介电膜、以及使用了其的薄膜电容器和连结型电容器、以及逆变器、电动车辆的制作方法

本发明涉及介电膜、以及使用了其的薄膜电容器和连结型电容器、以及逆变器(日文：インバータ)、电动车辆。

背景技术：

薄膜电容器例如在将聚丙烯树脂制成薄膜而得到的介电膜的表面上具有通过蒸镀而形成的金属膜来作为电极。通过这种构成而具有下述优点：即使在介电膜的绝缘缺陷部发生短路的情况下，也会因短路的能量而使缺陷部周围的金属膜蒸发、飞散来实现绝缘化，能够防止薄膜电容器的绝缘击穿(例如，参照专利文献1)。

因此，薄膜电容器能够防止电路短路时的起火、触电。这一点备受关注，近年来开始应用于led(lightemittingdiode，发光二级管)照明等的电源电路，其用途逐渐扩大。

然而，薄膜电容器在安装有各种电子构件的基板上，与陶瓷电容器等其它电子构件相比尺寸依然较大，从而妨碍该基板的低高度化、安装密度的提高。因此，研究了薄膜电容器的小型化。此外，由于电子设备的小型化、电容器的高容量化等，故电子构件的使用环境呈现高温化。对于这些电子构件而言，要求即使在高温的环境下也能够长期得到稳定的电特性的耐热性。

作为实现薄膜电容器的小型化的手段，可列举出：介电膜的薄层化；降低介电膜的层叠数、卷绕数。为了使介电膜实现薄层化，需要提高介电膜的耐电压。例如，专利文献2提出了：为了提高耐电压，而在介电膜中应用复合介电材料，所述复合介电材料是使陶瓷颗粒分散至具有环氧基的有机树脂而得到的。

另外，作为耐热性优异的材料，例如，专利文献3提出了向聚芳酯系材料中导入了金属醇盐的有机-无机混合高分子材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-129475号公报

专利文献2：日本特开2006-225484号公报

专利文献3：日本特开平11-255883号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，专利文献2公开的介电膜存在下述课题：耐热性不充分，另外，在有机树脂与陶瓷颗粒的界面的有机树脂侧，电场强度变高，介电膜整体的耐电压降低。此外，专利文献3公开的材料虽然耐热性优异，但存在下述课题：耐电压(绝缘击穿电场)最大为330v/μm左右，对于介电膜的薄层化而言，耐电压性不充分。

本发明是为了解决上述课题而进行的，其目的在于，提供能够提高绝缘击穿电场的介电膜、以及使用了其的薄膜电容器和连结型电容器、以及逆变器、电动车辆。

用于解决课题的手段

本发明的介电膜包含有机树脂和含有金属元素的多个微小颗粒，该微小颗粒的直径平均值为0.5～50nm。

本发明的薄膜电容器具有：在上述介电膜上具备金属膜的金属化膜经卷绕或层叠而成的主体部；以及设置于该主体部的外部电极。

本发明的连结型电容器通过汇流排连接有多个上述薄膜电容器。

本发明的逆变器具备由开关元件构成的电桥电路、以及与该电桥电路连接的电容部，前述电容部为上述薄膜电容器或连结型电容器。

本发明的电动车辆具备电源、与该电源连接的逆变器、与该逆变器连接的电动机、以及由该电动机进行驱动的车轮，前述逆变器为上述逆变器。

发明效果

根据本发明，可提供能够提高绝缘击穿电场的介电膜、及使用了其的薄膜电容器和连结型电容器、以及逆变器、电动车辆。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的介电膜的透射型电子显微镜(tem)照片。

图2(a)是示意性地示出在介电膜的表面具有金属膜的结构的剖视图，图2(b)是示出第一实施方式的薄膜电容器的外观立体图。

图3是示意性地示出薄膜电容器的第二实施方式的构成的展开立体图。

图4是示意性地示出连结型电容器的一个实施方式的构成的立体图。

图5是用于说明逆变器的一个实施方式的构成的概略构成图。

图6是示出电动车辆的一个实施方式的概略构成图。

具体实施方式

本实施方式的介电膜包含有机树脂、和含有金属元素的多个微小颗粒，该微小颗粒的直径的平均值为0.5～50nm。

本实施方式的介电膜包含金属元素，其含量优选为0.05～5.0质量％、更优选为0.1～4.0质量％、特别优选为0.2～3.0质量％。有机树脂的分子间存在的微小颗粒含有金属元素。

本实施方式中，含有金属元素的微小颗粒是指多个金属元素在微小的区域内接近并集合而成的微小颗粒，利用透射型电子显微镜(tem)观察介电膜的剖面时，显白色的金属元素如图1那样地，例如以在直径为数nm的范围内接近而形成的集合体的形式被观察到。换言之，含有金属元素的微小颗粒是指多个金属元素在微小的区域内集合并形成颗粒状的微小颗粒。另外，含有金属元素的微小颗粒也可以说是多个金属元素形成微小的团簇而成的微小颗粒。

像这样，本实施方式的介电膜在其tem照片中包含微小颗粒，所述微小颗粒是显白色的多个金属元素在直径为0.5～50nm的区域内接近并集合而成的团簇，在有机树脂中分散有多个该微小颗粒。以下，将这种含有金属元素的微小颗粒称为含金属元素的微小颗粒。

含有金属元素的微小颗粒的存在可如上所述地通过用透射型电子显微镜(tem)观察介电膜的剖面来确认。具有这种构成的介电膜例如可适合地用作平均厚度为5μm以下、尤其是1～5μm的薄层介电膜。

一直以来，已知的是：通过在有机树脂中分散包含金属元素的无机化合物颗粒的填料，在有机树脂中移动的电荷会被无机化合物颗粒捕获，从而获得抑制局部的电场集中的效果。通常认为：将平均粒径为数十～数百nm左右的无机化合物颗粒的填料混合至有机树脂并使其分散，在这种结构中，有助于捕获电荷的是无机化合物颗粒中所含的金属元素。

认为：本实施方式中，包含金属元素的微小颗粒(含金属元素的微小颗粒)捕获在有机树脂中移动的电荷，抑制局部的电场集中。含金属元素的微小颗粒可以为包含金属元素的无机化合物，但优选为包含金属元素的有机化合物、或在无机化合物与有机化合物的混合物中包含金属元素的物质。含金属元素的微小颗粒为包含金属元素的有机化合物、或在无机化合物与有机化合物的混合物中包含金属元素的物质，因此能够使金属元素以更微小的集团的形式分散在有机树脂中，能够提高抑制局部的电场集中的效果。含金属元素的微小颗粒的直径的平均值优选为0.5～50nm、更优选为0.5～10nm、特别优选为1～3nm。含金属元素的微小颗粒的直径的平均值例如可通过对利用小角x射线散射测定得到的轮廓进行分析来确认。

认为：通过这种含金属元素的微小颗粒来抑制局部的电场集中的效果的表达，起因于含金属元素的微小颗粒的多个金属元素在微小的区域内接近并存在。例如，仅是向有机树脂的主骨架中导入了金属元素时、即仅为有机树脂的主骨架通过金属醇盐进行了交联时，在介电膜中，多个金属元素不会呈现在微小的区域内接近的状态，难以获得提高绝缘性的效果。如本实施方式那样，在介电膜中存在多个金属元素在微小的区域内接近的含金属元素的微小颗粒，且其分散在介电膜中，从而能够进一步提高介电膜的绝缘击穿电场，并且提高高温负载寿命。

在介电膜中，这种包含金属元素的微小颗粒(含金属元素的微小颗粒)所占的体积比率优选为0.4～40体积％、更优选为2～20体积％、特别优选为5～18体积％。在介电膜中，这种包含金属元素的微小颗粒(含金属元素的微粒)所占的体积比率例如可通过对利用小角x射线散射测定得到的轮廓进行分析来确认。

作为介电膜中包含的金属元素，可列举出例如si、ti、zr、fe、cu、sn、al、ge、ta、w等。特别优选为选自由si、ti、zr和al组成的金属元素组中的至少1种。这是因为：若使用这些金属元素组的金属醇盐，则容易在有机树脂中形成含金属元素的微小颗粒。

介电膜中所包含的金属元素不仅可以为1种，也可以为2种以上。介电膜中所包含的金属元素的种类和含量例如可通过高频电感耦合等离子体(icp)发光分光分析来确认。

作为有机树脂，优选使用聚碳酸酯(pc)、聚芳酯(par)、聚苯醚(ppe)、环状烯烃(cop)系、聚醚酰亚胺(pei)系等耐热性优异的树脂材料。通过使用这些耐热性优异的树脂材料，会形成耐热性优异的介电膜。应予说明，从可溶于有机溶剂且容易与金属醇盐混合的观点出发，可适合地使用由聚碳酸酯、聚芳酯、聚苯醚、环状烯烃系、聚醚酰亚胺系组成的树脂材料组。

本实施方式的介电膜的有机树脂优选将以聚酯为主骨架、且具有烷氧基的树脂材料作为主要成分。此处，主要成分是指相对于介电膜整体以质量比计占50质量％以上的成分。

作为以聚酯为主骨架的树脂材料，可列举出例如聚碳酸酯、聚芳酯、以及它们的聚合物。聚碳酸酯和聚芳酯的耐热性、机械特性、电特性(绝缘性、介电特性)优异，可适合地用作介电膜的有机树脂材料。

通过使这种树脂材料的主骨架(聚酯)上键合有烷氧基，能够进一步提高树脂材料的绝缘击穿电场。

一般来说，电绝缘性与物质的极性有关，有极性越低则电绝缘性(绝缘击穿电场)越高、极性越高则电绝缘性(绝缘击穿电场)越低的倾向。聚碳酸酯、聚芳酯具有极性较高的化学结构，烷氧基是极性低的官能团。因此，在聚碳酸酯、聚芳酯的分子中，尤其是通过向主骨架上导入作为低极性官能团的烷氧基，而能够提高聚碳酸酯、聚芳酯的绝缘击穿电场。

应予说明，只要是以聚酯作为主骨架的树脂材料，则对于除了聚碳酸酯和聚芳酯之外的树脂材料，通过在主骨架(聚酯)上键合有烷氧基，也同样地能够提高绝缘击穿电场。另外，若使用上述那样的金属元素组的金属醇盐，则容易在树脂材料的主骨架上加成烷氧基。

以聚酯作为主骨架的树脂材料的主骨架、与烷氧基优选借助酯键进行了键合。使聚合物与金属醇盐发生反应时，通常，聚合物的官能团与金属醇盐通过水解和缩聚而进行交联，从而形成在分子内的主骨架上具有金属醇盐基的有机树脂。

另一方面，本实施方式中，在树脂材料的主骨架上键合有金属醇盐分解后的烷氧基，树脂材料的主骨架不含金属元素。因此，树脂材料的优异耐热性、机械特性、电特性得以维持。此时，树脂材料的主骨架与烷氧基借助酯键进行键合。

有机树脂中的烷氧基的含量以相对于有机树脂所具有的全部酯键的摩尔比率计优选为0.05～11％、更优选为0.5～5.0％、特别优选为1.0～3.5％。通过将烷氧基的含量设为这种范围，能够在维持有机树脂的耐热性、机械特性的情况下，提高有机树脂自身的绝缘击穿电场。

有机树脂与烷氧基的键合状态、以及有机树脂中的烷氧基的含量(有机树脂所具有的烷氧基相对于有机树脂所具有的全部酯键的摩尔比率)可通过核磁共振分光法(nmr)来确认。具体而言，可通过进行¹h-nmr(质子nmr)测定、¹³c-nmr测定和二维nmr的hmqc(heteronuclearmultiplequantumcoherence，异核多量子关系)测定、hmbc(heteronuclearmultiplebondconnectivity，异核多碳相关谱)测定来确认。

本实施方式的介电膜例如可如下操作来获得。将有机树脂的树脂材料溶解于有机溶剂，制作树脂溶液。同样地，将金属醇盐溶解于有机溶剂，制作金属醇盐溶液。在非活性气氛中，向制作的树脂溶液中混合金属醇盐溶液，搅拌24小时以上。通过在非活性气氛中(干燥氮气等)进行这些工序，从而抑制金属醇盐的水解，使金属醇盐彼此发生缩合反应。通过该反应，形成含有金属元素的微小颗粒，得到包含树脂材料、和含有金属元素的微小颗粒的介电膜用溶液。

此处，将以聚酯作为主骨架的聚碳酸酯、聚芳酯等聚合物用作树脂材料时，金属醇盐会分解聚合物的酯键，金属醇盐的烷氧基通过加成反应而键合于该酯键分解后的部分。

使用该介电膜用溶液，例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)制的基材上形成介电膜即可。作为成膜法，可以使用选自刮刀法、模压式涂布机法和刮刀式涂布机法等中的一种成形法。

作为上述树脂材料，例如，若为聚碳酸酯，则可列举出具有通式(1)所示重复单元的聚合物作为一例，若为聚芳酯，则可列举出具有通式(2)或(3)所示重复单元的聚合物作为一例。

[化1]

通式(1)、(2)或(3)中，x表示选自脂肪族的2价基团、环状脂肪族的2价基团、通式(4)所示的2价基团中的至少1种。通式(3)中，y表示取代或未取代的丙炔基。

通式(4)中，r1、r2各自独立地表示取代或未取代的烷基、芳基或卤素原子。a表示单键、碳原子数1～12的直链状、支链状或环状的亚烷基。

作为上述通式(1)、(2)、(3)中的x的具体例，可列举出例如通式(5a)～(5n)所示的2价基团。

[化2]

若为环状烯烃系的树脂材料，可列举出例如通式(6)所示那样的降冰片烯系单体的聚合物等。降冰片烯系单体是环状烯烃单体的一种，环状烯烃单体是指具有由碳原子形成的环结构、且该环结构中具有碳-碳双键的化合物。作为环状烯烃单体，除了降冰片烯系单体之外，还可列举出单环环状烯烃等。降冰片烯系单体通过反应式(7)～(10)中分别示出的开环聚合、乙烯基共聚、乙烯基聚合或自由基聚合等而形成环状烯烃系的有机树脂。

[化3]

式(6)～(10)中，r3、r4和r5是任意的官能团。另外，环状烯烃系的树脂材料通常是单一种类的降冰片烯系单体的聚合物，但也可以是多个不同种类的降冰片烯系单体的聚合物。

作为降冰片烯系单体的具体例，可列举出降冰片烯类、二环戊二烯类、四环十二碳烯类等。它们有时还含有烷基、烯基、烷叉基、芳基等烃基、羧基、酸酐基等极性基团作为取代基，但优选为非极性的、即仅由碳原子和氢原子构成的降冰片烯系单体。

非极性的降冰片烯系单体有：非极性的二环戊二烯类、非极性的四环十二碳烯类、非极性的降冰片烯类、五环体以上的非极性的环状烯烃类等。

降冰片烯系单体中，还可以具有除了降冰片烯环的双键之外的双键。

作为这种环状烯烃系的树脂材料，具体而言，市售的有：作为降冰片烯系开环聚合物(以下有时也简称为开环聚合物)的jsr株式会社制造的arton(注册商标)、日本瑞翁株式会社制造的zeonex(注册商标)、zeonor(注册商标)、作为降冰片烯系的乙烯基共聚物(以下有时也简称为乙烯基共聚物)的三井化学株式会社制造的apel(注册商标)、apo(注册商标)、宝理塑料株式会社制造的topas(注册商标)等。另外，也可以使用具有降冰片烯环的单体的开环聚合物的氢化物、具有降冰片烯环的单体与α-烯烃类的加成聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃的加成聚合物的氢化物、环状二烯的加成聚合物和环状二烯的加成聚合物的氢化物等。这些之中，从薄膜成形性、耐化学试剂性等的观点出发，特别优选为开环聚合物、即具有降冰片烯环的单体的开环聚合物。

这些聚碳酸酯、聚芳酯、聚苯醚、环状烯烃系、聚醚酰亚胺系等的树脂材料可以仅为1种，也可以组合使用2种以上。另外，还可以是多种成分的共聚物。

作为金属醇盐，可列举出例如通式(11)所示的化合物。

bpm(11)

此处，通式(11)中，b表示碳原子数1～8、优选1～4的烷氧基，m表示si、ti、zr、fe、cu、sn、al、ge、ta、w等金属元素，p表示2～6的整数。

具体而言，可列举出：四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷类；四正丙氧基钛、四异丙氧基钛、四丁氧基钛等四烷氧基钛类；四正丙氧基锆、四异丙氧基锆、四丁氧基锆等四烷氧基锆类；以及，二甲氧基铜、三丁氧基铝、四乙氧基锗、五正丙氧基钽、六乙氧基钨等金属醇盐类。

作为金属醇盐的其它例子，可列举出例如通式(12)所示的化合物。

r6kblm(r7mz)n(12)

