压电元件和压电元件应用设备制造技术

一种压电元件，具备第1电极，利用溶液法形成于上述第1电极上且由含有钾、钠及铌的钙钛矿型结构的复合氧化物构成的压电体层，以及设置在上述压电体层上的第2电极，上述压电体层在通过θ‑2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自（200）面的峰和来自（002）面的峰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备第1电极、压电体层和第2电极的压电元件，以及具备压电元件的压电元件应用设备。
技术介绍
压电元件一般具备具有机电转换特性的压电体层和夹持压电体层的2个电极。对于使用这样的压电元件作为驱动源的设备(压电元件应用设备)的开发，近年来一直在积极进行。作为压电元件应用设备之一，有喷墨式记录头所代表的液体喷射头、压电MEMS元件所代表的MEMS器件、超声波传感器等所代表的超声波测定装置以及压电致动装置等。作为压电元件的压电体层的材料(压电材料)，已知有锆钛酸铅(PZT)，但从减少环境负荷的观点考虑，正在进行抑制了铅含量的非铅系压电材料的开发。作为这样的非铅系压电材料的一种，例如像专利文献1、非专利文献1那样提出了铌酸钾钠(KNN；(K，Na)NbO3)(例如，参照专利文献1)。专利文献1中记载了KNN；(K，Na)NbO3的晶体结构优选为伪立方晶和斜方晶的相界。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-03537号公报非专利文献非专利文献1：YipingGuoetal.Appl.Phys.Lett.85,4121(2004)
技术实现思路
然而，晶体结构接近伪立方晶时，能量上不稳定，因此容易由小的能量得到大的位移量，但由于是接近不显示铁电性的立方晶的形状，因而给予大的能量时，结构上难以显示大的位移。因此，需要实现了压电特性提高的KNN薄膜。应予说明，这样的问题不限于在搭载于喷墨式记录头所代表的液体喷射头的压电致动器中使用的压电元件，也同样存在于其它压电元件应用设备中使用的压电元件。鉴于这样的情况，本专利技术的目的在于提供提高了压电特性的压电元件和压电元件应用设备。解决上述课题的本专利技术的方式是一种压电元件，其特征在于，具备第1电极；压电体层，利用溶液法形成于上述第1电极上，由含有钾、钠及铌的钙钛矿型结构的复合氧化物构成；以及第2电极，设置于上述压电体层上；上述压电体层在通过θ-2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自(200)面的峰和来自(002)面的峰。上述方式中，因为在通过θ-2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自(200)面的峰和来自(002)面的峰，所以不是伪立方晶而成为正方晶或斜方晶，晶体的应变大，伴随相变的晶格的变化变大，压电特性提高，位移变大。这里，优选上述钾、钠和铌的总和的金属摩尔数超过上述压电体层内的金属摩尔数的80％。由此，来自KNN的特性变得显著。另外，优选来自上述(200)面的峰与来自上述(002)面的峰分离0.68°以上。由此，更可靠地成为不是伪立方晶的晶体，压电特性更可靠地提高。另外，本专利技术的另一方式是一种压电元件，其特征在于，具备第1电极；压电体层，利用溶液法形成于上述第1电极上，由含有钾、钠及铌且具有除了伪立方晶以外的晶体结构的钙钛矿型结构的复合氧化物构成；以及第2电极，设置于上述压电体层上；上述压电体层在观察相对介电常数的温度变化时，在比居里温度低的温度下具有转变点。上述方式中，能够积极地利用畴(domain)的作用，另外，在低的温度区域相对介电常数变高，因此成为压电特性提高了的压电元件。这里，优选上述压电体层在通过θ-2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自(200)面的峰和来自(002)面的峰。由此，在通过θ-2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自(200)面的峰和来自(002)面的峰，从而不是伪立方晶而成为正方晶或斜方晶，压电特性提高，位移变大。另外，优选上述钾、钠和铌的总和的金属摩尔数超过上述压电体层内的金属摩尔数的80％。由此，来自KNN的特性变得显著。此外，本专利技术的另一方式是一种压电元件应用设备，其特征在于，具备上述压电元件。通过上述方式，能够提供实现了漏电流的抑制和压电特性的提高中的至少一方的压电元件应用设备。附图说明图1是表示记录装置的简要构成的图。图2是记录头的分解立体图。图3是记录头的俯视图。图4是记录头的截面图。图5是表示记录头的制造方法的截面图。