驻极体材料、驻极体扬声器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种制造非氟聚合物驻极体薄膜的方法。该方法可包括：提供含聚合物的溶液，该含聚合物的溶液包括至少一种聚合物材料、至少一种溶剂和至少一种表面活性剂；涂布该含聚合物的溶液以提供湿性聚合物薄膜；除去该湿性聚合物薄膜中的至少一部分溶剂以提供聚合物薄膜；和向该聚合物薄膜执行电晕充电以形成驻极体薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及驻极体材料，更具体地，涉及一种驻极体扬声器及其制造方法。
技术介绍
静电扬声器的工作基于库伦定律的原理，即带有相等和相反电荷的两个导体可以在它们之间产生一推拉力。该推拉静电力可引起膜片(diaphragm)振动，由此产生声音。典型的静电扬声器包括两个多孔电极和置于电极之间的膜片，以形成一系列电容器。该电极和膜片可被气隙分离，以便为膜片振动提供空间。该膜片通常轻而薄，因此在过渡响应、高频率的扩展能力、声音平滑性、声音逼真度及轻度失真方面，使静电扬声器优于其它类型的扬声器，如电动式，动圈式或压电型扬声器。此外，膜片必须为静态电子充电，当信号提供给电极板时，使诱导的静力在电极板形成的电场下驱动膜片。由于结构简单，静电扬声器可制成不同尺寸，以适应对小而薄的电子设备日益增长的需求。然而，传统的静电扬声器采用DC-DC转换器为导体制成的膜片提供静电荷。考虑到DC-DC转换器的尺寸，成本和功率消耗，人们开发了驻极体材料来取代DC-DC转换器。驻极体(formed 。f dektr- from"electricity" and -et from "magnet")为具有准永久性电荷或偶极极化的绝缘材料。驻极体产生内部和外部电场，且可以为永久磁铁的电等同体。参见G.M.Sessler，应用物理课题,vol. 33,第1章第1页(1980)和美国专利No. 4,288,584(Mishra)。该驻极体电荷可包括真正的电荷(如表面电荷和/或空间电荷)和/或极化偶极子。真正的电荷包括被捕获的正电荷和负电荷载体。附图说明图1说明了一种示范性驻极体扬声器，可包括多孔电极6a和6b以及膜片4。电极6a和6b在每个电极上可含有若干开口 61a和61b，其孔隙度至少为30%。电极6A和6B可用金属或涂有导电膜的塑料材料制成。设置开口61a和61b可允许声波通过。膜片4可包括夹在驻极体层la和lb之间的导电层2。驻极体层la和lb可包含正电荷或负电荷。可通过固定部件5a和5b将电极6a和6b以及膜片固定在合适的位置。固定部件5a和5b可由绝缘材料制成。可通过绝缘元件51a， 51b， 61a和61b使电极6a和6b与膜片4分离。在驻极体扬声器工作过程中，每个信号源7a和7b经导电线8a和8b向电极6a和6b输出相等且相反的交流信号。这些信号使得电极6a和6b及驻极体层la和lb之间产生时变电场，从而产生一推拉力。该推拉力可引起膜片4振动。由此产生的声波可穿过孔61a和61b，从而可在驻极体扬声器外面听到声波。然而，为了增强驻极体扬声器的声音逼真度和低失真，它需要一种具有优良电荷储存稳定性的驻极体材料，还需要有精细的工艺以制成薄的驻极体-金属-驻极体结构。众所周知，可用各种聚合物来制造驻极体。经过DC电暈处理，在聚合物驻极体薄膜中产生电荷。各种聚合物中已提到含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)和氟化乙烯丙烯(FEP)，人们已经发现它们甚至在高温和高湿度条件下也可产生稳定的驻极体性质。然而，含氟聚合物价格贵，且需要某些加工技术。含氟聚合物的表面具有低摩擦系数，以致于没有捕获或粘滑作用。因此，含氟聚合物不适合制成驻极体扬声器系统中驻极体膜片。人们也已经知道用非氟聚合物制造驻极体，如聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和环状烯烃共聚物(COC)。在驻极体扬声器领域，上述这些非氟聚合物比那些含氟聚合物更容易适用于制造驻极体膜片。然而，仍需要制造驻极体性质保留更长的时间的非氟聚合物驻极体。美国专利N0.4654546和美国专利No.6852402公开了制造由聚丙烯制成的微孔的铁合驻极体。