(57)【要約】【課題】導電性が高く、かつ溶媒への溶解性を有するシリコン含有導電性高分子材料およびその製造方法ならびに導電性膜を提供する。【解決手段】Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、当該各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなることを特徴とするシリコン含有導電性高分子材料である。また、側鎖としてフェニル基を有するポリシラン化合物を含む溶液１１に、光を照射することで、上記シリコン含有導電性高分子材料を製造する方法である。さらに、上記シリコン含有導電性高分子材料によって構成された導電性膜である。【選択図】図１
2007224080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、当該各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなる
ことを特徴とするシリコン含有導電性高分子材料。
【請求項２】
側鎖としてフェニル基を有するポリシラン化合物を含む溶液に、光を照射することで、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、当該各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなるシリコン含有導電性高分子材料を製造する
ことを特徴とするシリコン含有導電性高分子材料の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法において、
前記ポリシラン化合物を構成する各シリコン原子に２つのフェニル基が結合されている
ことを特徴とするシリコン含有導電性高分子材料の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載のシリコン含有高分子化合物の製造方法において、
前記光の照射波長範囲は２００ｎｍ以上６００ｎｍ以下である
ことを特徴とするシリコン含有導電性高分子材料の製造方法。
【請求項５】
請求項２記載のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法において、
前記光として、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の波長の光と、３５０ｎｍよりも大きく６００ｎｍ以下の波長の光の両方を照射する
ことを特徴とするシリコン含有導電性高分子材料の製造方法。
【請求項６】
Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、当該各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなるシリコン含有導電性高分子材料で構成されている
ことを特徴とする導電性膜。
【請求項７】
請求項６記載の導電性膜において、
前記導電性膜に酸化性ドーパントがドーピングされている
ことを特徴とする導電性膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性材料として有用なシリコン含有導電性高分子材料およびその製造方法ならびにこのシリコン含有導電性高分子材料を用いた導電性膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアセチレンに電子受容性物質又は電子供与性物質をドーピングすると電荷移動形成反応が起こり、電子伝導に基づく高い電気伝導性が発現することが見い出だされたことから、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、ポリアニリン及びポリチオフェン等の導電性有機高分子化合物が高導電性フィルムなどを形成する材料として注目されている。
【０００３】
しかしながら、これら有機高分子化合物は、不溶不融であるため賦形性に乏しかったり、気相重合法や電解重合法でフィルムを形成する場合、得られるフィルムの形状が反応容器や電極の形状によって制約されたり、電子受容性物質又は電子供与性物質をドーピングする際に著しい劣化を伴ったりするなどの問題があり、実用上の障害になっている。
【０００４】
一方、バンド理論によれば、直鎖状のポリマー骨格中の炭素原子をシリコン原子に変えることにより、導電を支配するバンドギャップが減少することが予測され、新しい導電材料としての可能性が示唆されていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
