JPH0682410A - オゾンセンサの製造方法 - Google Patents
オゾンセンサの製造方法Info
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- JPH0682410A JPH0682410A JP4235668A JP23566892A JPH0682410A JP H0682410 A JPH0682410 A JP H0682410A JP 4235668 A JP4235668 A JP 4235668A JP 23566892 A JP23566892 A JP 23566892A JP H0682410 A JPH0682410 A JP H0682410A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 無機インジウム塩と、少なくともインジウム
に配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液を基板
上に塗布し焼成することにより、高感度なオゾンセンサ
を再現性良く作製する。 【構成】 アルミナ、ムライト等の絶縁基板１の上に、
無機インジウム塩と、少なくともインジウムに配位可能
な有機化合物と活剤を含む有機溶液を塗布し焼成するこ
とによりガス感応体３を形成し、その上に金、銀、白金
等の金属からなる電極２を形成する。ガス感応体形成用
組成物の塗布には、スクリーン印刷法、スピンコート法
等を用いるのが好ましい。インジウムに配位可能な有機
化合物を加えると、無機インジウム塩を安定化させる。
また、活剤はインジウム以外の金属塩であり、ガス感応
体のオゾンガスに対する感度や選択性が向上される。
に配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液を基板
上に塗布し焼成することにより、高感度なオゾンセンサ
を再現性良く作製する。 【構成】 アルミナ、ムライト等の絶縁基板１の上に、
無機インジウム塩と、少なくともインジウムに配位可能
な有機化合物と活剤を含む有機溶液を塗布し焼成するこ
とによりガス感応体３を形成し、その上に金、銀、白金
等の金属からなる電極２を形成する。ガス感応体形成用
組成物の塗布には、スクリーン印刷法、スピンコート法
等を用いるのが好ましい。インジウムに配位可能な有機
化合物を加えると、無機インジウム塩を安定化させる。
また、活剤はインジウム以外の金属塩であり、ガス感応
体のオゾンガスに対する感度や選択性が向上される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オゾン発生機やオゾン
利用機器におけるオゾン濃度制御、またはオゾン検知用
に用いるセンサの製造方法に関するものである。
利用機器におけるオゾン濃度制御、またはオゾン検知用
に用いるセンサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは強力な酸化作用を示すため、脱
臭、殺菌等の目的で上下水道水処理、医療、食品工業な
ど多くの分野で利用されている。しかし、そのような有
用な利用価値がある反面、オゾンはごく微量でも人体に
対して極めて有害であるため、発生量の制御や漏洩オゾ
ンの検知を確実に行なう必要がある。
臭、殺菌等の目的で上下水道水処理、医療、食品工業な
ど多くの分野で利用されている。しかし、そのような有
用な利用価値がある反面、オゾンはごく微量でも人体に
対して極めて有害であるため、発生量の制御や漏洩オゾ
ンの検知を確実に行なう必要がある。
【０００３】このような状況においてオゾン濃度の測定
や検知には従来、酸化還元滴定法や吸光光度法、紫外線
吸収スペクトル法が用いられている。これに対して最
近、より簡便なオゾン濃度測定法が望まれており、その
一方法として半導体式オゾンセンサが提案されている。
や検知には従来、酸化還元滴定法や吸光光度法、紫外線
吸収スペクトル法が用いられている。これに対して最
近、より簡便なオゾン濃度測定法が望まれており、その
一方法として半導体式オゾンセンサが提案されている。
【０００４】従来の半導体式ガスセンサは、図３に示す
ように、加熱機能を備えた絶縁基板(1) 上に、少なくと
も１対の電極(2) と前記電極間に形成されたガス感応体
(3)から構成されている。ガス感応体として用いられる
材料としては、ガスの吸着による電気伝導度変化を利用
するものとして、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 等の金属酸化物
が実用化されている。ガス感応体の形成方法としては、
焼結を用いる方法、スクリーン印刷等の厚膜法、スパッ
タリング法や真空蒸着法等の薄膜法が用いられており、
膜厚として、数１０ｎｍから数１０μｍ程度のものであ
る。また、一部の半導体式ガスセンサにおいてはガス選
択性を向上するために、ガス感応体上にＳｉＯ2 等の金
属酸化物の被覆層を有しているものもある。
ように、加熱機能を備えた絶縁基板(1) 上に、少なくと
も１対の電極(2) と前記電極間に形成されたガス感応体
(3)から構成されている。ガス感応体として用いられる
材料としては、ガスの吸着による電気伝導度変化を利用
