[发明专利]热致发声装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热致发声装置，尤其涉及一种基于碳纳米管的热致发声装置。

背景技术

发声装置一般由信号输入装置和发声元件组成,通过信号输入装置输入信号到该发声元件，进而发出声音。热致发声装置为发声装置中的一种，其为基于热声效应的一种发声装置，该热致发声装置通过向一导体中通入交流电来实现发声。该导体具有较小的热容（Heat capacity），较薄的厚度，且可将其内部产生的热量迅速传导给周围气体介质的特点。当交流电通过导体时，随交流电电流强度的变化，导体迅速升降温，而和周围气体介质迅速发生热交换，促使周围气体介质分子运动，气体介质密度随之发生变化，进而发出声波。

2008年10月29日，范守善等人公开了一种应用热声效应的热致发声装置，请参见文献“Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers”，ShouShan Fan, et al., Nano Letters, Vol.8 (12), 4539-4545 (2008)。该热致发声元件采用碳纳米管膜作为一热致发声元件，由于碳纳米管膜具有极大的比表面积及极小的单位面积热容（小于2×10^-4焦耳每平方厘米开尔文），该热致发声元件可发出人耳能够听到强度的声音，且具有较宽的发声频率范围(100Hz~100kHz)。

然而，所述作为热致发声元件的碳纳米管膜的厚度为纳米级，容易破损且不易加工、难以实现小型化，因此，如何解决上述问题是使上述热致发声装置能够实现产业化及实际应用的关键。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种易加工、能够实现小型化并可实现产业化的热致发声装置。

一种热致发声装置，包括：一基底，具有一第一表面以及相对的第二表面；一热致发声元件，设置于所述基底的第一表面并与所述基底绝缘设置；以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述热致发声元件电连接；其中，所述基底为一硅基底，所述硅基底的第一表面形成有多个相互平行且间隔设置的凹槽，所述凹槽的深度为100微米至200微米，所述热致发声元件包括一层状碳纳米管结构，该层状碳纳米管结构在所述凹槽处悬空设置。

一种热致发声装置，包括：一基底，具有一第一表面以及相对的第二表面；一热致发声元件，设置于所述基底的第一表面并与所述基底绝缘设置；以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述热致发声元件电连接；其中，所述基底的第一表面形成有多个均匀分布且间隔设置的凹部，所述凹部的深度为100微米至200微米，所述热致发声元件包括一层状碳纳米管结构，该层状碳纳米管结构在所述凹部处悬空设置。

一种热致发声装置，包括：一基底，具有一第一表面以及相对的第二表面；一热致发声元件，设置于所述基底的第一表面并与所述基底绝缘设置；以及一第一电极和一第二电极间隔设置并与所述热致发声元件电连接；其中，所述基底的第一表面形成有多个凹部，所述第一绝缘层及第二绝缘层依次层叠设置于所述凹部之间基底的第一表面，并使所述多个凹部暴露，一第三绝缘层连续地设置并覆盖所述层叠设置的第一绝缘层及第二绝缘层以及所述凹部的侧面和底面，所述热致发声元件设置在所述第三绝缘层的表面，且相对于所述凹部位置处的部分悬空设置。

与现有技术相比较，所述热致发声装置采用硅基底，一方面，硅基底表面多个凹部及凸部支撑碳纳米管膜，保护碳纳米管膜能实现较好发声效果的同时不易破损，另一方面，基于成熟的硅半导体制造工艺，所述热致发声装置易加工，可制备小尺寸的热致扬声器且有利于实现产业化。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的热致发声装置的结构示意图。

图2是图1所述的热致发声装置沿II-II方向的剖面图。

图3是本发明热致发声装置中碳纳米管膜的结构示意图。

图4为本发明第一实施例提供的热致发声装置的制备方法流程图。

图5为本发明第二实施例提供的热致发声装置的结构示意图。

图6是本发明热致发声装置中非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图7是本发明热致发声装置中扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图8为本发明第一实施例提供的热致发声装置的制备方法中经有机溶剂处理后的碳纳米管线的光学显微镜照片。

图9为本发明第三实施例热致发声装置的结构示意图。

图10为本发明第三实施例提供的热致发声装置的制备方法流程图。