專利名稱：柔性冷光電聲致動器及使用該電聲致動器的電子裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電聲致動器以及使用該電聲致動器的電子裝置，更特別涉及一種
柔性冷光電聲致動器以及使用該柔性冷光電聲致動器的電子裝置。
背景技術：
冷光軟板將冷光材料(phosphor)作為發光源，當冷光材料受到高壓驅動時，由于冷光材料的原子能階改變而產生冷光。圖1顯示了傳統的冷光軟板100，包括熒光層130，其下方設置有介電層140。在介電層140下方設有后電極150，在熒光層130的上方則設有透明的前電極120。在前電極120的上方設有透明的前保護蓋110，在后電極150的下方則設有后保護蓋160。為使冷光軟板100能夠產生冷光，需對電極120U50施加適當的電壓。當電壓施加后，電極120與150之間便建立了電場，熒光層130內的熒光材料的電子從電場中獲得能量后便躍遷至高能階，當其躍遷回低能階時，會放射出光線，此光線會穿過透明的前電極120與前保護蓋110后射出冷光軟板100。上述冷光軟板100雖可發出冷光，但無法發出聲音。 壓電式揚聲器或受話器將壓電材料或貼附于壓電材料上的軟板作為振膜。當外部電壓信號輸入壓電片時，壓電材料受到電壓剌激而產生形變，進而帶動壓電材料或與壓電材料連結在一起的振膜產生振動，從而發出聲音。圖2顯示了一種現有的壓電式揚聲器200，其柔性基板210上設置有電極220，電極220上設置有壓電層230，在壓電層230上則設置有另一電極240，與電極220相對應。當電壓信號輸入電極220、240時，壓電層230便會受到電壓的剌激而產生形變，若輸入電極220、240的電壓信號不斷的改變，便會使壓電層230及基板210產生振動而發出聲音。上述揚聲器210雖可發出聲音，但無法發光。
上述兩種裝置均為獨立的元件，若需個別功能則需要獨立的空間來放置裝置，同一裝置并無法同時具有發聲及發光的功能。 有鑒于此，便有需要提出一種具有發聲及發光的裝置，以解決上述問題。
發明內容
本發明提供一種柔性冷光電聲致動器，能夠同時發聲及發光。 本發明第一實施例的電聲致動器包括第一導電板，該第一導電板用作電極，其具有多個開口 ，第一導電板的厚度為0. lmm至2mm。在第一導電板的上方，迭設有第一駐電振膜，厚度為0.5至100i!m，其具有由介電材料所制成且帶有靜電荷的第一薄膜主體以及形成于第一薄膜主體的上表面上的第一電極層。而在第一薄膜主體的下表面與第一導電板之間，設置有第一熒光層，其具有與導電板的開口相對的多個開口。第一熒光層的厚度為10iim至2mm，可作為間隙子，用以使第一駐電振膜與第一導電板間相隔預定的距離。
本發明第二實施例的電聲致動器包括第一實施例的電聲致動器所具有的元件，除此之外，本實施例的電聲致動器還包括第二駐電振膜，厚度為0. 5至100 ii m，其具有由介電材料所制成且帶有靜電荷的第二薄膜主體以及形成于第二薄膜主體的下表面上的第二電極層。在第一電極層與第二電極層之間，夾設有絕緣層，該絕緣層由多孔的透氣膜所構 成。而在第二薄膜主體的上方，則設置有第二導電板，該第二導電板作為電極，其具有多個 開口。第二導電板的厚度為0. 1至2mm，由金屬網或者是透明的導電開口薄膜，例如銦錫氧 化物薄膜，所構成。另外，在第二薄膜主體的上表面與第二導電板之間，設置有第二熒光層， 其具有多個開口。第二熒光層的厚度為10iim至2mm，也可作為間隙子，用以使第二駐電振 膜與第二導電板間相隔預定的距離。 本發明還提供一種包括上述柔性冷光電聲致動器的電子裝置。 本發明第一實施例的第一形式的電子裝置包括殼體，其具有多個開口，貫穿于殼
體的內表面與外表面之間。在殼體的內表面上，設置有第一電聲致動器，其中第一電聲致動
器的第一導電板設置在殼體的內表面上，且第一駐電振膜迭設于第一導電板上。為避免第
一導電板在殼體上滑動而損壞，在第一導電板與殼體的內表面之間，設置有多個間隙子，防
