JP2012199330A - Production method of electromechanical conversion film, droplet ejection head and ink jet recorder - Google Patents

Production method of electromechanical conversion film, droplet ejection head and ink jet recorder Download PDF

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Takakazu Kihira
孝和 木平
Yasuhiro Watanabe
康弘 渡邉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of an electromechanical conversion film capable of eliminating variation in the thickness.SOLUTION: The production method of an electromechanical conversion film includes a step for coating an underlying layer with a liquid-repellent functional ink, a step for forming a bank film 5 in the shape of a coffee stain having a bank on the circumference of a region coated with the functional ink by drying the functional ink thus applied, and a step for forming an electromechanical conversion film 7 by repeating the application of a functional ink 6 for electromechanical conversion film different from the functional ink inside of the bank film, and calcination of the functional ink 6 thus applied.

Description

本発明は、電気機械変換膜の製造方法、液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to an electromechanical conversion film manufacturing method, a droplet discharge head, and an ink jet recording apparatus.

従来、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置の液滴吐出ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧室(インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室等とも称される)と、加圧室内のインクを加圧する構成とを備え、インクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させている。インクを加圧する構成としては、電気−機械変換素子(以下、圧電素子)、或いはヒータなどの電気熱変換素子、若しくはインク流路の壁面を形成する振動板とこれに対向する電極からなるエネルギー発生手段などである。   2. Description of the Related Art Conventionally, a droplet discharge head of an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, or a copying apparatus has a nozzle that discharges ink droplets and a pressure chamber (ink flow) that communicates with the nozzles. Path, a pressurized liquid chamber, a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, etc.) and a configuration for pressurizing ink in the pressurizing chamber, and ejecting ink droplets from the nozzles by pressurizing the ink. Yes. As a configuration for pressurizing ink, energy generation is made up of an electro-mechanical conversion element (hereinafter referred to as a piezoelectric element), an electrothermal conversion element such as a heater, or a diaphragm that forms a wall surface of an ink flow path and an electrode facing the diaphragm. Means.

ここで、圧電素子を用いた液滴吐出ヘッドの構成を例示する。図12は、液滴吐出ヘッド400の構成を例示する断面図である。図12に示すように、液滴吐出ヘッド400は、ノズル板410、圧力室基板420(Si基板)、振動板430により圧力室421を形成している。ノズル板410には圧力室421と連通するノズル411が設けられ、振動板430には密着層441を介して圧電素子440が設けられている。液滴吐出ヘッド400は、圧電素子440により振動板430を振動させて圧力室421を加圧することで、ノズル板410のノズル411からインク滴を吐出する構成である。インクジェット記録装置は、画素対応の液滴吐出ヘッド400が所定の間隔で並べられた記録ヘッドにより、用紙などの記録媒体に画像形成を行う。   Here, a configuration of a droplet discharge head using a piezoelectric element is illustrated. FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the droplet discharge head 400. As shown in FIG. 12, the droplet discharge head 400 forms a pressure chamber 421 by a nozzle plate 410, a pressure chamber substrate 420 (Si substrate), and a vibration plate 430. A nozzle 411 communicating with the pressure chamber 421 is provided on the nozzle plate 410, and a piezoelectric element 440 is provided on the vibration plate 430 via an adhesion layer 441. The droplet discharge head 400 is configured to discharge ink droplets from the nozzles 411 of the nozzle plate 410 by pressing the pressure chamber 421 by vibrating the vibration plate 430 by the piezoelectric element 440. The ink jet recording apparatus forms an image on a recording medium such as paper by a recording head in which droplet discharge heads 400 corresponding to pixels are arranged at a predetermined interval.

液滴吐出ヘッド400の主要部である圧電素子440は、密着層441上に下部電極442、電気−機械変換膜443及び上部電極444を薄膜形成により積層してなる。下部電極442、上部電極444は、電気−機械変換膜443に電気的入力を行う電極である。電気−機械変換膜443は、下部電極442、上部電極444による電気的入力を機械的な変形に変換する。具体的には、電気−機械変換膜443は、チタン酸ジルコン酸鉛(lead zirconate titanate,PZT)セラミックスなどが用いられ、これらは複数の金属酸化物を主成分としているので一般に金属複合酸化物と称される。   The piezoelectric element 440, which is the main part of the droplet discharge head 400, is formed by laminating a lower electrode 442, an electro-mechanical conversion film 443, and an upper electrode 444 on an adhesion layer 441 by forming a thin film. The lower electrode 442 and the upper electrode 444 are electrodes that perform electrical input to the electromechanical conversion film 443. The electro-mechanical conversion film 443 converts electrical input from the lower electrode 442 and the upper electrode 444 into mechanical deformation. Specifically, for the electro-mechanical conversion film 443, lead zirconate titanate (PZT) ceramics or the like is used, and since these are mainly composed of a plurality of metal oxides, generally, a metal composite oxide and Called.

従来の圧電素子440の形成方法は次のとおりである。先ず、下部電極442上に各種の真空成膜法(例えばスパッタリング法、MO−CVD法(金属有機化合物を用いた化学的気相成長法)、真空蒸着法、イオンプレーティング法)やゾルゲル法、水熱合成法、AD(エアロゾルデポジション)法、塗布・熱分解法(MOD)などの周知の成膜技術により堆積させ、引き続き、上部電極444を形成した後、フォトリソグラフィー・エッチングにより、上部電極444のパターニングを行い、同様に電気−機械変換膜443、下部電極442のパターニングを行い個別化を実施している。   A conventional method of forming the piezoelectric element 440 is as follows. First, various vacuum film formation methods (for example, sputtering method, MO-CVD method (chemical vapor deposition method using a metal organic compound), vacuum deposition method, ion plating method), sol-gel method, and the like on the lower electrode 442, After deposition by a well-known film forming technique such as hydrothermal synthesis method, AD (aerosol deposition) method, coating / thermal decomposition method (MOD), etc., the upper electrode 444 is subsequently formed, and then the upper electrode is formed by photolithography and etching. The patterning 444 is performed, and the electro-mechanical conversion film 443 and the lower electrode 442 are similarly patterned for individualization.

金属複合酸化物、特にPZTのドライエッチングは容易な加工材ではない。RIE(反応性イオンエッチング)でSi半導体デバイスは容易にエッチング加工できるが、この種の材料はイオン種のプラズマエネルギーを高める為、ICPプラズマ、ECRプラズマ、ヘリコンプラズマを併用した特殊なRIEが成される(これは製造装置のコスト高を招く)。また下地電極膜との選択比は稼げない。特に大面積基板ではエッチング速度の不均一性は致命的である。あらかじめ、所望する部位のみに難エッチング性のPZT膜を配置すれば、上記加工工程が省略できるが、その試みは一部を除いて成されていない。PZT膜を個別に生成する方法としては、水熱合成法、真空蒸着法、AD法、ゾルゲル法がある。   Dry etching of metal composite oxides, particularly PZT, is not an easy processing material. Si semiconductor devices can be easily etched by RIE (Reactive Ion Etching), but this type of material increases the plasma energy of ionic species, so special RIE using ICP plasma, ECR plasma, and helicon plasma is made. (This increases the cost of the manufacturing apparatus). In addition, the selectivity with the base electrode film cannot be obtained. In particular, the etching rate non-uniformity is fatal in a large area substrate. If a hard-to-etch PZT film is disposed only in a desired portion in advance, the above-described processing step can be omitted, but the attempt has not been made except for a part. As methods for individually generating PZT films, there are a hydrothermal synthesis method, a vacuum deposition method, an AD method, and a sol-gel method.

