JP7611214B2 - 圧電材料組成物、それを製造する方法、圧電素子、および圧電素子を含む装置 - Google Patents

Description

本明細書は、圧電材料組成物、それを製造する方法、圧電素子、および圧電素子を含む装置に関するものである。

圧電材料は、超音波機器、映像機器、音響機器、通信機器、およびセンサ等の広範な分野に用いられる超音波振動子、電気機械トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）、およびアクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）部品の材料として広く用いられている。

背景技術に提供される説明は、背景技術に言及されるが、または関連しているという理由だけで、先行技術と見なされてはならない。従来技術に対する議論は、本技術の１つ以上の例を説明する情報を含むことができ、背景技術の説明は、本明細書の発明を限定するものではない。

本発明者らは、圧電材料を開発し適用する際に、以下の問題を見出した。

Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３（以下；ＰＺＴ）系列の材料が高い圧電特性によって、大部分の圧電部品材料として活用されている。しかし、鉛（Ｐｂ）は毒性が強い物質であり、焼結過程に揮発性が強く、深刻な環境汚染を起こしている。

したがって、圧電材料の大部分を占めているＰＺＴ圧電材料は、環境汚染問題のため非鉛系（Ｐｂ－ｆｒｅｅ）圧電材料としての開発要求があり、さらに高い圧電特性が求められている。
したがって、本明細書は、背景技術の限界および欠点による１つ以上の問題を実質的に解決した圧電材料組成物、それを製造する方法、圧電素子、および圧電素子を含む装置または表示装置を提供することを目的とする。

本明細書の実施例に係る解決課題は、鉛を含まずに高圧電特性を有する圧電材料組成物を提供することである。

本明細書の実施例に係る解決課題は、高圧電特性を有する圧電材料組成物を提供するために、テンプレートを用いて結晶を配向させることにより、圧電特性を向上させることができる圧電材料組成物の製造方法を提供することである。

本明細書の実施例に係る解決課題は、高圧電特性を有する圧電素子とそれを含む装置および表示装置を提供することである。

本明細書では、常温でＲ－Ｏ比の高いＲ－Ｏ－Ｔ構造が共存する材料を開発するための様々な組み合わせの組成を有する圧電素子を提供し、本明細書の工程を通じて高性能材料の性能の実現が可能な圧電素子を提供することである。

本明細書の実施例に係る解決課題は、以上で言及した課題に限定されず、言及していないまた他の課題は、以下の記載から、この技術分野の通常の技術者に明確に理解されるだろう。

本明細書の実施例に係る圧電材料組成物は、式１：０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂＳｂ_１－ｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３式中、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４で表され得る。

本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法は、母体材料およびシード材料を混合してスラリーを準備する工程、スラリーを成形して成形体を準備する工程、および成形体を焼結して焼結体を準備する工程を含み、母体材料およびシード材料は、式１：０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂＳｂ_１－ｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３、式中、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４で表され得る。

本明細書の実施例に係る圧電素子は、第１物質によって囲まれた第２物質を含む圧電材料組成物を含む圧電素子層、圧電素子層の第１面に配置された第１電極部、および第１面に対向する圧電素子層の第２面に配置された第２電極部を含み、圧電材料組成物は、式１：０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂＳｂ_１－ｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３、式中、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４の組成を満足する。

本明細書の実施例に係る表示装置は、振動部材と、振動部材の面に配置され、第１材料層および第１材料層によって囲まれた第２材料層を含む圧電素子層、圧電素子層の第１面に配置された第１電極部、および圧電素子層の第１面と対向する圧電素子層の第２面に配置された第２電極部を含む圧電素子を含む。

本明細書の実施例によれば、圧電材料組成物は鉛を含まずに高い圧電特性を有するので、これを含む圧電素子および表示装置は、低い駆動電圧により駆動して圧電特性が向上する効果がある。

そして、本明細書の実施例によれば、圧電材料組成物の製造方法は、単結晶製造方法と比較して時間および費用が大きく減少し、生産性が大きく向上する効果がある。

他のシステム、方法、特徴、および利点は、次の図面および詳細な説明を検討すると、当業者に明らかまたは明白になるだろう。これらすべての追加システム、方法、特徴、および利点は、この説明に含まれ、本開示内容の範囲内にあり、次の請求範囲によって保護されることを意図しています。このセクションのどのような内容も、これらの主張に対する制限と見なされてはなりません。追加の態様および利点は、本開示の態様とともに以下で議論される。

本明細書の前述の説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的で説明的であり、特許請求の範囲に記載された開示のさらなる説明を提供するために理解されるべきである。

本明細書の追加理解を提供するために含まれ、本明細書に統合され、その一部を構成する添付図面は、本明細書の態様及び実施態様を例示し、説明と共に本明細書の原理を説明する役割をすることができる。

本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法フローチャートである。 本明細書の実施例に係る圧電材料を示す断面図である。 本明細書の実施例に係る圧電材料の結晶構造を示す図である。 図４Ａは、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の正方晶系（Ｔ）、直方晶系（Ｏ）、および菱面体（Ｒ）の結晶学的方位を示す図である。 図４Ｂは、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の正方晶系（Ｔ）、直方晶系（Ｏ）、および菱面体（Ｒ）の結晶学的方位を示す図である。 図４Ｃは、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の正方晶系（Ｔ）、直方晶系（Ｏ）、および菱面体（Ｒ）の結晶学的方位を示す図である。 本明細書の実施例に係る圧電素子の温度変化による相転移温度を示す図である。 図６Ａは、本明細書の実施例に係るドメインの大きさによる圧電性能を示す図である。 図６Ｂは、本明細書の実施例に係るドメインの大きさによる圧電性能を示す図である。 本明細書の実施例に係る圧電材料組成物のＮａＮｂＯ_３のシード含有量（ｍｏｌ％）による密度、誘電率（ε^Ｔ _３３／ε_０、ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）、損失係数（ｔａｎｄｅｒｕｔａ）、圧電電荷定数（ｄ_３３、Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）、および電気機械結合係数（kρ、Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ＦａｃｔｏｒまたはＭｅｃｈａｎｉｃａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）を示す図である。 本明細書の実施例に係る圧電材料組成物のシード含有量によるロットゲーリング係数（Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を示す。 本明細書の実施例に係る圧電材料組成物に３ｍｏｌ％のシードを適用しときの相転移温度を示す図である。 本明細書の実施例に係る圧電材料組成物による微細構造の写真(a)、(b)、(c)である。 本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の母体の製造方法フローチャートである。 本明細書の実施例に係る母体材料のＸＲＤデータである。 図１３Ａは、本明細書の実施例に係る母体材料の回折ピークである。 図１３Ｂは、本明細書の実施例に係る母体材料の回折ピークである。 図１３Ｃは、本明細書の実施例に係る母体材料の回折ピークである。 図１３Ｄは、本明細書の実施例に係る母体材料の回折ピークである。 図１３Ｅは、本明細書の実施例に係る母体材料の回折ピークである。 本明細書の実施例に係る母体材料の断面写真(ａ)～(ｅ)である。 本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。 本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。 本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。 本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。 本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。 本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。 図１６Ａは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加に伴う互いに異なる周波数による温度誘電率グラフである。 図１６Ｂは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加に伴う互いに異なる周波数による温度誘電率グラフである。 図１６Ｃは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加に伴う互いに異なる周波数による温度誘電率グラフである。 図１６Ｄは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加に伴う互いに異なる周波数による温度誘電率グラフである。 図１６Ｅは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加に伴う互いに異なる周波数による温度誘電率グラフである。 図１７Ａは、本明細書の実施例に係る母体材料の透過電子顕微鏡写真である。 図１７Ｂは、本明細書の実施例に係る母体材料の透過電子顕微鏡写真である。 本明細書の実施例に係る母体材料の相対密度、誘電率（ε^Ｔ _３３／ε_０、ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）、圧電電荷定数（ｄ_３３、Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）、および電気機械結合係数（ｋ_ρ、Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）を示す図である。 本明細書の実施例に係る母体材料のポーリング（ｐｏｌｉｎｇ）温度による圧電電荷定数である。 本明細書の実施例に係る電場による圧電電荷定数である。 本明細書の実施例に係るアニーリング温度による圧電電荷定数である。 本明細書の実施例に係る圧電材料組成物のシードの製造方法フローチャートである。 本明細書の実施例に係る二次シードを準備する工程で発生する結晶変化を示したものである。 図２２は、本明細書の実施例に係る表示装置を示す斜視図である。 本明細書の実施例に係る図２２に示す線Ｉ－Ｉ’に沿って図示した断面図である。 図２３の圧電素子を詳細に示す図である。

本明細書の実施例を詳細に参照し、その例は添付図面に例示できる。以下の説明で、よく知られた機能または構成の具体的な説明が本明細書の要旨を不必要に曇せる場合、その具体的な説明は、簡潔さのために省略することができる。説明された段階および／または動作の進行は、一例示的なものだが、段階および／または動作の順序は、本明細書に記載されたものに限定されず、特定の順序で必ず発生する段階および／または動作を除いて変更され得る。

特に明記しない限り、同一の参照符号は、これらが異なる図面に図示されていても、全体的に類似の構成要素を指すことができる。１つ以上の実施例で、異なる図面で同一の構成要素（または同一の名前を有する構成要素）は、特に明記しない限り、同一または実質的に同一の機能および特性を有することができる。以下の説明で使用される構成要素のそれぞれの名称は、便宜上選択されたもので、実際の製品とは異なり得る。

本明細書の利点と特徴、そしてそれらを達成する方法は添付の図と共に詳細に後述されている一実施例を参照すると明確になるだろう。しかし、本明細書は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、異なる多様な形状で実現されるものであり、単に本実施例は、本明細書の開示を完全にし、本明細書が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供され得る。

本明細書の実施例を説明するため、図に示した形状、大きさ、面積、比率、角度、個数などは、例示的なものであって、本明細書が図に示した事項に限定されるものではない。

本明細書で言及した「含む」、「有する」、「からなる」、「構成する」、「形成される」などが使用されている場合、「だけ」または「のみ」が使用されていない限り、他の部分を追加することができる。本明細書で使用される用語は、単に特定の実施例を説明するために使用され、本明細書示の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される用語は、例示的な実施例を説明するために使用されるだけで、本明細書示の範囲を限定することを意図するものではない。構成要素を単数で表現した用語は、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。「実施例」は、例示的な例であり得る。本明細書に記載された「実施例」または「一例」で説明された任意の実装は、必ずしも他の実装に比べて好ましくまたは有利なものと解釈される必要はない。

