JPH11340091A - コンデンサー及びその製造方法 - Google Patents

コンデンサー及びその製造方法

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JPH11340091A
JPH11340091A JP14314398A JP14314398A JPH11340091A JP H11340091 A JPH11340091 A JP H11340091A JP 14314398 A JP14314398 A JP 14314398A JP 14314398 A JP14314398 A JP 14314398A JP H11340091 A JPH11340091 A JP H11340091A
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由継 小島
Yoshiaki Fukushima
喜章 福嶋
Osami Uegakito
修己 上垣外
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いコンデンサー容量を有する,コンデンサ
ー及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 比表面積が1×1082/m3以上であ
る誘電体層を有するコンデンサー。導電性多孔質基材の
表面に誘電体層を形成する工程と,該誘電体層の上に対
電極層を被覆する工程とを行ない,導電性多孔質基材1
1と誘電体層2と対電極層33とよりなるコンデンサー
1を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,高いコンデンサー容量を有する
コンデンサー及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】電子部品であるコンデンサーの製造方法と
しては,例えば特開昭56−67919号公報に示され
る方法がある。この方法は,基盤上に形成した金属から
なる導電体薄膜の表面を,イオン注入法で酸化し,その
導体薄膜表面に誘電体層を形成した後,更に該誘電体層
の上に,スパッタ法により導電体層(対電極層)を被覆
して超薄膜コンデンサーを作製する方法である。そし
て,コンデンサーは,できるだけ高いコンデンサー容量
を有することが望まれている。
【0003】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記公報に示
される方法では,誘電体層の形成法としてイオン注入
法,対電極層形成法としてスパッタ法を用いている。そ
のため,基板が平坦な場合には,これらの手法の使用は
可能であるが,複雑な細孔によって大比表面積を形成し
ている活性炭には使用できない。そのため,コンデンサ
ーの容量を支配する誘電体の表面積を大きくすることが
できず,コンデンサー容量を高くできない。
【0004】また,従来,コンデンサー容量の向上のた
めに種々の技術が検討されているが,結局のところ誘電
体層の比表面積を充分に大きくできないために,高いコ
ンデンサー容量を有するコンデンサーを得ることができ
ない。
【0005】本発明は,かかる従来の問題点に鑑み,高
いコンデンサー容量を有する,コンデンサー及びその製
造方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題の解決手段】請求項1の発明は,比表面積が1×
1082/m3 以上である誘電体層を有することを特徴
とするコンデンサーにある。
【0007】上記コンデンサーは,基本的には,上記誘
電体層の両側に電極層を有している。この電極層は,後
述するごとく,誘電体層の一方の表面に形成した対電極
層と,他方の表面に形成した導電性多孔質基材であって
もよい(図2参照)。また,後表の導電性多孔質基材の
代わりに対電極層と同様の電極層を形成したものであっ
てもよい(図7参照)。
【0008】そして,本発明においては,上記電極層の
間に設けた誘電体層が,上記のごとく1×1082/m
3という比表面積を有しているので,極めて高いコンデ
ンサー容量を発揮する。即ち,例えば,従来,多孔質基
材の表面に誘電体層を被覆することによって比表面積を
向上させることは試みられているが,このものでもせい
ぜい3×1072/m3の比表面積しか得られず,その
結果コンデンサー容量も0.02mAh/gしかない。
【0009】これに対して,本発明では,上記のごとき
大きな比表面積を有するので,少なくとも2mAh/g
という高いコンデンサー容量を得ることができる(実施
形態例参照)。なお,上記比表面積(m2/m3)とは,
誘電体層を被覆した多孔質基材の体積(m3)に対する
誘電体層表面の表面積(m2)の割合をいう。
【0010】次に,上記のごとき高いコンデンサー容量
を有するコンデンサーを製造する方法としては,請求項
2の発明のように,導電性多孔質基材の表面に誘電体層
を形成する工程と,該誘電体層の上に対電極層を被覆す
る工程とを行ない,導電性多孔質基材と誘電体層と対電
極層とよりなるコンデンサーを得ることを特徴とするコ
ンデンサーの製造方法がある。
【0011】本発明においては,導電性多孔質基材の表
面に誘電体層を形成し,更にその上に対電極層を被覆形
成している。そのため,導電性多孔質基材を一方の電極
層として兼用することができる。また,導電性多孔質基
材を用いており,このものは比表面積が非常に大きい鋳
型としての役割を発揮するので,容易に,比表面積1×
1082/m3以上の誘電体層を形成することができ
る。そのため,高いコンデンサー容量を有するコンデン
サーを容易に得ることができる。
【0012】本発明において,上記導電性多孔質基材と
は,導電性を持ち,かつ多孔質である基材をいう。この
ような導電性多孔質基材としては,例えば活性炭等の多
孔質炭素,多孔質アルミや多孔質タンタル等の多孔質金
属,多孔質酸化ルテニウム,多孔質酸化バナジウム,多
孔質酸化インジウム,多孔質酸化錫,多孔質酸化ニッケ
ル等の金属および/または半金属の導電性を持つ酸化物
からなる多孔体等を用いることができる。上記の中,特
に活性炭は比表面積が高く,コンデンサー容量を高くで
きるので,好ましい。
【0013】誘電体層としては,金属および/半金属の
酸化物,窒化物の1種又は2種以上の組合せを用いるこ
とができる。特に,金属および/半金属の酸化物のう
ち,ペロブスカイト型化合物や酸化チタン系化合物は,
誘電率が高く,コンデンサー容量を高くできるので,よ
り好ましい。
【0014】ペロブスカイト型化合物には,BaTiO
3,SrTiO3,CaTiO3,PbTiO3,BaZr
3,PbZrO3,PbxSr1-x(ZrT1-y )O3
の2価と4価の元素の組合せからなるA2+4+3型化
合物,NaTaO3,KTaO 3,NaNbO3,KxNa
1-x (NbyTa1-y )O3等の1価と5価の元素の組合
せからなるA1+5+3型化合物,LaAlO3等の3価
の元素の組合せからなるA3+3+3型化合物,2価,
3価,5価の元素の組合せからなるA2+(B3+ 0 .5B’
5+ 0.5)O3型化合物,2価と6価の元素の組合せからな
るA2+(B2+ 0.5B’6+ 0.5)O3 型化合物,1価,2
価,7価の元素の組合せからなるA2+(B1 + 0.5B’7+
0.5)O3型化合物,2価,3価,4価の元素の組合せか
らなるA3+(B2+ 0.5B’4+ 0.5)O3型化合物,1価,
2価,5価の元素の組合せからなるA2 +(B1+ 0.25B’
5+ 0.75)O3型化合物等があり,これらのうちの1種ま
たは2種以上よりなる化合物および/または混合物を用
いることができる。
【0015】また,酸化チタン系化合物には,TiO
およびTiOに熔剤を20%以下の範囲で加えたもの
がある。熔剤としては,Ba,Sr,Ca,Mg,Be
のチタン酸塩,CaO,MgO,BeO,BaCO3
SiOBeO,BaCO,SiO等を用いること
ができる。
【0016】上記導電性多孔質基材の表面に誘電体層を
形成する誘電体層形成工程としては,CVDコート法,
後述する超臨界コート法を用いることができる。特に超
臨界コート法は,均一な誘電体層を短時間で形成するこ
とができるので,より好ましい。また,誘電体層のコー
ト後に熱処理を行い,誘電体層を結晶化させることによ
り,誘電率を向上させることができる。熱処理を行った
ほうが誘電体層の誘電率を向上できるので,より好まし
い。上記熱処理は,300〜1200℃に加熱すること
が好ましい。なお,更に好ましくは,600〜900℃
である。
【0017】また,上記超臨界コート法は,超臨界流体
に反応前駆体を溶解して前駆体流体を作製する溶解工程
と,反応開始剤を含有させた多孔質基材と接触させて,
上記前駆体と反応開始剤とを反応させ,該多孔質基材の
表面に反応生成物をコーティングするコート工程とから
なる。
【0018】上記の超臨界流体としては,例えば,メタ
ン,エタン,プロパン,ブタン,エチレン,プロピレン
等の炭化水素,メタノール,エタノール,プロパノー
ル,iso−プロパノール,ブタノール,iso−ブタ
ノール,sec−ブタノール,tert−ブタノール等
のアルコール,アセトン,メチルエチルケトン等のケト
ン類,二酸化炭素,アンモニア,塩素,クロロホルム,
フレオン類等を用いることができる。
【0019】また,反応前駆体の超臨界流体への溶解度
を調整するために,メタノール,エタノール,プロパノ
ール等のアルコール,アセトン,エチルメチルケトン等
のケトン類,ベンゼン,トルエン,キシレン等の芳香族
炭化水素等をエントレーナとして用いることができる。
【0020】上記の反応前駆体としては,金属または/
および半金属のアルコキシド,金属または/および半金
属のアセチルアセテート,金属または/および半金属の
有機酸塩,金属または/および半金属の硝酸塩,金属ま
たは/および半金属のオキシ塩化物,金属または/およ
び半金属の塩化物等の単独,又は2種以上よりなる混合
物を用いることができる。
【0021】上記の反応開始剤としては,上記反応前駆
体に対するものとして水がある。なお,外部から反応開
始剤を加えず,OH基などの多孔質基材の表面官能基を
反応開始剤として用いることもできる。
【0022】上記反応開始剤を上記多孔質基材に含有さ
せる方法としては,例えば気層接触法,液層接触法等が
ある。多孔質基材は細孔を有するので,反応開始剤を含
む気体,液体と接触させることで容易に,反応開始剤を
含有させることができる。反応生成物である誘電体層の
コーティング厚みは,反応開始剤の量および/または反
応前駆体の量を調整することによって,数原子の厚みま
で調整できる。
【0023】例えば,反応開始剤が水および/またはO
H基等の多孔質基材の表面官能基であり,反応生成物が
チタニア(TiO),多孔質基材が活性炭の場合,活
性炭中の水分量は,活性炭が接する雰囲気中の水分量を
調整することにより,活性炭の表面積,等温吸着線等の
データをもとに加減でき,OH基等の活性炭の表面官能
基の量は,活性炭の賦活条件を最適化することによって
調整できる。このようにして,所定のチタニア等の反応
生成物からなる誘電体層を数原子の厚みから種々の厚み
に設計することが可能である。
【0024】なお,従来,多孔質基材の表面に誘電体層
を形成する方法としては,誘電体層用材料をエタノール
等の溶媒に溶かして,これを多孔質基材の表面にコート
する方法が提案されている。しかし,このように液体を
溶媒とした誘電体層のコート方法では,液体の表面張力
が高いため,多孔質基材の細孔内まで溶媒が入らず,コ
ート層が基材の細孔を塞いでしまう。そのため,この方
法では多孔質基材自体は比表面積が大きいものの,この
表面に形成した誘電体層の比表面積は非常に低くなって
しまう。
【0025】次に,上記電極層としては,Pt,Pd,
Au,Rh等の金属,導電性炭素,金属酸化物導電体,
金属酸化物半導体等を用いることができる。また,電極
層形成工程としては,上記誘電体層の上に,上記超臨界
コート法により電極層前駆体をコートし,後処理により
電極層前駆体を反応させて導電体の上に対電極層を得る
方法がある。或いはCVDにより対電極層を形成する方
法がある。
【0026】上記の電極層前駆体としては,金属または
/および半金属のアルコキシド,金属または/および半
金属のアセチルアセテート,金属または/および半金属
の有機酸塩,金属または/および半金属の硝酸塩,金属
または/および半金属のオキシ塩化物,金属または/お
よび半金属の塩化物,熱処理により炭化する炭化水素,
酸素含有炭化水素,塩素含有炭化水素等を用いることが
できる。また,それらの1種又は2種以上よりなる化合
物および/または,それら化合物の1種又は2種以上よ
りなる混合物を用いることができる。
【0027】また,上記の反応前駆体コート後の後処理
による反応としては,次の方法がある。 (1)電極層が金属の場合,例えば,電極層前駆体とし
て金属塩化物を用い,CVDコート法或いは超臨界コー
ト法によりコートし,金属塩化物を熱分解し,金属層を
得る方法がある。金属塩化物の代りに金属アセチルアセ
テートを用いることもできる。
【0028】(2)電極層が導電性炭素の場合,例え
ば,熱処理により炭化する炭化水素,酸素含有炭化水
素,塩素含有炭化水素等をCVDコート法,或いは超臨
界コート法によりコートし,熱処理により炭化させ,導
電性炭素層を形成する方法がある。
【0029】(3)電極層が金属酸化物導電体或いは金
属酸化物半導体である場合は,例えば,金属アルコキシ
ドをCVDコート法或いは超臨界コート法によりコート
し,加水分解して形成することができる。上記の金属ア
ルコキシドの代りに,金属アセチルアセテート,金属有
機酸塩,金属硝酸塩,金属オキシ塩化物,金属塩化物を
用いることもできる。
【0030】(4)電極層が半金属酸化物導電体或いは
半金属酸化物半導体である場合は,例えば,金属アルコ
キシドをCVDコート法,或いは超臨界コート法により
コートし,加水分解して形成することができる。半金属
アルコキシドの代りに,半金属アセチルアセテート,半
金属有機酸塩,半金属硝酸塩,半金属オキシ塩化物,半
金属塩化物を用いることもできる。
【0031】上記のいずれの場合も,超臨界コート法
は,対電極層を短時間で誘電体層の細孔内部まで形成す
ることができるので,より好ましい方法である。
【0032】また,上記のいずれの場合も,前述の対電
極層製造工程で形成した電極層の上に,液相コート法に
より,電極層前駆体をより厚くコートし,後処理により
反応させて電極層を形成し,より導電率を向上させても
よい。また,2種類以上の電極層を積層してもよい。
【0033】上記誘電体層の表面に対電極層を形成する
液相コート法とは,アルコール等の溶媒に反応前駆体を
溶解してコート液を作製する溶解工程と,反応開始剤を
含有させた誘電体層と接触させて,上記前駆体と反応開
始剤とを反応させ,誘電体層の表面に反応生成物をコー
ティングするコート工程を有する被覆方法をいう。
【0034】次に,上記コンデンサーを製造する他の製
造方法としては,請求項3の発明のように,多孔質基材
の表面に基材側電極層を形成する工程と,該基材側電極
層の上に誘電体層を形成する工程と,該誘電体層の上に
対電極層を形成する工程とを行ない,多孔質基材と基材
側電極層と誘電体層と対電極層とよりなるコンデンサー
を得ることを特徴とするコンデンサーの製造方法があ
る。
【0035】本発明においても,上記のごとき優れたコ
ンデンサーを容易に得ることができる。
【0036】上記多孔質基材としては,活性炭等の多孔
質炭素,多孔質アルミ,多孔質タンタル等の多孔質金
属,多孔質シリカ,多孔質アルミナ,多孔質チタニア,
多孔質アルミナシリケート,多孔質酸化ルテニウム,多
孔質酸化バナジウム,多孔質酸化インジウム,多孔質酸
化錫,多孔質酸化ニッケル等の金属および/または半金
属の酸化物からなる多孔体等がある。また,これらの多
孔質基材に導電体および半導体をコートした基材も用い
ることができる。特に活性炭は比表面積が高く,コンデ
ンサー容量を高くできるので,好ましい。
【0037】基材側電極層形成工程においては,多孔質
基材の表面に基材側電極層を形成する点を除き,上記請
求項2に示した対電極層形成工程と同様の工程を用いる
ことができる。誘電体層形成工程と対電極層形成工程
は,上記請求項2の発明の場合と同じである。
【0038】更に,上記コンデンサーを製造する他の方
法としては,請求項4の発明のように,上記対電極層を
形成する工程の後に,上記多孔質基材を除去する工程を
行ない,基材側電極層と誘電体層と対電極層とよりなる
コンデンサーを得る方法がある。
【0039】本発明においても,上記のごとき優れたコ
ンデンサーを容易に得ることができる。
【0040】上記において,基材除去処理が可能な多孔
質基材としては,活性炭などの多孔質炭素,多孔質アル
ミ,多孔質タンタル等の多孔質金属がある。基材除去工
程としては,基材が多孔質炭素の場合は,酸化雰囲気下
で加熱し,炭素を酸化して,一酸化炭素および/または
二酸化炭素に分解し,基材を除去する方法がある。ま
た,基材が多孔質金属の場合は,塩酸等の酸により溶解
し,基材を除去することができる。その他は,上記請求
項3の発明と同様である。
【0041】
【発明の実施の形態】実施形態例1 (実施例1)フェノール系活性炭粉末[比表面積6.2
×102/m3(活性炭の比重0.5,活性炭の単位
重量あたりの比表面積3100m2/g)]70重量部
と,フェノール樹脂粉末30重量部との均一混合物を,
加圧成形し,突起部を有する直径20mm,厚さ1mm
の成形体を得た(図1参照)。次に,この成形体を窒素
雰囲気中800℃で,1時間炭化してC/Cコンポジッ
ト(炭素/炭素複合材料)製活性炭基材を得た。この活
性炭基材8は,図1に示すごとく,円板状のコンデンサ
ー形成用の本体部81と突起部82とよりなる。更に,
マスキングのためテフロン製テープを活性炭基材8の突
起部82に巻き付けた。
【0042】次に,誘電体層形成工程として超臨界コー
ト法を用いた。即ち,チタニア(TiO)の反応前駆
体であるテトラブトキシチタン[Ti(C49O)4
1gを,温度120℃,圧力240気圧の超臨界二酸化
炭素に溶解し,水を含有した上記活性炭基材を接触さ
せ,活性炭基材表面にチタニアをコートし,非晶質チタ
ニア−活性炭複合体を作製した。更に,上記突起部82
におけるマスキングのテフロンテープを外した後,この
複合体を窒素雰囲気下で,1000℃,1時間アニール
し,結晶チタニア−活性炭複合体を得た。
【0043】次に,以下の超臨界コート法を用いて,対
電極層を形成した。即ち,結晶チタニア−活性炭複合体
の突起部に再びマスキングのテフロンテープを巻きつ
け,結晶チタニア−活性炭複合体に対して更に水を含有
させた。次に,テトラエトキシ錫[Sn(C5O)
4 ]0.06gとトリイソプロポキシインジウム[In
(i−C7O)]0.94gを,エタノールを1
0重量部を含む超臨界二酸化炭素(温度120℃,圧力
200気圧)に溶解し,上記チタニア−活性炭複合体を
接触させ,活性炭上に,チタニア層と非晶質ITO層を
積層した多層体を得た。
【0044】更に,この多層体から,再び上記マスキン
グのテフロンテープを取り外した後,窒素雰囲気下で,
600℃,1時間アニールし,導電性多孔質基材として
の活性炭上に,チタニアからなる誘電体層,ITOから
なる対電極層を積層したコンデンサーを得た。
【0045】図2は,コンデンサー1における細孔10
内の状態を例示したもので,このものは,導電性多孔質
基材11の細孔10内に,誘電体層2,更にその上に対
電極層33を有している。
【0046】(実施例2)実施例1と同様の手法でC/
Cコンポジット製活性炭基材を得,更に,マスキングの
ためテフロン製テープを活性炭基材の突起部に巻き付け
た。次に,誘電体層形成工程として超臨界コート法を用
いた。即ち,チタン酸バリウム(BaTiO)の反応
前駆体であるジイソプロポキシドバリウム[Ba(i−
7O)]0.539gおよびテトライソプロプ
キシドチタン[Ti(i−C7O)4 ]0.600
gを,温度250℃,圧力220気圧の超臨界イソプロ
パノールに溶解した。そして,水を含有した上記活性炭
基材を接触させ,活性炭基材表面にチタン酸バリウムを
コートし,非晶質チタン酸バリウム−活性炭複合体を作
製した。
【0047】更に,マスキングのテフロンテープを外し
た後,この複合体を窒素雰囲気下で,1000℃,1時
間アニールし,結晶チタン酸バリウム−活性炭複合体を
得た。最後に,実施例1と同じ条件で,対電極層を形成
し,活性炭上に,チタン酸バリウム誘電体層,ITO電
極層を積層したコンデンサーを得た。
【0048】(実施例3)ジイソプロポキシドバリウム
0.539gの代わりに,ジイソプロポキシドストロン
チウム[Sr(i−C7O)]0.434gを用
いる以外は,実施例2と同じ条件で,活性炭上に,チタ
ン酸ストロンチウム誘電体層,ITO電極層を積層した
コンデンサーを得た。
【0049】(実施例4)実施例1において,テトラブ
トキシチタン[Ti(C4 9 O)4]1gの代わり
に,トリイソプロポキシドアルミニウム[Al(i−C
7O)]1gを用いる以外は,実施例1と同じ条
件で,活性炭上に,アルミナ誘電体層,ITO電極を積
層したコンデンサーを得た。
【0050】(実施例5)実施例1において,テトラブ
トキシチタンのコート後に結晶化させない以外は,実施
例1と同じ条件で,活性炭上に,チタニア誘電体層,I
TO電極を積層したコンデンサーを得た。
【0051】(実施例6)フェノール系活性炭繊維の布
[比表面積2.4×102/m3(活性炭の比重0.
72,活性炭の単位重量あたりの比表面積1740m2
/g)]比表面積1740m2/g)に,レゾール樹脂
からなる液状レジンを10重量部加えてよくなじませ
た。次に,この繊維布を窒素雰囲気中800℃,1時間
炭化して活性炭素繊維布基材を得た。更に,この活性炭
素繊維布基材から0.3gを切り取り,その一部をマス
キングのためテフロン製テープを被覆した。
【0052】次に,チタニア(TiO)の反応前駆体
であるテトラブトキシチタン1gを,温度120℃,圧
力240気圧の超臨界二酸化炭素に溶解し,水を含有し
た上記活性炭素繊維布基材を接触させ,その基材表面に
チタニアをコートし,非晶質チタニア−活性炭繊維布複
合体を得た。更に,マスキングのテフロンテープを外し
た後,この複合体を窒素雰囲気下で,1000℃,1時
間アニールし,結晶チタニア−活性炭繊維布複合体を得
た。
【0053】次に,この複合体の一部にテフロンテープ
を被覆し,更に水を含有させた。次に,PtClを,
エタノールを10重量部を含む超臨界二酸化炭素(温度
120℃,圧力200気圧)に溶解した。そして,上記
チタニア−活性炭繊維布複合体を接触させ,活性炭繊維
布上に,チタニア層とPtCl層を積層した多層体を
作製した。更に,上記多層体から突起部に巻き付けたテ
フロン製のマスクを外した後,窒素雰囲気中600℃の
熱処理によりPtC1を熱分解してPt層とし,活性
炭繊維布上に,チタニア誘電体層,Pt電極を積層した
コンデンサーを得た。
【0054】(実施例7)実施例1と同様の手法でC/
Cコンポジット製活性炭基材を得た。次に,テトラエト
キシ錫0.06gとトリイソプロポキシインジウム0.
94gを,エタノールを10重量部含む超臨界二酸化炭
素(温度120℃,圧力200気圧)に溶解した。そし
て,水を含有した上記活性炭基材を接触させ反応させた
後,窒素雰囲気下で600℃,1時間アニールし,活性
炭表面をITO電極層で被覆したITO被覆からなる活
性炭−ITO複合体を得た。更に,マスキングのため,
テフロン製テープを該複合体の突起部に巻き付けた。
【0055】次に,チタニア(TiO)の反応前駆体
であるテトラブトキシチタン1gを,温度120℃,圧
力240気圧の超臨界二酸化炭素に溶解した。そして,
水を含有した上記活性炭−ITO複合体を接触させ,I
TO表面にチタニアをコートし,活性炭−ITO非晶質
チタニア複合体を作製した。更に,マスキングのテフロ
ンテープを外した後,この複合体を窒素雰囲気下で,1
000℃,1時間アニールし,活性炭−ITO−結晶チ
タニア複合体を得た。
【0056】次に,この複合体の突起部に,再びマスキ
ングのテフロンテープを巻つけ,更に水を含有させた。
次に,テトラエトキシ錫0.06gとトリイソプロポキ
シインジウム0.94gを,エタノールを10重量部を
含む超臨界二酸化炭素(温度120℃,圧力200気
圧)に溶解し,上記活性炭−ITO−結晶チタニア複合
体を接触させ,活性炭上に,ITO層,結晶チタニア
層,非晶質ITO層を積層した多層体を得た。更に,こ
の多層体から再びマスキングのテフロンテープを取り外
した後,窒素雰囲気下で,600℃,1時間アニール
し,活性炭上に,ITO電極,チタニア誘電体層,IT
O電極を積層したコンデンサーを得た。
【0057】(実施例8)実施例7のコンデンサーを,
酸化雰囲気下で,700℃,1時間加熱し,多孔質基材
としての活性炭層を取り除き,基材側電極層としてのI
TO電極,チタニア誘電体層,対電極層としてのITO
電極からなるコンデンサーを得た。
【0058】(実施例9)テトラエトキシ錫0.06g
とトリイソプロポキシインジウム0.94gを,エタノ
ール10重量部を含む超臨界二酸化炭素(温度120
℃,圧力200気圧)に溶解し,水を含有させたシリカ
(比表面積800m2/g)と接触させ反応させ,シリ
カ−非晶ITO複合体を得た。
【0059】次に,この複合体に未硬化のエポキシ2重
量部を加え,良くなじませた。更に,窒素雰囲気下で8
00℃,1時間アニールし,ITOの結晶化とエポキシ
の炭化を進めた。これにより,ITOでコートしたシリ
カを,エポキシが炭化して生成した炭素で固めた,シリ
カ−ITO複合体を得た。更に,マスキングのためテフ
ロン製テープを該複合体の突起部に巻き付けた。
【0060】次に,チタニア(TiO)の反応前駆体
であるテトラブトキシチタン1gを,温度120℃,圧
力240気圧の超臨界二酸化炭素に溶解し,水を含有し
た上記シリカ−ITO複合体を接触させ,ITO表面に
チタニアをコートし,シリカ−ITO−非晶質チタニア
複合体を作製した。更に,マスキングのテフロンテープ
を外した後,この複合体を窒素雰囲気下で,1000
℃,1時間アニールし,シリカ−ITO−結晶チタニア
複合体を得た。
【0061】次に,この複合体の突起部に,再びマスキ
ングのテフロンテープを巻きつけ,更に水を含有させ
た。次に,テトラエトキシ錫0.06gとトリイソプロ
ポキシインジウム0.94gを,エタノールを10重量
部含む超臨界二酸化炭素(温度120℃,圧力200気
圧)に溶解し,上記シリカ−ITO−結晶チタニア複合
体を接触させ,シリカ上に,ITO層,結晶チタニア
層,非晶質ITO層を積層した多層体を得た。更に,こ
の多層体から再びマスキングのテフロンテープを取り外
した後,窒素雰囲気下で,600℃,1時間アニール
し,シリカ上に,ITO電極,チタニア誘電体層,IT
O電極を積層したコンデンサーを得た。
【0062】(比較例1)本例は,誘電体層形成工程と
して液相法を用いた例である。その他は,実施例1と同
じ条件で,コンデンサーを作製した。即ち,実施例1と
同様の手法でC/Cコンポジット製活性炭基材を得た。
更に,マスキングのためテフロン製テープを活性炭基材
の突起部に巻き付けた。
【0063】次に,水を含有した上記活性炭基材を,テ
トラブトキシチタン1gを含むエタノール溶液に浸漬
し,活性炭基材表面にチタニアをコートし,非晶質チタ
ニア活性炭複合体を作製した。処理温度は120℃とし
た。更に,マスキングのテフロンテープを外した後,こ
の複合体を窒素雰囲気下で,1000℃,1時間アニー
ルし,結晶チタニア−活性炭複合体を得た。最後に,実
施例1と同じ条件で,対電極層を形成し,導電性多孔質
基材としての活性炭上に,チタニア誘電体層,対電極層
としてのITO電極を積層したコンデンサーを得た。
【0064】次に,上記実施例1〜9,及び比較例に示
した各コンデンサーにおいて,誘電体層をコートした多
孔質基材の比表面積,即ち誘電体層の比表面積および各
コンデンサーの容量を表1に示す。表1より知られるご
とく,液相法を用いた比較例では,誘電体層をコートし
た多孔質基材の比表面積は,導電性多孔質基材が実施例
1と同じであるにも拘わらず,大幅に減少している(実
施例1と比較)。これは,活性炭の細孔を誘電体層が塞
いだためと思われる。
【0065】これに対し,実施例1〜9では,いずれも
大きな比表面積を示した。これは,細孔を塞ぐことな
く,細孔内部までコートできたためと思われる。また,
実施例1〜9は,誘電体層の比表面積が3.5×108
2/m3以上と大きいため,コンデンサー容量は2.3
mAh/g以上と大きく,比較例に比べて100倍以上
のコンデンサー容量を示している。
【0066】
【表1】
【0067】実施形態例2 本例は,図3,上記実施例1の図2に示すごとく,本発
明にかかるコンデンサーの製造方法及びそれにより得ら
れたコンデンサーの要部断面状態を示すものである。図
3は,図2に示す導電性多孔質基材11−誘電体層2−
対電極層33からなるコンデンサーの製造方法を示すフ
ローチャートである。これにより,上記図2に示したご
とき表面を有するコンデンサー1が得られる。このもの
は,例えば上記実施例1に対応する。
【0068】実施形態例3 本例は,図4,図5に示すごとく,本発明にかかるコン
デンサーの他の製造方法及びそれにより得られたコンデ
ンサーの要部断面状態を示すものである。図4は,図5
に示す多孔質基材11−基材側電極層32−誘電体層2
−対電極層33からなるコンデンサーの製造方法を示す
フローチャートである。これにより,上記図5に示した
ごとき表面を有するコンデンサー10が得られる。この
ものは,例えば上記実施例7に対応する。
【0069】実施形態例4 本例は,図6,図7に示すごとく,本発明にかかるコン
デンサーの更に他の製造方法及びそれにより得られたコ
ンデンサーの要部断面状態を示すものである。図6は,
図7に示す,基材側電極層32−誘電体層2−対電極層
33からなるコンデンサーの製造方法を示すフローチャ
ートである。これにより,上記図7に示したごとき表面
を有するコンデンサー100が得られる。このものは,
例えば上記実施例8に対応する。
【0070】
【発明の効果】上述のごとく,本発明によれば,高いコ
ンデンサー容量を有する,コンデンサー及びその製造方
法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における活性炭基材の(A)平面図,
(B)側面図。
【図2】実施例1における導電性多孔質基材−誘電体層
−対電極層からなるコンデンサーの表面部分の説明図。
【図3】実施形態例2における導電性多孔質基材−誘電
体層−対電極層からなるコンデンサーの製造方法を示す
フローチャート。
【図4】実施形態例3における導電性多孔質基材−多孔
質基材−基材側電極層からなるコンデンサーの製造方法
を示すフローチャート。
【図5】実施形態例3における多孔質基材−基材側電極
層−誘電体層−対電極層からなるコンデンサーの説明
図。
【図6】実施形態例4における基材側電極層−誘電体層
−対電極層からなるコンデンサーの製造方法を示すフロ
ーチャート。
【図7】実施形態例4における基材側電極層−誘電体層
−対電極層からなるコンデンサーの説明図。
【符号の説明】
1...コンデンサー, 11...導電性多孔質基材, 2...誘電体層, 32...基材側電極層, 33...対電極層,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 由継 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 福嶋 喜章 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 上垣外 修己 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 比表面積が1×102/m3以上であ
    る誘電体層を有することを特徴とするコンデンサー。
  2. 【請求項2】 導電性多孔質基材の表面に誘電体層を形
    成する工程と,該誘電体層の上に対電極層を被覆する工
    程とを行ない,導電性多孔質基材と誘電体層と対電極層
    とよりなるコンデンサーを得ることを特徴とするコンデ
    ンサーの製造方法。
  3. 【請求項3】 多孔質基材の表面に基材側電極層を形成
    する工程と,該基材側電極層の上に誘電体層を形成する
    工程と,該誘電体層の上に対電極層を形成する工程とを
    行ない,多孔質基材と基材側電極層と誘電体層と対電極
    層とよりなるコンデンサーを得ることを特徴とするコン
    デンサーの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において,上記対電極層を形成
    する工程の後に,上記多孔質基材を除去する工程を行な
    い,基材側電極層と誘電体層と対電極層とよりなるコン
    デンサーを得ることを特徴とするコンデンサーの製造方
    法。
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