TWI500331B - 熱致發聲裝置 - Google Patents

Description

熱致發聲裝置

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電訊號給發聲元件，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訊號轉換成聲音訊號的電聲器件。具體地，揚聲器可將一定範圍內的音頻電功率訊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。

自九十年代初以來，以奈米碳管為代表的奈米材料以其獨特的結構和性質引起了人們極大的關注。近幾年來，隨著奈米碳管及奈米材料研究的不斷深入，其廣闊的應用前景不斷顯現出來。例如，由於奈米碳管所具有的獨特的電磁學、光學、力學、化學等性能，大量有關其在場發射電子源、感測器、新型光學材料、軟鐵磁材料等領域的應用研究不斷被報導。

2008年10月29日，范守善在一篇標題為“Flexible,Stretchable,Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers(Shoushan Fan等，Nano Letters,Vol.8,No.12,2008,p4539-4545)”的論文中公開了一種應用奈米碳管膜的熱致發聲揚聲器。惟，因為所述奈米碳管膜為導電材料，如果 將該奈米碳管膜設置於金屬支撐結構的表面會引起短路，從而使得所述奈米碳管膜不能工作，進而使得該揚聲器不能發聲。因此，該應用奈米碳管膜的熱致發聲揚聲器不能採用金屬材料作為支撐結構，亦無法利用金屬材料的製作工藝成熟，可塑性強的優勢。

有鑒於此，提供一種採用金屬材料基底作為支撐結構的熱致發聲裝置實為必要。

一種熱致發聲裝置，其包括：一熱致發聲元件，該熱致發聲元件為一奈米碳管結構；一訊號輸入裝置，用於將訊號輸入至所述熱致發聲元件，使得所述奈米碳管結構接收所述訊號輸入裝置輸入的訊號並發出相應聲波；以及一支撐結構，所述熱致發聲元件設置於該支撐結構的表面；其中，所述支撐結構包括一金屬材料基底及一形成於該金屬材料基底表面的絕緣層，所述熱致發聲元件貼合設置於該絕緣層的表面。

一種熱致發聲裝置，包括：一熱致發聲元件，該熱致發聲元件為一奈米碳管結構；一訊號輸入裝置，用於將訊號輸入至所述熱致發聲元件，使得所述奈米碳管結構接收所述訊號輸入裝置輸入的訊號並發出相應聲波；以及一支撐結構，所述熱致發聲元件設置於該支撐結構的表面；其中，所述支撐結構包括一金屬材料基底及一通過氧化處理該金屬材料基底而形成在該金屬材料基底表面的該金屬氧化物絕緣層，所述熱致發聲元件貼合設置於該金屬氧化物絕緣層的表面。

相較於先前技術，本發明所提供的熱致發聲裝置具有以下優點： 第一，所述熱致發聲裝置採用金屬材料基底及絕緣層作為支撐結構，實現了採用金屬材料基底作為熱致發聲裝置的支撐結構，並克服了熱致發聲元件容易與所述金屬基底短路的問題。第二，由於金屬材料基底的可塑性比較好，而且金屬材料的成型工藝比較成熟而且簡單，所以，採用所述金屬材料基底作為熱致發聲裝置的支撐結構，使得該熱致發聲裝置的製備工藝比較簡單，容易實現產業化應用。

10，20‧‧‧熱致發聲裝置

12，22‧‧‧訊號輸入裝置

14，24‧‧‧熱致發聲元件

142，242‧‧‧第一電極

144，244‧‧‧第二電極

149，249‧‧‧導線

16，26‧‧‧支撐結構

162，262‧‧‧金屬材料基底

164，264‧‧‧絕緣層

246‧‧‧第三電極

248‧‧‧第四電極

圖1係本發明第一實施例熱致發聲裝置的結構示意圖。

圖2係本發明第一實施例熱致發聲裝置的頻率響應特性曲線。

圖3係本發明第二實施例熱致發聲裝置的結構示意圖。

下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的熱致發聲裝置作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，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包括一訊號輸入裝置12，一熱致發聲元件14，一支撐結構16，一第一電極142以及一第二電極144。所述熱致發聲元件14設置於該支撐結構16的表面，該支撐結構16用於支撐所述熱致發聲元件14。所述第一電極142和第二電極144間隔設置於熱致發聲元件14且與該熱致發聲元件14電連接。該第一電極142和第二電極144分別與所述訊號輸入裝置12的兩端電連接，用於將所述訊號輸入裝置12中的訊號輸入到所述熱致發聲元件14中。

所述支撐結構16主要起支撐所述熱致發聲元件14的作用，該支撐 結構16的形狀可以根據實際需要確定，該支撐結構16具有至少一個表面，該表面可以係平面或曲面，所述曲面包括圓柱側面、圓錐側面、球形面等。具體地，所述支撐結構16可以為一立方體、一圓錐體或一圓柱體。本實施例中，所述支撐結構16為一平板結構。請參閱圖1，所述支撐結構16包括一金屬材料基底162及一形成於該金屬材料基底162表面的絕緣層164。從宏觀上看，所述熱致發聲元件14與該絕緣層164大致平行且與該絕緣層164的表面接觸設置，即該熱致發聲元件14貼合設置於該絕緣層164的表面。

所述金屬材料基底162的材料為純金屬或合金。所述絕緣層164的電阻大於所述熱致發聲元件14的電阻，優選地；該絕緣層164的電阻大於10千歐。優選地，所述絕緣層164具有較好的電絕緣性能，可以防止所述支撐結構16的金屬材料基底162與所述熱致發聲元件14發生短路。此外，所述絕緣層164具有較好的絕熱性能，從而防止所述熱致發聲元件14產生的熱量過度的被所述支撐結構16吸收，無法達到加熱周圍介質進而發聲的目的。另外，所述絕緣層164的表面比較粗糙，因此使得設置於該絕緣層164表面的熱致發聲元件14與空氣或其他外界介質具有更大的接觸面積，進而在一定程度上改善所述熱致發聲裝置10的發聲效果。

具體地，所述絕緣層164的材料可以為熱絕緣特性的金屬氧化物材料，優選地，該金屬氧化物材料為一多孔材料，且具有電絕緣特性。所述絕緣層164可以通過氧化處理所述金屬材料基底162而在該金屬材料基底162表面形成一金屬氧化物絕緣層，且該金屬氧化物絕緣層的表面具有複數個微孔。該金屬氧化物絕緣層的厚度可以為幾十微米。當所述熱致發聲元件14設置於該金屬氧化物 絕緣層時，從微觀上看，所述熱致發聲元件14在該金屬氧化物絕緣層的微孔處懸空設置，在該金屬氧化物絕緣層的非微孔處貼合設置。其中，所述金屬材料基底162的材料可以為鋁，鐵，銅或其任意組合的合金；所述絕緣層164的材料為氧化鋁、二氧化三鐵、四氧化三鐵、氧化銅或其組合。

此外，所述絕緣層164的材料還可以為耐高溫的電絕緣材料，如，油漆或絕緣聚合物材料；此時，所述絕緣層164可以通過在所述金屬材料基底162上塗覆一層耐高溫的油漆或耐高溫電絕緣的聚合物材料形成。優選地，所述絕緣層164還可以經過圖案化處理，使其表面比較粗糙。其中，所述聚合物材料可以為矽膠，亞克力膠等材料。

本實施例中，所述支撐結構16由一鋁金屬材料基底162以及通過直接氧化處理該鋁金屬材料基底162而在該鋁金屬材料基底162表面形成的氧化鋁絕緣層164組成。該氧化鋁絕緣層164的厚度在40微米左右，其為一多孔絕熱材料，該氧化鋁絕緣層164的表面具有複數個微孔；從微觀上來看，所述熱致發聲元件14在該氧化鋁絕緣層164的複數個微孔處懸空設置，在該氧化鋁絕緣層164靠近該熱致發聲元件14的表面的非微孔處貼合設置。由於氧化鋁絕緣層164為多孔材料，從而使得設置於該氧化鋁絕緣層164表面的熱致發聲元件14與空氣或其他外界介質具有更大的接觸面積，進而使得所述熱致發聲裝置10具有良好的發聲效果。由於氧化鋁具有較好的絕熱性能，所以該氧化鋁絕緣層164可以防止該熱致發聲元件14產生的熱量過度的被該支撐結構16吸收，無法達到加熱周圍介質進而發聲的目的。

由於氧化鋁絕緣層164係通過直接氧化處理所述鋁金屬材料基底162而形成的，而且鋁金屬的製造工藝比較成熟、製造方法簡單，所以該支撐結構16的製備方法比較簡單，從而使得該熱致發聲裝置10的製備工藝比較簡單，容易實現，而且有利於降低成本。另外，鋁金屬的可塑性比較強，易於製成各種形狀，所以該支撐結構16亦易於製成各種形狀。鋁金屬還具有較好的柔韌性及強度，所以該支撐結構16具有良好的柔韌性和強度，可以使得所述熱致發聲裝置10具有較好的柔性及抗震防碎的特點。

