知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-20
(45)【発行日】2022-09-29
(54)【発明の名称】金属化フィルムおよびフィルムコンデンサ
(51)【国際特許分類】
B32B 15/08 20060101AFI20220921BHJP
H01G 4/32 20060101ALI20220921BHJP
【ＦＩ】
B32B15/08 P
H01G4/32 511D
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018149669
(22)【出願日】2018-08-08
(65)【公開番号】P2020031075
(43)【公開日】2020-02-27
【審査請求日】2021-07-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】出口 洋成
(72)【発明者】
【氏名】松村 紀明
(72)【発明者】
【氏名】藤根 正義
【審査官】斎藤 克也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第０２／１０１７７０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１０－１８９３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１１１４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－１０６７２２（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ３２Ｂ １／００ － ４３／００
Ｈ０１Ｇ １／００ － １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラスチックフィルムの一方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜とをこの順に備え、上記プラスチックフィルムの他方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜を備え、前記第一～第三の金属からなる膜の合計の膜抵抗値が、４０～６０Ω／□である、金属化フィルム。
【請求項2】
プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜とをこの順に備える、金属化フィルム。
【請求項3】
上記第一～第三の金属からなる膜の合計の膜抵抗値が、６～６０Ω／□である、請求項２に記載の金属化フィルム。
【請求項4】
上記第二の金属が、亜鉛、スズ、およびインジウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属である、請求項１～３の何れか一項に記載の金属化フィルム。
【請求項5】
上記第一の金属および第三の金属がそれぞれ、アルミニウム、マグネシウム、および金属シリコンからなる群より選択される少なくとも一種の金属である、請求項１～４の何れか一項に記載の金属化フィルム。
【請求項6】
上記第一～第三の金属からなる膜が、蒸着によって形成されている、請求項１～５の何れか一項に記載の金属化フィルム。
【請求項7】
請求項１～６の何れか一項に記載の金属化フィルムを巻回してなる、フィルムコンデンサ。
【請求項8】
プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜とをこの順に備える第一の金属化フィルムと、プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜を備える第二の金属化フィルムと、を含み、
上記第一の金属化フィルムと第二の金属化フィルムとを、上記膜を備えていないプラスチックフィルムの面同士を接触させた状態で巻回してなる、フィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラスチックフィルムの表面に金属からなる膜を備える金属化フィルム、およびフィルムコンデンサに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、プラスチックフィルムの表面に金属を蒸着させることによって作製された金属化フィルムを巻回してなるフィルムコンデンサ（金属蒸着フィルムコンデンサ、メタライズドフィルムコンデンサ、金属化有機フィルムコンデンサ等とも称される）が知られている。フィルムコンデンサは、セラミックコンデンサおよび電解コンデンサと比較して容量は小さいものの、高電圧に対応可能であり、高周波特性が良好で誘電体損失が少ないという特徴を備えている。それゆえ、フィルムコンデンサは、電子用途、車載用途、産業用途等に広く使用されている。特に近年、フィルムコンデンサは、ハイブリッド車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の車載用途において、寿命および自己保安性に課題を有するアルミニウム電解コンデンサとの置き換え需要によって市場規模を拡大している。アルミニウム電解コンデンサの代わりにフィルムコンデンサを用いることにより、小型化（コンパクト化）、軽量化、およびコストダウンを図ることができる。
【0003】
