离子传感器和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供低成本且能够高精度地检测正离子和负离子的离子传感器和显示装置。本发明专利技术是包括场效应晶体管的离子传感器，上述离子传感器还包括离子传感器天线和电容器，上述离子传感器天线和上述电容器的一个端子与上述场效应晶体管的栅极电极连接，在上述电容器的另一个端子被施加电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及离子传感器和显示装置。更详细而言，涉及适用于离子产生装置等的高精度地检测离子浓度的离子传感器和具备该离子传感器的显示装置。
技术介绍
近年来，利用使在空气中产生的正离子和负离子（以下，也称为“两离子”或仅称为“离子”）对浮游于空气中的细菌进行杀菌而清洁空气的作用被发现，运用该技术的空气清洁机等离子产生装置也因适应提倡舒适和健康的时代的需要而大受瞩目。但是，因为离子无法用眼看到，所以不能直接目视确认。另一方面，从空气清净机的使用者的角度看，想知道是否正常地产生离子、是否实际产生所期望的浓度的离子也是自然的。关于这一点，公开有具备测量大气中的离子浓度的离子传感器并具备显示利用该离子传感器测量出的离子浓度的显示部的空调机（例如，参照专利文献1。）。当然，为了正确地知道在空气中产生的离子的浓度，优选离子传感器为高精度。关于这一点，公开有：通过使施加至背栅的电压变化来调整栅极电极的电位、从而抑制阈值的不均的生物传感器（例如，参照专利文献2。）；和将场效应晶体管和离子传感器一体地形成、使测量环境的影响降低的场效应晶体管型离子传感器（例如，参照专利文献3。）。此外，已知有具备将从离子产生部产生的正离子和负离子定量的离子传感器部和显示被定量的离子量的显示部的离子产生元件（例如，参照专利文献4。）。进一步，已知有具备测量大气中的离子浓度的离子传感器和显示家电产品现在处于怎样的状态的显示部的离子传感器内置家电产品用遥控装置（例如，参照专利文献5。）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10－332164号公报专利文献2：日本特开2002－296229号公报专利文献3：日本特开2008－215974号公报专利文献4：日本特开2003－336872号公报专利文献5：日本特开2004－156855号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在如专利文献1所记载的离子传感器那样利用与离子传感器天线连接的栅极的电位变化的类型的离子传感器（以下，也称为“单栅极传感器”）中，如果要高精度地检测正离子和负离子这两离子，则成本变高。单栅极传感器利用离子传感器天线捕集空气中的离子，与离子传感器天线连接的栅极的电位Vg根据离子传感器天线所检测到的离子的量而变化。漏极电流（Id）根据Vg的变化而变化，根据该Id计算离子浓度。此处，对离子传感器的敏感度进行说明。设开始测量离子浓度时的天线的电位为V0，设经过规定时间t测量离子浓度后的天线的电位为Vt，设V0－Vt的差为ΔV。进一步，设开始测量离子浓度时的漏极电流为Id,0，设经过规定时间t之后的漏极电流为Id,t，设Id,0－Id,t的差为ΔId。此时，敏感度以ΔId/ΔV表示。即，可以说ΔId相对于ΔV越大敏感度就越高。此处，使用图11和图12，对单栅极传感器的Id－Vg曲线进行说明。该传感器包括图12所示的N沟道型的TFT50而构成，TFT50在基板59上形成，包括栅极电极51、绝缘膜52、氢化a－Si层53、n＋a－Si层54、电极层、绝缘膜57和背栅电极58，这些部件从基板59一侧起依次叠层。电极层包括源极电极55和漏极电极56，绝缘膜57是厚度350nm的SiNx膜。n＋a－Si层54掺杂有磷（P）等V族元素。在栅极电极51连接有离子传感器天线（未图示）。