CN111405455B - 发声装置及其制作方法以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种发声装置及其制作方法以及显示装置。该发声装置包括至少两个发声单元。各发声单元包括：透明结构层，包括凹槽和位于凹槽周围的支撑部；以及压电振动薄膜，覆盖凹槽并与支撑部形成空腔。压电振动薄膜包括：底膜，覆盖所述凹槽；以及至少一个压电结构，位于空腔远离透明结构层的一侧；各压电结构包括：第一电极，位于空腔远离透明结构层的一侧；压电材料层，位于第一电极远离空腔的一侧；以及第二电极，位于压电材料层远离第一电极的一侧。由此，该发声装置可实现一种轻薄、透明的发声装置，从而便于集成在显示装置上。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种发声装置及其制作方法以及显示装置。
背景技术
近年来，随着智能手机、平板电脑等智能显示装置市场的蓬勃发展，人们对于智能显示装置的屏占比的要求也越来越高。因此，智能显示装置中除了显示面板之外的其他部件的小型化、集成化也逐渐成为各大厂商的研究热点。
通常，发声装置是一种通过产生机械振动推动空气，使空气介质产生波动从而实现将电能转化为动能再转换为声波的装置，是智能显示装置中重要的部件之一。
发明内容
本公开实施例提供一种发声装置及其制作方法以及显示装置。该发声装置包括至少两个发声单元。各发声单元包括：透明结构层，包括凹槽和位于凹槽周围的支撑部；以及压电振动薄膜，覆盖凹槽并与支撑部形成空腔。压电振动薄膜包括：底膜，覆盖所述凹槽；以及至少一个压电结构，位于空腔远离透明结构层的一侧；各压电结构包括：第一电极，位于空腔远离透明结构层的一侧；压电材料层，位于第一电极远离空腔的一侧；以及第二电极，位于压电材料层远离第一电极的一侧。由此，该发声装置可实现一种轻薄、透明的发声装置，从而便于集成在显示装置上。
本公开至少一个实施例提供一种发声装置，包括：至少两个发声单元，其中，各所述发声单元包括：透明结构层，包括凹槽和位于所述凹槽周围的支撑部；以及压电振动薄膜，覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成空腔，所述压电振动薄膜包括底膜，覆盖所述凹槽；以及至少一个压电结构，位于所述空腔远离所述透明结构层的一侧；各所述压电结构包括：第一电极，位于所述空腔远离所述透明结构层的一侧；压电材料层，位于所述第一电极远离所述空腔的一侧；以及第二电极，位于所述压电材料层远离所述第一电极的一侧。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述第一电极在所述透明结构层上的正投影与所述凹槽在所述透明结构层上的正投影至少部分交叠。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述透明结构层的材料包括玻璃。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，各所述发声单元还包括：黏合层，位于所述底膜与所述透明结构层之间并被配置为将所述底膜和所述透明结构层黏合。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述至少两个发声单元包括第一发声单元和第二发声单元，所述发声装置还包括：驱动器，被配置为驱动所述第一发声单元发出第一频率的超声波，驱动所述第二发声单元发出第二频率的超声波，所述第一频率的超声波和所述第二频率的超声波被配置为发生非线性交互作用并解调出可听声。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述至少两个发声单元的所述透明结构层为一体的透明结构层，所述至少两个发声单元的所述压电振动薄膜阵列排布在所述一体的透明结构层上。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述至少两个发声单元的所述第一电极为公共电极，或者所述至少两个发声单元的所述第二电极为公共电极。