JP2005162796A - Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor - Google Patents

Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor Download PDF

Info

Publication number
JP2005162796A
JP2005162796A JP2003400761A JP2003400761A JP2005162796A JP 2005162796 A JP2005162796 A JP 2005162796A JP 2003400761 A JP2003400761 A JP 2003400761A JP 2003400761 A JP2003400761 A JP 2003400761A JP 2005162796 A JP2005162796 A JP 2005162796A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive polymer
dopant
forming
monomer
precursor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003400761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kadota
敦志 門田
Katsuo Naoi
克夫 直井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2003400761A priority Critical patent/JP2005162796A/en
Publication of JP2005162796A publication Critical patent/JP2005162796A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of formation of an electroconductive polymer which stably improves the electroconductivity of the electroconductive polymer to the extent possible. <P>SOLUTION: The method of formation of the electroconductive polymer comprises adding a dopant to a monomer, oxidatively polymerizing the monomer to produce a precursor of the electroconductive polymer doped with the dopant and irradiating the precursor of the electroconductive polymer with ultraviolet rays to form the electroconductive polymer. The irradiation of ultraviolet rays enhances the fixation of the dopant to the precursor of the electroconductive polymer and the doping ratio of the electroconductive polymer is stably improved, which makes difference to the prior method of formation of an electroconductive polymer which does not employ ultraviolet irradiation and hence is likely to cause the lowering of a doping ratio over time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、導電性高分子の形成方法、ならびに導電性高分子の形成方法を使用した電解コンデンサの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a conductive polymer, and a method for manufacturing an electrolytic capacitor using the method for forming a conductive polymer.

近年、高周波用途に適した電子部品のうちの1つとして、多様な電子機器に電解コンデンサが搭載されている。この電解コンデンサに関しては、例えば、電子機器のデジタル化、小型化および高速化が加速的に進行している情勢下において、大容量化や低インピーダンス化が要望されていると共に、動作安定性や動作信頼性の確保、ならびに高寿命化も併せて要望されている。   In recent years, electrolytic capacitors are mounted on various electronic devices as one of electronic components suitable for high-frequency applications. With regard to this electrolytic capacitor, for example, in a situation where the digitization, downsizing and speeding up of electronic devices are accelerating, there is a demand for large capacity and low impedance, as well as operational stability and operation. There is also a demand for ensuring reliability and extending the service life.

電解コンデンサは、例えば、弁作用金属により構成された陽極と、この陽極の表層が陽極酸化されることにより形成された酸化皮膜よりなる誘電体層と、電解質層と、陰極とがこの順に積層された構造を有している。   An electrolytic capacitor has, for example, an anode made of a valve metal, a dielectric layer made of an oxide film formed by anodizing the surface layer of the anode, an electrolyte layer, and a cathode in this order. Have a structure.

この電解コンデンサは、主に、電解質層の種類に応じて2種類に大別される。すなわち、液体材料により構成された電解質層(電解液)を備え、主にイオン伝導性を利用した導電特性を有する液体電解コンデンサと、錯塩や導電性高分子などの固体材料により構成された電解質層(固体電解質層)を備え、主に電子伝導性を利用した導電特性を有する固体電解コンデンサである。これらの2種類の電解コンデンサを作動特性の安定性の観点において比較すると、例えば、液体電解コンデンサでは電解液の漏洩や蒸発に起因して作動特性が経時劣化し得るのに対して、この電解液の漏洩や蒸発に起因する作動特性の経時劣化は固体電解コンデンサでは起こり得ないため、今後主流になり得る電解コンデンサとして、最近では液体電解コンデンサに代えて固体電解コンデンサに関する研究開発が活発に進められている。この固体電解コンデンサに関する研究過程では、例えば、漏れ電流特性、インピーダンス特性ならびに耐熱特性などの一連の作動特性を考慮して、固体電解質層の主要部が二酸化マンガンや錯塩から共役系の導電性高分子に急速に移行しつつある。   This electrolytic capacitor is mainly divided into two types according to the type of the electrolyte layer. That is, a liquid electrolytic capacitor having an electrolyte layer (electrolytic solution) made of a liquid material and having conductive characteristics mainly using ionic conductivity, and an electrolyte layer made of a solid material such as a complex salt or a conductive polymer This is a solid electrolytic capacitor having a (solid electrolyte layer) and having conductive characteristics mainly utilizing electronic conductivity. When these two types of electrolytic capacitors are compared in terms of stability of operating characteristics, for example, in liquid electrolytic capacitors, the operating characteristics may deteriorate over time due to leakage or evaporation of the electrolytic solution. As the electrolytic capacitors that can become the mainstream in the future are recently being actively researched and developed for solid electrolytic capacitors instead of liquid electrolytic capacitors, the deterioration of the operating characteristics due to leakage and evaporation of the liquid cannot occur with solid electrolytic capacitors. ing. In this research process on solid electrolytic capacitors, for example, considering the series of operating characteristics such as leakage current characteristics, impedance characteristics, and heat resistance characteristics, the main part of the solid electrolyte layer is composed of manganese dioxide or complex salts and conjugated conductive polymers. Is moving rapidly.

この固体電解質層に関しては、特に、導電性高分子の導電率を高めるために、その導電性高分子に電子供与性または電子受容性の物質(ドーパント)を含有させる(ドープさせる)技術が既に広く使用されている。具体的には、例えば、ドーパントとしてアリールスルホン酸やアリールリン酸のナトリウム塩を使用する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、固体電解コンデンサの導電率を安定化させるために、導電性高分子に2種類のドーパント(固定性ドーパント,易動性ドーパント)をドープさせる技術も知られている(例えば、特許文献2参照。)。特に、最近では、ドーパントのドーピング量を増加させることにより導電率を飛躍的に向上させる研究も進められており、例えば、金属の導電率(約105 S/cm)と同等程度の導電率を有する導電性高分子も報告されている。
特許第3273761号明細書 特公平06−068926号公報
With regard to this solid electrolyte layer, in particular, in order to increase the conductivity of the conductive polymer, a technique for incorporating (doping) an electron donating or electron accepting substance (dopant) into the conductive polymer has already been widely used. in use. Specifically, for example, a technique using arylsulfonic acid or arylphosphoric acid sodium salt as a dopant is known (for example, see Patent Document 1). Moreover, in order to stabilize the electrical conductivity of a solid electrolytic capacitor, a technique for doping a conductive polymer with two kinds of dopants (fixed dopant, mobile dopant) is also known (see, for example, Patent Document 2). .) In particular, recently, research for dramatically improving the conductivity by increasing the doping amount of the dopant has been advanced. For example, a conductivity equivalent to that of a metal (about 10 5 S / cm) can be obtained. A conductive polymer having the same has also been reported.
Japanese Patent No. 3273761 Japanese Patent Publication No. 06-068926

ところで、固体電解コンデンサの作動特性を確保するためには、例えば、導電率を可能な限り安定的に向上させるために、ドーパントのドーピング率を安定的に向上させる必要がある。しかしながら、上記した従来の固体電解コンデンサの製造方法では、ドーピング量を増加させることにより初期のドーピング率が高まるものの、そのドーピング率が経時的に低下しやすいため、固体電解コンデンサの導電率を安定的に向上させることが困難であるという問題があった。しかも、ドーピング率の経時劣化は、ドーピング量が増加するにしたがって顕著になるため、従来の固体電解コンデンサの製造方法では、固体電解コンデンサの導電率を高めるためにドーピング量を増加させるほど、ドーピング率が経時劣化しやすくなる。   By the way, in order to ensure the operating characteristics of the solid electrolytic capacitor, for example, it is necessary to stably improve the doping rate of the dopant in order to improve the conductivity as stably as possible. However, although the above-described conventional solid electrolytic capacitor manufacturing method increases the initial doping rate by increasing the doping amount, the doping rate tends to decrease with time, so the conductivity of the solid electrolytic capacitor is stable. There was a problem that it was difficult to improve it. In addition, the deterioration of the doping rate over time becomes more prominent as the doping amount increases. Therefore, in the conventional method of manufacturing a solid electrolytic capacitor, the doping rate increases as the doping amount increases to increase the conductivity of the solid electrolytic capacitor. Tends to deteriorate over time.

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、導電性高分子の導電率を可能な限り安定的に向上させることが可能な導電性高分子の形成方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and a first object thereof is to provide a method for forming a conductive polymer capable of improving the conductivity of the conductive polymer as stably as possible. There is to do.

また、本発明の第2の目的は、本発明の導電性高分子の形成方法を使用して、固体電解質層の導電率を可能な限り安定的に向上させることが可能な電解コンデンサの製造方法を提供することにある。   The second object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor manufacturing method capable of improving the conductivity of the solid electrolyte layer as stably as possible using the method for forming a conductive polymer of the present invention. Is to provide.

本発明に係る導電性高分子の形成方法は、単量体にドーパントを添加して重合させることにより、そのドーパントを含むように導電性高分子前駆体を生成する工程と、導電性高分子前駆体に電磁波を照射することにより、導電性高分子を形成する工程とを含むようにしたものである。   The method for forming a conductive polymer according to the present invention includes a step of generating a conductive polymer precursor so as to include the dopant by adding a dopant to the monomer and polymerizing the monomer, and a conductive polymer precursor. A process of forming a conductive polymer by irradiating the body with electromagnetic waves.

本発明に係る導電性高分子の形成方法では、ドーパントを含むように導電性高分子前駆体が生成されたのち、その導電性高分子前駆体に電磁波が照射されることにより、導電性高分子が形成される。この電磁波の照射に基づき、導電性高分子前駆体に対するドーパントの定着性が向上するため、電磁波を照射せず、ドーピング率が経時的に低下しやすい従来の導電性高分子の形成方法とは異なり、導電性高分子のドーピング率が安定的に向上する。   In the method for forming a conductive polymer according to the present invention, a conductive polymer precursor is generated so as to include a dopant, and then the conductive polymer precursor is irradiated with electromagnetic waves to thereby form the conductive polymer. Is formed. Based on this electromagnetic wave irradiation, the fixability of the dopant to the conductive polymer precursor is improved, so that unlike conventional methods of forming a conductive polymer, the electromagnetic wave is not irradiated and the doping rate tends to decrease over time. In addition, the doping rate of the conductive polymer is stably improved.

