JPH025583A - ピエゾ電気積層物とその製造法 - Google Patents
ピエゾ電気積層物とその製造法Info
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- JPH025583A JPH025583A JP1024140A JP2414089A JPH025583A JP H025583 A JPH025583 A JP H025583A JP 1024140 A JP1024140 A JP 1024140A JP 2414089 A JP2414089 A JP 2414089A JP H025583 A JPH025583 A JP H025583A
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- H10N30/01—Manufacture or treatment
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- H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
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- H10N30/01—Manufacture or treatment
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- Laminated Bodies (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は一般的にいってピエゾ電気積層物とその製造法
に関し、特にピエゾ電気層が剛性の基質層に結合された
後に極性化されるピエゾ電気積層物とその製造法に関す
る。
に関し、特にピエゾ電気層が剛性の基質層に結合された
後に極性化されるピエゾ電気積層物とその製造法に関す
る。
（従来の技術）
ピエゾ電気積層物は代表的には絶縁性の弾性的に剛性の
結合層によって剛性絶縁性基質にピエゾ電気材料の層を
結合させて成る。このような積層物はピエゾ電気変換器
の製造ζこ広範囲に使用されている。代表的な応用例と
して、移相列超音波変換器の製造およびインキジェット
・プリントヘッドとしての使用があげられる。
結合層によって剛性絶縁性基質にピエゾ電気材料の層を
結合させて成る。このような積層物はピエゾ電気変換器
の製造ζこ広範囲に使用されている。代表的な応用例と
して、移相列超音波変換器の製造およびインキジェット
・プリントヘッドとしての使用があげられる。
結合層は通常はピエゾ電気材料に匹敵する又はセラミッ
クスもしくはガラスの基質に匹敵する剛性をもつが、一
般に（よピエゾ電気材料のキューリー温度より上の又は
それよりすぐ下の昇温において製造されなければならな
かった。これらの温度にさらされると、ピエゾ電気材料
は残りの成極を失う力）又は実質的にこれを減少させる
。その結果として、ピエゾ電気材料は結合層の形成前に
予め有効に極性化しえない。それ故、極性化は好ましく
は結合層の形成後に行われろ。
クスもしくはガラスの基質に匹敵する剛性をもつが、一
般に（よピエゾ電気材料のキューリー温度より上の又は
それよりすぐ下の昇温において製造されなければならな
かった。これらの温度にさらされると、ピエゾ電気材料
は残りの成極を失う力）又は実質的にこれを減少させる
。その結果として、ピエゾ電気材料は結合層の形成前に
予め有効に極性化しえない。それ故、極性化は好ましく
は結合層の形成後に行われろ。
常法として、組立てたピエゾ電気積層物は積層物の向き
合った面に加えた１対の金属電極の間に極性フィールド
を確立することによって極性化されろ。この成極形態は
従って合理的な期間に適切な成極を行うために実用不可
能な程の大きな極性フィールドを確立することを必要と
した。すなわち、基質に比べてピエゾ電気材料が高い誘
電常数をもつため、極性フィールドの比較的小さい部分
がピエゾ電気層を横切って加λられろ。その結果として
、極性フィールドの強度は成極を行うために比較的大き
い因子によって増大させなければならないが、必要とす
る増大の程度は全く非実用的なほど大きい場合が多い。
合った面に加えた１対の金属電極の間に極性フィールド
を確立することによって極性化されろ。この成極形態は
従って合理的な期間に適切な成極を行うために実用不可
能な程の大きな極性フィールドを確立することを必要と
した。すなわち、基質に比べてピエゾ電気材料が高い誘
電常数をもつため、極性フィールドの比較的小さい部分
がピエゾ電気層を横切って加λられろ。その結果として
、極性フィールドの強度は成極を行うために比較的大き
い因子によって増大させなければならないが、必要とす
る増大の程度は全く非実用的なほど大きい場合が多い。
（発明が解決しようとする課題）
本発明が解決しようとする課題は上記の従来技術の欠点
を克服したピエゾ電気積層物を提供することにある。
を克服したピエゾ電気積層物を提供することにある。
それ故、本発明の基本的な目的は改良されたピエゾ電気
積層物を提供することにある。
積層物を提供することにある。
本発明の更に具体的な目的は積層物を形成した後にピエ
ゾ電気材料を極性化しうろピエゾ電気積層物を製造する
ための改良法を提供することにある。
ゾ電気材料を極性化しうろピエゾ電気積層物を製造する
ための改良法を提供することにある。
本発明の更に別の具体的な目的は積層物を形成した後に
ピエゾ電気材料を極性にしうる、且つその成極操作を実
用的な極性フィールドを使用して行いうろピエゾ電気積
