JP3126212B2 - Piezoelectric / electrostrictive film type element - Google Patents

Piezoelectric / electrostrictive film type element

Info

Publication number
JP3126212B2
JP3126212B2 JP04094742A JP9474292A JP3126212B2 JP 3126212 B2 JP3126212 B2 JP 3126212B2 JP 04094742 A JP04094742 A JP 04094742A JP 9474292 A JP9474292 A JP 9474292A JP 3126212 B2 JP3126212 B2 JP 3126212B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
electrostrictive
oxide
ceramic substrate
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP04094742A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05270912A (en
Inventor
幸久 武内
浩二 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP04094742A priority Critical patent/JP3126212B2/en
Priority to EP92306517A priority patent/EP0526048B1/en
Priority to DE69223096T priority patent/DE69223096T2/en
Publication of JPH05270912A publication Critical patent/JPH05270912A/en
Priority to US08/239,856 priority patent/US5430344A/en
Priority to US08/444,930 priority patent/US5691594A/en
Priority to HK98102649A priority patent/HK1003608A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3126212B2 publication Critical patent/JP3126212B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、圧電/電歪膜型素子、中でも主
にインクジェットプリントヘッド、マイクロホン、発音
体(スピーカー等)、各種振動子や発振子、更にはセン
サー等に用いられるユニモルフ型やバイモルフ型等の、
屈曲変位を発生させるタイプの圧電/電歪膜型素子に関
するものである。なお、ここで呼称される素子とは、電
気エネルギーを機械エネルギーに変換、即ち機械的な変
位または応力または振動に変換する素子の他、その逆の
変換を行なう素子をも意味するものである。また、本発
明による素子は、圧電/電歪特性の他、誘電性も有して
いるので、膜状のコンデンサ素子等としても用いること
が可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric / electrostrictive film type element, and more particularly to a unimorph type or bimorph used mainly for an ink jet print head, a microphone, a sounding body (such as a speaker), various vibrators and oscillators, and a sensor. Type,
The present invention relates to a piezoelectric / electrostrictive film type element that generates bending displacement. The element referred to herein means an element that converts electrical energy into mechanical energy, that is, an element that converts mechanical energy into mechanical displacement or stress or vibration, and also an element that performs reverse conversion. Further, since the element according to the present invention has dielectric properties in addition to piezoelectric / electrostrictive characteristics, it can be used as a film-shaped capacitor element.

【0002】[0002]

【背景技術】近年、光学や精密加工等の分野において、
サブミクロンのオーダーで光路長や位置を調整する変位
素子や微小変位を電気的変化として検知する検出素子が
所望されるようになってきており、これに応えるものと
して、強誘電体等の圧電/電歪材料に電界を加えた時に
起こる逆圧電効果や電歪効果に基づくところの変位或い
はその逆の現象を利用した素子である、アクチュエータ
やセンサの如き圧電/電歪素子の開発が進められてい
る。
BACKGROUND ART In recent years, in fields such as optics and precision processing,
Displacement elements that adjust the optical path length and position on the order of sub-microns and detection elements that detect minute displacements as electrical changes have become desired. The development of piezoelectric / electrostrictive elements such as actuators and sensors, which are elements utilizing the reverse piezoelectric effect or the displacement based on the electrostrictive effect that occurs when an electric field is applied to an electrostrictive material, or the opposite phenomenon, has been promoted. I have.

【0003】ところで、インクジェットプリントヘッド
等においては、そのような圧電/電歪素子構造として、
従来から知られているユニモルフ型やバイモルフ型が、
好適に採用されている。そして、そこでは、そのような
素子を用いたプリンタの印字品質・印字速度等の向上が
要求されており、それに応えるべく、かかる圧電/電歪
膜型素子の小型高密度化、低電圧作動化、高速応答化を
図るための開発が進められている。
In an ink jet print head or the like, such a piezoelectric / electrostrictive element structure has
Conventionally known unimorph type and bimorph type,
It is preferably adopted. There is a demand for improvements in printing quality and printing speed of printers using such elements, and in order to meet such demands, such piezoelectric / electrostrictive film type elements have been reduced in size and density and operated at lower voltages. The development for high-speed response is underway.

【0004】また、それらユニモルフ型やバイモルフ型
の圧電/電歪素子においては、大きな屈曲変位や発生力
或いは発生電位を得るために、振動板となる基板の厚さ
を薄くすることが重要とされるが、かかる基板の厚さを
減少させると、強度が低下するという欠点があった。し
かも、従来のユニモルフ型やバイモルフ型の圧電/電歪
素子においては、何れも、圧電/電歪板等の板状の構成
部材を接着剤等を用いて貼り付けてなる構造を採用する
ものであるために、素子としての作動の信頼性にも問題
があるものであった。
In these unimorph type and bimorph type piezoelectric / electrostrictive elements, it is important to reduce the thickness of a substrate serving as a diaphragm in order to obtain a large bending displacement, a generated force or a generated potential. However, when the thickness of such a substrate is reduced, there is a disadvantage that the strength is reduced. Moreover, the conventional unimorph-type and bimorph-type piezoelectric / electrostrictive elements each employ a structure in which a plate-like component member such as a piezoelectric / electrostrictive plate is attached using an adhesive or the like. For this reason, there has been a problem in the reliability of operation as an element.

【0005】[0005]

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、相対的に低作動電圧で大変位が得られ、また信頼性
が高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高
集積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、
マイクロホン、発音体(スピーカー等)、各種振動子や
発振子、更には加速度センサー、圧力センサー、振動セ
ンサー、角速度センサー等に好適に用いられる、強度に
優れた圧電/電歪膜型素子を提供することにあり、また
そのような圧電/電歪膜型素子における圧電/電歪作動
部と基板との間の付着強度を確保しつつ、圧電/電歪作
動部に発生する歪み、応力を有効に基板に伝え得るよう
にすることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a large displacement at a relatively low operating voltage and high reliability. An ink jet print head having a high response speed, a large generating force, and a higher integration.
Provided is a piezoelectric / electrostrictive film element having excellent strength, which is suitably used for a microphone, a sounding body (such as a speaker), various oscillators and oscillators, and furthermore, an acceleration sensor, a pressure sensor, a vibration sensor, an angular velocity sensor, and the like. In addition, in such a piezoelectric / electrostrictive film type element, the distortion and stress generated in the piezoelectric / electrostrictive operating portion can be effectively reduced while securing the adhesion strength between the piezoelectric / electrostrictive operating portion and the substrate. The purpose is to be able to communicate to the substrate.

【0006】[0006]

【解決手段】そして、本発明にあっては、上記の如き課
題を解決するために、薄肉のセラミック基板と、該セラ
ミック基板上に設けられた、電極及び圧電/電歪層から
なる圧電/電歪作動部とを備えた圧電/電歪素子におい
て、前記圧電/電歪作動部が膜形成法によって形成され
ている一方、前記セラミック基板が、酸化イットリウ
ム、酸化セリウム、酸化マグネシウム及び酸化カルシウ
ムからなる群より選ばれた少なくとも一つの化合物の含
有によって結晶相が部分安定化され、且つその結晶相
が、主として正方晶、若しくは主として、正方晶、立方
晶、単斜晶のうちの少なくとも2種以上の結晶相を含む
混晶からなる酸化ジルコニウムを主成分とする材料から
構成されていると共に、かかるセラミック基板の表面粗
さ:Raが0.03〜0.9μmの範囲内とされている
ことを特徴とする圧電/電歪膜型素子を、その要旨とす
るものである。
According to the present invention, there is provided a piezoelectric / electrostrictive device comprising a thin ceramic substrate and electrodes and a piezoelectric / electrostrictive layer provided on the ceramic substrate. A piezoelectric / electrostrictive element having a strain operating portion, wherein the piezoelectric / electrostrictive operating portion is formed by a film forming method, and the ceramic substrate is made of yttrium oxide, cerium oxide, magnesium oxide and calcium oxide. The crystal phase is partially stabilized by the inclusion of at least one compound selected from the group, and the crystal phase is mainly tetragonal, or mainly tetragonal, cubic, or monoclinic. The ceramic substrate is made of a material containing zirconium oxide as a main component and composed of a mixed crystal containing a crystal phase, and the surface roughness Ra of the ceramic substrate is 0.03 to 0.03. The piezoelectric / electrostrictive film type element characterized in that it is in the range of .9Myuemu, is to its gist.

【0007】[0007]

【作用・効果】このような本発明に従う圧電/電歪膜型
素子にあっては、薄肉のセラミック基板と、その基板面
上に形成された膜状の圧電/電歪作動部(二つの電極膜
とそれら電極膜の間に形成された膜状の圧電/電歪層か
ら構成される)とからなるものであるところから、相対
的に低作動電圧にて大変位が得られ、また応答速度が早
く、且つ発生力或いは発生電位も大きい特徴が得られる
他に、厚膜形成法の如き膜形成プロセスが得意とすると
ころの、同一基板面上に多数個の圧電/電歪作動部を有
する素子を接着材を用いずに同時に且つ容易に形成する
ことが出来る特徴があり、更には、かかる圧電/電歪作
動部の高集積化が可能となる特徴をも有している。
In the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention, a thin ceramic substrate and a film-shaped piezoelectric / electrostrictive operating portion (two electrodes) formed on the substrate surface are provided. (Composed of a film-like piezoelectric / electrostrictive layer formed between the film and the electrode film), a large displacement can be obtained at a relatively low operating voltage, and a response speed can be obtained. In addition to being able to obtain a feature that is fast and has a large generating force or generated potential, it has a large number of piezoelectric / electrostrictive operating parts on the same substrate surface, which is good at a film forming process such as a thick film forming method. There is a feature that the element can be formed simultaneously and easily without using an adhesive, and further, there is a feature that the piezoelectric / electrostrictive operation section can be highly integrated.

