CN103728743B - 热致显示元件及热致显示装置 - Google Patents

Abstract

一种热致显示元件，其包括：一封闭壳体，一隔离层，一第一加热元件，一第二加热元件以及一有色显色材料层。该隔离层设置于该封闭壳体内，并将该封闭壳体分成第一空间和第二空间。该第一加热元件设置在封闭壳体上靠近第一空间的一端。其中，所述第一加热元件包括至少一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管线以及多个碳纳米管团簇，该多个碳纳米管线相互间隔设置，该多个碳纳米管团簇设置于该多个碳纳米管线之间，且位于相邻的碳纳米管线之间的多个碳纳米管团簇相互间隔设置。本案进一步提供一使用上述热致显示元件的显示装置。

Description

热致显示元件及热致显示装置

技术领域

本发明涉及一种热致显示元件及使用该热致显示元件的热致显示装置。

背景技术

目前，电子纸是一种比较常用的不需要背光源的显示装置。电子纸是一种新型的信息载体，由于可以替代传统的纸张，在广告、报纸、图书等多种领域有着广泛的应用前景和巨大的商业价值。目前市场上出现的电子纸主要采用电泳显示技术。

为了解决上述问题，现有技术中提出了一种利用热致显示技术的电子纸。该电子纸中的透明的加热元件通常为氧化铟锡（ITO）或碳纳米管结构。ITO虽然具有较高的透明度，但ITO在潮湿的环境中各种性能均会下降，尤其是导电性及机械稳定性会下降，从而影响了电子纸中的热致显示元件的灵敏度及使用寿命，进一步影响了电子纸的灵敏度及使用寿命。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一具有较高灵敏度及较长使用寿命的热致显示元件及显示装置。

一种热致显示元件，其包括：一封闭壳体，该封闭壳体包括至少一透明部；一隔离层，该隔离层设置于该封闭壳体内，并将该封闭壳体分成第一空间和第二空间，该隔离层为不透明结构，该隔离层包括多个微孔；一第一加热元件，该第一加热元件设置在封闭壳体上靠近第一空间的一端；一第二加热元件，该第二加热元件设置在封闭壳体上靠近第二空间的一端；一有色显色材料层，该有色显色材料层以非气相状态存在于第一空间或者第二空间内，该有色显色材料层在第一加热元件或第二加热元件的作用下通过非气相与气相之间转换来实现在第一空间和第二空间之间位置转换，其中，所述第一加热元件包括至少一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管线以及多个碳纳米管团簇，该多个碳纳米管线相互间隔设置，该多个碳纳米管团簇设置于该多个碳纳米管线之间，且位于相邻的碳纳米管线之间的多个碳纳米管团簇相互间隔设置。

一种热致显示装置，其包括：一第一电极板，该第一电极板包括多个第一行电极和多个第一列电极，该多个第一行电极和多个第一列电极交叉设置形成多个第一网格；一第二电极板，该第二电极板包括多个第二行电极和多个第二列电极，该多个第二行电极和多个第二列电极交叉设置形成多个第二网格，所述第二电极板与第一电极板相对设置，第一网格和第二网格一一对应，每对对应的第一网格与第二网格构成一个显示单元；以及多个热致显示元件，每个热致显示元件分别对应设置于每个显色单元中，位于第一电极板与第二电极板之间，该热致显示元件为上述热致显示元件；每个热致显示元件的第一加热元件串联在第一电极板的一第一行电极和一第一列电极之间；每个热致显示元件的第二加热元件串联在第二电极板的一第二行电极和一第二列电极之间。

与现有技术相比较，由于所述碳纳米管具有较高的导电性，较低的比热容，而且碳纳米管在潮湿的环境下也具有较好的化学稳定性及机械稳定性，所以由碳纳米管组成的碳纳米管膜即使在潮湿的环境下也可以保持有较低的电阻、良好的化学稳定性及机械稳定性，因此，采用碳纳米管膜作为第一加热元件可以快速加热所述有色材料，从而使得该热致显示元件及使用该热致显示元件的显示装置具有较高的灵敏度和较长的使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供的热致显示元件的俯视示意图。

