(57)【要約】  本発明のキャパシタ型蓄電池は、第１導電膜又は第１半導体膜１２と第１絶縁膜１３とを積層する第１積層膜１０を備え、第１積層膜１０における第１絶縁膜１３上で第１積層膜１０の長尺方向に延在する第１導電路２１と、第１絶縁膜１３上で第１積層膜１０の長尺方向に延在し第１導電路２１に平行に設けられた第２導電路２２とを備え、第１導電路２１及び前記第２導電路２２の外面上に第２絶縁膜３１を備える。第１導電路２１の外面上に設けた第２絶縁膜３１と第２導電路２２の外面上に設けた第２絶縁膜３１とは連続していてもよい。連続してなる第２絶縁膜３１は、第１絶縁膜上に、第１導電路及び第２導電路を覆うように設けられていても、第１積層膜に対向して設けられて、第１絶縁膜、第２絶縁膜、第１導電路及び第２導電路によって形成された空隙に第１絶縁物を充填してもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電膜又は第１半導体膜と、第１絶縁膜と、を積層する第１積層膜と、
前記第１積層膜の第１絶縁膜上で該第１積層膜の長尺方向に延在する第１導電路と、
前記第１積層膜の第１絶縁膜上で該第１積層膜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、
前記第１導電路及び前記第２導電路の外面上にそれぞれ設けられた、第２絶縁膜と、
を備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項２】
前記第１導電路の外面上に設けられた前記第２絶縁膜と、前記第２導電路の外面上に設けられた前記第２絶縁膜とが連続してなる請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項３】
前記連続してなる第２絶縁膜が、前記第１絶縁膜上に、前記第１導電路及び前記第２導電路を覆うように設けられた請求項２に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項４】
前記連続してなる第２絶縁膜が前記第１積層膜に対向して設けられ、
前記第１絶縁膜、前記第２絶縁膜、前記第１導電路及び前記第２導電路によって形成された空隙に第１絶縁物を充填する請求項２に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項５】
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の比誘電率が、前記第１絶縁物の比誘電率に対して、各々２倍以上である請求項４に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項６】
前記第２絶縁膜の外面上に、第２導電膜又は第２半導体膜を備える請求項１から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１絶縁膜及び前記第２絶縁膜にそれぞれ対する前記第１導電路の表面及び前記第２導電路の表面が、不規則多結晶構造を有する金属面であり、
該不規則多結晶構造における結晶粒の平均寸法が８０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
該結晶粒間の平均距離が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、
該結晶間の溝の深さが３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項１から６のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項８】
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜にそれぞれ対する前記第１導電路の表面及び前記第２導電路の表面が、厚さ１００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の半導体層で被覆され、
該半導体層の表面に、結晶粒の平均寸法が８０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の多結晶構造粒子が、不規則に平面状に配列する請求項１から６のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項９】
前記第１絶縁膜に対する前記第１導電膜の表面が、不規則多結晶構造を有する金属面であり、
該不規則多結晶構造における結晶粒の平均寸法が８０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
該結晶粒間の平均距離が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、
該結晶粒間の溝の深さが３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項１から８のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１０】
前記第１絶縁膜に対する前記第１半導体膜の表面に多結晶構造粒子を有し、該多結晶構造粒子が前記表面上に不規則に平面状に配列する請求項１から８のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１１】
前記第２絶縁膜に対する前記第２導電膜の表面が、不規則多結晶構造を有する金属面であり、
該不規則多結晶構造における結晶粒の平均寸法が８０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
該結晶粒間の平均距離が３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、
該結晶粒間の溝の深さが３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項６から１０のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１２】
前記第２絶縁膜に対する前記第２半導体膜の表面に多結晶構造粒子を有し、該多結晶構造粒子が前記表面上に不規則に平面状に配列する請求項６から１０のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１３】
前記第１導電膜、前記第１導電路及び前記第２導電路のうち少なくとも１つは、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ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、又は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を含む請求項１から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】
前記第２導電膜が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ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、又は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を含む請求項６から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、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から１４のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１６】
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、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６から１５のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１７】
前記第１導電路及び前記第２導電路の表面を被覆した前記半導体層が、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つの化合物を含有する請求項８から１６のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１８】
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１６又は１７に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項１９】
前記第１導電路及び前記第２導電路は、幅ｗに対する高さｔの比ｔ／ｗが１以下である請求項１から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絶縁膜及び前記第２絶縁膜の膜厚が、２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下である請求項１から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１導電膜又は第１半導体膜の膜厚が、２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下である請求項１から２０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２導電膜又は第２半導体膜の膜厚が、２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下である請求項６から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１導電膜又は第１半導体膜の表面抵抗値が、１Ω／□以上１００Ω／□以下である請求項１から２２に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２４】
前記第１絶縁膜の同一面上に、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１から２３のいずれか１項に記載のキャパシタ型蓄電池。
【請求項２５】
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２４に記載のキャパシタ型蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ型の蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄電池は、例えば特許文献１に記載するように、電解質を用いるものが大半である。
しかし、電解質を用いた蓄電池では充電に時間を要し、また電解質の劣化が生じるため寿命が短い。また、高出力電圧を実現するためには、複数の蓄電池を直列に接続する必要があった。
【特許文献１】特開２００８−０５９９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電解質を用いた蓄電池に対し、キャパシタを蓄電池として使用した場合、充電時間が短く、寿命が長く、かつ高出力電圧を実現できる。しかし、キャパシタを蓄電池として使用する場合、その単位体積あたりの容量を大きくする必要がある。【０００４】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
即ち、本発明のキャパシタ型蓄電池は、
第１導電膜又は第１半導体膜と、第１絶縁膜と、を積層する第１積層膜と、
前記第１積層膜の第１絶縁膜上で該第１積層膜の長尺方向に延在する第１導電路と、
前記第１積層膜の第１絶縁膜上で該第１積層膜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、
前記第１導電路及び前記第２導電路の外面上にそれぞれ設けた、第２絶縁膜と、
を備える。【０００６】
前記第１導電路の外面上に設けた第２絶縁膜と、第２導電路の外面上に設けた前記第２絶縁膜とは、連続していてもよい。この連続してなる第２絶縁膜は、第１絶縁膜上に、第１導電路及び第２導電路を覆うように設けられていてもよい。更に、前記連続してなる第２絶縁膜が第１積層膜に対向して設けられてもよく、第１絶縁膜、第２絶縁膜、第１導電路及び第２導電路によって形成された空隙に第１絶縁物を充填する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、単位体積あたりの容量が大きい薄膜キャパシタ型の蓄電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（Ａ）は、本発明のキャパシタ型蓄電池の構成を示す幅方向での断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の構成に更に第２導電膜又は第２半導体膜を設けたときの断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の構成に更に基材を設けたときの断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る蓄電池を説明する斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の蓄電池の平面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の蓄電池の幅方向での断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、第１の実施形態に係る蓄電池をロール状に巻いたときの全体図であり、図３（Ｂ）はロール状に巻いて使用する第１の実施形態に係る蓄電池の幅方向での断面図であり、図３（Ｃ）はロール状に巻いて使用する第１の実施形態に係る他の形態の蓄電池の幅方向での断面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ｂ）の蓄電池がロール状に巻かれたときの図３（Ａ）のＡ−Ａ’断面を矢印方向から観察したときの図である。
【図４】図４（Ａ）は、第１導電路２１及び第２導電路２２から発せられる電磁界の広がりを模式的に示す図であり、図４（Ｂ）は、第１導電路２１及び第２導電路２２が他の形状のときの電磁界の広がりを模式的に示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、第２の実施形態に係る蓄電池の幅方向での断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における第１絶縁物が空気の場合の蓄電池の幅方向での断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る他の構成の蓄電池の幅方向での断面図である。
【図７】図７（Ａ）はロール状に巻いて使用する第２の実施形態に係る蓄電池の幅方向での断面図であり、図７（Ｂ）はロール状に巻いて使用する第２の実施形態に係る他の形態の蓄電池の幅方向での断面図であり、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の蓄電池がロール状に巻かれて積層したときの様子を表す幅方向での断面図である。
【図８】電子回路における典型的な伝送線路であるマイクロストリップ線路の概略図である。
【図９】図８のマイクロストリップ線路において、断面Ａ−Ａ’のＶ方向から電界強度Ｅを観察したときのシミュレーション図である。
【図１０】ＴＭ波を金属表面の一点に入力したときに、金属表面に表面プラズモンが発生する様子を表すシミュレーション図である。
【図１１】ＴＥモードの波を入力したときの表面プラズモンの様子を表すシミュレーション図である。
【図１２】金属表面にギャップを設けたときの、表面プラズモンとフォトン放出の様子を表すシミュレーション図である。
【図１３】第３の実施形態に係る蓄電池の幅方向での断面図である。
【図１４】第３の実施形態に係る他の構成の蓄電池の幅方向での断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、第４の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の蓄電池の短尺方向（幅方向）での断面図である。
【図１６】第４の実施形態にかかる他の構成の蓄電池の幅方向での断面図である。
【図１７】第５の実施形態にかかる蓄電池の構成を説明する断面図である。
【図１８】第５の実施形態にかかる他の構成の蓄電池を説明する断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
図１（Ａ）は、本発明のキャパシタ型蓄電池における第１積層膜１０の短尺方向（幅方向）の断面図であり、本発明のキャパシタ型蓄電池は、少なくとも図１（Ａ）に示す構成を有する。すなわち、本発明のキャパシタ型蓄電池は、第１導電膜又は第１半導体膜１２と第１絶縁膜１３とを積層する第１積層膜１０を備え、第１積層膜１０における第１絶縁膜１３上で第１積層膜１０の長尺方向に延在する第１導電路２１と、第１絶縁膜１３上で第１積層膜１０の長尺方向に延在し且つ第１導電路２１に平行に設けられた第２導電路２２とを備え、第１導電路２１及び前記第２導電路２２の外面上に、第２絶縁膜３１を備える。【００１０】
更に、本発明のキャパシタ型蓄電池は、図１（Ｂ）に示すように、第２絶縁膜３１の外面上に第２導電膜又は第２半導体膜３２を設け、第２絶縁膜３１と第２導電膜又は第２半導体膜３２とを積層する第２積層膜３０を備える構成としてもよい。また、図１（Ｃ）に示すように、第１導電膜又は第１半導体膜１２の外面上に更に基材１１を設け、基材１１と第１導電膜又は第１半導体膜１２と第１絶縁膜１３とをこの順に積層する第１積層膜１０を備える構成としてもよい。【００１１】
また、第１導電路２１の外面上に設けた前記第２絶縁膜３１と前記第２導電路２２の外面上に設けた前記第２絶縁膜３１とが連続して、１枚の膜を形成していてもよい。連続した膜を形成する絶縁膜３１としては、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）等に示すように、第１導電路２１及び第２導電路２２を覆うように第１絶縁膜１３上に設ける態様が挙げられる。或いは、図５（Ａ）（Ｂ）等に示すように、第２絶縁膜３１が第１積層膜１０の第１絶縁膜１３に対向して設けられ、第１絶縁膜１３、第２絶縁膜３１、第１導電路２１及び第２導電路２２によって形成された空隙に第１絶縁物７１を充填する態様が挙げられる。【００１２】
＜第１の実施形態＞
図２（Ａ）は第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の斜視図であり、図２（Ｂ）は平面図であり、図２（Ｃ）は短尺方向（幅方向）での断面図である。
図２に示す第１の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池は、基材１１と第１導電膜又は第１半導体膜１２と第１絶縁膜１３とをこの順に積層する第１積層膜１０を備え、第１積層膜１０の第１絶縁膜１３上で第１積層膜１０の長尺方向に延在する第１導電路２１と、第１絶縁膜１３上で第１積層膜１０の長尺方向に延在し且つ第１導電路２１に平行に設けられた第２導電路２２とを備える。更に、第１絶縁膜１３上に、第１導電路２１及び第２導電路２２を覆うように、第１絶縁膜１３側から順に第２絶縁膜３１と第１導電膜又は第１半導体膜３２とを積層する第２積層膜３０を備える。【００１３】
第１導電路２１及び第２導電路２２に所定の電圧差を印加すると、電荷が蓄積される。このとき蓄積される電荷の量は、後述するように大きいものとなる。従って、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。【００１４】
なお、図２において蓄電池はシート状であるが、後述のようにこのシートをロール状に巻いて使用してもよい。以下、詳細に説明する。【００１５】
第１導電路２１及び第２導電路２２は、積層膜１０の同一面上に形成されている。積層膜１０は、絶縁性の基材シート１１、第１導電膜又は第１半導体膜１２、及び第１絶縁膜１３をこの順に積層した構造を有している。第１導電路２１及び第２導電路２２は第１絶縁膜１３上に形成されている。【００１６】
基材シート１１は、例えばポリエステル、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、ポリスチレンなどの有機絶縁物、ほう珪酸ガラス、ソーダライムガラスなどの無機絶縁物であってもよい。
基材シート１１の厚みは、１０μｍ以下が好ましい。【００１７】
第１導電膜１２は、例えばＦｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ及びＣからなる群より選択される少なくとも一種、又はこの群より選択される少なくとも二種で構成される合金若しくは共析物を含む。【００１８】
第１半導体膜１２は、例えば、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。
更に、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、前記ニッケルナイトライド等からなる群より選択される化合物にｎ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も好適である。【００１９】
第１導電膜又は第１半導体膜１２は、１Ω／□以上の表面抵抗値を有し、１００Ω／□以下であることが好適である。
第１導電膜又は第１半導体膜１２は、ナノサイズの多結晶またはアモルファス薄膜、もしくは直径１００ｎｍ以上１μｍ以下のクラスタが重なった膜である。導電膜又は半導体膜１２は、ボイドを有していてもよいし有していなくてもよい。ボイドが多い場合、シート抵抗が高くなるが、問題は生じない。【００２０】
第１導電膜又は半導体膜１２は、例えばスパッタ、蒸着、めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法で基材シート１１上に形成される。
第１導電膜又は半導体膜１２の厚さは、２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましい。クラスタ形状を実現する好ましい例は、基材シート１１に表面凹凸を形成しておくことである。【００２１】
第１絶縁膜１３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、ポリスチレンなどの有機絶縁物であるが、ほう珪酸ガラス、ソーダライムガラスなどの無機絶縁物であってもよい。
第１絶縁膜１３は、例えばスパッタ、蒸着、めっき、イオンプレーティング、ＣＶＤ、溶射などの手法で導電膜又は半導体膜１２上に形成される。
第１絶縁膜１３の厚さは、２０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下が好ましい。【００２２】
積層膜３０が有する第２絶縁膜３１の構成及び形成方法は、第１絶縁膜１３の構成及び製造方法と略同じであり、積層膜３０が有する第２導電膜又は第２半導体膜３２の構成及び形成方法は、第１導電膜又は第１半導体膜１２の構成と略同じである。
なお、第２絶縁膜３１及び第２導電膜又は半導体膜３２の形成方法は、特に蒸着又はＣＶＤ法が好ましい。第１の実施形態において、第１導電路２１及び第２導電路２２上に位置する積層膜３０は、積層膜１０の幅（短尺）方向において互いに連続している。【００２３】
第１導電路２１，第２導電路２２は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ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、又は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を含む。【００２４】
第１導電路２１及び第２導電路２２の幅ｗは、例えば１μｍ以上１００ｍｍ以下であり、第１導電路２１と第２導電路２２との間隔ｄは、例えば１μｍ以上１００ｍｍ以下である。また第１導電路２１及び第２導電路２２の高さｔは、例えば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、好ましくはｔ／ｗ≦０．５である。【００２５】
蓄電池の一方の端部１０ａでは第１導電路２１及び第２導電路２２が露出している。この露出している部分に、第１導電路２１及び第２導電路２２に電圧を与えるための端子４１、４２がそれぞれ接続している。第１導電路２１及び第２導電路２２の長手方向において、端子４１，４２は略同じ位置に配置されている。積層膜１０に垂直な方向から見た場合、第１導電路２１及び第２導電路２２は積層膜１０の長尺方向に延在した長方形である。【００２６】
上記の構造を有する蓄電池において、端子４１，４２に所定の電位差を与えると、積層膜１０，３０と、第１導電路２１及び第２導電路２２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交換が行われる。このため、第１導電路２１及び第２導電路２２内に流れる電磁エネルギ速度が遅くなり、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、蓄電池に蓄積される電荷が多くなる。【００２７】
接続端子４１，４２の電位差すなわち蓄電池の動作電圧の上限値は、図２等に示すように第１導電路２１及び第２導電路２２の間に第２絶縁膜３１が配置されているのであれば、第２絶縁膜３１の厚さと、この第２絶縁膜３１の絶縁耐圧によって定まる。すなわち第１導電路２１及び第２導電路２２の間に位置する第２絶縁膜３１の絶縁耐圧が高いほど、また第１導電路２１及び第２導電路２２の間に位置する第２絶縁膜３１が厚いほど、蓄電池の動作電圧の上限値は高くなり、蓄電池が蓄積する電気量が増大する。【００２８】
なお、図１に示す蓄電池のように、第１導電路２１及び第２導電路２２の間に第２絶縁膜３１が配置されていない場合、蓄電池の動作電圧の上限値は、空気の絶縁耐圧に依存する。【００２９】
第１導電路２１及び第２導電路２２を長くした場合、積層膜１０，３０に欠陥が生じる可能性が高くなるが、欠陥が存在する部分で放電が生じる。この放電により、欠陥を有する部分上に位置する積層膜３０の絶縁物が蒸発するため、欠陥を有する部分が蓄電池の動作に影響を与えないようにすることができる。【００３０】
なお、第１の実施形態の蓄電池において、基材１１の設置を省略してもよい。【００３１】
また、図３（Ａ）に示すように、蓄電池をロール状に巻く場合、積層膜１０，３０が互いに重なることになるため、図３（Ｂ）に示すように第２導電膜又は第２半導体膜３２を省略してもよいし、あるいは図３（Ｃ）に示すように第１導電膜又は第１半導体膜１２を省略してもよい。例えば、図３（Ｂ）に示すように第２導電膜又は第２半導体膜３２を省略した場合、図３（Ｄ）に示すように、紙面の上側に位置する積層膜１０の第１導電膜又は第１半導体膜１２が、積層膜３０の第２導電膜又は第２半導体膜３２の代わりとして作用する。なお、図３（Ｂ）〜（Ｄ）は、図３（Ａ）における矢印方向から観察した断面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
