压电元件、压电致动器、压电传感器、硬盘驱动器、以及喷墨打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及压电元件、压电致动器、压电传感器、硬盘驱动器、以及喷墨打印装置，相比于使用现有的KNN薄膜的压电元件，提高了压电特性及可靠性。一种压电元件，是具有下部电极、压电体层、上部电极的压电元件，压电体层以由通式ABO3表示的钙钛矿型化合物的铌酸钾钠为主，压电体层存在于下部电极和上部电极之间，压电体层中，X射线衍射图案(2θ/θ)中的衍射峰的2θ的角度为21.1°≤2θ≤23.4°的范围内的强度的最大值除以30.1°≤2θ≤33.3°的范围内的衍射峰的强度所得到的值为0.04以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压电元件、具备该压电元件的压电致动器及压电传感器、以及具备该压电致动器的硬盘驱动器及喷墨打印装置，特别是压电元件涉及使用了压电体层的压电元件。
技术介绍
对于压电材料的利用，替代块状压电材料而使用薄膜压电材料的压电元件的实用化不断发展。作为一个例子，可以列举利用了将施加于压电体层的力转换为电压的压电效应的陀螺传感器、震动传感器等、或者利用了在将电压施加于压电体层时压电体层变形的逆压电效应的致动器、喷墨头、扩音器、蜂鸣器、谐振器等。如果将压电材料薄膜化，则元件可以小型化，能够应用的领域拓宽，并且基板上能够一次性制作多个元件，因此量产性增加。另外，在做成传感器的情况下的灵敏度的提高等性能方面优点也多。作为使用压电材料上的指标，可以列举作为压电常数的d31或e31。可以认为这些值的绝对值越大，则越显示良好的压电效应、逆压电效应。压电材料绝缘性越高，则越有可靠性提高的趋势。作为显示绝缘性的指标，可以列举泄漏电流密度。可以认为泄露电流密度越低，则绝缘性越高。另外，如现存的压电材料中以锆钛酸铅(PZT)为代表的那样，含铅的情况多。从环境问题的观点出发，寻求不使用铅的压电材料的开发。现有技术文献专利文献1：日本特开2011-109037号公报专利文献2：日本特开2009-200468号公报非专利文献非专利文献1：S.H.Baeketal.:Science334(2011)958非专利文献2：X.Wuetal.:Ferroelectrics367(2008)61
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在非专利文献1中，报告有在SrRuO3薄膜上将铅系压电材料Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)薄膜化，并且得到良好的压电性。但是，从对环境的考虑来看，实用上优选利用不含铅的材料。在专利文献1中，报告有抑制非铅系压电材料铌酸钾钠(K、Na)NbO3(以下，也称为KNN)薄膜的泄露电流密度，并得到了良好的压电特性。然而，担忧由于与电极界面的结晶性的混乱而导致生产性、成品率的降低。在专利文献2中，报告有为了在KNN薄膜中得到良好的压电特性，而通过将(001)面方位的取向率设为80％以上，从而可以得到施加电场30kV/cm下的压电常数|d31|≥80pm/V。但是，KNN本来具有的晶胞的自发极化的朝向和施加电压方向不平行，因此，担忧电畴(domain)的移动所引起的可靠性的降低或泄漏电流的增加。在非专利文献2中，报告有使用MOD法将(110)取向强度强的KNN薄膜成膜于在(111)方位取向的Pt膜上。但是，由于(001)面的衍射强度大，因此，担忧由于结晶的混乱而导致泄漏电流的增加。本专利技术是有鉴于上述现有技术所具有的技术问题而完成的专利技术，其目的在于，提供一种使用了KNN薄膜并且生产性高、减小了泄漏电流密度的压电元件。压电元件的泄漏电流密度小是指可靠性高，因此在使用了压电效应的压电元件的情况下，能够应用于难以引起故障的传感器等的用途中，并且在使用了逆压电效应的压电元件的情况下，也可以应用于耐久性高的致动器等的用途中。解决问题的技术手段为了达到上述目的，本专利技术所涉及的压电元件，其特征在于，具有下部电极、压电体层和上部电极，压电体层由以通式ABO3所表示的钙钛矿型化合物的铌酸钾钠构成，上述压电体层存在于上述下部电极和上部电极之间，上述压电体层中，X射线衍射图案(2θ/θ)中的衍射峰的2θ的角度为21.1°≤2θ≤23.4°的范围内的强度的最大值除以30.1°≤2θ≤33.3°的范围内的衍射峰的强度所得到的值为0.04以下。由铌酸钾钠构成的压电体层的X射线衍射图案(2θ/θ)中的衍射峰，将2θ的角度为21.1°≤2θ≤23.4°的范围内的峰作为由准立方晶中的{001本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电元件，其特征在于，具有下部电极、压电体层和上部电极，所述压电体层由以通式ABO3表示的钙钛矿型化合物的铌酸钾钠构成，所述压电体层存在于所述下部电极和所述上部电极之间，所述压电体层中，X射线衍射图案(2θ/θ)中的衍射峰的2θ的角度为21.1°≤2θ≤23.4°的范围内的强度的最大值除以30.1°≤2θ≤33.3°的范围内的衍射峰的强度所得到的值为0.04以下。

【技术特征摘要】
2014.06.13 US 14/304,4601.一种压电元件，其特征在于，
具有下部电极、压电体层和上部电极，
所述压电体层由以通式ABO3表示的钙钛矿型化合物的铌酸钾钠
构成，
所述压电体层存在于所述下部电极和所述上部电极之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田龙，佐久间仁志，广瀬维子，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP