CN101668240A - 扬声器单体的电极连接结构 - Google Patents

Abstract

一种扬声器单体的电极连接结构。此扬声器单体包括至少一电极层，此电极层是导电材料所组成，或是由非导电材料表面形成导电层所组成。此电极连接结构包括导电电极与胶材。此导电电极用以提供扬声器单体用以发声的电源信号。此胶材将导电电极平行贴附于电极层的表面，此胶材具有粘着特性，将导电电极与电极层达到电性连接导通，其中此胶材以一定面积粘着于电极层的表面紧邻导电电极的一侧。

Description

扬声器单体的电极连接结构

技术领域

本发明涉及一种扬声器单体结构，且特别涉及一种具备轻、薄、可挠曲等特性的音腔结构的扬声器单体。

背景技术

人类最直接的两种感官反应是视觉与听觉系统，因此长久以来，科学家们极力地发展与此相关的元件或系统技术。目前电声扬声器分类主要分为直接、间接辐射型，而驱动方式大概分为动圈式、压电式及静电式扬声器。不论何种扬声器，其构件主要可分为电极、振膜与音腔。

传统电扬声器电极多数为金属薄板，通过电极的接点锡铅焊接连接金属线路与外部信号源。然而，面对3C产品精致化及家庭剧院的扁平化的趋势，平面扬声器开始流行，加上软性电子轻、薄及可挠曲等特性趋势，为使平面扬声器具前述特性，扬声器结构与材料均需考虑。高分子材料或是纸类为基板而披覆导电层所制作的薄型电极取代传统金属薄板可使整体扬声器达到更为轻、薄及可挠曲等特性。然而，传统在电极接点与金属线路的电极连接结构，因使用锡铅焊接温度高达180摄氏度以上，而含有高分子材料或纸类为基板的电极会导致基板受热变形或翘曲，甚至接点的断路，且锡铅焊接的接点结构刚性较高，不具有可挠曲特性，无法满足软性电子的需求。

请参照图1A与1B，为显示美国专利7,141,919关于压电式电声转换器(Piezoelectric Electroacoustic Transducer)的结构剖面与上视示意图。压电发声本体(Piezoelectric Sounding Body)1包括金属板(Metal Plate)2、绝缘层(Insulation Layer)3与压电材料本体(Piezoelectric body)4。而此压电发声本体1则是位于外壳(Case)20支持部(Supporting Portion)21之上，并经由隔离墙面部分(Spacing Wall Portion)24与终端接点(Terminal)22隔离。而绝缘材料(Insulation Materials)32则是用以固定金属板2于支持部21上，而导电胶材(Conductive Adhesive)33则是用以固定压电材料本体4于绝缘层3之上，并用以连接到终端接点22。

此压电式电声转换器是运用压电材料使振膜震动而达到发出声音的目的。而其所使用的导电胶材33与终端接点22的连接位置，可以清楚地从图1B看出，导电胶材33与终端接点22之间的连接为点连接方式，而且导电胶材33的结构又是与终端接点22垂直连接，整个结构刚性较高不具有可挠曲特性，无法满足软性电子的需求。

发明内容

本发明提供一种具备轻、薄、可挠曲等特性的音腔结构，运用在扬声器单体结构上，其为在音腔基材上设计相当的支撑体组成。

在一实施例中，本发明提供一种扬声器单体的电极连接结构。此扬声器单体包括至少一电极，而此电极连接结构包括导电电极与胶材。此导电电极用以提供扬声器单体用以发声的电源信号。此胶材将导电电极平行贴附于电极的表面，此胶材具有粘着特性，将导电电极与电极达到电性连接导通，其中此胶材以一定面积粘着于电极的表面紧邻导电电极的一侧。

在一实施例中，胶材为导电胶材，而以一定面积粘着于电极的表面紧邻导电电极的一侧，使导电电极所传送的电源信号均匀传送到电极。

在一实施例中，此胶材为导电胶材，而此胶材形成于导电电极表面，而将具有胶材的导电电极以平行于电极表面的方式贴合于表面而达到电性连接导通。

在一实施例中，此胶材为导电胶材，其中胶材延伸到整个导电电极表面，使导电电极所传送的电源信号传送到电极。

在一实施例中，此导电电极是由金属或导电有机材料所组成。

在一实施例中，电极的与导电电极连接的面具有不平整结构，而胶材为非导电胶材，通过将胶材受热收缩特性或是受热固化，而使导电电极与电极的不平整结构突出部分电性连接。

在一实施例中，此扬声器单体还包括保护层，形成于包括由电极、导电电极与胶材所形成的导电电极封装结构外侧，以保护导电电极封装结构。此保护层是保护胶带(Protection Tape)或是液态保护胶(Overcoat)直接涂抹形成。

在一实施例中，本发明提供一种扬声器单体的电极连接结构。此扬声器单体的电极连接结构中，扬声器单体包括至少一电极层，其中电极层是以非导电材料与其表面所形成的一层导电薄膜所组成。此电极连接结构包括导电电极与胶材。此导电电极用以提供扬声器单体用以发声的电源信号。此胶材用以将导电电极平行贴附于导电薄膜的表面，此胶材具有粘着特性，将导电电极与导电薄膜达到电性连接导通，其中胶材以一定面积粘着于导电薄膜的表面紧邻导电电极的一侧。

在一实施例中，上述的非导电材料由塑胶、橡胶、纸张、不导电布料其中之一所组成。

在一实施例中，上述导电薄膜是由铝、金、银、铜等纯金属材料或其合金，或双金属材料、或是导电氧化物材料(例如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)、或是导电高分子材料PEDOT等其中之一或其组合所组成。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A与1B是已知压电式电声转换器的结构剖面与上视示意图。

图2A为显示运用本发明实施例所提供导电电极封装结构设计的扬声器单体结构。

图2B为显示图2A的导电电极封装结构中，导电电极与电极层之间的连接部分剖面示意图。

图3A为显示运用本发明另一实施例所提供导电电极封装结构设计的扬声器单体结构。

图3B为显示图2A的导电电极封装结构中，导电电极与电极层之间的连接部分剖面示意图。

图3C为显示图3A的导电电极封装结构设计的侧视立体图。

图4、5和6为显示运用本发明不同实施例所提供导电电极封装结构设计的扬声器单体结构部分剖面示意图。

附图标记说明

1：压电发声本体                2：金属板

3：绝缘层                      4：压电材料本体

20：外壳                       21：支持部

24：隔离墙面部分               22：终端接点

32：绝缘材料                   33：导电胶材

200：扬声器单体结构            210：振膜

212：驻极体层                  214：金属薄膜电极

220：具多个开孔的电极层        230：边框支撑体

240：支撑体                    242：腔室空间

250：薄膜                      260：音腔基材

270：音腔支撑体                272：腔室空间

281、283：导电电极             285：导电胶材

300：扬声器单体结构            310：振膜

312：驻极体层                  314：金属薄膜电极

320：具多个开孔的电极层        330：边框支撑体

340：支撑体                    342：腔室空间

350：薄膜                      360：音腔基材

370：音腔支撑体                372：腔室空间

381、383：导电电极             385：导电胶材

410：导电电极                  420：电极层

430：非导电胶材                510、610：导电电极

520、620：电极层               530、630：导电胶材

具体实施方式

本发明提供一种应用于平面薄型扬声器的导电电极封装结构设计，此结构以胶材接着电极与联外的导电电极，可大幅降低传统高温焊接工艺对扬声器高分子材料或是纸类基板的影响。且胶材本体为高分子聚合物，因此，在电极结合后接点仍具可挠曲特性，此种方式将使平面式扬声器的组装及结构具备有轻、薄、可挠曲、组装快速、亦可重复施工且低温接合等特性。

请参考图2A，为显示运用本发明所提供导电电极封装结构设计的扬声器单体结构。在此扬声器单体结构200中，包含振膜210、具多个开孔的电极层220、边框支撑体230以及介于电极层220与振膜210之间的多个支撑体240。而在振膜210面向电极层220的另外一侧具有音腔结构，此音腔结构是由音腔基材260与介于振膜210与音腔基材260之间的音腔支撑体270所组成。振膜210包括驻极体层212、金属薄膜电极214，其中，驻极体层212的一个侧面与边框支撑体230以及支撑体240连接，而另一侧面则与上述金属薄膜电极214电性连接。

上述具多个开孔的电极层220是由导电材料所组成，可以是例如金属(铁、铜、铝等或其合金)、导电布料(金属纤维、氧化金属纤维、碳纤维、石墨纤维)其中之一所组成。

驻极体层212的材料可选择介电材料(Dielectric Materials)。而此介电材料经电化(Electrized)处理而能长期保有静电荷(Static Charges)，而经充电后在材料内部可产生驻电效果，因此可称为驻极体振膜层。此驻极体层212可为单层或多层介电材料所制成，而所述介电材料可为例如氟化乙烯丙烯共聚物(FEP，fluorinated  ethylenepropylene)、聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluoethylene)、聚氟亚乙烯(PVDF，polyvinylidene fluride)、部份含氟高分子聚合物(Fluorine Polymer)及其他适当材料等等，而此介电材料内部包含微米或纳微米孔径的孔洞。由于驻极体层212为介电材料经过电化处理后，而能长期保有静电荷及压电性的振膜，并可使内部包含纳微米孔洞以增加透光度及压电特性，经电晕法充电后在材料内部产生双极性电荷(DipolarCharges)而产生驻电效果。

金属薄膜电极214为了不影响振膜210的张力与振动的效果，可以是一种极薄的金属薄膜电极。

以驻极体层212注满负电荷为例说明。当输入的音源信号分别连接到具多个开孔的电极层220与金属薄膜电极214。当输入的音源信号为正电压时，与扬声器单体上驻极体振膜的负电荷产生吸引力，而音源信号为负电压时，与单体上正电荷产生排斥力，因此造成振膜210运动。

反之，当音源信号电压相位输入改变时，同样因为正电压与扬声器单体上驻极体振膜的负电荷产生吸引力，而负电压与单体上正电荷产生排斥力，振膜210运动方向将相反。当驻极体振膜210通过向着不同运动的方向运动时，因压缩周围空气而产生声音输出。

上述本实施例中的扬声器单体结构200，在其周围一侧或两侧可使用具有透气防水的薄膜250包覆，例如材料包括ePTFE(膨体聚四氟乙烯)材料的GORE-TEX薄膜等等，可防水氧的影响，造成驻极体层212所具有的电荷泄漏而影响其驻电效果。

上述电极层220与振膜210之间，通过相邻支撑体240之间形成振膜210的工作区域，也就是扬声器产生共振音场的腔室空间242。而音腔基材260与振膜210之间，通过相邻音腔支撑体270之间形成振膜210的工作区域，也就是扬声器产生共振音场的腔室空间272。而不论是支撑体240或是音腔支撑体270，其可以根据设计上的需求调整配置方式、高度等的设计，另外音腔支撑体270的数目可以相等、少于或多于支撑体240等等不同的设计。而支撑体240或是音腔支撑体270分别可以制作在电极层220上或音腔基材260上。

本发明所提供导电电极封装结构设计，即提供导电电极281与导电电极283分别连接到电极层220与金属薄膜电极214。而此导电电极281与283的形状可以是长条状、片状或是线状等任何的几何形状，只要两者连接的面积大于设计上所需要的足够接触面积即可，此接触面积越大，则接触电阻则相对的越低，使得音源信号能够通过导电电极281与283所传输的电位信号，均匀地传送到驻极体振膜210，以产生优选效率的震动而发出声音。

就是将导电电极281与电极层220之间以长条型大面积的导电胶材粘贴而达到电性相连接。导电电极281则是贴附在电极层220的下方外，也是透过长条型大面积的导电胶材将导电电极283与金属薄膜电极214相粘贴而达到电性相连接。而导电电极283是贴附在金属薄膜电极214的下方，而由边框支撑体230所固定。

以导电电极281与电极层220之间的连接关系为例，请参照图2B，导电胶材285则是介于导电电极281与电极层220之间。此导电胶材285可以是导电胶、各向异性导电胶或各向同性导电胶等等。而导电电极281或283的材料，则可以是金属或是导电有机材料等等。导电电极281与电极层220通过导电胶材285的贴合，可以采用低温接合的方式。

从上述导电电极封装结构的设计，扬声器单体结构200可以透过导电电极281与283所传送的信号280与282，引发振膜210的震动而发出声音。从连接封装的结构观之，以胶材接着电极与联外的导电电极，可大幅降低传统高温焊接工艺对扬声器高分子材料或是纸类基板的影响。且胶材本体为高分子聚合物，因此，在电极结合后接点仍具可挠曲特性，此种方式将使平面式扬声器的组装及结构具备有轻、薄、可挠曲、组装快速、亦重复施工且低温接合等特性。

请参考图3A，为显示运用本发明所提供导电电极封装结构设计的另一扬声器单体结构。在此扬声器单体结构300中，包含振膜310、具多个开孔的电极层320、边框支撑体330以及介于电极层320与振膜310之间的多个支撑体340。而在振膜310面向电极层320的另外一侧具有音腔结构，此音腔结构是由音腔基材360与介于振膜310与音腔基材360之间的音腔支撑体370所组成。振膜310包括驻极体层312、金属薄膜电极314，其中，驻极体层312的一个侧面与边框支撑体330以及支撑体340连接，而另一侧面则与上述金属薄膜电极314电性连接。

驻极体层312与金属薄膜电极314的材料如图2A的实施例所示，不再冗述。而本实施例的电极层320是以非导电材料322镀上一层导电薄膜324所组成。此非导电材料322可以是塑胶、橡胶、纸张、不导电布料(棉纤维、高分子纤维)等不导电材料，而此导电薄膜324可以是铝、金、银、铜等纯金属材料或其合金，或Ni/Au等双金属材料、或是铟锡氧化物或铟锌氧化物其中之一或其组合，或是高分子导电材料PEDOT等等。

本发明所提供导电电极封装结构设计，就是将导电电极381与电极层320的导电薄膜324，以长条型大面积的导电胶材粘贴而达到电性相连接。导电电极381则是贴附在导电薄膜324的下方。另外，透过长条型大面积的导电胶材将导电电极383与金属薄膜电极314相粘贴而达到电性相连接。而导电电极383是贴附在金属薄膜电极314的下方。

导电电极381与电极层320之间的连接关系为例，请参照图3B，导电胶材385则是介于导电电极381与导电薄膜324之间。此导电胶材385可以是导电胶、各向异性导电胶或各向同性导电胶等等。而导电电极381或383的材料，则可以是金属或是导电有机材料等等。

从上述导电电极封装结构的设计，扬声器单体结构300可以透过导电电极381与383所传送的信号380与382，引发振膜310的震动而发出声音。从连接封装的结构观之，以胶材接着电极与联外的导电电极，可大幅降低传统高温焊接工艺对扬声器高分子材料或是纸类基板的影响。且胶材本体为高分子聚合物，因此，在电极结合后接点仍具可挠曲特性，此种方式将使平面式扬声器的组装及结构具备有轻、薄、可挠曲、组装快速、亦重复施工且低温接合等特性。

图3C则是显示图3A的导电电极封装结构设计的侧视立体图。由图可知片状的导电电极381以长条型大面积的导电胶材粘贴在导电薄膜324的下方，而与电极层320的导电薄膜324达到电性相连接。另外，透过长条型大面积的导电胶材，将导电电极383粘贴在金属薄膜电极314的下方，而与金属薄膜电极314达到电性相连接。

请参考图4，为显示运用本发明所提供导电电极封装结构设计的另一扬声器单体结构中，以导电电极410与电极层420之间的连接关系为例说明。本实施例是采用非导电胶材430将导电电极410贴合于电极层420的下方。在此实施例中，电极层420下方的结构必须有粗糙不平整或是有突起物的不平整结构422，而在施以外力将导电电极410贴合于电极层420的下方时，将使导电电极410与电极层420连接而导通。非导电胶材430亦可采用受物理或化学作用而产生收缩固化的材料，而在施以例如紫外光(Ultraviolet，UV)后，将非导电胶材430通过收缩而使导电电极410与电极层420产生电性连接。此非导电胶材430可以是紫外线接着剂(UV胶)、绝缘胶。

请参考图5，为显示运用本发明所提供导电电极封装结构设计的又一扬声器单体结构部分剖面示意图。此实施例为将导电胶材530直接配置在导电电极510的一面。当使用此导电电极510连接到电极层520时，则可直接利用导电胶材530将导电电极510贴附于电极层520下方，而达到电性连接。

请参考图6，为显示运用本发明所提供导电电极封装结构设计的再一扬声器单体结构部分剖面示意图。以导电电极610与电极层620之间的连接关系为例，导电胶材630则是介于导电电极610与电极层620之间。导电电极610与电极层620通过导电胶材630相贴合。而为了达到保护导电电极封装结构，可以在外侧再加上保护层640，此保护层可以是保护胶带，或是采用液态保护胶直接涂抹形成。

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (30)

1.一种扬声器单体的电极连接结构，其中该扬声器单体包括至少一电极，其中该电极连接结构包括：

导电电极，用以提供该扬声器单体用以发声的电源信号；以及

胶材，将该导电电极平行贴附于该电极的表面，该胶材具有粘着特性，将该导电电极与该电极达到电性连接导通，其中该胶材以一定面积粘着于该电极的表面紧邻该导电电极的一侧。

2.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，其中该胶材以一定面积粘着于该电极的表面紧邻该导电电极的一侧，使该导电电极所传送的电源信号均匀传送到该电极。

3.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，其中该胶材形成于该导电电极表面，而将具有该胶材的导电电极以平行于该电极表面的方式贴合于该表面而达到电性连接导通。

4.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，其中该胶材延伸到整个该导电电极表面，使该导电电极所传送的电源信号传送到该电极。

5.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，包括导电胶、各向异性导电胶和各向同性导电胶其中之一。

6.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电电极是由金属或导电有机材料所组成。

7.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该电极的连接到该导电电极的面具有不平整结构，而该胶材为非导电胶材或UV胶，通过该胶材的物理或化学作用产生收缩固化，而使该电极的不平整结构突出部分与该导电电极电性连接。

8.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电电极的连接到该电极的面具有不平整结构，而该胶材为非导电胶材，通过该胶材的物理或化学作用产生收缩固化，而使该导电电极上的不平整结构的突出部分与该电极电性连接。

9.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该电极与该导电电极两者的连接面皆具有不平整结构，而该胶材为非导电胶材，通过该胶材的物理或化学作用产生收缩固化，而使该电极与该导电薄膜的不平整结构突出部分电性连接。

10.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，还包括保护层，形成于包括由该电极、该导电电极与该胶材所形成的导电电极封装结构外侧，以保护该导电电极封装结构。

11.如权利要求10所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该保护层是保护胶带。

12.如权利要求10所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该保护层是液态保护胶直接涂抹形成。

13.如权利要求1所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电电极形状为长条状、片状和线状其中之一。

14.一种扬声器单体的电极连接结构，其中该扬声器单体包括至少一电极层，其中该电极层包括非导电材料层与导电薄膜所组成，其中该电极连接结构包括：

导电电极，用以提供该扬声器单体用以发声的电源信号；以及

胶材，将该导电电极平行贴附于该导电薄膜的表面，该胶材具有粘着特性，将该导电电极与该导电薄膜达到电性连接导通，其中该胶材以一定面积粘着于该导电薄膜的表面紧邻该导电电极的一侧。

15.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电薄膜是以镀膜方式形成于该非导电材料层表面。

16.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该非导电材料层与该导电薄膜以压合方式形成该电极层。

17.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该非导电材料由塑胶、橡胶、纸张、不导电布料其中之一所组成。

18.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电薄膜是由铝、金、银、铜等纯金属材料或其合金，或双金属材料、或是导电氧化物材料、铟锡氧化物或铟锌氧化物，或是高分子导电材料PEDOT其中之一或其组合而成。

19.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，其中该胶材以一定面积粘着于该金属薄膜的表面紧邻该导电电极的一侧，使该导电电极所传送的电源信号均匀传送到该电极层。

20.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，其中该胶材形成于该导电电极表面，而将具有该胶材的导电电极以平行于该金属薄膜表面的方式贴合于该表面而达到电性连接导通。

21.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，其中该胶材延伸到整个该导电电极表面，使该导电电极所传送的电源信号传送到该电极层。

22.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该胶材为导电胶材，包括导电胶、各向异性导电胶和各向同性导电胶其中之一。

23.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电电极是由金属或导电有机材料所组成。

24.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电薄膜的连接到该导电电极的面具有不平整结构，而该胶材为非导电胶材，通过将该胶材受热收缩特性或是受热固化，而使该导电薄膜上的不平整结构的突出部分与该导电电极电性连接。

25.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电电极的连接到该导电薄膜的面具有不平整结构，而该胶材为非导电胶材，通过该胶材的物理或化学作用产生收缩固化，而使该导电电极上的不平整结构的突出部分与该导电薄膜电性连接。

26.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电薄膜与该导电电极两者的连接面皆具有不平整结构，而该胶材为非导电胶材，通过该胶材的物理或化学作用产生收缩固化，而使该导电电极与该导电薄膜的不平整结构突出部分电性连接。

27.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，还包括保护层，形成于包括由该电极层、该导电电极与该胶材所形成的导电电极封装结构外侧，以保护该导电电极封装结构。

28.如权利要求27所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该保护层是保护胶带。

29.如权利要求27所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该保护层是液态保护胶直接涂抹形成。

30.如权利要求14所述的扬声器单体的电极连接结构，其中该导电电极形状为长条状、片状和线状其中之一。

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