このとき、第１導電路２１と第１導電路２２との間には空隙３２Ａが形成されるが、フォトン−表面プラズモンのエネルギ交換にはほとんど影響しない。【００３２】
次に、本発明のキャパシタ型蓄電池の容量が高い理由を説明する。後述するように第１導電路２１及び第２導電路２２の特性インピーダンスＺ0は小さい為、端部１０ａから入力されて長辺方向を伝送する電圧Ｖは、下記（１）式で示される。
Ｖ＝Ｖ0×Ｚ0／Ｚ・・・（１）
ただし、Ｚ：電力入力装置の内部インピーダンス、Ｖ0：入力電圧、Ｚ0：第１導電路２１及び第２導電路２２の特性インピーダンス。【００３３】
ここで、第１導電路２１及び第２導電路２２のうち、接続端子４１，４２から他方の端部までの長さをｌとする。入力された電力は第１導電路２１及び第２導電路２２の中を進行し、第１導電路２１及び第２導電路２２の他方の端部（開放状態にある）で全反射して戻ってくる。戻ってきた電力は、入力端である端部１０ａでインピーダンス不整合反射（反射率：（Ｚ−Ｚ0）／（Ｚ＋Ｚ0））を起こし、継続して入力された交流電力と合成される。この合成及び反射を繰り返すことにより、長辺方向を伝送する電圧Ｖは、一定時間後に入力電圧Ｖ0に到達する。【００３４】
そして、入力された電圧は蓄電池内で飽和状態となるため、入力された電力量Ｕがそのまま蓄電される。電力量Ｕは下記（２）式で求められる。
Ｕ＝（１／２）ｔｐｄ×Ｖ2／Ｚ0・・・（２）
ただしｔｐｄは、混合シートと積層膜に囲まれたフォトン−表面プラズモン交換により決まる電磁波エネルギが長さｌを通過するのに必要な時間を表す。
このため、第１導電路２１及び第２導電路２２に蓄積される電力量を求める為には、第１導電路２１及び第２導電路２２の特性インピーダンスＺ0と通過時間ｔｐｄを求める必要がある。【００３５】
第１導電路２１及び第２導電路２２の特性インピーダンスＺ0は、下記（３）式で近似することができる。
Ｚ0＝[ln[（π（d-w）／（w+t））+１] ／π]× √[（μ0μω）／（ε0εω）] ・・・（３）
ただし、ｔは、第１導電路２１及び第２導電路２２の厚みを表し、ｄは、第１導電路２１及び第２導電路２２の中心間隔（ピッチ）を表し、ｗは、第１導電路２１及び第２導電路２２の一本の幅を表し、μ0は、真空中の透磁率を表し、μωは、周波数ωにおける積層膜１０と積層膜３０の比透磁率を表し、ε0は、真空中の誘電率を表し、εωは、周波数ωにおける積層膜１０と積層膜３０の誘電率を表す。
このため、第１導電路２１及び第２導電路２２の特性インピーダンスＺ0を求めるためには、μω及びεωを求める必要がある。【００３６】
Ｄｒｕｄｅの誘電関数式及び磁率関数式によれば、εω及びμωは以下の（４）式〜（７）式で表される。
εω＝１−（ωep2／ω2）・・・（４）
ωep2≡（ｎeｅ2）／（ε0ｍ）・・・（５）
μω＝１−（ωmp2／ω2）・・・（６）
ωmp2≡（ｎpχ2）／（μ0ｍ）・・・（７）
ただし、ｎeは、積層膜１０と積層膜３０の自由電子の密度を表し、ｎpは蓄電池の不対電子の密度を表し、ｅは電子の電荷を表し、ｍは電子の質量を表し、χは不対電子のスピン磁率を表す。【００３７】
ここで、第１導電膜又は第１半導体膜１２及び第２導電膜又は第２半導体膜３２において、半径１０００ｎｍの球と同程度の表面積を有する扁平なＦｅのクラスタ粒子からなる導電粒子が１個／１２５μｍ3の数密度で概略つながっている場合を考える。【００３８】
Ｆｅが１原子あたり一つの自由電子を保有している場合、鉄の自由電子の密度は８．４×１０２２個／ｃｍ３となる。そして鉄の表面における自由電子密度はその２／３乗、すなわち１．９×１０１５個／ｃｍ２となる。ただし、表面吸着原子に自由電子がトラップされるため、表面の自由電子密度はこの値より低くなる。このトラップによる自由電子の減少率が１０−１０であると仮定した場合、鉄の表面における自由電子の密度は１．９×１０５個／ｃｍ２になる。【００３９】
導電粒子の半径は１μｍ＝１×１０−４ｃｍであるが、その表面積は４π（１×１０−５）２＝１２．６×１０−８ｃｍ２となるため、１粒子あたりの自由電子量は２．３９×１０−２個となる。絶縁物中の導電粉体の密度は１個／１２５μｍ３であるため、積層膜１０と積層膜３０中の自由電子の密度ｎｅ＝１．９×１０１４個／ｍ３になる。【００４０】
電子の質量ｍ＝９．１１×１０−３１ｋｇ、電子の電荷量ｅ＝１．６×１０−１９Ｃ、真空中の誘電率ε０＝８．８５×１０−１２Ｆ／ｍである。これらの値と、ｎｅ＝１．９×１０１４個／ｍ３を式（５）に代入すると、ωｅｐ２＝１．９×１０１４×（１．６×１０−１９）２／（８．８５×１０−１２×９．１１×１０−３１）＝６．１×１０１７、ωｅｐ＝７．８×１０８／ｓとなる。このように、ωｅｐはマイクロ波領域の周波数となる。【００４１】
ここで、ωを直流とすると（３）式が発散するため、今仮にω＝６０Ｈｚ（商用周波数）とすると、式（４）により、εω＝１−（１．９×１０１０）２／（２π×６０）２＝１−４．３１×１０１２＝−４．３１×１０１２となり、εｒ＜−１０７レベルのマイナスで大きな値である。ここで工業化することを考え、さらに２桁ほどの劣化を考え、εω＝−１０１０とする。【００４２】
一方、μωを−１０と仮定する。この値は、以下の理由により妥当である。鉄の表面における自由電子密度は、上記したように１．９×１０１５個／ｃｍ２である。これらのうち、不対電子の発生確率を１０−１５とすると、鉄の表面における不対電子の密度ｎｐは１．９個／ｃｍ２になる。積層膜１０と積層膜３０中の自由電子の密度ｎｅ＝１．９×１０−１個／ｍ３。そして、磁束量子χ＝２．０７×１０−１５［Ｗｂ］、真空中の透磁率μ０＝１．２５×１０−６［Ｎ／Ａ−２］のため、式（７）により、ωｍｐ２＝１．９×１０−１×（２．０７×１０−１５）２／（１．２５×１０−６×９．１×１０−３１）＝７．２５×１０５／ｓ２、ωｅｐ＝８．５２×１０２／ｓという高周波数となる。【００４３】
ここで、同様に式の発散を防止するため、ω＝６０Ｈｚ（商用周波数）とすると、μω＝１−（８．５２×１０２）２／（２π×６０）２＝１−５．１１＝−４．１１が得られる。このことから、μω＝−１０としても、この値が十分可能な値であることが分かる。【００４４】
そしてｔ＝０．００１ｍ、ｗ＝０．００５ｍ、ｄ＝０．００１ｍとして、これらの値、μω＝−１０、及びεω＝−１０１０を式（３）に代入することにより、Ｚ０＝０．５√３７７×１０−９＝９．７×１０−９Ωが得られる。【００４５】
また、tｐｄは（８）式で求められる。
ｔｐｄ＝ｌ×√（εωμω）／c0・・・（８）
ただし、ｃ0＝光速である。【００４６】
ここでεω＝−１０１０、μω＝−１０とすると、ｔｐｄ＝１０／（３×１０８）／√（１０×１０１０）＝１．０５×１０−２［ｓ］になる。商用電圧１００Ｖを用いた場合、式（２）より、Ｕ＝５．４３×１０９［Ｊ］（［Ｗｓ］）＝１．５１×１０６［Ｗｈ］が得られる。ガソリン６０リッターのエネルギが５００ｋＷｈであるが、これより１桁も大きいエネルギ蓄積量となる。なお、蓄電池の充電時間を短くする必要があるときは、蓄電池のエネルギ蓄積量を下げればよい。【００４７】
なお、第１導電路２１と第２導電路２２との間隔ｄ＝１００μｍとして、半導体粉体の含有率を８０容量％とした場合、第１導電路２１と第２導電路２２との間における基材の累積厚みは２０μｍになる。この場合、基材が無機絶縁物及び有機絶縁物のいずれであっても、１０００Ｖ以上の耐電圧を実現することができる。このため、本実施形態にかかる蓄電池は高信頼性を有する。【００４８】
図４（Ａ）（Ｂ）は、第１導電路２１及び第２導電路２２から発せられる電磁界の広がりを模式的に示す図である。電気力線、磁力線が遠い距離を走るほど、第１導電路２１及び第２導電路２２の相互カップリングが弱くなり、他のエネルギに交換しやすい。つまり、第１導電路２１及び第２導電路２２が互いに対向する部分の面積を減らすと、電磁波の量子化した単位であるフォトンが他のエネルギ（例えば表面プラズモンや表面マグノン）に効率よく変換でき、蓄電池の容量を大きくすることができる。このため、図４（Ａ）に示すように、第１導電路２１及び第２導電路２２の断面を略円形にすること、及び第１導電路２１及び第２導電路２２の断面を、幅に対する高さに比が１未満（好ましくは０．５以下）である長方形することにより、蓄電池の容量を大きくすることができる。【００４９】
また、導電体の表面または半導体の表面に電界磁界が触れると、表面の自由電子が表面プラズモン共振し、また常磁性を帯びた磁子が表面マグノン共振をするため、フォトンエネルギが吸収される。プラズモン、マグノンは電子の振動のため、その伝播速度は格子振動と同じオーダーの速度、すなわちその媒体の音速に近い速度で伝播（光速に比べ５桁遅い速度）する。このため、表面プラズモン共振及び表面マグノン共振によって吸収されるフォトンエネルギは多くなり、本実施形態における蓄電池の容量が多くなる。【００５０】
また、第１導電膜又は第１半導体膜１２及び第２導電膜又は第２半導体膜３２が、大きさ及び形状にばらつきがあるクラスタから構成されており、かつクラスタがボイドを含んでいて、クラスタ内で互いに隣接する結晶粒が部分的に接触している場合、比誘電率及び比透磁率が共に大きな負の値を示すようになり、蓄電池の容量が大きくなる。【００５１】
以上、本実施形態によれば、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。特に第１導電路２１及び第２導電路２２において、高さｔの幅ｗに対する比ｔ／ｗが１以下であるとき、蓄電池の容量が大きくなる。また、第１の実施形態では、第１導電路２１及び第２導電路２２は、上面に接している積層膜３０が互いに連続しており、かつ下面に接している積層膜１０も互いに連続している。従って、蓄電池の製造が容易になる。【００５２】
＜第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係るキャパシタ型蓄電池の短尺方向（幅方向）での断面図である。
図５に示すキャパシタ型蓄電池は、第１導電膜又は第１半導体膜１２と第１絶縁膜１３とを積層する第１積層膜１０と、第２導電膜又は第２半導体膜３２と第２絶縁膜３１とを積層する第２積層膜３０とを備え、第１積層膜１０の第１絶縁膜１３と第２積層膜３０の第２絶縁膜３１とが対向し、この対向する間に第１導電路２１及び第２導電路２２が挟持される。第１導電路２１及び第２導電路２２は、第１積層膜１０の長尺方向に延在しかつ互いに平行に設けられる。第１絶縁膜１３、第２絶縁膜３１、第１導電路２１及び第２導電路２２によって形成された空隙に第１絶縁物７１が充填されてなる。【００５３】
図５（Ａ）に示すように上記空隙に第１絶縁物７１を充填する場合、第１絶縁物７１としては第１絶縁膜１３で挙げた材料を適用することができる。また図５（Ｂ）に示すように、上記空隙における第１絶縁物７１は空気であってもよい。なお、本明細書において、第１絶縁物の概念に空気が包含されるものとする。【００５４】
第２の実施形態のキャパシタ型蓄電池では、図６に示すように、第１積層膜１０の第１導電膜又は第１半導体膜１２の外面上に基材１１を設置してもよい。
更に、第２の実施形態のキャパシタ型蓄電池をロール状に巻く場合、積層膜１０と積層膜３０とが互いに重なることになるため、図７（Ａ）に示すように第２導電膜又は第２半導体膜３２を省略してもよいし、あるいは図７（Ｂ）に示すように第１導電膜又は第１半導体膜１２を省略してもよい。例えば、図７（Ａ）に示すように第２導電膜又は第２半導体膜３２を省略した場合、図７（Ｃ）に示すように、紙面の上側に位置する積層膜１０の第１導電膜又は第１半導体膜１２が、積層膜３０の第２導電膜又は第２半導体膜３２の代わりとして作用する。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、蓄電池の短尺方向（幅方向）での断面図である。【００５５】
第２の実施形態における基材１１、第１導電膜又は第１半導体膜１２、第１絶縁膜１３、第１積層膜１０、第２絶縁膜３１、第２導電膜又は第２半導体膜３２、第２積層膜３０、第１導電路２１及び第２導電路２２は、それぞれ第１実施形態で説明したものと同義であり、好適な範囲も同様であるため説明を省略する。【００５６】
第２の実施形態のキャパシタ型蓄電池の特徴は、第１絶縁膜１３、第２絶縁膜３１、第１導電路２１及び第２導電路２２によって形成された空隙に第１絶縁物７１を備える点である。この形態が蓄電池として優れている理由を以下に説明する。【００５７】
第１導電路２１及び第２導電路２２の一端から所定の電圧差を印加すると、その線路の特性インピーダンスに従った電流が電磁波速度（光速Ｃ０）で他端に伝送されるが、電荷が光速で移動するわけではなく、電圧電流というエネルギ相当の電磁波が第１導電路２１及び第２導電路２２に沿って伝送される。この電磁エネルギが第１導電路２１及び第２導電路２２から逃げないのは導電路表面の基底状態にあった電子が、そこを通過する電磁波のエネルギによって自由電子状態に励起され、電磁波が通過した後は元の基底状態に戻り、電磁エネルギは蓄積されずに通過していくためと推測される。電磁エネルギは電界（Ｅ）エネルギ（εＥ２／２）と磁界（Ｈ）エネルギ（μＨ２／２）に分解される。このエネルギベクトルは進行方向に直角で、これをＴＥＭ波（Transverse Electromagnetic Wave）とよんでいる。【００５８】
図９のシミュレーション図で上記現象を説明すると共に、本実施形態の要点となるＴＥＭ波の変形についても説明する。
図８は電子回路における典型的な伝送線路であるマイクロストリップ線路である。基準電位線路８１の上に比誘電率４（εｒ）のガラス繊維強化エポキシ（ＦＲ−４）の絶縁層８２があり、その上に線路８０が存在する。線路８０の紙面上面の周辺は空気（比誘電率１）で覆われている。図８の断面Ａ−Ａ’のＶ方向から電界強度Ｅを観察したものが図９に示すシミュレーション図であり、正弦波の電界が左から右に伝播している様子が表されている。Ｅを絶対値で表示しているため、電界が整流波形となっている。Ｂ−Ｂ’断面ではＴＥＭ波を理想入力しているため、電界ベクトル９０は進行方向に直角である。【００５９】
