CN1944333A - 压电物质、压电元件、液体释放头、液体释放装置和制造方法 - Google Patents

压电物质、压电元件、液体释放头、液体释放装置和制造方法 Download PDF

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Abstract

一种压电物质，其特征在于，压电物质的主要成分是PZT，其具有用Pb(ZrxTi1－x)O3 (1)表示的钙钛矿型结构(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))，该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2－0.8(含)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足关系Tc＞Tc0+50℃。

Description

压电物质、压电元件、液体释放头、 液体释放装置和制造方法
技术领域
本发明涉及压电物质、压电元件、使用该压电元件的液体释放头、液体释放装置和压电元件的制造方法。
背景技术
近年来，压电致动器受到了人们的重视，因为它使马达的微型化、高密集化成为可能，在便携式信息设备领域、化学和医药领域作为用于替代电磁马达的新马达。压电致动器在驱动时不产生电磁噪音，并且不受噪音的影响。而且，压电致动器因为制作这种设备的毫米级尺寸的技术而吸引人们的注意，该技术以微电机为代表，需要一个微小的压电元件作为其驱动源。
关于压电元件，一般地，通常精细地形成和制造块体材料烧结坯体(sintered compact)或单晶构件，对其进行热处理至压电物质，并用例如机械加工和抛光技术形成期望的尺寸和厚度。此外，在形成微小压电元件时，通常使用一种直接形成压电元件的方法，其中在基片(例如金属或硅)的预定位置处，使用例如印刷方法涂覆并烧结坯体薄片(green sheet)压电物质，从而形成压电元件。这种来自坯体薄片的坯体的厚度为数十到数百微米，在压电物质的上下两侧设置电极，并通过电极施加电压。
迄今为止，用于液体释放头的小型压电元件，是通过用比如上述的机械加工或抛光技术在块体材料内精细地形成压电物质，或者用坯体薄片压电物质加以制造。作为使用这种压电元件的设备，例如有液体释放头，其具有单一形态类型的压电元件结构。液体释放头具有与墨水供给室相连的压力室和与压力室相连的喷墨孔，并且在压力室内提供并构建隔膜，其中压电元件与之接合或者直接在其内形成。在这种结构中，通过向压电元件施加预定的电压使压电元件膨胀和收缩，从而产生偏转振动，进而压缩压力室内的墨水，将墨水滴从墨水释放口排出。
尽管目前通过使用这种操作，有色喷墨打印机已经广泛使用，但是它们的印刷性能需要提高，特别是需要有更高的分辨率和高的印刷速度。因此，已经试图通过使用多喷嘴压头结构，其中的液体释放头被微型化，来获得更高的分辨率和更高的印刷速度。为了使液体释放头微型化，需要进一步使用于释放墨水的压电元件微型化。而且，最近，将液体释放头应用到例如布线的直接写入这样的工业领域中的努力也很活跃。那时，需要以更高的分辨率用具有更多不同特征的液体构图，因此需要进一步提高液体释放头的性能。
近年来，由于微电机技术的发展，已经开展了通过形成压电物质为薄膜，并使用半导体中用到的精细处理技术开发高精密微压电元件的研究。特别地，在压电致动器应用的情况下，通过膜方法，例如溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法和气相沉积法，形成的压电物质的厚度一般为几百纳米到几十微米。在压电物质上设置电极，并通过电极施加电压。
另一方面，对与压电元件微型化相关的具有更大压电性能的高性能压电材料的研究也很活跃。最近吸引人们注意的一种压电材料是铁电材料，其具有钙钛矿型结构，按照化学通式ABO3构建。这种材料具有优良的铁电性、热电性和压电性，其代表是例如Pb(ZrxTi1-x)O3(锆钛酸铅：PZT)。
当一般地通过膜方法，例如溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法或气相沉积法形成PZT压电元件时，所得的薄膜具有钙钛矿型结构，按照化学通式ABO3构建。于是，当Pb、Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)等于或小于根据化学通式ABO3构建的钙钛矿型结构的化学计量比1时，压电性快速下降。出于这个原因，当用PZT形成压电元件时，所添加的Pb可以略微多于化学计量比，特别地，这一趋势在溅射方法中非常显著。然而，当Pb添加超出化学计量比过多时，在外加电压增大时，一般会产生漏电流。出于这个原因，需要根据漏电流增加效应及压电性的折中关系确定最佳的Pb超出剂量。(非专利文献1：FUJITSU.53，2，P.105-109(2002年3月))。
本发明目的在于提供一种压电物质，其能够解决上述问题，具有大的压电性，并使用PZT作为主要成分，其能够抑制当铅过量添加时使得在施加电压时产生漏电流的问题，本发明还涉及一种使用该物质的压电元件，以及其制造方法。此外，本发明目的在于提供一种液体释放头，其具有均匀并且高的释放性能，并能够执行精细构图，本发明还涉及一种具有该液体释放头的液体释放装置。
发明内容
上述的目的是通过一种压电物质实现的，其特征在于，压电物质的主要成分是PZT，其具有用Pb(ZrxTi1-x)O3(1)表示的钙钛矿型结构
(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))，压电物质中Pb、Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或更大，而Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(含)，压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti的该元素比下的块体(bulk)的居里温度Tc0满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
本发明能够提供一种压电物质，其具有大的压电性，并使用PZT作为主要成分，其能够抑制当铅过量添加时使得在施加电压时产生漏电流的问题，本发明还提供了一种使用该压电物质的压电元件。
而且，利用本发明制造方法制造的压电元件可以获得一种液体释放头，其具有均匀并且较高的释放性能，并能够执行精细构图，还可以获得一种具有该液体释放头的液体释放装置。
本发明进一步的特征通过下文的示例性实施例说明(参考附图)将变得显而易见。
附图说明
图1是PZT块体的相图；
图2是显示通过改变块体PZT中Zr和Ti的元素比使晶格常数发生改变的图示；
图3是本实施例中单轴晶体实例的示意图，以及通过X-射线衍射获得的正电极示意性点图；
图4是本实施例中单晶体实例的示意图，以及通过X-射线衍射获得的示意性正峰图；
图5是显示本实施例压电元件一个实例的示意图；
图6是显示本实施例液体释放头一个实例的示意图；
图7是沿着图6液体释放头宽度方向的剖面示意图；
图8是从图6液体释放头的上侧(释放口侧)观察的示意图；
图9是从图6液体释放头的上侧(释放口侧)观察的示意图；
图10是显示本实施例液体释放头的一个制造过程实例的示意图；
图11是显示本实施例液体释放头的另一个制造过程实例的示意图；
图12是显示本实施例液体释放头的又一个制造过程实例的示意图；
图13A，13B，13C，13D，13E和13F是显示本实施例液体释放头的一个制造过程实例的示意图；
图14是显示本实施例液体释放装置的实施例的透视图；
图15是显示本实施例液体释放装置的实施例的透视图；和
图16包括通过对第一实例的压电物质进行X-射线衍射获得的{004}和{204}的倒易晶格映射图。
具体实施方式
由下文可以了解到一个清晰的机制，即具有本发明压电物质的压电元件(压电薄膜元件)具有优良的特征。
在通过膜方法或热烧结方法形成一种PZT压电物质时，在形成PZT压电物质之后，在根据ABO3构建的钙钛矿型结构内会产生A位点缺陷(A site defect)，也就是，发生Pb缺陷，这是极大地妨碍压电性的主要因素。一般地，例如当通过诸如溅射方法这样的膜方法形成PZT压电物质时，所得压电物质中Pb、Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)大于根据化学通式ABO3构建的钙钛矿型结构的化学计量比1。可以想像，需要有更加超过化学计量比的Pb以便使该缺陷不会发生。然而，在这种情况下，因为即使添加相当过量的Pb最初Pb也不会完全进入A位点，所以压电物质中没有进入A位点的多余Pb会起到泄漏位点的作用。因此使漏电流增加。
图1是块体PZT的相图，引用自下面的文献：Isaku Jinno，“Formation of Pb-based ferroelectric thin film by ion beam sputteringmethod and research on its functional device application”(通过离子束溅射方法形成Pb基铁磁薄膜及其功能器件应用的研究)，OsakaUniversity Engineering Theory No.13557，1998年2月25日，第35页，图3-1(a)。
本说明书中的块体压电物质是指，通过一般用作陶瓷生产方法的烧结方法或压力烧结方法制造的产品。此外，用在粘合剂除热之后烧结的胚体薄片获得的压电物质也广义地看作一种块体。
如图1的曲线ABC所示，以ABO3构建的具有钙钛矿型结构的PZT块体，在块体中的Zr和Ti的元素比下，其居里温度Tc0为230℃-490℃。这里，在本申请的这一实施例中，当Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(含)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的该Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足Tc＞Tc0+50℃的关系的情况下，可能得到如下的现象。也就是，即使压电物质内Pb、Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，过多的Pb也不会起到泄漏位点的作用，并且漏电流不会增加。因此，有可能使Pb的含量更加过量。由此可以想见，例如Pb的位点缺陷进一步降低，而压电性提高等等。本发明压电物质的Tc增大处于这样一种情况，过多的Pb不起泄漏位点的作用。
此外，可以想见，例如本发明压电物质的Tc发生变化是由于压电物质是以PZT为主要成分制造的，并且压电物质是通过使用主要成分为PZT的靶溅射方法形成的。而且，可以想见，通过所形成的压电物质的Pb、Zr和Ti元素比Pb/(Zr+Ti)与靶的元素比{Pb/(Zr+Ti}(靶)之间满足如下关系(2)，过多的Pb容易地进入A位点等等：
Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti}(靶)  (2)
下面根据附图对本发明的一个实施例进行说明。
图5显示了本发明压电元件一个实例的示意性剖面图。本发明的压电元件10是至少包括第一电极膜6，与本发明有关的压电物质7和第二电极膜8的压电元件。在图5所示实施例的压电元件中，尽管图示中压电元件10的剖面形状为矩形，但是它也可以是梯形或倒梯形。虽然本实施例的压电元件10是在基片5上形成的，但是构成本实施例的压电元件10的第一电极膜6和第二电极膜8可以分别是下电极和上电极，反之亦然。之所以如此的原因是由于器件制造时所用的制造方法，并且两者中的任何一个均可获得本发明的效果。此外，在基片5与第一电极膜6之间可以有缓冲层9。
本实施例的压电元件10可以通过如下的方法加以制造：至少在基片5或在基片5上形成的缓冲层上形成第一电极膜6，接着在其上形成压电物质7，以及进一步形成第二电极膜8。
本实施例压电物质7的主要成分是锆钛酸铅(PZT)，其具有用Pb(ZrxTi1-x)O3表示的钙钛矿型结构(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))。Pb、Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)是1.05或更大，其大于钙钛矿型结构的化学计量比1。此外，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(含)。另外，压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
Pb、Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)之所以是1.05或者更大的原因是，当Pb/(Zr+Ti)接近化学计量比1时，压电性下降，特别地，当Pb/(Zr+Ti)为1或者更小时，压电性迅速下降。当Pb进一步添加超过化学计量比时，一般地在施加电压的时候漏电流增加。尽管特别是当Pb/(Zr+Ti)为1.2或者更高时它的效果有变得显著的趋势，但是，即使本实施例的压电元件10的压电物质7内的Pb含量进一步过量，漏电流也会受到抑制。尽管如此，因为当Pb超出过多时，将难以制造具有钙钛矿型结构的压电物质，因此通常优选地使Pb/(Zr+Ti)大约为1.5或者更小。
此外，主要成分为根据化学通式ABO3构建的钙钛矿型结构的PZT的处于块体的压电物质一般具有随着温度和Zr与Ti的元素比而不同的晶系，如图1所示。例如，如图1所示，压电物质会分别变为立方晶相(区域“Pc”)、四方晶相(区域“FT”)、菱形晶相(区域“FR(HT)”和“FR(LT)”)和斜方晶相(区域“AT”)。除此之外，本实施例压电物质7的晶相可以是单斜晶相。这里，本实施例中的单斜晶相表示，晶胞的晶格常数为β≠90°，α＝γ＝90°的晶体。尽管α＝β或α≠β均可以，但一般α和β为相近数值。此外，例如，尽管多种晶相可以相互混合，例如单斜晶相和四方晶相、单斜晶相和菱形晶相、四方晶相和菱形晶相、及其所有晶相，但是优选的是单斜晶相或者单斜晶相与一个除单斜晶相之外的晶相的混合相。尽管本实施例压电物质7的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(含)，但是当压电物质含有单斜晶相时，优选地Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)为0.5-0.8(含)。这是因为，当Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)小于0.5时难以获得单斜晶相，而当超过0.8时则难以制造具有钙钛矿型结构的膜。
此外，具有根据化学通式ABO3构建的钙钛矿型结构的PZT压电物质，通过在块体中通常的Zr和Ti元素比，具有的居里温度Tc0为230℃-490℃，如图1曲线ABC所示。在本发明中，居里温度表示极化消失的临界温度。一般地，许多钙钛矿型铁电晶体在高温下具有四方型晶体结构，在室温下具有立方型结构(在PZT实例中为菱形或斜方结构)。尽管钙钛矿型铁电晶体在高温下不具有自发极化，因为它是立方的，但是当温度降低时，它们会经过一个相变点变为四方、菱形或斜方晶相，从而出现自发极化。相变发生的这个温度称作居里温度。在压电物质的居里温度测量中，一般地，当温度逐渐升高或降低时，在相变点附近介电常数显示最大值的温度即被当作居里温度。本实施例压电物质的居里温度Tc也通过这种方法测得。当本实施例的压电物质的元素比被做成与块体中的元素比相同时，居里温度Tc满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。当压电物质的Tc满足上述关系时，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(含)。这是因为，当Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)小于0.2时，膜的压电性降低，而当超过0.8时，难以制造具有钙钛矿型结构的压电物质。这里，本实施例压电物质的居里温度Tc是指，压电物质的介电常数在1kHz下显示最大值的温度。
进一步，特别优选的是，本实施例的压电物质是单斜晶相或单斜晶相与一种除它之外的晶相的混合相，满足关系Tc＞Tc0+50℃，并且Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.5-0.8(含)。更进一步，更优选地，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.5-0.6(含)。这是因为，这种压电物质的压电性是最高的，并且虽然Pb的添加量过量，但漏电流不增加，因此，有可能向该压电物质施加大电压的同时有可能获得长寿命的压电物质。
此外，本实施例的压电物质可以用通过在上述主成分中掺杂痕量的元素制造的成分而形成。例如，可以是从例如掺杂La的PZT：PLZT[(Pb，La)(Z，Ti)O3]形成的压电物质。
进一步，关于本实施例压电物质的膜厚度，优选地为1μm-10μm(含)。当压电物质的膜厚度为1μm或者更大时，有可能容易地以单斜晶相获得压电物质。此外，当厚度为10μm或者更小时，有可能容易地通过膜方法，例如溅射方法，形成压电物质。
而且，优选地，本实施例压电物质的晶格参数a和c满足如下关系：1.005＜c/a＜1.05。图2是引自显示于下面文献的图示：Isaku Jinno，“Formation of Pb-based ferroelectric thin film by ion beam sputteringmethod and research on its functional device application”(通过离子束溅射方法形成Pb基铁磁薄膜及其功能器件应用的研究)，OsakaUniversity Engineering Theory No.13557，1998年2月25日，第35页，图3-1(b)。如图2所示，关于具有根据化学通式ABO3构建的钙钛矿型结构的处于块体的PZT压电物质，一般地，其晶格常数根据Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)而改变。此外，优选地，本实施例压电物质的晶格参数a和c满足如下关系：1.005＜c/a＜1.05，更优选地，晶格参数a与Zr和Ti的元素比下块体的晶格常数a0之间满足如下关系：a≥a0。这是因为，当满足上述关系时，压电物质的漏电流被进一步抑制。尽管尚未知道其详细的原因，但是可以想见，上述的Pb的A位点缺陷进一步减少，这一改变显示在晶格常数的变化之中。
此外，用单轴晶体或单晶体构建的压电物质的情形是优选的，因为这种压电物质具有更高的压电性，并因此是优选的。类似地，<100>取向的情形是优选的，因为这种压电物质具有更大的压电性。此时，压电物质的更高<100>取向是更优选地，压电物质由单晶体构建并且取向率(orientation rate)为100％的的情形是最优选的。
这里，本发明中的取向是指使单晶体取向沿着厚度方向。例如，<100>取向是指沿着压电物质厚度方向的晶轴与<100>取向对准。可以用X-射线衍射确认本实施例的压电物质是否具有该取向。例如，用具有钙钛矿型结构的PZT为主要成分的压电物质构建的具有<100>取向的压电物质的实例在下面显示。关于通过X-射线衍射的2θ/θ测量测得的来自压电物质产生的峰，只有属于{L00}面(L＝1，2，3…，n：n是整数)，例如{100}和{200}的峰被检测到。此外，本发明中的{100}是对一般表示为(100)、(010)、(001)等总体六个面的总体命名的一种表示。类似地，本发明中的<100>是对一般表示为[100]、[010]、[001]等总体六个取向的总体命名的一种表示。
一般地，例如，单晶系是立方系时，[100]和[001]是相同的，但是它们在单斜系、四方系或菱形系中是有区别的。然而，即使是单斜、四方或菱形系中，具有以PZT表示的钙钛矿型结构的晶体，具有接近于立方晶系的晶格常数的晶格常数。这里，在本发明中，四方晶系的[100]和[001]，菱形晶系的[111]和[-1-1-1]一般地称作<100>和<111>。此外，尽管本发明中的<100>取向是指压电物质具有沿着厚度方向的<100>单晶取向，但是即使晶轴具有几度的倾斜(例如<100>晶轴偏离厚度方向大约5°)也称作<100>取向。
可以利用X-射线衍射确认本实施例压电物质的取向率。例如，当压电物质为<100>取向时，压电物质被布置成使得压电物质的{100}的衍射可以被X-射线衍射的2θ/θ测量最强地检测。此时，<100>取向率被定义为来自{L00}面(L＝1，2，3…，n：n是整数)的所有反射峰强度的总和与来自压电物质所有反射峰强度总和的比率。
此外，尽管本发明的单轴晶体是指具有沿着压电物质厚度方向单晶取向的晶体，但是，晶体的膜内取向不予考虑(no object)。例如，<100>单轴晶体是指只具有<100>取向的晶体形成在其厚度方向的膜。使用X-射线衍射有可能确认本实施例的压电物质是否是单轴晶体。例如，在压电物质由具有钙钛矿型结构的PZT的<100>单轴晶体构成的情形中，对于X-射线衍射2θ/θ测量中得自于压电物质的峰，只有{L00}面(L＝1，2，3…，n：n是整数)(例如{100}和{200})的峰被检测到。此外，当对{110}不对称面进行极测量时，在压电物质偏离图3箭头所示厚度方向(压电物质{L00}晶面的法线方向)大约45°的各个位置处，测量各个晶体的{110}不对称面的极点获得环状图案。
此外，本发明中的单晶体是指具有沿着膜厚度方向和膜内方向的单晶取向的晶体。例如，由<100>单晶体构成的压电物质是由厚度方向仅为<100>取向并且其中膜内方向中的某个方向仅为<110>取向的单个或多个晶体构成的压电物质。有可能利用X-射线衍射可以确认本实施例的压电物质是否是单轴晶体。例如，在压电物质用钙钛矿型结构PZT的<100>单晶体构成的情形中，对于在X-射线衍射2θ/θ测量中从压电物质得到的峰，只有{L00}面(L＝1，2，3…，n：n是整数)(例如{100}和{200})的峰被检测到。此外，当对{110}不对称面进行极测量时，测得如图4所示的图案。也就是，在圆周每90°的位置处，其中压电物质偏离箭头所示厚度方向(压电物质晶体(L00)面法线方向)大约45°，测量各个晶体的{110}不对称面的极点得到四重对称的斑状图案(spot-like pattern)。
此外，关于本实施例中的单晶体或单轴晶体，如下文所述。例如，用具有<100>取向的PZT钙钛矿型结构进行{110}不对称晶面的极测量。此时，在圆周每45°或30°的位置处，其中压电物质偏离厚度方向(压电物质晶体(L00)晶面法线方向)对应大约45°，测量各个晶体的{110}不对称面晶体极点得到八重对称或十二重对称图案。此外，因为晶体图案不是斑点而是椭圆的晶体，其对称性处于本实施例单晶体和单轴晶体对称性之间，因此广义而言，这也被看作是单晶体或单轴晶体。类似地，在本发明中，例如，同样，在多种晶相相互混合(混合晶相)时，例如单斜晶相与四方晶相、单斜晶相与菱形晶相、单斜晶相、四方晶相、与菱形晶相、单斜晶相与另一种晶相相互混合时，这些中的每一个都可看作广义的单晶体或单轴晶体。此外，同样，当由于孪晶等导致的晶体被混合，或者存在位错、缺陷等时，也可广义地看作单晶体或单轴晶体。
尽管本实施例压电物质的晶体取向能够通过如上所述的X-射线衍射容易地加以确定，但是除了上述的X-射线衍射之外，还可以例如通过透射电子显微镜(TEM)等进行剖面观察加以确定。在这种情况下，同样当沿着厚度方向柱状地存在晶体位错或者能够确认出孪晶时，其也可以广义地看作是单晶体。
通过X-射线衍射倒易空间映射有可能指出压电物质的晶相。例如，当具有PZT的<100>取向的压电物质是立方晶时，通过倒易空间映射测量(004)和(204)的倒易晶格点。结果，沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(204)之间的关系变为Qy(004)＝Qy(204)。因此，可以获得这样的倒易晶格点，使得沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点X轴方向的大小Qx(204)之间的关系为Qy(004)＝2Qx(204)。
此外，当具有<100>取向PZT的压电物质是四方晶相时，通过倒易空间映射测量(004)和(204)的倒易晶格点。结果，沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(204)之间的关系为Qy(004)＝Qy(204)。因此，也可能获得如下的倒易晶格点，其中沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点x轴方向的大小Qx(204)之间的关系为Qy(004)＜2Qx(204)。
此外，当具有PZT的<100>取向的压电物质是单斜晶时，通过倒易空间映射测量(004)和(204)。结果，沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(204)之间的关系为Qy(004)＞Qy(204)或Qy(004)＜Qy(204)。因此，可以获得这样的倒易晶格点，使得沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点x轴方向的大小Qx(204)之间的关系为Qy(004)＜2Qx(204)。此时，即使出现变成为Qy(004)＞Qy(204)和Qy(004)＜Qy(204)的两个(204)倒易晶格点，也没有问题。看起来这两个倒易晶格具有孪晶关系。
此外，当具有PZT的<100>取向的压电物质是菱形晶时，通过倒易空间映射测量(004)和(204)。结果，沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(204)之间的关系为Qy(004)＞Qy(204)或Qy(004)＜Qy(204)。因此，可以获得这样的倒易晶格点，使得沿(004)倒易晶格点y轴方向的大小Qy(004)与沿(204)倒易晶格点x轴方向的大小Qx(204)之间的关系为 此时，即使出现变为Qy(004)＞Qy(204)和Qy(004)＜Qy(204)的两个(204)倒易晶格点也没有问题。看起来这两个倒易晶格具有孪晶关系。
类似地，同样在另一个取向或另一个晶面中，有可能通过X-射线衍射的倒易空间映射简单地指定压电物质的晶相。除了上面描述的之外，还有可能通过例如TEM等的剖面观察进行确定。这里，倒易空间的y轴是压电物质的厚度方向，x轴是压电物质膜内方向内的某一方向。
尽管本实施例压电物质的形成方法没有特别限制，但是关于10μm或者更小的薄膜，通常可以使用薄膜形成方法，例如溶胶凝胶法、水热结晶法、气相沉积法和电泳法。进一步可以使用的薄膜形成方法例如溅射法、化学气相沉积法(CVD法)、金属-有机化学气相沉积(MOCVD法)、离子束沉积法、分子束外延附生法和激光切削法。因为通过从基片或下电极上进行外延生长，这些薄膜形成方法有可能使压电物质单轴化或单晶体化，因此容易形成具有更高压电性的压电元件。
优选地，通过溅射方法形成本实施例的压电物质7。主要成分为锆钛酸铅的靶被用作靶。优选地，靶中Pb、Zr和Ti的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)与压电物质的元素比Pb/(Zr+Ti)的关系为Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。
当通过溅射方法形成压电物质7从而可以满足上述关系时，尽管Pb的添加过量，仍可以抑制漏电流的增加。此外，优选地，使用主要成分为锆钛酸铅的靶，其靶密度为90％或者更少。借此，有可能容易地形成一种压电物质，其中压电材料的Pb、Zr和Ti元素比Pb/(Zr+Ti)与靶的Pb、Zr和Ti元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)满足如下关系：Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。此外，上述靶密度(％)是靶相对于锆钛酸铅理论密度的密度(％)。
而且，在形成压电物质时，优选的溅射功率为0.8W/cm2或者更大，膜形成温度为750℃或者更低。借此，有可能容易地使压电物质的Pb、Zr和Ti元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大。此外，有可能使压电物质的元素比Pb/(Zr+Ti)与靶的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)满足Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。
当用这种方式形成压电物质时，即使压电物质的膜厚度为1μm或者更大，也容易获得具有单斜晶的压电物质。本实施例的单斜晶压电物质是一种特别易于获得Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)为0.5-0.6(含)的晶相。这种成分称作块体PZT的晶相边界(变形晶相边界：MPB)成分，并且可以预期具有大的压电性。
关于通过溅射法形成压电物质的方法，有可能提到热溅射方法，其在大约600℃下形成基片，对其进行加热从而获得压电物质，其主要成分是具有钙钛矿型结构的PZT。此外，还可能提到低温溅射方法，其通过在300℃或者更低的温度下形成主要成分为无定形PZT的压电物质之后，进行后期烧结来制造钙钛矿型晶体的压电物质。在本实施例的压电物质形成方法中，可以采用两种方法中的任何一种。此外，在通过热溅射方法形成压电物质之后，还能够进行后期烧结。尽管如此，因为热溅射方法更容易使压电物质单轴化和单晶化，所以优选地用热溅射方法形成压电物质。
本实施例的压电元件具有本实施例的压电物质，和一对与压电物质接触的电极。优选地，本实施例的第一电极膜(电极)或第二电极膜(电极)与上述的压电物质具有令人满意的粘着，并且用高导电材料构成，也就是，能够使上电极膜或下电极膜具有10-7-10-2欧姆·厘米的比电阻的材料。尽管这种材料在许多情况下一般是金属，但优选地使用Pt族金属，例如Au，Ag，Cu，Ru，Rh，Pd，Os，Ir或Pt，作为电极材料。此外，因为含有上述材料的合金材料，例如银糊或焊料也具有高导电性，所以有可能优选地使用它。此外，导电氧化物材料，例如IrO(氧化铱)、SRO(钌酸锶)、ITO(导电氧化锡)和BPO(偏高铅酸钡)，也优选地作为电极材料。此外，单层结构或多层结构都足以用作电极膜。例如，为了提高与基片的粘附，例如Pt/Ti结构也可以胜任。关于电极膜的膜厚度，优选地为大约100-1000nm，更优选地为500nm或者更小。当电极膜的膜厚度为100nm或者更大时，电极膜的电阻变得足够小，当为1000nm或更小时，则不可能再对压电元件的压电性构成妨碍，因此是优选的。
此外，当第一电极膜含有的氧化物电极膜具有至少在<100>取向时给出的钙钛矿型结构时，有可能容易地制造给出<100>取向的单轴膜或单晶膜。特别地，因为SRO具有的晶格常数大约为4，其接近PZT的晶格常数，所以有可能容易地制造单轴膜或单晶膜。
尽管本实施例的电极膜形成方法没有特别限制，但关于厚度为1000nm或者更小的薄膜，通常有可能用薄膜形成方法，例如溶胶凝胶法、水热结晶法、气相沉积法和电泳法形成。而且，还有可能用如下的薄膜形成方法形成它，例如溅射法、CVD法、MOCVD法、离子束沉积法、分子束外延法和激光切削法。因为这些薄膜形成方法有可能通过在基片或缓冲层上进行外延生长而使电极膜单轴化或单晶化，因此可以容易地使压电物质单轴化或单晶化。
下面，将解释本实施例的液体释放头。
本实施例的液体释放头具有释放口、与释放口相连的单独液体室、与单独液体室相联系的压电元件和位于上述单独液体室和上述压电元件之间的隔膜。而且，该液体释放头的特征在于，上述单独液体室内的液体通过上述膈膜导致的上述单独液体室内体积的变化从上述的释放口排出，并且上述的压电元件是本实施例的压电元件。
利用本实施例的压电元件作为压电元件，使得有可能容易地获得一种液体释放头，其能够执行均匀的和高释放性能，并能够执行精细绘图。本实施例的液体释放头可以用于图像形成装置，例如喷墨打印机、传真机、复合机器和复印机或释放除墨水之外其它液体的工业释放装置。
下面参考图6对本实施例的液体释放头进行说明。图6是显示本实施例的液体释放头实施例的一个实例的示意图。图6所示的本实施例液体释放头具有释放口11、使释放口11和单独液体室13彼此相互连接的连通孔12，和向单独液体室13提供液体的共用液体室14。并且，液体沿该连接路径供应到释放口11。膈膜15构成单独液体室13的一部分。在单独液体室13的外部设置向膈膜15提供振动的压电元件10。当压电元件10被驱动时，膈膜15通过压电元件10发生振动，并引起单独液体室13的体积发生变化。借此，单独液体室13内的液体从释放口释放出来。尽管在图6所示的实施例中压电元件10是矩形的，但是其形状也可以是椭圆、圆形和平行四边形。
图7显示了图6所示液体释放头沿宽度方向的剖面图。下面将参考图7对构成本实施例液体释放头的压电元件10进行更详细的说明。尽管图示中压电元件10的形状为矩形，但是梯形或倒梯形也是可以的。此外，尽管在图7中，第一电极膜6相当于下电极膜16，第二电极膜8相当于上电极膜18，但是构成本实施例压电元件10的第一电极膜6和第二电极膜8可以分别作为下电极膜16和上电极膜18，反之亦然。这取决于设备制造中采用的制造方法，两者均可获得本方法的效果。此外，膈膜15可以由构成本实施例压电元件10的基片5形成。此外，在膈膜15与下电极膜16之间可以有缓冲层19。
图8和图9是图6所示液体释放头从上面一侧(释放口11侧)观察的示意图。虚线所示的区域13表示被施加压力的单独液体室13。压电元件10被适当地构图，并在单独液体室13上形成。例如，在图8中，下电极膜16被拉出到不存在压电物质7的部分，而上电极膜18(未显示)被拉出到与下电极膜16相对的一侧，并且与驱动源相连。尽管图8和9显示的是下电极膜16被构图的状态，但是它也可以存在于压电物质7不存在的部分，如图7所示。当在驱动压电元件10时，在驱动电路与压电元件10之间不存在例如短路或断路问题时，压电物质7、下电极膜16和上电极膜18能够根据目标合适地加以构图。此外，单独液体室13之所以具有图中所示平行四边形形状的原因是，当以Si(110)基片作为基片并通过利用碱的湿法蚀刻来制造单独液体室时，就会成为这种形状。除此之外，单独液体室13的形状也可以是矩形或方形。一般地，尽管如图9所示，在膈膜15上以固定的间隔制造了两个或多个单独的液体室13，但是单独液体室13也可以布置成交错的布局，或者它们的数目也可以根据目标加以确定。
膈膜15的厚度通常为0.5-10μm，优选地为1.0-6.0μm。当存在上述的缓冲层19时，缓冲层的厚度也包含在该厚度内。此外，除了缓冲层之外，还可以形成多个层。例如，当从相同的基片形成膈膜与单独液体室时，可以包括一个需要的蚀刻停止层或类似物。单独液体室13的宽度Wa(参考图8)通常是30-180μm。尽管长度Wb(参考图8)还基于释放液滴的数量，但是其通常为0.3-6.0mm。释放口11的形式通常为圆或星形，直径通常优选地为7-30μm。优选地，释放口11的剖面形状是沿连通孔12的方向扩展的锥形。连通孔12的长度通常优选地为0.05-0.5mm。当连通孔12的长度为0.5mm或者更小时，液滴的释放速度变得足够快。此外，当长度为0.05mm或者更大时，从每个释放口释放的液滴的释放速度的离差(dispersion)变得充分小。此外，形成构成本实施例液体释放头的膈膜、单独液体室、共用液体室、连通孔等的部件可以分别是相同的材料，或者是不同的材料。例如，当用Si等时，可通过使用光刻方法和蚀刻方法进行足够精度的处理。此外，当部件选择不同材料时，作为所选的材料，每种材料的热膨胀系数之差为1×10-8/℃-1×10-6/℃是优选的。例如，对Si基片优选地选择SUS基片、Ni基片和类似物。
下面将说明本实施例液体释放头的制造方法。本实施例液体释放头的制造方法至少具有如下步骤：
(1)形成释放口的步骤
(2)形成使释放口与单独液体室相连通的连通孔的步骤
(3)形成单独液体室的步骤
(4)形成与单独液体室相连通的共用液体室的步骤
(5)形成向单独液体室提供振动的膈膜的步骤
(6)制造向膈膜提供振动、安装在单独液体室的外部的本实施例压电元件的步骤
具体地，例如，下面将描述一种方法，其作为制造本实施例液体释放头的第一种方法。首先，在应用上述步骤(6)形成了压电元件10的基片上采用步骤(3)形成单独液体室的一部分和一个膈膜。应用步骤(1)制造如下的基片，即一个在上面分别采用步骤(2)和(4)形成了连通孔和共用液体室的基片，和一个具有释放口的基片。接着，上述基片和这些基片被堆叠并成为一体，从而制造出液体释放头。
此外，下面将描述一种方法，其作为制造本实施例液体释放头的第二种方法。首先，分别地，制造一个通过至少采用步骤(3)在上面形成了一个单独液体室的基片，或者一个上面形成有单独液体室的基片。然后，将压电元件或者膈膜和压电元件从在上面通过采用步骤(6)形成了压电元件的基片或者在步骤(5)和(6)形成了膈膜和压电元件的基片转移到它上面。接着采用步骤(2)处理基片面对至少在上面已经转移了压电元件或者膈膜与压电元件的基片的一侧部分，形成一个单独液体室。进一步，与上述的第一方法相似，制造上面形成了连通孔和共用液体室的基片和上面形成了释放口的基片，这些基片被堆叠并成为一体，从而制造液体释放头。
作为第一种方法，如图10所示，首先，与压电元件的制造方法相似，在基片5上提供压电元件10。接着，形成膈膜15，同时至少在为压电元件10构图的阶段除去基片5的一部分，从而形成单独液体室13的一部分。分别地，制造具有共用液体室14和连通孔12的基片，以及进一步地，在上面形成了释放11的基片。可以提到一种最终将它们堆叠起来并使之成为一体以便形成液体释放头的制造方法。作为一种除去基片5的一部分的方法，有可能提到的方法，例如湿法蚀刻法、干法蚀刻法或者砂磨法。通过这样的方法除去基片5的一部分可以形成膈膜15和单独液体室13的至少一部分。
作为第二种方法，例如如图11所示，首先，类似于压电元件的制造方法，在基片5上提供压电元件10。接着，制造一个基片，在压电元件10处于没有被构图的状态下在基片上面形成膈膜15作为压电元件上的膜。有可能提到的制造方法包括，进一步制造一个提供单独液体室13的基片、一个提供连通孔12和共用液体室14的基片、一个提供释放口11的基片等，将它们堆叠在一起，并从上述基片转移(transfer)膈膜、压电元件等。
而且，如图12所示，首先，在基片5上形成压电元件10，其中对基片进行构图用于待形成的压电元件。分别地，制造一个在上面提供膈膜15并进一步提供了单独液体室13的一部分的基片，一个提供共用液体室14和连通孔12的基片，和一个形成释放口11的基片。有可能提到的制造方法包括，进一步将他们堆叠起来，并在这种情况下从上述的基片转移压电元件10，从而形成液体释放头。
关于转移时的接合方法，尽管可以使用利用无机粘合剂或有机粘合剂的方法，但是通过无机材料的金属键合是更优选的。作为用于金属键合的材料，有可能提到的有In，Au，Cu，Ni，Pb，Ti，Cr，Pd等。因为有可能在300℃的低温或者更低的温度下进行键合，并且在使用这些材料时基片的它们之间的热膨胀系数之差变得较小，因此对于压电元件几乎不会造成损害，同时有可能避免在拉长时压电元件扭曲之类的问题。
通过执行例如用光刻对形成元件(基片)进行构图的步骤和通过蚀刻除去部件的一部分的步骤，可以以第一方法形成连通孔12和共用液体室14，以及以第二方法形成单独液体室13、连通孔12、和共用液体室14。例如，在第二方法的情况下，单独液体室13、连通孔12和共用液体室14通过图13A-13F所示的步骤13A-13F加以形成。图13A显示了用于单独液体室13的掩模形成步骤，图13B显示了通过从较上部分进行蚀刻等处理单独液体室13(阴影部分表示处理的部分)的步骤。此外，图13C显示了除去用于形成单独液体室13的掩模的步骤，并形成用于连通孔12和共用液体室14的掩模，图13D显示了通过从较下部分进行蚀刻等处理连通孔12和共用液体室14的步骤。而且，图13E示意地显示了除去用于形成连通孔12和共用液体室14的掩模从而形成单独液体室13、连通孔12和共用液体室14的状态。通过对基片17进行蚀刻处理、机械加工、激光处理等形成释放口11。图13F显示了在步骤13E之后，将其中形成了释放口11的基片17与其中形成了单独液体室13、连通孔12和共用液体室14的基片相接合的状态。优选地，其内具有释放口的基片17的表面是疏水的。尽管各个基片的接合方法与转移时的接合方法相同，但是也可以使用阳极氧化接合。
在第二种方法中，在图13E或图13F的状态下，优选地使用另一基片，其中向该基片转移基片5上的压电元件10。这里，当在基片5上的压电元件上形成膈膜时，在图13E或13F的状态下，在单独液体室13上进行直接转移。此外，当没有在基片5上的压电元件上形成膈膜时，在图13E或13F状态下，单独液体室13的孔用树脂填充，从而形成膈膜成为一个膜，并且在通过蚀刻除去该树脂并且形成膈膜之后，其被转移。此时，优选地用薄膜形成方法例如溅射法或CVD法形成该膈膜。此外，压电元件10的图案形成方法可以在转移之前或之后进行。
接着，将说明本实施例的液体释放装置。本实施例的液体释放装置具有上述的本实施例液体释放头。
作为本实施例液体释放装置的一个实例，可以提到如图14和15所示的喷墨记录装置。图15显示了一个状态，其中图14所示液体释放装置(喷墨记录装置81)的外部部件82-85和87被除去。喷墨记录装置81具有一个自动馈给部分97，其向装置主体96内自动馈给记录纸作为记录介质。而且，它具有一个传送部分99，其将从自动馈给部分97发送来的记录纸引入到预定的记录位置，并将记录纸从记录位置引入到纸张释放口98，还具有一个记录部分91，其在传送到记录位置的记录纸上进行记录，和一个复原部分90，其对记录部分91进行复原处理。记录部分91具有一个滑动架(carriage)92，其包括本实施例的液体释放头，并在导轨上反复运动。
在这种喷墨记录装置中，滑动架92通过从计算机发出的电信号而被在导轨上传动，并且当包夹压电物质的电极被施加驱动电压时，压电物质被位移。通过压电物质的这种位移，每个压电室通过膈膜15被挤压，并且墨水从释放口11释放从而执行印刷。
本实施例的液体释放装置能够以均匀的高速度释放液体，并能够实现装置的微型化。
尽管在上述实施例中以打印机为实例，但是本实施例的液体释放装置能够用作除喷墨记录装置之外的工业液体释放装置，例如传真机、复合机、复印机等等。
[实例]
下文将通过引用实例对本实施例的压电元件、使用该压电元件的液体释放头及其制造方法进行说明。
实例1
第一实例的压电物质及压电元件的制造程序如下。
通过溅射方法，在保持600℃的基片温度下，在用作下电极的La掺杂SrTiO3{100}基片上形成一个3μm厚的压电物质PZT膜作为膜。使用主要成分为PZT、靶密度为88％的材料作为靶。靶中Pb，Zr和Ti的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)为0.95，{Zr/(Zr+Ti)}(靶)为0.50。在如下的条件下进行溅射。溅射气体：Ar/O2＝20/1，溅射功率：1.3W/cm2，溅射气压：0.5Pa。通过调节溅射时间并且保持在600℃的基片温度下形成膜，从而获得3μm的膜厚度。根据感应耦合等离子体原子发射分光光度计的成分分析(ICP成分分析)，关于压电物质的Pb，Zr和Ti元素比，Pb/(Zr+Ti)为1.25，Zr/(Zr+Ti)为0.40，并且Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。此外，根据X-射线衍射2θ/θ测量，只检测到来自PZT钙钛矿型结构的{00L}面(L＝1，2，3…，n，n是整数)的反射峰，并且当对不对称面{202}进行正极测量时，反射峰呈四重对称。结果可以证实，压电物质是具有<100>取向钙钛矿型结构的PZT单晶膜。类似地，根据X-射线衍射{004}和{204}的倒易晶格映射(图16)，证实PZT的晶格常数为a＝4.04，c＝4.16，β＝90°，即它是四方晶，且c/a＝1.03。在图16中，rlu代表倒易晶格单位。此外，当评估压电物质介电常数的温度依赖性时，在500℃时最大，居里温度Tc为500℃。另一方面，从图1的曲线ABC可见，在本实例压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)下，块体的居里温度Tc0为大约420℃，并且满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。进一步，通过溅射方法在PZT上按顺序形成4nm厚Ti膜和150nm厚Pt膜，作为第一实例压电元件的电极膜。
比较实例1
第一比较实例的压电物质和压电元件按照如下程序制造。
作为靶，使用的材料的靶密度是88％，其中靶的Pb，Zr和Ti的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)为0.80，{Zr/(Zr+Ti)}(靶)为0.50，材料的主要成分是PZT。除此之外，在与第一实例相同的条件下制造压电物质和压电元件。根据ICP成分分析，关于压电物质的Pb，Zr和Ti元素比，Pb/(Zr+Ti)为1.01，Zr/(Zr+Ti)为0.42，并且Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。此外，根据X-射线衍射2θ/θ测量，只检测到来自PZT钙钛矿型结构的{00L}面(L ＝1，2，3…，n，n是整数)的反射峰，并且当对不对称面{202}进行正极测量时，反射峰呈四重对称。结果可以证实，压电物质是具有<100>取向的钙钛矿型结构的PZT单晶膜。类似地，根据X-射线衍射{004}和{204}的倒易晶格映射可以证实，PZT的晶格常数为a＝4.03，c＝4.17，β＝90°，即它是四方晶，且c/a＝1.03。此外，当评估压电物质介电常数的温度依赖性时，在430℃时最大，居里温度Tc为430℃。另一方面，从图1的曲线ABC可见，在本比较实例压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)下，块体的居里温度Tc0为大约420℃，并且不满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
实例2
第二实例的压电物质及压电元件的制造程序如下。
在进行Si(100)基片表面的氢氟酸处理之后，通过溅射方法在800℃的基片温度下形成一个100nm厚的Y掺杂ZrO2膜，然后在600℃的基片温度下形成一个60nm厚CeO2膜。两者都是<100>取向的单晶膜。进而，在此之上在300℃的基片温度下通过溅射方法形成一个100nm厚LaNiO3(LNO)膜，作为下电极膜。接着，在该LNO膜上在600℃的基片温度下形成一个200nm厚SrRuO3(SRO)膜，从而获得具有一个下电极膜或类似物的基片。电极膜和SRO膜都是<100>取向的单晶膜。
使用的靶，其主要成分为PZT，靶密度为88％的材料，其中Pb，Zr和Ti的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)为1.00，{Zr/(Zr+Ti)}(靶)为0.75。在与第一实例相同的条件下制造第二实例的压电物质和压电元件，其不同处在于，使用了上面的靶和上述具有下电极和类似物的基片。
根据ICP成分分析，关于压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比，Pb/(Zr+Ti)为1.45，Zr/(Zr+Ti)为0.65，并且Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。此外，根据X-射线衍射2θ/θ测量，只检测到来自PZT钙钛矿型结构的{00L}面(L＝1，2，3…，n，n是整数)的反射峰，并且当对不对称面{202}进行正极测量时，反射峰呈四重对称。结果可以证实，压电物质是具有<100>取向的PZT钙钛矿型结构的单晶膜。类似地，根据X-射线衍射{004}和{204}的倒易晶格映射，可以证实，PZT的晶格常数为a＝4.09，c＝4.13，β＝89.5°，即它是单斜晶，且c/a＝1.01。此外，关于来自{204}面的倒易晶格点，峰被上下分割，因此，可以证实，单斜晶具有孪晶关系。此外，当评估压电物质介电常数的温度依赖性时，在520℃时最大，居里温度Tc为520℃。另一方面，从图1的曲线ABC可见，在本实例压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)下块体的居里温度Tc0为大约350℃，并且满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
实例3
第三实例的压电物质及压电元件的制造程序如下。
在Si基片上形成一个4nm厚TiO2膜之后(其中在Si基片上形成一个100nm厚SiO2层，其是热氧化物膜)，通过溅射方法在200℃的基片温度下形成一个100nm厚Pt膜。该Pt膜是<111>取向的膜。进一步，在此之上在300℃的基片温度下通过溅射方法形成一个100nm厚LaNiO3(LNO)膜作为下电极膜。接着，在该LNO膜上在600℃的基片温度下形成一个200nm厚SrRuO3(SRO)膜，从而获得具有一个下电极膜或类似物的基片。电极膜和SRO膜都是<100>取向的单轴晶膜。
接着，在与第二实例相同的条件下制造第三实例的压电物质和压电元件，其不同处在于，使用了上述具有下电极和类似物的基片。
根据ICP成分分析，关于压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比，Pb/(Zr+Ti)为1.35，Zr/(Zr+Ti)为0.63，并且Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。此外，根据X-射线衍射2θ/θ测量，只检测到来自PZT钙钛矿型结构的{00L}面(L＝1，2，3…，n，n是整数)的反射峰，并且当对不对称晶面{202}进行正极测量时，出现环形反射峰。因此可以证实，压电物质是具有<100>取向的PZT钙钛矿型结构的单轴取向膜。类似地，根据X-射线衍射{004}和{204}的倒易晶格映射，可以证实，PZT的晶格常数为a＝4.08，c＝4.14，β＝89.0°，即它是单斜晶，且c/a＝1.01。此外，当评估压电物质介电常数的温度依赖性时，在520℃时最大，居里温度Tc为520℃。另一方面，从图1的曲线ABC可见，在本实例压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)下，块体的居里温度Tc0为大约350℃，并且满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
比较实例2
第二比较实例的压电物质和压电元件按照如下程序制造。
作为靶，使用的材料的靶密度是98％，其中靶的Pb，Zr和Ti的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)为1.50，{Zr/(Zr+Ti)}(靶)为0.70，材料的主要成分是PZT。除此之外在与第二实例相同的条件下制造比较实例2的压电物质和压电元件。根据ICP成分分析，关于压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比，Pb/(Zr+Ti)为1.40，Zr/(Zr+Ti)为0.70。此外，根据X-射线衍射2θ/θ测量，只检测到来自PZT钙钛矿型结构的{00L}面(L＝1，2，3…，n，n是整数)的反射峰，并且当对不对称晶面{202}进行正极测量时，反射峰呈四重对称。因此可以证实，压电物质是具有<100>取向的PZT钙钛矿型结构的单晶膜。类似地，根据X-射线衍射{004}和{204}的倒易晶格映射可以证实，PZT的晶格常数为a＝4.09，c＝4.14，β＝90°，即它是四方晶，且c/a＝1.01。此外，当评估压电物质介电常数的温度依赖性时，在340℃时最大，居里温度Tc为340℃。另一方面，从图1的曲线ABC可见，在本比较实例的压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)下块体的居里温度Tc0为大约330℃，因此不满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
比较上述实例的压电常数和漏电流。
表1显示了第一、第二和第三实例以及第一和第二比较例的压电元件的压电常数和漏电流的测量结果。这里，压电常数的评估是通过将上电极处理成Ф100μm图案，并且在d33模式下测量压电常数，其在向上下电极之间施加电压的同时利用扫描探针显微镜(SPM)测量微小位移。此外，漏电流的评估是通过将上电极处理成类似于压电常数测量的Ф100μm图案，并且在向上下电极之间施加100V DC电压的同时测量上下电极之间的漏电流。
                                表1
 实例1   实例2   实例3   比较实例1  比较实例2
  压电常数(ρC/N)(pC/N)  280   330   320   170  270
  漏电流(A/cm2)  2.6×10-7   4.7×10-7   3.5×10-6   7.5×10-6  1.0×10-3
如表1所示，尽管第一实例具有与第一比较实例相同或更大的压电常数，但是漏电流被抑制得低。此外，可以证实，第二和第三实例具有比第二比较实例更大的压电常数，漏电流也受到抑制。
实例4和比较实例3
接着，按照如下顺序制造第四实例和第三比较实例的液体释放头。
使用SOI基片，上面形成了500nm厚外延Si膜和500nm厚SiO2层。除此之外在与第二实例相同的条件下制造压电元件。在对致动器部分构图之后，通过干法蚀刻作为处理层(handle layer)的Si基片然后通过感应耦合等离子体方法(ICP法)形成膈膜和单独液体室。接着，在此上面形成另一个Si基片并接合在一起，在该另一个基片上形成有共用液体室和连通孔。进一步，通过将一个形成有释放口的基片与上述的上面形成了共用液体室和连通孔的Si基片相接合，制造液体释放头，在液体释放头上用SiO2层、Si膜、Y掺杂ZrO2膜和CeO2膜构建膈膜。将上面有根据类似于第二实例的方法制造的压电元件的液体释放头制成第四实例的液体释放头，并且将上面有根据类似于第二比较实例的方法制造的压电元件的液体释放头制成第三比较实例的液体释放头。向这些液体释放头施加驱动信号并驱动它们，从上电极一侧一束Ф20μm的激光束被照射在液体释放头单独液体室的中心部分，并通过激光多普勒位移系统估计液体释放头的位移量。尽管第四实例的液体释放头对于108倍的驱动信号也显示出具有良好的追踪性能的位移，但是第三比较实例的液体释放头不仅具有小的位移量，而且还有105倍的位移衰减。
实例5
关于形成作为膜的压电物质，，在本实施例范围中铅含量相比于第一实例降低的实例也是可以优选获得的。下面我们将省略与第一实例相同的部分的解释。
在用作下电极的La掺杂SrTiO3{100}基片上，通过溅射方法在保持600℃的基片温度下形成一个3μm厚的压电物质PZT膜。使用主要成分为PZT、靶密度为88％的材料作为靶。靶的元素比，{Pb/(Zr+Ti)}(靶)为0.85，{Zr/(Zr+Ti)}(靶)为0.45。在下面的溅射条件下进行溅射，溅射气体：Ar/O2＝20/1，溅射功率：1.6W/cm2，溅射气压：0.1Pa。此时，当保持基片温度为620℃形成3μm厚的膜时，Pb/(Zr+Ti)为1.10，Zr/(Zr+Ti)为0.35。因此所获得的膜Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。压电物质是具有<100>取向PZT钙钛矿型结构的单晶膜。其晶格常数为a＝4.04，c＝4.13，β＝90°，即它是四方晶，且c/a＝1.02。此外，压电物质介电常数的温度依赖性在485℃时最大，居里温度Tc为485℃。另一方面，从图1的曲线ABC可见，在本实例压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)下块体的居里温度Tc0为大约425℃，并且满足如下关系：Tc＞Tc0+50℃。
尽管本发明是通过参考示例性实施例加以说明的，但是应当理解，本发明并不仅限于所公开的实施例。权利要求书的范围按照最广义的解释，以便包括所有的这些修改和等同结构及功能。

Claims (12)

1.一种压电物质，其中该压电物质的主要成分是PZT，其具有用Pb(ZrxTi1-x)O3(1)表示的钙钛矿型结构
(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))，该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(包含0.2和0.8)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足关系Tc＞Tc0+50℃。
2.根据权利要求1的压电物质，其中压电物质的膜厚度为1-10μm(包含1和10μm)。
3.根据权利要求1的压电物质，其中压电物质的晶格常数a和c满足关系1.005＜c/a＜1.05。
4.根据权利要求1的压电物质，其中压电物质是单轴晶体或单晶体。
5.根据权利要求4的压电物质，其中压电物质具有<100>取向。
6.一种压电元件，其具有一对电极和压电物质，其中压电物质的主要成分是PZT，其具有用Pb(ZrxTi1-x)O3(1)表示的钙钛矿型结构
(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))，该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(包含0.2和0.8)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足关系Tc＞Tc0+50℃。
7.根据权利要求6的压电元件，其中至少一个电极包括用具有<100>取向的钙钛矿型结构氧化物制成的电极。
8.一种液体释放头，其具有与释放口相连通的单独液体室，和相应于该单独液体室提供的压电元件，该液体释放头从释放口释放单独液体室内的液体，其中压电物质的主要成分是PZT，其具有用Pb(ZrxTi1-x)O3(1)表示的钙钛矿型结构
(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))，该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(包含0.2和0.8)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足关系Tc＞Tc0+50℃。
9.一种压电元件的制造方法，包括：在基片上或形成在基片上的缓冲层上形成第一电极膜的步骤；在第一电极膜上形成压电物质的步骤；和在该压电物质上形成第二电极膜的步骤，其中压电物质是通过溅射方法形成的，该溅射方法使用的靶的主要成分是PZT，该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)相对于靶的Pb，Zr和Ti的元素比{Pb/(Zr+Ti)}(靶)满足如下关系Pb/(Zr+Ti)＞{Pb/(Zr+Ti)}(靶)。
10.根据权利要求9的压电元件制造方法，其中压电物质是通过溅射方法形成的，使用的靶的主要成分是PZT，其靶密度为90％或者更小。
11.根据权利要求9的压电元件制造方法，其中该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，压电物质的Zr和Ti元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(包含0.2和0.8)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足关系Tc＞Tc0+50℃。
12.一种液体释放装置，其具有与释放口相连的单独液体室和相应于单独液体室提供的压电元件，并且单独液体室内的液体从释放口释放，其中压电元件的主要成分是PZT，其具有用Pb(ZrxTi1-x)O3(1)表示的钙钛矿型结构
(x表示化学式中Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti))，该压电物质的Pb，Zr和Ti的元素比Pb/(Zr+Ti)为1.05或者更大，Zr和Ti的元素比Zr/(Zr+Ti)为0.2-0.8(包含0.2和0.8)，并且压电物质的居里温度Tc和在压电物质的Zr和Ti元素比下块体的居里温度Tc0满足关系Tc＞Tc0+50℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108068458A (zh) * 2016-11-16 2018-05-25 精工爱普生株式会社 压电元件以及压电元件应用装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006069152A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Canon Inc インクジェットヘッド及びその製造方法
JP5164052B2 (ja) * 2005-01-19 2013-03-13 キヤノン株式会社 圧電体素子、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
US7521845B2 (en) * 2005-08-23 2009-04-21 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substance, piezoelectric element, liquid discharge head using piezoelectric element, and liquid discharge apparatus
US20070046153A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substrate, piezoelectric element, liquid discharge head and liquid discharge apparatus
US7528530B2 (en) * 2005-08-23 2009-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substance, piezoelectric substance element, liquid discharge head, liquid discharge device and method for producing piezoelectric substance
US8142678B2 (en) * 2005-08-23 2012-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Perovskite type oxide material, piezoelectric element, liquid discharge head and liquid discharge apparatus using the same, and method of producing perovskite type oxide material
US7528532B2 (en) * 2005-08-23 2009-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substance and manufacturing method thereof, piezoelectric element and liquid discharge head using such piezoelectric element and liquid discharge apparatus
US7591543B2 (en) * 2005-08-23 2009-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric member, piezoelectric member element, liquid discharge head in use thereof, liquid discharge apparatus and method of manufacturing piezoelectric member
US7759845B2 (en) * 2006-03-10 2010-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substance element, liquid discharge head utilizing the same and optical element
EP2003707B1 (en) * 2006-03-31 2012-03-14 Murata Manufacturing Co. Ltd. Piezoelectric actuator
JP5300184B2 (ja) * 2006-07-18 2013-09-25 キヤノン株式会社 圧電体、圧電体素子、圧電体素子を用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP2008258575A (ja) * 2007-03-15 2008-10-23 Seiko Epson Corp 圧電素子、液体噴射ヘッド、および、プリンタ
WO2008126575A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Epitaxial film, piezoelectric element, ferroelectric element, manufacturing methods of the same, and liquid discharge head
JP2009062564A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Fujifilm Corp ペロブスカイト型酸化物、強誘電体膜とその製造方法、強誘電体素子、及び液体吐出装置
JP2010228266A (ja) 2009-03-26 2010-10-14 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエーター
JP6613596B2 (ja) * 2015-04-06 2019-12-04 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、これを備えた液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974466B1 (en) * 1995-04-19 2003-03-26 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and method of producing same
JP3294214B2 (ja) * 1999-03-04 2002-06-24 株式会社東芝 薄膜キャパシタ
JP4327942B2 (ja) * 1999-05-20 2009-09-09 Ｔｄｋ株式会社 薄膜圧電素子
JP3796394B2 (ja) * 2000-06-21 2006-07-12 キヤノン株式会社 圧電素子の製造方法および液体噴射記録ヘッドの製造方法
WO2002049122A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-20 The Penn State Research Foundation High-power piezoelectric ceramics
EP1354861A4 (en) * 2000-12-28 2007-02-28 Bosch Automotive Systems Corp MAT RIC C RAMIQUE AND PI ZO- LECTRIQUE PI SO CONSTITU
JP3754897B2 (ja) * 2001-02-09 2006-03-15 キヤノン株式会社 半導体装置用基板およびｓｏｉ基板の製造方法
JP3833070B2 (ja) * 2001-02-09 2006-10-11 キヤノン株式会社 液体噴射ヘッドおよび製造方法
US20030049925A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-13 Layman Paul Arthur High-density inter-die interconnect structure
JP3971598B2 (ja) * 2001-11-01 2007-09-05 富士通株式会社 強誘電体キャパシタおよび半導体装置
JP4086535B2 (ja) * 2002-04-18 2008-05-14 キヤノン株式会社 アクチュエータ及びインクジェットヘッドの製造方法
JP4100953B2 (ja) * 2002-04-18 2008-06-11 キヤノン株式会社 Ｓｉ基板上に単結晶酸化物導電体を有する積層体及びそれを用いたアクチュエーター及びインクジェットヘッドとその製造方法
JP2004022554A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Sony Corp 強誘電体メモリ装置およびその設計方法
JP3772977B2 (ja) * 2002-07-08 2006-05-10 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP4708667B2 (ja) 2002-08-08 2011-06-22 キヤノン株式会社 アクチュエータおよび液体噴射ヘッド
GB0220264D0 (en) * 2002-08-31 2002-10-09 Univ Cranfield Improvements to oxide films
CN100590902C (zh) * 2003-01-31 2010-02-17 佳能株式会社 压电元件
US7059711B2 (en) * 2003-02-07 2006-06-13 Canon Kabushiki Kaisha Dielectric film structure, piezoelectric actuator using dielectric element film structure and ink jet head
US7215067B2 (en) * 2003-02-07 2007-05-08 Canon Kabushiki Kaisha Ferroelectric thin film element, piezoelectric actuator and liquid discharge head
JP4717344B2 (ja) * 2003-12-10 2011-07-06 キヤノン株式会社 誘電体薄膜素子、圧電アクチュエータおよび液体吐出ヘッド
US7262544B2 (en) * 2004-01-09 2007-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Dielectric element, piezoelectric element, ink jet head and method for producing the same head
JP2005244133A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Canon Inc 誘電体素子、圧電素子、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置、並びにこれらの製造方法
US7453188B2 (en) * 2004-02-27 2008-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Dielectric element, piezoelectric element, ink jet head and ink jet recording apparatus and manufacturing method of same
US7235917B2 (en) * 2004-08-10 2007-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric member element and liquid discharge head comprising element thereof
JP2006069152A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Canon Inc インクジェットヘッド及びその製造方法
US7521845B2 (en) * 2005-08-23 2009-04-21 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substance, piezoelectric element, liquid discharge head using piezoelectric element, and liquid discharge apparatus
US7591543B2 (en) * 2005-08-23 2009-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric member, piezoelectric member element, liquid discharge head in use thereof, liquid discharge apparatus and method of manufacturing piezoelectric member
US7528532B2 (en) * 2005-08-23 2009-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substance and manufacturing method thereof, piezoelectric element and liquid discharge head using such piezoelectric element and liquid discharge apparatus
US20070046153A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric substrate, piezoelectric element, liquid discharge head and liquid discharge apparatus
US8142678B2 (en) * 2005-08-23 2012-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Perovskite type oxide material, piezoelectric element, liquid discharge head and liquid discharge apparatus using the same, and method of producing perovskite type oxide material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108068458A (zh) * 2016-11-16 2018-05-25 精工爱普生株式会社 压电元件以及压电元件应用装置

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Publication number Publication date
US7998362B2 (en) 2011-08-16
US20070048190A1 (en) 2007-03-01
CN100564313C (zh) 2009-12-02

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