具有气体感测功能的移动装置的制作方法

本发明涉及一种移动装置，尤其涉及一种具有气体感测功能的移动装置。

背景技术：

近年来随着工业文明的进展，人们对于自身健康及环境保护的重视逐年增加，相关产业的需求更是有爆发性的成长。其中，气体感测技术不论用于人类呼出气体(如，针对人体疾病的生物标记、酒精浓度等)或是环境污染气体的监测均具有发展前景。

为了能达到可携式气体感测的目的，可整合在移动设备的气体传感器就更加重要。此外，为了达成可携带使用的目的，先决条件是气体传感器必须能够在室温下工作。因此，如何能够使气体传感器能够在室温下进行气体感测也为目前业界积极研究发展的目标。

技术实现要素：

本发明提供一种具有气体感测功能的移动装置，其可达成可携式气体感测的目的且能够在室温下进行气体感测。

本发明提出一种具有气体感测功能的移动装置，包括壳体、背光模块与气体传感器。壳体具有至少一个通孔(throughhole)。背光模块设置于壳体中。气体传感器设置在壳体中。气体传感器包括气体感测材料层。气体感测材料层接收由背光模块所发出的可见光，而被可见光所激发。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，通孔例如是移动装置的扩音器的通孔、麦克风的通孔或额外增设的导气通孔。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，其中背光模块可具有导光板。导光板包括出光面、入光面、副出光面与底面。出光面与底面相对设置，入光面与副出光面相对设置。气体传感器可耦合在导光板的副出光面或设置在背光模块的背面。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，气体感测材料层的能隙例如是1.24ev至12.4ev。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，气体感测材料层的材料例如是金属氧化物或氧化石墨(graphemeoxide)。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，金属氧化物例如是氧化钨(wo3)或氧化铁(fe2o3)。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，气体感测材料层的形成方法例如是三维列印法、喷墨印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、弹性印刷法或平版印刷法。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，气体传感器所感测的气体例如是挥发性有机化合物(vocs)或二氧化碳。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，气体传感器还包括第一电极与第二电极。第一电极与第二电极彼此分离且连接在气体感测材料层。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，气体传感器还包括过滤膜。过滤膜覆盖气体感测材料层。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，过滤膜的材料例如是纳米孔洞材料，纳米孔洞材料例如是聚合物或阳极氧化铝。

依照本发明的一实施例所述，在上述具有气体感测功能的移动装置中，移动装置包括手机、平板电脑、笔记本电脑、便携式游戏机或随身音乐播放装置。

基于上述，在本发明所提出的具有气体感测功能的移动装置中，由于是将气体传感器整合至移动装置中，且气体感测材料层可被背光模块所发出的可见光所激发以进行气体感测，因此上述移动装置可达成可携式气体感测的目的，且能够在室温下进行气体感测。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的具有气体感测功能的移动装置的示意图；

图2为图1的扩音器的通孔、背光模块与气体传感器的配置关系的剖面图；

图3为图1的麦克风的通孔、背光模块与气体传感器的配置关系的剖面图；

图4为图2与图3中的气体传感器与导光板的放大图。

附图标记说明：

100：移动装置；

102：壳体；

104：背光模块；

104a：侧面；

104b：背面；

106：气体传感器；

108：通孔；

110：扩音器；

112：麦克风；

114：导光板；

114a：入光面；

114b：底面；

114c：出光面；

114d：副出光面；

116：可见光光源；

118：反射片；

120：气体感测材料层；

122：第一电极；

124：第二电极；

126：过滤膜。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的具有气体感测功能的移动装置的示意图。图2为图1的扩音器的通孔、背光模块与气体传感器的配置关系的剖面图。图3为图1的麦克风的通孔、背光模块与气体传感器的配置关系的剖面图。图4为图2与图3中的气体传感器与导光板的放大图。