【0008】しかも、本発明にあっては、そのような圧
電/電歪作動部が形成される基板として用いられるセラ
ミック基板は、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化
カルシウム及び酸化マグネシウムからなる群より選ばれ
た少なくとも一つの化合物の含有によって、その結晶相
が部分安定化された酸化ジルコニウムを主成分とする材
料であるところから、薄い板厚においても、機械的強度
が大きい、高靭性である、また圧電/電歪材料との熱処
理時の応力が小さい、更にその圧電/電歪材料との化学
的な反応性が小さい等の特徴が得られ、以て優れた特性
を有する素子の提供が可能となったのである。
Further, in the present invention, the ceramic substrate used as a substrate on which such a piezoelectric / electrostrictive operating portion is formed is selected from the group consisting of yttrium oxide, cerium oxide, calcium oxide and magnesium oxide. In addition, since the crystal phase is a material mainly composed of zirconium oxide whose crystal phase is partially stabilized by the inclusion of at least one compound, it has high mechanical strength, high toughness, and piezoelectricity even at a thin plate thickness. Characteristics such as a small stress at the time of heat treatment with the electrostrictive material and a low chemical reactivity with the piezoelectric / electrostrictive material can be obtained, so that an element having excellent characteristics can be provided. It was.

【0009】すなわち、酸化ジルコニウムは、公知のよ
うに、添加物を含まない純粋な状態では、1000℃近
辺での単斜晶・正方晶間の相変態により、磁器破壊が生
じ、薄肉の基板としては製造することが困難となるが、
上記の如き化合物を添加することにより、そのような結
晶変態が起こらないように、結晶相を完全に若しくは部
分的に安定化することが出来るのである。ここで、部分
的に安定化するとは部分的に結晶変態が起こり得るよう
に材料を調整することである。そして、本発明において
は、その結晶相が、主として正方晶、若しくは主とし
て、正方晶、立方晶、単斜晶のうち少なくとも2種以上
の結晶相を含む混晶からなる部分安定化された酸化ジル
コニウムは、応力によって結晶変態が生じる、即ち応力
誘起相変態強化メカニズム等により、高い機械強度、靭
性を示し、圧電/電歪層と電極膜と基板とが接着剤なし
に一体として構成され、変位または、力或いは電位を発
生する圧電/電歪膜型素子における基板材料として、非
常に好適に用いられ得るものであり、そのような材料特
性を利用して、膜型素子を有利に構成し得たものであ
る。
That is, as is well known, zirconium oxide, when in a pure state without any additives, undergoes porcelain destruction due to phase transformation between monoclinic and tetragonal at around 1000 ° C., resulting in a thin substrate. Is difficult to manufacture,
By adding the compound as described above, the crystal phase can be completely or partially stabilized so that such a crystal transformation does not occur. Here, "partially stabilizing" means to adjust a material so that partial crystal transformation can occur. In the present invention, the partially stabilized zirconium oxide whose crystal phase is mainly a tetragonal crystal or a mixed crystal mainly including at least two crystal phases of a tetragonal crystal, a cubic crystal, and a monoclinic crystal Shows high mechanical strength and toughness due to stress-induced crystal transformation, that is, a stress-induced phase transformation strengthening mechanism, etc., and the piezoelectric / electrostrictive layer, the electrode film, and the substrate are integrally formed without an adhesive, and the displacement or It can be very suitably used as a substrate material in a piezoelectric / electrostrictive film-type element which generates force or potential, and a film-type element can be advantageously formed by utilizing such material characteristics. Things.

【0010】また、本発明では、優れた圧電/電歪材料
特性を得る為に、後述するように、電極材料や圧電/電
歪材料はガラス等の所謂接着質のものを含有するもので
はないので、圧電/電歪作動部と基板との付着性を高
め、圧電/電歪層の発生する歪み、応力を、振動板とな
る基板に有効に伝えるために、またその逆の作用が有効
に行なわれるために、基板の表面粗さが重要な因子とな
るのである。そして、そのために、本発明にあっては、
Raで表わされる表面粗さにおいて、0.03〜0.9
μmの範囲が、更に好ましくは0.1〜0.7μmの範
囲の表面粗さが、選択されることとなるのである。な
お、この表面粗さが大きくなると、付着強度は増大する
ものの、圧電/電歪作動部の平坦性が低下するため、圧
電/電歪層に作用する電界に不均一が生じ、以て素子特
性を低下させることになる。また、本発明において好ま
しく採用される厚さ50μm以下の板厚を有する基板の
強度も、その表面粗さに影響を受けるため、前記表面粗
さの範囲は重要である。
Further, in the present invention, in order to obtain excellent piezoelectric / electrostrictive material characteristics, as will be described later, the electrode material and the piezoelectric / electrostrictive material do not contain so-called adhesive materials such as glass. Therefore, in order to enhance the adhesion between the piezoelectric / electrostrictive operating portion and the substrate, and to effectively transmit the strain and stress generated by the piezoelectric / electrostrictive layer to the substrate serving as the diaphragm, the reverse operation is effectively performed. To do so, the surface roughness of the substrate is an important factor. And for that purpose, in the present invention,
In the surface roughness represented by Ra, 0.03 to 0.9
A surface roughness in the range of μm, more preferably in the range of 0.1 to 0.7 μm, will be selected. When the surface roughness is increased, the adhesion strength is increased, but the flatness of the piezoelectric / electrostrictive operating portion is reduced, so that the electric field acting on the piezoelectric / electrostrictive layer is not uniform. Will be reduced. In addition, the strength of a substrate having a thickness of 50 μm or less, which is preferably employed in the present invention, is also affected by the surface roughness, so the range of the surface roughness is important.

【0011】なお、本発明において、マグネシウムニオ
ブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を圧
電/電歪材料の主成分として用い、前記部分安定化した
酸化ジルコニウム基板と組み合わせることにより、厚膜
手法等によって膜形成した圧電/電歪層の熱処理時、基
板との反応等による膜状の圧電/電歪層の組成変動或い
はパイロクロア等の結晶相を惹起させることが非常に少
なく、目的とする組成及び結晶構造の圧電/電歪層を有
利に形成することが出来る特徴を発揮する。
In the present invention, a component comprising lead magnesium niobate, lead zirconate and lead titanate is used as a main component of the piezoelectric / electrostrictive material, and is combined with the partially stabilized zirconium oxide substrate. During the heat treatment of the piezoelectric / electrostrictive layer formed by the thick film method or the like, there is very little change in the composition of the film-like piezoelectric / electrostrictive layer due to the reaction with the substrate or the like or the occurrence of a crystalline phase such as pyrochlore. The composition and the crystal structure exhibit the characteristic that the piezoelectric / electrostrictive layer can be advantageously formed.

【0012】また、本発明に従う圧電/電歪膜型素子で
は、低電圧作動が可能で、しかも大きな屈曲変位・発生
力或いは発生電位を得るために、有利には、厚さとして
100μm以下、好ましくは50μm以下である圧電/
電歪作動部と、厚さとして50μm以下、好ましくは3
0μm以下、更に好ましくは10μm以下のセラミック
基板とから構成されることとなる。また、そのような薄
い板厚においても高い機械強度を得るために、部分安定
化酸化ジルコニウムとしては、好ましくは、酸化イット
リウムで安定化された酸化ジルコニウムが基板材料とし
て採用され、且つそのような酸化イットリウムの含有量
は、2モル%以上7モル%以下、好ましくは2モル%以
上4モル%以下とされ、且つその部分安定化された酸化
ジルコニウムの結晶相は、主として正方晶、若しくは主
として、正方晶、立方晶、単斜晶のうち少なくとも2種
以上の結晶相を含む混晶からなることとなる。更に、基
板の結晶粒子径としても、基板の機械強度の点から、平
均粒子径として、0.05μm〜3μmであることが好
ましく、更に好ましくは1μm以下であることが望まし
い。このような範囲の結晶粒子径は、前記した結晶相を
安定に存在させるためにも重要である。
Further, in the piezoelectric / electrostrictive film type element according to the present invention, in order to be able to operate at a low voltage and to obtain a large bending displacement / generating force or generated potential, the thickness is preferably 100 μm or less, preferably 100 μm or less. Is less than 50 μm
An electrostriction operating portion, and a thickness of 50 μm or less, preferably 3 μm or less.
It is composed of a ceramic substrate of 0 μm or less, more preferably 10 μm or less. Further, in order to obtain high mechanical strength even at such a thin plate thickness, as the partially stabilized zirconium oxide, preferably, zirconium oxide stabilized with yttrium oxide is used as a substrate material, and such an oxide is used. The content of yttrium is 2 mol% to 7 mol%, preferably 2 mol% to 4 mol%, and the crystal phase of the partially stabilized zirconium oxide is mainly tetragonal or mainly tetragonal. It is composed of a mixed crystal containing at least two or more crystal phases among a crystal, a cubic, and a monoclinic. Further, from the viewpoint of the mechanical strength of the substrate, the average particle size of the substrate is preferably 0.05 μm to 3 μm, and more preferably 1 μm or less. The crystal particle diameter in such a range is also important for causing the above-mentioned crystal phase to exist stably.

【0013】[0013]

【具体的構成・実施例】以下に、本発明に従う圧電/電
歪膜型素子の具体的構造を示す図面を参照しつつ、本発
明を更に具体的に明らかにすることとする。なお、理解
を容易にするために、各図面を通して、同様の構造乃至
は機能を有するものには、同一の符号を付すものとす
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be more specifically described with reference to the drawings showing a specific structure of a piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention. For easy understanding, the same reference numerals are given to components having the same structure or function throughout the drawings.

【0014】先ず、図1に示される圧電/電歪膜型素子
(アクチュエータ)は、薄肉の平板状のセラミック基板
2の一方の面上に、第一の電極膜4、膜状の圧電/電歪
層6及び第二の電極膜8が、通常の膜形成手法によって
順次積層形成されて、多層の一体構造とされている。な
お、第一及び第二の電極膜4,8は、それぞれ、圧電/
電歪層6の端部より延び出させられて、リード部4a,
8aを形成しており、それらリード部4a,8aを通じ
て、それぞれの電極膜4,8に電圧印加が行なわれるよ
うになっている。また、セラミック基板2は、本発明に
従って、部分安定化された酸化ジルコニウム材料から構
成されており、しかも、その表面粗さ:Raが0.03
〜0.9μmの範囲となるように仕上げられている。従
って、このような構造の圧電/電歪膜型素子において
は、その圧電/電歪層6に電界が作用せしめられると、
電界誘起歪の横効果により、セラミック基板2の板面に
垂直な方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめられる
のである。
First, a piezoelectric / electrostrictive film type element (actuator) shown in FIG. 1 has a first electrode film 4 and a film-shaped piezoelectric / electrode on one surface of a thin flat ceramic substrate 2. The strained layer 6 and the second electrode film 8 are sequentially laminated by a normal film forming method to form a multilayer integrated structure. Note that the first and second electrode films 4 and 8 are respectively made of piezoelectric /
Extending from the end of the electrostrictive layer 6, the lead portions 4a,
8a are formed, and a voltage is applied to the respective electrode films 4, 8 through the leads 4a, 8a. The ceramic substrate 2 is made of a partially stabilized zirconium oxide material according to the present invention, and has a surface roughness Ra of 0.03.
It is finished so as to be in a range of 0.9 μm. Therefore, in the piezoelectric / electrostrictive film type element having such a structure, when an electric field is applied to the piezoelectric / electrostrictive layer 6,
Due to the transverse effect of the electric field induced strain, a bending displacement or a generated force in a direction perpendicular to the plate surface of the ceramic substrate 2 is developed.

【0015】また、図2においては、セラミック基板2
の一面上に複数の帯状電極10とそれらを接続する帯状
の電極接続部12とからなる櫛型の電極膜14a及びそ
れと同形状の電極膜14bが、図示の如き配置形態にお
いて、それぞれ設けられると共に、更にそれらの電極膜
14a,14b間に、それら電極膜14a,14bと接
するように、圧電/電歪層6が形成され、一体構造とさ
れている。そして、かかる構造の圧電/電歪膜型素子に
おいては、その圧電/電歪層6に電界が作用せしめられ
ると、電界誘起歪の縦効果により、セラミック基板2の
板面に垂直な方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめ
られるのである。
In FIG. 2, the ceramic substrate 2
A comb-shaped electrode film 14a composed of a plurality of band-shaped electrodes 10 and a band-shaped electrode connection portion 12 connecting them and an electrode film 14b having the same shape are provided on one surface in an arrangement form as shown in FIG. Further, a piezoelectric / electrostrictive layer 6 is formed between the electrode films 14a and 14b so as to be in contact with the electrode films 14a and 14b, thereby forming an integral structure. In the piezoelectric / electrostrictive film type element having such a structure, when an electric field is applied to the piezoelectric / electrostrictive layer 6, the piezoelectric / electrostrictive layer 6 is bent in a direction perpendicular to the plate surface of the ceramic substrate 2 due to a longitudinal effect of electric field induced strain. The displacement or generated force is developed.

【0016】さらに、図3及び図4には、それぞれ、図
1及び図2に示される如き素子において、そのセラミッ
ク基板2の形状を変えた例が示されている。即ち、図3
及び図4においては、外縁部が厚肉とされる一方、内側
部位が薄肉厚部16aとされたセラミック基板16が用
いられており、そして、その薄肉厚部16aの面上に
は、二つの電極膜4,8;14a,14bと圧電/電歪
層6とからなる圧電/電歪作動部が、一体的に設けられ
ている。
FIGS. 3 and 4 show examples in which the shape of the ceramic substrate 2 is changed in the elements shown in FIGS. 1 and 2, respectively. That is, FIG.
4 and FIG. 4, a ceramic substrate 16 is used in which an outer edge portion is made thick and an inner portion is made a thin thick portion 16a, and two thin portions 16a are provided on the surface of the thin thick portion 16a. Piezoelectric / electrostrictive operating portions composed of the electrode films 4, 8; 14a, 14b and the piezoelectric / electrostrictive layer 6 are provided integrally.

【0017】さらにまた、図5に示される素子は、セラ
ミック基板16の薄肉厚部16aの両面に、圧電/電歪
作動部(4,6,8)がそれぞれ設けられたバイモルフ
型の圧電/電歪膜型素子の例である。
Further, the element shown in FIG. 5 has a bimorph type piezoelectric / electrostrictive element in which piezoelectric / electrostrictive operating portions (4, 6, 8) are provided on both surfaces of a thin thick portion 16a of a ceramic substrate 16, respectively. It is an example of a strain film type element.

【0018】図6に示される素子においては、セラミッ
ク基板2の一方の面上に、二つの帯状電極膜18,18
が渦巻状に相対向して位置するように設けられ、またこ
れら帯状電極膜18,18を埋め込むように、圧電/電
歪層6が設けられることによって、それら帯状電極膜1
8,18と圧電/電歪層6とによって、圧電/電歪作動
部が構成されている。
In the device shown in FIG. 6, two band-like electrode films 18 and 18 are provided on one surface of the ceramic substrate 2.
Are provided so as to be spirally opposed to each other, and the piezoelectric / electrostrictive layer 6 is provided so as to embed these band-shaped electrode films 18, 18.
The piezoelectric / electrostrictive operating section is constituted by the piezoelectric / electrostrictive layers 6 and 8.

【0019】また、図7〜図11は、それぞれ、複数の
圧電/電歪作動部がセラミック基板上に設けられてな
る、本発明に従う素子の異なる例を示すものであって、
それら複数の圧電/電歪作動部は、積層形態において、
或いは並設形態において、セラミック基板上に設けられ
ている。
FIGS. 7 to 11 show different examples of the element according to the present invention in which a plurality of piezoelectric / electrostrictive operating parts are provided on a ceramic substrate, respectively.
The plurality of piezoelectric / electrostrictive actuating parts, in a laminated form,
Alternatively, in a side-by-side configuration, they are provided on a ceramic substrate.

【0020】例えば、図7では、セラミック基板2の一
方の面上に、一定の間隔で複数の帯状電極膜18が配列
され、そして、それら帯状電極膜18を埋め込んだ状態
において、所定厚さの圧電/電歪層6が設けられること
によって、圧電/電歪作動部が形成された例が示されて
おり、更にその圧電/電歪作動部(6,18)上には、
電極膜20、膜状の圧電/電歪層22及び電極膜20が
順次積層一体化せしめられた構造とされている。かかる
二つの電極膜20,20と圧電/電歪層22によって、
他の一つの圧電/電歪作動部が形成されているのであ
る。
For example, in FIG. 7, a plurality of strip-shaped electrode films 18 are arranged on one surface of the ceramic substrate 2 at regular intervals, and when the strip-shaped electrode films 18 are embedded, An example is shown in which a piezoelectric / electrostrictive operating section is formed by providing the piezoelectric / electrostrictive layer 6, and further on the piezoelectric / electrostrictive operating section (6, 18),
The electrode film 20, the film-like piezoelectric / electrostrictive layer 22, and the electrode film 20 are sequentially laminated and integrated. With the two electrode films 20 and 20 and the piezoelectric / electrostrictive layer 22,
Another piezoelectric / electrostrictive operating portion is formed.

【0021】また、図8〜図10に示される例において
は、複数の圧電/電歪作動部(4,6,8)がセラミッ
ク基板2上に並設形態において設けられており、特に図
8及び図9に示される素子においては、それら複数の圧
電/電歪作動部(4,6,8)の間に位置するセラミッ
ク基板2に、スリット24が入れられて、それぞれの圧
電/電歪作動部が互いに独立した形態とされている。ま
た、図10の素子においは、セラミック基板2に長手の
矩形孔26が所定ピッチで設けられ、梯子状のセラミッ
ク基板2とされており、そして、この梯子状のセラミッ
ク基板2の矩形孔26,26に挟まれた接続部2a上に
第一の電極膜4と膜状の圧電/電歪層6と第二の電極膜
8とからなる圧電/電歪作動部が、それぞれ形成されて
いる。なお、図8において、28は、圧電/電歪層6の
背部で、第一の電極膜4と第二の電極膜8とを電気的に
絶縁する絶縁膜である。
In the examples shown in FIGS. 8 to 10, a plurality of piezoelectric / electrostrictive operating portions (4, 6, 8) are provided on the ceramic substrate 2 side by side. In the device shown in FIG. 9 and FIG. 9, a slit 24 is formed in the ceramic substrate 2 located between the plurality of piezoelectric / electrostrictive actuation portions (4, 6, 8), so that the respective piezoelectric / electrostrictive The parts are independent from each other. In the element shown in FIG. 10, the ceramic substrate 2 is provided with long rectangular holes 26 at a predetermined pitch to form a ladder-shaped ceramic substrate 2. A piezoelectric / electrostrictive operating portion composed of the first electrode film 4, the film-shaped piezoelectric / electrostrictive layer 6, and the second electrode film 8 is formed on the connection portion 2a sandwiched between the two. In FIG. 8, reference numeral 28 denotes an insulating film for electrically insulating the first electrode film 4 from the second electrode film 8 at the back of the piezoelectric / electrostrictive layer 6.

【0022】さらに、図11に示される素子の例におい
ては、1枚の大きなセラミック基板2上に、第一の電極
膜4と膜状の圧電/電歪層6と第二の電極膜8とからな
る圧電/電歪作動部の複数が、所定ピッチにて一体的に
並設された構造において設けられている。
Further, in the example of the element shown in FIG. 11, a first electrode film 4, a film-like piezoelectric / electrostrictive layer 6, and a second electrode film 8 are formed on one large ceramic substrate 2. Are provided in a structure in which a plurality of the piezoelectric / electrostrictive operation sections are integrally arranged at a predetermined pitch.

【0023】更にまた、図12及び図13には、図11
に示される素子において、そのセラミック基板2の形状
及び圧電/電歪作動部(4,6,8)の配設形態を変え
た例が示されている。即ち、基板裏面形態を示す図12
から明らかなように、厚肉のセラミック基板16の裏面
に、所定の大きさのキャビティ30が所定ピッチで千鳥
状に設けられており、以てこのキャビティ30の底部に
よって与えられる薄肉厚部16aが千鳥状に配置された
基板構成となっている。そして、このセラミック基板1
6の表面には、図13に示されるように、前記薄肉厚部
16a上に位置するように、圧電/電歪作動部(4,
6,8)が一体的に形成されて、千鳥状に配置せしめら
れている。
FIGS. 12 and 13 show FIG.
2 shows an example in which the shape of the ceramic substrate 2 and the arrangement of the piezoelectric / electrostrictive operating portions (4, 6, 8) are changed. That is, FIG.
As is apparent from FIG. 3, on the back surface of the thick ceramic substrate 16, cavities 30 of a predetermined size are provided in a staggered manner at a predetermined pitch, so that a thin thick portion 16 a provided by the bottom of the cavity 30 is formed. The substrate configuration is a staggered arrangement. And this ceramic substrate 1
As shown in FIG. 13, the surface of the piezoelectric / electrostrictive operating portion (4, 6) is positioned on the thin thick portion 16a.
6, 8) are integrally formed and arranged in a staggered manner.

【0024】そして、このような各種の構造の素子にお
いては、何れも、アクチュエータとして機能させるべ
く、その圧電/電歪作動部を構成する二つの電極膜の間
に、従来と同様にして通電が行なわれ、それによって圧
電/電歪層に電界が作用せしめられると、そのような電
界に基づくところの圧電/電歪層の電界誘起歪が誘起さ
れ、以てセラミック基板の板面に垂直な方向の屈曲変位
乃至は発生力が発現せしめられるのである。
In each of the elements having such various structures, in order to function as an actuator, a current is applied between the two electrode films constituting the piezoelectric / electrostrictive operating portion in the same manner as in the prior art. When an electric field is applied to the piezoelectric / electrostrictive layer, electric field-induced strain of the piezoelectric / electrostrictive layer based on such an electric field is induced, and the direction perpendicular to the plate surface of the ceramic substrate is generated. Is generated.

【0025】ところで、これら本発明に従う圧電/電歪
膜型素子において、その圧電/電歪作動部が形成される
セラミック基板(2,16)に関して、それを与える材
料としては、所定の化合物で結晶相が主として正方晶若
しくは主として、立方晶、正方晶、単斜晶のうち少なく
とも2種以上の結晶相からなる混晶とされた部分安定化
酸化ジルコニウムを主成分とする材料が用いられること
となる。本発明に従う膜型素子は、後述するように、一
般に、基板と共に、高い温度で熱処理され、その際の耐
熱性、また圧電/電歪材料との電極膜を介した反応性、
更には熱処理時の応力に対する強度等、基板の材料特性
によって、得られる膜型素子の特性、例えば発生力や変
位が影響を受けることを見い出したことに基づくもので
あるが、その中で、部分的に安定化された酸化ジルコニ
ウムは、素子の変位、発生力等の特性に優れ、基板材料
として極めて有効なものである。
Incidentally, in the piezoelectric / electrostrictive film type element according to the present invention, as for the ceramic substrate (2, 16) on which the piezoelectric / electrostrictive operating portion is formed, the material for providing the same is a crystal made of a predetermined compound. A material mainly composed of partially stabilized zirconium oxide whose phase is mainly tetragonal or a mixed crystal composed of at least two or more crystal phases of cubic, tetragonal and monoclinic will be used. . The film-type element according to the present invention is generally heat-treated at a high temperature together with a substrate, as described later, and has heat resistance at that time, reactivity with a piezoelectric / electrostrictive material via an electrode film,
Furthermore, it is based on the finding that the properties of the obtained film-type element, such as the generated force and displacement, are affected by the material properties of the substrate, such as the strength against stress during heat treatment. Zirconium oxide, which has been stabilized stably, has excellent characteristics such as element displacement and generated force, and is extremely effective as a substrate material.

【0026】この酸化ジルコニウムを部分安定化せし
め、且つその結晶相を、主として正方晶、若しくは主と
して、立方晶、正方晶、単斜晶のうち少なくとも2種以
上の結晶相からなる混晶にするための化合物としては、
酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、
酸化カルシウムのうちの少なくとも一つの化合物を添
加、含有せしめることにより、酸化ジルコニウムは部分
安定化されることとなるが、その部分安定化は、一種類
の化合物の添加のみならず、それらの化合物を組み合わ
せて、添加することによっても、目的とする酸化ジルコ
ニウムの部分安定化は可能である。なお、それら部分安
定化剤の添加含有量としては、酸化イットリウムに関し
ては2モル%〜7モル%、酸化セリウムに関しては6モ
ル%〜15モル%、酸化マグネシウム、酸化カルシウム
に関しては5モル%〜12モル%とすることが好ましい
が、その中でも、特に酸化イットリウムを部分安定化剤
として用いることが好ましく、その場合においては、2
モル%〜7モル%、更に好ましくは2モル%〜4モル%
とすることが望ましい。そのような範囲で酸化イットリ
ウムを添加・含有せしめてなる酸化ジルコニウムは、そ
の主たる結晶相が、正方晶、若しくは立方晶、正方晶、
単斜晶のうち少なくとも2種以上の結晶相からなる混晶
において部分安定化され、優れた基板特性を与えること
となる。なお、ここで論じた結晶相は、焼成した磁器基
板を鏡面研磨し、X線により同定されるものである。ま
た、その結晶相を安定に存在させ、大きな基板強度が得
られる為には、基板の平均結晶粒子径も重要となる。即
ち、平均粒子径として、0.05μm〜3μmであるこ
とが好ましく、更に好ましくは1μm以下であることが
望ましい。
In order to partially stabilize the zirconium oxide and to make its crystal phase mainly a tetragonal crystal or a mixed crystal mainly composed of at least two crystal phases of cubic, tetragonal and monoclinic. As a compound of
Yttrium oxide, cerium oxide, magnesium oxide,
By adding and including at least one compound of calcium oxide, zirconium oxide is partially stabilized, but the partial stabilization is not only the addition of one kind of compound, but also the compounding of those compounds. Partial stabilization of the desired zirconium oxide is also possible by adding in combination. The content of the partial stabilizer is 2 mol% to 7 mol% for yttrium oxide, 6 mol% to 15 mol% for cerium oxide, and 5 mol% to 12 mol for magnesium oxide and calcium oxide. It is preferable to use yttrium oxide as the partial stabilizing agent.
Mol% to 7 mol%, more preferably 2 mol% to 4 mol%
It is desirable that Zirconium oxide obtained by adding and containing yttrium oxide in such a range, the main crystal phase is tetragonal, or cubic, tetragonal,
A mixed crystal composed of at least two or more crystal phases among the monoclinic crystals is partially stabilized, and provides excellent substrate characteristics. The crystal phase discussed here is one in which the fired porcelain substrate is mirror-polished and identified by X-rays. In addition, the average crystal grain size of the substrate is also important in order for the crystal phase to exist stably and to obtain a large substrate strength. That is, the average particle diameter is preferably 0.05 μm to 3 μm, and more preferably 1 μm or less.

【0027】なお、酸化ジルコニウム基板の安定化に用
いられる化合物としては、一般に、酸化イットリウム、
酸化マグネシウム等が知られているが、そのような化合
物の添加量によって、安定化される結晶相は異なるもの
となる。しかし、結晶相は、そのような化合物の添加量
だけで決定されるものではなく、原料粉末の結晶粒子径
によっても異なることとなり、更には焼成によって作製
された酸化ジルコニウム磁器の結晶粒子径、それに関連
して焼成温度・時間も因子となるのである。例えば、酸
化イットリウムを安定化剤として用いた場合には、結晶
相を主として正方晶にするためには、安定化剤の添加量
として2〜4モル%、原料粉末の粒子径として0.1μ
m以下、作製される磁器の結晶粒子径として1μm以
下、焼成温度は原料によって異なるため、一概に言えな
いところであるが、粒成長の起こらない温度・時間が必
要となるのである。即ち、これらの条件を同時に満足し
てはじめて、正方晶が安定に存在した結晶相を主とする
酸化ジルコニウム基板の調製が可能となるのである。一
方、結晶相を主として、立方晶、正方晶、単斜晶のうち
少なくとも2種以上の結晶相からなる混晶とするために
は、安定化剤の添加量の上限を7モル%程度までとし、
作製した磁器の結晶粒子径も3μm以下という条件が採
用される。これらの条件の範囲外では、例えば、安定化
剤の添加量が2モル%より少なくなると単斜晶が主とな
り、また原料粉末や磁器の結晶粒子径も大きくなると、
正方晶が安定して出来難くなるのである。
The compound used for stabilizing the zirconium oxide substrate is generally yttrium oxide,
Magnesium oxide and the like are known, but the crystal phase to be stabilized differs depending on the amount of such a compound added. However, the crystal phase is not determined only by the amount of such a compound added, but also depends on the crystal particle diameter of the raw material powder, and furthermore, the crystal particle diameter of zirconium oxide porcelain produced by firing, and Relatedly, the firing temperature and time are also factors. For example, when yttrium oxide is used as a stabilizer, in order to make the crystal phase mainly a tetragonal crystal, the amount of the stabilizer added is 2 to 4 mol%, and the particle diameter of the raw material powder is 0.1 μm.
m or less, the crystal grain diameter of the porcelain to be produced is 1 μm or less, and the firing temperature differs depending on the raw material. Therefore, although it cannot be said unconditionally, a temperature and time that do not cause grain growth are required. That is, only when these conditions are satisfied at the same time, it becomes possible to prepare a zirconium oxide substrate mainly composed of a crystal phase in which tetragonal crystals are stably present. On the other hand, in order to make the crystal phase mainly a mixed crystal composed of at least two crystal phases among cubic, tetragonal and monoclinic, the upper limit of the amount of the stabilizer to be added is up to about 7 mol%. ,
The condition that the crystal grain size of the produced porcelain is 3 μm or less is adopted. Outside of these conditions, for example, when the amount of the stabilizer added is less than 2 mol%, monoclinic crystals are predominant, and when the raw material powder and the crystal particle size of the porcelain also increase,
The tetragonal crystal becomes stable and difficult to produce.

【0028】かかる状況下、本発明に従う部分安定化酸
化ジルコニウム基板を作製するためには、一般に、前述
の如き化合物の所定量を用いると共に、原料粉末の結晶
平均粒子径が0.1μm以下の原料を使用し、焼成温度
を1300℃〜1600℃に設定する条件が採用される
こととなる。
Under these circumstances, in order to produce a partially stabilized zirconium oxide substrate according to the present invention, generally, a predetermined amount of the compound described above is used, and a raw material powder having a crystal average particle diameter of 0.1 μm or less is used. And the conditions for setting the firing temperature to 1300 ° C. to 1600 ° C. will be adopted.

【0029】また、セラミック基板の形態としては、先
に、図1や図2等に示した単板状の物(2)でも、また
図3や図4等に示される如き、凹所の底部が薄肉厚部
(16a)とされ、その薄肉厚部の面上に圧電/電歪作
動部が形成されるキャビティ構造を有している基板(1
6)でも良いが、後者のキャビティ構造を有する基板の
方が、当該部位の基板厚さを薄くすることが出来、以て
素子基板の強度を低下させることなく、また並設形態に
おいて隣接する圧電/電歪作動部同士が変位或いは振動
時に薄肉厚部と薄肉厚部の間にある厚肉部によって互い
に干渉することが少ないために、好ましく用いられる。
なお、このようなキャビティ構造を有している基板(1
6)のキャビティの寸法に関し、そのようなキャビティ
の長さは、その幅の2倍から20倍であることが好まし
く、一方キャビティ基板(16)の薄肉厚部(16a)
に形成される圧電/電歪作動部は、素子の変位・発生力
の点から、該キャビティの幅に対して50%〜90%と
することが好ましい。
As the form of the ceramic substrate, the single plate-shaped object (2) shown in FIGS. 1 and 2 and the bottom of the recess as shown in FIGS. Is a thin portion (16a), and a substrate (1) having a cavity structure in which a piezoelectric / electrostrictive operating portion is formed on the surface of the thin portion.
6), the latter substrate having a cavity structure can reduce the thickness of the substrate at the relevant portion, thereby reducing the strength of the element substrate, and further reducing the piezoelectric strength of the adjacent piezoelectric elements in a juxtaposed configuration. It is preferably used because the electrostriction actuating portions are less likely to interfere with each other due to the thick portion between the thin portion and the thick portion during displacement or vibration.
The substrate (1) having such a cavity structure
With regard to the dimensions of the cavity of 6), the length of such a cavity is preferably from 2 to 20 times its width, while the thinned portion (16a) of the cavity substrate (16)
Is preferably 50% to 90% with respect to the width of the cavity from the viewpoint of the displacement and generation force of the element.

【0030】さらに、薄肉のセラミック基板の厚さに関
しては、素子の高速応答性と大きな変位を得るために、
一般に50μm以下、好ましくは30μm以下、更に好
ましくは10μm以下とされる。
Further, regarding the thickness of the thin ceramic substrate, in order to obtain a high-speed response and a large displacement of the element,
Generally, it is 50 μm or less, preferably 30 μm or less, and more preferably 10 μm or less.

【0031】更にまた、かかるセラミック基板は、最終
的には、焼結せしめられた形態とされるが、圧電/電歪
作動部の形成に先立って、予め焼結した基板としておく
ことが出来、また基板材料のグリーンシートを用い、後
述の膜形成による圧電/電歪作動部の形成を行なった後
に焼結させても良いが、その中では、予め焼結した基板
が、素子の反りを小さくすることが出来、またパターン
寸法精度が得られることから、有利に用いられることと
なる。なお、キャビティ構造を有するセラミック基板
(16)は、金型や超音波加工等の機械加工法を用いて
空孔部を設けたグリーンシートに、薄肉厚部となる薄い
グリーンシートを積層・熱圧着した後、焼成・一体化す
ることによって作製することが、高い信頼性の点から好
ましい。また、本発明に従う部分安定化された酸化ジル
コニウムを主成分とする基板材料中に、酸化アルミニウ
ムや酸化チタン、更には粘土等の焼結助剤を添加しても
良いが、焼成した基板に酸化珪素(SiO2 ,SiO)
が1%以上含有されないように、助剤の組成や添加量を
調整することが望ましい。過剰に酸化珪素が基板に含有
されていると、圧電/電歪材料との熱処理時に反応が生
じ易く、組成の制御が困難となる。
Furthermore, such a ceramic substrate is finally formed into a sintered form, but it can be a sintered substrate before forming the piezoelectric / electrostrictive operating portion. Alternatively, a green sheet of a substrate material may be used to form a piezoelectric / electrostrictive operating portion by forming a film, which will be described later, followed by sintering. And the pattern dimensional accuracy can be obtained. The ceramic substrate (16) having a cavity structure is formed by laminating a thin green sheet to be a thin thick part on a green sheet having a hole by using a machining method such as a mold or ultrasonic processing, and thermocompression bonding. After that, it is preferable to produce by firing and integrating from the viewpoint of high reliability. Further, a sintering aid such as aluminum oxide, titanium oxide, or clay may be added to the partially stabilized zirconium oxide-based substrate material according to the present invention. Silicon (SiO 2 , SiO)
It is desirable to adjust the composition and amount of the auxiliary agent so that 1% or more is not contained. If silicon oxide is excessively contained in the substrate, a reaction is likely to occur during heat treatment with the piezoelectric / electrostrictive material, and it becomes difficult to control the composition.

【0032】ところで、かくの如きセラミック基板は、
その上に形成される圧電/電歪作動部の作動特性、換言
すればそこにおいて発生する歪み、応力を有効に受け、
またその逆の作用を有効に行なうために、Raにて表わ
される表面粗さが0.03〜0.9μmの範囲内となる
ように調整される。このような表面粗さ:Raの調整
は、また、薄い基板の強度を確保する上においても有効
である。
By the way, such a ceramic substrate is
Effectively receiving the operating characteristics of the piezoelectric / electrostrictive operating portion formed thereon, in other words, the strain and stress generated there,
In order to effectively perform the opposite operation, the surface roughness represented by Ra is adjusted to be in the range of 0.03 to 0.9 μm. Such adjustment of the surface roughness Ra is also effective in securing the strength of a thin substrate.

【0033】そして、このようなセラミック基板上に所
定の電極膜(4,8)及び圧電/電歪層6を設けて圧電
/電歪作動部を形成するには、公知の各種の膜形成法が
適宜に採用され、例えばスクリーン印刷、スプレー、デ
ィッピング、塗布等の厚膜形成手法、イオンビーム、ス
パッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、CV
D、メッキ等の薄膜形成手法が適宜に選択される。特
に、膜状の圧電/電歪層(6)を形成するには、スクリ
ーン印刷、スプレー、ディッピング、塗布等による厚膜
形成手法が好適に採用されることとなる。この厚膜形成
手法によれば、圧電/電歪材料のセラミック粒子を主成
分とするペーストやスラリーを用いてセラミック基板上
に膜形成することが出来、良好な素子特性が得られるか
らである。また、そのような膜の形状としては、スクリ
ーン印刷法やフォトリソグラフィ法等を用いてパターン
形成する他、レーザー加工法や、スライシング、超音波
加工等の機械加工法を用い、不必要な部分を除去して、
パターン形成しても良い。
In order to form a piezoelectric / electrostrictive operating portion by providing a predetermined electrode film (4, 8) and a piezoelectric / electrostrictive layer 6 on such a ceramic substrate, various known film forming methods are used. Are appropriately adopted, for example, thick film forming techniques such as screen printing, spraying, dipping, and coating, ion beam, sputtering, vacuum deposition, ion plating, and CV.
D, a thin film forming technique such as plating is appropriately selected. In particular, in order to form the film-like piezoelectric / electrostrictive layer (6), a method of forming a thick film by screen printing, spraying, dipping, coating, or the like is suitably adopted. According to this method of forming a thick film, a film can be formed on a ceramic substrate using a paste or a slurry mainly composed of ceramic particles of a piezoelectric / electrostrictive material, and good element characteristics can be obtained. In addition, as the shape of such a film, in addition to pattern formation using a screen printing method, a photolithography method, or the like, a laser processing method, slicing, or a mechanical processing method such as ultrasonic processing is used to remove unnecessary portions. Remove it,
A pattern may be formed.

【0034】なお、ここで作製される素子の構造や膜状
の圧電/電歪作動部の形状は、何等限定されるものでは
なく、用途に応じて、如何なる形状でも採用可能であ
り、例えば三角形、四角形等の多角形、円、楕円、円環
等の円形、櫛状、格子状又はこれらを組み合わせた特殊
形状であっても、何等差し支えない。
The structure of the element manufactured here and the shape of the film-shaped piezoelectric / electrostrictive operating portion are not limited at all, and any shape can be adopted according to the application. , A polygon such as a quadrangle, a circle such as a circle, an ellipse, a ring, a comb, a lattice, or a combination of these special shapes.

【0035】また、このようにしてセラミック基板上に
上記方法で膜形成されたそれぞれの膜(4,6,8)
は、それぞれの膜の形成の都度、熱処理されて、基板と
一体構造となるようにされても良く、また全部の膜を形
成した後、同時に熱処理して、各膜が同時に基板に一体
的に結合せしめられるようにしても良い。なお、このよ
うな膜形成手法により電極膜を形成する場合には、一体
化するために必ずしも熱処理を必要としないことがあ
る。
Each of the films (4, 6, 8) thus formed on the ceramic substrate by the above method.
May be heat-treated to form an integral structure with the substrate each time each film is formed, or heat-treated simultaneously after forming all the films so that each film is simultaneously integrated with the substrate. You may make it combine. Note that when an electrode film is formed by such a film formation technique, heat treatment may not always be required for integration.

【0036】さらに、このように形成された膜と基板と
を一体化するための熱処理温度としては、一般に900
℃〜1400℃程度の温度が採用され、好ましくは10
00℃〜1400℃の範囲の温度が有利に選択される。
また、膜状の圧電/電歪層(6)を熱処理する場合に
は、高温時に圧電/電歪層の組成が不安定とならないよ
うに、そのような圧電/電歪材料の蒸発源と共に雰囲気
制御を行ないながら、熱処理することが好ましい他、圧
電/電歪層(6)上に適当な覆蓋部材を載置して、その
表面が焼成雰囲気に直接に露呈されないようにして、焼
成する手法を採用することも推奨される。その場合、覆
蓋部材としては、基板と同様な材料系のものが用いられ
ることとなる。
Further, the heat treatment temperature for integrating the film thus formed and the substrate is generally 900
° C to 1400 ° C, preferably 10 ° C.
A temperature in the range from 00C to 1400C is advantageously chosen.
When the film-shaped piezoelectric / electrostrictive layer (6) is subjected to a heat treatment, the atmosphere of the piezoelectric / electrostrictive layer (6) may be heated together with the evaporation source of the piezoelectric / electrostrictive material so that the composition of the piezoelectric / electrostrictive layer is not unstable at a high temperature. It is preferable to perform heat treatment while performing control. In addition, a method of firing by placing an appropriate cover member on the piezoelectric / electrostrictive layer (6) so that its surface is not directly exposed to the firing atmosphere. Adoption is also recommended. In this case, a material similar to the substrate is used as the cover member.

【0037】なお、上記の方法にて作製される圧電/電
歪作動部を構成する電極膜(4,8等)の材料として
は、前記熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲
気に耐えられる導体であれば、特に規制されるものでは
なく、例えば金属単体であっても、合金であっても良
く、また絶縁性セラミックスと、金属や合金との混合物
であっても、更には導電性セラミックスであっても、何
等差し支えない。尤も、より好ましくは、白金、パラジ
ウム、ロジウム等の高融点貴金属類、或いは銀−パラジ
ウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分と
する電極材料が好適に用いられ、その中でも更に好まし
くは、白金とセラミック基板材料とのサーメット材料が
好ましく、さらに好ましくは白金と基板材料と圧電材料
とのサーメット材料が好ましい。また、電極に添加する
材料として、ガラスは、圧電/電歪膜との熱処理中に反
応が生じ易く、アクチュエータ特性を低下させる原因と
なり易いため、その使用を避けることが望ましい。な
お、電極中に添加せしめる基板材料としては、5〜30
体積%程度、一方圧電材料としては5〜20体積%程度
であることが好ましい。
The material of the electrode films (4, 8 and the like) constituting the piezoelectric / electrostrictive operating section manufactured by the above-mentioned method is a conductor which can withstand the heat treatment temperature and the high temperature oxidizing atmosphere at about the firing temperature. If it is not particularly limited, for example, it may be a simple metal, an alloy, or a mixture of an insulating ceramic and a metal or an alloy, or even a conductive ceramic. If you do, you can do nothing. However, more preferably, platinum, palladium, high melting point noble metals such as rhodium, or silver-palladium, silver-platinum, an electrode material containing an alloy such as platinum-palladium as a main component is preferably used, among which more preferably Is preferably a cermet material of platinum and a ceramic substrate material, and more preferably a cermet material of platinum, a substrate material and a piezoelectric material. Further, as a material to be added to the electrode, glass is liable to react during heat treatment with the piezoelectric / electrostrictive film, and tends to cause a decrease in actuator characteristics. In addition, as a substrate material to be added to the electrode, 5 to 30
It is preferable that the volume of the piezoelectric material is about 5 to 20% by volume.

【0038】そして、このような導体材料を用いて形成
される電極は用途に応じて適宜の厚さとされることとな
るが、電界誘起歪の横効果を用いるタイプにおいては、
一般に20μm以下、好ましくは5μm以下の厚さにお
いて形成されることとなる。一方、電界誘起歪の縦効果
を用いるタイプにおいては、電極厚さは3μm以上が望
ましく、好ましくは10μm以上であり、更に好ましく
は20μm以上の厚さにおいて、電極形成されることと
なる。
An electrode formed using such a conductive material has an appropriate thickness depending on the application. In a type using the transverse effect of electric field induced strain,
Generally, it is formed in a thickness of 20 μm or less, preferably 5 μm or less. On the other hand, in the type using the longitudinal effect of electric field-induced strain, the electrode thickness is desirably 3 μm or more, preferably 10 μm or more, and more preferably 20 μm or more.

【0039】また、圧電/電歪作動部を構成する圧電/
電歪材料としては、圧電或いは電歪効果等の電界誘起歪
を示す材料であれば、何れの材料であっても採用され得
るものであり、結晶質の材料であっても、非晶質の材料
であっても良く、また半導体材料であっても、誘電体セ
ラミックス材料や強誘電体セラミックス材料であって
も、何等差し支えなく、更には分極処理が必要な材料で
あっても、またそれが不必要な材料であっても良いので
ある。
Further, the piezoelectric / electrostrictive actuator constituting the piezoelectric / electrostrictive operating section is
As the electrostrictive material, any material can be employed as long as it exhibits an electric field-induced strain such as a piezoelectric or electrostrictive effect. It may be a material, a semiconductor material, a dielectric ceramic material or a ferroelectric ceramic material, or any material that requires a polarization treatment. Unnecessary materials may be used.

【0040】 尤も、本発明に用いられる圧電/電歪材
料としては、好ましくは、ジルコン酸チタン酸鉛(PZ
T系)を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛
(PMN系)を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛
(PNN系)を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛
を主成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とす
る材料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸
鉛を主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用
いられる。また、このような圧電/電歪材料に、ランタ
ン、バリウム、ニオブ、亜鉛、セリウム、カドミウム、
クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タ
ンタル、タングステン、ニッケル、マンガン、リチウ
ム、ストロンチウム、カルシウム、ビスマス等の酸化物
やそれらの他の化合物を添加物として含有せしめた材
料、例えばPLZT系となるように、前記PZT系を主
成分とする材料に上記の如き所定の添加物を適宜に加え
たものであっても、何等差し支えない。なお、ガラス材
料の添加は避けるべきである。なぜならば、上記圧電/
電歪材料はガラスと反応し易いために、所望の圧電/電
歪膜組成への制御が困難となり、アクチュエータ特性の
バラツキ並びに低下を惹起するからである。
However, the piezoelectric / electrostrictive material used in the present invention is preferably a lead zirconate titanate (PZ).
T-based material, Lead magnesium niobate (PMN-based) material, Nickel lead niobate (PNN-based) material, Lead manganese niobate-based material A material containing lead antimonate stannate as a main component, a material containing lead zinc niobate as a main component, a material containing lead titanate as a main component, and a composite material thereof are used. In addition, lanthanum, barium, niobium, zinc, cerium, cadmium,
Materials containing oxides such as chromium, cobalt, antimony, iron, yttrium, tantalum, tungsten, nickel, manganese, lithium, strontium, calcium, bismuth and other compounds as additives, such as PLZT-based materials The PZT system is mainly used
Add the prescribed additives as described above to the ingredients as appropriate
Even those were, what, etc. no problem. Note that the addition of a glass material should be avoided. Because the above piezoelectric /
This is because the electrostrictive material easily reacts with the glass, so that it is difficult to control the composition of the piezoelectric / electrostrictive film to a desired one, which causes variation and deterioration of the actuator characteristics.

【0041】これら圧電/電歪材料の中でも、マグネシ
ウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる
成分を主成分とする材料若しくはニッケルニオブ酸鉛と
マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛と
からなる成分を主成分とする材料が好ましく、更にその
中でも特に、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛と
チタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料が、その
熱処理中における基板材料との反応が少ないことから成
分の偏析が起きにくく、組成を保つための処理が好適に
行なわれ得、目的とする組成及び結晶構造が得られ易い
等、高い圧電定数を有することと併せて有利に用いら
れ、スクリーン印刷、スプレー、ディッピング、塗布等
の厚膜形成手法で圧電/電歪膜を形成する場合の材料と
して推奨される。なお、多成分系圧電/電歪材料の場
合、成分の組成によって圧電特性が変化するが、本発明
で好適に採用されるマグネシウムニオブ酸鉛−ジルコン
酸鉛−チタン酸鉛の3成分系材料では、擬立方晶−正方
晶−菱面体晶の相境界付近の組成が好ましく、特にマグ
ネシウムニオブ酸鉛:15モル%〜50モル%、ジルコ
ン酸鉛:10モル%〜45モル%、チタン酸鉛:30モ
ル%〜45モル%の組成が、高い圧電定数と電気機械結
合係数を有することから、有利に採用される。
Among these piezoelectric / electrostrictive materials, it is composed of lead magnesium niobate, lead zirconate and lead titanate.
The material whose main component is or lead nickel niobate, lead magnesium niobate, lead zirconate and lead titanate
Preferred is a material mainly composed of a component consisting of , more particularly, among them, lead magnesium niobate and lead zirconate.
A material mainly composed of a component consisting of lead titanate is less likely to segregate due to less reaction with the substrate material during the heat treatment, and a treatment for maintaining the composition can be suitably performed. It is advantageously used in combination with having a high piezoelectric constant, such as easy to obtain the composition and crystal structure to be used, when forming a piezoelectric / electrostrictive film by a thick film forming technique such as screen printing, spraying, dipping, coating, etc. Recommended as a material. In the case of a multi-component piezoelectric / electrostrictive material, the piezoelectric characteristics change depending on the composition of the components. However, in the three-component material of lead magnesium niobate-lead zirconate-lead titanate suitably employed in the present invention, The composition is preferably in the vicinity of the phase boundary of pseudocubic-tetragonal-rhombohedral. Particularly, lead magnesium niobate: 15 mol% to 50 mol%, lead zirconate: 10 mol% to 45 mol%, lead titanate: A composition of 30 mol% to 45 mol% is advantageously employed because it has a high piezoelectric constant and an electromechanical coupling coefficient.

【0042】なお、上記の如くして形成される電極膜と
圧電/電歪膜(層)から構成される圧電/電歪作動部の
厚さとしては、一般に100μm以下とされ、また圧電
/電歪膜の厚さとしては、低作動電圧で大きな変位等を
得るために、好ましくは50μm以下、更に好ましくは
3μm以上40μm以下とされることが望ましい。
The thickness of the piezoelectric / electrostrictive operating portion composed of the electrode film and the piezoelectric / electrostrictive film (layer) formed as described above is generally set to 100 μm or less. The thickness of the strain film is preferably 50 μm or less, more preferably 3 μm or more and 40 μm or less, in order to obtain a large displacement or the like at a low operating voltage.

【0043】以下の表1に、結晶相の異なる各種の材料
からなる基板を用いて作製されたアクチュエータの諸特
性を示した。なお、アクチュエータの作製に際しては、
基板形状としては、図3に示される如き薄肉厚部(16
a)を有するキャビティ形状とし、その薄肉厚部(16
a)厚さは10μmとした。また、圧電/電歪作動部に
は、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸
鉛とからなる成分を主成分とする圧電/電歪材料を用
い、それを、30μm厚になるようにスクリーン印刷
し、1000℃以上の熱処理を行なって、形成した。薄
肉厚部の大きさは0.8mm×3mmである。破壊強度
の測定は、0.3mmφの面積を有する測定子を薄肉厚
部の中心部に垂直に当て、荷重をかけることにより、行
なった。アクチュエータの変位は、DC30V印加時の
数値である。
Table 1 below shows various characteristics of an actuator manufactured using substrates made of various materials having different crystal phases. When manufacturing the actuator,
As the shape of the substrate, as shown in FIG.
a) and the thin and thick portion (16)
a) The thickness was 10 μm. Also, the piezoelectric / electrostrictive operating section contains lead magnesium niobate, lead zirconate and titanate.
A piezoelectric / electrostrictive material containing a lead component as a main component was used, screen-printed to a thickness of 30 μm, and heat-treated at 1000 ° C. or higher. The size of the thin thick part is 0.8 mm × 3 mm. The measurement of the breaking strength was performed by applying a load to the center of the thin-walled portion vertically with a probe having an area of 0.3 mmφ. The displacement of the actuator is a numerical value when DC 30 V is applied.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】かかる表の結果から明らかなように、所定
の結晶相を有する部分安定化された酸化ジルコニウム
は、他の基板材料に比べて、圧電/電歪材料との反応が
なく、且つアクチュエータとしての変位が大きく、更に
薄い板厚においても高い機械強度を示している。
As is evident from the results in the table, partially stabilized zirconium oxide having a predetermined crystal phase does not react with the piezoelectric / electrostrictive material as compared with other substrate materials, and acts as an actuator. Is large, and shows high mechanical strength even with a thinner plate thickness.

【0046】また、基板の表面粗さ:Raを種々異なら
しめて、上記と同様な実験を行ない、その結果を、下記
表2に示した。この表2の結果より、基板の表面粗さ:
Raが0.03〜0.9μmの範囲内にあるものが優れ
た特徴を示している。
The same experiment as described above was conducted by changing the surface roughness Ra of the substrate in various ways. The results are shown in Table 2 below. From the results in Table 2, the surface roughness of the substrate:
Those having Ra in the range of 0.03 to 0.9 μm show excellent characteristics.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】以上、本発明を幾つかの実施例に基づいて
具体的に説明してきたが、本発明は、上記の実施例によ
って限定的に解釈されるものでは決してなく、本発明の
範囲を逸脱しない限りにおいて、種々なる変更、修正、
改良等を加え得るものであることが理解されるべきであ
る。
Although the present invention has been described in detail with reference to some embodiments, the present invention is not construed as being limited to the above-described embodiments, and departs from the scope of the present invention. Unless otherwise stated, various changes, modifications,
It should be understood that improvements and the like can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の一実施例を
示す斜視部分説明図である。
FIG. 1 is a partial perspective view showing one embodiment of a piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図2】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の異なる一実
施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 2 is a perspective partial explanatory view showing another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film type device according to the present invention.

【図3】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の更に異なる
実施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 3 is a partial perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図4】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の更に異なる
実施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 4 is a partial perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図5】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の他の一つの
実施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 5 is a partial perspective view showing another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図6】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の他の異なる
実施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 6 is a partial perspective view showing another example of the piezoelectric / electrostrictive film type device according to the present invention.

【図7】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の他の更に異
なる実施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 7 is a partial perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図8】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の異なる実施
例の一つを示す斜視部分説明図である。
FIG. 8 is a partial perspective view showing another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film type device according to the present invention.

