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(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】2024-02-27
(45)【発行日】2024-03-06
(54)【発明の名称】複合誘電体材料
(51)【国際特許分類】
C08L 27/16 20060101AFI20240228BHJP
C08K 3/22 20060101ALI20240228BHJP
H01B 3/44 20060101ALI20240228BHJP
【ＦＩ】
C08L27/16
C08K3/22
H01B3/44 C
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020040262
(22)【出願日】2020-03-09
(65)【公開番号】P2021138901
(43)【公開日】2021-09-16
【審査請求日】2023-01-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100110227
【弁理士】
【氏名又は名称】畠山 文夫
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 友美
(72)【発明者】
【氏名】矢野 一久
(72)【発明者】
【氏名】高木 凡子
(72)【発明者】
【氏名】和田 賢介
(72)【発明者】
【氏名】小澤 隆弘
(72)【発明者】
【氏名】中村 忠司
【審査官】南 宏樹
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－０７７３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０６０５３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０８２５２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－００１２７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０４０２９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０３９４２４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１４
Ｃ０８Ｋ ３／００－１３／０８
Ｈ０１Ｂ ３／００－３／５６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の構成を備えた複合誘電体材料。（１）前記複合誘電体材料は、
ポリマーからなるマトリックスと、
前記マトリックス中に分散している無機材料からなるフィラーと
を備え、
前記ポリマーは、ポリフッ化ビニリデンからなり、
前記無機材料は、Ａｌ 2 Ｏ 3 からなる。
（２）前記複合誘電体材料は、次の式（３）を満たす。
６．５≦Ｖ 2 ≦３０．０ …（３）
但し、
Ｖ 2 は、前記複合誘電体材料に含まれる前記フィラーの体積割合（ｖｏｌ％）。
【請求項2】
前記フィラーの分散度が０．６未満である請求項１に記載の複合誘電体材料。
【請求項3】
前記フィラーの平均粒径は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項１又は２に記載の複合誘電体材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合誘電体材料に関し、さらに詳しくは、絶縁破壊強度が高く、かつ、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が小さい複合誘電体材料に関する。
【背景技術】
【0002】
コンデンサは、２枚の電極の間に誘電体を挿入したものであり、その静電容量は、誘電体の比誘電率に比例する。コンデンサに使用される誘電体としては、例えば、セラミックス、プラスチック、絶縁油、マイカなどが知られている。特に、ＢａＴｉＯ3は、比誘電率が大きいため、小型・大容量のコンデンサの誘電体には、主としてＢａＴｉＯ3が用いられている。
【0003】
ＢａＴｉＯ3は、常温（２５℃）では正方晶であるが、結晶構造が正方晶（強誘電体）から立方晶（常誘電体）に変化するキュリー点（約１２５℃）を持ち、キュリー点では比誘電率が最も高くなる。そのため、ＢａＴｉＯ3を用いたコンデンサは、キュリー点近傍において静電容量が大きく変化する。しかし、ＢａＴｉＯ3からなる緻密な焼結体を得るためには、１３００℃前後の高い焼結温度を必要とする。さらに、ＢａＴｉＯ3は、加工性に乏しいために、任意の形状や複雑な形状に加工するのが難しい。
【0004】
一方、ポリプロピレンなどのポリマーからなるプラスチックフィルムは、フィルムコンデンサの誘電体として用いられている。プラスチックフィルムは、可撓性があるために、容易にロール状に巻き取ることができる。しかしながら、ポリマーは、比誘電率が小さいために、コンデンサ容量を大きくするためには、巻回数を多くする必要がある。そのため、フィルムコンデンサは、積層セラミックチップコンデンサに比べて大型化するという問題がある。
【0005】
これに対し、可撓性のあるポリマーと、高い比誘電率を有する無機フィラーとを複合化させると、可撓性と高比誘電率とを両立させることができる。また、このような複合体を用いてフィルムコンデンサを作製すると、ポリマーのみを用いた場合に比べて、フィルムコンデンサを小型化することができる。そのため、このような有機材料と無機材料からなる複合誘電体に関し、従来から種々の提案がなされている。
【0006】
例えば、特許文献１には、
（ａ）フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）系樹脂と、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＢｅＯ、又は、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3からなる無機酸化物粒子との複合体からなり、
（ｂ）無機酸化物粒子の含有量がＶｄＦ系樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部未満である
高誘電性フィルムが開示されている。
（ａ）フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）系樹脂と、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＢｅＯ、又は、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3からなる無機酸化物粒子との複合体からなり、
（ｂ）無機酸化物粒子の含有量がＶｄＦ系樹脂１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部未満である
高誘電性フィルムが開示されている。
【0007】
同文献には、
（Ａ）通常、高誘電性複合酸化物粒子によってＶｄＦ系樹脂フィルムの誘電性を向上させるためには、フィルムに多量の複合酸化物粒子を配合する必要があり、その結果として、フィルムの電気絶縁性が低下する点、及び、
（Ｂ）ＶｄＦ系樹脂フィルムに特定の無機酸化物粒子を少量配合すると、ＶｄＦ系樹脂の高い比誘電率を維持したまま体積抵抗率が向上する点
が記載されている。
（Ａ）通常、高誘電性複合酸化物粒子によってＶｄＦ系樹脂フィルムの誘電性を向上させるためには、フィルムに多量の複合酸化物粒子を配合する必要があり、その結果として、フィルムの電気絶縁性が低下する点、及び、
（Ｂ）ＶｄＦ系樹脂フィルムに特定の無機酸化物粒子を少量配合すると、ＶｄＦ系樹脂の高い比誘電率を維持したまま体積抵抗率が向上する点
が記載されている。
【0008】
ポリプロピレンフィルムは、絶縁破壊強度は高いが、比誘電率は低い。そのため、フィルムコンデンサを高性能化するためには、より比誘電率の高いポリマーが必要である。その候補として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高比誘電率ポリマーがある。
しかしながら、ポリマーとして高比誘電率ポリマーを用いた場合であっても、フィルム化した際の不均質化によって比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が大きくなる場合がある。比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が過度に大きくなると、デバイスの動作周波数によっては使用できない可能性がある。
しかしながら、ポリマーとして高比誘電率ポリマーを用いた場合であっても、フィルム化した際の不均質化によって比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が大きくなる場合がある。比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が過度に大きくなると、デバイスの動作周波数によっては使用できない可能性がある。
【0009】
さらに、絶縁破壊強度は、比誘電率とトレードオフの関係にある。そのため、フィルムの比誘電率を向上させるために、比誘電率の高い無機材料とポリマーとを複合化させると、通常、絶縁破壊強度は低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特開２０１４－０８２５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明が解決しようとする課題は、ポリマーと無機材料とを含む複合誘電体材料において、絶縁破壊強度を低下させることなく、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明に係る複合誘電体材料は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記複合誘電体材料は、
ポリマーからなるマトリックスと、
前記マトリックス中に分散している無機材料からなるフィラーと
を備えている。
（２）前記複合誘電体材料は、次の式（１）～式（５）を満たす。
０．２８≦ε2／ε1≦５．６６ …（１）
０．８０≦εcomp／ε1≦１．３２ …（２）
６．５≦Ｖ2≦３０．０ …（３）
ΔεT2／ΔεT1＜１ …（４）
Δεf2／Δεf1＜１ …（５）
但し、
ε1は、前記ポリマーの比誘電率、
ε2は、前記無機材料の比誘電率、
εcompは、前記複合誘電体材料の比誘電率、
lnεcomp＝Ｖ1lnε1＋Ｖ2lnε2、
Ｖ1は、前記複合誘電体材料に含まれる前記ポリマーの体積割合（ｖｏｌ％）、
Ｖ2は、前記複合誘電体材料に含まれる前記フィラーの体積割合（ｖｏｌ％）、
ΔεT1は、前記ポリマーの比誘電率の温度依存性、
ΔεT2は、前記無機材料の比誘電率の温度依存性、
Δεf1は、前記ポリマーの比誘電率の周波数依存性、
Δεf2は、前記無機材料の比誘電率の周波数依存性。
（１）前記複合誘電体材料は、
ポリマーからなるマトリックスと、
前記マトリックス中に分散している無機材料からなるフィラーと
を備えている。
（２）前記複合誘電体材料は、次の式（１）～式（５）を満たす。
０．２８≦ε2／ε1≦５．６６ …（１）
０．８０≦εcomp／ε1≦１．３２ …（２）
６．５≦Ｖ2≦３０．０ …（３）
ΔεT2／ΔεT1＜１ …（４）
Δεf2／Δεf1＜１ …（５）
但し、
ε1は、前記ポリマーの比誘電率、
ε2は、前記無機材料の比誘電率、
εcompは、前記複合誘電体材料の比誘電率、
lnεcomp＝Ｖ1lnε1＋Ｖ2lnε2、
Ｖ1は、前記複合誘電体材料に含まれる前記ポリマーの体積割合（ｖｏｌ％）、
Ｖ2は、前記複合誘電体材料に含まれる前記フィラーの体積割合（ｖｏｌ％）、
ΔεT1は、前記ポリマーの比誘電率の温度依存性、
ΔεT2は、前記無機材料の比誘電率の温度依存性、
Δεf1は、前記ポリマーの比誘電率の周波数依存性、
Δεf2は、前記無機材料の比誘電率の周波数依存性。
【発明の効果】
【0013】
ポリマーと無機材料とを含む複合誘電体材料において、無機材料として、ポリマーとほぼ同等の比誘電率を有し、かつ、ポリマーより比誘電率の温度依存性及び周波数依存性の小さい材料を用いると、複合誘電体材料の比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を小さくすることができる。これは、無機材料の比誘電率がポリマーの比誘電率に近いために、無機材料の低温度依存性及び低周波数依存性が表れやすくなり、ポリマーの温度依存性及び周波数依存性が安定化するためと考えられる。
【0014】
また、このような方法により、複合誘電体材料の絶縁破壊強度の低下も抑制される。これは、無機材料の比誘電率がポリマーの比誘電率に近いために、電圧印加時にポリマーと無機材料に同等の電界が印加されるため、及び、これによって複合誘電体材料の絶縁破壊強度が、ポリマーのそれとほぼ同等に維持されるためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ε2／ε1と比誘電率の温度依存性との関係、及び、ε2／ε1と比誘電率の周波数依存性との関係を示す図である。
【図2】Ｖ2とεcomp／ε1との関係を示す図である。
【図3】Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度特性（参考文献１より引用）を示す図である。
【図4】ＰＶＤＦ単膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す図である。
【図5】Ａｌ2Ｏ3＿５ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す図である。
【0016】
【図6】Ａｌ2Ｏ3＿１０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す図である。
【図7】Ａｌ2Ｏ3＿２０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す図である。
【図8】Ａｌ2Ｏ3＿３０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す図である。
【図9】ＰＶＤＦ単膜、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜、及びＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜の各周波数での比誘電率の温度依存性を示す図である。
【0017】
【図10】ＰＶＤＦ単膜、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜、及びＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜の各温度での比誘電率の周波数依存性を示す図である。
【図11】Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜のＶ2とΔεfcomp（＠－２０℃）／Δεfcomp（＠２２℃）との関係を示す図である。
【図12】複合誘電体に含まれるＡｌ2Ｏ3フィラーのＸＲＤパターンである。
【図13】複合誘電体に含まれるＡｌ2Ｏ3フィラーの粒度分布である。
【図14】Ａｌ2Ｏ3＿５～３０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の断面ＳＥＭ像と分散度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． 複合誘電体材料］
本発明に係る複合誘電体材料は、
ポリマーからなるマトリックスと、
前記マトリックス中に分散している無機材料からなるフィラーと
を備えている。
［１． 複合誘電体材料］
本発明に係る複合誘電体材料は、
ポリマーからなるマトリックスと、
前記マトリックス中に分散している無機材料からなるフィラーと
を備えている。
【0019】
［１．１． ポリマー］
マトリックスは、ポリマーからなる。本発明において、ポリマーの組成は、後述する条件を満たす限りにおいて、特に限定されない。
ポリマーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリフルオレン、ポリスルホン、ポリエチレンイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリウレタン、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニル、シアノエチルセルロースなどがある。マトリックスは、これらのいずれか１種のポリマーからなるものでも良く、あるいは、２種以上のポリマーからなるものでも良い。
これらの中でも、ポリマーは、ＰＶＤＦが好ましい。ＰＶＤＦは、他のポリマーに比べて高い比誘電率を持つので、マトリックスの材料として好適である。
マトリックスは、ポリマーからなる。本発明において、ポリマーの組成は、後述する条件を満たす限りにおいて、特に限定されない。
ポリマーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリフルオレン、ポリスルホン、ポリエチレンイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリウレタン、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニル、シアノエチルセルロースなどがある。マトリックスは、これらのいずれか１種のポリマーからなるものでも良く、あるいは、２種以上のポリマーからなるものでも良い。
これらの中でも、ポリマーは、ＰＶＤＦが好ましい。ＰＶＤＦは、他のポリマーに比べて高い比誘電率を持つので、マトリックスの材料として好適である。
【0020】
［１．２． 無機材料］
［１．２．１． 組成］
フィラーは、無機材料からなる。本発明において、無機材料の組成は、後述する条件を満たす限りにおいて、特に限定されない。
無機材料としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＢＮ、ムライト、コーディエライト、石英などがある。フィラーは、これらのいずれか１種の無機材料からなるものでも良く、あるいは、２種以上の無機材料からなるものでも良い。
マトリックスがＰＶＤＦからなる場合、フィラーはＡｌ2Ｏ3が好ましい。Ａｌ2Ｏ3の比誘電率はＰＶＤＦのそれとほぼ同等であり、かつ、Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度依存性及び周波数依存性は、ＰＶＤＦのそれらよりも小さい。そのため、ＰＶＤＦとＡｌ2Ｏ3とを組み合わせると、絶縁破壊強度が高く、かつ、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性の小さい複合誘電体材料が得られる。
［１．２．１． 組成］
フィラーは、無機材料からなる。本発明において、無機材料の組成は、後述する条件を満たす限りにおいて、特に限定されない。
無機材料としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＢＮ、ムライト、コーディエライト、石英などがある。フィラーは、これらのいずれか１種の無機材料からなるものでも良く、あるいは、２種以上の無機材料からなるものでも良い。
マトリックスがＰＶＤＦからなる場合、フィラーはＡｌ2Ｏ3が好ましい。Ａｌ2Ｏ3の比誘電率はＰＶＤＦのそれとほぼ同等であり、かつ、Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度依存性及び周波数依存性は、ＰＶＤＦのそれらよりも小さい。そのため、ＰＶＤＦとＡｌ2Ｏ3とを組み合わせると、絶縁破壊強度が高く、かつ、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性の小さい複合誘電体材料が得られる。
【0021】
［１．２．２． 平均粒径］
フィラーの「粒径」とは、複合誘電体材料の断面に現れるフィラーの長さの最大値をいう。
フィラーの「平均粒径」とは、複合誘電体材料の断面に現れる５０個以上のフィラーについて測定された粒径の平均値をいう。
フィラーの「粒径」とは、複合誘電体材料の断面に現れるフィラーの長さの最大値をいう。
フィラーの「平均粒径」とは、複合誘電体材料の断面に現れる５０個以上のフィラーについて測定された粒径の平均値をいう。
【0022】
フィラーの平均粒径は、複合誘電体材料の誘電特性に影響を与える。フィラーの平均粒径が小さくなりすぎると、フィラーが凝集しやすくなる。従って、フィラーの平均粒径は、５０ｎｍ以上が好ましい。平均粒径は、好ましくは、７５ｎｍ以上、さらに好ましくは、１００ｎｍ以上である。
一方、フィラーの平均粒径が大きくなりすぎると、複合誘電体材料の薄膜化が困難となる。従って、フィラーの平均粒径は、２００ｎｍ以下が好ましい。平均粒径は、好ましくは、１７５ｎｍ以下、さらに好ましくは、１５０ｎｍ以下である。
一方、フィラーの平均粒径が大きくなりすぎると、複合誘電体材料の薄膜化が困難となる。従って、フィラーの平均粒径は、２００ｎｍ以下が好ましい。平均粒径は、好ましくは、１７５ｎｍ以下、さらに好ましくは、１５０ｎｍ以下である。
【0023】
［１．３． 特性］
複合誘電体材料は、次の式（１）～式（５）を満たす。複合熱電材料は、さらに分散度が所定の条件を満たしているものが好ましい。
０．２８≦ε2／ε1≦５．６６ …（１）
０．８０≦εcomp／ε1≦１．３２ …（２）
６．５≦Ｖ2≦３０．０ …（３）
ΔεT2／ΔεT1＜１ …（４）
Δεf2／Δεf1＜１ …（５）
但し、
ε1は、前記ポリマーの比誘電率、
ε2は、前記無機材料の比誘電率、
εcompは、前記複合誘電体材料の比誘電率、
lnεcomp＝Ｖ1lnε1＋Ｖ2lnε2、
Ｖ1は、前記複合誘電体材料に含まれる前記ポリマーの体積割合（ｖｏｌ％）、
Ｖ2は、前記複合誘電体材料に含まれる前記フィラーの体積割合（ｖｏｌ％）、
ΔεT1は、前記ポリマーの比誘電率の温度依存性、
ΔεT2は、前記無機材料の比誘電率の温度依存性、
Δεf1は、前記ポリマーの比誘電率の周波数依存性、
Δεf2は、前記無機材料の比誘電率の周波数依存性。
複合誘電体材料は、次の式（１）～式（５）を満たす。複合熱電材料は、さらに分散度が所定の条件を満たしているものが好ましい。
０．２８≦ε2／ε1≦５．６６ …（１）
０．８０≦εcomp／ε1≦１．３２ …（２）
６．５≦Ｖ2≦３０．０ …（３）
ΔεT2／ΔεT1＜１ …（４）
Δεf2／Δεf1＜１ …（５）
但し、
ε1は、前記ポリマーの比誘電率、
ε2は、前記無機材料の比誘電率、
εcompは、前記複合誘電体材料の比誘電率、
lnεcomp＝Ｖ1lnε1＋Ｖ2lnε2、
Ｖ1は、前記複合誘電体材料に含まれる前記ポリマーの体積割合（ｖｏｌ％）、
Ｖ2は、前記複合誘電体材料に含まれる前記フィラーの体積割合（ｖｏｌ％）、
ΔεT1は、前記ポリマーの比誘電率の温度依存性、
ΔεT2は、前記無機材料の比誘電率の温度依存性、
Δεf1は、前記ポリマーの比誘電率の周波数依存性、
Δεf2は、前記無機材料の比誘電率の周波数依存性。
【0024】
［１．３．１． 式（１）：ε2／ε1］
ε2／ε1は、ポリマーの比誘電率（ε1）に対する無機材料の比誘電率（ε2）の比を表す。ε2／ε1が小さくなりすぎると、複合誘電体材料の比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が大きくなる。これは、特定の温度域及び周波数域内での最低のεcompが小さくなりすぎるためである。従って、ε2／ε1は、０．２８以上である必要がある。
ε2／ε1は、ポリマーの比誘電率（ε1）に対する無機材料の比誘電率（ε2）の比を表す。ε2／ε1が小さくなりすぎると、複合誘電体材料の比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が大きくなる。これは、特定の温度域及び周波数域内での最低のεcompが小さくなりすぎるためである。従って、ε2／ε1は、０．２８以上である必要がある。
【0025】
一方、ε2／ε1が大きくなりすぎると、電圧印加時にポリマーに、より大きな電界が加わるために、絶縁破壊しやすくなる。また、ε2／ε1が大きくなりすぎると、かえって複合誘電体材料の比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が大きくなる。これは、周波数依存性及び温度依存性の大きいポリマーの特性が現れやすくなるためである。従って、ε2／ε1は、５．６６以下である必要がある。
【0026】
［１．３．２． 式（２）：εcomp／ε1］
εcomp／ε1は、ポリマーの比誘電率（ε1）に対する複合誘電体材料の比誘電率（εcomp）の比を表す。εcomp／ε1が小さくなりすぎると、コンデンサの小型化が困難となる。従って、εcomp／ε1は、０．８０以上である必要がある。
εcomp／ε1は、ポリマーの比誘電率（ε1）に対する複合誘電体材料の比誘電率（εcomp）の比を表す。εcomp／ε1が小さくなりすぎると、コンデンサの小型化が困難となる。従って、εcomp／ε1は、０．８０以上である必要がある。
【0027】
一方、εcomp／ε1が大きくなりすぎると、それに応じてε2／ε1も過度に大きくなる。その結果、複合誘電体材料が絶縁破壊しやすくなり、あるいは、比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が大きくなる。従って、εcomp／ε1は、１．３２以下である必要がある。
【0028】
［１．３．３． 式（３）：Ｖ2］
Ｖ2（＝１００－Ｖ1）は、複合誘電体材料に含まれるフィラーの体積割合を表す。後述するように、本発明において、フィラーには、ポリマーよりも比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が小さいものを用いる。そのため、Ｖ2が小さくなりすぎると、ポリマーの誘電体特性が支配的となり、複合誘電体材料の比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が大きくなる。従って、Ｖ2は、６．５ｖｏｌ％以上が好ましい。Ｖ2は、好ましくは、１０．０ｖｏｌ％以上ある。
Ｖ2（＝１００－Ｖ1）は、複合誘電体材料に含まれるフィラーの体積割合を表す。後述するように、本発明において、フィラーには、ポリマーよりも比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が小さいものを用いる。そのため、Ｖ2が小さくなりすぎると、ポリマーの誘電体特性が支配的となり、複合誘電体材料の比誘電率の周波数依存性及び温度依存性が大きくなる。従って、Ｖ2は、６．５ｖｏｌ％以上が好ましい。Ｖ2は、好ましくは、１０．０ｖｏｌ％以上ある。
【0029】
一方、Ｖ2が大きくなりすぎると、フィラーが凝集しやすくなり、絶縁破壊強度が低下する場合がある。従って、Ｖ2は、３０．０ｖｏｌ％以下が好ましい。Ｖ2は、好ましくは、２０．０ｖｏｌ％以下である。
【0030】
［１．３．４． 式（４）：ΔεT2／ΔεT1］
ΔεT2／ΔεT1は、ポリマーの比誘電率の温度依存性（ΔεT1）に対する無機材料の比誘電率の温度依存性（ΔεT2）の比を表す。
「比誘電率の温度依存性（ΔεT）」とは、次の式（４．１）で表される値をいう。
ΔεT＝（εTmax＠ｆ－εTmin＠ｆ）／εTmin＠ｆ …（４．１）
但し、
εTmax＠ｆは、周波数が特定の周波数域内の特定の値（ｆ（Ｈｚ））である場合において、特定の温度域内での比誘電率の最大値、
εTmin＠ｆは、周波数が特定の周波数域内の特定の値（ｆ（Ｈｚ））である場合において、特定の温度域内での比誘電率の最小値。
