TWI494640B - 熱致變色元件及熱致變色顯示裝置 - Google Patents

Description

熱致變色元件及熱致變色顯示裝置

本發明涉及一種熱致變色元件及熱致變色顯示裝置。

由於熱致變色材料在不同的溫度下可以顯示不同的顏色，故，可以應用於熱致變色顯示裝置中作為具有顯示功能的熱致變色元件。先前的熱致變色顯示裝置中的熱致變色元件至少包括顯色層與加熱層，所述顯色層與加熱層貼合設置或間隔設置。

然而，所述加熱層主要由金屬板組成。金屬板的熱容及厚度較大，其作為加熱層工作時，溫度變化慢、電熱轉換效率低，從而使得熱致變色元件工作時顯色回應遲鈍、能耗較大。

為克服上述問題，范守善等人於2009年12月18日提出申請的公開號為CN102103275A的大陸專利申請中揭示了一種熱致變色元件及熱致變色顯示裝置。參見圖1和2，該熱致變色元件120包括一絕緣基底102，一顯色元件118，至少一加熱元件108以及一第一電極110與一第二電極112。然而，由於該顯色元件118和/或加熱元件108貼合於絕緣基底102設置，故，該熱致變色元件120的熱反應速度較慢，通常大於5秒鐘，而無法滿足人眼對顯示裝置反應速度的需求。

有鑒於此，確有必要提供一種熱反應速度較快且可以滿足人眼需求的熱致變色元件及熱致變色顯示裝置。

一種熱致變色元件，其包括：一絕緣基底；一顯色元件；以及一加熱元件用來加熱該顯色元件；其中，所述顯色元件和所述加熱元件形成一複合結構，且該複合結構至少部分懸空設置。

一種熱致變色顯示裝置，其包括：一絕緣基底具有一表面；複數個行電極引線與複數個列電極引線設置於絕緣基底的表面，該複數個行電極引線與複數個列電極引線相互交叉設置，每兩個相鄰的行電極引線與每兩個相鄰的列電極引線形成一個網格，且行電極引線與列電極引線之間電絕緣；以及複數個熱致變色元件，每個熱致變色元件對應一個網格設置；其中，所述熱致變色元件包括：一絕緣基底；一顯色元件；以及一加熱元件；所述顯色元件和所述加熱元件形成一複合結構，且該複合結構至少部分懸空設置。

一種熱致變色顯示裝置，其包括：一絕緣基底具有一表面；以及複數個熱致變色元件，該複數個熱致變色元件按行列式排布形成一畫素陣列；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變色元件的加熱元件獨立工作；其中，所述熱致變色元件包括：一絕緣基底；一顯色元件；以及一加熱元件；所述顯色元件和所述加熱元件形成一複合結構，且該複合結構至少部分懸空設置。

本發明提供的熱致變色元件及熱致變色顯示裝置具有以下優點：由於所述熱致變色元件的加熱元件與顯色元件形成一複合結構，且該複合結構至少部分懸空設置，故，該熱致變色元件具有較快 的熱回應速度，使得本發明的熱致變色顯示裝置的畫素單元的顯示速度基本可以滿足人眼的需求，從而使熱致變色顯示裝置可以實際應用。

20‧‧‧熱致變色顯示裝置

102,202,302,402,502‧‧‧絕緣基底

204‧‧‧行電極引線

206‧‧‧列電極引線

108,208,308,408,508‧‧‧加熱元件

110,210,310,410,510‧‧‧第一電極

112,212,312,412,512‧‧‧第二電極

214‧‧‧網格

216‧‧‧介質絕緣層

118,218,318,418,518‧‧‧顯色元件

120,220,320,420,520‧‧‧熱致變色元件

222‧‧‧絕熱材料

224‧‧‧保護層

226,326,426,526‧‧‧複合結構

322‧‧‧凹槽

428‧‧‧底色層

143‧‧‧奈米碳管片段

145‧‧‧奈米碳管

圖1為先前技術提供的一種熱致變色元件的結構示意圖。

圖2為先前技術提供的另一種熱致變色元件的結構示意圖。

圖3為本發明第一實施例的熱致變色元件的結構示意圖。

圖4為本發明第一實施例用作加熱元件的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。

圖5為圖4中的奈米碳管拉膜中的奈米碳管片段的結構示意圖。

圖6為本發明第一實施例用作加熱元件的非扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。

圖7為本發明第一實施例作為加熱元件的扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。

圖8為本發明第一實施例的加熱元件與顯色元件的複合結構的掃描電鏡照片。

圖9為本發明第二實施例的熱致變色元件的結構示意圖。

圖10為本發明第三實施例的熱致變色元件的結構示意圖。

圖11為本發明第四實施例的熱致變色元件的結構示意圖。

圖12為本發明第四實施例的加熱元件與顯色元件的複合結構的掃描電鏡照片。

圖13為採用本發明第一實施例的熱致變色元件的熱致變色顯示裝置的俯視圖。

圖14為沿圖13中XIV-XIV線的剖面圖。

以下將結合附圖對本發明的熱致變色元件及應用該熱致變色元件的熱致變色顯示裝置作進一步的詳細說明。

請參閱圖3，本發明第一實施例提供一種熱致變色元件220，其包括一絕緣基底202，一顯色元件218，至少一加熱元件208以及一第一電極210與一第二電極212。

所述顯色元件218和所述加熱元件208形成一複合結構226，且該複合結構226至少部分懸空設置。所述顯色元件218和所述加熱元件208形成一複合結構226的方式不限，只要確保所述顯色元件218和所述加熱元件208相互接觸形成一自支撐的整體結構即可。例如，所述加熱元件208形成一基體，所述顯色元件218分散於所述加熱元件208的基體中。例如，所述顯色元件218形成一基體，所述加熱元件208分散於所述加熱元件208的基體中。優選地，所述顯色元件218與加熱元件208均為一層狀結構，且該顯色元件218與加熱元件208為層迭接觸設置。例如，可以將兩個加熱元件208設置於一顯色元件218相對的兩個表面，即所述加熱元件208與所述顯色元件218構成三明治結構，所述顯色元件218位於兩個所述加熱元件208之間。或者將兩個顯色元件218設置於加熱元件208相對的兩個表面，即所述顯色元件218與所述加熱元件208構成三明治結構，所述加熱元件208位於兩個所述顯色元件218之間。或者將複數個顯色元件218和複數個加熱元件208交替層迭設置 ，形成一多層結構。所謂懸空設置指該複合結構226的至少部分懸在空中且不與氣體以外的其他元件接觸。優選地，將該熱致變色元件220設置於一真空環境使用。可以理解，該複合結構22懸空設置的具體方式不限，可以為通過所述第一電極210與第二電極212懸空設置，或通過兩個間隔設置的支撐體懸空設置，或通過在該絕緣基底202表面形成一凹槽而使該複合結構22懸空設置。

所述絕緣基底202可以為一硬性基板或柔性基板。所述硬性基板可以為陶瓷基板、玻璃基板、石英基板、矽基板、氧化矽基板、金剛石基板、氧化鋁基板及硬性高分子基板等中的一種或多種。所述柔性基板可以為合成紙、纖維布及柔性高分子基板等中的一種或多種。所述柔性高分子基板的材料可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)或聚醯亞胺(PI)等。可以理解，所述絕緣基底202的材料不限於上述材料，只要能夠耐200℃以上溫度的絕緣材料均可以實現本發明的目的。所述絕緣基底202的大小、形狀與厚度不限，本領域技術人員可以根據實際需要，如根據熱致變色顯示裝置20的預定大小，設置絕緣基底202的尺寸。

所述加熱元件208為具有自支撐結構，其材料可以為金屬、合金或奈米碳管。本實施例中，所述加熱元件208包括一奈米碳管結構。所述奈米碳管結構為一自支撐結構。所謂“自支撐結構”即該奈米碳管結構無需通過一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。該自支撐結構的奈米碳管結構包括複數個奈米碳管，該複數個奈米碳管通過凡得瓦(Van Der Waals)力相互吸引，從而使 奈米碳管結構具有特定的形狀。所述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。該奈米碳管結構為層狀或線狀結構。由於該奈米碳管結構具有自支撐性，在不通過支撐體支撐時仍可保持層狀或線狀結構。該奈米碳管結構中奈米碳管之間具有大量間隙，從而使該奈米碳管結構具有大量微孔。所述奈米碳管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。

所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、至少一奈米碳管線狀結構或其組合。當採用單個奈米碳管線狀結構作為加熱元件208時，可以將該單個奈米碳管線狀結構折疊或纏繞成一層狀結構；當採用複數個奈米碳管線狀結構作為加熱元件208時，可以將該複數個奈米碳管線狀結構平行設置、交叉設置或編織成一層狀結構。

所述奈米碳管膜包括複數個均勻分佈的奈米碳管。該奈米碳管膜中的奈米碳管有序排列或無序排列。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；當奈米碳管膜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。所謂擇優取向指奈米碳管膜中大部分奈米碳管在某一方向上具有較大的取向幾率，即奈米碳管膜中大部分奈米碳管的軸向基本沿同一方向延伸。當奈米碳管結構包括複數個奈米碳管基本沿 同一方向有序排列時，該複數個奈米碳管從第一電極向第二電極延伸。具體地，該奈米碳管膜可包括奈米碳管絮化膜、奈米碳管碾壓膜或奈米碳管拉膜。該奈米碳管線狀結構包括至少一非扭轉的奈米碳管線、至少一扭轉的奈米碳管線或其組合。當所述奈米碳管線狀結構包括多根非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線時，該非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線可以相互平行呈一束狀結構，或相互扭轉呈一絞線結構。

所述奈米碳管膜為一由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向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通過凡得瓦力首尾相連。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得瓦力首尾相連。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)間隔特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得瓦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。故，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。

請參閱圖4及圖5，具體地，所述奈米碳管拉膜包括複數個連續且定向排列的奈米碳管片段143。該複數個奈米碳管片段143通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段143包括複數個相互平行的奈米碳管145，該複數個相互平行的奈米碳管145通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段143具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米，寬度與拉取出該奈米碳管拉膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限。該奈米碳管膜中的奈米碳管145沿同一方向擇優取向排列。所述奈米碳管拉膜具有較高的透光性。單層奈米碳管拉膜的透光率達90%以上。

所述奈米碳管拉膜的結構及其製備方法請參見范守善等人於2007年2月12日申請的，於2010年7月11公告的第I327177號台灣公告專利申請“奈米碳管薄膜結構及其製備方法”，申請人：鴻海精密工業股份有限公司。為節省篇幅，僅引用此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

當所述奈米碳管結構包括層迭設置的多層奈米碳管拉膜時，相鄰兩層奈米碳管拉膜中的擇優取向排列的奈米碳管之間形成一交叉角度α，且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。本實施例中，所述奈米碳管結構為一單層奈米碳管拉膜。

所述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擇優取向排列，奈米碳管也可沿不同方向擇優取向排列。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。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互交疊，且通過凡得瓦力相互吸引，緊密結合，使得該奈米碳管碾壓膜具有很好的柔韌性，可以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得瓦力相互吸引，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。所述奈米碳管碾壓膜可通過碾壓一奈米碳管陣列獲得。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°)，該夾角β與施加在奈米碳管陣列上的壓力有關，壓力越大，該夾角越小。所述奈米碳管碾壓膜的長度和寬度不限。所述碾壓膜包括複數個微孔結構，該微孔結構均勻且規則分佈於奈米碳管碾壓膜中，其中微孔直徑為1奈米~0.5微米。所述碳奈米管碾壓膜及其製備方法請參見申請人於2007年6月29日申請的，於2010年12月21日公告的第TWI334851號台灣公告專利“碳奈米管薄膜的製備方法”，申請人：鴻海精密工業股份有限公司。為節省篇幅，僅引用此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

所述奈米碳管絮化膜的長度、寬度和厚度不限，可根據實際需要選擇。本發明實施例提供的奈米碳管絮化膜的長度為1~10厘米， 寬度為1~10厘米，厚度為1微米~2毫米。所述奈米碳管絮化膜包括相互纏繞的奈米碳管，奈米碳管的長度大於10微米。所述奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，形成網絡狀結構。所述奈米碳管絮化膜中的奈米碳管均勻分佈，無規則排列，使該奈米碳管絮化膜各向同性，所述奈米碳管絮化膜中的奈米碳管之間形成大量的微孔，微孔孔徑為1奈米~0.5微米。所述碳奈米管絮化膜及其製備方法請參見申請人於2007年5月11日申請的，於2008年11月11日公開的第TW 200844041號台灣公開專利“碳奈米管薄膜的製備方法”，申請人：鴻海精密工業股份有限公司。為節省篇幅，僅引用此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

請參閱圖6，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個沿該非扭轉的奈米碳管線長度方向排列的奈米碳管。具體地，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。非扭轉的奈米碳管線為將奈米碳管拉膜通過有機溶劑處理得到。具體地，將有機溶劑浸潤所述奈米碳管拉膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，奈米碳管拉膜中的相互平行的複數個奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合，從而使奈米碳管拉膜收縮為一非扭轉的奈米碳管線。該有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。通過有機溶劑處理的非扭轉的奈米碳管線與未經有機溶劑處理的奈米碳管膜相比，比表面積減小， 黏性降低。

所述扭轉的奈米碳管線為採用一機械力將所述奈米碳管拉膜兩端沿相反方向扭轉獲得。請參閱圖7，該扭轉的奈米碳管線包括複數個繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋排列的奈米碳管。具體地，該扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。進一步地，可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的奈米碳管線。在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理後的扭轉的奈米碳管線中相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合，使扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密度及強度增大。

所述奈米碳管線及其製備方法請參見范守善等人於2002年11月5日申請的，2008年11月27日公告的第I303239號台灣公告專利“一種奈米碳管繩及其製造方法”，申請人：鴻海精密工業股份有限公司，以及2005年12月16日申請的，2009年7月21日公告的第I312337號台灣公告專利“奈米碳管絲之製作方法”，申請人：鴻海精密工業股份有限公司。為節省篇幅，僅引用此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

由於奈米碳管結構具有較大的比表面積，其本身有很好的黏附性，故由奈米碳管結構組成的加熱元件208可以直接設置於所述第一電極210和第二電極212的表面，也可通過一導電黏結劑(圖未示)固定於所述第一電極210和第二電極212的表面。本實施例中 ，優選的導電黏結劑為銀膠。

由於本實施例的加熱元件208主要由奈米碳管構成，奈米碳管具有較高的電熱轉換效率以及比較高的熱輻射效率，故，該加熱元件208電熱轉換效率及熱輻射效率較高。由於奈米碳管結構的熱容較小，故，由該奈米碳管結構構成的加熱元件208具有較快的熱回應速度，可用於對顯色元件218進行快速加熱。如，單層奈米碳管拉膜可以在1毫秒內升溫到約2000K。該特性使得本發明實施例製備的熱致變色元件220具有較快的回應速度。由於奈米碳管具有較強的化學穩定性，故，採用該奈米碳管結構的加熱元件208的電阻穩定，從而提高了熱致變色元件220的穩定性。另外，由於奈米碳管具有較小的尺寸，故，採用該奈米碳管結構作為加熱元件208可以減小熱致變色元件220的尺寸，從而提高採用該熱致變色元件220的顯示裝置的解析度。

所述顯色元件218由可逆熱致變色材料製成。所謂可逆熱致變色材料指當溫度達到特定範圍時材料的顏色會發生改變，當溫度恢復到初始溫度時，材料的顏色會隨之復原的智慧型材料。當該顯色元件218被加熱至特定溫度範圍時，該顯色元件218的顏色發生改變，從而實現顯示。所述可逆熱致變色材料的變色溫度低於200℃，優選地，該可逆熱致變色材料的變色溫度為大於40℃且低於100℃。可以理解，選擇變色溫度為大於40℃且低於100℃的可逆熱致變色材料製備顯色元件218一方面可以確保該熱致變色元件220在室溫條件下工作，另一方面可以降低熱致變色元件220的工作電壓，從而降低能耗。所述可逆熱致變色材料可以為無機類可逆熱致變色材料，有機類可逆熱致變色材料或液晶類可逆熱 致變色材料。

所述無機類可逆熱致變色材料包括含銀的碘化物，含銀的絡合物，含銀的複鹽，含銅的碘化物，含銅的絡合物，含銅的複鹽，含汞的碘化物，含汞的絡合物，含汞的複鹽，由鈷鹽、鎳鹽與六次甲基四胺形成的化合物，氧化釩，釩酸鹽，鉻酸鹽以及氧化釩、釩酸鹽、鉻酸鹽中任意一種或幾種的混合物。所述無機類可逆熱致變色材料及其顏色變化範圍和變色溫度參見表1。

所述有機類可逆熱致變色材料通常由發色劑(電子給予體)、顯色劑(電子接受體)以及溶劑組成。其中，發色劑決定顏色，顯色劑決定顏色深淺，溶劑決定變色溫度。所述發色劑可以為三芳甲烷類發色劑、熒烷類發色劑、吲哚啉苯酞類發色劑、吩噻嗪類發色劑、螺吡喃類發色劑、席夫堿類發色劑、螺環類發色劑或雙蒽酮類發色劑等。所述三芳甲烷類發色劑可以為結晶紫內酯、孔雀綠內酯或甲酚紅等。所述熒烷類發色劑可以為FT-2、熱敏紅或 熱敏綠等。所述顯色劑主要包括無機類顯色劑和有機類顯色劑。其中，無機類顯色劑可以為酸性白土或活性白土以及高嶺土或鋁鎂矽酸鹽類等。有機類顯色劑可以為酚羥基化合物及其衍生物，如雙酚A、對羥基苯甲酸苄酯或4-羥基香豆素等；羧基化合物及其衍生物，如己酸、辛酸、硬脂酸、對苯二甲酸或一些可以提供質子的路易士酸等。當使用三芳甲烷類作發色劑時，優選有機酚類作為顯色劑。所述溶劑可以為醇類，如正十二醇、正十四醇、正十六醇或正十八醇等。另外，一些高級脂肪酮、酯、醚、醯胺或羧酸類化合物等也可用作溶劑。

液晶為介於固態與各向同性液態之間的中間態物相，即為三維有序的空間結構和各向同性的均質熔融物質。所述液晶類可逆熱致變色材料指由溫度變化所引起的，並且只能在一定溫度範圍記憶體在的晶態物質。所述液晶類可逆熱致變色材料可以為近晶型液晶、向列型液晶或膽甾型液晶。所述膽甾型液晶以膽甾醇為母體，經酯化或鹵素取代後而製成。

