(57)【要約】【課題】コート層の破損、並びに圧電／電歪素子における屈曲変位の如き素子の基本特性の劣化及び各素子間での当該基礎特性のばらつきを殆ど生じることなく、耐湿性、耐光性、耐酸性、耐汚染性等の耐候性、及び絶縁性に優れる集積素子を得ることができる集積素子の製造方法を提供する。【解決手段】基体上に、複数の素子を配列した後、基体及び素子に、コート剤を塗布して、素子の高さより薄いコート層を形成する集積素子の製造方法において、複数の素子が配列されている基体上面に、少なくとも１以上の素子を含む領域を包囲する区画壁を設け、この区画壁により包囲される領域にコート剤を供給後、コート剤に対して外力を加えて余剰コート剤を除去し、その後コート剤を固化してコート層を形成する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に、複数の素子を配列した後、該基体及び該素子に、コート剤を塗布して、該素子の高さより薄いコート層を形成する集積素子の製造方法であって、
該複数の素子が配列されている該基体上面に、少なくとも１以上の素子を含む領域を包囲する区画壁を設け、
該区画壁により包囲される領域に該コート剤を供給後、該コート剤に対して外力を加えて余剰コート剤を除去し、その後コート剤を固化して該コート層を形成することを特徴とする集積素子の製造方法。
【請求項２】
前記区画壁を、最終的に形成されるコート層の膜厚より高く、最も高い素子の高さに対して１０倍以下の高さで設ける請求項１に記載の集積素子の製造方法。
【請求項３】
前記素子が、構成部材として、少なくとも電極を有するものであり、
前記区画壁を、該電極の少なくとも一部を覆って配設し、前記余剰コート剤を除去した後、該区画壁を除去して、該電極の少なくとも一部を除く領域に、前記コート層を形成する請求項１又は２に記載の集積素子の製造方法。
【請求項４】
前記外力による前記コート剤の余剰分の除去を、前記複数の素子を配列した前記基体を回転台に載置し、該回転台を回転させて行う請求項１〜３の何れか一項に記載の集積素子の製造方法。
【請求項５】
前記複数の領域に区画する前記区画壁を、一体構造のもので形成し、前記余剰コート剤を除去した後、該区画壁を一の作業で除去する請求項１〜４の何れか一項に記載の集積素子の製造方法。
【請求項６】
前記余剰コート剤を除去した後、前記各領域内に残存するコート剤が固化する前に、前記区画壁を除去する請求項１〜５の何れか一項に記載の集積素子の製造方法。
【請求項７】
前記区画壁が、前記コート剤に対してはじき特性の大きな材料からなる請求項１〜６の何れか一項に記載の集積素子の製造方法。
【請求項８】
基体と、該基体上に配列される複数の素子と、該基体及び該素子を被覆する該素子の高さより薄いコート層とを有する集積素子であって、
該コート層の端部が、該基体表面に対して９０°より小さな接触角となる曲面を有していることを特徴とする集積素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積素子の製造方法及び集積素子に関する。より詳しくは、基体上に、複数の素子を配列した後、基体及び素子の上に、コート剤を供給して、素子の高さより薄いコート層を形成する集積素子の製造方法、及びそれにより得られる集積素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電／電歪素子等の各種素子にあっては、製品のコンパクト化等の要請により、今や、基体上に多数の素子を配列して集積素子とすることが一般的になっている。
【０００３】また、圧電／電歪素子等の各種素子にあっては、耐湿性、耐光性、耐酸性、耐汚染性等の耐候性、耐薬品性、及び絶縁性が大きなことが実用上極めて重要であり、基体及び素子をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等で被覆することが行われている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】しかし、基体及び素子を被覆した従来の圧電／電歪膜型集積素子等においては、コート層の厚さについては特に考慮されておらず、上記耐候性等の点では優れるものの、屈曲変位等の基本特性が劣化してしまうという問題が指摘されている。
【０００５】これに対しては、素子の高さよりも薄いコート層を設けることが考えられる。しかし、例えば、スピンコーター等のコート剤に外力を加えて拡散させる方法により、薄いコート層を、基体上に多数の素子が配列する集積素子に形成すると、各素子の存在によりコート剤の流れが、各素子の背後で不整となり、得られるコート層にムラが生じる。このため、得られる集積素子では、各素子の特性のばらつきやコート層の厚い部分でクラックが発生し易いという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５２−８７３８７号公報
【特許文献２】
特開昭６２−８８３８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コート層の破損、並びに圧電／電歪素子における屈曲変位の如き素子の基本特性の劣化及び各素子間での当該基礎特性のばらつきを殆ど生じることなく、耐候性、耐薬品性、及び絶縁性に優れる集積素子を得られる集積素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、複数の素子が配列されている基体上面を複数の領域に区分する区画壁を設け、この区分された各領域にコート剤を供給し、更に、コート剤に対して外力を加えて余剰コート剤の除去すると、区画壁の整流作用により、コート剤がムラなく行き渡り、厚さが均一の薄いコート層を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】即ち、本発明は、基体上に、複数の素子を配列した後、基体及び素子に、コート剤を塗布して、素子の高さより薄いコート層を形成する集積素子の製造方法であって、複数の素子が配列されている基体上面に、少なくとも１以上の素子を含む領域を包囲する区画壁を設け、区画壁により包囲される領域にコート剤を供給後、コート剤に対して外力を加えて余剰コート剤を除去し、その後コート剤を固化してコート層を形成することを特徴とする集積素子の製造方法を提供するものである。
【００１０】本発明においては、区画壁により、少なくとも１以上の素子を含む複数の領域を区画することが好ましい。また、本発明においては、区画壁を、最終的に形成されるコート層の膜厚より高く、最も高い素子の高さに対して１０倍以下の高さで設けることが好ましい。
【００１１】また、素子が、構成部材として少なくとも電極を有するものである場合には、区画壁を電極の少なくとも一部を覆って配設し、余剰コート剤を除去した後、区画壁を除去して、電極の少なくとも一部を除く領域に、コート層を形成することが好ましい。また、複数の領域に区画する区画壁の配設を、各区画壁が一体に構成されるものにより行い、余剰コート剤を除去した後に、この一体に構成される区画壁を一の作業で除去することが好ましい。
【００１２】また、本発明においては、コート剤の余剰分の除去を、複数の素子を配列した基体を回転させて行うことが好ましい。また、余剰コート剤を除去した後、コート剤固化する前に、区画壁を除去することが好ましい。
【００１３】また、本発明において区画壁は、コート剤に対してはじき特性の大きな材料からなるものが好ましい。
【００１４】本発明はまた、このような製造方法により、新規な集積素子、即ち、基体と、基体上に配列される複数の素子と、基体及び素子を被覆する素子の高さより薄いコート層とを有する集積素子であって、コート層の端部が、基体表面に対して９０°より小さな接触角となる曲面を有していることを特徴とする集積素子、を提供するものである。また、このような集積素子において、素子が構成部材として少なくとも電極を有するものである場合には、電極の少なくとも一部を除く領域に、コート層が形成されているものが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ各工程毎に具体的に説明する。
【００１６】本発明の集積素子の製造方法では、図１に示すように、まず、基体１上に、複数の素子２を配列した後、少なくとも１以上の素子２を含む領域毎に包囲する区画壁３を設け、好ましくは、複数の素子２が配列されている基体上面を、複数の領域に区画する。
【００１７】本発明においては、基体１の材質、形状等について特に制限はなく、各種素子に応じて適切な材質、形状等を選択すればよい。
【００１８】例えば、圧電／電歪膜型素子を配列する場合であれば、図２に示すように、薄板状の振動部２１と厚肉のセラミックス部材からなる固定部２２とを一体化した構造のものを挙げることができる。また、圧電／電歪膜型素子を配列する場合の基体１の材質としては、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、及びガラスよりなる群から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【００１９】また、本発明においては、基体１上に素子２を如何に配列するかについても特に制限はなく、好適な配列を選択すればよい。但し、図１に示すように、一定間隔で規則的に配列することは、区画壁３によって包囲される各領域５を、容易に、同面積、同素子数で区画することができ、コート剤に対して外力を加えて余剰コート剤を除去する際に、各領域のコート剤の流れを均一にする上で有益である。また、区画壁３の配設パターンを簡素化できる点でも好ましい。また、電極を構成部材として含む素子においては、やはり区画壁３の配設パターンを簡素化できる点で、図１に示すような共通電極９を設けることも好ましい。
【００２０】本発明においては、配列する素子２の種類についても特に制限はないが、本発明で形成されるコート層は、屈曲変位等に対する影響が小さいため、圧電／電歪膜型素子等について特に好ましく適用することができる。また、図１に示すような圧電／電歪膜型素子２としては、圧電／電歪層と、これに接して設けられる少なくとも一対の電極を備えるものを挙げることができる。この際、電極としては、例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、若しくは鉛等の少なくとも１種を含有する金属単体又は合金からなるものを挙げることができる。また、圧電／電歪層としては、例えば、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、ジルコン酸チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、又はタンタル酸ストロンチウムビスマスを１種単独で、又は２種以上含有するセラミックスからなるものを挙げることができる。また、圧電／電歪層は、これらセラミックス材料に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、又はスズ等の酸化物を、１種単独、又は２種以上微量で含有する材料からなるものであってもよい。また、圧電／電歪膜型素子にあっては、圧電／電歪層が単層のものでも、圧電／電歪層を多数積層した多層構造のもの何れでもよい。
