压电元件、液体喷出头以及液体喷出装置的制作方法

1.本发明涉及一种压电元件、液体喷出头以及液体喷出装置。


背景技术：

2.已知一种如下的压电元件，其被用于压电方式的喷墨打印机等中，并且具有通过成膜而被形成的层叠结构。例如，在专利文献1所记载的压电元件中，下电极膜、压电体层和上电极膜以该顺序被层叠在一起。在专利文献1中，下电极膜的压电体层侧的整个面通过由镍酸镧构成的取向控制层而被构成。取向控制层的晶面方位在(100)上优先取向。压电体层的晶面方位在成膜时受到取向控制层的面方位的影响，从而取向为(100)。
3.在专利文献1所记载的压电元件中，存在如下的课题，即，随着压电元件的使用等，随着时间的经过，取向控制层中的镧或镍会扩散至压电体层中，其结果为，使压电特性降低。
4.专利文献1：日本特开2004
‑
66600号公报


技术实现要素：

5.为了解决以上的课题，本发明所涉及的压电元件的一个方式为，在基板上依次层叠有第一电极、种子层、压电体层和第二电极的压电元件，所述种子层由作为结构元素而包含铅、铁以及钛的复合氧化物构成。
6.本发明所涉及的液体喷出头的一个方式具有前述方式的压电元件、和对所述压电元件进行驱动的驱动电路。
7.本发明所涉及的液体喷出装置的一个方式具有前述方式的液体喷出头、和对所述液体喷出头的动作进行控制的控制部。
附图说明
8.图1为示意性地表示实施方式所涉及的液体喷出装置的结构图。
9.图2为实施方式所涉及的液体喷出头的分解立体图。
10.图3为图2中的iii
‑
iii线剖视图。
11.图4为表示实施方式所涉及的压电元件的俯视图。
12.图5为图4中的v
‑
v线剖视图。
13.图6为表示实施例1中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
14.图7为表示实施例2中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
15.图8为表示实施例3中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
16.图9为表示实施例4中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
17.图10为表示实施例5中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
18.图11为表示实施例6中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
19.图12为表示实施例7中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
20.图13为表示实施例8中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
21.图14为表示实施例9中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
22.图15为表示实施例10中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
23.图16为表示实施例11中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
24.图17为表示比较例1中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
25.图18为表示比较例2中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
26.图19为表示比较例3中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
27.图20为表示比较例4中的压电体层的由x射线衍射法测定的测定结果的图。
具体实施方式
28.以下，在参照附图的同时，对本发明所涉及的优选的实施方式进行说明。另外，在附图中，各部的尺寸或比例尺适当地与实际情况有所不同，也存在为了容易理解而示意性地示出的部分。此外，对于本发明的范围而言，只要在以下的说明中没有记载特别对本发明进行限定的内容，则不限于这些方式。
29.另外，以下的说明以适当地使用相互交叉的x轴、y轴以及z轴的方式来进行。此外，将沿着x轴的一个方向称为x1方向，并将与x1方向相反的方向称为x2方向。同样地，将沿着y轴而相互相反的方向称为y1方向以及y2方向。此外，将沿着z轴而相互相反的方向称为z1方向以及z2方向。此外，将在沿着z轴的方向上进行观察的情况称为“俯视”。
30.在此，典型而言，z轴为铅直的轴，z2方向相当于在铅直方向的下方向。但是，z轴也可以不是铅直的轴。此外，虽然x轴、y轴以及z轴，典型而言为相互正交，但并未被限定于此，例如，只要以80
°
以上且100
°
以下的范围内的角度交叉即可。
31.1.实施方式
[0032]1‑
1.液体喷出装置的整体结构
[0033]
图1为，示意性地表示实施方式所涉及的液体喷出装置100的结构图。液体喷出装置100为，将作为液体的一个示例的油墨以液滴的形式向介质12喷出的喷墨方式的印刷装置。介质12典型地为印刷纸张。另外，介质12并未被限定于印刷纸张，例如，也可以为树脂薄膜或布帛等任意的材质的印刷对象。
[0034]
如图1所示那样，在液体喷出装置100中，安装有对油墨进行贮留的液体容器14。作为液体容器14的具体的形态，例如可列举出能够在液体喷出装置100上拆装的盒、由可挠性的薄膜形成的袋状的油墨袋、以及能够补充油墨的油墨罐。另外，被贮留于液体容器14内的油墨的种类是任意的。
[0035]
液体喷出装置100具有：控制单元20、输送机构22、移动机构24和液体喷出头26。控制单元20例如包括cpu(central processing unit)或fpga(field programmable gate array)等处理电路和半导体存储器等的存储电路，并对液体喷出装置100的各个要素的动作进行控制。在此，控制单元20为“控制部”的一个示例，并对液体喷出头26的动作进行控制。
[0036]
输送机构22在由控制单元20实施的控制下，在y2方向上对介质12进行输送。移动机构24在由控制单元20实施的控制下，使液体喷出头26在x1方向和x2方向上往复。在图1所示的示例中，移动机构24具有对液体喷出头26进行收纳的被称为滑架的大致箱型的输送体
242、和被固定有输送体242的输送带244。另外，被搭载于输送体242上的液体喷出头26的数量并未被限定为一个，也可以为多个。此外，在输送体242上，除了搭载有液体喷出头26之外，也可以搭载有前述的液体容器14。
[0037]
液体喷出头26在由控制单元20实施的控制下，在z2方向上将从液体容器14被供给的油墨从多个喷嘴的每一个中向介质12喷出。该喷出通过以与由输送机构22实施的介质12的输送和由移动机构24实施的液体喷出头26的往复移动并行的方式来实施，从而在介质12的表面上形成了由油墨产生的图像。
[0038]1‑
2.液体喷出头的整体结构
[0039]
图2为，实施方式所涉及的液体喷出头26的分解立体图。图3为，图2中的iii
‑
iii线剖视图。如图2所示那样，液体喷出头26具有在沿着y轴的方向上排列的多个喷嘴n。在图2所示的示例中，多个喷嘴n被划分为在沿着x轴的方向上彼此隔开间隔而排列的第一列l1和第二列l2。第一列l1以及第二列l2分别为，被直线状地排列在沿着y轴的方向上的多个喷嘴n的集合。在此，液体喷出头26中的与第一列l1的各个喷嘴n相关联的要素和与第二列l2的各个喷嘴n相关联的要素为，在沿着x轴的方向上彼此大致对称的结构。
[0040]
但是，第一列l1中的多个喷嘴n和第二列l2中的多个喷嘴n在沿着y轴的方向上的位置彼此既可以一致，也可以不同。此外，也可以省略与第一列l1以及第二列l2中的一方的各个喷嘴n相关联的要素。在下文中，例示了第一列l1中的多个喷嘴n和第二列l2中的多个喷嘴n在沿着y轴的方向上的位置彼此一致的结构。
[0041]
如图2以及图3所示那样，液体喷出头26具有：流道结构体30、喷嘴板62、吸振体64、振动板36、配线基板46、筐体部48和驱动电路50。
[0042]
流道结构体30为，形成用于向多个喷嘴n供给油墨的流道的结构体。本实施方式的流道结构体30具有流道基板32和压力室基板34，这些基板依次被层叠在z1方向上。流道基板32以及压力室基板34分别为，在沿着y轴的方向上呈长条的板状部件。流道基板32以及压力室基板34通过例如粘合剂而被相互接合在一起。
[0043]
在位于与流道结构体30相比靠z1方向的位置的区域中，设置有振动板36、配线基板46、筐体部48和驱动电路50。另一方面，在位于与流道结构体30相比靠z2方向的位置的区域中，设置有喷嘴板62和吸振体64。液体喷出头26的各个要素大体与流道基板32以及压力室基板34同样地为在沿着y轴的方向上呈长条的板状部件，并且通过例如粘合剂而被相互接合在一起。
[0044]
喷嘴板62为，被形成有多个喷嘴n的板状部件。多个喷嘴n分别为，供油墨通过的圆形形状的贯穿孔。喷嘴板62例如通过使用干法蚀刻或湿法蚀刻等加工技术的半导体制造技术来加工单晶硅基板，从而被制造出来。但是，在喷嘴板62的制造中，也可以适当地使用其他公知的方法以及材料。
[0045]
在流道基板32中，针对第一列l1以及第二列l2的各个列而形成有空间ra、多个供给流道322、多个连通流道324和供给液室326。空间ra为，在沿着z轴的方向上观察的俯视时，在沿着y轴的方向上延伸的长条状的开口。供给流道322以及连通流道324分别为，针对每个喷嘴n而被形成的贯穿孔。供给液室326为，跨及多个喷嘴n而在沿着y轴的方向上延伸的长条状的空间，并且使空间ra和多个供给流道322相互连通。多个连通流道324分别在俯视时与对应于该连通流道324的一个喷嘴n重叠。
[0046]
压力室基板34为，针对第一列l1以及第二列l2的各个列而形成有被称为空腔的多个压力室c的板状部件。多个压力室c被排列在沿着y轴的方向上。各个压力室c为，针对每个喷嘴n而被形成、且在俯视时在沿着x轴的方向上延伸的长条状的空间。流道基板32以及压力室基板34分别与前述的喷嘴板62同样地例如通过利用半导体制造技术对单晶硅基板进行加工，从而被制造出来。但是，在流道基板32以及压力室基板34各自的制造中，也可以适当地使用其他公知的方法以及材料。
[0047]
压力室c为，位于流道基板32与振动板36之间的空间。针对第一列l1以及第二列l2的各个列而言，多个压力室c被排列在沿着y轴的方向上。此外，压力室c分别与连通流道324以及供给流道322连通。因此，压力室c经由连通流道324而与喷嘴n连通，并且经由供给流道322和供给液室326而与空间ra连通。
[0048]
在压力室基板34的朝向z2方向的面上，配置有振动板36。振动板36为，能够弹性地进行振动的板状部件。在此，由振动板36以及压力室基板34构成的层叠体31为“基板”的一个示例。另外，也可以将振动板36理解为“基板”。关于振动板36，将在后文进行详细叙述。
[0049]
在振动板36的朝向z1方向的面上，针对第一列l1以及第二列l2的各个列而配置有相互与喷嘴n相对应的多个压电元件44。各个压电元件44为，通过驱动信号的供给而进行变形的无源元件。各个压电元件44呈在俯视时在沿着x轴的方向上延伸的长条状。多个压电元件44以与多个压力室c相对应的方式被排列在沿着y轴的方向上。当振动板36以与压电元件44的变形联动的方式振动时，通过压力室c内的压力变动，从而使油墨从喷嘴n被喷出。关于压电元件44，将在后文进行详细叙述。
[0050]
筐体部48为，用于对被供给至多个压力室c的油墨进行贮留的外壳。如图3所示那样，在本实施方式的筐体部48中，针对第一列l1以及第二列l2的各个列而形成有空间rb。筐体部48的空间rb和流道基板32的空间ra相互连通。由空间ra和空间rb构成的空间作为对被供给至多个压力室c的油墨进行贮留的液体贮留室(贮液器)r而发挥功能。在液体贮留室r中，经由被形成于筐体部48上的导入口482而被供给有油墨。液体贮留室r内的油墨经由供给液室326和各个供给流道322而被供给至压力室c。吸振体64为，构成液体贮留室r的壁面的可挠性的薄膜(可塑性基板)，并吸收液体贮留室r内的油墨的压力变动。
[0051]
配线基板46为，被形成有用于对驱动电路50和多个压电元件44进行电连接的配线的板状部件。配线基板46的朝向z2方向的面经由导电性的多个凸块b而与振动板36接合。另一方面，在配线基板46的朝向z1方向的面上，安装有驱动电路50。驱动电路50为，输出用于对各个压电元件44进行驱动的驱动信号以及基准电压的ic(integrated circuit)芯片。
[0052]
在配线基板46的朝向z1方向的面上，接合有外部配线52的端部。外部配线52例如由fpc(flexible printed circuits：柔性印刷电路)或ffc(flexible flat cable：柔性扁平电路)等连接部件构成。在此，在配线基板46上，如图2所示那样，形成有对外部配线52和驱动电路50进行电连接的多个配线461、和被供给有从驱动电路50被输出的驱动信号以及基准电压的多个配线462。
[0053]1‑
3.振动板以及压电元件的详细情况
[0054]
图4为，表示实施方式所涉及的压电元件44的俯视图。图5为，图4中的v
‑
v线剖视图。在液体喷出头26中，如图5所示那样，压力室基板34、振动板36以及多个压电元件44依次被层叠在z1方向上。
[0055]
如图5所示那样，在压力室基板34上，设置有构成压力室c的孔341。伴随于此，在压力室基板34中，在彼此相邻的两个孔341之间设置有在沿着x轴的方向上延伸的壁状的隔壁部342。在图4中，用虚线示出了孔341的俯视形状。压力室基板34通过对单晶硅基板进行各向异性蚀刻从而被形成。在该各向异性蚀刻的蚀刻液中，例如可使用氢氧化钾水溶液(koh)等。此外，在该各向异性蚀刻中，后述的第一层361被作为蚀刻停止层来使用。
[0056]
另外，虽然在图4中，孔341的俯视形状为矩形，但并未被限定于此，其是任意的。例如，在通过各向异性蚀刻而被形成在面方位(110)的单晶硅基板上的情况下的孔341的俯视形状呈平行四边形。
[0057]
如图5所示那样，振动板36具有第一层361和第二层362，这些层依次被层叠在z1方向上。第一层361例如为由氧化硅(sio2)构成的弹性膜。该弹性膜例如通过对单晶硅基板的一个面进行热氧化而被形成。第二层362例如为由氧化锆(zro2)构成的绝缘膜。该绝缘膜例如通过溅射法来形成锆层并通过对该层进行热氧化而被形成。
[0058]
在此，如前文所述那样，振动板36的第二层362由氧化锆构成，层叠体31包括氧化锆。氧化锆具有优异的电绝缘性、机械强度以及韧性。因此，通过在振动板36中使用包括氧化锆在内的第二层362，从而能够提高振动板36的特性。此外，也可被认为是，即使后述的压电体层443具有在后述的种子层444上不存在的部分，通过使该部分被配置于第二层362上，从而在形成压电体层443时，也易于使该部分优先取向在(100)方向上。
[0059]
另外，金属氧化物等其他层也可以介于第一层361与第二层362之间。此外，振动板36的一部分或全部也可以由与压力室基板34相同的材料一体构成。此外，振动板36也可以由单一材料的层构成。
[0060]
如图4所示那样，压电元件44在俯视时与压力室c重叠。如图5所示那样，压电元件44具有第一电极441、种子层444、压电体层443和第二电极442，并且这些元素依次被层叠在z1方向上。因此，在压电元件44中，在作为基板的一个示例的层叠体31上依次层叠有第一电极441、种子层444、压电体层443和第二电极442。另外，用于提高紧贴性的层等其他层也可以适当地介于压电元件44的层间、或者压电元件44与振动板36之间。
[0061]
第一电极441为，针对每个压电元件44而以相互分离的方式被配置的独立电极。具体而言，在沿着x轴的方向上延伸的多个第一电极441相互隔开间隔而被排列在沿着y轴的方向上。在各个压电元件44的第一电极441上，经由驱动电路50而被施加有用于从与该压电元件44相对应的喷嘴n喷出油墨的驱动信号。
[0062]
第一电极441为，例如由铂(pt)构成的层。铂作为电极材料而具有优异的特性。而且，可推断出，通过第一电极441包含铂，从而易于形成具有以高取向度而在(100)方向上优先取向的钙钛矿结构的种子层444。第一电极441例如通过溅射法等公知的成膜技术、以及使用光刻以及蚀刻等的公知的加工技术而被形成。
[0063]
另外，第一电极441的构成材料并未被限定于铂，例如，也可以为铱(ir)、铝(al)、镍(ni)、金(au)、铜(cu)等金属材料。此外，第一电极441既可以独立地使用这些金属材料中的一种而被构成，也可以以层叠两种以上或合金等方式组合使用而被构成。
[0064]
另一方面，第二电极442为，以跨及多个压电元件44而连续的方式在沿着y轴的方向上延伸的带状的共同电极。在第二电极442上被施加有预定的基准电压。
[0065]
第二电极442为，例如由铱(ir)构成的层。第二电极442例如通过溅射法等公知的
成膜技术、以及使用光刻以及蚀刻等的公知的加工技术而被形成。
[0066]
另外，第二电极442的构成材料并未被限定于铱，例如，也可以为铂(pt)、铝(al)、镍(ni)、金(au)或铜(cu)等金属材料。此外，第二电极442既可以为独立使用这些金属材料中的一种而被构成，也可以以层叠两种以上或合金等方式组合使用而被构成。
[0067]
压电体层443被配置于第一电极441与第二电极442之间。如图4所示那样，压电体层443以跨及多个压电元件44而连续的方式呈在沿着y轴的方向上延伸的带状。在图4所示的示例中，在压电体层443中，在俯视时与彼此相邻的各个压力室c的间隙相对应的区域上，在沿着x轴的方向上延伸设置有贯穿压电体层443的贯穿孔443a。另外，压电体层443也可以被独立设置在多个压电元件44中。
[0068]
压电体层443由具有作为结构元素而包括铅、锆以及钛在内的钙钛矿结构的复合氧化物构成。作为该复合氧化物，例如可列举出锆钛酸铅(pb(zr，ti)o3)、锆钛酸铅镧((pb，la)(zr，ti)o3)、铌酸锆钛酸铅(pb(zr，ti，nb)o3)、铌酸镁锆钛酸铅(pb(zr，ti)(mg，nb)o3)等。其中，对于压电体层443的结构材料而言，优选使用锆钛酸铅。另外，在压电体层443中，也可以包含少量杂质等的其他元素。
[0069]
压电体层443例如通过溶胶凝胶法或mod(metal organic decomposition)法而形成压电体的前驱体层，并通过对该前驱体层进行烧成并结晶化从而被形成。
[0070]
种子层444被配置于第一电极441与压电体层443之间。如图4所示那样，种子层444在俯视时以跨及与压电体层443相同的区域的方式被设置。另外，种子层444只要被配置于第一电极441与压电体层443之间即可，也可以在俯视时被设置于与压电体层443不同的区域。
[0071]
种子层444由具有作为结构元素而包括铅、铁以及钛在内的钙钛矿结构的复合氧化物构成。通过使前述的压电体层443被设置于这样的种子层444之上，从而能够使构成压电体层443的复合氧化物优先取向在(100)方向上。
[0072]
在此，与专利文献1所记载的取向控制层的结构元素相比，种子层444的结构元素与压电体层443的结构元素相近。因此，即使种子层444的结构元素扩散至压电体层443，其影响也较小。其结果为，能够减少压电元件44的特性的降低。
[0073]
此外，由于构成种子层444的复合氧化物的相对介电常数与钛等的金属单体相比而较高，因此也能够防止因由钛等金属单体构成的相对介电常数较低的层存在于第一电极441与第二电极442之间而产生的压电元件44的位移效率的恶化。
[0074]
种子层444中所包含的复合氧化物例如为pbfeo3和pbtio3的固溶体，并且可由pb(fe，ti)o3来表示。更具体而言，该复合氧化物可由下式(1)来表示。
[0075]
pb
x
fe
y
ti
(1
‑
y)
o
z
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0076]
在此，虽然式(1)中的x只要满足1.00≤x＜2.00的关系即可，但从适当地获得通过种子层444来提高压电体层443的取向度的效果的观点出发，优选为，满足1.00≤x＜1.50的关系，更优选为，满足1.10≤x＜1.40的关系。
[0077]
式(1)中的y只要满足0.10≤y≤0.90的关系即可，从适当地获得通过种子层444而提高压电体层443的取向度的效果的观点出发，优选为，满足0.20≤y≤0.80的关系，更优选为，满足0.40≤y≤0.60的关系。
[0078]
式(1)中的z，典型地满足z＝3.00的关系。但是，z也可以不满足该关系。
[0079]
此外，从适当地获得通过种子层444来提高压电体层443的(100)取向度的效果的观点出发，式(1)中的x以及y优选为，满足1.3≤(x/y)＜13.0的关系，更优选为，满足1.5≤(x/y)＜6.5的关系，进一步优选为，满足1.6≤(x/y)＜3.5的关系。
[0080]
另外，种子层444的结构材料只要具有作为结构元素而包括铅、铁以及钛在内的钙钛矿结构的复合氧化物即可，并未被限定于由前述的式(1)所表示的复合氧化物，也可以作为结构元素而包括铅、铁以及钛以外的元素。此外，在种子层444中，也可以少量包含杂质等的其他元素。
[0081]
这样的种子层444的相对介电常数为100f
·
m
‑1以上。因此，如上文所述那样，能够实现优异的位移效率的压电元件44。
[0082]
此外，在利用x射线衍射法来对这样的压电体层443进行解析时，与(100)相对应的峰值强度高于与(110)相对应的峰值强度。也就是说，(100)取向度高于(110)取向度。因此，能够实现优异的位移效率的压电元件44。
[0083]
种子层444的厚度t1只要能够提高压电体层443的(100)方向的取向度即可，虽然未被特别限定，但优选为，薄于压电体层443的厚度t2。在该情况下，与种子层444的厚度t1厚于压电体层443的厚度t2的结构相比，能够提高压电元件44的位移效率。
