专利名称：压电传感器和使用压电传感器的电泳油墨显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用压电元件的压电传感器，特别涉及使用压电传感器的电泳油墨(ink)显示装置。
在日本专利未决公开No.(平)8-125247和日本专利公开No.(平)9-162456中所述的技术涉及常规的压电传感器。其实施例虽然不同，但两者都使用大块压电陶瓷。
同时，在SID 98文摘1131至1134页的论文中记载了普通的电泳油墨显示装置。在该论文中披露了使用电泳喷墨的分段型显示体的结构。
在该电泳油墨显示装置中，显示装置的各分段部分由利用电泳的多个微型膜盒(microcapsule)构成。因此当电压施加在该分段部分上时，可以使分段部分的颜色改变。
但是，上述背景技术存在以下问题。
在日本未决专利公开No.(平)8-125247和日本未决专利公开No.(平)9-162456中所述的压电传感器中，如上所述，尽管实施例有所不同，但都采用大块压电陶瓷。然而难以把采用大块压电陶瓷的压电传感器小型化。例如，在日本专利未决公开No.9-162456中的压电传感器为40mm×10mm×1.5mm。
再有，在SID 98文摘1131至1134页中披露了采用电泳喷墨的显示体的结构，但未提出将大量的这类显示元件按高密度配置的方法和按高密度配置的电泳油墨显示元件的驱动方法。
鉴于
背景技术：
中的上述问题提出了本发明，本发明的目的在于实现可以容易小型化的压电传感器。
本发明的另一目的在于实现包括电泳油墨显示元件的电泳油墨显示装置，其中按高密度配置多个电泳油墨显示元件。
本发明的压电传感器包括在衬底上按第一电极层、第一压电薄膜层、第二电极层、第二压电薄膜层和第三电极层的顺序层叠的上述各层。限制所述第一和第二压电薄膜层使其在厚度方向上不扩大或缩小。
利用上述结构，由于可以通过形成两个压电薄膜层来构成压电传感器，所以其立体的和平面的最小化是可能的。此外，可以实现取出大负载的压电传感器。再有，由于限制压电薄膜层使其在厚度方向上不扩大或缩小，所以可以实现该压电传感器，利用该压电传感器可进行直流电压放大。
在本发明的压电传感器中，在其内形成空腔的支撑基底上形成第一电极层、压电薄膜层、第二电极层和第三电极层。在位于所述空腔上方的压电薄膜层上成对地形成彼此之间有空隙的所述第二电极层和第三电极层。
利用上述结构，可以形成体积最小化的压电传感器。
本发明的电泳油墨显示装置包括多个膜盒。还包括多个电泳油墨显示元件，其中，膜盒内的颜色随膜盒内带电颗粒的移动而改变，该电泳油墨显示装置还包括多条栅极线、与栅极线交叉的多条数据线和在所述栅极线和数据线的交叉点上配置的薄膜晶体管。所述薄膜晶体管的一个源-漏与所述数据线连接；所述薄膜晶体管的另一个源-漏与所述压电传感器的输入侧连接；而所述压电传感器的输出侧与电泳油墨显示元件的电极连接。
本发明的压电传感器可以用作上述压电传感器。在这种情况下，在所述压电传感器的上部形成柱形结构，用对面设置的衬底(其上形成有所述电泳油墨显示元件的上电极)按压所述柱形结构。以这种方式，可以限制所述第一和第二压电薄膜层使其在厚度方向上不扩大或缩小。
利用上述结构，可以用压电传感器驱动配置的多个电泳油墨显示元件，同时用薄膜晶体管来寻址。
图1是本发明实施例的层叠型薄膜压电传感器的剖面图；图2是本发明实施例的由采用压电薄膜的Rosen压电传感器构成的薄膜压电传感器的透视图；图3表示电泳油墨显示元件的结构；图3A是电泳油墨显示元件的剖面图；图3B表示电泳油墨显示元件中微型膜盒的结构；而图3C表示微型膜盒中带电颗粒的结构；图4表示本发明实施例的采用层叠型压电传感器薄膜的电泳油墨显示装置的结构；图5是电信号的时序图，该信号控制本发明实施例的电泳油墨显示装置中的TFT和模拟开关的打开或闭合；图6是本发明实施例的电泳油墨显示装置中的一个象素的平面图；图7是本发明实施例的电泳油墨显示装置的剖面图；图8是本发明实施例的采用Rosen薄膜压电传感器的电泳油墨显示装置中的一个象素的平面图；和图9是本发明实施例的采用Rosen薄膜压电传感器的电泳油墨显示装置的剖面图。
