TWI452913B - 發聲裝置 - Google Patents

Description

發聲裝置

本發明涉及一種發聲裝置，尤其涉及一種基於奈米碳管的發聲裝置。

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電信號給發聲元件，進而發出聲音。先前技術中的發聲元件一般為一揚聲器。該揚聲器為一種把電信號轉換成聲音信號的電聲器件。具體地，揚聲器可將一定範圍內的音頻電功率信號通過換能方式轉變為失真小並具有足夠聲壓級的可聽聲音。

先前的揚聲器的種類很多，根據其工作原理，分為：電動式揚聲器、電磁式揚聲器、靜電式揚聲器及壓電式揚聲器。雖然它們的工作方式不同，但一般均為通過產生機械振動推動周圍的空氣，使空氣介質產生波動從而實現“電-力-聲”之轉換。其中，電動式揚聲器的應用最為廣泛。

先前的電動式揚聲器通常由三部分組成：音圈、磁鐵以及振膜。音圈通常採用通電導體制得。當音圈中輸入一個音頻電流信號時，音圈相當於一個載流導體。由於該音圈放在所述磁鐵產生的磁場裏，故，該音圈在該磁場中會受到洛倫茲力的作用，從而使所述音圈會受到一個大小與所載入在該音圈上的音頻電流成正比、方向隨該音頻電流方向變化而變化的力。故，音圈就會在所述磁 鐵產生的磁場作用下產生振動，從而帶動振膜振動，進而使得振膜前後的空氣亦隨之振動，將電信號轉換成聲波向四周輻射。然而，該揚聲器的結構較為複雜，且其必須在有磁的條件下工作。且，由於揚聲器的結構複雜，很難將揚聲器設計成形狀可任意變化的發聲裝置，一定程度上限制了揚聲器的應用。

范守善等人於2008年10月29日公開了一種發聲裝置，該發聲裝置中的熱致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)。所述熱發聲膜利用熱聲原理，並採用具有極大比表面積以及極小單位面積熱容的奈米碳管膜所製成。該奈米碳管膜通過兩個電極接收到一音頻信號後，發熱膨脹從而改變周圍介質的密度而發聲波，且該聲波的強度與發聲頻率均在人耳所能感知的範圍。

上述文獻還揭示所述熱發聲膜具有良好的柔韌性，可被裁剪並設置在一旗幟表面，再在該熱發聲膜相對的兩端設置兩個相對的電極形成一發聲裝置。如果將上述發聲裝置進行裁剪形成面積較小的發聲裝置，為保證發聲裝置可繼續工作，裁剪後的發聲裝置應保證具有至少兩個電極，然而，上述文獻所揭示的熱發聲膜雖然可任意裁剪，但限於電極的設置位置，在設置電極組成發聲裝置後則不能再被任意裁剪。如需獲得不同形狀的柔性發聲裝置，則需要預先裁剪出不同形狀的奈米碳管膜，依據裁剪後的形狀需進一步設置電極，故，該發聲裝置無法實現批量製造後再根據實際需要剪裁。

有鑒於此，提供一種可實現批量製造後再根據實際需要進行剪裁的發聲裝置實為必要。

一種發聲裝置包括一熱致發聲元件。該發聲裝置進一步包括一電極層，該電極層包括複數個絕緣線狀結構和複數個間隔設置的線狀電極。該複數個絕緣線狀結構和該複數個線狀電極相互交叉編織，構成上述電極層。該熱致發聲元件貼合於該電極層的表面並與該複數個線狀電極電連接。該熱致發聲元件包括一奈米碳管結構。

與先前技術相比較，本技術方案所提供的發聲裝置具有以下優點：由於該發聲裝置以奈米碳管結構為熱致發聲元件且貼合於一電極層上，該電極層包括複數個線狀電極，每個線狀電極均與熱致發聲元件電連接，當該發聲裝置進行裁減時，只需保證裁剪後的發聲裝置具有至少兩個電極，裁剪後的發聲裝置即可確保正常工作，故該發聲裝置可實現批量大面積製造後再根據需要裁減成預定形狀大小的發聲裝置。

10,20,30,40‧‧‧發聲裝置

14,24,34,44‧‧‧熱致發聲元件

124,224,424‧‧‧線狀電極

122,222,422‧‧‧絕緣線狀結構

126,226‧‧‧網孔

128,228‧‧‧奈米碳管

12,22,42‧‧‧電極層

322‧‧‧第一絕緣線狀結構

362‧‧‧第二絕緣線狀結構

324‧‧‧第一電極

364‧‧‧第二電極

32‧‧‧第一電極層

36‧‧‧第二電極層

46‧‧‧絕緣保護層

462‧‧‧第一絕緣線

464‧‧‧第二絕緣線

第1圖係本發明第一實施例提供的發聲裝置的俯視示意圖。

第2圖係圖1沿II-II線的剖面示意圖。

第3圖係本發明第二實施例提供的發聲裝置的俯視示意圖。

第4圖係圖3沿IV-IV線的剖面示意圖。

第5圖係本發明第三實施例提供的發聲裝置的側面剖視示意圖。

第6圖係本發明第四實施例提供的發聲裝置的透視示意圖。

以下將結合附圖詳細說明本技術方案實施例的發聲裝置。

請參閱圖1及圖2，為本發明第一實施例提供的一種發聲裝置10。該發聲裝置10包括一電極層12及一熱致發聲元件14。該熱致發聲元件14設置於該電極層12的表面。

所述電極層12包括複數個絕緣線狀結構122及複數個線狀電極124。該複數個絕緣線狀結構122與該複數個線狀電極124相互交叉設置形成一網狀結構的電極層12。具體地，所述複數個絕緣線狀結構122彼此間隔設置且其軸向均基本沿第一方向L1延伸，所述複數個線狀電極124彼此間隔設置且其軸向均基本沿第二方向L2延伸。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，所述複數個絕緣線狀結構122均平行於第一方向L1，所述複數個線狀電極124均平行於第二方向L2，第一方向L1和第二方向L2之間的夾角為90°。所述複數個絕緣線狀結構122與該複數個線狀電極124交叉設置的方式不限。本實施例中，所述電極層12中，所述複數個間隔設置的線狀電極124接觸設置於所述複數個絕緣線狀結構122的同一側。該複數個線狀電極124與該複數個絕緣線狀結構122的接觸部可通過黏結劑固定設置，也可通過焊接的方式固定設置。當絕緣線狀結構122的熔點較低時，也可通過熱壓的方式將線狀電極124與絕緣線狀結構122固定設置。進一步地，所述電極層12具有複數個網孔126。該複數個網孔126由相互交叉設置的所述複數個絕緣線狀結構122以及複數個線狀電極124圍成。

所述絕緣線狀結構122的直徑不限，優選為10微米~5毫米。該絕 緣線狀結構122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。所述絕緣線狀結構122可為紡織材料，具體地，該絕緣線狀結構122可包括植物纖維、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，該絕緣線狀結構122也可為外表包有絕緣層的導電絲。本實施例中，該絕緣線狀結構122的材料為尼龍，其直徑為0.5毫米。所述複數個絕緣線狀結構122之間相互平行且間隔設置或並排無間隙設置。當該複數個絕緣線狀結構122之間間隔設置時，該複數個絕緣線狀結構122可等間距間隔設置也可不等間距間隔設置。相鄰的兩個絕緣線狀結構122之間的距離不限，優選地，其間距為10微米~10厘米。本實施例中，該複數個絕緣線狀結構122之間等間距間隔設置，相鄰的兩個絕緣線狀結構122之間的距離為2厘米。

所述線狀電極124的直徑不限，優選為10微米~5毫米。該線狀電極124的材料為導電材料，包括金屬、合金、導電膠、金屬性奈米碳管或銦錫氧化物(ITO)等。另外，該線狀電極124也可為表面包有導電材料的絕緣線狀結構。本實施例中，該線狀電極124為銅絲，其直徑為0.1毫米。所述複數個線狀電極124之間相互平行並間隔設置。該複數個線狀電極124之間等間距間隔設置或不等間距間隔設置。相鄰的兩個線狀電極124之間的距離不限，優選地，其間距為10微米~10厘米。本實施例中，該複數個線狀電極124之間等間距設置，相鄰的線狀電極124之間的距離為2厘米。

