压电元件、压电振动器及电子设备制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种压电元件、压电振动器及电子设备，通过在压电材料层和第二电极之间设置介电常数大于压电材料层介电常数的缺陷修复层，这样当压电材料层具有由于制作工艺等原因产生缺陷位点时，缺陷修复层可以填补缺陷位点，即缺陷修复层可以对压电材料层进行表面修复，避免由于缺陷位点的存在导致形成尖端放电的电弧效应而发生击穿的现象，从而可以避免压电元件失效的问题。避免压电元件失效的问题。避免压电元件失效的问题。

【技术实现步骤摘要】
压电元件、压电振动器及电子设备


[0001]本专利技术涉及压电
，特别涉及一种压电元件、压电振动器及电子设备。

技术介绍

[0002]随着电子技术的急速进步，人们对电子设备的使用体验的要求越来越高，目前的电子设备大多数只能提供视觉和听觉上的体验，无法给用户带来触觉体验，因此，触觉再现技术应运而生。
[0003]现有的触觉再现技术是在电子设备中设置压电元件，通过压电元件的振动来提供触觉反馈。然而，现有的压电元件中，当其表面电荷分布不均发生积累或是电压过高时，就会发生击穿现象，压电元件击穿会导致该压电元件甚至是整个振动器件失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种压电元件、压电振动器及电子设备，用以解决压电元件由于击穿导致该压电元件甚至是整个振动器件失效的问题。
[0005]本专利技术实施例提供了一种压电元件，包括：第一电极，设置在所述第一电极一侧的压电材料层，设置在所述压电材料层背离所述第一电极一侧的缺陷修复层，以及设置在所述缺陷修复层背离所述第一电极一侧的第二电极；其中，所述缺陷修复层的介电常数大于所述压电材料层的介电常数。
[0006]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述缺陷修复层的材料包括PbZrO3、BaTiO3、ZrTiO3至少其中之一。
[0007]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述缺陷修复层的厚度大于所述压电材料层厚度的0.1倍。
[0008]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述第二电极包括阵列分布的多个第二子电极，每相邻两个所述第二子电极之间通过独立的连接结构电连接，且所述连接结构位于所述第二电极背离所述第一电极的一侧；其中，
[0009]所述第一电极的材料和第二电极的材料均为透明导电材料，所述连接结构的材料为金属。
[0010]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述连接结构包括叠层设置且电连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二子电极接触电连接；其中，所述第一连接部的材料包括Ti或Cr，所述第二连接部的材料包括Al或Au。
[0011]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述第一连接部包括独立设置的第一子连接部和第二子连接部，所述第一子连接部与相邻两个所述第二子电极中的其中一个所述第二子电极接触电连接，所述第二子连接部与相邻两个所述第二子电极中的另一个所述第二子电极接触电连接。
[0012]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述第一连接部的厚度小于10nm，所述第二连接部的厚度小于500nm。
[0013]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，还包括位于所述第二电极和所述连接结构之间的绝缘层，所述连接结构通过贯穿所述绝缘层的过孔与所述第二子电极电连接。
[0014]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述绝缘层的厚度大于所述第二子电极厚度的2倍。
[0015]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述绝缘层的材料为光刻胶或SiO2。
[0016]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述压电材料层的厚度为500nm～2000nm。
[0017]在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的压电元件中，所述压电材料层包括锆钛酸铅、氮化铝、氧化锌、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、硅酸镓镧中的至少一种。
[0018]相应地，本专利技术实施例还提供了一种压电振动器，包括衬底基板以及设置在所述衬底基板上的多个如本专利技术实施例提供的上述任一项所述的压电元件。
[0019]相应地，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括本专利技术实施例提供的上述压电振动器。
[0020]本专利技术实施例的有益效果如下：
[0021]本专利技术实施例提供的一种压电元件、压电振动器及电子设备，通过在压电材料层和第二电极之间设置介电常数大于压电材料层介电常数的缺陷修复层，这样当压电材料层具有由于制作工艺等原因产生缺陷位点时，缺陷修复层可以填补缺陷位点，即缺陷修复层可以对压电材料层进行表面修复，避免由于缺陷位点的存在导致形成尖端放电的电弧效应而发生击穿的现象，从而可以避免压电元件失效的问题。
附图说明
[0022]图1为相关技术中提供的一种压电元件的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种压电元件的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的又一种压电元件的结构示意图；
[0025]图4为图3中部分膜层的平面示意图；
[0026]图5为压电元件发生击穿时的修复示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例提供的又一种压电元件的结构示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例提供的一种压电振动器的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具
有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0031]需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本
技术实现思路
。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
[0032]在相关技术中，如图1所示，压电元件包括：第一电极1，设置在第一电极1上的压电材料层2(例如PZT)，以及设置在压电材料层2上的第二电极3。在压电元件工作过程中，利用逆压电效应，将第一电极1接地，通过向第二电极3加载高频交流电压信号(V
AC
)，实现对压电材料层2的高频交流电压信号的施加，从而产生高频振动。然而，当压电元件表面电荷分布不均发生积累或是电压过高时，就会发生击穿现象。压电元件击穿可能会导致两种结果，一种是第一电极1和第二电极3维持开路，但是PZT层结构毁损；另一种是第一电极1和第二电极3因为击穿产生短路，此时就导致压电元件甚至是整个振动器件失效。然而，压电元件发生击穿的原因可分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电元件，其特征在于，包括：第一电极，设置在所述第一电极一侧的压电材料层，设置在所述压电材料层背离所述第一电极一侧的缺陷修复层，以及设置在所述缺陷修复层背离所述第一电极一侧的第二电极；其中，所述缺陷修复层的介电常数大于所述压电材料层的介电常数。2.如权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述缺陷修复层的材料包括PbZrO3、BaTiO3、ZrTiO3至少其中之一。3.如权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述缺陷修复层的厚度大于所述压电材料层厚度的0.1倍。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的压电元件，其特征在于，所述第二电极包括阵列分布的多个第二子电极，每相邻两个所述第二子电极之间通过独立的连接结构电连接，且所述连接结构位于所述第二电极背离所述第一电极的一侧；其中，所述第一电极的材料和第二电极的材料均为透明导电材料，所述连接结构的材料为金属。5.如权利要求4所述的压电元件，其特征在于，所述连接结构包括叠层设置且电连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二子电极接触电连接；其中，所述第一连接部的材料包括Ti或Cr，所述第二连接部的材料包括Al或Au。6.如权利要求5所述的压电元件，其特征在于，所述第一连接部包括独立设置的第一子连接部和第二子连接部，所述第一子连接部与相邻两个所述第二子电极中的其中一个所述第二子电极接触电连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈右儒，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：