JP7318310B2 - dielectric film - Google Patents

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Description

本発明は、誘電体フィルムに関し、さらに詳しくは、ポリマーと無機フィラーとの複合体からなる誘電体フィルムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dielectric film, and more particularly to a dielectric film comprising a composite of polymer and inorganic filler.

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。 A capacitor has a dielectric inserted between two electrodes, and its electrostatic capacity is proportional to the relative permittivity of the dielectric. Ceramics, plastics, insulating oil, mica, and the like are known as dielectrics used in capacitors. In particular, BaTiO 3 has a high relative permittivity, so BaTiO 3 is mainly used for the dielectric of small-sized and large-capacity capacitors.

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。 BaTiO 3 is tetragonal at room temperature (25°C), but has a Curie point (about 125°C) at which the crystal structure changes from tetragonal (ferroelectric) to cubic (paraelectric). Highest dielectric constant. Therefore, the capacitance of a capacitor using BaTiO 3 varies greatly near the Curie point. However, in order to obtain a dense sintered body of BaTiO 3 , a high sintering temperature of around 1300°C is required. Furthermore, BaTiO 3 is poor in workability, so it is difficult to process it into arbitrary or complicated shapes.

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。 On the other hand, plastic films made of polymers such as polypropylene are used as dielectrics in film capacitors. Since the plastic film is flexible, it can be easily wound into a roll. However, since polymers have a low dielectric constant, the number of turns must be increased in order to increase the capacitance of the capacitor. Therefore, there is a problem that the film capacitor is larger than the multilayer ceramic chip capacitor.

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。しかしながら、ポリマーと無機フィラーとの複合体は、絶縁破壊強度が低いという問題がある。 On the other hand, by combining a flexible polymer with an inorganic filler having a high dielectric constant, both flexibility and a high dielectric constant can be achieved. Moreover, when a film capacitor is produced using such a composite, the film capacitor can be made smaller than when only a polymer is used. However, composites of polymers and inorganic fillers have a problem of low dielectric breakdown strength.

そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献1には、チタン酸ストロンチウム粉末を40体積%含む複合誘電体層の両面に、ポリビニルアセトアセタール樹脂からなる高耐電圧性樹脂層を形成した誘電体フィルムが開示されている。
同文献には、
(a)熱硬化性樹脂に無機成分を分散させると、複合誘電体層の表面の平滑性が低下し、複合誘電体層の両主面に形成される電極と、複合誘電体層を構成する無機成分との間にある樹脂部分に電界集中が発生するために、耐電圧性が低下する点、及び
(b)有機成分と無機成分とを複合化した複合誘電体層の両面に高耐電圧性樹脂層を形成すると、誘電体フィルム全体の耐電圧性が向上する点
が記載されている。
In order to solve this problem, various proposals have been conventionally made.
For example, Patent Literature 1 discloses a dielectric film in which high-voltage-resistant resin layers made of polyvinylacetoacetal resin are formed on both sides of a composite dielectric layer containing 40% by volume of strontium titanate powder.
In the same document,
(a) When the inorganic component is dispersed in the thermosetting resin, the smoothness of the surface of the composite dielectric layer is reduced, and the electrodes formed on both main surfaces of the composite dielectric layer and the composite dielectric layer are formed. Since electric field concentration occurs in the resin portion between the inorganic component and the resin portion, the withstand voltage is lowered, and (b) high withstand voltage is provided on both sides of the composite dielectric layer that is a composite of the organic component and the inorganic component. It is described that the formation of a flexible resin layer improves the withstand voltage of the dielectric film as a whole.

また、特許文献2には、有機樹脂中に非晶質の金属酸化物粒子を分散させた誘電体フィルムが開示されている。
同文献には、
(a)有機樹脂中に結晶質のセラミック粒子を分散させると、有機樹脂とセラミック粒子との間で誘電率の急峻な変化が生じるために、破壊電界強度が低下する点、及び、
(b)有機樹脂中に非晶質の金属酸化物粒子を分散させると、界面における局所的な電界強度の増大が緩和され、破壊電界強度が高くなる点
が記載されている。
Further, Patent Document 2 discloses a dielectric film in which amorphous metal oxide particles are dispersed in an organic resin.
In the same document,
(a) When crystalline ceramic particles are dispersed in an organic resin, a sharp change in dielectric constant occurs between the organic resin and the ceramic particles, resulting in a decrease in breakdown electric field strength;
(b) Dispersing amorphous metal oxide particles in an organic resin alleviates the local increase in electric field intensity at the interface and increases the breakdown electric field intensity.

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)には、フィルムコンデンサが用いられている。フィルムコンデンサは、PCUの構成部品の中でも大型であるため、小型化が望まれている。フィルムコンデンサを小型化するためには、最大エネルギー密度を向上させる必要がある。最大エネルギー密度は、材料の比誘電率及び絶縁破壊強度と正の相関があり、比誘電率が高くなるほど、及び/又は、絶縁破壊強度が高くなるほど、最大エネルギー密度は高くなる。 A film capacitor is used in a power control unit (PCU) of a hybrid vehicle or an electric vehicle. Since the film capacitor is a large component of the PCU, miniaturization is desired. In order to miniaturize the film capacitor, it is necessary to improve the maximum energy density. The maximum energy density is positively correlated with the dielectric constant and dielectric breakdown strength of the material, and the higher the dielectric constant and/or the dielectric breakdown strength, the higher the maximum energy density.

一般的に、ポリマーフィルムの比誘電率を向上させる方法の一つとして、ポリマーフィルム中に高誘電率の無機フィラーを配合してコンポジット化する方法がある。しかし、一般に、ポリマー中に無機フィラーを配合すると、無機フィラーがポリマーフィルム中で凝集し、絶縁破壊強度が大きく低下する。その結果、最大エネルギー密度は向上しない。
さらに、無機フィラーの配合により性能を向上させるためには、コンポジットフィルム中において無機フィラーを均一に分散させる必要がある。しかしながら、コンポジットフィルム中に無機フィラーを均一に分散させる方法が提案された例は、従来にはない。
In general, as one of the methods for improving the relative dielectric constant of a polymer film, there is a method of blending an inorganic filler having a high dielectric constant into the polymer film to form a composite. However, in general, when an inorganic filler is blended into a polymer, the inorganic filler aggregates in the polymer film, resulting in a large decrease in dielectric breakdown strength. As a result, the maximum energy density is not improved.
Furthermore, in order to improve performance by blending an inorganic filler, it is necessary to uniformly disperse the inorganic filler in the composite film. However, there is no example in which a method for uniformly dispersing an inorganic filler in a composite film has been proposed.

特許第4893396号公報Japanese Patent No. 4893396 特開2015-201513号公報JP 2015-201513 A

本発明が解決しようとする課題は、ポリマーと無機フィラーとのコンポジットからなり、絶縁破壊強度の高い誘電体フィルムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a dielectric film comprising a composite of a polymer and an inorganic filler and having high dielectric breakdown strength.

上記課題を解決するために、本発明に係る誘電体フィルムは、以下の構成を備えていることを要旨とする。
(1)前記誘電体フィルムは、
ポリマーからなる基材と、
前記基材中に分散させた無機フィラーと
を備えている。
(2)前記誘電体フィルムは、次の式(1)で表される分散度が0.45以下である。
分散度=ADL/Lm …(1)
但し、
ADLは、前記無機フィラーの重心間距離の平均偏差、
mは、前記無機フィラーの重心間距離の平均値。
(3)前記無機フィラーは、平均粒子アスペクト比が1.8以上である。
(4)前記誘電体フィルムは、比誘電率が12以上である。
In order to solve the above problems, a dielectric film according to the present invention is summarized as having the following configuration.
(1) The dielectric film is
a substrate made of a polymer;
and an inorganic filler dispersed in the base material.
(2) The dielectric film has a degree of dispersion represented by the following formula (1) of 0.45 or less.
Dispersion = AD L /L m (1)
however,
AD L is the average deviation of the distance between the centers of gravity of the inorganic filler;
L m is the average value of the distances between the centers of gravity of the inorganic fillers.
(3) The inorganic filler has an average particle aspect ratio of 1.8 or more.
(4) The dielectric film has a dielectric constant of 12 or more.

キャスト法を用いて無機フィラーを含む誘電体フィルムを作製する場合において、無機フィラーの作製から誘電体フィルムの作製に至るまでの間に、無機フィラーを乾燥させる工程がある時には、乾燥時に無機フィラーが凝集する。一旦凝集した無機フィラーは、その後の工程において分散処理を施しても、凝集を完全になくすことはできない。そのため、このような方法により得られた誘電体フィルムは、無機フィラーが凝集しているために、絶縁破壊強度が低い。 When producing a dielectric film containing an inorganic filler using a casting method, if there is a step of drying the inorganic filler between the production of the inorganic filler and the production of the dielectric film, the inorganic filler is dried during drying. agglomerate. Aggregation of the once aggregated inorganic filler cannot be completely eliminated even if dispersion treatment is performed in a subsequent step. Therefore, the dielectric film obtained by such a method has a low dielectric breakdown strength due to aggregation of the inorganic filler.

これに対し、キャスト法により誘電体フィルムを作製する場合において、無機フィラーの作製から誘電体フィルムの作製に至るまでの間に、無機フィラーを乾燥させる工程がない時には、無機フィラーの凝集が抑制される。このような方法により得られた誘電体フィルムは、無機フィラーが均一に分散しているために、高い絶縁破壊強度を示す。 On the other hand, when a dielectric film is produced by a casting method, aggregation of the inorganic filler is suppressed if there is no process for drying the inorganic filler from the production of the inorganic filler to the production of the dielectric film. be. A dielectric film obtained by such a method exhibits high dielectric breakdown strength because the inorganic filler is uniformly dispersed.

平均粒子アスペクト比の定義を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the definition of an average particle aspect-ratio. 実施例1~2、及び、比較例1~4で得られた試料のSEM像、並びに、分散度、平均粒子アスペクト比、比誘電率@10kHz、及び、絶縁破壊強度(BDS)である。SEM images of samples obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4, as well as dispersity, average particle aspect ratio, dielectric constant @ 10 kHz, and dielectric breakdown strength (BDS).

以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
[1. 誘電体フィルム]
本発明に係る誘電体フィルムは、
ポリマーからなる基材と、
前記基材中に分散させた無機フィラーと
を備えている。
An embodiment of the present invention will be described in detail below.
[1. dielectric film]
The dielectric film according to the present invention is
a substrate made of a polymer;
and an inorganic filler dispersed in the base material.

[1.1. ポリマー]
本発明において、ポリマーの材料は、特に限定されない。ポリマーは、熱可塑性樹脂であっても良く、あるいは、熱硬化性樹脂であっても良い。
ポリマーとしては、具体的には、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、ポリシロキサン、シアノエチルセルロースなどがある。ポリマーには、これらのいずれか1種を用いても良く、あるいは、2種以上を用いても良い。
[1.1. polymer]
In the present invention, the polymer material is not particularly limited. The polymer may be a thermoplastic resin, or it may be a thermoset resin.
Specific examples of polymers include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, polyethylene, polystyrene, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyfluorene, polysulfone, polyethyleneimide, polycarbonate, polyether ether ketone, polyethylene naphthalate, Examples include polyethylene terephthalate, polyimide, polyurethane, cellulose acetate, polyvinyl chloride, polysiloxane, and cyanoethyl cellulose. Any one of these may be used for the polymer, or two or more thereof may be used.

これらの中でも、ポリマーは、PVDFが好ましい。これは、他のポリマーに比べて比誘電率が高いためである。すなわち、PVDFの比誘電率は最大で11である。そのため、これと高比誘電率の無機フィラーとを複合化させると、無機フィラーの添加量が相対的に少ない場合であっても、比誘電率が12以上である誘電体フィルムを容易に得ることができる。 Among these, the polymer is preferably PVDF. This is because it has a higher dielectric constant than other polymers. That is, the dielectric constant of PVDF is 11 at maximum. Therefore, by combining this with an inorganic filler having a high dielectric constant, a dielectric film having a dielectric constant of 12 or more can be easily obtained even when the amount of the inorganic filler added is relatively small. can be done.

[1.2. 無機フィラー]
[1.2.1. 組成]
本発明において、無機フィラーは、誘電特性を持つ無機化合物であれば良く、その組成は特に限定されない。無機フィラーとしては、例えば、層状ペロブスカイト型酸化物誘電体、ペロブスカイト型酸化物誘電体、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタルなどがある。これらの中でも、層状ペロブスカイト型酸化物誘電体は、
(a)相対的に高い比誘電率を持つ、
(b)結晶構造に異方性があるために、板状粒子の合成が容易である、
などの利点があるので、無機フィラーの材料として好適である。
ここで、「層状ペロブスカイト型酸化物誘電体」とは、BO6八面体(但し、Bは、1種又は2種以上の遷移金属イオン)を単位格子内に少なくとも4個内包したペロブスカイト型構造を有する酸化物をいう。Bは、特にNb、Ta、又はTiが好ましい。
[1.2. inorganic filler]
[1.2.1. composition]
In the present invention, the inorganic filler is not particularly limited as long as it is an inorganic compound having dielectric properties. Examples of inorganic fillers include layered perovskite oxide dielectrics, perovskite oxide dielectrics, titanium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide. Among these, layered perovskite-type oxide dielectrics are
(a) having a relatively high dielectric constant;
(b) easy synthesis of tabular particles due to the anisotropy of the crystal structure;
Because of these advantages, it is suitable as a material for inorganic fillers.
Here, the term "layered perovskite-type oxide dielectric material" means a perovskite-type structure in which at least four BO6 octahedrons (where B is one or more transition metal ions) are included in a unit cell. Oxides that have B is particularly preferably Nb, Ta, or Ti.

層状ペロブスカイト型酸化物誘電体としては、具体的には、以下のようなものがある。無機フィラーは、これらのいずれか1種を含むものでも良く、あるいは、2種以上を含むものでも良い。
(a)KCa2Nam-3Nbm3m+1(mは、3以上の整数)。
(b)Ca2Nam-3Nbm3m+1(mは、3以上の整数)。
(c)一般式:A'・An-1n3n+1(nは、1以上の整数)で表されるディオンヤコブソン(DJ)型化合物。
(d)一般式:A'm・An-1n3n+1(n、mは、1以上の整数)で表されるルドルスデンポッパー(RP)型化合物。
(e)一般式:A'22・An-1n3n+1(n、mは、1以上の整数)で表されるオーリビリウス型化合物。
但し、
A'は、1種又は2種以上のアルカリ金属イオン、
Aは、アルカリ金属イオン、第2族元素のイオン、及び希土類金属イオンからなる群から選ばれるいずれか1種以上のイオン、
Bは、1種又は2種以上の遷移金属イオン。
Specific examples of layered perovskite oxide dielectrics include the following. The inorganic filler may contain any one of these, or may contain two or more.
(a) KCa2Nam - 3NbmO3m +1 (m is an integer of 3 or more ).
(b) Ca2Nam - 3NbmO3m +1 (m is an integer of 3 or more ).
(c) A Dion Jacobson (DJ) type compound represented by the general formula: A'·A n-1 B n O 3n+1 (n is an integer of 1 or more).
(d) A Rudolsden popper (RP) type compound represented by the general formula: A'm ·A n-1 B n O 3n+1 (n and m are integers of 1 or more).
(e) Orlibilius-type compounds represented by the general formula: A' 2 O 2 ·A n-1 B n O 3n+1 (n and m are integers of 1 or more).
however,
A' is one or more alkali metal ions,
A is any one or more ions selected from the group consisting of alkali metal ions, Group 2 element ions, and rare earth metal ions;
B is one or more transition metal ions;

無機フィラーは、特に、KCa2Nam-3Nbm3m+1(mは、3以上の整数)、又は、Ca2Nam-3Nbm3m+1(mは、3以上の整数)が好ましい。これは、比誘電率が高く、かつ、板状の無機フィラーを作製するのが比較的容易であるためである。 The inorganic filler is particularly KCa2Nam - 3NbmO3m+1 ( m is an integer of 3 or more ) or Ca2Nam - 3NbmO3m+1 ( m is an integer of 3 or more ) is preferred. This is because it has a high relative dielectric constant and is relatively easy to produce a plate-like inorganic filler.

[1.2.2. 平均粒子アスペクト比]
図1に、平均粒子アスペクト比の定義を説明するための模式図を示す。
「粒子アスペクト比」とは、誘電体フィルムの断面に現れる無機フィラーの主軸方向幅(t)に対する主軸方向長(D)の比(=D/t)をいう。
「主軸方向長(D)」とは、誘電体フィルムの断面に現れる無機フィラーの長さの最大値をいう。
「主軸方向幅(t)」とは、主軸方向長に対して垂直方向の長さの最大値をいう。
「平均粒子アスペクト比」とは、誘電体フィルムの断面に現れる50個以上の無機フィラーについて測定された粒子アスペクト比の平均値をいう。
[1.2.2. Average particle aspect ratio]
FIG. 1 shows a schematic diagram for explaining the definition of the average particle aspect ratio.
"Particle aspect ratio" refers to the ratio (=D/t) of the main axis direction length (D) to the main axis direction width (t) of the inorganic filler appearing in the cross section of the dielectric film.
The “main axis direction length (D)” refers to the maximum length of the inorganic filler appearing in the cross section of the dielectric film.
"Principal axis direction width (t)" refers to the maximum value of the length in the direction perpendicular to the principal axis direction length.
"Average particle aspect ratio" refers to the average value of particle aspect ratios measured for 50 or more inorganic fillers appearing in the cross section of the dielectric film.

