WO2004013918A1 - 圧電／電歪膜型素子の製造方法 - Google Patents

圧電／電歪膜型素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2004013918A1
WO2004013918A1 PCT/JP2003/009609 JP0309609W WO2004013918A1 WO 2004013918 A1 WO2004013918 A1 WO 2004013918A1 JP 0309609 W JP0309609 W JP 0309609W WO 2004013918 A1 WO2004013918 A1 WO 2004013918A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piezoelectric
electrostrictive
coating liquid
coating
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/009609
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takao Ohnishi
Masahiro Murasato
Yuki Bessho
Nobuo Takahashi
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 AU2003252300A priority Critical patent/AU2003252300A1/en
Priority to JP2004525795A priority patent/JP4434016B2/ja
Publication of WO2004013918A1 publication Critical patent/WO2004013918A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2047—Membrane type

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film element, and more particularly, to a piezoelectric / electrostrictive film element capable of efficiently manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film element having a large resonance frequency while ensuring conduction of each electrode.
  • the present invention relates to a method for manufacturing an electrostrictive film element.
  • piezoelectric electrostrictive film elements have been used for various applications such as displacement control elements, solid element motors, ink jet heads, relays, switches, shutters, pumps, light modulation devices, and fins.
  • the piezoelectric z-electrostrictive film element is capable of controlling minute displacement and has excellent characteristics in terms of high electrical Z-mechanical conversion efficiency, high-speed response, high durability, and low power consumption.
  • a device capable of responding at a higher speed in applications such as an ink jet head in order to improve printing quality and printing speed.
  • the piezoelectric / electrostrictive film type element is manufactured by providing a piezoelectric / electrostrictive operating portion in which a lower electrode, a piezoelectric / electrostrictive layer, and an upper electrode are sequentially laminated on a ceramic base.
  • a piezoelectric Z-electrostrictive film type element 30 provided with a piezoelectric Z-electrostrictive layer 73 having an end protruding above the substrate 44 has been developed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-260694). See).
  • the piezoelectric Z-electrostrictive film element provided with the resin layer, it is difficult to apply the resin layer only to a specific location because the piezoelectric electro-strictive film element is extremely small.
  • the resin layer is formed to cover the entire electrode.
  • piezoelectric / electrostrictive membrane elements are usually used by electrically connecting and arranging a large number of elements, so that the electrodes of each element can conduct with other elements or external conduction means. Being manufactured in a state is extremely important for efficient production of the final product. Nevertheless, when manufacturing the above-described piezoelectric / electrostrictive film type element, such a point was not taken into consideration at all, so that after forming the resin layer, a part of the resin layer formed on each electrode was removed.
  • the resin layer remaining during the removal may cause cracks or other damage, and further, a part of the removed resin layer may become dust and remain at various parts of the device, and may be used during electrical characteristic inspection. In some cases, imperfect contact was caused.
  • connection between the protruding portion of the piezoelectric Z-electrostrictive layer and the substrate is
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a piezoelectric Z-electrostrictive film element capable of efficiently manufacturing a piezoelectric Z-electrostrictive film element having a large resonance frequency and ensuring conduction of each electrode.
  • the present invention provides a piezoelectric Z-electrostrictive film type device provided with a base made of ceramics, and a piezoelectric Z-electrostrictive operation section including a lower electrode, a piezoelectric Z-electrostrictive layer and an upper electrode on the base, A method for manufacturing an element in which a piezoelectric / electrostrictive layer is provided over at least one electrode, and an end of the piezoelectric / electrostrictive layer protrudes beyond the at least one electrode, the piezoelectric / electrostrictive layer constituting a piezoelectric Z electrostriction operating section.
  • a piezoelectric Z electrostrictive layer to be formed in a range wider than the at least one electrode by protruding the end thereof, and a coating liquid prepared by mixing a polymerizable oligomer and inorganic particles in a dispersion medium.
  • the present invention also provides a method for manufacturing a piezoelectric z-electrostrictive film element (hereinafter, sometimes referred to as a “sandwich-type piezoelectric / electrostrictive film element manufacturing method”).
  • a piezoelectric / electrostrictive film type element having a multilayer structure in which a plurality of piezoelectric / electrostrictive operating portions are alternately laminated with electrodes and piezoelectric / electrostrictive layers. In that case, each end of the piezoelectric Z electrostrictive layer of the piezoelectric / electrostrictive operating section is projected, and
  • the electrode may be formed in a wider range than the target electrode.
  • This embodiment may be hereinafter referred to as a “method of manufacturing a multilayer piezoelectric / electrostrictive film element”.
  • the multilayer structure means that a plurality of electrodes and piezoelectric / electrostrictive layers are alternately laminated, and the piezoelectric / electrostrictive layer is composed of at least two layers, and the electrodes are composed of at least three layers. Refers to a structured structure.
  • the protruding end of the piezoelectric / electrostrictive layer is hereinafter referred to as a “projection portion of the piezoelectric Z electrostrictive layer”.
  • electrode means not only an applied portion that is in contact with the piezoelectric / electrostrictive layer, but also a terminal portion that is provided to establish conduction with the electrode.
  • a pressurizing supply unit that pressurizes and supplies the coating liquid when applying the coating liquid
  • a switching unit that is provided in a supply path of the pressurizing and supplying unit and switches the supply of the coating liquid Means
  • a discharge head for discharging the coating liquid introduced from the supply path of the pressurizing supply means to the outside, wherein the discharge head communicates with the supply path of the pressurizing supply means
  • a pressurizing chamber having an application liquid introduction passage opening therein, a base communicating with the pressurization chamber and having at least one coating liquid discharge passage or discharge nozzle open to the outside, and a position on the base corresponding to the pressurization chamber.
  • a piezoelectric z-electrostrictive operating section is provided, and when the switching means is opened, the bending state of the piezoelectric z-electrostrictive operating section causes the application liquid introduced into the pressurizing chamber to be in the form of fine droplets.
  • Coating device that is continuously ejected by or a coating solution supply source A substrate having at least one coating liquid discharge path communicating with the pressure chamber and having at least one coating liquid discharge path open to the outside; It has a piezoelectric / electrostrictive operating part provided at a position corresponding to the pressurizing chamber, and the application liquid introduced into the pressurizing chamber is atomized according to the bending displacement of the piezoelectric Z electrostrictive operating part.
  • the apparatus in the case of the former coating apparatus, includes a discharge head having a plurality of coating liquid discharge paths of different diameters, or the diameter of the coating liquid discharge path between each discharge head.
  • a different amount of coating liquid is applied depending on the discharge position by using a device having multiple coating liquid discharge paths with different diameters. Is preferred.
  • the application of the coating liquid is performed while at least one of the substrate and the piezoelectric Z electrostrictive layer is vibrated.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing one example of a sandwich type piezoelectric / electrostrictive film type element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing another example of the sandwich type piezoelectric Z electrostrictive film element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial sectional view showing still another example of the sandwich type piezoelectric / electrostrictive film type element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing one example of a multilayer piezoelectric / electrostrictive film element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial sectional view showing another example of the multilayer piezoelectric Z-electrostrictive film element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing still another example of the multilayer piezoelectric / electrostrictive film element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 7 is a top view schematically showing a state of the piezoelectric Z-electrostrictive film element immediately after application of coating liquids of different discharge amounts in the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 8 (a) is a top view of the on-demand type discharge device used in the manufacturing method of the present invention
  • FIG. 8 (b) is a sectional view taken along line AA of FIG. 8 (a).
  • FIG. 9 (a) is an overall view schematically showing a continuous discharge device used in the manufacturing method of the present invention
  • FIG. 9 (b) shows a portion of the discharge head of FIG. 9 (a). It is a partially expanded sectional view.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line BB of FIG. 8 (a).
  • FIG. 11 is a top view schematically showing a state of the piezoelectric Z-electrostrictive film element immediately after applying coating liquids having different viscosities in the production method of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a display element using a piezoelectric / electrostrictive film type element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of an inkjet printer head using a piezoelectric / electrostrictive film element obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 14 (a) is a partial cross-sectional view showing an example of a multilayer piezoelectric electrostrictive film type device having a fine constraining force layer obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 14 (b) is a partial cross-sectional view showing an example of a multilayered piezoelectric / electrostrictive film element filled with pores obtained by the production method of the present invention.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing an example of a conventional piezoelectric Z electrostrictive film element.
  • the sandwich type piezoelectric Z electrostrictive film element of the present invention is provided with a piezoelectric electrostrictive operation section including a lower electrode, a piezoelectric electrostrictive layer and an upper electrode on a ceramic base.
  • the present invention is also applicable to those having a multi-layer piezoelectric Z electrostriction operating section formed by alternately laminating a plurality of electrodes and piezoelectric Z electrostrictive layers. In that case, the piezoelectric
  • the respective piezoelectric / electrostrictive layers of the / electrostrictive operating section may be provided in a wider range than at least one target electrode, and the ends thereof may be projected.
  • the piezoelectric Z electrostrictive layer The electrode whose end is provided beyond at least one electrode is preferably a lower electrode.
  • the end of the piezoelectric Z electrostrictive layer exceeds all the electrodes unless the performance is significantly adversely affected. May be provided.
  • the piezoelectric / electrostrictive film element which has a flexural displacement equal to or greater than that of the conventional piezoelectric electrostrictive film element and has excellent high-speed response, can be used to remove the coating layer formed on the electrodes. It can be manufactured in a state where conduction of each electrode is ensured without necessity.
  • the substrate 44 used in the present invention has, for example, a structure in which a thin plate-shaped vibrating portion 66 and a fixed portion 68 made of a thick ceramic member are integrated. Can be mentioned. Further, in the base body 44 having such a structure, the thin plate-shaped vibrating portion 66 is fixed to the fixed portion 68 at a position other than the position where the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 is provided. A cavity 48 is provided below the vibrating part 66 in correspondence with the position where 3 is provided.
  • the vibrating portion 66 may be a flat plate having a rectangular cross section in the thickness direction as shown in FIGS. 3 and 6, but as shown in FIGS. 2 and 5, the central portion of the vibrating portion 66 Is bent in the direction of the cavity 48, or as shown in FIGS. 1 and 4, the cross-section in the thickness direction is W-shaped, which is preferable in terms of large bending displacement. Those are particularly preferred.
  • the bent shape as shown in FIGS. 2 and 5 and the W-shaped vibrating portion 66 as shown in FIGS. 1 and 4 form the piezoelectric Z-electrostrictive layer 73 during the firing step. Utilizing the contraction of the strain film in the lateral direction, adjusting the firing timing of the firing contraction of the upper and lower portions of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73, the firing contraction amount, and the shape of the vibrating portion 66 It can be formed by the following.
  • the thickness of the vibrating portion 66 is preferably in a range that does not decrease the bending displacement of the piezoelectric / electrostrictive layer 3 due to an increase in rigidity, while securing the mechanical strength of the element.
  • the thickness is preferably from 111 to 50 m, more preferably from 3 to 50 mm, and particularly preferably from 3 to 12 m.
  • the thickness of the fixing portion 68 is preferably at least 10 m, more preferably at least 50 m.
  • the shape of the surface of the base 44 on which the piezoelectric Z electrostriction operating portion 78 is placed is not particularly limited to a rectangular shape, and may be a circle or a polygon other than a quadrangle such as a triangle. Absent.
  • the substrate 44 used in the present invention may be made of a ceramic material, but is degraded during heat treatment of the piezoelectric / electrostrictive layer 73 or the electrodes 75, 77 laminated on the vibrating portion 66. It is preferable to use a material having excellent heat resistance and chemical stability.
  • the base 44 is preferably made of an electrically insulating material in order to electrically separate the wiring leading to the lower electrode 77 formed on the base 44.
  • the material containing stabilized zirconium oxide is preferable because the reactivity with the electrode 3 and the electrodes 75 and 77 is extremely small.
  • the stabilized zirconium oxide examples include those containing a stabilizer such as calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, scandium oxide, ytterbium oxide, cerium oxide, or a rare earth metal oxide. it can .
  • a stabilizer such as calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, scandium oxide, ytterbium oxide, cerium oxide, or a rare earth metal oxide. it can .
  • the amount of these stabilizers is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 1.5 to 10 mol%. In this case, 6 to 50 mol% is preferable, and 8 to 20 mol% is more preferable.
  • the content is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 20 mol%.
  • the addition amount is more preferably 1.5 to 10 mol%, and particularly preferably 2 to 4 mol%.
  • the vibrating portion 66 may contain components such as silicon oxide and boron oxide contained in clay or the like used as a sintering aid, in addition to the ceramics. However, if these components are contained excessively, the reaction between the substrate 44 and the piezoelectric / electrostrictive layer 73 will not occur. Accordingly, it becomes difficult to maintain a specific composition of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73, which causes a reduction in piezoelectric / electrostrictive characteristics. Therefore, in the vibrating portion 66 of the base body 44 in the present invention, the content of silicon oxide, boron oxide, and the like contained in clay and the like is preferably 20% by mass or less in the material constituting the vibrating portion 66. It is more preferable that the content is not more than mass%.
  • the ceramic constituting the vibrating portion 66 preferably has an average crystal grain size of 0.05 to 2 m, in order to increase the mechanical strength of the vibrating portion 66, preferably 0.1 to 2 m. More preferably, it is 1 zm.
  • the lower electrode 77 and the piezoelectric / electrostrictive A piezoelectric Z electrostriction operation section 78 in which a layer 73 and an upper electrode 75 are laminated is provided.
  • a piezoelectric Z electrostriction operating section 78 having a multilayer structure in which a plurality of electrodes 75 to 77 and piezoelectric electrostrictive layers 71 and 72 are alternately laminated.
  • the piezoelectric / electrostrictive layer 73 (71, 72) of the piezoelectric Z electrostrictive operating section 78 is used in any of the piezoelectric / electrostrictive film type elements 10 (20).
  • the electrodes 75 to 77 (the lower electrode 77 and the upper electrode 75 in the sandwich type piezoelectric / electrostrictive film element) are provided in a wider range than at least one of the electrode portions, and the ends thereof are formed. Protrude.
  • any of the piezoelectric / electrostrictive film type elements 10 (20) the insulation of the electrodes 75 and 77 (75 to 77) is ensured, and the piezoelectric Z without dielectric breakdown or short circuit is obtained.
  • the electrostrictive film element 10 (20) can be obtained.
  • the entire rigidity of the piezoelectric Z electrostrictive operation section 78 increases, Due to the synergistic effect with the material, it is possible to obtain a piezoelectric electrostrictive film element with a large resonance frequency and high-speed response. It is preferable to dispose electrodes 75 and 77 in the lowermost layer.
  • the material of the electrodes 75 and 77 is a solid at room temperature, and is a high-temperature oxidizing atmosphere at the time of firing for integrating the electrode and the base and the Z or piezoelectric Z electrostrictive layer. It is preferably made of a material that can withstand air and has excellent conductivity. Specifically Is, for example, aluminum, titanium, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, niobium, molybdenum, ruthenium, palladium, rhodium, silver, tin, tantalum, tungsten, iridium, platinum, gold, or lead A simple metal or an alloy thereof can be used. In addition, a cermet material in which a material constituting the base body 44 such as a piezoelectric / electrostrictive layer or zirconium oxide, cerium oxide, or titanium oxide is dispersed in these metals may be used.
  • the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 when selecting the material of the electrodes 75 and 77 (75 to 77), it is preferable to consider a method of forming the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 (71 and 72).
  • the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 has already been formed on the substrate 44 during the heat treatment of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73.
  • the lower electrode 77 is a platinum group simple substance that does not change even at the heat treatment temperature of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73, an alloy of the platinum group simple substance with gold and / or silver, an alloy of the platinum group, or white.
  • the piezoelectric / electrostrictive layers 71 and 72 are already formed during the heat treatment. It is preferable that the electrode 77 located at the lowermost layer and the intermediate electrode 76 provided between the piezoelectric Z electrostrictive layers 71 and 72 use the refractory metal described above.
  • the sandwich type piezoelectric Z-electrostrictive film element 10 shown in FIGS. 1 to 3 after the piezoelectric / electrostrictive layer 73 is subjected to the heat treatment, the upper part formed on the piezoelectric Z-electrostrictive layer 73 is formed.
  • the electrode 75 or the multilayer piezoelectric electrostrictive film type element 20 shown in FIGS. 4 to 6 the electrode 75 located at the uppermost layer can be formed at a low temperature. In addition to high melting point metals, low melting point metals such as aluminum, gold and silver may be used.
  • the electrode 77 located at the lowermost layer and the intermediate electrode 7 provided between the piezoelectric / electrostrictive layers 71 and 72 are provided.
  • a material containing an additive such as zirconium oxide, cerium oxide, or titanium oxide as the electrode material mainly containing platinum or the like.
  • examples of a method for forming an electrode include an ion beam, sputtering, vacuum deposition, PVD, ion plating, CVD, plating, screen printing, spraying, dipping, and the like.
  • the thickness of the electrodes 75, 77 may be an appropriate thickness depending on the application, but if the thickness is excessively large, the electrode acts as a relaxation layer, and the bending displacement is reduced.
  • the thickness is preferably 15 zm or less, and more preferably 5 m or less, because the thickness is easily reduced.
  • the piezoelectric / electrostrictive layer 73 (71, 72) is a sandwich type piezoelectric Z electrostrictive film element as shown in FIGS.
  • the piezoelectric / electrostrictive layer 73 (71, 72) is a sandwich type piezoelectric Z electrostrictive film element as shown in FIGS.
  • After applying the strained material on the electrodes 75 and 77 it can be obtained by heat treatment at a predetermined temperature.
  • a piezoelectric Z electrostrictive material is laminated between electrodes 75 to 77 located in the lowermost layer and the intermediate layer, respectively.
  • a heat treatment can be performed at a predetermined temperature.
  • the piezoelectric / electrostrictive material used in the present invention may be any material that causes an electric field-induced strain such as piezoelectric Z electrostriction after heat treatment, and may be crystalline or amorphous. Further, the piezoelectric Z electrostrictive material may be any of a semiconductor, a ferroelectric ceramic, and an anti-ferroelectric ceramic, and may be appropriately selected and used depending on the application.
  • Specific materials include lead zirconate, lead titanate, lead zirconate titanate, lead magnesium niobate, lead nickel niobate, lead zinc niobate, lead manganese niobate, lead antimonate, and lead manganese tungstate. And ceramics containing one or more of cobalt cobalt lead niobate, barium titanate, sodium bismuth titanate, potassium sodium niobate, or strontium bismuth tantalate.
  • titanium zirconate titanate has a high electromechanical coupling coefficient and piezoelectric constant, has low reactivity with the ceramic substrate during sintering of the piezoelectric Z electrostrictive film, and has a stable composition.
  • Lead (PZT) and Z or lead magnesium niobate (PMN) based material, or sodium bismuth titanate as main component Materials are preferred.
  • a material containing a trace component added alone or as an oxide of tin or the like may be used.
  • the anti-field electric field and piezoelectric characteristics can be sometimes adjusted.
  • These piezoelectric Z electrostrictive material can be prepared by an oxide mixing method, e.g., P B_ ⁇ , S r C 0 3, M g C 0 3, N b 2 ⁇ 5, and Z R_ ⁇ 2
  • the raw material powder composed of the above is weighed so as to have a predetermined composition, and can be prepared by a method of mixing, calcining, and pulverizing.
  • Other methods include a coprecipitation method and an alkoxide method.
  • various thick film forming methods such as a screen printing method, a dipping method, a coating method, or an electrophoresis method, or an ion beam method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion
  • a piezoelectric Z electrostrictive layer 73 having favorable piezoelectric Z electrostrictive characteristics can be obtained.
  • a thick film forming method such as a screen printing method, a dipping method, a coating method, or an electrophoresis method is used.
  • the piezoelectric / electrostrictive material may be printed or applied over a wider area covering at least one electrode.
  • the protruding portion 79 may be partially bonded to the base 44, but it is preferable that the protruding portion 79 be not directly bonded to the base 44 in order to avoid a reduction in bending displacement. .
  • the base body 44 is made of a material having low reactivity during heat treatment with the piezoelectric Z electrostrictive material such as zirconium oxide.
  • a piezoelectric / electrostrictive material is Above various According to the method, a plurality of electrodes 75 and 76 may be alternately stacked.
  • the thickness of the layer made of the piezoelectric Z electrostrictive material is substantially the same as the thickness of the vibrating portion 66 of the base in terms of securing the mechanical strength of the element and the desired bending displacement. Is preferred.
  • the ratio of the thickness to the vibrating portion of the substrate is preferably 0.1 to 30; More preferably, it is particularly preferably 0.5 to 5.
  • the thickness ratio of the vibrating part 6 to the vibrating part is within this range, after applying the piezoelectric Z electrostrictive material on the substrate, the heat treatment is performed and When the electrostrictive layer is formed, the base (vibrating portion) easily follows the firing shrinkage of the piezoelectric Z electrostrictive layer, and a dense piezoelectric Z electrostrictive layer can be formed without peeling. Further, sufficient resistance to vibration due to bending of the piezoelectric Z electrostrictive layer can be provided.
  • the layer made of a piezoelectric / electrostrictive material preferably has a thickness of 5 to 100 m, and more preferably 5 to 50 m, in order to enable miniaturization of the element. It is particularly preferably 5 to 30 m.
  • a thin film-shaped multilayer piezoelectric / electrostrictive film element is used to obtain an aspect ratio. Therefore, it is preferable to reduce the thickness of each layer of the piezoelectric / electrostrictive material to 30 m or less. Further, it is preferable to form a plurality of layers composed of the piezoelectric Z-electrostrictive material gradually thinner in order from the lower layer.
  • the thickness t n of the n-th layer composed of the piezoelectric Z-electrostrictive material from the bottom is It is preferable to form so as to satisfy the expression t n ⁇ t n — i XO.
  • the amount of distortion of the piezoelectric Z-electrostrictive layer is larger at the same driving voltage as the thickness of the piezoelectric Z-electrostrictive layer is thinner.
  • the heat treatment of the layer made of the piezoelectric / electrostrictive material is preferably performed at a temperature of 100 to 140 (TC after forming a layer made of a predetermined piezoelectric electrostrictive material.
  • an atmosphere control material having the same composition as the piezoelectric / electrostrictive material is used in order to prevent volatilization of each component in the piezoelectric Z electrostrictive material and obtain a porcelain composition having a desired composition. Is preferably carried out in the presence of Next, in the production method of the present invention, as shown in FIG.
  • a coating liquid in which a polymerizable oligomer and inorganic particles are mixed in a dispersion medium is formed by mixing at least the projecting portion 79 of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 with the substrate 4 Apply the appropriate amount to each of the positions indicated by reference signs la, 2 and 3 using a discharge device, etc., so as not to penetrate the gap between 4 and 4 and not to cover at least a part of each electrode 75, 77. Then, the coating is applied so as to cover the surface using surface tension, and then dried to form a connecting material for connecting the protruding portion of the piezoelectric / electrostrictive layer and the base.
  • This figure shows the state immediately after applying the desired amount of the coating solution to the preselected positions 1a, 2, and 3, respectively. 4 penetrates the gap.
  • an example is shown in which the terminal portions 75a and 77a of each electrode are not covered.
  • the application position of the coating liquid may be appropriately selected depending on the formation position of the uncovered portion.
  • the coating liquid used in the present invention has the property of being easily flowable, and can be applied with fine droplets of several pL to 100 pL at a speed of several m / s to 20 m / s. It is preferable to use a proper coating means.
  • a coating solution introduction passage 92 communicating with a coating solution supply source 81, a pressurizing chamber 93 opening the coating solution introduction passage 92, and a pressurizing chamber
  • a base 95 having a plurality of coating liquid discharge paths 94 communicating with the chamber 93 and opening to the outside, and a piezoelectric Z electrode provided on the base 95 in correspondence with the position of the pressurizing chamber 93.
  • a coating device (hereinafter, referred to as an “on-demand type coating device”) in which droplets 1 are ejected in the form of atomized droplets, or pressurized supply means 10 for supplying the coating solution 1 by pressurizing it as shown in FIG.
  • a coating solution 1 to the discharge for discharging to the outside, head 1 0 to the discharge 4 is a coating liquid introducing passage 105 communicating with the supply passage 102 of the pressurizing supply means 101, a pressurizing chamber 106 opening this coating liquid introducing passage 105, and this pressurizing chamber.
  • a coating device such as a coating device (hereinafter, referred to as a “continuous coating device”) in which the coating liquid 1 introduced into the pressurizing chamber 106 is continuously discharged in the form of fine droplets is used. It is preferable to carry out.
  • the dispensing amount can be accurately controlled and the dispensing timing is accurate, so that the dispensing amount can be accurately supplied to the prescribed position, and the dispensing position accuracy is improved.
  • the film thickness can be made more uniform.
  • the continuous coating apparatus it is easy to apply a large amount of a highly viscous liquid in a small amount by a pressurizing supply means, so that the coating liquid is less spread on the substrate, and the coating pattern can be miniaturized.
  • the coating time can be reduced because a large amount of small droplets can be supplied, and a piezoelectric Z-electrostrictive film element can be efficiently produced.
  • pressure is applied during application, the probability that the application liquid cannot be applied due to drying of the application liquid at the nozzle can be reduced, and stable application can be achieved.
  • arrows indicate flow paths of the coating solution.
  • the arrangement of the pressure regulating regulator 121 between the pressurizing means 101 and the switching means 103 can also improve the stability of the amount of the coating liquid.
  • the piezoelectric / electrostrictive film type element 10 is fixed on the XY stage 4 as shown in FIG. It is preferable to apply the liquid in that the coating liquid can be easily applied to a predetermined position.
  • the use of the on-demand type fine coating apparatus in combination with the continuous type fine coating apparatus enables coating in a very fine pattern, and enables efficient coating over a wider range. It is preferable in that it can be performed. example For example, as shown in Fig. 7, when the coating liquid is applied to the desired amount and the desired positions la, 2, and 3 respectively, the application of the coating liquid applied to the position 2 where a wide range of coating is performed is continuous. It is preferable to apply the coating liquid to the positions 1a and 3 where the coating is performed in a limited area by using an on-demand coating apparatus that forms a finer pattern.
  • a gap is opened between the piezoelectric Z electrostrictive operating portion 78 and the peripheral portion of the upper electrode 75, the terminal portion 75a of the upper electrode 75 and the lower electrode
  • a large amount of coating liquid is applied to the part 2 which is located at approximately the same distance from the terminal part 77 a by a continuous coating device, and of the peripheral part of the piezoelectric It is preferable to apply a small amount of coating liquid to the portions 1a and 3 located near the terminal portion 75a (within 0.5 mm from the terminal portion 75a) by an on-demand coating device.
  • a large amount of coating liquid diffuses from the position farthest from the terminal portion 75a of the upper electrode 75 and the terminal portion 77a of the lower electrode 77, and it is efficient.
  • the coating liquid can be made to penetrate while it is being made.
  • a piezoelectric electrostrictive film element having a large resonance frequency and having a desired connecting material in the gap between the protruding portion of the piezoelectric / electrostrictive layer and the base can be manufactured with the conduction of each electrode secured.
  • the opening positions and diameters of the respective coating liquid discharge paths 94 a, 94 b, and 94 c in the coating apparatus are adjusted to a desired position. It is preferable to apply a desired amount of a coating solution.
  • FIG. 10 shows an on-demand type coating apparatus, the same applies to a continuous type coating apparatus.
  • the opening position or diameter of each coating liquid discharge passage 94a, 94b, 94c is not limited to opening each coating liquid discharge passage 94a, 94b, 94c at equal intervals. It is not necessary to have the same diameter between the application liquid discharge paths, but between the discharge heads or within the same discharge head, the diameter of each coating liquid discharge path 94a, 94b, 94c. If the opening position is different It is also preferable to tighten.
  • the coating liquid easily enters the gap between the protruding part of the piezoelectric / electrostrictive layer and the substrate, and avoids complete coverage of each electrode.
  • the position or diameter of the piezoelectric / electrostrictive layer 73 and the base 44 may be open as shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. Apply the largest amount of coating liquid by opening the coating liquid discharge path with the largest diameter to the part 2 located approximately equidistant from the terminal part 75 a of the upper electrode 75 and the terminal part 77 a of the lower electrode 77.
  • portions 1a and 3 located near the terminal portion 77a of the upper electrode and the lower electrode (within 0.5 mm from both terminal portions 75a). It is preferable to open the coating liquid discharge passage with the smallest diameter to apply a small amount of coating liquid.
  • the amount and position of coating By adjusting the amount and position of coating in this way, a large amount of coating liquid diffuses from the position furthest from the terminal portion 75a of the upper electrode 75 and the terminal portion 77a of the lower electrode 77. And a small amount of coating near the terminal portions 75 a and 77 a of the upper electrode 75 and the lower electrode 77.
  • the terminal portion 75 a of the upper electrode 75 and the portion close to the terminal portion 77 a of the lower electrode 77 are the same as the other portions in the gap between the electrode and the base.
  • the coating liquid can be made to penetrate while avoiding coating on the coating.
  • a piezoelectric Z-electrostrictive film element having a large resonance frequency and having a desired connecting material in the gap between the protruding portion of the piezoelectric Z-electrostrictive layer and the substrate can be manufactured with the conduction of each electrode secured.
  • a discharge device having a plurality of coating liquid discharge paths in addition to adjusting the application position and the application amount, a discharge device having a plurality of coating liquid discharge paths, a discharge device having a plurality of discharge heads, or a plurality of discharges having a plurality of coating liquid discharge paths.
  • a discharge device equipped with a head the viscosity or composition of the coating liquid introduced into each coating liquid discharge path is changed for each coating liquid discharge path, and a coating liquid having a different viscosity or composition is applied to each coating position. May be.
  • the piezoelectric Z-electrostrictive operating section 78 in which the gap between the piezoelectric Z-electrostrictive layer 73 and the base body 44 is opened has a peripheral portion.
  • the coating liquid 5 having the lowest viscosity is discharged to a portion of the portion which is located at approximately the same distance from the terminal portion 75 a of the upper electrode 75 and the terminal portion 77 a of the lower electrode 77, and the piezoelectric Z A portion of the peripheral portion of the strain actuating portion 78 located near the terminal portions 75a and 77a of the upper electrode 75 and the lower electrode 77 (within 0.5 mm from both terminal portions 75a) It is preferable to apply the coating liquid by discharging the coating liquids 4 and 6 having high viscosity.
