JPH0668926B2 - Conductive polymer, method for producing the same, and electrolytic capacitor using the same - Google Patents
Conductive polymer, method for producing the same, and electrolytic capacitor using the sameInfo
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- JPH0668926B2 JPH0668926B2 JP2018309A JP1830990A JPH0668926B2 JP H0668926 B2 JPH0668926 B2 JP H0668926B2 JP 2018309 A JP2018309 A JP 2018309A JP 1830990 A JP1830990 A JP 1830990A JP H0668926 B2 JPH0668926 B2 JP H0668926B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な導電性高分子とその製造方法およびそ
れを用いた周波数特性と経時安定性に優れる電解コンデ
ンサに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel conductive polymer, a method for producing the same, and an electrolytic capacitor using the same, which is excellent in frequency characteristics and stability over time.
従来の技術 導電性高分子はポリアセチレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリアニリン、ポリアセンなどの大きく広が
った共役π電子系をもつ高分子よりなり、電子供与体ま
たは電子受容体(ルイス酸、プロトン酸などのアニオ
ン)をドーパントとして含有して高導電性を示すことが
広く知られている。しかし、これらのドーパントは高分
子マトリクス中を電界により拡散し導電率を低下させて
しまうという大きな欠点を有していた。2. Description of the Related Art A conductive polymer is a polymer having a greatly expanded conjugated π-electron system, such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and polyacene, and is an electron donor or electron acceptor (anion such as Lewis acid or protonic acid). It is widely known to contain as a dopant to exhibit high conductivity. However, these dopants have a major drawback in that they diffuse in the polymer matrix due to an electric field and reduce the conductivity.
その欠点に鑑み、フタロシアニンテトラスルフォン酸、
ポリスチレンスルフォン酸などの高分子量ドーパント
が、例えばジャーナル オブ ケミカル ソサエティ1
983年版第684頁(K.Okabayashi、J.Chem.Sci.,Che
m.Commun.,p684(1983))およびイビド1985年版第8
71頁(N.Bates etal,ibid.,p871(1985))ですでに開示
されている。しかしながら、これらのドーパントはバル
キーな分子構造のため導電率が低分子量のドーパントほ
ど高くならないという欠点を有していた。In view of its drawbacks, phthalocyanine tetrasulfonic acid,
High molecular weight dopants such as polystyrene sulphonic acid can be used, for example, in Journal of Chemical Society 1
983 edition, page 684 (K. Okabayashi, J. Chem. Sci., Che
m.Commun., p684 (1983)) and Ibid 1985 edition 8th
71 (N. Bates et al., Ibid., P871 (1985)). However, these dopants have the drawback that their conductivity is not as high as that of low molecular weight dopants due to their bulky molecular structure.
発明が解決しようとする課題 このように、低分子量ドーパントのみをドーパントとす
る場合には導電率を高くできるが直流成分電界によりド
ーパントが移動し、導電性高分子層の中に著しく大きな
導電率の不均一分布を生じることが欠点であった。一
方、バルキーなドーパントを用いた場合は導電率が大き
くならないという欠点があった。また、このような導電
性高分子が電解コンデンサに適用されたときには、これ
が大きな欠点となり誘電体層表面の多孔内を長期にわた
って低インピーダンス化できず、高周波特性に優れると
いう導電性高分子系電解コンデンサの大きな特徴が損な
われるという欠点があった。As described above, when only a low molecular weight dopant is used as the dopant, the conductivity can be increased, but the dopant is moved by the DC component electric field, and the conductivity of the conductive polymer layer is extremely large. The disadvantage is that it produces a non-uniform distribution. On the other hand, when a bulky dopant is used, there is a drawback that the conductivity does not increase. In addition, when such a conductive polymer is applied to an electrolytic capacitor, this becomes a major drawback and the impedance inside the pores of the surface of the dielectric layer cannot be lowered for a long period of time. There was a drawback that the major features of the S were damaged.
本発明はこれらの現象に鑑み、直流成分電界下でも導電
率を著しく損なう事がなく、高い導電率を与える導電性
高分子を提供することを目的とする。In view of these phenomena, it is an object of the present invention to provide a conductive polymer that gives high conductivity without significantly impairing the conductivity even under a DC component electric field.
