專利名稱：揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揚(yáng)聲器，尤其涉及一種基于碳納米管的揚(yáng)聲器。
背景技術(shù)：
揚(yáng)聲器一般由信號(hào)輸入端口和發(fā)聲元件組成。通過(guò)信號(hào)輸入端口輸入信號(hào)給發(fā)聲 元件，從而使該發(fā)聲元件進(jìn)而發(fā)出聲音。現(xiàn)有的發(fā)聲元件種類很多，如電動(dòng)式、電磁式、靜電 式及壓電式，它們大都采用振膜振動(dòng)發(fā)出聲音，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。早在二十世紀(jì)初，即有人提出了一種基于熱致發(fā)聲效應(yīng)(熱聲效應(yīng))的揚(yáng)聲器的 構(gòu)想，請(qǐng)參見(jiàn)文獻(xiàn)"The thermophone as a precision source of sound", H. D. Arnold, I. B. Crandall,Phys. Rev. 10,22-38(1917)。所述熱聲效應(yīng)的揚(yáng)聲器其采用一鉬片作發(fā)聲元 件，該發(fā)聲元件的厚度為0.7微米，通過(guò)一夾具固定于基體的表面。一電流引線與所述發(fā)聲 元件電連接，用于向所述發(fā)聲元件輸入電信號(hào)。當(dāng)交流電通過(guò)鉬片時(shí)，隨交變電流強(qiáng)度的變化，該鉬片可迅速升降溫，并和周圍介 質(zhì)迅速發(fā)生熱交換，周圍介質(zhì)的密度也隨之發(fā)生變化，進(jìn)而通過(guò)介質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)發(fā)出聲波。由 于發(fā)聲元件的發(fā)聲頻率與其單位面積熱容密切相關(guān)，單位面積熱容大，則發(fā)聲頻率范圍越 窄，強(qiáng)度越低；單位面積熱容越小，則發(fā)聲頻率范圍越寬，強(qiáng)度越高。欲獲得具有較寬發(fā)聲 頻率范圍及較大強(qiáng)度的聲波，則要求發(fā)聲元件的單位面積熱容越小越好。然而，金屬鉬片受 材料本身的限制，其厚度最小只能達(dá)到0. 7微米，而0. 7微米厚的鉬片的單位面積熱容僅為 2X10—4焦耳每平方厘米開(kāi)爾文。由于受材料單位面積熱容的限制，所述發(fā)聲元件的發(fā)聲頻 率最高僅可到4千赫茲，且發(fā)聲強(qiáng)度較低。申請(qǐng)人:公開(kāi)了一種應(yīng)用熱聲效應(yīng)的碳納米管揚(yáng)聲器，請(qǐng)參見(jiàn)文獻(xiàn)“Flexible， Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers，，，范守善 et al., Nano Letters, Vol. 8 (12)，4539-4545 Q008)。該揚(yáng)聲器采用碳納米管膜作為發(fā)聲元件，由 于碳納米管膜具有極大的比表面積及極小的單位面積熱容，該揚(yáng)聲器可發(fā)出人耳能夠聽(tīng)到 的強(qiáng)度的聲音，且具有較寬的發(fā)聲頻率范圍(100Hz 100kHz)。然而，由于碳納米管膜中 的碳納米管之間僅通過(guò)范德華力結(jié)合，碳納米管膜的抗拉伸強(qiáng)度較小，容易被外力破壞。因 此，僅采用碳納米管膜的揚(yáng)聲器在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種強(qiáng)度較大，不易被外力破壞的基于碳納米管的揚(yáng)聲ο—種揚(yáng)聲器，其包括一發(fā)聲元件；以及一第一電極與一第二電極，所述第一電極 與第二電極間隔設(shè)置，且與所述發(fā)聲元件電連接；一驅(qū)動(dòng)電路和一連接器，該連接器經(jīng)由該 驅(qū)動(dòng)電路與所述第一電極以及第二電極電連接；其中，所述發(fā)聲元件包括一碳納米管結(jié)構(gòu) 以及一與該碳納米管結(jié)構(gòu)復(fù)合的絕緣增強(qiáng)體。相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明提供的揚(yáng)聲器中的發(fā)聲元件包括一碳納米管結(jié)構(gòu)以3及一復(fù)合于該碳納米管結(jié)構(gòu)的絕緣增強(qiáng)體，該絕緣增強(qiáng)體可以增強(qiáng)碳納米管結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng) 度，從而使該發(fā)聲元件不易被外力破壞。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的揚(yáng)聲器中的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。圖3為圖2中的碳納米管拉膜的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的碳納米管碾壓膜中的碳納米管沿同一方 向擇優(yōu)取向排列的掃描電鏡照片。