TWI450600B - 熱致發聲裝置及電子裝置 - Google Patents

Description

熱致發聲裝置及電子裝置

本發明涉及一種熱致發聲裝置，尤其涉及一種基於石墨烯的熱致發聲裝置及應用該熱致發聲裝置的電子裝置。

熱致發聲裝置一般由信號輸入裝置和發聲元件組成，通過信號輸入裝置輸入信號到該發聲元件，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熱致發聲裝置，請參見文獻“The Thermophone”, 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)。其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。受材料本身的限制，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，且發聲效率較低。

有鑒於此，確有必要提供一種發聲頻率高且發聲效果好的熱致發聲裝置。

一種熱致發聲裝置，其包括一基底，其中，該熱致發聲裝置進一步包括至少一致熱裝置及複數個熱致發聲元件，該複數個熱致發聲元件分別設置於基底上，致熱裝置用於向該熱致發聲元件提供能量使該熱致發聲元件產生熱量，所述熱致發聲元件包括一複合膜，該複合膜包括相互層疊設置的至少一奈米碳管層和至少一石墨烯膜。

與先前技術相比較，本技術方案所提供的熱致發聲裝置具有以下優點：其一，由於所述熱致發聲裝置中的熱致發聲元件包括一由奈米碳管層和石墨烯膜組成的複合膜，無需磁鐵等其他複雜結構，故該熱致發聲裝置的結構較為簡單，有利於降低該熱致發聲裝置的成本。其二，由於複合膜的厚度較薄，熱容較低，因此，其發聲頻率較高且具有較高的發聲效率。

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。以下各實施例中將相同的元部件使用相同的標號表示。本發明實施例中所涉及的示意圖係為了使本實施例得到更好的說明，對實施例本身並沒有限制作用。

請參閱圖1及圖2，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包括一熱致發聲元件102及一致熱裝置104。

所述致熱裝置104用於向熱致發聲元件102提供能量，使熱致發聲元件102產生熱量，發出聲音。本實施例中，致熱裝置104向熱致發聲元件提供電能，使熱致發聲元件102在焦耳熱的作用下產生熱量。該致熱裝置104包括一第一電極104a及一第二電極104b。所述第一電極104a和第二電極104b分別與該熱致發聲元件102電連接。本實施例中，第一電極104a和第二電極104b分別設置於熱致發聲元件102的表面，並與該熱致發聲元件102的兩個相對的邊齊平。

本實施例中，該致熱裝置104中的第一電極104a和第二電極104b用於向熱致發聲元件102提供電信號，使該熱致發聲元件102產生焦耳熱，溫度升高，從而發出聲音。所述第一電極104a與第二電極104b可為層狀（絲狀或帶狀）、棒狀、條狀、塊狀或其他形狀，其橫截面的形狀可為圓型、方型、梯形、三角形、多邊形或其他不規則形狀。該第一電極104a與第二電極104b可通過黏結劑黏結的方式固定於熱致發聲元件102的表面。而為防止熱致發聲元件102的熱量被第一電極104a與第二電極104b過多吸收而影響發聲效果，該第一電極104a及第二電極104b與熱致發聲元件102的接觸面積較小為好，因此，該第一電極104a和第二電極104b的形狀優選為絲狀或帶狀。該第一電極104a與第二電極104b材料可選擇為金屬、導電膠、導電漿料、銦錫氧化物（ITO）、奈米碳管或碳纖維等。

當第一電極104a和第二電極104b具有一定強度時，第一電極104a和第二電極104b可以起到支撐該熱致發聲元件102的作用。如將第一電極104a和第二電極104b的兩端分別固定在一個框架上，熱致發聲元件102設置在第一電極104a和第二電極104b上，通過第一電極104a和第二電極104b懸空設置。

本實施例中，第一電極104a與第二電極104b係利用銀漿通過印刷方式如絲網印刷形成於熱致發聲元件102上的絲狀銀電極。

該熱致發聲裝置10進一步包括一第一電極引線（圖未示）及一第二電極引線（圖未示），該第一電極引線與第二電極引線分別與熱致發聲裝置10中的第一電極104a和第二電極104b電連接，使該第一電極104a與該第一電極引線電連接，使該第二電極104b與該第二電極引線電連接。所述熱致發聲裝置10通過該第一電極引線和第二電極引線與外部電路電連接。

所述熱致發聲元件102包括一複合膜，該複合膜包括至少一奈米碳管層及至少一石墨烯膜。所述至少一奈米碳管層和至少一石墨烯膜相互層疊設置，即該至少一石墨烯膜設置於該至少一奈米碳管層的表面。石墨烯膜和奈米碳管層可以相互重疊設置，即，當石墨烯膜的面積較小時，石墨烯膜完全附著於奈米碳管層的表面；當奈米碳管層的面積較小時，奈米碳管層可以完全附著於石墨烯膜的表面。當該複合膜包括多層奈米碳管層和多層石墨烯膜時，該多層奈米碳管層和該多層石墨烯膜交替層疊設置。所述複合膜的厚度為10奈米至1毫米。所述複合膜的長度和寬度不限，可以根據熱致發聲裝置10的要求進行裁剪。

所述石墨烯膜為一個二維結構的具有一定面積的膜結構。該石墨烯膜的厚度為0.34奈米至10奈米。該石墨烯膜包括至少一層石墨烯。當石墨烯膜包括多層石墨烯時，該多層石墨烯可以相互搭接形成石墨烯膜，以使石墨烯膜具有更大的面積；或者該多層石墨烯可以相互疊加形成石墨烯膜，以使石墨烯膜的厚度增加。優選地，該石墨烯膜為一單層石墨烯。所述石墨烯為由複數個碳原子通過sp2鍵雜化構成的單層的二維平面結構。該石墨烯的厚度可以為單層碳原子的厚度。石墨烯膜具有較高的透光性，單層的石墨烯的透光率可以達到97.7%。由於石墨烯膜的厚度非常薄，因此具有較低的熱容，其熱容可以小於2×10^-3 焦耳每平方厘米開爾文，單層石墨烯的熱容可以小於5.57×10^-4 焦耳每平方厘米開爾文。所述石墨烯膜為一自支撐結構，所述自支撐為石墨烯膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該石墨烯膜置於（或固定於）間隔一固定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的石墨烯膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。實驗表明，石墨烯並非一個百分之百的光潔平整的二維膜，而係有大量的微觀起伏在單層石墨烯的表面上，單層石墨烯正係借助這種方式來維持自身的自支撐性及穩定性。

所述奈米碳管層包括複數個均勻分佈的奈米碳管。該奈米碳管可以為單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管、多壁奈米碳管中的一種或幾種。所述奈米碳管層中的奈米碳管之間可以通過凡得瓦力緊密結合。奈米碳管層為一自支撐的結構。該奈米碳管層中的奈米碳管為無序或有序排列。這裏的無序排列指奈米碳管的排列方向無規律，這裏的有序排列指至少多數奈米碳管的排列方向具有一定規律。具體地，當奈米碳管層包括無序排列的奈米碳管時，奈米碳管可以相互纏繞或者各向同性排列；當奈米碳管層包括有序排列的奈米碳管時，奈米碳管沿一個方向或者複數個方向擇優取向排列。該奈米碳管層的厚度不限，可以為0.5奈米~1厘米，優選地，該奈米碳管層的厚度可以為100微米~0.5毫米。該奈米碳管層進一步包括複數個微孔，該微孔由奈米碳管之間的間隙形成。所述奈米碳管層中的微孔的孔徑可以小於等於50微米。所述奈米碳管層狀結構的單位面積熱容小於2×10-4焦耳每平方厘米開爾文。優選地，所述奈米碳管層狀結構的單位面積熱容可以小於等於1.7×10-6焦耳每平方厘米開爾文。所述奈米碳管層可包括至少一層奈米碳管拉膜、奈米碳管絮化膜或奈米碳管碾壓膜。

請參閱圖3，該奈米碳管拉膜包括複數個通過凡得瓦力相互連接的奈米碳管。所述複數個奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向係指在奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管拉膜的表面。進一步地，所述奈米碳管拉膜中多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管拉膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述奈米碳管拉膜為一自支撐的膜。所述自支撐為奈米碳管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管拉膜置於（或固定於）間隔一固定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管拉膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

所述奈米碳管拉膜的厚度可以為0.5奈米~100微米，寬度與長度不限，根據第二基體108的大小設定。所述奈米碳管拉膜的具體結構及其製備方法請參見范守善等人於民國96年2月12日申請的，於民國99年7月11日公告的第I327177號中國民國公告專利。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

當奈米碳管層包括多層奈米碳管拉膜時，相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管的延伸方向之間形成的交叉角度不限。

請參見圖4，所述奈米碳管絮化膜為通過一絮化方法形成的奈米碳管膜。該奈米碳管絮化膜包括相互纏繞且均勻分佈的奈米碳管。所述奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，形成網路狀結構。所述奈米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜的長度和寬度不限。由於在奈米碳管絮化膜中，奈米碳管相互纏繞，因此該奈米碳管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結構，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述奈米碳管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度為1微米~1毫米。所述奈米碳管絮化膜及其製備方法請參見范守善等人於民國96年5月11日申請的，於民國97年11月16日公開的第200844041號台灣公開專利申請“奈米碳管薄膜的製備方法”。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

請參見圖5，所述奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管沿同一方向或不同方向擇優取向排列。奈米碳管也可以係各向同性的。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互部分交疊，並通過凡得瓦力相互吸引，緊密結合。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與形成奈米碳管陣列的生長基底的表面形成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度。依據碾壓的方式不同，該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管具有不同的排列形式。當沿同一方向碾壓時，奈米碳管沿一固定方向擇優取向排列。可以理解，當沿不同方向碾壓時，奈米碳管可沿複數個方向擇優取向排列。該奈米碳管碾壓膜厚度不限，優選為為1微米~1毫米。該奈米碳管碾壓膜的面積不限，由碾壓出膜的奈米碳管陣列的大小決定。當奈米碳管陣列的尺寸較大時，可以碾壓制得較大面積的奈米碳管碾壓膜。所述奈米碳管碾壓膜及其製備方法請參見范守善等人於民國96年6月29日申請的，於民國99年12月21日公告的第I334851號台灣公告專利“奈米碳管薄膜的製備方法”。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

本實施例中，所述複合膜包括兩層相互交叉設置的奈米碳管拉膜及一石墨烯膜，該石墨烯膜包括兩層石墨烯相互重疊設置，該兩層相互交叉的奈米碳管拉膜設置於石墨烯膜的表面。圖6為本實施例中的複合膜的掃描電鏡照片，下面裂開的膜為石墨烯膜，上面為奈米碳管拉膜中的奈米碳管。圖7為本實施例中複合膜的透光度測試曲線圖。從圖7中可以看出，本實施例所提供的複合膜的透光度可以達到60%以上，因此，當採用複合膜作為熱致發聲元件102時，可以得到透明發聲裝置。本實施例中的複合膜的電阻為500歐姆，具有良好的導電性。

石墨烯膜為一整體的膜，非常緻密，但強度較差；而奈米碳管層具有一定的強度，並存在大量的空隙，複合膜結合了石墨烯膜更加緻密和奈米碳管層具有較大強度的優點。複合膜作為發聲元件時，石墨烯膜設置於奈米碳管層上，覆蓋了奈米碳管層的空隙，使複合膜與周圍介質的接觸面積相對於奈米碳管層變大，因此，複合膜作為熱致發聲元件可以具有更高的發聲效率；同時，複合膜作為熱致發聲元件時，相對於石墨烯膜具有更大的強度，使熱致發聲元件的強度增加，具有更長的使用壽命。所述複合膜還具有以下優點：首先，複合膜具有較好的任性，可以彎折成任意角度，因此，該熱致發聲裝置可以為柔性的熱致發聲裝置；其次，石墨烯膜和奈米碳管層均可具有良好的透光性，因此，複合膜也可以為一透明膜，熱致發聲裝置可以為透明熱致發聲裝置；再次，石墨烯膜和奈米碳管層均具有較小的厚度和熱容，因此，複合膜的厚度可以較薄，具有較小的熱容，可以快速的升降溫，因此，該熱致發聲裝置比較靈敏。

所述石墨烯膜的致備方法可以為化學氣相沉積法、LB法或採用膠帶從定向石墨上斯取的方法。本實施例中，採用化學氣相沉積法製備石墨烯膜。該石墨烯膜可以採用化學氣相沉積法生長在一個金屬基底的表面，該金屬可以為銅箔或者鎳箔。具體地，所述石墨烯膜的製備方法包括以下步驟：

首先，提供一金屬薄膜基底。

該金屬薄膜可以為銅箔或者鎳箔。所述金屬薄膜基底的大小，形狀不限，可以根據反應室的大小以及形狀進行調整。而通過化學氣相沉積法做形成的石墨烯膜的面積同金屬薄膜基底的大小有關，所述金屬薄膜基底的厚度可以在12.5微米～50微米。本實施例中，所述金屬薄膜基底為銅箔，厚度12.5~50微米的銅箔，優選25微米，面積為4厘米乘4厘米。

其次，將上述金屬薄膜基底放入反應室內，在高溫下通入碳源氣體，在金屬薄膜基底的表面沉積碳原子形成石墨烯。

所述反應室為一英寸直徑的石英管，具體地，所述在反應室內生長石墨烯的步驟包括以下步驟：先在氫氣的氣氛下退火還原，氫氣流量係2sccm，退火溫度為1000攝氏度，時間為1小時；然後向反應室內通入碳源氣體甲烷，流量係25sccm，從而在金屬薄膜基底的表面沉積碳原子，反應室的氣壓為500毫托，生長時間為10~60分鐘，優選為30分鐘。

可以理解，上述反應室內通入的氣體的流量跟反應室的大小有關，本領域技術人員可以根據反應室的大小調整氣體的流量。

最後，在將所述金屬薄膜基底冷卻至室溫，從而在所述金屬薄膜基底的表面形成一層石墨烯。

金屬薄膜基底在冷卻的過程中，要繼續向反應室內通入碳源氣與氫氣，直到金屬薄膜基底冷卻至室溫。本實施例中，在冷卻過程中，向反應室內通入25sccm的甲烷，2sccm的氫氣，在500毫托氣壓下，冷卻1小時，方便取出金屬薄膜基底，該金屬薄膜基底的表面生長有一層石墨烯。

該碳源氣優選為廉價氣體乙炔，也可選用其他碳氫化合物如甲烷、乙烷、乙烯等。保護氣體優選為氬氣，也可選用其他惰性氣體如氮氣等。石墨烯的沉積溫度在800攝氏度至1000攝氏度。本發明的石墨烯採用化學氣相沉積法製備，因此可以具有較大的面積，該石墨烯膜的最小尺寸可以大於2厘米。由於該石墨烯膜具有較大的面積，因此可以和所述奈米碳管層形成具有較大面積的複合膜。

在通過化學氣相沉積法在金屬基底表面生長獲得石墨烯膜後，可以將奈米碳管層鋪到上述石墨烯膜表面，採用機械力將奈米碳管層與石墨烯膜壓合在一起。最後，可以將上述金屬薄膜基底用溶液腐蝕掉，從而獲得由石墨烯膜以及奈米碳管層組成的複合膜。

採用上述方法所製備的石墨烯膜可以為單層的石墨烯，也可包括幾層石墨烯。通過控制反應溫度，基底材料等條件可以控制石墨烯膜中石墨烯層的層數。本實施例中，由於銅箔基底的銅材料溶解碳的能力比較低，因此，制得的石墨烯膜僅包括一層石墨烯層。

所述熱致發聲元件102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102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，可以傳導出熱致發聲元件102產生的熱量，從而可對熱致發聲元件102進行散熱。本實施例中，所述介質為空氣。

本實施例的熱致發聲裝置10可通過第一電極104a及第二電極104b與外部電路電連接, 而由此接入外部信號發聲。由於熱致發聲元件102包括該複合膜，複合膜具有較小的單位面積熱容以及較大的散熱面積，在致熱裝置104向熱致發聲元件102輸入信號後，所述熱致發聲元件102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102係藉由“電-熱-聲”的轉換來達到發聲。另外,利用複合膜的高透光度，該熱致發聲裝置10呈一透明熱致發聲裝置。

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小於3%。

另外，本實施例中的複合膜具有較好的韌性和機械強度，所以石墨烯膜可方便地製成各種形狀和尺寸的熱致發聲裝置10，該熱致發聲裝置10可方便地應用於各種可發聲的器件中，如音響、手機、MP3、MP4、電視、電腦等可發聲的器件中。

請參閱圖8及圖9，本發明第二實施例提供一種熱致發聲裝置20。本實施例所提供的熱致發聲裝置20與第一實施例提供的熱致發聲裝置10的主要不同之處在於，本實施例中的該熱致發聲裝置20進一步包括一基底208。所述熱致發聲元件102設置於該基底208的表面。所述第一電極104a和第二電極104b設置於該熱致發聲元件102的表面。本實施例的熱致發聲元件102與基底的關係可以為：第一，該至少一奈米碳管層設置於基底208與該至少一石墨烯膜之間；第二，該至少一石墨烯膜設置於該基底208與該至少一奈米碳管層之間；第三，當複合膜包括多層奈米碳管層和多層石墨烯膜相互交替設置時，奈米碳管層直接與基底208接觸或者石墨烯膜直接與基底208接觸。該奈米碳管層與第一實施例揭示的奈米碳管層的結構相同。本實施例中，熱致發聲元件102包括一層奈米碳管拉膜和一層石墨烯，該奈米碳管拉膜設置於石墨烯與基底208之間。由於石墨烯本身比較緻密，石墨烯位於奈米碳管拉膜上時，可以使熱致發聲元件102與外界介質具有更大的接觸面積。

所述基底208的形狀、尺寸及厚度均不限，該基底208的表面可為平面或曲面。該基底208的材料不限，可以為具有一定強度的硬性材料或柔性材料。優選地，該基底208的材料的電阻應大於該熱致發聲元件102的電阻，且具有較好的絕熱性能，從而防止該熱致發聲元件102產生的熱量過多的被該基底208吸收。具體地，所述絕緣材料可以為玻璃、陶瓷、石英、金剛石、塑膠、樹脂或木質材料。

本實施例中，所述基底208包括至少一個通孔208a。該通孔208a的深度為所述基底208的厚度。所述通孔208a的橫截面的形狀不限，可以為圓形、正方形、長方形、三角形，多邊形、工字形、或者不規則圖形。當該基底208包括複數個通孔208a時，該複數個通孔208a可均勻分佈、以一定規律分佈或隨機分佈於該基底208。每相鄰兩個通孔208a的間距不限，優選為100微米至3毫米。本實施例中，所述通孔208a為圓柱形，其均勻分佈於基底208。

該熱致發聲元件102設置於基底208的表面，並相對於基底208上的通孔208a懸空設置。本實施例中，由於該熱致發聲元件102位於通孔208a上方的部分懸空設置，該部分的熱致發聲元件102兩面均與周圍介質接觸，增加了熱致發聲元件102與周圍氣體或液體介質接觸的面積，並且，由於該熱致發聲元件102另一部分與該基底208的表面直接接觸，並通過該基底208支撐，故該熱致發聲元件102不易被破壞。

請參見圖10，本發明第三實施例提供一種熱致發聲裝置30。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的區別在於，本實施例中，該熱致發聲裝置30的基底308包括至少一個盲槽308a，該盲槽308a設置於基底308的一個表面308b。所述盲槽308a使該表面308b形成一凹凸不平的表面。該盲槽308a的深度小於所述基底308的厚度，該盲槽308a的長度不限。該盲槽308a在該基底308的表面308b上的形狀可為長方形、弓形、多邊形、扁圓形或其他不規則形狀。請參閱圖9，本實施例中，基底308上設置有複數個盲槽308a，該盲槽308a在基底308的表面308b上的形狀為長方形。請參見圖11，該盲槽308a在其長度方向上的橫截面為長方形，即，該盲槽308a為一長方體結構。請參閱圖12，該盲槽308a在其長度方向上的橫截面為三角形，即，該盲槽308a為一三棱柱結構。當該基底308的表面308b具有複數個盲槽時，該複數個盲槽可均勻分佈、以一定規律分佈或隨機分佈於該基底308的表面308b。請參閱圖12，相鄰兩個盲槽的槽間距可接近於0，即所述基底308與該熱致發聲元件102接觸的區域為複數個線。可以理解，在其他實施例中，通過改變該盲槽308a的形狀，該熱致發聲元件102與該基底308接觸的區域為複數個點，即該熱致發聲元件102與該基底308之間可為點接觸、線接觸或面接觸。

本實施例的熱致發聲裝置30中所述基底308包括至少一盲槽308a。該盲槽可以反射所述熱致發聲元件102發出的聲波，從而增強所述熱致發聲裝置30在熱致發聲元件102一側的發聲強度。當該相鄰的盲槽之間的距離接近於0時，該基底308既能支撐該熱致發聲元件102，又能使該熱致發聲元件102具有與周圍介質接觸的最大表面積。

可以理解，當該盲槽308a的深度達到某一值時，通過該盲槽308a反射的聲波會與原聲波產生疊加，從而引起相消干涉，影響熱致發聲元件102的發聲效果。為避免這一現象，優選地，該盲槽308a的深度小於等於10毫米。另外，當該盲槽308a的深度過小，通過基底308懸空設置的熱致發聲元件102與基底308距離過近，不利於該熱致發聲元件102的散熱。因此，優選地，該盲槽308a的深度大於等於10微米。

請參見圖13及圖14，本發明第四實施例提供一種熱致發聲裝置40。本實施例所提供的熱致發聲裝置40與第二實施例提供的熱致發聲裝置20的區別在於，本實施例中，該熱致發聲裝置40的基底408為一網狀結構。所述基底408包括複數個第一線狀結構408a及複數個第二線狀結構408b。所述之線狀結構也可以為帶狀或者條狀的結構。該複數個第一線狀結構408a與該複數個第二線狀結構408b相互交叉設置形成一網狀結構的基底408。所述複數個第一線狀結構408a可以相互平行，也可以不相互平行，所述複數個第二線狀結構408b可以相互平行，也可以不相互平行，當複數個第一線狀結構408a相互平行，且複數個第二線狀結構408b相互平行時，具體地，所述複數個第一線狀結構408a的軸向均沿第一方向L1延伸，相鄰的第一線狀結構408a之間的距離可以相等也可以不等。相鄰的兩個第一線狀結構408a之間的距離不限，優選地，其間距小於等於1厘米。本實施例中，該複數個第一線狀結構408a之間等間距間隔設置，相鄰的兩個第一線狀結構408a之間的距離為2厘米。所述複數個第二線狀結構408b彼此間隔設置且其軸向均基本沿第二方向L2延伸，相鄰的第二線狀結構408b之間的距離可以相等也可以不等。相鄰的兩個第二線狀結構408b之間的距離不限，優選地，其間距小於等於1厘米。第一方向L1與第二方向L2形成一夾角α，α大於0度小於等於90度。本實施例中，第一方向L1和第二方向L2之間的夾角為90°。所述複數個第一線狀結構408a與該複數個第二線狀結構408b交叉設置的方式不限。本實施例中，第一線狀結構408a和第二線狀結構408b相互編織形成一網狀結構。在另一實施例中，所述複數個間隔設置的第二線狀結構408b接觸設置於所述複數個第一線狀結構408a的同一側。該複數個第二線狀結構408b與該複數個第一線狀結構408a的接觸部可通過黏結劑固定設置，也可以通過焊接的方式固定設置。當第一線狀結構408a的熔點較低時，也可以通過熱壓的方式將第二線狀結構408b與第一線狀結構408a固定設置。

所述基底408具有複數個網孔408c。該複數個網孔408c由相互交叉設置的所述複數個第一線狀結構408a以及複數個第二線狀結構408b圍成。所述網孔408c為四邊形。根據該複數個第一線狀結構408a和該複數個第二線狀結構408b的交叉設置的角度不同，網孔408c可以為正方形、長方形或菱形。網孔408c的大小由相鄰的兩個第一線狀結構408a之間的距離和相鄰的兩個第二線狀結構408b之間的距離決定。本實施例中，由於所述複數個第一線狀結構408a與複數個第二線狀結構408b分別等間距平行設置，且該複數個第一線狀結構408a與該複數個第二線狀結構408b相互垂直，所以網孔408c為正方形，其邊長為2厘米。

所述第一線狀結構408a的直徑不限，優選為10微米~5毫米。該第一線狀結構408a的材料由絕緣材料製成，該材料包括纖維、塑膠、樹脂或矽膠等。所述第一線狀結構408a可以為紡織材料，具體地，該第一線狀結構408a可以包括植物纖維、動物纖維、木纖維及礦物纖維中的一種或多種，如棉線、麻線、毛線、蠶絲線、尼龍線或氨綸等。優選地，該絕緣材料應具有一定的耐熱性質和柔性，如尼龍或聚酯等。另外，該第一線狀結構408a也可為外表包有絕緣層的導電絲。該導電絲可以為金屬絲或者奈米碳管線狀結構。所述金屬包括金屬單質或者合金，該單質金屬可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、鈦、釹、鈀或銫等，該金屬合金可以為上述單質金屬任意組合的合金。該絕緣層的材料可以為樹脂、塑膠、二氧化矽或金屬氧化物等。本實施例中，該第一線狀結構408a為表面塗覆有二氧化矽的奈米碳管線狀結構，二氧化矽構成的絕緣層將奈米碳管線狀結構包裹，從而構成該第一線狀結構408a。

所述第二線狀結構408b的結構和材料與第一線狀結構408a的結構和材料相同。在同一實施例中，第二線狀結構408b的結構和材料可以和第一線狀結構408a的結構和材料相同，也可以不相同。本實施例中，第二線狀結構408b為表面塗覆有絕緣層的奈米碳管線狀結構。

所述奈米碳管線狀結構包括至少一根奈米碳管線，該奈米碳管線包括複數個奈米碳管。該奈米碳管可以為單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管、多壁奈米碳管中的一種或幾種。所述奈米碳管線可以為由複數個奈米碳管組成的純結構。當奈米碳管線狀結構包括多根奈米碳管線時，該多根奈米碳管線可以相互平行設置。當奈米碳管線狀結構包括多根奈米碳管線時，該多根奈米碳管線可以相互螺旋纏繞。奈米碳管線狀結構中的多根奈米碳管線也可以通過黏結劑相互固定。

所述奈米碳管線可以為非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。請參閱圖15，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個沿奈米碳管線長度方向延伸並首尾相連的奈米碳管。優選地，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段之間通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。

所述扭轉的奈米碳管線為採用一機械力將所述非扭轉的奈米碳管線沿相反方向扭轉獲得。請參閱圖16，該扭轉的奈米碳管線包括複數個繞奈米碳管線軸向螺旋排列的奈米碳管。優選地，該扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段之間通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。所述奈米碳管線及其製備方法請參見范守善等人於民國91年11月05日申請的，於民國97年11月21日公告的第I303239號台灣公告專利 “一種奈米碳管繩及其製造方法”，專利權人：鴻海精密工業股份有限公司，以及於民國98年7月21日公告的第I312337號台灣公告專利“奈米碳管絲及其製作方法”，專利權人：鴻海精密工業股份有限公司。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請所揭露的一部分。

本實施例所提供的熱致發聲裝置40採用網狀結構的基底408具有以下優點：其一，網狀結構包括複數個網孔，在給熱致發聲元件102提供支撐的同時，可以使熱致發聲元件102與周圍介質具有較大的接觸面積。其二，網狀結構的基底408可以具有較好的柔韌性，因此，熱致發聲裝置40具有較好的柔韌性。其三，當第一線狀結構408a或/和第二線狀結構408b包括塗覆有絕緣層的奈米碳管線狀結構時，奈米碳管線狀結構可以具有較小的直徑，更進一步增加了熱致發聲元件102與周圍介質的接觸面積；奈米碳管線狀結構具有較小的密度，因此，熱致發聲裝置40的質量可以較小；奈米碳管線狀結構具有較好的柔韌性，可以多次彎折而不被破壞，因此，該熱致發聲裝置40可以具有更長的使用壽命。

請參見圖17，本發明第五實施例提供一種熱致發聲裝置50。本實施例所提供的熱致發聲裝置50與第二實施例提供的熱致發聲裝置20的區別在於，本實施例中，該熱致發聲裝置50的基底508為一奈米碳管複合結構。

該奈米碳管複合結構包括一奈米碳管層及塗覆在該奈米碳管層表面的絕緣材料層。所述奈米碳管層的結構與第一實施例所揭示的奈米碳管層的結構想同。所述絕緣材料層位於奈米碳管層的表面，該絕緣材料層的作用為使奈米碳管層與熱致發聲元件102相互絕緣。該絕緣材料層僅分佈於奈米碳管層的表面，或者絕緣材料層包裹奈米碳管層中的每根奈米碳管。當絕緣材料層的厚度較薄時，不會將奈米碳管層中的微孔堵塞，因此，該奈米碳管複合結構包括複數個微孔。複數個微孔使熱致發聲元件102與外界接觸面積較大。

本實施例所提供的熱致發聲裝置50採用奈米碳管複合結構作為基底508，具有以下優點：第一，奈米碳管複合結構包括奈米碳管層和塗覆在奈米碳管層表面的絕緣材料層，由於奈米碳管層可以由純的奈米碳管組成的結構，因此，奈米碳管層的密度小，質量相對較輕，因此，熱致發聲裝置50具有較小的質量，方便應用；第二，奈米碳管層中的微孔係由奈米碳管之間的間隙構成，分佈均勻，在絕緣材料層較薄的情況下，奈米碳管複合結構可以保持該均勻分佈的微孔結構，因此，熱致發聲元件102通過該基底508可以與外界空氣較均勻地接觸；第三，所述奈米碳管層具有良好的柔韌性，可以多次彎折而不被破壞，因此，奈米碳管複合結構具有較好的柔韌性，採用奈米碳管複合結構作為基底508的熱致發聲裝置50為一柔性的發聲裝置，可以設置成任何形狀不受限制。

請參見圖18及圖19，本發明第六實施例提供一種熱致發聲裝置60，該熱致發聲裝置60包括一基底608、一致熱裝置104及一熱致發聲元件102。該致熱裝置104包括複數個第一電極104a及複數個第二電極104b，所述複數個第一電極104a和複數個第二電極104b分別和熱致發聲元件102電連接。該熱致發聲元件102包括一石墨烯膜。

所述複數個第一電極104a與複數個第二電極104b交替間隔設置於基底608。所述熱致發聲元件102設置於該複數個第一電極104a與複數個第二電極104b上，使該複數個第一電極104a與複數個第二電極104b位於基底608與熱致發聲元件102之間，該熱致發聲元件102相對於基底608部分懸空。即，複數個第一電極104a、複數個第二電極104b、熱致發聲元件102以及基底608共同形成有複數個間隙601,從而使該熱致發聲元件102與周圍空氣產生較大的接觸面積。各個相鄰的第一電極104a與第二電極104b之間的距離可以相等也可以不相等。優選地，各個相鄰的第一電極104a與第二電極104b之間的距離相等。相鄰的第一電極104a與第二電極104b之間的距離不限，優選為10微米~1厘米。

所述基底608主要起承載第一電極104a與第二電極104b的作用。該基底608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608的材料應具有較好的絕熱性能，從而防止該熱致發聲元件102產生的熱量被該基底608吸收，而無法達到加熱周圍介質進而發聲的目的。在本實施例中, 該基底608的材料可為玻璃、樹脂或陶瓷等。本實施例中，所述基底608為一正方形的玻璃板，其邊長為4.5厘米，厚度為1毫米。

該間隙601由一個第一電極104a、一個第二電極104b與基底608定義, 該間隙601的高度取決於第一電極104a與第二電極104b的高度。在本實施例中, 第一電極104a與第二電極104b的高度範圍為1微米~1厘米。優選地, 第一電極104a和第二電極104b的高度為15微米。

所述第一電極104a與第二電極104b可為層狀（絲狀或帶狀）、棒狀、條狀、塊狀或其他形狀，其橫截面的形狀可為圓型、方型、梯形、三角形、多邊形或其他不規則形狀。該第一電極104a與第二電極104b可通過螺栓連接或黏結劑黏結等方式固定於基底608。而為防止熱致發聲元件102的熱量被第一電極104a與第二電極104b過多吸收而影響發聲效果，該第一電極104a及第二電極104b與熱致發聲元件102的接觸面積較小為好，因此，該第一電極104a和第二電極104b的形狀優選為絲狀或帶狀。該第一電極104a與第二電極104b材料可選擇為金屬、導電膠、導電漿料、銦錫氧化物（ITO）、奈米碳管或碳纖維等。當第一電極104a或第二電極104b的材料為奈米碳管時，該第一電極104a或第二電極104b可以為一奈米碳管線狀結構。該奈米碳管線狀結構的結構與第四實施例提供的奈米碳管線狀結構相同。由於奈米碳管線狀結構中的奈米碳管首尾相連，因此，奈米碳管線狀結構具有良好的導電性，可以用作電極。

該熱致發聲裝置60進一步包括一第一電極引線610及一第二電極引線612，該第一電極引線610與第二電極引線612分別與熱致發聲裝置60中的第一電極104a和第二電極104b連接，使複數個第一電極104a分別與該第一電極引線610電連接，使複數個第二電極104b分別與該第二電極引線612電連接。所述熱致發聲裝置60通過該第一電極引線610和第二電極引線612與外部電路電連接。這種連接方式可以使第一電極引線610和第二電極引線612之間的熱致發聲元件102的方塊電阻大大減小，可以提高熱致發聲元件102的發聲效率。

本實施例中，複數個第一電極104a和複數個第二電極104b可以起到支撐熱致發聲元件102的作用，因此，基底608並非必須的元件。當本實施例中的熱致發聲裝置60不包括基底608時，第一電極104a和第二電極104b在使熱致發聲元件102與外部電路電連接的同時，還可以保護和支撐熱致發聲元件102。

本實施例中，第一電極104a與第二電極104b為用絲網印刷方法形成的絲狀銀電極。第一電極104a數量為四個，第二電極104b數量為四個，該四個第一電極104a與四個第二電極104b交替且等間距設置於基底608。每個第一電極104a與第二電極104b的長度均為3厘米，高度為15微米，相鄰的第一電極104a與第二電極104b之間的距離為5毫米。

本實施例提供的熱致發聲裝置60中，熱致發聲元件102通過複數個第一電極104a和複數個第二電極104b懸空設置，增加了熱致發聲元件102與周圍空氣的接觸面積，有利於熱致發聲元件102與周圍空氣熱交換，提高了發聲效率。

請參見圖20和圖21，本發明第七實施例提供一種熱致發聲裝置70。該熱致發聲裝置70包括一基底608、一致熱裝置104及一熱致發聲元件102。該致熱裝置104包括複數個第一電極104a及複數個第二電極104b，所述複數個第一電極104a和複數個第二電極104b分別和熱致發聲元件102電連接。該熱致發聲元件102包括一石墨烯膜。本實施例所提供的熱致發聲裝置70與第六實施例所提供的熱致發聲裝置60的結構基本相同，其區別在於，本實施例中，相鄰的兩個第一電極104a和第二電極104b之間進一步包括至少一個間隔元件714。

所述間隔元件714與基底608可以為分離的元件，該間隔元件714通過例如螺栓連接或黏結劑黏結等方式固定於基底608。另外，該間隔元件714也可以與基底608一體成型，即間隔元件714的材料與基底608的材料相同。該間隔元件714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102具有良好的發聲效果，該間隔元件714在支撐熱致發聲元件102的同時應與熱致發聲元件102具有較小的接觸面積，優選為該間隔元件714與熱致發聲元件102之間為點接觸或線接觸。

在本實施例中，該間隔元件714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714為導電材料時，其與第一電極104a和第二電極104b電性絕緣，且，優選地，間隔元件714與第一電極104a和第二電極104b平行。該間隔元件714的高度不限，優選為10微米~1厘米。本實施例中，該間隔元件714為採用絲網印刷方法形成的絲狀銀，該間隔元件714的高度與所述第一電極104a及第二電極104b的高度相同，為20微米。間隔元件714與第一電極104a和第二電極104b平行設置。由於間隔元件714的高度與第一電極104a和第二電極104b的高度相同，因此，所述熱致發聲元件102位於同一平面。

所述熱致發聲元件102設置於間隔元件714、第一電極104a及第二電極104b。該熱致發聲元件102通過該間隔元件714與基底608間隔設置，且與該基底608形成有一空間701，該空間701係由所述第一電極104a或所述第二電極104b、所述間隔元件714、基底608以及熱致發聲元件102共同形成。進一步地，為防止熱致發聲元件102產生駐波，保持熱致發聲元件102良好的發聲效果，該熱致發聲元件102與基底608之間的距離優選為10微米~1厘米。本實施例中，由於第一電極104a、第二電極104b及間隔元件714的高度為20微米，所述熱致發聲元件102設置於第一電極104a、第二電極104b及間隔元件714，因此，該熱致發聲元件102與基底608之間的距離為20微米。

可以理解，第一電極104a和第二電極104b對熱致發聲元件102也有一定的支撐作用，但當第一電極104a和第二電極104b之間的距離較大時，對熱致發聲元件102的支撐效果不佳，在第一電極104a和第二電極104b之間設置間隔元件714，可起到較好支撐熱致發聲元件102的作用，使熱致發聲元件102與基底608間隔設置並與基底608形成有一空間701，從而保證熱致發聲元件102具有良好的發聲效果。

請參見圖22，本發明第八實施例提供一種熱致發聲裝置80。該熱致發聲裝置80包括至少一個致熱裝置和複數個熱致發聲元件。所述複數個熱致發聲元件的情況包括兩種：第一，該複數個熱致發聲元件的數量為至少兩個，熱致發聲元件之間沒有相互接觸；第二，該複數個熱致發聲元件的數量為一個，該熱致發聲元件設置於一具有曲面的基底上，使其法線方向為複數個或者該熱致發聲元件彎折後設置於不同的平面上。致熱裝置可以與熱致發聲元件一一對應，也可以一個致熱裝置對應複數個熱致發聲元件。該致熱裝置也可以為由對應所述複數個熱致發聲元件的複數個部位組成的一整體結構。本實施例中，該熱致發聲裝置80包括一第一致熱裝置804、一第二致熱裝置806、一基底208、一第一熱致發聲元件802a及一第二熱致發聲元件802b。

所述基底208包括一第一表面808a及一第二表面808b。所述基底208的形狀、尺寸及厚度均不限。所述第一表面808a和第二表面808b可為平面、曲面或凹凸不平的表面。第一表面808a和第二表面808b可以為相鄰的兩個表面，也可以為相對的兩個表面。本實施例中，所述基底208為一長方體結構，第一表面808a和第二表面808b為兩個相對的表面。所述基底208進一步包括複數個通孔810，該通孔810貫穿於第一表面808a和第二表面808b，從而使第一表面808a和第二表面808b成為凹凸不平的表面。所述複數個通孔208a可以相互平行設置。

所述第一熱致發聲元件802a設置於基底208的第一表面808a上，並相對於該第一表面808a至少部分懸空設置。所述第二熱致發聲元件802b設置於第二表面808b上，並相對於第二表面808b至少部分懸空設置。所述第一熱致發聲元件802a為一複合膜，該複合膜與第一實施例所揭示的複合膜的性質相同。所述第二熱致發聲元件802b為一石墨烯膜、一奈米碳管層或該複合膜。所述奈米碳管層的結構與第一實施例中所揭示的奈米碳管層的結構相同。

所述第一致熱裝置804包括一第一電極104a及一第二電極104b。所述第一電極104a和第二電極104b分別與該第一熱致發聲元件802a電連接。本實施例中，第一電極104a和第二電極104b分別設置於第一熱致發聲元件802a的表面，並與該第一熱致發聲元件802a的兩個相對的邊齊平。所述第二致熱裝置806包括一第一電極104a及一第二電極104b。所述第一電極104a和第二電極104b分別與該第二熱致發聲元件802b電連接。本實施例中，第一電極104a和第二電極104b分別設置於第二熱致發聲元件802b的表面，並與該第一熱致發聲元件802a的兩個相對的邊齊平。

本實施例所提供的熱致發聲裝置80為雙面發聲裝置，通過在兩個不同的表面上設置熱致發聲元件，可以使熱致發聲元件所發出的聲音傳播範圍更大且更清晰。可以通過控制致熱裝置選擇讓任何一個熱致發聲元件發出聲音，或者同時發出聲音，使該熱致發聲裝置的使用範圍更加廣泛。進一步地，當一個熱致發聲元件出現故障時，另一個熱致發聲元件可以繼續工作，提高了該熱致發聲裝置的使用壽命。

請參見圖23，本發明第九實施例提供一種熱致發聲裝置90。所述熱致發聲裝置90包括一基底908，複數個熱致發聲元件102及複數個致熱裝置104。所述基底908包括複數個表面（圖未標），每個熱致發聲元件102對應設置於一個表面上，熱致發聲元件102和致熱裝置104為一一對應關係。本實施例所提供的熱致發聲裝置90與第八實施例提供的熱致發聲裝置80的結構基本相同，其區別在於，本實施例所提供的熱致發聲裝置90為一多面發聲裝置。

本實施例中，所述基底908為一長方體結構，其包括四個不同的表面，該四個不同的表面為凹凸不平的表面。所述熱致發聲裝置90包括四個熱致發聲元件102，其中至少一個熱致發聲元件102為一複合膜，另外的熱致發聲元件102可以為石墨烯膜或者奈米碳管層。

每個致熱裝置104分別包括一個第一電極104a和一個第二電極104b。第一電極104a和第二電極104b分別與一個熱致發聲元件102電連接。

本實施例所提供的熱致發聲裝置90可以實現向複數個方向傳播聲音。

請參見圖24，本發明第十實施例提供一種熱致發聲裝置100。該熱致發聲裝置100包括一熱致發聲元件102、一基底208及一致熱裝置1004。所述熱致發聲元件102設置於所述基底208。本實施例所提供的熱致發聲裝置100與第二實施例提供的熱致發聲裝置20的結構基本相同，其區別在於，本實施例所提供的熱致發聲裝置100中，致熱裝置1004為一雷射器，或其他電磁波信號發聲裝置。從該致熱裝置1004發出的電磁波信號1020傳遞至該熱致發聲元件102，該熱致發聲元件102發聲。

該致熱裝置1004可正對該熱致發聲元件102設置。當致熱裝置1004為一雷射器時，當該基底208為透明基板時，該雷射器可對應於該基底208遠離該熱致發聲元件102的表面設置，從而使從雷射器發出的雷射穿過基底208傳遞至該熱致發聲元件102。另外，當該致熱裝置1004發出的係一電磁波信號時，該電磁波信號可透過基底208傳遞至該熱致發聲元件102，此時，該致熱裝置1004也可以對應於該基底208遠離該熱致發聲元件102的表面設置。

本實施例的熱致發聲裝置100中，當熱致發聲元件102受到如雷射等電磁波的照射時，該熱致發聲元件102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102溫度根據電磁波信號1020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。

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。可以理解，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信號發生器，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。

本發明中的複合膜具有較好的韌性和機械強度，所以複合膜可方便地製成各種形狀和尺寸的熱致發聲裝置。本發明的熱致發聲裝置不僅單獨可以作為揚聲器使用，也可方便地應用於各種需要發聲裝置的電子裝置中。該熱致發聲裝置可以內置於電子裝置殼體中或者殼體外表面，作為電子裝置的發聲單元。該熱致發聲裝置可以取代電子裝置的傳統的發聲單元，也可以與傳統發聲單元組合使用。該熱致發聲裝置可以與電子裝置的其他電子元件公用電源或公用處理器等，也可以通過有線或無線的方式與電子裝置連接，有線的方式比如通過信號傳輸線與電子裝置的USB介面等結合，無線的方式比如通過藍牙方式與電子裝置連接。該熱致發聲裝置也可以安裝或集成在電子裝置的顯示幕上，作為電子裝置的發聲單元。該電子裝置可以為音響、手機、MP3、MP4、遊戲機、數碼相機、數碼攝像機、電視或電腦等。例如，當電子裝置為手機時，由於本實施例提供的熱致發聲裝置為一透明的結構，該熱致發聲裝置可以通過機械固定方式或者黏結劑貼合在手機顯示幕的表面。當電子裝置為MP3時，該熱致發聲裝置可以內置於MP3中，與MP3內部的電路板電連接，當MP3通電時，該熱致發聲裝置可以發出聲音。可以理解，本發明所提供的熱致發聲發聲裝置也可以直接替代先前電子裝置中的發聲元件應用於電子裝置中，由於本發明的熱致發聲裝置為無磁結構，具有較小的體積和重量，因此，當其替代先前的發聲裝置用在電子裝置中時，可以使電子裝置的重量減輕，同時也可以使電子裝置具有更小的體積或具備超薄的結構。

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。舉凡熟悉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。

10；20；30；40；50；60；70；80；90；100．．．熱致發聲裝置

102．．．熱致發聲元件

104；1004．．．致熱裝置

104a．．．第一電極

104b．．．第二電極

208；308；408；508；608；908．．．基底

208a．．．通孔

308a．．．盲槽

308b．．．表面

408a．．．第一線狀結構

408b．．．第二線狀結構

408c．．．網孔

601．．．間隙

610．．．第一電極引線

612．．．第二電極引線

714．．．間隔元件

802a．．．第一熱致發聲元件

802b．．．第二熱致發聲元件

804．．．第一致熱裝置

806．．．第二致熱裝置

808a．．．第一表面

808b．．．第二表面

1020．．．電磁波信號

圖1係本發明第一實施例提供的熱致發聲裝置的俯視示意圖。

圖2係沿圖1中II-II線剖開的剖面示意圖。

圖3係本發明第一實施例熱致發聲裝置所採用的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。

圖4係本發明第一實施例熱致發聲裝置所採用的奈米碳管絮化膜的掃描電鏡照片。

圖5係本發明第一實施例熱致發聲裝置所採用的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。

圖6係本發明第一實施例熱致發聲裝置所採用的複合膜的掃描電鏡照片。

圖7係本發明圖6中熱致發聲元件透明度的測試曲線圖。

圖8係本發明第二實施例提供的熱致發聲裝置的俯視示意圖。

圖9係沿圖8中IX-IX線剖開的剖面示意圖。

圖10係本發明第三實施例提供的熱致發聲裝置的俯視示意圖。

圖11係第三實施例中一種情況下沿圖10中XI-XI線剖開的剖面示意圖。

圖12為第三實施例中另一種情況下沿圖10中XI-XI線剖開的剖面示意圖。

圖13係本發明第四實施例提供的熱致發聲裝置的俯視示意圖。

圖14係沿圖13中XIV-XIV線剖開的剖面示意圖。

圖15係本發明第四實施例熱致發聲裝置所採用的非扭轉的奈米碳管線狀結構的掃描電鏡照片。

圖16係本發明第四實施例熱致發聲裝置所採用的扭轉的奈米碳管線狀結構的掃描電鏡照片。

圖17係本發明第五實施例提供的採用表面塗有絕緣層的奈米碳管層作為基底的熱致發聲裝置的側視剖面示意圖。

圖18係本發明第六實施例提供的熱致發聲裝置的俯視示意圖。

圖19係沿圖18中XIX-XIX線剖開的剖面示意圖。

圖20係本發明第七實施例提供的熱致發聲裝置的俯視示意圖。

圖21係沿圖20中XXI-XXI線剖開的剖面示意圖。

圖22係本發明第八實施例提供的熱致發聲裝置的側視剖面示意圖。

圖23係本發明第九實施例提供的熱致發聲裝置的側視剖面示意圖。

圖24為本發明第十實施例提供的熱致發聲裝置的側視示意圖。

50．．．熱致發聲裝置

104．．．致熱裝置

104a．．．第一電極

104b．．．第二電極

508．．．基底

102．．．熱致發聲元件

Claims (21)

1. 一種熱致發聲裝置，其包括：
   一基底；
   一熱致發聲元件設置於該基底的表面；
   一致熱裝置用於向該熱致發聲元件提供能量使該熱致發聲元件產生熱量；
   其改良在於，所述熱致發聲元件包括一複合膜，該複合膜包括相互層疊設置的至少一第一奈米碳管層和至少一石墨烯膜，所述基底包括一奈米碳管複合結構，該奈米碳管複合結構包括一第二奈米碳管層及塗覆在該第二奈米碳管層表面的絕緣材料層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述石墨烯膜包括多層石墨烯，該多層石墨烯相互搭接或者相互疊加設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述石墨烯膜為單層石墨烯。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述石墨烯膜的厚度為0.34奈米至10奈米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述複合膜中，第一奈米碳管層與石墨烯膜重疊設置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之熱致發聲裝置，其中，所述複合膜中，第一奈米碳管層位於石墨烯膜和基底之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述複合膜包括多層第一奈米碳管層和多層石墨烯膜，該多層第一奈米碳管層和該多層石墨烯膜交替層疊設置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之熱致發聲裝置，其中，所述複合膜中，第一奈米碳管層與基底接觸。
9. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述第一奈米碳管層和第二奈米碳管層中至少一個由複數個奈米碳管通過凡得瓦力相互連接組成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述第一奈米碳管層包括複數個微孔，該微孔由奈米碳管之間的間隙形成，所述複合膜中，第一奈米碳管層的複數個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。
11. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管複合結構包括複數個微孔。
12. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管複合結構中，絕緣材料層塗覆於第二奈米碳管層的表面。
13. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管複合結構中，絕緣材料層包覆在第二奈米碳管層中的奈米碳管的表面。
14. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述致熱裝置包括一第一電極和一第二電極分別與該熱致發聲元件電連接。
15. 如申請專利範圍第1項所述之熱致發聲裝置，其中，所述致熱裝置為一電磁波信號發生裝置。
16. 如申請專利範圍第15項所述之熱致發聲裝置，其中，所述致熱裝置為一雷射器。
17. 一種電子裝置，其中，該電子裝置的發聲裝置包括如申請專利範圍第1至16項中任意一項所述之熱致發聲裝置。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電子裝置，其中，所述熱致發聲裝置內置於該電子裝置中或者直接設置於該電子裝置的外殼。
19. 如申請專利範圍第17項所述之電子裝置，其中，所述熱致發聲裝置通過USB介面與該電子裝置連接或者通過藍牙與該電子裝置無線連接。
20. 如申請專利範圍第17項所述之電子裝置，其中，所述電子裝置包括音響、手機、MP3、MP4、遊戲機、數碼相機、數碼攝像機、電視或電腦。
21. 如申請專利範圍第20項所述之電子裝置，其中，該電子裝置進一步包括一顯示幕，該熱致發聲裝置安裝或集成在電子裝置的顯示幕上。