CN115243155A - 一种定向发声屏及其振动层的辅助吸附方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定向发声屏及其振动层的辅助吸附方法，该定向发声屏包括基材层(1)、振动层(2)以及连接在所述基材层(1)和所述振动层(2)之间的粘接层(3)，所述基材层(1)、所述振动层(2)和所述粘接层(3)围合形成密闭的腔体(4)，所述振动层(2)在外界大气压和所述腔体(4)内气压的压差的作用下向着所述基材层(1)变形。通过将振动层设置成在外界大气压和腔体内气压的压差作用下向着基材层变形，使得振动层具有向着基材层靠近的偏移量，振动层和基材层两个电极靠的更近，有利于提高定向发声屏的声压级。通过施加较小的偏置电压即可达到与现有的定向发声屏相同甚至更高的声压级，更为节能。

Description

一种定向发声屏及其振动层的辅助吸附方法

技术领域

本发明涉及屏幕发声技术领域，尤其涉及一种定向发声屏及其振动层的辅助吸附方法。

背景技术

定向发声屏是一种定向发声屏幕，其包括ITO玻璃制成的基材层以及连接在基材层上的振动层，基材层和振动层之间具有间隔空间，以为振动层的活动提供空间。基材层和振动层上各镀有一层导电层，两个导电层分别作为正负电极，在通电后，振动层在交流电压作用下发生振动，从而鼓动空气发声。

在驱动振动层发声时，需要提前给一个偏置电压让振动层与基材层的两个电极之间吸附靠近，然后再通入交流电驱动振动层振动，两个电极靠的越近，通入交流电后振动层能得到的加速度就越大，声压级也就越大。目前，通常的增大声压级的方式是增大偏置电压，这就导致产品的功耗较大，而且，较大的偏置电压对产品的绝缘性能要求更高。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定向发声屏及其振动层的辅助吸附方法，能够方便的提高定向发声屏的声压级。

为实现上述发明目的，第一方面，本发明提出了一种定向发声屏，包括基材层、振动层以及连接在所述基材层和所述振动层之间的粘接层，所述基材层、所述振动层和所述粘接层围合形成密闭的腔体，所述振动层在外界大气压和所述腔体内气压的压差的作用下向着所述基材层吸附变形。

进一步地，在所述振动层未吸附变形时，所述腔体内的气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。

第二方面，本发明提出了一种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，包括如下步骤：

提供具有预设气压的工作环境，所述预设气压小于标准大气压；

在所述工作环境下将振动层与基材层密封贴合；

将密封贴合后的定向发声屏转移到外界大气压下，其振动层在外界大气压和腔体内气压的压差的作用下向着所述基材层吸附变形。

进一步地，所述的在所述工作环境下将振动层与基材层密封贴合的步骤包括如下步骤：

在所述基材层和/或所述振动层上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈封闭的环状；

贴合所述基材层和所述振动层；

固化所述胶黏剂，所述胶黏剂固化后形成粘结层。

进一步地，所述预设气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。

第三方面，本发明提出了一种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，包括如下步骤：

提供初始定向发声屏，所述初始定向发声屏包括基材层、振动层以及连接在所述基材层和所述振动层之间的粘接层，所述基材层、所述振动层和所述粘接层围合形成腔体；

排出所述腔体内的部分气体，使所述腔体处于负压状态。

进一步地，所述初始定向发声屏包括连通外界与所述腔体的通孔，在所述排出所述腔体内的部分气体，使所述腔体处于负压状态的步骤中，通过所述通孔排出所述腔体内的部分气体，并在排气完成后封住所述通孔。

进一步地，所述提供初始定向发声屏的步骤包括如下步骤：

提供基材层和振动层；

在所述基材层和/或所述振动层上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈具有缺口的环状；

贴合所述基材层和所述振动层；

固化所述胶黏剂，所述胶黏剂固化后形成粘结层，所述缺口形成通孔。

进一步地，通过所述通孔对所述腔体进行抽气以排出所述腔体内的部分气体；或者，通过向着所述基材层挤压所述振动层排出所述腔体内的部分气体。

第四方面，本发明提出了一种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，包括如下步骤：

提供初始定向发声屏，所述初始定向发声屏包括基材层、振动层以及连接在所述基材层和所述振动层之间的粘接层，所述基材层、所述振动层和所述粘接层围合形成密闭的腔体；

在所述初始定向发声屏上开设连通所述腔体和外界的通孔；

通过所述通孔排出所述腔体内的部分气体，并在排气完成后封住所述通孔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过将振动层设置成在外界大气压和腔体内气压的压差作用下向着基材层变形，使得振动层具有向着基材层靠近的偏移量，振动层和基材层两个电极靠的更近，有利于提高定向发声屏的声压级。通过施加较小的偏置电压即可达到与现有的定向发声屏相同甚至更高的声压级，更为节能。

附图说明

图1是本发明中一种实施方式的定向发声屏的剖视图。

图2是本发明中一种实施方式的定向发声屏的俯视图，图中定向发声屏呈矩形。

图3是本发明中一种实施方式的定向发声屏的俯视图，图中定向发声屏呈圆形。

图4是本发明中一种实施方式的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法的流程图。

图5是本发明中步骤A2的流程图。

图6是本发明中一种实施方式的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法的流程图。

图7是本发明中步骤B1的流程图。

图8是本发明中一种实施方式的带有通孔的粘结层的示意图。

图9是本发明中一种实施方式的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法的流程图。

图10是本发明中步骤C1的流程图。

图11是本发明中一种实施方式的开设有通孔的初始定向发声屏的剖视图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提出了一种定向发声屏，如图1所示，该定向发声屏包括基材层1、振动层2以及连接在基材层1和振动层2之间的粘结层3。

基材层1通常采用透明材料制成，例如可以是ITO导电玻璃。振动层2的材质例如可以是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质，其在加载的超声波信号的作用下而振动发声。

粘结层3用于连接基材层1和振动层2，粘结层3呈环形，其具体形状不限，例如，在一些实施例中，参考图2，图2中以虚线示意出了矩形环状的粘结层3，在另一些实施例中，参考图3，图3中以虚线示意出了圆环形的粘结层3。优选的，其与基材层1和振动层2的外形一致。粘结层3的材料例如可以是OCR胶层。

基材层1、振动层2和粘结层3围合形成密闭的腔体4，且振动层2在外界大气压和腔体4内的气压的压差作用下向着基材层1变形。也就是说，在振动层2未变形时，腔体4内的气压要小于外界大气压，外界大气压通常为标准大气压(0.1MPa)，这样，外界大气压在振动层2的表面施加压力，驱使振动层2向着基材层1变形，其变形量更为均匀。

可以理解的是，当振动层2向着基材层1吸附时，振动层2和基材层1之间的距离变小，振动层2和基材层1的两个电极的距离更近，有利于在基材层1通入交流电后，增大振动层2的振幅，提高定向发声屏的声压级。在通入较现有的定向发声屏更小的偏置电压即可达到与现有的定向发声屏相同甚至更大的声压级，更为节能。

例如，现有的定向发声屏在采用300V的偏置电压时，振动层2下移距离为4～5μm(这里的下移距离是指振动层2的最低点与其起始点之间的距离)。而本发明的定向发声屏，其振动层2在负压的辅助下具有一定的下移量，例如下移2.5μm，这样，只需加载比300V小的偏置电压，如200V，振动层就2可以下移5μm，也就是说，用小电压就可以达到与之前同样的声压级，功耗降低，产品安全性能提高，且对绝缘要求也降低，可以降低绝缘层的厚度，这样就能降低产品整体的成本和原材料用量等。进一步地，本发明的定向发声屏在加载300V的偏置电压后，振动层2可以下移超过5μm，例如下移5.5μm，这样两个电极靠得更近，之后再给到交流电后，振动层2能得到的振幅就越大，声压级可以增大。

在一些实施例中，在振动层2未吸附时，腔体4内的气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa，这样，在标准大气压的作用下，振动层2能够向着基材层1靠拢，且不会因为气压过低而靠的过近，进而保证其工作的可靠性和稳定性。进一步优选的，在振动层2未变形吸附时，腔体4内的气压大于等于0.06MPa，小于等于0.09MPa，在该气压条件下，振动层2的变形量更为合理，有利于保证发声质量。

在一些实施例中，振动层2的变形量为0.5μm～6μm，优选下移5μm，变形量指的是振动层2变形后的最低点与未变形时该点位置之间的距离。

定向发声屏的形状不限，例如可以是矩形、圆形或者其他形状，图2和图3分别示出了矩形和圆形的定向发声屏，基材层1和振动层2的形状与定向发声屏的形状相同。在一些实施例中，粘结层3设置于基材层1和振动层2的外缘处，此时，其形状与基材层1和振动层2的形状相适应，外轮廓与基材层1和振动层2的外轮廓重合，例如，当基材层1和振动层2呈圆形时，粘结层3呈圆环状；又如，当基材层1和振动层2呈矩形时，粘结层3呈矩环状。

本发明还提出了若干种辅助上述振动层吸附的方法，具体见下文。

对应于本发明提出的第一种定向发声屏的振动层的辅助吸附的方法，如图4所示，其包括如下步骤：

A1.提供具有预设气压的工作环境，所述的预设气压小于标准大气压；

A2.在所述工作环境下将振动层2与基材层1密封贴合，优选为将两者的边框密封贴合；

A3.将密封贴合后的定向发声屏转移到外界大气压下，其振动层2在外界大气压和腔体4内气压的压差的作用下向着所述基材层1吸附变形。

可以理解的是，由于在气压小于标准大气压的工作环境下贴合振动层和基材层，因此，制得的定向发声屏的腔体4内的气压与工作环境相同，亦即小于标准大气压。当该定向发声屏转移至正常大气压环境时，其振动层2将在外界大气压的作用下向着基材层1吸附变形。

步骤A2中，振动层2和基材层1密封贴合的方法多样，例如可以采用如下的方法(参考图5)：

A20.在基材层1和/或振动层2上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈封闭的环状；

A21.贴合基材层1和振动层2；

A22.固化胶黏剂，胶黏剂固化形成粘结层3。

上述步骤中，预设气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa，在步骤A2中定向发声屏制备完成后，形成于基材层1、振动层2和粘结层3之间的腔体4的气压与预设气压基本相同。进一步优选的，预设气压大于等于0.06MPa，小于等于0.09MPa。在一些实施例中，具有预设气压的工作环境由负压环境箱提供，优选的，振动层和基材层密封贴合的步骤通过自动化设备自动完成，以便于在负压环境下工作。

步骤A20中，可以通过点胶机在基材层1和/或振动层2上沿着环形的路径涂布胶黏剂，进而得到封闭环状的胶黏剂。当同时在基材层1和振动层2上涂布胶黏剂时，基材层1和振动层2上的胶黏剂的位置和大小需对应。

步骤A21中，贴合基材层1和振动层2时，需要精确对位，以保证贴合后的产品质量。

步骤A22中，可以根据胶黏剂的类型采用自然固化、通过环境箱烘干固化或者UV固化等方式固化胶黏剂。

对应于本发明提出的第二种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，如图6所示，其包括如下步骤：

B1.提供初始定向发声屏，初始定向发声屏为最终完成的定向发声屏的中间产品，该初始定向发声屏包括基材层1、振动层2以及连接在基材层1和振动层2之间的粘接层3，基材层1、振动层2和粘接层3围合形成腔体4；

B2.排出腔体4内的部分气体，使腔体4处于负压状态。

本发明提出的第二种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法可以在正常的大气压环境下进行。在一些实施例中，初始定向发声屏包括连通外界与腔体4的通孔30，可以在基材层1、振动层2和粘结层3中的一个或多个上设置一个或多个通孔30。在步骤B2中，通过通孔30排出腔体4内的部分气体，并在排气完成后封住通孔30，以实现对振动层2的负压吸附。

步骤B1中，提供初始定向发声屏的步骤可以有多种，作为一种优选的实施例，如图7所示，所述提供初始定向发声屏的步骤包括如下步骤：

B10.提供基材层1和振动层2；

B11.在基材层1和/或振动层2上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈具有缺口的环状；

B12.贴合基材层1和振动层2；

B13.固化胶黏剂，胶黏剂固化后形成粘结层3，缺口形成通孔30，见图8。

步骤B11中，可以通过点胶机或者人工涂布的方式在基材层1和/或振动层2上沿着环形的路径涂布胶黏剂，并预留出缺口。当同时在基材层1和振动层2上涂布胶黏剂时，基材层1和振动层2上的胶黏剂的位置和大小需对应。

步骤B13中，可以根据胶黏剂的类型采用自然固化、通过环境箱烘干固化或者UV固化等方式固化胶黏剂。胶黏剂固化后，即形成具有通孔30的粘结层3，通过通孔30即可排出腔体4内的气体，使腔体4内的气压小于外界大气压，进而使得振动层2向着基材层1变形。

在一些实施例中，通过通孔30对腔体4进行抽气以排出腔体4内的部分气体。例如，可以通过负压发生器通过气路连接针状或者管状的抽气头对腔体4进行抽气，以减小腔体4内的气压，完成抽气后，在退出抽气头的同时对抽气孔通孔30处点胶，从而快速的封住抽气孔通孔30，减少外界的气体进入腔体4内。

在一些实施例中，通过向着基材层1挤压振动层2排出腔体4内的部分气体。例如，通过升降装置驱动压板下压振动层2，可以减小腔体4的容积，使腔体4内的气体通过通孔30排出。压板下压的距离可认为是振动层2的变形量，当下压到预设的距离时，通过点胶的方式封住通孔30，即可使振动层2保持当前状态。

作为一种优选的实施方式，步骤B2制备得到的定向发声屏在振动层2未变形时，腔体4内的气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。进一步优选的，腔体4内的气压大于等于0.06MPa，小于等于0.09MPa。显然的，通过控制排出的气体的量可以调整气压的大小。

对应于本发明提出的第三种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，如图9所示，其包括如下步骤：

C1.提供初始定向发声屏，该初始定向发声屏包括基材层1、振动层2以及连接在基材层1和振动层2之间的粘接层3，基材层1、振动层2和粘接层3围合形成密闭的腔体4；

C2.在粘结层3上开设连通腔体4和外界的通孔30；

C3.通过通孔30排出腔体4内的部分气体，并在排气完成后封住通孔30。

在第三种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法中，该腔体4内的气压大于预设气压，以通过排出气体的方式达到预设气压。在一些实施例中，预设气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。进一步优选的预设气压大于等于0.06MPa，小于等于0.09MPa。

步骤C1中提供的初始定向发声屏可以直接在常压下通过常规工艺制得，此时其腔体4内的气压与标准大气压一致。作为一种优选的实施方式，如图10所示，步骤C1中提供定向发声屏的步骤包括如下步骤：

C10.提供基材层1和振动层2；

C11.在基材层1和/或振动层2上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈环状；

C12.贴合基材层1和振动层2；

C13.固化胶黏剂，胶黏剂固化后形成粘结层3。

步骤C11中，可通过自动点胶设备或者人工涂覆的方式涂布胶黏剂。

步骤C13中，可以根据胶黏剂的类型采用自然固化、通过环境箱烘干固化或者UV固化等方式固化胶黏剂。

步骤C2中，可以通过化学腐蚀、机械钻孔或者激光打孔等方式在粘结层3上开设通孔30，如图11所示，通孔30从粘结层3的外周面连通至腔体4。

排出腔体4内的部分的气体的方式可以参考第二种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法中的相关方式。

例如，在一些实施例中，通过通孔30对腔体4进行抽气以排出腔体4内的部分气体。例如，可以通过负压发生器通过气路连接针状或者管状的抽气头对腔体4进行抽气，以减小腔体4内的气压，完成抽气后，在退出抽气头的同时对抽气孔通孔30处点胶，从而快速的封住通孔30，减少外界的气体进入腔体4内。

在另一些实施例中，通过向着基材层1挤压振动层2排出腔体4内的部分气体。例如，通过升降装置驱动压板下压振动层2，可以减小腔体4的体积，使腔体4内的气体通过通孔30排出。压板下压的距离可认为是振动层2的变形量，当下压到预设的距离时，通过点胶的方式封住通孔30，即可使振动层2保持当前状态。

作为一种优选的实施方式，步骤C3后制备得到的定向发声屏在振动层2未变形时，腔体4内的气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。进一步优选的，腔体4内的气压大于等于0.06MPa，小于等于0.09MPa。显然的，通过控制排出的气体的量可以调整气压的大小。

上述仅为本发明的具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定向发声屏，其特征在于，包括基材层(1)、振动层(2)以及连接在所述基材层(1)和所述振动层(2)之间的粘接层(3)，所述基材层(1)、所述振动层(2)和所述粘接层(3)围合形成密闭的腔体(4)，所述振动层(2)在外界大气压和所述腔体(4)内气压的压差的作用下向着所述基材层(1)吸附变形。

2.如权利要求1所述的定向发声屏，其特征在于，在所述振动层(2)未吸附变形时，所述腔体(4)内的气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。

3.一种权利要求1或2所述的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于包括如下步骤：

提供具有预设气压的工作环境，所述预设气压小于标准大气压；

在所述工作环境下将振动层(2)与基材层(1)密封贴合；

将密封贴合后的定向发声屏转移到外界大气压下，其振动层(2)在外界大气压和腔体(4)内气压的压差的作用下向着所述基材层(1)吸附变形。

4.如权利要求3所述的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于，所述的在所述工作环境下将振动层(2)与基材层(1)密封贴合的过程包括如下步骤：

在所述基材层(1)和/或所述振动层(2)上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈封闭的环状；

贴合所述基材层(1)和所述振动层(2)；

固化所述胶黏剂，所述胶黏剂固化后形成粘结层(3)。

5.如权利要求3或4所述的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于，所述预设气压大于等于0.05MPa，小于0.1MPa。

6.一种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于包括如下步骤：

提供初始定向发声屏，所述初始定向发声屏包括基材层(1)、振动层(2)以及连接在所述基材层(1)和所述振动层(2)之间的粘接层(3)，所述基材层(1)、所述振动层(2)和所述粘接层(3)围合形成腔体(4)；

排出所述腔体(4)内的部分气体，使所述腔体(4)处于负压状态。

7.如权利要求6所述的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于，所述初始定向发声屏包括连通外界与所述腔体(4)的通孔(30)，在所述排出所述腔体(4)内的部分气体，使所述腔体(4)处于负压状态的步骤中，通过所述通孔(30)排出所述腔体(4)内的部分气体，并在排气完成后封住所述通孔(30)。

8.如权利要求6所述的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于，所述提供初始定向发声屏的步骤包括如下步骤：

提供基材层(1)和振动层(2)；

在所述基材层(1)和/或所述振动层(2)上涂布胶黏剂，并使涂布的胶黏剂的形状呈具有缺口的环状；

贴合所述基材层(1)和所述振动层(2)；

固化所述胶黏剂，所述胶黏剂固化后形成粘结层(3)，所述缺口形成通孔(30)。

9.如权利要求7或8所述的定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于，通过所述通孔(30)对所述腔体(4)进行抽气以排出所述腔体(4)内的部分气体；或者，通过向着所述基材层(1)挤压所述振动层(2)排出所述腔体(4)内的部分气体。

10.一种定向发声屏的振动层的辅助吸附方法，其特征在于包括如下步骤：

提供初始定向发声屏，所述初始定向发声屏包括基材层(1)、振动层(2)以及连接在所述基材层(1)和所述振动层(2)之间的粘接层(3)，所述基材层(1)、所述振动层(2)和所述粘接层(3)围合形成密闭的腔体(4)；

在所述初始定向发声屏上开设连通所述腔体(4)和外界的通孔(30)；

通过所述通孔(30)排出所述腔体(4)内的部分气体，并在排气完成后封住所述通孔(30)。

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