扬声器及电子装置的制作方法

1.本技术涉及扬声器技术领域，尤其涉及一种扬声器及包括该扬声器的电子装置。


背景技术：

2.具有声音播放功能的电子装置，例如手机、电脑、电视机等，都需要配置扬声器以实现该声音播放功能。
3.传统的扬声器利用机械振动进行发声。一方面，传统的扬声器包括较多的电子元件实现机械振动，导致整体体积较大。尤其是应用于小型的电子装置(例如手机)时，不利于节省电子装置的内部空间。另一方面，传统的扬声器受到振动频率的限制，发声音量不高，通常需要在电子装置的外壳上开孔以利于传播声音，减小音量损失。
4.薄膜扬声器由于体积较小被广泛应用于各类电子装置以取代传统的扬声器，但薄膜扬声器的发声效果需要进一步提升。


技术实现要素：

5.本技术第一方面提供一种扬声器，包括：
6.第一电极层；
7.第二电极层，与所述第一电极层相对设置；
8.压电层，位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，所述压电层具有平滑的外轮廓；
9.所述第一电极层用于接收第一驱动电压，所述第二电极层用于接收第二驱动电压，所述压电层用于根据所述第一驱动电压和所述第二驱动电压产生机械振动以发声。
10.本技术第二方面提供一种电子装置，包括：
11.屏幕；
12.外壳，与所述屏幕围合形成一封闭的收容空间；
13.扬声器，位于所述收容空间内，所述扬声器如上所述。
14.上述的扬声器和电子装置，所述压电层具有平滑的外轮廓，可有效避免现有技术中由于压电层外轮廓具有尖角且尖角处振动阻碍较大的问题，有利于降低压电层的振动阻碍，从而提升压电层所在的扬声器、扬声器所在电子装置的发声效果。
附图说明
15.图1为本技术实施例一的电子装置的透视图。
16.图2为图1中电子装置的剖面结构示意图。
17.图3为图1中电子装置的扬声器的立体结构示意图。
18.图4为图1中电子装置的屏幕和图2中扬声器的压电层的平面结构示意图。
19.图5为图2中扬声器的音量随压电层振动频率的变化曲线。
20.图6为本技术实施例二中电子装置的屏幕和压电层的平面结构示意图。
21.图7为本技术实施例二中扬声器的音量随压电层振动频率的变化曲线。
22.图8为本技术实施例三中电子装置的屏幕和压电层的平面结构示意图。
23.图9为本技术实施例三中扬声器的音量随压电层振动频率的变化曲线。
24.主要元件符号说明
25.电子装置
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100
26.显示区
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aa
27.非显示区
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na
28.外壳
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200
29.屏幕
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300
30.边
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310
31.收容空间
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400
32.扬声器
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10
33.第一电极层
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11
34.第二电极层
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12
35.压电层
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13
36.投影
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130
37.圆弧
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131
38.边长
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l、w
39.半径
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r1、r2
40.距离
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d
41.几何中心
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o
42.曲线
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a、b、c
43.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
44.实施例一
45.请参阅图1，电子装置100包括扬声器10以实现声音播放功能。电子装置100可为手机、电脑、电视机、收音机等具备声音播放功能的装置。本实施例中，电子装置100为手机。
46.电子装置100定义有显示区aa和围绕显示区aa且与显示区aa拼接的非显示区na。显示区aa为可显示图像的区域，非显示区为不可显示图像的区域。电子装置100包括外壳200和屏幕300。请参阅图2，外壳200与屏幕300围合形成一封闭的收容空间400，扬声器10位于该封闭的收容空间400内。屏幕300部分位于显示区aa且扬声器10至少部分位于显示区aa内。也即，本实施例中，扬声器10为设置于屏下的扬声器10。
47.本实施例中，扬声器10为薄膜式扬声器。也即，本实施例中，扬声器10包括压电材料，扬声器10通过压电材料在电场作用下产生机械振动的特性实现发声。
48.请参阅图3，本实施例中，扬声器10包括第一电极层11、第二电极层12及位于第一电极层11和第二电极层12之间的压电层13。第一电极层11和第二电极层12相对设置且具有正对面积。压电层13位于第一电极层11和第二电极层12正对的区域。第一电极层11和第二电极层12由导电材料构成，例如由金属构成。压电层13为由压电材料形成的薄膜。本实施例
中，压电层13由可挠性压电材料形成，压电材料例如为聚偏氟乙烯(pvdf)。本实施例中，采用可挠性的pvdf构成压电层13，有利于使得压电层13可被裁切成各种形状而不易断裂。
49.第一电极层11用于接收一第一驱动电压，第二电极层12用于接收第二驱动电压。当第一驱动电压和第二驱动电压不同时，第一电极层11和第二电极层12之间形成一电压差，则第一电极层11和第二电极层12之间形成一电场。压电层13在该电场的作用下产生机械振动，对周围空气产生作用力从而实现发声。
50.本实施例中，第一电极层11与第二电极层12皆为一整层连续的导电结构。也即第一电极层11与第二电极层12未有蚀刻图案，没有镂空区域。
51.请一并参阅图1至图3，本实施例中，第一电极层11、第二电极层12及压电层13的形状相适应。也即，第一电极层11、第二电极层12及压电层13在屏幕300上的投影完全重合。
52.在至少一实施例中，第一电极层11和第二电极层12在屏幕300上的投影完全重合，且第一电极层11、第二电极层12在屏幕300上的投影大于压电层13在屏幕300上的投影。也即，压电层13在屏幕300上的投影被第一电极层11、第二电极层12在屏幕300上的投影完全覆盖，且压电层13在屏幕300上的投影的面积小于第一电极层11、第二电极层12在屏幕300上的投影的面积。在第一电极层11和第二电极层12的边缘区域，电场可能较弱，在该至少一实施例中，通过设置第一电极层11和第二电极层12在屏幕300上的投影完全覆盖压电层13在屏幕300上的投影，有利于避免压电层13位于电场较弱的位置无法被有效驱动以进行振动的问题。
53.电子装置100还包括柔性电路板(图未示)，柔性电路板分别与第一电极层11和第二电极层12电连接，以施加所述第一驱动电压至第一电极层11，并施加所述第二驱动电压至第二电极层12。
54.通过改变第一电极层11和第二电极层12之间的电压差，可改变压电层13的振动频率，从而改变扬声器10的音量。
55.本实施例中，第一电极层11上的所述第一驱动电压保持不变，通过改变第二电极层12上的第二驱动电压改变第一电极层11和第二电极层12之间的电压差。
56.于至少一实施例中，也可第二电极层12上的第二驱动电压保持不变，通过改变第一电极层11上的所述第一驱动电压改变第一电极层11和第二电极层12之间的电压差。或于至少一实施例中，也可同时改变所述第一驱动电压和所述第二驱动电压以改变第一电极层11和第二电极层12之间的电压差。
57.本实施例中，根据压电层13的形状、尺寸、材料等的不同，在相同电压差的驱动下，压电层13的振动频率可不同，从而导致扬声器10的音量不同。本实施例中，压电层13平行于屏幕300，压电层13的形状指的是压电层13在屏幕300上的投影的形状。
58.请参阅图4，本实施例中，压电层13的形状为矩形。也即，压电层13在屏幕300上的投影130形状为矩形。压电层13的长边边长表示为l，短边边长表示为w。本实施例中，电子装置100具有听筒(图未示)，屏幕300的边310为最靠近听筒的边。定义投影130的几何中心为o，定义几何中心o与边310的垂直距离为d。
59.在投影130具有一固定面积时，改变投影130的长宽比(也即改变压电层13的长宽比)l/w并改变压电层13的振动频率，检测扬声器10在不同长宽比、不同振动频率时的发声音量。本实施例中，投影130的长宽比越接近1:1扬声器10的发声效果越好。