图2为本发明第一实施例所提供的热致显示元件的侧面剖视图。

图3为本发明第一实施例采用另一种隔离层的热致显示元件的侧视剖面图。

图4为本发明第一实施例用作第一加热元件的碳纳米管膜的结构示意图，其中该碳纳米管膜中的碳纳米管团簇呈阵列排列。

图5为图4所示的碳纳米管膜的光学显微镜照片图。

图6为本发明第一实施例用作第一加热元件的碳纳米管膜的结构示意图，其中该碳纳米管膜中的碳纳米管团簇交错排列。

图7为本发明第一实施例用作第一加热元件的碳纳米管膜的结构示意图，其中该碳纳米管膜中的碳纳米管的排列方向基本一致。

图8为图7所示的碳纳米管膜的光学显微镜照片图。

图9为本发明第二实施例所提供的热致显示元件的侧视剖面示意图。

图10为本发明第三实施例所提供的热致显示元件的侧视剖面示意图。

图11为本发明第四实施例所提供的热致显示装置的侧视示意图。

图12为图11热致显示装置中第一电极板的俯视示意图。

图13为图11热致显示装置中第二电极板的俯视示意图。

主要元件符号说明

热致显示元件	100，200，300
		封闭壳体	102，202，302
上基板	1022，2022，3022
		下基板	1024，2024，3024
侧板	1026，2026，3026
		第一导电部	3026a
第二导电部	3026b
		绝缘层	3026c
隔离层	104，204，304
		间隔子	1042
第一加热元件	106，206，306
		碳纳米管膜	1060，1070
碳纳米管线	1062
		碳纳米管团簇	1064，1074
第二加热元件	108，208，308
		有色显色材料层	110，210，310
第一电极	114，214，314
		第二电极	116，216，316
第一空间	120，220，320
		第二空间	122，222，322
热致显示装置	40
		第一电极板	42
第二电极板	44
		第一表面	420
第二表面	440
		第一行电极	422
第一列电极	424
		第二行电极	442
第二列电极	444
		第一网格	426
第二网格	446

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一种热致显示元件100，该热致显示元件100包括一封闭壳体102；一隔离层104，该隔离层104设置于该封闭壳体102内，并将该封闭壳体102分成第一空间120和第二空间122；一第一加热元件106，该第一加热元件106用于加热第一空间120；一第二加热元件108，该第二加热元件108用于加热第二空间122；一有色显色材料层110，该有色显色材料层110设置于第一空间120内，该有色显色材料层110为有色材料，其在一定温度下发生相变变成气态，该气态的有色显色材料层110可以透过隔离层在第一空间120和第二空间122之间进行位置转换。该热致显示元件进一步包括至少两个第一电极114和至少两个第二电极116。该至少两个第一电极114分别与该第一加热元件106电连接，该至少两个第二电极116分别与该第二加热元件108电连接。

所述封闭壳体102的形状不限，可以为立方体、长方体、三棱柱、圆柱体等结构。所述封闭壳体102由上基板、下基板和侧板封装形成。其中，上基板为显示面。该上基板为一透明绝缘基板，其材料可以为玻璃或透明高分子材料。所述透明高分子材料包括聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亚胺（PI）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯丁烯（PC）或聚氯乙烯（PVC）。所述下基板及侧板的材料为绝缘材料，可以为陶瓷、塑料、橡胶、玻璃、透明高分子材料等。所述上基板和下基板的材料优选为耐高温的材料。所述上基板、下基板或侧板的形状不限，可以为平面版状结构，也可以为弧状结构。当上、下基板均为透明基板时，所述热致显示元件100还可以实现双面显示。本实施例中，所述封闭壳体102为一立方体结构，其包括一透明上基板1022、一下基板1024以及四个侧板1026。该上基板1022和该下基板1024相对设置。该四个侧板1026设置于上基板1022和下基板1024之间。上基板1022为一透明基板。所述下基板1024及四个侧板1026的材料为橡胶。

所述隔离层104的材料为不透明材料，优选为浅色或白色不透明材料。可以理解，隔离层104的颜色应与有色显色材料层110的颜色差别较大，以实现清晰的显示效果。所述隔离层104悬空设置于该封闭壳体102内或部分悬空设置于所述封闭壳体102内。所述的悬空设置是指隔离层与封闭壳体102的上基板1022和下基板1024均不接触。所述部分悬空是指所述隔离层104的一部分是与封闭壳体102的上基板1022或下基板1024相互接触。请参见图2，所述隔离层104可以为一不透明的膜状结构，该膜状结构的隔离层104悬空设置于该封闭壳体102内。该膜状结构的隔离层104的外周缘可通过粘结剂或者机械固定方式固定于侧板1026上，也可以镶嵌于该侧板1026上。所述膜状结构的隔离层104可以为材料高分子材料制作形成的半透膜，如细胞壁、膀胱膜或羊皮纸等。该隔离层104还可以为一该隔离层104还可以为一通过在多孔基底的孔内沉积有其它材料形成的半透壁，如在无釉陶瓷的孔内沉积铁氰化铜颗粒形成的隔离层104。请参见图3，所述隔离层104部分悬空设置于所述封闭壳体102内，该隔离层104为由多个小的间隔子1042组成的隔离结构。所述间隔子1042为微珠结构，所述间隔子1042的形状应该为两头小中间大的结构，如梭形、橄榄球形、“中”字形或八面体形。该多个间隔子1042填充于该封闭壳体102内。由于间隔子1042的两端小中间大的结构，该间隔子1042的中间部分相互接触，间隔子1042的两端由于为尖端结构，分别形成第一空间120和第二空间122。间隔子1042的两端分别与封闭壳体102的上基板1022和下基板1024接触。该间隔子1042的中间部位相互紧密接触，以防止形成大的孔洞破坏该隔离层104的不透明性。为防止间隔子1042影响该热致显示元件100的显示效果，该间隔子1042的一端与上基板1022的接触面积应越小越好。所述间隔子1042的材料可以为陶瓷或塑料等，优选地，所述间隔子1042的材料具有一定的耐热性。所述间隔子1042的中间部分相互接触，由于间隔子1042的表面具有一定的粗糙度，间隔子1042相互接触的表面具有多个微孔，该多个微孔可以使气体通过，不能使液体或者固体通过。该微孔的孔径优选为1微米~100微米。由于微孔的孔径较小，肉眼难以辨别，所以微孔不会破坏隔离层104的不透明性。所述间隔子1042的形状不限，只需确保该间隔子1042构成的隔离层104具有多个微孔可以使气体通过即可。本实施例中，所述隔离层104为一膜状结构的隔离层，其形状与上基板1022和下基板1024的形状相同，并平行于上基板1022和下基板1024，该隔离层104的外周缘分别通过粘结剂固定于四个侧板1026上。所述隔离层104具有多个微孔，以使第一空间120和第二空间122之间可以有气体通过。该隔离层104用于隔离第一空间120和第二空间122，使该第一空间120和第二空间122之间只能通过气体，不能通过液体或固体。本实施例中，所述隔离层104为厚度为100微米不透明的羊皮纸。