本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、固体電解質層を備えた電解コンデンサを製造する方法であり、固体電解質層を形成する工程が、単量体にドーパントを添加して重合させることにより、そのドーパントを含むように導電性高分子前駆体を生成する工程と、導電性高分子前駆体に電磁波を照射して導電性高分子を形成することにより、その導電性高分子を含むように固体電解質層を形成する工程とを含むようにしたものである。   The method for producing an electrolytic capacitor according to the present invention is a method for producing an electrolytic capacitor having a solid electrolyte layer, and the step of forming the solid electrolyte layer is performed by adding a dopant to a monomer and polymerizing the monomer. A step of generating a conductive polymer precursor so as to include a dopant, and forming a conductive polymer by irradiating the conductive polymer precursor with an electromagnetic wave so as to include the conductive polymer. And a step of forming a layer.

本発明に係る電解コンデンサの製造方法では、本発明の導電性高分子の形成方法を使用して固体電解質層が形成されるため、その固体電解質層のドーピング率が安定的に向上する。   In the method for producing an electrolytic capacitor according to the present invention, since the solid electrolyte layer is formed using the method for forming a conductive polymer of the present invention, the doping rate of the solid electrolyte layer is stably improved.

本発明に係る導電性高分子の形成方法によれば、ドーパントを含む導電性高分子前駆体に電磁波を照射することにより、導電性高分子のドーピング率が安定的に向上するため、その導電性高分子の導電率を可能な限り安定的に向上させることができる。この結果、特に、導電性高分子の導電率を高温環境中においても可能な限り維持することができる。   According to the method for forming a conductive polymer according to the present invention, the doping rate of the conductive polymer is stably improved by irradiating the conductive polymer precursor containing the dopant with electromagnetic waves. The conductivity of the polymer can be improved as stably as possible. As a result, in particular, the conductivity of the conductive polymer can be maintained as much as possible even in a high temperature environment.

本発明に係る電解コンデンサの製造方法によれば、本発明の導電性高分子の形成方法を使用して固体電解質層が形成され、その固体電解質層のドーピング率が安定的に向上するため、電解コンデンサの導電率を可能な限り安定的に向上することができると共に、特に、電解コンデンサの導電率を高温環境中においても可能な限り維持することができる。   According to the method for producing an electrolytic capacitor according to the present invention, a solid electrolyte layer is formed using the method for forming a conductive polymer of the present invention, and the doping rate of the solid electrolyte layer is stably improved. The conductivity of the capacitor can be improved as stably as possible, and in particular, the conductivity of the electrolytic capacitor can be maintained as much as possible even in a high temperature environment.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態に係る導電性高分子の形成方法を使用して形成される導電性高分子について簡単に説明する。図1は、導電性高分子1の断面構成を表している。   First, with reference to FIG. 1, the conductive polymer formed using the formation method of the conductive polymer which concerns on one embodiment of this invention is demonstrated easily. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the conductive polymer 1.

導電性高分子1は、例えば、電解コンデンサ、電池、電極、トランジスタ、紫外線シールド材、静電防止剤、キャパシタ、ダイオード、エレクトロクロミック素子、エレクトロルミネセンス(EL;Electro Luminescence)素子、太陽電池、光記録媒体または各種センサなどに代表される電子部品の一部を構成するものである。この導電性高分子1は、例えば、図1に示したように、所定の基体2上に形成されており、すなわち基体2上において膜化されている。   The conductive polymer 1 includes, for example, an electrolytic capacitor, a battery, an electrode, a transistor, an ultraviolet shielding material, an antistatic agent, a capacitor, a diode, an electrochromic element, an electroluminescence (EL) element, a solar cell, and light. It constitutes a part of an electronic component typified by a recording medium or various sensors. For example, as shown in FIG. 1, the conductive polymer 1 is formed on a predetermined substrate 2, that is, formed into a film on the substrate 2.

特に、導電性高分子1は、導電性高分子前駆体1Zに電磁波が照射されることにより形成されたものであり、導電性を高めるためのドーパントがドープされたものである。この導電性高分子前駆体1Zとは、導電性高分子1を形成するための前駆体として、単量体にドーパントが添加されて重合されることにより生成されたものである。基体2は、導電性高分子1を成膜するために使用される支持体である。なお、導電性高分子1および基体2の材質に関しては後述する。   In particular, the conductive polymer 1 is formed by irradiating the conductive polymer precursor 1Z with electromagnetic waves, and is doped with a dopant for increasing conductivity. The conductive polymer precursor 1Z is generated by adding a dopant to a monomer and polymerizing the precursor as a precursor for forming the conductive polymer 1. The substrate 2 is a support used for forming the conductive polymer 1 into a film. The materials of the conductive polymer 1 and the base 2 will be described later.

次に、図1および図2を参照して、図1に示した導電性高分子1の形成方法について説明する。図2は、導電性高分子1の形成工程の流れを説明するためのものである。   Next, a method for forming the conductive polymer 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is for explaining the flow of the process of forming the conductive polymer 1.

導電性高分子1を形成する際には、基体2を準備したのち、まず、単量体溶液を調製する(ステップS101)。この単量体溶液を調製する際には、導電性高分子1を生成するための単量体と、その導電性高分子1の導電率を高めるためのドーパントと、これらの単量体およびドーパントを分散させるための溶媒とを含むようにする。特に、単量体溶液を調製する際には、例えば、上記した単量体、ドーパントおよび溶媒と共に、その単量体を酸化重合させるための酸化剤を含むようにする。   When forming the conductive polymer 1, after preparing the base | substrate 2, first, a monomer solution is prepared (step S101). When preparing this monomer solution, the monomer for producing the conductive polymer 1, the dopant for increasing the conductivity of the conductive polymer 1, the monomers and the dopant And a solvent for dispersing. In particular, when preparing the monomer solution, for example, together with the above-described monomer, dopant and solvent, an oxidant for oxidative polymerization of the monomer is included.

単量体溶液を調製する際に使用する材料は、例えば、以下の通りである。すなわち、単量体としては、例えば、チオフェン、アニリン、ピロール、フラン、チオフェンビニレン、イソチアナフテン、アセチレン、p−フェニレン、フェニレンビニレン、メトキシビニレン、メトキシフェニレン、フェニレンスルファイド、フェニレンオキシド、アントラセン、ナフタレン、ピレン、アズレン、セレノフェン、テルロフェンおよびこれらの誘導体を含む群のうちの少なくとも1種を使用し、好ましくはチオフェン、アニリン、ピロールおよびフランのうちの少なくとも1種を使用する。ドーパントとしては、例えば、ドナー型またはアクセプター型のいずれのドーパントも使用することが可能である。ドナー型のドーパントとしては、例えば、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)などのアルカリ金属や、カルシウム(Ca)などのアルカリ土類金属等が挙げられる。一方、アクセプター型のドーパントとしては、例えば、塩素(Cl2 )、臭素(Br2 )またはヨウ素(I2 )などのハロゲンや、フッ化リン(PF3 )、フッ化ヒ素(AsF5 )またはフッ化ホウ素(BF3 )などのルイス酸や、フッ化水素(HF)、塩化水素(HCl)、硝酸(HNO3 )、硫酸(H2 SO4 )または過塩素酸(HClO4 )などのプロトン酸や、アルキルベンゼンスルホン酸(例えばパラトルエンスルホン酸)、アルキルナフタレンスルホン酸またはこれらの塩や、塩化鉄(FeCl3 )、過塩素酸鉄(FeOCl2 )、塩化チタン(TiCl4 )または塩化タングステン(WCl3 )などの遷移金属化合物や、塩素イオン(Cl- )、臭素イオン(Br- )、ヨウ素イオン(I- )、過塩素酸イオン(ClO4 -)、フッ化リンイオン(PF3 -)、フッ化ホウ素イオン(BF3 -)またはフッ化ヒ素イオン(AsF3 -)などの電解質アニオン等が挙げられる。溶媒としては、例えば、水や、ブタノールなどの有機溶媒等を使用する。酸化剤としては、例えば、ヨウ素または臭素などのハロゲンや、五フッ化ケイ素(SiF5 )などの金属ハロゲン化物や、硫酸などのプロトン酸や、三酸化硫黄(SO3 )などの酸素化合物や、硫酸セリウム(Ce(SO42 )などの硫酸塩や、過硫酸ナトリウム(Na2 2 8 )などの過硫酸塩や、過酸化水素(H2 2 )などの過酸化物や、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えばパラトルエンスルホン酸鉄)等を使用する。 The material used when preparing a monomer solution is as follows, for example. That is, as a monomer, for example, thiophene, aniline, pyrrole, furan, thiophene vinylene, isothianaphthene, acetylene, p-phenylene, phenylene vinylene, methoxy vinylene, methoxy phenylene, phenylene sulfide, phenylene oxide, anthracene, naphthalene , Pyrene, azulene, selenophene, tellurophene and at least one of the group comprising these derivatives, preferably at least one of thiophene, aniline, pyrrole and furan. As the dopant, for example, any of donor-type or acceptor-type dopants can be used. Examples of the donor-type dopant include alkali metals such as lithium (Li), sodium (Na), and potassium (K), and alkaline earth metals such as calcium (Ca). On the other hand, examples of acceptor-type dopants include halogens such as chlorine (Cl 2 ), bromine (Br 2 ), and iodine (I 2 ), phosphorus fluoride (PF 3 ), arsenic fluoride (AsF 5 ), and fluorine. Lewis acids such as boron fluoride (BF 3 ) and protonic acids such as hydrogen fluoride (HF), hydrogen chloride (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or perchloric acid (HClO 4 ) Or alkylbenzene sulfonic acid (for example, paratoluene sulfonic acid), alkyl naphthalene sulfonic acid or a salt thereof, iron chloride (FeCl 3 ), iron perchlorate (FeOCl 2 ), titanium chloride (TiCl 4 ), or tungsten chloride (WCl) 3) and a transition metal compound, such as, chlorine ion (Cl -), bromine ion (Br -), iodide ion (I -), perchlorate ion (ClO 4 -) Fluoride phosphorus (PF 3 -), boron fluoride ions (BF 3 -) or fluoride arsenic ion (AsF 3 -) include an electrolyte anion such. As the solvent, for example, water or an organic solvent such as butanol is used. Examples of the oxidizing agent include halogens such as iodine or bromine, metal halides such as silicon pentafluoride (SiF 5 ), protonic acids such as sulfuric acid, oxygen compounds such as sulfur trioxide (SO 3 ), Sulfates such as cerium sulfate (Ce (SO 4 ) 2 ), persulfates such as sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), peroxides such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), An alkylbenzene sulfonate (for example, iron paratoluene sulfonate) is used.

