JP2018520612A - Dsrスピーカ素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1A
Description
Claims (28)
- DSRスピーカ素子において:
少なくとも一の中央可動素子と;
複数の周辺湾曲ベンダであって、各湾曲ベンダが少なくとも一対の電極と、少なくとも圧電材料層を具える、周辺湾曲ベンダと;
前記可動素子の動きを制限するように構成された少なくとも一の機械的ストッパと;
を具え、前記湾曲ベンダが前記可動素子に接続されており、可動素子の表面に直交する軸に沿って前記電極に与えられた電気的刺激に応じて前記可動素子を動かして音を生成するように構成されていることを特徴とするDSRスピーカ素子。 - 請求項1に記載のDSRスピーカ素子において、キャビティを有する基板を具え、当該基板が前記機械的ストッパとして作用することを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1又は2に記載のDSRスピーカ素子において、前記機械的ストッパが前記可動素子の一方の側部に位置しており、前記DSRスピーカ素子がさらに、前記可動素子の他方の側部に配置した追加の機械的ストッパを具えることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のDSRスピーカ素子において、前記湾曲ベンダが:
第1の電極を具える第1の電極層と、
少なくとも前記第1の電極層の上にある第1の圧電材料層と、
前記第1の圧電材料層の上の第2の電極層であって、第2の電極を具える第2の電極層と、
前記第2の電極層の上の第2の圧電材料層と、
を具えることを特徴とするDSRスピーカ素子。 - 請求項4に記載のDSRスピーカ素子において、前記各湾曲ベンダがさらに、前記第2の圧電材料層の上の第3の電極層を具え、当該第3の電極層が第3の電極を具えることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のDSRスピーカ素子において、前記可動素子が圧電材料及び/又はシリコン材料を具えることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のDSRスピーカ素子において、前記電極の少なくとも一部が、2つの異なる副電極に分かれていることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のDSRスピーカ素子において、前記圧電材料層の少なくとも一部が前記電極対の間に配置されていることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1乃至5、7、及び8のいずれか1項に記載のDSRスピーカ素子において、前記可動素子及び前記各湾曲ベンダ内の前記圧電材料層が、共通の圧電材料層の蒸着と、続いて前記共通の圧電材料層中にギャップを形成することによってできていることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項9に記載のDSRスピーカ素子において、前記ギャップが、選択的に除去できる材料でできたフィンの除去、あるいは、ギャップ内の材料のエッチングによって、連続的に形成されることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のDSRスピーカ素子において、各湾曲ベンダについて:
前記電極対の第1の電極が、第1の導電素子に接続されており、当該第1の電極と第1の導電素子が第1の電極層に属しており、
前記電極対の第2の電極が、第2の導電素子に接続されており、当該第2の電極と第2の導電素子が第2の電極層に属しており、
前記第1の電極層の第1の導電素子が、前記第2の電極層の第2の導電素子と整列していない、
ことを特徴とするDSRスピーカ素子。 - 請求項1乃至11に記載のDSRスピーカ素子のアレイを具えることを特徴とするDSRスピーカ素子。
- DSRスピーカ素子を製造する方法において、当該方法が:
基板ベースを提供するステップと;
前記基板ベースの少なくとも一部の上に犠牲層を配置するステップと;
前記犠牲層の少なくとも一部の上に第1の電極層を配置するステップと;
前記第1の電極層の上及び前記犠牲層の少なくとも一部の上に第1の圧電材料層を配置するステップと、
前記第1の圧電材料層の少なくとも一部の上に第2の電極層を配置するステップであって、前記第1及び第2の電極層の少なくとも一部が整列しているステップと、
前記第1の圧電材料層にギャップを形成して:
前記第1電極層の一部と、前記第1の圧電材料層の一部と、前記第2の電極層の一部を具える少なくとも一の周辺湾曲ベンダと、
前記第1の圧電材料層の別の部分を具える中央可動素子とを規定するステップであって、前記湾曲ベンダが前記可動素子に接続されて、前記第1及び第2の電極層に与えられた電気的刺激に応じて前記可動素子を動かす、ステップとを具えることを特徴とする方法。 - 請求項13に記載の方法において、前記第1及び第2の電極層の少なくとも一部が湾曲形状を有するように蒸着されていることを特徴とする方法。
- 請求項13または14に記載の方法において、前記第1及び第2の電極層が、各々が複数の異なる電極部分を具えるように配置されており、前記方法が、前記第1の圧電材料層にギャップを形成して、
複数の周辺湾曲ベンダであって、各々が第1の電極層の電極部分と、前記第1の圧電材料層の一部と、前記第2の電極層の電極部分を具える、周辺湾曲ベンダと、
前記第1の圧電材料層の別の部分を具える中央可動素子と、
を規定するステップを具えることを特徴とする方法。 - 請求項13ないし15のいずれか1項に記載の方法が、前記第2の電極層の少なくとも一部の上及び前記犠牲層に配置した前記第1の圧電材料層の少なくとも一部の上に第2の圧電材料層を配置するステップと、
前記第1及び第2の圧電材料層にギャップを形成して;
前記第1の電極層の一部、前記第1の圧電材料層の一部、第2の電極層の一部、及び前記第2の圧電材料層の一部を具える少なくとも一の周辺湾曲ベンダと、
前記第1の圧電材料層の別の部分と、前記第2の圧電材料の別の部分を具える可動素子と、を規定するステップと、
前記第2の圧電材料の上に第3の電極層を配置するステップと、
を具えることを特徴とする方法。 - 請求項13ないし16のいずれか1項に記載の方法において、前記可動素子の直径より小さい直径で前記基板ベースの一部を除去してキャビティを形成するステップと、前記犠牲層の一部を除去して前記可動素子の動きを制限する機械的ストッパを形成するステップと、を具えることを特徴とする方法。
- 請求項13ないし17のいずれか1項に記載の方法がさらに、前記基板ベースに対向する前記可動素子の側部に機械的ストッパを配置して、前記可動素子の動きを制限するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項13ないし18のいずれか1項に記載の方法が、前記基板ベースの上に犠牲層を配置する後であって、前記犠牲層の上に第1の電極層を配置するステップの前に、除去可能なフィンを前記犠牲層の上に配置するステップを具え、当該除去可能なフィンが、後に選択的に除去して前記ギャップを形成する材料を具える、ことを特徴とする方法。
- 請求項13乃至19のいずれか1項に記載の方法において、第1の圧電材料層を配置する前記ステップが、
スパッタリング;
ゾルーゲル蒸着;
微細分の圧電材料を圧縮;
結合剤と混合した粉状圧電材料を押圧するステップ;
から選択した方法の一つを具えることを特徴とする方法。 - 請求項13乃至20のいずれか1項に記載の方法において、前記第1の圧電材料層を通るギャップを形成するステップが、ドライエッチングプロセス、ウエットエッチングプロセス、化学分解、及びレーザーカッティングからなるリストから選択された方法を具えることを特徴とする方法。
- 請求項13乃至21のいずれか1項に記載の方法において、前記第1及び第2の電極層が、各電極層の異なる電極の間の接続、及び、別のDSRスピーカ素子及び/又は外部電源との接続用の導電素子を具えることを特徴とする方法。
- 請求項13ないし22のいずれか1項に記載の方法において、前記第1及び第2の電極層が、整列していない導電素子を具えることを特徴とする方法。
- 請求項13ないし23のいずれか1項に記載の方法において、前記湾曲ベンダの厚さと、前記ギャップのうちの少なくとも一のギャップの幅との比が2より大きいことを特徴とする方法。
- 請求項13ないし24のいずれか1項に記載の方法を用いて形成したDSRスピーカ素子アレイ。
- DSRスピーカ素子を形成する方法において:
基板ベースを提供するステップと;
前記基板ベースの上に犠牲層を配置するステップと;
前記犠牲層の上に第1の電極層を配置するステップと;
前記第1の電極層の少なくとも一部の上に第1の圧電材料層を配置するステップと;
前記第1の圧電材料層の上に第2の電極層を配置するステップであって、前記第1及び第2の電極層の少なくとも一部が整列しているステップと;
圧電材料と異なる材料を具える可動素子層を配置するステップと;
第1の電極層の一部と、前記第1の圧電材料層の一部と、前記第2の電極層の一部を具えるセクションの各側部にギャップを形成して:
前記第1の電極層の前記部分と、前記第1の圧電材料層の前記部分と、前記第2の電極層の前記部分を具える少なくとも一の周辺湾曲ベンダと、
圧電材料と異なる材料を具える中央可動素子とを規定するステップと;を具え、
前記湾曲ベンダが前記可動素子に接続されて前記第1及び第2の電極層に印加された電気的刺激に応じて前記可動素子を動かすことを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の方法において、前記第1及び第2電極層が、各々が複数の個別電極部分を具えるように配置されており、
前記方法が前記ギャップを形成して:
複数の周辺湾曲ベンダであって、各々が第1の電極層の電極部分と、前記第1の圧電材料層の一部と、前記第2の電極層の電極部分とを具える周辺湾曲ベンダと;
圧電材料と異なる材料を具える中央可動素子と;
を規定するステップを具えることを特徴とする方法。 - 請求項26または27に記載の方法が:
前記第2の電極層の少なくとも一部の上、及び、前記犠牲層の上に配置した前記第1の圧電層の少なくとも一部の上に、第2の圧電材料層を配置するステップと;
前記第1の電極層の一部と、前記第1の圧電材料層の一部と、前記第2の電極層の一部と、前記第2の圧電材料層の一部を具えるセクションの各側部にギャップを形成して:
前記第1の電極層の前記部分と、前記第1の圧電材料層の前記部分と、前記第2の電極層の前記部分と、前記第2の圧電材料層の前記部分を具える少なくとも一の周辺湾曲ベンダと;
圧電材料と異なる材料を具える中央可動素子と;
を規定するステップと;
前記第2の圧電材料層の上に第3の電極層を配置するステップと;
を具えることを特徴とする方法。
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