为x%的监测气体的条件下的透光率所形成的光色,并且可以通过该光色坐标确定出待监测气体的浓度。
可选地,在本发明实施例中第一基板110和第二基板120可以为柔性基板或刚性基板,上述柔性基板的材质可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,简称为:PET)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,简称为:PDMS)等,该柔性基板可以应用于发光单元140为OLED器件的应用场景中,刚性基板可以为玻璃基板,该刚性基板可以应用于发光单元140为LED、LCD等的应用场景中。
上述图2和图4所示实施例以发光单元140可以为OLED、LED和LCD等,且气体感应模块130的透光率随气体浓度的变化而发生变化为例说明气体监测装置100的结构和工作原理。本发明实施例的气体监测装置100还可以配置为其它结构,气体监测装置100的具体结构与发光单元140的类型、气体感应模块130的结构以及与气体浓度的变化参数相关。
可选地,图5为本发明实施例提供的又一种气体监测装置的结构示意图。如图5所示,本发明实施例中,发光单元140设置于第二基板120接近第一基板110的一侧,该气体监测装置100还可以包括:
设置于第二基板120接近第一基板110的一侧、且分别与发光单元140连接的第一电极171和第二电极172(图5中未示出)。
本发明实施例中的发光单元140可以为OLED器件,OLED器件具有自发光的性能,其发光可以由与OLED器件连接的电极来控制,如图6所示,为图5所示实施例提供的气体监测装置中一种发光结构的结构示意图,本发明实施例中的发光结构包括发光单元140,以及分别与该发光单元140连接的第一电极171和第二电极172。图6以发光单元140的左右两侧分别设置有第一电极171,后侧设置有第二电极172为例予以示出。为了便于体现发光结构与第二基板120的位置关系,图6中以爆炸图的方式示意出发光结构与第二基板120的位置关系,即第二基板120在发光单元140的出光侧。
可选地,图7为图5所示实施例提供的气体监测装置中一种气体感应模块的结构示意图,参照图5所示实施例的气体监测装置100和图7所示气体感应模块130,该气体感应模块130可以包括:设置于第一基板110接近第二基板120一侧的第二感应膜层131、第三电极132和第四电极133,其中,第三电极132设置于第一电极171与第一基板110之间,且该第三电极132与第一电极171相连接,第四电极133为第二感应膜层131的外接电极,即该第四电极133与外接电源相连接,本发明实施例中的上述第一电极171、第二电极172,以及第三电极132和第四电极133可以为铜、铝等材质。图5所示气体监测装置100中,气体感应模块130中第三电极132可以与发光单元140的第一电极171为一一对应的设置方式,将第一基板110和第二基板120对位贴合之后,第三电极132与其对应的第一电极171对合且相接触。
基于本发明实施例的气体监测装置100中,发光结构(包括发光单元140、第一电极171和第二电极172)和气体感应模块130的具体结构,该气体监测装置100,被配置为通过对第二电极172和第四电极133施加电压,以点亮发光单元140。另外,本发明实施例中的第二感应膜层131,被配置为根据气体浓度的变化,导电率发生变化,从而使得发光单元140的发光效率和外量子效率(External Quantum Efficiency,简称为:EQE)发生变化。
可选地,本发明实施例的气体监测装置100中,光感应模块150,被配置为监测发光单元140的电流-电压-亮度(简称为:IVL),以获取该发光单元140的发光效率和EQE中的一项或多项。
举例来说,对第四电极133加载正向电压,则该第四电极133为阳极,相应的,第三电极132为阳极,与该第三电极132相连接的OLED器件(即发光单元140)的第一电极171也为阳极,因此,可以对第二电极172施加与第一电极171反向的电压,即第二电极172为阴极。类似地,也可以对第四电极133施加反向电压,第四电极133对应为阴极,相应的,第二电极172对应为阳极。