  • the viscosity of the coating solution is low at the position furthest from the terminal portion 75a of the upper electrode 75 and the terminal portion 77a of the lower electrode 77.
  • the coating liquid can be diffused to the surroundings by the presence of the coating liquid, and a coating liquid with high viscosity exists near the terminal part 75 a of the upper electrode 75 and the terminal part 77 a of the lower electrode 77.
  • the terminal portions 75 a of the upper electrode 75 and the lower electrode 77 in the gap between the protruding portion of the piezoelectric Z-electrostrictive layer and the substrate are suppressed.
  • the coating liquid can be infiltrated into the portion adjacent to 77a similarly to the other portions, and the coating on the electrodes 75, 77 can be avoided.
  • the coating liquid in order to provide the connecting material 70 for connecting the protruding portion 79 of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 and the base material 44 without causing significant drying shrinkage, the coating liquid must be a solution viscosity.
  • the viscosity is 100 cP or less, more preferably, the solution viscosity is 300 cP or less, and particularly preferably, the solution viscosity is 500 cP or less.
  • an on-demand coating device and a continuous coating device those having 20 cP or less are particularly preferable.
  • a piezoelectric Z electrostrictive layer 79 (shown with the upper electrode 75 of the piezoelectric / electrostrictive layer 79) as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b) is used.
  • the contact surface is included.
  • the contact surface of the piezoelectric electrostrictive film type element filled with pores opened by the upper electrode 75 or the electrode such as the upper electrode 75 of the piezoelectric Z electrostrictive layer 79 or the upper surface When manufacturing a piezoelectric Z-electrostrictive film type element provided with a fine constraining layer 90 of the same material as the coupling agent 70 with a predetermined thickness so as to cover the electrode 75, the coating liquid is applied to the upper electrode 75. It may be applied to the surface.
  • the film thickness is preferably 1/15 or less, more preferably 1 Z30 or less, with respect to the total thickness of the vibrating portion 66 and the piezoelectric Z electrostriction operating portion.
  • the on-demand type coating device and the continuous type coating device can also be suitably used.
  • the viscosity should be 0.5 to 5 cP and the droplet speed should be Preferably, the degree is 3 mZ seconds or more. If only the open pores are to be filled, compressed air may be blown after application.
  • the piezoelectric Z electrostrictive film element is filled with pores or provided with a finely constrained layer 90, the insulating properties of the piezoelectric / electrostrictive operating portion can be improved.
  • such a coating liquid is applied while at least one of the piezoelectric / electrostrictive layer and the substrate is vibrated.
  • the coating liquid can be more reliably supplied between the substrate and the piezoelectric / electrostrictive layer without involving air bubbles, the connection between the substrate and the piezoelectric / electrostrictive layer can be further strengthened.
  • a vibration means such as an ultrasonic vibrator 110 as shown in FIG. 9 (a) is provided on the stage 4 for fixing the piezoelectric Z electrostrictive film element 10 and the like.
  • a voltage from an external power supply not shown
  • the piezoelectric electrostrictive operating portion is vibrated. And the like.
  • the coating liquid used for forming the connecting material is preferably a coating liquid in which inorganic particles and a polymerizable oligomer are mixed in a dispersion liquid.
  • this coating liquid it is possible to form a connecting material composed of a hybrid material in which inorganic particles are scattered in a polymer compound matrix, and has a bending displacement equivalent to that of a conventional piezoelectric / electrostrictive film element.
  • the contraction of the connecting material can be suppressed, and the occurrence of cracks in the connecting material ⁇ piezoelectric Z electrostrictive layer can be suppressed.
  • a coating solution in which the above-mentioned polymer compound is mixed in a dispersion from the beginning, but in order to form a connecting material having suitable characteristics, a polymerizable oligomer is required. Is preferably mixed in a dispersion.
  • the dispersion medium used for the coating liquid for example, a dispersion liquid having a uniform polar dispersion medium such as water, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, or acetone can be obtained. It is preferable because it is easy.
  • the inorganic particles mixed in the dispersion medium include, for example, Ti, Zr, V, Nb, Cr, Mo, W, Al, Mn, Fe, Co, Ni, and Fine particles made of an oxide containing at least one element selected from Si are preferable.
  • One type can be used alone, or two or more types can be used in combination.
  • the inorganic particles preferably have an average particle size of 5 nm to 1 m, and more preferably have an average particle size of 10 nm to 200 nm. If the average particle size is less than 5 nm, the effect of suppressing the shrinkage of the connecting material in the drying step accompanying the formation of the connecting material is small. It is easy to settle, and it is difficult to obtain a uniform connecting material.
  • the average particle size of the inorganic particles is in this range, there is a demand to avoid the constraint of the connecting material on the piezoelectric Z-electrostrictive layer, and to increase the rigidity of the piezoelectric Z-electrostrictive layer 73 to improve high-speed response.
  • the demand for enhancement can be satisfied in a well-balanced manner.
  • the inorganic particles further have a bimodal particle size distribution, and the average particle size (C) of the large-sized inorganic particles larger than the particle size corresponding to the inflection point existing between the two peaks,
  • the ratio (DZC) to the average particle size (DZ) of the small-sized inorganic particles smaller than the particle size corresponding to the curve point is preferably 0.05 to 0.7, and 0.1 to 0.5. Is more preferred.
  • the inorganic particles have the bimodal particle size distribution, the voids between the large-sized inorganic particles can be filled with the small-sized inorganic particles to increase the volume fraction of the inorganic particles in the connecting material. Therefore, in the drying step accompanying the formation of the connecting member, the contraction of the connecting member can be further suppressed, and the rigidity of the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 can be further increased, whereby the high-speed response can be further improved.
  • the inorganic particles having the bimodal particle size distribution have a ratio (F / E) of the mass (E) of the large-sized inorganic particles to the mass (F) of the small-sized inorganic particles.
  • F / E the ratio of the mass (E) of the large-sized inorganic particles to the mass (F) of the small-sized inorganic particles.
  • it is preferably from 0.05 to 0.7, more preferably from 0.1 to 0.5.
  • Examples of the polymerizable oligomer in the present invention include a biel polymer such as an acrylic resin, an addition polymer such as an epoxy resin and polyurethane, a condensation polymer such as a polyester and a polyponate, or a polymer of an organic silicon compound.
  • Polymerizable oligomers corresponding to certain polysiloxane polymers include, among others, heat resistance, water resistance, chemical resistance, and water repellency.
  • a polymerizable oligomer obtained by polycondensing several to several tens of monomers represented by the following general formula (1) is preferable.
  • R n S i (OR ') n ... (1) (In the above general formula (1), R and R ′ are the same or different organic groups, and n is an integer of 0 to 3.)
  • examples of the organic group represented by R include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, an aryl group such as a phenyl group, and an alkenyl group such as a bier group.
  • substituted alkyl groups such as a group, an methacryloxypropyl group, an adalicidoxypropyl group, an archloropropyl group, an amercaptopropyl group, an araminopropyl group, and a trifluoromethyl group.
  • Examples of the organic group represented by R ′ include, for example, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, and butyl group, aryl groups such as phenyl group, and substituted alkyl groups such as jS-methoxetoxy group and acetyl group. Groups can be mentioned.
  • the desired polymer compound constituting the matrix of the connecting material can be obtained by subjecting the polymerizable oligomer to condensation polymerization by, for example, a dehydration or dealcoholization reaction by drying described below. .
  • the blending ratio of the polymerizable oligomer and the inorganic particles is preferably in an appropriate range according to the type of each component.
  • a polymerizable oligomer obtained by condensation polymerization of the monomer represented by the above general formula (1) is used as the polymerizable oligomer
  • 0.1 to 3 parts by weight of the inorganic particles are added to 100 parts by weight of the polymerizable oligomer. It is preferably contained in the coating liquid so as to have a proportion of 100 parts by weight, and more preferably in the coating liquid so as to have a proportion of 1 to 100 parts by weight.
  • the coating liquid can be a combination of the polymerizable oligomer corresponding to the above-described various polymer compounds and the above-described various inorganic particles.
  • the polymerizable oligomer corresponding to the polysiloxane polymer and the polymerizable oligomer can be used. Particles are preferable, and those containing the polymerizable oligomer represented by the above general formula (1) and silica particles are particularly preferable.
  • the piezoelectric Z electrostrictive layer 73 has a large rigidity without suppressing the bending displacement of the vibrating portion 66 and the piezoelectric / electrostrictive layer 73.
  • a strain film type element can be obtained, and furthermore, since the formed toughness of the connecting member 70 is large, the resistance of the piezoelectric electrostrictive film type element to high-speed repetitive driving can be increased.
  • the connecting material is formed by drying after the application of the coating liquid, and it is preferable to select appropriate conditions for the drying according to the type of the composition of the coating liquid.
  • a polymerizable oligomer corresponding to a vinyl polymer such as an acrylic resin, an addition polymer such as an epoxy resin or a polyurethane, or a condensation polymer such as a polyester or a polycarbonate is mixed in a coating solution.
  • the coating solution may be left at room temperature for drying.
  • the coating solution after applying the coating solution, the mixture is allowed to stand at room temperature for at least 10 minutes to remove most of the solvent. After the removal, it is preferable to carry out drying by heating by raising the ambient temperature to a desired temperature at a speed of 600 ° CZH r or less.
  • the solvent in the coating solution will rapidly evaporate, causing the coating solution to shrink rapidly, causing cracks in the connection material, Peeling may occur at the interface with the Z electrostrictive layer.
  • the drying by heating is preferably performed at 60 to 120 ° C, more preferably at 100 to 120 ° C.
  • the coating solution When dried at a temperature exceeding 120 ° C, the coating solution rapidly shrinks due to the rapid evaporation of the solvent in the coating solution as in the case of leaving at room temperature, causing cracks to occur in the connecting material. Separation may occur at the interface with the voltage Z electrostrictive layer.
  • the drying is performed at a temperature lower than the heating temperature, the removal of water dissolved in the organic solvent together with the organic solvent becomes insufficient.
  • a coating solution in which a polymer oligomer corresponding to a polysiloxane polymer is mixed it is preferable to perform a curing treatment by heating at a higher temperature continuously or in a separate step after the drying.
  • the heating is preferably performed at a temperature of 700 ° C. or less, more preferably at a temperature of 60 ° C. or less, and still more preferably at a temperature of less than 500 ° C. It is particularly preferred to heat at a temperature of less than 450 ° C.
  • the piezoelectric / electrostrictive layer may be defective, resulting in dielectric breakdown, mechanical breakdown, and the like.
  • decomposition of organic components in the connecting material occurs, Cracks may occur.
  • the bonding such as Si-0-Si bonding or the like is performed.
  • the strength it is possible to optimize the mechanical properties such as hardness (the higher the temperature, the higher the hardness) and the chemical properties such as water repellency.
  • the piezoelectric / electrostrictive film type device of the present invention and the method of manufacturing the same have been described above.
  • the piezoelectric Z electrostrictive film type device obtained by the manufacturing method of the present invention is, for example, as shown in FIGS. It can be used as a display element or as a drive unit 120 for an ink jet printing head.
  • the piezoelectric Z electrostrictive film type element 10 of the present invention has a main structure together with an optical waveguide plate 200 into which light 180 from a light source 160 is introduced.
  • a driving unit 120 as a component is disposed at a position facing the back surface of the optical waveguide plate 200 and at a position corresponding to the pixel. Further, the pixel structure 30 is disposed on the driving unit 120.
  • the display elements can be formed by stacking and bringing the pixel assembly 130 into and out of contact with the optical waveguide plate 200 by the drive operation of the drive unit 120.
  • an ink nozzle member 111 having an orifice hole 114 opening into the pressurizing chamber 100 of the driving part 120 through the joint portion to form an ink jet print head.
  • the specific configurations of the display element and the ink jet printer head are described in JP-A-2001-343595, and JP-A-114-147318. Good. Both publications are cited here for reference.
  • the amount of displacement when an electric field of 3 kVZmm was applied to the piezoelectric film type devices obtained in the examples and the comparative examples at room temperature was measured with a laser Doppler vibrometer.
  • the piezoelectric film devices obtained in the examples and comparative examples were measured using a laser Doppler vibrometer and an FFT analyzer.
  • a swept sine waveform (a waveform containing multiple frequency components) generated by an FFT analyzer is applied to the element and driven, and the element's vibration is measured with a laser Doppler vibrometer and the laser Doppler is measured.
  • the speed output of the vibrometer was input to the FFT analyzer and analyzed for frequency. The lowest order peak was taken as the resonance frequency.
  • an upper electrode made of gold was screen-printed in the range of 1.7 mm x 0.8 mm (0.3 mm of the 1.7 mm length is the terminal part). And then heat-treated at 600 ° C.
  • the substrate is fixed (held) on the sample stand of the coating device.
  • the surface opposite to the surface on which the piezoelectric / electrostrictive layers and the electrodes are arranged is covered with a UV sheet so that the substrate can be cleaned.
  • Fixed on a table has a bimodal particle size distribution, and an inflection point between two peaks A colloidal silicide force of 30% by mass, in which a large-diameter amorphous silica having an average particle diameter of greater than 50 nm and 100 nm and an amorphous silica having an inflection point of 50 nm or less and a small-diameter amorphous silica mixed with 20 nm; 70% by mass of a polymerizable oligomer solution containing 20% by mass of an equimolar mixture of tetraethoxysilane and methylethoxysilane (content in the total amount of the polymerizable oligomer solution) in a mixed dispersion medium composed of iso
  • the applied coating liquid was applied using an on-demand type coating apparatus provided with three coating liquid discharge paths.
  • the diameters of the application liquid discharge paths were ⁇ 0.03 mm, ⁇ 0.07 mm, and ⁇ 0.03 mm, respectively.
  • the opening position of each coating liquid discharge path is defined as follows.
  • the coating liquid discharge path with a diameter of 0.07 mm is connected to the periphery of the piezoelectric Z electrostriction operating section where the gap between the piezoelectric / electrostrictive layer and the base is opened.
  • a coating liquid discharge path with a diameter of 0.03 mm is set in the longitudinal direction of the vibrating part on both sides. . 45mm position.
  • the discharge amount per droplet was 2 O OpL / drop in the coating liquid discharge path with a diameter of 0.07 mm, and 70 pLZ in the coating liquid discharge path with a diameter of 0.03 mm.
  • Colloidal silica in which large-diameter amorphous silica and small-diameter amorphous silica are mixed is a colloidal silica in which large-diameter amorphous silica having an average particle diameter of 100 nm is dispersed in isopropyl alcohol.
  • the piezoelectric Z-electrostrictive film element after applying the coating liquid is left at room temperature for 30 minutes, and then heated at a rate of 200 ° CZh to 80 ° (between 120 ° C and 1 ° C). After maintaining the temperature for a period of time, the temperature is continuously raised to 300 ° C and a curing treatment is performed at the same temperature for 60 minutes to cure the connecting material that connects the entire protruding part of the piezoelectric Z electrostrictive layer and the base, A Z-electrostrictive film type device was manufactured.
  • the obtained piezoelectric / electrostrictive film element had a bending displacement of 0.14 ⁇ m and a resonance frequency of 1.65 MHz.
  • the electrodes of the piezoelectric Z-electrostrictive film type element had a conductive surface with the surface exposed, so that a conductive wire could be immediately soldered to the electrode.
  • a piezoelectric z-electrostrictive film element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a coating solution was applied to the entire piezoelectric / electrostrictive film element using a spin coater instead of the ejection device.
  • the obtained piezoelectric / electrostrictive film type element had a bending displacement of 0.14 / zm and a resonance frequency of 1.65 MHz.
  • the obtained piezoelectric / electrostrictive film type element is in a state where the conductive parts of each electrode are covered, and it is not in a state where it can be soldered immediately, and it is necessary to remove the covering layer to ensure conduction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

セラミックスからなる基体と、同基体上に下部電極、圧電／電歪層及び上部電極を含む圧電／電歪作動部が設けられた圧電／電歪膜型素子であって、圧電／電歪層が少なくとも一個の電極を超えて設けられており、且つ、その端部は上記の少なくとも一個の電極よりも突き出ている素子の製造方法であって、圧電／電歪作動部を構成する圧電／電歪層を、その端部を突出させ、且つ、上記の少なくとも一個の電極を超えて形成させる工程と、重合性オリゴマーと無機粒子とを分散媒中に混合して調整した塗布液を、少なくとも圧電／電歪層の突出した端部と基体との間隙に充分に浸入させると共に、上記の少なくとも一個の電極の所定の部分のみを塗布するに充分な塗布量で塗布する工程と、塗布液を乾燥して、圧電／電歪層の突出した端部と基体とを連結する連結材を形成する工程を含む圧電／電歪膜型素子の製造方法。

Description

明 細 書
圧電 Z電歪膜型素子の製造方法 技術分野
本発明は、 圧電 /電歪膜型素子の製造方法に関し、 より詳しくは、 共振周波数 が大きな圧電 /電歪膜型素子を、 各電極の導通を確保しながら効率よく製造する ことができる圧電 /電歪膜型素子の製造方法に関する。 背景技術
近年、 圧電ノ電歪膜型素子が、 変位制御素子、 個体素子モータ、 インクジエツ トヘッド、 リレー、 スィッチ、 シャッター、 ポンプ、 光変調デバイス、 又はフィ ン等の種々の用途に用いられている。 当該圧電 z電歪膜型素子は、 微小変位を制 御することができる他、 高電気 Z機械変換効率、 高速応答性、 高耐久性、 及び少 消費電力等の点でも優れた特性を有するものであるが、 近年にあっては、 インク ジェットヘッド等の用途で、 印字品質及び印字速度の向上等の要請から、 より高 速の応答が可能な素子が求められている。
ところで、 当該圧電 /電歪膜型素子にあっては、 セラミックスからなる基体上 に、 下部電極と、 圧電 /電歪層と、 上部電極とを順に積層した圧電 /電歪作動部 を設けて作製されるのが一般的であるが、 両電極間の絶縁を確保して圧電/電歪 層の絶縁破壊を回避するために、 図 1 5に示すような下部電極 7 7の上面を覆い 、 かつ端部が基体 4 4上へ突出する大きさとした圧電 Z電歪層 7 3を設けた圧電 Z電歪膜型素子 3 0が開発されている （特開平 6— 2 6 0 6 9 4号公報参照） 。 また、 従来の圧電 /電歪膜型素子 3 0では、 この圧電 Z電歪層 7 3の突出部分 7 9と基体 4 4の間に非連続面を生じ、 これが上部電極 7 5の断線の原因となる ことがあったことから、 当該圧電 Z電歪層 7 3の突出部分 7 9と基体 4 4の間隙 に所定の樹脂層を充填したものも開示されている （上記公報参照） 。
もっとも、 この当該樹脂層を設ける圧電 Z電歪膜型素子は、 圧電ノ電歪膜型素 子が極めて微小なこともあり、 上記樹脂層を特定の箇所にのみ塗布することが困 難で、 当該樹脂層が電極全体を覆って形成されているのが現状である。 然るに、 圧電/電歪膜型素子は、 通常、 多数の素子を電気的に連結して配列し て用いられるため、 各素子の電極が、 他の素子や、 外部の導通手段と導通が可能 な状態で製造されることが、 最終製品を効率よく製造する上で極めて重要である 。 それにも拘らず、 前述の圧電 /電歪膜型素子を製造するに際しては、 かかる点 が全く考慮されていなかったため、 当該樹脂層の形成後、 各電極上に形成された 樹脂層の一部を除去する作業が必要であった。 そればかりか、 除去の際に残存さ せる樹脂層に亀裂等の損傷を発生させたり、 更には、 除去した樹脂層の一部が粉 塵となって素子の各所に残存し、 電気特性検査時に接触が不完全となったりする 障害を生じる場合もあった。
また、 従来の圧電 Z電歪素子では、 圧電 Z電歪層の突出部分と基板間の連結は
、 屈曲変位又は発生力に悪影響を及ぼすとの認識に基づき、 素子の剛性を大きく することは全く考慮されていなかったため、 より高速な応答性を可能にするとい う近年の要請には必ずしも充分に対応し得るものではなかった。 発明の開示
本発明は、 上述の問題に鑑みてなされたものであり、 その目的とするところは
、 共振周波数が大きく、 かつ各電極の導通が確保された圧電 Z電歪膜型素子を効 率的に製造することができる圧電 Z電歪膜型素子の製造方法を提供することにあ る。
即ち、 本発明は、 セラミックスからなる基体と、 同基体上に下部電極、 圧電 Z 電歪層及び上部電極を含む圧電 Z電歪作動部が設けられた圧電 Z電歪膜型素子で あって、 圧電/電歪層が少なくとも一個の電極を超えて設けられており、 且つ、 その端部は前記少なくとも一個の電極よりも突き出ている素子の製造方法であつ て、 圧電 Z電歪作動部を構成する圧電 Z電歪層を、 その端部を突出させ、 且つ、 前記少なくとも一個の電極より広い範囲に形成させる工程と、 重合性オリゴマー と無機粒子とを分散媒中に混合して調整した塗布液を、 少なくとも圧電 Z電歪層 の突出した端部と基体との間隙に充分に浸入させると共に前記少なくとも一個の 電極の所定の部分のみを塗布するに充分な塗布量で塗布する工程と、 塗布液を乾 燥して、 圧電 Z電歪層の突出した端部と基体とを連結する連結材を形成する工程 を含む圧電 z電歪膜型素子の製造方法 （以下、 「サンドイッチ型圧電 /電歪膜型 素子の製造方法」 ということがある。 ） を提供するものである。
また、 本発明においては、 圧電 /電歪作動部が、 電極及び圧電 /電歪層を交互 に複数積層した多層構造の圧電 /電歪膜型素子を製造することも可能である。 そ の場合には、 圧電 /電歪作動部の各圧電 Z電歪層を、 その端部を突出させ、 且つ
、 目的とする電極より広い範囲に形成させればよい。 この態様を、 以下 「多層型 圧電 /電歪膜型素子の製造方法」 ということがある。 また、 本発明において、 多 層構造とは、 電極と圧電 /電歪層とが複数層交互に積層され、 そして、 圧電 /電歪 層は、 少なくとも 2層から構成され、 電極は少なくとも 3層から構成される構造 をいう。
ここで、 本明細書中において、 圧電 /電歪層の突出させた端部を、 以下 「圧電 Z電歪層の突出部分」 といい、 これは、 圧電 電歪層の下面及び/又は上面が、 何れかの電極の上面及び/又は下面と接触して居らず、 該電極の端部を超えて突 き出し形成されている部分をいう。 また、 電極とは、 圧電 /電歪層に接触してい る印加部分の他、 電極に導通をとるために配設される端子部分をも含む意味であ る。
本発明においては、 塗布液を塗布する際に、 塗布液を加圧して供給する加圧供 給手段と、 この加圧供給手段の供給路に設けられ、 塗布液の供給の切り替えを行 う切り替え手段と、 この加圧供給手段の供給路から導入される塗布液を外部に吐 出する吐出ヘッドとを備え、 当該吐出ヘッドが、 加圧供給手段の供給路に連通す る塗布液導入路、 塗布液導入路が開口する加圧室、 及び加圧室に連通し、 外部に 開口する 1以上の塗布液吐出路又は吐出ノズルを有する基体と、 この基体上の加 圧室に対応する位置に設けられる圧電 z電歪作動部とを有してなり、 切り替え手 段の開放時に、 圧電 z電歪作動部の屈曲変位で、 加圧室に導入された塗布液が微 粒化した液滴状態で連続的に吐出される塗布装置、 或いは、 塗布液を、 塗布液供 給源に連通する塗布液導入路と、 この塗布液導入路が開口する加圧室と、 この加 圧室に連通し、 外部に開口する 1以上の塗布液吐出路を有する基体と、 この基体 上の該加圧室に対応する位置に設けられる圧電 /電歪作動部とを有してなり、 圧 電 Z電歪作動部の屈曲変位に応じて、 加圧室に導入された塗布液が微粒化した液 滴状態で吐出される塗布装置を用いることが好ましい。
また、 本発明においては、 前者の塗布装置の場合には、 異なる口径の複数の塗 布液吐出路を有する吐出へッドを備えるもの、 或いは各吐出へッド間で塗布液吐 出路の口径が異なる複数の吐出へッドを備えるものを用い、 後者の装置の場合に は、 異なる口径の複数の塗布液吐出路を有するものを用いて、 吐出位置によって 異なる量の塗布液を塗布することが好ましい。 また、 塗布液の塗布は、 少なくと も基体又は圧電 Z電歪層の何れかを振動させながら行うことが好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の製造方法により得られるサンドィツチ型圧電/電歪膜型素子 の一例を示す一部断面図である。
図 2は、 本発明の製造方法により得られるサンドィツチ型圧電 Z電歪膜型素子 の他の例を示す一部断面図である。
図 3は、 本発明の製造方法により得られるサンドィツチ型圧電 /電歪膜型素子 の更に他の例を示す一部断面図である。
図 4は、 本発明の製造方法により得られる多層型圧電 /電歪膜型素子の一例を 示す一部断面図である。
図 5は、 本発明の製造方法により得られる多層型圧電 Z電歪膜型素子の他の一 例を示す一部断面図である。
図 6は、 本発明の製造方法により得られる多層型圧電/電歪膜型素子の更に他 の一例を示す一部断面図である。
図 7は、 本発明の製造方法において、 異なる吐出量の塗布液を塗布した直後の 圧電 Z電歪膜型素子の状態を模式的に示す上面図である。
図 8 ( a ) は、 本発明の製造方法で用いられるオンデマンド式の吐出装置の上 面図であり、 図 8 ( b ) は、 図 8 ( a ) の A— A断面図である。
図 9 ( a ) は、 本発明の製造方法で用いられる連続式の吐出装置を模式的に示 す全体図であり、 図 9 ( b ) は、 図 9 ( a ) の吐出ヘッドの部分を示す一部拡大 断面図である。
図 1 0は、 図 8 ( a ) の B— B断面図である。 図 1 1は、 本発明の製造方法において、 異なる粘度の塗布液を塗布した直後の 圧電 Z電歪膜型素子の状態を模式的に示す上面図である。
図 1 2は、 本発明の製造方法により得られる圧電 /電歪膜型素子を用いた表示 素子の一例を示す断面図である。
図 1 3は、 本発明の製造方法により得られる圧電 /電歪膜型素子を用いたイン クジエツトプリンタへッドの一例を示す断面図である。
図 1 4 ( a ) は、 本発明の製造方法により得られる微拘束力層付きの多層型圧 電ノ電歪膜型素子の一例を示す一部断面図である。
図 1 4 ( b ) は、 本発明の製造方法により得られる気孔が充填された多層型圧 電 /電歪膜型素子の一例を示す一部断面図である。
図 1 5は、 従来の圧電 Z電歪膜型素子の一例を示す一部断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の圧電 Z電歪膜型素子について実施の形態を具体的に説明するが 、 本発明は、 これらに限定されて解釈されるものではなく、 本発明の範囲を逸脱 しない限りにおいて、 当業者の知識に基づいて、 種々の変更、 修正、 改良を加え 得るものである。
本発明のサンドイッチ型の圧電 Z電歪膜型素子は、 セラミックスからなる基体 上に、 下部電極、 圧電ノ電歪層及び上部電極を含む圧電 電歪作動部を設けたも のであって、 圧電 /電歪層を、 少なくとも一個の電極を超えて形成された突出部 分が形成されるように設ける工程と、 重合性ォリゴマーと無機粒子とを分散媒中 に混合して調整した塗布液を、 少なくとも圧電 /電歪層のうちの突出している端 部と基体との間隙に充分に浸入させると共に、 前記の少なくとも一個の電極の所 定の部分のみを塗布するに充分な塗布量で塗布する工程と、 塗布液を乾燥して、 圧電/電歪層の突出した端部と基体とを連結する連結材を形成する工程を含むも のである。 本発明は、 電極及び圧電 Z電歪層を交互に複数積層して形成した多層 構造の圧電 Z電歪作動部を有するものにも適用可能である。 その場合には、 圧電
/電歪作動部の各圧電 /電歪層を、 それぞれ目的とする少なくとも一個の電極よ り広い範囲で設けてその端部を突出させればよい。 なお、 ここで、 圧電 Z電歪層 の端部が、 少なくとも一個の電極を超えて設けられている電極とは、 好ましくは 、 下部電極である。 勿論、 本発明においては、 サンドイッチ型のみならず、 多層 構造からなる圧電 /電歪素子においても、 性能に著しい悪影響を与えない限り、 圧電 Z電歪層の端部が、 総ての電極を超えて設けられていてもよい。 これにより
、 従来の圧電 電歪膜型素子と同等以上の屈曲変位量を有しながら、 高速応答性 にも優れる圧電 /電歪膜型素子を、 電極上に形成された被覆層の除去等の作業を 要することなく各電極の導通を確保した状態で製造することができる。 以下、 図 面を参照しつつ、 本発明について、 具体的に説明する。
図 1〜6に示すように、 本発明で用いられる基体 4 4としては、 例えば、 薄板 状の振動部 6 6と厚肉のセラミックス部材からなる固定部 6 8とを一体化した構 造のものを挙げることができる。 また、 これらの構造の基体 4 4では、 薄板状の 振動部 6 6が、 圧電 Z電歪層 7 3を設ける位置以外で固定部 6 8と固着しており 、 通常、 圧電 Z電歪層 7 3を設ける位置に対応して、 振動部 6 6の下部にキヤビ ティ 4 8が設けられる。
また、 振動部 6 6は、 図 3、 及び図 6に示すように、 厚さ方向の断面が矩形の 平板でもよいが、 図 2、 及び図 5に示すように、 振動部 6 6の中央部がキヤビテ ィ 4 8の方向へ屈曲した形状、 或いは図 1、 及び図 4に示すように、 厚さ方向の 断面が W形状をなすものが、 屈曲変位が大きな点で好ましく、 後者の W形状のも のが特に好ましい。
図 2、 及び図 5に示すような屈曲形状や、 図 1、 及び図 4に示すような W形状 の振動部 6 6は、 圧電 Z電歪層 7 3の焼成工程の際に、 圧電 Z電歪膜の短手方向 への収縮を利用したり、 圧電 Z電歪層 7 3の上部と下部との焼成収縮開始夕イミ ングや、 焼成収縮量、 更には振動部 6 6の形状を調整することにより形成するこ とができる。
本発明において振動部 6 6の厚さは、 素子の機械的強度を確保しながらも、 剛 性の増大により圧電 /電歪層 Ί 3の屈曲変位を低下させない範囲とすることが好 ましく、 具体的には、 1 111〜 5 0 mの厚さが好ましく、 3〜5 0 ΠΙの厚さ がより好ましく、 3〜1 2 mの厚さが特に好ましい。 又、 固定部 6 8の厚さは 、 1 0 m以上が好ましく、 5 0 m以上がより好ましい。 また、 基体 4 4の圧電 Z電歪作動部 7 8を載置する面の形状としては、 特に矩 形形状に限られるものではなく、 円形でも構わず、 三角形等の四角形以外の多角 形でも構わない。
本発明で用いられる基体 4 4は、 セラミックス材料で作製すればよいが、 振動 部 6 6上に積層した圧電 /電歪層 7 3又は電極 7 5、 7 7等の加熱処理の際に変 質しない耐熱性及び化学的安定性に優れる材料で作製することが好ましい。 また 、 基体 4 4は、 当該基体 4 4上に形成される下部電極 7 7に通じる配線の電気的 な分離を行うため、 電気絶縁材料で作製することが好ましい。