止第一導電板與殼體直接接觸。 本發明第一實施例的第二形式的電子裝置包括殼體，其具有多個開口，貫穿于殼 體的內表面與外表面之間。在殼體的內表面上，設置有第一電聲致動器，其中第一駐電振膜 位于殼體的內表面上，且第一導電板迭設于第一駐電振膜的上方。為避免第一電極層在殼 體上滑動而損壞，在第一電極層與殼體的內表面之間，設置有多個間隙子，防止第一電極層 與殼體直接接觸。 本發明第二實施例的電子裝置包括殼體，其具有多個開口，貫穿于殼體的內表面 與外表面之間。在殼體的內表面上方，設置有第二實施例的電聲致動器，其中電聲致動器的 導電板設置在殼體的內表面上，且駐電振膜迭設于導電板上。在導電板與殼體的內表面之 間，設置有多個間隙子，防止導電板在殼體上滑動而損壞。 本發明第三實施例的電子裝置大體上與第一實施例的第一形式的電子裝置相同， 所不同的是，原第一實施例的第一形式的電聲致動的導電板由鍍在殼體的內表面上的導電 層所取代。 本發明第四實施例的電子裝置大體上與第二實施例的電子裝置相同，所不同的
是，原第二實施例的電聲致動的導電板由鍍在殼體的內表面上的導電層所取代。 根據本發明的電聲致動器同時具有發聲及發光的功能，當該電聲致動器被應用于
電子裝置上時，可減少所占用的電子裝置內的空間。此外，本發明的電聲致動器在結構上由
許多小發音單元所組成，形成陣列式的發音體，因此比傳統的壓電式揚聲器更能夠有效地
發出聲音。 為了讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯，下文特舉本發明實施 例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。
圖1為現有的冷光板的剖面圖。 圖2為現有的壓電式揚聲器的剖面圖。 圖3為本發明第一實施例的電聲致動器的剖面圖。 圖4為本發明第二實施例的電聲致動器的剖面圖。 圖5為根據本發明的電子裝置的外觀。
圖6a為本發明第 置的主體分開。
圖6b為本發明第
子裝置的主體上。
圖7a為本發明第
置的主體分開。
圖7b為本發明第
子裝置的主體上。
圖8a為本發明第開。 圖8b為本發明第 體上。 圖9a為本發明第 開。 圖9b為本發明第 體上。 圖10a為本發明第四實施例的電子裝置的剖面圖，其中背蓋與電子裝置的主體分 開。 圖10b為本發明第四實施例的電子裝置的剖面圖，其中背蓋裝設于電子裝置的主 體上。主要元件符號說明100冷光軟板iio前保護蓋120前電極130熒光層140介電層150后電極160后保護蓋200揚聲器210基板220電極230壓電層240電極300電聲致動器320駐電振膜322薄膜主體324電極層340導電板342開口350熒光層352開口400電聲致動器420駐電振膜422薄膜主體430電極層440導電板442開口450熒光層352開口510殼體512內表面514開口516a接點516b接點518外表面519a接點 519b接點一實施例的第一形式的電子裝置的剖面圖，其中背蓋與電子裝 一實施例的第一形式的電子裝置的剖面圖，其中背蓋裝設于電 一實施例的第二形式的電子裝置的剖面圖，其中背蓋與電子裝 一實施例的第二形式的電子裝置的剖面圖，其中背蓋裝設于電 二實施例的電子裝置的剖面圖，其中背蓋與電子裝置的主體分 二實施例的電子裝置的剖面圖，其中背蓋裝設于電子裝置的主 三實施例的電子裝置的剖面圖，其中背蓋與電子裝置的主體分 三實施例的電子裝置的剖面圖，其中背蓋裝設于電子裝置的主
570間隙子 595電路板 597a接點 597b接點 598a接點 598b接點 600電子裝置700電子裝置 800電子裝置 940導電層
具體實施例方式
參考圖3，本發明第一實施例的電聲致動器300包括導電板340，該導電板340作 為電極，且具有多個開口 342，導電板340的厚度為0. lmm至2mm，由金屬網或者是透明的導 電開口薄膜，例如銦錫氧化物薄膜(IT0film)，所構成。在導電板340的上方，迭設有駐電振 膜(electret di即hragm) 320，厚度為0. 5至100 y m，其具有由介電材料所制成且帶有靜電 荷的薄膜主體322以及形成于薄膜主體322的上表面上的電極層324。而在薄膜主體322 的下表面與導電板340之間，設置有熒光層350，其具有與導電板340的開口 342相對的多 個開口 352。熒光層350的厚度為10iim至2mm，可作為間隙子(spacer)，用以使駐電振膜 320與導電板340間相隔預定的距離。 為使薄膜主體322帶有靜電荷，原先未帶有靜電荷的薄膜主體322需要進行極化 (polarized)處理，例如在電極層324形成后，以電暈充電(coronacharging)法使薄膜主 體322的內部及表面上帶有電荷。適合作為薄膜主體322的介電材料可為例如氟化乙丙烯 (fluorinated ethylene propylene ;FEP)、聚四氟乙條(Polytetrafluoroethene ;PTFE)、 聚偏氟乙稀(PolyvinylideneFluoride ;PVDF)、二氧化硅(Si02)或某些含氟的高分子聚合 物。而且，駐電振膜320的周緣需加以固定，以防止其移動。在操作本實施例的電聲致動器 300時，需要分別對導電板340和電極層324輸入與原聲音信號同相和反相的電子信號，也 就是差動(differential)信號，使駐電振膜320受到來自導電板340和電極層324的庫倫 (Coulomb)作用力以產生推拉效應(Push-Pulleffect)，從而發生根據該電子信號的振動， 此振動會推動空氣而產生聲音。 除此之外，由電極層324與導電板340所建立的電場能夠提供能量給熒光層350， 使熒光材料的電子由低能階躍遷至高能階，當其躍遷回低能階時，會放射出光線，此光線穿 過導電板340后會射出電聲致動器300，為使用者所看見。本發明所屬領域的技術人員應當 理解，不同的信號電壓會使熒光層350激發出不同顏色和強度的熒光。而且，若電極層324 與薄膜主體322均由透明的材料所制成，例如薄膜主體322由透明的FEP所制成，熒光層 350所發出的光線還可穿過薄膜主體322與電極層324而射出電聲致動器300。
參考圖4，本發明第二實施例的電聲致動器400包括電聲致動器300所具有的元 件，也就是包括駐電振膜320、導電板340以及熒光層350。除了上述元件之外，電聲致動器 400還包括駐電振膜420，厚度為0. 5至100 ii m，其具有由介電材料所制成且帶有靜電荷的 薄膜主體422以及形成于薄膜主體422的下表面上的電極層424。在電極層324與424之 間，夾設有絕緣層490，由多孔的透氣膜所構成。而在薄膜主體422的上方，則設置有導電板 440，該導電板440作為電極，其具有與開口 342相對的多個開口 442。導電板440的厚度 為0. 1至2mm，由金屬網或者是透明的導電開口薄膜，例如銦錫氧化物薄膜，所構成。另外， 在薄膜主體422的上表面與導電板440之間，設置有熒光層450，其具有與導電板440的開
7口 442相對的多個開口 452。熒光層450的厚度為10 y m至2mm，還可以作為間隙子，用以 使駐電振膜420與導電板440間相隔預定的距離。 同樣地，為使薄膜主體422帶有靜電荷，原先未帶有靜電荷的薄膜主體422也需要 進行極化處理，以使其內部及表面上帶有電荷。而適合作為薄膜主體422的介電材料也可 以為FEP、PTFE、PVDF、二氧化硅或某些含氟的高分子聚合物。此外，駐電振膜420的周緣也 需加以固定，以防止其移動。在操作本實施例的電聲致動器400時，需對導電板440和電極 層324輸入與原聲音信號同相的第一電子信號，而電極層424和導電板340則分別輸入有 反相的第二電子信號。這樣，駐電振膜320、420將會受到來自導電板340與電極層324以 及導電板440與電極層424的庫倫作用，并分別根據所述第一電子信號與第二電子信號產 生振動，從而發出聲音。由駐電振膜320振動所產生的聲音能夠穿過多孔的絕緣層490，同 樣地，由駐電振膜420振動所產生的聲音也能夠穿過多孔的絕緣層490。