[发明专利]具有颜色变化的UV剂量计

说明书

公开了一种柔性的、能量自给的UV剂量计，所述UV剂量计取决于辐射强度和持续时间通过颜色变化以光学方式显示所吸收的剂量。所述剂量计由一个或多个UV剂量计模块组成。每个UV剂量计模块包括至少一个UV敏感的光电二极管(共用电极(11)、空穴传导层(21)、UV吸收层(22)、阴极(23))以及电致变色元件(共用电极(11)、离子存储层(12)、电解质层(13)、由氧化还原活性材料形成的电致变色层(14)、透明电极(15))，在其间布置有绝缘体(4)和导轨(5)。所述电致变色元件累积由所述UV敏感的光电二极管产生的电荷并且通过颜色变化来进行显示。所述UV剂量计可以作为集成电路在薄层技术中通过将有机或无机功能层连续施加和结构化来制造。

技术领域

本发明涉及一种基于简单电子电路的UV剂量计，其仅由一个或多个UV剂量计模块组成，所述模块进而仅由UV光电二极管和电致变色元件组合成，所述电致变色元件取决于辐射和时间以电致变色元件的颜色变化来显示所累积的辐射剂量。所述电致变色元件在此承担电荷累积以及用颜色显示剂量的功能。所述剂量计在没有另外的电流源、例如蓄电池或太阳能电池的情况下工作。在一个优选的实施方式中，作为薄的柔性的薄膜式剂量计借助于印刷和涂层技术来成本低廉地制造所述UV剂量计。在使用中可以将其节省空间地直接安置到露出的表面处。

背景技术

已知的UV剂量计通常基于光致变色层，所述光致变色层在照射时改变其颜色。此类剂量计可以作为一次性制品以小型试纸的形式廉价地制造。

在纯视觉评估时，通过与参照色刻度比较，实际上只获得了定性的结论。借助于光计量评估也获得了定量的结论，但是这需要用适合的测量仪器的另外的测量过程。因此，为了在印刷和涂层工业中的射线固化方法中确定剂量，AG公司在UV Scan的名称下提供了一种系统。然而，这种系统尤其对于在休闲领域(例如户外活动)或在暴露性环境(建筑工地、农业)下的工作防护领域的便携应用而言是受限的。因为，颜色变化是可逆的，所以在中断入射(例如暂时多云)时颜色可能恢复，由此不再能够确定剂量。这是一个明显的缺点，这个缺点将应用主要限制于具有连续入射的情况，例如工业过程。

与光致变色UV剂量计相反，已知的电子剂量计基于UV敏感的构造元件，例如光电二极管或光敏电阻。它将由UV传感器产生的电荷在测量时间上积分并且最终显示所测量的剂量的电子电路的组成部分。在US4428050和US3710115中可以找到实例，其中以不同方式详细解说了关于电路的信息。附加于或替代于显示测量值，剂量计还可以设置有光学或声学警告功能，当达到确定的额定值时激活所述警告功能。这些电路以离散的构造元件来构造并且因此不是任意地紧凑和廉价制造并且尤其不能柔性地制造。此外，它们大多数情况下需要供电(电网接口、电池或类似物)。

在WO 86/03319中描述了一种能量自给的电路，用于具有能量自足的警告功能的电子UV剂量计。所述电路包含光学传感器、电阻、电容器、前置放大器、比较器、开关器、二极管、压电转换器和用于供应能量的太阳能电池。没有给出关于制造所述电路的信息。所述电路位于具有窗口的壳体中并且因此同样不是薄、柔性的且同样不是很廉价的。

在DE 69102804中描述了另一种电子剂量计，用于伽玛、UV、X光或离子射束，所述电子剂量计由检测器、日历表、存储器、微处理器、能量供应器、显示器和/或报警器组成。所述电路通过离散的构造元件来构造并且例如可以集成到磁卡中。在实用新型G9313246.8中要求保护一种UV剂量计，其具有由带隙大于2.25eV的半导体形成的光检测器、输入装置、信号处理器和光学和/或声学输出装置。这种剂量计的其他元件可以为：透镜、存储器、用于供应能量的太阳能电池、过滤器。这种剂量计可以微型化并例如集成到磁卡、时钟、眼镜、盒罐或服装中。然而这两种剂量计仍然不是足够柔性的，不能作为膜或薄膜式剂量计来应用。另外，制造过程不够简单和廉价，不能用作一次性制品。