TWI384458B - 發聲模組及使用該發聲模組之發聲裝置 - Google Patents

Description

發聲模組及使用該發聲模組之發聲裝置

本發明涉及一種發聲模組及使用該發聲模組之發聲裝置。

傳統之發聲模組，如電動式、電磁式、靜電式、壓電式、電離子式及氣動式等發聲裝置，大都採用一振膜作為發聲元件。為使該振膜能夠振動發聲，該發聲模組不僅需設置一供該振膜振動之空間，還需設置一結構複雜之振動驅動器驅動該振膜振動。因此，該發聲模組之封裝結構比較複雜，結構不夠緊湊。

范守善等人於2008年10月29日公開了一種新之發聲元件，該發聲元件為一熱發聲膜。請參見文獻“Flexible,Stretchable,Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers”，Fan et al.,Nano Letters,Vol.8(12),4539-4545(2008)。該熱發聲膜利用熱聲原理，採用具有極大比表面積及極小單位面積熱容之奈米碳管膜所製成。該奈米碳管膜通過至少二電極接收到一音頻訊號後，改變周圍介質之密度而發聲波，且該聲波之強度與發聲頻率均能夠於人耳所能感知之範圍。

然而，目前尚沒有對該熱發聲膜進行整體封裝之發聲模組，該熱發聲膜直接暴露於環境中，受外界環境影響較大，容易受到破壞而使該熱發聲膜之壽命減短。且，由於該熱發聲膜之發聲原理與傳統之振動膜具有很大區別 ，如不需要振動器驅動，不需要振動空間等。因此利用傳統之封裝固定結構或技術給該熱發聲膜進行固定封裝時會出現一定之困難。

有鑒於此，有必要提供一種具有熱發聲膜之發聲模組及發聲裝置，該發聲模組及發聲裝置能夠將熱發生膜進行封裝。

一種發聲模組，其包括相對設置之一基板及一蓋板。至少一個第一電極及至少一個第二電極設置於該基板上。一熱發聲膜鋪設並電連接於該至少一第一及第二電極上，所述基板及蓋板設置於熱發聲膜相對之兩側。

一種發聲模組，其包括相對設置之一基板及一蓋板。至少一個第一電極設置於該基板上，至少一個第二電極設置於蓋板上。一熱發聲膜設置於該基板與蓋板之間且電連接於該至少一第一及第二電極上。

一種發聲模組，其包括相對設置之一基板及一蓋板，一熱發聲膜，複數個第一電極設置在並電性連接熱發聲膜的一側，複數個第二電極設置在並電性連接熱發聲膜的與第一電極相背的一側。

一種發聲裝置，其包括一發聲模組及一固定框。該固定框將該發聲模組夾持並固定於其間。該發聲模組包括相對設置之一基板及一蓋板，至少一個第一電極設置於該基板上。至少一第二電極設置於基板與蓋板二者之一。一熱發聲膜鋪設並電連接於該至少一第一及第二電極上 ，所述基板及蓋板設置於熱發聲膜相對之兩側。

與先前技術相比較，該發聲模組中之熱發聲膜由該基板與蓋板封裝固定，如此形成一具熱發聲膜之完整之模組結構。該發聲模組中之熱發聲膜相對之兩側分別由該基板及蓋板保護，使該熱發聲膜於基板與蓋板所形成之空間內工作，減少外界環境之影響，從而延長該熱發聲膜之使用壽命。

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例之發聲裝置。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一發聲裝置100，其包括一固定框11及一發聲模組12，該固定框11將該發聲模組12夾持並固定於其間。

請參閱圖2，該固定框11包括位於發聲模組12兩側之二框體110，該二框體110相互扣合將該發聲模組12夾置其間。該二框體110還可通過螺接、黏結、鉚接等方式連接。

該二框體110具有相同之結構且關於發聲模組12對稱設置，每一框體110由首尾相連之四邊框圍成，該四邊框圍設成一開口111，該開口111呈方形設置。每一邊框呈矩形板狀。每一邊框於靠近開口111位置處背向發聲模組12凹陷，以形成一承接部112用以承接該發聲模組12，每一承接部112與其所於邊框形成臺階狀。每兩相鄰邊框之連接處形成一凹口113以防止與發聲模組12之相應角落發生干涉。將框體110相對設置之二邊框定義為114、115，該二邊框114、115朝向發聲模組12之頂面分別具有一散熱 槽1141、1151，用於對該發聲模組12散熱。二走線槽1142設置於該散熱槽1141兩側，每一走線槽1142靠近邊框112與其鄰接邊框之連接位置處。該走線槽1142用於方便該發聲模組12與一音頻訊號源(未示出)電連接。

請參閱圖3及圖4，該發聲模組12包括一基板121，一與該基板121相對設置之蓋板122，設置於基板121與蓋板122之間之多根第一電極123及多根第二電極124，以及鋪設並電連接於該第一、第二電極123、124上之一熱發聲膜125。二第一支撐體126設置於基板121與蓋板122之間，以將蓋板122支撐設置於基板121上。

該基板121及蓋板122均為透明玻璃基板，當然不限於此，該基板121及蓋板122亦可不透明，例如：可做成金屬網狀結構。

該第一電極123及第二電極124為相互平行，數量相等且交替設置之複數條形或棒狀電極，即每一第一電極123與每一第二電極124相鄰設置。而複數第一電極123電連接且與一訊號源(未示出)之一極(正極或負極)電連接，複數第二電極124電連接且與該訊號源之另一極(負極或正極)電連接。

該第一電極123及第二電極124通過絲網印刷之方法形成於該基板121上。採用絲網印刷方法能夠使該第一及第二電極123，124均勻分佈於該基板121靠近該蓋板122之表面，使該第一及第二電極123，124之高度相等，使該熱發聲膜125與每一個第一及第二電極123，124接觸。且 還能夠使該第一及第二電極123，124與該基板121結為一體，從而使該發聲模組12之結構更為簡單。當然，該第一及第二電極123，124之形成方法並不限於絲網印刷，還可通過鍍膜、刻蝕、與該基板121一體成型等多種方法形成。

該熱發聲膜125鋪設並電連接於該第一電極123及第二電極124上，且該熱發聲模125與該蓋板122接觸。該熱發聲膜125為該發聲裝置100之發聲單元，當該熱發聲膜125通過該第一及第二電極123，124接收到一音頻訊號後，該熱發聲膜125改變其周圍之介質之密度而發出聲波。

在本實施例中，該熱發聲膜125包括至少一層奈米碳管膜，該奈米碳管膜中包括複數大致平行之奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。優選地，該奈米碳管膜包括複數大致平行之奈米碳管沿其軸向從該至少第一電極123延伸至該第二電極124。當該熱發聲膜125包括之奈米碳管膜之層數較少時，該熱發聲膜125具有較好之透光度，如該熱發聲膜125只包括一層奈米碳管膜時，其透光度為67%~95%。當該熱發聲膜125包括多層奈米碳管膜時，其具有較好之機械強度與韌性。此時相鄰之奈米碳管膜中之奈米碳管之排列方向形成一夾角β，0° β 90°，相鄰兩層奈米碳管膜之間通過凡得瓦爾力緊密結合。可以理解地，該熱發聲膜125並不局限於奈米碳管膜，其還可為其他可利用熱聲原理發聲之薄膜。

該熱發聲膜125由基板121及蓋板122封裝後，形成發聲 模組12，便於組裝與生產。且封裝該熱發聲模膜125之結構非常簡單，無需振動空間。另外，該熱發聲膜125之相對之兩側分別具有基板121及蓋板122，使該熱發聲膜125不直接暴露於外部環境中，從而避免該熱發聲膜125受到外部環境之衝擊而產生損壞。

該第一支撐體126為平行於該第一電極123或第二電極124之絕緣條。該二第一支撐體126設置於該基板121及蓋板122之相對兩端，用於支撐該蓋板122及控制該基板121與蓋板122之間之間隙。具體地，該第一支撐體126之高度大於該第一電極123或第二電極124之高度，小於該第一電極123或第二電極124之高度與該熱發聲膜125之高度之和。從而使該熱發聲膜125能夠與該第一電極123及第二電極124能夠充分接觸之同時又不要受到該第一電極123或第二電極124與蓋板122之過度擠壓。該第一支撐體126由聚四氟乙烯等具一定強度之絕緣材料所製成。

該基板121靠近蓋板122之表面還可設置複數與該第一電極123或第二電極124平行且高度相等之第二支撐體(未示出)，使該熱發聲膜125能夠儘量保持於同一平面，從而與該第一電極123及第二電極124更好地接觸。

組裝該發聲裝置100時，將該封裝好之發聲模組12裝入其中一個框體110，並使該基板121承載於該承接部112；通過二導線分別與至少一第一電極123及至少一第二電極124電連接，該導線自該二走線槽1142伸出，用於接收該音頻訊號，當然，也可於每一走線槽1142上設置一用於 接收音頻訊號之導電片，該導電片與導線電連接；裝上另一框體110，使兩個框體110相互配合將該發聲模組12夾持其間。

請參閱圖5，本發明第二實施例提供之發聲裝置200包括一固定框21及一發聲模組22，該固定框21將該發聲模組22夾持並固定於其間。該發聲模組22包括一基板221，及一與該基板221相對設置之蓋板222，多根第一電極223及與該第一電極223等數量之第二電極224，一熱發聲膜225及至少兩個第一支撐體226。該第一及第二電極223，224設置於該基板221與蓋板222之間，該熱發聲膜225鋪設並電連接於該第一及第二電極223，224上。該第一支撐體226設置於該基板221及蓋板222之間，用以支撐該蓋板222。

在本實施例中，該發聲裝置200之結構及功能與第一實施例中之發聲裝置100之結構及功能基本相同，其主要區別在於，該熱發聲膜225與該蓋板222相隔一定距離。該第一支撐體226之高度大於該第一電極223或第二電極224之高度與該熱發聲膜225之高度之和。

該熱發聲膜225與所蓋板222相隔一定距離，能夠增加該熱發聲膜225與周圍介質之接觸面積，使該熱發聲膜225與周圍介質之熱交換加快，從而提高該發聲裝置200於同等功率下之發聲強度。

請參閱圖6，本發明第三實施例提供之發聲裝置300包括一固定框31及一發聲模組32，該固定框31將該發聲模組 32夾持並固定於其間。該發聲模組32包括一基板321，及一與該基板321相對設置之蓋板322，多根第一電極323及與該第一電極323等數量之第二電極324，一熱發聲膜325及至少兩個第一支撐體326。該第一及第二電極323，324設置於該基板321與蓋板322之間，該熱發聲膜325鋪設並電連接於該第一及第二電極323，324上。該第一支撐體326設置於該基板321及蓋板322之間，用以支撐該蓋板322。

在本實施例中，該發聲裝置300之結構及功能與第二實施例中之發聲裝置200之結構及功能基本相同，其主要區別在於，該蓋板322上設置有複數與該第一電極323及第二電極324之位置對應之第三支撐體327。該第三支撐體327與該第一電極323或第二電極324對齊設置，用以與該第一或第二電極323，324共同夾置該熱發聲膜325。

該支撐體327可由任意材料，任意方法形成於該蓋板322上。優選地，該支撐體327通過絲網印刷方法形成於該蓋板322上。可理解，該第三支撐體327之材料，形成工藝及排布與第一或第二電極323，324相同，但不與該訊號源電連接。於該蓋板322上設置複數與該第一電極323及第二電極324位置對應之支撐體327，能夠使該熱發聲膜325被限定於該第三支撐體327與該第一及第二電極323之間，且使該熱發聲膜325與第一及第二電極323，324接觸更緊密。

請參閱圖7，本發明第四實施例提供之發聲裝置400包括包括一固定框41及一發聲模組42，該固定框41將該發聲 模組42夾持並固定於其間。該發聲模組42包括一基板421，及一與該基板421相對設置之蓋板422，多根第一電極423及與該第一電極423等數量之第二電極424，一熱發聲膜425及至少兩個第一支撐體426。該第一及第二電極423，424設置於該基板321與蓋板422之間，該熱發聲膜425鋪設並電連接於該第一及第二電極423，424上。該第一支撐體426設置於該基板421及蓋板422之間，用以支撐該蓋板422。

在本實施例中，該發聲裝置400之結構及功能與第二實施例中之發聲裝置200之結構及功能基本相同，其主要區別在於，該發聲模組400包括複數第一電極423及複數第二電極424，該第一電極423及第二電極424分別設置於該基板421及蓋板422上，且該第一電極423及第二電極424交錯設置於該熱發聲膜425之相對之兩側。

該第一支撐體426之高度小於該第一電極423或第二電極424之高度與該熱發聲膜425之高度之和，以使該熱發聲模425與每一第一電極423及第二電極424接觸。

將該第一及第二電極423，424分別設置於基板421及蓋板422上。能夠使基板421或蓋板422上只需設置一種電極，能簡化該電極之設計，於工藝實現上也比較簡單。且於給該第一及第二電極423，424點連接時不容易出現串線。

該發聲模組中之熱發聲膜由該基板與蓋板封裝固定，如此形成一具熱發聲膜之完整之模組結構。該發聲模組中 之熱發聲膜相對之兩側分別由該基板及蓋板保護，使該熱發聲膜於基板與蓋板所形成之空間內工作，減少外界環境之影響，從而延長該熱發聲膜之使用壽命。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100、200、300、400‧‧‧發聲裝置

11、21、31、41‧‧‧固定框

110‧‧‧框體

111‧‧‧開口

112‧‧‧承接部

113‧‧‧凹口

114、115‧‧‧邊框

1141、1151‧‧‧散熱槽

1142‧‧‧走線槽

12、22、32、42‧‧‧發聲模組

121、221、321、421‧‧‧基板

122、222、322、422‧‧‧蓋板

123、223、323、423‧‧‧第一電極

124、224、324、424‧‧‧第二電極

125、225、325、425‧‧‧熱發聲膜

126、226、326、426‧‧‧第一支撐體

327‧‧‧第三支撐體

圖1係本發明第一實施例所提供之發聲裝置之組裝示意圖。

圖2係圖1之立體分解圖。

圖3係圖1中發聲模組之立體分解圖。

圖4係圖1沿Ⅳ-Ⅳ方向之剖視圖。

圖5係本發明第二實施例發聲裝置之剖視圖。

圖6係本發明第三實施例發聲裝置之剖視圖。

圖7係本發明第四實施例發聲裝置之剖視圖。

100‧‧‧發聲裝置

110‧‧‧框體

111‧‧‧開口

112‧‧‧承接部

113‧‧‧凹口

114、115‧‧‧邊框

1141、1151‧‧‧散熱槽

1142‧‧‧走線槽

12‧‧‧發聲模組

Claims (19)

1. 一種發聲模組，其改進在於，該發聲模組包括相對設置之一基板及一蓋板，至少一個第一電極及至少一個第二電極設置於該基板上，一熱發聲膜鋪設並電連接於該至少一第一及第二電極上，所述基板及蓋板設置於熱發聲膜相對之兩側，所述蓋板具有複數與該至少一第一及第二電極位置對應之第三支撐體，該第三支撐體使所述蓋板與所述熱發聲膜間隔設置，該第三支撐體及該至少一第一及第二電極共同夾置該熱發聲膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該熱發聲膜包括至少一層奈米碳管膜。
3. 如申請專利範圍第2項所述之熱發聲裝置，其中，該奈米碳管膜包括複數大致平行之奈米碳管沿其軸向從該至少一第一電極延伸至該至少一第二電極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該基板或蓋板為玻璃基板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該第一電極及第二電極為複數，並且交替分佈於該基板上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該熱發聲膜與該基板及蓋板至少之一大致平行。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該發聲模組還包括至少二個第一支撐體，該至少二個第一支撐體設置於該基板上以支撐蓋板。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該基板與蓋板平行設置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該至少一第一及第二電極之間具有複數用於支撐該熱發聲膜之第二支撐體。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發聲模組，其中，該第三支撐體與第一電極或第二電極對齊設置。
11. 一種發聲模組，其改進在於，該發聲模組包括相對設置之一基板及一蓋板，至少一個第一電極設置於該基板上，至少一個第二電極設置於蓋板上，一熱發聲膜設置於該基板與蓋板之間且電連接於該至少一第一及第二電極上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發聲模組，其中，該第一電極及第二電極為複數，且交錯設置於該熱發聲膜相對之兩側。
13. 一種發聲模組，其改進在於，該發聲模組包括相對設置之一基板及一蓋板，一熱發聲膜，複數個第一電極設置在並電性連接熱發聲膜的一側，複數個第二電極設置在並電性連接熱發聲膜的與第一電極相背的一側，所述蓋板與所述熱發聲膜間隔設置。
14. 如申請專利範圍第13項所述之發聲裝置，其中，第一電極與第二電極交替設置在熱發聲膜的兩側。
15. 一種發聲裝置，其改進在於，該發聲裝置包括一發聲模組及一固定框，該固定框將該發聲模組夾持並固定於其間，該發聲模組包括相對設置之一基板及一蓋板，至少一個第一電極設置於該基板上，至少一第二電極設置於基板與蓋板二者之一，一熱發聲膜鋪設並電連接於該至少一第一及第二電極上，所述基板及蓋板設置於熱發聲膜相對之兩側，所述蓋板與所述熱發聲膜間隔設置。
16. 如申請專利範圍第15項所述之發聲裝置，其中，該固定框包括分別位於發聲模組兩側之二框體，該二框體相互配合將該發聲模組夾持其間。
17. 如申請專利範圍第16項所述之發聲裝置，其中，該框體由首尾相連之四邊框圍成，且該四邊框圍設成一開口，該四邊框於靠近開口背向發聲模組凹陷形成一承接部，該承接部用於承接該基板或蓋板。
18. 如申請專利範圍第17項所述之發聲裝置，其中，其中兩條相對設置之二邊框朝向該發聲模組之頂面分別設置有一散熱槽。
19. 如申請專利範圍第18項所述之發聲裝置，其中，其中一散熱槽之兩側分別設置有一走線槽。