图5到图7所示实施例的气体监测装置100的工作过程为:在第四电极133上加载电压或者电流时(例如第四电极133加载为阳极时),电压或电流会经过第二感应膜层131,并且经过第三电极132、第一电极171、发光单元140,另外,发光单元140的第二电极172加载为另一电极(例如第二电极172加载为阴极),即通过发光单元140的两侧电极所施加的电压或电流,发光单元140可以被点亮。
在本发明实施例的一种实现方式中,第二感应膜层131可以包括感应薄膜以及设置于感应薄膜内的碳纳米管(如图5和图7所示),该感应薄膜的材质包括甲基红或氯酚红,该感应薄膜可以为凝胶-溶胶态。本发明实施例中的气体监测装置100例如可以用于监测氨气、二氧化硫等气体的浓度。
需要说明的是,本发明实施例不限制第四电极133为阳极,第二电极172为阴极,可以通过加载电压,使得第四电极133为阴极,第二电极172为阳极,只要是可以通过对第四电极133和第二电极172施加的电压,使得电压和电流流经上述回路并点亮发光单元140即可。在有气体通过第一基板110和第二基板120时,第二感应膜层131的导电率会随气体浓度的变化而发生变化,发光单元140(例如为OLED器件)的发光效率和EQE也会随之发生变化,因此,本发明实施例中的光感应模块150可以通过监测发光单元140的IVL来检测出该发光单元140的发光效率和EQE。可选地,本发明实施例中的光感应模块150也可以检测发光单元140发出的、且穿过第二基板120的出射光线的光色,发光单元140的发光效率和EQE的变化也会影响出射光的光色,对出射光的光色检测也可以检测出气体浓度的变化。
基于本发明上述实施例的气体监测装置100的结构和工作过程,光感应模块150,被配置为监测出射光线的光性能,以获取发光单元140的发光效率和EQE中的一项或多项。如图8所示,为本发明实施例提供的气体监测装置中一种气体感应模块的导电率随气体浓度变化的关系曲线图,图8中的横轴为时间,单位为秒(s),纵轴为导电率,单位为西门子(S),且图8中示意出两种气体(氨气NH3和二氧化硫SO2气体)的浓度与第二感应膜层131的导电率的关系曲线,图8中标识出NH3的浓度为5时的导电率,该导电率的单位为百万分率(Parts Per Million,简称为:PPM),即NH3的浓度可以表示为:5PPM),并且标识出SO2气体的浓度为5PPM时的导电率,可以看出,不同气体在不同浓度的情况下,导电率发生变化。
可选地,本发明上述各实施例提供的气体监测装置100还可以包括:
处理模块,被配置为根据光感应模块150实时监测到的出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。
本发明实施例中的处理模块可以与光感应模块150相连接,光感应模块将监测得到的光信号传输给处理模块,处理模块根据光信号的类型及其内部配置的处理软件,可以分析处理得到待监测气体的浓度。
可选地,本发明上述实施例中已经说明第一基板110和第二基板120为柔性基板,对于上述图5到图7所示实施例提供的气体监测装置100,由于其发光单元140配置为OLED器件,且OLED器件也具有柔性化的特点,为了适应不同的测试环境,可以将该气体监测装置100配置为其它形状。
可选地,图9为本发明实施例提供的再一种气体监测装置的结构示意图,基于图5到图7所示气体监测装置100的基本结构,图9所示实施例中的第一基板110和第二基板120可以配置截面为同心圆环形的圆柱,且第一基板110为该圆柱的内圆环,第二基板120为该圆柱的外圆环,即可以理解为将图5所示气体监测装置100进行弯折,且使得第一基板110的两端对接,第二基板120的两端对接。图9所示气体监测装置100的出光侧为圆柱外圆环的一圈,对于浓度不均的气体,或者特殊测试环境的气体,采用该结构的气体监测装置100比平面结构的气体监测装置100具有更好的测试性能,该结构的气体监测装置100可以扩大测试范围。
可选地,本发明上述各实施例中,气体监测装置100的发光单元140可以采用现有显示面板中的发光结构,在气体监测装置100仅配置有较少数量的发光单元140时,该装置仅具有监测气体浓度的作用,如上述图1到图9所示的气体监测装置100。在本发明实施例的另一种实现方式中,该气体监测装置100的发光单元140可以配置为阵列排布的发光单元140,即可以将气体监测装置100的发光单元140配置为显示面板中发光单元的形式,该气体监测装置100不仅可以作为监测气体浓度的传感器,还可以作为显示装置,例如,可以在现有显示装置中集成本发明实施例中的气体监测装置100,以在显示装置进行正常显示的同时进行气体监测,这样不需要设置专用的传感设备,即可以实现监测气体浓度的功能,可以节省气体监测装置100的硬件成本,还可以节省布设气体监测装置100的物理空间,实现设备功能的最大化和合理化布置。
基于本发明上述实施例提供的气体监测装置100,本发明实施例还提供一种气体监测方法,该气体监测方法由本发明上述任一实施例提供的气体监测装置100执行,如图10所示,为本发明实施例提供的一种气体监测方法的流程图,该气体监测方法包括如下步骤:
S210,开启气体监测装置的发光单元;
S220,通过光感应模块实时监测发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光性能;
S230,根据实时监测到的出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。
本发明实施例提供的驱动方法由上述图1到图9所示任一实施中的气体监测装置100执行,该气体监测装置100的结构特征,其内部配置的各模块和各单元所实现的功能,以及发光单元所采用的具体结构、发光器件的类型和不同类型发光器件的特点,在上述实施例中已经详细描述,故在此不再赘述。基于本发明上述实施例提供的气体监测装置100的结构特征和工作过程,本发明实施例提供的气体监测方法用于实现气体监测的前提条件为:开启并点亮气体监测装置内的发光单元,并且通过发光单元发出的、且穿过第二基板出射的出射光线光性能的监测,以获取环境中待监测气体的浓度。
本发明上述气体监测装置100的实施例中已经说明,第二基板和光感应模块均位于发光单元的出光侧,即发光单元发出的光线穿过第二基板后达到光感应模块,基于气体监测装置100的上述结构特征,该光感应模块可以实时监测出该出射光线的光性能,该光性能例如为光色,还可以为发光单元的发光效率和EQE等。
需要说明的是,用于执行本发明实施例提供的气体监测装置100中,气体感应模块可以对环境中不同浓度的气体做出相应的反应,例如随气体浓度的变化气体感应模块的透光率或导电率发生相应的变化,因此,上述气体感应模块所产生的相应变化会影响发光单元发出、且穿过第二基板的出射光线的光性能,这样就可以根据上述反应机制监测出环境中的气体浓度。
由于用于执行本发明实施例提供的气体监测方法的气体监测装置100,基于现有显示面板的发光结构,例如OLED、LED和LCD等,将上述显示面板的发光结构与传感器结合,制成通过监测光性能的气体传感器,该气体传感器(即气体监测装置100)的工作原理为:在特定气体浓度下,气体感应模块的物理性质会发生相应的变化,例如气体感应模块的透光率发生变化(如图1所示气体监测装置100的结构,可以为该类型),例如气体感应模块的导电率发生变化。不同浓度的气体,可以使得气体感应模块形成不同的透光率和导电率,与发光单元配合使用,则体现为出射光线的光色,以及发光单元的发光效率和/或EQE的变化,即通过光感应模块监测出的出射光线的光性能可以确定出待监测气体的浓度。
本发明实施例提供的气体监测方法,采用本发明上述图1到图9所示任一实施例中的气体监测装置执行该气体监测方法,该气体监测方法可以包括:开启气体监测装置的发光单元,通过光感应模块实时监测发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光性能,并且根据实时监测到的出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。本发明实施例提供气体监测方法可以有效地对环境中的气体浓度进行实时监测,且基于用于执行该方法的气体监测装置的结构特征,即将现有显示面板的发光结构(即发光单元)与传感器结合,形成通过监测光性能的气体监测装置,其内部配置的发光单元通常具有体积较小、成本较低等优点;另外,使用轻质、可柔性化的OLED器件作为发光单元与传感器结合形成本发明实施例中用于执行气体监测方法的气体监测装置,具有更好的便携性,且可以形成不同形状的气体监测装置,适用于不同环境下的气体浓度监测。
