圧電素子およびその製造方法ならびに圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
【課題】高い信頼性を持つ圧電素子，圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置、ならびに圧電素子の製造方法等を提供する。
【解決手段】本発明に係る圧電素子は、第１電極と第２電極とによって挟まれた圧電体層を有する圧電素子であって、前記第１電極は、前記圧電体層側の第１の面を有する第１導電層と、前記第１の面において形成され、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電層と、を含み、前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、前記第２導電層の少なくとも一部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする。
【解決手段】本発明に係る圧電素子は、第１電極と第２電極とによって挟まれた圧電体層を有する圧電素子であって、前記第１電極は、前記圧電体層側の第１の面を有する第１導電層と、前記第１の面において形成され、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電層と、を含み、前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、前記第２導電層の少なくとも一部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子およびその製造方法ならびに圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、画像記録装置およびディスプレー製造装置等に用いることができるインクジェットプリンター等の液体噴射装置の液体噴射ヘッドや、各種圧電アクチュエーターにおいて、圧電素子を用いること知られている。
【０００３】
圧電素子は、例えば、下部電極上に圧電体層を形成し、圧電体層を覆うように上部電極を形成して得ることができる。ここで、例えば、下部電極を構成する導電層の圧電体層と接する最上層を、ニッケル酸ランタンを含むように形成し、圧電体層の配向度を制御することによって、圧電体層の圧電特性を向上させることが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このような圧電素子では、実際の駆動時、下部電極の端部周辺は、応力が集中しやすい。また、ニッケル酸ランタンの上方に形成される圧電体層は、圧電特性が向上している他、ニッケル酸ランタン成分が拡散し、耐電圧が低下している。
【０００５】
上記の理由により、このような圧電素子において、下部電極の端部周辺の圧電体層でクラックや焼損といった破壊が生じてしまうことがある。よって、このような圧電素子で、クラック等の物理的破壊が生じにくく、信頼性の高い圧電素子が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６９９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明のいくつかの態様によれば、信頼性が向上した圧電素子と、その製造方法、並びに、この圧電素子を含む、圧電アクチュエーター、液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る圧電素子は、
第１電極と第２電極とによって挟まれた圧電体層を有する圧電素子であって、
前記第１電極は、前記圧電体層側の第１の面を有する第１導電層と、前記第１の面において形成され、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電層と、を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層の少なくとも一部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする。
【０００９】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【００１０】
本発明によれば、第２導電層の少なくとも一部は、駆動部内の第１の面の外周辺よりも内側に配置されるため、ニッケル酸ランタンを主成分とする第２導電層の第２の面の面積が、駆動部内の第１の面の面積よりも小さい圧電素子を提供することができる。このような圧電素子によれば、圧電体層の第２導電層と第２電極との間に形成された部分の少なくとも一部を、駆動部の内側に形成ことができる。また、駆動部の境界部分には、第２導電層と第２電極の間に形成された部分よりも耐電圧が高い圧電体層を形成することができる。さらに、駆動部の境界部分には、第２導電層と第２電極の間に形成された部分よりも変位特性の低い圧電体層を形成することができる。したがって、第１導電層の端部などにより規定される駆動部の境界部分において、圧電体層の応力を緩和し、耐電圧を向上させることができるため、圧電素子の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
（２）本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層において、前記第２導電層と、前記第２電極と、によって挟まれた部分を第１の部分としたとき、
前記第１の部分の（１００）方向の配向率は、前記圧電体層の前記第１の部分以外の第２の部分の（１００）方向の配向率よりも大きくてもよい。
【００１２】
（３）本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層は、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、空孔を有していてもよい。
【００１３】
これによれば、応力が集中しやすい第１導電層の端部において、応力を吸収する空孔を形成することができる。したがって、圧電素子の信頼性をより向上させることができる。
【００１４】
（４）本発明に係る圧電アクチュエーターにおいて、
前記第１導電層は、前記第１の面と反対側の第３の面と、
前記第１の面と前記第３の面とを連続する第４の面と、
をさらに有し、
前記第３の面および前記第４の面が形成する角度は、５０°以下であってもよい。
【００１５】
これによれば、第３の面と第４の面とによって形成される角部の角度をより大きくすることができ、駆動部の境界部分における電界の集中を緩和することができる。したがって、より信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１６】
（５）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上に、上記いずれかの圧電素子と、
を有する。
【００１７】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１８】
（６）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向に延び、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記圧電体層は、前記第１電極の上において、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第２の方向に延びるように形成され、かつ、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する。
【００１９】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００２０】
（７）本発明に係る圧電アクチュエーターにおいて、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記第１の面において、前記駆動部の境界部分よりも内側に位置していてもよい。
【００２１】
（８）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記圧電体層は、前記第２の方向に延び、かつ、前記振動板の上方において前記第１電極を覆うように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する。
【００２２】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００２３】
（９）本発明に係る圧電アクチュエーターにおいて、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置していてもよい。
【００２４】
（１０）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
上記のいずれかの圧電アクチュエーターを含む。
【００２５】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを備えた液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００２６】
（１１）本発明に係る液体噴射装置は、
上記の液体噴射ヘッドを含む。
【００２７】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供することができる。
【００２８】
（１２）本発明に係る圧電素子の製造方法は、
基板の上に、前記基板側の面とは反対側の第１の面を有する、第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の前記第１の面の上に、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングして、第１導電層および第２導電層を有する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、第１圧電体材料膜を形成し、前記第１圧電体材料膜を熱処理して結晶化させる工程と、
結晶化した前記第１圧電体材料膜をパターニングして、第１圧電体層を形成する工程と、
前記第１圧電体層の上に、第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１圧電体層を介して前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップする第２電極を形成する工程と、
を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする。
【００２９】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子の製造方法を提供することができる。
【００３０】
（１３）本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記第２導電膜を形成する工程の後に、前記第２導電膜の上方に第２圧電体材料膜を形成し、前記第２圧電体材料膜を熱処理し、パターニングすることによって第２圧電体層を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングする工程において、第２導電膜の前記第２圧電体層に覆われた一部をサイドエッチングすることによって、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、前記第１導電層と前記第２圧電体層との間に前記第２導電層が形成されない領域を形成する工程と、
前記第１電極の上方に第１圧電体材料膜を形成して、熱処理によって結晶化させる工程において、前記領域において空孔を形成する工程と、
を更に含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図１Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１Ｃ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１Ｄ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す拡大断面図。
【図２Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図２Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図３Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図３Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図３Ｃ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図４Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図４Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図１０】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００３３】
１． 圧電素子および圧電アクチュエーター
１．１ 第１実施形態
以下、図面を参照して、第１実施形態に係る圧電素子１００について説明する。
【００３４】
図１Ａは、第１実施形態に係る圧電素子１００の一例を模式的に示す平面図である。図１Ｂおよび図１Ｃは、第１実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に対応し、図１Ｃは、図１ＡのＩＣ−ＩＣ線に対応する。また、図１Ｄは、第１電極１０の端部を模式的に説明するための図である。
【００３５】
本実施形態に係る圧電素子１００は、第１電極２０と第２電極４０とによって挟まれた圧電体層３０を有する圧電素子であって、第１電極２０は、圧電体層３０側の第１の面２２を有する第１導電層２１と、第１の面２２において形成され、第１の面２２側の第２の面２７を有する第２導電層２６と、を含む。
【００３６】
本実施形態にかかる圧電素子１００が形成される基板が、後述される振動板１０である場合、振動板１０と、圧電素子１００と、で圧電アクチュエーター１０１と称することができる。詳細は後述される。
【００３７】
ここで、図１Ｂに示すように、第１の面２２の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、第１電極２０、圧電体層３０および第２電極４０から構成される部分を、駆動部５０（図１Ｂの太字破線で示される部分）と定義する。
【００３８】
また、図１Ａに示すように、圧電体層３０および第２電極４０が延びる方向を第２の方向１２０とし、第２の方向１２０に交差する方向を、第１の方向１１０とする。第１の方向１１０は、第２の方向１２０と直交する方向であってもよい。また、図示はされないが、第１の方向１１０において、複数の圧電素子１００が配置されていてもよい。
【００３９】
図１Ａから図１Ｃに示すように、圧電素子１００は、支持体となる基板１０の上方に形成されることができる。基板１０が、例えば後述される振動板である場合、基板１０および圧電素子１００を含む構造体を、圧電アクチュエーター１０１と称してもよい。
【００４０】
基板１０は、プレート状の部材であって、図１Ａに示すように、圧電素子１００側の上面１１と、上面１１と反対側の下面１２を有する。基板１０の上面１１の法線方向から見た場合の平面視における形状は特に限定されない。基板１０は、上面１１において圧電素子１００を支持する。
【００４１】
基板１０の材質としては、例えば、導電体、半導体、絶縁体などを例示することができる。ただし、少なくとも基板１０の上面１１は、基板１０の上面１１に第１電極２０を形成することから、絶縁体であってもよい。より具体的には、基板１０としては、例えば、単結晶シリコン基板を用いることができる。また、基板１０に、第１電極２０と電気的に接続するリード配線が含まれていてもよい（図示せず）。
【００４２】
基板１０は、例えば、可撓性を有し、圧電体層４０の動作によって変形（屈曲）する振動板１０であってもよい。基板１０が振動板１０である場合、振動板１０の形状は、圧電アクチュエーターの形状に合わせて適宜設計することができる。振動板１０の構造及び材料は、振動板１０が、弾性および可塑性を有する限り、特に限定されない。例えば、振動板１０は、図示されないが、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。このとき、振動板１０は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）と二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を積層したものや、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜などを含む積層体であってもよい。
【００４３】
第１電極２０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、振動板１０の上面１１の上に形成される。第１電極２０は、後述される圧電体層３０に電圧を印加するための一方の電極である。第１電極２０は、図１Ａに示すように、第１の方向１１０において延びるように形成され、複数の圧電素子１００の共通電極として機能していてもよい。つまりは、図１Ａに示すように、図示されない圧電素子５０の第１電極を構成していてもよい。第１電極２０は、図１Ａに示すように、圧電体層３０側の第１の面２２と、第１の面２２の反対側の第３の面２３を有する第１導電層２１と、第１の面２２において形成され、第１の面２２側の第２の面２７を有する第２導電層２６と、を含む。
【００４４】
第１導電層２１は、図１Ａに示すように、基板１０の上面１１の上方に形成された、導電性を有するプレート状部材である。第１導電層２１は、図１Ｂに示すように、第１の面２２と第３の面２３とを連続する第４の面２４を有していてもよい。
【００４５】
図１Ｂに示すように、第１導電層２１は、第１の面２２と第４の面２４とが形成する第１の角部２２ａと、第３の面２３と第４の面２４とが形成する第２の角部２３ａと、を有していてもよい。図１Ｂに示すように、第２の角部２３ａの角度をαとするとき、角度αは、５０°以下となるように形成されていてもよい。なお、第２の角部２３ａの角度に関する特徴は、本実施形態に限らず、後述されるその他の実施形態において、駆動部５０の境界部分を規定する第２の角部２３ａが形成される場合、適宜適用することができる。
【００４６】
ここで、図１Ａに示すように、第１の角部２２ａは、第１の面２２の法線方向から見た場合、第１の面２２の外周辺２２ａであることができ、第２の角部２３ａは、第３の面２３の外周辺２３ａであることができる。なお、本発明に係る記載では、「外周辺」という文言を、例えば、「特定の構成を、該構成の厚み方向から見た場合の外周辺」という意味で用いる。例えば、特定の構成Ａの外周辺とは、構成Ａの厚み方向から見た場合の、構成Ａの外周辺を意味する。
【００４７】
図１Ｂに示すように、第１導電層２１の端部である外周辺２３ａが、駆動部５０の境界部分を規定していてもよい。したがって、図１Ｂに示すように、第２の方向１２０における第１導電層２１の第１の面２２の外周辺２２ａは、駆動部５０内に形成される。
【００４８】
上述のように、第１電極２０は、複数の圧電素子１００の共通電極であってもよいため、第１導電層２１は、図１Ｃに示すように、第１の方向１１０において延びるように形成されていてもよい。
【００４９】
ここで、図１Ｄに示すように、第４の面２４は、曲面であってもよい。例えば、図１Ｄに示すように、第４の面２４は、第１導電層２１の外部方向に向いた凸形状を有する曲面であってもよい。この場合、第１の面２２と第４の面２４は、明確な角部２２ａを形成することができない。したがって、第４の面２４が、曲面である場合、図１Ｄに示すように、第１の面２２と同一平面を形成する仮想面２２ｂと、曲面である第４の面２４との接続部（交点）を、第１の角部２２ａ（外周辺２２ａ）とすることができる。
【００５０】
第１導電層２１の構造および材質は、導電性を有し、ニッケル酸ランタン（ＬＮＯ）を含まない限り、特に限定されない。例えば、第１導電層２１は、単層で構成されていてもよい。あるいは、第１導電層２１は、複数の導電層の積層体で構成されていてもよい。第１導電層２１の材質は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、それらの導電性酸化物および金（Ａｕ）などのいずれかを含む導電層であってもよい。
【００５１】
また、第１導電層２１は、図示されないリード部に電気的に接続されていてもよい。リード部は、図示しない駆動電圧発生回路または接地回路に接続されていてもよい。
【００５２】
第２導電層２６は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、駆動部５０内の第１導電層２１の第１の面２２の上方に形成された、導電性のプレート状部材である。第２導電層２６は、図１Ｂに示すように、第１の面２２側の第２の面２７を有する。第２導電層２６は、図１Ｂに示すように、第２の方向１２０における端部２８を有する。端部２８は、図１Ａに示すように、第２の面２７を法線方向から見た場合の、第２の面２７の外周辺２８である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、端部２８の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成される。したがって、駆動部５０内における第２の面２７の面積は、駆動部５０内における第１の面２２の面積よりも小さくなるように形成される。
【００５３】
上述のように、第１電極２０は、複数の圧電素子１００の共通電極であってもよいため、第２導電層２６は、図１Ｃに示すように、第１導電層２１と同様、第１の方向１１０において延びるように形成されていてもよい。
【００５４】
第２導電層２６の構造および材質は、導電性を有し、ニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ３：ＬＮＯ）を主成分とする限り、特に限定されない。ニッケル酸ランタンを主成分とした第２導電層２６は、後述される圧電体層３０を配向制御したい方向に配向制御されていることが好ましく、例えば、（１００）方向に配向制御されている。
【００５５】
圧電体層３０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１および第２導電層２１、２６を有する第１電極２０を駆動部５０において覆うように形成される。圧電体層３０の形状は、駆動部５０において、第１電極２０を覆うことができる限り、特に限定されない。図１Ａに示すように、圧電体層３０は、第２の方向１２０において延びるように形成されていてもよい。図１Ｂに示すように、圧電体層３０は、上面３１と、上面３１から基板１０の上面１１へ連続するテーパー状の側面３２を有していてもよい。圧電体層３０は、圧電特性を有した多結晶体からなり、電圧が印加されることにより変形することができる。圧電体層３０の構造及び材料は、圧電特性を有していればよく、特に限定されない。圧電体層３０としては、公知の圧電材料を用いることができ、例えば、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いることができる。圧電体層３０の圧電材料には、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）Ｏ３）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ、Ｎａ）ＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）などを用いてもよい。
【００５６】
ここで、図１Ｂに示すように、圧電体層３０において、第２導電層２６と第２電極４０とによって挟まれた部分を第１の部分３５とし、第１の部分３５以外の圧電体層３０を、第２の部分３６とする。第１の部分３５の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２において、外周辺２２ａよりも内側に位置することができる。換言すれば、第１の部分３５の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２と、第２電極４０とによって挟まれた領域の内側に形成されることができる。
【００５７】
第２導電層２６が、（１００）方向に配向制御されている場合、第２導電層の上で形成された第１の部分３５は、全体として、（１００）方向の配向率が、第２の部分３６の（１００）方向の配向率よりも大きいことができる。これにより、第１の部分３５は、第２の部分３６よりも圧電特性が向上した部分であることができる。また、第１の部分３５は、第２導電層２６の主成分であるＬＮＯのランタン（Ｌａ）やニッケル（Ｎｉ）成分が、第２の部分３６よりも拡散した部分である。これにより、第１の部分３５は、第２の部分３６よりも耐電圧が低下した部分である。言い換えれば、第２の部分３６は、第１の部分３５よりも耐電圧が高い部分であることができる。詳細は後述される。
【００５８】
第２電極４０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、圧電体層３０の上方において形成され、第１の面２２の法線方向から見て、圧電体層３０を介して第１電極２０とオーバーラップするように形成される。第２電極４０は、圧電体層３０に電圧を印加するための他方の電極である。第２電極４０の形状は、駆動部５０において、第１の面２２の法線方向から見て、第１電極２０とオーバーラップしている限り、特に限定されない。例えば、図１Ａに示すように、第２電極４０は、圧電体層３０の上面３１において、第２の方向１２０に延びるように形成されていてもよい。
【００５９】
第２電極４０の構造及び材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第２電極４０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第２電極４０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第２電極４０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、それらの導電性酸化物および金（Ａｕ）などのいずれかを含む金属層であってもよい。また、第１導電層２１と同じ材料で形成されていてもよい。
【００６０】
第２電極４０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、リード部６０に電気的に接続されている。リード部６０は、図示しない駆動電圧発生回路または接地回路に接続されていてもよい。
【００６１】
さらに、図示はされないが、圧電素子を水分などから保護するための保護膜を形成しても良い。保護膜は、少なくとも圧電体層３０を覆うように設けることができる。保護膜としては、アルミナやポリイミドなどの有機物を使用することができる。
【００６２】
以上のいずれかの構成により、本実施形態に係る圧電素子１００および圧電アクチュエーター１０１の構成とすることができる。
【００６３】
本実施形態に係る圧電素子１００および圧電アクチュエーター１０１は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６４】
本実施形態に係る圧電素子１００によれば、ＬＮＯを主成分とする第２導電層２６の第２の面２７の面積が、駆動部５０内の第１の面２２の面積よりも小さい圧電素子を提供することができる。このような圧電素子１００の圧電体層３０は、第２導電層２６と第２電極４０との間に形成された第１の部分３５を有する。この第１の部分３５は、上述のように、第２の部分３６よりも圧電特性が向上しているが、耐電圧は低下している部分である。本実施形態に係る圧電素子１００によれば、このような第１の部分３５の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２と、第２電極４０との間に挟まれる領域よりも内側に形成される。したがって、例えば第１導電層２１の端部２３に規定される駆動部５０の境界部分の少なくとも一部に、第２の部分３６が配置される。これによれば、圧電体層３０の駆動時における駆動部端部の応力集中の緩和および耐電圧を向上させることができる。よって、本実施形態に係る圧電素子１００によれば、圧電素子の信頼性を向上させることができる。また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター１０１は、上記の圧電素子１００を有する。したがって、圧電アクチュエーター１０１は、圧電素子１００と同様の特徴を有することができる。
【００６５】
１．２ 第２実施形態
以下に、図面を参照して、第２実施形態に係る圧電素子２００および圧電アクチュエーター２０１について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子２００および圧電アクチュエーター２０１は、第２導電層２６の形成領域に関して、第１実施形態に係る圧電素子１００と異なる。したがって、第１実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６６】
図２Ａは、第２実施形態に係る圧電素子２００の一例を模式的に示す平面図である。図２Ｂは、第２実施形態に係る圧電素子２００の一例を模式的に示す断面図であって、図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ線における断面図に対応する。
【００６７】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第２導電層２６は、第１実施形態に係る圧電素子１００のように第１の方向１１０に延びるように形成されず、駆動部５０内において、第２の方向１２０において延びるように形成される。したがって、図２Ｂに示すように、第２導電層２６の第１の方向１１０における少なくとも一方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置する。
【００６８】
ここで、図２Ｂに示すように、駆動部５０の境界部分５１は、第１導電層２１が第１の方向１１０において延びるように形成されているため、第２電極４０の端部の位置によって規定される。
【００６９】
本実施形態に係る圧電素子２００によれば、第２導電層２６の第１の方向１１０における少なくとも一方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置するように形成される。これによれば、第１実施形態と同様に、駆動部５０の境界部分の少なくとも一部を、第１の部分３５よりも耐電圧の高い第２の部分３６でもって形成することができる。なお、第１の部分３５および第２の部分３６の詳細な説明は、上述されているため省略する。
【００７０】
よって、本実施形態に係る圧電素子２００によれば、圧電素子の信頼性をより向上させることができる。また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター２０１は、上記の圧電素子２００を有する。したがって、圧電アクチュエーター２０１は、圧電素子２００と同様の特徴を有することができる。
【００７１】
１．３ 第３実施形態
以下に、図面を参照して、第３実施形態に係る圧電素子３００および圧電アクチュエーター３０１について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子３００および圧電アクチュエーター３０１は、第１電極２０と第２電極４０の形成領域に関して、第１実施形態に係る圧電素子１００と異なる。したがって、第１実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７２】
図３Ａは、第３実施形態に係る圧電素子３００の一例を模式的に示す平面図である。図３Ｂは、第３実施形態に係る圧電素子３００の一例を模式的に示す断面図である。図３Ｃは、第３実施形態に係る圧電素子３００の一例を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図に対応し、図３Ｃは、図３ＡにおけるＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面図に対応する。
【００７３】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１電極２０は、第２の方向１２０に延びるように形成される。つまりは、第１導電層２１および第２導電層２６は、第２の方向１２０において延びるように形成される。図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、第１導電層２１および第２導電層２６は、圧電体層３０によって覆われる。また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１電極２０の第１導電層２１は、圧電体層３０に覆われず、リード部６１と電気的に接続されていてもよい。リード部６１は、図示されない駆動回路に電気的に接続されていてもよい。
【００７４】
図３Ａおよび図３Ｃに示すように、第２導電層の第１の方向１１０における両方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成される。また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第２導電層２６の第２の方向１２０における一方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成され、他方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置するように形成される。
【００７５】
図３Ａから図３Ｃに示すように、第２電極４０は、第１の方向１１０において延びるように形成され、複数の圧電素子３００の共通電極として機能していてもよい。つまりは、第１の方向１１０において図示されない圧電素子３００の第２電極を構成していてもよい。したがって、図３Ｃに示すように、第２電極４０は、第１の方向１１０において圧電体層３０の上面３１および側面３２を覆うように形成される。また、図３Ｂに示すように、第２電極４０は、第２の方向１２０における圧電体層４０の一方の側面３２を覆うように形成されていてもよい。また、図３Ｂに示すように、第２電極４０は、第２の方向１２０における端部４１を圧電体層３０の上面３１の上に有している。
【００７６】
本実施形態に係る圧電素子３００の駆動部５０の境界部分５１は、第２電極４０の端部４１が規定する場合と、第１導電層２１の外周辺２３ａが規定する場合がある。例えば、図３Ｂに示すように、第２の方向１２０においては、駆動部５０の一方の境界部分５１は、第２電極４０の端部４１の位置によって規定され、他方の境界部分５１は、第１導電層２１の外周辺２３ａの位置によって規定される。また、図３Ｃに示すように、第１の方向１１０においては、両方の境界部分５１は、第１導電層２１の外周辺２３ａの位置によって規定される。
【００７７】
したがって、本実施形態に係る圧電素子３００において、第２導電層２６の第２の方向１２０における少なくとも一方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置することができる。また、第２導電層２６の第２の方向１２０における少なくとも他方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置することができる。また、第２導電層２６の第１の方向１１０における少なくとも一方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置することができる。
【００７８】
以上により、本実施形態に係る圧電素子３００は、第１実施形態および第２実施形態と同様の特徴を有することができる。よって、本実施形態に係る圧電素子３００によれば、圧電素子の信頼性をより向上させることができる。また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター２０１は、上記の圧電素子３００を有する。したがって、圧電アクチュエーター３０１は、圧電素子３００と同様の特徴を有することができる。
【００７９】
１．４ 第４実施形態
以下に、図面を参照して、第４実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１は、第１〜第３実施形態に係る圧電素子の圧電体層の変形例であってもよい。したがって、第１〜３実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８０】
本実施形態に係る圧電素子４００は、第１〜第３実施形態に係る圧電素子の圧電体層にかかる変形例である。したがって、第２実施形態に係る圧電素子２００に適用した例を一適用例として図示する。図４Ａおよび図４Ｂは、第３実施形態に係る圧電素子４００の一例を模式的に示す断面図である。図４Ａは、第２実施形態に係る圧電素子２００を示す図２ＡのＩＶＡ−ＩＶＡ線に対応し、図４Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に対応する。
【００８１】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、圧電体層３０は、第１の面２２の上方であって、かつ、第２導電層２６の端部２８と隣接する領域（側方）において、空孔３８を有することができる。空孔３８は複数のボイド（空隙）によって形成されていてもよい。言い換えれば、空孔３８が形成される領域は、その他の圧電体層３０よりも密度が低い、低密度領域であってもよい。
【００８２】
圧電体層３０に空孔３８を形成することは、第２導電層２６の端部２８が、駆動部５０内に形成される全ての場合に適用することができる。例えば、第２実施形態に係る圧電素子２００のほか、第１実施形態に係る圧電素子１００の第２の方向１２０における端部２８と隣接する領域や、第３実施形態に係る圧電素子３００の第１の方向１１０および第２の方向１２０における端部２８と隣接する領域に適用可能である。
【００８３】
本実施形態に係る圧電素子４００によれば、駆動部５０の境界部分に隣接する領域において、圧電体層３０が、応力を吸収する空孔３８を有した圧電素子を提供することができる。これによれば、駆動時に駆動部５０の境界部分に集中しやすい応力をさらに緩和することができる。よって、本実施形態に係る圧電アクチュエーター４０１によれば、信頼性をより向上させることができる。
【００８４】
２． 圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法
２．１ 第１〜第３実施形態に係る圧電素子の製造方法
次に、第１〜第３実施形態に係る圧電素子１００、２００、３００および圧電アクチュエーター１０１、２０１、３０１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態においては、第１電極２０および第２電極４０の形成領域等が異なるが、適宜パターニング領域を変更することで、本実施形態に係る製造方法を適用することができる。本実施形態に係る圧電素子の製造方法の一例として、第３実施形態に係る圧電素子３００に適用した場合を図示して説明する。
【００８５】
図５（Ａ）〜図６（Ｄ）は、本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図である。図５（Ａ）〜図６（Ｄ）における断面は、図３ＡのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面図に対応する。
【００８６】
図５（Ａ）に示すように、基板１０上に、第１の面２２と、第１の面２２の反対側の第３の面２３と、を有する第１導電膜２１ａを成膜する。第１導電膜２１ａは、第１導電層２１の原料膜である。第１導電膜２１ａの形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。第１導電膜２１ａは、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成される。
【００８７】
なお、基板１０が、振動板１０である場合、以下の製造方法は、圧電アクチュエーター１０１の製造方法とすることができる。振動板１０の詳細な説明は、上述されているため、省略する。
【００８８】
次に、図５（Ａ）に示すように、第１導電膜２１ａの上方に、第１の面２２側の第２の面２７を有する第２導電膜２６ａを成膜する。第２導電膜２６ａは、第２導電層２６の原料膜である。第２導電膜２６ａの形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。第２導電膜２６ａは、例えば、スパッタ法、めっき法、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成される。
【００８９】
図５（Ｂ）に示すように、公知の方法で、第２導電膜２６ａの上にレジスト１５０を形成し、第１導電膜２１ａと第２導電膜２６ａをパターニングする。これによって、第１導電層２１と、第１の面２２の上方においてエッチングにより後退した（もとの形状よりも第１および第２導電膜２１ａ、２６ａの厚み方向と直交する方向へ縮小した）第２導電膜２６ｂおよびレジスト１５０を形成することができる。
【００９０】
パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術または公知のエッチング技術によって行われる。ドライエッチングでパターニングを行う場合、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）のような高密度プラズマ装置を用いたドライエッチングを行ってもよい。該高密度プラズマ装置（ドライエッチング装置）において、１．０Ｐａ以下の圧力に設定すると良好にエッチングを行うことができる。
【００９１】
エッチングガスとしては、例えば、塩素ガスとアルゴンガスとの混合ガス（以下、「第１混合ガス」ともいう）を用いてもよい。第１混合ガスを用いる場合、第１導電膜２１ａと第２導電膜２６ａに用いられるＰｔやＩｒおよびＬＮＯなどは第１混合ガスと反応しにくいため、主にドライエッチングのスパッタリング効果によってエッチングされる。
【００９２】
ここで、エッチング工程において、レジスト１５０の後退速度（第１および第２導電膜２１ａ、２６ａの厚み方向と直交する方向へのエッチング速度）を制御することにより、第２の角部２３ａの角度α（第１導電層２１の側面２４の、基板１０の上面１１に対する傾き角）および第２導電膜２６ｂの形状を制御することができる。
【００９３】
レジスト１５０の後退速度が大きくなるほど、角度αは小さくなる。レジスト１５０の後退速度は、第１混合ガスにおける塩素ガスの流量比や、圧力によって制御することができる。例えば、第１混合ガスの塩素ガスの流量比を６０％〜８０％、圧力を０．３Ｐａ〜１．０Ｐａとすることにより、角度αを５０度以下とすることができる。また、レジスト１５０の形状をあらかじめ寝かせて形成しても良い。例えば、レジスト１５０の露光時に、フォーカスをずらすことでレジスト１５０の形状を寝かすことができる。
【００９４】
また、第２導電膜２６ｂは、周縁部２６ｃを有する形状に制御される。第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃとは、図５（Ｂ）に示されるように、第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂであって、レジスト１５０に覆われていない部分（露出部分）であってもよい。エッチングによるレジスト１５０の後退が起こると、それに合わせて第１導電膜２１ａおよび第２導電膜２６ａも後退していく。しかし、第２導電膜２６ａの主成分であるＬＮＯはエッチングレートがレジスト１５０よりも遅いため、後退スピード（エッチングレート）も遅くなる。これにより、周縁部２６ｃを有した第２導電膜２６ｂを形成することができる。第２導電膜２６ｂの形状制御のために、例えば、第１混合ガスの塩素とアルゴンの流量比を３：２とし、圧力を０．６Ｐａの条件でエッチングを行うことができる。また、周縁部２６ｃの大きさは、レジスト１５０の後退の程度を増加させることで長くすることができる。レジスト１５０の後退は、レジスト１５０と第１導電層２１との選択比が低いほど増加する。また、レジスト１５０をあらかじめ寝かせた形状にすることでレジスト１５０の後退を増加させることができる。周縁部２６ｃは後述される工程において除去される部分である。
【００９５】
次に、図５（Ｃ）に示すように、第１導電層２１の第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを除去する。これによって、端部２８を有する第２導電層２６を形成することができ、端部２８の少なくとも一部は、第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成されることができる。つまりは、第２の面２７の面積は、第１の面２２の面積よりも小さくなるように形成されることができる。
【００９６】
周縁部２６ｃを除去する工程は、特に限定されず、公知のエッチング技術を用いてもよい。また、例えば、第１導電層２１のパターニング工程において、塩素ガスを含む第１混合ガスを用いた場合、水蒸気を含んだ大気に所定時間放置し、大気接触させた後、水洗いを行うことによって、周縁部２６ｃを除去してもよい。第１混合ガスを用いた場合、第１導電層２１のエッチングによりレジスト１５０および第２導電膜２６ｂの表面に、塩素が残留している。この塩素は、大気中の水分と反応することができ、塩酸となって第２導電膜２６ｂの露出部分である周縁部２６ｃを溶解（腐食）させることができる。この溶解工程は水洗により止めることが可能であり、溶解した周縁部２６ｃもこのとき同時に除去することができる。なお、本工程においては、レジストを除去しないで大気放置したほうが、付着している塩素量が多いので、より効率的に第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを溶解させることができる。大気中での放置時間は、溶解対象となる第２導電膜２６ｂの膜厚や周縁部２６ｃの形状によって異なるため、適宜設定することができる。以上の工程によれば、周縁部２６ｃを除去のための機器や溶剤を用いる必要がないため、生産コストを削減することができ、生産性を向上させることができる。
【００９７】
以上によって、第１導電層２１と第２導電層２６とを有する第１電極２０を形成することができる。レジスト１５０は、上記工程の後、適宜除去される。なお、第１電極２０に関する詳細な説明は、上述しているため、省略する。
【００９８】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１電極２０の上方において、圧電体層３０の原料膜である第１圧電体材料膜３０ａを成膜する。第１圧電体材料膜３０ａは、公知の方法で成膜されることができ、例えば、ゾルゲル法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＯＤ法、スパッタ法、レーザーアブレーション法などにより形成される。
【００９９】
ここで、第１圧電体材料膜３０ａを熱処理することで、結晶化することができる。これによって、第１圧電体材料膜３０ｂを形成することができる。また、この結晶化工程は、部分的に行われてもよく、第２電極４０のパターニングの後に行われても良い。熱処理の条件は、第１圧電体材料膜３０ａを結晶化できる温度であれば、特に限定されない。熱処理は、例えば、酸素雰囲気中において、５００〜８００度で行われることができる。また、所望の膜厚になるように、前駆体の成膜と結晶化工程を複数回繰り返して第１圧電体材料膜３０ｂを形成しても良い。
【０１００】
ここで、図６Ｂに示すように、第１圧電体材料膜３０ｂの一部は、第２導電層２６の上で結晶成長した部分であり、第１圧電体材料膜３０ｂの一部は、第２導電層２６以外の部材の上で結晶成長した部分である。これによって、第１圧電体材料膜３０ｂに第１の部分３５と第２の部分３６とが形成される。
【０１０１】
次に、第１圧電体材料膜３０ｂを所望の形状にパターニングして、圧電体層３０を形成する。第１圧電体材料膜３０ｂのパターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われることができる。例えば、図示されないレジストを形成し、所望の形状を有する圧電体層３０を形成してもよい。
【０１０２】
また、例えば、図６（Ｂ）に示すように、エッチング用のハードマスクとして、第２電極４０の材料を用い、マスク層４０ａを形成してもよい。次に、図６（Ｃ）に示すように、マスク層４０ａを形成後、第１圧電体材料膜３０ｂがエッチングによりパターニングされ、圧電体層３０が所望の形成にパターニングされる。ここで、マスク層４０ａを形成することによって、マスク層４０ａがエッチング工程においてハードマスクとして作用するため、図６（Ｃ）に示すように圧電体層３０にテーパー状の側面３２を容易に形成することができる。なお、圧電体層３０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。なお、上述のように、マスク層４０ａは必須の構成ではなく、レジストを適宜形成し、エッチング後、除去してもよい（図示せず）。
【０１０３】
次に、図６（Ｄ）に示すように、圧電体層３０の上方に第３導電膜を成膜して、パターニングすることによって、第２電極４０を形成する。第３導電膜のパターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われることができる。第２電極４０は、第１の面２２の法線方向から見て、第１電極２０の少なくとも一部とオーバーラップするようにパターニングされる。第３導電膜は、第２電極４０の原料膜である。第３導電膜の形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。第３導電膜は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成される。なお、マスク層４０ａは、第３導電膜と同じ材料から形成されているため、第３導電膜に取り込まれることができる。以上によって、第２電極４０を形成することができる。なお、第２電極４０に関する詳細な説明は、上述しているため、省略する。
【０１０４】
以上の工程により、圧電素子３００および圧電アクチュエーター３０１を製造することができる。
【０１０５】
本実施形態に係る圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０６】
本実施形態に係る圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法によれば、圧電体層３０は、ＬＮＯを主成分とする第２導電層２６の上で結晶化する第１の部分３５と、第２導電層２６以外の面（第１導電層２１や基板１０の上面１１など）の上で結晶化する第２の部分３６を有することができる（図６（Ｄ）参照）。
【０１０７】
この結晶化工程により、第１の部分３５はＬＮＯ上では（１００）方向に配向して、圧電特性の優れた圧電体層となることができる。これはＬＮＯが（１００）方向へ配向しているため、その結晶性を引き継ぐためである。しかしながら、第１の部分３５においては、ＬＮＯの成分が第１の部分３５中へ拡散するため、第１の部分３５はＬａおよびＮｉなどの不純物が拡散した圧電体層となる。
【０１０８】
第２導電層２６以外の面（第１導電層２１や基板１０の上面１１など）の上で結晶化した第２の部分３６は、（１００）方向への優先配向が行われるが、（１１１）方向などの結晶も混ざった圧電体層となるため、第１の部分３５よりも圧電特性が低い部分となる。しかしながら、第１導電層２１のＬＮＯ成分は、第２の部分３６へはほとんど拡散しないため、第２の部分３６は不純物が少なく、耐電圧が第１の部分３５よりも高い圧電体層となることができる。
【０１０９】
したがって、駆動部５０の境界部分の少なくとも一部を、第１の部分３５よりも耐電圧の高く、圧電特性の低い第２の部分３６でもって形成することができるため応力が緩和する。よって、圧電体層３０の駆動時における破壊を防ぐことができる。
【０１１０】
以上により、信頼性の高い圧電素子および圧電アクチュエーターを提供することができる。
【０１１１】
２．２ 第４実施形態に係る圧電素子の製造方法
以下に、図面を参照して、第４実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１の製造方法について説明する。
【０１１２】
上述のように、第４実施形態に係る圧電素子４００は、第１〜第３実施形態に係る圧電素子のいずれにおいても適用することができる。しがって、本実施形態に係る圧電素子の製造方法は、第３実施形態に係る圧電素子３００に対して、第４実施形態４００を適用した場合を一例として説明する。
【０１１３】
図７（Ａ）〜図７（Ｄ）において、本実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１の製造方法を模式的に示す。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、第３実施形態に係る圧電素子３００を示す図３ＡのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線に対応する断面図である。
【０１１４】
図７（Ａ）に示すように、２．１に記載された圧電素子の製造方法と同様に、基板１０の上方に、第１導電膜２１ａと第２導電膜２６ａを形成する。本実施形態に係る製造方法においては、第２導電膜２６ａの上に、第２圧電体材料膜３０ｃをさらに成膜する。第２圧電体材料膜３０ｃは、第１圧電体材料膜３０ａと同様の材料を用いることができる。また、第２圧電体材料膜３０ｃの成膜方法は、第１圧電体材料膜３０ａと同様の方法を用いることができる。
【０１１５】
ここで、第２圧電体材料膜３０ｃを熱処理することで、結晶化し、第２圧電体材料膜３０ｄを形成してもよい。また、この結晶化工程は、部分的に行われてもよく、第１圧電体材料膜３０ａを熱処理する際に同時に行われても良い。熱処理の条件は、第１圧電体材料膜３０ａを熱処理する条件と同じであってよい。
【０１１６】
次に、公知の方法で、第２圧電体材料膜３０ｄの上にレジスト１５０を形成し、第１導電膜２１ａ、第２導電膜２６ａおよび第２圧電体材料膜３０ｄをパターニングする。これによって、図７（Ｂ）に示すように、第１の面２２を有する第１導電層２１と、第１の面２２の上方においてエッチングにより後退した第２導電膜２６ｂおよび第２圧電体層３０ｅを形成することができる。
【０１１７】
パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術または公知のエッチング技術によって行われる。エッチングでもってパターニングを行う場合、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）のような高密度プラズマ装置を用いたドライエッチングを行ってもよい。該高密度プラズマ装置（ドライエッチング装置）において、１．０Ｐａ以下の圧力に設定すると良好にエッチングを行うことができる。
【０１１８】
第２圧電体材料膜３０ｄに対するエッチングガスとしては、例えば、塩素ガスとフロン系ガスとの混合ガス（以下、「第２混合ガス」ともいう）を用いてもよい。第２混合ガスを用いる場合、例えばＰＺＴからなる第２圧電体材料膜３０ｄのエッチングレートが２００ｎｍ／ｍｉｎ以上と早く、レジスト選択比を約１．０の高選択比とすることができる。
【０１１９】
第１導電膜２１ａおよび第２導電膜２６ａに対するエッチングガスとしては、前述のように、第１混合ガスを用いることができる。
【０１２０】
ここで、エッチング工程において、レジスト１５０の後退速度を制御することにより、第２の角部２３ａの角度αおよび第２導電膜２６ｂの形状を制御することができる。
【０１２１】
レジスト１５０の後退速度が大きくなるほど、角度αは小さくなる。レジスト１５０の後退速度は、第１混合ガスにおける塩素ガスの流量比や、圧力によって制御することができる。例えば、第１混合ガスの塩素ガスの流量比を６０％〜８０％、圧力を０．３Ｐａ〜１．０Ｐａとすることにより、角度αを５０度以下とすることができる。また、レジスト１５０の形状をあらかじめ寝かせて形成しても良い。例えば、レジスト１５０の露光時に、フォーカスをずらすことでレジスト１５０の形状を寝かすことができる。
【０１２２】
図７（Ｂ）に示すように、第２導電膜２６ｂは、周縁部２６ｃを有する形状に制御することができる。第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃとは、図７（Ｂ）に示されるように、第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂであって、レジスト１５０および第２圧電体膜に覆われていない部分（露出部分）であってもよい。エッチングによるレジスト１５０の後退が起こると、それに合わせて第１導電膜２１ａおよび第２導電膜２６ａも後退していく。しかし、第２導電膜２６ａの主成分であるＬＮＯはエッチングレートが第２圧電体材料膜３０ｄよりも遅いため、後退スピード（エッチングレート）も遅くなる。これにより、周縁部２６ｃを有した第２導電膜２６ｂを形成することができる。第２導電膜２６ｂの形状制御のために、例えば、第１混合ガスの塩素とアルゴンの流量比を３：２とし、圧力を０．６Ｐａの条件でエッチングを行うことができる。
【０１２３】
次に、図７（Ｃ）に示すように、上記のエッチング工程の後、第１導電層２１の第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを除去する。本実施形態に係る製造方法においては、第２導電膜２６ｂにおいて第２圧電体層３０ｅから露出した部分である周縁部２６ｃに加え、第２導電膜２６ｂの第２圧電体層３０ｅに覆われた部分の一部をサイドエッチング（オーバーエッチング）することによって除去する。
【０１２４】
以上によって、第２の面２７および端部２８を有する第２導電層２６を形成することができ、端部２８の少なくとも一部は、第１の面２２において、外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成されることができる。つまりは、第２の面２７の面積は、第１の面２２の面積よりも小さくなるように形成されることができる。
【０１２５】
また、図７（Ｃ）に示すように、第１の面２２の上方であって、かつ、第２導電層２６の端部と隣接する領域において、領域３８ａを形成することができる。領域３８ａは、第２導電層２６の側方であって、第１導電層２１と第２圧電体層３０ｅとの間に第２導電層２６が形成されない領域であり、圧電体層３０を形成した際に、空孔３８が形成される領域である。
【０１２６】
周縁部２６ｃを除去し、領域３８ａを形成する工程は、特に限定されず、公知のウェットエッチング技術を用いてもよい。この場合、フッ酸や塩酸などを使用することができる。また、例えば、第１導電層２１のパターニング工程において、塩素ガスを含む第１混合ガスを用いた場合、水蒸気を含んだ大気に所定時間放置し、大気接触させた後、水洗いを行うことによって、周縁部２６ｃを除去し、領域３８ａを形成してもよい。第１混合ガスを用いた場合、第１導電層２１のエッチングによりレジスト１５０、第２圧電体層３０ｅおよび第２導電膜２６ｂの表面に、塩素が残留している。この塩素は、大気中の水分と反応することができ、塩酸となって第２導電膜２６ｂの露出部分である周縁部２６ｃを溶解（腐食）させることができる。この溶解工程は水洗により止めることが可能であり、溶解した周縁部２６ｃもこのとき同時に除去することができる。また、第２導電膜２６ｂをオーバーエッチングし、領域３８ａを形成することができる。なお、本工程においては、レジストを除去しないで大気放置したほうが、付着している塩素量が多いので、より効率的に第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを溶解させることができる。大気中での放置時間は、溶解対象となる第２導電膜２６ｂの膜厚や周縁部２６ｃの形状によって異なるため、適宜設定することができる。以上の工程によれば、周縁部２６ｃを除去のための機器や溶剤を用いる必要がないため、生産コストを削減することができ、生産性を向上させることができる。
【０１２７】
以上によって、第１導電層２１と第２導電層２６とを有する第１電極２０を形成することができる。レジスト１５０は、上記工程の後に除去される。なお、第１電極２０に関する詳細な説明は、上述しているため、省略する。
【０１２８】
次に、図７（Ｄ）に示すように、第２圧電体層３０ｅおよび第１電極２０の上方において、圧電体層３０および第２電極４０を形成する。第２圧電体層３０ｅは、圧電体層３０と同じ圧電材料で形成されるため、圧電体層３０に取り込むことができる。なお、圧電体層３０および第２電極４０の製造方法は、前述の製造方法において説明しているため省略する（図６（Ａ）−図６（Ｄ）参照）。
【０１２９】
以上の工程により、圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１を製造することができる。
【０１３０】
本実施形態に係る圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法によれば、駆動部５０の境界部分に隣接する領域において、圧電体層３０が、応力を吸収する空孔３８を有した圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法を提供することができる。これによれば、駆動時に駆動部５０の境界部分に集中しやすい応力をさらに緩和することができる。よって、より信頼性の高い圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法を提供することができる。
【０１３１】
３．液滴噴射ヘッド
次に、本実施形態に係る圧電素子５０が圧電アクチュエーターとして機能する液滴噴射ヘッド６００について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る液滴噴射ヘッド６００の要部を模式的に示す断面図である。図９は、本実施形態に係る液滴噴射ヘッド６００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。
【０１３２】
液滴噴射ヘッド６００は、上述の圧電素子（圧電アクチュエーター）を有することができる。以下の例では、基板１０が振動板１０である構造体として形成され、圧電素子２００が圧電アクチュエーターとして構成されている液滴噴射ヘッド６００について説明する。
【０１３３】
液滴噴射ヘッド６００は、図８及び図９に示すように、ノズル孔６１２を有するノズル板６１０と、圧力室６２２を形成するための圧力室基板６２０と、圧電素子２００と、を含む。
【０１３４】
圧電素子２００の数は特に限定されず、複数形成されていてよい。なお、圧電素子２００が複数形成される場合は、第１電極２０が共通電極となる。さらに、液滴噴射ヘッド６００は、図９に示すように、筐体６３０を有することができる。なお、図９では、圧電素子２００を簡略化して図示している。
【０１３５】
ノズル板６１０は、図８及び図９に示すように、ノズル孔６１２を有する。ノズル孔６１２からは、インクなどの液体等（液体のみならず、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、又は、メタルフレーク等を含むものなどを含む。以下同じ。）を液滴として吐出されることができる。ノズル板６１０には、例えば、多数のノズル孔６１２が一列に設けられている。ノズル板６２０の材質としては、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などを挙げることができる。
【０１３６】
圧力室基板６２０は、ノズル板６１０上（図９の例では下）に設けられている。圧力室基板６２０の材質としては、例えば、シリコンなどを例示することができる。圧力室基板６２０がノズル板６１０と振動板１０との間の空間を区画することにより、図９に示すように、リザーバー（液体貯留部）６２４と、リザーバー６２４と連通する供給口６２６と、供給口６２６と連通する圧力室６２２と、が設けられている。この例では、リザーバー６２４と、供給口６２６と、圧力室６２２とを区別して説明するが、これらはいずれも液体等の流路であって、このような流路はどのように設計されても構わない。また例えば、供給口６２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。リザーバー６２４、供給口６２６及び圧力室６２２は、ノズル板６１０と圧力室基板６２０と振動板１０とによって区画されている。リザーバー６２４は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板１０に設けられた貫通孔６２８を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー６２４内のインクは、供給口６２６を介して、圧力室６２２に供給されることができる。圧力室６２２は、振動板１０の変形により容積が変化する。圧力室６２２はノズル孔６１２と連通しており、圧力室６２２の容積が変化することによって、ノズル孔６１２から液体等が吐出される。
【０１３７】
圧電素子２００は、圧力室基板６２０上（図９の例では下）に設けられている。圧電素子５０は、圧電素子駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。振動板１０は、積層構造（圧電体層２０）の動作によって変形し、圧力室６２２の内部圧力を適宜変化させることができる。
【０１３８】
筐体６３０は、図９に示すように、ノズル板６１０、圧力室基板６２０及び圧電素子５０を収納することができる。筐体６３０の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。
【０１３９】
液滴噴射ヘッド６００は、上述した信頼性の向上した圧電素子（圧電アクチュエーター）を含んでいる。したがって、信頼性の向上した液滴噴射ヘッドを実現できる。
【０１４０】
なお、ここでは、液滴噴射ヘッド６００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明の液滴噴射ヘッドは、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
【０１４１】
４． 液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液体噴射装置について説明する。本実施形態に係る液体噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図１０は、本実施形態に係る液体噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。
【０１４２】
液体噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液体噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。
【０１４３】
ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド３００（４００、５００）から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。
【０１４４】
駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモータ１０４１と、キャリッジモータ１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。
【０１４５】
往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモータ１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【０１４６】
制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。
【０１４７】
給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モータ１０５１と、給紙モータ１０５１の作動により回転する給紙ローラ１０５２と、を備える。給紙ローラ１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ１０５２ａおよび駆動ローラ１０５２ｂを備える。駆動ローラ１０５２ｂは、給紙モータ１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。
【０１４８】
ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。
【０１４９】
液体噴射装置１０００では、本発明に係る液体噴射ヘッド６００を有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッド６００は、上述のように、高い信頼性を持つ圧電素子を有することができる。そのため、高い信頼性を有する液体噴射装置１０００を得ることができる。
【０１５０】
なお、上述した例では、液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。
【０１５１】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１５２】
１０ 基板（振動板）、１１ 上面、１２ 下面、２０ 第１電極、２１ 第１導電層、
２１ａ 第１導電膜、２２ 第１の面、２２ａ 外周辺（第１の角部）、
２２ｂ 仮想面、２３ 第３の面、２３ａ 外周辺（第２の角部）、２４ 第４の面、
２６ 第２導電層、２６ａ 第２導電膜、２６ｂ 第２導電膜、２６ｃ 周縁部、
２７ 第３の面、２８ 端部、３０ 圧電体層、３０ａ、３０ｂ 第１圧電体材料膜、
３０ｃ、３０ｄ 第２圧電体材料膜、３０ｅ 第２圧電体層、３１ 上面、
３２ 側面、３５ 第１の部分、３６ 第２の部分、３８ 空孔、４０ 第２電極、
４１ 端部、４０ａ マスク層、５０ 駆動部、５１ 境界部分、
６０、６１ リード部、１００、２００、３００、４００ 圧電素子、
１０１、２０１、３０１、４０１ 圧電アクチュエーター、
１１０ 第１の方向、１２０ 第２の方向、１５０ レジスト、
６００ 液滴噴射ヘッド、６１０ ノズル板、６１２ ノズル孔、
６２０ 圧力室基板、６２２ 圧力室、６２４ リザーバー、６２６ 供給口、
６２８ 貫通孔、６３０ 筐体、
１０００ 液体噴射装置、１０１０ 駆動部、１０２０ 装置本体、１０２１ トレイ、
１０２２ 排出口、１０３０ ヘッドユニット、１０３１ インクカートリッジ、
１０３２ キャリッジ、１０４１ キャリッジモータ、１０４２ 往復動機構、
１０４３ タイミングベルト、１０４４ キャリッジガイド軸、１０５０ 給紙部、
１０５１ 給紙モータ、１０５２ 給紙ローラ、１０６０ 制御部、
１０７０ 操作パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子およびその製造方法ならびに圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、画像記録装置およびディスプレー製造装置等に用いることができるインクジェットプリンター等の液体噴射装置の液体噴射ヘッドや、各種圧電アクチュエーターにおいて、圧電素子を用いること知られている。
【０００３】
圧電素子は、例えば、下部電極上に圧電体層を形成し、圧電体層を覆うように上部電極を形成して得ることができる。ここで、例えば、下部電極を構成する導電層の圧電体層と接する最上層を、ニッケル酸ランタンを含むように形成し、圧電体層の配向度を制御することによって、圧電体層の圧電特性を向上させることが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このような圧電素子では、実際の駆動時、下部電極の端部周辺は、応力が集中しやすい。また、ニッケル酸ランタンの上方に形成される圧電体層は、圧電特性が向上している他、ニッケル酸ランタン成分が拡散し、耐電圧が低下している。
【０００５】
上記の理由により、このような圧電素子において、下部電極の端部周辺の圧電体層でクラックや焼損といった破壊が生じてしまうことがある。よって、このような圧電素子で、クラック等の物理的破壊が生じにくく、信頼性の高い圧電素子が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６９９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明のいくつかの態様によれば、信頼性が向上した圧電素子と、その製造方法、並びに、この圧電素子を含む、圧電アクチュエーター、液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る圧電素子は、
第１電極と第２電極とによって挟まれた圧電体層を有する圧電素子であって、
前記第１電極は、前記圧電体層側の第１の面を有する第１導電層と、前記第１の面において形成され、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電層と、を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層の少なくとも一部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする。
【０００９】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【００１０】
本発明によれば、第２導電層の少なくとも一部は、駆動部内の第１の面の外周辺よりも内側に配置されるため、ニッケル酸ランタンを主成分とする第２導電層の第２の面の面積が、駆動部内の第１の面の面積よりも小さい圧電素子を提供することができる。このような圧電素子によれば、圧電体層の第２導電層と第２電極との間に形成された部分の少なくとも一部を、駆動部の内側に形成ことができる。また、駆動部の境界部分には、第２導電層と第２電極の間に形成された部分よりも耐電圧が高い圧電体層を形成することができる。さらに、駆動部の境界部分には、第２導電層と第２電極の間に形成された部分よりも変位特性の低い圧電体層を形成することができる。したがって、第１導電層の端部などにより規定される駆動部の境界部分において、圧電体層の応力を緩和し、耐電圧を向上させることができるため、圧電素子の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
（２）本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層において、前記第２導電層と、前記第２電極と、によって挟まれた部分を第１の部分としたとき、
前記第１の部分の（１００）方向の配向率は、前記圧電体層の前記第１の部分以外の第２の部分の（１００）方向の配向率よりも大きくてもよい。
【００１２】
（３）本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層は、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、空孔を有していてもよい。
【００１３】
これによれば、応力が集中しやすい第１導電層の端部において、応力を吸収する空孔を形成することができる。したがって、圧電素子の信頼性をより向上させることができる。
【００１４】
（４）本発明に係る圧電アクチュエーターにおいて、
前記第１導電層は、前記第１の面と反対側の第３の面と、
前記第１の面と前記第３の面とを連続する第４の面と、
をさらに有し、
前記第３の面および前記第４の面が形成する角度は、５０°以下であってもよい。
【００１５】
これによれば、第３の面と第４の面とによって形成される角部の角度をより大きくすることができ、駆動部の境界部分における電界の集中を緩和することができる。したがって、より信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１６】
（５）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上に、上記いずれかの圧電素子と、
を有する。
【００１７】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１８】
（６）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向に延び、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記圧電体層は、前記第１電極の上において、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第２の方向に延びるように形成され、かつ、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する。
【００１９】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００２０】
（７）本発明に係る圧電アクチュエーターにおいて、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記第１の面において、前記駆動部の境界部分よりも内側に位置していてもよい。
【００２１】
（８）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記圧電体層は、前記第２の方向に延び、かつ、前記振動板の上方において前記第１電極を覆うように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する。
【００２２】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００２３】
（９）本発明に係る圧電アクチュエーターにおいて、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置していてもよい。
【００２４】
（１０）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
上記のいずれかの圧電アクチュエーターを含む。
【００２５】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する圧電アクチュエーターを備えた液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００２６】
（１１）本発明に係る液体噴射装置は、
上記の液体噴射ヘッドを含む。
【００２７】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供することができる。
【００２８】
（１２）本発明に係る圧電素子の製造方法は、
基板の上に、前記基板側の面とは反対側の第１の面を有する、第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の前記第１の面の上に、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングして、第１導電層および第２導電層を有する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、第１圧電体材料膜を形成し、前記第１圧電体材料膜を熱処理して結晶化させる工程と、
結晶化した前記第１圧電体材料膜をパターニングして、第１圧電体層を形成する工程と、
前記第１圧電体層の上に、第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１圧電体層を介して前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップする第２電極を形成する工程と、
を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする。
【００２９】
本発明によれば、信頼性が向上した圧電素子の製造方法を提供することができる。
【００３０】
（１３）本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記第２導電膜を形成する工程の後に、前記第２導電膜の上方に第２圧電体材料膜を形成し、前記第２圧電体材料膜を熱処理し、パターニングすることによって第２圧電体層を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングする工程において、第２導電膜の前記第２圧電体層に覆われた一部をサイドエッチングすることによって、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、前記第１導電層と前記第２圧電体層との間に前記第２導電層が形成されない領域を形成する工程と、
前記第１電極の上方に第１圧電体材料膜を形成して、熱処理によって結晶化させる工程において、前記領域において空孔を形成する工程と、
を更に含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図１Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１Ｃ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１Ｄ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す拡大断面図。
【図２Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図２Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図３Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図３Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図３Ｃ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図４Ａ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図４Ｂ】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図１０】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００３３】
１． 圧電素子および圧電アクチュエーター
１．１ 第１実施形態
以下、図面を参照して、第１実施形態に係る圧電素子１００について説明する。
【００３４】
図１Ａは、第１実施形態に係る圧電素子１００の一例を模式的に示す平面図である。図１Ｂおよび図１Ｃは、第１実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に対応し、図１Ｃは、図１ＡのＩＣ−ＩＣ線に対応する。また、図１Ｄは、第１電極１０の端部を模式的に説明するための図である。
【００３５】
本実施形態に係る圧電素子１００は、第１電極２０と第２電極４０とによって挟まれた圧電体層３０を有する圧電素子であって、第１電極２０は、圧電体層３０側の第１の面２２を有する第１導電層２１と、第１の面２２において形成され、第１の面２２側の第２の面２７を有する第２導電層２６と、を含む。
【００３６】
本実施形態にかかる圧電素子１００が形成される基板が、後述される振動板１０である場合、振動板１０と、圧電素子１００と、で圧電アクチュエーター１０１と称することができる。詳細は後述される。
【００３７】
ここで、図１Ｂに示すように、第１の面２２の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、第１電極２０、圧電体層３０および第２電極４０から構成される部分を、駆動部５０（図１Ｂの太字破線で示される部分）と定義する。
【００３８】
また、図１Ａに示すように、圧電体層３０および第２電極４０が延びる方向を第２の方向１２０とし、第２の方向１２０に交差する方向を、第１の方向１１０とする。第１の方向１１０は、第２の方向１２０と直交する方向であってもよい。また、図示はされないが、第１の方向１１０において、複数の圧電素子１００が配置されていてもよい。
【００３９】
図１Ａから図１Ｃに示すように、圧電素子１００は、支持体となる基板１０の上方に形成されることができる。基板１０が、例えば後述される振動板である場合、基板１０および圧電素子１００を含む構造体を、圧電アクチュエーター１０１と称してもよい。
【００４０】
基板１０は、プレート状の部材であって、図１Ａに示すように、圧電素子１００側の上面１１と、上面１１と反対側の下面１２を有する。基板１０の上面１１の法線方向から見た場合の平面視における形状は特に限定されない。基板１０は、上面１１において圧電素子１００を支持する。
【００４１】
基板１０の材質としては、例えば、導電体、半導体、絶縁体などを例示することができる。ただし、少なくとも基板１０の上面１１は、基板１０の上面１１に第１電極２０を形成することから、絶縁体であってもよい。より具体的には、基板１０としては、例えば、単結晶シリコン基板を用いることができる。また、基板１０に、第１電極２０と電気的に接続するリード配線が含まれていてもよい（図示せず）。
【００４２】
基板１０は、例えば、可撓性を有し、圧電体層４０の動作によって変形（屈曲）する振動板１０であってもよい。基板１０が振動板１０である場合、振動板１０の形状は、圧電アクチュエーターの形状に合わせて適宜設計することができる。振動板１０の構造及び材料は、振動板１０が、弾性および可塑性を有する限り、特に限定されない。例えば、振動板１０は、図示されないが、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。このとき、振動板１０は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）と二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を積層したものや、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜などを含む積層体であってもよい。
【００４３】
第１電極２０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、振動板１０の上面１１の上に形成される。第１電極２０は、後述される圧電体層３０に電圧を印加するための一方の電極である。第１電極２０は、図１Ａに示すように、第１の方向１１０において延びるように形成され、複数の圧電素子１００の共通電極として機能していてもよい。つまりは、図１Ａに示すように、図示されない圧電素子５０の第１電極を構成していてもよい。第１電極２０は、図１Ａに示すように、圧電体層３０側の第１の面２２と、第１の面２２の反対側の第３の面２３を有する第１導電層２１と、第１の面２２において形成され、第１の面２２側の第２の面２７を有する第２導電層２６と、を含む。
【００４４】
第１導電層２１は、図１Ａに示すように、基板１０の上面１１の上方に形成された、導電性を有するプレート状部材である。第１導電層２１は、図１Ｂに示すように、第１の面２２と第３の面２３とを連続する第４の面２４を有していてもよい。
【００４５】
図１Ｂに示すように、第１導電層２１は、第１の面２２と第４の面２４とが形成する第１の角部２２ａと、第３の面２３と第４の面２４とが形成する第２の角部２３ａと、を有していてもよい。図１Ｂに示すように、第２の角部２３ａの角度をαとするとき、角度αは、５０°以下となるように形成されていてもよい。なお、第２の角部２３ａの角度に関する特徴は、本実施形態に限らず、後述されるその他の実施形態において、駆動部５０の境界部分を規定する第２の角部２３ａが形成される場合、適宜適用することができる。
【００４６】
ここで、図１Ａに示すように、第１の角部２２ａは、第１の面２２の法線方向から見た場合、第１の面２２の外周辺２２ａであることができ、第２の角部２３ａは、第３の面２３の外周辺２３ａであることができる。なお、本発明に係る記載では、「外周辺」という文言を、例えば、「特定の構成を、該構成の厚み方向から見た場合の外周辺」という意味で用いる。例えば、特定の構成Ａの外周辺とは、構成Ａの厚み方向から見た場合の、構成Ａの外周辺を意味する。
【００４７】
図１Ｂに示すように、第１導電層２１の端部である外周辺２３ａが、駆動部５０の境界部分を規定していてもよい。したがって、図１Ｂに示すように、第２の方向１２０における第１導電層２１の第１の面２２の外周辺２２ａは、駆動部５０内に形成される。
【００４８】
上述のように、第１電極２０は、複数の圧電素子１００の共通電極であってもよいため、第１導電層２１は、図１Ｃに示すように、第１の方向１１０において延びるように形成されていてもよい。
【００４９】
ここで、図１Ｄに示すように、第４の面２４は、曲面であってもよい。例えば、図１Ｄに示すように、第４の面２４は、第１導電層２１の外部方向に向いた凸形状を有する曲面であってもよい。この場合、第１の面２２と第４の面２４は、明確な角部２２ａを形成することができない。したがって、第４の面２４が、曲面である場合、図１Ｄに示すように、第１の面２２と同一平面を形成する仮想面２２ｂと、曲面である第４の面２４との接続部（交点）を、第１の角部２２ａ（外周辺２２ａ）とすることができる。
【００５０】
第１導電層２１の構造および材質は、導電性を有し、ニッケル酸ランタン（ＬＮＯ）を含まない限り、特に限定されない。例えば、第１導電層２１は、単層で構成されていてもよい。あるいは、第１導電層２１は、複数の導電層の積層体で構成されていてもよい。第１導電層２１の材質は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、それらの導電性酸化物および金（Ａｕ）などのいずれかを含む導電層であってもよい。
【００５１】
また、第１導電層２１は、図示されないリード部に電気的に接続されていてもよい。リード部は、図示しない駆動電圧発生回路または接地回路に接続されていてもよい。
【００５２】
第２導電層２６は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、駆動部５０内の第１導電層２１の第１の面２２の上方に形成された、導電性のプレート状部材である。第２導電層２６は、図１Ｂに示すように、第１の面２２側の第２の面２７を有する。第２導電層２６は、図１Ｂに示すように、第２の方向１２０における端部２８を有する。端部２８は、図１Ａに示すように、第２の面２７を法線方向から見た場合の、第２の面２７の外周辺２８である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、端部２８の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成される。したがって、駆動部５０内における第２の面２７の面積は、駆動部５０内における第１の面２２の面積よりも小さくなるように形成される。
【００５３】
上述のように、第１電極２０は、複数の圧電素子１００の共通電極であってもよいため、第２導電層２６は、図１Ｃに示すように、第１導電層２１と同様、第１の方向１１０において延びるように形成されていてもよい。
【００５４】
第２導電層２６の構造および材質は、導電性を有し、ニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ３：ＬＮＯ）を主成分とする限り、特に限定されない。ニッケル酸ランタンを主成分とした第２導電層２６は、後述される圧電体層３０を配向制御したい方向に配向制御されていることが好ましく、例えば、（１００）方向に配向制御されている。
【００５５】
圧電体層３０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１および第２導電層２１、２６を有する第１電極２０を駆動部５０において覆うように形成される。圧電体層３０の形状は、駆動部５０において、第１電極２０を覆うことができる限り、特に限定されない。図１Ａに示すように、圧電体層３０は、第２の方向１２０において延びるように形成されていてもよい。図１Ｂに示すように、圧電体層３０は、上面３１と、上面３１から基板１０の上面１１へ連続するテーパー状の側面３２を有していてもよい。圧電体層３０は、圧電特性を有した多結晶体からなり、電圧が印加されることにより変形することができる。圧電体層３０の構造及び材料は、圧電特性を有していればよく、特に限定されない。圧電体層３０としては、公知の圧電材料を用いることができ、例えば、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いることができる。圧電体層３０の圧電材料には、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）Ｏ３）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ、Ｎａ）ＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）などを用いてもよい。
【００５６】
ここで、図１Ｂに示すように、圧電体層３０において、第２導電層２６と第２電極４０とによって挟まれた部分を第１の部分３５とし、第１の部分３５以外の圧電体層３０を、第２の部分３６とする。第１の部分３５の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２において、外周辺２２ａよりも内側に位置することができる。換言すれば、第１の部分３５の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２と、第２電極４０とによって挟まれた領域の内側に形成されることができる。
【００５７】
第２導電層２６が、（１００）方向に配向制御されている場合、第２導電層の上で形成された第１の部分３５は、全体として、（１００）方向の配向率が、第２の部分３６の（１００）方向の配向率よりも大きいことができる。これにより、第１の部分３５は、第２の部分３６よりも圧電特性が向上した部分であることができる。また、第１の部分３５は、第２導電層２６の主成分であるＬＮＯのランタン（Ｌａ）やニッケル（Ｎｉ）成分が、第２の部分３６よりも拡散した部分である。これにより、第１の部分３５は、第２の部分３６よりも耐電圧が低下した部分である。言い換えれば、第２の部分３６は、第１の部分３５よりも耐電圧が高い部分であることができる。詳細は後述される。
【００５８】
第２電極４０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、圧電体層３０の上方において形成され、第１の面２２の法線方向から見て、圧電体層３０を介して第１電極２０とオーバーラップするように形成される。第２電極４０は、圧電体層３０に電圧を印加するための他方の電極である。第２電極４０の形状は、駆動部５０において、第１の面２２の法線方向から見て、第１電極２０とオーバーラップしている限り、特に限定されない。例えば、図１Ａに示すように、第２電極４０は、圧電体層３０の上面３１において、第２の方向１２０に延びるように形成されていてもよい。
【００５９】
第２電極４０の構造及び材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第２電極４０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第２電極４０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第２電極４０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、それらの導電性酸化物および金（Ａｕ）などのいずれかを含む金属層であってもよい。また、第１導電層２１と同じ材料で形成されていてもよい。
【００６０】
第２電極４０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、リード部６０に電気的に接続されている。リード部６０は、図示しない駆動電圧発生回路または接地回路に接続されていてもよい。
【００６１】
さらに、図示はされないが、圧電素子を水分などから保護するための保護膜を形成しても良い。保護膜は、少なくとも圧電体層３０を覆うように設けることができる。保護膜としては、アルミナやポリイミドなどの有機物を使用することができる。
【００６２】
以上のいずれかの構成により、本実施形態に係る圧電素子１００および圧電アクチュエーター１０１の構成とすることができる。
【００６３】
本実施形態に係る圧電素子１００および圧電アクチュエーター１０１は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６４】
本実施形態に係る圧電素子１００によれば、ＬＮＯを主成分とする第２導電層２６の第２の面２７の面積が、駆動部５０内の第１の面２２の面積よりも小さい圧電素子を提供することができる。このような圧電素子１００の圧電体層３０は、第２導電層２６と第２電極４０との間に形成された第１の部分３５を有する。この第１の部分３５は、上述のように、第２の部分３６よりも圧電特性が向上しているが、耐電圧は低下している部分である。本実施形態に係る圧電素子１００によれば、このような第１の部分３５の少なくとも一部は、駆動部５０内の第１の面２２と、第２電極４０との間に挟まれる領域よりも内側に形成される。したがって、例えば第１導電層２１の端部２３に規定される駆動部５０の境界部分の少なくとも一部に、第２の部分３６が配置される。これによれば、圧電体層３０の駆動時における駆動部端部の応力集中の緩和および耐電圧を向上させることができる。よって、本実施形態に係る圧電素子１００によれば、圧電素子の信頼性を向上させることができる。また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター１０１は、上記の圧電素子１００を有する。したがって、圧電アクチュエーター１０１は、圧電素子１００と同様の特徴を有することができる。
【００６５】
１．２ 第２実施形態
以下に、図面を参照して、第２実施形態に係る圧電素子２００および圧電アクチュエーター２０１について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子２００および圧電アクチュエーター２０１は、第２導電層２６の形成領域に関して、第１実施形態に係る圧電素子１００と異なる。したがって、第１実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６６】
図２Ａは、第２実施形態に係る圧電素子２００の一例を模式的に示す平面図である。図２Ｂは、第２実施形態に係る圧電素子２００の一例を模式的に示す断面図であって、図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ線における断面図に対応する。
【００６７】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第２導電層２６は、第１実施形態に係る圧電素子１００のように第１の方向１１０に延びるように形成されず、駆動部５０内において、第２の方向１２０において延びるように形成される。したがって、図２Ｂに示すように、第２導電層２６の第１の方向１１０における少なくとも一方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置する。
【００６８】
ここで、図２Ｂに示すように、駆動部５０の境界部分５１は、第１導電層２１が第１の方向１１０において延びるように形成されているため、第２電極４０の端部の位置によって規定される。
【００６９】
本実施形態に係る圧電素子２００によれば、第２導電層２６の第１の方向１１０における少なくとも一方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置するように形成される。これによれば、第１実施形態と同様に、駆動部５０の境界部分の少なくとも一部を、第１の部分３５よりも耐電圧の高い第２の部分３６でもって形成することができる。なお、第１の部分３５および第２の部分３６の詳細な説明は、上述されているため省略する。
【００７０】
よって、本実施形態に係る圧電素子２００によれば、圧電素子の信頼性をより向上させることができる。また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター２０１は、上記の圧電素子２００を有する。したがって、圧電アクチュエーター２０１は、圧電素子２００と同様の特徴を有することができる。
【００７１】
１．３ 第３実施形態
以下に、図面を参照して、第３実施形態に係る圧電素子３００および圧電アクチュエーター３０１について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子３００および圧電アクチュエーター３０１は、第１電極２０と第２電極４０の形成領域に関して、第１実施形態に係る圧電素子１００と異なる。したがって、第１実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７２】
図３Ａは、第３実施形態に係る圧電素子３００の一例を模式的に示す平面図である。図３Ｂは、第３実施形態に係る圧電素子３００の一例を模式的に示す断面図である。図３Ｃは、第３実施形態に係る圧電素子３００の一例を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図に対応し、図３Ｃは、図３ＡにおけるＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面図に対応する。
【００７３】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１電極２０は、第２の方向１２０に延びるように形成される。つまりは、第１導電層２１および第２導電層２６は、第２の方向１２０において延びるように形成される。図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、第１導電層２１および第２導電層２６は、圧電体層３０によって覆われる。また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１電極２０の第１導電層２１は、圧電体層３０に覆われず、リード部６１と電気的に接続されていてもよい。リード部６１は、図示されない駆動回路に電気的に接続されていてもよい。
【００７４】
図３Ａおよび図３Ｃに示すように、第２導電層の第１の方向１１０における両方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成される。また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第２導電層２６の第２の方向１２０における一方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成され、他方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置するように形成される。
【００７５】
図３Ａから図３Ｃに示すように、第２電極４０は、第１の方向１１０において延びるように形成され、複数の圧電素子３００の共通電極として機能していてもよい。つまりは、第１の方向１１０において図示されない圧電素子３００の第２電極を構成していてもよい。したがって、図３Ｃに示すように、第２電極４０は、第１の方向１１０において圧電体層３０の上面３１および側面３２を覆うように形成される。また、図３Ｂに示すように、第２電極４０は、第２の方向１２０における圧電体層４０の一方の側面３２を覆うように形成されていてもよい。また、図３Ｂに示すように、第２電極４０は、第２の方向１２０における端部４１を圧電体層３０の上面３１の上に有している。
【００７６】
本実施形態に係る圧電素子３００の駆動部５０の境界部分５１は、第２電極４０の端部４１が規定する場合と、第１導電層２１の外周辺２３ａが規定する場合がある。例えば、図３Ｂに示すように、第２の方向１２０においては、駆動部５０の一方の境界部分５１は、第２電極４０の端部４１の位置によって規定され、他方の境界部分５１は、第１導電層２１の外周辺２３ａの位置によって規定される。また、図３Ｃに示すように、第１の方向１１０においては、両方の境界部分５１は、第１導電層２１の外周辺２３ａの位置によって規定される。
【００７７】
したがって、本実施形態に係る圧電素子３００において、第２導電層２６の第２の方向１２０における少なくとも一方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置することができる。また、第２導電層２６の第２の方向１２０における少なくとも他方の端部２８は、第１の面２２において、駆動部５０の境界部分５１よりも内側に位置することができる。また、第２導電層２６の第１の方向１１０における少なくとも一方の端部２８は、駆動部５０内の第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置することができる。
【００７８】
以上により、本実施形態に係る圧電素子３００は、第１実施形態および第２実施形態と同様の特徴を有することができる。よって、本実施形態に係る圧電素子３００によれば、圧電素子の信頼性をより向上させることができる。また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター２０１は、上記の圧電素子３００を有する。したがって、圧電アクチュエーター３０１は、圧電素子３００と同様の特徴を有することができる。
【００７９】
１．４ 第４実施形態
以下に、図面を参照して、第４実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１は、第１〜第３実施形態に係る圧電素子の圧電体層の変形例であってもよい。したがって、第１〜３実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８０】
本実施形態に係る圧電素子４００は、第１〜第３実施形態に係る圧電素子の圧電体層にかかる変形例である。したがって、第２実施形態に係る圧電素子２００に適用した例を一適用例として図示する。図４Ａおよび図４Ｂは、第３実施形態に係る圧電素子４００の一例を模式的に示す断面図である。図４Ａは、第２実施形態に係る圧電素子２００を示す図２ＡのＩＶＡ−ＩＶＡ線に対応し、図４Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に対応する。
【００８１】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、圧電体層３０は、第１の面２２の上方であって、かつ、第２導電層２６の端部２８と隣接する領域（側方）において、空孔３８を有することができる。空孔３８は複数のボイド（空隙）によって形成されていてもよい。言い換えれば、空孔３８が形成される領域は、その他の圧電体層３０よりも密度が低い、低密度領域であってもよい。
【００８２】
圧電体層３０に空孔３８を形成することは、第２導電層２６の端部２８が、駆動部５０内に形成される全ての場合に適用することができる。例えば、第２実施形態に係る圧電素子２００のほか、第１実施形態に係る圧電素子１００の第２の方向１２０における端部２８と隣接する領域や、第３実施形態に係る圧電素子３００の第１の方向１１０および第２の方向１２０における端部２８と隣接する領域に適用可能である。
【００８３】
本実施形態に係る圧電素子４００によれば、駆動部５０の境界部分に隣接する領域において、圧電体層３０が、応力を吸収する空孔３８を有した圧電素子を提供することができる。これによれば、駆動時に駆動部５０の境界部分に集中しやすい応力をさらに緩和することができる。よって、本実施形態に係る圧電アクチュエーター４０１によれば、信頼性をより向上させることができる。
【００８４】
２． 圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法
２．１ 第１〜第３実施形態に係る圧電素子の製造方法
次に、第１〜第３実施形態に係る圧電素子１００、２００、３００および圧電アクチュエーター１０１、２０１、３０１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態においては、第１電極２０および第２電極４０の形成領域等が異なるが、適宜パターニング領域を変更することで、本実施形態に係る製造方法を適用することができる。本実施形態に係る圧電素子の製造方法の一例として、第３実施形態に係る圧電素子３００に適用した場合を図示して説明する。
【００８５】
図５（Ａ）〜図６（Ｄ）は、本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図である。図５（Ａ）〜図６（Ｄ）における断面は、図３ＡのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面図に対応する。
【００８６】
図５（Ａ）に示すように、基板１０上に、第１の面２２と、第１の面２２の反対側の第３の面２３と、を有する第１導電膜２１ａを成膜する。第１導電膜２１ａは、第１導電層２１の原料膜である。第１導電膜２１ａの形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。第１導電膜２１ａは、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成される。
【００８７】
なお、基板１０が、振動板１０である場合、以下の製造方法は、圧電アクチュエーター１０１の製造方法とすることができる。振動板１０の詳細な説明は、上述されているため、省略する。
【００８８】
次に、図５（Ａ）に示すように、第１導電膜２１ａの上方に、第１の面２２側の第２の面２７を有する第２導電膜２６ａを成膜する。第２導電膜２６ａは、第２導電層２６の原料膜である。第２導電膜２６ａの形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。第２導電膜２６ａは、例えば、スパッタ法、めっき法、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成される。
【００８９】
図５（Ｂ）に示すように、公知の方法で、第２導電膜２６ａの上にレジスト１５０を形成し、第１導電膜２１ａと第２導電膜２６ａをパターニングする。これによって、第１導電層２１と、第１の面２２の上方においてエッチングにより後退した（もとの形状よりも第１および第２導電膜２１ａ、２６ａの厚み方向と直交する方向へ縮小した）第２導電膜２６ｂおよびレジスト１５０を形成することができる。
【００９０】
パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術または公知のエッチング技術によって行われる。ドライエッチングでパターニングを行う場合、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）のような高密度プラズマ装置を用いたドライエッチングを行ってもよい。該高密度プラズマ装置（ドライエッチング装置）において、１．０Ｐａ以下の圧力に設定すると良好にエッチングを行うことができる。
【００９１】
エッチングガスとしては、例えば、塩素ガスとアルゴンガスとの混合ガス（以下、「第１混合ガス」ともいう）を用いてもよい。第１混合ガスを用いる場合、第１導電膜２１ａと第２導電膜２６ａに用いられるＰｔやＩｒおよびＬＮＯなどは第１混合ガスと反応しにくいため、主にドライエッチングのスパッタリング効果によってエッチングされる。
【００９２】
ここで、エッチング工程において、レジスト１５０の後退速度（第１および第２導電膜２１ａ、２６ａの厚み方向と直交する方向へのエッチング速度）を制御することにより、第２の角部２３ａの角度α（第１導電層２１の側面２４の、基板１０の上面１１に対する傾き角）および第２導電膜２６ｂの形状を制御することができる。
【００９３】
レジスト１５０の後退速度が大きくなるほど、角度αは小さくなる。レジスト１５０の後退速度は、第１混合ガスにおける塩素ガスの流量比や、圧力によって制御することができる。例えば、第１混合ガスの塩素ガスの流量比を６０％〜８０％、圧力を０．３Ｐａ〜１．０Ｐａとすることにより、角度αを５０度以下とすることができる。また、レジスト１５０の形状をあらかじめ寝かせて形成しても良い。例えば、レジスト１５０の露光時に、フォーカスをずらすことでレジスト１５０の形状を寝かすことができる。
【００９４】
また、第２導電膜２６ｂは、周縁部２６ｃを有する形状に制御される。第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃとは、図５（Ｂ）に示されるように、第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂであって、レジスト１５０に覆われていない部分（露出部分）であってもよい。エッチングによるレジスト１５０の後退が起こると、それに合わせて第１導電膜２１ａおよび第２導電膜２６ａも後退していく。しかし、第２導電膜２６ａの主成分であるＬＮＯはエッチングレートがレジスト１５０よりも遅いため、後退スピード（エッチングレート）も遅くなる。これにより、周縁部２６ｃを有した第２導電膜２６ｂを形成することができる。第２導電膜２６ｂの形状制御のために、例えば、第１混合ガスの塩素とアルゴンの流量比を３：２とし、圧力を０．６Ｐａの条件でエッチングを行うことができる。また、周縁部２６ｃの大きさは、レジスト１５０の後退の程度を増加させることで長くすることができる。レジスト１５０の後退は、レジスト１５０と第１導電層２１との選択比が低いほど増加する。また、レジスト１５０をあらかじめ寝かせた形状にすることでレジスト１５０の後退を増加させることができる。周縁部２６ｃは後述される工程において除去される部分である。
【００９５】
次に、図５（Ｃ）に示すように、第１導電層２１の第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを除去する。これによって、端部２８を有する第２導電層２６を形成することができ、端部２８の少なくとも一部は、第１の面２２の外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成されることができる。つまりは、第２の面２７の面積は、第１の面２２の面積よりも小さくなるように形成されることができる。
