TWI426477B - 熱致顯示元件及熱致顯示裝置 - Google Patents

Description

熱致顯示元件及熱致顯示裝置

本發明涉及一種熱致顯示元件及使用該熱致顯示元件的熱致顯示裝置。

目前，電子紙是一種比較常用的不需要背光源的顯示裝置。電子紙是一種新型的資訊載體，由於可以替代傳統的紙張，在廣告、報紙、圖書等多種領域有著廣泛的應用前景和巨大的商業價值。目前市場上出現的電子紙主要採用電泳顯示技術。電泳顯示技術包括微膠囊型電泳技術、微杯型電泳技術以及電子粉流體技術。

微膠囊型電泳技術是將黑、白兩色的帶電顆粒以及電泳介質封裝於微囊化液滴結構中形成微膠囊，然後在每個微膠囊上下兩端分別設置導電背板及透明導電層。通過導電背板及透明導電層對微膠囊施加電場來控制微膠囊中不同電荷黑白顆粒的升降移動，以呈現出黑白單色的顯示效果。

微杯型電泳技術是在有透明導電層的塑膠膜上塗布壓模液體，經連續式微壓模制程產生微杯陣列，填入電泳介質以及帶正電的白色顆粒後，塗布密封液體再加以固化，然後再設置導電背板及透明導電層。通過供電給導電背板及透明導電層形成正負電場來驅 動帶正電的白色顆粒移動，形成眼睛所看到的圖案。

電子粉流體技術是將電泳介質和帶正負電荷的黑白兩色粉末密封於具有電極的兩底板之間。通過在具有電極的兩底板之間施加電場，使分別帶正負電荷的黑白兩色粉末流動，以達到顯示影像。

然而，由於上述應用電泳顯示技術的電子紙中均需要用到帶電顆粒一般僅為白色和黑色兩種，導致電子紙難以實現彩色顯示。

有鑒於此，提供一成本較低，可以實現彩色顯示的熱致顯示元件及顯示裝置實為必要。

一種熱致顯示元件，其包括：一封閉殼體；一隔離層，該隔離層設置於該封閉殼體內，並將該封閉殼體分成第一空間和第二空間；一第一加熱元件，該第一加熱元件設置在封閉殼體上，用於加熱第一空間；一第二加熱元件，該第二加熱元件設置在封閉殼體上，用於加熱第二空間；一熱致變色材料層，該熱致變色材料層設置於第一空間內，該熱致變色材料層用於在第一加熱元件的作用下通過釋放或吸收氣體發生顏色變化；一吸附材料層，該吸附材料層設置於第二空間內，用於透過隔離層吸收所述熱致變色材料釋放的氣體或第二加熱元件的作用下釋放氣體。

一種熱致顯示裝置，其包括：一第一電極板，該第一電極板包括複數個第一行電極和複數個第一列電極，該複數個第一行電極和複數個第一列電極交叉設置形成複數個第一網格；一第二電極板，該第二電極板包括複數個第二行電極和複數個第二列電極，該 複數個第二行電極和複數個第二列電極交叉設置形成複數個第二網格，所述第二電極板與第一電極板相對設置，第一網格和第二網格一一對應；複數個熱致顯示元件，該複數個熱致顯示元件在該陣列中排列形成複數個行和列，每個熱致顯示元件對應一第一網格和一第二網格。每個熱致顯示單元包括：一封閉殼體；一隔離層，該隔離層設置於該封閉殼體內，並將該封閉殼體分成第一空間和第二空間；一第一加熱元件設置在該封閉殼體上靠近第一空間的一端；一第二加熱元件設置在該封閉殼體上靠近第二空間的一端；一熱致變色材料層，該熱致變色材料層設置於第一空間內，該熱致變色材料層用於在第一加熱元件的作用下通過釋放或吸收氣體發生顏色變化；一吸附材料層，該吸附材料層設置於第二空間內。該吸附材料層用於透過隔離層吸收所述熱致變色材料層釋放的氣體或在第二加熱元件的作用下釋放氣體。每一行熱致顯示元件的第一加熱元件分別與一第一行電極，每一列第一加熱元件和一第一列電極電連接；每一行熱致顯示元件的第二加熱元件分別與一第二行電極，每一列第二加熱元件和一第二列電極電連接。

與先前技術相比較，所述之熱致顯示元件和熱致顯示裝置中，通過第一加熱元件加熱第一空間使該第一空間內的熱致變色材料層失水產生氣體發生顏色變化；該熱致變色材料產生的氣體穿過隔離層被第二空間的吸附材料層吸收，通過第二加熱元件加熱該吸附材料層，使吸附材料層吸附的物質蒸發之後穿過隔離層到達第一空間，使熱致變色材料層得水復原成原色，從而實現該熱致顯 示元件和熱致顯示裝置的顯示效果。所述之熱致顯示元件和熱致顯示裝置中的熱致顯色材料層的顏色變化較多，可以實現熱致顯示裝置的彩色顯示。

100，200，300‧‧‧熱致顯示元件

102，202，302‧‧‧封閉殼體

1022，2022，3022‧‧‧上基板

1024，2024，3024‧‧‧下基板

1026，2026，3026‧‧‧側板

2142，2162‧‧‧延伸部

3026a‧‧‧第一導電部

3026b‧‧‧第二導電部

3026c‧‧‧絕緣層

104，204，304‧‧‧隔離層

106，206，306‧‧‧第一加熱元件

108，208，308‧‧‧第二加熱元件

110，210，310‧‧‧熱致變色材料層

112，212，312‧‧‧吸附材料層

114，214，314‧‧‧第一電極

116，216，316‧‧‧第二電極

120，220，320‧‧‧第一空間

122，222，322‧‧‧第二空間

40‧‧‧熱致顯示裝置

42‧‧‧第一電極板

44‧‧‧第二電極板

420‧‧‧第一表面

440‧‧‧第二表面

422‧‧‧第一行電極

424‧‧‧第一列電極

442‧‧‧第二行電極

444‧‧‧第二列電極

426‧‧‧第一網格

446‧‧‧第二網格

第1圖係本發明第一實施例的熱致顯示元件的俯視示意圖。

第2圖係本發明第一實施例的熱致顯示元件的側面剖視圖。

第3圖係本發明第一實施例的熱致顯示元件中用作加熱元件的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。

第4圖係本發明第一實施例的熱致顯示元件中用作加熱元件的奈米碳管絮化膜的掃描電鏡照片。

第5圖係本發明第一實施例的熱致顯示元件中用作加熱元件的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。

第6圖係本發明第二實施例的熱致顯示元件的側視剖面示意圖。

第7圖係本發明第三實施例的熱致顯示元件的側視剖面示意圖。

第8圖係本發明第四實施例的熱致顯示裝置的側視示意圖。

第9圖係圖8熱致顯示裝置中第一電極板的俯視示意圖。

第10圖係圖8熱致顯示裝置中第二電極板的俯視示意圖。

以下將結合附圖對本發明的熱致顯示元件和熱致顯示裝置作進一步的詳細說明。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種熱致顯示元件100，該熱致顯示元件100包括一封閉殼體102；一隔離層104，該隔離層104設置於該封閉殼體102內，並將該封閉殼體102分成第一空間120和第二空間122；一第一加熱元件106，該第一加熱元件106用於加熱第一空間120；一第二加熱元件108，該第二加熱元件108用於加熱第二空間122；一熱致變色材料層110，該熱致變色材料層110設置於第一空間120內，該熱致變色材料層110在一固定溫度下產生水蒸汽發生顏色變化；一吸附材料層112，該吸附材料層112設置於第二空間122內。該熱致顯示元件進一步包括至少兩個第一電極114和至少兩個第二電極116。該至少兩個第一電極114分別與該第一加熱元件106電連接，該至少兩個第二電極116分別與該第二加熱元件108電連接。

所述封閉殼體102的形狀不限，可以為立方體、長方體、三棱柱、圓柱體等結構。所述封閉殼體102由上基板、下基板和側板封裝形成。所述上基板、下基板或側板的形狀不限，可以為平面版狀結構，也可以為弧狀結構。本實施例中，所述封閉殼體102為一立方體結構，其包括一上基板1022及一下基板1024，該上基板1022和該下基板1024相對設置。該封閉殼體102進一步包括四個側板1026，該四個側板1026設置於上基板1022和下基板1024之間。所述上基板1022、下基板1024與四個側板1026封裝形成該封閉殼體102。所述上基板1022為一透明絕緣基板，其材料可以為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)、聚醯亞胺(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1024及四個側板1026的材料為絕緣材料，可以為陶瓷、塑膠、橡膠等。所述上基板1022和下基板1024的材料優選為耐高溫的材料。

所述隔離層104懸空設置於該封閉殼體102內。該隔離層104通過該側板1026懸空設置。隔離層104的形狀不限，只需確保隔離層104的外周緣與側板1026連接，將封閉殼體102內部空間分成兩部分可。該隔離層104的外周緣可通過黏結劑或者機械固定方式固定於側板1026上，也可以鑲嵌於該側板1026上。優選地，所述隔離層104與上基板1022或/和下基板1024相互平行。本實施例中，所述隔離層104與上基板1022和下基板1024的形狀相同，並平行於上基板1022和下基板1024，該隔離層104的外周緣分別通過黏結劑固定於四個側板1026上。所述隔離層104具有複數個微孔，以使第一空間120和第二空間122之間可以有氣體通過。所述隔離層104可以為高分子材料製作形成的半透膜，如細胞壁、膀胱膜或羊皮紙等。該隔離層104還可以為一多孔基底的孔內沉積有其他材料形成的半透壁，如在無釉陶瓷的孔內沉積鐵氰化銅顆粒形成的隔離層104。該隔離層104用於隔離第一空間120和第二空間122，使該第一空間120和第二空間122之間只能通過氣體，不能通過液體或固體。隔離層104的厚度不限，優選為1微米~1毫米。本實施例中，所述隔離層104為厚度為100微米的羊皮紙。

所述第一空間120由上基板1022、隔離層104和四個側板1026圍成。所述第二空間122由下基板1024、隔離層104和四個側板1026圍 成。所述第一空間120和第二空間122分別位於隔離層104的兩側。第一空間120和第二空間122的大小和形狀可以相同也可以不同。第一空間120的大小和形狀由上基板1022與隔離層104之間的距離和側板1026之間的距離。第二空間122的大小和形狀由下基板1024與隔離層104之間的距離和側板1026之間的距離決定。第一空間120和第二空間122的大小和形狀可以相同也可以不同。本實施例中，第一空間120和第二空間122的大小和形狀相同。

所述熱致變色材料層110在一固定溫度下可產生氣體。該熱致變色材料層110的材料可以為含有內結晶水的銅(Cu)、鈷(Co)或鎳(Ni)等的無機鹽類的熱致變色材料，這類熱致變色材料被加熱到一固定溫度時失去結晶水引起顏色變化。具體地，該熱致變色材料層110的材料包括CuSo₄ 5H₂O、NiCl₂ C₆H₁₂N₄ H₂O、CoCl₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、CoBr₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、CoI₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、CoSo₄ C₆H₁₂N₄ 9H₂O、CuSo₄ 2C₆H₁₂N₄ 5H₂O、NiBr₂ 2 C₆H₁₂N₄ 10H₂O、NiCl₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O或Co(No₃)₂2C₆H₁₂N₄ 10H₂O等。該熱致變色材料還可以為變色矽膠。該熱致變色材料層110填充於第一空間120內部，所述第一加熱元件106用於加熱該熱致變色材料層110，使該熱致變色材料層110在一固定溫度下失水發生顏色變化，從而實現熱致顯示元件100的顯示功能。

所述吸附材料層112為吸水性或吸附性較強的材料，可以為聚炳烯酸酯、聚乙烯醇、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚環氧乙烷或澱粉接校共聚物等。可以理解，該吸附材料層112還可以為多孔性 的吸附性較強的材料，如海綿或活性炭等。該吸附材料層112填充於第二空間122內，第二加熱元件108用於加熱該吸附材料層112。

所述第一加熱元件106可設置於上基板1022的內表面或外表面。本實施例中，第一加熱元件106位於上基板1022的外表面，通過該上基板1022向第一空間120提供熱量。本實施例所述第一加熱元件106為一透明層狀結構。所述第一加熱元件106可以為一氧化銦錫(ITO)膜或一奈米碳管層狀結構。所述第二加熱元件108可設置於下基板1024的外表面或內表面。本實施例中，所述第二加熱元件108設置於下基板1024的外表面，通過該下基板1024向第二空間122提供熱量。該第二加熱元件108為一層狀結構，可以透明也可以不透明。所述第二加熱元件108可以為一金屬層、一ITO膜或一奈米碳管層狀結構。

所述奈米碳管層狀結構包括至少一層奈米碳管膜。當奈米碳管層狀結構包括至少兩層奈米碳管膜時，該至少兩層奈米碳管膜層疊設置或並排設置。所述奈米碳管膜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。該奈米碳管膜中的奈米碳管為無序或有序排列。這裏的無序排列指奈米碳管的排列方向無規律，這裏的有序排列指至少多數奈米碳管的排列方向具有一定規律。具體地，當奈米碳管膜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；當奈米碳管層狀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。本實施例中，優選地，所述奈米碳管層狀結構包括複數 個層疊設置的奈米碳管膜，且該奈米碳管層狀結構的厚度優選為0.5奈米~1毫米。優選地，該奈米碳管層狀結構的厚度為100奈米~0.1毫米。可以理解，當奈米碳管層狀結構的透明度與奈米碳管層狀結構的厚度有關，當奈米碳管層狀結構的厚度越小時，該奈米碳管層狀結構的透光度越好。所述奈米碳管層狀結構的單位面積熱容小於2×10^-4焦耳每平方厘米開爾文。優選地，所述奈米碳管層狀結構的單位面積熱容可以小於等於1.7×10^-6焦耳每平方厘米開爾文。由於奈米碳管的熱容較小，所以由該奈米碳管層狀結構構成的加熱元件具有較快的熱回應速度，可用於對物體進行快速加熱。可以理解，奈米碳管層狀結構的熱回應速度與其厚度有關。在相同面積的情況下，奈米碳管層狀結構的厚度越大，熱回應速度越慢；反之，奈米碳管層狀結構的厚度越小，熱回應速度越快。

請參閱圖3，所述奈米碳管膜可以為一奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜為從奈米碳管陣列中直接拉取獲得的一種奈米碳管膜。每一奈米碳管膜是由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管為基本沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向是指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管是通過凡德瓦爾力首尾相連。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。當然，所述奈米碳管膜中存在少 數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於(或固定於)間隔一固定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續的通過凡德瓦爾力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。

所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米，寬度與拉取該奈米碳管拉膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限。

當所述奈米碳管層狀結構採用奈米碳管拉膜時，其可以包括層疊設置的多層奈米碳管拉膜，且相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管之間沿各層中奈米碳管的軸向形成一交叉角度α，α大於等於0度小於等於90度(0°≦α≦90°)。所述複數個奈米碳管拉膜之間或一個奈米碳管拉膜之中的相鄰的奈米碳管之間具有間隙，從而在奈米碳管結構中形成複數個微孔，微孔的孔徑約小於10微米。

請參見圖4，所述奈米碳管膜還可以為一奈米碳管絮化膜。所述奈米碳管絮化膜為通過一絮化方法形成的奈米碳管膜。該奈米碳管絮化膜包括相互纏繞且均勻分佈的奈米碳管。所述奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引、纏繞，形成網路狀結構。所述奈米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜的長度和寬度不限。由於在奈米碳管絮化膜中，奈米碳管相互纏繞，因此該奈米碳管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結構，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述奈米碳管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度為1微米~1毫米。

所述奈米碳管膜還可以為通過碾壓一奈米碳管陣列形成的奈米碳管碾壓膜。該奈米碳管碾壓膜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。奈米碳管也可以是各向同性的。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互部分交疊，並通過凡德瓦爾力相互吸引，緊密結合。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與形成奈米碳管陣列的生長基底的表面形成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度(0≦β≦15°)。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。請參閱圖5，當沿同一方向碾壓時，奈米碳管沿一固定方向擇優取向排列。可以理解，當沿不同方向碾壓時，奈米碳管可沿複數個方向擇優取向排列。該奈米碳管碾壓膜厚度不限，優選為為1微米~1毫米。該奈米碳管碾壓膜的面積不限，由碾壓出膜的奈米碳管陣列的大小決定。當奈米碳管陣列的尺寸較大時，可以碾壓制得較大面積的奈米碳管碾壓膜。

採用奈米碳管層狀結構作為第一加熱元件106或第二加熱元件108時具有以下優點：其一，由於奈米碳管層狀結構由奈米碳管構成，奈米碳管不易被氧化，因此第一加熱元件106或第二加熱元件108的壽命較長；其二，所述奈米碳管狀結構的密度較小，因此該熱致顯示元件100的品質較輕；其三，奈米碳管層狀結構具有較好的柔韌性，可以任意彎折而不被破壞，因此，該熱致顯示元件100可以做成柔性結構；其四，由於奈米碳管的熱容較小，所以由該奈米碳管層狀結構構成的加熱元件具有較快的熱回應速度，可用於對物體進行快速加熱，所以該熱致顯示元件100反應速度較快，可以快速的顯示和擦拭。

所述至少兩個第一電極114用於連接第一加熱元件106和外部電路，使外部電路通過該至少兩個第一電極114向第一加熱元件106通入電流，從而使該第一加熱元件106產生焦耳熱，起到加熱作用。所述至少兩個第一電極114設置於第一加熱元件106的表面。所述之至少兩個第一電極114可通過一導電黏結劑(圖未示)設置於該第一加熱元件106的表面，導電黏結劑在實現第一電極114更好地固定於第一加熱元件106的表面同時，還可以使第一電極114與第一加熱元件106之間保持良好的電接觸。該導電黏結劑可以為銀膠。所述至少兩個第一電極114由導電材料製成，其形狀不限，可為導電膜、金屬片或者金屬引線。當該至少兩個第一電極114設置於該第一加熱元件106的表面時，為防止該至少兩個第一電極114影響第一加熱元件106的透光性，該第一電極114的數量優選為兩個，且該第一電極114為線狀或帶狀結構或者第一電極 114為透光性良好的材料。該至少兩個第一電極114分別為一層導電膜。該導電膜的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導電銀膠、導電聚合物或導電性奈米碳管等。該金屬或合金材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、鈦、釹、鈀、銫或其任意組合的合金。本實施例中，第一電極114的數量為兩個，第一電極114為帶狀金屬鈀膜，厚度為5微米，該兩個第一電極114分別設置於第一加熱元件106的兩端，並相互平行。當第一加熱元件106採用一奈米碳管層狀結構，該奈米碳管層狀結構包括複數個有序的奈米碳管時，該複數個有序奈米碳管的軸向基本垂直於該至少兩個第一電極114。進一步地，所述至少兩個第一電極114分別通過電極引線(圖未示)與外部電路電連接。

所述至少兩個第二電極116用於連接第二加熱元件108和外部電路，使外部電路通過該至少兩個第二電極116向第二加熱元件108通入電流，從而使該第二加熱元件108產生焦耳熱，起到加熱作用。所述至少兩個第二電極116設置於第二加熱元件108的表面。所述至少兩個第二電極116的材料和第一電極114的材料相同，第二電極116和第二加熱元件108之間的設置方式與第一電極114和第一加熱元件106之間的設置關係相同。進一步地，所述至少兩個第二電極116分別通過電極引線(圖未示)與外部電路電連接。

本實施例所提供的熱致顯示元件100在使用時，當在第一加熱元件106上施加電壓時，該第一加熱元件106中有電流通過產生焦耳熱，對熱致變色材料層110加熱，該熱致變色材料層110溫度足夠高時失水產生水蒸氣，此時該熱致變色材料層110發生顏色變化 。該熱致變色材料層110產生的水蒸氣通過該隔離層104，被吸附材料層112吸收並儲存。當需要熱致變色材料層110的顏色恢復原色時，在第二加熱元件108上施加電壓，產生焦耳熱，使第二加熱元件108加熱該吸附材料層112，使吸附材料層112吸附的水分蒸發並通過隔離層，使熱致變色材料層110得水形成結晶水，恢復至原色。由於上基板1022和第一加熱元件106均為透明材料，該熱致變色材料層110的顏色變化通過該上基板1022和第一加熱元件106顯示，實現該熱致顯示元件100的顯視功能。

本發明提供的熱致顯示元件和熱致顯示裝置具有以下優點：第一，所述之熱致顯示元件和熱致顯示裝置通過加熱元件加熱至變色材料層，使該熱致變色材料層產生氣體發生顏色變化，由於熱致變色材料層的材料顏色比較豐富，可實現彩色顯示；第二，所述熱致顯示元件和熱致顯示裝置無需帶電粒子，成本較低；第三，所述熱致熱致顯示元件即使在斷電的情況下，也可以使熱致變色材料層保持一定的顏色，依然可以實現彩色顯示，該熱致變色元件可以實現雙穩態顯示，有利於節約能源。所述熱致顯示元件和熱致顯示裝置可以應用於廣告、報紙、圖書等領域。

請參見圖6，本發明第二實施例提供一種熱致顯示元件200，該熱致顯示元件200包括一封閉殼體202；一隔離層204，該隔離層204設置於該封閉殼體202內，並將該封閉殼體202分成第一空間220和第二空間222；一第一加熱元件206，該第一加熱元件206用於加熱第一空間220；一第二加熱元件208，該第二加熱元件208用於加熱第二空間222；一熱致變色材料層210，該熱致變色材料層 210設置於第一空間220內，該熱致變色材料層210在一固定溫度下發生相變產生顏色變化；一吸附材料層212，該吸附材料層212設置於第二空間222內。該熱致顯示元件可進一步包括至少兩個第一電極214和至少兩個第二電極216。該至少兩個第一電極214分別與該第一加熱元件206電連接，該至少兩個第二電極216分別與該第二加熱元件208電連接。所述封閉殼體202包括一上基板2022、一下基板2024及四個側板2026。

本實施例所提供的熱致顯示元件200與第一實施例所提供的熱致顯示元件100的結構基本相同，其不同之處在於，所述第一加熱元件206、第二加熱元件208的位置及第一電極214、第二電極216的設置方式。

所述第一加熱元件206設置於上基板2022的內表面，位於第一空間220的內部，與熱致變色材料層210直接接觸。所述第二加熱元件208設置於下基板2024的內表面，位於第二空間222的內部，與吸附材料層212直接接觸。

所述至少兩個第一電極214分別與第一加熱元件206電連接。本實施例中，第一電極214的數量為兩個，該兩個第一電極214分別位於第一加熱元件206的兩端，每個第一電極214與第一加熱元件206相互接觸。第一電極214包括一延伸部2142，該延伸部2142延伸至封閉殼體202的外部。該第一電極214的延伸部2142使該第一電極214與外部電路電連接。

所述至少兩個第二電極216分別與第二加熱元件208電連接。本實 施例中，第二電極216的數量為兩個，分別位於第二加熱元件208的兩端，每個第二電極216與第二加熱元件208相互接觸。第二電極216包括一延伸部2162，該延伸部2162延伸至封閉殼體202的外部。該第二電極216的延伸部2162使該第二電極216與外部電路電連接。

本實施例所提供的熱致顯示元件200，由於第一加熱元件206和第二加熱元件208分別位於第一空間220和第二空間222的內部，可以分別直接向熱致變色材料層210和吸附材料層212加熱，熱量損耗較少，且加熱速度較快，使熱致顯示元件200的顯示速度較快。

請參見圖7，本發明第三實施例提供一種熱致顯示元件300，該熱致顯示元件300包括一封閉殼體302；一隔離層304，該隔離層304設置於該封閉殼體302內，並將該封閉殼體302分成第一空間320和第二空間322；一第一加熱元件306，該第一加熱元件306用於加熱第一空間320；一第二加熱元件308，該第二加熱元件308用於加熱第二空間322；一熱致變色材料層310，該熱致變色材料層310設置於第一空間320內，該熱致變色材料層310在一固定溫度下發生相變產生顏色變化；一吸附材料層312，該吸附材料層312設置於第二空間322內。所述封閉殼體302包括一上基板3022、一下基板3024及四個側板3026。

本實施例所提供的熱致顯示元件300與第二實施例所提供的熱致顯示元件200的結構大致相同，其區別在於，所述封閉殼體302的側板3026的結構不同。

所述封閉殼體302的四個側板3026中，兩個相對設置的側板3026分別由兩部分構成。該兩個相對設置的側板3026中，每個側板3026包括一第一導電部3026a和一第二導電部3026b，該第一導電部3026a和第二導電部3026b之間通過一絕緣層3026c相互絕緣。該第一導電部3026a、絕緣層3026c和第二導電部3026b構成該側板3026。第一導電部3026a和第一加熱元件306電連接，第二導電部3026b與第二加熱元件308電連接。本實施例中，兩個相對的側板3026中，每個側板3026的第一導電部3026a分別設置於第一加熱元件306的表面，第二導電部3026b分別設置於第二加熱元件308的表面。所述第一導電部3026a用於使第一加熱元件306與外部電路電連接，第二導電部3026b用於使第二加熱元件308與外部電路電連接。可以理解，為防止兩個相對的第一導電部3026a之間短路或防止兩個相對的第二導電部3026b之間短路，所述封閉殼體302的另外兩個相對的側板3026為絕緣材料。

本發明進一步提供一種應用上述熱致顯示元件的熱致顯示裝置。所述熱致顯示裝置包括複數個熱致顯示元件按行列式排布形成一圖元陣列；以及一驅動電路和複數個電極引線，該驅動電路通過所述複數個電極引線分別控制每個熱致顯示元件的加熱元件獨立工作。具體地，本發明實施例將複數個熱致顯示元件中的第一加熱元件共用一第一電極板，複數個熱致變色原件的第二加熱元件共用一個第二電極板，並通過第一電極板和第二電極板上的行列電極形成的定址電路獨立控制每個熱致顯示元件工作以實現顯示效果。以下將以應用本發明第一實施例的熱致顯示元件100的熱 致變色顯示裝置為例，對本發明的熱致變色顯示裝置作進一步的詳細說明。

請參見圖8，本發明第四實施例提供一種使用上述熱致顯示元件100的熱致顯示裝置40。該熱致顯示裝置包括一第一電極板42、一第二電極板44及設置於該第一電極板42和第二電極板44之間的複數個熱致顯示元件100。所述第一電極板42和第二電極板44相對設置。

請參見圖9，所述第一電極板42為一透明基板，其包括一第一表面420。所述第一電極板42包括複數個第一行電極422和複數個第一列電極424，該複數個第一行電極422和複數個第一列電極424交叉設置於該第一電極板42的第一表面420。該複數個第一行電極422和複數個第一列電極424之間相互絕緣。所述複數個第一行電極422之間間隔設置，所屬複數個第一列電極424之間間隔設置。相鄰的兩個第一行電極422和相鄰的兩個第一列電極424之間形成一第一網格426。請參見圖10，所述第二電極板44包括一第二表面440。所述第二電極板44的結構與第一電極板42的結構相同，其包括設置在第二電極板44的第二表面440的複數個第二行電極442、複數個第二列電極444和複數個第二網格446。

所述第一電極板42的第一表面420和第二電極板44的第二表面440面對設置，所述第一表面420上的複數個第一行電極422、複數個第一列電極424和複數個第一網格426與第二表面440上的複數個第二行電極442、複數個第二列電極444和複數個第二網格446分別一一對應。每兩個對應設置的第一網格426和第二網格446構成 一顯示單元。每個熱致顯示元件100設置於一個顯示單元中，位於第一電極板42和第二電極板44之間。該複數個熱致顯示元件100排列形成複數個行和列。每個熱致顯示元件100對應該熱致顯示裝置40的一個圖元點。請一併參見圖2，每個熱致顯示元件100的上基板1022位於第一電極板42的第一網格426中，並與該第一電極板42的第一表面420相互接觸。該熱致顯示元件100的下基板1024位於與該第一網格426對應設置的第二網格446內，並與第二電極板44相互接觸。所述上基板1022上的兩個第一電極114分別與組成該第一網格426的一個第一行電極422和一個第一列電極424電連接。該兩個第一電極114可分別通過電極引線與該第一行電極422和第一列電極424電連接。即，每一行的熱致顯示元件100的一個第一電極114與一個第一行電極422電連接，每一列的熱致顯示元件100的一個第一電極114與一個第一列電極424電連接。每個所述下基板1024上的兩個第二電極116分別與組成該第二網格446的一個第二行電極442和一個第二列電極444電連接，即，每一行的熱致顯示元件100的一個第二電極116與一個第二行電極442電連接，每一列的熱致顯示元件100的一個第二電極116與一個第二列電極444電連接。

進一步地，所述第一電極板42和第二電極板44之間可進一步包括至少一支撐結構(圖未示)。該至少一支撐結構用於支撐第一電極板42和第二電極板44，使第一電極板42和第二電極板44間隔設置，從而使熱致顯示元件100位於第一電極板42和第二電極板44之間。該至少一支撐結構可防止第一電極板42或第二電極板44對 熱致顯示元件產生壓力，對熱致顯示元件100具有保護作用。具體地，該至少一支撐結構可以為設置在第一電極板42和第二電極板44之間的一邊框，該至少一支撐結構與第一電極板42和第二電極板44封裝形成一封閉結構，該複數個熱致顯示元件100位於該封閉結構內。

該熱致顯示裝置通過第一電極板和第二電極板上的行列電極，第一加熱元件和第二加熱元件，實現該熱致顯示裝置的顯示效果和擦拭效果。同時，通過控制不同的行列電極的導通，實現不同圖元點的顯示，從而顯示不同的圖樣或字型。

另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

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。舉凡熟悉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‧‧‧熱致顯示元件

102‧‧‧封閉殼體

1022‧‧‧上基板

1024‧‧‧下基板

1026‧‧‧側板

104‧‧‧隔離層

106‧‧‧第一加熱元件

108‧‧‧第二加熱元件

110‧‧‧熱致變色材料層

112‧‧‧吸附材料層

114‧‧‧第一電極

116‧‧‧第二電極

120‧‧‧第一空間

122‧‧‧第二空間

Claims (20)

1. 一種熱致顯示元件，其包括：一封閉殼體；一隔離層，該隔離層設置於該封閉殼體內，並將該封閉殼體分成第一空間和第二空間，該隔離層具有複數個能通過氣體且能阻隔液體或固體的通孔；一第一加熱元件，該第一加熱元件設置在該封閉殼體靠近第一空間的一端；一熱致變色材料層，該熱致變色材料層設置於第一空間內，該熱致變色材料層通過釋放或吸收水蒸氣發生顏色變化；一第二加熱元件，該第二加熱元件設置在該封閉殼體靠近第二空間的一端；以及一吸附材料層，該吸附材料層設置於第二空間內，用於透過隔離層吸收所述熱致變色材料層釋放的氣體或在第二加熱元件的作用下釋放氣體。
2. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述封閉殼體包括至少一透明部分位於封閉殼體靠近熱致變色材料層的一端。
3. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述封閉殼體由上基板、下基板和側板封裝形成。
4. 如請求項3所述之熱致顯示元件，其中，所述封閉殼體包括四個側板，每兩個側板相對設置，所述四個側板中的兩個相對的側板中每個側板包括一第一導電部和一第二導電部，該第一導電部和 第二導電部相互絕緣，所述第一導電部與第一加熱元件電連接，所述第二導電部與第二加熱元件電連接，另兩個相對的側板為絕緣材料。
5. 如請求項3所述之熱致顯示元件，其中，所述隔離層的周邊固定於側板，所述第一空間位於上基板和隔離層之間，所述第二空間位於下基板與隔離層之間，所述上基板為一透明基板。
6. 如請求項3所述之熱致顯示元件，其中，所述第一加熱元件為一透明層狀結構，該第一加熱元件設置於所述上基板的內表面或外表面，所述上基板為一透明基板。
7. 如請求項6所述之熱致顯示元件，其中，所述第一加熱元件為氧化銦錫膜或奈米碳管層狀結構。
8. 如請求項7所述之熱致顯示元件，其中，所述第二加熱元件設置於所述下基板的內表面或外表面，所述第二加熱元件為金屬層、氧化銦錫膜或奈米碳管層狀結構。
9. 如請求項7或8所述之熱致顯示元件，其中，當採用奈米碳管層狀結構作為加熱元件時，所述奈米碳管層狀結構包括至少一層奈米碳管膜，該奈米碳管膜包括複數個奈米碳管通過凡德瓦爾力相互連接。
10. 如請求項9所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管膜中的大多數奈米碳管基本朝同一方向延伸，且基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。
11. 如請求項9所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管層狀結構的單位面積熱容小於2×10^-4焦耳每平方厘米開爾文。
12. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述熱致變色材料層在第一加熱元件作用達到一溫度時失水並產生水蒸氣發生顏色變化，水蒸氣通過隔離層被吸附材料層吸收；所述吸附材料層在第二加熱元件作用下釋放水蒸氣，水蒸氣通過隔離層被熱致變色材料層吸收恢復原來的顏色。
13. 如請求項12所述之熱致顯示元件，其中，所述熱致變色材料層的材料為含有內結晶水的銅、鈷或鎳的無機鹽類。
14. 如請求項13所述之熱致顯示元件，其中，所述熱致變色材料層的材料包括CuSo₄ 5H₂O、NiCl₂ C₆H₁₂N₄ H₂O、CoCl₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、CoBr₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、CoI₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、CoSo₄ C₆H₁₂N₄ 9H₂O、CuSo₄ 2C₆H₁₂N₄ 5H₂O、NiBr₂ 2 C₆H₁₂N₄ 10H₂O、NiCl₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O、Co(No₃)₂ 2C₆H₁₂N₄ 10H₂O。
15. 如請求項12所述之熱致顯示元件，其中，所述熱致變色材料層的材料為矽膠。
16. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述吸附材料層的材料為聚炳烯酸酯、聚乙烯醇、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚環氧乙烷或澱粉接校共聚物。
17. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述隔離層包括複數個微孔，所述水蒸氣通過該隔離層的複數個微孔在第一空間和第二空間之間流動。
18. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述隔離層為細胞壁、膀胱膜或羊皮紙。
19. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，進一步包括兩個第一電極間隔地與第一加熱元件電連接，以及兩個第二電極間隔地與第 二加熱元件電連接。
20. 一種熱致顯示裝置，其包括：一第一電極板，該第一電極板包括複數個第一行電極和複數個第一列電極，該複數個第一行電極和複數個第一列電極交叉設置形成複數個第一網格；一第二電極板，該第二電極板包括複數個第二行電極和複數個第二列電極，該複數個第二行電極和複數個第二列電極交叉設置形成複數個第二網格，所述第二電極板與第一電極板相對設置，第一網格和第二網格一一對應，每兩個對應得第一網格與第二網格構成一個顯示單元；複數個熱致顯示元件，每個熱致顯示元件分別對應設置於每個顯示單元中，位於第一電極板和第二電極板之間；每個熱致顯示元件包括：一封閉殼體；一隔離層，該隔離層設置於該封閉殼體內，並將該封閉殼體分成第一空間和第二空間，該隔離層具有複數個能通過氣體且能阻隔液體或固體的通孔；一第一加熱元件設置於該封閉殼體靠近第一空間的一端；一熱致變色材料層，該熱致變色材料設置於第一空間內，該熱致變色材料通過釋放或吸收氣體發生顏色變化；一第二加熱元件，設置於該封閉殼體靠近第二空間的一端；一吸附材料層，該吸附材料層設置於第二空間內，用於透過隔離層吸收所述熱致變色材料層釋放的氣體或在第二加熱層的作用下釋放該氣體；每個熱致顯示元件的第一加熱元件分別與第一電極板的第一行電極和第一列電極電連接；每個熱致顯示元件的第二加熱元件分別與第二電極板的第二行電 極和第二列電極電連接。