图6是表示记录头的制造方法的截面图。图7是表示记录头的制造方法的截面图。图8是表示记录头的制造方法的截面图。图9是表示记录头的制造方法的截面图。图10是表示记录头的制造方法的截面图。图11是表示记录头的制造方法的截面图。图12是表示I-V曲线的图。图13是表示P-V曲线的图。图14是表示P-V曲线的图。图15是表示X射线衍射图案的图。图16是图15的放大图。图17是图15的放大图。图18是表示相对介电常数与温度的关系的图。图19是表示相对介电常数与温度的关系的图。图20是表示X射线衍射图案的图。图21是表示图20的局部放大图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。但是，以下的说明表示本专利技术的一个方式，可以在本专利技术的范围内进行任意变更。各图中标记相同符号的部分表示同一部件，适当省略了说明。另外，图2～图5中，X、Y、Z表示相互正交的3个空间轴。本说明书中，将沿这些轴的方向分别设为X方向、Y方向和Z方向而进行说明。Z方向表示板、层和膜的厚度方向或层叠方向。X方向和Y方向表示板、层和膜的面内方向。(实施方式1)图1是作为本专利技术的实施方式涉及的压电元件应用设备的一个例子的喷墨式记录装置，上述喷墨式记录装置属于具备记录头的液体喷射装置的一个例子。如图所示，喷墨式记录装置I中，具有多个喷墨式记录头的喷墨式记录头单元(喷头单元)II可装卸地设置有构成油墨供给机构的墨盒2A和2B。搭载有喷头单元II的滑架3在轴向自由移动地设置于滑架轴5，该滑架轴5安装在装置主体4上，成为例如分别喷出黑色油墨组合物和彩色油墨组合物的机构。而且，驱动马达6的驱动力介由未图示的多个齿轮和同步带7被传递到滑架3，由此搭载有喷头单元II的滑架3沿滑架轴5移动。另一方面，在装置主体4中设置有作为传送机构的传送辊8，通过传送辊8传送作为纸等记录介质的记录片材S。传送记录片材S的传送机构不限于传送辊，也可以为带、卷筒等。根据这样的喷墨式记录装置I，具备喷墨式记录头(以下，也简称为“记录头”)，因此能够便宜地制造。另外，也可以期待构成该压电致动器的压电元件的位移特性的提高，因此能够实现喷射特性的提高。使用图2～图4对被搭载于以上说明的喷墨式记录装置I的记录头1的一个例子进行说明。图2是作为本实施方式的液体喷射头的一个例子的记录头的分解立体图。图3是流路形成基板的压电元件侧的俯视图，图4是以图3的A-A′线为基准的截面图。流路形成基板10(以下，称为“基板10”)例如由硅单晶基板构成，形成压力产生室12。而且，由多个隔壁11划分的压力产生室12的喷出相同颜色的油墨的多个喷嘴开口21沿X方向并列设置。在基板10中的压力产生室12的Y方向的一端部侧形成油墨供给路13和连通路14。油墨供给路13通过以从X方向挤靠压力产生室12一侧而以其开口面积变小的方式构成。另外，连通路14在X方向具有与压力产生室12大致相同的宽度。在连通路14的外侧(+Y方向侧)形成有连通部15。连通部15构成歧管100的一部分。歧管100成为各压力产生室12共用的油墨室。这样，在基板10形成由压力产生室12、油墨供给路13、连通路14和连通部15构成的液体流路。在基板10的一个面(-Z方向侧的面)上接合有例如SUS制的喷嘴板20。在喷嘴板20上沿X方向并列设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电元件，其特征在于，具备：第1电极，压电体层，利用溶液法形成于所述第1电极上，由含有钾、钠及铌的钙钛矿型结构的复合氧化物构成，以及第2电极，设置于所述压电体层上；所述压电体层在通过θ‑2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自(200)面的峰和来自(002)面的峰。

【技术特征摘要】
2015.08.31 JP 2015-171296;2015.08.31 JP 2015-171291.一种压电元件，其特征在于，具备：第1电极，压电体层，利用溶液法形成于所述第1电极上，由含有钾、钠及铌的钙钛矿型结构的复合氧化物构成，以及第2电极，设置于所述压电体层上；所述压电体层在通过θ-2θ测定得到的X射线衍射图案中具有来自(200)面的峰和来自(002)面的峰。2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述来自(200)面的峰与所述来自(002)面的峰分离0.68°以上。3.一种压电元件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井朋裕，角浩二，一色铁也，高桥敏明，古林智一，北田和也，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP