(57)【要約】【課題】環境の変化に対する音質等の変化が抑制された軽量な振動膜を有する静電型スピーカを実現する。【解決手段】本発明に係る静電型スピーカ用の振動膜は、気体遮蔽性及び導電性を有し且つ連続する結晶性炭素膜によって、少なくとも一部が被覆された高分子フィルムを含む。連続する結晶性炭素膜は軽量であり、高分子フィルムに対する気体遮蔽性を有するため、湿度などの環境の変化に対する音質等の変化を抑制することができる。なお、連続する結晶性炭素膜によって被覆される部分は、高分子フィルムの片面でも両面でも良いし、高分子フィルムの表面（片面又は両面）に、連続する結晶性炭素膜で被覆されていない部分が存在していても良い。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体遮蔽性及び導電性を有し且つ連続する結晶性炭素膜によって、少なくとも一部が被覆された高分子フィルムを含む、静電型スピーカ用の振動膜。
【請求項２】
前記連続する結晶性炭素膜は、グラフェン膜である
ことを特徴とする請求項１記載の静電型スピーカ用の振動膜。
【請求項３】
前記高分子フィルムの両面が、前記連続する結晶性炭素膜で被覆される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の静電型スピーカ用の振動膜。
【請求項４】
前記高分子フィルム及び前記連続する結晶性炭素膜が透明性を有する
ことを特徴とする請求項１記載の静電型スピーカ用の振動膜。
【請求項５】
前記連続する結晶性炭素膜が、複数の層を含む
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つ記載の静電型スピーカ用の振動膜。
【請求項６】
前記気体遮蔽性が水蒸気に対する遮蔽性であること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つ記載の静電型スピーカ用の振動膜。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つ記載の振動膜と、
前記振動膜の両側に対抗するように設けられた一対の固定電極と、
を有する静電型スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型スピーカ用の振動膜及び静電型スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音響装置の一つに特許文献１などに記載されている静電型スピーカ（コンデンサースピーカともいう）が知られている。静電型スピーカは、シート状をなす振動膜と、絶縁性のスペーサを挟んでこの振動膜の両側に配置され且つ導電性を有する一対の固定電極層と、各固定電極層の外側に設けられ当該固定電極層の定形性を維持する多孔質層とを備えている。振動膜には、図１に例示するように基体１に軽量な高分子フィルム或いはシートが用いられ、表面に均一な電荷を形成させるためのカーボンブラックの塗布や、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスルホン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の塗布や、静電防止に用いられる界面活性剤の塗布や、アルミニウムの蒸着などで形成される導電性被覆２が施されている。固定電極層及び多孔質層は、不織布等の空気を通す素材やパンチングメタルシートなどにより構成され、振動膜の振動による再生音を透過するようになっている。
【０００３】
振動膜と一対の固定電極層との間に高電圧の成極電圧を印加するとともに、固定電極層間に音波形に応じた交流電圧の駆動信号を印加すると、クーロンの法則に従い振動膜と固定電極層との間に駆動力が生じ、その駆動力により振動膜が音圧を発生する。その結果、音波形に応じた発音が行われる。振動膜全体に均一に信号が伝わるために分割振動しにくく、特に高中音域での音波形の再現性に優れている。しかしながら、乾燥した中で長時間使用すると振動膜表面に埃が付着して音質に影響が出ることと、湿度の高い環境に長時間放置すると帯電した振動膜が放電して帯電が低下し音が出なくなることなどの問題がある。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、基体の高分子フィルム表面を導電性高分子で処理したフィルムを振動膜に使用して湿度の影響を抑制する方法（特許文献２）や、湿度に耐性のあるフッ素系の高分子で形成されるフィルムの表面に非晶質部を形成し埃が付着し難くする方法（特許文献３）などが提案されている。
【０００５】
このように高分子フィルムの表面を湿度の影響を受けにくい導電性高分子で被覆することにより耐湿性は向上するが、振動膜の重量が増加して音量や音質が低下したり、或いはスピーカへのパワー供給を増加させることになる。耐湿性のある高分子フィルムを使用し、その表面を非晶質層で覆う方法では、振動膜として用いる高分子フィルムがフッ素系高分子材料に限られ、その結果、音質や音圧の自由度に制限が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４８−０５７６１４号公報
【特許文献２】特開平７−０４６６９７号公報
【特許文献３】特開２０１３−１８７５５８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】山田久美、化学と工業、61(2008)pp.1123-1127.
【非特許文献２】Y.Wu,P.Qiao, T.Chong, Z.Shen, Adv. Mater. 14(2002)pp.64-67.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、一側面としては、静電型スピーカのために、環境の変化による音質等の変化が抑制された軽量な振動膜を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る静電型スピーカ用の振動膜は、気体遮蔽性及び導電性を有し且つ連続する結晶性炭素膜によって、少なくとも一部が被覆された高分子フィルムを含む。
【発明の効果】
【００１０】
一側面によれば、静電型スピーカにおいて、環境の変化による音質の変化を抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、従来の静電型スピーカ用振動膜の断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る結晶性炭素膜により両面が被覆された振動膜の断面概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る結晶性炭素膜により片面が被覆された振動膜の断面概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る結晶性炭素膜をｎ層片面に形成した振動膜の断面概略図である。
【図５】図５は、実施例１における振動膜の断面概略図である。
【図６】図６は、静電型スピーカの回路概略図である。
【図７】図７は、ＰＥＴフィルムの厚さと音圧レベルの関係を表す図である。
【図８】図８は、実施例８に係る静電型スピーカの断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の実施の形態に係る着想］
環境の変化による音質等の変化が抑制された軽量な振動膜を得るために鋭意研究を重ねた結果、連続する結晶性炭素膜を高分子フィルムに成膜することにより上記課題を解決しうることが判明した。すなわち、基体（支持体とも呼ぶ）として、要求される音質や音量に適した高分子フィルムを選択した上で、例えば、六角形状に結合した多数の炭素原子が二次元（すなわち平面）に広がった単層グラフェンや、それが複数積み重なった多層グラフェンなどの連続する結晶性炭素膜で被覆することにより、プロトン（水素原子の原子核）より大きな水蒸気などの気体の透過を遮蔽（少なくとも抑制）する。これによって、湿気等によって基体の重量が変化することで音質等が変化するという問題を解決する。また、単層グラフェンは炭素原子の大きさ分の厚みしかなく、多層グラフェンであっても従来技術で用いられたものに比して厚くないため、極めて軽量で基体への成膜による重量変化も無視できるほどに小さく、振動膜の軽量化を実現できる。別側面から見れば、要求される音質や音量に適した高分子フィルムの選択肢が広がっている。
【００１３】
［本発明の実施の形態に係る構成］
本実施の形態に係る静電型スピーカ用の振動膜は、基体の高分子フィルムの少なくとも一部が、気体遮蔽性と導電性を有する連続した結晶性炭素膜で被覆されていることを特徴とする。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る静電型スピーカ用の振動膜２００の断面の一部を拡大した図である。本実施の形態に係る振動膜２００は、静電型スピーカ用振動膜の本体部分をなし且つ基体である高分子フィルム１０１の表面上に結晶性炭素膜１０２が被覆されている。図２では、基体の両面全面が、結晶性炭素膜１０２で被覆されている状態を示したが、振動膜２００を適切に振動させるのに十分な面積が被覆されていればよく、例えば、結晶性炭素膜１０２が片面全面（図３）が被覆されている場合、片面のみ被覆されているが一部に被覆されていない部分を含む場合、両面が被覆されているが一部に被覆されていない部分を含む場合もある。
【００１５】
本実施の形態に係る静電型スピーカ用振動膜の基体には、高分子からなるフィルム或いはシートを用いることができる。高分子材料としては、電気信号から機械的振動に変化する電気音響変換において、十分な強度とハンドリング性の高いものであれは特に限定されるものではない。例えば、セロファンなどのセルロース系樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート（以降ＰＥＴと記載することもある）樹脂、ポリエチレンナフタレート（以降ＰＥＮと記載することもある）樹脂、ポリアクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂などのフッ化炭素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂などのフィルムやシートが使用でき、中でもＰＥＴや、ＰＥＮや、ポリカーボネートなどのフィルムが好適である。これら高分子フィルム或いは高分子シートの厚さは、５００ｎｍないし２００μｍ程度、好ましくは１μｍないし５０μｍ、より好ましくは１μｍないし２５μｍであればよい。
【００１６】
ＳＰ２結合した炭素原子による導電性の平面状結晶は「グラフェン」と呼ばれている。グラフェンについては非特許文献１に詳述されている。グラフェンは様々な形態の結晶性炭素膜の基本単位である。グラフェンによる結晶性炭素膜の例としては、一層のグラフェンによる単層グラフェン、ナノメートルサイズのグラフェンの数層から十層程度の積層体であるナノグラフェン、さらに数層から数十層程度のグラフェン積層体が基材面に対して垂直に近い角度で配向するカーボンナノウォール（非特許文献２参照）などがある。
【００１７】
グラフェンに代表される結晶性炭素膜は、炭素原子の六員環が平面につながった構造をしている。グラフェンの格子定数ａはａ＝２．４６１Åであり、水素ガスや二酸化炭素ガス、アルゴンガス、窒素ガス、メタンガス、六フッ化硫黄ガスなど、分子サイズが２．９〜４．９Åの範囲にあるガスに対する遮蔽性については、例えば非特許文献（S.P. Koenig, L. Wang, J. Pellegrino, J.S. Bunch, Nature Nanotechnol. 7, 728-732 (2012).）に記載されている。水蒸気である水分子の分子サイズは約３Åであるので、１枚のグラフェンで水蒸気を遮蔽できることが分かる。
【００１８】
本実施の形態に係る連続した結晶性炭素膜１０２としては、結晶構造に六員環のネットワークを有するものであって、炭素原子１個分の厚さを有する単層グラフェンや、数層が積層した多層グラフェンに加え、ナノグラフェンや、酸化グラフェン（ＧＯ）や、還元型酸化グラフェン（ｒＧＯ）や、カーボンナノチューブや、フラーレンや、カーボンナノウォールや、さらに炭素原子の一部を他の物質で置換したものや、他の物質が六員環のネットワークの層間に挟まれた（インターカレーション）ものなどが用いられ得る。これらの材料のうち、単層グラフェンや多層グラフェンは気体遮蔽性や電気伝導性が特に優れるとともに極めて軽量の材料であることから、静電型スピーカ用の振動膜に用いるのに好適である。
【００１９】
単層グラフェンや多層グラフェンの製造方法については、天然黒鉛からの剥離法、炭化ケイ素の高温熱処理によるケイ素の脱離法、様々な成膜用金属基板表面への形成法などがこれまでに開発されている。グラフェンからなる結晶性炭素膜を用いた電子デバイスは、多岐にわたる工業的な利用が検討されている。このため、高いスループットで大面積のグラフェン膜を形成できる成膜方法の開発が進められており、メタンガスなどの原料ガスを分解し、銅箔表面にグラフェン膜を形成する化学気相成長法（ＣＶＤ）が知られている（例えば、X. Li, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, R. S. Ruoff, Science, 324 (2009) pp.1312-1314. 及びX. Li, Y. Zhu, W. Cai, M. Borysiak, B. Han, D. Chen, R. D. Piner, L. Colombo, R. S Ruoff, Nano Letters, 9 (2009) pp.4359-4363.参照）。
【００２０】
形状が粉体の結晶性炭素膜は、一度、溶媒に懸濁したものをスピンコート法や、ディップコート法や、スプレーコート法や、バーコート法や、キャストコート法や、グラビアコート法などの方法で容易に基体である高分子フィルム１０１の表面に任意の厚さで被覆することができる。
【００２１】
さらにマイクロ波表面波プラズマＣＶＤ（特開２０１２−１６２４４２号公報）や、成膜用金属基板のジュール加熱とプラズマを併用した手法（特開２０１６−２３１２８号公報）などが提案されているが、振動膜の大きさを有する連続するグラフェン膜が合成できるなら、これらの方法に限られるものではない。
【００２２】
前述のＣＶＤ法で成膜用金属基板上に合成されたグラフェン膜を基体である高分子フィルム１０１表面に被覆する方法は、公知の転写方法のいずれかを用いることができる。公知の転写方法は種々知られているが、例えば以下のようなものがある。例えば特開２００９−２９８６８３号公報記載の転写方法では、成膜用基板や金属性基材上のグラフェン膜の上に、シロキサン系化合物、アクリル系化合物、エポキシ系化合物等のバインダー層を形成してグラフェン膜を支持体（高分子フィルム１０１）に固定する。その後、酸などのエッチング液によりグラフェン膜から成膜用基板や金属性基材を溶解除去する。
【００２３】
また、例えば国際公開第２０１２／１５３６７４号記載の転写方法では、粘着力を有する面を有するフィルムを用意して、そのフィルムの粘着力を有する面をグラフェン膜の表面の全部又は一部に仮止めした後、成膜用基板や金属性基材をエッチング除去する。
【００２４】
さらに、例えば特開２０１５−４８２６９号公報記載の転写方法では、微粘着シート上にグラフェン膜を仮固定した後、微粘着シートと化学的に反応しないドーピング溶液を用いて直接ドーピングをグラフェン膜に施し、グラフェン膜に他の物質を付着させ、支持体（高分子フィルム１０１）にグラフェン膜を転写する方法が提案されている。
【００２５】
このような手法により、単層グラフェン或いは多層グラフェンなどのグラフェン膜を高分子フィルム１０１表面の少なくとも一部に被覆することができる。
【００２６】
さらに、例えば国際公開第２０１７/０６８９３１号記載の方法を用いれば、グラフェン膜の転写を複数回繰り返すことにより、図４に例示するように、高分子フィルム１０１上にｎ層のグラフェン膜（３０１乃至３０１ｃ）が積層される。これによって、導電性を高めるだけではなく、振動や機械的摩擦などに対する振動膜３００の耐久性を向上させることが可能である。また、多層化することで、気体遮蔽性も向上することが期待される。
【００２７】
グラフェン膜は、単層グラフェンで３．４Å程度、１０層のグラフェン膜で３．４ｎｍ程度の厚みしかなく、さらに軽元素材料の一つであるため、振動板の導電性被膜として用いても、ほとんど重さの影響がない。導電性被膜としてのグラフェン膜は、１層ないし５０層あればよく、さらには１層ないし１０層、もっとさらには１層ないし５層あればよい。このことから、導電性被膜と基体の厚さの比Ｔ（２）：Ｔ（１）は、Ｔ（２）：Ｔ（１）＝１：３０ないし１：６０００００あればよく、さらにはＴ（２）：Ｔ（１）＝１：６０ないし１：７５０００、もっとさらにはＴ（２）：Ｔ（１）＝１：６０ないし１：１５０００あればよい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
＜静電型スピーカ用振動膜の作製＞  
（実施例１）
本実施例では、まずグラフェン膜の合成について説明する。グラフェン膜の合成工程には公知の合成方法のいずれかを用いることができる。公知の合成方法は種々知られているが、ここでは特開２０１６−２３１２８公報記載の製造装置を用いた成膜の手順を説明する。
【００３０】
（１）通電加熱のみで触媒金属の一例である銅箔を６５０℃、水素ガス１００ｓｃｃｍ、１Ｐａ以下の圧力で１０分間のアニール（加熱）処理を行うことにより、銅箔に、平均表面粗さ（Ｒａ）１０ｎｍ以下の平坦性を付与するとともに、銅のグレインサイズの増大を図った。
【００３１】
（２）引き続き、通電加熱をしながら銅箔を９５０℃に保ち、水素流量１００ｓｃｃｍ、メタン流量０．２ｓｃｃｍ、圧力５Ｐａでプラズマ処理（励起周波数１３．５６ＭＨｚ）を施し、銅箔上にグラフェン膜を成長させた。数分間のプラズマ処理ののち、プラズマと通電加熱を止めて自然冷却の後、グラフェン膜が成長した銅箔をプラズマ発生室から取り出した。
【００３２】
銅箔基材上にグラフェンが析出することで形成されたグラフェン膜を、非特許文献（Sukang Bae et.all.,“Roll-to-roll production of 30- inch graphene films for transparent electrodes”,Nature Nanotechnology.doi:10.1038/nnano.2010.132(2010)）の記載に基づき基体である高分子フィルムに転写した。具体的には、銅箔上グラフェン膜の表面を粘着テープ（製造者：日東電工株式会社、製品名：リバアルファ（登録商標））に貼り合わせ、過硫酸アンモニウム水溶液（０.５ｍｏｌ／Ｌ）中で成膜用金属基板の銅箔のみを化学的にエッチングして除去した。これにより粘着テープ上に転写されたグラフェン膜を得ることができ、これをイオン交換水で十分に洗浄し乾燥させた。
【００３３】
続いて、厚さ１２．４μｍのＰＥＴフィルム（製造者：帝人フィルムソリューション（株）、製品名：テイジン（登録商標）テトロン（登録商標））の片面と上記粘着テープとを貼り合わせた後、１００℃に加熱して粘着テープの粘着力を弱め、ＰＥＴフィルム上に粘着テープからグラフェン膜を転写した。このようにして、本実施例によれば、図５に示すように、銅箔上に形成されたグラフェン膜１０４が、基体であるＰＥＴフィルム１０３上に転写された構造を有する振動膜が得られ、この膜を実施例１とした。
【００３４】
（実施例２）
厚さ１２．４μｍのＰＥＴフィルムの両面にグラフェン膜を転写した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。この手法で作製された振動膜は、図２に例示した振動膜２００の断面構造を有する。
【００３５】
（実施例３）
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（製造者：東レ（株）、製品名：ルミラー（登録商標））を基体とした以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３６】
（実施例４）
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（製造者：三菱樹脂化学（株）、製品名：ダイアホイル（登録商標））を基体とした以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３７】
（実施例５）
厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム（製造者：三菱樹脂化学（株）、製品名：ダイアホイル（登録商標））を基体とした以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３８】
（実施例６）
厚さ１２．６μｍのＰＥＮフィルム（製造者：帝人フィルムソリューション（株）、製品名：テオネックス（登録商標））を基材とした以外は、実施例１と同様の方法で作製した。
【００３９】
（実施例７）
厚さ１９μｍのセロファンフィルム（製造者：薦田紙工業株式会社、製品名：カラーセロファン）の両面にグラフェン膜を転写した以外は、実施例１と同様の方法で作製した。この手法で作製された振動膜は、図２に例示した振動膜２００の断面構造を有する。
【００４０】
（比較例１）
厚さ１１μｍのアルミニウム箔（製造者：三菱アルミニウム株式会社、製品名：三菱ホイル）を処理しないままの状態で振動膜とし、比較例１とした。
【００４１】
（比較例２）
厚さ１９μｍのセロファンフィルムを基体とし、その両面にカーボンブラック（製造者：住鉱潤滑剤株式会社、製品名：スミカバーブラック）を１μｍの厚さでスプレーコーティングし、８０℃で１時間乾燥させた。このようにして得られた振動膜を、比較例２とした。
【００４２】
以上の実施例及び比較例に対して以下の試験を行って特性を評価した。
【００４３】
（光学特性測定）
本実施例の振動膜の光学特性を測定した。これにより高分子フィルム上に積層されたグラフェン膜の厚さが求められる。ここでは可視光における全光線透過率について評価した。使用した光学特性測定装置は、日本電色工業株式会社製ヘーズメーター（ＮＤＨ５０００）であり、光源は白色ＬＥＤ、測定光束は直径１４ｍｍとした。測定では、まず、試料台に何も置かない状態で測定系の校正を行い、次に高分子フィルムの光学特性、さらにはグラフェン膜が積層された高分子フィルムの光学特性を測定する。測定および解析は付属のコントロールユニット（ＣＵ１）を用い、日本工業規格に準拠して行った。採用した日本工業規格は、全光線透過率（Ｔ％）が「プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法−第一部シングルビーム法・補償法（ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１）」である。
【００４４】
グラフェン膜の厚さは積層体の断面を透過電子顕微鏡で観察したり、高分子フィルムとの段差を原子間力顕微鏡で観察したりすることで測定できるが、簡便には上記全光線透過率から計算で求めることができる。グラフェン１層で透過率が２.３％減少することが文献（R. R. Nair, et al,“Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene”,Science 2008, 320,1308.）に開示されているので、グラフェン膜の層数ｎを次式から求めた。 なお、Ｔ（Ｘ）は、Ｘの厚さを表す。
Ｔ(グラフェン膜付高分子フィルム)＝Ｔ(高分子フィルム)×０.９７７n
グラフェン膜の厚さは、単層グラフェンの厚さが炭素原子１個分（３．４Å）の大きさであるので、上記層数ｎの値から、
導体の厚さ（グラフェン膜）＝３．４×ｎ
で求められる。
【００４５】
（シート抵抗）
振動膜の導電性については、基体である高分子フィルムに結晶性炭素膜が被覆された状態でシート抵抗を測定した。シート抵抗が１５００Ω未満の場合、非接触（過電流法）抵抗測定器（ナプソン株式会社製：ＥＣ‐８０）で任意の５点を測定し、その平均値を求めた。シート抵抗が１５００Ω以上の場合、三菱化学株式会社製抵抗率計（製品名：ロレスターＧＰ）でＱＰＰプローブ（ピン間１．５ｍｍ）を用い、任意の５点のシート抵抗を測定し、その平均値を求めた。
【００４６】
（音圧レベル）
それぞれのサンプルを静電型スピーカ用の振動膜、固定電極をステンレススチール（ＳＵＳ３０４）の打抜金網（大きさ：３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．６ｍｍ厚、打抜パターン：直径６ｍｍ×９ｍｍピッチ、開口率：４０％）、絶縁スペーサをアクリル樹脂板として有する静電型スピーカを用いた。静電型スピーカ全体としては公知の静電型スピーカと同様の構造であり、具体的には、一対の固定電極板の間に、絶縁スペーサを介して挟んだ振動膜を有するものである。試作した静電型スピーカの音圧レベルをアズワン株式会社製デジタル騒音計（ＳＬ８１５）で測定し、測定条件として同一の音楽コンテンツを最初から最後まで再生し、スピーカ正面から５０ｍｍ離れたところでＡ特性（ＪＩＳ  Ｃ  １５０２−１９９０「普通騒音計」に定める）の最大値を測定した。その際、測定空間に４２ｄＢのベースノイズがあるため、４２ｄＢ以下を音圧レベル（×）、それより大きく９０ｄＢ未満を音圧レベル（△）、９０ｄＢ以上を音圧レベル（〇）として評価した。
【００４７】
なお、図６は、本実施例のために試作した静電型スピーカの回路概略図である。本静電型スピーカは、上で述べたように、スペーサ４０６を介して一対の固定電極４０５で振動膜２００を挟んだ構造を有しており、振動膜２００は、抵抗４０３ａを介して成極電圧を供給する直流電源４０４の正極に接続されている。一方、直流電源４０４の負極は、抵抗４０３ｂ又は４０３ｃを介して固定電極４０５に接続されている。抵抗４０３ｂ及び抵抗４０３ｃは、トランス４０１の二次側端子にも接続されている。また、アンプに接続される入力端子４０２は、トランス４０１の一次側端子に接続されている。このような回路は、一例であって、実質的に同一の回路に変更し得る。
【００４８】
上記音圧レベルは、アンプの出力をある大きさで固定し、振動膜２００に印加する成極電圧を３．０ｋＶに固定して測定を行ったが、アンプの出力値および成極電圧値が、最良の値とは限らない。
【００４９】
（耐湿性）
耐湿性は、実施例７と比較例２それぞれのサンプルを乾燥雰囲気中（２０℃、湿度２０％ＲＨ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ））で２４時間保管したのち、直ちに音圧レベルを測定し、その後１０×１０ｃｍの大きさに切り取り、重量を精密天秤で測定した。また、それぞれのサンプルを高湿度雰囲気中（５０℃、湿度８０％ＲＨ）で１時間保管したのち、直ちに音圧レベルを測定し、その後１０×１０ｃｍの大きさに切り取り、重量を精密天秤で測定した。
【００５０】
（試験結果１） 
表１は実施例１〜６と比較例１の基体の厚さと、導電性被膜の厚さ、振動膜の厚さ及び透過率、シート抵抗、静電型スピーカとしたときの音圧レベルを表にしたものである。導電性被膜をグラフェンにした場合、実施例から分かるようにその厚さは基体に比べて０．００００５％程度と極めて薄いにも関わらず、優れた導電性を有し、基体の軽量性も損なわないことが分かる。また、音圧レベルも実施例５を除いて全て９０ｄＢを超えており、比較例１のアルミニウムを基体とした場合における９５ｄＢと同等の音圧レベルが観測された。実施例２と比較例１は振動膜の厚さがほぼ同じで、音圧レベルもほぼ同じであることから、基体の厚さをさらに薄いものにすれば、さらに高い音圧レベルが得られることになる。このことは、図７に示したＰＥＴフィルムの厚さと音圧レベルの関係のグラフからも推測できる。
【００５１】
図７は、実施例１乃至５で得られた、ＰＥＴフィルムの厚さと音圧レベルの関係を表す。このようにＰＥＴフィルムが厚くなるほど音圧レベルは下がるが、厚み１８８μｍの実施例５でも８８．９ｄＢである。すなわち、連続する結晶性炭素膜が軽量であるため、これまでよりも厚い高分子フィルムでも高い音圧レベルを実現でき、音質や音量などの観点からより好ましい基体を選択できるようになっている。
【表１】
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【００５２】
（試験結果２）
表２は実施例７及び比較例２について耐湿試験を行った結果を表にまとめたものである。吸湿性の高いセルロース製のセロファンであるが、高湿度雰囲気に暴露した後では、被膜がカーボンブラックである場合に比べてグラフェン膜の場合は重量変化が小さく、また、音圧レベルも変化がほとんどないことが分かる。
【表２】
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【００５３】
（実施例８）
上記ＳＵＳ３０４製の固定電極に替えて、アクリル樹脂製の多孔板（大きさ：３００ｍｍ×２００ｍｍ×１．０ｍｍ厚、打抜パターン：直径６ｍｍ×９ｍｍピッチ、開口率：４０％）の片面に、上記成膜用金属基板に合成したグラフェンを転写し、アクリル樹脂製の透明固定電極とした。
【００５４】
上記アクリル樹脂製の透明固定電極を２枚作製し、グラフェン膜が転写された導電面が実施例１の振動膜と対向するように配置すれば、図８の概略断面図に示すような静電型スピーカ５００が得られる。すなわち、２枚の透明固定電極は、それぞれグラフェン膜４０５ｂとアクリル樹脂板４０５ｃとを含み、絶縁体のスペーサ４０６を介して、グラフェン膜１０２及びＰＥＴフィルム１０１を含む振動膜を挟み込んでいる。このような静電型スピーカの音圧レベルを評価した。次に、静電型スピーカの垂直方向（音声の放出方向）の可視光における全光線透過率を任意の５か所測定し、平均値を取ることで平均透過率とした。
【００５５】
その結果、実施例８の音圧レベルはＳＵＳ３０４を固定電極としたときと殆ど変わらない９１．７ｄＢであった。一方、平均透過率はＳＵＳ３０４を固定電極とした３３％と比べ、実施例８の透明固定電極を用いた場合は７３％となり、透明で音圧も高いスピーカが得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
図２、図３、図４、図５及び図８に示す概略図のように、基体である高分子フィルム表面の少なくとも一部を、気体遮蔽性及び導電性を有する、連続した結晶性炭素膜で被覆することにより、環境の変化に対する音質等の変化が抑制された軽量な振動膜が得られるようになる。また、このような振動膜を用いれば、同様の効果を奏する静電型スピーカが供給できるようになる。
【００５７】
以上述べた実施例などをまとめると以下のようになる。
【００５８】
本実施の形態に係る静電型スピーカ用の振動膜は、気体遮蔽性及び導電性を有し且つ連続する結晶性炭素膜によって、少なくとも一部が被覆された高分子フィルムを含む。連続する結晶性炭素膜は軽量であり、高分子フィルムに対する気体遮蔽性を有するため、湿度などの環境の変化に対する音質等の変化を抑制することができる。なお、連続する結晶性炭素膜によって被覆される部分は、高分子フィルムの片面でも両面でも良いし、高分子フィルムの表面（片面又は両面）に、連続する結晶性炭素膜で被覆されていない部分が存在していても良い。
【００５９】
より具体的には、上記連続する結晶性炭素膜は、グラフェン膜であってもよい。グラフェン膜は、その性質からして静電型スピーカ用の振動膜に好適である。
【００６０】
上でも述べたように、高分子フィルムの両面が、連続する結晶性炭素膜で被覆されるようにしても良い。これによって音圧レベルが上がることが計測されており、より高分子フィルムに対する気体遮蔽性が高まることが期待される。
【００６１】
さらに、上で述べた高分子フィルム及び上記連続する結晶性炭素膜が透明性を有するようにしても良い。静電型スピーカの固定電極に透明な素材を採用することで、全体として透明なスピーカを得られる。これによってスピーカの審美性が増し、様々な場所に設置できるようになる。
【００６２】
なお、上記連続する結晶性炭素膜が、複数の層を含むようにしても良い。これによって振動や機械的摩擦などに対する振動膜の耐久性を向上させることができる。また、気体遮蔽性も向上することが期待される。
【００６３】
さらに、上記気体遮蔽性が水蒸気に対する遮蔽性である場合もある。耐湿性は、音質等に大きな影響を与えるので、水蒸気に対する遮蔽性を有することが好適である。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００、３００、５００：振動膜
１０１：高分子フィルム
１０２：結晶性炭素膜
１０３：ＰＥＴフィルム
１０４：グラフェン膜
３０１ａ：１層目のグラフェン膜
３０１ｂ：２層目のグラフェン膜
３０１ｃ：ｎ層目のグラフェン膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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