JPS62134918A - 有機積層フイルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な有機重合体フィルムのみから構成され
たコンデンサに関し、更に詳しくは超薄膜化が可能であ
り、小型・大容量で耐熱性、温度特性に優れ、かつ軽量
で、加工性に富み、製造が容易な新規な有機積層フィル
ムコンデンサに関する。

従来の技術 従来、小型でかつ高信頼度を有するコンデンサとしては
、例えばプラスチックフィルムコンデンサやセラミック
コンデンサが知られている。しかし、近年の超小型電子
機器の発展に伴ない、ますます小型・大容量で、かつ高
性能なコンデンサの開発が待たれている。そこで、上記
従来のコンデンサの改良品として、例えばプラスチック
フィルムコンデンサの場合には、金属のフィルム面への
蒸着技術を応用して電極部分の厚みを１／１０〜〆２０
程度に薄くした金属化フィルムコンデンサが提案されて
いる。一方、セラミックコンデンサの場合には、単板型
から多層構造にすることにより、体積あたシの静電容量
を最大限に高める工夫のなされた積層セラミックコンデ
ンサが開発されている。

しかし、これらの改良型コンデンサは、１層の厚みは１
０μｍ前後で限りがあること、蒸着した金属を電極とし
て使用するため、製造工程が煩雑で製品が高価になるこ
と、性能的にも誘電層と金属電極との間の付着性に問題
があること、金属イオンの誘電層への拡散による短絡の
危険性があること等の欠点を有する。特に、積層セラミ
ックコンデンサの場合には、高温処理の工程に耐えられ
る貴金属材料を電極に用いる必要があるため、コスト的
に高くなるという欠点があシ、また、セラミックの持つ
本質的な問題として静電容量が温度により変化しやすい
という問題点を有していた。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、前記従来のコンデンサの欠点を克服し
て、超薄膜化が可能であり、小型・大容量で耐熱性、温
度特性に優れ、かつ軽量で加工性に富み、製造が容易な
有機積層フィルムコンデンサを提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明に従えば、上記目的を達成し得る有機積層フィル
ムコンデンサが提供される。

即ち、本発明は、電解重合法により形成した、脱ドーピ
ング後１０　　Ｓ／ｚ以上の電気伝導度を有する導電性
高分子フィルムと脱ドーピング後１Ｏ−５Ｓ／ｃｍ以下
の電気伝導度を有する導電性高分子フィルムとの積層体
からなる有機積層フィルムコンデンサに関する。

以下、本発明の有機積層フィルムコンデンサについて説
明する。

本発明の有機積層フィルムコンデンサの一方の導電性高
分子フィルムは、脱ドーピング後１０−４８／ｃｒｎ以
上、好ましくは１Ｏ−２Ｓ／ｍ以上の電気伝導度を有す
るものであシ、コンデンサの電極部分として作用を有す
る。脱ドーピング後の電気伝導度が１０−’Ｓ／ｃｔ未
満では、誘電損失が大きくなりすぎて実用的なコンデン
サが得られない。このような導電性高分子フィルムを形
成する重合体は、電解重合法によりフィルムを形成し、
脱ドーピング後、上記電気伝導度を満足するものであれ
ば、その種類に限定はなく、例えば下記ので般式 （式中Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に水素または炭素数
１〜５の炭化水素基を表わし、ｎは重合度を表わす５〜
５００の数である）で表わされるイソチアナフテン構造
を有する重合体は、電気化学的に脱ドーピング後も１０
−３〜１０Ｓ／ｃ１ｎの電気伝導度を有することから好
適に用いられる。

また、本発明の有機積層フィルムコンデンサの他の一方
の導電性高分子フィルムは、脱ドーピング後１０Ｓ／ｃ
１ｎ以下、好ましくは１０　−５Ｓ／ｃｍ以下の電気伝
導度を有するものでちり、コンデンサの誘電体層として
の作用を有する。脱ドーピング後の電気伝導度が１０　
３７ｍを超える場合は、漏れ電流が大きくなりすぎて実
用的なコンデンサが得られない。このような導電性高分
子フィルムを形成する重合体は、電解重合法によりフィ
ルムを生成することが可能であり、かつ誘電率の大きい
重合体フィルムを与えるものであれば特に限定されるも
のではない。代表例としては、π電子共役系を有する高
分子化合物、例えばポリチオフェン、ポリピロール、ポ
リアニリン及びこれらの重合体を構成するモノマーの誘
導体の重合体等をあげることができる。

前記二種類の導電性高分子フィルムの形成及び積層の方
法として用いられる電解重合法とは、例えば前記ム般式
で表わされイソチアナフテン構造を有する重合体を与え
るモノマー、チオフェン、ピロール、アニリン等のモノ
マーを通常の電解反応における陽極酸化により重合させ
、陽極板上に上記七ツマ−からなる導電性高分子フィル
ムを析出させる方法のことである。この電解重合法を用
いることにより、フィルムの膜厚は通電量により自由に
制御可能であり、一層の膜厚を容易に０．０１μｍ程度
の超薄膜に作製することができる。更に二種類の電解槽
を交互に使用すれば、前述の二種類の導電性高分子フィ
ルムを密着性良く、全ての層が導電状態で二種類の導電
性高分子フィルムを交互に２層以上の任意の積層数に積
層することが容易に実施できる。重合終了後、適当な条
件で電気化学的に脱ドーピングすれば、全ての層が脱ド
ーピングされ、電極部分と誘電層が交互に積層した有機
積層フィルムコンデンサが得られる。陽極基板としては
、通常、白金や金などの金属或いはＩＴＯガラス等が用
いられるが、導電性高分子のフリースタンディングフィ
ルムを用いてもよい。電解反応の条件は、一般に電解電
流０．０１〜５０　ｍＡ／ｃｒｒ？　。

電解電圧１〜３００ｖの範囲で、定電流法、定電圧法で
行なわれるがそれ以外のいかなる方法をも用いることが
できる。本発明でいう積層フィルムとは、一方の導電性
高分子フィルムと他の一方の導電性高分子フィルムの積
層されたものを意味する。

積層フィルムをコンデンサとするためには、例えば巻回
すことにより筒状にするとか、或いは３〜４層の単位フ
ィルムを圧着積層してシート状にするとかの方法が採用
され、用途に合わせて適当な形状に作製することができ
る。

発明の効果 本発明の有機積層フィルムコンデンサは、従来のポリエ
ステル系のフィルムコンデンサやセラミックコンデンサ
に比較して、以下のような利点を有している。

■電解重合法により超薄膜化が可能なため、体積あたり
の容量の極めて大きいコンデンサを作製することができ
る。

■電解重合法により膜厚の制御が容易であり、かつ積層
数の調節も容易なため、幅広い容量範囲を満足するコン
デンサを作製することができる。

■貴金属電極を使用する必要がなく、また金属の蒸着工
程もないので安価にコンデンサを製造することができる
。

■全ての導電性高分子フィルムよりドー・ぐントを取り
除いているため安定であり、誘電損失、静電容量の温度
電圧依存性、経時変化が小さく、極めて信頼性が高い。

■金属を使用していないので耐電圧が高く、短絡の危険
が少ない。

■積層フィルムが全て有機系重合体からなるため、自由
な形状に容易に加工できる。

■耐熱性に優れ、基盤上への自動マウントも実施できる
。

■軽量である。

実施例 以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例 ＩＴＯガラスを陽極とし、炭素板を陰極として使用して
、０．５モル／ｌの３−メチルチオフェンと０．０５モ
ル／ｌのテトラエチルアンモニウム・り−クロレートと
を含むベンゾニトリル溶液に空気中で２〜４　Ｖ　、　
２　ｍＡ／ｃｍ２の電流を流し、通電量１．２ク一ロン
／ｍ２で陽極板上に青色のドーグされたＩジー３−メチ
ルチオフェンフィルム（膜厚１．０μｍ）を析出させた
。このフィルムをア七ト二トリルで充分洗浄後、　ＩＴ
Ｏガラスより剥がし、フリースタンディングフィルムト
シタ。

次に、このフリースタンディングフィルムを陽極とし、
炭素板を陰極として使用して０．１モル／ｌの１，３−
イソチアナフテンと０，０５°モル／ｌのテトラフェニ
ルホスホニウムクロライドを含むアセトニトリル溶液に
アルゴンガス雰囲気中で、２〜４Ｖ。

１　ｍＡ／ｃｍ２の電流を流し、電極としてのポリ−１
，３−インチアナフテンフィルムをポリ−３−メチルチ
オフェンフィルムの上に積層した。得られた積層体を電
気化学的に脱ドーピングして、ポリ−３−メチルチオフ
ェンフィルムの電気伝導度’＆　ｔｏ−ａＳ／ｃｍ、曾
す−１，３−インチアナフテンフィルムの電気伝導度を
１０”２Ｓ／ｃｍとした。

この３層フィルムを絶縁紙を介して巻き回し、リード線
を取り出して筒状のコンデンサを作製し、その特性を測
定した。結果を表に示した。

表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電解重合法により形成した、脱ドーピング後１０＾−
   ＾４Ｓ／ｃｍ以上の電気伝導度を有する導電性高分子フ
   ィルムと脱ドーピング後１０＾−＾５Ｓ／ｃｍ以下の電
   気伝導度を有する導電性高分子フィルムとの積層体から
   なる有機積層フィルムコンデンサ。