１つ以上の実施例において、構成要素、特徴または対応する情報（例えば、レベル、範囲、寸法、サイズなど）は、これらの誤差または公差範囲について明示的な説明が提供されない場合でも、誤差または公差範囲を含むものと解釈され得る。誤差または公差範囲は、様々な要因（例：工程要因、内部または外部衝撃、騒音など）によって発生され得る。

位置関係についての説明である場合、位置関係についての説明である場合、「上または上に」、「上部に」、「下または下に」、「下部に」、「近く」、「隣接して」、「横に」、または「次に」、などを使用して２つの部分の間に位置関係が説明されている場合、「すぐに」、「即時（に）」、「密接（に）」、または「直接（に）」が使用されていない限り、２つの部分の間に１つ以上の他の部分が配置され得る。例えば、構造物が、「上または上に」、「上部に」、「下または下に」、「下部に」、「近く」、「隣接に」、「横に」、または「次に」に位置していると説明されている場合、この説明は、構造物が互いに接触する場合、その間に第３構造物が配置される場合を含むものと解釈されなければならない。例えば、構造物が、「上または上に」、「上部に」、「下または下に」、「下部に」、「近く」、「隣接に」、「横に」、または「次に」に位置していると説明されている場合、この説明は、構造物が互いに接触する場合、その間に第３構造物が配置または介在される場合を含むものと解釈されなければならない。また、「前」、「後」、「背」、「左」、「右」、「上」、「底」、「下向」、「上向」、「上部」、「下部」、「列」、「行」、「垂直」、「水平」などは、任意の参照フレームを参照します。

時間の関係についての説明である場合、例えば、「後に」、「に続いて」、「次に」、「前に」などで時間的前後関係が説明されている場合、「すぐに」、「即時（に）」、または「直接（に）」が使用されていない以上、連続的または連続的でない場合も含み得る。

第１、第２などが多様な構成要素を記述するために使用されるが、これらの構成要素はこれらの用語によって制限されない。これらの用語は、単に１つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用されるものである。したがって、以下で言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であることもあり得る。さらに、第１要素、第２要素などは、本明細書の範囲から逸脱することなく、当業者の便宜に応じて任意に命名され得る。「第１」、「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用され得るが、構成要素の機能または構造は、構成要素の前の序数または構成要素の名称によって限定されない。

本明細書の構成要素を説明するにあたって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用され得る。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのもので、その構成要素の本質、基礎、順番または個数な定義するために使用されない。

ある構成要素または層が他の構成要素に「連結」、「結合」または「連結」すると記載されている場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接連結するか、または連結することができるが、特に明示的な記載事項がない間接的に連結、または連結することができる各構成要素の間に、他の構成要素また他の層が「配置」または「介在」されることもあると理解されなければならない。

ある構成要素または層が他の構成要素また他の層に「接触」または「重畳」などと記載されている場合、その構成要素は、その他の構成要素また他の層に直接に接触するか、または重畳されることができるが、特に明示的な記載事項がない間接的に接触するか、または重畳されることができる各構成要素また他の層の間に、１つ以上の他の構成要素また他の層が「配置」または「介在」されることもあると理解されなければならない。例えば、本明細書について、「重複するまたは重複し」、「重なり合い」などの用語は、例えば、面と面との連結による「重複する、電気的および／または物理的に連結する」、例えば、面と面との連結による「重なり合い、電気的および／または物理的に連結する」と理解されなければならない。

「少なくとも１つ」の用語は、１つ以上の関連項目から提示可能なすべての組み合わせを含むものと理解されなければならない。例えば、「第１項目、第２項目、および第３項目のうちの少なくとも１つ」の意味は、第１項目、第２項目、または第３項目のうちの２つ以上から提示された項目の組み合わせだけではなく、第１項目、第２項目、および第３項目のいずれかの組み合わせのみを含むとすることができる。

第１構成要素、第２構成要素「および／または」第３構成要素の表現は、第１、第２および第３の構成要素のうちの１つまたは第１、第２および第３の構成要素の任意の組み合わせまたはすべての組み合わせと理解されなければならない。例えば、Ａ、Ｂおよび／またはＣは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ、ＢおよびＣの任意または何らかの組み合わせ、またはＡ、ＢおよびＣのすべてと見なすことができる。さらに、「構成要素Ａ／構成要素Ｂ」の表現は、構成要素Ａおよび／または構成要素Ｂと理解されなければならない。

１つ以上の実施例で、「の間」および「の中」の用語は、特に明記しない限り、便宜のために単に交換可能に使用され得る。例えば、「複数の構成要素の間」の表現は、「複数の構成要素の中」と理解することもできる。他の実施例で、「複数の構成要素の中」の表現は、「複数の構成要素の間」と理解することもできる。１つ以上の実施例で、構成要素の個数は、２であり得る。１つ以上の実施例で、構成要素の個数は、２よりも多いことがあり得る。

１つ以上の実施例で、「互いに異なる」の表現は、任意の構成要素が他の構成要素と異なるものと理解することができる。

１つ以上の実施例で、「の１つ以上」および「のうちの１つ以上」の表現は、特に明記しない限り、便宜のために単に交換可能に使用され得る。例えば、「の１つ以上」の表現は、「のうちの１つ以上」と理解することもできる。例えば、「のうちの１つ以上」の表現は、「の１つ以上」と理解することもできる。

本明細書のいくつかの実施例のそれぞれの特徴が部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能で、技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各例を互いに対して独立的に実施することができ、関連の関係で一緒に実施することもできる。１つ以上の実施例で、本明細書の多様な実施例による各装置の構成要素は、動作可能に結合されるか、または構成され得る。

本明細書で使用される用語（技術的および科学的用語を含む）は、本明細書が属する技術分野で通常の知識を有する者によって理解されるものと同一の意味を有することができる。さらに、一般的に使用される辞書で定義された用語のような用語は、例えば、関連技術の文脈でその意味と一致する意味を有することして解釈されるべきであり、特に明記しない限り、理想化されるか、または過度に形式的な意味と解釈されてはならない。

以下、添付の図を参照して、本明細書の実施例を詳細に説明する。

図１は、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法フローチャートである。

図１を参照すると、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法は、圧電材料組成物の母体材料を秤量する工程（Ｓ１０１）、秤量した母体材料を混合する工程（Ｓ１０２）、母体材料を成形（ｍｏｌｄｉｎｇ ｏｒ ｐｒｅｓｓ ｍｏｌｄｉｎｇ）工程（Ｓ１０３）、成形した圧電材料組成物を焼結する工程（Ｓ１０４）、焼結した圧電材料組成物に電極を形成する工程（Ｓ１０５）を含む。圧電材料組成物の製造方法による条件、例えば温度、粘度、および時間などが本明細書の内容を限定するものではない。

まず、圧電材料組成物の母体材料を秤量（ｗｅｉｇｈｉｎｇ）する工程（Ｓ１０１）は、母体材料を準備する方法（Ｓ１０）およびシード（ｓｅｅｄ）材料を準備する方法（Ｓ２０）を通じて、下記の式１のモル比を満足するようにそれぞれ準備した材料を秤量する工程である。例えば、母体材料を秤量する工程（Ｓ１０１）は、製造方法とは別個に進行するか、または省略することもできる。例えば、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法は、予め用意された母体材料を他の主体によってモル比で混合することから開始することができる。

圧電材料組成物は、下記式１を満たすように準備することができる。
［式１］
０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３
式中、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｄ≦５．０、０≦ｘ≦０．０４である。

例えば、母体材料は、式１でシードであるＮａＮｂＯ_３を除いた条件であり、図１１で後述する母体材料を準備する方法（Ｓ１０）により準備することができる。

シード材料は、ＮａＮｂＯ_３組成を有し、１０μｍ以上の大きさであり得、シードのアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）は、５～２０の範囲または１０～１５の範囲であり得、後述する図２０で説明するシードの製造方法（Ｓ２０）によって準備することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

シード材料は、式１の全材料組成物に対して１～５ｍｏｌ％だけ添加され得、例えば、３ｍｏｌ％だけ添加され得、本明細書の実施例はこれに限定されない。

次に、秤量した母体材料を混合する工程（Ｓ１０２）は、先の工程で秤量した母体材料およびシード材料を混合する工程である。

合成した母体材料は、母体材料で構成されたスラリーを準備する工程と、母体材料を含むスラリーにシード材料を混合する工程を含み得る。

例えば、母体材料で構成されたスラリーを準備する工程は、式１の組成を有する母体材料に適切な量の分散剤および溶媒を添加することができる。例えば、溶媒は、エタノール、メタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ；ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、トルエン、および蒸留水のうちの少なくとも１つ以上を含み得るが、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。母材料に適切な量の分散剤および溶媒を添加することによって、母材料が溶媒によく分散したスラリーを準備することができる。本明細書の実施例によれば、分散剤は、母体材料を含むスラリーの粘度を低下させるために使用することができる。

また、先に準備した母体材料スラリーに適切な量のバインダーおよび可塑剤（ｐｌａｓｔｉｃｉｓｅｒ）をさらに添加して、ボールミリングを行うことができる。バインダーは、成形体（ｇｒｅｅｎ ｔａｐｅ）の強度、柔軟性、延性、耐久性、靭性、および柔らかさを提供することができる。バインダーは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のうちの少なくとも１つを含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されず、圧電材料組成物の分野に公知のバインダーを使用することができる。可塑剤は、成形体形成の弾性およびプラスチック特性を提供するために添加することができる。可塑剤は、フタレート（Ｐｈｔｈａｌａｔｅ）系可塑剤、アジペート（Ａｄｉｐａｔｅ）系可塑剤、ホスフェート（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）系可塑剤、ポリエーテル（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ）系可塑剤、およびポリエーテル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）系可塑剤のうちの少なくとも１つの系列を含むことができ、圧電材料組成物分野に公知の可塑剤物質を用いることができる。

母体材料にシード材料を混合する工程は、先の工程で準備いた母体材料を含むスラリーにシード材料を混合する工程でミリング工程を通じて行うことができ、ボールがない状態で低速（例えば、４０ｒｐｍ）で他の混合工程よりも相対的に短い時間で行うことができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

さらに、母体材料を含むスラリーにシード材料を添加および混合した後、気泡およびガスを除去する脱泡工程（ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）およびエージング（ａｇｉｎｇ）する工程をさらに含み得る。

脱泡工程は、後述する圧電材料を成形（またはプレスモールディング）する工程において、スラリーが成形（またはプレスモールディング）工程のために適した粘度を合わせるための工程である。例えば、脱泡工程は、室温で真空撹拌機を使用して１７００ｃＰｓ～２４００ｃＰｓ（ｃｅｎｔｉｐｏｉｓｅ）、または１９００ｃＰｓ～２２００ｃＰｓ（ｃｅｎｔｉｐｏｉｓｅ）、または２０００ｃＰｓ（ｃｅｎｔｉｐｏｉｓｅ）の粘度を有するように調整することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

エージング工程は、先の脱泡工程で溶媒が揮発する際にスラリーが冷却し得るので、再び常温の温度に合わせるための工程である。例えば、エージング工程は、攪拌機を用いて約４０ｒｐｍの低速で短時間攪拌を行うことができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

次に、圧電材料を成形（またはプレスモールディング）する工程（Ｓ１０３）は、先の工程（Ｓ１０２）で準備した母体材料およびシード材料を混合したスラリーを、所定の体積と形態を有する成形体を製造する工程である。

例えば、圧電材料を成形（またはプレスモールディング）する工程は、テープキャスティング（ｔａｐｅ ｃａｓｔｉｎｇ）する工程、テープキャストした圧電材料を一次成形（またはプレスモールディング）する工程、および一次成形（またはプレスモールディング）した圧電材料を二次成形（またはプレスモールディング）する工程を含み得、本明細書の実施例はこれに限定されない。

テープキャスティング工程は、テープキャスティング装置を用いて先の工程で準備した母体材料とシード材料が混合したスラリーをテープキャストする工程であり、１７００～２４００ｃＰｓ粘度のスラリーでテープキャストする場合、約３０μｍ厚さにキャストすることができます。

テープキャスティングした圧電材料を一次成形する工程は温間等方成形（ＷＩＰ：Ｗａｒｍ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）で行うことができ、テープキャスティングした圧電材料を二次成形する工程は冷間等方成形（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）で行うことができ、後述する焼結工程で焼結体の密度を高めるために用いることができる。また、温間等方成形の場合、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の場合、テープキャスティングなどのスタックおよびラミネーションに基づいて成形体（または成形物質）を準備する場合に行うことができる。

また、圧電材料を成形（またはプレスモールディング）する工程（Ｓ１０３）は、一次成形（またはプレスモールディング）する工程後に脱脂（ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ）工程をさらに含むことができ、脱脂工程は、溶媒または有機物を除去する工程である。脱脂工程は、炉（ｆｕｒｎａｃｅ）で３００℃～６００℃の温度範囲で約４０時間維持した後、常温まで炉冷することができる。

次に、成形体を焼結する工程（Ｓ１０４）について説明する。

焼結する工程は、１つの温度区間で進行した後に炉冷することができる。例えば、焼結温度は１０９０℃であり得、維持時間は３時間であり得、本明細書の実施例はこれに限定されない。例えば、焼結温度は、１０００℃～１１５０℃であり得、維持時間は、１時間～１０時間であり得、本明細書の実施例はこれに限定されない。

次に、焼結体に電極を形成する工程（Ｓ１０５）について説明する。

圧電材料焼結体の第１面および第１面と対向する第２面に電極を形成することができる。例えば、電極は、金属など銀（Ａｇ）を塗布して形成することができるが、これに限定されるものではなく、公知の通常の電極は、制限なしに用いることができる。

図２は、本明細書の実施例に係る圧電材料を示す断面図である。

図２を参照すると、本明細書の実施例に係る圧電材料１０は、第１物質１１、第２物質１２からなる複数の結晶（ｇｒａｉｎ）を含み得る。第１物質１１、第２物質１２からなる結晶は、結晶粒界（ＧＢ：ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）によって区別することができる。

第２物質１２は、第１物質１１の内部に形成することができ、第１物質１１は、第２物質１２の結晶方向に基づいて結晶粒が成長し、複数の第１物質１１は、同一または実質的に同一の結晶方向を有することができ、例えば、第１物質１１は、（００１）結晶方向を有することができる。したがって、第１物質１１は、第２物質１２を囲むように配置することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

第２物質１２は、第１物質１１の中央部に位置することができる。ここで、中央部とは、所定の体積を有する第１物質１１において、数値的に正確に半分ではなく、所定の体積を有する第１物質１１の中心を含む所定の領域であり得、第１物質１１の中心から外れる位置に第２物質１２が位置していても、本明細書の範囲に含み得る。例えば、第２物質１２は、第１物質１１内に配置されながら結晶方向成長において、複数の第１物質１１の間の境界である結晶粒界（ＧＢ）に隣接または近いように偏って配置することもでき、本明細書の実施例はこれに限定されない。

また、圧電材料１０は、所定の厚さに形成され、第１物質１１および第２物質１２を含む焼結体の第１面と第１面と対向する第２面それぞれに形成された電極部１３をさらに含み得る。圧電材料１０は、電極部１３をさらに含む場合、圧電素子として機能することができる。

第１物質１１は、母体材料であり得る。第１物質１１は、後述する母体材料を準備する方法（Ｓ１０）によって準備することができる。

第２物質１２はシード材料であり得る。第２物質１２は、後述するシード材料を準備する方法（Ｓ２０）によって準備することができる。

第２物質１２は、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法（Ｓ１００）の焼結工程（Ｓ１０４）において、第１物質１１が第２物質１２の結晶方向に沿って成長できるようにテンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅ）のように作用することができる。例えば、第１物質１１は、第２物質１２の結晶方向に依存して焼結しながら結晶方向が同じ方向に配向するように成長することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

図３は、本明細書の実施例に係る圧電材料の結晶構造を示す図である。

図３を参照すると、本明細書の式１の組成による圧電材料は、通常のＡＢＸ_３の構造を有することができる。ここで、Ａは第１カチオン、Ｂは第２カチオン、Ｘはそれらと結合するアニオンである。第１カチオンは、カリウム（Ｋ^＋）、ナトリウム（Ｎａ^＋）、ストロンチウム（Ｓｒ^２＋）、ビスマス（Ｂｉ^３＋）、および銀（Ａｇ^＋）であり得、第２カチオンは、ニオブ（Ｎｂ^５＋）、アンチモン（Ｓｂ^３＋）、およびジルコニウム（Ｚｒ^４＋）であり得、アニオンは、酸素（Ｏ^２－）であり得る。第１カチオンとアニオンは、ＡＸ１２の立方八面体構造を形成し、第２カチオンおよびアニオンは、ＢＸ６で八面体構造に結合する構造であり得る。

図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の直方晶系（Ｏ）、正方晶系（Ｔ）、および菱面体（Ｒ）の結晶学的方位を示す図である。

図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃを参照すると、本明細書による圧電セラミックの圧電性能は、自発分極の結晶学的方位の数が多いほど高くなり得る。正方晶系構造は６種類、直方晶系構造は１２種類、菱面体構造は８種類の結晶学的方位を有する。圧電性能を高めるために、菱面体（Ｒ：Ｒｈｏｍｂｏｈｅｄｒａｌ）－直方晶系（Ｏ：ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ）－正方晶系（Ｔ：ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ）（以下、Ｒ－Ｏ－Ｔ）結晶構造が共存する組成最適化が必要である。

図５は、圧電素子の温度変化による相転移温度を示す図である。例えば、図５は、純粋な（Ｎａ_０．５Ｋ_０．５）ＮｂＯ_３圧電素子の温度変化による相転移温度を示すものである。

図５を参照すると、約－５０℃～約－１００℃にＴＲ－Ｏが、約２００℃にＴＯ－Ｔが存在することが分かる。純粋な（Ｎａ_０．５Ｋ_０．５）ＮｂＯ_３にビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アンチモン（Ｓｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などを添加すると、常温にＲ－Ｏ－Ｔ構造が共存する材料を作ることができる。

図６Ａおよび図６Ｂは、ドメインの大きさによる圧電性能を示す図である。

図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、ドメインの大きさが小さくなるほど圧電電荷定数（ｄ３３）値が増加する傾向を示し、これはドメインの大きさが小さくなるにつれてドメインバウンダリ（ｄｏｍａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）エネルギーを減少させ、ドメイン回転を容易にして圧電特性向上に寄与することが分かる。

図７は、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物のＮａＮｂＯ_３のシード含有量（ｍｏｌ％）による密度、誘電率（ε^Ｔ _３３／ε０、ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）、損失係数（ｔａｎδ）、圧電電荷定数（ｄ_３３、Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）、および電気機械結合係数（ｋ_ρ、Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）を示す図である。図７の圧電材料組成物は、（Ｎａ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ａｇ）（Ｎｂ、Ｓｂ、Ｚｒ）Ｏ_３組成で準備し、ＮａＮｂＯ_３のシードを追加した。

図７を参照すると、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が、０～３ｍｏｌ％の範囲で９３％を超える密度を有することが分かる。例えば、ＮａＮｂＯ_３のシード含有量（ｍｏｌ％）が、５ｍｏｌ％の場合、９０．１％の密度を有することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

誘電率(ε^Ｔ _３３／ε_０,ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ)は、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が２ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％の範囲で２０００を超える値を示すことが分かる。例えば、ＮａＮｂＯ_３シードを添加しなかった場合は、誘電率値は約１８００であり、ＮａＮｂＯ_３シードを１ｍｏｌ％添加した場合の誘電率値は約１９９０であり、本明細書の実施例はこれに限定されない。

損失係数（ｔａｎδ）は、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が０のとき約０．０３３の値を示し、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が１ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％の範囲で０．０３５を超える値を示すことが分かる。

圧電電荷定数（ｄ_３３、Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）は、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が０ｍｏｌ％のとき約４７８ｐＣ／Ｎの値を示し、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が１ｍｏｌ％のとき約５３８ｐＣ／Ｎの値を示し、２ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％の範囲では６８９ｐＣ／Ｎ以上の値を示した。例えば、ＮａＮｂＯ_３のシード含有量（ｍｏｌ％）が３ｍｏｌ％の場合、７６０ｐＣ／Ｎの値を示し、本明細書の実施例はこれに限定されない。

電気機械結合係数（ｋρ，Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）は、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が０のとき約０．４７６の値を示し、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が１ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％の範囲で０．５を超える値を示し、例えばＮａＮｂＯ_３のシード含有量（ｍｏｌ％）が３ｍｏｌ％のとき０．５８の値を示すことが分か、本明細書の実施例はこれに限定されない。

図８は、圧電材料組成物のシード含有量によるロットゲーリング係数（Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を示す。図８で測定に用いた圧電材料組成物の実施組成は、（Ｎａ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ａｇ）（Ｎｂ、Ｓｂ、Ｚｒ）Ｏ_３を用いた。

ここで、ロットゲーリング係数（ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ， Ｌｆ（％））は、次の数式１で計算することができる。

式１中、ｐは数式１により計算される配向程度であり、ｐ０はランダム配向した同一または実質的に同一の組成の圧電材料組成物中のＩ００ｌの分率である。配向度（ｐ）は、以下の数式２で計算することができる。

