JP2783038B2 - コンデンサ - Google Patents
コンデンサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電解重合導電性高分子
を少なくとも一つの電極として用いたコンデンサに関す
る。
を少なくとも一つの電極として用いたコンデンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気機器等の回路のディジタル
化、小型化に伴い、回路に使われるコンデンサには高周
波域でのインピーダンスが低く、小型かつ大容量である
ことが強く要望されるようになってきた。このような状
況の中、導電性固体を電解質とした大容量固体電解コン
デンサの開発が盛んに行われている。
化、小型化に伴い、回路に使われるコンデンサには高周
波域でのインピーダンスが低く、小型かつ大容量である
ことが強く要望されるようになってきた。このような状
況の中、導電性固体を電解質とした大容量固体電解コン
デンサの開発が盛んに行われている。
【０００３】従来、固体電解質として二酸化マンガンを
用いたタンタル固体電解コンデンサが良く知られている
が、二酸化マンガンの抵抗が高いために高周波領域で十
分に低いインピーダンスを得ることができなかった。
用いたタンタル固体電解コンデンサが良く知られている
が、二酸化マンガンの抵抗が高いために高周波領域で十
分に低いインピーダンスを得ることができなかった。
【０００４】この他、固体電解コンデンサとしては、二
酸化マンガン層の代わりに、導電性が高く陽極酸化性の
優れた有機半導体、７，７，８，８，−テトラシアノキ
ノジメタンコンプレックス塩（ＴＣＮＱ塩）を固体電解
質に使うものが提案されているが、ＴＣＮＱ塩を塗布す
る際に比抵抗上昇が起こる、陽極金属箔との接着性が弱
いといった問題があった。
酸化マンガン層の代わりに、導電性が高く陽極酸化性の
優れた有機半導体、７，７，８，８，−テトラシアノキ
ノジメタンコンプレックス塩（ＴＣＮＱ塩）を固体電解
質に使うものが提案されているが、ＴＣＮＱ塩を塗布す
る際に比抵抗上昇が起こる、陽極金属箔との接着性が弱
いといった問題があった。
【０００５】そこで、ピロール、チオフェンなどの複素
環式化合物モノマーと支持電解質を含ませた電解液を用
いて電解重合することにより、支持電解質のアニオンを
ドーパントとして含む導電性高分子を固体電解質に使う
ものが提案されている。電解重合電導性高分子はＴＣＮ
Ｑ塩と比較しても電気伝導度が非常に大きく、また接着
性の優れた皮膜が容易に作製できるため、理想的なイン
ピーダンスの周波数特性が実現できる。さらに導電性高
分子を用いるとコンデンサのチップ化も可能であり、導
電性高分子を用いた固体電解コンデンサが注目されてい
る。
環式化合物モノマーと支持電解質を含ませた電解液を用
いて電解重合することにより、支持電解質のアニオンを
ドーパントとして含む導電性高分子を固体電解質に使う
ものが提案されている。電解重合電導性高分子はＴＣＮ
Ｑ塩と比較しても電気伝導度が非常に大きく、また接着
性の優れた皮膜が容易に作製できるため、理想的なイン
ピーダンスの周波数特性が実現できる。さらに導電性高
分子を用いるとコンデンサのチップ化も可能であり、導
電性高分子を用いた固体電解コンデンサが注目されてい
る。
【０００６】さらに最近では、電着によって作製したポ
リイミド薄膜を誘電体とし、この上に積層形成した導電
性高分子を電極とした無極性のコンデンサも提案されて
いる（電気化学協会第５８回大会講演要旨集 p252）。
このように、導電性高分子を固体電解コンデンサの電解
質として用いるだけでなく、あらゆるコンデンサの電極
として用いることが提案されている。
リイミド薄膜を誘電体とし、この上に積層形成した導電
性高分子を電極とした無極性のコンデンサも提案されて
いる（電気化学協会第５８回大会講演要旨集 p252）。
このように、導電性高分子を固体電解コンデンサの電解
質として用いるだけでなく、あらゆるコンデンサの電極
として用いることが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解重
合導電性高分子による誘電体皮膜の被覆性は、その形状
が複雑になると一般にあまり良くない。このため、これ
を電極に用いて作製したコンデンサの容量達成率は小さ
くなってしまうという問題がある。また、電解重合導電
性高分子と誘電体皮膜との間に、マンガン酸化物または
化学重合導電性高分子の一方のみを形成するだけで高容
量達成率のコンデンサを得るには、マンガン酸化物また
は化学重合導電性高分子を数回にわたって厚く形成しな
ければならない。そのため、電気伝導度が小さいマンガ
ン酸化物または化学重合導電性高分子部分の抵抗が影響
し、コンデンサの高周波領域でのインピーダンスが大き
くなり理想的なインピーダンス特性を実現できないとい
う問題がある。
合導電性高分子による誘電体皮膜の被覆性は、その形状
が複雑になると一般にあまり良くない。このため、これ
を電極に用いて作製したコンデンサの容量達成率は小さ
くなってしまうという問題がある。また、電解重合導電
性高分子と誘電体皮膜との間に、マンガン酸化物または
化学重合導電性高分子の一方のみを形成するだけで高容
量達成率のコンデンサを得るには、マンガン酸化物また
は化学重合導電性高分子を数回にわたって厚く形成しな
ければならない。そのため、電気伝導度が小さいマンガ
ン酸化物または化学重合導電性高分子部分の抵抗が影響
し、コンデンサの高周波領域でのインピーダンスが大き
くなり理想的なインピーダンス特性を実現できないとい
う問題がある。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、コンデンサ
の電極として電解重合法により形成した電解重合導電性
高分子層を備え、容量達成率が大きく、理想的なインピ
ーダンス特性を有するコンデンサを提供することを目的
とする。
の電極として電解重合法により形成した電解重合導電性
高分子層を備え、容量達成率が大きく、理想的なインピ
ーダンス特性を有するコンデンサを提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のコンデンサでは、電解重合導電性高分子を
少なくとも一つの電極として用い、電解重合導電性高分
子と誘電体皮膜との間にマンガン酸化物と化学重合導電
性高分子とを形成することを特徴としている。
め、本発明のコンデンサでは、電解重合導電性高分子を
少なくとも一つの電極として用い、電解重合導電性高分
子と誘電体皮膜との間にマンガン酸化物と化学重合導電
性高分子とを形成することを特徴としている。
【００１０】本発明のマンガン酸化物と化学重合導電性
高分子はそれぞれが層を形成してもよく、また両者が複
合化されたものでもよい。また、マンガン酸化物と化学
重合導電性高分子の形成順序は原理的にはどちらでもよ
いが、好ましくはマンガン酸化物を形成後に化学重合導
電性高分子を形成した方がよい。
高分子はそれぞれが層を形成してもよく、また両者が複
合化されたものでもよい。また、マンガン酸化物と化学
重合導電性高分子の形成順序は原理的にはどちらでもよ
いが、好ましくはマンガン酸化物を形成後に化学重合導
電性高分子を形成した方がよい。
【００１１】なお、本発明の重合性モノマーとしては、
請求項２に記載のように、ピロール、または、その誘導
体（例えば、Ｎ−メチルピロール）の少なくともひとつ
が挙げられるが、他に、例えば「チオフェン」、「フラ
ン」等でもよい。
請求項２に記載のように、ピロール、または、その誘導
体（例えば、Ｎ−メチルピロール）の少なくともひとつ
が挙げられるが、他に、例えば「チオフェン」、「フラ
ン」等でもよい。
【００１２】なお、支持電解質としては過塩素酸塩、ス
ルホン酸塩、カルボン酸塩、リン酸塩等の一般に用いら
れるものでもよいが、請求項３に記載のようなアルキル
置換基を有するナフタレンスルホン酸塩もしくはアルキ
ルリン酸エステルが好適である。さらに具体的には「モ
ノメチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、トリイソプ
ロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、モノイソプロ
ピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタ
レンスルホン酸ナトリウム、プロピルリン酸エステル、
ブチルリン酸エステル、ヘキシルリン酸エステル」等が
挙げられる。
ルホン酸塩、カルボン酸塩、リン酸塩等の一般に用いら
れるものでもよいが、請求項３に記載のようなアルキル
置換基を有するナフタレンスルホン酸塩もしくはアルキ
ルリン酸エステルが好適である。さらに具体的には「モ
ノメチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、トリイソプ
ロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、モノイソプロ
ピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタ
レンスルホン酸ナトリウム、プロピルリン酸エステル、
ブチルリン酸エステル、ヘキシルリン酸エステル」等が
挙げられる。
【００１３】なお、上記モノマーや支持電解質をそれぞ
れ単独で用いず、支持電解質を複数種混合して用いた
り、ピロール、チオフェン等をそれぞれの誘導体と混合
して用いるなど上記モノマーも複数種併用するようにし
てもよい。さらに、導電性高分子を複合化するために、
電解液に適当な添加剤を入れるようにしてもよい。ま
た、本発明は、上記例示の化合物や処理工程に限らな
い。例示以外の代替え可能な化合物や処理工程を用いて
もよいことはいうまでもない。
れ単独で用いず、支持電解質を複数種混合して用いた
り、ピロール、チオフェン等をそれぞれの誘導体と混合
して用いるなど上記モノマーも複数種併用するようにし
てもよい。さらに、導電性高分子を複合化するために、
電解液に適当な添加剤を入れるようにしてもよい。ま
た、本発明は、上記例示の化合物や処理工程に限らな
い。例示以外の代替え可能な化合物や処理工程を用いて
もよいことはいうまでもない。
【００１４】なお、本発明のコンデンサでは、二つの電
極のうち少なくとも一つに導電性高分子を用いるもので
あるが、コンデンサの大容量化を図るために電極の実効
表面積を大きくするとさらによい。この方法としてはエ
ッチングされた金属や焼結体を用いると好適であり、ア
ルミ、タンタル等のエッチド箔や焼結体が最適である。
極のうち少なくとも一つに導電性高分子を用いるもので
あるが、コンデンサの大容量化を図るために電極の実効
表面積を大きくするとさらによい。この方法としてはエ
ッチングされた金属や焼結体を用いると好適であり、ア
ルミ、タンタル等のエッチド箔や焼結体が最適である。
【００１５】
【作用】本発明のコンデンサでは、少なくとも一つの電
極を構成する電解重合導電性高分子と誘電体皮膜との間
にマンガン酸化物と化学重合導電性高分子とを形成して
いるため、作製された電解重合導電性高分子が誘電体皮
膜を完全に被覆することができる。このことより、電極
に電解重合導電性高分子を用いても、容量達成率が大き
なコンデンサを得ることができる。
極を構成する電解重合導電性高分子と誘電体皮膜との間
にマンガン酸化物と化学重合導電性高分子とを形成して
いるため、作製された電解重合導電性高分子が誘電体皮
膜を完全に被覆することができる。このことより、電極
に電解重合導電性高分子を用いても、容量達成率が大き
なコンデンサを得ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明にかかるコンデンサの具体的実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００１７】（実施例１）図１に本発明の１実施例にお
けるコンデンサ素子の断面図を示す。陽極リードをつけ
た縦７mm×横１０mmのアルミニウムエッチド箔１を３％
アジピン酸アンモニウム水溶液を用い、約７０℃、印加
電圧７０Ｖの条件で陽極酸化を４０分間行うことによ
り、エッチド箔表面に誘電体被膜２を形成した。つい
で、硝酸マンガン３０％水溶液に浸漬し自然乾燥させた
後３００℃で３０分間加熱し熱分解処理を行い、誘電体
皮膜にマンガン酸化物３を積層形成した。
けるコンデンサ素子の断面図を示す。陽極リードをつけ
た縦７mm×横１０mmのアルミニウムエッチド箔１を３％
アジピン酸アンモニウム水溶液を用い、約７０℃、印加
電圧７０Ｖの条件で陽極酸化を４０分間行うことによ
り、エッチド箔表面に誘電体被膜２を形成した。つい
で、硝酸マンガン３０％水溶液に浸漬し自然乾燥させた
後３００℃で３０分間加熱し熱分解処理を行い、誘電体
皮膜にマンガン酸化物３を積層形成した。
【００１８】次に素子をピロール溶液にディプ後、過硫
酸アンモニウム水溶液にディップして化学重合ポリピロ
ール４を形成する。水洗乾燥後、ピロール（０．５
Ｍ）、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウ
ム（０．１Ｍ）および水からなる電解液中に素子を配置
し、素子に近接させた重合開始用電極に１．５Ｖの定電
圧を５０分間印加して電解重合反応を行い、電解重合ポ
リピロール５を形成した。水洗し乾燥してから、電解重
合層の上にカーボン６と銀ペイント７を順次設けコンデ
ンサを得た。作製個数は１０個である。
酸アンモニウム水溶液にディップして化学重合ポリピロ
ール４を形成する。水洗乾燥後、ピロール（０．５
Ｍ）、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウ
ム（０．１Ｍ）および水からなる電解液中に素子を配置
し、素子に近接させた重合開始用電極に１．５Ｖの定電
圧を５０分間印加して電解重合反応を行い、電解重合ポ
リピロール５を形成した。水洗し乾燥してから、電解重
合層の上にカーボン６と銀ペイント７を順次設けコンデ
ンサを得た。作製個数は１０個である。
【００１９】得られたコンデンサを２０Ｖで１時間エー
ジングをした後、初期の容量、損失係数（１２０Ｈｚ）
及びインピーダンス（４００ｋＨｚ）を測定した。測定
値の平均値を（表１）に示す。
ジングをした後、初期の容量、損失係数（１２０Ｈｚ）
及びインピーダンス（４００ｋＨｚ）を測定した。測定
値の平均値を（表１）に示す。
【００２０】比較のためにマンガン酸化物または化学重
合ポリピロールの一方しか形成しない以外は上記と同じ
条件でコンデンサを１０個ずつ作製し同様な測定を行っ
た。測定値の平均値をそれぞれ比較例１、２として（表
１）に示す。両者を比べれば、この発明によるコンデン
サの方が、容量達成率が遥かに優れていることがよくわ
かる。
合ポリピロールの一方しか形成しない以外は上記と同じ
