JP5845617B2

JP5845617B2 - Piezoelectric element, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus

Info

Publication number: JP5845617B2
Application number: JP2011099244A
Authority: JP
Inventors: 力小島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-04-27
Also published as: JP2012231055A

Description

本発明は、圧電素子、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a piezoelectric element, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus.

高密度、高速駆動を可能にするため、薄膜技術を用いて製造できる圧電素子や液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドが知られている。例えば、特許文献１には、薄膜技術を用いて製造できるインクジェット式記録ヘッドおよび液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置が記載されている。 In order to enable high-density and high-speed driving, a piezoelectric element that can be manufactured using thin film technology and an ink jet recording head as a liquid ejecting head are known. For example, Patent Document 1 describes an ink jet recording head that can be manufactured using thin film technology and an ink jet recording apparatus as a liquid ejecting apparatus.

特許文献１に記載のインクジェット式記録ヘッドは、振動板の上に設けられた第１電極としての下電極を圧電体層が覆い、複数の該圧電体層を連続して覆うように第２電極としての上電極が設けられた圧電素子を有する。このような圧電素子は、例えば、第２電極により、圧電体層に対する大気中の水分等の影響を低減することができる。 The ink jet recording head described in Patent Document 1 includes a second electrode so that a piezoelectric layer covers a lower electrode as a first electrode provided on a vibration plate and continuously covers a plurality of the piezoelectric layers. As a piezoelectric element provided with an upper electrode. In such a piezoelectric element, for example, the influence of moisture in the atmosphere on the piezoelectric layer can be reduced by the second electrode.

特開２００９−１７２８７８号公報JP 2009-172878 A

しかしながら、このような構造の圧電素子に電圧が印加されて駆動する場合、第２電極の側面のエッジ部に電界が集中しやすく、その結果、圧電体層の絶縁破壊が発生する可能性がある。 However, when a voltage is applied to the piezoelectric element having such a structure to drive, the electric field tends to concentrate on the edge part of the side surface of the second electrode, and as a result, the dielectric breakdown of the piezoelectric layer may occur. .

上記事情に鑑み、第２電極の側面付近での電界集中を緩和させ、信頼性が向上した圧電素子、この圧電素子を備えた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a piezoelectric element in which electric field concentration near the side surface of the second electrode is relaxed and reliability is improved, and a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus including the piezoelectric element.

［適用例１］
本適用例に係る圧電素子は、第１電極と、前記第１電極上に形成され、圧電体からなる圧電体層と、前記圧電体層上に形成された第２電極と、を備えた圧電素子であって、前記圧電体層は、前記第２電極側の表面に凹部を有し、前記第２電極が前記凹部内に形成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、第２電極の側面が凹部の内面と接触して覆われているので、第１電極と、第２電極の側面との間の誘電率が一定となり、第２電極の側面のエッジ部の電界集中を緩和することができる。したがって、圧電体層の絶縁破壊が減少し、信頼性が向上した圧電素子が得られる。 [Application Example 1]
A piezoelectric element according to this application example includes a first electrode, a piezoelectric layer formed on the first electrode and made of a piezoelectric body, and a second electrode formed on the piezoelectric layer. In the element, the piezoelectric layer has a concave portion on a surface on the second electrode side, and the second electrode is formed in the concave portion.
According to this application example, since the side surface of the second electrode is covered in contact with the inner surface of the recess, the dielectric constant between the first electrode and the side surface of the second electrode is constant, and the second electrode It is possible to alleviate the electric field concentration at the side edge. Therefore, the dielectric breakdown of the piezoelectric layer is reduced, and a piezoelectric element with improved reliability can be obtained.

［適用例２］
上記適用例に記載の圧電素子は、前記圧電体層は同一材料からなることが好ましい。
本適用例によれば、同一材料であるため、異なる材料間の界面における電界集中をより抑制し、信頼性をさらに向上させることができると共に、効率的に製造することが可能となる。 [Application Example 2]
In the piezoelectric element described in the application example, it is preferable that the piezoelectric layer is made of the same material.
According to this application example, since the same material is used, electric field concentration at an interface between different materials can be further suppressed, reliability can be further improved, and efficient manufacturing can be achieved.

［適用例３］
上記適用例に記載の圧電素子は、前記圧電体層は前記凹部の底面を構成する材料と前記凹部の側面を構成する材料とが異なっており、前記凹部の前記側面を構成する材料の誘電率が前記凹部の前記底面を構成する材料の誘電率より高いことが好ましい。
本適用例によれば、凹部の側面を構成する材料の誘電率が、凹部の底面を構成する材料の誘電率より高いため、第２電極の側面付近の電界集中をさらに緩和させ、信頼性をさらに向上させることができる。 [Application Example 3]
In the piezoelectric element according to the application example, the material of the bottom surface of the recess is different from the material of the side surface of the recess in the piezoelectric layer, and the dielectric constant of the material forming the side surface of the recess Is preferably higher than the dielectric constant of the material constituting the bottom surface of the recess.
According to this application example, since the dielectric constant of the material constituting the side surface of the concave portion is higher than the dielectric constant of the material constituting the bottom surface of the concave portion, electric field concentration near the side surface of the second electrode is further relaxed, and reliability is improved. Further improvement can be achieved.

［適用例４］
上記適用例に記載の圧電素子は、前記第２電極の厚みは、凹部の深さより薄いことが好ましい。
本適用例によれば、第２電極が凹部より上に出ることがなく、信頼性をさらに向上させることができると共に、効率的に製造することが可能となる。 [Application Example 4]
In the piezoelectric element described in the application example, it is preferable that the thickness of the second electrode is smaller than the depth of the recess.
According to this application example, the second electrode does not protrude above the concave portion, and the reliability can be further improved and the device can be efficiently manufactured.

［適用例５］
本発明の態様の１つである液体噴射ヘッドは、上記の圧電素子を含む。
本適用例によれば、上記いずれかの圧電素子を有し、前述の効果を達成できる液体噴射ヘッドを提供することができる。 [Application Example 5]
A liquid jet head which is one aspect of the present invention includes the piezoelectric element described above.
According to this application example, it is possible to provide a liquid ejecting head that includes any one of the above piezoelectric elements and can achieve the above-described effect.

［適用例６］
本発明の態様の１つである液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドを含む。
本適用例によれば、上記液体噴射ヘッドを有し、前述の効果を達成できる液体噴射装置を提供することができる。 [Application Example 6]
A liquid ejecting apparatus that is one aspect of the present invention includes the above-described liquid ejecting head.
According to this application example, it is possible to provide a liquid ejecting apparatus that includes the liquid ejecting head and can achieve the above-described effects.

（ａ）は、実施形態の圧電素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａにおける模式断面図、（ｃ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線における模式断面図。(A) is a top view which shows typically the piezoelectric element of embodiment, (b) is a schematic cross section in AA shown to (a), (c) is a BB line shown to (a). FIG. （ａ）〜（ｇ）は、圧電素子の製造工程を示す模式断面図。(A)-(g) is a schematic cross section which shows the manufacturing process of a piezoelectric element. （ａ）および（ｂ）は、変形例に係る圧電素子の模式断面図。(A) And (b) is a schematic cross section of the piezoelectric element which concerns on a modification. 実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を示す模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of the liquid jet head according to the embodiment. 実施形態に係る液体噴射ヘッドを示す模式分解斜視図。FIG. 3 is a schematic exploded perspective view illustrating the liquid ejecting head according to the embodiment. 実施形態に係る液体噴射装置を示す模式斜視図。1 is a schematic perspective view illustrating a liquid ejecting apparatus according to an embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

１．圧電素子
１−１．圧電素子の構造
図１（ａ）は、実施形態の圧電素子１００を模式的に示す平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線における圧電素子を示す模式断面図、（ｃ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線における圧電素子１００を示す模式断面図である。
図１に示すように、実施形態に係る圧電素子１００は、振動板１０、第１電極２０、圧電体層３０および第２電極４０を含む。 1. Piezoelectric element 1-1. Structure of Piezoelectric Element FIG. 1A is a plan view schematically showing the piezoelectric element 100 of the embodiment, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the piezoelectric element along the line AA shown in FIG. ) Is a schematic cross-sectional view showing the piezoelectric element 100 taken along line BB shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the piezoelectric element 100 according to the embodiment includes a diaphragm 10, a first electrode 20, a piezoelectric layer 30, and a second electrode 40.

図１（ａ）において、圧電素子１００は、振動板１０を基板として形成される。図１（ａ）に示すように、圧電素子１００は、一方向に延びるように形成されていてもよい。ここで、圧電素子１００が延びる方向を第１の方向１１０とする。また、図１（ａ）に示すように、第１の方向１１０と交差する方向を第２の方向１２０とする。 In FIG. 1A, the piezoelectric element 100 is formed using the diaphragm 10 as a substrate. As shown in FIG. 1A, the piezoelectric element 100 may be formed to extend in one direction. Here, the direction in which the piezoelectric element 100 extends is defined as a first direction 110. In addition, as shown in FIG. 1A, a direction intersecting the first direction 110 is a second direction 120.

振動板１０には、例えば、導電体、半導体、絶縁体の少なくとも１つを用いて形成されたプレート状の基板を用いることができる。図示はしないが、振動板１０は、複数の層の積層体であってもよい。振動板１０の材質としては、例えば、窒化シリコンなどの無機窒化物、酸化ジルコニウム、酸化シリコン、酸化チタンなどの無機酸化物、ニッケル、ステンレス鋼などの合金を用いることができる。振動板１０の厚みは、用いる材質の弾性率などにしたがって最適に選ばれる。振動板１０は、圧電体層３０の動作により、撓んだり、振動したりすることができる。 For the diaphragm 10, for example, a plate-like substrate formed using at least one of a conductor, a semiconductor, and an insulator can be used. Although not shown, the diaphragm 10 may be a laminate of a plurality of layers. As the material of the diaphragm 10, for example, an inorganic nitride such as silicon nitride, an inorganic oxide such as zirconium oxide, silicon oxide, or titanium oxide, or an alloy such as nickel or stainless steel can be used. The thickness of the diaphragm 10 is optimally selected according to the elastic modulus of the material used. The diaphragm 10 can be bent or vibrated by the operation of the piezoelectric layer 30.

第１電極２０は、第２電極４０と対になり、圧電体層３０を挟む一方の電極として機能する。第１電極２０は、例えば、圧電素子１００の下部電極であってもよい。図示はされないが、第１電極２０は、駆動回路と電気的に接続しているリード配線と電気的に接続されている。第１電極２０とリード配線との電気的接続方法は、特に限定されない。
また、第１電極２０の材質は、導電性を有する物質である限り特に限定されない。第１電極２０の材質として、例えば、Ｎｉ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕなどの各種の金属およびこれらの金属の合金、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ＳｒとＲｕの複合酸化物、ＬａとＮｉの複合酸化物などを用いることができる。また、第１電極２０は、例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。 The first electrode 20 is paired with the second electrode 40 and functions as one electrode sandwiching the piezoelectric layer 30. The first electrode 20 may be a lower electrode of the piezoelectric element 100, for example. Although not shown, the first electrode 20 is electrically connected to a lead wiring electrically connected to the drive circuit. An electrical connection method between the first electrode 20 and the lead wiring is not particularly limited.
The material of the first electrode 20 is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples of the material of the first electrode 20 include various metals such as Ni, Ir, Au, Pt, W, Ti, Cr, Ag, Pd, and Cu, alloys of these metals, and conductive oxides thereof (for example, oxidation). Iridium), a composite oxide of Sr and Ru, a composite oxide of La and Ni, or the like can be used. Further, the first electrode 20 may be a single layer of the exemplified material or may be a structure in which a plurality of materials are stacked.

圧電体層３０は、図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示されるように、振動板１０および第１電極２０の上に形成される。
圧電体層３０は、図１（ｃ）に示すように、圧電体層３０の面３１において凹部３２を有する。
ここで、本発明において、「凹部」という文言は、公知のＭＥＭＳ加工において、意図的にパターニングすることにより形成された凹部を意味する。したがって、より微視化することによって、物質の表面において不可避的に確認される凹部は、本発明の「凹部」の文言範囲として含まれないものとする。 The piezoelectric layer 30 is formed on the diaphragm 10 and the first electrode 20 as shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c).
As shown in FIG. 1C, the piezoelectric layer 30 has a recess 32 in the surface 31 of the piezoelectric layer 30.
Here, in the present invention, the term “concave portion” means a concave portion formed by intentional patterning in a known MEMS process. Therefore, the concave portion that is inevitably confirmed on the surface of the substance by further microscopicization is not included in the wording range of the “concave portion” of the present invention.

凹部３２の形状は、圧電体層３０の面３１において、窪みを形成することができる限り特に限定されない。例えば、図１（ｃ）に示すように、凹部３２は、その底面３３が、第１の方向１１０において延びるように形成されていてもよい。つまりは、凹部３２は、溝状凹部であってもよい。
図１（ｃ）に示すように、凹部３２の内面は、底面３３と面３１における開口部に連続したテーパー状の側面３４とから構成される。ここで、図１（ｃ）に示すように、側面３４および底面３３が連結する部分が角部３５を形成する。ここで、角部３５の形成する角度は、鈍角であってもよい。
また、図示はされないが、凹部３２の内面は、側面および底面が連続した面であって、例えば略円弧状の連続した曲面から形成されていてもよい。 The shape of the recess 32 is not particularly limited as long as a recess can be formed on the surface 31 of the piezoelectric layer 30. For example, as shown in FIG. 1C, the recess 32 may be formed such that the bottom surface 33 extends in the first direction 110. That is, the recess 32 may be a groove-like recess.
As shown in FIG. 1C, the inner surface of the recess 32 includes a bottom surface 33 and a tapered side surface 34 that is continuous with the opening in the surface 31. Here, as shown in FIG. 1C, a portion where the side surface 34 and the bottom surface 33 are connected forms a corner portion 35. Here, the angle formed by the corner portion 35 may be an obtuse angle.
Although not shown, the inner surface of the recess 32 may be formed from a continuous curved surface having a substantially arcuate shape, for example, a side surface and a bottom surface.

圧電体層３０の材質としては、圧電特性を有する圧電材料であれば特に限定されないが、一般式ＡＢＯ₃で示されるペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。このような材質の具体的な例としては、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ₃）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ₃）などが挙げられる。例えば、圧電体層３０は、これらの圧電材料を用いた同一材料からなる。 The material of the piezoelectric layer 30 is not particularly limited as long as it is a piezoelectric material having piezoelectric characteristics, but a perovskite oxide represented by the general formula ABO ₃ is preferably used. Specific examples of such materials include lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O ₃ ), lead zirconate titanate niobate (Pb (Zr, Ti, Nb) O ₃ ), titanate. Examples thereof include barium (BaTiO ₃ ) and potassium sodium niobate ((K, Na) NbO ₃ ). For example, the piezoelectric layer 30 is made of the same material using these piezoelectric materials.

図１（ｃ）に示すように、第２電極４０は、圧電体層３０の凹部３２内に形成される。これによれば、第２電極４０の底面４１０および側面４２０が圧電体層３０に覆われているため、第２電極４０の側面４２０付近の電界集中を緩和することができる。ここで、凹部３２内に形成されるとは、図１（ｃ）に示すように、第２電極４０の上面４３０が、凹部３２の開口部（面３１）より外側には突出せず、第２電極４０の上面４３０が、凹部３２の開口部（面３１）と同一面または内側に位置するように形成されることを意味する。 As shown in FIG. 1C, the second electrode 40 is formed in the recess 32 of the piezoelectric layer 30. According to this, since the bottom surface 410 and the side surface 420 of the second electrode 40 are covered with the piezoelectric layer 30, the electric field concentration near the side surface 420 of the second electrode 40 can be reduced. Here, the formation in the recess 32 means that the upper surface 430 of the second electrode 40 does not protrude outward from the opening (surface 31) of the recess 32, as shown in FIG. It means that the upper surface 430 of the two electrodes 40 is formed so as to be located on the same surface or inside the opening (surface 31) of the recess 32.

第２電極４０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、第２の方向１２０において、圧電体層３０を覆うように形成されていてもよい。また、図示はされないが、第２電極４０は、複数の隣り合う圧電体層３０を連続して覆っていてもよい。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the second electrode 40 may be formed so as to cover the piezoelectric layer 30 in the second direction 120. Although not shown, the second electrode 40 may continuously cover a plurality of adjacent piezoelectric layers 30.

第２電極４０は、第１電極２０と対になり、圧電体層３０を挟む一方の電極として機能する。第１電極２０が下部電極である場合は、第２電極４０は上部電極であってもよい。第２電極４０は、図示しない駆動回路と電気的に接続されている。第２電極４０と駆動回路との電気的接続方法は、特に限定されない。例えば、第２電極４０と駆動回路とは、図示されないリード配線を介して電気的に接続されていてもよい。
また、図示はされないが、第２電極４０の一部の表面には絶縁性保護膜が形成されていてもよい。 The second electrode 40 is paired with the first electrode 20 and functions as one electrode sandwiching the piezoelectric layer 30. When the first electrode 20 is a lower electrode, the second electrode 40 may be an upper electrode. The second electrode 40 is electrically connected to a drive circuit (not shown). The electrical connection method between the second electrode 40 and the drive circuit is not particularly limited. For example, the second electrode 40 and the drive circuit may be electrically connected via a lead wiring (not shown).
Although not shown, an insulating protective film may be formed on a part of the surface of the second electrode 40.

第２電極４０の材質は、導電性を有する物質である限り特に限定されない。第２電極４０の材質として、例えば、Ｎｉ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｃｕなどの各種の金属およびこれらの金属の合金、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ＳｒとＲｕの複合酸化物、ＬａとＮｉの複合酸化物などを用いることができる。また、第２電極４０は、例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。 The material of the second electrode 40 is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples of the material of the second electrode 40 include various metals such as Ni, Ir, Au, Pt, W, Ti, Ta, Mo, Cr, Pd, and Cu, alloys of these metals, and conductive oxides thereof ( For example, iridium oxide or the like), a composite oxide of Sr and Ru, a composite oxide of La and Ni, or the like can be used. Further, the second electrode 40 may be a single layer of the exemplified materials or may be a structure in which a plurality of materials are stacked.

以上のいずれかの構成により、実施形態に係る圧電素子１００を構成することができる。
実施形態に係る圧電素子１００は、例えば、以下の特徴を有する。
実施形態に係る圧電素子１００によれば、圧電体層３０の凹部３２内に第２電極４０が形成される。これによれば、第２電極４０の側面４２０が圧電体層３０で覆われているため、第２電極４０の側面４２０付近の電界集中を緩和することができる。したがって、放電が発生しづらくなる。
以上より、圧電体層を覆うように形成された第２電極を有する圧電素子と比べて、より信頼性の高い圧電素子１００を提供することができる。 The piezoelectric element 100 according to the embodiment can be configured by any of the above configurations.
The piezoelectric element 100 according to the embodiment has the following features, for example.
According to the piezoelectric element 100 according to the embodiment, the second electrode 40 is formed in the recess 32 of the piezoelectric layer 30. According to this, since the side surface 420 of the second electrode 40 is covered with the piezoelectric layer 30, the electric field concentration near the side surface 420 of the second electrode 40 can be reduced. Therefore, it becomes difficult to generate discharge.
As described above, it is possible to provide the piezoelectric element 100 with higher reliability than the piezoelectric element having the second electrode formed so as to cover the piezoelectric layer.

１−２．圧電素子の製造方法
次に、実施形態に係る圧電素子１００の製造方法について説明する。図２（ａ）〜図２（ｇ）は、実施形態の圧電素子１００の製造工程を模式的に示す断面図である。各図において、左図は、第１の方向１１０における断面図であり、右図は、第２の方向１２０における断面図である。 1-2. Next, a method for manufacturing the piezoelectric element 100 according to the embodiment will be described. FIG. 2A to FIG. 2G are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the piezoelectric element 100 of the embodiment. In each figure, the left figure is a sectional view in the first direction 110, and the right figure is a sectional view in the second direction 120.

図２（ａ）に示すように振動板１０に導電層２０ａを形成する。ここで、導電層２０ａの詳細な構成は、前述されているため、省略する。導電層２０ａは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、図示はされないが、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層２０ａを形成してもよい。 A conductive layer 20a is formed on the diaphragm 10 as shown in FIG. Here, since the detailed structure of the conductive layer 20a has been described above, the description thereof is omitted. The conductive layer 20a may be formed by a known film formation technique. For example, although not shown, the conductive layer 20a may be formed by stacking platinum, iridium, or the like by a sputtering method or the like.

次に、図２（ｂ）に示すように、導電層２０ａを所定の形状にエッチングすることによって第１電極２０を形成してもよい。ここで、図示はされないが、第１電極２０を形成するための導電層２０ａがエッチングによってパターニングされる前に、導電層２０ａの上に圧電体層３０と同じ材料からなる膜を形成してもよい。この膜は、少なくとも、所望の形状にパターニングされる第１電極２０が形成される領域に形成されてもよい。これによれば、第１電極２０をパターニングするエッチング工程において、使用されるエッチャントによる化学的なダメージから第１電極２０と圧電体層３０との結晶配向の低下を保護することができる。 Next, as shown in FIG. 2B, the first electrode 20 may be formed by etching the conductive layer 20a into a predetermined shape. Here, although not shown, a film made of the same material as that of the piezoelectric layer 30 may be formed on the conductive layer 20a before the conductive layer 20a for forming the first electrode 20 is patterned by etching. Good. This film may be formed at least in a region where the first electrode 20 to be patterned into a desired shape is formed. According to this, in the etching process for patterning the first electrode 20, it is possible to protect the decrease in crystal orientation between the first electrode 20 and the piezoelectric layer 30 from chemical damage caused by the etchant used.

次に、図２（ｃ）に示すように、第１電極２０を覆うように圧電体層３０を形成する。ここで、圧電体層３０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。圧電体層３０は、塗布法などにより成膜された圧電体層膜をパターニングすることによって形成される。具体的には、圧電体層膜は、例えば、公知の圧電材料である前駆体を振動板１０と第１電極２０を覆うように塗布して加熱処理されて形成されてもよい。用いられる前駆体としては、加熱処理によって焼成した後、分極処理され、圧電特性を発生させるものであれば特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の前駆体を用いてもよい。 Next, as illustrated in FIG. 2C, the piezoelectric layer 30 is formed so as to cover the first electrode 20. Here, since the detailed structure of the piezoelectric layer 30 has been described above, the description thereof is omitted. The piezoelectric layer 30 is formed by patterning a piezoelectric layer film formed by a coating method or the like. Specifically, the piezoelectric layer film may be formed by, for example, applying a precursor, which is a known piezoelectric material, so as to cover the diaphragm 10 and the first electrode 20 and performing a heat treatment. The precursor to be used is not particularly limited as long as it is subjected to a polarization treatment after firing by heat treatment and generates piezoelectric characteristics. For example, a precursor such as lead zirconate titanate may be used.

ここで、例えば圧電体層３０をチタン酸ジルコン酸鉛によって形成する場合、図示はされないが、チタンからなる中間チタン層を振動板１０と第１電極２０の上に形成した後に、圧電材料である前駆体を塗布したりしてもよい。これによれば、前駆体を加熱処理によって、圧電体層３０を結晶成長させる際、振動板１０上での結晶大粒の発生を抑制できる。なお、中間チタン層は加熱処理時に圧電体層３０の結晶内に取り込まれることができる。 Here, for example, when the piezoelectric layer 30 is formed of lead zirconate titanate, although not illustrated, the piezoelectric layer 30 is formed of a piezoelectric material after an intermediate titanium layer made of titanium is formed on the diaphragm 10 and the first electrode 20. A precursor may be applied. According to this, when the piezoelectric layer 30 is crystal-grown by heat treatment of the precursor, generation of large crystal grains on the vibration plate 10 can be suppressed. The intermediate titanium layer can be taken into the crystal of the piezoelectric layer 30 during the heat treatment.

次に、図２（ｄ）および図２（ｅ）に示すように、圧電体層３０を所望の形状にパターニングする。このとき、圧電体層３０の面３１に凹部３２も形成する。図２（ｅ）には、圧電体層３０の表面である面３１を破線で示した。図では、エッチングされる前の面３１の位置を、凹部３２の位置も示してある。
圧電体層３０のパターニングは、例えば、所望の位置にレジストを形成し、公知のフォトリソグラフィー技術および／またはエッチング技術によって行われることができる。エッチング技術を用いる場合、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。 Next, as shown in FIGS. 2D and 2E, the piezoelectric layer 30 is patterned into a desired shape. At this time, a recess 32 is also formed on the surface 31 of the piezoelectric layer 30. In FIG. 2E, the surface 31 which is the surface of the piezoelectric layer 30 is indicated by a broken line. In the figure, the position of the surface 31 before etching and the position of the recess 32 are also shown.
Patterning of the piezoelectric layer 30 can be performed, for example, by forming a resist at a desired position and using a known photolithography technique and / or etching technique. When the etching technique is used, wet etching or dry etching can be used.

次に、図２（ｆ）に示すように、第２電極４０を圧電体層３０の上に形成する。ここで、第２電極４０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。第２電極４０は、公知の成膜技術によって形成されてもよい。第２電極４０は、例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって形成してもよい。
ここで、第２電極４０は、凹部３２を埋めるように形成される。 Next, as shown in FIG. 2 (f), the second electrode 40 is formed on the piezoelectric layer 30. Here, since the detailed structure of the 2nd electrode 40 was mentioned above, it abbreviate | omits. The second electrode 40 may be formed by a known film formation technique. The second electrode 40 may be formed by stacking, for example, platinum, iridium, or the like by a sputtering method or the like.
Here, the second electrode 40 is formed so as to fill the recess 32.

次に、図２（ｇ）に示すように、第２電極４０を所望の形状にパターニングする。第２電極４０のパターニングは、例えば、所望の位置にレジストを形成し、公知のフォトリソグラフィー技術および／またはエッチング技術によって行われることができる。エッチング技術を用いる場合、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。 Next, as shown in FIG. 2G, the second electrode 40 is patterned into a desired shape. The patterning of the second electrode 40 can be performed, for example, by forming a resist at a desired position and using a known photolithography technique and / or etching technique. When the etching technique is used, wet etching or dry etching can be used.

本発明は、上述した圧電素子１００の製造方法に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the method of manufacturing the piezoelectric element 100 described above, and various modifications can be made.

以下に、圧電素子１００の変形例を示す。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態の変形例に係る圧電素子１００を示す模式断面図である。
図３（ａ）に変形例１を、図３（ｂ）に変形例２を示した。
（変形例１）
図３（ａ）において、圧電体層３０は、複数の材料を積層した構造であってもよい。例えば、圧電体層３０は、第１の圧電体層３６と第１の圧電体層３６上に形成された第２の圧電体層３７とを備えている。ここで、第１の圧電体層３６の誘電率より第２の圧電体層３７の誘電率が高いのが好ましい。
凹部３２は、第２の圧電体層３７に、第１の圧電体層３６が露出するまで形成され、凹部３２の底面３３は第１の圧電体層３６で構成されている。また、第２電極４０の側面４２０は、第２の圧電体層３７で覆われている。
これによれば、凹部３２に形成された第２電極４０の側面４２０付近の電界集中をさらに緩和させ、信頼性をさらに向上させることができる。 Hereinafter, modified examples of the piezoelectric element 100 will be described. FIG. 3A and FIG. 3B are schematic cross-sectional views showing a piezoelectric element 100 according to a modification of the embodiment.
FIG. 3A shows Modification 1 and FIG. 3B shows Modification 2.
(Modification 1)
In FIG. 3A, the piezoelectric layer 30 may have a structure in which a plurality of materials are stacked. For example, the piezoelectric layer 30 includes a first piezoelectric layer 36 and a second piezoelectric layer 37 formed on the first piezoelectric layer 36. Here, it is preferable that the dielectric constant of the second piezoelectric layer 37 is higher than the dielectric constant of the first piezoelectric layer 36.
The recess 32 is formed in the second piezoelectric layer 37 until the first piezoelectric layer 36 is exposed, and the bottom surface 33 of the recess 32 is constituted by the first piezoelectric layer 36. The side surface 420 of the second electrode 40 is covered with the second piezoelectric layer 37.
According to this, the electric field concentration near the side surface 420 of the second electrode 40 formed in the recess 32 can be further relaxed, and the reliability can be further improved.

（変形例２）
図３（ｂ）において、第２電極４０の厚みは、凹部３２の深さより薄く形成されている。
これによれば、第２電極４０が凹部３２の開口部（破線で示した面３１の位置）より上に出ることがなく、信頼性をさらに向上させることができると共に、効率的に製造することが可能となる。 (Modification 2)
In FIG. 3B, the thickness of the second electrode 40 is formed to be thinner than the depth of the recess 32.
According to this, the second electrode 40 does not come out above the opening of the recess 32 (the position of the surface 31 indicated by the broken line), and the reliability can be further improved and the manufacturing can be performed efficiently. Is possible.

２．液体噴射ヘッド
次に、実施形態に係る圧電素子１００を有する液体噴射ヘッド２００について、図面を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る液体噴射ヘッド２００の要部を示す模式断面図である。図５は、実施形態に係る液体噴射ヘッド２００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。なお、図５では、圧電素子１００を簡略化して図示している。 2. Liquid Ejecting Head Next, a liquid ejecting head 200 including the piezoelectric element 100 according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of the liquid jet head 200 according to the embodiment. FIG. 5 is an exploded perspective view of the liquid jet head 200 according to the embodiment, which is shown upside down from a state in which it is normally used. In FIG. 5, the piezoelectric element 100 is illustrated in a simplified manner.

図４および図５に示すように、液体噴射ヘッド２００は、上述の圧電素子１００を備えている。また、液体噴射ヘッド２００は、図４および図５に示すように、ノズル孔２１２が形成されたノズル板２１０と、圧力室２２２を形成するための圧力室基板２２０とを含む。 As shown in FIGS. 4 and 5, the liquid ejecting head 200 includes the piezoelectric element 100 described above. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the liquid ejecting head 200 includes a nozzle plate 210 in which the nozzle holes 212 are formed, and a pressure chamber substrate 220 for forming the pressure chamber 222.

圧電素子１００の数は特に限定されず、複数形成されていてよい。なお、圧電素子１００が複数形成される場合は、振動板１０は共通の基板となり、複数の第１電極２０が形成され、かつ、第２電極４０が共通電極となる。さらに、液体噴射ヘッド２００は、図５に示すように、筐体２３０を有することができる。 The number of piezoelectric elements 100 is not particularly limited, and a plurality of piezoelectric elements 100 may be formed. When a plurality of piezoelectric elements 100 are formed, the diaphragm 10 is a common substrate, the plurality of first electrodes 20 are formed, and the second electrode 40 is a common electrode. Furthermore, the liquid ejecting head 200 can include a housing 230 as shown in FIG.

ノズル板２１０は、図４および図５に示すように、ノズル孔２１２を有する。ノズル孔２１２からは、インクなどの液体等（液体のみならず、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、又は、メタルフレーク等を含むものなどを含む。以下同じ。）を液滴として吐出されることができる。ノズル板２１０には、例えば、多数のノズル孔２１２が一列に設けられている。ノズル板２１０の材質としては、例えば、シリコン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などを挙げることができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the nozzle plate 210 has nozzle holes 212. The nozzle holes 212 include liquids such as ink (not only liquids but also various functional materials adjusted to an appropriate viscosity with a solvent or dispersion medium, or those containing metal flakes, etc.). .) Can be ejected as droplets. In the nozzle plate 210, for example, a large number of nozzle holes 212 are provided in a row. Examples of the material of the nozzle plate 210 include silicon, nickel, stainless steel (SUS), and the like.

圧力室基板２２０は、ノズル板２１０上（図５の例では下）に設けられている。圧力室基板２２０の材質としては、例えば、シリコンなどを例示することができる。圧力室基板２２０がノズル板２１０と振動板１０との間の空間を区画することにより、図５に示すように、リザーバー（液体貯留部）２２４と、リザーバー２２４と連通する供給口２２６と、供給口２２６と連通する圧力室２２２と、が設けられている。この例では、リザーバー２２４と、供給口２２６と、圧力室２２２とを区別して説明するが、これらはいずれも液体等の流路であって、このような流路はどのように設計されても構わない。また例えば、供給口２２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。 The pressure chamber substrate 220 is provided on the nozzle plate 210 (lower in the example of FIG. 5). Examples of the material of the pressure chamber substrate 220 include silicon. As the pressure chamber substrate 220 divides the space between the nozzle plate 210 and the vibration plate 10, as shown in FIG. 5, a reservoir (liquid storage unit) 224, a supply port 226 communicating with the reservoir 224, and a supply A pressure chamber 222 communicating with the port 226 is provided. In this example, the reservoir 224, the supply port 226, and the pressure chamber 222 will be described separately, but these are all flow paths for liquids and the like, and no matter how the flow paths are designed. I do not care. Further, for example, the supply port 226 has a shape in which a part of the flow path is narrowed in the illustrated example, but can be arbitrarily formed according to the design, and is not necessarily an essential configuration.

リザーバー２２４、供給口２２６および圧力室２２２は、ノズル板２１０と圧力室基板２２０と振動板１０とによって区画されている。ここで、振動板１０は、圧電素子１００を含む液体噴射ヘッド２００の可動部分となることができ、圧力室２２２などの壁の一部を構成している。
リザーバー２２４は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板１０に設けられた貫通孔２２８を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー２２４内のインクは、供給口２２６を介して、圧力室２２２に供給されることができる。圧力室２２２は、振動板１０の変形により容積が変化する。圧力室２２２はノズル孔２１２と連通しており、圧力室２２２の容積が変化することによって、ノズル孔２１２から液体等が吐出される。 The reservoir 224, the supply port 226, and the pressure chamber 222 are partitioned by the nozzle plate 210, the pressure chamber substrate 220, and the vibration plate 10. Here, the diaphragm 10 can be a movable part of the liquid jet head 200 including the piezoelectric element 100 and constitutes a part of a wall such as the pressure chamber 222.
The reservoir 224 can temporarily store ink supplied from the outside (for example, an ink cartridge) through a through hole 228 provided in the vibration plate 10. The ink in the reservoir 224 can be supplied to the pressure chamber 222 via the supply port 226. The volume of the pressure chamber 222 changes due to the deformation of the diaphragm 10. The pressure chamber 222 communicates with the nozzle hole 212, and liquid or the like is discharged from the nozzle hole 212 when the volume of the pressure chamber 222 changes.

振動板１０が圧電素子１００を含む液体噴射ヘッド２００の振動板である場合は、振動板１０の厚みは、例えば、２００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下とすることができる。振動板１０の厚みが２００ｎｍよりも薄いと、振動等の機械的出力を取り出しにくくなることがあり、５０００ｎｍよりも厚いと、振動等が生じなくなる場合がある。 When the diaphragm 10 is a diaphragm of the liquid jet head 200 including the piezoelectric element 100, the thickness of the diaphragm 10 can be, for example, 200 nm or more and 5000 nm or less. If the thickness of the diaphragm 10 is less than 200 nm, it may be difficult to take out mechanical output such as vibration, and if it is thicker than 5000 nm, vibration or the like may not occur.

圧電素子１００は、圧力室基板２２０上（図５の例では下）に設けられている。圧電素子１００は、圧電素子駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。振動板１０は、積層構造（圧電体層３０）の動作によって変形し、圧力室２２２の内部圧力を適宜変化させることができる。
筐体２３０は、図５に示すように、ノズル板２１０、圧力室基板２２０および圧電素子１００を収納することができる。筐体２３０の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。 The piezoelectric element 100 is provided on the pressure chamber substrate 220 (lower in the example of FIG. 5). The piezoelectric element 100 is electrically connected to a piezoelectric element driving circuit (not shown), and can operate (vibrate or deform) based on a signal from the piezoelectric element driving circuit. The diaphragm 10 can be deformed by the operation of the laminated structure (piezoelectric layer 30) to change the internal pressure of the pressure chamber 222 as appropriate.
As shown in FIG. 5, the housing 230 can accommodate the nozzle plate 210, the pressure chamber substrate 220, and the piezoelectric element 100. Examples of the material of the housing 230 include resin and metal.

液体噴射ヘッド２００は、信頼性が向上した圧電素子１００を含んでいる。したがって、信頼性の向上した液体噴射ヘッド２００を実現できる。 The liquid ejecting head 200 includes the piezoelectric element 100 with improved reliability. Therefore, the liquid jet head 200 with improved reliability can be realized.

なお、ここでは、液体噴射ヘッド２００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明の液体噴射ヘッド２００は、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。 Here, the case where the liquid ejecting head 200 is an ink jet recording head has been described. However, the liquid ejecting head 200 of the present invention is an electrode material ejecting head used for forming electrodes such as a color material ejecting head, an organic EL display, and an FED (surface emitting display) used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display. It can also be used as a bio-organic matter ejecting head used for biochip manufacturing.

３．液体噴射装置
次に、実施形態に係る液体噴射装置３００について、図面を参照しながら説明する。液体噴射装置３００は、上述の液体噴射ヘッド２００を有する。以下では、液体噴射装置３００が上述の液体噴射ヘッド２００を有するインクジェットプリンターである場合について説明する。図６は、実施形態に係る液体噴射装置３００を示す模式斜視図である。 3. Next, the liquid ejecting apparatus 300 according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The liquid ejecting apparatus 300 includes the liquid ejecting head 200 described above. Hereinafter, a case where the liquid ejecting apparatus 300 is an ink jet printer having the above-described liquid ejecting head 200 will be described. FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating the liquid ejecting apparatus 300 according to the embodiment.

液体噴射装置３００は、図６に示すように、ヘッドユニット３３０と、駆動部３１０と、制御部３６０と、を含む。さらに、液体噴射装置３００は、装置本体３２０と、給紙部３５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ３２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口３２２と、装置本体３２０の上面に配置された操作パネル３７０と、を含むことができる。 As shown in FIG. 6, the liquid ejecting apparatus 300 includes a head unit 330, a driving unit 310, and a control unit 360. Further, the liquid ejecting apparatus 300 includes an apparatus main body 320, a paper feed unit 350, a tray 321 for installing the recording paper P, a discharge port 322 for discharging the recording paper P, and an operation disposed on the upper surface of the apparatus main body 320. A panel 370.

ヘッドユニット３３０は、上述した液体噴射ヘッド２００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット３３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ３３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ３３１を搭載した運搬部（キャリッジ）３３２と、を備える。 The head unit 330 includes an ink jet recording head (hereinafter, also simply referred to as “head”) configured from the liquid ejecting head 200 described above. The head unit 330 further includes an ink cartridge 331 that supplies ink to the head, and a transport unit (carriage) 332 on which the head and the ink cartridge 331 are mounted.

駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０を往復動させることができる。駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０の駆動源となるキャリッジモーター３４１と、キャリッジモーター３４１の回転を受けて、ヘッドユニット３３０を往復動させる往復動機構３４２と、を有する。 The drive unit 310 can reciprocate the head unit 330. The drive unit 310 includes a carriage motor 341 serving as a drive source for the head unit 330, and a reciprocating mechanism 342 that reciprocates the head unit 330 in response to the rotation of the carriage motor 341.

往復動機構３４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸３４４と、キャリッジガイド軸３４４と平行に延在するタイミングベルト３４３と、を備える。キャリッジガイド軸３４４は、キャリッジ３３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ３３２を支持している。さらに、キャリッジ３３２は、タイミングベルト３４３の一部に固定されている。キャリッジモーター３４１の作動により、タイミングベルト３４３を走行させると、キャリッジガイド軸３４４に導かれて、ヘッドユニット３３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。 The reciprocating mechanism 342 includes a carriage guide shaft 344 supported at both ends by a frame (not shown), and a timing belt 343 extending in parallel with the carriage guide shaft 344. The carriage guide shaft 344 supports the carriage 332 while allowing the carriage 332 to freely reciprocate. Further, the carriage 332 is fixed to a part of the timing belt 343. When the timing belt 343 is caused to travel by the operation of the carriage motor 341, the head unit 330 is reciprocated by being guided by the carriage guide shaft 344. During this reciprocation, ink is appropriately discharged from the head, and printing on the recording paper P is performed.

なお、実施形態では、液体噴射ヘッド２００および記録用紙Ｐがいずれも移動しながら印刷が行われる例を示しているが、本発明の液体噴射装置３００は、液体噴射ヘッド２００および記録用紙Ｐが互いに相対的に位置を変えて記録用紙Ｐに印刷される機構であってもよい。また、実施形態では、記録用紙Ｐに印刷が行われる例を示しているが、本発明の液体噴射装置３００によって印刷を施すことができる記録媒体としては、紙に限定されず、布、フィルム、金属など、広範な媒体を挙げることができ、適宜構成を変更することができる。 In the embodiment, an example is shown in which printing is performed while both the liquid ejecting head 200 and the recording paper P are moving. However, in the liquid ejecting apparatus 300 of the present invention, the liquid ejecting head 200 and the recording paper P are mutually connected. A mechanism that relatively changes the position and prints on the recording paper P may be used. In the embodiment, an example in which printing is performed on the recording paper P is shown, but the recording medium that can be printed by the liquid ejecting apparatus 300 of the present invention is not limited to paper, and may be cloth, film, A wide range of media such as metal can be used, and the configuration can be changed as appropriate.

制御部３６０は、ヘッドユニット３３０、駆動部３１０および給紙部３５０を制御することができる。 The control unit 360 can control the head unit 330, the driving unit 310, and the paper feeding unit 350.

給紙部３５０は、記録用紙Ｐをトレイ３２１からヘッドユニット３３０側へ送り込むことができる。給紙部３５０は、その駆動源となる給紙モーター３５１と、給紙モーター３５１の作動により回転する給紙ローラー３５２と、を備える。給紙ローラー３５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー３５２ａおよび駆動ローラー３５２ｂを備える。駆動ローラー３５２ｂは、給紙モーター３５１に連結されている。制御部３６０によって給紙部３５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット３３０の下方を通過するように送られる。 The paper feed unit 350 can feed the recording paper P from the tray 321 to the head unit 330 side. The paper feed unit 350 includes a paper feed motor 351 serving as a driving source thereof, and a paper feed roller 352 that rotates by the operation of the paper feed motor 351. The paper feed roller 352 includes a driven roller 352a and a drive roller 352b that face each other up and down across the feeding path of the recording paper P. The drive roller 352b is connected to the paper feed motor 351. When the paper feed unit 350 is driven by the control unit 360, the recording paper P is sent so as to pass below the head unit 330.

ヘッドユニット３３０、駆動部３１０、制御部３６０および給紙部３５０は、装置本体３２０の内部に設けられている。 The head unit 330, the drive unit 310, the control unit 360, and the paper feed unit 350 are provided inside the apparatus main body 320.

液体噴射装置３００は、信頼性が向上した圧電素子１００を含んでいる。したがって、信頼性の向上した液体噴射装置３００を実現できる。 The liquid ejecting apparatus 300 includes the piezoelectric element 100 with improved reliability. Therefore, the liquid ejecting apparatus 300 with improved reliability can be realized.

なお、上記例示した液体噴射装置３００は、１つの液体噴射ヘッド２００を有し、この液体噴射ヘッド２００によって、記録媒体に印刷を行うことができるものであるが、複数の液体噴射ヘッド２００を有してもよい。液体噴射装置３００が複数の液体噴射ヘッド２００を有する場合には、複数の液体噴射ヘッドは、それぞれ独立して上述のように動作されてもよいし、複数の液体噴射ヘッドが互いに連結されて、１つの集合したヘッドとなっていてもよい。このような集合となったヘッドとしては、例えば、複数のヘッドのそれぞれのノズル孔が全体として均一な間隔を有するような、ライン型のヘッドを挙げることができる。 The exemplified liquid ejecting apparatus 300 includes one liquid ejecting head 200 and can perform printing on a recording medium with the liquid ejecting head 200. However, the liquid ejecting apparatus 200 includes a plurality of liquid ejecting heads 200. May be. When the liquid ejecting apparatus 300 includes a plurality of liquid ejecting heads 200, the plurality of liquid ejecting heads may be operated independently as described above, or the plurality of liquid ejecting heads may be connected to each other, It may be a single head. An example of such a set of heads is a line-type head in which nozzle holes of a plurality of heads have a uniform interval as a whole.

以上、本発明に係る液体噴射装置３００の一例として、インクジェットプリンターとしてのインクジェット式記録装置を説明したが、本発明に係る液体噴射装置は、工業的にも利用することができる。この場合に吐出される液体等（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。本発明の液体噴射装置は、例示したプリンター等の画像記録装置以外にも、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）、電気泳動ディスプレイ等の電極やカラーフィルターの形成に用いられる液体材料噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機材料噴射装置としても好適に用いられることができる。 As described above, the ink jet recording apparatus as the ink jet printer has been described as an example of the liquid ejecting apparatus 300 according to the present invention. However, the liquid ejecting apparatus according to the present invention can be used industrially. As the liquid or the like (liquid material) discharged in this case, various functional materials adjusted to an appropriate viscosity with a solvent or a dispersion medium can be used. In addition to the exemplified image recording apparatus such as a printer, the liquid ejecting apparatus of the present invention includes a color material ejecting apparatus, an organic EL display, an FED (surface emitting display), and an electrophoretic display used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display. The present invention can also be suitably used as a liquid material ejecting apparatus used for forming electrodes such as electrodes and color filters, and a bioorganic material ejecting apparatus used for biochip manufacturing.

なお、上述した実施形態および各種の変形は、それぞれ一例であって、本発明は、これらに限定されるわけではない。例えば実施形態および各変形は、複数を適宜組み合わせることが可能である。 In addition, embodiment mentioned above and various deformation | transformation are examples, respectively, Comprising: This invention is not necessarily limited to these. For example, a plurality of embodiments and modifications can be combined as appropriate.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes substantially the same configuration (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect) as the configuration described in the embodiment. In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

１０…振動板、２０…第１電極、２０ａ…導電層、３０…圧電体層、３１…面、３２…凹部、３３…底面、３４…側面、３５…角部、３６…第１の圧電体層、３７…第２の圧電体層、４０…第２電極、１００…圧電素子、１１０…第１の方向、１２０…第２の方向、２００…液体噴射ヘッド、２１０…ノズル板、２１２…ノズル孔、２２０…圧力室基板、２２２…圧力室、２２４…リザーバー、２２６…供給口、２２８…貫通孔、２３０…筐体、３００…液体噴射装置、３１０…駆動部、３２０…装置本体、３２１…トレイ、３２２…排出口、３３０…ヘッドユニット、３３１…インクカートリッジ、３３２…キャリッジ、３４１…キャリッジモーター、３４２…往復動機構、３４３…タイミングベルト、３４４…キャリッジガイド軸、３５０…給紙部、３５１…給紙モーター、３５２…給紙ローラー、３５２ａ…従動ローラー、３５２ｂ…駆動ローラー、３６０…制御部、３７０…操作パネル、４１０…底面、４２０…側面、４３０…上面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diaphragm, 20 ... 1st electrode, 20a ... Conductive layer, 30 ... Piezoelectric layer, 31 ... Surface, 32 ... Recessed part, 33 ... Bottom, 34 ... Side, 35 ... Corner | angular part, 36 ... 1st piezoelectric material 37, second piezoelectric layer, 40, second electrode, 100, piezoelectric element, 110, first direction, 120, second direction, 200, liquid ejecting head, 210, nozzle plate, 212, nozzle Hole 220, pressure chamber substrate, 222 pressure chamber, 224 reservoir, 226 supply port, 228 through hole, 230 housing, 300 liquid ejecting device, 310 drive unit, 320 main body, 321 ... Tray, 322 ... discharge port, 330 ... head unit, 331 ... ink cartridge, 332 ... carriage, 341 ... carriage motor, 342 ... reciprocating mechanism, 343 ... timing belt, 344 ... carriage guide shaft, 35 ... paper feeding unit, 351 ... paper feed motor, 352 ... feed roller, 352a ... driven roller, 352b ... driving roller, 360 ... controller, 370 ... operation panel, 410 ... bottom, 420 ... side, 430 ... upper surface.

Claims

A first electrode;
A piezoelectric layer formed on the first electrode and made of a piezoelectric body;
A piezoelectric element comprising: a second electrode formed on the piezoelectric layer;
The piezoelectric layer has a recess on the surface on the second electrode side, and the second electrode is formed in the recess,
The material constituting the bottom surface of the recess is different from the material constituting the side surface of the recess,
The piezoelectric element, wherein a dielectric constant of a material constituting the side surface of the concave portion is higher than a dielectric constant of a material constituting the bottom surface of the concave portion.

In claim 1 ,
The thickness of the said 2nd electrode is thinner than the depth of the said recessed part. The piezoelectric element characterized by the above-mentioned.

A liquid ejecting head comprising the piezoelectric element according to claim 1 .

A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 3 .