Brevet FR2599207A1 — publié le 19871127

DISPOSITIF DU TYPE HAUT-PARLEUR PIEZOELECTRIOUE L'invention concerne un dispositif du type hautparleur piézoélectrique comprenant un oscillateur piézoélectrique formé d'une couche de matériau piézoélectrique comprise entre deux couches conductrices constituant des électrodes entre lesquelles est appliqué un signal d'excitation et comprenant un organe oscillant formé d'une plaque-substrat en surface de laquelle est disposé l'oscillateur piézoélectrique. L'invention trouve son application dans la réalisation de haut-parleurs ultraminces, pour être incorporés dans des appareils radiophoniques du genre portatifs et miniaturisés, par exemple de dimensions "cartes de crédit"9 les magnétophones et lecteurs de cassettes miniaturisés, et d'une façon générale tout appareil synthétiseurs de sons ou voix humaine pour lesquels un gain de place, ou des faibles dimen suions principalement en épaisseur sont recherchés, de même qu'une bonne résistance à l'environnement (humidité etc,..), Un tel haut-parleur piézoélectrique est connu de l'état de la technique par le dispositif mis en vente par la société "MURATA MFG. CO. LTD" sous la référence VSB41 D 25-07 AR".Ce dispositif comprend un oscillateur en céramique piézoélectrique qui a la forme d'un disque mince de diamètre environ 25 mm. Ce disque piézoélectrique est couvert sur une face d'une couche de laque d'argent qui sert de première électrode, et est solidaire sur l'autre face d'un disque mince métallique sur lequel il est fixé au moyen d'une seconde couche de laque d'argent. Ce disque métallique mince sert de seconde électrode. Ce haut-parleur couvre la bande des fréquences audibles, c'est-à-dire le domaine des fréquences situé entre 5 Hz et 20 kHz. Mais la courbe de réponse en fréquences n'est pas plane. Elle présente au contraire de nombreux pics séparés par des zones où la réponse en fréquences est extrêmement faible. Par conséquent, ce haut-parleur piézoélectrique permet très difficilement l'application à la synthèse de la parole par exemple, et il présente de telles distorsions dans la reproduction des sons qu'il ne peut être appliqué au domaine musical, si seulement une moyenne fidélité est recherchée, et à plus forte raison si une haute fidélité est recherchée. C'est pourquoi la présente invention propose un dispositif du type haut-parleur piézoélectrique qui permet de résoudre ces problèmes. Selon l'invention ce but est atteint au moyen d'un dispositif tel que décrit dans le préambule et en outre conforme à la partie caractérisante de la première revendica tion Le dispositif selon l'invention présente alors, entre autres, les avantages suivants - la bande des fréquences choisie peut être très large et située dans des domaines de fréquence très variés. Elle peut être choisie dans le domaine des fréquences audibles, pour l'application envisagee. Mais elle pourrait aussi bien se trouver dans un autre domaine 9 - la réponse en fréquence présente moins de variations dans le domaine choisi, par conséquent la reproduction des sons est plus fidèle que dans le dispositif connu. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante illustrée par les figures annexées dont - les figures la et lb qui représentent respectivement en coupe et vu du dessus un dispositif piézoélectrique sérigraphié de forme rectangulaire, selon l'invention - les figures 2a, 2b, 2c qui représentent les positions des fréquences de résonance respectivement pour des dispositifs piézoélectriques sérigraphiés carré, circulaire et rectangulaire de même matériau et même surface dans la bande de fréquence 0-5000 Hz ;; - les figures 3a à 3f qui représentent les déformations maximales instantanées qui apparaissent sur une plaque carrée pour les modes fondamentaux de résonance propre correspondant aux fréquences représentées figure 2a - les figures 4a à 4p qui représentent respectivement les courbes de niveau correspondant aux déformations des plaques carrées montrées figures 3a à 3p ;; - les figures 5a à 5p qui représentent lesdéfor- mations maximales instantanées qui apparaissent sur une plaque circulaire, pour les modes fondamentaux de résonance propre correspondant aux fréquences de la figure 2b - les figures a à 6p qui représentent respectivement les courbes de niveau correspondant aux déformations des plaques circulaires montrées figures 5a à 5p - les figures 7a à 7p qui représentent les déformations maximales instantanées qui apparaissent sur une plaque rectangulaire, pour les modes fondamentaux de résonance propre correspondant aux fréquences de la figure 2c ;; - les figures 8a à 8p qui représentent les courbes de niveau correspondant respectivement aux déformations des plaques carrées montrées figures 7a à 7p ; - la figure 9a qui montre agrandi le diagramme des courbes de niveau correspondant à la figure 3b ; - la figure 9b qui montre ce même diagramme dans le cas où l'oscillateur piézoélectrique est formé de quatre parties dont celles qui sont opposées deux à deux sont polarisées en inverse ;; - la figure 9c qui montre vu du dessus le dispositif haut-par-leur qui engendre les déformations montrées sur la figure 9b - la figure 9d qui montre en coupe le dispositif selon la figure 9c, dans le cas d'une plaque isolante - la figure 9e qui montre en coupe le dispositif selon la figure 9c dans le cas d'une plaque conductrice, - la figure 10a qui montre en coupe une partie d'un haut-parleur dont l'oscillateur piézoélectrique est polarisé en direct et la figure lOb qui montre en coupe la déformation induite par l'application d'un signal entre les électrodes ; - la figure 10c qui montre en coupe une partie d'un haut-parleur dont haut-parleur dont l'oscillateur piézoélectrique est.pola- risé en inverse et la figure 10d qui montre en coupe la déformation induite par l'application du même signal entre les électrodes ;; - les figures 11a, llb, 11c qui montrent respectivement les configurations préférentielles des oscillateurs piézoélectriques réalisés en surface de plaques respectivement carrée, circulaire. et rectangulaire pour obtenir le lissage des courbes de réponse en fréquence. des haut-parleurs ainsi constitués. Tel que représenté sur la figure 1, en coupe schématique, le dispositif réalisé selon la présente invention est formé d'une première couche conductrice 1 disposée sur un substrat S. Cette- première couche 1 ~constitue la première électrode E1. Une plage Ci est réservée sur cette électrode pour permettre la connexion à un signal d'excitation. Le dispositif comprend ensuite, déposée(s) sur cette première couche conductrice 1, une (ou plusieurs) couche(s) piézoélectrique(s) 2 qui laisse(nt) dégagé le contact C1 mais peut (ou peuvent) déborder la couche conductrice 1 dans les autres régions. Le dispositif comprend enfin, déposée sur la (ou les) couche(s) piézoElectrique(s), une seconde couche conductrice 3, constituant la seconde électrode E2 sur laquelle est réservée une plage C2 pour permettre la seconde connexion avec le signal d'excitation. La (ou les) couche(s) piézoélectrique(s) P se trouve(nt) donc disposée(s) entre les deux électrodes E1 et E2. Selon l'invention les coches piézoélectriques et au moins une des couches conductrices formant électrodes sont réalisées de préférence au moyen de composés sérigraphiables et sont alors déposées par une méthode de sérigraphie sur un substrat mince constituant l'organe oscillant. La technologie de réalisation du haut-parleur selon l'invention, mettant en oeuvre la sérigraphie, permet de réaliser, avec-des moyens simples, un dispositif de forme complexe, et permet en particulier de s'affranchir de la forme circulaire présentée par le dispositif considéré comme état de la technique, cette forme circulaire n'étant pas comme il va être montré, appropriée à fournir une réponse en fréquence constante sur une large bande de fréquence. Il faut rappeler tout d'abord que lorsqu'un dispo sitif piézoélectriue couplé à un organe oscillant est soumis à un signal d'excitation, à une fréquence variant dans une bandez de fréquence donnée, il n'existe de réponse en fréquence de ce systcma qu'aux fréqueiices de résonance propres de l'or- gane oscillant. Pour chaque fréquence propre, l'organe oscil- lant encre en résonance, montre des déformations caractéris- tiques de cette fréquence et emee un signal acoustique qui est audible s'il se trouve dans la bande de fréquence 5 Hz a' 0.300 z. La réponse en fréquence d'un tel système utilisé comme haut-parleur, montre donc des maxima pour les fréquences correspondant aux fréquences propres de résonance, et des minima entre ces positions. Mais si ces fréquences propres de résonance sont - éloignées las unes des autres, - mal réparties sur la bande de fréquence, la réponse en fréquence du haut-parleur ne peut être seulement ondulée entre les maxima. Elle présentera au contraire des pics séparés par des zones oU le réponse en fréquences est quasiment nulle. Il doit donc en premier lieu être déterminé la forme de la surface du substrat qui sert d'organe résonnant, adaptée à présenter des fréquences propres de résonance qui sont peu éloignées les unes des autres. Un des buts de l'invention consiste en la détermination d'une telle forme. En second lieu, il doit être déterminé un ou plusieurs motifs de sérigraphie pour réaliser sur cet organe resonnant un dispositif piézoélectrique tel que - aucune résonance propre neest omise, - les trop fortes résonances sont atténuées - les trop faibles résonances sont accentuées, - d'une manière générale, la courbe de réponse en fréquences du dispositif haut-parleur constitué par i lV2sso- ciation de l'organe résonnant et du dispositif piézoélectrique est lissage = la réponse est plus constante dans le domaine de fréquences choisi. En effet plus la courbe est lissée plus la réponse est constante dans le domaine de fréquences choisi. Un- des buts de l'invention consiste en la deter mination de ces motifs. Les autres buts de l'invention consistent en la détermination des matériaux et des dimensions de l'organe oscillant pour obtenir son fonctionnement dans la bande de fréquences choisie, ainsi que des r,1aLériaux sérigraphiabiss compatibles pour réaliser la dispositif piézoélectrique cou plié. La première partie de la description de l'inven- tion concernant la détermination de la forme de l'organe oscillant pour obtenir des résonances propres peu éloignes et régulièrement réparties, et la détermination du matériau ainsi que des dimensions de l'organe résonnant pour obtenir ces résonances dans la bande de fréquences audible, plusieurs exemples de réalisation sont décrits ci-après. A cet effet il faut encore rappeler que dans un dispositif constitué dsun dispositif piézoélectrique couplé à un organe résonnant tel que décrit précédemment, la fréquence de fonctionnement augmente lorsque - le module d'Young du matériau constituant l'or- gae oscillant augmente, - l'épaisseur de ce matériau augmente à surface égale, - la surface diminue à épaisseur égale, - la densité du matériau diminue. Pour la détermination des fréquences de résonances il doit ainsi être pris en compte a) la forme de l'organe oscillant, qui peut être - carrée de côté a - circulaire de diamètre d - rectangulaire de côté a -x b - ou toute autre forme plus complexe. b) de l'épaisseur w de la plaque constituant cet organe ; c) de son module d'élasticité ou module d'Young d de son coefficient de Poisson e) des dimensions, a ou d ou a x b. Compte tenu du nombre de paramètres nécessaires à cette détermination, les calculs ont été réalisés par une méthode de calculs et des tracés assistés par ordinateur. Les résultats de ces calculs et tracés sont donnés pour trois exemples décrits ci-après à titre non limitatif, concourant à l'étude de l'organe oscillant, ce dernier étant supposé entièrement recouvert d'un oscillateur piézoélectrique polarisé dans une seule direction. Exemple 1 Dans cet exemple l'organe oscillant est une plaque carrée. a a = 100 mm surface 0,01 m2 W = 0,635 mm Matériau alumine (96 m) Module d'Young = 300.106 N/m2 Coefficient de Poisson = 0,21 Bande de fréquence choisie pour le fonctionnement O - 6000 Hz. Dans ce domaine de fréquence audible, les fréquences propres de résonance de cette plaque, déterminées par des simulations sur ordinateur comme il a été dit, sont représentées figures 2a. La figure 2a démontre bien qu'un haut-parleur réalisé au moyen d'un tel organe oscillant ne peut présenter, sur sa courbe de réponse en fréquence, des maxima que seulement aux fréquences correspondant aux résonances propres de la plaque. En dehors de ces fréquences propres, il ne peut y avoir qu'une réponse d'autant plus- affaib-lie qu'elle affecte une zone dans laquelle les fréquences propres sont éloignées. Au moyen du programme de calcul sur ordinateur déjà cité, ont été tracées en perspective, pour chacune des vingt premières fréquences de résonance dans le domaine choisi, d'une part la plaque immobile 10 servant de référence, et d'autre part la plaque en vibration 11. Ces graphiques sont représentés respectivement sur les figures 3a à 3p. Ainsi la figure 3a représente le mode fondamental de vibration a de la figure 2a, la figure 3b le mode b etc.. jusqu'au mode p pour la figure 3p. D'autre part les figures 4a à 4p représentent vu du dessus les courbes de niveau de la plaque il correspondant aux déformations montrées figures 3a à 3p, la ligne O étant la ligne nodale de la plaque. Pour chaque mode fondamental de vibration, la plaque oscille en se déformant. Les figures 3 et 4 correspondent aux états instantanés pour lesquels les déformations de la plaque sont maximales. Les courbes de niveau des figures 4 sont des relevés des points de la plaque déformée, selon des lignes où la distance des points de la plaque 11 par rapport à la plaque 10, mesurée perpendiculairement à cette dernière, est la même. Ces distances sont normées à 1 et reportées sur les diagrammes des figures 4. Sur les figures 4, ces courbes de niveau montrent des zones de valeurs positives et des zones de valeurs négatives. Les zones positives sont les zones ou les déformations de la plaque se situent dans un demi-espace dit positif par rapport aux lignes nodales, et les zones négatives sont les zones où les déformations de la plaque se situent dans l'autre demi-espace dit négatif par rapport aux lignes nodales considérées comme niveau 0. Ces déformations permettent de définir les rayons de courbure en chaque point de la plaque et les diagrammes permettent donc de distinguer des zones de grand rayon de courbure ee des zones de faible rayon de courbure. Les zones de grand rayon de courbure correspondent aux ventres des oscillations et aux déformations instantanées maximales de la plaque. Pour une meilleure compréhension des phénomènes considérons par exemple les déformations qui affectent la -pla- que lorsqu'elle vibre à la fréquence de résonance b. Ce mode de vibration est représenté figure 3b et 4b, ou mieux en vue agrandie figure 9a, correspondant à la figure 4b. La figure 9a montre que la plaque carrée 10 cons tituba l'organe oscillant présente sous l'excitation dsun si gnal, un mode de vibrations propres à la fréquence b qui in- duit des déformations partageant sa surface en quatre zones 101, 102, 103 et 104. Les courbes de niveau de la figure 9a montrent que dans les zones 101 et 103 le rayon est positif, alors que dans les zones 102 et 104 le rayon est négatif. De plus ces déformations sont symétriques et d'égale amplitude. Ceci signifie que, dans la courbe de réponse en fréquence d'un haut-parleur constitué d'une telle plaque 10 comme organe oscillant couplée sur toute sa surface à un dispositif piézoélectrique, en dépit de la prévision par le calcul d'une résonance propre à cette fréquence, il y aura là au contraire un minimum. En effet le signal émis par un tel haut-parleur à cette fréquence admet des composantes de même amplitude et de phase opposée qui s' annulent, et la résultante est nulle, ce qui est concrétisé par le fait que les déformations de la plaque se compensent. Ce mode fondamental de vibration ne participera donc pas à l'émission d'un son à cette fréquence. Cet exemple met donc en évidence que - un haut-parleur muni d'une telle plaque comme organe oscillant n'émet qu'aux fréquences correspondant aux fréquences propres de résonance de la plaque, - pour certaines de ces fréquences propres de résonance, la réponse est cependant nulle, du fait que les déformations à ces modes de vibration se compensent totalement, - pour certaines de ces fréquences propres de résonance, la réponse est atténuée du fait que les déformations à ces modes de vibration se compensent partiellement. E'eople 2 Dans cet exemple est étudié un organe oscillant constitué par une plaque circulaire d = 112,84 mm surface = 0,01m2 W = 0,6 mm Matériau alumine Module d'Young = 300.106 N/m2 Coefficient de Poisson = 0,21 Bande de fréquence de fonctionnement = 0-6000 Hz. Dans ce domaine de fréquence audible, les fréquences propres de résonance de cette plaque, déterminées par le même type de calculs, sont représentées figures 2b. Les figures Sa à 5p montrent en perspective, pour chacune des 20 premières fréquences de résonance représentées figure 2b, d'une part la plaque immobile 10 servant de réfé- rence, et d'autre part la plaque en vibration 11. Ainsi la figure 5a représente le mode fondamental de vibration a' de la figure 2b, la figure 5b le mode b' etc... jusqu'au mode p' pour la figure 5p. D'autre part les figures 6a à 6p représentent vu du dessus les courbes de niveau de la plaque 11 correspondant aux déformations maximales instantanées montrées respectivement figures 5a à 5p. La ligne étant la ligne nodale de la plaque. Les courbes de niveau positives correspondent aux déplacements des points de la plaque perpendiculairement à cette dernière dans un demi-espace défini comme positif par rapport aux lignes nodales considérées comme niveau 0. Les courbes de niveau négatives correspondent aux déplacements des points de la plaque dans l'autre demi-espace, défini alors comme négatif par rapport aux lignes nodales. La comparaison de la figure 2b et de la figure 2a enseigne que les résonances propres d'une telle plaque circulaire sont moins nombreuses et moins bien réparties que celles de la plaque carrée de même surface précédemment décrite. De même que dans le cas de la plaque carrée, il apparaît pour la plaque circulaire un certain nombre de modes fondamentaux pour lesquels la réponse en fréquence sera nulle ou faible du fait que les déformations produites se compensent totalement ou partiellement. Exemple 3 Dans cet exemple l'organe oscillant est une plaque rectangulaire a = 111,11 mm b = 90 mm Surface = 0,01 m2 W = 0,635 mm Matériau = alumine (96 m) Module d'Young = 300.106 N/m2 Coefficient de Poisson = 0,21 Bande de fréquence de fonctionnement - 0-6000 Hz. Dans ce domaine de fréquence audible, les fréquences propres de résonance sont représentées figure 2c. Les figures 7a à 7p montrent en perspective, pour chacune des 20 premières fréquences de résonance représentées figures 2c, d'une part la plaque immobile 10, servant de référence et d'autre part la plaque en vibration 11. Ainsi la figure 7a représente le mode fondamental de vibration a" de la figure 2c, la figure 7b le mode fondamental b" etc...jusqu'au mode p" pour la figure 7p. D'autre part les figures 8a à 8p représentent vu du dessus les courbes de niveau de la plaque 11 correspondant aux déformations maximales instantanées de cette plaque montrées figures 7a à 7p, la ligne O étant la ligne nodale de la plaque. Les courbes de niveau positives et négatives correspondent à des déplacements tels que décrits précédemment dont on peut déduire le sens du rayon de courbure. La comparaison des figures 2a, 2b, 2c enseigne que c'est la plaque rectangulaire qui présente les résonances les plus nombreuses et les mieux réparties sur la bande de fréquence considérée. De même que dans les deux exemples précédemment décrits, il apparaît pour la plaque rectangulaire un certain nombre de modes fondamentaux pour lesquels la réponse en fréquence est nulle ou faible du fait que les déformations produites se compensent totalement ou partiellement. La seconde partie de la description de l'invention concerne la détermination des motifs de sérigraphie pour obtenir un dispositif piézoélectrique apte à compenser les déformations indésirables des organes oscillants de manière telle qu'aucun mode fondamental n'est omis et que la courbe de réponse en fréquence est lissée. Pour une meilleure compréhension de l'invention considérons à nouveau le cas de la plaque carrée représentée figure 9a. Si le dispositif piézoélectrique permet d'obtenir que les courbes de niveau des zones 102 et 104 soient positives et donc identiques aux courbes de niveau des zones 101 et 103, alors la réponse en fréquence pour ce mode fondamental de vibration ne sera plus nulle. L'utilisation de la sérigraphie pour réaliser le dispositif piézoélectrique couplé à l'organe oscillant permet de résoudre tous les problèmes posés par l'obtention d'une réponse en fréquence aussi constante que possible dans un domaine de fréquence considéré. En effet les matériaux utilisés pour réaliser les couches sérigraphiables formant le dispositif piézoélectrique peuvent être utilisés sur des substrats très divers. Ces substrats peuvent être en alumine, comme dans les trois exemples précédemment cités, mais ils peuvent aussi être métalliques, donc présenter un module d'Young plus faible qui permet soit de travailler à de plus basses fréquences, soit à fréquences égales de diminuer la surface du substrat. D'une façon générale, il est ainsi possible de travailler dans des domaines de fréquences très divers avec des substrats minces de surface faible, et de formes diverses. La sérigraphie permet de choisir le substrat le plus avantageux pour l'application ensisagée, tant eÀ ce qui concerne le matériau que les dimensions ou la forme. En particulier la forme du substrat n'est absolument pas limitée à celle des trois exemples présentés précédemment. Ensuite la sérigraphie permet de réaliser un dispositif piézoélectrique selon des motifs aptes à ne jamais autoriser les cas où les résonances sont annulées. En effet, il faut savoir que, pour être utilisé dans un dispositif piézoélectrique, le matériau piézoélectrique pla-cé entre les électrodes doit être polarisé. Cela est dû au fait que le matériau piézoélectrique est constitué de grains dont chacun forme, électriquement, un ensemble de dipôles élémentaires. Dans chaque grain piézoélectrique et dans l'ensemble du matériau lui-même, ces dipôles sont orientés de façon aléatoire, en sorte que lorsqu'un signal est appliqué entre les électrodes, la somme des déplacements de charges est nulle, et l'effet piézoélectrique est par conséquent nul. C'est pourquoi, pour obtenir un effet piézoélectrique, les .dipôles doivent d'abord être orientés. Cette orientation est obtenue en soumettant le matériau potentiellement piézoélectrique à un fort champ électrique en même temps qu'à une température voisine du point de Curie. A cet effet, le dispositif piézoélectrique est porté à une température proche du point de Curie de la poudre piézoélectrique, tandis qu'une tension électrique continue élevée est appliquée entre les deux électrodes pendant le refroidissement. Selon l'électrode à laquelle est reliée la borne positive de l'alimentation continue durant cette polarisation, cette dernière sera dite positive ou négative. Les figures 10a à lOd illustrent ces deux possibilités. La figure 10a montre un dispositif piézoélectrique 100 réalisé en surface d'un substrat 10. Une tension +V > 0 est appliquée sur son électrode 1 tandis que son électrode 2 est portée à la masse durant l'opération de polarisation. Lorsque ce même dispositif est soumis à un signal d'excitation S, cela entraîne une déformation du substrat comme représenté sur la figure 1Ob. La figure 10c montre un dispositif piézoélectrique 100 réalisé en surface d'un substrat 10, cet ensemble étant identique à celui de la figure 1osa. Mais dans ce cas une tension V > O est appliquée sur l'électrode 2 tandis que l'élec-trode 1 est portée à la masse, en sorte que l'on peut considérer que la polarisation est effectuée sous une tension -V. Lorsque le dispositif de la figure 10 est soumis à un même signal d'excitation S que dans le cas de la figure lita, cela entraîne une déformation en-sens contraire de celle de la figure 10b, comme il est montré sur la figure 10d. Cette propriété est utilisée pour réaliser un oscillateur piézoélectrique qui permet d'éviter l'annulation de certaines résonances. Cela apparaît clairement sur le dispositif représenté figure 9c. Ce dispositif est décrit purement à titre d'exemple pour montrer comment peut être résolu le problème posé dans l'exemple 1 et illustré par la figure 9a. Comme montré sur la figure 9c, vu du dessus, les zones 101 et 103 de la plaque 10 reçoivent un oscillateur piézoélectrique; qui a été-polarisé positivement. Alors que les zones 102 et 104 reçoivent un oscillateur piézoélectrique qui a été polarisé négativement. Lorsque le signal d'excitation est appliqué uniformément sur ces quatre zones 101, 102, 103 et 104, le mode fondamental de vibration à la fréquence f ne produit plus les déformations correspondant à des rayons de courbure tantôt positifs et tantôt négatifs, mais au contraire des déformations qu correspondent à des rayons de courbure toujours positifs comme il est montré figure 9b. La figure 9d montre en coupe selon l'axe II' de la figure 9c, comment sont disposées les couches conductrices et piézoélectriques sur le substrat 10 pour obtenir facilement un tel dispositif au moyen de la sérigraphie dans le cas d'un substrat isolant 10. Les exemples précédents ont eté donnés pour un substrat isolant. Mais on a vu que les substrats métalliques présentent des modules d'Young faibles qui permettent de réaliser des dispositifs qui sont soit de dimensions inférieures à fréquence égale soit travaillant à des fréquences inférieures à dimensions égales. La méthode qui utilise la sérigraphie pour réaliser l'oscillateur piézoélectrique peut très bien être appli quée eux substrats métalliques, et en particulier aux colaminés par exemple du type cuivre-invar-cuivre. La disposition des couches pour obtenir un dispositif équivalent à celui de la figure 9d est montré figure 9e. Sur cette figure 9e le substrat métallique 10 sert de seconde électrode C2 pour les deux parties du dispositif piézoélectrique polarisées en sens inverse, qui sont alors réalisées de part et d'autre du substrat. Ces dispositions sont proposées tout à fait à titre d'exemple, car l'utilisation des couches sérigraphieées est très souple et permet des combinaisons très diverses entre les polarisations et les faces des substrats choisies pour réaliser les oscillateurs piézoélectriques polarisés. Ainsi à l'aide du dispositif montré figure 9c, 9d et 9e le mode fondamental de vibration b produit une réponse en fréquence non nulle contrairement au cas de la figure 9a. Cette méthode peut être appliquée pour réaliser un haut-parleur sur une 1argue bande de fréquence donnée en superposant, à l'aide des calculs tous les modes de vibration fondamentaux intéressant la bande considérée, pour déterminer en fonction de la fréquence les zones où les déformations doivent être privilégiées. Il suffit alors de prévoir uniquement dans ces zones des motifs de sérigraphie de même contour, et d'y réaliser un dispositif piézoélectrique dans la direction souhaitée en tenant compte du rayon de courbure, c'est-à-dire soit polarisé directement soit polarisé en inverse. Au moyen des figures de sérigraphie déterminées selon l'invention on peut donc améliorer la réponse en fréquence de tout système haut-parleur, quelle que soit la forme de son organe oscillant, puisque l'on récupère des résonances qui ne pouvaient exister avec un dispositif piézoélectrique couvrant toute la surface, ou nue présentant, du fait de son procédé de fabrication, que des formes simples. Cependant, il ne reste pas moins qu'il est préf6- rable de choisir pour le substrat une forme qui permet une bonne répartition des résonances dans la bande de fréquences de fonctionnement choisie. En outre, il faut considérer que, lors de la détermination des motifs de sérigraphie, on doit réaliser une superposition des motifs de sérigraphie qui pour chaque mode permet de compenser les zones à rayon de courbure négatif par des zones à rayon de courbure positif. Mais pour réaliser au mieux cette superposition, il faut évidemment choisir un compromis pour lequel tous les modes sont suffisamment excités afin d'avoir une amplitude suffisante pour chacun d'eux. Cela a pu être fait en considérant qu'un mode est excité de façon relativement grande si l'on se limite à sérigraphier et à prépolariser seulement les zones où le rayon de courbure est le plus petit, c'est-à-dire aux ventres des vibrations. D'autre part, étant apparu que certains modes ont un gain naturel élevé alors que d'autres modes ont un gain limité, les modes à gain limité doivent être favorisés par rapport aux autres en sérigraphiant une surface plus importante dans un même ventre de vibration et en les activant ainsi davantage. Par une telle opération a pu être obtenu un "lissage" de la courbe de réponse en fréquence, de manière telle que la différence entre maxima et minima soit peu élevée, tout en maintenant un gain suffisant. Enfin, la réalisation des contacts sur les électrodes n'est pas indifférente. La position de ces contacts peut être choisie sur une zone où la majorité des lignes nodales des modes de vibration est concourante, cette position introduisant le moins de variations dans les caractéristiques du système. Ils peuvent aussi être réalisés sur un ventre de vibration. Dans ce cas l'amplitude de ce mode de vibration sera amortie. Un choix judicieux de l'emplacement des contacts permet donc une réduction du gain des modes trop puissants sans altérer celui des modes faibles. Exempl-e 5 Cet exemple de réalisation illustré par la figure île montre les motifs de sérigraphie associés au substrat carré étudié dans l'exemple 1, qui ont été déterminés par la méthode décrite précédemment pour éviter la perte de certains modes fondamentaux dans la participation à la réponse en fréquence d'un haut-parleur constitué de ce système. Ces motifs sont, dans cet exemple, particulièrement complexes, mettant ainsi en valeur la souplesse d'utilisation de la sérigraphie pour une telle réalisation. Les zones 110 sont dépourvues de couches sérigraphiées. La zone 111 est munie d'un dispositif piézoélectrique polarisé positivement. la zone 112 est muni d'un dispositif piézoélectrique polarisé négativement. les points 113 et 114 sont les points choisis pour réaliser les contacts électriques permettant d'appliquer le signal d'excitation, l'un sur l'électrode E1 et l'autre sur l'éRectrode E2 de chaque partie. Exemple 6 Cet exemple de réalisation illustré par la figure îîb montre les motifs de sérigraphie associés au substrat circulaire étudié dans l'exemple 2, et qui ont été déterminés par la méthode décrite précédemment. Au vu de la figure îîb, on constate que le dispositif connu de l'état de la technique est loin d'être optimisé. En effet dans cet exemple les motifs de sérigraphie sont constitués de quatre zones périphériques 121a et d'une zone centrale 121 b, couverte d'un dispositif piézoélectrique polarisé positivement, le reste du substrat étant dépourvu de couches sérigraphiées dans les zones intermédiaires 120. Exemple 7 Cet exemple de réalisation illustré par la figure lic montre les motifs de sérigraphie associés au substrat rectangulaire étudié dans l'exemple 3, et qui ont été déterminés par la méthode décrite précédemment. Ces motifs de sérigraphie sont constitués par une zone principale 131 couverte d'un dispositif piézoélectrique polarisé positivement et par des zones 132 couvertes de dispositifs piézoélectrique-s polarisés négativement. Les contacts électriques pour appliquer le signal d'excitation sont pris aux deux points 133. Bien entendu de nombreuses formes de substrats sont comme on l'a dit possibles pour un fonctionnement adapté à toutes les bandes de fréquence, en particulier des formes complexes par exemple polygonales, Les motifs de sérigraphie sont alors déterminés par la méthode décrite précédemment. D'autre part pour couvrir une plus large bande de fréquence, par exemple O à 18000 Hz, on peut associer plusieurs haut-parleurs. Ce peut être par exemple l'association d'un hautparleur pour la bande 0t600û Hz avec un haut-parleur pour la bande 6000-12000 Hz et 12000-18000 Hz. Plusieurs résonateurs piézoélectriques peuvent même être associés sur le même substrat. On peut alors faire varier soit les grandes dimensions du substrat soit son épaisseur d'une partie de la surface à l'autre. On rappelle que la répartition des modes fondamentaux reste la même lors que l'on change les dimensions du substrat sans changer le rapport entre ces dimensions : seule la fréquence où l'on peut trouver ces modes fondamentaux change. Enfin il n'est pas impossible de réaliser les motifs des oscillateurs piézoélectriques par une autre méthode que la sérigraphie. La couche piézoélectrique peut être réalisée comme dans le dispositif connu de l'état de la technique en une céramique piézoélectrique et découpée selon des motifs déterminés par le procédé de la présente invention,le decoupage étant effectué par exemple au moyen d'un laser, et une plaque substrat étant ensuite munie des différentes parties de l'oscillateur piézoélectrique ainsi réalisé. Cependant la sérigraphie reste un moyen préférentiel. Exemple 8 Dans cet exemple est donné un procédé de réalisation des dispositifs piézélectriques sur les substrats alumine, au moyen d'encres sérigraphiables appropriées. En effet, il faut savoir que l'encre piézoélectrique doit être apte à subir la polarisation et à la conserver. C'est pourquoi cette encre sérigraphiable est obligatoirement très spécifique de l'application piézoélectrique. Les couches conductrices sérigraphiables doivent être en outre adaptées à la fois au substrat et à l'encre piézoélectrique de manière à adhérer à l'un et à l'autre de manière parfaite. A cet effet des compositions d'encres sont proposées ainsi qu'un procédé de réalisation des dispositifs piézoélectriques conformes à l'invention. On rappelle que l'imptession par sérigraphie a pour but de transférer sur un substrat rigide, au travers d'un écran formant masque et délimitant un motif, un matériau liquide ou encre qui, à l'issue d'un traitement thermique ou cuisson, présente par exemple des propriétés de conducteur ou d'isolant et devient en outre solidaire du substrat. Pour remplir avant cuisson la fonction d'impression et après cuisson une fonction électrique et mécanique, une encre comprend essentiellement trois composants : un véhicule organique liquide qui remplit la fonction impression et qui doit être éliminé lors de la cuisson, un matériau actif qui remplit la fonction électrique et qui peut être entre autres, conducteur ou isolant, et un matériau destiné à rendre le précédent solidaire du substrat -après cuisson et qui est un liant. Chacune des couches formant un circuit doit être à la fois compatible avec les autres couches du circuit et avec le substrat choisi tant en ce qui concerne les coefficients de dilatation que les températures de cuisson. C'est pourquoi les formulations des encres doivent être spécialement adaptées à chaque cas précis d'utilisation. Des formulations pour une encre conductrice et une encre piézoélectrique compatibles sont connués de la demande de brevet FR-2 570 223. Dans la forme de réalisation du dispositif selon l'invention proposé ici à titre d'exemple, l'encre piézoélectrique du document cité peut être utilise avantageusement. Cette encre piézoélectrique est constituée tout d'abord d'un liant vitreux dont la composition est rappelée dans le tableau I, en proportions molaires. L'exemple A donne les fourchettes de compositions possibles de ce verre et l'exemple B donne une composition préférentielle. Le tableau I donne en outre le point de recuit supérieur du verre (PRS) en C, le coefficient de dilatation linéaire a et la densité e TABLEAU I Verre Exemple A Exemple B B2O3 20 à 50 % moles 25 % moles SiO2 10 à 40 % " " 35 % " " CaO O à 10 X " " 5 X 't Algol O à 10 X " " 5 X " PbO 14 à 35 X " " 30 X " a (entre 20 et 320"C) 73 . 10-7 . C-1 PRS 440"C # 4060 kg m'3 Les différents oxydes formant le verre sont fondus dans les proportions molaires indiquées, puis le verre est refroidi par une trempe et broyé de manière à obtenir des grains de quelques- m de diamètre. La poudre obtenue est alors mélangée à une poudre piézoélectrique, tel que par exemple un titano-zirconate de plomb (PbTiZr03), dont les grains sont de l'ordre de 10/um environ, dans les proportions volumiques rappelées dans le tableau II. TABLEAU II Exemples A B Poudre de verre de diamètre r 10 pm 5 à 15S 12X vol. en vol. Poudre de PbTiZr03 de diamètre ~ 10 pm 95 à 85X 88m vol. en vol. L'encre piézoélectrique peut alors être obtenue par la dispersion d'un des mélanges précédents dans une solution à 4 X d'éthyl-cellulose dans du terpinéol, dans les proportions volumiques de 60 X du mélange pour 40 m du véhicule organique par exemple. L'encre ainsi réalisée admet une température de cuisson de tordre de 850"C avec un palier d'environ 10 mn, dans une atmosphère oxydante. La formulation de l'encre conductrice choisie pour être compatible avec l'encre piézoélectrique décrite et avec le substrat en céramique, comprend d'abord un verre dont la composition est rappelée par le tableau III, en proportions molaires. TABLEAU III Verre B2O3 21 % en moles SiO2 24 % " " PbO 45 % " " Al203 10 X L'encre conductrice formée est également par soucis de compatiblité avec l'encre piézoélectrique, apte à subir une cuisson sous atmosphère oxydante. Les métaux formant le matériau actif sont donc non oxydables. Le tableau IV rappelle les proportions pondérales des poudres de métaux aptes à former un mélange de poudres non oxydables, et le tableau V les proportions pondérales relatives de la poudre du verre précédent et du mélange des poudres métalliques. TABLEAU IV Mélange de poudre métalliques Argent 80 à 70vu en poids Palladium 20 à 30 6 " TABLEAU V Mélange de poudres métalliques 90 à 99 Y en poids Poudre de verre | 10 à 1 X " Un véhicule organique identique à celui qui est utilisé pour former l'encre piézoélectrique, permet la dispersion de la composition précédente dans les proportions pondérales de 80 Ó pour la composition et 20 6 pour le véhicule organique par exemple. L'encre ainsi formée admet alors également une température de cuisson de l'ordre de 850 C avec un palier d'environ 10 mn sous atmosphère oxydante. Un procédé de réalisation d'un oscillateur piézoélectrique selon l'invention à l'aide des matériaux décrits précédemment comprend alors les étapes suivantes a/ préparation d'une plaque substrat en céramique selon une forme répondant aux critères de l'invention b/ dépôt, à travers un écran présentant des parties masquées dont la forme délimite les motifs de l'oscillateur piézoélectrique répondant aux critères de l'invention, d'une première couche conductrice, puis cuisson c/ dépôt, à travers un écran similaire, d'une couche d'encre piézoélectrique, sur cette couche conductrice, puis cuisson ; d) dépôt, à travers le même masque, d'une ou plusieurs autres couches piézoélectriques identiques, avec cuisson entre chaque dépôt.Deux ou trois dépôts d'encre piézoélectrique permettent d'obtenir une épaisseur appropriées au bon fonctionnement de l'oscillateur e) dépôt d'une seconde couche conductrice, à travers un masque similaire sans contact avec la première couche conductrice, puis cuisson ; f) polarisation des différentes parties de l'os- cillateur à un potentiel négatif ou positif, en appliquant ledit potentiel entr les deux couches conductrices pour produire dans le matériau piézoélectrique un fort-champ électrique de l'ordre- de 500 V, pendant que l'ensemble du dispositif est porté à une température légèrement supérieure à 2850C, température de Curie de la poudre de zirconate de plomb par exemple, puis laissé refroidir. Exemple 9 Dans cet exemple de réalisetion-, les encres sérigraphiables pour réaliser les couches conductrices sur un substrat alumine, sont à l'argent-palladium de chez "Dupont de Nemours" (marque déposée) référence 9061. L'encre piézoélectrique est constituée de 95 S de titano-zirconate de plomb de chez Philips (marque déposée) référence PXE5, et de 5 S de verre conforme à celui utilisé dans l'exemple 8. La cuisson s'effectue à environ 850"C. La polarisation est effectuée sous environ 5 kV à environ 1500C. REVENDICATIONS 1. Dispositif du type haut-parleur piézoélectrique comprenant un oscillateur piézoélectrique formé d'une couche de matériau piézoélectrique comprise entre deux couches conductrices constituant des électrodes entre lesquelles est appliqué un signal d'excitation et comprenant un organe oscillant formé d'une plaque-substrat en surface de laquelle est disposé l'oscillateur piézoélectrique, caractérisé en ce que la géométrie et les dimensions de la plaque substrat ainsi que le matériau qui la constitue sont sélectionnés pour engendrer, par l'excitation de l'oscillateur piézoélectrique, l'existence de modes fondamentaux de résonance propre qui sont à la fois nombreux et régulièrement répartis sur la bande de fréquences de fonctionnement choisie, en ce que l'oscillateur piézoélectrique est composé d'une ou plusieurs parties distinctes disposées sur l'une ou l'autre face de la plaque substrat, en ce que chacune de ces parties est réalisées selon une configuration déterminée en superposant les zones correspondant aux ventres de tous les modes fondamentaux, zones dans lesquelles les rayons de courbure des déformations à la résonance sont les plus petits et de même signe, et en ce que le matériau piézoélectrique est polarisé dans un sens dit direct dans les parties correspondant aux zones où les rayons de courbure sont positifs et en sens dit inverse dans les parties correspondant aux zones où les rayons de courbure sont négatifs. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la détermination de le configuration de chacune des parties de l'oscillateur piézoélectrique, chaque zone entrant dans la superposition est choisie d'une surface d'autant plus grande que le gain naturel du mode fondamental correspondant est plus faible, et inversement. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans au moins une partie de l'oscillateur piézoélectrique, une électrode est munie d'un contact pour amener le signal d'excitation et en ce que ce contact -est placé en une zone où la majorité des lignes nodales des modes fondamentaux de vibration propre vient se superposer. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans au moins une partie de l'oscillateur piézoélectrique, une électrode est munie d'un contact pour amener le signal d'excitation et en ce que ce contact est placé en une zone correspondant à un ventre de vibration d'un mode dont le gain naturel est supérieur à celui des autres modes. 5. Dispositif selon l'une des-revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les différentes parties de l'oscillateur piézoélectrique sont réalisées par un procédé de sérigraphie. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque substrat est isolante. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque substrat est en alumine. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque substrat est conductrice. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plaque substrat est en colaminé par exemple cuivre-invar-cuivre.