【００９６】
周縁部２６ｃを除去する工程は、特に限定されず、公知のエッチング技術を用いてもよい。また、例えば、第１導電層２１のパターニング工程において、塩素ガスを含む第１混合ガスを用いた場合、水蒸気を含んだ大気に所定時間放置し、大気接触させた後、水洗いを行うことによって、周縁部２６ｃを除去してもよい。第１混合ガスを用いた場合、第１導電層２１のエッチングによりレジスト１５０および第２導電膜２６ｂの表面に、塩素が残留している。この塩素は、大気中の水分と反応することができ、塩酸となって第２導電膜２６ｂの露出部分である周縁部２６ｃを溶解（腐食）させることができる。この溶解工程は水洗により止めることが可能であり、溶解した周縁部２６ｃもこのとき同時に除去することができる。なお、本工程においては、レジストを除去しないで大気放置したほうが、付着している塩素量が多いので、より効率的に第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを溶解させることができる。大気中での放置時間は、溶解対象となる第２導電膜２６ｂの膜厚や周縁部２６ｃの形状によって異なるため、適宜設定することができる。以上の工程によれば、周縁部２６ｃを除去のための機器や溶剤を用いる必要がないため、生産コストを削減することができ、生産性を向上させることができる。
【００９７】
以上によって、第１導電層２１と第２導電層２６とを有する第１電極２０を形成することができる。レジスト１５０は、上記工程の後、適宜除去される。なお、第１電極２０に関する詳細な説明は、上述しているため、省略する。
【００９８】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１電極２０の上方において、圧電体層３０の原料膜である第１圧電体材料膜３０ａを成膜する。第１圧電体材料膜３０ａは、公知の方法で成膜されることができ、例えば、ゾルゲル法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＯＤ法、スパッタ法、レーザーアブレーション法などにより形成される。
【００９９】
ここで、第１圧電体材料膜３０ａを熱処理することで、結晶化することができる。これによって、第１圧電体材料膜３０ｂを形成することができる。また、この結晶化工程は、部分的に行われてもよく、第２電極４０のパターニングの後に行われても良い。熱処理の条件は、第１圧電体材料膜３０ａを結晶化できる温度であれば、特に限定されない。熱処理は、例えば、酸素雰囲気中において、５００〜８００度で行われることができる。また、所望の膜厚になるように、前駆体の成膜と結晶化工程を複数回繰り返して第１圧電体材料膜３０ｂを形成しても良い。
【０１００】
ここで、図６Ｂに示すように、第１圧電体材料膜３０ｂの一部は、第２導電層２６の上で結晶成長した部分であり、第１圧電体材料膜３０ｂの一部は、第２導電層２６以外の部材の上で結晶成長した部分である。これによって、第１圧電体材料膜３０ｂに第１の部分３５と第２の部分３６とが形成される。
【０１０１】
次に、第１圧電体材料膜３０ｂを所望の形状にパターニングして、圧電体層３０を形成する。第１圧電体材料膜３０ｂのパターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われることができる。例えば、図示されないレジストを形成し、所望の形状を有する圧電体層３０を形成してもよい。
【０１０２】
また、例えば、図６（Ｂ）に示すように、エッチング用のハードマスクとして、第２電極４０の材料を用い、マスク層４０ａを形成してもよい。次に、図６（Ｃ）に示すように、マスク層４０ａを形成後、第１圧電体材料膜３０ｂがエッチングによりパターニングされ、圧電体層３０が所望の形成にパターニングされる。ここで、マスク層４０ａを形成することによって、マスク層４０ａがエッチング工程においてハードマスクとして作用するため、図６（Ｃ）に示すように圧電体層３０にテーパー状の側面３２を容易に形成することができる。なお、圧電体層３０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。なお、上述のように、マスク層４０ａは必須の構成ではなく、レジストを適宜形成し、エッチング後、除去してもよい（図示せず）。
【０１０３】
次に、図６（Ｄ）に示すように、圧電体層３０の上方に第３導電膜を成膜して、パターニングすることによって、第２電極４０を形成する。第３導電膜のパターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われることができる。第２電極４０は、第１の面２２の法線方向から見て、第１電極２０の少なくとも一部とオーバーラップするようにパターニングされる。第３導電膜は、第２電極４０の原料膜である。第３導電膜の形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。第３導電膜は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成される。なお、マスク層４０ａは、第３導電膜と同じ材料から形成されているため、第３導電膜に取り込まれることができる。以上によって、第２電極４０を形成することができる。なお、第２電極４０に関する詳細な説明は、上述しているため、省略する。
【０１０４】
以上の工程により、圧電素子３００および圧電アクチュエーター３０１を製造することができる。
【０１０５】
本実施形態に係る圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０６】
本実施形態に係る圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法によれば、圧電体層３０は、ＬＮＯを主成分とする第２導電層２６の上で結晶化する第１の部分３５と、第２導電層２６以外の面（第１導電層２１や基板１０の上面１１など）の上で結晶化する第２の部分３６を有することができる（図６（Ｄ）参照）。
【０１０７】
この結晶化工程により、第１の部分３５はＬＮＯ上では（１００）方向に配向して、圧電特性の優れた圧電体層となることができる。これはＬＮＯが（１００）方向へ配向しているため、その結晶性を引き継ぐためである。しかしながら、第１の部分３５においては、ＬＮＯの成分が第１の部分３５中へ拡散するため、第１の部分３５はＬａおよびＮｉなどの不純物が拡散した圧電体層となる。
【０１０８】
第２導電層２６以外の面（第１導電層２１や基板１０の上面１１など）の上で結晶化した第２の部分３６は、（１００）方向への優先配向が行われるが、（１１１）方向などの結晶も混ざった圧電体層となるため、第１の部分３５よりも圧電特性が低い部分となる。しかしながら、第１導電層２１のＬＮＯ成分は、第２の部分３６へはほとんど拡散しないため、第２の部分３６は不純物が少なく、耐電圧が第１の部分３５よりも高い圧電体層となることができる。
【０１０９】
したがって、駆動部５０の境界部分の少なくとも一部を、第１の部分３５よりも耐電圧の高く、圧電特性の低い第２の部分３６でもって形成することができるため応力が緩和する。よって、圧電体層３０の駆動時における破壊を防ぐことができる。
【０１１０】
以上により、信頼性の高い圧電素子および圧電アクチュエーターを提供することができる。
【０１１１】
２．２ 第４実施形態に係る圧電素子の製造方法
以下に、図面を参照して、第４実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１の製造方法について説明する。
【０１１２】
上述のように、第４実施形態に係る圧電素子４００は、第１〜第３実施形態に係る圧電素子のいずれにおいても適用することができる。しがって、本実施形態に係る圧電素子の製造方法は、第３実施形態に係る圧電素子３００に対して、第４実施形態４００を適用した場合を一例として説明する。
【０１１３】
図７（Ａ）〜図７（Ｄ）において、本実施形態に係る圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１の製造方法を模式的に示す。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、第３実施形態に係る圧電素子３００を示す図３ＡのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線に対応する断面図である。
【０１１４】
図７（Ａ）に示すように、２．１に記載された圧電素子の製造方法と同様に、基板１０の上方に、第１導電膜２１ａと第２導電膜２６ａを形成する。本実施形態に係る製造方法においては、第２導電膜２６ａの上に、第２圧電体材料膜３０ｃをさらに成膜する。第２圧電体材料膜３０ｃは、第１圧電体材料膜３０ａと同様の材料を用いることができる。また、第２圧電体材料膜３０ｃの成膜方法は、第１圧電体材料膜３０ａと同様の方法を用いることができる。
【０１１５】
ここで、第２圧電体材料膜３０ｃを熱処理することで、結晶化し、第２圧電体材料膜３０ｄを形成してもよい。また、この結晶化工程は、部分的に行われてもよく、第１圧電体材料膜３０ａを熱処理する際に同時に行われても良い。熱処理の条件は、第１圧電体材料膜３０ａを熱処理する条件と同じであってよい。
【０１１６】
次に、公知の方法で、第２圧電体材料膜３０ｄの上にレジスト１５０を形成し、第１導電膜２１ａ、第２導電膜２６ａおよび第２圧電体材料膜３０ｄをパターニングする。これによって、図７（Ｂ）に示すように、第１の面２２を有する第１導電層２１と、第１の面２２の上方においてエッチングにより後退した第２導電膜２６ｂおよび第２圧電体層３０ｅを形成することができる。
【０１１７】
パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術または公知のエッチング技術によって行われる。エッチングでもってパターニングを行う場合、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）のような高密度プラズマ装置を用いたドライエッチングを行ってもよい。該高密度プラズマ装置（ドライエッチング装置）において、１．０Ｐａ以下の圧力に設定すると良好にエッチングを行うことができる。
【０１１８】
第２圧電体材料膜３０ｄに対するエッチングガスとしては、例えば、塩素ガスとフロン系ガスとの混合ガス（以下、「第２混合ガス」ともいう）を用いてもよい。第２混合ガスを用いる場合、例えばＰＺＴからなる第２圧電体材料膜３０ｄのエッチングレートが２００ｎｍ／ｍｉｎ以上と早く、レジスト選択比を約１．０の高選択比とすることができる。
【０１１９】
第１導電膜２１ａおよび第２導電膜２６ａに対するエッチングガスとしては、前述のように、第１混合ガスを用いることができる。
【０１２０】
ここで、エッチング工程において、レジスト１５０の後退速度を制御することにより、第２の角部２３ａの角度αおよび第２導電膜２６ｂの形状を制御することができる。
【０１２１】
レジスト１５０の後退速度が大きくなるほど、角度αは小さくなる。レジスト１５０の後退速度は、第１混合ガスにおける塩素ガスの流量比や、圧力によって制御することができる。例えば、第１混合ガスの塩素ガスの流量比を６０％〜８０％、圧力を０．３Ｐａ〜１．０Ｐａとすることにより、角度αを５０度以下とすることができる。また、レジスト１５０の形状をあらかじめ寝かせて形成しても良い。例えば、レジスト１５０の露光時に、フォーカスをずらすことでレジスト１５０の形状を寝かすことができる。
【０１２２】
図７（Ｂ）に示すように、第２導電膜２６ｂは、周縁部２６ｃを有する形状に制御することができる。第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃとは、図７（Ｂ）に示されるように、第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂであって、レジスト１５０および第２圧電体膜に覆われていない部分（露出部分）であってもよい。エッチングによるレジスト１５０の後退が起こると、それに合わせて第１導電膜２１ａおよび第２導電膜２６ａも後退していく。しかし、第２導電膜２６ａの主成分であるＬＮＯはエッチングレートが第２圧電体材料膜３０ｄよりも遅いため、後退スピード（エッチングレート）も遅くなる。これにより、周縁部２６ｃを有した第２導電膜２６ｂを形成することができる。第２導電膜２６ｂの形状制御のために、例えば、第１混合ガスの塩素とアルゴンの流量比を３：２とし、圧力を０．６Ｐａの条件でエッチングを行うことができる。
【０１２３】
次に、図７（Ｃ）に示すように、上記のエッチング工程の後、第１導電層２１の第１の面２２の上に形成された第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを除去する。本実施形態に係る製造方法においては、第２導電膜２６ｂにおいて第２圧電体層３０ｅから露出した部分である周縁部２６ｃに加え、第２導電膜２６ｂの第２圧電体層３０ｅに覆われた部分の一部をサイドエッチング（オーバーエッチング）することによって除去する。
【０１２４】
以上によって、第２の面２７および端部２８を有する第２導電層２６を形成することができ、端部２８の少なくとも一部は、第１の面２２において、外周辺２２ａよりも内側に位置するように形成されることができる。つまりは、第２の面２７の面積は、第１の面２２の面積よりも小さくなるように形成されることができる。
【０１２５】
また、図７（Ｃ）に示すように、第１の面２２の上方であって、かつ、第２導電層２６の端部と隣接する領域において、領域３８ａを形成することができる。領域３８ａは、第２導電層２６の側方であって、第１導電層２１と第２圧電体層３０ｅとの間に第２導電層２６が形成されない領域であり、圧電体層３０を形成した際に、空孔３８が形成される領域である。
【０１２６】
周縁部２６ｃを除去し、領域３８ａを形成する工程は、特に限定されず、公知のウェットエッチング技術を用いてもよい。この場合、フッ酸や塩酸などを使用することができる。また、例えば、第１導電層２１のパターニング工程において、塩素ガスを含む第１混合ガスを用いた場合、水蒸気を含んだ大気に所定時間放置し、大気接触させた後、水洗いを行うことによって、周縁部２６ｃを除去し、領域３８ａを形成してもよい。第１混合ガスを用いた場合、第１導電層２１のエッチングによりレジスト１５０、第２圧電体層３０ｅおよび第２導電膜２６ｂの表面に、塩素が残留している。この塩素は、大気中の水分と反応することができ、塩酸となって第２導電膜２６ｂの露出部分である周縁部２６ｃを溶解（腐食）させることができる。この溶解工程は水洗により止めることが可能であり、溶解した周縁部２６ｃもこのとき同時に除去することができる。また、第２導電膜２６ｂをオーバーエッチングし、領域３８ａを形成することができる。なお、本工程においては、レジストを除去しないで大気放置したほうが、付着している塩素量が多いので、より効率的に第２導電膜２６ｂの周縁部２６ｃを溶解させることができる。大気中での放置時間は、溶解対象となる第２導電膜２６ｂの膜厚や周縁部２６ｃの形状によって異なるため、適宜設定することができる。以上の工程によれば、周縁部２６ｃを除去のための機器や溶剤を用いる必要がないため、生産コストを削減することができ、生産性を向上させることができる。
【０１２７】
以上によって、第１導電層２１と第２導電層２６とを有する第１電極２０を形成することができる。レジスト１５０は、上記工程の後に除去される。なお、第１電極２０に関する詳細な説明は、上述しているため、省略する。
【０１２８】
次に、図７（Ｄ）に示すように、第２圧電体層３０ｅおよび第１電極２０の上方において、圧電体層３０および第２電極４０を形成する。第２圧電体層３０ｅは、圧電体層３０と同じ圧電材料で形成されるため、圧電体層３０に取り込むことができる。なお、圧電体層３０および第２電極４０の製造方法は、前述の製造方法において説明しているため省略する（図６（Ａ）−図６（Ｄ）参照）。
【０１２９】
以上の工程により、圧電素子４００および圧電アクチュエーター４０１を製造することができる。
【０１３０】
本実施形態に係る圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法によれば、駆動部５０の境界部分に隣接する領域において、圧電体層３０が、応力を吸収する空孔３８を有した圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法を提供することができる。これによれば、駆動時に駆動部５０の境界部分に集中しやすい応力をさらに緩和することができる。よって、より信頼性の高い圧電素子および圧電アクチュエーターの製造方法を提供することができる。
【０１３１】
３．液滴噴射ヘッド
次に、本実施形態に係る圧電素子５０が圧電アクチュエーターとして機能する液滴噴射ヘッド６００について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る液滴噴射ヘッド６００の要部を模式的に示す断面図である。図９は、本実施形態に係る液滴噴射ヘッド６００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。
【０１３２】
液滴噴射ヘッド６００は、上述の圧電素子（圧電アクチュエーター）を有することができる。以下の例では、基板１０が振動板１０である構造体として形成され、圧電素子２００が圧電アクチュエーターとして構成されている液滴噴射ヘッド６００について説明する。
【０１３３】
液滴噴射ヘッド６００は、図８及び図９に示すように、ノズル孔６１２を有するノズル板６１０と、圧力室６２２を形成するための圧力室基板６２０と、圧電素子２００と、を含む。
【０１３４】
圧電素子２００の数は特に限定されず、複数形成されていてよい。なお、圧電素子２００が複数形成される場合は、第１電極２０が共通電極となる。さらに、液滴噴射ヘッド６００は、図９に示すように、筐体６３０を有することができる。なお、図９では、圧電素子２００を簡略化して図示している。
【０１３５】
ノズル板６１０は、図８及び図９に示すように、ノズル孔６１２を有する。ノズル孔６１２からは、インクなどの液体等（液体のみならず、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、又は、メタルフレーク等を含むものなどを含む。以下同じ。）を液滴として吐出されることができる。ノズル板６１０には、例えば、多数のノズル孔６１２が一列に設けられている。ノズル板６２０の材質としては、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などを挙げることができる。
【０１３６】
圧力室基板６２０は、ノズル板６１０上（図９の例では下）に設けられている。圧力室基板６２０の材質としては、例えば、シリコンなどを例示することができる。圧力室基板６２０がノズル板６１０と振動板１０との間の空間を区画することにより、図９に示すように、リザーバー（液体貯留部）６２４と、リザーバー６２４と連通する供給口６２６と、供給口６２６と連通する圧力室６２２と、が設けられている。この例では、リザーバー６２４と、供給口６２６と、圧力室６２２とを区別して説明するが、これらはいずれも液体等の流路であって、このような流路はどのように設計されても構わない。また例えば、供給口６２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。リザーバー６２４、供給口６２６及び圧力室６２２は、ノズル板６１０と圧力室基板６２０と振動板１０とによって区画されている。リザーバー６２４は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板１０に設けられた貫通孔６２８を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー６２４内のインクは、供給口６２６を介して、圧力室６２２に供給されることができる。圧力室６２２は、振動板１０の変形により容積が変化する。圧力室６２２はノズル孔６１２と連通しており、圧力室６２２の容積が変化することによって、ノズル孔６１２から液体等が吐出される。
【０１３７】
圧電素子２００は、圧力室基板６２０上（図９の例では下）に設けられている。圧電素子５０は、圧電素子駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。振動板１０は、積層構造（圧電体層２０）の動作によって変形し、圧力室６２２の内部圧力を適宜変化させることができる。
【０１３８】
筐体６３０は、図９に示すように、ノズル板６１０、圧力室基板６２０及び圧電素子５０を収納することができる。筐体６３０の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。
【０１３９】
液滴噴射ヘッド６００は、上述した信頼性の向上した圧電素子（圧電アクチュエーター）を含んでいる。したがって、信頼性の向上した液滴噴射ヘッドを実現できる。
【０１４０】
なお、ここでは、液滴噴射ヘッド６００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明の液滴噴射ヘッドは、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
【０１４１】
４． 液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液体噴射装置について説明する。本実施形態に係る液体噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図１０は、本実施形態に係る液体噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。
【０１４２】
液体噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液体噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。
【０１４３】
ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド３００（４００、５００）から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。
【０１４４】
駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモータ１０４１と、キャリッジモータ１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。
【０１４５】
往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモータ１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【０１４６】
制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。
【０１４７】
給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モータ１０５１と、給紙モータ１０５１の作動により回転する給紙ローラ１０５２と、を備える。給紙ローラ１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ１０５２ａおよび駆動ローラ１０５２ｂを備える。駆動ローラ１０５２ｂは、給紙モータ１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。
【０１４８】
ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。
【０１４９】
液体噴射装置１０００では、本発明に係る液体噴射ヘッド６００を有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッド６００は、上述のように、高い信頼性を持つ圧電素子を有することができる。そのため、高い信頼性を有する液体噴射装置１０００を得ることができる。
【０１５０】
なお、上述した例では、液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。
【０１５１】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１５２】
１０ 基板（振動板）、１１ 上面、１２ 下面、２０ 第１電極、２１ 第１導電層、
２１ａ 第１導電膜、２２ 第１の面、２２ａ 外周辺（第１の角部）、
２２ｂ 仮想面、２３ 第３の面、２３ａ 外周辺（第２の角部）、２４ 第４の面、
２６ 第２導電層、２６ａ 第２導電膜、２６ｂ 第２導電膜、２６ｃ 周縁部、
２７ 第３の面、２８ 端部、３０ 圧電体層、３０ａ、３０ｂ 第１圧電体材料膜、
３０ｃ、３０ｄ 第２圧電体材料膜、３０ｅ 第２圧電体層、３１ 上面、
３２ 側面、３５ 第１の部分、３６ 第２の部分、３８ 空孔、４０ 第２電極、
４１ 端部、４０ａ マスク層、５０ 駆動部、５１ 境界部分、
６０、６１ リード部、１００、２００、３００、４００ 圧電素子、
１０１、２０１、３０１、４０１ 圧電アクチュエーター、
１１０ 第１の方向、１２０ 第２の方向、１５０ レジスト、
６００ 液滴噴射ヘッド、６１０ ノズル板、６１２ ノズル孔、
６２０ 圧力室基板、６２２ 圧力室、６２４ リザーバー、６２６ 供給口、
６２８ 貫通孔、６３０ 筐体、
１０００ 液体噴射装置、１０１０ 駆動部、１０２０ 装置本体、１０２１ トレイ、
１０２２ 排出口、１０３０ ヘッドユニット、１０３１ インクカートリッジ、
１０３２ キャリッジ、１０４１ キャリッジモータ、１０４２ 往復動機構、
１０４３ タイミングベルト、１０４４ キャリッジガイド軸、１０５０ 給紙部、
１０５１ 給紙モータ、１０５２ 給紙ローラ、１０６０ 制御部、
１０７０ 操作パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極とによって挟まれた圧電体層を有する圧電素子であって、
前記第１電極は、前記圧電体層側の第１の面を有する第１導電層と、前記第１の面において形成され、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電層と、を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層の少なくとも一部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする、圧電素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧電体層において、前記第２導電層と、前記第２電極と、によって挟まれた部分を第１の部分としたとき、
前記第１の部分の（１００）方向の配向率は、前記圧電体層の前記第１の部分以外の第２の部分の（１００）方向の配向率よりも大きい、圧電素子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記圧電体層は、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、空孔を有する、圧電素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項において、
前記第１導電層は、前記第１の面と反対側の第３の面と、
前記第１の面と前記第３の面とを連続する第４の面と、
をさらに有し、
前記第３の面および前記第４の面が形成する角度は、５０°以下である、圧電素子。
【請求項５】
振動板と、
前記振動板の上に配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する、圧電アクチュエーター。
【請求項６】
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向に延び、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記圧電体層は、前記第１電極の上において、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第２の方向に延びるように形成され、かつ、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記第１の面において、前記駆動部の境界部分よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項８】
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記圧電体層は、前記第２の方向に延び、かつ、前記振動板の上方において前記第１電極を覆うように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項１０】
請求項５ないし９のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを含む、液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体噴射ヘッドを含む、液体噴射装置。
【請求項１２】
基板の上に、前記基板側の面とは反対側の第１の面を有する、第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の前記第１の面の上に、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングして、第１導電層および第２導電層を有する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、第１圧電体材料膜を形成し、前記第１圧電体材料膜を熱処理して結晶化させる工程と、
結晶化した前記第１圧電体材料膜をパターニングして、第１圧電体層を形成する工程と、
前記第１圧電体層の上に、第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１圧電体層を介して前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップする第２電極を形成する工程と、
を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする、圧電素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記第２導電膜を形成する工程の後に、前記第２導電膜の上方に第２圧電体材料膜を形成し、前記第２圧電体材料膜を熱処理し、パターニングすることによって第２圧電体層を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングする工程において、第２導電膜の前記第２圧電体層に覆われた一部をサイドエッチングすることによって、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、前記第１導電層と前記第２圧電体層との間に前記第２導電層が形成されない領域を形成する工程と、
前記第１電極の上方に第１圧電体材料膜を形成して、熱処理によって結晶化させる工程において、前記領域において空孔を形成する工程と、
を更に含む、圧電素子の製造方法。
【請求項１】
第１電極と第２電極とによって挟まれた圧電体層を有する圧電素子であって、
前記第１電極は、前記圧電体層側の第１の面を有する第１導電層と、前記第１の面において形成され、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電層と、を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層の少なくとも一部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする、圧電素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧電体層において、前記第２導電層と、前記第２電極と、によって挟まれた部分を第１の部分としたとき、
前記第１の部分の（１００）方向の配向率は、前記圧電体層の前記第１の部分以外の第２の部分の（１００）方向の配向率よりも大きい、圧電素子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記圧電体層は、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、空孔を有する、圧電素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項において、
前記第１導電層は、前記第１の面と反対側の第３の面と、
前記第１の面と前記第３の面とを連続する第４の面と、
をさらに有し、
前記第３の面および前記第４の面が形成する角度は、５０°以下である、圧電素子。
【請求項５】
振動板と、
前記振動板の上に配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する、圧電アクチュエーター。
【請求項６】
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向に延び、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記圧電体層は、前記第１電極の上において、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第２の方向に延びるように形成され、かつ、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記第１の面において、前記駆動部の境界部分よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項８】
振動板と、
前記振動板の上において、第１の方向において複数配置された、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子と、
を有する圧電アクチュエーターであって、
前記第１電極は、前記振動板の上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように形成され、
前記圧電体層は、前記第２の方向に延び、かつ、前記振動板の上方において前記第１電極を覆うように形成され、
前記第２電極は、前記圧電体層の上において、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、複数の前記圧電素子の共通電極となるように形成され、
前記第２導電層の前記第２の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２導電層の前記第１の方向における少なくとも一方の端部は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に位置する、圧電アクチュエーター。
【請求項１０】
請求項５ないし９のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを含む、液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体噴射ヘッドを含む、液体噴射装置。
【請求項１２】
基板の上に、前記基板側の面とは反対側の第１の面を有する、第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の前記第１の面の上に、前記第１の面側の第２の面を有する第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングして、第１導電層および第２導電層を有する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に、第１圧電体材料膜を形成し、前記第１圧電体材料膜を熱処理して結晶化させる工程と、
結晶化した前記第１圧電体材料膜をパターニングして、第１圧電体層を形成する工程と、
前記第１圧電体層の上に、第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１圧電体層を介して前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップする第２電極を形成する工程と、
を含み、
前記第１の面の法線方向から見て、互いにオーバーラップする、前記前記第１電極、前記圧電体層および前記第２電極から構成される部分を、駆動部としたとき、
前記第２導電層は、前記駆動部内の前記第１の面の外周辺よりも内側に配置され、
前記第２の面の面積は、前記駆動部内の前記第１の面の面積よりも小さく、
前記第２導電層は、ニッケル酸ランタンを主成分とする、圧電素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記第２導電膜を形成する工程の後に、前記第２導電膜の上方に第２圧電体材料膜を形成し、前記第２圧電体材料膜を熱処理し、パターニングすることによって第２圧電体層を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜をパターニングする工程において、第２導電膜の前記第２圧電体層に覆われた一部をサイドエッチングすることによって、前記第１の面の上方であって、かつ、前記第２導電層の端部と隣接する領域において、前記第１導電層と前記第２圧電体層との間に前記第２導電層が形成されない領域を形成する工程と、
前記第１電極の上方に第１圧電体材料膜を形成して、熱処理によって結晶化させる工程において、前記領域において空孔を形成する工程と、
を更に含む、圧電素子の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２０１２６４（Ｐ２０１１−２０１２６４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３１９５（Ｐ２０１０−７３１９５）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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