一种平面振膜振动系统及其制备方法、平面振膜扬声器与流程

本申请涉及音响制作技术领域，具体而言，涉及一种平面振膜振动系统及其制备方法、平面振膜扬声器。

背景技术：

声音是通过振动而产生的，而振膜就是产生振动的元件。一款优秀的、理想的扬声器振膜应该具备：质量密度要相对较小，从而让振膜本身更加轻量化；材料力学杨氏模量相对较大，从而能让振膜本身具备着较好的刚性，此外还需要合适的内部阻尼因子，可以吸收振膜在振动过程中发出的不必要杂波，带来失真。

从振膜材料方面来看，扬声器的振膜共分为：纸浆类、高分子类、复合类、金属类等，纸浆类振膜本身成本较低，低频效果优秀，但本身的刚性、重量方面都没有太大的优势。因此对于耳机的扬声器振膜来说，最常见的仍然是以高分子材料为主的pet等高分子类振膜。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种平面振膜振动系统及其制备方法、平面振膜扬声器，能够同时具有精确的还原声音以及较好的灵敏度。

第一方面，本申请实施例提供一种平面振膜振动系统，其包括：依次层叠布置的石墨烯膜、绝缘层和音圈。

音圈的材质为石墨烯。

在上述实现过程中，石墨烯膜具有超轻、超薄以及强度高的特点。采用石墨烯膜做成振膜，能够使得声音的瞬态反应更优、最大限度的还原声音。同时，由于石墨烯本身具有导电性，其相对于传统的铜材质等音圈更轻，即采用石墨烯做成音圈能够降低平面振膜以及采用此平面振膜振动系统制成的扬声器的重量，使采用此平面振膜振动系统制成的整个扬声器的动态与细节更加充分。

在一种可能的实施方案中，石墨烯膜的厚度为10～100nm。

在上述实现过程中，采用石墨烯做成的石墨烯振膜具有超薄的特点。

在一种可能的实施方案中，音圈的形状包括涡卷形、矩形、z形或双曲线形。

在一种可能的实施方案中，平面振膜振动系统还包括固定片，固定片连接于石墨烯膜和/或绝缘层的边缘使石墨烯膜、绝缘层和音圈保持展开的状态。

在上述实现过程中，由于石墨烯膜和音圈超薄的特点，容易产生褶皱或变形。固定片能够固定石墨烯膜和/或绝缘层的边缘，使其保持展开的状态，同时还能够提高平面振膜振动系统的强度，便于后续安装形成扬声器。

第二方面，本申请实施例提供一种平面振膜振动系统的制备方法，其包括：将第一石墨烯膜、绝缘层和第二石墨烯膜依次叠合并粘接形成振膜组件，将第一石墨烯膜切割形成音圈，制得平面振膜振动系统。

在上述实现过程中，本申请实施例先将第一石墨烯膜、绝缘层和第二石墨烯膜依次叠合并粘接形成振膜组件后，再在振膜组件的基础上将其第一石墨烯膜切割形成音圈，比较方便，形成的音圈形状较为完整。此制备方法简便，制备得到的平面振膜振动系统重量轻。

第三方面，本申请实施例提供一种平面振膜振动系统的制备方法，其包括：将第一石墨烯膜切割形成音圈，将音圈、绝缘层和第二石墨烯膜依次叠合并粘接形成平面振膜振动系统。

在上述实现过程中，本申请实施例先将第一石墨烯膜切割形成音圈，再将音圈、绝缘层和第二石墨烯膜依次叠合并粘接形成平面振膜振动系统。此制备方法简便，制备得到平面振膜振动系统重量轻。

第四方面，本申请实施例提供一种平面振膜振动系统的制备方法，其包括：将第一石墨烯膜切割形成音圈，将音圈与第二石墨烯膜用绝缘胶粘接形成平面振膜振动系统。

在上述实现过程中，本申请实施例将切割得到的音圈和第二石墨烯用缘胶粘接形成平面振膜振动系统，其中绝缘胶凝固后能够将音圈和第二石墨烯分离，起到绝缘层的作用。此制备方法简便，制备得到平面振膜振动系统重量轻。

