專利名稱：壓電元件及其制造方法、壓電致動器、液體噴射頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電元件及其制造方法、壓電致動器、液體噴射頭以及液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在能夠用于例如圖像記錄裝置和顯示器制造裝置等中的噴墨式打印機等液體噴射裝置的液體噴射頭或各種壓電致動器中，都使用壓電元件。壓電元件可以通過以下方法得到例如，通過在下部電極上形成壓電體層，以覆蓋壓電體層的方式形成上部電極。其中，眾所周知有，例如，以含有鎳酸鑭的方式，形成與構(gòu)成下部電極的導(dǎo)電層的壓電體層相接的最上層，控制壓電體層的取向度，由此，能夠提高壓電體層的壓電特性(專利文獻1)。在這樣的壓電元件中，實際被驅(qū)動時，在下部電極的端部周邊容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。 另外，形成于鎳酸鑭上方的壓電體層，除了提高壓電特性之外，鎳酸鑭成分擴散，降低了耐電壓。根據(jù)上述理由，在這樣的壓電元件中，有時在下部電極的端部周邊的壓電體層中會產(chǎn)生裂紋或燒損這樣的破壞。因此，對于這樣的壓電元件，期望是難以產(chǎn)生裂紋等物理上的破壞，可靠性高的壓電元件。專利文獻1 日本特開2006-269958號公報

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明如下的幾個實施方式，能夠提供可靠性被提高了的壓電元件及其制造方法、包含該壓電元件的壓電致動器、液滴噴射頭和液滴噴射裝置。(1)本發(fā)明的壓電元件，具有由第一電極和第二電極夾持的壓電體層，上述第一電極包括第一導(dǎo)電層，其具有在上述壓電體層側(cè)的第一面；和第二導(dǎo)電層，其被形成于上述第一面上，并具有在上述第一面?zhèn)鹊牡诙妫谧陨鲜龅谝幻娴姆ň€方向觀察，將由相互重疊的上述第一電極、上述壓電體層和上述第二電極所構(gòu)成的部分作為驅(qū)動部時，上述第二導(dǎo)電層的至少一部分，被配置于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)，上述第二面的面積比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的面積小，上述第二導(dǎo)電層以鎳酸鑭為主要成分。并且，在本發(fā)明的記載中，將“上方”這一詞，用作例如“在特定的物體(以下稱為 “A”)的“上方”形成其他特定的物體(以下稱為“B”)”等。在本發(fā)明的記載中，使用“上方”這一詞，包含該例子的如下情況，在A上直接形成B這樣的情況和在A上隔著其他物體形成B情況。同樣，“下方”這一詞，包含在A下直接形成B這樣的情況和在A下隔著其他物體形成B這樣的情況。
通過本發(fā)明，第二導(dǎo)電層的至少一部分，被配置于比驅(qū)動部內(nèi)第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)，由此能夠提供第二導(dǎo)電層的第二面的面積比驅(qū)動部內(nèi)第一面的面積小的壓電元件， 該第二導(dǎo)電層以鎳酸鑭為主要成分。通過這樣的壓電元件，能夠?qū)⑿纬捎趬弘婓w層的第二導(dǎo)電層與第二電極之間部分的至少一部分形成在驅(qū)動部的內(nèi)側(cè)。另外，能夠在驅(qū)動部的邊界部分，形成 比形成于第二導(dǎo)電層和第二電極之間的部分耐電壓高的壓電體層。并且，能夠在驅(qū)動部的邊界部分，形成變位特性比形成于第二導(dǎo)電層和第二電極之間的部分低的壓電體層。因此，在由第一導(dǎo)電層的端部等規(guī)定的驅(qū)動部的邊界部分中，緩和了壓電體層的應(yīng)力，提高耐電壓能力，所以能夠提高壓電元件的可靠性。(2)本發(fā)明的壓電元件中，在將上述壓電體層中由上述第二導(dǎo)電層和上述第二電極夾持的部分作為第一部分時，上述第一部分的(100)方向的取向率也可以比上述壓電體層的除上述第一部分以外的第二部分的(100)方向的取向率大。(3)本發(fā)明的壓電元件中，上述壓電體層，也可以在上述第一面的上方且在與上述第二導(dǎo)電層的端部鄰接的區(qū)域具有空孔。由此，能夠在容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的第一導(dǎo)電層的端部，形成吸收應(yīng)力的空孔。因此，能夠進一步提高壓電元件的可靠性。(4)本發(fā)明的元件中，上述第一導(dǎo)電層，還具有在上述第一面的相反側(cè)的第三面；和將上述第一面和上述第三面連接的第四面上述第三面和上述第四面所形成的角度也可以為50°以下。由此，能夠進一步增大由第三面和第四面所形成角部的角度，能夠緩解驅(qū)動部邊界部分中的電場的集中。因此，能夠提供具有進一步提高了可靠性的壓電元件的壓電致動
ο(5)本發(fā)明的壓電致動器，具有振動板；禾口上述任意一種壓電元件，該壓電元件被配置于上述振動板上。通過本發(fā)明，能夠提供一種壓電致動器，該壓電致動器具有可靠性被提高后的壓電元件。(6)本發(fā)明的壓電致動器，其具有振動板；上述任意一項所述的壓電元件，其在上述振動板上，在第一方向上被配置了多個，上述第一電極，在上述振動板上形成為在上述第一方向延伸，并成為多個上述壓電元件的公共電極，上述壓電體層，在上述第一電極上，形成為在與上述第一方向交叉的第二方向延伸，上述第二電極，在上述壓電體層上形成為在上述第二方向上延伸，且與上述第一電極至少一部分重疊，
上述第二導(dǎo)電層的在上述第二方向上至少一側(cè)的端部，位于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)位置。通過本發(fā)明，能夠提供具有可靠性被提高后的壓電元件的壓電致動器。(7)本發(fā)明的壓電致動器中，上述第二導(dǎo)電層的在上述第一方向上的至少一側(cè)的端部，也可以位于上述第一面中比上述驅(qū)動部的邊界部分靠內(nèi)側(cè)的位置。(8)本發(fā)明的壓電致動器，具有振動板； 上述任意一項所述的壓電元件，其在上述振動板上，在第一方向上被配置了多個，上述第一電極，在上述振動板上形成為在與上述第一方向交叉的第二方向上延伸，上述壓電體層，形成為在上述第二方向上延伸，且在上述振動板的上方覆蓋上述第一電極，上述第二電極，在上述壓電體層上形成為與上述第一電極的至少一部分重疊，且成為多個上述壓電元件的公共電極，上述第二導(dǎo)電層的在上述第二方向上至少一側(cè)的端部，位于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面外周邊靠內(nèi)側(cè)位置。通過本發(fā)明，能夠提供具有可靠性被提高后的壓電元件的壓電致動器。(9)本發(fā)明的壓電致動器中， 上述第二導(dǎo)電層的上述第一方向上至少一側(cè)的端部，也可以位于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面外周邊靠內(nèi)側(cè)。(10)本發(fā)明的液體噴射頭，包含上述任意一種壓電致動器。通過本發(fā)明，能夠提供一種液體噴射頭，該液體噴射頭所具備壓電致動器具有可靠性被提高后的壓電元件。(11)本發(fā)明的液體噴射裝置，包含上述液體噴射頭。通過本發(fā)明，能夠提供一種液體噴射裝置，該液體噴射裝置所具備液體噴射頭具有可靠性被提高后的壓電元件。(12)本發(fā)明的壓電元件的制造方法，包含在基板上形成第一導(dǎo)電膜的工序，該第一導(dǎo)電膜具有在與上述基板側(cè)的面相反側(cè)的第一面；在上述第一導(dǎo)電膜的上述第一面上形成第二導(dǎo)電膜的工序，該第二導(dǎo)電膜具有在上述第一面?zhèn)鹊牡诙妫?對上述第一導(dǎo)電膜和上述第二導(dǎo)電膜進行圖案化，形成具有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的第一電極的工序；在上述第一電極上形成第一壓電體材料膜，熱處理上述第一壓電體材料膜并使其結(jié)晶化的工序；對結(jié)晶化后的上述第一壓電體材料膜進行圖案化，形成第一壓電體層的工序；
在上述第一壓電體層上形成第三導(dǎo)電膜的工序；和對上述第三導(dǎo)電膜進行圖案化，形成隔著上述第一壓電體層與上述第一電極的至少一部分重疊的第二電極的工序，在自上述第一面的法線方向觀察，將由相互重疊的上述第一電極、上述壓電體層和上述第二電極構(gòu)成的部分作為驅(qū)動部時，上述第二導(dǎo)電層，被配置于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)，上述第二面的面積比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的面積小，上述第二導(dǎo)電層以鎳酸鑭為主要成分。通過本發(fā)明，能夠提供一種可靠性被提高的壓電元件的制造方法。(13)本發(fā)明的壓電元件的制造方法中，還可以包含在形成上述第二導(dǎo)電膜的工序之后，在上述第二導(dǎo)電膜的上方形成第二壓電體材料膜，熱處理上述第二壓電體材料膜，并通過圖案化形成第二壓電體層的工序；在對上述第一導(dǎo)電膜和上述第二導(dǎo)電膜進行圖案化的工序中，通過側(cè)蝕刻第二導(dǎo)電膜的被上述第二壓電體層覆蓋的一部分，在上述第一面的上方且與上述第二導(dǎo)電層的端部鄰接的區(qū)域中，形成未在上述第一導(dǎo)電層和上述第二壓電體層之間形成上述第二導(dǎo)電層的區(qū)域的工序；和在上述第一電極的上方形成第一壓電體材料膜并通過熱處理使其結(jié)晶化的工序中，在上述區(qū)域中形成空孔的工序。


圖IA是示意地表示本實施方式的壓電元件的俯視圖。圖IB是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖IC是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖ID是示意地表示本實施方式的壓電元件的放大剖面圖。圖2A是示意地表示本實施方式的壓電元件的俯視圖。圖2B是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖3A是示意地表示本實施方式的壓電元件的俯視圖。圖3B是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖3C是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖4A是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖4B是示意地表示本實施方式的壓電元件的剖面圖。圖5是示意地表示本實施方式的壓電元件的制造方法的剖面圖。圖6是示意地表示本實施方式的壓電元件的制造方法的剖面圖。圖7是示意地表示本實施方式的壓電元件的制造方法的剖面圖。圖8是示意地表示本實施方式的液體噴射頭的剖面圖。圖9是示意地表示本實施方式的液體噴射頭的分解立體圖。圖10是示意地表示本實施方式的液體噴射裝置的立體圖。圖中符號說明10_基板(振動板)，11-上面，12-下面，20-第一電極，21-第一導(dǎo)電層，21a-第一導(dǎo)電膜，22-第一面，22a-外周邊(第一角部)，22b-虛擬面，23-第三面，23a-外周邊(第二角部)，24-第四面，26-第二導(dǎo)電層，26a_第二導(dǎo)電膜，26b-第二導(dǎo)電膜，26c-周緣部，27-第三面，28-端部，30-壓電體層，30a、30b_第一壓電體材料膜，30c、 30d-第二壓電體材料膜，30e-第二壓電體層，31-上面，32-側(cè)面，35-第一部分，36-第二部分，38-空孔，40-第二電極，41-端部，40a-掩模層，50-驅(qū)動部，51-邊界部分，60、61_引線部，100、200、300、400_ 壓電元件，101、201、301、401_ 壓電致動器，110-第一方向，120-第二方向，150-抗蝕劑，600-液滴噴射頭，610-噴嘴板，612-噴嘴孔，620-壓力室基板，622-壓力室，624-儲液器，626-供給口，628-通孔，630-框體，1000-液體噴射裝置，1010-驅(qū)動部， 1020-裝置本體，1021-托盤，1022-排出口，1030-頭單元，1031-墨盒，1032-托架，1041-托架馬達，1042-往復(fù)移動機構(gòu)，1043-同步帶，1044-托架導(dǎo)向軸，1050-進紙部，1051-進紙馬達，1052-進紙輥，1060-控制部，1070-操作面板。
具體實施例方式以下，參照附圖，對應(yīng)用了本發(fā)明的實施方式的一個例子進行說明。但是，本發(fā)明并不局限于以下的實施方式。本發(fā)明，也包含對以下實施方式及其變形例進行自由組合后的方式。1.壓電元件和壓電致動器1. 1第一實施方式以下，參照附圖，對第一實施方式的壓電元件100進行說明。圖IA是示意性地表示第一實施方式的壓電元件100的一個例子的俯視圖。圖IB 和圖IC是示意地表示第一實施方式的壓電元件100的剖面圖，圖IB對應(yīng)于圖IA的IB-IB 線，圖IC對應(yīng)于圖IA的IC-IC線。另外，圖ID是用于示意地說明第一電極20的端部的圖。本實施方式的壓電元件100是具有由第一電極20和第二電極40夾持的壓電體層 30的壓電元件，第一電極20包含第一導(dǎo)電層21，其具有在壓電體層30側(cè)的第一面22 ；第二導(dǎo)電層26，其被形成于第一面22上，具有在第一面22側(cè)的第二面27。在形成為本實施方式中的壓電元件100的基板是后面所述的振動板10時，也可以將振動板10和壓電元件100稱為壓電致動器101。詳細如后面所述。其中，如圖IB所示，自第一面22的法線方向觀察，將由相互重疊的第一電極20、壓電體層30和第二電極40構(gòu)成部分定義為驅(qū)動部50 (由圖IB粗虛線表示的部分)。另外，如圖IA所示，將壓電體層30和第二電極40延伸的方向作為第二方向120， 將與第二方向120交叉的方向作為第一方向110。第一方向110也可以是與第二方向120 垂直的方向。另外，圖中沒有表示，也可以在第一方向110上配置多個壓電元件100。如圖IA至圖IC所示，壓電元件100能夠形成在構(gòu)成支承體的基板10的上方。在基板10例如為后面所述的振動板時，也可以將包含基板10和壓電元件100的構(gòu)造體稱為壓電致動器101。基板10是板狀構(gòu)件，如圖IA所示，具有壓電元件100側(cè)的上面11和在上面11的相反側(cè)的下面12。自基板10的上面11法線方向觀察時的俯視圖的形狀沒有特別的限定。 基板10其上面11上支承壓電元件100。作為基板10的材質(zhì)，例如，可以例示出導(dǎo)電體、半導(dǎo)體、絕緣體等。但是，由于在基板10的上面11形成第一電極20，所以至少基板10的上面11也可以是絕緣體。更具體地說，作為基板10，例如能夠使用單晶硅基板。另外，基板10也可以包含與第一電極20電連接的引線布線(圖中沒有表示)。 基板10，例如，也可以是具有可撓性且隨壓電體層30的動作而變形(彎曲)的振動板10?；?0為振動板10時，振動板10的形狀，能夠適當?shù)卦O(shè)計為符合壓電致動器的形狀。振動板10的構(gòu)造和材料，只要振動板10具有彈性和可撓性就可以，沒有特別的限定。 例如，振動板10，圖中沒有表示，也可以由多層膜的層疊體形成。此時，振動板10，例如也可以是層疊了二氧化硅(SiO2)和二氧化鋯(ZrO2)的層疊體，或者還可以是包含鎳等金屬膜、 聚酰亞胺等高分子材料膜等的層疊體。第一電極20，如圖1A、圖IB所示，被形成于振動板10的上面11上。第一電極20 是用于對后面所述的壓電體層30施加電壓的一個電極。第一電極20，如圖IA所示，形成為在第一方向110上延伸，也可以起到作為多個壓電元件100的公共電極的功能。S卩，如圖IA 所示，也可以構(gòu)成圖中沒有表示的壓電元件50的第一電極。第一電極20，如圖IA所示，其包含第一導(dǎo)電層21，其具有在壓電體層30側(cè)的第一面22和在與第一面22相反的相反側(cè)的第三面23 ；第二導(dǎo)電層26，其被形成于第一面22上，并具有在第一面22側(cè)的第二面27。第一導(dǎo)電層21，如圖IA所示，是被形成于基板10的上面11的上方且具有導(dǎo)電性的板狀構(gòu)件。第一導(dǎo)電層21，如圖IB所示，也可以具有將第一面22和第三面23連接起來的第四面24。如圖IB所示，第一導(dǎo)電層21，也可以具有由第一面22和第四面24形成的第一角部22a，以及由第三面23和第四面24形成的第二角部23a。如圖IB所示，將第二角部23a 的角度設(shè)為α?xí)r，角度α也可以形成為50°以下。并且，與第二角部23a角度相關(guān)的特征， 并不局限于本實施方式，在后面所述的其他實施方式中，形成規(guī)定驅(qū)動部50的邊界部分的第二角部23a時，能夠適當?shù)貞?yīng)用。其中，如圖IA所示，對于第一角部22a來說，自第一面22的法線方向觀察時，可以是第一面22的外周邊22a，第二角部23a可以是第三面23外周邊23a。并且，在本發(fā)明的記載中，以例如“對于特定構(gòu)成，自該構(gòu)成的厚度方向觀察時的外周邊”的意思使用“外周邊” 一詞。例如，所謂的特定構(gòu)成A的外周邊是指自構(gòu)成A的厚度方向觀察時，構(gòu)成A的外周邊。如圖IB所示，作為第一導(dǎo)電層21的端部的外周邊23a，也可以規(guī)定驅(qū)動部50的邊界部分。因此，如圖IB所示，第二方向120上的第一導(dǎo)電層21的第一面22的外周邊22a， 被形成在驅(qū)動部50內(nèi)。如上所述，第一電極20，也可以是多個壓電元件100的公共電極，因此，第一導(dǎo)電層21，如圖IC所示，也可以形成為在第一方向110上延伸。其中，如圖ID所示，第四面24也可以是曲面。例如，如圖ID所示，第四面24也可以是具有向第一導(dǎo)電層21的外部方向凸起的凸起形狀的曲面。此時，第一面22和第四面24，不能形成明確的角部22a。因此，第四面24是曲面時，如圖ID所示，可以將與第一面 22形成同一平面的虛擬面22b和作為曲面的第四面24的連接部(交點)，作為第一角部 22a (外周邊22a)。第一導(dǎo)電層21的構(gòu)造和材質(zhì)，只要具有導(dǎo)電性，不含有鎳酸鑭(LNO)，就沒有特別的限定。例如，第一導(dǎo)電層21也可以由單層構(gòu)成。或者，第一導(dǎo)電層21，也可以由多層導(dǎo)電層的層疊體構(gòu)成。第一導(dǎo)電層21的材質(zhì)，例如，可以是含有鉬(Pt)、銥(Ir)、它們的導(dǎo)電性氧化物以及金(Au)等任意一種的導(dǎo)電層。另外，第一導(dǎo)電層21，也可以與圖中沒有表示的引線部電連接。引線部，也可以與圖中沒有表示的驅(qū)動電壓產(chǎn)生電路或接地電路相連接。第二導(dǎo)電層26，如圖IA和圖IB所示，是在驅(qū)動部50內(nèi)的第一導(dǎo)電層21的第一面 22的上方形成的導(dǎo)電性板狀構(gòu)件。第二導(dǎo)電層26，如圖IB所示，具有第一面22側(cè)的第二面27。第二導(dǎo)電層26，如圖IB所示，具有第二方向120上的端部28。端部28，如圖IA所示，自法線方向觀察第二面27時，是第二面27的外周邊28。如圖IA和圖IB所示，端部28 的至少一部分，形成為比驅(qū)動部50內(nèi)的第一面22的外周邊22a靠內(nèi)側(cè)位置。因此，能夠形成為驅(qū)動部50內(nèi)的第二面27的面積比驅(qū)動部50內(nèi)的第一面22的面積小。如上所述，由于第一電極20，也可以是多個壓電元件100的公共電極，第二導(dǎo)電層 26，如圖IC所示，與第一導(dǎo)電層21 —樣，也可以形成為在第一方向110上延伸。第二導(dǎo)電層26的構(gòu)造和材質(zhì)，只要具有導(dǎo)電性，以鎳酸鑭(LaNiO3 = LNO)為主要成分，就沒有特別的限定。以鎳酸鑭為主要成分的第二導(dǎo)電層26，最好將后面所述的壓電體層 30取向控制到想要取向控制的方向，例如，取向控制到(100)方向。 壓電體層30，如圖IA和圖IB所示，形成為在驅(qū)動部50中覆蓋具有第一和第二導(dǎo)電層21、26的第一電極20。壓電體層30的形狀，只要能夠在驅(qū)動部50中覆蓋第一電極20， 就沒有特別的限定。如圖IA所示，壓電體層30，也可以形成為在第二方向120上延伸。如圖IB所示，壓電體層30，也可以具有上面31、從上面31連接到基板10的上面11的錐形的側(cè)面32。壓電體層30由具有壓電特性的多晶體構(gòu)成，能夠通過施加電壓而產(chǎn)生變形。壓電體層30的構(gòu)造和材料，只要具有壓電特性，就沒有特別的限定。作為壓電體層30，可以使用眾所周知的壓電材料，例如，可以使用鈣鈦礦型氧化物的壓電材料。壓電體層30的壓電材料，也可以使用例如鋯鈦酸鉛(Pb (Zr，Ti) O3)、鈮酸鋯鈦酸鉛(Pb (Zr，Ti，Nb) O3)、鈦酸鉍鈉 ((Bi，Na)TiO3)、鈦酸鋇(BaTiO3)、鈮酸鉀(KNbO3)等。其中，如圖IB所示，在壓電體層30中，將由第二導(dǎo)電層26和第二電極40夾持的部分作為第一部分35，將第一部分35以外的壓電體層30，作為第二部分36。第一部分35 的至少一部分，能夠在驅(qū)動部50內(nèi)的第一面22中，位于比外周邊22a靠內(nèi)側(cè)位置。換句話說，第一部分35的至少一部分，能夠形成于由驅(qū)動部50內(nèi)第一面22和第二電極40夾持的區(qū)域內(nèi)側(cè)。第二導(dǎo)電層26，被取向控制到(100)方向上時，在第二導(dǎo)電層上形成的第一部分 35，對于全體而言，(100)方向的取向率，可以比第二部分36(100)方向的取向率大。由此， 第一部分35，可以是與第二部分36相比壓電特性提高后的部分。另外，第一部分35，是作為第二導(dǎo)電層26的主要成分的LNO的鑭(La)或鎳(Ni)成分，自第二部分36開始擴散的部分。由此，第一部分35，是比第二部分36耐電壓降低的部分。換而言之，第二部分36可以是比第一部分35耐電壓高的部分。詳細在后面描述。第二電極40，如圖IA和圖IB所示，形成于壓電體層30的上方，自第一面22的法線方向觀察，形成為隔著壓電體層30與第一電極20重疊。第二電極40，是用于對壓電體層 30施加電壓的另一個電極。第二電極40的形狀，在驅(qū)動部50中，自第一面22的法線方向觀察，只要與第一電極20重疊就沒有特別的限定。例如，如圖IA所示，第二電極40，也可以在壓電體層30的上面31中，形成為在第二方向120上延伸。第二電極40的構(gòu)造和材料，只要具有導(dǎo)電性就沒有特別的限定。例如，第二電極 40也可以由單層形成?；蛘?，第二電極40也可以由多層膜的層疊體形成。第二電極40，例如，可以是含有鉬(Pt)、銥(Ir)、它們的導(dǎo)電性氧化物以及金(Au)等任意一種的金屬層。另外，也可以用和第一導(dǎo)電層21同樣的材料形成。第二電極40，如圖IA和圖IB所示，與引線部60電連接。引線部60，也可以與圖中沒有表示的驅(qū)動電壓發(fā)生電路或接地電路相連接。并且，也可以形成圖中沒有表示，用于保護壓電元件與水分等分離的保護膜。保護膜，能夠形成為至少覆蓋壓電體層30。作為保護膜，可以使用氧化鋁或聚酰亞胺等有機物。由以上任意一個構(gòu)成，都可以作為本實施方式的壓電元件100和壓電致動器101 的構(gòu)成。本實施方式的壓電元件100和壓電致動器101，例如，具有以下特征。根據(jù)本實施方式的壓電元件100，能夠提供以LNO為主要成分的第二導(dǎo)電層26的第二面27的面積比驅(qū)動部50內(nèi)第一面22的面積小的壓電元件。這樣的壓電元件100的壓電體層30，具有形成于第二導(dǎo)電層26和第二電極40之間的第一部分35。該第一部分 35，如上所述，是與第二部分36相比壓電特性被提高、耐電壓被降低的部分。根據(jù)本實施方式的壓電元件100，這樣的第一部分35的至少一部分，被形成于比由驅(qū)動部50內(nèi)的第一面 22與第二電極40之間夾持的區(qū)域靠內(nèi)側(cè)。因此，例如，第二部分36被配置在由第一導(dǎo)電層 21端部23a規(guī)定的驅(qū)動部50的邊界部分的至少一部分上。由此，能夠緩和壓電體層30被驅(qū)動時的在驅(qū)動部端部的應(yīng)力集中和提高耐電壓能力。因此，根據(jù)本實施方式的壓電元件 100能夠提高壓電元件的可靠性。另外，本實施方式的壓電致動器101，具有上述壓電元件 100。因此，壓電致動器101，能夠具有與壓電元件100相同的特征。1.2第二實施方式以下，參照附圖，對第二實施方式的壓電元件200和壓電致動器201進行說明。并且，本實施方式的壓電元件200和壓電致動器201，關(guān)于第二導(dǎo)電層26的形成區(qū)域，與第一實施方式的壓電元件100不同。因此，與第一實施方式相同的構(gòu)成，賦予相同的符號，省略詳細的說明。圖2A是示意地表示第二實施方式的壓電元件200的一個例子的俯視圖。圖2B 是示意地表示第二實施方式的壓電元件200的一個例子的剖面圖，是對應(yīng)于圖2A中的 IIB-IIB線的剖面圖。如圖2A和圖2B所示，第二導(dǎo)電層26，不是象第一實施方式的壓電元件100那樣， 形成為在第一方向Iio上延伸，而是在驅(qū)動部50內(nèi)中，形成為在第二方向120上延伸。因此，如圖2B所示，第二導(dǎo)電層26的在第一方向110上至少一側(cè)的端部28位于第一面22中， 比驅(qū)動部50邊界部分51靠內(nèi)側(cè)。其中，如圖2B所示，在驅(qū)動部50的邊界部分51，第一導(dǎo)電層21形成為在第一方向 110上延伸，因此由第二電極40端部的位置來規(guī)定。根據(jù)本實施方式的壓電元件200，第二導(dǎo)電層26的在第一方向110上至少一側(cè)的端部28，形成為在第一面22中位于比驅(qū)動部50邊界部分51靠內(nèi)側(cè)的位置。由此，與第一實施方式一樣，能夠由耐電壓比第一部分35高的第二部分36形成驅(qū)動部50邊界部分的至少一部分。并且，第一部分35和第二部分36的詳細說明，由于上面已經(jīng)描述了，故省略。因此，根據(jù)本實施方式的壓電元件200，能夠進一步提高壓電元件的可靠性。另外， 本實施方式的壓電致動器201，具有上述壓電元件200。因此，壓電致動器201，能夠具有與壓電元件200相同的特征。1.3第三實施方式以下，參照附圖，對第三實施方式的壓電元件300和壓電致動器301進行說明。并且，本實施方式的壓電元件300和壓電致動器301，關(guān)于第一電極20和第二電極40的形成區(qū)域，與第一實施方式的壓電元件100不同。因此，與第一實施方式相同的構(gòu)成，賦予相同的符號，省略詳細的說明。圖3A是示意地表示第三實施方式的壓電元件300的一個例子的俯視圖。圖3B是示意地表示第三實施方式的壓電元件300的一個例子的剖面圖。圖3C是示意地表示第三實施方式的壓電元件300的一個例子的剖面圖。圖3B是對應(yīng)于圖3A中IIIB-IIIB線的剖面圖，圖3C對應(yīng)于圖3A中IIIC-IIIC線的剖面圖。如圖3A和圖3B所示，第一電極20，形成為在第二方向120上延伸。S卩，第一導(dǎo)電層21和第二導(dǎo)電層26形成為在第二方向120上延伸。如圖3A和圖3C所示，第一導(dǎo)電層 21和第二導(dǎo)電層26在第一方向110上被壓電體層30覆蓋。另外，如圖3A和圖3B所示，第一電極20的第一導(dǎo)電層21在第二方向120上也可以不被壓電體層30覆蓋，與引線部61 電連接。引線部61也可以與圖中沒有表示的驅(qū)動電路電連接。如圖3A和圖3C所示，第二導(dǎo)電層的第一方向110上的兩個端部28，形成為位于比驅(qū)動部50內(nèi)的第一面22的外周邊22a靠內(nèi)側(cè)的位置。另外，如圖3A和圖3B所示，第二導(dǎo)電層26的在第二方向120上的一側(cè)的端部28，形成為位于比驅(qū)動部50內(nèi)第一面22外周邊 22a靠內(nèi)側(cè)的位置，另一側(cè)的端部28，在第一面22中，以比驅(qū)動部50邊界部分51靠內(nèi)側(cè)方式形成。如圖3A 圖3C所示，第二電極40，也可以形成為在第一方向110上延伸，起到作為多個壓電元件300的公共電極的功能。即，也可以構(gòu)成在第一方向110上圖中沒有表示的壓電元件300的第二電極。因此，如圖3C所示，第二電極40，形成為在第一方向110上覆蓋壓電體層30的上面31以及側(cè)面32。另外，如圖3B所示，第二電極40，也可以形成為覆蓋第二方向120上的壓電體層40的一方側(cè)面32。另外，如圖3B所示，第二電極40，在壓電體層30的上面31上具有第二方向120上的端部41。本實施方式的壓電元件300的驅(qū)動部50的邊界部分51，有時由第二電極40的端部41所限定，有時由第一導(dǎo)電層21的外周邊23a所限定。例如，如圖3B所示，在第二方向 120上，驅(qū)動部50的一方邊界部分51，由第二電極40的端部41的位置所限定，另一方邊界部分51，由第一導(dǎo)電層21的外周邊23a的位置所限定。另外，如圖3C所示，在第一方向110 上，雙方邊界部分51，由第一導(dǎo)電層21外周邊23a的位置所限定。因此，本實施方式的壓電元件300中，第二導(dǎo)電層26的在第二方向120上的至少一側(cè)的端部28，可以位于比驅(qū)動部50內(nèi)的第一面22的外周邊22a靠內(nèi)側(cè)的位置。另外，第二導(dǎo)電層26的在第二方向120上的至少另一側(cè)的端部28，可以在第一面22中，位于比驅(qū)動部50的邊界部分51靠內(nèi)側(cè)的位置。另外，第二導(dǎo)電層26的在第一方向110上的至少一側(cè)的端部28，可以位于比驅(qū)動部50內(nèi)的第一面22的外周邊22a靠內(nèi)側(cè)的位置。
通過以上，本實施方式的壓電元件300，能夠具有與第一實施方式和第二實施方式相同的特征。因此，通過本實施方式的壓電元件300，能夠進一步提高壓電元件的可靠性。 另外，本實施方式的壓電致動器301，具有上述的壓電元件300。因此，壓電致動器301，能夠具有與壓電元件300相同的特征。1.4第4實施方式以下，參照附圖，對第4實施方式的壓電元件400和壓電致動器401進行說明。并且，本實施方式的壓電元件400和壓電致動器401，也可以是第一 第三實施方式的壓電元件的壓電體層的變形例。因此，與第一 第三實施方式相同的構(gòu)成，賦予相同的符號，省略了詳細的說明。本實施方式的壓電元件400是第一 第三實施方式的壓電元件壓電體層的變形例。因此，將應(yīng)用了第二實施方式的壓電元件200的例子作為一個應(yīng)用例進行圖示。圖4A 和圖4B是示意地表示第四實施方式的壓電元件400的一個例子的剖面圖。圖4A對應(yīng)于表示第二實施方式的壓電元件200的圖2A的IVA-IVA線，圖4B對應(yīng)于圖2A的IIB-IIB線。如圖4A和圖4B所示，壓電體層30，可以在第一面22的上方且在與第二導(dǎo)電層26 端部28相鄰接的區(qū)域(側(cè)方)中具有空孔38?？湛?8也可以由多個空洞(孔隙)形成。 換而言之，形成空孔38的區(qū)域，比其他壓電體層30密度低，也可以是低密度區(qū)域。在壓電體層30中形成空孔38，能夠應(yīng)用于第二導(dǎo)電層26的端部28，被形成于驅(qū)動部50內(nèi)的所有情況。例如，除了第二實施方式的壓電元件200之外，可以應(yīng)用于第一實施方式的壓電元件100的第二方向120上的端部28相鄰接的區(qū)域，或與第三實施方式的壓電元件300的第一方向110和第二方向120上的端部28相鄰接的區(qū)域。根據(jù)本實施方式的壓電元件400，能夠提供在與驅(qū)動部50的邊界部分相鄰接的區(qū)域中，壓電體層30具有吸收應(yīng)力的空孔38的壓電元件。由此，能夠進一步緩和驅(qū)動時容易集中于驅(qū)動部50邊界部分應(yīng)力。因此，通過本實施方式的壓電致動器401，能夠進一步提高可靠性。2.壓電元件和壓電致動器的制造方法2.1第一 第三實施方式的壓電元件的制造方法下面，參照附圖，對第一 第三實施方式的壓電元件100、200、300和壓電致動器 101,201,301的制造方法，進行說明。并且，在各實施方式中，第一電極20和第二電極40 的形成區(qū)域等不同，但可以通過適當?shù)刈兏鼒D案化區(qū)域，應(yīng)用本實施方式的制造方法。作為本實施方式的壓電元件的制造方法的一個例子，圖示說明了應(yīng)用第三實施方式的壓電元件 300的情況。圖5(A) 圖6(D)是示意地表示本實施方式的壓電元件制造工序的剖面圖。圖 5(A) 圖6(D)中的剖面對應(yīng)圖3A的IIIC-IIIC線的剖面圖。如圖5㈧所示，在基板10上形成的第一導(dǎo)電膜21a，該第一導(dǎo)電膜21a具有第一面22和在第一面22的相反側(cè)的第三面23。第一導(dǎo)電膜21a是第一導(dǎo)電層21的原料膜。 第一導(dǎo)電膜21a的形成方法可以采用眾所周知的成膜方法。第一導(dǎo)電膜21a，例如，通過濺射法、電鍍法、真空蒸鍍法等形成。并且，基板10為振動板10時，以下制造方法，能夠作為壓電致動器101的制造方法。振動板10的詳細說明，由于上面描述了，故省略。
下面，如圖5 (A)所示，在第一導(dǎo)電膜21a的上方形成第二導(dǎo)電膜26a，該第二導(dǎo)電膜26a具有在第一面22側(cè)的第二面27。第二導(dǎo)電膜26a是第二導(dǎo)電層26的原料膜。第二導(dǎo)電膜26a的形成方法可以使用眾所周知的成膜方法。第二導(dǎo)電膜26a，由例如，濺射法、電鍍法、MOD (Metal Organic Deposition)法等形成。如圖5 (B)所示，用眾所周知的方法，在第二導(dǎo)電膜26a上形成抗蝕劑150，對第一導(dǎo)電膜21a和第二導(dǎo)電膜26a進行圖案化。由此，在第一導(dǎo)電層21和第一面22上方，能夠通過蝕刻法形成后退的(與原來的形狀相比，在與第一和第二導(dǎo)電膜21a、26a的厚度方向垂直的方向縮小)第二導(dǎo)電膜26b和抗蝕劑150。圖案化，例如，能夠通過眾所周知的光刻技術(shù)或眾所周知的蝕刻技術(shù)進行。由干法刻蝕進行圖案化時，例如，也可以進行使用ICP(Inductively Coupled Plasma)那樣的高密度等離子裝置的干法刻蝕。該高密度等離子裝置(干法刻蝕裝置)中，設(shè)定為l.OPa以下的壓力，能夠良好地進行蝕刻法。作為蝕刻氣體，可以使用例如，氯氣和氬氣的混合氣體(以下，也稱為“第一混合氣體”)。使用第一混合氣體時，由于用于第一導(dǎo)電膜21a和第二導(dǎo)電膜26a的Pt或Ir和 LNO等難以與第一混合氣體反應(yīng)，主要由干法刻蝕的濺射效應(yīng)進行蝕刻。其中，在蝕刻法工序中，通過控制抗蝕劑150的后退速度(在垂直于與第一和第二導(dǎo)電膜21a、26a厚度方向的方向蝕刻速度)，能夠控制第二角部23a的角度α (第一導(dǎo)電層 21的側(cè)面24相對于基板10的上面11的傾斜角)和第二導(dǎo)電膜26b的形狀?？刮g劑150的后退速度越大，角度α越小?？刮g劑150的后退速度，能夠根據(jù)第一混合氣體中氯氣的流量比或壓力控制。例如，通過采取第一混合氣體的氯氣流量比為 60% 80%，壓力為0. 3Pa l.OPa，能夠?qū)⒔嵌圈量刂茷?0度以下。另外，也可以事先制定形成抗蝕劑150的形狀。例如，在使抗蝕劑150曝光時，通過移動焦點能夠制定抗蝕劑 150的形狀。另外，第二導(dǎo)電膜26b，被控制為具有周緣部26c的形狀。所謂第二導(dǎo)電膜26b的周緣部26c，如圖5 (B)所示，是被形成于第一面22上的第二導(dǎo)電膜26b，也可以是沒有被抗蝕劑150覆蓋的部分(露出部分)。由蝕刻法引起抗蝕劑150的后退，與其相協(xié)調(diào)，第一導(dǎo)電膜21a和第二導(dǎo)電膜26a也后退。但是，由于作為第二導(dǎo)電膜26a主要成分的LN0，蝕刻速度比抗蝕劑150慢，后退速度(蝕刻法速度)也慢。由此，能夠形成具有周緣部26c的第二導(dǎo)電膜26b。為了控制第二導(dǎo)電膜26b的形狀，例如，可以采取第一混合氣體的氯氣和氬氣的流量比為3 2，壓力為0.6Pa的條件進行蝕刻。另外，周緣部26c的大小，能夠通過增加抗蝕劑150的后退程度來增長?？刮g劑150和第一導(dǎo)電層21的選擇比越低，抗蝕劑150 的后退越增加。另外，通過選取抗蝕劑150為事先制定形狀，能夠增加抗蝕劑150的后退。 周緣部26c是在后面所述的工序中被去除的部分。下面，如圖5 (C)所示，去除形成于第一導(dǎo)電層21的第一面22上的第二導(dǎo)電膜26b 的周緣部26c。由此，能夠形成具有端部28的第二導(dǎo)電層26，端部28的至少一部分，能夠形成為位于比第一面22的外周邊22a靠內(nèi)側(cè)的位置。即，能夠形成為第二面27的面積比第一面22面積小。去除周緣部26c的工序，沒有特別的限定，也可以使用眾所周知的蝕刻技術(shù)。另外，例如，在第一導(dǎo)電層21的圖案化工序中，使用含有氯氣的第一混合氣體時，通過在含有水蒸氣的大氣中放置規(guī)定時間，與大氣接觸后，進行水洗，也可以去除周緣部26c。在使用第一混合氣體時，通過第一導(dǎo)電層21的蝕刻，氯氣被殘留在抗蝕劑150和第二導(dǎo)電膜26b的表面。該氯氣能夠與大氣中的水分反應(yīng)，形成鹽酸，溶解(腐蝕)作為第二導(dǎo)電膜26b的露出部分的周緣部26c。該溶解工序可以通過水洗中止，溶解的周緣部26c也能夠與此同時被去除。并且，在本工序中，由于未去除抗蝕劑而放置在大氣中，粘著的氯氣量多，能更有效地溶解第二導(dǎo)電膜26b的周緣部26c。由于在大氣中的放置時間，隨成為溶解對象的第二導(dǎo)電膜26b的膜厚或周緣部26c的形狀而不同，能夠適當?shù)卦O(shè)定。通過以上工序，由于不需要使用用于去除周緣部26c的設(shè)備或溶劑，能夠削減生產(chǎn)成本，能夠提高生產(chǎn)效率。通過以上，能夠形成具有第一導(dǎo)電層21和第二導(dǎo)電層26的第一電極20?？刮g劑 150，在上述工序之后被適當?shù)厝コ?。并且，關(guān)于第一電極20的詳細說明，由于上面已經(jīng)描述，故省略。下面，如圖6(A)所示，在第一電極20的上方，形成作為壓電體層30的原料膜的第一壓電體材料膜30a。第一壓電體材料膜30a，可以由眾所周知的方法形成，例如，由溶膠凝膠法、CVD (Chemical Vapor Deposition)法、MOD法、濺射法、激光燒蝕法等形成。其中，能夠通過熱處理第一壓電體材料膜30a使其結(jié)晶。由此，能夠形成第一壓電體材料膜30b。另外，該結(jié)晶化工序，也可以部分的進行，也可以在第二電極40的圖案化之后進行。熱處理的條件，只要是能夠達到第一壓電體材料膜30a結(jié)晶化的溫度就可以，沒有特別的限定。熱處理，例如，能夠在氧氣氛圍中，以500 800度進行。另外，為了得到要求的膜厚，也可以多次重復(fù)前驅(qū)體的成膜和結(jié)晶化工序，形成第一壓電體材料膜30b。其中，如圖6B所示，第一壓電體材料膜30b的一部分是在第二導(dǎo)電層26上晶體生長的部分，第一壓電體材料膜30b的一部分是在第二導(dǎo)電層26以外的構(gòu)件上晶體生長的部分。由此，在第一壓電體材料膜30b上形成第一部分35和第二部分36。接著，將第一壓電體材料膜30b圖案化為要求的形狀，形成壓電體層30。對第一壓電體材料膜30b進行圖案化，能夠由例如，眾所周知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)進行。例如，形成圖中沒有表示的抗蝕劑，也可以形成具有要求形狀的壓電體層30。另外，例如，如圖6(B)所示，作為蝕刻法用的硬掩模，也可以使用第二電極40的材料，形成掩模層40a。下面，如圖6(C)所示，形成掩模層40a后，通過蝕刻法對第一壓電體材料膜30b進行圖案化，將壓電體層30圖案化為要求的形狀。其中，通過形成掩模層40a， 掩模層40a在蝕刻法工序中起到作為硬掩模作用，因此，如圖6 (C)所示，能夠容易在壓電體層30形成錐形側(cè)面32。并且，壓電體層30的詳細構(gòu)成，由于上面描述了，故省略。并且，如上所述，掩模層40a不是必需的構(gòu)成，也可以適當?shù)匦纬煽刮g劑，蝕刻后，去除(圖中沒有表示)°下面，如圖6 (D)所示，通過在壓電體層30上方形成第三導(dǎo)電膜，進行圖案化，形成第二電極40。對第三導(dǎo)電膜進行圖案化，例如，可以由眾所周知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)進行。第二電極40，自第一面22法線方向觀察，圖案化為與第一電極20至少一部分重疊。第三導(dǎo)電膜是第二電極40的原料膜。第三導(dǎo)電膜的形成方法可以使用眾所周知的成膜方法。 第三導(dǎo)電膜，例如，由濺射法、電鍍法、真空蒸鍍法等形成。并且，掩模層40a由與第三導(dǎo)電膜相同的材料形成，由此能夠引入第三導(dǎo)電膜。通過以上，能夠形成第二電極40。并且，關(guān)于第二電極40的詳細說明，上面已經(jīng)描述了，故省略。
通過以上工序，能夠制造壓電元件300和壓電致動器301。本實施方式的壓電元件和壓電致動器的制造方法，例如，具有以下的特征。根據(jù)本實施方式的壓電元件和壓電致動器的制造方法，壓電體層30，可以具有在以LNO為主要成分的第二導(dǎo)電層26上結(jié)晶化的第一部分35，和在第二導(dǎo)電層26以外的面 (第一導(dǎo)電層21或基板10的上面11等)上結(jié)晶化的第二部分36 (參照圖6(D))。通過該結(jié)晶化工序，第一部分35在LNO上向(100)方向上取向，能夠成為壓電特性優(yōu)異的壓電體層。這是由于LNO向(100)方向取向，繼承其結(jié)晶性。但是，在第一部分35 中，由于LNO的成分向第一部分35中擴散，第一部分35成為La和Ni等雜質(zhì)擴散后的壓電體層。在第二導(dǎo)電層26以外的面(第一導(dǎo)電層21或基板10的上面11等)上結(jié)晶化后的第二部分36，優(yōu)先向(100)方向進行取向，但由于成為混雜了(111)方向等結(jié)晶的壓電體層，成為壓電特性比第一部分35低的部分。但，第一導(dǎo)電層21的LNO成分，幾乎沒有向第二部分36中擴散，因此，第二部分36雜質(zhì)少，能夠成為耐電壓比第一部分35高的壓電體層。因此，能夠在比第一部分35耐電壓高、壓電特性低的第二部分36形成驅(qū)動部50 的邊界部分的至少一部分，緩和應(yīng)力。從而，能夠防止壓電體層30被驅(qū)動時的破壞。通過以上，能夠提供可靠性高的壓電元件和壓電致動器。2. 2第4實施方式的壓電元件的制造方法以下，參照附圖，對第4實施方式的壓電元件400和壓電致動器401的制造方法進行說明。如上所述，第4實施方式的壓電元件400，能夠應(yīng)用到第一 第三實施方式的壓電元件任意一個中。因此，本實施方式的壓電元件的制造方法，相對于第三實施方式的壓電元件300，將應(yīng)用第4實施方式400的情況作為一個例子進行說明。在圖7(A) 圖7(D)中，示意地表示本實施方式的壓電元件400和壓電致動器 401的制造方法。圖7(A) 圖7(D)是對應(yīng)表示第三實施方式的壓電元件300的圖3A的 IIIC-IIIC線的剖面圖。如圖7(A)所示，與2. 1所記載的壓電元件的制造方法一樣，在基板10的上方，形成第一導(dǎo)電膜21a和第二導(dǎo)電膜26a。在本實施方式的制造方法中，進一步在第二導(dǎo)電膜 26a上，形成第二壓電體材料膜30c。第二壓電體材料膜30c，可以使用與第一壓電體材料膜 30a相同的材料。另外，第二壓電體材料膜30c的成膜方法，可以使用與第一壓電體材料膜 30a相同的方法。其中，也可以通過熱處理對第二壓電體材料膜30c進行結(jié)晶化，形成第二壓電體材料膜30d。另外，該結(jié)晶化工序，也可以部分地進行，也可以在熱處理第一壓電體材料膜 30a時同時進行。熱處理的條件，也可以與熱處理第一壓電體材料膜30a的條件相同。下面，用眾所周知的方法，在第二壓電體材料膜30d上形成抗蝕劑150，對第一導(dǎo)電膜21a、第二導(dǎo)電膜26a和第二壓電體材料膜30d進行圖案化。由此，如圖7(B)所示，能夠在具有第一面22的第一導(dǎo)電層21，和第一面22的上方通過蝕刻法形成后退的第二導(dǎo)電膜26b和第二壓電體層30e。圖案化，例如，通過眾所周知的光刻技術(shù)或眾所周知的蝕刻技術(shù)進行。由蝕刻法進行圖案化時，也可以使用例如，ICP (Inductively Coupled Plasma)那樣的高密度等離子裝置進行干法刻蝕。在該高密度等離子裝置(干法刻蝕裝置)中，設(shè)定為l.OPa以下的壓力， 能夠良好地進行蝕刻。作為針對第二壓電體材料膜30d的蝕刻氣體，例如，也可以使用氯氣和碳氟氣體的混合氣(以下，也稱為“第二混合氣體”)。使用第二混合氣體時，例如對由PZT構(gòu)成的第二壓電體材料膜30d，能夠選取蝕刻速度快至200nm/min以上，抗蝕劑選擇比為約1. 0的高選擇比。作為針對第一導(dǎo)電膜21a和第二導(dǎo)電膜26a的蝕刻氣體，如上所述，能夠使用第一混合氣體。因此，在蝕刻法工序中，通過控制抗蝕劑150的后退速度，能夠控制第二角部23a 的角度α和第二導(dǎo)電膜26b的形狀?？刮g劑150的后退速度越大，角度α變得越小?？刮g劑150的后退速度，能夠根據(jù)第一混合氣體中氯氣的流量比或壓力控制。例如，通過采取第一混合氣體的氯氣流量比為60% 80%，壓力為0. 3Pa l.OPa，能夠?qū)⒔嵌圈量刂圃?0度以下。另外，也可以事先制定形成抗蝕劑150的形狀。例如，在抗蝕劑150的曝光時，通過移動焦點，能夠制定抗蝕劑150的形狀。如圖7(B)所示，第二導(dǎo)電膜26b，能夠控制為具有周緣部26c的形狀。所謂第二導(dǎo)電膜26b的周緣部26c，如圖7 (B)所示，是形成于第一面22上的第二導(dǎo)電膜26b，也可以是沒有被抗蝕劑150和第二壓電體膜覆蓋的部分(露出部分)。由蝕刻法引起抗蝕劑150的后退時，與其相適應(yīng)，第一導(dǎo)電膜21a和第二導(dǎo)電膜26a也后退。但是，由于作為第二導(dǎo)電膜26a的主要成分的LN0，蝕刻法速度比第二壓電體材料膜30d慢，后退速度(蝕刻速度) 也變慢。由此，能夠形成具有周緣部26c的第二導(dǎo)電膜26b。為了控制第二導(dǎo)電膜26b的形狀，例如，可以在第一混合氣體的氯氣和氬氣的流量比為3 2，壓力為0.6Pa的條件下進行蝕刻。接著，如圖7(C)所示，在上述蝕刻法工序之后，去除形成于第一導(dǎo)電層21的第一面22之上的第二導(dǎo)電膜26b的周緣部26c。在本實施方式的制造方法中，在第二導(dǎo)電膜26b 中，除了從第二壓電體層30e露出的部分的周緣部26c之外，通過側(cè)蝕刻(過蝕刻)去除被第二導(dǎo)電膜26b的第二壓電體層30e覆蓋的部分的一部分。通過以上，能夠形成具有第二面27和端部28的第二導(dǎo)電層26，端部28的至少一部分，能夠在第一面22中形成為位于比外周邊22a靠內(nèi)側(cè)的位置。即，能夠形成為第二面 27的面積比第一面22面積小。另外，如圖7(C)所示，能夠在第一面22的上方且在與第二導(dǎo)電層26的端部相鄰接的區(qū)域形成區(qū)域38a。區(qū)域38a是在第二導(dǎo)電層26的側(cè)方，且在第一導(dǎo)電層21和第二壓電體層30e之間未形成第二導(dǎo)電層26的區(qū)域，是在形成壓電體層30時形成有空孔38的區(qū)域。去除周緣部26c并形成區(qū)域38a的工序，沒有特別的限定，也可以使用眾所周知的濕法蝕刻技術(shù)。此時，可以使用氫氟酸或鹽酸等。另外，例如，在對第一導(dǎo)電層21進行圖案化工序中，使用含有氯氣的第一混合氣體時，也可以通過在含有水蒸氣的大氣中放置規(guī)定時間，與大氣接觸后，進行水洗，來去除周緣部26c，形成區(qū)域38a。使用第一混合氣體時，由第一導(dǎo)電層21的蝕刻法使氯氣殘留在抗蝕劑150、第二壓電體層30e和第二導(dǎo)電膜26b的表面。該氯氣，能夠與大氣中的水分反應(yīng)，形成鹽酸，能夠溶解(腐蝕)第二導(dǎo)電膜26b露出部分即周緣部26c。該溶解工序可以通過水洗中止，溶解的周緣部26c也能夠與此同時被去除。另外，過蝕刻第二導(dǎo)電膜26b，能夠形成區(qū)域38a。并且，在本工序中，由于未去除抗蝕劑，就放置在大氣中，附著的氯氣量多，能夠更有效地溶解第二導(dǎo)電膜26b的周緣部26c。 大氣中的放置時間，隨作為溶解對象的第二導(dǎo)電膜26b的膜厚或周緣部26c的形狀而不同， 因此能夠適當?shù)卦O(shè)定。由于通過以上的工序，不需要用于去除周緣部26c的設(shè)備或使用溶劑，能夠削減生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。通過以上，能夠形成具有第一導(dǎo)電層21和第二導(dǎo)電層26的第一電極20?？刮g劑 150，在上述工序之后被去除。并且，關(guān)于第一電極20的詳細說明，上面已經(jīng)描述了，故省略。接著，如圖7 (D)所示，在第二壓電體層30e和第一電極20的上方，形成壓電體層 30和第二電極40。第二壓電體層30e，由與壓電體層30相同的壓電材料形成，因此能夠引入壓電體層30。并且，壓電體層30和第二電極40的制造方法，由于在上述制造方法說明了，故省略(參照圖6(A)-圖6(D))。通過以上工序，能夠制造壓電元件400和壓電致動器401。根據(jù)本實施方式的壓電元件和壓電致動器的制造方法，能夠提供在與驅(qū)動部50 邊界部分相鄰接的區(qū)域中，壓電體層30具有吸收應(yīng)力的空孔38的壓電元件和壓電致動器的制造方法。由此，能夠進一步緩和驅(qū)動時應(yīng)力容易集中在驅(qū)動部50的邊界部分。因此， 能夠提供可靠性高的壓電元件和壓電致動器的制造方法。3.液滴噴射頭下面，一邊參照附圖，一邊對本實施方式的壓電元件50起到作為壓電致動器功能的液滴噴射頭600進行說明。圖8是示意地表示本實施方式的液滴噴射頭600主要部分的剖面圖。圖9是本實施方式的液滴噴射頭600的分解立體圖，所謂通常使用的狀態(tài)，是將上下反過來表示的。液滴噴射頭600，可以具有上述壓電元件(壓電致動器)。在以下的例子中，對基板10形成為作為振動板10的構(gòu)造體，壓電元件200構(gòu)成為壓電致動器的液滴噴射頭600， 進行說明。液滴噴射頭600，如圖8和圖9所示，包含具有噴嘴孔612的噴嘴板610、用于形成壓力室622的壓力室基板620和壓電元件200。壓電元件200的數(shù)量沒有特別的限定，可以形成有多個。另外，在形成多個壓電元件200時，第一電極20為公共電極。并且，液滴噴射頭600，如圖9所示，可以具有框體630。 另夕卜，在圖9中，簡化圖示了壓電元件200。噴嘴板610，如圖8和圖9所示，具有噴嘴孔612。能夠由噴嘴孔612，將墨水等液體等(不僅是液體，也包含由溶劑或打印劑將各種功能性材料調(diào)整為適當粘度的溶液，或者，包含金屬薄片等的溶液等。以下相同。)作為液滴噴出。在噴嘴板610上，例如，多數(shù)噴嘴孔612被設(shè)置成一列。作為噴嘴板610的材質(zhì)，例如，可以例舉硅、不銹鋼(SUS)等。壓力室基板620，被設(shè)置在噴嘴板610上(圖9例子的下面)。作為壓力室基板 620的材質(zhì)，例如，能夠例舉硅等為例進行說明。壓力室基板620，通過劃分噴嘴板610和振動板10之間的空間，如圖9所示，設(shè)置儲液器(液體貯存部)624、與儲液器624連通的供給口 626和與供給口 626相連通的壓力室622。在該例子中，區(qū)別儲液器624、供給口 626和壓力室622進行說明，其中的任意一個都是液體等的流路，這樣的流路怎樣設(shè)計都可以。另外，例如，供給口 626，在圖示的例子中，形成為流路的一部分具有狹窄的形狀，但能夠根據(jù)設(shè)計任意地形成，未必是必需的構(gòu)成。儲液器624、供給口 626和壓力室622，由噴嘴板610、 壓力室基板620和振動板10劃分。儲液器624，能夠暫時貯存通過設(shè)置在振動板10上的通孔628由外部(例如墨盒)供給的墨水。儲液器624內(nèi)的墨水，能夠通過供給口 626提供給壓力室622。壓力室622，通過振動板10的變形使容積變化。壓力室622和噴嘴孔612 相連通，壓力室622的容積變化，由此從噴嘴孔612噴出液體等。壓電元件200，被設(shè)置在壓力室基板620上(在圖9的例子中為下)。壓電元件 200，與壓電元件驅(qū)動電路(圖中沒有表示)電連接，能夠根據(jù)壓電元件驅(qū)動電路的信號動作(振動、變形)。振動板10，通過層疊構(gòu)造(壓電體層30)的動作進行變形，能夠適當?shù)馗淖儔毫κ?22的內(nèi)部壓力?？蝮w630，如圖9所示，可以容納噴嘴板610、壓力室基板620和壓電元件50。作為框體630的材質(zhì)，例如，能夠舉出樹脂、金屬等。液滴噴射頭600，包含上述可靠性被提高的壓電元件(壓電致動器)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)提高可靠性的液滴噴射頭。并且，這里，對液滴噴射頭600為噴墨式記錄頭的情況進行了說明。但本發(fā)明的液滴噴射頭，也可以例如用于液晶顯示器等顏色過濾器制造的色材噴射頭、用于有機EL顯示器，F(xiàn)ED(面發(fā)光顯示器)等電極形成的電極材料噴射頭和用于生物芯片制造的生體有機物噴射頭等。4.液體噴射裝置下面，對本實施方式的液體噴射裝置進行說明。本實施方式的液體噴射裝置，具有本發(fā)明的液體噴射頭。這里，對本實施方式的液體噴射裝置1000為噴墨式打印機的情況進行說明。圖10是示意地表示本實施方式的液體噴射裝置1000的立體圖。液體噴射裝置1000包含頭單元1030、驅(qū)動部1010和控制部1060。另外，液體噴射裝置1000可以包含裝置本體1020、進紙部1050、設(shè)置記錄用紙P的托盤1021、排出記錄用紙P的排出口 1022和被配置于裝置本體1020上面的操作面板1070。頭單元1030，具有例如由上述液體噴射頭300 (400、500)構(gòu)成的噴墨式記錄頭(以下只稱為“頭”)。頭單元1030還具備墨盒1031，其向頭提供墨水；和搬運部(托架)1032， 其搭載頭和墨盒1031。驅(qū)動部1010，能夠使頭單元1030往復(fù)移動。驅(qū)動部1010具有托架馬達1041，其成為頭單元1030的驅(qū)動源；和往復(fù)移動機構(gòu)1042，其承受托架馬達1041的旋轉(zhuǎn)，往復(fù)移動頭單元1030。往復(fù)移動機構(gòu)1042具備托架導(dǎo)向軸1044，其兩端被支承在框架(圖中沒有表示)上；和與托架導(dǎo)向軸1044平行延伸的同步帶1043。托架導(dǎo)向軸1044，能夠既能夠自由地往復(fù)移動托架1032，并能夠支承托架1032。并且，托架1032被固定在同步帶1043的一部分上。通過托架馬達1041的動作，使同步帶1043行駛，被托架導(dǎo)向軸1044引導(dǎo)，頭單元 1030往復(fù)運動。在該往復(fù)運動時，從頭中適當?shù)貒姵瞿瑢τ涗浻眉圥進行打印。