層物を製造するための改良法を提供することにある。
ピエゾ電気材料を極性にしうる、且つその成極操作を実
用的な極性フィールドを使用して行いうろピエゾ電気積
層物を製造するための改良法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、ピエゾ電気積層物のピエゾ電気材料層
と基質層との境界において極性電位を発生させる条件を
確立する乙とによってピエゾ電気層を横切る極性電圧の
実質的部分を低下させ、且つこの極性電圧を該電圧の加
わる材料の極性条件下で一定の時間よりも長い時間加え
ることによって、上記の課題が解決（もしくは上記の目
的が達成）される。
と基質層との境界において極性電位を発生させる条件を
確立する乙とによってピエゾ電気層を横切る極性電圧の
実質的部分を低下させ、且つこの極性電圧を該電圧の加
わる材料の極性条件下で一定の時間よりも長い時間加え
ることによって、上記の課題が解決（もしくは上記の目
的が達成）される。
（実施例）
本発明の実施例を添付の図面を参照して具体的に説明す
る。
る。
第１ａ図は１面にピエゾ電気材料（１２）のシートもし
くは層を、そして他面に剛性の絶縁材料（１４）のシー
トもしくは層を備える積層セラミックス要素（１０）の
−形体が示しである。要素（１０）のこれら２層（１２
，１４）は好適な結合層（１６）によって−緒に結合さ
れろ。この要素（１０）は超音波移相列変換器としての
又はインキジェット列プリントヘッド要素としての最終
用途のために更に処理される。本発明は積層物要素（１
０）の製造と極性化に関する。
くは層を、そして他面に剛性の絶縁材料（１４）のシー
トもしくは層を備える積層セラミックス要素（１０）の
−形体が示しである。要素（１０）のこれら２層（１２
，１４）は好適な結合層（１６）によって−緒に結合さ
れろ。この要素（１０）は超音波移相列変換器としての
又はインキジェット列プリントヘッド要素としての最終
用途のために更に処理される。本発明は積層物要素（１
０）の製造と極性化に関する。
本発明の好ましい形体において、ピエゾ電気材料は鉛・
ジルコニウムチタネート（ＰＺＴ）ピエゾ電気セラミッ
クスのシートから成るが、電気的な極性フィールドを加
えることによる極性化の結果としてピエゾ電気性になる
他のピエゾ電気セラミックスもしくは結晶材料も本発明
の範囲内で使用しうろことが理解されるであろう。また
、剛性の絶縁性シートは好ましくはガラスまたｌｅｔセ
ラミックス（あるいはガラス・セラミックス）のシート
から成るが、他の絶縁性材料も同様に使用しうろ。
ジルコニウムチタネート（ＰＺＴ）ピエゾ電気セラミッ
クスのシートから成るが、電気的な極性フィールドを加
えることによる極性化の結果としてピエゾ電気性になる
他のピエゾ電気セラミックスもしくは結晶材料も本発明
の範囲内で使用しうろことが理解されるであろう。また
、剛性の絶縁性シートは好ましくはガラスまたｌｅｔセ
ラミックス（あるいはガラス・セラミックス）のシート
から成るが、他の絶縁性材料も同様に使用しうろ。
好ましくは、絶縁性シートの弾性率と密度は、その音響
インピーダンスがピエゾ電気材料（１２）の音響インピ
ーダンスに対して特定の値をもっていて一定の音響性能
かえられるようにえらばれる。あるいはまた、シート（
１４）の弾性率はピエゾ電気材料（１２）の弾性率に等
しいか又はそれより太き（してピエゾ電気列変換器の部
材の低周波変形に対して基質を硬くするようにえらぶこ
ともできろ。絶縁性シート（１４）の熱膨張係数も同時
にピエゾ電気材料（１２）の熱膨張係数に密接に一致す
るようにえらぶべきである。この選択は実用の操作範囲
（代表的には一２０〜＋１００℃）にわたって使用する
ために熱的に一致させた積層物要素（１０）を与え、そ
れによって製造および操作中、結合層が著しい熱的応力
（積層物の一体性に有害な影響を及ぼすことがある）を
受けないようにする効果がある。積層物要素（１０）は
また熱的変化のもとで曲がる傾向を殆ど又は全くもたな
い。絶縁性シート（１４）の誘電常数はまた好ましくは
ピエゾ電気シート（１２）の訓電常数よりも実質的に低
く （たとλば１０〜１００＠も低く）あるようにえら
ばれ、それによってピエゾ電気Ｐｉ（１２）中での操作
電気フィールドは好適にそれに捕捉されて変換器列中で
の多くの要素（１０）の間の有害な漏電が防がれろ。
インピーダンスがピエゾ電気材料（１２）の音響インピ
ーダンスに対して特定の値をもっていて一定の音響性能
かえられるようにえらばれる。あるいはまた、シート（
１４）の弾性率はピエゾ電気材料（１２）の弾性率に等
しいか又はそれより太き（してピエゾ電気列変換器の部
材の低周波変形に対して基質を硬くするようにえらぶこ
ともできろ。絶縁性シート（１４）の熱膨張係数も同時
にピエゾ電気材料（１２）の熱膨張係数に密接に一致す
るようにえらぶべきである。この選択は実用の操作範囲
（代表的には一２０〜＋１００℃）にわたって使用する
ために熱的に一致させた積層物要素（１０）を与え、そ
れによって製造および操作中、結合層が著しい熱的応力
（積層物の一体性に有害な影響を及ぼすことがある）を
受けないようにする効果がある。積層物要素（１０）は
また熱的変化のもとで曲がる傾向を殆ど又は全くもたな
い。絶縁性シート（１４）の誘電常数はまた好ましくは
ピエゾ電気シート（１２）の訓電常数よりも実質的に低
く （たとλば１０〜１００＠も低く）あるようにえら
ばれ、それによってピエゾ電気Ｐｉ（１２）中での操作
電気フィールドは好適にそれに捕捉されて変換器列中で
の多くの要素（１０）の間の有害な漏電が防がれろ。
ピエゾ電気シート（１２）と絶縁性シート（１４）との
間の結合層（１６）は製造法に応じて多数の形体をとる
ことができろ。−例において、結合！（１６）は製造期
間中に炉において２つのセラミックス・シートを一緒に
焼成することによって得られるセラミック・セラミック
結合でありうる。結合層はまたピエゾ電気層（１２）が
ガラスまたはガラス・セラミックスのシートに熱的に結
合している場合のＰＺＴ−ガラス結合から成ることもで
き、あるいはＰＺＴセラミックス（１２）のキューリー
温度より適度に上の又はキューリー温度のすぐ下の温度
においてＰＺＴンート（１２）とセラミック・シー１−
（１４）を−緒に融合させるため薄いガラス・シート
結合から成ることもできる。それぞれの場合において、
結合層（１６）ば操作範囲におけろ弾性率と密度に関し
て絶縁性シート（１４）と同じ設計要件を満たして適切
な音響的インピーダンスまたは硬度を与えるようにすべ
きであり、またその使用寿命中の熱的応力、製造および
操作上の応力に関して、要素の一体性の保持に適切な結
合強度値をも保有すべきである。
間の結合層（１６）は製造法に応じて多数の形体をとる
ことができろ。−例において、結合！（１６）は製造期
間中に炉において２つのセラミックス・シートを一緒に
焼成することによって得られるセラミック・セラミック
結合でありうる。結合層はまたピエゾ電気層（１２）が
ガラスまたはガラス・セラミックスのシートに熱的に結
合している場合のＰＺＴ−ガラス結合から成ることもで
き、あるいはＰＺＴセラミックス（１２）のキューリー
温度より適度に上の又はキューリー温度のすぐ下の温度
においてＰＺＴンート（１２）とセラミック・シー１−
（１４）を−緒に融合させるため薄いガラス・シート
結合から成ることもできる。それぞれの場合において、
結合層（１６）ば操作範囲におけろ弾性率と密度に関し
て絶縁性シート（１４）と同じ設計要件を満たして適切
な音響的インピーダンスまたは硬度を与えるようにすべ
きであり、またその使用寿命中の熱的応力、製造および
操作上の応力に関して、要素の一体性の保持に適切な結
合強度値をも保有すべきである。
積層要素（１０）は第１ａ図に示す以外の形体をとるこ
ともできろ。゛たとえば、′！ＡＦｉ要素（１０）は第
１ｂ図に示すように３つの相から成ることもできる。こ
の例において、ピエゾ電気シー ト（１２）はそれぞれ
の結合層（１６）によって絶縁性シー１− （１４）の
対抗面のそれぞれに結合されろ。
ともできろ。゛たとえば、′！ＡＦｉ要素（１０）は第
１ｂ図に示すように３つの相から成ることもできる。こ
の例において、ピエゾ電気シー ト（１２）はそれぞれ
の結合層（１６）によって絶縁性シー１− （１４）の
対抗面のそれぞれに結合されろ。
前述の如く、結合層（１６）はピエゾ電気シート（１２
）のキューリー温度より上の温度で形成されるか、ある
いはキュー’Ｊ −温度のすぐ下の温度において形成さ
れ、ピエゾ電気シートの残存極性は失われろか又は実質
的に減少することがある。それ故、結合の形成後にピエ
ゾ電気シートを極性化するが又はその極性状態を保持す
るための技術が与えられなければならない。
）のキューリー温度より上の温度で形成されるか、ある
いはキュー’Ｊ −温度のすぐ下の温度において形成さ
れ、ピエゾ電気シートの残存極性は失われろか又は実質
的に減少することがある。それ故、結合の形成後にピエ
ゾ電気シートを極性化するが又はその極性状態を保持す
るための技術が与えられなければならない。
第３図を参照して、曲線Ａは温度の関数としてのＰＺＴ
の代表的な電気抵抗率を示す。代表的に、この材料の抵
抗率は１００℃においてほぼρ＝１０′３オーム・（至
）であることが観察される。荷電したピエゾ電気変換器
は一定の時間ｅｃ０ρをもつ（ｅば材料の相対的な誘電
常数であり、ｅは自由空間の誘電常数である）。１００
℃およびｅ＝２３００について、時間常数（ＰＺＴが電
荷を保持する時間）は約０７２時間である。第３図の曲
線ＡはまたＰＺＴの他に多（の絶縁性のガラスおよびセ
ラミックスの代表でもある。ＰＺＴの抵抗率は適切なド
ーピングによって約２桁の強度だけ増大させることがで
き、あるいは同じ程度にまで低下させろこともできろ。
の代表的な電気抵抗率を示す。代表的に、この材料の抵
抗率は１００℃においてほぼρ＝１０′３オーム・（至
）であることが観察される。荷電したピエゾ電気変換器
は一定の時間ｅｃ０ρをもつ（ｅば材料の相対的な誘電
常数であり、ｅは自由空間の誘電常数である）。１００
℃およびｅ＝２３００について、時間常数（ＰＺＴが電
荷を保持する時間）は約０７２時間である。第３図の曲
線ＡはまたＰＺＴの他に多（の絶縁性のガラスおよびセ
ラミックスの代表でもある。ＰＺＴの抵抗率は適切なド
ーピングによって約２桁の強度だけ増大させることがで
き、あるいは同じ程度にまで低下させろこともできろ。
種々の抵抗率のガラスおよびセラミックスをＦＡ製する
ことができ、これらの材料はＰＺＴとほぼ平行の抵抗率
曲線をもつ。
ことができ、これらの材料はＰＺＴとほぼ平行の抵抗率
曲線をもつ。
常法的には、ピエゾ電気相別はピエゾ電気シートのそれ
ぞれの面に金属電極を設置し、これらの間に極性フィー
ルドを加えることによる極性化されろ。飽和状態の極性
化はＰＺＴシートの一定時間ｅｅ、ρに比べて短時間で
達成されろ。第１ａ図の積層物要素（１０）に適用する
この技術は第２ａ図に示してあり、そこでは１対の電極
（１８，１９）がＭＩ層物（１０）の対向面に設置され
ろ。ピエゾ電気シート（１２）の誘電常数は基質シート
（１４）に比べて比較的大きいため、加えられたフィー
ルドの一部分のみがピエゾ電気層（１２）を極性にする
のに利用されるにすぎない。その結果として、極性化用
のフィールドは有効な成極を達成するために非常に大き
な係数（たとえば」００）で高められなければならず、
これは非実用的である場合が多い。本発明はこれらの問
題を以下に詳細に述べる手段によって解決する。
ぞれの面に金属電極を設置し、これらの間に極性フィー
ルドを加えることによる極性化されろ。飽和状態の極性
化はＰＺＴシートの一定時間ｅｅ、ρに比べて短時間で
達成されろ。第１ａ図の積層物要素（１０）に適用する
この技術は第２ａ図に示してあり、そこでは１対の電極
（１８，１９）がＭＩ層物（１０）の対向面に設置され
ろ。ピエゾ電気シート（１２）の誘電常数は基質シート
（１４）に比べて比較的大きいため、加えられたフィー
ルドの一部分のみがピエゾ電気層（１２）を極性にする
のに利用されるにすぎない。その結果として、極性化用
のフィールドは有効な成極を達成するために非常に大き
な係数（たとえば」００）で高められなければならず、
これは非実用的である場合が多い。本発明はこれらの問
題を以下に詳細に述べる手段によって解決する。
本発明の一形体において、絶縁性シー） （１４）は第
３図の曲線Ｂによって特徴づけられるようなセラミック
ス、ガラスまたはガラス・セラミックスから製造され、
このものはピエゾ電気層（１２）を形成するｐ ｚ ”
ｒよりも代表的には２桁程度も低い抵抗率をもつ。この
抵抗率特性は絶縁性シート（１４）を適切にドーピング
することによって達成させろことができる。積層物（１
０）は次いで好適な成極温度に保持され、極性フィール
ドが第２ａ図に示すように電極（１８，１９）に加えら
れる。たとえば温度が１００℃であるとき、絶縁性シー
ト（１４）を通しての荷電の洩れによって平行にまでフ
ィールドを上昇させる時間常数は、積層物の時間常数が
ＰＺＴ層（１２）の優勢な誘電常数によって及びドープ
された絶縁性シート（１４）の優勢な誘電常数によって
支配されろと仮定して、約ｉ／１ｏｏｘ ｏ、 ７２ｈ
ｒｓ＝ ２０秒である。ＰＺＴ層（１２）を横切るフィ
ールドは今やＰＺＴ層（１２）と基質シート（１４）と
のＮＭｆａ常数の比よりも抵抗（もしくはコンダクタン
ス）によってこれらの上昇時間によって制御され、単離
されたＰＺＴシート上の電極間に必要とされろよりも実
質的に大きくない極性を電極（１８，１９）間に加える
フィールドが成極にとって必要である。
３図の曲線Ｂによって特徴づけられるようなセラミック
ス、ガラスまたはガラス・セラミックスから製造され、
このものはピエゾ電気層（１２）を形成するｐ ｚ ”
ｒよりも代表的には２桁程度も低い抵抗率をもつ。この
抵抗率特性は絶縁性シート（１４）を適切にドーピング
することによって達成させろことができる。積層物（１
０）は次いで好適な成極温度に保持され、極性フィール
ドが第２ａ図に示すように電極（１８，１９）に加えら
れる。たとえば温度が１００℃であるとき、絶縁性シー
ト（１４）を通しての荷電の洩れによって平行にまでフ
ィールドを上昇させる時間常数は、積層物の時間常数が
ＰＺＴ層（１２）の優勢な誘電常数によって及びドープ
された絶縁性シート（１４）の優勢な誘電常数によって
支配されろと仮定して、約ｉ／１ｏｏｘ ｏ、 ７２ｈ
ｒｓ＝ ２０秒である。ＰＺＴ層（１２）を横切るフィ
ールドは今やＰＺＴ層（１２）と基質シート（１４）と
のＮＭｆａ常数の比よりも抵抗（もしくはコンダクタン
ス）によってこれらの上昇時間によって制御され、単離
されたＰＺＴシート上の電極間に必要とされろよりも実
質的に大きくない極性を電極（１８，１９）間に加える
フィールドが成極にとって必要である。
換言すれば、基質シー） （１４）の極性化ン品度と伝
導度を増大させろことによって、誘電常数の比が主とし
て重要である比較的短い時間の経過後には、積層物を横
切って加えられる電気フィールドの分割は誘電常数にの
点では不利である）の考広によってではなくて、抵抗率
（上述のようにｕ賀ｆ５の伝導性を増強させろことによ
って有利に調製されうろ）によって支配される。これら
の条件下では、ＷｔＪ５物の時間常数よりも長い時間の
極性フィールドの保存はピエゾ電気層を横切る塊性電圧
の実質的部分の低下をもたらし、それによって実用的な
極性フィールドの使用が可能になる。ピエゾ電気！（１
２）に対して１桁または好ましくは２桁の強度だけ基質
層（１４）の伝導性を増大させることは、減少された時
間常数が通常の場合のように装置の周期的作動時間に比
べて長く保持される限り、積層物（１０）またはそれか
ら作られた装置の通常の操作に有害な影響をもたない。
導度を増大させろことによって、誘電常数の比が主とし
て重要である比較的短い時間の経過後には、積層物を横
切って加えられる電気フィールドの分割は誘電常数にの
点では不利である）の考広によってではなくて、抵抗率
（上述のようにｕ賀ｆ５の伝導性を増強させろことによ
って有利に調製されうろ）によって支配される。これら
の条件下では、ＷｔＪ５物の時間常数よりも長い時間の
極性フィールドの保存はピエゾ電気層を横切る塊性電圧
の実質的部分の低下をもたらし、それによって実用的な
極性フィールドの使用が可能になる。ピエゾ電気！（１
２）に対して１桁または好ましくは２桁の強度だけ基質
層（１４）の伝導性を増大させることは、減少された時
間常数が通常の場合のように装置の周期的作動時間に比
べて長く保持される限り、積層物（１０）またはそれか
ら作られた装置の通常の操作に有害な影響をもたない。
この具体例において、結合層（１６）は省略しうろこと
も理解されるであろう。ピエゾ電気層（１２）と基質Ｐ
！（１４）との間の境界にの境界はピエゾ電気層と基質
