CN110636420B - 一种薄膜扬声器、薄膜扬声器的制备方法以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种薄膜扬声器、薄膜扬声器的制备方法以及电子设备，所述薄膜扬声器包括：柔性薄膜基底以及设置在所述柔性薄膜基底上的多个阵元模块，每个所述阵元模块包括薄膜晶体管和薄膜振动结构；其中，所述薄膜晶体管包括栅极、绝缘层、有源层、第一极和第二极；所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。在本发明实施例中，所述薄膜扬声器可以弯折甚至卷曲，可以被安装在表面形状较为复杂的电子设备上。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种薄膜扬声器、薄膜扬声器的制备方法以及电子设备。
背景技术
随着用户对于使用体验的极致追求，用户对于耳机、手机、助听器等电子设备的性能要求也越来越高。例如，用户对于电子设备的出声效果和使用体验的要求越来越高。
在实际应用中，电子设备中通常采用扬声器来进行电声转换，而随着微机制造技术的发展，越来越多的微型扬声器被广泛的应用在电子设备中。现有的微型扬声器主要包括静电式扬声器、压电式扬声器和电磁式扬声器这三种；其中，压电式扬声器以其驱动电压低、整体较为轻薄的优点，在电子设备中得到了广泛的应用。
然而，现有的压电式扬声器中，通常采用硅基体制成，成本较高。而且，由于现有的压电式扬声器整体是刚性的，不可弯折，因此，现有的电子设备中，压电式扬声器很难被安装在曲面屏等表面形状较为复杂的电子设备上。也就是说，现有的压电式扬声器的应用场景受到了较大的局限性。
发明内容
本发明提供一种薄膜扬声器、薄膜扬声器的制备方法以及电子设备，以解决现有的压电式扬声器很难被安装在表面形状较为复杂的电子设备上的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种薄膜扬声器，包括：柔性薄膜基底以及设置在所述柔性薄膜基底上的多个阵元模块，每个所述阵元模块包括薄膜晶体管和薄膜振动结构；其中，
所述薄膜晶体管包括栅极、绝缘层、有源层、第一极和第二极；
所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。
可选地，所述有源层的材料为有机物。
可选地，所述柔性薄膜基底包括衬底及形成在所述衬底上的疏水柔性高聚物薄膜。
可选地，所述绝缘层为有机绝缘层。
可选地，所述压电薄膜为具有逆压电性质的薄膜。
可选地，所述侧墙环绕成圆形，所述侧墙的材料为刚性SiO2。
可选地，所述栅极与栅极扫描线耦接，所述第二极与数据信号线耦接，所述第一电极层与接地扫描线耦接，所述栅极扫描线、所述数据信号线和所述接地扫描线之间相互绝缘，且所述栅极扫描线分别与所述数据信号线和所述接地扫描线垂直交叉，划分成所述多个阵元模块。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种薄膜扬声器的制备方法，包括：
形成柔性薄膜基底；
在所述柔性薄膜基底上依次形成薄膜晶体管的栅极、绝缘层及牺牲层；
在所述牺牲层上形成第一电极层，并对所述牺牲层采用牺牲层释放工艺形成侧墙，及由所述第一电极层、所述侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔；其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述第一电极层封盖在所述侧墙上；
在所述第一电极层上形成压电薄膜，在所述绝缘层上形成有源层；
在所述压电薄膜上形成第二电极层，在所述有源层上形成第一极和第二极，其中，所述第一极与所述第二电极层耦接。
可选地，所述对所述牺牲层采用牺牲层释放工艺形成侧墙，及由所述第一电极层、所述侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔的步骤，包括：
通过光刻工艺在所述牺牲层上形成空腔和第一刻蚀孔，所述第一刻蚀孔与所述空腔连通；