また、導電性高分子を電解コンデンサに適用し、陽極多
孔質表面を長期にわたって安定に低インピーダンス化さ
れ、周波数特性と経時安定性に優れる電解コンデンサを
提供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide an electrolytic capacitor in which a conductive polymer is applied to an electrolytic capacitor, the porous surface of the anode is stably made into a low impedance, and the frequency characteristic and the stability over time are excellent.
課題を解決するための手段 固定性ドーパントと易動性ドーパントの両方がドーパン
トとして電子共役性高分子中にドープされている導電性
高分子を構成する。Means for Solving the Problems To form a conductive polymer in which both an immobilizing dopant and a mobile dopant are doped in an electron-conjugated polymer as dopants.
作用 本発明に用いる固定性ドーパントは、分子量800以上
のイオン性重合体または少なくとも表面にイオン性基が
共有結合した0.01〜1μmのイオン性基結合粒子よ
りなり、易動性ドーパントは、分子量200以下の低分
子量イオンよりなる。固定性ドーパントは、バルキーな
ドーパントであるため、これ単独では高い導電率を与え
ることができないが、電子共役性高分子集合体中の固定
ドーパント近傍にマイクロポアを生じる働きもするため
低分子量ドーパントの微細組織への侵入はより容易にな
る。それ故、両者併せると従来にない高導電率を与える
ことが出来る。固定性ドーパントとしては、中でも0.
01〜1μmのイオン性基結合粒子が好ましい。Action The immobilizing dopant used in the present invention is composed of an ionic polymer having a molecular weight of 800 or more or at least 0.01 to 1 μm ionic group-bonded particles having an ionic group covalently bonded to the surface thereof. It consists of low molecular weight ions of 200 or less. Since the fixed dopant is a bulky dopant, it cannot give high conductivity by itself, but it also works to generate micropores in the vicinity of the fixed dopant in the electron-conjugated polymer assembly, so that it is a low molecular weight dopant. Penetration into the microstructure is easier. Therefore, the combination of both can give a high conductivity which has never been obtained. As the fixing dopant, among others, 0.
Ionic group-bonded particles with a diameter of 0 to 1 μm are preferred.
さらに、電解コンデンサ中の電解性導電体のような、表
面積の大きい誘電体層表面上に高導電率層を緻密に形成
する場合には、本発明の導電性高分子はきわめて有効で
ある。この電解性導電体である導電性高分子層の導電率
σは、多孔質アルミナ表面近傍の導電率と電解性導体層
中の導電率が共に高いのが好ましく、周波数特性が大き
く改善される。しかしコンデンサの容量はC=εS*/
d(S*:有効表面積(大きい)、ε:誘電率、d:厚
み)であるから、導電性高分子層の導電率σは、σ(誘
電体表面)>σ(バルク)であることも大切である。本
発明の導電性高分子を用いたこのような電解コンデンサ
では直流成分電界によって大表面積の誘電体層表面に易
動性ドーパントに富む高導電率層が形成される。一方、
直流成分電界によってドーパントが誘電層表面に移動し
ても導電性高分子中には固定ドーパント(バルキードー
パント)が残るため導電性高分子層の導電率は大きくは
低下しない。それ故、導電性高分子全体として極めて高
抵抗の脱ドープ部分を持たないため優れた電解性導電体
となる。Further, the conductive polymer of the present invention is extremely effective in densely forming a high-conductivity layer on the surface of a dielectric layer having a large surface area, such as an electrolytic conductor in an electrolytic capacitor. Regarding the conductivity σ of the conductive polymer layer which is the electrolytic conductor, it is preferable that both the conductivity in the vicinity of the surface of the porous alumina and the conductivity in the electrolytic conductor layer are high, and the frequency characteristic is greatly improved. However, the capacitance of the capacitor is C = εS * /
Since d (S * : effective surface area (large), ε: permittivity, d: thickness), the conductivity σ of the conductive polymer layer may be σ (dielectric surface)> σ (bulk). It's important. In such an electrolytic capacitor using the conductive polymer of the present invention, a high conductivity layer rich in mobile dopant is formed on the surface of the dielectric layer having a large surface area by the electric field of the direct current component. on the other hand,
Even if the dopant moves to the surface of the dielectric layer due to the DC component electric field, the fixed dopant (bulky dopant) remains in the conductive polymer, so that the conductivity of the conductive polymer layer does not significantly decrease. Therefore, since the conductive polymer as a whole does not have a dedoped portion having extremely high resistance, it becomes an excellent electrolytic conductor.
実施例 本発明は、固定性ドーパントと易動性ドーパントの両方
がドーパントとして電子共役性高分子中にドープされて
なる導電性高分子よりなる。Example The present invention comprises a conductive polymer in which both a fixed dopant and a mobile dopant are doped as dopants in an electron-conjugated polymer.
第1図に本発明の一例であるアニオン性基結合粒子と易
動性ドーパントがドープされた導電性高分子の構成を示
す概念断面図を示し、第2図に本発明に用いるイオン性
基結合粒子の一例を示す概念図を示す。FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view showing the constitution of an electrically conductive polymer doped with an anionic group-bonding particle as an example of the present invention and a mobile dopant, and FIG. 2 is an ionic group bond used in the present invention. The conceptual diagram which shows an example of a particle is shown.
本発明に用いる固定性ドーパント6としては、分子量8
00以上のイオン性重合体または少なくとも表面にイオ
ン性基が共有結合した0.01〜1μmのイオン性基結
合粒子がある。イオン性重合体が電界によって移動しな
い固定性ドーパント6であるためには分子量800以上
が必要である。The fixed dopant 6 used in the present invention has a molecular weight of 8
There is an ionic polymer of 00 or more or an ionic group-bonded particle of 0.01 to 1 μm in which an ionic group is covalently bonded to at least the surface. In order for the ionic polymer to be the fixed dopant 6 that does not move by an electric field, a molecular weight of 800 or more is required.
イオン性重合体としては、トルエンスルフォン酸−アル
デヒド縮重合体、ベンゼンスルフォン酸−アルデヒド縮
重合体、ポリスチレンスルフォン酸、末端スルフォン化
(ポリフェニレンサルファイド、ポリスルフォンまたは
ポリフェニレンオキサイド)、p−オキシ安息香酸−ア
ルデヒド縮重合体、サリチル酸−アルデヒド縮重合体よ
り選ばれた少なくとも1種が用いられる。As the ionic polymer, toluene sulfonic acid-aldehyde condensation polymer, benzene sulfonic acid-aldehyde condensation polymer, polystyrene sulfonic acid, terminal sulfonation (polyphenylene sulfide, polysulfone or polyphenylene oxide), p-oxybenzoic acid-aldehyde At least one selected from a condensation polymer and a salicylic acid-aldehyde condensation polymer is used.
イオン性基結合粒子としては、トルエンスルフォン酸−
アルデヒド縮重合体、ベンゼンスルフォン酸−アルデヒ
ド縮重合体、ポリスチレンスルフォン酸、p−オキシ安
息香酸−アルデヒド縮重合体、サリチル酸−アルデヒド
縮重合体、ポリビニルベンジルアンモニウム塩より選ば
れた少なくとも1種よりなる、表面にイオン性基を有す
る球状粒子が好ましい。イオン性基1としてはアニオン
基が好ましい。アニオン基としては、スルフォン酸基、
オキシ安息香酸基、4級アンモニウム基のいずれかを用
いる。これらのイオン性基結合粒子2は、樹脂の粉砕あ
るいは乳化重合などによって容易に作ることができる。As the ionic group-bonded particles, toluene sulfonic acid-
Aldehyde polycondensate, benzenesulfonic acid-aldehyde polycondensate, polystyrene sulfonic acid, p-oxybenzoic acid-aldehyde polycondensate, salicylic acid-aldehyde polycondensate, polyvinyl benzyl ammonium salt, at least one selected from, Spherical particles having ionic groups on the surface are preferred. As the ionic group 1, an anionic group is preferable. As the anion group, a sulfonic acid group,
Either an oxybenzoic acid group or a quaternary ammonium group is used. These ionic group-bonded particles 2 can be easily produced by crushing a resin or emulsion polymerization.
