[发明专利]具有气敏功能的显示、照明、可穿戴电子设备及制备方法

说明书

本发明公开一种具有气敏功能的显示、照明、可穿戴电子设备及制备方法，属于气体传感器和集成应用领域，显示设备包括发光屏幕、基底、透明电极和敏感层，基底与发光屏幕为同一物体或者基底作为独立物体附着在发光屏幕上，发光屏幕的光用于为敏感层的气敏反应提供能量，敏感层贴附在基底上，透明电极位于敏感层和基底之间，同时还位于基底两端，敏感层作为激发光接收和气敏响应反应的场所。将发光屏幕替换成照明体，则获得照明设备。上述显示设备可集成在可穿戴电子设备上。本发明通过将光激发气体传感器与显示、照明设备集成为一体，获得稳定的可见光源，并且通过巧妙地结构共形设计，大幅度缩小了整体结构的体积，能用于柔性可穿戴电子设备上。

技术领域

本发明属于气体传感器和其他设备集成应用领域，更具体地，涉及一种具有气敏功能的显示、照明、可穿戴电子设备及制备方法。

背景技术

随着人们对便携可穿戴电子设备需求的日益增长，柔性透明器件的开发与集成也逐渐发展为电子产品的重点研究方向。气体传感器作为一种可以快速，准确获得环境气氛信息的电子器件在目前环境监测、食品安全、医疗卫生、公共安全等领域中有着广泛的应用。而目前气体传感器仍主要采用传统式元件形式，难以在柔性与可穿戴器件上集成。

目前，金属氧化物半导体型气体传感器根据其功能方式主要分为热激发型和光激发型两种。现有的商用产品以热激发型为主，该种传感器需要加热至300℃～500℃才能工作，这样会存在高温安全问题，同时也增加了传感器的功耗，不利于其集成化应用。

现有光激发气体传感器的光源以紫外光为主，但紫外光对于生物体有一定的伤害，且紫外光源的发光效率较低，并不能达到较好的节能效果。还有一些研究希望利用室内照明或者太阳光等环境光源为传感器提供能量，但这种环境光源并不稳定，传感器与光源的距离、光源自身的稳定性以及周围光环境的干扰等诸多因素均会对传感器的工作稳定性产生影响。因此，急需一种稳定便捷又节能的光源集成方式为光激发气体传感器提供稳定光能。

此外，光激发型气体传感器因为其室温工作特性受到了广泛的关注，但是该种气体传感器还在理论研究阶段，并没有出现实用的器件。其中的一个难题就是光源与传感器的集成问题。光激发型气体传感器的光能主要施加在敏感材料的表面，因此现有的器件结构均是光源与敏感材料在基板的同侧且光源悬于敏感材料的上方。光源与敏感材料之间必须保持足够的空间以待测气体可以充分的在敏感材料表面流动，以利于气体的吸附与脱附。这种结构上的特殊要求导致至今并没有一种成熟的光激发型气体传感器出现。

因此，如何解决上述的器件结构缺陷，合理的优化光激发气体传感器的敏感材料和光源，是先进亟待攻破的技术瓶颈。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有气敏功能的显示、照明、可穿戴电子设备及制备方法，通过将光激发气体传感器与显示、照明设备集成为一体，获得稳定的可见光源，并且通过巧妙地结构共形设计，大幅度缩小了整体结构的体积，从而可将其集成在柔性可穿戴电子设备上。本发明成功将光激光传感器和显示设备、照明设备集成为一体，填补现有光激发气体传感器在光源集成方式上的缺失，既提供了一种相对成熟的光激发气体传感器，也拓展了光激发气体传感器的应用范围。

为实现上述发明目的，按照本发明的一个方面，提供一种显示设备，其包括发光屏幕、基底、透明电极和敏感层，基底与发光屏幕为同一物体或者基底作为独立物体附着在发光屏幕上，发光屏幕的光用于为敏感层的气敏反应提供能量，敏感层贴附在基底上，透明电极位于敏感层和基底之间，同时还位于基底两端，，敏感层作为激发光接收和气敏响应反应的场所。

进一步的，基底采用贴合、镶嵌或者覆盖的方式附着在发光屏幕上，基底为透明惰性材料制备，材质为玻璃、蓝宝石、PET或/和PI。