条件でコンデンサを１０個ずつ作製し同様な測定を行っ
た。測定値の平均値をそれぞれ比較例１、２として（表
１）に示す。両者を比べれば、この発明によるコンデン
サの方が、容量達成率が遥かに優れていることがよくわ
かる。
【００２１】
【表１】
【００２２】（実施例２）トリイソプロピルナフタレン
スルホン酸ナトリウムに代えてｎ−ブチルリン酸エステ
ルを用いた以外は実施例１と同様にしてコンデンサを１
０個作製した。得られたコンデンサを２０Ｖで１時間エ
ージングをした後、初期の容量、損失係数（１２０Ｈ
ｚ）及びインピーダンス（４００ｋＨｚ）を測定した。
測定値の平均値を（表１）に示す。
スルホン酸ナトリウムに代えてｎ−ブチルリン酸エステ
ルを用いた以外は実施例１と同様にしてコンデンサを１
０個作製した。得られたコンデンサを２０Ｖで１時間エ
ージングをした後、初期の容量、損失係数（１２０Ｈ
ｚ）及びインピーダンス（４００ｋＨｚ）を測定した。
測定値の平均値を（表１）に示す。
【００２３】比較のためにマンガン酸化物または化学重
合ポリピロールの一方しか形成しない以外は上記と同じ
条件でコンデンサを１０個ずつ作製し同様な測定を行っ
た。測定値の平均値をそれぞれ比較例３、４として（表
１）に示す。両者を比べれば、この発明によるコンデン
サの方が、容量達成率が遥かに優れていることがよくわ
かる。
合ポリピロールの一方しか形成しない以外は上記と同じ
条件でコンデンサを１０個ずつ作製し同様な測定を行っ
た。測定値の平均値をそれぞれ比較例３、４として（表
１）に示す。両者を比べれば、この発明によるコンデン
サの方が、容量達成率が遥かに優れていることがよくわ
かる。
【００２４】（実施例３）ピロール（０．５Ｍ）、トリ
イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム（０．１
Ｍ）と水からなる電解液に代えて、チオフェン（０．５
Ｍ）、ｐ−トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウ
ム（０．１Ｍ）とアセトニトリルとからなる電解液を用
いた以外は実施例１と同様にしてコンデンサを１０個作
製した。得られたコンデンサを２０Ｖで１時間エージン
グをした後、初期の容量、損失係数（１２０Ｈｚ）及び
インピーダンス（４００ｋＨｚ）を測定した。測定値の
平均値を（表１）に示す。
イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム（０．１
Ｍ）と水からなる電解液に代えて、チオフェン（０．５
Ｍ）、ｐ−トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウ
ム（０．１Ｍ）とアセトニトリルとからなる電解液を用
いた以外は実施例１と同様にしてコンデンサを１０個作
製した。得られたコンデンサを２０Ｖで１時間エージン
グをした後、初期の容量、損失係数（１２０Ｈｚ）及び
インピーダンス（４００ｋＨｚ）を測定した。測定値の
平均値を（表１）に示す。
【００２５】比較のためにマンガン酸化物または化学重
合ポリピロールの一方しか形成しない以外は上記と同じ
条件でコンデンサを１０個ずつ作製し同様な測定を行っ
た。測定値の平均値をそれぞれ比較例５、６として（表
１）に示す。両者を比べれば、この発明によるコンデン
サの方が、容量達成率が遥かに優れていることがよくわ
かる。
合ポリピロールの一方しか形成しない以外は上記と同じ
条件でコンデンサを１０個ずつ作製し同様な測定を行っ
た。測定値の平均値をそれぞれ比較例５、６として（表
１）に示す。両者を比べれば、この発明によるコンデン
サの方が、容量達成率が遥かに優れていることがよくわ
かる。
【００２６】以上の実施例では弁金属を用いた固体電解
コンデンサに関してのみ示したが、本発明は導電性高分
子を電極に用いたコンデンサであればどのようなもので
も良いことは明らかである。
コンデンサに関してのみ示したが、本発明は導電性高分
子を電極に用いたコンデンサであればどのようなもので
も良いことは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のコンデンサ
は、電解重合導電性高分子を少なくとも一つの電極とし
て用い、電解重合導電性高分子と誘電体皮膜との間にマ
ンガン酸化物と化学重合導電性高分子とを形成すること
を特徴としている。このようにして作製されたコンデン
サは、電極に電解重合導電性高分子を用いても、容量達
成率が大きなコンデンサを得ることができる。
は、電解重合導電性高分子を少なくとも一つの電極とし
て用い、電解重合導電性高分子と誘電体皮膜との間にマ
ンガン酸化物と化学重合導電性高分子とを形成すること
を特徴としている。このようにして作製されたコンデン
サは、電極に電解重合導電性高分子を用いても、容量達
成率が大きなコンデンサを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるコンデンサ素子
の断面図
の断面図
１ アルミニウムエッチド箔 ２ 誘電体皮膜 ３ マンガン酸化物 ４ 化学重合ポリピロール ５ 電解重合ポリピロール ６ カーボン ７ 銀ペイント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 浩一 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−74016（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−249222（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130906（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−119212（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/028 H01G 4/18 301 H01G 9/032
Claims (5)
- 【請求項１】 重合性モノマーと支持電解質とを少なく
とも含有する電解液から電解重合法で形成した電解重合
導電性高分子を、少なくとも一つの電極とし、前記電解
重合導電性高分子と誘電体皮膜との間にマンガン酸化物
と化学重合導電性高分子とを設けたことを特徴とするコ
ンデンサ。 - 【請求項２】 重合性モノマーがピロールまたはその誘
導体の少なくとも一つから選ばれるものである請求項１
記載のコンデンサ。 - 【請求項３】 支持電解質がアルキル置換基を有するナ
フタレンスルホン酸塩もしくはアルキルリン酸エステル
から選ばれるものである請求項１または２記載のコンデ
ンサ。 - 【請求項４】 マンガン酸化物が、硝酸マンガン水溶液
を２００〜４００℃で熱分解して形成したものである請
求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサ。 - 【請求項５】 化学重合導電性高分子がピロール、また
はその誘導体の少なくとも一つから選ばれるものを繰り
返し単位としたものである請求項１乃至４のいずれかに
記載のコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034612A JP2783038B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034612A JP2783038B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234824A JPH05234824A (ja) | 1993-09-10 |
| JP2783038B2 true JP2783038B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=12419198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034612A Expired - Fee Related JP2783038B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783038B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100414357B1 (ko) * | 2001-07-13 | 2004-01-07 | 주식회사 네스캡 | 전도성 고분자를 코팅한 금속산화물 전기화학의사커패시터의 전극 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682587B2 (ja) * | 1988-09-09 | 1994-10-19 | 松下電器産業株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| JPH0682590B2 (ja) * | 1988-11-11 | 1994-10-19 | 松下電器産業株式会社 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JPH02119212A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JPH0682591B2 (ja) * | 1989-03-23 | 1994-10-19 | 日本カーリット株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4034612A patent/JP2783038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05234824A (ja) | 1993-09-10 |
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