DE102012111932A1

DE102012111932A1 - Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, elektrisch leitendes Polymermaterial, elektrisch leitendes Substrat, Elektrode und Festelektrolytkondensator

Info

Publication number: DE102012111932A1
Application number: DE201210111932
Authority: DE
Inventors: Tomoki Nobuta; Satoshi Suzuki; Yasuhisa Sugawara; Yasuhiro Tomioka
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-06-13
Also published as: CN103160121A; US9452594B2; US20130163150A1; CN103160121B; JP5872872B2; JP2013122016A

Abstract

Bereitgestellt wird eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer guten filmbildenden Eigenschaft und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit. Ferner werden ein elektrisch leitendes Polymermaterial und ein elektrisch leitendes Substrat mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und Transparenz bereitgestellt. Zudem wird ein Festelektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen ESR bereitgestellt. Offenbart wird eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, enthaltend ein elektrisch leitendes Polymermaterial, erhalten durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel und ein Lösungsmittel, umfassend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, enthält.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, ein elektrisch leitendes Polymermaterial, ein elektrisch leitendes Substrat, eine Elektrode und einen Festelektrolytkondensator.
Beschreibung des Standes der Technik
Elektrisch leitende organische Materialien werden als ein antistatisches Material oder ein elektromagnetisches Abschirmungsmaterial als auch für Elektroden von Kondensatoren, elektrochemischen Kondensatoren oder dergleichen, für Elektroden von Farbstoffsolarzellen, organischen Dünnschichtsolarzellen oder dergleichen, für Elektroden von Elektrolumineszenzdisplays oder dergleichen verwendet.
Als elektrisch leitendes organisches Material sind elektrisch leitende Polymere, die durch Polymerisieren von Pyrrol, Thiophen, 3,4-Ethylendioxythiophen, Anilin oder dergleichen erhalten wurden, bekannt. Diese elektrisch leitenden Polymere liegen üblicherweise in der Form einer Dispersionsflüssigkeit oder einer Lösung in einem wässrigen Lösungsmittel oder in der Form eines Lösungsmittels in einem organischen Lösungsmittel vor, und werden als elektrisch leitende Polymermaterialien, nachdem das Lösungsmittel zum Verwendungszeitpunkt entfernt wird, verwendet.
Selbst wenn die Art des elektrisch leitenden Polymers gleich ist, ist die Eigenschaft des erhaltenen elektrisch leitenden Polymermaterials abhängig von dem Herstellungsverfahren jedoch unterschiedlich. Daher wird das Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung verschiedenartig untersucht.
JP 2004-59666 A offenbart eine wässrige Dispersion eines Gemisches aus einem Poly(3,4-dialkoxythiophen) mit einem Polyanion. Es wird offenbart, dass die wässrige Dispersion des Gemisches durch Polymerisation eines 3,4-Dialkoxythiophens in einem wässrigen Lösungsmittel erhalten wird, wobei eine Peroxydischwefelsäure als Oxidationsmittel in Gegenwart eines Polyanions verwendet wird. Es wird auch offenbart, dass es erhalten wird durch Zugabe einer Säure, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus wasserlöslichen anorganischen Säuren und organischen Säuren, um den pH der Reaktionslösung zu verringern, und durch Polymerisation eines 3,4-Dialkoxythiophens in einem wässrigen Lösungsmittel, wobei ein Oxidationsmittel in Gegenwart eines Polyanions verwendet wird.
WO 2009/131011 A offenbart eine Dispersion eines elektrisch leitenden Polymers, das durch Elektropolymerisation eines Thiophenderivates in Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit, bestehend aus einem Mischlösungsmittel mit einem wassermischbarem Lösungsmittel, in Gegenwart eines Phenolsulfonsäurenovolakharzes, eines sulfonierten Polyesters oder einer Polystyrolsulfonsäure erhalten wird.
WO 2009/131012 A offenbart eine Dispersion eines elektrisch leitenden Polymers, das durch Oxidationspolymerisation eines Thiophenderivates in Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit, bestehend aus einem Mischlösungsmittel mit einem wassermischbaren Lösungsmittel, in Gegenwart von Polystyrolsulfonsäuren und wenigstens einem aus Phenolsulfonsäurenovolakharzen und sulfonierten Polyestern erhalten wird.
Die in JP 2004-59666 A , WO 2009/131011 A und WO 2009/131012 A offenbarten Verfahren basieren auf dem Verfahren, bei dem ein Ammoniumpersulfat, ein Eisensalz, Ethylendioxythiophen und dergleichen gemischt werden und in Gegenwart einer wässrigen Polystyrolsulfonsäurelösung umgesetzt werden, um eine Dispersion des zum Beispiel in JP 2636968 B offenbarten elektrisch leitenden Polymers zu erhalten, und die Eigenschaft wird durch Änderung der Herstellungsbedingungen verbessert. Die filmbildende Eigenschaft und die elektrische Leitfähigkeit der durch diese Verfahren erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung sind jedoch nicht ausreichend.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit guten filmbildenden Eigenschaften und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit bereitzustellen. Die Aufgabe ist ebenfalls, ein elektrisch leitendes Polymermaterial und ein elektrisch leitendes Substrat mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und Transparenz bereitzustellen. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Festelektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen ESR bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymerzusammensetzung enthält ein elektrisch leitendes Polymer, das durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmitteln und ein Lösungsmittel, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, enthält, erhalten wird.
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial wird durch Entfernung des Lösungsmittels von der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung erhalten.
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Substrat weist eine das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial enthaltende Schicht auf einem Substrat auf.
Die erfindungsgemäße Elektrode weist das erfindungsgemäße elektrisch leitende Substrat auf.
Das erfindungsgemäße Elektronikgerät weist die erfindungsgemäße Elektrode auf.
Der erfindungsgemäße Festelektrolytkondensator weist einen das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial enthaltenden Festelektrolyt auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung umfasst das Erhalten eines elektrisch leitenden Polymers durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel und ein Lösungsmittel, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, enthält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer guten filmbildenden Eigenschaft und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit bereitgestellt werden. Ebenfalls können ein elektrisch leitendes Polymermaterial und ein elektrisch leitendes Substrat mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und Transparenz bereitgestellt werden. Ferner kann ein Festelektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen ESR bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Schnittzeichnung, die ein Beispiel des erfindungsgemäßen Festelektrolytkondensators zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Als Ergebnis der wiederholten ernsthaften Studien der vorliegenden Erfinder, um die oben genannte Aufgabe zu lösen, kann die Aufgabe, betreffend die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung gelöst werden, indem eine Oxidationspolymerisation in einem Reaktionslösungsmittel, umfassend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, durchgeführt wird.
Durch Zugabe eines aprotischen Lösungsmittels zu einer wässrigen Lösung einer Polysäure oder eines Salzes davon, die als Dotierungsmittel wirken, verändern sich die Dielektrizitätskonstante des Lösungsmittels und der Existenzzustand der Polysäure. Wie gerade beschrieben, weist die elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, die durch Schütten eines Monomers zur Bereitstellung eines Polymers in die Gegenwart einer Polysäure oder eines Salzes davon, deren Existenzzustand sich von einer Polysäure oder einem Salz davon als Dotierungsmittel verändert, und durch Durchführen der Oxidationspolymerisation erhalten wird, eine geringere Viskosität, eine gute filmbildende Eigenschaft und eine hohe elektrische Leitfähigkeit, verglichen mit der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung, die durch Durchführen einer normalen Oxidationspolymerisation in einem Wasserlösungsmittel erhalten wird, auf.
Die Änderung des Existenzzustands bedeutet eine Änderung des stabilen Zustands aufgrund der Streckung oder der gleichen der Polymerhauptkette infolge des Unterschieds des Lösungsmittels, das heißt des Unterschieds der Dielektrizitätskonstante, oder eine Änderung, die sich von der Wechselwirkung zu dem dissoziierten Ion, durch das sich die intermolekulare Kraft zwischen dem Kation und dem Anion verändert, oder von dem Beitrag der Solvatisierung, die zu der Viskositätsänderung, die mit der Wärmebilanz zum Zeitpunkt der Auflösung assoziiert ist, führt, ableitet. Es wird davon ausgegangen, dass die Änderung des Existenzzustands geeigneterweise dafür verantwortlich ist, dass eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer geringen Viskosität, einer guten filmbildenden Eigenschaft und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit erhalten wird. Der Mechanismus wurde jedoch nicht zwangsläufig klar.
(Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung)
Die erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymerzusammensetzung enthält ein elektrisch leitendes Polymer, das durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel und ein Lösungsmittel, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, enthält, erhalten wird.
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymer liegt in einem Zustand vor, in dem eine Polysäure dotiert vorliegt, um die elektrische Leitfähigkeit zu erzeugen. Die erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymerzusammensetzung ist üblicherweise marineblau.
[Lösungsmittel]
Das erfindungsgemäße Lösungsmittel ist ein mischbares Lösungsmittel, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel. Durch ein Reaktionslösungsmittel, enthaltend ein aprotisches Lösungsmittel, ist es möglich, ein Reaktionsfeld zu schaffen, in dem ein Monomer homogen dispergiert vorliegt. Der Existenzzustand der Polysäure als Dotierungsmittel kann ebenfalls, wie oben beschrieben, verändert werden.
Beispiele des aprotischen Lösungsmittels sind nicht besonders eingeschränkt, umfassen jedoch beispielsweise N-Methylformamide (Dielektrizitätskonstante 182), N-Methylacetamid (Dielektrizitätskonstante 191), N-Methylpropionamid (Dielektrizitätskonstante 172), Formamid (Dielektrizitätskonstante 110), N,N-Dimethylformamid (Dielektrizitätskonstante 37), N,N-Diethylformamid, N,N-Dimethylacetamid (Dielektrizitätskonstante 38), Dimethylsulfoxid (Dielektrizitätskonstante 48) und N-Methylpyrrolidon (Dielektrizitätskonstante 32). Von diesen ist wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend N,N-Dimethylformamid, N,N-Diethylformamid, N,N-Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid bevorzugt. Insbesondere ist N,N-Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid bevorzugt. Dieses aprotische Lösungsmittel kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Im Hinblick auf die Erhaltung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit beträgt die Dielektrizitätskonstante des aprotischen Lösungsmittels bei 25°C vorzugsweise 30 oder mehr, und beträgt mehr bevorzugt 40 oder mehr. Wird ein aprotisches Lösungsmittel mit einer Dielektrizitätskonstante, die größer ist als diejenige von Wasser (78 oder mehr) verwendet, ist es andererseits bevorzugt, zudem ein weiteres aprotisches Lösungsmittel zu verwenden, sodass die Dielektrizitätskonstante des Reaktionslösungsmittels gleich oder geringer als diejenige von Wasser wird. Das ist darum, da die Polymerisationsreaktion nur schwer in einem Reaktionsfeld fortschreitet, dessen Dielektrizitätskonstante größer ist als diejenige von Wasser.
Die Menge des in einem Lösungsmittel enthaltenen aprotischen Lösungsmittels beträgt im Hinblick auf die Erhaltung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit vorzugsweise 1 bis 30 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in einem Lösungsmittel enthaltenen Wassers, beträgt mehr bevorzugt 1 bis 15 Massenteile, beträgt ferner bevorzugt 2 bis 11 Massenteile und beträgt insbesondere vorzugsweise 2 bis 5 Massenteile. Wird der Anteil des aprotischen Lösungsmittels erhöht, neigt die Reaktionsrate der Oxidationspolymerisation dazu abzunehmen, die Ausbeute des Reaktionsmittels nimmt jedoch nicht ab und eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit kann erhalten werden.
[Monomer]
Als Monomer wird wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon verwendet. Konkrete Beispiele des Derivates von Pyrrol umfassend 3-Alkylpyrrole, wie 3-Hexylpyrrol, 3,4-Dialkylpyrrole, wie 3,4-Dihexylpyrrol, 3-Alkoxypyrrole, wie 3-Methoxypyrrol, und 3,4-Dialkoxypyrrole, wie 3,4-Dimethoxypyrrol. Konkrete Beispiele des Derivates von Thiophen umfassen 3,4-Ethylendioxythiophen und Derivate davon, 3-Alkylthiophene, wie 3-Hexylthiophen, und 3-Alkoxythiophene, wie 3-Methoxythiophen. Konkrete Beispiele des Derivates von 3,4-Ethylendioxythiophen umfassend 3,4-(1-Alkyl)ethylendioxythiophene, wie 3,4-(1-Hexyl)ethylendioxythiophen.
Von diesen ist das Monomer vorzugsweise ein 3,4-Ethylendioxythiophenderivat, dargestellt durch die folgende Formel (1).
(In der Formel (1) stellt R eine substituierte oder unsubstituierte C1-C18-Alkylgruppe, die linear oder verzweigt ist, eine substituierte oder unsubstituierte C5-C12-Cycloalklygruppe, eine substituierte oder unsubstituierte C6-C14-Arylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte C7-C18-Aralkylgruppe dar.) Dieses Monomer kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
[Polysäure]
In der vorliegenden Erfindung wird eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel verwendet. Konkrete Beispiele der Polysäure umfassen Polycarbonsäuren, wie Polyacrylsäuren, Polymethacrylsäuren und Polymaleinsäuren; Polysulfonsäuren, wie Polyvinylsulfonsäuren, Poly(2-acrylamid-2-methylpropansulfonsäuren), Polystyrolsulfonsäuren und Polyestersulfonsäuren; und Copolymere mit einer Struktureinheit davon. Konkrete Beispiele des Salzes einer Polysäure umfassen Lithiumsalze, Natriumsalze, Kaliumsalze und Ammoniumsalze der Polysäuren. Von diesen ist wenigstens eine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolsulfonsäuren, Polyestersulfonsäuren und Polyvinylsulfonsäuren bevorzugt. Diese Polysäure kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Das massegemittelte Molekulargewicht der Polysäure beträgt im Hinblick auf die Erhaltung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit vorzugsweise 2000 bis 2000000, und beträgt mehr bevorzugt 10000 bis 500000. Das massegemittelte Molekulargewicht ist ein Wert, der durch eine GPC(Gelpermeationschromatographie)-Messung berechnet wird.
Die Menge der in der Reaktionslösung enthaltenen Polysäure beträgt im Hinblick auf die Erhaltung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit vorzugsweise 40 bis 200 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in der Reaktionslösung enthaltenen Monomers, beträgt mehr bevorzugt 60 bis 180 Massenteile, beträgt ferner vorzugsweise 70 bis 120 Massenteile und beträgt besonders bevorzugt 70 bis 100 Massenteile. Beträgt die Menge der Polysäure 40 Massenteile oder mehr in Bezug auf 100 Massenteile des Monomers, so liegt das elektrisch leitende Polymer ausreichend dispergiert vor. Beträgt die Menge der Polysäure 200 Massenteile oder mehr in Bezug auf 100 Massenteile des Monomers, so wird ferner eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit erhalten.
[Oxidationsmittel, Oxidationspolymerisation]
