TWI411314B - 熱致發聲裝置 - Google Patents

Description

熱致發聲裝置

本發明涉及一種熱致發聲裝置。

發聲裝置一般由訊號輸入裝置和發聲元件組成，通過訊號輸入裝置輸入訊號到該發聲元件，進而發出聲音。熱致發聲裝置為發聲裝置中的一種，其為基於熱聲效應的一種發聲裝置，請參見文獻“The The rmophone”，EDWARD C. WENTE，Vol.XIX，No.4，p333-345及“On Some Thermal Effects of Electric Currents”，William Henry Preece，Proceedings of the Royal Society of London，Vol.30，p408-411(1879-1881)。該文獻揭示一種熱致發聲裝置，該熱致發聲裝置通過向一導體中通入交流電來實現發聲。該導體具有較小的熱容(Heat capacity)，較薄的厚度，且可將其內部產生的熱量迅速傳導給周圍氣體介質的特點。當交流電通過導體時，隨交流電電流強度的變化，導體迅速升降溫，而和周圍氣體介質迅速發生熱交換，促使周圍氣體介質分子運動，氣體介質密度隨之發生變化，進而發出聲波。

另外，H.D.Arnold和I.B.Crandall在文獻“The thermophone as a precision source of sound”，Phys. Rev. 10，p22-38(1917)中揭示了一種簡單的熱致發聲裝置，其採用一鉑片作熱致發聲元件。熱致發聲元件的發聲頻率與其單位面積熱容密切相關，即熱致發聲元件的單位面積熱容愈大，發聲頻率範圍愈窄，聲波強度愈低；反之，單位面積熱容愈 小，發聲頻率範圍愈寬，聲波強度愈高。因此，欲獲得較寬的發聲頻率範圍及較高的聲波強度，熱致發聲元件的單位面積熱容則愈小愈好。而具有較小單位面積熱容的金屬鉑片，受材料本身的限制，其厚度最小只能達0.7微米，且採用該鉑片作熱致發聲元件的熱致發聲裝置，其所產生的發聲頻率最高僅可達4千赫茲。

2008年，范守善等人公開了一種應用奈米碳管的熱致發聲裝置，請參見文獻“Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers”，范守善et al., Nano Letters, Vol.8 (12), 4539-4545 (2008)。請參見圖1，該熱致發聲裝置60包括一基底602，一奈米碳管膜606，與兩個電極604。該奈米碳管膜606設置於該基底602，該兩個電極604分別與該奈米碳管膜606直接接觸形成電連接，通過兩個電極604提供電流至該奈米碳管膜606，使該奈米碳管膜606熱致發聲。由於奈米碳管膜606具有極大的比表面積及極小的單位面積熱容，該熱致發聲裝置60可發出人耳能夠聽到的聲音強度，且具有極薄的厚度以及較寬的發聲頻率範圍(100Hz~100kHz)。

惟，由於奈米碳管膜606直接貼合在基底602，奈米碳管膜606與周圍介質的接觸面積較小，且由奈米碳管膜606所產生而用以發聲的熱量大部分均被基底602所吸收，因而降低了熱致發聲裝置60的發聲效果。

有鑒於此，提供一種有效提升發聲效果的熱致發聲裝置實為必要。

一種熱致發聲裝置，其包括：一基底；一個第一電極；一個第二電極；以及一熱致發聲元件，該熱致發聲元件與所述第一電極與第二電極電連接，該熱致發聲元件具有一面向該基底的第一表面及與該第一表面相對的第二表面；其中，該熱致發聲裝置進一步包括一個間隔元件，該間隔元件設置於 所述基底，與連接於該第一和第二電極之間的部分熱致發聲元件相接觸，以使該部分熱致發聲元件與該基底之間形成有一空間。

一種熱致發聲裝置，包括：一個基底；一個熱致發聲元件，該熱致發聲元件位於該基底的一側；一個致熱裝置，用於使該熱致發聲元件熱致發聲；其中，該熱致發聲裝置進一步包括一個間隔元件，該間隔元件位於該熱致發聲元件與該基底表面之間，以使該熱致發聲元件與該基底表面之間形成有一空間，該間隔元件與該致熱裝置電性絕緣。

與現有技術相比較，所述熱致發聲裝置中包括一間隔元件，該間隔元件用於間隔熱致發聲元件與基底，使熱致發聲元件與基底之間具有一空間，因此提高熱致發聲元件與周圍介質的接觸面積，並可通過此空間將其內部產生的熱量迅速傳導給周圍介質，故有效提升了該熱致發聲裝置的發聲效果。

10，20，30，40，50‧‧‧發聲裝置

101‧‧‧間隙

102，202，302，402，502‧‧‧基底

104，204，304，404‧‧‧第一電極

108，208，308，408‧‧‧第二電極

106，206，306，406，506‧‧‧發聲元件

1062，4062，5062‧‧‧第一表面

1064，4064，5064‧‧‧第二表面

118，218，218，318，418，518‧‧‧間隔元件

210，310，410‧‧‧第一導電元件

212，312，412‧‧‧第二導電元件

5066‧‧‧第一區域

5068‧‧‧第二區域

520‧‧‧致熱裝置

5202‧‧‧電磁波訊號

圖1係現有技術中一種熱致發聲裝置的剖面圖。

圖2係本發明第一實施例提供的熱致發聲裝置的俯視圖。

圖3係沿圖2中III-III線剖開的剖面圖。

圖4係本發明第二實施例提供的熱致發聲裝置的俯視圖。

圖5係沿圖4中V-V線剖開的剖面圖。

圖6係本發明第二實施例提供的另一種熱致發聲裝置的剖面圖。

圖7係本發明第三實施例提供的熱致發聲裝置的俯視圖。

圖8係沿圖7中VIII-VIII線剖開的剖面圖。

圖9係本發明第四實施例提供的熱致發聲裝置的俯視圖。

圖10係沿圖9中X-X線剖開的剖面圖。

圖11係本發明第五實施例提供的熱致發聲裝置的剖面圖。

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例提供的熱致發聲裝置。

請參閱圖2及圖3，本發明第一實施例提供一種熱致發聲裝置10，該熱致發聲裝置10包括一基底102、一第一電極104、一第二電極108、一間隔元件118及一熱致發聲元件106。

所述第二電極108間隔該第一電極104一定距離設置。所述間隔元件118設置於所述第一電極104與所述第二電極108之間的基底102。所述熱致發聲元件106設置於所述第一電極104、所述第二電極108以及所述間隔元件118，且與該第一電極104和第二電極108電連接。所述熱致發聲元件106具有一相對基底102的第一表面1062及與第一表面1062相對的第二表面1064。所述間隔元件118設置於基底102與熱致發聲元件106的第一表面1062之間。

所述基底102主要起承載第一電極104、第二電極108與間隔元件118的作用。該基底102的形狀與大小不限，材料為絕緣材料或導電性差的材料。另外，該基底102的材料應具有較好的絕熱性能，從而防止該熱致發聲元件106產生的熱量被該基底102吸收，而無法達到加熱周圍介質進而發聲的目的，該基底102的材料可為玻璃、樹脂或陶瓷等。本實施例中，所述基底102為一正方形的玻璃板，其邊長為17釐米，厚度為1毫米。

所述第一電極104和第二電極108可設置於基底102與熱致發聲元件106的第一表面1062之間，亦可分別設置於熱致發聲元件106的第一表面1062及第 二表面1064。本實施例中，所述間隔元件118、第一電極104及第二電極108均設置於基底102與熱致發聲元件106的第一表面1062之間。該第一電極104和該第二電極108可呈片狀、絲狀、帶狀、棒狀、條狀、塊狀或其他形狀，其橫截面形狀為圓型、方型、梯形、三角形或其他不規則形狀。為防止熱致發聲元件106的熱量被該第一電極104和該第二電極108過多吸收而影響發聲效果，該第一電極104和第二電極108與熱致發聲元件106的接觸面積較小為好，因此該第一電極104和第二電極108的形狀優選為絲狀或帶狀。所述第一電極104和第二電極108材料可選擇為金屬、導電膠、導電漿料或銦錫氧化物(ITO)等。所述第一電極104和第二電極108的高度不限，優選為10微米~1釐米。本實施例中，第一電極104和第二電極108為絲狀銀電極，其高度為20微米。該絲狀銀電極通過絲網印刷的方法形成於基底102。

所述間隔元件118設置於所述第一電極104和所述第二電極108之間的基底102，與第一電極104和第二電極108用於間隔所述熱致發聲元件106與基底102，使該熱致發聲元件106與該基底102之間形成有一空間101，從而保持熱致發聲元件106良好的發聲效果。

