[发明专利]压电复合材料薄膜及其制造方法及压电式扬声器

说明书

一种制造压电复合材料薄膜的方法，包括：将聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)溶于溶剂中，以形成溶液；添加官能基化纳米碳管至溶液中，以形成复合材料溶液，其中官能基化纳米碳管包括羧基、羟基、氨基或其组合，官能基化纳米碳管为聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)重量的0.005wt％至1wt％；涂布复合材料溶液，以形成薄膜；以及依序对薄膜进行退火制程与极化制程，以形成压电复合材料薄膜。另提供一种压电复合材料薄膜及包括以上述方法制得的压电复合材料薄膜的压电式扬声器。此压电复合材料薄膜具有良好的机械性能、较大的振幅及音量、较长的使用寿命及较高的振膜高频率音域，可有效解决先前技术中所述问题。

技术领域

本发明系有关于一种压电复合材料薄膜及其制造方法以及包括以前述方法制得的压电复合材料薄膜的压电式扬声器，具体而言，涉及一种聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)/官能基化纳米碳管压电薄膜及其制造方法及包括以前述方法制得的聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)/官能基化纳米碳管压电薄膜的压电式扬声器。

背景技术

传统的扬声装置分为电动式、平衡电枢式、静电式。然而电动式及平衡电枢式扬声器的结构具有磁铁，因此容易被周围电路及外界强磁场干扰。传统的扬声装置对于高音及低音采用分频网路，分频网路的元件大多为电感或电容所组成，其容易造成声音失真。

压电式扬声器可利用拉伸后之压电薄膜的逆压电效应，电压交替变化时产生双向振动，推动空气辐射出声音。但压电薄膜具有电容性阻抗，无法产生较大振幅，故音量较小。此外，压电薄膜已经过拉伸，故机械性能已受到影响，又压电薄膜具有电容性阻抗，电流通过时会累积电流产生的热而使机械性能下降，明显影响到压电薄膜的使用寿命。另一方面，压电薄膜的质地较软，所以声音受限在低频音域，缺乏高频音域。因此如何能够提升压电薄膜产生的振幅、提升机械性能及提升振膜高频率音域成为本领域亟待解决的课题。

发明内容

本发明提供一种压电复合材料薄膜，包括：聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)；以及官能基化纳米碳管，其中官能基化纳米碳管包括羧基、羟基、氨基或其组合，官能基化纳米碳管为聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)重量的0.005wt％至1wt％。

根据本发明一些实施例，聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)的偏二氟乙烯单元与三氟乙烯单元的摩尔比例介于50mol％/50mol％与85mol％/15mol％之间。

本发明提供一种制造压电复合材料薄膜的方法，包括：将聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)溶于溶剂中，以形成溶液；添加官能基化纳米碳管至溶液中，以形成复合材料溶液，其中官能基化纳米碳管包括羧基、羟基、氨基或其组合，官能基化纳米碳管为聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)重量的0.005wt％至1wt％；涂布复合材料溶液，以形成薄膜；以及依序对薄膜进行退火制程与极化制程，以形成压电复合材料薄膜。

根据本发明一些实施例，聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)的偏二氟乙烯单元与三氟乙烯单元的摩尔比例介于50mol％/50mol％与85mol％/15mol％之间。

根据本发明一些实施例，溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂、酰胺类溶剂或其组合。

根据本发明一些实施例，聚(偏二氟乙烯–三氟乙烯)与溶液的重量百分比介于5wt％与30wt％之间。

根据本发明一些实施例，退火制程的温度介于125℃与145℃之间。

根据本发明一些实施例，退火制程的时间介于0.5小时与8小时之间。

根据本发明一些实施例，方法更包括：在依序对薄膜进行退火制程及极化制程之前，干燥薄膜。

根据本发明一些实施例，方法不包括对压电复合材料薄膜进行拉伸制程。

根据本发明一些实施例，极化制程中施予薄膜的累积电压为75-250MV/m。