JP2013001680A - Process for production of composition for forming lanthanum nickelate film, process for production of lanthanum nickelate film, and process for production of piezo element - Google Patents

Process for production of composition for forming lanthanum nickelate film, process for production of lanthanum nickelate film, and process for production of piezo element Download PDF

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泰裕 板山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for production of a composition for forming a lanthanum nickelate film capable to produce a composition for forming a lanthanum nickelate film without requiring a particular environment, in a short period of time and at low cost, a process for production of the lanthanum nickelate film, and a process for production of a piezoelectric element.SOLUTION: The piezoelectric element 300 (actuator) is formed by laminating on an insulating film 55 a first electrode 60, a piezoelectric body layer 70 of 3 μm or less thickness, preferably 0.3-1.5 μm thin film placed above the first electrode 60, and a second electrode 80 placed on the piezoelectric body layer 70. The composition for forming a lanthanum nickelate film, that is the piezoelectric film 70, is produced by mixing lanthanum acetyl acetonate, nickel acetyl acetonate, acetic acid and water to give a mixed solution, then heating the mixed solution.

Description

本発明は、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法、ニッケル酸ランタン膜の製造方法、及び圧電素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a composition for forming a lanthanum nickelate film, a method for producing a lanthanum nickelate film, and a method for producing a piezoelectric element.

圧電デバイスに用いられる圧電素子としては、電気機械変換機能を呈する圧電材料、例えば、結晶化した誘電材料からなる強誘電体層を、2つの電極で挟んで構成されたものがある。このような圧電素子では、ニッケル酸ランタン層が用いられることがある。具体的には、ニッケル酸ランタン層は、室温で高い電気伝導度を示すことから、酸化物電極として使用することができる。また、ニッケル酸ランタン層は、(001)面に自然配向(優先配向)することが知られており、配向させたニッケル酸ランタン層上に、結晶構造や格子定数が比較的に近いチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)に代表される強誘電体層を成長させることにより、強誘電体層の配向を制御することができ、配向制御層としても機能することが知られている(例えば、特許文献1参照)。   A piezoelectric element used in a piezoelectric device includes a piezoelectric material exhibiting an electromechanical conversion function, for example, a structure in which a ferroelectric layer made of a crystallized dielectric material is sandwiched between two electrodes. In such a piezoelectric element, a lanthanum nickelate layer may be used. Specifically, since the lanthanum nickelate layer exhibits high electrical conductivity at room temperature, it can be used as an oxide electrode. In addition, it is known that the lanthanum nickelate layer is naturally oriented (preferential orientation) on the (001) plane. On the oriented lanthanum nickelate layer, zirconate titanate having a relatively close crystal structure and lattice constant. It is known that by growing a ferroelectric layer typified by lead acid (PZT), the orientation of the ferroelectric layer can be controlled, and also functions as an orientation control layer (for example, Patent Documents). 1).

このようなニッケル酸ランタン層(ニッケル酸ランタン膜)の製造方法としては、スパッタリング法等の気相法や化学溶液法(CSD法:Chemical Solution Deposition)が挙げられる。しかしながら、気相法であるスパッタリング法は、真空中で酸化物ターゲットに対し、例えばイオン化されたアルゴンなどを衝突させ、それによってはじき出された元素を基板に蒸着させることでニッケル酸ランタン膜を作製する方法であり、高真空が必要であることから、装置の大型化は避けられずコストがかかるという問題がある。   Examples of a method for producing such a lanthanum nickelate layer (lanthanum nickelate film) include a gas phase method such as a sputtering method and a chemical solution method (CSD method: Chemical Solution Deposition). However, the sputtering method, which is a vapor phase method, produces a lanthanum nickelate film by colliding, for example, ionized argon with an oxide target in a vacuum, and depositing the element thus ejected on the substrate. Since this method requires a high vacuum, there is a problem in that an increase in the size of the apparatus is inevitable and costs increase.

一方、化学溶液法は、目的組成の金属元素を含む前駆体溶液(ニッケル酸ランタン膜形成用組成物)を用いて、例えばスピンコート法、ディップコート法、インクジェット法などにより基板上に成膜し、焼成することでニッケル酸ランタン膜を作製する手法である(例えば、特許文献2参照)。この方法では、高真空を必要としないため小型の装置で製造することができる。   On the other hand, in the chemical solution method, a precursor solution (a composition for forming a lanthanum nickelate film) containing a metal element having a target composition is used to form a film on a substrate by, for example, a spin coating method, a dip coating method, or an ink jet method. This is a technique for producing a lanthanum nickelate film by firing (see, for example, Patent Document 2). Since this method does not require a high vacuum, it can be manufactured with a small apparatus.

特開2007−043095号公報JP 2007-043095 A 特開2008−251916号公報JP 2008-251916 A

しかしながら、特許文献2に記載されているようなニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法では、合成に特殊な環境(N雰囲気下等)が必要であるという問題や、合成に多大な時間がかかるという問題があった。 However, in the method for producing a composition for forming a lanthanum nickelate film as described in Patent Document 2, there is a problem that a special environment (such as under an N 2 atmosphere) is required for synthesis, and a long time is required for synthesis. There was a problem that it took.

本発明はこのような事情に鑑み、特殊な環境が不要で短時間且つ低コストでニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造することができるニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法、ニッケル酸ランタン膜の製造方法、及び圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention provides a method for producing a lanthanum nickelate film forming composition that can produce a lanthanum nickelate film forming composition in a short time and at a low cost without requiring a special environment, and nickel acid An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a lanthanum film and a method for manufacturing a piezoelectric element.

上記課題を解決する本発明の態様は、ランタンアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、酢酸、及び水を混合して混合溶液を得た後、前記混合溶液を加熱することを特徴とするニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法にある。
かかる態様では、特殊な環境が不要で短時間且つ低コストでニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造することができる。
An aspect of the present invention for solving the above-described problem is that lanthanum nickelate is characterized in that lanthanum acetylacetonate, nickel acetylacetonate, acetic acid, and water are mixed to obtain a mixed solution, and then the mixed solution is heated. It exists in the manufacturing method of the composition for film formation.
In such an embodiment, a lanthanum nickelate film forming composition can be produced in a short time and at a low cost without requiring a special environment.

ここで、前記混合溶液における前記酢酸と前記水とのモル比(酢酸/水)を0.6以上6.3以下とするのが好ましい。これによれば、ランタンアセチルアセトナート及びニッケルアセチルアセトナートを、酢酸及び水の混合溶液に容易に溶解させることができ、効率よくニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造することができる。   Here, it is preferable that the molar ratio (acetic acid / water) of the acetic acid and the water in the mixed solution is 0.6 or more and 6.3 or less. According to this, lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate can be easily dissolved in a mixed solution of acetic acid and water, and a composition for forming a lanthanum nickelate film can be efficiently produced.

本発明の他の態様は、上記のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を塗布してニッケル酸ランタン前駆体膜を形成する工程と、前記ニッケル酸ランタン前駆体膜を加熱により結晶化させてニッケル酸ランタン膜を形成する工程と、を具備することを特徴とするニッケル酸ランタン膜の製造方法にある。
かかる態様では、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物が安定であるので厳格な環境管理をする必要がなく、低コストでニッケル酸ランタン膜を製造することができる。
Another aspect of the present invention includes a step of applying the lanthanum nickelate film forming composition to form a lanthanum nickelate precursor film, and crystallizing the lanthanum nickelate precursor film by heating to form nickel acid Forming a lanthanum film, and a method for producing a lanthanum nickelate film.
In such an embodiment, since the composition for forming a lanthanum nickelate film is stable, it is not necessary to perform strict environmental management, and a lanthanum nickelate film can be manufactured at low cost.

本発明の他の態様は、上記のニッケル酸ランタン膜の製造方法によりニッケル酸ランタン層を形成する工程と、前記ニッケル酸ランタン層上方に圧電体膜から構成される圧電体層を形成する工程と、を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法にある。
かかる態様では、ニッケル酸ランタン層と圧電体膜とを備えた圧電素子を低コストで製造することができる。また、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物が安定であるので、製造工程において厳格な環境管理をする必要がない。
Another aspect of the present invention includes a step of forming a lanthanum nickelate layer by the above-described method of manufacturing a lanthanum nickelate film, and a step of forming a piezoelectric layer composed of a piezoelectric film above the lanthanum nickelate layer. And a piezoelectric element manufacturing method comprising:
In this aspect, a piezoelectric element including a lanthanum nickelate layer and a piezoelectric film can be manufactured at low cost. Moreover, since the composition for forming a lanthanum nickelate film is stable, it is not necessary to strictly manage the environment in the manufacturing process.

実施形態2に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of a recording head according to a second embodiment. 実施形態2に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of a recording head according to Embodiment 2. 実施例7のXRD測定結果を示すグラフである。10 is a graph showing the XRD measurement result of Example 7.

(実施形態1)
本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法は、ランタンアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、酢酸、及び水を混合して混合溶液を得た後、混合溶液を加熱することにより、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物を得るというものである。これにより、特殊な環境が不要で短時間且つ低コストでニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造することができる。このニッケル酸ランタン膜形成用組成物により形成されたニッケル酸ランタン膜は、(001)面に自然配向(優先配向)する。
(Embodiment 1)
The method for producing a composition for forming a lanthanum nickelate film of the present invention comprises mixing lanthanum acetylacetonate, nickel acetylacetonate, acetic acid, and water to obtain a mixed solution, and then heating the mixed solution to obtain nickel. A composition for forming a lanthanum acid film is obtained. As a result, a lanthanum nickelate film forming composition can be produced in a short time and at a low cost without requiring a special environment. The lanthanum nickelate film formed by this composition for forming a lanthanum nickelate film is naturally oriented (preferential orientation) on the (001) plane.

具体的には、まず、ランタンアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、酢酸、及び水を混合して混合溶液を得る(混合溶液調製工程)。なお、水を混合しない場合又は酢酸を混合しない場合は、ランタンアセチルアセトナート及びニッケルアセチルアセトナートを溶解させることができず、また、混合溶液の安定性が悪化する。   Specifically, first, lanthanum acetylacetonate, nickel acetylacetonate, acetic acid, and water are mixed to obtain a mixed solution (mixed solution preparation step). When water is not mixed or acetic acid is not mixed, lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate cannot be dissolved, and the stability of the mixed solution is deteriorated.

本発明にかかる混合溶液は、ランタンアセチルアセトナートと、ニッケルアセチルアセトナートを、酢酸と水とを混合した酢酸水に溶解させたものである。混合溶液の調製方法は特に限定されず、例えば、所定量のランタンアセチルアセトナートとニッケルアセチルアセトナートとを混合した後、これに、酢酸及び水を添加することにより混合溶液を得ることができる。酢酸及び水の混合方法も特に限定されず、酢酸を添加した後に水を添加してもよく、水を添加した後に酢酸を添加してもよく、酢酸と水とを混合してから添加してもよい。   The mixed solution according to the present invention is obtained by dissolving lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate in acetic acid water in which acetic acid and water are mixed. The preparation method of a mixed solution is not specifically limited, For example, after mixing a predetermined amount of lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate, a mixed solution can be obtained by adding acetic acid and water to this. The method for mixing acetic acid and water is not particularly limited, and water may be added after adding acetic acid, acetic acid may be added after adding water, or acetic acid and water may be added after mixing. Also good.

また、混合溶液調製工程では、ランタンアセチルアセトナート及びニッケルアセチルアセトナートは、ランタン(La)及びニッケル(Ni)の各金属が所望のモル比となるように混合する。具体的には、例えば、LaNiO(x=2〜3)のニッケル酸ランタン膜を形成するものとする場合、ランタン:ニッケルのモル比が1:1となるように、ランタンアセチルアセトナートとニッケルアセチルアセトナートとを混合する。 In the mixed solution preparation step, lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate are mixed so that each metal of lanthanum (La) and nickel (Ni) has a desired molar ratio. Specifically, for example, when a lanthanum nickelate film of LaNiO x (x = 2 to 3) is to be formed, lanthanum acetylacetonate and nickel so that the molar ratio of lanthanum: nickel is 1: 1. Mix with acetylacetonate.

混合溶液調製工程では、混合溶液における酢酸と水とのモル比(酢酸/水)が、例えば、0.6以上6.3以下となるように調製するのが好ましい。この範囲とすることにより、ランタンアセチルアセトナート及びニッケルアセチルアセトナートを、酢酸及び水を混合した酢酸水に容易に溶解させることができ、効率よくニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造することができるためである。   In the mixed solution preparation step, the molar ratio of acetic acid and water (acetic acid / water) in the mixed solution is preferably adjusted to be, for example, 0.6 or more and 6.3 or less. By setting this range, lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate can be easily dissolved in acetic acid mixed with acetic acid and water, and a lanthanum nickelate film forming composition can be produced efficiently. This is because it can.

また、混合溶液調製工程では、混合溶液の金属濃度が0.5mol/L以下となるように調製するのが好ましく、0.1mol/L以上0.5mol/L以下となるように調製するのがより好ましい。混合溶液の金属濃度が0.5mol/L以下となるようにすることにより、ニッケル酸ランタン膜を形成するのにより好適なニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造することができる。具体的には、ニッケル酸ランタン膜を形成するのに好適な粘度のニッケル酸ランタン膜形成用組成物とすることができ、膜厚が一定で膜均一性が良好なニッケル酸ランタン膜を容易に形成することができるものとなる。なお、0.1mol/L未満とすると、ニッケル酸ランタン膜を形成する際の膜の収縮率、具体的には、後述する脱脂工程におけるニッケル酸ランタン前駆体膜の収縮率が大きくなることで残留応力が大きくなりやすく、ニッケル酸ランタン膜にクラックが発生し易くなる虞がある。
やすく、ニッケル酸ランタン膜にクラックが発生し易くなる虞がある。
In the mixed solution preparation step, the metal concentration of the mixed solution is preferably adjusted to 0.5 mol / L or less, and preferably adjusted to be 0.1 mol / L or more and 0.5 mol / L or less. More preferred. By setting the metal concentration of the mixed solution to 0.5 mol / L or less, a composition for forming a lanthanum nickelate film that is more suitable for forming a lanthanum nickelate film can be produced. Specifically, a composition for forming a lanthanum nickelate film having a viscosity suitable for forming a lanthanum nickelate film can be obtained, and a lanthanum nickelate film having a uniform film thickness and good film uniformity can be easily obtained. It can be formed. In addition, if it is less than 0.1 mol / L, the shrinkage rate of the film when forming the lanthanum nickelate film, specifically, the residual shrinkage rate of the lanthanum nickelate precursor film in the degreasing process described later increases. The stress is likely to increase, and there is a risk that cracks are likely to occur in the lanthanum nickelate film.
It is easy to cause cracks in the lanthanum nickelate film.

次に、得られた混合溶液を加熱する(加熱工程)。これにより、反応が進行し、所定の金属錯体を含む錯体溶液からなるニッケル酸ランタン膜形成用組成物を得ることができる。本発明では、従来の加熱時間(特許文献2に記載の合成時間)と比較して、合成時間(加熱時間)を著しく短くすることができる。なお、本実施形態では、混合溶液を70℃で1時間加熱して、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物とした。   Next, the obtained mixed solution is heated (heating step). Thereby, reaction progresses and the composition for lanthanum nickelate film | membrane formation which consists of a complex solution containing a predetermined metal complex can be obtained. In the present invention, the synthesis time (heating time) can be significantly shortened compared to the conventional heating time (synthesis time described in Patent Document 2). In this embodiment, the mixed solution was heated at 70 ° C. for 1 hour to obtain a lanthanum nickelate film forming composition.

また、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物は、必要に応じて、溶媒等を添加したものであってもよい。   Moreover, the composition for forming a lanthanum nickelate film may be added with a solvent or the like, if necessary.

上述したように、本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法では、水を含む系でニッケル酸ランタン膜形成用組成物を合成している。このため、従来の製造方法のように、脱水処理をする必要がなく、大気中の水との反応を防ぐためにN雰囲気下やAr雰囲気下などの特殊な環境下で合成をする必要がない。また、短時間でニッケル酸ランタン膜形成用組成物を合成することができる。さらに、高真空を必要としないため、小型の装置で製造することができ、また、低コストで製造することができる。 As described above, in the method for producing a lanthanum nickelate film forming composition of the present invention, the lanthanum nickelate film forming composition is synthesized in a system containing water. For this reason, unlike the conventional manufacturing method, it is not necessary to perform a dehydration treatment, and it is not necessary to synthesize in a special environment such as N 2 atmosphere or Ar atmosphere in order to prevent reaction with water in the atmosphere. . Moreover, the composition for forming a lanthanum nickelate film can be synthesized in a short time. Furthermore, since a high vacuum is not required, it can be manufactured with a small device and can be manufactured at low cost.