所述第一電極210與第二電極212間隔設置。所述第一電極210和第二電極212分別與加熱元件208電連接，用於對加熱元件208提供電壓或電流，使該加熱元件208對顯色元件218進行加熱。所述第一電極210與第二電極212的設置位置不限，可以直接設置於絕緣基底202表面，或設置於該複合結構226表面，或設置於一支撐體上。所述第一電極210與第二電極212由導電材料組成，該第一電極210與第二電極212的形狀不限，可為導電薄膜、金屬片或者金屬引線。優選地，第一電極210與第二電極212均為一層導電薄膜。該導電薄膜的厚度為0.5奈米~500微米。該導電薄膜的材料 可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導電漿料或導電聚合物等。該金屬或合金材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、鈦、銀、釹、鈀、銫或上述金屬的任意組合的合金。該導電漿料的成分包括金屬粉、低熔點玻璃粉和黏結劑。其中，該金屬粉優選為銀粉，該黏結劑優選為松油醇或乙基纖維素。該導電漿料中，金屬粉的重量比為50%~90%，低熔點玻璃粉的重量比為2%~10%，黏結劑的重量比為8%~40%。

所述熱致變色元件220在使用時，當在所述第一電極210與第二電極212之間施加一電壓時，所述加熱元件208開始發熱並加熱該顯色元件218。當顯色元件218被加熱至一變色溫度時，顯色元件218顯示顏色或發生色變。如：以Ag₂HgI₄製備的顯色元件218為例，當加熱至42℃時，顯色元件218由黃色變為紅色。當保持電壓不變時，顯色元件218的溫度保持不變，從而顯示固定的顏色。可以理解，通過控制施加於第一電極210與第二電極212之間的電壓大小，還可以改變加熱元件208的加熱溫度，從而改變顯色元件218顯示的顏色。由於顯色元件218採用可逆熱致變色材料製成，故，當停止加熱時，所述顯色元件218又回復到原有的顏色。

可以理解，由於所述熱致變色元件220的加熱元件208與顯色元件218形成一複合結構226，且該複合結構226至少部分懸空設置，而空氣的熱導率較差，故，該加熱元件208加熱該顯色元件218升溫的過程中，該複合結構226與周圍環境的熱交換速度較慢。故，該顯色元件218可以較快被加熱到工作溫度，該熱致變色元件220具有較快的熱回應速度。

進一步，本發明還將本實施例的熱致變色元件220與先前技術中 的熱致變色元件120進行了測試比較。其中，本實施例的熱致變色元件220中，所述絕緣基底202優選為一PET基板，其厚度約110微米。所述第一電極210與第二電極212的材料為導電漿料，通過絲網列印法印製於所述絕緣基底202上。所述加熱元件208為一雙層交叉設置的奈米碳管拉膜。所述顯色元件218為一層銀汞的碘化物(Ag₂HgI₄)，其厚度為10微米~500微米。所述顯色元件218通過熱沈積、濺射或塗敷等方法形成於所述加熱元件208表面形成該複合結構226，且該複合結構226通過所述第一電極210與第二電極212懸空設置。參見，圖8為本實施例的複合結構226的掃描電鏡照片。從圖8可以清楚地看到兩個奈米碳管拉膜垂直交叉設置，一層汞的碘化物塗敷於奈米碳管拉膜表面。先前技術中的熱致變色元件120採用圖1和圖2的結構，其他材料參數與本實施例的熱致變色元件220的材料參數相同。

由如下表2可見，本發明提供的熱致變色元件220的熱回應速度相較於圖1和圖2的結構具有明顯的提高，熱回應速度約為其3倍。可以理解，對顯示而言，大於5秒的熱回應速度無法滿足人眼需求，而接近2秒的熱回應速度基本可以滿足人眼需求。

表2 結構參數與測試結果對比

可以理解，將所述熱致變色元件220實際製備成顯示裝置時，所述絕緣基底202的厚度要遠大於110微米，或者需要將該絕緣基底202設置於一其他基板表面。故，本實施例進一步將採用圖1、圖2和圖3結構的熱致變色元件120,220分別設置於一1毫米的玻璃板表面進行測試，結果發現採用圖1和圖2結構的熱致變色元件120的熱回應時間大於10秒，而本發明提供的熱致變色元件220的熱回應時間基本不變。

請參閱圖9，本發明第二實施例提供一種熱致變色元件320，其包括一絕緣基底302，一顯色元件318，一加熱元件308以及一第一電極310與一第二電極312。所述顯色元件318和所述加熱元件308形成一複合結構326，且該複合結構326至少部分懸空設置。該熱致變色元件320與本發明第一實施例提供的熱致變色元件220結構基本相同，其區別在於，所述絕緣基底302的表面具有一凹槽322，該複合結構326通過該凹槽322懸空設置。

具體地，所述加熱元件308將所述凹槽322覆蓋並延伸至凹槽322外的絕緣基底302表面。即，所述加熱元件308邊緣的部分設置於該絕緣基底302的表面，中間的部分則通過該凹槽322懸空設置。 所述顯色元件318設置於所述加熱元件308的一表面。優選地，所述顯色元件318僅設置於所述加熱元件308懸空部分的表面，從而減少該複合結構326與所述絕緣基底302的接觸面積。所述第一電極310與第二電極312設置於該凹槽322外的絕緣基底302表面的加熱元件308表面。所述凹槽322的大小，深度與形狀不限。

進一步，本實施例的顯色元件318由在特定溫度下發生晶態與非晶態轉變的變色材料製成。所謂特定溫度指變色材料發生晶態與非晶態轉變的相變溫度。當所述變色材料被加熱到該特定溫度時，該變色材料會發生晶態與非晶態之間的轉化。當需要寫入一顯示態的時候，可以給顯色元件318施加一個短而強的寫入熱脈衝。由於加熱溫度很高，顯色元件318被瞬間加熱為液態。由於加熱時間短，溫度很快就又降到低溫，這樣顯色元件318就會從液態急冷到了固態，形成一非晶態的顯色元件318。此時，該顯色元件318在室溫下無需任何能量均可維持其非晶態。由於非晶態的顯色元件318對光線的反射率不同於最初的晶態的顯色元件318對光線的反射率，故，就實現了顯示。當需要抹除這個顯示態的時候，可以對該顯色元件318施加一個稍微弱但時間長的抹除熱脈衝。該過程相當於退火。經過退火之後顯色元件318又恢復到最初的晶態，實現了抹除。此時，該顯色元件318在室溫下無需任何能量均可維持其晶態。由於顯色元件318在室溫下可以長期保持晶態或非晶態，這種顯示狀態就可以被保持，從而實現雙穩態顯示。

所述變色材料發生晶態與非晶態轉變的相變溫度大於40℃。可以理解，選擇相變溫度為大於40℃的變色材料製備顯色元件318可 以確保該熱致變色元件320在室溫條件下工作。優選地，該變色材料發生晶態與非晶態轉變的相變溫度低於600℃。選擇相變溫度為低於600℃的變色材料製備顯色元件318一方面可以降低熱致變色元件320的工作電壓，從而降低能耗，另一方面可以確保採用奈米碳管的加熱元件308長期使用而不備氧化。所述變色材料在晶態與非晶態時對光線的反射率不同，從而在視覺上實現差別，可以實現畫素顯示。優選地，所述變色材料在晶態與非晶態時對光線的反射率差別應確保人的肉眼能夠明顯區別其亮度的變化。另外，所述變色材料發生晶態與非晶態轉變的時間應儘量短，以確保畫素具有足夠快的回應速度。優選地，所述變色材料發生晶態與非晶態轉變的時間小於40毫秒。所述在特定溫度下發生晶態與非晶態轉變的變色材料可以為硫系元素為基的化合物，如硫基化合物、碲基化合物、硒基化合物或碲硒基化合物。本實施例中，為了提高該變色材料的熱穩定性，該變色材料優選為硫系元素與鍺的化合物、硫系元素與銦的化合物、硫系元素與砷的化合物或硫系元素與銻的化合物，如：鍺-硫、鍺-硒、砷-硫、砷-硒、銦-碲、銦-硒、銻-碲或銻-硒。進一步，所述變色材料中還可以包括添加物來提高變色材料的相變速率。該添加物可以為銅、銀、金、鎳、鈷或鈀等金屬或上述金屬任意組合的合金。所述硫系元素為基的化合物變色材料從晶態轉變為非晶態的時間為幾納秒至幾百納秒，從非晶態轉變為晶態的時間為0.5微秒至1毫秒。另外，其他晶體材料，如：半導體、半導體化合物、金屬化合物或高分子材料，只該晶體材料發生晶態與非晶態轉變的相變溫度大於40℃，發生晶態與非晶態轉變的時間小於40毫秒且在晶態與非晶態時對光線的反射率不同均可用來製備所述顯色元件318。

所述熱致變色元件320在使用時，當在所述第一電極310與第二電極312之間施加一電壓脈衝時，所述加熱元件308開始發熱並給顯色元件318施加一個熱脈衝。當該電壓脈衝為一短時間的高電壓時，該加熱元件308會產生一短而強的熱脈衝；當該電壓脈衝為一較長時間的低電壓時，該加熱元件308會產生一稍微弱但時間長的熱脈衝。當需要寫入一顯示態的時候，可以給顯色元件318施加一個短而強的寫入熱脈衝，如溫度為900℃至1000℃，週期為50納秒至200納秒。由於加熱溫度很高，顯色元件318被瞬間加熱為液態。由於加熱時間短，溫度很快就又降到低溫，這樣顯色元件318就會從液態急冷到了固態，形成一非晶態的顯色元件318。由於非晶態的顯色元件318對光線的反射率不同於最初的晶態的顯色元件318對光線的反射率，故，就實現了顯示。而且，此時，該顯色元件318在室溫下無需任何能量均可維持其非晶態。當需要抹除這個顯示態的時候，可以對該顯色元件318施加一個稍微弱但時間長的抹除熱脈衝，如溫度為500℃至600℃，週期為1微秒至1毫秒。該過程相當於退火。經過退火之後顯色元件318又恢復到最初的晶態，實現了抹除。此時，該顯色元件318在室溫下無需任何能量均可維持其晶態。由於顯色元件318在室溫下可以長期保持晶態或非晶態，這種顯示狀態就可以被保持，從而實現雙穩態顯示。所謂雙穩態顯示指熱致變色元件320只在寫入和抹除的過程中需要消耗能量，而在寫入和抹除後無需任何能量均可維持穩態顯示。雙穩態顯示可以節約熱致變色元件320的能量消耗。

本實施例中，所述絕緣基底302優選為一PET基板，其厚度約500微米。所述第一電極310與第二電極312的材料為導電漿料，通過 絲網列印法印製於所述絕緣基底302上。所述凹槽322為通過壓印形成的方形凹陷。所述加熱元件308為一雙層交叉設置的奈米碳管拉膜。所述顯色元件318為一層鍺-硒化合物，其厚度為10微米~500微米。所述顯色元件318通過熱沈積或濺射等方法沈積於所述加熱元件308懸空設置的部分的表面。

請參閱圖10，本發明第三實施例提供一種熱致變色元件420，其包括一絕緣基底402，一底色層428，一顯色元件418，一加熱元件408以及一第一電極410與一第二電極412。所述顯色元件418和所述加熱元件408形成一複合結構426，且該複合結構426至少部分懸空設置。該熱致變色元件420與本發明第一實施例提供的熱致變色元件220結構基本相同，其區別在於，進一步包括一底色層428設置於該絕緣基底402表面。

所述底色層428為一黑白或彩色的材料層，且該底色層428顏色在200℃以下不隨溫度變化而變化。所述底色層428的厚度可以為1微米~100微米。所述底色層428可以通過列印、噴塗、鐳射列印或熱昇華轉引等方法形成於絕緣基底402表面。可以理解，所述底色層428也可以設置於加熱元件408的表面，並將顯色元件418設置於底色層428表面。

進一步，本實施例的顯色元件418由在特定溫度下發生透明與不透明狀態轉變的變色材料製成。所謂特定溫度指變色材料發生透明與不透明狀態轉變的相變溫度。當所述變色材料被加熱到該特定溫度時，該變色材料會發生透明與不透明之間的轉化。當所述變色材料為透明狀態時，所述熱致變色元件420可以顯示底色層428的顏色；當所述變色材料層為不透明狀態時，所述熱致變色 元件420不顯示顏色。

所述顯色元件418發生透明與不透明狀態轉變的相變溫度低於200℃，優選地，該變色材料發生透明與不透明狀態轉變的相變溫度為大於40℃且低於100℃。可以理解，選擇相變溫度為大於40℃且低於100℃的變色材料製備顯色元件418一方面可以確保該熱致變色元件420在室溫條件下工作，另一方面可以降低熱致變色元件420的工作電壓，從而降低能耗。具體地，所述顯色元件418的材料可以為高分子與脂肪酸混合型變色材料、高分子之間相容相分離型變色材料或者高分子結晶與非結晶型變色材料。

所述高分子與脂肪酸混合型變色材料的工作原理如下：在某一溫度範圍內，該材料內部微顆粒結晶體為分散狀態。當溫度變化時，該結晶體的大小能可逆地發生變化。由於結晶體變化前後該材料的光透過率不同，從而實現透明與不透明狀態的轉變。所述高分子與脂肪酸混合型變色材料可以為偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物與二十烷酸組成的混合物、苯乙烯與丁二烯的共聚物與硬脂酸組成的混合物或者氯乙烯與醋酸乙烯的共聚物。所述採用偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物與二十烷酸組成的混合物作為顯色元件418的製備方法可包括以下步驟：首先，將偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物和二十烷酸同時溶解在四氫呋喃中並充分混合形成混合液；其次，將該混合液採用塗布的方法並經過乾燥形成顯色元件418。該採用偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物與二十烷酸組成的混合物的顯色元件418為白色不透明狀態。當該顯色元件418被加熱脈衝加熱到74℃時，其變成透明無色狀態。此時，所述熱致變色元件420顯示顏色，實現了信號寫入。當該偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物與二 十烷酸組成的混合物顯色元件418被加熱脈衝加熱到63℃時，該顯色元件418又由透明無色變成起始的白色不透明狀態。此時，所述熱致變色元件420不顯示顏色，實現了信號抹除。由於採用加熱脈衝加熱後顯色元件418會急速冷卻，該透明無色狀態與白色不透明狀態都能在室溫下穩定存在，從而實現了雙穩態顯示。所述苯乙烯與丁二烯的共聚物與硬脂酸組成的混合物可以通過將聚合物和硬脂酸溶解在四氫呋喃與甲苯的混合溶劑中經充分混合後形成。所述採用苯乙烯與丁二烯的共聚物與硬脂酸組成的混合物的顯色元件418的由透明態變為不透明態的溫度大於70℃，由不透明態變為透明態的溫度為57℃。

所述高分子材料之間相容相分離型變色材料的工作原理如下：兩種以上高分子材料組成的混合物具有一高於室溫的臨界共溶溫度。當溫度為低於臨界共溶溫度的時，該變色材料因高分子組份之間能相容而成為無色透明體。當溫度高於臨界共溶溫度時，由於該變色材料因組份之間相分離而成為不透明體。當該變色材料從高於臨界共溶溫度的不透明態急速冷卻後，該變色材料能在室溫下保持不透明狀態並穩定存在。當在低於臨界共溶溫度下加熱該不透明態的變色材料時，該變色材料又變為透明態。由於在室溫下，該變色材料可以長期保持透明態或不透明態，從而實現了雙穩態顯示。所述高分子材料之間相容相分離型變色材料可以為1份偏氟乙烯六氟丙酮的共聚物與3份低分子量聚甲基丙烯酸甲酯(聚合度60)組成的混合物。

所述高分子晶態與非晶態型變色材料的工作原理如下：當高分子材料在熱的作用下由晶態到非晶態，或由非晶態到晶態可逆變化 時，會引起折射率、透過率等光學性質發生變化，從而實現透明與不透明狀態的轉變。所述高分子晶態與非晶態型變色材料可以為1.4-苯硫酚-對1.4-二乙烯基苯的聚合物，如：聚(1.4-苯硫酚-對1.4-二乙烯基苯)，其在非晶態時為透明體，光透過率91%，在晶態時為不透明體，光透過率小於1%。厚度為0.1微米~0.5微米的聚(1.4-苯硫酚-對1.4-二乙烯基苯)顯色元件418在170℃時只需1秒~2秒可以變成透明體。在70℃~80℃的溫度下加熱20分鐘~30分鐘，該顯色元件418又返回到不透明狀態。對於這種晶態與非晶態型顯色元件418，當施加一個短而強的熱脈衝時，顯色元件418被瞬間加熱為液態。由於加熱時間短，溫度很快就又降到低溫，這樣顯色元件418就會從液態急冷到了固態，形成一透明非晶態的顯色元件418，從而就實現了顯示。該顯色元件418在室溫下無需任何能量均可維持其透明非晶態。當需要抹除這個顯示態的時候，可以在低溫下較長時間地加熱該顯色元件418，如採用一個稍微弱但時間長的如熱脈衝加熱。該過程相當於退火。經過退火之後顯色元件418又恢復到最初的不透明晶態，實現了抹除。該顯色元件418在室溫下無需任何能量均可維持其不透明晶態。由於顯色元件418在室溫下可以長期保持從晶態或非晶態，這種顯示狀態就可以被保持，從而實現了雙穩態顯示。

所述熱致變色元件420在使用時，當在所述第一電極410與第二電極412之間施加一電壓時，所述加熱元件408開始發熱並給顯色元件418進行加熱。以採用高分子晶態與非晶態型變色材料製備的顯色元件418為例。當給顯色元件418施加一個短而強的熱脈衝時，如：溫度為170℃，週期為1秒~2秒，顯色元件418被瞬間加熱為液態。由於加熱時間短，溫度很快就又降到室溫，這樣顯色元 件418就會從液態急冷到了固態，形成一透明非晶態的變色材料層，從而就實現了顯示。而且，此時，該顯色元件418在室溫下無需任何能量均可維持其透明非晶態。當需要抹除這個顯示態的時候，可以在低溫下加熱該顯色元件418，如：溫度為70℃~80℃。經過退火之後顯色元件418又恢復到最初的不透明晶態，實現了抹除。此時，該顯色元件418在室溫下無需任何能量均可維持其不透明晶態。由於顯色元件418在室溫下可以長期保持晶態或非晶態，這種顯示狀態就可以被保持，從而實現雙穩態顯示。所謂雙穩態顯示指熱致變色元件420只在寫入和抹除的過程中需要消耗能量，而在寫入和抹除後無需任何能量均可維持穩態顯示。雙穩態顯示可以節約熱致變色元件420的能量消耗。

本實施例中，所述絕緣基底402優選為一PET基板，其厚度約300微米。所述第一電極410與第二電極412的材料為導電漿料，通過絲網列印法印製於所述絕緣基底402上。所述加熱元件408為一單層奈米碳管拉膜。所述顯色元件418為一層聚(1.4-苯硫酚-對1.4-二乙烯基苯)，其厚度為50微米~100微米。所述顯色元件418可以通過噴塗、列印、熱沈積或濺射等方法沈積於所述加熱元件408懸空設置的部分的表面。

請參閱圖11，本發明第四實施例提供一種熱致變色元件520，其包括一絕緣基底502，一顯色元件518，一加熱元件508以及一第一電極510與一第二電極512。所述顯色元件518和所述加熱元件508形成一複合結構526，且該複合結構526至少部分懸空設置。該熱致變色元件520與本發明第一實施例提供的熱致變色元件220結構基本相同，其區別在於，該複合結構526包括至少一奈米碳 管線狀結構作為加熱元件508以及複數個顯色材料顆粒分散於該奈米碳管線狀結構中作為顯色元件518。

具體地，該奈米碳管線狀結構形成該複合結構526的基體，其包括複數個奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合。該顯色材料顆粒分散於該複數個奈米碳管之間或該奈米碳管線狀結構表面。該複合結構526的製備方法為：先將顯色材料顆粒沈積或塗敷於一奈米碳管膜表面，然後將該奈米碳管膜扭轉或捲曲而形成一複合奈米碳管線狀結構。參見圖12，為本發明第四實施例製備的複合奈米碳管線狀結構的掃描電鏡照片，其通過扭轉奈米碳管膜而形成。可以理解，由於作為顯色元件518的複數個顯色材料顆粒分散於該加熱元件508的複數個奈米碳管之間，故，該顯色元件518被加熱元件508牢牢地固定，從而避免使用過程中顯色元件518脫落。

本發明進一步提供一種應用上述第一實施例至第四實施例的熱致變色元件的熱致變色顯示裝置。所述熱致變色顯示裝置包括複數個熱致變色元件按行列式排布形成一畫素陣列；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變色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變色元件公用一絕緣基底，並通過由行列電極形成的定址電路獨立控制每個熱致變色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變色元件220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。

請參閱圖13及圖14，本發明實施例提供一種熱致變色顯示裝置20，其包括一絕緣基底202，複數個行電極引線204、複數個列電極 引線206以及複數個熱致變色元件220。所述複數個行電極引線204與複數個列電極引線206分別平行間隔地設置於該絕緣基底202上，且所述行電極引線204與列電極引線206交叉設置形成一網絡結構。每兩個相鄰的行電極引線204與兩個相鄰的列電極引線206形成一網格214，且每個網格214定位一個畫素單元，即每個網格214內設置一熱致變色元件220。

所述絕緣基底202的大小、形狀與厚度不限，本領域技術人員可以根據實際需要，如根據熱致變色顯示裝置20的預定大小，設置絕緣基底202的尺寸。本實施例中，所述絕緣基底202優選為一PET基板，其厚度約1毫米，邊長為48毫米。由於本實施例中的複數個熱致變色元件220公用一絕緣基底202，故，每個熱致變色元件220無需專門的絕緣基底。

所述複數個行電極引線204與複數個列電極引線206相互交叉處設置有一介質絕緣層216，該介質絕緣層216可確保行電極引線204與列電極引線206之間電絕緣，以防止短路。所述複數個行電極引線204或列電極引線206之間可以等間距設置，也可以不等間距設置。優選地，複數個行電極引線204或列電極引線206之間等間距設置。所述行電極引線204與列電極引線206為導電材料或塗有導電材料層的絕緣材料。所述導電材料可以為導電漿料、金屬薄膜、奈米碳管線或氧化銦錫(ITO)等。本實施例中，該複數個行電極引線204與複數個列電極引線206優選為採用導電漿料印製的平面導電體，且該複數個行電極引線204的行間距為50微米~5厘米，複數個列電極引線206的列間距為50微米~2厘米。該行電極引線204與列電極引線206的寬度為30微米~100微米，厚度為10 微米~50微米。本實施例中，該行電極引線204與列電極引線206的交叉角度可為10度到90度，優選為90度。本實施例中，可通過絲網列印法將導電漿料印製於絕緣基底202上製備行電極引線204與列電極引線206。該導電漿料的成分包括金屬粉、低熔點玻璃粉和黏結劑。其中，該金屬粉優選為銀粉，該黏結劑優選為松油醇或乙基纖維素。該導電漿料中，金屬粉的重量比為50%~90%，低熔點玻璃粉的重量比為2%~10%，黏結劑的重量比為8%~40%。

所述第一電極210與第二電極212的材料可以與電極引線204，206的材料相同或不同。該第一電極210可以為行電極引線204的延伸部分，該第二電極212可以為列電極引線206的延伸部分。第一電極210和行電極引線204可以一體成型，第二電極212和列電極引線206也可一體成型。本實施例中，該第一電極210與第二電極212均為平面導電體，其尺寸由網格214的尺寸決定。該第一電極210直接與行電極引線204電連接，該第二電極212直接與列電極引線206電連接。所述第一電極210與第二電極212的長度為20微米~1.5厘米，寬度為30微米~1厘米，厚度為10微米~50微米。優選地，所述第二電極212與第一電極210的長度為100微米~700微米，寬度為50微米~500微米，厚度為20微米~100微米。本實施例中，該第一電極210與第二電極212的材料為導電漿料，通過絲網列印法印製於絕緣基底202上。

本實施例中，在邊長為48毫米的絕緣基底202上製備了16×16個熱致變色元件220。每個熱致變色元件220中的加熱元件208為一奈米碳管拉膜，且每個奈米碳管拉膜的長度為300微米，寬度為100微米。該奈米碳管拉膜中的奈米碳管首尾相連，且從第一電極 210向第二電極212延伸。該奈米碳管拉膜的兩端分別設置於所述第一電極210與第二電極212表面，且部分懸空設置。所述顯色元件218塗敷於該該奈米碳管拉膜表面。

進一步，所述熱致變色顯示裝置20可以包括一絕熱材料222設置於每個熱致變色元件220的周圍。具體地，該絕熱材料222可以設置於每個網格214中的熱致變色元件220與電極引線204，206之間的所有位置，從而使得相鄰的熱致變色元件220之間實現熱隔離，以減少熱致變色元件220之間的干擾。優選地，每個網格214內的絕熱材料222圍繞該網格214中的熱致變色元件220延伸且與該熱致變色元件220間隔設置，從而避免與該複合結構226接觸，以提高該複合結構226的熱反應速度。所述絕熱材料222為三氧化二鋁或有機材料。所述有機材料可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚碳酸酯或聚醯亞胺等。本實施例中，所述絕熱材料222優選為聚對苯二甲酸乙二醇酯，其厚度與所述電極引線204，206以及電極210，212的厚度相同。該絕熱材料222可以通過物理氣相沈積法或化學氣相沈積法等方法製備。所述物理氣相沈積法包括濺射或蒸鍍等。

進一步，所述熱致變色顯示裝置20還可以包括一保護層224設置於絕緣基底202上以遮蓋所述行電極引線204，列電極引線206、以及每個熱致變色元件220。該保護層224與該熱致變色元件220間隔設置，從而避免與該複合結構226接觸，以提高該複合結構226的熱反應速度。可以理解，該保護層224可以通過一專門的密封支撐元件(圖未示)與該絕緣基底202間隔設置且與該絕緣基底202形成一密閉客體，也可以通過行電極引線204，列電極引線 206與該複合結構226間隔設置。所述保護層224為一透明且絕緣的保護層，其的材料可以為塑膠或玻璃。該塑膠可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚碳酸酯或聚醯亞胺等。所述保護層224厚度不限，可以根據實際情況選擇。本實施例中，所述絕緣基底202與所述保護層224的材料均採用玻璃，其厚度為0.5毫米~2毫米。所述保護層224用來防止該熱致變色顯示裝置20在使用時與外界形成電接觸，同時還可以防止加熱元件208中的奈米碳管結構吸附外界雜質。

所述熱致變色顯示裝置20的在使用時，進一步包括一驅動電路(圖未示)，通過驅動電路可選擇性地對行電極引線204和列電極引線206通入電流，使與該行電極引線204和列電極引線206電連接的熱致變色元件220工作，即可實現熱致變色顯示裝置20顯示效果。

由於所述熱致變色元件220的加熱元件208與顯色元件218形成一複合結構226，且該複合結構226至少部分懸空設置，故，該熱致變色元件220具有較快的熱回應速度，使得本發明的熱致變色顯示裝置20的畫素單元的顯示速度基本可以滿足人眼的需求，從而使熱致變色顯示裝置20可以實際應用。所述熱致變色顯示裝置20通過行電極引線204和列電極引線206分別控制各個熱致變色元件220工作，可以實現動態顯示。該熱致變色顯示裝置20可以應用於看板、報紙、圖書等領域。

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，皆應涵蓋以下申請專利範圍內。

202‧‧‧絕緣基底

208‧‧‧加熱元件

210‧‧‧第一電極

212‧‧‧第二電極

218‧‧‧顯色元件

220‧‧‧熱致變色元件

226‧‧‧複合結構

Claims (11)

1. 一種熱致變色元件，其包括：一絕緣基底；一顯色元件；以及一加熱元件用來加熱該顯色元件；所述顯色元件和所述加熱元件形成一複合結構，且該複合結構相對於所述絕緣基底至少部分懸空設置，其改良在於，該複合結構的製備方法為：先將顯色材料顆粒沈積或塗敷於一奈米碳管膜表面，然後將該奈米碳管膜扭轉或捲曲而形成一複合奈米碳管線狀結構，所述複合奈米碳管線狀結構包括至少一奈米碳管線和複數個顯色材料顆粒，所述奈米碳管線包括複數個奈米碳管沿該奈米碳管線長度方向平行排列或沿該奈米碳管線長度方向呈螺旋狀排列，所述顯色元件包括複數個顯色材料顆粒分散於該複數個奈米碳管之間。
2. 如請求項第1項所述的熱致變色元件，其中，進一步包括一第一電極以及一第二電極間隔設置於該絕緣基底的表面，所述第一電極和第二電極與該加熱元件電連接，且該複合結構通過該第一電極和第二電極懸空設置。
3. 如請求項第1項所述的熱致變色元件，其中，所述絕緣基底的表面具有一凹槽，所述複合結構通過該凹槽懸空設置。
4. 如請求項第1項所述的熱致變色元件，其中，所述顯色元件包括在40℃以上發生晶態與非晶態轉變的變色材料，且該變色材料在晶態與非晶態時對光線的反射率不同。
5. 如請求項第1項所述的熱致變色元件，其中，所述顯色元件包括可逆熱致 變色材料。
6. 如請求項第1項所述的熱致變色元件，其中，所述顯色元件包括在200℃以下發生透明與不透明狀態轉變的變色材料，且進一步包括一底色層設置於該複合結構與所述絕緣基底之間。
7. 一種熱致變色顯示裝置，其包括：一絕緣基底具有一表面；複數個行電極引線與複數個列電極引線設置於絕緣基底的表面，該複數個行電極引線與複數個列電極引線相互交叉設置，每兩個相鄰的行電極引線與每兩個相鄰的列電極引線形成一個網格，且行電極引線與列電極引線之間電絕緣；以及複數個如請求項第1至6項中任意一項所述的熱致變色元件，每個熱致變色元件對應一個網格設置。
8. 如請求項第7項所述的熱致變色顯示裝置，其中，所述熱致變色顯示裝置進一步包括設置於每個網格中且位於熱致變色元件與行電極引線或列電極引線之間的絕熱材料。
9. 如請求項第8項所述的熱致變色顯示裝置，其中，所述每個網格內的絕熱材料圍繞該網格中的熱致變色元件延伸設置，且與該網格內的熱致變色元件間隔設置。
10. 如請求項第7項所述的熱致變色顯示裝置，其中，所述熱致變色顯示裝置進一步包括一透明保護層，且該保護層與該熱致變色元件間隔設置。
11. 一種熱致變色顯示裝置，其包括：一絕緣基底具有一表面；複數個如請求項第1至6項中任意一項所述的熱致變色元件，該複數個熱致變色元件按行列式排布形成一畫素陣列；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 別控制每個熱致變色元件的加熱元件獨立工作。