通式(12)中，r6表示氢或碳原子数1～12、优选1～5的烷基或苯基，b表示碳原子数1～8、优选1～4的烷氧基，m表示si、ti、zr、fe、cu、sn、al、ge、ta、w等金属元素，r7表示碳原子数1～4、优选2～4的亚烷基或烷叉基，z表示异氰酸酯基、环氧基、羧基、酰卤基、酸酐基、氨基、硫醇基、乙烯基、甲基丙烯酰基、卤素基团等一般的官能团，k表示0～5的整数，l表示1～5的整数，m表示0或1，n表示0～5的整数。

用于溶解有机树脂的树脂材料的有机溶剂、与用于溶解金属醇盐的有机溶剂优选使用相同的有机溶剂。作为有机溶剂，例如使用甲醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、乙二醇单丙醚、甲乙酮、甲基异丁基酮、二甲苯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲基乙酰胺、环己烷、甲苯、氯仿、四氢呋喃、或者包含选自它们中的2种以上的混合物的有机溶剂。

树脂溶液中的树脂材料的浓度(树脂浓度)例如优选设为10～40质量％、进一步优选设为20～30质量％，金属醇盐溶液中的金属醇盐的浓度(金属醇盐浓度)例如优选设为1～50质量％、进一步优选设为2～30质量％。另外，将树脂溶液与金属醇盐溶液进行混合时，金属醇盐相对于树脂材料100质量份的比率例如优选设为0.05～10质量份、进一步优选设为0.1～6.0质量份。

含金属元素的微小颗粒的大小可通过金属醇盐溶液的金属醇盐浓度来调整。存在金属醇盐的浓度越高则形成越大的含金属元素的微小颗粒的倾向。另外，含金属元素的微小颗粒的大小还受到金属醇盐的反应性的影响。金属醇盐的反应性因种类而异，例如存在如下倾向：包含锆的丁醇锆(iv)(zr-n-but)的反应性较低，从而形成小的含金属元素的微小颗粒，与此相对，包含钛的丁醇钛(iv)(ti-n-but)的反应性较高，从而形成大的含金属元素的微小颗粒。

关于树脂溶液与金属醇盐溶液的混合(搅拌)条件，例如，温度设为10～30℃，使用搅拌器、混合转子等且转速设为100～500rpm即可。搅拌时间设为24～96小时即可。通过适当调整温度、搅拌条件，也能够得到各种尺寸的含金属元素的微小颗粒。这些工序，即树脂溶液、金属醇盐溶液的制作、混合·搅拌工序全部在干燥氮气的气氛中进行。

图2(a)是示意性地示出在介电膜的表面具有金属膜的结构的剖视图，图2(b)是示出第一实施方式的薄膜电容器的外观立体图。图2(b)所示的第一实施方式的薄膜电容器a将在层叠有金属化膜3的主体部4上设置了外部电极5的构成作为基本构成，并根据需要设置引线6，所述金属化膜3在介电膜1的单面具备金属膜2。

此时，从绝缘性和耐环境性的观点出发，主体部4、外部电极5和引线6的一部分根据需要可以被封装构件7覆盖。图2(b)中，示出了去除一部分封装构件7后的状态，用虚线表示去除了封装构件7的部分。

本实施方式的介电膜1不限定于图2(a)、图2(b)所示的层叠型，还可应用于卷绕型的薄膜电容器b。

图3是示意性地示出薄膜电容器的第二实施方式的构成的展开立体图。本实施方式的薄膜电容器b中，利用被卷绕的金属化膜3a、3b构成主体部4，在主体部4的对置的端面处，作为外部电极5a、5b而设置有金属喷镀电极。

金属化膜3a在介电膜1a的表面具有金属膜2a，金属化膜3b在介电膜1b的表面具有金属膜2b。图3中，金属膜2a、2b如下形成：在介电膜1a、1b的宽度方向的一端侧，在长度方向上连续留出不形成金属膜2a、2b而露出介电膜1a、1b的部分(以下，有时称为金属膜非形成部8a、8b)。

金属化膜3a与3b在下述状态下重合：在介电膜1a、1b的宽度方向上，金属膜非形成部8a与8b彼此以位于不同端部的方式进行配置，并且与金属膜非形成部8a、8b不同的端部以在宽度方向上突出的方式错开。