一方、本発明には易動性ドーパント5として、分子量2
00以下のイオンを用いる。具体的にはハロゲン、ルイ
ス酸、プロトン酸などよりなるアクセプタやアルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウムイオン、ホスフォ
ニウムイオンなどのドナーが用いられる。中でもB
F4 -,AlCl4 -、ClO4 -などのアニオン,Li+、
Na+などのアルカリ金属が実際的である。分子量20
0を越えるとイオンがバルキーになり、易動性が低下す
る。ヨウ素はI3 -でドープされ分子量381と200以
上であるが移動時にはI−としても挙動するため本発明
範囲に属す。On the other hand, in the present invention, the mobile dopant 5 has a molecular weight of 2
Ions of 00 or less are used. Specifically, an acceptor composed of halogen, a Lewis acid, a protonic acid or the like, or a donor such as an alkali metal, an alkaline earth metal, an ammonium ion or a phosphonium ion is used. Above all, B
Anions such as F 4 − , AlCl 4 − , ClO 4 − , Li + ,
Alkali metals such as Na + are practical. Molecular weight 20
When it exceeds 0, the ion becomes bulky and mobility decreases. Iodine is doped with I 3 − and has a molecular weight of 381 and 200 or more, but since it also behaves as I − when moving, it belongs to the scope of the present invention.
本発明に用いる電子共役性高分子は、化学重合、または
電解重合(陽極酸化重合、陰極還元重合)によって合成
されるもので、具体的にはポリフェニレン、ポリナフタ
レン、ポリピロール、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リチオフェン、ポリアニリン、もしくはこれらの誘導
体、共重合体より選ばれた1種が用いられる。陽極酸化
重合は、電子共役性モノマーの溶液中にアニオン基結合
粒子をコロイド状に分散させ、少なくとも一対の電極に
よる電場により、前記電子共役性モノマーを陽極上に電
解重合するもので、第1図のように前記アニオン性基結
合粒子2と低分子量イオン5とが各々固定性ドーパント
6、易動性ドーパント5としてドープされて成る導電性
高分子4が得られる。The electron-conjugated polymer used in the present invention is synthesized by chemical polymerization or electrolytic polymerization (anodic oxidation polymerization, cathodic reduction polymerization), and specifically, polyphenylene, polynaphthalene, polypyrrole, polyphenylene sulfide, polythiophene, polyaniline. Alternatively, one selected from these derivatives and copolymers may be used. Anodizing polymerization is a method in which anionic group-bonded particles are dispersed colloidally in a solution of an electron-conjugating monomer, and the electron-conjugating monomer is electrolytically polymerized on the anode by an electric field generated by at least a pair of electrodes. As described above, the conductive polymer 4 obtained by doping the anionic group-bonded particles 2 and the low molecular weight ions 5 as the fixed dopant 6 and the mobile dopant 5 is obtained.
本発明の導電性高分子は、電子共役性モノマーと易動性
ドーパント5となる分子量200以下の塩を含む溶液中
に、固定性ドーパント6となる少なくとも表面にイオン
性基が共有結合した0.01〜1μmのアニオン基結合
粒子2をコロイド状に分散させ、少なくとも1対の電極
による電場により、前記電子共役性モノマーを陽極上に
電解重合することによって合成される時、良質の導電性
高分子を得ることが出来る。電子共役性モノマー溶液が
非水溶性である場合には、アニオン基結合粒子をカチオ
ン界面活性剤によりコロイド状分散して電解重合させ
る。The electroconductive polymer of the present invention is a solution containing an electron-conjugated monomer and a salt having a molecular weight of 200 or less, which serves as a mobile dopant 5, and has an ionic group covalently bonded to at least the surface serving as the immobilizing dopant 6 at least on its surface. When the anionic group-bonded particles 2 having a size of 0 to 1 μm are dispersed in a colloidal form, and the electron-conjugated monomer is electrolytically polymerized on the anode by an electric field generated by at least one pair of electrodes, a good quality conductive polymer is obtained. Can be obtained. When the electron-conjugated monomer solution is water-insoluble, the anionic group-bonded particles are colloidally dispersed with a cationic surfactant and electrolytically polymerized.
ところで本発明に用いるイオン性結合粒子2の粒径は
0.01〜1μmが望ましい。0.01μm以下では粒
子形成が難しいとともに分子としての特性に近ずいてし
まう。一方、1μm以上では大きすぎ伝導キャリヤ数を
稼げないとともに重合溶液中でコロイドにならず沈降を
生じる。By the way, the particle size of the ionic binding particles 2 used in the present invention is preferably 0.01 to 1 μm. If it is less than 0.01 μm, it is difficult to form particles and the characteristics as a molecule are approached. On the other hand, if it is 1 μm or more, it is too large to obtain the number of conductive carriers, and it does not become a colloid in the polymerization solution and precipitates.
