JPH03239720A - 導電性高分子の製造方法 - Google Patents
導電性高分子の製造方法Info
- Publication number
- JPH03239720A JPH03239720A JP2035840A JP3584090A JPH03239720A JP H03239720 A JPH03239720 A JP H03239720A JP 2035840 A JP2035840 A JP 2035840A JP 3584090 A JP3584090 A JP 3584090A JP H03239720 A JPH03239720 A JP H03239720A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- pyrrole
- gas
- polymer
- conductive polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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。
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］
本発明は導電性ポリマー、特に導電性ポリマー薄膜の製
法に関するものである。
法に関するものである。
［従来技術及びその問題点］
チオフェン、ピロール等の複素五員環化合物をされるポ
リマーは高い導電性を示し、バッテリーエレクトロクロ
ミズム材料やトランジスター、ダイオードなどの電子デ
バイスへの応用、さらには、帯電防止剤としての使用な
ど、多くの応用が検討されている。
リマーは高い導電性を示し、バッテリーエレクトロクロ
ミズム材料やトランジスター、ダイオードなどの電子デ
バイスへの応用、さらには、帯電防止剤としての使用な
ど、多くの応用が検討されている。
これら、ポリピロール、ポリチオフェン等の様に複素五
員環を含む化合物をモノマー成分として含有するポリマ
ーの場合、ポリマー本来の性質として導電性を示すこと
は無く、前記ポリマーの示す高い導電性は、重合過程で
ポリマーに取り込まれたり、重合終了後、ポリマーにド
ーピングされたりするドーパントによるものであること
は良く知られている。ドーパントの量を制御することに
よりポリマーの導電性を制御することも可能であり、高
い導電性を示すポリマーを得るためには、ドーパントを
効率よく、ポリマー中に取り込ませることが、重要な要
素となる。
員環を含む化合物をモノマー成分として含有するポリマ
ーの場合、ポリマー本来の性質として導電性を示すこと
は無く、前記ポリマーの示す高い導電性は、重合過程で
ポリマーに取り込まれたり、重合終了後、ポリマーにド
ーピングされたりするドーパントによるものであること
は良く知られている。ドーパントの量を制御することに
よりポリマーの導電性を制御することも可能であり、高
い導電性を示すポリマーを得るためには、ドーパントを
効率よく、ポリマー中に取り込ませることが、重要な要
素となる。
一方、これらのポリマーに対して、デバイスへの応用を
考えた場合、ポリマーの薄膜化が必要である。ピロール
、チオフェンの様な複素五員環を含む化合物をモノマー
成分として含有するポリマー薄膜の作成には電解重合法
を用いるのが現在、最も一般的である。ところが、電解
重合法に於いては、ポリマー薄膜は、導電性の電極上に
しか形成されず、デバイスへの応用を考える上では、大
きな制約を受けることになる。
考えた場合、ポリマーの薄膜化が必要である。ピロール
、チオフェンの様な複素五員環を含む化合物をモノマー
成分として含有するポリマー薄膜の作成には電解重合法
を用いるのが現在、最も一般的である。ところが、電解
重合法に於いては、ポリマー薄膜は、導電性の電極上に
しか形成されず、デバイスへの応用を考える上では、大
きな制約を受けることになる。
有機薄膜の作成方法としては、蒸着法、光ＣＶＤ法、プ
ラズマ重合法などが知られている。この中で、プラズマ
重合法は、モノマーの選択性が広く、ピンホールの少な
い安定なポリマー薄膜が得られ、ポリマー薄膜を作成す
る有効な方法の１つである。プラズマ重合法による導電
性ポリマーの作成の試みも行われてきているが、一般に
プラズマ重合膜は、その高度に架橋された構造のため、
ドーパントを取り込ませることが難しいとされている。
ラズマ重合法などが知られている。この中で、プラズマ
重合法は、モノマーの選択性が広く、ピンホールの少な
い安定なポリマー薄膜が得られ、ポリマー薄膜を作成す
る有効な方法の１つである。プラズマ重合法による導電
性ポリマーの作成の試みも行われてきているが、一般に
プラズマ重合膜は、その高度に架橋された構造のため、
ドーパントを取り込ませることが難しいとされている。
ところが、最近、プラズマ重合の過程で、ドーパントを
ポリマーへ取り込ませる方法がいくつか開示されてきて
いる。
ポリマーへ取り込ませる方法がいくつか開示されてきて
いる。
例えば、特開昭６２−２０９１３３号公報には、低温プ
ラズマにより活性化されたヨウ素をピロール中へ導入す
ることにより、ヨウ素がドーピングされた導電性のポリ
ピロールを得る方法が、特開昭６２−２０９１３２号公
報には、ピロールとヨウ素との混合蒸気に低温プラズマ
を発生させ、プラズマ重合を行うことによりヨウ素がド
ーピングされた導電性のポリピロールを得る方法が開示
されている。
ラズマにより活性化されたヨウ素をピロール中へ導入す
ることにより、ヨウ素がドーピングされた導電性のポリ
ピロールを得る方法が、特開昭６２−２０９１３２号公
報には、ピロールとヨウ素との混合蒸気に低温プラズマ
を発生させ、プラズマ重合を行うことによりヨウ素がド
ーピングされた導電性のポリピロールを得る方法が開示
されている。
しかし、一般にヨウ素は不安定であり且つ毒性があり、
更には常温常圧では固体状態であるため、その保管や供
給が難しくその為、設備が割高となる恐れがある。
更には常温常圧では固体状態であるため、その保管や供
給が難しくその為、設備が割高となる恐れがある。
この欠点を改良する目的で、特開昭６３−２６８７３２
号公報には、ＦｅＣｌ３の様な無機塩類のドーパントを
使用する方法が開示されている。
号公報には、ＦｅＣｌ３の様な無機塩類のドーパントを
使用する方法が開示されている。
この方法では、平行平板型電極の高周波電極にドーパン
トを取り付け、更にこの電極よりシャワー上にモノマー
ガスを噴射させ、プラズマを発生させ、対向する接地電
極上の基板にドーピングされた導電性のプラズマ重合膜
を作成している。
トを取り付け、更にこの電極よりシャワー上にモノマー
ガスを噴射させ、プラズマを発生させ、対向する接地電
極上の基板にドーピングされた導電性のプラズマ重合膜
を作成している。
しかし、この方法によっても、高周波電極にドーパント
を取り付けたり、高周波電極よりシャワー状にモノマー
を噴射するなど、装置上の条件設定の難しさが有り、改
良が望まれている。
を取り付けたり、高周波電極よりシャワー状にモノマー
を噴射するなど、装置上の条件設定の難しさが有り、改
良が望まれている。
［発明の目的］
本発明の目的は、簡単で単純なプラズマ装置に依り導電
性のポリマー、さらには導電性のポリマー薄膜が得られ
る方法を提供することである。
性のポリマー、さらには導電性のポリマー薄膜が得られ
る方法を提供することである。
［発明の構成］
本発明は、ヨウ化メチルガスの存在下に、ピロール又は
ピロール誘導体をプラズマ重合し、導電性ポリマーを得
ることを特徴とする。
ピロール誘導体をプラズマ重合し、導電性ポリマーを得
ることを特徴とする。
本発明の特徴は、ヨウ化メチルにプラズマを作用させる
ことであり、ヨウ化メチルのプラズマ生成物が、ピロー
ルの重合を開始または、加速する働きとポリピロールに
ドーピングを行なう働きの両方の効果を示していると推
測される。
ことであり、ヨウ化メチルのプラズマ生成物が、ピロー
ルの重合を開始または、加速する働きとポリピロールに
ドーピングを行なう働きの両方の効果を示していると推
測される。
ヨウ化メチルは、減圧されたプラズマチャンバー内へ単
独で蒸気として導入することも、アルゴン、ヘリウム、
窒素等の不活性ガスをキャリアーガスとしてプラズマチ
ャンバー内へ導入することもできる。
独で蒸気として導入することも、アルゴン、ヘリウム、
窒素等の不活性ガスをキャリアーガスとしてプラズマチ
ャンバー内へ導入することもできる。
本発明で述べるピロール及びピロール誘導体としては、
ピロール及び、３−メチルピロール等置換基を含むピロ
ール化合物を示している。
ピロール及び、３−メチルピロール等置換基を含むピロ
ール化合物を示している。
ピロール及びピロール誘導体のモノマーガス（以下単に
「モノマーガス」とも言う）はプラズマチャンバーへヨ
ウ化メチルと共に導入し、プラズマチャンバー内で重合
させる。
「モノマーガス」とも言う）はプラズマチャンバーへヨ
ウ化メチルと共に導入し、プラズマチャンバー内で重合
させる。
又、プラズマを発生させる為のプラズマチャンバーとモ
ノマーを重合させるための反応チャンバーを別個に設け
、プラズマチャンバーでプラズマ状態のヨウ化メチルを
発生させ、モノマーガスの存在する反応チャンバーへ導
入し、プラズマ重合を行うことも可能である。
ノマーを重合させるための反応チャンバーを別個に設け
、プラズマチャンバーでプラズマ状態のヨウ化メチルを
発生させ、モノマーガスの存在する反応チャンバーへ導
入し、プラズマ重合を行うことも可能である。
モノマーガスをヨウ化メチルと共にプラズマチャンバー
へ導入する場合は、ヨウ化メチル／モノマーの体積比は
１７１〜５０／ｌ程度に設定するのが好ましく、ヨウ化
メチル過剰の状態でプラズマを発生させるのが好ましい
。
へ導入する場合は、ヨウ化メチル／モノマーの体積比は
１７１〜５０／ｌ程度に設定するのが好ましく、ヨウ化
メチル過剰の状態でプラズマを発生させるのが好ましい
。
ピロール及びピロール誘導体のうち、減圧されたチャン
バー内で常温で、気体でない（液体または固体）化合物
は、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスをキャリ
アーガスとしてバブリングするか、叉は加熱し、気化さ
せて使用する。プラズマチャンバー叉は反応チャンバー
への導入には、モノマー蒸気を直接導入することも、ア
ルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスとともに導入す
ることもできる。
バー内で常温で、気体でない（液体または固体）化合物
は、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスをキャリ
アーガスとしてバブリングするか、叉は加熱し、気化さ
せて使用する。プラズマチャンバー叉は反応チャンバー
への導入には、モノマー蒸気を直接導入することも、ア
ルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスとともに導入す
ることもできる。
プラズマを発生させる方法としては、例えば、Ｊ、 Ｒ
，ホラハン（Ｈｏｌｌａｈａｎ）とＡ、 Ｔ、ベル（Ｂ
ｅｌｌ）著「プラズマ化学の応用技術」 （ワイリー、
ニューヨーク １９７４）及び、Ｍ、ジエン（Ｓ ｈ
ｅ ｎ）著「重合体のプラズマ化学」 （デツカ−、ニ
ューヨーク １９７６）に記載されている公知の方法の
いずれによっても発生させることが出来る。
，ホラハン（Ｈｏｌｌａｈａｎ）とＡ、 Ｔ、ベル（Ｂ
ｅｌｌ）著「プラズマ化学の応用技術」 （ワイリー、
ニューヨーク １９７４）及び、Ｍ、ジエン（Ｓ ｈ
ｅ ｎ）著「重合体のプラズマ化学」 （デツカ−、ニ
ューヨーク １９７６）に記載されている公知の方法の
いずれによっても発生させることが出来る。
プラズマ発生、のためのプラズマチャンバー内のガス圧
力としては、０．００５〜ＩＴｏｒｒに設定するのか好
ましく、プラズマ出力としては、１０〜５０Ｗか良好で
ある。
力としては、０．００５〜ＩＴｏｒｒに設定するのか好
ましく、プラズマ出力としては、１０〜５０Ｗか良好で
ある。
導電性ポリマーの薄膜を形成させる基材としては、石英
、ガラス、シリコン、他のセラミクス類、鉄、アルミ、
金、銀等の金属、更には有機ポリマー薄膜又は、これら
を複合化したものなど、数多くの素材を選択することが
出来、導電性の電極上にしか薄膜の形成ができない電解
重合法と比較した場合、シリコン、セラミクス等絶縁性
の基材を選択でき、デバイスへの応用を考える上では非
常に有利であることがわかる。
、ガラス、シリコン、他のセラミクス類、鉄、アルミ、
金、銀等の金属、更には有機ポリマー薄膜又は、これら
を複合化したものなど、数多くの素材を選択することが
出来、導電性の電極上にしか薄膜の形成ができない電解
重合法と比較した場合、シリコン、セラミクス等絶縁性
の基材を選択でき、デバイスへの応用を考える上では非
常に有利であることがわかる。
又、生成したプラズマ重合膜はＩ２、Ｂｒ２等のハＤゲ
ンガス、ＡｓＦ５、ＳＯ３、ＨＮＯ等のルイス酸、プロ
トン酸のガス、ＬｉＣＩＯ４、ＬｉＢＦ、、 ＦｅＣｌ
３の電解液などによりドーピングを行い、更に、電気伝
導度を高めることも可能である。
ンガス、ＡｓＦ５、ＳＯ３、ＨＮＯ等のルイス酸、プロ
トン酸のガス、ＬｉＣＩＯ４、ＬｉＢＦ、、 ＦｅＣｌ
３の電解液などによりドーピングを行い、更に、電気伝
導度を高めることも可能である。
［実施例］
以下実施例を示して本発明を更に詳しく説明する。
実施例
平行平板電極を持つプラズマ反応装置（サムコインター
ナショナル研究所（株）製ベーシックプラズマキットＢ
Ｐ−１）を、ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒて３０分間脱気後、
ヨウ化メチルガスを０．３Ｔｏｒｒとなる様にプラズマ
ジャーへ導入し、続いて、アルゴンカスをキャリアーガ
スとしてピロールガスをプラズマジャー内が０．４Ｔｏ
ｒｒとなる様導入した。次いで平行平板電極に１３．５
６ＭＨｚの高周波を２０Ｗの出力で印加し、プラズマを
発生させ、ガラス基板上に６０分間、プラズマ重合膜を
生成させた。
ナショナル研究所（株）製ベーシックプラズマキットＢ
Ｐ−１）を、ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒて３０分間脱気後、
ヨウ化メチルガスを０．３Ｔｏｒｒとなる様にプラズマ
ジャーへ導入し、続いて、アルゴンカスをキャリアーガ
スとしてピロールガスをプラズマジャー内が０．４Ｔｏ
ｒｒとなる様導入した。次いで平行平板電極に１３．５
６ＭＨｚの高周波を２０Ｗの出力で印加し、プラズマを
発生させ、ガラス基板上に６０分間、プラズマ重合膜を
生成させた。
ガラス基板上には、褐色の重合薄膜（膜厚、１．３μｍ
）が得られ、四端子法により測定した電気伝導度は２．
９Ｘ１０−５Ｓ／ａｎであった。
）が得られ、四端子法により測定した電気伝導度は２．
９Ｘ１０−５Ｓ／ａｎであった。
比較例
実施例と同様の装置を用い、ピロールガスをアルゴンガ
スをキャリアーガスとしてプラズマジャー内が０．０５
Ｔｏｒｒとなる様導入した。次いで平行平板電極に１３
．５６ＭＨｚの高周波を２０Ｗの出力で印加し、プラズ
マを発生させ、ガラス基板上に３０分間、プラズマ重合
膜を生成させた。ガラス基板上に、黄色い重合薄膜（膜
厚、０．５１μｍ）が得られたが、電気伝導度は１０−
’Ｓ／ａｎ以下であった。
スをキャリアーガスとしてプラズマジャー内が０．０５
Ｔｏｒｒとなる様導入した。次いで平行平板電極に１３
．５６ＭＨｚの高周波を２０Ｗの出力で印加し、プラズ
マを発生させ、ガラス基板上に３０分間、プラズマ重合
膜を生成させた。ガラス基板上に、黄色い重合薄膜（膜
厚、０．５１μｍ）が得られたが、電気伝導度は１０−
’Ｓ／ａｎ以下であった。
［発明の効果］
本発明により、簡単で単純なプラズマ装置により導電性
のポリマー、更には導電性のポリマー薄膜を任意の基材
上へ作成することが出来、バッテリー、エレクトロクロ
ミック表示素子など種々のデバイスへの応用が可能であ
る。
のポリマー、更には導電性のポリマー薄膜を任意の基材
上へ作成することが出来、バッテリー、エレクトロクロ
ミック表示素子など種々のデバイスへの応用が可能であ
る。
Claims (1)
- １、ヨウ化メチルガスの存在下に、ピロール又はピロー
ル誘導体をプラズマ重合し、導電性ポリマーを得ること
を特徴とする導電性ポリマーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035840A JPH03239720A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 導電性高分子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035840A JPH03239720A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 導電性高分子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239720A true JPH03239720A (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=12453178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035840A Pending JPH03239720A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 導電性高分子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03239720A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002039464A3 (en) * | 2000-11-10 | 2002-08-22 | Univ Connecticut | Conductive elastomeric foams and method of manufacture thereof |
| CN103021507A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 滁州恒恩光电科技有限公司 | 一种含有三氯叔丁醇的导电银铝浆 |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2035840A patent/JPH03239720A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002039464A3 (en) * | 2000-11-10 | 2002-08-22 | Univ Connecticut | Conductive elastomeric foams and method of manufacture thereof |
| CN103021507A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 滁州恒恩光电科技有限公司 | 一种含有三氯叔丁醇的导电银铝浆 |
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