离子传感器、显示装置、离子传感器驱动方法和离子浓度计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够在两离子混合存在的检体中高精度地测量离子浓度的离子传感器、显示装置、离子传感器的驱动方法和离子浓度的计算方法。本发明专利技术为包括场效应晶体管的离子传感器，上述离子传感器使用上述场效应晶体管检测负离子和正离子中的一个后，接着使用上述场效应晶体管检测负离子和正离子中的另一个。

【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、显示装置、离子传感器的驱动方法和离子浓度的计算方法。更详细来说，涉及适合于包括场效应晶体管（Field Effect Transistor，以下，称为“FET”）的离子传感器的离子传感器、具备该离子传感器的显示装置、该离子传感器的驱动方法和使用该离子传感器的离子浓度的计算方法。
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，公开有具备包括FET的离子传感器，显示由该离子传感器测量的离子浓度的显示部的空调机（例如，参照专利文献1。）、场效应型生物传感器（例如，参照专利文献2）、场效应晶体管型离子传感器（例如，参照专利文献3）等。FET通过半导体集成电路制造工序制造，包括FET的离子传感器容易实现小型化、规格化，并且也容易实现量产化。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<br>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
专利技术要解决的课题本专利技术者发现：在使用包括低耐压的薄膜设备的离子传感器，对两离子混合存在的检体连续测量单方的离子的情况下，不能够高精度地测量单方的离子的浓度。例如，在两离子混合存在的检体中，使用包括FET的离子传感器仅测量负离子的情况下，存在受到正离子阻碍而无法高精度地测量负离子浓度的情况。在此，使用图22和图23，说明该现象和原因。首先，对本专利技术者使用的包括FET的离子传感器的结构进行说明。图22为表示作为FET具有N沟道型的薄膜晶体管（Thin film Transistor，以下称为“TFT”）的离子传感器的等效电路。TFT50的漏极电极与输入配线27连接。输入配线27被施加高（High）电压（＋10V）或低（Low）电压（0V），设输入配线27的电压为Vdd。源极电极与输出配线21c连接。设输出配线21c的电压为Vout。此外，TFT50的栅极电极经由连接配线22c与离子传感器天线41c连接。而且，连接配线22c与复位配线2i连接。设配线22c、2i彼此的交点（结点）为node－Z。复位配线2i是用于使node－Z、即TFT50的栅极和天线41c的电压复位的配线。复位配线2i被施加高电压（＋20V）或低电压（－10V），设复位配线2i的电压为Vrst。而且，连接配线2i经由保持电容43c与大地（GND）连接。接着，说明上述离子传感器的动作结构。在初始状态，Vrst被设定在低电压（－10V），Vdd被设定在低电压（0V）。在负离子浓度的测量开始前，首先，向复位配线2i施加高电压（＋20V），天线41c的电压（node－Z电压）被复位到＋20V。在node－Z的电压被复位后，复位配线2i保持在高阻抗状态。之后，开始离子的导入，当负离子在天线41c被捕集时，复位到＋20V。即，充电为正的node－Z电压由于负离子而被中和降低（传感动作）。负离子浓度越高，电压下降的速度越快。导入离子并经过规定的时间之后，暂时向输入配线27施加高电压（＋10V）。即，向输入配线27施加＋10V的脉冲电压。当输入配线27被施加＋10V的脉冲电压时，根据传感器TFT50的栅极的打开状态，即node－Z的电压差，输出配线21c的电流Id发生变化。基于该输出配线21c的电流Id，计算负离子浓度。接着，显示测量结果。图23为表示利用图22所示的离子传感器测量两离子的混合比不同的检体的负离子浓度的结果的图。作为检体，测量不含两离子的干燥空气（DA）、包含1400×103个/cm3的负离子和2000×103个/cm3的正离子的空气、包含1400×103个/cm3的负离子和1300×103个/cm3的正离子的空气、包含1400×103个/cm3的负离子和800×103个/cm3的正离子的空气、包含1400×103个/cm3的负离子和600×103个/cm3的正离子的空气5种气体。其结果，如图23所示，发现：传感器输出（感度曲线）依存于两离子的总量和两离子的平衡（存在比）发生很大变化。除去DA之外的4种检体的负离子浓度虽然任一个都为1400×103个/cm3，但是时间t中的Id在4种检体中为不同的值。而且，越是正离子量多的检体，越能够抑制Id的降低。这是因为正离子量越多，向离子传感器天线41c的负离子的吸附由于正离子而被阻碍。由此，离子传感器天线与测量对象的离子的反应，由于具有与测量对象的离子相反的极性的离子而被阻碍，因此，存在两离子的检体，特别是在存在相对多的具有与测量对象的离子相反的极性的离子的检体中，不能够高精度地对测量对象的离子浓度进行测量。为了防止具有相反极性的离子引起的阻碍，考虑向离子传感器天线施加高电压（例如，超过1000V的电压）。但是，以FET和TFT为主的薄膜设备的耐压为数10V，较低，在通常的具有FET的离子传感器，无法将高电压施加在离子传感器天线，其中，该高电压为能够防止由具有相反极性的离子引起的阻碍那样的电压。本专利技术是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种在两离子混合存在的检体中能够高精度地测量离子浓度的离子传感器、显示装置、离子传感器的驱动方法和离子浓度的计算方法。用于解决课题的手段本专利技术者对能够高精度地对正离子和负离子混合存在的检体测量离子浓度的离子传感器进行了各种研究后，发现：在两离子的浓度比与检测正离子或负离子时的传感器输出之间存在相关关系，根据检测正离子时的传感器输出和检测负离子时的传感器输出，能够高精度地计算正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.03 JP 2010-1281691.一种离子传感器，其特征在于：
所述离子传感器包括场效应晶体管，
所述离子传感器使用所述场效应晶体管检测负离子和正离子中的
一个后，接着使用所述场效应晶体管检测负离子和正离子中的另一个。
2.如权利要求1所述的离子传感器，其特征在于：
所述离子传感器使用负离子的检测结果和正离子的检测结果，计
算负离子浓度和正离子浓度中的至少一个。
3.如权利要求2所述的离子传感器，其特征在于：
所述负离子浓度和正离子浓度中的至少一个使用预先制成的检量
线或查找表来决定。
4.如权利要求1～3中任一项所述的离子传感器，其特征在于：
所述离子传感器还包括电容器，
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。
5.如权利要求4所述的离子传感器，其特征在于：
所述电压是可变的。
6.如权利要求1～5中任一项所述的离子传感器，其特征在于：
所述场效应晶体管包括非晶硅或微晶硅。
7.一种显示装置，其特征在于：
所述显示装置包括：权利要求1～6中任一项所述的离子传感器；
和包含显示部驱动电路的显示部，
所述显示装置具有基板，
所述显示部驱动电路的至少一部分和所述场效应晶体管形成于所

\t述基板的同一主面上。
8.一种离子传感器，其特征在于：
所述离子传感器包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管，
所述离子传感器使用所述第一场效应晶体管检测负离子，使用所
述第二场效应晶体管检测正离子。
9.如权利要求8所述的离子传感器，其特征在于：
所述离子传感器在使用所述第一场效应晶体管检测负离子的同
时，使用所述第二场效应晶体管检测正离子。
10.一种显示装置...

【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：