压电元件制造技术

本发明专利技术提供一种对压电体层中的裂纹的产生进行抑制的压电元件。该压电元件(44)具备：紧贴层(445)，其被形成在振动板(36)上，并包含钛；下部电极(441)，其被形成在紧贴层(445)上；扩散抑制层(447)，其被形成在下部电极(441)上，并包含铱；种子层(442)，其被形成在扩散抑制层(447)上，并包含铋；压电体层(443)，其被形成在种子层(442)上，并包含钾、钠、铌；上部电极(444)，其被形成在压电体层(443)上。其被形成在压电体层(443)上。其被形成在压电体层(443)上。

【技术实现步骤摘要】
压电元件


[0001]本专利技术涉及一种压电元件。

技术介绍

[0002]一直以来，代替锆钛酸铅等铅类压电材料，使用非铅类压电材料的压电元件的开发正在进行。例如，在专利文献1中，公开了一种具备铌酸钾钠(KNN)类的压电体层的压电元件。在该压电元件中，在第一电极与振动板之间形成有使第一电极与振动板的紧贴性提升的紧贴层。设为在上述紧贴层中使用钛或氧化钛等。
[0003]然而，在专利文献1所记载的压电元件中，存在有如下课题，即，如果将压电体层形成得比较厚，则易于在压电体层上产生裂纹这样的课题。详细而言，KNN为具有钙钛矿结构的复合氧化物。如果在紧贴层中使用钛或氧化钛，则通过制造工序中的加热处理等，从而使钛易于扩散到压电体层中。如果钛发生扩散，则除了在(100)面上优先取向的原来的KNN的晶粒之外，还会发生在(111)面上取向的KNN的晶粒的生长。因此，如果将压电体层形成得比较厚，则会因为收缩率之差而使内部应力易于集中在晶界上，从而存在有在压电体层上产生裂纹的情况。
[0004]此外，如果省略紧贴层或是在紧贴层中使用锆，则不管晶体取向如何，都容易在压电体层上产生裂纹。这是因为，虽然钛的扩散被减少了，但是伴随着压电体层和振动板之间的线膨胀系数之差和/或晶格间隔之差而产生的压电体层内部的残留应力难以被缓和的缘故。即，谋求一种对压电体层中的裂纹的产生进行抑制的压电元件。
[0005]专利文献1：日本特开2018
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133458号公报

技术实现思路

[0006]压电元件具备：紧贴层，其被形成在基板上，并包含钛；下部电极，其被形成在所述紧贴层上；扩散抑制层，其被形成在所述下部电极上，并包含铱；种子层，其被形成在所述扩散抑制层上，并包含铋；压电体层，其被形成在所述种子层上，并包含钾、钠、铌；上部电极，其被形成在所述压电体层上。
附图说明
[0007]图1为表示包含第一实施方式所涉及的液滴喷出头的记录装置的概要结构的示意图。
[0008]图2为液滴喷出头的分解立体图。
[0009]图3为包含图2中的线段A
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A且沿着XZ平面的示意剖视图。
[0010]图4为表示压电元件的结构的俯视图。
[0011]图5为包含图4中的线段E
‑
E且沿着YZ平面的剖视图。
[0012]图6为实施例以及比较例的X射线衍射强度曲线。
[0013]图7为实施例以及比较例的X射线衍射强度曲线。
[0014]图8为实施例以及比较例的X射线衍射强度曲线。
[0015]图9为实施例1的压电体层的截面SEM照片。
[0016]图10为实施例1的压电体层的平面SEM照片。
[0017]图11为比较例1的压电体层的截面SEM照片。
[0018]图12为比较例1的压电体层的平面SEM照片。
[0019]图13为表示基于SIMS测量的实施例1的深度方向轮廓的图。
[0020]图14为表示基于SIMS测量的比较例1的深度方向轮廓的图。
[0021]图15为表示基于SIMS测量的比较例2的深度方向轮廓的图。
[0022]图16为表示实施例1的压电体层中的钛的扩散状态的示意剖视图。
[0023]图17为表示比较例1的压电体层中的钛的扩散状态的示意剖视图。
[0024]图18为表示第二实施方式所涉及的液滴喷出头的结构的剖视图。
具体实施方式
[0025]1.第一实施方式
[0026]在以下所叙述的实施方式中，例示了使用非铅类压电材料的压电元件、应用了该压电元件的液滴喷出头、以及记录装置，并且参照附图来进行说明。在以下的各附图中，根据需要而标记出作为坐标轴的XYZ轴，并将箭头标记所指向的方向设为+方向，并将与+方向相反的方向设为
‑
方向。有时也将+Z方向称为上方，将
‑
Z方向称为下方，并且有时也将从+Z方向观察的情况称为俯视观察或者平面上。另外，为了便于图示，使各个部件的大小与实际有所不同。
[0027]1.1.记录装置
[0028]如图1所示那样，作为喷墨式的打印机的记录装置100具有液滴喷出头1。液滴喷出头1具备后文叙述的本实施方式所涉及的压电元件44。
[0029]在记录装置100中，从液滴喷出头1使油墨的液滴附着在记录介质2上，从而实施记录等印刷。记录装置100除了具备液滴喷出头1之外，还具备头移动机构5、介质输送机构6、油墨收纳部7以及控制部18。
[0030]头移动机构5包括滑架4和同步带8。在滑架4上搭载有液滴喷出头1。滑架4与同步带8连接。同步带8通过未图示的电机的驱动，从而使滑架4在沿着作为主扫描方向的X轴的方向上进行移动。由此，液滴喷出头1能够相对于记录介质2而相对地向沿着X轴的方向进行往返移动。
[0031]介质输送机构6将记录介质2向作为副扫描方向的+Y方向进行输送。由此，记录介质2相对于液滴喷出头1而相对地向+Y方向进行移动。
[0032]油墨收纳部7对从液滴喷出头1被喷出的油墨进行收纳。被收纳在油墨收纳部7中的油墨经由未图示的油墨配管而向液滴喷出头1被供给。油墨收纳部7例如也可以以对应于呈现黑色、青绿色、品红色、黄色等颜色的多个种类的油墨的方式，从而被配置有多个。另外，从液滴喷出头1被喷出的液滴并未被限定于油墨，也可以为处理液或清洗液等的油墨以外的液滴。
[0033]液滴喷出头1在滑架4中被配置在与记录介质2对置的一侧处。液滴喷出头1在与记录介质2对置的面上具备未图示的喷嘴面。在喷嘴面上，设置有多个喷嘴N。多个喷嘴N以对
应于上文叙述的油墨的种类等的方式而成列。
[0034]油墨收纳部7的油墨被供给至液滴喷出头1，并通过液滴喷出头1的后文叙述的致动器从而从多个喷嘴N中以液滴的形式被喷出。被喷出的油墨的液滴喷落并附着在记录介质2上。
[0035]控制部18包括多个CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)等处理电路、以及半导体存储器等存储电路。控制部18对记录装置100的整体的动作进行控制。头移动机构5、介质输送机构6以及液滴喷出头1等与控制部18电连接，并且通过控制部18而被综合性地控制。
[0036]根据以上方式，通过使液滴喷出头1的向主扫描方向的移动、和记录介质2的向副扫描方向的输送相对应并在预定的定时下使油墨附着在记录介质2上，从而能够在记录介质2上印刷图像等。
[0037]虽然在本实施方式中作为记录装置100而例示了串行打印机，但是应用液滴喷出头1的记录装置并未被限定于此。例如，记录装置也可以为行式头打印机。此外，搭载有液滴喷出头1的装置并未被限定于记录装置100，例如也可以为液晶显示器等彩色滤色器的制造装置、有机电致发光显示器或场致发射显示器等电极形成装置、生物芯片制造装置等。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电元件，其具备：紧贴层，其被形成在基板上，并包含钛；下部电极，其被形成在所述紧贴层上；扩散抑制层，其被形成在所述下部电极上，并包含铱；种子层，其被形成在所述扩散抑制层上，并包含铋；压电体层，其被形成在所述种子层上，并包含钾、钠、铌；上部电极，其被形成在所述压电体层上。2.如权利要求1所述的压电元件，其中，所述种子层包含铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：大桥幸司，滨田泰彰，北田和也，矢野凯己，浅川勉，竹内正浩，堀场靖央，板山泰裕，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：