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述至少一个压电结构包括多个层叠设置的所述压电结构，在相邻的两个所述压电结构中，远离所述透明结构层的一个所述压电结构的第一电极为靠近所述透明结构层的另一个所述压电结构的第二电极。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，各所述发声单元还包括：绝缘层，位于所述第一电极与所述压电材料层之间。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述第一电极和所述第二电极的材料包括透明导电材料。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述压电材料层的材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、氮化铝(AlN)和铌酸锂(LiNbO3)中的至少一种。
例如，本公开一实施例供的发声装置还包括：保护膜，位于所述压电振动薄膜远离所述透明结构层的一侧。
例如，在本公开一实施例供的发声装置中，所述凹槽在沿垂直于所述透明结构层的方向上穿过所述透明结构层。
本公开至少一个实施例提供一种显示装置，包括上述任一项所述的发声装置。
例如，本公开一实施例供的显示装置还包括：显示面板，包括显示区，所述发声装置在所述显示面板上的正投影与所述显示区至少部分重叠。
例如，在本公开一实施例供的显示装置中，所述发声装置在所述显示面板上的正投影与所述显示区的重叠面积占所述显示区的面积的范围为30％-100％。
本公开至少一个实施例提供一种发声装置的制作方法，包括：形成透明结构层，所述透明结构层包括凹槽和位于所述凹槽周围的支撑部；形成压电振动薄膜，所述压电振动薄膜包括底膜和至少一个压电结构，各压电结构包括依次层叠的第一电极、压电材料层和第二电极；将所述压电振动薄膜覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成空腔，所述底膜覆盖所述凹槽；所述至少一个压电结构位于所述空腔远离所述透明结构层的一侧。
例如，在本公开一实施例供的发声装置的制作方法中，形成所述透明结构层包括：提供玻璃基板；在所述玻璃基板上形成掩模材料层；图案化所述掩模材料层，以形成包括多个过孔的掩模图案；以及使用所述掩模图案为掩膜对所述玻璃基板进行刻蚀以在所述玻璃基板上形成与所述多个过孔对应的多个凹槽，以得到所述透明结构层。
例如，在本公开一实施例供的发声装置的制作方法中，使用所述掩模图案为掩膜对所述玻璃基板进行刻蚀以在所述玻璃基板上形成与所述多个过孔对应的多个凹槽，以得到所述透明结构层包括：采用氢氟酸刻蚀所述玻璃基板以在所述玻璃基板上形成与所述多个过孔对应的多个凹槽。
例如，在本公开一实施例供的发声装置的制作方法中，将所述压电振动薄膜覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成空腔包括：在所述压电振动薄膜的所述底膜远离所述压电结构的一侧涂覆黏合层；将涂覆有所述黏合层的所述压电振动薄膜与所述透明结构层对位，以使所述第一电极在所述透明结构层上的正投影与所述凹槽在所述透明结构层上的正投影至少部分交叠；以及向所述压电振动薄膜施加压力以将所述压电振动薄膜与所述透明结构层黏合并使所述压电振动薄膜覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成所述空腔。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为根据本公开一实施例提供的一种发声装置；
图2为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的结构示意图；
图3为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的结构示意图；
图4为根据本公开一实施例提供的一种发声装置的示意图；
图5为根据本公开一实施例提供的一种发声装置的平面示意图；
图6为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的平面示意图；
