[发明专利]导电性高分子悬浊液及其制造方法、导电性高分子材料、固体电解电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电性高分子悬浊液及其制造方法、导电性高分子材料、固体电解电容器及其制造方法。

背景技术

导电性有机材料被用作电容器的电极、色素敏化太阳能电池或有机薄膜太阳能电池等的电极、电致发光显示器的电极等。作为这样的导电性有机材料，公知的是：对吡咯、噻吩、苯胺等进行聚合而得到的导电性高分子。

这样的导电性高分子一般情况下作为水性溶剂中的悬浊液(分散体)或者溶液、或者有机溶剂中的溶液而提供，使用时除去溶剂作为导电性高分子材料而使用。但是，即使导电性高分子的种类相同，通过分散体的状态而得到的导电性高分子材料的物性也不同，因此，关于其分散体的制造方法，进行有各种探讨。

在专利文献1中公开有关于聚噻吩的悬浊液(分散体)及其制造方法的技术。聚噻吩的分散体含有由作为分散介质的水或者水混和性有机溶剂和水的混合物、3，4-亚乙基二氧噻吩的结构单元构成的聚噻吩和来自具有2000～500000的范围的分子量的聚苯乙烯磺酸的聚阴离子。而且，聚噻吩是在来自具有2000～500000的范围的分子量的聚苯乙烯磺酸的聚阴离子的存在下通过化学氧化聚合而得到的。由此，可以形成导电性高分子膜。

在专利文献2中公开关于导电性高分子组合物以及使用导电性高分子组合物的固体电解电容器的技术。对于由3，4-亚乙基二氧噻吩的重复结构单元构成的阳离子形态的聚合物和使用聚苯乙烯磺酸作为阴离子而得到的导电性高分子，含有萘磺酸作为添加物。由此，可以得到可以维持较低的比电阻的导电性高分子的涂膜。

专利文献

专利文献1：日本特开2010-40776号公报

专利文献2：日本特开2006-228679号公报

但是，如专利文献1中记载的技术，在在聚阴离子存在下，对3，4-亚乙基二氧噻吩进行化学氧化聚合的方法中，掺杂率难以提高。另外，如专利文献2中记载的技术，对于使用聚苯乙烯磺酸作为阴离子而得到的导电性高分子，即使含有萘磺酸作为添加物，掺杂率也难以提高。即，未掺杂的聚阴离子，即不助于导电性的聚阴离子会剩余地存在，所以存在以下这样的问题：作为得到更高导电率的导电性高分子材料的技术，并不充分。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供用于提供高导电率的导电性高分子材料的导电性高分子悬浊液和其制造方法，特别是提供低等效串联电阻(低ESR)的固体电解电容器及其制造方法。

为了解决课题的手段

本发明的导电性高分子悬浊液的制造方法的特征在于含有：在含有由有机酸或其盐构成的第一掺杂剂的溶剂中，使用氧化剂对提供导电性高分子的单体进行化学氧化聚合来合成导电性高分子的第一工序；精制所述导电性高分子的第二工序；在含有所述精制后的导电性高分子的水系溶剂中，加入第二掺杂剂并混合所述氧化剂，接着加入第三掺杂剂，进而混合所述氧化剂的第三工序；以及对所述第三工序中得到的混合液进行离子交换处理得到导电性高分子悬浊液的第四工序。

另外，优选所述单体为选自吡咯、噻吩、苯胺以及它们的衍生物中的至少一种，特别优选为3，4-亚乙基二氧噻吩。

另外，优选所述第一掺杂剂和/或所述第二掺杂剂为选自聚磺酸或其盐中的至少一种，特别优选为聚苯乙烯磺酸。

另外，优选所述第三掺杂剂为选自低分子有机酸或者这些的盐中的至少一种，特别优选为选自烷基磺酸、苯磺酸、萘磺酸、蒽醌磺酸、樟脑磺酸以它们的衍生物、以及上述物质的铁III盐中的至少一种。

另外，其特征在于，在所述第四工序之后，含有混合选自赤藓糖醇以及季戊四醇中的至少一种的第五工序。

本发明的导电性高分子悬浊液通过所述的方法而得到。另外，本发明的导电性高分子材料是从所述导电性高分子悬浊液中除去溶剂而得到。

本发明的固体电解电容器具有含有所述的导电性高分子材料的固体电解质层，具有由阀作用金属构成的阳极导体和在所述阳极导体的表面形成的介电层，在所述介电层上形成有所述固体电解质层，另外，所述固体电解质层可包含在所述介电层上形成的第一固体电解质层和在所述第一固体电解质层上形成的第二固体电解质层，优选所述阀作用金属为选自铝、钽、铌中的至少一种。

本发明的固体电解电容器的制造方法的特征在于含有：在由阀作用金属构成的阳极导体的表面上形成介电层的工序；在所述介电层上涂布或者浸渗导电性高分子悬浊液进行，从所述导电性高分子悬浊液中除去溶剂，形成含有导电性高分子材料的固体电解质层的工序。