無機フィラーの平均D/t比は、相対性能指数に影響を与える。ここで、「相対性能指数」とは、球形フィラーを含む誘電体フィルムの最大エネルギー密度に対する矩形フィラを含む誘電体フィルムの最大エネルギー密度の比をいう。
一般に、平均D/t比が大きくなるほど、相対性能指数が向上する。高い相対性能指数を得るためには、平均D/t比は、1.8以上である必要がある。
一方、平均D/t比が大きくなりすぎると、フィルムの可撓性が低下し、巻き取りが困難となる。また、フィラーの僅かな傾きによってフィラー同士が接触しやすくなる。従って、平均D/t比は、200以下が好ましい。平均D/t比は、好ましくは、100以下、さらに好ましくは、20以下である。
The average D/t ratio of inorganic fillers influences the relative figure of merit. Here, "relative figure of merit" refers to the ratio of the maximum energy density of a dielectric film containing rectangular fillers to the maximum energy density of a dielectric film containing spherical fillers.
In general, the higher the average D/t ratio, the better the relative figure of merit. To obtain a high relative figure of merit, the average D/t ratio should be 1.8 or greater.
On the other hand, if the average D/t ratio is too large, the flexibility of the film will decrease, making winding difficult. In addition, the slight inclination of the fillers makes it easier for the fillers to come into contact with each other. Therefore, the average D/t ratio is preferably 200 or less. The average D/t ratio is preferably 100 or less, more preferably 20 or less.

[1.2.3. 比誘電率]
無機フィラーを構成する無機化合物の比誘電率は、誘電体フィルムの特性に影響を与える。一般に、無機化合物の比誘電率が大きくなるほど、これを含む誘電体フィルムの比誘電率も大きくなる。高い比誘電率(≧12)を持つ誘電体フィルムを得るためには、無機化合物の比誘電率は、120以上が好ましい。
[1.2.3. Dielectric constant]
The dielectric constant of the inorganic compound that constitutes the inorganic filler affects the properties of the dielectric film. In general, the higher the dielectric constant of the inorganic compound, the higher the dielectric constant of the dielectric film containing it. In order to obtain a dielectric film having a high dielectric constant (≧12), the inorganic compound preferably has a dielectric constant of 120 or more.

[1.3. 誘電体フィルムの特性]
[1.3.1. 分散度]
「分散度」とは、次の式(1)で表される値をいう。式(1)で表される分散度は、ポリマー中における無機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、無機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 …(1)
但し、
ADLは、前記無機フィラーの重心間距離の平均偏差、
mは、前記無機フィラーの重心間距離の平均値。
「無機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。
[1.3. Characteristics of Dielectric Film]
[1.3.1. Dispersion]
"Dispersion" refers to a value represented by the following formula (1). The degree of dispersion represented by formula (1) is a measure of the degree of dispersion of the inorganic filler in the polymer, and the lower the degree of dispersion, the more uniformly the inorganic filler is dispersed.
Dispersion = AD L /L m (1)
however,
AD L is the average deviation of the distance between the centers of gravity of the inorganic filler;
L m is the average value of the distances between the centers of gravity of the inorganic fillers.
The term “distance between the centers of gravity of inorganic fillers” refers to the distance between the centers of gravity of adjacent particles.

無機フィラーの分散度は、誘電体フィルムの絶縁破壊強度に影響を与える。一般に、分散度が低くなるほど(無機フィラーがより均一に分散するほど)、絶縁破壊強度が高くなる。高い絶縁破壊強度を得るためには、分散度は、0.45以下である必要がある。 The degree of dispersion of the inorganic filler affects the dielectric breakdown strength of the dielectric film. In general, the lower the degree of dispersion (the more uniformly the inorganic filler is dispersed), the higher the dielectric breakdown strength. In order to obtain high dielectric breakdown strength, the degree of dispersion should be 0.45 or less.

[1.3.2. 比誘電率]
最大エネルギー密度は、誘電体フィルムの比誘電率及び絶縁破壊強度と正の相関がある。そのため、比誘電率が高くなるほど、最大エネルギー密度は高くなる。最大エネルギー密度を向上させるためには、誘電体フィルムの比誘電率は高いほど良い。
誘電体フィルムに含まれる無機フィラーの組成、含有量などを最適化すると、誘電体フィルムの比誘電率は、12以上となる。製造条件をさらに最適化すると、誘電体フィルムの比誘電率は、15以上となる。
[1.3.2. Dielectric constant]
The maximum energy density has a positive correlation with the dielectric constant and dielectric breakdown strength of the dielectric film. Therefore, the higher the dielectric constant, the higher the maximum energy density. In order to improve the maximum energy density, the higher the dielectric constant of the dielectric film, the better.
By optimizing the composition and content of the inorganic filler contained in the dielectric film, the relative permittivity of the dielectric film becomes 12 or more. By further optimizing the manufacturing conditions, the dielectric constant of the dielectric film becomes 15 or more.

[1.3.3. 絶縁破壊強度]
誘電体フィルムの最大エネルギー密度を向上させるためには、誘電体フィルムの絶縁破壊強度もまた、高いほど良い。
誘電体フィルムに含まれる無機フィラーの組成、含有量などを最適化すると、誘電体フィルムの絶縁破壊強度は、250V/μm以上となる。製造条件をさらに最適化すると、誘電体フィルムの絶縁破壊強度は、300V/μm以上となる。
[1.3.3. Dielectric breakdown strength]
In order to improve the maximum energy density of the dielectric film, the dielectric breakdown strength of the dielectric film should also be as high as possible.
By optimizing the composition, content, etc. of the inorganic filler contained in the dielectric film, the dielectric breakdown strength of the dielectric film becomes 250 V/μm or more. If the manufacturing conditions are further optimized, the dielectric breakdown strength of the dielectric film will be 300 V/μm or more.

[1.3.4. 無機フィラーの含有量]
誘電体フィルムに含まれる無機フィラーの含有量は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な含有量を選択することができる。ポリマーは、無機フィラーに比べて比誘電率が小さい。そのため、無機フィラーの含有量が少なすぎると、誘電体フィルムの比誘電率が低下する。従って、無機フィラーの含有量は、10vol%以上が好ましい。無機フィラーの含有量は、好ましくは、20vol%以上である。
[1.3.4. Content of inorganic filler]
The content of the inorganic filler contained in the dielectric film is not particularly limited, and the optimum content can be selected depending on the purpose. Polymers have a smaller dielectric constant than inorganic fillers. Therefore, if the content of the inorganic filler is too small, the relative dielectric constant of the dielectric film will decrease. Therefore, the content of the inorganic filler is preferably 10 vol % or more. The content of inorganic filler is preferably 20 vol % or more.

一方、無機フィラーの含有量が過剰になると、無機フィラーがフィルム内で凝集しやすくなり、絶縁破壊強度の低下を招く。従って、無機フィラーの含有量は、40vol%以下が好ましい。無機フィラーの含有量は、好ましくは、30vol%以下である。 On the other hand, if the inorganic filler content is excessive, the inorganic filler tends to aggregate in the film, resulting in a decrease in dielectric breakdown strength. Therefore, the content of the inorganic filler is preferably 40 vol % or less. The content of the inorganic filler is preferably 30 vol % or less.

[1.3.5. 誘電体フィルムの厚さ]
誘電体フィルムの厚さは、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な厚さを選択することができる。一般に、誘電体フィルムの厚さが薄くなりすぎると、自立膜としての取り扱いが困難となる。従って、誘電体フィルムの厚さは、2μm以上が好ましい。
一方、誘電体フィルムの厚さが厚くなりすぎると、容量密度が低下する。従って、誘電体フィルムの厚さは、10μm以下が好ましい。誘電体フィルムの厚さは、好ましくは、6μm以下、さらに好ましくは、4μm以下である。
[1.3.5. Thickness of dielectric film]
The thickness of the dielectric film is not particularly limited, and an optimum thickness can be selected depending on the purpose. In general, if the thickness of the dielectric film becomes too thin, it becomes difficult to handle as a self-supporting film. Therefore, the thickness of the dielectric film is preferably 2 μm or more.
On the other hand, if the thickness of the dielectric film becomes too thick, the capacitance density will decrease. Therefore, the thickness of the dielectric film is preferably 10 μm or less. The thickness of the dielectric film is preferably 6 μm or less, more preferably 4 μm or less.

[2. 誘電体フィルムの製造方法]
本発明に係る誘電体フィルムは、
(a)所定の組成及び平均粒子アスペクト比を有する無機フィラーを作製し、
(b)所定の組成となるようにポリマー及び無機フィラーを溶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。
[2. Manufacturing method of dielectric film]
The dielectric film according to the present invention is
(a) preparing an inorganic filler having a predetermined composition and average particle aspect ratio;
(b) dispersing a polymer and an inorganic filler in a solvent so as to have a predetermined composition to form a slurry;
(c) It can be produced by casting a slurry on the substrate surface and drying the coating film.

[2.1. 無機フィラー作製工程]
まず、所定の組成及び平均粒子アスペクト比を有する無機フィラーを作製する(無機フィラー作製工程)。
所定の条件を満たす無機フィラーの製造方法は、特に限定されるものではなく、無機フィラーの組成に応じて最適な方法を選択することができる。
[2.1. Inorganic filler production process]
First, an inorganic filler having a predetermined composition and average particle aspect ratio is produced (inorganic filler production step).
The method for producing an inorganic filler that satisfies predetermined conditions is not particularly limited, and an optimum method can be selected according to the composition of the inorganic filler.

例えば、無機フィラーが層状ペロブスカイト型酸化物の一種であるCa2Nam-3Nbm3m+1(CNN)である場合、所定の平均粒子アスペクト比を有する無機フィラーは、
(a)固相反応法を用いて、KCa2Nam-3Nbm3m+1(KCNN)からなる粉末を合成し、
(b)KCNN粉末を硝酸で処理することにより、層間のK+がH+で交換されたHCa2Nam-3Nbm3m+1(HCNN)粉末を作製し、
(b)HCNN粉末を層間剥離させる
ことにより製造することができる。
For example, when the inorganic filler is Ca2Nam - 3NbmO3m +1 (CNN), which is a type of layered perovskite oxide, the inorganic filler having a predetermined average particle aspect ratio is
(a) synthesizing a powder of KCa2Nam - 3NbmO3m +1 (KCNN) using a solid state reaction method;
(b) treating KCNN powder with nitric acid to produce HCa2Nam - 3NbmO3m +1 (HCNN) powder in which K + between the layers is exchanged with H + ;
(b) can be produced by delaminating HCNN powder;

この場合、合成された無機フィラーを乾燥させると、無機フィラーが凝集する。一旦凝集した無機フィラーは、その後の工程において分散処理を施しても、凝集を完全になくすことはできない。そのため、このようにして得られた無機フィラーは、乾燥させることなく、溶媒(A)中に分散させた状態のまま次工程に供する必要がある。 In this case, when the synthesized inorganic filler is dried, the inorganic filler aggregates. Aggregation of the once aggregated inorganic filler cannot be completely eliminated even if dispersion treatment is performed in a subsequent step. Therefore, the inorganic filler thus obtained needs to be subjected to the next step in a state of being dispersed in the solvent (A) without being dried.

[2.2. スラリー作製工程]
次に、所定の組成となるようにポリマー及び無機フィラーを溶媒(B)中に分散させてスラリーとする(スラリー作製工程)。
溶媒(B)の種類は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な溶媒を用いることができる。スラリー調製用の溶媒(B)は、無機フィラー分散用の溶媒(A)と同一であっても良く、あるいは、異なっていても良い。溶媒(B)が溶媒(A)とは異なっている場合、無機フィラーを乾燥させることなく、溶媒置換を行う。
スラリー中のポリマー濃度及び無機フィラー濃度は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な濃度を選択することができる。
[2.2. Slurry preparation process]
Next, the polymer and the inorganic filler are dispersed in the solvent (B) so as to have a predetermined composition to form a slurry (slurry preparation step).
The type of solvent (B) is not particularly limited, and an optimum solvent can be used depending on the purpose. The solvent (B) for preparing the slurry may be the same as or different from the solvent (A) for dispersing the inorganic filler. When the solvent (B) is different from the solvent (A), solvent replacement is performed without drying the inorganic filler.
The polymer concentration and inorganic filler concentration in the slurry are not particularly limited, and optimum concentrations can be selected according to the purpose.

[2.3. キャスト工程]
次に、スラリーを基板表面にキャストし、塗膜を乾燥させる(キャスト工程)。これにより、本発明に係る誘電体フィルムが得られる。
キャストの方法及び条件、並びに、乾燥の方法及び条件は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な条件を選択することができる。
[2.3. Casting process]
Next, the slurry is cast on the substrate surface and the coating is dried (casting step). Thereby, the dielectric film according to the present invention is obtained.
The method and conditions for casting and the method and conditions for drying are not particularly limited, and optimum conditions can be selected according to the purpose.

[3. 作用]
[3.1. 矩形フィラーによる絶縁破壊強度の向上]
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)には、フィルムコンデンサが用いられている。フィルムコンデンサは、PCUの構成部品の中でも大型であるため、小型化が望まれている。フィルムコンデンサを小型化するためには、材料の容量密度を向上させることが必須である。容量は、次の式(1)で表される。
容量密度[F/m3]=ε0εr/d2 …(1)
但し、
ε0:真空の誘電率、8.854×10-12[F/m]、
εr:材料の比誘電率、
d:フィルムの厚み[m]
[3. action]
[3.1. Improvement of dielectric breakdown strength by rectangular filler]
A film capacitor is used in a power control unit (PCU) of a hybrid vehicle or an electric vehicle. Since the film capacitor is a large component of the PCU, miniaturization is desired. In order to miniaturize the film capacitor, it is essential to improve the capacitance density of the material. The capacity is represented by the following formula (1).
Capacity density [F/m 3 ]=ε 0 ε r /d 2 (1)
however,
ε 0 : permittivity of vacuum, 8.854×10 −12 [F/m],
ε r : Relative permittivity of material,
d: film thickness [m]

容量密度を向上させるためには、フィルムの薄膜化が必要である。それに伴い、フィルム中の無機フィラーの微細化も求められる。しかし、従来用いられてきた球状フィラーは、サイズ効果があり、平均粒子サイズが小さくなるほど、比誘電率が減少する。そのため、従来の誘電体フィルムでは、高性能なコンデンサ用フィルムは得られない。 In order to improve capacity density, it is necessary to make the film thinner. Along with this, miniaturization of the inorganic filler in the film is also required. However, conventionally used spherical fillers have a size effect, and the smaller the average particle size, the lower the dielectric constant. Therefore, conventional dielectric films cannot provide high-performance capacitor films.

これに対し、無機化合物からなる無機フィラーは、ポリマーに比べて比誘電率が高い。特に、層状ペロブスカイト型酸化物は、結晶構造に異方性があるため、比較的容易に板状粒子を合成することができる。さらに、板状粒子はサイズ効果がないため、粒子サイズを小さくしても比誘電率の低下が少ない。そのため、このような板状粒子を無機フィラーとして用いると、球状フィラーを用いた場合に比べて高性能な誘電体フィルムを作製することができる。 On the other hand, an inorganic filler made of an inorganic compound has a higher dielectric constant than a polymer. In particular, layered perovskite-type oxides have an anisotropic crystal structure, so plate-like particles can be synthesized relatively easily. Further, since the plate-like particles have no size effect, even if the particle size is reduced, the relative dielectric constant is less lowered. Therefore, when such plate-like particles are used as inorganic fillers, dielectric films with higher performance can be produced than when spherical fillers are used.

具体的には、板状の無機フィラーを用いた誘電体フィルムは、球状の無機フィラーを用いた場合に比べて高エネルギー密度化する。その結果、フィルムの厚さを薄くした場合であっても、高い絶縁破壊強度を示す。また、板状の無機フィラーは、粒子サイズ効果がないため、フィルムの厚さを薄くし、それに適合するように粒子サイズを小さくした場合であっても、高い比誘電率を示す。 Specifically, a dielectric film using a plate-like inorganic filler has a higher energy density than a dielectric film using a spherical inorganic filler. As a result, high dielectric breakdown strength is exhibited even when the thickness of the film is reduced. In addition, plate-like inorganic fillers have no particle size effect, so even when the thickness of the film is made thin and the particle size is made small accordingly, a high dielectric constant is exhibited.

さらに、誘電体フィルムに同じ体積の無機フィラーが配合されている場合、平均粒子アスペクト比が大きくなるほど、膜厚方向に存在する無機フィラーの割合が減少する。そのため、膜厚方向の絶縁破壊強度の低下が抑制され、誘電体フィルムの相対性能指数が向上する。特に、平均粒子アスペクト比が1.8以上になると、相対性能指数は1.02以上となる。 Furthermore, when the same volume of inorganic filler is blended in the dielectric film, the ratio of the inorganic filler present in the film thickness direction decreases as the average particle aspect ratio increases. Therefore, a decrease in dielectric breakdown strength in the film thickness direction is suppressed, and the relative figure of merit of the dielectric film is improved. In particular, when the average grain aspect ratio is 1.8 or more, the relative figure of merit is 1.02 or more.

[3.2. 分散度の制御による絶縁破壊強度の向上]
無機フィラーを含む誘電体フィルムは、例えば、無機フィラーとポリマーを溶媒に分散させてスラリーとし、スラリーを基板上にキャストする方法(キャスト法)により作製することができる。この場合において、無機フィラーの作製から誘電体フィルムの作製に至るまでの間に、無機フィラーを乾燥させる工程がある時には、乾燥時に無機フィラーが凝集する。一旦凝集した無機フィラーは、その後の工程において分散処理を施しても、凝集を完全になくすことはできない。そのため、このような方法により得られた誘電体フィルムは、無機フィラーが凝集しているために、絶縁破壊強度が低い。
[3.2. Improvement of dielectric breakdown strength by controlling degree of dispersion]
A dielectric film containing an inorganic filler can be produced by, for example, a method of dispersing an inorganic filler and a polymer in a solvent to form a slurry and casting the slurry onto a substrate (casting method). In this case, if there is a step of drying the inorganic filler between the production of the inorganic filler and the production of the dielectric film, the inorganic filler aggregates during drying. Aggregation of the once aggregated inorganic filler cannot be completely eliminated even if dispersion treatment is performed in a subsequent step. Therefore, the dielectric film obtained by such a method has a low dielectric breakdown strength due to aggregation of the inorganic filler.

これに対し、キャスト法により誘電体フィルムを作製する場合において、無機フィラーの作製から誘電体フィルムの作製に至るまでの間に、無機フィラーを乾燥させる工程がない時には、無機フィラーの凝集が抑制される。このような方法により得られた誘電体フィルムは、無機フィラーが均一に分散しているために、高い絶縁破壊強度を示す。
特に、分散度が0.45以下になると、無機フィラーの凝集による短絡部が少なくなる。そのため、絶縁破壊強度の低下が抑制される。
On the other hand, when a dielectric film is produced by a casting method, aggregation of the inorganic filler is suppressed if there is no process for drying the inorganic filler from the production of the inorganic filler to the production of the dielectric film. be. A dielectric film obtained by such a method exhibits high dielectric breakdown strength because the inorganic filler is uniformly dispersed.
In particular, when the degree of dispersion is 0.45 or less, short-circuited portions due to aggregation of the inorganic filler are reduced. Therefore, a decrease in dielectric breakdown strength is suppressed.

(実施例1~2、比較例1~4)
[1. 試料の作製]
[1.1. 実施例1]
[1.1.1. 無機フィラーの作製]
まず、層状ペロブスカイト型酸化物の一種であるKCa2Nam-3Nbm3m+1(KCNN)の粉末を固相反応法により合成した。得られたKCNN粉末を粉砕した(平均粒径: 200nm)。次いで、粉砕されたKCNN粉末を5M硝酸で処理し、層間のK+がH+で置換されたHCa2Nam-3Nbm3m+1(HCNN)粉末を得た。
次に、HCNN粉末をテトラブチルアンモニウム水溶液で処理した。HCNN粉末中のHとテトラブチルアンモニウムとのモル比は、1:1とした。これにより、HCNN粉末が層間剥離し、Ca2Nam-3Nbm3m+1(CNN)フィラーを含有する分散液を得た。
さらに、CNNフィラーを含有する分散液の溶媒を遠心分離により、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)に交換し、CNNフィラーのDMF分散液を得た。
(Examples 1-2, Comparative Examples 1-4)
[1. Preparation of sample]
[1.1. Example 1]
[1.1.1. Preparation of inorganic filler]
First, a powder of KCa 2 Na m−3 Nb m O 3m+1 (KCNN), which is a type of layered perovskite oxide, was synthesized by a solid phase reaction method. The obtained KCNN powder was pulverized (average particle size: 200 nm). Then, the pulverized KCNN powder was treated with 5M nitric acid to obtain HCa2Nam - 3NbmO3m +1 (HCNN) powder in which K + between the layers was replaced with H + .
The HCNN powder was then treated with an aqueous tetrabutylammonium solution. The molar ratio of H and tetrabutylammonium in the HCNN powder was 1:1. As a result, the HCNN powder was delaminated to obtain a dispersion containing Ca2Nam - 3NbmO3m +1 (CNN) filler.
Furthermore, the solvent of the dispersion liquid containing the CNN filler was replaced with N,N-dimethylformamide (DMF) by centrifugation to obtain a DMF dispersion liquid of the CNN filler.

[1.1.2. 誘電体フィルムの作製]
DMFに所定量のPVDFを溶解させ、PVDFのDMF溶液を得た。これにCNNフィラーのDMF分散液を加えて混合し、脱泡してスラリーを得た。このスラリーをガラス板上にキャストし、乾燥させることにより、誘電体フィルムを得た。無機フィラーの含有量は、30vol%であった。
なお、実施例1においては、無機フィラーの作製から誘電体フィルムの作製に至るまでの間に、無機フィラーを乾燥させることはなかった。
[1.1.2. Preparation of dielectric film]
A predetermined amount of PVDF was dissolved in DMF to obtain a DMF solution of PVDF. A DMF dispersion liquid of CNN filler was added to and mixed with this, and defoamed to obtain a slurry. A dielectric film was obtained by casting this slurry on a glass plate and drying it. The content of inorganic filler was 30 vol %.
In Example 1, the inorganic filler was not dried during the period from the production of the inorganic filler to the production of the dielectric film.

[1.2. 実施例2]
無機フィラーの含有量が25vol%となるように、CNNフィラーのDMF分散液とPVDFのDMF溶液とを混合した以外は、実施例1と同様にして、誘電体フィルムを作製した。
[1.2. Example 2]
A dielectric film was produced in the same manner as in Example 1, except that the DMF dispersion of the CNN filler and the DMF solution of PVDF were mixed so that the content of the inorganic filler was 25 vol %.

[1.3. 比較例1]
スラリー作製工程の前にCNNフィラーの乾燥工程を入れた以外は、実施例1と同様にして誘電体フィルムを作製した。
[1.3. Comparative Example 1]
A dielectric film was produced in the same manner as in Example 1, except that the CNN filler drying step was performed before the slurry preparation step.

[1.4. 比較例2]
粉砕処理していないKCNN粉末(平均粒径: 250μm)を出発原料に用いた以外は、比較例1と同様にして誘電体フィルムを作製した。
[1.4. Comparative Example 2]
A dielectric film was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that an unpulverized KCNN powder (average particle size: 250 μm) was used as the starting material.

[1.5. 比較例3]
市販のチタン酸バリウム(平均粒径: 300nm)を出発原料に用いた以外は、比較例1と同様にして誘電体フィルムを作製した。
[1.5. Comparative Example 3]
A dielectric film was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that commercially available barium titanate (average particle size: 300 nm) was used as the starting material.

[1.6. 比較例4]
特許文献2の図1を用いて、実施例1~2と同様の評価を行った。
[1.6. Comparative Example 4]
Using FIG. 1 of Patent Document 2, the same evaluation as in Examples 1 and 2 was performed.

[2. 試験方法]
[2.1. 分散度]
誘電体フィルムの断面の顕微鏡写真を撮影した。次いで、重心間距離法を用いて、無機フィラーの重心間距離を測定した。さらに、式(1)を用いて、分散度を算出した。
[2.2. 平均粒子アスペクト比]
撮影された顕微鏡写真から、平均粒子アスペクト比を測定した。
[2. Test method]
[2.1. Dispersion]
Photomicrographs of cross-sections of the dielectric films were taken. Next, the distance between the centers of gravity of the inorganic filler was measured using the distance between the centers of gravity method. Furthermore, the degree of dispersion was calculated using the formula (1).
[2.2. Average particle aspect ratio]
The average grain aspect ratio was determined from the photomicrographs taken.

[2.3. 比誘電率]
フィルムの両面に金電極を形成し、インピーダンスアナライザを用いて、10kHzでの比誘電率を測定した。
[2.4. 絶縁破壊強度]
フィルムの両面に金電極を形成し、超高電圧耐圧試験器を用いて、絶縁破壊強度(BDS)を測定した。電流が1mA流れた時の電圧を絶縁破壊電圧とした。
[2.3. Dielectric constant]
Gold electrodes were formed on both sides of the film, and the dielectric constant at 10 kHz was measured using an impedance analyzer.
[2.4. Dielectric breakdown strength]
Gold electrodes were formed on both sides of the film, and the dielectric breakdown strength (BDS) was measured using an ultra-high voltage withstand tester. The voltage when a current of 1 mA flowed was taken as the dielectric breakdown voltage.

[3. 結果]
図2に、実施例1~2、及び、比較例1~4で得られた試料のSEM像、並びに、分散度、平均粒子アスペクト比、比誘電率@10kHz、及び、絶縁破壊強度(BDS)を示す。図2より、以下のことが分かる。
[3. result]
FIG. 2 shows SEM images of the samples obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4, as well as the degree of dispersion, the average particle aspect ratio, the dielectric constant @ 10 kHz, and the dielectric breakdown strength (BDS). indicates From FIG. 2, the following can be understood.

(1)実施例1、2は、いずれも、比誘電率及び絶縁破壊強度がともに高い。これは、無機フィラーの平均粒子アスペクト比が1.8以上であり、かつ、分散度が0.45以下であるためと考えられる。
(2)比較例1は、比誘電率は高いが、絶縁破壊強度が低い。これは、無機フィラーが凝集しおり、分散度が0.45を超えているためと考えられる。
(3)比較例2は、比誘電率は高いが、絶縁破壊強度が低い。これは、無機フィラーの平均粒子アスペクト比は高いが、分散度が0.45を超えているためと考えられる。
(4)比較例3は、比誘電率は高いが、絶縁破壊強度が低い。これは、球形フィラーを用いているため、すなわち、平均粒子アスペクト比が1.8未満であるためと考えられる。
(5)比較例4は、絶縁破壊強度は高いが、比誘電率が低い。これは、マトリックスのポリマーがPVDFよりも比誘電率の小さいポリエチレンテレフタレートであるため、及び、フィラー含有量が少ないためと考えられる。
(1) Examples 1 and 2 both have high relative permittivity and dielectric breakdown strength. This is probably because the inorganic filler has an average particle aspect ratio of 1.8 or more and a dispersity of 0.45 or less.
(2) Comparative Example 1 has a high dielectric constant but a low dielectric breakdown strength. This is probably because the inorganic filler aggregates and the degree of dispersion exceeds 0.45.
(3) Comparative Example 2 has a high dielectric constant but a low dielectric breakdown strength. This is probably because the average particle aspect ratio of the inorganic filler is high, but the degree of dispersion exceeds 0.45.
(4) Comparative Example 3 has a high dielectric constant but a low dielectric breakdown strength. This is believed to be due to the use of spherical fillers, that is, the average particle aspect ratio being less than 1.8.
(5) Comparative Example 4 has a high dielectric breakdown strength but a low dielectric constant. This is probably because the matrix polymer is polyethylene terephthalate, which has a lower dielectric constant than PVDF, and because the filler content is small.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is by no means limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.

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。 The dielectric film according to the present invention can be used as a dielectric of capacitors used in PCUs of hybrid vehicles and HV vehicles.

Claims (3)

以下の構成を備えた誘電体フィルム。
(1)前記誘電体フィルムは、
ポリマーからなる基材と、
前記基材中に分散させた無機フィラーと
を備えている。
(2)前記誘電体フィルムは、次の式(1)で表される分散度が0.45以下である。
分散度=ADL/Lm …(1)
但し、
ADLは、前記無機フィラーの重心間距離の平均偏差、
mは、前記無機フィラーの重心間距離の平均値。
(3)前記無機フィラーは、平均粒子アスペクト比が1.8以上である。
(4)前記誘電体フィルムは、比誘電率が12以上である。
(5)前記誘電体フィルムは、前記無機フィラーの含有量が10vol%以上40vol%以下である。
A dielectric film comprising:
(1) The dielectric film is
a substrate made of a polymer;
and an inorganic filler dispersed in the base material.
(2) The dielectric film has a degree of dispersion represented by the following formula (1) of 0.45 or less.
Dispersion = AD L /L m (1)
however,
AD L is the average deviation of the distance between the centers of gravity of the inorganic filler;
L m is the average value of the distances between the centers of gravity of the inorganic fillers.
(3) The inorganic filler has an average particle aspect ratio of 1.8 or more.
(4) The dielectric film has a dielectric constant of 12 or more.
(5) The content of the inorganic filler in the dielectric film is 10 vol % or more and 40 vol % or less.
前記ポリマーは、PVDFからなる請求項1に記載の誘電体フィルム。 2. The dielectric film of claim 1, wherein said polymer comprises PVDF. 前記無機フィラーは、KCa2Nam-3Nbm3m+1(mは、3以上の整数)、又は、Ca2Nam-3Nbm3m+1(mは、3以上の整数)からなる請求項1又は2に記載の誘電体フィルム。 The inorganic filler is KCa2Nam - 3NbmO3m+1 ( m is an integer of 3 or more ) or Ca2Nam - 3NbmO3m+1 ( m is an integer of 3 or more ) The dielectric film according to claim 1 or 2, comprising:
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