なお、単量体溶液には、例えば、上記した単量体、ドーパント、溶媒および酸化剤に加えて、さらに、各種添加剤を含ませるようにしてもよい。この「添加剤」としては、例えば、酸化防止剤(例えばニトロフェノール等)などが挙げられる。   The monomer solution may further contain various additives in addition to the monomer, dopant, solvent and oxidant described above, for example. Examples of the “additive” include an antioxidant (for example, nitrophenol).

基体2としては、例えば、ガラス、セラミック、ステンレス、金属、樹脂、綿布または繊維などを使用する。これらの一連の材料のうち、例えば、金属としてはアルミニウムなどが挙げられ、樹脂としてはアクリル、ポリカーボネートまたはポリエチレンテレフタレート(PET;Polyethylene Terephthalate)などが挙げられる。この基体2の材質に関してより具体的な例を挙げれば、例えば、導電性高分子1を電解コンデンサの固体電解質層として使用する場合には、基体2としてアルミニウム、チタン、タンタルまたはニオブなどの弁作用金属箔または弁作用金属焼結体を使用する。これらの弁作用金属箔または弁作用金属焼結体としては、例えば、あらかじめ拡面化処理が施されて表面凹凸構造を有していると共に、同様にあらかじめ化成処理が施されて誘電体層が形成されているものを使用するのが好ましい。また、例えば、導電性高分子1をEL素子のホール注入層として使用する場合には、基体2として酸化インジウム錫(ITO;Indium Tin Oxide)などの透明電極を使用する。   As the substrate 2, for example, glass, ceramic, stainless steel, metal, resin, cotton cloth or fiber is used. Among these series of materials, for example, the metal includes aluminum, and the resin includes acrylic, polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), and the like. For example, when the conductive polymer 1 is used as a solid electrolyte layer of an electrolytic capacitor, the valve action of aluminum, titanium, tantalum, niobium or the like is used as the substrate 2. A metal foil or a valve action metal sintered body is used. As these valve action metal foil or valve action metal sintered body, for example, the surface enlargement process is performed in advance and the surface uneven structure is formed, and similarly, the chemical conversion process is performed in advance to form the dielectric layer. It is preferable to use what is formed. For example, when the conductive polymer 1 is used as a hole injection layer of an EL element, a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO) is used as the substrate 2.

続いて、例えば、スプレー法、ローラ法、スピンコート法またはディップ法などに代表される塗布方法を使用して基体2に単量体溶液を塗布することにより、その基体2の一面に単量体溶液を供給する(ステップS102)。なお、基体2の一面に単量体溶液を供給する際には、上記した塗布方法を使用する代わりに浸漬方法を使用し、すなわち単純に基体2を単量体溶液に浸漬させるようにしてもよい。   Subsequently, for example, a monomer solution is applied to the substrate 2 by using a coating method typified by a spray method, a roller method, a spin coating method, a dip method, or the like, whereby a monomer is applied to one surface of the substrate 2. A solution is supplied (step S102). When supplying the monomer solution to one surface of the substrate 2, an immersion method is used instead of using the above-described coating method, that is, the substrate 2 is simply immersed in the monomer solution. Good.

続いて、基体2の一面に供給された単量体溶液中の単量体を重合させることにより、ドーパントがドープされた導電性高分子前駆体1Zを生成する(ステップS103)。これにより、基体2の一面が導電性高分子前駆体1Zによって覆われる。この導電性高分子前駆体1Zを生成する際には、例えば、乾燥機などの加熱機器を使用して単量体溶液を加熱することにより、その単量体溶液中の酸化剤を使用して単量体を酸化重合させるようにする。この際、加熱温度としては、基体2の耐熱温度等を考慮して適宜設定可能であり、例えば、40℃〜180℃とする。この場合には、特に、加熱温度が高すぎると、導電性高分子前駆体1Zにドープされていたドーパントが脱離したり、あるいは導電性高分子前駆体1Z自体が酸化劣化することにより導電率が低下し得るため、この導電率の低下を防止する上では、加熱温度を40℃〜150℃とするのが好ましい。加熱時間としては、単量体の反応性(重合性)や酸化剤の反応性(酸化力)等を考慮して適宜設定可能であり、例えば、5分〜24時間とする。   Subsequently, the monomer in the monomer solution supplied to one surface of the substrate 2 is polymerized to generate the conductive polymer precursor 1Z doped with the dopant (step S103). Thereby, one surface of the base 2 is covered with the conductive polymer precursor 1Z. When producing this conductive polymer precursor 1Z, for example, by heating the monomer solution using a heating device such as a dryer, the oxidizing agent in the monomer solution is used. The monomer is oxidatively polymerized. At this time, the heating temperature can be appropriately set in consideration of the heat-resistant temperature of the base 2 and the like, for example, 40 ° C. to 180 ° C. In this case, in particular, when the heating temperature is too high, the dopant doped in the conductive polymer precursor 1Z is desorbed, or the conductive polymer precursor 1Z itself is oxidized and deteriorated, whereby the conductivity is increased. In order to prevent this decrease in conductivity, the heating temperature is preferably 40 ° C to 150 ° C. The heating time can be appropriately set in consideration of the reactivity of the monomer (polymerizability), the reactivity of the oxidant (oxidizing power), and the like, and is, for example, 5 minutes to 24 hours.

この酸化重合反応を経て生成される導電性高分子前駆体1Zは、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリフラン、ポリチオフェンビニレン、ポリイソチアナフテン、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリメトキシビニレン、ポリメトキシフェニレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリアントラセン、ポリナフタレン、ポリピレン、ポリアズレン、ポリセレノフェン、ポリテルロフェンおよびこれらの誘導体を含む群のうちの少なくとも1種である。この導電性高分子前駆体1Zとしては、例えば、高分子骨格中に一次元的連鎖を有し、かつ電子供与性機能または電子受容性機能(いわゆるドーパミン機能)を有する共役系高分子が好ましい。中でも、酸化重合反応を使用した生成しやすさを考慮すれば、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリフランおよびこれらの誘導体を含む群のうちの少なくとも1種が好ましい。この種の導電性高分子前駆体1Zとしては、具体的には、例えば、ポリチオフェンの誘導体であり、単量体として3,4−エチレンジオキシチオフェンを酸化重合させることにより生成されるポリエチレンジオキシチオフェンが挙げられる。   The conductive polymer precursor 1Z produced through this oxidative polymerization reaction is, for example, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polyfuran, polythiophene vinylene, polyisothianaphthene, polyacetylene, poly-p-phenylene, polyphenylene vinylene, polymethoxy vinylene. , Polymethoxyphenylene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyanthracene, polynaphthalene, polypyrene, polyazulene, polyselenophene, polytellurophene and at least one of these derivatives. As the conductive polymer precursor 1Z, for example, a conjugated polymer having a one-dimensional chain in the polymer skeleton and having an electron donating function or an electron accepting function (so-called dopamine function) is preferable. Among these, considering the ease of production using an oxidative polymerization reaction, for example, at least one selected from the group comprising polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polyfuran and derivatives thereof is preferable. Specifically, this type of conductive polymer precursor 1Z is, for example, a polythiophene derivative, and is produced by oxidative polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene as a monomer. Thiophene is mentioned.

続いて、導電性高分子前駆体1Zに電磁波を照射することにより(ステップS104)、導電性高分子1を形成する(ステップS105)。具体的には、例えば、メタルハライドランプ(HQI(石英発光管)またはHCI(セラミック発光管))、水銀ランプ(低圧型または高圧型)、ハロゲンランプ、青色蛍光灯、ブラックライトまたは蛍光殺菌ランプなどの光源を使用して、導電性高分子前駆体1Zに電磁波として紫外線を照射する。この紫外線の照射条件としては、例えば、波長=約400nm以下、照射強度=約1mW/cm2 〜300mW/cm2 、積算光量=約100mJ/cm2 〜50000mJ/cm2 とする。導電性高分子前駆体1Zに紫外線を照射する際には、例えば、その照射処理を大気中において行うようにしてもよいし、あるいは窒素(N2 )やアルゴン(Ar)などの不活性ガス中において行うようにしてもよい。この場合には、特に、大気中において照射処理を行った際に、その照射処理時に発生する活性酸素種の存在に起因して高分子鎖が過剰に酸化する結果、導電性高分子前駆体1Zの導電率が低下し得るため、この導電性高分子前駆体1Zの導電率の低下を防止する上では、大気中よりも不活性ガス中において照射処理を行うのが好ましい。この紫外線の照射処理により、導電性高分子前駆体1Zに対するドーパントの定着性が高まる。 Subsequently, the conductive polymer precursor 1Z is irradiated with electromagnetic waves (step S104) to form the conductive polymer 1 (step S105). Specifically, for example, metal halide lamps (HQI (quartz arc tube) or HCI (ceramic arc tube)), mercury lamps (low pressure type or high pressure type), halogen lamps, blue fluorescent lamps, black lights or fluorescent sterilization lamps, etc. Using a light source, the conductive polymer precursor 1Z is irradiated with ultraviolet rays as electromagnetic waves. The irradiation conditions of the ultraviolet, for example, wavelength = about 400nm or less, the irradiation intensity = about 1mW / cm 2 ~300mW / cm 2 , and the accumulated light quantity = about 100mJ / cm 2 ~50000mJ / cm 2 . When the conductive polymer precursor 1Z is irradiated with ultraviolet rays, for example, the irradiation treatment may be performed in the atmosphere, or in an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar). You may make it perform in. In this case, in particular, when the irradiation treatment is performed in the atmosphere, the polymer chain is excessively oxidized due to the presence of the active oxygen species generated during the irradiation treatment, and as a result, the conductive polymer precursor 1Z. Therefore, in order to prevent a decrease in the conductivity of the conductive polymer precursor 1Z, it is preferable to perform the irradiation treatment in an inert gas rather than in the atmosphere. This ultraviolet irradiation treatment improves the fixability of the dopant to the conductive polymer precursor 1Z.

最後に、導電性高分子1を洗浄したのち、その導電性高分子1を乾燥させる(ステップS106)。この洗浄処理により、導電性高分子1に含まれている未反応の単量体、導電性高分子1にドープされなかった過剰なドーパント、あるいは使用済みの酸化剤などが洗い流されて除去される。この導電性高分子1を洗浄するための洗浄液としては、導電性高分子1を溶解せず、かつ基体2を浸食しないような液体を適宜使用可能であり、例えば、水、アルコール、アセトンまたはヘキサンなどを使用する。これにより、図1に示した導電性高分子1が完成する。   Finally, after washing the conductive polymer 1, the conductive polymer 1 is dried (step S106). By this washing treatment, unreacted monomers contained in the conductive polymer 1, excess dopant not doped in the conductive polymer 1, or used oxidizer is washed away and removed. . As the cleaning liquid for cleaning the conductive polymer 1, a liquid that does not dissolve the conductive polymer 1 and does not erode the base 2 can be used as appropriate, for example, water, alcohol, acetone, or hexane. Etc. Thereby, the conductive polymer 1 shown in FIG. 1 is completed.

