双层驻极体电声转换装置及具有驻极体扬声器的电子装置

摘要

本发明公开一种双层驻极体电声转换装置及具驻极体扬声器的电子装置。所述电声转换装置包括第一电极形成于具多个孔洞的第一绝缘板上。双层驻极体振膜与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形成叠层结构。第一隔离结构设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间。第二电极形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设置。第二隔离结构设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间。在操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

说明书

技术领域

本发明涉及驻极体电声转换装置，特别是涉及包含双层驻极体的电声转 换装置及具有驻极体扬声器的电子装置。

背景技术

传统扬声器依其驱动方式，主要区分成动圈式扬声器、压电式扬声器及 静电式扬声器。动圈式扬声器主要利用磁场、电流以及力三者成直角相交的 相互作用，控制振动膜的活塞式地反复运动，因体积无法缩小，遂使其无法 符合未来3C产品对于轻薄化的需求。

压电式扬声器利用压电效应，当一电场施加于压电材料时，会使压电材 料变形，进而推动振膜发声，然而压电材料所需的共振频率较高且可利用的 频宽不足，因此可应用的领域受限制。

静电式扬声器的原理为将二个具开孔的电极板中间挟持一导电振膜以 形成一种类似电容器的结构，通过供给导电振膜直流偏压，并分别供给二个 电极板同步正反相交流电压，并通过正负电荷所产生的静电力，带动该导电 振膜并将声音幅射出去。静电式扬声器所使用的导电振膜极为轻薄，具有暂 态反应快、分辨率高、失真低且不受电磁影响等优点。

驻极体电声转换装置一般可应用于静电式扬声器。利用驻极体振膜件于 充电后，可长时间保有较高的正及负或同为正或同为负偏压，且音讯扩大机 仅需输出较小的交流音讯功率即可达到高品质的音场效果。因此，驻极体电 声转换装置不仅符合未来市场轻薄化、高音质的需求，更具有省电及节省成 本的优点。

发明内容

有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种符合轻薄化、高音质的需求的 含双层驻极体的电声转换装置。

为达上述目的，根据本发明的一实施例，提供一种双层驻极体电声转换 装置，包括：第一电极，形成于具多个孔洞的第一绝缘板上；双层驻极体振 膜，与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形 成叠层结构；第一隔离结构，设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间； 第二电极，形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设 置；第二隔离结构，设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间；以及其中 于操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体 振膜振动的电场。

根据本发明另一实施例，提供一种双层驻极体电声转换装置，包括：第 一电极，形成于具多个孔洞的第一绝缘板上；双层驻极体振膜，与该第一电 极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形成叠层结构；第 一保护膜设置于该双层驻极体振膜上，以防止该双层驻极体振膜表面所驻留 的电荷流失；第一隔离结构，设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间； 第二电极，形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设 置；第二保护膜设置于该第一及第二电极上，以防止与该驻极体振膜接触时， 该驻极体振膜表面所驻留的电荷流失；第二隔离结构，设置于该双层驻极体 振膜与该第二电极之间；以及调整件，设置于该第一及第二电极上，以辅助 该双层驻极体振膜振动；其中于操作时，施于该第一电极与该第二电极之间 的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

根据本发明另一实施例，提供一种具驻极体扬声器的电子装置，包括： 先前实施例所述双层驻极体电声转换装置；控制装置，接受输入装置传入的 信号并转换成驱动信号；以及驱动电源，依据该驱动信号施加交流偏压于该 第一电极与该第二电极之间，以提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

为使本发明能更明显易懂，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为传统驻极体电声转换装置的剖面结构示意图；

图2为本发明的一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意 图；

图3为本发明另一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意 图；

图4A和图4B为本发明另一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面 结构示意图；

图5为本发明另一实施例的具有驻极体扬声器的电子装置的方块示意 图。

主要元件符号说明

100                  传统驻极体电声转换装置

110、130             电极板

120                  驻极体振膜

140、145             绝缘间隔结构

150                  交流电源

200、300、400a、400b 双层驻极体电声转换装置

210、310、410        第一电极结构

212、312、412        第一绝缘板

214、314、414        第一电极

220、320、420        叠层驻极体振膜结构

222、322、422        驻极体

224、324、424        金属镀层

226、326、426        驻极体

230、330、430        第二电极结构

262、332、432        第二绝缘板

234、334、434        第二电极

240、340、440        第一间隔离结构

245、345、445        第二间隔离结构

250、350、450        交流电源

316、336             第一保护膜

321、327             第二保护膜

416、436             保护膜

460、460’           调整件

500                  具驻极体扬声器的电子装置

510        控制装置

520        驱动电源

具体实施方式

以下以各实施例详细说明并伴随着附图说明的范例，做为本发明的参考 依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。且在 附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附 图中各元件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未绘示或描述 的元件，为所属技术领域中具有通常知识者所知的形式，另外，特定的实施 例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。

图1显示传统驻极体电声转换装置的剖面结构示意图。请参阅图1，传 统驻极体电声转换装置100包括一驻极体振膜120、两个电极板110、130 分别设置驻极体振膜120相对应的两侧、绝缘间隔结构140、145分别设置 于驻极体振膜120与电极板110之间及驻极体振膜120与电极板130之间。 当电极板110、130于分别接收交流电源150(例如音讯扩大机)所输出的同相 或反相交流音讯电压后，驻极体振膜120因静电力作用而产生推-拉(push-pull) 效应。

电极板110、130通常为包含多个孔洞或声孔(未绘示)的金属板或金属 网。电极板110、130与驻极体振膜120之间有足够的空间供驻极体振膜120 振动推动周遭空气而通过电极板110、130的孔洞或声孔发出声音。

驻极体振膜120由驻极体材料制成，在充电后，于表面长时间保有较高 的偏压。具体而言，驻极体材料指介电材料(dielectric material)经过电化 (electrized)处理后能长时间保有静电荷(static charges)。

图2显示根据本发明的一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构 示意图。请参阅图2，双层驻极体电声转换装置200包括第一电极结构210， 具有第一电极214形成于具多个孔洞(未绘示)的第一绝缘板212上。双层驻 极体振膜含两层驻极体振膜222、226分别与第一电极对向设置，于该双层 驻极体振膜之间夹置一金属镀层224，如铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构 220。第一电极214设置于第一绝缘板212与驻极体振膜之间。第一隔离结 构240设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间，提供足够的空间供驻极 体振膜结构220振动推动周遭空气而通过第一电极结构210的孔洞或声孔发 出声音。具有第二电极234设置于第二绝缘板232与驻极体振膜之间。第二 电极结构230具有第二电极234形成于具有多个孔洞的第二绝缘板232上， 与该双层驻极体振膜对向设置。第二隔离结构245设置于该双层驻极体振膜 与该第二电极之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构220振动推动周遭空 气而通过第二电极结构230的孔洞或声孔发出声音。在操作时，交流电源250 (例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音讯电压，施于第一电极214与 第二电极234之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

根据本发明实施例，所述第一与第二绝缘板212、232为硬质或刚性的 高分子基板，例如，所述第一与第二绝缘板212、232较佳者为印刷电路板。

构成驻极体振膜结构220的驻极体材料可为含氟的高分子材料，因氟具 有最强阴电性。故，将驻极体振膜结构220充电后可将电荷圈附。再者，可 替选地在驻极体振膜结构220上形成多个纳微米孔洞，以大幅地增加驻极体 振膜结构220的表面积。所述驻极体材料较佳者为含氟有机高分子材料或含 氟有机无机聚合物。所述含氟的高分子材料包括膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、 有侧链的聚四氟乙烯(perfluoroalkoxy，简称PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙 烯-四氟乙烯聚合物(ETFE)、及乙烯-三氟乙烯(ECTFE)共聚物。[note：delete  the deleted sentence.Reason is that we don’t want to cite patents owned by  another party.]

第一隔离结构240的目的是用以将驻极体振膜结构220与第一电极结构 210隔开并产生电性绝缘效果。第一隔离结构240可选择以环氧树脂等接着 材料贴附于驻极体振膜结构220上分隔成多个区域。于固定后，使得所述驻 极体振膜结构220保有一定张力。

图3显示根据本发明另一实施例的单层驻极体电声转换装置的剖面结构 示意图。请参阅图3，双层驻极体电声转换装置300包括第一电极结构310， 具有第一电极314形成于具多个孔洞(未绘示)的第一绝缘板312上。双层驻 极体振膜322、326与第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置 一金属镀层324，如铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构320。保护膜321、327 分别设置于双层驻极体振膜的两侧表面，以防止该双层驻极体振膜表面所驻 留的电荷流失。保护膜321、327的材质可为绿漆、沥青漆或含氟高分子镀 层。第一隔离结构340设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间，提供足 够的空间供驻极体振膜结构320振动推动周遭空气而通过第一电极结构310 的孔洞或声孔发出声音。第二电极结构330具有第二电极334形成于具多个 孔洞的第二绝缘板332上，与该双层驻极体振膜对向设置。保护膜316、336 分别设置于第一电极314及第二电极334上，以防止与驻极体振膜接触时， 造成驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。保护膜316、336的材质可为绿漆、 沥青漆或含氟高分子镀层，能有效地避免第一电极310表面发生尖端放电。 第二隔离结构345设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间，提供足够的 空间供驻极体振膜驻极体振膜320振动推动周遭空气而通过第二电极结构 330的孔洞或声孔发出声音。

于操作时，交流电源350(例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音 讯电压，施于第一电极314与第二电极334之间的交流偏压提供驱动该驻极 体振膜振动的电场。

图4A显示根据本发明另一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结 构示意图。请参阅图4A，双层驻极体电声转换装置400a包括第一电极结构 410，具有第一电极414形成于具多个孔洞(未绘示)的第一绝缘板412上。双 层驻极体振膜422、426与第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间 夹置一金属镀层424，如铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构420。第一隔离 结构440设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间，提供足够的空间供驻 极体振膜结构420振动推动周遭空气而通过第一电极结构410的孔洞或声孔 发出声音。第二电极结构430具有第二电极434形成于具多个孔洞的第二绝 缘板432上，与该双层驻极体振膜对向设置。保护膜416、436分别设置于 第一电极414及第二电极434上，以防止与驻极体振膜接触时，造成驻极体 振膜表面所驻留的电荷流失。保护膜416、436可为绝缘漆、绿漆、沥青漆 或含氟高分子镀层。第二隔离结构445设置于该双层驻极体振膜与该第二电 极之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构420振动推动周遭空气而通过第 二电极结构430的孔洞或声孔发出声音。调整件460分别设置于第一电极414 及第二电极434上，或两个电极上皆设置此调整件，以辅助该双层驻极体振 膜振动。本实施例所述调整件的主要目的在于辅助调整驻极体振膜的振动幅 度及角度，避免驻极体振膜振动碰触电极而产生杂讯。在另一实施例中，于 每个由隔离结构所定义的驻极体电声转换装置单元中，可包含多个调整件 460’(如图4B所示)，使得驻极体振膜振动的角度及幅度达到最佳的效果。 调整件的数目及高度可视实际产品应用而调整，然而仍以不碰触驻极体振膜 为限。

在操作时，交流电源450(例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音 讯电压，施于第一电极414与第二电极434之间的交流偏压提供驱动该驻极 体振膜振动的电场。

应注意的是，除上述实施例之外，尚有其他的材料、构件及结构，适合 用构成本发明的双层驻极体电声转换装置，应为本发明技术领域中具通常知 识者所能轻易取代或置换，仍应属本发明的范畴。然而为求简明之故，在此 略去其详细的描述。

本发明上述实施例的双层驻极体电声转换装置的优点在于将电极设置 在平坦的且具有多个孔洞的绝缘板上。相较于使用金属网电极，在增加驱动 电压的情况下不致造成尖端放电，因而显著提升驻极体电声转换装置的声音 压力位准(sound pressure level，SPL)耐受的效能。因此可有效地降低杂讯并 提声音响品质，使其具有暂态反应快、分辨率高、失真低且不受电磁影响等 特点。

应了解的是，本发明实施例另提供具有驻极体扬声器的电子装置，针对 应用产品进行系统界面技术开发，广泛应用于电子产品的电声元件，范围含 括通讯、资讯、消费型电子及其他领域的电声产品市场。

图5显示根据本发明另一实施例的具驻极体扬声器的电子装置的方块示 意图。所述具驻极体扬声器的电子装置500包括如先前实施利所述的双层驻 极体电声转换装置200、300或400，控制装置510接受输入装置传入的信号 并转换成驱动信号，及驱动电源520，依据该驱动信号施加交流偏压于驻极 体电声转换装置200、300或400的第一电极与第二电极之间，以提供驱动 该驻极体振膜振动的电场。所述电子装置500的优选范例包括平板电脑、笔 记型电脑、电子书、电子相框、及用于上述装置的包套。

本发明虽然结合以上各种实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本 发明的范围，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，可做些许的更动与润饰。本发明的保护范围应以附上的权利要求所 界定的为准。