式２中、Ｉ_（００ｌ）は、（００ｌ）で表される（００１）および（００２）等の回折ピーク（ｐｅａｋ）であり、Ｉ_{ｎｏｎ－（００ｌ}）は、（００ｌ）で表されない、（１１０）、（１１１）、（２１０）、および（２１１）などの回折ピーク（ｐｅａｋ）を意味する。

図８を参照すると、圧電材料組成物にシードを添加しなければ、全く配向しないことが分かり、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が１ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％である範囲で９４．７％以上のロットゲーリング係数を示すことが分かり、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が３ｍｏｌ％で最も高い結晶配向度を示すことが分かる。

図７および図８を参照すると、ＮａＮｂＯ_３のシード含量（ｍｏｌ％）が、１ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％の範囲で密度、誘電率、損失係数、圧電電荷定数、および電気機械結合係数が向上することができ、結晶配向度が高くなることが分かる。

図９は、圧電材料組成物に３ｍｏｌ％のシードを適用しときの相転移温度を示す図である。図９で測定に用いた圧電材料組成物の組成は、０．９６（ＮａＫ）（ＮｂＳｂ）－０．０２（ＳｒＺｒ）－０．０２（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３を用いた。

図９を参照すると、約４１℃付近で直方晶系－正方晶系の相転移領域が存在し、約１５１℃近付近で正方晶系－立方体の相転移が行われることが分かる。

図１０は、本明細書の圧電材料組成物による微細構造の写真（ａ）～（ｅ）である。図１０で測定に用いた圧電材料組成物の実施組成は、０．９６（ＮａＫ）（ＮｂＳｂ）－０．０２（ＳｒＺｒ）－０．０２（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３を用い、キャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）した方向の垂直方向に実施して撮影した。

図１０の写真（ａ）は、ＮａＮｂＯ_３のシードを使用しなかったものであり、大部分２０μｍ以下の大きさで存在することが分かる。

図１０の写真（ｂ）～（ｅ）は、順にＮａＮｂＯ_３のシードが１ｍｏｌ％、２ｍｏｌ％、３ｍｏｌ％、および５ｍｏｌ％であるものであり、大部分の結晶（グレイン）が２５μｍ以上の大きさで存在することが分かる。

図１１は、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の母体の製造方法フローチャートである。

図１１を参照すると、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の母体材料の製造方法は、式２を有する原材料を秤量する工程（Ｓ１１）、原材料を混合する工程（Ｓ１２）、混合した原材料を合成するか焼工程（Ｓ１３）、合成した母体材料を粉砕する工程（Ｓ１４）、粉砕した母体材料を成形する工程（Ｓ１５）、母体成形体を焼結する工程（Ｓ１６）、および母体焼結体に電極を形成する工程（Ｓ１７）を含む。原材料を秤量する工程（Ｓ１１）は、製造方法とは別個に進行するか、または省略することもできる。例えば、本開示のいくつかの実施例に係る母体材料の製造方法は、式２を有する原材料を他の主体によって混合することから開始することができる。圧電材料組成物の製造方法による条件、例えば温度、圧力、および時間などが、本明細書の実施例の内容を限定するものではない。

まず、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の母体材料の製造方法で、原材料を秤量する工程（Ｓ１１）は、母体材料をモル比に合わせて秤量して適切な量の溶媒を入れる工程であり得る。

母体材料は、下記の式２を満足することができる。
［式２］
０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３

式２中、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、ｘは０≦ｘ≦０．０４である。

例えば、式２を満足する母体材料は、（Ｎａ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ａｇ）（Ｎｂ、Ｓｂ、Ｚｒ）Ｏ_３であり、焼結性を高めるために０．５ｍｏｌ％の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を追加することができる。

式２を満足する母体材料は、秤量する工程で炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化銀（Ａｇ_２Ｏ）、および酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を合成しようとする組成のモル比に合わせて秤量して、ナイロンジャ（ｊａｒ）に入れ、適量の溶媒（例えば、エタノール）を添加することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

次に、原材料を混合する工程（Ｓ１２）は、秤量した原材料とエタノールをボールミル（ｂａｌｌ ｍｉｌｌ）工程を用いて、２４時間混合および粉砕する工程である。また、混合する工程は、混合する工程の後、溶媒と混合したパウダーを分離するための乾燥する工程をさらに含み得る。ここで、乾燥する工程は、ディッシュ（ｄｉｓｈ）に混合した原材料を入れ、約１００℃の温度で十分に乾燥して行うことができる。

また、本明細書の実施例によれば、原材料を混合する工程（Ｓ１２）は、一次混合した原材料を相合性するか焼工程（Ｓ１３）をさらに含み得る。

か焼する工程（Ｓ１３）は、混合が完了した後、乾燥した混合物を乳鉢で細かく粉砕し、アルミナるつぼに入れて電気炉で５℃／分の昇温速度で昇温後、８５０℃で６時間焼成（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）した後、常温に自然冷却する工程であり得る。例えば、か焼温度は、８００℃～９００℃であり、維持時間は、１時間～１０時間であり得、本明細書の実施例はこれに限定されない。

次に、相合成した母体材料を粉砕する工程（Ｓ１４）は、相合成した母体材料に溶媒（エタノール）を一緒に入れ、ボールミル（ｂａｌｌ ｍｉｌｌ）工程を用いて、２４時間粉砕し、粒子を小さくする工程であり得る。

また、粉砕する工程は、粉砕する工程の後、溶媒と混合したパウダーを分離するための乾燥する工程をさらに含み得る。ここで、乾燥する工程は、ディッシュに粉砕した母体材料を入れ、１００℃の温度で十分に乾燥して行うことができ、例えば、３時間乾燥を進行することができ、本明細書の実施例はこれに限定されない。

さらに、本明細書の実施例によれば、相合成した母体材料を粉砕する工程（Ｓ１４）は、材料を選別（ｓｉｅｖｉｎｇ）する工程をさらに含み得る。

選別する工程は、４０メッシュ（ｍｅｓｈ）の篩を用いて乳鉢で細かく砕いて乾燥したパウダーを篩にかけて一定の大きさ以下の粒子からなるパウダーを作る工程である。４０メッシュの篩を通ったパウダーは、４００μｍ以下の大きさを有することができる。

次に、粉砕した母材を成形する工程（Ｓ１５）は、選別したパウダーを成形（または加圧成形）する工程であり得る。

例えば、二次混合材料を成形（または加圧成形）する工程は、円形形状の成形モールドに入れて一軸加圧成形する工程であり得、一軸加圧成形の圧力は１００ｋｇ／ｆ（ｆｏｒｃｅ）であり得るが、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

次に、母体成形体を焼結する工程（Ｓ１６）は、設定した焼結温度で焼結する工程であり得る。

例えば、焼結温度は、１０７０～１１１０℃の範囲で行うことができ、焼結時間は３時間～６時間維持することができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

次に、母体焼結体に電極を形成する工程（Ｓ１７）は、焼結体の一面および一面（または第１面）に対向する他面（または第２面）に電極を塗布する工程であり得る。

例えば、焼結体に塗布する電極は、金属など銀（Ａｇ）電極であり得るが、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

また、電極を塗布（または形成）した後に電極が塗布された焼結体をポーリング（ｐｏｌｉｎｇ）する工程をさらに含むことができ、ポーリングする工程は、例えば０℃～４０℃の温度に設定されたシリコーンオイル中で４ｋＶ／ｍｍの電界を約３０分間印加して、分極を整列させることができる。

図１２は、本明細書の実施例に係る母体材料のＸＲＤ（Ｘ線回折パターン）データである。

図１２において、Ｘ軸はＸ線回折の２θ値であり、縦軸は相対的な強度である。

図１２において、母体材料の組成は、０．９６（ＮａＫ）（ＮｂＳｂ）－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３で準備し、１０９０℃で３時間焼結して準備した。ａはｘ＝０、ｂはｘ＝０．０１、ｃはｘ＝０．０２、ｄはｘ＝０．０３、ｅはｘ＝０．０４に変更して測定した。

図１２を参照すると、ＢＡＺ（（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３）の添加量が増加するにつれて、全組成にわたって二次相のない均一なペロブスカイト構造を有することが分かる。

図１３Ａ～図１３Ｅは、本明細書の実施例に係る母体材料の回折ピークである。母体材料の６６．５°を０．３°／ｍｉｎの低速で測定した回折ピークである。図１３は、小型アングルＸ線（ｓｍａｌｌ ａｎｇｌｅ Ｘ－ｒａｙ）の結果を示したもので、小型アングルＸ線は、通常１～１．５度の範囲の２θ値を分析し、ナノ構造を分析するために使用され、本明細書では該当する２θの範囲の相の共存、相転移などを観察するために用いた。

図１３Ａ～図１３Ｅにおいて、Ｘ軸はＸ線回折の２θ値であり、縦軸は相対的な強度である。

図１３Ａ～図１３Ｅにおいて、母体材料の組成は、０．９６（ＮａＫ）（ＮｂＳｂ）－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ３で、１０９０℃で３時間焼結して準備した。回折ピークの測定は、図１３Ａでｘ＝０、図１３Ｂでｘ＝０．０１、図１３Ｃでｘ＝０．０２、１３Ｄでｘ＝０．０３、図１３Ｅでｘ＝０．０４にして測定した。

図１３Ａを参照すると、ＢＡＺを添加していない場合、菱面体（Ｒ）相と直方晶系（Ｏ）相が共存することが分かり、図１３Ｂ～図１３Ｅを参照すると、ＢＡＺ添加量の増加に伴い、Ｔ相が徐々に増加する傾向が分かる。また、図１３Ｅを参照すると、ＢＡＺｘ＝０．０４だけ添加した場合、直方晶系（Ｏ）相は消え、菱面体（Ｒ）－正方晶系（Ｔ）相が共存する構造を有することが分かる。

図１４は、本明細書の実施例に係る母体材料の断面写真（ａ）～（ｅ）である。

図１４において、母体材料は、０．９６（ＮａＫ）（ＮｂＳｂ）－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉＡｇ）ＺｒＯ_３の組成で準備し、０．５ｍｏｌ％の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を焼結性のために添加した。

図１４の（ａ）はｘ＝０、ｂはｘ＝０．０１、ｃはｘ＝０．０２、ｄはｘ＝０．０３、ｅはｘ＝０．０４として準備したサンプルの破断面表面研磨後に撮影したものである。

図１４の（ａ）を参照すると、２３μｍの大きな結晶粒と０．５μｍの小さな結晶粒の２種類の結晶粒を含むことが分かる。図１４の（ｂ）～（ｅ）を参照すると、ＢＡＺの含有量が増加するにつれて大きな大きさの結晶粒のみを有することが示され、これはＢＡＺが結晶成長に影響を与えることを意味する。また、結晶粒の大きさが大きくなるにつれて圧電特性が増加する傾向により、結晶粒の大きさが増加するにつれて圧電特性が増加することが分かる。

図１５Ａは、本明細書の実施例に係る母体材料の温度による誘電定数値の変化であり、図１５Ｂ～図１５Ｆは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加による誘電率および損失係数の変化を示す図である。図１５Ａ～図１５Ｆにおいて、母体材料は、０．９６（Ｎａ、Ｋ）（Ｎｂ、Ｓｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３＋ｘ（Ｂｉ、Ａｇ）ＺｒＯ_３の組成で準備し、０．５ｍｏｌ％の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を焼結性のために添加した。

図１５Ａ～図１５Ｆを参照すると、組成全体にわたって相転移温度であるＴｃは、１７８℃付近でＢＡＺ添加によって大きな変化がないことが分かり、菱面体（Ｒ）－直方晶系（Ｏ）の転移温度（ＴＲ－Ｏ）がほぼ一定の傾向を示し、回折パターンで確認したようにＢＡＺを添加していない０．９６（Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｓｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３組成の場合、常温で菱面体と直方晶系の共存がみられる。そして、ＢＡＺ含量の増加に伴い直方晶系（Ｏ）－正方晶系（Ｔ）の転移温度ＴＯ－Ｔが徐々に下がり、ｘ＝０．０３組成では、３つの結晶構造の比率が約３：３：３の比率を見られ示す。ｘ＝０．０４組成では、直方晶系（Ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ）への相転移を飛び越えて菱面体と正方晶系相が共存する構造を有する。

図１６Ａ～図１６Ｅは、本明細書の実施例に係る母体材料のＢＡＺ含有量の増加に伴う互いに異なる周波数による温度誘電率グラフである。図１６Ａ～図１６Ｅにおいて、母体材料は、０．９６（Ｎａ、Ｋ）（Ｎｂ、Ｓｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３＋ｘ（Ｂｉ、Ａｇ）ＺｒＯ_３の組成で準備し、０．５ｍｏｌ％の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を焼結性のために添加した。

図１６Ａを参照すると、周波数が変化してもＴＯ－Ｔ誘電ピークの温度が一定であることが分かる。図１６Ｂ～図１６Ｅを参照すると、ナノドメインまたはＰＮＲ（Ｐｏｌａｒ ｎａｎｏ ｒｅｇｉｏｎｓ）を有する緩和型（Ｒｅｌａｘｏｒ）誘電体であるか、欠陥双極子（ｄｅｆｅｃｔ ｄｉｐｏｌｅ）によって、周波数によって誘電ピークが変化する傾向を示すことが分かる。例えば、図１６Ｂでは、１００Ｈｚで５００ｋＨｚに対比してＴＯ－Ｔ誘電ピークが約１．５℃シフトしたことが分かり、図１６Ｃでは、１００Ｈｚで５００ｋＨｚに対比してＴＯ－Ｔ誘電ピークは約５．５℃シフトしたことが分かり、図１６Ｄでは、１００Ｈｚで５００ｋＨｚに対比してＴＯ－Ｔ誘電ピークが約１４℃シフトしたことが分かり、図１６Ｅでは、１００Ｈｚで５００ｋＨｚに対比してＴＯ－Ｔ誘電ピークは約１５℃シフトしたことが分かるが、本明細書の実施例はこれに限定されない。

したがって、本明細書の実施例による母体材料は、周波数依存性を有することによってＢＡＺの組成を追加してナノドメインを有することが分かる。

図１７Ａおよび図１７Ｂは、本明細書の実施例に係る母体材料の透過電子顕微鏡写真である。図１７Ａおよび図１７Ｂにおいて、母体材料は、０．９６（Ｎａ、Ｋ）（Ｎｂ、Ｓｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３＋ｘ（Ｂｉ、Ａｇ）ＺｒＯ_３の組成で準備し、０．５ｍｏｌ％の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を焼結性のために添加し、図１７Ａはｘ＝０、図１７Ｂはｘ＝０．０３で準備した後に撮影したものである。

図１７Ａおよび図１７Ｂを参照すると、ｘ＝０の組成の場合は、約１００ｎｍのドメイン大きさを示し、ｘ＝０．０３の組成は、約３×２０ｎｍのナノドメイン構造を有することを確認した。

図１７Ａおよび図１７Ｂ、および図１６を結びつけると、誘電特性において周波数依存性が現れる現象は、ナノドメイン又は局所ナノ領域（ｐｏｌａｒ ｎａｎｏ ｒｅｇｉｏｎ，ＰＮＲ）の形成に起因することができる。

したがって、ＢＡＺ添加によりナノサイズのドメイン構造や局所ナノ領域（ｐｏｌａｒ ｎａｎｏ ｒｅｇｉｏｎ，ＰＮＲ）が形成され得、周波数分散特性を示すことが分かる。

図１８は、本明細書の実施例に係る母体材料の損失係数、相対密度、誘電率（εＴ３３／ε０、ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）、圧電電荷定数（ｄ３３、Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）、および電気機械結合係数（ｋρ、Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）を示す図である。図１８において、母体材料は、０．９６（Ｎａ，Ｋ）（Ｎｂ，Ｓｂ）Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＣａＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ，Ａｇ）ＺｒＯ_３の組成で準備し、１０９０℃で３時間焼結を行って準備した。例えば、焼結温度は、１０００℃～１１５０℃であり得、維持時間は、１時間～１０時間であり得、本明細書の実施例はこれに限定されない。

図１８を参照すると、相対密度は、ＢＡＺの含有量０．００～０．０４の範囲で約９２％以上の相対密度を示すことが分かり、ＢＡＺ含有量の増加に伴って徐々に誘電率と圧電定数が増加する傾向を示すことが分かる。損失係数（ｌｏｓｓ）は、ＢＡＺの含有量０．００～０．０４の範囲で４％以下の値を値することが分かる。圧電定数は、菱面体（Ｒ）－直方晶系（Ｏ）－正方晶系（Ｔ）の３つの結晶構造を類似の割合で有するｘ＝０．０３組成でｄ_３３＝７１０ｐＣ／Ｎの最も優れた圧電特性を示し、それ以上に増加するほど正方晶系（Ｔ）相が多くなり、ｘ＝０．０４組成ではｄ３３＝５６５ｐＣ／Ｎまで圧電特性が低下し始めることが分かる。電気機械結合係数（ｋ_ρ、Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）は、材料に伝達された応力を電荷に変換する係数値を示し、１の場合、１００％の変換効率を有することができる。ＢＡＺの含有量０．００～０．０４の範囲で約０．４０以上の値を示すことが分かる。

図１９Ａは、母体材料のポーリング（ｐｏｌｉｎｇ）温度による圧電電荷定数であり、図１９Ｂは、電場による圧電電荷定数であり、図１９Ｃはアニーリング温度による圧電電荷定数である。図１９Ａ～図１９Ｃにおいて、母体材料は、０．９６（ＮａＫ）（ＮｂＳｂ）Ｏ３－０．０１ＣａＺｒＯ_３－０．０３（Ｂｉ０．５Ａｇ０．５）ＺｒＯ_３の組成で準備した。

図１９Ａを参照すると、ｘ＝０．０３の組成は、２０度付近で菱面体（Ｒ）－直方晶系（Ｏ）－正方晶系（Ｔ））Ｒ－Ｏ－Ｔ）３相の結晶構造を有するため、ポーリング温度もまた２０度付近で最も優れた圧電定数値を有することが分かる。図１９Ｂを参照すると、ポーリング電圧は、１ｋＶ／ｍｍ付近で飽和することが分かる。図１９Ｃを参照すると、アニール温度が上昇するほど圧電電荷定数が減少することが分かり、１３０℃で５６８ｐＣ／Ｎの値に若干減少し、１３０℃以上では圧電特性が急激に減少することを確認した。これは、１５０℃以上の温度から強誘電－相誘電相転移領域に近づくためである。

図２０は、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物のシードの製造方法フローチャートである。

図２０を参照すると、本明細書の実施例に係る圧電材料組成物のシードの製造方法は、シード材料を一次秤量する工程（Ｓ２１）、一次シードを準備する工程（Ｓ２２）、二次秤量する工程（Ｓ２３）、および二次シードを準備する工程（Ｓ２４）を含む。

まず、シード材料を一次秤量する工程（Ｓ２１）は、一次シード材料をモル比に合わせて秤量して適切な量の溶媒を入れる工程である。

ここで、一次シードで合成しようとする組成のモル比は（Ｂｉ_２．５Ｎａ_３．５）Ｎｂ_５Ｏ_１６であり得る。したがって、以下では、一次シードを「ＢＮＮシード」と呼ぶことができる。

例えば、シード材料を一次秤量する工程で、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を合成しようとする組成のモル比に合わせて秤量し、ナイロンジャ（ｊａｒ）に入れ、適切な量の溶媒を添加することができる。例えば、溶媒はエタノールであり得るが、本明細書の実施例はこれらに限定されるものではない。

また、一次秤量する工程で炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、酸化ナイオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）および酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）と塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）との比率を調節することができる。例えば、比率は、重量比またはモル比であり得る。例えば、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、酸化ナイオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）および酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）を含む酸化物対塩化ナトリウムの比率は１：１．５であり得るが、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

一次シードを準備する工程（Ｓ２２）は、前の工程で秤量された材料を混合する工程と混合した一次シード材料を相合成する工程をさらに含み得る。

例えば、混合した一次シード材料を溶媒に混合し、ボールミル（ｂａｌｌ ｍｉｌｌ）工程を用いて１２時間混合および粉砕することができる。また、一次シードを混合する工程は、混合および粉砕工程が完了した後に溶媒と混合したパウダーを分離するための乾燥工程をさらに含み得る。ここで、乾燥する工程は、ディッシュに一次混合した母体材料を入れ、１００℃の温度で十分に乾燥して行うことができ、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

例えば、相合成する工程は、一次シード材料を混合および乾燥した後、混合物を乳鉢で細かく砕き、アルミナるつぼに入れて電気炉で５℃／分の昇温速度で昇温した後、１１００～１１７５℃で６時間か焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）した後、常温に自然冷却する工程であり得る。か焼が完了したＢＮＮシードは、所定の板状形態の粒子を有することができる。ここで、一次シード材料を相合成する工程は、一次か焼とすることができる。

一次シードを準備する工程（Ｓ２２）は、か焼が完了した一次シードを洗浄する工程をさらに含み得る。

例えば、一次シードを洗浄する工程は、一次シードパウダーに付着した塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を除去するために、８０℃以上の水を用いて５回～１０回洗浄した後にフィルタリングすることができ、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

次に、二次秤量する工程（Ｓ２３）は、一次シードパウダーと一次シードパウダーのビスマス（Ｂｉ）を置換するためのナトリウムを含む物質と適切な量の溶媒を入れ、組成のモル比に適合するように秤量する工程であり得る。

ここで、二次シードの組成のモル比は、ＮａＮｂＯ_３であり得る。したがって、以下では、二次シードを「ＮＮシード」と呼ぶことができる。

例えば、二次秤量する工程で炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を合成しようとする組成のモル比に合わせて秤量してビーカーに入れ、適切な量の溶媒を添加することができる。例えば、溶媒はエタノールであり得るが、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

次に、二次シードを準備する工程（Ｓ２４）は、二次秤量した物質を混合し、トポケミカル反応（ｔｏｐｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を行う工程を含み得る。

例えば、二次秤量した物質を混合する工程は、攪拌工程によって行うことができ、ビーカーにマグネチックバー（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｂａｒ）を投入し、８０ｒｐｍで６時間行うことができ、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

また、二次シードを準備する工程は、混合した二次秤量物質を乾燥するための乾燥工程をさらに含み得る。ここで、乾燥する工程は、ディッシュに混合物を入れ、１００℃の温度で３時間乾燥して行うことができる。

例えば、トポケミカル反応を行う工程は、乾燥した二次シード材料をるつぼに入れ、９７５℃で６時間行うことができ、本明細書の実施例はこれらに限定されない。トポケミカル反応を行うことにより、一次シードに含まれていたビスマス（Ｂｉ）をナトリウム（Ｎａ）に交換することができる。トポケミカル反応については、図２１を参照して詳細に後述することにする。

ここで、トポケミカル反応を進行する工程は、二次か焼ということができる。

二次シードを準備する工程（Ｓ２４）は、トポケミカル反応が完了した二次シードを洗浄する工程をさらに含み得る。

例えば、二次シードを洗浄する工程は、ＮＮシードに付着した塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を除去するために、８０℃以上の水を用いて５回～１０回洗浄した後にフィルタリングすることができ、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

また、洗浄およびフィルタリング後にも、ＮＮシードに残存するビスマス（Ｂｉ）を除去するために硝酸を用いて数回酸処理後、水で中和洗浄することができる。例えば、ビーカーに硝酸を注いだ後、ＮＮシードを入れて１０分毎に揺らして、これを１時間～２時間繰り返して行うことができる。

図２１は、二次シードを準備する工程で発生する結晶変化を示したものである。図２１において、左側に示すＢｉ_２Ｏ_２［（Ｂｉ_０．５Ｎａ_３．５）Ｎｂ_５Ｏ_１６］の組成を有する結晶構造は、一次シードを示したものであり、以下では、ＢＮＮシードと呼ぶことができる。次に、右側に示すＮａＮｂＯ_３組成を有する結晶構造は、二次シードを示したものであり、以下では、ＮＮシードと呼ぶことができ、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

図２１を参照すると、Ｂｉ_２Ｏ_２［（Ｂｉ_０．５Ｎａ_０．５）Ｎｂ_５Ｏ_１６］の組成を有する一次シードの結晶構造は、上からＮｂＯ_６八面体とＮｂＯ_６八面体の間にナトリウム（Ｎａ）およびビスマス（Ｂｉ）が混在した層、（Ｂｉ_２Ｏ_２）２＋層、擬似ペロブスカイト（Ｐｓｅｕｄｏ－ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）層、（Ｂｉ_２Ｏ_２）２＋層およびＮｂＯ_６八面体とＮｂＯ_６八面体の間にナトリウム（Ｎａ）およびビスマス（Ｂｉ）が混在した層が繰り返される構造であり得る。次に、ＮａＮｂＯ_３組成を有する二次シードの結晶構造は、ＮｂＯ_６八面体を中心にしてナトリウム（Ｎａ）が囲む構造を有することができる。

図２１の二次シードを準備する工程（Ｓ２４）により、一次シードは、トポケミカル反応（ｔｏｐｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ）によって二次シードに変換することができる。ここで、トポケミカル（ｔｏｐｏｃｈｅｍｉｃａｌ）とは、固相化学反応において母結晶の方位と生成物の結晶方位がそれぞれ異なる方位関係を有する一方、結晶粒子の形態が保存される化学反応を意味する。

したがって、図２１に示すように、一次シードのＢｉ元素がＮａ元素に置換される過程で、ＮｂＯ_６八面体とＮｂＯ_６八面体の間にナトリウム（Ｎａ）およびビスマス（Ｂｉ）が混在した層、（Ｂｉ_２Ｏ_２）２＋層、擬似ペロブスカイト層は、全てＮａＮｂＯ_３組成を有する単一構造に変換することができる。

図２２は、本明細書の実施例に係る表示装置を示す斜視図であり、図２３は、図２２に示す線Ｉ－Ｉ’に沿って図示した断面図である。

図２２および図２３を参照すると、本明細書の実施例に係る装置（または表示装置）は、画像を表示する振動部材（または表示パネル１００）および振動部材１００の後面（または背面）で振動部材または表示パネル１００を振動させる圧電素子２００とを含み得る。

本明細書の実施例に係る装置（または表示装置）は、振動部材または表示パネル１００および振動部材または表示パネル１００の後面（または背面）に配置された圧電素子（または振動素子）２００とを含み得る。例えば、振動部材または表示パネル１００は、圧電素子２００の振動に応じて音響を出力することができる。例えば、振動部材１００または表示パネルは、振動対象物、表示パネル、振動板、または前面部材であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

例えば、振動部材または表示パネル１００または振動対象物は、映像を表示する複数の画素を有する表示パネル、表示装置から映像が投射されるスクリーンパネル、照明パネル、サイネージパネル、運送手段の内装材、運送手段のガラス窓、運送手段の外装材、建物の天井材、建物の内装材、建物のガラス窓、航空機の内装材、航空機のガラス窓、木材、プラスチック、ガラス、金属、布、繊維、紙、ゴム、皮革、および鏡のうちの１つ以上を含み得、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

以下では、振動部材が表示パネル１００であるものを例として説明する。

表示パネル１００は、映像、例えば、電子映像（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｍａｇｅ）またはデジタル映像（ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ）または静止映像（ｓｔｉｌｌ ｉｍａｇｅ）またはビデオ映像（ｖｉｄｅｏ ｉｍａｇｅ）を表示することができる。例えば、表示パネル１００は、液晶表示パネル、有機発光表示パネル、量子ドット発光表示パネル、マイクロ発光ダイオード表示パネル、および電気泳動表示パネルなどのような、あらゆる形状の表示パネルまたは曲面型表示パネルであり得る。表示パネル１００は、フレキシブル表示パネルであり得る。例えば、表示パネル１００は、フレキシブル発光表示パネル、フレキシブル電気泳動表示パネル、フレキシブル電子湿潤表示パネル、フレキシブルマイクロ発光ダイオード表示パネル、またはフレキシブル量子ドット発光表示パネルであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

本明細書の実施例に係る表示パネル１００は、複数の画素の駆動によって映像を表示する表示領域（ＡＡ）を含み得る。そして、表示パネル１００は、表示領域（ＡＡ）を囲む非表示領域（ＩＡ）をさらに含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

圧電素子２００は、表示パネル１００の背面で表示パネル１００を振動させることで、表示パネル１００の振動に基づいて音響および／またはハプティックフィードバックを使用者に提供することができる。例えば、圧電素子２００は、表示パネル１００を直接振動させるように表示パネル１００の背面に実現され得、本明細書の実施例はこれらに限定されない。

本明細書の実施例によると、圧電素子２００は、表示パネル１００に表示される映像と同期される振動驅動信号によって振動して表示パネル１００を振動させることができる。本明細書の他の実施例によると、圧電素子２００は、表示パネル１００上に配置されるか、または表示パネル１００に内蔵されたタッチパネル（またはタッチセンサー層）の対する使用者のタッチに同期されるハプティックフィードバック信号（またはタクタイルフィードバック信号）によって振動して表示パネル１００を振動させることができる。これにより、表示パネル１００は、圧電素子２００の振動によって振動して音響およびハプティックフィードバックのうちの少なくとも１つ以上を使用者（または視聴者）に提供することができる。

本明細書の実施例に係る圧電素子２００は、振動部材または表示パネル１００の表示領域（ＡＡ）と対応する大きさに実現され得る。圧電素子２００の大きさは、表示領域（ＡＡ）の大きさに対して０．９倍～１．１倍であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、圧電素子２００の大きさは、表示領域（ＡＡ）の大きさと同一または実質的に同じか、または小さいことがあり得る。例えば、圧電素子２００の大きさは、表示パネル１００の表示領域（ＡＡ）と同一するか、またはほぼ同一の大きさを有することができるので、表示パネル１００の大部分の領域をカバーすることができ、圧電素子２００から発生する振動が表示パネル１００の全体領域を振動させることができるので、音響の定位感が高く、使用者の満足度が向上し得る。また、表示パネル１００と圧電素子２００との間の接触面積（またはパネルカバレッジ（ｐａｎｅｌ ｃｏｖｅｒａｇｅ））が増加して表示パネル１００の振動領域が増加し得るので、表示パネル１００の振動によって発生される中低音域帯の音響が向上され得る。そして、大型の装置（または表示装置）に適用される圧電素子２００は、大型（または大面積）の表示パネル１００の全体を振動させることができるので、表示パネル１００の振動による音響の定位感がさらに向上されて向上された音響効果を実現することができる。したがって、本明細書の実施例に係る圧電素子２００は、表示パネル１００の背面に配置されて表示パネル１００を上下（または前後）方向に十分に振動させることができるので、装置または表示装置の前方に音響を出力することができる。

本明細書の実施例に係る圧電素子２００は、フィルム形状に実現され得る。圧電素子２００がフィルム形状に実現されるので、表示パネル１００よりも薄い厚さを有することができるので、圧電素子２００の配置によって装置または表示装置の厚さの増加が最小限に低減または抑えされ得る。例えば、圧電素子２００は、表示パネル１００を音響振動板として使用する音響発生モジュール、音響発生装置、フィルムアクチュエータ、フィルム型圧電複合体アクチュエータ、フィルムスピーカー、フィルム型圧電スピーカー、またはフィルム型圧電複合体スピーカーなどで表現され得、これらの用語に限定されるものではない。本明細書の他の実施例としては、圧電素子２００は、表示パネルの背面に配置されずに、表示パネル１００ではなく、振動対象物（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｂｊｅｃｔ）に適用され得る。例えば、振動対象物は、非表示パネル、木材、金属、プラスチック、ガラス、布、紙、鏡、繊維、ゴム、皮革、自動車の内装材、自動車のガラス窓、建物の室内天井、建物のガラス窓、航空機の内装材、および航空機のガラス窓などであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、非表示パネルは、発光ダイオード照明パネル（または装置）、有機発光照明パネル（または装置）または無機発光照明パネル（または装置）などであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。この場合、振動板として振動対象物を適用することができ、圧電素子２００は、振動対象物を振動させて音響を出力することができる。

本明細書の実施例に係る圧電素子２００は、振動構造物２３０、および振動構造物２３０と表示パネル１００との間に配置された連結部材２１０をさらに含み得る。

本明細書の実施例によれば、連結部材２１０は、少なくとも１つの記載を含み、機材の一面または両面に付着された接着層を含むか、または単一層の接着層で構成され得る。

例えば、連結部材２１０は、フォームパッド、両面テープ、または接着剤などを含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。連結部材２１０の接着層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、またはウレタン（ｕｒｅｔｈａｎｅ）を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

本明細書の実施例に係る装置（または表示装置）は、表示パネル１００の背面に配置された支持部材３００をさらに含み得る。

支持部材３００は、表示パネル１００の背面を覆うことができる。例えば、支持部材３００は、ギャップ空間（ＧＳ）を間に置いて表示パネル１００の背面全体を覆うことができる。例えば、支持部材３００は、ガラス材質、金属材質およびプラスチック材質のうちの少なくとも１つ以上の材質を含み得る。例えば、支持部材３００は、背面構造物またはセット構造物であり得る。例えば、支持部材３００は、カバーボトム（Ｃｏｖｅｒ Ｂｏｔｔｏｍ）、プレートボトム（Ｐｌａｔｅ Ｂｏｔｔｏｍ）、バックカバー（Ｂａｃｋ Ｃｏｖｅｒ）、ベースフレーム（Ｂａｓｅ Ｆｒａｍｅ）、メタルフレーム（Ｍｅｔａｌ Ｆｒａｍｅ）、メタルシャーシ（Ｍｅｔａｌ Ｃｈａｓｓｉｓ）、シャーシベース（Ｃｈａｓｓｉｓ Ｂａｓｅ）、またはｍ－シャーシなどの他の用語で表現され得る。例えば、支持部材３００は、表示パネル１００の背面に配置されるあらゆる形状のフレームまたは板状構造物などで実現され得る。しかし、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

本明細書の実施例に係る装置（または表示装置）は、ミドルフレーム４００をさらに含み得る。

ミドルフレーム４００は、表示パネル１００の背面の縁部分と支持部材３００の前面の縁部分との間に配置され得る。ミドルフレーム４００は、表示パネル１００の縁部分と支持部材３００の縁部分のうちの１つ以上をそれぞれ支持し、表示パネル１００と支持部材３００のそれぞれの側面のうちの１つ以上を囲み得る。ミドルフレーム４００は、表示パネルと支持部材３００との間にギャップ空間（ＧＳ）を構成することができる。ミドルフレーム４００は、ミドルキャビネット、ミドルカバー、またはミドルシャーシなどで表現され得、これらの用語に限定されるものではない。

本明細書の実施例に係るミドルフレーム４００は、第１支持部分４１０と第２支持部分４３０を含み得る。

第１支持部分４１０は、表示パネル１００の背面の縁部分と支持部材３００の前面の縁部分との間に配置されることで、表示パネル１００と支持部材３００との間にギャップ空間（ＧＳ）を構成することができる。第１支持部分４１０の前面は、第１フレーム連結部材４０１を介して表示パネル１００の背面の縁部分と結合されるか、または連結され得る。第１支持部分４１０の背面は、第２フレーム連結部材４０３を介して支持部材３００の前面の縁部分と結合されるか、または連結され得る。例えば、第１支持部分４１０は、四角形状の単一のフレーム構造を有するか、または複数の分割バーの形状を有するフレーム構造を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

第２支持部分４３０は、装置（または表示装置）の厚さ方向（Ｚ）と平行するように第１支持部分４１０の外側面に垂直に結合され得る。第２支持部分４３０は、振動部材１００の外側面と支持部材３００の外側面のうちの１つ以上を囲むことにより、振動部材１００と支持部材３００のそれぞれの外側面を保護することができる。第１支持部分４１０は、第２支持部分４３０の内側面から表示パネル１００と支持部材３００との間のギャップ空間（ＧＳ）に突出され得る。

図２４は、図２３の圧電素子を詳細に示す図である。

図２４を参照すると、本明細書の実施例に係る圧電素子２００は、振動構造物２３０を含むことができ、振動構造物２３０は、圧電素子層２３１、および圧電素子層２３１の第１面に配置された第１電極部２３３、および第１面と対向する圧電素子層２３１の第２面に配置された第２電極部２３５を含み得る。

圧電素子層２３１は、第１物質層２３１ａおよび第１物質層２３１ａによって囲まれた第２物質層２３１ｂを含む。本明細書の実施例によれば、１つの第１物質層２３１ａおよび第２物質層２３１ｂは、同同一または実質的に同一の結晶方向を有する１つの結晶（ｇｒａｉｎ）を形成することができ、隣接する他の１つの結晶粒（ｇｒａｉｎ）をなす異なる１つの第１物質層２３１ａおよび第２物質層２３１ｂと接する部分に結晶粒界（ＧＢ：ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）が形成され得る。本明細書のいくつかの実施例で、結晶方向は、図で定義された＋Ｚ軸方向である。しかし、結晶方向は、様々な方向が適用可能である。

本明細書の実施例によれば、第１物質層２３１ａは、第２物質層２３１ｂの結晶方向に基づいて結晶粒が成長され、複数の第１物質層２３１ａは、同同一または実質的に同一の結晶方向を有することができ、例えば（００１）結晶方向を有することができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

第１電極部２３３および第２電極部２３５は、金属電極を用いることができ、例えば、銀電極を用いることができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。

また、図１９において振動構造物２３０は、単一層で示しているが、求められる圧電素子の性能値に応じて、追加積層されるように構成され得る。

前述の振動構造物２３０の実施例は、例示的かつ説明的なものであることを理解されたい。本明細書の実施例に係る振動構造物２３０は、材料層の量および／または位置など特定の構造または構成に制限されない。

本明細書の１つ以上の実施例に係る圧電素子は、装置（または表示装置）に配置される振動装置に適用され得る。本明細書の実施例に係る装置（または表示装置）は、モバイルデバイス、映像電話器、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）、ウォッチフォン（ｗａｔｃｈ ｐｈｏｎｅ）、ウェアラブル機器（ｗｅａｒａｂｌｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、フォルダブル機器（ｆｏｌｄａｂｌｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、ローラブル機器（ｒｏｌｌａｂｌｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、ベンダブル機器（ｂｅｎｄａｂｌｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、フレキシブルデバイス（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、カーブ・ド・機器（ｃｕｒｖｅｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、スライディング機器（ｓｌｉｄｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、可変機器（ｖａｒｉａｂｌｅ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、電子手帳、電子ブック、ＰＭＰ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｐｌａｙｅｒ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＭＰ３プレーヤー、モバイル医療機器、デスクトップＰＣ（ｄｅｓｋｔｏｐ ＰＣ）、ラップトップＰＣ（ｌａｐｔｏｐ ＰＣ）、ネットブックコンピュータ（ｎｅｔｂｏｏｋ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ワークステーション、（ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）、ナビゲーション、車両用ナビゲーション、車両用表示装置、車両用装置、劇場用装置、劇場用表示装置、テレビ、ウオールペーパー（ｗａｌｌｐａｐｅｒ）機器、サイネージ（ｓｉｇｎａｇｅ）機器、ゲーム機器、ノートパソコン、モニター、カメラ、ビデオカメラ、および家電機器などに適用され得る。そして、本明細書の実施例に係る振動装置は、有機発光照明装置または無機発光照明装置に適用され得る。振動装置が照明装置に適用される場合、照明装置は、照明およびスピーカーの役割をすることができる。そして、本明細書の実施例に係る振動装置がモバイルデバイスなどに適用される場合、振動装置は、スピーカー、レシーバー、およびハプティック装置のうちの１つ以上であり得、本明細書の実施例は、これに限定されるものではない。

本明細書の実施例に係る圧電材料組成物、それを製造する方法、圧電素子、および圧電素子を含む装置は、以下のように説明され得る。

本明細書の実施例に係る装置は式１で表され得る。
［式１］
０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３、

式１で、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４、０≦ｄ≦５．０である。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、第１物質、および第１物質によって囲まれた第２物質を含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第１物質は、式２で表され得る。

［式２］
０．９６（Ｎａ_ａＫ１_－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３。

式２で、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４である。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第１物質のアスペクト比は、５～２０であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第２物質は、ＮａＮｂＯ_３であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、０ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％の第２物質を含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、３ｍｏｌ％の第２物質を含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第１物質は、（００１）単一方向に結晶配向した複数の結晶粒を含み、複数の結晶粒の内部には、第２物質が配置され、複数の結晶粒は、第２物質から反応して成長され得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第２材料は、複数の結晶粒界のそれぞれの中心部に配置され得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物のロザリングファクタは、９４％以上であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、正方晶系（Ｔ）、直方晶系（Ｏ）、または菱面体（Ｒ）のうち、常温で少なくとも２つの相が共存することができる。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、ナノドメインを含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、極性ナノ領域を含み得る。

本明細書の実施例に係る圧電材料組成物の製造方法は、母体材料およびシード材料を混合してスラリーを準備する工程、スラリーを成形して成形体を準備する工程、および成形体を焼結して焼結体を準備する工程を含み、秤量した母体材料およびシード材料が、式１で表される、圧電材料組成物の製造方法。
［式１］
０．９６（Ｎａ_ａＫ１_－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３、

式１で、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４、０≦ｄ≦５．０であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、母体材料は、式２で表され得る。
［式２］
０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（ＢｉｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３

式１で、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、シード材料は、ＮａＮｂＯ_３単一結晶であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、０ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％のシード材料を含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物は、３ｍｏｌ％のシード材料を含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、成形体を焼結する工程で、成形体は１０７０℃～１１１０℃で３時間～６時間維持され得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、母体材料は、母体材料を製造するために原材料を混合および合成する工程、および合成した母体材料を粉砕する工程により準備され得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、シード材料は、シード材料を一次秤量する工程、一次シードを準備する工程、一次シードを含み二次秤量する工程、および二次シードを準備する工程を含み、一次シードは、（Ｂｉ_２．５Ｎａ_３．５）Ｎｂ_５Ｏ_１６であり、二次シードは、ＮａＮｂＯ_３であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、二次シードを準備する工程は、一次シードおよび炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を秤量した混合物をトポケミカル反応を通じて行うことができる。