従ってこの大きさのイオン性基結合粒子2は分子鎖に比
べて遥かに大きいため、粒子から離れた部分の電子共役
性高分子の結晶性や配向などにはあまり影響を与えず、
良質の導電性高分子4を与えるという特徴がある。Therefore, since the ionic group-bonded particle 2 of this size is much larger than the molecular chain, it does not significantly affect the crystallinity or orientation of the electron-conjugated polymer in the part away from the particle,
It is characterized by providing a good quality conductive polymer 4.
このイオン性基結合粒子2の表面には第2図(a)に示
したようなスルフォン酸基の他オキシ安息香酸基、アン
モニウム基が共有結合しており、粒子表面のこれらの基
が電子共役性高分子のドーパントとして働き、導電率の
向上(キャリヤ数の増加)に大きく寄与する。0.01
〜1μmの大きさのイオン性基結合粒子2は重合溶液中
でコロイド状に分散され均一な反応液組成を与えるとと
もに生成した導電性高分子4中にも均一に分散されるこ
とにも大きな特徴を有している。On the surface of the ionic group-bonded particle 2, a sulfonic acid group and an oxybenzoic acid group and an ammonium group are covalently bonded as shown in FIG. 2 (a), and these groups on the particle surface are electron-conjugated. It acts as a dopant for organic polymers and greatly contributes to the improvement of conductivity (increase in the number of carriers). 0.01
A major feature is that the ionic group-bonded particles 2 having a size of ˜1 μm are colloidally dispersed in the polymerization solution to give a uniform reaction solution composition and also dispersed in the generated conductive polymer 4. have.
また、イオン性基結合粒子を多孔質粒子にして、その粒
子のバルク中より易動性ドーパントイオンを供給してこ
の機能をもたせることも可能である。It is also possible to make the ionic group-bonded particles porous particles and supply mobile dopant ions from the bulk of the particles to have this function.
このようにして得られたイオン性ドーパントを含む導電
性高分子は、イオン性ドーパントが親水性であるため、
導電性が湿度依存性を受ける場合がある。この場合には
例えば不溶性塩を生じる金属イオン(例えばBa2+、P
b2+など)によって処理することによって耐水化するこ
とができる。The conductive polymer containing the ionic dopant thus obtained has a hydrophilic ionic dopant,
Conductivity may depend on humidity. In this case, for example, a metal ion that produces an insoluble salt (for example, Ba 2+ , P
b 2+ ) to make it water resistant.
本発明は、前記のように金属陽極、酸化物誘電層、電解
性導電体、陰極よりなる電解コンデンサの前記電解性導
電体として用いる時、最も特徴を発揮する。The present invention exerts its greatest characteristics when it is used as the above-mentioned electrolytic conductor of an electrolytic capacitor comprising a metal anode, an oxide dielectric layer, an electrolytic conductor and a cathode as described above.
次に実施例を用いて本発明を説明する。Next, the present invention will be described using examples.
実施例1 200mlのセパラブルフラスコ中に、4gのピロールと
1gの過塩素酸テトラブチルアンモニウム塩、およびカ
チオン界面活性剤で処理した2gのトルエンスルフォン
酸−ホルムアルデヒド縮重合体粒子(平均粒径0.03
μm)及び100mlのアセトニトリルを入れて、コロイ
ド溶液を得た。Example 1 In a 200 ml separable flask, 4 g of pyrrole, 1 g of tetrabutylammonium perchlorate, and 2 g of toluenesulfonic acid-formaldehyde condensation polymer particles (average particle size of 0. 03
μm) and 100 ml of acetonitrile were added to obtain a colloidal solution.
この溶液にインジウム−スズ酸化物(ITO)を陽極と
し、Pt板を陰極として窒素気流中で通電し、陽極上に
約35μmのポリピロール膜を得た。Indium-tin oxide (ITO) was used as an anode and a Pt plate was used as a cathode in this solution, and electricity was applied in a nitrogen stream to obtain a polypyrrole film of about 35 μm on the anode.