上記フィルムコンデンサとしては、従来、プラスチックフィルムの表面に金属としてアルミニウムが蒸着されたフィルムコンデンサ（特許文献１）、プラスチックフィルムの表面に金属として亜鉛が蒸着されたフィルムコンデンサ（特許文献２）、並びに、ポリプロピレンフィルムの表面にアルミニウムと亜鉛との合金が蒸着されたフィルムコンデンサ（特許文献３）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１３－１１５２３０号公報
【文献】特開平８－１７６７２号公報
【文献】特開２００９－８８２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、小型化、軽量化、およびコストダウンを図りつつ、より高い電界（電位傾度）で使用することができるフィルムコンデンサが求められている。しかしながら、アクティブ部（電極として機能する部位）に金属としてアルミニウムが蒸着されたフィルムコンデンサは、破壊電圧が高く、より高い電界で使用することができるものの、リプル電流が大きい使用条件では容量の減少が速くなり、寿命が短くなってしまうという課題が存在する。また、アクティブ部に金属として亜鉛が蒸着されたフィルムコンデンサは、アルミニウムが蒸着されたフィルムコンデンサと比較して、リプル電流が大きい使用条件においても容量の減少が遅く、長寿命であるものの、破壊電圧が低く、より高い電界で使用することができないという課題が存在する。
【0006】
即ち、上述の従来技術では、より高い電界で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサを提供することができないという問題がある。
【0007】
本発明の一態様は、小型化（コンパクト化）、軽量化、およびコストダウンを図りつつ、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサ、および当該フィルムコンデンサを構成する金属化フィルム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】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明は、下記＜１＞～＜８＞で示される発明を包含している。
＜１＞ プラスチックフィルムの一方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜とをこの順に備え、上記プラスチックフィルムの他方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜を備える、金属化フィルム。
＜２＞ プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜とをこの順に備える、金属化フィルム。
＜３＞ 上記第二の金属が、亜鉛、スズ、およびインジウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属である、＜１＞または＜２＞に記載の金属化フィルム。
＜４＞ 上記第一の金属および第三の金属がそれぞれ、アルミニウム、マグネシウム、および金属シリコンからなる群より選択される少なくとも一種の金属である、＜１＞～＜３＞の何れか一項に記載の金属化フィルム。
＜５＞ 上記第一～第三の金属からなる膜の合計の膜抵抗値が、６～６０Ω／□である、＜１＞～＜４＞の何れか一項に記載の金属化フィルム。
＜６＞ 上記第一～第三の金属からなる膜が、蒸着によって形成されている、＜１＞～＜５＞の何れか一項に記載の金属化フィルム。
＜７＞ ＜１＞～＜６＞の何れか一項に記載の金属化フィルムを巻回してなる、フィルムコンデンサ。
＜８＞ プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜とをこの順に備える第一の金属化フィルムと、プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜を備える第二の金属化フィルムと、を含み、上記第一の金属化フィルムと第二の金属化フィルムとを、上記膜を備えていないプラスチックフィルムの面同士を接触させた状態で巻回してなる、フィルムコンデンサ。
＜１＞ プラスチックフィルムの一方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜とをこの順に備え、上記プラスチックフィルムの他方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜を備える、金属化フィルム。
＜２＞ プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜とをこの順に備える、金属化フィルム。
＜３＞ 上記第二の金属が、亜鉛、スズ、およびインジウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属である、＜１＞または＜２＞に記載の金属化フィルム。
＜４＞ 上記第一の金属および第三の金属がそれぞれ、アルミニウム、マグネシウム、および金属シリコンからなる群より選択される少なくとも一種の金属である、＜１＞～＜３＞の何れか一項に記載の金属化フィルム。
＜５＞ 上記第一～第三の金属からなる膜の合計の膜抵抗値が、６～６０Ω／□である、＜１＞～＜４＞の何れか一項に記載の金属化フィルム。
＜６＞ 上記第一～第三の金属からなる膜が、蒸着によって形成されている、＜１＞～＜５＞の何れか一項に記載の金属化フィルム。
＜７＞ ＜１＞～＜６＞の何れか一項に記載の金属化フィルムを巻回してなる、フィルムコンデンサ。
＜８＞ プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜とをこの順に備える第一の金属化フィルムと、プラスチックフィルムの片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜を備える第二の金属化フィルムと、を含み、上記第一の金属化フィルムと第二の金属化フィルムとを、上記膜を備えていないプラスチックフィルムの面同士を接触させた状態で巻回してなる、フィルムコンデンサ。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、金属化フィルムを巻回してなるフィルムコンデンサは、プラスチックフィルムの表面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一または第三の金属からなる膜を備える。第一または第三の金属からなる膜には、当該膜の形成時に、プラスチックフィルム側の面（界面）に、ワイドギャップの絶縁体である酸化物が形成される。それゆえ、プラスチックフィルムへのキャリアの注入を防止することができ、当該プラスチックフィルム内でのキャリア挙動が小さくなる。従って、フィルムコンデンサは、破壊電圧が高くなる。一方、上記フィルムコンデンサは、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜を備え、当該膜が通電時に電路となる。そして、リプル電流が流れると陽極酸化反応によって第二の金属から酸化物が形成されるものの、当該酸化物はナローギャップの電子導電体であるため、第二の金属からなる膜は電極としての機能を維持する。従って、フィルムコンデンサは、リプル電流が大きい使用条件においても、容量の減少が抑制される。
【0010】
それゆえ、本発明の一態様によれば、小型化（コンパクト化）、軽量化、およびコストダウンを図りつつ、互いにトレードオフの関係にある、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサ、および当該フィルムコンデンサを構成する金属化フィルムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態１に係る金属化フィルムの構成を示す概略の断面図である。
【図2】本発明の実施形態２に係る金属化フィルムの構成を示す概略の断面図である。
【図3】本発明の実施形態３に係る金属化フィルムの構成を示す概略の断面図である。
【図4】本発明の一態様に係るフィルムコンデンサの構成を示す概略の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各実施形態や各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。
【0013】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、以下に説明する。
本発明の一実施形態について、以下に説明する。
【0014】
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る金属化フィルム５は、プラスチックフィルム１の一方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜２と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜３とをこの順に備え、上記プラスチックフィルム１の他方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜４を備えている。
【0015】
［プラスチックフィルム］
本発明の一態様に係るプラスチックフィルム１には、従来の金属化フィルムに用いられている一般的なプラスチックフィルムを用いることができる。具体的には、プラスチックフィルム１としては、二軸延伸されたポリプロピレン（ＰＰ）フィルムおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が好適である。プラスチックフィルム１は、積層体であってもよい。
本発明の一態様に係るプラスチックフィルム１には、従来の金属化フィルムに用いられている一般的なプラスチックフィルムを用いることができる。具体的には、プラスチックフィルム１としては、二軸延伸されたポリプロピレン（ＰＰ）フィルムおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が好適である。プラスチックフィルム１は、積層体であってもよい。
【0016】
プラスチックフィルム１の厚さは、特に限定されないものの、１μｍ～２０μｍが好ましく、２μｍ～１０μｍがより好ましい。また、プラスチックフィルム１の大きさは、フィルムコンデンサの用途に応じて設定すればよいものの、幅は１０ｍｍ～１５０ｍｍが好ましく、４０ｍｍ～１２０ｍｍがより好ましく、長さは１０ｍ～２０００ｍが好ましく、１００ｍ～１０００ｍがより好ましい。即ち、プラスチックフィルム１は、金属化フィルム５を巻回してフィルムコンデンサを形成することができるように、長尺物であることが好ましい。
【0017】
［第一の金属～第三の金属］
一般に、金属化フィルムを構成する種々の金属は、バンドギャップが５ｅＶ以上である酸化物を形成する金属と、バンドギャップが５ｅＶ未満である酸化物を形成する金属とに分類することができる。バンドギャップが５ｅＶ以上である酸化物は、ワイドギャップの絶縁体である。バンドギャップが５ｅＶ未満である酸化物は、ナローギャップの電子導電体である。本発明の一態様に係る金属化フィルム５においては、バンドギャップが５ｅＶ以上である酸化物を形成する金属を第一の金属および第三の金属として用い、バンドギャップが５ｅＶ未満である酸化物を形成する金属を第二の金属として用いる。
一般に、金属化フィルムを構成する種々の金属は、バンドギャップが５ｅＶ以上である酸化物を形成する金属と、バンドギャップが５ｅＶ未満である酸化物を形成する金属とに分類することができる。バンドギャップが５ｅＶ以上である酸化物は、ワイドギャップの絶縁体である。バンドギャップが５ｅＶ未満である酸化物は、ナローギャップの電子導電体である。本発明の一態様に係る金属化フィルム５においては、バンドギャップが５ｅＶ以上である酸化物を形成する金属を第一の金属および第三の金属として用い、バンドギャップが５ｅＶ未満である酸化物を形成する金属を第二の金属として用いる。
【0018】
（第一の金属からなる膜、第三の金属からなる膜）
第一の金属および第三の金属としては、アルミニウム、マグネシウム、および金属シリコンからなる群より選択される少なくとも一種の金属が好ましく、アルミニウムおよびマグネシウムがより好ましく、アルミニウムがさらに好ましい。アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）のバンドギャップは８ｅＶであり、マグネシウムの酸化物（ＭｇＯ）のバンドギャップは５．５ｅＶであり、金属シリコンの酸化物（ＳｉＯ２）のバンドギャップは７ｅＶである。
第一の金属および第三の金属としては、アルミニウム、マグネシウム、および金属シリコンからなる群より選択される少なくとも一種の金属が好ましく、アルミニウムおよびマグネシウムがより好ましく、アルミニウムがさらに好ましい。アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）のバンドギャップは８ｅＶであり、マグネシウムの酸化物（ＭｇＯ）のバンドギャップは５．５ｅＶであり、金属シリコンの酸化物（ＳｉＯ２）のバンドギャップは７ｅＶである。
【0019】
第一の金属からなる膜２または第三の金属からなる膜４には、当該膜２，４の形成時に、プラスチックフィルム１側の面（界面）に、ワイドギャップの絶縁体である酸化物が形成される。それゆえ、プラスチックフィルム１へのキャリアの注入を防止することができ、当該プラスチックフィルム１内でのキャリア挙動が小さくなる。
【0020】
第一の金属および第三の金属は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。また、第一の金属からなる膜２、および、第三の金属からなる膜４は、単一の金属からなる膜であってもよく、複数種類の金属からなる膜であってもよいが、単一の金属からなる膜であることが好ましい。さらに、第一の金属からなる膜２、および、第三の金属からなる膜４は、それぞれ一層であってもよく、複数層（積層体）であってもよいが、一層であることが好ましい。
【0021】
（第二の金属からなる膜）
第二の金属としては、亜鉛、スズ、およびインジウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属が好ましく、亜鉛およびスズがより好ましく、亜鉛がさらに好ましい。亜鉛の酸化物（ＺｎＯ）のバンドギャップは３ｅＶであり、スズの酸化物（ＳｎＯ２）のバンドギャップは３ｅＶであり、インジウムの酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）のバンドギャップは３ｅＶである。
第二の金属としては、亜鉛、スズ、およびインジウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属が好ましく、亜鉛およびスズがより好ましく、亜鉛がさらに好ましい。亜鉛の酸化物（ＺｎＯ）のバンドギャップは３ｅＶであり、スズの酸化物（ＳｎＯ２）のバンドギャップは３ｅＶであり、インジウムの酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）のバンドギャップは３ｅＶである。
【0022】
第二の金属からなる膜３は、リプル電流が流れると陽極酸化反応によってその端部（露出部分）から酸化物を徐々に形成するものの、当該酸化物はナローギャップの電子導電体であるため、第二の金属からなる膜３は電極としての機能を維持する。
【0023】
第二の金属からなる膜３は、単一の金属からなる膜であってもよく、複数種類の金属からなる膜であってもよいが、単一の金属からなる膜であることが好ましい。さらに、第二の金属からなる膜３は、一層であってもよく、複数層（積層体）であってもよいが、一層であることが好ましい。
【0024】
（第一～第三の金属からなる膜）
第一の金属からなる膜２、第二の金属からなる膜３、および第三の金属からなる膜４の形成方法は、特に限定されないものの、蒸着によって形成されていることが好ましい。これら膜２～４は、公知の蒸着装置を用いた真空蒸着によって形成することができる。
第一の金属からなる膜２、第二の金属からなる膜３、および第三の金属からなる膜４の形成方法は、特に限定されないものの、蒸着によって形成されていることが好ましい。これら膜２～４は、公知の蒸着装置を用いた真空蒸着によって形成することができる。
【0025】
上記第一～第三の金属からなる膜２～４におけるアクティブ部（電極として機能する部位）の合計の膜抵抗値は、特に限定されないものの、６～６０Ω／□（Ωsquare）であることが好ましく、４０～５０Ω／□であることがより好ましい。尚、上記第一～第三の金属からなる膜２～４の合計の厚さは、およそ３ｎｍ～２０ｎｍであり、およそ５ｎｍ～８ｎｍ（金属原子の層でおよそ５０層）が好適である。
【0026】
尚、フィルムコンデンサの製造時に、例えば溶射することによってプラスチックフィルム１の端面に電極を形成するので、プラスチックフィルム１の表面の少なくとも二辺には、短絡を避けるために、上記第一～第三の金属からなる膜２～４が形成されない部分（幅はおよそ２ｍｍ）が存在する。
【0027】
以上のように、本発明の実施形態１に係る金属化フィルム５は、プラスチックフィルム１の一方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜２と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜３とをこの順に備え、上記プラスチックフィルム１の他方の面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜４を備えている。それゆえ、本発明の一態様によれば、互いにトレードオフの関係にある、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサを構成する金属化フィルム５を提供することができる。
【0028】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【0029】
図２に示すように、本発明の実施形態２に係る金属化フィルム６は、プラスチックフィルム１１の片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜２と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜３とをこの順に備える第一の金属化フィルムと、プラスチックフィルム１２の片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜４を備える第二の金属化フィルムと、で構成されている。即ち、本発明の一態様に係る金属化フィルムは、上記二枚の金属化フィルムで構成されていてもよい。
【0030】
プラスチックフィルム１１およびプラスチックフィルム１２の材質は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。プラスチックフィルム１１およびプラスチックフィルム１２は、積層体であってもよい。プラスチックフィルム１１，１２の合計の厚さは、プラスチックフィルム１の厚さと同程度であればよい。プラスチックフィルム１１，１２の大きさは、プラスチックフィルム１の大きさと同程度であればよい。
【0031】
金属化フィルム６は、第一の金属化フィルムと第二の金属化フィルムとを、上記膜２～４を備えていないプラスチックフィルム１１，１２の面同士を接触させた状態で巻回することによって、フィルムコンデンサを構成する。即ち、本発明の実施形態２に係る金属化フィルム６を巻回してなるフィルムコンデンサは、プラスチックフィルム１１の片面に、第一の金属からなる膜２と、第二の金属からなる膜３とをこの順に備える第一の金属化フィルムと、プラスチックフィルム１２の片面に、第三の金属からなる膜４を備える第二の金属化フィルムと、を含み、上記第一の金属化フィルムと第二の金属化フィルムとを、上記膜２～４を備えていないプラスチックフィルム１１，１２の面同士を接触させた状態で巻回することによって構成される。
【0032】
それゆえ、本発明の一態様によれば、実施形態１に係る金属化フィルム５と同様に、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサを構成する金属化フィルム６を提供することができる。
【0033】
尚、上述した説明においては、膜２と膜３とがこの順にプラスチックフィルム１１の片面に備えられている構成を例に挙げたが、膜３は、プラスチックフィルム１２側に備えられていてもよい。即ち、金属化フィルム６は、プラスチックフィルム１１の片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜２を備える第一の金属化フィルムと、プラスチックフィルム１２の片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜４と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜３とをこの順に備える第二の金属化フィルムと、で構成されていてもよい。
【0034】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【0035】
図３に示すように、本発明の実施形態３に係る金属化フィルム７は、プラスチックフィルム１の片面に、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第一の金属からなる膜２と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ未満である第二の金属からなる膜３と、酸化物のバンドギャップが５ｅＶ以上である第三の金属からなる膜４とをこの順に備えている。
【0036】
それゆえ、本発明の一態様によれば、実施形態１に係る金属化フィルム５と同様に、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサを構成する金属化フィルム７を提供することができる。
【0037】
また、本発明の実施形態３に係る金属化フィルム７は、プラスチックフィルム１上に、上記第一～第三の金属からなる膜２～４の積層体を構成するので、当該膜２～４に、例えばヒューズ機能を備えるパターン形状を形成することができる。上記膜２～４にヒューズ機能を備えるパターン形状を形成することにより、金属化フィルム７を巻回してなるフィルムコンデンサは、絶縁破壊が生じた場合においても、当該ヒューズ機能によって膜２～４をガス化させ、欠陥のある部位の電極を切り離す（絶縁性を回復する）ことができる。つまり、当該フィルムコンデンサは、自己回復性（セルフヒーリング）を備えることができる。これにより、金属化フィルム７を巻回してなるフィルムコンデンサは、容量の減少を少なく留めることができると共に、寿命および自己保安性を向上させることができ、信頼性が高まる。
【0038】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【0039】
図４に示すように、本発明の一態様に係るフィルムコンデンサ１０は、本発明の一態様に係る金属化フィルムを二枚、或いは二組重ね合わせた後、巻回することによって、構成されている。具体的には、本発明の一態様に係るフィルムコンデンサ１０は、例えば、本発明の実施形態１に係る金属化フィルム５、本発明の実施形態２に係る金属化フィルム６、または本発明の実施形態３に係る金属化フィルム７を二枚、或いは二組巻回することによって、構成されている。
【0040】
金属化フィルムを巻回することにより、第一～第三の金属からなる膜２～４はプラスチックフィルム１によって挟持された状態となり、フィルムコンデンサ１０は、プラスチックフィルム１／膜２／膜３／膜４／プラスチックフィルム１で示される構造を有することになる。
【0041】
第一の金属からなる膜２または第三の金属からなる膜４には、当該膜２，４の形成時に、プラスチックフィルム１側の面（界面）に、ワイドギャップの絶縁体である酸化物が形成される。それゆえ、プラスチックフィルム１へのキャリアの注入を防止することができ、当該プラスチックフィルム１内でのキャリア挙動が小さくなる。従って、フィルムコンデンサ１０は、破壊電圧が高くなる。尚、第一の金属からなる膜２または第三の金属からなる膜４は、リプル電流が流れると陽極酸化反応によってワイドギャップの絶縁体である酸化物２ａ，４ａを、その端部（露出部分）から徐々に形成し、これにより、電極としての機能を徐々に失う。
【0042】
一方、第二の金属からなる膜３は、リプル電流が流れると陽極酸化反応によってその端部（露出部分）から酸化物３ａを徐々に形成するものの、当該酸化物３ａはナローギャップの電子導電体であるため、通電時に電路となり、電極としての機能を維持する。従って、フィルムコンデンサ１０は、リプル電流が大きい使用条件においても、容量の減少が抑制される。
【0043】
それゆえ、本発明の一態様によれば、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサ１０を提供することができる。
【実施例】
【0044】
次に、本発明に係る金属化フィルムおよびフィルムコンデンサについて、実施例および比較例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明は係る実施例のみに制限されるものではない。
【0045】
〔実施例１〕
本発明の実施形態１に係る金属化フィルム５に相当する金属化フィルムを作製した。具体的には、プラスチックフィルム１として、二軸延伸されたポリプロピレンフィルム（幅５０ｍｍ、長さ５５ｍ、厚さ５μｍ）を用いた。第一～第三の金属として、この順に、アルミニウム、亜鉛、アルミニウムを選択した。即ち、プラスチックフィルムに蒸着する金属をアルミニウム／亜鉛／アルミニウムの三層構造とした。第一～第三の金属からなる膜２～４におけるアクティブ部（電極として機能する部位）の合計の膜抵抗値は、５０Ω／□であった。そして、上記金属化フィルムを巻回してフィルムコンデンサを作製した。当該フィルムコンデンサの静電容量は、２０μＦであった。
