专利名称：液体喷射头、液体喷射装置及压电元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体喷射头、液体喷射装置及压电元件。
技术背景
下述喷墨式记录头已被实用化，该喷墨式记录头由振动板构成与排出墨滴的喷 嘴开口连通的压力发生室的一部分，通过压电元件使该振动板变形而对压力发生室的墨 加压，从喷嘴开口使墨滴排出。例如，作为这样的喷墨式记录头，已知下述结构遍 及振动板的整个表面通过成膜技术形成均勻的压电体层，将该压电体层通过平版印刷法 切分为与压力发生室对应的形状，从而以按各压力发生室独立的方式形成压电元件(例 如，参照专利文献1)。
专利文献1特开2001-274472号公报
虽然专利文献1所记载的压电元件的压电体层能够得到所期望的变位特性(变位 量)，但是当前，要求在喷墨式记录头中，通过具备具有更高的变位特性的压电元件而具 有更高的喷射特性。
此外，这样的问题不仅存在于喷墨式记录头中，而且也同样存在于其他的液体 喷射头中。发明内容
本发明是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供一种喷射特性高的液体喷 射头及液体喷射装置以及压电特性高的压电元件。
本发明的液体喷射头，具有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力发生室以及压电 元件，所述压电元件具有第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型氧化物的 压电体层，该钙钛矿型氧化物包含铅、锆及钛；以及形成在该压电体层的所述第一电极 上的第二电极，其中所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了 20nm的范围的区域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度 的最大值与碳强度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于观。 由于碳强度的最大值与碳强度的最小值的比即碳强度比大于等于8，由此相对介电常数 高，其结果，能够使压电常数提高，所以变位量大。另外，所述碳强度比小于等于观。 这是因为，若大于观，则由于压电体层的结晶中的碳使压电体层的膜结构扩张，所以在 碳强度比大于观的情况下，膜中的应力会变大。因此，这样的本发明的液体喷射头具有 高的喷射特性。
作为本发明的优选的实施方式，能够举出所述碳强度的最大值在所述压电体 层的膜厚方向上存在于所述第一电极侧，所述碳强度的最小值在所述压电体层的膜厚方 向上存在于所述第二电极侧，和/或通过溶胶-凝胶法形成。
本发明的液体喷射装置，具有所述的任意一种液体喷射头。通过具有所述的任 意一种变位特性良好的液体喷射头，本发明的液体喷射装置具有高的喷射特性。
本发明的压电元件，具有第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型 氧化物的压电体层，该钙钛矿型氧化物包含铅、锆及钛；以及形成在该压电体层上的第 二电极；其中，所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了 20nm的 范围的区域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度的最大 值与碳强度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于观。通过 碳强度比大于等于8小于等于观，压电体层具有高的相对介电常数，其结果，变位特性 提尚。
图1是表示本发明的记录头的概要结构的分解立体图。
图2是表示本发明的记录头的俯视图及剖视图。
图3是表示本发明的记录头的制造方法的剖视图。
图4是表示本发明的记录头的制造方法的剖视图。
图5是表示本发明的记录头的制造方法的剖视图。
图6是表示本发明的记录头的制造方法的剖视图。
图7是表示本发明的记录头的制造方法的剖视图。
图8是表示实验例的测定结果的曲线图。
图9(a)、(b)是表示实验例的测定结果的图表。
图10是表示本发明的液体喷射装置的立体图。
符号说明
I喷墨式记录头(液体喷射头)、10流路形成基板、12压力发生室、13连通部、 14墨供给通路、20喷嘴板、21喷嘴开口、30保护基板、31贮液部、32压电元件保持 部、40柔性基板、50弹性膜、55绝缘体膜、60第一电极、70压电体层、71压电体前驱 体膜、72压电体膜、80第二电极、90引线电极、100贮液部、110流路形成基板用晶片、 120驱动电路、121连接布线、300压电元件。
具体实施方式
(喷墨式记录头)
首先，关于作为本发明的液体喷射头的一例的喷墨式记录头进行说明。
图1是表示本发明的实施方式1的喷墨式记录头的概要结构的分解立体图，图2 是图1的俯视图及其A-A'剖视图。
如图所示，流路形成基板10包括单晶硅基板，在其一个面上形成有由二氧化硅 构成的弹性膜50。
在流路形成基板10上，在其宽度方向上并排设置有多个压力发生室12。另外， 在流路形成基板10的压力发生室12的纵长方向外侧的区域形成有连通部13，连通部13 与各压力发生室12经由按各压力发生室12所设置的墨供给通路14及连通路15连通。连 通部13与后述的保护基板的贮液部31相连通而构成贮液部的一部分，该贮液器成为各压 力发生室12的共用的墨室。墨供给通路14，以比压力发生室12窄的宽度形成，将从连 通部13流入至压力发生室12的墨的流路阻力保持为一定。
另外，在流路形成基板10的开口面侧，通过粘接剂和/或热熔接薄膜等固接有 喷嘴板20，该喷嘴板20穿通设置有喷嘴开口 21，该喷嘴开口 21与各压力发生室12的与 墨供给通路14相反侧的端部附近连通。另外，喷嘴板20，由例如玻璃陶瓷、单晶硅基板 或不锈钢等构成。
另一方面，在这样的流路形成基板10的与开口面的相反侧，如上所述，形成有 弹性膜50，在该弹性膜50上形成有绝缘体膜55。进而，在该绝缘体膜55上，第一电极 60、压电体层70和第二电极80由后述的过程层叠形成，构成压电元件300。在此，压 电元件300指包括第一电极60、压电体层70及第二电极80的部分。一般，将压电元件 300的某一个电极设定为共用电极，将另一个电极及压电体层70按各压力发生室12进行 图案形成而构成。在本实施方式中，将第一电极60设定为压电元件300的共用电极，将 第二电极80设定为压电元件300的分立电极，但也可以因驱动电路和/或布线的原因使 之相反。此外，在上述的例子中，弹性膜50、绝缘体膜55及第一电极60作为振动板发 挥作用，但当然并不限于此，例如，也可以不设置弹性膜50及绝缘体膜55，而仅第一电 极60作为振动板发挥作用。另外，压电元件300自身实质上也可以兼作为振动板。
压电体层70形成在第一电极60上，其由显现电-机械转换作用的压电材料构 成。压电体层70是将作为钙钛矿结构的结晶膜的压电体膜层叠而得到的，其至少包含 Pb、Ti及&。作为压电体层70的材料，例如，钛酸锆酸铅(PZT)等压电性材料(强介 质性材料)，和/或在其中添加了氧化铌、氧化镍或氧化镁等金属氧化物而得到的材料， 还能够使用锆酸钛酸铅镧((Pb，La) (Zr, Ti)O3)或者镁铌锆钛酸铅(Pb(&，Ti) (Mg， Nb)03)等。另外，还可以添加钨(W)、钠(Na)、钾(K)等。在本实施方式中，使用钛 酸锆酸铅。关于压电体层70的厚度，将厚度抑制到在制造工序中不会产生裂缝的程度， 且较厚地形成为呈充分的变位特性的程度(例如0.1 5 μ m)。
本实施方式中的压电体层70，在对压电体层70、在膜厚方向上进行二次离子质 谱分析的情况下，在除去了表面污染的撞击(7 7々力 > )和/或表面效果的区域(从 第二电极80侧开始直到20nm左右的深度的区域)以外的区域，碳浓度不同。该压电体 层70中的碳，是在用MOCVD法和/或溶胶-凝胶法等形成压电体层70时包含在原料 中(在例如溶胶-凝胶法的情况下，列举出包含在原料溶液中的溶剂醇、增粘剂、原料醇 盐等的配合基)的碳所残留的。残留在该压电体层70中的碳，在本实施方式中，与第二 电极80侧相比多部分存在于第一电极60侧。因此，在通过二次离子质谱分析法进行分 析的情况下，在压电体层70的厚度方向上，在与中央部相比靠第一电极60侧存在碳强度 的最大值，在与中央部相比靠第二电极80侧存在碳强度的最小值。此外，在本实施方式 中，由于使压电体膜的厚度一定，所以碳强度的最大值存在于第一电极60侧，最小值存 在于第二电极80侧，但是在各压电体膜的厚度不一定的情况下等，也有碳强度的最大值 及最小值存在于与本实施方式不同的位置的情况。
而且，在本实施方式中，存在于第一电极60侧的碳强度的最大值与存在于第二 电极80侧的碳强度的最小值的比大于等于8。通过使该比大于等于8，相对介电常数变 高(如在后述的实施例中所说明的那样，例如相对介电常数上升到1170左右以上)，其结 果压电常数提高。具体来说，压电常数d由d = 2Qe。￡rPs表示。在此，Q为电致伸缩 常数，ε。为真空中的介电常数，ε ^为相对介电常数，Ps为自发极化常数。如该式所表示的那样，压电常数d与相对介电常数％成正比。因此，如本实施方式那样，通过使存 在于第一电极60侧的碳强度的最大值与存在于第二电极80侧的碳强度的最小值的比大于 等于8，使相对介电常数％提高，能够提高压电常数d，即，能够使变位特性提高。
存在于第一电极60侧的碳强度的最大值与存在于第二电极80侧的碳强度的最小 值的比大于等于8，优选为大于等于10。另外，优选存在于第一电极60侧的碳强度的最 大值与存在于第二电极80侧的碳强度的最小值的比小于等于观。这是因为，通过小于等 于观，能够缓和在膜中产生的内部应力的产生。
另外，在作为压电元件300的分立电极的各第二电极80上，连接有例如由金 (Au)等构成的引线电极90，该引线电极90从墨供给通路14侧的端部附近引出并延伸设 置到绝缘体膜55上为止。
在形成有这样的压电元件300的流路形成基板10上，即在第一电极60、绝缘体 膜阳及引线电极90上，经由粘接剂35接合有保护基板30，该保护基板30具有构成贮液 器100的至少一部分的贮液部31。在本实施方式中，该贮液部31在厚度方向上贯通保护 基板30并遍及压力发生室12的宽度方向而形成，且如上所述与流路形成基板10的连通 部13连通而构成成为各压力发生室12的共用的墨室的贮液器100。
另外，在保护基板30的与压电元件300相对的区域，设置有压电元件保持部 32，其具有不会阻碍压电元件300的运动的程度的空间。压电元件保持部32只要具有 不会阻碍压电元件300的运动的程度的空间即可，该空间既可以被密封，也可以不被密 封。
作为这样的保护基板30，优选使用与流路形成基板10的热膨胀率大致相同的材 料，例如玻璃、陶瓷材料等，在本实施方式中，使用与流路形成基板10相同材料的单晶 硅基板来形成。
另外，在保护基板30上，设置有在厚度方向上贯通保护基板30的贯通孔33。 而且，从各压电元件300引出的引线电极90的端部附近设置为在贯通孔33内露出。
另外，在保护基板30上，固定有用于对并排设置的压电元件300进行驱动的驱 动电路120。作为该驱动电路120，例如，能够使用电路基板和/或半导体集成电路(IC) 等。而且，驱动电路120和引线电极90经由连接布线121电连接，该连接布线121由接 合线等导电性线构成。
另外，在这样的保护基板30上，接合有包括密封膜41及固定板42的柔性基板 40。在此，密封膜41由刚性低且具有挠性的材料构成，通过该密封膜41密封贮液部31 的一个面。另外，固定板42由相对硬质的材料形成。由于该固定板42的与贮液器100 相对的区域成为在厚度方向上完全被除去了的开口部43，所以贮液器100的一个面仅由 具有挠性的密封膜41密封。