この膜を電極よりはがし、銀ペイントを塗布し、導電率
を測定したところ、300S/cm(25℃)であった。
この膜を膜方向に電極を取り、室温で直流電圧0.3V
を印加しその電流値の経時変化を測定したところ第3図
のような変化を示した。本実施例の膜の特性7は、単独
のドーパントによる膜、すなわちトルエンスルフォン酸
−ホルムアルデヒド縮重合体粒子による膜8に比べ導電
率が高く、過塩素酸による膜9に比べ経時変化が小さく
変化後も導電率が高かった。The film was peeled from the electrode, silver paint was applied, and the conductivity was measured and found to be 300 S / cm (25 ° C.).
An electrode is taken from this film in the direction of the film, and the DC voltage is 0.3 V at room temperature
Was applied and the change with time of the current value was measured, and the change as shown in FIG. 3 was shown. The characteristic 7 of the film of this example is that the conductivity is higher than that of the film formed of a single dopant, that is, the film 8 of toluene sulfonic acid-formaldehyde condensation polymer particles, and the change over time is smaller than that of the film 9 formed of perchloric acid. Also had high conductivity.
さらに、この膜80℃炉中にセットし直流電場を印加
し、電流の経時変化を測定したところ、300時間後の
変化は15%であった。この安定性は従来の低分子ドー
パントの場合の特性に比べ著しく安定した特性であっ
た。Further, this film was set in a furnace at 80 ° C., a DC electric field was applied, and the change in current with time was measured. As a result, the change after 300 hours was 15%. This stability was remarkably more stable than the conventional low molecular weight dopant.
実施例2 200mlのセパラブルフラスコ中に、5gの3−メチル
チオフェンと1gの過塩素酸テトラブチルアンモニウム
塩、およびカチオン界面活性剤で処理した3gのポリス
チレンスルフォン酸重合体粒子(平均粒径0.04μ
m)および150mlのニトロベンゼンを入れて、コロイ
ド溶液を得た。Example 2 In a 200 ml separable flask, 5 g of 3-methylthiophene, 1 g of tetrabutylammonium perchlorate and 3 g of polystyrene sulfonic acid polymer particles (average particle size of 0. 04μ
m) and 150 ml of nitrobenzene were added to obtain a colloidal solution.
この溶液にインジウム−スズ酸化物(ITO)を陽極と
し、Pt板を陰極として窒素気流中で通電し、陽極上に
約35μmのポリ(3−メチルチオフェン)膜を得た。
この膜を電極よりはがし、銀ペイントを塗布し、導電率
を測定したところ、200S/cm(25℃)であった。Indium-tin oxide (ITO) was used as an anode, and a Pt plate was used as a cathode in this solution, and electricity was applied in a nitrogen stream to obtain a poly (3-methylthiophene) film of about 35 μm on the anode.
The film was peeled from the electrode, silver paint was applied, and the conductivity was measured and found to be 200 S / cm (25 ° C.).
さらに、この膜80℃炉中にセットし直流電場を印加
し、電流の経時変化を測定したところ、300時間後の
変化は8%であった。この安定性は従来の低分子ドーパ
ントの場合の特性に比べ著しく安定した特性であった。Further, this film was set in a furnace at 80 ° C., a DC electric field was applied, and the change in current with time was measured. As a result, the change after 300 hours was 8%. This stability was remarkably more stable than the conventional low molecular weight dopant.
実施例3 0.03mm厚の粗面化処理したアルミニウムフィルムに
まず酸化物誘電層を形成したのち、導電核を形成し、つ
いで導電性高分子形成槽を通して実施例1と同じ反応溶
液組成にて導電性高分子膜を形成した。Example 3 First, an oxide dielectric layer was formed on a roughened aluminum film having a thickness of 0.03 mm, conductive nuclei were formed on the aluminum film, and then the conductive polymer forming bath was used to form the same reaction solution composition as in Example 1. A conductive polymer film was formed.
ついでそれを折り畳んだ後銀ペイントで陰極を形成し
て、リード線を取出しそれに外装樹脂を被覆した。Then, after folding it, the cathode was formed with silver paint, the lead wire was taken out, and the exterior resin was coated on it.
こうして得た固体電解コンデンサは低分子ドーパントを
用いた同じ型の積層形コンデンサとほぼ同じ靜電容量を
示した。The solid electrolytic capacitor thus obtained showed almost the same electric capacitance as the multilayer capacitor of the same type using a low molecular dopant.
これの周波数特性並びに経時安定性を測定したところ、
周波数特性は低分子ドーパントのものより高周波まで改
善され、経時安定性も125℃2000時間以上の寿命
を示した。When the frequency characteristics and stability over time of this were measured,
The frequency characteristics were improved to a higher frequency than those of low molecular weight dopants, and the stability with time also showed a life of 125 ° C. for 2000 hours or more.
発明の効果 本発明による導電性高分子は、高導電率で高信頼性であ
り、電解コンデンサ中の電解性導電体のような、大きな
表面積を持つ誘電体層表面上に高導率層を緻密に形成す
る場合にはきわめて有効である。またこのイオン基結合
粒子は重合溶液中でコロイド状に分散され均一な反応液
組成を与えるとともに生成した導電性高分子中にも均一
に分散されることにも大きな特徴を有し、良質の導電性
高分子膜を生成する。Advantageous Effects of Invention The conductive polymer according to the present invention has high conductivity and high reliability, and a high conductivity layer is densely formed on a surface of a dielectric layer having a large surface area, such as an electrolytic conductor in an electrolytic capacitor. It is extremely effective when forming into. In addition, the ionic group-bonded particles are also characterized in that they are dispersed colloidally in the polymerization solution to give a uniform reaction solution composition and are evenly dispersed in the conductive polymer that is produced. Form a permeable polymer film.
第1図は、本発明の導電性高分子におけるイオン性基結
合粒子と易動性ドーパントがドープされた導電性高分子
の構成を示す概念断面図、第2図(a)は本発明におけ
るイオン性基結合粒子の一例を示す概念図、同図(b)
はカチオン活性剤によって処理されたアニオン基結合粒
子を示す概念図、第3図は本発明の一実施例における導
電性高分子に直流電界を印加したときの電流の経時変化
を示すグラフである。 2……イオン性基結合粒子、4……導電性高分子、5…
…易動性ドーパント、6……固定性ドーパント。FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view showing the structure of an ionic group-bonded particle and a conductive polymer doped with a mobile dopant in the conductive polymer of the present invention, and FIG. 2 (a) is an ion of the present invention. FIG. 2B is a conceptual diagram showing an example of a functional group-bonded particle.
Is a conceptual diagram showing an anion group-bonded particle treated with a cation activator, and FIG. 3 is a graph showing a change over time in current when a DC electric field is applied to a conductive polymer in one example of the present invention. 2 ... Ionic group-bonded particles, 4 ... Conductive polymer, 5 ...
… Mobile dopant, 6… Fixed dopant.
Claims (10)
方がドーパントとして電子共役性高分子中にドープされ
ていることを特徴とする導電性高分子。1. A conductive polymer, wherein both the fixed dopant and the mobile dopant are doped in the electron-conjugated polymer as dopants.
イオン性重合体、または少なくとも表面にイオン性基が
共有結合した0.01〜1μmのイオン性基結合粒子よ
りなることを特徴とする請求項1に記載の導電性高分
子。2. The immobilizing dopant comprises an ionic polymer having a molecular weight of 800 or more, or at least 0.01 to 1 μm ionic group-bonded particles having an ionic group covalently bonded to the surface thereof. 1. The conductive polymer described in 1.
−アルデヒド縮重合体、ベンゼンスルフォン酸−アルデ
ヒド縮重合体、ポリスチレンスルフォン酸、末端スルフ
ォン化(ポリフェニレンサルファイド、ポリスルフォン
またはポリフェニレンオキサイド)、p−オキシ安息香
酸−アルデヒド縮重合体、サリチル酸−アルデヒド縮重
合体より選ばれた少なくとも1種である請求項2に記載
の導電性高分子。3. The ionic polymer is a toluene sulfonic acid-aldehyde condensed polymer, a benzene sulfonic acid-aldehyde condensed polymer, a polystyrene sulfonic acid, a terminal sulfonation (polyphenylene sulfide, polysulfone or polyphenylene oxide), p-oxy. The conductive polymer according to claim 2, which is at least one selected from a benzoic acid-aldehyde condensation polymer and a salicylic acid-aldehyde condensation polymer.
