(57)【要約】【課題】可撓性を備えつつ、基材と圧電体膜を間に挟んで形成した電極間の電気絶縁性の低下や短絡を防止した圧電体素子を実現する。【解決手段】少なくとも高分子材料を含む基材１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材１０の直上に形成された圧電体膜２０と、を備え、圧電体膜２０は、基材１０面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子２１を充填及び堆積し、粒子２１が互いに結合してなる結合層２２を有する圧電体素子１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高分子材料を含む基材と、
ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、前記基材の直上に形成された圧電体膜と、
を備え、
前記圧電体膜は、前記基材面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子を充填及び堆積し、前記粒子が互いに結合してなる結合層を有することを特徴とする圧電体素子。
【請求項２】
前記基材は、１０８Ωｃｍ以上の電気抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の圧電体素子。
【請求項３】
前記ウルツ鉱型結晶構造の化合物は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ及びＩｎＰのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電体素子。
【請求項４】
前記高分子材料は、ポリイミド（ＰＩ）、アラミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びシクロオレフィン系ポリマーの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の圧電体素子。
【請求項５】
前記ウルツ鉱型結晶構造の化合物は、他種元素を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の圧電体素子。
【請求項６】
前記他種元素は、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族元素の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の圧電体素子。
【請求項７】
前記圧電体膜及び前記基材を間に挟んで配置される、第１電極及び第２電極を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の圧電体素子。
【請求項８】
ウルツ鉱型結晶構造を有する化合物を構成する元素種を含有する化学溶液を調製する調製工程と、
少なくとも高分子材料を含む基材の上に、前記化学溶液を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程により形成した塗布膜を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程により乾燥した塗布膜を焼成する焼成工程と、
を含むことを特徴とする圧電体素子の製造方法。
【請求項９】
前記調製工程において調製する前記化学溶液に、更に、前記元素種以外の他種元素を含有することを特徴とする請求項８に記載の圧電体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記焼成工程においては、前記基材の耐熱温度以下で、前記塗布膜を焼成することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の圧電体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記乾燥工程においては、前記基材の耐熱温度以下で、前記塗布膜を乾燥することを特徴とする請求項８〜請求項１０の何れか１項に記載の圧電体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記塗布工程における前記化学溶液の塗布は、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、シルクスクリーン印刷法、またはインクジェット印刷法を用いて行われることを特徴とする請求項８〜請求項１１の何れか１項に記載の圧電体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体素子、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、薄膜状の圧電体を用いた圧電体素子が注目されている。特に、六方晶系ウルツ鉱型結晶構造を取る酸化亜鉛（ＺｎＯ）系、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物等の化合物を膜状にしたウルツ鉱型結晶膜からなる圧電体膜およびこの圧電体膜を用いた圧電体素子が注目されている。
【０００３】
例えば、ＺｎＯ圧電体膜は、表面弾性波（ＳＡＷ）素子として実用化され、またエンジン用燃焼圧センサへの応用が提案されている（非特許文献１参照）。ＡｌＮ圧電体膜はバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタとして実用化されている。また、ＺｎＯナノワイヤーアレイを基にした圧電性ナノ発電機の展望として、風、波、体の動き、交通など機械的エネルギーからの発電が提案されている（非特許文献２参照）。
【０００４】
ウルツ鉱型結晶は、ｃ軸に沿った［０００１］および［０００−１］の２つの極性方向を有する。例えば、図９にウルツ鉱型ＺｎＯ結晶を示す。ＺｎＯ膜が、基材面から垂直方向に（０００１）面が配向した場合にはＺｎ極性を、基材面から垂直方向に（０００−１）面が配向した場合にはＯ極性を有する。ウルツ鉱型結晶膜の圧電応答特性は、極性分布割合に直線的に依存するため（非特許文献３参照）、極性分布割合を制御することは、ウルツ鉱型結晶膜の圧電特性を制御し向上させるための重要な要素である。
【０００５】
ウルツ鉱型結晶からなる圧電体膜の製造方法として、主にスパッタ法、その他、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等が知られている。
【０００６】
しかしながら、これらの製造方法は真空チャンバーもしくは一般的なチャンバーを必要とするため、大面積の基材上に圧電体膜を成膜することが難しく、また装置導入などの経費も掛かるため、上記の製造方法で得られる圧電体膜は高価であるという問題点を有している。さらに、小規模生産や多品種生産に対応することが難しいという問題点もある。
【０００７】
このため、低コストで大面積の基材上に成膜可能な実用的な成膜方法が強く求められている。このニーズに応える成膜方法として、化学溶液堆積法あるいはゾルゲル法と呼ばれる手法がある。本手法は、ウルツ鉱型結晶膜の成膜法として、透明導電膜や半導体素子等への応用を目指した研究開発が活発に行われている。
【０００８】
しかしながら、この化学溶液堆積法を用いた圧電体膜の成膜に関する報告は、かなり少ない。また、先述したように、圧電特性にとって重要な、ウルツ鉱型結晶膜の極性やその分布を、化学溶液堆積法で製造された膜に対して評価した報告は一報（非特許文献４）のみで、極性制御に関する知見はほとんどない。
【０００９】
このように、圧電体膜の成膜においては、ｃ軸配向性だけでなく極性分布の制御までが求められるため、化学溶液堆積法は、これまで圧電体膜の成膜法としてはほとんど適用されてこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−６６９０１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】電気学会論文誌Ａ，第１２８巻，７４０〜７４１ページ，２００８年
【非特許文献２】Advanced Functional Materials, 18 (2008) pp. 3553-3567
【非特許文献３】Applied Physics Letters, 92 (2008) 093506
【非特許文献４】Journal of Applied Physics, 110 (2011) 114120
【非特許文献５】Advanced Functional Materials, 17 (2007) pp.458-462
【非特許文献６】Advanced Materials, 24 (2012) pp.6022-6027
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
最近、ウルツ鉱型結晶膜からなる圧電体膜の新たな応用として、脈波や呼吸などの生体信号を検出するための生体センサへの応用が期待されている。生体センサは、センサ素子を、被験者の手首や胴体等に装着して使用される。このため、可撓性のある高分子基材上に成膜された圧電体膜が必要となる。
【００１３】
ここで、例えば、非特許文献６には、経済的に有利な化学溶液堆積法を用いて、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）／ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）基材上に粒子状構造を有するＺｎＯ圧電体膜を用いてフレキシブルな圧電体素子を作製することについて記載されている。ただし、非特許文献６に記載のＺｎＯ圧電体膜は、ＰＥＴ上に形成されたＩＴＯ下部電極上に作製され、さらに、ＺｎＯ圧電体膜上に上部電極が形成されている。このような圧電体膜のみを挟み込むように２つ電極が形成された圧電体素子の構造では、圧電体素子の圧電応答性の低下若しくは喪失するという問題が生じる。
【００１４】
なぜなら、化学溶液堆積法で作製された膜は、一般的には、粒子が疎に充填した粒子状構造であるため、膜の上面から下面まで連続する間隙が存在する可能性が高く、このような間隙を有する膜に上部電極を形成すると、電極材料の成分である導電性化合物が上記間隙を通じて基材近傍若しくは基材上に堆積し、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を引き起こすためである。
【００１５】
圧電体素子の圧電応答性の低下若しくは喪失という問題は、圧電体膜中に問題となる間隙が１か所でも存在すると起こる。そのため、大面積の圧電体膜を成膜しそれを用いて作製された圧電体素子の場合には、より深刻な問題となる。また、このような問題は、スパッタ法を用いて製造された、ウルツ鉱型結晶からなる圧電体膜は、柱状晶からなる膜構造であるため、同様に起こりうる問題である。そのため、特許文献１に記載されているように、絶縁体であるポリイミド基材の直上に、ＡｌＮ圧電体膜が製造されている。しかしながら、スパッタ法を用いて製造された圧電体膜は、上述したように、その価格が高く、大面積のものを得ることが困難であるため、実用化を阻む大きな障壁となっている。
【００１６】
化学溶液堆積法を用いたＺｎＯ圧電体膜の製造に関する、そのほかの報告では、基材として、インコネル合金板やシリコン基板が用いられており、可撓性のある圧電体素子を提供していない。例えば、非特許文献４には、化学溶液堆積法を用いて、ウルツ鉱型結晶構造を有する化合物に他元素をドープすることにより、その極性分布割合を制御し、その結果、圧電特性向上したウルツ鉱型結晶膜、及びその製造方法について記載されているが、これは、インコネル合金板の基材上に、９２３Ｋの高温で焼成して製造するものである。すなわち、高分子基材の直上に圧電体膜を形成する手法として、化学溶液堆積法が用いられることはなかった。
【００１７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、小規模生産や多品種生産に対応可能であること、電極間の電気絶縁性の低下や短絡の問題を解決すること、及び、大面積の基材上に経済的に成膜すること、の少なくとも１つを解決した、可撓性のある圧電体素子、及び当該圧電体素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の態様の１つは、少なくとも高分子材料を含む基材と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、前記基材の直上に形成された圧電体膜と、を備え、前記圧電体膜は、前記基材面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子を充填及び堆積し、前記粒子が互いに結合してなる結合層を有することを特徴とする圧電体素子である。当該態様によれば、前記基材と前記圧電体膜を間に挟んで電極を形成した場合に、圧電体膜の上面から下面まで連続する間隙を通じて基材近傍若しくは基材上に電極材料の成分である導電性化合物が堆積したとしても、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を引き起こすおそれがない、可撓性を備えた圧電体素子を実現することができる。また、圧電体膜をスパッタ法にて形成すると、例えば非特許文献２で報告されているように前記基材面と垂直方向に１つの柱状晶が成長しその柱状晶の高さは膜厚に匹敵しているが、当該態様に係る圧電体素子は、前記基材面と垂直方向に少なくとも２つの粒子が充填及び堆積された構造であり、従来とは全く異なる構造の圧電体素子を実現できる。
【００１９】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記基材は、１０８Ωｃｍ以上の電気抵抗を有することを特徴とする。当該態様によれば、前記基材と前記圧電体膜を間に挟んで電極を形成した場合に、圧電体膜の上面から下面まで連続する間隙を通じて基材近傍若しくは基材上に電極材料の成分である導電性化合物が堆積したとしても、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を引き起こすおそれがない圧電体素子を実現することが出来る。
【００２０】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記ウルツ鉱型結晶構造の化合物は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ及びＩｎＰのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする。当該態様によれば、圧電特性を示す圧電体膜を備えた圧電体素子を実現することができる。
【００２１】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記高分子材料は、ポリイミド（ＰＩ）、アラミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びシクロオレフィン系ポリマーの少なくとも１種を含むことを特徴とする。当該態様によれば、前記基材が可撓性を有する圧電体素子を実現できる。
【００２２】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記ウルツ鉱型結晶構造の化合物は、他種元素を含むことを特徴とする。「他種元素」とは、前記ウルツ鉱型結晶構造の化合物に含まれる元素以外の元素を指す。当該態様によれば、前記他種元素が含むことにより、極性分布割合が高くなり、より高い圧電特性、電気特性、発光特性、化学的安定性等を有する圧電体膜を備えた圧電体素子を実現することができる。
【００２３】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記他種元素は、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族元素の少なくとも１種を含むことを特徴とする。このような他種元素を含むことにより、圧電体膜がより高い極性分布割合を示すため、より高い圧電特性、電気特性、発光特性、化学的安定性等を有する圧電体素子を実現することができる。
【００２４】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記圧電体膜及び前記基材を間に挟んで配置される、第１電極及び第２電極を更に備えることを特徴とする。当該態様によれば、電極間の電気絶縁性の低下や短絡のおそれが無い前記第１電極と前記第２電極を備えた圧電体素子を実現することができる。
【００２５】
本発明の他の態様は、ウルツ鉱型結晶構造を有する化合物を構成する元素種を含有する化学溶液を調製する調製工程と、少なくとも高分子材料を含む基材の上に、前記化学溶液を塗布する塗布工程と、前記塗布工程により形成した塗布膜を乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程により乾燥した塗布膜を焼成する焼成工程と、を含むことを特徴とする圧電体素子の製造方法である。当該製造方法によれば、可撓性を備えつつ、前記基材と前記圧電体膜を間に挟んで電極を形成した場合に、電極間の電気絶縁性の低下や短絡が防止される圧電体素子を製造することができる。
【００２６】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記調製工程において調製する前記化学溶液に、更に、前記元素種以外の他種元素を含有することを特徴とする。ウルツ鉱型結晶構造を有する化合物の薄膜を基材上に形成する場合、上述したようにスパッタ法で行われていたが、スパッタ法では単価が高価なターゲットを用いるため、成膜する圧電体膜を構成する元素や分子の構成比率の調整における自由度が低い。これに対し、化学溶液を用いる、いわゆる化学溶液堆積法であれば、化学溶液への他種元素の添加量の調整が容易であり、前記元素種に対する前記他種元素の比率の調整における自由度が大きく向上する。そして、前記元素種に前記他種元素を添加した化学溶液を用いた前記調整工程から前記焼成工程を経て製造される圧電体素子は、前記圧電体膜における極性分布割合の制御特性が向上し、圧電応答性が高い。また、電気特性、発光特性、化学的安定性及びエッチング特性も向上する。
【００２７】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記焼成工程においては、前記基材の耐熱温度以下で、前記塗布膜を焼成することを特徴とする。また、本発明の選択的な態様の１つとして、前記乾燥工程においては、前記基材の耐熱温度以下で、前記塗布膜を乾燥することを特徴とする。これら態様に係る圧電体素子では、前記基材を熱で変質又は焼損させること無く、化学溶液堆積法にて前記基材の上に前記圧電体膜を形成することが出来る。
【００２８】
本発明の選択的な態様の１つとして、前記塗布工程における前記化学溶液の塗布は、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、シルクスクリーン印刷法、またはインクジェット印刷法を用いて行われることを特徴とする。当該態様によれば、より均質で、且つ、信頼性の高い圧電体素子の製造方法を実現することができる。
【００２９】