即，关于薄膜电容器b，如图3所示那样，重叠地卷绕有由介电膜1a和金属膜2a构成的金属化膜3a、以及由介电膜1b和金属膜2b构成的金属化膜3b。应予说明，图3中，为了便于观察薄膜电容器b的构成，将介电膜1a、1b、金属膜2a、2b的厚度记载为从图3的里侧朝向面前逐渐变厚，但实际上，它们的厚度是固定的。

图4是示意性地示出连结型电容器的一个实施方式的构成的立体图。为了便于理解构成，在图4中，省略了壳体和模型(日文：モールド)用的树脂。本实施方式的连结型电容器c呈现通过一对汇流排21、23并联连接有多个薄膜电容器b的构成。汇流排21、23由端子部21a、23a以及引出端子部21b、23b构成。端子部21a、23a用于外部连接，引出端子部21b、23b分别与薄膜电容器b的外部电极5a、5b连接。

作为构成薄膜电容器b或连结型电容器c的介电膜，若应用本实施方式的介电膜1，则与通过聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成的现有介电膜相比能够降低厚度，因此，能够同时实现薄膜电容器b和连结型电容器c的尺寸小型化和高容量化。

另外，就作为介电膜1的主要成分的有机树脂而言，在应用聚芳酯、聚苯醚、环状烯烃系、聚醚酰亚胺系等的有机材料的情况下，薄膜电容器b和连结型电容器c的耐热性高，因此，能够获得即使在高温区域(例如，温度为80℃以上的气氛)中使用、其静电电容和绝缘电阻的降低也小的电容器制品。应予说明，关于连结型电容器c，除了图4所示那样的平面配置之外，即使是薄膜电容器b的平坦面以彼此重叠的方式堆积而成的结构，也能够获得同样的效果。

图5是用于说明逆变器的一个实施方式的构成的概略构成图。图5中示出了由整流后的直流产生交流的逆变器d的例子。如图5所示那样，本实施方式的逆变器d呈现具备电桥电路31和电容部33的构成，所述电桥电路31由开关元件(例如，igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管))构成，所述电容部33为了使电压稳定化而配置在电桥电路31的输入端子间。此处，作为电容部33，可应用上述薄膜电容器b或连结型电容器c。

应予说明，该逆变器d与用于对直流电源的电压进行升压的升压电路35连接。另一方面，电桥电路31与成为驱动源的电动发电机(电动机m)连接。

若在逆变器d的电容部33应用上述本实施方式的薄膜电容器b或连结型电容器c，则能够减小电容部33在逆变器d中所占的体积，因此能够得到具有更小型化且静电电容大的电容部33的逆变器d。另外，能够得到即使在高温区域内已调波的变动也小的逆变器d。

图6是示出电动车辆的一个实施方式的概略构成图。在图6中，作为电动车辆e而示出了混合动力汽车(hev)的例子。

图6中的符号41是驱动用的电动机，43是发动机，45是传动装置，47是逆变器，49是电源(电池)，51a、51b是前轮和后轮。

该电动车辆e主要具备下述功能：将作为驱动源的电动机41或发动机43、或者这两者的输出介由传动装置45而传递至左右的一对的前轮51a，电源49介由逆变器47与电动机41连接。

此外，在图6所示的电动车辆e中，设置有对电动车辆e整体进行综合控制的车辆ecu53。点火开关55、未图示的油门踏板、制动器等的源自电动车辆e的与驾驶员等的操作相应的驱动信号被输入车辆ecu53。该车辆ecu53基于该驱动信号而将指令信号输出至发动机ecu57、电源49和作为负载的逆变器47。发动机ecu57响应指令信号并对发动机43的转速进行控制，从而驱动电动车辆e。

若将本实施方式的薄膜电容器b或连结型电容器c应用作为电容部33，进而将小型化的逆变器d搭载于例如图6所示那样的电动车辆e，则与使用了应用由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成的现有介电膜的薄膜电容器、连结型电容器的大型逆变器相比，能够减轻车辆的重量。本实施方式中，能够这样地使车辆实现轻量化，能够提高燃料效率。此外，能够减小发动机室内的汽车控制装置所占的比例。通过减小控制装置所占的比例，能够在发动机室内内置用于提高耐冲击性的功能，能够进一步提高车辆的安全性。

应予说明，本实施方式的逆变器d不仅能够应用于上述混合动力汽车(hev)，还能够应用于电动汽车(ev)、电动自行车、发电机、太阳能电池等各种电力转换应用制品。

实施例

以下，针对本发明的介电膜，基于实施例进行详细说明。

(实施例1)

作为树脂材料，使用作为聚苯醚的zylon(注册商标)的ppepowder(旭化成株式会社制)，作为金属醇盐，使用异丙醇钛(iv)(ti-i-pr)和丁醇钛(iv)(ti-n-but)。使zylon(注册商标)溶解于氯仿，得到树脂浓度为25质量％的树脂溶液。使金属醇盐分别溶解于氯仿，得到金属醇盐浓度为5质量％的各金属醇盐溶液。向制作的树脂溶液中添加金属醇盐溶液，制成混合溶液。将金属醇盐相对于100质量份zylon(注册商标)的比率(质量份)示于表1。使用搅拌器以300rpm将所得混合溶液搅拌24小时，从而得到介电膜用溶液。应予说明，溶液制作工序全部在室温的干燥氮气气氛中进行。

使用涂布机，将该介电膜用溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基材上，以180℃干燥1小时而去除溶剂，制作介电膜(试样no.1～4)。应予说明，试样no.1的介电膜使用不含金属醇盐的树脂溶液来制作。介电膜的厚度均为3.5μm、相对介电常数均约为2.6。

(实施例2)

作为树脂材料，使用作为环状烯烃系降冰片烯系开环聚合物的zeonor(注册商标)(日本瑞翁株式会社制)，作为金属醇盐，使用丁醇锆(iv)(zr-n-but)和丁醇钛(iv)(ti-n-but)。使zeonor(注册商标)溶解于环己烷，得到树脂浓度为25质量％的树脂溶液。使金属醇盐分别溶解于环己烷，得到金属醇盐浓度为5质量％的各金属醇盐溶液。向制作的树脂溶液中添加金属醇盐溶液，制成混合溶液。此时，以金属醇盐相对于100质量份zeonor(注册商标)达到1质量份的方式进行调整。使用搅拌器以300rpm将混合溶液搅拌24小时，得到介电膜用溶液。应予说明，溶液制作工序全部在室温的干燥氮气气氛中进行。

使用涂布机，将该介电膜用溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基材上，以180℃干燥1小时而去除溶剂，制作介电膜(试样no.5～7)。应予说明，试样no.5的介电膜使用不含金属醇盐的树脂溶液来制作。介电膜的厚度均为3.5μm、相对介电常数均约为2.3。

(实施例3)

作为树脂材料，使用硅氧烷改性聚醚酰亚胺(stm1700、sabic公司制)，作为金属醇盐，使用丁醇锆(iv)(zr-n-but)和丁醇钛(iv)(ti-n-but)。使stm1700溶解于氯仿，得到树脂浓度为25质量％的树脂溶液。使金属醇盐分别溶解于氯仿，得到金属醇盐浓度为5质量％的各金属醇盐溶液。向制作的树脂溶液中添加金属醇盐溶液，制成混合溶液。此时，以金属醇盐相对于100质量份stm1700达到1质量份的方式进行调整。使用搅拌器以300rpm将混合溶液搅拌24小时，从而得到介电膜用溶液。应予说明，溶液制作工序全部在室温的干燥氮气气氛中进行。

使用涂布机，将该介电膜用溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基材上，以180℃干燥1小时而去除溶剂，制作介电膜(试样no.8～10)。应予说明，试样no.8的介电膜使用不含金属醇盐的树脂溶液来制作。介电膜的厚度均为3.5μm、相对介电常数均约为3.0。

(实施例4)

作为树脂材料，使用了日本特开2013-76042号公报的制造例1中记载的以聚酯作为主骨架的聚芳酯树脂。作为金属醇盐，使用丁醇锆(iv)(zr-n-but)、乙酰烷氧基二异丙醇铝(al-m)和丁醇钛(iv)(ti-n-but)。

将制作的聚芳酯树脂在120℃下真空加热3小时，去除吸附于聚芳酯树脂的水分。使所得聚芳酯树脂溶解于甲苯，得到树脂浓度为25质量％的树脂溶液。另外，使金属醇盐分别溶解于甲苯，得到金属醇盐浓度为5质量％的各金属醇盐溶液和浓度为50质量％的zr-n-but溶液。向制作的树脂溶液中添加各金属醇盐溶液，制成混合溶液。金属醇盐溶液的添加量以金属醇盐相对于100质量份聚芳酯的比率(质量份)达到表2所示比率的方式进行调整。使用搅拌器以300rpm将所得混合溶液搅拌24小时，得到介电膜用溶液。应予说明，溶液制作工序全部在室温的干燥氮气气氛中进行。