可选地,本发明实施例中用于执行气体监测方法的气体监测装置,其内部配置的发光单元可以设置于第一基板远离第二基板的一侧,且气体感应模块的透光率随气体浓度的变化而发生变化,上述气体监测装置的结构可以参照上述图1到图3所示实施例中的气体监测装置100。相应地,采用上述结构的气体监测装置执行气体监测方法时,通过光感应模块实时监测出射光线的光性能的实现方式,可以包括:
通过光感应模块实时监测出射光线的光色。
用于执行本发明实施例提供的气体监测方法的气体监测装置的具体结构,可以参照上述图2和图3所示气体监测装置,其内部各部件的相对位置关系和所实现功能,以及待监测气体在气体监测装置中的进出路径,在上述实施例中已经详细描述,故在此不再赘述。该气体监测装置的气体感应模块可以根据流入气体的浓度做出相应的反应,从而使得光感应模块监测出的出射光线的光色也随气体浓度产生相应的变化,其中,本发明实施例中气体感应模块的透光率随气体浓度的变化关系曲线可以参照图4所示。
可选地,本发明实施例中用于执行气体监测方法的气体监测装置,其内部配置的发光单元可以设置于第二基板接近第一基板的一侧,且气体感应模块的导电率随气体浓度的变化而发生变化,上述气体监测装置的结构可以参照上述图5到图9所示实施例中的气体监测装置100。相应地,采用上述结构的气体监测装置执行气体监测方法时,通过光感应模块实时监测所述出射光线的光性能的实现方式,可以包括:
通过所述光感应模块实时监测发光单元的电流-电压-亮度IVL,以获取发光单元的发光效率和外量子效率EQC中的一项或多项。
用于执行本发明实施例提供的气体监测方法的气体监测装置的具体结构,可以参照上述图5和图9所示气体监测装置,其内部各部件的相对位置关系和所实现功能,以及通过对电极施加电压来点亮发光单元的实现方式,在上述实施例中已经详细描述,故在此不再赘述。该气体监测装置的气体感应模块的导电率会随气体浓度的变化而发生变化,发光单元(例如为OLED器件)的发光效率和EQE也会随之发生变化,因此,本发明实施例中的光感应模块可以通过监测发光单元的IVL来检测出该发光单元的发光效率和EQE。可选地,本发明实施例中的光感应模块也可以检测发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光色,发光单元的发光效率和EQE的变化也会影响出射光的光色,对出射光的光色检测也可以检测出气体浓度的变化。其中,本发明实施例中气体感应模块的导电率随气体浓度的变化关系曲线可以参照图8所示。
基于本发明上述实施例提供的气体监测装置100,本发明实施例还提供一种显示装置,该显示装置中包括本发明上述任一实施例提供的气体监测装置100,另外,该显示装置中气体监测装置100的发光单元配置为阵列排布的发光单元,该显示装置还包括现有显示装置的常规结构,例如,用于控制发光单元开关的晶体管阵列,以及用于控制发光单元阵列扫描方式的栅极驱动电路等,本发明实施例提供的显示装置中集成有本发明上述图1到图9所示任一实施例中的气体监测装置100,以在显示装置进行正常显示的同时进行气体监测,这样不需要设置专用的传感设备,即可以实现监测气体浓度的功能,可以节省气体监测装置100的硬件成本,还可以节省布设气体监测装置100的物理空间,实现设备功能的最大化和合理化布置。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有可执行指令,该可执行指令被处理器执行时可以实现本发明上述任一实施例提供的气体监测方法,该气体监测方法可以由本发明上述任一实施例提供的气体监测装置执行,并且由于该气体监测装置的发光单元采用现有显示面板的发光结构,可以将该气体监测装置集成在现有显示装置中,则该显示装置可以在进行正常显示的同时,实现气体监测的功能。本发明实施例提供的计算机可读存储介质的实施方式与本发明上述实施例提供的气体监测方法基本相同,在此不做赘述。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (11)
1.一种气体监测装置,其特征在于,包括:
至少一个发光单元,对盒设置的第一基板和第二基板,设置于所述第一基板与所述第二基板之间的气体感应模块,设置于所述第二基板远离所述第一基板一侧的光感应模块,以及设置于所述第二基板接近所述第一基板的一侧、且分别与所述发光单元连接的第一电极和第二电极;所述发光单元包括发光二极管,所述发光单元设置于所述第二基板接近所述第一基板的一侧;
所述气体感应模块包括:设置于所述第一基板接近所述第二基板一侧的第二感应膜层、第三电极和第四电极,其中,所述第三电极设置于所述第一电极与所述第一基板之间、且所述第三电极与所述第一电极相连接,所述第四电极被配置为与外接电源相连接;所述第二感应膜层被配置为根据气体浓度的变化导电率发生变化,从而使得所述发光单元的发光效率和外量子效率EQE发生变化;
所述光感应模块和所述第二基板位于所述发光单元的出光侧,所述光感应模块,被配置为实时监测发光单元发出的、且穿过所述第二基板的出射光线的光性能,所述光性能包括发光单元的发光效率和外量子效率中的一项或多项。
2.根据权利要求1所述的气体监测装置,其特征在于,
所述气体监测装置,被配置为通过对所述第二电极和所述第四电极施加电压,以点亮所述发光单元。
3.根据权利要求2所述的气体监测装置,其特征在于,
所述光感应模块,被配置为监测所述发光单元的电流-电压-亮度IVL,以获取所述发光单元的发光效率和EQE中的一项或多项。
4.根据权利要求1所述的气体监测装置,其特征在于,所述第二感应膜层包括感应薄膜以及设置于所述感应薄膜内的碳纳米管,所述感应薄膜的材质包括甲基红和氯酚红中的一种或多种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的气体监测装置,其特征在于,还包括:
处理模块,被配置为根据所述光感应模块实时监测到的所述出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的气体监测装置,其特征在于,所述第一基板和所述第二基板为柔性基板。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的气体监测装置,其特征在于,所述第一基板和所述第二基板配置为截面为同心圆环形的圆柱,所述第一基板为所述圆柱的内圆环,所述第二基板为所述圆柱的外圆环。
8.一种显示装置,其特征在于,包括:如权利要求1~7中任一项所述的气体监测装置,所述气体监测装置的发光单元配置为阵列排布的发光单元。
9.一种气体监测方法,其特征在于,采用如权利要求1~7中任一项所述的气体监测装置执行所述气体监测方法,所述方法包括:
开启所述气体监测装置的发光单元;所述发光单元包括发光二极管;
通过光感应模块实时监测所述发光单元发出的、且穿过第二基板的出射光线的光性能,所述光性能包括发光单元的发光效率和外量子效率中的一项或多项;
根据实时监测到的所述出射光线的光性能,获取待监测气体的浓度。
10.根据权利要求9所述的气体监测方法,其特征在于,所述发光单元设置于所述第二基板接近第一基板的一侧,且所述气体感应模块的导电率随气体浓度的变化而发生变化,所述通过光感应模块实时监测所述出射光线的光性能,包括:
通过所述光感应模块实时监测所述发光单元的电流-电压-亮度IVL,以获取所述发光单元的发光效率和外量子效率EQE中的一项或多项。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有可执行指令,所述可执行指令被处理器执行时实现如权利要求9或10所述的气体监测方法。
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