Ein Oxidationsmittel ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele eines verwendbaren Oxidationsmittels umfassen Eisen(III)-Salze einer anorganischen Säure, wie Eisen(III)-chlorid-Hexahydrat, wasserfreies Eisen(III)-chlorid, Eisen(III)-nitrat-Nonahydrat, wasserfreies Eisennitrat, Eisen(III)-sulfat-n-Hydrat (n = 3 bis 12), Ammoniumeisen(III)-sulfat-Dodecahydrat, Eisen(III)-perchlorat-n-Hydrat (n = 1, 6) und Eisen(III)-tetrafluorborat; Kupfer(II)-Salze einer anorganischen Säure, wie Kupfer(II)-chlorid, Kupfer(II)-sulfat und Kupfer(II)-tetrafluorborat; Nitrosoniumtetrafluorborat; ein Persulfat, wie Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat und Kaliumpersulfat; ein Periodat, wie Kaliumperiodat; Wasserstoffperoxid, Ozon, Kaliumhexacyanoferrat(III), Tetraammoniumcer(IV)-sulfat-Dihydrat, Brom und Jod; und Eisen(III)-Salze einer organischen Säure, wie Eisen(III)-p-toluolsufonsäure. Diese kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Die Menge des verwendeten Oxidationsmittels ist nicht besonders eingeschränkt, im Hinblick auf die Erzeugung eines Polymers mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit durch Reaktion unter einer milderen Oxidationsatmosphäre beträgt sie jedoch vorzugsweise 0,5 bis 100 Massenteile in Bezug auf 1 Massenteil des Monomers, und beträgt mehr bevorzugt 1 bis 40 Massenteile.
Die Oxidationspolymerisation kann eine chemische Oxidationspolymerisation oder eine elektrolytische Oxidationspolymerisation sein. Die chemische Oxidationspolymerisation wird vorzugsweise unter Rühren durchgeführt. Die Reaktionstemperatur der chemischen Oxidationspolymerisation ist nicht besonders eingeschränkt, die Obergrenze kann jedoch eine Rückflusstemperatur des verwendeten Lösungsmittels sein. Sie beträgt beispielsweise vorzugsweise 0 bis 100°C, und beträgt mehr bevorzugt 10 bis 50°C. Die Reaktionszeit der chemischen Oxidationspolymerisation hängt von der Art und der Menge des verwendeten Oxidationsmittels, der Reaktionstemperatur und den Rührbedingungen ab, sie beträgt jedoch vorzugsweise 5 bis 100 Stunden. Wird mit einer Polysäure dotiert und ein elektrisch leitendes Polymer gebildet, verändert sich die Farbe der Reaktionslösung nach marineblau.
Die in der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung enthaltene Konzentration des elektrisch leitenden Polymers beträgt im Hinblick auf eine langzeitige Aufrechterhaltung der Dispergierbarkeit vorzugsweise 0,1 bis 20 Massenprozent in Bezug auf die Gesamtmenge des Lösungsmittels, und beträgt mehr bevorzugt 0,5 bis 10 Massenprozent.
Die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung kann eine Komponente, wie ein nicht umgesetztes Monomer oder eine von einem Oxidationsmittel stammende Rückstandskomponente enthalten, die für die Ausbildung der elektrischen Leitfähigkeit nicht erforderlich ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, die Komponente durch Extraktion mittels Ultrafiltration, Zentrifugalabtrennung oder dergleichen, durch Ionenaustauschbehandlung, durch Dialysebehandlung oder dergleichen zu entfernen. Die in der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung enthaltene überschüssige Komponente kann durch ICP-Atomemissionsspektroskopie, Ionenchromatographie, UV-Absorption oder dergleichen quantifiziert werden.
[Bindemittel]
Die erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymerzusammensetzung kann ferner ein Bindemittel enthalten, um die filmbildende Eigenschaft und die Adhäsionseigenschaft zu dem unten beschriebenen Substrat zu verbessern. Das Bindemittel ist nicht besonders eingeschränkt, solange es mit der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung kompatibel ist oder in der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung dispergierbar ist, und kann ein Duroplast oder ein Thermoplast sein.
Beispiele des Bindemittels umfassen beispielsweise Polyethylenharze, Polyesterharze, Polyethylenterephthalate, Polybutylenterephthalate und Polyethylennapthalate, Polyimidharze, wie Polyamide und Polyamidimide, Polyamidharze, wie Polyamid-6, Polyamid-6,6, Polyamid-12 und Polyamid-11, Fluorharze, wie Polyvinylidenfluoride, Polyvinylfluoride, Polytetrafluorethylene, Ethylentetrafluorethylencopolymere und Polychlortrifluorethylene, Vinylharze, wie Polyvinylalkohole, Polyvinylether, Polyvinylbutyrale, Polyvinylacetate und Polyvinylchloride, Polystyrolharze, Epoxydharze, Xylenharze, Aramidharze, Polyurethanharze, Polyharnstoffharze, Melaminharze, Phenolharze, Polyetherharze und Polyacrylharze und Copolymere davon. Thermische Kondensationsverbindungen sind auch eingeschlossen und die elektrisch leitende Polymerzusammensetzung kann eine Vorläuferverbindung oder ein Monomer zur Synthese des Bindemittels enthalten. In diesem Fall wird das Bindemittel gebildet, wenn die elektrisch leitende Polymerzusammensetzung getrocknet wird. Dieses Bindemittel kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Der Gehalt des Bindemittels beträgt vorzugsweise 10 bis 400 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des elektrisch leitenden Polymers, und beträgt mehr bevorzugt 10 bis 100 Massenteile. Beträgt der Gehalt 10 Massenteile oder mehr, ist die Adhäsion verbessert, und die hohe elektrische Leitfähigkeit wird erhalten, wenn der Gehalt 100 Massenteile oder weniger beträgt.
Ein Verdickungsmittel kann zu der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung zum Zweck der Steuerung der Viskosität zugegeben werden, um sie an jeden unten beschriebenen Schritt, bei dem die elektrisch leitende Polymerzusammensetzung auf das Substrat aufgebracht wird, anzupassen. Beispiele des Verdickungsmittels umfassen wasserlösliche Polymere, wie Arginsäurederivate (engl. arginic acid derivatives), Xanthanderivate und Zuckerverbindungen, wie Carrageen und Zellulose. Dieses kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Die Menge des zugegebenen Verdickungsmittels ist nicht besonders eingeschränkt, das Verdickungsmittel liegt jedoch vorzugsweise in einem Anteil von 60 Massenprozent oder weniger in der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung vor, damit die elektrische Leitfähigkeit nicht abnimmt.
Die erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymerzusammensetzung kann zum Zweck der weiteren Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ein elektrisch leitendes Hilfsmittel enthalten. Beispiele des elektrisch leitenden Hilfsmittels umfassen Metallpartikel, anorganische Verbindungen, wie Metalloxide, Kohlenstoff, und wasserlösliche Verbindungen mit einer Hydroxylgruppe. Dieses kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
(Elektrisch leitendes Polymermaterial)
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial wird durch Entfernen des Lösungsmittels von der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung erhalten. Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial setzt sich aus einem elektrisch leitenden Polymer, das mit einer Polysäure oder einem Salz davon dotiert ist, zusammen und weist eine gute filmbildende Eigenschaft und eine hohe elektrische Leitfähigkeit, verglichen mit dem elektrisch leitenden Polymer, das durch Durchführung einer Oxidationspolymerisation in Wasser erhalten wurde, auf.
Das Entfernen des Lösungsmittels kann durch Trocknen erfolgen. Die Trocknungstemperatur zur Entfernung des Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 80°C oder mehr, und ist mehr bevorzugt gleich oder größer als 100°C, was einen Siedepunkt von Wasser darstellt. Die Obergrenze der Trocknungstemperatur ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie gleich oder geringer ist als die Zersetzungstemperatur des elektrisch leitenden Polymermaterials, sie beträgt jedoch vorzugsweise 300°C oder weniger.
(Elektrisch leitendes Substrat, Elektrode, Elektronikgerät)
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Substrat weist eine Schicht (im Folgenden als elektrisch leitende Polymerschicht bezeichnet) auf, die das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial auf einem Substrat aufweist. Ferner weist die erfindungsgemäße Elektrode das erfindungsgemäße elektrisch leitende Substrat auf. Zudem weist das erfindungsgemäße Elektronikgerät die erfindungsgemäße Elektrode auf.
Das erfindungsgemäße Substrat ist vorzugsweise ein Harzsubstrat, und ist mehr bevorzugt ein transparentes Harzsubstrat. Beispielsweise ist das Substrat vorzugsweise ein Harzsubstrat, das wenigstens eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyesterharzen, Polyamidharzen, Polyimidharzen, Polyurethanharzen, Polystyrolharzen, Polyolefinharzen, Acrylharzen und Vinylesterharzen enthält. Konkrete Beispiele davon umfassen Filme oder Bögen von Polyethylenterephthalaten (PET), Polyethylennaphthalaten, Polyethersulfonen, Polyetherimiden, Polyetheretherketonen, Polyphenylensulfiden, Polyarylaten, Polyimiden, Polycarbonaten, Cellulosetriacetaten, Celluloseacetatpropionaten und dergleichen. Ferner können Glassubstrate und Siliziumsubstrate verwendet werden. Zudem kann das elektrisch leitende Substrat eine Schicht aufweisen, die ein ITO zwischen dem Substrat und der elektrisch leitenden Polymerschicht aufweist.
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Substrat weist eine auf wenigstens einer Seite des Substrats gebildete elektrisch leitende Polymerschicht auf. Das elektrisch leitende Substrat ist vorzugsweise ein transparentes elektrisch leitendes Substrat, bei dem die elektrisch leitende Polymerschicht auf wenigstens einer Seite des transparenten Harzsubstrats gebildet ist.
Wie für das Verfahren zur Bildung der elektrisch leitenden Polymerschicht, kann die Schicht durch Aufbringen der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung auf die Oberfläche des Substrats gebildet werden. Das Verfahren zur Aufbringung auf die Oberfläche des Substrats ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele davon umfassen beispielsweise das Spin Coating, das Gravurstreichen, das Rollrakelstreichen (engl. bar coating), das Tauchbeschichten, das Gießlackieren, das Düsenbeschichten und das Sprühbeschichten.
Ferner können auch Druckverfahren, wie das Siebdrucken, das Sprühdrucken (engl. spraying printing), das Tintenstrahldrucken, der anastatische Druck, der Tiefdruck und der Flachdruck angewendet werden.
Die Dicke des auf dem Substrat gebildeten Anstrichfilms ist nicht besonders eingeschränkt und kann abhängig vom Zweck entsprechend ausgewählt werden. Beispielsweise beträgt die Dicke nach dem Trocknen vorzugsweise 0,01 μm oder mehr und 300 μm oder weniger, und beträgt mehr bevorzugt 0,03 μm oder mehr und 100 μm oder weniger. Beträgt sie 0,01 μm oder mehr, kann eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit ausgebildet werden. Beträgt sie 300 μm oder weniger, wird die elektrische Leitfähigkeit zudem proportional zu der Filmdicke erhalten.
Anschließend kann die elektrisch leitende Polymerschicht auf dem Substrat durch Trocknen derselben und durch Entfernung des Lösungsmittels gebildet werden. Das Verfahren zur Trocknung des Lösungsmittels ist nicht besonders eingeschränkt. Die Trocknungstemperatur zur Entfernung des Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 80°C oder mehr, und ist mehr bevorzugt gleich oder größer als 100°C, was einen Siedepunkt von Wasser darstellt. Die Obergrenze der Trocknungstemperatur ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie gleich oder kleiner ist als die Zersetzungstemperatur des elektrisch leitenden Polymers, sie beträgt jedoch vorzugsweise 300°C oder weniger. Ferner wird sie vorzugsweise unter Berücksichtigung der Hitzebeständigkeit des Substrats bestimmt.
Die Gesamtlichtdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Substrats beträgt vorzugsweise 70% oder mehr, beträgt mehr bevorzugt 80% oder mehr, und beträgt ferner vorzugsweise 85% oder mehr. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit kann auf 70% oder mehr eingestellt werden, indem die Filmdicke der elektrisch leitenden Polymerschicht beliebig eingestellt wird. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit ist ein Wert, der durch HAZE MATER NHD-5000 (hergestellt durch NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) gemessen wird.
Das erfindungsgemäße elektrisch leitende Substrat kann als Elektrode, insbesondere als transparente Elektrode verwendet werden. Beispielsweise kann es als Lochinjizierungsschicht oder Kathode eines Elektronikgeräts, wie einer Solarzelle oder eines organischen Elektrolumineszenzdisplays, verwendet werden. Ferner kann es als Elektrode eines Elektronikgeräts, wie eines Bildschirmtastfelds oder eines elektronischen Papiers, verwendet werden.
(Festelektrolytkondensator)
Der erfindungsgemäße Festelektrolytkondensator weist einen Festelektrolyten, enthaltend das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial, auf. Ein Festelektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen ESR kann durch den Festelektrolyten, enthaltend das erfindungsgemäße elektrisch leitende Polymermaterial, entwickelt werden.
Eine schematische Schnittzeichnung, die einen Bau des Festelektrolytkondensators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, ist in 1 gezeigt. Der Festelektrolytkondensator weist einen Bau auf, bei dem die dielektrische Schicht 2, die Festelektrolytschicht 3 und der Kathodenableiter 4 in dieser Reihenfolge auf einen Anodenableiter 1 laminiert sind.
Der Anodenableiter 1 wird aus einer Platte, einer Folie oder einem Draht eines Ventilmetalls (engl. valve action metal); aus einem Sinterkörper, enthaltend feine Ventilmetallpartikel; aus einem porösen Metallkörper, der einer Oberflächenvergrößerungsbehandlung durch Ätzen unterzogen wurde, oder dergleichen, gebildet. Konkrete Beispiele des Ventilmetalls umfassen Tantal, Aluminium, Titan, Niob, Zirkonium und Legierungen davon. Von diesen ist es vorzugsweise wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Tantal und Niob.
Die dielektrische Schicht 2 ist eine Schicht, die durch elektrolytische Oxidation der Oberfläche des Anodenableiters 1 gebildet werden kann und wird auch auf dem porösen Teil des Sinterkörpers, des porösen Körpers oder dergleichen gebildet. Die Dicke der dielektrischen Schicht 2 kann durch die Spannung der elektrolytischen Oxidation entsprechend eingestellt werden.
Die Festelektrolytschicht 3 enthält wenigstens ein elektrisch leitendes Polymermaterial, das durch Entfernung eines Lösungsmittels von der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung erhalten wurde. Beispiele des Verfahrens zur Bildung der Festelektrolytschicht 3 umfassen beispielsweise ein Verfahren durch Aufbringung oder Immersion der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung auf die dielektrische Schicht 2 und durch Entfernung des Lösungsmittels in der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung.
Das Aufbringungs- oder Immersionsverfahren ist nicht besonders eingeschränkt, es bedarf jedoch vorzugsweise mehrere Minuten bis zu mehreren duzend Minuten nach der Aufbringung oder Immersion, um die elektrisch leitende Polymerzusammensetzung ausreichend in das Innere der porösen Pore einzufüllen. Wiederholte Immersionen und ein reduziertes und unter Druck stehendes System sind bevorzugt.
Die Entfernung des Lösungsmittels von der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung kann durch Trocknen der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung durchgeführt werden. Das Verfahren zum Trocken des Lösungsmittels ist nicht besonders eingeschränkt. Die Trocknungstemperatur zur Entfernung des Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 80°C oder mehr, und ist mehr bevorzugt gleich oder größer als 100°C, was einen Siedepunkt von Wasser darstellt. Die Obergrenze der Trocknungstemperatur ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie gleich oder kleiner ist als die Zersetzungstemperatur des elektrisch leitenden Polymers, im Hinblick auf eine Verhinderung der Elementverschlechterung durch Hitze beträgt sie jedoch vorzugsweise 300°C oder weniger. Ferner wird sie vorzugsweise unter Berücksichtigung der Hitzebeständigkeit des Substrats bestimmt. Die Trocknungszeit kann durch die Trocknungstemperatur entsprechend optimiert werden, sie ist jedoch nicht besonders eingeschränkt, solange sie sich in einem Bereich befindet, in dem die elektrische Leitfähigkeit nicht abnimmt.
Die Festelektrolytschicht 3 kann ferner ein elektrisch leitendes Polymer, das ein Pyrrol, Thiophen, Anilin oder ein Derivat davon aufweist; ein Oxidderivat, wie Mangandioxid oder Rutheniumoxid; oder einen organischen Halbleiter, wie TCNQ (7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethankomplexsalz) enthalten.
