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JP2008135514A - Capacitor and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP2008135514A
JP2008135514A JP2006319776A JP2006319776A JP2008135514A JP 2008135514 A JP2008135514 A JP 2008135514A JP 2006319776 A JP2006319776 A JP 2006319776A JP 2006319776 A JP2006319776 A JP 2006319776A JP 2008135514 A JP2008135514 A JP 2008135514A
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JP
Japan
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acid
general formula
group
capacitor
conductive polymer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006319776A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Yoshida
一義 吉田
Hiromichi Nei
太陸 寧
Satoshi Matsubayashi
総 松林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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    • HELECTRICITY
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitor having excellent conductivity of a solid-state electrolytic layer and small ESR (equivalent series resistance). <P>SOLUTION: The capacitor is provided with an anode 11 formed of a porous material of a valve metal, a dielectric material layer 12 formed with oxidation of the front surface of anode 11, and a cathode 13 formed in the front surface side of the dielectric material layer 12. The cathode 13 includes a solid-state electrolytic layer 13a having a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and a compound expressed by the following general expression (1). In the general expression (1), n is an integer ranging from 0 to 5, while R<SP>1</SP>, a hydrogen atom or a desired substitutional group. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルミニウム電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ、ニオブ電解コンデンサなどのコンデンサ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a capacitor such as an aluminum electrolytic capacitor, a tantalum electrolytic capacitor, a niobium electrolytic capacitor, and a manufacturing method thereof.

近年、電子機器のデジタル化に伴い、電子機器に用いられるコンデンサは高周波領域におけるインピーダンス(等価直列抵抗、ESRということもある。)を低下させることが要求されている。従来から、この要求に対応すべく、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁金属の酸化皮膜を誘電体とし、この表面にπ共役系導電性高分子を形成して陰極とした、所謂、機能性コンデンサが使用されている。   In recent years, with the digitization of electronic devices, capacitors used in electronic devices are required to reduce impedance (also referred to as equivalent series resistance or ESR) in a high frequency region. Conventionally, in order to meet this requirement, so-called functional capacitors, in which an oxide film of valve metal such as aluminum, tantalum, or niobium is used as a dielectric, and a π-conjugated conductive polymer is formed on this surface as a cathode. Is used.

この機能性コンデンサの構造は、特許文献1に示されるように、弁金属多孔質体からなる陽極と、陽極の表面を酸化して形成した誘電体層と、誘電体層に固体電解質層、カーボン層、銀層を積層した陰極とを有するものが一般的である。コンデンサの固体電解質層は、ピロール、チオフェンなどのπ共役系導電性高分子から構成された層であり、多孔質体の内部にまで侵入し、より大面積の誘電体層と接触して高容量を引き出すと共に、誘電体層の欠損部を修復して漏れ電流の発生を防止する役割を果たしている。
π共役系導電性高分子の形成法としては、電解重合法(特許文献2参照)と化学酸化重合法(特許文献3参照)とが広く知られている。
しかし、電解重合法では、弁金属多孔質体表面にマンガン酸化物からなる導電層をあらかじめ形成しておく必要があり、非常に煩雑である上に、マンガン酸化物は導電性が低く、高導電性のπ共役系導電性高分子を使用する効果が薄れるという問題があった。
また、化学酸化重合法では、重合時間が長く、また、厚みを確保するために繰り返し重合しなければならず、コンデンサの生産効率が低かった上に、導電性も低かった。
特許文献4では、化学酸化重合法の条件を高度にコントロールして、固体電解質層の導電性を高めることが提案されている。しかし、その製造方法では、煩雑な化学酸化重合法をより複雑にすることが多く、工程の簡略化、低コスト化を実現できなかった。
As shown in Patent Document 1, the structure of this functional capacitor includes an anode made of a valve metal porous body, a dielectric layer formed by oxidizing the surface of the anode, a solid electrolyte layer, carbon It is common to have a cathode having a laminated layer and a silver layer. The capacitor's solid electrolyte layer is a layer composed of π-conjugated conductive polymers such as pyrrole and thiophene, penetrates into the porous body, and comes into contact with a larger area of the dielectric layer to increase its capacitance. In addition, it plays a role of preventing the occurrence of leakage current by repairing the defective portion of the dielectric layer.
As a method for forming a π-conjugated conductive polymer, an electrolytic polymerization method (see Patent Document 2) and a chemical oxidation polymerization method (see Patent Document 3) are widely known.
However, in the electropolymerization method, it is necessary to previously form a conductive layer made of manganese oxide on the surface of the valve metal porous body, which is very complicated, and manganese oxide has low conductivity and high conductivity. There is a problem that the effect of using a conductive π-conjugated conductive polymer is reduced.
In addition, in the chemical oxidation polymerization method, the polymerization time is long, and it is necessary to repeat the polymerization in order to ensure the thickness, so that the production efficiency of the capacitor is low and the conductivity is also low.
Patent Document 4 proposes to enhance the conductivity of the solid electrolyte layer by highly controlling the conditions of the chemical oxidative polymerization method. However, the manufacturing method often complicates the complicated chemical oxidative polymerization method, and it has not been possible to simplify the process and reduce the cost.

そこで、電解重合法や化学酸化重合法で誘電体層上にπ共役系導電性高分子を形成しない方法が提案されている(特許文献5参照)。特許文献5には、スルホ基、カルボキシル基等を持つ高分子酸を共存させながらアニリンを重合して水溶性のポリアニリンを調製し、そのポリアニリン水溶液を誘電体層上に塗布、乾燥する方法が記載されている。しかし、この製造方法は簡便であるものの、π共役系導電性高分子以外に高分子酸を含むために導電性が低かった。したがって、ESRの小さいコンデンサを得ることは困難であった。
特開2003−37024号公報 特開昭63−158829号公報 特開昭63−173313号公報 特開平11−74157号公報 特開平7−105718号公報
Therefore, a method has been proposed in which a π-conjugated conductive polymer is not formed on the dielectric layer by an electrolytic polymerization method or a chemical oxidative polymerization method (see Patent Document 5). Patent Document 5 describes a method of preparing water-soluble polyaniline by polymerizing aniline in the presence of a polymer acid having a sulfo group, a carboxyl group, etc., and applying and drying the polyaniline aqueous solution on the dielectric layer. Has been. However, although this production method is simple, it has low conductivity because it contains a polymer acid in addition to the π-conjugated conductive polymer. Therefore, it has been difficult to obtain a capacitor having a small ESR.
JP 2003-37024 A JP-A-63-158829 JP 63-173313 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-74157 JP-A-7-105718

本発明は、固体電解質層の導電性に優れ、ESRが小さいコンデンサを提供することを目的とする。また、ESRが小さいコンデンサを簡便に製造できるコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the capacitor | condenser which is excellent in the electroconductivity of a solid electrolyte layer, and has small ESR. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the capacitor | condenser which can manufacture a capacitor | condenser with small ESR easily.

[1] 弁金属の多孔質体からなる陽極と、陽極表面が酸化されて形成された誘電体層と、誘電体層表面側に形成された陰極とを具備するコンデンサにおいて、
陰極が、π共役系導電性高分子とポリアニオンと下記一般式(1)で表される化合物とを含む固体電解質層を有することを特徴とするコンデンサ。
[1] In a capacitor comprising an anode made of a porous body of a valve metal, a dielectric layer formed by oxidizing the anode surface, and a cathode formed on the dielectric layer surface side,
A capacitor, wherein the cathode has a solid electrolyte layer containing a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and a compound represented by the following general formula (1).

Figure 2008135514
Figure 2008135514

(一般式(1)におけるnは0〜5の整数である。Rは水素原子または任意の置換基である。) (In general formula (1), n is an integer of 0 to 5. R 1 is a hydrogen atom or an arbitrary substituent.)

[2] 一般式(1)におけるRが、一般式(2)で表される置換基であり、一般式(1)におけるnと一般式(2)におけるmの合計が2以上であることを特徴とする[1]に記載のコンデンサ。 [2] R 1 in the general formula (1) is a substituent represented by the general formula (2), and the sum of n in the general formula (1) and m in the general formula (2) is 2 or more. The capacitor according to [1], wherein

Figure 2008135514
Figure 2008135514

(一般式(2)におけるmは0〜5の整数である。) (M in the general formula (2) is an integer of 0 to 5.)

[3] 一般式(1)におけるRが、一般式(3)で表される置換基であることを特徴とする[1]に記載のコンデンサ。
NR− (3)
(一般式(3)におけるR、Rは、各々独立して、水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシアルキル基のいずれかを表す。)
[3] The capacitor according to [1], wherein R 1 in the general formula (1) is a substituent represented by the general formula (3).
NR 2 R 3- (3)
(R 2 and R 3 in the general formula (3) are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a hydroxy group, Represents any of alkyl groups.)

