電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法
【課題】電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法を提供する。
【解決手段】導電性高分子組成物は、有機ポリマー、ポリスチレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸を含む。有機ポリマーは、式（Ｉ）：
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される繰り返し単位を有する。
【解決手段】導電性高分子組成物は、有機ポリマー、ポリスチレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸を含む。有機ポリマーは、式（Ｉ）：
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される繰り返し単位を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法に関するものであって、特に、優れた電気的性質を有する電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性高分子（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン）は、導電性と塗布可能な性質を有するので、幅広く、静電気防止コーティング、電界コンデンサ、太陽電池および電界発光ディスプレイ等の領域に応用されている。例えば、特許文献１には、ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）の分散体およびその製造方法、それを用いた静電防止コーティングなどが記載されている。一方、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）は、現在、導電性高分子のうちで導電性が高い導電性高分子の一つである。高導電度、高熱安定性、薄膜時の透明性がよいので、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンは最も注目されている導電性高分子である。
【０００３】
ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンを製造する際には、一般に、スルホン酸化分子ドーパントを加えて、分散性を増加させている。ドーパントは、低分子ドーパントと高分子ドーパントに分けられる。低分子ドーパントは、例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸等である。高分子ドーパントは、例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリエチレンスルホン酸等である。ポリスチレンスルホン酸を例とすると、ドイツのバイエル社（Ｂａｙｅｒ）が、まず、１９９１年に、ポリスチレンスルホン酸をポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン中にドープしている。ポリスチレンスルホン酸は、この導電性高分子中で二種の作用があり、一つは、電荷平衡のドーパントとなること、もう一つは、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンの分散を助けることである。バイエル社が開発したポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸は、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンの分散性を高め、加工性が増加する。しかし、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸を固体電界コンデンサの電極とする場合、得られた固体電界コンデンサのキャパシタンスは低く、高いキャパシタンスを有するコンデンサを製造することができない。
【０００４】
よって、新規の導電性高分子組成物を提供し、従来の技術による問題を解決することが、現在、導電性高分子技術研究における重要な課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、導電性高分子組成物を提供する。導電性高分子組成物は、有機ポリマー、ポリスチレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸を含む。有機ポリマーは、式（Ｉ）：
【０００８】
【化１】
【０００９】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される繰り返し単位を有する。
【００１０】
本発明は、上記導電性高分子組成物の製造方法をも提供する。導電性高分子組成物の製造方法は、以下の工程を含む：（ａ）リグニンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、水および酸化剤の存在下で、モノマーに重合反応を実行する。モノマーは、式（ＩＩ）：
【００１１】
【化２】
【００１２】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される構造を有する；（ｂ）純化工程を実行して、酸化剤（さらに、未反応のモノマー、モノマーの二量体、モノマーの三量体、またはモノマーのオリゴマー）を除去して、導電性高分子組成物を得る。
【００１３】
本発明のある態様によると、本発明は、基板および基板上に形成された導電層を含む電子素子を提供する。導電層は、上記導電性高分子組成物を基板上に塗布して得られる。本発明の別の態様によると、電子素子は、静電気防止塗膜、電界コンデンサ、太陽電池または電界発光ディスプレイである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による導電性高分子組成物は、リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を導電性高分子のドーパントとし、導電性高分子組成物の電荷平衡およびチオフェン高分子分散を促進する以外に、導電性高分子組成物は、固体電界コンデンサへの応用に非常に適し、キャパシタンスを増加させる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい例による電界コンデンサ１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、導電性高分子組成物、その製造方法およびその応用を提供する。導電性高分子組成物の特徴は、リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を、導電性高分子のドーパントとし、導電性高分子組成物の電荷平衡およびチオフェン高分子分散を促進する以外に、導電性高分子組成物は、固体電界コンデンサへの応用に非常に適し、キャパシタンスを増加させる。
【００１７】
本発明の導電性高分子組成物は、有機ポリマー、ポリスチレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸を含む。本発明のある態様によると、有機ポリマーは、式（Ｉ）：
【００１８】
【化３】
【００１９】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される繰り返し単位を有する。本発明の別の態様によると、Ｙはメチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である。リグニンスルホン酸は、木材を処理した後（例えば、硝酸やアルカリ）、外皮物質を除去して、分離したリグニンを、さらに、亜硫酸塩でスルホン酸化して得られるものである。本発明のある態様によると、使用するリグニンスルホン酸の重量平均分子量は、好ましくは１，０００〜１，０００，０００（より好ましくは２，０００〜２５，０００、さらに好ましくは２，５００〜２０，０００、さらにより好ましくは５，０００〜１５，０００）である。リグニンスルホン酸の硫黄含量は、好ましくは１％〜２０％である。本発明の導電性高分子組成物において、ポリスチレンスルホン酸と有機ポリマーとの質量比は、好ましくは０．６〜１３である。リグニンスルホン酸と有機ポリマーとの質量比は、好ましくは０．１〜１７である。
【００２０】
本発明の別の態様では、本発明による導電性高分子組成物の製造方法は、以下の工程を含む。リグニンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、水（または、さらに、その他の水溶性溶剤（例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、アセトン、テトラヒドロフランまたは混合溶剤）を含む）、および酸化剤の存在下で、モノマーに重合反応を実行し、モノマーを有機ポリマーに合成する。モノマーは、式（ＩＩ）：
【００２１】
【化４】
【００２２】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される。続いて、得られた反応液に純化工程を実行して、酸化剤、未反応のモノマー、モノマーの二量体、モノマーの三量体、またはモノマーのオリゴマーを除去して、導電性高分子組成物を得る。モノマーとリグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸との当量比は、好ましくは１：０．５〜１：１０である。モノマーと酸化剤との当量比は、好ましくは１：０．５〜１：５である。重合反応の温度は、好ましくは−５℃〜７０℃である。使用する酸化剤は、例えば、過硫酸塩（例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムまたは過硫酸アンモニウム）、三価鉄塩（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）または硝酸鉄（ＩＩＩ））、二価銅塩（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸銅）またはそれらの組み合わせ（例えば、過硫酸ナトリウムとｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）との混合物または過硫酸アンモニウムと硫酸鉄（ＩＩＩ）との混合物）である。純化工程は、イオン交換樹脂、遠心分離法、透析法、限外ろ過、ろ過、またはこれらの組み合わせで実行する。このほか、重合反応実行時、同時に、分散工程を実行してもよく、例えば、従来の攪拌機、乳化機、ホモジナイザー、超音波または高圧ホモジナイザーにより実行する。
【００２３】
このほか、本発明は、基板および基板上に形成された導電層を含む電子素子をも提供する。導電層は、本発明の導電性高分子組成物を基板上に塗布して得られる。電子素子は、例えば、静電気防止塗膜、電界コンデンサ、太陽電池または電界発光ディスプレイである。例えば、図１を参照すると、電子素子は電界コンデンサ１０であり、基板は金属酸化物層１４である。電界コンデンサ１０は、第一金属電極（例えば、アルミニウム）１２と、導電層１６（本発明の導電性高分子組成物を塗布して得られる）上に設置された第二金属電極（例えば、アルミニウム）１８とを含む。第一金属電極１２は、その上に金属酸化物層１４（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３））が形成されている。金属酸化物層１４は、複数の凹部２０を含んでもよい。金属酸化物層１４は、金属電極１２に酸化工程を実行して得られる。このほか、導電層１６を金属酸化物層１４上に形成すると共に、複数の凹部２０を充填してもよい。
【００２４】
本発明の上記説明およびその他の目的、特徴、長所を理解しやすくするため、以下で幾つかの実施例により、本発明の導電性高分子組成物、その製造方法、およびそれを含む電子装置を説明する。
【実施例】
【００２５】
実施例１
３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）１４．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を準備し、１，３６２．２５ｍＬの脱イオン水、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）１０２．２４ｇ（０．１ｍｏｌ、分子量約７５，０００、１８％水溶液）、および１２．０７ｇのリグニンスルホン酸（製品番号ＢＧ−ＮＨ４、Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄにより製造販売、スルホン酸形式はＳＯ３ＮＨ４、重量平均分子量は２３，２８１、硫黄含量は５．１９％）を加えた。続いて、上記溶液を２０℃下で均一に攪拌後、窒素を溶液中に送り、少なくとも３０分攪拌し続けた。ここで、溶液中に、過硫酸アンモニウム１８．２４７ｇ（０．０８ｍｏｌ）および硫酸鉄０．５６８ｇ（０．００２ｍｏｌ）を加え、２０℃下で、１６時間反応させた。
【００２６】
反応後の溶液は、透析膜（ＭＷＣＯ：１２，０００〜１４，０００）により、透析純化を実行し、未反応のモノマー、二量体、三量体、オリゴマーおよび酸化剤を除去した。純化後の溶液を、さらに、ホモジナイザーで処理し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（１）を得た。
【００２７】
続いて、３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（１）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
リグニンスルホン酸をＢＧ−ＮＨ４からＢＧ−Ｃａ（Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄにより製造販売、スルホン酸形式はＳＯ３Ｃａ、重量平均分子量は１３，６４７、硫黄含量は４．６６％）に変更したこと以外は、実施例１と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（２）を得た。
【００２９】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（２）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）た。測定結果を表１に示す。
【００３０】
実施例３
リグニンスルホン酸をＢＧ−ＮＨ４からＢＧ−Ｎａ（Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄにより製造販売、そのスルホン酸形式はＳＯ３Ｎａ、重量平均分子量は１２，１５１、硫黄含量は４．７０％）に変更したこと以外は、実施例１と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（３）を得た。
【００３１】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（３）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３２】
実施例４
リグニンスルホン酸をＢＧ−ＮＨ４からＭＣＬ−Ｈ（ＩＴＲＩにより製造、そのスルホン酸形式はＳＯ３Ｈ、重量平均分子量は２，０７１、硫黄含量は６．１２％、リグニンスルホン酸ＭＣＬ−Ｈの製造方法は：リグニンスルホン酸１００質量部を準備し、３０質量部のＮａ２ＳＯ３、および１００質量部の１Ｎ ＮａＯＨを加えると共に、オートクレーブに入れて、１５０℃下で４時間反応させた。反応完成後、２０質量部の硫酸を加え、イオン交換樹脂により、溶液中のイオンを除去する）に変更したこと以外は、実施例１と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（４）を得た。
【００３３】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（４）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３４】
実施例５
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから１．２０７ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（５）を得た。
【００３５】
３個のコンデンサ（コンデンサはコンデンサメーカーから用意し、陽極電蝕アルミ箔、隔離紙および陰極アルミ箔を含み、陽極アルミ箔と陰極アルミ箔は、それぞれ、導電用のピンを接続している）を準備し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（５）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３６】
実施例６
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから６０ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（６）を得た。
【００３７】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（６）に５分間浸した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３８】
実施例７
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから１２０ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（７）を得た。
【００３９】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（７）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００４０】
実施例８
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから２４０ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（８）を得た。
【００４１】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（８）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００４２】
比較例１
３，４−エチレンジオキシチオフェン１４．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を準備し、２，２００ｍＬの脱イオン水、ポリスチレンスルホン酸３６．７ｇ（０．２ｍｏｌ、分子量約７５，０００）を加え、この溶液を２０℃で均一に攪拌後、窒素を溶液中に送り、少なくとも３０分攪拌し続けた。この溶液中に、過硫酸アンモニウム２２．８ｇ（０．１ｍｏｌ）および硫酸鉄２ｇ（０．００５ｍｏｌ）を加え、２０℃で１６時間反応させた。
【００４３】
反応後の溶液は、透析膜（ＭＷＣＯ：１２，０００〜１４，０００）により透析純化し、未反応のモノマー、二量体、三量体、オリゴマーおよび酸化剤を除去した。純化後の溶液を、さらに、ホモジナイザーで処理して、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）溶液（９）を得た。
【００４４】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（９）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１から分かるように、本発明による導電性高分子組成物（リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を含む）溶液（１）〜（８）で製造されるコンデンサのキャパシタンスは、比較例で得られる導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）溶液（９）で製造されるコンデンサのキャパシタンス（０．１７〜０．２２μＦ）の２倍以上（本発明の実施例６で得られるコンデンサは１５〜１７倍に達するものもある）である。
【００４７】
総合すると、本発明による導電性高分子組成物は、リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を導電性高分子のドーパントとし、導電性高分子組成物の電荷平衡およびチオフェン高分子分散を促進する以外に、導電性高分子組成物は、固体電界コンデンサへの応用に非常に適し、キャパシタンスを増加させる。
【００４８】
本発明では、好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは例示として、および好ましい実施形態という観点から開示されたものであり、決して開示された実施例に限定するものではない。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲で示されるものであり、当業者にとっては、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、記載された実施形態に様々な変更や修正を行うことができることは明らかである。
【符号の説明】
【００４９】
１０：電界コンデンサ
１２：第一金属電極
１４：金属酸化物層
１６：導電層
１８：第二金属電極
２０：凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法に関するものであって、特に、優れた電気的性質を有する電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性高分子（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン）は、導電性と塗布可能な性質を有するので、幅広く、静電気防止コーティング、電界コンデンサ、太陽電池および電界発光ディスプレイ等の領域に応用されている。例えば、特許文献１には、ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）の分散体およびその製造方法、それを用いた静電防止コーティングなどが記載されている。一方、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）は、現在、導電性高分子のうちで導電性が高い導電性高分子の一つである。高導電度、高熱安定性、薄膜時の透明性がよいので、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンは最も注目されている導電性高分子である。
【０００３】
ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンを製造する際には、一般に、スルホン酸化分子ドーパントを加えて、分散性を増加させている。ドーパントは、低分子ドーパントと高分子ドーパントに分けられる。低分子ドーパントは、例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸等である。高分子ドーパントは、例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリエチレンスルホン酸等である。ポリスチレンスルホン酸を例とすると、ドイツのバイエル社（Ｂａｙｅｒ）が、まず、１９９１年に、ポリスチレンスルホン酸をポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン中にドープしている。ポリスチレンスルホン酸は、この導電性高分子中で二種の作用があり、一つは、電荷平衡のドーパントとなること、もう一つは、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンの分散を助けることである。バイエル社が開発したポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸は、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンの分散性を高め、加工性が増加する。しかし、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸を固体電界コンデンサの電極とする場合、得られた固体電界コンデンサのキャパシタンスは低く、高いキャパシタンスを有するコンデンサを製造することができない。
【０００４】
よって、新規の導電性高分子組成物を提供し、従来の技術による問題を解決することが、現在、導電性高分子技術研究における重要な課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電子素子、導電性高分子組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、導電性高分子組成物を提供する。導電性高分子組成物は、有機ポリマー、ポリスチレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸を含む。有機ポリマーは、式（Ｉ）：
【０００８】
【化１】
【０００９】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される繰り返し単位を有する。
【００１０】
本発明は、上記導電性高分子組成物の製造方法をも提供する。導電性高分子組成物の製造方法は、以下の工程を含む：（ａ）リグニンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、水および酸化剤の存在下で、モノマーに重合反応を実行する。モノマーは、式（ＩＩ）：
【００１１】
【化２】
【００１２】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される構造を有する；（ｂ）純化工程を実行して、酸化剤（さらに、未反応のモノマー、モノマーの二量体、モノマーの三量体、またはモノマーのオリゴマー）を除去して、導電性高分子組成物を得る。
【００１３】
本発明のある態様によると、本発明は、基板および基板上に形成された導電層を含む電子素子を提供する。導電層は、上記導電性高分子組成物を基板上に塗布して得られる。本発明の別の態様によると、電子素子は、静電気防止塗膜、電界コンデンサ、太陽電池または電界発光ディスプレイである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による導電性高分子組成物は、リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を導電性高分子のドーパントとし、導電性高分子組成物の電荷平衡およびチオフェン高分子分散を促進する以外に、導電性高分子組成物は、固体電界コンデンサへの応用に非常に適し、キャパシタンスを増加させる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい例による電界コンデンサ１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、導電性高分子組成物、その製造方法およびその応用を提供する。導電性高分子組成物の特徴は、リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を、導電性高分子のドーパントとし、導電性高分子組成物の電荷平衡およびチオフェン高分子分散を促進する以外に、導電性高分子組成物は、固体電界コンデンサへの応用に非常に適し、キャパシタンスを増加させる。
【００１７】
本発明の導電性高分子組成物は、有機ポリマー、ポリスチレンスルホン酸およびリグニンスルホン酸を含む。本発明のある態様によると、有機ポリマーは、式（Ｉ）：
【００１８】
【化３】
【００１９】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される繰り返し単位を有する。本発明の別の態様によると、Ｙはメチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である。リグニンスルホン酸は、木材を処理した後（例えば、硝酸やアルカリ）、外皮物質を除去して、分離したリグニンを、さらに、亜硫酸塩でスルホン酸化して得られるものである。本発明のある態様によると、使用するリグニンスルホン酸の重量平均分子量は、好ましくは１，０００〜１，０００，０００（より好ましくは２，０００〜２５，０００、さらに好ましくは２，５００〜２０，０００、さらにより好ましくは５，０００〜１５，０００）である。リグニンスルホン酸の硫黄含量は、好ましくは１％〜２０％である。本発明の導電性高分子組成物において、ポリスチレンスルホン酸と有機ポリマーとの質量比は、好ましくは０．６〜１３である。リグニンスルホン酸と有機ポリマーとの質量比は、好ましくは０．１〜１７である。
【００２０】
本発明の別の態様では、本発明による導電性高分子組成物の製造方法は、以下の工程を含む。リグニンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、水（または、さらに、その他の水溶性溶剤（例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、アセトン、テトラヒドロフランまたは混合溶剤）を含む）、および酸化剤の存在下で、モノマーに重合反応を実行し、モノマーを有機ポリマーに合成する。モノマーは、式（ＩＩ）：
【００２１】
【化４】
【００２２】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］で示される。続いて、得られた反応液に純化工程を実行して、酸化剤、未反応のモノマー、モノマーの二量体、モノマーの三量体、またはモノマーのオリゴマーを除去して、導電性高分子組成物を得る。モノマーとリグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸との当量比は、好ましくは１：０．５〜１：１０である。モノマーと酸化剤との当量比は、好ましくは１：０．５〜１：５である。重合反応の温度は、好ましくは−５℃〜７０℃である。使用する酸化剤は、例えば、過硫酸塩（例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムまたは過硫酸アンモニウム）、三価鉄塩（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）または硝酸鉄（ＩＩＩ））、二価銅塩（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸銅）またはそれらの組み合わせ（例えば、過硫酸ナトリウムとｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）との混合物または過硫酸アンモニウムと硫酸鉄（ＩＩＩ）との混合物）である。純化工程は、イオン交換樹脂、遠心分離法、透析法、限外ろ過、ろ過、またはこれらの組み合わせで実行する。このほか、重合反応実行時、同時に、分散工程を実行してもよく、例えば、従来の攪拌機、乳化機、ホモジナイザー、超音波または高圧ホモジナイザーにより実行する。
【００２３】
このほか、本発明は、基板および基板上に形成された導電層を含む電子素子をも提供する。導電層は、本発明の導電性高分子組成物を基板上に塗布して得られる。電子素子は、例えば、静電気防止塗膜、電界コンデンサ、太陽電池または電界発光ディスプレイである。例えば、図１を参照すると、電子素子は電界コンデンサ１０であり、基板は金属酸化物層１４である。電界コンデンサ１０は、第一金属電極（例えば、アルミニウム）１２と、導電層１６（本発明の導電性高分子組成物を塗布して得られる）上に設置された第二金属電極（例えば、アルミニウム）１８とを含む。第一金属電極１２は、その上に金属酸化物層１４（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３））が形成されている。金属酸化物層１４は、複数の凹部２０を含んでもよい。金属酸化物層１４は、金属電極１２に酸化工程を実行して得られる。このほか、導電層１６を金属酸化物層１４上に形成すると共に、複数の凹部２０を充填してもよい。
【００２４】
本発明の上記説明およびその他の目的、特徴、長所を理解しやすくするため、以下で幾つかの実施例により、本発明の導電性高分子組成物、その製造方法、およびそれを含む電子装置を説明する。
【実施例】
【００２５】
実施例１
３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）１４．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を準備し、１，３６２．２５ｍＬの脱イオン水、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）１０２．２４ｇ（０．１ｍｏｌ、分子量約７５，０００、１８％水溶液）、および１２．０７ｇのリグニンスルホン酸（製品番号ＢＧ−ＮＨ４、Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄにより製造販売、スルホン酸形式はＳＯ３ＮＨ４、重量平均分子量は２３，２８１、硫黄含量は５．１９％）を加えた。続いて、上記溶液を２０℃下で均一に攪拌後、窒素を溶液中に送り、少なくとも３０分攪拌し続けた。ここで、溶液中に、過硫酸アンモニウム１８．２４７ｇ（０．０８ｍｏｌ）および硫酸鉄０．５６８ｇ（０．００２ｍｏｌ）を加え、２０℃下で、１６時間反応させた。
【００２６】
反応後の溶液は、透析膜（ＭＷＣＯ：１２，０００〜１４，０００）により、透析純化を実行し、未反応のモノマー、二量体、三量体、オリゴマーおよび酸化剤を除去した。純化後の溶液を、さらに、ホモジナイザーで処理し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（１）を得た。
【００２７】
続いて、３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（１）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
リグニンスルホン酸をＢＧ−ＮＨ４からＢＧ−Ｃａ（Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄにより製造販売、スルホン酸形式はＳＯ３Ｃａ、重量平均分子量は１３，６４７、硫黄含量は４．６６％）に変更したこと以外は、実施例１と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（２）を得た。
【００２９】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（２）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）た。測定結果を表１に示す。
【００３０】
実施例３
リグニンスルホン酸をＢＧ−ＮＨ４からＢＧ−Ｎａ（Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄにより製造販売、そのスルホン酸形式はＳＯ３Ｎａ、重量平均分子量は１２，１５１、硫黄含量は４．７０％）に変更したこと以外は、実施例１と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（３）を得た。
【００３１】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（３）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３２】
実施例４
リグニンスルホン酸をＢＧ−ＮＨ４からＭＣＬ−Ｈ（ＩＴＲＩにより製造、そのスルホン酸形式はＳＯ３Ｈ、重量平均分子量は２，０７１、硫黄含量は６．１２％、リグニンスルホン酸ＭＣＬ−Ｈの製造方法は：リグニンスルホン酸１００質量部を準備し、３０質量部のＮａ２ＳＯ３、および１００質量部の１Ｎ ＮａＯＨを加えると共に、オートクレーブに入れて、１５０℃下で４時間反応させた。反応完成後、２０質量部の硫酸を加え、イオン交換樹脂により、溶液中のイオンを除去する）に変更したこと以外は、実施例１と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（４）を得た。
【００３３】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（４）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３４】
実施例５
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから１．２０７ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（５）を得た。
【００３５】
３個のコンデンサ（コンデンサはコンデンサメーカーから用意し、陽極電蝕アルミ箔、隔離紙および陰極アルミ箔を含み、陽極アルミ箔と陰極アルミ箔は、それぞれ、導電用のピンを接続している）を準備し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（５）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３６】
実施例６
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから６０ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（６）を得た。
【００３７】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（６）に５分間浸した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００３８】
実施例７
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから１２０ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（７）を得た。
【００３９】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（７）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００４０】
実施例８
リグニンスルホン酸を１２．０７ｇから２４０ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の製造工程を実行し、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ−ＬＧＮ）溶液（８）を得た。
【００４１】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（８）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００４２】
比較例１
３，４−エチレンジオキシチオフェン１４．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を準備し、２，２００ｍＬの脱イオン水、ポリスチレンスルホン酸３６．７ｇ（０．２ｍｏｌ、分子量約７５，０００）を加え、この溶液を２０℃で均一に攪拌後、窒素を溶液中に送り、少なくとも３０分攪拌し続けた。この溶液中に、過硫酸アンモニウム２２．８ｇ（０．１ｍｏｌ）および硫酸鉄２ｇ（０．００５ｍｏｌ）を加え、２０℃で１６時間反応させた。
【００４３】
反応後の溶液は、透析膜（ＭＷＣＯ：１２，０００〜１４，０００）により透析純化し、未反応のモノマー、二量体、三量体、オリゴマーおよび酸化剤を除去した。純化後の溶液を、さらに、ホモジナイザーで処理して、導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）溶液（９）を得た。
【００４４】
３個のコンデンサを用意し、上記で得られた導電性高分子組成物溶液（９）に５分間浸漬した。取り出した後、１１０℃で６０分間乾燥させた。得られたコンデンサは、それぞれ、ＬＣＲメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ ４２６３Ｂ）で測定した（測定条件：電圧１，０００ｍＶ、周波数１２０Ｈｚ）。測定結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１から分かるように、本発明による導電性高分子組成物（リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を含む）溶液（１）〜（８）で製造されるコンデンサのキャパシタンスは、比較例で得られる導電性高分子組成物（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）溶液（９）で製造されるコンデンサのキャパシタンス（０．１７〜０．２２μＦ）の２倍以上（本発明の実施例６で得られるコンデンサは１５〜１７倍に達するものもある）である。
【００４７】
総合すると、本発明による導電性高分子組成物は、リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸を導電性高分子のドーパントとし、導電性高分子組成物の電荷平衡およびチオフェン高分子分散を促進する以外に、導電性高分子組成物は、固体電界コンデンサへの応用に非常に適し、キャパシタンスを増加させる。
【００４８】
本発明では、好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは例示として、および好ましい実施形態という観点から開示されたものであり、決して開示された実施例に限定するものではない。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲で示されるものであり、当業者にとっては、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、記載された実施形態に様々な変更や修正を行うことができることは明らかである。
【符号の説明】
【００４９】
１０：電界コンデンサ
１２：第一金属電極
１４：金属酸化物層
１６：導電層
１８：第二金属電極
２０：凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に導電性高分子組成物を塗布して形成された導電層とを有する電子素子であって、
前記導電性高分子組成物が、有機ポリマーと、ポリスチレンスルホン酸と、リグニンスルホン酸とを含み、
前記有機ポリマーが、式（Ｉ）：
【化１】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される繰り返し単位を有することを特徴とする電子素子。
【請求項２】
前記Ｙが、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である請求項１に記載の電子素子。
【請求項３】
前記ポリスチレンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．６〜１３である請求項１または２に記載の電子素子。
【請求項４】
前記リグニンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．１〜１７である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項５】
前記リグニンスルホン酸の重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００である請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項６】
前記リグニンスルホン酸の硫黄含量が１％〜２０％である請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項７】
前記電子素子が、静電気防止塗膜、電界コンデンサ、太陽電池または電界発光ディスプレイである請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項８】
前記電子素子が電界コンデンサであり、前記基板が金属酸化物層である請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項９】
有機ポリマーと、ポリスチレンスルホン酸と、リグニンスルホン酸とを含み、
前記有機ポリマーが、式（Ｉ）：
【化２】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される繰り返し単位を有することを特徴とする導電性高分子組成物。
【請求項１０】
前記Ｙが、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である請求項９に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１１】
前記ポリスチレンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．６〜１３である請求項９または１０に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１２】
前記リグニンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．１〜１７である請求項９〜１１のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１３】
前記リグニンスルホン酸の重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００である請求項９〜１２のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１４】
前記リグニンスルホン酸の硫黄含量が１％〜２０％である請求項９〜１３のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１５】
リグニンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、水および酸化剤の存在下で、モノマーに重合反応を実行する工程と、
純化工程を実行して、前記酸化剤を除去し、前記導電性高分子組成物を得る工程と、
を含み、
前記モノマーが、式（ＩＩ）：
【化３】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される構造を有することを特徴とする導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記Ｙが、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である請求項１５に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記リグニンスルホン酸の重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００である請求項１５または１６に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記リグニンスルホン酸の硫黄含量が１％〜２０％である請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１９】
前記酸化剤が、過硫酸塩、三価鉄塩、二価銅塩またはその組み合わせである請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項２０】
前記モノマーと前記リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸との当量比が１：０．５〜１：１０である請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項２１】
前記モノマーと前記酸化剤との当量比が１：０．５〜１：５である請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項２２】
前記重合反応の温度が−５℃〜７０℃である請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１】
基板と、前記基板上に導電性高分子組成物を塗布して形成された導電層とを有する電子素子であって、
前記導電性高分子組成物が、有機ポリマーと、ポリスチレンスルホン酸と、リグニンスルホン酸とを含み、
前記有機ポリマーが、式（Ｉ）：
【化１】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される繰り返し単位を有することを特徴とする電子素子。
【請求項２】
前記Ｙが、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である請求項１に記載の電子素子。
【請求項３】
前記ポリスチレンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．６〜１３である請求項１または２に記載の電子素子。
【請求項４】
前記リグニンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．１〜１７である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項５】
前記リグニンスルホン酸の重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００である請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項６】
前記リグニンスルホン酸の硫黄含量が１％〜２０％である請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項７】
前記電子素子が、静電気防止塗膜、電界コンデンサ、太陽電池または電界発光ディスプレイである請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項８】
前記電子素子が電界コンデンサであり、前記基板が金属酸化物層である請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子素子。
【請求項９】
有機ポリマーと、ポリスチレンスルホン酸と、リグニンスルホン酸とを含み、
前記有機ポリマーが、式（Ｉ）：
【化２】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される繰り返し単位を有することを特徴とする導電性高分子組成物。
【請求項１０】
前記Ｙが、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である請求項９に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１１】
前記ポリスチレンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．６〜１３である請求項９または１０に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１２】
前記リグニンスルホン酸と前記有機ポリマーとの質量比が０．１〜１７である請求項９〜１１のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１３】
前記リグニンスルホン酸の重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００である請求項９〜１２のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１４】
前記リグニンスルホン酸の硫黄含量が１％〜２０％である請求項９〜１３のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物。
【請求項１５】
リグニンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、水および酸化剤の存在下で、モノマーに重合反応を実行する工程と、
純化工程を実行して、前記酸化剤を除去し、前記導電性高分子組成物を得る工程と、
を含み、
前記モノマーが、式（ＩＩ）：
【化３】
［式中、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＯまたはＳ、ＹはＣ１−４アルキレン基またはＣ２−４アルキリデン基、Ｒ１はＨまたはＣ１−１８アルキル基、Ｃ５−１２シクロアルキル基またはアリール基である］
で示される構造を有することを特徴とする導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記Ｙが、メチレン基、エチリデン基、プロピリデン基またはブチリデン基である請求項１５に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記リグニンスルホン酸の重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００である請求項１５または１６に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記リグニンスルホン酸の硫黄含量が１％〜２０％である請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項１９】
前記酸化剤が、過硫酸塩、三価鉄塩、二価銅塩またはその組み合わせである請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項２０】
前記モノマーと前記リグニンスルホン酸およびポリスチレンスルホン酸との当量比が１：０．５〜１：１０である請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項２１】
前記モノマーと前記酸化剤との当量比が１：０．５〜１：５である請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【請求項２２】
前記重合反応の温度が−５℃〜７０℃である請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の導電性高分子組成物の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−２０９４３（Ｐ２０１３−２０９４３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０１４２４（Ｐ２０１２−１０１４２４）
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【出願人】（３９００２３５８２）財團法人工業技術研究院 (524)
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【出願人】（３９００２３５８２）財團法人工業技術研究院 (524)
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
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