水熱合成法:Ti金属上にPZTが選択成長する。Ti電極をパターニングしておけば、その部位のみにPZT膜が成長する。この方法で十分な耐圧を有するPZT膜を得るには、膜厚が5μm以上の比較的厚い膜が好ましい(これ以下の膜厚では、電界印加で容易に絶縁破壊してしまう、所望する任意の薄膜が得られない)。またSi基板上に素子を形成する場合、水熱合成が強アルカリ性の水溶液下で合成されるため、Si基板の保護が必須となる。   Hydrothermal synthesis method: PZT selectively grows on Ti metal. If the Ti electrode is patterned, a PZT film grows only at that portion. In order to obtain a PZT film having a sufficient withstand voltage by this method, a relatively thick film having a film thickness of 5 μm or more is preferable (if the film thickness is less than this, any desired dielectric breakdown is easily caused by electric field application. A thin film cannot be obtained). Further, when an element is formed on a Si substrate, since the hydrothermal synthesis is performed in a strong alkaline aqueous solution, it is essential to protect the Si substrate.

真空蒸着法:有機ELの製造にシャドウマスクが用いられ、発光層のパターニングが成されているが、PZT(成)膜は基板温度500〜600℃にした状態で実行される。これは圧電性出現の為には複合酸化物が結晶化している必要があり、その結晶化膜を得るのに上記基板温度が必須となる。一般的なシャドウマスクはステンレス製であり、Si基板とステンレス材の熱膨張差から、十分なマスキングが出来ない、使い捨てシャドウマスクは実現性が低い。特にMO−CVD法やスパッタリング法では堆積膜の回り込み現象が大きく、さらに不向きである。   Vacuum deposition method: A shadow mask is used for the production of organic EL and the light emitting layer is patterned, but the PZT film is performed at a substrate temperature of 500 to 600 ° C. This is because the complex oxide needs to be crystallized for the appearance of piezoelectricity, and the substrate temperature is essential to obtain the crystallized film. A general shadow mask is made of stainless steel, and due to the difference in thermal expansion between the Si substrate and the stainless steel, sufficient masking cannot be performed, and a disposable shadow mask has low feasibility. In particular, the MO-CVD method and the sputtering method have a large wraparound phenomenon of the deposited film and are not suitable.

AD法:あらかじめフォトリソグラフィーによりレジストパターンを形成し、レジストの無い部位にPZTを成膜する方法が知られている。AD法は先述の水熱合成法と同様に厚膜に有利であり、5um以下の薄膜には不向きである。また、レジスト膜上にもPZT膜が堆積するので、研磨処理により一部の堆積膜を除去した後、リフトオフ工程を行う。大面積の均一研磨工程も煩雑、さらにレジスト膜は耐熱性が無い為、室温でAD成膜を実行し、ポストアニール処理を経て、圧電性を示す膜に変換している。   AD method: A method is known in which a resist pattern is formed in advance by photolithography, and a PZT film is formed in a portion where there is no resist. The AD method is advantageous for a thick film similarly to the hydrothermal synthesis method described above, and is not suitable for a thin film of 5 μm or less. Further, since the PZT film is also deposited on the resist film, a lift-off process is performed after removing a part of the deposited film by the polishing process. Since the uniform polishing process for a large area is complicated and the resist film has no heat resistance, AD film formation is performed at room temperature, and the film is converted into a film exhibiting piezoelectricity through a post-annealing process.

ゾルゲル法:特許文献1〜3、非特許文献1、2などではインクジェット法で塗布する例が紹介されている。インクジェット用のインクは粘度が低いため基板となる白金上では濡れ広がってしまう。また、一度に多くのインクを塗布するとコーヒーステイン現象によりエッジが盛り上がり、中央部が薄くなるため、厚膜を得るには不向きなことがある。また、真空蒸着法やAD法と比較するとノズル間の吐出量のばらつきに起因する膜厚のばらつきが発生することがある。   Sol-gel method: Patent Documents 1 to 3, Non-Patent Documents 1 and 2, etc. introduce examples of coating by an inkjet method. Ink jet ink has a low viscosity, so that it spreads wet on platinum as a substrate. In addition, when a large amount of ink is applied at a time, the edge rises due to the coffee stain phenomenon and the central portion becomes thin, which may be unsuitable for obtaining a thick film. Further, when compared with the vacuum deposition method or the AD method, there may be a variation in film thickness due to a variation in discharge amount between nozzles.

上述した従来の電気機械変換膜の製造方法では、撥液、親液部のコントラストを利用してパターニングを行おうとした場合、コントラストのムラが即パターンのムラになってしまうため、膜厚にばらつきのないようにすることが難しかった。   In the conventional electromechanical conversion film manufacturing method described above, when patterning is performed using the contrast of the lyophobic and lyophilic portions, the unevenness of the contrast immediately becomes the unevenness of the pattern. It was difficult to avoid.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気機械変換膜の膜厚にばらつきのないようにすることを可能とする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique that makes it possible to prevent variations in the film thickness of an electromechanical conversion film.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一側面は、電気機械変換膜の製造方法において、下地とする下地層の上に撥液性を有する機能性インクを塗布する工程と、前記塗布された機能性インクを乾燥させることで、当該機能性インクが塗布された領域の周縁にバンクを有するコーヒーステイン形状のバンク膜を形成する工程と、前記バンク膜の内側に、前記機能性インクとは異なる、電気機械変換膜用の機能性インクの塗布と、当該塗布された機能性インクの焼成とを繰り返し行って電気機械変換膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, one aspect of the present invention is a process for applying a functional ink having liquid repellency on a base layer as a base in a method for manufacturing an electromechanical conversion film. And drying the applied functional ink to form a coffee stain-shaped bank film having a bank on the periphery of the area where the functional ink is applied, and inside the bank film, The method includes a step of forming an electromechanical conversion film by repeatedly applying a functional ink for an electromechanical conversion film, which is different from the functional ink, and baking the applied functional ink. .

本発明によれば、電気機械変換膜の膜厚にばらつきのないようにすることを可能とする、という効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that the thickness of the electromechanical conversion film can be made uniform.

図1−1は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 1-1 is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図1−2は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 1-2 is a schematic diagram showing one process of the patterning process of the SAM film. 図1−3は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 1-3 is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図1−4は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 1-4 is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図2−1は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 2A is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図2−2は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 2B is a schematic diagram illustrating one process of the SAM film patterning process. 図2−3は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 2-3 is a schematic diagram showing one process of the patterning process of the SAM film. 図2−4は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 2-4 is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図3−1は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図3−2は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 3-2 is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図3−3は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 3C is a schematic diagram illustrating one process of the SAM film patterning process. 図3−4は、SAM膜のパターニング工程の一工程を示す模式図である。FIG. 3-4 is a schematic diagram illustrating one process of the patterning process of the SAM film. 図4−1は、インクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布する一工程を示す模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram illustrating one process of repeatedly applying a PZT precursor by an inkjet method. 図4−2は、インクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布する一工程を示す模式図である。FIG. 4B is a schematic diagram illustrating one process of repeatedly applying the PZT precursor by an inkjet method. 図4−3は、インクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布する一工程を示す模式図である。FIG. 4-3 is a schematic diagram illustrating one process of repeatedly applying the PZT precursor by an inkjet method. 図4−4は、インクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布する一工程を示す模式図である。FIG. 4-4 is a schematic diagram showing one process of repeatedly applying the PZT precursor by an inkjet method. 図4−5は、インクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布する一工程を示す模式図である。FIG. 4-5 is a schematic diagram illustrating one process of repeatedly applying the PZT precursor by an inkjet method. 図4−6は、インクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布する一工程を示す模式図である。FIG. 4-6 is a schematic diagram illustrating one process of repeatedly applying the PZT precursor by an inkjet method. 図5は、SAM膜形成部位における水の接触角の測定写真図である。FIG. 5 is a measurement photograph of the water contact angle at the SAM film formation site. 図6は、SAM膜除去部位における水の接触角の測定写真図である。FIG. 6 is a measurement photograph of water contact angle at the SAM film removal site. 図7は、本実施形態にかかる薄膜形成装置の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the thin film forming apparatus according to the present embodiment. 図8は、本実施形態の薄膜形成で作成した圧電素子のP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the PE hysteresis curve of the piezoelectric element created by the thin film formation of this embodiment. 図9は、本実施形態にかかる薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a droplet discharge head formed by thin film formation according to the present embodiment. 図10は、本実施形態にかかるインクジェット記録装置の斜視説明図である。FIG. 10 is an explanatory perspective view of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. 図11は、本実施形態にかかるインクジェット記録装置の機構部分の側面説明図である。FIG. 11 is an explanatory side view of the mechanism portion of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. 図12は、液滴吐出ヘッドの構成を例示する断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the droplet discharge head.

以下に添付図面を参照して、電気機械変換膜の製造方法、液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置の一実施形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a method for manufacturing an electromechanical conversion film, a droplet discharge head, and an inkjet recording apparatus will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

インクジェット記録装置には、騒音が極めて小さくかつ高速印字が可能であり、更にはインクの自由度があり安価な普通紙を使用できるなど多くの利点がある。このために、インクジェット記録装置は、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として広く用いられている。インクジェット記録装置に使用される液滴吐出ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧室(インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室等とも称される)と、加圧室内のインクを加圧する構成とを備え、インクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させている。インクを加圧する構成としては、圧電素子を用いて加圧室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型の構成、加圧室内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させるバブル型(サーマル型)のものなどがある。   The ink jet recording apparatus has many advantages such as extremely low noise and high-speed printing, and furthermore, an inexpensive plain paper having a degree of freedom of ink can be used. For this reason, the ink jet recording apparatus is widely used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying apparatus. A droplet discharge head used in an inkjet recording apparatus includes a nozzle that discharges ink droplets and a pressure chamber (an ink channel, a pressurized liquid chamber, a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, etc.) that communicates with the nozzle. And a configuration for pressurizing the ink in the pressurizing chamber, and ejecting ink droplets from the nozzles by pressurizing the ink. As a configuration for pressurizing ink, a piezoelectric type configuration in which ink droplets are ejected by deforming and displacing a diaphragm that forms the wall surface of the pressurization chamber using a piezoelectric element, and a heating resistor disposed in the pressurization chamber There is a bubble type (thermal type) in which bubbles are generated by boiling an ink film using an electrothermal conversion element such as a body to eject ink droplets.

更にピエゾ型のものにはd33方向の変形を利用した縦振動型、d31方向の変形を利用した横振動(ベンドモード)型、更には剪断変形を利用したシェアモード型等がある。また、最近では半導体プロセスやMEMSの進歩により、Si基板に直接液室及びピエゾ素子を作り込んだ薄膜アクチュエータが考案されている。   Further, the piezoelectric type includes a longitudinal vibration type utilizing deformation in the d33 direction, a transverse vibration (bend mode) type utilizing deformation in the d31 direction, and a shear mode type utilizing shear deformation. Recently, a thin film actuator in which a liquid chamber and a piezo element are directly formed on a Si substrate has been devised due to advances in semiconductor processes and MEMS.

以下の実施形態では、d31方向の変形を利用した横振動(ベンドモード)型の圧電素子を例に、薄膜形成装置、薄膜形成方法、圧電素子の形成方法、液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置を説明する。   In the following embodiments, a transverse vibration (bend mode) type piezoelectric element utilizing deformation in the d31 direction is taken as an example, and a thin film forming apparatus, a thin film forming method, a piezoelectric element forming method, a droplet discharge head, and an inkjet recording apparatus are provided. explain.

<ゾルゲル法による圧電体層の形成>
圧電体層がPZTの場合は、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし(非特許文献1参照)、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得る。この均一溶媒をPZT前駆体溶液と呼ぶ。
<Formation of piezoelectric layer by sol-gel method>
When the piezoelectric layer is PZT, lead acetate, zirconium alkoxide, and titanium alkoxide compound are used as starting materials (see Non-Patent Document 1) and dissolved in methoxyethanol as a common solvent to obtain a uniform solution. This homogeneous solvent is called a PZT precursor solution.

PZTとはジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の固溶体であり、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成は、PbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53,Ti0.47)O、一般にPZT(53/47)と示される。酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物の出発材料は、この化学式に従って秤量される。 PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ), and the characteristics differ depending on the ratio. In general, the composition exhibiting excellent piezoelectric characteristics has a ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 of 53:47. When expressed by a chemical formula, Pb (Zr0.53, Ti0.47) O 3 , generally PZT (53/47 ). The starting materials for lead acetate, zirconium alkoxide and titanium alkoxide compounds are weighed according to this chemical formula.

金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定剤を適量、添加しても良い。   Since the metal alkoxide compound is easily hydrolyzed by moisture in the atmosphere, an appropriate amount of a stabilizer such as acetylacetone, acetic acid or diethanolamine may be added to the precursor solution as a stabilizer.

PZT以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。   Examples of composite oxides other than PZT include barium titanate. In this case, it is also possible to prepare a barium titanate precursor solution by dissolving barium alkoxide and a titanium alkoxide compound in a common solvent. is there.

下地となる基板全面にPZT膜を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施す。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で100nm以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。   When a PZT film is obtained on the entire surface of the underlying substrate, a coating film is formed by a solution coating method such as spin coating, and heat treatments such as solvent drying, thermal decomposition, and crystallization are performed. Since the transformation from the coating film to the crystallized film involves volume shrinkage, it is necessary to adjust the precursor concentration so that a film thickness of 100 nm or less can be obtained in one step in order to obtain a crack-free film.

液滴吐出ヘッドの圧電素子として用いる場合、このPZT膜の膜厚は1μm〜2μmが要求される。前述の方法でこの膜厚を得るには十数回、工程を繰り返す。   When used as a piezoelectric element of a droplet discharge head, the thickness of the PZT film is required to be 1 μm to 2 μm. In order to obtain this film thickness by the above method, the process is repeated ten times.

ゾルゲル法によるパターン化した圧電体層の形成の場合には、下地となる基板の濡れ性を制御したPZT前駆体溶液の塗り分けをする。   In the case of forming a patterned piezoelectric layer by the sol-gel method, the PZT precursor solution in which the wettability of the base substrate is controlled is separately applied.

(非特許文献2に示されているアルカンチオールの特定金属上に自己配列する現象)
・白金族金属にチオールはSAM膜形成する。
・下部電極にPtを用い、その全面にSAM処理を行う。
・SAM膜上はアルキル基が配置しているので、疎水性になる。
・周知のフォトリソグラフィー・エッチングにより、このSAM膜をパターニングする。
・レジスト剥離後も、パターン化SAM膜は残っているので、この部位は疎水性である。
・SAM除去した部位は白金表面なので親水性である。
・この表面エネルギーのコントラストを利用してPZT前駆体溶液の塗り分けをする。
・コントラストの程度にもよるが、PZT前駆体溶液はスピンコート法で全面塗布してもパターン状に塗り分けられる場合もある。
・なお、ドクターブレード塗工でも良い。
・また、ディップコートでもよい。
・PZT前駆体溶液の消費量を低減したい場合はインクジェット塗工でも良い。
・同様に凸版印刷でも可能である。
(Phenomenon of self-arrangement on a specific metal of alkanethiol shown in Non-Patent Document 2)
-Thiol forms SAM film on platinum group metal.
-Pt is used for the lower electrode, and the entire surface thereof is subjected to SAM treatment.
-Since the alkyl group is arranged on the SAM film, it becomes hydrophobic.
Pattern this SAM film by well-known photolithography etching.
Since the patterned SAM film remains even after the resist is peeled off, this part is hydrophobic.
-Since the SAM-removed site is a platinum surface, it is hydrophilic.
-The PZT precursor solution is applied separately using this surface energy contrast.
Depending on the degree of contrast, the PZT precursor solution may be applied separately in a pattern even when applied over the entire surface by spin coating.
-Doctor blade coating may be used.
-Dip coat may also be used.
Ink jet coating may be used to reduce the consumption of the PZT precursor solution.
・ Letter printing is also possible.