60.请参阅图5，图5横轴表示压电层13的振动频率(frequency/hz)，纵轴表示扬声器10的发声音量(spl/db)。图5示出了距离d三种取值时发声音量随振动频率的变化曲线。图5中曲线a表示d＝45mm时发声音量随振动频率的变化曲线，曲线b表示d＝50mm时发声音量随振动频率的变化曲线，曲线c表示d＝55mm时发声音量随振动频率的变化曲线。由图5可知，距离d越大，扬声器10的发声效果越好。也即扬声器10距离屏幕300上最靠近听筒的边310的距离越大，扬声器10的发声效果越好。
61.本实施例的电子装置100，通过采用薄膜式的扬声器10，有利于节省电子装置100内的空间，使得电子装置100小型化、轻薄化。通过设置扬声器10内压电层13的尺寸和位置，有利于提升扬声器10的发声效果(相同驱动电压驱动时音量更大)。
62.实施例二
63.为了方便描述，第二实施例中与第一实施例相同的元件采用相同的符号。本实施例提供的电子装置与实施例一中电子装置100的主要区别在于电子装置中扬声器的压电层13的形状不同。
64.请参阅图6，本实施例中，压电层13为具有倒角的矩形。也即，压电层13在屏幕300上的投影130形状为具有倒角的矩形。也即，压电层13在屏幕300上的投影形状为大致的矩形，且每相邻的两个边由一圆弧131连接而并非由一直角连接。
65.本实施例中，相较于相邻的两个边由一直角连接，相邻的两个边由一圆弧131连接可使得相邻的两个边平滑过渡。当压电层13因电场作用而发生机械振动时，相邻的两个边平滑过渡使得相邻的两个边的连接区域(也即形成直角或圆弧131的区域)的振动阻碍减小。
66.因此，当压电层13两侧的电压差相同时，相较于实施例一中相邻的两个边由直角连接，相邻的两个边由圆弧131连接时压电层13的振动频率较大，扬声器10的音量也较大。也即，在此变更实施例中，通过设置压电层13相邻的两个边由圆弧131连接，有利于提升压电层13的振动频率和提升扬声器10的音量。
67.本实施例中，每相邻的两个边之间的圆弧131的半径r1相同。本实施例中，固定圆弧131的半径r1(r1＝20mm)，绘制距离d三种取值时发声音量随振动频率的变化曲线。图7中曲线a表示d＝45mm时发声音量随振动频率的变化曲线，曲线b表示d＝50mm时发声音量随振动频率的变化曲线，曲线c表示d＝55mm时发声音量随振动频率的变化曲线。请参阅图7，图7横轴表示压电层13的振动频率(frequency/hz)，纵轴表示扬声器10的发声音量(spl/db)。由图7可知，距离d越大，扬声器10的发声效果越好。也即扬声器10距离屏幕300上最靠近听筒的边310的距离越大，扬声器10的发声效果越好。
68.本实施例的电子装置可实现如实施例一中电子装置100的所有有益效果；在此基础上，本实施例通过设置压电层13相邻的两个边由圆弧131连接，有利于进一步提升扬声器的发声效果。
69.实施例三
70.本实施例提供的电子装置与实施例一中电子装置100的主要区别在于电子装置中扬声器的压电层13的形状不同。
71.请参阅图8，本实施例中，压电层13为圆形。也即，压电层13在屏幕300上的投影130形状为圆形。相较于压电层13为具有倒角的矩形，压电层13为圆形时，压电层13的轮廓整体
更加平滑。因此相较于实施例二有利于进一步提升扬声器的发声效果。
72.本实施例中，压电层13的半径为r2。本实施例中，固定压电层13的半径r2(r2＝28mm)，绘制距离d三种取值时发声音量随振动频率的变化曲线。图9中曲线a表示d＝45mm时发声音量随振动频率的变化曲线，曲线b表示d＝50mm时发声音量随振动频率的变化曲线，曲线c表示d＝55mm时发声音量随振动频率的变化曲线。请参阅图9，图9横轴表示压电层13的振动频率(frequency/hz)，纵轴表示扬声器10的发声音量(spl/db)。由图9可知，距离d＝50mm时扬声器10的发声效果越好。
73.本实施例的电子装置可实现如实施例二中电子装置的所有有益效果；在此基础上，本实施例通过设置压电层13为圆形，有利于进一步提升扬声器的发声效果。
74.于其他实施例中，压电层13可为除了圆形、具有倒角的矩形外的其他具有平滑的外轮廓的形状。也即，压电层13在屏幕300上的投影130可为其他具有平滑的外轮廓的形状。本技术实施例中，压电层13的外轮廓为压电层13在平行于屏幕300(或平行于第一电极层11、第二电极层12)的平面上的投影图形的外轮廓。
75.本技术中所述“平滑的外轮廓”即压电层13的外轮廓不存在尖角。在一些实施例中，压电层13的外轮廓在屏幕300上的投影为一封闭曲线，封闭曲线例如为椭圆形、实施例三中的圆形、或封闭曲线围合形成的其他不规则图形。在一些实施例中，压电层13的外轮廓在屏幕300上的投影包括首尾依次连接的至少一曲线段与至少一直线段，例如为实施例二所述的具有倒角的矩形(实施例二中具有倒角的矩形可被看作是由四个曲线段和四个直线段收尾依次相连)、或由曲线段和直线段围合形成的其他不规则形状。
76.由于压电层外轮廓的尖角处振动阻碍较大，本技术中压电层13具有平滑的外轮廓，有利于降低压电层13的振动阻碍，从而提升压电层13所在的扬声器10的发声效果。
77.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。