[4] 弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して形成した誘電体層表面に、π共役系導電性高分子とポリアニオンと下記化学式(1)で表される化合物と溶媒とを含有する導電性高分子溶液を塗布する工程と、
誘電体層表面に塗布した導電性高分子溶液を乾燥させる工程とを有することを特徴とするコンデンサの製造方法。
[4] On the surface of the dielectric layer formed by oxidizing the surface of the anode made of a valve metal porous body, a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, a compound represented by the following chemical formula (1), and a solvent are added. Applying a conductive polymer solution containing;
And a step of drying the conductive polymer solution applied to the surface of the dielectric layer.

Figure 2008135514
Figure 2008135514

(一般式(1)におけるnは0〜5の整数である。Rは水素原子または任意の置換基である。) (In general formula (1), n is an integer of 0 to 5. R 1 is a hydrogen atom or an arbitrary substituent.)

本発明のコンデンサは、固体電解質層の導電性に優れ、ESRが小さい。
本発明のコンデンサの製造方法によれば、ESRが小さいコンデンサを簡便に製造できる。
The capacitor of the present invention is excellent in the conductivity of the solid electrolyte layer and has a low ESR.
According to the method for manufacturing a capacitor of the present invention, a capacitor having a small ESR can be easily manufactured.

「コンデンサ」
本発明のコンデンサの一実施形態例について説明する。
図1に、本実施形態例のコンデンサの構成を示す。本実施形態のコンデンサ10は、弁金属の多孔質体からなる陽極11と、陽極11の表面が酸化されて形成された誘電体層12と、誘電体層12の表面に形成された陰極13とを有して概略構成されている。
"Capacitor"
An embodiment of the capacitor of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the configuration of the capacitor of this embodiment. The capacitor 10 of this embodiment includes an anode 11 made of a porous body of valve metal, a dielectric layer 12 formed by oxidizing the surface of the anode 11, and a cathode 13 formed on the surface of the dielectric layer 12. And has a schematic configuration.

<陽極>
陽極11をなす弁金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモンなどが挙げられる。これらのうち、アルミニウム、タンタル、ニオブが好適である。これら弁金属は、電解酸化処理により、緻密で耐久性を有する誘電体酸化被膜(誘電体層)を形成できるため、コンデンサ容量を安定的に高くすることができる。
陽極11の具体例としては、アルミニウム箔をエッチングして表面積を増加させた後、その表面を酸化処理したものや、タンタル粒子やニオブ粒子の焼結体表面を酸化処理してペレットにしたものが挙げられる。このように酸化処理された陽極11は表面に凹凸が形成されている。
<Anode>
Examples of the valve metal forming the anode 11 include aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, and antimony. Of these, aluminum, tantalum, and niobium are preferable. Since these valve metals can form a dense and durable dielectric oxide film (dielectric layer) by electrolytic oxidation treatment, the capacitor capacity can be stably increased.
Specific examples of the anode 11 include those obtained by etching an aluminum foil to increase the surface area and then oxidizing the surface, or oxidizing the surface of a sintered body of tantalum particles and niobium particles into pellets. Can be mentioned. The surface of the anode 11 thus oxidized is uneven.

<誘電体層>
誘電体層12は、例えば、アジピン酸ジアンモニウム水溶液などの電解液中にて、陽極11の表面を陽極酸化することで形成することにより得られる。そのため、図1に示すように、誘電体層12は、陽極11の凹凸の表面に沿っている。
<Dielectric layer>
The dielectric layer 12 is obtained by, for example, forming the surface of the anode 11 by anodic oxidation in an electrolytic solution such as a diammonium adipate aqueous solution. Therefore, as shown in FIG. 1, the dielectric layer 12 is along the uneven surface of the anode 11.

<陰極>
陰極13は、誘電体層12側に配置された固体電解質層13aと、誘電体層12側と反対側に配置された導電層13bとを具備する。
また、固体電解質層13aと導電層13bとの間には、必要に応じて、セパレータを設けることができる。
<Cathode>
The cathode 13 includes a solid electrolyte layer 13a disposed on the dielectric layer 12 side and a conductive layer 13b disposed on the opposite side to the dielectric layer 12 side.
Moreover, a separator can be provided between the solid electrolyte layer 13a and the conductive layer 13b as necessary.

(固体電解質層)
固体電解質層13aは、π共役系導電性高分子とポリアニオンと一般式(1)で表される化合物とを必須成分として含有する層である。
固体電解質層13の厚さとしては、1〜100μmが好ましい。
(Solid electrolyte layer)
The solid electrolyte layer 13a is a layer containing, as essential components, a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and a compound represented by the general formula (1).
The thickness of the solid electrolyte layer 13 is preferably 1 to 100 μm.

[π共役系導電性高分子]
π共役系導電性高分子は、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であれば使用できる。例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリフェニレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリアニリン類、ポリアセン類、ポリチオフェンビニレン類、及びこれらの共重合体等が挙げられる。重合の容易さ、空気中での安定性の点からは、ポリピロール類、ポリチオフェン類及びポリアニリン類が好ましい。
π共役系導電性高分子は無置換のままでも、充分な導電性を得ることができるが、導電性をより高めるためには、アルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基等の官能基をπ共役系導電性高分子に導入することが好ましい。
[Π-conjugated conductive polymer]
The π-conjugated conductive polymer can be used as long as the main chain is an organic polymer having a π-conjugated system. Examples thereof include polypyrroles, polythiophenes, polyacetylenes, polyphenylenes, polyphenylene vinylenes, polyanilines, polyacenes, polythiophene vinylenes, and copolymers thereof. From the viewpoint of easy polymerization and stability in air, polypyrroles, polythiophenes and polyanilines are preferred.
Even if the π-conjugated conductive polymer remains unsubstituted, sufficient conductivity can be obtained. However, in order to further improve conductivity, an alkyl group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, an alkoxyl group, a hydroxyl group It is preferable to introduce a functional group such as a cyano group into the π-conjugated conductive polymer.

このようなπ共役系導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルピロール)、ポリ(3−オクチルピロール)、ポリ(3−デシルピロール)、ポリ(3−ドデシルピロール)、ポリ(3,4−ジメチルピロール)、ポリ(3,4−ジブチルピロール)、ポリ(3−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルピロール)、ポリ(3−ヒドロキシピロール)、ポリ(3−メトキシピロール)、ポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブテンジオキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)、ポリアニリン、ポリ(2−メチルアニリン)、ポリ(3−イソブチルアニリン)、ポリ(2−アニリンスルホン酸)、ポリ(3−アニリンスルホン酸)等が挙げられる。   Specific examples of such π-conjugated conductive polymers include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), Poly (3-dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3-carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxypyrrole), poly ( 3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly (3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly (3-hydroxypyrrole), poly (3-methoxypyrrole), polythiophene, poly (3-methylthiophene), Poly (3-hexylthiophene), poly (3-heptylthiophene), poly (3-octylthiophene), poly (3-de Ruthiophene), poly (3-dodecylthiophene), poly (3-octadecylthiophene), poly (3-bromothiophene), poly (3,4-dimethylthiophene), poly (3,4-dibutylthiophene), poly ( 3-hydroxythiophene), poly (3-methoxythiophene), poly (3-ethoxythiophene), poly (3-butoxythiophene), poly (3-hexyloxythiophene), poly (3-heptyloxythiophene), poly ( 3-octyloxythiophene), poly (3-decyloxythiophene), poly (3-dodecyloxythiophene), poly (3-octadecyloxythiophene), poly (3,4-dihydroxythiophene), poly (3,4 Dimethoxythiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) , Poly (3,4-propylenedioxythiophene), poly (3,4-butenedioxythiophene), poly (3-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxythiophene), poly (3-methyl -4-carboxyethylthiophene), poly (3-methyl-4-carboxybutylthiophene), polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-anilinesulfonic acid), poly ( 3-anilinesulfonic acid) and the like.

中でも、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)から選ばれる1種又は2種からなる(共)重合体が抵抗値、反応性の点から好適に用いられる。さらには、ポリピロール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)は、導電性がより高くなる上に耐熱性が向上する点から、より好ましい。   Among them, from one or two kinds selected from polypyrrole, polythiophene, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylthiophene), poly (3-methoxythiophene), and poly (3,4-ethylenedioxythiophene). The (co) polymer is preferably used from the viewpoints of resistance and reactivity. Furthermore, polypyrrole and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) are more preferable from the viewpoint of higher conductivity and improved heat resistance.