【００２１】図１に示すように、本発明において区画壁３により包囲される領域５は、少なくとも１以上の素子２を含む領域であればよく、作業性等を考慮して多数の素子２を含むものとしてもよい。
【００２２】但し、一の領域に多数の素子を含ませる場合には、図１に示すように各素子２を各領域５内に一列に配列させることが好ましい。後述する余剰コート剤を除去する際に、外力によりコート剤が主に移動する方向（ここでは、区画壁の存在を無視した移動方向をいう。）に対して、区画された一の領域内で１の素子のみが存在するように、複数の素子を有する基体を配置することが可能となる。従って、当該配置とした状態でコート剤に回転等による外力を加えることで、各素子が障害になって生じるコート剤の不整流をほぼ回避することができ、素子の高さより薄いコート層をムラなく形成することができる。
【００２３】図９に示すように、本発明における区画壁３は、最終的に形成されるコート層７の膜厚より高く、最も高い素子２の高さに対して１０倍以下の高さで設けることが好ましく、最終的に形成されるコート層７の膜厚より高く、最も高い素子２の高さに対して５倍以下の高さで設けることがより好ましく、最終的に形成されるコート層７の膜厚より高く、最も高い素子２の高さに対して２倍以下の高さで設けることが特に好ましい。
【００２４】区画壁３の高さをこの範囲とすることで、素子２の高さより薄い所望の厚さのコート層７を形成できるとともに、当該コート層７が区画壁３近傍で局所的に厚膜化することを防止することができるため、コート層の厚さが不均一であることに起因するコート層の亀裂発生を防止することができる。
【００２５】また、区画壁３は、薄いコート層７を形成する上では、低い区画壁３が好ましいが、極端に低いと、コート剤に対する整流機能が低減するとともに、後で区画壁３を除去する際の作業性が低下してしまう。従って、本発明における区画壁３は、１０μｍ以上の高さで設けることがより好ましく、５０μｍ以上の高さで設けることが特に好ましい。なお、最終的に形成される好ましいコート層の厚さは、各種素子によって異なるが、例えば、圧電／電歪膜型素子等のように、厚くなる程屈曲変位等の基本特性に悪影響を及ぼす素子にあっては、０．１〜１０μｍが好ましく、０．１〜２μｍがより好ましい。
【００２６】また、区画壁３は、乾燥時の収縮率を考慮して設け、乾燥後の状態で図３に示す区画壁端部４の基体１表面に対する接触角Ｒ１を８０〜１００°とすることが好ましく、８５〜９５°とすることがより好ましい。但し、コート剤として、区画壁を構成する材料に対してはじき特性が大きなものを用いる場合には、基体１表面に対する接触角Ｒ１について特に制限はない。
【００２７】図３に示す区画壁端部４の基体１表面に対する接触角Ｒ１が、乾燥後に上記範囲であれば、基体１表面に対して９０°より小さな接触角Ｒ２となる曲面の端部４を有するコート層７を形成することができる。従って、区画壁３を除去する際に、その端部４で亀裂や剥離が発生し難くなり、外力に対し強度の大きなコート層とすることができる。
【００２８】本発明において、図１に示すような構成部材として少なくとも電極を有する素子２を配列する場合には、区画壁３を、電極９の少なくとも一部を覆って配設し、コート剤の供給、及び余剰コート剤の除去といった工程が終了後、図１０及び図１１に示すように、当該区画壁（図示せず）を除去して、電極の少なくとも一部を除く領域に（図１０中では端子電極９の部分を除いている。）、コート層７を形成することが好ましい。
【００２９】区画壁３にコート剤の整流という機能と、電極のマスキングという機能を兼備させることで、電極の導通を確保するために電極部分のコート層を削除することが不要となり、当該コート層の削除等によるコート層の亀裂発生を回避することができる。
【００３０】なお、区画壁３を配設する領域は電極の全体でもよく、一部でもよい。また、電極の如何なる部分でもよいが、図１に示すような基体上に設けられ、電極の共用化が容易な端子電極９を覆って設けることが、単純で均一なパターンの区画壁３を簡単に設けることができ、各領域５における区画壁３の整流作用の均一化が容易な点で好ましい。
【００３１】また、本発明において区画壁は、複数の領域に区画する各区画壁を、個別に独立して配設してもよいが、図１に示すように、各区画壁３を一体構造のもので構成することが好ましい。
【００３２】コート剤の供給、及び余剰分の除去といった工程の終了後、一体に構成される区画壁を一の作業で除去することが可能となり、コート層の形成作業を効率的に行うことができる。