本実施の形態に係る導電性高分子1の形成方法では、ドーパントがドープされた導電性高分子前駆体1Zを生成したのち、その導電性高分子前駆体1Zに紫外線を照射することにより導電性高分子1を形成するようにしたので、上記したように、紫外線の照射に基づき、導電性高分子前駆体1Zに対するドーパントの定着性が高まる。この場合には、紫外線を照射せず、ドーピング率が経時的に低下しやすい従来の導電性高分子の形成方法とは異なり、導電性高分子1のドーピング率が安定的に向上する。もちろん、このドーピング率の安定的向上は、導電性高分子1の導電率を高めることを目的としてドーピング量を増加させた場合においても同様に得られる。したがって、本実施の形態では、導電性高分子1の導電率を可能な限り安定的に向上させることができる。この結果、特に、導電性高分子1の導電率を高温環境中においても可能な限り維持することができる。   In the method for forming the conductive polymer 1 according to the present embodiment, after the conductive polymer precursor 1Z doped with the dopant is generated, the conductive polymer precursor 1Z is irradiated with ultraviolet rays to make the conductive polymer precursor 1Z conductive. Since the polymer 1 is formed, as described above, the fixability of the dopant to the conductive polymer precursor 1Z is enhanced based on the irradiation with ultraviolet rays. In this case, the doping rate of the conductive polymer 1 is stably improved, unlike the conventional method for forming a conductive polymer which is not irradiated with ultraviolet rays and the doping rate is likely to decrease with time. Of course, the stable improvement of the doping rate can be similarly obtained even when the doping amount is increased for the purpose of increasing the conductivity of the conductive polymer 1. Therefore, in the present embodiment, the conductivity of the conductive polymer 1 can be improved as stably as possible. As a result, in particular, the conductivity of the conductive polymer 1 can be maintained as much as possible even in a high temperature environment.

ここで、導電性高分子1の形成方法に関して補足すれば、本実施の形態の特徴である紫外線の照射処理は、一般的に知られている光重合反応、すなわち光重合型の単量体を重合させることを目的とした紫外線の照射処理とは異なるものである。すなわち、本実施の形態における紫外線の照射処理は、単量体を光重合させて導電性高分子前駆体1Zを生成するために、その単量体に対して施されるものではなく、単量体の重合反応をプロセス上において完了させることにより導電性高分子前駆体1Zを生成したのちに、上記したように、ドーパントの定着性を高めることを目的として、その導電性高分子前駆体1Zに対して施されるものである。   Here, if it supplements regarding the formation method of the electroconductive polymer 1, the irradiation process of the ultraviolet-ray which is the characteristics of this Embodiment is the photopolymerization reaction generally known, ie, a photopolymerization type monomer. This is different from the ultraviolet irradiation treatment for the purpose of polymerization. That is, the ultraviolet irradiation treatment in the present embodiment is not applied to the monomer in order to photopolymerize the monomer to produce the conductive polymer precursor 1Z. After forming the conductive polymer precursor 1Z by completing the polymerization reaction of the body in the process, as described above, the conductive polymer precursor 1Z is formed into the conductive polymer precursor 1Z for the purpose of improving the fixability of the dopant. It is given to.

なお、本実施の形態では、導電性高分子前駆体1Zを形成する際に、単量体、ドーパントおよび酸化剤を一括して含む単一の溶液(単量体溶液)を使用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、上記した単一の溶液に代えて、単量体、ドーパントおよび酸化剤を任意の組み合わせで含む2種類以上の溶液を使用するようにしてもよい。具体的には、例えば、単量体およびドーパントを含む溶液(単量体溶液)と、酸化剤を含む溶液(酸化剤溶液)との2種類を使用するようにしてもよい。この場合においても、上記した2種類の溶液を順次使用して基体2に導電性高分子前駆体1Zを生成することが可能であるため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, when the conductive polymer precursor 1Z is formed, a single solution (monomer solution) containing a monomer, a dopant, and an oxidant is used. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, two or more kinds of solutions containing a monomer, a dopant, and an oxidizing agent in any combination may be used instead of the single solution described above. . Specifically, for example, two types of a solution containing a monomer and a dopant (monomer solution) and a solution containing an oxidant (oxidant solution) may be used. Also in this case, since the conductive polymer precursor 1Z can be generated on the substrate 2 by using the above-described two kinds of solutions in order, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

また、本実施の形態では、単量体、ドーパントおよび酸化剤を含む溶液(単量体溶液)を使用した液相系において導電性高分子前駆体1Zを生成するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、液相系に代えて気相系において導電性高分子前駆体1Zを生成するようにしてもよい。この場合には、例えば、酸化剤兼ドーパントを含む溶液(酸化剤兼ドーパント溶液)を準備し、その酸化剤兼ドーパント溶液を基体2の一面に塗布したのち、単量体の蒸気中に基体2を晒すことにより、液相系の場合と同様に、酸化剤を使用して単量体を酸化重合させることにより導電性高分子前駆体1Zを基体2の一面に生成することが可能である。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the conductive polymer precursor 1Z is generated in a liquid phase system using a solution (monomer solution) containing a monomer, a dopant, and an oxidizing agent. For example, the conductive polymer precursor 1Z may be generated in a gas phase system instead of a liquid phase system. In this case, for example, a solution containing an oxidant / dopant (oxidant / dopant solution) is prepared, and the oxidant / dopant solution is applied to one surface of the substrate 2 and then the substrate 2 is introduced into the monomer vapor. As in the case of the liquid phase system, the conductive polymer precursor 1Z can be formed on one surface of the substrate 2 by subjecting the monomer to oxidative polymerization using an oxidizing agent. Even in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.

また、本実施の形態では、導電性高分子前駆体1Zに照射する電磁波として紫外線を使用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、導電性高分子前駆体1Zにダメージ(例えば変質や分解等)を与えることなくドーパントの定着性を高めることが可能な限り、導電性高分子前駆体1Zに照射する電磁波の種類は自由に変更可能である。具体的には、例えば、電磁波として、紫外線に代えてX線などを使用するようにしてもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Further, in the present embodiment, ultraviolet rays are used as the electromagnetic wave irradiated to the conductive polymer precursor 1Z. However, the present invention is not limited to this, and the conductive polymer precursor 1Z is damaged (for example, altered). As long as it is possible to improve the fixability of the dopant without imparting or the like), the type of electromagnetic wave irradiated to the conductive polymer precursor 1Z can be freely changed. Specifically, for example, X-rays or the like may be used as electromagnetic waves instead of ultraviolet rays. Even in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.

以上をもって、本発明の一実施の形態に係る導電性高分子の形成方法に関する説明を終了する。   Above, the description regarding the formation method of the conductive polymer which concerns on one embodiment of this invention is complete | finished.

次に、本発明の導電性高分子の形成方法を使用した電解コンデンサの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the electrolytic capacitor using the formation method of the conductive polymer of this invention is demonstrated.

まず、図3および図4を参照して、電解コンデンサの製造方法を使用して製造される電解コンデンサの構成について簡単に説明する。図3および図4は電解コンデンサの主要部(コンデンサ素子10)の構成を表しており、図3は外観構成を示し、図4は図3に示したIV−IV線に沿った断面構成を拡大して示している。   First, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the structure of the electrolytic capacitor manufactured using the manufacturing method of an electrolytic capacitor is demonstrated easily. 3 and 4 show the configuration of the main part (capacitor element 10) of the electrolytic capacitor, FIG. 3 shows the external configuration, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional configuration along the line IV-IV shown in FIG. As shown.

この電解コンデンサは、図3および図4に示したコンデンサ素子10に陽極リードおよび陰極リード(いずれも図示せず)が接続され、これらの陽極リードおよび陰極リードの双方が部分的に露出するようにコンデンサ素子10がモールド樹脂(図示せず)により周囲を覆われた構造を有するものである。このコンデンサ素子10は、電解コンデンサの主要部として電気的反応を生じるものであり、例えば、図3および図4に示したように、陽極11と、この陽極11の周囲(一端部)を部分的に覆うように設けられた誘電体層12と、この誘電体層12の周囲を覆うように設けられた固体電解質層13と、この固体電解質層13の周囲を覆うように設けられた陰極14とを含み、すなわち陽極1、誘電体層12、固体電解質層13および陰極14がこの順に積層された積層構造を有している。   In this electrolytic capacitor, an anode lead and a cathode lead (both not shown) are connected to the capacitor element 10 shown in FIGS. 3 and 4 so that both the anode lead and the cathode lead are partially exposed. The capacitor element 10 has a structure in which the periphery is covered with a mold resin (not shown). The capacitor element 10 generates an electrical reaction as a main part of the electrolytic capacitor. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the anode 11 and the periphery (one end) of the anode 11 are partially formed. A dielectric layer 12 provided to cover the dielectric layer 12, a solid electrolyte layer 13 provided to cover the periphery of the dielectric layer 12, and a cathode 14 provided to cover the periphery of the solid electrolyte layer 13. In other words, the anode 1, the dielectric layer 12, the solid electrolyte layer 13 and the cathode 14 are laminated in this order.

陽極11は、拡面化(または粗面化)された表面凹凸構造を有するものであり、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)またはニオブ(Nb)などの弁作用金属により構成されている。この陽極11は、具体的には、例えば、アルミニウムまたはチタンなどの金属箔や、タンタルまたはニオブなどの金属焼結体である。なお、拡面化された陽極11の表面凹凸構造の詳細に関しては後述する(図5参照)。   The anode 11 has an uneven surface (or roughened) surface uneven structure, for example, a valve metal such as aluminum (Al), titanium (Ti), tantalum (Ta), or niobium (Nb). It is comprised by. Specifically, the anode 11 is a metal foil such as aluminum or titanium, or a metal sintered body such as tantalum or niobium. The details of the surface uneven structure of the anode 11 that has been enlarged will be described later (see FIG. 5).

誘電体層12は、例えば、弁作用金属により構成された陽極11の表層が陽極酸化されることにより形成された酸化皮膜である。この誘電体層12は、例えば、陽極11がアルミニウムより構成されている場合には、酸化アルミニウム(Al2 3 ;以下、単に「アルミナ」という。)により構成されている。 The dielectric layer 12 is an oxide film formed by, for example, anodizing the surface layer of the anode 11 made of a valve metal. For example, when the anode 11 is made of aluminum, the dielectric layer 12 is made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ; hereinafter simply referred to as “alumina”).

固体電解質層13は、上記実施の形態において説明した導電性高分子1を含んで構成されている。なお、導電性高分子1、ならびに導電性高分子1にドープされているドーパントの材質に関しては既に詳述したので、その説明を省略する。この固体電解質層13を備えたコンデンサ素子10は、いわゆる固体電解コンデンサ素子である。   The solid electrolyte layer 13 includes the conductive polymer 1 described in the above embodiment. Since the conductive polymer 1 and the dopant material doped in the conductive polymer 1 have already been described in detail, the description thereof is omitted. The capacitor element 10 provided with the solid electrolyte layer 13 is a so-called solid electrolytic capacitor element.

陰極14は、例えば、カーボン(グラファイト)層14Aと銀(Ag)層14Bとが積層された積層構造を有している。ただし、陽極14は必ずしも積層構造を有している必要はなく、例えば、単層構造を有していてもよい。   The cathode 14 has, for example, a laminated structure in which a carbon (graphite) layer 14A and a silver (Ag) layer 14B are laminated. However, the anode 14 does not necessarily have a laminated structure, and may have, for example, a single layer structure.

なお、参考までに、陽極リードおよび陰極リードは、例えば、いずれも鉄(Fe)または銅(Cu)などの金属や、これらの金属にめっき処理(例えば錫(Sn)めっきや錫鉛(SnPb)めっき)が施されためっき処理金属により構成されており、それぞれコンデンサ素子10のうちの陽極11および陰極14に接続されている。モールド樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂により構成されている。   For reference, both the anode lead and the cathode lead are, for example, a metal such as iron (Fe) or copper (Cu), or a plating treatment (for example, tin (Sn) plating or tin lead (SnPb)) on these metals. It is made of a plated metal subjected to plating, and is connected to the anode 11 and the cathode 14 of the capacitor element 10, respectively. The mold resin is made of an insulating resin such as an epoxy resin, for example.

次に、図5を参照して、コンデンサ素子10の詳細な構成について説明する。図5は、図4に示したコンデンサ素子10の断面構成を部分的に拡大して表している。   Next, a detailed configuration of the capacitor element 10 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a partially enlarged cross-sectional configuration of the capacitor element 10 shown in FIG.

コンデンサ素子10では、例えば、図5に示したように、陽極11を覆うように誘電体層12、固体電解質層13および陰極14(カーボン層14A,銀層14B)がこの順に積層されている。このコンデンサ素子10では、上記したように、陽極11の表面積を増大させることにより高容量化を実現するために、その陽極11に拡面化処理(または粗面化処理)が施されており、すなわち陽極11が微細な表面凹凸構造を有している。これに伴い、陽極11を覆うように形成されている誘電体層12は微細な凹凸構造を有しており、この微細な凹凸構造を有する誘電体層12を覆うように固体電解質層13が設けられている。特に、誘電体層12は、凹凸構造のうちの凹部として複数の細孔12Hを構成しており、固体電解質層13は、誘電体層12により構成された複数の細孔12Hに部分的に入り込んでいる。   In the capacitor element 10, for example, as shown in FIG. 5, a dielectric layer 12, a solid electrolyte layer 13, and a cathode 14 (carbon layer 14A, silver layer 14B) are laminated in this order so as to cover the anode 11. In the capacitor element 10, as described above, in order to realize a high capacity by increasing the surface area of the anode 11, the anode 11 is subjected to a surface enlargement process (or a surface roughening process). That is, the anode 11 has a fine surface uneven structure. Accordingly, the dielectric layer 12 formed so as to cover the anode 11 has a fine uneven structure, and the solid electrolyte layer 13 is provided so as to cover the dielectric layer 12 having this fine uneven structure. It has been. In particular, the dielectric layer 12 constitutes a plurality of pores 12H as recesses in the concavo-convex structure, and the solid electrolyte layer 13 partially enters the plurality of pores 12H constituted by the dielectric layer 12. It is out.

次に、図3〜図6を参照して、図3〜図5に示したコンデンサ素子10を備えた電解コンデンサの製造方法について説明する。図6は、電解コンデンサの製造工程の流れを説明するためのものである。   Next, a method for manufacturing an electrolytic capacitor including the capacitor element 10 shown in FIGS. 3 to 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is for explaining the flow of the manufacturing process of the electrolytic capacitor.

電解コンデンサを製造する際には、まず、図3〜図5に示したコンデンサ素子10を形成する。すなわち、まず、陽極11の形成材料として弁作用金属箔(例えばアルミニウム箔やチタン箔)を準備したのち、化学的または電気化学的エッチングを使用して弁作用金属箔に拡面化処理を施すことにより、微細な表面凹凸構造を有する陽極11を形成する(ステップS201)。陽極11の形成材料としては、例えば、上記した弁作用金属箔に代えて、タンタルまたはニオブなどの弁作用金属焼結体も使用することが可能である。なお、陽極11を形成する際には、例えば、上記したように拡面化処理が施されていない未処理の弁作用金属箔を使用し、その弁作用金属箔に拡面化処理を別途施す代わりに、拡面化処理に要する手間を省くために、予め拡面化処理が施された処理済みの弁作用金属箔や弁作用金属焼結体を使用するようにしてもよい。   When manufacturing an electrolytic capacitor, first, the capacitor element 10 shown in FIGS. 3 to 5 is formed. That is, first, a valve action metal foil (for example, an aluminum foil or a titanium foil) is prepared as a material for forming the anode 11, and then the valve action metal foil is subjected to a surface enlargement process using chemical or electrochemical etching. Thus, the anode 11 having a fine surface uneven structure is formed (step S201). As a material for forming the anode 11, for example, a valve metal sintered body such as tantalum or niobium can be used instead of the valve metal foil described above. When forming the anode 11, for example, an untreated valve action metal foil that has not been subjected to a surface enlargement treatment as described above is used, and the valve action metal foil is separately subjected to a surface enlargement treatment. Instead, in order to save the effort required for the surface enlargement process, a treated valve metal foil or a valve metal sintered body that has been subjected to the surface enlargement process in advance may be used.

続いて、陽極11の表層を陽極酸化することにより、その陽極11の周囲を部分的に覆うように酸化皮膜よりなる誘電体層12を形成する(ステップS202)。この誘電体層12は、陽極11の表面凹凸構造に対応した凹凸構造を有し、その凹凸構造のうちの凹部として複数の細孔12Hを構成することとなる。この誘電体層12としては、例えば、陽極11の形成材料としてアルミニウム拡面化箔を使用した場合には、アルミナよりなる誘電体層12を形成することが可能である。この誘電体層12を形成する際には、例えば、陽極11を化成溶液に浸漬させたのち、その陽極12に電圧を印加することにより陽極酸化反応を進行させるようにする。この化成溶液としては、例えば、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウムまたは有機酸アンモニウムなどの緩衝溶液を使用し、好ましくは有機酸アンモニウムとしてアジピン酸アンモニウム水溶液を使用する。なお、陽極11に印加する電圧は、例えば、誘電体層12の形成厚さに応じて数V〜数百Vの範囲内で自由に設定可能である。   Subsequently, the surface layer of the anode 11 is anodized to form the dielectric layer 12 made of an oxide film so as to partially cover the periphery of the anode 11 (step S202). The dielectric layer 12 has a concavo-convex structure corresponding to the surface concavo-convex structure of the anode 11, and constitutes a plurality of pores 12H as concave portions in the concavo-convex structure. As the dielectric layer 12, for example, when an aluminum-enlarged foil is used as the material for forming the anode 11, the dielectric layer 12 made of alumina can be formed. When the dielectric layer 12 is formed, for example, after the anode 11 is immersed in the chemical conversion solution, a voltage is applied to the anode 12 to advance the anodic oxidation reaction. As the chemical conversion solution, for example, a buffer solution such as ammonium borate, ammonium phosphate, or organic acid ammonium is used, and preferably an aqueous solution of ammonium adipate is used as the organic acid ammonium. The voltage applied to the anode 11 can be freely set within a range of several V to several hundred V, for example, depending on the formation thickness of the dielectric layer 12.

続いて、上記実施の形態において説明した導電性高分子の形成方法を使用して導電性高分子1を形成することにより、ドーパントがドープされた導電性高分子1を含む固体電解質層13を形成する(ステップS203)。なお、導電性高分子1の形成方法に関しては上記実施の形態において既に詳述したので、その説明を省略する。   Subsequently, by forming the conductive polymer 1 using the method for forming a conductive polymer described in the above embodiment, the solid electrolyte layer 13 including the conductive polymer 1 doped with the dopant is formed. (Step S203). Since the method for forming the conductive polymer 1 has already been described in detail in the above embodiment, the description thereof is omitted.

続いて、固体電解質層13の周囲を覆うように、陰極14を形成する(ステップS204)。この陰極14を形成する際には、例えば、固体電解質層13の周囲にカーボンペーストを塗布して乾燥させることによりカーボン層14Aを形成したのち、そのカーボン層14A上にさらに銀ペーストを塗布して乾燥させることにより銀層14Bを形成し、これらのカーボン層14Aおよび銀層14Bの積層構造を有するようにする。これにより、陽極11、誘電体層12、固体電解質層13および陰極14がこの順に積層された積層構造を有するコンデンサ素子10が完成する(図3〜図5参照)。   Subsequently, the cathode 14 is formed so as to cover the periphery of the solid electrolyte layer 13 (step S204). When the cathode 14 is formed, for example, a carbon paste is applied around the solid electrolyte layer 13 and dried to form the carbon layer 14A, and then a silver paste is further applied onto the carbon layer 14A. By drying, the silver layer 14B is formed so as to have a laminated structure of the carbon layer 14A and the silver layer 14B. Thereby, the capacitor element 10 having a laminated structure in which the anode 11, the dielectric layer 12, the solid electrolyte layer 13, and the cathode 14 are laminated in this order is completed (see FIGS. 3 to 5).