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的碳納米管碾壓膜中的碳納米管沿不同方 向擇優(yōu)取向排列的掃描電鏡照片。圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的碳納米管絮化膜的掃描電鏡照片。圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的非絞線的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的絞線狀的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖10為本發(fā)明第一實(shí)施例的揚(yáng)聲器中的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖11為本發(fā)明第二實(shí)施例的揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本發(fā)明第三實(shí)施例的揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的揚(yáng)聲器作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器20，其包括一發(fā)聲元件202，一第 一電極204，一第二電極206，一驅(qū)動(dòng)電路208以及一連接器212。所述發(fā)聲元件202包括一 碳納米管結(jié)構(gòu)2022以及以及一與該碳納米管結(jié)構(gòu)2022復(fù)合的絕緣增強(qiáng)體2(^8。所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022為一自支撐結(jié)構(gòu)。所謂“自支撐結(jié)構(gòu)”即該碳納米管結(jié) 構(gòu)2022無(wú)需通過(guò)一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。該自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié) 構(gòu)2022包括多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力相互吸引，從而使碳納米管結(jié)構(gòu) 2022具有特定的形狀。所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022中的碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納 米管及多壁碳納米管中的一種或多種。所述單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 50納米，所 述雙壁碳納米管的直徑為1. 0納米 50納米，所述多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50 納米。所述碳納米管的長(zhǎng)度不限，優(yōu)選地，碳納米管的長(zhǎng)度大于100微米。該碳納米管結(jié)構(gòu) 2022可以為面狀或線狀結(jié)構(gòu)。由于該碳納米管結(jié)構(gòu)2022具有自支撐性，故該碳納米管結(jié)構(gòu) 2022在不通過(guò)支撐體支撐時(shí)仍可保持面狀或線狀結(jié)構(gòu)。由于該碳納米管結(jié)構(gòu)2022中的碳 納米管具有很好的柔韌性，使得該碳納米管結(jié)構(gòu)具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意 形狀而不破裂。所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022具有較大的比表面積，從而具有與絕緣增強(qiáng)體20 接觸的較大表面積。所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022的單位面積熱容小于2 X 10_4焦耳每平方厘米 開(kāi)爾文，優(yōu)選地，所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022的單位面積熱容小于或等于1. 7X 10_6焦耳每平方厘米開(kāi)爾文。所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022包括至少一碳納米管膜、至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)或其 組合。具體地，所述碳納米管膜可以為碳納米管拉膜、碳納米管絮化膜或碳納米管碾壓膜。 所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)碳納米管線、多個(gè)碳納米管線平行排列組成的束 狀結(jié)構(gòu)或多個(gè)碳納米管線相互扭轉(zhuǎn)組成的絞線結(jié)構(gòu)。當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)2022包括多個(gè)碳納 米管膜時(shí)，所述多個(gè)碳納米管膜可以層疊設(shè)置或共面設(shè)置。當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)2022僅包括一 個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)時(shí)，該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可以折疊或盤繞形成一層狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)碳納米 管結(jié)構(gòu)2022包括多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)時(shí)，所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可以相互平行設(shè) 置、交叉設(shè)置或編織設(shè)置形成一層狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)2022同時(shí)包括碳納米管膜和碳 納米管線狀結(jié)構(gòu)時(shí)，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可設(shè)置于至少一碳納米管膜的至少一表面。所 述碳納米管結(jié)構(gòu)2022的長(zhǎng)度，寬度以及厚度不限，可以根據(jù)實(shí)際需要制備。可以理解，采用 厚度較小，面積較大的碳納米管結(jié)構(gòu)2022作為發(fā)聲元件有利于揚(yáng)聲器20散熱。所述碳納米管膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管之間通過(guò)范德華力緊密結(jié) 合。該碳納米管膜中的碳納米管為無(wú)序或有序排列。這里的無(wú)序指碳納米管的排列無(wú)規(guī)則， 這里的有序指至少多數(shù)碳納米管的排列方向具有一定規(guī)律。具體地，當(dāng)碳納米管膜包括無(wú) 序排列的碳納米管時(shí)，碳納米管相互纏繞或者各向同性排列；當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)2022包括有 序排列的碳納米管時(shí)，碳納米管沿一個(gè)方向或者多個(gè)方向擇優(yōu)取向排列。所謂擇優(yōu)取向是 指碳納米管膜中大部分碳納米管在某一方向上具有較大的取向幾率，即碳納米管膜中大部 分碳納米管的軸向基本沿同一方向延伸。所述碳納米管拉膜為從碳納米管陣列中直接拉取獲得的一種具有自支撐性的碳 納米管膜。每一碳納米管拉膜包括多個(gè)碳納米管基本沿同一方向排列，且該多個(gè)碳納米管 通過(guò)范德華力首尾相連。所謂基本沿同一方向排列是指大部分碳納米管的軸向基本沿同 一方向延伸。所述多個(gè)碳納米管基本平行于碳納米管拉膜表面。請(qǐng)參閱圖2及圖3，具體 地，每一碳納米管拉膜包括多個(gè)連續(xù)且定向排列的碳納米管片段143，該多個(gè)碳納米管片段 143通過(guò)范德華力首尾相連。每一碳納米管片段143包括多個(gè)相互平行的碳納米管145，該 多個(gè)相互平行的碳納米管145通過(guò)范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管片段143具有任意的形 狀、寬度、厚度以及均勻性。所述碳納米管拉膜的厚度為0. 5納米 100微米，寬度與拉取出 該碳納米管拉膜的碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，長(zhǎng)度不限。所述碳納米管拉膜及其制備方法 具體請(qǐng)參見(jiàn)申請(qǐng)人于2007年2月9日申請(qǐng)的，于2008年8月13日公開(kāi)的第CN101239712A 號(hào)中國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)“碳納米管膜結(jié)構(gòu)及其制備方法”。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申 請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022包括層疊設(shè)置的多層碳納米管拉膜時(shí)，相鄰兩層碳納 米管拉膜中的擇優(yōu)取向排列的碳納米管之間形成一交叉角度α，且α大于等于0度小于等 于90度(0° < α <90° )。所述多個(gè)碳納米管拉膜之間或一個(gè)碳納米管拉膜之中的相鄰 的碳納米管之間具有一定間隙，從而在碳納米管結(jié)構(gòu)2022中形成多個(gè)微孔，微孔的孔徑約 小于10微米。本實(shí)施例中，所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022為一單層碳納米管拉膜。所述碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管沿同一方向或不同方向 擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互部分交疊，并通過(guò)范德華力相互吸 引，緊密結(jié)合，使得該碳納米管結(jié)構(gòu)2022具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由于碳納米管碾壓膜中的碳納米管之間通過(guò)范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳 納米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)。所述碳納米管碾壓膜可通過(guò)碾壓一碳納米管陣列獲得。 所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的生長(zhǎng)基底的表面形成一夾角β， 其中，β大于等于0度且小于等于15度β <15° )，該夾角β與施加在碳納米管 陣列上的壓力有關(guān)，壓力越大，該夾角越小，優(yōu)選地，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管平行 于該生長(zhǎng)基底排列。所述碳納米管碾壓膜為通過(guò)碾壓一碳納米管陣列獲得，依據(jù)碾壓的方式不同，該 碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。具體地，請(qǐng)參閱圖4，當(dāng)沿同一方向碾 壓時(shí)，碳納米管沿一固定方向擇優(yōu)取向排列；請(qǐng)參閱圖5，當(dāng)沿不同方向碾壓時(shí)，該碳納米 管膜包括多個(gè)部分，每個(gè)部分中的碳納米管沿同一方向擇優(yōu)取向排列，相鄰兩個(gè)部分中的 碳納米管的排列方式可相同或不同；當(dāng)沿垂直于碳納米管陣列的生長(zhǎng)基底方向碾壓時(shí)，碳 納米管膜各向同性。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長(zhǎng)度大于50微米。所述碳納米管碾 壓膜及其制備方法具體請(qǐng)參見(jiàn)申請(qǐng)人于2007年6月1日申請(qǐng)的，于2008年12月3日公開(kāi) 的第CN101314464A號(hào)中國(guó)專利申請(qǐng)“碳納米管膜的制備方法”。為節(jié)省篇幅，僅引用于此， 但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。所述碳納米管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。該碳納米管碾壓 膜的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米管碾壓膜厚度與碳納米管陣列的高度 以及碾壓的壓力有關(guān)，可為1微米 1毫米?？梢岳斫?，所述碳納米管陣列的高度越大且施 加的壓力越小，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越大；反之，所述碳納米管陣列的高度越小 且施加的壓力越大，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越小。所述碳納米管碾壓膜之中的相 鄰的碳納米管之間具有一定間隙，從而在碳納米管碾壓膜中形成多個(gè)微孔，微孔的孔徑約 小于10微米。所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022可包括至少一碳納米管絮化膜，該碳納米管絮化膜包括 相互纏繞且均勻分布的碳納米管。碳納米管的長(zhǎng)度大于10微米，優(yōu)選地，碳納米管的長(zhǎng)度 大于等于200微米且小于等于900微米。所述碳納米管之間通過(guò)范德華力相互吸引、纏繞， 形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管為均勻分布，無(wú)規(guī)則排列，使得該碳 納米管絮化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管形成大量的微孔結(jié)構(gòu)，微孔孔 徑約小于10微米。所述碳納米管絮化膜的長(zhǎng)度和寬度不限。請(qǐng)參閱圖6，由于在碳納米管 絮化膜中，碳納米管相互纏繞，因此該碳納米管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結(jié) 構(gòu)，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述碳納米管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度優(yōu) 選為1微米 1毫米，最佳為100微米。