声学装置及相关的方法制造方法及图纸

一种装置，包括位于相对的第一电极与第二电极之间的压电膜片，所述压电膜片包括位于相应的还原氧化石墨烯的电极接合层之间的氧化石墨烯层的堆叠，其中，所述装置被配置为具有声音输出模式和声音输入模式中的一个或多个，以使得：在声音输出模式中，第一电极和第二电极被配置为向还原氧化石墨烯层施加电压以产生横穿氧化石墨烯堆叠的电场，所产生的电场引起压电膜片的振动以产生与所施加的电压对应的声音输出波；以及在声音输入模式中，还原氧化石墨烯层被配置为聚集由响应于声音输入波的压电膜片的振动在氧化石墨烯层中感应的电荷，所收集的电荷在第一电极与第二电极之间产生与声音输入波对应的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声学装置及相关的方法
本公开尤其涉及声学设备、相关的方法和装置。某些实施例具体涉及包括被配置为具有声音输出模式和声音输入模式中的一个或多个的基于氧化石墨烯的压电膜片的装置。某些方面/实施例可以涉及便携式电子设备，尤其是可以手持使用的所谓的手持便携式电子设备(尽管它们可被放在支架上使用)。这种手持便携式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)和平板PC。根据一个或多个所公开的示例性方面/实施例的便携式电子设备/装置可以提供一个或多个音频/文本/视频通信功能(例如，远程通信、视频通信和/或文本传输、短消息服务(SMS)/多媒体消息服务(MMS)/电子邮件功能、交互式/非交互式观看功能(例如，网页浏览、导航、TV/节目观看功能)、音乐录制/播放功能(例如，MP3或其它格式和/或(FM/AM)无线电广播录制/播放)、数据下载/发送功能、图像捕获功能(例如，使用(例如内置)数字相机)以及游戏功能。
技术介绍
目前正在研究开发新的、改进的声学设备。在先发布的文档或本说明书中的任何
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的列出或讨论不应必然被视为承认所述文档或
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是现有技术的一部分或公知常识。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种装置，其包括位于相对的第一电极与第二电极之间的压电膜片，所述压电膜片包括位于相应的还原氧化石墨烯的电极接合层之间的氧化石墨烯层的堆叠，其中，所述装置被配置为具有声音输出模式和声音输入模式中的一个或多个，以使得：在声音输出模式中，第一电极和第二电极被配置为向还原氧化石墨烯层施加电压以产生横穿氧化石墨烯堆叠的电场，所产生的电场引起压电膜片的振动以产生与所施加的电压对应的声音输出波；以及在声音输入模式中，还原氧化石墨烯层被配置为聚集由响应于声音输入波的压电膜片的振动在氧化石墨烯层中感应的电荷，所收集的电荷在第一电极与第二电极之间产生与声音输入波对应的电压。还原氧化石墨烯的电极接合层可以由在堆叠的相对两侧上已被还原的一个或多个外部的氧化石墨烯层形成。氧化石墨烯堆叠可以包括最多10、20、30、40或50个氧化石墨烯层，并且电极接合层可以由在所述堆叠的相对两侧上最外面的1至5个层形成。在某些实施例中，堆叠的每个层可以由氧化石墨烯形成。然而，在其它实施例中，氧化石墨烯堆叠可以包括一个或多个非氧化石墨烯的(中间)层。这些层可被配置为增加压电效应或提供进一步的特性(例如，改进的强度或弹性)。例如，由于其重量轻和压电性，附加材料层可以包括电晕充电的多孔和无孔聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)和聚氨酯(PU)膜。这可有助于达到更高的频率并提供额外的机械支持，尤其对于具有更大表面积/直径的压电膜片。此外，氧化石墨烯堆叠可以包括两个或更多个子堆叠，每个子堆叠包括多个氧化石墨烯层(例如，最多10、20、30、40或50个层)。两个或更多个子堆叠可以或可以不通过一个或多个中间非氧化石墨烯层而彼此分隔。压电膜片的总厚度可以小于或等于10nm、20nm或30nm。氧化石墨烯层中的一个或多个可以具有夹持型或解链型结构形态。夹持型形态的所述氧化石墨烯层可具有2:1或4:1的碳/氧比，而解链型形态的氧化石墨烯层可具有4:1或8:1的碳/氧比。所述装置可被配置为使得在声音输出模式中，所产生的电场基本垂直于氧化石墨烯层。所述装置可被配置为使得在声音输出模式中，所产生的电场基本垂直于氧化石墨烯层的基面。声音输入波和声音输出波中的一个或多个可以具有最大20kHz、100kHz、1MHz、10MHz、100MHz、1GHz或10GHz的频率。所述装置可以是以下中的一个或多个：电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备、移动电话、个人数字助理、平板计算机、掌上型计算机、台式计算机、膝上型计算机、服务器、智能电话、智能手表、智能眼镜、可穿戴设备、扬声器、麦克风、超声波设备、传感器、测距仪、识别标签、识别标签阅读器、成像系统、声学显微镜、医疗设备、超声波发生器、发射机、接收机、以及用于以上的一个或多个的模块。根据另一方面，提供一种使用装置的方法，所述装置包括位于相对的第一电极与第二电极之间的压电膜片，所述压电膜片包括位于相应的还原氧化石墨烯的电极接合层之间的氧化石墨烯层的堆叠，所述方法包括以下中的一个或多个：对于声音输出模式，使用第一电极和第二电极向还原氧化石墨烯层施加电压以产生横穿氧化石墨烯堆叠的电场，所产生的电场引起压电膜片的振动以产生与所施加的电压对应的声音输出波以提供；以及对于声音输入模式，使用还原氧化石墨烯层聚集由响应于声音输入波的压电膜片的振动在氧化石墨烯层中感应的电荷，所收集的电荷在第一电极与第二电极之间产生与声音输入波对应的电压以提供。根据另一方面，提供一种制造装置的方法，所述方法包括：在氧化石墨烯层的堆叠的相对两侧上形成还原氧化石墨烯的电极接合层，以产生压电膜片；将压电膜片设置在相对的第一电极与第二电极之间；以及配置所述装置以具有声音输出模式和声音输入模式中的一个或多个，以使得：在声音输出模式中，第一电极和第二电极被配置为向还原氧化石墨烯层施加电压以产生横穿氧化石墨烯堆叠的电场，所产生的电场引起压电膜片的振动以产生与所施加的电压对应的声音输出波；以及在声音输入模式中，还原氧化石墨烯层被配置为聚集由响应于声音输入波的压电膜片的振动在氧化石墨烯层中感应的电荷，所收集的电荷在第一电极与第二电极之间产生与声音输入波对应的电压。形成还原氧化石墨烯的电极接合层可以包括：通过化学还原、热还原和电化学还原中的至少一个来在所述堆叠的相对两侧上还原一个或多个外部的氧化石墨烯层。除非本领域的技术人员明确说明或理解，在本文中公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。在本说明书中，与诸如“顶部”、“底部”、“上面的”、“下面的”，“在···上”和“在···下”的相对方向和位置有关的描述符及其任何派生的形容词和副词在如附图中所示的装置的方向的意义上使用。然而，这样的描述符并不意图以任何方式限制所描述的或所要求保护的专利技术的预期用途。用于实现在本文中公开的方法的一个或多个步骤的对应的计算机程序也落入本公开内，并被所描述的示例性实施例中的一个或多个所涵盖。计算机程序中的一个或多个可以在计算机上运行时使计算机配置包括电路、控制器、或在本文中公开的器件的任何装置，或者执行在本文中公开的任何方法。计算机程序中的一个或多个可以是软件实现，计算机可被认为是任何适当的硬件，作为非限制性示例，包括数字信号处理器、微控制器以及在只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)中的实现。软件可以是汇编程序。计算机程序中的一个或多个可以在计算机可读介质上提供，计算机可读介质可以是诸如磁盘或存储器设备的物理计算机可读介质，或者可以具体化为瞬态信号。这种瞬态信号可以是网络下载，包括因特网下载。本公开包括单独的或者采用各种组合的一个或多个对应的方面、示例性实施例或特征，无论是否在所述组合中或单独地具体声明(包括所要求保护的)。用于执行所讨论的功能中的一个或多个的对应的装置也落入本公开内。以上概述旨在仅是示例性而非限制性的。附图说明现在仅通过示例的方式参照附图给出描述，其中：图1a示出传统的扬声器(横截面)；图1b示出静电式扬声器(横截面)；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括位于相对的第一电极与第二电极之间的压电膜片，所述压电膜片包括位于相应的还原氧化石墨烯的电极接合层之间的氧化石墨烯层的堆叠，其中，所述装置被配置为具有声音输出模式和声音输入模式中的一个或多个，以使得：在所述声音输出模式中，所述第一电极和所述第二电极被配置为向所述还原氧化石墨烯层施加电压以产生横穿所述氧化石墨烯堆叠的电场，所产生的电场引起所述压电膜片的振动以产生与所施加的电压对应的声音输出波；以及在所述声音输入模式中，所述还原氧化石墨烯层被配置为聚集由响应于声音输入波的所述压电膜片的振动在所述氧化石墨烯层中感应的电荷，所收集的电荷在所述第一电极与所述第二电极之间产生与所述声音输入波对应的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.05 EP 15193289.41.一种装置，包括位于相对的第一电极与第二电极之间的压电膜片，所述压电膜片包括位于相应的还原氧化石墨烯的电极接合层之间的氧化石墨烯层的堆叠，其中，所述装置被配置为具有声音输出模式和声音输入模式中的一个或多个，以使得：在所述声音输出模式中，所述第一电极和所述第二电极被配置为向所述还原氧化石墨烯层施加电压以产生横穿所述氧化石墨烯堆叠的电场，所产生的电场引起所述压电膜片的振动以产生与所施加的电压对应的声音输出波；以及在所述声音输入模式中，所述还原氧化石墨烯层被配置为聚集由响应于声音输入波的所述压电膜片的振动在所述氧化石墨烯层中感应的电荷，所收集的电荷在所述第一电极与所述第二电极之间产生与所述声音输入波对应的电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述还原氧化石墨烯的电极接合层由在所述堆叠的相对两侧上已被还原的一个或多个外部的氧化石墨烯层形成。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述氧化石墨烯堆叠包括最多10、20、30、40或50个氧化石墨烯层，并且所述电极接合层由在所述堆叠的相对两侧上最外面的1至5个层形成。4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述压电膜片的总厚度小于或等于10nm、20nm或30nm。5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述氧化石墨烯层中的一个或多个具有夹持型或解链型结构形态。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述夹持型形态的所述氧化石墨烯层具有2:1或4:1的碳/氧比，所述解链型形态的所述氧化石墨烯层具有4:1或8:1的碳/氧比。7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述装置被配置为使得在所述声音输出模式中，所产生的电场基本垂直于所述氧化石墨烯层。8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述装置被配置为使得在所述声音输出模式中，所产生的电场基本垂直于所述氧化石墨烯层的基面。9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述声音输入波和所述声音输出波中的一个或多个具有最大20kHz、100kHz、1MHz、10MHz、100MHz、1GHz或10GHz的频率。10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·沃蒂莱宁，O·科诺年科，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI