專利名稱：熱致發(fā)聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)聲裝置，尤其涉及一種熱致發(fā)聲裝置。

背景技術(shù)：
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發(fā)聲元件，進(jìn)而使發(fā)聲元件發(fā)出聲音?，F(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)聲裝置中采用的發(fā)聲元件的發(fā)聲原理為“電-力-聲”之轉(zhuǎn)換，即通過產(chǎn)生機(jī)械振動推動周圍的空氣，使空氣介質(zhì)產(chǎn)生波動從而發(fā)出聲音。這種發(fā)聲元件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。為解決現(xiàn)有的發(fā)聲元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的問題，人們不斷研發(fā)新型的發(fā)聲元件。
早在二十世紀(jì)初，即有人提出了一種基于熱致發(fā)聲原理的熱致發(fā)聲元件的構(gòu)想，請參見文獻(xiàn)“The thermophone as a precision source of sound”，H.D.Arnold，I.B.Crandall，Phys.Rev.10，22-38(1917)，其利用一極薄的鉑片作為熱致發(fā)聲元件，將一交流音頻電信號輸入該熱致發(fā)聲元件中。由于該鉑片具有較小的單位面積熱容，該鉑片可將其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)給周圍介質(zhì)。因此，在音頻電信號的作用下，該鉑片可迅速升降溫，并和周圍介質(zhì)迅速發(fā)生熱交換，周圍介質(zhì)的密度亦隨之發(fā)生變化，進(jìn)而通過介質(zhì)分子運(yùn)動發(fā)出聲波，即該熱致發(fā)聲元件的發(fā)聲原理為“電-熱-聲”的轉(zhuǎn)換。然而，受材料的限制，該熱致發(fā)聲元件發(fā)出的聲音非常微弱，很難被人耳直接聽到，且發(fā)聲頻率范圍較窄，距實(shí)際應(yīng)用較遠(yuǎn)。
2008年10月29日范守善等人公開了另一種熱致發(fā)聲元件，請參見文獻(xiàn)“Flexible，Stretchable，Transparent Carbon Nanotube Thin FilmLoudspeakers”，F(xiàn)an et al.，Nano Letters，Vol.8(12)，4539-4545(2008)。該熱致發(fā)聲元件為一碳納米管膜，由于該碳納米管膜具有極大的比表面積及極小的單位面積熱容，該熱致發(fā)聲元件可發(fā)出人耳能夠聽到的強(qiáng)度的聲音，且具有較寬的發(fā)聲頻率范圍，有望代替現(xiàn)有的電動式熱致發(fā)聲元件實(shí)際應(yīng)用。
范守善等人將兩個電極設(shè)置于碳納米管膜的表面，發(fā)現(xiàn)電極之間的碳納米管膜輸入一經(jīng)功率放大器放大的音頻電信號后可以發(fā)聲。
但是，若考慮到實(shí)際應(yīng)用，該熱致發(fā)聲裝置應(yīng)工作于安全電壓下。然而，該文獻(xiàn)僅揭露了實(shí)驗(yàn)室條件下可實(shí)現(xiàn)熱致發(fā)聲元件的發(fā)聲，并未涉及安全電壓問題。如何保證熱致發(fā)聲元件在安全電壓下能夠正常發(fā)聲工作仍是實(shí)現(xiàn)熱致發(fā)聲裝置的商品化要解決的一個問題。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種熱致發(fā)聲裝置，該熱致發(fā)聲裝置在工作電壓下正常工作，且該工作電壓滿足安全電壓標(biāo)準(zhǔn)，適于實(shí)際應(yīng)用。
一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一熱致發(fā)聲元件，多個相互電連接的第一電極；以及多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置于該熱致發(fā)聲元件表面且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特，且滿足以下條件


其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，R1表示該熱致發(fā)聲元件在第一電極至第二電極方向上的電阻。
一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一熱致發(fā)聲元件，多個相互電連接的第一電極，以及多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置于該熱致發(fā)聲元件表面且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，該熱致發(fā)聲元件包括至少一層碳納米管膜，該碳納米管膜包括多個沿第一電極至第二電極方向延伸的碳納米管，其中，該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特且滿足以下條件

其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，m表示該熱致發(fā)聲元件中所述碳納米管膜的層數(shù)，R表示每層碳納米管膜在第一電極至第二電極方向上的電阻。
一種熱致發(fā)聲裝置，包括一個碳納米管膜結(jié)構(gòu)，且該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個大致平行的碳納米管，該熱致發(fā)聲裝置進(jìn)一步包括多個相互電連接的第一電極；以及多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置且與該碳納米管膜結(jié)構(gòu)電連接，該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，所述碳納米管大致垂直連接于所述第一電極及第二電極之間，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特，且滿足以下條件

其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，R1表示該碳納米管膜結(jié)構(gòu)在第一電極至第二電極方向上的電阻。
一種熱致發(fā)聲裝置，包括一個由多層碳納米管膜層疊而成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)；該熱致發(fā)聲裝置進(jìn)一步包括多個相互電連接的第一電極；以及多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，每層所述碳納米管膜包括多個大致平行的沿第一電極至第二電極方向延伸的碳納米管，其中，該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特，且滿足以下條件


其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，m表示該熱致發(fā)聲元件中所述碳納米管膜的層數(shù)，R表示每層碳納米管膜在第一電極至第二電極方向上的電阻。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的熱致發(fā)聲裝置通過將電極按照一定規(guī)律設(shè)置和連接，從而可以控制熱致發(fā)聲裝置的電阻，使該熱致發(fā)聲裝置在安全電壓下正常工作，有利于熱致發(fā)聲裝置的商品化。



圖1是一種熱致發(fā)聲裝置的俯視示意圖。
圖2是圖1中的熱致發(fā)聲裝置的正視圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例熱致發(fā)聲裝置的立體示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例包括多層碳納米管膜的熱致發(fā)聲裝置的立體示意圖。

具體實(shí)施例方式 以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明熱致發(fā)聲裝置的具體實(shí)施例。
請參閱圖1及圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種熱致發(fā)聲裝置100。該熱致發(fā)聲裝置100包括一熱致發(fā)聲元件110，多個第一電極104以及多個第二電極108相互交替且間隔設(shè)置并與該熱致發(fā)聲元件110電連接。其中，在本實(shí)施例中，相鄰的第一電極104之間的間距相等，相鄰的第二電極108之間的間距相等。每個第一電極104與其相鄰的兩個第二電極108之間的距離相等。同樣，每個第二電極108與其相鄰的兩個第一電極之間的距離相等。該第一電極104及第二電極108將整個熱致發(fā)聲元件110導(dǎo)通。為使該熱致發(fā)聲裝置100工作于安全電壓之下，并可以正常發(fā)聲，所述熱致發(fā)聲裝置100應(yīng)滿足以下關(guān)系式 其中，R1表示該熱致發(fā)聲元件110的在第一電極104至第二電極108方向上的電阻，n表示該第一電極104及第二電極108的總數(shù)量。滿足上述范圍的熱致發(fā)聲元件110可以正常工作在輸入功率大于20瓦，工作電壓小于50伏的條件下。
所述熱致發(fā)聲元件110通過熱致發(fā)聲原理工作，具體為一電阻性元件，具有較小的單位面積熱容(如，小于2×10-4焦耳每平方厘米開爾文)，且具有較大比表面積及較小厚度，從而使該熱致發(fā)聲元件110可以將輸入的電能轉(zhuǎn)換為熱能，并與周圍介質(zhì)充分快速的進(jìn)行熱交換。
所述熱致發(fā)聲元件110可包括一碳納米管結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，該結(jié)構(gòu)為一碳納米管膜結(jié)構(gòu)，其可以是單層碳納米管膜112，也可以是由多層碳納米管膜112層疊而成。但應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明的熱致發(fā)聲元件并不僅局限于例如碳納米管膜的碳納米管結(jié)構(gòu)，其他使用本發(fā)明構(gòu)思的，可基于熱致發(fā)聲原理的發(fā)聲元件，皆在本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋的范圍之內(nèi)。
每層碳納米管膜112包括多個大致相互平行的碳納米管。該碳納米管的延伸方向大致平行于該碳納米管膜112的表面。該第一電極104及第二電極108為一維的細(xì)長形。上述碳納米管連接于該第一電極104及第二電極108之間。該碳納米管膜112具有較為均勻的厚度及較為均勻的電阻。當(dāng)熱致發(fā)聲元件110中碳納米管膜112的層數(shù)以m表示時(shí)，所述熱致發(fā)聲裝置100滿足以下關(guān)系式 其中，R表示單層碳納米管膜112在第一電極104至第二電極108方向上的電阻，n表示所述第一電極104與第二電極108的總數(shù)量。在其他實(shí)施例中，當(dāng)該碳納米管結(jié)構(gòu)是由多層碳納米管膜112層疊而成時(shí)，該碳納米管結(jié)構(gòu)可以包括至少一層起支撐所用的碳納米管膜夾在其他相鄰的碳納米管膜112之間。該起支撐所用的碳納米管膜可以由多個大致平行的碳納米管構(gòu)成。若其延伸方向與連接于第一電極104及第二電極108之間的上述碳納米管垂直，則起支撐所用的碳納米管膜因未電性連接于第一電極104及第二電極108之間，故不計(jì)在上述碳納米管膜112的層數(shù)，即m之內(nèi)。但此實(shí)施例也在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如如果當(dāng)該碳納米管結(jié)構(gòu)是由四層碳納米管膜層疊而成，第一層與第三層內(nèi)的碳納米管相互平行并連接于第一與第二電極之間；第二層與第四層內(nèi)的碳納米管相互平行，并與第一層與第三層內(nèi)的碳納米管相垂直，則該碳納米管結(jié)構(gòu)的碳納米管膜112的層數(shù)m應(yīng)等于2。
該碳納米管結(jié)構(gòu)具有兩個相對的表面。該多個第一電極104與多個第二電極108相互平行且相互等間距的間隔的設(shè)置于所述碳納米管結(jié)構(gòu)的所述表面，并分別與所述碳納米管結(jié)構(gòu)電連接?？梢岳斫?，所述第一電極104與第二電極108可設(shè)置于該碳納米管結(jié)構(gòu)的相同表面或不同表面。本實(shí)施例中，該第一電極104及第二電極108的長度足夠使該第一電極104及第二電極108跨越整個碳納米管結(jié)構(gòu)表面，并且，該第一電極104與第二電極108中最外側(cè)的兩個電極位于該碳納米管結(jié)構(gòu)的兩端，從而保證該第一電極104與第二電極108將整個碳納米管結(jié)構(gòu)導(dǎo)通。該第一電極104及第二電極108可為條狀或桿狀。該第一電極104及第二電極108的材料為具有較高電導(dǎo)率的金屬、導(dǎo)電膠、導(dǎo)電漿料、導(dǎo)電聚合物或銦錫氧化物(ITO)等。本實(shí)施例優(yōu)選為含銀顆粒的導(dǎo)電漿料。該第一電極104及第二電極108用于接收一外部輸入的功率放大的音頻電信號，并傳導(dǎo)至整個碳納米管結(jié)構(gòu)。
請參閱圖3及圖4，該多個第一電極104與該多個第二電極108相互交替的設(shè)置于該碳納米管結(jié)構(gòu)表面。所謂交替設(shè)置即除最外側(cè)的兩個電極外，所述兩個第一電極104之間設(shè)置一個第二電極108，并且所述兩個第二電極108之間設(shè)置一個第一電極104。所述多個第一電極104之間電連接從而具有相等的電位，所述多個第二電極108之間電連接從而具有相等的電位。相鄰的第一電極104與第二電極108之間通過所述碳納米管結(jié)構(gòu)電連接，所述碳納米管結(jié)構(gòu)通過該第一電極104及第二電極108接收一功率放大的音頻電信號。本實(shí)施例中，該多個第一電極104之間通過一垂直于該第一電極104的第一導(dǎo)電部114電連接，該多個第二電極108之間通過一垂直于該第二電極108的第二導(dǎo)電部118電連接，該第一導(dǎo)電部114與該第二導(dǎo)電部118相對設(shè)置。該第一導(dǎo)電部114及第二導(dǎo)電部118可以為導(dǎo)線或?qū)щ娖?。?dāng)該第一導(dǎo)電部114及第二導(dǎo)電部118為導(dǎo)電片時(shí)，該導(dǎo)電片可以具有多個定位部，如定位孔。該多個第一電極104及多個第二電極108可分別通過該定位部定位在該導(dǎo)電片上，從而使該第一電極104及第二電極108在該碳納米管結(jié)構(gòu)表面更易于精確的定位，且更易于保證該多個第一電極104與多個第二電極108之間的距離相等，使該熱致發(fā)聲裝置100具有更好的發(fā)聲效果。
所述第一電極104及第二電極108分別與一功率放大器(圖未示)電連接，該功率放大器的兩個電極分別與該第一電極104及第二電極108相連，并通過該第一電極104及第二電極108向所述熱致發(fā)聲元件110輸入一功率放大的音頻電信號。具體地，該功率放大器向任意相鄰的第一電極104與第二電極108之間附加一交變的電壓。本實(shí)施例中，該第一導(dǎo)電部114與第二導(dǎo)電部118分別與所述功率放大器電連接。
下面對上述關(guān)系式(1)及關(guān)系式(2)的推導(dǎo)過程進(jìn)行論證。
請參閱圖1及圖2，由于該熱致發(fā)聲元件110為一阻性元件，且為一膜狀結(jié)構(gòu)，因此可設(shè)該熱致發(fā)聲元件110的長度為1，寬度為d，厚度為h。由于該熱致發(fā)聲元件110具有較為均勻的厚度，故h為一常量。當(dāng)將一第一電極104及一第二電極108設(shè)置于該熱致發(fā)聲元件110兩端，并使整個熱致發(fā)聲元件110導(dǎo)通時(shí)，該第一電極104至第二電極108方向上該熱致發(fā)聲元件110的電阻R1滿足的關(guān)系式為 其中，k為該熱致發(fā)聲元件110的電阻率，S為電流導(dǎo)通方向即第一電極104至第二電極108方向上該熱致發(fā)聲元件110的截面積。由于k的值取決于材料的特性，且該熱致發(fā)聲元件110具有均勻的電導(dǎo)率，因此k為一常量。
當(dāng)忽略第一電極104及第二電極108的電阻及電極與熱致發(fā)聲元件110的接觸電阻時(shí)，該熱致發(fā)聲裝置100的電阻等于該熱致發(fā)聲元件110的電阻，即R2＝R1，其中R2表示該熱致發(fā)聲裝置100的電阻。
當(dāng)該熱致發(fā)聲元件110為一正方形碳納米管膜時(shí)，l＝d，則R1為一常量并等于該碳納米管膜的方塊電阻

其中，Rs表示該碳納米管膜的方塊電阻。
本發(fā)明的該碳納米管膜可以從碳納米管陣列中拉出獲得。該碳納米管膜由通過范德華力首尾相連且擇優(yōu)取向排列的碳納米管組成，碳納米管的延伸方向與碳納米管膜的表面大致平行。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得可知，本實(shí)施例中，該碳納米管膜的方塊電阻Rs的范圍為800歐≤Rs≤1000歐。可以理解，由于該碳納米管膜中，碳納米管沿同一方向擇優(yōu)取向排列，因此，該第一電極104及第二電極108應(yīng)設(shè)置于該碳納米管膜沿碳納米管排列方向上的兩端，即該碳納米管膜中的碳納米管沿第一電極104至第二電極108方向延伸，從而使該熱致發(fā)聲元件110導(dǎo)通。
請參閱圖3，當(dāng)該熱致發(fā)聲裝置100包括多個第一電極104、多個第二電極108，及一熱致發(fā)聲元件110時(shí)，設(shè)該多個第一電極104及多個第二電極108的總數(shù)為n，該熱致發(fā)聲元件110被該第一電極104及第二電極108分為相等的n-1段，每段熱致發(fā)聲元件110的長度

在電流導(dǎo)通方向，即該第一電極104至第二電極108方向，每段熱致發(fā)聲元件110的截面積S0＝S＝dh，則該第一電極104至第二電極108方向每段熱致發(fā)聲元件110的電阻R0滿足的關(guān)系式為 該多個第一電極104之間通過第一導(dǎo)電部114電連接，該多個第二電極108之間通過第二導(dǎo)電部118電連接。故該n-1段熱致發(fā)聲元件110相互并聯(lián)。因此，該熱致發(fā)聲裝置100的電阻R2滿足的關(guān)系式為 將式(3)代入式(5)，故又有 該熱致發(fā)聲裝置100的輸入功率P與工作電壓U及熱致發(fā)聲裝置100的電阻R2滿足等式 經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)該熱致發(fā)聲裝置100的輸入功率大于等于20瓦(P≥20W)時(shí)，該熱致發(fā)聲裝置100能夠正常工作，并發(fā)出人耳能夠聽到強(qiáng)度的聲音，因此有 另外，該發(fā)聲裝置100應(yīng)工作于安全電壓下，即工作電壓應(yīng)滿足 U≤50V(9) 將式(7)代入式(8)及式(9)可知該熱致發(fā)聲裝置100中，該熱致發(fā)聲元件110的電阻R1和電極總數(shù)量n應(yīng)滿足關(guān)系式 另外，由于該熱致發(fā)聲裝置100在使用時(shí)，需與外部的功率放大器相連，考慮到該功率放大器具有一內(nèi)阻，當(dāng)熱致發(fā)聲裝置100的電阻R2過小時(shí)，該功率放大器的功耗較大，故R2應(yīng)大于1歐，即 式(1)即為該熱致發(fā)聲裝置100應(yīng)用時(shí)電極數(shù)量應(yīng)滿足的關(guān)系式，通過簡單的測定R1，即可確定n的范圍。另外，將式(6)代入式(7)，即可得到具體電極數(shù)量n的計(jì)算公式 根據(jù)式(11)，在設(shè)定額定功率P及工作電壓U的條件下，電極的數(shù)量n僅由熱致發(fā)聲元件R1的內(nèi)阻決定，因此根據(jù)式(11)即可通過簡單的改變電極的數(shù)量n調(diào)整熱致發(fā)聲裝置100的電阻，滿足所需的工作條件P及U。
請參閱圖4，當(dāng)該熱致發(fā)聲元件110包括m層大小相等的碳納米管膜重疊設(shè)置時(shí)，有

其中R為每層碳納米管膜在第一電極104至第二電極108方向上的電阻，則根據(jù)式(6)及(1)即有 如前所述，式(12)及式(2)中的m僅為碳納米管沿第一電極104至第二電極108延伸的碳納米管膜的數(shù)量。
當(dāng)該碳納米管膜為正方形時(shí)，R＝Rs，則式(12)及式(2)中的R為該碳納米管膜的方塊電阻。經(jīng)試驗(yàn)測得，從碳納米管陣列中拉取獲得的碳納米管膜的方塊電阻Rs約為800歐～1000歐。當(dāng)該碳納米管膜的方塊電阻為1000歐時(shí)，通過式(2)可知m和n應(yīng)滿足8≤m(n-1)2≤1000，當(dāng)碳納米管膜的層數(shù)m為1時(shí)，8≤(n-1)2≤1000，即4≤n≤32。當(dāng)碳納米管膜的層數(shù)m為2時(shí)，3≤n≤23。
該熱致發(fā)聲裝置100的輸入功率與該熱致發(fā)聲元件110的面積有關(guān)，當(dāng)該熱致發(fā)聲元件110為至少一層碳納米管膜時(shí)，驅(qū)動該熱致發(fā)聲裝置100發(fā)聲的功率密度約為1瓦/平方厘米。優(yōu)選的，該熱致發(fā)聲裝置100的輸入功率P應(yīng)小于500瓦，即20W≤P≤500W。根據(jù)式(11)，當(dāng)工作電壓分別為42伏、36伏、24伏或12伏，且m＝1時(shí)，該電極數(shù)目n應(yīng)滿足表1的范圍 表1 當(dāng)m＝2時(shí)，有

電極數(shù)目n應(yīng)滿足表2的范圍 表2 優(yōu)選地，該熱致發(fā)聲元件110為單層碳納米管膜，該熱致發(fā)聲裝置100的電阻為4歐～12歐，該熱致發(fā)聲裝置100的工作電壓為12伏、24伏或36伏。本實(shí)施例中，該熱致發(fā)聲元件110為一正方形的碳納米管膜，該熱致發(fā)聲裝置100的輸入功率優(yōu)選為100W，工作電壓為36V，則該電極的數(shù)量為10個。
本實(shí)施例提供的熱致發(fā)聲裝置100的聲壓級大于50分貝每瓦聲壓級，發(fā)聲頻率范圍為1赫茲至10萬赫茲(即1Hz～100kHz)。所述熱致發(fā)聲裝置在500赫茲～4萬赫茲頻率范圍內(nèi)的失真度可小于3％。通過將所述第一電極104及第二電極108交替設(shè)置，并分別連接的方法，可以使每兩個相鄰的第一電極104及第二電極108之間的熱致發(fā)聲元件并聯(lián)，從而通過簡單的調(diào)整所述電極的總數(shù)量n及碳納米管膜的層數(shù)m滿足關(guān)系

使該熱致發(fā)聲裝置在功率一定的情況下(20瓦～500瓦)，工作電壓滿足安全電壓規(guī)范的規(guī)定，有利于熱致發(fā)聲裝置100的商品化。
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
1.一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一熱致發(fā)聲元件；其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置進(jìn)一步包括
多個相互電連接的第一電極；以及
多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置于該熱致發(fā)聲元件表面且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，
該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特，且滿足以下條件
其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，R1表示該熱致發(fā)聲元件在第一電極至第二電極方向上的電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置包括一個碳納米管膜或多個層疊的碳納米管膜。
3.如權(quán)利要求1所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述多個第一電極通過一第一導(dǎo)電部電連接，所述多個第二電極通過一第二導(dǎo)電部電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置的功率范圍為20瓦～500瓦。
5.一種熱致發(fā)聲裝置，其包括一熱致發(fā)聲元件，該熱致發(fā)聲元件包括至少一層碳納米管膜；其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置進(jìn)一步包括
多個相互電連接的第一電極；以及
多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置于該熱致發(fā)聲元件表面且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，該碳納米管膜包括多個沿第一電極至第二電極方向延伸的碳納米管，
該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特且滿足以下條件
其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，m表示該熱致發(fā)聲元件中所述碳納米管膜的層數(shù)，R表示每層碳納米管膜在第一電極至第二電極方向上的電阻。
6.如權(quán)利要求5所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，該至少一層碳納米管膜包括多個層疊設(shè)置且大小相等、形狀相同的碳納米管膜。
7.如權(quán)利要求5所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置的功率范圍為20瓦～500瓦。
8.如權(quán)利要求5所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管膜的方塊電阻為800歐～1000歐。
9.如權(quán)利要求5所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述至少一層碳納米管膜為單層正方形的碳納米管膜，且所述碳納米管膜的方塊電阻約為1000歐，所述第一電極和第二電極總數(shù)量n滿足4≤n≤32。
10.如權(quán)利要求9所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置的工作電壓為42伏，所述第一電極和第二電極的總數(shù)量n滿足5≤n≤17。
11.如權(quán)利要求9所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置的工作電壓為36伏，所述第一電極和第二電極的總數(shù)量n滿足5≤n≤20。
12.如權(quán)利要求9所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置的工作電壓為24伏，所述第一電極和第二電極的總數(shù)量n滿足7≤n≤30。