そして、本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法により得られるニッケル酸ランタン膜形成用組成物は水を含む大気中でも安定であり、取り扱いが容易なものとなる。   And the composition for lanthanum nickelate film formation obtained by the manufacturing method of the composition for lanthanum nickelate film formation of this invention is stable in the atmosphere containing water, and becomes easy to handle.

本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物は、CSD法(Chemical Solution Deposition)の塗布溶液として用いられるものである。CSD法とは、詳細については後述するが、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物を塗布してニッケル酸ランタン前駆体膜を形成する工程と、ニッケル酸ランタン前駆体膜を加熱することにより結晶化させてニッケル酸ランタン膜を形成する工程と、を備えるものであり、例えば、ゾル−ゲル法、MOD法等が挙げられる。言い換えれば、本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物は、MOD法又はゾル−ゲル法に好適に用いることができるものである。   The composition for forming a lanthanum nickelate film of the present invention is used as a coating solution for the CSD method (Chemical Solution Deposition). The CSD method, which will be described in detail later, is a step of forming a lanthanum nickelate precursor film by applying a composition for forming a lanthanum nickelate film, and crystallization by heating the lanthanum nickelate precursor film. A step of forming a lanthanum nickelate film, and examples thereof include a sol-gel method and a MOD method. In other words, the composition for forming a lanthanum nickelate film of the present invention can be suitably used for the MOD method or the sol-gel method.

ここで、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物を用いたニッケル酸ランタン膜の製造方法について説明する。具体的には、例えば、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物を被対象物上にスピンコート法、ディップコート法、インクジェット法等で塗布しニッケル酸ランタン前駆体膜を形成する(塗布工程)。次いで、このニッケル酸ランタン前駆体膜を所定温度(例えば100℃以上250℃以下)に加熱して一定時間乾燥させる(乾燥工程)。次に、乾燥したニッケル酸ランタン前駆体膜を所定温度(例えば300℃以上500℃以下)に加熱して一定時間保持することによって脱脂する(脱脂工程)。なお、ここで言う脱脂とは、ニッケル酸ランタン前駆体膜に含まれる有機成分を、例えば、NO、CO、HO等として離脱させることである。乾燥工程や脱脂工程の雰囲気は限定されず、大気中でも不活性ガス中でもよい。 Here, the manufacturing method of the lanthanum nickelate film | membrane using the composition for lanthanum nickelate film formation is demonstrated. Specifically, for example, a lanthanum nickelate film forming composition is applied onto an object by a spin coating method, a dip coating method, an ink jet method or the like to form a lanthanum nickelate precursor film (application step). Next, the lanthanum nickelate precursor film is heated to a predetermined temperature (for example, 100 ° C. or more and 250 ° C. or less) and dried for a predetermined time (drying step). Next, the dried lanthanum nickelate precursor film is degreased by heating to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. or more and 500 ° C. or less) and holding it for a certain time (degreasing step). Here, degreasing refers, the organic components contained in the lanthanum nickelate precursor film, for example, is to be detached as NO 2, CO 2, H 2 O or the like. The atmosphere in the drying process or the degreasing process is not limited, and it may be in the air or in an inert gas.

次に、ニッケル酸ランタン前駆体膜を所定温度(例えば500℃以上800℃以下)に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、ニッケル酸ランタン膜を形成する(焼成工程)。この焼成工程においても、雰囲気は限定されず、大気中でも不活性ガス中でもよい。   Next, the lanthanum nickelate precursor film is heated to a predetermined temperature (for example, 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower) and held for a certain period of time to crystallize to form a lanthanum nickelate film (firing step). Also in this firing step, the atmosphere is not limited, and may be in the air or in an inert gas.

なお、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程で用いられる加熱装置としては、例えば、赤外線ランプの照射により加熱するRTA(Rapid Thermal Annealing)装置やホットプレート等が挙げられる。   In addition, as a heating apparatus used by a drying process, a degreasing process, and a baking process, the RTA (Rapid Thermal Annealing) apparatus, a hotplate, etc. which heat by irradiation of an infrared lamp are mentioned, for example.

なお、上述した塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程や、塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程を所望の膜厚等に応じて複数回繰り返すことにより、複数層のニッケル酸ランタン膜からなるものとしてもよい。 これにより、ニッケル酸ランタン膜(LNO膜)を形成する。   In addition, what consists of a multiple layer lanthanum nickelate film | membrane by repeating the application | coating process, a drying process, a degreasing process mentioned above, a coating process, a drying process, a degreasing process, and a baking process several times according to desired film thickness etc. It is good. Thereby, a lanthanum nickelate film (LNO film) is formed.

上述した製造方法により得られるニッケル酸ランタン膜としては、LaNiO、LaNi、LaNiO、LaNiO、LaNi、LaNi10等が挙げられる。 Examples of the lanthanum nickelate film obtained by the manufacturing method described above include LaNiO 3 , La 3 Ni 2 O 6 , LaNiO 2 , La 2 NiO 4 , La 3 Ni 2 O 7 , La 4 Ni 3 O 10 and the like.

上述したように、本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を用いることにより、ニッケル酸ランタン膜を化学溶液法で形成できるため、スパッタリング法のように、ターゲットとして使用した酸化物から組成がずれるという問題や、高真空のための装置の大型化の問題もなく、特殊な環境が不要で容易に低コストでニッケル酸ランタン膜を製造することができる。また、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物が安定であるので厳格な環境管理をする必要がない。   As described above, by using the composition for forming a lanthanum nickelate film of the present invention, a lanthanum nickelate film can be formed by a chemical solution method, so that the composition deviates from the oxide used as a target as in the sputtering method. Thus, the lanthanum nickelate film can be easily manufactured at low cost without the need for a special environment. Moreover, since the composition for forming a lanthanum nickelate film is stable, it is not necessary to strictly manage the environment.

(実施形態2)
図1は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′線断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 and a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. .

図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には、振動板を構成する二酸化シリコンからなる厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。   As shown in the drawing, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in the present embodiment, and on one surface thereof, a thickness 0.5 made of silicon dioxide constituting the diaphragm. An elastic film 50 of ˜2 μm is formed.

流路形成基板10には、一方の面とは反対側の面となる他方面側から異方性エッチングすることにより、圧力発生室12が形成されている。そして、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1方向と称し、これと直交する方向を第2方向と称する。また、流路形成基板10の圧力発生室12の第2方向の一端部側には、インク供給路14と連通路15とが隔壁11によって区画されている。また、連通路15の一端には、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるマニホールド100の一部を構成する連通部13が形成されている。すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12、インク供給路14、連通路15及び連通部13からなる液体流路が設けられている。   A pressure generating chamber 12 is formed in the flow path forming substrate 10 by anisotropic etching from the other surface side which is the surface opposite to the one surface. The pressure generating chambers 12 partitioned by the plurality of partition walls 11 are arranged in parallel along the direction in which the plurality of nozzle openings 21 for discharging the same color ink are arranged in parallel. Hereinafter, this direction will be referred to as the juxtaposed direction of the pressure generating chambers 12 or the first direction, and the direction orthogonal thereto will be referred to as the second direction. In addition, an ink supply path 14 and a communication path 15 are partitioned by a partition wall 11 at one end side in the second direction of the pressure generating chamber 12 of the flow path forming substrate 10. In addition, a communication portion 13 that forms a part of the manifold 100 serving as an ink chamber (liquid chamber) common to the pressure generation chambers 12 is formed at one end of the communication passage 15. That is, the flow path forming substrate 10 is provided with a liquid flow path including a pressure generation chamber 12, an ink supply path 14, a communication path 15, and a communication portion 13.

インク供給路14は、圧力発生室12の第2方向一端部側に連通し且つ圧力発生室12より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路14は、マニホールド100と各圧力発生室12との間の圧力発生室12側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室12の幅より小さい幅で形成されている。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路14を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路15は、インク供給路14の圧力発生室12とは反対側に連通し、インク供給路14の幅方向(第1方向)より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路15を圧力発生室12と同じ断面積で形成した。   The ink supply path 14 communicates with the one end side in the second direction of the pressure generation chamber 12 and has a smaller cross-sectional area than the pressure generation chamber 12. For example, in this embodiment, the ink supply path 14 has a width smaller than the width of the pressure generation chamber 12 by narrowing the flow path on the pressure generation chamber 12 side between the manifold 100 and each pressure generation chamber 12 in the width direction. It is formed with. As described above, in this embodiment, the ink supply path 14 is formed by narrowing the width of the flow path from one side. However, the ink supply path may be formed by narrowing the width of the flow path from both sides. Further, the ink supply path may be formed by narrowing from the thickness direction instead of narrowing the width of the flow path. Further, each communication path 15 communicates with the side of the ink supply path 14 opposite to the pressure generation chamber 12 and has a larger cross-sectional area than the width direction (first direction) of the ink supply path 14. In the present embodiment, the communication passage 15 is formed with the same cross-sectional area as the pressure generation chamber 12.

すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12と、インク供給路14と、連通路15とが複数の隔壁11により区画されて設けられている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の一方面は、振動板を構成する弾性膜50によって画成されている。   That is, the flow path forming substrate 10 is provided with the pressure generation chamber 12, the ink supply path 14, and the communication path 15 that are partitioned by the plurality of partition walls 11. Further, one surface of the pressure generating chamber 12 of the flow path forming substrate 10 is defined by an elastic film 50 that constitutes a vibration plate.

一方、流路形成基板10の圧力発生室12等の液体流路が開口する一方面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱用着フィルム等を介して接合されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。   On the other hand, on one surface side of the flow path forming substrate 10 where the liquid flow path such as the pressure generation chamber 12 opens, a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end of the pressure generation chamber 12 opposite to the ink supply path 14. The nozzle plate 20 in which is drilled is bonded via an adhesive, a thermal film, or the like. The nozzle plate 20 is made of, for example, glass ceramics, a silicon single crystal substrate, stainless steel, or the like.

一方、流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約1.0μmの弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO)等からなる絶縁体膜55が積層形成されている。 On the other hand, an elastic film 50 made of silicon dioxide and having a thickness of, for example, about 1.0 μm is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. For example, an insulator film 55 made of zirconium oxide (ZrO 2 ) or the like is laminated.

また、絶縁体膜55上には、第1電極60と、第1電極60の上方に設けられて厚さが3μm以下、好ましくは0.3〜1.5μmの薄膜である圧電体層70と、圧電体層70の上方に設けられた第2電極80とが、積層形成されて、圧電素子300(アクチュエーター)を構成している。なお、ここで言う上方とは、直上だけでなく、間に他の部材が介在した状態も含むものである。ここで、圧電素子300は、第1電極60、圧電体層70、及び第2電極80、を含む部分をいう。   Further, on the insulator film 55, a first electrode 60 and a piezoelectric layer 70 which is provided above the first electrode 60 and is a thin film having a thickness of 3 μm or less, preferably 0.3 to 1.5 μm, The second electrode 80 provided above the piezoelectric layer 70 is laminated to form a piezoelectric element 300 (actuator). In addition, the upper direction said here includes not only immediately above but the state where the other member intervened. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the first electrode 60, the piezoelectric layer 70, and the second electrode 80.

圧電素子300は、一般的には、何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極をそれぞれ独立する個別電極とする。本実施形態では、圧電素子300の実質的な駆動部となる各圧電体能動部の個別電極として第1電極60を設け、複数の圧電体能動部に共通する共通電極として第2電極80を設けるようにした。ここで、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部といい、圧電体能動部から連続するが第1電極60と第2電極80に挟まれておらず、電圧駆動されない部分を圧電体非能動部という。   In the piezoelectric element 300, generally, one of the electrodes is a common electrode, and the other electrode is an independent electrode. In the present embodiment, the first electrode 60 is provided as an individual electrode of each piezoelectric active part that is a substantial driving part of the piezoelectric element 300, and the second electrode 80 is provided as a common electrode common to a plurality of piezoelectric active parts. I did it. Here, a portion where piezoelectric distortion is caused by application of voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion, which is continuous from the piezoelectric active portion but is not sandwiched between the first electrode 60 and the second electrode 80, and is voltage driven. The part that is not used is called a piezoelectric non-active part.

なお、上述した例では、弾性膜50、絶縁体膜55、及び第1電極60が圧電素子300と共に変形する振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜50及び絶縁体膜55を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。例えば、弾性膜50のみを振動板とした場合、絶縁体膜55を設けた場合よりも剛性が低いため、変位量を大きくすることができる。   In the above-described example, the elastic film 50, the insulator film 55, and the first electrode 60 act as a diaphragm that is deformed together with the piezoelectric element 300. However, the present invention is not limited to this, and for example, the elastic film 50 Further, without providing the insulator film 55, only the first electrode 60 may function as a diaphragm. For example, when only the elastic film 50 is a diaphragm, the rigidity is lower than when the insulator film 55 is provided, so that the amount of displacement can be increased.

ここで、図2(b)に示すように、本実施形態の第1電極60は、例えば、白金からなる配線層61と、配線層61上に形成されたニッケル酸ランタン層(LNO層)62との二層から構成されるものである。   Here, as shown in FIG. 2B, the first electrode 60 of the present embodiment includes, for example, a wiring layer 61 made of platinum and a lanthanum nickelate layer (LNO layer) 62 formed on the wiring layer 61. And is composed of two layers.

かかるニッケル酸ランタン層62は、実施形態1のニッケル酸ランタン膜形成用組成物、具体的には、ランタンアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、酢酸、及び水を混合して混合溶液を得た後、混合溶液を加熱することにより得られたニッケル酸ランタン膜形成用組成物を用いて形成されているものである。ニッケル酸ランタン層62は、結晶の配向面が(001)面に優先配向(自然配向)する。ニッケル酸ランタンとしては、LaNiO、LaNi、LaNiO、LaNiO、LaNi、LaNi10等が挙げられ、本実施形態では、LaNiOを用いた。 The lanthanum nickelate layer 62 is obtained by mixing the composition for forming a lanthanum nickelate film of Embodiment 1, specifically, lanthanum acetylacetonate, nickel acetylacetonate, acetic acid, and water to obtain a mixed solution. The lanthanum nickelate film forming composition obtained by heating the mixed solution is used. In the lanthanum nickelate layer 62, the crystal orientation plane is preferentially oriented (natural orientation) to the (001) plane. Examples of lanthanum nickelate include LaNiO 3 , La 3 Ni 2 O 6 , LaNiO 2 , La 2 NiO 4 , La 3 Ni 2 O 7 , La 4 Ni 3 O 10, etc. In this embodiment, LaNiO 3 is used. Using.

また、本実施形態では、配線層61は、白金からなる白金層としたが、これに限定されず、例えば、イリジウム、酸化イリジウムを含む酸化イリジウム層、白金層と酸化イリジウム層の積層構造等が挙げられる。   In the present embodiment, the wiring layer 61 is a platinum layer made of platinum. However, the wiring layer 61 is not limited to this. For example, iridium, an iridium oxide layer containing iridium oxide, a laminated structure of a platinum layer and an iridium oxide layer, or the like. Can be mentioned.

配線層61の厚さは特に限定されないが、例えば、10〜300nm程度とすればよい。また、ニッケル酸ランタン層62の厚さも特に限定されないが、例えば10〜100nm程度とすればよい。本実施形態では、配線層61の厚さを100nmとし、ニッケルランタン層の厚さを40nmとした。   The thickness of the wiring layer 61 is not particularly limited, but may be about 10 to 300 nm, for example. The thickness of the lanthanum nickelate layer 62 is not particularly limited, but may be, for example, about 10 to 100 nm. In this embodiment, the wiring layer 61 has a thickness of 100 nm, and the nickel lanthanum layer has a thickness of 40 nm.

また、圧電体層70の材料は特に限定されないが、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の鉛を有する強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸バリウムストロンチウム((Ba,Sr)TiO)、鉄酸ビスマス(BiFeO)、鉄酸チタン酸マンガン酸ビスマスバリウム((Bi,Ba)(Fe,Ti,Mn)O)、マグネシウム酸ニオブ酸鉛(PMN)とチタン酸鉛(PT)との固溶体等でもよい。 The material of the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, a ferroelectric piezoelectric material having lead such as lead zirconate titanate (PZT), or niobium, nickel, magnesium, bismuth, yttrium, or the like. A relaxor ferroelectric or the like to which a metal is added is used. Also, barium titanate (BaTiO 3 ), barium strontium titanate ((Ba, Sr) TiO 3 ), bismuth ferrate (BiFeO 3 ), bismuth barium manganate ferrate titanate ((Bi, Ba) (Fe, Ti) , Mn) O 3 ), solid solution of lead magnesium niobate (PMN) and lead titanate (PT), or the like.

圧電体層70は、ペロブスカイト構造、すなわちABO型構造の複合酸化物であることが好ましい。なお、ペロブスカイト構造は、Aサイトは酸素が12配位しており、また、Bサイトは酸素が6配位して8面体(オクタヘドロン)をつくっている構造である。 The piezoelectric layer 70 is preferably a complex oxide having a perovskite structure, that is, an ABO 3 type structure. The perovskite structure is a structure in which oxygen is 12-coordinated at the A site and oxygen is 6-coordinated at the B site to form an octahedron.

本実施形態においては、圧電体層70は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなる。かかる圧電体層70は、(001)面に優先配向したニッケル酸ランタン層62上に設けられる。さらに、圧電体層70は、分極モーメントの向いている方向を示す分極方向が膜面垂直方向(圧電体層70の厚さ方向、すなわち、第1電極60又は第2電極80が設けられた面に対して垂直な方向)に対して所定角度傾いているエンジニアード・ドメイン配置であることが望ましい。圧電体層70の分極方向がエンジニアード・ドメイン配置となることで、圧電体層70として良好な圧電特性を得ることができる。   In the present embodiment, the piezoelectric layer 70 is made of lead zirconate titanate (PZT). The piezoelectric layer 70 is provided on the lanthanum nickelate layer 62 preferentially oriented in the (001) plane. Further, in the piezoelectric layer 70, the polarization direction indicating the direction in which the polarization moment is directed is perpendicular to the film surface (the thickness direction of the piezoelectric layer 70, that is, the surface on which the first electrode 60 or the second electrode 80 is provided). It is desirable that the engineered domain arrangement be inclined at a predetermined angle with respect to (perpendicular to the direction). Since the polarization direction of the piezoelectric layer 70 is an engineered domain arrangement, good piezoelectric characteristics can be obtained as the piezoelectric layer 70.

第2電極80としては、Ir,Pt,タングステン(W),タンタル(Ta),モリブデン(Mo)等の各種金属の何れでもよく、また、これらの合金や、酸化イリジウム等の金属酸化物が挙げられる。   The second electrode 80 may be any of various metals such as Ir, Pt, tungsten (W), tantalum (Ta), and molybdenum (Mo), and alloys thereof and metal oxides such as iridium oxide. It is done.

このような各圧電素子300の第2電極80には、インク供給路14側の端部近傍から引き出され、流路形成基板10の絶縁体膜55上に延設された金(Au)等のリード電極90がそれぞれ接続されている。このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加される。   The second electrode 80 of each piezoelectric element 300 is made of gold (Au) or the like drawn from the vicinity of the end on the ink supply path 14 side and extended on the insulator film 55 of the flow path forming substrate 10. Lead electrodes 90 are connected to each other. A voltage is selectively applied to each piezoelectric element 300 via the lead electrode 90.

このような圧電素子300が形成された流路形成基板10上、すなわち、第1電極60、弾性膜50及びリード電極90上には、マニホールド100の少なくとも一部を構成するマニホールド部31を有する保護基板30が接着剤35を介して接合されている。このマニホールド部31は、本実施形態では、保護基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室12の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるマニホールド100を構成している。   On the flow path forming substrate 10 on which the piezoelectric element 300 is formed, that is, on the first electrode 60, the elastic film 50, and the lead electrode 90, a protection having a manifold portion 31 constituting at least a part of the manifold 100. The substrate 30 is bonded via an adhesive 35. In this embodiment, the manifold portion 31 penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction and is formed across the width direction of the pressure generating chamber 12. As described above, the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10. The manifold 100 is configured as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12.

また、保護基板30の圧電素子300に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部32が設けられている。圧電素子保持部32は、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。   A piezoelectric element holding portion 32 having a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is provided in a region of the protective substrate 30 that faces the piezoelectric element 300. The piezoelectric element holding part 32 only needs to have a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300, and the space may be sealed or unsealed.

このような保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。   As such a protective substrate 30, it is preferable to use substantially the same material as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10, for example, glass, ceramic material, etc. In this embodiment, the same material as the flow path forming substrate 10 is used. The silicon single crystal substrate was used.

また、保護基板30には、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33が設けられている。そして、各圧電素子300から引き出されたリード電極90の端部近傍は、貫通孔33内に露出するように設けられている。   The protective substrate 30 is provided with a through hole 33 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction. The vicinity of the end portion of the lead electrode 90 drawn from each piezoelectric element 300 is provided so as to be exposed in the through hole 33.

また、保護基板30上には、並設された圧電素子300を駆動するための駆動回路120が固定されている。この駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路120とリード電極90とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線121を介して電気的に接続されている。   A drive circuit 120 for driving the piezoelectric elements 300 arranged in parallel is fixed on the protective substrate 30. For example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) can be used as the drive circuit 120. The drive circuit 120 and the lead electrode 90 are electrically connected via a connection wiring 121 made of a conductive wire such as a bonding wire.

また、このような保護基板30上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム)からなり、この封止膜41によってマニホールド部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼(SUS)等)で形成される。この固定板42のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。   In addition, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and the sealing film 41 seals one surface of the manifold portion 31. It has been stopped. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the area of the fixing plate 42 facing the manifold 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the manifold 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路120からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、第1電極60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。   In such an ink jet recording head of the present embodiment, ink is taken in from an ink introduction port connected to an external ink supply means (not shown), and the interior from the manifold 100 to the nozzle opening 21 is filled with ink, and then the drive circuit 120. In accordance with the recording signal from the first electrode 60 and the second electrode 80 corresponding to the pressure generating chamber 12, the elastic film 50, the insulator film 55, the first electrode 60, and the piezoelectric layer. By bending and deforming 70, the pressure in each pressure generating chamber 12 is increased, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

このような圧電素子300を流路形成基板10上に形成する方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で製造することができる。まず、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハーの表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン(SiO)等からなる二酸化シリコン膜を形成する。次いで、弾性膜50(二酸化シリコン膜)上に、酸化ジルコニウム等からなる絶縁体膜55を形成する。 A method for forming such a piezoelectric element 300 on the flow path forming substrate 10 is not particularly limited, but for example, it can be manufactured by the following method. First, a silicon dioxide film made of silicon dioxide (SiO 2 ) or the like constituting the elastic film 50 is formed on the surface of a flow path forming substrate wafer that is a silicon wafer. Next, an insulator film 55 made of zirconium oxide or the like is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film).

次に、絶縁体膜55上に、第1電極60を形成する。具体的には、まず、配線層61をスパッタリング法、レーザーアブレーション法やMOCVD法等により形成する。次に、ニッケル酸ランタン層62を形成する。ニッケル酸ランタン層62の形成方法は、実施形態1のニッケル酸ランタン膜の製造方法と同一であるので、説明を省略する。   Next, the first electrode 60 is formed on the insulator film 55. Specifically, first, the wiring layer 61 is formed by sputtering, laser ablation, MOCVD, or the like. Next, a lanthanum nickelate layer 62 is formed. Since the method for forming the lanthanum nickelate layer 62 is the same as the method for manufacturing the lanthanum nickelate film of the first embodiment, the description thereof is omitted.

次いで、第1電極60上に、圧電体層70を積層する。圧電体層70の製造方法は特に限定されないが、例えば、有機金属錯体を溶媒に溶解・分散したゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成できる。なお、圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal−Organic Decomposition)法などの液相法や、PVD法、CVD法などを用いてもよい。   Next, the piezoelectric layer 70 is stacked on the first electrode 60. The method for manufacturing the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, the piezoelectric layer 70 made of a metal oxide is formed by applying and drying a sol obtained by dissolving and dispersing an organometallic complex in a solvent, followed by baking at a high temperature. The piezoelectric layer 70 can be formed using a so-called sol-gel method. The method for manufacturing the piezoelectric layer 70 is not limited to the sol-gel method, and for example, a liquid phase method such as a MOD (Metal-Organic Decomposition) method, a PVD method, a CVD method, or the like may be used.

例えば、まず、第1電極60上に、圧電体層70となる圧電材料の構成金属を含有する有機金属錯体を含むゾルやMOD溶液(前駆体溶液)を、スピンコート法などを用いて、塗布して圧電体前駆体膜を形成する(塗布工程)。   For example, first, a sol or MOD solution (precursor solution) containing an organometallic complex containing a constituent metal of a piezoelectric material to be the piezoelectric layer 70 is applied onto the first electrode 60 by using a spin coating method or the like. Thus, a piezoelectric precursor film is formed (application process).

塗布する前駆体溶液は、例えば、圧電体層70となる圧電材料の構成金属をそれぞれ含む有機金属錯体を、各構成金属が所望のモル比となるように混合し、該混合物をアルコールなどの有機溶媒を用いて溶解または分散させたものである。圧電材料の構成金属を含む有機金属錯体としては、例えば、金属アルコキシド、有機酸塩、βジケトン錯体などを用いることができる。具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。鉛(Pb)を含む有機金属錯体としては、例えば酢酸鉛などが挙げられる。ジルコニウム(Zr)を含む有機金属錯体としては、例えばジルコニウムアセチルアセトナート、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムモノアセチルアセトナート、ジルコニウムビスアセチルアセトナート等が挙げられる。チタニウム(Ti)を含む有機金属錯体としては、例えばチタニウムアルコキシド、チタニウムイソプロポキシド等が挙げられる。   The precursor solution to be applied is prepared by, for example, mixing organometallic complexes each containing a constituent metal of the piezoelectric material that becomes the piezoelectric layer 70 so that each constituent metal has a desired molar ratio, and mixing the mixture with an organic material such as alcohol. It is dissolved or dispersed using a solvent. As the organometallic complex containing the constituent metal of the piezoelectric material, for example, a metal alkoxide, an organic acid salt, a β-diketone complex, or the like can be used. Specific examples include the following. Examples of the organometallic complex containing lead (Pb) include lead acetate. Examples of the organometallic complex containing zirconium (Zr) include zirconium acetylacetonate, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium monoacetylacetonate, zirconium bisacetylacetonate and the like. Examples of the organometallic complex containing titanium (Ti) include titanium alkoxide and titanium isopropoxide.

次いで、この圧電体前駆体膜を所定温度、例えば130℃〜180℃程度に加熱して一定時間乾燥させる(乾燥工程)。次に、乾燥した圧電体前駆体膜を所定温度、例えば300℃〜400℃に加熱して一定時間保持することによって脱脂する(脱脂工程)。なお、ここで言う脱脂とは、圧電体前駆体膜に含まれる有機成分を、例えば、NO、CO、HO等として離脱させることである。 Next, the piezoelectric precursor film is heated to a predetermined temperature, for example, about 130 ° C. to 180 ° C. and dried for a predetermined time (drying step). Next, the dried piezoelectric precursor film is degreased by heating it to a predetermined temperature, for example, 300 ° C. to 400 ° C. and holding it for a certain time (degreasing step). Here, degreasing refers, the organic components contained in the piezoelectric precursor film, for example, is to be detached as NO 2, CO 2, H 2 O or the like.

次に、圧電体前駆体膜を所定温度、例えば650℃〜800℃程度に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、圧電体膜を形成する(焼成工程)。乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程で用いられる加熱装置としては、例えば、赤外線ランプの照射により加熱するRTA(Rapid Thermal Annealing)装置やホットプレート等が挙げられる。   Next, the piezoelectric precursor film is crystallized by heating to a predetermined temperature, for example, about 650 ° C. to 800 ° C. and holding it for a certain period of time to form a piezoelectric film (firing step). Examples of the heating device used in the drying step, the degreasing step, and the firing step include an RTA (Rapid Thermal Annealing) device that heats by irradiation with an infrared lamp, a hot plate, and the like.

なお、上述した塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程や、塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程を所望の膜厚等に応じて複数回繰り返すことにより、複数層の圧電体膜からなる圧電体層を形成してもよい。   In addition, by repeating the coating process, the drying process and the degreasing process described above, the coating process, the drying process, the degreasing process, and the firing process a plurality of times according to a desired film thickness, etc., a piezoelectric body composed of a plurality of layers of piezoelectric films. A layer may be formed.

圧電体層70を形成した後は、圧電体層70上に、例えば、白金等の金属からなる第2電極80を積層し、圧電体層70及び第2電極80を同時にパターニングして圧電素子300を形成する。   After the piezoelectric layer 70 is formed, a second electrode 80 made of, for example, a metal such as platinum is laminated on the piezoelectric layer 70, and the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 are simultaneously patterned to form the piezoelectric element 300. Form.

その後、必要に応じて、600℃〜700℃の温度域でポストアニールを行ってもよい。これにより、圧電体層70と第1電極60や第2電極80との良好な界面を形成することができ、かつ、圧電体層70の結晶性をさらに改善することができる。   Thereafter, post-annealing may be performed in a temperature range of 600 ° C. to 700 ° C. as necessary. Thereby, a good interface between the piezoelectric layer 70 and the first electrode 60 or the second electrode 80 can be formed, and the crystallinity of the piezoelectric layer 70 can be further improved.

本実施形態では、ニッケル酸ランタン膜形成用組成物を用いて形成したニッケル酸ランタン層62上方に、圧電体層70を形成することにより、単結晶基板やシード層を用いることなく、低コストで(100)面に優先配向した圧電体層70を形成することができる。また、本実施形態において用いたニッケル酸ランタン膜形成用組成物が安定であるので製造工程において、厳格な環境管理をする必要がない。   In the present embodiment, the piezoelectric layer 70 is formed above the lanthanum nickelate layer 62 formed using the composition for forming a lanthanum nickelate film, so that a single crystal substrate or seed layer is not used and the cost is low. The piezoelectric layer 70 preferentially oriented in the (100) plane can be formed. In addition, since the composition for forming a lanthanum nickelate film used in this embodiment is stable, it is not necessary to perform strict environmental management in the manufacturing process.

以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
まず、ランタンアセチルアセトナート(ランタンアセチルアセトナート2水和物(La(acac))・2HO)とニッケルアセチルアセトナート(ニッケルアセチルアセトナート2水和物[Ni(acac)・2HO)を、ランタンとニッケルがそれぞれ0.005molとなるようにビーカーに加えた。その後、酢酸水溶液(酢酸99.7重量%)25mlを加え、さらに、水5mlを加えて混合した。その後、溶液の温度が70℃となるよう、ホットプレートで加熱し、約1時間加熱攪拌してニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
Example 1
First, lanthanum acetylacetonate (lanthanum acetylacetonate dihydrate (La (acac) 3 ) · 2H 2 O) and nickel acetylacetonate (nickel acetylacetonate dihydrate [Ni (acac) 2 ] 3 · 2H 2 O) was added to the beaker such that lanthanum and nickel were each 0.005 mol. Thereafter, 25 ml of an acetic acid aqueous solution (99.7% by weight of acetic acid) was added, and 5 ml of water was further added and mixed. Then, it heated with the hotplate so that the temperature of a solution might be set to 70 degreeC, and heated and stirred for about 1 hour, and the composition for lanthanum nickelate film formation was manufactured.

(実施例2)
酢酸水溶液を10mlとした以外は実施例1と同様にして、実施例2のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
(Example 2)
A lanthanum nickelate film forming composition of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acetic acid aqueous solution was changed to 10 ml.

(実施例3)
酢酸水溶液を100mlとした以外は実施例1と同様にして、実施例3のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
(Example 3)
A lanthanum nickelate film forming composition of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the acetic acid aqueous solution was changed to 100 ml.

(実施例4)
酢酸水溶液を83.3ml、水を16.7mlとした以外は実施例1と同様にして、実施例4のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
Example 4
A lanthanum nickelate film forming composition of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the acetic acid aqueous solution was changed to 83.3 ml and water was changed to 16.7 ml.

(実施例5)
酢酸水溶液を41.7ml、水を8.3mlとした以外は実施例1と同様にして、実施例5のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
(Example 5)
A lanthanum nickelate film-forming composition of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the acetic acid aqueous solution was changed to 41.7 ml and water was changed to 8.3 ml.

(実施例6)
酢酸水溶液を16.7ml、水を3.3mlとした以外は実施例1と同様にして、実施例6のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
(Example 6)
A lanthanum nickelate film forming composition of Example 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the acetic acid aqueous solution was changed to 16.7 ml and water was changed to 3.3 ml.

(比較例1)
酢酸水溶液を5mlとし、水を混合しなかった以外は実施例1と同様にして、比較例1のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
(Comparative Example 1)
A composition for forming a lanthanum nickelate film of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acetic acid aqueous solution was 5 ml and water was not mixed.

(比較例2)
酢酸水溶液を30mlとし、水を混合しなかった以外は実施例1と同様にして、比較例2のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。
(Comparative Example 2)
A composition for forming a lanthanum nickelate film of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the acetic acid aqueous solution was 30 ml and water was not mixed.

(比較例3)
硝酸ランタン六水和物(La(NO・6HO)をビーカーに採り、水和物の除去のため150℃で1時間以上乾燥させる。次に室温まで冷却の後、2−メトキシエタノールを加えて、室温で3時間攪拌することで、硝酸ランタンを溶解させた(溶液A)。また、酢酸ニッケル四水和物((CHCOO)Ni・4HO)を別のセパラブルフラスコに採り、水和物の除去のため150℃で1時間乾燥の後、200℃で1時間、計2時間乾燥させた。次に、2−メトキシエタノールおよび2−アミノエタノールを加え、110℃で30分間攪拌した(溶液B)。
(Comparative Example 3)
Take lanthanum nitrate hexahydrate (La (NO 3) 3 · 6H 2 O) in a beaker, and dried over 1 hour at 0.99 ° C. for the removal of hydrates. Next, after cooling to room temperature, 2-methoxyethanol was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours to dissolve lanthanum nitrate (solution A). Also, nickel acetate tetrahydrate ((CH 3 COO) 2 Ni · 4H 2 O) was taken in another separable flask, dried at 150 ° C. for 1 hour to remove the hydrate, and then at 200 ° C. for 1 hour. Time was dried for a total of 2 hours. Next, 2-methoxyethanol and 2-aminoethanol were added, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 30 minutes (solution B).

溶液Bを室温まで冷却後、溶液Aを溶液Bが入っているセパラブルフラスコに投入する。これらの混合液を室温で3時間攪拌することにより、比較例3のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を製造した。   After cooling the solution B to room temperature, the solution A is put into a separable flask containing the solution B. By stirring these mixed liquids at room temperature for 3 hours, the composition for forming a lanthanum nickelate film of Comparative Example 3 was produced.

Figure 2013001680
Figure 2013001680

比較例1及び2では、酢酸にランタンアセチルアセトナートとニッケルアセチルアセトナートが完全には溶解しなかった。   In Comparative Examples 1 and 2, lanthanum acetylacetonate and nickel acetylacetonate were not completely dissolved in acetic acid.

これに対し、実施例1〜6では1時間の加熱で反応が十分に進行しており、比較例3のニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法と比較して、合成時間を大幅に短縮できることが確認された。   In contrast, in Examples 1 to 6, the reaction was sufficiently advanced by heating for 1 hour, and the synthesis time was significantly shortened compared to the method for producing the lanthanum nickelate film forming composition of Comparative Example 3. It was confirmed that it was possible.

(実施例7)
まず、シリコン基板の表面に熱酸化により二酸化シリコン膜を形成した。次に、二酸化シリコン膜上にスパッタ法によりジルコニウム膜を作製し、熱酸化することで酸化ジルコニウム膜を形成した。次に、酸化ジルコニウム膜上に(111)面に配向した白金を150nm積層して配線層61を形成した。
(Example 7)
First, a silicon dioxide film was formed on the surface of a silicon substrate by thermal oxidation. Next, a zirconium film was formed on the silicon dioxide film by sputtering and thermally oxidized to form a zirconium oxide film. Next, a wiring layer 61 was formed by laminating 150 nm of platinum oriented in the (111) plane on the zirconium oxide film.

次に、配線層61上に、実施例1のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を使用してニッケル酸ランタン膜を形成した。具体的には、上記ニッケル酸ランタン膜形成用組成物(前駆体溶液)を酸化チタン膜及び白金膜が形成された上記基板上に滴下し、3000rpmで基板を回転させてニッケル酸ランタン前駆体膜を形成した(塗布工程)。次に180℃で5分間、400℃で5分間加熱した(乾燥及び脱脂工程)。その後、RTA(Rapid Thermal Annealing)装置で、酸素雰囲気中で750℃で5分間焼成して結晶化させて、厚さ約30nmのニッケル酸ランタン層62を形成した。   Next, a lanthanum nickelate film was formed on the wiring layer 61 using the composition for forming a lanthanum nickelate film of Example 1. Specifically, the lanthanum nickelate film forming composition (precursor solution) is dropped onto the substrate on which the titanium oxide film and the platinum film are formed, and the substrate is rotated at 3000 rpm to obtain the lanthanum nickelate precursor film. Was formed (application process). Next, it heated at 180 degreeC for 5 minutes, and 400 degreeC for 5 minutes (drying and degreasing process). Thereafter, it was baked and crystallized at 750 ° C. for 5 minutes in an oxygen atmosphere with an RTA (Rapid Thermal Annealing) apparatus, thereby forming a lanthanum nickelate layer 62 having a thickness of about 30 nm.

次に、ゾル−ゲル法により圧電体層70を形成した。その手法は以下のとおりである。まず、酢酸鉛3水和物(Pb(CHCOO)・3HO)、チタニウムイソプロポキシド(Ti[OCH(CH)、ジルコニウムアセチルアセトナート(Zr(CHCOCHCOCH)を主原料とし、ブチルセロソルブ(C14)を溶媒とし、ジエタノールアミン(C11NO)を安定剤とし、ポリエチレングリコール(C)を増粘剤として混合した前駆体溶液を、第1電極60上にスピンコートにより塗布して、圧電体前駆体膜を形成した(塗布工程)。なお、前駆体溶液は、酢酸鉛3水和物:チタニウムイソプロポキシド:ジルコニウムアセチルアセトナート:ブチルセロソルブ:ジエタノールアミン:ポリエチレングリコール=1.1:0.44:0.56:3:0.65:0.5(モル比)の割合で混合した。また、酢酸鉛3水和物は蒸発による減少を考慮して10%過剰に加えている。次に80℃(乾燥工程)及び360℃(脱脂工程)の熱処理を経た後、700℃で焼成し圧電体前駆体膜を結晶化させて、厚さ1300nmのチタン酸ジルコン酸鉛からなりペロブスカイト構造を有する圧電体層70を形成した(焼成工程)。 Next, the piezoelectric layer 70 was formed by a sol-gel method. The method is as follows. First, lead acetate trihydrate (Pb (CH 3 COO) 2 .3H 2 O), titanium isopropoxide (Ti [OCH (CH 3 ) 2 ] 4 ), zirconium acetylacetonate (Zr (CH 3 COCHCOCH 3 4 ) as a main raw material, butyl cellosolve (C 6 H 14 O 6 ) as a solvent, diethanolamine (C 4 H 11 NO 2 ) as a stabilizer, and polyethylene glycol (C 2 H 6 O 6 ) as a thickener The mixed precursor solution was applied onto the first electrode 60 by spin coating to form a piezoelectric precursor film (application process). The precursor solution was lead acetate trihydrate: titanium isopropoxide: zirconium acetylacetonate: butyl cellosolve: diethanolamine: polyethylene glycol = 1.1: 0.44: 0.56: 3: 0.65: 0 .5 (molar ratio). Further, lead acetate trihydrate is added in excess of 10% in consideration of the decrease due to evaporation. Next, after heat treatment at 80 ° C. (drying step) and 360 ° C. (degreasing step), the piezoelectric precursor film is crystallized by baking at 700 ° C., and is composed of lead zirconate titanate having a thickness of 1300 nm. A piezoelectric layer 70 having the above was formed (firing step).

(試験例1)
Bruker AXS社製の「D8 Discover;微小領域X線回折装置」を用い、X線源にCuKα線を使用し、室温で、実施例7のX線回折チャートを求めた。実施例7の回折強度−回折角2θの相関関係を示す図であるX線回折パターンを、図4に示す。
(Test Example 1)
The X-ray diffraction chart of Example 7 was obtained at room temperature using a “D8 Discover; micro-region X-ray diffractometer” manufactured by Bruker AXS, using CuKα rays as an X-ray source. FIG. 4 shows an X-ray diffraction pattern showing the correlation between diffraction intensity and diffraction angle 2θ in Example 7.

