(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第１複合層と、前記第１複合層上に設けられ、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材と
前記第１積層基材の第１基材上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１積層基材の第１複合層上に設けられた第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上で長尺方向に延在して設けられた第１導電路と、
前記第２絶縁層上で長尺方向に延在し、前記第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、
を有するキャパシタ型蓄電池。
【請求項２】
第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第１複合層と、前記第１複合層上に設けられた第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材と、
前記第１積層基材の第１基材上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上で該第１積層基材の長尺方向に延在して設けられた第１導電路と、
前記第１絶縁層上で該第１積層基材の長尺方向に延在し、前記第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、
を有するキャパシタ型蓄電池。
【請求項３】
前記第１導電路及び前記第２導電路の外面上に連続して設けられた第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に設けられた第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材と、第２基材上に設けられた第２導電粒子又は第２半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第２複合層と、がこの順に積層された第２積層基材と、
を有する請求項２に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項４】
前記第１複合層に含まれる第１導電粒子又は第１半導体粒子の粒子間の距離は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項５】
前記第２複合層に含まれる第２導電粒子又は第２半導体粒子の粒子間の距離は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項３に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項６】
前記第１絶縁層が接する前記第１基材の表面が凹凸を有し、前記凹凸の凹部の幅が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項７】
前記第２絶縁層が接する前記第２基材の表面が凹凸を有し、前記凹凸の凹部の幅が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項３又は請求項５に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項８】
前記第１絶縁層は、前記第１基材に隣接して設けられる第１接着剤層、及び前記第１接着剤層よりも前記第１基材の表面から遠い側に設けられる第２接着剤層を含む２層以上からなる請求項６又は請求項７に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項９】
前記第２絶縁層は、前記第２基材に隣接して設けられる第３接着剤層、及び前記第３接着剤層よりも前記第２基材の表面から遠い側に設けられる第４接着剤層を含む２層以上からなる請求項７に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１０】
前記第１接着剤層は、貯蔵弾性率が、１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にある有機高分子層であり、前記第２接着剤層は、貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上の有機高分子層である請求項８に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１１】
前記第１接着剤層は、誘電正接（ｔａｎδ）が０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、前記第２接着剤層は、誘電正接（ｔａｎδ）が０．５以下の有機高分子層である請求項８、又は請求項１０に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１２】
前記第２接着剤層が、樹脂中に無機化合物粉が分散されている層である請求項８、請求項１０又は請求項１１に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１３】
前記第２接着剤層が、高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂が含浸されている層である請求項８、又は請求項１０〜請求項１２のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１４】
更に、前記第１接着剤層と前記第２接着剤層の間に、第１強度確保層を有する請求項８、又は請求項１０〜請求項１３のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１５】
前記第３接着剤層は、貯蔵弾性率が、１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にあり、前記第４接着剤層は、貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上の有機高分子層である有機高分子層である請求項９に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１６】
前記第３接着剤層は、誘電正接（ｔａｎδ）が０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、前記第４接着剤層は、誘電正接（ｔａｎδ）が０．５以下の有機高分子層である請求項９又は請求項１５に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１７】
前記第４接着剤層が、樹脂中に無機化合物粉が分散されている層である請求項９、請求項１５又は請求項１６に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１８】
前記第４接着剤層が、高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂が含浸されている層である請求項９、又は請求項１５〜請求項１７のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１９】
更に、前記第３接着剤層と第４接着剤層の間に、第２強度確保層を有する請求項９、又は請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２０】
前記第１導電膜が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｔｉ，Ｔａ及びＣからなる群より選択される少なくとも一つの元素、前記群より選択される少なくとも二種の元素で構成される合金若しくは共析物、又は前記群より選択される少なくとも一つの元素を含み更に周期律表の３族〜１４族からなる群より選択される少なくとも一つの元素を含んで構成される合金若しくは共析物、を含有する請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２１】
前記第２導電膜が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｔｉ，Ｔａ及びＣからなる群より選択される少なくとも一つの元素、前記群より選択される少なくとも二種の元素で構成される合金若しくは共析物、又は前記群より選択される少なくとも一つの元素を含み更に周期律表の３族〜１４族からなる群より選択される少なくとも一つの元素を含んで構成される合金若しくは共析物、を含有する請求項３、請求項５、請求項７、請求項９、又は請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２２】
前記第１半導体膜が、ニッケルナイトライド、アナターゼ構造のチタン酸化物、酸化錫混入の酸化インジウム、酸化錫、ジルコニウム酸化物、ガリウムナイトライド、アルミニウムナイトライド、シリコン及びカーボンからなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含有する請求項１〜請求項２１のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２３】
前記第２半導体膜が、ニッケルナイトライド、アナターゼ構造のチタン酸化物、酸化錫混入の酸化インジウム、酸化錫、ジルコニウム酸化物、ガリウムナイトライド、アルミニウムナイトライド、シリコン及びカーボンからなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含有する請求項３、請求項５、請求項７、請求項９、請求項１５〜請求項１８のいずれか１項、又は請求項２１に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２４】
常温で不純物準位から５０％以上の励起電子が発生するよう、前記化合物にｎ型またはｐ型の遷移金属、希土類金属又は非磁性金属をドープしてなる請求項２２又は請求項２３に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２５】
前記第１絶縁層の同一面上に、複数列の前記第１導電路及び前記第２導電路を備える請求項２、請求項３、請求項５、請求項７、請求項９、請求項１５〜請求項１８のいずれか１項、請求項２１、又は請求項２３に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２６】
前記複数列の第１導電路に接続する第１端子と、
前記複数列の第２導電路に接続する第２端子と、
を備え、
前記第１端子及び前記第２端子は、前記第１導電路及び前記第２導電路から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、この部分において、前記第１導電路と同一方向に延伸する２辺は、互いになす角度が３０°以下である請求項２５に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２７】
導電粒子又は半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている複合層と、前記複合層上に設けられ、導電膜又は半導体膜からなる基材と、が積層された積層基材と
前記積層基材の基材上に設けられた絶縁層と、
を有するキャパシタ型蓄電池用蓄電層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ型蓄電池に関し、特に、静電容量が高く、保持特性に優れた薄膜キャパシタ型蓄電池、及びキャパシタ型蓄電池用蓄電層に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年地球温暖化防止のため、発電したエネルギーを効率的に蓄電保存する必要に迫られている。このような蓄電システムとしては、携帯機器用蓄電池として理論エネルギー密度に達するまでに著しく進歩したニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の応用が試みられている。これらの蓄電システムはリチウムなどの希少金属を用いている点や、エネルギー密度と出力密度とを高いレベルで併せ持っていない点などの短所があり、応用上の障害となっている。
【０００３】
一方、前記二次電池の耐電圧単位体積当たりのエネルギー容量をはるかに凌ぐキャパシタ（以下「薄膜キャパシタ型蓄電池」と称する）が発明されている（例えば、特許文献１
参照）。
特許文献１に記載の薄膜キャパシタ型蓄電池は、第１導電膜又は第１半導体膜及び第１絶縁層を積層する第１積層基材と、第１絶縁層上で第１積層基材の長尺方向に延在する第１導電路と、第１絶縁層上で第１積層基材の長尺方向に延在し第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、第１導電路及び第２導電路の外面上にそれぞれ設けられた第２絶縁層と、を備えている。
【０００４】
この薄膜キャパシタ型蓄電池においては、以下の原理で蓄電が行われている。
