(57)【要約】【課題】大面積化に適するカンチレバー型圧電素子、及び高解像度及び高精度で大面積化が可能なセンサや振動素子、並びに、材料の浪費及び環境負荷を軽減できるカンチレバー型圧電素子の製造方法を提供する。【解決手段】カンチレバー型圧電素子は、第１の電極と、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、該絶縁層により絶縁される第２の電極と、カンチレバー部とを備え、カンチレバー部は、第１及び第２の導電層と該導電層に挟まれる圧電材料層からなる構造を備え、導電層及び圧電材料層のうちのいずれか１以上が樹脂含有層である。カンチレバー部は、第１と第２の導電層のそれぞれが、第１の電極又は第２の電極に、直接又は接続線より導電接続されるとともに、一部が開口部上で浮遊した状態で変位部分を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極上の、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、
前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層により絶縁される第２の電極と、
第１及び第２の導電層と該導電層に挟まれる圧電材料層からなる構造を備え、前記導電層及び圧電材料層のうちのいずれか１以上が樹脂含有層であるカンチレバー部とを備え、
前記カンチレバー部は、前記導電層のそれぞれが、前記第１の電極又は第２の電極に、直接又は接続線より導電接続されるとともに、一部が前記開口部上で浮遊した状態であることを特徴とするカンチレバー型圧電素子。
【請求項２】
前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、
第１の導電層は、前記第２の電極から延びる接続線を介して、第２の電極と電気接続され、
第２の導電層は、前記スルーホールと接続線を介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型圧電素子。
【請求項３】
前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、
第２の導電層は、前記第２の電極から延びる接続線を介して、第２の電極と電気接続され、
第１の導電層は、前記スルーホールと接続線を介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型圧電素子。
【請求項４】
前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、
第１の導電層は、前記第２の電極から延びる接続線を介して、第２の電極と電気接続され、
第２の導電層は、前記スルーホール内の導電接続部を介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型圧電素子。
【請求項５】
前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、
第２の導電層は、直接前記第２の電極と電気接続され、
第１の導電層は、スルーホールと接続線とを介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型圧電素子。
【請求項６】
前記第１の電極と前記第２の電極が、前記絶縁層を介して交差するマトリクス構造を備え、前記カンチレバー部が複数の前記交差する領域に配置され、前記絶縁層はメッシュ状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子。
【請求項７】
前記第１の電極と前記第２の電極が、前記絶縁層を介して交差するマトリクス構造を備え、前記カンチレバー部が複数の前記交差する領域に配置され、前記絶縁層はメッシュ状であり、
複数の前記交差する領域のカンチレバー部は、長尺方向が一以上の軸方向に配列されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子を備えることを特徴とするセンサ。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子を備えることを特徴とする振動素子。
【請求項１０】
素子用基材に、第１の電極と、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層を介して絶縁される第２の電極と形成し、
転写用基材の表面の低表面エネルギー材料上に、第１の導電層、圧電材料層を順に形成し、該圧電材料層上に樹脂を含有する第２の導電層を溶液プロセスで形成し、
該第２の導電層が完全に硬化しない状態で、素子用基材の前記絶縁層側に、前記第２の導電層の一部を接触させることにより、前記第１の導電層と前記圧電材料層と前記第２の導電層を、低表面エネルギー材料上から素子用基材側に転写して、カンチレバー部を形成することを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型圧電素子の製造方法。
【請求項１１】
素子用基材に、第１の電極と、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層を介して絶縁される第２の電極と形成し、
転写用基材の表面に設けた低表面エネルギー材料上に、第１の導電層、圧電材料層、第２の導電層を順に形成し、該第２の導電層の一部の上に、樹脂を含有する接着層兼導電層を形成し、
該接着層兼導電層が完全に硬化しない状態で、素子用基材の前記絶縁層側に接着層兼導電層を接触させることにより、第１の導電層と圧電材料層と第２の導電層を、低表面エネルギー材料上から素子用基材側に転写して、カンチレバー部を形成することを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カンチレバー型圧電素子、該圧電素子を用いたセンサ及び振動素子、並びに該圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生活空間のあらゆる場所にセンサデバイスを設置し生活環境や生活状況を認識することにより、その結果をフィードバックするサービスの展開が図られている。例えば、高齢者等の見守り等のためには住居に、在庫管理や流通管理のためには各商品に、健康管理のためには人体に、多種多様にセンサを展開することにより、より安心安全な社会の実現が期待される。これを背景として年間１兆個ものセンサの生産が予測されている（非特許文献１参照）とともに、より一層のセンサ性能の向上が求められている。特に、センサを大面積に展開することにより、広い範囲にわたって目的の事象を検出しマッピングするセンサマトリクスが注目されている。大面積展開の利点としては、センシングの頻度と精度が挙げられる。頻度向上の例としては、住居の床にセンサを大面積に敷き詰めることにより、途切れることなく対象者の行動を検知できることが挙げられる。精度向上の例としては、人間の筋肉の動きから活動量を検出する際に、ある狭い一点のみではノイズと信号を切り分けることが困難であるが、広い面積で平均化することでより信頼性の高いセンシングができることが挙げられる。これらを実現するために、シート化又はマトリクス化されて大面積化が可能なセンサが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
汎用性が高く、高感度なセンシングができる構造として、カンチレバー構造が知られている。カンチレバー構造は、基板に接しない浮遊部を持つ。該浮遊部が検知対象に応じて動作することがセンサ機構として広く利用可能である。カンチレバー構造は、物理現象と化学現象のどちらにも応用できるセンサデバイスのコア構造である。例えば、カンチレバー構造の浮遊部の表面に特定の物質が吸着する官能基を持たせる構造として、その物質が吸着した際に生じる重量の変化によってカンチレバーがたわむことをセンサに応用できることが報告されている（非特許文献２参照）。また、カンチレバー構造の浮遊部に圧電材料を導入した構造として、歪みが加わった時に電圧を発生させることで歪みセンサとして動作できることが報告されている（非特許文献３参照）。
【０００４】
特に、非特許文献３のように、圧電材料を使ったカンチレバーは、電圧が検知信号として用いられるために、例えば、浮遊部と基板の間の距離を利用した静電容量式よりもノイズの影響を受けにくく、高精度なセンサが実現できる。また、圧電材料であるために、電圧を掛けることにより、カンチレバー部を振動あるいは変形させることも可能である。
【０００５】
また、基板に形成した凹部の内部を中空空間とし、該中空空間の上に、カンチレバー形状の層を配置した中空構造素子が知られている（特許文献３参照）。特許文献３では、音響機器が例示され、カンチレバー形状の層は、下部電極と圧電体膜と上部電極を積層した構造からなる。また、特許文献３では、中空構造素子として、中空構造を備える各種デバイス、例えば加速度センサや圧力センサ等も挙げられている。
【０００６】
カンチレバー形状のセンサについて先行文献調査をしたところ、次の特許文献４が公知であった。特許文献４では、圧電カンチレバー圧力センサに関し、基板の一端に装着され、キャビティ上に伸びる圧電カンチレバーを備え、前記圧電カンチレバーは、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間でこれらに電気接続された圧電素子とを備える構造が示されている。また、複数の圧電カンチレバーセンサをマトリクスに並べたセンサアレイが示されている。
【０００７】
また、転写技術について先行文献調査をしたところ、次の特許文献５が公知であった。特許文献５では、封止のために、凹部を備えた基板の上に、凹部の空間が維持された状態に薄膜を形成する薄膜形成方法が示されている。具体的には、薄膜材料となる薄膜原料とこの薄膜原料より表面エネルギーの小さい有機化合物からなる有機材料を含む塗布液を、基材の主表面に塗布して塗布膜を形成した後、前記塗布膜を基板の主表面に当接させて、加重及び加熱を加えた後、基材を離型して、前記基板の主表面に薄膜を形成する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１５４９０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０１４６号公報
【特許文献３】特開２００５−３４２８１７号公報
【特許文献４】特開２００５−２４９７８５号公報
【特許文献５】特開２００８−２５１８１６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】R. Bogue, Sens. Rev. 34, 137 (2014).
【非特許文献２】H. Hou, X. Bai, C. Xing, N. Gu, B. Zhang and J. Tang, Anal. Chem, 85, 2010 (2013).
【非特許文献３】L. Gammelgaard, P. A. Rasmussen, M. Calleja, P. Vettiger, and A. Boisen, Appl. Phys. Lett. 88, 113508 (2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、種々のセンサや音響機器に利用可能なカンチレバー構造は、その変位部分が金属やＳｉ系無機化合物や酸化物等で作成されてきた（特許文献３、４参照）。変位部材の変位量はヤング率により決まり、ヤング率は変位部材の材料により決定される。変位部材の材料が無機化合物膜のみに限定されると、ヤング率の選択性の幅が狭くなってしまい、センサの場合は感度調整が制限されるという問題があり、振動素子の場合は大きな変位量の形成ができないという問題がある。
【００１１】
カンチレバー構造を、大面積に展開した高機能センサマトリクスに適用するには、未だ問題が多い。
【００１２】
まず、カンチレバー形状のような３次元形状の微細加工を、大面積に展開し製造することが困難であることが挙げられる。カンチレバー構造体の変位部分は、基体から浮遊した状態で変位させるために、基体とカンチレバーとの間に中空部を形成する必要がある。従来、中空とする箇所に犠牲層を設けた状態で工程を進めた後に、その犠牲層をエッチング除去することで中空部を形成する方法により製造されていた（特許文献３、４参照）。従来の製造方法では、犠牲層を使用するので、中空構造体を形成する工程が煩雑であり、大面積化が困難であり、また材料とエネルギーの浪費を生むという問題がある。
【００１３】
また、高機能のセンサマトリクスにするには、広い面積において高精度であること、高解像度であることが望まれる。そのため、特に、カンチレバー構造体を用いたセンサのマトリクス化において、カンチレバーの梁方向を同方向に多数を配列する形態（一軸と呼ぶ。）のほかに、複数の方向に多数を配列する形態（多軸と呼ぶ。）が必要であると考えられる。即ち、多軸とは、カンチレバーの梁方向が２以上の方向になるように、カンチレバー構造体をマトリクス状に配置することである。カンチレバー形状は、その構造ゆえに感度に異方性を有することが多い。ここで検知対象にも異方性がある場合、その異方性がカンチレバーの低感度な軸と合致してしまうとセンシングの精度が低下する。よって多軸化にも適した形のカンチレバーマトリクスの構造の開発が望まれる。
【００１４】
本発明は、これらの問題を解決しようとするものであり、カンチレバー部材が新規で、シンプルな構造を有し大面積化に適するカンチレバー型圧電素子、及び該圧電素子を用いた、高解像度及び高精度で大面積化が可能なセンサ及び振動素子、並びに、材料の浪費及び環境負荷を軽減できる前記圧電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】
【００１５】
本発明は、前記目的を達成するために、以下の特徴を有する。
（１）  第１の電極と、前記第１の電極上の、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層により絶縁される第２の電極と、第１及び第２の導電層と該導電層に挟まれる圧電材料層からなる構造を備え、前記導電層及び圧電材料層のうちのいずれか１以上が樹脂含有層であるカンチレバー部とを備え、前記カンチレバー部は、前記導電層のそれぞれが、前記第１の電極又は第２の電極に、直接又は接続線より導電接続されるとともに、一部が前記開口部上で浮遊した状態であることを特徴とするカンチレバー型圧電素子。
（２）  前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、第１の導電層は、前記第２の電極から延びる接続線を介して、第２の電極と電気接続され、第２の導電層は、前記スルーホールと接続線を介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする（１）記載のカンチレバー型圧電素子。
（３）  前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、第２の導電層は、前記第２の電極から延びる接続線を介して、第２の電極と電気接続され、第１の導電層は、前記スルーホールと接続線を介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする（１）記載のカンチレバー型圧電素子。
（４）  前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、第１の導電層は、前記第２の電極から延びる接続線を介して、第２の電極と電気接続され、第２の導電層は、前記スルーホール内の導電接続部を介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする（１）記載のカンチレバー型圧電素子。
（５）  前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、第２の導電層は、直接前記第２の電極と電気接続され、第１の導電層は、スルーホールと接続線とを介して、前記第１の電極と電気接続されていることを特徴とする（１）記載のカンチレバー型圧電素子。
（６）  前記第１の電極と前記第２の電極が、前記絶縁層を介して交差するマトリクス構造を備え、前記カンチレバー部が複数の前記交差する領域に配置され、前記絶縁層はメッシュ状であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子。
（７）  前記第１の電極と前記第２の電極が、前記絶縁層を介して交差するマトリクス構造を備え、前記カンチレバー部が複数の前記交差する領域に配置され、前記絶縁層はメッシュ状であり、複数の前記交差する領域のカンチレバー部は、長尺方向が一以上の軸方向に配列されていることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子。
（８）  （１）乃至（７）のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子を備えることを特徴とするセンサ。
（９）  （１）乃至（７）のいずれか１項記載のカンチレバー型圧電素子を備えることを特徴とする振動素子。
（１０）  素子用基材に、第１の電極と、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層を介して絶縁される第２の電極と形成し、転写用基材の表面の低表面エネルギー材料上に、第１の導電層、圧電材料層を順に形成し、該圧電材料層上に樹脂を含有する第２の導電層を溶液プロセスで形成し、該第２の導電層が完全に硬化しない状態で、素子用基材の前記絶縁層側に、前記第２の導電層の一部を接触させることにより、前記第１の導電層と前記圧電材料層と前記第２の導電層を、低表面エネルギー材料上から素子用基材側に転写して、カンチレバー部を形成することを特徴とする（１）記載のカンチレバー型圧電素子の製造方法。
（１１）  素子用基材に、第１の電極と、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層を介して絶縁される第２の電極と形成し、転写用基材の表面に設けた低表面エネルギー材料上に、第１の導電層、圧電材料層、第２の導電層を順に形成し、該第２の導電層の一部の上に、樹脂を含有する接着層兼導電層を形成し、該接着層兼導電層が完全に硬化しない状態で、素子用基材の前記絶縁層側に接着層兼導電層を接触させることにより、第１の導電層と圧電材料層と第２の導電層を、低表面エネルギー材料上から素子用基材側に転写して、カンチレバー部を形成することを特徴とする（１）記載のカンチレバー型圧電素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、カンチレバー部を構成する部材が樹脂含有層を含むので、目的とするセンサや振動素子の用途に応じて、所望のヤング率等を有するカンチレバー部を設計可能である。従来技術（特許文献４等）のように、カンチレバー型圧電素子では、カンチレバー部が無機材料のみからなるので、硬く、また、弾性層（無機材料）をさらに設ける必要があるが、本発明では、導電層／絶縁圧電材料層／導電層の最小限の構造にすることが可能である。
【００１７】
本発明のカンチレバー型圧電素子は、そのカンチレバー部の梁方向を一方向又は複数方向に揃えて、かつ、２つの互いに絶縁された電極の上に複数のカンチレバー構造体を配置して、大面積化することができる。本発明の複数のカンチレバー構造体をマトリクス化することにより、高解像化、高精度のセンサマトリクスや振動素子マトリクスが得られる。
【００１８】
本発明では、マトリクス化する際には、絶縁層の開口部が、ちょうど網の目になるので、絶縁層をメッシュ状絶縁層とすることにより、カンチレバー部の浮遊部である変位部分と素子基材上とのギャップを大きくとることができる。
【００１９】
カンチレバー部の梁方向を複数方向に揃えて、複数のカンチレバー構造体を配置した場合は、検出対象が、異方性の圧力や複数方向の圧力であっても、複数の軸方向の検出を行うことができるので、センシング機能の精度の向上、異方性の方向の検出、及びマップ化が可能である。また、多軸方向の検出により、より高解像度化、高頻度化による検出が可能となる。
【００２０】
本発明によれば、従来のように犠牲層を形成した後に不要な部分を除去するのではなく、転写によるので、必要な部分に膜を付加的（アディティブ）に形成する方法により、カンチレバー型圧電素子を実現することができる。よって、本発明によれば、圧電素子を低環境負荷で製造でき、また省工程で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態の、カンチレバー型圧電素子の基本構造の模式図で、上部電極側の上から見た平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）はＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図３】第１の実施形態の、カンチレバー部の図であり、（ａ）はカンチレバー部を上からみた平面図で、（ｂ）は（ａ）の点線の断面図である。
【図４】第３の実施形態の、カンチレバー型圧電素子の変形例を、上部電極側の上から見た平面図ある。
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）はＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図６】第４の実施形態の、カンチレバー型圧電素子の変形例を、上部電極側の上から見た平面図ある。
【図７】（ａ）は図６のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）はＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図８】第５の実施形態の、カンチレバー型圧電素子の変形例を、上部電極側の上から見た平面図ある。
【図９】（ａ）は図８のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）はＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図１０】第６の実施形態の、１軸方向でマトリクス化されたカンチレバー型圧電素子を説明する平面図である。
【図１１】第７の実施形態の、多軸方向でマトリクス化されたカンチレバー型圧電素子を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について以下説明する。
【００２３】
本発明者は、カンチレバー構造の技術開発を進める研究過程で、センサ等に利用可能な片持ち梁状の変位部材において、次の点に着目した。第１に、変位部材の材料の選択の幅を従来の無機化合物のみ限定するのでなく、新規な選択肢を実現すること、及び、第２に、センサマトリクスを実現するのに相応しいカンチレバー構造を実現することである。そこで、本実施形態では、カンチレバー型の圧電素子において、カンチレバー部を、樹脂含有層を少なくとも含む構造とすることにより、新規なカンチレバー部を実現した。また、マトリクス化と多軸化が可能なカンチレバー型圧電素子を実現した。
【００２４】
カンチレバーとは、片持ち梁の形状のものをいい、長尺の一端が固定され、他端が可動である。カンチレバー構造体は、カンチレバー部を含む構造体をいう。
【００２５】
本発明のカンチレバー型圧電素子は、第１の電極と、前記第１の電極上の、開口部とスルーホールを備える絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層により絶縁される第２の電極と、本発明の特徴の１つであるカンチレバー部を備える。本発明のカンチレバー部は、第１及び第２の導電層と該導電層に挟まれる圧電材料層からなる構造を備え、前記導電層及び圧電材料層のうちのいずれか１以上が樹脂含有層である。例えば、圧電材料層を樹脂層で形成するとよい。または、前記絶縁層から遠い側の導電層を第１の導電層、近い側の導電層を第２の導電層とするとき、前記第２の導電層を樹脂含有層で形成するとよい。または、これらの組み合わせや、全ての層を樹脂含有層で形成してもよい。即ち、導電層及び圧電材料層のうちのいずれか１以上が樹脂含有層であれば、特に限定されない。前記カンチレバー部は、前記導電層のそれぞれが、前記第１の電極又は第２の電極に、直接又は接続線より導電接続されるとともに、一部が前記開口部上で浮遊した状態である。
【００２６】
（第１の実施形態）
本実施形態を、図１乃３を参照して以下説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態におけるカンチレバー型圧電素子の基本構造の模式図である。図１は上部電極側の上から見た平面図ある。本実施形態のカンチレバー構造体は、素子用基材（図示省略）と、素子用基材上に形成された下部電極１と、下部電極１上に形成された絶縁層２と、絶縁層２上に形成され絶縁層２により下部電極１と絶縁される上部電極３と、カンチレバー部７とからなる。カンチレバー部７は、その一方の端部が、絶縁層２上で支持されると共に上部電極又は下部電極に導電接続されている。カンチレバー部７は、他方の端部を含め、前記一方の端部以外の部分が、素子用基材側から浮遊した状態で、変位部分を構成する。絶縁層２には、絶縁層の存在しない領域（「開口部」ともいう。）と、スルーホール１２が設けられている。カンチレバー部７の変位部分は、前記開口部の上に位置する。
【００２８】
図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ’線の断面図である。
図３（ａ）は、カンチレバー部７を上からみた平面図で、（ｂ）は（ａ）の点線の断面図である。
【００２９】
図３のように、カンチレバー部７は、第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３の積層構造を有する。圧電材料層７２を上下方向から２つの導電層（７１、７３）で挟んだ構造にすることにより、圧電材料をセンサ材料として動作させる場合には、圧電材料が発する電圧を上下の導電層を使って検出することができる。また振動素子として用いる場合にも、上下の導電層から圧電材料層に電圧を印加することができる。
【００３０】
図２（ａ）のように、Ａ−Ａ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側から浮遊した状態であり、絶縁層２から空気の層を挟んで位置している。第１の導電層の上には、上部電極から延びる上部電極用接続線１３が位置し、第１の導電層は上部電極用接続線１３を介して上部電極３に導電接続されている。
【００３１】
図２（ｂ）のように、Ｂ−Ｂ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側に固定された状態であり、下部電極１上の絶縁層２の上に設けられた下部電極用接続線１１上に、カンチレバー部７（７１、７２、７３）が位置している。第２の導電層７１は、絶縁層２上の下部電極用接続線１１及びスルーホール１２内の導電体（下部電極用接続線の一部を兼用してもよい）を介して、下部電極１に導電接続されている。
【００３２】
