压电元件、压电元件应用设备、以及压电元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种压电元件，具备：第一电极；压电体层，设置于所述第一电极，由优先取向于面的钙钛矿型结构的复合氧化物的结晶形成；以及第二电极，设置于所述压电体层，由优先取向于面的铂形成，所述压电体层的所述第二电极侧的结晶的面间隔(L2)大于所述第一电极侧的结晶的面间隔(L1)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有在基板上设置的第一电极、压电体层以及第二电极的压电元件、压电元件应用设备以及压电元件的制造方法。
技术介绍
公知有通过使压电元件(压电促动器)变形来使压力产生室内的液体产生压力变动，从而使液滴从与压力产生室连通的喷嘴开口喷射的液体喷射头。作为该液体喷射头的代表例，有使墨滴作为液滴喷射的喷墨式记录头。喷墨式记录头例如在设置有与喷嘴开口连通的压力产生室的流路形成基板的一面侧具备压电元件，通过压电元件的驱动使振动板变形，从而使压力产生室内的墨水产生压力变化，来使墨滴从喷嘴开口喷射。这里，压电元件具备在基板上设置的第一电极、压电体层以及第二电极，压电体层通过液相法而形成(例如，参照专利文献1、2以及3)。专利文献1：日本特开2013－99916号公报专利文献2：日本特开2012－139919号公报专利文献3：日本特开2012－18994号公报上述的通过液相法而形成的压电体层成为拉伸应力起作用的状态。近年来，虽然优选能够用较低的驱动电压得到较大的位移的所谓的位移效率较高的压电元件，但若压电元件在初始状态下成为拉伸应力起作用的状态，则压电体层的特性降低，压电元件的位移量变小，位移效率变低。这种问题并不局限于喷墨式记录头等液体喷射头所使用的压电元件，在其他的设备所使用的压电元件中也相同地存在。
技术实现思路
鉴于这种事情，本专利技术的目的在于，提供压电体层的特性提高且位移效率较高的压电元件、压电元件应用设备、以及压电元件的制造方法。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：第一电极；压电体层，设置于上述第一电极，由优先取向于(100)面的钙钛矿型结构的复合氧化物的结晶形成；以及第二电极，设置于上述压电体层，由优先取向于(100)面的铂形成，上述压电体层的上述第二电极侧的结晶的面间隔大于上述第一电极侧的结晶的面间隔。根据这样的方式，在压电体层上成膜的由铂形成的第二电极与钙钛矿(100)面晶格匹配而成膜，所以在成膜后，成为对压电体层在面内方向上赋予压缩应力，压电体层从第二电极成膜前具有的面内方向的拉伸应力被缓和，压电体层的特性提高，位移效率较高的压电元件。此外，在本说明书中，所谓“结晶的面间隔”不是与电极、压电体层等膜的面平行的“面内方向”(后述的X方向或者Y方向)上的晶格的面的间隔，而是与电极、压电体层等膜的面垂直的方向(后述的Z方向)上的晶格的面的间隔。这里，优选上述压电体层的A位含有铋，B位含有铁以及钛。由此，能够实现从环境保护的观点来看优选的压电元件。本专利技术的另一方式是压电元件应用设备，其特征在于，具备上述方式的压电元件。根据这样的方式，具备特性提高了的压电元件，所以能够实现特性优异的压电元件应用设备。另外，本专利技术的又一方式是压电元件的制造方法，其特征在于，在将第一电极、压电体层以及第二电极按层形成在基板上而成为压电元件的压电元件的制造方法中，具备：通过液相法将上述压电体层形成为由优先取向于(100)面的钙钛矿型结构的复合氧化物的结晶形成的层的工序；以及通过将基板温度设定为400～800℃的溅射法将上述第二电极形成为由优先取向于(100)面的铂形成的层的工序。根据这样的方式，在压电体层上成膜的由铂形成的第二电极与钙钛矿(100)面晶格匹配而成膜，所以在成膜后，制造出对压电体层赋予压缩应力，压电体层从第二电极成膜前具有的拉伸应力被缓和，压电体层的特性提高，位移效率较高的压电元件。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式所涉及的记录装置的概略结构的图。图2是表示记录头的概略结构的分解立体图。图3是记录头的俯视图。图4是记录头的剖视图以及主要部分放大剖视图。图5是表示记录头的制造工序的剖视图。图6是表示记录头的制造工序的剖视图。图7是表示记录头的制造工序的剖视图。图8是表示记录头的制造工序的剖视图。图9是表示实施方式的作用的示意图。图10是表示实施例、比较例的X射线衍射图案的图。图11是表示实施例、比较例的X射线衍射图案的图。图12是表示比较例的X射线衍射图案的图。图13是表示比较例的X射线衍射图案的图。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，以下的说明是表示本专利技术的一方式的内容，能够在本专利技术的范围内任意地变更。在各图中标注相同的附图标记的部件表示相同的部件，被适当地省略说明。另外，在图2～图4中，X、Y、Z表示相互正交的3个空间轴。在本说明书中，将沿这些轴的方向分别作为X方向、Y方向、以及Z方向来进行说明。Z方向表示板、层、以及膜的厚度方向或者层叠方向。X方向以及Y方向表示板、层、以及膜的面内方向。(实施方式1)图1是作为本专利技术的实施方式所涉及的液体喷射装置的一个例子的喷墨式记录装置。如图示所示，在喷墨式记录装置I中，在具有多个喷墨式记录头的喷墨式记录头单元(头单元)II(参照图2)以可装卸的方式设置有构成墨水供给单元的墨水盒2A以及2B。安装了头单元II的滑架3以可轴向移动自如的方式设置于安装于装置主体4的滑架轴5，例如为分别排出黑色墨水组合物以及彩色墨水组合物的部件。而且，驱动马达6的驱动力经由未图示的多个齿轮以及正时传动带7被传递到滑架3，从而安装了头单元II的滑架3沿滑架轴5移动。另一方面，在装置主体4上设置有作为搬运单元的搬运辊8，作为纸等记录介质的记录纸S被搬运辊8搬运。搬运记录纸S的搬运单元并不局限于搬运辊，也可以是传送带或滚筒等。此外，上述的喷墨式记录装置I是头单元II安装于滑架3而在主扫描方向上移动的类型的记录装置，但其构成并不特别限定。喷墨式记录装置I例如也可以是将头单元II固定并通过使纸等记录纸S在副扫描方向上移动来进行打印的、所谓的线型的记录装置。根据这种喷墨式记录装置I，由于使用以后详细描述的压电元件，从而可期待压电元件的位移特性的提高，所以能够实现喷射特性的提高。使用图2～图4对安装于以上说明的喷墨式记录装置I的头单元II的一个例子进行说明。图2是作为本专利技术的实施方式所涉及的液体喷射头的一个例子的喷墨式记录头的分解立体图，图3是图2的俯视图。另外，图4(a)是基于图3的A－A′线的剖视图，图4(b)是基于图4(a)的B－B′线的主要部分放大剖视图。流路形成基板10(以下，称为“基板10”)例如由单晶硅基板构成，形成有压力产生室12。而且，被多个隔壁11划分出的压力产生室12沿X方向并排设置，且排出相同的颜色的墨水的多个喷嘴开口21沿X方向并排设置。基板10的材料并不局限于硅，也可以是SOI或玻璃等。在基板10中压力产生室12的Y方向的一端部侧形成有墨水供给路13和连通路14。墨水供给路13被构成为通过从X方向缩小压力产生室12的一侧而其开口面积变小。另外，连通路14在X方向上具有与压力产生室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为各压力产生室12共用的墨水室。这样，在基板10形成有由压力产生室12、墨水供给路13、连通路14以及连通部15构成的液体流路。在基板10的一面(－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方向并排设置有喷嘴开口21。喷嘴开口21与各压力产生室12连通。喷嘴板20能够通过粘合剂、热熔接膜等与基板10接合。在基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电元件，其特征在于，该压电元件具备：第一电极；压电体层，设置于所述第一电极，由优先取向于(100)面的钙钛矿型结构的复合氧化物的结晶形成；以及第二电极，设置于所述压电体层，由优先取向于(100)面的铂形成，在所述压电体层中，所述第二电极侧的结晶的面间隔大于所述第一电极侧的结晶的面间隔。

【技术特征摘要】
2015.08.07 JP 2015-1576261.一种压电元件，其特征在于，该压电元件具备：第一电极；压电体层，设置于所述第一电极，由优先取向于(100)面的钙钛矿型结构的复合氧化物的结晶形成；以及第二电极，设置于所述压电体层，由优先取向于(100)面的铂形成，在所述压电体层中，所述第二电极侧的结晶的面间隔大于所述第一电极侧的结晶的面间隔。2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于，在所述压电体层...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井朋裕，
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