【００３３】本発明において区画壁３を構成させる材料としては、例えば、塩化ビニル系樹脂（本明細書中、「・・系樹脂」又は「・・系＊＊化合物」とは、・・の元素又は基本構造を有する樹脂又は＊＊化合物という意味である。）や、アクリル系樹脂等の一般的な熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【００３４】また、本発明における区画壁３は、区画壁からの分離が容易なコート層を得られ易い点で、コート剤に対してはじき特性が大きな材料からなるものが好ましく、中でも、フッ素系高分子化合物を含有する材料が好ましい。
【００３５】コート剤に対してはじき特性が大きな材料で隔壁を構成すると、図７に示すように、区画壁３に接するコート剤の表面張力により、基体１表面に対して９０°より小さな接触角Ｒ３となる曲面を有する端部４のコート層７を形成することができる。よって、区画壁３を除去する際に、コート層７が区画壁３から分離し易くその端部４で亀裂が発生し難くなり、また剥離も発生し難くなる。
【００３６】なお、「はじき特性が大きい」とは、図８に示すように、区画壁を構成する材料１１表面にコート剤を付着させた際に、コート剤からなる液滴の当該材料表面に対する接触角Ｒ４が、９０°より大きいことを意味する。
【００３７】本発明において、フッ素系高分子化合物を含有する材料としては、例えば、前記した塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂等の一般的な熱可塑性樹脂に、フッ素系高分子化合物を含有させたものを挙げることができる。また、このような材料からなる隔壁は、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、又はこれらに対応するモノマー若しくはオリゴマーを含有する溶液に、各種フッ素系高分子化合物、又はこれに対応するモノマー若しくはオリゴマー（以下、「フッ素系高分子化合物等」と省略することがある。）を含有する溶液を混入したものを用いて作製することができる。
【００３８】また、本発明においてフッ素系高分子化合物等を含有する溶液をコート剤として用いる場合には、フッ素系高分子化合物等を、所望形状の区画壁を設ける上で好適な粘度を確保しながら、コート剤に対する良好なはじき特性が得られる濃度で含有させること好ましい。具体的には、溶液中、フッ素系高分子化合物等を０．１〜１０質量％（固形分濃度）含有するものが好ましく、０．２〜５．０質量％（固形分濃度）含有するものがより好ましく、１〜２．０質量％（固形分濃度）含有するものが更に好ましい。
【００３９】本発明において、フッ素系高分子化合物等を含有する溶液としては、例えば、フッ素系高分子化合物をハイドロフルオロエーテルに溶解させたもの、フッ素系高分子化合物をハイドロフルオロエーテルに溶解し、更にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を分散混合したもの、メタキシレンヘキサフロライドをシリコーンに溶解したもの、又は３，３，３−トリフロロプロピルトリメトキシシラン若しくはフッ素系高分子化合物を酢酸エチルに溶解したもの等を挙げることができる。中でも、コート剤の隔壁に対するはじき特性が特に大きくなり、所望の形状の端部を有するコート層を形成できるとともに、耐熱性、耐水性、及び耐薬品性などの点でも優れることから、フッ素系高分子化合物をハイドロフルオロエーテルに溶解させたものが好ましく、フッ素系高分子化合物をハイドロフルオロエーテルに溶解し、更にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を分散混合したものがより好ましい。
【００４０】また、フッ素系高分子化合物等を含有する溶液としては、例えば、菱江化学株式会社製ＲＦＨ−０１（フッ素系高分子化合物の固形分濃度：２％）、菱江化学株式会社製ＲＦＨ−０２（フッ素系高分子化合物の固形分濃度：１％）、菱江化学株式会社製ＲＦＨ−１０（フッ素系高分子化合物の固形分濃度：０．２％）、菱江化学株式会社製ＲＦＨ−１０Ｒ（フッ素系高分子化合物の固形分濃度：０．３％、着色剤入り）、菱江化学株式会社製ＰＴＦＥグレード＝ＲＦＨ−１０Ｒ（フッ素系高分子化合物の固形分濃度：１．２％）、信越化学工業株式会社製シリコーン溶液ＫＰ−８０１Ｍ（メタキシレンヘキサフロライド９５％以上）、信越化学工業株式会社製オルガノシランＫＢＭ−７１０３、又は株式会社アサヒ化学研究所製ＣＴ−３０１Ｓ−２等を挙げることができる。
【００４１】本発明において、区画壁３を設ける方法としては、スクリーン印刷法、ディスペンス法等の各種方法を挙げることができ、中でも、均一な高さの区画壁３を設けることができる点でスクリーン印刷法が好ましい。
【００４２】本発明においては、区画壁の構成材料、形成方法にもよるが、区画壁の固化、固着を完全ならしめるために、区画壁３を配設後、一定時間乾燥することが好ましい。また、乾燥条件は、区画壁３の端部が、基体に対して所望の接触角となるように制御する上で、加熱による急激な乾燥が好ましい。例えば、塩化ビニル系樹脂を含有する溶液を用いて区画壁を設ける場合には、１００〜１６０℃で乾燥することが好ましく、１２０〜１５０℃で乾燥することがより好ましい。但し、フッ素系高分子化合物等を含有する溶液を用いて区画壁を設ける場合には、区画壁端部を基体に対して広範囲の接触角とすることができるため、同様に加熱してもよく、より低温（５０〜１１０℃）で乾燥してもよい。なお、乾燥時間は、５〜２０分程度でよく、５〜１０分が好ましい。