層が相互に拡散されている区域から成ることができろ）
において極性電位を発生させろことのみが必須である。
も理解されるであろう。ピエゾ電気層（１２）と基質Ｐ
！（１４）との間の境界にの境界はピエゾ電気層と基質
層が相互に拡散されている区域から成ることができろ）
において極性電位を発生させろことのみが必須である。
ガラス、セラミックスまたはガラス・セラミックスの絶
縁性ｆｆ１（１４）の抵抗率を低下させるのに好適なド
ーピング剤は当業技術において周知であり、ガラス格子
中に酸素原子価を導入するＳｃ、ＭｇおよびＬａがあげ
られろ。ＢＯおよびＰＯも基５！Ｉ（１４）の金属含量
を富化するために使用することができろ。
縁性ｆｆ１（１４）の抵抗率を低下させるのに好適なド
ーピング剤は当業技術において周知であり、ガラス格子
中に酸素原子価を導入するＳｃ、ＭｇおよびＬａがあげ
られろ。ＢＯおよびＰＯも基５！Ｉ（１４）の金属含量
を富化するために使用することができろ。
成極が生じろ温度を上昇させろと時間常数は更に減少す
る。
る。
かくて、２００℃におけろＰＺＴ層単独の時間常数は代
表的には１秒であり、積層物のこの値は約１／１００秒
低下する。
表的には１秒であり、積層物のこの値は約１／１００秒
低下する。
本発明の別の具体例が第２ｂ図に示しである。ピエゾ電
気層（１２）と基ＴＩＰＪ（］４）との間の結合５（１
（ｉ）は電気スイッチの性質をもつものとして特徴づけ
られ、それによって結合層は電気伝導性の状態と電気抵
抗性の状態との間を選択的に切換えられろ。たとえば、
結合Ｗ５（１ｆ＋）は所定の温度より上で電気伝導性で
あり、この所定温度より下では抵抗性である溶融性ガラ
スから成ることができろ。このような特性をもつカルコ
ゲナイド・ガラスは周知である。第３図の曲線Ｂのガラ
スの性質に類似の温度範囲にわたってイオン伝導の好適
な変化をもつガラスも成極を行うのに好適に使用するこ
とができ、酸化バナジウムおよび酸化ランタンのガラス
もしくはフリットがあげられる。
気層（１２）と基ＴＩＰＪ（］４）との間の結合５（１
（ｉ）は電気スイッチの性質をもつものとして特徴づけ
られ、それによって結合層は電気伝導性の状態と電気抵
抗性の状態との間を選択的に切換えられろ。たとえば、
結合Ｗ５（１ｆ＋）は所定の温度より上で電気伝導性で
あり、この所定温度より下では抵抗性である溶融性ガラ
スから成ることができろ。このような特性をもつカルコ
ゲナイド・ガラスは周知である。第３図の曲線Ｂのガラ
スの性質に類似の温度範囲にわたってイオン伝導の好適
な変化をもつガラスも成極を行うのに好適に使用するこ
とができ、酸化バナジウムおよび酸化ランタンのガラス
もしくはフリットがあげられる。
この具体例において、温度による抵抗率の制御は結合層
（１６）に拘束され、絶縁性基質シート（１４）は好ま
しくは第３図の曲線Ａによって表わされるようにＰＺＴ
に匹敵する高い抵抗率をもつものがえらばれる。極性化
はピエゾ電気層（１２）の外面に１つの電３（１８）を
備丸ろことによって促進され、そして第２電極は伝導状
態の溶融性ガラス層によって与丸られろ。
（１６）に拘束され、絶縁性基質シート（１４）は好ま
しくは第３図の曲線Ａによって表わされるようにＰＺＴ
に匹敵する高い抵抗率をもつものがえらばれる。極性化
はピエゾ電気層（１２）の外面に１つの電３（１８）を
備丸ろことによって促進され、そして第２電極は伝導状
態の溶融性ガラス層によって与丸られろ。
結合層（１６）への電気的接近は基質シート（１４ｊの
縁にそって形成されシートと結合層（１６）との間に配
置された伝導性トラック（２１）によって与えられる。
縁にそって形成されシートと結合層（１６）との間に配
置された伝導性トラック（２１）によって与えられる。
この伝導性トラックは第２ｂ図の破線で示すように極性
化の後に積層物の縁をこすることによって通常は除去さ
れろ。熱を加えて温度を制御ずろことができ、それによ
って結合Ｐｊ（１６）の伝導率を多数の周知技術の任意
のものによってＪＪＵすることができる。
化の後に積層物の縁をこすることによって通常は除去さ
れろ。熱を加えて温度を制御ずろことができ、それによ
って結合Ｐｊ（１６）の伝導率を多数の周知技術の任意
のものによってＪＪＵすることができる。
第２ｂ図の具体例の更なる完成において、基質シート（
１４）は光学的に透明であり、そして溶融性ガラスの結
合層（１６）は熱的切換えの代わりに、光線によって伝
導性の状態に切換丸゛うる溶融性ガラス光伝導体に置き
換えられる。光学的ガラス光伝導体も周知であり、例と
して無定形シリコンがあげられろ。
１４）は光学的に透明であり、そして溶融性ガラスの結
合層（１６）は熱的切換えの代わりに、光線によって伝
導性の状態に切換丸゛うる溶融性ガラス光伝導体に置き
換えられる。光学的ガラス光伝導体も周知であり、例と
して無定形シリコンがあげられろ。
前述のうち後の方で述べた２つの具体例の双方において
、ピエゾ電気層（１２）の時間常数に相当する時間の後
、実質的に全部の極性フィールドがピエゾ電気層を横切
って加えられる。
、ピエゾ電気層（１２）の時間常数に相当する時間の後
、実質的に全部の極性フィールドがピエゾ電気層を横切
って加えられる。
この極性フィールドは次いで該層を適切に極性化するに
十分な時間保持される。
十分な時間保持される。
第１ａ図および第１ｂ図は本発明の１つの具体例に従っ
て製造しうる２つの形体のピエゾ電気Ｍｉ層物を示す。 第２ａ図は極性化用の電極を備えた第１ａ図の積層物を
示す。 第２ｂ図は本発明の第２の具体例に従って製造されたピ
エゾ電気積ＩΔ物を示す。 第３図はピエゾ電気セラミックスの伝導度および本発明
による積層物を極性にするのに好適なセラミックスもし
くはガラスノ基質の伝導度の温度による変化を示すグラ
フである。 １０・・・・ピエゾ電気Ｗ！層物、 １２・・・ピエ
ゾ電気材料層、１４ ・・・基質層、 １６・・・・・
結合層、 １８，１９・・・・・・電極、２１・・・・
・・伝導性トラック。
て製造しうる２つの形体のピエゾ電気Ｍｉ層物を示す。 第２ａ図は極性化用の電極を備えた第１ａ図の積層物を
示す。 第２ｂ図は本発明の第２の具体例に従って製造されたピ
エゾ電気積ＩΔ物を示す。 第３図はピエゾ電気セラミックスの伝導度および本発明
による積層物を極性にするのに好適なセラミックスもし
くはガラスノ基質の伝導度の温度による変化を示すグラ
フである。 １０・・・・ピエゾ電気Ｗ！層物、 １２・・・ピエ
ゾ電気材料層、１４ ・・・基質層、 １６・・・・・
結合層、 １８，１９・・・・・・電極、２１・・・・
・・伝導性トラック。
Claims (14)
- １．ピエゾ電気材料の層および通常の操作条件下では電
気絶縁性であって上記のピエゾ電気材料の層に強固に結
合している材料の基質層を含む極性の積層物の製造法で
あって次の諸工程すなわち、 該ピエゾ電気層と該基質層との境界において極性電位を
確立する条件下で該積層物を極性にして極性電圧の実質
的部分が該ピエゾ電気材料を横切って加えられるように
すること、および 極性電圧を加える材料の極性条件下で時間常数よりも長
い時間極性電圧を加えること、 から成ることを特徴とする極性積層物の製造法。 - ２．基質層の伝導度が実質的に増強される温度において
積層物を横切る極性電圧を加えることによってピエゾ電
気層と基質層との境界において極性電位を確立する請求
項１記載の方法。 - ３．基質層の伝導度がピエゾ電気層の伝導度より少なく
とも１桁だけ大きい温度において積層物を横切る極性電
圧を加える請求項２記載の方法。 - ４．基質層をドーピングしてその伝導度を増大させる工
程を含む請求項３記載の方法。 - ５．通常の操作条件下では非伝導性でありピエゾ電気層
の極性を促進させる極性条件下では伝導性である中間層
の形体でピエゾ電気層と基質層との間に境界を与え、こ
の中間層にピエゾ電気層および基質層を強固に結合させ
る工程を含む請求項１記載の方法。 - ６．中間層をそれが伝導性になる温度に加熱し、そして
中間層およびこの中間層から離れている側のピエゾ電気
層の面の電極を横切って極性電圧を加える工程を含む請
求項５記載の方法。 - ７．中間層を光学的に伝導性にし、そして中間層および
この中間層から離れている側のピエゾ電気層の面の電極
を横切って極性電圧を加える工程を含む請求項５記載の
方法。 - ８．ピエゾ電気材料の層および通常の操作条件下では電
気絶縁性であって上記のピエゾ電気材料の層に強固に結
合している材料の基質層を含んで成る極性の積層物の製
造法であって次の諸工程すなわち、 該ピエゾ電気層と該基質層との境界において極性電位を
確立する条件下で該積層物を極性にして極性電圧の実質
的部分が該ピエゾ電気材料を横切って加えられるように
すること、および 極性電圧を加える材料の極性条件下で時間常数よりも長
い時間極性電圧を加えること、 によって製造されたものであることを特徴とするピエゾ
電気積層物。 - ９．基質層の伝導度が実質的に増強される温度において
積層物を横切る極性電圧を加えることによってピエゾ電
気層と基質層との境界において極性電位が確立されるよ
うになした請求項８記載の積層物。 - １０．通常の操作条件下では非伝導性でありピエゾ電気
層の極性を増大させる条件下では伝導性である中間層を
ピエゾ電気層と基質層との間の境界において含み、この
中間層にピエゾ電気層および基質層が強固に結合してい
る請求項８記載の積層物。 - １１．ピエゾ電気材料の層および通常の操作条件下では
電気絶縁性であり該ピエゾ電気材料層に強固に結合して
いる材料の基質層から成るピエゾ電気積層物であって、
該基質材料がピエゾ電気層の伝導度より実質的に大きい
該積層物の極性温度において伝導性をもち、それによっ
てピエゾ電気層単独を極性にするに要するよりも実質的
に大きい極性フィールドを使用して該積層物の極性化を
行いうるようになしたピエゾ電気積層物。 - １２．次の３つの層すなわち、 ピエゾ電気材料の層； 通常の操作条件下では電気絶縁性である材料の基質層；
および ピエゾ電気層と基質層との間に強固な結合を形成する中
間層であって、通常の操作条件下では非伝導性であり且
つえらばれた刺戟に応答して伝導性になって電極として
働いてピエゾ電気層を横切って極性フィールドを加える
のを促進する中間層； から成ることを特徴とするピエゾ電気積層物。 - １３．中間層が閾値温度を越える温度に応答して伝導性
の状態に切り換わり、該閾値温度より低い温度では非伝
導性である材料から成る請求項１２記載のピエゾ電気積
層物。 - １４．中間層が光に応答して伝導性の状態に切り換わり
、そうでないときには非伝導性の状態にある材料から成
る請求項１２記載のピエゾ電気積層物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888802506A GB8802506D0 (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Piezo-electric laminate |