コンデンサ素子10を形成したのち、このコンデンサ素子10を使用して電解コンデンサを組み立てる。すなわち、例えば、コンデンサ素子10のうちの陽極11に陽極リードを接続させると共に、陰極14に陰極リードを接続させたのち(ステップS205)、陽極リードおよび陰極リードの双方が部分的に露出するようにコンデンサ素子10の周囲をモールド樹脂で被覆する(ステップS206)。これにより、コンデンサ素子10に陽極リードおよび陰極リードが接続され、これらの陽極リードおよび陰極リードの双方が部分的に露出するようにコンデンサ素子10がモールド樹脂により周囲を覆われた構造を有する電解コンデンサが完成する。なお、コンデンサ素子10に陽極リードおよび陰極リードを接続させる際には、例えば、溶接処理やかしめ加工を使用して直接的に接続させるようにしてもよいし、あるいは導電性接着剤を使用して間接的に接続させるようにしてもよい。   After the capacitor element 10 is formed, an electrolytic capacitor is assembled using the capacitor element 10. That is, for example, after connecting the anode lead to the anode 11 of the capacitor element 10 and connecting the cathode lead to the cathode 14 (step S205), both the anode lead and the cathode lead are partially exposed. The periphery of the capacitor element 10 is covered with a mold resin (step S206). As a result, the anode lead and the cathode lead are connected to the capacitor element 10, and the capacitor element 10 has a structure in which the periphery of the capacitor element 10 is covered with the mold resin so that both the anode lead and the cathode lead are partially exposed. Is completed. When the anode lead and the cathode lead are connected to the capacitor element 10, for example, the capacitor element 10 may be directly connected using a welding process or a caulking process, or a conductive adhesive is used. You may make it connect indirectly.

この電解コンデンサの製造方法では、本発明の導電性高分子の形成方法を使用して導電性高分子1を形成することにより固体電解質層13を形成するようにしたので、上記実施の形態において説明した作用により、その固体電解質層13の導電率が安定的に向上する。したがって、電解コンデンサの導電率を可能な限り安定的に向上させることができると共に、特に、電解コンデンサの導電率を高温環境中においても可能な限り維持することができる。   In this electrolytic capacitor manufacturing method, the solid electrolyte layer 13 is formed by forming the conductive polymer 1 using the method for forming a conductive polymer of the present invention. By the effect | action which carried out, the electrical conductivity of the solid electrolyte layer 13 improves stably. Therefore, the conductivity of the electrolytic capacitor can be improved as stably as possible, and in particular, the conductivity of the electrolytic capacitor can be maintained as much as possible even in a high temperature environment.

なお、電解コンデンサの製造方法に関する上記以外の製造手順、作用および変形は、上記実施の形態と同様である。   In addition, the manufacturing procedures, operations, and modifications other than those described above regarding the method for manufacturing an electrolytic capacitor are the same as those in the above embodiment.

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described.

(実施例1)
上記実施の形態において説明した導電性高分子の形成方法を使用し、液相系において導電性高分子1を形成した。すなわち、まず、基体2(図1参照)としてガラス基板(26mm×76mm×1mm)を中性洗剤溶液で超音波洗浄し、引き続き再蒸留水で十分にすすぎ洗浄したのち、その基体2を乾燥器に投入して乾燥させた。続いて、単量体として3,4−エチレンジオキシチオフェン(バイエル株式会社製Baytron M (商品名))、ドーパント兼酸化剤としてパラトルエンスルホン酸鉄(III)50%ブタノール溶液(バイエル株式会社製Baytron C (商品名))を氷水で十分に冷却したのち、これらの単量体およびドーパント兼酸化剤をそれぞれ0.867g,10.4g秤量し、氷水で冷却しながらマグネチックスターラーで混合・攪拌することにより単量体溶液を調製した。続いて、スピンコート法を使用して、基体2の一面に単量体溶液を塗布した。この際、スピンコート条件としては、回転数=2000rpm、回転時間=2分間とした。続いて、単量体溶液が塗布された基体2を室温下において1時間程度放置したのち、その基体2を加熱し、酸化剤を使用して単量体を酸化重合させることにより、基体2の一面に導電性高分子前駆体1Zとしてポリエチレンジオキシチオフェンを生成した。この際、加熱条件としては、加熱温度=100℃、加熱時間=15分間とした。続いて、水銀ランプを使用して導電性高分子前駆体1Zに紫外線を照射することにより、導電性高分子1を形成した。この際、紫外線の照射条件としては、照射強度=100mW/cm2 、積算光量=30000mJ/cm2 、照射時間=5分間とした。最後に、導電性高分子1を蒸留水で十分に洗浄することにより、未反応の単量体、過剰なドーパント、ならびに使用済みの酸化剤を洗い流したのち、その導電性高分子1を乾燥させた。
(Example 1)
Using the conductive polymer forming method described in the above embodiment, the conductive polymer 1 was formed in a liquid phase system. That is, first, as a substrate 2 (see FIG. 1), a glass substrate (26 mm × 76 mm × 1 mm) is ultrasonically cleaned with a neutral detergent solution and then rinsed thoroughly with double distilled water, and then the substrate 2 is dried. And dried. Subsequently, 3,4-ethylenedioxythiophene as a monomer (Baytron Co., Ltd. (Baytron M (trade name)), and as a dopant and oxidant, 50% butanol solution of iron (III) paratoluenesulfonate (manufactured by Bayer Co., Ltd.) After fully cooling Baytron C (trade name) with ice water, weigh out 0.867 g and 10.4 g of these monomers and dopant / oxidizer, and mix and stir with a magnetic stirrer while cooling with ice water. Thus, a monomer solution was prepared. Subsequently, the monomer solution was applied to one surface of the substrate 2 using a spin coating method. At this time, as spin coating conditions, the number of rotations was set to 2000 rpm and the rotation time was set to 2 minutes. Subsequently, after leaving the substrate 2 coated with the monomer solution at room temperature for about 1 hour, the substrate 2 is heated, and the monomer is oxidatively polymerized using an oxidizing agent, whereby the substrate 2 is heated. Polyethylenedioxythiophene was produced as a conductive polymer precursor 1Z on one side. At this time, the heating conditions were heating temperature = 100 ° C. and heating time = 15 minutes. Subsequently, the conductive polymer 1 was formed by irradiating the conductive polymer precursor 1Z with ultraviolet rays using a mercury lamp. At this time, the irradiation conditions of ultraviolet rays were as follows: irradiation intensity = 100 mW / cm 2 , integrated light amount = 30000 mJ / cm 2 , and irradiation time = 5 minutes. Finally, the conductive polymer 1 is thoroughly washed with distilled water to wash away unreacted monomers, excess dopant, and used oxidizing agent, and then the conductive polymer 1 is dried. It was.

(実施例2)
上記実施の形態において変形例として説明した導電性高分子の形成方法を使用し、気相系において導電性高分子1を形成した。すなわち、まず、実施例1と同様の基体2を準備したのち、スピンコート法を使用して、基体2の一面にドーパント兼酸化剤溶液としてパラトルエンスルホン酸鉄(III)50%ブタノール溶液(バイエル株式会社製Baytron C (商品名))を塗布した。この際、スピンコート条件としては、回転数=2000rpm、回転時間=2分間とした。続いて、酸化剤溶液が塗布された基体2をガラス容器内に投入し、そのガラス容器の底面から1.5cm程度離れるように基体2を固定したのち、ガラス容器を密閉した。続いて、単量体として蒸留精製したピロール5mLをガラス容器内に供給したのち、そのガラス容器内を加熱し、酸化剤を使用して単量体を気相重合させることにより、基体2の一面に導電性高分子前駆体1Zとしてポリピロールを生成した。この際、加熱条件としては、加熱温度=100℃、加熱時間=15分間とした。続いて、実施例1と同様の条件で導電性高分子前駆体1Zに紫外線を照射することにより導電性高分子1を形成したのち、この導電性高分子1を洗浄した。なお、気相系において形成した導電性高分子1(ポリピロール)の膜厚を調べたところ、その膜厚は0.08μmであった。
(Example 2)
The conductive polymer 1 was formed in a gas phase system using the method for forming a conductive polymer described as a modification in the above embodiment. That is, first, a substrate 2 similar to that of Example 1 was prepared, and then a spin coat method was used to form a 50% butanol solution of paratoluenesulfonic acid iron (III) 50% butanol (Bayer) on one surface of the substrate 2 as a dopant / oxidizer solution. Baytron C (trade name) manufactured by Co., Ltd.) was applied. At this time, as spin coating conditions, the number of rotations was set to 2000 rpm and the rotation time was set to 2 minutes. Subsequently, the base 2 coated with the oxidizing agent solution was put into a glass container, and the base 2 was fixed so as to be separated from the bottom surface of the glass container by about 1.5 cm, and then the glass container was sealed. Subsequently, after supplying 5 mL of pyrrole distilled and purified as a monomer into the glass container, the inside of the glass container is heated, and the monomer is vapor-phase polymerized using an oxidant, whereby one surface of the substrate 2 is obtained. Polypyrrole was produced as a conductive polymer precursor 1Z. At this time, the heating conditions were heating temperature = 100 ° C. and heating time = 15 minutes. Subsequently, after the conductive polymer 1 was formed by irradiating the conductive polymer precursor 1Z with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1, the conductive polymer 1 was washed. When the film thickness of the conductive polymer 1 (polypyrrole) formed in the gas phase system was examined, the film thickness was 0.08 μm.

(比較例1)
液相系において生成した導電性高分子前駆体1Zに紫外線を照射しなかった点を除き、実施例1と同様の手順を経て導電性高分子(ポリエチレンジオキシチオフェン)を形成した。
(Comparative Example 1)
A conductive polymer (polyethylenedioxythiophene) was formed through the same procedure as in Example 1 except that the conductive polymer precursor 1Z produced in the liquid phase system was not irradiated with ultraviolet rays.

(比較例2)
気相系において生成した導電性高分子前駆体1Zに紫外線を照射しなかった点を除き、実施例2と同様の手順を経て導電性高分子(ポリピロール)を形成した。
(Comparative Example 2)
A conductive polymer (polypyrrole) was formed through the same procedure as in Example 2 except that the conductive polymer precursor 1Z generated in the gas phase system was not irradiated with ultraviolet rays.

これらの実施例1,2および比較例1,2の導電性高分子の諸特性を調べたところ、以下の結果が得られた。   When the various characteristics of the conductive polymers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were examined, the following results were obtained.

まず、導電性高分子のドーピング率を調べたところ、図7および図8に示した結果が得られた。図7および図8は導電性高分子の吸光特性変化を表しており、図7は実施例1および比較例1(ポリエチレンジオキシチオフェン)に関する結果を表し、図8は実施例2および比較例2(ポリピロール)に関する結果を表している。これらの図7および図8中において、「横軸」は波長(nm)を示し、「縦軸」は吸光度を示している。図7中の「7A」、「7B」ならびに図8中の「8A」、「8B」は、それぞれ実施例1,比較例1ならびに実施例2,比較例2に関する結果を示している。なお、導電性高分子のドーピング率を調べる際には、島津製作所製の分光光度計(UV−3101PC)を使用して、導電性高分子に関して300nm〜1800nmの波長域の紫外−可視分光吸収スペクトルを測定した。   First, when the doping rate of the conductive polymer was examined, the results shown in FIGS. 7 and 8 were obtained. 7 and 8 show changes in light absorption characteristics of the conductive polymer. FIG. 7 shows the results for Example 1 and Comparative Example 1 (polyethylenedioxythiophene). FIG. 8 shows Example 2 and Comparative Example 2. The result regarding (polypyrrole) is represented. 7 and 8, the “horizontal axis” represents the wavelength (nm), and the “vertical axis” represents the absorbance. “7A” and “7B” in FIG. 7 and “8A” and “8B” in FIG. 8 indicate the results regarding Example 1, Comparative Example 1, Example 2, and Comparative Example 2, respectively. In addition, when investigating the doping rate of the conductive polymer, a spectrophotometer (UV-3101PC) manufactured by Shimadzu Corporation was used, and the ultraviolet-visible spectral absorption spectrum in the wavelength range of 300 nm to 1800 nm for the conductive polymer. Was measured.

導電性高分子にドープされているドーパントのドーピング率については、その導電性高分子に関して紫外−可視分光吸収スペクトルを測定することにより、そのスペクトル測定結果に基づいてドーピング率の変化を把握することが可能である。すなわち、導電性高分子のドーピング率に関しては、そのドーピング率が増加すると、スペクトル測定結果中において近赤外線領域の光吸収傾向が高くなることが一般的に知られている。このドーピング率とスペクトル測定結果との間の相間は、例えば、導電性高分子としてのポリチオフェンにドーパントとしてフッ化ホウ素イオン(BF4 -)がドープされた系に関して既に確認されている。この現象は、導電性高分子の価電子帯と伝導帯との間に、ポーラロンあるはバイポーラロンの発生に基づいて一種のバンドが形成されることに起因するものと考えられている。 Regarding the doping rate of the dopant doped in the conductive polymer, it is possible to grasp the change of the doping rate based on the spectrum measurement result by measuring the ultraviolet-visible spectral absorption spectrum of the conductive polymer. Is possible. That is, with respect to the doping rate of the conductive polymer, it is generally known that when the doping rate increases, the light absorption tendency in the near-infrared region increases in the spectrum measurement result. The phase difference between the doping rate and the spectrum measurement result has already been confirmed for a system in which, for example, polythiophene as a conductive polymer is doped with boron fluoride ion (BF 4 ) as a dopant. This phenomenon is considered to be caused by the formation of a kind of band based on the generation of polaron or bipolaron between the valence band and the conduction band of the conductive polymer.

図7に示した結果から判るように、導電性高分子がポリエチレンジオキシチオフェンにより構成されている場合に関して、実施例1(7A)と比較例1(7B)との間でスペクトル測定結果を比較すると、比較例1よりも実施例1において近赤外線領域(約750nm〜約1800nmの波長領域)の吸光度が大きくなり、すなわち光吸収傾向が高くなった。このことから、実施例1では、比較例1と比較してドーピング率が増加することが確認された。   As can be seen from the results shown in FIG. 7, the spectrum measurement results are compared between Example 1 (7A) and Comparative Example 1 (7B) in the case where the conductive polymer is composed of polyethylene dioxythiophene. Then, the absorbance in the near-infrared region (wavelength region of about 750 nm to about 1800 nm) was higher in Example 1 than in Comparative Example 1, that is, the light absorption tendency was higher. From this, it was confirmed that in Example 1, the doping rate increased as compared with Comparative Example 1.

また、図8に示した結果から判るように、導電性高分子がポリピロールにより構成されている場合に関しても同様に、実施例2(8A)と比較例2(8B)との間でスペクトル測定結果を比較すると、比較例2よりも実施例2において近赤外線領域の吸光度が大きくなり、すなわち光吸収傾向が高くなった。このことから、実施例2では、比較例2と比較してドーピング率が増加することが確認された。   Further, as can be seen from the results shown in FIG. 8, the spectrum measurement results between Example 2 (8A) and Comparative Example 2 (8B) are the same when the conductive polymer is composed of polypyrrole. As compared with Comparative Example 2, the absorbance in the near-infrared region was higher in Example 2 than in Comparative Example 2, that is, the light absorption tendency was higher. From this, it was confirmed that in Example 2, the doping rate increased as compared with Comparative Example 2.

なお、具体的にデータを示した上で説明しないが、実施例1,2の導電性高分子に関して紫外線の照射条件(照射強度,積算光量)を変化させながらドーピング率を調べたところ、紫外線の照射強度を1mW/cm2 〜300mW/cm2 とし、積算光量を100mJ/cm2 〜50000mJ/cm2 とした場合に、図7および図8に示した場合と同様の結果が得られた。このことから、紫外線の照射強度および積算光量を上記範囲内とすることにより、導電性高分子のドーピング率が増加することが確認された。 In addition, although it does not explain after showing data concretely, when the doping rate was examined for the conductive polymers of Examples 1 and 2 while changing the irradiation conditions (irradiation intensity, accumulated light amount) of the ultraviolet rays, the irradiation intensity and 1mW / cm 2 ~300mW / cm 2 , when the accumulated light amount was set to 100mJ / cm 2 ~50000mJ / cm 2 , similar results to the case shown in FIGS. 7 and 8 were obtained. From this, it was confirmed that the doping rate of the conductive polymer increases by setting the irradiation intensity of ultraviolet rays and the integrated light quantity within the above ranges.

続いて、導電性高分子の導電率の安定性を調べたところ、表1および表2に示した結果が得られた。表1および表2は導電性高分子の抵抗特性変化を表しており、表1は実施例1および比較例1(ポリエチレンジオキシチオフェン)に関する結果を表し、表2は実施例2および比較例2(ポリピロール)に関する結果を表している。導電性高分子の導電率の安定性を調べる際には、各導電性高分子の抵抗値(kΩ;初期抵抗値)を測定すると共に、それらの各導電性高分子を125℃の高温環境中に500時間に渡って放置したのちに再び抵抗値(kΩ;放置後抵抗値)を測定した。なお、表1および表2には、導電性高分子の抵抗値(「初期抵抗値」,「放置後抵抗値」)と共に、確認までに導電性高分子の種類(「導電性高分子」)ならびに紫外線照射の有無(「紫外線照射」)も併せて示している。   Subsequently, when the stability of the conductivity of the conductive polymer was examined, the results shown in Table 1 and Table 2 were obtained. Tables 1 and 2 show changes in resistance characteristics of the conductive polymer. Table 1 shows the results regarding Example 1 and Comparative Example 1 (polyethylenedioxythiophene). Table 2 shows Example 2 and Comparative Example 2. The result regarding (polypyrrole) is represented. When investigating the stability of the conductivity of a conductive polymer, the resistance value (kΩ; initial resistance value) of each conductive polymer is measured, and each of these conductive polymers is measured in a high temperature environment of 125 ° C. After standing for 500 hours, the resistance value (kΩ; resistance value after standing) was measured again. In Tables 1 and 2, the resistance value of the conductive polymer (“initial resistance value”, “resistance value after standing”) and the type of conductive polymer (“conductive polymer”) by the time of confirmation are shown. In addition, the presence or absence of ultraviolet irradiation (“ultraviolet irradiation”) is also shown.

Figure 2005162796
Figure 2005162796

Figure 2005162796
Figure 2005162796

表1に示した結果から判るように、導電性高分子がポリエチレンジオキシチオフェンにより構成されている場合に関して、初期抵抗値は実施例1および比較例1においてそれぞれ0.87kΩ,2.32kΩであり、放置後抵抗値は実施例1および比較例1においてそれぞれ655kΩ,15600kΩであった。すなわち、初期抵抗値および放置後抵抗値はいずれも比較例1よりも実施例1において著しく小さくなり、実施例1では比較例1と比較して導電率が高くなると共にその導電率が変化しにくくなった。このことから、実施例1の導電性高分子では、比較例1の導電性高分子とは異なり、導電率が安定的に向上することが確認された。   As can be seen from the results shown in Table 1, when the conductive polymer is composed of polyethylene dioxythiophene, the initial resistance values are 0.87 kΩ and 2.32 kΩ in Example 1 and Comparative Example 1, respectively. The resistance values after standing were 655 kΩ and 15600 kΩ in Example 1 and Comparative Example 1, respectively. That is, both the initial resistance value and the resistance value after being left are significantly smaller in Example 1 than in Comparative Example 1, and in Example 1, the conductivity is higher and the conductivity is less likely to change than in Comparative Example 1. became. From this, it was confirmed that the conductive polymer of Example 1 stably improved the conductivity, unlike the conductive polymer of Comparative Example 1.

また、表2に示した結果から判るように、導電性高分子がポリピロールにより構成されている場合に関して、初期抵抗値は実施例2および比較例2においてそれぞれ30.1kΩ,43.4kΩであり、放置後抵抗値は実施例2および比較例2においてそれぞれ2180kΩ,24800kΩであった。すなわち、この場合においても初期抵抗値および放置後抵抗値はいずれも比較例2よりも実施例2において小さくなり、実施例2では比較例2と比較して導電率が高くなると共にその導電率が変化しにくくなった。このことから、実施例2の導電性高分子では、比較例2の導電性高分子とは異なり、導電率が安定的に向上することが確認された。   Further, as can be seen from the results shown in Table 2, regarding the case where the conductive polymer is composed of polypyrrole, the initial resistance values are 30.1 kΩ and 43.4 kΩ in Example 2 and Comparative Example 2, respectively. The resistance values after standing were 2180 kΩ and 24800 kΩ in Example 2 and Comparative Example 2, respectively. That is, also in this case, both the initial resistance value and the resistance value after being left are smaller in Example 2 than in Comparative Example 2, and in Example 2, the conductivity is higher than that in Comparative Example 2 and the conductivity is higher. It became hard to change. From this, it was confirmed that the conductive polymer of Example 2 stably improved the conductivity, unlike the conductive polymer of Comparative Example 2.

