JPH0455758A

JPH0455758A - センサ素子

Info

Publication number: JPH0455758A
Application number: JP16810090A
Authority: JP
Inventors: Youko Katsuya; 勝冶　洋子; Hideji Saneyoshi; 実吉　秀治; Tomio Wada; 和田　富夫
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1992-02-24

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センサ素子、ことに物質の吸脱着によって光
の吸収スペクトルが変化しうる特定の有機化合物を感応
物質として含有するセンサ素子に関する。この発明のセ
ンサ素子は、湿気、有機化合物の検知もしくは測定で利
用できる。

（ロ）従来の技術及び発明が解決しようとする課題一般にガスセンサとしては、Ｓ　ｎ　Ｏ！、ＷＯｓなど
の酸化物半導体を用いたものが知られており、これらは
吸着した分子により、導電率が変化する性質を用いるも
のである。しかし、これらのセンサは、電気信号として
取り出すために配線が必要であり、また加熱が必要であ
る。その他、水晶振動子にポリアミド膜を組み合せ、吸
湿による共振周波数の変化を用いて湿度を測定するもの
もある。

しかし、製作が容易で測定感度が良好なセンサ素子の出
現が望まれている。

（ハ）課題を解決するための手段この発明は、式（Ｉ）：（式中Ｒは水素原子または低級アルキル基）で示される
化合物を含有することからなるセンサ素子を提供するも
のである。

上記の式（Ｉ）において、Ｒの低級アルキル基は、炭素
数Ｉ〜４のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ｔ−ブチル基が好ましい。Ｒは同一
または異なっていてもよいが、合成法上から同一である
のが好ましい。

この発明のセンサ素子に用いる上記式（Ｉ）の具体的化
合物としては、２．６−ジフェニル−４−（２，４゜６
−トリフェニル−Ｎ−ピリジリノ）フェルレート、２．
６−ジフェニル−４−［２，４，６−トリ（ｐ−メチル
フェニル）−Ｎ−ビリジリノ］フエル−ト、２．６−ジ
フェニル−４−［２，４，６−トリ（ｐ−エチルフェニ
ル）−Ｎ−ビリジリノコフエル−トなどが含まれる。

これらの化合物は、公知物質であるが、公知の方法によ
って容易に作ることができる物質である。

この発明のセンサ素子は、基本的には、上記の式（Ｉ）
の化合物を、これを溶解しうる有機溶媒（例えば、クロ
ロホルム、ジメチルホルムアミドなど）に溶解した溶液
またはこの溶液に必要に応じて成膜用の担体を溶解した
溶液を、透明基板（例えばガラス基板、透明合成樹脂基
板）上に成膜して構成される。成膜用の担体としては、
式（Ｉ）の化合物と相溶性を有し、センサ素子の使用時
に吸収スペクトルに実質的に影響を与えないものであれ
ばよい。例えば、酢酸セルロースのような高分子樹脂が
挙げられる。成膜は、例えばスピンコード法で行うこと
ができ、その膜厚は、例えば約５００人〜３μである。

かくして得られたセンサ素子は、発光部と受光部の中間
に設置し、測定用装置として利用できる。

この発明のセンサ素子は、水分を吸着すると吸収スペク
トルが変化するので、それを利用して感湿センサとして
、またカルボニル基、アルコール性水酸基またはカルボ
キシル基を含有する有機化合物を吸着すると同様に吸収
スペクトルが変化するのでかかる有機化合物のガスの検
知センサとして用いることができる。これらのセンサは
、水分または有機化合物の定量にも利用しうる。

なお、有機化合物としては、アセトンのようなケトン類
、メタノール、エタノール、イソプロパツールのような
低級脂肪族アルコール、酢酸のような低級脂肪酸などが
検知対象として好ましい例である。さらに、酢酸エチル
のような低級脂肪酸エステル、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルム
アミドのような低級脂肪酸アミドが挙げられる。

（ニ）実施例次にこの発明を実施例を用いて説明する。

実施例Ｉ２．６−ジフェニル−４−（２，４，６−トリフェニル
−Ｎ−ビリジリノ）フェルレート（式（Ｉ）でＲが全て
水素原子の化合物）５０ｘ９をクロロホルム５ｘ（ｌに
溶解し、この溶液をスピナーによりガラス基板上に塗布
し、６０℃のオープン中で溶媒を除去して、均一なスピ
ンコード膜を得た。

）この素子に白色光を照射し、空気、アセトンガス及び
エタノールガス雰囲気下で可視吸収スペクトルを測定す
ると、第１図に示すような吸収スペクトル図が得られた
。アセトン、エタノールガス雰囲気下では、吸収波長が
短波長側にシフトすることが観測された。この素子を発
光系と受光系の間に設置し、光の波長７００ｎｍにおけ
る吸光度変化として、アセトンガス、エタノールガスを
検知することができる。エタノールガスに対しては、吸
収波長の変化が大きく、この素子は空気中では緑色であ
るが、エタノールガス雰囲気下では青紫色に変色し、目
視によってもエタノールガスを検知することは可能であ
る。アセトン、エタノール以外に、メタノール、イソプ
ロピルアルコール等のアルコール、酢酸などの酸に対し
ても吸収波長が変化するのを確認し、これらのガス検知
に利用することも可能である。

ｉｉ）前記素子に白色光を照射し、吸収スペクトルを測
定すると、第２図に示すように湿度雰囲気下で吸収スペ
クトルが変化することが観測された。

この素子を発光系と受光系の間に設置し、７００ｎｓの
光の吸光度変化を利用して湿度を検知することができる
。また、この素子は乾燥雰囲気下では緑色であるが、湿
度雰囲気下では、青色に変色し目視によっても湿度検知
が可能である。

実施例２実施例１と同じ化合物５０ｍｇをジメチルホルムアミド
５村に溶解し、これに酢酸セルロース＋００ｘｇを加え
て溶液とした。この溶液をガラス基板にスピナーで塗布
し、９０℃のオーブン中で乾燥して、均一なスピンコー
ド膜を形成した。

）この素子のエタノールガスによる吸収スペクトルの変
化を第３図に示す。エタノールガスにより吸収波長が短
波長側にシフトし、更に、エタノールガス濃度とともに
、シフト幅ら大きくなる。

この素子を発光系と受光系の間に設置し、光の波長７０
０ｎｍの吸光度変化を測定することにより、エタノール
ガスを検知することができる。

ｉｉ）この素子に白色光を照射し、吸収スペクトルを測
定すると、第４図に示すように湿度雰囲気下で吸収スペ
クトルが変化することが観測された。

この素子を発光系と受光系の間に設置し、６３０１ｍの
光の吸光度変化を利用して湿度を検知することができる
。

実施例３２．６−ジニニルー４−　［２，４，６−トリ（ｐ−メ
チルフェニル）−ｕ−ビリジリノコフエル−ト（式（Ｉ
）でＲが全てメチル基の化合物）を用いて、実施例２と
同様にして、均一なスピンコード膜を形成した。この膜
は、空気中では緑色であるが、エタノールガスやメタノ
ールガス雰囲気では、青紫色、赤紫色に変色し、目視に
よってこれらのガスが検知できる。

また、湿気雰囲気下では青色に変色し、湿度を検出でき
る。

なお、これらの感度は実施例２のものより若干劣った。

（ホ）発明の効果この発明のセンサ素子は、簡便に安価に作成でき、湿気
、アセトン、メタノール、エタノールなどと接触すると
変色し、目視によっても検知しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１のセンサのエタノールガスおよびアセ
トンガスに対する吸収スペクトル変化、第２図は実施例
１のセンサの湿度による吸収スペクトル変化（ＲＨは相
対湿度を示す）、第３図は実施例２のセンサのエタノー
ルガスに対する吸収スペクトル変化、第４図は実施例２
のセンサの湿度による吸収スペクトル変化を示す。第１図実ガシ停止ＪＩの仁シブのエタノーノしカスおよメ１ピ
トン刀′ス１こオ寸２を台吸収スｌでクトノし変イヒ。 η℃ 波　長　（ｎｍ）第２図定力し夜り１の亡ンサの５ＵにＪる波長（ｎｍ）第３図波長（ｎｍ）

Claims

【特許請求の範囲】１、式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒは水素原子または低級アルキル基）で示される
化合物を含有することからなるセンサ素子。２、湿度の測定用である請求項１によるセンサ素子。３、カルボニル基、アルコール性水酸基またはカルボキ
シル基を含有する有機化合物の検知用である請求項１に
よるセンサ素子。４、有機化合物がアセトン、低級脂肪族アルコール、低
級脂肪酸、低級脂肪酸エステルまたは低級脂肪酸アミド
である請求項３によるセンサ素子。５、式（ I ）のＲが、全て水素原子または全てメチル
基である請求項１によるセンサ素子。