[发明专利]导电性高分子溶液、导电性涂膜、电容器及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2007年2月8日、申请号为200780004986.8、发明名称为“导电性高分子溶液、导电性涂膜、电容器及其制造方法”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器等电容器以及这些电容器的制造方法。而且，本发明还涉及含有π共轭导电性高分子的导电性高分子溶液以及导电性涂膜。

背景技术

近年来，伴随电子设备的数字化，对电子设备中使用的电容器提出了降低高频区域的阻抗（等效串联电阻（以下，也称为ESR））的要求。一直以来，为了应对此要求，使用的是铝、钽、铌等阀金属的氧化膜作为电介质的所谓功能性电容器（以下，简称为电容器）。

如专利文献1所示，此电容器的构造一般包括阀金属的多孔体构成的阳极、对阳极的表面进行氧化形成的介电层、导电性固体电解质层、以及碳层和银层等层叠的阴极。作为固体电解质层，使用包含π共轭导电性高分子的导电性膜。

作为包含π共轭导电性高分子导电性膜的形成方法，众所周知的是，在阀金属多孔体表面预先形成由锰氧化物构成的导电层后将其作为电极通电聚合的电解聚合法（参照专利文献2）、以及使用氧化剂聚合构成π共轭导电性高分子前体的单体的化学氧化聚合法（参照专利文献3）。

作为电解聚合法以及化学氧化聚合法以外的导电性膜形成法，提出了在含有磺基、羧基等的聚阴离子的共存下，通过化学氧化聚合苯胺制备水溶性的聚苯胺，并涂布、干燥此聚苯胺水溶液，形成涂膜的方法（参照专利文献4）。通过该方法，可以容易地形成高导电性的导电性膜。

而且，在电容器中需要高电容量。为达到高电容量，提出了详细地控制化学氧化聚合的温度条件，在介电层内充分地形成固体介电层的方法（参照专利文献5）。

此外，为充分防止阳极与固体电解质层间的短路，提出了预先在介电层表面形成聚酰亚胺硅氧烷层，之后，利用氧化聚合法形成导电性高分子层的固体电解质电容器（参照专利文献6）。

专利文献1：特开2003-37024号公报

专利文献2：特开昭63-158829号公报

专利文献3：特开昭63-173313号公报

专利文献4：特开平7-105718号公报

专利文献5：特开平11-74157号公报

专利文献6：特开2005-109079号公报

发明内容

然而，在专利文献2中所述的电解聚合法中，不但锰氧化物构成的导电层的形成过程很复杂，而且锰氧化物的导电性低，所以存在所用高导电性的π共轭导电性高分子的效果被减弱的问题。

而且，专利文献3中所述的化学氧化聚合法中，聚合时间长且为确保膜厚必须反复进行聚合，不但导电性膜的形成效率低，而且与电解聚合相比导电性也低。如果电容器的导电性低，则会产生等效串联电阻变高的问题。

另外，在专利文献4中所述的导电性膜的制造方法中，由于含有非导电性聚阴离子，所以得到的导电性膜的导电性低。

而且，在形成电容器的固体电解质层时，如果应用了专利文献2～4中所述的导电性膜的形成方法，会产生电容器的耐电压性变低的问题。通常，作为提高耐电压性的方法，公知通过提高阳极氧化电压而加厚介电层的方法，但是如果加厚介电层，电容器也会变厚，所以不能符合近年来的薄型化的要求。

而且，在用专利文献4中所述的方法得到的聚苯胺水溶液中，由于不能充分地防止介电层的腐蚀，所以不能防止介电层的漏出电流的增大。结果，含有作为固体电解质层的专利文献4中记载的由聚苯胺水溶液形成的导电性涂膜的电容器，等效串联电阻（ESR）变高，不能满足近年来的降低阻抗的要求。

而且，在专利文献5中所述的方法中，虽然可以使电容器的容量变高，但是很多时候会使复杂的化学氧化聚合法变得更加复杂，从工序简单化、低成本的角度来看，不实用。

此外，由于有时会在高温环境下使用电容器，所以需要耐热性，但是用专利文献2～5所述的方法，即使形成了固体电解质层，也很难得到耐热性高的电容器。

另外，在专利文献6中所述的电容器，虽然聚酰亚胺硅氧烷层的粘着性良好，但是在受到热压时，存在不能防止阳极与固体电解质层间的短路的问题。而且，本发明的发明者们研究了关于此问题的原因后，认为是因为聚酰亚胺硅氧烷层与介电层的热膨胀系数差异大，在不能跟上聚酰亚胺硅氧烷层的热膨胀的介电层中产生了缺陷。