するものとして、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 等の金属酸化物
が実用化されている。ガス感応体の形成方法としては、
焼結を用いる方法、スクリーン印刷等の厚膜法、スパッ
タリング法や真空蒸着法等の薄膜法が用いられており、
膜厚として、数１０ｎｍから数１０μｍ程度のものであ
る。また、一部の半導体式ガスセンサにおいてはガス選
択性を向上するために、ガス感応体上にＳｉＯ2 等の金
属酸化物の被覆層を有しているものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来利
用されているオゾン濃度の測定方法は、一般に大がかり
な装置と煩雑な操作を必要とし、しかも高価であるため
簡単には利用できないという欠点を有している。一方、
簡便なオゾン濃度の測定方法として提案されている半導
体式オゾンセンサはオゾンガスに対する感度や応答性に
優れている。
用されているオゾン濃度の測定方法は、一般に大がかり
な装置と煩雑な操作を必要とし、しかも高価であるため
簡単には利用できないという欠点を有している。一方、
簡便なオゾン濃度の測定方法として提案されている半導
体式オゾンセンサはオゾンガスに対する感度や応答性に
優れている。
【０００６】オゾンセンサに要求される機能としては、
オゾンガスに対する感度、選択性、応答性、安定性、作
製再現性等がある。このうち、オゾンに対する感度は最
も重要な機能であるが、オゾンガスは許容濃度が0.1ppm
と非常に低く、高感度のガスセンサが望まれている。一
般に、被検ガスに対する感度や選択性は、ガス感応体の
膜厚や組成変化により変化するため、ガス感応体の作製
再現性はガス感応体の膜厚や組成制御の安定性と密接に
関わっている。
オゾンガスに対する感度、選択性、応答性、安定性、作
製再現性等がある。このうち、オゾンに対する感度は最
も重要な機能であるが、オゾンガスは許容濃度が0.1ppm
と非常に低く、高感度のガスセンサが望まれている。一
般に、被検ガスに対する感度や選択性は、ガス感応体の
膜厚や組成変化により変化するため、ガス感応体の作製
再現性はガス感応体の膜厚や組成制御の安定性と密接に
関わっている。
【０００７】前記ガス感応体を形成する方法として、ス
パッタリング法や真空蒸着法等の薄膜法は、ガス感応体
が多成分の場合、組成のばらつきが生じ易い問題があ
る。また、スクリーン印刷等の厚膜法では、膜厚のばら
つきを生じ易い問題を有する。
パッタリング法や真空蒸着法等の薄膜法は、ガス感応体
が多成分の場合、組成のばらつきが生じ易い問題があ
る。また、スクリーン印刷等の厚膜法では、膜厚のばら
つきを生じ易い問題を有する。
【０００８】本発明は、上記課題を解決するもので、高
感度なオゾンセンサを再現性良く作製することが可能な
製造方法を提供することを目的とする。
感度なオゾンセンサを再現性良く作製することが可能な
製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のオゾンセンサの第１番目の製造方法は、無機イ
ンジウム塩と、少なくともインジウムに配位可能な有機
化合物と、活剤を含む有機溶液を基板上に塗布し焼成す
ることにより、ガス感応体を形成することを特徴とす
る。
本発明のオゾンセンサの第１番目の製造方法は、無機イ
ンジウム塩と、少なくともインジウムに配位可能な有機
化合物と、活剤を含む有機溶液を基板上に塗布し焼成す
ることにより、ガス感応体を形成することを特徴とす
る。
【００１０】前記構成においては、無機インジウム塩
が、硝酸インジウム、硫酸インジウム、塩化インジウム
からなる群から選ばれる少なくとも一つの塩であること
が好ましい。
が、硝酸インジウム、硫酸インジウム、塩化インジウム
からなる群から選ばれる少なくとも一つの塩であること
が好ましい。
【００１１】また前記構成においては、配位可能な有機
化合物が、β−ジケトン類、α−ケトン酸類、β−ケト
ン酸類、前記ケトン酸類のエステル類、α−アミノアル
コール類及びβ−アミノアルコール類からなる群から選
ばれる少なくとも一つの化合物であることが好ましい。
化合物が、β−ジケトン類、α−ケトン酸類、β−ケト
ン酸類、前記ケトン酸類のエステル類、α−アミノアル
コール類及びβ−アミノアルコール類からなる群から選
ばれる少なくとも一つの化合物であることが好ましい。
【００１２】次に本発明のオゾンセンサの第２番目の製
造方法は、、マスキングインクを基板上に塗布し乾燥
し、熱または光により硬化させた後、無機インジウム塩
と、少なくともインジウムに配位可能な有機化合物と、
活剤を含む有機溶液を基板上に塗布し焼成することによ
り、ガス感応体を形成することを特徴とする。
造方法は、、マスキングインクを基板上に塗布し乾燥
し、熱または光により硬化させた後、無機インジウム塩
と、少なくともインジウムに配位可能な有機化合物と、
活剤を含む有機溶液を基板上に塗布し焼成することによ
り、ガス感応体を形成することを特徴とする。
【００１３】前記構成においては、マスキングインク
が、少なくともエポキシアクリレート、エポキシメタア
クリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタアク
リレートから選ばれる少なくとも一つの化合物を含むこ
とが好ましい。
が、少なくともエポキシアクリレート、エポキシメタア
クリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタアク
リレートから選ばれる少なくとも一つの化合物を含むこ
とが好ましい。
【００１４】
【作用】前記本発明の第１番目の構成によれば、ガス感
応体の形成に、無機インジウム塩と、インジウムに配位
可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液を用いる。一
般に、無機インジウム塩は潮解性を有する場合や加水分
解しやすい場合が多く、安定して同じ膜厚や組成のガス
感応体を作製することが困難である。そのために前記イ
ンジウムに配位可能な有機化合物を加え、前記無機イン
ジウム塩の一部と置換した配位化合物を生成し、無機イ
ンジウム塩を安定化させる。また、活剤はインジウム以
外の金属塩であり、これらの塩の添加により、ガス感応
体のオゾンガスに対する感度や選択性が向上される。そ
の結果、無機インジウム塩と、インジウムに配位可能な
有機化合物と、活剤を含む有機溶液からなるガス感応体
形成用組成物を塗布・焼成することにより、組成制御さ
れたガス感応体を安定に製造することが可能となる。そ
して、真空蒸着やスパッタ等の物理的製膜法に比べ、焼
成時にガス感応体が基板との相互拡散を生じるために、
基板との密着も良好で高信頼性のオゾンセンサが得られ
る。
応体の形成に、無機インジウム塩と、インジウムに配位
可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液を用いる。一
般に、無機インジウム塩は潮解性を有する場合や加水分
解しやすい場合が多く、安定して同じ膜厚や組成のガス
感応体を作製することが困難である。そのために前記イ
ンジウムに配位可能な有機化合物を加え、前記無機イン
ジウム塩の一部と置換した配位化合物を生成し、無機イ
ンジウム塩を安定化させる。また、活剤はインジウム以
外の金属塩であり、これらの塩の添加により、ガス感応
体のオゾンガスに対する感度や選択性が向上される。そ
の結果、無機インジウム塩と、インジウムに配位可能な
有機化合物と、活剤を含む有機溶液からなるガス感応体
形成用組成物を塗布・焼成することにより、組成制御さ
れたガス感応体を安定に製造することが可能となる。そ
して、真空蒸着やスパッタ等の物理的製膜法に比べ、焼
成時にガス感応体が基板との相互拡散を生じるために、
基板との密着も良好で高信頼性のオゾンセンサが得られ
る。
【００１５】前記本発明の第２番目の構成によれば、ガ
ス感応体を所定のパターンに形成するため、ガス感応体
の不要部分にマスキングインクを基板上に塗布・乾燥
し、熱または光により硬化することにより、マスキング
樹脂膜の耐溶剤性を向上させ、前記ガス感応体形成組成
物塗布し、加熱処理することにより、ガス感応体の不要
部分のマスキング樹脂が熱分解して、必要部分のみにガ
ス感応体が形成される。これらガス感応体の不要部分の
マスキング樹脂膜を形成する際にスクリーン印刷やオフ
セット印刷法等を用い、ガス感応体形成用組成物の塗布
には、ディップコート法やスピンコート法等を用いるの
で、ガス感応体の膜厚のばらつきは小さく、高信頼性の
オゾンセンサが得られる。
ス感応体を所定のパターンに形成するため、ガス感応体
の不要部分にマスキングインクを基板上に塗布・乾燥
し、熱または光により硬化することにより、マスキング
樹脂膜の耐溶剤性を向上させ、前記ガス感応体形成組成
物塗布し、加熱処理することにより、ガス感応体の不要
部分のマスキング樹脂が熱分解して、必要部分のみにガ
ス感応体が形成される。これらガス感応体の不要部分の
マスキング樹脂膜を形成する際にスクリーン印刷やオフ
セット印刷法等を用い、ガス感応体形成用組成物の塗布
には、ディップコート法やスピンコート法等を用いるの
で、ガス感応体の膜厚のばらつきは小さく、高信頼性の
オゾンセンサが得られる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明のオゾンセンサの概略断面図である。図１
において、１はアルミナ、ムライト等の絶縁基板、２は
金、銀、白金等の金属からなる電極、３は（化１）で表
される金属酸化物からなるガス感応体である。
図１は本発明のオゾンセンサの概略断面図である。図１
において、１はアルミナ、ムライト等の絶縁基板、２は
金、銀、白金等の金属からなる電極、３は（化１）で表
される金属酸化物からなるガス感応体である。
【００１７】
【化１】
【００１８】基板(1) は、表面が絶縁性を有し、加熱機
能を備えているものであれば、いずれのものも使用する
ことができ、材料や構成等を限定するものではない。電
極(2) は、ガス感応体(3) に電圧印加し、その電気抵抗
値を測定することが主たる目的であり、電極の材料、構
成、パターン、製造方法等を限定するものではない。
能を備えているものであれば、いずれのものも使用する
ことができ、材料や構成等を限定するものではない。電
極(2) は、ガス感応体(3) に電圧印加し、その電気抵抗
値を測定することが主たる目的であり、電極の材料、構
成、パターン、製造方法等を限定するものではない。
【００１９】次に本発明の第１番目の製造方法によれ
ば、ガス感応体(3) は、以下のようにして形成すること
ができる。基板上にガス感応体形成用組成物の被膜を形
成した後、数１００℃以上の温度で焼成し、ガス感応体
を形成する。なお、ガス感応体形成用組成物の塗布に
は、スクリーン印刷法、ロールコート法、ディップコー
ト法、スピンコート法等を用いることができるが、ディ
ップコート法、スピンコート法が好ましい。また、焼成
温度としては、ガス感応体形成用組成物が分解する温度
以上で、かつ基板の変形温度以下であればよく、400 〜
700 ℃が好ましい。ここで、ガス感応体形成用組成物は
以下のようにして合成する。
ば、ガス感応体(3) は、以下のようにして形成すること
ができる。基板上にガス感応体形成用組成物の被膜を形
成した後、数１００℃以上の温度で焼成し、ガス感応体
を形成する。なお、ガス感応体形成用組成物の塗布に
は、スクリーン印刷法、ロールコート法、ディップコー
ト法、スピンコート法等を用いることができるが、ディ
ップコート法、スピンコート法が好ましい。また、焼成
温度としては、ガス感応体形成用組成物が分解する温度
以上で、かつ基板の変形温度以下であればよく、400 〜
700 ℃が好ましい。ここで、ガス感応体形成用組成物は
以下のようにして合成する。
【００２０】まず最初に、無機インジウム塩をインジウ
ムに配位可能な有機化合物と混合する。ここで、無機イ
ンジウム塩は、インジウムに配位可能な有機化合物と、
置換できるような配位子を持つものであればよい。例え
ば、硝酸インジウム、塩化インジウム、硫酸インジウム
が挙げられ、さらに結晶水を有しているものが好まし
い。また、インジウムに配位可能な有機化合物は、イン
ジウムに１部配位して、無機インジウム塩の安定化と有
機溶剤に対する溶解性をもたせるために必要であり、例
えば、β−ジケトン類、α−またはβ−ケトン酸類、前
記ケトン酸類のエステル類、α−またはβ−アミノアル
コール類が挙げられる。
ムに配位可能な有機化合物と混合する。ここで、無機イ
ンジウム塩は、インジウムに配位可能な有機化合物と、
置換できるような配位子を持つものであればよい。例え
ば、硝酸インジウム、塩化インジウム、硫酸インジウム
が挙げられ、さらに結晶水を有しているものが好まし
い。また、インジウムに配位可能な有機化合物は、イン
ジウムに１部配位して、無機インジウム塩の安定化と有
機溶剤に対する溶解性をもたせるために必要であり、例
えば、β−ジケトン類、α−またはβ−ケトン酸類、前
記ケトン酸類のエステル類、α−またはβ−アミノアル
コール類が挙げられる。
【００２１】次に、前記溶液に有機溶剤と活剤を加え、
それらの有機溶液を加熱処理する。ここで、活剤はガス
感応体の感度やガス選択性を向上を目的として添加され
る金属塩であり、金属マグネシウム塩、金属カルシウム
塩、金属ストロンチウム塩、金属バリウム等のアルカリ
土類金属塩や、金属チタン塩、金属ジルコニウム塩、金
属バナジウム塩、金属クロム塩、金属マンガン塩、金属
鉄塩、金属コバルト塩、金属ニッケル塩、金属銅塩等の
遷移金属塩、金属亜鉛塩、金属鉛塩、金属カドミウム
塩、金属スズ塩、金属アンチモン塩等が挙げられる。化
合物としては、室温では比較的安定であるが、加熱処理
により容易に分解し易いものであればよく、無機塩でも
有機塩でも良い。例えば、無機塩では硝酸塩、硫酸塩、
塩化物塩等が、有機塩ではカルボン酸塩やジカルボン酸
塩が挙げられる。また、前記有機溶剤としては、本発明
で用いる有機化合物や無機化合物を溶解するものであれ
ばよい。例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、
酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、アセト
ン、ジエチルケトン等のケトン類、メトキシエタノー
ル、エトキシエタノール等のエーテル類、テトラヒドロ
フラン等が挙げられる。さらに、前記活剤が室温で難溶
の場合、無機インジウム塩と、インジウムに配位可能な
有機化合物と、活剤を含む有機溶液を、その有機溶液の
還流温度もしくは還流温度付近で加熱処理してもよい。
それらの有機溶液を加熱処理する。ここで、活剤はガス
感応体の感度やガス選択性を向上を目的として添加され
る金属塩であり、金属マグネシウム塩、金属カルシウム
塩、金属ストロンチウム塩、金属バリウム等のアルカリ
土類金属塩や、金属チタン塩、金属ジルコニウム塩、金
属バナジウム塩、金属クロム塩、金属マンガン塩、金属
鉄塩、金属コバルト塩、金属ニッケル塩、金属銅塩等の
遷移金属塩、金属亜鉛塩、金属鉛塩、金属カドミウム
塩、金属スズ塩、金属アンチモン塩等が挙げられる。化
合物としては、室温では比較的安定であるが、加熱処理
により容易に分解し易いものであればよく、無機塩でも
有機塩でも良い。例えば、無機塩では硝酸塩、硫酸塩、
塩化物塩等が、有機塩ではカルボン酸塩やジカルボン酸
塩が挙げられる。また、前記有機溶剤としては、本発明
で用いる有機化合物や無機化合物を溶解するものであれ
ばよい。例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、
酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、アセト
ン、ジエチルケトン等のケトン類、メトキシエタノー
ル、エトキシエタノール等のエーテル類、テトラヒドロ
フラン等が挙げられる。さらに、前記活剤が室温で難溶
の場合、無機インジウム塩と、インジウムに配位可能な
有機化合物と、活剤を含む有機溶液を、その有機溶液の
還流温度もしくは還流温度付近で加熱処理してもよい。
【００２２】次に図２(a) 〜(c) は本発明の第２番目の
製造方法のオゾンセンサの製造方法の概略断面図であ
る。図２(a) 〜(c) において、１はアルミナ、ムライト
等の絶縁基板、２は金、銀、白金等の金属からなる電
極、３は下記（化１）で表される金属酸化物からなるガ
ス感応体、４はマスキング樹脂、５はガス感応体形成組
成物の被膜である。ディップコート等の熱分解法の場
合、以下のようにして、ガス感応体をパターン形成する
ことができる。まず、電極(2) 上のガス感応体不要部分
にマスキング樹脂(4) を印刷・硬化させた後、基板(1)
上にガス感応体形成用組成物の被膜(5) を形成する。こ
こで、マスキング樹脂は熱または紫外線で硬化後、ガス
感応体形成用組成物に対して不溶になれば良く、エポキ
シアクリレート、エポキシメタアクリレート、ウレタン
アクリレート、ウレタンメタアクリレートが好ましい。
次に、その基板を数１００℃以上の温度で焼成し、ガス
感応体を形成する。なお、ガス感応体形成用組成物の塗
布には、スクリーン印刷法、ロールコート法、ディップ
コート法、スピンコート法等を用いることができるが、
ディップコート法、スピンコート法が好ましい。また、
焼成温度としては、ガス感応体形成用組成物が分解する
温度以上で、かつ基板の変形温度以下であればよく、40
0 〜700 ℃が好ましい。
製造方法のオゾンセンサの製造方法の概略断面図であ
る。図２(a) 〜(c) において、１はアルミナ、ムライト
等の絶縁基板、２は金、銀、白金等の金属からなる電
極、３は下記（化１）で表される金属酸化物からなるガ
ス感応体、４はマスキング樹脂、５はガス感応体形成組
成物の被膜である。ディップコート等の熱分解法の場
合、以下のようにして、ガス感応体をパターン形成する
ことができる。まず、電極(2) 上のガス感応体不要部分
にマスキング樹脂(4) を印刷・硬化させた後、基板(1)
上にガス感応体形成用組成物の被膜(5) を形成する。こ
こで、マスキング樹脂は熱または紫外線で硬化後、ガス
感応体形成用組成物に対して不溶になれば良く、エポキ
シアクリレート、エポキシメタアクリレート、ウレタン
アクリレート、ウレタンメタアクリレートが好ましい。
次に、その基板を数１００℃以上の温度で焼成し、ガス
感応体を形成する。なお、ガス感応体形成用組成物の塗
布には、スクリーン印刷法、ロールコート法、ディップ
コート法、スピンコート法等を用いることができるが、
ディップコート法、スピンコート法が好ましい。また、
焼成温度としては、ガス感応体形成用組成物が分解する
温度以上で、かつ基板の変形温度以下であればよく、40
0 〜700 ℃が好ましい。
【００２３】なお、ガス感応体のパターン化は、ディッ
プコート等の熱分解法、スパッタリング法や真空蒸着法
等の薄膜法で形成したガス感応体を、フォトリソグラフ
ィもしくはレジスト印刷・硬化・エッチング等で作製す
ることもできる。
プコート等の熱分解法、スパッタリング法や真空蒸着法
等の薄膜法で形成したガス感応体を、フォトリソグラフ
ィもしくはレジスト印刷・硬化・エッチング等で作製す
ることもできる。
【００２４】以下、さらに詳細な実施例によって本発明
を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。 実施例１ １リットルの三角フラスコに、45ｇの硝酸インジウム
（化２）を秤量し、50ｇのアセチルアセトンを加えて、
室温で混合・溶解させた。その溶液に、（数１）が５mo
l%となるように秤量した各種金属Ｍの硝酸塩とアセトン
と10ｇのグリセリンを加えて、撹拌・混合し、所望のガ
ス感応体形成用組成物を得た。
を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。 実施例１ １リットルの三角フラスコに、45ｇの硝酸インジウム
（化２）を秤量し、50ｇのアセチルアセトンを加えて、
室温で混合・溶解させた。その溶液に、（数１）が５mo
l%となるように秤量した各種金属Ｍの硝酸塩とアセトン
と10ｇのグリセリンを加えて、撹拌・混合し、所望のガ
ス感応体形成用組成物を得た。
【００２５】
【化２】
【００２６】
【数１】
【００２７】そのガス感応体形成用組成物を、厚さ0.4m
m のアルミナ基板の上に、ディップコートにより塗布
後、600 ℃で１時間焼成し、膜厚が50nmのインジウムを
主成分とする金属酸化物からなるガス感応体を形成し
た。その基板上に、金の有機金属化合物ペ−ストをスク
リーン印刷を用いて塗布・乾燥した後、560 ℃で焼成し
て電極層を形成した。次に、作製したセンサ素子を用い
てオゾンに対する応答特性を測定した。石英ガラス製測
定管中にセンサ素子を固定し、ヒータによって素子温度
を300 ℃に制御して、空気と１ppm のオゾンを含む空気
を交互にセンサ素子に流通接触させたときのセンサ素子
抵抗変化を測定した。空気中におけるセンサ素子抵抗を
ＲA 、オゾンを含む空気に変えて１分後のセンサ素子抵
抗をＲG1としてＲG1／ＲA を求めてセンサ感度とした。
このようにして求めた各組成のセンサが示す感度を表１
に挙げる。
m のアルミナ基板の上に、ディップコートにより塗布
後、600 ℃で１時間焼成し、膜厚が50nmのインジウムを
主成分とする金属酸化物からなるガス感応体を形成し
た。その基板上に、金の有機金属化合物ペ−ストをスク
リーン印刷を用いて塗布・乾燥した後、560 ℃で焼成し
て電極層を形成した。次に、作製したセンサ素子を用い
てオゾンに対する応答特性を測定した。石英ガラス製測
定管中にセンサ素子を固定し、ヒータによって素子温度
を300 ℃に制御して、空気と１ppm のオゾンを含む空気
を交互にセンサ素子に流通接触させたときのセンサ素子
抵抗変化を測定した。空気中におけるセンサ素子抵抗を
ＲA 、オゾンを含む空気に変えて１分後のセンサ素子抵
抗をＲG1としてＲG1／ＲA を求めてセンサ感度とした。
このようにして求めた各組成のセンサが示す感度を表１
に挙げる。
【００２８】
【表１】
【００２９】実施例２ 厚さ0.4mm のアルミナ基板の上に、金の有機金属化合物
ペ−ストをスクリーン印刷を用いて塗布・乾燥した後、
800 ℃で焼成して電極層を形成した。次に、その基板上
にウレタンアクリレートと有機ビヒクルと有機溶剤から
なるマスキングインクを、スクリーン印刷により塗布
し、紫外線で硬化させた。さらに、スピンコートによ
り、ガス感応体形成用組成物の被膜を形成し、650 ℃で
１時間焼成し、膜厚が40nmのＩＴＯからなるガス感応体
を形成した。他は実施例１に同じ。なお、センサ感度
（ＲG1／ＲA ）は3.9 であった。
ペ−ストをスクリーン印刷を用いて塗布・乾燥した後、
800 ℃で焼成して電極層を形成した。次に、その基板上
にウレタンアクリレートと有機ビヒクルと有機溶剤から
なるマスキングインクを、スクリーン印刷により塗布
し、紫外線で硬化させた。さらに、スピンコートによ
り、ガス感応体形成用組成物の被膜を形成し、650 ℃で
１時間焼成し、膜厚が40nmのＩＴＯからなるガス感応体
を形成した。他は実施例１に同じ。なお、センサ感度
（ＲG1／ＲA ）は3.9 であった。
【００３０】実施例３ 厚さ0.4 ｍｍのアルミナ基板の上に、金の有機金属化合
物ペーストをスクリーン印刷を用いて塗布・乾燥した
後、800 ℃で焼成して電極層を形成した。次に、その基
板上にエポキシアクリレートと有機ビヒクルと有機溶剤
からなるマスキングインクを、スクリーン印刷により塗
布し、60℃で５分乾燥した後、130 ℃で30分加熱硬化さ
せた。さらに、スピンコートにより、ガス感応体形成用
組成物の被膜を形成し、700 ℃で１時間焼成し、膜厚が
40nmのＩＴＯからなるガス感応体を形成した。他は実施
例１に同じ。なお、センサ感度（ＲG1／ＲA ）は3.6 で
あった。
物ペーストをスクリーン印刷を用いて塗布・乾燥した
後、800 ℃で焼成して電極層を形成した。次に、その基
板上にエポキシアクリレートと有機ビヒクルと有機溶剤
からなるマスキングインクを、スクリーン印刷により塗
布し、60℃で５分乾燥した後、130 ℃で30分加熱硬化さ
せた。さらに、スピンコートにより、ガス感応体形成用
組成物の被膜を形成し、700 ℃で１時間焼成し、膜厚が
40nmのＩＴＯからなるガス感応体を形成した。他は実施
例１に同じ。なお、センサ感度（ＲG1／ＲA ）は3.6 で
あった。
【００３１】以上説明した通り、前記本発明の実施例に
よればガス感応体の形成に、無機インジウム塩と、イン
ジウムに配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液
を用いる。一般に、無機インジウム塩は潮解性を有する
場合や加水分解しやすい場合が多く、安定して同じ膜厚
や組成のガス感応体を作製することが困難である。その
ために前記インジウムに配位可能な有機化合物を加え、
前記無機インジウム塩の一部と置換した配位化合物を生
成し、無機インジウム塩を安定化させる。また、活剤は
インジウム以外の金属塩であり、これらの塩の添加によ
り、ガス感応体のオゾンガスに対する感度や選択性が向
上される。その結果、無機インジウム塩と、インジウム
に配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液からな
るガス感応体形成用組成物を塗布・焼成することによ
り、組成制御されたガス感応体を安定に製造することが
可能となる。そして、真空蒸着やスパッタ等の物理的製
膜法に比べ、焼成時にガス感応体が基板との相互拡散を
生じるために、基板との密着も良好で高信頼性のオゾン
センサが得られる。
よればガス感応体の形成に、無機インジウム塩と、イン
ジウムに配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液
を用いる。一般に、無機インジウム塩は潮解性を有する
場合や加水分解しやすい場合が多く、安定して同じ膜厚
や組成のガス感応体を作製することが困難である。その
ために前記インジウムに配位可能な有機化合物を加え、
前記無機インジウム塩の一部と置換した配位化合物を生
成し、無機インジウム塩を安定化させる。また、活剤は
インジウム以外の金属塩であり、これらの塩の添加によ
り、ガス感応体のオゾンガスに対する感度や選択性が向
上される。その結果、無機インジウム塩と、インジウム
に配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液からな
るガス感応体形成用組成物を塗布・焼成することによ
り、組成制御されたガス感応体を安定に製造することが
可能となる。そして、真空蒸着やスパッタ等の物理的製
膜法に比べ、焼成時にガス感応体が基板との相互拡散を
生じるために、基板との密着も良好で高信頼性のオゾン
センサが得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明した通り本発明の第１番目の製
造方法によれば、、無機インジウム塩と、インジウムに
配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液からなる
ガス感応体形成用組成物を塗布・焼成することにより、
組成制御されたガス感応体を安定に製造することが可能
となる。そして、真空蒸着やスパッタ等の物理的製膜法
に比べ、焼成時にガス感応体が基板との相互拡散を生じ
るために、基板との密着も良好で高信頼性のオゾンセン
サが得られる。
造方法によれば、、無機インジウム塩と、インジウムに
配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液からなる
ガス感応体形成用組成物を塗布・焼成することにより、
組成制御されたガス感応体を安定に製造することが可能
となる。そして、真空蒸着やスパッタ等の物理的製膜法
に比べ、焼成時にガス感応体が基板との相互拡散を生じ
るために、基板との密着も良好で高信頼性のオゾンセン
サが得られる。
【００３３】また本発明の第２番目の製造方法によれ
ば、ガス感応体を所定のパターンに形成するため、ガス
感応体の不要部分にマスキングインクを基板上に塗布・
乾燥し、熱または光により硬化することにより、マスキ
ング樹脂膜の耐溶剤性を向上させ、前記ガス感応体形成
組成物塗布し、加熱処理することにより、ガス感応体の
不要部分のマスキング樹脂が熱分解して、必要部分のみ
にガス感応体が形成され、ガス感応体の膜厚のばらつき
は小さく、高信頼性のオゾンセンサが得られる。
ば、ガス感応体を所定のパターンに形成するため、ガス
感応体の不要部分にマスキングインクを基板上に塗布・
乾燥し、熱または光により硬化することにより、マスキ
ング樹脂膜の耐溶剤性を向上させ、前記ガス感応体形成
組成物塗布し、加熱処理することにより、ガス感応体の
不要部分のマスキング樹脂が熱分解して、必要部分のみ
にガス感応体が形成され、ガス感応体の膜厚のばらつき
は小さく、高信頼性のオゾンセンサが得られる。
【００３４】また本発明は小型軽量かつ安価でかつガス
検知特性に優れ、オゾン発生機やオゾン利用機器におけ
るオゾン濃度制御、あるいはオゾン検知等の用途に適す
るオゾンセンサを与えるものである。
検知特性に優れ、オゾン発生機やオゾン利用機器におけ
るオゾン濃度制御、あるいはオゾン検知等の用途に適す
るオゾンセンサを与えるものである。
【図１】本発明のオゾンセンサの一実施例を示す概略断
面図である。
面図である。
【図２】(a),(b),(c) は本発明のオゾンセンサの製造方
法の別の実施例示す概略断面図である。
法の別の実施例示す概略断面図である。
【図３】従来の半導体式ガスセンサの概略断面図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 電極 ３ ガス感応体 ４ マスキング樹脂 ５ ガス感応体形成用組成物の被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉池 信幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 無機インジウム塩と、少なくともインジ
ウムに配位可能な有機化合物と、活剤を含む有機溶液を
基板上に塗布し焼成することにより、ガス感応体を形成
することを特徴とするオゾンセンサの製造方法。 - 【請求項２】 無機インジウム塩が、硝酸インジウム、
硫酸インジウム、塩化インジウムからなる群から選ばれ
る少なくとも一つの塩である請求項１に記載のオゾンセ
ンサの製造方法。 - 【請求項３】 配位可能な有機化合物が、β−ジケトン
類、α−ケトン酸類、β−ケトン酸類、前記ケトン酸類
のエステル類、α−アミノアルコール類及びβ−アミノ
アルコール類からなる群から選ばれる少なくとも一つの
化合物である請求項１に記載のオゾンセンサの製造方
法。 - 【請求項４】 マスキングインクを基板上に塗布し乾燥
し、熱または光により硬化させた後、無機インジウム塩
と、少なくともインジウムに配位可能な有機化合物と、
活剤を含む有機溶液を基板上に塗布し焼成することによ
り、ガス感応体を形成することを特徴とするオゾンセン
サの製造方法。 - 【請求項５】 マスキングインクが、少なくともエポキ
シアクリレート、エポキシメタアクリレート、ウレタン
アクリレート、ウレタンメタアクリレートから選ばれる
少なくとも一つの化合物を含む請求項４に記載のオゾン
センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4235668A JP3036612B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | オゾンセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4235668A JP3036612B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | オゾンセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682410A true JPH0682410A (ja) | 1994-03-22 |
| JP3036612B2 JP3036612B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16989434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4235668A Expired - Lifetime JP3036612B2 (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | オゾンセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036612B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117685A (en) * | 1997-05-22 | 2000-09-12 | Sakura Color Products Corporation | Ozone indicator and ozone detecting ink |
| JP2015516071A (ja) * | 2012-04-30 | 2015-06-04 | カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | 呼気中アセトン検出用センサ組成物 |
| CN106461602A (zh) * | 2014-06-09 | 2017-02-22 | 富士通株式会社 | 气体传感器和传感器装置 |
| US10481146B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-11-19 | Fujitsu Limited | Gas sensor and information processing system |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP4235668A patent/JP3036612B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117685A (en) * | 1997-05-22 | 2000-09-12 | Sakura Color Products Corporation | Ozone indicator and ozone detecting ink |
| US6336964B1 (en) | 1997-05-22 | 2002-01-08 | Sakura Color Products Corporation | Ozone indicator and ozone sensor ink |
| JP2015516071A (ja) * | 2012-04-30 | 2015-06-04 | カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | 呼気中アセトン検出用センサ組成物 |
| CN106461602A (zh) * | 2014-06-09 | 2017-02-22 | 富士通株式会社 | 气体传感器和传感器装置 |
| CN106461602B (zh) * | 2014-06-09 | 2020-09-25 | 富士通株式会社 | 气体传感器和传感器装置 |
| US10481146B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-11-19 | Fujitsu Limited | Gas sensor and information processing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3036612B2 (ja) | 2000-04-24 |
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