TWI383691B - 柔性發聲裝置 - Google Patents

Description

柔性發聲裝置

本發明涉及一種柔性發聲裝置，尤其涉及一種基於奈米碳管的柔性發聲裝置。

發聲裝置一般由信號輸入裝置和發聲元件組成。通過信號輸入裝置輸入電信號給發聲元件，進而發出聲音。先前技術中的發聲元件一般為一揚聲器。該揚聲器為一種把電信號轉換成聲音信號的電聲器件。具體地，揚聲器可將一定範圍內的音頻電功率信號通過能換方式轉變為失真小並具有足夠聲壓級的可聽聲音。

先前的揚聲器的種類很多，根據其工作原理，分為：電動式揚聲器、電磁式揚聲器、靜電式揚聲器及壓電式揚聲器。雖然它們的工作方式不同，但一般均為通過產生機械振動推動周圍的空氣，使空氣介質產生波動從而實現“電-力-聲”之轉換。其中，電動式揚聲器的應用最為廣泛。

請參閱圖1，先前的一種電動式揚聲器100通常由三部分組成：音圈102、磁鐵104以及振膜106。音圈102通常採用通電導體，當音圈102中輸入一個音頻電流信號時，音圈102相當於一個載流導體。由於放在所述磁鐵104產生的磁場裏，此載流導體在磁場中會受到洛倫茲力的作用，從而使音圈102會受到一個大小與音頻電流成正比、方向隨音頻電流方向變化而變化的力。故，音圈102就會在所述磁鐵104產生的磁場作用下產生振動，並帶動振膜 106振動，振膜106前後的空氣亦隨之振動，將電信號轉換成聲波向四周輻射。然而，該揚聲器100的結構較為複雜，且其必須在有磁的條件下工作。且，由於揚聲器100的結構複雜，很難將揚聲器100設計成形狀可任意變化的柔性裝置，一定程度上限制了揚聲器100的應用。

自九十年代初以來，以奈米碳管(請參見Helical microtubules of graphitic carbon,Nature,Sumio Iijima,vol 354,p56(1991))為代表的奈米材料以其獨特的結構和性質引起了人們極大的關注。近幾年來，隨著奈米碳管及奈米材料研究的不斷深入，其廣闊的應用前景不斷顯現出來。奈米碳管具有的獨特的電磁學、光學、力學、化學等性能，因此有關奈米碳管的研究越來越多。

雖然奈米碳管性能優異，具有廣泛的應用前景，然，由於奈米碳管為奈米級，大量奈米碳管易團聚，不易分散形成均勻的宏觀的奈米碳管結構，從而限制了奈米碳管在宏觀領域的應用。宏觀的奈米碳管結構中，應用較為廣泛的為薄膜狀的奈米碳管結構。

為了製成薄膜狀的奈米碳管結構，先前的方法主要包括：直接生長法、噴塗法或朗繆爾．布洛節塔(Langmuir Blodgett,LB)法。其中，直接生長法一般通過控制反應條件，如以硫磺作為添加劑或設置多層催化劑等，通過化學氣相沉積法直接生長得到奈米碳管薄膜結構。噴塗法一般通過將奈米碳管粉末形成水性溶液並塗覆於一基材表面，經乾燥後形成奈米碳管薄膜結構。LB法一般 通過將一奈米碳管溶液混入另一具有不同密度之溶液(如有機溶劑)中，利用分子自組裝運動，奈米碳管浮出溶液表面形成奈米碳管薄膜結構。

然而，上述通過直接生長法或噴塗法獲得的奈米碳管薄膜結構中，奈米碳管往往容易聚集成團導致薄膜厚度不均。通過LB法製備得到的奈米碳管薄膜結構一般為均勻網狀結構，奈米碳管分散均勻，不團聚，但是，奈米碳管在薄膜中仍然為無序排列，不利於充分發揮奈米碳管的性能，其應用仍然受到限制。

姜開利等人於中華民國97年9月24日申請的申請號為TW091132618的專利揭示了一種奈米碳管繩，該奈米碳管繩包括首尾相連的奈米碳管束片段。每个奈米碳管束片段包括多個平行的奈米碳管。該奈米碳管繩中的奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連且基本沿同一方向排列。這種奈米碳管繩可以方便的將奈米碳管用於宏觀領域。這種奈米碳管繩可直接作為薄膜狀的奈米碳管結構使用或將複數個這種奈米碳管繩並列設置得到薄膜狀的奈米碳管結構。