13.如權(quán)利要求5所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述至少一層碳納米管膜包括兩層重疊設(shè)置的正方形的碳納米管膜，且所述碳納米管膜的方塊電阻約為1000歐，所述第一電極和第二電極總數(shù)量n滿足3≤n≤32。
14.如權(quán)利要求13所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置的工作電壓為42伏，所述第一電極和第二電極的總數(shù)量n滿足4≤n≤12。
15.如權(quán)利要求13所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置的工作電壓為36伏，所述第一電極和第二電極的總數(shù)量n滿足4≤n≤14。
16.如權(quán)利要求13所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述熱致發(fā)聲裝置的工作電壓為24伏，所述第一電極和第二電極的總數(shù)量n滿足6≤n≤21。
17.一種熱致發(fā)聲裝置，包括一個碳納米管膜結(jié)構(gòu)，且該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個大致平行的碳納米管，其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置進(jìn)一步包括
多個相互電連接的第一電極；以及
多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置且與該碳納米管膜結(jié)構(gòu)電連接，
該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，所述碳納米管大致垂直連接于所述第一電極及第二電極之間，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特，且滿足以下條件
其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，R1表示該碳納米管膜結(jié)構(gòu)在第一電極至第二電極方向上的電阻。
18.如權(quán)利要求17所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管的延伸方向與碳納米管膜結(jié)構(gòu)的表面大致平行。
19.一種熱致發(fā)聲裝置，包括一個由多層碳納米管膜層疊而成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)；其特征在于，該熱致發(fā)聲裝置進(jìn)一步包括
多個相互電連接的第一電極；以及
多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，每層所述碳納米管膜包括多個大致平行的沿第一電極至第二電極方向延伸的碳納米管，
該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特，且滿足以下條件
其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，m表示該熱致發(fā)聲元件中所述碳納米管膜的層數(shù)，R表示每層碳納米管膜在第一電極至第二電極方向上的電阻。
20.如權(quán)利要求19所述的熱致發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管的延伸方向與碳納米管膜結(jié)構(gòu)的表面大致平行。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供一種可在安全電壓下正常工作發(fā)聲的熱致發(fā)聲裝置。該熱致發(fā)聲裝置包括一熱致發(fā)聲元件；多個相互電連接的第一電極；以及多個相互電連接的第二電極，該多個第一電極及多個第二電極間隔設(shè)置，且分別與該熱致發(fā)聲元件電連接，其中，該多個第一電極與多個第二電極相互平行且交替設(shè)置，相鄰的第一電極與第二電極之間的間距相等，該熱致發(fā)聲裝置的工作電壓小于50伏特且滿足以下條件其中，n表示該第一電極和第二電極的總數(shù)量，R1表示該熱致發(fā)聲元件在第一電極至第二電極方向上的電阻。
文檔編號H04R23/00GK101783994SQ200910000259
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者潛力, 王昱權(quán) 申請人:北京富納特創(chuàng)新科技有限公司