JPS595619A - 湿度検知素子 - Google Patents
湿度検知素子Info
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- JPS595619A JPS595619A JP57114844A JP11484482A JPS595619A JP S595619 A JPS595619 A JP S595619A JP 57114844 A JP57114844 A JP 57114844A JP 11484482 A JP11484482 A JP 11484482A JP S595619 A JPS595619 A JP S595619A
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- humidity
- counter electrode
- sensing element
- layer
- humidity sensing
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、誘電性陽極酸化皮膜を用いた湿度検知素子に
関するものであり、特に、相対湿度の出力容量相関特性
のリニアな湿度検知素子に関するものである。
関するものであり、特に、相対湿度の出力容量相関特性
のリニアな湿度検知素子に関するものである。
湿度の簡易で正確な計測と制御に対する要望は激増しつ
つあり、湿度検知素子、なかでもマイコンとの種々の組
合わせが可能な電子式湿度検知素子の需要が多い。この
ような検知素子に対する要求特性としては、長期にわた
る信頼性とともに、広い温湿度範囲で精度良く使用でき
ることが挙げられる。すなわち、相対湿度の広い範囲に
わだって出力特性がよりリニアな素子が必要となってく
る。
つあり、湿度検知素子、なかでもマイコンとの種々の組
合わせが可能な電子式湿度検知素子の需要が多い。この
ような検知素子に対する要求特性としては、長期にわた
る信頼性とともに、広い温湿度範囲で精度良く使用でき
ることが挙げられる。すなわち、相対湿度の広い範囲に
わだって出力特性がよりリニアな素子が必要となってく
る。
現在までに種々の方式の湿度検知素子が開発されている
が、いずれの方式のものも抵抗または容量が相対湿度に
対し直線的に変化する範囲が狭く、−個の素子で相対湿
度全域をカバーすることはむづかしい。例えば、本発明
者らの発明（特願昭６２−６７００４）による湿度検知
素子を例にあげて説明する。
が、いずれの方式のものも抵抗または容量が相対湿度に
対し直線的に変化する範囲が狭く、−個の素子で相対湿
度全域をカバーすることはむづかしい。例えば、本発明
者らの発明（特願昭６２−６７００４）による湿度検知
素子を例にあげて説明する。
とのセンサは酸化タンタルのような弁金属陽極酸化皮膜
と二酸化マンガンのような半導体との組合わせ（（より
構成されたものであり、相対湿度に対して静電容量出力
が変化するものである。
と二酸化マンガンのような半導体との組合わせ（（より
構成されたものであり、相対湿度に対して静電容量出力
が変化するものである。
この方式の素子は、高応答性、高感度、高信頼性、小型
、軽量などの特徴を有しており、検出電気回路も簡易な
もので充分機能する。ところが素子出力の直線性は、特
に低湿度域で未だ改善の余地がある。
、軽量などの特徴を有しており、検出電気回路も簡易な
もので充分機能する。ところが素子出力の直線性は、特
に低湿度域で未だ改善の余地がある。
このように素子特性の直線性を考慮すると、これらの素
子を用いて全湿度域の湿度検知をするためには、素子出
力のリニアライズ回路が必要となり、コストアップ、精
度劣化等につながる。
子を用いて全湿度域の湿度検知をするためには、素子出
力のリニアライズ回路が必要となり、コストアップ、精
度劣化等につながる。
本発明は、上記の状況に鑑み相対湿度−出力相関特性が
全相対湿度域にわたってリニアな湿度検出素子に関する
ものであシ、上記の方式の湿度検知素子を改良した構成
の湿度検知素子に関するものである。以下に図面に従っ
て本発明の詳細な内容の説明をする。
全相対湿度域にわたってリニアな湿度検出素子に関する
ものであシ、上記の方式の湿度検知素子を改良した構成
の湿度検知素子に関するものである。以下に図面に従っ
て本発明の詳細な内容の説明をする。
第１図は本発明による湿度検知素子の基本構成を示し、
タンタルのような弁金属基体１の上の誘電性陽極酸化皮
膜２と、該酸化皮膜２上の一部に接触被覆しだ金属酸化
物半導体（例えば二酸化マンガン）層３と、その半導体
層３の上に設けられた導電性対向電極４とから基本的に
構成される。
タンタルのような弁金属基体１の上の誘電性陽極酸化皮
膜２と、該酸化皮膜２上の一部に接触被覆しだ金属酸化
物半導体（例えば二酸化マンガン）層３と、その半導体
層３の上に設けられた導電性対向電極４とから基本的に
構成される。
この湿度検知素子の感湿部の拡大図を第２図に示す。二
酸化マンガンの様な金属酸化物半導体層１ｏはタンタル
の様な弁金属基板１１上の誘電性陽極酸化皮膜１２とａ
部で接触し、ｂ部では接触していない。被検雰囲気中の
Ｈ２０分子は対向電極１３を通過し、さらに金属酸化物
半導体層１０を通過し、誘電性陽極酸化皮膜面１４にま
で達する。そして上記膜面１４のうちの金属酸化物半導
体層１０と非接触な部分す部面上にＨ２ｏ分子膜として
広がる。このＨ２ｏ分子膜の被膜面積は、吸着水分量す
なわち被検雰囲気の相対湿度に比例する。換言すると非
接触部す部のＨ２Ｏ膜による被覆率αは相対湿度に比例
することになる。さらに半導体金属酸化物の導電率が１
０〜１ｏＳであり、被覆Ｈ２Ｏ膜が金属イオンなどを含
有し誘電性金属酸化膜の対向電極として作用することを
考えると、本発明湿度検知素子の等価回路は第３図の様
に表わすことができる。すなわちＣは誘電性金属酸化膜
と金属酸化物半導体層との接触部に起因する容量、Ｒ３
は同じく接触抵抗、ＣＰ は相対湿度によって可変の容
量であり、Ｈ２Ｏ膜の被覆率によって決まる。誘電性陽
極酸化膜の比誘電率をε、厚さｔ、誘電性陽極酸化皮膜
と半導体金属酸化物層との接触部の面積をＡ、非接触部
の面積をＢとすると、全出力容量ＣＴは で表わすことができ、 α、、：Ｒ，Ｈ であることから ＣＴＯＣＲ，Ｈ となる。
酸化マンガンの様な金属酸化物半導体層１ｏはタンタル
の様な弁金属基板１１上の誘電性陽極酸化皮膜１２とａ
部で接触し、ｂ部では接触していない。被検雰囲気中の
Ｈ２０分子は対向電極１３を通過し、さらに金属酸化物
半導体層１０を通過し、誘電性陽極酸化皮膜面１４にま
で達する。そして上記膜面１４のうちの金属酸化物半導
体層１０と非接触な部分す部面上にＨ２ｏ分子膜として
広がる。このＨ２ｏ分子膜の被膜面積は、吸着水分量す
なわち被検雰囲気の相対湿度に比例する。換言すると非
接触部す部のＨ２Ｏ膜による被覆率αは相対湿度に比例
することになる。さらに半導体金属酸化物の導電率が１
０〜１ｏＳであり、被覆Ｈ２Ｏ膜が金属イオンなどを含
有し誘電性金属酸化膜の対向電極として作用することを
考えると、本発明湿度検知素子の等価回路は第３図の様
に表わすことができる。すなわちＣは誘電性金属酸化膜
と金属酸化物半導体層との接触部に起因する容量、Ｒ３
は同じく接触抵抗、ＣＰ は相対湿度によって可変の容
量であり、Ｈ２Ｏ膜の被覆率によって決まる。誘電性陽
極酸化膜の比誘電率をε、厚さｔ、誘電性陽極酸化皮膜
と半導体金属酸化物層との接触部の面積をＡ、非接触部
の面積をＢとすると、全出力容量ＣＴは で表わすことができ、 α、、：Ｒ，Ｈ であることから ＣＴＯＣＲ，Ｈ となる。
ところで、本発明による湿度検知素子の感湿部の最外殻
部は対向電極１３であり、被検雰囲気のＨ２０分子が最
初に接触するのはこの対向電極部になる。湿度検知素子
の特性、特に感湿リニアリティに注目した時、素子の構
成材料すべてがこの特性に影響を及ぼすことは言うまで
もないが、被検雰囲気のＨ２ｏ分子がまず接触、透過す
る対向電極の感湿特性は素子の感湿リニアリティに太き
く影響することは充分考えられる。
部は対向電極１３であり、被検雰囲気のＨ２０分子が最
初に接触するのはこの対向電極部になる。湿度検知素子
の特性、特に感湿リニアリティに注目した時、素子の構
成材料すべてがこの特性に影響を及ぼすことは言うまで
もないが、被検雰囲気のＨ２ｏ分子がまず接触、透過す
る対向電極の感湿特性は素子の感湿リニアリティに太き
く影響することは充分考えられる。
本発明の主な目的は、前述した構成の静電容量変化型湿
度検知素子の感湿リニアリティを向上させることであり
、特に対向電極として感湿特性の優れた材料を用いるこ
とによってこの目的を達成しようとするものである。こ
こで言う感湿特性の優れた材料とは、相対湿度に対して
吸着水分重量がリニアに変化する材料のことを意味する
。すなわち、被検雰囲気の相対湿度にリニアに比例して
雰囲気中のＨ２ｏ分子を吸着する対向電極を用いた場合
、前述のプロセスに従って感湿膜面にまで達しだＨ２０
分子の量は相対湿度にリニアに変化し、その結果、相対
湿度と静電容量との相関性もリニアなものになる。
度検知素子の感湿リニアリティを向上させることであり
、特に対向電極として感湿特性の優れた材料を用いるこ
とによってこの目的を達成しようとするものである。こ
こで言う感湿特性の優れた材料とは、相対湿度に対して
吸着水分重量がリニアに変化する材料のことを意味する
。すなわち、被検雰囲気の相対湿度にリニアに比例して
雰囲気中のＨ２ｏ分子を吸着する対向電極を用いた場合
、前述のプロセスに従って感湿膜面にまで達しだＨ２０
分子の量は相対湿度にリニアに変化し、その結果、相対
湿度と静電容量との相関性もリニアなものになる。
本発明による湿度検知素子の対向電極として用いる材料
としては、蒸着膜、溶射膜などの無機。
としては、蒸着膜、溶射膜などの無機。
有機材料が考えられるが、以下に、金属粒子を分散させ
た有機樹脂、いわゆる導電性樹脂を例にあげて説明する
。導電性有機樹脂の場合、マトリクス樹脂自身の感湿性
が特性を大きく左右する。第４図（ａ）〜（ｄ）は、各
種樹脂の吸着水分率の相対湿度依存性を示す。水分の吸
脱湿に関して高分子拐料を分類すると、次の４種類に分
類される。すなわち、 ■ 天然高分子以上の吸湿能力をもつ高分子、■ 天然
高分子に匹敵する吸湿能力を有する高分子、 ■ 天然高分子より劣る吸湿能力を有する高分子、 ■ 疎水性高分子、 である。
た有機樹脂、いわゆる導電性樹脂を例にあげて説明する
。導電性有機樹脂の場合、マトリクス樹脂自身の感湿性
が特性を大きく左右する。第４図（ａ）〜（ｄ）は、各
種樹脂の吸着水分率の相対湿度依存性を示す。水分の吸
脱湿に関して高分子拐料を分類すると、次の４種類に分
類される。すなわち、 ■ 天然高分子以上の吸湿能力をもつ高分子、■ 天然
高分子に匹敵する吸湿能力を有する高分子、 ■ 天然高分子より劣る吸湿能力を有する高分子、 ■ 疎水性高分子、 である。
第４図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）はこれら
４種類の高分子材料のうち代表的な材料の吸湿等温曲線
を示しだものである。第１のグループの材料には、ポリ
アクリル酸ソーダ（図（ａ）の＃ｉ１１ ）、 ポリビ
ニルアミン（図（ａ）の線２）などがあり、これらはい
ずれも高湿域での感湿感度が良いが、全湿度域での感湿
りニアリティに欠ける。第２のグループの材料には、ポ
リビニルアルコール（図ｏＯ））の線１）、ポリピロリ
ドン（図（ｂ）の線２）などがあるが、同図中の線３に
示すような天然高分子と同様、低湿、中温域での低感度
、高湿域での高感湿度を示し、全湿度域での感湿リニア
リティに欠ける。第３のグループは、天然高分子より劣
り、ある程度の吸湿能力を有する材料の群であるが、セ
ルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ア
七チルフチルセルロース、ホリメチルアリルアルコール
。
４種類の高分子材料のうち代表的な材料の吸湿等温曲線
を示しだものである。第１のグループの材料には、ポリ
アクリル酸ソーダ（図（ａ）の＃ｉ１１ ）、 ポリビ
ニルアミン（図（ａ）の線２）などがあり、これらはい
ずれも高湿域での感湿感度が良いが、全湿度域での感湿
りニアリティに欠ける。第２のグループの材料には、ポ
リビニルアルコール（図ｏＯ））の線１）、ポリピロリ
ドン（図（ｂ）の線２）などがあるが、同図中の線３に
示すような天然高分子と同様、低湿、中温域での低感度
、高湿域での高感湿度を示し、全湿度域での感湿リニア
リティに欠ける。第３のグループは、天然高分子より劣
り、ある程度の吸湿能力を有する材料の群であるが、セ
ルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ア
七チルフチルセルロース、ホリメチルアリルアルコール
。
ナイロン６、ナイロン６６、硝酸セルロース、ナイロン
６１ｏ、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルイソ
ブチルエーテル（この順に第４図（Ｃ）に線１，２，３
，４，５，６，７，８，９゜１０．１１．１２として示
す）などがこの分類に含まれる。同図に示すように、こ
の分類に含捷れる高分子材料はいずれも感湿リニアリテ
ィに優れており、本発明の目的にかなう対向電極材料と
して有効である。第４のグループは、いわゆる疎水性高
分子と呼ばれる材料で、ポリスチレン。
６１ｏ、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルイソ
ブチルエーテル（この順に第４図（Ｃ）に線１，２，３
，４，５，６，７，８，９゜１０．１１．１２として示
す）などがこの分類に含まれる。同図に示すように、こ
の分類に含捷れる高分子材料はいずれも感湿リニアリテ
ィに優れており、本発明の目的にかなう対向電極材料と
して有効である。第４のグループは、いわゆる疎水性高
分子と呼ばれる材料で、ポリスチレン。
Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ、ポリプロピレン、ポリエチレン（この
順に第４図（ｄ）の線１，２，３．４）などがこの分類
に含まれる。これらもいずれも相対湿度全域にわたって
リニアな水分吸着性を示し、本発明に用いる対向電極材
料として有効である。
順に第４図（ｄ）の線１，２，３．４）などがこの分類
に含まれる。これらもいずれも相対湿度全域にわたって
リニアな水分吸着性を示し、本発明に用いる対向電極材
料として有効である。
高分子材料の水分吸着特性は、高分子中の親水高分子材
料の吸湿重量変化が全相対湿度域においてリニアである
こと、さらにこれら中程度以下の親水性高分子では温度
を変えても吸着等温曲線がほとんど重なること（第６図
（−）、 （ｂ）にポリメチルメタアクリレートの吸着
水分率と相対湿度、水蒸気圧の関係を示す）などから、
本発明による湿度検知素子の対向電極材料として、これ
らの高分子材料が有効であることがわかる。
料の吸湿重量変化が全相対湿度域においてリニアである
こと、さらにこれら中程度以下の親水性高分子では温度
を変えても吸着等温曲線がほとんど重なること（第６図
（−）、 （ｂ）にポリメチルメタアクリレートの吸着
水分率と相対湿度、水蒸気圧の関係を示す）などから、
本発明による湿度検知素子の対向電極材料として、これ
らの高分子材料が有効であることがわかる。
これら高分子材料の対向電極としての使用にあたっては
、例えば、適当な溶剤に上記有機樹脂を溶かした後、こ
の溶液にリン片状９円形状の銀微粒子を混合し、この材
料をディップ、吹付けなどの方法で素子基体上に対向電
極層を形成すればよい。銀微粒子の有機樹脂に対する混
合割合は、電気伝導度、電極層としての強度、下地との
密着度などを考慮して銀／有機樹脂−０，４／１〜０．
９／１の範囲が適当である。
、例えば、適当な溶剤に上記有機樹脂を溶かした後、こ
の溶液にリン片状９円形状の銀微粒子を混合し、この材
料をディップ、吹付けなどの方法で素子基体上に対向電
極層を形成すればよい。銀微粒子の有機樹脂に対する混
合割合は、電気伝導度、電極層としての強度、下地との
密着度などを考慮して銀／有機樹脂−０，４／１〜０．
９／１の範囲が適当である。
また対向電極として下地金属酸化物半導体層との接触抵
抗をよくするために、例えばカーボン層。
抗をよくするために、例えばカーボン層。
〜化ルテニウム層などの導電層を下地金属酸化物半嗜体
層と銀ペイント対向電極層との間に設けて用いることも
より有効な手段のひとつである。
層と銀ペイント対向電極層との間に設けて用いることも
より有効な手段のひとつである。
さらに、メチルエチルケト７のような沸点の低い溶剤を
使用する時、溶剤の蒸発速度が速いため、溶液粘度が刻
々と変化することがある。このような銀ペイントをディ
ッゾ拐料、吹イ；１け材料として使用することは難しい
。これを防ぐだめ、エチルセロソルブのような有機樹脂
のバインダーを固形分として加え、銀ペイント自身の安
定剤とし７て使用することも有効である。
使用する時、溶剤の蒸発速度が速いため、溶液粘度が刻
々と変化することがある。このような銀ペイントをディ
ッゾ拐料、吹イ；１け材料として使用することは難しい
。これを防ぐだめ、エチルセロソルブのような有機樹脂
のバインダーを固形分として加え、銀ペイント自身の安
定剤とし７て使用することも有効である。
次に具体的に本発明の詳細な説明する。
実施例１
直径１ｗ１１長さ２５鴫のタンタル線の表面に、０ 、
１ ｍ ｏ ｌ−ｅ ％のシュウ酸水溶液を用いて２０
Ｖの陽極酸化皮膜をつくる。この酸化皮膜上に硝酸マン
ガンの熱分解により二酸化マンガン層を形成し、次いで
６０℃８０ ％ ＲＨ条件下で２０時間処理し、しかる
後にこれらの素子をＡ、Ｂ２つのグループにわけ、Ａグ
ループは二酸化マンガン層上に以下に示す４種類の銀ペ
イントを、グループＢはコロイダルグラファイトのディ
ップ乾燥により二酸化マンガン層上にカーボン層を形成
した後、以下に示す４種類の銀ペイントをそれぞれディ
ップして銀ペイント対向電極層を形成する。
１ ｍ ｏ ｌ−ｅ ％のシュウ酸水溶液を用いて２０
Ｖの陽極酸化皮膜をつくる。この酸化皮膜上に硝酸マン
ガンの熱分解により二酸化マンガン層を形成し、次いで
６０℃８０ ％ ＲＨ条件下で２０時間処理し、しかる
後にこれらの素子をＡ、Ｂ２つのグループにわけ、Ａグ
ループは二酸化マンガン層上に以下に示す４種類の銀ペ
イントを、グループＢはコロイダルグラファイトのディ
ップ乾燥により二酸化マンガン層上にカーボン層を形成
した後、以下に示す４種類の銀ペイントをそれぞれディ
ップして銀ペイント対向電極層を形成する。
銀ペイント（１）
セルロースジアセテ−）１００Ｆｒをメチルエチルケト
ンに溶かした溶液中に粒子径１〜６μｍのリン片状銀粉
を７０ ｙｒ添加しロールミルで均一に混合する。
ンに溶かした溶液中に粒子径１〜６μｍのリン片状銀粉
を７０ ｙｒ添加しロールミルで均一に混合する。
銀ペイント（２）
セルロースジアセテート１ｏｏｙｒをメチルエチルケト
ンに溶かし、さらにエチルセロソルブを溶かしてできた
溶液中に粒子径１〜６７１ｍのリン片状銀粉を７０ ｙ
ｒ添加しロールミルで均一に混合する。
ンに溶かし、さらにエチルセロソルブを溶かしてできた
溶液中に粒子径１〜６７１ｍのリン片状銀粉を７０ ｙ
ｒ添加しロールミルで均一に混合する。
銀ペイント（３）
ポリエチレン１００ｙｒをべ／ゼンに溶かし、できた溶
液中にリン片状の銀粉（粒子径１〜６μｍ）τ゛ を７Ｑｙｒ添加しロールミルプ均一に混合する。
液中にリン片状の銀粉（粒子径１〜６μｍ）τ゛ を７Ｑｙｒ添加しロールミルプ均一に混合する。
銀ペイント（４）
ホリヒニルアルコール１００ ｙｒ ヲフロビルアルコ
ールに溶かし、できだ溶液中にり７片状の銀粉（粒子径
１〜６μｍ）を７０Ｐｒ添加しロールミルで均一に混合
する。
ールに溶かし、できだ溶液中にり７片状の銀粉（粒子径
１〜６μｍ）を７０Ｐｒ添加しロールミルで均一に混合
する。
以上の４種類の銀ペイントを用いて銀層を形成した後、
半田とハーメチックシールとを用いてケースに素子本体
を組込む。第６図は本実施例において作られた湿度検出
素子の構造を示し、２０はり／タル線、２１は酸化タン
タル膜、２２はＭｎＯ２層、２３は銀ペイント単独もし
くはカーボン層と銀ペイント層とから成る対向電極層、
２４は半田、２６は通気孔２６を有する金属ケース、２
７は絶縁体、２８．２９はそれぞれ陽、陰極リードであ
る。
半田とハーメチックシールとを用いてケースに素子本体
を組込む。第６図は本実施例において作られた湿度検出
素子の構造を示し、２０はり／タル線、２１は酸化タン
タル膜、２２はＭｎＯ２層、２３は銀ペイント単独もし
くはカーボン層と銀ペイント層とから成る対向電極層、
２４は半田、２６は通気孔２６を有する金属ケース、２
７は絶縁体、２８．２９はそれぞれ陽、陰極リードであ
る。
本実施例において作られた８種類の湿度検知素子の２０
℃における相対湿度と静電容量との相関特性を第７図（
ｄ）〜（ｄ）に示す。この図に示すように、カーボン層
を有する素子の出力容量は、カーボン層を有しない素子
のそれよりも若干大きい。また銀ペイン）１，２．３を
用いた湿度検知素子の感湿特性は全湿度域にわたってリ
ニアであるが、銀ペイント４、すなわちＰＶＡ をマ
トリクス樹脂として用いた銀ペイント使用の湿度検知素
子では低湿域における感湿感度が低く、第４図（ｂ）の
線１に示したＰＶＡ 自身の有する吸着特性が素子特
性に反映されていることがわかる。
℃における相対湿度と静電容量との相関特性を第７図（
ｄ）〜（ｄ）に示す。この図に示すように、カーボン層
を有する素子の出力容量は、カーボン層を有しない素子
のそれよりも若干大きい。また銀ペイン）１，２．３を
用いた湿度検知素子の感湿特性は全湿度域にわたってリ
ニアであるが、銀ペイント４、すなわちＰＶＡ をマ
トリクス樹脂として用いた銀ペイント使用の湿度検知素
子では低湿域における感湿感度が低く、第４図（ｂ）の
線１に示したＰＶＡ 自身の有する吸着特性が素子特
性に反映されていることがわかる。
以上に説明のごとく、本発明により吸湿特性のリニアな
有機樹脂と導電金属粒子からなる対向電極を用いた湿度
検知素子は、出力容量が全相対湿度域にわたってリニア
である。
有機樹脂と導電金属粒子からなる対向電極を用いた湿度
検知素子は、出力容量が全相対湿度域にわたってリニア
である。
本発明による素子を用いると、電気回路による素子特性
のリニアライズの必要もなく、容易にリニアな相対湿度
出力を得ることができる。また、感湿材である酸化夕／
タルは、熱的、化学的、電気的に安定な材料であるので
、素子の長期信頼性も充分保たれ、工業計測、制御用、
空調などの家電様用の湿度検知素子として、本発明の湿
度検知素子の価値は非常に大なるものがある。
のリニアライズの必要もなく、容易にリニアな相対湿度
出力を得ることができる。また、感湿材である酸化夕／
タルは、熱的、化学的、電気的に安定な材料であるので
、素子の長期信頼性も充分保たれ、工業計測、制御用、
空調などの家電様用の湿度検知素子として、本発明の湿
度検知素子の価値は非常に大なるものがある。
第１図は本発明による湿度検知素子の基本構成を示す断
面図、第２図は上記湿度検知素子の要部をなす感湿部を
拡大して示す図、第３図は上記湿度検知素子の等何回路
を示す図、第４図（ａ）、 （ｂ）。 （Ｃ）、 （ｄ）は各種高分子材料の相対湿度に対する
吸着水分率の関係を示す図、第６図（ａ）、 （ｂ）は
それぞれポリメチルメタアクリレートの相対湿度および
水蒸気圧に対する吸着水分率の関係を示す図、第６図は
本発明の一実施例である湿度検知素子の断面図、第７図
（ａ）、申）、 （Ｃ）、 （ｄ）は本発明の各実施例
における湿度検知素子の特性を示す図である。 １．１１・・・・・・弁金属基体、２，１２・・・・・
誘電性陽極酸化皮膜、３，１０・・・・・金属酸化物半
導体層、４．１３・・・・・・対向電極、２０・・・・
・・タンタル線、２１・・・・・・酸化タンタル膜、２
３・・・・・対向電極層、２６・・・・・金属ケース。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 図 ４１３対湿１＜２ｔノ （ｂ） 本’ ２ｊ うｉ、１［（Ｖａ） 第４＆ｄ （Ｃ） 木目 タマ［１ズ！ｊ（’／’） ｒｈ 翅か１崖（〃） 第５図 相か１演（狗 １ｏｃＩＰ （ｍｒｎＨ３）
面図、第２図は上記湿度検知素子の要部をなす感湿部を
拡大して示す図、第３図は上記湿度検知素子の等何回路
を示す図、第４図（ａ）、 （ｂ）。 （Ｃ）、 （ｄ）は各種高分子材料の相対湿度に対する
吸着水分率の関係を示す図、第６図（ａ）、 （ｂ）は
それぞれポリメチルメタアクリレートの相対湿度および
水蒸気圧に対する吸着水分率の関係を示す図、第６図は
本発明の一実施例である湿度検知素子の断面図、第７図
（ａ）、申）、 （Ｃ）、 （ｄ）は本発明の各実施例
における湿度検知素子の特性を示す図である。 １．１１・・・・・・弁金属基体、２，１２・・・・・
誘電性陽極酸化皮膜、３，１０・・・・・金属酸化物半
導体層、４．１３・・・・・・対向電極、２０・・・・
・・タンタル線、２１・・・・・・酸化タンタル膜、２
３・・・・・対向電極層、２６・・・・・金属ケース。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 図 ４１３対湿１＜２ｔノ （ｂ） 本’ ２ｊ うｉ、１［（Ｖａ） 第４＆ｄ （Ｃ） 木目 タマ［１ズ！ｊ（’／’） ｒｈ 翅か１崖（〃） 第５図 相か１演（狗 １ｏｃＩＰ （ｍｒｎＨ３）
Claims (4)
- （１）弁金属基体と、上記基体上の誘電性陽極酸化皮膜
と、上記酸化皮膜上の半導体層と、上記半導体層上の対
向電極層とを有し、上記対向電極層を構成する材料の相
対湿度に対する水蒸気吸脱着量の変化率が全湿度域にお
いてほぼ一定であることを特徴とする湿度検知素子。 - （２）対向電極を構成する材料が、酢酸セルロース。 アセチルブチルセルロース、ポリメチルアリルアルコー
ル、ナイロン６、ナイロン６６、硝酸セルロース、ナイ
ロン６１０．ポリアクリロニトリル。 ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリスチレン、
ＰＴＦＥ、 ポリプロピレン、ポリエチレン、および
これらの誘導体からなるグループのなかから選択された
少なくとも１種の高分子材料に導電性粒子を分散したも
のからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の湿度検知素子。 - （３）高分子材料に樹脂バインダーが加えられたことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の湿度検知素子。 - （４）対向電極がカーボン層または酸化ルテニウム層を
介し半導体層上に設けられたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の湿度検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114844A JPS595619A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 湿度検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114844A JPS595619A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 湿度検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595619A true JPS595619A (ja) | 1984-01-12 |
Family
ID=14648119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114844A Pending JPS595619A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 湿度検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190249A (ja) * | 1986-01-06 | 1987-08-20 | ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション | ポリエステル組成物 |
| JP2008288467A (ja) * | 2007-05-19 | 2008-11-27 | Taiyo Yuden Co Ltd | 薄膜抵抗体及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP57114844A patent/JPS595619A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190249A (ja) * | 1986-01-06 | 1987-08-20 | ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション | ポリエステル組成物 |
| JP2008288467A (ja) * | 2007-05-19 | 2008-11-27 | Taiyo Yuden Co Ltd | 薄膜抵抗体及びその製造方法 |
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