[发明专利]压电材料、压电元件和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电材料，特别是无铅压电材料。本发明还涉及包含该压电材料的压电元件、多层压电元件、液体排出头、液体排出装置、超声波马达、光学设备、振动装置、除尘装置、摄像装置和电子设备。

背景技术

压电材料通常为ABO₃钙钛矿型金属氧化物，如锆钛酸铅(以下称作“PZT”)。然而，由于PZT包含铅作为A位点元素，其对环境的影响是有争议的。因此，存在对无铅钙钛矿型金属氧化物的压电材料的需求。

已知钛酸钡为无铅钙钛矿型金属氧化物的压电材料。另外，为了改进特性，开发了基本组成为钛酸钡的材料。

日本专利特开2009-215111公开了通过用Ca替换钛酸钡的部分A位点和用Zr替换部分B位点而具有改进的钛酸钡的在室温下的压电常数的压电材料。日本专利特开2010-120835公开了通过将Mn、Fe或Cu添加至通过用Ca替换钛酸钡的部分A位点得到的材料而具有改进的钛酸钡的在室温下的机械品质因数的压电材料。

然而，已知技术的压电材料存在在装置驱动温度范围(-30℃至50℃)的高温区域压电常数低，而在低温区域机械品质因数低的问题。为了解决上述问题，进行了本发明，并提供一种在装置驱动温度范围内具有令人满意的压电常数和机械品质因数的无铅压电材料。

本发明还提供包含该压电材料的压电元件、多层压电元件、液体排出头、液体排出装置、超声波马达、光学设备、振动装置、除尘装置、摄像装置和电子设备。

发明内容

根据本发明的压电材料包括含有式1所示钙钛矿型金属氧化物的主成分，由Mn组成的第一副成分，和由Bi或Bi和Li组成的第二副成分，其中基于100重量份金属氧化物，以金属计，Mn的含量为0.040重量份至0.500重量份；和基于100重量份金属氧化物，以金属计，Bi的含量为0.042重量份至0.850重量份，Li的含量为0.028重量份以下(包括0重量份)。

(Ba_1-xCa_x)(Ti_1-yZr_y)O₃(1)，(其中，0.030≤x<0.090，0.030≤y≤0.080，和0.9860≤a≤1.0200)。

根据本发明的压电元件至少包括第一电极、压电材料部和第二电极。构成所述压电材料部的压电材料是本发明的压电材料。

根据本发明的多层压电元件由交替层压的压电材料层和各自包括内部电极的电极层组成。压电材料层由本发明的压电材料制成。

根据本发明的液体排出头至少包括包含含有本发明的压电元件或多层压电元件的振动部的液室，和与液室连通的排出口。

根据本发明的液体排出装置包括用于输送记录介质的输送部和本发明的液体排出头。

根据本发明的超声波马达至少包括含有本发明的压电元件或多层压电元件的振动体，和与振动体接触的移动体。

根据本发明的光学设备包括在驱动部中的本发明的超声波马达。

根据本发明的振动装置包括包含设置有本发明的压电元件或多层压电元件的振动板的振动体。

根据本发明的除尘装置包括设置有本发明的振动装置的振动部。

根据本发明的摄像装置至少包括本发明的除尘装置和摄像元件单元。除尘装置的振动板设置在摄像元件单元的光接收面侧。

本发明的电子设备包括含有本发明的压电元件或多层压电元件的压电声学组件。

本发明的进一步特征将从以下参考附图的示例性实施方案的描述变得显而易见。

本发明可提供在装置驱动温度范围(-30℃至50℃)内具有令人满意的压电常数和机械品质因数的无铅压电材料。本发明可提供具有特别优异的机械品质因数的压电材料。

本发明还可提供包含该压电材料的压电元件、多层压电元件、液体排出头、液体排出装置、超声波马达、光学设备、振动装置、除尘装置、摄像装置和电子设备。

附图说明

图1是说明本发明压电元件的构造的实施方案的示意图。

图2A和2B是说明本发明多层压电元件的构造的实施方案的截面示意图。

图3A和3B是说明本发明液体排出头的构造的实施方案的示意图。

图4是说明本发明液体排出装置的实施方案的示意图。

图5是说明本发明液体排出装置的实施方案的示意图。

图6A和6B是说明本发明超声波马达的构造的实施方案的示意图。

图7A和7B是说明本发明光学设备的实施方案的示意图。