【図9】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の更に異なる
実施例の一つを示す斜視部分説明図である。
FIG. 9 is a partial perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図10】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の他の更に
異なる実施例を示す斜視部分説明図である。
FIG. 10 is a partial perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film element according to the present invention.

【図11】本発明に係る圧電/電歪膜型素子の他の更に
異なる実施例の一つを示す斜視部分説明図である。
FIG. 11 is a partial perspective view showing another still another embodiment of the piezoelectric / electrostrictive film type device according to the present invention.

【図12】図11に示される圧電/電歪膜型素子の変形
例の素子裏面を示す斜視部分説明図である。
FIG. 12 is a partial perspective view showing a back surface of a modified example of the piezoelectric / electrostrictive film type device shown in FIG. 11;

【図13】図12に示される圧電/電歪膜型素子の図1
1に相当する斜視部分説明図である。
13 is a view showing the piezoelectric / electrostrictive film type device shown in FIG. 12; FIG.
FIG. 2 is a perspective partial explanatory view corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,16 セラミック基板 4 第一の電極膜 6,22 圧電/電歪層 8 第二の電極膜 10,18 帯状電極膜 12 電極接続部 14a,14b 櫛状電極膜 16a 薄肉厚部 20 電極膜 24 スリット 26 矩形孔 2, 16 Ceramic substrate 4 First electrode film 6, 22 Piezoelectric / electrostrictive layer 8 Second electrode film 10, 18 Strip electrode film 12 Electrode connection part 14a, 14b Comb electrode film 16a Thin thick part 20 Electrode film 24 Slit 26 rectangular hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−175569(JP,A) 特開 平1−138898(JP,A) 特開 平4−12678(JP,A) 特開 平5−97437(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/48 H01L 41/09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-175569 (JP, A) JP-A-1-138988 (JP, A) JP-A-4-12678 (JP, A) 97437 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/48 H01L 41/09

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 薄肉のセラミック基板と、該セラミック
基板上に設けられた、電極及び圧電/電歪層からなる圧
電/電歪作動部とを備えた圧電/電歪素子にして、前記
圧電/電歪作動部が膜形成法によって形成されている一
方、前記セラミック基板が、酸化イットリウム、酸化セ
リウム、酸化マグネシウム及び酸化カルシウムからなる
群より選ばれた少なくとも一つの化合物の含有によって
結晶相が部分安定化され、且つその結晶相が、主として
正方晶、若しくは主として、正方晶、立方晶、単斜晶の
うちの少なくとも2種以上の結晶相を含む混晶からなる
酸化ジルコニウムを主成分とする材料から構成されてい
ると共に、かかるセラミック基板の表面粗さ:Raが、
0.03〜0.9μmの範囲内とされていることを特徴
とする圧電/電歪膜型素子。
1. A piezoelectric / electrostrictive element comprising a thin ceramic substrate and a piezoelectric / electrostrictive operating portion provided on the ceramic substrate and including an electrode and a piezoelectric / electrostrictive layer. While the electrostriction actuating portion is formed by a film forming method, the ceramic substrate partially stabilizes the crystal phase by containing at least one compound selected from the group consisting of yttrium oxide, cerium oxide, magnesium oxide and calcium oxide. And the crystal phase is mainly a tetragonal crystal, or a material mainly composed of zirconium oxide composed of a mixed crystal including at least two or more crystal phases of a tetragonal crystal, a cubic crystal, and a monoclinic crystal. And the surface roughness Ra of such a ceramic substrate is:
A piezoelectric / electrostrictive film element, wherein the thickness is in the range of 0.03 to 0.9 μm.
【請求項2】 前記セラミック基板が、前記酸化イット
リウムで部分安定化された酸化ジルコニウムを主成分と
する材料からなり、且つかかる酸化イットリウムの含有
量が2モル%以上、7モル%以下であることを特徴とす
る請求項1に記載の圧電/電歪膜型素子。
2. The ceramic substrate is made of a material containing zirconium oxide as a main component partially stabilized with the yttrium oxide, and the content of the yttrium oxide is 2 mol% or more and 7 mol% or less. The piezoelectric / electrostrictive film type device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記セラミック基板が、前記酸化セリウ
ムで部分安定化された酸化ジルコニウムを主成分とする
材料からなり、且つかかる酸化セリウムの含有量が6モ
ル%以上、15モル%以下であることを特徴とする請求
項1に記載の圧電/電歪膜型素子。
3. The ceramic substrate is made of a material mainly composed of zirconium oxide partially stabilized with cerium oxide, and the content of cerium oxide is at least 6 mol% and at most 15 mol%. The piezoelectric / electrostrictive film type device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記セラミック基板が、前記酸化マグネ
シウムまたは酸化カルシウムで部分安定化された酸化ジ
ルコニウムを主成分とする材料からなり、且つかかる酸
化マグネシウムまたは酸化カルシウムの含有量が5モル
%以上12モル%以下であることを特徴とする請求項1
に記載の圧電/電歪膜型素子。
4. The ceramic substrate is made of a material mainly composed of zirconium oxide partially stabilized with the magnesium oxide or calcium oxide, and the content of the magnesium oxide or calcium oxide is 5 mol% or more and 12 mol or less. % Or less.
3. The piezoelectric / electrostrictive film type element according to item 1.
JP04094742A 1991-07-18 1992-03-21 Piezoelectric / electrostrictive film type element Expired - Lifetime JP3126212B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04094742A JP3126212B2 (en) 1992-03-21 1992-03-21 Piezoelectric / electrostrictive film type element
EP92306517A EP0526048B1 (en) 1991-07-18 1992-07-16 Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia
DE69223096T DE69223096T2 (en) 1991-07-18 1992-07-16 Piezoelectric / electrostrictive element with a ceramic substrate made of stabilized zirconium dioxide
US08/239,856 US5430344A (en) 1991-07-18 1994-05-09 Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia
US08/444,930 US5691594A (en) 1991-07-18 1995-05-19 Piezoelectric/electrostricitve element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia
HK98102649A HK1003608A1 (en) 1991-07-18 1998-03-27 Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04094742A JP3126212B2 (en) 1992-03-21 1992-03-21 Piezoelectric / electrostrictive film type element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05270912A JPH05270912A (en) 1993-10-19
JP3126212B2 true JP3126212B2 (en) 2001-01-22

Family

ID=14118580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04094742A Expired - Lifetime JP3126212B2 (en) 1991-07-18 1992-03-21 Piezoelectric / electrostrictive film type element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3126212B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504388A (en) * 1993-03-12 1996-04-02 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element having electrode film(s) with specified surface roughness
US5545461A (en) * 1994-02-14 1996-08-13 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion and method of producing the same
JP3162584B2 (en) * 1994-02-14 2001-05-08 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive film element and method of manufacturing the same
US6049158A (en) * 1994-02-14 2000-04-11 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film element having convex diaphragm portions and method of producing the same
JP3471447B2 (en) 1994-11-16 2003-12-02 日本碍子株式会社 Ceramic diaphragm structure and method of manufacturing the same
JP3344888B2 (en) * 1995-12-28 2002-11-18 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive film element and method of manufacturing the same
US6246156B1 (en) 1998-03-27 2001-06-12 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element
JP2000002714A (en) 1998-04-13 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric acceleration sensor, acceleration detection means and manufacture of piezoelectric acceleration sensor
US6518690B2 (en) 2000-04-19 2003-02-11 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film type elements and process for producing the same
JP4997439B2 (en) * 2006-02-10 2012-08-08 独立行政法人産業技術総合研究所 Piezoelectric element and method for manufacturing MEMS device
JP5243118B2 (en) * 2008-07-03 2013-07-24 アルプス電気株式会社 Polymer actuator and manufacturing method thereof
JP6131682B2 (en) * 2013-03-29 2017-05-24 セイコーエプソン株式会社 Flow path unit, liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and flow path unit manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05270912A (en) 1993-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3120260B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element
EP0526048B1 (en) Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia
EP0561616B1 (en) Piezoelectric/electrostrictive element having auxiliary electrode disposed between piezoelectric/electrostrictive layer and substrate
JP3151644B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element
JP2842448B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type actuator
US5210455A (en) Piezoelectric/electrostrictive actuator having ceramic substrate having recess defining thin-walled portion
US7141916B2 (en) Ceramic stack and a piezoelectric/electrostrictive device including same
US6992421B2 (en) Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same
JP2693291B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive actuator
EP1796183A1 (en) Piezoelectric/electrostriction film type element and production method therefor
US6882089B2 (en) Piezoelectric/electrostrictive device
JP3126212B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element
JP4197494B2 (en) Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof
JP3009945B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element
JP3482101B2 (en) Piezoelectric film type element
US20020149101A1 (en) Wiring board and method of manufacturing same
JP3999156B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element and piezoelectric / electrostrictive porcelain composition
US20060061240A1 (en) Piezoelectric/electrostrictive device
JP3272004B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element
JP2002009359A (en) Integrated piezoelectric/electrostrictive film type element exhibiting excellent durability and its manufacturing method
JP3582475B2 (en) Piezoelectric / electrostrictive film type element
JP2004186436A (en) Piezoelectric/electrostrictive film element
US20050035688A1 (en) Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091102

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 12