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や実施例に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、上記実施の形態および実施例では、導電性高分子の形成方法に関して説明した上、その導電性高分子の形成方法の適用例として電解コンデンサの製造方法に関して具体的に説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明の導電性高分子の形成方法は、電解コンデンサ以外の他の電子部品の製造方法に適用することも可能である。この「他の電子部品」としては、上記したように、例えば、電池、電極、トランジスタ、紫外線シールド材、静電防止剤、キャパシタ、ダイオード、エレクトロクロミック素子、EL素子、太陽電池、光記録媒体または各種センサなどが挙げられる。これらの他の電子部品の製造方法に本発明の導電性高分子の形成方法を適用した場合においても、上記実施の形態および実施例と同様の効果を得ることができる。   While the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various modifications can be made. Specifically, in the above-described embodiments and examples, the method for forming a conductive polymer has been described, and the method for forming the conductive polymer has been specifically described as an application example of the method for forming the conductive polymer. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the method for forming a conductive polymer of the present invention can also be applied to a method for manufacturing electronic components other than electrolytic capacitors. As described above, the “other electronic component” includes, for example, a battery, an electrode, a transistor, an ultraviolet shielding material, an antistatic agent, a capacitor, a diode, an electrochromic element, an EL element, a solar cell, an optical recording medium, or Examples include various sensors. Even when the method for forming a conductive polymer of the present invention is applied to these other electronic component manufacturing methods, the same effects as those of the above-described embodiment and examples can be obtained.

本発明に係る導電性高分子の形成方法は、電気的反応を生じる主要部が固体材料(導電性高分子)により構成された電解コンデンサに代表される各種電子部品の製造工程に適用することが可能である。   The method for forming a conductive polymer according to the present invention can be applied to a manufacturing process of various electronic parts represented by an electrolytic capacitor in which a main part that generates an electrical reaction is composed of a solid material (conductive polymer). Is possible.

本発明の一実施の形態に係る導電性高分子の形成方法を使用して形成される導電性高分子の断面構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the cross-sectional structure of the conductive polymer formed using the formation method of the conductive polymer which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る導電性高分子の形成方法に関する形成工程の流れを説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the flow of the formation process regarding the formation method of the conductive polymer which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の電解コンデンサの製造方法を使用して製造されるコンデンサ素子の外観構成を表す外観図である。It is an external view showing the external appearance structure of the capacitor | condenser element manufactured using the manufacturing method of the electrolytic capacitor of this invention. 図3に示したコンデンサ素子のIV−IV線に沿った断面構成を拡大して表す断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration along line IV-IV of the capacitor element illustrated in FIG. 3. 図3に示したコンデンサ素子の断面構成を部分的に拡大して表す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a partially enlarged cross-sectional configuration of the capacitor element illustrated in FIG. 3. 電解コンデンサの製造方法に関する製造工程の流れを説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating the flow of the manufacturing process regarding the manufacturing method of an electrolytic capacitor. 導電性高分子(ポリエチレンジオキシチオフェン)の吸光特性変化を表す図である。It is a figure showing the light absorption characteristic change of a conductive polymer (polyethylene dioxythiophene). 導電性高分子(ポリピロール)の吸光特性変化を表す図である。It is a figure showing the light absorption characteristic change of a conductive polymer (polypyrrole).

符号の説明Explanation of symbols

1…導電性高分子、1Z…導電性高分子前駆体、2…基体、10…コンデンサ素子、11…陽極、12…誘電体層、12H…細孔、13…固体電解質層、14…陰極、14A…カーボン層、14B…銀層。


























DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive polymer, 1Z ... Conductive polymer precursor, 2 ... Base | substrate, 10 ... Capacitor element, 11 ... Anode, 12 ... Dielectric layer, 12H ... Fine pore, 13 ... Solid electrolyte layer, 14 ... Cathode, 14A ... carbon layer, 14B ... silver layer.


























Claims (10)

単量体にドーパントを添加して重合させることにより、そのドーパントを含むように導電性高分子前駆体を生成する工程と、
前記導電性高分子前駆体に電磁波を照射することにより、導電性高分子を形成する工程と
を含むことを特徴とする導電性高分子の形成方法。
A step of generating a conductive polymer precursor so as to include the dopant by adding a dopant to the monomer and polymerizing;
A method of forming a conductive polymer by irradiating the conductive polymer precursor with an electromagnetic wave to form a conductive polymer.
前記電磁波として、前記導電性高分子前駆体に紫外線を照射する
ことを特徴とする請求項1記載の導電性高分子の形成方法。
The method for forming a conductive polymer according to claim 1, wherein the conductive polymer precursor is irradiated with ultraviolet rays as the electromagnetic wave.
400nm以下の波長を有する紫外線を使用する
ことを特徴とする請求項2記載の導電性高分子の形成方法。
The method for forming a conductive polymer according to claim 2, wherein ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less are used.
紫外線の照射強度を1mW/cm2 以上300mW/cm2 以下の範囲内にすると共に、積算光量を100mJ/cm2 以上50000mJ/cm2 以下の範囲内にする
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の導電性高分子の形成方法。
The irradiation intensity of ultraviolet light as well as in the range of 1 mW / cm 2 or more 300 mW / cm 2 or less, the integrated quantity of light, characterized in that in the range of 100 mJ / cm 2 or more 50000mJ / cm 2 or less claim 2, wherein Item 4. A method for forming a conductive polymer according to Item 3.
酸化剤を使用して前記単量体を酸化重合させることにより、前記導電性高分子前駆体を生成する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の導電性高分子の形成方法。
The conductive polymer precursor according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive polymer precursor is generated by oxidative polymerization of the monomer using an oxidant. Molecular formation method.
前記導電性高分子を所定の基体上に形成する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の導電性高分子の形成方法。
The method for forming a conductive polymer according to any one of claims 1 to 5, wherein the conductive polymer is formed on a predetermined substrate.
前記導電性高分子前駆体として、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフランおよびこれらの誘導体を含む群のうちの少なくとも1種を生成する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の導電性高分子の形成方法。
7. The method according to claim 1, wherein at least one member selected from the group comprising polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyfuran and derivatives thereof is generated as the conductive polymer precursor. The formation method of the conductive polymer of description.
前記ドーパントとして、アルキルベンゼンスルホン酸およびその塩、アルキルナフタレンスルホン酸およびその塩、ならびにリン酸を含む群のうちの少なくとも1種を使用する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の導電性高分子の形成方法。
8. The method according to claim 1, wherein at least one member selected from the group comprising alkylbenzene sulfonic acid and a salt thereof, alkylnaphthalene sulfonic acid and a salt thereof, and phosphoric acid is used as the dopant. The method for forming a conductive polymer according to Item.
固体電解質層を備えた電解コンデンサの製造方法であって、
前記固体電解質層を形成する工程が、
単量体にドーパントを添加して重合させることにより、そのドーパントを含むように導電性高分子前駆体を生成する工程と、
前記導電性高分子前駆体に電磁波を照射して導電性高分子を形成することにより、その導電性高分子を含むように固体電解質層を形成する工程と
を含むことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
A method of manufacturing an electrolytic capacitor having a solid electrolyte layer,
Forming the solid electrolyte layer comprises:
A step of generating a conductive polymer precursor so as to include the dopant by adding a dopant to the monomer and polymerizing;
Forming a solid electrolyte layer so as to include the conductive polymer by irradiating the conductive polymer precursor with electromagnetic waves to form the conductive polymer. Production method.
前記電磁波として、前記導電性高分子前駆体に紫外線を照射する
ことを特徴とする請求項9記載の電解コンデンサの製造方法。


The method for producing an electrolytic capacitor according to claim 9, wherein the conductive polymer precursor is irradiated with ultraviolet rays as the electromagnetic wave.


JP2003400761A 2003-11-28 2003-11-28 Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor Withdrawn JP2005162796A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003400761A JP2005162796A (en) 2003-11-28 2003-11-28 Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003400761A JP2005162796A (en) 2003-11-28 2003-11-28 Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005162796A true JP2005162796A (en) 2005-06-23

Family

ID=34724904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003400761A Withdrawn JP2005162796A (en) 2003-11-28 2003-11-28 Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005162796A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018129437A (en) * 2017-02-09 2018-08-16 株式会社村田製作所 Solid electrolytic capacitor, and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018129437A (en) * 2017-02-09 2018-08-16 株式会社村田製作所 Solid electrolytic capacitor, and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5215314B2 (en) Method for producing conductive polymer electrode and dye-sensitized solar cell provided with the same
Zhang et al. Electrochemically polymerized poly (3, 4-phenylenedioxythiophene) as efficient and transparent counter electrode for dye sensitized solar cells
Lee et al. Iodine vapor doped polyaniline nanoparticles counter electrodes for dye-sensitized solar cells
JPH08186062A (en) Heat-resistant conductive polymer, solid electrolytic capacitor employing conductive polymer and production thereof
WO2012096170A1 (en) Photoelectric conversion element
JP2012229391A (en) Conductive polymer solution, and method for producing the same
JP4280020B2 (en) Oxide semiconductor electrode for photoelectric conversion and dye-sensitized solar cell
Vellacheri et al. Rationally Engineered Electrodes for a High‐Performance Solid‐State Cable‐Type Supercapacitor
JP2007128757A (en) Dye-sensitized solar cell
KR101726127B1 (en) Counter electrode with block copolymer for dye sensitized solar cell and dye sensitized solar cell comprising the same
JP4507653B2 (en) Method for forming conductive polymer and method for producing electrolytic capacitor
JP5960921B2 (en) Method for reactivating counter electrode active material of dye-sensitized solar cell, method for regenerating dye-sensitized solar cell, catalyst layer, counter electrode, and dye-sensitized solar cell
JP2005162796A (en) Method of formation of electroconductive polymer, and manufacturing process of electrolytic capacitor
KR101549320B1 (en) Compound having heptamethine structure, sensitizing dye and photoelectric conversion element
JP2000021687A (en) Capacitor and manufacture thereof
EP2696372A1 (en) Metal oxide semiconductor electrode having porous thin film, dye-sensitized solar cell using same, and method for manufacturing same
JP4938288B2 (en) Dye-sensitized solar cell
Lee et al. Novel heterologous binary redox mediator based on an ionic liquid and cobalt complex for efficient organic-solvent-free dye-sensitized solar cells
JPH02238613A (en) Solid electrolytic capacitor
JP2005263873A (en) Formation method of conductive polymer and manufacturing method of electrolytic capacitor
Shin et al. Enhancement of photovoltaic performance of solvent-free dye-sensitized solar cells with doped poly (3-hexylthiophene)
JP2005191126A (en) Method for forming conductive polymer, and method for producing electronic component
JP2010161182A (en) Solid-state electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP2005183256A (en) Solid electrolyte and its forming method, and electronic component and its manufacturing method
JP2006310384A (en) Process for producing porous electrode, porous electrode, and electrochemical device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070206