TWI487971B - 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，電子紙係一種比較常用的不需要背光源的顯示裝置。電子紙係一種新的資訊載體，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。

為了解決上述問題，先前技術中提出了一種利用熱致顯示技術的電子紙。該電子紙中的透明的加熱元件通常為氧化銦錫(ITO)。ITO雖然具有較高的透明度，但ITO在潮濕的環境中各種性能均會下降，尤其係導電性及機械穩定性會下降，從而影響了電子紙中的熱致顯示元件的靈敏度及使用壽命，進一步影響了電子紙的靈敏度及使用壽命。

有鑒於此，確有必要提供一具有較高靈敏度及較長使用壽命的熱致顯示元件及顯示裝置。

一種熱致顯示元件，其包括：一封閉殼體，該封閉殼體包括至少一透明部；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，該隔離層為不透明結構，該隔離層包括複數微孔；一第一加熱元件，該第一加熱元件設置在封閉殼體上靠近第一空間的一端；一第二加熱元件，該第二加熱元件設置在封閉殼體上靠近第二空間的一端；一有色顯色材料層，該有色顯色材料層以非氣相狀態存在於第一空間或者第二空間內，該有色顯色材料層在第一加熱元件或第二加熱元件的作用下通過非氣相與氣相之間轉換來實現在第一空間和第二空間之間位置轉換，其中，所述第一加熱元件包括至少一奈米碳管膜，該奈米碳管膜包括複數奈米碳管線以及複數奈米碳管團簇，該複數奈米碳管線相互間隔設置，該複數奈米碳管團簇設置於該複數奈米碳管線之間，且位於相鄰之奈米碳管線之間的複數奈米碳管團簇相互間隔設置。

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第一行電極和複數第一列電極，該複數第一行電極和複數第一列電極交叉設置形成複數第一網格；一第二電極板，該第二電極板包括複數第二行電極和複數第二列電極，該複數第二行電極和複數第二列電極交叉設置形成複數第二網格，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，每對對應的第一網格與第二網格構成一個顯示單元；以及複數熱致顯示元件，每個熱致顯示元件分別對應設置於每個顯色單元中，位於第一電極板與第二電極板之間，該熱致顯示元件為上述熱致顯示元件；每個熱致顯示元件的第一加熱元件串聯在第一電極板的一第一行電極和一第一列電極之間；每個熱致顯示元件的第二加熱元件串聯在第二電極板的一第二行電極和一第二列電極之間。 與先前技術相比較，由於所述奈米碳管具有較高的導電性，較低的比熱容，而且奈米碳管在潮濕的環境下也具有較好的化學穩定性及機械穩定性，所以由奈米碳管組成的奈米碳管膜即使在潮濕的環境下也可以保持有較低的電阻、良好的化學穩定性及機械穩定性，因此，採用奈米碳管膜作為第一加熱元件可以快速加熱所述有色材料，從而使得該熱致顯示元件及使用該熱致顯示元件的顯示裝置具有較高的靈敏度和較長的使用壽命。

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

3026a‧‧‧第一導電部

3026b‧‧‧第二導電部

3026c‧‧‧絕緣層

104，204，304‧‧‧隔離層

1042‧‧‧間隔子

106，206，306‧‧‧第一加熱元件

1060，1070‧‧‧奈米碳管膜

1062‧‧‧奈米碳管線

1064，1074‧‧‧奈米碳管團簇

108，208，308‧‧‧第二加熱元件

110，210，310‧‧‧有色顯色材料層

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

圖1為本發明第一實施例所提供的熱致顯示元件的俯視示意圖。

圖2為本發明第一實施例所提供的熱致顯示元件的側面剖視圖。

圖3為本發明第一實施例採用另一種隔離層的熱致顯示元件的側視剖面圖。

圖4為本發明第一實施例用作第一加熱元件的奈米碳管膜之結構示意圖，其中該奈米碳管膜中的奈米碳管團簇呈陣列排列。

圖5為圖4所示的奈米碳管膜的光學顯微鏡照片圖。

圖6為本發明第一實施例用作第一加熱元件的奈米碳管膜之結構示意圖，其中該奈米碳管膜中的奈米碳管團簇交錯排列。

圖7為本發明第一實施例用作第一加熱元件的奈米碳管膜之結構示意圖，其中該奈米碳管膜中的奈米碳管的排列方向基本一致。

圖8為圖7所示的奈米碳管膜的光學顯微鏡照片圖。

圖9為本發明第二實施例所提供的熱致顯示元件的側視剖面示意圖。

圖10為本發明第三實施例所提供的熱致顯示元件的側視剖面示意圖。

圖11為本發明第四實施例所提供的熱致顯示裝置的側視示意圖。

圖12為圖11熱致顯示裝置中第一電極板的俯視示意圖。

圖13為圖11熱致顯示裝置中第二電極板的俯視示意圖。

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；一有色顯色材料層110，該有色顯色材料層110設置於第一空間120內，該有色顯色材料層110為有色材料，其在一定溫度下發生相變變成氣態，該氣態的有色顯色材料層110可以透過隔離層在第一空間120和第二空間122之間進行位置轉換。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。其中，上基板為顯示面。該上基板為一透明絕緣基板，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)。所述下基板及側板的材料為絕緣材料，可以為陶瓷、塑膠、橡膠、玻璃、透明高分子材料等。所述上基板和下基板的材料優選為耐高溫的材料。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。當上、下基板均為透明基板時，所述熱致顯示元件100還可以實現雙面顯示。本實施例中，所述封閉殼體102為一立方體結構，其包括一透明上基板1022、一下基板1024以及四個側板1026。該上基板1022和該下基板1024相對設置。該四個側板1026設置於上基板1022和下基板1024之間。上基板1022為一透明基板。所述下基板1024及四個側板1026的材料為橡膠。

所述隔離層104的材料為不透明材料，優選為淺色或白色不透明材料。可以理解，隔離層104的顏色應與有色顯色材料層110的顏色差別較大，以實現清晰的顯示效果。所述隔離層104懸空設置於該封閉殼體102內或部分懸空設置於所述封閉殼體102內。所述的懸空設置係指隔離層與封閉殼體102的上基板1022和下基板1024均不接觸。所述部分懸空係指所述隔離層104的一部分係與封閉殼體102的上基板1022或下基板1024相互接觸。請參見圖2，所述隔離層104可以為一不透明的膜狀結構，該膜狀結構的隔離層104懸空設置於該封閉殼體102內。該膜狀結構的隔離層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。所述膜狀結構的隔離層104可以為材料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還可以為一該隔離層104還可以為一通過在多孔基底 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。請參見圖3，所述隔離層104部分懸空設置於所述封閉殼體102內，該隔離層104為由複數小的間隔子1042組成的隔離結構。所述間隔子1042為微珠結構，所述間隔子1042的形狀應該為兩頭小中間大的結構，如梭形、橄欖球形、“中”字形或八面體形。該複數間隔子1042填充於該封閉殼體102內。由於間隔子1042的兩端小中間大的結構，該間隔子1042的中間部分相互接觸，間隔子1042的兩端由於為尖端結構，分別形成第一空間120和第二空間122。間隔子1042的兩端分別與封閉殼體102的上基板1022和下基板1024接觸。該間隔子1042的中間部位相互緊密接觸，以防止形成大的孔洞破壞該隔離層104的不透明性。為防止間隔子1042影響該熱致顯示元件100的顯示效果，該間隔子1042的一端與上基板1022的接觸面積應越小越好。所述間隔子1042的材料可以為陶瓷或塑膠等，優選地，所述間隔子1042的材料具有一定的耐熱性。所述間隔子1042的中間部分相互接觸，由於間隔子1042的表面具有一定的粗糙度，間隔子1042相互接觸的表面具有複數微孔，該複數微孔可以使氣體通過，不能使液體或者固體通過。該微孔的孔徑優選為1微米~100微米。由於微孔的孔徑較小，肉眼難以辨別，所以微孔不會破壞隔離層104的不透明性。所述間隔子1042的形狀不限，只需確保該間隔子1042構成的隔離層104具有複數微孔可以使氣體通過即可。本實施例中，所述隔離層104為一膜狀結構的隔離層，其形狀與上基板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具有複數微孔，以使第一空間120和第二 空間122之間可以有氣體通過。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。本實施例中，所述隔離層104為厚度為100微米不透明的羊皮紙。

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。

所述有色顯色材料層110的材料為有色材料，該有色材料處於固體或者液體狀態。在一固定溫度下，該有色顯色材料層110發生相變變成氣體狀態。該有色顯色材料層110的材料可以為易昇華的固體，如碘、萘等。該熱致有色顯色材料層110也可以為有顏色的液體，如溴。該有色顯色材料層110設置於第一空間120內部或者設置於第二空間122內部。本實施例中，所述有色顯色材料層110位於第二空間122內，由於隔離層104為一不透明結構，有色顯色材料層110無法通過上基板1022顯示顏色。當通過第二加熱元件108通過下基板1024向第二空間122加熱時，使該有色顯色材料層110在一固定溫度下發生相變變成氣體狀態，該氣體狀態的有色顯色材料層110通過隔離層104到達第一空間120，由於第 一空間120內的溫度較低，該氣態狀態的有色顯色材料層110在第一空間120內變回固態或液態。此時，由於上基板1022為一透明基板，該有色顯色材料層110為有色材料，可以通過透明上基板1022實現熱致顯示元件100的顏色顯示。當熱致顯示元件100需要抹除顏色時，通過第一加熱元件106加熱第一空間120，使有色顯色材料層110在一固定溫度下發生相變變成氣體狀態，該氣體狀態的有色顯色材料層110通過隔離層104到達第二空間122，由於第二空間122內的溫度較低，該氣態狀態的有色顯色材料層110在第二空間122內變回固態或液態。第一空間120內沒有有色顯色材料層110，且隔離層104為不透明的材料，所述透明上基板1022不再顯示顏色，實現了熱致顯示元件100的顏色抹除。

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。所述第一加熱元件106為一透明層狀加熱結構。所述第一加熱元件106可以為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、一氧化銦錫(ITO)薄膜或一奈米碳管結構，該奈米碳管結構中的奈米碳管可以有規則、規律排列或雜亂無序排列。

所述奈米碳管層狀結構包括複數奈米碳管。該奈米碳管層狀結構為一自支撐結構。所謂“自支撐結構”即該奈米碳管層狀結構無 需通過一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。該奈米碳管層狀結構包括至少一奈米碳管膜。本實施例中，該奈米碳管層狀結構為單層奈米碳管膜。該奈米碳管膜的具體結構可以為圖4至圖7所示的奈米碳管膜1060、1070。

請參閱圖4及圖5，所述奈米碳管膜1060包括複數奈米碳管。該奈米碳管膜1060包括複數相互間隔設置的奈米碳管線1062以及複數奈米碳管團簇1064，該複數奈米碳管線1062與複數奈米碳管團簇1064通過凡得瓦爾力相互連接。該複數奈米碳管團簇1064通過該複數奈米碳管線1062隔開，且位於相鄰之兩個奈米碳管線1062之間的奈米碳管團簇1064間隔設置。

所述複數奈米碳管線1062基本沿第一方向X延伸且相互間隔設置。優選地，該複數奈米碳管線1062平行且等間距設置，該複數奈米碳管線1062設置於同一個平面內。所述奈米碳管線的橫截面可以為類橢圓形、類圓形、扁平狀、或者其他形狀。優選地，該奈米碳管線的橫截面為類圓形。每個奈米碳管線1062的直徑大於等於0.1微米，且小於等於100微米。優選地，每個奈米碳管線1062的直徑大於等於5微米，且小於等於50微米。該複數奈米碳管線1062之間的間隔不限，優選地，相鄰之奈米碳管線1062之間的間距大於0.1毫米。所述複數奈米碳管線1062的直徑及間隔可以根據實際需要確定。優選地，該複數奈米碳管線1062的直徑基本相等。每個奈米碳管線1062包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管基本沿所述第一方向X擇優取向排列，即，該奈米碳管線1062中的奈米碳管沿該奈米碳管線1062的軸向擇優取向排列。位於所述奈米碳管線1062的軸向上的相鄰之奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相 連。優選地，該複數奈米碳管的軸向基本與該奈米碳管線1062的軸向平行。其中，所述第一方向X基本平行於所述奈米碳管線1062的軸向及所述奈米碳管的軸向。所以，該奈米碳管膜1060在該奈米碳管線1062的延伸方向X上具有較好的導電性能。本文所指奈米碳管線的“直徑”指的係奈米碳管線的“有效直徑”，奈米碳管線在其橫截面上的最大長度。所謂“類橢圓形”、“類圓形”分別指所述奈米碳管線的橫截面接近橢圓形、接近圓形。

所述複數奈米碳管團簇1064在第二方向Y上間隔設置，且搭接於相鄰之奈米碳管線1062之間，使得該奈米碳管膜1060具有自支撐特性，為一自支撐結構。該複數奈米碳管團簇1064在第二方向Y上間隔設置，且通過所述複數奈米碳管線1062區分開；並通過通過凡得瓦爾力與該複數奈米碳管線1062連接在一起。該複數奈米碳管團簇1064在該奈米碳管膜1060中於第二方向Y上成行排列，形成一導電導熱通路。優選地，位於該奈米碳管膜1060中的奈米碳管團簇1064呈陣列排布，如圖5所示。可以理解，位於第二方向Y上的複數奈米碳管團簇1064可以交錯排列，不成行排列，如圖6所示。其中，該第二方向Y與所述第一方向X相交設置，優選地，該第二方向Y與第一方向X垂直設置。每個奈米碳管團簇1064在所述第二方向Y上的長度基本與與該奈米碳管團簇1064相連的奈米碳管線1062的間距相等。所以，該奈米碳管團簇1064在第二方向Y上的長度優選地大於0.1毫米。另外，位於相鄰之奈米碳管線1062之間的複數奈米碳管團簇1064間隔設置，即，該複數奈米碳管團簇1064在所述第一方向X上間隔設置。優選地，相鄰之奈米碳管團簇1064在第一方向X上的間距大於等於1毫米。

所述奈米碳管團簇1064中的奈米碳管通過凡得瓦爾力相互作用在一起。每個奈米碳管團簇1064中的奈米碳管的軸向與第一方向X的夾角大於等於0度，且小於等於90度。優選地，每個奈米碳管團簇1064中的奈米碳管的軸向延伸方向與所述第一方向X的夾角大於等於45度，且小於等於90度。本實施例中，每個奈米碳管團簇1064中的奈米碳管的軸向基本平行於所述第一方向X的夾角大於等於60度，且小於等於90度。因此，該奈米碳管團簇1064中奈米碳管可以交叉設置形成網狀結構。

由此可見，所述奈米碳管膜1060中的奈米碳管分別形成所述複數奈米碳管線1062及複數奈米碳管團簇1064。優選地，該奈米碳管膜1060僅由奈米碳管組成。該奈米碳管膜1060還包括複數孔隙，該複數孔隙主要係由該奈米碳管膜1060中的複數奈米碳管線1062及複數奈米碳管團簇1064間隔設置形成的。所以，當該複數奈米碳管線1062及複數奈米碳管團簇1064有規律排列時，該複數孔隙也有規律排列。如，當所述複數奈米碳管團簇1064及奈米碳管線1062呈陣列排布時，該複數孔隙也會隨之呈陣列排布。該奈米碳管膜1060中的奈米碳管線1062與奈米碳管團簇1064的面積之和與所述複數孔隙的面積的比值大於0，且小於等於1：19。也可以說，該奈米碳管膜1060中的奈米碳管與所述複數孔隙的面積比大於0，且小於等於1：19。優選地，該奈米碳管膜1060中的奈米碳管的面積與該複數孔隙的面積比大於0，且小於等於1：49。所以，該奈米碳管膜1060的透光度大於等於95%，優選地，該奈米碳管膜的透光度大於等於98%。另外，該奈米碳管膜1060中的奈米碳管線1062通過其中的奈米碳管團簇1064連接一起，從而使得該奈米碳管膜1060具有較好的強度及穩定性，不易破壞。

需要說明的係，該奈米碳管膜1060中的奈米碳管線1062及奈米碳管團簇1064的周圍還存在有少量的奈米碳管，但這些奈米碳管的存在基本上不會影響該奈米碳管膜1060的性質。

該奈米碳管膜1060的製備方法包括以下步驟：提供一初始奈米碳管膜，該初始奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連且沿第一方向擇優取向延伸；圖案化所述初始奈米碳管膜，使所述初始奈米碳管膜在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔；以及，採用溶劑處理所述形成有至少一行通孔的初始奈米碳管膜，使該形成有至少一行通孔的初始奈米碳管膜收縮。優選地，所述溶劑為有機溶劑，乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿等具有較高浸潤性的溶劑。

請參閱圖7及圖8，所述奈米碳管膜1070包括複數奈米碳管，該奈米碳管膜1070包括複數奈米碳管線1062及複數奈米碳管團簇1074。該奈米碳管膜1070的結構及性質與所述奈米碳管膜1060的結構及性質基本相同，不同之處在於每個奈米碳管團簇1074中的奈米碳管的軸向延伸方向與所述第一方向X的夾角大於等於0度，且小於等於45度。優選地，每個奈米碳管團簇1074中的奈米碳管的軸向延伸方向與所述第一方向X的夾角大於等於0度，且小於等於30度。本實施例中，每個奈米碳管團簇1074中的奈米碳管的軸向基本平行於所述第一方向X，也基本平行於所述奈米碳管線1062的軸向。也就係說，該奈米碳管膜1070中的奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列。該奈米碳管膜1070的製備方法與所述奈米碳管膜1060的製備方法基本相同，不同在於溶劑處理步驟中採用的溶 劑優選為水，具有一定濃度的水與有機溶劑的混合溶液等對所述初始奈米碳管膜具有較小介面張力的溶劑。

採用奈米碳管層狀結構作為第一加熱元件106時具有以下優點：第一，由於奈米碳管層狀結構主要由奈米碳管構成，奈米碳管不易被氧化而且即使在潮濕的環境下也具有較好的導電性、化學穩定性及機械穩定性，所以由奈米碳管組成的該奈米碳管層狀結構即使在潮濕的環境下也可以保持有較低的電阻、良好的化學穩定性及機械穩定性，因此第一加熱元件106的壽命較長；第二，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；第三，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；第四，由於奈米碳管的熱容較小，如該單位面積熱容小於2×10^-4焦耳每平方釐米開爾文，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，靈敏度較高，可以快速的顯示和擦拭。第五，由於所述奈米碳管膜的透光度較高，大於等於95%，甚至高於98%，所以使用該奈米碳管膜的熱致顯示元件具有較高的清晰度，進而使得使用該熱致顯示元件的熱致顯示裝置也具有較高的清晰度。

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。所述的至少兩個第一電極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，且該兩個第一電極114與所述奈米碳管膜中的奈米碳管線電連接並設置在奈米碳管線相對設置的兩端。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。可以理解，該第一電極114的數量可以超過兩個，且為偶數個，均勻分佈在第一加熱元件106相對設置的兩側。

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，當有色顯色材料層110位於第一空間120內時，由於有色顯色材料層110的材料為有色材料，所述上基板1022為透明基板，有色顯色材料層110便可通過上基板1022顯示顏色，從而使熱致顯示元件100實現顯示效果。當有色顯色材料層110位於第二空間122內時，由於隔離層104為不透明結構，有色顯色材料層110無法通過上基板1022顯示顏色，從而使該顯示元件100擦拭效果。第一加熱元件106和第二加熱元件108可實現該有色顯色材料層110在第一空間120和第二空間122之間進行位置變換，從而實現熱致顯示元件100的顯示和擦拭效果。通過第一加熱元件106加熱第一空間120，使有色顯色材料層110發生相變變成氣體，透過隔離層104到達第二空間122，由於第二空間122內的溫度較低，有色顯色材料層110恢復固態或液態，即使第一加熱元件106停止加熱，有色顯色材料層110也不會返回第一空間120內。當需要熱致顯示裝置顯示時，通過第二加熱元件108加熱第二空間122，使有色顯色材料層110發生相變變成氣體，透過隔離層104到達第一空間120，由於第一空間120內的溫度較低，有色顯色材料層110恢復固態或液態，即使第二加熱元件108停止加熱，有色顯色材料層110也不會返回第二空間122內。因此，所述的熱致顯示元件和熱致顯示裝置通過加熱元件加熱有色顯色材料層，使有色顯色材料層發生相變變成氣體，該氣態狀態的有色顯色材料層在第一空間和第二空間內發生位置變換從而實現彩色顯示，由於有色顯色材料層的色彩比較豐富 ，所以，該熱致顯示元件的色彩較為豐富。而且，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。另外，所述熱致熱致顯示元件即使在斷電的情況下，也可以使有色顯色材料層保持一定的顏色，依然可以實現彩色顯示，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9，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；一有色顯色材料層210，該有色顯色材料層210設置於第一空間220內，該有色顯色材料層210在一固定溫度下發生相變變成氣體。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。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，與有色顯色材料層210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，可以分別直接向有色顯色材料層210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10，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；一有色顯色材料層310，該有色顯色材料層310設置於第一空間320內，該有色顯色材料層310在一固定溫度下發生相變變成氣體。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。

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。所述封閉殼體302的另外兩個相對設置的側板3026的材料為絕緣材料。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。

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電極引線，該驅動電路通過所述複數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熱致顯示元件中的第一加熱元件共用一第一電極板，複數熱致顯示元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11，本發明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12，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包括複數第一行電極422和複數第一列電極424，該複數第一行電極422和複數第一列電極424交叉設置於該第一電極板42的第一表面420。該複數第一行電極422和複數第一列電極424之間相互絕緣。所述複數第一行電極422之間間隔設置，所屬複數第一列電極424之間間隔設置。相鄰之兩個第一行電極422和相鄰之兩個第一列電極424之間形成一第一網格426。請參見圖13，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的複數第二行電極442、複數第二列電極444和複數第二網格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上的複數第一行電極422、複數第一列電極424和複數第一網格426與第二表面440上的複數第二行電極442、複數第二列電極444和複數第二網格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，且每個熱致顯示元件100中的第一加熱元件106串聯在形成對應的第一網格426的第一行電極422與第一 列電極424之間，第二加熱元件108串聯在形成對應的第二網格446的第二行電極442與第二列電極444之間。該複數熱致顯示元件100排列形成複數行和列。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。通過在不同的熱致顯示元件中設置不同顏色的有色顯色材料層，可以實現複數顏色的顯示。

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‧‧‧有色顯色材料層

114‧‧‧第一電極

116‧‧‧第二電極

120‧‧‧第一空間

122‧‧‧第二空間

Claims (17)

1. 一種熱致顯示元件，其包括：一封閉殼體，該封閉殼體包括至少一透明部分；一隔離層，該隔離層為不透明結構，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該封閉殼體上靠近第一空間的一端；一第二加熱元件，該第二加熱元件設置在該封閉殼體上靠近第二空間的一端；以及一有色顯色材料層，該有色顯色材料層設置於第一空間或第二空間內，該有色顯色材料層在第一加熱元件或第二加熱元件的作用下進行氣相與非氣相之間的轉換實現在第一空間或第二空間的位置轉換；其改良在於，所述第一加熱元件包括至少一奈米碳管膜，該奈米碳管膜包括複數奈米碳管線以及複數奈米碳管團簇，該複數奈米碳管線相互間隔設置，該複數奈米碳管團簇設置於該複數奈米碳管線之間，且位於相鄰之奈米碳管線之間的複數奈米碳管團簇相互間隔設置。
2. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管膜為一自支撐結構，所述奈米碳管線與相鄰之奈米碳管團簇之間通過凡得瓦爾力連接。
3. 如請求項2所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管線沿一第一方向延伸，所述複數奈米碳管團簇在一第二方向上成行排列，所述複數奈米碳管團簇沿該第一方向間隔設置，並於一第二方向通過該複數奈米碳管線隔開且連接，其中該第二方向與所述第一方向交叉設置。
4. 如請求項2所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管線沿一第一方向延 伸，所述複數奈米碳管團簇在一第二方向上交錯排列，該第二方向與所述第一方向交叉設置。
5. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，每個奈米碳管線包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管基本沿奈米碳管線的軸向方向延伸且通過凡得瓦爾力首尾相連。
6. 如請求項5所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管線的直徑大於等於0.1微米，且小於等於100微米。
7. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，每個奈米碳管團簇包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管的軸向平行於所述複數奈米碳管線的軸向。
8. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，每個奈米碳管團簇包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管的軸向與所述複數奈米碳管線的軸向相交設置。
9. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，所述奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管分別組成所述複數奈米碳管線及所述複數奈米碳管團簇，該複數奈米碳管線及該複數奈米碳管團簇分別間隔設置形成複數孔隙；該複數奈米碳管與該複數孔隙的面積比大於0，且小於等於1：19。
10. 如請求項9所述之熱致顯示元件，其中，所述複數奈米碳管與該複數孔隙的面積比大於0，且小於等於1：49。
11. 如請求項1所述之熱致顯示元件，其中，位於相鄰之奈米碳管線之間的相鄰之奈米碳管團簇之間的間距大於1毫米。
12. 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。
13. 如請求項12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，其中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。
14. 如請求項12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。
15. 如請求項12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。
16. 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。
17. 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第一行電極和複數第一列電極，該複數第一行電極和複數第一列電極交叉設置形成複數第一網格；一第二電極板，該第二電極板包括複數第二行電極和複數第二列電極，該複數第二行電極和複數第二列電極交叉設置形成複數第二網格，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，每對對應的第一網格與第二網格構成一個顯示單元；以及複數熱致顯示元件，每個熱致顯示元件分別對應設置於每個顯色單元中，位於第一電極板與第二電極板之間，該熱致顯示元件為請求項1至16中的任意一種熱致顯示元件；每個熱致顯示元件的第一加熱元件串聯在第一電極板的一第一行電極和一第一列電極之間；每個熱致顯示元件的第二加熱元件串聯在第二電極板的一第二行電極和一第二列電極之間。