一种超声波发生屏及其制造方法与流程

1.本发明涉及超声波技术领域，具体涉及一种超声波发生屏及其制造方法。


背景技术：

2.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。
3.现有的超声波发生屏一般包括透明基板和设置在透明基板外侧的振动膜，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。
4.在理想状态下，在第一透明电极和第二透明电极之间施加电压时，处在同一电极交叠区域的振动膜的振动具有相同的相位和振幅，由此其所发出的超声波具有良好的定向性。然而，在实际器件中，处在同一电极交叠区域的振动膜在振动时，其边缘位置由于受到区域外部膜层的拉扯作用，振动膜的振动振幅与振动膜的中间位置并不一致，由此导致了超声波无法按照理想情况的进行定向发射，使得这种超声波发生屏的定向性被减弱。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种超声波发生屏及其制造方法，这种超声波发生屏能够使得处在同一电极交叠区域的振动膜在振动时，其边缘位置与其中间位置的振动振幅具有较好的一致性，由此使超声波可更加接近理想情况的进行定向发射，从而提高其定向性。采用的技术方案如下：一种超声波发生屏，包括透明基板和拉紧在透明基板外侧的振动膜，振动膜的内侧面上设有第一透明电极，透明基板的外侧面上设有第二透明电极，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层或空气层；其特征在于：所述第一透明电极的内侧面设有增硬块。
6.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会产生交变的静电力，振动膜在该静电力的作用下产生振动，并向屏体的前方发射超声波。在这种超声波透明屏的结构中，通过在第一透明电极的内侧面上增设增硬块，增硬块能够增强第一透明电极横向位置的剪切力，使得处在同一电极交叠区域的振动膜在振动时，振动膜的边缘位置与其中间位置的振动振幅具有更好的一致性，由此其更加接近理想的振动状态，使得超声波可更加接近理想情况时的定向发射，从而使得超声波发生屏具有良好的定向性。
7.通常，上述透明基板为玻璃基板；所述第一透明电极、第二透明电极为ito电极。
8.作为本发明的优选方案，所述增硬块是由硬化层构成，硬化层是通过涂覆在所述振动膜内侧面的光敏树脂涂层经过图形化而形成。
9.作为本发明进一步的优选方案，所述硬化层的厚度为所述振动膜的0.25～1倍。
10.作为本发明更进一步的优选方案，所述振动膜的厚度不超过20μm，所述硬化层的厚度为5～20μm。
11.作为本发明进一步的优选方案，所述硬化层具有与所述第一透明电极、所述第二透明电极相对应的图案。
12.作为本发明进一步的优选方案，所述增硬块为与所述第一透明电极、所述第二透明电极的轮廓一致的增硬边框。增硬边框的形状也可以在第一透明电极、第二透明电极的轮廓基础上，做一定的内缩或外扩，如内缩或外扩2mm以内形成。
13.作为本发明的优选方案，所述透明基板的外侧面上设有多个所述第二透明电极，每个第二透明电极的内侧面均设有所述增硬块。通过将透明基板外侧面的第二透明电极数量设置为多个，并都设置增硬块，从而可通过相邻第二透明电极指向的相位差，来控制所发射超声波的方向。
14.作为本发明的优选方案，所述振动膜是由无色聚酰亚胺构成。
15.作为本发明的优选方案，构成所述透明绝缘介质层的材质为硅胶。
16.作为本发明的优选方案，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，振动膜内侧面的周边区域涂覆有固定胶层，振动膜内侧面的周边通过固定胶层与透明基板粘结。
17.作为本发明进一步的优选方案，构成所述固定胶层的材质为紫外光固化树脂。
18.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：(1)在玻璃母板的表面上涂布由无色聚酰亚胺或聚酰亚胺前驱物构成的涂层，经过半固化形成振动膜；(2)在振动膜的表面上镀设一层ito薄膜并图形化形成第一透明电极；(3)在ito薄膜的表面上涂布光敏树脂涂层，通过曝光、显影、固化的图形化工艺形成增硬块；(4)在振动膜的表面上涂覆绝缘介质材料形成介质层，介质层覆盖增硬块，在介质层的周边区域涂覆固定胶层；(5) 在透明基板镀设一层ito薄膜并图形化为第二透明电极，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；(6)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。
19.作为本发明的优选方案，所述步骤（2）中，在镀设所述ito薄膜之后，再在ito薄膜的表面上镀设金属膜并图案化形成金属周边线路。
20.本说明书中所述内、外分别为：靠近透明基板的一侧为内，靠近振动膜的一侧为外。
21.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明通过在第一透明电极的内侧面上增设增硬块，增硬块能够增强第一透明电极横向位置的剪切力，使得处在同一电极交叠区域的振动膜在振动时，振动膜的边缘位置与其中间位置的振动振幅具有更好的一致性，由此其更加接近理想的振动状态，使得超声波可更加接近理想情况时的定向发射，从而使得超声波发生屏具有良好的定向性。
附图说明
22.图1是本发明优选实施方式实施例一提供的超声波发生屏的结构示意图。
23.图2是图1的立体图。
24.图3是本发明优选实施方式实施例一提供的制造方法的流程示意图。
25.图4是本发明优选实施方式实施例二的结构示意图。
具体实施方式
26.实施例一如图1、图2所示，这种超声波发生屏，包括透明基板1和设置在透明基板1外侧的振动膜2，振动膜2的内侧面上设有第一透明电极3，透明基板1的外侧面上设有第二透明电极4，第一透明电极3与第二透明电极4之间具有交叠区域，第一透明电极3与第二透明电极4之间夹设有透明绝缘介质层5；第一透明电极3的内侧面设有由硬化层6构成的增硬块61。
27.在本实施例中，透明基板1为玻璃基板；第一透明电极3、第二透明电极4为ito电极。
28.在本实施例中，振动膜2是由无色聚酰亚胺构成。
29.在本实施例中，振动膜2内侧面的中间区域与透明基板1之间设有透明绝缘介质层5，振动膜2内侧面的周边区域涂覆有固定胶层7，振动膜2内侧面的周边通过固定胶层7与透明基板1粘结。
30.在本实施例中，振动膜2的厚度不超过20μm，硬化层6的厚度为5～20μm。
31.在本实施例中，硬化层6是通过涂覆在振动膜2内侧面的光敏树脂涂层经过图形化而形成，硬化层6具有与第一透明电极3、第二透明电极4相对应的图案。
32.参考图3，本实施例还提供了上述超声波发生屏的制造方法，包括如下步骤：(1)在玻璃母板10的表面上涂布由无色聚酰亚胺或聚酰亚胺前驱物（如聚酰胺酸）构成的涂层，经过半固化形成振动膜2；(2)在振动膜2的表面上镀设一层ito薄膜（即氧化铟锡薄膜）并图形化形成第一透明电极3（可以进一步在ito薄膜的表面上镀设金属膜并图案化形成金属周边线路）；(3)在ito薄膜的表面上涂布光敏树脂涂层，通过曝光、显影、固化的图形化工艺形成增硬块61；(4)在振动膜2的表面上涂覆绝缘介质材料（如硅胶）形成介质层5，介质层5覆盖增硬块61，在介质层5的周边区域涂覆紫外光固化树脂形成固定胶层7；(5) 在透明基板1镀设一层ito薄膜并图形化为第二透明电极4，再将带有第二透明电极4的透明基板1覆盖在玻璃母板10之上，使第一透明电极3、第二透明电极4夹设在透明基板1和振动膜2之间，再对固定胶层7和介质层5进行固化，使透明基板1、第二透明电极4的外侧面通过固定胶层7与振动膜2的内侧面粘结；
(6)将附着于玻璃母板10上的所有材料层从玻璃母板10上剥离出来，得到所述超声波透明屏。
33.实施例二参考图4，在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：在本实施例中，增硬块61为与第一透明电极3、第二透明电极4的轮廓一致的增硬边框。
34.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。