第五方面，本申请实施例提供一种平面振膜扬声器，其包括磁组、支撑体和上述的平面振膜振动系统，支撑体设置有容纳槽，磁组被固定于容纳槽中，平面振膜振动系统连接于支撑体并以石墨烯膜贴合于磁组。

在上述实现过程中，采用本申请的平面振膜振动系统制得的扬声器具有较好的瞬态响应，更加精准的还原声音。同时，扬声器的重量大大降低，扬声器的灵敏度提升。

在一种可能的实施方案中，磁组包括至少两个环形磁铁，至少两个环形磁铁同心设置。

在上述实现过程中，至少两个环形磁铁同心设置使其磁场分布更加均匀合理，有利于通电的音圈在磁场中受力后的振动。

在一种可能的实施方案中，平面振膜扬声器还包括网罩，网罩套设于音圈外侧以防止灰尘进入到平面振膜振动系统。

在上述实现过程中，网罩套设于音圈外侧以防止灰尘进入到平面振膜振动系统影响到平面振膜振动系统的振动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例的平面振膜振动系统的正视图；

图2为本申请实施例的平面振膜振动系统的分解图；

图3为本申请实施例的平面振膜振动系统的剖视图；

图4为本申请实施例的平面振膜振动系统的局部剖视图；

图5为本申请实施例平面振膜振动系统安装固定片后的正视图；

图6为本申请实施例平面振膜振动系统安装固定片的分解图；

图7为本申请实施例平面振膜扬声器的正视图；

图8为本申请实施例平面振膜扬声器的分解图；

图9为本申请实施例平面振膜扬声器的剖视图；

图10为本申请实施例平面振膜扬声器的局部剖视图；

图11为本申请实施例支撑体安装磁组后的结构示意图；

图12为本申请实施例支撑体安装磁组后的剖视图；

图13为本申请实施例支撑体和磁组的分解图。

图标：10-平面振膜振动系统；100-石墨烯膜；200-绝缘层；300-音圈；301-第一接线端；302-第二接线端；410-第一固定片；420-第二固定片；20-平面振膜扬声器；500-磁组；600-支撑体；601-第一容纳槽；602-第二容纳槽；700-网罩。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1～图4，本申请实施例提供一种平面振膜振动系统10，其包括依次层叠布置的石墨烯膜100、绝缘层200和音圈300。

音圈300的材质包括石墨烯。

发明人发现石墨烯具有较高的强度，且采用石墨烯做成的石墨烯膜100具有超轻、超薄的特点，采用石墨烯膜100做成音圈300以及将石墨烯膜100当做振膜本体能够满足耳机等扬声器振膜对于重量、体积控制的需求，同时保证其强度。

石墨烯膜100本身具有超薄、超轻的特性，本申请实施例采用石墨烯膜100做成振膜本体，其可以提升扬声器的瞬态响应，更加精准的还原声音。同时，本申请实施例利用石墨烯本身具有的导电性，将其制成音圈300，以取代传统形式的金属材质音图，大大降低了音圈300的重量，从而提升振动系统的灵敏度，使采用此平面振膜振动系统10制成的整个扬声器的动态与细节更加充分。

可选地，石墨烯膜100的厚度为10～100nm。

在本申请的一种实施方式中，石墨烯膜100的厚度为10nm。在本申请的其他一些实施方式中，石墨烯膜100的厚度还可以为20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。

需要说明的是，一般情况下，在满足强度的前提下，石墨烯膜100越薄越好。

可选地，音圈300的厚度为10～100nm。

在本申请的一种实施方式中，音圈300的厚度为10nm。在本申请的其他一些实施方式中，音圈300的厚度还可以为20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。

需要说明的是，一般情况下，在满足强度的前提下，音圈300的重量越轻越好，在确定了音圈300的材质时，减小音圈300的厚度能够减少音圈300的重量。

音圈300具有第一接线端301和第二接线端302，第一接线端301和第二接线端302分别用于连接线路，使音圈300形成一个电阻，为了连接方便，第一接线端301和第二接线端302分别位于音圈300的边缘。

本申请对音圈300的形状并不作限定。在如图1～4所示的实施例中，音圈300的形状为涡卷形，即平面螺旋的音圈300，此种形状的音圈300振动平衡性较好。在本申请的其他一些实施例中，音圈300的形状还可以为矩形、z形或双曲线形等其他形状。

由于本申请实施例中振膜本体也采用石墨烯制成，其也不可避免具有导电性，在石墨烯膜100和石墨烯音圈300之间设置绝缘层200，能够将石墨烯膜100和石墨烯音圈300分离，使音圈300本身形成一个电阻，防止发生短路。

并且，为了防止石墨烯膜100的边缘和音圈300接触，绝缘层200的尺寸略大于石墨烯膜100或音圈300，以使石墨烯膜100和音圈300能够被完全分离开。

绝缘层200的材质可以是任意不导电的材料，例如高分子材料，包括但不限于聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。

请参阅图5和图6，平面振膜振动系统10还包括固定片，固定片连接于石墨烯膜100和/或绝缘层200的边缘。

由于石墨烯膜100和音圈300超薄的特点，容易产生褶皱或变形。固定片能够固定石墨烯膜100和/或绝缘层200的边缘，使其保持展开的状态，同时还能够提高平面振膜振动系统10的强度，便于后续安装形成扬声器。

在如图5和图6所示的实施例中，固定片包括环形的第一固定片410和环形的第二固定片420，第一固定片410连接于石墨烯膜100，第二固定片420连接于绝缘层200。第一固定片410的尺寸略大于石墨烯膜100的尺寸，第二固定片420的尺寸略大于绝缘层200的尺寸，并且，为了使整个平面振膜振动系统10上下尺寸均一，同时便于第一固定片410和第二固定片420受力均匀，第一固定片410和第二固定片420的尺寸相同。

连接于绝缘层200的第二固定片420的边缘有一个或两个缺口，缺口用于与音圈300的两个接线端对应，使音圈300的两个接线端露出。

在如图5～6所示的实施例中，音圈300的两个接线端相邻，第二固定片420只设置有一个缺口，此缺口能够将音圈300的两个接线端均露出。在本申请的其他一些实施例中，当音圈300的两个接线端位置较远时，第二固定片420可以设置两个缺口，两个缺口分别对应两个接线端，使两个接线端露出。

本申请实施例并不限定平面振膜振动系统10的形状。在如图1～6所示的实施例中，平面振膜振动系统10的形状是圆形，即石墨烯膜100、绝缘层200和音圈300均为圆形，绝缘层200的直径等于石墨烯膜100的直径，但大于音圈300的直径。且石墨烯膜100、绝缘层200和音圈300同心设置。第一固定片410和第二固定片420均为圆环形，且第一固定片410和第二固定片420分别固定石墨烯膜100和绝缘层200。在本申请的其他一些实施例中，平面振膜振动系统10的形状还可以是矩形、菱形或椭圆形等。

本申请还提供平面振膜振动系统10的制备方法，其包括以下三种方法：

(1)将第一石墨烯膜100、绝缘层200和第二石墨烯膜100依次叠合并粘接形成振膜组件，将第一石墨烯膜100切割形成音圈300。

本申请实施例先将第一石墨烯膜100、绝缘层200和第二石墨烯膜100依次叠合并粘接形成振膜组件后，再在振膜组件的基础上将其第一石墨烯膜100切割形成音圈300，比较方便，形成的音圈300形状较为完整。

可选地，将第一石墨烯膜100切割形成音圈300的方法包括激光切割等。

(2)将第一石墨烯膜100切割形成音圈300，将音圈300、绝缘层200和第二石墨烯膜100依次叠合并粘接。

(3)将第一石墨烯膜100切割形成音圈300，将音圈300与第二石墨烯膜100用绝缘胶粘接。

本申请实施例将切割得到的音圈300和第二石墨烯用缘胶粘接形成平面振膜振动系统10，其中绝缘胶凝固后能够将音圈300和第二石墨烯分离，起到绝缘层200的作用。

得到包括依次层叠布置的石墨烯膜100、绝缘层200和音圈300的平面振膜振动系统10后，将第一固定片410粘接于石墨烯膜100，将第二固定片420粘接于绝缘层200，并使音圈300的两个接线端漏出，即制得平面振膜振动系统10。

请参阅图7～10，本申请还提供一种平面振膜扬声器20，其包括磁组500、支撑体600和上述的平面振膜振动系统10。

请参阅图11～13，支撑体600设置有第一容纳槽601，磁组500被固定于第一容纳槽601中，磁组500包括至少两个环形磁铁。

在如图11～13所示的实施例中，支撑体600为圆柱形结构，其一端面中部设置有圆形的第一容纳槽601，磁组500包括两个圆环形磁铁，两个圆环形磁铁同心设置于第一容纳槽601中。在本申请的其他一些实施例中，支撑体600还可以是矩形、椭圆形等结构，磁组500还可以包括三个、四个或更多环形磁铁。

请继续参阅图7～10，平面振膜振动系统10连接于支撑体600并以石墨烯膜100贴合于磁组500。平面振膜扬声器20还包括网罩700，网罩700套设于音圈300外侧以防止灰尘进入到平面振膜振动系统10。

在如图7～10所示的实施例中，支撑体600还设置有凸起的边缘，且凸起的边缘高于平面振膜振动系统10的厚度，且支撑体600端面的直径略大于平面振膜振动系统10的直径，平面振膜振动系统10能够刚好设置于凸起的边缘形成的第二容纳槽602内，使平面振膜振动系统10能够被限位于第二容纳槽602中，并且其位置相对于磁组500不再移动，平面振膜振动系统10中的音圈300能够在磁场中稳定的振动。网罩700直接套设于支撑体600的边缘，网罩700和支撑体600形成封闭的容纳平面振膜振动系统10和磁组500的腔体，以防止灰尘进入到腔体内影响到平面振膜振动系统10的振动。

支撑体600凸起的边缘设置有一个或两个缺口，缺口用于与音圈300的两个接线端对应，使音圈300的两个接线端露出。

在如图7～10所示的实施例中，音圈300的两个接线端相邻，支撑体600凸起的边缘只设置有一个缺口，此缺口能够将音圈300的两个接线端均露出。在本申请的其他一些实施例中，当音圈300的两个接线端位置较远时，支撑体600凸起的边缘可以设置两个缺口，两个缺口分别对应两个接线端，使两个接线端露出。

本申请实施例并不限定支撑体600的材质，支撑体600需要一定的硬度，其材质可以是塑料或金属。

本申请实施例的平面振膜扬声器20通过以下方法制得：

先将磁组500通过治具或胶黏剂粘接于支撑体600的第一容纳槽601中，形成磁场回路，再将平面振膜振动系统10通过治具或胶黏剂粘接于支撑体600的第二容纳槽602中，最后在支撑体600凸起的边缘上安装网罩700，则形成整个平面振膜扬声器20。

综上所述，本申请实施例提供的一种平面振膜振动系统及其制备方法、平面振膜扬声器。石墨烯膜100本身具有超薄、超轻的特性，本申请实施例采用石墨烯膜100做成振膜本体，其可以提升扬声器的瞬态响应，更加精准的还原声音。同时，本申请实施例利用石墨烯本身具有的导电性，将其制成音圈300，以取代传统形式的金属材质音图，大大降低了音圈300的重量，从而提升振动系统的灵敏度，使采用此平面振膜振动系统10制成的整个扬声器的动态与细节更加充分。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。