(57)【要約】      （修正有）【課題】エレクトレット振動板を製造するための方法を提供する。【解決手段】誘電体フィルム１３０を接着性物質によってフレームへ接着し、フレーム上の誘電体フィルム１３０の周辺領域を固定要素１４０、１５０で固定する。その後、誘電体フィルム１３０に金属スパッタリングプロセスを施してその上に導電性物質層１８０を形成する。また、誘電体フィルム１３０に分極プロセスを施し、それによってエレクトレット振動板を形成する。【選択図】図４
2010104000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレット振動板を製造するための方法であって、
上側表面及び下側表面を有するフレームを提供する工程と、
該フレームの上側表面に接着性物質を適用する工程と、
該フレームの上側表面上の接着性物質に誘電体フィルムを接着する工程であって、該誘電体フィルムが上側表面及び下側表面を有する、工程と、
該フレーム上の誘電体フィルムの周辺領域を固定するための固定要素を提供する工程と、
導電性物質層を該誘電体フィルムの上側表面上に形成する工程と、
該誘電体フィルムを分極する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記誘電体フィルムの上側表面上に導電性物質層を形成する工程が、
前記誘電体フィルムの上側表面をプラズマプロセスで処理する工程と、
スパッタリングプロセスによって前記誘電体フィルムの上側表面上に前記導電性物質層をスパッタリングする工程と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誘電体フィルムの上側表面をプラズマプロセスによって処理する工程が、
１００乃至１０００ワットの酸素又はアルゴンプラズマを適用して前記誘電体フィルムの上側表面を１０乃至１２０秒間処理する工程、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記誘電体フィルムの厚さが１乃至５０μｍであり、かつ前記導電性物質層の厚さが０．０１乃至１μｍである、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記導電性物質層の厚さが０．０１乃至１μｍである、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性物質層がアルミニウム層であり、かつ前記誘電体フィルム上に該アルミニウム層をスパッタリングして堆積させる速度が、１秒あたり約１乃至２０オングストロームである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記導電性物質層が金層であり、かつ前記誘電体フィルム上に該金層をスパッタリングして堆積させる速度が、１秒あたり約０．１乃至５オングストロームである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記誘電体フィルムの上側表面上に、スパッタリングプロセスによって前記導電性物質層を形成する工程が、
前記誘電体フィルムに１０乃至６０秒間の連続するスパッタリングを施した後、前記誘電体フィルム上の前記導電性物質のスパッタリングを中断して前記誘電体フィルムを冷却させる工程、
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記誘電体フィルムの上側表面上に、スパッタリングプロセスによって前記導電性物質層を形成する工程が、
前記誘電体フィルム上の前記導電性物質のスパッタリングを１０乃至６０秒間中断した後、前記誘電体フィルム上の前記導電性物質のスパッタリングを再開する工程、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記誘電体フィルムの上側表面上に導電性物質層を形成する工程が、
前記フレームを第一のコンベアー上に配置する工程と、
前記フレームを前記第一のコンベアーによって金属スパッタリング装置へ搬送する工程と、
前記金属スパッタリング装置内で前記誘電体フィルムの上側表面上に前記導電性物質層を形成する工程と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記誘電体フィルムの上側表面上に導電性物質層を形成する工程が、
前記導電性物質層が形成された後、前記第一のコンベアーによって前記金属スパッタリング装置から前記フレームを運び出す工程、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一のコンベアーが前記フレームを前記金属スパッタリング装置から運び出した後、前記第一のコンベアーから前記フレームを取り上げる工程と、
前記誘電体フィルムを分極する工程を実施できるように前記フレームを反転させて前記誘電体フィルムの下側表面を上向きにする工程と、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記誘電体フィルムを分極する工程が、
反転された前記フレームを第二のコンベアー上に配置する工程と、
前記第二のコンベアーによって前記フレームを帯電装置へ搬送する工程と、
前記帯電装置内にてコロナ帯電プロセスによって誘電体フィルムを分極する工程と、
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記コロナ帯電プロセスで用いられる電圧が、１０ｋＶ乃至２０ｋＶの範囲であり、かつ前記コロナ帯電プロセスにおける電流が０．０１ｍＡ乃至１ｍＡの範囲である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記誘電体フィルムの上側表面をプラズマプロセスによって処理する工程が、
８００ワットの酸素又はアルゴンプラズマを適用して前記誘電体フィルムの上側表面を２０秒間処理する工程、
を含む、請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全開示事項が参照することで本明細書に組み入れられる２００８年１０月２７日出願の台湾特許出願第０９７１４１１２８号の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、フィルムを製造するための方法に関し、より詳細には、エレクトレット電気音響変換器のためのエレクトレット振動板を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
ラウドスピーカーは、音を発生させるための装置の一種である。ラウドスピーカーで音を発生させる原理は、その振動板を電気シグナルによって振動させて空気を押すことである。現在、ラウドスピーカーは、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、及びノート型コンピューター等、音を発生させる機能を有する電子装置に広く用いられている。
【０００４】
一般的なラウドスピーカーの一つは、いわゆるダイナミックラウドスピーカーである。ダイナミックラウドスピーカーで音を発生させる原理は、ボイスコイルに電流を通して磁界を作り出すことである。この磁界が、ラウドスピーカーのフレームに固定された永久磁石からの磁界に対するボイスコイルの反応を誘起し、それによってボイスコイルに取り付けられた振動板が振動して音が発生する。このようなダイナミックラウドスピーカーは非常に高い音質を提供することができるが、その音響チャンバー（ｓｏｕｎｄ  ｃｈａｍｂｅｒ）が大きいことから、ラウドスピーカーは大きな厚みを有する。このようなダイナミックラウドスピーカーを上述の携帯用電子装置に用いると、これらの電子装置の厚みを抑えることができない。
【０００５】
上記の問題を解決するために、いわゆるエレクトレットラウドスピーカーが製造されている。このエレクトレットラウドスピーカーは、振動板として作用する可撓性誘電体フィルムを有する。この誘電体フィルムは、その上に形成された電極として機能する導電性物質を有する。この導電性物質が形成された後、この誘電体フィルムは分極され、その内部及び上部に静電荷が発生する。エレクトレットラウドスピーカーに関する考察は、「可撓性ラウドスピーカー及びその製造方法（ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＬＯＵＤＳＰＥＡＫＥＲ  ＡＮＤ  ＩＴＳ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＮＧ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という発明の名称である台湾特許第Ｉ２９３２３３号に見ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のプロセスで製造された振動板は、導電性物質が誘電体フィルムから剥がれやすいという問題を有する。このことは、エレクトレットラウドスピーカーの性能に悪影響を与える。さらに、従来のプロセスでは、エレクトレットラウドスピーカーの大量生産を達成することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を提供する。吸着テープ又はクランプ固定具（ｃｌａｍｐｉｎｇ  ｆｉｘｔｕｒｅ）を用いて誘電体フィルムをフレーム上に張った状態で延伸させ、コンベアーを用いてエレクトレット振動板の作製を迅速化する。
【０００８】
一つの実施形態では、本発明の方法は、フレームの上側表面に接着性物質を適用し、誘電体フィルムがこのフレームの上側表面に接着される。フィルムが電気音響変換器の振動板として用いられる場合、フィルムの厚さは１乃至５０μｍである。フィルムをフレームに接着した後、固定要素としての吸着テープ（ｖａｃｕｕｍ  ｔａｐｅ）又はクランプ固定具がフレーム上のフィルムの周辺領域を固定する。その後、導電性物質との結合を促進するために、フィルムの上側表面に酸素又はアルゴンプラズマプロセスを施してその上に活性基を誘起する。プラズマプロセスの出力は１００乃至１０００ワットの範囲であり、プラズマプロセスを行う時間は１０乃至１２０秒の範囲である。８００ワットのプラズマプロセスの出力下にて２０秒間フィルムを処理してもよい。
【０００９】
フィルムをプラズマ処理した後、第一のコンベアーを用いてフレームを金属スパッタリング装置へ搬送し、アルミニウム層又は金層等の導電性物質層をフィルム上に形成する。この導電性物質層の厚さは０．０１乃至１μｍである。得られる導電性物質層がアルミニウム層である場合、誘電体フィルム上にアルミニウム層をスパッタリングして堆積させる速度は、１秒あたり約１乃至２０オングストロームである。得られる導電性物質層が金層である場合、誘電体フィルム上に金層をスパッタリングして堆積させる速度は、１秒あたり約０．１乃至５オングストロームである。スパッタリングプロセスの電圧は、４００乃至１５００Ｖである。さらに、誘電体フィルムとスパッタリングプロセスに用いられるスパッタリング源との間の距離は、１０乃至３０ｃｍである。スパッタリングプロセス中に過熱によるフィルムの損傷を防ぐため、誘電体フィルム上の導電性物質のスパッタリングは、フィルムに１０乃至６０秒間の連続するスパッタリングを施す度毎に、少なくとも１０乃至６０秒の中断が必要であり、それによってフィルムを冷却させ、その後スパッタリングを再開する。導電性物質層を形成した後、第一のコンベアーによりフレームを金属スパッタリング装置から運び出す。
【００１０】
その後、フレームを第一のコンベアーから取り上げ、手動又は反転装置によって反転させ、誘電体フィルムの下側表面を上に向ける。続いて、フレームを第二のコンベアー上に配置し、次に帯電装置へ搬送する。そこでコロナ帯電プロセスを実施して、フィルムをその内部又は上部に保持される長寿命の静電荷を有するエレクトレット振動板とする。コロナ帯電プロセスに用いられる電圧は１０ｋＶ乃至２０ｋＶの範囲であり、電流は０．０１ｍＡ乃至１ｍＡの範囲である。誘電体フィルムの下側表面からコロナ帯電プロセス用の電極までの距離は、約２乃至２０ｃｍである。フィルムが分極された後、第二のコンベアーによりフレームを帯電装置から運び出す。
【００１１】
前述の並びにさらなる本発明の目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図１ｂ】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図１ｃ】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図１ｄ】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図１ｅ】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図１ｆ】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図２】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図３】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図４】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図である。
【図５】本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法を示す図であり、ここで、エレクトレット振動板の製造にコンベアーが使用される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１ａ乃至４を参照すると、本発明によるエレクトレット振動板を製造するための方法は、まず上側表面１１２を有する剛性の環状フレーム１１０を提供する（図１ａ参照）。その後、接着性物質１２０をフレーム１１０の上側表面１１２に適用し（図１ｂ参照）、誘電体フィルム１３０を、フレーム１１０の上側表面１１２上の接着性物質１２０に接着する（図１ｃ及び１ｄ参照）。フィルム１３０は、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエテン（ＰＴＦＥ）、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、又はその他のフッ化ポリマーから作製することができる。フィルム１３０が電気音響変換器の振動板として用いられる場合、フィルム１３０上に分極プロセスを実施してその内部又は上部に保持される静電荷を発生させる必要がある。フィルム１３０に保持される静電荷の量が多いほど、より強い振動をフィルム１３０に発生させることができる。フィルム１３０の静電荷を保持するキャパシティは、その厚さを増加させることで高めることができる。しかし、フィルム１３０の厚さの増加は、その質量の増加に繋がる。フィルム１３０が重いと、振動させることはより困難である。従って、そのバランスを取るため、ＰＴＦＥ製の振動板等の電気音響変換器の振動板を形成するために用いられる場合、フィルム１３０の厚さは１乃至５０μｍの範囲である。図１ｅを参照すると、フィルム１３０がフレーム１１０に接着された後、固定要素として機能する吸着テープ１４０が、フレーム１１０上のフィルム１３０の周辺領域を固定し、それによってフィルム１３０をフレーム１１０上に確実に接着させ、張った状態で延伸させることができる。フィルム１３０をフレーム１１０上に固定するための方法は、吸着テープ１４０をフィルム１３０の上側表面１３２の周辺領域、並びにフレーム１１０の外側の側表面１１６及び下側表面１１４へ接着させるものである。吸着テープ１４０は、任意に延長して内側の側表面１１８と接着させることもできる。
【００１４】
フィルム１３０をフレーム１１０上に張った状態で延伸させる本発明による方法は、吸着テープ１４０の使用に限定されるものではない。図１ｆを参照すると、Ｕ字型のクランプ固定具１５０を固定要素として用いてフィルム１３０をフレーム１１０上へ固定することもできる。クランプ固定具１５０の用途は、フィルム１３０をフレーム１１０上に確実に接着させ、張った状態で延伸させることができるように、フレーム１１０上のフィルム１３０の上側表面１３２の周辺領域を固定することである。クランプ固定具１５０に適する材料としては、金属又はプラスチック等、真空環境中でガスを発生する傾向がなく、フィルム１３０の端部を固定するように成形されるものである。
【００１５】
その後、図２を参照すると、フレーム１１０をフィルム１３０と共に真空環境内へ配置し、フィルム１３０の上側表面１３２を酸素又はアルゴンプラズマプロセス等のプラズマプロセスで処理し、導電性物質との結合を促進するためにその上に活性化された基を誘起する。高出力で長時間プラズマプロセスを行えば、より多くの活性化された基をフィルム１３０上に誘起することができることは理解されるであろう。活性化された基の数が多いことは、導電性物質との結合に対しては好ましい。しかし、過度のプラズマ出力又は時間が長過ぎるプラズマプロセスは、フィルム１３０の損傷の原因となる。従って、本発明の方法によれば、プラズマ出力は１００乃至１０００ワット（Ｗ）の範囲であり、プラズマプロセス時間は１０乃至１２０秒の範囲である。フィルム１３０を８００Ｗのプラズマ出力下にて２０秒間処理してもよい。
【００１６】
図３を参照すると、フィルム１３０をプラズマ処理した後、アルミニウム（Ａｌ）層又は金（Ａｕ）層等の導電性物質層１８０を、スパッタリングプロセス等のプロセスによってフィルム１３０の上側表面１３２上に形成する。導電性物質層１８０の厚さは０．０１乃至１μｍである。導電性物質層１８０がアルミニウム層である場合、フィルム１３０上にアルミニウム層１８０をスパッタリングして堆積させる速度は、１秒あたり約１乃至２０オングストローム（Å／秒）である。別の選択肢として、導電性物質層１８０が金層である場合、フィルム１３０上に金層１８０をスパッタリングして堆積させる速度は、１秒あたり約０．１乃至５オングストローム（Å／秒）である。スパッタリングプロセスのスパッタリング電圧は、４００乃至１５００ボルト（Ｖ）の範囲である。さらに、フィルム１３０からスパッタリングプロセスに用いられるスパッタリング源１６０までの距離が短過ぎる場合、フィルム１３０は損傷を受け易くなる。他方、フィルム１３０とスパッタリング源１６０との間の距離が長過ぎる場合、スパッタリング効率が非常に悪くなる。従って、フィルム１３０とスパッタリング源１６０との間の距離は、１０乃至３０センチメートル（ｃｍ）の範囲である。スパッタリングプロセス中に過熱によるフィルム１３０の損傷を防ぐため、スパッタリングは、フィルムに１０乃至６０秒間の連続するスパッタリングを施す度毎に、少なくとも１０乃至６０秒の中断が必要であり、それによってフィルム１３０を冷却させ、その後スパッタリングを再開する。スパッタリングは、所望の厚さの導電性物質層１８０が形成されるまで続けられる。
【００１７】
図４を参照すると、電気音響変換器の振動板として用いる場合、導電性物質層１８０をスパッタリングプロセスによってフィルム１３０上に形成した後、コロナ帯電プロセス等の分極プロセスを実施することにより、フィルム１３０を内部又は上部に保持される長寿命の静電荷を有するエレクトレット振動板とする必要がある。コロナ帯電プロセスに用いられる電圧は１０ｋＶ乃至２０ｋＶの範囲であり、電流は０．０１ｍＡ乃至１ｍＡの範囲である。フィルム１３０の下側表面１３４からコロナ帯電プロセス用の電極１７０までの距離は、約２乃至２０ｃｍであり、導電性物質層１８０は接地されていなければならない
【００１８】
さらに、本発明の方法によると、コンベアーを用いてエレクトレット振動板の作製を迅速化することができる。例えば、図５を参照すると、フィルム１３０をプラズマ処理した後、フレーム１１０をフィルム１３０と共に、フィルム１３０の上側表面１３２を上に向けて第一のコンベアー５１０上に配置する。次にフレーム１１０をコンベアー５１０により金属スパッタリング装置５２０へ搬送し、そこでスパッタリングプロセスによりフィルム１３０の上側表面１３２上に導電性物質層１８０を形成する。その後、コンベアー５１０によりフレーム１１０を金属スパッタリング装置５２０から運び出す。
【００１９】
続いて、フレーム１１０をコンベアー５１０から取り上げ、手動又は反転装置５３０によって反転させ、フィルム１３０の下側表面１３４を上に向ける。次に、反転されたフレーム１１０を第二のコンベアー５４０上に配置し、続いて帯電装置５５０へ搬送し、そこでコロナ帯電プロセスによってフィルム１３０を分極する。フィルム１３０を分極した後、第二のコンベアー５４０によりフレーム１１０を帯電装置５５０から運び出す。
【００２０】
本発明の方法によると、吸着テープ又はクランプ固定具等の固定要素を用いて誘電体フィルムをフレーム上に張った状態で延伸させる。さらに、エレクトレット振動板は、本発明で述べるスパッタリング及び分極プロセスのプロセスパラメータに従って製造することができることから、エレクトレット振動板上の導電性物質は、誘電体フィルムから分離しやすいという傾向はない。さらに、コンベアーを用いてエレクトレット振動板の作製を迅速化することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態を説明の目的で開示したが、当業者であれば、添付の請求項に開示する本発明の範囲及び意図から逸脱することなく、種々の変形、追加、及び置換が可能であることは理解されるであろう。
【図１ａ】
2010104000.tif 000003
【図１ｂ】
2010104000.tif 000004
【図１ｃ】
2010104000.tif 000005
【図１ｄ】
2010104000.tif 000006
【図１ｅ】
2010104000.tif 000007
【図１ｆ】
2010104000.tif 000008
【図２】
2010104000.tif 000009
【図３】
2010104000.tif 000010
【図４】
2010104000.tif 000011
【図５】
2010104000.tif 000012