[ポリアニオン]
ポリアニオンは、置換若しくは未置換のポリアルキレン、置換若しくは未置換のポリアルケニレン、置換若しくは未置換のポリイミド、置換若しくは未置換のポリアミド、置換若しくは未置換のポリエステルから選ばれた単独重合体又は共重合体であって、アニオン基を有する構成単位を有するものである。また、必要に応じて、アニオン基を有さない構成単位を有してもよい。
なお、ポリアニオンは、π共役系導電性高分子を溶媒に可溶化させるだけでなく、π共役系導電性高分子のドーパントとしても機能する。
[Polyanion]
The polyanion is a homopolymer or copolymer selected from substituted or unsubstituted polyalkylene, substituted or unsubstituted polyalkenylene, substituted or unsubstituted polyimide, substituted or unsubstituted polyamide, substituted or unsubstituted polyester And having a structural unit having an anionic group. Moreover, you may have a structural unit which does not have an anion group as needed.
The polyanion not only solubilizes the π-conjugated conductive polymer in a solvent, but also functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer.

ここで、ポリアルキレンとは、主鎖がメチレンの繰り返しで構成されているポリマーである。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン、ポリヘキセン、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリ(3,3,3−トリフルオロプロピレン)、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリスチレン等が挙げられる。   Here, polyalkylene is a polymer whose main chain is composed of repeating methylene. For example, polyethylene, polypropylene, polybutene, polypentene, polyhexene, polyvinyl alcohol, polyvinylphenol, poly (3,3,3-trifluoropropylene), polyacrylonitrile, polyacrylate, polystyrene and the like can be mentioned.

ポリアルケニレンとは、主鎖に不飽和結合(ビニル基)が1個以上含まれる構成単位からなるポリマーである。これらの中でも、不飽和結合とπ共役系導電性高分子との相互作用があること、置換若しくは未置換のブタジエンを出発物質として合成しやすいことから、置換若しくは未置換のブテニレンが好ましい。
ポリアルケニレンの具体例としては、プロペニレン、1−メチルプロペニレン、1−ブチルプロペニレン、1−デシルプロペニレン、1−シアノプロペニレン、1−フェニルプロペニレン、1−ヒドロキシプロペニレン、1−ブテニレン、1−メチル−1−ブテニレン、1−エチル−1−ブテニレン、1−オクチル−1−ブテニレン、1−ペンタデシル−1−ブテニレン、2−メチル−1−ブテニレン、2−エチル−1−ブテニレン、2−ブチル−1−ブテニレン、2−ヘキシル−1−ブテニレン、2−オクチル−1−ブテニレン、2−デシル−1−ブテニレン、2−ドデシル−1−ブテニレン、2−フェニル−1−ブテニレン、2−ブテニレン、1−メチル−2−ブテニレン、1−エチル−2−ブテニレン、1−オクチル−2−ブテニレン、1−ペンタデシル−2−ブテニレン、2−メチル−2−ブテニレン、2−エチル−2−ブテニレン、2−ブチル−2−ブテニレン、2−ヘキシル−2−ブテニレン、2−オクチル−2−ブテニレン、2−デシル−2−ブテニレン、2−ドデシル−2−ブテニレン、2−フェニル−2−ブテニレン、2−プロピレンフェニル−2−ブテニレン、3−メチル−2−ブテニレン、3−エチル−2−ブテニレン、3−ブチル−2−ブテニレン、3−ヘキシル−2−ブテニレン、3−オクチル−2−ブテニレン、3−デシル−2−ブテニレン、3−ドデシル−2−ブテニレン、3−フェニル−2−ブテニレン、3−プロピレンフェニル−2−ブテニレン、2−ペンテニレン、4−プロピル−2−ペンテニレン、4−ブチル−2−ペンテニレン、4−ヘキシル−2−ペンテニレン、4−シアノ−2−ペンテニレン、3−メチル−2−ペンテニレン、4−エチル−2−ペンテニレン、3−フェニル−2−ペンテニレン、4−ヒドロキシ−2−ペンテニレン、ヘキセニレン等から選ばれる一種以上の構成単位を含む重合体が挙げられる。
Polyalkenylene is a polymer composed of structural units containing one or more unsaturated bonds (vinyl groups) in the main chain. Among these, substituted or unsubstituted butenylene is preferable because of the interaction between the unsaturated bond and the π-conjugated conductive polymer and the ease of synthesis using substituted or unsubstituted butadiene as a starting material.
Specific examples of polyalkenylene include propenylene, 1-methylpropenylene, 1-butylpropenylene, 1-decylpropenylene, 1-cyanopropenylene, 1-phenylpropenylene, 1-hydroxypropenylene, 1-butenylene, 1-methyl-1-butenylene, 1-ethyl-1-butenylene, 1-octyl-1-butenylene, 1-pentadecyl-1-butenylene, 2-methyl-1-butenylene, 2-ethyl-1-butenylene, 2- Butyl-1-butenylene, 2-hexyl-1-butenylene, 2-octyl-1-butenylene, 2-decyl-1-butenylene, 2-dodecyl-1-butenylene, 2-phenyl-1-butenylene, 2-butenylene, 1-methyl-2-butenylene, 1-ethyl-2-butenylene, 1-octyl-2-butenylene 1-pentadecyl-2-butenylene, 2-methyl-2-butenylene, 2-ethyl-2-butenylene, 2-butyl-2-butenylene, 2-hexyl-2-butenylene, 2-octyl-2-butenylene, 2- Decyl-2-butenylene, 2-dodecyl-2-butenylene, 2-phenyl-2-butenylene, 2-propylenephenyl-2-butenylene, 3-methyl-2-butenylene, 3-ethyl-2-butenylene, 3-butyl 2-butenylene, 3-hexyl-2-butenylene, 3-octyl-2-butenylene, 3-decyl-2-butenylene, 3-dodecyl-2-butenylene, 3-phenyl-2-butenylene, 3-propylenephenyl- 2-butenylene, 2-pentenylene, 4-propyl-2-pentenylene, 4-butyl-2-pentenylene, 4-he Selected from sil-2-pentenylene, 4-cyano-2-pentenylene, 3-methyl-2-pentenylene, 4-ethyl-2-pentenylene, 3-phenyl-2-pentenylene, 4-hydroxy-2-pentenylene, hexenylene, etc. And polymers containing one or more structural units.

ポリイミドとしては、ピロメリット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、2,2’−[4,4’−ジ(ジカルボキシフェニルオキシ)フェニル]プロパン二無水物等の無水物とオキシジアミン、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンゾフェノンジアミン等のジアミンとからのポリイミドが挙げられる。
ポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド6,10等が挙げられる。
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。
As polyimide, pyromellitic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, 2,2 ′-[ Examples include polyimides from anhydrides such as 4,4′-di (dicarboxyphenyloxy) phenyl] propane dianhydride and diamines such as oxydiamine, paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, and benzophenonediamine.
Examples of the polyamide include polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 6,10 and the like.
Examples of the polyester include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

ポリアニオンが他の置換基を有する場合、その置換基としては、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、フェニル基、フェノール基、エステル基、アルコキシル基、カルボニル基等が挙げられる。溶媒への溶解性、耐熱性及び樹脂への相溶性等を考慮すると、アルキル基、ヒドロキシル基、フェノール基、エステル基が好ましい。
アルキル基は、極性溶媒又は非極性溶媒への溶解性及び分散性、樹脂への相溶性及び分散性等を高くすることができ、ヒドロキシル基は、他の水素原子等との水素結合を形成しやすくでき、有機溶剤への溶解性、樹脂への相溶性、分散性、接着性を高くすることができる。また、シアノ基及びヒドロキシフェニル基は、極性樹脂への相溶性、溶解性を高くすることができ、しかも、耐熱性も高くすることができる。
上記置換基の中では、アルキル基、ヒドロキシル基、エステル基、シアノ基が好ましい。
When the polyanion has another substituent, examples of the substituent include an alkyl group, a hydroxyl group, an amino group, a cyano group, a phenyl group, a phenol group, an ester group, an alkoxyl group, and a carbonyl group. In view of solubility in a solvent, heat resistance, compatibility with a resin, and the like, an alkyl group, a hydroxyl group, a phenol group, and an ester group are preferable.
Alkyl groups can increase solubility and dispersibility in polar or nonpolar solvents, compatibility and dispersibility in resins, etc., and hydroxyl groups form hydrogen bonds with other hydrogen atoms and the like. It can be made easy, and the solubility in an organic solvent, the compatibility with a resin, the dispersibility, and the adhesiveness can be increased. In addition, the cyano group and the hydroxyphenyl group can increase the compatibility and solubility in the polar resin, and can also increase the heat resistance.
Among the above substituents, an alkyl group, a hydroxyl group, an ester group, and a cyano group are preferable.

前記アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル等の鎖状アルキル基、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等のシクロアルキル基が挙げられる。有機溶剤への溶解性、樹脂への分散性、立体障害等を考慮すると、炭素数1〜12のアルキル基がより好ましい。
前記ヒドロキシル基としては、ポリアニオンの主鎖に直接結合したヒドロキシル基又は他の官能基を介在して結合したヒドロキシル基が挙げられる。他の官能基としては、炭素数1〜7のアルキル基、炭素数2〜7のアルケニル基、アミド基、イミド基等が挙げられる。ヒドロキシル基はこれらの官能基の末端又は中に置換されている。これらの中では樹脂への相溶及び有機溶剤への溶解性から、主鎖に結合した炭素数1〜6のアルキル基の末端に結合したヒドロキシル基がより好ましい。
前記エステル基としては、ポリアニオンの主鎖に直接結合したアルキル系エステル基、芳香族系エステル基、他の官能基を介在してなるアルキル系エステル基又は芳香族系エステル基が挙げられる。
前記シアノ基としては、ポリアニオンの主鎖に直接結合したシアノ基、ポリアニオンの主鎖に結合した炭素数1〜7のアルキル基の末端に結合したシアノ基、ポリアニオンの主鎖に結合した炭素数2〜7のアルケニル基の末端に結合したシアノ基等を挙げることができる。
Examples of the alkyl group include chain alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, and dodecyl, and cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclopentyl, and cyclohexyl. . In consideration of solubility in an organic solvent, dispersibility in a resin, steric hindrance, and the like, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is more preferable.
Examples of the hydroxyl group include a hydroxyl group directly bonded to the main chain of the polyanion or a hydroxyl group bonded via another functional group. Examples of other functional groups include an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an amide group, and an imide group. Hydroxyl groups are substituted at the ends or in these functional groups. In these, the hydroxyl group couple | bonded with the terminal of the C1-C6 alkyl group couple | bonded with the principal chain is more preferable from the compatibility to resin and the solubility to an organic solvent.
Examples of the ester group include an alkyl ester group directly bonded to the main chain of the polyanion, an aromatic ester group, and an alkyl ester group or an aromatic ester group having another functional group interposed therebetween.
Examples of the cyano group include a cyano group directly bonded to the main chain of the polyanion, a cyano group bonded to the terminal of the alkyl group having 1 to 7 carbon atoms bonded to the main chain of the polyanion, and 2 carbon atoms bonded to the main chain of the polyanion. And a cyano group bonded to the terminal of the alkenyl group of ˜7.

ポリアニオンのアニオン基としては、π共役系導電性高分子への化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシル基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性高分子へのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシル基がより好ましい。   The anion group of the polyanion may be a functional group capable of undergoing chemical oxidation doping to the π-conjugated conductive polymer. Among them, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate group, A monosubstituted phosphate group, a phosphate group, a carboxyl group, a sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a monosubstituted sulfate group, and a carboxyl group are more preferable.

ポリアニオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
これらのうち、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸が好ましい。これらのポリアニオンは、π共役系導電性高分子の熱分解を緩和することができる。
Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, polyacrylic acid butyl sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), polyisoprene. Sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid), polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid, etc. Can be mentioned. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
Among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, and polyacrylic acid butyl sulfonic acid are preferable. These polyanions can mitigate thermal decomposition of the π-conjugated conductive polymer.

ポリアニオンの重合度は、モノマー単位が10〜100,000個の範囲であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50〜10,000個の範囲がより好ましい。   The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.

ポリアニオンの含有量は、π共役系導電性高分子1モルに対して0.1〜10モルの範囲であることが好ましく、1〜7モルの範囲であることがより好ましい。ポリアニオンの含有量が0.1モルより少なくなると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が弱くなる傾向にあり、導電性が不足することがある。その上、溶媒への分散性及び溶解性が低くなり、均一な分散液を得ることが困難になる。また、ポリアニオンの含有量が10モルより多くなると、固体電解質層13a中のπ共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、やはり充分な導電性が得られにくい。   The content of the polyanion is preferably in the range of 0.1 to 10 mol, and more preferably in the range of 1 to 7 mol, with respect to 1 mol of the π-conjugated conductive polymer. When the polyanion content is less than 0.1 mol, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be weak, and the conductivity may be insufficient. In addition, the dispersibility and solubility in the solvent are reduced, making it difficult to obtain a uniform dispersion. On the other hand, when the polyanion content exceeds 10 mol, the content of the π-conjugated conductive polymer in the solid electrolyte layer 13a decreases, and it is difficult to obtain sufficient conductivity.

[一般式(1)で表される化合物]
一般式(1)で表される化合物(以下、化合物1という。)におけるRは水素原子又は任意の置換基である。ここで、置換基としては特に制限されず、例えば、有機基(例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、水酸基、アルコキシル基等)が挙げられるが、導電性をより高くできる点では、一般式(2)で表される置換基、一般式(3)で表される置換基が好ましい。
一般式(3)におけるR、Rは、各々独立して、水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、アルケニル基(例えば、エチレン基、プロピレン基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、アラルキル基、ヒドロキシアルキル基(例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基等)のいずれかを表す。
[Compound represented by general formula (1)]
R 1 in the compound represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as Compound 1) is a hydrogen atom or an arbitrary substituent. Here, the substituent is not particularly limited, and examples thereof include an organic group (for example, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an alkoxyl group, and the like). The substituent represented by (2) and the substituent represented by formula (3) are preferred.
R 2 and R 3 in the general formula (3) are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc.) , Alkenyl groups (for example, ethylene groups, propylene groups, etc.), cycloalkyl groups (for example, cyclohexyl groups, etc.), aryl groups (for example, phenyl groups, naphthyl groups, etc.), aralkyl groups, hydroxyalkyl groups (for example, hydroxymethyl groups) , Hydroxyethyl group, etc.).

化合物1の具体例としては、2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシアセトフェノン、4−ヒドロキシアセトフェノン、3,4,5−トリヒドロキシアセトフェノン、2−ヒドロキシベンズアルデヒド、4−ヒドロキシベンズアルデヒド、3,4,5−トリヒドロキシベンズアルデヒド、2−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ安息香酸メチル、4−ヒドロキシ安息香酸メチル、3,4,5−ヒドロキシ安息香酸メチル、4−ヒドロキシ安息香酸フェニルなどが挙げられる。   Specific examples of compound 1 include 2-hydroxybenzophenone, 4-hydroxybenzophenone, 2-hydroxyacetophenone, 4-hydroxyacetophenone, 3,4,5-trihydroxyacetophenone, 2-hydroxybenzaldehyde, 4-hydroxybenzaldehyde, 3, 4,5-trihydroxybenzaldehyde, 2-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, methyl 2-hydroxybenzoate, methyl 4-hydroxybenzoate, 3,4,5 -Methyl-hydroxybenzoate, phenyl 4-hydroxybenzoate, etc. are mentioned.

が一般式(2)で表される置換基である場合、一般式(1)におけるnと一般式(2)におけるmの合計が2以上であり、容易に合成できる点では、6以下であることが好ましい。
一般式(2)におけるベンゼン環は置換基で置換されていてもよい。置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、イミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メルカプト基等が挙げられる。
が一般式(2)で表される置換基である場合の化合物1の具体例としては、2,2’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェノン、3,4,5−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3’,4,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
これらベンゾフェノン化合物の中でも、導電性をより高くできることから、4位または4’位にヒドロキシル基を有するものが好ましい。
When R 1 is a substituent represented by the general formula (2), the sum of n in the general formula (1) and m in the general formula (2) is 2 or more, and 6 or less in that it can be easily synthesized. It is preferable that
The benzene ring in the general formula (2) may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an amino group, an imino group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and a mercapto group.
Specific examples of the compound 1 in the case where R 1 is a substituent represented by the general formula (2) include 2,2′-dihydroxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,4′-dihydroxybenzophenone, 4 , 4′-dihydroxybenzophenone, 2,4,4′-trihydroxybenzophenone, 3,4,5-trihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone 2,3 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,3 ′, 4,4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, and the like.
Among these benzophenone compounds, those having a hydroxyl group at the 4-position or the 4′-position are preferable because the conductivity can be further increased.

が一般式(3)で表される置換基である場合の化合物1の具体例としては、2−ヒドロキシベンズアミド、3−アセトアミドフェノール、4−アセトアミドフェノール、N−フェニルベンズアミド、ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、ヒドロキシフェニルジエチルアミド、4−ヒドロキシベンズアミド、3,4,5−トリヒドロキシベンズアミドなどが挙げられる。 Specific examples of the compound 1 in the case where R 1 is a substituent represented by the general formula (3) include 2-hydroxybenzamide, 3-acetamidophenol, 4-acetamidophenol, N-phenylbenzamide, hydroxyphenyl methacrylamide , Hydroxyphenyldiethylamide, 4-hydroxybenzamide, 3,4,5-trihydroxybenzamide and the like.

化合物1の分子量は5000以下であることが好ましく、1000以下であることがより好ましく、500以下であることが特に好ましい。分子量が5000を超えると、水系溶媒への溶解性が低下する傾向にある。   The molecular weight of Compound 1 is preferably 5000 or less, more preferably 1000 or less, and particularly preferably 500 or less. When the molecular weight exceeds 5000, the solubility in an aqueous solvent tends to decrease.

固体電解質層13a中の化合物1の含有量は、ポリアニオンのアニオン基1モルに対して0.1〜100モル当量であることが好ましく、0.5〜50モル当量であることがより好ましく、1.0〜20モル当量であることが特に好ましい。化合物1の含有量が前記下限値未満であると、化合物1の添加による導電性向上効果が発揮されにくくなり、前記上限値を超えると、π共役系導電性高分子の濃度が低くなるため、導電性が低くなる傾向にある。   The content of Compound 1 in the solid electrolyte layer 13a is preferably 0.1 to 100 molar equivalents, more preferably 0.5 to 50 molar equivalents relative to 1 mol of anionic groups of the polyanion. It is especially preferable that it is 0.0-20 molar equivalent. When the content of Compound 1 is less than the lower limit, the effect of improving the conductivity due to the addition of Compound 1 is less likely to be exhibited. When the content exceeds the upper limit, the concentration of the π-conjugated conductive polymer is decreased. The conductivity tends to be low.

[ドーパント]
固体電解質層13aにおいては、導電性を向上させるために、ポリアニオン以外の他のドーパントを含有してもよい。
他のドーパントとしては、π共役系導電性高分子を酸化還元できれば、ドナー性のものでもよいし、アクセプタ性のものでもよい。
以下に、ドナー性ドーパント、アクセプタ性ドーパントンの具体例を示す。
[Dopant]
In solid electrolyte layer 13a, in order to improve electroconductivity, you may contain other dopants other than a polyanion.
Other dopants may be donor-type or acceptor-type as long as the π-conjugated conductive polymer can be oxidized and reduced.
Specific examples of donor dopant and acceptor dopant are shown below.

・ドナー性ドーパント
ドナー性ドーパントとしては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等の4級アミン塩化合物等が挙げられる。
Donor-type dopants Examples of donor-type dopants include alkali metals such as sodium and potassium, alkaline earth metals such as calcium and magnesium, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, and dimethyl. And quaternary amine salt compounds such as diethylammonium.

・アクセプタ性ドーパント
アクセプタ性ドーパントとしては、例えば、ハロゲン化合物、ルイス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用できる。
さらに、ハロゲン化合物としては、例えば、塩素(Cl)、臭素(Br2)、ヨウ素(I)、塩化ヨウ素(ICl)、臭化ヨウ素(IBr)、フッ化ヨウ素(IF)等が挙げられる。
ルイス酸としては、例えば、PF、AsF、SbF、BF、BCl、BBr、SO等が挙げられる。
有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等が挙げられる。
-Acceptor dopant As an acceptor dopant, a halogen compound, a Lewis acid, a proton acid, an organic cyano compound, an organometallic compound etc. can be used, for example.
Furthermore, examples of the halogen compound include chlorine (Cl 2 ), bromine (Br 2 ), iodine (I 2 ), iodine chloride (ICl), iodine bromide (IBr), and iodine fluoride (IF). .
Examples of the Lewis acid include PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 5 , BCl 5 , BBr 5 , SO 3 and the like.
As the organic cyano compound, a compound containing two or more cyano groups in a conjugated bond can be used. For example, tetracyanoethylene, tetracyanoethylene oxide, tetracyanobenzene, tetracyanoquinodimethane, tetracyanoazanaphthalene, and the like can be given.

プロトン酸としては、無機酸、有機酸が挙げられる。さらに、無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等が挙げられる。また、有機酸としては、有機カルボン酸、有機スルホン酸等が挙げられる。   Examples of the protonic acid include inorganic acids and organic acids. Furthermore, examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, borohydrofluoric acid, hydrofluoric acid, and perchloric acid. Examples of organic acids include organic carboxylic acids and organic sulfonic acids.

有機カルボン酸としては、脂肪族、芳香族、環状脂肪族等にカルボキシル基を一つ又は二つ以上を含むものを使用できる。例えば、ギ酸、酢酸、シュウ酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、コハク酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ニトロ酢酸、トリフェニル酢酸等が挙げられる。   As the organic carboxylic acid, aliphatic, aromatic, cycloaliphatic or the like containing one or more carboxyl groups can be used. For example, formic acid, acetic acid, oxalic acid, benzoic acid, phthalic acid, maleic acid, fumaric acid, malonic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, nitroacetic acid, And triphenylacetic acid.

有機スルホン酸としては、脂肪族、芳香族、環状脂肪族等にスルホ基を一つ又は二つ以上含むものを使用できる。スルホ基を一つ含むものとしては、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1−プロパンスルホン酸、1−ブタンスルホン酸、1−ヘキサンスルホン酸、1−ヘプタンスルホン酸、1−オクタンスルホン酸、1−ノナンスルホン酸、1−デカンスルホン酸、1−ドデカンスルホン酸、1−テトラデカンスルホン酸、1−ペンタデカンスルホン酸、2−ブロモエタンスルホン酸、3−クロロ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、コリスチンメタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アミノメタンスルホン酸、1−アミノ−2−ナフト−ル−4−スルホン酸、2−アミノ−5−ナフトール−7−スルホン酸、3−アミノプロパンスルホン酸、N−シクロヘキシル−3−アミノプロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキシルベンゼンスルホン酸、ヘプチルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ペンタデシルベンゼンスルホン酸、へキサデシルベンゼンスルホン酸、2,4−ジメチルベンゼンスルホン酸、ジプロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸 、o−アミノベンゼンスルホン酸、m−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノ−2−クロロトルエン−5−スルホン酸、4−アミノ−3−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アミノ−5−メトキシ−2−メチルベンゼンスルホン酸、2−アミノ−5−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アミノ−2−メチルベンゼン−1−スルホン酸、5−アミノ−2−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アミノ−3−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アセトアミド−3−クロロベンゼンスルホン酸、4−クロロ−3−ニトロベンゼンスルホン酸、p−クロロベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ペンチルナフタレンスルホン酸、ジメチルナフタレンスルホン酸、4−アミノ−1−ナフタレンスルホン酸、8−クロロナフタレン−1−スルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物、メラミンスルホン酸ホルマリン重縮合物等のスルホ基を含むスルホン酸化合物等が挙げられる。   As the organic sulfonic acid, aliphatic, aromatic, cycloaliphatic or the like containing one or more sulfo groups can be used. Examples of those containing one sulfo group include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 1-hexanesulfonic acid, 1-heptanesulfonic acid, 1-octanesulfonic acid, 1-nonanesulfonic acid, 1-decanesulfonic acid, 1-dodecanesulfonic acid, 1-tetradecanesulfonic acid, 1-pentadecanesulfonic acid, 2-bromoethanesulfonic acid, 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonic acid, trifluoromethane Sulfonic acid, colistin methanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, aminomethanesulfonic acid, 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic acid, 2-amino-5-naphthol-7-sulfone Acid, 3-aminopropanesulfonic acid, N-cyclohexyl-3- Minopropanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, propylbenzenesulfonic acid, butylbenzenesulfonic acid, pentylbenzenesulfonic acid, hexylbenzenesulfonic acid, heptylbenzenesulfonic acid, octylbenzene Sulfonic acid, nonylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, undecylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, pentadecylbenzenesulfonic acid, hexadecylbenzenesulfonic acid, 2,4-dimethylbenzenesulfonic acid, dipropylbenzenesulfone Acid, butylbenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, o-aminobenzenesulfonic acid, m-aminobenzenesulfonic acid, 4-amino-2-chlorotolue -5-sulfonic acid, 4-amino-3-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-amino-5-methoxy-2-methylbenzenesulfonic acid, 2-amino-5-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4 -Amino-2-methylbenzene-1-sulfonic acid, 5-amino-2-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-amino-3-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-acetamido-3-chlorobenzenesulfonic acid 4-chloro-3-nitrobenzenesulfonic acid, p-chlorobenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, methylnaphthalenesulfonic acid, propylnaphthalenesulfonic acid, butylnaphthalenesulfonic acid, pentylnaphthalenesulfonic acid, dimethylnaphthalenesulfonic acid, 4-amino- 1-naphthalenesulfonic acid, 8-chloronaphthalene-1 Acid, naphthalenesulfonic acid-formalin polycondensate, a sulfonic acid compound containing a sulfo group such as melamine sulfonic acid-formalin polycondensates, and the like.

スルホ基を二つ以上含むものとしては、例えば、エタンジスルホン酸、ブタンジスルホン酸、ペンタンジスルホン酸、デカンジスルホン酸、m−ベンゼンジスルホン酸、o−ベンゼンジスルホン酸、p−ベンゼンジスルホン酸、トルエンジスルホン酸、キシレンジスルホン酸、クロロベンゼンジスルホン酸、フルオロベンゼンジスルホン酸、アニリン−2,4−ジスルホン酸、アニリン−2,5−ジスルホン酸、ジメチルベンゼンジスルホン酸、ジエチルベンゼンジスルホン酸、ジブチルベンゼンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、メチルナフタレンジスルホン酸、エチルナフタレンジスルホン酸、ドデシルナフタレンジスルホン酸、ペンタデシルナフタレンジスルホン酸、ブチルナフタレンジスルホン酸、2−アミノ−1,4−ベンゼンジスルホン酸、1−アミノ−3,8−ナフタレンジスルホン酸、3−アミノ−1,5−ナフタレンジスルホン酸、8−アミノ−1−ナフトール−3,6−ジスルホン酸、4−アミノ−5−ナフトール−2,7−ジスルホン酸、アントラセンジスルホン酸、ブチルアントラセンジスルホン酸、4−アセトアミド−4’−イソチオ−シアナトスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、4−アセトアミド−4’−イソチオシアナトスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、4−アセトアミド−4’−マレイミジルスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、1−アセトキシピレン−3,6,8−トリスルホン酸、7−アミノ−1,3,6−ナフタレントリスルホン酸、8−アミノナフタレン−1,3,6−トリスルホン酸、3−アミノ−1,5,7−ナフタレントリスルホン酸等が挙げられる。   Examples of those containing two or more sulfo groups include ethanedisulfonic acid, butanedisulfonic acid, pentanedisulfonic acid, decanedisulfonic acid, m-benzenedisulfonic acid, o-benzenedisulfonic acid, p-benzenedisulfonic acid, and toluenedisulfonic acid. Xylene disulfonic acid, chlorobenzene disulfonic acid, fluorobenzene disulfonic acid, aniline-2,4-disulfonic acid, aniline-2,5-disulfonic acid, dimethylbenzene disulfonic acid, diethylbenzene disulfonic acid, dibutylbenzene sulfonic acid, naphthalene disulfonic acid, Methyl naphthalene disulfonic acid, ethyl naphthalene disulfonic acid, dodecyl naphthalene disulfonic acid, pentadecyl naphthalene disulfonic acid, butyl naphthalene disulfonic acid, 2-amino-1,4-benze Disulfonic acid, 1-amino-3,8-naphthalenedisulfonic acid, 3-amino-1,5-naphthalenedisulfonic acid, 8-amino-1-naphthol-3,6-disulfonic acid, 4-amino-5-naphthol- 2,7-disulfonic acid, anthracene disulfonic acid, butylanthracene disulfonic acid, 4-acetamido-4'-isothio-cyanatostilbene-2,2'-disulfonic acid, 4-acetamido-4'-isothiocyanatostilbene-2 , 2'-disulfonic acid, 4-acetamido-4'-maleimidyl stilbene-2,2'-disulfonic acid, 1-acetoxypyrene-3,6,8-trisulfonic acid, 7-amino-1,3 6-naphthalene trisulfonic acid, 8-aminonaphthalene-1,3,6-trisulfonic acid, 3-amino-1,5,7-naphth Rent Li sulfonic acid and the like.

[電解液]
固体電解質層13aにおいては、π共役系導電性高分子が粒子径1〜500nmの粒子として形成することが多い。そのため、誘電体層12表面における微細な空隙の最深部にまでπ共役系導電性高分子が行き届かず、容量を引き出すことが難しくなることがある。このことから、固体電解質層13aに、必要に応じて電解液を浸透させることで、容量を補充することが好ましい。
[Electrolyte]
In the solid electrolyte layer 13a, the π-conjugated conductive polymer is often formed as particles having a particle diameter of 1 to 500 nm. For this reason, the π-conjugated conductive polymer does not reach the deepest part of the fine voids on the surface of the dielectric layer 12, and it may be difficult to draw out the capacitance. For this reason, it is preferable to replenish the capacity by impregnating the electrolyte solution into the solid electrolyte layer 13a as necessary.

電解液としては導電性が高ければ特に限定されず、周知の溶媒中に周知の電解質を溶解させたものである。
電解液における溶媒としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等のアルコール系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等のアミド系溶媒、アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等のニトリル系溶媒、水等が挙げられる。
電解質としては、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸、蟻酸、1,6−デカンジカルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、1,7−オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機酸、あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価アルコール錯化合物、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸などをアニオン成分とし、一級アミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン等)、二級アミン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等)、三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7等)、テトラアルキルアンモニウム(テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等)などをカチオン成分とした電解質が挙げられる。
The electrolytic solution is not particularly limited as long as it has high conductivity, and a known electrolyte is dissolved in a known solvent.
Examples of the solvent in the electrolytic solution include alcohol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin; lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; Examples thereof include amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide and N-methylpyrrolidinone, nitrile solvents such as acetonitrile and 3-methoxypropionitrile, water and the like.
Examples of the electrolyte include adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, formic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5,6 -Decane dicarboxylic acid such as decanedicarboxylic acid, octane dicarboxylic acid such as 1,7-octane dicarboxylic acid, organic acid such as azelaic acid and sebacic acid, or boric acid, polyhydric alcohol of boric acid obtained from boric acid and polyhydric alcohol Complex compounds, inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid are used as anionic components, and primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, Methylethylamine, diphenylamine, etc.), tertiary amine (trimethyl) Amine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7, etc.), tetraalkylammonium (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, Examples thereof include electrolytes containing methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.) as cationic components.

(導電層)
導電層13bは、例えば、カーボン、銀、アルミニウム等の層から構成されたものである。導電層13bが、カーボン、銀等で構成される場合には、カーボン、銀等の導電体を含む導電性ペーストから形成することができる。また、導電層13bがアルミニウムで構成される場合には、アルミニウム箔からなる。
(Conductive layer)
The conductive layer 13b is composed of a layer of carbon, silver, aluminum or the like, for example. When the conductive layer 13b is made of carbon, silver or the like, it can be formed from a conductive paste containing a conductor such as carbon or silver. When the conductive layer 13b is made of aluminum, it is made of an aluminum foil.

以上説明したコンデンサ10の固体電解質層13に含まれる化合物1は、ポリアニオンのアニオン基と相互作用しやすく、その結果、ポリアニオン同士を接近させることができると考えられる。そのため、ドーピングによってポリアニオン上に吸着されているπ共役導電性高分子同士も接近させることができる。これにより、π共役系導電性高分子同士間の導電現象であるホッピングに必要なエネルギーが小さくなり、全体の電気抵抗が小さくなる(導電性が高くなる)と考えられる。固体電解質層13aの導電性が高くなった結果、コンデンサ10のESRが小さくなる。
また、化合物1は水素を放出するため、π共役系導電性高分子の酸化劣化の際に生じるラジカルを失活させることができる。これにより、ラジカルの連鎖反応を遮断することができ、劣化の進行を抑制できるため、耐熱性及び安定性を高くすることもできる。
It is considered that the compound 1 contained in the solid electrolyte layer 13 of the capacitor 10 described above easily interacts with the anion group of the polyanion, and as a result, the polyanions can be brought close to each other. Therefore, π-conjugated conductive polymers adsorbed on the polyanion by doping can also be brought close to each other. Thereby, it is considered that the energy required for hopping, which is a conductive phenomenon between π-conjugated conductive polymers, is reduced, and the overall electrical resistance is reduced (conductivity is increased). As a result of the increased conductivity of the solid electrolyte layer 13a, the ESR of the capacitor 10 decreases.
In addition, since Compound 1 releases hydrogen, radicals generated during oxidative degradation of the π-conjugated conductive polymer can be deactivated. Thereby, the chain reaction of radicals can be blocked and the progress of deterioration can be suppressed, so that the heat resistance and stability can be increased.

「コンデンサの製造方法」
コンデンサ10の製造方法は、弁金属の多孔質体からなる陽極11の表面を酸化して形成した誘電体層12表面に、導電性高分子溶液を塗布する工程(以下、工程Aという。)と、誘電体層12表面に塗布した導電性高分子溶液を乾燥させて固体電解質層13aを形成する工程(以下、工程Bという。)と、固体電解質層13a上に導電性ペーストを塗布して導電層13bを形成する工程(以下、工程Cという。)とを有する方法である。
"Capacitor manufacturing method"
The method for manufacturing the capacitor 10 includes a step of applying a conductive polymer solution to the surface of the dielectric layer 12 formed by oxidizing the surface of the anode 11 made of a porous body of valve metal (hereinafter referred to as step A). The conductive polymer solution applied to the surface of the dielectric layer 12 is dried to form the solid electrolyte layer 13a (hereinafter referred to as “process B”), and the conductive paste is applied on the solid electrolyte layer 13a to conduct electricity. And a step of forming the layer 13b (hereinafter referred to as step C).

[工程A]
工程Aにて使用される導電性高分子溶液は、π共役系導電性高分子とポリアニオンと化合物1と溶媒とを含有するものである。π共役系導電性高分子、ポリアニオン、化合物1としては、上述したものが使用される。
[Step A]
The conductive polymer solution used in step A contains a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, compound 1, and a solvent. As the π-conjugated conductive polymer, polyanion, and compound 1, those described above are used.

該導電性高分子溶液を調製する方法の一例としては、まず、溶媒中、ポリアニオンの存在下、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを、酸化剤を用いて化学酸化重合し、余剰の酸化剤や前駆体モノマーを除去して、π共役系導電性高分子とポリアニオンとが複合した複合体を含む溶液を調製する。次いで、化合物1を添加して、導電性高分子溶液を得る。   As an example of a method for preparing the conductive polymer solution, first, a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in a solvent in the presence of a polyanion is chemically oxidatively polymerized using an oxidizing agent, Excess oxidizing agent and precursor monomer are removed to prepare a solution containing a complex in which a π-conjugated conductive polymer and a polyanion are complexed. Next, Compound 1 is added to obtain a conductive polymer solution.

前記溶媒としては特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)などのアルコール系溶媒、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)などのアミド系溶媒、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル系溶媒、トルエン、キシレン、水など、これらの単独もしくは混合溶媒が用いられる。中でも、環境への負荷が小さいことから、水やアルコール系溶媒の使用が好ましい。   Examples of the solvent include, but are not limited to, alcohol solvents such as methanol, ethanol, and isopropanol (IPA), amide solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), and dimethylformamide (DMF), A ketone solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), acetone, or cyclohexanone, an ester solvent such as ethyl acetate or butyl acetate, toluene, xylene, water, or the like may be used alone or in combination. Among them, the use of water or an alcohol-based solvent is preferable because the load on the environment is small.

酸化剤としては、例えば、ぺルオキソ二硫酸アンモニウム(過硫酸アンモニウム)、ぺルオキソ二硫酸ナトリウム(過硫酸ナトリウム)、ぺルオキソ二硫酸カリウム(過硫酸カリウム)等のぺルオキソ二硫酸塩、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物、三フッ化ホウ素などの金属ハロゲン化合物、酸化銀、酸化セシウム等の金属酸化物、過酸化水素、オゾン等の過酸化物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、酸素等が挙げられる。   Examples of the oxidizing agent include peroxodisulfates such as ammonium peroxodisulfate (ammonium persulfate), sodium peroxodisulfate (sodium persulfate), potassium peroxodisulfate (potassium persulfate), ferric chloride, Transition metal compounds such as ferric sulfate, ferric nitrate and cupric chloride, metal halogen compounds such as boron trifluoride, metal oxides such as silver oxide and cesium oxide, peroxides such as hydrogen peroxide and ozone Products, organic peroxides such as benzoyl peroxide, oxygen and the like.

導電性高分子溶液は25℃におけるpHを3〜13に調整することが好ましく、5〜11に調整することがより好ましい。導電性高分子溶液のpHを3以上に調整すれば、導電性高分子溶液による誘電体層12又は導電層13bの腐食を防止できる。ただし、pH13を超えるとπ共役系導電性高分子の導電性が低下する傾向にある。
導電性高分子溶液のpHを3〜13に調整するためには、アルカリ性化合物を添加すればよい。
The conductive polymer solution is preferably adjusted to a pH of 3 to 13 at 25 ° C, more preferably 5 to 11. If the pH of the conductive polymer solution is adjusted to 3 or more, corrosion of the dielectric layer 12 or the conductive layer 13b by the conductive polymer solution can be prevented. However, when the pH exceeds 13, the conductivity of the π-conjugated conductive polymer tends to decrease.
In order to adjust the pH of the conductive polymer solution to 3 to 13, an alkaline compound may be added.

[工程B]
工程Bにおける導電性高分子溶液を誘電体層12の表面に塗布する方法としては、例えば、コーティング、浸漬、スプレーなどの公知の手法が挙げられる。乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥、真空乾燥等が挙げられる。
[Step B]
Examples of the method for applying the conductive polymer solution in the step B to the surface of the dielectric layer 12 include known methods such as coating, dipping, and spraying. Examples of the drying method include hot air drying and vacuum drying.

[工程C]
工程Cで使用される導電性ペーストとしては、例えば、カーボンペースト、銀ペーストなどが挙げられる。
[Step C]
Examples of the conductive paste used in step C include carbon paste and silver paste.

以上説明したコンデンサの製造方法は、導電性高分子溶液を塗布、乾燥することにより固体電解質層13aを形成するから、工程が簡便であり、大量生産に向いており、低コストである。また、導電性高分子溶液は、π共役系導電性高分子とポリアニオンと化合物1とを含んでいるため、ホッピングエネルギーを小さくすることができ、さらに、固体電解質層13a中のπ共役系導電性高分子の劣化を防ぐことができる。そのため、固体電解質層13aの導電性を高くできるので、コンデンサのESRを小さくできる。   In the capacitor manufacturing method described above, since the solid electrolyte layer 13a is formed by applying and drying a conductive polymer solution, the process is simple, suitable for mass production, and low cost. In addition, since the conductive polymer solution contains the π-conjugated conductive polymer, the polyanion, and the compound 1, the hopping energy can be reduced, and the π-conjugated conductive in the solid electrolyte layer 13a. Degradation of the polymer can be prevented. Therefore, since the conductivity of the solid electrolyte layer 13a can be increased, the ESR of the capacitor can be reduced.

以下に、例を示して本発明をさらに詳しく説明する。
(実施例1)
(1)導電性高分子溶液の調製
14.2g(0.1mol)の3,4−エチレンジオキシチオフェンと、2,000mlのイオン交換水に27.5g(0.15mol)のポリスチレンスルホン酸(分子量;約150,000)を溶かした溶液とを20℃で混合した。
これにより得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64g(0.13mol)の過硫酸アンモニウムと8.0g(0.02mol)の硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とを添加し、3時間攪拌して反応させた。
得られた反応液を透析して、未反応モノマー、酸化剤、酸化触媒を除去して約1.5質量%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)を含む溶液(以下、複合体溶液という。)を得た。
そして、この複合体溶液100gに、攪拌しながら、0.36gの25質量%アンモニア水を添加した後、2.5gの3,4,5−トリヒドロキシベンズアルデヒドを添加して、pH8.5の導電性高分子溶液を得た。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(Example 1)
(1) Preparation of conductive polymer solution 14.2 g (0.1 mol) of 3,4-ethylenedioxythiophene and 27.5 g (0.15 mol) of polystyrene sulfonic acid (2,000 ml of ion-exchanged water) (Molecular weight; about 150,000) was mixed at 20 ° C.
29.64 g (0.13 mol) of ammonium persulfate and 8.0 g (0.02 mol) of ferric sulfate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water were kept at 20 ° C. while stirring the mixed solution thus obtained. The oxidation catalyst solution was added and stirred for 3 hours to react.
The resulting reaction solution was dialyzed to remove unreacted monomers, oxidizing agent, and oxidation catalyst, and a solution containing about 1.5% by mass of polystyrenesulfonic acid-doped poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (hereinafter, This was referred to as a complex solution).
Then, after stirring, 0.36 g of 25% by mass of ammonia water was added to 100 g of this composite solution, and then 2.5 g of 3,4,5-trihydroxybenzaldehyde was added to make the pH 8.5 conductive. A functional polymer solution was obtained.

(2)コンデンサの製造
エッチドアルミニウム箔(陽極箔)に陽極リード端子を接続した後、アジピン酸ジアンモニウム10質量%水溶液中で100Vの電圧を印加し、化成(酸化処理)して、アルミニウム箔表面に誘電体層を形成してコンデンサ中間体を得た。
次に、コンデンサ中間体の陽極箔に、陰極リード端子を溶接させた対向アルミニウム陰極箔を、セルロース製のセパレータを介して積層し、これを巻き取って、コンデンサ素子とした。
このコンデンサ素子を(1)で調製した導電性高分子溶液に減圧下で浸漬した後、120℃の熱風乾燥機で60分間乾燥する工程を3回繰り返してコンデンサ中間体の誘電体層側表面に固体電解質層を形成させた。
次いで、固体電解質層が形成されたコンデンサ素子をアルミニウム製のケースに収容し、封口ゴムで封止して、コンデンサを作製した。
作製したコンデンサについて、LCZメータ2345(エヌエフ回路設計ブロック社製)を用いて、120Hzでの静電容量、100kHzでの等価直列抵抗(ESR)の初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
(2) Manufacture of capacitor After connecting the anode lead terminal to the etched aluminum foil (anode foil), a voltage of 100 V was applied in an aqueous solution of 10% by mass of diammonium adipate to form (oxidize) the aluminum foil. A dielectric layer was formed on the surface to obtain a capacitor intermediate.
Next, a counter aluminum cathode foil with a cathode lead terminal welded to the anode foil of the capacitor intermediate was laminated through a cellulose separator, and this was wound up to obtain a capacitor element.
The capacitor element is immersed in the conductive polymer solution prepared in (1) under reduced pressure and then dried for 60 minutes with a hot air dryer at 120 ° C. three times, so that the capacitor intermediate body has a surface on the dielectric layer side. A solid electrolyte layer was formed.
Next, the capacitor element on which the solid electrolyte layer was formed was housed in an aluminum case and sealed with a sealing rubber to produce a capacitor.
About the produced capacitor, the initial value of the electrostatic capacitance in 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) in 100 kHz was measured using LCZ meter 2345 (made by NF circuit design block company). The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2008135514
Figure 2008135514

(実施例2)
2.5gの3,4,5−トリヒドロキシベンズアルデヒドの代わりに4.5gのヒドロキシベンズアミドを用いたこと以外は実施例1と同様にして、コンデンサを作製した。そして、実施例1と同様にして静電容量、ESRの初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Example 2)
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that 4.5 g of hydroxybenzamide was used instead of 2.5 g of 3,4,5-trihydroxybenzaldehyde. Then, the initial values of capacitance and ESR were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例3)
2.5gの3,4,5−トリヒドロキシベンズアルデヒドの代わりに4.5gの3,4,5−トリヒドロキシベンズアミドを用いたこと以外は実施例1と同様にして、コンデンサを作製した。そして、実施例1と同様にして静電容量、ESRの初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Example 3)
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that 4.5 g of 3,4,5-trihydroxybenzamide was used instead of 2.5 g of 3,4,5-trihydroxybenzaldehyde. Then, the initial values of capacitance and ESR were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例4)
2.5gの3,4,5−トリヒドロキシベンズアルデヒドの代わりに4.5gのヒドロキシフェニルベンズメタクリルアミドを用いたこと以外は実施例1と同様にして、コンデンサを作製した。そして、実施例1と同様にして静電容量、ESRの初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
Example 4
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that 4.5 g of hydroxyphenylbenzmethacrylamide was used instead of 2.5 g of 3,4,5-trihydroxybenzaldehyde. Then, the initial values of capacitance and ESR were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例5)
複合体溶液100gに、0.36gの25質量%アンモニア水と30gのエタノールとを混合させた後、3.0gの2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンを添加したこと以外は実施例1と同様にして、コンデンサを作製した。そして、実施例1と同様にして、静電容量、ESRの初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Example 5)
Similar to Example 1 except that 0.36 g of 25% by mass aqueous ammonia and 30 g of ethanol were mixed with 100 g of the complex solution, and then 3.0 g of 2,3,4-trihydroxybenzophenone was added. Thus, a capacitor was produced. Then, in the same manner as in Example 1, the initial values of capacitance and ESR were measured. The measurement results are shown in Table 1.

(比較例1)
複合体溶液100gをそのまま導電性高分子溶液として使用したこと以外は実施例1と同様にして、コンデンサを作製した。そして、実施例1と同様にして、静電容量、ESRの初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that 100 g of the composite solution was used as it was as the conductive polymer solution. Then, in the same manner as in Example 1, the initial values of capacitance and ESR were measured. The measurement results are shown in Table 1.

(比較例2)
複合体溶液100gに、0.36gの25質量%アンモニア水のみを添加したこと以外は実施例1と同様にして、コンデンサを作製した。そして、実施例1と同様にして、静電容量、ESRの初期値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that only 0.36 g of 25% by mass ammonia water was added to 100 g of the composite solution. Then, in the same manner as in Example 1, the initial values of capacitance and ESR were measured. The measurement results are shown in Table 1.

固体電解質層が化合物1を含有する実施例1〜5のコンデンサは、ESRが小さかった。しかも、静電容量の低下は見られなかった。
固体電解質層が化合物1を含有しない比較例1,2のコンデンサは、ESRが大きかった。
The capacitors of Examples 1 to 5 in which the solid electrolyte layer contained Compound 1 had a low ESR. Moreover, no decrease in capacitance was observed.
The capacitors of Comparative Examples 1 and 2 in which the solid electrolyte layer did not contain Compound 1 had a large ESR.

本発明のコンデンサの一実施形態例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one embodiment of the capacitor | condenser of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 コンデンサ
11 陽極
12 誘電体層
13 陰極
13a 固体電解質層
10 Capacitor 11 Anode 12 Dielectric Layer 13 Cathode 13a Solid Electrolyte Layer

Claims (4)

弁金属の多孔質体からなる陽極と、陽極表面が酸化されて形成された誘電体層と、誘電体層表面側に形成された陰極とを具備するコンデンサにおいて、
陰極が、π共役系導電性高分子とポリアニオンと下記一般式(1)で表される化合物とを含む固体電解質層を有することを特徴とするコンデンサ。
Figure 2008135514
(一般式(1)におけるnは0〜5の整数である。Rは水素原子または任意の置換基である。)
In a capacitor comprising an anode made of a porous body of valve metal, a dielectric layer formed by oxidizing the anode surface, and a cathode formed on the surface side of the dielectric layer,
A capacitor, wherein the cathode has a solid electrolyte layer containing a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, and a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2008135514
(In general formula (1), n is an integer of 0 to 5. R 1 is a hydrogen atom or an arbitrary substituent.)
一般式(1)におけるRが、一般式(2)で表される置換基であり、一般式(1)におけるnと一般式(2)におけるmの合計が2以上であることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。
Figure 2008135514
(一般式(2)におけるmは0〜5の整数である。)
R 1 in the general formula (1) is a substituent represented by the general formula (2), and the total of n in the general formula (1) and m in the general formula (2) is 2 or more. The capacitor according to claim 1.
Figure 2008135514
(M in the general formula (2) is an integer of 0 to 5.)
一般式(1)におけるRが、一般式(3)で表される置換基であることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。
NR− (3)
(一般式(3)におけるR、Rは、各々独立して、水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシアルキル基のいずれかを表す。)
2. The capacitor according to claim 1, wherein R 1 in the general formula (1) is a substituent represented by the general formula (3).
NR 2 R 3- (3)
(R 2 and R 3 in the general formula (3) are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a hydroxy group, Represents any of alkyl groups.)
弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して形成した誘電体層表面に、π共役系導電性高分子とポリアニオンと下記化学式(1)で表される化合物と溶媒とを含有する導電性高分子溶液を塗布する工程と、
誘電体層表面に塗布した導電性高分子溶液を乾燥させる工程とを有することを特徴とするコンデンサの製造方法。
Figure 2008135514
(一般式(1)におけるnは0〜5の整数である。Rは水素原子または任意の置換基である。)
Conductivity containing a π-conjugated conductive polymer, a polyanion, a compound represented by the following chemical formula (1), and a solvent on the surface of a dielectric layer formed by oxidizing the surface of an anode made of a porous body of valve metal Applying a functional polymer solution;
And a step of drying the conductive polymer solution applied to the surface of the dielectric layer.
Figure 2008135514
(In general formula (1), n is an integer of 0 to 5. R 1 is a hydrogen atom or an arbitrary substituent.)
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