一种高可靠性定向发声屏及其制备工艺的制作方法

本发明涉及定向发声，具体涉及一种高可靠性定向发声屏及其制备工艺。

背景技术：

1、静电薄膜超声换能器也称电容式薄膜超声换能器，它利用上下电极产生的静电力驱动薄膜振动，从而辐射超声波。

2、常见的静电薄膜超声换能器结构一般包括从上至下依次设置的振动基材层、顶电极、图案层、绝缘层、底电极和非振动基材层等结构，顶电极与绝缘层之间形成空气间隙。在顶电极和底电极之间通入直流偏置电压vdc以及交流电压vac，驱动振动基材层振动发声。

3、但是当通入的电压升高时，空气间隙内的空气会发生电离，电离会增加空气的导电性，导致空气的分压降低，进而导致静电薄膜超声换能器辐射的超声声压减小，使得换能器的性能下降。

4、因此，如何降低空气电离对静电薄膜超声换能器的可靠性及声压的影响是需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可有效降低空气电离对定向发声屏的可靠性及声压的影响的高可靠性定向发声屏及其制备工艺。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提出了一种高可靠性定向发声屏，包括：

3、振动层，所述振动层包括振动基材层和第一导电层，所述第一导电层整面形成于所述振动基材层靠近非振动层的表面上；

4、非振动层，与所述振动层边框相贴合，所述非振动层包括非振动基材层、和第二导电层，所述第二导电层整面形成于所述非振动基材层靠近振动层的表面上；

5、图案层，所述图案层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间，所述振动层与非振动层边框贴合后通过所述图案层与所述非振动层之间形成有供振动层上下振动发声所需的空气间隙，所述图案层为多个间隔设置的绝缘微单元；

6、绝缘层，所述绝缘层位于所述图案层与所述第一导电层之间或者位于所述图案层与所述第二导电层之间，所述绝缘层为掺杂有防静电微球的油墨层。

7、在一优选实施例中，所述防静电微球包括二氧化硅球状粉末、聚四氟乙烯球状粉末、丙烯酸共聚物球状粉末以及有机化合物球状粉末中的任意一种。

8、在一优选实施例中，所述防静电微球的直径为0.2um～20um，且其掺入总量占未掺杂防静电微球之前的且去除水分后的油墨层总量的0.5％～30％之间。

9、在一优选实施例中，所述绝缘层通过丝印工艺整面形成于所述第二导电层靠近振动层的表面上或者整面形成于所述第一导电层靠近非振动层的表面上。

10、在一优选实施例中，每个所述绝缘单元包括按方形排布且方形的边与对应的非振动基材层的边或者振动基材层的边相平行的多个绝缘凸点，多个所述绝缘单元按阵列排布且排布形成多个阵列单元。

11、在一优选实施例中，每个所述阵列单元的中心处设置一支撑点，所述支撑点为单点或者是多点结构，且所述支撑点的高度小于绝缘凸点的高度；或者将每个所述阵列单元的中心处对应的导电层去除掉，形成无导电层部。

12、在一优选实施例中，所述支撑点的高度为2um～4um，所述绝缘凸点的高度为7um～12um，且相邻两个所述阵列单元之间的间距为2.2um～2.8um。

13、在一优选实施例中，所述图案层与所述绝缘层之间通过粘接层固定，所述粘接层为与所述图案层的结构相对应的多个间隔设置的粘接单元结构或者为整面状的。

14、在一优选实施例中，所述振动层远离非振动层的最外侧表面上还设置防水层，所述防水层的厚度为1um～10um。

15、另一方面，本发明提出了一种定向发声屏的制备工艺，所述定向发声屏为上述定向发声屏，所述制备工艺包括：

16、s1，制备振动层，包括在振动基材层靠近非振动层的表面上整面做第一导电层；

17、s2，制备非振动层，包括在非振动基材层靠近振动层的表面上整面做第二导电层；

18、s3，在第一导电层靠近非振动层的表面上或者在绝缘层靠近振动层的表面上形成图案层；

19、s4，在第二导电层靠近振动层的表面上或者在第一导电层靠近非振动层的表面上形成掺杂有防静电微球的油墨层，作为绝缘层，所述绝缘层覆盖图案层或者直接整面覆盖对应的导电层。

20、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

21、1、本发明通过在定向发声屏的油墨绝缘介质中掺杂抗静电微球，来提高油墨绝缘介质的稳定性，使其不容易失去电荷，可以减少其表面静电的累积，从而大大降低了空气电离产生的电荷对空气分压的影响。

22、2、本发明通过对图案层的图案排布以及间距等进行重新调整，一方面可以便于图案层的喷印，另一方面也可以增大图案层与振动层或非振动层的粘接面积，使振动层和非振动层之间固定稳定且也可以使振动层上的张力扩散均匀，有利于提高形成的定向发声屏的可靠性。

23、3、本发明在图案层的每个阵列单元的中心处设置支撑点或者设置无导电层部，可以抑制每个阵列单元的最大振幅处的振动层与非振动层碰撞造成的失真增大进而造成的可靠性失效问题。

技术特征：

1.一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述定向发声屏包括:

2.如权利要求1所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述防静电微球包括二氧化硅球状粉末、聚四氟乙烯球状粉末、丙烯酸共聚物球状粉末以及有机化合物球状粉末中的任意一种。

3.如权利要求1或2所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述防静电微球的直径为0.2um～20um，且其掺入总量占未掺杂防静电微球之前的且去除水分后的油墨层总量的0.5％～30％之间。

4.如权利要求1所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述绝缘层通过丝印工艺整面形成于所述第二导电层靠近振动层的表面上或者整面形成于所述第一导电层靠近非振动层的表面上。

5.如权利要求1所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，每个所述绝缘单元包括按方形排布且方形的边与对应的非振动基材层的边或者振动基材层的边相平行的多个绝缘凸点，多个所述绝缘单元按阵列排布且排布形成多个阵列单元。

6.如权利要求5所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，每个所述阵列单元的中心处设置一支撑点，所述支撑点为单点或者是多点结构，且所述支撑点的高度小于绝缘凸点的高度；或者将每个所述阵列单元的中心处对应的导电层去除掉，形成无导电层部。

7.如权利要求6所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述支撑点的高度为2um～4um，所述绝缘凸点的高度为7um～12um，且相邻两个所述阵列单元之间的间距为2.2um～2.8um。

8.如权利要求1或5所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述图案层与所述绝缘层之间通过粘接层固定，所述粘接层为与所述图案层的结构相对应的多个间隔设置的粘接单元结构或者为整面状的。

9.如权利要求1所述的一种高可靠性定向发声屏，其特征在于，所述振动层远离非振动层的最外侧表面上还设置防水层，所述防水层的厚度为1um～10um。

10.一种定向发声屏的制备工艺，其特征在于，所述定向发声屏为上述权利要求1～9任意一项所述的定向发声屏，所述制备工艺包括：

技术总结本发明公开了一种高可靠性定向发声屏及其制备工艺，包括振动层、非振动层、图案层和绝缘层，振动层包括第一导电层，非振动层包括第二导电层；图案层位于第一导电层和第二导电层之间，绝缘层位于图案层与第一导电层之间或者位于图案层与第二导电层之间，绝缘层为掺杂有防静电微球的油墨层。本发明通过在定向发声屏的油墨绝缘介质中掺杂抗静电微球，来提高油墨绝缘介质的稳定性，使其不容易失去电荷，可以减少其表面静电的累积，从而大大降低了空气电离产生的电荷对空气分压的影响，进而可以提高定向发声屏的可靠性及声压。技术研发人员：张凯杰,胡亚云,毛峻伟受保护的技术使用者：苏州清听声学科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12