專利名稱：熱致發(fā)聲裝置及電子裝置的制作方法
技術領域：
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)聲裝置及應用該熱致發(fā)聲裝置的電子裝置。
背景技術：
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，其為基于熱聲效應的一種熱致發(fā)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(fā)聲裝置，該熱致發(fā)聲裝置通過向一導體中通入交流電來實現(xiàn)發(fā)聲。該導體具有較小的熱容(Heat capacity)，較薄的厚度，且可將其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量迅速傳導給周圍氣體介質(zhì)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(zhì)迅速發(fā)生熱交換，促使周圍氣體介質(zhì)分子運動，氣體介質(zhì)密度隨之發(fā)生變化，進而發(fā)出聲波。另外，H.D. Arnold 和 I. B. Crandall 在文獻“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，其中，該熱致發(fā)聲裝置進一步包括至少一致熱裝置及多個熱致發(fā)聲元件，該多個熱致發(fā)聲元件分別設置于基底上，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，所述熱致發(fā)聲元件包括一復合膜，該復合膜包括相互層疊設置的至少一碳納米管層和至少一石墨烯膜。與現(xiàn)有技術相比較，本技術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合膜，無需磁鐵等其它復雜結(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
熱致發(fā)聲裝置|10 ；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70 ；80 ；90 ；100
熱致發(fā)聲元件 ~102 致熱裝置—104 ；1004
第一電極_104a_
第二電極一104b
基底208 ；308 ；408 ；508 ；608 ；908
通孔一 208a
盲槽308a
表面_308b_
第一線狀結(jié)構(gòu) ^ 408a 第二線狀結(jié)構(gòu) ^ 408b 網(wǎng)孔408c
間隙—
第一電極引線
第=電極引線 612_
間隔元件_714_
權利要求
1.一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一基底，其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置進一步包括至少一致熱裝置及多個熱致發(fā)聲元件，該多個熱致發(fā)聲元件分別設置于基底上，所述至少一致熱裝置用于向所述多個熱致發(fā)聲元件提供能量使該熱致發(fā)聲元件產(chǎn)生熱量，至少一所述熱致發(fā)聲元件包括一復合膜，該復合膜包括相互層疊設置的至少一碳納米管層和至少一石墨烯膜。
2.如權利要求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置。
3.如權利要求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置。
6.如權利要求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.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述復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置。
11.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述至少一致熱裝置為由對應所述多個熱致發(fā)聲元件的多個部位組成的整體結(jié)構(gòu)，該致熱裝置向該多個熱致發(fā)聲元件提供倉tfi。
12.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置包括多個致熱裝置，該多個熱致裝置與所述多個熱致發(fā)聲元件一一對應。
13.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括至少兩個表面，該兩個表面分別位于不同的平面，每個表面上設置有一個熱致發(fā)聲元件。
14.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括至少一個表面，該至少一個表面為曲面，所述曲面設置有至少一個熱致發(fā)聲元件。
15.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括一第一表面及第二表面，第一表面和第二表面相對設置，所述熱致發(fā)聲裝置包括兩個熱致發(fā)聲元件分別設置于第一表面和第二表面。
16.如權利要求15所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括多個通孔貫穿于第一表面和第二表面之間。
17.如權利要求15所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述兩個熱致發(fā)聲元件中，一個熱致發(fā)聲元件包括該復合膜，另一個熱致發(fā)聲元件包括一碳納米管層或者一石墨烯膜。
18.如權利要求I所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底包括多個表面，每個表面設置有至少一個熱致發(fā)聲元件，每個熱致發(fā)聲元件對應一個致熱裝置。
19.如權利要求18所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述基底的表面為凹凸不平的表面，該熱致發(fā)聲元件相對于該表面至少部分懸空設置。
20.如權利要求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。
21.一種電子裝置，其特征在于，該電子裝置的發(fā)聲裝置包括如權利要求I至20中任一項所述的熱致發(fā)聲裝置。
22.如權利要求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置于該電子裝置的外殼。
23.如權利要求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牙與該電子裝置無線連接。
24.如權利要求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、MP3、MP4、游戲機、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、電視或計算機。
全文摘要
一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一基底，其中，該熱致發(fā)聲裝置進一步包括至少一致熱裝置及多個熱致發(fā)聲元件，該多個熱致發(fā)聲元件分別設置于基底上，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，所述熱致發(fā)聲元件包括一復合膜，該復合膜包括相互層疊設置的至少一碳納米管層和至少一石墨烯膜。本發(fā)明進一步提供一種應用上述熱致發(fā)聲裝置的電子裝置。
文檔編號H04R23/00GK102724615SQ20111007670
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日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, 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司