CN113725350A - 薄膜压电组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种薄膜压电组件，其中包括一压电薄膜、至少两个导电层及至少一胶层。所述压电薄膜具有相对的上侧面与下侧面，且所述压电薄膜的上侧面与下侧面分别能够界定出至少一工作区域；至少两个导电层分别设置于所述压电薄膜在所述工作区域范围内的上侧面与下侧面；至少一胶层设置于所述压电薄膜的至少一侧面，至少一所述胶层覆盖于所述压电薄膜和所述导电层的表面；其中，所述胶层能够区分为至少一导电区块和绝缘区块，所述导电区块具有导电性，且电性连接所述导电层；所述导电区块和所述绝缘区块相对于所述压电薄膜的一侧面共平面。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜压电组件及其电子装置，尤其涉及一种用于手机、手持计算机、笔记本计算机等类型电子装置的薄膜压电组件及其电子装置。
背景技术
随着触控显示面板技术成熟，使得手机、平板计算机、以及笔记本电脑等类型的电子产品广泛地使用触控面板作为显示面板。
此外，现有的电子产品为达到缩小体积且同时增加屏幕可视面积的目的，通常会采用窄边框的设计，将电子产品的边框的尺寸尽量缩小，以使得屏幕显示面板的面积尽量扩大。然而，现有的电子产品通常会设置一个以上的扬声器，用以输出声音频号，因此必须在电子产品的边框上设置扬声器孔，甚至于在显示面板上设置缺口，或者是开孔，以供容纳扬声器的出音孔，因此造成了电子产品的边框尺寸无法缩小，且使得显示面板因为设置缺口或开孔，而影响到显示面板的可视面积，并且影响到了显示画面的完整性。
因此，为达到缩小边框尺寸，且提高显示面板的显示区域的面积和完整性，现有的一部分电子产品采用了屏幕发声的技术，现有的屏幕发声技术，大致上为在显示面板的一侧边设置一压电震动组件，压电震动组件贴附在显示面板的一侧面且和音源信号电性连接，因此能够通过压电震动组件带动显示面板产生震动，而使得显示面板成为发音单体，以输出声音。
然而，现有的压电组件如何整合至电子装置的显示面板上仍存有技术上的困难，而使得压电组件和电子装置显示面板结合存在缺点。
发明内容
本发明主要目的，在于提供一种能够容易设置于电子装置上，以作为扬声器、震动产生器、声能转换组件或压电传感器等类型电子组件的薄膜压电组件。
为了解决上述的技术问题，本发明一实施例提供一种薄膜压电组件，其中包括一压电薄膜、至少两个导电层及至少一胶层。所述压电薄膜具有相对的上侧面与下侧面，且所述压电薄膜的上侧面与下侧面分别能够界定出至少一工作区域；至少两个导电层分别设置于所述压电薄膜在所述工作区域范围内的上侧面与下侧面；至少一胶层设置于所述压电薄膜的至少一侧面，至少一所述胶层覆盖于所述压电薄膜和所述导电层的表面；其中，所述胶层能够区分为至少一导电区块和绝缘区块，所述导电区块具有导电性，且电性连接所述导电层；所述导电区块和所述绝缘区块相对于所述压电薄膜的一侧面共平面。
本发明一优选实施例，其中所述导电区块的位置位于所述工作区域的范围内，而使得所述导电区块仅接触所述导电层且未接触所述压电薄膜。
本发明一优选实施例，其中所述导电区块呈环状，且接触于所述导电层外围的表面。
本发明一优选实施例，其中所述压电薄膜选自聚偏氟乙烯(PVDF)、尼龙(Nylon)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)的其中之一；其中所述导电层选自导电性纳米材料层、纳米金属材料层、金属氧化导电层、导电高分子材料层或导电胶材料层的其中之一。
本发明一优选实施例，其中所述胶层的所述导电区块为具有导电性的导电胶或导电高分子材料层，所述绝缘区块为具有绝缘性的双面胶或黏合胶层。
本发明一优选实施例，其中所述胶层的所述绝缘区块和所述导电区块均为透明。
本发明一优选实施例，压电薄膜的上侧面与下侧面分别设置一所述胶层，两个所述胶层的所述导电区块的形状及位置相互对应，而使得两个所述胶层的所述导电区块彼此相对地接触于所述压电薄膜两个侧面的两个所述导电层并形成电性连接。
本发明一优选实施例，其中还包括两个基板，两个所述基板设置于所述薄膜压电组件的上侧面及下侧面，两个所述基板朝向所述薄膜压电组件的一侧面分别设置一导电线路层，所述胶层贴合于两个所述基板朝向所述压电薄膜的一侧面，且所述胶层的所述导电区块和所述导电线路层电性连接。
