CN105246010A - 具有低音改善效果的薄膜扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有低音改善效果的薄膜扬声器，包括至少一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜；至少一导电薄膜，涂覆在所述振动薄膜上；至少两个导电端子，贴附在所述导电薄膜上，连接扬声器驱动电路；至少一低音改善层，贴附在所述振动薄膜或者导电薄膜上，所述低音改善层包括多组微细加工结构。本发明是基于扬声器薄膜结构上的创新，结构简单，超薄，超轻量，可柔性化，可透明，不仅是可以替代传统的扬声器产品，还可以在本发明的基础上发掘出各种新型应用，具有广泛的实用性。

Description

具有低音改善效果的薄膜扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器，具体涉及一种具有低音改善效果的薄膜扬声器。

背景技术

扬声器又称“喇叭”，是一种十分常用的电声变换电子器件。扬声器在汽车行业，电视，手机等产品领域里应用广泛，深入到大众生活中的方方面面，极大的影响着人们的生活品质和便利性，是最重要的电气部件之一。

传统扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式(即动圈式)、静电式(即电容式)、电磁式(即舌簧式)、压电式(即晶体式)等几种，一般来说，电动式扬声器具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点，应用最为广泛。

进一步的，传统扬声器根据结构不同，又可分为内置扬声器和外置扬声器，而外置扬声器即一般所指的音箱。内置扬声器是指MP4播放器，具有内置的喇叭，这样用户不仅可以通过耳机插孔还可以通过内置扬声器来收听MP4播放器发出的声音。具有内置扬声器的MP4播放器，开可以外接音箱，也可以避免了长时间配带耳机所带来的不便。

但是上述各种类型的传统扬声器，结构相对复杂，至少需要电气回路，震动***，磁路***及其他诸如支架，外壳等部件的辅助***构件。其制造过程至少需要10多道工序，同时无法实现超薄和柔性化。

在现有技术中，也出现了一些超薄的、使用柔性化材料制成的薄膜扬声器，但是限制于振动材料本身的缺点，现有技术中的薄膜扬声器仅仅在中音和高音部分发声质量较佳，在声音部分则振动感弱，声音不浑厚，嘈杂声多，发声效果较差。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明公开了一种具有低音改善效果的薄膜扬声器。

本发明的技术方案如下：

一种具有低音改善效果的薄膜扬声器，包括：

至少一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜；

至少一导电薄膜，涂覆在所述振动薄膜上；

至少两个导电端子，贴附在所述导电薄膜上，连接扬声器驱动电路；

至少一低音改善层，贴附在所述振动薄膜或者导电薄膜上，所述低音改善层包括多组微细加工结构；每组微细加工结构包括一个微细加工结构或者多个形状相同或不相同的微细加工结构；所述微细加工结构为空心气泡，或者实心的棱锥形、圆锥形、棱柱形、圆柱形、圆顶形或者不规则形凸起。

其进一步的技术方案为：所述微细加工结构所占位置的边长为20μm～10mm。

其进一步的技术方案为：所述多组微细加工结构中，每组微细加工结构所占位置的边长小于10mm。

其进一步的技术方案为：所述低音改善层的材质为纸，尼龙，塑料或树脂。

其进一步的技术方案为：所述导电薄膜包括高分子导电薄膜和覆盖在高分子导电薄膜***的纳米银浆层，所述导电端子贴附在所述纳米银浆层上。

其进一步的技术方案为：所述导电薄膜为纳米金属线薄膜。

其进一步的技术方案为：所述纳米金属线为纳米银线、纳米铜线、纳米铁线或者纳米铝线。

其进一步的技术方案为：还包括绝缘层，贴附在所述导电薄膜上。

其进一步的技术方案为：所述低音改善层的形状为片状、丝状、条状或者网状。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明在现有技术的基础上，通过在振动薄膜或者导电薄膜上增加低音改善层的方法，大大增强了薄膜扬声器的声音部分发音效果。低音改善层上设置有多组微细加工结构，大大增强了薄膜扬声器的发音效果。低音改善层为与振动薄膜和导电薄膜的材质都相异的材料制成，振动薄膜产生声音后，其振动能可以向不同方向进行传播，在其传播途径上，存在可以振动产生声音的材料时，将会引发该材料发生振动，由于材料相异，则振动发声的最佳频率相异，而其上的微细加工结构可对低音产生共振，增强了低音的发声效果，不同形状的微细加工结构可增加不同频率的低音震荡效果，综合起来，就增强了薄膜扬声器的频率响应范围，可改善薄膜扬声器在全频段的发声效果。

2、作为一个优选方案，本发明提出了将纳米金属线作为导电薄膜涂覆在振动薄膜上的方法，纳米金属线材料相对于传统的金属薄膜或者导电高分子材料，与振动薄膜之间的接触电阻大大减小，所以在导电薄膜上的电场衰减小，则振动薄膜振动均匀，声音效果更好。通过实验可知，常用的高分子导电材料，如pedot材料，与振动薄膜接触后，其接触面的方块电阻为1000Ω/口；普通的金属材料，其接触面的方块电阻为10Ω/口；而纳米金属线材料，其接触面的方块电阻不逊色于金属材料，大大减小了电阻，即可提高整个电场的均匀性，即增加了薄膜扬声器发声的均匀性。进一步的，如果直接在振动薄膜上涂抹金属材料的话，因为金属材料自身的音频特征，会极大的影响振动薄膜声音的释放和传播，影响到中低音效果变得更差，而本发明所述金属纳米银线材料涂层一方面因为良好的表面接触效果和导电性，确保振动薄膜在通电情况下，表面形成均一电场，实现良好的发生效果，另一方面则不对声音的释放造成障碍，获得良好的声音传播效果，是最佳的选择。

且纳米金属线材料在微观结构上有很多孔洞，所以在宏观上，其外表为透明状，适宜将扬声器贴附在任何物体的表面而不影响物体本身的形态，更适宜将扬声器直接贴附在图像或者视频显示设备上，增大了本发明的适用范围，使得本发明有更强的实用性。图1为纳米金属线材料的微观结构示意图。

另外振动薄膜上贴附的纳米金属线材料，对声音的阻碍大大减小，可以更好的释放声音，使扬声器薄膜发出的声音效果更优；而且纳米金属线材料的弯折效果和柔韧效果也好于传统的金属材料，所以制作出的薄膜扬声器，适宜贴在任何物体的表明，可根据需要弯曲，增加了本发明的实用性。

3、针对使用纳米金属线薄膜作为导电薄膜，本发明还增加了绝缘层，以防止使用过程中发生触电事故，且绝缘层上可设置微细加工结构，可增加声音传播路径中的共振，并在此过程中过滤掉高频杂音，有效改善音质，使得声音更加柔和。同时绝缘层可有效保护导电薄膜材料，防止导电材料的脱落

4、本发明结构简单，超薄，超轻量，可柔性化，可透明，不仅是可以替代传统的扬声器产品，还可以在本发明的基础上发掘出各种新型应用，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是纳米金属线材料的微观结构示意图。

图2是具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜的原理图。

图3是实施例1的结构分解图。

图4是实施例1的正视图。

图5是实施例1的气泡结构图。

图6是实施例2的正视图。

图7是图5中低音改善层的示意图。

图8是实施例3的结构分解图。

图9是实施例3的低音改善层的细微加工结构的局部放大示意图。

图10是实施例4的结构分解图。

具体实施方式

本发明包括下述几个结构：

至少一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜。即构成振动薄膜的分子按照正负极性规则排列，振动薄膜的两面分别具有“正”和“负”的极性特征。

图2是具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜的原理图，在图2中，分子H-F具有偶极矩如下：

μ＝Q×r

上式中，μ为偶极矩，Q为电荷，r为距离。

信号通过导电材料实现对振动薄膜的振动控制，从而实现声音播放效果。振动薄膜可以为聚偏氟乙烯薄膜。

至少一导电薄膜，涂覆在所述振动薄膜上，当导电效果更好时，振动薄膜的发声效果也更好。

至少两个导电端子，贴附在所述导电薄膜上，连接扬声器驱动电路。

至少一低音改善层，低音改善层可以直接贴附在振动薄膜上，也可以贴附在导电薄膜上。

具有偶极矩电荷分布特征的振动薄膜在高音和中音表现效果良好，但是对于低音的表现效果欠佳，播放低音效果较多的音乐时无振动感，声音发飘。为了解决这一问题，本发明的低音改善层表面还设置有多组凸起的微细加工结构，每组微细加工结构包括至少一个微细加工结构或者多个形状相同或不同的微细加工结构。微细加工结构所占位置的边长为20μm～10mm，即对于每个微细加工结构，其底面所占的位置可以放置在一个边长为20μm～10mm的正方形中。微细加工结构可以为实心的棱锥形、圆锥形、棱柱形、圆柱形、圆顶形或者不规则形凸起。也可以为空心的气泡。棱锥形具体可以为金字塔形、三棱锥形等，棱柱形具体可以为侧面放置的、呈屋顶形状的三棱柱等。为了防止微细加工结构的形状过于杂乱，反而会对声音效果造成负面影响，所以本发明通过反复实验，限定每组微细加工结构所占位置的边长小于10mm为较优的选择。每组微细加工结构中，不同形状所占的位置的边长可以不同。微细加工结构可由湿加工工艺方法或者其他方法涂覆在相应的薄膜上。微细加工结构可对低音产生共振，不同的微细加工结构可增强不同频率的低音震荡效果，增强了薄膜扬声器的频率响应范围，可改善薄膜扬声器在全频段的发声效果。

低音改善层可选择为片状、丝状、条状、网状等不同形态。低音改善层与振动薄膜的结合方式可以为：低音改善层嵌入上下两层振动薄膜中间，同振动薄膜胶合在一起；或者低音改善层胶合在单层振动薄膜之上；或者低音改善层以矩阵或点阵交替存在的方式和振动薄膜胶合在一起。低音改善层与振动薄膜的还可选择其他与上述胶合形式类似的胶合形式。

本发明的工作原理为：导电端子连接的扬声器驱动电路提供驱动电流，将音频信号传到给导电薄膜，导电薄膜将驱动电流传导到整个振动薄膜上，之后振动薄膜的性质所决定，振动薄膜发生振动并发出声音，声音经过低音改善层，低音部分被改善，扬声器最终发出中高低音效果均好的优质音乐。

本发明所述薄膜扬声器可以是规则的长方形，正方形，圆形，多边形，星形等形态，也可以是不规则的形态，这一点也体现了薄膜扬声器外在形态自由的特点。

下文用四个实施例来说明本发明的技术方案。

实施例1。

图3是实施例1的结构分解图。实施例1包括：

一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜1，

一导电薄膜2，涂覆在振动薄膜1上。在本实施例中，导电薄膜2包括高分子导电薄膜，具体为PEDOT材质；还包括覆盖在高分子导电薄膜***的纳米银浆4。

两个导电端子5，贴附在纳米银浆上，连接扬声器驱动电路；

一低音改善层3，贴附在导电薄膜2上，在本实施例中，低音改善层3包括多个规则排列的、各自封闭的、内含空气的气泡作为微细加工结构，气泡的大小为10mm。在实际生产工艺中，可直接使用包装用塑料气泡膜作为低音改善层。

图4是实施例1的前视图，由图5可知，在本实施例中，低音改善层3、振动薄膜1、导电薄膜2、导电端子5由下到上按顺序依次贴附在一起，不同材料之间具体是通过强力双面胶胶合。导电端子5贴在导电薄膜2上的纳米银浆4之上，并连接扬声器驱动电路。由于纳米银浆的导电性能优于高分子导电薄膜，所以导电端子5将驱动电流传输给导电薄膜2上的纳米银浆4，纳米银浆4再将驱动电流传输给高分子导电薄膜，并引起振动薄膜1振动发声，声音通过低音改善层3之后，变的更加优质。

图5是实施例1的气泡结构图。实施例1的低音改善层为多个图5所示的气泡结构规则排列而成，气泡结构6内含空气，每个气泡结构周围设置有边沿结构7，将气泡结构6封闭。

实施例2。

图6是实施例2的正视图。实施例2包括：

一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜1。

一导电薄膜2，涂覆在振动薄膜1上。在本实施例中，导电薄膜2包括高分子导电薄膜，具体为PEDOT材质。还包括覆盖在高分子导电薄膜***的纳米银浆4。

两个导电端子5，贴附在纳米银浆4上，连接扬声器驱动电路。

一低音改善层3，贴附在振动薄膜1上。与实施例1所不同的是，在本实施例中，低音改善层3设置有多个相同的实心的圆顶形的凸起的微细加工结构，圆顶形凸起的底面直径为1mm。在本实施例中，低音改善层的材料为树脂。

由图6可知，在本实施例中，低音改善层3、振动薄膜1、导电薄膜2、导电端子5由下到上按顺序依次贴附在一起，不同材料之间具体是通过强力双面胶互相胶合。导电端子5贴在导电薄膜2上的纳米银浆4之上，并连接扬声器驱动电路。由于纳米银浆的导电性能优于高分子导电薄膜，所以导电端子5将驱动电流传输给导电薄膜2上的纳米银浆4，纳米银浆4再将驱动电流传输给高分子导电薄膜，并引起振动薄膜1振动发声，声音通过低音改善层3之后，变的更加优质。

图7是图6中低音改善层的示意图。从图7中可见低音改善层3上附着有多个圆顶形的实心凸起。

同理，实心凸起也可以为实心的棱锥形、圆锥形、棱柱形、圆柱形、圆顶形或者不规则形凸起，棱锥形具体可以为金字塔形、三棱锥形等或者其他的棱锥形状，棱柱形具体可以为侧面放置的、呈屋顶形状的三棱柱，也可以为其他的棱柱形状。

实施例3。

图8为实施例3的结构分解图。实施例3包括：

一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜1。

一导电薄膜2，涂覆在振动薄膜1上。导电薄膜2为金属薄膜，金属薄膜优选为纳米金属线材料，如纳米银线、纳米铝线，纳米铁线，纳米铜线等。在本实施例中，使用纳米银线作为金属薄膜。纳米银线优于其他纳米金属线，因为其导电率最高。

一低音改善层3，贴附在振动薄膜1上。图9是实施例3的低音改善层的的局部放大图，包括多组微细加工结构，每组微细加工结构包括三个微细加工结构，分别为分别依次为直径为80μm的实心圆顶凸起、底边长为20μm的实心的金字塔形凸起和直径为50μm的实心的圆柱形凸起。图9放大显示了低音改善层中的6组微细加工结构，整个低音改善层表面都铺满了如图所示的结构。在本实施例中，低音改善层3的材料为尼龙。

同理，微细加工结构也可以为其他类型，一组微细加工结构可以包括一个微细加工结构，也可以包括多个形状相同或者不同的微细加工结构；可以为实心的棱锥形、圆锥形、棱柱形、圆柱形、圆顶形或者不规则形凸起，也可以为空心的气泡，或者上述任意形状不同顺序的组合，每组微细加工结构中，各个微细加工结构的大小也可以不同。两个导电端子5，贴附导电薄膜2上，连接扬声器驱动电路。

由图8可知，在本实施例中，低音改善层3、振动薄膜1、导电薄膜2、导电端子5由下到上按顺序依次贴附在一起，不同的材料之间具体通过UV环氧树脂胶固化胶合。导电端子5贴在导电薄膜2上，并连接扬声器驱动电路。由于导电薄膜2为纳米金属线薄膜，所以导电端子5将驱动电流传输给整个导电薄膜2，并引起振动薄膜1振动发声，声音通过低音改善层3之后，变的更加优质。而且由于金属薄膜的导电性优于高分子导电薄膜，在此实施例中，振动薄膜1的全部面积所接收到的音频信号并无衰减，发声效果更好。

实施例4。

图10为实施例4的结构分解图，实施例4包括：

一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜1。

两层导电薄膜2，分别涂覆在振动薄膜1上下两侧，位于振动薄膜1和低音改善层3之间。在本实施例中，导电薄膜2为金属薄膜，金属薄膜可以为纳米金属线材料。在本实施例中，使用纳米铝线作为金属薄膜。

多个导电端子5，贴附导电薄膜2上，连接扬声器驱动电路。

两层低音改善层3，两层低音改善层3分别贴附于两层导电薄膜2上。在本实施例中，低音改善层3包括多个规则排列的、各自封闭的、内含空气的气泡的微细加工结构，气泡直径为10mm，在实际生产工艺中，可直接使用包装用气泡膜作为低音改善层。

由图10可知，在本实施例中，低音改善层3、导电端子5、导电薄膜2、振动薄膜1、导电薄膜2、导电端子5、低音改善层3由下到上按顺序依次贴附在一起，不同的材料之间具体通过加热压合的方法胶合。导电端子5贴在导电薄膜2上，并连接扬声器驱动电路。由于导电薄膜2为纳米金属线薄膜，所以导电端子5将驱动电流传输给整个导电薄膜2，并引起振动薄膜1振动发声，声音通过低音改善层3之后，变的更加优质。而且由于金属薄膜的导电性优于高分子导电薄膜，在此实施例中，振动薄膜1的全部面积所接收到的音频信号并无衰减，发声效果更好。

此实施例中设置有两层低音改善层和两层导电薄膜，声音可沿振动薄膜1的两侧传递，发声范围更广。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于，包括：

至少一具备偶极矩电荷分布特征的振动薄膜；

至少一导电薄膜，涂覆在所述振动薄膜上；

至少两个导电端子，贴附在所述导电薄膜上，连接扬声器驱动电路；

至少一低音改善层，贴附在所述振动薄膜或者导电薄膜上，所述低音改善层包括多组微细加工结构；每组微细加工结构包括一个微细加工结构或者多个形状相同或不相同的微细加工结构；所述微细加工结构为空心气泡，或者实心的棱锥形、圆锥形、棱柱形、圆柱形、圆顶形或者不规则形凸起。

2.如权利要求1所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述微细加工结构所占位置的边长为20μm～10mm。

3.如权利要求1所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述多组微细加工结构中，每组微细加工结构所占位置的边长小于10mm。

4.如权利要求1所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述低音改善层的材质为纸，尼龙，塑料或树脂。

5.如权利要求1至4任一项所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述导电薄膜包括高分子导电薄膜和覆盖在高分子导电薄膜***的纳米银浆层，所述导电端子贴附在所述纳米银浆层上。

6.如权利要求1至4任一项所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述导电薄膜为纳米金属线薄膜。

7.如权利要求6所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述纳米金属线材料为纳米银线、纳米铜线、纳米铁线或者纳米铝线。

8.如权利要求6所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：还包括绝缘层，贴附在所述导电薄膜上。

9.如权利要求1所述的具有低音改善效果的薄膜扬声器，其特征在于：所述低音改善层的形状为片状、丝状、条状或者网状。