在所述空腔和所述刻蚀孔内填充光刻胶；
形成第一电极层，所述第一电极层上具有第二刻蚀孔，所述第二刻蚀孔与所述第一刻蚀孔连通；
通过所述第二刻蚀孔，用刻蚀溶液溶解所述第一刻蚀孔及所述空腔内的光刻胶，形成所述振动空腔；
填充所述第一刻蚀孔及所述第二刻蚀孔，形成侧墙。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种电子器件，包括：上述薄膜扬声器。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
在本发明实施例中，所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。在实际应用中，由于每个薄膜振动结构可以受到一个所述薄膜晶体管的控制单独发声，因此，通过设计所述薄膜晶体管的输入信号，可以在所述薄膜扬声器上实现不同位置的立体声效果，用户的使用体验较好。而且，由于所述薄膜晶体管和所述薄膜振动结构设置于所述柔性薄膜基底上，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，所述薄膜扬声器可以被安装在表面形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
附图说明
图1示出了本发明实施例一的一种薄膜扬声器的结构示意图；
图2示出了本发明实施例一的一种阵元模块的剖面结构示意图；
图3示出了本发明实施例二的一种薄膜扬声器的制备方法的步骤流程图；
图4示出了本发明实施例二的形成柔性薄膜基底后的示意图；
图5a示出了本发明实施例二的形成金属膜层后的示意图；
图5b示出了本发明实施例二的形成栅电极后的示意图；
图5c示出了本发明实施例二的形成有机绝缘膜层后的示意图；
图5d示出了本发明实施例二的形成绝缘层后的示意图；
图5e示出了本发明实施例二的形成牺牲层后的结构示意图；
图6示出了本发明实施例二的振动空腔的制备方法的步骤流程图；
图7a示出了本发明实施例二的形成空腔和第一刻蚀孔后的示意图；
图7b示出了本发明实施例二的空腔和第一刻蚀孔被光刻胶填充后的示意图；
图7c示出了本发明实施例二的形成第一电极层后的示意图；
图7d示出了本发明实施例二的形成振动空腔后的示意图；
图7e示出了本发明实施例二的形成侧墙后的示意图；
图8a示出了本发明实施例二的形成压电薄膜层后的示意图；
图8b示出了本发明实施例二的形成压电薄膜后的示意图；
图8c示出了本发明实施例二的形成有机物薄膜后的示意图；
图8d示出了本发明实施例二的形成有源层后的示意图；
图9示出了本发明实施例二的形成第一金属膜层后的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1，示出了本发明实施例一的一种薄膜扬声器的结构示意图，如图1所示，所述薄膜扬声器具体可以包括：柔性薄膜基底1以及设置在柔性薄膜基底1上的多个阵元模块2。
参照图2，示出了本发明实施例一的一种阵元模块的剖面结构示意图，如图2所示，每个阵元模块2可以包括薄膜晶体管20和薄膜振动结构21，薄膜晶体管20可以包括栅极201、绝缘层202、有源层203、第一极204和第二极205；薄膜振动结构21可以包括由振动薄膜211、侧墙212和柔性薄膜基底1形成的振动空腔213，其中，侧墙212环绕一周形成在柔性薄膜基底1上，振动薄膜211封盖在侧墙212上；振动薄膜211包括层叠设置的第一电极层2111、压电薄膜2112和第二电极层2113，第一电极层2111封盖在侧墙212上，第二电极层2113与薄膜晶体管20的第一极204耦接。
在实际应用中，振动薄膜211的第一电极层2111可以为接地电极层，由于振动薄膜211的第二电极层2113与薄膜晶体管20的第一极204耦接，在薄膜晶体管20的第一极204通电的情况下，第二电极层2113相应可以的得电，这样，第二电极层2113与第一电极层2111之间可以产生电势差，在所述电势差的作用下，压电薄膜2112可以产生机械振动，发出声音。这样，在每个阵元模块2中，薄膜振动结构21可以受到薄膜晶体管20的控制单独发声，因此，通过设计薄膜晶体管20的输入信号，可以在薄膜扬声器21上实现不同位置的立体声效果，用户的使用体验较好。
而且，本发明实施例中，由于薄膜晶体管20和薄膜振动结构21设置于柔性薄膜基底1上，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，因此，所述薄膜扬声器可以被安装在形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
在实际应用中，由于所述薄膜扬声器可以实现立体声的效果，而且可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，所述薄膜扬声器可以被应用于助听器、车座靠垫、车窗、虚拟现实技术(VR)头盔等表面形状较为复杂的产品上，而且，用户的使用体验较好。
本发明实施例所述的薄膜扬声器中，栅极201与栅极扫描线206耦接，第二极205与数据信号线207耦接，第一电极层2111与接地扫描线208耦接，栅极扫描线206、数据信号线207和接地扫描线208之间相互绝缘，且栅极扫描线206分别与数据信号线207和接地扫描线208垂直交叉，划分成多个阵元模块2。
在具体地应用中，在需要控制某一个阵元模块2中的薄膜振动结构21发声的情况下，可以通过栅极扫描线206给该阵元模块2中薄膜晶体管20的栅极201输入电信号，导通第二极205和第一极204,，并通过数据信号线207给该阵元模块2中薄膜晶体管20的第二极205输入电信号，以使得第一极204得电。由于该阵元模块2中的振动薄膜211的第二电极层2113与第一极204耦接，在第一极204得电的情况下，第二电极层2113相应可以的得电，这样，第二电极层2113与第一电极层2111之间可以产生电势差。在所述电势差的作用下，压电薄膜2112可以产生机械振动，发出声音。
本发明实施例中，柔性薄膜基底1可包括衬底11及形成在衬底11上的疏水柔性高聚物薄膜12。在实际应用中，衬底11可以为玻璃衬底，在所述薄膜扬声器加工完成之后，可以采用激光切割等切割方式将衬底11切除，以避免衬底11影响所述薄膜扬声器的柔性。具体地，疏水柔性高聚物薄膜12可以为聚酰亚胺薄膜或者聚丙烯腈薄膜等利用疏水柔性高聚物制成的薄膜，本发明实施例对于疏水柔性高聚物薄膜12的具体材质可以不做限定。
在实际应用中，可以在衬底11上通过沉积工艺形成疏水柔性高聚物薄膜12，然后，再在疏水柔性高聚物薄膜12形成薄膜晶体管20和薄膜振动结构21，以得到所述薄膜扬声器。由于薄膜晶体管20和薄膜振动结构21皆可以设置于疏水柔性高聚物薄膜12，而疏水柔性高聚物薄膜12是柔性薄膜，因此，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，因此，所述薄膜扬声器可以被安装在形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
本发明实施例中，为了进一步提高所述薄膜扬声器的柔性，薄膜晶体管20的绝缘层202可以为有机绝缘层。具体地，所述有机绝缘层可以采用聚苯醚等柔性材质制成，本发明实施例对于所述有机绝缘层的具体材质可以不做限定。所述有源层的材料为有机物。
在本发明的一种可选实施例中，有源层203的材料为有机物。具体地，所述有机物可以为并五苯。在实际应用中，由于并五苯具有较高的迁移率、可以大面积制备、而且能与柔性薄膜基底1兼容，因此，在有源层203的材料为并五苯等有机物的情况下，不仅可以增大有源层203的迁移率，而且，还能提高有源层203与柔性薄膜基底1的兼容性，以及便于有源层203的大面积制作。
在实际应用中，栅极201、第一极204、第二极205、第一电极层2111、第二电极层2113、栅极扫描线206、数据信号线207以及接地扫描线208皆可以采用Cu、Al、Mo、Ti、Cr、W等金属材料制备，也可以采用这些材料的合金制备。同理，栅极201、第一极204、第二极205、第一电极层2111、第二电极层2113、栅极扫描线206、数据信号线207以及接地扫描线208可以是单层结构，也可以采用多层结构，如Mo\Al\Mo，Ti\Cu\Ti，MoTi\Cu等，本发明实施例对此不做限定。
可以理解的，第一极204可以为薄膜晶体管20的源极，第二极205则可以为薄膜晶体管20的漏级；或者，第一极204可以为薄膜晶体管20的漏级，第二极205则可以为薄膜晶体管20的源极，本发明实施例对此不做限定。
在本发明的一种可选实施例中，第一极204、第二极205以及第二电极层2113同层布置。在实际应用中，在第一极204、第二极205以及第二电极层2113同层布置的情况下，可以减小所述薄膜扬声器的高度，进而，可以减小所述薄膜扬声器的体积，便于所述薄膜扬声器在所述电子设备中的布局。
本发明实施例中，薄膜振动结构21中的压电薄膜2112为具有逆压电性质的薄膜。具体地，压电薄膜2112的极化方向可以为薄膜振动结构21的厚度方向。由于压电薄膜2112设置于第一电极层2111和第二电极层2113之间，这样，在第一电极层2111与第二电极层2113之间存在电势差的情况下，压电薄膜2112在厚度方向上产生机械变形或者机械压力，振动发声，在所述电势差撤去时，压电薄膜2112的机械变形或者机械压力消失，停止振动。
可选地，压电薄膜2112可以采用聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))材料制成。在实际应用中，由于P(VDF-TrFE)的链段为全反式构象，可以使用P(VDF-TrFE)制成的压电薄膜2112具有较好的压电性能。
在本发明的一种可选实施例中，侧墙212可以环绕成圆形，也即，薄膜振动结构21的振动空腔213可以为圆形，这样，就可以提高薄膜振动结构21的振动频率的稳定性。具体地，侧墙212的材料为刚性SiO2，这样，不仅可以提高侧墙212围城的侧振动空腔212的结构稳定性，还可以提高侧墙212对振动薄膜211的支撑可靠性。
本发明实施例中，所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。在实际应用中，由于每个薄膜振动结构可以受到一个所述薄膜晶体管的控制单独发声，因此，通过设计所述薄膜晶体管的输入信号，可以在所述薄膜扬声器上实现不同位置的立体声效果，用户的使用体验较好。而且，由于所述薄膜晶体管和所述薄膜振动结构设置于所述柔性薄膜基底上，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，所述薄膜扬声器可以被安装在表面形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
实施例二
参照图3，示出了本发明实施例二的一种薄膜扬声器的制备方法的步骤流程图。
本发明实施例的薄膜扬声器制备方法包括以下步骤：
步骤301：形成柔性薄膜基底。
本发明实施例中，可以在衬底11上通过沉积工艺形成疏水柔性高聚物薄膜12，以得到图4所示的形成柔性薄膜基底1后的示意图。
具体地，衬底11可以为玻璃衬底，疏水柔性高聚物薄膜12可以为聚酰亚胺薄膜或者聚丙烯腈薄膜等利用疏水柔性高聚物制成的薄膜，本发明实施例对于疏水柔性高聚物薄膜12的具体材质可以不做限定。
步骤302：在所述柔性薄膜基底上依次形成薄膜晶体管的栅极、绝缘层及牺牲层。
在本发明实施例中，可以在柔性薄膜基底1上依次形成薄膜晶体管的栅极、绝缘层及牺牲层。
具体地，该栅电极可以是金属Al、Mo、AlNd合金、Cu、MoNd合金等导电性能较好的金属电极，其在薄膜晶体管中的作用是作为扫描线，实现薄膜晶体管的开关与闭合。该绝缘层可以为有机绝缘层。具体地，所述有机绝缘层可以采用聚苯醚等柔性材质制成，本发明实施例对于所述有机绝缘层的具体材质可以不做限定
为了使上述步骤更加清晰明了，下面以在柔性薄膜基底1上通过构图工艺形成栅电极为例说明栅电极的形成过程，所述在衬底基板通过构图工艺形成栅电极的过程可以包括如下子步骤：
S11，在柔性薄膜基底1上形成金属膜层。
在本发明实施例中，可以在柔性薄膜基底1上通过sputter(溅射)工艺利用气体轰击金属靶材，金属原子溅射到柔性薄膜基底1上形成一层金属膜层，以得到图5a所示的形成金属膜层2010后的示意图。
S12，在金属膜层涂覆光刻胶，同时通过掩膜板曝光形成光刻胶保护图案。
在本发明实施例中，当形成金属膜层2010后，可以在金属膜层2010上方涂覆光刻胶，然后通过掩膜板对光刻胶进行曝光，显影，选择性的形成光刻胶保护图案，该保护图案用以保护金属膜层2010。
S13，采用蚀刻剂蚀刻未被光刻胶保护图案覆盖的金属膜层，同时剥离光刻胶保护图案形成栅电极和栅极扫描线。
在本发明实施例中，可以采用湿法酸性蚀刻剂对未被光刻胶保护图案覆盖的金属膜层2010进行蚀刻，去除未被光刻胶保护图案覆盖的金属，同时利用腐蚀液经过化学反应剥离该光刻胶保护图案，以得到图5b所示的形成栅电极201后的示意图。
在实际应用中，可以采用聚苯醚等柔性材质沉积在柔性薄膜基底1和栅电极201上，以得到图5c所示的形成有机绝缘膜层2020后的示意图。然后，采用刻蚀工艺去除有机绝缘膜层2020上与所述薄膜扬声器中薄膜振动结构对应的部分，以得到图5d所示的形成绝缘层202后的示意图。
在本发明实施例中，可以在柔性薄膜基底1和绝缘层202上沉积一层SiO2牺牲层，以得到图5e所示的形成牺牲层2120后的结构示意图。在实际应用中，牺牲层2120可以用于形成侧墙。
步骤303：在所述牺牲层上形成第一电极层，并对所述牺牲层采用牺牲层释放工艺形成侧墙，及由所述第一电极层、所述侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔；其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述第一电极层封盖在所述侧墙上。
参照图6，示出了本发明实施例二的振动空腔的制备方法的步骤流程图。
本发明实施例的振动空腔制备方法包括以下子步骤：
步骤3031：通过光刻工艺在所述牺牲层上形成空腔和第一刻蚀孔，所述第一刻蚀孔与所述空腔连通。
在本发明实施例中，可以通过光刻工艺在所述牺牲层上形成空腔和第一刻蚀孔，所述第一刻蚀孔与所述空腔连通，以得到图7a所示的形成空腔2130和第一刻蚀孔2131后的示意图。
步骤3032：在所述空腔和所述刻蚀孔内填充光刻胶。
本发明实施例中，可以采用沉积工艺在空腔2130和第一刻蚀孔2131上沉积一层光刻胶，使得光刻胶填充空腔2130和第一刻蚀孔2131，以得到图7b所示的空腔2130和第一刻蚀孔2131被光刻胶2132填充后的示意图。
步骤3033：形成第一电极层，所述第一电极层上具有第二刻蚀孔，所述第二刻蚀孔与所述第一刻蚀孔连通。
本发明实施例中，可以采用sputter(溅射)工艺在光刻胶2132以及SiO2牺牲层上形成金属膜层(具体工艺参照步骤S11)，然后，利用光刻工艺在所述金属膜层上形成第一电极层和第二刻蚀孔(具体工艺参照步骤S12和S13)，所述第二刻蚀孔与所述第一刻蚀孔连通，以得到图7c所示的形成第一电极层2111后的示意图，其中，第一电极层2111上具有第二刻蚀孔2110。
步骤3034：通过所述第二刻蚀孔，用刻蚀溶液溶解所述第一刻蚀孔及所述空腔内的光刻胶，形成所述振动空腔。
在本发明实施例中，可以通过第二刻蚀孔2110，用刻蚀溶液溶解第一刻蚀孔2131及空腔2130内的光刻胶2132，形成振动空腔，以得到图7d所示的形成振动空腔213后的示意图。
步骤3035：填充所述第一刻蚀孔及所述第二刻蚀孔，形成侧墙。
在本发明实施例中，可以采用SiO2填充第一刻蚀孔2131和第二刻蚀孔2110，形成侧墙212，以得到图7e所示的形成侧墙212后的示意图。
步骤304：在所述第一电极层上形成压电薄膜，在所述绝缘层上形成有源层。
在本发明实施例中，可以采用P(VDF-TrFE)通过沉积工艺在第一电极层2111和绝缘层202上形成压电薄膜层，以得到图8a所示的形成压电薄膜层2114后的示意图，然后，再通过光刻构图工艺去除绝缘层202上的压电薄膜层2114，形成覆盖在第一电极层2111上的压电薄膜，以得到图8b所示的形成压电薄膜2112后的示意图。