请参照图1至图3，具有气体感测功能的移动装置100包括壳体102、背光模块104与气体传感器106。移动装置100例如是智能手表、手机、平板电脑、笔记本电脑、便携式游戏机或随身音乐播放装置等具有面板可携式电子装置。在此实施例中，移动装置100是以智能手机为例来进行说明。此外，所属技术领域具有通常知识者当可理解移动装置100还包括不在本案讨论范围的其他构件(如，显示面板、处理器或通讯模块等)，故在此省略其说明。

壳体102具有至少一个通孔108。壳体102的材料例如是玻璃、金属或塑胶。通孔108例如是以微钻孔(microdrilling)的方式形成在壳体102上。通孔108例如是移动装置100的扩音器110的通孔108、麦克风112的通孔108或额外增设的导气通孔(未示出)。

请参照图2及图3，背光模块104设置在壳体102中。在此实施例中，背光模块104是以侧面入光式背光模块为例进行说明，但本发明并不以此为限。背光模块104包括导光板114、可见光光源116与反射片118。导光板114包括入光面114a、底面114b、出光面114c与副出光面114d。本实施例中，底面114b与出光面114c相对设置，入光面114a连接底面114b与出光面114c，副出光面114d与入光面114a相对设置。入光面114a与副出光面114d邻近于背光模块104的侧面104a而设置。底面114b邻近于背光模块104的背面104b而设置。可见光光源116耦合在导光板114的入光面114a，且朝入光面114a射出光线。光线由入光面114a进入导光板114后，大部分的光线将自出光面114c射出，而一部分的光线自副出光面114d射出。可见光光源116例如是发光二极管(led)或有机发光二极管(oled)。反射片118可设置在导光板114的底面114b上，用以将自导光板114的底面114b射出的光线反射回导光板114中。导光板114的底面114b可形成多个网点(未示出)，以破坏全反射，使光线自导光板114的出光面114c射出。

请参照图1至图3，气体传感器106设置在壳体102中。移动装置100可具有至少一个气体传感器106，且气体传感器106可设置在扩音器110的 通孔108、麦克风112的通孔108或额外增设的导气通孔(未示出)附近。只要气体传感器106的设置方式可使得气体传感器106能够感测到经由通孔108进入壳体102内的待感测气体，即属于本发明所保护的范围。

气体传感器106可耦合在导光板114的副出光面114d，以接收经由导光板114所传递的可见光光源116的光线，且避免影响荧幕正面的影响品质。然而，气体传感器106的设置方式并不以此为限，只要气体传感器106的设置方式可使得气体传感器106能够接收到由所述背光模块104所发出的可见光，即属于本发明所保护的范围。在此实施例中，气体传感器106是以设置在副出光面114d为例来进行说明。在另一实施例中，气体传感器106也可设置在导光板114的底面114b，或是背光模块104的背面104b。在气体传感器106设置在背光模块104的背面104b的情况下，需要额外设置导光元件(如，光纤)，以将光线引导至气体传感器106。

气体传感器106可进行多样性的气体感测。气体传感器106所感测的气体例如是挥发性有机化合物(vocs)或二氧化碳。挥发性有机化合物例如是烷类化合物、烯类化合物、苯环类化合物、醇类化合物、醛类化合物、酮类化合物、含氮有机化合物或卤烷类化合物等。烷类化合物例如是甲烷、乙烷、丙烷或丁烷等。烯类化合物例如是乙烯、丙烯或丁烯等。苯环类例如是苯、甲苯、乙苯或二甲苯等。醇类化合物例如是甲醇、乙醇(酒精)、异丙醇或异戊醇等。醛类化合物例如是甲醛或乙醛等。酮类化合物例如是丙酮或丁酮等。含氮有机化合物例如是丙烯腈等。卤烷类化合物例如是氯甲烷、氯仿、四氯化碳、三氯乙烯或四氯乙烯等。