在这样的本实施方式的喷墨式记录头中，从与未图示的外部墨供给单元连接的 墨导入口获取墨，在从贮液器100直至喷嘴开口 21为止内部充满了墨之后，按照来自驱 动电路120的记录信号，在与压力发生室12对应的各第一电极60和第二电极80之间施 加电压，使弹性膜50、绝缘体膜55、第一电极60及压电体层70挠曲变形，由此各压力 发生室12内的压力升高，从喷嘴开口 21排出墨滴。
(喷墨式记录头的制造方法)
以下，关于上述的喷墨式记录头的制造方法，参照图3 图7进行说明。此外， 图3 图7是表示喷墨式记录头的制造方法的剖视图。
首先，如图3(a)所示，在作为要一体地形成多个流路形成基板10的硅晶片的流 路形成基板用晶片110的表面形成构成弹性膜50的、由二氧化硅MiO2)构成的二氧化硅 膜51。接着，如图3(b)所示，在弹性膜50 ( 二氧化硅膜51)上形成锆(Zr)层，之后例 如进行热氧化而形成由氧化锆(ZrO2)构成的绝缘体膜55。
接着，如图3(c)所示，在绝缘体膜55上的整个面形成第一电极60，此后通过离 子铣削(4才> S U > ^ )等干蚀刻进行图案形成。该第一电极60的材料，若按照压电 体层70为钛酸锆酸铅(PZT)的情况，则优选为因氧化铅的扩散引起的导电性的变化小的 材料。因此，作为第一电极60的材料，适合使用钼、铱等。另外，第一电极60，能够 通过例如溅射法和/或PVD法(物理蒸镀法)等形成。
接着，在流路形成基板用晶片110的形成有第一电极60的面形成由钛酸锆酸 铅(PZT)构成的压电体层70。在此，在本实施方式中，使用所谓的溶胶-凝胶法形 成压电体层70，该所谓的溶胶-凝胶法涂敷将有机金属化合物溶解、分散在溶剂中而 得到的所谓的溶胶(涂敷溶液)并使之干燥而凝胶化，进而在高温下进行烧结，由此得 到包括金属氧化物的压电体层70。此外，压电体层70的制造方法，也可以使用例如 MOD (Metal-OrganicDecomposition,金属有机物分解)法等，但溶胶-凝胶法最优选。
作为压电体层70的具体的形成步骤，首先，如图4(a)所示，在第一电极60上 进行压电体前驱体膜71的成膜。S卩，在形成有第一电极60的流路形成基板10上涂敷含 有金属有机化合物的溶胶(溶液)(涂敷工序)。接着，将该压电体前驱体膜71加热至 预定温度，使其干燥一定时间(干燥工序)。本实施方式的干燥工序，包括第一干燥工 序和第二干燥工序。在第一干燥工序中，使主溶剂(在本实施方式中为丁基溶纤剂)挥 发，在第二干燥工序中，使不与金属结合的其他的溶剂(在本实施方式中为例如乙酰丙 酮化物和/或二乙醇胺等)挥发。在第一干燥工序中，优选以80 140°C保持1 7分 钟。另外，在第二干燥工序中，优选以相对于前驱体溶液的分解温度Tm低20 120°C 的温度保持1 7分钟。通过为该范围，压电体层70中的碳浓度不均勻，碳强度比成为 大于等于8，其结果，具有所期望的相对介电常数。此外，分解温度Tm通过热重量分析 而得到。具体来说，边通过热重量分析对重量进行测定边对溶液进行加热，由此，将从 超过溶剂挥发温度开始重量减少最多的温度设定为分解温度Tm。
接着，将干燥了的压电体前驱体膜71加热到预定温度并保持一定时间，由此进 行脱脂(脱脂工序)。例如，在本实施方式中，将压电体前驱体膜71加热到300 400°C 左右的温度并保持约3 10分钟，由此进行脱脂。此外，这里所说的脱脂，指使压电体 前驱体膜71中所包含的有机成分，作为例如N02、CO2> H2O等而脱离。
接着，重复进行上述的包括涂敷工序、干燥工序及脱脂工序的前驱体膜形成工 序，如图4(b)所示，形成多层压电体前驱体膜71 (图中为3层)。接着，通过红外线加 热装置将多层的压电体前驱体膜71加热至预定温度并保持一定时间，由此使其结晶化， 形成各压电体膜72。S卩，对多层的压电体前驱体膜71 —并地进行烧结工序，一并地形成 多层的压电体膜72 ( 一并烧结工序)。
此外，在使用这样的红外线加热装置进行加热的一并烧结工序中，优选将压电体前驱体膜71加热到700 760°C。
重复进行在将这些前驱体膜形成工序重复多次后进行一并烧结工序的工序，如 图4(c)所示，形成包括多层的压电体膜72的预定厚度的压电体层70。例如，在本实施 方式中，重复进行在将前驱体膜形成工序重复进行三次后进行一并烧结工序的工序，然 后，在形成两层压电体前驱体膜71后进行一并烧结工序，通过总计11次的涂敷，得到整 体1330nm左右厚度的压电体层70。
然后，如图5(a)所示，遍及压电体层70上，例如形成由铱(Ir)构成的第二电极 80。然后，如图5(b)所示，对于压电体层70及第二电极80，在与各压力发生室12相对 的区域进行图案形成而形成压电元件300。作为压电体层70及第二电极80的图案形成， 例如，能够例举出反应性离子蚀刻和/或离子铣削等干蚀刻。
接着，形成引线电极90。具体来说，如图5(c)所示，在遍及流路形成基板用晶 片110的整面形成引线电极90后，例如经由由抗蚀剂等构成的掩膜图形(未图示)，按各 压电元件300进行图案形成，由此来形成。
接着，如图6(a)所示，在流路形成基板用晶片110的压电元件300侧，经由粘 接剂35接合作为硅晶片、成为多个保护基板30的保护基板用晶片130。
接着，如图6(b)所示，将流路形成基板用晶片110变薄成预定的厚度。接着， 如图6(c)所示，在流路形成基板用晶片110上新形成掩膜52，并图案形成为预定形状。 然后，如图7所示，经由掩膜52对流路形成基板用晶片110进行使用了 KOH等碱性溶液 的各向异性蚀刻(湿蚀刻)，由此形成与压电元件300对应的压力发生室12、连通部13、 墨供给通路14及连通路15等。
然后，通过例如切割等将流路形成基板用晶片110及保护基板用晶片130的外周 缘部的不需要部分切断，由此将其除去。然后，在流路形成基板用晶片110的与保护基 板用晶片130的相反侧的面，接合穿通设置有喷嘴开口 21的喷嘴板20，并且在保护基板 用晶片130上接合柔性基板40，将流路形成基板用晶片110等分割为图1所示那样的一个 芯片尺寸的流路形成基板10等，由此形成喷墨式记录头。
(实验例)
在本实验例中，改变制作条件而形成压电元件300，检查各压电体层70的膜厚 方向的碳分布，并且测定了相对介电常数。
首先，以下面的表1所示的比例配制压电体层70的涂敷溶液。关于:Pb原料， 考虑到因蒸发而减少的情况，相对于Tx和Ti在摩尔比上增加到过量10%。
(表 1)
原材料摩尔比丁基溶纤剂C6Hi4O63异丙醇钛Ti[OCH(CH3)2]40.44二乙醇胺C4HnNO20.65乙酸铅三水合物Pb(CH3COO)2 3H201.1乙醜丙酮拾Zr(CH3COCHCOCH3)40.56聚乙二醇C2H6O60.5
关于所得到的前驱体溶液，进行了热重量分析。分析的结果为，分解温度Tm为。
接着，使用所得到的前驱体溶液进行前驱体膜形成工序。S卩，在硅基板上按顺 序形成由氧化硅构成的弹性膜50、由氧化锆构成的绝缘体膜55及由钼和铱构成的第一电 极60，并在该第一电极60上以使烧结后的厚度成为IOOnm的方式涂敷该前驱体溶液， 然后，进行第一干燥工序(加热温度100°C )。接着，进行第二干燥工序(加热温度 192°C )，接着进行脱脂工序(加热温度400°C )，而形成压电体前驱体膜71。
然后，在该压电体前驱体膜71上进行相同的前驱体膜形成工序，对2层的压电 体前驱体膜71统一的进行一并烧结工序(烧结温度700°C)，分别形成压电体膜72。 然后，再次进行两次的前驱体膜形成工序，之后进行一并烧结工序，得到具有全部包括4 层的压电体膜72的压电体层70的样本A。
另外，除了使第二干燥工序的加热温度变化而改变为172°C以外，通过与样本A 相同的工序得到具有压电体层70的样本B。另外，除了使第二干燥工序的加热温度变化 而改变为室温(即，不进行第二干燥工序)这一点以外，通过与样本A相同的工序得到具 有压电体层70的样本C。
对于这些样本A C，从与基板的相反侧开始、即从表面开始通过二次离子质 谱分析法检查深度方向的碳强度。作为二次离子质谱分析装置，使用分段型SIMS(力^ 力公司制商品名ims_4f)，并以一次离子种为Cs、加速能量为14.5kV、一次电流量为 IOnA,检测离子极性为负的条件进行分析。结果示于图8中。
如图8所示，通过改变第二干燥工序的加热温度，在碳浓度、即碳强度上产生 差异。即，样本A、B的基板侧的碳强度变高，另外样本C的碳强度大致恒定。而且， 在样本A C中，除了因表面污染及表面效果而数据不可靠的区域(从表面开始的到深 度约为20nm左右的区域)之外的区域的碳强度分布的比如下样本A为27.6，样本B为 8.22，样本C为2.49。另外，可以看出，在样本A、B中，由于碳强度的峰值分别形成 两个，分别对应于从基板侧开始第1层及第三层的压电体膜72，所以在一并烧结工序时 在处于基板侧的压电体膜72中更易残留碳。
关于第二干燥工序的加热温度与碳强度的比(最大值/最小值)的关系，示于图 9(a)中。此外，在图中，样本A C仅表示为A C。另外，图中，横轴表示分解温度Tn^240°C)与加热温度的差。而且，由于在溶液中分解温度与热处理的关系重要，所 以这样以与分解温度Tm的差来表示。如该图9(a)所示，可知分解温度与加热温度的 比越小，碳强度的比变得越大。
接着，通过aixac公司制的TFA2000测定样本A C的相对介电常数。关于碳 强度的比(最大值/最小值)与所测定的相对介电常数的关系，示于图9(b)。此外，在 图中，样本A C仅表示为A C。
如图9(b)所示，碳强度比变得越大，相对介电常数越上升。具体来说，在样 本C处，相对介电常数为1100左右，但其后急剧上升，在样本B处相对介电常数上升到 1170左右，此后缓慢上升，在样本A处相对介电常数为1190左右。
这样，通过使第二干燥工序中的加热温度发生变化，能够提高碳强度比，其结 果，能够使相对介电常数提高。在此情况下，若第二干燥工序中的加热温度与分解温度 Tm的温度差为100°C以下，优选为70°C以下，则碳强度比大于等于8，能够得到成为所 期望的压电常数的相对介电常数。
(液体喷射装置)
进而，这些喷墨式记录头I，构成具有与墨盒等连通的墨流路的记录头单元的一 部分，被搭载在喷墨式记录装置中。图10是表示该喷墨式记最装置的一例的概要图。
在图10所示的喷墨式记录装置II中，具有喷墨式记录头I的记录头单元IA以及 1B，能够装卸地设置有构成墨供给单元的墨盒2A以及2B，搭载着该记录头单元IA以及 IB的滑架3，轴方向移动自由地设置于滑架轴5上，该滑架轴5安装在装置主体4上。 该记录头单元IA以及1B，例如分别排出黑墨组成物以及彩墨组成物。
并且，通过将驱动电动机6的驱动力经由未图示的多个齿轮和同步带(夕彳S > 7《 > 卜)7传递至滑架3，而使搭载着该记录头单元IA以及IB的滑架3沿着滑架轴5 移动。另一方面，在装置主体4上，沿着滑架轴5设置有卷筒，〒>)8，由未图示 的供纸辊等供给的纸等记录介质即记录片S由卷筒8卷绕并输送。
(其他的实施方式)
在上述的实施方式中，通过在与分解温度的关系上将第二干燥工序中的加热温 度限定在优选的范围内，得到了具有所期望的相对介电常数的压电体层70，但是，该关 系并不限于第二干燥工序，而只要在与分解温度的关系上限定烧结工序的两个工序之前 的加热工序中的加热温度即可。例如，在干燥工序包括四个工序的情况下，只要在与分 解温度的关系上限定第三干燥工序中的加热温度即可。
在上述的实施方式中，限定了由多层构成的压电体层70，但也可以例如为单 层。在单层的情况下，由于在第一电极60侧产生碳强度的最大值，在第二电极80侧产 生碳强度的最小值，所以在该情况下，只要使碳强度比成为预定的范围即可。
在上述的实施方式中，通过一并烧结工序对多个压电体前驱体膜71进行烧结 而分别形成压电体膜72，但也可以按前驱体形成工序进行烧结，并逐层地形成压电体膜 72。
另外，在上述的实施方式中，作为流路形成基板10，例示了单晶硅基板，但并 不特别限定于此，例如，也可以使用SOI基板、玻璃等材料。
此外，在上述的实施方式中，作为液体喷射头的一例，举例说明了喷墨式记录头，但本发明宽泛地以所有的液体喷射头为对象，当然也能够应用于喷射墨以外的液体 的液体喷射头。作为其他的液体喷射头，可举出例如在打印机等图像记录装置中使用 的各种记录头，在液晶显示器等滤色器的制造中使用的色材喷射头，在有机EL显示器、 FED(场发射显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷射头，在生物芯片制造中使用的 生物有机物喷射头等。
另外，本发明并不限于被搭载在以喷墨式记录头为代表的液体喷射头上的压电 元件的制造方法，而也能够应用于搭载在其他的装置上的压电元件的制造方法。
权利要求
1.一种液体喷射头，具有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力发生室以及压电元件， 所述压电元件具有第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型氧化物的压电体 层，该钙钛矿型氧化物包含铅、锆及钛；以及形成在该压电体层上的第二电极，其特征 在于所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了 20nm的范围的区 域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度的最大值与碳强 度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于28。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于所述碳强度的最大值在所述压电体层的膜厚方向上存在于所述第一电极侧，所述碳 强度的最小值在所述压电体层的膜厚方向上存在于所述第二电极侧。
3.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于 所述压电体层通过溶胶_凝胶法形成。
4.一种液体喷射装置，其特征在于，具有权利要求1 3的任意一项所述的液体喷射头。
5.—种压电元件，其特征在于，具有 第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型氧化物的压电体层，该钙钛矿型氧化物包含 铅、锆及钛；以及形成在该压电体层上的第二电极；其中，所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了 20nm的范围 的区域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度的最大值与 碳强度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于28。
全文摘要
本发明提供一种喷射特性高的液体喷射头及液体喷射装置以及变位特性高的压电元件。液体喷射头，具有与喷射液体的喷嘴开口(21)连通的压力发生室(12)以及压电元件(300)，该压电元件(300)具有第一电极(60)；至少包括铅、锆及钛且形成在该第一电极上的压电体层；以及形成在压电体层上的第二电极，其中，压电体层，当在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法对压电体层进行分析的情况下，表示碳强度的最大值与碳强度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于28。
文档编号H01L41/187GK102019755SQ20101028743
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月17日 优先权日2009年9月18日
发明者加藤治郎, 朝冈一郎 申请人:精工爱普生株式会社