微型静电扬声器的制作方法

微型静电扬声器
1.背景
1.技术领域
2.本发明涉及静电音频设备，尤其涉及小尺寸的静电扩音器和/或耳机。
3.2.相关技术的描述
4.在高保真声音再现技术中，静电扩音器因其固有的卓越音质和在宽频率范围内的平滑响应而受到关注。在这种设备中，柔性发声膜(membrane)位于电极附近，或者在推挽式布置的情况下，该柔性发声膜位于一对电极附近，该一对电极中的一个位于该膜的任一侧。在该膜和电极之间施加直流极化电势，并且音频信号叠加在电极上，使得该膜响应于音频信号而移动。电极是透声的，使得通过移动膜产生的声音通过电极向外辐射到听音区域。
5.静电扬声器在电气和机械方面都是高效的设备。电阻抗很高，并且随着声频率的增加而降低。高电阻抗导致非常低的工作电流和最小的电损耗。从机械上讲，除了重量非常轻的移动膜之外，没有其他移动部件。因此，静电扬声器本质上比目前电池供电的电子设备中使用的电动声学设备更节能。
6.因此，需要并且有利的是具有适合用于电池供电的电子设备的高效率小型静电扬声器。
7.简要概述
8.根据本发明的不同特征，本文公开了各种声学设备。该设备包括具有边缘的膜。膜支撑件附接到膜的边缘。膜的中心区域不受支撑件的支撑。第一电极平行于膜设置。该膜被配置为当变化的第一电压被施加到第一电极时，声学地响应从第一电极发出的变化的第一电场。涂层沉积在第一电极的面对膜的表面上。涂层包括由聚对二甲苯组成的保护层。膜支撑件和第一电极可以制造作为单个元件。声学设备的最大尺寸可以是50毫米。涂层的厚度可以在1微米到20微米之间。该膜可以包括热塑性薄膜(film)，其中金属或半金属材料沉积在该热塑性薄膜上或浸渍到该热塑性薄膜中，以产生纳米复合材料。第一电极可以包括涂覆有保护层的导电材料。第一电极可以包括涂覆有由导电材料组成的第一层的电绝缘材料，并且该第一层涂覆有作为保护层的第二层。第二电极可以平行于膜设置，与第一电极相对。膜可以被配置为当变化的第二电压被施加到第二电极时，(结合从第一电极发出的第一电场)机械地响应从第二电极发出的变化的第二电场。当变化的第一电压和变化的第二电压异相时，第一电场和第二电场可以建设性地相加。涂层可以沉积在第二电极的面对膜的表面上。涂层可以包括基本上由聚对二甲苯组成的层。刚性构件可以附接到膜上，覆盖膜的表面上的膜的一部分。刚性构件可具有大于膜的弯曲模量的弯曲模量。第一电极可以具有根据密排晶格(例如六边形密排晶格)定位的通孔。这些孔可以被配置成从移动膜向外输送气流。第一电极可以具有带有中心孔的环形形状。第一电极可以具有最大尺寸d。第一电极可以包括半径r2和半径r1之间的多个环形小孔，其中半径r1小于半径r2，并且半径r2小于最大尺寸d的一半。第一电极可以具有旋转对称轴，该旋转对称轴在旋转中心与包括第一电极的表面的平面相交。沿着平行于旋转对称轴在旋转中心附近的线测量的第一电极的厚度可
以小于沿着平行于旋转对称轴远离旋转中心的线测量的第一电极的厚度。膜支撑件和/或第一电极可以包括侧出口，该侧出口适于将气流输送到第一电极和膜之间的空间以及从该空间输送气流。
9.根据本发明的不同特征，本文公开了用于组装声学设备的各种方法。通过将膜的边缘附接到膜支撑件上，将具有边缘的膜安装到膜支撑件上。膜的中心区域不受膜支撑件的支撑。保护层沉积在电极的表面上。保护层包括聚对二甲苯。膜支撑件和第一电极可以制造作为单个元件。电极平行于膜设置，其中保护层面对膜。该膜被配置为当变化的第一电压被施加到电极时，声学地响应从电极发出的变化的第一电场。刚性构件可以附接到膜上。刚性构件可以围绕膜的中心覆盖膜的一部分。刚性构件可具有显著大于膜的弯曲模量的弯曲模量。保护层沉积在电极的表面上。电极平行于膜组装，其中保护层面对膜。该膜被配置为当变化的第一电压被施加到电极时，声学地响应从第一电极发出的变化的第一电场。具有通孔的电极可以根据密排晶格来定位。
10.附图简述
11.本文仅通过示例的方式参考附图对本发明进行了描述，在附图中：
12.图1以横截面示意性地示出了根据本发明的实施例的声学设备；
13.图2a以横截面示出了根据本发明的实施例的可用于图1的声学设备中的电极；
14.图2b以横截面示出了根据本发明的其他实施例的可以用于图1的声学设备的电极；
15.图2c示出了根据本发明的实施例的声学设备的另一实施例；
16.图3是示出了根据本发明的实施例的图1的声学设备的组件的分解等距图；
17.图4示出了根据本发明的特征的图1的声学设备的等距视图，该声学设备在通过最大尺寸的横截面上完全组装。
18.图5包括根据本发明的特征的组装的图1的声学设备的等距视图；
19.图6是根据本发明的特征的包括安装在支撑件上的张紧膜的膜组件的等距视图。
20.图7a是根据本发明的另外的特征的膜组件的等距分解视图；
21.图7b是根据图7a的实施例的膜组件的等距视图，该膜组件包括粘附到膜中心的刚性构件；
22.图8a示出了根据本发明的特征的电极，该电极具有放置在二维六边形密排晶格上的小孔；
23.图8b示出了根据本发明的特征的电极，该电极具有位于环上的弧形小孔；
24.图8c示出了根据本发明的特征的在中心区域具有孔的环形电极；
25.图8d是根据本发明的特征的电极的横截面侧视图；
26.图8e示出了根据本发明的实施例的电极的俯视图；
27.图8f示出了根据图8e所示的本发明的实施例的声学设备的横截面侧视图；
28.图8g示出了根据图8e和图8f所示的本发明的实施例的声学设备的侧视图。
29.图9a和图9b示出了根据本发明的特征的方法的简化流程图。
30.图10a示出了根据本发明的特征的膜结构的细节，该膜结构是声学设备的元件；
31.图10b示出了根据本发明的特征的膜异质结构的细节，该膜异质结构是声学设备的元件；和
32.图10c示出了根据本发明的特征的膜异质结构的细节，该膜异质结构是声学设备的元件。
33.当结合附图考虑时，上述和/或其他方面通过以下的详细描述将变得明显。
34.详细描述
35.现在将详细参考本发明的特征，其示例在附图中示出，其中，通篇相似的附图标记指代相似的元素。下面通过参考附图描述这些特征以解释本发明。
36.作为介绍，本发明的方面涉及最大尺寸(例如直径d为50毫米或更小)的小型静电扬声器(或者在一些实施例中，尺寸d为25毫米或更小的静电声学扬声器，或者在另外的其他实施例中，尺寸d为10毫米或更小的静电声学扬声器)的设计。对于耳机应用，静电扬声器可以具有最大尺寸，例如直径d为20毫米或更小。
37.现在参考附图，图1以横截面示意性地示出了根据本发明的实施例的声学设备或静电扬声器10。垂直轴z显示为穿过静电扬声器10的中心。膜15由膜支撑件13在基本垂直于垂直轴z的平面内以张力支撑。膜15可以用导电的、电阻的和/或静电材料浸渍，使得膜15对变化的电场做出机械响应。图1中示出了两个电极11，它们平行于膜15安装，标称上等距，距膜15的距离为d(例如20微米
‑
500微米)。电极11被图示为穿孔有小孔12，当静电扬声器10工作时，小孔12透射从膜15发出的声波。
38.在静电扬声器10的操作期间，恒定的直流(dc)偏置电压(例如 v
dc
＝ 1000伏)可以使用导电触点施加到膜15。电压信号
±
v
sig
可以施加到电极11。电压信号
±
v
sig
随着音频频率变化(标称频率在20赫兹
‑
20,000赫兹之间)。非反相电压信号 v
sig
可以施加到电极11之一，而相同但反相的电压信号
‑
v
sig
可以施加到另一个电极11。虚线15a示意性地示出了膜15响应于由电压信号
±
v
sig
引起的变化的电压而移动。
39.响应于电压信号
±
v
sig
的膜15上的力f
sig
可以由等式(1)近似或建模：
[0040][0041]
其中，a是静电扬声器10的标称表面积，并且ε0是电常数，或者自由空间的介电常数，标称等于8.85
×
10
‑
12
法拉/米。
[0042]
声压级(spl)可以在距离静电扬声器沿z轴的特定距离(例如0.5米)处测量，并且由于电压信号
±
v
sig
、v
dc
并且还取决于机械振荡模式，声压级(spl)通常与膜15上的力f
sig
成比例。
[0043]
根据本发明的特征，静电扬声器10的最大尺寸(例如直径d)小于50毫米，或者在其他实施例中，静电扬声器10的尺寸(例如直径d)小于25毫米，或者静电扬声器10的尺寸d小于10毫米。在另外的其他实施例中，例如当用于耳机时，声学设备10可以具有20毫米的最大尺寸d。根据等式(1)，声压级(spl)预期通常随着静电扬声器10的面积的减小而减小，并且spl预期通常随着电压v
dc
和
±
v
sig
的减小而减小。为了补偿较小的面积a，并保持特定的声压级(spl)，可能需要较大的dc恒定偏置电压v
dc
、较大的绝对值信号电压
±
v
sig
和/或电极11和膜15之间较小的距离d来保持所需的声压级(spl)。
[0044]
然而，随着距离d的减小，或者随着dc偏置电压 v
dc
和/或信号电压
±
v
sig
的增加(绝对值)，则膜15和电极11之间短路和/或空气介电击穿的机会增加，空气介电击穿的强度在
标称值上预期约为3
×
106伏/米。假设膜15上的平均dc电压v
dc
为800伏，则距离d为200微米
‑
300微米时可能发生电击穿。
[0045]
现在参考图2a和图2b，根据本发明的进一步特征，其示意性地示出了电极11，该电极11被配置为最小化或避免前述电击穿问题。图2a示意性地示出了电极11a，该电极11a可以在静电扬声器10中用作如图1所示的电极11。电极11a包括涂覆有保护层26的导电基底21。电极11a可以安装在静电扬声器10中，使得保护层26面对膜15。保护层26被配置成提高电极11和膜15之间的电介质间隙、空气和保护层26的介电强度。
[0046]
图2b示意性地示出了根据本发明的其他实施例的电极11b，该电极11b可以在静电扬声器10中用作图1中的电极11。电极11b包括涂覆有导电层24然后涂覆有保护层26的电绝缘基底22。导电基底21或导电层24可以基本上是金属的，例如包括：钛、钯、铂、金、银、铝、铜、铁、锡、青铜、黄铜和钢。
[0047]
如同电极11a(图2a)，电极11b作为电极11(图1)安装在静电扬声器10中，使得保护层26面对膜15。电极11b上的保护层26还被配置为提高电极11和膜15之间的电介质/空气间隙的介电强度。电绝缘基底22可以是石英、二氧化硅、玻璃、蓝宝石、氧化铝和/或热塑性材料，所述热塑性材料例如聚醚酰亚胺(pei)；聚醚醚酮(peek)热塑性聚合物或聚芳醚酮(paek)家族中的其他热塑性塑料，例如，vespel
tm
是由dupont
tm
制造的聚酰亚胺基塑料。举例来说，保护层26可以包括聚合材料，例如聚氨酯、硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯、聚四氟乙烯(ptfe)、聚酰亚胺和/或含氟聚合物，例如3m
tm fpe。保护层26的厚度可以是1微米到20微米厚。或者，保护层26的厚度可以是5微米到10微米厚。
[0048]
用于电极11a和电极11b的保护层26可以是parylene
tm
，它是各种化学气相沉积聚(对二甲苯)聚合物的商品名。可能适合于保护层26的其他材料可以包括：二氧化硅、石英、氧化铝、二氧化钛和金刚石。
[0049]
现在参考图2c，其示出了根据本发明的替代实施例的声学设备10b。垂直轴z显示为穿过声学设备10b的中心。张紧的膜15由电极11b的边缘支撑在基本垂直于垂直轴z的平面内。电极11的中心区域平行于膜15安装，标称上等距，距膜15的距离为d(例如50微米
‑
500微米)。电极11被图示为穿孔有小孔12，当静电扬声器10工作时，小孔12透射从膜15发出的声波。因此，在声学设备10b中，电极11具有附加功能并支撑张紧的膜，包括声学设备10中的膜支撑件13(图1)的功能。声学设备10b优于声学设备10，因为不需要膜支撑件13。声学设备10比声学设备10b具有优势，因为膜支撑件13便于膜15的更换。
[0050]
现在参考图3，图3是示出了声学设备10的组件的分解等距图。现在还参考图4，图4示出了在通过最大尺寸的横截面上完全组装的设备10。现在还参考图5，图5包括组装的声学设备10的等距视图。在设备10的中心，膜支撑件13之一附接到膜15的周边或边缘，膜15显示为膜组件30。膜15的中心可以自由振动，受到周围的空气阻尼。具有预先涂覆的表面的电极11显示为在组装时保护层26(图3
‑
图5中未示出)面对膜15。框架31和隔离物33将组件保持在一起，电极11和膜15之间有固定的距离d。在本发明的一个实施例中，稀土磁体可以用作隔离物33，使得能够容易地拆卸和更换膜组件30或涂覆电极11。
[0051]
现在参考图6，其更详细地示出了根据本发明的特征的膜组件30(包括张紧地安装在支撑件13上的张紧膜15)。膜15可由分散在具有足够强度和弹性的热塑性薄膜基质中的金属、半金属和/或半导体纳米颗粒或微粒构成。另外，金属、半金属或半导体材料可以使用
已知的沉积技术(例如高真空蒸发或溅射)沉积到热塑性薄膜上。沉积可以在热塑性薄膜上形成薄层，该薄层不一定是连续层。沉积后的原子或岛状物(island)可以形成微复合材料或纳米复合材料，其中金属/半金属/半导体的原子或岛状物渗入热塑性基质。举例来说，金属/半金属/半导体可以选自以下项：金、铂、钯、如石墨烯或石墨的碳、锗和硅。浸渍的薄膜可以具有高表面电阻。举例来说，热塑性塑料可以是例如聚偏氟乙烯(pvdf)、聚醚酰亚胺(pei)、聚(苯硫醚)(pps)、聚醚醚酮(peek)、聚芳醚酮(paek)和聚醚酮(pek)、聚砜(psu)、聚(醚砜)(pes)、聚(苯硫醚)(pps)。
[0052]
仍然参考图6，在组装膜组件30之前，通过至少在接触膜15的表面上预先用导电涂层涂覆膜支撑件13，可以促进至膜15的电触点61。铜箔或其他导电材料可用于局部包裹膜支撑件13以形成电触点61。用于附接膜的其他已知方法可以包括使用导电粘合剂。附接到电触点61的导线63用于将膜15连接到偏置电压v
dc
(图1)。
[0053]
现在参考图7a和图7b，其示出了根据本发明的进一步特征的膜组件30。图7a是膜组件30的分解视图，该膜组件30在膜15的中心区域中的刚性构件71的膜上具有另外的组件。刚性构件71可具有显著大于膜15的弯曲模量的弯曲模量。刚性构件71的厚度可以是1微米
‑
100微米。刚性构件的最大尺寸是膜组件70的最大尺寸(例如直径)的0.25倍
‑
0.5倍。举例来说，刚性构件71可以由石英、二氧化硅、玻璃、蓝宝石或氧化铝材料制成。图7b示出了膜组件70，其包括粘附到膜15的中心的刚性构件71。除了改变膜组件30中振动膜15的声学模态特性之外，膜组件70可以具有改善的介电强度。此外，刚性构件71可以限制振动膜15在膜15的中心处的机械振幅，并且可以通过减少操作期间的放电来提高寿命。
[0054]
现在参考图8a、图8b、图8c、图8d和图8e，它们示出了电极11的各种特征或属性。图8a示出了具有放置在二维六边形密排晶格上的小孔的电极11a。小孔优选地是在保护层26沉积之前钻出的圆孔(如图所示)或以其他方式形成。小孔表面的拐角优选为圆形拐角或斜切拐角。孔的总面积包括电极11a的总表面积的30％
‑
80％。
[0055]
图8b示出了具有弧形小孔83的电极11b，该弧形小孔83位于半径r2和半径r1之间的环上。在电极11b中示出了六个弧形小孔83。如图8b所示，电极11b是6重旋转对称的。通常，取决于半径r2和半径r1，电极11b可以制造成具有n个弧形小孔83且具有n重旋转对称性。
[0056]
图8c示出了在小于半径d/2的半径r3的中心区域具有孔85的环形电极11c，其中d是电极11c的直径。中心孔85可以降低膜15的中心放电的可能性，膜15在该中心最不受约束。
[0057]
图8d是根据本发明的特征的电极11的侧视图。电极11示出了被斜切的中心部分，使得电极11周边附近的厚度d2大于电极11中心附近的厚度d1。
[0058]
图8e示出了根据本发明的实施例的电极11的俯视图。如图8e所示的电极11包括侧出口87，这是本发明的一个特征。现在还参考图8f和图8g，它们进一步示出了侧出口87。图8f示出了声学设备10b的横截面侧视图，该声学设备10b包括在穿过如图8e中标记的平面c的横截面中所示的电极11。在如图8f所示的声学设备10b中，膜15由电极11周边的唇缘88支撑。一个或更多个侧出口87可以响应振动膜15输送气流。图8g示出了声学设备10b的侧视图，该声学设备10b具有用于气流和来自振动膜15的声音传输的侧出口87。
[0059]
根据本发明的不同实施例，图8a
‑
图8e所示的特征可以以各种方式组合。电极可以包括以下任何一项：如图8a所示的放置在二维六边形密排晶格上的小孔、如图8b所示的弧
形小孔、如图8c所示的中心孔和/或如图8d所示的斜切面。此外，声学设备10可以包括侧出口87，并且可选地在电极11的顶面上具有或不具有小孔。
[0060]
现在参考图9a和图9b，它们是根据本发明特征的方法的简化流程图。参考图9a，膜15通过其边缘被张紧地安装(步骤91)到膜支撑件13上。产生膜组件30。在步骤93中，刚性构件71附接到表面(例如靠近膜15的中心)，以产生膜组件70。现在参考图9b，在电极11的表面上沉积(步骤95)保护层。膜组件30或膜组件70可以与电极11组装(步骤97)以产生声学设备10。
[0061]
膜异质结构
[0062]
现在参考图10a、图10b和图10c，它们示出了可用于膜15的各种膜异质结构。图10a示出了在聚合物层102上具有金属或半金属沉积的膜15结构。可以通过首先使用沉积工艺(例如电子束蒸发、溅射或化学气相沉积(cvd)工艺)将金属或半金属材料沉积在金属(例如铜、箔(或其他基底))上来产生图10a的膜15结构。聚合物(例如热塑性层102)可以通过旋涂、喷涂或溶剂浇铸工艺在金属或半金属沉积物100上形成，以形成涂覆金属箔基底的表面的两层。导电粘合剂可以被施加到膜支撑件13(或图2c所示实施例中的电极11)的表面。膜15在适当的张力下粘附到膜支撑件13上，其中金属或半金属沉积物使粘合剂接触到膜支撑件13或电极11。可以使用已知的化学蚀刻工艺蚀刻掉金属箔(或其他基底)，以产生图10a所示的膜15结构，其中半金属或金属沉积物100邻近聚合物层102。
[0063]
现在参考图10b，图10b示出了对称的膜异质结构15，其包括在外部的两个金属或半金属沉积物100和在内部的聚合物(例如热塑性层)。可以通过首先使用沉积工艺(例如电子束蒸发、溅射或化学气相沉积(cvd)工艺)将金属或半金属材料沉积在金属(例如铜、箔(或其他基底))上来产生图10b的膜异质结构15。聚合物(例如热塑性层102)可以通过旋涂、喷涂或溶剂浇铸工艺在金属或半金属沉积物100上形成，以形成涂覆金属箔基底的表面的两层。两个这样的结构可以在适当的温度和压力条件下被压在一起(其中热塑性层102在内部)，使得层102粘附到彼此。导电粘合剂可被施加到膜支撑件13(或图2c所示实施例中的电极11)的表面。膜15在适当的张力下粘附到膜支撑件13上，其中金属箔使粘合剂在两侧接触到膜支撑件13。可以使用已知的化学蚀刻工艺蚀刻掉金属箔，以产生如图10b所示的膜15结构，其中在外部有两个半金属或金属沉积物100，并且在内部熔合了两个热塑性层。
[0064]
现在参考图10c，图10c示出了对称的膜异质结构15，其包括两个内部金属或半金属沉积物100和两个聚合物(例如热塑性外层102)。在金属或半金属沉积物100之间是聚合物层104(例如热固性聚合物，诸如硅酮聚合物)。用于产生膜异质结构15(图10c)的工艺包括首先使用沉积工艺(例如电子束蒸发、溅射或化学气相沉积(cvd))将金属或半金属材料沉积在金属(例如铜、箔(或其他基底))上。举例来说，金属或半金属沉积物可以用硅酮树脂喷涂或旋涂，以产生层104。两个这样的结构可以在最终固化之前被压在一起，或者在内部具有附加的树脂，使得层104彼此粘附。膜15在适当的张力下粘附到膜支撑件13上，其中金属箔使粘合剂在两侧接触到膜支撑件13上。可以使用已知的化学蚀刻工艺蚀刻掉两侧的金属箔(或其他基底)以暴露金属或半金属沉积物100。热塑性层102可以喷涂或旋涂在金属或半金属沉积物100上。
[0065]
如本文使用的术语“纳米复合材料”是指多组分和/或多相固体材料，其中一种或更多种组分或相的尺寸小于100纳米。术语“聚合物
‑
基质纳米复合材料”是指基质材料为聚
合物的纳米复合材料。
[0066]
如本文使用的术语“半金属”或“半金属的”是指在导带底部和价带顶部之间具有非常小重叠的材料。半金属包括砷、锑、铋、α
‑
锡(灰锡)、石墨、石墨烯和其他形式的碳，包括铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钡(ba)和镭(ra)的碱土金属，以及一些化合物(例如碲化汞)。
[0067]
如本文使用的，塑料聚合物中的术语“热固性”是指由粘性树脂固化而成的不可逆硬化。固化可以通过加热或辐射来诱导，并导致在聚合物链之间交联的化学反应，以产生加热时不熔化的不溶性聚合物网络。
[0068]
如本文使用的术语“热塑性塑料”是塑料聚合物，其当加热时变软，并且当冷却时变硬。热塑性塑料加热时，熔化成液态。
[0069]
如本文使用的术语“聚对二甲苯”或“聚(对二甲苯)”指的是化学气相沉积的保护层，包括：聚(四氟对二甲苯)、聚(一氯对二甲苯)、聚(二氯对二甲苯)、聚(甲基对二甲苯)、聚(乙基对二甲苯)、硅氧烷取代的聚(对二甲苯)、超分子聚(对二甲苯)、聚(对二甲苯四硫化物)和(2，2)对环芳烷。
[0070]
如本文使用的术语“中心”或“中心区域”是指声学膜的一部分(不包括其周边)，并且从声学膜的中心向声学膜的周边径向测量在80％
‑
90％之间。
[0071]
如本文使用的术语“边缘”是指声学膜的一部分(不包括中心)。
[0072]
术语“弯曲模量”是一种材料的强度特性，它被计算为弯曲变形中应力与应变之比，或材料抵抗弯曲的趋势。弯曲模量可以在散装材料中根据弯曲试验(例如astm d790)产生的应力
‑
应变曲线的斜率来确定，并且使用力每面积为单位。
[0073]
如本文使用的术语“反相”或“异相”是指相位相差180度或符号相反的变化信号。
[0074]
如本文使用的术语“建设性地相加”是指两个矢量的矢量和，其中和矢量(例如电场)的幅度基本上等于被相加的矢量的幅度的算术和。
[0075]
如本文使用的术语“尺寸”d是指具有2n个顶点的多边形的最大对角线，其中n是大于1的整数。对于具有2n 1个顶点的多边形，其中n是大于0的整数，如本文使用的术语“尺寸”是指沿着将多边形的一条边平分到相对顶点的线的最大距离。如本文使用的用于椭圆的术语“尺寸”是将椭圆平分的长轴的长度。对于圆，如本文使用的术语“尺寸”是直径。
[0076]
如本文使用的术语“声学设备”是指静电扬声器和/或耳机声学设备。
[0077]
术语“声学地”是指在音频频率的机械响应，标称频率在20赫兹
‑
20,000赫兹之间。
[0078]
如本文使用的术语“密排”是指孔的二维晶格，其中中心孔被平面中的六个孔包围。六个孔的中心可以形成正六边形。
[0079]
如本文所用的过渡术语“包括(comprising)”与“包括(including)”同义，并且是包容性的或开放式的，并且不排除未明确列举的附加元件或方法步骤。本文使用的冠词“一个(a)”、“一个(an)”(例如“一层”或“一个电极”)具有“一个或更多个”的含义，即“一个或更多个层”、“一个或更多个电极”。
[0080]
所描述的实施例和从属权利要求的所有可选和优选的特征和修改在本文所教导的本发明的所有方面都是可用的。此外，从属权利要求的各个特征以及所描述的实施例的所有可选和优选的特征以及修改是可组合的并且彼此可互换的。
[0081]
尽管已经示出并描述了本发明的选定特征，但是应当理解，本发明不限于所描述
的特征。