[发明专利]压电元件、液滴喷出头、致动器以及振子

说明书

本发明提供一种可以提升电气特性的压电元件、液滴喷出头、致动器以及振子。压电元件(44)具备：第一电极(441)，其被形成在基板(36)上；种子层(442)，其被形成在第一电极(441)上；压电体膜(443)，其被形成在种子层(442)上，并含有钾、钠以及铌；第二电极(444)，其被形成在压电体膜(443)上，压电体膜(443)含有锂以及一种以上的第一过渡元素，种子层(442)含有铋，当将压电体膜(443)在层叠方向上进行二等分，并将第二电极(444)侧设为第一区域(443f)且将第一电极(441)侧设为第二区域(443s)时，第一区域(443f)和第二区域(443s)的分界(s2)处的由二次离子质谱测量而得到的铋强度为，压电体膜(443)的由二次离子质谱测量而得到的最大铋强度的五百分之一以下。

技术领域

本发明涉及一种压电元件、液滴喷出头、致动器以及振子。

背景技术

一直以来，代替钛酸锆酸铅等铅类压电材料而使用了非铅类压电材料的压电元件的开发正在推进中。例如，在专利文献1中，公开了一种使用含有铋、铁、钡以及钛的非铅类压电材料的压电元件。该压电元件具备上述非铅类压电材料的复合氧化物层、和含有铋、铁、锌以及镍中的至少一种的缓冲层。缓冲层也被称为种子层，其被设为承担使复合氧化物层的结晶取向一致的功能。

然而，在专利文献1所记载的压电元件中，存在如下的课题，即，当在压电材料中使用了铌酸钾钠时，提升电气特性会较为困难。详细而言，铌酸钾钠是较为被看好的非铅类压电材料之一。当将上述的缓冲层使用于铌酸钾钠的复合氧化物层时，会由于制造时的热处理而使得缓冲层中所含有的元素易于扩散至复合氧化物层中。当缓冲层的元素发生扩散时，会致使复合氧化物层的结晶取向变得易于受到干扰，从而存在压电元件的电气特性下降的情况。即，在使用了铌酸钾钠的压电元件中，需求提升电气特性。

专利文献1：日本特开2013-201407号公报

发明内容

压电元件具备：第一电极，其被形成在基板上；种子层，其被形成在所述第一电极上；压电体膜，其被形成在所述种子层上，并含有钾、钠以及铌；第二电极，其被形成在所述压电体膜上，所述压电体膜含有锂以及一种以上的第一过渡元素，所述种子层含有铋，当将所述压电体膜在层叠方向上进行二等分，并将所述第二电极侧设为第一区域且将所述第一电极侧设为第二区域时，所述第一区域和所述第二区域的分界处的由二次离子质谱测量而得到的铋强度为所述压电体膜的由所述二次离子质谱测量而得到的最大铋强度的五百分之一以下。

液滴喷出头具备上述的压电元件、和基板，并具有：喷嘴板，其形成有喷出液滴的喷嘴；压力室基板，其形成与所述喷嘴连通的压力室，所述基板形成所述压力室的壁面的一部分，所述压电元件被形成在所述基板上。

致动器具备上述的压电元件，并具有：驱动部，其通过所述压电元件而被驱动；电压施加部，其向所述压电元件施加电压。

振子具备上述的压电元件，并具有电荷检测部，所述电荷检测部对通过所述压电元件的位移而产生的电荷量进行检测，并输出与所述电荷量相应的信号。

附图说明

图1为表示包括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。

图2为液滴喷出头的分解立体图。

图3为包括图2中的线段A-A、并沿着XZ平面的剖视图。

图4为表示压电元件的结构的平面图。

图5为包括图4中的线段E-E、并沿着YZ平面的剖视图。

图6为表示由SIMS测量而实现的实施例1的深度方向曲线的图。

图7为表示由SIMS测量而实现的比较例1的深度方向曲线的图。

图8为表示实施例1以及比较例1中的施加电场和极化之间的关系的历史曲线的曲线图。