本发明一优选实施例，其中所述导电线路层包括至少一对应于所述导电区块的接触电极部，以及连接所述接触电极部的导电线路。
本发明一优选实施例，其中所述胶层设置于所述压电薄膜的一侧面，以及一导电胶层，所述导电胶层设置于所述压电薄膜相对于所述胶层的一侧面，所述导电胶层的形状及位置和所述胶层的所述导电区块相互对应，且所述导电胶层接触于和所述胶层相对的一侧面的所述导电层。
为了解决上述的技术问题，本发明另一实施例提供一种薄膜压电组件，包括压电薄膜及两个胶层。所述压电薄膜具有相对的上侧面与下侧面，且所述压电薄膜的上侧面与下侧面分别能够界定出至少一工作区域；两个胶层设置于所述压电薄膜的上侧面及下侧面，两个所述胶层覆盖于所述压电薄膜和所述导电层的表面；其中，每一所述胶层能够区分为至少一导电区块和绝缘区块，所述导电区块和所述绝缘区块相对于所述压电薄膜的一侧面共平面；两个所述导电区块具有导电性，且两个所述导电区块的形状和面积对应于所述压电薄膜的所述工作区域的形状和面积，且所述导电区块覆盖所述压电薄膜的所述工作区域范围内的上侧面及下侧面。本发明的有益效果，在于能够将薄膜压电组件结合于电子装置的安装面或显示面板，而有助于简化电子装置构造并缩小体积。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为一设置本发明薄膜压电组件的电子装置的一实施例的立体组合示意图。
图2为图1所示电子装置的立体分解示意图。
图3为本发明薄膜压电组件第一实施例的俯视示意图。
图4为本发明薄膜压电组件第一实施例的剖面示意图。
图5为本发明薄膜压电组件第一实施例的立体分解示意图。
图6为本发明薄膜压电组件和两个基板结合的具体实施例的剖面示意图。
图7为本发明薄膜压电组件配合使用的基板的俯视示意图。
图8为本发明薄膜压电组件第二实施例的立体分解示意图。
图9为本发明薄膜压电组件第三实施例的立体分解示意图。
图10为本发明薄膜压电组件第四实施例的立体分解示意图。
图11为本发明薄膜压电组件第四实施例的剖面示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“薄膜压电组件”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
如图1至图2所示，为一设置有本发明的薄膜压电组件30的电子装置1的实施例。其中所述电子装置1可以为手机、平板计算机、显示器、笔电或其他类型的电子装置。本实施例中，电子装置为一手机，电子装置1具有一本体部10，所述本体部10可以为电子装置1的机壳，且于本体部10的一正面设置有一面板模块20，面板模块20包括一显示面板21，以及覆盖于显示面板21外侧的盖板23。如图2及图3所示，本实施例中，本发明的薄膜组件30设置于显示面板21和盖板23之间，并且显示面板21的表面形成一安装面22，用以供设置薄膜组件30。
本实施例中，电子装置1的显示面板21为一具有曲面的显示面板，显示面板21的两个侧边具有一弯曲的侧弧形面，可供使用者握持。因此使得显示面板21外侧的安装面22形成具有多个曲面部分221，并且曲面部分221和安装面22的其余部位不在同一平面上。因此如图2及图3所示，当薄膜压电组件30贴附于电子装置1的安装面22上时，也会形成和安装面22以及曲面部分221相符合的曲面形状。
本发明的薄膜压电组件30能够用作为电子装置的扬声器、超音波产生器、震动产生器，或者为电子装置1的压电传感器等各类型的电子组件。如图3至图6所示，为本发明使用的薄膜压电组件30第一实施例，其中包括：一压电薄膜31，设置于压电薄膜31相对两个侧面的导电层33，以及设置于压电薄膜31至少一侧面的胶层34。
其中，压电薄膜31是采用具压电特性的高分子聚合物材料制成，例如：聚偏氟乙烯(PVDF)、尼龙(Nylon)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)，因此使得压电薄膜321具有可挠性。压电薄膜31具有相对的上侧面与下侧面，并且压电薄膜31的上侧面与下侧面分别能够界定出多个工作区域32，并且压电薄膜31的工作区域32范围内的上侧面与下侧面分别设置有所述导电层33，而使得压电薄膜31在工作区域32的范围内形成由压电薄膜31及两个导电层33所共同形成的三明治状结构。
导电层33通过蒸镀、溅镀、沉积、涂布、印刷等方式设置于压电薄膜31的两个侧面。导电层33是采用导电材料制成，导电层33能够选用的材料包括导电性纳米材料层、纳米金属材料层、金属氧化导电层、导电高分子材料层或导电胶材料层。更详细地说，当导电层33为纳米导电材料或纳米金属时，可以选用的材料种类包括：纳米碳管、石墨烯、纳米碳球、纳米金、纳米银、纳米金属线等类型材料。当导电层33为金属氧化导电层时，可以为氧化铟锡层(ITO)。此外，导电层33也能够选用高分子导电材料或者是导电胶，其中透明导电高分子材料可以为本质型导电聚合物(intrinsically conductive polymer)，例如：聚乙炔、PEDOT。
如图4至图6所示，本实施例中，薄膜压电组件30的上侧面与下侧均设置有胶层34，并且薄膜压电组件30的两个侧面能够通过胶层34贴合于电子装置1的安装面或者是任何基板的表面上。胶层34能够区分为导电区块341及绝缘区块342。其中导电区块341范围内的胶层34具有导电性，并且绝缘区块342内的胶层34不具有导电性。
如图4及图5所示，胶层34的导电区块341的位置位于压电薄膜31的工作区域的范围内，因此使得胶层34的导电区块341能够接触到导电层33相对于压电薄膜31的一侧面。并且，如图5所示，两个胶层34的导电区块341能够进一步和一处理单元40电性连接，因此使得处理单元40能够通过胶层34的导电区块341和两个导电层33电性连接。
其中，所述处理单元40可以为音源信号装置，也可以为传感器的信号处理装置，当处理单元40为音源信号装置时，处理单元40能够输出音源信号电压至两个导电层33，而使得在工作区域范围内压电薄膜31的两个侧面带有电场，而使得在工作区域范围内的压电薄膜31因逆压电作用产生震动，而能够发出声音。当处理单元40为信号处理装置时，处理单元40能够接收从两个导电层33所输出的电压信号，因此当压电薄膜31弯曲或变形时，会因为压电作用而产生电压信号，此一电压信号便能够通过两个导电层33传导到胶层34的导电区块341，再经由导电区块341传导到处理单元40的，而使得处理单元接收到此一电压信号。
胶层34的导电区块341和绝缘区块342在相对于压电薄膜31的一侧面是呈现共平面的状态，亦即胶层34相对于压电薄膜31的一侧面是完整的平面，因此使得胶层34能够贴合于电子装置或基板的安装平面上。
特别说明，胶层34的导电区块341和绝缘区块342能够分别由不同的材料制成，例如：其中导电区块341采用导电胶或导电高分子材料制成，而绝缘区块342则采用非导电性的双面胶或黏合胶层材料制成，因此使得胶层34的导电区块341和绝缘区块342实质上是由不同的胶层组合而成。此外，胶层34也能够采用由同一胶层材料制成，并且在导电区块341的范围内，是通过将胶层34的材料导电化(例如：掺杂导电颗粒、离子化)的方式而使得胶层34局部区域具有导电性，而形成所述导电区块341。
此外，为使得胶层34具有透明性，胶层34的导电区块341能够选用透明的导电胶或导电高分子材料制成，并且绝缘区块342能够选用透明的胶层材料制成，例如：OCA光学胶、环氧树脂胶等类型的胶层或黏合胶。
特别说明，本实施例中，胶层34的导电区块341形成环状，并且环绕贴合于两个导电层33的外围，因此当电压信号通过导电区块341传导到两个导电层33时，电压信号能够平均地从导电层33的外围区域传送到导电层33，而使得在工作区域32范围内的压电薄膜31所承受的电场强度也变得均匀，而能够产生一致的振幅，借以提高输出声音的音质表现。
如图6所示，为本发明的薄膜压电组件30第一实施例设置于一电子装置1的两个基板之间的应用实施例的示意图。如图所示，本发明的薄膜压电组件30能够设置于两个基板50之间，两个基板50朝向薄膜压电组件30的一侧面分别设置一导电线路层51，薄膜压电组件30两个侧面的胶层34能够贴合于两个基板50的导电线路层51，并且胶层34的导电区块341能够和导电线路层51相互贴合，而形成电性连接。并且，本发明的薄膜压电组件30上能够规划出多个不同的工作区域32，并且在每一个不同工作区域32范围内分别形成不同类型或不同用途的压电功能组件(如：扬声器、接收器、声波产生器、声能转换器、震动产生器、压力传感器等)。
如图7所示，本发明实施例中，所述基板50表面的导电线路层51包括有对应于胶层34的导电区块341的接触电极部511，以及连接接触电极部511的导电线路512。其中，接触电极部511的位置对应于胶层34的导电区块341，并且接触电极部511的面积大于导电区块341的面积，而使得接触电极部511能够覆盖于胶层34的导电区块341，而使得导电区块341和导电线路层51形成电性连接。导电线路层51的导电线路512连接于接触电极部511和设置于基板50上的一电路接点52连接。所述电路接点52用以和电子装置的控制电路电性连接，而使得电子装置1的电路装置能够通过导电线路层51和电子装置的控制电路电性连接。
更详细地说，本实施例中，两个所述基板50分别可以为电子装置的显示面板以及保护盖板，并且薄膜压电组件30、胶层34、以及导电线路层51也均为透明，以使得显示面板所显示的图像或光线能够穿通过薄膜压电组件30以及两个胶层34和两个基板50的导电线路层51。为使得两个基板50的导电线路层51具有透光性，导电线路层51能够选用透明的导电性纳米材料层、纳米金属材料层、金属氧化导电层、导电高分子材料层或导电胶材料层，并且以过蒸镀、溅镀、沉积、涂布、印刷等方式将导电线路层51设置于基板50的表面上。
如图8所示，为本发明薄膜压电组件30的第二实施例，本实施例公开的薄膜压电组件30的基本结构和第一实施例类似，因此相似技术特征不再重复说明。本实施例的不同点，在于薄膜压电组件30采用的胶层34当中，导电区块341呈长条状，而且导电区块341的位置位于导电层33的一侧边，而使得胶层34的导电区块341能够贴合于导电层33的一侧边。
从本实施例所公开结构，可知本发明的胶层34的导电区块341不限于第一实施例所公开的环形结构，而能够依据实际需求而变化为各种不同形状。然而，需注意的是胶层34的导电区块341的位置及面积必须局限在压电薄膜31的工作区域32的范围内，借以使得导电区块341仅会和压电薄膜31两侧的导电层33接触，而不会和工作区域32范围以外的压电薄膜31接触。
如图9所示，为本发明薄膜压电组件30的第三实施例，本实施例所公开的薄膜压电组件30，于压电薄膜31的一侧面设置所述胶层34，且于相对于胶层34的另一侧面设置另一导电胶层35。其中，胶层34的结构和前述各实施例相同，具有导电区块341和绝缘区块342，导电区块341具有导电性且接触于压电薄膜31表面的导电层33。在压电薄膜31相对于胶层34的另一侧面设置有所述导电胶层35，所述导电胶层35的形状和胶层34的导电区块341的形状相同，并且和胶层34的导电区块341彼此相对地设置于压电薄膜31相对于胶层34一侧面的导电层33上。
本实施例的薄膜压电组件30设置有胶层34的一侧面能够通过胶层34贴合于电子装置的安装面或基板表面上，而和胶层34相对的另一侧面则通过导电胶层35贴合于电子装置1的基板或者是电路板的表面。
如图10及图11所示，为本发明薄膜压电组件30的第四实施例，本实施例所公开的薄膜压电组件30和前述各实施例的不同点，在于压电薄膜31在工作区域32范围内的上侧面及下侧面并未设置所述导电层33。两个胶层34覆盖设置于压电薄膜31的上侧面及下侧面。两个胶层34分别能够区分为导电区块341和绝缘区块342，且导电区块341和绝缘区块342相对于压电薄膜31的一侧面共平面。
导电区块341具有导电性，且导电区块341的位置、形状、和面积对应于压电薄膜31的工作区域32的位置、形状、和面积，因此使得胶层34的导电区块341能够覆盖压电薄膜31在工作区域范围内的上侧面及下侧面，并且和工作区域32范围内的压电薄膜31两个侧面电性连接。
本实施例的特点，使得胶层34的导电区块341和压电薄膜31直接接触，因此取代了原有导电层33功能，而使得胶层34的导电区块341形成了压电薄膜31两个侧面的电极。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本发明的有益效果在于所述薄膜压电组件30能够通过胶层34以全贴合方式设置于电子装置的安装面或基板表面，而使得薄膜压电组件30安装更为容易，并且使得薄膜压电组件30和电子装置的安装面或基板之间无间隙存在。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。
Claims (14)
1.一种薄膜压电组件，其特征在于，包括：
一压电薄膜，所述压电薄膜具有相对的上侧面与下侧面，且所述压电薄膜的上侧面与下侧面分别能够界定出至少一工作区域；
至少两个导电层，分别设置于所述压电薄膜在所述工作区域范围内的上侧面与下侧面；
至少一胶层，设置于所述压电薄膜的至少一侧面，至少一所述胶层覆盖于所述压电薄膜和所述导电层的表面；
其中，所述胶层能够区分为至少一导电区块和绝缘区块，所述导电区块具有导电性，且电性连接所述导电层；所述导电区块和所述绝缘区块相对于所述压电薄膜的一侧面共平面。
2.如权利要求1所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述导电区块的位置位于所述工作区域的范围内，而使得所述导电区块仅接触所述导电层且未接触所述压电薄膜。
3.如权利要求2所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述导电区块呈环状，且接触于所述导电层外围的表面。
4.如权利要求1所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述压电薄膜选自聚偏氟乙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯的其中之一；其中所述导电层选自导电性纳米材料层、纳米金属材料层、金属氧化导电层、导电高分子材料层或导电胶材料层的其中之一。
5.如权利要求1所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述胶层的所述导电区块为具有导电性的导电胶或导电高分子材料层，所述绝缘区块为具有绝缘性的双面胶或黏合胶层。
6.如权利要求5所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述胶层的所述绝缘区块和所述导电区块均为透明。
7.如权利要求1至6其中任一项所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述压电薄膜的上侧面与下侧面分别设置一所述胶层，两个所述胶层的所述导电区块的形状及位置相互对应，而使得两个所述胶层的所述导电区块彼此相对地接触于所述压电薄膜两个侧面的两个所述导电层并形成电性连接。
8.如权利要求7所述的薄膜压电组件，其特征在于，还包括两个基板，两个所述基板设置于所述薄膜压电组件的上侧面及下侧面，两个所述基板朝向所述薄膜压电组件的一侧面分别设置一导电线路层，所述胶层贴合于两个所述基板朝向所述压电薄膜的一侧面，且所述胶层的所述导电区块和所述导电线路层电性连接。
9.如权利要求8所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述导电线路层包括至少一对应于所述导电区块的接触电极部，以及连接所述接触电极部的导电线路。
10.如权利要求1至6其中任一项所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述胶层设置于所述压电薄膜的一侧面，以及一导电胶层，所述导电胶层设置于所述压电薄膜相对于所述胶层的一侧面，所述导电胶层的形状及位置和所述胶层的所述导电区块相互对应，且所述导电胶层接触于和所述胶层相对的一侧面的所述导电层。
11.一种薄膜压电组件，其特征在于，包括：
一压电薄膜，所述压电薄膜具有相对的上侧面与下侧面，且所述压电薄膜的上侧面与下侧面分别能够界定出至少一工作区域；
两个胶层，设置于所述压电薄膜的上侧面及下侧面，两个所述胶层覆盖于所述压电薄膜的表面；
其中，每一所述胶层能够区分为至少一导电区块和绝缘区块，所述导电区块和所述绝缘区块相对于所述压电薄膜的一侧面共平面；
两个所述导电区块具有导电性，且两个所述导电区块的形状和面积对应于所述压电薄膜的所述工作区域的形状和面积，且所述导电区块覆盖所述压电薄膜的所述工作区域范围内的上侧面及下侧面。
12.如权利要求11所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述胶层的所述导电区块为具有导电性的导电胶或导电高分子材料层，所述绝缘区块为具有绝缘性的双面胶或黏合胶层。
13.如权利要求12所述的薄膜压电组件，其特征在于，所述胶层的所述绝缘区块和所述导电区块均为透明。
14.如权利要求13所述的薄膜压电组件，其特征在于，还包括两个基板，两个所述基板设置于所述薄膜压电组件的上侧面及下侧面，两个所述基板朝向所述薄膜压电组件的一侧面分别设置一导电线路层，所述胶层贴合于两个所述基板朝向所述压电薄膜的一侧面，且所述胶层的所述导电区块和所述导电线路层电性连接。
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