JP4507653B2 - Method for forming conductive polymer and method for producing electrolytic capacitor - Google Patents

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本発明は、導電性高分子の形成方法、ならびにそ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機構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機構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 a conductive mechanism mainly utilizing ion conductivity, and an electrolyte layer made of a solid material such as a complex salt or a conductive polymer A solid electrolytic capacitor having a (solid electrolyte layer) and having a conductive mechanism 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.

この固体電解質層を構成する導電性高分子は、例えば、酸化剤を使用して単量体が化学酸化重合されることにより生成されている。この導電性高分子を生成する際には、例えば、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(ドープ)させている。   The conductive polymer constituting the solid electrolyte layer is generated, for example, by chemically oxidatively polymerizing a monomer using an oxidizing agent. When this conductive polymer is produced, for example, in order to increase the conductivity of the conductive polymer, the conductive polymer contains (dope) an electron donating or electron accepting substance (dopant). ing.

固体電解コンデンサの製造工程では、例えば、化学酸化重合反応を経て導電性高分子を生成したのち、その導電性高分子に含まれている未重合の単量体、導電性高分子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を除去するために、水やアルコールなどの洗浄液を使用して導電性高分子を洗浄している。上記した未重合の単量体、過剰なドーパント、あるいは使用済みの酸化剤が残留していると導電性高分子の導電率が劣化し得るため、その導電率の劣化を防止する上で導電性高分子の洗浄処理は重要である。   In the production process of a solid electrolytic capacitor, for example, a conductive polymer is generated through a chemical oxidative polymerization reaction, and then the unpolymerized monomer contained in the conductive polymer is not doped into the conductive polymer. In order to remove excessive dopant or used oxidizing agent, the conductive polymer is cleaned using a cleaning liquid such as water or alcohol. If the unpolymerized monomer, excess dopant, or used oxidizer remains, the conductivity of the conductive polymer can deteriorate. The polymer washing process is important.

この固体電解質層を構成する導電性高分子の洗浄処理に関しては、既にいくつかの技術が知られている。具体的には、例えば、一般的な洗浄例として、洗浄液を使用して導電性高分子を洗浄したのち、その導電性高分子を乾燥させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、例えば、導電性高分子の洗浄手法として、シャワー洗浄を使用する技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、例えば、電解質を含む溶液中において電圧を印加しながら導電性高分子を洗浄することにより、その導電性高分子の鉄濃度を100ppm以下に調整する技術が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
特開2002−313684号公報 特開2002−158144号公報 特開2002−167981号公報
Several techniques are already known for cleaning the conductive polymer constituting the solid electrolyte layer. Specifically, for example, as a general cleaning example, a technique of cleaning a conductive polymer using a cleaning liquid and then drying the conductive polymer is known (see, for example, Patent Document 1). ). For example, a technique using shower cleaning is known as a method for cleaning a conductive polymer (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, for example, a technique is known in which the conductive polymer is washed while applying a voltage in a solution containing an electrolyte to adjust the iron concentration of the conductive polymer to 100 ppm or less (for example, Patent Documents). 3).
JP 2002-313684 A JP 2002-158144 A JP 2002-167981 A

なお、固体電解質層を構成する導電性高分子の洗浄処理に関連して、その導電性高分子に施される洗浄処理以外の他の処理としては、例えば、第1のプロトン酸を含む導電性高分子を生成したのち、その導電性高分子を第2のプロトン酸(第1のプロトン酸よりも高耐熱性のプロトン酸)を含む溶液に浸漬させることにより、第1のプロトン酸を第2のプロトン酸に交換する技術が知られている(例えば、特許文献4参照。)。
特開2003−142343号公報
In addition, in relation to the cleaning treatment of the conductive polymer constituting the solid electrolyte layer, other treatments other than the cleaning treatment applied to the conductive polymer include, for example, a conductive material containing a first proton acid. After producing the polymer, the conductive polymer is immersed in a solution containing the second protonic acid (a protonic acid having a higher heat resistance than the first protonic acid), thereby bringing the first protonic acid into the second protonic acid. A technique for exchanging with a protonic acid is known (for example, see Patent Document 4).
JP 2003-142343 A

参考までに、固体電解コンデンサ以外の分野では、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)の開発分野において、エタノール溶液を使用して交流電界抑止用の導電性高分子を洗浄する技術が知られている(例えば、特許文献5参照。)。
特表2002−514566号公報
For reference, in fields other than solid electrolytic capacitors, for example, in the field of CRT (Cathode Ray Tube) development, a technology for cleaning conductive polymers for suppressing an AC electric field using an ethanol solution is known ( For example, see Patent Document 5.)
JP-T-2002-514 566

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、固体電解質層の導電率を可能な限り安定に向上させるために、導電性高分子に含まれているドーパントのドーピング率を安定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を使用して製造された固体電解コンデンサでは、高温環境下においてドーピング率が経時的に低下しやすい結果、導電性高分子の導電率が経時的に低下しやすいため、固体電解質層の導電率を安定に向上させる観点において未だ改善の余地がある。特に、固体電解質層の導電率が低下すると、固体電解コンデンサにおいて等価直列抵抗(ESR;Equivalent Series Resistance)が増大したり、あるいは静電容量が低下してしまうため、高性能な固体電解コンデンサを市場供給することを考慮すれば、固体電解質層の導電率を可能な限り安定に向上させることが可能な技術の確立が急務である。この場合には、特に、固体電解コンデンサの量産性を考慮して、上記した導電率の安定向上を可能な限り容易に実現することも重要である。   By the way, in order to ensure the operating characteristics of the solid electrolytic capacitor, for example, in order to improve the conductivity of the solid electrolyte layer as stably as possible, the doping rate of the dopant contained in the conductive polymer is stabilized. There is a need to improve. However, in the solid electrolytic capacitor manufactured using the above-described conventional method of manufacturing a solid electrolytic capacitor, the doping rate is likely to decrease over time in a high temperature environment. Since it tends to decrease, there is still room for improvement in terms of stably improving the conductivity of the solid electrolyte layer. In particular, if the conductivity of the solid electrolyte layer decreases, the equivalent series resistance (ESR) increases or the capacitance decreases in the solid electrolytic capacitor. In consideration of supply, there is an urgent need to establish a technique capable of improving the conductivity of the solid electrolyte layer as stably as possible. In this case, it is also important to realize the above-described stability improvement of the conductivity as easily as possible, especially considering the mass productivity of the solid electrolytic capacitor.

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かつ容易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 and easily as possible. It is to provide.

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かつ容易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 produce an electrolytic capacitor capable of improving the conductivity of the solid electrolyte layer as stably and easily as possible by using the method for forming a conductive polymer of the present invention. It is to provide a method.

本発明に係る導電性高分子の形成方法は、単量体に第1のドーパントを添加して重合させることにより、その第1のドーパントがドープされた導電性高分子前駆体を生成したのち、第1のドーパントとは異なる第2のドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄することにより、導電性高分子を形成し、導電性高分子前駆体を洗浄する際に、未重合の単量体および導電性高分子前駆体にドープされなかった第1のドーパントの除去処理と第2のドーパントの追加ドープ処理とを同時に行うようにしたものである。 In the method for forming a conductive polymer according to the present invention, a first dopant is added to a monomer and polymerized to generate a conductive polymer precursor doped with the first dopant . When the conductive polymer precursor is formed by cleaning the conductive polymer precursor using a cleaning liquid containing a second dopant different from the first dopant, and the conductive polymer precursor is cleaned, The removal treatment of the first dopant not doped in the unpolymerized monomer and the conductive polymer precursor and the additional doping treatment of the second dopant are performed at the same time .

本発明に係る導電性高分子の形成方法では、第1のドーパントがドープされた導電性高分子前駆体が生成されたのち、その第1のドーパントとは異なる第2のドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体が洗浄されることにより、導電性高分子が形成される。この導電性高分子前駆体が洗浄される際には、未重合の単量体および導電性高分子前駆体にドープされなかった第1のドーパントの除去処理と第2のドーパントの追加ドープ処理とが同時に行われる。この洗浄液を使用した洗浄処理に基づき、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、洗浄処理を行わずに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に向上する。しかも、洗浄処理を流用して導電性高分子前駆体に対するドーパントの定着性を向上させることが可能なため、導電性高分子のドーピング率を容易に向上させることが可能である。 In the method for forming a conductive polymer according to the present invention, after a conductive polymer precursor doped with the first dopant is generated, a cleaning liquid containing a second dopant different from the first dopant is used. Then, the conductive polymer precursor is washed to form a conductive polymer. When this conductive polymer precursor is washed, the removal of the first dopant not doped in the unpolymerized monomer and the conductive polymer precursor, and the additional doping treatment of the second dopant, Are performed simultaneously. Based on the cleaning process using this cleaning solution, the dopant fixing property to the conductive polymer precursor is improved, so that the conventional conductive polymer forming method in which the doping rate is likely to decrease over time without performing the cleaning process. In contrast, the doping rate of the conductive polymer is stably improved. In addition, since the fixability of the dopant to the conductive polymer precursor can be improved by diverting the cleaning treatment, the doping rate of the conductive polymer can be easily 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、単量体に第1のドーパントを添加して重合させることにより、その第1のドーパントがドープされた導電性高分子前駆体を生成したのち、第1のドーパントとは異なる第2のドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄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固体電解質層を形成し、導電性高分子前駆体を洗浄する際に、未重合の単量体および導電性高分子前駆体にドープされなかった第1のドーパントの除去処理と第2のドーパントの追加ドープ処理とを同時に行うようにしたものである。 Method of manufacturing an electrolytic capacitor according to the present invention is a method for producing an electrolytic capacitor having a solid electrolyte layer, by polymerizing by adding first dopant to the monomer, the first dopant is doped After generating the conductive polymer precursor, by the first dopant to form a conductive polymer by washing the conducting polymer precursors by using a cleaning solution containing different second dopant , the conductive polymer to form a including solid-solid electrolyte layer, when cleaning the conductive polymer precursor, the first that has not been doped monomer and the conductive polymer precursor unpolymerized The dopant removal process and the second dopant additional doping process are performed simultaneously .

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かつ容易に向上する。   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 and easily improved.

本発明に係る導電性高分子の形成方法では、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を生成する場合には、洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄することにより、さらに、使用済みの酸化剤が除去される。 The method for forming a conductive polymer according to the present invention, when generating a conductive polymer precursor by oxidative polymerization of monomers using an acid agent, conductive high using a cleaning solution By washing the molecular precursor, the used oxidizing agent is further removed.

なお、本発明に係る導電性高分子の形成方法では、洗浄液として第2のドーパントを含む水あるいは第2のドーパントを含むアルコールを使用してもよい In the method for forming a conductive polymer according to the present invention, water containing the second dopant or alcohol containing the second dopant may be used as the cleaning liquid .

本発明に係る導電性高分子の形成方法によれば、第2のドーパントを含む洗浄液を使用して第1のドーパントを含む導電性高分子前駆体を洗浄することにより、導電性高分子のドーピング率が安定かつ容易に向上するため、その導電性高分子の導電率を可能な限り安定かつ容易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 conductive polymer precursor containing the first dopant is cleaned by using the cleaning liquid containing the second dopant, thereby doping the conductive polymer. Since the rate is improved stably and easily, the conductivity of the conductive polymer can be improved as stably and easily 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ることに基づき、その固体電解質層のドーピング率が安定かつ容易に向上するため、固体電解質層の導電率を可能な限り安定かつ容易に向上させることができると共に、特に、固体電解質層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 manufacturing an electrolytic capacitor according to the present invention, the solid electrolyte layer is formed using the method for forming a conductive polymer of the present invention, so that the doping rate of the solid electrolyte layer is stable and easy. Therefore, the conductivity of the solid electrolyte layer can be improved as stably and easily as possible, and in particular, the conductivity of the solid electrolyte layer 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.

この導電性高分子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可能なものである。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, A part of electronic components typified by an optical recording medium or various sensors can be configured. 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、後述する洗浄液を使用して導電性高分子前駆体1Zが洗浄されることにより形成されたものであり、導電率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 cleaning the conductive polymer precursor 1Z using a cleaning liquid to be described later, 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〜図3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の形成方法の流れを説明するためのものであり、図3は導電性高分子1の形成工程において使用される一連の溶液(単量体溶液,洗浄液)の組成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 method for forming the conductive polymer 1, and FIG. 3 shows the composition of a series of solutions (monomer solution, cleaning solution) used in the process of forming the conductive polymer 1. It is for explaining.

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、図3に示した単量体溶液を調製する(図2;ステップS101)。この単量体溶液を調製する際には、導電性高分子前駆体1Zを生成するための単量体と、その導電性高分子前駆体1Zの導電率を高めるための主ドーパント(第1のドーパント)と、これらの単量体および主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、主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 substrate 2, first, the monomer solution shown in FIG. 3 is prepared (FIG. 2; step S101). In preparing this monomer solution, a monomer for producing the conductive polymer precursor 1Z and a main dopant (first first) for increasing the conductivity of the conductive polymer precursor 1Z. Dopant) and a solvent for dispersing these monomers and the main dopant. In particular, when preparing the monomer solution, for example, together with the above-described monomer, main dopant and solvent, an oxidizing agent 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。   The material used when preparing a monomer solution is as follows, for example.

すなわち、単量体としては、例えば、アニリン、ピロール、チオフェン、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、好ましくはアニリン、ピロール、チオフェン、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種を使用する。   That is, examples of the monomer include aniline, pyrrole, thiophene, 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 the group comprising aniline, pyrrole, thiophene, furan and their derivatives is used. .

主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り、下記の一連の材料を含む群のうちの少なくとも1種を使用する。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 )、リン酸(H3 PO4 )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(例えばパラトルエンスルホン酸ナトリウムまたはアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム)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。 As the main dopant, for example, either a donor-type or an acceptor-type dopant can be used, and at least one of a group including the following series of materials is 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 ), hydrogen fluoride (HF), hydrogen chloride (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ) or perchlorine Protic acids such as acids (HClO 4 ), alkylbenzene sulfonic acids (eg, paratoluene sulfonic acid), alkyl naphthalene sulfonic acids or salts thereof (eg, sodium paratoluene sulfonate or sodium alkyl naphthalene sulfonate), iron chloride (FeCl 3), perchlorate (FeOCl 2), a transition such as titanium chloride (TiCl 4) or tungsten chloride (WCl 3) And group compound, chlorine ion (Cl -), bromine ion (Br -), iodide ion (I -), perchlorate ion (ClO 4 -), fluoride phosphorus (PF 3 -), boron fluoride ions (BF 3 ) or electrolyte anions such as arsenic fluoride ion (AsF 3 ).

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。   As the solvent, for example, water or an organic solvent such as butanol is used.

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。 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、主ドーパント、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 above-described monomer, main dopant, solvent, and oxidizing agent. 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(例えばホール注入層)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 an EL element (for example, a hole injection layer), 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(図2;ステップS102)、その基体2の一面に単量体溶液を供給する。なお、基体2の一面に単量体溶液を供給する際には、例えば、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, by applying a monomer solution to the substrate 2 using a coating method typified by a spray method, a roller method, a spin coating method, a dip method or the like (FIG. 2; step S102), the substrate 2. Supply the monomer solution on one side. When supplying the monomer solution to one surface of the substrate 2, for example, 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. May be.

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、主ドーパントを含み、すなわち主ドーパントがドープされるように導電性高分子前駆体1Zを生成する(図2;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により覆われる。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、その単量体溶液に含まれている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、約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にドープされている主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、加熱温度を約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、約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 containing the main dopant, that is, so that the main dopant is doped. (FIG. 2; step S103). Thereby, one surface of the base 2 is covered with the conductive polymer precursor 1Z. When this conductive polymer precursor 1Z is produced, for example, by heating the monomer solution using a heating device such as a dryer, the oxidizing agent contained in the monomer solution is changed. Used to oxidatively polymerize the monomer. At this time, the heating temperature can be appropriately set in consideration of the heat-resistant temperature of the substrate 2 and the like, for example, about 40 to 180 ° C. In this case, in particular, if the heating temperature is too high, the main dopant doped in the conductive polymer precursor 1Z is desorbed, or the conductive polymer precursor 1Z itself is oxidized and deteriorated to cause the conductivity. Therefore, the heating temperature is preferably about 40 ° C. to 150 ° C. in order to prevent this decrease in conductivity. 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, about 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、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、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可能な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, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, 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 polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyfuran and derivatives thereof is preferable. Specifically, this type of conductive polymer precursor 1Z is, for example, a polythiophene derivative, which can be produced by oxidative polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene as a monomer. Thiophene is mentioned.

続いて、図3に示した洗浄液を調製する(図2;ステップS104)。この洗浄液を調製する際には、導電性高分子前駆体1Zの導電率を補うための副ドーパント(第2のドーパント)と、この副ドーパントを分散させるための溶媒とを含むようにし、特に、副ドーパントの濃度を約0.1%〜5.0%とする。副ドーパントとしては、例えば、主ドーパントとして上記した一連の材料のうちの少なくとも1種を使用することが可能であり、特に、主ドーパントと同一のものを使用してもよいし、あるいは主ドーパントと異なるものを使用してもよい。溶媒としては、副ドーパントを分散し得る限り、いかなるものも使用可能であり、例えば、水またはアルコールを使用する。特に、溶媒として水を使用する場合には、例えば、洗浄液の洗浄能力を高めるために、温水(湯)を使用するのが好ましい。なお、洗浄液を調製する際には、その洗浄液を必ずしも導電性高分子前駆体1Zの生成後に調製しなければならないわけではなく、例えば、洗浄液を単量体溶液と共に事前に調製しておいてもよい。   Subsequently, the cleaning liquid shown in FIG. 3 is prepared (FIG. 2; step S104). When preparing this cleaning liquid, it contains a subdopant (second dopant) for supplementing the conductivity of the conductive polymer precursor 1Z and a solvent for dispersing the subdopant, The concentration of the secondary dopant is about 0.1% to 5.0%. As the sub-dopant, for example, at least one of the above-described series of materials can be used as the main dopant. In particular, the same material as the main dopant may be used, or Different ones may be used. Any solvent can be used as long as the subdopant can be dispersed. For example, water or alcohol is used. In particular, when water is used as the solvent, it is preferable to use warm water (hot water), for example, in order to increase the cleaning ability of the cleaning liquid. In preparing the cleaning liquid, the cleaning liquid does not necessarily have to be prepared after the production of the conductive polymer precursor 1Z. For example, the cleaning liquid may be prepared together with the monomer solution in advance. Good.

最後に、洗浄液を使用して導電性高分子前駆体1Zを洗浄したのち(図2;ステップS105)、その洗浄後の導電性高分子前駆体1Zを乾燥させることにより(図2;ステップS106)、図1に示した導電性高分子1が完成する(図2;ステップS107)。洗浄液を使用して導電性高分子前駆体1Zを洗浄する際には、例えば、シャワー洗浄機を使用して洗浄液を噴射させることにより導電性高分子前駆体1Zをシャワー洗浄したり、あるいは洗浄液中に導電性高分子前駆体1Zを浸漬させることにより、導電性高分子前駆体1Zに含まれている未重合の単量体、導電性高分子前駆体1Zにドープされなかった過剰な主ドーパント、ならびに使用済みの酸化剤などを洗い流して除去する。この際、洗浄条件としては、例えば、洗浄液の温度=約20℃〜80℃、洗浄時間=約1分〜20分とする。この洗浄処理により、上記した未重合反応の単量体、過剰な主ドーパントならびに使用済みの酸化剤が除去される上、洗浄液中の副ドーパントが導電性高分子前駆体1Zに追加供給(追加ドープ)されるため、主ドーパントおよび副ドーパントの双方を含むように導電性高分子1が形成され、すなわち副ドーパントが追加ドープされた分だけ導電性高分子1のドーピング量が増加する。   Finally, after cleaning the conductive polymer precursor 1Z using the cleaning liquid (FIG. 2; step S105), the conductive polymer precursor 1Z after the cleaning is dried (FIG. 2; step S106). The conductive polymer 1 shown in FIG. 1 is completed (FIG. 2; step S107). When the conductive polymer precursor 1Z is cleaned using the cleaning liquid, for example, the conductive polymer precursor 1Z is shower-cleaned by spraying the cleaning liquid using a shower cleaning machine, or in the cleaning liquid. By immersing the conductive polymer precursor 1Z into the unpolymerized monomer contained in the conductive polymer precursor 1Z, an excess main dopant not doped in the conductive polymer precursor 1Z, In addition, the used oxidizing agent is washed away. At this time, as the cleaning conditions, for example, the temperature of the cleaning liquid = about 20 to 80 ° C., and the cleaning time = about 1 to 20 minutes. By this washing treatment, the unpolymerized monomer, excess main dopant and used oxidizing agent are removed, and the sub-dopant in the washing solution is additionally supplied to the conductive polymer precursor 1Z (additional dope). Therefore, the conductive polymer 1 is formed so as to include both the main dopant and the sub-dopant, that is, the doping amount of the conductive polymer 1 is increased by the amount of additional doping of the sub-dopant.

特に、導電性高分子1が形成される際には、主ドーパントと副ドーパントとの間で導電性高分子前駆体1Zにドープされる時期が異なり、すなわちあらかじめ主ドーパントがドープされている導電性高分子前駆体1Zに事後的に副ドーパントが追加ドープされるため、その導電性高分子1では、例えば、高分子構造中の深部およびその近傍に主ドーパントが定着されているのに対して、その高分子構造中の表面部およびその近傍に副ドーパントが定着されており、すなわち高分子構造中において主ドーパントおよび副ドーパントが概ね2層構造を構築するように分布しているものと推定される。確認までに説明しておくと、「副ドーパント」とはあくまで「主ドーパント」と区別するために命名された一呼称である。すなわち、「主ドーパント」と「副ドーパント」との間に機能的に優劣があるわけではなく、それらの「主ドーパント」および「副ドーパント」は導電性高分子1中において同等に機能するものである。   In particular, when the conductive polymer 1 is formed, the timing of doping the conductive polymer precursor 1Z is different between the main dopant and the sub-dopant, that is, the conductivity in which the main dopant is doped in advance. Since the sub-dopant is additionally doped afterwards into the polymer precursor 1Z, in the conductive polymer 1, for example, the main dopant is fixed in the deep part and its vicinity in the polymer structure, It is presumed that the subdopant is fixed on the surface portion in the polymer structure and in the vicinity thereof, that is, the main dopant and the subdopant are distributed so as to form a two-layer structure in the polymer structure. . In the description up to the confirmation, the “subdopant” is a name given to distinguish it from the “main dopant”. That is, there is no functional superiority or inferiority between the “main dopant” and the “subdopant”, and these “main dopant” and “subdopant” function equally in the conductive polymer 1. is there.