なお、以上説明した圧電体素子は、他の機器に組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含むものである。また、上述した圧電体素子の製造方法は、他の方法の一環として実施されたりする等の各種の態様を含むものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、小規模生産や多品種生産に対応可能であること、電極間の電気絶縁性の低下や短絡の問題を解決すること、及び、大面積の基材上に経済的に成膜すること、の少なくとも１つを解決した、可撓性のある圧電体素子、及び当該圧電体素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】圧電体膜の構造を模式的に示す図である。
【図２】電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡の防止を説明する図である。
【図３】圧電体素子の製造方法の流れを示す図である。
【図４】圧電体膜の破断面をＦＥ−ＳＥＭで観察した観察画像である。
【図５】圧電体膜の破断面をＦＥ−ＳＥＭで観察した観察画像である。
【図６】圧電体素子の製造方法の流れを示す図である。
【図７】圧電体素子の構造を模式的に示す図である。
【図８】圧電体素子の製造方法の流れを示す図である。
【図９】ウルツ鉱型ＺｎＯ結晶の結晶構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、下記の順序に従って本発明を説明する。
（１）第１の実施形態：
（２）第２の実施形態：
（３）第３の実施形態：
（４）第４の実施形態：
（５）第５の実施形態：
（６）まとめ：
【００３３】
（１）第１の実施形態：
図１は、本実施形態に係る圧電体素子の断面を模式的に示した図である。同図に示すように、圧電体素子１００は、少なくとも高分子材料を含む基材１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材１０の直上に直接形成された圧電体膜２０と、を備える。
【００３４】
基材１０は、電気絶縁性を有することが好ましく、例えば、その電気抵抗を１０８Ωｃｍ以上とする。基材１０が電気絶縁性を有することにより、図２に示すように、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を防止できる。
【００３５】
図２は、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡の防止を説明する図である。同図に示すように、圧電体膜２０と基材１０を挟んで両側に第１電極３０及び第２電極４０を形成した場合に、圧電体膜２０に亀裂や局所的に貫通する間隙５０のような欠陥が生じるおそれがある。
【００３６】
ここで、本実施形態に係る圧電体素子１００は、圧電体膜２０と第２電極４０の間に、電気絶縁性を有する基材１０が配置されている。従って、仮に、圧電体膜２０の間隙５０を通じて基材１０近傍若しくは基材１０上に電極材料の成分である導電性化合物が堆積しても、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を引き起こすおそれがない。
【００３７】
基材１０に含まれる高分子材料は、特に限定されるものではないが、ポリイミド（ＰＩ）、アラミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びシクロオレフィン系ポリマー、の何れか又は組み合わせが例示される。
【００３８】
基材１０は、このような高分子材料を含むことが、可撓性及び電気絶縁性の確保の観点から好ましい。また、基材１０は、このような高分子材料を主成分とすることが更に好ましい。ここで、「主成分」とは、高分子材料が略５０重量％以上含まれていることを指す。つまり、可撓性及び上述した電気絶縁性を有する材料であれば、高分子材料の含有率に関わらず、各種の材料を基材１０として用いることができる。例えば、ポリイミドマトリックス中にシリカナノ粒子を分散させた材料等のように、高分子材料と無機材料を複合化した材料も、基材１０として用いることができる。
【００３９】
圧電体膜２０は、基材１０面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子２１を有し、粒子２１が互いに結合してなる結合層２２を有することが好ましい。粒子２１の粒子径ｄは、２〜１０００ｎｍの範囲であることが好ましい。粒子２１の形状は特に限定されない。
【００４０】
ウルツ鉱型結晶構造の化合物としては、特に限定されるものではないが、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ及びＩｎＰ、の何れか又は組み合わせが例示される。
【００４１】
圧電体膜２０を構成するウルツ鉱型結晶構造の化合物は、ウルツ鉱型結晶構造の化合物の構成元素以外の他種元素を含んでいてもよい。圧電体膜２０を構成するウルツ鉱型結晶構造の化合物が他種元素を含むことにより、圧電体膜２０における極性分布割合の制御特性が向上し、圧電応答性が高い圧電体素子が実現される。なお、このようなウルツ鉱型結晶構造の化合物は、電気特性、発光特性、化学的安定性及びエッチング特性も向上する。
【００４２】
他種元素としては、特に限定されるものではないが、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族元素、何れか又は組み合わせが例示される。他種元素としてのアルカリ金属元素は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）及びカリウム（Ｋ）、が例示される。他種元素としてのアルカリ土類金属元素は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）が例示される。他種元素としての第１３族元素は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）が例示される。
【００４３】
他種元素の濃度は、ウルツ鉱型結晶構造の化合物と、当該他種元素との関係、目的とする応用物性に応じて設定すればよい。例えば、ウルツ鉱型結晶構造の化合物がＺｎＯで、他種元素がＬｉの場合には、ＺｎとＬｉの原子濃度の和に対して、Ｌｉの原子濃度が２〜７．５ａｔ．％の範囲内であることが好ましい。Ｌｉの原子濃度を、このような範囲内に設定することにより、圧電体膜における圧電応答性が向上し、より圧電応答性が高い圧電体素子が実現される。
【００４４】
圧電体膜２０を構成するウルツ鉱型結晶構造の化合物の電気抵抗率は、１×１０６Ωｃｍ以上であることが好ましく、１×１０７Ωｃｍ以上であることがより好ましい。このような範囲内に設定することにより、ウルツ鉱型結晶構造の化合物の圧電特性が向上し、より優れた圧電体膜２０を実現可能となる。
【００４５】
以上説明した本実施形態によれば、少なくとも高分子材料を含む基材１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材１０の直上に直接形成された圧電体膜２０と、を備える圧電体素子１００が実現される。この圧電体素子１００は、高分子材料を含むため可撓性を有する基材１０を実現可能である。また、基材１０と圧電体膜２０を間に挟んで電極３０，４０を形成した場合に、圧電体膜２０の上面から下面まで連続する間隙５０を通じて基材１０近傍若しくは基材１０上に電極材料の成分である導電性化合物が堆積したとしても、電極３０、４０間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を引き起こすおそれがない。
【００４６】
（２）第２の実施形態：
次に、上述した第１の実施形態に係る圧電体素子１００の製造方法について説明する。
図３は、本実施形態に係る圧電体素子の製造方法の流れを示す図である。同図に示す圧電体素子の製造方法は、化学溶液調製工程Ｓ１、塗布工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３、焼成工程Ｓ４を含む。
【００４７】
［化学溶液調製工程Ｓ１］
化学溶液調製工程Ｓ１においては、圧電体膜を構成するウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物を特定の割合で溶剤に溶解させた化学溶液を調製する。この化学溶液には、必要に応じて、後述する他種元素を含有する化合物を添加する。
【００４８】
ウルツ鉱型結晶構造の化合物としては、特に限定されるものではないが、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭｇＯ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ及びＩｎＰ、の何れか又は組み合わせが例示される。
【００４９】
ウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物としては、本実施形態に係る製造方法によってウルツ鉱型結晶構造を有する化合物に変換されるものであって、溶剤に可溶もしくは分散可能な化合物であれば、様々なものを用いることができる。
【００５０】
具体的には、金属種がＺｎである場合には、ウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物としては、例えば、酢酸亜鉛二水和物、酸化亜鉛微粒子、アセチルアセトナート亜鉛水和物、硫酸亜鉛水和物、安息香酸亜鉛、炭酸亜鉛、塩化亜鉛、リン酸亜鉛水和物、等が例示される。
【００５１】
化学溶液に添加する他種元素としては、特に限定される物ではないが、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族元素、何れか又は組み合わせが例示される。
【００５２】
他種元素としてのアルカリ金属元素は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）及びカリウム（Ｋ）が例示される。他種元素としてのアルカリ土類金属元素は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）が例示される。他種元素としての第１３族元素は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）が例示される。
【００５３】
他種元素を含有する化合物としてのアルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、具体的には、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、酢酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、酢酸カリウム、硝酸カリウム、塩化カリウム、酢酸マグネシウム四水和物、硝酸マグネシウム六水和物、酢酸カルシウム水和物、酢酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、酢酸バリウム、等が例示される。
【００５４】
また、他種元素を含有する化合物としての第１３族化合物としては、具体的には、硝酸アルミニウム九水和物、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸ガリウム水和物、塩化ガリウム、硝酸インジウム水和物、塩化インジウム、等が例示される。
【００５５】
化学溶液に用いる溶剤としては、ウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物を溶解させることができる溶剤であればよく、化学溶液に他種元素を添加する場合は、更に、当該他種元素を含有する化合物を溶解できる溶剤であればよい。具体的には、２−メトキシエタノール、２−プロパノール、エタノール、１−ブタノール、トリオクチルフォスフィン、水等が例示される。
【００５６】
化学溶液に用いる溶剤には、ウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物を安定的に溶解させるため、安定化剤を加えてもよい。安定化剤としては、２−アミノエタノール、Ｎ−ブチルエタノールアミン等が例示される。安定化剤の使用量は、特に限定されるものではないが、ウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物と当モル程度とすればよい。
【００５７】
化学溶液におけるウルツ鉱型結晶構造の化合物となる金属種を含有する化合物、及び、他種元素を含有する化合物の合計の濃度は、０．１〜１０モル／Ｌの範囲内であることが好ましく、０．２〜１．０モル／Ｌの範囲内であることが更に好ましい。濃度が低すぎるとウルツ鉱型結晶構造の化合物を含む圧電体膜の膜厚を効率的に稼ぐことが出来ない可能性があり、濃度が高すぎると良質なウルツ鉱型結晶構造の化合物を含む圧電体膜を得ることが出来ない可能性があるためである。
【００５８】
なお、以上説明した化学溶液調製工程Ｓ１は、後述するように塗布工程Ｓ２を繰り返し行う場合には、最初の塗布工程Ｓ２の前に一度だけ行うようにしてもよい。この場合、成膜プロセスの最初に、繰り返し行う塗布工程Ｓ２で必要とされる量の化学溶液が確保されるように調製しておき、その後繰り返し行う塗布工程Ｓ２では、最初に調製して保存しておいた化学溶液を使用する。
【００５９】
［塗布工程Ｓ２］ 
塗布工程Ｓ２では、化学溶液調製工程Ｓ１において調製した化学溶液を基材１０に塗布する。塗布方法は、基材１０上に化学溶液を均一に塗布できる塗布方法であればよい。
【００６０】
具体的には、公知の、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、シルクスクリーン印刷法、又はインクジェット印刷法、等が例示される。これらの塗布方法によれば、大面積の基材上にも均一な膜厚の塗布膜を形成することが出来る。
【００６１】
塗布条件は、化学溶液の組成（溶剤の種類、化合物の種類や濃度、等）に応じて設定すればよいが、一回の塗布工程で成膜される塗布膜は、より厚い方が好ましい。塗布雰囲気は特に限定されず、空気中で行うことも出来る。
【００６２】
［乾燥工程Ｓ３］
乾燥工程Ｓ３においては、塗布工程Ｓ２において基材１０の表面に形成された化学溶液の塗布膜を乾燥させる。
【００６３】
乾燥条件は、塗布膜の組成（溶剤の種類等）に応じて適宜に設定すればよいが、乾燥温度は、化学溶液から緻密層の圧電体膜を形成する場合に必要な乾燥温度（ＺｎＯの緻密層を形成する場合は約４００℃以上）に比べて低い乾燥温度（例えば、３００℃以下）とする。ただし、乾燥温度は基材１０の耐熱温度以下であればよく、３００℃以下に限らず、基材１０の耐熱温度に応じて適宜に設定することができる。乾燥時間は、塗布膜の種類や状態、乾燥温度等に応じて適宜に設定される。乾燥雰囲気は、特に限定されないが、大気中の他に、アルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気中、あるいは酸素と不活性ガスの混合ガス雰囲気中で行うことができる。蒸発した溶剤を回収する場合は、ドラフト等の機体回収装置内で乾燥工程Ｓ３を行う。
【００６４】
基材１０の表面に塗布した後、乾燥させると析出及び凝集して、通常、平均粒子径が１〜５００ｎｍの範囲内の大きさの粒子になる。すなわち、乾燥工程Ｓ３によって乾燥された塗布膜（以下、乾燥塗布膜と記載する。）は、ウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子が充填及び堆積した集合体である。
【００６５】
［焼成工程Ｓ４］
焼成工程Ｓ４においては、乾燥工程Ｓ３において形成された乾燥塗布膜を焼成して、基材１０上に、ウルツ鉱型結晶構造の化合物の結晶を形成する。
【００６６】
焼成条件は、乾燥塗布膜の組成（金属種の種類等）に応じて適宜に設定すればよいが、焼成温度は、化学溶液から緻密層の圧電体膜を形成する場合に必要な焼成温度（ＺｎＯの緻密層を焼成する場合は約６００℃以上）よりも低い焼成温度（例えば、４５０℃以下）とする。ただし、焼成温度は基材１０の耐熱温度以下であればよく、４５０℃以下に限らず、基材１０の耐熱温度に応じて適宜に設定することができる。焼成時間は、乾燥塗布膜の種類や状態、焼成温度等に応じて適宜に設定される。焼成雰囲気は、特に限定されないが、大気中の他に、アルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気中、あるいは酸素と不活性ガスの混合ガス雰囲気中で行うことができる。
【００６７】
焼成工程Ｓ４により、充填及び堆積した集合体となっている粒子は互いに焼結する。これにより、粒子が互いに結合してなる多孔体である結合層が形成される。この結合層は、ウルツ鉱型結晶構造の化合物の結晶の粒子が無秩序（構造上においては規則性無く）に充填された構造であり、基材１０面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子が堆積する。
【００６８】
ただし、本実施形態では、化学溶液を通常よりも低い乾燥温度で乾燥し、また、通常よりも低い焼成温度で焼成するため、粒子径が２〜１０００ｎｍの範囲の粒子の形状を残した状態で焼結する。すなわち、焼成工程Ｓ４によって焼成された結合層は、ウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子が充填及び堆積した集合体である。なお、乾燥条件や焼成条件次第ではあるが、実際には、粒子径が１０〜５００ｎｍの範囲内の粒子の形状を残した状態で焼結することが多い。
【００６９】
ここで、一回の塗布工程Ｓ２及び乾燥工程Ｓ３で、圧電体膜２０として十分な膜厚の乾燥塗布膜が形成されない場合は、塗布工程Ｓ２と乾燥工程Ｓ３を複数回繰り返す。具体的には、塗布工程Ｓ２及び乾燥工程Ｓ３を１セットとして複数回繰り返して十分な膜厚の乾燥塗布膜を累積的に形成してから焼成工程Ｓ４を行ってもよいし、塗布工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３及び焼成工程Ｓ４を１セットとして複数回繰り返して十分な膜厚の圧電体膜２０を累積的に形成してもよいし、これらの組み合わせとしてもよい。
【００７０】
以上説明した化学溶液を用いる製造方法では、化学溶液の調製段階でドープする元素の添加量及びその添加割合の制御を簡便に行えるため、得られる圧電体膜の圧電応答特性や電気抵抗などの物性制御を容易に行う事が出来る。また、乾燥や焼成を低温で行うため、化学溶液堆積法を用いて、高分子材料を含む基材上に圧電体膜を形成することができる。
【００７１】
以下、実施例によって第２の実施形態、及び、これにより製造される圧電体素子の具体的な一例を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７２】
［実施例１］
実施例１においては、３ａｔ．％のドープ濃度でＬｉドープされたＬｉ０．０３Ｚｎ０．９７Ｏを、ポリイミド基材上に化学溶液堆積法を用いて成膜した。
【００７３】
塗布に用いる化学溶液は、酢酸亜鉛二水和物、リチウム酢酸二水和物を出発原料として、２−メトキシエタノールを溶媒とし、２−アミノエタノール安定化剤として調製した（化学溶液調製工程Ｓ１）。亜鉛及びリチウムのモル濃度の総和は、０．６モル／リットル濃度で一定となるように調製した。２−アミノエタノールの亜鉛に対するモル比を１に保った。
【００７４】
得られた化学溶液を、保持板に張り付けたポリイミド基材（大きさ：１２０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：５μｍ）上にスピンコート法で塗布して成膜し（塗布工程Ｓ２）、その膜を２００℃のホットプレート上で乾燥した（乾燥工程Ｓ３）。
【００７５】
これら塗布工程Ｓ２及び乾燥工程Ｓ３を１セットとして６回繰り返して得られた乾燥塗布膜を、大気中、４００℃の電気炉中で焼成した（焼成工程Ｓ４）。これらの塗布工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３及び焼成工程Ｓ４の組み合わせを、更に３セット繰り返すことにより、膜厚がおよそ５００ｎｍの圧電体膜を得た。このようにして厚さ５μｍのポリイミド基材上に形成したＺｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ圧電体膜を用いた圧電体素子は、可撓性を有していた。
【００７６】
図４は、このようにしてポリイミド基材上に形成したＺｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ圧電体膜を用いた圧電体素子の破断面を、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察した観察画像である。同図において、Ｚｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ圧電体膜は、粒子径が２５〜５０ｎｍの結晶の粒子が充填及び堆積した構造を有する。
【００７７】
また、Ｚｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ圧電体膜の圧電応答性を測定するため、圧電体膜を銅箔で挟み、治具に６０Ｎの初期荷重で固定し、振動荷重（振幅：５０Ｎ、周波数：５Ｈｚ）を印加に対して、発生する電荷量を測定した。その結果、得られたＺｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ膜は、およそ０．１ｐＣ／Ｎの圧電応答性を示した。
【００７８】
［実施例２］ 
実施例２においては、２ａｔ．％のドープ濃度でＡｌドープされたＺｎ０．９８Ａｌ０．０２Ｏを、ポリイミド基材上に化学溶液堆積法を用いて成膜した。
【００７９】
塗布に用いる化学溶液は、酢酸亜鉛二水和物、硝酸アルミニウム九水和物を出発原料として、２−メトキシエタノールを溶媒とし、２−アミノエタノールを安定化剤として用いて調製した（化学溶液調製工程Ｓ１）。添加した亜鉛およびアルミニウムのモル濃度の総和は、０．６モル／リットル濃度で一定となるようにした。２−アミノエタノールの亜鉛に対するモル比を１に保った。
【００８０】
得られた化学溶液を、保持板に張り付けたポリイミド基材（大きさ：１２０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ：５μｍ）上にスピンコート法で塗布して成膜し（塗布工程Ｓ２）、その膜を２００℃のホットプレート上で乾燥した（乾燥工程Ｓ３）。
【００８１】
これら塗布工程Ｓ２及び乾燥工程Ｓ３を１セットとして３回繰り返して得られた乾燥塗布膜を、大気中、４００℃の電気炉中で焼成した（焼成工程Ｓ４）。これら塗布工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３及び焼成工程Ｓ４の組み合わせを、更に３セット繰り返すことにより、膜厚がおよそ４００ｎｍの圧電体膜を得た。このようにして厚さ５μｍのポリイミド基材上に形成したＺｎ０．９８Ａｌ０．０２Ｏ圧電体膜を用いた圧電体素子は、可撓性を有していた。
【００８２】
図５は、このようにしてポリイミド基材上に形成したＺｎ０．９８Ａｌ０．０２Ｏ圧電体膜を用いた圧電体素子の破断面を、ＦＥ−ＳＥＭで観察した観察画像である。同図において、Ｚｎ０．９８Ａｌ０．０２Ｏ圧電体膜は、粒子径が２０〜５０ｎｍの結晶の粒子が充填及び堆積した構造を有する。
【００８３】
また、Ｚｎ０．９８Ａｌ０．０２Ｏ圧電体膜の圧電応答性を測定するため、上述した実施例１と同様の方法で圧電応答性を測定した。その結果、得られたＺｎ０．９８Ａｌ０．０２Ｏ圧電体膜は、およそ０．０８ｐＣ／Ｎの圧電応答性を示した。
【００８４】
（３）第３の実施形態： 
上述した第２の実施形態では、基材１０上に化学溶液堆積法で圧電体膜２０を堆積する圧電体素子１００の製造方法について説明したが、圧電体素子１００の製造方法は、これに限るものではない。
【００８５】
図６は、第３の実施形態に係る圧電体素子１００の製造方法を説明する図である。同図に示す例では、まず、ダミー基材３３０を用意する。このダミー基材３３０は、圧電体膜２０から剥がしやすい特性を有するものとする。
【００８６】
このダミー基材３３０の上に、図６（ａ）に示すように、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含む圧電体膜２０を形成し、この圧電体膜２０の上に、ポリイミド等の高分子材料を含む基材１０の材料をスピンコート等の手法により積層する。圧電体膜２０は、上述した第２の実施形態に係る製造方法と同様の手法で形成することができる。
【００８７】
その後、図６（ｂ）に示すように、ダミー基材３３０を圧電体膜２０からリフトオフにより剥がす。これにより、上述した第１の実施形態と構造が同じ圧電体素子、すなわち、少なくとも高分子材料を含む基材１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材１０の直上に形成された圧電体膜２０と、を備える圧電体素子１００を作製することができる。
【００８８】
（４）第４の実施形態： 
図７は、本実施形態に係る圧電体素子の断面を模式的に示した図である。同図に示す圧電体素子４００は、少なくとも高分子材料を含む基材４１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材４１０の直上に直接形成された圧電体膜４２０と、圧電体膜４２０及び基材４１０を間に挟んで配置される第１電極４３０及び第２電極４４０と、を備える。なお、基材４１０及び圧電体膜４２０は、それぞれ第１の実施形態に係る基材１０及び圧電体膜２０と同様の構成であるため、以下では説明を省略する。
【００８９】
第１電極４３０及び第２電極４４０は、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物、等の導電材料を用いることができる。具体的には、金属であれば、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ等が例示される。
【００９０】
このように、本実施形態に係る圧電体素子４００は、圧電体膜４２０と第２電極４４０の間に、電気絶縁性を有する基材４１０が配置されている。従って、仮に、圧電体膜４２０の間隙を通じて基材４１０近傍若しくは基材４１０上に電極材料の成分である導電性化合物が堆積しても、電極間の電気絶縁性の低下若しくは短絡を引き起こすおそれがない。
【００９１】
（５）第５の実施形態： 
次に、第４の実施形態に係る圧電体素子４００の製造方法について説明する。
図８は、第４の実施形態に係る圧電体素子４００の製造方法の流れを示す図である。同図に示す圧電体素子の製造方法は、第４の実施形態に係る圧電体素子４００の製造方法であり、化学溶液調製工程Ｓ５１、塗布工程Ｓ５２、乾燥工程Ｓ５３、焼成工程Ｓ５４、電極形成工程Ｓ５５を含む。
【００９２】
なお、化学溶液調製工程Ｓ５１、塗布工程Ｓ５２、乾燥工程Ｓ５３及び焼成工程Ｓ５４は、上述した第２の実施形態の化学溶液調製工程Ｓ１、塗布工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３及び焼成工程Ｓ４とそれぞれ同様であるため、以下では説明を省略する。
【００９３】
電極形成工程Ｓ５５では、第２の実施形態と同様の製造方法により得られた圧電体素子１００に対し、圧電体膜４２０が露出する側面である第１の面に第１電極４３０を形成し、基材４１０が露出する側面である第２の面に第２電極４４０を形成する。これにより、第１電極４３０及び第２電極４４０が、圧電体膜４２０及び基材４１０を間に挟んで配置される。
【００９４】
なお、第１電極４３０及び第２電極４４０の形成方法は、特に限定される物ではないが、例えば、塗布処理、メッキ法、スパッタ法、又は真空蒸着等の物理蒸着法が例示される。
【００９５】
以下、実施例によって第５の実施形態、及び、これにより製造される圧電体素子４００の具体的な一例を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００９６】
［実施例３］
実施例３においては、実施例１で製造されたＺｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ圧電体膜に対して、Ｚｎ０．９７Ｌｉ０．０３Ｏ圧電体膜の面、及びその反対面のポリイミド基材の面に、蒸着法を用いてＡｌを蒸着し、それぞれ第１電極４３０及び第２電極４４０を作製した。
【００９７】
第１電極４３０及び第２電極４４０に、ローノイズケーブルの信号線およびアース線を接続した。そして、得られたものを２つ折りにして、絶縁性接着剤で接着し、圧電体素子４００を作製した。
【００９８】
このようにして得られた、圧電体素子４００の圧電応答性を測定するため、上述した実施例１と同様の方法で圧電応答性を測定した結果、得られた圧電体素子４００の圧電応答性は、０．２ｐＣ／Ｎであった。２つ折りにして素子化することにより、２倍の感度で、圧力を検出できることを確認した。
【００９９】
また、圧電体素子５００のどの部分も圧電応答性を示し、短絡や電気抵抗の低下による不安定な圧電応答性は示さなかった。これは、仮に圧電体膜に亀裂や膜の上面から下面まで連続する間隙など欠陥があっても、電気絶縁性の高分子基材を挟んで２つの電極が作製されているため、短絡や著しい電気抵抗の低下が防止されるためである。すなわち、センサ素子面を大面積化しても、信頼性の高い圧電体素子を提供することが可能であることが示されている。
【０１００】
（６）まとめ： 
以上説明した第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態によれば、少なくとも高分子材料を含む基材１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材１０の直上に形成された圧電体膜２０と、を備え、圧電体膜２０は、基材１０面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子２１を充填及び堆積し、粒子２１が互いに結合してなる結合層２２を有する圧電体素子１００が実現される。また、上述した第４の実施形態及び第５の実施形態によれば、少なくとも高分子材料を含む基材４１０と、ウルツ鉱型結晶構造の化合物を含み、基材４１０の直上に形成された圧電体膜４２０と、圧電体膜４２０及び基材４１０を間に挟んで配置される第１電極４３０及び第２電極４４０と、備え、圧電体膜４２０は、基材４１０面と垂直方向に少なくとも２つのウルツ鉱型結晶構造の化合物の粒子を充填及び堆積し、当該粒子が互いに結合してなる結合層を有する圧電体素子４００が実現される。これら圧電体素子１００，４００は、可撓性を備えつつ、基材と圧電体膜を間に挟んで形成した電極間の電気絶縁性の低下や短絡が防止できる。
【０１０１】
なお、本発明は上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。また，本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…基材、２０…圧電体膜、２１…粒子、２２…結合層、３０…第１電極、４０…第２電極、５０…間隙、１００…圧電体素子、３３０…ダミー基材、４００…圧電体素子、４１０…基材、４２０…圧電体膜、４３０…第１電極、４４０…第２電極、５００…圧電体素子、Ｓ１…化学溶液調製工程、Ｓ２…塗布工程、Ｓ３…乾燥工程、Ｓ４…焼成工程、Ｓ５１…化学溶液調製工程、Ｓ５２…塗布工程、Ｓ５３…乾燥工程、Ｓ５４…焼成工程、Ｓ５５…電極形成工程
【図１】
2014229690.tif 000003
【図２】
2014229690.tif 000004
【図３】
2014229690.tif 000005
【図６】
2014229690.tif 000006
【図７】
2014229690.tif 000007
【図８】
2014229690.tif 000008
【図４】
2014229690.tif 000009
【図５】
2014229690.tif 000010
【図９】
2014229690.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月1日(2014.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2014229690.tif 000012
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2014229690.tif 000013