(57)【要約】【課題】耐ガス性および耐水性と共に、高温高湿下での耐久性を確保することが可能な湿度センサ素子の製造方法を提供する。【解決手段】感湿膜４を形成したのち、その感湿膜４に高温高湿処理を施す。この高温高湿処理により、湿度センサ素子１０の完成後において湿度を計測するために感湿膜４が高温高湿雰囲気中に晒される前に、その感湿膜４があらかじめ高温高湿雰囲気中に晒される。高温高湿雰囲気中において感湿膜４の膜状態が平衡状態になり、その感湿膜４の感湿特性が安定化するため、感湿膜４の感湿特性が安定化した状態で湿度センサ素子１０を使用することが可能になる。したがって、耐ガス性および耐水性と共に高温高湿下での耐久性が確保されるため、湿度センサ素子１０の性能を安定に確保することが可能になる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップを介して互いに対向するように一対の電極が設けられた絶縁基板に、下地膜を介して感湿膜が設けられた湿度センサ素子の製造方法であって、
所定の温湿雰囲気中において感湿膜を形成したのち、その所定の温湿雰囲気よりも高い温湿雰囲気中に感湿膜を晒す
ことを特徴とする湿度センサ素子の製造方法。
【請求項２】
感湿膜を晒す雰囲気の温度を、その感湿膜のガラス転移温度よりも高くする
ことを特徴とする請求項１に記載の湿度センサ素子の製造方法。
【請求項３】
感湿膜を晒す雰囲気の絶対湿度を、１００ｇ／ｍ３  以上にする
ことを特徴とする請求項１または２に記載の湿度センサ素子の製造方法。
【請求項４】
水または水を含む溶液に絶縁基板を浸漬させたのち、その絶縁基板に下地膜を介して感湿膜を形成する
ことを特徴とする請求項１、２、または３のうちのいずれか１項に記載の湿度センサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境中の水分量（湿度）を計測する湿度センサ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境中の湿度を計測するために、湿度センサ素子が利用されている。この湿度センサ素子は、主に、絶縁基板上に、ギャップを介して互いに対向する一対の櫛型電極と、下地膜と、感湿膜とがこの順に積層された構成を有している。下地膜は、例えば、アルコキシ基と不飽和反応性基とを有するシランカップリング剤により構成されており、一対の櫛形電極およびその周辺の絶縁基板を覆うように配設されている。感湿膜は、例えば、不飽和反応性基を有するイオン導電性の高分子により構成されている。この湿度センサ素子では、環境中の水分量に応じて電気抵抗が変化するため、その電気抵抗変化に基づいて湿度が検出される。
【０００３】
図４は、従来の湿度センサ素子の製造方法を説明するためのものであり、その主要な製造工程の流れを示している。この湿度センサ素子を製造する際には、例えば、一対の櫛型電極が一面に設けられた絶縁基板を準備したのち、まず、半田付けを利用して、櫛型電極にリード線を取り付ける（ステップＳ２０１）。こののち、例えば、必要に応じて、半田フラックスを除去するためにリード線周辺をアルコール洗浄する。続いて、櫛形電極およびその周辺の絶縁基板を覆うように下地液（シランカップリング剤を含む）を塗布したのち、その下地液を加熱乾燥して塗膜化することにより、下地膜を形成する（ステップＳ２０２）。この下地膜が形成される際には、絶縁基板の表面に存在する水酸基とシランカップリング剤のアルコキシ基との間で脱水反応が生じるため、そのシランカップリング剤が絶縁基板と結合する。最後に、下地膜上に感湿液（イオン導電性高分子を含む）を塗布したのち、その感湿液を紫外線（ＵＶ；Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ）硬化して塗膜化することにより、感湿膜を形成する（ステップＳ２０３）。この感湿膜が形成される際には、シランカップリング剤の不飽和反応性基とイオン導電性高分子の不飽和反応性基との間で架橋反応が生じるため、そのイオン導電性高分子がシランカップリング剤と結合する。これにより、湿度センサ素子が完成する。
【０００４】
ところで、湿度センサ素子の性能を安定に確保するためには、使用環境条件に起因して性能が劣化することを防止する上で、感湿膜の耐ガス性や耐水性を確保する必要がある。この点に関する従来の湿度センサ素子の製造方法としては、例えば、絶縁基板の表面に、−Ｓｉ−結合を含む共有結合を介して高分子電解質を固定して感湿膜を形成することにより、その感湿膜の耐水性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０７−３１８５２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の湿度センサ素子の製造方法では、感湿膜の膜厚が比較的薄い場合（約１μｍ未満）には所望の耐水性が得られるものの、耐ガス性を補うために感湿膜の膜厚を比較的厚くすると（約１μｍ以上）、耐水性が劣化するおそれがある。したがって、従来の湿度センサ素子の製造方法では、湿度センサ素子に関して耐ガス性と耐水性とを両立させることが困難であるという問題があった。特に、湿度センサ素子は高温高湿環境中において使用される可能性があることから、上記した耐ガス性や耐水性に加えて、高温高湿下での耐久性も確保する必要がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、耐ガス性と耐水性とを両立して性能を安定に確保することが可能な湿度センサ素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の第２の目的は、耐ガス性および耐水性と共に、高温高湿下での耐久性を確保することが可能な湿度センサ素子の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る湿度センサ素子の製造方法は、ギャップを介して互いに対向するように一対の電極が設けられた絶縁基板に下地膜を介して感湿膜が設けられた湿度センサ素子を製造する方法であり、所定の温湿雰囲気中において感湿膜を形成したのち、その所定の温湿雰囲気よりも高い温湿雰囲気中に感湿膜を晒すようにしたものである。
【００１０】
本発明に係る湿度センサ素子の製造方法では、所定の温湿雰囲気中において感湿膜が形成されたのち、その所定の温湿雰囲気よりも高い温湿雰囲気中に感湿膜が晒される。これにより、感湿膜の膜状態が平衡状態になるため、その感湿膜の感湿特性が安定化する。
【００１１】
なお、本発明で言うところの「温湿雰囲気」中の湿度とは、相対湿度ではなく、絶対湿度を指している。感湿膜を晒す雰囲気の温度は、その感湿膜のガラス転移温度よりも高いことが好ましく、また絶対湿度は１００ｇ／ｍ３  以上であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る湿度センサ素子の製造方法により製造される湿度センサ素子の構成について簡単に説明する。図１および図２は湿度センサ素子１０の概略構成を表しており、図１は平面構成、図２は図１に示したＡ−Ａ線に沿った断面構成を示している。
【００１４】
この湿度センサ素子１０は、主に、絶縁基板１上に、一対の櫛形電極２Ａ，２Ｂと、下地膜３と、感湿膜４とがこの順に積層された構成を有している。一方の櫛形電極２Ａは、絶縁基板１上に設けられた電極端子５Ａを介してリード線６Ａに接続されており、他方の櫛形電極２Ｂも同様に、電極端子５Ｂを介してリード線６Ｂに接続されている。
【００１５】
絶縁基板１は、表面に水酸基（−ＯＨ）を有する材料、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）や、ガラスや、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂等のプラスチックや、セラミックや、水酸基を有する樹脂により被覆された金属などにより構成されている。特に、機械的強度や絶縁特性の安定性を考慮すれば、例えば、絶縁基板１はアルミナにより構成されているのが好ましい。
【００１６】
一対の櫛形電極２Ａ，２Ｂは、一定のギャップを介して互いに噛み合うように対向配置されており、例えば、金（Ａｕ）等の金属や酸化ルテニウム（ＲｕＯ２  ）等の金属酸化物などにより構成されている。なお、櫛形電極２Ａ，２Ｂは、必要に応じて、例えば、ガラスフリットを含有する低抵抗ペーストがスクリーン印刷されたのちに高温燒結された燒結体により構成される場合もある。特に、下地膜３との密着性を考慮すれば、例えば、櫛形電極２Ａ，２Ｂは、表面に水酸基を有する酸化ルテニウムにより構成されているのが好ましい。
【００１７】
下地膜３は、感湿膜４を絶縁基板１に固定させるためのものであり、例えば、シランカップリング剤により構成されている。このシアンカップリング剤は、例えば、反応性の異なる２種類の官能基としてアルコキシシリル基と不飽和反応性基（例えばエチレン性不飽和反応性基）とを含むアクリル系化合物ものであり、具体的には、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランまたはビニルトリエトキシシランなどである。
【００１８】
感湿膜４は、例えば、シランカップリング剤と結合可能なイオン導電性高分子により構成されている。このイオン導電性高分子は、例えば、反応基として不飽和反応性基（例えばエチレン性不飽和反応性基）を含むものであり、具体的には、化１に示したモノマーおよび化２に示したモノマーのうちの少なくとも１種以上が共重合された共重合体により構成されている。
【００１９】
【化１】
2004354083.tif 000003
（式中、Ａは二価基を表す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はいずれもアルキル基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｙ１およびＹ２はいずれもエチレン性不飽和反応性基を末端に有する一価基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｒ１〜Ｒ４、Ｙ１、Ｙ２、Ａおよびこれらの窒素原子（Ｎ）に近い側の一部のうちの任意の２つ以上は、窒素原子と共に環を形成してもよい。Ｘ１−  およびＸ２−  はいずれも陰イオンを表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。）
【００２０】
【化２】
2004354083.tif 000004
（式中、ＢおよびＤはいずれも二価基を表す。Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はいずれもアルキル基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｙ３およびＹ４はいずれもエチレン性不飽和反応性基を末端に有する一価基を表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。Ｒ５〜Ｒ８、Ｙ３、Ｂおよびこれらの窒素原子（Ｎ）に近い側の一部のうちの任意の２つ以上、あるいはＲ７、Ｒ８、Ｙ４、Ｄおよびこれらの窒素原子に近い側の一部のうちの任意の２つ以上は、窒素原子と共に環を形成してもよい。Ｘ３−  およびＸ４−  はいずれも陰イオンを表し、互いに同一でもよいし異なってもよい。ｎは２〜５０００である。）
【００２１】
化１として示したモノマーは、例えば、アミン化合物とジハロゲン化合物とが合成されたものである。具体的には、例えば、アミン化合物としては、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステルやアクリル酸ジメチルアミノエチルエステルなどが挙げられ、ジハロゲン化合物としては、１，３−ジクロロプロパンや１，３−ジブロモプロパンなどが挙げられる。一方、化２として示したモノマーは、例えば、ジアミン化合物とジハロゲン化合物とが合成されて中間体が形成されたのち、その中間体と所定の化合物とが合成されたものである。具体的には、例えば、ジアミン化合物としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミンなどが挙げられ、ジハロゲン化合物としては、１，３−ジクロロプロパンや１，１２−ジブロモドデカンなどが挙げられ、所定の化合物としては、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどが挙げられる。
【００２２】
次に、図１〜図３を参照して、図１および図２に示した湿度センサ素子１０の製造方法について説明する。図３は、湿度センサ素子１０の主要な製造工程の流れを示している。
【００２３】
この湿度センサ素子１０を製造する際には、例えば、一対の櫛型電極２Ａ，２Ｂおよび電極端子５Ａ，５Ｂが一面に設けられた絶縁基板１を準備したのち、まず、半田付けを利用して、電極端子５Ａ，５Ｂにリード線６Ａ，６Ｂを取り付ける（ステップＳ１０１）。こののち、例えば、必要に応じて、半田フラックスを除去するためにリード線６Ａ，６Ｂ周辺をアルコール洗浄する。
【００２４】
続いて、絶縁基板１に浸漬処理を施す（ステップＳ１０２）。すなわち、例えば、室温下、超音波をかけながら約１０分間に渡って蒸留水中に絶縁基板１を浸漬させる。この浸漬処理により、絶縁基板１の表面に水酸基が付与されるため、その絶縁基板１の表面では、もともと存在していた水酸基の他に新たな水酸基が加わり、結果として水酸基の総数が増加する。こののち、浸漬処理が施された絶縁基板１を乾燥させる。
【００２５】
続いて、室温雰囲気（温度＝約２５℃，絶対湿度＝約１５ｇ／ｍ３  ）中において、絶縁基板１と共に櫛形電極２Ａ，２Ｂを覆うように下地液（シランカップリング剤を含む）を塗布したのち、その下地液を加熱乾燥して塗膜化することにより、下地膜３を形成する（ステップＳ１０３）。この下地膜３が形成される際には、絶縁基板１の表面に存在する水酸基とシランカップリング剤のアルコキシシリル基との間で脱水反応が生じるため、そのシランカップリング剤が絶縁基板１と結合する。
【００２６】
続いて、同様に室温雰囲気中において、下地膜３上に感湿液（上記化１，化２に示したモノマーを含む）を塗布したのち、その感湿液をＵＶ硬化して塗膜化することにより、感湿膜４を形成する（ステップＳ１０４）。この感湿膜４が形成される際には、シランカップリング剤の不飽和反応性基とモノマー群の不飽和反応性基との間で架橋反応が生じるため、そのモノマー群がシランカップリング剤と結合する。これにより、感湿膜４が下地膜３を介して絶縁基板１に固定される。
【００２７】
最後に、感湿膜４に高温高湿処理を施す（ステップＳ１０５）。すなわち、例えば恒温恒湿槽を利用して、下地膜３や感湿膜４の形成プロセス雰囲気（室温雰囲気）よりも高い温湿雰囲気中に絶縁基板１を投入し、その高温高湿雰囲気中に感湿膜４を晒す。この際、感湿膜４を晒す雰囲気条件としては、例えば、温度ＴＳを感湿膜４（イオン導電性高分子）のガラス転移温度Ｔｇよりも高くすると共に（ＴＳ＞Ｔｇ）、絶対湿度ＨＳを１００ｇ／ｍ３  にする（ＨＳ≧１００ｇ／ｍ３  ）。また、絶縁基板１の投入時間は、例えば、約１０分〜６０分とする。この高温高湿処理により、感湿膜４の膜状態が平衡状態になるため、その感湿膜４の感湿特性が安定化する。こののち、感湿膜４を室温放置することにより、湿度センサ素子１０が完成する。
【００２８】
なお、絶縁基板１に浸漬処理を施す場合には、必ずしも蒸留水に超音波をかける必要はなく、超音波をかけずに絶縁基板１を浸漬させるようにしてもよい。また、絶縁基板１に浸漬処理を施すために使用する浸漬用液としては、蒸留水に代えて、水を含む溶液、具体的には蒸留水と同様に水酸基の付与能力を有するアルコール水溶液やアルカリ水溶液などを使用することも可能である。この種のアルコール水溶液としては、例えば、エタノール水溶液などが挙げられ、一方、アルカリ水溶液としては、例えば、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液などが挙げられる。もちろん、これらの一連の処理液のうちの任意の２種類以上の混合液を使用することも可能である。
【００２９】
また、感湿膜４に高温高湿処理を施す場合には、例えば、温度ＴＳをガラス転移温度Ｔｇよりも数℃程度高くするよりも、約１０℃〜２０℃高くするのが好ましい。また、絶縁基板１の投入時間は必ずしも上記した範囲内に限らず、感湿膜４の感湿特性の安定状況に応じて数分〜数時間の範囲内で適宜設定可能である。
【００３０】
本実施の形態に係る湿度センサ素子の製造方法では、感湿膜４を形成したのち、その感湿膜４に高温高湿処理を施すようにしたので、湿度センサ素子１０の完成後において湿度を計測するために感湿膜３が高温高湿雰囲気中に晒される前に、その感湿膜４があらかじめ高温高湿雰囲気中に晒される。この場合には、高温高湿雰囲気中において感湿膜４の膜状態が平衡状態になり、その感湿膜４の感湿特性が安定化するため、感湿膜４の感湿特性が安定化した状態で湿度センサ素子１０を使用することが可能になる。したがって、本実施の形態では、高温高湿下での耐久性が確保されるため、湿度センサ素子１０の性能を安定に確保することができる。
【００３１】
この場合には、高温高湿処理時の雰囲気条件として、温度ＴＳを感湿膜４のガラス転移温度Ｔｇよりも高くすると共に（ＴＳ＞Ｔｇ）、絶対湿度ＨＳを１００ｇ／ｍ３  以上にすれば（ＨＳ≧１００ｇ／ｍ３  ）、感湿膜４の膜状態が平衡状態へ移行する移行速度が増加し、その膜状態の平衡化が促進されるため、感湿膜４の感湿特性をより短時間で安定化させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、上記した感湿膜４の感湿特性の安定化に基づき、その感湿膜４の膜厚を約１μｍ以上まで厚くした場合においても耐水性が確保されるため、耐ガス性と耐水性とを両立して湿度センサ素子１０の性能を安定に確保することもできる。
【００３３】
特に、本実施の形態では、絶縁基板１に浸漬処理を施したのち、その絶縁基板１上に下地膜３を形成するようにしたので、浸漬処理時において絶縁基板１に水酸基が付与される結果、下地膜３が形成される際に絶縁基板１の表面に存在する水酸基の総数が増加し、十分な数の水酸基が確保される。この場合には、絶縁基板１とシランカップリング剤との結合部位（脱水反応の発生部位）が増加し、絶縁基板１に対する下地膜３の密着性が確保されるため、結果として、絶縁基板１に対する感湿膜４の密着性も確保される。したがって、本実施の形態では、下地膜３に剥離やクラックが生じにくくなるため、湿度センサ素子１０の耐水性をより向上させることができる。
【００３４】
この場合には、絶縁基板１に浸漬処理を施すために使用する浸漬用液として、揮発性の高いアルコール水溶液を使用すれば、揮発性の低い蒸留水を使用する場合と比較して、浸漬処理後に絶縁基板１を速やかに乾かすことができる。また、水酸基の付与能力が高いアルカリ水溶液を使用すれば、そのアルカリ水溶液よりも水酸基の付与能力が低い蒸留水を使用する場合と比較して、浸漬処理時に絶縁基板１の浸漬時間を短くすることもできる。
【００３５】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００３６】
まず、以下の手順を経て感湿液を調製した。すなわち、メタクリル酸ジメチルアミノエチルエステル１１．８２ｇ（７５．２ｍｍｏｌ）と１，３−ジクロロプロパン４．２３ｇ（３７．４ｍｍｏｌ）とをアセトアニリル２１．０４ｇに溶解させたのち、重合禁止剤として４−メトキシフェノール０．２７ｇを添加し、６０℃で１２０時間に渡って反応させた。続いて、１０００ｍｌのアセトンを用いて再沈殿させることにより、化１に示したモノマーとして４級塩１７．５２ｇ（収率＝９０％）を得た。一方、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン２０．０ｇ（０．１１６ｍｏｌ）と１，１２−ジブロモドデカン４５．７ｇ（０．１３９ｍｏｌ）とをメタノール８７．０ｇに溶解させたのち、１００℃で２４時間に渡って反応させた。続いて、アセトンを用いて再沈殿させることにより、中間体として白色沈殿５４．５ｇを得た。続いて、白色沈殿６．９２ｇとジメチルアミノプロピルメタクリルアミド３．５４ｇとをメタノール中において９０℃で２４時間に渡って反応させたのち、アセトンを用いた逆再沈操作により、化２に示したモノマーとして淡黄色沈殿５．８８ｇ（重量平均分子量＝約５０００）を得た。こののち、これらの２種類のモノマーをそれぞれ０．５ｇおよび０．６ｇ秤量してエチルセロソルブ２０．９ｇに溶解させたのち、重合開始剤として０．２％（質量百分率）のＫＡＹＡＣＵＲＥ  ＡＢＱ（商品名；日本化薬社製）を添加し、感湿液とした。この感湿液は、４℃で保管された。
【００３７】
次に、一対の櫛型電極２Ａ，２Ｂ（電極間ギャップ＝２２５μｍ）および電極端子５Ａ，５Ｂが一面に設けられたアルミナ製の絶縁基板１を準備したのち、まず、半田付けを利用して電極端子５Ａ，５Ｂにリード線６Ａ，６Ｂを取り付けた。続いて、半田フラックスを除去するために、１００ｍｌのイソプロピルアルコール中に超音波をかけながら１０分間に渡って絶縁基板１を浸漬させて洗浄したのち、放置して乾燥させた。この際、洗浄・乾燥工程を３回繰り返した。続いて、絶縁基板１に浸漬処理を施した。浸漬処理時には、超音波をかけながら１０分間に渡って蒸留水に絶縁基板１を浸漬させたのち、自然乾燥した。続いて、シランカップリング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学製ＫＢＭ−５０３）を使用し、その１％（質量百分率）酢酸水溶液で絶縁基板１を処理して乾燥させたのち、１２０℃で２０分間に渡って放置し、絶縁基板１の表面にアクリロイル基を導入することにより、シランカップリング剤を塗膜化して下地膜３を形成した。続いて、下地膜３上に感湿液２．７５μｌを塗布したのち、２５℃で１５分間に渡って乾燥させることにより、感湿液を塗膜化した。続いて、窒素雰囲気中で塗膜に１分間に渡って紫外線を照射して重合させることにより、感湿膜４を形成した。この際、紫外線照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ２  とし、感湿膜４の厚さを５μｍとした。最後に、恒温恒湿槽を利用して、感湿膜４に高温高湿処理を施した。これにより、図１および図２に示した湿度センサ素子１０が完成した。
【００３８】
上記した作製手順にしたがい、高温高湿処理の条件を変更しながら、いくつかの湿度センサ素子（実施例１〜７）を作製した。この際、実施例１〜７の湿度センサ素子と性能比較するために、比較用の湿度センサ素子（比較例１〜４）も作製した。
【００３９】
（実施例１）
高温高湿処理の雰囲気条件として、温度ＴＳ＝６０℃、相対湿度＝９５％、絶対湿度ＨＳ＝１２３．５ｇ／ｍ３  、投入時間＝６０分とした。
【００４０】
（実施例２）
温度ＴＳ＝７０℃、相対湿度＝９０％、絶対湿度ＨＳ＝１７７．３ｇ／ｍ３  、投入時間＝６０分とした。
【００４１】
（実施例３）
温度ＴＳ＝８０℃、相対湿度＝４２％、絶対湿度ＨＳ＝１２２．２ｇ／ｍ３  、投入時間＝６０分とした。
【００４２】
（実施例４）
温度ＴＳ＝８０℃、相対湿度＝８０％、絶対湿度ＨＳ＝２３２．８ｇ／ｍ３  、投入時間＝６０分とした。
【００４３】
（実施例５）
温度ＴＳ＝８５℃、相対湿度＝８５％、絶対湿度ＨＳ＝２９７．５ｇ／ｍ３  、投入時間＝１０分とした。
【００４４】
（実施例６）
投入時間＝３０分とした点を除いて、実施例５と同様の条件とした。
【００４５】
（実施例７）
投入時間＝６０分とした点を除いて、実施例５と同様の条件とした。
【００４６】
（比較例１）
感湿膜４に高温高湿処理を施さなかった。
【００４７】
（比較例２）
温度ＴＳ＝２５℃、相対湿度＝９０％、絶対湿度ＨＳ＝２０．７ｇ／ｍ３  、投入時間＝６０分とした。
【００４８】
（比較例３）
温度ＴＳ＝４０℃、相対湿度＝９０％、絶対湿度ＨＳ＝４６．０ｇ／ｍ３  、投入時間＝６０分とした。
【００４９】
（比較例４）
恒温槽を利用して、温度ＴＳ＝８０℃、投入時間＝６０分とした。この場合の相対湿度および絶対湿度ＨＳは数％程度であると見込まれる。
【００５０】
これらの実施例１〜７および比較例１〜４の湿度センサ素子について耐水性試験を行い、各湿度センサ素子の性能変化を調べたところ、表１〜表１１に示した結果が得られた。これらの表１〜表１１は、実施例１〜７および比較例１〜４にそれぞれ対応している。
【００５１】
耐水性試験は、以下の手順で行われた。すなわち、まず、湿度変化を周波数変化に変換する湿度−周波数変換回路（詳細は特開平０３−１２３８４３号公報参照。）に一連の湿度センサ素子を組み込んだのち、分流式湿度発生装置モデルＳＲＨ−１（商品名，神栄株式会社製）を使用し、温度＝２５℃、相対湿度＝３０％ＲＨ，５０％ＲＨ，８０％ＲＨの各雰囲気中において出力電圧を測定し、初期値（基準値）とした。この際、各湿度センサ素子について、５個ずつ測定を行った。続いて、恒温恒湿槽を利用して、温度＝６０℃、相対湿度＝９５％ＲＨの環境中に一連の湿度センサ素子を２４時間投入したのち、再び出力電圧を測定した。表１〜表１１中、「３０％ＲＨ」，「５０％ＲＨ」，「８０％ＲＨ」の欄に示した数値は各相対湿度における出力電圧の初期値（Ｖ）からの差異（ずれ）を表しており、「平均値」の欄に示した数値は一連の差異の平均値を表している。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
2004354083.tif 000006
【００５４】
【表３】
2004354083.tif 000007
【００５５】
【表４】
2004354083.tif 000008
【００５６】
【表５】
2004354083.tif 000009
【００５７】
【表６】
2004354083.tif 000010
【００５８】
【表７】
2004354083.tif 000011
【００５９】
【表８】
2004354083.tif 000012
【００６０】
【表９】
2004354083.tif 000013
【００６１】
【表１０】
2004354083.tif 000014
【００６２】
【表１１】
2004354083.tif 000015
【００６３】
これらの表１〜表１１に示した結果から、以下のことが確認された。
【００６４】
すなわち、まず、高温高湿処理の有無による影響を検討するために、感湿膜に高温高湿処理が施された実施例１〜７（表１〜表７）と、感湿膜に高温高湿処理が施されていない比較例１（表８）とを比較したところ、実施例１〜７では平均値が−０．００８〜０．０１０の範囲内となり、概ね±０近傍に集中したのに対して、比較例１では平均値が０．０１２〜０．０２３の範囲内となり、±０からプラス側に大幅にずれた。このことから、感湿膜に高温高湿処理を施すことにより出力電圧が初期値からずれにくくなるため、湿度センサ素子に関して高温高湿下の耐久性が向上することが確認された。
【００６５】
続いて、高温高湿処理の雰囲気条件による影響を検討するために、温度ＴＳが感湿膜（イオン導電性高分子）のガラス転移温度Ｔｇ（Ｔｇ＝５０℃）よりも高く、かつ絶対湿度ＨＳが１００ｇ／ｍ３  以上である実施例１〜７（表１〜表７）と、上記した温度ＴＳおよび絶対湿度ＨＳに関する条件を満たしていない比較例２，３（表９，１０）とを比較したところ、実施例１〜７では平均値が概ね±０近傍（−０．００８〜０．０１０）に集中したのに対して、比較例２，３では平均値が−０．０５９〜０．０１９の範囲内となり、±０から大幅にずれた。このことから、高温高湿処理の雰囲気条件（温度ＴＳ，絶対湿度ＨＳ）を適性化することにより、高温高湿下の耐久性が向上することが確認された。
【００６６】
最後に、参考までに、温度ＴＳおよび絶対湿度ＨＳの双方が上記条件を満たしている実施例１〜７（表１〜７）と、温度ＴＳのみが上記条件を満たしており、絶対湿度ＨＳが上記条件を満たしていない比較例４（表１１）とを比較したところ、実施例１〜７では平均値が概ね±０近傍に集中したのに対して、比較例４では平均値が０．０１８〜０．０３１の範囲内となり、±０からプラス側に大幅にずれた。このことから、高温高湿処理の雰囲気条件として温度ＴＳおよび絶対湿度ＨＳの双方を適性化しなければ、高温高湿下の耐久性が向上しないことが確認された。
【００６７】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る湿度センサ素子の製造方法によれば、所定の温湿雰囲気中において感湿膜を形成したのち、その所定の温湿雰囲気よりも高い温湿雰囲気中に感湿膜を晒すようにしたので、感湿膜の膜状態が平衡状態になり、その感湿膜の感湿特性が安定化する。したがって、高温高湿下での耐久性が確保されるため、湿度センサ素子の性能を安定に確保することができる。
【００６９】
また、上記の他、本発明に係る湿度センサ素子の製造方法では、感湿膜を晒す雰囲気の温度を感湿膜のガラス転移温度よりも高くすると共に、絶対湿度を１００ｇ／ｍ３  以上にすれば、感湿膜の感湿特性をより短時間で安定化させることができる。
【００７０】
また、本発明に係る湿度センサ素子の製造方法では、水または水を含む溶液に絶縁基板を浸漬させたのち、その絶縁基板に下地膜を介して感湿膜を形成するようにすれば、絶縁基板に対する感湿膜の密着性が確保されるため、耐ガス性と耐水性とを両立して湿度センサ素子の性能を安定に確保することができる。しかも、感湿膜の感湿特性の安定化に基づき、その感湿膜の膜厚を比較的厚くした場合においても耐水性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る湿度センサ素子の製造方法により製造される湿度センサ素子の平面構成を表す平面図である。
【図２】図１に示した湿度センサ素子のＡ−Ａ線に沿った断面構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した湿度センサ素子の製造工程の流れを説明するための流れ図である。
【図４】従来の湿度センサ素子の製造工程の流れを説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１…絶縁基板、２Ａ，２Ｂ…櫛形電極、３…下地膜、４…感湿膜、５Ａ，５Ｂ…電極端子、６Ａ，６Ｂ…リード線、１０…湿度センサ素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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