所述網孔126為四邊形。根據該複數個絕緣線狀結構122和該複數個線狀電極124的交叉設置的角度不同，網孔126可為正方形、長方形或菱形。網孔126的大小由相鄰的兩個絕緣線狀結構122之間的距離和相鄰的兩個線狀電極124之間的距離決定。本實施例中，由於所述複數個絕緣線狀結構122與複數個線狀電極124分別等間距平行設置，且該複數個絕緣線狀結構122與該複數個線狀電極124相互垂直，所以網孔126為正方形，其邊長為2厘米。

所述熱致發聲元件14為一層狀結構。所謂熱致發聲元件係指該發聲元件利用熱聲效應進行發聲。該熱致發聲元件具有較小的熱容，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。當交流電通過熱致發聲元件時，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。所述熱致發聲元件14設置於該電極層12的設置有複數個線狀電極124的一側的表面，即，該複數個線狀電極124位於熱致發聲元件14與該複數個絕緣線狀結構122之間，熱致發聲元件14貼合於複數個線狀電極124的表面，並與該複數個線狀電極124電連接。熱致發聲元件14可直接設置於電極層12的表面，也可通過導電黏結劑設置於電極層12的表面。由於電極層12中可包括複數個網孔126，故，當熱致發聲元件14設置於該電極層12的表面時，覆蓋網孔126的熱致發聲元件14懸空設置，既相鄰的兩個線狀電極124之間的熱致發聲元件14懸空設置。當熱致發聲元件14懸空設置時，可使其與周圍介質具有較大的接觸面積，發聲效率較高。

所述熱致發聲元件14為由奈米碳管結構或奈米碳管複合材料結構構成。該奈米碳管結構由複數個奈米碳管構成。該奈米碳管結構為層狀，且具有較大的比表面積。所述奈米碳管結構包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管之間通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管結構中的奈米碳管為無序或有序排列。具體地，當奈米碳管結構包括無序排列的奈米碳管時，奈米碳管相互纏繞或者各向同性排列；當奈米碳管結構包括有序排列的奈米碳管時，該奈米碳管結構中的大多數奈米碳管沿一個方向擇優取向排列。優選地，當奈米碳管結構中的大多數奈米碳管沿同一方向排列時，該大多數奈米碳管的延伸方向與複數個線狀電極124的軸向所成的角度為90度。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熱容小於2×10^-4焦耳/平方厘米開爾文。所述奈米碳管結構的厚度越大，則機械強度較佳，耐用性較好，但比表面積越小，熱容越大；所述奈米碳管結構的厚度越小，則比表面積越大，單位面積熱容越小，但機械強度較差，耐用性不夠好。當奈米碳管結構的厚度較小時，其可具有較好的透明度，如當奈米碳管膜的厚度為50奈米時，該奈米碳管膜的透光度為67%~82%。該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。

具體地，所述奈米碳管結構可包括至少一層奈米碳管膜、至少一奈米碳管線狀結構或奈米碳管膜與奈米碳管線狀結構的組合。當所述奈米碳管結構包括奈米碳管膜與奈米碳管線狀結構時，奈米碳管線狀結構可設置在該奈米碳管膜的表面。

所述熱致發聲元件14還可為一奈米碳管複合材料結構，該奈米碳管複合材料結構為由奈米碳管結構與其他材料形成的一奈米碳管複合材料。所述之其他材料可為金屬或導熱性較好的聚合物，所述金屬可以顆粒的形式分佈於該奈米碳管結構中的奈米碳管的表面。所述導熱性較好的聚合物可滲透於該奈米碳管結構中，也可以顆粒的形式分佈於奈米碳管結構中的奈米碳管的表面。當奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜時，該奈米碳管膜可與其他材料形成一奈米碳管複合膜。當奈米碳管結構包括至少一奈米碳管線狀結構時，該奈米碳管線狀結構可與其他材料形成一奈米碳管複合線裝結構。可以理解，所述奈米碳管結構與其他材料的複合方式不限，只需滿足奈米碳管結構與該材料複合之後形成的奈米碳管複合材料具有較小的厚度和較小的熱容即可。

所述奈米碳管膜可為奈米碳管絮化膜、奈米碳管碾壓膜或奈米碳管拉膜。所述奈米碳管絮化膜為各向同性，其包括複數個無序排列且均勻分佈的奈米碳管。奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引、相互纏繞。故，奈米碳管絮化膜具有很好的柔韌性，可彎曲折疊成任意形狀而不破裂，且具有較好的自支撐性能，可無需基底支撐，自支撐存在。所述奈米碳管絮化膜的厚度為1微米-1毫米。

所述奈米碳管碾壓膜通過沿一定方向或不同方向碾壓一奈米碳管陣列獲得，其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。該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與奈米碳管碾壓膜的表面成一夾角，其中，該夾角大於等於零度且小於等於15度。優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管平行於奈 米碳管碾壓膜的表面。所述碾壓膜的厚度為1微米-1毫米。

所述奈米碳管拉膜是由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向是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是通過範德華力首尾相連。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範德華力首尾相連。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範德華力首尾相連延伸排列奈米碳管而實現。

具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。

上述奈米碳管拉膜為從一奈米碳管陣列中直接拉取而獲得，該奈米碳管拉膜直接拉出之後可進一步經過揮發性有機溶劑處理，處 理後的奈米碳管拉膜的表面體積比減小，黏性降低，且其機械強度及韌性得到增強。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米。進一步地，當所述奈米碳管結構包括至少兩層層疊設置的奈米碳管拉膜，相鄰的奈米碳管拉膜之間通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管結構中的奈米碳管拉膜的層數不限，且相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管的排列方向之間具有一交叉角度，該交叉角度大於等於0度且小於等於90度，具體可依據實際需求製備。當所述奈米碳管結構包括多層奈米碳管膜時，由於相鄰兩層奈米碳管拉膜之間通過凡德瓦爾力緊密結合，故所述奈米碳管結構本身具有很好的自支撐性能。奈米碳管拉膜能獲得更均勻且厚度更小的奈米碳管結構，熱容可小至1.7×10^-6焦耳/平方厘米開爾文，具有更好的效果。

所述奈米碳管線狀結構包括至少一根奈米碳管線，該奈米碳管線狀結構為一絞線結構或一束狀結構。所述束狀結構的奈米碳管線狀結構包括多根並列設置的奈米碳管線，所述絞線結構的奈米碳管線狀結構包括多根相互纏繞的奈米碳管線。所述奈米碳管線包括複數個首尾相連且擇優取向排列的奈米碳管，該奈米碳管線為一束狀結構或一絞線結構。所述束狀結構的奈米碳管線中的奈米碳管沿奈米碳管線的軸向定向排列，所述絞線結構的奈米碳管線中的奈米碳管沿奈米碳管線的軸向螺旋排列。當奈米碳管結構包括一根奈米碳管線狀結構時，奈米碳管線狀結構可彎折盤旋設置形成一平面結構用作熱致發聲元件。當奈米碳管結構包括多根奈米碳管線狀結構時，多根奈米碳管線狀結構相互平時並列設置或間隔設置，或者多根奈米碳管線狀結構也可交叉設置。所述奈米碳管線的直徑為1微米-100微米，長度為50毫米-100毫米。

可以理解，所述奈米碳管結構的具體結構不限，優選地，所述奈米碳管結構滿足下述三個條件，即：形狀為層狀，厚度為0.5奈米~1毫米，且具有較大的比表面積及較小的單位面積熱容(小於2×10^-4焦耳/平方厘米開爾文)；以及包括均勻分佈的奈米碳管。

請參見圖1，本實施例中，所述奈米碳管結構為一層奈米碳管拉膜，該奈米碳管拉膜中奈米碳管128的延伸方向基本垂直於複數個線狀電極124的軸向。由於奈米碳管128的軸向的導電性能較好，當該複數個奈米碳管128的軸向垂直於該複數個線狀電極124的軸向時，可使該熱致發聲元件14在相鄰的兩個線狀電極124之間的電阻最小，具有最好的導電性。奈米碳管結構的長寬均為30厘米，厚度為50奈米，單位面積的熱容為1.7×10^-6焦耳/平方厘米開爾文。

由於奈米碳管具有極大的比表面積，在凡德瓦爾力的作用下，該奈米碳管結構本身有很好的黏附性，故採用該奈米碳管結構作熱致發聲元件14時，所述熱致發聲元件14與電極層12之間可直接黏附固定。可以理解，所述奈米碳管結構也可通過黏結劑或機械方式固定於電極層12的表面。

本技術方案所提供的發聲裝置10在使用時，可直接使用，也可裁減成較小面積的發聲裝置使用，該較小面積的發聲裝置具有至少兩個電極即可正常使用。該發聲裝置10中的複數個線狀電極124中任意兩個電極可分別與外部電路電連接，以實現電信號輸入，電連接於該兩個線狀電極124之間的熱致發聲元件14發聲，使發聲裝置10工作。該複數個線狀電極124中的任意兩個相鄰的線狀電極124通過外接導線(圖未示)分別與外部電源電連接，即交 替間隔設置的線狀電極124同時接正極或負極，從而形成複數個並連的回路，以降低熱致發聲元件14的方塊電阻。

上述發聲裝置10在使用時，由於奈米碳管結構為層狀、具有較大的比表面積且厚度較小，故該奈米碳管結構具有較小的單位面積熱容和大的散熱表面。在輸入信號後，根據信號強度(如電流強度)的變化，奈米碳管結構可迅速升降溫，產生週期性的溫度變化，並和周圍氣體介質快速進行熱交換，使周圍氣體介質迅速膨脹和收縮，氣體密度發生變化，發出人耳可感知的聲音，且所發出的聲音的頻率範圍較寬，發聲效果較好。故本技術方案實施例中，所述熱致發聲元件14的發聲原理為“電-熱-聲”的轉換，其發聲頻率範圍為1赫茲至10萬赫茲(即1Hz~100kHz)，具有廣泛的應用範圍。

本技術方案所提供的發聲裝置具有以下優點：其一，由於所述發聲裝置中的熱致發聲元件僅包括奈米碳管結構，無需磁鐵等其他複雜結構，故該發聲裝置的結構較為簡單。其二，由於該發聲裝置以奈米碳管結構為熱致發聲元件貼合於一電極層上，該電極層包括複數個線狀電極，每個線狀電極均與熱致發聲元件電連接，當該發聲裝置進行裁減時，只需保證裁剪後的發聲裝置具有至少兩個電極，裁剪後的發聲裝置即可確保正常工作，故該發聲裝置可根據需要裁減成複數個面積較小的發聲裝置。其三，由於熱致發聲元件直接貼合於一電極層上，該電極層在提供電極與熱致發聲元件電接觸的同時，也起到支撐熱致發聲元件的作用，使該發聲裝置使用方便。

請參見圖3及圖4，本發明第二實施例提供的一種發聲裝置20。該 發聲裝置20包括一電極層22及一熱致發聲元件24。該熱致發聲元件24設置於該電極層22的表面。所述電極層22包括複數個絕緣線狀結構222及複數個線狀電極224相互交叉設置。

本發明第二實施例提供的發聲裝置20與第一實施利提供的發聲裝置10的結構基本相同，其不同點在於，所述電極層22中的複數個絕緣線狀結構222與複數個線狀電極224相互編織形成一網狀結構的電極層22。該電極層22中，每個線狀電極224均與所有的絕緣線狀結構222交叉設置；且相對於同一個線狀電極224，相鄰的絕緣線狀結構222分別位於該線狀電極224的兩側。所述電極層22進一步包括複數個網孔226。該網孔226由所述複數個絕緣線狀結構222與所述複數個線狀電極224互相交叉編織圍成。網孔226微四邊形，每個網孔226包括四個角，每個角均由線狀電極224與絕緣線狀結構222交叉形成。對於同一個網孔226，線狀電極224與絕緣線狀結構222交叉形成對角時，該兩個對角上的線狀電極224位於電極層22的同一側，即兩個線狀電極224同時位於絕緣線狀結構222的上方或下方。請參見圖3，本實施例中，所述複數個線狀電極224與複數個絕緣線狀結構222相互垂直地編織形成。所述奈米碳管結構中的大多數奈米碳管228的延伸方向與線狀電極224的軸向呈45度角設置。由於網孔226對角上線狀電極224位於電極層22的同一側，網孔226的對角線與線狀電極224的軸向呈45度角設置，當奈米碳管228的軸向與線狀電極224的軸向呈45度角設置時，可保證奈米碳管結構與線狀電極224電接觸良好。本實施例中，由於電極層22中的複數個絕緣線狀結構222及複數個線狀電極224相互編織，該複數個絕緣線狀結構222與該複數個線狀電極224之間可牢固的結合，無需其他方式固定，使發聲裝置20的結 構更加簡單。

請參閱圖5，本技術方案第三實施例提供一種發聲裝置30。該發聲裝置30包括一第一電極層32，一熱致發聲元件34和一第二電極層36。該第一電極層32的結構與第一實施例中的電極層12的結構相同，其包括複數個第一絕緣線狀結構322和複數個第一線狀電極324。

該發聲裝置30的結構與第一實施例所提供的發聲裝置10的結構基本相同，其不同之出在於該發聲裝置30進一步包括一第二電極層36。該第二電極層36的結構與第一電極層32的結構相同，其包括複數個第二絕緣線狀結構362及複數個第二線狀電極364。所述熱致發聲元件24位於第一電極層32和第二電極層36之間。第一電極層32中的複數個第一線狀電極324與第二電極層36中的複數個第二線狀電極364平行設置。第一電極324與第二電極364的投影可間隔一定距離設置。第一電極324與第二電極364投影也可在同一直線上，即，第一電極層32中的第一電極324與第二電極層36中的第二電極364一一對應設置。該發聲裝置30在使用時，可在兩個第一電極324之間施加一定電壓，也可在兩個第二電極364之間施加一定電壓，還可在兩個第一電極324和第二電極364之間時間一定電壓。可以理解，當第一電極層32中的第一電極324與第二電極層36中的第二電極364一一對應設置時，該發聲裝置30在使用時，不能在一一對應設置的第一電極324和第二電極364之間施加電壓。本實施例中，當第一電極層32中的第一電極324與第二電極層36中的第二電極364一一對應設置，所述熱致發聲元件34夾持於第一電極324和第二電極364之間。

本實施例中，通過設置一第二電極層36，使熱致發聲元件34夾持於對應設置的第一線狀電極324和第二線狀電極364之間，一方面，可更好地固定熱致發聲元件34，另一方面，可使熱致發聲元件34與第一線狀電極324、第二線狀電極364之間的電接觸更加良好，有利於提高熱致發聲元件34的工作效率。

請參閱圖6，本技術方案第四實施例提供一種發聲裝置40。該發聲裝置包括一電極層42和一熱致發聲元件44，該熱致發聲元件44設置於該電極層42的表面。所述電極層42包括相互交叉設置的複數個絕緣線狀結構422與複數個線狀電極424。具體地，所述複數個線狀電極424彼此間隔設置且其軸向均基本沿第一方向L1延伸，所述複數個絕緣線狀結構422彼此間隔設置且其軸向均基本沿第二方向L2延伸。

本實施例所提供的發聲裝置40的結構與第一實施例所提供的發聲裝置10的結構基本相同，其不同之出在於該發聲裝置40進一步包括一絕緣保護層46。該絕緣保護層46覆蓋熱致發聲元件44的表面，使熱致發聲元件44位於該絕緣保護層46和電極層42之間。絕緣保護層46的形狀不限，可覆蓋熱致發聲元件44即可，絕緣保護層46的材料不限，優選為柔性材料，可為織物、塑膠、橡膠、樹脂或紙張等。

本實施例中，所述絕緣保護層46為一由複數個第一絕緣線462和複數個第二絕緣線464相互交叉形成的網狀結構。所述第一絕緣線462的軸向基本沿第三方向L3延伸，所述第二絕緣線464的軸向基本沿第四方向L4延伸。第三方向與第四方向形成一夾角β，該夾角β大於0度小於等於90度。該複數個第一絕緣線462或複數個 第二絕緣線464可並列無間隙設置，也可間隔一定距離設置。相鄰的兩個第一絕緣線462或兩個第二絕緣線464之間的距離不限，優選為小於1厘米。可以理解，相鄰的兩個第一絕緣線462或兩個第二絕緣線464之間的距離越小，對加熱元件44的保護作用越好。第一絕緣線462與第二絕緣線464可相互層疊設置，也可相互編織。本實施例中，第一絕緣線462與第二絕緣線464相互垂直編織構成一網狀結構，即第三方向L3與第四方向L4所成的角度為90度。

本實施例中，優選地，所述奈米碳管結構中的奈米碳管的延伸方向垂直於線狀電極424的軸向。所述絕緣保護層46中的第一絕緣線462的軸向與奈米碳管的延伸方向所成的角度為45度。即，第一方向L1與第三方向L3所成的角度為45度。採用這種設置方式可使絕緣保護層46與電極層44均勻且較為密集的交叉設置，使位於該絕緣保護層46和電極層44之間的奈米碳管結構得到更好的保護。

所述絕緣保護層46的主要作用為保護和支撐熱致發聲元件44，使熱致發聲元件44不易被破壞且可防止外界雜質污染熱致發聲元件44，絕緣保護層46還可使發聲裝置40的外觀更加美觀，如在絕緣保護層46的表面設計各種圖案等。

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。

10‧‧‧發聲裝置

124‧‧‧線狀電極

122‧‧‧絕緣線狀結構

128‧‧‧奈米碳管

126‧‧‧網孔

14‧‧‧熱致發聲元件

Claims (23)

1. 一種發聲裝置，其包括：一電極層，該電極層包括複數個絕緣線狀結構和複數個線狀電極相互交叉設置，該複數個線狀電極相互間隔設置；以及一熱致發聲元件，該熱致發聲元件設置於該電極層的表面並與該複數個線狀電極電接觸。
2. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件通過所述複數個線狀電極至少部分懸空設置。
3. 如請求項2所述之發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件在與其接觸的相鄰的兩個線狀電極之間的部分懸空設置。
4. 如請求項2所述之發聲裝置，其中，所述複數個線狀電極設置於所述電極層的同一側，所述熱致發聲元件設置於所述電極層的設置有複數個線狀電極一側的表面，相鄰的兩個線狀電極之間的熱致發聲元件懸空設置。
5. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件為由奈米碳管構成。
6. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件為由奈米碳管複合材料構成。
7. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件包括至少一奈米碳管膜、至少一奈米碳管線狀結構或其組合。
8. 如請求項7所述之發聲裝置，其中，所述奈米碳管膜是由若干奈米碳管組成的自支撐結構。
9. 如請求項8所述之發聲裝置，其中，所述若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列。
10. 如請求項9所述之發聲裝置，其中，所述奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。
11. 如請求項10所述之發聲裝置，其中，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向平行於奈米碳管膜的表面。
12. 如請求項10所述之發聲裝置，其中，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管是通過凡德瓦爾首尾相連。
13. 如請求項12所述之發聲裝置，其中，所述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德瓦爾首尾相連。
14. 如請求項8所述之發聲裝置，其中，所述複數個線狀電極相互平行。
15. 如請求項14所述之發聲裝置，其中，所述熱致發聲元件中大多數奈米碳管的延伸方向與所述線狀電極的軸向基本垂直。
16. 如請求項8所述之發聲裝置，其中，所述電極層中複數個線狀電極相互平行，複數個絕緣線狀結構和複數個線狀電極相互垂直地編織成網狀結構，所述熱致發聲元件中大多數奈米碳管的延伸方向與所述線狀電極的軸向呈45度角設置。
17. 如請求項16所述之發聲裝置，其中，所述複數個線狀電極等間距設置。
18. 如請求項17所述之發聲裝置，其中，所述相鄰的兩個線狀電極之間的距離為10微米~10厘米。
19. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述線狀電極的材料為金屬、合金、導電膠、金屬性奈米碳管或銦錫氧化物。
20. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述線狀電極的直徑為10微米~5毫米。
21. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述發聲裝置進一步包括一絕緣保護層，所述熱致發聲元件設置於該電極層和絕緣保護層之間。
22. 如請求項21所述之發聲裝置，其中，所述絕緣保護層為由複數個絕緣線 相互交叉形成的網狀結構。
23. 如請求項1所述之發聲裝置，其中，所述發聲裝置進一步包括一第二電極層，該兩個電極層中的複數個線狀電極平行且一一相對設置，該熱致發聲元件夾持於第一電極層中的線狀電極和第二電極層中的線狀電極之間。