TW201743104A - 使用內建光源進行分光調頻的通訊元件 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，係適用於一電子裝置，包含有一發光單元，係電性連接一調光器；以及一通訊元件，係設置於該發光單元周圍，其包含有一基板、一壓電層、一第一電極、一第二電極以及一有挖設孔洞之封裝蓋，其中在基板上依序疊設第一電極、壓電層以及第二電極，最後以封裝蓋封裝；藉此，能夠藉由內建之光源對通訊元件進行頻率調整。

Description

使用內建光源進行分光調頻的通訊元件

本發明係有關於一種使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，係指一種在電子裝置內的發光單元周圍有設置通訊元件，使發光單元之光線能夠照射至通訊元件的調頻區以改變頻率，且可以藉由調光器來變化發光單元的光線亮度，係提供隨時調變通訊元件至所需的頻率。

按，半導體製程技術的進步，使電子元件的結構係愈來愈精密，以聲波元件為例，其主要係應用於通訊領域。目前民眾的生活當中亦充斥著通訊設備，係已經成為民生不可或缺的用品之一，聲波元件的內部通常會含有壓電材料，係利用電子訊號與聲波訊號之間的轉換作為運用，而其中因為壓電材料的特性，亦可進行光電的轉換，接收外來光源，將其轉換成電子訊號。再者，目前之聲波元件大略可分成表面聲波(Surface Wave Acoustic, SAW)共振器以及薄膜體聲波(Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR)，其中又以薄膜體聲波共振器的性能較為優異，其係利用體彈性波在固體內傳播以產生共振，而表面聲波共振器係藉由界面彈性波在材料表面傳播來產生共振。

於一般電路的使用上，係需要配合整體電路所需的頻率來選擇合適的聲波元件，然而，目前的聲波元件之結構停留在單一通訊頻率的設計概念，係無法依照電路之設定需求而隨之改變，通常使用的聲波元件的頻率波段有低頻高頻之分，範圍係大約為20 MHz~10 GHz，僅有單頻輸出之聲波元件即無法單獨滿足多頻電路的需求；而目前在電路需要使用其他頻率時，則必須透過多工器切換選擇至所需頻率的濾波器，因此，於電路結構中係至少要增加聲波濾波器以及多工器這兩種元件，係會導致電路的複雜度增加，成本亦會隨之增加。

目前改變頻率的方式幾乎係從內部結構進行調整；例如中華民國專利公告號TW I430569 B「體聲波共振元件與體聲波濾波器與製作體聲波共振元件的方法」提供一種能微調體聲波共振元件頻率的方法，其係藉由增加或減少電極的開口數目，以改變第一電極及第二電極的面積大小，間接能夠調整元件的電容值、電感值或電阻值，頻率亦會隨之改變。又，美國專利公開號US 20130113577 A1「Tunable filter structures and design structures」係揭露了一種利用微機電結構以及薄膜體聲波共振器，微機電結構係具有一懸臂樑，係藉由懸臂樑施加一個機械負荷在薄膜體聲波共振器上，以改變共振頻率，當懸臂樑沒有動作時，其頻率則保持為原本的設定。

綜上所述，可知目前聲波元件調整頻率的方式係主要從結構本體去作到變化，除了電極面積以及增設懸臂樑的方式，亦有利用電壓或是增加整體結構高度等方法，但該等方法係具有製程上較為複雜以及頻率調整上比較不精準之缺失；而由於聲波元件的壓電材料係可以藉由光源的刺激而產生光電效應，藉此改變頻率，因此利用此特點作為頻率改變的方法，即成為本發明人研究之方向。

今，發明人即是鑑於上述現有之可調頻通訊元件於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。

本發明主要目的為提供一種使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其係藉由在電子裝置中的發光單元周圍設置一通訊元件，使發光單元之光線能夠照射至通訊元件的調頻區以改變頻率，且可以藉由發光單元連接的調光器來變化發光單元的光線強度，提供隨時調變通訊元件至所需的頻率。

為了達到上述實施目的，本發明一種使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，係適用於內建有一發光單元之電子裝置，發光單元電性連接一調光器，通訊元件係設置於發光單元周圍並包含有一基板、一壓電層、一第一電極、一第二電極以及一有挖設孔洞之封裝蓋，其中在基板上依序疊設第一電極、壓電層以及第二電極，最後以封裝蓋封裝。

於本發明之一實施例中，通訊元件係可例如為體聲波元件或表面聲波元件；亦能夠選擇其他具有光電效應之電子元件。

於本發明之一實施例中，基板係為矽基板。

於本發明之一實施例中，壓電層之材料係可例如為氧化鋅(ZnO)或、氮化鋁(AlN)或氮化鎵(GaN)其中之一。

於本發明之一實施例中，發光單元之光源係可例如為紫外光；亦能夠選擇其他種類之光源。

於本發明之一實施例中，發光單元之波長範圍介於200~420 nm之間。

於本發明之一實施例中，調光器係可例如為一控制晶片或其他能改變發光單元之光照強度的元件。

本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。

請參閱第一圖，本發明使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，係適用於內建有一發光單元(1)之電子裝置，發光單元(1)電性連接一調光器(11)，其中發光單元(1)之光源係可例如為波長200~420 nm之間的紫外光，調光器(11)係可例如為一控制晶片或其他能改變發光單元(1)之光照強度的元件；通訊元件(2)係設置於發光單元(1)周圍，可例如為體聲波元件或表面聲波元件，設置於發光單元(1)周圍且包含有一矽基板(21)、一壓電層(22)、一第一電極(23)、一第二電極(24)以及一有挖設孔洞之封裝蓋(25)，其中在基板(21)上依序疊設第一電極(23)、壓電層(22)以及第二電極(24)，最後以封裝蓋(25)封裝；而壓電層(22)之材料係可例如為氧化鋅(ZnO)或、氮化鋁(AlN)或氮化鎵(GaN)其中之一。