【００４３】本発明においては、上述のようにして区画壁を設けた後、図４に示すように、区画壁３により包囲される各領域５にコート剤６を供給後、図６に示すように、コート剤６に対して外力を加えて余剰分を除去して、図９に示すような素子２の高さより薄いコート層７を形成する。
【００４４】本発明において用いられるコート剤は、基体及び素子を外部から遮蔽するコート層を形成可能なものであればよいが、耐湿性、耐光性、耐酸性、耐汚染性等の耐候性、耐薬品性、及び及び絶縁性が大きく、更に軟質で屈曲変位等の素子の特性を阻害しないものが好ましい。
【００４５】具体的には、例えば、シリカをコート成分として含有するもの、シリコーン系化合物をコート成分として含有するもの、ウレタン系高分子化合物をコート成分として含有するもの、又はポリイミド系高分子化合物をコート成分として含有するものを挙げることができる。
【００４６】本発明においては、中でも、拡散性に優れ均一なコート層が得られ易く、かつ前述した各種区画壁におけるコート剤に対するはじき特性が大きくなり易く、区画壁からの分離が容易なコート層を得られ易い点で、シリカを含有するコート剤が好ましい。
【００４７】また、本発明においてコート剤のコート成分濃度は、所望の厚さでコート層を形成するために、各種コート材に応じて適切な範囲を選択することが好ましい。例えば、シリカをコート成分として含有するコート材では、コート剤中シリカを３〜２０質量％含有するものが好ましく、コート剤中シリカを１０〜１５質量％含有するものがより好ましい。また、シリコーン系化合物をコート成分として含有するコート材では、コート剤中シリコーン系化合物を８０％以上含有するものが好ましく、コート剤中シリコーン系化合物を９０％以上含有するものがより好ましい。なお、コート層の厚さは、後述するように、スピンコータの回転数を変化させる等してコート剤に対する外力を変化させても調整することができる。
【００４８】本発明で用いられる市販のコート剤としては、例えば、アサヒ化学研究所社製ＣＲ−８０１、ＪＳＲ社製グラスカＴ８００１、触媒化成化学工業社製セラメートＣ−５１３、協立化学株式会社製ＸＳＧ−４Ｈ、東芝シリコーン株式会社製ＴＳＥ３２５０、東芝シリコーン株式会社製ＴＳＥ３２２１、信越化学工業株式会社製ＫＪＲ９０１７、信越化学工業株式会社製Ｘ３５−６０２等を挙げることができる。
【００４９】本発明で用いられるコート剤は、無色透明のものでもよいが、光干渉式の膜厚計で連結材形成箇所の複数点を計測する、といった如き、極めて煩雑な工程を要することなく、コート剤を供給した領域を確実に判別するためには色素を含有することが好ましい。
【００５０】また、コート剤に含有させる色素は、肉眼によって認識可能となる色を与えるいわゆる有色色素に限らず、Ｘ線、紫外線等の可視光以外の光を分析機器等で分析することにより認識可能となるいわゆる無色色素も含まれるものでもよい。また、反射した光を肉眼又は分析機器等で認識できる色素の他、蛍光又は燐光等の如く、熱、Ｘ線、音、放射線、又は化学反応等により吸収したエネルギーを光として放出し、この発光を肉眼又は分析機器等で認識してその存在を知ることができるいわゆる発光色素でもよい。
【００５１】本発明においては、コート層の形成に関する検査において特に分析機器を要しない点では、肉眼で認識可能な各種無機、有機の有色色素が好ましいが、その適用範囲が広い点では、蛍光色素等の発光色素を含有するものが好ましい。
【００５２】即ち、本発明で形成されるコート層は非常に薄く、しかもコート対象である素子が微小であることから、有色色素ではコート層の存在を判別し難いことがある。これに対し、蛍光色素等の発光色素は、その検出感度が極めて高いことから、コート層の形成を確実に判別することができる。また、発光色素の含有量を発光強度等から定量的に分析することもできるため、コート層の厚さを正確に制御することが容易となる。
【００５３】本発明において発光色素としては、エネルギー源の相違により、例えば、Ｘ線発光色素、赤外線発光色素、放射線発光色素、熱発光色素、可視光発光色素、化学発光色素、又は生物発光色素等を挙げることができる。また、発する光の種類により、例えば、蛍光色素、燐光色素等を挙げることができる。
【００５４】本発明においては、これら発光色素の中でも、安定性、感度の点で、紫外線発光性、赤外線発光性、又は可視光発光性といった光発光性の蛍光色素が好ましい。
【００５５】また、本発明においては、肉眼で認識可能な有色色素、又はエネルギーを吸収することにより光を発する発光性色素の何れにおいても、色素が、加熱処理（常温以上の温度を加える処理）により除去可能な有機化合物からなるものが好ましい。
【００５６】含有させる色素とコート層や素子を構成させる材料によっては、コート層の特性や、素子の特性に悪影響を及ぼす場合があるため、連結材７０形成に関する検査終了後は色素を残留させないことが好ましく、上記有機化合物からなる色素とすると、容易に当該色素を除去することができる。
【００５７】本発明において、有色色素としては、例えば、レーキレッドＣ、若しくはウオッチンゲレッド等の水溶性アゾ顔料、モノアゾイエロー、若しくはジスアゾイエロー等の不溶性アゾ顔料、及びフタロシアニン系顔料、アントラキノン、イソインドリノン、若しくはキナクリドン等の縮合多環顔料からなる群より選ばれる少なくとも１種の顔料、又はアゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、硫化染料、トリフェニルメタン染料、ピラゾロン染料、スチルベン染料、ジフェニルメタン染料、キサンテン染料、アリザリン染料、アクリジン染料、キノンイミン染料、チアゾール染料、メチン染料、ニトロ染料、及びニトロソ染料からなる群より選ばれる少なくとも１種の染料を挙げることができる。
【００５８】本発明においては、上記顔料又は染料の何れも、加熱処理の際に、酸化物を生成したり、連結材と化合物を生成する恐れがない、金属イオンを含有しないものが好ましい。
【００５９】他方、本発明において、可視光線、近紫外線、又は紫外線を吸収して、蛍光を発する蛍光染料としては、例えば、フルオレセイン、ローダミン等を挙げることができ、特に、フルオレセインは、微量でも強い発光があり高感度で検出可能な点で好ましい。また、本発明においては、フルオレセインの誘導体として臭素と結合したエオシンを用いることも好ましい。なお、フルオレセインはフタレイン染料の一種で、塩化亜鉛を還元剤としてレゾルシン２ｍｏｌと無水フタール酸１ｍｏｌとを混合し、２００℃付近の高温で熱して得られる赤色の粉末であり、水には溶けないがアルコール、希アルカリに溶けて強い緑色の蛍光を放つものである。勿論、フルオレセイン、及びローダミンは、金属イオンを含有せず、加熱処理により除去可能である。また、色素除去のための加熱処理は、各種色素に応じて加熱により完全に除去可能な温度条件とすればよい。
【００６０】本発明においてこれら色素は、溶剤やビヒクル等の媒質に分散、溶解して分散液又は溶液として用いることが好ましい。また、この際の分散液又は溶液は、色素との親和性の高いものを選択することが、溶解性、分散性を向上させて色素を連結材や微拘束層に均一に存在させ得る点で好ましい。なお、イソプロピルアルコール等のアルコール類は、色素が親水性、疎水性の何れの性質を有する場合に適用可能であり、顔料には特に有用である。また、溶解性、分散性を向上させるためには、分散液又は溶液中に、分散剤や界面活性剤を添加することも好ましい。
【００６１】また、各種色素は、コート剤中に色素の種類（特に発光強度等）に応じて所定量含有させればよく、例えば、蛍光色素のような発光色素であれば、コート剤中に０．０００１〜０．０１０質量％（色素固形換算値）含有させればよく、例えば、有色色素であれば、コート剤中に０．０００２〜０．０５０質量％（色素固形換算値）含有させればよい。
【００６２】なお、光発光性で加熱処理により除去可能な蛍光色素を、有機溶剤中に含有させた溶液としては、例えば、栄進化学株式会社製、ネオグロー水洗性蛍光浸透液Ｆ−４Ａ−Ｃを挙げることができる。
【００６３】本発明において、区画壁により包囲される各領域にコート剤を供給する方法については特に制限はなく、例えば、ディッピング法、ピペット法、ディスペンス法、又はインクジェット等による印刷法等の各種方法を用いて供給すればよい。また、コート剤を供給するに際しては、必要に応じて、基体の下面等を保護膜、有機材シート、治具等の保護材で被覆しておくことが好ましい。
【００６４】また、コート剤は、図４に示すように、コート対象面を自然に覆う程度に過剰に供給することで、コート剤を拡散させるための措置を不要とすることができるが、供給量を抑制する必要がある場合等にはエアースプレー等による強制拡散工程を設けることも好ましい。もっとも、シリコン系高分子化合物をコート成分とするコート剤等、粘度が低く拡散性に優れるコート剤にあっては、微量の供給であっても自然拡散によりコート対象面を自然に覆うことができる。
【００６５】コート剤に対して外力を加えて余剰分を除去する方法としては、例えば、遠心力、慣性力等、各種の力を利用した方法が挙げられ、より具体的には、例えば、スピンコーター、エアースプレー、又は刷毛等を用いる方法を挙げることができる。中でも、低粘度のコート剤を用いる場合には、図５に示すように、スピンコーター等の回転台１９に集積素子２０を載置し、回転台１９を回転させることにより余剰分を除去する方法が好ましい。
【００６６】図６に示すように、集積素子２０の回転により、余分のコート剤６ｂが外部に放出されるとともに、コート層の形成に寄与するコート剤６ａについては、外力により各区画壁３に沿って回流し、素子２の存在に関わらずムラのないコート層を形成することができる。
【００６７】また、スピンコートを用いる場合の回転台の回転数は、コート剤の粘度、目的とするコート層の厚さ等を考慮して適宜適切な範囲とすればよい。例えば、粘度の小さなコート剤を用いて、区画壁の高さを５０〜１００μｍとして最終的に、０．５〜２．０μｍの厚さのコート層を形成する場合には、回転数を１０００〜３０００ｒｐｍまで上げて１０〜２５秒程度回転させて行えばよい。また、回転台には、１の集積素子を載置してもよく、図５に示すように、複数の集積素子２０を載置してもよい。
【００６８】本発明においては、上記のコート剤の供給、及び余剰分の除去といった工程の後、コート剤を乾燥し、更に必要に応じて加熱処理してコート層を形成する。
【００６９】本発明においてコート層の形成方法は、コート剤の組成物の種類に応じて適切な条件を選択することが好ましく、例えば、アクリル樹脂などのビニル重合体、エポキシ樹脂やポリウレタンなどの付加重合体、ポリエステル、又はポリカーボネートなどの縮合重合体に対応する重合性オリゴマーをコート成分として含有するコート剤であれば、供給したコート剤を、室温で放置することで所望のコート層を形成することができる。
【００７０】また、シリコン系高分子化合物をコート成分として含有するコート剤を用いた場合には、例えば、室温で数分放置してコート剤と圧電／電歪層を構成する材料との接合性を高めた後、必要に応じＵＶ照射をして一次固化を行い、更に８０〜１５０℃の加熱による２次固化を５〜１０分行うことが好ましい。なお、必要に応じて、更に４００℃程度の加熱処理を行ってもよい。
【００７１】本発明においては、区画壁を除去について特に制限はないが、通常、上記のようにしてコート層を形成した前後、即ち、コート剤を固化する前後で区画壁を除去することが好ましい。
【００７２】また、区画壁を除去する時期は、用いるコート剤に対する区画壁を構成する材料のはじき特性に応じて選択することが好ましい。
【００７３】即ち、コート剤に対するはじき特性が小さな材料で構成する区画壁とする場合には、区画壁を残存したままコート剤を固化してコート層を形成すると、コート剤の濡れ性によりコート層が区画壁に密着した状態で得られ易く、区画壁を除去する際にコート層に亀裂等が発生する恐れがある。従って、コート剤の供給、及び余剰コート剤の除去が終了後、直ちに区画壁の除去を行うか、コート剤の乾燥工程において、コート剤の流動性が失われる前に区画壁の除去を行うことが好ましい。
【００７４】一方、区画壁を構成する材料に対するはじき特性が大きなコート剤を用いる場合には、コート剤が固化した後、又はコート剤が固化する前の何れでも所望の端部形状を有するコート層を得ることができる。但し、外力に対する強度が高い、曲率半径及び基体に対する接触角が小さな曲面の端部とするには、コート剤が固化した後、区画壁を除去することが好ましい。また、流動性が大きなコート剤では、やはりコート剤が固化した後、区画壁を除去することが好ましい。
【００７５】以上、本発明の集積素子の製造方法について具体的に述べたが、本発明の製造方法によれば、新規な集積素子、即ち、基体と、基体上に配列される複数の素子と、基体及び素子を被覆する素子の高さより薄いコート層とを有する集積素子であって、基体表面全体について厚さにムラのないコート層を有する集積素、を得ることができる。また、既述の如く、区画壁を構成する材料に対してはじき特性の大きなコート剤を用いたり、区画壁の形状や除去の時期を特定の範囲とすることで、コート層の端部が、基体表面に対して９０°より小さな接触角となる曲面を有し、外力に対する強度の大きなコート層とすることができる。
【００７６】
【実施例】以下、本発明を、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例、及び比較例で得られた圧電膜型集積素子について、コート層の状態を以下のようにして確認した。
【００７７】
（コート層の状態）
各実施例及び各比較例で得られた圧電膜型集積素子について、コート層に厚さムラ、並びにコート層端部の形状及び亀裂の有無を、コート層全体の断面及び端部を電子顕微鏡により観察して確認した。
【００７８】
（実施例１）
Ｙ２Ｏ３で安定化されたＺｒＯ２からなる基体（長さ１６ｍｍ、幅１１ｍｍ、厚さ１０μｍ）上に、白金からなる下部電極及び上部電極で、（Ｐｂ０．９９９Ｌａ０．００１）（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）０．３７５Ｔｉ０．３７５Ｚｒ０．２５０Ｏ３からなる圧電層を挟持した高さ１０μｍの圧電膜型素子を９０個２００μｍの間隔で配列した圧電膜型集積素子を作製した。
【００７９】次に、得られた圧電膜型集積素子を、表面に吸着シートを取り付けた試料台に固定した後、図１２に示すように、塩化ビニル系樹脂を溶解した溶液（アサヒ化学社製ストリップマスク＃５０３Ｂ−ＳＨ）を、各素子２間で共用する共通（端子）電極９を覆いかつそれぞれ一列に配列した５個の素子２を含む１８個の領域に区画されるように、スクリーン印刷法で塗布し、更に温風乾燥機内に５分間静置して、一体構造で１８個の各領域をそれぞれ完全に包囲する区画壁３を形成した。この際、区画壁３は、高さを８０μｍとし、１５０℃の雰囲気中で急速に乾燥して図８に示す基体表面に対する接触角Ｒ３が９０°となる端面を有するものとした。
【００８０】次に、区画壁を設けた圧電膜型集積素子を、スピンコーターに固定しシリカをコート成分として含有するコート剤（触媒化成化学工業社製、セラメートＣ−５１３）を、素子の表面全体にピペットで塗布して区画壁で包囲される各領域にコート剤を供給した。
【００８１】その後直ちに、スピンコーターを、２０００ｒｐｍの速度で３０秒間回転して余剰のコート剤を除去するとともに各領域内でコート剤を回流させた後、徐々に回転速度を落とし回転を停止させた。
【００８２】次に、スピンコーターから取り出した圧電膜型集積素子を、温風乾燥器に入れ、１２０℃、１０分間加熱してコート層を形成した。
【００８３】最後に、一体的に形成されている区画壁を引き剥がし、共通端子電極を除く領域に、コート層が形成されている圧電膜型集積素子を製造した。
【００８４】得られた圧電膜型集積素子は、全体的にムラのない厚さ約１μｍのコート層が形成されていた。また、コート層の端部は、基体表面に対する接触角が９０°程度の曲面を有する形状を呈しており、亀裂等の破損は全く認められなかった。
【００８５】
（実施例２）
塩化ビニル系樹脂を溶解した溶液（アサヒ化学社製ストリップマスク＃５０３Ｂ−ＳＨ）１００質量部に対して、フッ素系高分子化合物を溶解した溶液（菱江化学株式会社製ＲＦＨ−０１、フッ素系高分子化合物の固形分濃度０．２質量％）を２質量部混入したものを、圧電膜型集積素子にスクリーン印刷法で塗布し、低温（８０℃）で１０分間乾燥して、図７に示す基体表面に対する接触角Ｒ３が４５°となる端面を有する区画壁を形成したこと以外は実施例１と同様にして圧電膜型集積素子を製造した。
【００８６】得られた圧電膜型集積素子は、全体的にムラのない厚さ約１μｍのコート層が形成されていた。また、コート層の端部は、基体表面に対する接触角が８０°程度の曲面を有する形状を呈しており、亀裂等の破損は全く認められなかった。
【００８７】
（実施例３）
圧電膜型集積素子をスピンコーターから取り出した後、コート剤が固化する前に、一体的に形成されている区画壁を一度に引き剥がし、その後  乾燥器で硬化処理を行ったこと以外は実施例１と同様にして圧電膜型集積素子を製造した。
【００８８】得られた圧電膜型集積素子は、全体的にムラのない厚さ約１μｍのコート層が形成されていた。また、コート層の端部は、基体表面に対する接触角が８０°程度の曲面を有する形状を呈しており、亀裂等の破損は全く認められなかった。
【００８９】
（比較例１）
図１３に示すように、塩化ビニル系樹脂の溶液（アサヒ化学社製ストリップマスク＃５０３Ｂ−ＳＨ）を、各素子間で共用する共通端子電極のみを覆うようにスクリーン印刷法で塗布して、Ｘ方向にコート剤が自由に移動できるように複数の区画壁を形成したこと、並びに区画壁３は、高さを１５０μｍとし、低温（８０℃）で１０分間乾燥して図８に示す基体表面に対する接触角Ｒ３が５０°となる端面を有するものとした以外は実施例１と同様にして圧電膜型集積素子を製造した。
【００９０】得られた圧電膜型集積素子では、厚さ約２μｍのコート層が形成されていた。但し、各素子の近傍でコート層に波状の厚みムラがあり、コート層の厚い部分でクラックが発生していた。また、区画壁３を引き剥がした際に、コート材の端部に亀裂や剥離が認められた。
【００９１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法によれば、基体上面全体に、素子の高さより薄いコート層を、厚さにムラを生じることく形成することができ、コート層の破損、並びに圧電／電歪素子における屈曲変位の如き素子の基本特性の劣化及び各素子間での当該基礎特性のばらつきを殆ど生じることなく、耐湿性、耐光性、耐酸性、耐汚染性等の耐候性、及び絶縁性に優れる集積素子を得ることができる。また、製造方法の条件を選択することで、コート層の端部が、基体表面に対して９０°より小さな接触角となる曲面を有する本発明の集積素子とすることができる。当該本発明の集積素子は、そのコート層の形状により外力に対して強度が大きいという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法において、区画壁を設けた状態の一例を示す一部上面図である。
【図２】本発明の集積素子で用いられる基体の一例を示す断面図である。
【図３】本発明において形成される区画壁について、その端部の基体表面に対する接触角を示す模式図である。
【図４】本発明において、区画壁で包囲される各領域にコート剤を供給した状態を模式的に示す一部断面図である。
【図５】本発明において、区画壁で包囲される各領域に供給されたコート剤の余剰分を除去するために、集積素子を回転台に載置した状態を示す模式図である。
【図６】本発明において、区画壁で包囲される各領域に供給されたコート剤の余剰分を、集積素子を回転して除去している状態を模式的に示す一部上面図である。
【図７】本発明において形成されるコート層について、その端部の基体表面に対する接触角を示す模式図である。
【図８】本発明において、コート剤の区画壁を構成する材料に対するはじき特性の定義規定を示す模式図である。
【図９】本発明において、コート層を形成し、区画壁を除去する前の状態を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明において、コート層を形成し、区画壁を除去した状態を模式的に示す一部上面図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ断面図である。
【図１２】実施例１〜３において、区画壁を設けた状態を示す一部上面図である。
【図１３】比較例１において、区画壁を設けた状態を示す一部上面図である。
【符号の説明】
１…基体、２…素子、３…区画壁、４…区画壁端部、５…区画壁に包囲される領域、６…コート剤、６ａ…、コート層の形成に寄与するコート剤、６ｂ…余剰コート剤、７…コート層、７ａ…乾燥前の状態、７ｂ…乾燥等の後の状態、８…コート層端部、９…共通電極（端子電極）、１１…区画壁を構成する材料、１２…振動部、１３…固定部、１９…回転台、２０…集積素子、２１…振動部、２２…固定部。
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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