下面，参照
本发明的压电传感器的实施例。压电传感器的第一实施例图1是本发明实施例的层叠型的薄膜压电传感器的剖面图。在衬底11上按顺序形成第一电极层12、第一压电薄膜层13、第二电极层14、第二压电薄膜层15和第三电极层16。把压力P从上方施加在第三电极层16上，限制第一压电薄膜层13和第二压电薄膜层15，使它们在厚度方向上不扩大或缩小。
包括利用热氧化形成的二氧化硅膜的单晶硅衬底被用作衬底11。其上的第一电极层是包括通过溅射顺序形成的钛、铂和钛三层的电极层，钛、铂和钛各层分别达到20nm、200nm及5nm的厚度。第一压电薄膜层13是锆酸铅钛薄膜(以下称为“PZT”)，具有按溶胶凝胶方法形成的厚度为200nm的52mol％锆酸铅-48mol％钛酸铅结构。此外，第二电极层14是包括通过溅射顺序形成的钛、铂和钛三层的电极层，该钛、铂和钛各层电极层分别达到20nm、200nm及5nm的厚度。第二压电薄膜层15是按溶胶凝胶(sol gel)方法形成的厚度为2μm的具有上述结构的PZT薄膜。此外，第三电极层16是通过溅射顺序形成的钛和铂两层的电极层，该两层电极层分别达到20nm和200nm的厚度。
对于层叠型的薄膜压电传感器来说，压力提高的作用如下。第二电极层14变为地电位。当电场E1施加在第一压电薄膜层13的薄膜厚度方向上时，在压电应变常数为dij、施加电场0下的弹性柔量为sijE的情况下，第一压电薄膜层13的薄膜厚度方向上的应力T1用下式表示T1＝-(d33/s33E)·E1(1)该层叠型的薄膜压电传感器如上述那样构成，并使用足够硬的金属电极；因此，在薄膜厚度方向上对第二压电薄膜层施加的应力T2如下表示T2＝T1(2)此时，在应力为0时介电常数为εijT的情况下，在第二压电薄膜层15厚度方向上产生的电场E2如下表示E2＝-(d33/ε33T)·T2(3)把式(1)和(2)带入式(3)得到E2＝(d332/(ε33T·s33E))·E1＝k332·E1(4)其中，Kij是压电薄膜层的机电耦合系数。在第一压电薄膜层13的薄膜厚度方向上也就是在第一电极层12和第二电极层14之间施加的电压为V1，而第一压电薄膜层13的厚度为t1的情况下，有以下结果E1＝V1/t1(5)在第二压电薄膜层15的厚度方向上即在第二电极层14和第三电极层16之间的电压输出为V2，而第二压电薄膜层15的厚度为t2的情况下，有以下结果E2＝V2/t2(6)由式(4)、(5)和(6)得到下式V2＝k332·V1·t2/t1(7)
换句话说，当把电压V1施加在第一压电薄膜层上时，第二压电薄膜层输出的电压V2与机电耦合系数k33的平方和两个压电薄膜层的厚度之比成正比。特别地，直流电压放大系数可以用第一压电薄膜层的厚度与第二压电薄膜层的厚度之比来确定。
本实施例结构中的层叠型薄膜压电传感器包括由两个压电薄膜层构成的压电传感器；结果，可实现其立体和平面最小化的压电传感器。由于同样利用输出侧上的压电薄膜层的电容，所以可以取出大负载。再有，由于限制压电薄膜层在厚度方向上不扩大或缩小，并利用静态压电效应来按压压电薄膜，所以可以进行直流电压放大。实际上，本发明人在施加作为V1的幅度为10V的脉冲时，可以获得作为V2的幅度为45V的脉冲。用作本实施例中的压电薄膜的PZT膜的k33根据式(7)的逆运算被预测为约0.67。
再有，由于用铂和钛的多层结构形成电极层，所以上述结构中的层叠型薄膜压电传感器在衬底与电极层之间和电极层与压电薄膜层之间有足够的粘结力。再有，两个压电薄膜层由PTZ构成。由于PZT具有相对大的机电耦合系数，所以可实现具有大的电压放大系数的层叠型薄膜压电传感器。在压电薄膜层中使用的这种材料也可以是PZT压电材料，例如包含具有较大机电耦合系数的铅锰铌酸盐(PMN)。也可以利用在第一压电薄膜层13中产生较大压力的材料和对于在第二压电薄膜层15中施加的压力产生大电压的材料来构成层叠型薄膜压电传感器。压电传感器的第二实施例图2是本发明实施例的由采用压电薄膜的Rosen压电传感器构成的薄膜压电传感器的透视图。在内部形成空腔21的支撑基底22上形成隔膜23、第一电极层24、压电薄膜层25、第二电极层26和第三电极层27。在位于空腔21上方的压电薄膜层上相互有间隔地成对形成第二电极层26和第三电极层27。再有，第三电极层27形成为跨在压电薄膜层25的端面与上表面上。
具有通过热氧化形成的二氧化硅膜的单晶硅衬底被用作基底22。通过溅射方法生长金属化锆酸盐的薄膜，然后进行热氧化，在其上形成厚度500nm的锆酸盐薄膜作为隔膜23。在其上形成顺序包括钛、铂和钛三层的电极层作为第一电极层24，其中钛、铂和钛各层通过溅射和构图上述材料分别达到20nm、200nm及5nm的厚度。然后，利用溶胶凝胶方法并通过构图，形成包括52mol％锆酸铅-48mol％钛酸铅的PZT膜，作为压电薄膜层25。此外，通过溅射和构图使厚度分别达到20nm和200nm的钛和铂两层，顺序地包括这两层的电极层，被形成为第二电极层26和第三电极层27。然后，通过用干式腐蚀法各向异性地腐蚀单晶硅衬底22形成空腔21，来形成Rosen薄膜压电传感器。
在Kenji Uchino的Piezoelectric Actuators and Ultrasonic Motors(压电执行机构和超声电机)(Kluwer Academic Publishers)，1997，309-310页中讨论了这种Rosen薄膜压电传感器的工作；电压放大系数r用下式表示r＝(4/π2)·k31·k33·Qm·(L2/t)·[2·(s33E/s11E)1/2/{1+(s33D/s11E)1/2}]交流电压施加在第一电极层24和第二电极层26之间，而放大的电压从第一电极层24和第三电极层27之间输出。
其中，Kij是压电薄膜层25的机电耦合系数；Qm是压电薄膜层25的机械的Q；L2是成对的第二电极层26和27之间的间隔；t是压电薄膜层25的厚度；sijE是电场为0时的弹性柔量；而sijD是电通量密度为0时的弹性柔量。例如，在52mol％锆酸铅-48mol％钛酸铅的PZT情况下，k31＝0.313，k33＝0.670，Qm＝860，s33E＝17.1×10-12m2/N，s11E＝13.8×10-12m2/N，而s33D＝9.35×10-12m2/N。当L2＝1μm和t＝200nm时，可以获得很大的电压放大系数r＝450。
由于采用压电薄膜，所以对于本实施例结构中的薄膜压电传感器来说，可以实现立体和平面的最小化。例如，在上述实施例的情况下，第二电极层26和27之间的间隔为1μm。再有，由于一个第二电极层27跨在压电薄膜层25的端面上，所以可以在更小的平面区域内构成压电传感器。由于把单晶硅衬底用作支撑基底22，所以通过各向异性腐蚀可以容易地形成空腔21。再有，由于由锆酸盐薄膜形成隔膜23，所以可以形成具有刚性和在残余应力下不容易破裂的隔膜。由于用铂和钛的多层结构形成第一电极层24、第二电极层26和第三电极层27，所以在隔膜和第一电极层之间，在压电薄膜层和第一、第二及第三电极层之间都有足够的粘结力。由于用PZT薄膜形成压电薄膜层25，所以有可能形成具有大的机电耦合系数的薄膜，从而可以实现具有大的电压放大系数的薄膜压电传感器。在压电薄膜层25中使用的材料也可以是PZT压电材料，例如包括PMN的具有很大机电耦合常数的PZT。电泳油墨显示元件的原理下面将说明电泳油墨显示元件。图3所示为电泳油墨显示元件的结构；图3A是电泳油墨显示元件的剖面图；图3B所示为电泳油墨显示元件中微型膜盒的结构；而图3C所示为微型膜盒中带电颗粒的结构。
该电泳油墨显示元件包括在衬底101上形成的下电极102，包括具有发光特性的粘合剂104和均匀散布和固定在该粘合剂104中的多个微型膜盒103的压电油墨层，在对面设置的衬底105和形成在该对置衬底上的透明电极106。
该电泳油墨显示元件是利用带电颗粒的电泳完成显示图形的写入和删除的显示元件。电泳油墨层的厚度即下电极102和透明电极106之间的距离最好是微型膜盒103的外径的约1.5至2倍。再有，例如聚乙烯醇可以用作粘合剂104。
如图3B所示，微型膜盒103包括具有透光特性的空心的球形膜盒107。这些膜盒107内填充有液体108；在该液体108中散布多个带负电的颗粒109。如图3C所示，带电的颗粒109包括核110和覆盖该核的涂敷层111。
带电颗粒109的颜色和液体108的颜色彼此不同。例如，带电颗粒109的颜色为白色，而液体108的颜色为蓝色、红色、绿色或黑色。当外部电场施加在该微型膜盒103上时，带电颗粒109在与上述电场相反的方向上在膜盒107内移动。例如，当施加电压，如图3A所示，使透明电极106为正电位而下电极102为零电位时，产生从透明电极106向下电极102的电场；结果，微型膜盒103中的带电颗粒109向膜盒107的顶部移动。因此，由于可以看到带电颗粒109的颜色，所以从在对面设置的衬底105观察到的颜色变为白色。相反，当施加电压，使透明电极106为负电位，而下电极102为零电位时，产生从下电极102向透明电极106的电场；结果，微型膜盒103中的带电颗粒109就向膜盒的底部移动。因此，从对置衬底105观察到的颜色就变为液体108的颜色，例如，如果液体108的颜色为蓝色，那么就变为蓝色。
微型膜盒103可以这样构成，以便使液体108的比重与带电颗粒109的比重相等。因此，即使去除外部电场，带电颗粒109也可以在相同的位置上长时间保持。换句话说，电泳油墨显示元件的显示被长时间保持。此外，例如可以调整涂敷层111的厚度，使液体108的比重与带电颗粒109的比重相等。微型膜盒103的外径优选不大于180μm，为10至20μm更好。例如，钛的金红石结构可以用作上述带电颗粒109的核。再有，例如聚乙烯可以用作上述带电颗粒109的涂敷层111。例如，在四氯乙烯和异链烷烃中溶解的蒽醌染料可以用作上述液体。
下面，参照附图对本发明的电泳油墨显示元件的实施例进行说明。电泳油墨显示装置的第一实施例图4所示为本发明实施例的采用薄膜压电传感器的电泳油墨显示装置的结构。在该图中，201和202表示栅极线；203和204表示数据线；205至207表示薄膜晶体管(TFT)；208至210表示薄膜压电传感器；211至213表示电泳油墨显示元件；214和215表示模拟开关；216表示数据信号线；而217和218表示分别控制模拟开关214和215的打开和闭合的信号输入端。模拟开关214和215可以用TFT构成。
图5是电信号的时序图，该信号控制本发明实施例的电泳油墨显示装置中的TFT和模拟开关的打开和闭合。在该图中，301和302表示分别对栅极线201和202施加的电信号；而303和304表示对输入端217和218施加的电信号，该信号打开和闭合模拟开关。当这些信号为HI时，TFT和模拟开关导通(闭合)。在时间t1时，栅极线201的电位变为HI，TFT 205和206导通(激活)。同时，相对于打开和闭合模拟开关214的信号来说，输入端217的电位变为HI，该模拟开关被导通(闭合)。因此，由数据信号线216供给的数据信号通过模拟开关214和TFT 205输入至薄膜压电传感器208。然后，把数据信号输出中的放大的电压供给电泳油墨显示元件211的电极。在时间t2时，相对于打开和闭合模拟开关214的信号来说，输入端217的电位变为LOW，模拟开关变成非导通(打开)。同时，相对于打开和闭合模拟开关215的信号来说，输入端218的电位变为HI，模拟开关变成导通(闭合)。因此，由数据信号线216供给的数据信号通过模拟开关215和TFT 206输入至薄膜压电传感器209。从中输出的经电压放大后的数据信号供给电泳油墨显示元件212的电极。在时间t3时，相对于打开和闭合模拟开关215的信号来说，输入端218的电位变为LOW，模拟开关变成非导通(打开)。尽管在图4和图5中没有表示出来，但实际上在栅极线方向上也重复上述操作，然后在时间t4时，栅极线201的电位变为LOW，而TFT 205和206变成不导通(非激活)的状态。同时，栅极线202的电位变为HI(高)，模拟开关207变成导通(闭合)，在从时间t4至时间t5期间，数据被写入电泳油墨显示元件213。
