專利名稱：熱致發(fā)聲裝置及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱致發(fā)聲裝置，尤其涉及一種基于石墨烯的熱致發(fā)聲裝置及應(yīng)用該熱致發(fā)聲裝置的電子裝置。
背景技術(shù)：
熱致發(fā)聲裝置一般由信號輸入裝置和發(fā)聲元件組成，通過信號輸入裝置輸入信號到該發(fā)聲元件，進(jìn)而發(fā)出聲音。熱致發(fā)聲裝置為發(fā)聲裝置中的一種，其為基于熱聲效應(yīng)的一種熱致發(fā)聲裝置，請參見文獻(xiàn) “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(fā)聲裝置，該熱致發(fā)聲裝置通過向一導(dǎo)體中通入交流電來實現(xiàn)發(fā)聲。該導(dǎo)體具有較小的熱容(Heat capacity)，較薄的厚度，且可將其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)給周圍氣 體介質(zhì)的特點。當(dāng)交流電通過導(dǎo)體時，隨交流電電流強(qiáng)度的變化，導(dǎo)體迅速升降溫，而和周圍氣體介質(zhì)迅速發(fā)生熱交換，促使周圍氣體介質(zhì)分子運(yùn)動，氣體介質(zhì)密度隨之發(fā)生變化，進(jìn)而發(fā)出聲波。另外，H.D. Arnold 和 I. B. Crandall 在文獻(xiàn)“The thermophone as a precisionsource of sound”，Phys. Rev. 10, p22_38 (1917)中揭不了一種簡單的熱致發(fā)聲裝置，其采用一鉬片作熱致發(fā)聲元件。受材料本身的限制，采用該鉬片作熱致發(fā)聲元件的熱致發(fā)聲裝置，其所產(chǎn)生的發(fā)聲頻率最高僅可達(dá)4千赫茲，且發(fā)聲效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種發(fā)聲頻率高且發(fā)聲效果好的熱致發(fā)聲裝置。一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一基底，該基底為一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；一熱致發(fā)聲元件設(shè)置于該基底的表面；一致熱裝置用于向該熱致發(fā)聲元件提供能量使該熱致發(fā)聲元件產(chǎn)生熱量；其中，所述基底包括至少一線狀結(jié)構(gòu)，所述至少一線狀結(jié)構(gòu)包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面的絕緣層，所述熱致發(fā)聲元件包括一復(fù)合膜，該復(fù)合膜包括相互層疊設(shè)置的至少一碳納米管層和至少一石墨烯膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本技術(shù)方案所提供的熱致發(fā)聲裝置具有以下優(yōu)點其一，由于所述熱致發(fā)聲裝置中的熱致發(fā)聲元件包括一由碳納米管層和石墨烯膜組成的復(fù)合膜，無需磁鐵等其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故該熱致發(fā)聲裝置的結(jié)構(gòu)較為簡單，有利于降低該熱致發(fā)聲裝置的成本。其二，由于復(fù)合膜的厚度較薄，熱容較低，因此，其發(fā)聲頻率較高且具有較高的發(fā)聲效率。


圖I是本發(fā)明第一實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。圖2是沿圖I中II-II線剖開的剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明第一實施例熱致發(fā)聲裝置所采用的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。圖4是本發(fā)明第一實施例熱致發(fā)聲裝置所采用的碳納米管絮化膜的掃描電鏡照片。圖5是本發(fā)明第一實施例熱致發(fā)聲裝置所采用的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片。
圖6是本發(fā)明第一實施例熱致發(fā)聲裝置所采用的復(fù)合膜的掃描電鏡照片。圖7是本發(fā)明圖6中熱致發(fā)聲元件透明度的測試曲線圖。圖8是本發(fā)明第二實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。圖9是沿圖8中IX-IX線剖開的剖面示意圖。圖10是本發(fā)明第三實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。圖11是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是本發(fā)明第四實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。圖14是沿圖13中XIV-XIV線剖開的剖面示意圖。圖15是本發(fā)明第四實施例熱致發(fā)聲裝置所采用的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。圖16是本發(fā)明第四實施例熱致發(fā)聲裝置所采用的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的掃描電鏡照片。圖17是本發(fā)明第五實施例提供的采用表面涂有絕緣層的碳納米管層作為基底的熱致發(fā)聲裝置的側(cè)視剖面示意圖。圖18是本發(fā)明第六實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。圖19是沿圖18中XIX-XIX線剖開的剖面示意圖。圖20是本發(fā)明第七實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。圖21是沿圖20中XXI-XXI線剖開的剖面示意圖。圖22是本發(fā)明第八實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的側(cè)視剖面示意圖。圖23是本發(fā)明第九實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的側(cè)視剖面示意圖。圖24為本發(fā)明第十實施例提供的熱致發(fā)聲裝置的側(cè)視示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種熱致發(fā)聲裝置，其包括 一基底，該基底為一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)； 一熱致發(fā)聲元件設(shè)置于該基底的表面； 一致熱裝置用于向該熱致發(fā)聲元件提供能量使該熱致發(fā)聲元件產(chǎn)生熱量； 其特征在于，所述基底包括至少一線狀結(jié)構(gòu)，所述至少一線狀結(jié)構(gòu)包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面的絕緣層，所述熱致發(fā)聲元件包括一復(fù)合膜，該復(fù)合膜包括相互層疊設(shè)置的至少一碳納米管層和至少一石墨烯膜。
2.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，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(shè)置。
3.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述石墨烯膜為單層石墨烯。
4.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述石墨烯膜的厚度為O.34納米至10納米。
5.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管層與所述石墨烯膜重疊設(shè)置。
6.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管層由多個碳納米管通過范德華力相互連接組成。
7.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管層為一自支撐結(jié)構(gòu)，所述石墨烯膜通過所述碳納米管層支撐。
8.如權(quán)利要求7所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管層中具有多個微孔，該微孔由碳納米管之間的間隙形成。
9.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管層的多個微孔被所述石墨烯膜覆蓋。
10.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述復(fù)合膜包括多層碳納米管層和多層石墨烯膜，該多層碳納米管層和該多層石墨烯膜交替層疊設(shè)置。
11.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括多個第一線狀結(jié)構(gòu)和多個第二線狀結(jié)構(gòu)，該多個第一線狀結(jié)構(gòu)和該多個第二線狀結(jié)構(gòu)相互交叉設(shè)置，所述第一線狀結(jié)構(gòu)包括該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面的絕緣層。
12.如權(quán)利要求11所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述第二線狀結(jié)構(gòu)包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面的絕緣層。
13.如權(quán)利要求11或12所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括至少一根碳納米管線，該碳納米管線包括多個碳納米管。
14.如權(quán)利要求13所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管線中的碳納米管首尾相連且碳納米管的延伸方向平行于碳納米管線的軸向方向。
15.如權(quán)利要求13所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管線中的碳納米管首尾相連且螺旋纏繞。
16.如權(quán)利要求13所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管線為由該多個碳納米管組成的純結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括多個網(wǎng)孔，該熱致發(fā)聲元件相對于該網(wǎng)孔懸空設(shè)置。
18.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，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(fā)聲元件電連接。
19.如權(quán)利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述致熱裝置為一電磁波信號發(fā)生裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述致熱裝置為一激光器。
21.一種電子裝置，其特征在于，該電子裝置包括如權(quán)利要求I至20項任意一項所述的熱致發(fā)聲裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的電子裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置內(nèi)置于該電子裝置中或者直接設(shè)置于該電子裝置的外殼。
23.如權(quán)利要求21所述的電子裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置通過USB接口與該電子裝置連接或者通過藍(lán)牙與該電子裝置無線連接。
24.如權(quán)利要求21所述的電子裝置，其特征在于，所述電子裝置包括音響、手機(jī)、MP3、MP4、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、電視或計算機(jī)。
25.如權(quán)利要求21所述的電子裝置，其特征在于，該電子裝置進(jìn)一步包括一顯示屏，所述熱致發(fā)聲裝置設(shè)置于該顯示屏的表面。
全文摘要
一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一基底，該基底為一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；一熱致發(fā)聲元件設(shè)置于該基底的表面；一致熱裝置用于向該熱致發(fā)聲元件提供能量使該熱致發(fā)聲元件產(chǎn)生熱量；其中，所述基底包括至少一線狀結(jié)構(gòu)，所述至少一線狀結(jié)構(gòu)包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面的絕緣層，所述熱致發(fā)聲元件包括一復(fù)合膜，該復(fù)合膜包括相互層疊設(shè)置的至少一碳納米管層和至少一石墨烯膜。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種應(yīng)用上述熱致發(fā)聲裝置的電子裝置。
文檔編號H04R23/00GK102724614SQ201110076700
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者姜開利, 林曉陽, 肖林, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司