CN101226986A - 促动装置和使用了该促动装置的液体喷射头 - Google Patents

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Abstract

一种促动装置及液体喷射头，具备对在向两电极施加电压时产生的应力具有高强度的压电体层。压电体层(70)具备：由相对于下电极的平坦部表面在直角方向上延伸的柱状晶体(710)构成的第一压电体层(71)、由相对于基板(流路形成基板(10))表面在直角方向上延伸的柱状晶体(720)构成的第二压电体层(72)、位于第一和第二压电体层间且由在倾斜部上形成的柱状晶体(730)构成的第三压电体层(73)，第三压电体层的柱状晶体相对于倾斜部表面在直角方向上延伸，且随着朝上电极侧按照相对于基板的表面在直角方向上延伸的方式屈曲而形成，压电体层的在上电极侧的面的第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度比第一及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度大。

Description

促动装置和使用了该促动装置的液体喷射头
技术领域
本发明涉及以可变位的方式设置在基板上的具备振动板和压电元件的促动装置、及使用了该促动装置的液体喷射头。
背景技术
作为在促动装置中使用的压电元件，有通过下电极和上电极两个电极夹持由具有电气机械变换功能的压电材料例如已晶体化的介电材料构成的压电体层而构成的压电元件。这样的促动装置一般被称为挠曲振动模式的促动装置，例如搭载在液体喷射头等上使用。此外，作为液体喷射头的代表例，例如有如下喷墨式记录头等，其中，由振动板构成与喷出墨滴的喷嘴开口连通的压力产生室的一部分，通过压电元件使该振动板变形从而对压力产生室的墨液加压，由此从喷嘴开口使墨滴喷出。另外，作为在喷墨式记录头上搭载的促动装置，例如有如下促动装置，其中，利用成膜技术在振动板的整个表面上形成均匀的压电材料层，利用光刻法将该压电材料层分成与压力产生室对应的形状并使每个压力产生室独立而形成压电元件。
作为这样的压电元件，由设置在基板上的下电极、设置在下电极上的压电体层、和设置在压电体层上的上电极构成，且下电极的端面和基板的表面的夹角成为直角(例如，参照专利文献1～3)。
专利文献1：特开2002-314163号公报
专利文献2：特开2002-319714号公报
专利文献3：特开2003-174211号公报
但是，当驱动使用了如上所述的压电元件的促动装置时，在由上电极和下电极夹持的区域形成的压电体能动部、和在此外的区域形成的压电体非能动部之间有应力集中，有可能在压电体层发生龟裂(crack)。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供一种具备对在向两个电极施加电压时产生的应力具有高强度的压电体层的促动装置以及液体喷射头。
解决上述课题的本发明的方式是一种促动装置，其具备压电元件，该压电元件由以可变位的方式设置在基板上的下电极、压电体层和上电极构成，所述下电极具有：中央部平坦的平坦部、和端部向所述基板面倾斜的倾斜部，所述压电体层设置在所述下电极上和所述基板上，所述压电体层具备：第一压电体层，其由按照相对于所述下电极的平坦部的表面在直角方向上延伸的方式形成的多个柱状晶体构成；第二压电体层，其由按照相对于所述基板的表面在直角方向上延伸的方式形成的多个柱状晶体构成；和第三压电体层，其位于所述第一压电体层和所述第二压电体层之间，由在所述倾斜部上形成的多个柱状晶体构成；所述第三压电体层的柱状晶体形成为：相对于所述倾斜部表面在直角方向上延伸，且随着朝向所述上电极侧而按照相对于所述基板的表面在直角方向上延伸的方式弯曲，并且，所述压电体层的在所述上电极侧的面的所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度，形成为比所述第一以及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度大。
在该实施方式中，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于从下电极侧向上电极侧的应力或其反方向的应力具有高强度，所以可以提供具有高可靠性和耐久力的促动装置。
另外，优选所述压电元件由具有所述第一压电体层的压电体能动部、具有所述第二压电体层的压电体非能动部、和具有所述第三压电体层的压电体中间部构成。由此，通过由具有高强度的多个柱状晶体构成的压电体中间部，可以缓解在压电体能动部和压电体非能动部之间产生的应力，可以提供具有更高可靠性和耐久力的促动装置。