図1−1〜図3−4を参照して、3種類の方法(図1−1〜図1−4、図2−1〜図2−4、図3−1〜図3−4)でアルカンチオールのSAM膜をパターニングする工程を示す。図1−1、図2−1、図3−1に示す、パターニングを開始する基板1の最表面は、言うまでもなくチオールとの反応性に優れた白金として説明する。   With reference to FIGS. 1-1 to 3-4, three kinds of methods (FIGS. 1-1 to 1-4, FIGS. 2-1 to 2-4, FIGS. 3-1 to 3-4) are used. The process of patterning the SAM film of alkanethiol is shown. It is needless to say that the outermost surface of the substrate 1 that starts patterning shown in FIGS. 1-1, 2-1, and 3-1 is platinum having excellent reactivity with thiol.

アルカンチオールは分子鎖長により反応性や疎水(撥水)性が異なるものの、CからC18の分子を一般的な有機溶媒(アルコール、アセトン、トルエンなど)に溶解させる(濃度数モル/l)。この溶液中に基板1を浸漬させ、所定時間後に取り出した後、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し乾燥することで白金表面にSAM膜2を形成できる(図1−2、図3−2)。 Although alkanethiol has different reactivity and hydrophobicity (water repellency) depending on the molecular chain length, it dissolves C 6 to C 18 molecules in common organic solvents (alcohol, acetone, toluene, etc.) (concentration of several mol / l). ). After immersing the substrate 1 in this solution and taking it out after a predetermined time, the SAM film 2 can be formed on the platinum surface by replacing and washing excess molecules with a solvent and drying (FIGS. 1-2 and 3-2). .

図1−1〜図1−4の方法では、フォトリソグラフィーによりフォトレジスト3をパターン形成し(図1−3)、ドライエッチングによってフォトレジスト3でマスクされていないSAM膜2を除去し、加工に用いたフォトレジスト3を除去してSAM膜2のパターニングを終える(図1−4)。   1-1 to 1-4, a photoresist 3 is patterned by photolithography (FIGS. 1-3), and the SAM film 2 not masked by the photoresist 3 is removed by dry etching. The used photoresist 3 is removed to finish patterning of the SAM film 2 (FIGS. 1-4).

図2−1〜図2−4の方法では、先にフォトレジスト3を形成し(図2−2)、次いでSAM処理を行う。SAM処理後の状態において、フォトレジスト3上にはSAM膜2は形成されない(図2−3)。次いで、フォトレジスト3を除去することで、SAM膜2のパターニングを終える(図2−4)。   In the method of FIGS. 2-1 to 2-4, a photoresist 3 is formed first (FIG. 2-2), and then SAM treatment is performed. In the state after the SAM treatment, the SAM film 2 is not formed on the photoresist 3 (FIGS. 2-3). Next, the photoresist 3 is removed to finish the patterning of the SAM film 2 (FIGS. 2-4).

図3−1〜図3−4の方法では、先ず、図1−1〜図1−4で例示した方法と同じ工程を経てSAM膜2を形成する(図3−2)。次いで、フォトマスク4を介して紫外線を照射し、露光を行う(図3−3)。この露光により、未露光部分にはSAM膜2が残り、露光部分のSAM膜2が消失する(図3−4)。   In the method of FIGS. 3-1 to 3-4, first, the SAM film 2 is formed through the same process as the method illustrated in FIGS. 1-1 to 1-4 (FIG. 3-2). Next, ultraviolet light is irradiated through the photomask 4 to perform exposure (FIG. 3-3). By this exposure, the SAM film 2 remains in the unexposed portion and the exposed SAM film 2 disappears (FIG. 3-4).

次いで、IJヘッド208(図7参照)によるインクジェット法でPZT前駆体を繰り返して塗布して薄膜形成を行う(図4−1〜図4−6)。図4−1に示すように、SAM膜2の表面は疎水部分であり、SAM膜2で覆われていない基板1の表面は親水部分である。   Next, the PZT precursor is repeatedly applied by an inkjet method using the IJ head 208 (see FIG. 7) to form a thin film (FIGS. 4-1 to 4-6). As shown in FIG. 4A, the surface of the SAM film 2 is a hydrophobic portion, and the surface of the substrate 1 not covered with the SAM film 2 is a hydrophilic portion.

先ず、インクジェット法により、IJヘッド208からインク滴6を吐出させてバンク膜5を形成する(図4−2)。次いで、通常のゾルゲルプロセスに従って熱処理を行う。前駆体熱処理温度は有機物の燃焼温度:500℃、PZT結晶化温度:700℃などの高温処理によりSAM膜2が消失し、バンク膜5が焼成される(図4−3)。   First, the ink droplet 6 is ejected from the IJ head 208 by the ink jet method to form the bank film 5 (FIG. 4-2). Next, heat treatment is performed according to a normal sol-gel process. The heat treatment temperature of the precursor is such that the SAM film 2 disappears and the bank film 5 is baked (FIG. 4-3) due to high temperature treatment such as organic combustion temperature: 500 ° C. and PZT crystallization temperature: 700 ° C.

2回目以降の工程は以下の理由から簡便化できる(図4−4〜図4−6参照)。
・SAM膜2は酸化物薄膜上には形成できない。よって、1回目の処理の後は、バンク膜5が無く、露出している基板1上のみにSAM膜2が形成される。
・本実施形態では、この自己組織化現象を用いる。従来のSAM膜2のパターン化とこれを利用した機能性色材(カラーフィルター、ポリマー有機EL、ナノメタル配線)のパターニングは1回のSAM処理と引き続き行われる機能性色材の配置で完了していたが、ゾルゲル法では一度に成膜出来る膜厚が少ないので、複数回繰り返す必要がある。毎回、フォトリソグラフィー・エッチングによるパターン化SAM膜形成は工程が煩雑になる。本実施形態は、特にSAM膜が形成できない酸化物薄膜と、圧電素子として下部電極が構成要素であり、その下部電極にSAM膜が形成可能な組合せで初めて実現できるものである。
・1回目のパターン形成した基板1にSAM処理を行った後(図4−4)、PZT前駆体溶液の塗り分け塗工を行い(図4−5)、熱処理を施す(図4−6)ことで、PZT膜7を形成する。
・所望の膜厚になるまでこの工程を繰り返す。
・この方法によるパターン化は、セラミックス膜厚が5μmの厚さまで形成できる。
The second and subsequent steps can be simplified for the following reasons (see FIGS. 4-4 to 4-6).
The SAM film 2 cannot be formed on the oxide thin film. Therefore, after the first treatment, the SAM film 2 is formed only on the exposed substrate 1 without the bank film 5.
In the present embodiment, this self-organization phenomenon is used. The patterning of the conventional SAM film 2 and the patterning of the functional color material (color filter, polymer organic EL, nanometal wiring) using the SAM film 2 are completed by one SAM treatment and the subsequent arrangement of the functional color material. However, in the sol-gel method, the film thickness that can be formed at a time is small, so it is necessary to repeat the process multiple times. Each time, the process of forming a patterned SAM film by photolithography and etching becomes complicated. This embodiment can be realized for the first time by a combination in which an oxide thin film in which a SAM film cannot be formed and a lower electrode as a piezoelectric element are constituent elements and a SAM film can be formed on the lower electrode.
-After the SAM treatment is performed on the first patterned substrate 1 (FIG. 4-4), the PZT precursor solution is separately applied (FIG. 4-5) and heat-treated (FIG. 4-6). Thus, the PZT film 7 is formed.
Repeat this process until the desired film thickness is achieved.
-Patterning by this method can form ceramics to a thickness of 5 μm.

下部電極として用いられる材料は耐熱性かつアルカンチオールとの反応によりSAM膜を形成する金属が選ばれる。銅や銀はSAM膜を形成するが大気下中、500℃以上の熱処理により変質してしまうので用いることは出来ない。さらに金は両条件を満たすものの、積層するPZT膜7の結晶化に不利に働くので使えない。白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、の単金属や白金-ロジウムなどの白金を主成分とした他の白金族元素との合金材料も有効である。   As a material used for the lower electrode, a metal that is heat resistant and forms a SAM film by reaction with alkanethiol is selected. Copper or silver forms a SAM film but cannot be used because it is altered by heat treatment at 500 ° C. or higher in the atmosphere. Further, although gold satisfies both conditions, it cannot be used because it adversely affects the crystallization of the PZT film 7 to be laminated. An alloy material of platinum, rhodium, ruthenium, iridium, or any other platinum group element mainly composed of platinum such as platinum-rhodium is also effective.

