包括至少一个压电元件的透明衬底、包括所述衬底的绝缘装配玻璃以及衬底或装配玻璃 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种透明衬底（1），其在其至少一面上包括至少一个透明压电元件，每个压电元件位于第一和第二透明电极之间，并且每个压电元件（5）以及第一和第二透明电极是以层的形式，以使得形成至少一个透明压电换能器。本发明提出了一种透明衬底，其包括至少一个压电元件，所述压电元件不妨碍穿过包括所述透明衬底的装配玻璃的视野并且使得能够精确地控制透明衬底的振动。
【专利说明】包括至少一个压电元件的透明衬底、包括所述衬底的绝缘装配玻璃以及衬底或装配玻璃的使用
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括至少一个压电元件的透明衬底。
【背景技术】
[0002]已知通过向透明衬底传输机械波而使其振动。现有解决方案在于向透明衬底的表面上所贴合的整块的一个或多个压电换能器的端子上施加电压。然而，这些换能器必须布置在透明衬底的外廓上以便不妨碍穿过包括透明衬底的装配玻璃的视野。然而，在这些条件下，难以控制透明衬底的振动。
[0003]因此存在对于这样的透明衬底的需要:所述透明衬底包括不妨碍穿过包括透明衬底的装配玻璃的视野并且使得能够精确控制透明衬底的振动的至少一个压电元件。
【发明内容】
[0004]为此，本发明提出一种透明衬底，其在其至少一面上包括至少一个透明压电元件，每个压电元件位于第一和第二透明电极之间，并且每个压电元件以及第一和第二透明电极是以层的形式，以使得形成至少一个透明的压电换能器。
[0005]根据另一特性，透明压电元件以及第一和第二透明电极各自都是以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式并且形成唯一的透明压电换能器。
[0006]根据另一特性，所述一个或多个透明压电元件以及第一和第二透明电极被布置成使得形成以矩阵的方式分布在透明衬底的表面上的多个透明压电换能器。
[0007]根据另一特性，透明衬底包括:
-第一透明电极，其以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式，
-多个透明压电元件，其以按矩阵的方式分布在透明衬底的表面上的多个部分的层的形式，所述透明压电元件通过绝缘材料而彼此绝缘，
-多个第二透明电极，其以按矩阵的方式分布的多个部分的层的形式，每个第二透明电极被布置在单独的透明压电元件上。
[0008]根据另一特性，透明衬底包括:
-多个第一透明电极，其以按矩阵的方式分布在透明衬底的表面上的多个部分的层的形式；
-透明压电元件，其以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式，
-第二透明电极，其以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式。
[0009]根据另一特性，透明衬底包括:
-多个第一透明电极，其以层线(ligne de couche)的形式，
-透明压电元件，其以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式，
-多个第二透明电极，其以层线的形式。
[0010]根据另一特性,每个透明压电元件由聚偏氟乙烯(polyfluorure de vinylidene)制成或由掺杂了镧的锆钛酸铅(PLZT)制成或由氧化锌制成或由氮化铝制成或由聚(苯乙烯-b-异戍二烯)(poly (styr6ne-b-1sopr6ne))的嵌段共聚物制成或由BaT13类型的钛和钡的氧化物制成。
[0011]根据另一特性，透明衬底由有机或无机玻璃制成。
[0012]根据另一特性，每个第一和第二透明电极被连至给定电势。
[0013]根据另一特性，至少一个介电层被布置在每个第一和第二透明电极以及所述一个或多个透明压电元件之间。
[0014]根据另一特性，以层的形式的第一和第二透明电极由薄层的堆叠构成，所述薄层堆叠包括至少一个由透明导电氧化物制成的薄层和/或一个金属薄层并且其中每个透明压电元件是以薄层的形式。
[0015]本发明还涉及一种绝缘装配玻璃，其包括:
-至少两个透明衬底，其两两由气体薄片(lame)间隔，透明衬底中至少一个如上所述，-所述一个或多个透明压电换能器被适配成电连接到电子设备，所述电子设备被适配成接收和分析由经受一个或多个振动的所述一个或多个透明压电换能器所发射的信号和/或向所述元件或向透明压电换能器发送信号以便使透明衬底中之一振动。
[0016]根据另一特性，包括至少一个透明压电元件的一个或多个透明衬底的至少一个面转向气体薄片。
[0017]根据另一特性，当两个透明衬底各自包括至少一个透明压电元件时或者当同一衬底的两个面各自包括至少一个透明压电元件时，两个透明衬底的表面上或者透明衬底的两个面上透明压电换能器的数目及分布是等同的。
[0018]本发明还涉及将上述透明衬底或上述绝缘装配玻璃用于清洁包括至少一个透明压电元件的一个或多个透明衬底上的灰尘或水，这通过由电子设备向所述一个或多个透明衬底的所述一个或多个压电换能器发送信号以便使得所述一个或多个透明衬底振动并且使所述一个或多个透明衬底的灰尘或水掉落。
[0019]本发明还涉及将上述透明衬底或上述绝缘装配玻璃用作扬声器，这通过由电子设备向包括至少一个透明压电元件的透明衬底的所述一个或多个压电换能器传输信号以便使得所述透明衬底振动并且扩散可听信号。
[0020]本发明还涉及将上述透明衬底或上述绝缘装配玻璃用作麦克风，这通过将包括至少一个透明压电元件的透明衬底的振动进行变换，所述振动在可听信号的效应下产生并且通过所述一个或多个压电换能器而变换成旨在被记录的电脉冲。
[0021]本发明还涉及将上述透明衬底或上述绝缘装配玻璃用作发电机，这通过将包括至少一个透明压电元件的透明衬底的振动进行变换，所述振动在机械激励的效应下产生并且通过所述一个或多个压电换能器而变换成电信号以用于产生电。
[0022]本发明还涉及将上述透明衬底或上述绝缘装配玻璃用于使来自其上安置了所述透明衬底或装配玻璃的建筑物的外部或内部的声音衰减或相应地放大，这通过由电子设备接收和分析由包括至少一个透明压电元件的透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器所发射的第一信号并且由电子设备将与第一信号反相或相应地同相的第二信号发送到所述透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器或者在装配玻璃包括有包含了至少一个透明压电元件的至少两个透明衬底的情况下发送到装配玻璃的另一透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器。
[0023]一种套件包括上述透明衬底或上述绝缘装配玻璃以及电子设备，所述电子设备被适配成接收和分析由包括至少一个透明压电元件的至少一个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器所发射的信号和/或向包括至少一个透明压电元件的至少一个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器发送信号以便使绝缘装配玻璃的透明衬底之一振动和/或记录由所述一个或多个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器响应于衬底的振动所发射的电信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]现在将对照附图来描述本发明的其它特征和优点，其中:
?图1表示了根据本发明的第一实施例的透明衬底的横剖面示意视图；
?图2表示了根据本发明的第二实施例的透明衬底的面的示意视图；
?图3表示了根据第二实施例的透明衬底的第一示例沿图2的A-A轴的横剖面示意视图；
?图4表示了根据本发明的第二实施例的透明衬底的第二示例的面的示意视图；
?图5表示了图4的透明衬底沿A-A轴的横剖面示意视图；
?图6表示了根据本发明的第二实施例的透明衬底的第三示例的面的示意视图；
?图7表示了图6的透明衬底沿A-A轴的横剖面示意视图；
?图8表示了根据本发明的第二实施例的透明衬底的第四示例的面的示意视图；
?图9a和9b表示了图8的透明衬底分别沿A-A轴和沿B-B轴的横剖面示意视图。
[0025]不同的图中等同的参考标号表示类似或等同的元件。
【具体实施方式】
[0026]透明衬底被定义为具有玻璃功能的衬底，其尤由钠钙玻璃制成或由塑料制成，所述塑料例如为以下类型:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或还有聚(乙烯-共-四氟乙烯)(poly (6thyl6ne-co-tetrafluoroethyIene)) (ETFE)0
[0027]术语“透明”自连续和/或离散谱线所组成的频谱、对于人眼可见的波长定义了大于1%、并且优选地大于40%的总透射(直接和漫射的)。这些可见波长被包括在350和800nm之间。
[0028]压电换能器由压电材料构成并且被适配成将诸如振动之类的机械移动变换成电信号并且反之亦然。
[0029]本发明涉及一种透明衬底，其在其至少一面上包括位于两个透明电极之间的至少一个透明压电元件。所述一个或多个压电元件和透明电极是以层的形式。所述一个或多个压电元件和透明电极被布置成使得形成至少一个透明压电换能器。
[0030]于是，这样的透明衬底，其只包括透明元件，使得能够不妨碍穿过包括这样的透明衬底的装配玻璃的视野或光透射。所述一个或多个压电换能器可以被布置在透明衬底的表面上无论何处，这使得能够更加有效地控制透明衬底的振动。
[0031]图1表示了根据本发明的第一实施例的透明衬底的示意视图。
[0032]透明衬底I在其一面上包括第一透明电极6，其上置有透明压电层5，所述透明压电层5其自身上置有第二透明电极7。
[0033]第一和第二透明电极6、7以及透明压电层5各自都是以被沉积在透明衬底I的整个表面上的层的形式。所述(压电或电极)层优选为薄层。所述电极作为变型可以通过液体沉积或通过溶胶-凝胶来沉积。
[0034]透明压电层5旨在经由第一和第二透明电极6、7而电连接到电子设备，所述电子设备被适配成接收和分析由一个或多个透明压电元件5所接收的信号和/或经由一个或多个透明压电元件5而发送信号和/或记录由一个或多个透明压电元件5所发射的电信号。压电层起到压电换能器的作用。其被分布在衬底的整个表面上这一事实使得能够更好地分析和/或控制衬底的振动。
[0035]透明电极6、7优选地由薄层堆叠构成，所述薄层堆叠包括至少一个由透明导电氧化物所制成的薄层和/或一个金属薄层。透明电极6、7的厚度被包括在10和500nm之间。透明电极6、7的方块电阻优选地小于或等于500 Ω/ □、甚至小于或等于100 Ω/ □、甚至小于或等于50 Ω/ 口。
[0036]所述一个或多个透明压电元件5例如由聚偏氟乙烯(polyfluorure devinylidene)制成或由掺杂了镧的锆钛酸铅(PbO-ZrO2-T12) (PLZT)制成或由氧化锌制成或由氮化铝制成或由聚(苯乙烯_b-异戊二烯)的嵌段共聚物制成或由BaT13类型的钛和钡的氧化物制成。每个压电元件的厚度被包括在Inm和10 μ m之间、优选地在0.5和5 μ m之间。
[0037]在运行时，每个透明电极6、7处于不同电势。例如，一个电极接地并且另一电极处于不同于地电势的电势。压电层因此形成了被分布在衬底的整个表面上的唯一压电换能器。
[0038]图2表示了根据本发明的第二实施例的透明衬底的示意视图。在该实施例中，透明衬底I包括多个透明压电换能器，其在图2上通过方形单元来表示，并且以矩阵的方式而布置。使多个压电换能器以矩阵的方式分布这一事实使得能够将每个压电换能器彼此独立地电连接到电子设备。特别地，每个透明压电换能器在两个透明电极之间并且经受电势差。优选地，该电势差对于每个压电换能器是不同的。这于是使得能够接收或发送具有大量谐波的信号，因此得到与根据图1的实施例的压电换能器相比精确得多的信号。压电换能器被分布在衬底的整个表面上这一事实还使得能够非常精确地分析和/或控制衬底的振动。