| GB8802506 | 1988-02-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025583A true JPH025583A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=10631065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024140A Pending JPH025583A (ja) | 1988-02-04 | 1989-02-03 | ピエゾ電気積層物とその製造法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5036241A (ja) |
| EP (1) | EP0326973B1 (ja) |
| JP (1) | JPH025583A (ja) |
| AT (1) | ATE91046T1 (ja) |
| CA (1) | CA1318964C (ja) |
| DE (1) | DE68907228T2 (ja) |
| ES (1) | ES2041345T3 (ja) |
| GB (1) | GB8802506D0 (ja) |
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| GB9025706D0 (en) * | 1990-11-27 | 1991-01-09 | Xaar Ltd | Laminate for use in manufacture of ink drop printheads |
| US5747857A (en) * | 1991-03-13 | 1998-05-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic components having high-frequency elements and methods of manufacture therefor |
| US5668057A (en) * | 1991-03-13 | 1997-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Methods of manufacture for electronic components having high-frequency elements |
| JPH06291587A (ja) * | 1992-07-08 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電振動子 |
| US5338999A (en) * | 1993-05-05 | 1994-08-16 | Motorola, Inc. | Piezoelectric lead zirconium titanate device and method for forming same |
| JP3114434B2 (ja) * | 1993-06-30 | 2000-12-04 | ブラザー工業株式会社 | 圧電アクチュエータの駆動方法 |
| JP3052692B2 (ja) * | 1993-09-30 | 2000-06-19 | ブラザー工業株式会社 | 印字ヘッド及びその製造方法 |
| US6048276A (en) * | 1998-06-26 | 2000-04-11 | K-2 Corporation | Piezoelectric golf club shaft |
| CN1245291C (zh) | 1998-11-14 | 2006-03-15 | 萨尔技术有限公司 | 液滴沉积装置 |
| JP4467860B2 (ja) | 1999-08-14 | 2010-05-26 | ザール テクノロジー リミテッド | 小滴堆積装置 |
| AUPQ364999A0 (en) | 1999-10-25 | 1999-11-18 | University Of Sydney, The | Device |
| US7453188B2 (en) * | 2004-02-27 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Dielectric element, piezoelectric element, ink jet head and ink jet recording apparatus and manufacturing method of same |
| JP2005335979A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Honda Motor Co Ltd | 滑水表面の制御構造 |
| US20080066491A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-03-20 | Steven Russo | Sandwich bag with cooler |
| EP2122699A2 (en) * | 2006-12-29 | 2009-11-25 | Adaptivenergy Llc | Piezoelectric actuators and methods of fabricating same |
| FR3090209B1 (fr) * | 2018-12-18 | 2021-01-15 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d’un dispositif comprenant un materiau acquerant une propriete electrique apres avoir ete soumis a une polarisation electrique |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US2956184A (en) * | 1954-11-01 | 1960-10-11 | Honeywell Regulator Co | Transducer |
| NL284622A (ja) * | 1961-10-24 | |||
| US3213027A (en) * | 1962-03-30 | 1965-10-19 | Rca Corp | Ferroelectric device, ferroelectric body and method of fabrication thereof |
| US3447217A (en) * | 1964-02-05 | 1969-06-03 | Hitachi Ltd | Method of producing ceramic piezoelectric vibrator |
| US3912830A (en) * | 1971-10-13 | 1975-10-14 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Method of producing a piezoelectric or pyroelectric element |
| US4109359A (en) * | 1976-06-07 | 1978-08-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of making ferroelectric crystals having tailored domain patterns |
| US4375042A (en) * | 1980-11-24 | 1983-02-22 | Eastman Kodak Company | Temperature gradient method of nonuniformly poling a body of polymeric piezoelectric material and novel flexure elements produced thereby |
| DE3240884A1 (de) * | 1982-11-05 | 1984-05-10 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Keramisches bistabiles biegeelement |
| JPS60124108A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-03 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子および圧電共振部品 |
| GB2161647A (en) * | 1984-07-10 | 1986-01-15 | Gen Electric Co Plc | Piezoelectric devices |
-
1988
- 1988-02-04 GB GB888802506A patent/GB8802506D0/en active Pending
-
1989
- 1989-01-28 DE DE89101490T patent/DE68907228T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-28 EP EP89101490A patent/EP0326973B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-28 ES ES198989101490T patent/ES2041345T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-28 AT AT89101490T patent/ATE91046T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-02-03 JP JP1024140A patent/JPH025583A/ja active Pending
- 1989-02-03 US US07/306,736 patent/US5036241A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-03 CA CA000590048A patent/CA1318964C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| ATE91046T1 (de) | 1993-07-15 |
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| GB8802506D0 (en) | 1988-03-02 |
| EP0326973A2 (en) | 1989-08-09 |
| ES2041345T3 (es) | 1993-11-16 |
| DE68907228T2 (de) | 1993-12-02 |
| DE68907228D1 (de) | 1993-07-29 |
| CA1318964C (en) | 1993-06-08 |
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| US5036241A (en) | 1991-07-30 |
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