请参照图4，气体传感器106包括气体感测材料层120。气体感测材料层120可设置在导光板114上。气体感测材料层120的能隙例如是1.24ev至12.4ev。由于气体感测材料层120往往存在晶格缺陷，如此一来由低能量光激发的载子能通过多次吸收进入导电带，在气体感测材料层120的能隙为1.24ev至12.4ev的情况下，气体感测材料层120的吸收波段可大于可见光光源116的波段，例如气体感测材料层120的吸收波段可介于100纳米至1000纳米之间，即可通过可见光激发气体感测材料层120。气体感测材料层120的材料例如是金属氧化物或氧化石墨。金属氧化物例如是氧化钨(wo3)或氧化铁(fe2o3)。气体感测材料层120的形成方法例如是印刷法，如三维列印法、喷 墨印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、弹性印刷法或平版印刷法等。

气体感测材料层120接收由背光模块104所发出的可见光，而被可见光所激发。借此，气体传感器106能够在室温下进行气体感测。详言之，被可见光所激发的气体感测材料层120在与待感测的气体接触之后，气体感测材料层120的阻值会改变，因此可通过量测气体感测材料层120的阻值变化，而得知在环境中是否存在待感测气体。

此外，在待感测气体的浓度越高时，气体感测材料层120的阻值变化幅度越高。反之，在待感测气体的浓度越低时，气体感测材料层120的阻值变化幅度越低。因此，可通过气体感测材料层120的阻值变化幅度来获得待感测气体的浓度。

另一方面，气体感测材料层120的阻值变化方式与其材料有关。举例来说，气体感测材料层120的材料可为n型气体感测材料或p型气体感测材料。当气体感测材料层120的材料为n型气体感测材料时，待感测气体的浓度与气体感测材料层120的阻值成反比。亦即，待感测气体的浓度越高，n型的气体感测材料层120的阻值越低。反之，待感测气体的浓度越低，n型的气体感测材料层120的阻值越高。

当气体感测材料层120的材料为p型气体感测材料时，待感测气体的浓度与气体感测材料层120的阻值成正比。亦即，待感测气体的浓度越高，p型的气体感测材料层120的阻值越高。反之，待感测气体的浓度越低，p型的气体感测材料层120的阻值越低。

气体传感器106还可包括第一电极122与第二电极124。第一电极122与第二电极124彼此分离且连接在气体感测材料层120。在此实施例中，第一电极122与第二电极124例如是分别设置在气体感测材料层120与导光板114之间。第一电极122与第二电极124可用于量测气体传感器106的阻值。第一电极122与第二电极124的材料例如是铁、铜、铝、镁、锡、镍、金、银、铅或锌。第一电极122与第二电极124的形成方法例如是半导体微影蚀刻法、三维列印法、喷墨印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、弹性印刷法或平版印刷法等。

此外，气体传感器106还可包括过滤膜126。过滤膜126覆盖气体感测材料层120，可用以筛选气体，而限定仅能让特定的待感测气体通过。举例 来说，当选用筛选乙醇(酒精)的过滤膜126时，移动装置100可作为随身酒测装置。当选用筛选天然气(主成分为甲烷)的过滤膜126时，移动装置100可作为感测天然气的随身气体感测装置，进而可预防因天然气泄漏所产生的爆炸危机。过滤膜126的材料例如是纳米孔洞材料。纳米孔洞材料例如是聚合物或阳极氧化铝。

基于上述实施例可知，在具有气体感测功能的移动装置100中，由于是将气体传感器106整合至移动装置100中，因此可达成可携式气体感测的目的，且在使用上相当便利。此外，由于气体感测材料层120可被背光模块104所发出的可见光所激发以进行气体感测，因此上述移动装置100能够在室温下进行气体感测，且具有低耗能与可长时间使用的特点。此外，移动装置100中的气体传感器106可以低成本的方式进行制作，且在制程上富有弹性。

综上所述，在上述实施例的具有气体感测功能的移动装置中，由于是将气体传感器整合至移动装置中，且气体感测材料层可被背光模块所发出的可见光所激发以进行气体感测，因此上述移动装置可达成可携式气体感测的目的，且能够在室温下进行气体感测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。