「特定の温度域」とは－４０℃～８０℃をいう。「特定の周波数域」とは、１Ｈｚ～１ＭＨｚをいう。
ΔεT2／ΔεT1は、ポリマーの比誘電率の温度依存性（ΔεT1）に対する無機材料の比誘電率の温度依存性（ΔεT2）の比を表す。
「比誘電率の温度依存性（ΔεT）」とは、次の式（４．１）で表される値をいう。
ΔεT＝（εTmax＠ｆ－εTmin＠ｆ）／εTmin＠ｆ …（４．１）
但し、
εTmax＠ｆは、周波数が特定の周波数域内の特定の値（ｆ（Ｈｚ））である場合において、特定の温度域内での比誘電率の最大値、
εTmin＠ｆは、周波数が特定の周波数域内の特定の値（ｆ（Ｈｚ））である場合において、特定の温度域内での比誘電率の最小値。
「特定の温度域」とは－４０℃～８０℃をいう。「特定の周波数域」とは、１Ｈｚ～１ＭＨｚをいう。
【0031】
ポリマー誘電体は、一般に、フィルム化したときの不均質化によって、比誘電率の温度依存性が大きくなりやすい。本発明においては、この問題を解決するために、フィラーとして、ポリマーよりも比誘電率の温度依存性が小さい無機材料を用いる。すなわち、ΔεT2／ΔεT1は、特定の周波数域内において、１未満である必要がある。
【0032】
［１．３．５． 式（５）：Δεf2／Δεf1］
Δεf2／Δεf1は、ポリマーの比誘電率の周波数依存性（Δεf1）に対する無機材料の比誘電率の周波数依存性（Δεf2）の比を表す。
「比誘電率の周波数依存性（Δεf）」とは、次の式（５．１）で表される値をいう。
Δεf＝（εfmax＠Ｔ－εfmin＠Ｔ）／εfmin＠Ｔ …（５．１）
但し、
εfmax＠Ｔは、温度が特定の温度域内の特定の値（Ｔ（℃））である場合において、特定の周波数域内での比誘電率の最大値、
εfmin＠Ｔは、温度が特定の温度域内の特定の値（Ｔ（℃））である場合において、特定の周波数域内での比誘電率の最小値。
「特定の温度域」とは－４０℃～８０℃をいう。「特定の周波数域」とは、１Ｈｚ～１ＭＨｚをいう。
Δεf2／Δεf1は、ポリマーの比誘電率の周波数依存性（Δεf1）に対する無機材料の比誘電率の周波数依存性（Δεf2）の比を表す。
「比誘電率の周波数依存性（Δεf）」とは、次の式（５．１）で表される値をいう。
Δεf＝（εfmax＠Ｔ－εfmin＠Ｔ）／εfmin＠Ｔ …（５．１）
但し、
εfmax＠Ｔは、温度が特定の温度域内の特定の値（Ｔ（℃））である場合において、特定の周波数域内での比誘電率の最大値、
εfmin＠Ｔは、温度が特定の温度域内の特定の値（Ｔ（℃））である場合において、特定の周波数域内での比誘電率の最小値。
「特定の温度域」とは－４０℃～８０℃をいう。「特定の周波数域」とは、１Ｈｚ～１ＭＨｚをいう。
【0033】
ポリマー誘電体は、一般に、フィルム化したときの不均質化によって、比誘電率の周波数依存性が大きくなりやすい。本発明においては、この問題を解決するために、フィラーとして、ポリマーよりも比誘電率の周波数依存性が小さい無機材料を用いる。すなわち、Δεf2／Δεf1は、特定の温度域内において、１未満である必要がある。
【0034】
［１．３．６． 分散度］
「分散度」とは、次の式（６）で表される値をいう。式（６）で表される分散度は、ポリマー中におけるフィラーの分散の程度を表す尺度であり、分散度が低くなるほど、フィラーがより均一に分散していることを表す。
分散度＝ＡＤL／Ｌm …（６）
但し、
ＡＤLは、前記フィラーの重心間距離の平均偏差、
Ｌmは、前記フィラーの重心間距離の平均値。
「フィラーの重心間距離」とは、隣接する粒子の重心間の距離をいう。
「分散度」とは、次の式（６）で表される値をいう。式（６）で表される分散度は、ポリマー中におけるフィラーの分散の程度を表す尺度であり、分散度が低くなるほど、フィラーがより均一に分散していることを表す。
分散度＝ＡＤL／Ｌm …（６）
但し、
ＡＤLは、前記フィラーの重心間距離の平均偏差、
Ｌmは、前記フィラーの重心間距離の平均値。
「フィラーの重心間距離」とは、隣接する粒子の重心間の距離をいう。
【0035】
一般に、無機材料からなるフィラーは、ポリマーに比べて絶縁破壊強度が低い。そのため、フィラーの分散度が大きくなるほど（フィラーの分散が不均一になるほど）、絶縁破壊強度が低下する。高い絶縁破壊強度を得るためには、分散度は、０．６未満が好ましい。
【0036】
［２． 複合誘電体材料の製造方法］
本発明に係る複合誘電体材料は、種々の方法により製造することができる。
例えば、フィルム状の複合誘電体材料は、
（ａ）所定の組成及び平均粒径を有するフィラー粒子を作製し、
（ｂ）所定の組成となるようにマトリックスの原料及びフィラー粒子を分散媒中に分散させてスラリーとし、
（ｃ）スラリーを基板表面にキャストし、塗膜を乾燥させる
ことにより製造することができる。
フィラー粒子の製造方法、スラリー組成、及びキャスト方法は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適なものを選択することができる。
本発明に係る複合誘電体材料は、種々の方法により製造することができる。
例えば、フィルム状の複合誘電体材料は、
（ａ）所定の組成及び平均粒径を有するフィラー粒子を作製し、
（ｂ）所定の組成となるようにマトリックスの原料及びフィラー粒子を分散媒中に分散させてスラリーとし、
（ｃ）スラリーを基板表面にキャストし、塗膜を乾燥させる
ことにより製造することができる。
フィラー粒子の製造方法、スラリー組成、及びキャスト方法は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適なものを選択することができる。
【0037】
［３． 作用］
ハイブリッド自動車や電気自動車のパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）に用いられるフィルムコンデンサには、高性能化が求められている。コンデンサの性能の指標として、最大エネルギー密度（Ｕmax）がある。式（７）に、最大エネルギー密度Ｕmaxを示す。式（７）より、Ｕmaxを向上させるためには、材料の比誘電率と絶縁破壊強度を向上させる必要があることが分かる。
ハイブリッド自動車や電気自動車のパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）に用いられるフィルムコンデンサには、高性能化が求められている。コンデンサの性能の指標として、最大エネルギー密度（Ｕmax）がある。式（７）に、最大エネルギー密度Ｕmaxを示す。式（７）より、Ｕmaxを向上させるためには、材料の比誘電率と絶縁破壊強度を向上させる必要があることが分かる。
【0038】
Ｕmax＝１／２ε0εrＥBDS
2 …（７）
但し、
ε0：真空の誘電率、８．８５４×１０-12［Ｆ／ｍ］、
εr：誘電体フィルムの平均の比誘電率、
ＥBDS：誘電体フィルムの絶縁破壊強度（Ｖ／μｍ）
但し、
ε0：真空の誘電率、８．８５４×１０-12［Ｆ／ｍ］、
εr：誘電体フィルムの平均の比誘電率、
ＥBDS：誘電体フィルムの絶縁破壊強度（Ｖ／μｍ）
【0039】
ポリマーは、比誘電率は低いが、絶縁破壊強度が高い。そのため、ポリマは、フィルムコンデンサの誘電体として好適である。しかし、ポリマーは、フィルム化した際の不均質化によって比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が大きくなる場合がある。比誘電率の温度依存性及び周波数依存性が過度に大きくなると、デバイスの動作周波数によっては使用できない可能性がある。
さらに、絶縁破壊強度は、比誘電率とトレードオフの関係にある。そのため、フィルムの比誘電率を向上させるために、比誘電率の高い無機材料とポリマーとを複合化させると、通常、絶縁破壊強度は低下する。
さらに、絶縁破壊強度は、比誘電率とトレードオフの関係にある。そのため、フィルムの比誘電率を向上させるために、比誘電率の高い無機材料とポリマーとを複合化させると、通常、絶縁破壊強度は低下する。
【0040】
これに対し、ポリマーと無機材料とを含む複合誘電体材料において、無機材料として、ポリマーとほぼ同等の比誘電率を有し、かつ、ポリマーより比誘電率の温度依存性及び周波数依存性の小さい材料を用いると、複合誘電体材料の比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を小さくすることができる。これは、無機材料の比誘電率がポリマーの比誘電率に近いために、無機材料の低温度依存性及び低周波数依存性が表れやすくなり、ポリマーの温度依存性及び周波数依存性が安定化するためと考えられる。
【0041】
また、このような方法により、複合誘電体材料の絶縁破壊強度の低下も抑制される。これは、無機材料の比誘電率がポリマーの比誘電率に近いために、電圧印加時にポリマーと無機材料に同等の電界が印加されるため、及び、これによって複合誘電体材料の絶縁破壊強度が、ポリマーのそれとほぼ同等に維持されるためと考えられる。
【実施例】
【0042】
（実施例１：ε2／ε1）
［１． 試験方法］
ポリマー（比誘電率：ε1）からなるマトリックス中に、無機材料（比誘電率：ε2）からなるフィラーが分散している複合誘電体材料について、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を計算により求めた。フィラーの体積割合は、２０ｖｏｌ％とした。ポリマーの温度依存性及び周波数依存性には、ポリフッ化ビニリデンの実測値を基準とした比誘電率を用いた。フィラーの温度依存性及び周波数依存性は無しとして、フィラーの比誘電率を変化させて計算した。
温度域を－４０℃～８０℃、周波数域を１Ｈｚ～１ＭＨｚに設定し、複合誘電体材料の比誘電率の温度依存性（＠１０ｋＨｚ）及び周波数依存性（＠２２℃）をそれぞれ求め、これらを基準値（ε2／ε1＝１での値）で規格化した。
［１． 試験方法］
ポリマー（比誘電率：ε1）からなるマトリックス中に、無機材料（比誘電率：ε2）からなるフィラーが分散している複合誘電体材料について、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を計算により求めた。フィラーの体積割合は、２０ｖｏｌ％とした。ポリマーの温度依存性及び周波数依存性には、ポリフッ化ビニリデンの実測値を基準とした比誘電率を用いた。フィラーの温度依存性及び周波数依存性は無しとして、フィラーの比誘電率を変化させて計算した。
温度域を－４０℃～８０℃、周波数域を１Ｈｚ～１ＭＨｚに設定し、複合誘電体材料の比誘電率の温度依存性（＠１０ｋＨｚ）及び周波数依存性（＠２２℃）をそれぞれ求め、これらを基準値（ε2／ε1＝１での値）で規格化した。
【0043】
［２． 結果］
図１に、ε2／ε1と比誘電率の温度依存性との関係、及び、ε2／ε1と比誘電率の周波数依存性との関係を示す。図１より、以下のことが分かる。
（１）ε2／ε1が大きくなるほど、比誘電率の周波数依存性が低下した。
（２）ε2／ε1が約０．７の時に、比誘電率の温度依存性が極小値となった。
（３）ε2／ε1を０．２８～５．６６の範囲内とすると、温度依存性及び周波数依存性のいずれも基準値の±３０％以内に収まった。
図１に、ε2／ε1と比誘電率の温度依存性との関係、及び、ε2／ε1と比誘電率の周波数依存性との関係を示す。図１より、以下のことが分かる。
（１）ε2／ε1が大きくなるほど、比誘電率の周波数依存性が低下した。
（２）ε2／ε1が約０．７の時に、比誘電率の温度依存性が極小値となった。
（３）ε2／ε1を０．２８～５．６６の範囲内とすると、温度依存性及び周波数依存性のいずれも基準値の±３０％以内に収まった。
【0044】
（実施例２：Ｖ2とεcomp／ε1の関係）
［１． 試験方法］
ポリマー（比誘電率：ε1）からなるマトリックス中に、無機材料（比誘電率：ε2）からなるフィラーが分散している複合誘電体材料について、フィラーの体積割合（Ｖ2）とεcomp／ε1との関係を計算により求めた。ε2／ε1は、０．２８～５．６６とした。また、εcomp／ε1は、基準値（Ｖ2＝０の値）で規格化した。
［１． 試験方法］
ポリマー（比誘電率：ε1）からなるマトリックス中に、無機材料（比誘電率：ε2）からなるフィラーが分散している複合誘電体材料について、フィラーの体積割合（Ｖ2）とεcomp／ε1との関係を計算により求めた。ε2／ε1は、０．２８～５．６６とした。また、εcomp／ε1は、基準値（Ｖ2＝０の値）で規格化した。
【0045】
［２． 結果］
図２に、Ｖ2とεcomp／ε1との関係を示す。図２中に記載されている数値は、それぞれ、ε2／ε1を表す。図２より、以下のことが分かる。
（１）Ｖ2＝２０ｖｏｌ％の場合、ε2／ε1が０．２８～５．６６となるように、ポリマー及び無機材料の組み合わせを選択すると、εcomp／ε1を０．８０～１．３２の範囲内にすることができる。
（２）Ｖ2が２０ｖｏｌ％を超える場合であっても、ε2／ε1を１に近づけることにより、εcomp／ε1を０．８０～１．３２の範囲内にすることができる。
図２に、Ｖ2とεcomp／ε1との関係を示す。図２中に記載されている数値は、それぞれ、ε2／ε1を表す。図２より、以下のことが分かる。
（１）Ｖ2＝２０ｖｏｌ％の場合、ε2／ε1が０．２８～５．６６となるように、ポリマー及び無機材料の組み合わせを選択すると、εcomp／ε1を０．８０～１．３２の範囲内にすることができる。
（２）Ｖ2が２０ｖｏｌ％を超える場合であっても、ε2／ε1を１に近づけることにより、εcomp／ε1を０．８０～１．３２の範囲内にすることができる。
【0046】
（実施例３、比較例１）
［１． 試験方法］
［１．１． 実施例３］
ＰＶＤＦからなるマトリックス中に、Ａｌ2Ｏ3からなるフィラーが分散している複合誘電体材料について、比誘電率の温度特性及び周波数特性、並びに、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を計算により求めた。
Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度特性には、文献値（参考文献１）を用いた。図３に、Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度特性（参考文献１より引用）を示す。ＰＶＤＦの比誘電率の周波数特性及び温度特性には、実測値を用いた。図４に、ＰＶＤＦ単膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す。Ｖ2は、５～３０ｖｏｌ％とした。
［参考文献１］Liang-Yu Chen, Proceedings:2007 8th International Conference on Electonic Packaging Technology
［１． 試験方法］
［１．１． 実施例３］
ＰＶＤＦからなるマトリックス中に、Ａｌ2Ｏ3からなるフィラーが分散している複合誘電体材料について、比誘電率の温度特性及び周波数特性、並びに、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を計算により求めた。
Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度特性には、文献値（参考文献１）を用いた。図３に、Ａｌ2Ｏ3の比誘電率の温度特性（参考文献１より引用）を示す。ＰＶＤＦの比誘電率の周波数特性及び温度特性には、実測値を用いた。図４に、ＰＶＤＦ単膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す。Ｖ2は、５～３０ｖｏｌ％とした。
［参考文献１］Liang-Yu Chen, Proceedings:2007 8th International Conference on Electonic Packaging Technology
【0047】
［１．２． 比較例１］
Ａｌ2Ｏ3に代えて、２０ｖｏｌ％のＢａＴｉＯ3を用いた以外は、実施例３と同様にして、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を計算により求めた。ＢａＴｉＯ3の周波数特性及び温度特性には、実測値を用いた。
Ａｌ2Ｏ3に代えて、２０ｖｏｌ％のＢａＴｉＯ3を用いた以外は、実施例３と同様にして、比誘電率の温度依存性及び周波数依存性を計算により求めた。ＢａＴｉＯ3の周波数特性及び温度特性には、実測値を用いた。
【0048】
［２． 結果］
［２．１． 周波数特性及び温度特性］
図５～図８に、Ａｌ2Ｏ3＿５～３０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す。図３～８より、以下のことが分かる。
（１）Ａｌ2Ｏ3は、２００℃以下、及び／又は、１ＭＨｚ以下では比誘電率が安定している（図３参照）。この範囲でのＡｌ2Ｏ3の比誘電率は１０であり、ＰＶＤＦの比誘電率と同等であった。
（２）ＰＶＤＦ単膜では、比誘電率の温度依存性が大きい（図４参照）。これに対し、ＰＶＤＦにＡｌ2Ｏ3を添加すると、特に低周波数域における比誘電率の温度依存性が小さくなった（図５～図８参照）。
［２．１． 周波数特性及び温度特性］
図５～図８に、Ａｌ2Ｏ3＿５～３０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の比誘電率の周波数特性及び温度特性を示す。図３～８より、以下のことが分かる。
（１）Ａｌ2Ｏ3は、２００℃以下、及び／又は、１ＭＨｚ以下では比誘電率が安定している（図３参照）。この範囲でのＡｌ2Ｏ3の比誘電率は１０であり、ＰＶＤＦの比誘電率と同等であった。
（２）ＰＶＤＦ単膜では、比誘電率の温度依存性が大きい（図４参照）。これに対し、ＰＶＤＦにＡｌ2Ｏ3を添加すると、特に低周波数域における比誘電率の温度依存性が小さくなった（図５～図８参照）。
【0049】
［２．２． 温度依存性］
図９に、ＰＶＤＦ単膜、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜、及びＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜の各周波数での比誘電率の温度依存性を示す。図９より、以下のことが分かる。
（１）ＰＶＤＦ単膜と比較して、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜は、周波数によらず温度依存性が安定している。特に、１００Ｈｚ以下では、温度依存性の安定性が顕著である。Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜は、１Ｈｚ～１ＭＨｚの温度依存性が１０ｋＨｚの温度依存性の３０％以内に収まっている。
（２）ＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜では、ＰＶＤＦとＢａＴｉＯ3の比誘電率の差が大きいため、比誘電率の小さいＰＶＤＦの温度依存性の影響が抑制されていない。また、１Ｈｚの温度依存性が１０ｋＨｚの温度依存性の３０％以内に収まっていない。
図９に、ＰＶＤＦ単膜、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜、及びＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜の各周波数での比誘電率の温度依存性を示す。図９より、以下のことが分かる。
（１）ＰＶＤＦ単膜と比較して、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜は、周波数によらず温度依存性が安定している。特に、１００Ｈｚ以下では、温度依存性の安定性が顕著である。Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜は、１Ｈｚ～１ＭＨｚの温度依存性が１０ｋＨｚの温度依存性の３０％以内に収まっている。
（２）ＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜では、ＰＶＤＦとＢａＴｉＯ3の比誘電率の差が大きいため、比誘電率の小さいＰＶＤＦの温度依存性の影響が抑制されていない。また、１Ｈｚの温度依存性が１０ｋＨｚの温度依存性の３０％以内に収まっていない。
【0050】
［２．３． 周波数依存性］
図１０に、ＰＶＤＦ単膜、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜、及びＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜の各温度での比誘電率の周波数依存性を示す。図１１に、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜のＶ2とΔεfcomp（＠－２０℃）／Δεfcomp（＠２２℃）との関係を示す。なお、「Δεfcomp（＠Ｔ）」は、Ｔ℃でのＡｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜の周波数依存性を表す。図１０及び図１１より、以下のことが分かる。
