本发明专利技术提供了压电设备、探测器、电子设备及超声波图像装置，该压电设备(57)具备：弹性膜(58)，至少部分形成绝缘性的表面区域(65)，至少在表面区域(65)具有非晶质结构或随机取向；压电体(63)，设置在所述弹性膜(58)上，具有与弹性膜(58)接触的第一面(63a)以及相反侧的第二面(63b)，俯视时在对应于表面区域(65)的取向区域(74)进行(100)择优取向；第一电极(61)，设置在压电体(63)的第二面(63b)；以及第二电极(62)，设置在压电体(63)的第二面(63b)，俯视时与取向区域(74)相对应地在与第一电极(61)之间形成间隙(64)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电设备、利用其的探测器、电子设备以及超声波图像装置等。
技术介绍
如专利文献1所公布的那样，压电设备具备被第一电极及第二电极从上下夹住的压电体。压电体中确立了(100)择优取向。基于这种择优取向，压电体的压电特性能够得到实质上的提高。【在先技术文献】【专利文献】专利文献1：日本特开2014-146722号公报专利文献2：日本特开2002-271897号公报如专利文献2公开的那样，超声波转换器具备压电设备。该压电设备中在压电体的同一表面上配置有第一电极及第二电极。压电体中确立了(001)择优取向。和专利文献1同样，(100)择优取向的压电体被第一电极及第二电极自上而下夹着，但当在压电体的同一表面上配置有第一电极及第二电极时，压电体上并未确立(100)择优取向。
技术实现思路
根据本专利技术的至少一方面，能够提供当在压电体的同一表面上配置有第一电极及第二电极时在压电体确立(100)择优取向的压电设备。(1)本专利技术的一方面涉及的压电设备具备：弹性膜，至少部分形成绝缘性的表面区域，至少在所述表面区域具有非晶质结构或随机取向；压电体，设置在所述弹性膜上，具有与所述弹性膜接触的第一面以及与该第一面相反一侧的第二面，在俯视时对应于所述表面区域的取向区域进行(100)择优取向；第一电极，设置在所述压电体的所述第二面；第二电
极，设置在所述压电体的所述第二面，在所述俯视时与所述取向区域相对应地在与上述第一电极之间形成间隙。如果弹性膜因来自外部的超声波而振动，压电体在弹性膜上会挠曲(歪む)。压电体的挠曲会在压电体内产生电位。由于在压电体的取向区域确立了(100)优先取向，因此，针对压电体的挠曲将生成相对大的电位。这种由于压电体应对而产生的电位会作为第一电极及第二电极的电位差而被检测出。特别是，由于取向区域的下表面与绝缘性的表面区域接触，因此，能够避免连接电极间的寄生电容的形成，确保良好的接收灵敏度。假设在取向区域的下表面有导电材料存在，则将形成连接电极间的寄生电容，接收灵敏度会降低。为获得高接收灵敏度，优选电力线从第一电极通过压电体直接延伸至第二电极的情况。(2)上述压电体由钙钛矿型结构的过渡金属氧化物形成即可。如此，压电体就能表现出良好的压电特性。(3)上述压电体的上述第一面只要由钙钛矿型结构的过渡金属氧化物所形成的取向控制层形成即可。如此，压电体就能表现良好的压电特性。(4)上述压电体的上述第一面由A端包含铋且B端包含铁及钛的钙钛矿型结构的过渡金属氧化物形成的取向控制层形成即可。这种过渡金属氧化物在非晶质结构或随机取向的弹性膜上层叠时确立(100)择优取向。在这里，由于取向控制层具备绝缘性，因此，能够避免在电极间连接的寄生电容的形成。而且，A端还可以包含镧(La)、钕(Nd)、钐(Sm)、鐠(Pr)等其它稀土元素。此外，A端还可以进一步包含铅(Pb)。(5)上述取向控制层的电阻值为106Ωcm以上即可。只要电阻值满足该条件，就能确实地避免在连接两个电极之间处形成寄生电容。(6)上述取向控制层只要是(100)择优取向即可。(7)上述压电体可以包含层叠在上述取向控制层上的Pb(ZrTi)O3层。Pb(ZrTi)O3层通过层叠在取向控制层上而确立(100)择优取向。(8)Pb可以渗透到上述取向控制层中。在压电体这一Pb(ZrTi)O3层的层叠时，Pb(ZrTi)O3层可以被加热至600℃～750℃，这种情况下，Pb(ZrTi)O3层中包含的Pb渗入取向控制层，并稳定化。(9)上述取向控制层是连续层即可。如果是连续层，就能够确实地在Pb(ZrTi)O3层确立(100)择优取向。(10)上述取向控制层也可以是不连续层。即使是不连续层，也能够在Pb(ZrTi)O3层确立(100)择优取向。(11)在上述间隙，在上述压电体的上述第二面也可以形成槽。通过槽的形成，在声压导致的弹性膜的面内，变形将集中在间隙中。因此，在第一电极及第二电极之间将产生大的电压。(12)压电设备可以装入探测器中利用。这时，探测器只要具备压电设备和支承上述压电设备的箱体即可。(13)压电设备可以装入电子设备中利用。这时，电子设备只要具备压电设备、以及与上述压电设备连接并处理上述压电设备的输出的处理电路即可。(14)压电设备可以装入超声波图像装置中利用。这时，超声波图像装置只要具备电子设备、与上述压电设备连接，处理上述压电设备的输出，生成图像的处理电路、以及显示上述图像的显示装置即可。附图说明图1是一实施方式涉及的电子设备的一具体例，即是简要示出超声波诊断装置的外观图。图2是简要示出超声波设备单元的构成的俯视放大图。图3是简要示出传输阵列的区域的超声波设备单元的放大部分俯视图。图4是沿图1的A-A线的放大垂直截面图。图5是简要示出第一实施方式涉及的第一压电设备的超声波设备单元的放大部分俯视图。图6是沿图5的B-B线的垂直截面图。图7的(a)～(d)是示出取向控制层BiFeTiO3的形态的侧视截面图。图8是通过有限元法(FEM)计算求出的电极间隙之间的压电体的电位分布的图，(a)是维持取向控制层的绝缘性的情况、以及(b)是取向控制层为金属的情况的图。图9是示出通过第一原理电子状态计算求出的PZT的取向方向和压电常数之间的关系的图。图10是在取向控制层BiFeTiO3上成膜的压电体层的X射线衍射图，(a)是压电体层为PZT的情况、以及(b)是压电体层为BFM-BT的情况的图。图11是对应于图5，简要示出第二实施方式涉及的第一压电设备的超声波设备单元的放大部分俯视图。图12是沿图11的C-C线动作时的垂直截面图。图13示出了第一压电设备的制造工序，其是基板的放大截面图。图14简要示出了第一压电设备的制造工序，其是压电体及基础导电膜的基板的放大截面图。图15简要示出了第一压电设备的制造工序，其是第一电极及第二电极的基板的放大截面图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的一实施方式进行说明。另外，以下描述的本实施方式并不会不当地限制本专利技术的保护范围所记载的本专利技术的内容，在本实施方式中描述的所有构成并非是作为本专利技术的解决手段所必须的。(1)超声波诊断装置的整体构成图1简要地示出了本专利技术的一实施方式涉及的电子设备的一具体例即超声波诊断装置(超声波图像装置)11的构成。超声波诊断装置11具备装置终端(处理部)12和超声波探测器(探测器)13。装置终端12和超声波探测器13通过电缆14互相连接。装置终端12和超声波探测器13通过电缆14进行电信号的传输。终端装置12中装有显示面板(显示装置)15。显示面板15的画面露出于终端装置12的表面。在终端装置12，基于超声波探测器13检测出的超声波而生成图像。图像化的检测结果显示在显示面板15的画面上。超声波探测器13具有箱体16。箱体16中容纳有超声波设备单元17。超声波设备单元17具备声音透镜18。声音透镜18的外表面由部分圆筒面18a形成。声音透镜18由例如硅树脂形成。声音透镜18具有接近于生物
体声阻抗的声阻抗。在箱体16划分有窗孔16a。在窗孔16a中配置有声音透镜18。声音透镜18的外表面露出于箱体16的表面。超声波设备单元17在表面输出超声波，同时接收超声波的反射波。(2)超声波设备单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电设备，其特征在于，具备：弹性膜，至少部分形成绝缘性的表面区域，至少在所述表面区域具有非晶质结构或随机取向；压电体，设置在所述弹性膜上，具有与所述弹性膜接触的第一面以及与该第一面相反一侧的第二面，在俯视时对应于所述表面区域的取向区域进行(100)择优取向；第一电极，与所述压电体电连接；第二电极，与所述压电体电连接，在所述俯视时与所述取向区域相对应地在与上述第一电极之间形成间隙。
【技术特征摘要】
2015.05.29 JP 2015-1095301.一种压电设备，其特征在于，具备：弹性膜，至少部分形成绝缘性的表面区域，至少在所述表面区域具有非晶质结构或随机取向；压电体，设置在所述弹性膜上，具有与所述弹性膜接触的第一面以及与该第一面相反一侧的第二面，在俯视时对应于所述表面区域的取向区域进行(100)择优取向；第一电极，与所述压电体电连接；第二电极，与所述压电体电连接，在所述俯视时与所述取向区域相对应地在与上述第一电极之间形成间隙。2.根据权利要求1所述的压电设备，其特征在于，所述压电体由钙钛矿型结构的过渡金属氧化物形成。3.根据权利要求2所述的压电设备，其特征在于，所述压电体的所述第一面由取向控制层形成，所述取向控制层由钙钛矿型结构的过渡金属氧化物形成。4.根据权利要求3所述的压电设备，其特征在于，所述取向控制层由A端包含铋且B端包含铁和钛的钙钛矿型结构的过渡金属氧化物形成。5.根据权利要求3或4所述的压电设备，其特征在于，所述取向控制层的电阻值在106Ωcm以上。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫泽弘，一色铁也，伊藤浩，山田昌佳，鹤野次郎，中村友亮，
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
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