利用上述结构，可以用TFT驱动所设置的多个电泳油墨显示元件，而用薄膜压电传感器进行寻址和数据信号的直接放大。
图1所示的本发明的压电传感器在本实施例中可以用作薄膜压电传感器。在这种情况下，本发明的电泳油墨显示装置可以得到本发明的压电传感器的所有操作效果。
图6是本发明实施例的电泳油墨显示装置中一个象素的平面图。在栅极线201和数据线203的交叉点上形成包括多晶硅薄膜401的沟道部分、栅极201和接触孔402的TFT。薄膜压电传感器208中的第一电极层403也用作来自TFT的源-漏部分的负载电极。薄膜压电传感器208中的第二电极层404平行于栅极线201引出并接地。在没有任何进一步改变的情况下，薄膜压电传感器208的第三电极层405成为电泳油墨显示元件的象素电极。当象素电极的大小为150μm2时，薄膜压电传感器208所需的区域可大约为10μm2，可获得具有紧凑平面形式的电泳油墨显示装置。
图7是本发明实施例的电泳油墨显示装置的剖面图。TFT包括多晶硅层401、栅极绝缘膜502、栅极503、层间绝缘膜504和电极层403，该电极层是源-漏电极，并用作形成于绝缘衬底501上的薄膜层叠型压电传感器的第一电极层。然后，形成第一压电薄膜层510、第二电极层404、第二压电薄膜层511和第三电极层405，构成薄膜层叠型压电传感器。接着，形成保护层505。与之分开，在对面设置的衬底506上形成透明电极507；然后通过金属镀敷等形成柱形结构508。装配该柱形结构508，以便按压薄膜层叠型压电传感器的上部，并用电泳油墨509填充；从而构成电泳油墨显示装置。薄膜层叠型压电传感器可这样构成，以便通过柱形结构508和对面设置的衬底506进行按压；从而可以进行直流电压放大。带有本实施例结构的薄膜层叠型压电传感器可以使立体和平面最小化。同样由于利用输出侧的压电薄膜层的电容，所以可以取出大负载。再有，由于利用静态压电作用按压压电薄膜，所以可以进行直流电压放大。实际上，本发明人对于压电薄膜510和511按52mol％锆酸铅-48mol％钛酸铅的构成使用锆酸钛酸铅(lead-titanate-zirconate)，形成厚度200nm的第一压电薄膜层510和厚度2um的第二压电薄膜层511，在第一电极层403和第二电极层404之间施加幅度为10V的脉冲；在这种情况下，在第三电极层405和第二电极层404之间应该获得幅度为45V的脉冲。从而可以驱动电泳油墨显示元件。
在压电薄膜层510和511中使用的材料也可以是PZT压电材料，例如具有更高机电耦合系数的包括铅锰铌酸盐(PMN)的PZT。也可以利用产生高应力的材料作为第一压电薄膜层103、而根据所施加的压力来产生高电压的材料作为第二压电薄膜层105，从而构成薄膜压电传感器。
通过形成铂和钛的多层结构的第一电极层24、第二电极层26和第三电极层27，可以提高第一、第二和第三电极层与压电薄膜层的粘结力。电泳油墨显示装置的第二实施例图8是本发明实施例的采用Rosen薄膜压电传感器的电泳油墨显示装置的一个象素的平面图。在栅极线201和数据线203的交叉点上形成包括多晶硅薄膜401的沟道部分、栅极201和接触孔402的TFT。601是压电薄膜层；其下面是空腔，以允许振动。薄膜压电传感器中的共用电极层404平行于栅极线201引出并接地。405是电泳油墨显示元件的象素电极。
图2所示的压电传感器可以用作本发明的Rosen薄膜压电传感器。在这种情况下，本发明的电泳油墨显示装置可以具备本发明的压电传感器的所有操作效果。
图9是本发明实施例的采用Rosen薄膜压电传感器的电泳油墨显示装置的剖面图。TFT由在绝缘衬底501上形成的多晶硅层401、栅极绝缘膜502、栅极503、层间绝缘膜504、和作为源漏电极并用作电泳油墨显示元件下电极的电极层701构成。然后，通过金属镀敷形成凸起层702。703是Rosen薄膜压电传感器的输入电极；704是Rosen薄膜压电传感器的输出电极；705是压电薄膜层；而404是Rosen薄膜压电传感器的共用电极。通过形成铂和钛的多层结构的电极703、704和404，可以提高各电极和压电薄膜层之间的粘结力。通过用PZT薄膜形成压电薄膜层705，可以形成具有大机电耦合系数的薄膜。在这种配置中，把交流电压施加在输入电极703和共用电极404之间，压电薄膜层705振动，输出在输出电极704和共用电极404之间放大的交流电压。通过预先在分开的衬底上形成压电薄膜层705、电极703、704、404等，连接凸起层702和电极层703、704，然后剥离分开的衬底，可以形成这种结构。此外，通过形成保护层505，在对置的衬底506上分离地形成透明电极507，组装它们并在其内注入电泳油墨509，可形成电泳油墨显示装置。
由于在压电薄膜层705下面形成空腔，所以压电薄膜层可以振动，并因此可以起到Rosen薄膜压电传感器的作用，把放大的交流信号供给电泳油墨显示元件的下电极701。即使提供给电极701的信号是交流信号，也可以通过在其幅值的适当位置上使薄膜晶体管截止，以使电极701的电位保持恒定。通过上述方式，就可以驱动电泳油墨显示元件。再有，即使输入到Rosen薄膜压电传感器的电信号中有短波形，但由于压电传感器因其固有的振动而变形，所以该信号可以是放大的电压。
如上所述，本发明的压电传感器有被限制以在厚度方向上不扩大或缩小的两个压电薄膜层。因此，容易实现小型化，并可以进行直流电压放大。
再有，利用在其内形成空腔的支撑基底上的压电薄膜层，形成采用本发明的压电薄膜层的Rosen薄膜压电传感器。因此，小型化是容易的，并且该压电传感器还具有大的电压放大系数。
再有，本发明的电泳油墨显示元件可以由小型化的薄膜压电传感器来驱动，同时用薄膜晶体管进行寻址。因此，可实现具有按高密度配置的多个电泳油墨显示元件的电泳油墨显示装置。
权利要求
1.一种薄膜压电传感器，包括在衬底上按第一电极层、第一压电薄膜层、第二电极层、第二压电薄膜层和第三电极层的顺序形成的上述各层，其中限制所述第一和第二压电薄膜层在厚度方向上不扩大或缩小。
2.根据权利要求1的薄膜压电传感器，其特征在于，所述第一、第二和第三电极层由铂和钛的多层结构形成。
3.根据权利要求1的薄膜压电传感器，其特征在于，所述第一和第二压电薄膜层由钛酸锆酸铅的压电材料组成。
4.根据权利要求1的薄膜压电传感器，其特征在于，任意的电压波形输入至所述第一压电薄膜层，而已经放大的所述任意电压波形被输出到所述第二压电薄膜层。
5.一种薄膜压电传感器，其特征在于，在其内形成空腔的支撑基底上形成第一电极层、压电薄膜层、第二电极层和第三电极层；在位于所述空腔上方的压电薄膜层上相互有间隙地成对形成所述第二电极层和第三电极层。
6.根据权利要求5的薄膜压电传感器，其特征在于，这样来形成所述第三电极层，使其跨在所述压电薄膜层的端面和上表面上。
7.根据权利要求5的薄膜压电传感器，其特征在于，在其内形成有所述空腔的支撑基底为单晶硅衬底。
8.根据权利要求5的薄膜压电传感器，包括在所述支撑基底和所述第一电极层之间的由锆酸盐薄膜构成的隔膜。
9.根据权利要求5的薄膜压电传感器，其特征在于，所述第一、第二和第三电极层由铂和钛的多层结构组成。
10.根据权利要求5的薄膜压电传感器，其特征在于，所述压电薄膜层由钛酸锆酸铅的压电材料组成。
11.根据权利要求5的薄膜压电传感器，其特征在于，在所述第一电极层和所述第二电极层上施加有任意的电压波形，而已经放大的所述任意的电压波形被输出到所述第一电极层和所述第三电极层之间。
12.一种电泳油墨显示装置，包括多个电泳油墨显示元件，该电泳油墨显示元件包括多个膜盒，膜盒内的颜色因膜盒内带电颗粒的移动而改变；该电泳油墨显示装置还包括多条栅极线，与栅极线交叉的多条数据线，以及配置在所述栅极线和数据线的交叉点上的薄膜晶体管；其中，所述薄膜晶体管的一个源-漏与所述数据线连接；所述薄膜晶体管的另一个源-漏与所述压电传感器的输入侧连接；和所述压电传感器的输出侧与所述电泳油墨显示元件的电极连接。
13.根据权利要求12的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述压电传感器与所述薄膜晶体管的上部可振动地连接。
14.根据权利要求12的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述压电传感器包括在所述绝缘衬底上按第一电极层、第一压电薄膜层、第二电极层、第二压电薄膜层和第三电极层的顺序层叠的上述各层；以及限制所述第一和第二压电薄膜层使其在厚度方向上不扩大或缩小。
15.根据权利要求14的电泳油墨显示装置，其特征在于，通过在所述压电传感器的上部形成柱形结构，并利用对面设置的衬底来按压所述柱形结构，以限制所述第一和第二压电薄膜层，使其在厚度方向上不扩大或缩小，在所述对面设置的衬底上形成有所述电泳油墨显示元件的上电极。
16.根据权利要求14的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述第三电极层还具有所述电泳油墨显示元件下电极的功能。
17.根据权利要求14的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述第一、第二和第三电极层由铂和钛的多层结构形成。
18.根据权利要求14的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述第一和第二压电薄膜层由锆酸钛酸铅的压电材料形成。
19.根据权利要求14的电泳油墨显示装置，其特征在于，任意的电压波形输入至所述第一压电薄膜层，而已经放大的所述任意电压波形被输出到所述第二压电薄膜层。
20.根据权利要求12的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述压电传感器包括在支撑基底上形成的第一电极层、压电薄膜层、第二电极层和第三电极层，所述支撑基底的内部形成有空腔；在位于所述空腔上方的压电薄膜层上成对地形成彼此之间有间隙的所述第二电极层和第三电极层。
21.根据权利要求20的电泳油墨显示装置，其特征在于，形成所述第三电极层，使其跨在所述压电薄膜层的端面和上表面上。
22.根据权利要求20的电泳油墨显示装置，其特征在于，在其内形成所述空腔的支撑基底为单晶硅衬底。
23.根据权利要求20的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述第一、第二和第三电极层由铂和钛的多层结构形成。
24.根据权利要求20的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述第一和第二压电薄膜层由锆酸钛酸铅的压电材料形成。
25.根据权利要求20的电泳油墨显示装置，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层上加载有任意的电压波形，而已经放大的所述任意电压波形被输出到所述第二电极层和所述第三电极层之间。
全文摘要
在衬底11上按顺序层叠第一电极层12、第一压电薄膜层13、第二电极层14、第二压电薄膜层15和第三电极层16;限制这些层在厚度方向不扩大或缩小,构成压电传感器。形成多条栅极线201和202、多条数据线203和204和薄膜晶体管205和207;上述薄膜晶体管的一个源－漏与上述数据线连接,另一个源－漏与薄膜压电传感器208至210的输入侧连接;上述薄膜压电传感器的输出侧与电泳油墨显示元件的电极连接;从而构成电泳油墨显示装置。
文档编号B06B1/06GK1262530SQ0010040
公开日2000年8月9日 申请日期2000年1月28日 优先权日1999年1月29日
发明者长谷川和正, 下田达也 申请人:精工爱普生股份株式会社