[发明专利]导电性复合体、导电性聚合物组合物和使用该导电性聚合物组合物的电子元件

说明书

技术领域

本发明涉及导电性复合体，导电性聚合物组合物，涉及用于电子元件。

背景技术

包括导电性聚合物的导电性聚合物组合物有望应用于：需要电导的用途，导电涂料，防静电剂，电磁波屏蔽材料，透明性的导电材料，电池材料，电容器材料，传感器，电子设备材料，半导电材料，太阳能电池，有机发光二极管，场发射型显示器(FED)，触摸屏，电致发光片(Electroluminance)，有机薄膜晶体管(Organic thin-film transistor)，静电式复印部件，转印部件，电子纸(epaper)，电子照相材料等。

特别是近年来，随着电子仪器的数字化，逐渐要求降低所使用的电容器在高频区域的阻抗。为适应该要求，逐渐使用了具有例如由铝，钽(Ta)，铌(Nb)等阀作用的金属的多孔体构成的阳极，由所述阀作用的金属的氧化膜构成的介电氧化物膜，然后在该氧化物膜上形成作为固体电解质的导电性聚合物层，碳层，以及银层而成的阴极来获得。

作为该功能性电容器的固体电解质的导电性聚合物层，使用吡咯，噻吩，苯胺等作为单体。当形成作为所述电容器固体电解质的导电聚合物时，主要使用化学氧化聚合方法，该方法通过向导电聚合物中添加氧化剂和掺杂剂，从而在金属多孔体的氧化物膜上引起反应形成导电聚合物层(参见专利文献1，例如日本未审专利申请公开专利特开平05-166681)。

另一方面，还使用下列技术，不在金属多孔体的氧化物膜上进行聚合，而是通过独立地制备可溶性导电聚合物溶液，浸渍该聚合物溶液进入金属多孔体，然后干燥成涂膜，从而在氧化物膜上形成导电聚合物层(参见专利文献2，例如日本未审专利申请公开2001-023437)。

在专利文献2的技术中，可溶性导电聚合物的分子量与在专利文献2的技术中，可溶性导电聚合物的分子量与其进入多孔体内部的渗透性通常成反比关系，而涂膜的电阻与导电聚合物的分子量则倾向于成比例。因此，如果只用可溶性导电聚合物溶液来形成电容器的固体电解质，则电容器的ESR和电容具有两者选一的关系，因此此类使用的实例是很少的。

实际上，通常如此使用可溶性导电聚合物溶液：

(1)尽管其进入多孔体的渗透性低，分子量大的可溶性聚合物被用以制备能够形成具有低电阻的聚合物层的可溶性聚合物溶液，从而与化学氧化聚合方法结合在多孔体的最外层表面附近形成大厚度的导电聚合物层.

(2)尽管其电阻高，分子量小的可溶性聚合物被用以制备甚至在多孔体内部也可促进导电聚合物层形成的可溶性聚合物溶液，从而与电解聚合方法结合将聚合物层用作电解聚合中的基质。

3，4-乙烯二氧基噻吩(以下称作“EDOT)是己经开始得到广泛应用的单体，其一大特点就是能获得低电阻导电聚合物，因此，当EDOT用于可溶性导电聚合物中时，常使用类似于(1)的使用方法。现在，使用类似(1)的方法时，与仅由化学氧化聚合形成的导电聚合物相比，由可溶性导电聚合物溶液形成的导电聚合物只能形成具有几倍至100倍或更高电阻率的聚合物层，此外，其在高温下的稳定性也差，而且电阻会在短时间内升高，在固体电解电容器应用中是一个问题。

通常，所谓导电性聚合物是聚吡咯类，聚噻吩类，聚乙炔类，聚亚苯类，聚亚苯基1，2-亚乙烯类，聚苯胺类，聚乙醛类，聚1，2-亚乙烯基噻吩类，以及这些的共聚物等。这些导电性聚合物可以通过化学氧化聚合法和固体电解聚合法制备。

在固体电解聚合法中，在由可导电性聚合物的单体和掺杂剂构成的固体电解质混合溶液中，加入预先形成的电极材料，在电极上将导电性聚合物形成为薄膜状。因此，很难大量地制备。

与此相比，在化学氧化聚合法中没有这样的限制，导电性聚合物的单体，合适的氧化剂及催化剂，可以在溶液中聚合大量的导电性聚合物。但是，在化学氧化聚合法中，随着导电性聚合物主链的生长，对于有机溶剂的溶解性降低。因此，得到的多为不溶的固形粉体，因此，以这种状态很难应用。

为解决这种问题，提出了这样的方案：在通过导入适当的取代基或使用聚阴离子系化合物进行对有机溶剂的增溶化。作为可溶性导电性聚合物的例子，在市场上有H.C.Starck-V TECH Ltd.生产的Baytron-P等。然而，此聚合物具有高电阻并且在高温度下电阻显著增大。

发明内容

本发明为解决导电性聚合物的高电阻问题，在高温度下电阻显著增大问题，以及溶解性等问题。而且解决使用聚合后的导电性聚合物的电子元件的性能，以及解决高温环境下的性能低下等问题。