最初のポリシランは環状のパーメチルシラン(６員環)、次に、ポリジメチルシランが開発された。これらは不溶性であったが、シラスチレン(ポリメチルフェニルシラン)は可溶であるため、画期的に開発が進んだ。側鎖の置換基としては、メチル基に代表されるアルキル基やフェニル基を有するものが主であった。また、置換基として水素や反応性の炭素−炭素二重結合を含有する置換基を持つポリシラン、ハロゲン化アルキル基を有するポリシランが合成されるようになり、ポリシランを架橋することが可能となるなど、応用への期待が高くなった（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、側鎖の他の置換基として、シリル基を導入したポリシラン（例えば、特許文献１参照）や、フェノール性の置換基を導入したポリシランをレジスト材料へ応用することも報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、ポリシランの光導電性及び導電性に着目し、カルバゾリル基を含有する置換基をポリシランに導入することにより、光分解性を抑制したポリシランも報告されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
上述したようなＳｉ-Ｓｉ結合を主構造とするポリシラン化合物は、その光分解性を利用してフォトレジストやカラーフィルターに用いられている。例えば、特定構造のポリシランおよび特定構造の環状シラン化合物を含有してなる感光性樹脂組成物からなる薄膜を選択的に露光することにより、露光部分に着色パターンの潜像を形成する工程、ならびに着色パターンの潜像が形成された前記露光部分を、染料または顔料を含む着色液で着色する工程を含む着色パターン形成方法によってカラーフィルターの作製が短時間でできるとされている。
【０００９】
さらには、多環式縮合芳香族基を側鎖に有する多環式縮合芳香族基ペンダントポリシランが開発され、一段と電気伝導度が向上することが確認されたため、芳香族基がポリシランに導入されることにより、導電性が向上することが示された（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
【非特許文献１】K.Takeda,et al,「Phys Rev B」,1984年, Vol.30, p.5871
【非特許文献２】R.West et al, 「Journal Organomet Chemistry」1986年, Vol.300, p.327
【特許文献１】特開昭６３−１２６３６号公報
【特許文献２】特開昭６３−１１３０２１号公報
【特許文献３】特開平５−４３０７２号公報
【特許文献４】特許３０６０８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したポリシラン化合物では導電性は十分ではなく、さらに導電性が高く、かつ溶媒への溶解性を有する新規な高分子材料が望まれている。
【００１２】
そこで、本発明は、導電性が高く、かつ溶媒への溶解性を有するシリコン含有導電性高分子材料およびその製造方法ならびに導電性膜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】
【００１３】
上述したような課題を解決するために、本発明におけるシリコン含有導電性高分子材料は、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなることを特徴としている。
【００１４】
このようなシリコン含有導電性高分子材料によれば、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する鎖状分子を備えていることで、σ−σ*の共役系を有するためσ電子が鎖状分子を通って非局在化されるとともに、Ｓｉ原子間がフェニレン基で架橋されることで、σ−πの共役系をも有するため、導電性が高くなる。また、このシリコン含有導電性高分子材料は、フェニレン基を有することからテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒などに可溶であるため、任意の形状のフィルムや塗膜に賦形することが可能となる。
【００１５】
また、本発明のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法は、側鎖としてフェニル基を有するポリシラン化合物を含む溶液に、光を照射することで、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなるシリコン含有導電性高分子材料を製造することを特徴としている。
【００１６】
このようなシリコン含有導電性高分子材料の製造方法によれば、側鎖としてフェニル基を有するポリシラン化合物を含む溶液に、光を照射することで、ポリシラン化合物中のＳｉ−Ｓｉ結合が切断され、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が生成されるとともに、各鎖状分子中のＳｉ原子間が上記フェニル基由来のフェニレン基によって架橋される。これにより、光照射のみで上述したシリコン含有導電性高分子材料を製造することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の導電性膜は、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、当該各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されてなるシリコン含有導電性高分子材料で構成されていることを特徴としている。
【００１８】
このような導電性膜は、上述したシリコン含有導電性高分子材料で構成されることから、発明の実施の形態において詳細に説明するように、従来のポリシラン化合物で構成された導電性膜と比較して高い導電性を示すことが確認された。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように、本発明のシリコン含有導電性高分子材料は、高い導電性を有するとともに溶媒に可溶であることから、導電性膜を容易に形成可能であり、このシリコン含有導電性高分子材料で構成された導電性膜は、従来のポリシラン化合物で構成された導電性膜と比較して高い導電性を示すことから、バッテリー電極、太陽電池、電磁フィールド筐体など、電気、電子、通信分野で広く用いることができる。また、本発明のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法によれば、光照射のみで上記シリコン含有導電性高分子材料を製造することができるため、生産性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のシリコン含有導電性高分子材料およびその製造方法ならびにこのシリコン含有導電性高分子材料を用いた導電性膜の一例について詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
＜シリコン含有導電性高分子材料＞
本発明のシリコン含有導電性高分子材料は、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が、各鎖状分子中のＳｉ原子間でフェニレン基によって架橋されている。
【００２２】
ここで、各鎖状分子は、直鎖状分子であっても分岐鎖状分子であってもよい。また、鎖状分子の主鎖中にＳｉ−Ｓｉ結合を有していれば、主鎖がＳｉ原子のみで構成されていてもよく、主鎖中にＳｉ原子とＳｉ以外の原子または置換基との結合が含まれていてもよい。主鎖がＳｉ原子のみで構成される場合には、σ−σ*の共役系が広がることで、σ電子が主鎖を通って非局在化され、高い導電性を示すため、好ましい。また、主鎖中にＳｉ原子とＳｉ以外の原子または置換基との結合が含まれる場合には、導電性を低下させないような原子または置換基が結合されることが好ましく、例えば主鎖中のＳｉ原子間にフェニレン基が結合された場合には、σ−πの共役系を有することで、高い導電性が示されるため、好ましい。
【００２３】
さらに、この鎖状分子の側鎖としては、水素、炭素、酸素、窒素、硫黄、りん、ホウ素、ハロゲン等の原子や、上記原子を含む置換基、すなわち、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換のカルボニル基、置換もしくは無置換のエステル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミド基、チオール基等が挙げられる。このうち、側鎖が例えばアリール基の一種のフェニル基である場合には、Ｓｉ原子にフェニル基が結合されることで、σ−πの共役系を有するため、高い導電性が示される
【００２４】
また、上記各鎖状分子間を架橋するフェニレン基の結合位置は、パラ位、メタ位、オルト位のいずれであってもよい。また、結合位置を除く部位は、上述した鎖状分子の側鎖として挙げられたような原子または置換基が結合されていてもよく、無置換であってもよい。また、フェニレン基によるＳｉ原子の架橋率および架橋位置は特に規定されるものではなく、鎖状分子中のＳｉ原子が全て架橋されていてもよい。このＳｉ原子のフェニレン基による架橋により、σ−πの共役系を有した状態となるため、高い導電性が示される。
【００２５】
ここでは、一例として、２つの鎖状分子間の架橋部分を下記構造式（１）に示す。
【化１】
2007224080.tif 000003
【００２６】
上記構造式（１）に示すように、鎖状分子は主鎖がＳｉ原子のみで構成された直鎖状分子で構成されており、各鎖状分子のＳｉ原子間を架橋するフェニレン基は例えばパラ位の位置で結合されている。また、フェニレン基で架橋されたＳｉ原子の結合部位を除く鎖状分子中のＳｉ原子には、側鎖としてフェニル基を有している
【００２７】
このような構造を有することで、本実施形態のシリコン含有導電性高分子材料は、σ−σ*の共役系およびσ−πの共役系が広がることから、高い導電性が示される。
【００２８】
＜シリコン含有導電性高分子材料の製造方法＞
次に、上述したシリコン含有導電性高分子材料の製造方法について説明する。まず、原材料としては、側鎖としてフェニル基を有するポリシラン化合物を用いる。側鎖としてフェニル基を有するポリシラン化合物としては、例えば下記一般式（２）で示すように、フェニル基と結合したＳｉ原子を構成単位とするポリシラン化合物が挙げられる。
【化２】
2007224080.tif 000004
【００２９】
上記構造式（２）中のＲとしては、水素、炭素、酸素、窒素、硫黄、りん、ホウ素、ハロゲン等の原子、またはヒドロキシル基、置換もしくは無置換のカルボニル基、置換もしくは無置換のエステル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミド基、チオール基等の置換基が挙げられる。また、ｎは正の整数とする。
【００３０】
そして、上述したＲの中でもＲがアリール基の一種であるフェニル基で構成される場合には、後述する光照射によりポリシラン化合物中のＳｉ−Ｓｉ結合を開裂させて生成するシリコン含有高分子材料は、Ｓｉ−Ｓｉ結合と、Ｓｉ原子とフェニル基またはフェニレン基との結合のみを有した状態となるため、σ−σ*の共役系およびσ−πの共役系が広がり、高い導電性が示される。
【００３１】
ここでは、上記構造式（２）中のＲがフェニル基で構成された下記構造式（３）に示す環状のデカフェニルシクロペンタシランを用いることとする。
【化３】
2007224080.tif 000005
【００３２】
このデカフェニルシクロペンタシランは、合成したものをそのまま用いても、予め単離されたものを用いてもよい。上記デカフェニルシクロペンタシランを合成する場合には、リチウム金属を含む脱水ＴＨＦをアルゴン（Ａｒ）ガスでバブリングした状態で、ジフェニルジクロロシランを滴下し、滴下終了後、リチウム金属が完全に消失するまで、攪拌する。次に、この反応混合物を冷水中に滴下し、反応生成物を沈殿させて沈殿物を濾別し、シクロヘキサンで洗浄する。その後、エバポレーターを用いて別離し、酢酸エチルで再結晶させることで、デカフェニルシクロペンタシランを合成することができる。
【００３３】
この合成したデカフェニルシクロペンタシランを、Ａｒガス雰囲気下で、例えばＴＨＦからなる溶媒に溶解させる。この溶媒としては、デカフェニルシクロペンタシランを溶解し、デカフェニルシクロペンタシランと反応しないものであれば、特に限定されるものではなく、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどの炭化水素系、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系、クロロホルム、ジクロロメタンなどのハロゲン溶媒などに可溶である。ここでは、１ｗｔ％の濃度で溶解させることとする。
【００３４】
なお、ここでは、デカフェニルシクロペンタシランのみをＴＨＦ中に溶解することとするが、デカフェニルシクロペンタシラとともに、溶解性を上げるために例えば下記構造式（４）に示すドデカメチルシクロヘキサシラン等の他のポリシラン化合物を溶解してもよい。
【化４】
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【００３５】
次いで、図１に示すように、ＴＨＦにデカフェニルペンタシランを溶解させた溶液１１をアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲気下で石英セル１２に２ｍｌ充填し、充填後は、酸化を防ぐ為にキャップ１３により蓋をして密閉状態とする。なお、ここでは、セル１２の材質が石英であることとするが、ガラスやプラスチックであってもよい。ただし、本実施形態では、後述するように、セル１２の側壁を介して光を照射することから、セル１２の材質は照射する光に対して透過性の高いものであることが好ましい。例えば石英からなるセルは、後工程で照射する２００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を８０％以上の透過率で透過させるため、好ましい。
【００３６】
次いで、上記セル中の溶液１１に２００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲の光Ｖを照射する。ここでは、光源として水銀キセノンランプを用いた、例えば浜松ホトニクス製  ＬＣ−５（０３−フィルター付）からなるスポットＵＶ照射器１４を上記セル１２の側壁に接触させて照射する。これにより、光がセル１２の側壁を透過して、溶液１１に照射される。この光を照射することで、光照射前は、無色透明の溶液１１は照射時間が長くなるにつれて徐々に黄色に変色していく。
【００３７】
ここで、スポットＵＶ照射器１４の放射スペクトルを図２に示す。この図に示すように、照射する光は、２９１ｎｍ付近、３２６ｎｍ付近、３６５ｎｍ付近および４０５ｎｍ付近にピーク波長を有している。これらの光を全て照射した場合の溶液１１のＵＶスペクトルを図３のグラフ（１）、ＰＬスペクトルを図４のグラフ（１）に示す。
【００３８】
まず、図３に示すように、未照射のＵＶスペクトル（６）と比較して光照射後のＵＶスペクトル（１）は長波長側にシフトしブロードになることが確認された。一般にＵＶスペクトルは、測定対象の共役の広がりを示す指標となり、共役長が長くなると、ＵＶスペクトルは長波長シフトすることが知られている。よって、光照射により、共役長が長くなったことが示唆された。また、図４に示すＰＬスペクトルにおいても未照射の溶液１１のＰＬスペクトル（６）と比較して光照射後のＰＬスペクトル（１）は、長波長側にシフトし高次化したＳｉ−Ｓｉ由来のブロードなピークが確認された。
【００３９】
これにより、上記光を照射することで、デカフェニルシクロペンタシランのＳｉ−Ｓｉ結合が切断されて、環状構造が開裂し、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有する複数の鎖状分子が生成するとともに、各鎖状分子は、デカフェニルシクロペンタシラン中のフェニル基由来のフェニレン基によって、鎖状分子中のＳｉ原子間で架橋されることが示唆された。また、Ｓｉネットワーク構造を持つ場合にも、ＵＶスペクトルとＰＬスペクトルは長波長シフトし、ブロードになることが報告されており(A. Watanabe, Macromolecules, 26, 211 (1993))、この光照射後の溶液１１でもＵＶスペクトルとＰＬスペクトルの長波長シフトとブロード化が見られたことから、溶液１１内にＳｉネットワークが形成されている可能性も考えられる。
【００４０】
また、バンドパスフィルターを用いて、上記ピーク波長毎の光を溶液１１にそれぞれ照射したところ、上記図３、図４に示すように、３６５ｎｍ（グラフ（４））、４０５ｎｍ（グラフ（５））の光をそれぞれ照射した場合には、ＵＶスペクトルとＰＬスペクトルの両方でピークのシフトは確認されず、２９１ｎｍ（グラフ（２））、３２６ｎｍ（グラフ（３））の光を照射した場合には、ＵＶスペクトルとＰＬスペクトルの両方でピークの長波長シフトが確認された。また、２９１ｎｍ、３２６ｎｍの光を照射した場合よりも、全てのピーク波長の光を照射した場合（グラフ（１））に、ＵＶスペクトルおよびＰＬスペクトルの顕著な長波長シフトが確認された。
【００４１】
これは、本実施形態におけるシリコン含有高分子導電性材料を生成するには、光の照射波長として、Ｓｉ−Ｓｉ結合を切断するエネルギーを有する例えば３５０ｎｍ以下の短波長側の波長の光が必要であり、これに加えて３５０ｎｍよりも大きい波長の光を照射することで、再結合が促進されるためと考えられる。したがって、光照射においては、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の光と、３５０ｎｍよりも長波長側の２つの光を照射することが好ましい。
【００４２】
また、図５に光の照射時間にともなうＵＶスペクトルの経時的変化を示すとともに、図６に光の照射時間にともなうＰＬスペクトルの経時的変化を示す。
【００４３】
図５、図６に示すように、溶液の濃度が１ｗｔ％である場合には、光照射後３０分経過したところで、ピークのシフト度合いがある程度落ち着くことが確認された。また、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）分析では、照射後およそ２０分で未反応のデカフェニルペンタシランは消失することが確認された。したがって、２０分〜３０分前後の照射時間とすることで、本実施形態におけるシリコン含有高分子導電性材料を安定して生成することが可能となる。ただし、光の照射時間は、出発原料の種類および濃度によって適宜設定することとする。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法によれば、光照射のみで溶液１１中にシリコン含有導電性高分子材料が生成されるため、シリコン含有導電性高分子材料の生産性を向上させることができる。
【００４５】
なお、上記光の光源としては、上述した水銀キセノンランプ以外にも低圧または高圧の水銀ランプ、重水素ランプ、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスの放電光の他、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを使用することができる。
【００４６】
＜導電性膜＞
次に、図７（ａ）に示すように、上述したシリコン含有導電性高分子化合物を含む溶液１１を、例えばスピンコート法により基板２１上に塗布し、図７（ｂ）に示すように、基板２１上に導電性膜２２を形成する。
【００４７】
次いで、図７（ｃ）に示すように、この導電性膜２２が形成された基板２１を遮光・密閉状態で例えばヨウ素からなる酸化性ドーパントの蒸気雰囲気下に晒すことで、気相（あるいは乾式）ドーピングを行う。これにより、上記導電性膜２２に、酸化性ドーパントがドーピングされた導電性膜２２’が形成される。
【００４８】
酸化性ドーパントとしては、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン類、塩化スズ、塩化第二鉄などの遷移金属塩化物、五フッ化アンチモン、五フッ化砒素等のルイス酸等を用いることが可能であるが、中でも、安全で取り扱いのし易いヨウ素や塩化第二鉄でドーピングすることが好ましい。
【００４９】
上記気相ドーピングでは、ドーパント雰囲気の温度とドーパント分圧を制御することによりドーピング速度をコントロールすることができる。ここで、ヨウ素や五フッ化アンチモンドーピングでは、一般に温度は−３０℃〜２００℃の範囲で行うことが好ましい。それより低い温度ではドーピング速度が遅く、それより高い温度ではドーピング時にポリマーの劣化を招く場合がある。また、ドーパント分圧は、０．００１ｍｍＨｇ〜５気圧の範囲で行うのが好ましい。それより低圧ではドーピング速度が遅く、またそれより高圧では圧力を増してもドーピング速度の増加が期待し難い。
【００５０】
なお、ヨウ素や五フッ化アンチモンにおいては、常温、常圧ですみやかにドーピングが進むが、塩化第二鉄の場合、蒸気圧が低いためヨウ素や五フッ化アンチモンとは異なったドーピングの条件となる。塩化第二鉄ドーピングは一般に温度５０℃〜３００℃の範囲で行うのが好ましい。それより低温ではドーピング速度が遅く、それより高温ではドーピング時にポリマーの劣化を招く場合がある。ドーピング分圧は、０．００１ｍｍＨｇ〜１気圧の範囲で行うのが好ましい。それより低圧ではその圧力に達するまでに長時間かかるので経済的ではなく、それより高圧では塩化第二鉄が常圧で３１９℃という沸点を持っているため、ドーピング速度は非常に遅くなる。より好ましくは、塩化第二鉄のドーピングは、ポリマーの導電率を効果的に上げるため、０．１〜１０ｍｍＨｇの圧力、５０〜２００℃の温度範囲で行われる。この方法により、引火性の溶媒を使用することなく、毒性の少ない塩化第二鉄を用いて、非常に簡単な操作で導電性ポリマーを製造することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、気相ドーピングにより、上記酸化性ドーパントのドーピングを行うこととしたが、酸化性ドーパントを不活性溶媒中に溶解した溶液中に上記シリコン含有導電性高分子材料を浸漬させる湿式ドーピングを行ってもよい。または、酸化性ドーパントを不活性溶媒中に溶解した溶液中にシリコン含有導電性高分子材料を溶解させて、この溶液をスピンコート法等により成膜することで、ドーピングされた溶液を成膜する同時ドーピングなどの方法により行ってもよい。同時ドーピング法によれば、ドーパントを含む溶液にポリマーを溶解し、この溶液をキャスティング後乾燥することで、ドーピングされた導電体を得ることができる。なお、乾燥温度は、通常０〜１５０℃、常圧又は減圧で行うのが好ましい。
【００５２】
上記湿式ドーピングや同時ドーピングに用いられる不活性溶媒は、ヨウ素や塩化第二鉄などと反応して電子受容性化合物としての能力を失活させない溶媒であり、かかるものとして、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンのような炭化水素類、トルエン、キシレン、ニトロベンゼンのような芳香族類、エーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類、酢酸エチルのようなエステル類、メタノール、エタノールのようなアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドのような非プロトン性極性溶媒、その他ニトロメタン、アセトニトリル等が挙げられる。中でもテトラヒドロフランのような溶媒は、ポリマーを非常によく溶解するため特に同時ドーピングに好適である。
【００５３】
ただし、上述した湿式ドーピング法や同時ドーピング法では、しばしばポリマーがドーパントにより劣化し、ゲル化や分解する場合があり、上記気相ドーピングによれば、溶剤も使用せず、乾燥も簡単で高導電性が得られるため、特に有用である。
【００５４】
上述したような導電性膜２２は、上述したシリコン含有導電性高分子材料で構成されていることから、高い導電性を示し、特にこの導電性膜２２に酸化性ドーパントをドーピングした導電性膜２２’は、１０-4〜１０-5Ｓ／ｃｍ程度の電気伝導度を示すことが確認された。これは、従来から用いられている酸化性ドーパントをドーピングした後のポリジブチルシランの電気伝導度３．５×１０-8Ｓ／ｃｍおよびポリメチルフェニルシランの電気伝導度３．５×１０-8Ｓ／ｃｍと比較して顕著に高い値であり、導電性膜２２’が高い導電性を示すことが確認された。
【００５５】
したがって、バッテリー電極、太陽電池、電磁フィールド筐体など、電気、電子、通信分野で広く用いることができる。また、本発明のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法によれば、光照射のみで上記シリコン含有導電性高分子材料を製造することができるため、生産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のシリコン含有導電性高分子材料の製造方法に係る実施形態を説明するための断面図である。
【図２】実施形態で用いるスポットＵＶ照射器の放射スペクトルである。
【図３】光の照射波長を変えた場合のポリシラン化合物を含む溶液のＵＶスペクトルの変化を示すグラフである。
【図４】光の照射波長を変えた場合のポリシラン化合物を含む溶液のＰＬスペクトルの変化を示すグラフである。
【図５】光の照射時間を変えた場合のポリシラン化合物を含む溶液のＵＶスペクトルの変化を示すグラフである。
【図６】光の照射時間を変えた場合のポリシラン化合物を含む溶液のＰＬスペクトルの変化を示すグラフである。
【図７】本発明の導電性膜に係る実施形態を説明するための斜視図および断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１…溶液、２２，２２’…導電性膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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