[发明专利]压电元件以及压电元件应用设备

说明书

本发明提供一种压电元件以及压电元件应用设备，其中，压电元件具备第一电极、第二电极以及设置于上述第一电极与上述第二电极之间的压电体层，压电体层由Pb(Ni，Nb，Zr，Ti)O₃所表示的钙钛矿型复合氧化物构成，钙钛矿型复合氧化物中的Ni及Nb的含量的合计相对于在B位所含有的元素的总含量为1[mol％]以上5[mol％]以下。

技术领域

本发明涉及位移特性优异的压电元件以及压电元件应用设备。

背景技术

通常，压电元件具有：具有机电转换特性的压电体层以及夹持压电体层的两个电极。近年来，正在积极进行将这样的压电元件作为驱动源来使用的设备(压电元件应用设备)的开发。作为开发中的压电元件应用设备，可以列举出以喷墨式记录头为代表的液体喷射头、以压电MEMS元件为代表的MEMS构件、以超声波传感器等为代表的超声波测定装置、以及压电致动器装置等。

压电体层所使用的压电材料要求具有较高的压电特性，作为这样压电材料，众所周知有复合氧化物(钙钛矿型复合氧化物)、即锆酸钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O₃，以下称为“PZT”)，上述复合氧化物具有包含钛酸铅(PbTiO₃，以下称为“PT”)和氧化锆铅(PbZrO₃，以下称为“PZ”)的二成分系的钙钛矿构造。

另外，近年来，也在开发使PZT含有第三成分的多成分系的钙钛矿型复合氧化物，作为这样的多成分系的PZT，已知含有铌酸镍酸铅(Pb(Ni，Nb)O₃，以下称为“PNN”)作为第三成分的PZT(PNN-PZT)(例如，参照专利文献1、专利文献2)。

专利文献1：日本特开平11-129478号公报

专利文献2：日本特开平11-207957号公报

然而，PNN-PZT无法得到搭载有压电元件应用设备的各种装置的高性能化等所需要的位移特性，至少需要具有与PZT相匹敌的位移特性。为了得到优异的位移特性，需要针对钙钛矿型复合氧化物的置换位、置换元素的选择、置换量等进行进一步的研究，来实现进一步的优化。此外，这样的问题不仅局限于搭载于喷墨式记录头的压电元件，在压电MEMS元件、超声波传感器元件、压电致动器元件等中也同样存在。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供一种实现位移量的提高，能够得到优异的位移特性，并且能够实现漏电流的减少的压电元件以及压电元件应用设备。

解决上述课题的本发明所涉及的方式是一种压电元件，其特征在于，具备第一电极、第二电极以及设置于第一电极与第二电极之间的压电体层，上述压电体层由下述式(1)所表示的钙钛矿型复合氧化物构成，上述钙钛矿型复合氧化物中的Ni及Nb的含量的合计相对于在B位所含有的元素的总含量为1[mol％]以上5[mol％]以下，

Pb(Ni，Nb，Zr，Ti)O₃……(1)。

在上述方式中，上述压电体层由上述式(1)所表示的钙钛矿型复合氧化物构成，该复合氧化物中的Ni及Nb的含量的合计相对于在B位所含有的元素的总含量为1[mol％]以上5[mol％]以下，因此能够形成具有优异的位移特性的压电元件。

这里，上述压电体层也可以由下述式(2)所表示的钙钛矿型复合氧化物构成，

xPb(Ni，Nb)O₃-(1-x)Pb(Zr，Ti)O₃……(2)，

式中，满足0.01≤x≤0.05。

根据此，能够实现上述压电元件的位移量的提高。

这里，对于上述压电体层而言，优选上述式(1)或式(2)所表示的钙钛矿型复合氧化物所含有的Ni与Nb的摩尔比为1：2。