Die Festelektrolytschicht 3 kann eine Zweischichtstruktur aus einer ersten Festelektrolytschicht 3a und einer zweiten Festelektrolytschicht 3b, wie in 1 gezeigt, aufweisen. Beispielsweise wird die erste Festelektrolytschicht 3a, enthaltend ein elektrisch leitendes Polymer, auf der dielektrischen Schicht 2 durch chemische Oxidationspolymerisation oder Elektropolymerisation eines Monomers, welches das elektrisch leitende Polymer ergibt, gebildet. Die zweite Festelektrolytschicht 3b kann durch Aufbringung oder Immersion der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung auf die erste Festelektrolytschicht 3a und durch Entfernung des Lösungsmittels gebildet werden.
Als Monomer kann wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen, Anilin und Derivaten davon verwendet werden. Als Dotierungsmittel, das für die chemische Oxidationspolymerisation oder die Elektropolymerisation des Monomers, um ein elektrisch leitendes Polymer zu erhalten, verwendet wird, sind Sulfonsäureverbindungen, wie Alkylsulfonsäuren, Benzolsulfonsäure, Naphthalensulfonsäure, Anthrachinonsulfonsäure und Camphersulfonsäure und Derivate davon bevorzugt. Dieses kann alleine oder in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Das Molekulargewicht des Dotierungsmittels kann entsprechend von einer Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht bis zu einem Körper mit hohem Molekulargewicht ausgewählt und verwendet werden. Als Lösungsmittel kann nur Wasser verwendet werden und ein Mischlösungsmittel aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel, das in Wasser löslich ist, kann verwendet werden.
Das in der ersten Festelektrolytschicht 3a enthaltene elektrisch leitende Polymer ist vorzugsweise die gleiche Art von Polymer, wie das in der zweiten Festelektrolytschicht 3b enthaltene elektrisch leitende Polymer.
Der Kathodenableiter 4 ist nicht besonders eingeschränkt, solange er ein Ableiter ist, er kann jedoch beispielsweise eine Zweischichtstruktur, bestehend aus einer Kohlenstoffschicht 4a, wie Graphit, und einem elektrisch leitenden Silberharz 4b, aufweisen.
(Verfahren zur Herstellung der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung)
Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung umfasst das Erzeugen eines elektrisch leitenden Polymers durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel und ein Lösungsmittel, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, enthält. Als Monomer, Polysäure oder Salz davon, aprotisches Lösungsmittel und Oxidationsmittel können die oben genannten Verbindungen verwendet werden. Ferner können als Oxidationspolymerisation die oben genannten Verfahren verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Oxidationspolymerisation in einer Reaktionslösung, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, durchgeführt, um eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer geringen Viskosität, einer guten filmbildenden Eigenschaft und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit zu erhalten.
[BEISPIELE]
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung basierend auf den Beispielen weiter anschaulich erklärt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Beispiele beschränkt.
<Beispiel 1>
1,04 g einer 20 massenprozentigen wässrigen Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 50000) als Polysäure wurden zu 16,58 g Wasser gemischt, und es wurde für 30 Minuten gerührt. Dann wurden 1,81 g Dimethylsulfoxid als aprotisches Lösungsmittel zugeführt, und es wurde für 60 Minuten gerührt. Als Dimethylsulfoxid zugeführt wurde, wurde die Lösung warm. Ferner wurden 0,18 g 3,4-Ethylendioxythiophen als Monomer zugeführt, und es wurde ferner für 60 Minuten gerührt, um eine Reaktionslösung herzustellen. In der erhaltenen Reaktionslösung war das Monomer homogen dispergiert (der Durchmesser der Monomeröltröpfchen war klein und gleichmäßig), und die Lösung war hellgelb. Die Menge des in dem Lösungsmittel enthaltenen Dimethylsulfoxids betrug 10,4 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in dem Lösungsmittel enthaltenen Wassers. Ferner betrug die Menge der in der Reaktionslösung enthaltenen Polystyrolsulfonsäure 116 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in der Reaktionslösung enthaltenen 3,4-Ethylendioxythiophens.
0,5 g einer 1,1 massenprozentigen wässrigen Lösung von Eisen(III)-sulfat als Oxidationsmittel wurden unter Rühren zu der Reaktionslösung getropft. Dann wurden 1,22 g einer 10,0 massenprozentigen wässrigen Lösung von Ammoniumpersulfat langsam zugetropft, und es wurde bei Raumtemperatur für 72 Stunden gerührt, um eine chemische Oxidationspolymerisation durchzuführen. So wurde ein Poly(3,4-ethylendioxythiophen), zu dem eine Polystyrolsulfonsäure zugetropft wurde, synthetisiert. Zu diesem Zeitpunkt veränderte sich die Farbe der Reaktionslösung von hellgelb nach marineblau.
3,8 g eines amphoteren Ionenaustausches (Produktname: MB-1, Ionenaustauschertyp: -H und -OH, hergestellt durch ORGANO CORPORATION) wurden zu der Reaktionslösung zugeführt, und es wurde für 30 Minuten gerührt. So wurden unnötige Komponenten (Eisenion, Sulfation), die von dem Oxidationsmittel stammen, entfernt. Durch diesen Arbeitsvorgang änderte sich der pH der Reaktionslösung von 2,13 nach 2,55. Die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung war marineblau.
Die Viskosität, die filmbildende Eigenschaft und die elektrische Leitfähigkeit der erhaltenen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
Die Viskosität wurde durch VISCOMATE MODEL VM-10A (Produktname, hergestellt durch CBC Co., Ltd.) gemessen.
Die filmbildende Eigenschaft wurde durch Auftropfen von 100 μl der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung auf ein Glassubstrat und Trocknen derselben in einem Thermostatofen bei 125°C für 15 Minuten, um einen elektrisch leitenden Polymerfilm zu bilden, und durch Beobachten des Aussehens des elektrisch leitenden Polymerfilms bestimmt. Die Bestimmung wurde unter den folgenden Kriterien durchgeführt.
A: Die Schrumpfung des getrockneten Films ist geringer als 10%, und es bildeten sich keine Falte, kein Riss und kein Schaum.
B: Die Schrumpfung des getrockneten Films ist 10% oder mehr, oder es wurden eine Falte, ein Riss und ein Schaum gebildet.
Der Oberflächenwiderstand (Ω/☐) und die Filmdicke des auf dieselbe Art und Weise wie bei der Bestimmung der oben genannten filmbildenden Eigenschaft gebildeten elektrisch leitenden Polymerfilms wurden durch ein vierpoliges Verfahren gemessen, um die elektrische Leitfähigkeit (S/cm) zu berechnen. Die elektrische Leitfähigkeit wurde durch Loresta-GP MCP-610 (Produktname, hergestellt durch Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) gemessen.
<Beispiel 2>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 500000) als Polysäure verwendet wurde, und die Zusammensetzung wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
<Beispiel 3>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massengemitteltes Molekulargewicht: 14000) als Polysäure verwendet wurde, und die Zusammensetzung wurde aufgewertet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
<Vergleichsbeispiel 1>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass Dimethylsulfoxid als aprotisches Lösungsmittel nicht zugeführt wurde, und die Zusammensetzung wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
In der durch Zuführung eines Monomers erhaltenen Reaktionslösung war das Monomer inhomogen dispergiert (der Durchmesser der Monomeröltröpfchen war groß und ungleichmäßig), und die Lösung war hellgelb. Durch die chemische Oxidationspolymerisation veränderte sich die Farbe der Reaktionslösung ferner von hellgelb nach marineblau. Durch die Zugabe des amphoteren Ionenaustausches veränderte sich der pH der Reaktionslösung zudem von 2,20 nach 2,52. Die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung war marineblau.
<Vergleichsbeispiel 2>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 500000) als Polysäure verwendet wurde, und die Zusammensetzung wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
<Vergleichsbeispiel 3>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 14000) als Polysäure verwendet wurde, und die Zusammensetzung wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
<Vergleichsbeispiel 4>

1,81 g Dimethylsulfoxid wurden zu der in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung zugeführt, und es wurde für 60 Minuten gerührt. Wurde Dimethylsulfoxid zugeführt, so wurde die Lösung warm. Die erhaltene Zusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt. TABELLE 1

	Viskosität (mPa·s)	Elektrische Leitfähigkeit (S/cm)	Filmbildende Eigenschaft
Beispiel 1	5,80	119	A
Beispiel 2	9,40	116	A
Beispiel 3	2,26	62	A
Vergleichsbeispiel 1	6,90	17	A
Vergleichsbeispiel 2	13,80	20	B (zentraler Sprung)
Vergleichsbeispiel 3	2,55	15	B (Riss)
Vergleichsbeispiel 4	9,20	83	B (zentraler Sprung)

Anhand der Tabelle 1 und dem Vergleich des Beispiels und des Vergleichsbeispiels, bei denen das massegemittelte Molekulargewicht der Polystyrolsulfonsäure als Polysäure gleich war, waren in den Beispielen 1 bis 3 die Viskositäten der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzungen gering, die elektrischen Leitfähigkeiten waren hoch und die filmbildenden Eigenschaften waren gut.
Andererseits war die elektrische Leitfähigkeit in Vergleichsbeispiel 4 verglichen mit Vergleichsbeispiel 1 verbessert, die Viskosität wurde jedoch höher und die filmbildende Eigenschaft war verschlechtert. Somit wurde bestätigt, das eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, die durch eine Oxidationspolymerisation in einem Reaktionslösungsmittel, enthaltend ein aprotisches Lösungsmittel, erhalten wurde, gegenüber einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung, die durch das Verfahren, bei dem ein aprotisches Lösungsmittel nachher zu einer durch eine Oxidationspolymerisation in Wasser als Lösungsmittel erhaltenen elektrisch, leitenden Polymerzusammensetzung gegeben wird, überlegen ist.
<Beispiel 4>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (enthaltend Polystyrolsulfonsäuren mit einem massegemittelten Molekulargewicht von 50000 und 500000 in einem Massenverhältnis von 1:1) als Polysäure verwendet wurde, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt.
<Beispiel 5>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (enthaltend Polystyrolsulfonsäuren mit einem massegemittelten Molekulargewicht von 50000 und 14000 in einem Massenverhältnis von 1:1) als Polysäure verwendet wurde, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt.
<Beispiel 6>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 0,85 g einer 20 massenprozentigen wässrigen Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 50000) als Polysäure verwendet wurden, und dass 0,21 g 3,4-Ethylendioxythiophen als Monomer verwendet wurden, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Die Menge der in der Reaktionslösung enthaltenen Polystyrolsulfonsäure betrug 81 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in der Reaktionslösung enthaltenen 3,4-Ethylendioxythiophens.
<Beispiel 7>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 1,26 g einer 20 massenprozentigen wässrigen Lösung einer Polystyrolsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 50000) als Polysäure verwendet wurden, und dass 0,13 g 3,4-Ethylendioxythiophen als Monomer verwendet wurden, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Die Menge der in der Reaktionslösung enthaltenen Polystyrolsulfonsäure betrug 194 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in der Reaktionslösung enthaltenen 3,4-Ethylendioxythiophens.
<Beispiel 8>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 0,61 g Dimethylsulfoxid als aprotisches Lösungsmittel verwendet wurden, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Die Menge des in dem Lösungsmittel enthaltenen Dimethylsulfoxids betrug 3,5 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in dem Lösungsmittel enthaltenen Wassers.
<Beispiel 9>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 3,52 g Dimethylsulfoxid als aprotisches Lösungsmittel verwendet wurden, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Die Menge des in dem Lösungsmittel enthaltenen Dimethylsulfoxids betrug 20,2 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in dem Lösungsmittel enthaltenen Wassers.
<Beispiel 10>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass ein 3,4-Ethylendioxythiophenderivat, bei dem der Substituent des Dioxyrings eine Ethylgruppe (R = Ethylgruppe in der oben genannten Formel (1)) ist, als Monomer verwendet wurde, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung war marineblau.
<Beispiel 11>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine 20 massenprozentige wässrige Lösung einer Polyvinylsulfonsäure (massegemitteltes Molekulargewicht: 10000) als Polysäure verwendet wurde, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung war marineblau.
<Beispiel 12>
Eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass N,N-Dimethylacetamid als aprotisches Lösungsmittel verwendet wurde, und die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 gezeigt. Wurde N,N-Dimethylacetamid zugeführt, wurde die Lösung warm. Die erhaltene elektrisch leitende Polymerzusammensetzung war marineblau. TABELLE 2

Elektrische Leitfähigkeit (S/cm)

Beispiel 4 113

Beispiel 5 97

Beispiel 6 136

Beispiel 7 92

Beispiel 8 183

Beispiel 9 75

Beispiel 10 98

Beispiel 11 55

Beispiel 12 116
Anhand der Beispiele 4 und 5 hat sich gezeigt, dass eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit selbst dann erhalten wird, wenn Polysäuren mit einem unterschiedlichen massegemittelten Molekulargewicht zusammen verwendet werden.
Bei den Beispielen 6 und 7 und in Bezug auf das Mischungsverhältnis der Polysäure und des Monomers, die in der Reaktionslösung enthalten waren, neigte die elektrische Leitfähigkeit dazu größer zu werden, wenn die Menge der Polysäure klein war, während die elektrische Leitfähigkeit dazu neigte etwas geringer zu werden, wenn die Menge der Polysäure groß war. In beiden Fällen wurde eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit erhalten.
Bei den Beispielen 8 und 9 wies die elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, die ein elektrisch leitendes Polymer enthielt, das durch die Polymerisation in einer Reaktionslösung, enthaltend Dimethylsulfoxid, erhalten wurde, eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Insbesondere wies Beispiel 8, bei dem die Menge des in dem Lösungsmittel enthaltenen Dimethylsulfoxids 5 Massenteile oder weniger in Bezug auf 100 Massenteile des in dem Lösungsmittel enthaltenen Wassers betrug, eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit auf.
<Beispiel 13>
1,24 g einer wässrigen Polyestersulfonsäuredispersion (Feststoffgehalt 25 Massenprozent) wurden mit der in Beispiel 1 hergestellten elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung gemischt, und es wurde für 60 Minuten gerührt. 100 μl der Mischung wurden auf ein Polyesterfilm (Produktname: DIAFOIL MR-100, hergestellt durch Mitsubishi Polyester Film, Inc.) mit einer Dicke von 100 μm als Substrat aufgetropft. Eine Beschichtung wurde unter Verwendung eines Spinnbeschichters bei 1000 rpm für 5 Sekunden und fortgesetzt bei 3000 rpm für 30 Sekunden durchgeführt. Anschließend wurde für 15 Minuten bei 120°C getrocknet, um ein elektrisch leitendes Substrat zu erhalten. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit des erhaltenen elektrisch leitenden Substrats wurde gemessen. Das Ergebnis ist in TABELLE 3 gezeigt.
Die Gesamtlichtdurchlässigkeit wurde unter Verwendung von HAZE MATER NHD-5000 (Produktname, hergestellt durch NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) gemessen. Die Gesamtlichtdurchlässigkeit des Polyesterfilms betrug 88,37%.
<Vergleichsbeispiel 5>

Ein elektrisch leitendes Substrat wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 13 hergestellt, außer dass die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte elektrisch leitende Polymerzusammensetzung verwendet wurde, und die Gesamtlichtdurchlässigkeit wurde gemessen. Das Ergebnis ist in TABELLE 3 gezeigt. TABELLE 3

	Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung	Oberflächenwiderstand (Ω/☐)	Gesamtlichtdurchlässigkeit (%)
Beispiel 13	Beispiel 1	1590	87,7
Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 1	11590	85,5

Anhand von TABELLE 3 hat sich gezeigt, dass das in Beispiel 13 hergestellte elektrisch leitende Substrat einen geringen Oberflächenwiderstand aufwies und ein ausgezeichnetes elektrisch leitendes Substrat darstellte. Ebenfalls betrug die Gesamtlichtdurchlässigkeit 80% oder mehr und die Transparenz war ausgezeichnet.
<Beispiel 14>
Ein poröses Aluminium wurde als Anodenableiter, enthaltend ein Ventilmetall, verwendet. Ein Anodenfilm, der eine dielektrische Schicht war, wurde durch anodische Oxidation auf der Aluminiummetalloberfläche gebildet. Als Ergebnis der Messung der Porenverteilung des porösen Körpers durch ein Quecksilberintrusionsverfahren zeigte sich, dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser etwa 510 nm betrug.
Dann wurde der Anodenableiter, auf dem die dielektrische Schicht gebildet wurde, in die in Beispiel 1 hergestellte elektrisch leitende Polymerzusammensetzung für 1 Minute eingetaucht und wieder herauf gezogen. Anschließend wurde dieser bei 120°C getrocknet und verfestigt. Diese Arbeitsvorgänge wurden 10 Mal wiederholt, um eine Festelektrolytschicht zu bilden. Dann wurden in dieser Reihenfolge eine Graphitschicht und eine silberenthaltende Harzschicht auf der Festelektrolytschicht gebildet, um einen Festelektrolytkondensator zu erhalten.
Die elektrostatische Kapazität des erhaltenen Festelektrolytkondensators wurde unter Verwendung eines LCR-Meters bei einer Frequenz von 120 Hz gemessen. Ferner wurde der ESR (äquivalenter Serienwiderstand) des erhaltenen Festelektrolytkondensators unter Verwendung eines LCR-Meters bei einer Frequenz von 100 kHz gemessen. Der Wert des ESR wurde von dem Gesamtkathodenbereich zu einer Einhaltsfläche (1 cm²) normiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
<Vergleichsbeispiel 6>
Ein Festelektrolytkondensator wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte elektrisch leitende Polymerzusammensetzung verwendet wurde, und die elektrostatische Kapazität und der ESR wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in TABELLE 4 gezeigt. TABELLE 4

Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung Elektrostatische Kapazität (μF) ESR (mΩ·cm²)

Beispiel 14 Beispiel 1 10,6 16

Vergleichsbeispiel 6 Vergleichsbeispiel 1 8,3 74
Gemäß TABELLE 4 war bei Beispiel 14 die Permeabilität der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung in das Innere des porösen Körpers ausgezeichnet und eine hohe Kapazität konnte ausgebildet werden, da die Viskosität der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung niedrig war. Ferner wurde ein Festelektrolytkondensator mit einem geringen ESR erhalten, indem ein elektrisch leitendes Polymermaterial mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit als Festelektrolyt verwendet wurde. Andererseits war in Vergleichsbeispiel 6 die Permeabilität der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung in das Innere des porösen Körpers gering und die ausreichende Kapazität konnte nicht ausgebildet werden, da die Viskosität der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung hoch war. Ferner wurde der ESR groß, da die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitenden Polymermaterials gering war.
<Beispiel 15>
Ein poröses Aluminium wurde als Anodenableiter, enthaltend ein Ventilmetall, verwendet. Ein Oxidfilm, der eine dielektrische Schicht war, wurde durch anodische Oxidation auf der Aluminiummetalloberfläche gebildet. Als Ergebnis der Messung der Porenverteilung dieses porösen Körpers durch ein Quecksilberintrusionsverfahren betrug der durchschnittliche Partikeldurchmesser etwa 170 nm.
Anschließend wurde der Anodenableiter, auf dem die dielektrische Schicht gebildet wurde, in eine Lösung aus 3,4-Dioxythiophen als Monomer eingetaucht. Anschließend wurde dieser in eine Oxidationsmittelflüssigkeit, die durch Auflösen von 20 g p-Toluolsulfonsäure als Dotierungsmittel und 10 g Ammoniumpersulfat als Oxidationsmittel in 100 ml reinem Wasser erhalten wurde, eingetaucht und wieder herauf gezogen, und eine Polymerisation wurde für eine Stunde durchgeführt. Diese Arbeitsvorgänge wurden für die chemische Oxidationspolymerisation 5 Mal wiederholt, um eine erste Festelektrolytschicht zu bilden.
Die in Beispiel 1 hergestellte elektrisch leitende Polymerzusammensetzung wurde auf die erste Festelektrolytschicht aufgetropft. Diese wurde bei 120°C getrocknet und verfestigt, um eine zweite Festelektrolytschicht zu bilden. Dann wurden in dieser Reihenfolge eine Graphitschicht und eine silberenthaltende Harzschicht auf der zweiten Festelektrolytschicht gebildet, um einen Festelektrolytkondensator zu erhalten.
Die elektrostatische Kapazität und der ESR des erhaltenen Festelektrolytkondensators wurden auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 14 gemessen. Die Ergebnisse sind in TABELLE 5 gezeigt.
<Vergleichsbeispiel 7>
Ein Festelektrolytkondensator wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 15 hergestellt, außer dass die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte elektrisch leitende Polymerzusammensetzung verwendet wurde, und die elektrostatische Kapazität und der ESR wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in TABELLE 5 gezeigt. TABELLE 5

Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung Elektrostatische Kapazität (μF) ESR (mΩ·cm²)

Beispiel 15 Beispiel 1 121 7,5

Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 1 119 33,5
Gemäß TABELLE 5 wurde in Beispiel 15 ein Festelektrolytkondensator mit einem geringen ESR erhalten, indem ein elektrisch leitendes Polymermaterial mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit als Festelektrolyt verwendet wurde.
Die vorliegende Erfindung kann für Elektroden von Elektronikgeräten, wie Solarzellen, organische Elektrolumineszenzdisplays und Bildschirmtastfelder, für Festelektrolytkondensatoren und dergleichen verwendet werden.
Zusammenfassend kann eine Ausführungsform wie folgt beschrieben werden:
Bereitgestellt wird eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung mit einer guten filmbildenden Eigenschaft und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit. Ferner werden ein elektrisch leitendes Polymermaterial und ein elektrisch leitendes Substrat mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und Transparenz bereitgestellt. Zudem wird ein Festelektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen ESR bereitgestellt. Offenbart ist eine elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, enthaltend ein elektrisch leitendes Polymer, erhalten durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel und ein Lösungsmittel, enthaltend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, enthält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-59666 A [0005, 0008]
WO 2009/131011 A [0006, 0008]
WO 2009/131012 A [0007, 0008]
JP 2636968 B [0008]

Claims

Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung, umfassend ein elektrisch leitendes Polymer, erhalten durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel und ein Lösungsmittel, umfassend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, umfasst.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das aprotische Lösungsmittel wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N,N-Dimethylformamid, N,N-Diethylformamid, N,N-Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid ist.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Menge des in dem Lösungsmittel umfassten aprotischen Lösungsmittels 1 bis 30 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in dem Lösungsmittel umfassten Wassers beträgt.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Menge des in dem Lösungsmittel umfassten aprotischen Lösungsmittels 1 bis 15 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in dem Lösungsmittel umfassten Wassers beträgt.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Menge der in der Reaktionslösung umfassten Polysäure 40 bis 200 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile des in der Reaktionslösung umfassten Monomers beträgt.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Monomer ein 3,4-Ethylendioxythiophenderivat, dargestellt durch die folgende Formel (1), ist:
wobei R eine substituierte oder nicht substituierte C1-C18-Alkylgruppe, die linear oder verzweigt ist, eine substituierte oder nicht substituierte C5-C12-Cycloalkylgruppe, eine substituierte oder nicht substituierte C6-C14-Arylgruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte C7-C18-Aralkylgruppe darstellt.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Polysäure wenigstens eine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolsulfonsäuren, Polyestersulfonsäuren und Polyvinylsulfonsäuren ist.
Elektrisch leitende Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend ein Bindemittel.
Elektrisch leitendes Polymermaterial, erhalten durch Entfernen des Lösungsmittels von der elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Elektrisch leitendes Substrat, das eine Schicht, umfassend das elektrisch leitende Polymermaterial nach Anspruch 9, auf einem Substrat umfasst.
Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 10, wobei das Substrat ein Harzsubstrat, umfassend wenigstens eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyesterharzen, Polyamidharzen, Polyimidharzen, Polyurethanharzen, Polystyrolharzen, Polyolefinharzen, Acrylharzen und Vinylesterharzen, ist.
Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 10 oder 11, das eine Schicht, umfassend ein ITO zwischen dem Substrat und der Schicht, umfassend das elektrisch leitende Polymermaterial, umfasst.
Elektrisch leitendes Substrat nach einem der Ansprüche 10 bis 12, mit einer Gesamtlichtdurchlässigkeit von 70% oder mehr.
Elektrode, umfassend das elektrisch leitende Substrat nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
Elektronikgerät, umfassend die Elektrode nach Anspruch 14.
Festelektrolytkondensator, der einen Festelektrolyten, umfassend das elektrisch leitende Polymermaterial nach Anspruch 9, umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Polymerzusammensetzung, umfassend das Erhalten eines elektrisch leitenden Polymers durch eine Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels in einer Reaktionslösung, die wenigstens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen und Derivaten davon, eine Polysäure oder ein Salz davon als Dotierungsmittel, und ein Lösungsmittel, umfassend Wasser und ein aprotisches Lösungsmittel, umfasst.