本発明の実施形態１に係る金属化フィルム５に相当する金属化フィルムを作製した。具体的には、プラスチックフィルム１として、二軸延伸されたポリプロピレンフィルム（幅５０ｍｍ、長さ５５ｍ、厚さ５μｍ）を用いた。第一～第三の金属として、この順に、アルミニウム、亜鉛、アルミニウムを選択した。即ち、プラスチックフィルムに蒸着する金属をアルミニウム／亜鉛／アルミニウムの三層構造とした。第一～第三の金属からなる膜２～４におけるアクティブ部（電極として機能する部位）の合計の膜抵抗値は、５０Ω／□であった。そして、上記金属化フィルムを巻回してフィルムコンデンサを作製した。当該フィルムコンデンサの静電容量は、２０μＦであった。
【0046】
そして、作製したフィルムコンデンサを、直流での絶縁破壊試験の絶縁破壊電圧、並びに、交流での課電試験の容量減少率によって評価した。上記絶縁破壊試験は、ＪＩＳ Ｃ ２１５１（電気用プラスチックフィルム試験方法）１７．２．２項に従って行い、電圧上昇速度を１００Ｖ／秒とした。課電試験では、印加電圧を６０Ｈｚ，３５０Ｖrms とし、１０００時間印加した。
【0047】
その結果、作製したフィルムコンデンサの絶縁破壊電圧は３０００Ｖであり、容量減少率は１％であった。
【0048】
〔比較例１〕
本発明の実施形態２に係る第一の金属化フィルムに相当する金属化フィルムを作製した。具体的には、プラスチックフィルム１１として、実施例１と同様の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを用いた。第一および第二の金属として、この順に、アルミニウム、亜鉛を選択した。即ち、プラスチックフィルムに蒸着する金属をアルミニウム／亜鉛の二層構造とした。第一および第二の金属からなる膜２，３におけるアクティブ部の合計の膜抵抗値は、５０Ω／□であった。そして、上記金属化フィルムを巻回してフィルムコンデンサを作製した。当該フィルムコンデンサの静電容量は、２０μＦであった。
本発明の実施形態２に係る第一の金属化フィルムに相当する金属化フィルムを作製した。具体的には、プラスチックフィルム１１として、実施例１と同様の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを用いた。第一および第二の金属として、この順に、アルミニウム、亜鉛を選択した。即ち、プラスチックフィルムに蒸着する金属をアルミニウム／亜鉛の二層構造とした。第一および第二の金属からなる膜２，３におけるアクティブ部の合計の膜抵抗値は、５０Ω／□であった。そして、上記金属化フィルムを巻回してフィルムコンデンサを作製した。当該フィルムコンデンサの静電容量は、２０μＦであった。
【0049】
そして、作製したフィルムコンデンサを、実施例１と同様にして評価した。その結果、作製したフィルムコンデンサの絶縁破壊電圧は２４００Ｖであり、容量減少率は１％であった。
【0050】
〔比較例２〕
本発明の実施形態２に係る第二の金属化フィルムに相当する金属化フィルムを作製した。具体的には、プラスチックフィルム１２として、実施例１と同様の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを用いた。第三の金属として、アルミニウムを選択した。第三の金属からなる膜４におけるアクティブ部の膜抵抗値は、５０Ω／□であった。そして、上記金属化フィルムを巻回してフィルムコンデンサを作製した。当該フィルムコンデンサの静電容量は、２０μＦであった。
本発明の実施形態２に係る第二の金属化フィルムに相当する金属化フィルムを作製した。具体的には、プラスチックフィルム１２として、実施例１と同様の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを用いた。第三の金属として、アルミニウムを選択した。第三の金属からなる膜４におけるアクティブ部の膜抵抗値は、５０Ω／□であった。そして、上記金属化フィルムを巻回してフィルムコンデンサを作製した。当該フィルムコンデンサの静電容量は、２０μＦであった。
【0051】
そして、作製したフィルムコンデンサを、実施例１と同様にして評価した。その結果、作製したフィルムコンデンサの絶縁破壊電圧は３０００Ｖであり、容量減少率は５％であった。
【0052】
（まとめ）
上記実施例１および比較例１，２の結果から、本発明の一態様によれば、互いにトレードオフの関係にある、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサを提供することができることが分かった。
上記実施例１および比較例１，２の結果から、本発明の一態様によれば、互いにトレードオフの関係にある、より高い電界（電位傾度）で使用することと、リプル電流が大きい使用条件においても長寿命であることとを両立する（同時に達成する）ことができるフィルムコンデンサを提供することができることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明に係るフィルムコンデンサは、直流コンデンサとして、電子用途、車載用途、産業用途等に広く利用することができる。
【符号の説明】
【0054】
１ プラスチックフィルム
２ 第一の金属からなる膜
３ 第二の金属からなる膜
４ 第三の金属からなる膜
２ａ～４ａ 酸化物
５～７ 金属化フィルム
１０ フィルムコンデンサ
２ 第一の金属からなる膜
３ 第二の金属からなる膜
４ 第三の金属からなる膜
２ａ～４ａ 酸化物
５～７ 金属化フィルム
１０ フィルムコンデンサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】