所述間隔元件118與基底102可以為分離的元件，該間隔元件118通過例如螺栓連接或粘結劑粘結等方式固定於基底102。另外，該間隔元件118也可以與基底102一體成型，即間隔元件118的材料與基底102的材料相同。該間隔元件118的形狀不限，可為球形、絲狀或帶狀結構。為保持熱致發聲元件106具有良好的發聲效果，該間隔元件118在支撐熱致發聲元件106的同時應與熱致發聲元件106具有較小的接觸面積，優選為該間隔元件118與熱致發聲元件106之間為點接觸或線接觸。

在本實施例中，該間隔元件118的材料不限，可為玻璃、陶瓷或樹脂等的絕 緣材料，也可為金屬、合金或銦錫氧化物等的導電材料。當間隔元件118為導電材料時，其與第一電極104和第二電極108電性絕緣。該間隔元件118的高度不限，優選為10微米~1釐米。本實施例中，該間隔元件118為採用絲網印刷方法形成的絲狀銀，該間隔元件118與第一電極104、第二電極108平行設置。該間隔元件118的高度與所述第一電極104及第二電極108的高度相同，為20微米。由於間隔元件118的高度與第一電極104和第二電極108的高度相同，因此，所述熱致發聲元件106位於同一平面。

所述熱致發聲元件106設置於間隔元件118、第一電極104及第二電極108。該熱致發聲元件106通過該間隔元件118與基底102間隔設置，且與該基底102形成有一空間101，該空間101係由所述第一電極104或所述第二電極108、所述間隔元件118、基底102以及熱致發聲元件106共同形成。進一步地，為防止熱致發聲元件106產生駐波，保持熱致發聲元件106良好的發聲效果，該熱致發聲元件106與基底102之間的距離優選為10微米~1釐米。本實施例中，由於第一電極104、第二電極108及間隔元件118的高度為20微米，所述熱致發聲元件106設置於第一電極104、第二電極108及間隔元件118，因此，該熱致發聲元件106與基底102之間的距離為20微米。

可以理解，第一電極104和第二電極108對熱致發聲元件106也有一定的支撐作用，但當第一電極104和第二電極108之間的距離較大時，對熱致發聲元件106的支撐效果不佳，在第一電極104和第二電極108之間設置間隔元件118，可起到較好支撐熱致發聲元件106的作用，使熱致發聲元件106與基底102間隔設置並與基底102形成有一空間101，從而保證熱致發聲元件106具有良好的發聲效果。

所述熱致發聲元件106包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、一奈米碳管線或奈米碳管膜與奈米碳管線的複合結構。所述奈 米碳管結構的厚度為0.5奈米~1毫米。所述奈米碳管結構的單位面積熱容可小於2×10^-4焦耳每平方釐米開爾文。優選地，所述奈米碳管結構的單位面積熱容小於1.7×10^-6焦耳每平方釐米開爾文。所述奈米碳管結構中的奈米碳管包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述單壁奈米碳管的直徑為0.5奈米~50奈米，所述雙壁奈米碳管的直徑為1.0奈米~50奈米，所述多壁奈米碳管的直徑為1.5奈米~50奈米。

本實施例中，該奈米碳管膜通過拉取一奈米碳管陣列直接獲得，該奈米碳管膜包括複數個沿同一方向擇優取向排列的奈米碳管，且該奈米碳管之間通過凡德瓦爾力首尾相連。優選地，該奈米碳管膜包括複數個平行的奈米碳管沿其軸向從所述第一電極104延伸至所述第二電極108。即，奈米碳管的軸向方向與第一電極104垂直。

在本實施例中，奈米碳管結構除了由單個奈米碳管膜構成外，亦可包括複數個層疊設置的奈米碳管膜或複數個共面設置的奈米碳管膜。由複數個層疊設置的奈米碳管膜組成的奈米碳管結構相對由單個奈米碳管膜組成的奈米碳管結構具有更高的強度，因此，可確保該奈米碳管結構不被破壞或改變。由於單個奈米碳管膜的透光性佳，在本實施例中，為保持奈米碳管結構具有較好的透光性，所述奈米碳管結構中的奈米碳管膜的個數小於4個。

另外，當單個奈米碳管膜的寬度不能滿足實際應用的要求時，可以將複數個奈米碳管膜無間隙共面設置，形成一具有更大寬度的奈米碳管膜，以便於實際應用。

本實施例中，所述作為熱致發聲元件106的奈米碳管結構包括四個層疊設置的奈米碳管膜，其中，相鄰的兩個奈米碳管膜中奈米碳管的排列方向相互垂直。所述奈米碳管結構的長度和寬度為15釐米，所述奈米碳管結構的厚度為50奈米。由四個奈米碳管膜構成的奈米碳管結構可保持該熱致發聲元 件106具有較好的透光度。

所述熱致發聲元件106的工作介質不限，只需滿足其電阻率大於所述熱致發聲元件106的電阻率即可。所述介質包括氣態介質或液態介質。所述氣態介質可為空氣。所述液態介質包括非電解質溶液、水及有機溶劑等中的一種或多種。所述液態介質的電阻率大於0.01歐姆．米，優選地，所述液態介質為純淨水。純淨水的電導率可達到1.5×10⁷歐姆．米，且其單位面積熱容也較大，可以傳導出發聲元件106產生的熱量，從而可對發聲元件106進行散熱。

上述熱致發聲裝置10可通過第一電極104與第二電極108接入外部訊號發聲。由於發聲元件106包括奈米碳管結構，該奈米碳管結構由均勻分佈的奈米碳管組成，由於奈米碳管本身具有較大的比表面積，且該奈米碳管結構為層狀或線狀，因而該奈米碳管結構具有較大的比表面積，較小的單位面積熱容以及較大的散熱面積。在輸入訊號後，所述熱致發聲元件106可迅速升降溫，產生週期性的溫度變化，並和周圍介質快速進行熱交換，使周圍介質的密度週期性地發生改變，進而發出聲音。簡而言之，本發明實施例的熱致發聲元件106係通過“電-熱-聲”的轉換來達到發聲。另外，由於該奈米碳管結構的高透光度，該熱致發聲裝置10為一透明的熱致發聲裝置。

本實施例提供的熱致發聲裝置10的聲壓級大於50分貝每瓦聲壓級，發聲頻率範圍為1赫茲至10萬赫茲(即1Hz-100kHz)。所述熱致發聲裝置在500赫茲-4萬赫茲頻率範圍內的失真度可達到小於3%。

另外，本發明實施例中的奈米碳管結構具有較好的韌性和機械強度，所以奈米碳管結構可方便地製成各種形狀和尺寸的熱致發聲裝置，進而，該熱致發聲裝置10可方便地應用於各種可發聲器件中，如音響、手機、MP3、MP4、電視、電腦等。

請參見圖4及圖5，本發明第二實施例提供一種熱致發聲裝置20，該熱致發聲裝置20與第一實施例提供的熱致發聲裝置10的結構基本相同。該熱致發聲裝置20包括一基底202、複數個第一電極204、複數個第二電極208、複數個間隔元件218、一熱致發聲元件206、一第一導電元件210以及一第二導電元件212。

所述複數個第一電極204和第二電極208交替間隔設置，且該複數個第一電極204和第二電極208彼此相互平行且等間距設置。相鄰的第一電極204和第二電極208之間的距離不限，優選地，相鄰的第一電極204和第二電極208之間的距離為1毫米~3釐米。

所述間隔元件218設置於相鄰的第一電極204與第二電極208之間，該間隔元件218的數量不限。該複數個間隔元件218在相鄰的第一電極204和第二電極208之間平均分佈，且與第一電極204、第二電極208平行設置。即相鄰的第一電極204及第二電極208與其之間的間隔元件218等間距設置，將該相鄰的第一電極204及第二電極208之間的距離均等分。

所述熱致發聲元件206設置於所述複數個第一電極204、所述複數個第二電極208以及所述間隔元件218，且與該複數個第一電極204和複數個第二電極208電連接。即，所述間隔元件218、第一電極204及第二電極208設置於基底202與熱致發聲元件206之間。所述熱致發聲元件106包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、一奈米碳管線或奈米碳管膜與奈米碳管線的複合結構。

本實施例中，第一電極204和第二電極208的數量分別為四個，相鄰的第一電極204和第二電極208之間包括兩個間隔元件218。相鄰的兩個間隔元件218之間的距離不限，優選為10微米至3釐米。本實施例中，該兩個間隔元件218之間的間隔距離為7毫米。該兩個間隔元件218將相鄰的第一電極 204和第二電極208之間的距離分為三等份，所以，相鄰的第一電極204與第二電極208之間的距離為2.1釐米。

本實施例中，所述熱致發聲裝置20的第一導電元件210與第二導電元件212分別與熱致發聲裝置20中的複數個第一電極204和複數個第二電極208電連接。熱致發聲裝置20通過該第一導電元件210和第二導電元件212與外部電路電連接。

請參見圖6，設置於相鄰第一電極204與第二電極208之間的間隔元件218′可粘合該熱致發聲元件206。本實施例中，間隔元件218′的材料為可固化的液體材料，如銀漿、銀膠等。當間隔元件218′的材料在一定溫度下(一般為室溫或常溫)呈液態時，將熱致發聲元件206鋪設於間隔元件218′，間隔元件218′固化之後，熱致發聲元件206便粘合於該間隔元件218′中。當熱致發聲元件206粘合於間隔元件218′中時，熱致發聲元件206可以更好地被固定。

請參閱圖7及圖8，本發明第三實施例提供一種熱致發聲裝置30，該熱致發聲裝置30與第二實施例提供的熱致發聲裝置20的結構基本相同。該熱致發聲裝置30包括一基底302、複數個第一電極304、複數個第二電極308、複數個間隔元件318、一熱致發聲元件306、一第一導電元件310以及一第二導電元件312。

所述複數個第一電極304與複數個第二電極308平行且交替間隔設置於所述基底302。所述間隔元件318設置於相鄰的第一電極304與第二電極308之間的基底302。所述熱致發聲元件306設置於所述第一電極304、所述第二電極308以及所述間隔元件318，且與該第一電極304和第二電極308電連接。即，所述間隔元件318、第一電極304及第二電極308設置於基底302與熱致發聲元件306之間。

本實施例所提供的熱致發聲裝置30與第二實施例提供的熱致發聲裝置20的結構不同之處在於間隔元件318為球狀結構。由於間隔元件318為球狀結構，因此其與熱致發聲元件306的接觸為點接觸。

請參閱圖9及圖10，本發明第四實施例提供一種熱致發聲裝置40。該熱致發聲裝置40包括一基底402、一第一電極404、一第二電極408、一間隔元件418、一熱致發聲元件406、一第一導電元件410以及一第二導電元件412。

所述間隔元件418設置於基底402，所述熱致發聲元件406設置於間隔元件418遠離該基底402的表面。該熱致發聲元件406具有一第一表面4062及與該第一表面4062相對的第二表面4064。該熱致發聲元件406的第一表面4062面對該間隔元件418且與其接觸連接，該熱致發聲元件406通過該間隔元件418與基底402間隔一定距離，使該熱致發聲元件406、間隔元件418與基底402共同形成有複數個空間。

所述熱致發聲裝置40與第二實施例提供的熱致發聲裝置20的結構基本相同，其不同之處在於：第一電極404和第二電極408的位置不同。所述第一電極404及第二電極408設置於熱致發聲元件406的第二表面4064上，分別與每個間隔元件418相對設置，使該熱致發聲元件406夾持於第一電極404和第二電極408與間隔元件418之間。所述間隔元件418的數量與第一電極404和第二電極408的總數量相同，因此，間隔元件418的數量為至少兩個。本實施例中，間隔元件418係通過絲網印刷的方法形成於基底402，該間隔元件418的數量為8個，其高度為20微米。所述熱致發聲元件406設置於該間隔元件418遠離基底402的表面，且該熱致發聲元件406的第一表面4062通過粘結劑粘結在該間隔元件418。第一電極404和第二電極408為不銹鋼金屬絲，數量分別為四個，通過導電粘結劑粘結在所述熱致發聲元件406的第二表面4064，其高度為20微米。

由於熱致發聲元件406夾持於第一電極404和第二電極408與間隔元件418之間，可使熱致發聲元件306分別與第一電極304和第二電極308之間的電接觸更好，提高熱致發聲元件306的發聲效果。

請參見圖11，本發明第五實施例提供一種熱致發聲裝置50該熱致發聲裝置50包括一基底502、一間隔元件518、一熱致發聲元件506及一致熱裝置520。

該基底502具有一表面，該熱致發聲元件506位於該基底502的一側且朝向該基底502的表面。該熱致發聲元件506具有一第一表面5062及與該第一表面5062相對的第二表面5064。間隔元件518設置於熱致發聲元件506與基底502之間。該熱致發聲元件506的第一表面5062面對該間隔元件518且與其接觸連接，該熱致發聲元件506通過該間隔元件518與基底502間隔一定距離，使該熱致發聲元件506、間隔元件518與基底502共同形成有複數個空間。所述熱致發聲元件506具有一第一區域5066及一第二區域5068。該第一區域5066的熱致發聲元件506相對於基底502懸空設置。該第二區域5068的熱致發聲元件506與該間隔元件518接觸，並通過間隔元件518支撐。

所述熱致發聲裝置50與第四實施例提供的熱致發聲裝置40的結構基本相同，其不同之處在於：所述熱致發聲裝置50進一步包括一致熱裝置520。

該熱致發聲元件506與該致熱裝置520間隔設置，致熱裝置520用於向熱致發聲元件506提供能量，使熱致發聲元件506產生熱量，發出聲音。該致熱裝置520為一雷射器，或其他電磁波訊號發生裝置。從該致熱裝置520發出的電磁波訊號5202傳遞至該熱致發聲元件506，該熱致發聲元件506發聲。

可以理解，該雷射器可正對該熱致發聲元件506設置。當該基板502為可使雷射透過的透明基板時，該雷射器可對應於該基板502遠離該熱致發聲元件 506的表面設置，從而使從雷射器發出的雷射穿過基板502傳遞至該熱致發聲元件506。另外，當該致熱裝置520發出的是一電磁波信號時，該電磁波信號可透過一絕緣基板502傳遞至該熱致發聲元件506，此時，該致熱裝置520也可以對應於該基板502遠離該熱致發聲元件506的表面設置。

本實施例的熱致發聲裝置50中，當熱致發聲元件506受到如雷射等電磁波的照射時，該熱致發聲元件506因吸收電磁波的能量而受激發，並通過非輻射使吸收的光能全部或部分轉變為熱。該熱致發聲元件506溫度根據電磁波訊號5202頻率及強度的變化而變化，並和周圍的空氣或其他氣體或液體介質進行迅速的熱交換，從而使其周圍介質的溫度也產生等頻率的變化，造成周圍介質迅速的膨脹和收縮，從而發出聲音。進一步地，所述熱致發聲元件506包括一一維奈米材料結構，該一維奈米材料結構包括複數個沿同一方向延伸的一維奈米材料。所述一維奈米材料結構包括奈米線結構、奈米管結構或奈米棒結構等。本實施例中，該一維奈米材料結構為一奈米碳管結構。該奈米碳管結構包括一奈米碳管膜、層疊設置的複數個奈米碳管膜或共面設置的複數個奈米碳管膜。該奈米碳管膜包括複數個奈米碳管，奈米碳管對電磁波的吸收接近絕對黑體，該奈米碳管結構所發出的聲音的頻率範圍較寬(1Hz~100kHz)、發聲效果較好。可以理解，當電磁波訊號的頻率增高時，該熱致發聲元件506可以發出超聲波。

可以理解，由於該熱致發聲裝置的工作原理為將一定形式的能量以極快的速度轉換為熱量，並和周圍氣體或液體介質進行快速的熱交換，從而使該介質膨脹及收縮，從而發出聲音，因此在上述第一實施例至第四實施例中，所述第一電極及第二電極也可看作一致熱裝置，其通過為該熱致發聲元件施加一功率放大的音頻電訊號，從而使該熱致發聲元件發熱，進而加熱周圍介質發出聲音。因此，本技術領域的人可以知道，所述能量形式不局 限於電能或光能，該致熱裝置也不局限於上述實施例中的電極或電磁波訊號發生器，任何可以使該熱致發聲元件發熱，並按照音頻變化加熱周圍介質的裝置均可看作一致熱裝置，並在本發明保護範圍內。

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。

20‧‧‧發聲裝置

202‧‧‧基底

204‧‧‧第一電極

208‧‧‧第二電極

206‧‧‧發聲元件

210‧‧‧第一導電元件

212‧‧‧第二導電元件

218‧‧‧間隔元件

Claims (32)

1. 一種熱致發聲裝置，其包括：一基底；一第一電極；一第二電極；以及一熱致發聲元件，該熱致發聲元件與所述第一電極與第二電極電連接，該熱致發聲元件具有一面向該基底的第一表面及與該第一表面相對的第二表面；其改良在於，該熱致發聲裝置進一步包括一間隔元件，該間隔元件設置於所述基底，與電連接於該第一和第二電極之間的部分熱致發聲元件相接觸，以使該部分熱致發聲元件與該基底之間形成有一空間，該熱致發聲元件通過與周圍介質進行熱交換，使周圍介質的密度發生改變，進而發出聲音。
2. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述第一電極及第二電極均設置於該基底，且與該熱致發聲元件的第一表面相接觸。
3. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述第一電極及第二電極均設置於該熱致發聲元件的第二表面。
4. 如請求項3所述之熱致發聲裝置，其中，所述熱致發聲裝置進一步包括另一個該間隔元件，該兩個間隔元件分別與該第一電極及第二電極相對以使該熱致發聲元件被夾持於該兩個間隔元件與該第一電極及第二電極之間。
5. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述第一電極及第二電極分別連接於該熱致發聲元件的第一表面及第二表面。
6. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件的形狀為片狀、棒狀、條狀、球狀、絲狀、帶狀或塊狀。
7. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件的橫截面形狀為圓型、方型、梯形、三角形或不規則形狀。
8. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述熱致發聲裝置進一步包括複數個該間隔元件，每相鄰的兩個間隔元件之間的距離相等。
9. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，該熱致發聲裝置進一步包括複數個該間隔元件，每相鄰的兩個該間隔元件之間的距離為10微米至3釐米。
10. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件與熱致發聲元件之間為點接觸或線接觸。
11. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件通過螺栓連接或粘結劑粘結設置於該基底。
12. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件與該基底的材料相同。
13. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件的材料為導電材料並與所述第一電極和所述第二電極電性絕緣。
14. 如請求項13所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件與第一電極和第二電極平行設置。
15. 如請求項14所述之熱致發聲裝置，其中，所述間隔元件的材料與該第一電極及第二電極的材料相同。
16. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件粘合於該間隔元件中。
17. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件與基底之間的空間的距離為10微米至1釐米。
18. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，所述熱致發聲裝置包括複數個第 一電極與複數個第二電極，該複數個第一電極與複數個第二電極交替間隔設置且均與該熱致發聲元件形成電接觸。
19. 如請求項18所述之熱致發聲裝置，其中，所述複數個第一電極與複數個第二電極等距間隔設置。
20. 如請求項19所述之熱致發聲裝置，其中，所述每相鄰的第一電極與第二電極之間的距離為1毫米至3釐米。
21. 如請求項1所述之熱致發聲裝置，其中，該熱致發聲元件包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構與該第一電極和該第二電極電連接，且包括複數個平行的奈米碳管，該複數個平行的奈米碳管的軸向從所述第一電極延伸至所述第二電極。
22. 如請求項21所述之熱致發聲裝置，其中，該奈米碳管軸向方向與第一電極大致垂直。
23. 一種熱致發聲裝置，包括：一基底，該基底具有一表面；一熱致發聲元件，該熱致發聲元件位於該基底的一側，且朝向該基底的表面；一致熱裝置，用於使該熱致發聲元件熱致發聲；其改良在於，該熱致發聲裝置進一步包括一間隔元件，該間隔元件位於該熱致發聲元件與該基底表面之間，以使該熱致發聲元件與該基底表面之間形成有一空間，該間隔元件與該致熱裝置電性絕緣。
24. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該熱致發聲元件包括一個一維奈米材料結構，該一維奈米材料結構由沿同一方向延伸的一維奈米材料構成。
25. 如請求項24所述之熱致發聲裝置，其中，該一維奈米材料結構為奈米碳管結構。
26. 如請求項25所述之熱致發聲裝置，其中，該奈米碳管結構包括一奈米碳管膜、層疊設置的複數個奈米碳管膜或共面設置的複數個奈米碳管膜。
27. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該間隔元件與該基底的材料相同。
28. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該熱致發聲裝置進一步包括複數個該間隔元件，每相鄰的兩個間隔元件之間的距離相等。
29. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該熱致發聲元件與基底表面之間的空間的距離為10微米至1釐米。
30. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該致熱裝置包括一第一電極和一第二電極，該間隔元件的材料與該第一及第二電極的材料相同。
31. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該致熱裝置包括一雷射器。
32. 如請求項23所述之熱致發聲裝置，其中，該間隔元件由可固化的液體材料組成，該熱致發聲元件粘合於該間隔元件。