JPH0712730A - Odor sensor and method of measuring odor - Google Patents
Odor sensor and method of measuring odorInfo
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- JPH0712730A JPH0712730A JP15743393A JP15743393A JPH0712730A JP H0712730 A JPH0712730 A JP H0712730A JP 15743393 A JP15743393 A JP 15743393A JP 15743393 A JP15743393 A JP 15743393A JP H0712730 A JPH0712730 A JP H0712730A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば防災システム
用、空気環境測定用、食品工業用、各種工程管理用、医
療用、及び、健康用として用いて好適な匂いセンサ及び
匂い測定方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an odor sensor and an odor measuring method suitable for use in, for example, disaster prevention systems, air environment measurement, food industry, process control, medical treatment, and health use. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】嗅覚に代表される化学感覚は、非常に高
い識別能と感度を有しており、それを人工的に実現する
ことができれば、その応用分野は広く、産業上の有用性
は非常に高い。2. Description of the Related Art The chemical sensation represented by the olfactory sense has a very high discriminating ability and sensitivity, and if it can be artificially realized, its field of application will be wide and its industrial utility will be high. Very expensive.
【０００３】例えば、防災システム分野においては、従
来、様々な物理量センサを組み合わせて火災の早期検知
を行う努力がなされている。すなわち、火災に伴って発
生するＣＯやＮＯX など無臭の無機ガスを検知するガス
センサや煙を検知する煙センサ、火炎を検知する光セン
サ、周囲温度の上昇を検知する熱センサ等の複数のセン
サを組み合わせて総合的に判断することで、誤動作のな
い、確実に火災の発生を検知できる防災システムの構築
が試みられている。一方、火災初期時、特に燻燃（まだ
くすぶっている状態）時には、多量かつ多種の匂いのあ
るガスが発生する。したがって、これらの匂い物質を検
出する匂いセンサを、煙、温度、無機ガスのセンサと共
に防災システムに組み込むことができれば、防災システ
ムの信頼性をさらに向上させることができる。For example, in the field of disaster prevention systems, efforts have been made in the past for early detection of fires by combining various physical quantity sensors. That is, a plurality of sensors such as a gas sensor that detects an odorless inorganic gas such as CO and NO x generated by a fire, a smoke sensor that detects smoke, an optical sensor that detects a flame, and a heat sensor that detects an increase in ambient temperature. An attempt has been made to construct a disaster prevention system that can detect the occurrence of fire without malfunction by making a comprehensive judgment by combining the above. On the other hand, in the early stages of a fire, especially in a smoldering state (still smoldering), a large amount of odorous gas is generated. Therefore, if the odor sensor for detecting these odor substances can be incorporated into the disaster prevention system together with the smoke, temperature, and inorganic gas sensors, the reliability of the disaster prevention system can be further improved.
【０００４】このような匂いセンサとして利用し得る従
来のセンサ若しくはそれを構築するヒントとなりそうな
方法として、例えば次の（ａ）〜（ｄ）に示すセンサ若
しくは方法があった。As a conventional sensor that can be used as such an odor sensor or a method that is likely to be a hint for constructing it, there are, for example, the following sensors or methods (a) to (d).
【０００５】（ａ）酸化物半導体を用いた匂いセンサ
（例えば特開昭５４−１１４２９６号公報）。(A) An odor sensor using an oxide semiconductor (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-114296).
【０００６】（ｂ）酸化錫半導体にアルカリ土類金属を
担持させた検知部を具えた匂いセンサ（例えば、特開平
１−２５９２５０号公報）。(B) An odor sensor equipped with a detecting portion in which an alkaline earth metal is carried on a tin oxide semiconductor (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-259250).
【０００７】（ｃ）：液晶を利用したもの、：空気
を高電圧でイオン化してイオン電流の変化を見るもの、
：β−カロチン等の有機半導体を用いるもの、：犬
の嗅覚細胞の膜電位を測定するもの、：人の脳波を記
録するもの、：二分子膜と水晶振動子とを組み合わせ
たもの、：植物の葉肉細胞の膜電位を測定するもの、
：サーミスタと膜とを併用するもの（〜いずれ
も、特開平１−２５９２５０号の従来技術の項。）。(C): Using liquid crystal :: Ionizing air at high voltage to see changes in ionic current,
: Using an organic semiconductor such as β-carotene :: Measuring the membrane potential of dog olfactory cells: Recording human brain waves: Combined bilayer membrane and crystal oscillator: Plant For measuring the membrane potential of mesophyll cells,
: A combination of a thermistor and a film (to each of them, the prior art of JP-A-1-259250).
【０００８】（ｄ）：二分子膜に苦み或いは匂い物質
が吸着したときのＮａＣｌ水溶液中のこの二分子膜の膜
電位或いは膜抵抗の変化を電気化学的に検出する方法、
：水晶振動子上にキャストした二分子膜に匂い物質が
吸着したときの水晶振動子の振動数の変化を検出する方
法（例えば特開昭６３−２２２２４８号公報）。(D): A method for electrochemically detecting a change in membrane potential or membrane resistance of this bilayer membrane in an aqueous NaCl solution when a bitter or odorous substance is adsorbed on the bilayer membrane,
: A method for detecting a change in the frequency of a crystal resonator when an odor substance is adsorbed on a bilayer film cast on the crystal resonator (for example, JP-A-63-222248).
【０００９】上記例示の各センサや方法のうちの酸化物
半導体を用いるものは、ＣＯやＮＯX などの無機のガス
センサとして実績がある。ただし、上記例示の各センサ
や方法のうちの、有機物を用いているもの例えば（ｃ）
のうちのいくつかのものや、（ｄ）のように二分子膜を
用いたものの方が、酸化物半導体を用いたものより、匂
い物質のセンサとして期待できると考えられる。それ
は、匂い物質が主に有機物であること、及び、一般に、
類似したもの同士は親和性が高く、有機物の匂い物質に
対しては有機物が適していると考えられることから、有
機物を用いたセンサの方が良好な感応特性が期待できる
と考えられるからである。Among the above-exemplified sensors and methods, the one using an oxide semiconductor has a track record as an inorganic gas sensor such as CO or NO x . However, of the above-exemplified sensors and methods, those using organic substances, for example, (c)
It is considered that some of them and those using a bilayer film as in (d) can be expected as sensors for odorous substances rather than those using an oxide semiconductor. It is that odorants are predominantly organic, and, in general,
This is because similar substances have a high affinity and it is considered that organic substances are suitable for odorants of organic substances, so that it is expected that a sensor using organic substances can have better sensitivity characteristics. .
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機物
を用いた従来のセンサや方法（例えば、上記（ｃ）項や
（ｄ）項のもの）は、いずれも、匂いの測定のために複
雑な測定装置が必要なためシステムを低価格で作製でき
ないという問題点や、匂いセンサにおける匂いを感知す
る感応膜の特性劣化が著しいという問題点があった。However, the conventional sensors and methods using organic substances (for example, those in the above items (c) and (d)) are all complicated measurement for odor measurement. There are problems that the system cannot be manufactured at low cost because a device is required and that the characteristic of the sensitive film that senses the odor in the odor sensor is significantly deteriorated.
【００１１】具体例でいえば、（ｄ）のの方法では、
塩の水溶液中にセンサを浸す必要があること、匂い物質
を含む空気を塩の水溶液中に吹き込んで匂い物質をこの
水溶液に溶解させておく必要があること、塩の水溶液が
必要なこと、さらに、対電極や参照電極が必要なことな
ど、複雑な測定系が必要である。また、（ｄ）のの方
法では、水晶振動子の振動数の変化を測定する高精度な
装置が必要である。また、嗅覚細胞、二分子膜及び植物
の葉肉細胞などは特性劣化が早い。As a concrete example, in the method (d),
It is necessary to immerse the sensor in an aqueous solution of salt, it is necessary to blow air containing odorant into the aqueous solution of salt to dissolve the odorant in this aqueous solution, and an aqueous solution of salt is required. A complicated measurement system is required, such as the need for a counter electrode and a reference electrode. Further, the method (d) requires a highly accurate device for measuring the change in the frequency of the crystal unit. In addition, olfactory cells, bilayer membranes, mesophyll cells of plants, etc. are rapidly deteriorated.
【００１２】この出願はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの出願の第一発明の目的は、従来よ
りセンサの構成および測定系が簡単にできる新規な匂い
センサを提供することにある。また、この出願の第二発
明の目的は新規な匂い測定方法を提供することにある。This application has been made in view of the above-mentioned circumstances. Therefore, an object of the first invention of this application is to provide a novel odor sensor in which the structure of the sensor and the measurement system can be simplified compared with the conventional ones. is there. Another object of the second invention of this application is to provide a novel odor measuring method.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願に係る発明者は、以下の知見に基づいてこ
の出願の発明を完成するに至った。In order to achieve this object, the inventor of this application has completed the invention of this application based on the following findings.
【００１４】文献Ｉ（応用物理 第６１巻、第１０号、
ｐｐ．１０４４−１０４７（１９９２））には、有機電
界発光（ＥＬ）素子が開示されている。詳細には、陽極
からの正孔注入・移動、陰極からの電子の注入・移動、
正孔と電子の再結合による発光という、それぞれの役割
を担う３種類の化合物（それぞれ正孔輸送剤、電子輸送
剤、発光剤）の混合物を膜化し、この膜を電極（一方は
透明電極）で挟んだＥＬ素子が開示されている。Reference I (Applied Physics Vol. 61, No. 10,
pp. 1044-1047 (1992)) discloses an organic electroluminescence (EL) device. Specifically, hole injection / transfer from the anode, electron injection / transfer from the cathode,
A mixture of three types of compounds (hole transporting agent, electron transporting agent, and luminescent agent) that play respective roles of light emission by recombination of holes and electrons is formed into a film, and this film is used as an electrode (one is a transparent electrode) An EL element sandwiched between is disclosed.
【００１５】また、文献II（電子情報通信学会 ＯＭＥ
９２−１０、ｐｐ．７−１２（１９９２））には、導電
性高分子の塗布膜を発光層とする発光ダイオードが開示
されている。Reference II (IEICE OME
92-10, pp. 7-12 (1992)) discloses a light emitting diode using a coating film of a conductive polymer as a light emitting layer.
【００１６】また、強い蛍光性を有する蛍光分子より成
る電子輸送性の有機薄膜と正孔輸送性の有機薄膜とから
成る積層体を電極で挟み、陽極から正孔を陰極から電子
をそれぞれ注入することで発光する有機発光素子が知ら
れている。Further, a laminate comprising an electron-transporting organic thin film and a hole-transporting organic thin film made of fluorescent molecules having strong fluorescence is sandwiched by electrodes, and holes are injected from the anode and electrons are injected from the cathode. Therefore, an organic light emitting element that emits light is known.
【００１７】この出願に係る発明者は上述の各有機発光
素子の特性を調べているうちに、この種の有機発光素子
の発光特性（発光強度）が、雰囲気中に存在するガス、
匂い物質の影響によって変化することに気付いた。さら
に、この種の有機発光素子の発光層として用いられてい
る有機薄膜と雰囲気との接触をより促進させるべく、有
機薄膜素子の上部電極を部分的に除去した状態とし、こ
の状態でこの素子の発光特性と匂い物質との関係を調べ
てみたところ、この種の有機発光素子の発光特性が匂い
物質の発生、消滅に対して可逆的な特性となりまた種々
の匂い物質に対して特異的な特性となることが分かっ
た。The inventor of the present application has been investigating the characteristics of each of the organic light-emitting elements described above, and has found that the emission characteristics (emission intensity) of this type of organic light-emitting element have
I noticed that it changes due to the influence of odorants. Further, in order to further promote the contact between the organic thin film used as the light emitting layer of this type of organic light emitting device and the atmosphere, the upper electrode of the organic thin film device is partially removed, and in this state, When we investigated the relationship between the luminescent properties and odorous substances, we found that the luminescent properties of this type of organic light emitting device were reversible to the generation and disappearance of odorous substances, and that they were specific to various odorous substances. It turns out that
【００１８】したがって、この出願の第一発明の匂いセ
ンサによれば、第一及び第二の電極と、これら電極間に
設けられこれら電極間に電圧が印加された際に発光する
有機薄膜とを具え、前記第一及び第二の電極の一方を透
明性を有する電極で構成し、他方をガス透過性を有する
電極で構成してあることを特徴とする。Therefore, according to the odor sensor of the first invention of this application, the first and second electrodes and the organic thin film which is provided between these electrodes and emits light when a voltage is applied between these electrodes are provided. It is characterized in that one of the first and second electrodes is composed of an electrode having transparency, and the other is composed of an electrode having gas permeability.
【００１９】なお、上記構成では第一及び第二の電極を
それぞれ透明性かガス透過性かの一方の性質のみを有す
るものとしているが、この第一発明は、次のような構成
としても良い。すなわち、第一及び第二の電極と、これ
ら電極間に設けられこれら電極間に電圧が印加された際
に発光する有機薄膜とを具え、前記第一及び第二の電極
のうちの少なくとも一方を透明性を有しかつガス透過性
を有する電極で構成した匂いセンサであっても良い。こ
こで、少なくとも一方を透明性を有しかつガス透過性を
有する電極で構成するとは、(i):第一及び第二の電極の
一方が透明性を有しかつガス透過性を有する電極で、他
方は電極であればどのような電極でも良い場合、(ii):
第一及び第二の電極の一方が透明性を有しかつガス透過
性を有する電極で、他方はガス透過性を有する電極であ
る場合、(iii):第一及び第二の電極の一方が透明性を有
しかつガス透過性を有する電極で、他方は透明性を有す
る電極である場合、(iV): 第一及び第二の電極の双方が
透明性を有しかつガス透過性を有する電極である場合を
いうものとする。In the above construction, the first and second electrodes have only one of transparency and gas permeability, but the first invention may have the following construction. . That is, the first and second electrodes, and an organic thin film that is provided between these electrodes and emits light when a voltage is applied between these electrodes, and comprises at least one of the first and second electrodes. It may be an odor sensor composed of electrodes having transparency and gas permeability. Here, at least one is composed of an electrode having transparency and gas permeability, (i): one of the first and second electrodes is an electrode having transparency and gas permeability. , If the other is any electrode, (ii):
One of the first and second electrodes is an electrode having transparency and gas permeability, the other is an electrode having gas permeability, (iii): one of the first and second electrodes When the transparent and gas permeable electrode and the other is transparent electrode, (iV): both the first and second electrodes are transparent and gas permeable It refers to the case of an electrode.
【００２０】なお、この発明に適用し得る典型的な発光
機構を例示すれば以下の（ａ）〜（ｄ）のものが挙げら
れる。The following (a) to (d) are given as examples of typical light emitting mechanisms applicable to the present invention.
【００２１】（ａ）．第一及び第二の電極間に設けられ
電圧印加で発光する有機薄膜（以下、「発光用有機薄
膜」と略称することもある。）を、電子及び正孔の注入
により発光する薄膜で構成したタイプのもの。(A). An organic thin film that is provided between the first and second electrodes and emits light when a voltage is applied (hereinafter, may be abbreviated as "organic thin film for light emission") is composed of a thin film that emits light by injecting electrons and holes. Of the type.
【００２２】例えば、電子輸送機能を有する材料、正孔
輸送機能を有する材料及び発光機能を有する材料を混合
した膜で構成したもの（上記文献Ｉに開示のもの）が相
当する。なお、このタイプの場合、必ずしも、電子輸送
機能を有する材料、正孔輸送機能を有する材料、発光機
能を有する材料の３種類の材料を用いる場合に限られる
ものではなく、この３種の機能が得られれば他の構成で
も良い。例えば、電子輸送機能及び発光機能を兼ね備え
た材料と正孔輸送機能を有する材料との２種の混合系で
あっても構わない。For example, a material composed of a film in which a material having an electron transporting function, a material having a hole transporting function, and a material having a light emitting function are mixed (the one disclosed in the above-mentioned document I) is equivalent. Note that this type is not necessarily limited to the case of using three types of materials, that is, a material having an electron transporting function, a material having a hole transporting function, and a material having a light emitting function. Other configurations may be used if they are obtained. For example, it may be a mixed system of two kinds of a material having both an electron transporting function and a light emitting function and a material having a hole transporting function.
【００２３】（ｂ）．発光用有機薄膜を、導電性高分子
膜で構成したタイプのもの。例えば上記文献IIのものが
相当する。用い得る導電性高分子の例としては、例え
ば、オキサジアゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニ
レン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリアルキル
フルオレン、ポリパラフェニレン、ポリアニリン等を挙
げることができる。(B). A type in which the organic thin film for light emission is composed of a conductive polymer film. For example, the above-mentioned document II corresponds. Examples of the conductive polymer that can be used include oxadiazole derivatives, polyparaphenylene vinylene, poly (3-alkylthiophene), polyalkylfluorene, polyparaphenylene, polyaniline, and the like.
【００２４】（ｃ）．先に例示のように、強い蛍光性を
有する蛍光分子より成る電子輸送性の有機薄膜と正孔輸
送性の有機薄膜とから成る積層体を電極で挟み、陽極か
ら正孔を陰極から電子をそれぞれ注入する機構のもの及
びそれと同類のものである。注入された正孔が正孔輸送
性の有機薄膜を通って運ばれ、一方、注入された電子が
電子輸送性の有機薄膜を通って運ばれ、両有機薄膜の界
面近傍で正孔と電子との衝突・再結合が起きその時生じ
たエネルギーで蛍光分子が励起され蛍光を発するタイプ
の有機発光素子である。例えば、文献III ：アプライド
フィジックスレターズ（ Applied Physics Letter
s），５５（１５），１９８９，ｐｐ．１４８９−１４
９１）に開示のように、正孔輸送性を有する有機薄膜側
を蛍光性を有するものとした場合のものも、この（ｃ）
のタイプに相当する。また、場合によっては、電子輸送
性を有する有機薄膜及び正孔輸送性を有する有機薄膜双
方が蛍光性を有する場合であっても良い。またさらに、
例えば文献IV：ジャパニーズジャーナル オブ アプラ
イド フィジックス（Japanese Journal of Applied Ph
ysics ），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．２，１９８８，Ｌ２６
９−Ｌ２７１に開示のように、電子輸送性の有機薄膜及
び正孔輸送性の有機薄膜自体は蛍光性を有するものとせ
ずに両薄膜間に蛍光性を有する薄膜を設ける構成のもの
も、この（ｃ）のタイプに相当する。なお、この（ｃ）
のタイプのものを構成するに当たり、電子輸送性を有す
る有機薄膜を構成する材料として、例えば、アルミキノ
ール錯体を用いることができ、正孔輸送性を有する有機
薄膜を構成する材料として、例えば、ジアミン誘導体を
用いることができる。(C). As exemplified above, a laminate composed of an electron-transporting organic thin film and a hole-transporting organic thin film made of fluorescent molecules having strong fluorescence is sandwiched between electrodes, and holes are emitted from the anode and electrons are emitted from the cathode. Injecting mechanism and the like. The injected holes are transported through the hole-transporting organic thin film, while the injected electrons are transported through the electron-transporting organic thin film, and the holes and electrons are transferred near the interface between the two organic thin films. Is an organic light-emitting device of a type in which the fluorescent molecules are excited by the energy generated at the time of collision and recombination of the fluorescent molecules. For example, Reference III: Applied Physics Letters
s), 55 (15), 1989, pp. 1489-14
As disclosed in (91), the case where the organic thin film side having a hole transporting property is made to have a fluorescent property also has this (c).
Equivalent to the type. In some cases, both the organic thin film having an electron transporting property and the organic thin film having a hole transporting property may have fluorescence. Furthermore,
For example, Reference IV: Japanese Journal of Applied Physics
ysics), Vol. 27, No. 2,1988, L26
As disclosed in 9-L271, a structure in which an electron-transporting organic thin film and a hole-transporting organic thin film themselves do not have fluorescence but a thin film having fluorescence is provided between both thin films This corresponds to the type (c). In addition, this (c)
In order to form the organic thin film having the electron transporting property, for example, an aluminum quinol complex can be used as the material forming the organic thin film, and as the material forming the organic thin film having the hole transporting property, for example, diamine. Derivatives can be used.
【００２５】（ｄ）．また、上述の（ａ）〜（ｃ）に示
した各タイプは、いずれもいわゆる電流注入型のもので
あるが、他の発光機構のもの例えば電圧励起型のもので
も期待できる。(D). Further, each of the types shown in (a) to (c) above is a so-called current injection type, but other types of light emitting mechanism such as a voltage excitation type can also be expected.
【００２６】なお、この発明の実施に当たり、透明性を
有する電極は、例えば酸化スズの薄膜、或いは、インジ
ウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の薄膜で構成することがで
きる。また、ガス透過性を有する電極は、測定雰囲気の
気体を透過するものであれば種々の構成のものとでき
る。例えば、電極を膜で構成する場合にその膜自体がポ
ーラスな状態になるよう成膜するとか、そもそも、電極
自体を積極的にメッシュ状にパターニングするとか、電
極に多数の細孔が形成されるよう電極をパターニングす
るとかの手段を挙げることができる。In the practice of the present invention, the transparent electrode can be formed of, for example, a tin oxide thin film or an indium-tin oxide (ITO) thin film. Further, the electrode having gas permeability can have various configurations as long as it is permeable to the gas in the measurement atmosphere. For example, when the electrode is composed of a film, it is formed so that the film itself is in a porous state, or in the first place, the electrode itself is actively patterned into a mesh shape, or many pores are formed in the electrode. There may be mentioned means for patterning the electrode.
【００２７】また、この出願の第二発明は有機発光素子
を匂いの測定に積極的に利用するべくなされたものであ
り、第一及び第二の電極と、これら電極間に設けられこ
れら電極間に電圧が印加された際に発光する有機薄膜と
を具える素子の、第一及び第二の電極の一方を透明性を
有する電極とし、他方をガス透過性を有する電極とし、
前記ガス透過性を有する電極側を測定雰囲気に接しさ
せ、かつ、前記第一及び第二電極間に電流を流して前記
有機薄膜を発光させ、前記発光の強度変化を測定するこ
とによって前記測定雰囲気中の匂い物質の有無及び匂い
物質の種類の一方又は双方を測定することを特徴とす
る。ここで、第一及び第二電極間に電流を流す場合の具
体的な駆動方法は直流駆動、交流駆動のいずれかに限定
されるものではなく設計に応じて選択できる。The second invention of this application is intended to positively utilize the organic light emitting device for odor measurement, and it is provided between the first and second electrodes and between these electrodes. Of an element comprising an organic thin film that emits light when a voltage is applied to, one of the first and second electrodes is a transparent electrode, and the other is a gas permeable electrode,
The gas-permeable electrode side is brought into contact with the measurement atmosphere, and a current is passed between the first and second electrodes to cause the organic thin film to emit light, and the measurement atmosphere is measured by measuring a change in the intensity of the emitted light. It is characterized in that the presence or absence of an odor substance in the inside and one or both of the types of the odor substance are measured. Here, the specific driving method for passing a current between the first and second electrodes is not limited to either DC driving or AC driving, and can be selected according to the design.
【００２８】なお、この第二発明において、第一及び第
二電極の一方を透明性を有するものとし他方をガス透過
性のものとする代わりに、第一及び第二電極のうちの少
なくとも一方の電極を透明性を有しかつガス透過性を有
するものとし前記測定を行うようにしても良い。ここ
で、第一及び第二電極のうちの少なくとも一方の電極を
透明性を有しかつガス透過性を有するものとするとは、
第一発明においてすでに説明した(i) 〜(iV)であること
ができる。In the second invention, at least one of the first and second electrodes is replaced with one having transparency and the other having gas permeability. The electrode may be transparent and gas permeable, and the measurement may be performed. Here, that at least one of the first and second electrodes is transparent and has gas permeability,
It may be (i) to (iV) already described in the first invention.
【００２９】[0029]
【作用】この出願の第一発明の構成によれば、基本的に
発光素子の構造を採用するのみで匂いセンサが構成され
る。またこの匂いセンサはガス透過性を有する電極を具
えたので、測定対象の気体はこの電極を通過し有機薄膜
へ容易に接触するようになる。また、この有機薄膜はガ
ス透過性を有する電極及び透明性を有する電極間に電流
を流すと発光するものであるが、その発光強度は、ガス
透過性を有する電極を透過してこの有機薄膜に気体が接
触しているか否か或いは、接触している気体の種類など
により変化する。このような発光強度の変化は透明性を
有する電極を介しセンサ外部に現れる。この光強度変化
をモニタしておくことで匂いを測定出来る。したがっ
て、構成が簡単でかつ匂いを光強度変化という物理量で
センシングできる匂いセンサが得られる。また、有機薄
膜が匂い感応膜であることから匂い物質との親和性が高
まるので、ｐｐｍオーダの濃度の匂いの検出ができる匂
いセンサが得られる。According to the configuration of the first invention of this application, the odor sensor is basically constructed only by adopting the structure of the light emitting element. Further, since this odor sensor has an electrode having gas permeability, the gas to be measured passes through this electrode and easily comes into contact with the organic thin film. The organic thin film emits light when an electric current is applied between the electrode having gas permeability and the electrode having transparency. The emission intensity of the organic thin film passes through the electrode having gas permeability and It changes depending on whether or not the gas is in contact, or the kind of the gas in contact. Such a change in light emission intensity appears outside the sensor through the transparent electrode. The odor can be measured by monitoring this change in light intensity. Therefore, it is possible to obtain an odor sensor having a simple structure and capable of sensing an odor with a physical quantity called a change in light intensity. Further, since the organic thin film is an odor sensitive film, the affinity with an odor substance is enhanced, so that an odor sensor capable of detecting an odor having a concentration on the order of ppm can be obtained.
【００３０】この出願の第二発明の構成によれば、基本
的には有機発光素子である素子を用い匂いの測定ができ
るので、新規な匂い測定方法が確立される。According to the constitution of the second invention of this application, since an odor can be basically measured using an element which is an organic light emitting element, a new odor measuring method is established.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、図面を参照して第一発明の匂いセンサ
及び第二発明の匂い測定方法の実施例を併せて説明す
る。なお、説明に用いる各図はこの発明を理解出来る程
度に各構成成分の寸法、形状及び配置関係を概略的に示
してあるにすぎない。また、各図において同様な構成成
分については同一の番号を付して示し、それらの重複説
明は場合により省略する。また、以下の実施例中で説明
する材料、成膜条件、膜厚や大きさなどを示す数値はこ
の発明の範囲内の一例にすぎない。Embodiments of the odor sensor of the first invention and the odor measuring method of the second invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings used in the description merely schematically show the dimensions, shapes, and positional relationships of the respective constituent components to the extent that the present invention can be understood. Further, in each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted in some cases. Further, the materials, film forming conditions, numerical values indicating film thickness, size, etc. described in the following examples are merely examples within the scope of the present invention.
【００３２】１．第１実施例 図１（Ａ）は、第１実施例の匂いセンサ１０の構成を示
した断面図である。ただし、第一及び第二の電極１３、
１７に電圧を加するための電源１９を併せて示してあ
る。1. First Embodiment FIG. 1A is a sectional view showing the configuration of the odor sensor 10 of the first embodiment. However, the first and second electrodes 13,
A power supply 19 for applying a voltage to 17 is also shown.
【００３３】この第１実施例の匂いセンサ１０は、基板
１１上に第一の電極１３と、発光用有機薄膜１５として
単層の発光用有機薄膜１５と、第二の電極１７とをこの
順に積層したものとしてある。この第１実施例の匂いセ
ンサ１０の詳細な構成についてこのセンサの作製手順と
共に説明する。In the odor sensor 10 of the first embodiment, a first electrode 13, a single-layer light-emitting organic thin film 15 as a light-emitting organic thin film 15, and a second electrode 17 are arranged in this order on a substrate 11. It is a layered product. The detailed structure of the odor sensor 10 of the first embodiment will be described together with the procedure for manufacturing the sensor.
【００３４】基板１１として、透明なガラス基板で大き
さが１０ｍｍ×１０ｍｍで厚さが１ｍｍのガラス基板を
用意する。このガラス基板１１上に、第一の電極１３と
してこの場合透明性を有する電極を形成する。具体的に
は、ガラス基板１１上に、表面抵抗が１０Ω／□のイン
ジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）膜をスパッタ法により形
成して第一の電極１３とする。次に、正孔輸送機能を有
する材料（正孔輸送剤とも言う。）としてヒドラゾンを
用意し、電子輸送機能を有する材料（電子輸送剤とも言
う。）としてオキサジアゾール誘導体（２，５−ビスナ
フチル−１、３、４−オキサジアゾール）を用意し、発
光機能を有する材料（発光剤とも言う。）としてレーザ
用色素であるクマリン６を用意する。そして、これら正
孔輸送剤、電子輸送剤、発光剤及びバインダ樹脂として
のポリエステル樹脂を、重量比でいって、１：１：０．
０５：１の割合で混合し、この混合物を１，２−ジクロ
ルエタンに溶解させることにより、発光用有機薄膜形成
用液を調製する。この発光用有機薄膜形成用液を、第一
の電極（ＩＴＯ膜）１３の形成の済んだガラス基板１１
上にディップコート法により塗布しそれを乾燥すること
により厚さ０．２μｍの発光用有機薄膜１５を得る。次
に、この発光用有機薄膜１５上に第二の電極１７とし
て、この場合図２（Ａ）に要部平面図で示したように、
ところどころに窓１７ａを有しているメッシュ状の電極
を形成する。なお、図２（Ａ）において、１７ｂで示し
た部分は電極材部分である。このメッシュ状の第二の電
極１７の形成は、この場合次のように行った。先ず、図
２（Ｂ）に示したような、太さが０．１ｍｍのステンレ
ス線２１ａをステンレス製の枠２１ｂに０．２ｍｍ間隔
ですだれ状に張って構成した蒸着マスク２１を用意す
る。発光用有機薄膜１５までの形成が済んだ試料を上記
蒸着マスク２１と共に蒸着装置の成膜室内にセットした
後、第二の電極形成用材料を第１回目の蒸着として蒸着
する。次に、第２回目の蒸着を行うが、その際、蒸着マ
スク２１を試料に対し第１回目のときの位置に対し９０
度回転させた状態としてこの第２回目の蒸着を行う。こ
の２回の蒸着が済むと図２（Ａ）に示したようなメッシ
ュ状の電極１７が得られる。なお、第二の電極形成用材
料として、この場合、Ｍｇ（マグネシウム）とＡｌ（ア
ルミニウム）とをモル比でいって１０：１の割合で混合
したものを用いた。これを蒸着装置のボート中に入れ
て、蒸着速度が１０オングストローム／秒となるよう蒸
着装置を制御しながら蒸着を行った。なお、電極材料と
してＭｇ−Ａｌ合金を用いたのは発光特性の点で有利と
されているからであるが、もちろん電極材料はＭｇ−Ａ
ｌ合金に限られない。As the substrate 11, a transparent glass substrate having a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 1 mm is prepared. An electrode having transparency in this case is formed as the first electrode 13 on the glass substrate 11. Specifically, an indium-tin oxide (ITO) film having a surface resistance of 10 Ω / □ is formed on the glass substrate 11 by the sputtering method to form the first electrode 13. Next, hydrazone is prepared as a material having a hole-transporting function (also referred to as a hole-transporting agent), and an oxadiazole derivative (2,5-bisnaphthyl) is used as a material having an electron-transporting function (also referred to as an electron-transporting agent). -1,3,4-oxadiazole) is prepared, and coumarin 6, which is a dye for laser, is prepared as a material having a light emitting function (also referred to as a light emitting agent). Then, the hole transfer material, the electron transfer material, the light emitting material, and the polyester resin as the binder resin are in a weight ratio of 1: 1: 0.
The mixture is mixed at a ratio of 05: 1, and the mixture is dissolved in 1,2-dichloroethane to prepare a liquid for forming an organic thin film for light emission. The liquid for forming the organic thin film for light emission is applied to the glass substrate 11 on which the first electrode (ITO film) 13 has been formed.
An organic thin film 15 for light emission having a thickness of 0.2 μm is obtained by applying the same on the top by a dip coating method and drying it. Next, as the second electrode 17 on the light emitting organic thin film 15, in this case, as shown in the plan view of the main part of FIG. 2 (A),
A mesh-shaped electrode having windows 17a is formed here and there. In addition, in FIG. 2A, a portion indicated by 17b is an electrode material portion. In this case, the formation of the mesh-shaped second electrode 17 was performed as follows. First, as shown in FIG. 2 (B), a vapor deposition mask 21 is prepared in which a stainless wire 21a having a thickness of 0.1 mm is stretched on a stainless steel frame 21b at intervals of 0.2 mm to form a comb. After the sample having the light emitting organic thin film 15 formed thereon is set together with the vapor deposition mask 21 in the film forming chamber of the vapor deposition apparatus, the second electrode forming material is vapor deposited as the first vapor deposition. Next, the second vapor deposition is performed. At that time, the vapor deposition mask 21 is set to 90 degrees with respect to the position of the first time with respect to the sample.
This second vapor deposition is performed with the state of being rotated once. After these two vapor depositions, the mesh-shaped electrode 17 as shown in FIG. 2A is obtained. In this case, as the second electrode forming material, a material in which Mg (magnesium) and Al (aluminum) were mixed at a molar ratio of 10: 1 was used. This was placed in a boat of a vapor deposition apparatus, and vapor deposition was performed while controlling the vapor deposition apparatus so that the vapor deposition rate was 10 Å / sec. The reason for using the Mg-Al alloy as the electrode material is that it is advantageous in terms of light emission characteristics, but of course the electrode material is Mg-A.
It is not limited to l alloy.
【００３５】上記のように作製した第１実施例の匂いセ
ンサ１０を以下に説明するように評価する。用いた測定
系は次のようなものとした。図３はその系の説明図であ
る。もちろんこの系は一例にすぎない。The odor sensor 10 of the first embodiment produced as described above is evaluated as described below. The measuring system used was as follows. FIG. 3 is an explanatory diagram of the system. Of course, this system is just an example.
【００３６】容積が６リットルのガラス製チャンバ３１
の中に第１実施例の匂いセンサ１０を入れる。このガラ
ス製チャンバ３１は、その壁の一部に換気用ファン３１
ａと、匂い物質投入用の開閉自在の窓３１ｂとを具え、
かつ、内部に攪拌用ファン３１ｃを具えたものとしてい
る。匂いセンサ１０の第一及び第二電極１３、１７はリ
ード線１０ａを介し電源１９と接続してある。この場
合、両電極１３、１７間に直流９Ｖの電圧を印加して発
光用有機薄膜１５を発光させている。匂いセンサ１０の
透明性を有する電極を設けている面（この場合ガラス基
板１１の側）に光強度測定手段としてこの場合フォトダ
イオード３３を対向配置してある。このフォトダイオー
ド３３はチャンバ３１外部の測定装置３５と接続してあ
り、発光用有機薄膜１５の発光強度をモニタできる構成
としてある。また、このガラス製チャンバ３１中にろ紙
３７を入れる。このろ紙３７は各種の匂い物質をおくた
めに使用する。また、燻燃状態の匂いを発生させて燻燃
臭に対する匂いセンサ１０の特性を測定する実験を行う
ために、丸めたろ紙３９と、このろ紙を加熱するための
ニクロム線４１とをガラス製チャンバ３１内に入れる。
このニクロム線４１へはチャンバ３１外の電源４３より
必要に応じ電力を供給出来る構成としてある。チャンバ
３１内のろ紙３７には、マイクロシリンジ４５によって
匂い物質４７を供給することとしている。A glass chamber 31 having a volume of 6 liters
The odor sensor 10 of the first embodiment is put in the box. This glass chamber 31 has a ventilation fan 31 on a part of its wall.
a and an openable / closable window 31b for charging an odor substance,
In addition, the stirring fan 31c is provided inside. The first and second electrodes 13 and 17 of the odor sensor 10 are connected to a power source 19 via a lead wire 10a. In this case, a voltage of DC 9V is applied between the electrodes 13 and 17 to cause the light emitting organic thin film 15 to emit light. In this case, as a light intensity measuring means, a photodiode 33 is arranged to face the surface of the odor sensor 10 on which the transparent electrode is provided (in this case, the glass substrate 11 side). The photodiode 33 is connected to the measuring device 35 outside the chamber 31, and has a configuration capable of monitoring the light emission intensity of the light emitting organic thin film 15. Further, the filter paper 37 is put in the glass chamber 31. The filter paper 37 is used to store various odor substances. Further, in order to perform an experiment for generating a smoldering odor and measuring the characteristics of the odor sensor 10 with respect to a smoldering odor, a rolled filter paper 39 and a nichrome wire 41 for heating the filter paper are provided in a glass chamber. Put in 31.
Electric power can be supplied to the nichrome wire 41 from a power source 43 outside the chamber 31 as needed. The odor substance 47 is supplied to the filter paper 37 in the chamber 31 by the microsyringe 45.
【００３７】次に、匂いセンサ１０の、トリエチルアミ
ン、クロロホルムの２種の匂い物質それぞれに対する応
答と、燻燃臭に対する応答とを測定する。匂い物質の場
合はチャンバ３１内のその濃度が１００ｐｐｍになる分
量の匂い物質をチャンバ３１内に導入する。また、燻燃
臭は、ろ紙３９に焦げが生じてろ紙３９から目視できる
程度に白煙が生じる程度にニクロム線４１に流す電流値
を制御することで生じさせる。ただし、燻燃臭を生じさ
せた際に発生する物質の種類が何であるかやその濃度に
関する分析は行わなかった。なお、燻燃臭を発生させた
際に白煙が生じこれにより発光用有機薄膜１５からの光
が散乱されることが原因で生じるフォトダイオード３３
での受光光強度の変化は、センサに匂い物質等が及んで
光強度が変化することに比較すれば、無視できる程度の
ものであった。Next, the response of the odor sensor 10 to each of the two odor substances of triethylamine and chloroform and the response to the smoldering odor are measured. In the case of an odor substance, an amount of the odor substance whose concentration in the chamber 31 is 100 ppm is introduced into the chamber 31. Further, the smoldering odor is generated by controlling the value of the current flowing through the nichrome wire 41 to the extent that the filter paper 39 is scorched to generate white smoke that is visible from the filter paper 39. However, we did not analyze what kind of substance is generated when smoldering odor is generated and its concentration. It should be noted that the photodiode 33 is generated due to the generation of white smoke when a smoldering odor is generated and the light emitted from the light-emitting organic thin film 15 is scattered thereby.
The change in the received light intensity at 1 is negligible in comparison with the change in the light intensity caused by an odor substance or the like reaching the sensor.
【００３８】匂いセンサ１０に備わる第一及び第二の電
極１３および１７間に上述のごとく直流９Ｖの電圧を印
加した状態で光強度の変化を、匂い物質等を供給する前
から供給した後までにわたって測定する。ただし、匂い
を発生させた時から５分経過した時から換気用ファン３
１ａを作動させ、その後はチャンバ３１内を新鮮な空気
で換気しながら光強度変化を測定する。この測定を各匂
い物質毎および燻燃臭についてそれぞれ行う。これら測
定結果を図４にまとめて示す。ただし、図４では横軸に
時間をとり、チャンバ３１内に匂いを発生させた後の光
強度を発生前の光強度（初期光強度）で正規化した値を
縦軸にとっている。また、図４の横軸の０で示した位置
は匂いを発生させた時を示し、５で示した位置の矢印は
換気用ファン３１ａを作動させた時を示す。The change in light intensity is applied from before the odor substance is supplied to after the odor substance is supplied while the voltage of DC 9V is applied between the first and second electrodes 13 and 17 of the odor sensor 10. Measure over. However, from the time 5 minutes have passed since the odor was generated, the ventilation fan 3
1a is operated, and then the light intensity change is measured while ventilating the chamber 31 with fresh air. This measurement is performed for each odor substance and for smoldering odor. The results of these measurements are shown together in FIG. However, in FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents a value obtained by normalizing the light intensity after the odor is generated in the chamber 31 with the light intensity before the generation (initial light intensity). Further, the position indicated by 0 on the horizontal axis of FIG. 4 indicates the time when the odor is generated, and the arrow indicated by the position 5 indicates the time when the ventilation fan 31a is operated.
【００３９】トリエチルアミン及び燻燃臭に対して発光
強度の変化が認められたが、クロロホルムに対しては発
光強度変化は認められなかった。また、トリエチルアミ
ン及び燻燃臭それぞれによる発光強度低下は、換気開始
と共に緩和されはじめることが分かった。そして、発光
強度は換気開始後５分では初期値に戻っていないが、数
十分後には初期値に回復することが分かった。このこと
から、この発明の匂いセンサは、匂い物質に対し可逆的
に応答し、また、匂いの種類によってそれぞれ異なる応
答を示すので、匂いセンサとして有用なことが理解でき
る。A change in luminescence intensity was observed for triethylamine and smoldering odor, but no change in luminescence intensity was observed for chloroform. It was also found that the decrease in luminescence intensity caused by triethylamine and smoldering odor started to be alleviated when ventilation was started. It was found that the emission intensity did not return to the initial value 5 minutes after the start of ventilation, but recovered to the initial value after several tens of minutes. From this, it can be understood that the odor sensor of the present invention is reversibly responsive to an odor substance and exhibits different responses depending on the type of odor, and thus is useful as an odor sensor.
【００４０】２．第２実施例 次に、発光用の有機薄膜１５を、導電性高分子であるポ
リ（３−オクタデシルチオフェン）の薄膜で構成した例
（第２実施例）を説明する。そのため、第１実施例と同
様な手順でガラス基板１１上に透明性の第１の電極（Ｉ
ＴＯ膜）１３を形成した後、このガラス基板１１上に、
ポリ（３−オクタデシルチオフェン）をスピンコート法
により塗布して、膜厚が０．２μｍの発光用の有機薄膜
１５を得る。次に、第２の電極１７としてのメッシュ状
の電極を第１実施例と同様な手順で形成して第２実施例
の匂いセンサを得る。2. Second Example Next, an example (second example) in which the organic thin film 15 for light emission is formed of a thin film of poly (3-octadecylthiophene) which is a conductive polymer will be described. Therefore, the transparent first electrode (I) is formed on the glass substrate 11 by the same procedure as in the first embodiment.
After forming the TO film) 13, on the glass substrate 11,
Poly (3-octadecylthiophene) is applied by a spin coating method to obtain a 0.2 μm thick organic thin film 15 for light emission. Next, a mesh-shaped electrode as the second electrode 17 is formed in the same procedure as in the first embodiment to obtain the odor sensor of the second embodiment.
【００４１】この第２実施例の匂いセンサの、クロロホ
ルム、トリエチルアミン及び燻燃臭それぞれに対する応
答特性の測定を、第１実施例の場合と同様に行う。その
結果、この第２実施例の匂いセンサは、匂い物質に対し
て可逆的に応答し、また、匂いの種類によってそれぞれ
異なる応答を示し、充分匂い物質に対して特異的に応答
するものであることが確認できた。The response characteristics of the odor sensor of the second embodiment to chloroform, triethylamine and smoldering odor are measured in the same manner as in the first embodiment. As a result, the odor sensor of the second embodiment responds reversibly to odor substances, and also shows different responses depending on the type of odor, and sufficiently responds specifically to odor substances. I was able to confirm that.
【００４２】３．第３実施例 上述の第１及び第２実施例では発光用の有機薄膜１５を
単層としていたが、この発明では発光用の有機薄膜１５
を複数の薄膜の積層体で構成することもできる。この第
３実施例はその例である。図１（Ｂ）はその説明に供す
る断面図である。この第３実施例の匂いセンサ５０で
は、発光用の有機薄膜１５を、正孔輸送性を有する有機
薄膜１５ａと電子輸送性を有する有機薄膜１５ｂとで構
成する。以下、この第３実施例の匂いセンサ５０の詳細
な構成についてこのセンサの作製手順と共に説明する。3. Third Embodiment Although the organic thin film 15 for light emission is a single layer in the above-described first and second embodiments, in the present invention, the organic thin film 15 for light emission is used.
Can be composed of a laminate of a plurality of thin films. This third embodiment is such an example. FIG. 1B is a sectional view used for the explanation. In the odor sensor 50 of the third embodiment, the organic thin film 15 for light emission is composed of an organic thin film 15a having a hole transporting property and an organic thin film 15b having an electron transporting property. The detailed configuration of the odor sensor 50 of the third embodiment will be described below along with the procedure for manufacturing the sensor.
【００４３】先ず、第１実施例と同様な手順でガラス基
板１１上に透明性の第１の電極（ＩＴＯ膜）１３を形成
する。次に、このガラス基板１１上に、正孔輸送性を有
する有機薄膜１５ａと電子輸送性を有する有機薄膜１５
ｂとをこの順に形成する。これら有機薄膜１５ａ，１５
ｂの形成はこの場合以下のように行う。正孔輸送性を有
する有機薄膜１５ａの形成材料としてジアミン誘導体の
一種である(1,1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohe
xaneを用意する。また、電子輸送性を有する有機薄膜１
５ｂの形成材料としてアルミキノール錯体の一種である
（8-hydroxyquinoline) を用意する。これら形成材料は
この場合いずれも昇華精製したものを用意する。これら
形成材料を蒸着装置の成膜室内の別々のアルミナ製のる
つぼに入れる。また、第１の電極１３を形成したガラス
基板１１を同じく成膜室内に入れる。そして、正孔電子
輸送性を有する有機薄膜１５ａの形成材料、電子輸送性
を有する有機薄膜１５ｂの形成材料の順で順次に蒸着を
行って、第１の電極１３上に、正孔電子輸送性を有する
有機薄膜１５ａと、電子輸送性を有する有機薄膜１５ｂ
とをこの順に形成する。この際、前者、後者ともそれぞ
れ膜厚が０．１μｍとなるよう形成する。なお、いずれ
の蒸着も、蒸着時の真空度が１０-3Ｐａ以下となるよう
に、かつ、蒸着速度２〜３オングストロ〜ム／秒となる
ように、蒸着装置を制御しながら行う。また、蒸着時は
基板の冷却或いは加熱は行わない。First, the transparent first electrode (ITO film) 13 is formed on the glass substrate 11 by the same procedure as in the first embodiment. Next, on the glass substrate 11, the organic thin film 15a having a hole transporting property and the organic thin film 15 having an electron transporting property.
and b are formed in this order. These organic thin films 15a, 15
In this case, b is formed as follows. It is a kind of diamine derivative (1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohe as a material for forming the organic thin film 15a having a hole transporting property.
Prepare xane. Further, the organic thin film 1 having an electron transporting property
As a material for forming 5b, a type of aluminum quinol complex (8-hydroxyquinoline) is prepared. In this case, these forming materials are prepared by sublimation purification. These forming materials are put in separate crucibles made of alumina in the film forming chamber of the vapor deposition apparatus. Further, the glass substrate 11 on which the first electrode 13 is formed is also placed in the film forming chamber. Then, the material for forming the organic thin film 15a having the hole-electron transporting property and the material for forming the organic thin film 15b having the electron-transporting property are sequentially deposited in this order to form the hole-electron transporting property on the first electrode 13. Organic thin film 15a having an electron transport property and organic thin film 15b having an electron transporting property
And are formed in this order. At this time, both the former and the latter are formed to have a film thickness of 0.1 μm. Note that any of the vapor depositions is performed while controlling the vapor deposition apparatus such that the vacuum degree during vapor deposition is 10 −3 Pa or less and the vapor deposition rate is 2 to 3 angstroms / sec. The substrate is not cooled or heated during vapor deposition.
【００４４】このようにして発光用の有機薄膜１５ａ，
１５ｂを形成した後、第２の電極１７としてのメッシュ
状の電極を第１実施例と同様な手順で形成して第３実施
例の匂いセンサを得る。In this way, the organic thin film 15a for light emission,
After forming 15b, a mesh electrode as the second electrode 17 is formed in the same procedure as in the first embodiment to obtain the odor sensor of the third embodiment.
【００４５】次に、この第３実施例の匂いセンサの、ク
ロロホルム、トリエチルアミン及び燻燃臭それぞれに対
する応答特性の測定を、第１実施例の場合と同様に行
う。その結果を図５に、図４と同様な表記方法によって
示した。この第３実施例の匂いセンサの場合、第１実施
例のものと比べると、換気開始後以降の回復特性に多少
の違いは見られるが、それ以外の点では基本的に第１実
施例と同様な応答特性を示すことが分かった。したがっ
て、第３実施例の匂いセンサも、匂い物質に対して可逆
的に応答し、また、匂いの種類によってそれぞれ異なる
応答を示し、充分匂い物質に対して特異的に応答するも
のであることが確認できた。Next, the response characteristics of the odor sensor of the third embodiment to chloroform, triethylamine and smoldering odor are measured in the same manner as in the first embodiment. The results are shown in FIG. 5 in the same notation as in FIG. In the case of the odor sensor of the third embodiment, there are some differences in the recovery characteristics after the start of ventilation as compared with those of the first embodiment, but in other respects it is basically the same as the first embodiment. It was found to show similar response characteristics. Therefore, the odor sensor of the third embodiment is also one that reversibly responds to odor substances, shows different responses depending on the type of odor, and sufficiently responds specifically to odor substances. It could be confirmed.
【００４６】上述においてはこの発明の匂いセンサの各
実施例を説明したが、この発明は上述の実施例に限られ
ない。Although the respective embodiments of the odor sensor of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments.
【００４７】例えば上述の実施例では、第一電極は透明
性を有するもの、第二電極はガス透過性を有するものと
いうように役割分担をしている例を示したが、いずれか
一方または双方を透明性を有しかつガス透過性を有する
兼用型としても良い。For example, in the above-mentioned embodiment, an example is shown in which the first electrode has a transparency and the second electrode has a gas permeability, but one or both of them are assigned. May be a dual-purpose type having transparency and gas permeability.
【００４８】また、上述の第３実施例では、ガス透過性
を有する電極１７側に電子輸送性を有する有機薄膜１５
ｂが接するように各構成成分１３、１５ａ，１５ｂ，１
７を積層していたが、この積層順序は発光機構に応じた
発光効率などを考慮して変更できることは明らかであ
る。In the third embodiment described above, the organic thin film 15 having an electron transporting property is provided on the side of the gas permeable electrode 17 side.
Each component 13, 15a, 15b, 1 so that b touches
Although No. 7 was laminated, it is clear that this laminating order can be changed in consideration of luminous efficiency and the like according to the luminous mechanism.
【００４９】また、各実施例では基板としてガラス基板
を用いていたが、これは実験の都合上で用いたにすぎな
い。したがって、基板を用いる際のその構成材料はこれ
に限られず、センサの設計に応じた任意のものとできる
ことは明らかである。Although a glass substrate was used as the substrate in each of the examples, this was only used for the convenience of the experiment. Therefore, it is clear that the constituent material when the substrate is used is not limited to this, and can be any material according to the design of the sensor.
【００５０】[0050]
【発明の効果】上述した説明から明らかなようにこの出
願の第一発明の匂いセンサによれば、基本的に発光素子
の構造を採用するのみで匂いセンサが構成されるので、
従来の有機材料を用いたセンサに比べ構成が簡単なセン
サが得られる。また、有機薄膜を用いていることから匂
い物質に対する親和度が高い匂いセンサが期待できる。
したがって、構成が簡単で然も匂いを光強度変化という
物理量でセンシングできる新規な匂いセンサであって、
匂いを特異的に検出でき、しかも、応答が速くかつ高感
度な匂いセンサが提供できる。As is apparent from the above description, according to the odor sensor of the first invention of this application, the odor sensor is basically constructed only by adopting the structure of the light emitting element.
It is possible to obtain a sensor having a simpler structure than the conventional sensor using an organic material. Further, since the organic thin film is used, an odor sensor having a high affinity for odor substances can be expected.
Therefore, it is a novel odor sensor that has a simple configuration and is capable of sensing odors with a physical quantity called light intensity change.
It is possible to provide an odor sensor that can detect an odor specifically, has a fast response, and is highly sensitive.
【００５１】この出願の第二発明の構成によれば、基本
的には有機発光素子である素子を用い匂いの測定ができ
るので、新規な匂い測定方法が確立される。According to the constitution of the second invention of this application, since the odor can be basically measured using the element which is the organic light emitting element, a new odor measuring method is established.
【００５２】また、この出願に係る匂いセンサ及び匂い
測定方法は、例えば、匂い検出信号を光ファイバで外部
に伝送することなども可能とする。さらに、この出願に
係る匂いセンサ及び匂い測定方法は、各種の防災システ
ムに他のセンサと共に組み込むことで、これら防災シス
テムの信頼性をさらに高めることが期待出来る。これら
の点から見ても、この出願の匂いセンサ及び測定法は工
業的価値の大きなものといえる。Further, the odor sensor and the odor measuring method according to this application can also transmit an odor detection signal to the outside through an optical fiber, for example. Furthermore, the odor sensor and the odor measuring method according to this application can be expected to further improve the reliability of these disaster prevention systems by incorporating them into various disaster prevention systems together with other sensors. From these points, it can be said that the odor sensor and measurement method of this application have great industrial value.
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の匂いセンサの
構成例の説明図である。1A and 1B are explanatory views of a configuration example of an odor sensor of the present invention.
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、ガス透過性を有する電極
の一例とその作製例との説明図である。FIGS. 2A and 2B are explanatory views of an example of an electrode having gas permeability and a manufacturing example thereof.
【図３】センサの特性を測定した系の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a system in which characteristics of a sensor are measured.
【図４】第１実施例の匂いセンサの特性を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing characteristics of the odor sensor of the first embodiment.
【図５】第３実施例の匂いセンサの特性を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing characteristics of the odor sensor of the third embodiment.
１０：第１実施例の匂いセンサ １０ａ：リード線 １１：基板（例えばガラス基板） １３：第一の電極（例えば透明性を有する電極） １５：発光用有機薄膜 １５ａ：正孔輸送性を有する有機薄膜 １５ｂ：電子輸送性を有する有機薄膜 １７：第二の電極（例えばガス透過性を有する電極） １７ａ：窓 １７ｂ：電極材部分 １９：電源 ５０：第３実施例の匂いセンサ 10: Odor sensor of the first embodiment 10a: Lead wire 11: Substrate (eg glass substrate) 13: First electrode (eg transparent electrode) 15: Organic thin film for light emission 15a: Organic having hole transporting property Thin film 15b: Organic thin film having electron transporting property 17: Second electrode (for example, electrode having gas permeability) 17a: Window 17b: Electrode material part 19: Power supply 50: Odor sensor of the third embodiment
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 稔 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Minoru Saito 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.
Claims (5)
設けられこれら電極間に電圧が印加された際に発光する
有機薄膜とを具え、 前記第一及び第二の電極の一方を透明性を有する電極で
構成し、他方をガス透過性を有する電極で構成してある
ことを特徴とする匂いセンサ。1. A first and a second electrode, and an organic thin film which is provided between the electrodes and emits light when a voltage is applied between the electrodes, wherein one of the first and second electrodes is provided. An odor sensor, characterized in that it is composed of transparent electrodes and the other is composed of gas permeable electrodes.
設けられこれら電極間に電圧が印加された際に発光する
有機薄膜とを具え、 前記第一及び第二の電極のうちの少なくとも一方を透明
性を有しかつガス透過性を有する電極で構成してあるこ
とを特徴とする匂いセンサ。2. A first and a second electrode, and an organic thin film which is provided between the electrodes and emits light when a voltage is applied between the electrodes. An odor sensor, at least one of which is composed of an electrode having transparency and gas permeability.
いて、 前記ガス透過性を有する電極を、メッシュ状電極又は多
数の細孔を有する電極で構成したことを特徴とする匂い
センサ。3. The odor sensor according to claim 1 or 2, wherein the gas-permeable electrode is a mesh electrode or an electrode having a large number of pores.
設けられこれら電極間に電圧が印加された際に発光する
有機薄膜とを具える素子の、第一及び第二の電極の一方
を透明性を有する電極とし、他方をガス透過性を有する
電極とし、 前記ガス透過性を有する電極側を測定雰囲気に接しさ
せ、かつ、前記第一及び第二電極間に電流を流して前記
有機薄膜を発光させ、 前記発光の強度変化を測定することによって前記測定雰
囲気中の匂い物質の有無及び匂い物質の種類の一方又は
双方を測定することを特徴とする匂い測定方法。4. A device comprising a first and a second electrode and an organic thin film which is provided between the electrodes and emits light when a voltage is applied between the electrodes. One is an electrode having transparency, the other is an electrode having gas permeability, and the electrode side having gas permeability is brought into contact with a measurement atmosphere, and a current is passed between the first and second electrodes, An odor measuring method, characterized in that an organic thin film is caused to emit light, and a change in the intensity of the emitted light is measured to measure the presence or absence of an odorous substance and / or the type of the odorant in the measurement atmosphere.
て、 第一及び第二電極の一方を透明性を有するものとし他方
をガス透過性のものとする代わりに、第一及び第二電極
のうちの少なくとも一方の電極を透明性を有しかつガス
透過性を有するものとし前記測定を行うことを特徴とす
る匂い測定方法。5. The odor measuring method according to claim 4, wherein one of the first and second electrodes is transparent and the other is gas permeable, instead of the first and second electrodes. A method for measuring odor, characterized in that at least one of the electrodes has transparency and gas permeability, and the measurement is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15743393A JPH0712730A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Odor sensor and method of measuring odor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15743393A JPH0712730A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Odor sensor and method of measuring odor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712730A true JPH0712730A (en) | 1995-01-17 |
Family
ID=15649546
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|---|---|---|---|
| JP15743393A Withdrawn JPH0712730A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Odor sensor and method of measuring odor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712730A (en) |
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- 1993-06-28 JP JP15743393A patent/JPH0712730A/en not_active Withdrawn
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