所述碳納米管絮化膜及其制備方法具體請(qǐng)參見(jiàn)申 請(qǐng)人于2007年4月13日申請(qǐng)的，于2008年10月15日公開(kāi)的第CN101284662A號(hào)中國(guó)專 利申請(qǐng)“碳納米管膜的制備方法”。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng) 視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可以為非絞線的線狀結(jié)構(gòu)或絞線結(jié)構(gòu)的線狀結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參閱 圖7，所述非絞線的線狀結(jié)構(gòu)2020包括多個(gè)平行排列的碳納米管線2026。請(qǐng)參閱圖8，所述 絞線結(jié)構(gòu)的線狀結(jié)構(gòu)20Μ包括多個(gè)相互扭轉(zhuǎn)的碳納米管線2026。所述碳納米管線20 包括多個(gè)沿碳納米管線軸向定向排列的碳納米管。所述碳 納米管線20 可以為非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為將碳納米管拉膜通過(guò)有機(jī)溶劑處理得到。請(qǐng)參閱圖9，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)沿 碳納米管線軸向平行排列的碳納米管，即碳納米管的軸向與碳納米管線的軸向基本平行。 該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為采用一機(jī)械力將所述碳納米管拉膜兩端沿相反方向扭轉(zhuǎn)獲得。請(qǐng)參 閱圖10，該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)繞碳納米管線軸向螺旋排列的碳納米管，即碳納米 管的軸向延碳納米管線的軸向螺旋延伸。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線與扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度 不限，直徑為0. 5納米 100微米。所述碳納米管線及其制備方法具體請(qǐng)參見(jiàn)申請(qǐng)人于2002 年9月16日申請(qǐng)的，于2008年8月20日公告的第CN100411979C號(hào)中國(guó)公告專利“一種碳 納米管繩及其制造方法”，以及于2005年12月16日申請(qǐng)的，于2007年6月20日公開(kāi)的第 CN1982209A號(hào)中國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)“碳納米管絲及其制作方法”。為節(jié)省篇幅，僅引用于此， 但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。進(jìn)一步地，可采用一揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。在揮發(fā)性有機(jī)溶 劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的表面張力的作用下，處理后的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中相鄰的碳納米管通過(guò)范 德華力緊密結(jié)合，使扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的直徑及比表面積減小，密度及強(qiáng)度增大。由于所述碳納米管線為采用有機(jī)溶劑或機(jī)械力處理上述碳納米管拉膜獲得，該碳 納米管拉膜為自支撐結(jié)構(gòu)，所以該碳納米管線為自支撐結(jié)構(gòu)。另外，該碳納米管線中相鄰碳 納米管間存在間隙，故該碳納米管線具有大量微孔，且微孔的孔徑約小于10微米。本實(shí)施例中，所述絕緣增強(qiáng)體20 為分散于所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022中的多個(gè)碳 納米管之間或碳納米管表面的顆粒。所述顆粒狀絕緣增強(qiáng)體20 的粒徑可以大于等于1 納米且小于等于500納米。優(yōu)選地，所述顆粒狀絕緣增強(qiáng)體20 的粒徑大于等于50納米 且小于等于100納米。所述絕緣增強(qiáng)體20 可以通過(guò)濺射的方法沉積于碳納米管之間或 碳納米管表面，且與該碳納米管結(jié)構(gòu)2022形成一碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)。所述絕緣增強(qiáng)體20 的材料可以為金屬氧化物，玻璃以及陶瓷等中的一種或多種?？梢岳斫猓捎诮^緣增強(qiáng)體 20 分散于碳納米管之間或碳納米管表面可以增強(qiáng)碳納米管之間的結(jié)合力，從而使得該發(fā) 聲元件202具有較大的機(jī)械強(qiáng)度而不易被外力破壞。所述第一電極204與第二電極206間隔設(shè)置，且與所述發(fā)聲元件202電連接。所 述驅(qū)動(dòng)電路208經(jīng)由該第一電極204與第二電極206與所述發(fā)聲元件202電連接。所述連 接器212與所述驅(qū)動(dòng)電路208電連接。所述連接器212包括一信號(hào)輸入端口(圖未示)。 所述第一電極204與第二電極206的具體結(jié)構(gòu)和形式不限。所述第一電極204與第二電極 206可以為導(dǎo)線、導(dǎo)電片、導(dǎo)電膜。所述導(dǎo)線可以為金屬絲或碳納米管線等。所述導(dǎo)電膜可 以為金屬膜，氧化銦錫(ITO)膜或碳納米管膜等。本實(shí)施例中，所述第一電極204與第二電 極206分別為沉積在所述發(fā)聲元件202的兩端的金屬鈀膜，且所述第一電極204與第二電 極206分別與所述驅(qū)動(dòng)電路208電連接，從而形成一個(gè)信號(hào)回路。所述驅(qū)動(dòng)電路208與連 接器212通過(guò)該第一電極204與第二電極206將信號(hào)輸入給所述發(fā)聲元件202?？梢岳斫?， 本實(shí)施例可以包括多個(gè)第一電極204與多個(gè)第二電極206，且每個(gè)第一電極204與第二電 極206間隔設(shè)置。所述多個(gè)第一電極204與多個(gè)第二電極206分別電連接后再與驅(qū)動(dòng)電路 208電連接。所述連接器212可以為插頭、插座或彈性接觸片等任何可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸入的元 件。本實(shí)施例中，所述連接器212為一插孔。所述驅(qū)動(dòng)電路208可以為一集成電路。所述 揚(yáng)聲器20在工作時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路208與電源(圖未示)電連接，所述連接器212與一信號(hào)7輸入裝置(圖未示)電連接。所述驅(qū)動(dòng)電路208用來(lái)放大信號(hào)輸入裝置輸入的音頻信號(hào)。所述揚(yáng)聲器20工作時(shí)，通過(guò)連接器212將音頻電信號(hào)或交流電信號(hào)輸入給驅(qū)動(dòng)電 路208，所述驅(qū)動(dòng)電路208將音頻電信號(hào)或交流電信號(hào)放大后輸入給所述發(fā)聲元件202。由 于所述碳納米管結(jié)構(gòu)2022單位面積熱容小于2 X 10-4焦耳每平方厘米開(kāi)爾文，當(dāng)所述發(fā)聲 元件202接收到信號(hào)后，所述發(fā)聲元件202中的碳納米管結(jié)構(gòu)2022將該音頻電信號(hào)或交流 電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并通過(guò)絕緣增強(qiáng)體20 將熱能傳遞給周圍空氣(圖未示)，并加熱周圍 空氣，改變所述周圍空氣的密度而發(fā)出聲波。請(qǐng)參閱圖11，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器30，其包括一發(fā)聲元件302，一第 一電極304，一第二電極306，一驅(qū)動(dòng)電路308以及一連接器312。所述發(fā)聲元件302包括一 碳納米管結(jié)構(gòu)3022以及一與該碳納米管結(jié)構(gòu)3022復(fù)合的絕緣增強(qiáng)體3028。本發(fā)明第二實(shí) 施例提供的揚(yáng)聲器30與本發(fā)明第一實(shí)施例提供的揚(yáng)聲器20結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于，本 實(shí)施例中，所述絕緣增強(qiáng)體30 為一將該碳納米管結(jié)構(gòu)3022整個(gè)包覆于其中的整體結(jié)構(gòu)， 且絕緣增強(qiáng)體30 滲透到碳納米管結(jié)構(gòu)3022內(nèi)部。進(jìn)一步，所述絕緣增強(qiáng)體30 還可以將所述碳納米管結(jié)構(gòu)3022，第一電極304以 及第二電極306包覆于其中。所謂包覆是指絕緣增強(qiáng)體30 設(shè)置于碳納米管結(jié)構(gòu)3022， 第一電極304以及第二電極306的表面將其包圍?？梢岳斫?，所述驅(qū)動(dòng)電路308與連接器 312可以設(shè)置于絕緣增強(qiáng)體30 外部也可以集成設(shè)置于絕緣增強(qiáng)體30 中，且所述連接器 312的信號(hào)輸入端口暴露于絕緣增強(qiáng)體30 外。所述包覆該碳納米管結(jié)構(gòu)3022表面的絕緣增強(qiáng)體30 為一層狀結(jié)構(gòu)。所述絕緣 增強(qiáng)體30 的厚度要盡量薄，以減小該絕緣增強(qiáng)體30 的單位面積熱容，使絕緣增強(qiáng)體 3028的單位面積熱容與碳納米管結(jié)構(gòu)3022單位面積熱容相當(dāng)。所述絕緣增強(qiáng)體30 的厚 度可以為10納米 200微米，優(yōu)選為50納米 200納米。所述絕緣增強(qiáng)體30 的電阻可 以為1千歐/平方厘米 2千歐/平方厘米，以使絕緣增強(qiáng)體30 的電阻顯著大于碳納米 管結(jié)構(gòu)3022的電阻，從而確保碳納米管結(jié)構(gòu)3022中有電流流過(guò)。為了便于將碳納米管結(jié) 構(gòu)3022發(fā)出的熱量通過(guò)絕緣增強(qiáng)體30 迅速傳遞給外部空氣，所述絕緣增強(qiáng)體30 的熱 導(dǎo)率應(yīng)盡量大。所述絕緣增強(qiáng)體30 可以采用耐100°C以上溫度的樹(shù)脂材料。由于絕緣增 強(qiáng)體30 采用導(dǎo)熱性能好的材料制備，所以該絕緣增強(qiáng)體30 可以將碳納米管結(jié)構(gòu)3022 產(chǎn)生的熱量迅速傳遞給周圍空氣。本實(shí)施例中，所述絕緣增強(qiáng)體30 為一厚度為100納米的耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂。所述 絕緣增強(qiáng)體30 將碳納米管結(jié)構(gòu)3022，第一電極304以及第二電極306包覆于其中，且絕 緣增強(qiáng)體30 滲透到碳納米管結(jié)構(gòu)3022內(nèi)部的碳納米管之間。所述第一電極204和第二 電極206可以分別通過(guò)一導(dǎo)線(圖未示)與所述驅(qū)動(dòng)電路208電連接。由于碳納米管結(jié)構(gòu) 3022被絕緣增強(qiáng)體30 包覆，從而可以保護(hù)碳納米管結(jié)構(gòu)3022不被外界破壞。另外，由于 碳納米管結(jié)構(gòu)3022具有較好的柔韌性，所以當(dāng)選用具有柔韌性的絕緣增強(qiáng)體30 時(shí)，即可 以得到一可折疊式揚(yáng)聲器30。所述絕緣增強(qiáng)體30 可以通過(guò)熱壓或浸潤(rùn)的方式使其結(jié)合并滲透到碳納米管結(jié) 構(gòu)3022內(nèi)部。本實(shí)施例中，首先提供一液態(tài)或熔融態(tài)的高分子材料；將碳納米管結(jié)構(gòu)3022 浸漬于該液態(tài)或熔融態(tài)的高分子材料中；固化該液態(tài)或熔融態(tài)的高分子材料以形成一絕緣 增強(qiáng)體30 包覆碳納米管結(jié)構(gòu)3022的結(jié)構(gòu)。8
請(qǐng)參閱圖12，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一種揚(yáng)聲器40，其包括一發(fā)聲元件402，一第 一電極404，一第二電極406，一驅(qū)動(dòng)電路408以及一連接器412。本發(fā)明第三實(shí)施例提供的 揚(yáng)聲器40與本發(fā)明第二實(shí)施例提供的揚(yáng)聲器30結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于，本實(shí)施例中， 所述揚(yáng)聲器40的絕緣增強(qiáng)體40 表面具有多個(gè)開(kāi)孔414。所述開(kāi)孔414可為僅穿透絕緣 增強(qiáng)體40 的盲孔，且開(kāi)孔414的直徑可以為10微米 1厘米。通過(guò)該開(kāi)孔414可以使 碳納米管結(jié)構(gòu)4022部分暴露于大氣中，使碳納米管結(jié)構(gòu)4022表面的部分熱量直接傳遞給 周圍空氣，從而進(jìn)一步提高揚(yáng)聲器40的熱聲轉(zhuǎn)換效率與散熱效率。由于開(kāi)孔414的孔壁具 有一定的高度，可以防止外界物體接觸到碳納米管結(jié)構(gòu)4022，從而可以保護(hù)碳納米管結(jié)構(gòu) 4022不被破壞?？梢岳斫?，所述開(kāi)孔414的形狀不限，其也可以為穿透絕緣增強(qiáng)體40 與 碳納米管結(jié)構(gòu)4022的通孔，該開(kāi)孔414處沒(méi)有碳納米管結(jié)構(gòu)4022，而其他的碳納米管結(jié)構(gòu) 4022包覆于絕緣增強(qiáng)體40 中，從而使得碳納米管結(jié)構(gòu)4022不易被外力破壞。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器，其包括一發(fā)聲元件；以及一第一電極與一第二電極，所述第一電極與第二電極間隔設(shè)置，且與所述發(fā)聲元件電 連接；一驅(qū)動(dòng)電路和一連接器，該連接器經(jīng)由該驅(qū)動(dòng)電路與所述第一電極以及第二電極電連接；其特征在于，所述發(fā)聲元件包括一碳納米管結(jié)構(gòu)以及一與該碳納米管結(jié)構(gòu)復(fù)合的絕緣 增強(qiáng)體。
2.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)為多個(gè)碳納米管組成 的自支撐結(jié)構(gòu)，該多個(gè)碳納米管之間通過(guò)范德華力相互連接且具有多個(gè)間隙，所述絕緣增 強(qiáng)體分散于碳納米管之間的間隙中或碳納米管表面。
3.如權(quán)利要求2所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述絕緣增強(qiáng)體為顆粒狀。
4.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述絕緣增強(qiáng)體將碳納米管結(jié)構(gòu)包覆于 其中，且絕緣增強(qiáng)體滲透到碳納米管結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求4所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述包覆該碳納米管結(jié)構(gòu)的絕緣增強(qiáng)體 為一層狀結(jié)構(gòu)，其厚度為10納米 200微米。
6.如權(quán)利要求4所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述絕緣增強(qiáng)體的單位面積熱容小于 2 X ΙΟ"4焦耳每平方厘米開(kāi)爾文。
7.如權(quán)利要求4所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述絕緣增強(qiáng)體將所述第一電極、第二電 極、驅(qū)動(dòng)電路以及連接器包覆于其中，且所述連接器具有一信號(hào)輸入端口暴露于絕緣增強(qiáng) 體外。
8.如權(quán)利要求4所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述絕緣增強(qiáng)體表面具有多個(gè)開(kāi)孔，所述 碳納米管結(jié)構(gòu)通過(guò)所述開(kāi)孔部分暴露。
9.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括至少一碳納米管 膜、至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)或其組合。
10.如權(quán)利要求9所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管基本 沿同一方向排列，且該多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力首尾相連。
11.如權(quán)利要求9所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述碳納米管膜包括沿一固定方向或不 同方向擇優(yōu)取向排列的多個(gè)碳納米管。
12.如權(quán)利要求9所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個(gè)相互纏繞的碳 納米管。
13.如權(quán)利要求9所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括至少一非扭 轉(zhuǎn)的碳納米管線、至少一扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或其組合。
14.如權(quán)利要求13所述的揚(yáng)聲器，其特征在于，所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳 納米管沿該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度方向平行排列，所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納 米管沿該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度方向呈螺旋狀排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種揚(yáng)聲器，其包括一發(fā)聲元件；以及一第一電極與一第二電極，所述第一電極與第二電極間隔設(shè)置，且與所述發(fā)聲元件電連接；一驅(qū)動(dòng)電路和一連接器，該連接器經(jīng)由該驅(qū)動(dòng)電路與所述第一電極以及第二電極電連接；其中，所述發(fā)聲元件包括一碳納米管結(jié)構(gòu)以及一與該碳納米管結(jié)構(gòu)復(fù)合的絕緣增強(qiáng)體。
文檔編號(hào)H04R23/00GK102056064SQ20091011004
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者馮辰, 劉亮, 姜開(kāi)利, 潛力, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司