その結果、実施例7の圧電体層は、ペロブスカイト型構造(ABO型構造)を形成していることが確認された。また、上記のX線回折測定(2θ/θ測定)において、PZT結晶に起因するX線回折パターンと下記の計算式から、圧電体層の(100)面配向率を算出した。なお、圧電体層は、擬キュービック構造であるため、ここでは(100)面と表記している。 As a result, it was confirmed that the piezoelectric layer of Example 7 formed a perovskite type structure (ABO 3 type structure). In the X-ray diffraction measurement (2θ / θ measurement), the (100) plane orientation ratio of the piezoelectric layer was calculated from the X-ray diffraction pattern resulting from the PZT crystal and the following calculation formula. Since the piezoelectric layer has a pseudo cubic structure, it is expressed as (100) plane here.

[式1]
圧電体層の(100)面配向率(%)=[PZT結晶の(100)面の回折ピークの面積]/[PZT結晶に起因するすべての回折ピークの面積の総和]×100
上記「回折ピークの面積」は、Fittingにより算出し、Fitting関数はGaussianとLorentzianの和の関数であるpseudo−Voigt関数を使用した。
[Formula 1]
(100) plane orientation ratio (%) of piezoelectric layer = [area of diffraction peak of (100) plane of PZT crystal] / [sum of areas of all diffraction peaks caused by PZT crystal] × 100
The “area of the diffraction peak” was calculated by fitting, and the fitting function used was a pseudo-voice function which is a function of the sum of Gaussian and Lorentzian.

この結果、実施例7の圧電体層の(100)面配向率は99%以上であり、(100)面に優先配向していることが確認された。   As a result, the (100) plane orientation ratio of the piezoelectric layer of Example 7 was 99% or more, and it was confirmed that the (100) plane was preferentially oriented.

なお、作成から1ヶ月経過した実施例1のニッケル酸ランタン組成物を用いて形成した圧電体層も(100)面に優先配向することが確認された。   In addition, it was confirmed that the piezoelectric layer formed by using the lanthanum nickelate composition of Example 1 which has passed for one month has been preferentially oriented in the (100) plane.

上述した製造条件では、実施例1のニッケル酸ランタン膜形成用組成物を用いることにより、圧電体層を(100)面に優先配向させることができることが確認された。すなわち、実施例1の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて形成したニッケル酸ランタン膜は、配向制御層として機能することが確認された。   Under the manufacturing conditions described above, it was confirmed that the piezoelectric layer can be preferentially oriented in the (100) plane by using the lanthanum nickelate film forming composition of Example 1. That is, it was confirmed that the lanthanum nickelate film formed using the composition for forming a piezoelectric ceramic film of Example 1 functions as an orientation control layer.

(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、実施形態2では、第1電極60が配線層61を備えるものとしたが、配線層61を設けなくてもよい。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to what was mentioned above. For example, in the second embodiment, the first electrode 60 includes the wiring layer 61, but the wiring layer 61 may not be provided.

上述した実施形態2では、圧電素子の一例として、インクジェット式記録ヘッドに用いられる圧電素子を挙げて説明したが、本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載される圧電素子を形成する際に限らず、他の圧電デバイスに用いられる圧電素子のニッケル酸ランタン膜を形成するのに好適に用いることができる。   In Embodiment 2 described above, the piezoelectric element used in the ink jet recording head has been described as an example of the piezoelectric element, but the lanthanum nickelate film forming composition of the present invention is represented by an ink jet recording head. The present invention is not limited to forming a piezoelectric element mounted on a liquid ejecting head, and can be suitably used for forming a lanthanum nickelate film of a piezoelectric element used for other piezoelectric devices.

本発明のニッケル酸ランタン膜形成用組成物により形成されるニッケル酸ランタン膜は、例えば、圧電素子の電極層及び/又は配向制御層として特に好適に用いることができる。   The lanthanum nickelate film formed by the composition for forming a lanthanum nickelate film of the present invention can be used particularly suitably as, for example, an electrode layer and / or an orientation control layer of a piezoelectric element.

また、本発明にかかる圧電素子は、液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子に限定されず、その他のデバイスにも用いることができる。その他のデバイスとしては、例えば、超音波発信器等の超音波デバイス、超音波モーター、温度−電気変換器、圧力−電気変換器、強誘電体トランジスター、圧電トランス、赤外線等の有害光線の遮断フィルター、量子ドット形成によるフォトニック結晶効果を使用した光学フィルター、薄膜の光干渉を利用した光学フィルター等のフィルターなどが挙げられる。また、センサーとして用いられる圧電素子、強誘電体メモリーとして用いられる圧電素子にも本発明は適用可能である。圧電素子が用いられるセンサーとしては、例えば、赤外線センサー、超音波センサー、感熱センサー、圧力センサー、焦電センサー、及びジャイロセンサー(角速度センサー)等が挙げられる。   Further, the piezoelectric element according to the present invention is not limited to the piezoelectric element used in the liquid ejecting head, and can be used in other devices. Other devices include, for example, an ultrasonic device such as an ultrasonic transmitter, an ultrasonic motor, a temperature-electric converter, a pressure-electric converter, a ferroelectric transistor, a piezoelectric transformer, and a filter for blocking harmful rays such as infrared rays. And filters such as an optical filter using a photonic crystal effect by quantum dot formation, an optical filter using optical interference of a thin film, and the like. The present invention can also be applied to a piezoelectric element used as a sensor and a piezoelectric element used as a ferroelectric memory. Examples of the sensor using the piezoelectric element include an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a thermal sensor, a pressure sensor, a pyroelectric sensor, and a gyro sensor (angular velocity sensor).

10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 15 連通路、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 保護基板、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 60 第1電極、 70 圧電体層、 80 第2電極、 90 リード電極、 100 マニホールド、 120 駆動回路、 300 圧電素子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generation chamber, 13 Communication part, 14 Ink supply path, 15 Communication path, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Protection board | substrate, 40 Compliance board | substrate, 50 Elastic film, 55 Insulator film | membrane, 60 First electrode, 70 piezoelectric layer, 80 second electrode, 90 lead electrode, 100 manifold, 120 drive circuit, 300 piezoelectric element

Claims (4)

ランタンアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、酢酸、及び水を混合して混合溶液を得た後、前記混合溶液を加熱することを特徴とするニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法。   A method for producing a composition for forming a lanthanum nickelate film, comprising mixing lanthanum acetylacetonate, nickel acetylacetonate, acetic acid, and water to obtain a mixed solution, and then heating the mixed solution. 請求項1に記載のニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法において、前記混合溶液における前記酢酸と前記水とのモル比(酢酸/水)を0.6以上6.3以下とすることを特徴とするニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法。   2. The method for producing a lanthanum nickelate film forming composition according to claim 1, wherein a molar ratio (acetic acid / water) between the acetic acid and the water in the mixed solution is 0.6 or more and 6.3 or less. A method for producing a composition for forming a lanthanum nickelate film. 請求項1又は2に記載のニッケル酸ランタン膜形成用組成物の製造方法により製造したニッケル酸ランタン膜形成用組成物を塗布してニッケル酸ランタン前駆体膜を形成する工程と、
前記ニッケル酸ランタン前駆体膜を加熱により結晶化させてニッケル酸ランタン膜を形成する工程と、
を具備することを特徴とするニッケル酸ランタン膜の製造方法。
Applying a lanthanum nickelate film forming composition produced by the method for producing a lanthanum nickelate film forming composition according to claim 1 or 2 to form a lanthanum nickelate precursor film;
Crystallization of the lanthanum nickelate precursor film by heating to form a lanthanum nickelate film;
The manufacturing method of the lanthanum nickelate film | membrane characterized by comprising.
請求項3に記載のニッケル酸ランタン膜の製造方法によりニッケル酸ランタン層を形成する工程と、
前記ニッケル酸ランタン層上方に圧電体膜から構成される圧電体層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法。
Forming a lanthanum nickelate layer by the method for producing a lanthanum nickelate film according to claim 3,
Forming a piezoelectric layer composed of a piezoelectric film above the lanthanum nickelate layer;
A method for manufacturing a piezoelectric element, comprising:
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