所述第一空间120由上基板1022、隔离层104和四个侧板1026围成。所述第二空间122由下基板1024、隔离层104和四个侧板1026围成。所述第一空间120和第二空间122分别位于隔离层104的两侧。第一空间120和第二空间122的大小和形状可以相同也可以不同。第一空间120的大小和形状由上基板1022与隔离层104之间的距离和侧板1026之间的距离。第二空间122的大小和形状由下基板1024与隔离层104之间的距离和侧板1026之间的距离决定。第一空间120和第二空间122的大小和形状可以相同也可以不同。本实施例中，第一空间120和第二空间122的大小和形状相同。

所述有色显色材料层110的材料为有色材料，该有色材料处于固体或者液体状态。在一固定温度下，该有色显色材料层110发生相变变成气体状态。该有色显色材料层110的材料可以为易升华的固体，如碘、萘等。该热致有色显色材料层110也可以为有颜色的液体，如溴。该有色显色材料层110设置于第一空间120内部或者设置于第二空间122内部。本实施例中，所述有色显色材料层110位于第二空间122内，由于隔离层104为一不透明结构，有色显色材料层110无法通过上基板1022显示颜色。当通过第二加热元件108通过下基板1024向第二空间122加热时，使该有色显色材料层110在一固定温度下发生相变变成气体状态，该气体状态的有色显色材料层110通过隔离层104到达第一空间120，由于第一空间120内的温度较低，该气态状态的有色显色材料层110在第一空间120内变回固态或液态。此时，由于上基板1022为一透明基板，该有色显色材料层110为有色材料，可以通过透明上基板1022实现热致显示元件100的颜色显示。当热致显示元件100需要擦除颜色时，通过第一加热元件106加热第一空间120，使有色显色材料层110在一固定温度下发生相变变成气体状态，该气体状态的有色显色材料层110通过隔离层104到达第二空间122，由于第二空间122内的温度较低，该气态状态的有色显色材料层110在第二空间122内变回固态或液态。第一空间120内没有有色显色材料层110，且隔离层104为不透明的材料，所述透明上基板1022不再显示颜色，实现了热致显示元件100的颜色擦除。

所述第一加热元件106可设置于上基板1022的内表面或外表面。本实施例中，第一加热元件106位于上基板1022的外表面，通过该上基板1022向第一空间120提供热量。所述第一加热元件106为一透明层状加热结构。所述第一加热元件106可以为一碳纳米管层状结构。所述第二加热元件108可设置于下基板1024的外表面或内表面。本实施例中，所述第二加热元件108设置于下基板1024的外表面，通过该下基板1024向第二空间122提供热量。该第二加热元件108为一层状结构，可以透明也可以不透明。所述第二加热元件108可以为一金属层、一氧化铟锡（ITO）薄膜或一碳纳米管结构，该碳纳米管结构中的碳纳米管可以有规则、规律排列或杂乱无序排列。

所述碳纳米管层状结构包括多个碳纳米管。该碳纳米管层状结构为一自支撑结构。所谓“自支撑结构”即该碳纳米管层状结构无需通过一支撑体支撑，也能保持自身特定的形状。该碳纳米管层状结构包括至少一碳纳米管膜。本实施例中，该碳纳米管层状结构为单层碳纳米管膜。该碳纳米管膜的具体结构可以为图4至图7所示的碳纳米管膜1060、1070。

请参阅图4及图5，所述碳纳米管膜1060包括多个碳纳米管。该碳纳米管膜1060包括多个相互间隔设置的碳纳米管线1062以及多个碳纳米管团簇1064，该多个碳纳米管线1062与多个碳纳米管团簇1064通过范德华力相互连接。该多个碳纳米管团簇1064通过该多个碳纳米管线1062隔开，且位于相邻的两个碳纳米管线1062之间的碳纳米管团簇1064间隔设置。

所述多个碳纳米管线1062基本沿第一方向X延伸且相互间隔设置。优选地，该多个碳纳米管线1062平行且等间距设置，该多个碳纳米管线1062设置于同一个平面内。所述碳纳米管线的横截面可以为类椭圆形、类圆形、扁平状、或者其他形状。优选地，该碳纳米管线的横截面为类圆形。每个碳纳米管线1062的直径大于等于0.1微米，且小于等于100微米。优选地，每个碳纳米管线1062的直径大于等于5微米，且小于等于50微米。该多个碳纳米管线1062之间的间隔不限，优选地，相邻的碳纳米管线1062之间的间距大于0.1毫米。所述多个碳纳米管线1062的直径及间隔可以根据实际需要确定。优选地，该多个碳纳米管线1062的直径基本相等。每个碳纳米管线1062包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿所述第一方向X择优取向排列，即，该碳纳米管线1062中的碳纳米管沿该碳纳米管线1062的轴向择优取向排列。位于所述碳纳米管线1062的轴向上的相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。优选地，该多个碳纳米管的轴向基本与该碳纳米管线1062的轴向平行。其中，所述第一方向X基本平行于所述碳纳米管线1062的轴向及所述碳纳米管的轴向。所以，该碳纳米管膜1060在该碳纳米管线1062的延伸方向X上具有较好的导电性能。本文所指碳纳米管线的“直径”指的是碳纳米管线的“有效直径”，碳纳米管线在其横截面上的最大长度。所谓“类椭圆形”、“类圆形”分别指所述碳纳米管线的横截面接近椭圆形、接近圆形。

所述多个碳纳米管团簇1064在第二方向Y上间隔设置，且搭接于相邻的碳纳米管线1062之间，使得该碳纳米管膜1060具有自支撑特性，为一自支撑结构。该多个碳纳米管团簇1064在第二方向Y上间隔设置，且通过所述多个碳纳米管线1062区分开；并通过通过范德华力与该多个碳纳米管线1062连接在一起。该多个碳纳米管团簇1064在该碳纳米管膜1060中于第二方向Y上成行排列，形成一导电导热通路。优选地，位于该碳纳米管膜1060中的碳纳米管团簇1064呈阵列排布，如图5所示。可以理解，位于第二方向Y上的多个碳纳米管团簇1064可以交错排列，不成行排列，如图6所示。其中，该第二方向Y与所述第一方向X相交设置，优选地，该第二方向Y与第一方向X垂直设置。每个碳纳米管团簇1064在所述第二方向Y上的长度基本与与该碳纳米管团簇1064相连的碳纳米管线1062的间距相等。所以，该碳纳米管团簇1064在第二方向Y上的长度优选地大于0.1毫米。另外，位于相邻的碳纳米管线1062之间的多个碳纳米管团簇1064间隔设置，即，该多个碳纳米管团簇1064在所述第一方向X上间隔设置。优选地，相邻的碳纳米管团簇1064在第一方向X上的间距大于等于1毫米。

所述碳纳米管团簇1064中的碳纳米管通过范德华力相互作用在一起。每个碳纳米管团簇1064中的碳纳米管的轴向与第一方向X的夹角大于等于0度，且小于等于90度。优选地，每个碳纳米管团簇1064中的碳纳米管的轴向延伸方向与所述第一方向X的夹角大于等于45度，且小于等于90度。本实施例中，每个碳纳米管团簇1064中的碳纳米管的轴向基本平行于所述第一方向X的夹角大于等于60度，且小于等于90度。因此，该碳纳米管团簇1064中碳纳米管可以交叉设置形成网状结构。

由此可见，所述碳纳米管膜1060中的碳纳米管分别形成所述多个碳纳米管线1062及多个碳纳米管团簇1064。优选地，该碳纳米管膜1060仅由碳纳米管组成。该碳纳米管膜1060还包括多个孔隙，该多个孔隙主要是由该碳纳米管膜1060中的多个碳纳米管线1062及多个碳纳米管团簇1064间隔设置形成的。所以，当该多个碳纳米管线1062及多个碳纳米管团簇1064有规律排列时，该多个孔隙也有规律排列。如，当所述多个碳纳米管团簇1064及碳纳米管线1062呈阵列排布时，该多个孔隙也会随之呈阵列排布。该碳纳米管膜1060中的碳纳米管线1062与碳纳米管团簇1064的面积之和与所述多个孔隙的面积的比值大于0，且小于等于1 : 19。也可以说，该碳纳米管膜1060中的碳纳米管与所述多个孔隙的面积比大于0，且小于等于1 : 19。优选地，该碳纳米管膜1060中的碳纳米管的面积与该多个孔隙的面积比大于0，且小于等于1 : 49。所以，该碳纳米管膜1060的透光度大于等于95%，优选地，该碳纳米管膜的透光度大于等于98%。另外，该碳纳米管膜1060中的碳纳米管线1062通过其中的碳纳米管团簇1064连接一起，从而使得该碳纳米管膜1060具有较好的强度及稳定性，不易破坏。