另外，优选在同一方向上，所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度比所述第一以及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度宽。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于自下电极侧向上电极侧的应力或其反方向的应力具有高强度，所以可以提供具有更高可靠性和耐久力的促动装置。
另外，优选所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽幅方向与所述倾斜部的倾斜方向相对应。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于沿着倾斜部的倾斜方向自下电极侧向上电极侧的应力或其反方向的应力具有高强度，所以可以提供具有更高可靠性和耐久力的促动装置。
另外，优选所述倾斜部相对于所述基板的表面的倾斜角度为5～50°。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于沿着倾斜部的倾斜方向自下电极侧向上电极膜侧的应力或其反方向的应力具有更高的强度。
另外，优选所述倾斜部的倾斜方向的长度为0.5～3μm。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于沿着倾斜部的倾斜方向自下电极侧向上电极膜侧的应力或其反方向的应力具有更高的强度。
另外，优选分别构成所述第一压电体层、所述第二压电体层和所述第三压电体层的柱状晶体为钙钛矿结构。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于自下电极侧向上电极膜侧的应力或其反方向的应力具有更高的强度。
本发明的其他实施方式是一种液体喷射头，其中具备：流路形成基板，其设置有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力产生室；和权利要求1～7中任一项所述的促动装置，其作为在该流路形成基板的一面侧使所述压力产生室产生压力变化的液体喷射单元。
在该实施方式中，因为具备具有由高强度的多个柱状晶体构成的压电体中间部的促动装置，所以可以提供具有高可靠性和耐久性的液体喷射头。
附图说明
图1是表示实施方式1的记录头的概略构成的分解立体图。
图2是实施方式1的记录头的俯视图和剖视图。
图3是实施方式1的压电体元件的放大概略图。
图4是图3所示的B-B’面的概略端面图。
图中：1-促动装置，10-流路形成基板，12-压力产生室，13-连通部，14-墨液供给路径，20-喷嘴板，21-喷嘴开口，30-保护基板，31-贮存部，32-压电元件保持部，40-顺应基板，55-绝缘体膜，60-下电极膜，61-平坦部，62-倾斜部，70-压电体层，71-第一压电体层，72-第二压电体层，73-第三压电体层，80-上电极膜，90-引线电极，100-贮存器，120-驱动电路，121-连接布线，300-压电元件，320-压电体能动部，321-压电体非能动部，322-压电体中间部，710、720、730-柱状晶体，I-喷墨式记录头。
具体实施方式
以下，基于实施方式详细说明本发明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的作为液体喷射头的一例的喷墨式记录头的概略构成的分解立体图，图2是图1的俯视图和其A-A’剖视图。
如图所示，作为基板的流路形成基板10在本实施方式中由晶体面方位为(110)面的单晶硅基板形成，预先通过热氧化在其一个面上形成由二氧化硅构成的厚度为0.5～2μm的弹性膜50。
在流路形成基板10上，通过从另一个面侧的各向异性蚀刻，由多个隔壁11划分的压力产生室12在其宽度方向(短方向)上并列设置。另外，在流路形成基板10的压力产生室12的长度方向一个端部侧，墨液供给路径14和连通路径15被隔壁11划分。另外，在连通路径15的一端形成有成为各压力产生室12的共用墨液室(液体室)的贮存器100的一部分的连通部13。即，在流路形成基板10上设置有由压力产生室12、连通部13、墨液供给路径14和连通路径15构成的液体流路。
墨液供给路径14与压力产生室12的长度方向一个端部侧连通且具有比压力产生室12小的截面积。
另外，在流路形成基板10的开口面侧，穿设有与各压力产生室12的墨液供给路径14相反侧的端部附近连通的喷嘴开口21的喷嘴板20，被粘接剂或热熔敷膜等固定。其中，喷嘴板20例如由玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等构成。
另一方面，在流路形成基板10的开口面的相反侧，如上所述形成由二氧化硅形成且厚度例如为约1.0μm的弹性膜50，在该弹性膜50上层叠形成有由氧化锆(ZrO2)等构成且厚度例如为约0.4μm的绝缘体膜55。
另外，在绝缘体膜55上，层叠形成有厚度约为0.1～0.5μm的下电极膜60、详细如后所述但作为电介质膜的一例的由钛酸锆酸铅(PZT)等构成且厚度例如为约1.1μm的压电体层70、由金、铂、或铱等构成且厚度例如为约0.05μm隔着压电体层70覆盖下电极膜60地设置的上电极膜80，构成压电元件300。在这里，在本实施方式中，通过将下电极膜60设置在与多个压力产生室12对置的整个区域，使下电极膜60为多个压电元件300的共用电极。此外，在与各压力产生室12的长度方向对应的下电极膜60的端部，设置有端面朝向流路形成基板10侧倾斜的倾斜部62。另外，按各压电元件300，以覆盖下电极膜60的方式设置压电体层70和上电极膜80直至倾斜部62的外侧，由此使上电极膜80成为各压电元件300的个别电极。其中，在本实施方式中，由弹性膜50、绝缘体膜55和下电极膜60构成振动板，通过该振动板和压电元件300构成促动装置1。在这里，压电元件300是指包括下电极膜60、压电体层70和上电极膜80的部分。在本实施方式中，使下电极膜60为压电元件300的共用电极，使上电极膜80为压电元件300的个别电极，但根据驱动电路或布线的情况可以将其反过来设置。无论在任何情况下都可以在每个压力产生室12形成压电体能动部320。
其中，作为本实施方式的压电体层70，可以举出在下电极膜60上形成的由具有电气机械变换作用的强介电性陶瓷材料构成的钙钛矿构造的晶体膜。作为压电体层70的材料，例如优选钛酸锆酸铅(PZT)等强介电性压电材料、或向其中添加了氧化铌、氧化镍或氧化镁等金属氧化物得到的物质等。具体而言，可以使用钛酸铅(PbTiO3)、钛酸锆酸铅(Pb(Zr，Ti)O3)、锆酸铅(PbZrO3)、钛酸铅镧((Pb，La)，TiO3)、锆酸钛酸铅镧((Pb，La)(Zr，Ti)O3)、或者、镁铌酸锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)(Mg，Nb)O3)等。在本实施方式中，作为压电体层70，使用钛酸锆酸铅(PZT)。
另外，在作为压电元件300的个别电极的各上电极膜80上，连接有从墨液供给路径14侧的端部附近引出并延设至绝缘体膜55上的例如由金(Au)等构成的引线电极90。
在形成有这样的压电元件300的流路形成基板10上，借助粘接剂35接合有具有构成贮存器100的至少一部分的贮存部31的保护基板30。在本实施方式中，贮存部31在厚度方向上贯通保护基板30且在压力产生室12的宽度方向上形成，如上所述，构成了与流路形成基板10的连通部13连通且成为各压力产生室12的共用液体室的贮存器100。另外，可以按每个压力产生室12将流路形成基板10的连通部13分割成多个，仅以贮存部31作为贮存器。进而，例如可以在流路形成基板10仅设置压力产生室12，在介于流路形成基板10和保护基板30之间的部件(例如弹性膜50、绝缘体膜55等)上设置连通贮存器和各压力产生室12的墨液供给路径14。
另外，在保护基板30的与压电元件300对置的区域，设置有具有不妨碍压电元件300的运动的程度的空间的压电元件保持部32。保护基板30可以具有不妨碍压电元件300的运动的程度的空间，该空间可以被密封，也可以不被密封。
作为这样的保护基板30，优选使用热膨胀率与流路形成基板10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。此外，从各压电元件300引出的引线电极90的端部附近被设置成在贯通孔33内露出。
进而，在保护基板30上固定有用于对并列设置的压电元件300进行驱动的驱动电路120。作为该驱动电路，例如可以使用电路基板或半导体集成电路(IC)等。此外，驱动电路120和引线电极90借助接合线等导电性线构成的连接布线121被电连接。
另外，在这样的保护基板30上接合有由密封膜41和固定板42构成顺应(compliance)基板40。在这里，密封膜41由刚性低具有挠性的材料(例如厚度为6μm的聚苯硫醚(PPS)薄膜)构成，通过该密封膜41将贮存部31的一个面密封。另外，固定板42由金属等硬质的材料(例如厚度为30μm的不锈钢(SUS)等)形成。该固定板42的与贮存器100对置的区域成为在厚度方向上被完全除去的开口部43，所以贮存器100的一个面仅被具有挠性的密封膜41密封。
在这样的本实施方式的喷墨式记录头中，从没有图示的外部墨液供给单元摄入墨液，用墨液从贮存器100至喷嘴开口21充满内部之后，根据来自驱动电路120的记录信号，向与压力产生室12对应的各下电极膜60和上电极膜80之间施加电压，使弹性膜50、绝缘体膜55、下电极膜60和压电体层70发生挠曲变形，由此各压力产生室12内的压力升高，从喷嘴开口21喷出墨滴。
接着，对构成上述的压电元件300的压电体层70进行详细说明。压电体层70如图3所示由3个区域即第一～第三压电体层71～73构成。图3是本发明的实施方式1的压电体元件的放大概略图。
第一压电体层71形成在具有与绝缘体膜55的表面平行的表面的下电极膜60的平坦部61上，由形成为在相对于下电极膜60的表面的直角方向上延伸的多个柱状晶体710构成。另外，第二压电体层72形成在绝缘体膜55上，由形成为在相对于绝缘体膜55的表面的直角方向上延伸的多个柱状晶体720构成。其中，绝缘膜55具有与流路形成基板10的表面平行的表面。
另一方面，第三压电体层73相对于绝缘体膜55的表面形成在向流路形成基板10侧倾斜5～50°的下电极膜60的倾斜部62上。其中，在本实施方式中，在大致倾斜了25°的倾斜部62上形成第三压电体层73。
构成该第三压电体层73的多个柱状晶体730形成为在相对于倾斜部62的表面的直角方向上延伸，且随着朝向上电极膜80侧弯曲成在相对于流路形成基板10的表面的直角方向上延伸。即，柱状晶体730的下电极膜60侧的部分731形成为在相对于倾斜部62的表面的直角方向上延伸，但在中途弯曲，柱状晶体730的上电极膜80侧的部分732形成为在相对于流路形成基板10的表面的直角方向上延伸。此外，如图4所示，柱状晶体730的上电极膜80侧端面的晶粒的宽度(图4中横向的宽度)比构成第一压电体层71和第二压电体层72的柱状晶体710、720的上电极膜80侧端面的晶粒的宽度(图4中横向的宽度)要宽。其中，图4是图3所示的B-B’面的概略截面图。此外，柱状结晶730的上电极膜80侧端面的晶粒的宽幅方向与倾斜部62的倾斜方向对应。即，柱状晶体730的上电极膜80侧端面的晶粒的长度方向与倾斜部62的倾斜方向相同。因此，柱状晶体730与柱状晶体710、720相比，相对于沿着倾斜部62的倾斜方向自下电极膜60侧向上电极膜80侧的应力或其反方向的应力具有较高的强度。
其中，就具有这种形状的下电极膜60而言，例如可以在利用溅射等在绝缘体膜55的整个面上形成了下电极膜60之后，形成图案而形成。另外，压电体层70可以使用溶胶-凝胶法或MOD(Metal-OrganicDecomposition)法等形成。即，涂敷在溶剂中溶解分散有金属有机化合物的溶胶并将其干燥而凝胶化之后，将其烧成等，由此形成压电体层70。此外，上电极膜80可以通过溅射等形成。
这样的压电元件300通常将压电元件300的任意一方的电极作为共用电极，按各压力产生室12使另一个电极和压电体层70形成图案而构成。此外，将由已形成图案的任意一方的电极和压电体层70构成且通过向两个电极施加电压而产生压电变形的部分称为压电体能动部320，将即便向两个电极施加电压也不产生压电变形的部分称为压电体非能动部321。
在本实施方式中，压电体能动部320是由下电极膜60的平坦部61和第一压电体层71和上电极膜80构成，压电体非能动部321是由在绝缘体膜55上设置的第二压电体层72和上电极膜80构成。此外，在本实施方式中，还设置有由倾斜部62和第三压电体层73和上电极膜80构成的压电体中间部322。即，在压电体能动部320和压电体非能动部321之间还设置有压电体中间部322。其结果，当向两个电极施加电压时，压电体能动部320发生变位，但压电体非能动部321不发生变位，所以会向压电体中间部322施加应力。即，如果向两个电极施加电压，则会向构成第三压电体层73的柱状晶体730施加沿着长度方向(倾斜部62的倾斜方向)自下电极膜60侧向上电极膜80侧的应力。
在这里，如上所述，柱状晶体730与柱状晶体710、720相比，相对于沿着倾斜部62的倾斜方向自下电极膜60侧向上电极膜80侧的应力具有更高的强度，所以通过使用该压电元件300构成促动装置1，可以提高促动装置1的可靠性和耐久性。因此，通过使用这样的促动装置1构成喷墨式记录头I，可以提高喷墨式记录头I的可靠性和耐久性。
(其他实施方式)
综上所述，在上述的实施方式1中，作为液体喷射头的一例，举出喷墨式记录头进行说明，但本发明广泛以所有液体喷射头为对象，当然可以用于喷射墨液以外的液体的液体喷射头。作为其他液体喷射头，例如可以举出打印机等图像记录装置使用的各种记录头，制造液晶显示器等的滤色器使用的色材喷射头，形成有机EL显示器、FED(场致发射显示器)等的电极所使用的电极材料喷射头，制造生物芯片使用的生物体有机物喷射头等。
另外，在实施方式1中，构成第三压电体层73的柱状晶体形成为在相对于倾斜部62的表面的直角方向上延伸，且随着朝向上电极膜80侧弯曲成在相对于绝缘体膜55的表面的直角方向上延伸，但可以不必弯曲而形成为在相对于倾斜部62的表面的直角方向上延伸，且随着朝向上电极膜80弯曲成在相对于绝缘体膜55的表面的直角方向上延伸。
另外，本发明不限于用于在液体喷射头上搭载的促动装置，还可以用于在其他装置上搭载的促动装置。

Claims (8)

1.一种促动装置，其具备压电元件，该压电元件由以可变位的方式设置在基板上的下电极、压电体层和上电极构成，
所述下电极具有：中央部平坦的平坦部、和端部向所述基板面倾斜的倾斜部，
所述压电体层设置在所述下电极上和所述基板上，
所述压电体层具备：第一压电体层，其由按照相对于所述下电极的平坦部的表面在直角方向上延伸的方式形成的多个柱状晶体构成；第二压电体层，其由按照相对于所述基板的表面在直角方向上延伸的方式形成的多个柱状晶体构成；和第三压电体层，其位于所述第一压电体层和所述第二压电体层之间，由在所述倾斜部上形成的多个柱状晶体构成；
所述第三压电体层的柱状晶体形成为：相对于所述倾斜部表面在直角方向上延伸，且随着朝向所述上电极侧而按照相对于所述基板的表面在直角方向上延伸的方式弯曲，并且，
所述压电体层的在所述上电极侧的面的所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度，形成为比所述第一以及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度大。
2.根据权利要求1所述的促动装置，其特征在于，
所述压电元件由具有所述第一压电体层的压电体能动部、具有所述第二压电体层的压电体非能动部、和具有所述第三压电体层的压电体中间部构成。
3.根据权利要求1或2所述的促动装置，其特征在于，
在同一方向上，所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度比所述第一以及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度宽。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的促动装置，其特征在于，
所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽幅方向与所述倾斜部的倾斜方向相对应。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的促动装置，其特征在于，
所述倾斜部相对于所述基板的表面的倾斜角度为5～50°。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的促动装置，其特征在于，
所述倾斜部的倾斜方向的长度为0.5～3μm。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的促动装置，其特征在于，
分别构成所述第一压电体层、所述第二压电体层和所述第三压电体层的柱状晶体为钙钛矿结构。
8.一种液体喷射头，其中具备：
流路形成基板，其设置有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力产生室；和
权利要求1～7中任一项所述的促动装置，其作为在该流路形成基板的一面侧使所述压力产生室产生压力变化的液体喷射单元。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107026632A (zh) * 2015-12-25 2017-08-08 日本电波工业株式会社 压电振动片及压电装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE517752T1 (de) * 2007-05-30 2011-08-15 Oce Tech Bv Piezoelektrischer aktuator und herstellungsverfahren dafür
JP5327443B2 (ja) * 2008-03-03 2013-10-30 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
JP2011181828A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Fujifilm Corp 圧電体膜とその製造方法、圧電素子および液体吐出装置
JP6728630B2 (ja) * 2015-10-29 2020-07-22 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、圧電モジュール、電子機器、及び圧電素子の製造方法
JP7346819B2 (ja) * 2018-12-26 2023-09-20 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および圧電デバイス

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4122564B2 (ja) * 1998-04-24 2008-07-23 セイコーエプソン株式会社 圧電体素子、インクジェット式記録ヘッドおよびそれらの製造方法
EP0963846B1 (en) * 1998-06-08 2005-08-31 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
US6502928B1 (en) * 1998-07-29 2003-01-07 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and ink jet recording apparatus comprising the same
US6402304B1 (en) * 1998-08-12 2002-06-11 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator, ink jet printing head, printer, method for manufacturing piezoelectric actuator, and method for manufacturing ink jet printing head
JP4088817B2 (ja) 2001-02-09 2008-05-21 セイコーエプソン株式会社 圧電体薄膜素子の製造方法、これを用いたインクジェットヘッド
JP3841279B2 (ja) 2001-02-09 2006-11-01 セイコーエプソン株式会社 圧電体素子の製造方法およびインクジェット式記録ヘッドの製造方法
JP4182329B2 (ja) 2001-09-28 2008-11-19 セイコーエプソン株式会社 圧電体薄膜素子およびその製造方法、ならびにこれを用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP4305016B2 (ja) * 2002-03-18 2009-07-29 セイコーエプソン株式会社 圧電アクチュエータユニット、及び、それを用いた液体噴射ヘッド
JP4096185B2 (ja) 2003-06-23 2008-06-04 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
JP4535246B2 (ja) * 2003-06-25 2010-09-01 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ装置、液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置
JP4496091B2 (ja) * 2004-02-12 2010-07-07 株式会社東芝 薄膜圧電アクチュエータ
JP4377740B2 (ja) * 2004-04-28 2009-12-02 株式会社東芝 圧電駆動型ｍｅｍｓ素子およびこの圧電駆動型ｍｅｍｓ素子を有する移動体通信機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107026632A (zh) * 2015-12-25 2017-08-08 日本电波工业株式会社 压电振动片及压电装置

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