图11表示在图12中表示的TFT50的Id－Vg曲线，是将背栅电极58的电位（Vb）固定在0V、使栅极电极51的电位（Vg）从－20V变化至＋20V时的Id－Vg曲线的图表。即，图11表示使TFT50作为单栅极传感器发挥作用的情况下的Id－Vg曲线。另外，源极与漏极间的电压设定在＋10V。在检测负离子浓度时，为了捕集负离子，离子传感器天线被施加正的电位。此时，与离子传感器天线连接的栅极电极51也被施加正的电位，ΔV成为正的电位彼此的差。此时，Id,0和Id,t均比较大，能够高精度地检测出ΔId。即，可以说在负离子浓度的检测中能够得到大致高精度的检测结果。另一方面，在检测正离子浓度时，为了捕集正离子，离子传感器天线被施加负的电位。此时，与离子传感器天线连接的栅极电极51也被施加负的电位，ΔV成为负的电位彼此的差。此时，Id,0和Id,t均非常小，难以高精度地检测出ΔId。即，可以说在正离子浓度的检测中不能得到大致高精度的检测结果。这起因于：在N沟道型的TFT中，在栅极电极51的电位为负时漏极电流几乎不流通。另外，在具备P沟道型的TFT的离子传感器中，与此相反，能够高精度地计算出正离子浓度，但是难以高精度地计算出负离子浓度。如上所述，在具备N沟道型或P沟道型TFT中的任一TFT的单栅极离子传感器中，难以高精度地检测两离子。为了高精度地检测两离子，需要具备N沟道型和P沟道型TFT双方，成本变高。进一步，对如专利文献2和3中记载的离子传感器那样、利用TFT的背栅的电位变化来检测离子浓度的类型的离子传感器（以下，也称为“双栅极传感器”）进行说明。双栅极传感器利用离子传感器天线捕集空气中的离子，与离子传感器天线连接的背栅的电位Vb根据离子传感器天线所检测到的离子的量而变化。另一方面，栅极的电位Vg被设定在所期望的电位。而且，漏极电流（Id）根据Vb的变化而变化，根据该Id计算离子浓度。图13表示在图12中表示的TFT50的Id-Vg曲线，是使背栅电极58的电位（Vb）从－6V变化至＋6V时的Id－Vg曲线的图表。即，图13表示使TFT50作为双栅极传感器发挥作用的情况下的Id-Vg曲线。另外，源极与漏极间的电压设定在＋10V。通过使用具有背栅的TFT，理论上能够检测两离子。但是，如果不采取下述（1）或（2）的对策则不能使ΔId变大，难以高精度地检测出离子。（1）将与离子的吸附量成比例的背栅的电位设得大，（2）使背栅与沟道间的距离变小。不过，在使用在成本方面有利的非晶硅（a－Si）的情况下，由于a－Si与多晶硅（p－Si）等相比载流子的迁移率低，因此如果不将Id自身设得大则受到噪声等的影响而难以高精度地检测出离子。但是，当增大Id时，成为在Vg比阈值高的区域驱动TFT，因此，ΔId变小，难以高精度地检测出离子。此外，如果使背栅与沟道间的距离小，则TFT的成品率下降，因此成本仍然变高。本专利技术是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供低成本并且能够高精度地检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.03 JP 2010-1281671.一种离子传感器，其特征在于：
其是包括场效应晶体管的离子传感器，
所述离子传感器还包括离子传感器天线和电容器，
所述离子传感器天线和所述电容器的一个端子，与所述场效应晶
体管的栅极电极连接，
所述电容器的另一个端子被施加电压。
2.如权利要求1所述的离子传感器，其特征在于：
所述电压是可变的。
3.如权利要求1或2所述的离子传感器，其特征在于：
所述场效应晶体管是第一场效应晶体管，
所述离子传感器天线是第一离子传感器天线，
所述电容器是第一电容器，
所述离子传感器还包括第二场效应晶体管、第二离子传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：村井淳人，片冈义晴，渡部卓哉，久田祐子，堀内智，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：
国别省市：