第１導電路及び第２導電路端に所定の電位差を与えると、絶縁層を介して配置された導電膜や半導体膜と、導電路間に広がった電磁界すなわちフォトンとの間で、フォトン−フォノンのエネルギー交換が行われる。このため、第１導電路及び第２導電路上に流れる電磁エネルギー速度が遅くなり、電気長が長くなるのと等価の働き、すなわち蓄電池の容量が大きくなり電荷を受容している。そのエネルギーは導電膜中のバンド内で励起される。
【０００５】
この原理により、単位体積あたりの容量が大きい電送線型キャパシタ型の蓄電池の開発が期待されており、蓄電池単体の耐電圧として１００Ｖ以上が得られ、電圧あるいは電流が印加されている状態では、１００Ｖ以上の電位まで大きな容量での蓄電が可能となる。
【０００６】
フォトンとエネルギー交換したフォノンは熱緩和による失活が起こることでエネルギーを失うため長時間のエネルギー保持に向かない。これを防止する方法としては熱緩和しない状態において保持することが有用である。熱緩和しない状態としては粒子同士が３０ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲にすること、量子ドット構造を用いたバンド間励起エネルギーが挙げられる。
【０００７】
前記粒子又は粒子集合体の最大幅が１００ｎｍ未満の場合には、固有電子状態を形成し、電子のエネルギーはバルクスケールの連続的なバンド構造ではなく、離散的な複数のエネルギー準位を発生させることができる。つまり量子ドットとなり量子効果が発現する。
【０００８】
電磁波と表面プラズモン干渉によりエネルギーを得た粗密状態は、量子ドットの量子効果で得られた離散的エネルギー準位において、基底のエネルギー準位から高いエネルギーバ準位への移動、つまり準位間励起となることができる。バルクスケールの連続的なバンド構造では、バンド内でエネルギーが緩和されてしまい保持が困難であるのに対し、離散的エネルギー準位間の励起では、エネルギーの保持作用を発現できる。さらに言うならば、金属の連続的なエネルギー順位にあっても量子ドット的構造で離散的エネルギー順位となり、エネルギーの保持作用が発現できる。
【０００９】
導電膜や半導体膜中に量子ドット形状の粒子を分散させるためには粒子同士の融着を防止する必要がある。具体的な方法としては、例えば特許文献２等に開示されている。これらの方法ではナノ粒子が接触し粗大化することを防止するために有機高分子をナノ粒子の周囲に纏わせることで互いの接触を避けている。
【００１０】
一方で表面プラズモンは粒子表面での電荷の粗密でエネルギーを蓄積しているので高いレベルでのエネルギー蓄積のためには粒子表面に電荷が十分に注入されていることが重要であり、そのためには膜としての導電性が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第０９／１１６６６８号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−８９７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記状況を踏まえ本発明者らが鋭意検討を行った結果、上記薄膜キャパシタ型蓄電池において高い容量と蓄電保持性能を両立するためには量子ドット構造が形成されており、且つ、膜としての導電性が高いことが必要となることがわかった。
【００１３】
高い保持特性の発現のため量子ドット構造を形成するには粒子同士が接触しないための工夫が必要であり、膜としての導電性は低くなり、静電容量は低下してしまう。また、静電容量向上のため導電性の付与を目的とし粒子間距離を縮めようとすると粒子同士の融着がおこり量子ドットとしての性質を失う粒子が出てくるため保持特性が低下してしまうことがわかった。
【００１４】
そこで、本発明では、静電容量が高く、高い電荷保持性能を有するキャパシタ型蓄電池、及びキャパシタ型蓄電池用蓄電層を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を鑑み、鋭意研究を行った結果、高分子樹脂中に導電粒子又は半導体粒子が埋め込まれた膜を設けることで、導電粒子若しくは半導体粒子、又はこれらの粒子集合体が互いに直接接触することがなく量子ドット構造を維持でき、当該膜の導電路側に導電膜又は半導体膜で構成された高導電率薄膜が存在することで静電容量を高く維持できることを見出した。
【００１６】
すなわち、上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
本発明の第一の形態のキャパシタ型蓄電池は、
第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第１複合層と、前記第１複合層上に設けられ、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材と
前記第１積層基材の第１基材上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１積層基材の第１複合層上に設けられた第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上で長尺方向に延在して設けられた第１導電路と、
前記第２絶縁層上で長尺方向に延在し、前記第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、
を有するキャパシタ型蓄電池である。
【００１７】
本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池は、
第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第１複合層と、前記第１複合層上に設けられた第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材と、
前記第１積層基材の第１基材上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上で該第１積層基材の長尺方向に延在して設けられた第１導電路と、
前記第１絶縁層上で該第１積層基材の長尺方向に延在し、前記第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、
を有するキャパシタ型蓄電池である。
【００１８】
本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池では、更に、
前記第１導電路及び前記第２導電路の外面上に連続して設けられた第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に設けられた第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材と、第２基材上に設けられた第２導電粒子又は第２半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第２複合層と、がこの順に積層された第２積層基材と、
を有していてもよい。
【００１９】
本発明の第一〜第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、第１複合層に含まれる第１導電粒子又は第１半導体粒子の粒子間の距離は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
一方、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、第２複合層に含まれる第２導電粒子又は第２半導体粒子の粒子間の距離は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明の第一〜第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、前記第１絶縁層が接する前記第１基材の表面が凹凸を有し、前記凹凸の凹部の幅が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
一方、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、前記第２絶縁層が接する前記第２基材の表面が凹凸を有し、前記凹凸の凹部の幅が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明の第一〜第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、前記第１絶縁層が接する前記第１基材の表面が凹凸を有する場合、前記第１絶縁層は、前記第１基材に隣接して設けられる第１接着剤層、及び前記第１接着剤層よりも前記第１基材の表面から遠い側に設けられる第２接着剤層を含む２層以上からなることが好ましい。
一方、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、前記第２絶縁層が接する前記第２基材の表面が凹凸を有する場合、前記第２絶縁層は、前記第２基材に隣接して設けられる第３接着剤層、及び前記第３接着剤層よりも前記第２基材の表面から遠い側に設けられる第４接着剤層を含む２層以上からなることが好ましい。
【００２２】
ここで、前記第１接着剤層及び前記第３接着剤層は、貯蔵弾性率が、１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にある有機高分子層であることが好ましく、前記第２接着剤層及び前記第４接着剤層は、貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上の有機高分子層であることが好ましい。
【００２３】
また、前記第１接着剤層及び前記第３接着剤層は、誘電正接（ｔａｎδ）が０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であることが好ましく、前記第２接着剤層及び前記第４接着剤層は、ｔａｎδが０．５以下の有機高分子層であることが好ましい。
【００２４】
前記第２接着剤層が、樹脂中に無機化合物粉が分散されている層である、或いは高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂が含浸されている層であることが好適である。
【００２５】
更に、前記第１接着剤層と前記第２接着剤層の間に、前記第１基材の表面の凹凸が前記第１導電路及び第２導電路に接触するのを防止する第１強度確保層を有することが好ましく、前記第３接着剤層と前記第４接着剤層の間に、前記第２基材の表面の凹凸が前記第１導電路及び第２導電路に接触するのを防止する第２強度確保層を有することが好ましい。
【００２６】
前記第１導電膜及び前記第２導電膜が、各々独立に、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｔａ及びＣからなる群より選択される少なくとも一つの元素、前記群より選択される少なくとも二種の元素で構成される合金若しくは共析物、又は前記群より選択される少なくとも一つの元素を含み更に周期律表の３族から１４族からなる群より選択される少なくとも一つの元素を含んで構成される合金若しくは共析物を含有することが好ましい。また、単独でも導電性を有するＦｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎの場合は単一の元素により形成されていても何ら問題ない。
【００２７】
前記第１半導体膜及び前記第２半導体膜が、各々独立に、ニッケルナイトライド、アナターゼ構造のチタン酸化物、酸化錫混入の酸化インジウム、酸化錫、ジルコニウム酸化物、ガリウムナイトライド、アルミニウムナイトライド、シリコン及びカーボンからなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含有することが好ましい。
更に、これら化合物にｎ型またはｐ型の遷移金属、希土類金属又は非磁性金属をドープすることが、常温で不純物準位から５０％以上の励起電子を発生させる観点から好適である。
【００２８】
なお、前記第１絶縁層の同一面上には、複数列の前記第１導電路及び前記第２導電路を備える態様も好適である。また、前記複数列の第１導電路に接続する第１端子と、前記複数列の第２導電路に接続する第２端子と、を備え、前記第１端子及び前記第２端子は、前記第１導電路及び前記第２導電路から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、この部分において、前記第１導電路と同一方向に延伸する２辺は、互いになす角度が３０°以下であることが好ましい。
【００２９】
また、導電粒子又は半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている複合層、及び前記複合層上に設けられ、導電膜又は半導体膜からなる基材と、が積層された積層基材と、前記積層基材の基材上に設けられた絶縁層と、を有するものは、キャパシタ型蓄電池用蓄電層として有用である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、静電容量が高く、高い強度を有するキャパシタ型蓄電池、及びキャパシタ型蓄電池用蓄電層が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図２】本発明における第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図３】本発明における第３の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図４】本発明における第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図５】本発明における第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図６】本発明における第６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図７】実施例における評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の第一の形態のキャパシタ型蓄電池は、
第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第１複合層と、前記第１複合層上に設けられ、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材と
前記第１積層基材の第１基材上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１積層基材の第１複合層上に設けられた第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上で長尺方向に延在して設けられた第１導電路と、
前記第２絶縁層上で長尺方向に延在し、前記第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、
を有する。
【００３３】
本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池は、
第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第１複合層と、前記第１複合層上に設けられた第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材と、
前記第１積層基材の第１基材上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上で該第１積層基材の長尺方向に延在して設けられた第１導電路と、
前記第１絶縁層上で該第１積層基材の長尺方向に延在し、前記第１導電路に平行に設けられた第２導電路と、
を有する。
【００３４】
ここで、第１導電路と第２導電路のペア線を流れる電流によって生じた導電路長さ方向に進行する電磁波は、第１導電路と第２導電路と接する絶縁層によって速度の低下が生じ、ＴＥ成分やＴＭ成分を持つことになる。これらの成分は、導電膜若しくは半導体膜内、又は導電粒子若しくは半導体粒子内の電子の粗密波、つまり表面プラズモンと干渉しやすくなる。
【００３５】
特に、導電膜又は半導体膜を構成する要素が粒子の場合に、ＴＭ成分と表面プラズモンとの波面の整合確率が高くなることより、ＴＭ成分は表面プラズモンと干渉しやすくなる。この干渉によって粗密波（表面プラズモン）はエネルギーを得るが、電界の影響により電子の粗密な状態を、導電膜又は半導体膜内に生じさせる。これにより、電子が密に存在する部分に電子が集まることになる。この電子の集まりは、連続的な金属・半導体中においては、伝搬の際に原子格子の熱振動によって熱緩和し、エネルギーを損失させることになる。
【００３６】
しかし、粗密波の発生する箇所に粒子化した金属・半導体（導電粒子・半導体粒子。以下ではこれらを総称して「粒子」という場合がある。）を配置し、この粒子又は該粒子の集合体の最大幅を小さく（例えば１０μｍ以下）とすることで、熱緩和しない距離でのエネルギー伝搬となる。更に、この最大幅の粒子又は粒子集合体が互いに接触せずに、互いの間に絶縁物を存在させることで、粗密波から電磁波に戻すことができる。そして再び、電磁波から粗密波にエネルギーを変換する。これを繰り返すことで、熱緩和を抑制でき、電荷の保持性能を向上させることができる。
【００３７】
一方、本発明（第一及び第二の形態のキャパシタ型蓄電池）では、上述の通り、第１導電粒子又は第１半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれた第１複合層と、第１複合層上に設けられた第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と、が積層された第１積層基材を有している。ここで、複合層において、導電粒子または半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれているとは、有機高分子中に、導電粒子若しくは半導体粒子、又はこれらの粒子集合体が、互いに接触することなく、分散された状態で含まれることを意味する。
【００３８】
第１複合層においては、第１導電粒子または第１半導体粒子が有機高分子である絶縁体中に埋め込まれており、その表面（第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材と接する側の表面）においてはTM波と表面プラズモンがエネルギー変換できるようになっており、第１導電膜または第１半導体膜からなる第１基材においては導電性が低く電子を注入できるようになっている。
【００３９】
本発明において「粒子」とは、均一な固体相で構成され、その固体相は他相と接している境界で区切られた有限な一単位を意味する。例えば、導電粒子又は半導体粒子（固体相）の周囲に絶縁物（他相）が充填されている場合、特定の結晶方位を有する金属相の周囲に他の結晶方位を有する金属相又は半導体相が充填されている場合、極薄酸化膜（他層）が形成されている場合などが挙げられる。つまり、固体相は、単結晶、上記サイズの多結晶、アモルファスでもよい。
【００４０】
なお、一般に固体相と他相との境界においては、バルク体と異なり電子の移動の多少の制限を受けるが、複合層中の粒子が導電膜又は半導体膜からなる基材と接触している場合には、電荷は、粒子と基材とが接触していることで接触面を通過できるものも存在している。
一方で、粗密波は、複合層中の粒子の周囲を形成する境界によって、粒子の外へ伝搬が阻害される。
【００４１】
したがって、複合層と導電膜または半導体膜からなる基材とを連続して形成することでTM波と表面プラズモンが起きやすい状態と表面プラズモンの基となる電荷注入が同時に達成される。
【００４２】
ここで、第１複合層に含まれる第１導電粒子又は第１半導体粒子の粒子間（又はそれらの粒子集合体間）の距離は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。互いの距離を３０ｎｍ以上とすることで、粗密波から電磁波に、また電磁波から粗密波にエネルギーが変換し、結果として蓄電池の容量が大きくなる。また、大きな容量を得るためには、粒子の数を一定以下に減らさないことが必要であり、この観点から互いの距離は、３０００ｎｍ以下とすることがよい。
【００４３】
更に、第１複合層に含まれる第１導電粒子又は第１半導体粒子の粒子（又はそれらの粒子集合体）の最大幅が１００ｎｍ未満の場合には、下記に説明するような量子効果が発現する。
【００４４】
前記最大幅が１００ｎｍ未満の場合には、固有電子状態を形成し、電子のエネルギーはバルクスケールの連続的なバンド構造ではなく、離散的な複数のエネルギー準位を発生させることができる。つまり量子ドットとなり量子効果が発現する。
【００４５】
電磁波と表面プラズモン干渉によりエネルギーを得た粗密状態は、量子ドットの量子効果で得られた離散的エネルギー準位において、基底のエネルギー準位から高いエネルギーバ準位への移動、つまり準位間励起となることができる。バルクスケールの連続的なバンド構造では、バンド内でエネルギーが緩和されてしまい保持が困難であるのに対し、離散的エネルギー準位間の励起では、エネルギーの保持作用を発現できる。さらに言うならば、金属の連続的なエネルギー順位にあっても量子ドット的構造で離散的エネルギー順位となり、エネルギーの保持作用が発現できる。
【００４６】
離散的励起状態では、電子を伝導体に励起することで電子の抜け殻にホールができ、その電子ホールペア状態でエネルギーが保持される。この状態では、外部から見たとき電気的に中性である。すなわち、電磁エネルギーから電子ホールペア励起エネルギーにエネルギーが変換されたことになり、いわゆる静電気的な電界強度で対抗電極の一方に電子、他方にホールが保持された状態とは異なるエネルギー保持状態となる。
【００４７】
また、電子が一方の電極側に集まっていることにより、カップリングの存在する範囲で正の電荷（ホール）は分極的に、他方に位置することになる。熱緩和的な正の電荷の存在確率が少ないことにより、中和が生じにくくなり、電子の強い粗密状態の保持作用に有効である。
【００４８】
上記メカニズムでの蓄電の安定化作用は、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、第１導電路と第２導電路のペア線の一方の面でだけでなく、他面も活用できることから、第１導電路及び前記第２導電路の外面上、連続した第２絶縁層を設け、第２絶縁層上に、第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材と、第２導電粒子又は第２半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第２複合層と、をこの順に積層してもよい。
つまり、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池は、前記第１導電路及び前記第２導電路の外面上に連続して設けられた第２絶縁層と、第２絶縁層上に設けられ、第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材、及び第２基材上に設けられ、第２導電粒子又は第２半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている第２複合層がこの順に積層された第２積層基材と、を有していてもよい、
【００４９】
以上から、本発明の第一及び第二の形態のキャパシタ型蓄電池は、静電容量が高く、高い電荷保持性能を有するキャパシタ型蓄電池となると考えられる。
【００５０】
本発明の第一及び第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、第１絶縁層が接する第１基材の表面は凹凸を有し、凹凸の凹部の幅は３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることがよい。
また、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池においては、上記第２絶縁層及び第２積層基材を有する場合、第２絶縁層が接する第２基材の表面が凹凸を有し、凹凸の凹部の幅が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることがよい。
【００５１】
ここで、絶縁層が接する導電膜又は半導体膜からなる基材において、絶縁層が接する基材の表面に凹凸を有する場合、上記複合層に含まれる粒子と同様に、凹凸の凸部においてはTM波と表面プラズモンがエネルギー変換できるようになる、つまり、導電膜又は半導体膜からなる基材の凹凸の凸部において、粗密波から電磁波に、また電磁波から粗密波にエネルギーが変換し、蓄電池の容量が大きくなる。
【００５２】
凹凸の凹部の幅は、上記複合層に含まれる粒子間の距離に相当し、当該凹凸の凹部の幅を３０ｎｍ以上とすることで、粗密波から電磁波に、また電磁波から粗密波にエネルギーが変換し、結果として蓄電池の容量が大きくなる。また、大きな容量を得るためには、凹凸の凹部の幅を３０００ｎｍ以下とすることがよい。
なお、凹凸は、凸部同士が間隔を持って設けられており、当該間隔である凹部の幅が上記範囲であることがよい。
また、凹凸の凸部の最大高さは１０μｍ以下（３０ｎｍ以上が望ましく、形成の容易さの点から１０μｍ以下）、凸部の最大幅は１０μｍ以下、凹部の最大幅は３μｍ以下であることがよい。
【００５３】
本発明の第一及び第二の形態のキャパシタ型蓄電池において、第１絶縁層が接する第１基材の表面が凹凸を有する場合、第１絶縁層は、第１基材に隣接して設けられる第１接着剤層、及び第１接着剤層よりも第１基材の表面から遠い側に設けられる第２接着剤層を含む２層以上からなることがよい。
第１基材に隣接して設けられる第１接着剤層は、第１基材の表面の凹凸の間に密着する接着剤層であり、第１接着剤層よりも第１基材の表面の凹凸から遠い側に設けられる第２接着剤層は、第１基材の表面の凹凸が導電路（第１の形態の場合、第１導電路、第二の形態の場合、第１導電路及び第２導電路）に接触するのを防止する接着剤層として機能する。
これにより、第１基材の凹凸の凸部が導電路と接触するのを防止すると共に、第１基材の凹凸の凹部に空隙を生じさせることなく絶縁物を存在（つまり、凹凸の凸部同士の間に絶縁物を介在）させることができる。その結果、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材の凹凸の凸部において、表面プラズモンの発生が安定し、粗密波から電磁波に、また電磁波から粗密波にエネルギーが変換し、蓄電池の容量が大きくなる。
【００５４】
また、本発明の第二の形態のキャパシタ型蓄電池においては、上記第２絶縁層及び第２積層基材を有し、第２絶縁層が接する第２基材の表面が凹凸を有する場合、第２絶縁層は、第２基材に隣接して設けられる第３接着剤層、及び第３接着剤層よりも第２基材の表面から遠い側に設けられる第４接着剤層を含む２層以上からなることがよい。
第２基材に隣接して設けられる第３接着剤層は、第２基材の凹凸の間に密着する接着剤層であり、第３接着剤層よりも前記第１導電路及び前記第２導電路側に設けられる第４接着剤層は、第２基材の凹凸が第１導電路及び第２導電路に接触するのを防止する接着剤層として機能する。
これにより、第２基材の凹凸の凸部が導電路と接触するのを防止すると共に、第２基材の凹凸の凹部に絶縁物を存在（つまり、凹凸の凸部同士の間に絶縁物を介在）させることができる。その結果、第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材の凹凸の凸部において、表面プラズモンの発生が安定し、粗密波から電磁波に、また電磁波から粗密波にエネルギーが変換し、蓄電池の容量が大きくなる。
【００５５】
ここで、導電膜又は半導体膜からなる基材の表面の凹凸に追従させて空隙を発生させないためには、基材に隣接して設けられる接着剤層（第１接着剤層、第３接着剤層）と、この接着剤層（第１接着剤層、第３接着剤層）よりも導電路側に設けられる接着剤層（第２接着剤層。第４接着剤層）の貯蔵弾性率を調節することが好適である。具体的には、各接着剤層（第１〜第４接着剤層）を有機高分子層とし、第１接着剤層及び第３接着剤層の貯蔵弾性率は１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲とし、第２接着剤層及び第４接着剤層の貯蔵弾性率は１×１０５Ｐａ以上とすることが好ましい。
【００５６】
また、第１接着剤層及び第３接着剤層と、第２接着剤層及び第４接着剤層の誘電正接（ｔａｎδ）を調節することも好適である。具体的には、各接着剤層（第１〜第４接着剤層）を有機高分子層とし、第１接着剤層及び第３接着剤層のｔａｎδは０．１以上１以下の範囲とし、第２接着剤層及び第４接着剤層のｔａｎδは０．５以下とすることが好ましい。
【００５７】
更に、第２接着剤層及び第４接着剤層の強度を高めて基材の凹凸（その凸部）が導電路に接触するのを効果的に防止するよう、樹脂中に無機化合物粉を分散させ形成した層としたり、或いは高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層としたりすることが好適である。
【００５８】
更に、基材の凹凸（その凸部）が導電路に接触するのをより効果的に防止するよう、第１接着剤層と第２接着剤層の間に第１強度確保層を設ける、また第３接着剤層と第４接着剤層の間に第２強度確保層を設ける形態も好適である。この第１〜第２強度確保層は、接着性を有していなくともよい。
【００５９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
＜キャパシタ型蓄電池＞
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【００６１】
第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、図１に示すように、導電性又は半導電性の第１粒子１２Ａが有機高分子中に埋め込まれた第１複合層１２と、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３と、が積層された第１積層基材１１を有している。
第１積層基材１１の第１基材１３上には第１絶縁層２１が設けられており、第１積層基材の第１複合層１２の第１複合層１２上には第２絶縁層２２が設けられている。
第１絶縁層２１上には、第１積層基材１１の長尺方向（図１では紙面の手前から奥に向かう方向）に延在する第１導電路３１が設けられ、第２絶縁層２２上には、第１積層基材の長尺方向に延在し、第１導電路３１と平行するように第２導電路３２が設けられている。
【００６２】
以下、各部材について説明する。
【００６３】
（第１複合層）
第１複合層１２は、導電性又は半導電性の第１粒子１２Ａ（第１導電粒子又は第１半導体粒子）が有機高分子中に埋め込まれた有機高分子膜で構成されている。
ここで、「導電性又は半導電性の第１粒子１２Ａ（第１導電粒子又は第１半導体粒子）が有機高分子中に埋め込まれた」とは、第１粒子１２Ａが有機高分子に覆われてることを意味する。第１粒子１２Ａは、少なくとも一部が有機高分子で覆われていればよいが、完全に有機高分子で覆われていることがよい。
【００６４】
導電性又は半導電性の第１粒子１２Ａは、有機高分子中に分散した状態で、埋め込まれており、複数個が集合（凝集）した粒子集合体（第１粒子集合体）となって埋め込まれていてもよい。そして、第１粒子１２Ａ又は第１粒子集合体は、その互いの間に有機高分子である絶縁物を介在された状態で第１複合層１２中に存在している。
【００６５】
また、第１粒子１２Ａ（第１粒子集合体を含む。以下同様である）は、TM波と表面プラズモンが起きやすい状態と表面プラズモンの基となる電荷注入を同時に達成させ易くする観点から、導電膜又は半導体膜からなる第１基材１３側に偏在する、具体的には第１基材１３面上に接触するようにして第１複合層１２中に存在することがよい。
なお、第１粒子１２Ａは、単一種の粒子であってもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６６】
導電性の第１粒子１２Ａの組成としては、後述する第１導電膜で説明するものを適用することができ、好適に用いられる材料についても同様である。
半導電性の第１粒子１２Ａの組成としては、後述する第１半導体膜で説明するものを適用することができ、好適に用いられる材料についても同様である。
【００６７】
特に半導電性の第１粒子１２Ａにおいては、常温で不純物準位から５０％以上の励起電子が発生するよう、前記群より選択される化合物にｎ型又はｐ型の遷移金属、希土類金属又は非磁性金属をドープすることが有効である。
第１粒子１２Ａは、キャリア密度が高く、表面プラズモンを発生しやすく、また、粒子を形成しやすい材料で構成されることが好ましい。
【００６８】
第１粒子１２Ａの最大幅は、例えば、１０μｍ以下であり、前述の通り、量子効果を発揮させる観点からは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
【００６９】
ここで、第１粒子１２Ａの最大幅とは、第１導電路３１及び第２導電路３２の延在方向、つまり表面プラズモンの進行方法に沿った第１粒子１２Ａを含む断面をＡＦＭによって画像を観察し、その断面画像に含まれる１００個以上の任意の第１粒子１２Ａについて最大幅を測定したときの値をいう。
【００７０】
第１粒子１２Ａの間の距離は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることがよく、より好ましくは、３０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、更に好ましくは５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
なお、第１粒子１２Ａの間の距離は、有機高分子に埋め込ませる量（含有量）によって調整できる。
【００７１】
ここで、第１粒子１２Ａの間の距離とは、第１粒子１２Ａの粒径の測定と同様の方法で断面を観察し、このときに隣り合う第１粒子１２Ａどうしにおいて、もっとも短い距離を測定したときの値をいう。
【００７２】
有機高分子は、絶縁物であり、具体的には、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂や、天然ゴム、ジエン系ゴム（例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等）、非ジエン系ゴム（例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等）等が挙げられる。これらは、熱可塑性であってもよく、熱硬化性であってもよく、その未硬化物であってもよい。
また、有機高分子は、樹脂、ゴムなどの変性物、混合物、共重合物であってもよい。
これらの中でも、有機高分子は、耐熱性に優れる観点から、ポリイミド系樹脂であることがよい。
なお、有機高分子は、第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２を構成する絶縁物とは異なる材料であることがよい。
【００７３】
有機高分子は、第１複合層１２を形成するための塗液（有機高分子及び第１粒子１２Ａの混合物）の塗工性、第１複合層１２を形成する際、予め形成した有機高分子膜に対して第１粒子１２Ａを埋め込むときの分散性の観点から、常温での剪断弾性率が、１×１０３Ｐａ以上１×１０７Ｐａ以下であることがよく、より好ましくは１×１０３Ｐａ以上１×１０６Ｐａ以下、さらに好ましくは１×１０３Ｐａ以上５×１０６Ｐａ以下である。
なお、剪断弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５４により規定された方法により求められる値である。
【００７４】
第１複合層１２の厚みは、１０μｍ以上１ｍｍ以下であることがよく、より好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００７５】
（第１基材）
第１基材１３は、第１導電膜又は第１半導体膜からなり、導電物質、半導体物質のいずれで構成されていてもよい。また、第１基材１３は、導電物質又は半導体物質で構成されるが、導電物質又は半導体物質の粒子（導電粒子又は半導体粒子）が接触した状態で集合した膜からなっていてもよいし、導電物質又は半導体物質のバルク状の膜からなっていてもよい。
ここで、第１基材１３（第１導電膜又は第１半導体膜）は、第１複合層１２の構成する第１粒子１２Ａ（第１導電粒子又は第１半導体粒子）と一体形成されていることがよい。具体的には、例えば、第１基材１３と第１複合層１２との界面で、第１基材１３を構成する導電物質又は半導体物質と第１複合層１２を構成する第１粒子１２Ａ（第１導電粒子又は第１半導体粒子）とが互いに結合した状態で、第１基材１３と第１粒子１２Ａとが一体形成されていることがよい。これにより、第１基材１３と第１複合層の第１粒子１２Ａとの間に、余分な層（例えば、酸化層）が介在せず、内部抵抗が低下し易くなる。
【００７６】
なお、導電性（導電膜）とは、体積抵抗率が１０−３Ω・ｃｍ以下であることを意味する。半導電性（半導体膜）とは、体積抵抗率が１０−３Ω・ｃｍを超えて１０６Ω・ｃｍ以下であることを意味する
【００７７】
第１導電膜又は第１半導体膜は、キャリア密度が高く、電荷の移動度が高い材料であることが好ましい。具体的には例えば以下の材料を例示することができる。
第１導電膜は、導電性を示すものであれば特に限定されないが、例えば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｔａ及びＣからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むことが好ましく、単一元素で構成されていても、２種以上の元素が含まれていてもよい。２種以上の元素が含まれている場合には、合金若しくは共析物であってもよい。更に前記群より選択される少なくとも一つの元素を含み更に周期律表の３族から１４族からなる群より選択される少なくとも一つの元素を含んで構成される合金若しくは共析物あってもよい。なお、合金には固溶限界以下の固溶体も含まれる。また、単独でも導電性を有するＦｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｔａ及びＣの場合は単一の元素により形成されていても何ら問題ない。
また、第１導電膜としてＳｉ含有物を用いる場合、ＳｉにＢ、Ａｌ、Ｐなどに代表される、周期律表の３族から１５族からなる群より選択される少なくとも一つの元素を固溶限界以下にまで固溶させ導電性を付与したものを用いることができる。
【００７８】
第１半導体膜は、半導電性を示すものであれば特に限定されないが、ニッケルナイトライド、アナターゼ構造のチタン酸化物、酸化錫混入の酸化インジウム、酸化錫、ジルコニウム酸化物、ガリウムナイトライド、アルミニウムナイトライド、シリコン、カーボンからなる群より選択される少なくとも一種の化合物を含有し、二種以上の化合物を併用してもよい。
【００７９】
特に半導体においては、常温で不純物準位から５０％以上の励起電子が発生するよう、前記群より選択される化合物にｎ型又はｐ型の遷移金属、希土類金属又は非磁性金属をドープすることが有効である。
【００８０】
第１基材１３は、第１導電膜又は第１半導体膜のいずれか１層で構成される単層であっても、異なる材料で構成される第１導電膜を２層以上積層する複層であっても、異なる材料で構成される第１半導体膜を２層以上積層する複層であっても、更には第１導電膜及び第１半導体膜から選択される２層以上を積層してもよい。
【００８１】
第１基材１３の厚みは、２０ｎｍ以上３００００ｎｍ以下であることが好ましく、モジュール化した際の電気容量向上のための電荷量の確保の観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
第１基材１３の表面粗さＲｚ（μｍ）は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。
【００８３】
表面粗さＲｚの測定方法は以下の通りである。
第１基材１３の表面の凹凸状態を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定する。この粗さ曲線からＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に従い、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔を粗さ曲線の縦倍率の方向に測定して求める。
【００８４】
（第１絶縁層、第２絶縁層）
第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２としては、有機絶縁物、無機絶縁物、又は有機絶縁物と無機絶縁物の複合体のいずれから形成されていてもよい。
有機絶縁物としては、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＣ（ポリエステルポリカーボネート）、ビニリデン、ポリイミド、ポリスチレン、ゴム、アクリル、エポキシなどを挙げることができる。
無機絶縁物としては、ほう珪酸ガラス、ソーダライムガラス、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどの金属酸化物などを挙げることができる。
【００８５】
特に、第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２には、実効的に誘電率の高い材料を用いることが、ＴＥ成分やＴＭ成分の発生、及び空間電荷分布による容量成分の追加に有利であるため好ましい。
また、第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２は、アクリル系接着剤で形成されていることがよい。アクリル系接着剤は、高い粘着性を有し、導電路と導電膜の間に空気などが介在することを予防するため該キャパシタの製造性が向上する。
なお、第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２は、第１複合層１２を構成する有機高分子とは異なる材料で形成されていることがよい。
【００８６】
第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２は、それぞれ単層であっても、２層以上の複層であってもよい。
【００８７】
第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２の厚み（２層以上を重ねて使用する場合には総厚）は、電磁波と表面プラズモンのエネルギー交換の効率化の観点から、各々２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましい。この膜厚は耐電圧の配慮もなされ、用途に適した電圧に耐えうる最低の厚みを確保することが好ましい。
【００８８】
（第１導電路、第２導電路）
第１導電路３１及び第２導電路３２の組成としては、第１導電膜で説明したものを適用することができ、好適に用いられる材料についても同様である。第１導電路３１と第２導電路３２は同じ材質で形成してもよいし、異なる材質で形成されていてもよい。
【００８９】
第１導電路３１及び第２導電路３２の短尺方向の長さ（幅）ｗは、例えば各々１μｍ以上１００ｍｍ以下であり、第１導電路３１と第２導電路３２との間隔ｄ（第１導電路３１と第２導電路３２の間に介在する各膜の層厚み）は、例えば各々１μｍ以上１００ｍｍ以下である。また第１導電路３１及び第２導電路３２の厚み（高さ）ｔは、例えば各々０．５μｍ以上１０μｍ以下である。また、幅ｗと間隔ｄの関係は、ｗ／ｄ≧１．５が望ましい。また幅ｗと高さｔの関係は、ｔ／ｗ≦１が好ましく、より好ましくはｔ／ｗ≦０．５である。
【００９０】
（作製方法）
第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の製造方法は、上記構成のキャパシタ型蓄電池を形成し得る方法であれば特に限定されるものではない。以下に製造方法の一例について説明する。
【００９１】
まず、基材シートの上に、例えばバーコート法などの塗工、貼合、蒸着、めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法で、有機高分子膜を形成した後、形成した有機高分子膜の表面に対して、第１粒子１２Ａ（第１導電粒子又は第１半導体粒子）を物理的に高エネルギーで蒸着する。
これにより、最初に蒸着された第１粒子１２Ａは有機高分子の結合を破壊し有機高分子膜内部に埋め込まれるようにして分散される結果、第１複合層１２が形成される。一方、有機高分子膜の内部に分散後、有機高分子膜の外部に出た第１粒子１２Ａは、有機高分子膜（第１複合層１２）の表面上で互いに結合して膜状に堆積していき、その結果、導電膜又は半導体膜からなる第１基材１３が形成される。
ここで、第１粒子１２Ａを高エネルギーで蒸着する方法として具体的には、例えば、マグネトロンスパッタ、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ、イオンビームスパッタ等が挙げられる。また、蒸着するためのエネルギーは、例えば、粒子加速エネルギーと有機高分子の結合エネルギーで決定する。
【００９２】
なお、第１複合層１２及び第１基材１３の形成方法は、これに限られず、例えば、予め有機高分子と第１粒子１２Ａ（第１導電粒子又は第１半導体粒子）との混合物を用い、例えば塗工、貼合、溶射などの手法で、第１複合層１２を形成した後、第１複合層１２上に、例えばスパッタ、蒸着、めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法で、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３を形成する方法を採用してもよい。
【００９３】
次に、例えばバーコート法などの塗工、貼合、蒸着、めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法で、第１絶縁層２１する。そして、更に、第１絶縁層２１の上に第１導電路３１を形成する。
【００９４】
他方、これら各膜を積層した積層体から基材シートを剥がし、その剥がされた面の上つまり第１複合層１２の表面（第１基材１３と接する面とは反対側の面）の上に、第１絶縁層２１の形成方法と同様の方法により第２絶縁層２２を形成する。そして、更に第２絶縁層２２の上に、第２導電路３２を形成する。
【００９５】
以上の工程を経て、第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池が製造できる。
【００９６】
（使用）
図示しないが、第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池において、蓄電池の長尺方向の一方の端部では第１導電路３１及び第２導電路３２が露出している。この露出している部分に、第１導電路３１及び第２導電路３２に電圧を与えるための第１端子及び第２端子がそれぞれ接続している。第１端子及び第２端子に所定の電位差を与えると、第１基材１３と、第１導電路３１及び第２導電路３２との間に広がった電磁界すなわちフォトンとの間で、フォトン−表面プラズモンのエネルギー交換が行われ、大きな容量で蓄電される。以下の実施形態においても同様である。
【００９７】
［第２の実施形態］
図２は、第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【００９８】
第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、図２に示すように、第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池において、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３の表面（第１絶縁層２１と接する面）に、凸部１３Ａ及び凹部１３Ｂで構成された凹凸を有している。
【００９９】
（第１基材）
第１基材１３の表面に有する凹凸は、例えば、第１基材１３の表面に導電粒子若しくは半導体粒子、又はこれらの集合粒子を複数個点在させて構成している。つまり、例えば、凹凸を構成する凸部１３Ａが導電粒子若しくは半導体粒子、又はこれらの集合粒子で構成し、凹凸を構成する凹部１３Ｂが点在する粒子又は集合粒子の間で構成している。
ここで、第１基材１３の表面に有する凹凸を構成する導電粒子若しくは半導体粒子は、
導電性又は半導電性の第１粒子１２Ａで説明したものを適用することができ、好適に用いられる材料についても同様である。
【０１００】
なお、第１基材１３の表面に有する凹凸は、上記構成に限られず、第１基材１３の表面に窪みが設けられて構成していてもよい。
【０１０１】
第１基材１３の表面に有する凹凸の凸部１３Ａの最大幅及び最大高さ（本実施形態では、（本実施形態では、導電粒子若しくは半導体粒子、又はこれらの集合粒子の最大幅）は、１０μｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることが更に好ましく、８０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【０１０２】
ここで、凸部１３Ａの最大幅及び最大高さとは、第１導電路３１及び第２導電路３２の延在方向、つまり表面プラズモンの進行方法に沿った凸部１３Ａを含む断面をＡＦＭによって画像を観察し、その断面画像に含まれる１００個以上の任意の凸部１３Ａについて最大幅及び最大高さを測定したときの値をいう。
【０１０３】
第１基材１３の表面に有する凹凸の凹部１３Ｂの幅（本実施形態では、導電粒子若しくは半導体粒子、又はこれらの集合粒子の間の距離）は、３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、より好ましくは、３０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、更に好ましくは５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【０１０４】
ここで、凹部１３Ｂの幅とは、上記凸部１３Ａの最大幅の測定と同様の方法で断面を観察し、このときに隣り合う凸部１３Ａどうしにおいて、もっとも短い距離を測定したときの値をいう。
【０１０５】
（作製方法）
第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の製造方法は、上記構成のキャパシタ型蓄電池を形成し得る方法であれば特に限定されるものではない。以下に製造方法の一例について説明する。
【０１０６】
まず、基材シートの上に、第１の実施形態と同様にして、第１複合層１２及び第１基材１３をこの順に形成する。
次に、第１基材１３（第１導電膜又は第１半導体膜）の表面に導電粒子又は導電粒子等による凹凸を形成するために、マグネトロンスパッタ、蒸着、めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法により、上記サイズの凹凸となるように、第１基材１３の上に導電粒子又は導電粒子を付与する。或いは、電界めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法により、上記サイズの凹凸となるように、第１基材１３の上に導電粒子又は導電粒子を析出させる。
ここで、形成する導電粒子又は導電粒子等による凹凸の大きさの調整は、スパッタ法の場合は製膜条件の最適化を行うこと、電解メッキ法では印加電流条件の最適化により行うことができる。
【０１０７】
なお、第１基材１３（第１導電膜又は第１半導体膜）とその表面に形成する導電粒子又は導電粒子等による凹凸を一体形成する場合には、同じ手法による一連のプロセスで、第１基材１３の成膜条件と導電粒子又は導電粒子等による凹凸の製膜条件とを変更することで実現できる。無論、これらを各々異なる条件や異なる手法により形成してもよい。
【０１０８】
次に、表面に凹凸を設けた第１基材１３上に、上記第１の実施形態と同様にして、第１絶縁層２１を形成する。但し、このとき、第１基材１３の表面に設けた凹凸の凹部１３Ｂに第１絶縁層２１が介在するように、用いる絶縁体の流動性を制御することが有益である。
【０１０９】
これ以降は、上記第１の実施形態と同様にして、第１導電路３１、第２絶縁層２２、第２導電路３２を順次形成する。
【０１１０】
以上の工程を経て、第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池が製造できる。
【０１１１】
なお、以上説明した以外は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１２】
［第３の実施形態］
図３は、第３の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
【０１１３】
第３の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、図３に示すように、第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池において、表面に凹凸を設けた第１基材１３（第１導電膜又は第１半導体膜）側から、第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２をこの順に積層する３層からなる第１絶縁層２１を設けている。
なお、第１強度確保層２１３は任意に設けられるが、絶縁層の強度を高めて第１基材１３に設けた凹凸（その凸部１３Ａ）が第１導電路３１に接触するのを確実に防止する観点からは、設けることが好ましい。
【０１１４】
（第１絶縁層）
第１絶縁層２１は、少なくとも、第１基材１３に隣接して設ける第１接着剤層２１１と、第１接着剤層２１１よりも第１導電路３１側に設ける第２接着剤層２１２とが積層されてなり、更に、第１接着剤層２１１と第２接着剤層２１２との間に第１強度確保層２１３を設けて、第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２の３層構造となっている。
なお、第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２は、それぞれ２層以上から構成されていてもよい。
【０１１５】
第１絶縁層２１の総厚は、電磁波と表面プラズモンのエネルギー交換の効率化を高めて電容量を大きくするという観点から、１０００ｎｍ以上３００００ｎｍ以下が好ましく、５０００ｎｍ以上２００００ｎｍ以下がより好ましい。
【０１１６】
第１接着剤層２１１は圧着時に第１基材１３表面の凹凸に追従して密着できるほどに軟らかい層とすることが好ましい。第２接着剤層２１２は、第１接着剤層２１１と第１導電路３１の間に位置し、第１導電路３１の角（端）や第１基材１３表面の凹凸が第１接着剤層２１１を貫通して、第１導電路３１と第１基材１３とが互いに傷付けることなく、一定の間隔を保持しつつ接着させるよう、第１接着剤層２１１よりも硬い層とすることが好ましい。具体的には、貯蔵弾性率を調節することが好適であり、その具体的な物性値については後述する。
【０１１７】
また、第１接着剤層２１１及び第２接着剤層２１２が絶縁層として効果的に機能するよう、誘電正接（ｔａｎδ）を調節することが好ましい。その具体的な数値については後述する。
以下、第１接着剤層２１１、第２接着剤層２１２、及び第１強度確保層２１３について説明する。
【０１１８】
−第１接着剤層−
第１接着剤層２１１は、第１基材１３表面の凹凸に追従して密着する接着剤層である。第１接着剤層２１１は圧着時に第１基材１３表面の凹凸に追従して密着できるほどに軟らかい層とすることが好ましい。
具体的には、第１接着剤層２１１が有機高分子層である場合に、貯蔵弾性率は１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲とすることが好ましく、２×１０４Ｐａ以上９×１０４Ｐａ以下の範囲とすることがより好ましく、３×１０４Ｐａ以上６×１０４Ｐａ以下の範囲とすることが更に好ましい。
【０１１９】
また、第１接着剤層２１１の誘電正接（ｔａｎδ）は、第１粒子層との密着性を向上させるという観点から０．１以上１以下の範囲とすることが好ましく、０．２以上０．８以下の範囲とすることがより好ましく、０．３以上０．６以下の範囲とすることが更に好ましい。
【０１２０】
第１接着剤層２１１には、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコン系接着剤、又は低分子のゴム系接着剤などを適用することができる。
【０１２１】
第１接着剤層２１１は、それぞれ単層であっても、２層以上の複層であってもよい。第１接着剤層２１１の厚み（２層以上を重ねて使用する場合には総厚）は、第１基材１３表面の凹凸に追従して密着させるという観点から、各々５００ｎｍ以上２００００ｎｍ以下が好ましく、２０００ｎｍ以上１５０００ｎｍ以下がより好ましい。
【０１２２】
−第２接着剤層−
第２接着剤層２１２は、第１接着剤層２１１よりも第１導電路３１側に設けられ、第１基材１３表面の凹凸（その凸部１３Ａ）が第１導電路３１に接触するのを防止する接着剤層である。第１接着剤層２１１は圧着したときであっても、第１基材１３表面の凹凸（その凸部１３Ａ）が第１導電路３１に接触するのを確実に防止するよう、第１接着剤層２１１よりも強度の高い層とすることが好ましい。
【０１２３】
具体的には、第２接着剤層２１２が有機高分子層である場合に、貯蔵弾性率は１×１０５Ｐａ以上とすることが好ましく、２×１０５Ｐａ以上１×１０７Ｐａ以下の範囲とすることがより好ましく、５×１０５Ｐａ以上１×１０６Ｐａ以下の範囲とすることが更に好ましい。
【０１２４】
また、第２接着剤層２１２の誘電正接（ｔａｎδ）は、第２接着剤層２１２の強度を上げ第１導電路３１の端面により破壊されることを防止する観点から、０．５以下とすることが好ましく、０．０５以上０．５以下の範囲とすることがより好ましく、０．１以上０．２以下の範囲とすることが更に好ましい。
【０１２５】
第２接着剤層２１２には、例えば、プチルゴム、ＣＲゴム、ＣＳＭゴムなどのゴム系接着剤、高分子型のアクリル系接着剤、又は高分子型のシリコン系接着剤などを適用することができる。
【０１２６】
第２接着剤層２１２は、圧着時においても第１導電路３１と第１基材１３との間を一定の間隔で保持できるよう、樹脂中に無機化合物粉を分散させ形成した層としたり、高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層としたりすることが好適である。
【０１２７】
無機化合物粉としては、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２等を例示することができる。
また、無機化合物粉を分散させる樹脂としては、無機化合物粉を分散させることができるものであれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂などいずれであってもよい。例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル樹脂（例えばＰＥＴ等）、ポリカーボネートとポリエステルを含むアロイ樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＡＳ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びフッ素系樹脂等を例示することができる。
【０１２８】
樹脂中の無機化合物粉の含有率は、２０質量％以上８５質量％以下とすることが好ましく、３０質量％以上８０質量％以下とすることがより好ましく、４０質量％以上８０質量％以下とすることが更に好ましい。
【０１２９】
高分子樹脂を用いた多孔質材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリエチレン（ＰＥ）などに代表されるような高分子樹脂を例示することができる。多孔質材料とするために、発泡剤を添加してもよい。
また、多孔質材料に含浸させる樹脂としては、無機化合物粉を分散させる樹脂として例示したもの等を適宜適用することができる。
【０１３０】
第２接着剤層２１２は、それぞれ単層であっても、２層以上の複層であってもよい。第２接着剤層２１２の厚み（２層以上を重ねて使用する場合には総厚）は、第１基材１３と第１導電路３１の確実な絶縁の観点から、各々５００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましく、１０００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下がより好ましい。
【０１３１】
−第１接着剤層と第２接着剤層の組み合わせ例−
第１接着剤層２１１と第２接着剤層２１２の組み合わせ例を以下に示す。
（１）第１接着剤層２１１が、貯蔵弾性率１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が貯蔵弾性率１×１０５Ｐａ以上の有機高分子層。
（２）第１接着剤層２１１が、誘電正接（ｔａｎδ）０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が誘電正接（ｔａｎδ）０．５以下の有機高分子層。
（３）第１接着剤層２１１が、貯蔵弾性率１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が無機化合物粉を分散させ形成した層。
（４）第１接着剤層２１１が、誘電正接（ｔａｎδ）０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が無機化合物粉を分散させ形成した層。
（５）第１接着剤層２１１が、貯蔵弾性率１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層。
（６）第１接着剤層２１１が、誘電正接（ｔａｎδ）０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層。
（７）第１接着剤層２１１が、貯蔵弾性率１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にあり且つ誘電正接（ｔａｎδ）０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が貯蔵弾性率１×１０５Ｐａ以上で且つ誘電正接（ｔａｎδ）０．５以下の有機高分子層。
（８）第１接着剤層２１１が、貯蔵弾性率１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にあり且つ誘電正接（ｔａｎδ）０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が無機化合物粉を分散させ形成した層。
（９）第１接着剤層２１１が、貯蔵弾性率１×１０４Ｐａ以上１×１０５Ｐａ未満の範囲にあり且つ誘電正接（ｔａｎδ）０．１以上１以下の範囲にある有機高分子層であり、第２接着剤層２１２が高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層。
【０１３２】
−第１強度確保層−
第１強度確保層２１３は、第１接着剤層２１１と第２接着剤層２１２の間に配置され、第１基材１３表面の凹凸（その凸部１３Ａ）が第１導電路３１に接触するのをより効果的に防止する層である。
【０１３３】
圧着時において、第１基材１３表面の凹凸（その凸部１３Ａ）が第１導電路３１に接触するのを確実に防止するという観点からは、第１強度確保層２１３に要求される物性値は、第２接着剤層２１２に要求されるものと同様であり、よって、第２接着剤層２１２で説明した好適な貯蔵弾性率や誘電正接（ｔａｎδ）は、第１強度確保層２１３にも適用できる。
【０１３４】
第１強度確保層２１３において、より好適な貯蔵弾性率は、２×１０５Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下の範囲であり、更に好適には１×１０６Ｐａ以上１×１０７Ｐａ以下の範囲である。また、より好適な誘電正接（ｔａｎδ）は０．０５以上０．２以下の範囲であり、更に好適には０．０５以上０．１以下の範囲である。
【０１３５】
なお、第１接着剤層２１１及び第２接着剤層２１２が接着性を有するため、これらの層の間に設ける第１強度確保層２１３には接着性が必ずしも要求されず、接着性を有していなくともよい。
【０１３６】
第１強度確保層２１３としては、市販の熱可塑性樹脂シートを使用することができ、特に限定されるものではない。例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル樹脂（例えばＰＥＴ等）、ポリカーボネートとポリエステルを含むアロイ樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＡＳ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びフッ素系樹脂等の樹脂シートが挙げられる。シートの形状で入手されるものであっても、熱硬化性樹脂・ＵＶ硬化樹脂のように非固体であって絶縁層上に付与した後で硬化させるものであってもよい。
【０１３７】
第１強度確保層２１３は、圧着時においても第１導電路３１と第１基材１３との間を一定の間隔で保持できるよう、樹脂中に無機化合物粉を分散させ形成した層としたり、高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層としたりすることが好適である。無機化合物粉を分散させ形成した層や、高分子樹脂を用いた多孔質材料に樹脂を含浸させ形成した層については、第２接着剤層２１２で説明したものと同様であるため説明を省略する。
【０１３８】
第１強度確保層２１３は、表面に、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤などが付与されてもよい。また、第１接着剤層２１１と第２接着剤層２１２との密着性を向上させるために、前処理としてコロナ放電処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。
【０１３９】
第１強度確保層２１３は、それぞれ単層であっても、２層以上の複層であってもよい。第１強度確保層２１３の厚み（２層以上を重ねて使用する場合には総厚）は、蓄電池の薄化の観点から、各々２００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下がより好ましい。
【０１４０】
（作製方法）
本発明の第３の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の製造方法は、上記構成のキャパシタ型蓄電池を形成し得る方法であれば特に限定されるものではない。以下に製造方法の一例について説明する。
【０１４１】
まず、基材シートの上に、第２の実施形態と同様にして、第１複合層１２及び、表面に凹凸を設けた第１基材１３をこの順に形成する。
次に、表面に凹凸を設けた第１基材１３上に、別途作製した第１絶縁層２１（第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２をこの順に積層する３層からなる積層体）を載せて、圧着させる。このとき、第１基材１３の表面に設けた凹凸の凹部１３Ｂに第１絶縁層２１の第１接着剤層２１１が埋込するように、加熱によりラミネートをすることが有益である。
【０１４２】
これ以降は、上記第２の実施形態と同様にして、第１導電路３１、第２絶縁層２２、第２導電路３２を順次形成する。
【０１４３】
以上の工程を経て、第３の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池が製造できる。
【０１４４】
なお、以上説明した以外は、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１４５】
［第４の実施形態］
図４は、第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、図４に示すように、基材シート４１上に、導電性又は半導電性の第１粒子１２Ａが有機高分子中に埋め込まれた第１複合層１２と、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３と、がこの順で積層された第１積層基材１１を有している。
第１積層基材１１の第１基材１３上には第１絶縁層２１が設けられている。
第１絶縁層２１上には、第１積層基材１１の長尺方向（図４では紙面の手前から奥に向かう方向）に延在する第１導電路３１と、第１導電路３１に平行する第２導電路３２とが設けられている。
【０１４６】
（基材シート）
基材シート４１は、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３を積層できるものであれば、導電性、半導電性、及び絶縁性のいずれの性質を有するものであってもよい。絶縁性であれば、本キャパシタ型蓄電池を巻いて使用する場合には、基材シートは導電性又は半導電性のある第１基材１３と第１導電路３１及び第２導電路３２の間を絶縁する役割を果たせる。
【０１４７】
基材シート４１のうち、導電性のシートとしては、第１基材１３として第１導電膜で説明したものと適用することができ、半導電性のシートとしては、第１基材１３第１半導体膜で説明したものと適用することができ、絶縁性のシートとしては、第１絶縁層２１で説明したものを適用することができる。好適に用いられる材料についても同様である。
【０１４８】
基材シート４１の厚みは、１μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。
なお、基材シート４１の適用は任意であり、基材シート４１を設けなくともよい。
【０１４９】
（作製方法）
本発明の第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の製造方法は、上記構成のキャパシタ型蓄電池を形成し得る方法であれば特に限定されるものではない。以下に製造方法の一例について説明する。
【０１５０】
まず、基材シート４１の上に、第１の実施形態と同様にして、第１複合層１２、第１基材１３、第１絶縁層２１を形成する。
次に、第１絶縁層２１の上に第１導電路３１と第２導電路３２とを、互いが平行するように形成する。
【０１５１】
以上の工程を経て、第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池が製造できる。
【０１５２】
なお、以上説明した以外は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
但し、本実施形態では、導電膜又は半導体膜からなる第１基材１３の厚みは、特に限定されないが２０ｎｍ以上３００００ｎｍ以下であることが好ましく、モジュール化した際の電気容量向上のための電荷量の確保の観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
また、第１絶縁層２１の厚みは、電磁波と表面プラズモンのエネルギー交換の効率化の観点から、２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましい。この膜厚は耐電圧の配慮もなされ、用途に適した電圧に耐えうる最低の厚みを確保することが好ましい。
【０１５３】
ここで、第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、第２の実施形態で説明した第１基材１３と同様に、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３の表面（第１絶縁層２１と接する面）に、凸部１３Ａ及び凹部１３Ｂで構成された凹凸を有している形態、第３の実施形態で説明した第１絶縁層２１と同様に、表面に凹凸を設けた第１基材１３（第１導電膜又は第１半導体膜）側から、第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２をこの順に積層する３層からなる第１絶縁層２１を設けた形態であってもよい。
【０１５４】
［第５の実施形態］
図５は、第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、図５に示すように、第４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池において、更に、第１導電路３１及び第２導電路３２の外面上に、第２絶縁層２３が連続して設けられ、第２絶縁層２３の外面上に、第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材１６と、導電性又は半導電性の第２粒子１５Ａが有機高分子中に埋め込まれた第２複合層１５と、をこの順で積層した第２積層基材１４を設けている。そして、第２積層基材１４の第２複合層１５上には、さらに基材シート４２が設けている。
【０１５５】
ここで、第２絶縁層２３は第１の実施形態で説明した第２絶縁層２２と、第２基材１６は第１の実施形態で説明した第１基材１３と、第２複合層１５は第１の実施形態で説明した第１複合層１２と、基材シート４２は第４実施形態で説明した基材シート４１と同じものを適用することができ、好適に用いられる材料についても同様である。
但し、本実施形態では、第２絶縁層２３及び第２基材１６は平板状のものとして示しているが、このような形状に限定されず、第１導電路３１及び第２導電路３２による凹凸に沿って設けられていてもよい。
【０１５６】
（作製方法）
本発明の第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の製造方法は、上記構成のキャパシタ型蓄電池を形成し得る方法であれば特に限定されるものではない。以下に製造方法の一例について説明する。
【０１５７】
まず、基材シート４１の上に、第４の実施形態と同様にして、第１複合層１２、第１基材１３、第１絶縁層２１を形成した後、第１絶縁層２１の上に第１導電路３１と第２導電路３２とを互いが平行するように形成する。これを第１の積層体とする。
【０１５８】
次に、他方、基材シート４２の上に、第１の実施形態で説明した第１複合層１２、第１基材、第１絶縁層２１と同様にして、第２複合層１５、第２基材１６、第２絶縁層２３を順次形成する。これを第２の積層体とする。
【０１５９】
次に、得られた第１の積層体及び第２の積層体を、第１の積層体の第１絶縁層２１と第２積層体の第２絶縁層２３が対向するようにして、その第１絶縁層２１と第２絶縁層２３の間に、第１導電路３１と第２導電路３２とが平行するように配置して挟持するようにして貼り合せる。
【０１６０】
以上の工程を経て、第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池が製造できる。
【０１６１】
なお、以上説明した以外は、第４の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１６２】
ここで、第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、第２の実施形態で説明した第１基材１３と同様に、第１導電膜又は第１半導体膜からなる第１基材１３の表面（第１絶縁層２１と接する面）に、凸部１３Ａ及び凹部１３Ｂで構成された凹凸を有している形態、第３の実施形態で説明した第１絶縁層２１と同様に、表面に凹凸を設けた第１基材１３（第１導電膜又は第１半導体膜）側から、第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２をこの順に積層する３層からなる第１絶縁層２１を設けた形態であってもよい。
加えて、第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、第２の実施形態で説明した第１基材１３と同様に、第２導電膜又は第２半導体膜からなる第２基材１６の表面（第２絶縁層２３と接する面）に、凸部１３Ａ及び凹部１３Ｂで構成された凹凸を有している形態、第３の実施形態で説明した第１絶縁層２１と同様に、表面に凹凸を設けた第２基材１６（第２導電膜又は第２半導体膜）側から、第１接着剤層２１１、第１強度確保層２１３、及び第２接着剤層２１２をこの順に積層する３層からなる第２絶縁層２３を設けた形態であってもよい。
【０１６３】
［第６の実施形態］
図６は、第６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の一例を示す短尺方向（幅方向）での断面図である。
第６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、図６に示すように、第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池において、第１絶縁層２１の同一面上に、第１導電路３１及び第２導電路３２を複数交互に設け、更に図示しないが複数の第１導電路３１が同一の第１端子に接続しており、複数の第２導電路３２が同一の第２端子に接続している。
【０１６４】
対を形成している第１導電路３１及び第２導電路３２の幅ｗとその間の距離ｄとは、ｗ／ｄ≧１．５の関係を満たすことが望ましい。対を形成していない第１導電路３１と第２導電路３２との距離をｓとした場合、ｓ／ｄ≧１を満たすことが望ましい。
【０１６５】
第１端子及び第２端子は、第１導電路３１及び第２導電路３２から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、かつこの部分において、第１導電路３１及び第２導電路３２が延伸する２辺が互いになす角度θが３０°以下である。これにより、第１端子及び第２端子における電力の抵抗損失を少なくすることができる。
【０１６６】
また、第１端子は、直接第１導電路３１に接続しているが、第２端子は貫通電極（図示せず）を介して第２導電路３２に接続している。貫通電極は、第１端子上及び第１導電路３１及び第２導電路３２上に設けられた絶縁層を貫通している。第２端子は、絶縁層上に位置している。
【０１６７】
第６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池によっても、第１〜第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池と同様の効果を得ることができる。特に、第６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池では、第１導電路３１及び第２導電路３２の数を多くしたため、蓄電池の容量がさらに大きくなる。
なお、第６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池では、第５の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の構成で、第１導電路３１及び第２導電路３２を複数交互に設けたものを示したが、第１〜４の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の構成で、第１導電路３１及び第２導電路３２を複数交互に設けたものであってもよい。
【０１６８】
［その他の実施形態］
第１〜６の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、シート状のものを説明したが、このシートを長尺方向においてロール状に巻いて使用してもよい。
【０１６９】
＜キャパシタ型蓄電池用蓄電層＞
導電粒子又は半導体粒子が有機高分子中に埋め込まれている複合層、及び複合層上に設けられ、導電膜又は半導体膜からなる基材と、が積層された積層基材と、積層基材の基材上に設けられた絶縁層と、を有するものは、キャパシタ型蓄電池用蓄電層として有用である。
キャパシタ型蓄電池用蓄電層において、複合層、導電膜又は半導体膜からなる基材、絶縁層は、第１の実施形態で説明した第１複合層１２、第１基材１３、第１絶縁層２１とそれぞれ同義であり、好適な範囲についても同様である。
【実施例】
【０１７０】
以下、本発明の実施例について比較例と共に説明する。尚、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【０１７１】
（実施例１）
支持シートとして１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、複合層としてシリコーンゴム（常温での剪断弾性率：１×１０７Ｐａ）とＣｕナノ粒子分散液（Ｃｕナノ粒子径１０ｎｍ、体積分率１０ｗｔ％）を重量比で１：１０の割合で混合した分散液を乾燥後の厚みが２０μｍとなるよう塗工乾燥した。この複合層（有機高分子中に埋め込まれた導電粒子（Ｃｕナノ粒子）又はその粒子集合体の間の距離は５０ｎｍ）上に、上記Ｃｕナノ粒子分散液を単独で１０μｍ厚みとなるように塗工、１４０℃以上で加熱し一様な金属板を形成し、これを導電膜からなる基材とし、蓄電基板１を得た。
【０１７２】
次に、メチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、及び２−ヒドロキシエチルアクリレートを用い、これらを混合し、更に硬化剤を適量添加して、有機高分子である樹脂１を合成した。上記の樹脂に関してＪＩＳ−Ｋ７２４４に準拠した方法で粘弾性を測定したところ、２５℃、１Ｈｚの条件において樹脂１で貯蔵弾性率が１．２×１０５Ｐａ、ｔａｎδが０．４であった。
【０１７３】
次に、ポリエチレンテレフタレートフィルム側でない蓄電基板１の導電膜からなる基材上に樹脂１を乾燥後の厚みが１０μｍ厚となるようにバーコート法により塗工し、乾燥して、絶縁層１を形成すると共に、さらに絶縁層１上に２ｃｍ幅の銅箔を貼合し、導電路を形成した。
その後、蓄電基板１の支持シートを剥離し、逆面（複合層）上にも同様に乾燥後厚みが１０μｍ厚となるように樹脂１を塗工、乾燥し絶縁層２を形成すると共に、さらに絶縁層２上に２ｃｍ幅の銅箔を貼合し、導電路を形成して、試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１７４】
（実施例２）
実施例１で作製した蓄電基板１に対して、実施例１で作製した樹脂１を乾燥後の厚みが１０μｍ厚となるようにバーコート法により塗工、乾燥し、絶縁層１を形成した。その絶縁層１上に２ｃｍ幅の銅箔を１ｍｍ間隔で平行に並べることで、２本の導電路を形成し、試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１７５】
（実施例３）
支持シートとして１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム（常温での剪断弾性率３．８×１０９Ｐａ）上に、有機高分子として２０μｍ厚のシリコーンゴム（常温での剪断弾性率：１×１０７Ｐａ）を設け、この上に、Ａｌを、対向ターゲット型マグネトロンスパッタ法により、基板温度を常温に保ち、７ｅＶの粒子エネルギーを持つよう電圧を印加し、スパッタを行い、複合層（有機高分子中に埋め込まれた導電粒子（Ａｌ粒子）又はその粒子集合体の間の距離は４５ｎｍ）を形成すると共に、複合層上に１００ｎｍ厚みＡｌ層が形成し、これを導電膜からなる基材とし、蓄電基板２を得た。
【０１７６】
次に、蓄電基板１に代えて、蓄電基板２を使用する以外は、実施例２と同様の作製方法で試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１７７】
（実施例４）
実施例１で作製した蓄電基板１のポリエチレンテレフタレートフィルム側でない側、つまり導電膜（Ｃｕ層）からなる基材上にＣｕナノ粒子を塗工し１２０℃以下で乾燥させ、当該基材の表面にＣｕナノ粒子又はその粒子集合体からなる凹凸（凸部の最大幅及び最大高さ８０ｎｍ、凹部の幅１００ｎｍ）を形成し、蓄電基板３を作製した。
【０１７８】
次に、蓄電基板１に代えて、蓄電基板３を使用する以外は、実施例２と同様の作製方法で、試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１７９】
（実施例５）
支持シートとして１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム（常温での剪断弾性率３．８×１０９Ｐａ）上に、有機高分子として２０μｍ厚のシリコーンゴム（常温での剪断弾性率：３×１０７Ｐａ）を設け、この上に、Ａｌを、対向ターゲット型マグネトロンスパッタ法により、基板温度を常温に保ち、８ｅＶの粒子エネルギーを持つよう電圧を印加し、スパッタを行い、複合層（有機高分子中に埋め込まれた導電粒子（Ａｌ粒子）又はその粒子集合体の間の距離は５１ｎｍ）を形成すると共に、１００ｎｍ厚みＡｌ層が形成し、これを導電膜からなる基材とし、蓄電基板４を得た。
【０１８０】
次に、蓄電基板１に代えて、蓄電基板４を使用する以外は、実施例２と同様の作製方法で試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１８１】
（実施例６）
蓄電基板４の導電膜（Ａｌ層）からなる基材上に、Ｓｎを対向ターゲット型マグネトロンスパッタ法により基板温度を常温に保ち、８ｅＶの粒子エネルギーを持つよう電圧を印加しスパッタを行い、当該基材の表面にＳｎ粒子又はその粒子集合体からなる凹凸（凸部の最大幅及び最大高さ１００ｎｍ、凹部の幅５０ｎｍ）を形成し、蓄電基板５を作製した。
【０１８２】
次に、蓄電基板１に代えて、蓄電基板５を使用する以外は、実施例２と同様の作製方法で、試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１８３】
（実施例７）
まず、モノマーとして、２−エチルヘキシルアクリレート、及び２−ヒドロキシエチルアクリレートを用い、これらを混合し、更に硬化剤を適量添加して、有機高分子である樹脂２を合成した。
また、モノマーとして、メチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、及び２−ヒドロキシエチルアクリレートを用い、これらを混合し、更に硬化剤を適量添加して、有機高分子である樹脂３を合成した。
【０１８４】
ここで、上記の樹脂に関してＪＩＳ−Ｋ７２４４に準拠した方法で粘弾性を測定したところ、２５℃、１Ｈｚの条件において、樹脂２で貯蔵弾性率が５．１×１０４Ｐａ、誘電正接ｔａｎδが０．４、樹脂３で貯蔵弾性率が１．２×１０５Ｐａ、誘電正接ｔａｎδが０．４であった。
【０１８５】
支持シートとしての２５μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、樹脂３を乾燥後の厚みが１０μｍ厚となるようにバーコート法により塗工し乾燥した後、さらに樹脂２を乾燥後の厚みが１０μｍ厚となるように塗工・乾燥し、２層の接着剤層からなる絶縁層３を得た。
【０１８６】
絶縁層３の樹脂２からなる接着剤層の表面に、蓄電基板１を貼合し（蓄電基板１の表面に形成した導電膜（Ｃｕ層）からなる基材が対向して貼合し）、絶縁層の樹脂２からなる接着剤層の表面に、２ｃｍ幅の銅箔を１ｍｍ間隔で平行に並べ貼合して、２本の導電路を形成することで、試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１８７】
（比較例１）
支持シートとして１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、複合層としてシリコーンゴム（常温での剪断弾性率：１×１０７Ｐａ）とＣｕナノ粒子分散液（Ｃｕナノ粒子径１０ｎｍ、体積分率１０ｗｔ％）を重量比で１：１０の割合で混合した分散液を乾燥後の厚みが２０μｍとなるよう塗工乾燥し、蓄電基板６を得た。
なお、複合層における有機高分子中に埋め込まれた導電粒子（Ｃｕナノ粒子）又はその粒子集合体の間の距離は５０ｎｍであった。
【０１８８】
次に、蓄電基板１に代えて、蓄電基板６を使用する以外は、実施例１と同様の作製方法で試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１８９】
（比較例２）
蓄電基板１に代えて、蓄電基板６を使用する以外は、実施例２と同様の作製方法で試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１９０】
（比較例３）
支持シートとして１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、Ｃｕナノ粒子分散液（Ｃｕナノ粒子径１０ｎｍ、体積分率１０ｗｔ％）を単独で１０μｍ厚みとなるように塗工、１４０℃以上で加熱し一様な金属板を形成し、これを導電膜からなる基材とし、蓄電基板７を得た。
【０１９１】
蓄電基板１に代えて、蓄電基板７を使用する以外は、実施例２と同様の作製方法で試験用キャパシタ型蓄電池を作製した。
【０１９２】
（評価）
各例で作製した試験用キャパシタ型蓄電池型蓄電池について、定電流充電装置を用いて電気容量を評価した。評価の方法を以下に示す。また、結果を表１に示す。
【０１９３】
（１）被測定物に対し１０Ｃのレートで充電を行い、電源から切り離した状態で１０〜７２０時間放置した。
（２）上記（１）の後に１Ｃのレートで放電を行った。
（３）放電電気量を測定、電気量が６０ｍＡｈ以下となる経過日数を保持時間とし、比較した。
製品としての合格ラインとしては保持日数が２０日以上を基準とした。
【０１９４】
【表１】
0005901181.tif 000002
【０１９５】
表１に示されるように、比較例の試験用キャパシタ型蓄電池では、放置日数が１０日も持たないが、実施例の試験用キャパシタ型蓄電池の場合は保持日数が大幅に向上していることがわかる。
【０１９６】
比較例１、２の試験用キャパシタ型蓄電池では、金属粒子同士の接触が不十分なため放電開始時の電圧降下が大きく必要となる電気容量は放置時間が短い段階で満足できなくなる。一方で、比較例３の試験用キャパシタ型蓄電池において電圧降下は小さくなっており放置開始時の電気容量は大きいが、熱緩和によるエネルギ放出があるため保持特性が悪く基準を満たさない。
【０１９７】
一方、実施例１，３の試験用キャパシタ型蓄電池では、導電性と保持特性を保てているため基準を満たした。
また、実施例４の試験用キャパシタ型蓄電池では、導電膜からなる基材の一方の面側に複合層に含まれる導電粒子又はその粒子集合体が存在すると共に、他方の面には導電粒子又はその粒子集合体からなる凹凸が存在しているためプラズモンが発生しやすい状態になっており、また、表面積が大きくなるため表面プラズモン密度が向上し、容量が向上したものと考えられる。
また、実施例５の試験用キャパシタ型蓄電池では、導電膜からなる基材が導電粒子で形成されているため、高い容量と保持特性が同時に満たされている。
また、実施例６の試験用キャパシタ型蓄電池では、導電膜からなる基材が導電粒子で形成されていると共に、導電膜からなる基材の一方の面側に複合層に含まれる導電粒子又はその粒子集合体が存在すると共に、他方の面には導電粒子又はその粒子集合体からなる凹凸が存在しているためプラズモンが発生しやすい状態になっており、また、表面積が大きくなるため表面プラズモン密度が向上し、容量が飛躍的に向上したものと考えられる。
【０１９８】
以上の結果から、実施例の試験用キャパシタ型蓄電池では、高静電容量と高い保持特性を両立できる蓄電池が得られることがわかる。
【符号の説明】
【０１９９】
１１ 第１積層基材
１２ 第１複合層
１２Ａ 第１粒子
１３ 第１基材
１３Ａ 凸部
１３Ｂ 凹部
１４ 第２積層基材
１５ 第２複合層
１５Ａ 第２粒子
１６ 第２基材
２１ 第１絶縁層
２１１ 第１接着剤層
２１２ 第１接着剤層
２１３ 第１強度確保層
２２ 第２絶縁層
２３ 第２絶縁層
３１ 第１導電路
３２ 第２導電路
４１ 基材シート
４２ 基材シート
【図１】
0005901181.tif 000003
【図２】
0005901181.tif 000004
【図３】
0005901181.tif 000005
【図４】
0005901181.tif 000006
【図５】
0005901181.tif 000007
【図６】
0005901181.tif 000008
【図７】
0005901181.tif 000009