一种道路承重示警装置及其道路承重示警方法

摘要

本发明提供一种道路承重示警装置，包括显示单元和供电单元，供电单元与显示单元电连接，供电单元用于根据道路承载重物的重量为显示单元提供不同的电压；显示单元包括红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件；显示单元用于在重物的重量大于道路承重阈值时显示第一颜色；在重物的重量小于道路承重阈值时显示第二颜色；在重物的重量接近道路承重阈值时显示第三颜色。该道路承重示警装置，基于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件不同的亮度‑电压特性，通过使不同重量的重物通过该道路承重示警装置时，为显示单元提供不同的电压，控制显示单元两端的电压使其实现红光、黄光、绿光示警信号的切换，优化了目前的示警灯显示系统。

说明书

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种道路承重示警装置及其道路承重示警方法。

背景技术

目前，有机发光二极管(Organic Electroluminesecent Display，OLED)凭借其高色饱和度、广视角、薄厚度、能柔性弯曲等优异性能，已经应用于平板显示和固态照明等多个领域。然而，随着OLED器件产能的不断增大，人们始终期待着OLED器件能在更多领域得到应用。

目前，虽然很多重要的桥梁、道路都有限重标志以及黄色警示灯闪烁标志，然而这些标志始终没有一个直接的量化标准，这也是近些年桥梁、道路塌陷事故频发的原因之一。

发明内容

本发明针对目前桥梁、道路的限重标志都没有直接的量化标准的问题，提供一种道路承重示警装置及其道路承重示警方法。该道路承重示警装置，基于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件不同的亮度-电压特性，通过使不同重量的重物通过该道路承重示警装置时，为显示单元提供不同的电压，控制显示单元两端的电压使其实现红光、黄光、绿光示警信号的切换，优化了目前的示警灯显示系统，改善了现有道路示警装置存在的不能量化示警的缺陷，同时还进一步拓宽了有机电致发光器件的应用范围。

本发明提供一种道路承重示警装置，包括显示单元和供电单元，所述供电单元与所述显示单元电连接，所述供电单元用于根据道路承载重物的重量为所述显示单元提供不同的电压；

所述显示单元包括红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件；所述显示单元用于在重物的重量大于道路承重阈值时显示第一颜色；在重物的重量小于道路承重阈值时显示第二颜色；在重物的重量接近道路承重阈值时显示第三颜色。

可选地，所述供电单元包括直流电源和压电感应元件，所述压电感应元件用于将重物压力转换为直流电压信号输出；

所述直流电源的正极连接所述压电感应元件的正极输出端，所述直流电源的负极连接所述压电感应元件的负极输出端；

所述红色有机电致发光元件的阳极和所述绿色有机电致发光元件的阳极分别连接所述直流电源的正极，所述红色有机电致发光元件的阴极和所述绿色有机电致发光元件的阴极分别连接所述直流电源的负极。

可选地，所述显示单元还包括基底，设置于所述基底上的缓冲层，设置于所述缓冲层背离所述基底一侧的像素限定层；

所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件设置于所述像素限定层限定的区域；

所述显示单元还包括封装层，所述封装层设置于所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件的背离所述基底的一侧。

可选地，所述红色有机电致发光元件包括依次远离所述基底叠置的阳极、第一发光功能层和阴极；

所述绿色有机电致发光元件包括第二发光功能层，所述阳极还延伸至所述第二发光功能层的靠近所述基底的一侧并作为所述绿色有机电致发光元件的阳极；所述阴极还延伸至所述第二发光功能层的远离所述基底的一侧并作为所述绿色有机电致发光元件的阴极。

可选地，所述压电感应元件包括压电感测层，所述压电感测层采用石英、电气石、铋酸钛、氧化锗铋、镐钛酸铅中的任意一种材料。

可选地，所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件的数量分别为多个，所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件排布呈阵列，且沿所述阵列的列方向和/或行方向，所述红色有机电致发光元件与所述绿色有机电致发光元件交替排布。

可选地，所述红色有机电致发光元件的数量等于所述绿色有机电致发光元件的数量。

可选地，所述显示单元还包括多个发光驱动电路，所述发光驱动电路设置于所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件的靠近所述基底的一侧，所述发光驱动电路与所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件一一对应且分别电连接；

所述发光驱动电路用于驱动所述红色有机电致发光元件和所述绿色有机电致发光元件的阵列逐行发光。

可选地，所述第一颜色为红色，所述第二颜色为绿色，所述第三颜色为黄色。

本发明还提供一种上述道路承重示警装置的道路承重示警方法，包括：在道路未承载重物阶段，供电单元为显示单元提供固定电压，所述显示单元显示第二颜色；

在道路承载重物阶段，所述供电单元根据道路承载重物的重量为所述显示单元提供不同的电压，当重物的重量大于道路承重阈值时，所述显示单元显示第一颜色；当重物的重量小于道路承重阈值时，所述显示单元显示第二颜色；当重物的重量接近道路承重阈值时，所述显示单元显示第三颜色。

本发明的有益效果：本发明所提供的道路承重示警装置，基于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件不同的亮度-电压特性，通过使不同重量的重物通过该道路承重示警装置时，为显示单元提供不同的电压，控制显示单元两端的电压使其实现红光、黄光、绿光示警信号的切换，同时，供电单元根据道路承载重物的承重阈值，能够量化出显示单元在不同的情况下显示不同的颜色，实现显示单元显示绿色、黄色、红色三种颜色明确标识经过该道路的车辆可以通行、谨慎通行或禁止通行，使该道路承重示警装置具有了量化的标准，优化了目前的示警灯显示系统，改善了现有道路示警装置存在的不能量化示警的缺陷，同时还进一步拓宽了有机电致发光器件的应用范围。

附图说明

图1为本发明实施例中道路承重示警装置的场景结构示意图；

图2为红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的亮度-电压特性曲线；

图3为本发明实施例中不同电压下显示单元的光谱示意图；

图4为本发明实施例中不同材料压电感测层的压电常数；

图5为本发明实施例中显示单元的结构剖视示意图；

图6为本发明实施例显示单元中红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的排布示意图；

图7为本发明实施例中显示单元的端电压与压电感应元件感测到的重物压力之间的关系图；

图8为本发明实施例中道路承重示警方法的时序示意图。

其中附图标记为：

1、显示单元；11、基底；12、缓冲层；13、像素限定层；14、封装层；101、阳极；102、第一发光功能层；103、阴极；104、第二发光功能层；2、供电单元；21、直流电源；22、压电感应元件。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明一种道路承重示警装置及其道路承重示警方法作进一步详细描述。

本发明实施例提供一种道路承重示警装置，如图1所示，包括显示单元1和供电单元2，供电单元2与显示单元1电连接，供电单元2用于根据道路承载重物的重量为显示单元1提供不同的电压；显示单元1包括红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件；显示单元1用于在重物的重量大于道路承重阈值时显示第一颜色；在重物的重量小于道路承重阈值时显示第二颜色；在重物的重量接近道路承重阈值时显示第三颜色。

优选地，本实施例中，第一颜色为红色，第二颜色为绿色，第三颜色为黄色。道路安全示警标志中，红色通常用来表示交通警示状态；绿色通常用来表示交通正常状态；黄色通常用来表示交通提醒状态。采用上述颜色进行道路承重示警指示，符合人们对交通标志的常规认知理念，能够很好地起到道路承重示警作用。

如图2和图3所示，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件具有不同的亮度-电压特性，红色有机电致发光元件起亮电压低，绿色有机电致发光元件起亮电压高且绿色有机电致发光元件随电压的增大，亮度增大的幅度远超红色有机电致发光元件的特性，因此，通过设计不同重量的重物通过该道路承重示警装置时，为显示单元1提供不同的电压，控制显示单元1两端的电压使显示单元1实现红光、黄光、绿光示警信号的切换，同时，供电单元2根据道路承载重物的承重阈值，能够量化的设计出显示单元1在不同的情况下显示不同的颜色，如显示单元1在重物的重量大于道路承重阈值时显示红色；在重物的重量小于道路承重阈值时显示绿色；在重物的重量接近道路承重阈值时显示黄色，显示单元1通过显示绿色、黄色、红色三种颜色明确标识经过该道路的车辆可以通行、谨慎通行或禁止通行，使该道路承重示警装置具有了量化的标准，优化了目前的示警灯显示系统，改善了现有道路示警装置存在的不能量化示警的缺陷，同时还进一步拓宽了有机电致发光器件的应用范围。

可选地，供电单元2包括直流电源21和压电感应元件22，压电感应元件22用于将重物压力转换为直流电压信号输出；直流电源21的正极连接压电感应元件22的正极输出端，直流电源21的负极连接压电感应元件22的负极输出端；红色有机电致发光元件的阳极和绿色有机电致发光元件的阳极分别连接直流电源21的正极，红色有机电致发光元件的阴极和绿色有机电致发光元件的阴极分别连接直流电源21的负极。其中，压电感应元件22具有正性压电效应，即压电感应元件22在受到压力时，其两端面会产生电压，且压力越大，端面间产生的电压越大，直流电源21的电压是固定的，压电感应元件22能够根据道路承载重物的压力不同输出不同大小的直流电压信号，所以通过使直流电源21与压电感应元件22进行并联连接，能够对提供给显示单元1的电压进行大小调节。

可选地，本实施例中，压电感应元件22包括压电感测层，压电感测层采用石英、电气石、铋酸钛、氧化锗铋、镐钛酸铅中的任意一种材料。

如图4所示，为不同材料压电感测层的压电常数。压电常数表示压电感测层受到的应力和产生电荷之间关系的参数，其值大小表示压电效应的强弱。可以根据不同道路承载重物的承重阈值不同，选择不同材料的压电感测层。若道路承载重物的承重阈值很小，则选择压电常数大的镐钛酸铅材料的压电感测层；若道路承载重物的承重阈值很大，则选择压电常数小的石英、电气石等材料的压电感测层；其次还可以选择压电常数适中的铋酸钛、氧化锗铋等材料的压电感测层。

本实施例中，如图5所示，显示单元1还包括基底11，设置于基底11上的缓冲层12，设置于缓冲层12背离基底11一侧的像素限定层13；红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件设置于像素限定层13限定的区域；显示单元1还包括封装层14，封装层14设置于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的背离基底11的一侧。由于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的亮度是通过电压来控制的，所以本实施例中显示单元1中未设置发光驱动电路，即采用PMOLED(Passive matrix OLED，被动矩阵有机电激发光二极管)方式的显示单元1。其中，封装层14由氮氧化硅膜层、有机膜层和氮化硅膜层的叠层构成。氮氧化硅膜层通过化学气相沉积形成，膜厚1μm。有机膜层通过喷墨打印形成，膜厚10μm。氮化硅膜层通过化学气相沉积形成，膜厚0.7μm。另外，缓冲层12采用氮化硅或氧化硅材料。像素限定层13采用光刻胶材料形成。

本实施例中，红色有机电致发光元件包括依次远离基底11叠置的阳极101、第一发光功能层102和阴极103；绿色有机电致发光元件包括第二发光功能层104，阳极101还延伸至第二发光功能层104的靠近基底11的一侧并作为绿色有机电致发光元件的阳极；阴极103还延伸至第二发光功能层104的远离基底11的一侧并作为绿色有机电致发光元件的阴极。其中，第一发光功能层102和第二发光功能层104分别包括电子注入层、电子传输层、发光层，空穴传输层、空穴注入层。第一发光功能层102中的发光层发红光，第二发光功能层104中的发光层发绿光。

本实施例中，根据图2和图3中红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的亮度-电压特性，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端电压为2～2.5V时，显示红色画面；红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端电压为2.5～3.5V时，显示黄色画面；红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端电压大于3.5V时，显示绿色画面。例如：当红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端的电压为2.5V时，显示单元1亮度为：LR(红光亮度)＝511nit，LG(绿光亮度)＝43nit，合成光色坐标是(0.683，0.316)，显示单元1的颜色显示为红色；当红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端的电压为3.0V时，显示单元1亮度为：LR(红光亮度)＝2307nit，LG(绿光亮度)＝2088nit，合成光色坐标是(0.563，0.428)，显示单元1的颜色显示为橘黄色；当红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端的电压为3.5V时，显示单元1亮度为：LR(红光亮度)＝5268nit，LG(绿光亮度)＝8080nit，合成光色坐标是(0.514，0.474)，显示单元1的颜色显示为淡黄色；当红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端的电压为5V时，显示单元1亮度为：LR(红光亮度)＝20046nit，LG(绿光亮度)＝59952nit，合成光色坐标是(0.432，0.551)，显示单元1的颜色显示为绿色。实际可根据道路的具体承重阈值，将道路承载重物的重量与红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件两端电压建立一一对应的关系，从而实现在不同重物经过道路时，显示单元1显示红光、绿光和黄光信号颜色的目的。

可选地，如图6所示，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的数量分别为多个，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件排布呈阵列，且沿阵列的列方向和/或行方向，红色有机电致发光元件与绿色有机电致发光元件交替排布。如此设置，能使显示单元1的面积足够大，从而起到更加醒目的示警作用。另外，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的排布方式，能够更好地实现红光和绿光混合之后获得红色、绿色和黄色的示警颜色。

可选地，红色有机电致发光元件的数量等于绿色有机电致发光元件的数量。如此能够更好地搭配获得红色、绿色和黄色的示警颜色。

本实施例中，如图7所示，在压电感应元件22压电效应的线性区内，压电感应元件22的输出电压与其受到的重物压力呈正比关系，斜率表示压电感测层材料的压电常数。设计压电感应元件22的输出直流电压为负值，直流电源21的电压为正值，且直流电源21电压大于压电感应元件22输出的直流电压的绝对值，则直流电源21与压电感应元件22并联连接之后的输出电压为二者输出电压之和，该二者输出电压之和即为供电单元2提供给显示单元1的电压。设计显示单元1的端电压与压电感应元件22感测到的重物压力呈反比。从图7中可以看出，若取显示单元1的端电压(即红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的端电压)为3.0V(显示单元1发红色光与发黄色光的临界电压)，那么道路的阈值压力为50t。当一辆总重超过50t的货车通过该道路上设置的压电感应元件22时，显示单元1会显示红色，命令禁止通行；当一辆总重接近于50t的货车通过时，显示单元1会显示橘黄色，命令谨慎慢速通行；当一辆总重远小于50t的货车通过时，显示单元1会显示绿色，命令可以放心通行。

基于道路承重示警装置的上述结构，本实施例还提供一种该道路承重示警装置的道路承重示警方法，包括：在道路未承载重物阶段，供电单元为显示单元提供固定电压，显示单元显示第二颜色；在道路承载重物阶段供电单元根据道路承载重物的重量为显示单元提供不同的电压，当重物的重量大于道路承重阈值时，显示单元显示第一颜色；当重物的重量小于道路承重阈值时，显示单元显示第二颜色；当重物的重量接近道路承重阈值时，显示单元显示第三颜色。

该道路承重示警方法的具体工作时序如图8所示，分为三个阶段。第一阶段，在车来之前，压电感应元件没有压电效应，显示单元的端电压为直流电源电压，即V

需要说明的是，当道路上的重物(如车辆)严重超重时，可能会出现压电感应元件输出电压的绝对值大于直流电源电压，此时供电单元的输出端输出负电压，即显示单元的端电压为负电压，负电压加载至有机电致发光元件的正极，无法使其点亮，所以，当显示单元不显示时，表示道路上重物严重超重，此时，重物严禁通行。

本发明实施例还提供一种道路承重示警装置，与上述实施例中不同的是，显示单元还包括多个发光驱动电路，发光驱动电路设置于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的靠近基底的一侧，发光驱动电路与红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件一一对应且分别电连接；发光驱动电路用于驱动红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的阵列逐行发光。

其中，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的阳极分别独立设置，即相比于上述实施例，红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的阳极相互断开，并分别设置于像素限定层所限定的区域内。各个发光驱动电路的驱动信号输出端分别连接红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件的阳极。阵列中每行发光元件对应连接的发光驱动电路连接一条扫描线，阵列中每列发光元件对应连接的发光驱动电路连接一条数据线；每条数据线都连接供电单元的输出端。道路承重示警装置中，显示单元在发光驱动电路的驱动下逐行点亮发光元件，从而实现显示单元的显示。即本实施例中显示单元采用AMOLED(Active matrix OLED，主动式有机电激发光二极管)方式实现驱动显示。显示单元具体的逐行扫描驱动原理与目前比较成熟的OLED显示屏的驱动原理相同，这里不再赘述。

本实施例中，道路承重示警装置的其他结构以及其道路承重示警方法与上述实施例中相同，此处不再赘述。

本发明实施例中所提供的道路承重示警装置，基于红色有机电致发光元件和绿色有机电致发光元件不同的亮度-电压特性，通过使不同重量的重物通过该道路承重示警装置时，为显示单元提供不同的电压，控制显示单元两端的电压使其实现红光、黄光、绿光示警信号的切换，同时，供电单元根据道路承载重物的承重阈值，能够量化出显示单元在不同的情况下显示不同的颜色，实现显示单元显示绿色、黄色、红色三种颜色明确标识经过该道路的车辆可以通行、谨慎通行或禁止通行，使该道路承重示警装置具有了量化的标准，优化了目前的示警灯显示系统，改善了现有道路示警装置存在的不能量化示警的缺陷，同时还进一步拓宽了有机电致发光器件的应用范围。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。