(57)【要約】【課題】高い電気容量を確保できると供に誘電損失の低いキャパシタを提供すること。【解決手段】キャパシタ１は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を主成分とする固体電解質層３と、固体電解質層３に形成された第１の電極９及び第２の電極１１とを含む。このキャパシタ１は、一対の電極９、１１のうち少なくとも一方の電極９、１１と固体電解質層３との間に絶縁層５、７を有し、絶縁層５、７の総厚みをＴ１［μｍ］とし、絶縁層５、７の比誘電率をεｒ１とし、固体電解質層３における一対の電極５、７に挟まれる部分の厚みをＴ２［μｍ］としたとき、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００の条件を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を主成分とする固体電解質層と、
該固体電解質層に形成された第１の電極及び該第１の電極と前記固体電解質層を介して対向して配置された第２の電極からなる一対の電極と、
を含むキャパシタであって、
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極と前記固体電解質層との間に絶縁層を有し、
前記一対の電極と前記固体電解質層との間に形成される前記絶縁層の総厚みをＴ１［μｍ］とし、前記絶縁層の比誘電率をεｒ１とし、前記固体電解質層における前記一対の電極に挟まれる部分の厚みをＴ２［μｍ］としたとき、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００を満たすことを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
前記固体電解質層における前記一対の電極に挟まれる部分の厚みをＴ２［μｍ］が、１μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記固体電解質が、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３  （ｘは、０＜ｘ≦１）であり、前記絶縁層が、チタン酸バリウムから構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電荷を蓄えたり放出したりするキャパシタ（コンデンサ）に関し、詳しくは、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を用いたキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解質材料を用いたキャパシタとしては、電解液を用いたものが知られているが、近年では、これとは別に、固体電解質の表面に一対の電極を設けた各種の固体キャパシタが開示されている。
【０００３】
この種の固体キャパシタ（固体電解質キャパシタ）として、例えば、下記特許文献１には、電極間に固体電解質を用いた電気２重層キャパシタの基本的な構造や特性が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、固体電解質キャパシタにおいて、固体電解質の厚みを薄くすると、電気容量が向上する利点が開示されている。
更に、下記特許文献３では、Ｌｉイオン伝導性化合物を含む誘電体層を用いたデカップリングコンデンサ（固体電解質キャパシタ）において、固体電解質の厚みを所定の厚みより薄くすることにより、周波数特性を改善することができる利点が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献４では、一対の電極間に二酸化チタンとペロブスカイト結晶を有するチタン酸化合物層を配置することにより、漏れ電流が小さく、誘電正接（tanδ）が小さく、耐電圧の高いキャパシタを作製できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３０８４４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１１１８０４号
【特許文献３】特開２０１３−２２５５３４号公報
【特許文献４】国際公開第２００８／０９０９８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、下記のような問題があり、その改善が望まれている。
上述した従来技術では、詳細には述べられていないが、電極間に固体電解質を配置したキャパシタの場合には、一般的に固体電解質の粒界の緩和周波数は数Ｈｚ〜１ＭＨｚであり、実用される周波数領域において、損失（誘電損失）が大きいことが予想される。
【０００８】
また、Ｌｉイオン伝導性化合物を用いた技術では、周波数に対する容量（電気容量）の変化率が大きく、例えば前記特許文献３には、誘電体の膜厚が２０μｍの場合、１００ｋＨｚにおける電気容量が１ｋＨｚの１０％以下に低下するという内容の記載がある。
【０００９】
更に、前記特許文献４に記載の技術では、メインの容量形成層に使用している二酸化チタンの比誘電率が１００程度と低く、効率よく電気容量を形成することができないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い電気容量を確保できるとともに、誘電損失の低いキャパシタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明は、第１態様として、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を主成分とする固体電解質層と、該固体電解質層に形成された第１の電極及び該第１の電極と前記固体電解質層を介して対向して配置された第２の電極からなる一対の電極と、を含むキャパシタであって、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極と前記固体電解質層との間に絶縁層を有し、前記一対の電極と前記固体電解質層との間に形成される前記絶縁層の総厚みをＴ１［μｍ］とし、前記絶縁層の比誘電率をεｒ１とし、前記固体電解質層における前記一対の電極に挟まれる部分の厚みをＴ２［μｍ］としたとき、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００を満たすことを特徴とする。
【００１２】
本第１態様では、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００の条件を満たすので、後述する実験例から明らかなように、高い電気容量を確保できるとともに、損失（誘電損失）を低減することができる。
【００１３】
具体的には、本第１態様では、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）の条件を満たすので、誘電損失が小さく、しかも、Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００の条件を満たすので、比誘電率が高い（従って高い電気容量を実現できる）。
【００１４】
また、本第１態様では、固体電解質層と一対の電極との間に絶縁層を形成することにより、リチウムイオンの還元や電極との反応を抑制できるので、後述する実験例に示すように、キャパシタの耐久性（耐電圧）や安定性が高いという効果がある。
【００１５】
（２）本発明は、第２態様として、前記固体電解質層における前記一対の電極に挟まれる部分の厚みＴ２［μｍ］が、１μｍ以上である。
本第２態様では、Ｔ２［μｍ］が、１μｍ以上であるので、後述する実験例から明らかなように、見かけの比誘電率が高いという効果がある。
【００１６】
（３）本発明は、第３態様として、前記固体電解質が、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３  （ｘは、０＜ｘ≦１）であり、前記絶縁層がチタン酸バリウムから構成される。
【００１７】
本第３態様は、固体電解質層及び絶縁層の材料として、好適な例を挙げたものであり、この材料を用いたキャパシタは、高い電気容量と低い誘電損失とを両立できる。
＜ここで、本発明の各構成について説明する＞
・前記固体電解質としては、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３  （ｘは、０＜ｘ≦１）以外に、例えば、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３（ＬＡＴＰ）、ＬｉｘＺｒｙＮｂｚ（ＰＯ４）３（ＬＺＮＰ）、Ｌｉ１．２Ｚｒ１．９Ｃａ０．１（ＰＯ４）３（ＬＺＣＰ）、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２（ＬＬＺ）、Ｌｉ７−ｘＬａ３Ｚｒ２−ｘＮｂｘＯ１２（ＬＬＺＮ）、Ｌｉ３ｘＬａ２／３−ｘＴｉ１／３−ｘＯ３（ＬＬＴ）、Ｌｉ７−ｘＬａ３Ｚｒ２−ｘＴａｘＯ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２（ＬＢＬＴ）、Ｌｉ３ＢＯ３、Ｌｉ３ＰＯ４（ＬｉＰＯＮ）、ＬｉＳ−Ｐ２Ｓ５（ＬＰＳ）、Ｌｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２（ＬＧＰＳ）、Ｌｉ１＋ｘ＋ｙＡｌｘ（Ｔｉ，Ｇｅ）２−ｘＳｉｙＰ３−ｙＯ１２（ＬＩＣＧＣ）などのリチウムイオン伝導体等を採用できる。なお、固体電解質としては、ここで例示した各固体電解質のイオン伝導性の範囲のものを採用できる。
【００１８】
・前記固体電解質層としては、上述したリチウムイオン伝導性を有する固体電解質のみからなるものが好ましいが、固体電解質層に固体電解質以外の材料を、５０体積％未満の範囲で含むものも採用できる。すなわち、固体電解質層に固体電解質は、５０体積％を超える範囲で含まれる。なお、固体電解質層に含まれる固体電解質以外の材料としては、後述する絶縁層の材料や固体電解質を構成する元素の酸化物材料を採用することができる。固体電解質を構成する元素の酸化物材料としては、例えば、ＡｌＰＯ４、ＴｉＯ２、ＬａＴｉＯ３などが挙げられる。
【００１９】
・前記絶縁層としては、例えばチタン酸バリウム（ＢＴ）などの電気絶縁性（即ち電子伝導性及びイオン伝導性に関する電気絶縁性）を有する各種の絶縁層を採用できる。例えば、チタン酸ストロンチウム、アルミナ、ジルコニア、シリカなどの金属酸化物やポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、アクリル、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂などを採用できる。なお、絶縁層としては、ここで例示した各絶縁層の電気絶縁性の範囲のものを採用できる。
【００２０】
・本発明における絶縁層とは、電気を極めて通しにくく、外部から加えられた電場によってイオンが動かないか或いは動きにくいもの、もしくはイオンが存在しない物質で構成されているものである。なお、前記絶縁層は、少なくともイオン伝導性については、前記固体電解質よりも小さい。
【００２１】
・前記見かけの比誘電率とは、一対の電極間に配置された誘電体である層、即ち絶縁層と固体電解質層とからなる複合層の総合的な比誘電率を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態のキャパシタを示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はキャパシタを厚み方向に破断して示す断面図（Ａ−Ａ断面図）である。
【図２】実験例で作製した試料を示し、（ａ）は試料３〜８を厚み方向に破断して示す断面図、（ｂ）は試料９を厚み方向に破断して示す断面図、（ｃ）は試料１０を厚み方向に破断して示す断面図である。
【図３】評価１に関する実験結果を示し、試料１〜１０の周波数と電気容量との関係を示すグラフである。
【図４】評価１に関する実験結果を示し、試料１〜１０の周波数と比誘電率との関係を示すグラフである。
【図５】評価１に関する実験結果を示し、試料１〜１０の周波数と誘電正接との関係を示すグラフである。
【図６】評価２に関する実験結果を示し、試料４、９に加える電圧とそれにより流れる電流との関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態のキャパシタを示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はキャパシタを厚み方向に破断して示す断面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態のキャパシタについて説明する。
［第１実施形態］
ａ）まず、第１実施形態のキャパシタの構成について説明する。
【００２４】
図１に模式的に示すように、第１実施形態のキャパシタ１は、直方体形状の固体キャパシタ（セラミックコンデンサ）であり、直方体形状の固体電解質層３と、固体電解質層３の厚み方向の一方（図１（ｂ）上方）の表面に積層された第１絶縁層５と、固体電解質層３の厚み方向の他方（図１（ｂ）下方）の表面に積層された第２絶縁層７と、第１絶縁層５の表面（外側表面）に形成された第１電極９と、第２絶縁層７の表面（外側表面）に形成された第２電極１１とから構成されている。
【００２５】
前記固体電解質層３は、例えば縦１２．５ｍｍ、横１２．５ｍｍの直方体形状の誘電体である。なお、固体電解質層３の厚みは、後述する実験例に示すように、例えば２０００μｍである。この固体電解質層３はリチウムイオン伝導性固体電解質からなり、例えば、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３  （ｘは、０＜ｘ≦１）（以下ＬＡＧＰと記することもある）から構成されている。
【００２６】
前記第１絶縁層５及び第２絶縁層７は、それぞれ、例えば縦１２．５ｍｍ、横１２．５ｍｍの直方体形状の誘電体である。なお、各絶縁層５、７の厚みは、後述する実験例に示すように、それぞれ、例えば５μｍである。この第１絶縁層５及び第２絶縁層７は、電気絶縁材料からなり、例えば、チタン酸バリウム（ＢＴ）から構成されている。
【００２７】
前記第１電極９及び第２電極１１は、例えば直径φ８ｍｍの円盤形状である。この第１電極９及び第２電極１１は、例えばＡｕなどの導電材料から構成されている。
なお、両電極９、１１を除いた固体電解質層３及び両絶縁層５、７からなる誘電体のセラミック層を複合層１３と称する。
【００２８】
特に、本第１実施形態では、第１絶縁層５の厚みＴＴと第２絶縁層７の厚みＴＢとの合計の厚み（総厚み）をＴ１［μｍ］とし、その両絶縁層５、７の比誘電率をεｒ１とし、第１電極９及び第２電極１１の間における固体電解質層３の厚みをＴＬ＝Ｔ２［μｍ］としたとき、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００の条件を満たしている。また、固体電解質層３の厚みＴ２が、１μｍ以上である。
【００２９】
ｂ）次に、第１実施形態のキャパシタ１の製造方法について説明する。
第１実施形態のキャパシタ１を製造する場合には、後の実験例にて詳述するように、まず、固体電解質層３を作製するために、固体電解質であるＬＡＧＰの原材料を所定量秤量した。
【００３０】
次に、秤量した原料を、他の各種材料とともに混合して、混合材料を作製した。
次に、その混合物を乾燥した後に、所定条件で仮焼し、ＬＡＧＰの仮焼粉末を作製した。
【００３１】
次に、その仮焼粉末を粉砕して乾燥し、ＬＡＧＰの粉砕粉末を作製した。
次に、その粉砕粉末に、バインダや溶剤を混合して、ＬＡＧＰのスラリーを作製した。
次に、そのスラリーを用いて、ドクターブレード法により、電解質シートを作製した。
【００３２】
次に、その電解質シートを所定枚数積み重ね、加熱して高圧プレスして、積層体を作製した。
次に、その積層体を、所定のサイズに切断して、未焼成の板状のＬＡＧＰ（未焼成ＬＡＧＰ板）を作製した。
【００３３】
次に、その未焼成のＬＡＧＰ板を、所定条件で焼成してＬＡＧＰ板（即ち固体電解質層３）を得た。
また、第１絶縁層５及び第２絶縁層７を作製するために、その材料のチタン酸バリウム（ＢＴ）の粉末に、バインダや溶剤を混合して、スラリーを作製した。
【００３４】
次に、そのスラリーを用いて、ドクターブレード法により、絶縁シートを作製した。
次に、その絶縁シートを、所定形状に切断した。
次に、切断した絶縁シートを、ＬＡＧＰ板の両面に貼り付けた。
【００３５】
その後、各絶縁シート上に、Ａｕをスパッタリングすることにより、第１電極９及び第２電極１１を形成した。
これにより、第１実施形態のキャパシタ１が得られた。
【００３６】
ｃ）次に、第１実施形態のキャパシタ１の効果を説明する。
第１実施形態のキャパシタ１は、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００の条件を満たすので、高い電気容量（交流容量）を確保できるとともに、損失（誘電損失）を低減することができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、Ｌｉイオンの還元や電極との反応を抑制できるので、キャパシタの耐久性（耐電圧）や安定性が高いという効果がある。
更に、第１実施形態では、Ｔ２［μｍ］が、１μｍ以上であるので、見かけの比誘電率が高いという効果、つまり、高い電気容量を確保できるという効果がある。
【００３８】
その上、第１実施形態では、固体電解質層３が、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３  （ｘは、０＜ｘ≦１）からなり、第１絶縁層５及び第２絶縁層７がチタン酸バリウムからなるので、この点からも、高い電気容量と低い誘電損失とを両立できるという顕著な効果を奏する。
［実験例］
次に、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
【００３９】
ａ）まず、本実験に用いる試料の作製方法について説明する。
本実験では、下記の手順で、実験に使用する試料１〜１０を作製した。
＜仮焼粉末作製工程＞
まず、固体電解質体であるＬＡＧＰを製造するために、Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ０．５（ＰＯ４）３のモル比となる様に、炭酸リチウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムを、所定量秤量して混合した混合材料を作製し、その混合材料を、エチルアルコールと共に、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて混合した。
【００４０】
その混合物を乾燥した後に、アルミナのルツボを用いて、大気雰囲気で、最高温度９００℃にて２時間保持して仮焼を行い、ＬＡＧＰの仮焼粉末を作製した。
＜粉砕粉末作製工程＞
次に、前記仮焼粉末を、エチルアルコールとともに、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて、３６時間粉砕を行い、乾燥して、ＬＡＧＰの粉砕粉末を作製した。
【００４１】
＜スラリー作製工程＞
次に、前記粉砕粉末と、バインダ（アクリル樹脂）と、可塑剤（フタル酸ジオクチル）とを、メチルエチルケトン／トルエン混合溶剤中で混合して、ＬＡＧＰのスラリーを作製した。
【００４２】
＜シート作製工程＞
次に、前記スラリーを、ドクターブレード法で、片面にＳｉ処理されたＰＥＴ製キャリアフィルムに塗布して、厚さ３０μｍの電解質シートを作製した。
【００４３】
＜積層体作製工程＞
次に、前記電解質シートを、所定のサイズに打ち抜き、所定の厚み（積層構造）となるように、所定枚数（例えば１５枚）積み重ねて、ＬＡＧＰの積層体を作製し、ＷＩＰ（Warm Isostatic Press）により８０℃に加熱しながら、１９６ＭＰａにて１０００秒保持して高圧プレスを行った。
【００４４】
その後、所定のサイズ（例えば縦１５．０ｍｍ、横１５．０ｍｍ）に切断して、未焼成の板状のＬＡＧＰ（未焼成ＬＡＧＰ板）を作製した。
＜焼成工程＞
次に、前記未焼成ＬＡＧＰ板を、大気雰囲気で２８０℃に加熱して、脱バインダ処理をした後に、大気雰囲気中で、最高温度８５０℃で２０時間保持して焼成した。
【００４５】
これにより、下記表１に記載の厚みＴＬを有する縦１２．５ｍｍ、横１２．５ｍｍのＬＡＧＰ板（即ち固体電解質層３）を得た。
なお、固体電解質層３の厚みＴＬは、電解質シートの積層枚数により調節する。
【００４６】
＜絶縁シート作製工程＞
また、チタン酸バリウム（ＢＴ）の粉末と、バインダ（ブチラール樹脂）と、可塑剤（フタル酸ジオクチル）とを、エチルアルコール／トルエン混合溶剤中で、アルミナ製のトロンメルとジルコニア球石を用いて混合して、スラリーを作製した。
【００４７】
次に、スラリーを、ドクターブレード法で、片面にＳｉ処理されたＰＥＴ製キャリアフィルムに塗布して、厚さ１μｍおよび５μｍの２種類の絶縁シートを作製した。
なお、絶縁シートは、所定サイズ（例えば縦１２．５ｍｍ、横１２．５ｍｍ）に切断した。
【００４８】
＜試料の作製工程＞
次に、切断した絶縁シートを、前記ＬＡＧＰ板の両面に貼り付けた。詳しくは、絶縁シートを、ＷＩＰにより８０℃に加熱しながら、１００ＭＰａにて６０秒保持して、ＬＡＧＰ板の両面に貼り付けた。
【００４９】
その後、各絶縁シート上に、Ａｕスパッタにてφ８ｍｍの電極（即ち第１電極９及び第２電極１１）を形成した。これにより、図２（ａ）に示す構造、即ち、第１実施形態と同様に、厚さＴＬの固体電解質層３の両側に、厚さＴＴの第１絶縁層５及び厚さＴＢの第２絶縁層７を備えるとともに、各絶縁層５、７の外側に第１電極９及び第２電極１１を備えたキャパシタの試料３〜８を作製した。
【００５０】
詳しくは、下記表１に示すように、試料３〜８については、第１絶縁層５の材料として、厚さ１μｍ又は５μｍの絶縁シートを用い、第２絶縁層７の材料として、厚さ５μｍの絶縁シートを用いた。なお、試料１、２では、第２絶縁層７を形成せず、固体電解質層３に直接に第２電極１１を形成した。また、表１の厚さＴ１は、両絶縁層５、７の厚さの合計（ＴＴ＋ＴＢ）である。
【００５１】
また、比較例として、図２（ｂ）に示すように、ＬＡＧＰ板の厚み２２５μｍで絶縁シートを貼り付けないもの（試料９）を作製した（下記表２参照）。つまり、固体電解質層２１の両側に、直接に第１電極２３及び第２電極２５を形成した試料９を作製した。
【００５２】
更に、他の比較例として、図２（ｃ）に示すように、Ｎｉ箔３１上に２層の絶縁シート３３、３５（各厚み５μｍ）を貼り付けたもの（試料１０）を作製した（下記表２参照）。なお、絶縁シート３３の外側に第１電極３７を形成し、Ｎｉ箔３１を第２電極とした。
【００５３】
なお、比較例の電極２３、２５、３７や絶縁シートの材料やサイズは、試料１〜８と同様である。
【００５４】
【表１】
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ｂ）次に、各試料を用いて行った評価１について説明する。
【００５５】
この評価１とは、本発明のキャパシタが、高い電気容量と低い誘電損失とを両立できることを確認するものである。
まず、前記各試料１〜１０について、Ａｇｉｌｅｎｔ製４２９４Ａを用いて、測定電圧（実効値）：０．１Ｖ、測定周波数：４０Ｈｚ〜１１０ＭＨｚの条件下で、交流インピーダンス測定を行った。
【００５６】
そして、この交流インピーダンス測定に基づいて、図３〜図５に示すように、周波数と電気容量との関係（電気容量の周波数依存性）、周波数と比誘電率（見かけの比誘電率）との関係（比誘電率の周波数依存性）、周波数と誘電損失との関係（誘電損失の周波数依存性）を求めた。
【００５７】
なお、図３の縦軸は電気容量Ｃ［Ｆ］で横軸は周波数であり（縦軸及び横軸とも対数目盛）、図４の縦軸は比誘電率εｒで横軸は周波数であり（縦軸及び横軸とも対数目盛）、図５の縦軸は誘電損失tanδ［％］で横軸は周波数である（横軸のみ対数目盛）。
【００５８】
また、前記図３〜図５に示す演算結果に基づいて、下記表２に示すように、容量変化率、比誘電率、誘電損失を求めた。なお、表２に示す容量変化率は、１ｋＨｚの電気容量に対する１００ｋＨｚの電気容量の割合であり、比誘電率は、固体電解層と全ての絶縁層とを誘電体とした場合の１ｋＨｚにおける見かけの比誘電率であり、誘電損失は、１ｋＨｚにおけるインピーダンスの「（実数成分）／（虚数成分）」の絶対値である。
【００５９】
ここで、図３及び図４より、試料１０の電気容量、即ちＢＴと樹脂からなる絶縁層のみの試料について、１ｋＨｚの電気容量は、約３．５×１０−９Ｆとなり、比誘電率に換算すると約８０となる。
【００６０】
よって、各絶縁層の比誘電率は８０であるので、（絶縁層の総厚み）÷（絶縁層の比誘電率）÷（固体電解質層の総厚み）＝（ＴＴ＋ＴＢ）／（ＴＬ＊８０）の値、即ち、Ｔ１／（８０＊Ｔ２）の値は、下記表２の通りとなる。
【００６１】
また、下記表２における評価（高誘電率と低損失の両立）の判定基準は、下記の通りである。
○：下記条件（Ｊ１、Ｊ２）を２つ同時に満足
×：下記条件（Ｊ１、Ｊ２）を同時に満足できない
（Ｊ１）：１ｋＨｚにおける比誘電率（見かけの比誘電率）が３０００以上
（Ｊ２）：１ｋＨｚにおける誘電損失が５％以下
【００６２】
【表２】
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この表２から明らかなように、比較例である絶縁層なしの試料９に対して、本発明例である試料１、２、４〜７は、絶縁層を形成することにより誘電損失が低下してことが分かる。また、「（絶縁層の総厚み）÷（絶縁層の比誘電率）÷（固体電解質層の総厚み）」が小さくなると誘電損失が大きくなる傾向があり、１／３００００より小さいと、１ｋＨｚの誘電損失は５％より大きくなることが分かる。更に、「（絶縁層の総厚み）÷（絶縁層の比誘電率）÷（固体電解質層の総厚み）」が大きくなると比誘電率（従って電気容量）が小さくなる傾向があり、１／３０００より大きいと、１ｋＨｚの比誘電率は３０００より小さくなることが分かる。
【００６３】
このように、本発明のキャパシタでは、「（絶縁層の総厚み）÷（絶縁層の比誘電率）÷（固体電解質層の総厚み）」、即ち、「Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）」が、１／３００００以上１／３０００以下の範囲であるので、言い換えると、「１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００」の条件を満たすので、高い電気容量及び低い誘電損失を供に実現できるという顕著な効果を奏することが分かる。
【００６４】
ｃ）次に、各試料を用いて行った評価２について説明する。
この評価２とは、本発明のキャパシタが、Ｌｉイオンの還元や電極との反応を抑制できることを確認するものである。
【００６５】
実験には、本発明の試料４と比較例の試料９とを用いた。そして、耐電圧を調べるために、Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ製１２８７の測定装置を用いて、試料４と試料９に対して、０Ｖから１０Ｖまで掃引速度５ｍＶ／ｓで電圧を印加した時の電流を測定した。その結果を、図６に示す。
【００６６】
図６から明らかなように、試料９では、４Ｖ付近と５〜６Ｖ付近に電流のピークが確認され、掃引後の電極が黒色化した。これに対して、試料４は、印加電圧に依らず一定の電流で電極に変化が見られなかった。
【００６７】
これは、試料９は、過電圧を印加する事により、電極とＬＡＧＰの間で何らかの反応が起こったため、大きな電流が流れるのに対して、試料４は、絶縁層を挿入する事により電極とＬＡＧＰの反応を抑制して電流が流れにくくなった事が推定される。
【００６８】
この実験から、本発明のキャパシタでは、Ｌｉイオンの還元や電極との反応を効果的に抑制できることが分かる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のキャパシタについて説明する。
【００６９】
ａ）まず、第２実施形態のキャパシタの構成について説明する。
図７に模式的に示すように、第２実施形態のキャパシタ４１は、直方体形状の積層セラミックチップコンデンサであり、複数の固体電解質層４３及び絶縁層４５が積層された母材の複合層４７と、複合層４７の間に配置された複数の電極（内部電極）４９と、複合層４７の長手方向（図７（ｂ）の左右方向）の両端に設けられた一対の外部電極５１とから構成されている。
【００７０】
このうち、複数の内部電極４９は、一方の第１外部電極５１ａに接続された複数の第１内部電極４９ａと、他方の第２外部電極５１ｂに接続された複数の第２内部電極４９ｂとからなり、第１内部電極４９ａと第２内部電極４９ｂとは、互いに入り組むように櫛歯状に配置されている。
【００７１】
前記固体電解質層４３の材料はＬＬＴであり、絶縁層４５の材料はＢＴである。前記第１実施形態と同様である。また、内部電極４９は、Ｃｕ、Ｎｉ、及びＦｅから選択される少なくとも１種の金属材料を含むものであり、例えばＮｉからなる電極を採用できる。また、外部電極５１は、図示しないが、各内部電極４９と接するＮｉからなる下層の表面に、Ｎｉメッキ層とＳｎメッキ層とが形成されたものである。
【００７２】
特に、本第２実施形態では、内部電極４９の厚み方向の両側（図７（ｂ）の上下方向の両側）に、絶縁層４５が形成されており、この絶縁層４５に挟まれるように、固体電解質層４３が配置されている。つまり、各固体電解質層４３は、各絶縁層４５によって分離されるように配置されている。また、内部電極４９の先端（図７（ｂ）の左右方向の先端）から外部電極５１に到る間には、内部電極４９の表面（例えば全表面）を覆うように絶縁層４５が形成されている。
【００７３】
本第２実施形態においても、積層された複数の複合層４７のうち、第１内部電極４９ａと第２内部電極４９ｂとの間に形成される絶縁層４５の総厚みをＴ１［μｍ］とし、その絶縁層４５の比誘電率をεｒ１とし、積層方向の両端（図７（ｂ）の上下方向における両端）の第１内部電極４９ａと第２内部電極４９ｂとの間における固体電解質層４３の総厚みをＴ２［μｍ］としたとき、１／３００００≦Ｔ１／（εｒ１×Ｔ２）≦１／３０００の条件を満たしている。また、この固体電解質層４３の総厚みＴ２が、１μｍ以上である。
【００７４】
ｂ）次に、第２実施形態のキャパシタ４１の製造方法について簡単に説明する。
第２実施形態のキャパシタ４１を製造する場合には、まず、固体電解質層４３を作製するために、固体電解質体であるＬＬＴの原材料を所定量秤量した。
【００７５】
次に、秤量した原料を、他の各種材料とともに混合して、混合材料を作製した。
次に、その混合物を乾燥した後に、所定条件で仮焼し、ＬＬＴの仮焼粉末を作製した。
次に、その仮焼粉末を粉砕して乾燥し、ＬＬＴの粉砕粉末を作製した。
【００７６】
次に、その粉砕粉末に、バインダや溶剤を混合して、ＬＬＴのスラリーを作製した。
次に、そのスラリーを用いて、ドクターブレード法により、電解質シートを作製した。
また、絶縁層４５を作製するために、その材料のチタン酸バリウム（ＢＴ）の粉末に、バインダや溶剤を混合して、スラリーを作製した。
【００７７】
次に、そのスラリーを用いて、ドクターブレード法により、絶縁シートを作製した。
次に、その絶縁シートの表面に、内部電極４９となるＮｉ電極の材料を、スクリーン印刷により、所定の印刷パターンで印刷し、Ｎｉ電極が形成された絶縁シートを得た。
【００７８】
次に、図７（ｂ）の断面構造となるように、電解質シートとＮｉ電極が形成された絶縁シートとＮｉ電極が形成されていない絶縁シートとを順次積層し複合シートを作製した。
次に、前記積層体を、大気雰囲気で３００℃に加熱して、脱バインダ処理をした後に、Ｈ２／Ｎ２の混合ガス雰囲気（還元雰囲気）中で焼成した。
【００７９】
これにより、固体電解質層４３と内部電極４９と絶縁層４５とが積層された焼結体が得られた。
次に、従来と同様に、前記焼結体の長手方向の両端部に、外部電極５１の下層の材料として、Ｎｉペーストを塗布して焼き付けた後に、Ｎｉメッキ及びＳｎメッキを施して、外部電極５１を形成した。
【００８０】
これにより、第２実施形態のキャパシタ４１が完成した。
このようにして製造された第２実施形態のキャパシタ４１においても、前記第１実施形態と同様な効果を奏する。
【００８１】
尚、本発明は前記実施形態や実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
１、４１…キャパシタ
３、２１、４３…固体電解質層
５、７、３３、３５、４５…絶縁層
１３、４７…複合層
９、１１、２３、２５、３１、３７、４９、４９ａ、４９ｂ、５１、５１ａ、５１ｂ…電極
【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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