比誘電率４である絶縁層８２部分の電界Ｅの速度ｖはＣ０（１/εr・μr）１／２＝Ｃ０/２であり、Ｃ０（真空中の光速）の半分となる。図９ではこのベクトル差を９２として表し、空気中の電界ベクトルを９１で現している。ここでμrは比透磁率であり、ここでは１としている。【００６０】
図９に示すように、電磁波が進行したとき、絶縁層８２での電界速度と空気中での電界速度との差が大きくなり、図右に電磁波が進行するにつれて、空気中での電界が前の絶縁層８２の電界に追いついき、かぶさっている様子が連続的に見える。Ｃ−Ｃ’断面における線路８０の絶縁層８２側表面でのベクトルを表すと、Ｂ−Ｂ’における電界ベクトル９０よりも小さくなって電界ベクトル９０’となり、エネルギの残りは進行方向に向かうベクトル９３が発生する。これはＴＥＭ波の崩壊であり、ハイブリッド波と呼ばれる。【００６１】
このように、図５に示すような比透磁率の異なる層（第１絶縁物７１）が存在する場合には、電界（Ｅ）が進行方向にベクトルを持つだけでなく、磁界（Ｈ）も進行方向にベクトルを持つこととなる。【００６２】
図１０は、進行方向に理想的なベクトルを持つＴＭ波を金属表面の一点に入力したときに、金属表面に表面プラズモン（励起電子群の摂動の量子化されたエネルギ）が発生する様子を表すシミュレーション図である。
図１０では、金属表面と絶縁物との境界の一点にＴＭ波が入力され、金属表面プラズモンが発生し、伝播していく様子が示されている。表面プラズモンの速度は固体の弾性波に近く、いわゆる音速である。電磁波エネルギは量子化した名称で呼ぶとフォトンであり、このフォトンからプラズモンにエネルギ交換されたことが示されており、光速から音速レベルにエネルギ速度が遅くなったことになる。【００６３】
ちなみに、ＴＥモードの波（電界Ｅベクトルが進行方向と直角）を同様に入力しても表面プラズモンは発生しない。これをシミュレーションした図柄が図１１である。
この場合、遷移金属や希土類金属などのローンペア電子が励起電子となっている表面では表面マグノン（ローンペア励起電子の摂動の量子化されたエネルギ）が発生する。これも音速レベルであり、表面プラズモンと同様な効果を得ることができる。【００６４】
真空中フォトンの速度３×１０８ｍ／ｓから音速レベル１０３ｍ／ｓに速度が遅くなった分、同じ導電路の長さの中にたまるエネルギは単純に計算しても１０５倍大きくなる。このエネルギを蓄電池として利用する。【００６５】
上記ハイブリッド波のＥＨの進行方向のベクトルを大きくすることが、第２の実施形態のキャパシタ蓄電池の電気容量を大きくするのに肝要である。そこで、できるだけ比誘電率の低い材料を第１絶縁物７１とし、できる限り比誘電率の高い材料を第１絶縁膜１３及び第２絶縁膜３１とすることが望ましい。またはその逆の構成とし、できる限り比誘電率の高い材料を第１絶縁物７１とし、できる限り比誘電率の低い材料を第１絶縁膜１３及び第２絶縁膜３１としてもよい。【００６６】
比誘電率及び比透磁率の最も低い物質は空気である。比誘電率の高い材料はチタン酸バリウム系の材料で約１０００まで達している。一方、比透磁率の高い材料で絶縁性を有するものは少ないため、第１半導体膜１２、第２半導体膜３２そのものをローンペア電子励起率の高い（導電性が高い）ものを選べばよく、Ｎｄドープアナターゼ、Ｃｏドープアナターゼなどの半導体材料が適用できる。【００６７】
第１絶縁膜１３及び第２絶縁膜３１の比誘電率は、第１絶縁物７１の比誘電率に対して、各々２倍以上であることが望ましく、１０倍以上であることがより望ましい。この比誘電率比の上限は特に制限されないが、現実的には１０００倍以下である。【００６８】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態のキャパシタ型蓄電池では、エネルギ速度を遅らせて時間τを長くする構造とし、その遅くなった分のエネルギを導電路に貯めることにより容量を高めるものである。電磁波が伝送線路を通らない限界周波数は約１ＴＨｚであり、これより高い周波数を持つ可視光は伝送線路を通らない。したがって、時間τは周波数（１ＴＨｚ）の逆数でピコ秒（ｐｓ）のオーダーである。【００６９】
表面プラズモンや表面マグノンが金属表面を伝わるとき、原子格子の熱振動による熱緩和があり、エネルギを損失する。いわゆる直流抵抗の一種である。そこで、熱緩和による表面プラズモン及び表面マグノンの損失を避けるため、熱緩和しない距離で熱緩和に関係のないフォトンにエネルギを戻し、再びフォトンから表面プラズモン及び表面マグノンにエネルギを変換することを繰り返すことで、時間τを長くできる。図１２でこの原理を説明する。【００７０】
図１２では、表面プラズモンは右から左に流れている。金属表面に、例えば長さ８０ｎｍ、深さ３０ｎｍのギャップを設けると、表面波であるプラズモンはギャップを越えることができないため、再びフォトンにエネルギが変換される。構造的にこれを繰り返すことで、表面プラズモン又は表面マグノンとフォトンとのエネルギ交換を頻度高く行うことができる。結果、熱緩和を避け、交換の度に時間τを稼ぐことができる。【００７１】
第３の実施形態のキャパシタ型蓄電池では、上記ギャップとして、不規則多結晶構造における結晶粒や、多結晶構造粒子の配列を利用する。上記不規則多結晶構造や多結晶構造粒子は８０ｎｍ以上のサイズであることが好ましい。８０ｎｍ未満の粒子は、粒子そのものが特定電子状態であり量子ドットとなることが提唱されている。このオーダーでは電子の摂動、すなわち表面プラズモンや表面マグノンが発生しにくい。
上記ギャップを備える具体的なキャパシタ型蓄電池の構成は以下の通りである。【００７２】
第１絶縁膜１３に対する第１導電膜１２の表面、第２絶縁膜３１に対する第２導電膜３２の表面、又は第１絶縁膜１３及び第２絶縁膜３１にそれぞれ対する第１導電路２１の表面２１Ｓ及び第２導電路２２の表面２２Ｓ（図２（Ｃ）及び図５（Ａ）参照）を、不規則多結晶構造を有する金属面とする。この不規則多結晶構造における結晶粒の平均寸法は８０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であることが好適であり、該結晶粒間の平均距離は３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好適であり、該結晶粒間の溝の深さは３０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好適である。【００７３】
また、図１３及び図１４に示すように、第１絶縁膜１３及び第２絶縁膜３１に対する第１導電路２１の表面２１Ｓ及び第２導電路２２の表面２２Ｓに、厚さ１００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の半導体層２４を被覆し、該半導体層２４の表面で、結晶粒の平均寸法が８０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の多結晶構造粒子を、不規則に平面状に配列させてもよい。【００７４】
なお、図１３及び図１４に示すキャパシタ型蓄電池では基材１１を備えているが、第１又は第２の実施形態にかかる蓄電池と同様に、基材１１を省略してもよい。また、蓄電池をロール状に巻く場合、第２導電膜又は第２半導体膜３２を省略してもよいし、あるいは第１導電膜又は第１半導体膜１２を省略してもよい。【００７５】
第１導電路２１の表面２１Ｓ及び第２導電路２２の表面２２Ｓを被覆した半導体層２４は、例えば、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。
更に、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、前記ニッケルナイトライド等からなる群より選択される化合物にｎ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も好適である。【００７６】
更に、第１絶縁膜１３に対する第１半導体膜１２の表面、又は第２絶縁膜３１に対する第２半導体膜３２の表面で、前記多結晶構造粒子を不規則に平面状に配列させてもよい。【００７７】
上記の点を除いて、第３の実施形態における基材１１、第１導電膜又は第１半導体膜１２、第１絶縁膜１３、第１積層膜１０、第２絶縁膜３１、第２導電膜又は第２半導体膜３２、第２積層膜３０、第１導電路２１及び第２導電路２２は、それぞれ第１実施形態及び第２実施形態で説明したものと同義であり、好適な範囲も同様であるため説明を省略する。【００７８】
＜第４の実施形態＞
図１５及び図１６は、第４の実施形態にかかるキャパシタ型蓄電池の構成を説明する図である。
図１５（Ａ）は、第４の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す平面図であり、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の蓄電池の幅方向における断面図である。
図１５に示すキャパシタ型蓄電池は、積層膜１０の同一面上に、第１導電路２１及び第２導電路２２を複数交互に設けた点、及び複数の第１導電路２１が同一の端子４１に接続しており、複数の第２導電路２２が同一の端子４２に接続している点を除いて、第１の実施形態にかかる蓄電池と同様である。【００７９】
図１６は、第４の実施形態にかかる他のキャパシタ型蓄電池の構成を示す断面図である。
図１６に示すキャパシタ型蓄電池は、積層膜１０の同一面上に、第１導電路２１及び第２導電路２２を複数交互に設けた点、及び複数の第１導電路２１が同一の端子４１に接続しており、複数の第２導電路２２が同一の端子４２に接続している点を除いて、第２の実施形態にかかる蓄電池と同様である。【００８０】
対を形成している第１導電路２１及び第２導電路２２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２１と第２導電路２２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。以下、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。【００８１】
積層膜１０に対して垂直な方向から見た場合、端子４１，４２は一部が互いに重なっているが、端子４１，４２の間には絶縁層５２が位置しているため、互いの絶縁は確保されている。端子４１，４２は、第１導電路２１及び第２導電路２２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２１及び第２導電路２２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、端子４１，４２における電力の抵抗損失を少なくすることができる。【００８２】
また、端子４１は、直接導電路２１に接続しているが、端子４２は、貫通電極６０を介して導電路２２に接続している。貫通電極６０は、端子４１上及び第１導電路２１及び第２導電路２２上に設けられた絶縁層５１を貫通している。端子４２は、絶縁層５１上に位置している。【００８３】
次に、端子４１，４２の製造方法について説明する。積層膜３０から露出している導電路２１に端子４１を接続する。ついで、第１導電路２１及び第２導電路２２上及び端子４１上に絶縁層５１を接着または塗布する。ついで、フォトリソグラフィ法により、絶縁層５１に開口を形成し、この開口内に貫通電極６０を埋め込む。ついで、絶縁層５２を端子４１上に位置させた後、端子４２を貫通電極６０に接続する。【００８４】
本実施形態によっても、第１又は第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。第１導電路２１及び第２導電路２２の数を多くしたため、蓄電池の容量がさらに大きくなる。【００８５】
＜第５の実施形態＞
図１７及び図１８は、第５の実施形態にかかる蓄電池の構成を説明する断面図である。
図１７に示す蓄電池は、第１導電路２１及び第２導電路２２の表面全周（積層膜３０と接する面を含む）に絶縁層２１ａ、２２ａが形成されている点を除いて、第１の実施形態又は第３の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。【００８６】
図１８に示す蓄電池は、第１導電路２１及び第２導電路２２の表面全周（積層膜３０と接する面を含む）に絶縁層２１ａ、２２ａが形成されている点を除いて、第２の実施形態又は第３の実施形態と同様であるため説明を省略する。【００８７】
本実施形態によっても、第１又は第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１導電路２１及び第２導電路２２の表面に絶縁層２１ａ，２２ａが形成されているため、蓄電池の耐圧を高くすることができる。【００８８】
尚、本発明は上述した実施形態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。
【符号の説明】
【００８９】
１０  第１積層膜
１０ａ  端部
１１  基材（基材シート）
１２  第１導電膜又は半導体膜
１３  第１絶縁膜
２１  第１導電路
２２  第２導電路
２１ａ，２２ａ  絶縁層
２４  半導体層
３０  第２積層膜
３１  第２絶縁膜
３２  第２導電膜又は半導体膜
４１，４２  端子
５１，５２  絶縁層
６０  貫通電極
７１  絶縁物
８０  線路
８１  基準電位線路
８２  絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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