需要说明的是，该碳纳米管膜1060中的碳纳米管线1062及碳纳米管团簇1064的周围还存在有少量的碳纳米管，但这些碳纳米管的存在基本上不会影响该碳纳米管膜1060的性质。

该碳纳米管膜1060的制备方法包括以下步骤：提供一初始碳纳米管膜，该初始碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿第一方向择优取向延伸；图案化所述初始碳纳米管膜，使所述初始碳纳米管膜在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有两个间隔设置的通孔；以及，采用溶剂处理所述形成有至少一行通孔的初始碳纳米管膜，使该形成有至少一行通孔的初始碳纳米管膜收缩。优选地，所述溶剂为有机溶剂，乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿等具有较高浸润性的溶剂。

请参阅图7及图8，所述碳纳米管膜1070包括多个碳纳米管，该碳纳米管膜1070包括多个碳纳米管线1062及多个碳纳米管团簇1074。该碳纳米管膜1070的结构及性质与所述碳纳米管膜1060的结构及性质基本相同，不同之处在于每个碳纳米管团簇1074中的碳纳米管的轴向延伸方向与所述第一方向X的夹角大于等于0度，且小于等于45度。优选地，每个碳纳米管团簇1074中的碳纳米管的轴向延伸方向与所述第一方向X的夹角大于等于0度，且小于等于30度。本实施例中，每个碳纳米管团簇1074中的碳纳米管的轴向基本平行于所述第一方向X，也基本平行于所述碳纳米管线1062的轴向。也就是说，该碳纳米管膜1070中的碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜1070的制备方法与所述碳纳米管膜1060的制备方法基本相同，不同在于溶剂处理步骤中采用的溶剂优选为水，具有一定浓度的水与有机溶剂的混合溶液等对所述初始碳纳米管膜具有较小界面张力的溶剂。

采用碳纳米管层状结构作为第一加热元件106时具有以下优点：第一，由于碳纳米管层状结构主要由碳纳米管构成，碳纳米管不易被氧化而且即使在潮湿的环境下也具有较好的导电性、化学稳定性及机械稳定性，所以由碳纳米管组成的该碳纳米管层状结构即使在潮湿的环境下也可以保持有较低的电阻、良好的化学稳定性及机械稳定性，因此第一加热元件106的寿命较长；第二，所述碳纳米管状结构的密度较小，因此该热致显示元件100的质量较轻；第三，碳纳米管层状结构具有较好的柔韧性，可以任意弯折而不被破坏，因此，该热致显示元件100可以做成柔性结构；第四，由于碳纳米管的热容较小，如该单位面积热容小于2×10^-4焦耳每平方厘米开尔文，所以由该碳纳米管层状结构构成的加热元件具有较快的热响应速度，可用于对物体进行快速加热，所以该热致显示元件100反应速度较快，灵敏度较高，可以快速的显示和擦拭。第五，由于所述碳纳米管膜的透光度较高，大于等于95%，甚至高于98%，所以使用该碳纳米管膜的热致显示元件具有较高的清晰度，进而使得使用该热致显示元件的热致显示装置也具有较高的清晰度。

所述至少两个第一电极114用于连接第一加热元件106和外部电路，使外部电路通过该至少两个第一电极114向第一加热元件106通入电流，从而使该第一加热元件106产生焦耳热，起到加热作用。所述至少两个第一电极114设置于第一加热元件106的表面。所述的至少两个第一电极114可通过一导电粘结剂(图未示)设置于该第一加热元件106的表面，导电粘结剂在实现第一电极114更好地固定于第一加热元件106的表面同时，还可以使第一电极114与第一加热元件106之间保持良好的电接触。该导电粘结剂可以为银胶。所述至少两个第一电极114由导电材料制成，其形状不限，可为导电膜、金属片或者金属引线。当该至少两个第一电极114设置于该第一加热元件106的表面时，为防止该至少两个第一电极114影响第一加热元件106的透光性，该第一电极114的数量优选为两个，且该第一电极114为线状或带状结构或者第一电极114为透光性良好的材料。该至少两个第一电极114分别为一层导电膜。该导电膜的材料可以为金属、合金、铟锡氧化物（ITO）、锑锡氧化物（ATO）、导电银胶、导电聚合物或导电性碳纳米管等。该金属或合金材料可以为铝、铜、钨、钼、金、钛、钕、钯、铯或其任意组合的合金。本实施例中，第一电极114的数量为两个，第一电极114为带状金属钯膜，厚度为5微米，该两个第一电极114分别设置于第一加热元件106的两端，并相互平行，且该两个第一电极114与所述碳纳米管膜中的碳纳米管线电连接并设置在碳纳米管线相对设置的两端。进一步地，所述至少两个第一电极114分别通过电极引线（图未示）与外部电路电连接。可以理解，该第一电极114的数量可以超过两个，且为偶数个，均匀分布在第一加热元件106相对设置的两侧。

所述至少两个第二电极116用于连接第二加热元件108和外部电路，使外部电路通过该至少两个第二电极116向第二加热元件108通入电流，从而使该第二加热元件108产生焦耳热，起到加热作用。所述至少两个第二电极116设置于第二加热元件108的表面。所述至少两个第二电极116的材料和第一电极114的材料相同，第二电极116和第二加热元件108之间的设置方式与第一电极114和第一加热元件106之间的设置关系相同。进一步地，所述至少两个第二电极116分别通过电极引线（图未示）与外部电路电连接。

本实施例所提供的热致显示元件100在使用时，当有色显色材料层110位于第一空间120内时，由于有色显色材料层110的材料为有色材料，所述上基板1022为透明基板，有色显色材料层110便可通过上基板1022显示颜色，从而使热致显示元件100实现显示效果。当有色显色材料层110位于第二空间122内时，由于隔离层104为不透明结构，有色显色材料层110无法通过上基板1022显示颜色，从而使该显示元件100擦拭效果。第一加热元件106和第二加热元件108可实现该有色显色材料层110在第一空间120和第二空间122之间进行位置变换，从而实现热致显示元件100的显示和擦拭效果。通过第一加热元件106加热第一空间120，使有色显色材料层110发生相变变成气体，透过隔离层104到达第二空间122，由于第二空间122内的温度较低，有色显色材料层110恢复固态或液态，即使第一加热元件106停止加热，有色显色材料层110也不会返回第一空间120内。当需要热致显示装置显示时，通过第二加热元件108加热第二空间122，使有色显色材料层110发生相变变成气体，透过隔离层104到达第一空间120，由于第一空间120内的温度较低，有色显色材料层110恢复固态或液态，即使第二加热元件108停止加热，有色显色材料层110也不会返回第二空间122内。因此，所述的热致显示元件和热致显示装置通过加热元件加热有色显色材料层，使有色显色材料层发生相变变成气体，该气态状态的有色显色材料层在第一空间和第二空间内发生位置变换从而实现彩色显示，由于有色显色材料层的色彩比较丰富，所以，该热致显示元件的色彩较为丰富。而且，所述热致显示元件和热致显示装置无需带电粒子，成本较低。另外，所述热致热致显示元件即使在断电的情况下，也可以使有色显色材料层保持一定的颜色，依然可以实现彩色显示，有利于节约能源。所述热致显示元件和热致显示装置可以应用于广告、报纸、图书等领域。

请参见图9，本发明第二实施例提供一种热致显示元件200，该热致显示元件200包括一封闭壳体202；一隔离层204，该隔离层204设置于该封闭壳体202内，并将该封闭壳体202分成第一空间220和第二空间222；一第一加热元件206，该第一加热元件206用于加热第一空间220；一第二加热元件208，该第二加热元件208用于加热第二空间222；一有色显色材料层210，该有色显色材料层210设置于第一空间220内，该有色显色材料层210在一固定温度下发生相变变成气体。所述封闭壳体202包括一上基板2022、一下基板2024及四个侧板2026。

本实施例所提供的热致显示元件200与第一实施例所提供的热致显示元件100的结构基本相同，其不同之处在于，所述第一加热元件206、第二加热元件208的位置及第一电极214、第二电极216的设置方式。

所述第一加热元件206设置于上基板2022的内表面，位于第一空间220的内部。所述第二加热元件208设置于下基板2024的内表面，位于第二空间222的内部，与有色显色材料层210直接接触。

所述至少两个第一电极214分别与第一加热元件206电连接。本实施例中，第一电极214的数量为两个，该两个第一电极214分别位于第一加热元件206的两端，每个第一电极214与第一加热元件206相互接触。第一电极214包括一延伸部2142，该延伸部2142延伸至封闭壳体202的外部。该第一电极214的延伸部2142使该第一电极214与外部电路电连接。

所述至少两个第二电极216分别与第二加热元件208电连接。本实施例中，第二电极216的数量为两个，分别位于第二加热元件208的两端，每个第二电极216与第二加热元件208相互接触。第二电极216包括一延伸部2162，该延伸部2162延伸至封闭壳体202的外部。该第二电极216的延伸部2162使该第二电极216与外部电路电连接。

本实施例所提供的热致显示元件200，由于第一加热元件206和第二加热元件208分别位于第一空间220和第二空间222的内部，可以分别直接向有色显色材料层210加热，热量损耗较少，且加热速度较快，使热致显示元件200的显示速度较快。

请参见图10，本发明第三实施例提供一种热致显示元件300，该热致显示元件300包括一封闭壳体302；一隔离层304，该隔离层304设置于该封闭壳体302内，并将该封闭壳体302分成第一空间320和第二空间322；一第一加热元件306，该第一加热元件306用于加热第一空间320；一第二加热元件308，该第二加热元件308用于加热第二空间322；一有色显色材料层310，该有色显色材料层310设置于第一空间320内，该有色显色材料层310在一固定温度下发生相变变成气体。所述封闭壳体302包括一上基板3022、一下基板3024及四个侧板3026。

