[发明专利]气敏感测设备与系统以及检测环境中的氧气的方法

说明书

本发明公开了一种气敏感测设备、包括所述气敏感测设备的气敏感测系统以及检测环境中的氧气的方法。所述气敏感测设备包括：薄膜晶体管器件，其包括有源层、源极以及漏极；以及气敏层，其与所述有源层相接合，所述气敏层由对氧气有吸附作用并能够与氧气结合以产生电子的材料构成，或者，所述气敏层由能够与氧气反应以产生电子的材料构成，所述气敏层产生的电子能够被所述有源层接收。本发明的气敏感测设备能够用于检测环境中的氧气。

技术领域

本发明涉及感测技术，具体涉及一种气敏感测设备、包括所述气敏感测设备的气敏感测系统以及检测环境中的氧气的方法。

背景技术

随着科技的发展，TFT(薄膜晶体管，Thin Film Transistor)的用途也越来越广，但在气敏方面的应用却是很少。TFT气敏传感器与传统的气敏传感器不同，它是一种多参数传感器，包括电导率、迁移率、载流子浓度等，其精度较高，体积更小，可用于一些对体积要求较高的环境中。现有的TFT气敏传感器都是通过气体分子与有源层进行选择性反应，来检测某一个或某几个参数的变化进而实现对气体的检测。

然而，在TFT气敏传感器的检测过程中，气体分子与有源层直接反应，会对有源层造成损伤，使TFT性能受到影响。此外，目前还没有看到用于检测氧气的TFT气敏传感器的相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于TFT器件的气敏感测设备、气敏感测系统以及检测环境中的氧气的方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种气敏感测设备，包括：薄膜晶体管器件，其包括有源层、源极以及漏极；以及气敏层，其与所述有源层相接合，所述气敏层由对氧气有吸附作用并能够与氧气结合以产生电子的材料构成，或者，所述气敏层由能够与氧气反应以产生电子的材料构成，所述气敏层产生的电子能够被所述有源层接收。

优选地，所述气敏层为膜状。从而，能够增大该气敏感测设备的接触表面积，从而增加有源层接收的电子。

优选地，所述气敏层由多孔状的铁卟啉构成。多孔状的铁卟啉能够吸附氧气，使其二价铁变为三价铁，从而释放电子，并被有源层接收。

优选地，所述气敏层覆盖在所述薄膜晶体管器件的有源层上。从而，增大了气敏层与有源层的接触表面积，以致增加有源层接收的电子，此外，气敏层覆盖在所述薄膜晶体管器件的有源层上使得气敏层可以作为有源层的保护层，保护有源层不受损伤。

优选地，所述气敏层涂覆在所述薄膜晶体管器件的有源层上。

优选地，当本发明的气敏感测设备具体应用于薄膜晶体管显示器件时，所述气敏层与所述有源层接合的面积可以为与3-10个RGB像素对应的薄膜晶体管阵列部分的面积。也就是说，气敏层无需覆盖整个薄膜晶体管阵列的有源层，降低了气敏感测系统的成本。

本发明另一方面还提供了一种气敏感测系统，包括：上述的气敏感测设备；以及电流检测设备，其配置为检测所述薄膜晶体管器件的源极与漏极之间的电流。由此，实现了对氧气的检测。

优选地，本发明的气敏感测系统进一步包括：存储模块，其配置为预先存储所述薄膜晶体管器件的源极与漏极之间的电流与氧气浓度之间的关系；气体浓度计算模块，其配置为基于所述关系，根据所述电流检测设备检测出的所述源极与所述漏极之间的电流来计算当前环境下的氧气浓度。

本发明再一方面还提供了一种利用上述的气敏感测设备检测环境中的氧气的方法，包括：

将电流检测设备连接在所述薄膜晶体管器件的源极与漏极之间；由所述电流检测设备检测所述源极与所述漏极之间的电流；根据检测出的电流计算当前环境下的氧气浓度。

优选地，该方法进一步包括：预先存储所述薄膜晶体管器件的源极与漏极之间的电流与氧气浓度之间的关系；以及基于所述关系，根据检测出的所述源极与所述漏极之间的电流来计算当前环境下的氧气浓度。