压电元件及其制造方法、喷出头、超声波及液体喷出装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及压电元件及其制造方法、喷出头、超声波及液体喷出装置。在基材的开口部和壁部设置支承膜，在支承膜的和开口部对应的第一区域以及和壁部对应的第二区域设置压电膜，使设置在第二区域之上的压电膜的膜厚小于设置于第一区域的压电膜的膜厚。因此，压电膜中用于振动的区域处的振动变大，不用于振动的区域处的振动变小，从而改善压电元件的振动特性损失等问题。

【技术实现步骤摘要】
压电元件及其制造方法、喷出头、超声波及液体喷出装置
本专利技术涉及压电元件、超声波传感器、喷出头、超声波装置、液体喷出装置及压电元件的制造方法。
技术介绍
以往，已知一种超声波元件阵列，其具备具有形成有多个开口部的第一面和与第一面相反一侧的第二面的基材、以及设置于基材的第二面的绝缘层、第一电极、压电膜和第二电极(专利文献1)。在专利文献1的以往示例中，第一电极及第二电极的面积形成得分别大于开口部的开口面积。第一电极及第二电极的端缘到达设置在相邻开口部之间的壁部之上。压电膜从和开口部重叠的区域直至和壁部重叠的区域地在第一电极和第二电极之间形成为相同的膜厚。专利文献1：日本专利特开2005-51688号公报压电膜中开口部的第二面侧之上的区域是用于振动的区域，而壁部之上的区域是不用于振动的区域。在专利文献1的以往示例中，压电膜在第一电极和第二电极之间形成为相同的膜厚，并且不仅在用于振动的区域，甚至在不用于振动的区域也形成相同厚度的压电膜。因此，压电膜不仅在用于振动的区域振动，而且就连不用于振动的区域也进行振动，从而在不用于振动的区域处产生振动特性的损失。进而，第一电极及第二电极不仅到达开口部中相当于第二面侧的区域，而且还到达设置在相邻开口部之间的壁部之上，因此也会有不需要的电荷从第一电极及第二电极绕进不用于振动的区域的压电膜中。这种不需要的电荷也会使非振动区域中的压电膜振动，产生膜质的经时劣化等问题。关于振动特性的损失及膜厚的经时劣化的问题，随着压电元件结构的微细化及振动输出的微弱化，而无法忽视其影响。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提供可避免膜质的经时劣化及振动特性损失的压电元件、超声波传感器、喷出头、超声波装置、液体喷出装置及压电元件的制造方法。本专利技术的一应用例涉及的压电元件的特征在于，具备：基材，具有贯通的多个开口部和设置在多个所述开口部之间的壁部；薄膜，设置于封闭所述开口部的第一区域和所述壁部上的第二区域；以及压电膜，设置在所述第一区域及所述第二区域的薄膜上，设置在所述第二区域的薄膜上的压电膜的膜厚小于设置在所述第一区域的薄膜上的压电膜的膜厚。这里，压电膜中和第一区域对应的部分是用于振动的区域，和第二区域对应的部分是不用于振动的区域。设置在第二区域的薄膜上的压电膜的膜厚小于设置在第一区域的薄膜上的压电膜的膜厚，因此，压电膜中用于振动的区域处的振动大，不用于振动的区域处的振动小。由于用于振动的区域处的振动大，因此在隔着第二区域而相邻的第一区域中，压电元件分别独立地进行振动，从而可改善振动特性的损失。并且，即便电荷绕进不用于振动的区域的压电膜，由于该区域的膜厚小于用于振动的区域的膜厚，因此和第二区域对应的部分处的振动小于和第一区域对应的部分处的振动，改善膜质随着经时变化而劣化的问题。在本应用例的压电元件中，优选地，具备：第一电极，从所述第一区域直至所述第二区域地设置于所述压电膜与所述薄膜之间；以及第二电极，设置在所述压电膜之上，从所述薄膜的厚度方向俯视观察时，所述第二电极中位于所述第二区域的部分不和所述第一电极重叠。在本应用例中，当对位于第一电极和第二电极之间的压电膜施加电压时，该压电膜进行振动。在本应用例中，从薄膜的厚度方向俯视观察时，第二电极中位于第二区域的部分不和第一电极重叠，因此在压电膜中和第二区域对应的部分中，电荷绕进少。为此，压电膜中不用于振动的区域处的振动变少，从而改善膜质随着经时变化而劣化等问题。在本应用例的压电元件中，优选地，从所述薄膜的厚度方向俯视观察时，所述第二区域中的所述压电膜具备和所述第一电极重叠的区域作为底部的凹部，所述底部的面积大于所述第二区域中的所述第一电极的面积。在本应用例中，虽然第二电极设置于压电膜中凹部的前端开口附近，但在和凹部对应的部分并未设置第二电极。并且，凹部的底部的面积大于第二区域中的第一电极的面积。因此，即便对第二区域中的第二电极与第一电极之间的压电膜施加电压，电荷也难以绕进凹部的周边。因此，压电膜中不用于振动的区域处的振动变少，从而改善膜质随着经时变化而劣化等问题。在本应用例的压电元件中，优选地，所述第一区域中的所述压电膜在被施加电压时，使所述第一区域的薄膜振动，所述第二区域中的所述压电膜在被施加电压时，抑制所述第一区域的薄膜的振动。在本应用例中，通过将压电膜的对应于第一区域的部分和对应于第二区域的部分形成为一体，从而能够构成为薄膜的第一区域振动而第二区域并不振动来抑制第一区域的振动。因此，当对压电膜施加电压时，薄膜的第一区域的振动难以传递到第二区域，从而改善膜质随着经时变化而劣化等问题。本专利技术的一应用例涉及的超声波传感器的特征在于，具备压电元件和保护上述压电元件的保护罩。在本应用例中，压电元件由保护罩保护。因此，压电膜不会直接暴露在外部。这里，在本应用例中，和上述压电元件涉及的应用例同样地，即便电荷绕进压电膜中不用于振动的区域，由于该区域的膜厚小于用于振动的区域的膜厚，因此和第二区域对应的部分处的振动小于和第一区域对应的部分处的振动。因此，在超声波传感器中，压电膜中不用于振动的区域处的振动变少，从而改善膜质随着经时变化而劣化、振动特性损失等问题。本专利技术的一应用例涉及的喷出头的特征在于，具备：压电元件；以及仓，面向所述压电元件的薄膜而设置，在内部贮留液体，并在局部上具有喷出口，所述喷出口随着所述压电元件的驱动而喷出所述液体。在本应用例中，由于喷出头具备压电元件和仓而构成，因此通过压电元件的驱动，贮留在仓中的液体从喷出口喷出。这里，在本应用例中，和上述压电元件涉及的应用例同样地，即便电荷绕进压电膜中不用于振动的区域，由于该区域的膜厚小于用于振动的区域的膜厚，因此和第二区域对应的部分处的振动小于和第一区域对应的部分处的振动。因此，在喷出头中，压电膜中不用于振动的区域处的振动变少，从而改善膜质随着经时变化而劣化、振动特性损失等问题。本专利技术的一应用例涉及的超声波装置的特征在于，具备超声波传感器和控制上述超声波传感器的控制部。在本应用例中，由于超声波装置具备超声波传感器和控制部而构成，因此通过控制部控制超声波传感器。这里，在本应用例中，和上述压电元件涉及的应用例同样地，即便电荷绕进压电膜中不用于振动的区域，由于该区域的膜厚小于用于振动的区域的膜厚，因此和第二区域对应的部分处的振动小于和第一区域对应的部分处的振动。因此，在超声波装置中，压电膜中不用于振动的区域处的振动变少，从而改善膜质随着经时变化而劣化、振动特性损失等问题。本专利技术的一应用例涉及的液体喷出装置的特征在于，具备喷出头和控制上述喷出头的控制部。在本应用例中，由于液体喷出装置具备喷出头和控制部而构成，因此通过控制部控制喷出头，可实现准确的液体喷出。这里，在本应用例中，和上述压电元件涉及的应用例同样地，即便电荷绕进压电膜中不用于振动的区域，由于该区域的膜厚小于用于振动的区域的膜厚，因此和第二区域对应的部分处的振动小于和第一区域对应的部分处的振动。因此，在液体喷出装置中，压电膜中不用于振动的区域处的振动变少，从而改善膜质随着经时变化而劣化、振动特性损失等问题。本专利技术的一应用例涉及的压电元件的制造方法的特征在于，在所述压电元件的制造方法中实施：薄膜形成工序，在基材上形成具有第一区域和第二区域的薄膜；第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电元件，其特征在于，具备：基材，具有贯通的多个开口部和设置在多个所述开口部之间的壁部；薄膜，设置于封闭所述开口部的第一区域和所述壁部上的第二区域；以及压电膜，设置在所述第一区域及所述第二区域的薄膜上，设置在所述第二区域的薄膜上的压电膜的膜厚小于设置在所述第一区域的薄膜上的压电膜的膜厚。

【技术特征摘要】
2017.03.21 JP 2017-0540661.一种压电元件，其特征在于，具备：基材，具有贯通的多个开口部和设置在多个所述开口部之间的壁部；薄膜，设置于封闭所述开口部的第一区域和所述壁部上的第二区域；以及压电膜，设置在所述第一区域及所述第二区域的薄膜上，设置在所述第二区域的薄膜上的压电膜的膜厚小于设置在所述第一区域的薄膜上的压电膜的膜厚。2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述压电元件具备：第一电极，从所述第一区域直至所述第二区域地设置于所述压电膜与所述薄膜之间；以及第二电极，设置在所述压电膜之上，从所述薄膜的厚度方向俯视观察时，所述第二电极中位于所述第二区域的部分不和所述第一电极重叠。3.根据权利要求2所述的压电元件，其特征在于，从所述薄膜的厚度方向俯视观察时，所述第二区域中的所述压电膜具备和所述第一电极重叠的区域作为底部的凹部，所述底部的面积大于所述第二区域中的所述第一电极的面积。4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于，所述第一区域中的所述压电膜在被施加电压时，使所述第一区域的薄膜振动，所述第二区域中的所述压电膜在被施加电压时，抑制所述第一区域的薄膜的振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛力，大桥幸司，
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