[發明專利]壓電體膜、噴墨頭、使用噴墨頭形成圖像的方法、角速度傳感器、使用角速度傳感器測定角速度的方法、壓電發電元件以及使用壓電發電元件的發電方法

有效

• 申請號: 201180019166.2
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102859736A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 張替貴圣;田中良明;足立秀明;藤井映志
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L41/187
• 分類號: H01L41/187;H01L41/09;H01L41/113;B41J2/14;C01G23/00;C01G29/00;C23C14/02;C23C14/08;G01C19/5607
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及具有壓電體層的壓電體膜。并且，本發明涉及具有該壓電體膜的噴墨頭和使用該頭形成圖像的方法、具有該壓電體膜的角速度傳感器和使用該傳感器測定角速度的方法以及具有該壓電體膜的壓電發電元件和使用該元件的發電方法。

背景技術

鋯鈦酸鉛（PZT：Pb(Zr_xTi_1-x)O₃，0＜x＜1）是能夠蓄積大的電荷的代表性的強介電材料。PZT被使用于電容器和薄膜存儲器。PZT具有基于強介電性的焦電性和壓電性。PZT具有高壓電性能。通過組成的調整或者元素的添加，能夠容易地控制PZT的機械品質系數Qm。這能夠將PZT應用于傳感器、致動器、超聲波電機、濾波電路和起振器。

但是，PZT含有大量的鉛。近年來，由于來自廢棄物的鉛的溶出，可能對生態系統和環境造成嚴重的損害。因此，在國際上也開始限制鉛的使用。所以要求與PZT不同的不含鉛的強介電材料（非鉛強介電材料）。

現在正在開發的非鉛（lead-free）強介電材料的一個例子是由鉍（Bi）、鈉（Na）、鋇（Ba）和鈦（Ti）構成的鈣鈦礦型復合氧化物((Bi_0.5Na_0.5)_1-yBa_y)TiO₃。專利文獻1和非專利文獻1公開有，鋇量y（=[Ba/(Bi+Na+Ba)]）為5～10%的準同型相界（Morphotropic?Phase?Boundary、MPB）附近組成的情況下，該強介電材料具有大致125pC/N的壓電常數d₃₃，具有高壓電性能。其中，該強介電體材料的壓電性能比PZT的壓電性能低。

專利文獻2、非專利文獻2和非專利文獻3公開有在特定的方向上取向的(Bi,Na,Ba)TiO₃層的制作。

從專利文獻3和專利文獻4看到的本發明的創造性在后文述說。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特公平4－60073號公報

專利文獻2：日本特開2007-266346號公報

專利文獻3：日本特開2001-261435號公報

專利文獻4：米國專利申請公開第2005/0109263號說明書（特別參照第15頁的Table1的BNT－087）

專利文獻5：國際公開第2010/047049號

專利文獻6：美國專利申請第7870787號說明書

專利文獻7：中國專利申請公開第101981718號說明書

非專利文獻

非專利文獻1：T.Takenaka?et?al.，Japanese?Journal?of?Applied?Physics，Vol.30，No.9B，(1991)，pp.2236-2239

非專利文獻2：H.W.Cheng?et?al.,Applied?Physics?Letters，Vol.85，（2004），pp.2319－2321

非專利文獻3：Z.H.Zhou?et?al.，Applied?Physics?Letters，Vol.85，（2004），pp.804－806

發明內容

本發明的目的是提供一種含有非鉛強介電材料、具有低介電損失和與PZT相同的高壓電性能的非鉛壓電體膜及其制造方法。

本發明的另一目的是提供具有該非鉛壓電體膜的噴墨頭、角速度傳感器和壓電發電元件。本發明的又一目的是提供使用該噴墨頭形成圖像的方法、使用該角速度傳感器測定角速度的方法和使用該壓電發電元件的發電方法。

本發明的壓電體膜具備具有(111)取向的(Na_xBi_y)TiO_0.5x+1.5y+2－BaTiO₃層（0.30≤x≤0.46且0.51≤y≤0.62）。

附圖說明

圖1A是示意性地表示本發明的壓電體膜的一個例子的截面圖。

圖1B是示意性地表示本發明的壓電體膜的另一個例子的截面圖。

圖1C是示意性地表示本發明的壓電體膜的又一個例子的截面圖。

圖2是示意性地表示本發明的噴墨頭的一個例子的圖，是部分表示該噴墨頭的截面的立體圖。

圖3是表示圖2所示的噴墨頭中的、包括壓力室部件和致動器部的主要部分的截面的分解立體圖。