[0039]每个透明压电换能器可以以各种方式实现。图3至9示出了图2的实施例的不同实现示例。在全体这些图中，透明压电元件5和透明电极6、7的材料和厚度等同于针对图1的第一实施例已描述的。
[0040]图3表示了根据第二实施例的透明衬底的第一示例沿图2的A-A轴的横剖面示意视图。
[0041]在该第一示例中，透明衬底I包括第一透明电极6，其以被分布在衬底的整个表面上的层的形式、优选地以薄层的形式。该第一透明电极6被适配成连接到电子设备。在运行时，第一透明电极6处于给定电势，优选地接地。
[0042]在该第一透明电极6上，透明衬底I包括以矩阵的方式分布的多个透明压电元件5。透明压电元件5是以压电层的部分的形式，优选地以薄层的部分的形式。透明压电元件5通过电绝缘材料8而彼此分隔。
[0043]在每个压电元件之上，透明衬底I包括第二透明电极7。于是存在以矩阵的方式分布的多个第二透明电极7。每个第二透明电极7覆盖单独透明压电元件5的表面并且通过透明电连接器10而连至衬底边缘。每个透明电连接器10使得能够实现从每个第二透明电极7到电子设备的电连接。每个透明电连接器10在绝缘材料之上以便与压电元件绝缘。在运行时，每个第二透明电极7处于给定电势，不同于地电势，如果第一透明电极6接地的话。每个透明电连接器10与第二透明电极7优选地以相同材料并且优选地具有相同厚度，这使得能够简化衬底的制造。压电元件、绝缘材料和第二电极例如通过丝网印刷、借助于掩模而被沉积。各图完全不是按比例的。优选地，透明电连接器10非常细。
[0044]在图3的配置中，每个透明压电元件5形成压电换能器。
[0045]图4和5表示根据第二实施例的透明衬底的第二示例的示意视图。
[0046]在该第二示例中，透明衬底I包括以矩阵的方式分布在衬底I的表面上的多个第一透明电极6。为了便于制造衬底，由第一透明电极6的材料制成的层可以沉积在衬底的整个表面上并且每个第一电极6可以通过槽9而与层的其余部分绝缘，所述槽9围绕每个电极并且具有层的厚度。每个第一透明电极6通过透明电连接器10而连至透明衬底I的边缘。为了便于制造衬底，每个槽9可以同时围绕第一透明电极6以及其透明电连接器10。每个槽9可以例如通过激光蚀刻、通过丝网印刷、借助于掩模或还通过光刻来实现。这些槽优选足够细以使得不妨碍视野。各图完全不是按比例的。优选地，透明电连接器10非常细。
[0047]每个第一透明电极6之上置有被布置在透明衬底I的整个表面上的透明压电层5，所述透明压电层5其自身上置有第二透明电极7，所述第二透明电极7同样以被布置在透明衬底I的整个表面上的层的形式。每个槽9因此在沉积了压电层之后由压电层的材料(其为电绝缘的)填充，这确保了第一透明电极6相对于彼此的电绝缘。
[0048]在运行时，第二透明电极7优选地接地并且每个第一透明电极6处于给定电势，不同于地电势，如果第二透明电极7接地的话。在图4和5的配置中，透明衬底I在第一透明电极6所处的地方包括多个透明压电换能器。
[0049]图6和7表示了根据第二实施例的透明衬底的第三示例的示意视图。
[0050]在该第三示例中，透明衬底I至少在其面之一上包括第一透明电极6，其以被布置在透明衬底I的整个表面上的层的形式。第一透明电极6上置有透明压电层5，所述透明压电层5同样被布置在透明衬底I的整个表面上。透明压电层5之上置有多个第二透明电极7，所述第二透明电极7以矩阵的方式分布在衬底I的表面上。每个第二透明电极7通过透明电连接器10而连至透明衬底I的边缘。第二透明电极7和透明电连接器10例如通过丝网印刷或借助于掩模而实现。各图完全不是按比例的。实际上，透明电连接器10非常细。
[0051]在运行时，第一透明电极6优选接地并且每个第二透明电极7处于给定电势，不同于地电势，如果第一透明电极6接地的话。在图6和7的配置中，透明衬底I在第二透明电极7所处的地方包括多个透明压电换能器。
[0052]图8、9a和9b表示了根据第二实施例的透明衬底的第四示例的示意视图。
[0053]在该第四示例中，透明衬底I包括多个第一透明电极6，所述第一透明电极6以彼此平行的行的形式，被布置在透明衬底I的整个表面上。第一透明电极6例如通过激光蚀亥Ij、通过丝网印刷、借助于掩模或还通过光刻而实现。
[0054]第一透明电极6之上置有透明压电层5，所述透明压电层5被布置在透明衬底I的整个表面上。压电层的材料(其为电绝缘的)因此填充两个相邻行之间的间隔，这确保了第一透明电极6相对于彼此的电绝缘。
[0055]透明压电层5之上置有多个第二透明电极7，所述第二透明电极7以彼此平行的列的形式，被布置在透明衬底I的整个表面上。第二透明电极7例如通过丝网印刷或借助于掩模而实现。
[0056]每个第一和每个第二透明电极6、7被布置在透明衬底I的两个相对的边缘之间。在运行时，每个第一透明电极6和每个第二透明电极7处于给定电势，优选地不同于地电势。在图8、9a和9b的配置中，透明衬底I在第一和第二透明电极6、7之间的相交处包括多个透明压电换能器。
[0057]在全体实施例中，衬底可以在其面的单独一个上或者在其两个面上包括一个或多个压电换能器。
[0058]根据本发明的所有实施例的透明衬底可以用于单一装配玻璃中或用于多重或绝缘装配玻璃中。
[0059]根据本发明的多重或绝缘装配玻璃包括至少两个透明衬底以及被布置在两个相邻透明衬底之间的间隔框，所述间隔框靠近透明衬底的边缘。间隔框使得能够维持透明衬底之间的间距。两个透明衬底之间的间隔，称为空气薄片或气体薄片，填充有空气或稀有气体。
[0060]根据本发明的绝缘装配玻璃可以包括:包含了至少一个透明压电元件的单独透明衬底或者在两个衬底中至少之一上包含了至少一个透明压电元件的至少两个透明衬底。在其中绝缘装配玻璃的多个透明衬底各自包括多个透明压电元件的情况下或者在其中同一衬底的两个面各自包括至少一个透明压电元件的情况下，在不同透明衬底的表面上或者在同一透明衬底的两个面上透明压电元件的数目和空间分布优选是等同的。同样，包括至少一个透明压电元件5的所述一个或多个透明衬底I的面(在其中压电换能器只在衬底的一个面上的情况下)优选地转向气体薄片。
[0061]透明衬底I的透明电极6、7旨在电连接到电子设备，所述电子设备被适配成接收和分析和/或发送电信号。
[0062]在全体实施例中，每个透明衬底I在每个透明电极6、7以及所述一个或多个透明压电元件5之间可以包括至少一个绝缘层。绝缘层使得能够防止在两个电极6、7之间的任何短路。事实上，在缺少绝缘层的情况下，由于灰尘粒、在沉积薄层期间的电弧或还由于衬底或压电元件的缺陷，可能突然发生短路。然而，短路对系统是有害的，因为其导致压电效应的减少。
[0063]于是，优选地，至少一个绝缘层被布置在透明电极6和所述一个或多个透明压电元件5之间和/或至少一个绝缘层被布置在透明电极7和所述一个或多个透明压电元件5之间。优选地，至少两个绝缘层、甚至至少三个绝缘层被布置在透明电极6和所述一个或多个透明压电元件5之间和/或至少两个绝缘层、甚至至少三个绝缘层被布置在透明电极7和所述一个或多个透明压电元件5之间。当存在至少两个重叠的绝缘层时，这些层由不同材料制成。另外，当存在至少两个重叠的绝缘层时，优选地存在非晶质层/晶质层的交替。此外，位于所述一个或多个压电元件之上和之下的绝缘层可以是不同材料的。
[0064]每个绝缘层是介电层，其可以通过溶胶-凝胶、ALD、CVD、磁控管溅射或还通过PECVD 而沉积。每个绝缘层例如由 Si02、Ti02、SiN、AIN、HfO2、Al203、Y203、Si0N、Zr02、Ta205、SnO2、或还SnZnOx制成。绝缘层还可以由接连或同时沉积的这些材料的组合所制成。
[0065]此外，为了避免所述一个或多个压电元件中电压的显著损耗，有必要的是绝缘层的厚度尽可能最低。于是，位于透明电极6、7和所述一个或多个透明压电元件5之间的全体绝缘层的厚度小于所述一个或多个压电元件的厚度的30%、优选地小于所述一个或多个透明压电元件5的厚度的10%。
[0066]另外，由介电材料制成的所述一个或多个绝缘层使得能够使透明电极6、7的薄层抗反射。
[0067]此外，在全体实施例中，每个透明衬底I由有机或无机玻璃制成。每个透明衬底I的厚度被包括在10 μ m和1mm之间、对于有机玻璃而言优选地在10 μ m和500 μ m之间并且对于无机玻璃而言优选地在500 μ m和5mm之间、甚至在Imm和3mm之间。
[0068]透明衬底I的表面由压电换能器的覆盖率(换能器的数目和面积)是根据玻璃的面积和厚度、以及根据所旨在的应用来适配的。
[0069]根据本发明的单一装配玻璃或多重装配玻璃可以用于不同应用，如，例如清洁透明衬底上的灰尘或水、或还用于在起扬声器的作用时扩散音频信号、或还用于起麦克风的作用、或还用于发电。
[0070]于是，如果绝缘装配玻璃的单独透明衬底I配备有至少一个透明压电元件，则仅仅该衬底易于通过由电子设备将适配信号经由透明电极6、7发送给所述一个或多个透明压电换能器而振动，或者还易于经由透明压电换能器5而产生通过透明电极6、7传输给电子设备的电信号。
[0071]如果绝缘装配玻璃的至少两个透明衬底I各自配备有至少一个透明压电元件，则这些不同衬底都易于通过由电子设备将适配信号经由透明电极6、7发送给所述一个或多个透明压电换能器而振动，或者还易于经由透明压电换能器5而产生通过透明电极6、7传输给电子设备的电信号。
[0072]声衰减可以涉及来自其上安置了绝缘装配玻璃的建筑物或者装备有根据本发明的透明衬底的房间之外的噪声(这些噪声是我们在内部力图不要听到的)，或者还用于衰减在建筑物或房间的内部所产生的噪声以使得它们不被传输向建筑物外部。为此，由于噪声所引起的衬底的振动被机械地传输到所述一个或多个透明压电换能器并且由被布置在衬底上的所述一个或多个透明压电换能器检测到。振动通过所述一个或多个透明压电换能器而被变换成以电脉冲形式的电信号。所产生的电信号由电子设备接收，所述电子设备对其进行分析并且向同一衬底(在装备有包括至少一个压电元件的单独衬底的多重装配玻璃或单一装配玻璃的情况下)或另一衬底(在装配有包括至少一个压电元件的至少两个衬底的多重装配玻璃的情况下)的所述一个或多个透明压电换能器发送与所接收的信号反相的信号，以便消除噪声。在装备有两个根据本发明的衬底的装配玻璃的情况下，噪声可以由被布置在衬底噪声侧上的压电换能器所检测并且由被布置在相对衬底上的压电换能器所衰减。在其两个面包括压电换能器的衬底的情况下，噪声可以由被布置在衬底位于噪声侧的面上的压电换能器所检测并且由被布置在衬底相对面上的压电换能器所衰减。
[0073]声放大以相同方式运行，其中由电子设备所发送的信号是同相而非反相。
[0074]在装配有两个根据本发明的衬底的装配玻璃的情况下，系统可以是可逆的，从而可选地衰减来自外部或内部的噪声。
[0075]清洁包括至少一个压电元件的透明衬底上的灰尘或水通过由电子设备向所述一个或多个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器发送电信号而实现。所述一个或多个透明压电换能器将电信号变换成振动，以使得使所述一个或多个透明衬底振动并且使所述一个或多个透明衬底的灰尘或水掉落。
[0076]将包括至少一个压电元件的衬底用作扬声器是通过由电子设备向透明衬底的所述一个或多个压电换能器传输电信号而实现的。所述一个或多个透明压电换能器将电信号变换成振动以便使透明衬底振动并且扩散可听信号。
[0077]将包括至少一个透明压电元件的透明衬底用作麦克风是通过将可听信号的效应下所产生的透明衬底的振动变换成旨在被记录的电脉冲而实现的，所述振动通过所述一个或多个透明压电换能器而变换成电信号并且传输给电子设备以用于记录。
[0078]将包括至少一个透明压电元件的透明衬底用作发电机是通过将机械激励(例如风)的效应下所产生的透明衬底的振动变换成电而实现的，所述振动通过所述一个或多个透明压电换能器变换成电信号以用于通过电子设备而产生电。
[0079]本发明还涉及包括绝缘装配玻璃和电子设备的套件，所述电子设备被适配成接收和分析由包括至少一个压电元件的一个或多个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器所发射的信号和/或向包括至少一个压电元件的一个或多个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器发送信号以便使绝缘装配玻璃的透明衬底之一振动和/或记录由所述一个或多个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器所发射的电信号。
[0080]所述电子设备包括连至能量源(例如城市电流)的微控制器。
[0081]根据本发明的透明衬底已被实现。由氧化锌(ZnO)制成的I μ m厚的绝缘压电层已被沉积在2.1mm厚的玻璃上的两个50nm厚的氧化铟锡(ITO)导电层之间。换能器的面积(装配玻璃的活性面积)为5X5cm2。在上ITO层和下ITO层之间的电势差的施加使得能够生成使ZnO层变形的电场。这因此激励玻璃。该透明衬底已成功地用作扬声器。
【权利要求】
1.一种透明衬底(1)，其在其至少一面上包括至少一个透明压电元件(5)，每个压电元件(5)位于第一和第二透明电极(6、7)之间并且每个压电元件(5)以及第一和第二透明电极(6、7)是以层的形式，以使得形成至少一个透明压电换能器。
2.根据权利要求1所述的透明衬底(1)，其中透明压电元件(5)以及第一和第二透明电极(6、7)各自以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式并且形成唯一的透明压电换能器。
3.根据权利要求1所述的透明衬底(1)，其中所述一个或多个透明压电元件(5)以及第一和第二透明电极(6、7 )被布置成使得形成以矩阵的方式分布在透明衬底(1)的表面上的多个透明压电换能器。
4.根据权利要求3所述的透明衬底(1)，包括: -第一透明电极(6)，其以被布置在透明衬底(1)的整个表面上的层的形式， -多个透明压电元件(5)，其以按矩阵的方式分布在透明衬底(1)的表面上的多个部分的层的形式，所述透明压电元件(5)通过绝缘材料(8)而彼此绝缘， -多个第二透明电极(7)，其以按矩阵的方式分布的多个部分的层的形式，每个第二透明电极(7 )被布置在单独的透明压电元件(5 )上。
5.根据权利要求3所述的透明衬底(1)，包括: -多个第一透明电极(6)，其以按矩阵的方式分布在透明衬底(1)的表面上的多个部分的层的形式， -透明压电元件(5)，其以被布置在透明衬底(1)的整个表面上的层的形式， -第二透明电极(7 )，其以被布置在透明衬底(1)的整个表面上的层的形式。
6.根据权利要求3所述的透明衬底(1)，包括: -多个第一透明电极(6)，其以层线的形式， -透明压电元件(5)，其以被布置在透明衬底的整个表面上的层的形式， -多个第二透明电极(7)，其以层线的形式。
7.根据权利要求1至6中之一所述的透明衬底(1)，其中每个透明压电元件(5)由聚偏氟乙烯制成或由掺杂了镧的锆钛酸铅(PLZT)制成或由氧化锌制成或由氮化铝制成或由聚(苯乙烯-b-异戊二烯)的嵌段共聚物制成或由BaTi03类型的钛和钡的氧化物制成。
8.根据权利要求1至7中之一所述的透明衬底(1)，其中透明衬底(1)是由有机或无机玻璃制成的。
9.根据权利要求1至8中之一所述的透明衬底(1)，其中至少一个介电层被布置在每个第一和第二透明电极(6、7)以及所述一个或多个透明压电元件(5)之间。
10.根据权利要求1至9中之一所述的透明衬底(1)，其中以层的形式的第一和第二透明电极(6、7)由薄层的堆叠构成，所述薄层的堆叠包括至少一个由透明导电氧化物制成的薄层和/或一个金属薄层，并且其中每个透明压电元件(5)是以薄层的形式。
11.一种绝缘装配玻璃,包括: -至少两个透明衬底，其通过气体薄片而两两间隔，透明衬底中至少一个是根据权利要求1至10中任一项的， -一个或多个透明压电换能器，其被适配成电连接到电子设备，所述电子设备被适配成接收和分析由经受一个或多个振动的所述一个或多个透明压电换能器所发射的信号和/或向所述元件或向所述透明压电换能器发送信号以便使透明衬底中之一振动。
12.根据权利要求11所述的绝缘装配玻璃，其中包括至少一个透明压电元件的所述一个或多个透明衬底的至少一个面转向气体薄片。
13.根据权利要求11或12所述的绝缘装配玻璃，其中，当两个透明衬底各自包括至少一个透明压电元件时或者当同一衬底的两个面各自包括至少一个透明压电元件时，在两个透明衬底的表面上或者在透明衬底的两个面上透明压电换能器的数目和分布是等同的。
14.将根据权利要求1至10中之一所述的透明衬底或者根据权利要求11至13中之一所述的绝缘装配玻璃用于清洁包括至少一个透明压电元件的所述一个或多个透明衬底上的灰尘或水，这是通过由电子设备向所述一个或多个透明衬底的所述一个或多个压电换能器发送信号以便使所述一个或多个透明衬底振动并且使所述一个或多个透明衬底的灰尘或水掉落。
15.将根据权利要求1至10中之一所述的透明衬底或者根据权利要求11至13中之一所述的绝缘装配玻璃用作扬声器，这是通过由电子设备向包括至少一个透明压电元件的透明衬底的所述一个或多个压电换能器传输信号以便使透明衬底振动并且扩散可听信号。
16.将根据权利要求1至10中之一所述的透明衬底或者根据权利要求11至13中之一所述的绝缘装配玻璃用作麦克风，这是通过将包括至少一个透明压电元件的透明衬底的振动进行变换，所述振动在可听信号的效应下产生并且通过所述一个或多个压电换能器而变换成旨在被记录的电脉冲。
17.将根据权利要求1至10中之一所述的透明衬底或者根据权利要求11至13中之一所述的绝缘装配玻璃用作发电机，这是通过将包括至少一个透明压电元件的透明衬底的振动进行变换，所述振动在机械激励的效应下产生并且通过所述一个或多个压电换能器而变换成电信号以用于产生电。
18.将根据权利要求1至10中之一所述的透明衬底或者根据权利要求11至13中之一所述的绝缘装配玻璃用于衰减或相应地放大来自其上安置了透明衬底或装配玻璃的建筑物外部或内部的声音，这是通过由电子设备接收和分析由包括至少一个透明压电元件的透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器所发射的第一信号以及由电子设备将与第一信号反相或相应地同相的第二信号发送到所述透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器或者在装配玻璃包括有包含了至少一个透明压电元件的至少两个透明衬底的情况下发送到装配玻璃的另一透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器。
19.一种套件，其包括根据权利要求1至10中之一所述的透明衬底或者根据权利要求11至13中之一所述的绝缘装配玻璃以及电子设备，所述电子设备被适配成接收和分析由包括至少一个透明压电元件的至少一个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器所发射的信号和/或向包括至少一个透明压电元件的至少一个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器发送信号以便使绝缘装配玻璃的透明衬底之一振动和/或记录由所述一个或多个透明衬底的所述一个或多个透明压电换能器响应于衬底的振动所发射的电信号。
【文档编号】H01L41/08GK104272482SQ201380023215
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月30日 优先权日:2012年5月3日
【发明者】C.莱德尔, V.莫罗, J.鲁赫曼-埃波塞斯特恩丘斯, 孙佳玫, M.皮东, D.拉明, A.韦尔热 申请人:法国圣戈班玻璃厂