大量有關奈米碳管在場發射電子源、感測器、新型光學材料、軟鐵磁材料等領域的應用研究不斷被報導。然而，先前技術中却尚未發現奈米碳管用於聲學領域。

有鑑於此，提供一種可在無磁的條件下工作且結構簡單的柔性發聲裝置實為必要。

一種柔性發聲裝置，其包括：一發聲元件；以及一支撐體，所述發聲元件設置於所述支撐體的表面；其中，該支撐體為一柔性支撐體，該發聲元件包括一奈米碳管結構。

一種柔性發聲裝置，其包括：一柔性支撐體及一奈米碳管結構，該奈米碳管結構設置於該柔性支撐體的表面。

相較於先前技術，本技術方案所提供的柔性發聲裝置具有以下不同之處：其一，由於所述柔性發聲裝置中的發聲元件僅包括奈米碳管結構，無需磁鐵等其他複雜結構，故該發聲裝置的結構較為簡單。其二，該柔性發聲裝置利用輸入信號造成該發聲元件溫度變化，從而使其周圍氣體介質迅速膨脹和收縮，密度發生變化，進而發出聲波，無需振膜，且該發聲元件組成的發聲裝置可在無磁的條件下工作。其三，由於奈米碳管結構具有較小的熱容和大的比表面積，在輸入信號後，根據信號強度(如電流強度)的變化，由奈米碳管結構組成的發聲元件可均勻地加熱周圍的氣體介質、迅速升降溫、產生週期性的溫度變化，並和周圍氣體介質進行快速熱交換，使周圍氣體介質迅速膨脹和收縮，發出人耳可感知的聲音，且所發出的聲音的頻率範圍較寬，發聲效果較好。其四，由於奈米碳管具有較好的機械強度和韌性，故由奈米碳管組成的奈米碳管結構具有較好的機械強度和韌性，耐用性較好，從而有利於製備由奈米碳管結構組成的各種形狀、尺寸的發聲裝置，進而方便地應用於各種領域。其五，由於所述發聲元件至少部分設置在所述柔性 支撐體的表面，所述發聲元件可承受強度較高的信號輸入，進而可增強所述發聲裝置的發聲效果。其六，由於柔性發聲裝置以奈米碳管結構為發聲元件，該奈米碳管結構設置於一柔性支撐體上，故柔性發聲裝置的形狀可根據需要任意變化而不被損壞，使用方便且應用範圍較廣。

以下將結合附圖詳細說明本技術方案實施例的發聲裝置。

請參閱圖2，本技術方案第一實施例提供一種柔性發聲裝置10，該柔性發聲裝置10包括一發聲元件14，一柔性支撐體16，一第一電極142以及一第二電極144。所述發聲元件14設置於所述柔性支撐體16表面。所述第一電極142和第二電極144間隔設置，且與所述發聲元件14電連接。

所述柔性發聲裝置10進一步包括一信號輸入裝置12，所述第一電極142和第二電極144通過外接導線與所述信號輸入裝置12的兩端電連接，用於將所述信號輸入裝置12中的交流電信號輸入到所述發聲元件14中。

所述柔性發聲裝置10進一步包括一柔性保護層18，該柔性保護層18覆蓋發聲元件14的遠離柔性支撐體16表面。即，發聲元件14設置於支撐體16與柔性保護層18之間。該柔性保護層18的主要作用為避免發聲元件與外界接觸，防止外界雜質污染發聲元件，柔性保護層18還可使柔性發聲裝置的外觀更加美觀，如在柔性保護層18的表面設計各種圖案等。柔性保護層18的形狀不限，可覆蓋發 聲元件即可。柔性保護層18的材料不限，為柔性材料，可為織物、塑膠、橡膠、樹脂或紙張等。

所述柔性支撐體16主要起支撐作用，其形狀不限，可為一平面結構或立體結構，柔性支撐體16的材料不限，為柔性材料，該柔性材料為絕緣或導電性差的材料，可為動植物纖維或人造纖維形成的織物、塑膠、樹脂、橡膠或紙張等。優選地，該柔性支撐體16的材料應具有較好的絕熱性能，從而防止該發聲元件14產生的熱量過度的被該柔性支撐體16吸收，無法達到加熱周圍氣體介質進而發聲的目的。另外，該柔性支撐體16應具有一較為粗糙的表面，從而可使設置於上述柔性支撐體16表面的發聲元件14與空氣或其他外界介質具有更大的接觸面積，進而可在一定程度上改善所述柔性發聲裝置10的發聲效果。該發聲元件14可直接設置並貼合於該柔性支撐體16的表面。由於該發聲元件14整體通過柔性支撐體16支撐，故該發聲元件14可承受強度較高的信號輸入，從而具有較高的發聲強度。本技術方案實施例中，所述柔性支撐體16為一棉布。

所述發聲元件14包括一奈米碳管結構。該奈米碳管結構為層狀或其他形狀，且具有較大的比表面積。所述奈米碳管結構包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管之間通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管結構中的奈米碳管為無序或有序排列。具體地，當奈米碳管結構包括無序排列的奈米碳管時，奈米碳管相互纏繞或者各向同性排列；當奈米碳管結構包括有序排列的奈米碳管時，奈米碳 管沿一個方向或者複數個方向擇優取向排列。所述奈米碳管結構包括至少一層奈米碳管膜、至少一奈米碳管線狀結構或奈米碳管膜與奈米碳管線狀結構的複合結構。

所述奈米碳管膜可為奈米碳管絮化膜、奈米碳管碾壓膜或奈米碳管拉膜。請參見圖3，所述奈米碳管絮化膜為各向同性，其包括複數個無序排列且均勻分佈的奈米碳管。奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引、相互纏繞。故，奈米碳管絮化膜具有很好的柔韌性，可彎曲折疊成任意形狀而不破裂，且具有較好的自支撐性能，可無需基底支撐，自支撐存在。所述奈米碳管絮化膜的厚度為1微米-1毫米。

所述奈米碳管碾壓膜通過沿一定方向或不同方向碾壓一奈米碳管陣列獲得，其包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管沿同一方向或不同方向擇優取向排列。該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與奈米碳管碾壓膜的表面成一夾角α，其中，α大於等於零度且小於等於15度(0 α 15°)。優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管平行於奈米碳管碾壓膜的表面。依據碾壓的方式不同，該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管具有不同的排列形式。具體地，奈米碳管可各向同性排列；當沿不同方向碾壓時，奈米碳管沿不同方向擇優取向排列，請參見圖4及圖5，奈米碳管在奈米碳管碾壓膜中可沿一固定方向擇優取向排列或沿不同方向擇優取向排列。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管部分交疊。所述奈米碳管碾壓膜中奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引，緊密結合，使得該奈米碳 管碾壓膜具有很好的柔韌性，可彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由於奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引，緊密結合，使奈米碳管碾壓膜為一自支撐的結構，可無需基底支撐，自支撐存在。所述碾壓膜的厚度為1微米-1毫米。

所述奈米碳管拉膜包括複數個首尾相連且沿同一方向擇優取向排列的奈米碳管。所述奈米碳管拉膜可通過從一奈米碳管陣列中直接拉取而獲得。請參閱圖6及圖7，優選地，所述奈米碳管拉膜包括複數個首尾相連且定向排列的奈米碳管片段143，每個奈米碳管片段143具有大致相等的長度，且奈米碳管片段143兩端通過凡德瓦爾力相互連接。該奈米碳管片段143包括複數個長度相等且相互平行排列的奈米碳管145。上述從一奈米碳管陣列中直接拉取而獲得的奈米碳管拉膜可進一步經過揮發性有機溶劑處理，處理後的奈米碳管拉膜的表面體積比減小，黏性降低，且其機械強度及韌性得到增強。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米。進一步地，所述當奈米碳管結構包括至少兩層重疊設置的奈米碳管拉膜，相鄰的奈米碳管拉膜之間通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管結構中的奈米碳管拉膜的層數不限，且相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管145的排列方向之間具有一交叉角度β，β大於等於0度且小於等於90度，具體可依據實際需求製備。當所述奈米碳管結構包括多層奈米碳管膜時，由於相鄰兩層奈米碳管拉膜之間通過凡德瓦爾力緊密結合，故所述奈米碳管結構本身具有很好的自支撐性 能。

所述奈米碳管線狀結構包括至少一根奈米碳管線，該奈米碳管線狀結構為一絞線結構或一束狀結構。所述束狀結構的奈米碳管線狀結構包括多根並列設置的奈米碳管線，所述絞線結構的奈米碳管線狀結構包括多根相互纏繞的奈米碳管線。所述奈米碳管線包括複數個首尾相連且擇優取向排列的奈米碳管，該奈米碳管線為一束狀結構或一絞線結構。所述束狀結構的奈米碳管線中的奈米碳管沿奈米碳管線的軸向定向排列，所述絞線結構的奈米碳管線中的奈米碳管沿奈米碳管線的軸向螺旋排列。當奈米碳管結構包括一根奈米碳管線狀結構時，奈米碳管線狀結構可直接作為發聲元件使用，奈米碳管線狀結構也可盤旋設置形成一平面結構用作發聲元件。當奈米碳管結構包括多根奈米碳管線狀結構時，多根奈米碳管線狀結構相互平時並列設置或間隔設置，或者多根奈米碳管線狀結構也可交叉設置。所述奈米碳管線的直徑為1微米~100微米，長度為50毫米~100毫米。

本技術方案實施例中，所述奈米碳管結構包括一層奈米碳管拉膜，奈米碳管的排列方向從第一電極向第二電極延伸。奈米碳管結構的長寬均為30厘米，厚度為50奈米，單位面積的熱容為1.7×10^-6焦耳/平方厘米開爾文。

該奈米碳管結構的厚度為0.5奈米~1毫米。所述奈米碳管結構的厚度太大，則比表面積減小，熱容增大；所述奈米碳管結構的厚度太小，則機械強度較差，耐用性不夠好。本技術方案實施例中，所述奈米碳管結構的厚度為 50奈米。當奈米碳管結構的厚度較小時，其可具有較好的透明度，如當奈米碳管膜的厚度為50奈米時，該奈米碳管膜的透光度為67%~82%。該奈米碳管結構中的奈米碳管包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述單壁奈米碳管的直徑為0.5奈米~50奈米，所述雙壁奈米碳管的直徑為1.0奈米~50奈米，所述多壁奈米碳管的直徑為1.5奈米~50奈米。

可以理解，所述奈米碳管結構的具體結構不限，優選地，所述奈米碳管結構滿足下述三個條件，即：為層狀或其他形狀，厚度為0.5奈米~1毫米，且具有較大的比表面積及較小的單位面積熱容(小於2×10^-4焦耳/平方厘米開爾文)；以及包括均勻分佈的奈米碳管。

由於奈米碳管具有極大的比表面積，在凡德瓦爾力的作用下，該奈米碳管結構本身有很好的黏附性，故採用該奈米碳管結構作發聲元件14時，所述發聲元件14與所述柔性支撐體16之間可直接黏附固定。進一步地，在所述發聲元件14與所述柔性支撐體16之間還可進一步包括一黏結層(圖未示)。所述黏結層可設置於所述發聲元件14的表面。所述黏結層可將所述發聲元件14更好地固定於所述柔性支撐體16的表面。所述黏結層的材料可為絕緣材料，也可為具有一定導電性能的材料。優選地，所述黏結層為一層銀膠。本實施例中，所述奈米碳管結構為一奈米碳管拉膜，其通過自身的黏性直接黏附於柔性支撐體16的表面。

所述第一電極142和第二電極144由導電材料形成，其應 具有一定韌性或柔性。其具體形狀結構不限。具體地，所述第一電極142和第二電極144可選擇為層狀、棒狀、塊狀或其他形狀。所述第一電極142和第二電極144的材料可選擇為金屬、合金、導電膠、金屬性奈米碳管、銦錫氧化物(ITO)等。所述第一電極142和第二電極144用於實現所述信號輸入裝置12與所述發聲元件14之間的電連接。所述第一電極142和第二電極144分別與所述發聲元件14電連接。由於所述發聲元件14設置在所述柔性支撐體16表面，所述第一電極142和第二電極144也可間隔設置固定在所述發聲元件14兩端或表面。所述第一電極142和第二電極144的設置與所述發聲元件14中的奈米碳管的排列方向有關，優選地，奈米碳管結構中的奈米碳管的排列方向從第一電極142向第二電極144延伸。本技術方案實施例中，所述第一電極142和第二電極144為棒狀鉑電極，所述第一電極142和第二電極144間隔設置固定在所述發聲元件14兩端，且所述發聲元件14中的奈米碳管的排方向沿所述第一電極142至第二電極144的方向延伸。由於所述第一電極142和第二電極144間隔設置，所述發聲元件14應用於柔性發聲裝置10時能接入一定的阻值避免短路現象產生。由於奈米碳管具有極大的比表面積，在凡德瓦爾力的作用下，該奈米碳管結構本身有很好的黏附性，故採用該奈米碳管結構作發聲元件14時，所述第一電極142和第二電極144與所述發聲元件14之間可直接黏附固定，並形成很好的電接觸。

另外，所述第一電極142和第二電極144與所述發聲元件 14之間還可進一步包括一導電黏結層(圖未示)。所述導電黏結層可設置於所述發聲元件14的表面。所述導電黏結層可確保第一電極142和第二電極144與所述發聲元件14電接觸，還可使所述第一電極142和第二電極144與所述發聲元件14更好地固定。本實施例中，所述導電黏結層為一層銀膠。

另外，本技術方案第一實施例可進一步設置複數個電極分別與所述發聲元件14電連接，其數量不限，且該複數個電極中任意兩個電極分別與所述信號輸入裝置12的兩端電連接，以實現該信號輸入裝置在該兩個電極之間形成一電信號，使電連接於該兩個電極之間的發聲元件14工作。優選地，該兩個電極的位置相鄰。具體地，該複數個電極中的任意兩個相鄰的電極通過外接導線(圖未示)分別與信號輸入裝置12的兩端電連接，將外部的音頻電信號輸入到所述發聲元件14中。

可以理解，由於所述發聲元件14設置在所述柔性支撐體16表面，故所述第一電極142與第二電極144為可選擇的結構。所述信號輸入裝置12可直接通過導線或電極引線等方式與所述發聲元件14電連接。只需確保所述信號輸入裝置12能將電信號輸入給所述發聲元件14即可。任何可實現所述信號輸入裝置12與所述發聲元件14之間電連接的方式都在本技術方案的保護範圍之內。

所述信號輸入裝置12輸入的信號包括交流電信號以及音頻電信號等。所述信號輸入裝置12通過導線149與所述第一電極142和第二電極144電連接，並通過所述第一電極 142和第二電極144將信號輸入到所述發聲元件14中。

上述柔性發聲裝置10在使用時，由於奈米碳管結構為層狀、具有較大的比表面積且厚度較小，故該奈米碳管結構具有較小的單位面積熱容和大的散熱表面。奈米碳管拉膜能獲得更均勻且厚度更小的奈米碳管結構，熱容可小至1.7×10-6焦耳/平方厘米開爾文，具有更好的效果。在輸入信號後，根據信號強度(如電流強度)的變化，奈米碳管結構可迅速升降溫，產生週期性的溫度變化，並和周圍氣體介質快速進行熱交換，使周圍氣體介質迅速膨脹和收縮，氣體密度發生變化，發出人耳可感知的聲音，且所發出的聲音的頻率範圍較寬，發聲效果較好。故本技術方案實施例中，所述發聲元件14的發聲原理為“電-熱-聲”的轉換，其發聲頻率範圍為1赫茲至10萬赫茲(即1Hz~100kHz)，具有廣泛的應用範圍。

圖8為採用本實施例中的奈米碳管結構時，所述柔性發聲裝置10的頻率回應特性曲線。從圖9中可看出，所述柔性發聲裝置10的發聲強度可達105分貝聲壓級，發聲頻率範圍為1赫茲至10萬赫茲，所述柔性發聲裝置10具有較好的發聲效果。另外，本技術方案實施例中的奈米碳管結構具有較好的韌性和機械強度，將其帖附於柔性支撐體16上可隨柔性支撐體16一起反復折疊而不破裂。所述奈米碳管結構可方便地製成各種形狀和尺寸的柔性發聲裝置10，該柔性發聲裝置10可方便地應用於各種可發聲的裝置中，如當柔性支撐體16採用織物時，可製成發聲的衣服或鞋帽等；當柔性支撐體16採用紙張時，可製成發聲 書籍。另外，該柔性發聲裝置10還可與柔性電子元件結合，製成可發聲的柔性電子元件，如可任意折疊的MP3、收音機等。

請參閱圖9，本技術方案第二實施例提供一種應用柔性發聲裝置的發聲旗幟，該發聲旗幟包括一旗面及一旗杆42，所述旗面與旗杆42連接。

所述旗面為一柔性發聲裝置，該柔性發聲裝置包括一發聲元件34、一柔性支撐體36、一第一電極342、一第二電極344。本技術方案第二實施例中的發聲裝置與第一實施例中的柔性發聲裝置10的結構基本相同。該柔性發聲裝置進一步包括一柔性保護層38，該柔性保護層38設置於發聲元件34遠離柔性支撐體36的表面。本實施例中，柔性支撐體36與柔性保護層38均為一平面狀的布，發聲元件34設置於柔性支撐體36與柔性保護層38之間。

所述發聲元件34包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括複數個均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管有序排列或無序排列。優選地，奈米碳管結構中的奈米碳管的排列方向從第一電極342向第二電極344延伸。

所述發聲裝置進一步包括一進一步包括一信號輸入裝置32，一第一電極引線346與第二電極引線348。第一導線346的一端與第一電極342電連接，另一端與信號輸入裝置32電連接，第二導線348的一端與第二電極344電連接，另一端與信號輸入裝置32電連接。

所述旗杆42的具體形狀不限，可為長條狀、圓柱狀或空 心杆狀，旗杆42的材料不限，可為塑膠、木材、金屬或橡膠等。

本實施例中，旗杆42為一塑膠空心杆。所述柔性發聲裝置中的第一導線346與第二導線348穿過旗杆42的空心與信號輸入裝置32的兩端電連接。

可以理解，可進一步在柔性支撐體36或柔性保護層38的表面設計圖案，也可通過發聲旗幟的旗杆42對發聲旗幟進行升降，滿足各種需要。

本技術方案實施例提供的柔性發聲裝置具有以下優點：其一，由於所述柔性發聲裝置中的發聲元件僅包括奈米碳管結構，無需磁鐵等其他複雜結構，故該柔性發聲裝置的結構較為簡單，有利於降低該柔性發聲裝置的成本。其二，該柔性發聲裝置利用輸入信號造成該發聲元件溫度變化，從而使其周圍氣體介質迅速膨脹和收縮，進而發出聲波，無需振膜，且該發聲元件組成的柔性發聲裝置可在無磁的條件下工作。其三，由於奈米碳管結構具有較小的熱容和大的比表面積，在輸入信號後，根據信號強度(如電流強度)的變化，由奈米碳管結構組成的發聲元件可均勻地加熱周圍的氣體介質、迅速升降溫、產生週期性的溫度變化，並和周圍氣體介質進行快速熱交換，使周圍氣體介質迅速膨脹和收縮，發出人耳可感知的聲音，且所發出的聲音的頻率範圍較寬(1Hz~100kHz)，發聲效果較好。其四，由於奈米碳管具有較好的機械強度和韌性，則由奈米碳管結構組成的發聲元件具有較好的機械強度和韌性，耐用性較好，從而有利 於製備由發聲元件組成的各種形狀、尺寸的發聲裝置，進而方便地應用於各種領域。其五，當所述柔性支撐體為一平面時，所述發聲元件直接設置並貼合於該柔性支撐體的表面，故該發聲元件可承受強度較高的信號輸入，從而具有較高的發聲強度。其六，由於柔性發聲裝置以奈米碳管結構為發聲元件設置於一柔性支撐體上，故柔性發聲裝置的形狀可根據需要任意變化而不被損壞，使用方便且應用範圍較廣。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧揚聲器

102‧‧‧音圈

104‧‧‧磁鐵

106‧‧‧振膜

10‧‧‧柔性發聲裝置

12,32‧‧‧信號輸入裝置

142,342‧‧‧第一電極

144,344‧‧‧第二電極

143‧‧‧奈米碳管片段

145‧‧‧奈米碳管

14,34‧‧‧發聲元件

346‧‧‧第一導線

348‧‧‧第二導線

16,36‧‧‧柔性支撐體

18,38‧‧‧柔性保護層

42‧‧‧旗杆

圖1係先前技術中揚聲器的結構示意圖。

圖2係本技術方案第一實施例柔性發聲裝置的結構示意圖。

圖3係本技術方案第一實施例的奈米碳管絮化膜的照片。

圖4係本技術方案第一實施例的包括複數個沿同一方向擇優取向排列的奈米碳管的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。

圖5係本技術方案第一實施例的包括複數個沿不同方向擇優取向排列的奈米碳管的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。

圖6係本技術方案第一實施例的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。

圖7係本技術方案第一實施例的奈米碳管拉膜的示意圖。

圖8係本技術方案第一實施例柔性發聲裝置的頻率回應特性曲線。

圖9係本技術方案第二實施例柔性發聲裝置的結構示意圖。

10‧‧‧發聲裝置

12‧‧‧信號輸入裝置

14‧‧‧發聲元件

142‧‧‧第一電極

144‧‧‧第二電極

16‧‧‧支撐結構

Claims (20)

1. 一種柔性發聲裝置，其包括：一發聲元件；以及一支撐體，所述發聲元件設置於該支撐體的表面；其改良在於，該支撐體為一柔性支撐體，該發聲元件包括一奈米碳管結構，所述奈米碳管結構將音頻電信號轉換為熱能，從而改變奈米碳管結構周圍介質密度發出聲波。
2. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構的單位面積熱容小於2×10^-4焦耳/平方厘米開爾文。
3. 如申請專利範圍第2項所述之柔性發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構的單位面積熱容為1.7×10^-6焦耳/平方厘米開爾文。
4. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述發聲元件直接設置並貼合於該柔性支撐體的表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述柔性支撐體的材料為織物、塑膠、樹脂、橡膠或紙。
6. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構為層狀結構，其厚度為0.5奈米~1毫米。
7. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管為無序或有序排列。
8. 如申請專利範圍第7項所述之柔性發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構中的奈米碳管首尾相連且沿同一方向擇優取向排列。
9. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述發聲元件的發聲頻率為1赫茲~100千赫茲。
10. 如申請專利範圍第1項所述之柔性發聲裝置，其中，所述柔性發聲裝置進一步包括一柔性保護層，該柔性保護層設置於發聲元件與柔性支撐體相對的表面，並覆蓋發聲元件。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發聲裝置，其中，所述發聲裝置進一步包括一信號輸入裝置，該信號輸入裝置的兩端分別與發聲元件電連接。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發聲裝置，其中，所述發聲裝置進一步包括至少兩個電極，所述信號輸入裝置的兩端通過該至少兩個電極與所述發聲元件電連接。
13. 如申請專利範圍第12項所述之發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構中的奈米碳管從一電極向另一電極延伸。
14. 如申請專利範圍第11項所述之發聲裝置，其中，所述發聲裝置包括複數個電極，該複數個電極間隔設置且均與所述發聲元件電連接，且該複數個電極中任意兩個電極分別與所述信號輸入裝置的兩端電連接。
15. 如申請專利範圍第14項所述之發聲裝置，其中，所述複數個電極中任意兩個相鄰的電極分別與所述信號輸入裝置的兩端電連接。
16. 如申請專利範圍第12項或14項所述之發聲裝置，其中，所述電極的材料為金屬、導電膠、金屬性奈米碳管或銦錫氧化物。
17. 一種柔性發聲裝置，其包括：一柔性支撐體； 一奈米碳管結構，該奈米碳管結構設置於該柔性支撐體的表面，所述奈米碳管結構將音頻電信號轉換為熱能，從而改變奈米碳管結構周圍介質密度發出聲波。
18. 如申請專利範圍第17項所述之發聲裝置，其中，所述發聲旗幟進一步包括一第一電極及一第二電極分別與奈米碳管結構電連結。
19. 如申請專利範圍第18項所述之發聲裝置，其中，所述奈米碳管結構包括多個均勻分布的奈米碳管，奈米碳管有序排列或無序排列。
20. 如申請專利範圍第19項所述之發聲裝置，其中，奈米碳管從第一電極向第二電極延伸。