具体的には、 例えば、 （安定化された） 酸化ジルコニウム、 酸化アルミニウム 、 酸化マグネシウム、 酸化チタン、 酸化セリウム、 スピネル、 ムライト、 窒化ァ ルミ二ゥム、 窒化珪素、 及びガラスよりなる群から選ばれる少なくとも 1種のセ ラミックスを挙げることができる。 中でも、 機械的強度が大きく靭性に優れるた め、 構造上薄く振動が負荷される振動部 6 6の耐久性を向上させることができ、 しかも、 化学的安定性が高く、 圧電 Z電歪層 7 3や電極 7 5、 7 7と反応性が極 めて小さい点で、 安定化された酸化ジルコニウムを含むものが好ましい。
また、 安定化された酸化ジルコニウムとしては、 酸化カルシウム、 酸化マグネ シゥム、 酸化イットリウム、 酸化スカンジウム、 酸化イッテルビウム、 酸化セリ ゥム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤を含有するものを挙げることができる 。 また、 これら安定化剤の添加量は、 酸化イットリウムや酸化イッテルビウムの 場合にあっては、 1〜3 0モル％が好ましく、 1 . 5〜 1 0モル％がより好まし レ^ また、 酸化セリウムの場合にあっては、 6 ~ 5 0モル％が好ましく、 8〜2 0モル％がより好ましい。 また、 酸化カルシウムや酸化マグネシウムの場合にあ つては、 5〜4 0モル％が好ましく、 5〜2 0モル％がより好ましい。
また、 これら安定化剤の中でも特に酸化イツトリウムを添加したものが好まし く、 その場合の添加量としては、 1 . 5〜 1 0モル％がより好ましく、 2〜4モ ル％が特に好ましい。
また、 当該振動部 6 6は、 上記セラミックスの他、 焼結助剤として用いられる 粘土等に含まれる酸化珪素、 酸化ホウ素等の成分を含有するものであってもよい 。 伹し、 これらの成分が過剰に含まれると、 基体 4 4と圧電 /電歪層 7 3との反 応により、 圧電 Z電歪層 7 3の特定の組成を維持することが困難となり、 圧電 / 電歪特性を低下する原因となる。 従って、 本発明における基体 4 4の振動部 6 6 では、 粘土等に含まれる酸化珪素、 酸化ホウ素等は、 振動部 6 6を構成する材料 中、 2 0質量％以下であることが好ましく、 3質量％以下であることがより好ま しい。
また、 振動部 6 6を構成するセラミックスは、 当該振動部 6 6の機械的強度を 高めるため、 結晶粒の平均粒径が、 0 . 0 5〜2 mであることが好ましく、 0 . 1〜1 z mであることがより好ましい。
次に、 本発明の製造方法は、 図 1〜3に示すようなサンドイッチ型の圧電 /電 歪膜型素子 1 0の場合には、 上記基体上 4 4に下部電極 7 7、 圧電 /電歪層 7 3 及び上部電極 7 5を積層した圧電 Z電歪作動部 7 8を設け、 図 4〜 6に示すよう な多層型の圧電 /電歪膜型素子 2 0の場合には、 基体上 4 4に、 電極 7 5〜7 7 及び圧電ノ電歪層 7 1、 7 2を交互に複数積層した多層構造の圧電 Z電歪作動部 7 8を設ける。 そして、 本発明においては、 何れの圧電 /電歪膜型素子 1 0 ( 2 0 ) の場合でも、 圧電 Z電歪作動部 7 8の圧電/電歪層 7 3 ( 7 1、 7 2 ) を、 電極 7 5〜7 7 (サンドイッチ型の圧電 /電歪膜型素子では、 下部電極 7 7、 及 び上部電極 7 5 ) の内の少なくとも一個の電極部分より広い範囲で設けてその端 部を突出させる。
これにより、 何れの圧電 /電歪膜型素子 1 0 ( 2 0 ) においても、 電極 7 5、 7 7 ( 7 5〜7 7 ) の絶縁が確実に確保され、 絶縁破壊や短絡のない圧電 Z電歪 膜型素子 1 0 ( 2 0 ) とすることができる。 なお、 本発明において、 図 4〜6に 示すような多層構造の圧電/電歪膜型素子 2 0とする場合には、 圧電 Z電歪作動 部 7 8全体の剛性が大きくなり、 後述する接合材との相乗効果により、 共振周波 数の大きな、 高速応答が可能な圧電ノ電歪膜型素子とすることができる点で、 多 層構造からなる圧電 Z電歪作動部 7 8の、 最上層と最下層に、 電極 7 5、 7 7を 配置することが好ましい。
本発明において電極 7 5、 7 7 ( 7 5〜7 7 ) の材料としては、 室温で固体で あり、 電極と基体及び Z又は圧電 Z電歪層を一体化する焼成の際の高温酸化雰囲 気に耐えられ、 導電性に優れた材料で構成されていることが好ましい。 具体的に は、 例えば、 アルミニウム、 チタン、 クロム、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 銅、 亜 鉛、 ニオブ、 モリブデン、 ルテニウム、 パラジウム、 ロジウム、 銀、 スズ、 タン タル、 タングステン、 イリジウム、 白金、 金、 若しくは鉛等の金属単体、 又はこ れらの合金を挙げることができる。 また、 これらの金属に、 圧電/電歪層、 又は 酸化ジルコニウム、 酸化セリウム、 若しくは酸化チタン等の前述した基体 4 4を 構成する材料を分散させたサーメット材料を用いてもよい。
また、 本発明において電極 7 5、 7 7 ( 7 5〜7 7 ) の材料の選択に際しては 、 圧電 Z電歪層 7 3 ( 7 1、 7 2 ) の形成方法を考慮することが好ましい。 例え ば、 図 1〜 3に示すサンドィツチ型の圧電 Z電歪膜型素子 1 0の製造方法におい ては、 圧電 Z電歪層 7 3の加熱処理の際に既に基体 4 4上に形成されている下部 電極 7 7は、 その圧電 Z電歪層 7 3の加熱処理温度においても変化しない白金族 の単体、 白金族の単体と金及び/又は銀との合金、 白金族同士の合金、 或いは白 金族の異なる 2種以上の金属、 金及び Z又は銀との合金等の高融点金属を用いる ことが好ましい。 また、 図 4〜 6に示すような多層型の圧電 Z電歪膜型素子 2 0 の製造方法においても、 各圧電 /電歪層 7 1、 7 2をの加熱処理の際に既に形成 されている最下層に位置する電極 7 7及び各圧電 Z電歪層 7 1、 7 2間に設けら れる中間の電極 7 6は、 上記高融点金属を用いることが好ましい。
一方、 図 1〜3に示すサンドイッチ型の圧電 Z電歪膜型素子 1 0において、 圧 電 /電歪層 7 3を加熱処理した後に、 当該圧電 Z電歪層 7 3上に形成される上部 電極 7 5、 或いは図 4〜 6に示す多層型の圧電 Z電歪膜型素子 2 0において、 最 上層に位置する電極 7 5にあっては、 低温で電極形成を行うことができるので、 上記高融点金属の他、 アルミニウム、 金、 銀等の低融点金属を用いてもよい。 また、 図 4〜 6に示すような多層型の圧電ノ電歪膜型素子において、 最下層に 位置する電極 7 7、 および各圧電 /電歪層 7 1、 7 2間に設けられる中間電極 7 6にあっては、 白金等を主成分とする電極材料に、 例えば、 酸化ジルコニウム、 酸化セリウム、 又は酸化チタン等の添加物を含有する材料を用いることも好まし い。 理由は定かではないが、 このような材料で構成させることにより、 電極と圧 電 /電歪素子間の剥離を防止することができる。 また、 上記各添加物は、 全電極 材料中、 0 . 0 1〜2 0質量％含有させることが所望の剥離防止効果が得られる 点で好ましい。
本発明において、 電極を形成する方法としては、 例えば、 イオンビーム、 スパ ッタリング、 真空蒸着、 P V D、 イオンプレーティング、 C V D、 メツキ、 スク リーン印刷、 スプレー、 又はディッピング等を挙げることができる。
本発明において、 電極 7 5、 7 7 ( 7 5 - 7 7 ) の厚さは、 用途に応じて適当 な厚さとすればよいが、 過剰に厚いと電極が緩和層として作用し、 屈曲変位が小 さくなり易いため、 1 5 z m以下の厚さであることが好ましく、 5 m以下の厚 さであることがより好ましい。
次に、 本発明において圧電 /電歪層 7 3 ( 7 1、 7 2 ) は、 図 1〜 3に示すよ うなサンドィツチ型の圧電 Z電歪膜型素子の場合には、 所定の圧電 /電歪材料を 電極 7 5、 7 7上に塗布した後、 所定の温度で加熱処理して得ることができる。 また、 図 4〜 6に示すような多層型の圧電/電歪素子 2 0の場合には、 最下層、 及び中間層に位置する電極 7 5〜7 7間にそれぞれ圧電 Z電歪材料を積層した際 、 又は各圧電 Z電歪層 7 1、 7 2を総て積層した後、 所定の温度で加熱処理して 得ることができる。
本発明で用いられる圧電 /電歪材料としては、 加熱処理後、 圧電 Z電歪等の電 界誘起歪みを起こす材料であればよく、 結晶質でも非晶質でもよい。 また、 圧電 Z電歪材料は、 半導体、 強誘電体セラミックス、 又は反強誘電体セラミックス何 れでもよく、 用途に応じて適宜選択し採用すればよい。
具体的な材料としては、 ジルコン酸鉛、 チタン酸鉛、 ジルコン酸チタン酸鉛、 マグネシウムニオブ酸鉛、 ニッケルニオブ酸鉛、 亜鉛ニオブ酸鉛、 マンガンニォ ブ酸鉛、 アンチモンスズ酸鉛、 マンガンタングステン酸鉛、 コバルトニオブ酸鉛 、 チタン酸バリウム、 チタン酸ナトリウムビスマス、 ニオブ酸カリウムナトリウ ム、 又はタンタル酸ストロンチウムビスマスを 1種単独で、 又は 2種以上含有す るセラミックスを挙げることができる。
特に、 高い電気機械結合係数と圧電定数を有し、 圧電 Z電歪膜の焼結時におけ るセラミックス基体との反応性が小さく、 安定した組成のものが得られる点おい て、 ジルコン酸チタン酸鉛 （P Z T系） 、 及び Z又はマグネシウムニオブ酸鉛 （ P MN系） を主成分とする材料、 又はチタン酸ナトリウムビスマスを主成分とす る材料が好ましい。
更に、 これらセラミックス材料に、 ランタン、 カルシウム、 ストロンチウム、 モリブデン、 タングステン、 バリウム、 ニオブ、 亜鉛、 ニッケル、 マンガン、 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、 リチウム、 ビスマス、 又はスズ等の酸化物の 1種単独で、 又は 2種以上添 加した微量成分を含有する材料を用いてもよい。 例えば、 主成分であるジルコン 酸鉛とチタン酸鉛、 及び/又はマグネシウムニオブ酸鉛にランタンやストロンチ ゥムを含有させることにより、 坑電界や圧電特性を調整することができる場合が ある。
これら圧電 Z電歪材料は、 例えば、 酸化物混合法により調製することができ、 例えば、 P b〇、 S r C 03、 M g C 03、 N b 2〇5、 及び Z r〇2等からなる原 料粉末を所定の組成になるように抨量して、 混合、 仮焼、 粉碎する方法によって 調製することができる。 また、 他の方法としては、 共沈法やアルコキシド法等を 挙げることができる。
また、 圧電 Z電歪材料を塗布する方法としては、 スクリーン印刷法、 ディッピ ング法、 塗布法、 若しくは電気泳動法等の各種厚膜形成法、 又はイオンビーム法 、 スパッタリング法、 真空蒸着法、 イオンプレーティング法、 化学気相蒸着法 ( C V D) 、 若しくはメツキ等の各種薄膜形成法を挙げることができ、 中でも、 良 好な圧電 Z電歪特性を有する圧電 Z電歪層 7 3が得られる点で、 スクリーン印刷 法、 デイツピング法、 塗布法、 又は電気泳動法等の厚膜形成法が好ましい。
なお、 前述した突出部分 7 9を設けるには、 圧電 /電歪材料を、 少なくとも一 個の電極を覆うより広い範囲で、 印刷、 又は塗布等すればよい。 本発明において 、 当該突出部分 7 9は、 基体 4 4に一部結合させてもよいが、 屈曲変位の低減を 回避するには、 基体 4 4に直接的には非結合状態であることが好ましい。 また、 このような非結合状態とするには、 例えば、 基体 4 4を、 酸化ジルコニウム等の 当該圧電 Z電歪材料と加熱処理時における反応性が低い材料で作製することが好 ましい。
また、 図 4〜 6に示すような多層型の圧電 Z電歪膜型素子 2 0とする場合には 、 例えば、 基体 4 4上に電極 7 7を積層した後、 圧電 /電歪材料を、 上記各種方 法により、 複数の電極 7 5、 7 6と交互に積層すればよい。
本発明において、 圧電 Z電歪材料からなる層の厚さは、 素子の機械的強度、 及 び所望の屈曲変位の確保という点から、 基体の振動部 6 6の厚さとほぼ同等の厚 さとすることが好ましい。 具体的には、 基体の振動部との厚さの比 （振動部 Z圧 電 /電歪材料からなる層） が、 0 . 1〜3 0であることが好ましく、 0 . 3〜 1 0であることがより好ましく、 0 . 5〜 5であることが特に好ましい。
振動部 6 6との厚さの比 （振動部 Z圧電/電歪材料からなる層） が、 この範囲 であれば、 基体上に圧電 Z電歪材料を塗布した後、 加熱処理して圧電 Z電歪層を 形成する際に、 圧電 Z電歪層の焼成収縮に基体 （振動部） が追従し易く、 剥離を 生じることなく緻密な圧電 Z電歪層を形成することができる。 また、 圧電 Z電歪 層の屈曲による振動に対して充分な耐性を付与することができる。
もっとも、 圧電 /電歪材料からなる層は、 素子の小型化等を可能とするために 、 その厚さが 5〜1 0 0 mであることが好ましく、 5〜 5 0 mであることが より好ましく、 5〜3 0 mであることが特に好ましい。
また、 図 4〜 6に示すような多層型の圧電 Z電歪膜型素子 2 0の場合には、 薄 膜状の多層型圧電 /電歪膜型素子とすることで、 ァスぺクト比を高くすることが できるため、 圧電 /電歪材料からなる層の 1層当たりの厚さを、 3 0 m以下と 薄くすることが好ましい。 更には、 複数の圧電 Z電歪材料からなる層を下層から 順に徐々に薄くして形成することが好ましく、 例えば、 下から n番目の圧電 Z電 歪材料からなる層の厚さ t nが、 式 t n≤ t n— i X O . 9 5を満たすように形成す ることが好ましい。 圧電 Z電歪層の歪み量は、 同じ駆動電圧では、 圧電 Z電歪層 の厚さが薄い程大きいため、 上部に形成される圧電 /電歪層が、 下部に形成され る圧電 Z電歪層より大きく歪むようにすることで、 曲げ効率を高め、 屈曲変位を より有効に発現させることができる。
本発明において、 圧電 /電歪材料からなる層の加熱処理は、 所定の圧電 電歪 材料からなる層を形成した後、 1 0 0 0〜 1 4 0 (TCの温度で行うことが好まし い。 また、 当該加熱処理の際には、 圧電 Z電歪材料における各成分の揮発を防い で、 所望の組成の磁器組成物とするために、 圧電 /電歪材料と同組成の雰囲気制 御材料を共存させて行うことが好ましい。 次に、 本発明の製造方法は、 図 7に示すように、 重合性オリゴマーと無機粒子 とを分散媒中に混合した塗布液を、 少なくとも圧電 Z電歪層 7 3の突出部分 7 9 と基体 4 4との間隙に浸入させると共に、 各電極 7 5、 7 7少なくとも一部を被 覆しないように、 符号 l a、 2及び 3で示す位置にそれぞれ適量、 吐出装置など を使用して適用して、 放置し、 表面張力を利用してその表面を覆うように塗布し 後、 乾燥して圧電 /電歪層の突出部分と、 基体とを連結する連結材を形成させる 。 本図は、 塗布液を予め選定した位置 1 a、 2、 及び 3にそれぞれ所望とする量 適用した直後の状態を示すが、 適用された塗布液は、 適用後直ちに突出部分 7 9 と基体 4 4との間隙に浸入していく。 なお、 本図においては、 各電極の端子部分 7 5 a、 および 7 7 aを被覆しない例を示す。 勿論、 塗布液の適用位置は、 未被 覆部分の形成箇所により適宜選定すればよい。
これにより、 共振周波数が大きな圧電 Z電歪膜型素子を、 各電極の外部との導 通を簡単に確保できる状態で得ることができる。 加えて、 スピンコート法等で塗 布する際必要となる電極上に形成される被覆層の剥離といった作業も不要となり 、 当該剥離にょづて発生する粉塵が原因となる 2次的障害も防止することができ る。
本発明において用いる塗布液は、 流動し易い特性を有し、 その塗布に際しては 、 数 m/秒〜 2 0 m/秒の速度で数 p L〜 1 0 0 0 p Lの微粒滴を塗布可能な塗 布手段を用いることが好ましい。 例えば、 図 8 ( a ) ( b ) に示すような塗布液 供給源 8 1に連通する塗布液導入路 9 2、 この塗布液導入路 9 2が開口する加圧 室 9 3、 及びこの加圧室 9 3に連通し外部に開口している複数の塗布液吐出路 9 4を有する基体 9 5と、 この基体 9 5上に加圧室 9 3の位置に対応して設けられ る圧電 Z電歪作動部 9 6とを有してなり、 圧電/電歪作動部 9 6の屈曲変位に応 じて、 加圧室 9 3の外壁が押圧されて加圧室 9 3に導入された塗布液 1が微粒化 した液滴状態で吐出される塗布装置 （以下、 「オンデマンド式塗布装置」 という 。 ） 或いは、 図 9に示すような塗布液 1を加圧して供給する加圧供給手段 1 0 1 と、 この加圧供給手段 1 0 1の供給路 1 0 2に設けられ、 塗布液の供給の切り替 えを行う切り替え手段 1 0 3と、 加圧供給手段 1 0 1の供給路 1 0 2から導入さ れる塗布液 1を外部に吐出する吐出へッド 1 0 4とを備え、 当該吐出へッド 1 0 4が、 加圧供給手段 1 0 1の供給路 1 0 2に連通する塗布液導入路 1 0 5、 この 塗布液導入路 1 0 5が開口する加圧室 1 0 6、 及びこの加圧室 1 0 6に連通し外 部に開口している複数の塗布液吐出路 1 0 7を有する基体 1 0 8と、 この基体 1 0 8上に加圧室 1 0 6の位置に対応して設けられる圧電 /電歪作動部 1 0 9とを 有してなり、 切り替え手段 1 0 3の開放時、 圧電/電歪作動部 1 0 9の屈曲変位 により加圧室 9 3の外壁が押圧されて、 加圧室 1 0 6に導入された塗布液 1が微 粒化した液滴状態で連続的に吐出される塗布装置 （以下、 「連続式塗布装置」 と いう。 ） 等の塗布装置を用いて行うことが好ましい。
オンデマンド式塗布装置によれば、 塗布量を正確にコントロールでき、 かつ塗 布タイミングが正確であるため、 所定の位置に所定の液量を正確に供給でき、 塗 布位置精度が向上し、 塗布膜厚をより均一化することができる。
また、 連続式塗布装置によれば、 加圧供給手段により粘性の高い液体を微少量 づっ大量に塗布することが容易になるため、 塗布液の基板上での広がりが少なく 塗布パターンの微細化が図れ、 かつ微量の液滴を大量に供給できるため塗布時間 の短縮が可能であり、 効率よく圧電 Z電歪膜型素子を生産することができる。 ま た、 塗布に際しては、 加圧するため、 ノズルでの塗布液の乾燥による塗布不能と なる確率が低減できょり安定した塗布が可能となる。 なお、 図 8 ( b ) 、 及び図 9 ( b ) 中、 矢印は塗布液の流路を示す。
また、 連続式塗布装置においては、 加圧手段 1 0 1と切り替え手段 1 0 3の間 に圧力調整用のレギユレ一夕 1 2 1を配置することも塗布液量の安定性を向上で きる点で好ましく、 塗布液の応答性向上のため加圧手段 1 0 1と切り替え手段 1 0 3の間に圧力開放手段 1 2 2を配置することも、 同様の点で好ましい。
また、 本発明において、 連続式塗布装置又はオンデマンド式塗布装置を用いる 場合には、 図 9 ( a ) に示すような X Yステージ 4上に圧電/電歪膜型素子 1 0 を固定して塗布液の塗布を行うことが、 所定の位置に容易に塗布液を塗布できる 点で好ましい。
また、 本発明においては、 これらオンデマンド式微細塗布装置と連続式微細塗 布装置とを組み合わせて用いることが非常に微細なパターンで塗布することを可 能としながら、 より広範囲に効率的に塗布することができる点で好ましい。 例え ば、 図 7に示すように塗布液をそれぞれ所望とする量、 所望とする位置 l a、 2 、 及び 3に塗布する際には、 広範囲な塗布を行う位置 2に適用する塗布液の適用 は連続式塗布装置で行い、 限定された範囲に塗布を行う位置 1 aと 3への塗布液 の適用はより微細なパターンを形成するオンデマンド式塗布装置で行うことが好 ましい。
より具体的には、 圧電 /電歪層 7 3と基体 4 4との間隙が開口する圧電 Z電歪 作動部 7 8周縁部分のうち、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 aと下部電極の端子部 分 7 7 aからほぼ等距離に位置する部分 2には連続式塗布装置で多量の塗布液を 塗布し、 当該圧電ノ電歪作動部 7 8周縁部分のうち、 上部電極と下部電極の端子 部分 7 5 aの近傍 （端子部分 7 5 aから 0 . 5 mm以内） に位置する部分 1 a及 び 3にはオンデマンド式塗布装置で少量の塗布液を塗布することが好ましい。 このように塗布方式を組み合わせることにより、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 aと下部電極 7 7の端子部分 7 7 aから最も離れた位置から多量の塗布液がその 周囲に拡散して効率的に塗布することができるとともに、 上部電極 7 5及び下部 電極 7 7の端子部分 7 5 a、 7 7 aに近接する位置での少量の塗布により、 圧電 /電歪層の突出部分と基体との間隙のうち、 上部電極 7 5、 及び下部電極 7 7の 端子部分 7 5 a、 7 7 aに近接する部分についても他の部分と同様に、 各電極 7 5、 7 7への被覆を回避しながら塗布液を浸入させることができる。 かくして、 各電極の導通を確保した状態で、 圧電 /電歪層の突出部分と基体との間隙に所望 の連結材を有する共振周波数が大きな圧電 電歪膜型素子を製造することができ る。
また、 本発明においては、 図 1 0に示すように、 塗布装置における各塗布液吐 出路 9 4 a、 9 4 b、 9 4 cの開口位置及び口径を調整して、 所望の位置に、 所 望の量の塗布液を塗布することが好ましい。 なお、 図 1 0は、 オンデマンド式塗 布装置を示すものであるが、 連続式塗布装置であっても基本的に同様である。 こ の際、 各塗布液吐出路 9 4 a、 9 4 b、 9 4 cの開口位置又は口径は、 必ずしも 各塗布液吐出路 9 4 a、 9 4 b、 9 4 cを等間隔で開口させたり、 各塗布液吐出 路間で同一の口径とする必要はなく、 各吐出ヘッド間、 又は同一の吐出ヘッド内 において、 各塗布液吐出路 9 4 a、 9 4 b、 9 4 cの口径又は開口位置を異なら しめることも好ましい。
これにより、 パターン精度の必要な個所と高度の精度を必要としない個所を同 時に塗布 ·形成でき、 所望の塗布パターンを効率的に行うことができる。 より具 体的には、 口径及び開口位置の相互の影響を考慮の上、 圧電 /電歪層の突出部分 と基体との間隙へ塗布液が浸入容易となり、 かつ各電極の完全な被覆を回避でき る位置又は口径とすればよく、 例えば、 図 7に示すように、 圧電 /電歪層 7 3と · 基体 4 4との間隙が開口する圧電 Z電歪作動部 7 8周縁部分のうち、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 aと下部電極 7 7の端子部分 7 7 aからほぼ等距離に位置する 部分 2に最も口径の大きな塗布液吐出路を開口させて最も多量の塗布液を塗布し 、 当該圧電 電歪作動部 7 8周縁部分のうち、 上部電極と下部電極の端子部分 7 7 aの近傍 （両端子部分 7 5 aから 0 . 5 mm以内） に位置する部分 1 aと 3に 最も口径の小さな塗布液吐出路を開口させて、 少量の塗布液を塗布することが好 ましい。
このように塗布量、 塗布位置を調整することにより、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 aと下部電極 7 7の端子部分 7 7 aから最も離れた位置から多量の塗布液が その周囲に拡散して効率的に塗布することができるとともに、 上部電極 7 5及び 下部電極 7 7の端子部分 7 5 a、 7 7 aに近接する位置での少量の塗布により、 圧電 Z電歪層の突出部分と基体との間隙のうち、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 a 、 下部電極 7 7の端子部分 7 7 aに近接する部分についても他の部分と同様に、 各電極の端子部分 7 5 aへの被覆を回避しながら塗布液を浸入させることができ る。 従って、 各電極の導通を確保した状態で、 圧電 Z電歪層の突出部分と基体と の間隙に所望の連結材を有する共振周波数が大きな圧電 Z電歪膜型素子を製造す ることができる。
また、 本発明においては、 塗布位置及び塗布量の調整に加え、 複数の塗布液吐 出路を有する吐出装置、 複数の吐出ヘッドを備える吐出装置、 又は複数の塗布液 吐出路を有する複数の吐出へッドを備える吐出装置を用いて、 各塗布液吐出路に 導入される塗布液の粘度又は組成を各塗布液吐出路毎に変化させて、 塗布位置毎 に異なる粘度又は組成の塗布液を塗布してもよい。 例えば、 図 1 1に示すように 、 圧電 Z電歪層 7 3と基体 4 4との間隙が開口する圧電 Z電歪作動部 7 8周縁部 分のうち、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 aと下部電極 7 7の端子部分 7 7 aから ほぼ等距離に位置する部分に、 最も粘度の低い塗布液 5を吐出し、 当該圧電 Z電 歪作動部 7 8周縁部分のうち、 上部電極 7 5、 及び下部電極 7 7の端子部分 7 5 a、 7 7 aの近傍 （両端子部分 7 5 aから 0 . 5 mm以内） に位置する部分に、 粘度の高い塗布液 4、 6を吐出して塗布液を塗布することが好ましい。 このよう に塗布位置に対応させて塗布液の粘度を変化させることにより、 上部電極 7 5の 端子部分 7 5 aと下部電極 7 7の端子部分 7 7 aから最も離れた位置に粘度の低 い塗布液を存在させて、 より周囲に拡散させることができるとともに、 上部電極 7 5の端子部分 7 5 aと下部電極 7 7の端子部分 7 7 aに近接する位置で粘度の 大きな塗布液を存在させることで、 粘度の低い塗布液の拡散を抑制しながら、 圧 電 Z電歪層の突出部分と基体との間隙のうち、 上部電極 7 5、 及び下部電極 7 7 の端子部分 7 5 a、 7 7 aに近接する部分についても他の部分と同様に塗布液を 浸入させかつ各電極 7 5、 7 7への被覆を回避することができる。
但し、 本発明において、 圧電 Z電歪層 7 3の突出部分 7 9と基材 4 4を連結す る連結材 7 0を、 大きな乾燥収縮を伴うことなく設けるには、 塗布液は、 溶液粘 度が 1 0 0 0 c P以下のものが好ましく、 溶液粘度が 3 0 0 c P以下のものがよ り好ましく、 溶液粘度が 5 0 c P以下のものが特に好ましい。 また、 オンデマン ド式塗布装置及び連続式塗布装置を用いる場合には、 2 0 c P以下のものが特に 好ましい。
また、 本発明の製造方法にあっては、 図 1 4 ( a ) 及び 1 4 ( b ) に示すよう な圧電 Z電歪層 7 9 (圧電 /電歪層 7 9の上部電極 7 5との接触面を含む。 ) 又 は上部電極 7 5で開口する気孔を充填した圧電ノ電歪膜型素子、 又は圧電 Z電歪 層 7 9の上部電極 7 5等の電極との接触面、 若しくは上部電極 7 5を覆うように 所定の厚さで連結剤 7 0と同材質の微拘束層 9 0を設けた圧電 Z電歪膜型素子を 製造する際には、 塗布液を上部電極 7 5の表面にも塗布すればよい。
伹し、 拘束力を微小とする必要があるため膜厚は振動部 6 6及び圧電 Z電歪作 動部の合計厚さに対し 1 / 1 5以下が好ましく、 より好ましくは 1 Z 3 0以下の 厚さが好ましく、 オンデマンド式塗布装置及び連続式塗布装置も好適に使用でき る。 本装置でより薄い膜を作製するには、 粘度を 0 . 5〜5 c Pとし、 液滴の速 度を 3 mZ秒以上とすることが好ましい。 更に開口する気孔部のみを充填する場 合には塗布後、 圧縮空気を吹きつければよい。 なお、 気孔を充填したり、 微拘束 層 9 0を設けた圧電 Z電歪膜型素子とすると、 圧電/電歪作動部の絶縁性を向上 させることができる。
本発明においては、 さらにこのような塗布液の塗布を、 少なくとも圧電 /電歪 層、 又は基体の何れかを振動させながら行うことが好ましい。
塗布液を基体と圧電 /電歪層間に、 気泡を巻き込むことなくより確実に供給で きるため、 基体と圧電 /電歪層間の連結をより強固にすることができる。
この際、 振動手段としては、 図 9 ( a) に示すような、 超音波振動子 1 1 0等 からなる振動手段を、 圧電 Z電歪膜型素子 1 0を固定するステージ 4に設けて主 に基体 4 4を振動させるもの、 或いは圧電 Z電歪膜型素子 1 0の圧電 /電歪作動 部に外部電源 （図示せず） から電圧を印加することにより、 圧電 電歪作動部を 振動させるもの等を挙げることができる。
本発明において連結材を形成するために用いられる塗布液としては、 無機粒子 と、 重合性オリゴマーとを分散液中に混合した塗布液が好ましい。 この塗布液を 用いると、 高分子化合物のマトリックス中に無機粒子が散在するハイプリッド材 料からなる連結材を形成することができ、 従来の圧電/電歪膜型素子と同等の屈 曲変位を有しながらも、 高速応答性に優れる圧電 /電歪膜型素子を得ることがで きる。 また、 連結材の形成に伴う乾燥工程において、 連結材の収縮を抑制して、 連結材ゃ圧電 Z電歪層のクラックの発生を抑制することができる。 なお、 本発明 においては、 当初から前述した高分子化合物を分散液中に混合した塗布液を用い ることも可能であるが、 好適な特性の連結材を形成するためには、 重合性オリゴ マーを分散液中に混合したものが好ましい。
本発明において、 当該塗布液に用いる分散媒としては、 例えば、 水、 メタノー ル、 エタノール、 プロパノ一ル、 イソプロピルアルコール、 ブタノ一ル、 又はァ セトン等の極性分散媒が均一な分散液が得られ易い点で好ましい。
また、 当該分散媒中に混合する無機粒子としては、 例えば、 T i , Z r , V、 N b、 C r、 M o、 W、 A l 、 M n、 F e、 C o、 N i及び S iから選ばれる少 なくとも 1種の元素を含む酸化物からなる微粒子が好ましく、 これら無機粒子は 1種単独で、 又は 2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、 当該無機粒子は、 平均粒径が 5 nm〜l mのものが好ましく、 平均粒 径が 10nm〜200 nmのものがより好ましい。 平均粒径が 5 nm未満である と、 連結材の形成に伴う乾燥工程において、 連結材の収縮を抑制する効果が小さ く、 一方、 平均粒径が 1 mを超えると無機粒子が塗布液中で沈降し易くなり、 均質な連結材を得難くなる。
また、 無機粒子の平均粒径がこの範囲であれば、 連結材の圧電 Z電歪層に対す る拘束を回避するという要請と、 圧電 Z電歪層 73の剛性を大きくして高速応答 性を高めるという要請とをバランスよく満足させることができる。
また、 当該無機粒子は、 更に 2峰性の粒度分布を有し、 2つのピーク間に存在 する変曲点に対応する粒径より大きな大粒径無機粒子の平均粒径 （C) と、 変曲 点に対応する粒径以下の小粒径無機粒子の平均粒径 （D) との比 （DZC) が、 0. 05〜0. 7のものが好ましく、 0. 1〜0. 5のものがより好ましい。 当該 2峰性の粒度分布を有する無機粒子とすると、 大粒径の無機粒子間の空隙 を、 小粒径の無機粒子で充填して連結材中の無機粒子の体積分率を上げることが できるため、 連結材の形成に伴う乾燥工程において、 連結材の収縮を更に抑制す ることができるとともに、 圧電 Z電歪層 73の剛性を更に大きくして、 より高速 応答性を高めることができる。
また、 当該 2峰性の粒度分布を有する無機粒子は、 同様の観点から、 大粒径無 機粒子の質量 （E) と小粒径無機粒子の質量 （F) との比 （F/E) が、 0. 0 5〜0. 7のものが好ましく、 0. 1〜0. 5のものがより好ましい。
また、 本発明における重合性オリゴマーとしては、 アクリル樹脂などのビエル 重合体、 エポキシ樹脂やボリウレタンなどの付加重合体、 ポリエステル、 ポリ力 ーポネートなどの縮合重合体、 又は有機ケィ素化合物の重合体であるポリシロキ サンポリマー （S i— O— S iの基本単位の繰り返しを含むポリマー） に対応す る重合性オリゴマーを挙げることができ、 中でも、 耐熱性、 耐水性、 耐薬品性、 及び撥水性などの点で、 下記一般式 （1) で示されるモノマーが数個から数十個 にわたつて縮重合した重合性オリゴマーが好ましい。
RnS i (OR' ) n … (1) (上記一般式 （1 ) 中、 R及び R ' は同種又は異種の有機基であり、 nは 0〜3 の整数である。 ）
本発明において、 上記一般式 （1 ) 中、 Rで表される有機基としては、 例えば 、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基などのアルキル基、 フエニル基などのァリー ル基、 ビエル基などのアルケニル基、 ァ―メタクリロキシプロピル基、 ァーダリ シドキシプロピル基、 アークロロプロピル基、 ァーメルカプトプロピル基、 ァー ァミノプロピル基、 トリブルォロメチル基などの置換アルキル基を挙げることが できる。 また、 R ' で表される有機基としては、 例えば、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 ブチル基などのアルキル基、 フエニル基などのァリール基、 jS—メ トキシェトキシ基、 ァセチル基などの置換アルキル基を挙げることができる。 なお、 本発明においては、 後述する乾燥により、 上記重合性オリゴマーを、 例 えば脱水もしくは脱アルコール反応で縮重合させることにより、 連結材のマトリ ックスを構成する所望の高分子化合物とすることができる。
本発明において、 重合性オリゴマーと無機粒子の配合比率は、 各成分の種類に 応じて適切な範囲とすることが好ましい。 例えば、 重合性オリゴマーとして、 上 記一般式 （1 ) で示されるモノマーを縮重合した重合性オリゴマーを用いる場合 には、 重合性ォリゴマー 1 0 0重量部に対し、 無機粒子が 0 . 1〜 3 0 0重量部 の割合となるように塗布液中に含有させることが好ましく、 1〜1 0 0重量部の 割合となるように塗布液中に含有させることがより好ましい。
本発明に塗布液は、 上記各種高分子化合物に対応する重合性オリゴマーと、 上 記各種無機粒子を組み合わせることが可能であるが、 中でも、 ポリシロキサンボ リマーに対応する重合性ォリゴマーと、 シリ力粒子とを含有するものが好ましく 、 上記一般式 （1 ) で示される重合性オリゴマーと、 シリカ粒子とを含有するも のが特に好ましい。
当該組成の塗布液で連結材 7 0を形成すると、 振動部 6 6及び圧電 /電歪層 7 3の屈曲変位量を抑制することなく、 圧電 Z電歪層 7 3の剛性が大きな圧電 Z電 歪膜型素子とすることができ、 更には形成される連結材 7 0の靭性が大きいため 圧電 電歪膜型素子の高速の繰り返し駆動に対する耐性を大きくすることができ る。 本発明においては、 上記塗布液を塗布した後、 乾燥により連結材を形成するが 、 その乾燥は、 塗布液の組成物の種類に応じて適切な条件を選択することが好ま しい。 例えば、 塗布液中に、 前述したアクリル樹脂などのビニル重合体、 ェポキ シ樹脂やポリウレタンなどの付加重合体、 ポリエステル、 又はポリカーボネート などの縮合重合体に対応する重合性オリゴマ一を混合する場合であれば、 上記塗 布液を塗布した後に、 室温で放置して乾燥を行えばよい。
一方、 塗布液中に、 前述したポリシロキサンポリマーに対応する重合性オリゴ マーを混合する場合であれば、 上記塗布液を塗布した後には、 室温で 1 0分以上 放置して、 溶剤の大部分を除去した後、 6 0 0 °CZH r以下の速度で、 所望の温 度まで雰囲気温度を上昇させて加熱による乾燥を行うことが好ましい。
塗布後直ちに加熱して乾燥したり、 急速に温度を上昇させて乾燥すると、 塗布 液中の溶剤の急速な蒸発により、 塗布液が急速に収縮し、 連結材中にクラックが 発生したり、 電圧 Z電歪層との界面に剥離を生ずることがある。
また、 当該加熱による乾燥は、 6 0〜1 2 O :行うことが好ましく、 1 0 0〜 1 2 0 °Cで行うことがより好ましい。 1 2 0 °Cを超える温度で乾燥すると、 上記 室温放置の理由と同様に塗布液中の溶剤の急速な蒸発により、 塗布液が急速に収 縮し、 連結材中にクラックが発生したり、 電圧 Z電歪層との界面に剥離を生ずる ことがある。 一方、 上記加熱温度より低い温度で乾燥すると、 有機溶剤とともに 、 これに溶存する水分の除去が不充分となる。
ポリシロキサンポリマーに対応する重合オリゴマーを混合した塗布液を塗布し た場合には、 更に、 上記乾燥後、 連続して又は別工程で、 より高温の加熱による 硬化処理を行うことが好ましい。 具体的には、 好ましくは 7 0 0 °C以下の温度で 加熱することが好ましく、 6 0 以下の温度で加熱することがより好ましく、 5 0 0 °C未満の温度で加熱することが更に好ましく、 4 5 0 °C未満の温度で加熱 することが特に好ましい。
当該加熱による硬化処理の温度が、 上記温度範囲を超えると、 連結材中の S i 等の成分が圧電 Z電歪層を構成する材料と反応して、 圧電/電歪層の性能を低下 させ、 場合によっては圧電 /電歪層に欠陥を生じさせるため、 絶縁破壊、 機械的 破壊等を生じることがある。 また、 連結材中の有機成分の分解が起こり、 連結材 にクラックを生じることがある。
なお、 本発明においては塗布液中の重合性オリゴマーと無機粒子の構成比等を 調製することにより、 又は硬化処理の際に加熱温度を調整して、 S i - 0 - S i 結合等の結合強度を変化させることにより硬度等の機械的特性 （温度を高くする ほど、 硬度が上昇する。 ） 、 及び撥水性等の化学的特性を最適化することができ る。
以上、 本発明の圧電 /電歪膜型素子及びその製造方法について説明したが、 本 発明の製造方法で得られる圧電 Z電歪膜型素子は、 例えば、 図 1 2、 1 3に示す ような表示素子や、 インクジエツトプリン夕へッドの駆動部 1 2 0として用いる ことができる。 具体的には、 図 1 2に示すように、 光源 1 6 0からの光 1 8 0が 導入される光導波板 2 0 0とともに、 本発明の圧電 Z電歪膜型素子 1 0を主要構 成要素とする駆動部 1 2 0を、 光導波板 2 0 0の背面に対向し、 かつ画素に対応 する位置に配設し、 更に、 当該駆動部 1 2 0上に画素構成体 3 0を積層し、 駆動 部 1 2 0の駆動動作により画素構成体 1 3 0を光導波板 2 0 0に接触 ·離隔させ ることにより表示素子とすることができる。 また、 図 1 3に示すように、 本発明 の圧電 Z電歪膜型素子 1 0を主要構成要素とし、 その基体 4 4のキヤビティ 4 8 を加圧室 1 0 0として構成させた駆動部 1 2 0と、 その駆動部 1 2 0の加圧室 1 0 0からインク噴出用流路 1 1 7を通じて外部に開口するノズル孔 1 1 2、 及び ィンク供給源からィンク供給用流路 1 1 8を通じて駆動部 1 2 0の加圧室 1 0 0 に開口するオリフィス孔 1 1 4を有するインクノズル部材 1 1 1とを接合一体化 してィンクジエツトプリン夕へッドを構成させることができる。 なお、 表示素子 やインクジェットプリンタヘッドの具体的な構成については、 特開 2 0 0 1 - 3 4 3 5 9 8公報、 及び特開平 1 1— 1 4 7 3 1 8号公報の記載によればよい。 こ こに参考までに両公報を引用する。
(実施例）
以下、 本発明を、 圧電膜型素子による実施例により、 更に具体的に説明するが 、 本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。 なお、 各実施例、 及び比較例についての評価は以下のようにして行った。
(評価方法） (1) 屈曲変位
実施例及び比較例で得られた圧電膜型素子に、 室温下、 3 kVZmmの電界を 印加した際の変位量をレーザードッブラー振動計により測定した。
(2) 共振周波数
実施例及び比較例で得られた圧電膜型素子について、 レーザードップラー振動 計と、 F FTアナライザを用いて測定した。
具体的には、 F FTアナライザの発生するスェブトサイン波形 （複数の周波数 成分を含んだ波形） を素子に印加して駆動し、 素子の振動をレ一ザ一ドップラー 振動計で測定し、 そのレーザードップラー振動計の速度出力を F FTアナライザ に入力して周波数分析し、 最も低次のピークを共振周波数とした。
(実施例 1)
振動部及び固定部何れも Y2〇3で安定化された Z r〇2からなる基体 （振動部の 寸法： 1. 6mmX l. lmm, 厚さ： 10 m) 上に白金からなる下部電極 （ 寸法： 1. 7mmX 0. 8mm (長さ 1. 7mmのうち、 0. 3mmは端子部分 である。 ） 、 厚さ： 3 m) をスクリーン印刷法により形成し、 1300°C、 2 時間の熱処理により基体と一体化させた。
その上に、 Pbの一部を L aで 0. lmo 1 %置換した （P b。.999 L &。,。。 ( Mg1/3Nb2/3) o.375 T i 0.375 Z r 0.250 O3 (平均粒径 0. 49 m、 最大粒径 1 · 8 m) からなる圧電材料をスクリーン印刷法により下部電極の上面に対応する面 を含むより広い 1. 3mmX 0. 9 mmの範囲で、 厚さ 20 mで積層した。 次いで、 圧電材料と同一組成の雰囲気制御材料を、 容器内に共存させ、 電極が 形成された基体上に圧電材料を積層したものを、 1275°C、 2時間熱処理した 。 熱処理後の圧電層の厚さは、 13 mであった。
次いで、 圧電層の上に、 金からなる上部電極を、 スクリーン印刷法により、 1 . 7mmX 0. 8 mmの範囲 （長さ 1. 7 mmのうち、 0. 3 mmは端子部分で ある。 ） で厚さ 0. 5 mで形成した後、 600°Cで熱処理した。
次いで、 基板を塗布装置の試料台に固定 （保持） しゃすいように、 基体の圧電 /電歪層や電極を配設した面と反対側を U Vシートで被覆した後、 得られた素子 を試料台に固定し、 2峰性の粒径分布を有し、 2つのピーク間に存在する変曲点 50 nmより大きな平均粒子径 100 nmの大粒径非晶質シリカと、 変曲点 50 nm以下の平均粒子径 20 nm小粒径非晶質シリカとが混在するコロイダルシリ 力 30質量％と、 イソプロピルアルコール及び水からなる混合分散媒中にテトラ エトキシシラン及びメチルエトキシシランの等モル混合物を 20質量％ (重合性 オリゴマー溶液全量中の含有率） 含有させた重合性オリゴマー溶液 70質量％と を混合した塗付液を、 塗布液吐出路が 3つ設けられているオンデマンド式の塗布 装置を用いて塗布した。 この際、 各塗布液吐出路の口径は、 それぞれ Φ0. 03 mm、 Φ 0. 07 mm, φ 0. 03mmとした。 また、 各塗布液吐出路の開口位 置は、 口径 Φ0. 07mmの塗布液吐出路を、 圧電 /電歪層と基体との間隙が開 口する圧電 Z電歪作動部周縁部分 （振動部短手方向両側） のうち、 上部電極 75 の端子部分と下部電極 77の端子部分からほぼ等距離の位置とし、 口径 Φ0. 0 3mmの塗布液吐出路を、 その両側の振動部長手方向に、 0. 45mmの位置と した。 また、 液滴当たりの吐出量は、 口径 Φ0. 07 mmの塗布液吐出路では 2 O OpL/滴であり、 口径 Φ0. 03 mmの塗布液吐出路では 70 p LZ滴であ つた。 また、 大粒径非晶質シリカと小粒径非晶質シリカ粒径とが混在するコロイ ダルシリカは、 平均粒子径が 100 nmの大粒径非晶質シリカをイソプロピルァ ルコール中に分散したコロイダルシリカ （固形分濃度 20質量％) 70質量％と 、 平均粒子径が 20 nmの小粒径非晶質シリカをイソプロピルアルコール中に分 散したコロイダルシリカ （固形分濃度 20質量％) 30質量％とを混合撹拌して 調製した。
最後に、 塗布液を塗布した後の圧電 Z電歪膜型素子を、 室温で 30分放置し、 その後、 昇温速度 200°CZhで昇温し、 80° (〜 120°Cの間で 1時間温度を 保持した後、 連続的に 300°Cまで昇温して、 同温度で 60分硬化処理を行い、 圧電 Z電歪層の突出部分全体と基体を連結する連結材を硬化させ、 圧電 Z電歪膜 型素子を製造した。
得られた圧電 /電歪膜型素子は屈曲変位が 0. 14 ^ m、 共振周波数が 1. 6 5 MHzであった。 また、 圧電 Z電歪膜型素子の各電極は導電部分については表 面が露出したままであり、 直ちに電極に導通線をはんだ接合できる状態であつた (比較例）
吐出装置に代え、 スピンコート装置を用いて、 圧電 /電歪膜型素子全体に塗布 液を塗布したこと以外は実施例 1と同様にして圧電 z電歪膜型素子を製造した。 得られた圧電 /電歪膜型素子は屈曲変位が 0 . 1 4 /z m、 共振周波数が 1 . 6 5 MH zであった。 しかし、 得られた圧電 /電歪膜型素子は、 各電極の導電部分 が被覆された状態となっており、 直ちにはんだ接合できる状態でなく、 導通を確 保するために被覆層の除去が必要であった。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 大きな共振周波数が得られ、 高速応答 性に優れる圧電 Z電歪膜型素子を、 電極の導通を確保した状態で効率よく製造す ることができる圧電/電歪膜型素子の製造方法を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . セラミックスからなる基体と、 同基体上に下部電極、 圧電 z電歪層及び上 部電極を含む圧電 z電歪作動部が設けられた圧電 z電歪膜型素子であって、 圧電 z電歪層が少なくとも一個の電極を超えて設けられており、 且つ、 その端部は上 記の少なくとも一個の電極よりも突き出ている素子の製造方法であって、 圧電 Z 電歪作動部を構成する圧電 Z電歪層を、 その両端部を突出させ、 且つ、 上記の少 なくとも一個の電極より広い範囲に形成させる工程と、 重合性オリゴマ一と無機 粒子とを分散媒中に混合して調整した塗布液を、 少なくとも圧電/電歪層の突出 した端部と基体との間隙に充分に浸入させると共に、 上記の少なくとも一個の電 極の所定の部分のみを塗布するに充分な塗布量で塗布する工程と、 塗布液を乾燥 して、 圧電 /電歪層の突出した端部と基体とを連結する連結材を形成する工程を 含む圧電 Z電歪膜型素子の製造方法。 ,
2 . 前記塗布液を塗布する際に、 該塗布液を加圧して供給する加圧供給手段と
、 該加圧供給手段の供給路に設けられ、 塗布液の供給の切り替えを行う切り替え 手段と、 該加圧供給手段の供給路から導入される塗布液を外部に吐出する吐出へ ッドとを備え、 該吐出ヘッドが、 該加圧供給手段の供給路に連通する塗布液導入 路、 該塗布液導入路が開口する加圧室、 及び該加圧室に連通し、 外部に開口する
1以上の塗布液吐出路を有する基体と、 該基体上の該加圧室に対応する位置に設 けられる圧電 電歪作動部とを有してなり、 該切り替え手段の開放時、 該圧電 Z 電歪作動部の屈曲変位で、 該加圧室に導入された塗布液が微粒液滴化した状態で 連続的に吐出される塗布装置を用いる請求項 1に記載の圧電 Z電歪膜型素子の製 造方法。
3 . 前記塗布液を塗布する際に、 塗布液供給源に連通する塗布液導入路、 該塗 布液導入路が開口する加圧室、 及び該加圧室に連通し、 外部に開口する 1以上の 塗布液吐出路を有する基体と、 該基体上の該加圧室に対応する位置に設けられる 圧電 /電歪作動部とを有してなり、 該圧電 Z電歪作動部の屈曲変位に応じて、 該 加圧室に導入された塗布液が微粒液滴化した状態で吐出される塗布装置を用いる 請求項 1に記載の圧電 Z電歪膜型素子の製造方法。
4. 請求項 2に記載の塗布装置として、 異なる口径の複数の塗布液吐出路を有 する吐出へッドを備えるもの、 各吐出へッド間で塗布液吐出路の口径が異なる複 数の吐出へッドを備えるもののいずれかを用いて、 塗布液の適用位置によって異 なる量の塗布液を塗布する圧電 Z電歪膜型素子の製造方法。
5 . 請求項 3に記載の塗布装置として、 異なる口径の複数の塗布液吐出路を有 するものを用いて、 塗布液の適用位置によつて異なる量の塗布液を塗布する圧電 ノ電歪膜型素子の製造方法。
6 . 前記塗布液の塗布を、 少なくとも基体又は圧電 /電歪層の何れかを振動さ せながら行う請求項 1に記載の圧電 Z電歪膜型素子の製造方法。
7 . 該圧電ノ電歪作動部が多層構造である請求項 1〜 6の何れか 1項に記載の 圧電 Z電歪膜型素子の製造方法。
PCT/JP2003/009609 2002-08-02 2003-07-29 圧電／電歪膜型素子の製造方法 WO2004013918A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003252300A AU2003252300A1 (en) 2002-08-02 2003-07-29 Piezoelectric/electro strictive film device manufacturing method
JP2004525795A JP4434016B2 (ja) 2002-08-02 2003-07-29 圧電／電歪膜型素子の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40051302P 2002-08-02 2002-08-02
US60/400,513 2002-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004013918A1 true WO2004013918A1 (ja) 2004-02-12

Family

ID=31495833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/009609 WO2004013918A1 (ja) 2002-08-02 2003-07-29 圧電／電歪膜型素子の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7267840B2 (ja)
JP (1) JP4434016B2 (ja)
AU (1) AU2003252300A1 (ja)
WO (1) WO2004013918A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1381093A2 (en) * 2002-07-12 2004-01-14 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device
EP1376712A3 (en) * 2002-06-21 2006-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive device
JP2008042192A (ja) * 2006-07-14 2008-02-21 Canon Inc 圧電体素子、圧電体の製造方法及び液体噴射ヘッド
JP2009076760A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Denso Corp 積層型圧電素子及びその製造方法
WO2009128546A1 (ja) 2008-04-18 2009-10-22 日本碍子株式会社 圧電／電歪デバイスの検査方法及び検査装置、並びに圧電／電歪デバイスの調整方法
JP2012019245A (ja) * 2003-09-30 2012-01-26 Epcos Ag セラミック多層構成素子の製造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7989530B2 (en) * 2005-11-23 2011-08-02 General Electric Company Nonlinear polymer composites and methods of making the same
US7923497B2 (en) * 2005-11-23 2011-04-12 General Electric Company Antiferroelectric polymer composites, methods of manufacture thereof, and articles comprising the same
KR20090025217A (ko) * 2006-06-01 2009-03-10 라이트 레조넌스 테크놀로지스, 엘엘씨 광 필터/변조기 및 필터/변조기의 어레이
EP1895605A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Piezoceramic multilayer actuator
JP5391395B2 (ja) * 2007-10-15 2014-01-15 日立金属株式会社 圧電薄膜付き基板及び圧電素子
US20090309259A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 General Electric Company High temperature polymer composites comprising antiferroelectric particles and methods of making the same
US8247484B2 (en) * 2008-06-12 2012-08-21 General Electric Company High temperature polymer composites and methods of making the same
US9390857B2 (en) * 2008-09-30 2016-07-12 General Electric Company Film capacitor
KR20100081686A (ko) * 2009-01-07 2010-07-15 삼성전자주식회사 압전 액츄에이터, 이의 제조 방법 및 프린트 헤드의 제조 방법
CN114583041A (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 Tdk株式会社 薄膜压电致动器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06140683A (ja) * 1992-10-28 1994-05-20 Onoda Cement Co Ltd 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法
JPH11320894A (ja) * 1998-05-13 1999-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジェットヘッド
US20010046107A1 (en) * 2000-02-16 2001-11-29 Yousuke Irie Actuator, information recording/reproducing device, and method of manufacturing actuator
EP1187234A2 (en) * 2000-09-11 2002-03-13 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element
JP2002079616A (ja) * 2000-06-23 2002-03-19 Toshiba Corp 透明被膜付基材、透明被膜形成用塗布液、および表示装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2545639B2 (ja) 1990-07-30 1996-10-23 富士通株式会社 積層型圧電素子
JP3036558B2 (ja) 1991-11-05 2000-04-24 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッド及びその製造方法
JP3151644B2 (ja) * 1993-03-08 2001-04-03 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
IT1268870B1 (it) * 1993-08-23 1997-03-13 Seiko Epson Corp Testa di registrazione a getto d'inchiostro e procedimento per la sua fabbricazione.
JPH09162452A (ja) 1995-12-04 1997-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd セラミック素子及びその製造方法
JP3344888B2 (ja) * 1995-12-28 2002-11-18 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
JP2000210615A (ja) 1999-01-26 2000-08-02 Murata Mfg Co Ltd コ―ティング装置、コ―ティング方法、および電子部品、ならびに電子部品の製造方法
JP2002064276A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Nippon Steel Chem Co Ltd 光又は熱硬化性樹脂組成物及び多層プリント配線基板
US7019438B2 (en) * 2002-06-21 2006-03-28 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device
US7067961B2 (en) * 2002-07-12 2006-06-27 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06140683A (ja) * 1992-10-28 1994-05-20 Onoda Cement Co Ltd 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法
JPH11320894A (ja) * 1998-05-13 1999-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジェットヘッド
US20010046107A1 (en) * 2000-02-16 2001-11-29 Yousuke Irie Actuator, information recording/reproducing device, and method of manufacturing actuator
JP2002079616A (ja) * 2000-06-23 2002-03-19 Toshiba Corp 透明被膜付基材、透明被膜形成用塗布液、および表示装置
EP1187234A2 (en) * 2000-09-11 2002-03-13 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1376712A3 (en) * 2002-06-21 2006-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive device
EP1381093A2 (en) * 2002-07-12 2004-01-14 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device
EP1381093A3 (en) * 2002-07-12 2006-04-12 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device
JP2012019245A (ja) * 2003-09-30 2012-01-26 Epcos Ag セラミック多層構成素子の製造方法
JP2013214764A (ja) * 2003-09-30 2013-10-17 Epcos Ag 多層構成素子の製造方法
US8776364B2 (en) 2003-09-30 2014-07-15 Epcos Ag Method for producing a multilayer ceramic component
US9186870B2 (en) 2003-09-30 2015-11-17 Epcos Ag Ceramic multi-layer component and method for the production thereof
JP2008042192A (ja) * 2006-07-14 2008-02-21 Canon Inc 圧電体素子、圧電体の製造方法及び液体噴射ヘッド
JP2009076760A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Denso Corp 積層型圧電素子及びその製造方法
WO2009128546A1 (ja) 2008-04-18 2009-10-22 日本碍子株式会社 圧電／電歪デバイスの検査方法及び検査装置、並びに圧電／電歪デバイスの調整方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7267840B2 (en) 2007-09-11
JPWO2004013918A1 (ja) 2006-09-21
JP4434016B2 (ja) 2010-03-17
US20040022935A1 (en) 2004-02-05
AU2003252300A1 (en) 2004-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004013918A1 (ja) 圧電／電歪膜型素子の製造方法
US5376857A (en) Piezoelectric device
US6476540B2 (en) Ceramic element, method for producing ceramic element, display device, relay device, and capacitor
JPH0412678A (ja) 圧電／電歪膜型アクチュエータの製造方法
EP0858894A2 (en) Member having ultrafine groove, member for passage, method of manufacturing the same, ink jet printer head using the same, and ink jet printer head
WO2005086248A1 (ja) 圧電体素子、インクジェットヘッド、角速度センサ、これらの製造方法及びインクジェット式記録装置
JP2693291B2 (ja) 圧電／電歪アクチュエータ
JP2012096554A (ja) インクジェット・プリンティングモジュール
CN1976197B (zh) 压电促动器、检查方法和液体喷射设备
US6891316B2 (en) Laminated piezoelectric element, actuator and printing head
EP1381093B1 (en) Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device
JP4473529B2 (ja) 圧電／電歪膜型素子、及びその製造方法
US7527704B2 (en) Method for preparing film structure comprising ferroelectric single crystal layer
JP2006269916A (ja) 圧電アクチュエータ及び吐出装置
JP2007123483A (ja) 圧電アクチュエータ及び液体吐出装置
JP2004096068A (ja) 圧電素子、圧電アクチュエータ、及び、液体噴射ヘッド
JP2007134566A (ja) 圧電材料、圧電素子、圧電アクチュエータ、液体噴射ヘッド、表面弾性波素子およびデバイス
JPWO2002029129A1 (ja) 圧電薄膜及びその製造方法、並びにその圧電薄膜を備えた圧電素子、並びにその圧電素子を用いたインクジェットヘッド、並びにそのインクジェットヘッドを備えたインクジェット式記録装置
JP2000299510A (ja) 圧電素子及びその製造方法並びにそれを用いたインクジェットヘッド及びその製造方法
US20040032186A1 (en) Piezoelectric/electrostrictive film type device
JP2009012207A (ja) 液体吐出ヘッド
JPH11191645A (ja) 圧電／電歪膜型アクチュエータ
JP2007267550A (ja) 圧電アクチュエータおよびその分極方法
JP4583117B2 (ja) 液体噴出装置及びインクジェットヘッド
JP2002114571A (ja) 圧電磁器及びこれを用いたインクジェット記録ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004525795

Country of ref document: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase