一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏及其制造方法与流程

本发明涉及超声波，具体涉及一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏及其制造方法。

背景技术：

1、超声波发生屏即可发射超声波的屏，且可以在其超声波中加载普通声音信号，由此依据超声波的定向性实现声音的定向传输。超声波发生屏一般做成透明的，以与显示屏（如lcd、oled、led屏）结合在一起，实现影像和定向声音的共同输出。

2、现有的超声波发生屏一般包括透明基板和拉紧在透明基板外侧的振动膜（拉紧用来保持振动膜具有较好的振动特性），振动膜的内侧面、透明基板的外侧面分别设有第一透明电极、第二透明电极，第一透明电极与第二透明电极之间具有交叠区域，第一透明电极与第二透明电极之间夹设有透明绝缘介质或空气层。当在第一透明电极和第二透明电极之间施加超声频段的交变电压时，第一透明电极和第二透明电极之间即可产生交变的静电力，振动膜在该静电力的作用下会产生振动，并向屏体的前方发射超声波。然而，为了保证绝缘性和轻薄性（有利于振动膜的振动），这种超声波发生屏的振动膜一般采用厚度不大于30μm的无色聚酰亚胺制作而成，但该厚度的振动膜的机械强度不够，其被拉紧后在使用和保存的过程中可能会发生较大形变（如变得松弛）的情况，由此容易导致第一透明电极（第一透明电极一般采用较脆的氧化铟锡薄膜制作而成）破裂，进而引发故障的发生，使得这种超声波发生屏的耐用性不足。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏及其制造方法，这种超声波发生屏能够使得振动膜能够保持较好的振动特性，并使振动膜不会发生较大形变，以避免第一透明电极出现破裂的情况，从而提高超声波发生屏的耐用性。采用的技术方案如下：

2、一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，包括透明基板以及拉紧在透明基板外侧的振动膜；振动膜的内侧面设有第一透明电极，透明基板的外侧面设有第二透明电极，第一透明电极与第二透明电极之间夹设有空气层或透明绝缘介质层；其特征在于：所述振动膜为夹合有增强纤维的聚酰亚胺膜。

3、当在第一透明电极和第二透明电极之间施加超声频段的电压时，振动膜在静电力的作用下发生振动，由此向屏的前方发射超声波。在这种超声波透明屏的结构中，振动膜被拉紧后，其拉力基本是加载在增强纤维上的，使得振动膜能够保持较好的振动特性，而且在使用和保存的过程中，增强纤维可以较好地保持振动膜的拉力，并使振动膜不会发生较大形变（如变得松弛）的情况，而附着在增强纤维上的聚酰亚胺可以做到不受拉力作用，镀在聚酰亚胺膜上的第一透明电极也不会因为振动膜发生形变而导致破裂的情况，使得这种超声波发生屏具有足够的耐用性。

4、作为本发明的优选方案，所述增强纤维呈网状结构。

5、作为本发明的一种优选方案，所述增强纤维为碳纤维。

6、作为本发明进一步的优选方案，所述碳纤维的丝束直径＜5μm。由此可以降低增强纤维的肉眼可见性，避免影响振动膜的透明度。

7、作为本发明的另一种优选方案，所述增强纤维为玻璃纤维。

8、作为本发明进一步的优选方案，所述玻璃纤维的材质为无色聚酰亚胺。具体地，玻璃纤维为无色聚酰亚胺完全浸润而成，由此不会影响振动膜的透明度。

9、作为本发明的优选方案，所述第一透明电极、第二透明电极为ito电极。

10、作为本发明的优选方案，所述振动膜通过拉紧结构拉紧在所述透明基板的外侧，拉紧结构设置在透明基板的周边，并且拉紧结构与所述增强纤维直接构成连接。

11、作为本发明进一步的优选方案，所述拉紧结构为呈框状的固定胶层。固定胶层的材质可以为紫外光固化树脂。

12、作为本发明进一步的优选方案，所述振动膜内侧面的中间区域与所述透明基板之间设有所述透明绝缘介质层。

13、本发明还提供了上述超声波发生屏的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

14、（1）在玻璃母板的表面上涂布一层无色聚酰亚胺或聚酰亚胺前驱物的涂料，经过半固化形成第一层聚酰亚胺涂层；

15、（2）在第一层聚酰亚胺膜上压上一层拉紧的纤维网，纤维网由增强纤维构成；

16、（3）在纤维网上再涂布一层由无色聚酰亚胺或聚酰亚胺前驱物的涂料，形成第二层聚酰亚胺涂层，其与纤维网和第一层聚酰亚胺涂层形成浸润，将纤维网包覆在第一层聚酰亚胺涂层和第二层聚酰亚胺涂层之间，再使第二层聚酰亚胺涂层进行完全固化，形成夹有增强纤维的聚酰亚胺膜，得到振动膜；

17、（4）在振动膜的表面上镀设一层ito薄膜，并经过图形化形成第一透明电极；

18、（5）在第一透明电极上涂覆绝缘介质材料形成介质层，在振动膜表面处在介质层的周边区域涂覆作为拉紧结构的固定胶层；

19、（6）在透明基板镀设一层ito薄膜并经过图形化形成第二透明电极，再将带有第二透明电极的透明基板覆盖在玻璃母板之上，使第一透明电极、第二透明电极夹设在透明基板和振动膜之间，再对固定胶层和介质层进行固化，使透明基板、第二透明电极的外侧面通过固定胶层与振动膜的内侧面粘结；

20、（7）将附着于玻璃母板上的所有材料层从玻璃母板上剥离出来，得到所述超声波透明屏。

21、作为本发明的优选方案，所述步骤（1）、步骤（3）中采用的聚酰亚胺前驱物为聚酰胺酸。

22、作为本发明的优选方案，所述步骤（4）、步骤（6）中，在所述ito薄膜的表面上镀设金属膜并图案化形成金属周边线路。

23、作为本发明的优选方案，所述步骤（5）中涂覆的绝缘介质材料为硅胶。

24、作为本发明的优选方案，所述步骤（5）中涂覆的固定胶层的材质为紫外光固化树脂。

25、本发明与现有技术相比，具有如下优点：

26、这种超声波透明屏的结构中，振动膜被拉紧后，其拉力基本是加载在增强纤维上的，使得振动膜能够保持较好的振动特性，而且在使用和保存的过程中，增强纤维可以较好地保持振动膜的拉力，并使振动膜不会发生较大形变（如变得松弛）的情况，而附着在增强纤维上的聚酰亚胺可以做到不受拉力作用，镀在聚酰亚胺膜上的第一透明电极也不会因为振动膜发生形变而导致破裂的情况，从而使得这种超声波发生屏具有较好的耐用性。

技术特征：

1.一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，包括透明基板以及拉紧在透明基板外侧的振动膜；振动膜的内侧面设有第一透明电极，透明基板的外侧面设有第二透明电极，第一透明电极与第二透明电极之间夹设有空气层或透明绝缘介质层；其特征在于：所述振动膜为夹合有增强纤维的聚酰亚胺膜。

2.根据权利要求1所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述增强纤维呈网状结构。

3.根据权利要求1所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述增强纤维为碳纤维，碳纤维的丝束直径＜5μm。

4.根据权利要求1所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述增强纤维为玻璃纤维。

5.根据权利要求4所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述玻璃纤维的材质为无色聚酰亚胺。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述振动膜通过拉紧结构拉紧在所述透明基板的外侧，拉紧结构设置在透明基板的周边，并且拉紧结构与所述增强纤维直接构成连接。

7.根据权利要求6所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述拉紧结构为呈框状的固定胶层，固定胶层的材质为紫外光固化树脂。

8.一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述步骤（1）、步骤（3）中采用的聚酰亚胺前驱物为聚酰胺酸；所述步骤（5）中涂覆的绝缘介质材料为硅胶；所述步骤（5）中涂覆的固定胶层的材质为紫外光固化树脂。

10.根据权利要求8所述的一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏，其特征在于：所述步骤（4）、步骤（6）中，在所述ito薄膜的表面上镀设金属膜并图案化形成金属周边线路。

技术总结
一种采用聚酰亚胺膜的超声波发生屏及其制造方法，超声波发生屏包括透明基板以及拉紧在透明基板外侧的振动膜；振动膜的内侧面设有第一透明电极，透明基板的外侧面设有第二透明电极，第一透明电极与第二透明电极之间夹设有空气层或透明绝缘介质层；振动膜为夹合有增强纤维的聚酰亚胺膜；所述振动膜是在第一层聚酰亚胺膜上压上纤维网，在纤维网上再涂布第二层聚酰亚胺涂层，其与纤维网和第一层聚酰亚胺涂层形成浸润，将纤维网包覆在第一层聚酰亚胺涂层和第二层聚酰亚胺涂层之间，再进行完全固化，形成夹有增强纤维的聚酰亚胺膜。本发明能够使得振动膜能够保持较好的振动特性，并使振动膜不会发生较大形变，避免第一透明电极出现破裂的情况。

技术研发人员：欧建平,张汉焱,吕岳敏,刘余东,丁娟
受保护的技术使用者：汕头超声显示器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12