図１０に、ＰＶＤＦ単膜、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜、及びＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜の各温度での比誘電率の周波数依存性を示す。図１１に、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜のＶ2とΔεfcomp（＠－２０℃）／Δεfcomp（＠２２℃）との関係を示す。なお、「Δεfcomp（＠Ｔ）」は、Ｔ℃でのＡｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜の周波数依存性を表す。図１０及び図１１より、以下のことが分かる。
【0051】
（１）ＰＶＤＦ単膜と比較して、Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜はどの温度でも周波数依存性が低く、かつ、安定している（図１０参照）。特に、４０℃以上の高温では、周波数依存性の安定性が顕著である。
（２）Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜の周波数依存性は、－２０℃で最大となった（図１０参照）。一方、Ａｌ2Ｏ3の体積割合（Ｖ2）を５ｖｏｌ％より多くすると、－２０℃での周波数依存性は、２２℃での周波数依存性の３０％以内に収まった（図１１参照）。図１０及び図１１より、Ａｌ2Ｏ3を５ｖｏｌ％以上添加すると、－４０～８０℃の周波数依存性が２２℃の周波数依存性の３０％以内に収まることが分かる。
（２）Ａｌ2Ｏ3／ＰＶＤＦ膜の周波数依存性は、－２０℃で最大となった（図１０参照）。一方、Ａｌ2Ｏ3の体積割合（Ｖ2）を５ｖｏｌ％より多くすると、－２０℃での周波数依存性は、２２℃での周波数依存性の３０％以内に収まった（図１１参照）。図１０及び図１１より、Ａｌ2Ｏ3を５ｖｏｌ％以上添加すると、－４０～８０℃の周波数依存性が２２℃の周波数依存性の３０％以内に収まることが分かる。
【0052】
（３）ＢａＴｉＯ3／ＰＶＤＦ膜は、ＢａＴｉＯ3の比誘電率が高いために、２０℃以下ではＰＶＤＦ単膜に比べて周波数依存性が大きい（図１０参照）。また、４０℃以上の高温では、ＰＶＤＦの影響を抑制できていない。さらに、６０℃以上の周波数依存性は、２２℃での周波数依存性の３０％を超えていた。
【0053】
（実施例４～６、比較例２～３）
［１． 試料の作製］
［１．１． 実施例４～６、比較例２］
キャスト法を用いて、ＰＶＤＦ中にＡｌ2Ｏ3フィラーが分散している複合誘電体フィルムを作製した。Ａｌ2Ｏ3フィラーの体積割合（Ｖ2）は、５ｖｏｌ％（比較例２）、１０ｖｏｌ％（実施例４）、２０ｖｏｌ％（実施例５）、又は、３０ｖｏｌ％（実施例６）とした。図１２に、複合誘電体に含まれるＡｌ2Ｏ3フィラーのＸＲＤパターンを示す。図１３に、複合誘電体に含まれるＡｌ2Ｏ3フィラーの粒度分布を示す。
［１．２． 比較例３］
キャスト法を用いて、ＰＶＤＦフィルムを作製した。
［１． 試料の作製］
［１．１． 実施例４～６、比較例２］
キャスト法を用いて、ＰＶＤＦ中にＡｌ2Ｏ3フィラーが分散している複合誘電体フィルムを作製した。Ａｌ2Ｏ3フィラーの体積割合（Ｖ2）は、５ｖｏｌ％（比較例２）、１０ｖｏｌ％（実施例４）、２０ｖｏｌ％（実施例５）、又は、３０ｖｏｌ％（実施例６）とした。図１２に、複合誘電体に含まれるＡｌ2Ｏ3フィラーのＸＲＤパターンを示す。図１３に、複合誘電体に含まれるＡｌ2Ｏ3フィラーの粒度分布を示す。
［１．２． 比較例３］
キャスト法を用いて、ＰＶＤＦフィルムを作製した。
【0054】
［２． 試験方法］
［２．１． 比誘電率、絶縁破壊強度、最大エネルギー密度］
フィルムの両面に電極を形成し、インピーダンスアナライザを用いてフィルムの比誘電率を測定した。また、高耐圧試験器を用いて、フィルムの絶縁破壊強度を測定した。
さらに、上述した式（７）を用いて最大エネルギー密度を算出した。
［２．２． 分散度］
フィルムの断面をＳＥＭで観察し、フィラーの重心間距離の平均値及び平均偏差を求めた。さらに、上述した式（６）を用いて、分散度を測定した。
［２．１． 比誘電率、絶縁破壊強度、最大エネルギー密度］
フィルムの両面に電極を形成し、インピーダンスアナライザを用いてフィルムの比誘電率を測定した。また、高耐圧試験器を用いて、フィルムの絶縁破壊強度を測定した。
さらに、上述した式（７）を用いて最大エネルギー密度を算出した。
［２．２． 分散度］
フィルムの断面をＳＥＭで観察し、フィラーの重心間距離の平均値及び平均偏差を求めた。さらに、上述した式（６）を用いて、分散度を測定した。
【0055】
［３． 結果］
［３．１． 比誘電率、絶縁破壊強度、最大エネルギー密度］
表１に、各フィルムの比誘電率、絶縁破壊強度、及び最大エネルギー密度を示す。表１より、以下のことが分かる。
（１）複合誘電体フィルムの比誘電率、絶縁破壊強度、及び最大エネルギー密度は、いずれもＰＶＤＦのそれらとほぼ同等であった。これは、Ａｌ2Ｏ3の比誘電率がＰＶＤＦのそれに近いためである。
［３．１． 比誘電率、絶縁破壊強度、最大エネルギー密度］
表１に、各フィルムの比誘電率、絶縁破壊強度、及び最大エネルギー密度を示す。表１より、以下のことが分かる。
（１）複合誘電体フィルムの比誘電率、絶縁破壊強度、及び最大エネルギー密度は、いずれもＰＶＤＦのそれらとほぼ同等であった。これは、Ａｌ2Ｏ3の比誘電率がＰＶＤＦのそれに近いためである。
【0056】
【表1】
【0057】
［３．２． 分散度］
図１４に、Ａｌ2Ｏ3＿５～３０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の断面ＳＥＭ像と分散度を示す。図１４より、以下のことが分かる。
（１）比較例２、実施例４～６の分散度は、いずれも０．６未満であった。ＰＶＤＦにＡｌ2Ｏ3を添加しても絶縁破壊強度がほとんど低下しなかったのは、フィラーの分散度が低いため（Ａｌ2Ｏ3の分散性が良好であるため）と考えられる。
（２）Ａｌ2Ｏ3の体積分率が大きくなるほど、分散度が低下する傾向が見られた。
図１４に、Ａｌ2Ｏ3＿５～３０ｖｏｌ％／ＰＶＤＦ膜の断面ＳＥＭ像と分散度を示す。図１４より、以下のことが分かる。
（１）比較例２、実施例４～６の分散度は、いずれも０．６未満であった。ＰＶＤＦにＡｌ2Ｏ3を添加しても絶縁破壊強度がほとんど低下しなかったのは、フィラーの分散度が低いため（Ａｌ2Ｏ3の分散性が良好であるため）と考えられる。
（２）Ａｌ2Ｏ3の体積分率が大きくなるほど、分散度が低下する傾向が見られた。
【0058】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明に係る誘電体フィルムは、ハイブリッド車やＨＶ車のＰＣＵに用いられるコンデンサの誘電体として使用することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】