使用涂布机，将该介电膜用溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)制的基材上，以180℃干燥1小时而去除溶剂，制作介电膜(试样no.11～24)。应予说明，试样no.11的介电膜使用不含金属醇盐的树脂溶液来制作，试样no.18使用50质量％的zr-n-but溶液来制作。介电膜的厚度均为3.5μm。所得介电膜的相对介电常数均约为3.2。

针对所制作的介电膜，进行¹h-nmr(质子nmr)测定。在所得¹h-nmr光谱中，除了基于聚芳酯的峰之外还观测到峰，通过二维nmr法的hmqc测定和hmbc测定可知：该峰是基于键合于各烷氧基的氧原子所邻接的碳原子的氢的峰，即烷氧基未经由金属元素而直接酯键合于有机树脂的主骨架。未确认到基于未反应的金属醇盐的峰。此外，根据所得¹h-nmr光谱，算出介电膜所包含的烷氧基相对于介电膜所包含的全部酯键的比率，并记载于表2。

(特性评价)

介电膜所包含的金属元素的种类和含量通过icp发光分光分析来确认。介电膜所包含的金属元素与构成向有机树脂内添加的金属醇盐的金属元素相同。利用透射型电子显微镜(tem)(jem-arm200f、haadf图像、加速电压：200kv)以300万倍的倍率对介电膜的剖面进行观察，由此确认了试样no.2～4、6、7、9、10、12～24的介电膜中存在包含金属元素的微小颗粒(含金属元素的微小颗粒)。含金属元素的微小颗粒的直径平均值和体积比率，通过对利用小角x射线散射测定得到的轮廓进行分析来确认。将金属元素的含量、含金属元素的颗粒的直径平均值和体积比率示于表1、表2。

介电膜的绝缘击穿电场如下测定。从介电膜剥掉pet薄膜，通过真空蒸镀法在介电膜的两面形成平均厚度为75nm的al电极层，从而制作金属化膜。

针对所得金属化膜，测定绝缘击穿电场。关于绝缘击穿电场，通过以每秒10v的升压速度对金属化膜的金属膜间施加直流电压，并根据泄漏电流值超过1.0ma的瞬间的电压值来求出。将金属化膜的绝缘击穿电场示于表1、表2。

[表1]

*1ppe为旭化成制造的zylon(ppepowder)，cop为日本瑞翁制造的zeonor，pei为sabic制造的stm1700

*2金属醇盐相对于100质量份有机树脂的比率。

[表2]

*2金属醇盐相对于100质量份有机树脂的比率。

试样no.2～4、6、7、9、10、12～24由于在有机树脂中包含含金属元素的微小颗粒，且含金属的微小颗粒的直径平均值在0.5～50nm的范围内，因此绝缘击穿电场高，显示出优异的绝缘性。另外，试样no.12～24中，烷氧基未经由金属元素而直接酯键合于有机树脂的主骨架，与主骨架未与烷氧基直接键合的物质相比，绝缘击穿电场的提高率更高。

此外，使用试样no.3、6、9、14的介电膜用溶液，制作厚度为1.5μm的介电膜，测定绝缘击穿电场。绝缘击穿电场分别为480v/μm(试样no.3)、620v/μm(试样no.6)、470v/μm(试样no.9)、430v/μm(试样no.14)，即使制成厚度为1.5μm的薄层薄膜，也维持了厚度为3.5μm时的90％左右的高绝缘击穿电场。

附图标记说明

a、b········薄膜电容器

c·········连结型电容器

d、47·······逆变器

e·········电动车辆

1、1a、1b······介电膜

2、2a、2b······金属膜

3、3a、3b······金属化膜

4·········主体部

5、5a、5b······外部电极

6·········引线

7·········封装构件

8a、8b·······金属膜非形成部

21、23·······汇流排

31········电桥电路

33········电容部

35········升压电路

41········电动机

43········发动机

45········传动装置

47········逆变器

49········电源

51a·······前轮

51b·······后轮

53········车辆ecu

55········点火开关

57········发动机ecu