CN102387453A - 平面扬声器结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高可靠度的平面扬声器结构，其包括第一阻水氧结构、平面扬声器单体结构及第二阻水氧结构。第一阻水氧结构及第二阻水氧结构设计于平面扬声器的外层或振膜外层，利用其对环境中水氧的阻隔效果来让平面扬声器的运作可靠度提高。平面扬声器单体结构至少包括第一层开孔电极、含金属层的驻极体材料以及第二开孔电极，其中第一、二层开孔电极层及含金属层的驻极体材料当电极，当交流信号源从电极输入时，将在上下各形成电场，使中间层含金属层的驻极体材料，受到电场的影响而均匀产生排斥与吸引的振动，而使扬声器单体产生对应的声音。

Description

平面扬声器结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种平面扬声器结构及其制造方法。

背景技术

现今视觉与听觉是人类最直接的两种感官反应，因此长久以来，科学家们极力的发展各种可再生视觉与听觉相关系统。目前包括扬声器的再生方式，其主要仍是由动圈式扬声器来主宰整个市场。但是随着近几年来人们对于感官品质的日益要求，以及3C产品(Computer，Communication，ConsumerElectronics)在追求短小、轻薄的前提下，一种省电、轻薄、可依人体工学需求设计的扬声器，不管是搭配大尺寸的平面扬声器，还是小到随身听的耳机、立体声的手机，在可以预见的明天，此方面的技术将有大量的需要与应用的发展。

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。动圈式扬声器目前使用最广，技术成熟，不过由于其先天架构的缺点，并无法将体积扁平化，使得面对3C产品越来越小及家庭剧院扁平化的趋势，将不敷需求。

压电式扬声器利用压电材料的压电效应，以附加一电场于压电材料所造成材料变形的特性，用来推动震动膜发声，此扬声器结构扁平微小化；静电式扬声器目前的市场主要为顶级(Hi-End)的耳机和喇叭，传统静电式扬声器的作用原理是将两片开孔的固定电极板挟持导电振膜形成一种电容器，通过供给振膜直流偏压以及给予两个固定电极音频的交流电压，利用正负电场所发生的静电力，带动导电振膜振动并将声音辐射出去。

传统静电式扬声器的直流偏压需达数百-上千伏特，因此需要外接高单价及庞大体积的扩大机，是其无法普及的原因。

例如美国第3,894,199号专利所提出的静电式扬声器制作，其设计是将两片开孔的固定电极板挟持导电振膜形成一种电容器，通过供给振膜直流偏压以及给予两个固定电极音频的交流电压，再利用正负电场所发生的静电力，带动导电振膜振动并将声音辐射出去。此种静电式扬声器的偏压需达上百-上千伏特，因此需要外接高单价及庞大体积的扩大机。

未来于软性电子的个性应用中，声音(Audio)是一个重要的元素。但软性电子须具备软、薄、低驱动电压及可挠曲的特性，因此如何突破前述现有设计，完成具备软性电子所需特色的零组件将是一大重点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种平面扬声器结构，包括阻水氧结构与扬声器单体。所述扬声器单体，在一实施例中，包括金属或导体材料的开孔电极以及作为振膜而含金属层或导体材料层的驻极体材料。上述阻水氧结构设计于平面扬声器结构的外侧或振膜外侧，利用其对环境中水氧的阻隔效果来让扬声器单体的运作可靠度提高。扬声器单体中的开孔电极及振膜的金属层或导体材料层当电极，当交流信号源从上述电极输入时，将在上下各形成电场，使振膜的驻极体材料，受到电场的影响而均匀产生排斥与吸引的振动，而使扬声器单体产生对应的声音。

所述的阻水氧结构，在多个实施例其中之一，包括一阻水氧保护层以及介于该扬声器单体与该阻水氧保护层之间的多个绝缘支撑体。

所述的阻水氧结构，在多个实施例其中之一，包括一阻水氧保护层，位于扬声器单体的开孔电极面对振膜的另一侧面之上以及位于开孔电极的多个开孔内。

所述的阻水氧结构，在多个实施例其中之一，包括一阻水氧保护层，位于扬声器单体的开孔电极面对振膜的侧面上以及位于开孔电极的多个开孔内。

所述的阻水氧结构，在多个实施例其中之一，包括一阻水氧保护层，位于扬声器单体的开孔电极面对振膜的两侧面上以及包括开孔电极的多个开孔上。

所述的阻水氧结构，在多个实施例其中之一，包括一第一阻水氧保护层与一第二阻水氧保护层，其中第一阻水氧保护层与第二阻水氧保护层分别位于振膜的两侧面，其中所述侧面其中之一面对开孔电极。

本揭露内容提供一种适用于平面扬声器单体的阻水氧结构的制造方法。

所述方法在多个实施例其中之一，包括在基底上形成一牺牲层。在牺牲层上方形成一保护层，其中此保护层为包括阻隔水氧特性的保护材质。在保护层上方形成一间隔层(Spacer Layer)，其中此间隔层用以界定阻水氧结构的区域大小。将保护层及其上方的间隔层从牺牲层上方剥离。将多个绝缘支撑体配置在保护层上方在间隔层的区域内，以便在区域形成绝缘支撑体的一布局。

所述方法在多个实施例其中之一，形成阻水氧结构包括形成阻水氧保护层，位于扬声器单体的开孔电极面对振膜的另一侧面之上。

所述方法在多个实施例其中之一，包括形成阻水氧保护层，位于扬声器单体的开孔电极面对振膜的侧面上以及位于开孔电极的多个开孔内。

所述方法在多个实施例其中之一，所形成的阻水氧结构包括一第一阻水氧保护层与一第二阻水氧保护层，其中第一阻水氧保护层与第二阻水氧保护层分别位于振膜的两侧面，其中所述侧面其中之一面对开孔电极。

所述方法在多个实施例其中之一，所形成的阻水氧结构，包括一阻水氧保护层，位于扬声器单体的开孔电极面对振膜的两侧面上以及包括开孔电极的多个开孔上。

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

附图说明

图1是说明本发明多个实施例其中之一的平面扬声器结构剖面示意图；

图2A是说明本发明多个实施例其中一的平面扬声器单体剖面示意图；

图2B是说明本发明多个实施例其中之一的平面扬声器结构剖面示意图；

图2C是说明本发明多个实施例其中一的平面扬声器单体剖面示意图；

图2D是说明本发明多个实施例其中之一的平面扬声器结构剖面示意图；

图3A～图3G是说明为说明本揭露内容所提出阻水氧结构的一实施例的制作工艺剖面示意图；

图4A是说明本发明多个实施例其中之一的平面扬声器结构剖面示意图；

图4B是说明本发明多个实施例其中的又一平面扬声器结构剖面示意图；

图5A～图5E是说明本发明多个实施例其中的部分实施例中，采用不同阻水氧结构的高可靠度的平面扬声器结构的多个实施例结构剖面示意图。

主要元件符号说明

100：平面扬声器单体结构

110：扬声器单体

120：第一阻水氧结构

122：第一阻水氧保护层

124：第一绝缘支撑体

130：第二阻水氧结构

132：第二阻水氧保护层

134：第二绝缘支撑体

210：第一开孔电极

212：电极层

214：开孔层

216：音孔

220：第二开孔电极

222：电极层

224：开孔层

226：音孔

230：振膜

232：驻极体材料层

234：金属层

240、250：第一、第二支撑体

260：第一阻水氧结构

270：第二阻水氧结构

262：第一阻水氧保护层

264：第一绝缘支撑体

272：第二阻水氧保护层

274：第二绝缘支撑体

310：基底(Substrate)

312：牺牲层(Sacrificial layer)

314：保护层

316：间隔层(Spacer Layer)

318：支撑体

400：扬声器单体

410：开孔电极

412：电极层

414：开孔层

416：音孔

420：振膜

422：驻极体材料层

424：金属层

430：支撑体

440：阻水氧结构

442：阻水氧保护层

444：绝缘支撑体

510：第一开孔电极

520：振膜

522：驻极体材料层

524：金属层

530：第二开孔电极

540A、540B、540C、540D：第一阻水氧结构

550A、550B、550C、550D：第二阻水氧结构

560：平面扬声器单体

具体实施方式

在多个实施例中，提供一种平面扬声器结构，其振膜使用超薄驻极体材料，取代传统静电式扬声器需要高达上百至上千伏的偏压。而所提出的平面扬声器结构简单，适用于未来平面可挠扬声器的结构所需。在本实施例所提出的阻水氧层结构，将可让平面扬声器单体达成寿命延展的效益，因此可预期此技术将是软性扬声器结构不可缺失的一环。

在多个实施例其中之一，揭示一种高可靠度的平面扬声器结构，包括阻水氧保护层与扬声器单体。所述扬声器单体，在一实施例中，包括金属或导体材料的开孔电极以及作为振膜而含金属层或导体材料层的驻极体材料。上述阻水氧保护层设计于平面扬声器结构的外侧或振膜外侧，利用其对环境中水氧的阻隔效果来让扬声器单体的运作可靠度提高。扬声器单体中的开孔电极及振膜的金属层或导体材料层当电极，当交流信号源从上述电极输入时，将在上下各形成电场，使振膜的驻极体材料，受到电场的影响而均匀产生排斥与吸引的振动，而使扬声器单体产生对应的声音。

在多个实施例其中之一，揭示一种高可靠度的平面扬声器结构，包括第一阻水氧保护层、第二阻水氧保护层以及位于两者之间的扬声器单体。所述扬声器单体，在一实施例中，包括金属或导体材料的第一开孔电极、作为振膜的含金属层或导体材料层的驻极体材料、包括金属或导体材料的第二开孔电极。上述第一阻水氧保护层及第二阻水氧保护层设计于扬声器单体结构的外层，利用其对环境中水氧的阻隔效果来让扬声器单体的运作可靠度提高。扬声器单体中的第一、第二开孔电极以及振膜的金属层或导体材料层当作电极，当交流信号源从电极输入时，将在上下各形成电场，使中间层含金属层的驻极体材料，受到电场的影响而均匀产生排斥与吸引的振动，而使扬声器单体产生对应的声音。

驻极体材料

上述的扬声器单体，运用驻极体(Electret)材料内部的电荷特性及静电力效应，当驻极体振膜受到外部电压刺激，将于振膜表面产生变形，进而驱动振膜周遭的空气产生声音。通过静电力公式及能量定律得知振膜受力为整体扬声器的电容值乘上内部电场大小及外部输入声音电压信号，而若驻极体振膜受力越大，则输出声音越大。

上述的扬声器单体构造简单，且可搭配现有技术进行制作工艺，适于大量的生产，可有效降低制造成本。本实施例可以提升扬声器高可靠度及提高发声效率设计方法，此将是扬声器的重要技术之一。而此扬声器单体的构造，可以选择具有可挠与弯曲特性的可挠式扬声器单体，当然，在材料的选择上则必须采用在挠曲情况下不会影响特性的材料所制成。

本实施例运用驻极体材料内部的电荷特性及静电力效应，当驻极体振膜受到外部电压刺激后，产生垂直振膜表面的变形。亦即若振膜四边固定，可避免产生平行振膜表面方向的变形产生，而有垂直于振膜表面方向的变形产生，进而驱动振膜周遭的空气来产生声音。通过静电力公式及能量定律得知振膜受力为整体扬声器的电容值乘上内部电场大小及外部输入声音电压信号，若驻极体振膜受力越大，则输出声音越大，其原理叙述如后。

根据库伦定律，两带电物体的电荷乘积正比于相互作用静电力，反比于两物的距离平方；两电荷若同为正或负时，其物体受互斥静电力，电荷一正一负时，其物体受相吸静电力。本发明平面扬声器单体所运用的驻极体材料，可以是一种具有纳微米大小的纳米孔驻极体复合材料电声致动器，平面扬声器单体为两片带电荷的开孔电极平板对称等距离或非对称地夹持一片驻极体振膜，构造如一种电容器装置，而前述两片开孔电极平板分别带正、负电压(来自信号源)。依库伦定律，中间驻极体振膜，将同时受到一个吸引的和一个排斥的静电力作用，振膜单位面积受静电力公式可由(式1)表示。

$p=\frac{2V_{\mathrm{in}}{V}_e{\mathrm{\ϵ}}_0(\frac{1}{S_a}+\frac{{\mathrm{\ϵ}}_e}{S_e}){\mathrm{\ϵ}}_e{S}_e}{{(S_e+{\mathrm{\ϵ}}_e{S}_a)}^2}$ --(式一)

其中真空电容率ε_o＝8.85×10^-12F/m，驻极体材料的介电常数ε_e，驻极体材料的厚度S_e，空气层厚度S_a，输入信号电压V_in，驻极体材料的电压V_e，振膜单位受力p。由(式一)可知，静电力正比于偏压与音讯电压的乘积，反比于开孔电极平板与驻极体振膜间的距离。因此，若在相同的距离下，扬声器能提供一个高驻电的话，音讯交流电压可以用相对低的电压即可达到所需的静电力。本实施例利用纳微米孔驻极体压电复合材料，可提供一数百到上千伏特的驻电量，依据前述静电力公式，本实施例音讯电压可降低至十数伏特，因而提高本实施例的扬声器的实用性。

由前述原理，驻极体振膜在两个开孔电极平板的正、负偏压作用下，受到一个推-拉静电力，造成前述驻极体振膜的振动，压缩周围空气，而产生声音输出。

于本实施例设计中，驻极体振膜可选择为例如介电材料经过电化(Electrized)(电晕放电corona discharge)处理后而能长期保有静电荷(StaticCharges)的驻极体压电振膜，且驻极体振膜可为单层或多层介电材料(Dielectric Materials)所制成的振膜，而此介电材料可为例如氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、部分含氟高分子聚合物(Fluorine Polymer)及其他适当材料，此介电材料内部包含纳微米孔洞。由于驻极体振膜为介电材料经过驻电处理后而能长期保有静电荷，经电晕充电后在材料内部产生双极性电荷(Dipolar Charges)而产生静电效果。

而以目前来说，扬声器单体的声压可能因材料或设计因素无法于短时间内达成音量提高效果，而现今改良设计方式以朝驻极体振膜驻电量提高、或声学结构设计(Acoustic structure)为主，但前述方法皆需耗时研究无法于短时间内达成音量提高的应用设计需求，因此利用单体结构设计改良方式来达成音量提升效果的方法也是本实施例的效益之一。

在另外一实施例中，提出利用扬声器单体进行组合，但在不改变输入信号源的设计，即可达成驱动多组扬声器单体的发声效果，迅速解决材料等的限制问题。

电极层材料

在上述多个高可靠度的平面扬声器结构中，扬声器单体具有可挠曲的特性，也就是开孔电极可使用具有透明的高分子材料，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚乙烯对苯甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、环状烯轻聚合物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)等，而第一、第二开孔电极可为具有透明性的材料，如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium ZincOxide，IZO)等材料。而若是需要反射特性的材料，则可为铝、银等金属反射膜等。

在一实施例中，上述扬声器单体的开孔电极，可包括单一具有导电效果的金属层。在另一实施例中，开孔电极也可以包括一开孔层与一电极层，而此开孔层可以是不具有导电性质的绝缘层或也可以包括具有导电性质的导电层。电极层则是包括导电材质的导电层。

若是不考虑透光或是反射特性，当开孔层为绝缘层时，可以包括塑胶(PET、PC)、橡胶、纸张、不导电布料(棉纤维、高分子纤维)等不导电材料。而电极层可以包括铝、金、银、铜等纯金属材质或其合金或Ni/Au等双金属材质、或是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium ZincOxide，IZO)其中之一或其组合，或是高分子导电材PEDOT等等。

若是上述扬声器单体的开孔电极可为单一导电材质，则可为例如金属(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)其中之一或可为不同导电材质的组合。

支撑体

本实施例所提出平面扬声器单体的设计，在多个实施例其中之一，可加入多个支撑体配置于开孔电极与振膜之间。所述支撑体可以依规格需求进行支撑体各种图样化或高度变化等设计，将此平面扬声器单体置于开孔电极不具有孔洞的区域。

支撑体的分布，则考量平面扬声器单体，可以有配置方式、高度等的设计。支撑体结构设计，依音频设计的考量置入最佳化的支撑体设计，可以有配置方式、高度等的设计。而此支撑体配置设计可为点状、栅状或类十字状等任意形状或是不同类型混合搭配等等设计，而支撑体间的距离，可根据音频设计实际状况而达到最佳配置的设计。

上述的支撑体的制作工艺可采用转印或是转贴的方式于开孔电极上，也可以直接在开孔电极上采用印制技术如喷墨印刷(Inkjet Printing)或是直接印刷法例如网印(Screen Printing)等方法形成。在另一实施例中，支撑体的制作工艺也可采用直接贴合的方式，如先行制作支撑体完成后再置入第一、第二开孔金属电极与振膜间，而支撑体可以采取与振膜(或是开孔金属电极)有粘着(Adhesion)或不粘着的两种设计方式。

在另外实施例中，支撑体的制作工艺也可采用蚀刻方式或是光致抗蚀剂曝光显影的方式来制作，或是采用点胶方式来形成。

底下将以实施例配合图示说明本揭露内容所提出的多个实施例其中的部分。

在多个实施例其中之一，揭示一种平面扬声器结构，请参照图1所示。在此平面扬声器单体结构100中，至少包括扬声器单体110以及位于其两侧的第一阻水氧结构120与第二阻水氧结构130。第一阻水氧结构120包括一第一阻水氧保护层122，以及介于扬声器单体110与第一阻水氧保护层122之间的多个第一绝缘支撑体124。所述第一绝缘支撑体124用以隔离第一阻水氧保护层122与扬声器单体110。第二阻水氧结构130包括一第二阻水氧保护层132，以及介于扬声器单体110与第二阻水氧保护层132之间的多个第二绝缘支撑体134。所述第二绝缘支撑体134用以隔离第二阻水氧保护层122与扬声器单体110。

上述第一阻水氧保护层122及第二阻水氧保护层132的材料可以采用例如环烯共聚物(cyclic olefin copolymer，COC)薄膜，或是高分子合成树脂膜板，例如聚丙烯(polypropylene，PP)、聚乙烯(poly ethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)和胺甲酸乙酯(urethane)作为防水材料的薄膜。

上述第一绝缘支撑体124与第二绝缘支撑体134配置的位置是介于所述扬声器单体110的非出音孔的区域。上述绝缘支撑体可以依规格需求进行支撑体各种图样化或高度变化等设计。而绝缘支撑体的配置设计可为点状、栅状或类十字状等任意形状或是不同类型混合搭配等等设计。

上述扬声器单体110，可以是不同的平面扬声器单体结构，例如在一实施例中，可以包括两开孔电极以及位于其两者中间而作为振膜的含金属层或导体材料层的驻极体材料，但在此实施例中，含金属层或导体材料层的厚度不能大于驻极体振膜的厚度。在另一实施例中，也可以是一层开孔电极(开孔电极须位于振膜金属层的下面)以及位于其两者中间而作为振膜的含金属层或导体材料层的驻极体材料。

请参照图2A，为说明本揭露内容其中一实施例的扬声器单体结构剖面示意图。在此扬声器单体中，包括第一开孔电极210、振膜230以及包括第二开孔电极220。第一开孔电极210与第二开孔电极220可以是单一具有导电效果的金属层，或是包括一开孔层与一电极层。在此实施例中，此第一开孔电极210包括电极层212与开孔层214，而开孔层214面对振膜230。另外，此第二开孔电极220包括电极层222与开孔层224，而开孔层224面向振膜230。第一开孔电极210与第二开孔电极220分别包括多个音孔216与226。

振膜230可以包括金属层或导电材料层以及驻极体材料，在此实施例中，振膜230包括驻极体材料层232与金属层234，而此金属层234，可采用溅镀或是电镀等等方式形成于驻极体材料层232表面上。

第一开孔电极210与振膜230之间，放置多个第一支撑体240于第一开孔电极210的非音孔区域218，此非音孔区域218包括是避开第一开孔电极210音孔位置的区域。第一支撑体240可根据需求而依据一定的配置式样(Patterns)而设计。第二开孔电极220与振膜230之间，放置多个第二支撑体250于第二开孔电极220的非音孔区域228，而且也可根据需求而依据一定的配置式样而设计。

而如图2B所示，为说明本揭露内容所提出的平面扬声器结构实施例剖面示意图。在此实施例中，平面扬声器结构除了包括图2A的扬声器单体结构外，更包括位于扬声器单体结构两侧的第一阻水氧结构260与第二阻水氧结构270。第一阻水氧结构260与第二阻水氧结构270设计于扬声器单体结构的外层，利用其对环境中水氧的阻隔效果来让扬声器单体的运作可靠度提高。

第一阻水氧结构260包括一第一阻水氧保护层262，以及介于第一开孔电极210与第一阻水氧保护层262之间的多个第一绝缘支撑体264。第一绝缘支撑体264位于第一开孔电极210的非音孔区域218，并用以隔离第一阻水氧保护层262与扬声器单体，使其间具有一定的空隙(Air Gap)。第二阻水氧结构270包括一第二阻水氧保护层272，以及介于第二开孔电极220与第二阻水氧保护层272之间的多个第二绝缘支撑体274。所述第二绝缘支撑体274位于第二开孔电极220的非音孔区域228，并用以隔离第二阻水氧保护层272与扬声器单体200，使其间具有一定的空隙(Air Gap)。

在上述平面扬声器结构实施例或是其他实施例中，不论是位于扬声器单体200内的第一、第二支撑体240、250，或是在第一阻水氧结构260的第一绝缘支撑体264，或是第二阻水氧结构270的第二绝缘支撑体274，可以依规格需求进行支撑体各种图样化或高度变化等设计。

上述支撑体的分布，可以有配置方式、高度等的设计。支撑体结构设计，依音频设计的考量置入最佳化的支撑体设计，可以有配置方式、高度等的设计。而此支撑体配置设计可为点状、栅状或类十字状等任意形状或是不同类型混合搭配等等设计，而支撑体间的距离，可根据音频设计实际状况而达到最佳配置的设计。

上述的支撑体的制作工艺可采用转印或是转贴的方式于开孔电极上，也可以直接在开孔电极上采用印制技术如喷墨印刷(Inkjet Printing)或是直接印刷法例如网印(Screen Printing)等方法形成。在另一实施例中，支撑体的制作工艺也可采用直接贴合的方式，如先行制作支撑体完成后再置入，而支撑体可以采取有粘着(Adhesion)或不粘着的两种配置的设计。在另外实施例中，支撑体的制作工艺也可采用蚀刻方式或是光致抗蚀剂曝光显影的方式来制作，或是采用点胶方式来形成。

图2C为说明本揭露内容另一实施例的扬声器单体结构剖面示意图。在此实施例中，扬声器单体结构与图2A类似，差别在于第一开孔电极210的电极层212面对振膜230。而第二开孔电极220的电极层222面向振膜230。图2D包括为另一平面扬声器结构实施例剖面示意图。在此实施例中，平面扬声器结构除了包括图2C的扬声器单体结构外，更包括位于扬声器单体结构两侧的第一阻水氧结构260与第二阻水氧结构270。

请参照图3A～图3G，为说明本揭露内容所提出阻水氧结构的一实施例的制作工艺剖面示意图。请参照图3A，在一基底(Substrate)310上，将表面清洗干净后，如图3B，在其清洗后的表面形成一牺牲层(Sacrificial layer)312，此牺牲层312可以采用旋转涂布(Spinning Coating)制作工艺在基底310上形成此牺牲层312。此牺牲层312的材料可以是为光致抗蚀剂的材料，但不经过高温的硬烤，例如温度不超过摄氏100度，或甚至不超过摄氏90度。

请参照图3C，在牺牲层312上方形成一保护层314，此保护层314为具有阻隔水氧特性的保护材质，例如环烯共聚物(COC)薄膜，或是高分子合成树脂膜板，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和胺甲酸乙酯(urethane)等等具有防水的材料。在此实施例中，采用环烯共聚物(COC)薄膜。

请参照图3D，在保护层314上方形成一间隔层(Spacer Layer)316，此间隔层316用以界定所述阻水氧结构的区域大小，以便在此区域中，可以形成支撑体的布局。请参照图3E，将保护层314及其上方的间隔层316从牺牲层312上方剥离。而如图3F，将多个支撑体318配置在保护层314上方在间隔层316的区域内。上述支撑体318的分布，可以有一定的布局(Pattern)、高度或是不同的配置方式设计。而如图3G，利用切割剪裁的方法切割保护层314，让间隔层316与部分周边的保护层314去除，而留下所需要的阻水氧结构，包括保护层314与其表面的支撑体318。

本揭露内容所提出阻水氧结构，除了可以与图2A的扬声器单体结合之外，在多个实施例其中之一，也可与图4的扬声器单体结构结合，而组成成为平面扬声器结构。

请参照图4A与图4B，为说明本揭露内容多个实施例其中之一的扬声器单体结构剖面示意图。

如图4A，在此扬声器单体400中，包括开孔电极410以及振膜420。开孔电极410包括多个音孔413。开孔电极410可以是单一具有导电效果的金属层，或是包括一开孔层与一电极层。在此实施例中，此开孔电极410包括电极层412与开孔层414，而开孔层414面对振膜420。

当开孔电极410包括单一层的金属层时，其材料包括铁、铜、铝或其合金材料。而当开孔电极410的开孔层414为绝缘层时，此绝缘层材料包括塑胶、橡胶、纸张、棉纤维、高分子纤维材料。而当开孔层414为导电层时，此导电层包括铝、金、银、铜或其合金、或Ni/Au双金属材质、或是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)其中之一或其组合，或是高分子导电材PEDOT。或是当开孔层414为导电层时，此导电层材料包括金属纤维、氧化金属纤维、碳纤维、石墨纤维其中之一或组合。

上述开孔电极410在一实施例中，可以包括具有透光特性的材料，此材料例如是选自铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)或铝锌氧化物(AZO)其中之一或其组合。

振膜420可以包括金属层或导电材料层以及驻极体材料，在此实施例中，振膜420包括驻极体材料层422与金属层424，而此金属层424，可采用溅镀或是电镀等等方式形成于驻极体材料层422表面上。开孔电极410与振膜420之间，放置多个支撑体430于开孔电极410的非音孔区域，此非音孔区域主要是避开开孔电极410上的音孔位置。这些支撑体430可根据需求而依据一定的配置式样(Patterns)而设计。

阻水氧结构440设计于扬声器单体结构的外层，利用其对环境中水氧的阻隔效果，来让扬声器单体的运作可靠度提高。在此实施例中，此阻水氧结构440配置于开孔电极410相对于振膜420的另一侧面。此阻水氧结构440包括阻水氧保护层442，以及介于扬声器单体的开孔电极410与阻水氧保护层442之间的多个绝缘支撑体444。绝缘支撑体444位于开孔电极410的非音孔区域，并用以隔离阻水氧保护层442与开孔电极410，使其间具有一定的至隙(Air Gap)。

图4B是另一个扬声器单体400结构，与图4A相同部分则以相同标号表示，但不同的部分在于配置的位置，如图所示，在图4B中，开孔电极410包括电极层412与开孔层414，而电极层412面对振膜420。

本揭露内容所提出高可靠度的平面扬声器结构的多个实施例中，部分实施例可参照图5A～图5D所示。在所揭示的高可靠度的平面扬声器结构中，至少包括阻水氧保护层与扬声器单体。所述扬声器单体，在一实施例中，包括开孔电极以及作为振膜而含金属层或导体材料层的驻极体材料。上述阻水氧保护层的设计，在部分实施例中，位于平面扬声器结构的最外侧，利用其对环境中水氧的阻隔效果让扬声器单体的运作的可靠度提高，如图5A与图5B所示。另外，在另外实施例中，此阻水氧保护层也可配置于扬声器单体内，而达到对环境中水氧的阻隔，例如图5C将阻水氧材料镀于开孔电极上面，或是图5D所示，先在振膜两侧形成阻水氧保护层后，再配置开孔电极以及之间的支撑体。详细实施例内容如底下所示。

请参照图5A，在此实施例中，平面扬声器单体结构至少包括扬声器单体以及位于其两侧的第一阻水氧结构540A与第二阻水氧结构550A。在此，扬声器单体是以两开孔电极以及位于其中间的驻极体材料作为实施例说明，但并非以此为限制，例如扬声器单体包括多层堆叠的架构也属本实施例的范畴。

扬声器单体包括第一开孔电极510、第二开孔电极530、以及位于其中间的振膜520。此振膜520包括驻极体材料层522与金属层524。振膜520与第一开孔电极510之间，以及振膜520与第二开孔电极530之间配置多个支撑体570。

此实施例中，第一阻水氧结构540A包括一第一阻水氧保护层542，以及介于扬声器单体与第一阻水氧保护层542之间的多个第一绝缘支撑体544。所述第一绝缘支撑体544用以隔离第一阻水氧保护层542与扬声器单体。第二阻水氧结构550A包括一第二阻水氧保护层552，以及介于扬声器单体与第二阻水氧保护层552之间的多个第二绝缘支撑体554。所述第二绝缘支撑体554用以隔离第二阻水氧保护层552与扬声器单体。

上述第一阻水氧保护层542及第二阻水氧保护层552的材料可以采用例如环烯共聚物(cyclic olefin copolymer，COC)薄膜，或是高分子合成树脂膜板，例如聚丙烯(polypropylene，PP)、聚乙烯(poly ethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)和胺甲酸乙酯(urethane)，在另一个实施例中，第一阻水氧保护层542及第二阻水氧保护层552的材料可以采用金属加塑胶、混炼溶喷或混纺成阻水氧包护层，以作为具有防水功能的薄膜。

请参照图5B，此实施例与图5A的结构类似，因此，相同内容以相同的标号表示，不再冗述。此平面扬声器单体结构至少包括扬声器单体以及位于其两侧的第一阻水氧结构540B与第二阻水氧结构550B。上述第一阻水氧结构540B与第二阻水氧结构550B则包括阻水氧保护材料，并且分别直接配置于第一开孔电极510与第二开孔电极530上方以及其开孔上。

而形成的方法包括直接将防水材料例如经由蒸镀或是旋转涂布的方式分别先形成第一阻水氧结构540B与第二阻水氧结构550B，之后再黏合于开孔电极的外层，如此开孔电极与开孔电极之间不会有阻水氧材料。另，由于第一阻水氧结构540B与第二阻水氧结构550B设于第一开孔电极510与第二开孔电极530之外侧表面上，使防水材料不会进入开孔之孔洞内，而在开孔表面形成，如图5B所示。

请参照图5C，此实施例与图5A的结构类似，因此，相同内容以相同的标号表示，不再冗述。此平面扬声器单体结构至少包括扬声器单体以及位于其两侧的第一阻水氧结构540C与第二阻水氧结构550C。上述第一阻水氧结构540C与第二阻水氧结构550C则包括阻水氧保护材料，并且分别直接配置于第一开孔电极510与第二开孔电极530面对振膜520一侧的表面以及其开孔之间。

而形成的方法包括直接将防水材料经由蒸镀或是旋转涂布的方式，镀于平面扬声器单体结构的外侧开孔电极面对振膜520一侧的表面上方以及其孔洞之间。也就是，在一实施例中，可以在形成外侧开孔电极时，例如直接利用蒸镀或是旋转涂布的方式分别先形成第一阻水氧结构540C与第二阻水氧结构550C于开孔电极的一表面上，之后利用例如贴合的方式将阻水氧材料与支撑体黏合，再与振膜520组装完成此平面扬声器单体结构。如此的结构，阻水氧材料会部分填入开孔电极之开孔之孔洞内。

请参照图5D，此实施例与图5A的结构类似，因此，相同内容以相同的标号表示，不再冗述。此平面扬声器单体结构至少包括扬声器单体以及第一阻水氧结构540D与第二阻水氧结构550D。上述第一阻水氧结构540D与第二阻水氧结构550D则包括阻水氧保护材料，并且分别直接配置于振膜520的两侧。若扬声器包括多个平面扬声器单体堆叠，则此第一阻水氧结构540D与第二阻水氧结构550D则是分别位于外侧平面扬声器单体的振膜两侧，如图5E所示，第一阻水氧结构540D与第二阻水氧结构550D位于外侧的平面扬声器单体，而其内侧至少包括另一个平面扬声器单体560。

而形成的方法包括直接将防水材料经由蒸镀或是旋转涂布的方式，镀于振膜520两侧，再将最外侧开孔电极以及多个支撑体利用例如贴合的方式完成此平面扬声器单体结构。上述图5A～图5D所揭露的高可靠度的平面扬声器结构的多个实施例中，防水材料可以采用例如环烯共聚物(cyclic olefincopolymer，COC)薄膜，或是高分子合成树脂膜板，例如聚丙烯(polypropylene，PP)、聚乙烯(poly ethylene，PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、胺甲酸乙酯(urethane)或聚亚酰胺(Polyimide)。在另一实施例中，防水材料也可以是采用金属材料加塑胶成混炼溶喷或混纺。

本发明各实施例所述之阻水氧结构如为开孔电极外侧，可包括阻水氧结构在开孔电极最外侧之意或阻水氧结构在开孔电极外侧之意。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (60)

1.一种平面扬声器结构，包括：

阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中该扬声器单体包括开孔电极以及振膜，其中该振膜包括金属层与驻极体材料，

其中，该阻水氧结构配置于该平面扬声器结构的外侧，用以隔绝水氧进入该平面扬声器结构内，其中该阻水氧结构包括阻水氧保护层以及介于该扬声器单体与该阻水氧保护层之间的多个绝缘支撑体。

2.一种平面扬声器结构，包括：

阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中该扬声器单体包括开孔电极以及振膜，其中该振膜包括金属层与驻极体材料，

其中，该阻水氧结构配置于该平面扬声器结构的外侧，用以隔绝水氧进入该平面扬声器结构内，其中该阻水氧结构包括阻水氧保护层，位于该扬声器单体的该开孔电极面对该振膜的另一侧面之上。

3.一种平面扬声器结构，包括：

阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中该扬声器单体包括开孔电极以及振膜，其中该振膜包括金属层与驻极体材料，

其中，该阻水氧结构包括阻水氧保护层，位于该扬声器单体的该开孔电极面对该振膜的侧面上以及位于该开孔电极的多个开孔内。

4.一种平面扬声器结构，包括：

阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中该扬声器单体包括开孔电极以及振膜，其中该振膜包括金属层与驻极体材料，

其中，该阻水氧结构包括第一阻水氧保护层与第二阻水氧保护层，其中该第一阻水氧保护层与该第二阻水氧保护层分别位于该振膜的两侧面，其中该些侧面其中的一面对该开孔电极。

5.如权利要求1所述的平面扬声器结构，其中该绝缘支撑体在该扬声器单体与该阻水氧保护层之间具有布局图案，其中该布局图案是通过该些绝缘支撑体的配置位置所构成。

6.如权利要求1所述的平面扬声器结构，其中该绝缘支撑体在该扬声器单体与该阻水氧保护层之间具有布局图案，其中该布局图案是通过该些绝缘支撑体的配置位置所构成。

7.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该阻水氧保护层包括环烯共聚物薄膜、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和胺甲酸乙酯其中之一或其组合。

8.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该平面扬声器单体的该开孔电极为包括多个开孔的单一层的金属层。

9.如权利要求8所述的平面扬声器结构，其中该单一层的该金属层包括铁、铜、铝或其合金材料。

10.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该平面扬声器单体的该开孔电极包括开孔层与电极层。

11.如权利要求10所述的平面扬声器结构，其中该开孔电极的该开孔层为绝缘层或导电层其中之一。

12.如权利要求11所述的平面扬声器结构，其中当该开孔层为该绝缘层时，该绝缘层是由塑胶、橡胶、纸张、棉纤维、高分子纤维材料所组成。

13.如权利要求11所述的平面扬声器结构，其中当该开孔层为该导电层时，该导电层包括铝、金、银、铜或其合金、或Ni/Au双金属材质、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。

14.如权利要求11所述的平面扬声器结构，其中当该开孔层为该导电层时，该导电层包括金属纤维、氧化金属纤维、碳纤维、石墨纤维其中之一或组合

15.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该驻极体材料采用纳微米孔驻极体复合材料。

16.如权利要求15所述的平面扬声器结构，其中，该纳微米孔驻极体复合材料为选自包括氟化乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、具有双碳链复合物及部分含氟高分子聚合物的材料所组成群组的其中一者。

17.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该开孔电极为可挠曲与透明特性的材料。

18.如权利要求17所述的平面扬声器结构，其中该开孔电极材料是选自由聚碳酸酯、聚乙烯对苯甲酸酯、环状烯轻聚合物及聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或其组合。

19.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该开孔电极包括具有透光特性的材料，该材料是选自铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物其中之一或其组合。

20.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该开孔电极包括开孔层与电极层，其中该开孔层面向该振膜，而该电极层位于向外发出声音的方向。

21.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该开孔电极包括开孔层与电极层，其中该电极层面向该振膜，而该开孔层位于向外发出声音的方向。

22.如权利要求1到4其中任一项所述的平面扬声器结构，其中在该开孔电极与该振膜之间配置多个支撑体。

23.如权利要求22所述的平面扬声器结构，其中该些支撑体包括布局图案，其中该布局图案是配置于该开孔电极与该振膜之间静电效应而调整。

24.如权利要求23所述的平面扬声器结构，其中该布局图案是通过该些支撑体的形状或该些支撑体配置位置所构成。

25.如权利要求22所述的平面扬声器结构，其中该些支撑体的形状为点状、栅状、类十字状、三角柱形、圆柱形或是矩形其中之一。

26.如权利要求22所述的平面扬声器结构，其中该些支撑体采用印制技术、直接印刷法、激光加工法或切割技术及冲压技术形成。

27.如权利要求22所述的平面扬声器结构，其中该些支撑体是采用贴合的方式，分别贴合于该开孔电极与该振膜之间。

28.一种平面扬声器结构，包括：

第一阻水氧结构；

第二阻水氧结构；以及

扬声器单体，位于该第一阻水氧结构与该第二阻水氧结构之间，其中，该扬声器单体至少包括第一开孔电极层、振膜及第二开孔电极层，其中该振膜包括金属层与驻极体材料，并配置于该第一电极层与该第二电极层之间，其中，该第一阻水氧结构与该第二阻水氧结构分别配置在该扬声器单体的该第一电极层与该第二电极层的外侧，用以隔绝水氧进入该扬声器单体内。

29.如权利要求28所述的平面扬声器结构，其中该第一阻水氧结构包括第一阻水氧保护层以及介于该扬声器单体与该第一阻水氧保护层之间的多个第一绝缘支撑体，该第二阻水氧结构包括第二阻水氧保护层以及介于该扬声器单体与该第一阻水氧保护层之间的多个第二绝缘支撑体。

30.如权利要求29所述的平面扬声器结构，其中该阻水氧保护层包括环烯共聚物薄膜、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和胺甲酸乙酯其中之一或其组合。

31.如权利要求29所述的平面扬声器结构，其中该第一绝缘支撑体、第二绝缘支撑体在该扬声器单体与该阻水氧保护层之间分别具有第一布局图案、第二布局图案，其中该第一布局图案、第二布局图案是通过该些绝缘支撑体的配置位置所构成。

32.一种平面扬声器结构，包括：

第一阻水氧结构；

第二阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中，该扬声器单体至少包括第一开孔电极层、振膜及第二开孔电极层，其中，该振膜包括金属层与驻极体材料，并配置于该第一电极层与该第二电极层之间，

其中，该第一阻水氧结构包括第一阻水氧保护层，位于该扬声器单体的该第一开孔电极面对该振膜的另一侧面之上，该第二阻水氧结构包括第二阻水氧保护层，位于该扬声器单体的该第二开孔电极面对该振膜的另一侧面之上。

33.一种平面扬声器结构，包括：

第一阻水氧结构；

第二阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中，该扬声器单体至少包括第一开孔电极层、振膜及第二开孔电极层，其中，该振膜包括金属层与驻极体材料，并配置于该第一电极层与该第二电极层之间，

其中，该第一阻水氧结构包括第一阻水氧保护层，位于该扬声器单体的该第一开孔电极面对该振膜的侧面之上以及位于该第一开孔电极的多个第一开孔内，该第二阻水氧结构包括第二阻水氧保护层，位于该扬声器单体的该第二开孔电极面对该振膜的侧面之上以及位于该第二开孔电极的多个第二开孔内。

34.一种平面扬声器结构，包括：

第一阻水氧结构；

第二阻水氧结构；以及

扬声器单体，其中，该扬声器单体至少包括第一开孔电极层、振膜及第二开孔电极层，其中，该振膜包括金属层与驻极体材料，并配置于该第一电极层与该第二电极层之间，

其中，该第一阻水氧结构包括第一阻水氧保护层，该第二阻水氧结构包括第二阻水氧保护层，其中该第一阻水氧保护层与该第二阻水氧保护层分别位于该振膜的两侧面上，分别面对该第一开孔电极与该第二开孔电极。

35.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该平面扬声器单体的该第一开孔电极、第二开孔电极分别包括多个开孔的单一层的第一金属层、第二金属层。

36.如权利要求35所述的平面扬声器结构，其中该单一层的该第一金属层、第二金属层包括铁、铜、铝或其合金材料。

37.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该平面扬声器单体的该第一开孔电极、第二开孔电极分别包括第一开孔层、第二开孔层与第一电极层、第二电极层。

38.如权利要求37所述的平面扬声器结构，其中该第一开孔层、第二开孔层为绝缘层或导电层。

39.如权利要求38所述的平面扬声器结构，其中当该第一开孔层、第二开孔层为该绝缘层时，该绝缘层是由塑胶、橡胶、纸张、棉纤维、高分子纤维材料所组成。

40.如权利要求39所述的平面扬声器结构，其中当该第一开孔层、第二开孔层为该导电层时，该导电层包括铝、金、银、铜或其合金、或Ni/Au双金属材质、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PEDOT。

41.如权利要求39所述的平面扬声器结构，其中当该开孔层为该导电层时，该第一导电层、第二导电层包括金属纤维、氧化金属纤维、碳纤维、石墨纤维其中之一或组合

42.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该驻极体材料采用纳微米孔驻极体复合材料。

43.如权利要求42所述的平面扬声器结构，其中，该纳微米孔驻极体复合材料为选自包括氟化乙烯丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、具有双碳链复合物及部分含氟高分子聚合物的材料所组成群组的其中一者。

44.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该第一开孔电极、第二开孔电极为可挠曲与透明特性的材料。

45.如权利要求44所述的平面扬声器结构，其中该第一开孔电极层材料、第二开孔电极层材料均是选自由聚碳酸酯、聚乙烯对苯甲酸酯、环状烯轻聚合物及聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或其组合。

46.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该第一开孔电极、第二开孔电极包括具有透光特性的材料，该材料是选自铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物其中之一或其组合。

47.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该第一开孔电极、第二开孔电极分别包括第一开孔层、第二开孔层与第一电极层、第二电极层，其中该第一开孔层、第二开孔层面向该振膜，而该第一电极层、第二电极层位于向外发出声音的方向。

48.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中该第一开孔电极、第二开孔电极分别包括第一开孔层、第二开孔层与第一电极层、第二电极层，其中该第一电极层、第二电极层面向该振膜，而该第一开孔层、第二开孔层位于向外发出声音的方向。

49.如权利要求28、33或34其中任一项所述的平面扬声器结构，其中在该第一开孔电极、第二开孔电极分别与该振膜之间配置多个第一支撑体、第二支撑体。

50.如权利要求49所述的平面扬声器结构，其中该些第一支撑体、第二支撑体分别包括第一布局图案、第二布局图案，其中该第一布局图案、第二布局图案是配置于该第一开孔电极、第二开孔电极与该振膜之间静电效应而调整。

51.如权利要求50所述的平面扬声器结构，其中该第一布局图案、第二布局图案是通过该些第一支撑体、第二支撑体的形状或该些第一支撑体、第二支撑体配置位置所构成。

52.如权利要求49所述的平面扬声器结构，其中该些第一支撑体、第二支撑体的形状为点状、栅状、类十字状、三角柱形、圆柱形或是矩形其中之

53.如权利要求49所述的平面扬声器结构，其中该些第一支撑体、第二支撑体采用印制技术、直接印刷法、激光加工法或切割技术及冲压技术形成。

54.如权利要求49所述的平面扬声器结构，其中该些第一支撑体与该些第二支撑体是采用贴合的方式，分别贴合于该第一开孔电极与该振膜之间，以及该第二开孔电极与该振膜之间。

55.一种适用于平面扬声器单体的阻水氧结构的制造方法，包括：

在一基底上，形成一牺牲层；

在该牺牲层上方形成一保护层，其中该保护层为包括阻隔水氧特性的保护材质；

在该保护层上方形成一间隔层，其中该间隔层用以界定该阻水氧结构的区域大小；

将该保护层及其上方的该间隔层从该牺牲层上方剥离；以及

将多个绝缘支撑体配置在该保护层上方在该间隔层的该区域内，以便在该区域形成该些绝缘支撑体的一布局。

56.如权利要求55的制造方法，其中还包括采用一旋转涂布制作工艺在该基底上形成该牺牲层。

57.如权利要求55的制造方法，其中该牺牲层的材料为光致抗蚀剂的材料。

58.如权利要求55的制造方法，其中该保护层材料包括包括环烯共聚物薄膜、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或胺甲酸乙酯。

59.一种制造具有阻水氧结构的平面扬声器单体的方法，包括：

形成一平面扬声器单体结构，其中该平面扬声器单体至少包括一开孔电极及一振膜，其中该振膜包括一金属层与一驻极体材料，并配置于该电极层与该第二电极层之间，该开孔电极具有多个孔洞：以及

将防水材料经由蒸镀或是旋转涂布的方式，镀于该平面扬声器单体结构的该开孔电极上方，以便在该开孔电极上方以及其该些孔洞内形成一阻水氧结构。

60.如权利要求59的方法，其中还包括在该开孔电极与该振膜之间配置多个支撑体。

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