[0084]
此外，种子层444的厚度t1优选为，处于20nm以上且200nm以下的范围内，更优选为，处于50nm以上且150nm以下的范围内，进一步优选为，处于70nm以上且130nm以下的范围内。通过使种子层444的厚度t1处于该范围内，从而能够在提高压电元件44的位移效率的同时，使用种子层444而使构成压电体层443的复合氧化物优先取向在(100)方向上。
[0085]
相对于此，当种子层444的厚度t1较薄时，表示如下趋势，即，通过种子层444来提高压电体层443的取向度的效果降低。另一方面，当种子层444的厚度t1过厚时，表示如下趋势，即，不仅不期望通过种子层444来提高压电体层443的(100)取向度的效果的升高，而且还因压电体层443的厚度t2而使压电元件44的位移效率降低。
[0086]
2.变形例
[0087]
以上的例示中的各个方式能够进行多种多样地变形。以下，对能够被应用于前述的各个方式中的具体的变形的方式进行例示。另外，从以下的例示中任意选择的两个以上的方式能够在不相互矛盾的范围内被适当地合并。
[0088]2‑
1.变形例1
[0089]
在前述的方式中，例示了具有压电元件44和对压电元件44进行驱动的驱动电路50的液体喷出头26。搭载压电元件44的设备等并未被限定于液体喷出头，例如，既可以为具有压电元件的压电致动器等的其他驱动装置，也可以为具有压电元件的压力传感器等的检测装置等。
[0090]2‑
2.变形例2
[0091]
在前述的方式中，液体喷出头26具有被排列的多个压电元件44。在此，该多个压电元件44具有被独立设置于该多个压电元件中的多个第一电极441、被共同设置于该多个压电元件44中的第二电极442。多个第一电极441被配置于压电体层443与振动板36之间。
[0092]
以此方式，虽然在前述的方式中，例示了第一电极441为独立电极且第二电极442为共同电极的结构，但也可以将第一电极441设为跨及多个压电元件44而连续的共同电极，将第二电极442设为针对每个压电元件44而独立的独立电极。此外，也可以将第一电极441
以及第二电极442这双方均设为独立电极。
[0093]2‑
3.变形例3
[0094]
虽然在前述的各个方式中，例示了使搭载液体喷出头26的输送体242往复的串行式的液体喷出装置100，但也能够在多个喷嘴n跨及介质12的整个宽度而分布的行式的液体喷出装置中应用本发明。
[0095]2‑
4.变形例4
[0096]
由前述的各个方式所例示的液体喷出装置100除了能够被专用于印刷的设备所采用之外，也能够被传真装置或复印机等各种设备所采用。显然，本发明的液体喷出装置的用途并未被限定于印刷。例如，喷出颜色材料的溶液的液体喷出装置可作为形成液晶显示装置的彩色滤波器的制造装置而被利用。此外，喷出导电材料的溶液的液体喷出装置可作为形成配线基板的配线或电极的制造装置而被利用。
[0097]2‑
5.变形例5
[0098]
虽然在前述的各个方式中，例示了压电体层含有具有作为结构元素而包括铅、锆以及钛在内的钙钛矿结构的复合氧化物的结构，但本发明并未被限定于该结构。例如，作为压电体层，也可以使用钛酸钡(batio3)或铌酸钠钾((k，na)nbo3)等复合氧化物。
[0099]2‑
6.变形例6
[0100]
虽然在前述的各个方式中，例示了种子层的复合氧化物具有钙钛矿结构的结构，但本发明并未被限定于该结构。种子层的复合氧化物只要为作为结构元素而包括铅、铁以及钛在内的复合氧化物即可，也可以不一定具有钙钛矿结构。
[0101]
实施例
[0102]
以下，对本发明的具体的实施例进行说明。另外，本发明并未被限定于以下的实施例。
[0103]
a.压电体层的制造
[0104]
a
‑
1.实施例1
[0105]
首先，通过对面方位(110)的单晶硅基板的一个面进行热氧化，从而作为振动板的第一层而形成了厚度1460nm的二氧化硅膜。
[0106]
接下来，在该二氧化硅膜上，通过溅射法而使锆膜成膜，并通过使该锆膜在900℃下进行热氧化，从而作为振动板的第二层而形成了厚度400nm的氧化锆膜。
[0107]
在该氧化锆膜上，通过在450℃的加热环境下，利用溅射法而使铂成膜，从而形成了厚度50nm的第一电极。
[0108]
之后，将以使用铅、铁以及钛各自的mod溶液而使pb：fe：ti成为1.3：0.1：0.9的方式调合而成的mod溶液，利用旋涂法而涂布在第一电极上，之后，在380℃下进行干燥以及脱脂后，通过利用rta(rapid thermal annealing：快速热退火)，从而在750℃下，持续3分钟，进行加热处理，从而形成了由pb
1.3
fe
0.1
ti
0.9
o
z
构成的厚度50nm的种子层。因此，成为x＝1.3、y＝0.1、x/y＝13.0。
[0109]
接下来，将以pb：zr：ti成为1.18：0.52：0.48的方式调合而成的mod溶液，利用旋涂法而涂布在种子层上，之后，在进行了180℃下的干燥以及440℃的脱脂后，通过利用rta(rapid thermal annealing)，在750℃下，持续5分钟，进行加热处理，从而形成了由pzt构成的厚度1000nm的压电体层。
[0110]
a
‑
2.实施例2
[0111]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.2：0.8的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例2的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.2、x/y＝6.5。
[0112]
a
‑
3.实施例3
[0113]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.3：0.7的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例3的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.3、x/y＝4.3。
[0114]
a
‑
4.实施例4
[0115]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.4：0.6的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例4的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.4、x/y＝3.3。
[0116]
a
‑
5.实施例5
[0117]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.5：0.5的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例5的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.5、x/y＝2.6。
[0118]
a
‑
6.实施例6
[0119]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.6：0.4的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例6的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.6、x/y＝2.2。
[0120]
a
‑
7.实施例7
[0121]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.8：0.2的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例7的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.8、x/y＝1.6。
[0122]
a
‑
8.实施例8
[0123]
除了使用以pb：fe：ti成为1.3：0.9：0.1的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例8的压电体层。因此，成为x＝1.3、y＝0.9、x/y＝1.4。
[0124]
a
‑
9.实施例9
[0125]
除了使用以pb：fe：ti成为1.1：0.3：0.7的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例9的压电体层。因此，成为x＝1.1、y＝0.3、x/y＝3.7。
[0126]
a
‑
10.实施例10
[0127]
除了使用以pb：fe：ti成为1.1：0.4：0.6的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例10的压电体层。因此，成为x＝1.1、y＝0.4、x/y＝2.8。
[0128]
a
‑
11.实施例11
[0129]
除了使用以pb：fe：ti成为1.1：0.6：0.4的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例11的压电体层。因此，成为x
＝1.1、y＝0.6、x/y＝1.8。
[0130]
a
‑
12.实施例12
[0131]
除了将种子层的厚度设为20nm之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例12的压电体层。
[0132]
a
‑
13.实施例13
[0133]
除了将种子层的厚度设为200nm之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出实施例13的压电体层。
[0134]
a
‑
13.比较例1
[0135]
除了使用铅以及钛各自的mod溶液而以pb：ti成为1.3：1.0的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出比较例1的压电体层。
[0136]
a
‑
14.比较例2
[0137]
除了使用铅以及铁各自的mod溶液而以pb：fe成为1.3：1.0的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出比较例2的压电体层。
[0138]
a
‑
15.比较例3
[0139]
除了使用以pb：fe：ti成为1.1：0.1：0.9的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出比较例3的压电体层。
[0140]
a
‑
16.比较例4
[0141]
除了使用铅、钴以及钛各自的mod溶液并使用以pb：co：ti成为1.3：0.4：0.6的方式调合而成的mod溶液而形成了种子层之外，其余均以与前述的实施例1同样的方式而制造出比较例4的压电体层。
[0142]
b.评价
[0143]
关于前述的各个实施例以及各个比较例，使用x射线衍射装置(bruker公司制discover with gadds)，调查了压电体层的取向状态。
[0144]
在此，使用了x射线衍射装置的测定是在管电压：50kv、管电流：100ma、检测器距离：15cm、准直仪直径：0.1mm、测定时间：180秒钟、ψ＝0
°
的条件下实施的。在2θ范围：20
°
～40
°
、χ范围：
‑
95
°
～
‑
85
°
、步长：0.02
°
、强度标准化法：bin normalized的条件下，将通过该测定而获得的二维数据转换为x射线衍射强度曲线。在图6～图20中示出了该结果。另外，虽然关于实施例12以及13没有进行图示，但通过由发明人实施的其他的实验而确认了与实施例1同样的结果。
[0145]
如图6～图16所示那样，在各个实施例中，虽然分别在32
°
附近稍微出现了pzt的(110)峰值，在38
°
附近稍微出现了pzt的(111)峰值，但在22
°
附近出现的pzt的(100)峰值极大。成为这样的结果的情况被推测为，是由于在形成压电体层时压电体层的结晶取向受到种子层的结晶取向的影响。
[0146]
相对于此，虽然如图17～图20所示那样，在各个比较例中，pzt的(100)峰值几乎没有出现或者非常小，而且，pzt的(110)峰值或(111)峰值与各个实施例相比而较大。在此，各个比较例的pzt的(100)峰值非常小的情况被推测为，是由于种子层的(100)取向较弱，因此未收到其影响，并且，受到pzt易于形成的(110)取向、或第一电极441中所包含的pt等的
(111)取向的影响，从而即使在pzt中被形成的(111)取向的作用也变得较大。
[0147]
将按照a、b、c以及d四个等级来评价以上的结果后得到的结果汇总在表1中并示出。另外，a、b、c以及d在此顺序中，a表示最佳评价。
[0148]
表1
[0149]
表1
[0150][0151]
符号说明
[0152]
20
…
控制单元(控制部)；26
…
液体喷出头；31
…
层叠体(基板)；34
…
压力室基板；44
…
压电元件；50
…
驱动电路；100
…
液体喷出装置；441
…
第一电极；442
…
第二电极；443
…
压电体层；444
…
种子层；t1
…
厚度；t2
…
厚度。