此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。

本發明主要係應用於一般的電子裝置內，普遍而言，電子裝置的內部通常都會設置有發光的元件，以常用到的智慧型手機或平板電腦等裝置，皆會具有發光單元(1)及通訊元件(2)兩部分，因此可以藉由內建的光源來對通訊元件(2)進行調頻，以本發明而言，其中發光單元(1)的部份，係以紫外光作為光源，波長係介於200~420 nm之間，其波長會影響光線之亮度，因此，藉由一個調光器(11)作照度上的調整，調光器(11)內的控制晶片能依調頻需求改變而影響發光單元(1)的光照強度輸出，藉由控制晶片可以透過其中的程式編碼，在外部隨時控制發光單元(1)的亮度，以利使用者能夠輕鬆調整。

通訊元件(2)係設置於發光單元(1)的周圍，包含有一矽基板(21)、一氧化鋅製成的壓電層(22)、一第一電極(23)、一第二電極(24)以及一有挖設孔洞之封裝蓋(25)，其中在矽基板(21)上依序疊設第一電極(23)、壓電層(22)以及第二電極(24)，最後以封裝蓋(25)封裝；壓電層(22)即為通訊元件(2)中主要產生共振的區域，係能藉由此壓電層(22)進行頻率的調整。此部分需注意的為，發光單元(1)根據不同的電子裝置，會有不同的擺設形式，可能對應在通訊元件(2)之周圍任何一處，由於本發明係藉由發光單元(1)之光線照射至通訊元件(2)的壓電層(22)上以達到頻率的調整，且為透過封裝蓋(25)上所內埋的光導路徑照入，因此，發光單元(1)與通訊元件(2)的相對位置需以光線能夠照射到壓電層(22)為主。

剛使用時，發光單元(1)尚未發射紫外光，此時的頻率係根據通訊元件(2)之壓電層(22)製備時的厚度作設定，當旋轉調光器(11)之旋轉鈕，即能夠使發光單元(1)作動，並且根據控制晶片的程式編碼，可由外部隨時調變紫外光的照度，此時通訊元件(2)之壓電層(22)會受到紫外光照度的刺激而產生頻率上的變化，由於利用調光器(11)作調整，於調整上係更容易能精準的調到所需的頻率。藉此，使用者可以藉由發光單元(1)的照度變化，以達到調整通訊元件(2)的頻率調整。此外，本發明使用裝置內建光源進行分光調頻的通訊元件係不限定僅用於體聲波元件或表面聲波元件，亦不限定僅能使用紫外光，能利用正確的光線以進行調頻之電子元件應皆能藉由本發明而達到調整頻率之功效。

由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點:

1. 本發明使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，將通訊元件設置於發光單元周圍，利用光線直接刺激通訊元件的共振區(調頻區)，使頻率的能夠變化，由於係一種利用光電效應原理的調頻方式，相較於先前調頻方法，本發明利用光源以達到調頻係為一種全新的概念。

2. 本發明使用內建光源進行分光調頻的通訊元件由於具有一調光器，能利用控制晶片改變光線的波長，或使照度有不同的變化，且此調光方法能由使用者自由調整通訊元件的頻率，於調整上係更加精準。

3. 本發明使用內建光源進行分光調頻的通訊元件藉由電子裝置內通常有具備的發光單元以改變通訊元件的頻率，相較於先前的調頻方式係去改變通訊元件結構本體而導致製程上較為複雜以及頻率調整上較不精準，本發明於製程上不複雜，係具有能夠調整頻率之優點。

綜上所述，本發明之使用裝置內建光源進行分光調頻的通訊元件，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。

(1)‧‧‧發光單元
(11)‧‧‧調光器

(2)‧‧‧通訊元件
(21)‧‧‧基板

(22)‧‧‧壓電層
(23)‧‧‧第一電極

(24)‧‧‧第二電極
(25)‧‧‧封裝蓋

第一圖：本發明其一較佳實施例之結構示意圖。

(1)‧‧‧發光單元

(11)‧‧‧調光器

(2)‧‧‧通訊元件

(21)‧‧‧基板

(22)‧‧‧壓電層

(23)‧‧‧第一電極

(24)‧‧‧第二電極

(25)‧‧‧封裝蓋

Claims (7)

1. 一種使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，係適用於內建有一發光單元之電子裝置，該發光單元電性連接一調光器，該通訊元件係設置於該發光單元周圍並包含： 　　一基板、一壓電層、一第一電極、一第二電極以及一有挖設孔洞之封裝蓋，其中係自該基板上依序疊設該第一電極、該壓電層以及該第二電極，最後以該封裝蓋封裝。
2. 如申請專利範圍第1項所述之使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其中該通訊元件係為體聲波元件或表面聲波元件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其中該基板係為矽基板。
4. 如申請專利範圍第1項所述之使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其中該壓電層之材料係為氧化鋅(ZnO)或、氮化鋁(AlN)或氮化鎵(GaN)其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其中該發光單元之光源係為紫外光。
6. 如申請專利範圍第1項所述之使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其中該發光單元之波長範圍介於200~420 nm之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之使用內建光源進行分光調頻的通訊元件，其中該調光器係為一控制晶片。