[发明专利]类压电d33振动式装置及整合其的显示器

说明书

本发明提供一种类压电d33振动式装置，至少包括多个电晶体以及多个接收器。该多个接收器电连接至这些电晶体，各电晶体控制对应的各接收器接收被一物体反射一第一振波所产生的一第二振波而产生一感测信号。各接收器具有一第一电极、一第二电极及位于第一电极与第二电极之间且由半导体金属化合物形成后产生的一纳米间隙。本发明还提供一种整合有上述类压电d33振动式装置的显示器。本发明容易与半导体制程整合，加工容易、成本低、无污染性。

技术领域

本发明是有关于一种类压电d33振动式装置及整合其的显示器，且特别是有关于一种具有集成化收发器的类压电d33振动式装置，其可被应用至各种电子装置、设备及系统，以及有关于一种整合上述收发装置的显示器。

背景技术

传统的振动式收发器(或称传感器或换能器(transducer))，譬如是声波或超声波收发器，可以用来作医疗器官影像的量测、手势侦测、三维触控、指纹感测、皮下生物资讯(微血管资讯、血流资讯)量测等，可以以空气或流体当作介质，也可以是物体接触式。传统的实施技术通常是使用压电材料，譬如是聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)或锆钛酸铅(Lead Zirconate Titanate,PZT)等等，其操作的模式是使用材料的d33模式，亦即使施予材料的电场方向与其振动方向平行。

图1A与1B显示一种传统的d33振动式收发器的示意图。如图1A与1B所示，传统的d33振动式收发器300包括一压电材料块310。压电材料块310的上端及下端被通以电压源340而产生电场而使压电材料变形，当电场持续变化时，压电材料块310会沿着振动方向320振动，压电材料块310产生的电场方向330与振动方向320平行时，称为操作在d33模式。譬如，在图1A中，电压源340分别对第一电极311与第二电极312施予负电压及正电压，造成朝上的电场方向330以及压电材料块310的收缩；而在图1B中，电压源340分别对第一电极311与第二电极312施予正电压及负电压，造成朝下的电场方向330以及压电材料块310的伸长。当施予图1A与1B的交替电场时，可以造成压电材料块310的伸缩振动。

在制造上，PVDF是一种工程塑胶，不易采用光刻(Lithography)等半导体制程来进行曝光、显影等加工方式，加工方式通常仅能依靠例如雷射加工。因此，要将PVDF整合到半导体制程是很有问题的。PZT具有污染性，很难微加工，而且需要使用块状材料才能实现d33的操作模式(譬如薄膜PZT操作于d31模式)。块状材料的PZT通常采用烧结方式来生产，烧结温度高达700至800℃，甚至高达1000℃。因此，传统的d33的PZT元件都是独立的元件，也很难整合到半导体的制程，甚至无法与集成电路制程做整合，将压电元件制作整合于集成电路。且铅对于半导体装置又具有污染性。再者，PZT需要用白金当作电极，使得制造成本高昂。

再者，传统的压电材料在操作时，所施加的电压通常是几十伏特到几百伏特。这么高的电压在系统整合时是一个问题，与半导体制程整合时也是一大问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种类压电d33振动式装置，具有的优点是容易与半导体制程整合，加工容易、成本低、无污染性。

为达成上述目的，本发明提供一种类压电d33振动式装置，至少包括多个电晶体以及多个接收器。这些接收器电连接至这些电晶体，各电晶体控制对应的各接收器接收被一物体反射一第一振波所产生的一第二振波而产生一感测信号。各接收器具有一第一电极、一第二电极及位于第一电极与第二电极之间且由半导体金属化合物形成后产生的一纳米间隙。

优选地，各该接收器更作为一发射器用，而作为一收发单元，该收发单元与该些电晶体的对应的一个组成为一集成化收发器，于各该集成化收发器中，该电晶体于一第一时间点控制该收发单元发射出该第一振波以后，于一第二时间点控制该收发单元接收该第二振波。

优选地，更包括：一基板，其中各该集成化收发器设置于该基板上，各该电晶体设置于该基板上或该基板内，各该收发单元邻近该电晶体。