本实施例所提供的热致显示元件300与第二实施例所提供的热致显示元件200的结构大致相同，其区别在于，所述封闭壳体302的侧板3026的结构。

所述封闭壳体302的四个侧板3026中，两个相对设置的侧板3026分别由两部分构成。该两个相对设置的侧板3026中，每个侧板3026包括一第一导电部3026a和一第二导电部3026b，该第一导电部3026a和第二导电部3026b之间通过一绝缘层3026c相互绝缘。该第一导电部3026a、绝缘层3026c和第二导电部3026b构成该侧板3026。第一导电部3026a和第一加热元件306电连接，第二导电部3026b与第二加热元件308电连接。所述封闭壳体302的另外两个相对设置的侧板3026的材料为绝缘材料。本实施例中，两个相对的侧板3026中，每个侧板3026的第一导电部3026a分别设置于第一加热元件306的表面，第二导电部3026b分别设置于第二加热元件308的表面。所述第一导电部3026a用于使第一加热元件306与外部电路电连接，第二导电部3026b用于使第二加热元件308与外部电路电连接。

本发明进一步提供一种应用上述热致显示元件的热致显示装置。所述热致显示装置包括多个热致显示元件按行列式排布形成一像素阵列；以及一驱动电路和多个电极引线，该驱动电路通过所述多个电极引线分别控制每个热致显示元件的加热元件独立工作。具体地，本发明实施例将多个热致显示元件中的第一加热元件共用一第一电极板，多个热致显示元件的第二加热元件共用一个第二电极板，并通过第一电极板和第二电极板上的行列电极形成的寻址电路独立控制每个热致显示元件工作以实现显示效果。以下将以应用本发明第一实施例的热致显示元件100的热致变色显示装置为例，对本发明的热致变色显示装置作进一步的详细说明。

请参见图11，本发明提供一种使用上述热致显示元件100的热致显示装置40。该热致显示装置包括一第一电极板42、一第二电极板44及设置于该第一电极板42和第二电极板44之间的多个热致显示元件100。所述第一电极板42和第二电极板44相对设置。

请参见图12，所述第一电极板42为一透明基板，其包括一第一表面420。所述第一电极板42包括多个第一行电极422和多个第一列电极424，该多个第一行电极422和多个第一列电极424交叉设置于该第一电极板42的第一表面420。该多个第一行电极422和多个第一列电极424之间相互绝缘。所述多个第一行电极422之间间隔设置，所属多个第一列电极424之间间隔设置。相邻的两个第一行电极422和相邻的两个第一列电极424之间形成一第一网格426。请参见图13，所述第二电极板44包括一第二表面440。所述第二电极板44的结构与第一电极板42的结构相同，其包括设置在第二电极板44的第二表面440的多个第二行电极442、多个第二列电极444和多个第二网格446。

所述第一电极板42的第一表面420和第二电极板44的第二表面440面对设置，所述第一表面420上的多个第一行电极422、多个第一列电极424和多个第一网格426与第二表面440上的多个第二行电极442、多个第二列电极444和多个第二网格446分别一一对应。每两个对应设置的第一网格426和第二网格446构成一显示单元。每个热致显示元件100设置于一个显示单元中，位于第一电极板42和第二电极板44之间，且每个热致显示元件100中的第一加热元件106串联在形成对应的第一网格426的第一行电极422与第一列电极424之间，第二加热元件108串联在形成对应的第二网格446的第二行电极442与第二列电极444之间。该多个热致显示元件100排列形成多个行和列。每个热致显示元件100对应该热致显示装置40的一个像素点。请一并参见图2，每个热致显示元件100的上基板1022位于第一电极板42的第一网格426中，并与该第一电极板42的第一表面420相互接触。该热致显示元件100的下基板1024位于与该第一网格426对应设置的第二网格446内，并与第二电极板44相互接触。所述上基板1022上的两个第一电极114分别与组成该第一网格426的一个第一行电极422和一个第一列电极424电连接。该两个第一电极114可分别通过电极引线与该第一行电极422和第一列电极424电连接。即，每一行的热致显示元件100的一个第一电极114与一个第一行电极422电连接，每一列的热致显示元件100的一个第一电极114与一个第一列电极424电连接。每个所述下基板1024上的两个第二电极116分别与组成该第二网格446的一个第二行电极442和一个第二列电极444电连接，即，每一行的热致显示元件100的一个第二电极116与一个第二行电极442电连接，每一列的热致显示元件100的一个第二电极116与一个第二列电极444电连接。

进一步地，所述第一电极板42和第二电极板44之间可进一步包括至少一支撑结构（图未示）。该至少一支撑结构用于支撑第一电极板42和第二电极板44，使第一电极板42和第二电极板44间隔设置，从而使热致显示元件100位于第一电极板42和第二电极板44之间。该至少一支撑结构可防止第一电极板42或第二电极板44对热致显示元件产生压力，对热致显示元件100具有保护作用。具体地，该至少一支撑结构可以为设置在第一电极板42和第二电极板44之间的一边框，该至少一支撑结构与第一电极板42和第二电极板44封装形成一封闭结构，该多个热致显示元件100位于该封闭结构内。

该热致显示装置通过第一电极板和第二电极板上的行列电极，第一加热元件和第二加热元件，实现该热致显示装置的显示效果和擦拭效果。同时，通过控制不同的行列电极的导通，实现不同像素点的显示，从而显示不同的图样或字型。通过在不同的热致显示元件中设置不同颜色的有色显色材料层，可以实现多个颜色的显示。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种热致显示元件，其包括：

一封闭壳体，该封闭壳体包括至少一透明部分；

一隔离层，该隔离层为不透明结构，该隔离层具有多个微孔，该隔离层设置于该封闭壳体内，并将该封闭壳体分成第一空间和第二空间，使该第一空间和第二空间之间只能通过气体，不能通过液体或固体；

一第一加热元件，该第一加热元件设置在该封闭壳体上靠近第一空间的一端；

一第二加热元件，该第二加热元件设置在该封闭壳体上靠近第二空间的一端；以及

一有色显色材料层，该有色显色材料层设置于第一空间或第二空间内，该有色显色材料层在第一加热元件或第二加热元件的作用下进行气相与非气相之间的转换实现在第一空间或第二空间的位置转换；

其特征在于，所述第一加热元件包括至少一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管线以及多个碳纳米管团簇，该多个碳纳米管线相互间隔设置，该多个碳纳米管团簇设置于该多个碳纳米管线之间，且位于相邻的碳纳米管线之间的多个碳纳米管团簇相互间隔设置，每个碳纳米管团簇包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管的轴向平行于所述多个碳纳米管线的轴向。

2.如权利要求1所述的热致显示元件，其特征在于，所述碳纳米管膜为一自支撑结构，所述碳纳米管线与相邻的碳纳米管团簇之间通过范德华力连接。

3.如权利要求2所述的热致显示元件，其特征在于，所述碳纳米管线沿一第一方向延伸，所述多个碳纳米管团簇在一第二方向上成行排列，所述多个碳纳米管团簇沿该第一方向间隔设置，并于一第二方向通过该多个碳纳米管线隔开且连接，其中该第二方向与所述第一方向交叉设置。

4.如权利要求2所述的热致显示元件，其特征在于，所述碳纳米管线沿一第一方向延伸，所述多个碳纳米管团簇在一第二方向上交错排列，该第二方向与所述第一方向交叉设置。

5.如权利要求1所述的热致显示元件，其特征在于，每个碳纳米管线包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿碳纳米管线的轴向方向延伸且通过范德华力首尾相连。

6.如权利要求5所述的热致显示元件，其特征在于，所述碳纳米管线的直径大于等于0.1微米，且小于等于100微米。

7.如权利要求1所述的热致显示元件，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管分别组成所述多个碳纳米管线及所述多个碳纳米管团簇，该多个碳纳米管线及该多个碳纳米管团簇分别间隔设置形成多个孔隙；该多个碳纳米管与该多个孔隙的面积比大于0，且小于等于1∶19。

8.如权利要求7所述的热致显示元件，其特征在于，所述多个碳纳米管与该多个孔隙的面积比大于0，且小于等于1∶49。

9.如权利要求1所述的热致显示元件，其特征在于，位于相邻的碳纳米管线之间的相邻的碳纳米管团簇之间的间距大于1毫米。

10.如权利要求1所述的热致显示元件，其特征在于，所述封闭壳体由上基板、下基板和侧板封装形成。

11.如权利要求10所述的热致显示元件，其特征在于，所述封闭壳体包括四个侧板，每两个侧板相对设置，其中两个相对的侧板中每个侧板包括一第一导电部和一第二导电部，该第一导电部和第二导电部相互绝缘，所述第一导电部与第一加热元件电连接，所述第二导电部与第二加热元件电连接，另两个相对的侧板为绝缘材料。

12.如权利要求10所述的热致显示元件，其特征在于，所述隔离层的周边固定于侧板，所述第一空间位于上基板和隔离层之间，所述第二空间位于下基板与隔离层之间。

13.如权利要求10所述的热致显示元件，其特征在于，所述第一加热元件为一透明层状结构，该第一加热元件设置于所述上基板的内表面或外表面，所述上基板为一透明基板。

14.如权利要求1所述的热致显示元件，其特征在于，进一步包括两个第一电极间隔地与第一加热元件电连接，以及两个第二电极间隔地与第二加热元件电连接。

15.一种热致显示装置，其包括：

一第一电极板，该第一电极板包括多个第一行电极和多个第一列电极，该多个第一行电极和多个第一列电极交叉设置形成多个第一网格；

一第二电极板，该第二电极板包括多个第二行电极和多个第二列电极，该多个第二行电极和多个第二列电极交叉设置形成多个第二网格，所述第二电极板与第一电极板相对设置，第一网格和第二网格一一对应，每对对应的第一网格与第二网格构成一个显示单元；以及

多个热致显示元件，每个热致显示元件分别对应设置于每个显色单元中，位于第一电极板与第二电极板之间，该热致显示元件为权利要求1至14中的任意一种热致显示元件；每个热致显示元件的第一加热元件串联在第一电极板的一第一行电极和一第一列电极之间；每个热致显示元件的第二加热元件串联在第二电极板的一第二行电极和一第二列电极之间。