电晕充电工序期间，电场造成介电体在每个聚合物单元中分解介电体分解沉积相同且相对的电荷在单元的相对的内表面。在其 壁上具有空间电荷的微孔的铁合驻极体中的每个单元起到像偶极的作用。因 此，微孔的铁合驻极体起到像具有大的偶极矩的偶极驻极体的作用并得到比 那些固体驻极体更好的驻极体特性。现有技术中，当聚合物高度伸展时，通过在含有诸如硅酸盐("砂") 的微少外源颗粒的聚合物中自发打开形成微孔的铁合驻极体的空穴。在两垂 直方向中同时或顺序拉伸导致具有透镜形空穴的薄膜。那些空穴通常非常平 以通过内部微等离子体放电的手段有效充电，因为等离子体电子不能充分加 速来使气体分子电离。此外，当使用薄膜拉伸技术制造微孔的铁合驻极体 时，可能难以控制薄膜厚度。
技术实现思路
本专利技术的一实施例中提供了一种扬声器，其包括与一音频信号输入耦合 的至少一个电极，以及一包括至少一个驻极体层的薄膜。设置该薄膜使其与 电极相互作用响应音频信号输入所提供的音频信号，并振动产生声波。该驻 极体层由含聚合物的材料形成。此处揭示的实施方式提供了一种扬声器。该扬声器可包括具有第一信 号源终端和第二信号源终端的音频信号输入，该音频信号输入被配置为接收音频信号；互相分离设置的两个电极；包括至少一个驻极体层，并在两个电 极之间远程耦合的驻极体薄膜。具体地，两个电极中的第一电极与第一信号 源终端耦合，而两个电极中的第二电极与第二信号源终端耦合。该驻极体薄 膜被配置为与第一电极和第二电极相互作用以响应由第一信号源终端和第二 信号源终端提供的音频信号。此外，该驻极体薄膜被配置为振动以产生声 音。在一种具体实施方式中，驻极体层可包括具有多个孔并由含聚合物的材 料形成的聚合物层。应理解的是，以上概述和以下详细描述都只是示范性和 解释性，并不能限制本专利技术的权利要求。附图简要说明结合示范性附图将更好地理解本专利技术以上概述以及以下详细说明 然 而，应该理解的是，本专利技术并不限于其中所示的具体安排和手段。附图中图1为现有技术的示范性驻极体扬声器的剖视图； 图2为疏水性碳氢化合物的一种化学式； 图3为疏水性碳氢化^^物的又一种化学式； 图4为符合本专利技术的实施例中的驻极体扬声器的部分剖视图； 图5为图表，示出环烯烃共聚物和聚苯乙烯的混合物表面电压；以及 图6为说明环烯烃共聚物和混合环烯烃共聚物在不同厚度下的表面电荷 的表格。专利技术详细描述符合本专利技术的实施方式可在非氟聚合物薄膜中产生孔，由此改善非氟聚 合物驻极体薄膜的驻极体性质。在一些实施方式中，所述孔可具有接近球体 的形状，并可在内表面局部放电。 一驻极体扬声器可由非氟聚合物驻极体薄 膜的驻极体膜片制成。符合本专利技术的实施方式可提供一种制造带孔的非含氟聚合物驻极体薄膜的方法。本专利技术涉及一种由含聚合物的溶液形成的非氟聚合物驻极体薄膜。该含 聚合物的溶液可包含至少一种聚合物材料和至少一种表面活性剂。所述聚合物材料可包含环烯烃共聚物(coc)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)、聚醚 胺(PEI)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)中的一种或多种。所述 表面活性剂可包含(n+l)-羟基烷酸、(n+l)-氨基垸酸、HO- (CH2) n-COOH、 2,3-双-(n-羟基-烷氧基)-琥珀酸、2,3-双-(n-氨基-垸氧基)-琥珀酸、 (n+l)-三唑烷酸、2,3 -双-(n-三唑-烷氧基)-琥珀酸、十二烷基硫酸钠(SDS)、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造驻极体薄膜的方法，该方法包括：　提供含聚合物的溶液，该含聚合物的溶液包括至少一种聚合物材料和至少一种表面活性剂；　涂布该含聚合物的溶液以提供湿性聚合物薄膜；　固化该湿性聚合物薄膜以提供聚合物薄膜；和　向该聚合 物薄膜执行电晕充电以形成非氟聚物驻极体薄膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李世元，李世光，柯文清，陈嘉伦，吕英毅，萧文欣，吴文中，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[]