シリコン基板上に配置する振動板は厚さ数ミクロンでシリコン酸化膜や窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、およびこれら各膜を積層した膜でも良い。また熱膨張差を考慮した酸化アルミニウム膜、ジルコニア膜などのセラミック膜でも良い。これら材料は絶縁体である。   The vibration plate disposed on the silicon substrate may be a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a film in which these films are laminated with a thickness of several microns. Further, a ceramic film such as an aluminum oxide film or a zirconia film in consideration of a difference in thermal expansion may be used. These materials are insulators.

下部電極は圧電素子に信号入力する際の共通電極として電気的接続をするので、その下にある振動板は絶縁体か、もしくは導体であれば絶縁処理を施して用いることになる。   Since the lower electrode is electrically connected as a common electrode for inputting a signal to the piezoelectric element, the diaphragm underneath is used as an insulator or an insulator if it is a conductor.

シリコン系絶縁膜は熱酸化膜、CVD堆積膜を用い、金属酸化膜はスパッタリング法で成膜することが出来る。   As the silicon-based insulating film, a thermal oxide film or a CVD deposited film can be used, and the metal oxide film can be formed by a sputtering method.

これら振動板上に白金族下部電極を配置する場合、膜密着力を強めるための密着層が必要となる(図12参照)。密着層として可能な材料はチタン、タンタル、酸化チタン、酸化タンタル、窒化チタン、窒化タンタルやこれら積層膜が有効である。   When the platinum group lower electrode is disposed on these diaphragms, an adhesion layer for enhancing the film adhesion is required (see FIG. 12). Effective materials for the adhesion layer are titanium, tantalum, titanium oxide, tantalum oxide, titanium nitride, tantalum nitride, and laminated films thereof.

以下、ゾルゲル法による電気機械変換素子膜の形成方法の詳細を説明する。図1−1〜図1−4は、基板1の表面改質の工程を説明している。図1−1の基板1には図示されていない白金電極がスパッタにより表面に形成されている。図1−2は基板1の表面全体にSAM膜2が形成された状態を示している。SAM膜2は、アルカンチオール液に基板1をディップして自己配列させることで得られる。ここでは、CH(CH)−SHを使用した。 Hereinafter, the details of the method for forming the electromechanical conversion element film by the sol-gel method will be described. FIGS. 1-1 to 1-4 illustrate the process of surface modification of the substrate 1. A platinum electrode (not shown) is formed on the surface of the substrate 1 of FIG. 1-1 by sputtering. FIG. 1-2 shows a state where the SAM film 2 is formed on the entire surface of the substrate 1. The SAM film 2 can be obtained by dipping the substrate 1 in an alkanethiol solution to cause self-alignment. Here, using CH 3 (CH 2) -SH.

図1−3は、PZT前駆体を形成する部分のSAM膜2を除去する際に、必要なSAM膜2を保護するためにフォトリソグラフィーによりフォトレジスト3をパターニングした状態を示している。図1−3に示した状態で、例えば酸素プラズマを基板1表面に照射することにより、PZT前駆体を形成する部分のSAM膜2を除去する。図1−4は、PZT前駆体を形成する部分のSAM膜2を除去した後にフォトレジスト3を剥離した状態を示している。   FIG. 1-3 shows a state in which the photoresist 3 is patterned by photolithography in order to protect the necessary SAM film 2 when the SAM film 2 for forming the PZT precursor is removed. In the state shown in FIG. 1C, for example, the surface of the substrate 1 is irradiated with oxygen plasma to remove the portion of the SAM film 2 where the PZT precursor is to be formed. 1-4 shows a state in which the photoresist 3 is peeled off after removing the SAM film 2 in a portion where the PZT precursor is to be formed.

図5に示すように、本工程により形成されたSAM膜2の純水に対する接触角は92度であり疎水性を示す。また、図6に示すように、SAM膜2を除去した基板2上のPtと純水との接触角は5度であり親水性を示す。なお、本実施形態では、SAM膜2を酸素プラズマで除去する例を説明したが、UV(紫外)光の照射でもよい。   As shown in FIG. 5, the contact angle of the SAM film 2 formed by this process with respect to pure water is 92 degrees, indicating hydrophobicity. As shown in FIG. 6, the contact angle between Pt and pure water on the substrate 2 from which the SAM film 2 has been removed is 5 degrees, indicating hydrophilicity. In the present embodiment, the example in which the SAM film 2 is removed by oxygen plasma has been described. However, UV (ultraviolet) light irradiation may be used.

次に、図4−1〜図4−6は、PZT前駆体をインクジェット法により図1−1〜図1−4の工程で形成した基板1上の親水部に塗布する工程を説明している。図4−2に示すように、図1−4(図4−1)でパターニングされた親水領域にインクジェット法で薄膜形成を行う薄膜形成装置20(図7参照)のIJヘッド208よりPZT前駆体溶液を塗布する。   Next, FIGS. 4-1 to 4-6 illustrate a process of applying the PZT precursor to the hydrophilic portion on the substrate 1 formed in the process of FIGS. 1-1 to 1-4 by the inkjet method. . As shown in FIG. 4B, a PZT precursor is obtained from the IJ head 208 of the thin film forming apparatus 20 (see FIG. 7) that forms a thin film by the inkjet method on the hydrophilic region patterned in FIG. 1-4 (FIG. 4A). Apply the solution.

図7は、本実施形態にかかる薄膜形成装置20の斜視図である。図7に示すように、薄膜形成装置20において、架台200上にはY軸駆動手段201が設置されている。このY軸駆動手段201により、基板202を搭載するステージ203はY−Y’方向に駆動される。なお、ステージ203は、真空や静電気などによって基板202をステージ203に固定するための吸着手段(図示しない)を備える。基板202は、この吸着手段によってステージ203で固定されている。なお、基板202の裏面側へレーザ光を照射するため(詳細は後述する)、ステージ203は、開口部分に基板202を嵌め込んで基板202を支える構成となっている。   FIG. 7 is a perspective view of the thin film forming apparatus 20 according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, in the thin film forming apparatus 20, Y-axis driving means 201 is installed on the gantry 200. The stage 203 on which the substrate 202 is mounted is driven in the Y-Y ′ direction by the Y-axis driving unit 201. The stage 203 includes suction means (not shown) for fixing the substrate 202 to the stage 203 by vacuum or static electricity. The substrate 202 is fixed on the stage 203 by this suction means. Note that in order to irradiate the back surface of the substrate 202 with laser light (details will be described later), the stage 203 is configured to support the substrate 202 by fitting the substrate 202 into the opening.

また、架台200上にはX軸支持部材204がY軸駆動手段201によりY−Y’方向に駆動されるステージ203を跨ぐように設置されている。X軸支持部材204には、X軸駆動手段205が取り付けられている。X軸駆動手段205にはZ軸駆動手段211に搭載されたヘッドスペース206が取り付けられている。このため、ヘッドスペース206は、ステージ203上においてX−X’方向及びZ−Z’方向に駆動される。ヘッドスペース206には、ステージ203に固定された基板202上にインク滴を吐出させるIJヘッド208(IJ:インクジェット)と、アライメント用カメラ215とが搭載されている。IJヘッド208にはインク供給用パイプ210が接続されている。IJヘッド208には、図示しないインクタンクからインク供給用パイプ210を介して機能性材料インク(PZT前駆体溶液など)が供給される。これにより、IJヘッド208は、ステージ203に設置された基板202の表面にPZT前駆体溶液などのインク滴を吐出させる。また、架台200上にはIJヘッド208の洗浄を行うためのヘッド洗浄機構212が設置されている。   Further, an X-axis support member 204 is installed on the gantry 200 so as to straddle the stage 203 driven in the Y-Y ′ direction by the Y-axis drive means 201. An X-axis drive unit 205 is attached to the X-axis support member 204. A head space 206 mounted on the Z-axis drive unit 211 is attached to the X-axis drive unit 205. Therefore, the head space 206 is driven on the stage 203 in the X-X ′ direction and the Z-Z ′ direction. In the head space 206, an IJ head 208 (IJ: ink jet) for ejecting ink droplets onto a substrate 202 fixed to the stage 203, and an alignment camera 215 are mounted. An ink supply pipe 210 is connected to the IJ head 208. Functional material ink (such as a PZT precursor solution) is supplied to the IJ head 208 from an ink tank (not shown) via an ink supply pipe 210. As a result, the IJ head 208 causes ink droplets such as a PZT precursor solution to be ejected onto the surface of the substrate 202 placed on the stage 203. A head cleaning mechanism 212 for cleaning the IJ head 208 is installed on the gantry 200.

アライメント用カメラ215は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどのデジタルカメラであり、Y軸駆動手段201、X軸駆動手段205、Z軸駆動手段211などの駆動を制御するCPU(Central Processing Unit)等の制御装置に接続されている。薄膜形成装置20では、アライメント用カメラ215によりステージ203に設置された基板202の表面を撮像し、その撮像画像をもとに制御装置が駆動を制御することで、基板202の表面に対するIJヘッド208のアライメントを行う。また、基板202の裏面に照射されるレーザ光を撮像し、その撮像画像をもとに制御装置が駆動を制御することで、そのレーザ光とIJヘッド208により基板202上に吐出されたインク滴とのアライメントを行う。なお、アライメント用カメラ215は複数のカメラを備える構成であってもよい。すなわち、IJヘッド208のアライメントと、レーザ光とインク滴のアライメントとを行うカメラを別々とした構成であってもよい。例えば、レーザ光を撮像するためのアライメント用カメラ215をステージ203側に設置し、基板202の裏側からの撮像を行ってもよい。アライメント用カメラ215を基板202の上部に設置する構成では、レーザ光の照射が基板202の裏面に行われることから、赤外線カメラ等での熱検知によるアライメントを行う。   The alignment camera 215 is a digital camera such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and a CPU (Central Processing Unit) that controls driving of the Y-axis driving unit 201, the X-axis driving unit 205, the Z-axis driving unit 211, and the like. Connected to the control device. In the thin film forming apparatus 20, the surface of the substrate 202 placed on the stage 203 is imaged by the alignment camera 215, and the control device controls driving based on the captured image, whereby the IJ head 208 with respect to the surface of the substrate 202. Perform alignment. In addition, the laser beam irradiated on the back surface of the substrate 202 is imaged, and the control device controls driving based on the captured image, whereby the ink droplets ejected onto the substrate 202 by the laser beam and the IJ head 208. And alignment. The alignment camera 215 may include a plurality of cameras. In other words, the camera for performing the alignment of the IJ head 208 and the alignment of the laser beam and the ink droplet may be separated. For example, an alignment camera 215 for imaging a laser beam may be installed on the stage 203 side, and imaging from the back side of the substrate 202 may be performed. In the configuration in which the alignment camera 215 is installed on the top of the substrate 202, the laser light is irradiated on the back surface of the substrate 202, and therefore alignment is performed by heat detection using an infrared camera or the like.

ヘッドスペース206のY−Y’方向反対側には、レーザヘッド213を備え、Z軸駆動手段211と連動して駆動するレーザ用Z軸駆動手段214が配されている。レーザ用Z軸駆動手段214は、X軸駆動手段205に取り付けられており、X−X’方向の動きをヘッドスペース206と共有する。したがって、ヘッドスペース206とレーザヘッド213とは、ステージ203に設置された基板202に対するY−Y’方向及びX−X’方向における動きが同期したものとなる。架台200上の、X−X’方向に駆動するレーザヘッド213の真下には、反射板216が設置されている。反射板216は、レーザヘッド213が照射するレーザ光を反射して基板202の真下まで導く。   On the opposite side of the head space 206 in the Y-Y ′ direction, a laser Z-axis driving unit 214 that includes a laser head 213 and is driven in conjunction with the Z-axis driving unit 211 is disposed. The laser Z-axis driving unit 214 is attached to the X-axis driving unit 205 and shares movement in the X-X ′ direction with the head space 206. Accordingly, the head space 206 and the laser head 213 are synchronized in movement in the Y-Y ′ direction and the X-X ′ direction with respect to the substrate 202 placed on the stage 203. A reflector 216 is installed on the gantry 200 directly below the laser head 213 driven in the X-X ′ direction. The reflection plate 216 reflects the laser light emitted from the laser head 213 and guides it to just below the substrate 202.

上述した薄膜形成装置20により、圧電層としてPZT(53/47)を成膜する。前駆体塗布液の合成は、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を10モル%過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。   PZT (53/47) is formed as a piezoelectric layer by the thin film forming apparatus 20 described above. In the synthesis of the precursor coating solution, lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium, and isopropoxide zirconium were used as starting materials. Crystal water of lead acetate was dissolved in methoxyethanol and then dehydrated. The lead amount is 10 mol% excess relative to the stoichiometric composition. This is to prevent crystallinity deterioration due to so-called lead loss during heat treatment.

イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、先記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでPZT前駆体溶液を合成した。このPZT濃度は0.1モル/lにした。   Isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were dissolved in methoxyethanol, the alcohol exchange reaction and the esterification reaction were advanced, and the PZT precursor solution was synthesized by mixing with the methoxyethanol solution in which the lead acetate was dissolved. The PZT concentration was 0.1 mol / l.

一度のゾルゲル成膜で得られる膜厚は100nmが好ましく、前駆体濃度は成膜面積と前駆体塗布量の関係から適正化される(従って0.1モル/lに限定されるものではない)。また、このPZT前駆体溶液の組成は同一だが、溶媒の異なるバンク形成溶液も合成した。このバンク形成溶液は、バンク形成に必要な高さを形成する表面張力と粘度を持つ溶媒を更に加えている。なお、加える溶媒は、バンクの高さにより異なるものとする。具体的には、加える溶媒は、バンクの高さを形成する電気機械変換膜の膜厚と略同一とするように選択する。このように、バンクの高さを形成する電気機械変換膜の膜厚と略同一とすることで、成膜時の液漏れを回避でき、バンクの最も高い位置が突出することを防ぐことができる。また、バンク膜5のバンクを除く領域の膜厚はバンクの厚さよりも薄い、又はバンクを除く領域は下地層が露出していてよい。このように、バンク部分以外の膜厚を薄くすることで、下地の電極コンタクトへのバンク材料の影響(コンタクト不良)を低減できる。   The film thickness obtained by a single sol-gel film formation is preferably 100 nm, and the precursor concentration is optimized from the relationship between the film formation area and the amount of applied precursor (thus not limited to 0.1 mol / l). . A bank forming solution having the same composition of the PZT precursor solution but different solvents was also synthesized. The bank forming solution is further added with a solvent having a surface tension and a viscosity forming a height necessary for forming the bank. The solvent to be added differs depending on the height of the bank. Specifically, the solvent to be added is selected so as to be substantially the same as the film thickness of the electromechanical conversion film that forms the height of the bank. Thus, by making the height of the bank substantially the same as the film thickness of the electromechanical conversion film, liquid leakage during film formation can be avoided and the highest position of the bank can be prevented from protruding. . The film thickness of the bank film 5 except for the bank may be thinner than the bank thickness, or the base layer may be exposed in the area excluding the bank. Thus, by reducing the film thickness except for the bank portion, the influence of the bank material (contact failure) on the underlying electrode contact can be reduced.