ン酸−アルデヒド縮重合体、ベンゼンスルフォン酸−ア
ルデヒド縮重合体、ポリスチレンスルフォン酸、p−オ
キシ安息香酸−アルデヒド縮重合体、サリチル酸−アル
デヒド縮重合体、ポリビニルベンジルアンモニウム塩よ
り選ばれた少なくとも1種よりなる球状粒子であること
を特徴とする請求項2に記載の導電性高分子。4. An ionic group-bonded particle is a toluene sulfonic acid-aldehyde condensation polymer, a benzene sulfonic acid-aldehyde condensation polymer, a polystyrene sulfonic acid, a p-oxybenzoic acid-aldehyde condensation polymer, a salicylic acid-aldehyde condensation polymer. The electrically conductive polymer according to claim 2, which is a spherical particle composed of at least one kind selected from a coalesced material and a polyvinylbenzyl ammonium salt.
イオンよりなることを特徴とする請求項1に記載の導電
性高分子。5. The conductive polymer according to claim 1, wherein the mobile dopant comprises ions having a molecular weight of 200 or less.
リナフタレン、ポリピロール、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリチオフェン、ポリアニリン、もしくはこれら
の誘導体、共重合体より選ばれた1種であることを特徴
とする請求項1に記載の導電性高分子。6. The electron-conjugated polymer is one selected from polyphenylene, polynaphthalene, polypyrrole, polyphenylene sulfide, polythiophene, polyaniline, or derivatives or copolymers thereof. The conductive polymer described in 1.
なる分子量200以下の塩を含む溶液中に、固定性ドー
パントとなる少なくとも表面にイオン性基が共有結合し
た0.01〜1μmのアニオン基結合粒子をコロイド状
に分散させ、少なくとも一対の電極による電場により、
前記電子共役性モノマーを陽極上に電解重合することを
特徴とする導電性高分子の製造方法。7. An anion group of 0.01 to 1 .mu.m in which an ionic group is covalently bonded to at least the surface which is a fixed dopant in a solution containing an electron-conjugated monomer and a salt having a molecular weight of 200 or less which is a mobile dopant. The binding particles are dispersed in a colloidal form, and an electric field generated by at least a pair of electrodes
A method for producing a conductive polymer, comprising electrolytically polymerizing the electron-conjugated monomer on an anode.
り、アニオン基結合粒子がカチオン界面活性剤によりコ
ロイド状分散されることを特徴とする請求項7に記載の
導電性高分子の製造方法。8. The method for producing a conductive polymer according to claim 7, wherein the electron-conjugated monomer solution is a non-aqueous solution, and the anionic group-bonded particles are colloidally dispersed with a cationic surfactant.
レン、アントラセン、ピロール、チオフェン、ジフェニ
ルアミンより選ばれた少なくとも一種であることを特徴
とする請求項7に記載の導電性高分子の製造方法。9. The method for producing a conductive polymer according to claim 7, wherein the electron-conjugated monomer is at least one selected from benzene, naphthalene, anthracene, pyrrole, thiophene and diphenylamine.
陰極よりなる電解コンデンサにおいて、前記電解性導電
体として、固定性ドーパントと易動性ドーパントの両方
がドーパントとして電子共役性高分子中にドープされて
いる導電性高分子を用いることを特徴とする電解コンデ
ンサ。10. An electrolytic capacitor comprising a metal anode, an oxide dielectric layer and an electrolytic conductor cathode, wherein both the fixed dopant and the mobile dopant are used as dopants in the electron-conjugated polymer as the electrolytic conductor. An electrolytic capacitor characterized by using a conductive polymer which is doped in.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2018309A JPH0668926B2 (en) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Conductive polymer, method for producing the same, and electrolytic capacitor using the same |
| EP19900113540 EP0409124A3 (en) | 1989-07-19 | 1990-07-14 | Electrically conducting polymer, method for preparing the same and electrolytic capacitor comprising the same |
| US07/758,196 US5130886A (en) | 1989-07-19 | 1991-09-11 | Electrically conducting polymer, method for preparing the same and electrolytic capacitor comprising the same |
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| JP2018309A JPH0668926B2 (en) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Conductive polymer, method for producing the same, and electrolytic capacitor using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222207A JPH03222207A (en) | 1991-10-01 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100371137B1 (en) * | 1999-12-16 | 2003-02-07 | 한국전자통신연구원 | Method of manufacturing a conducting polymer film |
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-
1990
- 1990-01-29 JP JP2018309A patent/JPH0668926B2/en not_active Expired - Lifetime
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