DSR扬声器元件及制造DSR扬声器元件的方法技术

提供了一种DSR扬声器，该DSR扬声器包括：至少中央移动元件；多个外围挠曲弯曲件，各挠曲弯曲件包括至少一对电极和至少压电材料层，挠曲弯曲件连接到所述移动元件并且被构造成响应于施加于所述电极的电激励来沿着与移动元件表面垂直的轴线移动所述移动元件以产生声音；以及至少机械止动件，该机械止动件被构造成限制所述移动元件的移动。还描述了各种制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DSR扬声器元件及制造DSR扬声器元件的方法
本所公开的主题总体涉及压电元件，具体涉及包括压电元件且可以在数字声音重构(DSR)扬声器中使用的声压产生元件。
技术介绍
DSR扬声器可以使用诸如电磁致动、静电致动、或压电致动的不同类型的致动。例如，同一申请人的美国第8085964号专利、美国第8780673号专利以及美国专利第2015/0071467号公报中公开了DSR扬声器。压电致动器在本领域也已知，诸如PI陶瓷GMBHPL022.30或PL112-PL140。这里的上述参考和装置的确认不被推断为意指这些以任意方式与本所公开的主题的可专利性相关。与单个大的膜相反，DSR扬声器是通常使用小的移动元件的阵列来创建可听声音的扬声器。这些小的移动元件中的每个能够产生声压波脉冲。当每时钟脉冲数与想要产生的声压波相关时且当脉冲时钟频率高于人耳区分单个脉冲的能力时，原始声波形可以由DSR扬声器重构。本领域中需要新的DSR扬声器和制造所述DSR扬声器的新的方法。
技术实现思路
根据本所公开的主题的特定方面，提供了一种DSR扬声器元件，该DSR扬声器元件包括：至少中央移动元件；多个外围挠曲弯曲件，各挠曲弯曲件包括至少一对电极和至少压电材料层，挠曲弯曲件连接到所述移动元件，并且被构造成响应于施加于所述电极的电激励沿着与移动元件表面垂直的轴线移动所述移动元件，以产生声音；以及至少机械止动件，该机械止动件被构造成限制所述移动元件的移动。根据一些实施方式，DSR扬声器元件包括基板，该基板包括腔，所述基板还充当所述机械止动件。根据一些实施方式，机械止动件位于移动元件的一侧，其中，DSR扬声器元件还包括位于移动元件另一侧的另外的机械止动件。根据一些实施方式，各挠曲弯曲件包括：第一电极层，该第一电极层包括第一电极；第一压电材料层，该第一压电材料层在至少所述第一电极层上；第二电极层，该第二电极层在所述第一压电材料层上，所述第二电极层包括第二电极；以及第二压电材料层，该第二压电材料层在至少所述第二电极层上。根据一些实施方式，各挠曲弯曲件还包括在所述第二压电材料层上的第三电极层，所述第三电极层包括第三电极。根据一些实施方式，移动元件包括压电材料和/或硅或其他材料。根据一些实施方式，所述电极中的任一个的至少一部分被分成至少两个不同的子电极。根据一些实施方式，在牺牲层的顶部上且第一电极层的下方设置有导电层和绝缘层。根据一些实施方式，在顶部电极层的顶部上设置有导电层和绝缘层。根据一些实施方式，压电材料层的至少一部分位于所述一对电极之间。根据一些实施方式，移动元件和各挠曲弯曲件中的所述压电材料层通过淀积公共压电材料层并随后在所述公共压电材料层中形成间隙来制造。根据一些实施方式，随后通过以下处理来形成所述间隙：去除由可以被选择性去除的材料制成的翅片；或蚀刻间隙中的材料。根据一些实施方式，对于各挠曲弯曲件：所述一对电极中的第一电极连接到第一导电元件，第一电极和第一导电元件属于第一电极层，所述一对电极中的第二电极连接到第二导电元件，第二电极和第二导电元件属于第二电极层，并且第一电极层的第一导电元件与第二电极层的第二电极元件不对齐。根据本所公开的主题的一些方面，提供了一种包括DSR扬声器元件的阵列的DSR扬声器。根据本所公开的主题的一些方面，提供了一种形成DSR扬声器元件的方法，方法包括以下步骤：提供基板基底；在所述基板基底的至少一部分上设置牺牲层；在所述牺牲层的至少一部分上设置第一电极层；在所述第一电极层上且在牺牲层的至少一部分上设置第一压电材料层；在所述第一压电材料层的至少一部分上设置第二电极层，其中，第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分对齐；在第一压电材料层中形成间隙，以限定：至少一个外围挠曲弯曲件，该至少一个外围挠曲弯曲件包括所述第一电极层的一部分、所述第一压电材料层的一部分以及所述第二电极层的一部分；和中央移动元件，该中央移动元件包括所述第一压电材料层的另一部分，其中，所述挠曲弯曲件连接到所述移动元件，以响应于施加于所述第一电极层和所述第二电极层的电激励来移动所述移动元件。根据一些实施方式，第一电极层和第二电极层的至少一部分被淀积为具有弯曲形状。根据一些实施方式，第一电极层和第二电极层被设置为各包括多个不同的电极部分，方法包括以下步骤：在第一压电材料层中形成所述间隙，以限定：多个外围挠曲弯曲件，该多个外围挠曲弯曲件各包括第一电极层的电极部分、所述第一压电材料层的一部分以及第二电极层的电极部分；和中央移动元件，该中央移动元件包括所述第一压电材料层的另一部分。根据一些实施方式，方法包括以下步骤：在所述第二电极层的至少一部分上且在位于牺牲层上的第一压电层的至少一部分上设置第二压电材料层；以及在第一压电材料层和第二压电材料层中形成间隙，以限定：至少一个外围挠曲弯曲件，该至少一个外围挠曲弯曲件包括所述第一电极层的一部分、所述第一压电材料层的一部分、所述第二电极层的一部分以及所述第二压电材料层的一部分；和移动元件，该移动元件包括所述第一压电材料层的另一部分和所述第二压电材料层的另一部分，以及在所述第二压电材料层上设置第三电极层。根据一些实施方式，方法包括以下步骤：以小于所述移动元件的直径的直径去除所述基板基底的一部分，以形成腔；以及去除牺牲层的一部分，以形成限制所述移动元件的移动的机械止动件。根据一些实施方式，方法包括以下步骤：在所述移动元件的与基板基底相反的一侧设置机械止动件，以限制所述移动元件的移动。根据一些实施方式，方法包括以下步骤：在在所述基板基底上设置牺牲层的步骤之后且在在所述牺牲层上设置第一电极层的步骤之前，在所述牺牲层上设置可去除翅片，所述可去除翅片包括稍后可以被选择性去除以形成所述间隙的材料。根据一些实施方式，设置第一压电材料层的步骤包括来自以下各项的列表的所述方法中的一个：溅射；溶胶凝胶淀积(sol-getdeposition)；挤压压电材料的细粉；以及挤压与粘合剂混合的压电材料的粉末。根据一些实施方式，通过所述第一压电材料层形成间隙的所述步骤包括从以下各项的列表选择的方法中的一个：干法蚀刻处理；湿法蚀刻处理；化学溶解；以及激光切割。根据一些实施方式，所述第一电极层和所述第二电极层包括用于各电极层的不同电极之间的连接以及用于与另一DSR扬声器元件和/或与外部电源的连接的导电元件。根据一些实施方式，所述第一电极层和所述第二电极层包括非对齐的导电元件。根据一些实施方式，所述挠曲弯曲件的厚度与所述间隙中的至少间隙的宽度的比大于2。根据本所公开的主题的一些方面，提供了一种使用形成DSR扬声器元件的所述方法形成的DSR扬声器元件的阵列。根据本所公开的主题的一些方面，提供了一种形成DSR扬声器元件的方法，方法包括以下步骤：提供基板基底；在所述基板基底上设置牺牲层；在所述牺牲层上设置第一电极层；在所述第一电极层的至少一部分上设置第一压电材料层；在所述第一压电材料层上设置第二电极层，其中，第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分对齐；设置包括与压电材料不同的材料的移动元件层；在包括第一电极层的一部分、第一压电材料层的一部分以及第二电极层的一部分的区段的各侧形成间隙，以限定：至少一个外围挠曲弯曲件，该至少一个外围挠曲弯曲件包括所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DSR扬声器元件，该DSR扬声器元件包括：至少中央移动元件；多个外围挠曲弯曲件，各挠曲弯曲件包括至少一对电极和至少压电材料层，所述挠曲弯曲件连接到所述移动元件并且被构造成响应于施加于所述电极的电激励沿着与移动元件表面垂直的轴线移动所述移动元件，以产生声音；以及至少机械止动件，该机械止动件被构造成限制所述移动元件的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 US 62/195,392;2016.04.04 US 62/317,7131.一种DSR扬声器元件，该DSR扬声器元件包括：至少中央移动元件；多个外围挠曲弯曲件，各挠曲弯曲件包括至少一对电极和至少压电材料层，所述挠曲弯曲件连接到所述移动元件并且被构造成响应于施加于所述电极的电激励沿着与移动元件表面垂直的轴线移动所述移动元件，以产生声音；以及至少机械止动件，该机械止动件被构造成限制所述移动元件的移动。2.根据权利要求1所述的DSR扬声器元件，所述DSR扬声器元件包括基板，该基板包括腔，所述基板还充当所述机械止动件。3.根据权利要求1或2中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，所述机械止动件位于所述移动元件的一侧，其中，所述DSR扬声器元件还包括位于所述移动元件另一侧的另外的机械止动件。4.根据权利要求1至3中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，各挠曲弯曲件包括：第一电极层，该第一电极层包括第一电极；第一压电材料层，该第一压电材料层在至少所述第一电极层上；第二电极层，该第二电极层在所述第一压电材料层上，所述第二电极层包括第二电极；以及第二压电材料层，该第二压电材料层在至少所述第二电极层上。5.根据权利要求4所述的DSR扬声器元件，其中，各挠曲弯曲件还包括在所述第二压电材料层上的第三电极层，所述第三电极层包括第三电极。6.根据权利要求1至5中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，所述移动元件包括压电材料和/或硅材料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，所述电极中的任一个的至少一部分被分成至少两个不同的子电极。8.根据权利要求1至7中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，所述压电材料层的至少一部分位于所述一对电极之间。9.根据权利要求1至5、7以及8中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，所述移动元件和各挠曲弯曲件中的所述压电材料层通过淀积公共压电材料层并随后在所述公共压电材料层中形成间隙来制造。10.根据权利要求9所述的DSR扬声器元件，其中，随后通过以下处理来形成所述间隙：去除由能够被选择性去除的材料制成的翅片；或蚀刻所述间隙中的材料。11.根据权利要求1至10中任一项所述的DSR扬声器元件，其中，对于各挠曲弯曲件：-所述一对电极中的第一电极连接到第一导电元件，所述第一电极和所述第一导电元件属于第一电极层，-所述一对电极中的第二电极连接到第二导电元件，所述第二电极和所述第二导电元件属于第二电极层，并且-所述第一电极层的所述第一导电元件与所述第二电极层的所述第二电极元件不对齐。12.一种DSR扬声器，该DSR扬声器包括根据权利要求1至11中任一项的DSR扬声器元件的阵列。13.一种形成DSR扬声器元件的方法，所述方法包括以下步骤：提供基板基底；在所述基板基底的至少一部分上设置牺牲层；在所述牺牲层的至少一部分上设置第一电极层；在所述第一电极层上且在所述牺牲层的至少一部分上设置第一压电材料层；在所述第一压电材料层的至少一部分上设置第二电极层，其中，所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分对齐；在所述第一压电材料层中形成间隙，以限定：至少一个外围挠曲弯曲件，该至少一个外围挠曲弯曲件包括所述第一电极层的部分、所述第一压电材料层的部分以及所述第二电极层的部分；和中央移动元件，该中央移动元件包括所述第一压电材料层的另一部分，其中，所述挠曲弯曲件连接到所述移动元件，以响应于施加于所述第一电极层和所述第二电极层的电激励来移动所述移动元件。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一电极层和所述第二电极层的至少一部分被淀积为具有弯曲形状。15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法，其中，所述第一电极层和所述第二电极层被设置为各包括多个不同的电极部分，所述方法包括以下步骤：在所述第一压电材料层中形成所述间隙，以限定：多个外围挠曲弯曲件，该多个外围挠曲弯曲件各包括所述第一电极层的电极部分、所述第一压电材料层的部分以及所述第二电极层的电极部分；和中央移动元件，该中央移动元件包括所述第一压电材料层的另一部分。16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，所述方法包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡普兰，Y·科恩，D·卢因，M·本西蒙，E·A·哈伯，
申请(专利权)人：音频像素有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL