JP2015199266A - 電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015199266A JP2015199266A JP2014079403A JP2014079403A JP2015199266A JP 2015199266 A JP2015199266 A JP 2015199266A JP 2014079403 A JP2014079403 A JP 2014079403A JP 2014079403 A JP2014079403 A JP 2014079403A JP 2015199266 A JP2015199266 A JP 2015199266A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode pad
- individual electrode
- film
- electrode
- protective film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 50
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 82
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 54
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 204
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 34
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 description 32
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 27
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 7
- -1 barium alkoxide Chemical class 0.000 description 6
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 5
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 4
- 229940046892 lead acetate Drugs 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- KQNKJJBFUFKYFX-UHFFFAOYSA-N acetic acid;trihydrate Chemical compound O.O.O.CC(O)=O KQNKJJBFUFKYFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000487 osmium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIWAALDUIFCBLV-UHFFFAOYSA-N oxoosmium Chemical compound [Os]=O JIWAALDUIFCBLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N oxopalladium Chemical compound [Pd]=O HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DYIZHKNUQPHNJY-UHFFFAOYSA-N oxorhenium Chemical compound [Re]=O DYIZHKNUQPHNJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJLOMQIUPFZJAN-UHFFFAOYSA-N oxorhodium Chemical compound [Rh]=O SJLOMQIUPFZJAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910003449 rhenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003450 rhodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/02—Forming enclosures or casings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
- H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2047—Membrane type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
- H10N30/883—Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
- B41J2002/14266—Sheet-like thin film type piezoelectric element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14491—Electrical connection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
しかしながら、下部電極としては主にPtをベースにした金属電極を用いた実施例がほとんどであり、PZTの疲労特性に対する保証が懸念される。
これについては、PZTに含まれるPb拡散による特性劣化が要因として考えられており、酸化物電極を用いることで、疲労特性が改善されることが報告されている(例えば、特許文献3)。
具体的には圧電素子に対して駆動パルス電圧を超える高電圧を印加するような手法が行われている。また電極と電荷供給手段との間に電圧を印加してコロナ放電を生じさせることにより、電荷を供給し、圧電体内に電界を発生させる工夫が行われている(特許文献6参照)。
本発明の電気−機械変換素子について説明する。本発明の電気−機械変換素子の構成例を図2に示す。図2では、基板13、振動板14、第1の電極15、電気−機械変換膜16、第2の電極17が図示されている。
図3では、基板13、基板13上に形成された第1の電極15(共通電極)、第1の電極15上に形成された電気−機械変換膜16、電気−機械変換膜16上に形成された第2の電極17(個別電極)、第1の電極15上に形成された第1の絶縁保護膜21、第2の電極17と導通がとれるように形成された個別電極パッド24、第1の絶縁保護膜21上に形成され、個別電極パッド24の側面を囲うように形成された第2の絶縁保護膜22が図示されている。
しかし、電極や電極パッドと接している絶縁体との干渉に伴う過度の電界集中により、絶縁破壊が生じてしまうという問題についてはさらなる改善が求められていた。
なお、図5(A)では、個別電極パッド24周辺部の第2の絶縁保護膜22の厚みは、直線的に減少しているが、曲線的に減少していてもよい。
さらに、図5(C)では、個別電極パッド24上に第2の絶縁保護膜22が形成されているが、個別電極パッド24上の第2の絶縁保護膜22は、個別電極パッド24の内側方向に徐々に薄くなっておらず、平面方向に対して不連続的に厚みが変化している。この場合も、電極パッドのエッジ部で電界が集中してしまうことを防ぐことができない。
なお、図5(C)は、従来のリソグラフィ、エッチング条件によってエッチングを実施した場合に形成されるものである。
<基板>
図3に示される電気−機械変換素子の基板13としては、特に制限されるものではないが、シリコン単結晶基板を用いることが好ましく、厚みが100〜600μmであることが好ましい。面方位としては、(100)、(110)、(111)と3種を用いることができ、一般的に(100)、(111)が用いられており、本発明においては、(100)の面方位を持つ単結晶基板が好ましい。
振動板14は、電気−機械変換膜16によって発生した力を受けて、変形変位して圧力室18のインク滴を吐出させる。そのため、振動板14としては所定の強度を有したものであることが好ましい。
振動板14の材料としては、例えばSi、SiO2、Si3N4をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により作製したものが挙げられる。
さらに、第1の電極15、電気−機械変換膜16の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。特に、電気−機械変換膜16は、一般的な材料としてPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)が使用されることから、振動板14の材料は線膨張係数8×10−6(1/K)に近い線膨張係数として、5×10−6〜10×10−6の線膨張係数を有した材料が好ましく、さらには7×10−6〜9×10−6の線膨張係数を有した材料がより好ましい。
膜厚としては0.1μm〜10μmが好ましく、0.5μm〜3μmがさらに好ましい。0.1μm未満の場合、圧力室18の加工が難しくなり、10μmより大きい場合、振動板14が変形変位しにくくなり、インク滴の吐出が不安定になることがある。
第1の電極15としては、金属もしくは金属と酸化物からなっていることが好ましい。振動板14と金属膜の間に密着層を積層させることで、剥がれ等を抑制することができる。以下、密着層含めて金属電極膜、酸化物電極膜の詳細について記載する。
密着層の作製の例としては、Tiをスパッタ成膜後、RTA(Rapid Thermal Annealing)装置を用いて、650〜800℃、1〜30分、O2雰囲気でチタン膜を熱酸化させ、チタン膜を酸化チタン膜にする方法が挙げられる。
酸化チタン膜を作成するには反応性スパッタでもよいが、チタン膜の高温による熱酸化法が好ましい。反応性スパッタによる作製では、シリコン基板を高温で加熱する必要があるため、特別なスパッタチャンバ構成が必要となることに留意する。
密着層の膜厚としては、10nm〜50nmが好ましく、15nm〜30nmがより好ましい。10nm未満の場合、密着性に懸念があり、50nmよりも大きい場合、密着層上の膜において良好な結晶性が得られない場合がある。
第1の電極15における金属電極膜の金属材料としては、例えば白金、イリジウム、白金−ロジウムなどの白金族元素、これらの合金膜などが挙げられる。
また、白金を使用する場合には振動板14(特にSiO2)との密着性を考慮し、密着層を先に積層した後、金属電極膜を作製することが好ましい。
金属電極膜の作製方法の例としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が挙げられる。
第1の電極15における酸化物電極膜の材料としては、SrRuO3を用いることができ、これ以外にも、Srx(A)(1−x)Ruy(B)(1−y)、A=Ba、Ca、B=Co、Ni、x、y=0〜0.5で記述されるような材料についても用いることができる。SrとRuの組成比については、Sr/Ruが0.82〜1.22であることが好ましい。この範囲から外れると酸化物電極膜の比抵抗が大きくなり、電極として十分な導電性が得られなくなることがある。
例えばPt(111)上に作製したSRO膜の結晶性については、PtとSROで格子定数が近いため、通常のX線回折測定におけるθ−2θ測定では、SRO(111)とPt(111)の2θ位置が重なってしまい判別が難しい。Ptについては消滅則の関係からPsi=35°傾けた2θが約32°付近の位置には回折線が打ち消し合い、回折強度が見られない。
Psi=0°ではSRO(110)においてほとんど回折強度が見られず、Psi=35°付近において、回折強度が見られることから本成膜条件にて作製したものについては、SROが(111)配向していることが確認できる。また、上記した室温で成膜した後にRTA処理を行い作製したSRO膜については、Psi=0°の時にSRO(110)の回折強度が見られる。
これらのことから、表面粗さとしては、フラットではあるが結晶性が十分でなく、その後成膜したPZTの圧電アクチュエータとしての初期変位や連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られないことから、SRO膜の結晶性や表面粗さを考慮する必要がある。
上記の結晶性や表面粗さを得るためには、成膜温度を500℃〜700℃、より好ましくは520℃〜600℃として成膜をすることが好ましい。
酸化物電極膜の比抵抗としては、5×10−3Ω・cm以下が好ましく、1×10−3Ω・cm以下がより好ましい。5×10−3Ω・cmよりも大きい場合、十分な電流を供給することができなくなり、インク吐出をする際に不具合が発生することがある。
電気−機械変換膜16の材料としては、PZTが好適に用いられる。PZTはジルコン酸鉛(PbZrO3)とチタン酸鉛(PbTiO3)の固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はPbZrO3とPbTiO3の比率が53:47の割合であり、化学式で示すとPb(Zr0.53,Ti0.47)O3、一般的にはPZT(53/47)と示されることがある。
これら材料を一般式として表した場合、ABO3で記述され、A=Pb、Ba、Sr B=Ti、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbを主成分とする複合酸化物が挙げられる。
これらの例としては、(Pb1−x,Bax)(Zr,Ti)O3、(Pb1−x,Srx)(Zr,Ti)O3等が挙げられ、これはAサイトのPbを一部BaやSrで置換した場合の例である。このような置換は2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。
第2の電極17としては、酸化物電極膜、金属電極膜を有していることが好ましい。
積層の順としては、酸化物電極膜、金属電極膜の順に積層される。第2の電極17における酸化物電極膜、金属電極膜は、第1の電極15における酸化物電極膜、金属電極膜と同じ態様とすることができるため、相違点について以下に説明する。
第2の電極17における酸化物電極膜の膜厚としては、20nm〜80nmが好ましく、40nm〜60nmがより好ましい。20nm未満の場合、初期変位や変位劣化特性について十分な特性が得られないことがあり、80nmより大きい場合、その後成膜するPZTの絶縁耐圧が悪くなり、リークしやすくなることがある。
第2の電極17における金属電極膜の膜厚としては30nm〜200nmが好ましく50nm〜120nmがより好ましい。30nm未満の場合、十分な電流を供給することができなくなり、インク吐出をする際に不具合が発生することがある。200nmより大きい場合、白金族元素などの高価な材料を用いると、コスト増につながることがある。また200nmより大きい場合において、白金を用いて膜厚を厚くすると表面粗さが大きくなり、さらに積層する場合、膜剥がれ等が発生することがある。
次に、第1の電極15上に積層される第1の絶縁保護膜21について説明する。
第1の絶縁保護膜21は成膜・エッチングの工程による圧電素子へのダメージを防ぐとともに、大気中の水分が透過しづらい材料を選定する必要があるため、緻密な無機材料が好ましい。有機材料では十分な保護性能を得るためには膜厚を厚くする必要があるため、好ましくないことがある。
第1の絶縁保護膜21の膜厚を抑えつつ、高い保護性能を得るには、酸化物、窒化物、炭化物を用いるのが好ましく、第1の絶縁保護膜21の下地となる、電極材料、圧電体材料、振動板材料と密着性が高い材料を選定する必要がある。
第1の絶縁保護膜21に用いられる好ましい材料としては、Al2O3,ZrO2,Y2O3,Ta2O3,TiO2などのセラミクス材料に用いられる酸化膜が例として挙げられる。ALD法を用いることで、膜密度の非常に高い薄膜を作製し、プロセス中でのダメージを抑制することができる。
このとき2層目の絶縁保護膜としては、酸化物、窒化物、炭化物又はこれらの複合化合物を用いることができ、また半導体デバイスで一般的に用いられるSiO2なども用いることができる。
2層目の絶縁保護膜の成膜方法は公知の手法を用いることができ、CVD法、スパッタリング法なとが挙げられ、電極形成部等のパターン形成部の段差被覆を考慮すると等方的に成膜できるCVD法を用いることが好ましい。
2層目の絶縁保護膜の膜厚は共通電極と個別電極配線に印加される電圧で絶縁破壊されない膜厚とする必要がある。すなわち絶縁膜に印加される電界強度を、絶縁破壊しない範囲に設定する必要がある。さらに、絶縁膜の下地の表面性やピンホール等を考慮すると膜厚は200nm以上が好ましく、500nm以上がより好ましい。
配線27、28及び電極パッド23、24の材料は、Ag合金、Cu、Al、Au、Pt、Irのいずれかから成る金属電極材料であることが好ましい。これらの電極の作製方法としては、スパッタ法、スピンコート法を用いて作製し、その後フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。膜厚としては、0.1〜20μmが好ましく、0.2〜10μmがさらに好ましい。0.1μm未満の場合、抵抗が大きくなり電極に十分な電流を流すことができなくなり、ヘッド吐出が不安定になることがある。一方、20μmより大きい場合、プロセス時間が長くなることがある。
また、共通電極及び個別電極に接続されるコンタクトホール25、26(例えば10μm×10μm)での接触抵抗は、共通電極としては10Ω以下、個別電極としては1Ω以下が好ましい。さらに好ましくは、共通電極としては5Ω以下、個別電極としては0.5Ω以下である。この範囲を超えると十分な電流を供給することができなくなり、液滴を吐出する際に不具合が発生することがある。
第2の絶縁保護膜22としての機能は、個別電極配線や共通電極配線の保護層の機能を有するパッシベーション層である。図3に示されるように、第2の絶縁保護膜22は個別電極引き出し部と共通電極引き出し部を除き、個別電極と共通電極上を被覆する。これにより電極材料に安価なAlもしくはAlを主成分とする合金材料を用いることができる。その結果、低コストかつ信頼性の高いインクジェット記録ヘッドとすることができる。
ただし有機材料の場合には膜厚を大きくする必要があるため、パターニングに適さない。そのため、薄膜で配線保護機能を発揮できる無機材料とすることが好ましい。特に、Al配線上にSi3N4を用いることが、半導体デバイスで実績のある技術であり、好ましい。
開口部分の形成においては、第1及び第2の絶縁保護膜で圧電素子が保護されているため、フォトリソグラフィ法、ドライエッチング法を用いることができる。
電気−機械変換素子においては、電圧印加前は、例えば図1(A)に示されるように電気−機械変換膜内のドメイン50における分極方向がバラバラであったものが、電圧印加を繰り返していくと、図1(B)に示されるように分極の方向がある程度まとまって配向することとなる。これにより、電気−機械変換素子の変位量が低下してしまう。
これに対し、電気−機械変換素子を分極処理することで、変位量の変化を早期に収束させ、電気−機械変換素子の駆動力の経時的変化を減らすことができる。
なお、分極処理は、ポーリング処理やエージング処理などとも称されることがある。
コロナ放電では、図7に示されるようにコロナ電極53が電源52を介して、平面電極54と接続されており、電圧を印加することで、大気中の分子が持続的にイオン化される。イオン化された正負のイオンは、コロナ電極53と平面電極54との間に生じた電界に沿って移動し、発生した正のイオンはコロナ電極53と平面電極54との間に設置された被対象物55、圧電素子に流れ込み、電荷が圧電素子に蓄積される。
分極処理の状態については、P−Eヒステリシスループから判断することができる。図8(a)に示すように電界強度をかけてヒステリシスループを測定し、最初の0kV/cm時の初期状態の分極量をPini、電圧印加後に0kV/cmまで戻したときの0kV/cm時の分極量を残留分極Prとする。Pr−Piniの値を分極量差として定義し、この分極量差が小さいほど分極が進んでいると判断される。通常、分極処理を行わない状態のヒステリシスは図8(a)のようにPiniは0に近い値であるが、分極処理を行うことで図8(b)のようにPiniが大きくなり、分極処理が進むことで分極量差Pr−Piniの値が小さくなる。ここで、分極量差は、10μC/cm2以下である場合、さらには5μC/cm2以下である場合、分極処理が十分になされているといえる。10μC/cm2よりも大きい場合、圧電アクチュエータとして連続駆動した後の変位劣化について十分な特性が得られないことがある。
グリッド電極42の構成は特に限定されるものではないが、形状の工夫や、メッシュ加工を施し、コロナ電極41に高電圧を印加したときに、コロナ放電により発生するイオンや電荷等を効率よく均一にサンプルステージ44に降り注ぐように構成されていることが好ましい。
サンプルステージ44には、サンプルを加熱できるように加熱手段が備えられていることが好ましい。これは、加熱しながら分極処理を行った場合、サンプルの応力を緩和させながら処理できるため、所望の分極状態にするために多くの電荷量を供給してもクラックの発生を抑制することができる。加熱手段の具体的手段は特に限定されるものではなく、各種ヒータやランプ等を用いて加熱するように構成することができる。また、加熱手段は、サンプルステージ内44に設置することもでき、サンプルステージ44外から加熱するように設置することもできる。特に電極等との干渉を避けるため、サンプルステージ44内に設置されていることが好ましい。
本発明の電気−機械変換素子の製造方法は、基板上に共通電極を形成し、該共通電極上に電気−機械変換膜を形成し、該電気−機械変換膜上に個別電極を形成し、前記共通電極と導通がとれるように共通電極パッドを形成し、前記個別電極と導通がとれるように個別電極パッドを形成し、前記共通電極及び個別電極上に前記個別電極パッドの側面を囲うように絶縁保護膜を形成する工程を有している。また、前記個別電極パッドにコロナ放電で発生した電荷を注入することにより、分極処理を行う工程とを有しており、必要に応じてその他の工程を有していてもよい。
そして、前述したように、前記絶縁保護膜は、前記個別電極パッドの上端部と接しており、前記個別電極パッドの周辺部における前記絶縁保護膜の厚みが、前記個別電極パッドの端部から前記個別電極パッドの外側方向に向かって、徐々に薄くなっている。コロナ放電を行う方法は特に制限されるものではないが、上記の分極処理装置を用いることができる。また、前記コロナ放電により発生した電荷が正帯電していることが好ましい。
次に本発明に係るインクジェット記録ヘッドについて説明する。
図11(A)に示されるように、ノズル11、ノズル板12、圧力室18を備えるインクジェット記録ヘッドが挙げられる。また、図11(B)に示されるように複数個配置させる構成としてもよい。
本発明によれば、電気−機械変換素子が簡便な製造工程で(かつバルクセラミックスと同等の性能を持つ)形成でき、その後の圧力室形成のための裏面からのエッチング除去、ノズル孔を有するノズル板を接合することでインクジェット記録ヘッドが得られる。なお、図中には液体供給手段、流路、流体抵抗についての記述は省かれている。
次に、本発明のインクジェット記録ヘッドが備えられたインクジェット記録装置について説明する。本発明のインクジェット記録装置の一例を図12、図13に示す。図12はインクジェット記録装置の斜視図であり、図13はインクジェット記録装置の気孔部の側面図である。
印字機構部82には、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93が主走査方向に摺動自在に保持されている。
キャリッジ93は印字待機中にはこの回復装置117側に移動されてキャッピング手段でヘッド94をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止することができる。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することができる。
<電気−機械変換素子の作製>
6インチシリコンウェハ(膜厚625μm)上に、熱酸化膜(膜厚1μm)を形成し、第1の電極15の密着層として、チタン膜(膜厚30nm)をスパッタ装置にて成膜した後にRTAを用いて750℃にて、熱酸化させた。
続いてチタン膜上に金属電極膜として白金膜(膜厚100nm)、酸化物電極膜としてSrRuO3膜(膜厚60nm)をスパッタ成膜した。スパッタ成膜時の基板加熱温度については550℃にて成膜を実施した。
出発材料として酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用い、酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。なお、化学両論組成に対し鉛量を過剰にしてあるが、これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。
次に、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、前述の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでPZT前駆体溶液を合成した。このPZT前駆体溶液におけるPZT濃度は0.5mol/lであった。
分極処理装置については、図9に示される分極処理装置を用いた。本実施例では、コロナ電極41としてφ50μmのタングステンのワイヤを用い、グリッド電極42としてステンレス製の開口率60%のグリッドを用いた。また、電圧は9.0kVで実施した。
実施例1において、Si3N4をエッチングする際に、個別電極パッド24よりも面積を大きくエッチングすることにより、第2の絶縁保護膜22と個別電極パッド24の表面の高さが同一となるようにエッチングを実施した。このときの個別電極パッド24部は図5(A)に示すような形状となっていた。また、実施例1と同様にして分極処理を行った。
実施例1において、Si3N4をエッチングする際に、従来のリソグラフィ、エッチング条件によってエッチングを実施した。このときの個別電極パッド24部は図5(C)に示すような形状となっていた。また、実施例1と同様にして分極処理を行った。
<分極状態の評価>
実施例1、2及び比較例1において、分極率とクラック発生率を測定した。なお、クラック発生率は分極処理により生じたクラックを微分干渉顕微鏡などにより、測定することができ、クラックの発生した電気−機械変換素子を電気−機械変換素子の総数(約1200個)で割ることによって得られる。結果を下記表1に示す。
実施例1、2及び比較例1で作製した電気−機械変換素子を用いて、図11(B)に示されるインクジェット記録ヘッドを作製し、液滴の吐出評価を行った。粘度を5cpに調整したインクを用いて、単純Pull波形により10〜30Vの印加電圧を加えたときの吐出状況を確認した。実施例1、2におけるインクジェット記録ヘッドでは吐出が良好であったが、比較例1におけるインクジェット記録ヘッドでは、吐出しないノズルも含まれていた。
11 ノズル
12 ノズル板
13 基板
14 振動板
15 第1の電極
16 電気−機械変換膜
17 第2の電極
18 圧力室
19 上端部
20 周辺部
21 第1の絶縁保護膜
22 第2の絶縁保護膜
23 共通電極パッド
24 個別電極パッド
25、26 コンタクトホール
27、28 配線
41 コロナ電極
42 グリッド電極
44 サンプルステージ
50 ドメイン
51 ドメインの分極方向
53、54 電極
55 被処理物
Claims (8)
- 基板と、
該基板上に形成された共通電極と、
該共通電極上に形成された電気−機械変換膜と、
該電気−機械変換膜上に形成された個別電極と、
前記共通電極と導通がとれるように形成された共通電極パッドと、
前記個別電極と導通がとれるように形成された個別電極パッドと、
前記共通電極及び個別電極上に形成され、前記個別電極パッドの側面を囲うように形成された絶縁保護膜とを備え、
前記絶縁保護膜は、前記個別電極パッドの上端部と接しており、
前記個別電極パッドの周辺部における前記絶縁保護膜の厚みが、前記個別電極パッドの端部から前記個別電極パッドの外側方向に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする電気−機械変換素子。 - 前記絶縁保護膜は、前記個別電極パッドの上端部を覆っており、
前記個別電極パッド上における前記絶縁保護膜の厚みが、前記個別電極パッドの端部から前記個別電極パッドの内側方向に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項1に記載の電気−機械変換素子。 - 前記絶縁保護膜の厚みが、前記個別電極パッドの上端部と接する位置で最も大きくなり、前記個別電極パッドの端部から前記個別電極パッドの外側方向に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気−機械変換素子。
- 前記絶縁保護膜は、前記共通電極パッドの側面を囲うように形成され、かつ前記共通電極パッドの上端部と接しており、
前記共通電極パッドの周辺部における前記絶縁保護膜の厚みが、前記共通電極パッドの端部から前記共通電極パッドの外側方向に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項1に記載の電気−機械変換素子。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の電気−機械変換素子を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
- 請求項5に記載のインクジェット記録ヘッドを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
- 基板上に共通電極を形成し、該共通電極上に電気−機械変換膜を形成し、該電気−機械変換膜上に個別電極を形成し、前記共通電極と導通がとれるように共通電極パッドを形成し、前記個別電極と導通がとれるように個別電極パッドを形成し、前記共通電極及び個別電極上に前記個別電極パッドの側面を囲うように絶縁保護膜を形成する工程と、
前記個別電極パッドにコロナ放電で発生した電荷を注入することにより、分極処理を行う工程とを有し、
前記絶縁保護膜は、前記個別電極パッドの上端部と接しており、
前記個別電極パッドの周辺部における前記絶縁保護膜の厚みが、前記個別電極パッドの端部から前記個別電極パッドの外側方向に向かって、徐々に薄くなっていることを特徴とする電気−機械変換素子の製造方法。 - 前記コロナ放電で発生した電荷が正帯電していることを特徴とする請求項7に記載の電気−機械変換素子の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014079403A JP6318793B2 (ja) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | 電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
US14/676,190 US9199458B2 (en) | 2014-04-08 | 2015-04-01 | Electromechanical transducer element, method of producing electromechanical transducer element, inkjet recording head, and inkjet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014079403A JP6318793B2 (ja) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | 電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015199266A true JP2015199266A (ja) | 2015-11-12 |
JP6318793B2 JP6318793B2 (ja) | 2018-05-09 |
Family
ID=54208994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014079403A Expired - Fee Related JP6318793B2 (ja) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | 電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9199458B2 (ja) |
JP (1) | JP6318793B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7492956B2 (ja) | 2018-11-15 | 2024-05-30 | ザール テクノロジー リミテッド | 電気部品 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9882117B2 (en) * | 2015-05-28 | 2018-01-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Actuator including a dielectric elastomer and electrode films |
JP2017094615A (ja) | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置 |
JP2017136724A (ja) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | 東芝テック株式会社 | インクジェットヘッド |
US10556431B2 (en) | 2017-06-23 | 2020-02-11 | Ricoh Company, Ltd. | Electromechanical transducer element, liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus |
JP6939214B2 (ja) | 2017-08-01 | 2021-09-22 | 株式会社リコー | 電気−機械変換素子、液体吐出ヘッド及び液体を吐出する装置 |
US10843464B2 (en) | 2018-07-27 | 2020-11-24 | Ricoh Company, Ltd. | Electromechanical transducer element, liquid discharge head, liquid discharge apparatus |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03256750A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-15 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録装置及び記録方法 |
JP3365485B2 (ja) * | 1997-07-25 | 2003-01-14 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置 |
JP2004136663A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-05-13 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド、及び、その製造方法 |
JP2005057101A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2005059337A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ |
JP2006203190A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 無機圧電体のポーリング処理方法、及び、圧電素子の製造方法 |
JP2006297916A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液体吐出ヘッド、画像形成装置、及び、液体吐出ヘッドの製造方法 |
JP2008198670A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
JP2010034154A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | 薄膜圧電素子の製造方法 |
WO2014003768A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printhead architectures |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5600356A (en) * | 1989-07-25 | 1997-02-04 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid jet recording head having improved radiator member |
JP3019845B1 (ja) | 1997-11-25 | 2000-03-13 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置 |
JP4218309B2 (ja) | 2002-11-05 | 2009-02-04 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP4025998B2 (ja) | 2002-12-25 | 2007-12-26 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
JP2005223159A (ja) | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置 |
JP4614068B2 (ja) | 2005-01-24 | 2011-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 |
JP2007135297A (ja) | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置の製造方法 |
-
2014
- 2014-04-08 JP JP2014079403A patent/JP6318793B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-04-01 US US14/676,190 patent/US9199458B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03256750A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-15 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録装置及び記録方法 |
JP3365485B2 (ja) * | 1997-07-25 | 2003-01-14 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置 |
JP2004136663A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-05-13 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド、及び、その製造方法 |
JP2005057101A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2005059337A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ |
JP2006203190A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 無機圧電体のポーリング処理方法、及び、圧電素子の製造方法 |
JP2006297916A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液体吐出ヘッド、画像形成装置、及び、液体吐出ヘッドの製造方法 |
JP2008198670A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
JP2010034154A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | 薄膜圧電素子の製造方法 |
WO2014003768A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printhead architectures |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7492956B2 (ja) | 2018-11-15 | 2024-05-30 | ザール テクノロジー リミテッド | 電気部品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150283811A1 (en) | 2015-10-08 |
US9199458B2 (en) | 2015-12-01 |
JP6318793B2 (ja) | 2018-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6273829B2 (ja) | 電気機械変換素子とその製造方法、及び電気機械変換素子を有する液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置 | |
JP6478139B2 (ja) | 液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
JP6318793B2 (ja) | 電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 | |
JP2016225409A (ja) | 電気機械変換素子、電気機械変換素子の製造方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 | |
JP2016150471A (ja) | 液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置 | |
JP2015116696A (ja) | 電気機械変換素子の製造方法、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 | |
JP6263950B2 (ja) | 電気−機械変換素子とその製造方法及び電気−機械変換素子を備えた液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ並びに画像形成装置 | |
JP6079080B2 (ja) | 電気−機械変換素子の製造方法、電気−機械変換素子、該電気−機械変換素子を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置。 | |
JP6304593B2 (ja) | 電気機械変換部材、液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び、電気機械変換素子の分極処理方法 | |
JP6332735B2 (ja) | 電気機械変換部材及びその製造方法、並びに、その電気機械変換部材を備える液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 | |
JP6201461B2 (ja) | 分極処理装置 | |
JP6112401B2 (ja) | 電気機械変換素子の製造方法及び電気機械変換素子の製造装置 | |
JP2014054802A (ja) | 電気機械変換素子、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置 | |
JP6221270B2 (ja) | 電気−機械変換素子の製造装置、電気−機械変換素子の製造方法 | |
JP6350904B2 (ja) | 電気機械変換部材、液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び、電気機械変換素子の分極処理方法 | |
JP2015026676A (ja) | 電気−機械変換素子、電気−機械変換素子を配置した液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置 | |
JP6497043B2 (ja) | 分極処理装置、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 | |
JP6566323B2 (ja) | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 | |
JP2016164931A (ja) | 分極処理装置、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び電気−機械変換素子の製造方法 | |
JP2015046434A (ja) | コロナ分極処理装置、電気−機械変換素子、インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置及びコロナ分極処理方法 | |
JP6268985B2 (ja) | 電気機械変換素子とその製造方法、及び電気機械変換素子を有する液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置 | |
JP2015164149A (ja) | 分極処理前基板、アクチュエータ基板、アクチュエータ基板の製造方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 | |
JP6198116B2 (ja) | 電気機械変換素子の製造方法、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 | |
JP6131653B2 (ja) | 電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、および画像記録装置 | |
JP2014154864A (ja) | アクチュエータの製造方法、アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、および画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180319 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6318793 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |