JPH03163346A

JPH03163346A - 比較電極

Info

Publication number: JPH03163346A
Application number: JP30378489A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakajima; 聡中嶋; Koichi Takizawa; 滝澤　耕一; Masato Arai; 真人荒井; Hideki Endo; 英樹遠藤
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1991-07-15
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2861149B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、ポテンショメトリックセンサの比較電極に
関する。

（口）従来の技術ポテンシゴメトリックセンサは、電位検出電極と比較電
極との間の電位差を測定し、被検液のｐＨ、イオン濃度
、生体機能物質の濃度を検出するものである。例えば、
あるイオンの濃度を検出するには、このイオンを選択透
過するイオン選択膜を備えた電位検出電極と、比較電極
とを被検液に浸漬し、両者の間の電位差を測定する。

この比較電極には、従来飽和カロメロ電極、塩化恨電極
、酸化水限電極等が使用されてきた。これらの電挿は、
いずれもガラス製であり、内部液及び液絡部を有してい
た。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記従来の比較電槓では、液絡部より内部液が流出し、
電極が劣化すると共に、流出した内部液により被検液の
汚染が生じる。また、一定以上の内部液及び液絡部が必
要であり、小型化が困難であり、高価である。さらに、
内部液、液絡部を有するため、電極の保守管理に気を使
わなければならない。加えて、ガラス製であるため破損
しやすく、取り扱いに十分な注意が必要である。

そこで、最近、比較電極としてＩＳＦＥＴ（Ｉｏｎ　ｓ
ｅｌｅｃｔｉｖｅ　ＦＥＴ）のゲート上に有機高分子膜
を形成したものが提案されている（特公昭５８一２５２
２１号、特開昭６４−８３１４５号）ウしかしながら、
ＩＳＦＥＴを用いた比較電極では、ＩＳＦＥＴの構造が
複雑で、特性のばらつきが大きく、駆動回路に調整回路
が必要となる。また、ＴＳＦＥＴは、定電流・定電圧で
駆動する必要があるため、駆動回路が複雑高価なものと
なる。

一方、ＩＳＦＥＴは素子自体は小さいものであるが、実
際には外部接続用のリードが必要であるから、その分小
型化が困難である。また、ＩＳＦＥＴの製造工程も複雑
で、高価な製造設備が必要であり、量産しないと安価に
ならない。

この発明は上記に鑑みなされたもので、小型安価で、取
り扱いの容易な比較電極の提供を目的としている。

（二）課題を解決するための手段及び作用上記課題を解
決するため、この発明の比較電極は、電極支持基材上に
窒化チタン膜を形成し、この窒化チタン膜を有機高分子
膜で被覆してなるものである。

この発明の比較電挿は、構造及び製造工程が簡単で、小
型で量産化が容易である。そして、内部液及び液絡部を
有しないから、保守管理も容易であるとともに、ガラス
を使用しなくてもよいから、破損の危険性が少ない。ま
た、窒化チタンは化学的に安定な物質であるから被検液
中に溶出することは少なく、電極の劣化及び被検液の汚
染を防Ｉヒすることができる。さらに、窒化チタンは導
体であり、抵抗値が高くないから、測定回路が簡単でも
よい。加えて、窒化チタン膜には機械的強度もあるため
、窒化チタン膜の露出した接続部を形成しておけば、直
接コネクタに挿入して利用でき、リードが不要となって
、その分小型化を図ることができる。

（ホ）実施例この発明の一実施例を図面に基づいて以下に説明する。

第１図（ａ）、第１図（ｂ）は、壱れぞれ実施例比較電
極１の平面図及び断面図である。２は、絶縁性基板（電
極支持基材）であり、耐水性、耐熱性及び窒化チタン膜
との接着性に優れた材質を使用する。

この実施例では、セラごツタを使用しているが、ボリイ
ξドフィルム等も使用可能である。

絶縁性基板２上には、窒化チタン膜３が形成されている
。さらに絶縁性基板２上には、絶縁膜４が形或され、電
極部３ａ及び接続部３ｂを除いて、窒化チタン膜３を被
覆・絶縁する。絶縁膜４上には、有柵高分子１ｆＷ５が
形成され、電極部３ａが被覆される。

この実施例比較電極ｌの製造工程を第２図を参照しなが
ら説明すると、まず適当な大きさのセラミック板２。の
表面全体にわたり窒化チタン膜を形成した後、セラξツ
ク板２。にダイシング溝６を形成して、個々の窒化チタ
ン膜３に分離する〔第２図（ａ）参照〕。窒化チタン膜
の形成には、イオンブレーティング法、その他スパッタ
リング法やＣＶＤ法が適用できる（この時高熱にさらさ
れるため、絶縁性基板に耐熱性が要求される）。窒化チ
タン膜の膜厚はｌｕｍもあれば十分なので、形成時間は
１０分以内となり、量産性もある。

次に、セラξツク基板２。の表面全体に亘り、感光性ポ
リイξド樹脂を塗布し、ホトマスクを用いて露光した後
、現像、リンスして不要な部分を除去し、絶縁膜４。と
する〔ホトリソグラフィー第２図（ｂ）参照〕。

最後に、セラミック基板２。をダイシングして個々の絶
縁性基ｖｉ．２に分離し、有機高分子膜５を形成する。

この実施例では、有機高分子膜５としてポリ塩化ビニル
を用い、ポリ塩化ビニル溶液を塗布、乾燥して、有機高
分子ｌＩＷ５を形成する。有搏高分子膜５は、モノマー
溶液を用いて重合法により形成することもできるが、一
般的には塗布・乾燥法がＭ便である。なお、有機高分子
Ｍ５の材質は、ポリ塩化ビニルに限定されるものではな
い９この実施例比較電極ｌは、第１図（Ｃ）に示すよう
に、コネクタ７に直接挿入して使用する。第３図は、こ
の比較電極１が適用される測定回路の一例を示す図であ
る。イオン電座（従来と同様のもの）１０と、実施例比
較電極ｌとは、それぞれインヒータンス変換回路１２、
１１でインピーダンス変換された後、演算回路１３に接
続される。この演算回路ｌ３により、検出電位の差を算
出する。

第４図は、市販のｐＨメータの比較電極を、実施例比較
電極１と交換して、ｐＨ標準液を測定した結果を示して
いる。電位とｐＨとの間には、よい直線関係が認められ
、実施例比較電極１が比較電極として十分機能している
ことが確認されろう（へ）発明の効果以上説明したように、この発明の比較電極は、電極支持
基村上に窒化チタン膜を形成し、この窒化チタン膜を有
機高分子膜で被覆してなるものであるから、以下に列挙
する効果を有している９：構造及び製造工程が簡単で、
小型化、低価格化、量産化が容易である。

ｉｉ：小型電位検出電極との組み合わせで、両極ともに
小型のボテンショメトリックセンサが実現できる。

ｉｉｉ　：任意の形状に製作することができる。

ｉｖ：窒化チタンは導体であり、その電気抵抗を気にす
ることなく、簡単で安価な電位差測定回路を適用するこ
とができる。

Ｖ：窒化チタンは、さらに機械的強度も有しているので
、リード部を設けなくても、直接コネクタに挿入して使
用できる。

ｖｉ：窒化チタンは化学的に安定な物質であり、被検液
中に溶出することが少なく、長期に亘って安定して使用
することができる。

ｖｉｉ：内部液や液絡部がないため、センサの保守・管
理の必要がなくなる。

ｖｉｉ：単純な構造と材料なので、電極間の特性のばら
つきが小さくなる。

ｉＸ：従来の比較電極に比べて応答速度がはやい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の一実施例に係る比較電極の
外観平面図、第１図（ｂ）は、同比較電極の第１図（ａ
）中ｒｂ−ｒｂ線における断面図、第１図（Ｃ）は、同
比較電桶のコネクタとの接続を説明する斜視図、第２図
（ａ）及び第２図山）は、′それぞれ同比較電極の製造
工程を説明する図、第３図は、同比較電極に適用される
測定回路の一例を示す図、第４図は、同比較電極の特性
を示す図である。２：絶縁性基板、　　３：窒化チタン膜、５：有機高分
子膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極支持基材上に窒化チタン膜を形成し、この窒
化チタン膜を有機高分子膜で被覆してなる比較電極。