本明細書の１つ以上の実施例によると、母体材料は、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を含み、圧電材料組成物は、５ｍｏｌ％のＮａＮｂＯ_３シードを含み得る。

本明細書の他の実施例によると、圧電素子は、圧電材料層を含み、圧電材料層は、第１材料および第２材料を有する圧電材料組成物を含む複数の結晶を含み、圧電材料組成物は、式１で表され得る：
［式１］
０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３（式中、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｄ≦５．０、０≦ｘ≦０．０４である）。

本明細書の１つ以上の実施例によると、複数の結晶は、結晶粒界によって区別され、結晶粒界は、複数の結晶における第１材料間の境界であり、第２材料は、複数の結晶粒界に配置され得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、複数の結晶粒界の第１材料は、同一の結晶方向を有することができる。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第２材料は、複数の結晶粒界のそれぞれの中心部に配置され得る。

本明細書の実施例に係る圧電素子は、第１物質によって囲まれた第２物質を含む圧電素子層、圧電素子層の第１面に配置された第１電極部、および第１面に対向する圧電素子層の第２面に配置された第２電極部を含み、圧電素子層は、式１で表され得る。
［式１］
０．９６（Ｎａ_ａＫ１_－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３

式１で、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４、０≦ｄ≦５．０であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第１物質は、０．９６（Ｎａ_ａＫ１_－ａ）（Ｎｂｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ３－ｘ（ＢｉｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３であり得る。

式２で、ＴはＳｂまたはＴａ、ＭはＳｒ、Ｂａ、またはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４である。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第２物質は、ＮａＮｂＯ_３であり得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成は、０ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％を含み得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、第１物質は、（００１）単一方向に結晶配向した複数の結晶粒を含み、複数の結晶粒の内部には、第２物質が配置され、複数の結晶粒は、第２物質から反応して成長され得る。

本明細書の１つ以上の実施例によると、圧電材料組成物のロザリングファクタは、９４％以上であり得る。

本明細書の実施例に係る表示装置は、振動部材、および振動部材の面にある圧電素子を含み、圧電素子層は、第１物質によって囲まれた第２物質を含む圧電素子層、圧電素子層の第１面に配置された第１電極部、および第１面に対向する圧電素子層の第２面に配置された第２電極部を含み、圧電素子層は、式１で表され得る。

本明細書の技術的思想または範囲を逸脱しない範囲内で本明細書の実施例において様々な修正および変形を行うことができることは本明細書が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかであろう。したがって、本明細書の範囲は後述する特許請求の範囲によって決定され、特許請求の範囲の意味および範囲とその等価の概念から導出されるすべての変更または変形の形態が本明細書の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

１０：圧電材料組成物
１１：第１物質
１２：第２物質
１３：電極部
１００：表示パネル
２００：圧電素子
２１０：連結部材
２３０：振動部

Claims (23)

1. 母体材料としての第１物質と、
   前記第１物質によって囲まれたシード材料としての第２物質と
   を含み、
   前記第１物質に含まれる結晶粒は前記第２物質の結晶方向に基づき同一の結晶方向を有し、
   式１で表される圧電材料組成物：
   ［式１］
   ０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３（式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４、１．０≦ｄ≦５．０である）
   であって、
   前記第１物質が、式２で表され、
   ［式２］
   ０．９６（Ｎａ _ａ Ｋ _１－ａ ）（Ｎｂ _ｂ （Ｔ _１－ｂ ））Ｏ _３ －（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ _３ －ｘ（Ｂｉ _ｃ Ａｇ _１－ｃ ）ＺｒＯ _３ （式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４である）、
   前記第２物質が、ＮａＮｂＯ _３ である、
   圧電材料組成物。
2. 前記第２物質のアスペクト比が、５～２０である、請求項１に記載の圧電材料組成物。
3. 前記圧電材料組成物が、３ｍｏｌ％の前記第２物質を含む、請求項１に記載の圧電材料組成物。
4. 前記第１物質が、（００１）単一方向に結晶配向した複数の結晶粒を含み、前記複数の結晶粒の内部には、前記第２物質が配置され、
   前記複数の結晶粒は、前記第２物質から反応して成長した、
   請求項１に記載の圧電材料組成物。
5. 前記第２物質は、前記複数の結晶粒のそれぞれの中心部に配置された、請求項４に記載の圧電材料組成物。
6. 前記圧電材料組成物のロットゲーリングファクタが、９４％以上である、請求項１に記載の圧電材料組成物。
7. 前記圧電材料組成物が、正方晶系（Ｔ）、直方晶系（Ｏ）、または菱面体（Ｒ）のうち、常温で少なくとも２つの相が共存する、請求項１に記載の圧電材料組成物。
8. 前記圧電材料組成物が、ナノドメインを含む、請求項１に記載の圧電材料組成物。
9. 前記圧電材料組成物が、局所的な分極領域であるポーラーナノ領域を含む、請求項１に記載の圧電材料組成物。
10. 母体材料およびシード材料を混合してスラリーを準備する工程と、
    前記スラリーを成形して成形体を準備する工程と、
    前記成形体を焼結して焼結体を準備する工程と
    を含み、
    前記母体材料に含まれる結晶粒は前記シード材料の結晶方向に基づき同一の結晶方向を有し、
    前記母体材料および前記シード材料が、それぞれ式１および式２で表される、圧電材料組成物の製造方法：
    ［式１］
    ０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３（式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４である）。
    ［式２］
    ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３（式中、１．０≦ｄ≦５．０である）。
11. 前記シード材料が、ＮａＮｂＯ_３単一結晶である、請求項１０に記載の圧電材料組成物の製造方法。
12. 前記圧電材料組成物が、３ｍｏｌ％の前記シード材料を含む、請求項１０に記載の圧電材料組成物の製造方法。
13. 前記成形体を焼結する工程で、前記成形体は、１０７０℃～１１１０℃で３時間～６時間維持される、請求項１０に記載の圧電材料組成物の製造方法。
14. 前記母体材料が、
    前記母体材料を製造するために原材料を混合および合成する工程と、
    前記合成した母体材料を粉砕する工程と
    により準備される、請求項１０に記載の圧電材料組成物の製造方法。
15. 前記シード材料が、
    炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含む一次シード材料を一次秤量する工程と、
    前記一次シード材料を溶媒と混合して一次シードを準備する工程と、
    炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を二次秤量する工程と、
    二次秤量された前記炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）および前記塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を混合して二次シードを準備する工程と
    によって準備され、
    前記二次シードを準備する工程が、前記一次シードおよび炭酸ナトリウム（Ｎａ _２ ＣＯ _３ ）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を秤量した混合物をトポケミカル反応させる工程を含み、
    前記一次シードは、Ｂｉ_２Ｏ_２［（Ｂｉ_０．５Ｎａ_３．５）Ｎｂ_５Ｏ_１６］であり、前記二次シードは、ＮａＮｂＯ_３である、
    請求項１０に記載の圧電材料組成物の製造方法。
16. 前記母体材料は、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を含み、前記圧電材料組成物は、５ｍｏｌ％のＮａＮｂＯ_３シードを含む、請求項１０に記載の圧電材料組成物の製造方法。
17. 圧電材料層を含み、
    前記圧電材料層が、母体材料としての第１材料および前記第１材料によって囲まれたシード材料としての第２材料を有する圧電材料組成物を含む複数の結晶を含み、
    前記第１材料に含まれる複数の結晶は前記第２材料の結晶方向に基づき同一の結晶方向を有し、
    前記圧電材料組成物は、式１で表され、
    ［式１］
    ０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３（式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、１．０≦ｄ≦５．０、０≦ｘ≦０．０４である）、
    前記第１材料が、式２で表され、
    ［式２］
    ０．９６（Ｎａ _ａ Ｋ _１－ａ ）（Ｎｂ _ｂ （Ｔ _１－ｂ ））Ｏ _３ －（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ _３ －ｘ（Ｂｉ _ｃ Ａｇ _１－ｃ ）ＺｒＯ _３ （式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４である）、
    前記第２材料が、ＮａＮｂＯ _３ である、
    圧電素子。
18. 前記複数の結晶が、結晶粒界によって区別され、
    前記結晶粒界は、複数の結晶における第１材料間の境界であり、
    前記第２材料は、複数の結晶粒界の中に配置された、請求項１７に記載の圧電素子。
19. 前記第２材料は、前記複数の結晶粒界のそれぞれの中心部に配置された、請求項１８に記載の圧電素子。
20. 母体材料としての第１物質によって囲まれたシード材料としての第２物質を含む圧電材料組成物を含む圧電素子層と、
    前記圧電素子層の第１面に配置された第１電極部と、
    前記第１面に対向する前記圧電素子層の第２面に配置された第２電極部と
    を含み、
    前記第１物質に含まれる結晶粒は前記第２物質の結晶方向に基づき同一の結晶方向を有し、
    前記圧電材料組成物が、式１で表され、
    ［式１］
    ０．９６（Ｎａ_ａＫ_１－ａ）（Ｎｂ_ｂ（Ｔ_１－ｂ））Ｏ_３－（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ_３－ｘ（Ｂｉ_ｃＡｇ_１－ｃ）ＺｒＯ_３＋ｄｍｏｌ％ＮａＮｂＯ_３（式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４、１．０≦ｄ≦５．０である）、
    前記第１物質が、式２で表され、
    ［式２］
    ０．９６（Ｎａ _ａ Ｋ _１－ａ ）（Ｎｂ _ｂ （Ｔ _１－ｂ ））Ｏ _３ －（０．０４－ｘ）ＭＺｒＯ _３ －ｘ（Ｂｉ _ｃ Ａｇ _１－ｃ ）ＺｒＯ _３ （式中、ＴはＳｂ、ＭはＣａ、０．４≦ａ≦０．６、０．９０≦ｂ≦０．９８、０．４≦ｃ≦０．６、０≦ｘ≦０．０４である）、
    前記第２物質が、ＮａＮｂＯ _３ である、
    圧電素子。
21. 前記第１物質が、（００１）単一方向に結晶配向した複数の結晶粒を含み、前記複数の結晶粒の内部には、前記第２物質が配置され、
    前記複数の結晶粒は、前記第２物質から反応して成長した、請求項２０に記載の圧電素子。
22. 前記圧電材料組成物のロットゲーリングファクタが、９４％以上である、請求項２０に記載の圧電素子。
23. 振動部材と、
    前記振動部材の面にある請求項１７～２２のいずれか一項に記載の圧電素子と
    を含む、表示装置。