所述熱致發聲元件14為一奈米碳管結構，用於接收所述訊號輸入裝置12輸出的訊號並發出相應聲波。所述熱致發聲元件14圍繞所述支撐結構16的至少一個表面設置，形成具有至少一個平面的熱致發聲元件或具有一曲面的熱致發聲元件。具體地，所述支撐結構16的至少一個表面為所述絕緣層164的至少一個表面，所述奈米碳管結構圍繞該絕緣層164的至少一個表面設置，且貼合設置於該絕緣層164的至少一個表面，形成具有至少一個平面的熱致發聲元件14或具有一曲面的熱致發聲元件14。本實施例中，由於所述支撐結構16為一平板結構，所以所述奈米碳管結構貼合設置於所述絕緣層164的一個表面上形成一平面形熱致發聲元件14。所述奈米碳管結構為膜狀或其他形狀，且具有較大的比表面積。當所述奈米碳管結構為膜狀時，所述熱致發聲元件14為一奈米碳管膜結構。

所述奈米碳管結構由均勻分佈的奈米碳管組成，且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。所謂無序排列係指奈米碳管的排列方向無規則。所 謂有序排列係指奈米碳管的排列方向有規則。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奈米碳管結構各向同性；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或者複數個方向擇優取向排列。其中，所謂“擇優取向”係指所述奈米碳管結構中的大多數奈米碳管在一個方向或幾個方向上具有較大的取向幾率；即，該奈米碳管層中的大多數奈米碳管的軸向基本沿同一方向或幾個方向延伸。

所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、複數個奈米碳管線或其組合。所述奈米碳管膜可以由有序排列的奈米碳管或無序排列的奈米碳管組成，且該奈米碳管膜中的大多數奈米碳管的軸向基本平行於該奈米碳管膜的表面。所述複數個奈米碳管線可以平行設置組成一束狀結構或相互扭轉組成一絞線結構。所述奈米碳管線可為一非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。所述非扭轉的奈米碳管線包括複數個沿該非扭轉的奈米碳管線長度方向平行排列的奈米碳管。所述扭轉的奈米碳管線包括複數個沿該扭轉的奈米碳管線長度方向螺旋排列的奈米碳管。該扭轉的奈米碳管線為採用一機械力將所述首尾相連的奈米碳管組成的奈米碳管膜的兩端沿相反方向扭轉獲得。所述奈米碳管結構可以具有自支撐結構。所謂自支撐結構即所述奈米碳管結構中的複數個奈米碳管間通過凡德瓦爾力相互吸引，從而使奈米碳管結構具有特定的形狀。可以理解，由於奈米碳管結構設置在所述支撐結構16之表面，所述奈米碳管結構可通過所述支撐結構16支撐，故所述奈米碳管結構亦可以無需具有自支撐結構。

所述奈米碳管結構的厚度為0.5奈米~1毫米。如果所述奈米碳管結構的厚度太大，則比表面積減小，單位面積熱容增大；如果所述奈米碳管結構的厚度太小，則機械強度較差，耐用性不夠好。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複數種。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，所述熱致發聲元件14為由複數個奈米碳管組成的奈米碳管膜，且該奈米碳管膜中的大多數奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列。該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。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於該奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管係通過凡德瓦爾力首尾相連。具體地，所述奈米碳管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德瓦爾力首尾相連。其中，該奈米碳管膜具有一第一方向及一第二方向，該第一方向為該奈米碳管膜中的大多數奈米碳管的整體軸向延伸方向，亦就係奈米碳管的擇優取向排列的方向。該第二方向平行於該奈米碳管膜的表面，且與所述第一方向相交，亦就係說，所述第二方向可以與所述第一方向垂直，亦可以不與該第一方向垂直。該奈米碳管膜具有導電異向性，為導電異向性膜，其在該第二方向的方塊電阻大於在該第一方向的方塊電阻；具體地，該奈米碳管膜在第二方向 上的方塊電阻至少為第一方向上的方塊電阻的70倍，如第二方向上的方塊電阻大約為250千歐，第一方向上的方塊電阻大約3千歐。該奈米碳管膜的厚度為50奈米。

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與所述支撐結構16之間可以直接黏附固定。進一步地，在所述熱致發聲元件14與所述支撐結構16之間還可以進一步包括一黏結層(圖未示)。所述黏結層可以將所述熱致發聲元件14更好地固定於所述支撐結構16的表面。所述黏結層的材料可為絕緣材料，亦可為具有一定導電性能的材料。

所述第一電極142和第二電極144分別與所述熱致發聲元件14電連接。該第一電極142和第二電極144可進一步通過一導線149分別與所述訊號輸入裝置12電連接，用於將所述訊號輸入裝置12的訊號輸入到所述熱致發聲元件14中。所述第一電極142和第二電極144由導電材料形成，其具體形狀結構不限。具體地，所述第一電極142和第二電極144可選擇為層狀、棒狀、塊狀或其他形狀。所述第一電極142和第二電極144的材料可選擇為金屬、導電膠、金屬性奈米碳管、銦錫氧化物(ITO)等。所述熱致發聲元件14設置在所述支撐結構16的表面，所述第一電極142和第二電極144可間隔設置在所述熱致發聲元件14的兩端或表面。所述第一電極142和第二電極144的設置與所述熱致發聲元件14中的奈米碳管的排列方向有關。

本實施例中，所述第一電極142和第二電極144為棒狀金屬電極， 所述第一電極142和第二電極144平行且間隔設置在所述熱致發聲元件14的兩端，具體地，該第一電極142和第二電極144間隔設置於所述熱致發聲元件14中的奈米碳管膜沿所述第一方向的兩端，即該熱致發聲元件14中的大多數奈米碳管沿所述第一電極142至第二電極144的方向延伸。由於所述第一電極142和第二電極144間隔設置，所述熱致發聲元件14應用於熱致發聲裝置10時能接入一定的阻值避免短路現象產生。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，所述第一電極142和第二電極144與所述熱致發聲元件14之間可以直接黏附固定，並形成較好的電接觸。

另外，所述第一電極142和第二電極144與所述熱致發聲元件14之間還可以進一步包括一導電黏結層(圖未示)。所述導電黏結層在實現第一電極142和第二電極144與所述熱致發聲元件14電接觸的同時，還可以使所述第一電極142和第二電極144與所述熱致發聲元件14更好地固定。本實施例中，所述導電黏結層為一層銀膠。

可以理解，本發明第一實施例可進一步設置複數個電極於所述熱致發聲元件14之表面，其數量不限，只需確保任意兩個相鄰的電極均間隔設置、與所述熱致發聲元件14電連接，且均分別與所述訊號輸入裝置12的兩端電連接即可。

所述訊號輸入裝置12包括音頻訊號輸入裝置、光訊號輸入裝置、電訊號輸入裝置及電磁波訊號輸入裝置等。相應地，所述訊號輸入裝置12輸入的訊號不限，包括電磁波、交流訊號、音頻訊號以及光訊號等。可以理解，所述訊號輸入裝置12輸入的訊號與所述 熱致發聲裝置10的具體應用有關。如：當所述熱致發聲裝置10應用於收音機時，所述訊號輸入裝置12輸入的訊號為電磁波；當所述熱致發聲裝置10應用於耳機時，所述訊號輸入裝置12輸入的訊號為交流電訊號或音頻電訊號。本實施例中，所述訊號輸入裝置12為電訊號輸入裝置；該訊號輸入裝置12通過導線149與所述第一電極142和第二電極144電連接，並通過所述第一電極142和第二電極144將電訊號輸入到所述熱致發聲元件14中。可以理解，由於所述熱致發聲元件14設置在所述支撐結構16的表面，且該熱致發聲元件14同時亦為一導電材料，故本實施例中的第一電極142與第二電極144可以為可選擇的結構。所述訊號輸入裝置12可直接通過導線等方式與所述熱致發聲元件14電連接。只需確保所述訊號輸入裝置12能將電訊號輸入給所述熱致發聲元件14即可。

可以理解，根據訊號輸入裝置12的不同，所述第一電極142和第二電極144為可選擇的結構，如當輸入訊號為光或電磁波等訊號時，所述訊號輸入裝置12可直接輸入訊號給所述熱致發聲元件14，無需電極及導線。

所述熱致發聲裝置10在使用時，由於奈米碳管結構由均勻分佈的奈米碳管組成，奈米碳管具有較小的熱容，且該奈米碳管結構為膜狀、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較大的散熱表面，在輸入訊號後，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冷縮，進而發出聲音。故本實施例中，當輸入電訊號時，所述熱致發聲元件14就按照“電-熱-聲”轉換的原理發聲。可以理解，當輸入訊號為光 訊號時，所述熱致發聲元件14的發聲原理為“光-熱-聲”的轉換。因此，由上述熱致發聲元件14組成的熱致發聲裝置10具有廣泛的應用範圍。

所述熱致發聲裝置10的發聲頻率範圍為1赫茲至10萬赫茲(即1Hz~100kHz)。圖2為採用長寬均為30毫米且奈米碳管首尾相連且沿同一方向擇優取向排列的奈米碳管膜用作所述熱致發聲元件14，輸入電壓為50伏時，將一麥克風放在距熱致發聲元件5釐米的位置時測得的所述熱致發聲裝置10的頻率回應特性曲線。從圖2中可以看出，所述發聲裝置的聲壓級大於50分貝，甚至可達105分貝，所述發聲裝置的發聲頻率範圍為100赫茲至10萬赫茲(即100Hz~100kHz)，所述發聲裝置在500赫茲~4萬赫茲頻率範圍內的失真度小於3%，所述熱致發聲裝置10具有較好的發聲效果。另外，本實施例中的奈米碳管結構具有較好的韌性和機械強度，所述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10，該熱致發聲裝置10可方便地應用於各種可發聲的產品中，如音響、手機、MP3、MP4、電視、電腦等電子領域及其他產品中。

請參閱圖3，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包括一訊號輸入裝置22、一熱致發聲元件24、一支撐結構26、一第一電極242、一第二電極244、一第三電極246以及一第四電極248。

所述訊號輸入裝置22的結構及類型與第一實施例提供的熱致發聲裝置10中的訊號輸入裝置12的結構及類型相同。

所述熱致發聲元件24的材料與第一實施例提供的熱致發聲裝置10中的熱致發聲元件14的材料相同，即，該熱致發聲元件24亦為奈 米碳管結構。所述熱致發聲元件24圍繞所述支撐結構26設置，形成一曲面形或折面形熱致發聲元件24。

所述支撐結構26為一立方體、一圓錐體或一圓柱體。其中，所述支撐結構26包括一金屬材料基底262及形成於該金屬材料基底262的絕緣層264。所述絕緣層264為耐高溫的電絕緣及熱絕緣材料。所述熱致發聲元件24貼合設置於該絕緣層264的表面，且圍繞該絕緣層264設置。在本實施例中，所述支撐結構26為中空的圓柱體，由一中空的圓柱形銅金屬材料基底262及塗覆於該圓柱形銅金屬材料基底262外表面的油漆絕緣層264組成。所述熱致發聲元件24與所述支撐結構26的絕緣層264貼合設置，且該熱致發聲元件24環繞該支撐結構26設置形成一環形熱致發聲元件24。可以理解，所述絕緣層264亦可以為金屬材料基底262的材料的氧化物形成的金屬氧化物材料層。

所述第一電極242、第二電極244、第三電極246和第四電極248間隔設置在所述環形熱致發聲元件24表面並與該環形熱致發聲元件24電連接。任意兩個相鄰的電極均分別與所述訊號輸入裝置22的兩端電連接，以使位於相鄰電極之間的熱致發聲元件24接入輸入訊號。具體地，先將不相鄰的兩個電極用一導線249連接後與所述訊號輸入裝置22的一端電連接，剩下的兩個電極用導線249連接後與所述訊號輸入裝置22的另一端電連接。本實施例中，可先將所述第一電極242和第三電極246用導線249連接後與所述訊號輸入裝置22的一端電連接，再將所述第二電極244和第四電極248用導線249連接後與所述訊號輸入裝置22的另一端電連接。上述連接方式可實現相鄰電極之間的奈米碳管結構並聯。並聯後的奈 米碳管結構具有較小的電阻，可降低工作電壓。且，上述連接方式可使所述熱致發聲元件24產生的聲波向各個方向均勻輻射，且發聲強度得到增強，從而實現環繞發聲效果。

可以理解，本實施例亦可設置更複數個電極，其數量不限，只需確保任意兩個相鄰的電極均間隔設置、與所述熱致發聲元件24電連接，且均分別與所述訊號輸入裝置22的兩端電連接即可。

本發明實施例提供的熱致發聲裝置具有以下優點：第一，本發明實施例提供的熱致發聲裝置採用金屬材料基底及絕緣層作為支撐結構，實現了採用金屬材料基底作為熱致發聲裝置的支撐結構，並克服了熱致發聲元件容易與所述金屬材料基底短路的問題。第二，由於金屬材料基底的製造工藝比較成熟而且製造方法比較簡單，所以無論係通過氧化處理所述金屬材料基底來製備所述絕緣層，還係通過塗覆絕緣材料在該金屬材料基底表面來形成絕緣層，都使得所述支撐結構的製備工藝均比較簡單，從而使得該熱致發聲裝置的製備工藝比較簡單，容易實現產業化應用。第三，由於所述金屬材料基底由金屬材料組成，而金屬材料具有較好的強度及韌性，所以所述支撐結構具有較好的強度及韌性，可以使得應用該支撐結構的發聲裝置具有抗震防碎的特點。第四，由於所述支撐結構包括具有較好的柔韌性的金屬材料基底，所述熱致發聲元件為具有較好的柔韌性的奈米碳管結構，所以本發明實施例提供的熱致發聲裝置可以為一柔性發聲裝置。第五，金屬材料基底的可塑性比較強，易於製成各種形狀，所以所述支撐結構亦易於製成各種形狀，另外，所述熱致發聲元件為奈米碳管結構，亦比較容易製成各種形狀；因此，本發明實施例提供的熱致發聲裝 置亦比較容易製成各種形狀。

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‧‧‧熱致發聲裝置

12‧‧‧訊號輸入裝置

14‧‧‧熱致發聲元件

142‧‧‧第一電極

144‧‧‧第二電極

149‧‧‧導線

16‧‧‧支撐結構

162‧‧‧金屬材料基底

164‧‧‧絕緣層

Claims (12)

1. 一種熱致發聲裝置，包括：一熱致發聲元件，該熱致發聲元件為一奈米碳管結構；一訊號輸入裝置，用於將訊號輸入至所述熱致發聲元件，使得所述奈米碳管結構接收所述訊號輸入裝置輸入的訊號並發出相應聲波；以及一支撐結構，所述熱致發聲元件設置於該支撐結構的表面；其改良在於，所述支撐結構包括一金屬材料基底及一形成於該金屬材料基底表面的絕緣層，所述熱致發聲元件貼合設置於該絕緣層的表面，所述絕緣層為一多孔結構，表面具有複數個微孔，所述奈米碳管結構在絕緣層的微孔處懸空設置。
2. 如請求項1所述的熱致發聲裝置，其中，所述金屬材料基底的材料為純金屬或合金。
3. 如請求項1所述的熱致發聲裝置，其中，所述絕緣層的材料為油漆、絕緣聚合物或金屬氧化物。
4. 如請求項1所述的熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構為一自支撐結構，包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互連接。
5. 如請求項4所述的熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構中奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列。
6. 如請求項5所述的熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構中基本朝同一方向擇優取向排列的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力首尾相連。
7. 如請求項6所述的熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構為導電異向性 奈米碳管膜。
8. 如請求項7所述的熱致發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構具有一第一方向及一第二方向，且該奈米碳管結構在該第二方向的方塊電阻大於在該第一方向的方塊電阻。
9. 如請求項8所述的熱致發聲裝置，其中，所述熱致發聲裝置進一步包括兩個電極，該兩個電極間隔設置於所述奈米碳管結構沿第一方向的兩端，並將所述訊號輸入裝置輸出的訊號通過該兩個電極輸入至所述熱致發聲元件。
10. 如請求項1所述的熱致發聲裝置，其中，所述支撐結構具有至少一表面，所述熱致發聲元件圍繞該支撐結構的至少一表面設置，形成一至少一平面形熱致發聲元件或一曲面形熱致發聲元件。
11. 一種熱致發聲裝置，包括：一熱致發聲元件，該熱致發聲元件為一奈米碳管結構；一訊號輸入裝置，用於將訊號輸入至所述熱致發聲元件，使得所述奈米碳管結構接收所述訊號輸入裝置輸入的訊號並發出相應聲波；以及一支撐結構，所述熱致發聲元件設置於該支撐結構的表面；其改良在於，所述支撐結構包括一金屬材料基底及一通過氧化處理該金屬材料基底而形成在該金屬材料基底表面的該金屬氧化物絕緣層，所述熱致發聲元件貼合設置於該金屬氧化物絕緣層的表面，所述絕緣層為一多孔結構，表面具有複數個微孔，所述奈米碳管結構在絕緣層的微孔處懸空設置。
12. 如請求項11所述的熱致發聲裝置，其中，所述金屬氧化物絕緣層材料為氧化鋁、二氧化三鐵、四氧化三鐵、氧化銅或其任意組合。