控制部1060能夠控制頭單元1030、驅(qū)動部1010和進紙部1050。進紙部1050，能夠?qū)⒂涗浻眉圥從托盤1021供給到頭單元1030側(cè)。進紙部1050， 具備成為其驅(qū)動源的進紙馬達1051和借助進紙馬達1051的動作而旋轉(zhuǎn)的進紙輥1052。進紙輥1052，具有夾著記錄用紙P的進給通道上下對置的從動輥1052a和驅(qū)動輥1052b。驅(qū)動輥1052b，與進紙馬達1051相連接。由控制部1060驅(qū)動供紙部1050，以記錄用紙P經(jīng)過頭單元1030下方的方式送入。頭單元1030、驅(qū)動部1010、控制部1060以及進紙部1050被設(shè)置在裝置本體1020內(nèi)部。在液體噴射裝置1000中，可以具有本發(fā)明的液體噴射頭600。本發(fā)明的液體噴射頭600，如上所述，可以具有壓電元件，該壓電元件具有高可靠性。因此，能夠得到具有高可靠性的液體噴射裝置1000。并且，在上述的例子中，對液體噴射裝置1000是噴墨式打印機的情況進行了說明，但本發(fā)明的打印機，也可以作為工業(yè)液體噴射裝置使用。此時，作為噴出的液體(液狀材料)，可以使用由溶劑或打印劑將各種功能性材料調(diào)整為適當粘度的溶液，或者，包含金屬薄片等的溶液等。如上所述，對本發(fā)明的實施方式詳細地進行了說明，但只要能夠容易被從業(yè)者理解，可以存在不實質(zhì)地脫離本發(fā)明的新事項和效果的許多變形。因此，這樣的變形例全都包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種壓電元件，具有由第一電極和第二電極夾持的壓電體層，上述第一電極包括第一導(dǎo)電層，其具有在上述壓電體層側(cè)的第一面；和第二導(dǎo)電層， 其被形成于上述第一面上，并具有在上述第一面?zhèn)鹊牡诙妫谧陨鲜龅谝幻娴姆ň€方向觀察，將由相互重疊的上述第一電極、上述壓電體層和上述第二電極所構(gòu)成的部分作為驅(qū)動部時，上述第二導(dǎo)電層的至少一部分，被配置于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)，上述第二面的面積比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的面積小， 上述第二導(dǎo)電層以鎳酸鑭為主要成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電元件，其特征在于，在將上述壓電體層中由上述第二導(dǎo)電層和上述第二電極夾持的部分作為第一部分時， 上述第一部分的(100)方向的取向率比上述壓電體層的除上述第一部分以外的第二部分的(100)方向的取向率大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電元件，其特征在于，上述壓電體層，在上述第一面的上方且在與上述第二導(dǎo)電層的端部鄰接的區(qū)域具有空孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的壓電元件，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電層還具有在上述第一面的相反側(cè)的第三面；和將上述第一面和上述第三面連接的第四面， 上述第三面與上述第四面所形成的角度為50°以下。
5.一種壓電致動器，具有 振動板；和權(quán)利要求1 4中任意一項所述的壓電元件，其被配置于上述振動板上。
6.一種壓電致動器，其具有 振動板；和權(quán)利要求1 4中任意一項所述的壓電元件，其在上述振動板上，在第一方向上被配置了多個，上述第一電極，在上述振動板上形成為在上述第一方向延伸，并成為多個上述壓電元件的公共電極，上述壓電體層，在上述第一電極上形成為在與上述第一方向交叉的第二方向延伸， 上述第二電極，在上述壓電體層上形成為在上述第二方向延伸，且與上述第一電極的至少一部分重疊，上述第二導(dǎo)電層的在上述第二方向上至少一側(cè)的端部，位于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電致動器，其特征在于，上述第二導(dǎo)電層的在上述第一方向上至少一側(cè)的端部，在上述第一面中位于比上述驅(qū)動部的邊界部分靠內(nèi)側(cè)的位置。
8.一種壓電致動器，具有 振動板；和權(quán)利要求1 4中任意一項所述的壓電元件，其在上述振動板上，在第一方向上被配置了多個，上述第一電極，在上述振動板上形成為在與上述第一方向交叉的第二方向延伸， 上述壓電體層，形成為在上述第二方向延伸，且在上述振動板的上方覆蓋上述第一電極，上述第二電極，在上述壓電體層上形成為與上述第一電極至少一部分重疊，且成為多個上述壓電元件的公共電極，上述第二導(dǎo)電層的在上述第二方向上至少一側(cè)的端部，位于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電致動器，其特征在于，上述第二導(dǎo)電層的在上述第一方向上的至少一側(cè)的端部，位于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)的位置。
10.一種液體噴射頭，其包含權(quán)利要求5 9中任意一項所述的壓電致動器。
11.一種液體噴射裝置，其包含權(quán)利要求10所述的液體噴射頭。
12.—種壓電元件的制造方法，包含在基板上形成第一導(dǎo)電膜的工序，該第一導(dǎo)電膜具有在與上述基板側(cè)的面相反側(cè)的第一面；在上述第一導(dǎo)電膜的上述第一面上形成第二導(dǎo)電膜的工序，該第二導(dǎo)電膜具有在上述第一面?zhèn)鹊牡诙?；對上述第一?dǎo)電膜和上述第二導(dǎo)電膜進行圖案化，形成具有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的第一電極的工序；在上述第一電極上形成第一壓電體材料膜，熱處理上述第一壓電體材料膜并使其結(jié)晶化的工序；對結(jié)晶化后的上述第一壓電體材料膜進行圖案化，形成第一壓電體層的工序； 在上述第一壓電體層上形成第三導(dǎo)電膜的工序；和對上述第三導(dǎo)電膜進行圖案化，形成隔著上述第一壓電體層與上述第一電極的至少一部分重疊的第二電極的工序，在自上述第一面的法線方向觀察，將由相互重疊的上述第一電極、上述壓電體層和上述第二電極構(gòu)成的部分作為驅(qū)動部時，上述第二導(dǎo)電層，被配置于比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)， 上述第二面的面積比上述驅(qū)動部內(nèi)的上述第一面的面積小， 上述第二導(dǎo)電層以鎳酸鑭為主要成分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓電元件的制造方法，其特征在于，還包含在形成上述第二導(dǎo)電膜的工序之后，在上述第二導(dǎo)電膜的上方形成第二壓電體材料膜，熱處理上述第二壓電體材料膜，并通過圖案化形成第二壓電體層的工序；在對上述第一導(dǎo)電膜和上述第二導(dǎo)電膜進行圖案化的工序中，通過側(cè)蝕刻第二導(dǎo)電膜的被上述第二壓電體層覆蓋的一部分，在上述第一面的上方且與上述第二導(dǎo)電層的端部鄰接的區(qū)域中，形成未在上述第一導(dǎo)電層和上述第二壓電體層之間形成上述第二導(dǎo)電層的區(qū)域的工序；和在上述 第一電極的上方形成第一壓電體材料膜并通過熱處理使其結(jié)晶化的工序中，在上述區(qū)域中形成空孔的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓電元件及其制造方法、壓電致動器、液體噴射頭。該壓電元件具有由第一電極和第二電極夾持的壓電體層，第一電極包括第一導(dǎo)電層，其具有在壓電體層側(cè)的第一面；和第二導(dǎo)電層，其被形成于第一面上，并具有在第一面?zhèn)鹊牡诙?，在自第一面的法線方向觀察，將由相互重疊的第一電極、壓電體層和第二電極所構(gòu)成的部分作為驅(qū)動部時，第二導(dǎo)電層的至少一部分，被配置于比驅(qū)動部內(nèi)的第一面的外周邊靠內(nèi)側(cè)，第二面的面積比驅(qū)動部內(nèi)的第一面的面積小，第二導(dǎo)電層以鎳酸鑭為主要成分。從而，提供了具有高可靠性的壓電元件、壓電致動器，液體噴射頭、液體噴射裝置以及壓電元件的制造方法等。
文檔編號B41J2/135GK102222762SQ20111007
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者中山雅夫, 羽廣英樹 申請人:精工愛普生株式會社