このバンク形成溶液を先のパターン化SAM膜上にインクジェット法で塗布した(図4−2参照)。インクジェット法によりSAM膜上には液滴を吐出せず親水部のみ吐出することで接触角のコントラストにより親水部上にのみ塗膜ができた。更に塗膜は撥液、親液の表面エネルギー差によりコーヒーステイン現象が引き起こされ、バンクが形成される。このバンクを有するバンク膜5を乾燥、有機物分解、結晶化処理を行うことで、図4−3に示す状態とする。その後、図4−4に示すように、バンク膜5内にPZT前駆体液をインクジェット法にて滴下し、乾燥、有機物分解を行い、PZT膜7を得る。その結果、PZT膜7にクラックなどは生じなかった。上述したように、バンクに囲まれた内側にPZT前駆体を滴下していけばよいので、本実施形態では、コントラストムラに起因するパターン崩れを大幅に低減でき、形成する電気機械変換膜の膜厚にばらつきが内容にすることができる。また、撥液処理を省略することもできるため大幅な時間短縮を図ることができる。   This bank forming solution was applied onto the patterned SAM film by the ink jet method (see FIG. 4-2). By discharging only the hydrophilic portion without discharging droplets on the SAM film by the ink jet method, a coating film was formed only on the hydrophilic portion due to the contact angle contrast. In addition, the coating film causes a coffee stain phenomenon due to the surface energy difference between the liquid repellent and the lyophilic liquid, and a bank is formed. The bank film 5 having this bank is subjected to drying, organic matter decomposition, and crystallization treatment to obtain the state shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4-4, a PZT precursor liquid is dropped into the bank film 5 by an ink jet method, followed by drying and organic substance decomposition, whereby a PZT film 7 is obtained. As a result, no cracks or the like occurred in the PZT film 7. As described above, the PZT precursor only needs to be dropped inside the bank, so in this embodiment, pattern collapse caused by contrast unevenness can be greatly reduced, and the electromechanical conversion film to be formed is formed. Variations in thickness can be taken into account. Further, since the liquid repellent treatment can be omitted, the time can be significantly reduced.

図4−3に例示したバンク膜5内への塗布工程を6回繰り返して540nmのPZT膜7を得た後、結晶化熱処理(温度700℃)をRTA(急速熱処理)にて行った。その結果、PZT膜7にクラックなどの不良は生じなかった。さらにPZT前駆体のバンク膜5内への塗布→乾燥→有機物分解を6回繰り返し、結晶化処理をした。その結果、PZT膜7にクラックなどの不良は生じず、膜厚は1000nmに達した。   The coating process in the bank film 5 illustrated in FIG. 4-3 was repeated 6 times to obtain a 540 nm PZT film 7, and then crystallization heat treatment (temperature 700 ° C.) was performed by RTA (rapid heat treatment). As a result, no defects such as cracks occurred in the PZT film 7. Further, the application of PZT precursor into the bank film 5 → drying → decomposition of organic substances was repeated 6 times for crystallization treatment. As a result, no defects such as cracks occurred in the PZT film 7, and the film thickness reached 1000 nm.

このパターン化膜に上部電極(白金)を成膜し電気特性、電気−機械変換能(圧電定数)の評価を行った。図8は、本実施形態の薄膜形成で作成した圧電素子のP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。膜の比誘電率は1220、誘電損失は0.02、残留分極は19.3uC/cm、抗電界は36.5kV/cmであり、通常のセラミック焼結体と同等の特性を持つことがわかった。 An upper electrode (platinum) was formed on the patterned film, and electrical characteristics and electro-mechanical conversion ability (piezoelectric constant) were evaluated. FIG. 8 is a graph showing the PE hysteresis curve of the piezoelectric element created by the thin film formation of this embodiment. The relative dielectric constant of the film is 1220, the dielectric loss is 0.02, the remanent polarization is 19.3 uC / cm 2 , the coercive electric field is 36.5 kV / cm, and it has the same characteristics as a normal ceramic sintered body. all right.

電気−機械変換能は電界印加による変形量をレーザードップラー振動計で計測し、シミュレーションによる合わせ込みから算出した。その圧電定数d31は、−120pm/Vとなり、こちらもセラミック焼結体と同等の値であった。これは液滴吐出ヘッドとして十分設計できうる特性値である。   The electromechanical conversion ability was calculated from the amount of deformation by applying an electric field measured with a laser Doppler vibrometer and adjusted by simulation. The piezoelectric constant d31 was −120 pm / V, which was also the same value as the ceramic sintered body. This is a characteristic value that can be sufficiently designed as a droplet discharge head.

なお、バンク形成用の溶液としてPZTではなくPT(チタン酸塩)やPZ(ジルコン酸鉛)にすること、すなわちバンク形成用の溶液は、PZTに用いた成分の一部を含み、Pb、Zr、Tiのいずれかを含むようにすることで、有機物分解や結晶化などの高温プロセスで起こる分解速度の違いによる組成変動を抑制でき、組成ズレによる耐圧低下を抑制できる。また、レーザで結晶化プロセスを行うことで、パターン外への熱によるダメージ(熱応力の蓄積や基板1の角層の拡散)が低減できる。   Note that the bank forming solution is not PZT but PT (titanate) or PZ (lead zirconate), that is, the bank forming solution contains a part of the components used for PZT, and Pb, Zr By including any one of Ti and Ti, it is possible to suppress composition variation due to a difference in decomposition rate that occurs in a high-temperature process such as organic matter decomposition or crystallization, and it is possible to suppress a decrease in pressure resistance due to composition shift. Further, by performing the crystallization process with a laser, damage (accumulation of thermal stress and diffusion of the horny layer of the substrate 1) due to heat outside the pattern can be reduced.

図9は、本実施形態にかかる薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッド40の構成を示す断面図である。図9に示すように、液滴吐出ヘッド40は、一つが一画素分のインク滴を吐出するものとして、所定の間隔で並べて形成される。本実施形態では、図中の圧電素子440が簡便な製造工程で(かつバルクセラミックスと同等の性能を持つ)形成でき、その後の圧力室421のための裏面からのエッチング除去、ノズル411を有するノズル板410を接合することで液滴吐出ヘッド40ができる。なお、図9では、圧力室421へインク液を供給するための供給手段、流路、流体抵抗についての記述は省略している。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a droplet discharge head 40 formed by thin film formation according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the droplet discharge heads 40 are formed side by side at a predetermined interval, assuming that one droplet discharges an ink droplet for one pixel. In the present embodiment, the piezoelectric element 440 in the drawing can be formed by a simple manufacturing process (and having performance equivalent to that of bulk ceramics), and the subsequent etching removal from the back surface for the pressure chamber 421, a nozzle having a nozzle 411 The droplet discharge head 40 can be formed by bonding the plate 410. In FIG. 9, descriptions of supply means, flow paths, and fluid resistance for supplying ink liquid to the pressure chamber 421 are omitted.

次に、上述した液滴吐出ヘッド40を搭載したインクジェット記録装置の一例について図10及び図11を参照して説明する。図10は、本実施形態にかかるインクジェット記録装置の斜視説明図である。図11は、本実施形態にかかるインクジェット記録装置の機構部分の側面説明図である。   Next, an example of an ink jet recording apparatus equipped with the above-described droplet discharge head 40 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an explanatory perspective view of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. FIG. 11 is an explanatory side view of the mechanism portion of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.

図10、11に示すように、インクジェット記録装置50は、記録装置本体81の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ93、キャリッジ93に搭載し、上述した薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド94、記録ヘッド94へインクを供給するインクカートリッジ95等で構成される印字機構部82等を収納する。記録装置本体81の下方部には前方側から多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット84(或いは給紙トレイでもよい)を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができ、給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。   As shown in FIGS. 10 and 11, an ink jet recording apparatus 50 is mounted on a carriage 93 that can move in the main scanning direction inside a recording apparatus main body 81, and a droplet discharge head formed by the above-described thin film formation. The recording mechanism 94 and the like, and the printing mechanism portion 82 including the ink cartridge 95 that supplies ink to the recording head 94 are accommodated. A sheet feeding cassette 84 (or a sheet feeding tray) on which a large number of sheets 83 can be stacked from the front side can be removably attached to the lower part of the recording apparatus main body 81, and the sheets 83 can be manually inserted. The manual feed tray 85 for feeding paper can be turned over, the paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, and then the rear side is placed. Paper is discharged to the attached paper discharge tray 86.

印字機構部82は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ93にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する、上述した薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド94を複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ93には記録ヘッド94に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds a carriage 93 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) ink droplets are ejected from a recording head 94 including the droplet ejection head formed by the above-described thin film formation. (Nozzles) are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. In addition, each ink cartridge 95 for supplying ink of each color to the recording head 94 is replaceably mounted on the carriage 93.

インクカートリッジ95は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド94へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド94としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。   The ink cartridge 95 has an air port that communicates with the atmosphere upward, a supply port that supplies ink to the inkjet head below, and a porous body filled with ink inside, and the capillary force of the porous body. Thus, the ink supplied to the recording head 94 is maintained at a slight negative pressure. Further, although the heads of the respective colors are used here as the recording head 94, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

ここで、キャリッジ93は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド91に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド92に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ97で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、このタイミングベルト100をキャリッジ93に固定しており、主走査モータ97の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。   Here, the carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). is doing. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by a main scanning motor 97, and the timing belt 100 is moved to the carriage 93. The carriage 93 is driven to reciprocate by forward and reverse rotation of the main scanning motor 97.

一方、給紙カセット84にセットした用紙83を記録ヘッド94の下方側に搬送するために、給紙カセット84から用紙83を分離給装する給紙ローラ101及びフリクションパッド102と、用紙83を案内するガイド部材103と、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104と、この搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105及び搬送ローラ104からの用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106とを設けている。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   On the other hand, in order to convey the paper 83 set in the paper feed cassette 84 to the lower side of the recording head 94, the paper feed roller 101 and the friction pad 102 for separating and feeding the paper 83 from the paper feed cassette 84 and the paper 83 are guided. The guide member 103 to be transported, the transport roller 104 that reverses and transports the fed paper 83, the transport roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 104, and the feed angle of the paper 83 from the transport roller 104 are defined. A tip roller 106 is provided. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

そして、キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ104から送り出された用紙83を記録ヘッド94の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材109を設けている。この印写受け部材109の用紙搬送方向下流側には、用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を設け、さらに用紙83を排紙トレイ86に送り出す排紙ローラ113及び114と、排紙経路を形成するガイド部材115、116とを配設している。   A printing receiving member 109 is provided as a paper guide member that guides the paper 83 sent from the transport roller 104 below the recording head 94 in accordance with the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction. A conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send the paper 83 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 109 in the paper conveyance direction, and the paper 83 is further delivered to the paper discharge tray 86. Rollers 113 and 114 and guide members 115 and 116 that form a paper discharge path are disposed.

記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド94を駆動することにより、停止している用紙83にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙83を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙83の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙83を排紙する。   At the time of recording, the recording head 94 is driven according to the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink droplets onto the stopped sheet 83 to record one line, and after conveying the sheet 83 by a predetermined amount. Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 83 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

また、キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を配置している。回復装置117はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ93は印字待機中にはこの回復装置117側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド94をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   Further, a recovery device 117 for recovering the ejection failure of the recording head 94 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the recording head 94 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド94の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(図示しない)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the recording head 94 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked out together with the ink from the discharge port by the suction unit through the tube. Etc. are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. The sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

上述したインクジェット記録装置50においては、前述した薄膜形成で形成した液滴吐出ヘッドを用いた記録ヘッド94を搭載しているので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。   In the ink jet recording apparatus 50 described above, since the recording head 94 using the droplet discharge head formed by the above-described thin film formation is mounted, there is no ink droplet discharge failure due to vibration plate drive failure and stable ink droplet discharge. Characteristics are obtained and image quality is improved.

1 基板
2 SAM膜
5 バンク膜
6 インク滴
7 PZT膜
20 薄膜形成装置
40 液滴吐出ヘッド
50 インクジェット記録装置
94 記録ヘッド
200 架台
201 Y軸駆動手段
202 基板
203 ステージ
204 X軸支持部材
205 X軸駆動手段
206 ヘッドスペース
208 IJヘッド
211 Z軸駆動手段
213 レーザヘッド
215 アライメント用カメラ
216 反射板
400 液滴吐出ヘッド
440 圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 SAM film 5 Bank film 6 Ink droplet 7 PZT film 20 Thin film forming apparatus 40 Droplet discharge head 50 Inkjet recording apparatus 94 Recording head 200 Yard driving means 202 Substrate 203 Stage 204 X-axis support member 205 X-axis driving Means 206 Head space 208 IJ head 211 Z-axis drive means 213 Laser head 215 Alignment camera 216 Reflector 400 Droplet ejection head 440 Piezoelectric element

特開2010−16280号公報JP 2010-16280 A 特開2008−251203号公報JP 2008-251203 A 特開2010−82562号公報JP 2010-82562 A

K. D. Budd, S. K. Dey, D. A. Payne, Proc. Brit. Ceram. Soc. 36, 107 (1985)K. D. Budd, S. K. Dey, D. A. Payne, Proc. Brit. Ceram. Soc. 36, 107 (1985) A. Kumar and G. M. Whitesides, Appl.Phys.Lett., 63, 2002 (1993)A. Kumar and G. M. Whitesides, Appl. Phys. Lett., 63, 2002 (1993)

Claims (9)

下地とする下地層の上に撥液性を有する機能性インクを塗布する工程と、
前記塗布された機能性インクを乾燥させることで、当該機能性インクが塗布された領域の周縁にバンクを有するコーヒーステイン形状のバンク膜を形成する工程と、
前記バンク膜の内側に、前記機能性インクとは異なる、電気機械変換膜用の機能性インクの塗布と、当該塗布された機能性インクの焼成とを繰り返し行って電気機械変換膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電気機械変換膜の製造方法。
A step of applying a functional ink having liquid repellency on a base layer as a base;
Drying the applied functional ink to form a coffee stain-shaped bank film having a bank on the periphery of the area where the functional ink is applied; and
A step of forming an electromechanical conversion film by repeatedly applying a functional ink for an electromechanical conversion film different from the functional ink and firing the applied functional ink inside the bank film. When,
A method for producing an electromechanical conversion film comprising:
前記バンク膜の前記バンクを除く領域の膜厚は前記バンクの厚さよりも薄い、又は前記領域は前記下地層が露出していること、
を特徴とする請求項1に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The film thickness of the bank film excluding the bank is thinner than the bank, or the region has the underlying layer exposed.
The method for producing an electromechanical conversion film according to claim 1.
前記バンクの厚さは、前記電気機械変換膜の膜厚と略同一であること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The thickness of the bank is substantially the same as the thickness of the electromechanical conversion film;
The method for producing an electromechanical conversion film according to claim 1 or 2.
前記電気機械変換用の機能性インクは、少なくともPb、Zr、Tiのいずれかを含むこと、
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The electromechanical conversion functional ink contains at least one of Pb, Zr, and Ti;
The method for producing an electromechanical conversion film according to any one of claims 1 to 3.
前記バンク膜を形成する機能性インクは、前記電気機械変換用の機能性インクに用いた成分の一部を含むこと、
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The functional ink for forming the bank film includes a part of the components used in the functional ink for electromechanical conversion.
The method for producing an electromechanical conversion film according to claim 1, wherein:
前記機能性インクは、インクジェット法を用いて滴下すること
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The method for producing an electromechanical conversion film according to claim 1, wherein the functional ink is dropped using an inkjet method.
前記塗布された機能性インクの焼成にレーザを用いること、
を特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気機械変換膜の製造方法。
Using a laser for firing the applied functional ink;
The method for producing an electromechanical conversion film according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気機械変換膜の製造方法で形成された圧電素子を用いたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head using a piezoelectric element formed by the method for manufacturing an electromechanical conversion film according to claim 1. 請求項8に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 8.
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