图7为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的平面示意图；
图8为根据本公开一实施例提供的一种显示装置的示意图；
图9为根据本公开一实施例提供的一种发声装置的制作方法的流程图；
图10A-10D为根据本公开一实施例提供的一种透明结构层的制作方法的步骤示意图；
图10E为根据本公开一实施例提供的另一种透明结构层的示意图；以及
图11A-11F为根据本公开一实施例提供的一种压电振动薄膜的制作方法的步骤示意图；
图12A-12C为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的制作方法的步骤示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“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。
通常的发声装置体积较大，并且需要在显示装置的表面露出以将声波传递出去。因此，发声装置也阻碍显示装置的屏占比的进一步提高。因此，本申请的发明人想到设计一种体积小、透明的发声装置，并可与显示装置集成，从而可进一步提高该显示装置的屏占比。
本公开实施例提供一种发声装置及其制作方法以及显示装置。该发声装置包括至少两个发声单元。各发声单元包括：透明结构层，包括凹槽和位于凹槽周围的支撑部；以及压电振动薄膜，覆盖凹槽并与支撑部形成空腔。压电振动薄膜包括：底膜，覆盖所述凹槽；以及至少一个压电结构，位于空腔远离透明结构层的一侧；各压电结构包括：第一电极，位于空腔远离透明结构层的一侧；压电材料层，位于第一电极远离空腔的一侧；以及第二电极，位于压电材料层远离第一电极的一侧。由此，压电振动薄膜在空腔所在的位置可形成悬膜结构；此时，压电结构中的压电材料层在第一电极和第二电极的驱动下可发生振动，以发出声波。由于该发声装置为薄膜结构，并且透明结构层为透明结构，因此该发声装置可实现一种轻薄、透明的发声装置，从而便于集成在显示装置上。另外，该发声装置还可至少部分设置在显示装置的显示区，并且不影响显示装置的正常显示，从而可进一步增加显示装置的屏占比。另一方面，由于该发声装置可至少部分设置在显示装置的显示区，该发声装置可具有较大的面积，从而可设置较多的发声单元，进而可实现定向发声、环绕发声等发声效果，并可具有较大的声压。
下面结合附图对本公开实施例提供的发声装置及其制作方法以及显示装置进行说明。
本公开一实施例提供一种发声装置。图1为根据本公开一实施例提供的一种发声装置。如图1所示，该发声装置200包括至少两个发声单元100。各发声单元100包括：透明结构层110，包括凹槽112和位于凹槽112周围的支撑部114；以及压电振动薄膜120，覆盖凹槽112并与支撑部114形成空腔130。压电振动薄膜120包括：底膜121，覆盖凹槽112；以及至少一个压电结构128，位于空腔130远离透明解结构层110的一侧。图1所示的发声装置仅包括一个压电结构128，然而压电振动薄膜120可包括多个层叠的压电结构128。各压电结构128包括：第一电极122，位于空腔130远离透明结构层110的一侧；压电材料层124，位于第一电极122远离空腔130的一侧；以及第二电极125，位于压电材料层124远离第一电极122的一侧。需要说明的是，上述透明结构层110的支撑部114可为在平板上形成凹槽112(例如：通过刻蚀工艺形成)之后剩余的部分。另外，虽然图1仅示出了两个发声单元，但本公开实施例提供的发声装置可包括更多的发声单元。
在本公开实施例提供的发声装置中，压电振动薄膜在空腔所在的位置可形成悬膜结构；此时，压电结构中的压电材料层在第一电极和第二电极的驱动下可发生振动，以发出声波。由于该发声装置为薄膜结构，并且透明结构层为透明结构，因此该发声装置可实现一种轻薄、透明的发声装置，从而便于集成在显示装置上。另外，该发声装置还可至少部分设置在显示装置的显示区，并且不影响显示装置的正常显示，从而可进一步增加显示装置的屏占比，缩小显示装置的边框。另一方面，由于该发声装置可至少部分设置在显示装置的显示区，该发声装置可具有较大的面积。一方面，该发声装置可设置较多的发声单元，以形成发声单元的阵列，进而可实现定向发声、环绕发声等发声效果；另一方面，由于该发声装置可具有较大的面积，因此该发声装置可具有较大的声压。需要说明的是，底膜可作为压电结构的弹性层，可约束压电结构的径向变形，增大压电结构的弯曲振动效果，即增大发生装置发射效率。
例如，在一些示例中，该发声装置的尺寸大于4寸。由于该发声装置为薄膜结构，其厚度方向上的尺寸较小；上述的尺寸是指该发声装置的面积的尺寸大于4寸。当然，本公开包括但不限于此，该发生装置的尺寸也可小于4寸。
例如，该发声装置的尺寸大于8寸，从而可具有较大的声压。又例如，该发声装置的尺寸大于12寸。
例如，在一些示例中，第一电极122和第二电极125的材料包括透明导电材料，例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)。由此，该发声装置可具有较高的光透过率。当然，本公开实施例包括但不限于此，第一电极和第二电极也可采用铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)金属材料制作。当第一电极和第二电极采用金属材料制作时，也可通过将第一电极和第二电极制作为金属网格结构来提高光透过率。
例如，在一些示例中，压电材料层124的材料可包括聚偏氟乙烯(PVDF)、氮化铝(AlN)和铌酸锂(LiNbO3)中的至少一种。当然，本公开实施例包括但不限于此，压电材料层124的材料也可选用其他压电材料。
例如，在一些示例中，底膜121的材料可采用透明有机材料，例如，聚酰亚胺。当然，本公开实施例包括但不限于此，底膜121还可采用其他透明材料制作。
例如，在一些示例中，如图1所示，第一电极122在透明结构层110上的正投影与凹槽112在透明结构层110上的正投影至少部分交叠，从而便于第一电极122和第二电极125驱动压电材料124振动发声。
例如，在一些示例中，如图1所示，第一电极122在透明结构层110上的正投影落入凹槽112在透明结构层110上的正投影之中。
例如，在一些示例中，如图1所示，透明结构层110的材料可为玻璃，也就是说，透明结构层110可采用玻璃基板制作。由于玻璃基板可具有较大的尺寸，因此可制作较大尺寸(面积)的发声装置，从而使得该发声装置具有较大的声压。另外，由于玻璃基板具有较大的硬度，可保证腔室的稳定，从而可保证发声稳定，并使得该发声装置在长期使用的过程中具有较好的稳定性。另一方面，玻璃基板的成本较低，并且可利用液晶显示面板的制作设备和工艺，从而可降低该发声装置的制作成本。
例如，在一些示例中，如图1所示，在该发声装置中，上述的至少两个发声单元的透明结构层可为一体的透明结构层，也就是说，上述的至少两个发声单元可共用一个透明结构层。
例如，在一些示例中，如图1所示，在该发声装置中，上述至少两个发声单元的透明结构层为一体的透明结构层，至少两个发声单元的压电振动薄膜阵列排布在该一体的透明结构层上。
例如，在一些示例中，一体的透明结构层的尺寸大于4寸。
例如，一体的透明结构层的尺寸大于8寸，从而可具有较大的声压。又例如，一体的透明结构层的尺寸大于12寸。
例如，在一些示例中，如图1所示，在该发声装置中，上述的至少两个发声单元的压电材料层可为同一压电材料层，也就是说，上述的至少两个发声单元可共用一个压电材料层。
例如，在一些示例中，如图1所示，在该发声装置中，上述的至少两个发声单元的第二电极可为同一电极层，也就是说，上述的至少两个发声单元的第二电极可共用一个电极层，即第二电极为公共电极。当然，本公开实施例包括但不限于此，上述至少两个发声单元的第一电极可为同一电极层，也就是说，上述至少两个发声单元的第一电极可共用一个电极层，即第一电极为公共电极。
例如，在一些示例中，如图1所示，各发声单元100还包括黏合层140，位于底膜121与透明结构层110之间并被配置为将底膜121和透明结构层110黏合。例如，将底膜121黏合在透明结构层110的支撑部114上。
例如，在一些示例中，黏合层140的厚度范围为8-12微米，例如，10微米，从而避免对振动产生影响。
例如，在一些示例中，如图1所示，各发声单元110还包括绝缘层123，位于第一电极122和压电材料层124之间，起到绝缘的作用。当然，本公开实施例包括但不限于此，各发声单元也可不包括绝缘层。
例如，在一些示例中，如图1所示，各发声单元110还包括保护膜150，位于压电振动薄膜120远离透明结构层110的一侧，从而起到对压电振动薄膜120的保护作用。
例如，在一些示例中，如图1所示，凹槽112在沿垂直于透明结构层110的方向上没有穿过透明结构层110，从而可提高透明结构层110的强度。当然，本公开实施例包括但不限于此。
图2为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的结构示意图。如图2所示，在透明结构层110中，凹槽112在沿垂直于透明结构层110的方向上穿过透明结构层110。也就是说，图1中的凹槽112为在透明结构层110上形成盲孔，而图2中的凹槽112为在透明结构层110上形成的通孔。
图3为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的结构示意图。为了简洁，图3仅示出一个发声单元100。如图3所示，至少一个压电结构128包括多个层叠设置的压电结构128，在相邻的两个压电结构128中，远离透明结构层110的一个压电结构128的第一电极122为靠近透明结构层110的另一个压电结构128的第二电极125。也就是说，多个层叠设置的压电结构为电极和压电材料层交替设置的结构。
图4为根据本公开一实施例提供的一种发声装置的示意图。如图4所示，至少两个发声单元100包括第一发声单元1001和第二发声单元1002，发声装置还包括：驱动器300，被配置为驱动第一发声单元1001发出第一频率的超声波，驱动第二发声单元1002发出第二频率的超声波，第一频率的超声波和第二频率的超声波被配置为发生非线性交互作用并解调出可听声，其频率范围在20-20000Hz。例如，该发声装置可采用声参量阵技术，将声频信号经过信号处理加载到上述的第一频率超声波和第二频率的超声波上，第一频率超声波和第二频率的超声波在空气中发声非线性交互作用，解调出可听声(差频波)。
例如，在一些示例中，驱动器300还被配置为对音频信号进行处理、将音频信号调制为两个超声波信号、将两个超声波信号进行放大、进行阻抗匹配并将放大后的两个超声波信号分别施加到第一发声单元和第二发声单元上。
图5为根据本公开一实施例提供的一种发声装置的平面示意图。如图5所示，至少两个发声单元100阵列排布，从而可利用声参量阵技术实现更小角度，更远距离的定向声。
例如，在一些示例中，如图5所示，各发声单元100的平面形状为圆形，且该圆形的半径范围为0.5mm-2mm。当然，本公开实施例包括但不限于此，各发声单元的形状和尺寸可根据实际情况进行设置。
图6为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的平面示意图。如图6所示，多个发声单元100阵列排布，各发声单元100的平面形状为矩形。多个发声单元100可通过引线190分别进行驱动。当然，本公开实施例包括但不限于此，多个发声单元100也可按行或列进行扫描驱动。
图7为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的平面示意图。如图7所示，多个发声单元100阵列排布，各发声单元100的平面形状为八边形。
本公开至少一个实施例还提供一种显示装置。图8为根据本公开一实施例提供的一种显示装置的示意图。如图8所示，该显示装置500包括上述的任一种发声装置200。在本公开实施例提供的显示装置中，由于该发声装置可实现一种轻薄、透明的发声装置。该发声装置还可至少部分设置在显示装置的显示区，并且不影响显示装置的正常显示，从而可进一步增加显示装置的屏占比，缩小显示装置的边框。另一方面，由于该发声装置可至少部分设置在显示装置的显示区，该发声装置可具有较大的面积。一方面，集成该发声装置的显示装置可形成发声单元的阵列，进而可实现定向发声、环绕发声等发声效果；另一方面，由于该发声装置可具有较大的面积，因此集成该发声装置的显示装置可具有较大的声压。
例如，如图8所示，该显示装置500还包括显示面板400，包括显示区域410和位于显示区410周围的周边区420。发声装置200在显示面板400上的正投影与显示区410至少部分重叠。相对于传统的发声装置只能设置在周边区，本公开实施例提供的显示装置中，发声装置200可部分设置在显示面板400的显示区410中，甚至完全设置在显示面板400的显示区410中，从而可减小周边区420的面积，增加显示区410的面积，提高该显示装置的屏占比。另外，由于显示面板400的显示区410的面积远远大于周边区420的面积，将该发声装置200设置在显示区410也可使得该发声装置200可制作得较大，具有更好的发声效果和更大的声压，具体可参见上述实施例的相关描述。
例如，如图8所示，发声装置200在显示面板400上的正投影与显示区410的重叠面积占显示区410的面积的范围为30％-100％。
例如，在一些示例中，显示装置500可为手机、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、电视、电子相框、智能手表、智能手环等具有显示功能的电子产品。
本公开一实施例还提供一种发声装置的制作方法。图9为根据本公开一实施例提供的一种发声装置的制作方法的流程图。如图9所示，该发声装置的制作方法包括步骤S901-S903。
步骤S901：形成透明结构层，包括凹槽和位于凹槽周围的支撑部。
步骤S902：形成压电振动薄膜，压电振动薄膜包括依次层叠的底膜、第一电极、压电材料层和第二电极。
步骤S903：将压电振动薄膜覆盖凹槽并与支撑部形成空腔，底膜覆盖凹槽；第一电极位于空腔远离透明结构层的一侧。
在本公开实施例提供的发声装置的制作方法中，通过分别制作透明结构层和压电振动薄膜，而非同时制作，可简化发声装置的制作工艺，降低制作成本。另外，由于该发声装置制作方法制作的发声装置为薄膜结构，并且透明结构层为透明结构，因此该发声装置制作方法可实现一种轻薄、透明的发声装置，从而便于集成在显示装置上。
例如，在一些示例中，将压电振动薄膜覆盖凹槽并与支撑部形成空腔包括：将压电振动薄膜覆盖凹槽并与支撑部形成空腔包括：在压电振动薄膜的底膜远离压电结构的一侧涂覆黏合层；将涂覆有黏合层的压电振动薄膜与透明结构层对位，以使第一电极在透明结构层上的正投影与凹槽在透明结构层上的正投影至少部分交叠；以及向压电振动薄膜施加压力以将压电振动薄膜与透明结构层黏合并使压电振动薄膜覆盖凹槽并与支撑部形成空腔。由此，该发声装置的制作方法简单、可控。
图10A-10D为根据本公开一实施例提供的一种透明结构层的制作方法的步骤示意图。如图10A所示，提供玻璃基板101，并在玻璃基板101上形成掩模材料层102。例如，掩模材料层102的材料可选择不易被氢氟酸腐蚀的材料。如图10B所示，图案化掩模材料层102，以形成包括多个过孔103的掩模图案1020。例如，可通过光刻、湿刻等工艺将掩模材料层102图案化，由此，该透明结构层的制作方法可采用液晶显示面板的制作设备进行制作。如图10C所示，使用掩模图案1020为掩膜对玻璃基板101进行刻蚀以在玻璃基板101上形成与多个过孔103对应的多个凹槽112；如图10D所示，去除掩模图案1020，以得到透明结构层110。当然，本公开实施例包括但不限于此，也可采用激光打孔等其他方式在玻璃基板101上形成凹槽112。
例如，在一些示例中，如图10D所示，透明结构层110中凹槽112没有穿透透明结构层110，从而可具有较高的强度。当然，本公开实施例包括不限于此。
例如，在一些示例中，掩模材料层102的材料包括钼。
例如，在一些示例中，使用掩模图案为掩膜对玻璃基板进行刻蚀以在玻璃基板上形成与多个过孔对应的多个凹槽，以得到透明结构层包括：采用氢氟酸刻蚀玻璃基板以在玻璃基板上形成与多个过孔对应的多个凹槽。
图10E为根据本公开一实施例提供的一种透明结构层的示意图。如图10E所示，凹槽112在透明结构层110的厚度方向上贯穿透明结构层110。
图11A-11F为根据本公开一实施例提供的一种压电振动薄膜的制作方法的步骤示意图。如图11A所示，在玻璃基底105上形成底膜121，例如，底膜121的材料可为聚酰亚胺，并可通过旋涂工艺形成在玻璃基底105上。底膜121一方面可作为承载压电结构的薄膜，作为压电材料层或压电结构的弹性层，约束径向变形，增大弯曲振动效果，从而可增大扬声器发射效率。另一方面也可在后续去除玻璃基底105的工艺中起到保护压电结构的作用。
例如，如图11B所示，在底膜121上依次沉积第一电极122、绝缘层123和压电材料层124。多个发声单元的多个第一电极122可通过同一导电膜层图案化形成。
例如，如图11C所示，对压电材料层124进行极化，从而提高压电材料124的压电性能。例如，可将压电材料层124置于高电压、低电流的针尖电极的电晕放电下进行极化。此时，电荷压电材料层124上产生一个强电场，在一定的温度、时间下，使偶极子链定向排列(按电场方向排列)稳定，导致永久极化，使压电材料层124的压电性能得到提高。例如，压电材料层124的材料可为PVDF。当然，本公开实施例包括但不限于此，压电材料层124在具有足够的压电性能的前提下，也可不进行极化。另外，压电材料层124的极化工艺也可根据实际情况进行选择。
例如，如图11D所示，在压电材料层124远离第一电极122的一侧形成第二电极125。第一电极122、压电材料层124和第二电极125可构成一个压电结构128。需要说明的是，图11A-图11F所示的发声装置中各发声单元包括一个压电结构128。然而，本公开实施例包括但不限于此，发声装置中各发声单元可包括多个层叠设置的压电结构128。
例如，如图11E所示，在第二电极125远离第一电极122的一侧形成保护膜150，从而可对压电结构128进行保护。
例如，如图11F所示，去除玻璃基底105，并在底膜121远离第一电极122的一侧形成保护膜160，从而可对压电结构128进行保护。
图12A-12C为根据本公开一实施例提供的另一种发声装置的制作方法的步骤示意图。如图12A所示，可将如图11F所示的压电振动薄膜120的保护膜160去除；例如，在离子风环境揭开保护膜160；如图12B所示，在压电振动薄膜120的底膜121远离压电结构128的一侧贴附黏合层140；如图12C所示，将贴附有黏合层140的压电振动薄膜120与透明结构层110对位，以使第一电极122在透明结构层110上的正投影与凹槽112在透明结构层110上的正投影至少部分交叠；以及向压电振动薄膜120施加压力以将压电振动薄膜120与透明结构层110黏合并使压电振动薄膜120覆盖凹槽112并与支撑部114形成空腔130。需要说明的是，本公开实施例包括但不限于此，黏合层140也可先贴附在透明结构层110上，然后再与压电振动薄膜120对位并黏合。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
1.一种发声装置，包括：至少两个发声单元，其中，各所述发声单元包括：
透明结构层，包括凹槽和位于所述凹槽周围的支撑部；
压电振动薄膜，覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成空腔，
其中，所述压电振动薄膜包括底膜，覆盖所述凹槽；以及至少一个压电结构，位于所述空腔远离所述透明结构层的一侧；各所述压电结构包括：第一电极，位于所述空腔远离所述透明结构层的一侧；压电材料层，位于所述第一电极远离所述空腔的一侧；以及第二电极，位于所述压电材料层远离所述第一电极的一侧；
在所述压电振动薄膜的所述底膜远离所述压电结构的一侧贴附的黏合层，所述黏合层被配置为将所述底膜和所述透明结构层黏合,所述黏 合层的厚度为8-12微米；以及
位于所述底膜上的绝缘层，所述第一电极通过所述绝缘层相互绝缘。
2.根据权利要求1所述的发声装置，其中，所述第一电极在所述透明结构层上的正投影与所述凹槽在所述透明结构层上的正投影至少部分交叠。
3.根据权利要求1所述的发声装置，其中，所述透明结构层的材料包括玻璃。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述至少两个发声单元包括第一发声单元和第二发声单元，所述发声装置还包括：
驱动器，被配置为驱动所述第一发声单元发出第一频率的超声波，驱动所述第二发声单元发出第二频率的超声波，所述第一频率的超声波和所述第二频率的超声波被配置为发生非线性交互作用并解调出可听声。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述至少两个发声单元的所述透明结构层为一体的透明结构层，所述至少两个发声单元的所述压电振动薄膜阵列排布在所述一体的透明结构层上。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述至少两个发声单元的所述第一电极为公共电极，或者所述至少两个发声单元的所述第二电极为公共电极。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述至少一个压电结构包括多个层叠设置的所述压电结构，在相邻的两个所述压电结构中，远离所述透明结构层的一个所述压电结构的第一电极为靠近所述透明结构层的另一个所述压电结构的第二电极。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，各所述发声单元还包括：
绝缘层，位于所述第一电极与所述压电材料层之间。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述第一电极和所述第二电极的材料包括透明导电材料。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述压电材料层的材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、氮化铝(AlN)和铌酸锂(LiNbO3)中的至少一种。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，还包括：
保护膜，位于所述压电振动薄膜远离所述透明结构层的一侧。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的发声装置，其中，所述凹槽在沿垂直于所述透明结构层的方向上贯穿所述透明结构层。
13.一种显示装置，包括根据权利要求1-12中任一项所述的发声装置。
14.根据权利要求13所述的显示装置，还包括：
显示面板，包括显示区，
其中，所述发声装置在所述显示面板上的正投影与所述显示区至少部分重叠。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述发声装置在所述显示面板上的正投影与所述显示区的重叠面积占所述显示区的面积的范围为30％-100％。
16.一种发声装置的制作方法，包括：
形成透明结构层，所述透明结构层包括凹槽和位于所述凹槽周围的支撑部；
形成压电振动薄膜，所述压电振动薄膜包括底膜和至少一个压电结构，各压电结构包括依次层叠的第一电极、压电材料层和第二电极；
将所述压电振动薄膜覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成空腔，
其中，所述底膜覆盖所述凹槽；所述至少一个压电结构位于所述空腔远离所述透明结构层的一侧；
在所述压电振动薄膜的所述底膜远离所述压电结构的一侧贴附黏合层，以将所述底膜和所述透明结构层黏合，所述黏合层的厚度为8-12微米；以及
在所述底膜上形成绝缘层，所述第一电极通过所述绝缘层相互绝缘。
17.根据权利要求16所述的发声装置的制作方法，其中，形成所述透明结构层包括：
提供玻璃基板；
在所述玻璃基板上形成掩模材料层；
图案化所述掩模材料层，以形成包括多个过孔的掩模图案；以及
使用所述掩模图案为掩膜对所述玻璃基板进行刻蚀以在所述玻璃基板上形成与所述多个过孔对应的多个凹槽，以得到所述透明结构层。
18.根据权利要求17所述的发声装置的制作方法，其中，使用所述掩模图案为掩膜对所述玻璃基板进行刻蚀以在所述玻璃基板上形成与所述多个过孔对应的多个凹槽，以得到所述透明结构层包括：
采用氢氟酸刻蚀所述玻璃基板以在所述玻璃基板上形成与所述多个过孔对应的多个凹槽。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的发声装置的制作方法，其中，将所述压电振动薄膜覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成空腔还包括：
将涂覆有所述黏合层的所述压电振动薄膜与所述透明结构层对位，以使所述第一电极在所述透明结构层上的正投影与所述凹槽在所述透明结构层上的正投影至少部分交叠；以及向所述压电振动薄膜施加压力以将所述压电振动薄膜与所述透明结构层黏合并使所述压电振动薄膜覆盖所述凹槽并与所述支撑部形成所述空腔。
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