此種雙振膜結構的 電聲致動器400能夠比第一實施例的單振膜結構的電聲致動器300產生大上一倍(3dB)的 另外，由電極層424與導電板440所建立的電場能夠提供能量給熒光層450使其 發光，所放射出的光線穿過導電板440后會射出電聲致動器400。此外，若電極層424、絕緣 層490與薄膜主體422均由透明的材料所制成，例如薄膜主體422由透明的FEP所制成，熒 光層450所發出的光線也可穿過薄膜主體422、電極層424、絕緣層490、電極層324、薄膜主 體322與導電板340而射出電聲致動器400。同理，由熒光層350所發出的光線也可穿過 薄膜主體322、電極層324、絕緣層490、電極層424、薄膜主體422與導電板440而射出電聲 致動器400。根據本發明的電聲致動器300、400所包括的熒光層350、450由具有多個開口 352、452的熒光層所組成，然而，本領域技術人員應當可以理解，上述熒光層350、450還可 由多個熒光間隙子350、450所組成。 參考圖5、6a及6b，本發明第一實施例的第一形式的電子裝置600包括殼體510， 其具有多個開口 514，貫穿于殼體510的內表面512與外表面518之間。在殼體510的內表 面512上，設置有電聲致動器300，其中電聲致動器300的導電板340設置在殼體510的內 表面512上，且駐電振膜320迭設于導電板340上。另外，為避免導電板340在殼體510上 滑動而損壞，可在導電板340與殼體510的內表面512之間，設置與熒光間隙子350相對應 的多個間隙子570，防止導電板340與殼體510直接接觸。 在根據本發明第一實施例的第一形式的電子裝置600中，由駐電振膜320振動所 產生的聲音可從開口 514傳送至殼體510夕卜，以讓使用者聽見。另外，由熒光層350所發出 的光線也可從開口 514射出殼體510，以讓使用者看見。為了使更多的光線能夠射出殼體 510，殼體510優選為透明的。 參考圖5、7a及7b，本發明第一實施例的第二形式的電子裝置700也包括透明的 殼體510以及設置在殼體510的內表面512上的電聲致動器300。與第一實施例的電子裝 置600不同的是，駐電振膜320位于殼體510的內表面512上，且導電板340迭設于駐電振 膜320的上方。而間隙子570則位于電極層324與殼體510的內表面512之間，防止電極 層324在殼體510上滑動而損壞。 在根據本發明第一實施例的第二形式的電子裝置700，由駐電振膜320振動所產 生的聲音可從開口 514傳送至殼體510夕卜，以讓使用者聽見。另外，由熒光層350所發出的光線也可穿過開口 514及透明的殼體510射出殼體510，以讓使用者看見。 參考圖5、8a及8b，本發明第二實施例的電子裝置800包括透明的殼體510、間隙
子570以及設置在殼體510的內表面512上的電聲致動器400，其中電聲致動器400的導
電板340設置在殼體510的內表面512上，且駐電振膜320迭設于導電板340上。而間隙
子570則設置在導電板340與殼體510的內表面512之間，防止導電板340在殼體510上
滑動而損壞。 同樣地，由駐電振膜320、420振動所產生的聲音可從開口 514傳送至殼體510外， 以讓使用者聽見。另外，由熒光層350、450所發出的光線也可穿過開口 514及透明的殼體 510射出殼體510，以讓使用者看見。 參考圖5、9a及9b，本發明第三實施例的電子裝置900大體上與電子裝置600相 同，所不同的是，電子裝置900的電聲致動器300沒有包括間隙子570，且原電聲致動器300 的導電板340鍍在殼體510的內表面512上，以形成導電層940。在圖9a及9b與圖6a及 6b中，相同的標號表示相同的元件，在此不加以贅述。同樣地，在操作本實施例的電子裝置 900時，也需對導電層940和電極層324輸入電子信號，以使駐電振膜320根據該電子信號 產生振動，從而發出聲音。 參考圖5、 10a及10b，本發明第四實施例的電子裝置1000大體上與電子裝置800 相同，所不同的是，電子裝置1000的電聲致動器400沒有包括間隙子570，且原電聲致動器 400的導電板340鍍在殼體510的內表面512上，以形成導電層940。在圖10a及10b與圖 8a及8b中，相同的標號表示相同的元件，在此不加以贅述。同樣地，在操作本實施例的電子 裝置1000時，也需對導電板440和電極層324輸入與原聲音信號同相的第一電子信號，而 電極層424和導電層940則分別輸入有反相的第二電子信號，以使駐電振膜320、420根據 所述電子信號產生振動，從而發出聲音。 根據本發明的電子裝置600、700、800、900、 1000所包括的電聲致動器300、400裝 設在殼體510上，殼體510可為電子裝置600、700、800、900、1000的前蓋、側蓋或背蓋。本 領與技術人員應當可以理解，這些電聲致動器300、400需要與電子裝置600、700、800、900、 1000內的其他元件，例如電路板，電性連接方可運行。請再參考圖6a、6b、7a、7b、8a、8b、9a、 9b、10a、10b，當本發明的電聲致動器300、400裝設于使用者可拆卸的背蓋510上時，背蓋 510的內表面512上設置有接點516a，與導電板340、導電層940電性連接，而設置在背蓋 510的內表面512上的接點516b則與電極層324電性連接。另外，在電子裝置800U000的 背蓋510的內表面512上，還設置有接點519a與519b ，分別與電聲致動器400的導電板440 以及電極層424電性連接。如圖6b、7b、8b、9b及10b所示，當背蓋510裝于電子裝置600、 700、800、900、1000的主體上時，接點516a及516b會分別與位于電子裝置600、700、800、 900、 1000的主體上的電路板595的接點597a及597b電性接觸，而接點519a及519b(如 圖8b及10b所示)則分別與電子裝置800、 1000的主體上的電路板595上的接點598a及 598b電性接觸，以將電子信號輸入至導電板340、440、導電層940以及電極層324、424，使駐 電振膜320、420根據該等電子信號產生振動，從而發出聲音。 本發明的電聲致動器所包括的間隙子可為彼此相互分開的間隙子，然而，本領域
技術人員應當可以理解，上述間隙子也可利用在薄片上形成多個開口來取代之。 根據本發明的電子裝置可為可攜式電子裝置，例如是行動電話、個人數位助理器
9或筆記本電腦等。由于本發明的電聲致動器同時具有發聲及發光的功能，因此當被應用于 電子裝置上時，可減少所占用的電子裝置內的空間。此外，本發明的電聲致動器在結構上由 許多小發音單元所組成，形成陣列式的發音體，因此比傳統的壓電式揚聲器更能夠有效地 發出聲音。 雖然本發明已通過上述優選實施例所公開，然所述實施例并非用以限定本發明， 任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，應當可以作各種更動與修改。因此 本發明的保護范圍應當以所附權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
一種電聲致動器，該電聲致動器包括第一導電板，具有多個開口；第一駐電振膜，迭設于所述第一導電板上，該第一駐電振膜具有第一薄膜主體和第一電極層，其中所述第一薄膜主體帶有靜電荷，且所述第一電極層形成于所述第一薄膜主體的上表面上；以及第一熒光層，夾設于所述第一薄膜主體的下表面與所述第一導電板之間。
2. 根據權利要求1所述的電聲致動器，其中所述第一熒光層具有多個開口，分別與所述第一導電板上的多個開口相對。
3. 根據權利要求1所述的電聲致動器，其中所述第一電極層與所述第一薄膜主體是透明的。
4. 一種電子裝置，該電子裝置包括殼體，具有內表面、外表面以及貫穿于所述內表面與所述外表面之間的多個開口 ；以及電聲致動器，設置于所述殼體的內表面上，且該電聲致動器包括第一導電板，位于所述殼體的內表面上，且具有多個開口 ；第一駐電振膜，迭設于所述第一導電板上，且具有第一薄膜主體和第一電極層，其中所述第一薄膜主體帶有靜電荷，且所述第一電極層形成于所述第一薄膜主體的上表面上；以及第一熒光層，夾設于所述第一薄膜主體的下表面與所述第一導電板之間。
5. 根據權利要求4所述的電子裝置，其中所述第一電極層和所述第一導電板接入第一電子信號。
6. 根據權利要求4所述的電子裝置，其中所述電聲致動器還包括第二駐電振膜，設于所述第一駐電振膜的第一電極層上，該第二駐電振膜具有第二薄膜主體和第二電極層，其中所述第二薄膜主體帶有靜電荷，且所述第二電極層形成于所述第二薄膜主體的下表面上；絕緣層，夾設于所述第一電極層與所述第二電極層之間；第二導電板，設于所述第二薄膜主體的上方，且具有多個開口 ；以及第二熒光層，夾設于所述第二薄膜主體的上表面與所述第二導電板之間。
7. 根據權利要求6所述的電子裝置，其中所述第二電極層和所述第二導電板接入第二電子信號。
8. 根據權利要求6所述的電子裝置，其中所述第二熒光層具有多個開口 ，分別與所述第二導電板上的多個開口相對。
9. 根據權利要求4所述的電子裝置，該電子裝置還包括多個間隙子，設于所述殼體的內表面與所述第一導電板之間。
10. 根據權利要求4所述的電子裝置，其中所述殼體是透明的。
11. 根據權利要求6所述的電子裝置，其中所述殼體、第一電極層、第二電極層、第一薄膜主體以及第二薄膜主體是透明的。
12. —種電子裝置，該電子裝置包括殼體，具有內表面、外表面以及貫穿于所述內表面與所述外表面之間的多個開口 ；以及電聲致動器，設置于所述殼體的內表面上，且該電聲致動器包括駐電振膜，位于所述殼體的內表面上，且具有薄膜主體和電極層，其中所述薄膜主體帶有靜電荷，且所述電極層形成于所述薄膜主體的下表面上；導電板，迭設于所述駐電振膜的上方，且具有多個開口 ；以及熒光層，夾設于所述薄膜主體的上表面與所述導電板之間。
13. 根據權利要求12所述的電子裝置，該電子裝置還包括多個間隙子，設于所述殼體的內表面與所述電極層之間。
14. 根據權利要求12所述的電子裝置，其中所述電極層和所述薄膜主體是透明的。
15. 根據權利要求12所述的電子裝置，其中所述電極層和所述導電板接入電子信號。
16. —種電子裝置，該電子裝置包括殼體，具有內表面、外表面以及貫穿于所述內表面與所述外表面之間的多個開口 ；以及電聲致動器，設置于所述殼體的內表面上，且該電聲致動器包括導電層，設于所述殼體的內表面上；第一駐電振膜，迭設于所述導電層上，且具有第一薄膜主體和第一電極層，其中所述第一薄膜主體帶有靜電荷，且所述第一電極層形成于所述第一薄膜主體的上表面上；以及第一熒光層，夾設于所述第一薄膜主體的下表面與所述導電層之間。
17. 根據權利要求16所述的電子裝置，其中所述第一熒光層具有多個開口，分別與所述殼體的多個開口相對。
18. 根據權利要求16所述的電子裝置，其中所述第一電極層和所述導電層接入第一電子信號。
19. 根據權利要求16所述的電子裝置，其中所述電聲致動器還包括第二駐電振膜，設于所述第一駐電振膜的第一電極層上，該第二駐電振膜具有第二薄膜主體和第二電極層，其中所述第二薄膜主體帶有靜電荷，且所述第二電極層形成于所述第二薄膜主體的下表面上；絕緣層，夾設于所述第一電極層與所述第二電極層之間；第二導電板，設于所述第二薄膜主體的上方，且具有多個開口 ；以及第二熒光層，夾設于所述第二薄膜主體的上表面與所述第二導電板之間。
20. 根據權利要求19所述的電子裝置，其中所述第二電極層和所述第二導電板接入第二電子信號。
全文摘要
本發明提供一種電聲致動器，該電聲致動器包括導電板、駐電振膜以及熒光層。駐電振膜具有薄膜主體和電極層，迭設于具有多個開口的導電板上，其中薄膜主體帶有靜電荷，且電極層形成于薄膜主體的上表面上。熒光層則夾設于薄膜主體的下表面與導電板之間。
文檔編號H04R23/00GK101778326SQ20091000178
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月12日 優先權日2009年1月12日
發明者李芳慶 申請人:宏達國際電子股份有限公司