[发明专利]导电性高分子溶液、电容器及电容器的制造方法

说明书

本发明提供一种在不使用不同组成的导电性高分子层形成用处理液、或不利用不同手法形成内部导电性高分子层的情况下能够形成静电电容较大且ESR较低而且长期可靠性优异的电容器的导电性高分子溶液、该电容器及其制造方法。本发明涉及一种导电性高分子溶液、包含该导电性高分子溶液或自该溶液将溶剂去除而得的化合物的电容器、及使所述导电性高分子溶液含浸在该电容器中并将溶剂去除的电容器的制造方法，其中所述导电性高分子溶液具有导电性高分子及溶剂，且导电性高分子包含π共轭系导电性高分子、掺杂在π共轭系导电性高分子中的聚阴离子、及聚阴离子中无助于掺杂的阴离子与环氧乙烷基或氧杂环丁烷基反应而成的化合物，溶液的pH值为2.0以上且6.0以下。

本申请案基于2015年9月8日于日本提出申请的日本专利特愿2015-176780而主张优先权，该申请案中所记载的内容被援用于本说明书中。另外，本申请案中所引用的专利、专利申请案及文献中所记载的内容被援用于本发明中。

技术领域

本发明涉及一种导电性高分子溶液、电容器及电容器的制造方法。

背景技术

近年来，随着电子设备的数字化，要求电子设备中使用的电容器降低高频区域的阻抗(等效串联电阻)。进而，随着这些电子设备的小型化、薄型化、以及使用环境的多样化，对电容器的长期可靠性的要求也变得严格。以往为了应对该要求，一直使用将铝、钽、铌等阀金属的氧化皮膜作为介电体的所谓功能性电容器(以下，简称为电容器)。关于该电容器的一般构造，如专利文献1所示，具有：包含阀金属的多孔质体的阳极、使阳极的表面氧化所形成的介电层、导电性的固体电解质层、及积层碳层、银层等而成的阴极。作为固体电解质层，存在使用含有π共轭系导电性高分子的导电性膜的情况。

作为使用此种含有π共轭系导电性高分子的导电性膜的技术，提出有一种电容器，其为所述构成的包含固体电解质之电容器，且该固体电解质包含以添加有含氮芳香族环式化合物的π共轭系导电性高分子作为必需成分的组合物(参照专利文献2)。该构成固体电解质的组合物具有如下特征：有助于降低电容器的等效串联电阻(以下，称为ESR)，能够利用将含有π共轭系导电性高分子的组合物进行含浸、干燥这样的简便制程制造电容器。

另外，在专利文献3中揭示有如下手法：将在第一高分子聚合溶液A中添加混合水溶液B而成的第二高分子聚合溶液C涂布于在钽、铌、铝等阀作用金属的阳极氧化皮膜上所形成的内部导电性高分子膜上，利用导电性高分子聚合溶液形成外部导电性高分子膜，其中所述第一高分子聚合溶液A是在将包含3,4-乙二氧基噻吩的重复结构单元的聚合物及聚苯乙烯磺酸或其盐混合于水溶液中并进行搅拌之后加入氧化剂进行化学氧化聚合而成，所述混合水溶液B是溶解有萘磺酸等的非水溶剂与纯水的混合水溶液。

同样地，在专利文献4中揭示有如下手法：在其表面依次形成有预涂布层及内部导电性高分子层的阳极氧化皮膜上涂布或者含浸包含含有萘磺酸类、高分子量PSSA(polystyrene sulfonic acid，聚苯乙烯磺酸)、硼酸、甘露糖醇、二醇类等的PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，聚(3,4-乙二氧基噻吩))及PSSA的水分散体而设置导电性高分子层，并加热进行干燥固化，借此制作固体电解电容器。掺杂在PEDOT中的PSSA的磺基虽对所述水分散体赋予水分散性，但由于具有使溶液的pH值降低至强酸性区域的功能，因此存在阳极本身因强酸性受到侵蚀，而引起ESR的上升或静电电容的降低的缺点。为了消除该缺点，也提出有添加胺化合物使pH值提高的方法(例如，参照专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-37024号公报

专利文献2：日本专利特开2006-100774号公报

专利文献3：日本专利特开2008-135509号公报

专利文献4：日本专利特开2008-311582号公报