在实际应用中，可以在绝缘层202上形成有源层，具体地，该有源层的材料可以是有机物，具体地，所述有机物可以为并五苯。由于并五苯具有较高的迁移率、可以大面积制备、而且能与柔性薄膜基底1兼容，因此，在该有源层的材料为并五苯等有机物的情况下，不仅可以增大该有源层的迁移率，而且，还能提高该有源层与柔性薄膜基底1的兼容性，以及便于该有源层的大面积制作。在实际应用中，当栅电极201控制高电平时，可以使该有源层导通，当栅电极201控制低电平时，该有源层不导通，从而实现开关的作用。
在本发明实施例中，可以采用并五苯等柔性的有机材料沉积在绝缘层202、第一电极层2112以及压电薄膜2112上，形成有机物薄膜，以得到图8c所示的形成有机物薄膜2030后的示意图。然后，采用刻蚀工艺去除第一电极层2112和压电薄膜2112上的有机物薄膜2030，形成有源层，以得到图8d所述的形成有源层203后的示意图。
步骤305：在所述压电薄膜上形成第二电极层，在所述有源层上形成第一极和第二极，其中，所述第一极与所述第二电极层耦接。
在本发明实施例中，可以在压电薄膜2112上形成第二电极层，在有源层203上形成第一极和第二极。
具体地，该第二电极层、第一极以及第二极可以是金属Al、Mo、AlNd合金、Cu、MoNd合金等导电性能较好的金属电极。
在本发明实施例中，可以在压电薄膜2112、绝缘层202以及有源层203上通过溅射工艺形成一层第一金属膜层2040，以得到图9所示的形成第一金属膜层2040后的示意图。
在实际应用中，当形成金属膜层2040后，可以在金属膜层2040上涂覆光刻胶，再进行曝光、显影等工艺，形成光刻胶保护图案。最后，再采用蚀刻剂蚀刻未被所述光刻胶保护图案覆盖的金属膜层2040，以得到图2所示的阵元模块的示意图，如图2所示，压电薄膜2112上形成有第二电极层2113，有源层203上形成有第一极204和第二极205。
本发明实施例中，振动薄膜211的第一电极层2111可以为接地电极层，由于振动薄膜211的第二电极层2113与薄膜晶体管20的第一极204耦接，在薄膜晶体管20的第一极204通电的情况下，第二电极层2113相应可以的得电，这样，第二电极层2113与第一电极层2111之间可以产生电势差，在所述电势差的作用下，压电薄膜2112可以产生机械振动，发出声音。这样，在每个阵元模块2中，薄膜振动结构21可以受到薄膜晶体管20的控制单独发声，因此，通过设计薄膜晶体管20的输入信号，可以在薄膜扬声器21上实现不同位置的立体声效果，用户的使用体验较好。
而且，本发明实施例中，由于薄膜晶体管20和薄膜振动结构21设置于柔性薄膜基底1上，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，因此，所述薄膜扬声器可以被安装在形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
本发明实施例中，所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。在实际应用中，由于每个薄膜振动结构可以受到一个所述薄膜晶体管的控制单独发声，因此，通过设计所述薄膜晶体管的输入信号，可以在所述薄膜扬声器上实现不同位置的立体声效果，用户的使用体验较好。而且，由于所述薄膜晶体管和所述薄膜振动结构设置于所述柔性薄膜基底上，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，所述薄膜扬声器可以被安装在表面形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
实施例三
本发明实施例还公开了一种电子设备，包括：薄膜扬声器，该薄膜扬声器包括柔性薄膜基底以及设置在所述柔性薄膜基底上的多个阵元模块，每个所述阵元模块包括薄膜晶体管和薄膜振动结构；其中，所述薄膜晶体管包括栅极、绝缘层、有源层、第一极和第二极；所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。
在本发明实施例中，所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接。在实际应用中，由于每个薄膜振动结构可以受到一个所述薄膜晶体管的控制单独发声，因此，通过设计所述薄膜晶体管的输入信号，可以在所述薄膜扬声器上实现不同位置的立体声效果，用户的使用体验较好。而且，由于所述薄膜晶体管和所述薄膜振动结构设置于所述柔性薄膜基底上，所述薄膜扬声器可以实现一定程度的弯折甚至卷曲，所述薄膜扬声器可以被安装在表面形状较为复杂的电子设备上，极大的扩宽的所述薄膜扬声器的应用场景。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种薄膜扬声器、薄膜扬声器的制备方法以及电子设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种薄膜扬声器，其特征在于，包括：柔性薄膜基底以及设置在所述柔性薄膜基底上的多个阵元模块，每个所述阵元模块包括薄膜晶体管和薄膜振动结构；其中，
所述薄膜晶体管包括栅极、绝缘层、有源层、第一极和第二极；
所述薄膜振动结构包括由振动薄膜、侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔，其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述振动薄膜封盖在所述侧墙上；所述振动薄膜包括层叠设置的第一电极层、压电薄膜和第二电极层，所述第一电极层封盖在所述侧墙上，所述第二电极层与所述薄膜晶体管的所述第一极耦接；所述侧墙环绕成圆形，所述侧墙的材料为刚性SiO2；所述振动空腔为圆形。
2.根据权利要求1所述的薄膜扬声器，其特征在于，所述有源层的材料为有机物。
3.根据权利要求1所述薄膜扬声器，其特征在于，所述柔性薄膜基底包括衬底及形成在所述衬底上的疏水柔性高聚物薄膜。
4.根据权利要求1所述的薄膜扬声器，其特征在于，所述绝缘层为有机绝缘层。
5.根据权利要求1所述的薄膜扬声器，其特征在于，所述压电薄膜为具有逆压电性质的薄膜。
6.根据权利要求1所述的薄膜扬声器，其特征在于，所述栅极与栅极扫描线耦接，所述第二极与数据信号线耦接，所述第一电极层与接地扫描线耦接，所述栅极扫描线、所述数据信号线和所述接地扫描线之间相互绝缘，且所述栅极扫描线分别与所述数据信号线和所述接地扫描线垂直交叉，划分成所述多个阵元模块。
7.一种薄膜扬声器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
形成柔性薄膜基底；
在所述柔性薄膜基底上依次形成薄膜晶体管的栅极、绝缘层及牺牲层；
在所述牺牲层上形成第一电极层，并对所述牺牲层采用牺牲层释放工艺形成侧墙，及由所述第一电极层、所述侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔；其中，所述侧墙环绕一周形成在所述柔性薄膜基底上，所述第一电极层封盖在所述侧墙上；
在所述第一电极层上形成压电薄膜，在所述绝缘层上形成有源层；
在所述压电薄膜上形成第二电极层，在所述有源层上形成第一极和第二极，其中，所述第一极与所述第二电极层耦接；
其中，所述侧墙环绕成圆形，所述侧墙的材料为刚性SiO2；所述振动空腔为圆形。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述牺牲层采用牺牲层释放工艺形成侧墙，及由所述第一电极层、所述侧墙和所述柔性薄膜基底形成的振动空腔的步骤，包括：
通过光刻工艺在所述牺牲层上形成空腔和第一刻蚀孔，所述第一刻蚀孔与所述空腔连通；
在所述空腔和所述刻蚀孔内填充光刻胶；
形成第一电极层，所述第一电极层上具有第二刻蚀孔，所述第二刻蚀孔与所述第一刻蚀孔连通；
通过所述第二刻蚀孔，用刻蚀溶液溶解所述第一刻蚀孔及所述空腔内的光刻胶，形成所述振动空腔；
填充所述第一刻蚀孔及所述第二刻蚀孔，形成侧墙。
9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的薄膜扬声器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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