CN115243171A - 一种高效的双声道定向发声超声屏及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效的双声道定向发声超声屏及其制作工艺，所述超声屏包括上下相堆叠设置的振动层和非振动层，振动层和非振动层上均对应设置有导电图案，导电图案包括框贴区和导电区，框贴区位于导电区的外边沿，导电区包括非振动区和两个振动区，振动区和非振动区相绝缘隔离开，且非振动区加载使振动层下移的偏置电压，振动区加载使振动层下移的偏置电压以及使振动层上下振动的交流电压，振动区在交流电压的作用下振动发声。本发明通过在屏幕上设置有效的发声面积，在保证屏幕发声的声压级的情况下，降低屏幕发声系统整体所需的功耗，从而延长整个产品的使用寿命。

Description

一种高效的双声道定向发声超声屏及其制作工艺

技术领域

本发明涉及定向发声技术领域，具体涉及一种高效的双声道定向发声超声屏及其制作工艺。

背景技术

显示器件的超薄、窄边框、甚至全屏设计，留给发声装置的空间越来越小。而传统的发声装置体积较大，安装位置受到限制，在新一代的显示器件中很难有合适的位置和空间。因此，需要重新设计能够适应当前显示器件的需求的发声装置。

一些显示器件的生产厂商设计了以屏幕来进行发声的方式，屏幕发声技术作为一种表面音频技术，为多媒体视听设备音响提供了新的解决方案。目前，将显示器件与屏幕发声装置相结合的透明式屏幕定向扬声器正在研制中，利用屏幕自身振动作为扬声器，节约了传统扬声器的共振腔空间，同时定向传播特性满足了个人电子设备的隐私性要求和公众设备的互不干扰性要求。

现有的屏幕发声装置的发声区是整面发声的，也就是发声区占整个屏幕的可视区是1:1的设计，这个设计对于尺寸为14寸以下的小屏幕来说，其发声效率较高。但是对于尺寸大于14寸的大屏幕来说，若采用整面可视区都发声的设计，若要达到与14寸以下小屏幕相同的声压级，则其功耗是要比小屏幕是要高很多的，而系统功耗数量级的上升会导致系统能耗高，继而造成产品寿命减小。

如何在保证屏幕发声装置的声压级情况下，降低大屏幕的整体发声功耗，是需要解决的问题之一。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种高效的双声道定向发声超声屏及其制作工艺。

为实现上述目的，一方面，本发明提出了一种高效的双声道定向发声超声屏，包括上下相堆叠设置的振动层和非振动层，所述振动层和非振动层上均对应设置有导电图案，所述导电图案包括框贴区和导电区，所述框贴区位于导电区的外边沿，所述导电区包括非振动区、第一振动区和第二振动区，所述第一振动区和非振动区之间以及所述第二振动区与非振动区之间均相绝缘隔离开，且所述非振动区加载使振动层下移的偏置电压，所述第一振动区和第二振动区加载使振动层下移的偏置电压以及使所述振动层上下振动的交流电压，所述第一振动区和第二振动区在所述交流电压的作用下振动发声；所述第一振动区和第二振动区的外侧边沿紧贴所述导电区的内侧边沿设置。

在一优选实施例中，所述第一振动区和第二振动区分别位于导电区的左上角和右下角，所述第一振动区和第二振动区均包括振动导电层和振动边缘走线，所述振动边缘走线沿振动导电层的至少一边的边沿设置；所述非振动子区包括非振动导电层和非振动边缘走线，所述非振动边缘走线沿非振动导电层的至少一边的边沿设置。

在一优选实施例中，所述振动边缘走线设置于振动导电层靠近框贴区的至少一条外边沿上，所述振动边缘走线设置于振动导电层靠近框贴区的至少一条外边沿上。

在一优选实施例中，所述振动边缘走线和非振动边缘走线的线阻均低于3欧姆。

在一优选实施例中，所述振动导电层和非振动导电层采用导电材料层叠加金属网格的叠层结构。

在一优选实施例中，所述振动导电层与非振动导电层相接壤的区域形成无导电层区域，通过所述无导电层区域相绝缘隔离开。

在一优选实施例中，所所述无导电层区域的宽度为低于5um。

在一优选实施例中，所述定向发声超声屏包括基材层、第一导电层、绝缘层、间隔结构、第二导电层和振动基材层，所述非振动层包括所述基材层和第一导电层，所述第一导电层设置于所述基材层的上端面上，且所述第一导电层上形成有所述导电图案，所述振动层包括振动基材层和第二导电层，所述第二导电层设置于所述振动基材层的下端面上，且所述第二导电层上也形成有所述导电图案，所述绝缘层设置于所述第一导电层的上表面上或者设置于第二导电层的下表面上，所述间隔结构设置于绝缘层上，用于提供振动层振动所需的振动空间。

在一优选实施例中，所述振动区的面积最小为12～15寸。

另一方面，本发明提出了一种高效的双声道定向发声超声屏的制作工艺，

包括：S1，制作非振动层，包括：

在所述基材层上形成第一导电层，并在所述第一导电层上形成无导电层区域，所述第一导电层被所述无导电层区域绝缘分割为第一振动导电层、第二振动导电层和第一非振动导电层；

在所述第一导电层上形成绝缘层；

在所述绝缘层上形成间隔结构；

S2，制作振动层，包括：

在振动基材层上形成所述第二导电层，并在所述第二导电层上形成无导电层区域，所述第二导电层被所述无导电层区域绝缘分割为第三振动导电层、第四振动导电层和第二非振动导电层；

S3，将所述振动层和非振动层进行边框贴合。

在一优选实施例中，所述S1还包括：

在第一导电层上做振动边缘走线和非振动边缘走线，所述振动边缘走线沿第一振动导电层和第二振动导电层的至少一条外边沿设置，所述非振动边缘走线沿第一非振动导电层的至少一条外边沿设置，之后在振动边缘走线和非振动边缘走线上做边缘绝缘层；

所述S2还包括：

在第二导电层上做振动边缘走线和非振动边缘走线，所述振动边缘走线沿第三振动导电层和第四振动导电层的至少一条外边沿设置，所述非振动边缘走线沿第二非振动导电层的至少一条外边沿设置，之后在振动边缘走线和非振动边缘走线上做边缘绝缘层。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明将屏幕的可视区进行分区设置，分为多个发声区和非发声区，通过在屏幕上设置有效的发声面积，在保证屏幕发声的声压级的情况下，降低屏幕发声系统整体所需的功耗，从而延长整个产品的使用寿命。且本发明将发声区设置为多个，从而可以使屏幕呈现立体声。

附图说明：

图1为本发明超声屏的整体分区示意图；

图2为本发明第一导电层或第二导电层上导电图案的结构示意图；

图3为本发明超声屏的剖视结构示意图。

附图标记为：

1、非发声区，2、发声区，3、振动层，31、振动基材层，32、第二导电层，321、第二框贴区，322、第二振动导电层，323、第二非振动导电层，324、无导电层区域，4、非振动层，41、基材层，42、第一导电层，421、第一框贴区，422、第一振动导电层，423、第一非振动导电层，424、无导电层区域，425、导电线路，426、第一子非振动导电层，43、第一绝缘层，44、间隔结构，45、边缘走线，46、边缘绝缘层。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明的一种高效的双声道定向发声超声屏，通过将屏幕的可视区进行分区设置，分为发声区和非发声区，通过在屏幕上设置有效的发声面积，在保证屏幕发声的声压级的情况下，降低屏幕发声系统整体所需的功耗，从而延长整个产品的使用寿命。

如图1所示，本发明所揭示的一种高效的双声道定向发声超声屏，包括一个非发声区1和两个发声区2，其中，为了保证系统声压级别满足市场和各个场景需求，所以无论多大屏幕，将保证有效发声面积(即发声区)的最小面积为12～15寸。

实施时，发声区2可以是1个或多个，当其为1个时，屏幕发出的为非立体声，发声区2在整个屏幕中的位置不限，优选设置于屏幕的中间位置，即与屏幕同心设置，当然也可以偏离屏幕的中间位置设置，如根据需要，设置于屏幕的左上角，或者右上角，又或者中间位置但偏左设置或偏右设置等等，且发声区2的形状也不限，如可以是长方形区也可以是圆形区等等；当其为多个时，屏幕可以发出立体声或者也可以是非立体声，且多个发声区2在屏幕上的分布位置不限，如发声区2为两个时，可以优选按左右或上下分布且关于屏幕的中心轴轴对称分布，也可以沿屏幕的对角线对称分布等。本实施例中，发声区2设置为2个，且一个位于屏幕的左上角，一个位于屏幕的右下角，且两者的外侧边沿紧贴导电区的内侧边沿设置。

具体地，结合图3所示，本发明实施例所揭示的一种高效的双声道定向发声超声屏，包括振动层3和非振动层4，其中，非振动层4具体包括基材层41和第一导电层42，基材层41实施时可采用玻璃，第一导电层42设置于基材层41的上端面上，实施时，第一导电层42可采用ITO(氧化铟锡)导电层。与现有基材层41上整面设置第一导电层42不同的是，为了使屏幕形成有上述发声区2和非发声区1，第一导电层42上设置有第一导电图案，结合图2所示，该第一导电图案包括第一框贴区421和第一导电区，其中，第一框贴区421设置于第一导电区的外边沿一圈，用于与振动层3进行边框贴合，第一框贴区421位于整个屏的非可视区，且第一框贴区421上没有导电层，即其是不导电的，主要用于与振动层3进行框贴固定。

第一导电区包括两个第一振动导电层422和一个第一非振动导电层423，实施时，两个第一振动导电层422可以根据需要设置在第一导电区的任意位置，本实施例中，两个第一振动导电层422分别设置于第一导电区的左上角和右下角，这样，第一导电区的其他区域即形成第一非振动导电层423。两个第一振动导电层422和对应的第一非振动导电层423之间需要相绝缘隔离开来，具体是将两个第一振动导电层422和第一非振动导电层423相接触区域的导电层刻蚀掉，本实施例中，是将两个第一振动导电层422与第一非振动导电层423相接触区域的内侧边的导电层刻蚀掉，这样就在两个第一振动导电层422的内侧边形成没有导电层区域424，将两个第一振动导电层422和对应的第二非振动导电层423隔离开来。

无导电层区域的宽度越低，在视觉上越不可见，具体实施时，无导电层区域的宽度一般低于5um。第一振动导电层423的数量与发声区2的设置数量是相对应的，如本实施例中，发声区2是两个，则第一振动导电层422对应设置两个。实施时，由于目前屏幕显示领域，导电材料的导电性与光学之间呈现相反的矛盾状态，也就是说，导电材料的光学效果越差，其导电效果越好，而本发明需要屏幕可视度高，所以上述第一振动导电层422和第一非振动导电层423优选采用超导整面的导电材料层叠加金属网格的叠层结构，以保证第一导电层42的整体平均方阻最低。

制作时，就是先在基材层41上镀一整层的导电层，之后在导电层上按照第一导电图案刻蚀无导电层区域424，无导电层区域424将导电层分为第一框贴区421、1个第一非振动导电层423和两个第一振动导电层422。当然，在其他实施例中，若边缘走线可以做成透明的，也就是不影响整个屏的透光，就可以直接在第一振动导电层422的边缘做边缘走线45，以及直接在第一非振动导电层423的边缘做边缘走线45即可，这样，只要在第一振动导电层422与第一非振动导电层423相接壤的区域做无导电层区域424即可，只要第一振动导电层422和第一非振动导电层423之间相绝缘隔离开来。

优选地，结合图2所示，为了使振动层3和非振动层4相绝缘开来，可以在第一导电层42上整面形成第一绝缘层43。第一绝缘层43设置于第一导电层42上，具体只要将第一绝缘层43覆盖住第一导电层42上的第一非振动导电层423和第一振动导电层422，用于将振动层3和非振动层4的导电层相绝缘隔离开来。

另外，本发明的一种高效的双声道定向发声超声屏，还包括间隔结构44，实施时，间隔结构44可以设置于非振动层4上也可以设置于振动层3上，优选设置于振动层3上，具体地，间隔结构44可设置在第一绝缘层43上，其可以是按阵列排布的一个个凸起的凸点，其设置于振动层3和非振动层4之间，用于提供振动层3振动所需的空气间隙。

另外，为了增加上述第一振动导电层422和第一非振动导电层423的导电性，可以在第一振动导电层422和第一非振动导电层423的边缘设置边缘走线45，实施时，边缘走线45可采用银浆或者铜等，线阻越低越好。但是，市面现有的银浆或者铜或多或少都会影响屏幕的可视度，所以优选将边缘走线45靠近屏幕的非可视区设置，如第一振动导电层422和第一非振动导电层423靠近非可视区的外边沿设置边缘走线45，边缘走线45的线阻越低越好，在一具体实施例中，边缘走线45的头尾线阻优选低于3欧姆。具体地，本实施例中，为了不影响整个屏的可视化效果，每个第一振动导电层422的边缘走线设置在其靠近第一框贴区421的外边沿，同样的，第一非振动导电层423的边缘走线45设置在其靠近第一框贴区421的外边沿，这样设置是为了在增强第一振动导电层422和第一非振动导电层423的导电性的同时，避免影响屏幕的可视化效果。如上面所描述的，若边缘走线可以做成透明的，也就是不影响整个屏的透光，就可以直接在第一振动导电层422的四周边缘都做边缘走线，以及直接在第一非振动导电层423的四周边缘都做边缘走线。

上述边缘走线45上也可以做边缘绝缘层46，做完绝缘层后，将边缘走线45绑定FPC。

振动层3具体包括振动基材层31和第二导电层32，实施时，振动基材层31可以采用但不限于是PET膜材，第二导电层设32置于振动基材层31的下表面上，与第一导电层42相对应，第二导电层32上也设置有与第一导电层42上相同的第二导电图案，第二导电图案包括第二框贴区321和第二导电区，同样的，第二框贴区321设置于第二导电区的外边沿一圈，用于与非振动层4进行边框贴合，第二框贴区321位于整个屏的非可视区，且第二框贴区321上没有导电层，即其是不导电的，主要用于与振动层3进行框贴固定；第二导电区包括两个第二振动导电层322和第二非振动导电层323，且第二导电层32上的无导电层区域324和边缘走线的设置结构与第一导电层42上设置相同，且制作流程也与第一导电层42相同，这里不做赘述。

与非振动层4结构不同的是，在振动基材层31上设置完第二导电层32及第二导电层32上的边缘走线后，无需设置绝缘层和间隔结构44，而是在边缘走线上设置边缘绝缘层，做完边缘绝缘层之后绑定FPC(图未示)。

振动层3和非振动层4进行边框贴合，具体是将第一导电层42的第一框贴区421和第二框贴区321通过如胶体等进行边框贴合。贴合之前可以用相应的张紧工艺或张紧夹具将振动层张紧后再跟非振动层进行贴合。贴合后，上述振动层3和非振动层4形成一个非发声区1和两个发声区2。因一个发声区2的最小面积为12～15寸，所以，若发声区2设置为2个，则整个超声屏的尺寸不小于24～30寸。

驱动时，发声区2和非发声区1均先加载偏置电压，这样，这两个区的振动层3均会相对非振动层4会下移，实施时，下移距离为5um以下。之后再给发声区2提供交流电压，使得发声区2的振动层3可以相对非振动层4上下振动发声，即形成了发声区。而非发声区1则只提供偏置电压，所以其不会发声，即形成非发声区1。

当然，本发明不限于上述所列举的实施例，如可以拓展三个以上的发声区，发声区的设置位置可根据实际需要设置，对应的无导电层区域和边缘走线也对应根据实际需要设置，设置无导电层区域时，主要考虑将发声区和非发声区绝缘隔离开来，设置边缘走线时，主要考虑不影响屏幕的可视化效果。

本发明的优点在于，本发明将屏幕的可视区进行分区设置，分为两个发声区和非发声区，通过在屏幕上设置有效的发声面积，在保证屏幕发声的声压级的情况下，降低屏幕发声系统整体所需的功耗，从而延长整个产品的使用寿命。且本发明将发声区设置为两个，从而可以使屏幕呈现双声道立体声。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述定向发声超声屏包括上下相堆叠设置的振动层和非振动层，所述振动层和非振动层上均对应设置有导电图案，所述导电图案包括框贴区和导电区，所述框贴区位于导电区的外边沿，所述导电区包括非振动区、第一振动区和第二振动区，所述第一振动区和非振动区之间以及所述第二振动区与非振动区之间均相绝缘隔离开，且所述非振动区加载使振动层下移的偏置电压，所述第一振动区和第二振动区加载使振动层下移的偏置电压以及使所述振动层上下振动的交流电压，所述第一振动区和第二振动区在所述交流电压的作用下振动发声；所述第一振动区和第二振动区的外侧边沿紧贴所述导电区的内侧边沿设置。

2.如权利要求1所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述第一振动区和第二振动区分别位于导电区的左上角和右下角，所述第一振动区和第二振动区均包括振动导电层和振动边缘走线，所述振动边缘走线沿振动导电层的至少一边的边沿设置；所述非振动子区包括非振动导电层和非振动边缘走线，所述非振动边缘走线沿非振动导电层的至少一边的边沿设置。

3.如权利要求2所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述振动边缘走线设置于振动导电层靠近框贴区的至少一条外边沿上，所述振动边缘走线设置于振动导电层靠近框贴区的至少一条外边沿上。

4.如权利要求3所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述振动边缘走线和非振动边缘走线的线阻均低于3欧姆。

5.如权利要求2所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述振动导电层和非振动导电层采用导电材料层叠加金属网格的叠层结构。

6.如权利要求2所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述振动导电层与非振动导电层相接壤的区域形成无导电层区域，通过所述无导电层区域相绝缘隔离开。

7.如权利要求6所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述无导电层区域的宽度为低于5um。

8.如权利要求7所述的一种高效的双声道定向发声超声屏，其特征在于，所述定向发声超声屏包括基材层、第一导电层、绝缘层、间隔结构、第二导电层和振动基材层，所述非振动层包括所述基材层和第一导电层，所述第一导电层设置于所述基材层的上端面上，且所述第一导电层上形成有所述导电图案，所述振动层包括振动基材层和第二导电层，所述第二导电层设置于所述振动基材层的下端面上，且所述第二导电层上也形成有所述导电图案，所述绝缘层设置于所述第一导电层的上表面上或者设置于第二导电层的下表面上，所述间隔结构设置于绝缘层上，用于提供振动层振动所需的振动空间。

9.一种基于权利要求8所述的高效的双声道定向发声超声屏的制作工艺，其特征在于，所述工艺包括：

S1，制作非振动层，包括：

在所述基材层上形成第一导电层，并在所述第一导电层上形成无导电层区域，所述第一导电层被所述无导电层区域绝缘分割为第一振动导电层、第二振动导电层和第一非振动导电层；

在所述第一导电层上形成绝缘层；

在所述绝缘层上形成间隔结构；

S2，制作振动层，包括：

在振动基材层上形成所述第二导电层，并在所述第二导电层上形成无导电层区域，所述第二导电层被所述无导电层区域绝缘分割为第三振动导电层、第四振动导电层和第二非振动导电层；

S3，将所述振动层和非振动层进行边框贴合。

10.如权利要求9所述的一种高效的双声道定向发声超声屏的制作工艺，其特征在于，所述S1还包括：

在第一导电层上做振动边缘走线和非振动边缘走线，所述振动边缘走线沿第一振动导电层和第二振动导电层的至少一条外边沿设置，所述非振动边缘走线沿第一非振动导电层的至少一条外边沿设置，之后在振动边缘走线和非振动边缘走线上做边缘绝缘层；

所述S2还包括：

在第二导电层上做振动边缘走线和非振动边缘走线，所述振动边缘走线沿第三振动导电层和第四振动导电层的至少一条外边沿设置，所述非振动边缘走线沿第二非振动导电层的至少一条外边沿设置，之后在振动边缘走线和非振动边缘走线上做边缘绝缘层。

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