JPS5833687B2 - コタイデンカイコンデンサ - Google Patents
コタイデンカイコンデンサInfo
- Publication number
- JPS5833687B2 JPS5833687B2 JP50060710A JP6071075A JPS5833687B2 JP S5833687 B2 JPS5833687 B2 JP S5833687B2 JP 50060710 A JP50060710 A JP 50060710A JP 6071075 A JP6071075 A JP 6071075A JP S5833687 B2 JPS5833687 B2 JP S5833687B2
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- Japan
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- weight
- parts
- organic semiconductor
- capacitor
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は有機半導体に基づく固体電解新を用いた固体電
解コンデンサに関するもので、特に本発明は７，７，８
．８−テトラシアノキノジメタン（以下ＴＣＮＱと称す
）に基づく有機半導体を電解質の主成分とした固体電解
コンデンサの改良に関するものである。
解コンデンサに関するもので、特に本発明は７，７，８
．８−テトラシアノキノジメタン（以下ＴＣＮＱと称す
）に基づく有機半導体を電解質の主成分とした固体電解
コンデンサの改良に関するものである。
従来ＴＣＮＱに基づく有機半導体を用いた固体電解質と
して本願発明者等による特許出願、特開昭４９−１６８
５５号公報、特開昭５０−４４４６０号公報および特開
昭５０−７４７６５号公報がある。
して本願発明者等による特許出願、特開昭４９−１６８
５５号公報、特開昭５０−４４４６０号公報および特開
昭５０−７４７６５号公報がある。
特開昭４９−１６８５２はキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
を有機半導体として用いた大容量の固体電解質を、特開
昭５０−４４４６０号は上記有機半導体中に少量のポリ
ビニルピロリドン（以下ＰＶＰと略す）を含ませた固体
電解質を用いた固体電解コンデンサを、更に特開昭５０
−７４７６５号は上記有機半導体中に少量のポリビニル
ブチラール（以下ＰＶＢと略す）を含ませた固体電解質
を用いた固体電解コンデンサを示している。
を有機半導体として用いた大容量の固体電解質を、特開
昭５０−４４４６０号は上記有機半導体中に少量のポリ
ビニルピロリドン（以下ＰＶＰと略す）を含ませた固体
電解質を用いた固体電解コンデンサを、更に特開昭５０
−７４７６５号は上記有機半導体中に少量のポリビニル
ブチラール（以下ＰＶＢと略す）を含ませた固体電解質
を用いた固体電解コンデンサを示している。
図は有機半導体を用いた固体電解コンデンサの構造断面
図で１はアルミニウム箔による陽極、２は陽極表面に設
けた酸化被膜、３は固体電解質、４は陰極、５は外装剤
である。
図で１はアルミニウム箔による陽極、２は陽極表面に設
けた酸化被膜、３は固体電解質、４は陰極、５は外装剤
である。
これらの固体電解コンデンサに使用される有機半導体は
結晶化及び凝縮を起し易いので、弁金属酸化被膜に一様
に又強固に付着させることはほとんど不可能である。
結晶化及び凝縮を起し易いので、弁金属酸化被膜に一様
に又強固に付着させることはほとんど不可能である。
これは低分子量有機化合物一般に見られる基本的な現象
である。
である。
このため被膜形成性の高分子を直接半導体化するか、あ
るいはこの高分子中に有機半導体を固溶させる方法が考
えられている。
るいはこの高分子中に有機半導体を固溶させる方法が考
えられている。
有機半導体を固溶する高分子の発見とこれを用いた固体
電解コンデンサの提案はそれぞれ米国特許第３，４２４
，６９８号（ルピンスキー等）及び米国特許第３，４８
３，４３８号（シャーバラ）に発表されている。
電解コンデンサの提案はそれぞれ米国特許第３，４２４
，６９８号（ルピンスキー等）及び米国特許第３，４８
３，４３８号（シャーバラ）に発表されている。
被膜性及び接着性を向上させるたゐに有機半導体を高分
子化合物と混合させる例に於ては、高分子含有量が多い
場合、一固体コンデンサは高分子自身の物理的性質に支
配されて良好なコンデンサ特性を示さなくなる。
子化合物と混合させる例に於ては、高分子含有量が多い
場合、一固体コンデンサは高分子自身の物理的性質に支
配されて良好なコンデンサ特性を示さなくなる。
具体的には（１）電解質の比抵抗が高くなりコンデンサ
の損失が増大する。
の損失が増大する。
（２）コンデンサの容量が十分に得られない。
（３）陽極酸化特性及び耐圧が劣化する。
（４）高分子自身の誘電特性がコンデンサの特性に現わ
れる。
れる。
（５）高分子の膨張により特性の劣化が起き易い等の欠
点が見られる。
点が見られる。
シャーバラによる発明（米国特許第３，４８３，４３８
号）は固溶体状の高分子混合系を用いているため固形分
中の高分子の含量は５０重量係以上となっており、上述
した欠点を有するものであると思われる。
号）は固溶体状の高分子混合系を用いているため固形分
中の高分子の含量は５０重量係以上となっており、上述
した欠点を有するものであると思われる。
本発明は以上の欠点を解消するものでＴＣＮＱ：塩に基
づく有機半導体中にＰＶＰとＰＶＢとを添加して電解質
とし大容量、低損失、長寿命の固体電解コンデンサを得
ることを目的とするものである。
づく有機半導体中にＰＶＰとＰＶＢとを添加して電解質
とし大容量、低損失、長寿命の固体電解コンデンサを得
ることを目的とするものである。
ＰＶＢは有機半導体を陽極表面の陽極酸化被膜に強固に
接着させることを可能にす＜１もので、広い温度範囲に
イつたり安定で長寿命で損失で少ない電解コンデンサが
得られるがＰＶＰを有機半導体に加えたコンデンサに比
較して容量が小さい。
接着させることを可能にす＜１もので、広い温度範囲に
イつたり安定で長寿命で損失で少ない電解コンデンサが
得られるがＰＶＰを有機半導体に加えたコンデンサに比
較して容量が小さい。
一方ＰＶＰは有機半導体中に少量含ませることによって
、有機半導体を陽極酸化被膜に均一に緻密に付着させ大
容量のコンデンサを可能ｌこするが、ＰＶＢを有機半導
体に加えたものに比較して接着性が悪いために損失が大
きく寿命特性が悪くなる。
、有機半導体を陽極酸化被膜に均一に緻密に付着させ大
容量のコンデンサを可能ｌこするが、ＰＶＢを有機半導
体に加えたものに比較して接着性が悪いために損失が大
きく寿命特性が悪くなる。
そこで本発明はＰＶＰの大容量性と、ＰＶＢのすぐれた
接着性を有効に利用し大容量、低損失、長寿命の固体電
解コンデンサを提供するものである。
接着性を有効に利用し大容量、低損失、長寿命の固体電
解コンデンサを提供するものである。
以下本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
本発明の固体電解コンデンサの電解質はＮ位をアルキル
基で置換した含窒素複素環状四級塩とＴＣＮＱとからな
る有機半導体中に少なくとも２種類の高分子化合物を含
ませて電解質とするものである。
基で置換した含窒素複素環状四級塩とＴＣＮＱとからな
る有機半導体中に少なくとも２種類の高分子化合物を含
ませて電解質とするものである。
上記電解質中に含ませる高分子化合物はＰＶＰとＰＶＢ
とから成り、上記有機半導体に対してＰＶＢを５〜２０
重量パーセント、ＰＶＰを２〜５重量パーセントそれぞ
れ有機半導体中に含ませて、本発明の固体電解コンデン
サの電解質とする。
とから成り、上記有機半導体に対してＰＶＢを５〜２０
重量パーセント、ＰＶＰを２〜５重量パーセントそれぞ
れ有機半導体中に含ませて、本発明の固体電解コンデン
サの電解質とする。
本発明の固体電解コンデンサの電解質に用いる有機半導
体としては、キノリニウム−（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−プロ
ピル・キノリニウム−（ＴＣＮＱ）２、ピリジニウム（
ＴＣＮＱ）２、アクリジニウム（Ｔ ＣＮＱ ）２Ｎ−
メチル・アクリジニウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−メチル・
ツェナジニウム（ＴＣＮＱ）２などのＮ位をアルキル基
で置換した含窒素複素環状四級塩をドナーとし、ＴＣＮ
Ｑをアクセプタとした電荷移動型有機半導体を用いる。
体としては、キノリニウム−（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−プロ
ピル・キノリニウム−（ＴＣＮＱ）２、ピリジニウム（
ＴＣＮＱ）２、アクリジニウム（Ｔ ＣＮＱ ）２Ｎ−
メチル・アクリジニウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−メチル・
ツェナジニウム（ＴＣＮＱ）２などのＮ位をアルキル基
で置換した含窒素複素環状四級塩をドナーとし、ＴＣＮ
Ｑをアクセプタとした電荷移動型有機半導体を用いる。
有機半導体と高分子材料とは溶媒に溶かし、この溶液に
表面に酸化被膜を有する陽極を浸け、熱風又はオーブン
中で乾燥する工程を複数回繰返し陽極に電解質層を設け
る。
表面に酸化被膜を有する陽極を浸け、熱風又はオーブン
中で乾燥する工程を複数回繰返し陽極に電解質層を設け
る。
有機半導体はアセトニトル、アセトン、ジメチルフォル
ムアミド、メチルエチルケトン、ジメチルスルフオオキ
シド等の溶媒に溶ける。
ムアミド、メチルエチルケトン、ジメチルスルフオオキ
シド等の溶媒に溶ける。
又ＰＶＰは上記の有機半導体の溶媒と同じ溶媒に溶ける
。
。
ＰＶＢはアルコールに溶ける。
実施例 １
有機半導体としてキノリニウム（ＴＣＮＱ）２を１００
ｇおよびＰＶＢを１５０ｇ、ＰＶＰＯ〜１０５’をアセ
トニトリル１０７とエチルアルコール２１の混合溶媒に
溶かす。
ｇおよびＰＶＢを１５０ｇ、ＰＶＰＯ〜１０５’をアセ
トニトリル１０７とエチルアルコール２１の混合溶媒に
溶かす。
表面に酸化被膜を有するアルミニウムを陽極として用い
、この陽極を上記キノリニウム（ＴＣＮＱ）２とＰＶＢ
とＰＶＰとを溶かしたアセトニトリルとエチルアルコー
ルの混合溶媒溶液に浸け、熱風で充分乾燥し、陽極表面
をＰＶＢとＰＶＰとを少量含むキノリニウム（ＴＣＮＱ
）２の電解質膜で被覆した後、図に示すように電解質３
に陰極４を密着させて固体電解コンデンサを構成する。
、この陽極を上記キノリニウム（ＴＣＮＱ）２とＰＶＢ
とＰＶＰとを溶かしたアセトニトリルとエチルアルコー
ルの混合溶媒溶液に浸け、熱風で充分乾燥し、陽極表面
をＰＶＢとＰＶＰとを少量含むキノリニウム（ＴＣＮＱ
）２の電解質膜で被覆した後、図に示すように電解質３
に陰極４を密着させて固体電解コンデンサを構成する。
第１表は、以上のように作製した固体電解コンデンサの
電解質中のＰＶＰの量を変化させた時の容量と損失の変
化を示したものである。
電解質中のＰＶＰの量を変化させた時の容量と損失の変
化を示したものである。
第１表から明らかな様に容量ＣはＰＶＰを有機半導体１
００重量部に対して２重量部以上加えたものはほぼ一定
であるが、損失ｔａｎδは６重量部以上から急激に増加
している。
００重量部に対して２重量部以上加えたものはほぼ一定
であるが、損失ｔａｎδは６重量部以上から急激に増加
している。
なおもれ電流は全ての場合０．０１μＡ以下であった。
したがってＰＶＰの量は有機半導体１００重量部に対し
て２〜５重量部が適当である。
て２〜５重量部が適当である。
また、このようにして作製したコンデンサを１５０℃で
１０時間耐熱試験を行った時の容量Ｃ１損失ｔａｎδ、
もれ電流の変化を測定した。
１０時間耐熱試験を行った時の容量Ｃ１損失ｔａｎδ、
もれ電流の変化を測定した。
第２表はその測定結果である。
第２表から明らかなように例えばキノリニウム（ＴＣＮ
Ｑ）２１００重量部に対して４重量部のＰＶＰを加えた
電確質を有するコンデンサを耐熱試験を行った時、コン
デンサの容量は試験前より３幅減少しており、損失は１
６係だったが１．７係に増加している。
Ｑ）２１００重量部に対して４重量部のＰＶＰを加えた
電確質を有するコンデンサを耐熱試験を行った時、コン
デンサの容量は試験前より３幅減少しており、損失は１
６係だったが１．７係に増加している。
またもれ電流はＰＶＰを加えない時、耐熱試験によって
増加するがＰＶＰを加えたものは耐熱試験後逆に減少し
ておりＰＶＰを加えることによって安定性が良くなるこ
とがわかる。
増加するがＰＶＰを加えたものは耐熱試験後逆に減少し
ておりＰＶＰを加えることによって安定性が良くなるこ
とがわかる。
実施例 ２
有機半導体としてアクリジニウム−（ＴＣＮＱ）２を１
００ｇと、ＰＶＢを２（ｌとＰＶＰを０〜６ｇをアセト
ニＩ−ＩＪル１５１とイソプロピルアルコール３１の混
合溶媒に溶かす。
００ｇと、ＰＶＢを２（ｌとＰＶＰを０〜６ｇをアセト
ニＩ−ＩＪル１５１とイソプロピルアルコール３１の混
合溶媒に溶かす。
陽極としてタンタルの焼結体を用いる。
実施例１と同様にして固体電解コンデンサを構成した。
第３表は電解質中のＰＶＰの量を変化させた時の容量と
損失の変化を示したものである。
損失の変化を示したものである。
第３表から明らかな様に本実施例でも実施例１と同様に
容量ＣはＰＶＰをアクリジニウム（ＴＣＮＱ）２１００
重量部に対して２重量部以上加えたものはほぼ一定であ
るが損失ｔａｎδは６重量部以上から急激に増加してい
る。
容量ＣはＰＶＰをアクリジニウム（ＴＣＮＱ）２１００
重量部に対して２重量部以上加えたものはほぼ一定であ
るが損失ｔａｎδは６重量部以上から急激に増加してい
る。
実施例 ３
キノリニウム−（ＴＣＮＱ）２１００ｇ中に３ｇのＰＶ
Ｐと０〜３０ｇのＰＶＢを含む電解質を有する固体電解
コンデンサを実施例１と同様に作製し、そのときのＰＶ
Ｂの量の変化に対する容量と損失の変化を第４表に示し
た。
Ｐと０〜３０ｇのＰＶＢを含む電解質を有する固体電解
コンデンサを実施例１と同様に作製し、そのときのＰＶ
Ｂの量の変化に対する容量と損失の変化を第４表に示し
た。
第４表から明らかなように有機半導体１００重量部に対
してＰＶＢが５〜２０重量部含まれるものは容量Ｃが大
きく一定であるがＰＶＢが含まれないものは損失ｔａｎ
δが太きい。
してＰＶＢが５〜２０重量部含まれるものは容量Ｃが大
きく一定であるがＰＶＢが含まれないものは損失ｔａｎ
δが太きい。
また、ＰＶＢを２５重量部以上含むものは容量Ｃが小さ
くなり、損失ｔａｎδは大きくなる。
くなり、損失ｔａｎδは大きくなる。
したがってＰＶＰは有機半導体１００重量部に対して５
〜２０重量部含ませることが好ましい。
〜２０重量部含ませることが好ましい。
以上のように、本発明はＴＣＮＱに基づく有機半導体中
に有機半導体１００重量部に対して５〜２０重量部のＰ
ＶＢと２〜５重量部のＰＶＰとを含ませた固体電解質を
用いた固体電解コンデンサを提供するもので、ＰＶＢを
加えることによって陽極表面の酸化被膜に固体電解を強
固に接着させ広い温度範囲にわたって安定で長寿命かつ
損失の少ないコンデンサを可能にし、更にＰＶＰを加え
ることによって固体電解質を陽極表面の酸化被膜に均一
かつ緻密に付着させ大容量のコンデンサを可能にするも
のである。
に有機半導体１００重量部に対して５〜２０重量部のＰ
ＶＢと２〜５重量部のＰＶＰとを含ませた固体電解質を
用いた固体電解コンデンサを提供するもので、ＰＶＢを
加えることによって陽極表面の酸化被膜に固体電解を強
固に接着させ広い温度範囲にわたって安定で長寿命かつ
損失の少ないコンデンサを可能にし、更にＰＶＰを加え
ることによって固体電解質を陽極表面の酸化被膜に均一
かつ緻密に付着させ大容量のコンデンサを可能にするも
のである。
図は固体電解コンデンサの断面図である。
１・・・・・・陽極、２・・・・・・陽極酸化被膜、３
・・・・・・固体電解質、４・・・・・・陰極、５・・
・・・・外装剤。
・・・・・・固体電解質、４・・・・・・陰極、５・・
・・・・外装剤。
Claims (1)
- １ 表面に陽極酸化被膜を有する弁金属からなる第１の
電極と上記第１の電極に対向して配置された第２の電極
とを有し、上記第１および第２の電極の間にＮ位をアル
キル基で置換した含窒素複素環状四級塩と７．７，８．
８−テトラシアノキノジメタンとから成る有機半導体化
合物にこの有機半導体化合物１００重量部に対して５〜
２０重量部のポリビニルブチラールおよび上記有機半導
体化合物に対して２〜５重量部のポリビニルピロリドン
を添加した固体電解質を挿入したことを特徴とす固体電
解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50060710A JPS5833687B2 (ja) | 1975-05-20 | 1975-05-20 | コタイデンカイコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50060710A JPS5833687B2 (ja) | 1975-05-20 | 1975-05-20 | コタイデンカイコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51136164A JPS51136164A (en) | 1976-11-25 |
| JPS5833687B2 true JPS5833687B2 (ja) | 1983-07-21 |
Family
ID=13150104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50060710A Expired JPS5833687B2 (ja) | 1975-05-20 | 1975-05-20 | コタイデンカイコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833687B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61218128A (ja) * | 1985-03-23 | 1986-09-27 | ニチコン株式会社 | 固体電解コンデンサ |
-
1975
- 1975-05-20 JP JP50060710A patent/JPS5833687B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51136164A (en) | 1976-11-25 |
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