なお、洗浄液を使用して導電性高分子前駆体1Zを洗浄する際には、厳密には、例えば、その洗浄処理の影響を受けて、上記した未重合の単量体等だけでなく、あらかじめ導電性高分子前駆体1Zにドープされていた主ドーパントの一部までもが意図せずに洗い流されて除去される可能性があると考えられる。しかしながら、洗浄時における意図しない主ドーパントの除去量D1と副ドーパントの追加ドープ量D2とを比較すると、その追加ドープ量D2が除去量D1を大きく上回るため(D2>>D1)、結果として導電性高分子1のドーピング量が減少せずに増加するものと想定される。この導電性高分子1のドーピング量が増加する現象の裏付けとして、後述するように導電性高分子1のドーピング率を調べてみると(図8参照)、ドーピング量の増加に伴って導電性高分子1のドーピング率が向上していることが確認されることから、洗浄液を使用した導電性高分子前駆体1Zの洗浄処理により、上記したように洗浄液中の副ドーパントが導電性高分子前駆体1Zに追加ドープされると共に、あらかじめ導電性高分子前駆体1Zにドープされている主ドーパントの流出(脱離)が抑制されているものと想定される。   In addition, when the conductive polymer precursor 1Z is cleaned using the cleaning liquid, strictly, for example, under the influence of the cleaning process, not only the above-described unpolymerized monomers, but also in advance It is considered that even a part of the main dopant doped in the conductive polymer precursor 1Z may be unintentionally washed away and removed. However, when the removal amount D1 of the unintended main dopant during cleaning and the additional doping amount D2 of the sub-dopant are compared, the additional doping amount D2 greatly exceeds the removal amount D1 (D2 >> D1). It is assumed that the doping amount of the polymer 1 increases without decreasing. As a support for the phenomenon that the doping amount of the conductive polymer 1 increases, when the doping rate of the conductive polymer 1 is examined as described later (see FIG. 8), the conductivity increases as the doping amount increases. Since it is confirmed that the doping rate of the molecule 1 is improved, the sub-dopant in the cleaning liquid becomes a conductive polymer precursor as described above by the cleaning treatment of the conductive polymer precursor 1Z using the cleaning liquid. It is assumed that the outflow (desorption) of the main dopant doped in advance to 1Z and previously doped in the conductive polymer precursor 1Z is suppressed.

本実施の形態に係る導電性高分子の形成方法では、主ドーパントを含むように導電性高分子前駆体1Zを生成したのち、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆対1Zを洗浄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、洗浄処理により洗浄液中の副ドーパントが導電性高分子前駆体1Zに追加ドープされる結果、導電性高分子前駆体1Zにあらかじめドープされていた主ドーパントに加えて、その導電性高分子前駆体1Zに追加ドープされた副ドーパントを含むように導電性高分子1が形成される。しかも、洗浄処理時には、洗浄液に副ドーパントが含まれていることに基づき、導電性高分子前駆体1Zにあらかじめドープされていた主ドーパントの流出(脱離)が抑制される。この場合には、導電性高分子1に対するドーパント(主ドーパント,副ドーパント)の定着性が高まるため、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体1Zを洗浄せずに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に向上する。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 according to the present embodiment, after the conductive polymer precursor 1Z is generated so as to include the main dopant, the conductive polymer precursor pair 1Z is formed using the cleaning liquid containing the sub-dopant. Since the conductive polymer 1 is formed by washing, as described above, the sub-dopant in the washing liquid is additionally doped to the conductive polymer precursor 1Z by the washing treatment, and as a result, the conductive polymer precursor is obtained. In addition to the main dopant previously doped in the body 1Z, the conductive polymer 1 is formed so as to include a subdopant additionally doped in the conductive polymer precursor 1Z. In addition, during the cleaning process, the outflow (desorption) of the main dopant previously doped in the conductive polymer precursor 1Z is suppressed based on the fact that the sub-dopant is included in the cleaning liquid. In this case, since the fixability of the dopant (main dopant, sub-dopant) to the conductive polymer 1 is increased, the doping rate is increased without cleaning the conductive polymer precursor 1Z using the cleaning liquid containing the sub-dopant. Unlike the conventional method for forming a conductive polymer that tends to decrease with time, the doping rate of the conductive polymer 1 is stably improved. 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、本実施の形態に係る導電性高分子の形成方法に関して補足しておくと、この導電性高分子の形成方法の特徴である洗浄処理は、導電性高分子1の実質的な形成完了時点よりも前、すなわち未重合の単量体等の除去を目的として導電性高分子前駆体1Zを洗浄したのちに乾燥させることにより導電性高分子1が完成する時点よりも前に実施されることにより、導電性高分子1の導電率の安定向上に関して顕著な効果を生じさせるものであり、その導電性高分子1の実質的な形成完了時点よりも後、すなわち導電性高分子前駆体1Zを洗浄したのちに乾燥させることにより導電性高分子1が完成する時点よりも後に実施されることにより、導電性高分子1の導電率の安定向上に関して顕著な効果を生じさせるものではない。なぜなら、導電性高分子1の形成完了時点よりも前に洗浄処理を実施する場合には、乾燥前の導電性高分子前駆体1Zの高分子構造が未だ非平衡状態にあるため、洗浄液中の副ドーパントが導電性高分子前駆体1Zにドープされやすいが、導電性高分子1の形成完了時点よりも後に洗浄処理を実施する場合には、乾燥後の導電性高分子前駆体1Z(すなわち導電性高分子1)の高分子構造が既に平衡状態にあるため、洗浄液中の副ドーパントが導電性高分子前駆体1Zにドープされにくいからである。特に、本実施の形態に係る導電性高分子の形成方法の洗浄処理は、未重合の単量体等の除去を目的とした洗浄作業を流用して副ドーパントを追加ドープするものであり、すなわち本来の目的である未重合の単量体等の除去処理と副ドーパントの追加ドープ処理とを単一の工程において同時に実行する点に特徴がある。   Here, to supplement the method for forming the conductive polymer according to the present embodiment, the cleaning process, which is a feature of the method for forming the conductive polymer, is substantially completed to form the conductive polymer 1. Before the time point, that is, before the conductive polymer 1 is completed by washing and drying the conductive polymer precursor 1Z for the purpose of removing unpolymerized monomers and the like. As a result, a remarkable effect is brought about with respect to the improvement in the stability of the conductivity of the conductive polymer 1, which is after the substantial completion of the formation of the conductive polymer 1, that is, the conductive polymer precursor 1 </ b> Z. When the conductive polymer 1 is completed after being washed and dried, it does not produce a significant effect on the stability improvement of the conductivity of the conductive polymer 1. This is because when the cleaning treatment is performed before the completion of the formation of the conductive polymer 1, the polymer structure of the conductive polymer precursor 1Z before drying is still in a non-equilibrium state. The sub-dopant is easily doped into the conductive polymer precursor 1Z. However, when the cleaning treatment is performed after the completion of the formation of the conductive polymer 1, the dried conductive polymer precursor 1Z (that is, the conductive polymer precursor 1Z). This is because the sub-dopant in the cleaning liquid is not easily doped into the conductive polymer precursor 1Z because the polymer structure of the conductive polymer 1) is already in an equilibrium state. In particular, the cleaning treatment of the method for forming a conductive polymer according to the present embodiment is to additionally dope a sub-dopant by diverting a cleaning operation for the purpose of removing unpolymerized monomers, that is, It is characterized in that the removal process of unpolymerized monomers and the like, which is the original purpose, and the additional doping process of the sub-dopant are simultaneously performed in a single process.

特に、本実施の形態では、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体1Zを洗浄することにより、上記したように、単一の工程において未反応の単量体等の除去処理と副ドーパントの追加ドープ処理とが実行されるため、副ドーパントを含まない洗浄液を使用して未重合の単量体等の除去処理を実施したのちに副ドーパントを含む溶液を使用して副ドーパントの追加ドープ処理を別個に実施し、すなわち未重合の単量体等の除去処理と副ドーパントの追加ドープ処理とを2工程で実施する場合と比較して、それらの未重合の単量体等の除去処理および副ドーパントの追加ドープ処理を実施するために必要な工程数が減少し、その工程内容が簡略化される。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容易に向上させることができる。   In particular, in the present embodiment, by removing the conductive polymer precursor 1Z using a cleaning liquid containing a sub-dopant, as described above, the removal process of unreacted monomers and the like in a single step. And additional doping treatment of the sub-dopant is performed, and after removing the unpolymerized monomer and the like using the cleaning liquid not containing the sub-dopant, the sub-dopant using the solution containing the sub-dopant is used. The additional dope treatment is separately performed, that is, the unpolymerized monomer and the like are compared with the case where the removal treatment of the unpolymerized monomer and the additional dope treatment of the sub-dopant are performed in two steps. Therefore, the number of processes required for performing the removal process and the additional doping process of the sub-dopant is reduced, and the process contents are simplified. Therefore, in the present embodiment, the conductivity of the conductive polymer 1 can be improved as easily as possible.

なお、本実施の形態では、導電性高分子前駆体1Zを生成する際に、単量体、主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、主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、単量体および主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 generated, a single solution (monomer solution) containing the monomer, the main dopant, and the oxidizing agent in a lump is used. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, instead of the single solution described above, two or more kinds of solutions containing a monomer, a main dopant, and an oxidizing agent in any combination may be used. Also good. Specifically, for example, two types of a solution containing a monomer and a main 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、主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、酸化剤兼主ドーパントを含む溶液(酸化剤兼主ドーパント溶液)を準備し、その酸化剤兼主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 main dopant, and an oxidizing agent. However, the conductive polymer precursor 1Z may be generated in a gas phase system instead of the liquid phase system. In this case, for example, a solution containing an oxidant and main dopant (oxidant and main dopant solution) is prepared, and the oxidant and main dopant solution is applied to one surface of the substrate 2 and then in the monomer vapor. The conductive polymer precursor 1Z can be formed on one surface of the substrate 2 by subjecting the substrate 2 to exposure to oxidative polymerization of the monomer using an oxidizing agent in the same manner as in the liquid phase system. It is. Even in this case, the same effect as the above-described 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、図4および図5を参照して、本発明の一実施の形態に係る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4および図5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4は外観構成を示し、図5は図4に示したV−V線に沿った断面構成を拡大して示している。   Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the structure of the electrolytic capacitor manufactured using the electrolytic capacitor manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be briefly described. 4 and 5 show the configuration of the main part (capacitor element 10) of the electrolytic capacitor, FIG. 4 shows the external configuration, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional configuration along the line V-V shown in FIG. As shown.

この電解コンデンサは、図4および図5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、そ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4および図5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. 4 and 5 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. 4 and 5, the anode 11 and the periphery (one end) of the anode 11 are partially provided. 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6参照)。   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. 6).

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(主ドーパント,副ドーパント)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 material of the dopant (main dopant, subdopant) 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)めっきまたは錫鉛(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, metals such as iron (Fe) or copper (Cu), and 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6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6は、図5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. 6 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6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している誘電体層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. 6, 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 covers the dielectric layer 12 having this fine uneven structure. 13 is provided. 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4〜図7を参照して、図4〜図6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7は、電解コンデンサの製造方法の流れを説明するためのものである。   Next, with reference to FIGS. 4-7, the manufacturing method of the electrolytic capacitor provided with the capacitor | condenser element 10 shown in FIGS. 4-6 is demonstrated. FIG. 7 is a diagram for explaining the flow of a method for manufacturing an electrolytic capacitor.

電解コンデンサを製造する際には、まず、図4〜図6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(図7;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準備したのちにその弁作用金属箔に拡面化処理を別途施す代わりに、その拡面化処理に要する手間を省くために、あらかじ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. 4 to 6 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 (FIG. 7; 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, after preparing an untreated valve metal foil that has not been subjected to a surface expansion treatment as described above, a surface expansion treatment is separately performed on the valve metal foil. Instead of applying, a processed valve action metal foil or a valve action metal sintered body that has been subjected to the surface enlargement process in advance may be used in order to save the effort required for the surface enlargement process.

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(図7;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、アルミナにより構成されるように誘電体層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を含む緩衝溶液を使用し、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を含む水溶液を使用する。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 a dielectric layer 12 made of an oxide film so as to partially cover the periphery of the anode 11 (FIG. 7; 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 a material for forming the anode 11, the dielectric layer 12 can be formed so as to be composed of alumina. 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 this chemical conversion solution, for example, a buffer solution containing ammonium borate, ammonium phosphate, or organic acid ammonium is used, and preferably an aqueous solution containing ammonium adipate as the organic acid ammonium is used. 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、ドーパント(主ドーパント,副ドーパント)がドープされた導電性高分子1を形成することにより、その導電性高分子1を含むように固体電解質層13を形成する(図7;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, the conductive polymer 1 is formed by forming the conductive polymer 1 doped with the dopant (main dopant, sub-dopant) using the method for forming the conductive polymer described in the above embodiment. The solid electrolyte layer 13 is formed so as to include (FIG. 7; 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(図7;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と銀層14Bとがこの順に積層された積層構造を有するように陰極14を形成する。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4〜図6参照)。   Subsequently, the cathode 14 is formed so as to cover the periphery of the solid electrolyte layer 13 (FIG. 7; 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. The silver layer 14B is formed by drying, and the cathode 14 is formed so as to have a laminated structure in which the carbon layer 14A and the silver layer 14B are laminated in this order. 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. 4 to 6).

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(図7;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(図7;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、そ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、溶接処理または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 (FIG. 7; step S205), both the anode lead and the cathode lead are partially exposed. Thus, the periphery of the capacitor element 10 is covered with a mold resin (FIG. 7; step S206). Thereby, 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. In addition, when connecting the anode lead and the cathode lead 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を形成したので、上記実施の形態において説明した作用により、固体電解質層13の導電率が安定に向上すると共に、その固体電解質層13の形成工程が簡略化される。したがって、固体電解質層13の導電率を可能な限り安定かつ容易に向上させることができると共に、特に、その固体電解質層13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, since 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, the operation described in the above embodiment is used. In addition, the conductivity of the solid electrolyte layer 13 is stably improved, and the formation process of the solid electrolyte layer 13 is simplified. Therefore, the conductivity of the solid electrolyte layer 13 can be improved as stably and easily as possible, and in particular, the conductivity of the solid electrolyte layer 13 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手順、作用および変形は、上記実施の形態と同様である。   The other procedures, actions, and modifications of the electrolytic capacitor manufacturing method are the same as 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を形成した。すなわち、まず、基体としてガラス基板(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))、主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主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を室温下において1時間程度放置したのち、その基体を加熱し、酸化剤を使用して単量体を酸化重合させることにより、基体の一面に、主ドーパントがドープされた導電性高分子前駆体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、加熱条件は加熱温度=100℃、加熱時間=15分間とした。続いて、副ドーパントを含む洗浄液としてパラトルエンスルホン酸ナトリウム1%水溶液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄したのち、その導電性高分子前駆体を乾燥させることにより、主ドーパントと共に副ドーパントがドープされた導電性高分子を形成した。この際、洗浄条件としては、洗浄液の温度=25℃、洗浄時間=15分間とした。
Example 1
Using the conductive polymer forming method described in the above embodiment, the conductive polymer was formed in a liquid phase system. That is, first, a glass substrate (26 mm × 76 mm × 1 mm) as a substrate was ultrasonically cleaned with a neutral detergent solution, and then rinsed thoroughly with double distilled water, and then the substrate was put into a drier and dried. . Subsequently, 3,4-ethylenedioxythiophene (Baytron M (trade name) manufactured by Bayer Co., Ltd.) as a monomer, and iron (III) paratoluenesulfonate 50% butanol solution (Bayer Co., Ltd.) as a main dopant and oxidizing agent After sufficiently cooling Baytron C (trade name) made with ice water, 0.867 g and 10.4 g of these monomers and main dopant / oxidizer were weighed and mixed with a magnetic stirrer while cooling with ice water. -A monomer solution was prepared by stirring. Subsequently, the monomer solution was applied to one surface of the substrate using a spin coating method. At this time, the spin coating conditions were such that the number of rotations was 2000 rpm and the rotation time was 2 minutes. Subsequently, after leaving the substrate coated with the monomer solution at room temperature for about 1 hour, the substrate is heated and the monomer is oxidatively polymerized using an oxidant to form one surface of the substrate. Polyethylenedioxythiophene was produced as a conductive polymer precursor doped with the main dopant. At this time, the heating conditions were heating temperature = 100 ° C. and heating time = 15 minutes. Subsequently, the conductive polymer precursor is washed using a 1% aqueous solution of sodium paratoluenesulfonate as a cleaning liquid containing the subdopant, and then the conductive polymer precursor is dried, so that the subdopant is combined with the main dopant. A conductive polymer doped with is formed. At this time, the cleaning conditions were cleaning liquid temperature = 25 ° C. and cleaning time = 15 minutes.

(実施例2)
副ドーパントを含む洗浄液として、パラトルエンスルホン酸ナトリウム1%水溶液に代えてアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム1%水溶液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した点を除き、実施例1と同様の手順を経て導電性高分子を形成した。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 except that the conductive polymer precursor was cleaned using a 1% aqueous solution of sodium alkylnaphthalene sulfonate instead of the 1% aqueous solution of sodium paratoluenesulfonate as the cleaning liquid containing the sub-dopant. After that, a conductive polymer was formed.

(比較例1)
副ドーパントを含む洗浄液に代えて、副ドーパントを含まない洗浄液(水)を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した点を除き、実施例1と同様の手順を経て導電性高分子を形成した。
(Comparative Example 1)
A conductive polymer is formed through the same procedure as in Example 1 except that the conductive polymer precursor is cleaned using a cleaning liquid (water) that does not contain a sub-dopant instead of the cleaning liquid that contains a sub-dopant. did.

(比較例2)
洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄せずに、その未洗浄の導電性高分子前駆体をそのまま導電性高分子とした点を除き、実施例1と同様の手順を経て導電性高分子を形成した。
(Comparative Example 2)
The conductive polymer precursor is not cleaned using the cleaning liquid, and the conductive polymer precursor is subjected to the same procedure as in Example 1 except that the uncleaned conductive polymer precursor is directly used as the conductive polymer. A polymer was formed.

(比較例3)
副ドーパントを含む洗浄液として、実施例1と同様にパラトルエンスルホン酸ナトリウム1%水溶液を使用した上、上記実施の形態において導電性高分子の形成方法に関する変形例として説明したように、洗浄液を使用した洗浄処理を導電性高分子の形成完了時点よりも後に実施した点を除き、実施例1と同様の手順を経て導電性高分子を形成した。
(Comparative Example 3)
As a cleaning liquid containing a sub-dopant, a 1% aqueous solution of sodium paratoluenesulfonate is used in the same manner as in Example 1, and a cleaning liquid is used as described in the above embodiment as a modified example of the method for forming a conductive polymer. The conductive polymer was formed through the same procedure as in Example 1 except that the cleaning treatment was performed after the completion of the formation of the conductive polymer.

(実施例4)
副ドーパントを含む洗浄液として、実施例2と同様にアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム1%水溶液を使用した上、上記実施の形態において導電性高分子の形成方法に関する変形例として説明したように、洗浄液を使用した洗浄処理を導電性高分子の形成完了時点よりも後に実施した点を除き、実施例1と同様の手順を経て導電性高分子を形成した。
Example 4
As a cleaning liquid containing a sub-dopant, a 1% aqueous solution of sodium alkylnaphthalene sulfonate is used in the same manner as in Example 2, and a cleaning liquid is used as described in the above embodiment as a modification of the method for forming a conductive polymer. The conductive polymer was formed through the same procedure as in Example 1 except that the cleaning treatment was performed after the completion of the formation of the conductive polymer.

(比較例5)
比較例1と同様に副ドーパントを含なまい洗浄液(水)を使用した上、上記実施の形態において導電性高分子の形成方法に関する変形例として説明したように、洗浄液を使用した洗浄処理を導電性高分子の形成完了時点よりも後に実施した点を除き、比較例1と同様の手順を経て導電性高分子を形成した。
(Comparative Example 5)
As in Comparative Example 1, the cleaning liquid (water) containing no sub-dopant was used, and the cleaning process using the cleaning liquid was conducted as described in the above embodiment as a modification of the method for forming the conductive polymer. A conductive polymer was formed through the same procedure as in Comparative Example 1 except that the process was performed after the completion of the formation of the conductive polymer.

これらの実施例1,2および比較例1〜5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 to 5 were examined, the following results were obtained.

まず、実施例1,2および比較例1の導電性高分子のドーピング率を調べたところ、図8に示した結果が得られた。図8は導電性高分子の吸光特性変化を表しており、「横軸」は波長(nm)を示し、「縦軸」は吸光度を示している。図8中の「8A(実線(細線))」、「8B(実線(太線))」および「8C(破線)」は、それぞれ実施例1、実施例2および比較例1に関する結果を示している。なお、導電性高分子の吸光特性変化を調べる際には、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 rates of the conductive polymers of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were examined, the results shown in FIG. 8 were obtained. FIG. 8 shows changes in light absorption characteristics of the conductive polymer, where the “horizontal axis” indicates the wavelength (nm) and the “vertical axis” indicates the absorbance. “8A (solid line (thin line))”, “8B (solid line (thick line))” and “8C (dashed line)” in FIG. 8 indicate the results regarding Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, respectively. . When examining the change in light absorption characteristics of the conductive polymer, a spectrophotometer (UV-3101PC) manufactured by Shimadzu Corporation was used, and the ultraviolet-visible spectral absorption in the wavelength range of 300 nm to 1800 nm for the conductive polymer. The spectrum 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、ポーラロンあるい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 doping rate based on the spectrum measurement result by measuring the ultraviolet-visible spectral absorption spectrum of the conductive polymer. is there. 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8に示した結果から判るように、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した実施例1(8A),2(8B)と副ドーパントを含まない洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した比較例1(8C)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1,2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1,2では、比較例1と比較して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。この場合には、特に、実施例1,2間でスペクトル測定結果を比較すると、実施例1よりも実施例2において光吸収傾向が高くなったため、導電性高分子のドーピング率を向上させる上では、副ドーパントとしてパラトルエンスルホン酸ナトリウムよりもアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムが有効であることも確認された。   As can be seen from the results shown in FIG. 8, Examples 1 (8A) and 2 (8B) in which the conductive polymer precursor was cleaned using a cleaning liquid containing a subdopant and a cleaning liquid not containing a subdopant were used. When the spectrum measurement results were compared with Comparative Example 1 (8C) in which the conductive polymer precursor was washed, the near-infrared region (wavelength region of about 750 nm to about 1800 nm in Example 1 and 2 than Comparative Example 1) ) Increased, that is, the tendency to absorb light increased. From this, it was confirmed that in Examples 1 and 2, the doping rate of the conductive polymer was increased as compared with Comparative Example 1. In this case, in particular, when the spectrum measurement results are compared between Examples 1 and 2, the light absorption tendency is higher in Example 2 than in Example 1, so that the doping rate of the conductive polymer is improved. It was also confirmed that sodium alkylnaphthalene sulfonate was more effective as a sub-dopant than sodium paratoluene sulfonate.

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、副ドーパントとしてパラトルエンスルホン酸ナトリウムやアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム以外の他のドーパントを使用した場合においても、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、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄すれば、その副ドーパントの種類に関わらずに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 other dopants other than sodium paratoluenesulfonate and sodium alkylnaphthalenesulfonate are used as a sub-dopant regarding the conductive polymers of Examples 1 and 2. In FIG. 8, the same result as that shown in FIG. 8 was obtained. From this, it was confirmed that when the conductive polymer precursor was cleaned using a cleaning liquid containing a subdopant, the doping rate of the conductive polymer increased regardless of the type of the subdopant.

続いて、実施例1,2および比較例1,2の導電性高分子の導電率の安定性を調べたところ、図9に示した結果が得られた。図9は導電性高分子の抵抗特性変化を表しており、「横軸」は放置時間(時間)を示し、「縦軸」は抵抗(kΩ)を示している。図9中の「9A(▲;実線(細線))」、「9B(●;実線(太線))」、「9C(■;破線(細線))」および「9D(×;破線(太線))」は、それぞれ実施例1、実施例2、比較例1および比較例2に関する結果を示している。なお、導電性高分子の導電率の安定性を調べる際には、各導電性高分子を無負荷状態(未通電状態)で125℃の高温環境中に約800時間に渡って放置しながら、必要に応じて放置途中で抵抗を測定することにより抵抗変化を追跡した。   Subsequently, when the stability of the conductivity of the conductive polymers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was examined, the result shown in FIG. 9 was obtained. FIG. 9 shows changes in resistance characteristics of the conductive polymer, where the “horizontal axis” represents the standing time (hours) and the “vertical axis” represents the resistance (kΩ). "9A (▲; solid line (thin line))", "9B (●; solid line (thick line))", "9C (■; broken line (thin line))" and "9D (x; broken line (thick line))" in FIG. "Shows the results for Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, respectively. When investigating the stability of the conductivity of the conductive polymer, each conductive polymer was left in a high temperature environment of 125 ° C. in an unloaded state (non-energized state) for about 800 hours. The resistance change was tracked by measuring the resistance during standing as needed.

図9に示した結果から判るように、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した実施例1(9A),2(9B)、ならびに副ドーパントを含まない洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した比較例1(9C)のいずれの場合においても、抵抗は放置時間の経過にしたがって次第に上昇した。しかしながら、実施例1,2と比較例1との間で抵抗変化を比較すると、比較例1よりも実施例1,2において抵抗変化が小さくなった。具体的には、比較例1では約800時間放置後において抵抗が約35000kΩに達したのに対して、実施例1,2では約800時間放置後において抵抗が約1300kΩ〜1900kΩに留まった。このことから、図8から導き出された結果を考慮すると、実施例1,2では比較例1と比較してドーピング率が増加するため、その実施例1,2において高温環境中における導電性高分子の抵抗変化が小さくなり、すなわち導電性高分子の導電率が安定に向上することが確認された。この場合には、特に、実施例1,2間で約800時間放置後の抵抗を比較すると、実施例1では約1700kΩ〜1900kΩ、実施例2では抵抗が約1300kΩ〜1400kΩであることから、図8から導き出された結果と同様に、導電性高分子の導電率を安定に向上させる上では、副ドーパントとしてパラトルエンスルホン酸ナトリウムよりもアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムが有効であることも確認された。   As can be seen from the results shown in FIG. 9, Examples 1 (9A) and 2 (9B) in which the conductive polymer precursor was cleaned using the cleaning liquid containing the sub-dopant, and the cleaning liquid not containing the sub-dopant were used. In any case of Comparative Example 1 (9C) where the conductive polymer precursor was washed, the resistance gradually increased with the passage of the standing time. However, when the resistance change was compared between Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the resistance change was smaller in Examples 1 and 2 than in Comparative Example 1. Specifically, in Comparative Example 1, the resistance reached about 35000 kΩ after being left for about 800 hours, whereas in Examples 1 and 2, the resistance remained at about 1300 kΩ to 1900 kΩ after being left for about 800 hours. From this, in consideration of the result derived from FIG. 8, the doping rate increases in Examples 1 and 2 as compared with Comparative Example 1. Therefore, in Examples 1 and 2, the conductive polymer in a high temperature environment is used. It was confirmed that the change in resistance of the conductive polymer was small, that is, the conductivity of the conductive polymer was stably improved. In this case, in particular, when the resistance after being left for about 800 hours between Examples 1 and 2 is compared, the resistance is about 1700 kΩ to 1900 kΩ in Example 1, and the resistance is about 1300 kΩ to 1400 kΩ in Example 2. Similar to the results derived from No. 8, it was also confirmed that sodium alkylnaphthalene sulfonate was more effective as a sub-dopant than sodium paratoluene sulfonate in improving the conductivity of the conductive polymer stably.

なお、副ドーパントを含まない洗浄液を使用して導電性高分子前駆体を洗浄した比較例1(9C)と導電性高分子前駆体を洗浄しなかった比較例2(9D)との間で抵抗変化を比較すると、比較例2よりも比較例1において抵抗変化が小さくなった。この理由としては、比較例2では未重合の単量体等が除去されずに導電性高分子中に過剰に残留しているため、その過剰な残留成分の存在に起因して導電性高分子の抵抗が高温環境中において経時的に変化しやすいのに対して、比較例1では未重合の単量体等が除去されて導電性高分子中に過剰に残留していないため、比較例2と比較して導電性高分子の抵抗が高温環境中において経時的に変化しにくいものと考えられる。   In addition, it was resistance between the comparative example 1 (9C) which wash | cleaned the conductive polymer precursor using the washing | cleaning liquid which does not contain a subdopant, and the comparative example 2 (9D) which did not wash | clean the conductive polymer precursor. When the changes were compared, the resistance change was smaller in Comparative Example 1 than in Comparative Example 2. This is because, in Comparative Example 2, the unpolymerized monomer and the like are not removed and remain excessively in the conductive polymer, and therefore the conductive polymer is caused by the presence of the excessive residual component. In Comparative Example 1, since the unpolymerized monomer and the like are removed and do not remain excessively in the conductive polymer, Comparative Example 2 It is considered that the resistance of the conductive polymer is less likely to change with time in a high temperature environment as compared with the above.

最後に、参考までに、比較例3〜5の導電性高分子の導電率の安定性を調べたところ、図10に示した結果が得られた。図10は、図9と同様に導電性高分子の抵抗特性変化を表している。図10中の「10A(▲;実線(細線))」、「10B(●;実線(太線))」および「10C(■;破線)」は、それぞれ比較例3、比較例4および比較例5に関する結果を示している。なお、導電性高分子の抵抗特性変化を調べた際の実験条件は、図9に関して説明した場合と同様である。   Finally, for reference, the stability of the conductivity of the conductive polymers of Comparative Examples 3 to 5 was examined, and the results shown in FIG. 10 were obtained. FIG. 10 shows the change in resistance characteristics of the conductive polymer as in FIG. In FIG. 10, “10A (▲; solid line (thin line))”, “10B (●; solid line (thick line))” and “10C (■; broken line)” are Comparative Example 3, Comparative Example 4 and Comparative Example 5, respectively. Results are shown. Note that the experimental conditions when examining the change in resistance characteristics of the conductive polymer are the same as those described with reference to FIG.

図10に示した結果から判るように、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子の形成完了後に洗浄処理を実施した比較例3(10A),4(10B)および副ドーパントを含まない洗浄液を使用して導電性高分子の形成完了後に洗浄処理を実施した比較例5(10C)のいずれの場合においても、抵抗は放置時間の経過にしたがって次第に上昇した。しかしながら、比較例3,4と比較例5との間で抵抗変化を比較すると、比較例5よりも実施例3,4において抵抗変化が小さくなった。具体的には、比較例5では約800時間放置後において抵抗が約35000kΩに達したのに対して、比較例3,4では約800時間放置後において抵抗が約14000kΩ〜26000kΩに留まった。この場合には、特に、比較例3,4間で約800時間放置後の抵抗を比較すると、比較例3では約22000kΩ〜26000kΩ、比較例4では約14000kΩ〜15000kΩであった。このことから、比較例3,4においても比較例5と比較してドーピング率が増加するため、その比較例3,4において高温環境中における導電性高分子の抵抗変化が小さくなることが確認された。   As can be seen from the results shown in FIG. 10, Comparative Examples 3 (10A) and 4 (10B) in which the cleaning treatment was performed after the completion of the formation of the conductive polymer using the cleaning liquid containing the subdopant and the subdopant were not included. In any case of Comparative Example 5 (10C) in which the cleaning treatment was performed after the formation of the conductive polymer using the cleaning liquid, the resistance gradually increased with the passage of the standing time. However, when the resistance change was compared between Comparative Examples 3 and 4 and Comparative Example 5, the resistance change was smaller in Examples 3 and 4 than in Comparative Example 5. Specifically, in Comparative Example 5, the resistance reached about 35000 kΩ after being left for about 800 hours, while in Comparative Examples 3 and 4, the resistance remained at about 14000 kΩ to 26000 kΩ after being left for about 800 hours. In this case, in particular, the resistance after being left for about 800 hours between Comparative Examples 3 and 4 was about 22000 kΩ to 26000 kΩ in Comparative Example 3, and about 14000 kΩ to 15000 kΩ in Comparative Example 4. From this, it is confirmed that in Comparative Examples 3 and 4, the doping rate is increased as compared with Comparative Example 5, so that in Comparative Examples 3 and 4, the resistance change of the conductive polymer in a high temperature environment is reduced. It was.

しかしながら、図9および図10を参照して、副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子の形成完了前に洗浄処理を実施した実施例1,2と副ドーパントを含む洗浄液を使用して導電性高分子の形成完了後に洗浄処理を実施した比較例3,4との間で約800時間放置後の抵抗を比較すると、比較例3,4よりも実施例1,2において抵抗変化が著しく小さくなった。確認までに繰り返すと、約800時間放置後の抵抗は実施例1において約1700kΩ〜1900kΩ、実施例2において約1300kΩ〜1400kΩ、比較例3において約22000kΩ〜26000kΩ、比較例4において約14000kΩ〜15000kΩであった。このことから、実施例1,2において高温環境中における導電性高分子の抵抗変化が著しく小さくなり、すなわち導電性高分子の導電率が可能な限り安定に向上することが確認された。   However, referring to FIG. 9 and FIG. 10, using the cleaning liquid containing the sub-dopant and Examples 1 and 2 in which the cleaning process was performed before the completion of the formation of the conductive polymer using the cleaning liquid containing the sub-dopant. When the resistance after being left for about 800 hours is compared with Comparative Examples 3 and 4 in which the cleaning treatment is performed after the formation of the conductive polymer is completed, the resistance change is more remarkable in Examples 1 and 2 than in Comparative Examples 3 and 4. It has become smaller. When repeated until confirmation, the resistance after standing for about 800 hours is about 1700 kΩ to 1900 kΩ in Example 1, about 1300 kΩ to 1400 kΩ in Example 2, about 22000 kΩ to 26000 kΩ in Comparative Example 3, and about 14000 kΩ to 15000 kΩ in Comparative Example 4. there were. From this, it was confirmed in Examples 1 and 2 that the resistance change of the conductive polymer in a high temperature environment was remarkably reduced, that is, the conductivity of the conductive polymer was improved as stably as possible.

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。   Although 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. 図2に示した導電性高分子の形成工程において使用される一連の溶液(単量体溶液,洗浄液)の組成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a composition of a series of solutions (monomer solution, washing | cleaning liquid) used in the formation process of the conductive polymer shown in FIG. 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4に示したコンデンサ素子のV−V線に沿った断面構成を拡大して表す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration along the line VV of the capacitor element illustrated in FIG. 4. 図5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. 6 is a cross-sectional view illustrating a partially enlarged cross-sectional configuration of the capacitor element illustrated in FIG. 5. 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. 導電性高分子の抵抗特性変化を表す図である。It is a figure showing the resistance characteristic change of a conductive polymer. 導電性高分子の他の抵抗特性変化を表す図である。It is a figure showing the other resistance characteristic change of a conductive polymer.

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 (8)

単量体に第1のドーパントを添加して重合させることにより、その第1のドーパントがドープされた導電性高分子前駆体を生成したのち、前記第1のドーパントとは異なる第2のドーパントを含む洗浄液を使用して前記導電性高分子前駆体を洗浄することにより、導電性高分子を形成し、
前記導電性高分子前駆体を洗浄する際に、未重合の前記単量体および前記導電性高分子前駆体にドープされなかった前記第1のドーパントの除去処理と前記第2のドーパントの追加ドープ処理とを同時に行う
ことを特徴とする導電性高分子の形成方法。
After the first dopant is added to the monomer and polymerized, a conductive polymer precursor doped with the first dopant is generated, and then a second dopant different from the first dopant is added. Forming the conductive polymer by cleaning the conductive polymer precursor using a cleaning liquid containing ,
When the conductive polymer precursor is washed, the unpolymerized monomer and the first dopant not doped in the conductive polymer precursor are removed and the second dopant is additionally doped. A method for forming a conductive polymer, wherein the treatment is performed simultaneously .
前記洗浄液として、前記第2のドーパントを含む水、あるいは前記第2のドーパントを含むアルコールを使用する
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。
As the cleaning solution, the water containing the second dopant or the method for forming a conductive polymer of claim 1 Symbol placement, characterized by using an alcohol containing a second dopant.
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または請求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 claim 1 or 2 , wherein the conductive polymer precursor is generated by oxidative polymerization of the monomer using an oxidant.
前記洗浄液を使用して前記導電性高分子前駆体を洗浄することにより、さらに、使用済みの前記酸化剤を除去する
ことを特徴とする請求項記載の導電性高分子の形成方法。
The method for forming a conductive polymer according to claim 3 , wherein the used oxidizing agent is further removed by cleaning the conductive polymer precursor using the cleaning liquid.
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 4 , 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ないし請求項のいずれか1項に記載の導電性高分子の形成方法。
As the conductive polymer precursor, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyfuran and any one of claims 1 to 5, characterized in that to generate at least one of the group comprising these derivatives The formation method of the conductive polymer of description.
前記第1および第2のドーパントとして、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ないし請求項のいずれか1項に記載の導電性高分子の形成方法。
The first and second dopants are at least one selected from the group consisting of alkylbenzene sulfonic acid and its salt, alkyl naphthalene sulfonic acid and its salt, and phosphoric acid. Item 7. A method for forming a conductive polymer according to any one of Items 6 to 7.
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、
量体に第1のドーパントを添加して重合させることにより、その第1のドーパントがドープされた導電性高分子前駆体を生成したのち、前記第1のドーパントとは異なる第2のドーパントを含む洗浄液を使用して前記導電性高分子前駆体を洗浄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前記固体電解質層を形成し、
前記導電性高分子前駆体を洗浄する際に、未重合の前記単量体および前記導電性高分子前駆体にドープされなかった前記第1のドーパントの除去処理と前記第2のドーパントの追加ドープ処理とを同時に行う
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,
After the first dopant is added to the monomer and polymerized, a conductive polymer precursor doped with the first dopant is generated, and then a second dopant different from the first dopant is added. by forming a conductive polymer by washing the conducting polymer precursors by using a cleaning solution containing, the conductive polymer to form a including pre Symbol solid electrolyte layer,
When the conductive polymer precursor is washed, the unpolymerized monomer and the first dopant not doped in the conductive polymer precursor are removed and the second dopant is additionally doped. A method for producing an electrolytic capacitor, wherein the treatment is performed simultaneously .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4802640B2 (en) * 2005-09-30 2011-10-26 Tdk株式会社 Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
JP4823121B2 (en) * 2007-03-29 2011-11-24 三洋電機株式会社 Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
JP4926131B2 (en) * 2008-06-25 2012-05-09 ニチコン株式会社 Solid electrolytic capacitor manufacturing method and solid electrolytic capacitor
JP2011071087A (en) 2009-03-12 2011-04-07 Sanyo Electric Co Ltd Conductive polymer film, electronic device, and methods of manufacturing the same
JP5502562B2 (en) * 2010-03-31 2014-05-28 三洋電機株式会社 Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
JP2022055660A (en) * 2020-09-29 2022-04-08 日本ケミコン株式会社 Solid electrolytic capacitor, conductive polymer dispersion, oxidation accelerator, manufacturing method of solid electrolytic capacitor, and manufacturing method of conductive polymer dispersion

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005014692A1 (en) * 2003-08-11 2005-02-17 Tayca Corporation Conductive polymer and solid electrolytic capacitor using same
JP2005105000A (en) * 2003-09-26 2005-04-21 Tdk Corp Solid electrolyte and its manufacturing method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0796610B2 (en) * 1989-10-20 1995-10-18 帝人株式会社 Method for producing modified conductive polypyrrole molded article
JP2765437B2 (en) * 1993-06-23 1998-06-18 日本電気株式会社 Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JP3365211B2 (en) * 1996-06-24 2003-01-08 日立エーアイシー株式会社 Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005014692A1 (en) * 2003-08-11 2005-02-17 Tayca Corporation Conductive polymer and solid electrolytic capacitor using same
JP2005105000A (en) * 2003-09-26 2005-04-21 Tdk Corp Solid electrolyte and its manufacturing method

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