下部電極、絶縁層、上部電極の材料は、それぞれ公知の材料を使用することができる。カンチレバー部の材料は、上述したように、導電層及び圧電材料層のうちのいずれか１以上が樹脂含有層であれば、特に限定されない。樹脂材料は目的や製造上の都合で適宜選定できるが、例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリブチレン、フッ素樹脂などを挙げることができる。目的に応じてこれらの樹脂材料に機能性粒子が分散されていてもよい。例えば導電性を付与する場合は金、銀、銅、アルミなどの粒子が分散されていてもよい。また圧電材料層として用いられる樹脂はポリフッ化ビニリデン、及びポリフッ化ビニリデンとポリテトラフルオロエチレンが挙げられる。またこれら以外の樹脂に圧電性の機能性粒子が分散されていてもよい。圧電性の機能性粒子としては例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸塩、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、酸化亜鉛、タンタル酸リチウム、チタン酸ビスマス、窒化アルミニウムなどが挙げられる。導電層として、後述するような、樹脂を含む導電性インク等の樹脂含有層を用いることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
本実施形態を、図１及び２を参照して以下説明する。
【００３４】
第1の実施形態で示した図１及び２は、カンチレバー型圧電素子単体部分の図であるが、該単体部分を、複数個配列することにより、アレイ化、マトリクス化を実現することができる。カンチレバー型圧電素子単体を、パッシブマトリクスと組み合わせることにより、マトリクス化された圧電カンチレバーを形成することができる。マトリクス化のメリットは、対象をマッピングしながらセンシングできることであり、一点のみで補足する場合よりも、格段に高度な情報を取得することができる。また、マトリクス化した振動素子の用途は現在は示されていないが、例えば振動を音として出力するマイクロフォンマトリクスの駆動によって従来にはなかった複雑な音色を再現できるなどの、先進的なデバイスが実現できる。
【００３５】
１以上の下部電極線（Ｘ方向）と１以上の上部電極線（Ｙ方向）を、絶縁層を介して形成し、Ｘ方向とＹ方向の交差する箇所に、カンチレバー部を配置し、単体の例と同様に電気接続する。図１、２の下部電極１（下部電極線ともいう。）及び上部電極３（上部電極線ともいう。）を、それぞれ、いわゆるパッシブマトリクスを応用した構成とする。電極の非存在部は、絶縁層を開口させて開口部とする。マトリクス化する場合、絶縁層に、開口部が網目のように縦横に配列した形状になるので、これをメッシュ状（網目状）の絶縁層と呼ぶことができる。メッシュ状の絶縁層の開口部に、カンチレバー部の変位部分を引き出すことにより、中空状態のカンチレバー部をマトリクス化することができ、変位量を大きくできる。
【００３６】
図１、２では、カンチレバー部の第１の導電層７３を、パッシブマトリクスの上部電極３と（上部電極用接続線を介して）導電接続し、カンチレバー部の第２の導電層７１をスルーホールを介してパッシブマトリクスの下部電極１と接続させたが、第３、４、５の実施形態で説明する接続の組合せでもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）
本実施形態を、図４及び５を参照して以下説明する。図４及び図５の単体を第２の実施形態と同様にマトリクス化することができる。
【００３８】
図４は、カンチレバー型圧電素子の変形例を、上部電極側の上から見た平面図ある。図５（ａ）は、図４のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ’線の断面図である。本実施形態は、第１の導電層７３を下部電極１と、第２の導電層７１を上部電極と接続させたものである。
【００３９】
図５（ａ）のように、Ａ−Ａ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側に固定された状態であり、絶縁層２の上に設けられた上部電極用接続線１３上に、カンチレバー部７（７１、７２、７３）が位置している。第２の導電層７１は、上部電極用接続線１３を介して、上部電極３に導電接続されている。
【００４０】
図５（ｂ）のように、Ｂ−Ｂ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側から浮遊した状態であり、絶縁層２から空気の層を挟んで位置している。第１の導電層７３の上には、下部電極から延びる下部電極用接続線１１が位置し、第１の導電層７３は下部電極用接続線１１を介してスルーホールを経由して下部電極１に導電接続されている。
【００４１】
（第４の実施形態）
本実施形態を、図６及び７を参照して以下説明する。図６及び図７の単体を第２の実施形態と同様にマトリクス化することができる。
【００４２】
図６は、カンチレバー型圧電素子の変形例を、上部電極側の上から見た平面図ある。図７（ａ）は、図６のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ’線の断面図である。本実施形態は、スルーホールの直上にカンチレバー部７が配置され第２の導電層７１と接続し、第１の導電層７３と上部電極３が接続されたものである。
【００４３】
図７（ａ）のように、Ａ−Ａ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側に固定された状態であり、絶縁層２の上に位置している。第１の導電層７３の上には、上部電極から延びる上部電極用接続線１３が位置し、第１の導電層７３は上部電極用接続線１３を介して上部電極３に導電接続されている。
【００４４】
図７（ｂ）のように、Ｂ−Ｂ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側に固定された状態であり、絶縁層２の上にカンチレバー部７（７１、７２、７３）が位置し、絶縁層２に設けられたスルーホールを貫通する導電接続部である下部電極用接続線１１により、第２の導電層７１は下部電極１に導通接続されている。下部電極用接続線１１は、カンチレバー型圧電素子を転写により製造する場合は、後述する接着層兼導電層で構成することができる。
【００４５】
（第５の実施形態）
本実施形態を、図８及び９を参照して以下説明する。図８及び図９の単体を第２の実施形態と同様にマトリクス化することができる。
【００４６】
図８は、カンチレバー型圧電素子の変形例を、上部電極側の上から見た平面図ある。図９（ａ）は、図８のＡ−Ａ’線の断面図で、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ’線の断面図である。本実施形態は、上部電極３に直接カンチレバー部７を接触させるように配置し、第２の導電層７１と上部電極３を接続し、第１の導電層７３と下部電極１を接続させたものである。
【００４７】
図９（ａ）のように、Ａ−Ａ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側から浮遊した状態であり、絶縁層２から空気の層を挟んで位置している。第１の導電層７３の上には、下部電極から延びる下部電極用接続線１１が位置し、第１の導電層７３は下部電極用接続線１１を介して絶縁層２に開けられたスルーホールを経由して下部電極１に導電接続されている。
【００４８】
図９（ｂ）のように、Ｂ−Ｂ’線の断面において、カンチレバー部７（第２の導電層７１、圧電材料層７２、第１の導電層７３）は、素子用基材側に固定された状態であり、絶縁層２の上に設けられた上部電極３上に、カンチレバー部７（７１、７２、７３）が位置している。第２の導電層７１は、上部電極３に接して導電接続されている。
【００４９】
（第６の実施形態）
第２の実施形態においては、複数のカンチレバー部の長尺（「梁」「ビーム」ともいう。）方向について特に限定されていないが、本実施形態では、１軸でマトリクス化した場合、即ち、複数のカンチレバー部を縦横に配列した際の、前記長尺方向を、一方向に揃えた場合について説明する。
【００５０】
図１０は、第１の実施形態で示した基本構造のカンチレバー型圧電素子７をマトリクス化したものを模式的に示す図である。図１０は、基本構造を、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ配列させてマトリクス化したものを、上からみた図である。図１０では、基板（図示省略）上に、１以上の線状下部電極１（Ｘ方向）と１以上の線状上部電極３（Ｙ方向）を、絶縁層２を介して形成し、下部電極と上部電極の交差する箇所の近傍に、カンチレバー部７を配置している。配列されたカンチレバー部７のそれぞれの第１の導電層７３は、それぞれの上部電極用接続線により、並列する線状の上部電極３のそれぞれに電気接続されている。配列されたカンチレバー部７のそれぞれの第２の導電層７１は、それぞれの下部電極用接続線により、１本の線状の下部電極３に電気接続されている。
【００５１】
（第７の実施形態）
本実施形態では、多軸でマトリクス化した場合、即ち、複数のカンチレバー部を縦横に配列した際の、長尺方向を２以上の方向に揃えた場合について説明する。例えば、長尺方向を、直交する２方向（２つの直交する軸方向）に配列することができる。
【００５２】
図１１は、カンチレバー部７を多軸化してマトリクス化した２軸対応マトリクスを模式的に示す図であり、上部電極側からみた平面図である。図１１では、カンチレバー部の梁方向が複数の方向に揃って配列されている。図１１では、図１で示した基本構造と図８で示した構造とを、Ｘ方向とＹ方向に並列して配列し、その際に、隣合う列のカンチレバー部の梁方向が互いに直交するように配列してマトリクス化されている。図１１は図１０と比べ、向きを変えたカンチレバー部を配列に加えることにより、多軸対応させたものである。図１１では、基板（図示省略）上に、１以上の線状下部電極１（Ｘ方向）と１以上の線状上部電極３（Ｙ方向）を、絶縁層２を介して形成し、下部電極と上部電極の交差する箇所の近傍に、カンチレバー部７を配置している。配列されたカンチレバー部７のそれぞれは、図１と図８に示すように、それぞれ上部電極と下部電極に電気接続されている
【００５３】
図１１では、Ｘ方向Ｙ方向に向いたカンチレバー部が交互に配列しているが、配列の組み合わせ方はこの限りではない。またカンチレバー部の梁の方向のなす角度も、センサの目的に応じて適宜設計することができる。
【００５４】
（第８の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態で示した圧電素子の基本構造、及びセンサ又は振動素子として利用する場合について、実際に製造した具体例に沿って述べる。
【００５５】
素子用基材に、第１の電極（下部電極に相当）と、前記第１の電極の上に一部重なるメッシュ状の絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層を介して絶縁される第２の電極（上部電極に相当）とを形成する。一方、転写用基材の表面に設けた低表面エネルギー材料上に、第１の導電層を形成し、該第１の導電層を被覆する圧電材料層を形成し、該圧電材料層上に樹脂を含有する第２の導電層を溶液プロセスで形成する。該第２の導電層が完全に硬化しない状態で、前記絶縁層側（図１の場合では下部電極用接続線を含む）に、前記第２の導電層の一部を接触させることにより、第１の導電層と圧電材料層と第２の導電層を、低表面エネルギー材料上から素子用基材側に転写し、［第２の導電層７１／圧電材料層７２／第１の導電層７３］構造を有するカンチレバー部を形成する。図１の場合では、第２の導電層が完全に硬化しない状態で、第２の導電層の一部が、主に下部電極用接続線に接触し、また絶縁層にも接着する。
【００５６】
転写用基材は、表面に低表面エネルギー材料を均一に積層できるものであれば特に限定はされない。具体例としては、ガラス、アルミやステンレスなどからなる金属板や金属箔、板状のプラスチックや薄膜状のプラスチックフィルム、紙、などが挙げられる。
【００５７】
転写用基材を覆う低表面エネルギー材料は、転写用基材の上層のインクを後の工程で剥離しやすいものが好ましい。具体的には、ポリジメチルシロキサンおよびその誘導体と共重合体、ポリテトラフルオロエチレンのように末端基をフッ素置換された樹脂材料、フッ素化オルガノポリシロキサンのように末端基をフッ素置換された表面処理剤、フッ素化オルガノシランやフッ素化アルカンチオールなどの表面修飾剤が挙げられる。
【００５８】
転写されるカンチレバー部の層、例えば第２の導電層に、樹脂を含むインクを用いるのは、高い凝集力を有するためであり、接触する際に、一部分の接触にも関わらず非接触部分を含む層全体を転写することを可能とするためである。樹脂を含まない層を用いた場合、接触部のみが転写され、浮遊部の形成が不可能となる。ここで、樹脂とは、乾燥又は硬化させた際に膜状になるものであれば特に限定はされない。例として挙げるならば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフッ化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチルゴム、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、天然ゴム、等があげられる。また、列挙したこれらの樹脂は、いずれも絶縁性（誘電性）の素材だが、導電性あるいは半導体性の樹脂であってもよい。導電性の材料としてはＰＥＤＯＴおよびＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、半導体性の材料としてはポリチオフェンおよびその誘導体等が挙げられる。これらの樹脂材料は単独であっても、複数種類が混合されていてもよい。
【００５９】
インクには、導電性の発現のためには、金、銀、銅、アルミ、ニッケル、ケイ素（シリコン）、炭化シリコン、カーボンナノチューブ、グラフェン、ＩＴＯ、ＩＺＯなどを混合することができる。
【００６０】
樹脂含有層を形成する工程は、樹脂を含むインクの塗布層を、乾燥又は硬化することにより、樹脂含有層を形成することができる。樹脂含有層は、例えば樹脂膜と呼ぶこともできるものであり、樹脂となる材料が溶媒によって溶解または分散されることで、液体となっていたインクが、乾燥による溶媒除去によって固体となった状態をさす。この時完全に樹脂の重合反応や縮合反応が完了していなくともよい。後から重合や縮合処理（露光など）をする場合も含む。
【００６１】
転写する工程において、樹脂含有層を含むカンチレバー部全体が、転写用基材表面の低表面エネルギー材料の表面から剥離するのは、カンチレバー部と素子用基材側の絶縁層（図１の場合では下部電極用接続線を含む）との間で形成される付着力が、低表面エネルギー材料とカンチレバー部との間で形成される付着力よりも大きいことによる。転写法を用いることにより、真空装置を使用せず、工程に犠牲層を用いず、効率的にカンチレバー型圧電素子の構成、およびマトリクス構造が作製できる。また本実施形態の方法は、大型転写装置に適用でき、大面積化が容易である。
【００６２】
以下に、詳しく実施例を述べる。
【００６３】
〈下部電極の形成〉
基板としてガラスを用い、該ガラスの表面にＡｇを２００ｎｍスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ法で、Ａｇを、幅５００μｍで長さ１００ｍｍの線が、線の長手方向と平行に５ｍｍのピッチで１０本配列する形状にパターニングして、下部電極を形成した。
【００６４】
〈絶縁層の形成〉
下部電極が形成された基板上に、ネガ型フォトレジストであるＳＵ−８（日本火薬社）をスピンコート法で成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン化し、下部電極の全ての線を被覆しかつその被覆面に５ｍｍピッチ間隔で５００μｍ四方のスルーホールが形成された幅７００μｍの線１０本の下部電極被覆線（絶縁層の一部を構成する）を形成した。さらに、下部電極被覆線と直交する幅７００μｍ、長さ１００ｍｍの線が、５ｍｍピッチで１０本配列した線１０本からなる絶縁層（「以下「直交絶縁層線」という。絶縁層の一部を構成する）を２００μｍの厚みで形成した。前記下部電極被覆線と前記直交絶縁層線により、メッシュ状の絶縁層が構成される。
【００６５】
〈下部電極用接続線の形成〉
絶縁層を形成した前記基板上に、ノズルジェット法でナノＡｇインク（シグマアルドリッチ社８０９４６２）をパターンし、前記絶縁層内のすべてのスルーホールから下部電極の導通を絶縁層表面に引き出す下部電極用接続線を形成し、オーブンで１８０℃１時間焼成した。基板に形成された下部電極用接続線の数は１００本であった。
【００６６】
〈上部電極の形成〉
絶縁層を形成した前記基板上に、Ａｕを１００ｎｍの厚みでスパッタし、メッシュ状の絶縁層の、下部電極と直交する全ての線の表面に、フォトリソグラフィ法で幅５００μｍ、長さ１００ｍｍの線を形成し、上部電極とした。
【００６７】
〈カンチレバー部の形成〉
厚さ５０μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）（帝人デュポン社、Ｑ６５ＨＡ）に低表面エネルギー材料であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）（信越シリコーン社、ＫＥ１０６）を塗布、硬化させた。その表面に導電性カーボンペースト（十条ケミカル社、ＪＥＬＣＯＮ  ＣＨ−８）をスクリーン印刷し、幅、奥行きがそれぞれ１００μｍ、２ｍｍの矩形をＸ方向Ｙ方向それぞれに５ｍｍピッチで１０個ずつ、計１００個形成し、オーブンで１５０℃３０分加熱し、厚み１０μｍの第１の導電層を形成した。該第１の導電層の表面に、シクロヘキサノン（関東化学社）に１０ｗｔ％で溶解させたポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（クレハ化学社）をフレキソ印刷し、幅、奥行きがそれぞれ１５０μｍ、２．０５ｍｍの圧電材料層を、第１の導電層が被覆されるように同じ配列で形成し、オーブンで１５０℃３０分加熱し、厚み１０μｍの圧電材料層を形成した。該圧電材料層の表面に、第１の導電層と同じ材料及び形状で、第２の導電層を、第１の導電層に重なるように、同じ配列でスクリーン印刷し、厚み１０μｍの第２の導電層を形成した。この第２の導電層を１２０℃５分間オーブンで加熱し、半乾燥状態にした後、各層が形成されたＰＥＮフィルムの表面と、前記基板上の絶縁層の表面が接触し、かつ前記下部電極用接続線と第２の導電層が接触するように位置を合わせて押し当てた。これにより、網目に相当する開口部を有するメッシュ状の絶縁層の表面において、下部電極用接続線に固定され、かつ絶縁層の開口部に１．３ｍｍの長さで浮遊部が形成されたカンチレバー構造［第２の導電層７１／圧電材料層７２／第１の導電層７３］を形成した。レーザー顕微鏡（キーエンス社ＶＫ−Ｘ１２０）を用いた３次元形状観察から、浮遊遊部と基板の間には１９５μｍの空気のギャップが形成されていることを確認した。この状態で半乾燥状態の第２の導電層を硬化させるために、オーブンで１５０℃３０分加熱した。
【００６８】
〈上部電極用接続線の形成〉
次に、基板上に、ノズルジェット法でナノＡｇインクをパターンし、転写されたカンチレバー部７の表面と上部電極３を繋ぐ上部電極用接続線１３を形成し、オーブンで１８０℃１時間焼成した。基板に形成された上部電極用接続線の数は１００本であった。これにより図１乃至３に示したカンチレバーの基本構造が、５ｍｍピッチでＸＹ方向にそれぞれ１０個配列し、基板全面で計１００個となるカンチレバー型圧電素子のマトリクスを形成した。
【００６９】
〈触覚センサとしての評価〉
作製したカンチレバー型圧電素子のマトリクス構造を有する基板に、上部電極と下部電極それぞれの端部に接続するようにＦＰＣを接続し、ＦＰＣを介してドライバー回路と測定用のＰＣと接続した。これによりマトリクス化された各カンチレバー型圧電素子の第１の導電層と第２の導電層の間に発生する電圧を計測できる測定システムを組んだ。この状態で、マトリクス上において直径３ｃｍのゴムボールを弾ませたところ、５ｍｍ感覚で配列したマトリクスのうちＸＹ方向にそれぞれ２素子のみが０．５Ｖの電圧を発生させた。これにより、ボールが弾む動作によって接触する面積はおよそ１ｃｍであることがわかった。
【００７０】
〈振動素子としての評価〉
作製したカンチレバー型圧電素子のマトリクス構造を有する基板に、上部電極と下部電極それぞれの端部に接続するようにＦＰＣを接続し、ＦＰＣを介して周波数発生のためのパルスジェネレーター（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社）と電源供給のためのソースメーター（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社）に接続した。この状態ですべての上部電極と下部電極の間に５０Ｖの交流電圧を１００ｋＨｚの周波数で印加したところ、カンチレバー部の第１の導電層７３と第２の導電層７１の間に発生した交流電圧によってカンチレバーは振動し、２０ｄＢの音が発生していることをサウンドメーター（Ｓｍａｒｔ  Ｔｏｏｌｓ社）で計測した。
【００７１】
（第９の実施形態）
本実施形態では、第４の実施形態で示したカンチレバー型圧電素子の構造（図６、７参照）を、センサ又は振動素子として利用する場合について、実際に製造した具体例に沿って述べる。
【００７２】
第８の実施形態と同様に、素子用基材に、第１の電極（下部電極に相当）と、前記第１の電極の上に一部重なるメッシュ状の絶縁層と、前記第１の電極と一部が積層され、前記絶縁層を介して絶縁される第２の電極（上部電極に相当）とを形成する。一方、転写用基材の表面に設けた低表面エネルギー材料上に、第１の導電層を形成し、該導電層を被覆する圧電材料層を形成し、該圧電材料層上に第２の導電層を積層形成する。例えば、該第２の導電層は樹脂を含む層で形成する。該第２の導電層の一部の上に、樹脂を含有する接着層兼導電層を形成する。該接着層兼導電層が完全に硬化しない状態で、前記接着層兼導電層をスルーホールに位置合わせをして、接着層兼導電層を素子用基材上の前記絶縁層及び下部電極に接触させることにより、第１の導電層と圧電材料層と第２の導電層を、低表面エネルギー材料上から素子用基材側に転写し、［第２の導電層７１／圧電材料層７２／第１の導電層７３］構造を有するカンチレバー部を形成する。
【００７３】
接着層兼導電層としては、一般的に使用されている接着性の材料で、導電性を付与したものを幅広く用いることができ、本実施形態のカンチレバー部と素子用基材上の絶縁層や下部電極等とを適切に接合できるものであれば、特に限定はされない。具体例としては、酢酸ビニールエマルジョンのような水溶性接着剤、ニトリルゴムなどのゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ビニル系接着剤、シリコーンゴム系接着剤、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリルなどの樹脂系接着剤が挙げられる。また導電性接着剤（例：藤倉化成社  ドータイトＦＡ−７０５ＢＮ）等を用いることもできる。
【００７４】
以下に、詳しく実施例を述べる。
【００７５】
〈下部電極の形成〉については、第８の実施形態と同様に行った。
〈絶縁層の形成〉については、絶縁層の厚みを１００μｍとしたこと以外は第８の実施形態と同様に行った。
〈上部電極の形成〉については、第８の実施形態と同様に行った。なお、第８の実施形態とは異なり、下部電極用接続線は形成しなかった。
【００７６】
〈カンチレバー部の形成〉
厚さ５０μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）（帝人デュポン社、Ｑ６５ＨＡ）に低表面エネルギー材料であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）（信越シリコーン社、ＫＥ１０６）を塗布、硬化させた。その表面に導電性カーボンペースト（十条ケミカル社、ＪＥＬＣＯＮ  ＣＨ−８）をスクリーン印刷し、幅、奥行きがそれぞれ１００μｍ、２ｍｍの矩形をＸ方向Ｙ方向それぞれに５ｍｍピッチで１０個ずつ、計１００個形成し、オーブンで１５０℃３０分加熱し、厚み１０μｍの第１の導電層を形成した。該第１の導電層の表面に、シクロヘキサノン（関東化学社）に１０ｗｔ％で溶解させたポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（クレハ化学社）をフレキソ印刷し、幅、奥行きがそれぞれ１５０μｍ、２．０５ｍｍの圧電材料層を第１の導電層が被覆されるように同じ配列で形成し、オーブンで１５０℃３０分加熱し、厚み１０μｍの圧電材料層を形成した。該圧電材料層の表面に、第１の導電層と同じ材料及び形状で、第２の導電層を第１の導電層に重なるように、同じ配列でスクリーン印刷し、厚み１０μｍの第２の導電層を形成した。この第２の導電層を１５０℃３０分間オーブンで加熱し、完全に硬化させた。続いて、第２の導電層の端部に大きさが１ｍｍ四方で厚み１００μｍの導電性カーボンペーストをスクリーン印刷し、接着層兼導電層を形成した。これを１２０℃５分間オーブンで加熱することで接着層兼導電層を半乾燥状態とした。この状態で、接着層兼導電層が、基板上の絶縁層のスルーホールと重なるように位置合わせをして、ＰＥＮフィルムと、基板上の絶縁層の表面を接触させた。これにより、網目に相当する開口部を有するメッシュ状の絶縁層の表面において、下部電極用接続線（接着層兼導電層）に固定され、かつ絶縁層の開口部に１．３ｍｍの長さで浮遊部が形成されたカンチレバー部を形成するとともに、スルーホールを半乾燥状態の接着層兼導電層が充填し、カンチレバー部の第２の導電層７１と基板上の下部電極１が電気的に接続された。レーザー顕微鏡（キーエンス社ＶＫ−Ｘ１２０）を用いた３次元形状観察から、浮遊部と基板の間には９５μｍの空気のギャップが形成されていることを確認した。この状態で半乾燥状態の第２の導電層を硬化させるために、オーブンで１５０℃３０分加熱した。
【００７７】
〈上部電極用接続線〉については、第８の実施形態と同様に行った。
〈触覚センサとしての評価〉については、第８の実施形態と同様に行い、同様の特性を得た。
〈振動素子としての評価〉については、第８の実施形態と同様に行い、同様の特性を得た。
【００７８】
上述の実施の形態等で示した例は、発明を理解しやすくするために記載したものであり、この形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のカンチレバー型圧電素子は、大面積化が可能であるので、高解像度で精度のよいセンサマトリクス等や振動素子マトリクスを実現でき、産業上有用である。また、本発明の製造方法により、環境負荷を軽減できるので、産業上有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１      下部電極（第１の電極）
２      絶縁層
３      上部電極（第２の電極）
７      カンチレバー部
１１    下部電極用接続線
１２    スルーホール
１３    上部電極用接続線
７１    第２の導電層
７２    圧電材料層
７３    第１の導電層
【図１】
2018073958.tif 000003
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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