專利名稱：熱致顯示元件及熱致顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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。
背景技術(shù)：
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 信息載體，由于可以替代傳統(tǒng)的紙張，在廣告、報紙、圖書等多種領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景 和巨大的商業(yè)價值。目前市場上出現(xiàn)的電子紙主要采用電泳顯示技術(shù)。電泳顯示技術(shù)包括 微膠囊型電泳技術(shù)、微杯型電泳技術(shù)以及電子粉流體技術(shù)。微膠囊型電泳技術(shù)是將黑、白兩色的帶電顆粒以及電泳介質(zhì)封裝于微囊化液滴結(jié) 構(gòu)中形成微膠囊，然后在每個微膠囊上下兩端分別設(shè)置導(dǎo)電背板及透明導(dǎo)電層。通過導(dǎo)電 背板及透明導(dǎo)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(xiàn)出黑白單色的顯示效果。微杯型電泳技術(shù)是在有透明導(dǎo)電層的塑料薄膜上涂布壓模液體，經(jīng)連續(xù)式微壓模 制程產(chǎn)生微杯數(shù)組，填入電泳介質(zhì)以及帶正電的白色顆粒后，涂布密封液體再加以固化，然 后再設(shè)置導(dǎo)電背板及透明導(dǎo)電層。通過供電給導(dǎo)電背板及透明導(dǎo)電層形成正負(fù)電場來驅(qū)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(shù)是將電泳介質(zhì)和帶正負(fù)電荷的黑白兩色粉末密封于具有電極的 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(fù)電荷的黑白兩色粉末 流動，以達(dá)到顯示影像。然而，由于上述應(yīng)用電泳顯示技術(shù)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(dǎo)致電子紙難以實現(xiàn)彩色顯示。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一成本較低，可以實現(xiàn)彩色顯示的熱致顯示元件及顯示
直ο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(shè)置于該封閉殼體 內(nèi)，并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(shè)置在封 閉殼體上，用于加熱第一空間；一第二加熱元件，該第二加熱元件設(shè)置在封閉殼體上，用于 加熱第二空間；一熱致變色材料層，該熱致變色材料層設(shè)置于第一空間內(nèi)，該熱致變色材料 層用于在第一加熱元件的作用下通過釋放或吸收氣體發(fā)生顏色變化；一吸附材料層，該吸 附材料層設(shè)置于第二空間內(nèi)，用于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，該第一電極板包括多個第一行電極和 多個第一列電極，該多個第一行電極和多個第一列電極交叉設(shè)置形成多個第一網(wǎng)格；一第 二電極板，該第二電極板包括多個第二行電極和多個第二列電極，該多個第二行電極和多 個第二列電極交叉設(shè)置形成多個第二網(wǎng)格，所述第二電極板與第一電極板相對設(shè)置，第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格一一對應(yīng)；多個熱致顯示元件，該多個熱致顯示元件在該陣列中排列形成多個行和列，每個熱致顯示元件對應(yīng)一第一網(wǎng)格和一第二網(wǎng)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(shè)置于該封閉殼體內(nèi)，并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(shè)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(shè)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(shè)置于第一空間內(nèi)，該熱致變色材料層用于在第一加熱元件的作用下通過釋放或吸收氣體發(fā)生顏色變化；一吸附材料層，該吸附材料層設(shè)置于第二空間內(nèi)。該吸附材料層用于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。roo10] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述的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(nèi)的熱致變色材料層失水產(chǎn)生氣體發(fā)生顏色變化；該熱致變色材料產(chǎn)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(zhì)蒸發(fā)之后穿過隔離層到達(dá)第一空間，使熱致變色材料層得水復(fù)原成原色，從而實現(xiàn)該熱致顯示元件和熱致顯示裝置的顯示效果。所述的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(xiàn)熱致顯示裝置的彩色顯示。


roo11] 圖l為本發(fā)明第一實施例的熱致顯示元件的俯視示意圖。roo12] 圖2為本發(fā)明第一實施例的熱致顯示元件的側(cè)面剖視圖。roo13] 圖3為本發(fā)明第一實施例的熱致顯示元件中用作加熱元件的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。roo14] 圖4為本發(fā)明第一實施例的熱致顯示元件中用作加熱元件的碳納米管絮化膜的掃描電鏡照片。roo15] 圖5為本發(fā)明第一實施例的熱致顯示元件中用作加熱元件的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片。roo16] 圖6為本發(fā)明第二實施例的熱致顯示元件的側(cè)視剖面示意圖。roo17] 圖7為本發(fā)明第三實施例的熱致顯示元件的側(cè)視剖面示意圖。roo18] 圖8為本發(fā)明第四實施例的熱致顯示裝置的側(cè)視示意圖。roo19] 圖9為圖8熱致顯示裝置中第一電極板的俯視示意圖。
圖lo為圖8熱致顯示裝置中第二電極板的俯視示意圖。
主要元件符號說明
熱致顯示元件lOO，200，300
封閉殼體102，202，302
上基板1022，2022，3022
下基板1024，2024，3024
側(cè)板1026，2026，3026
第--導(dǎo)電部3026a
第二二導(dǎo)電部3026b
絕緣層3026c
隔離層104，204，304
第--加熱元件106，206，306
第二二加熱元件108，208，308
熱致變色材料層110,210,310
吸附材料層112,212,312
第--電極114,214,314
第二二電極116,216,316
第--空間120,220,320
第二二空間122，222，322
熱致顯示裝置40
第--電極板42
第二二電極板44
第--表面420
第二二表面440
第--行電極422
第--列電極424
第二二行電極442
第二二列電極444
第--網(wǎng)格426
第二二網(wǎng)格44具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的熱致顯示元件和熱致顯示裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參閱圖1及圖2，本發(fā)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 ； —隔離層104，該隔離層104設(shè)置于該封閉殼體102內(nèi)，并將該 封閉殼體102分成第一空間120和第二空間122 ；—第一加熱元件106，該第一加熱元件106 用于加熱第一空間120 ；—第二加熱元件108，該第二加熱元件108用于加熱第二空間122 ； 一熱致變色材料層110，該熱致變色材料層110設(shè)置于第一空間120內(nèi)，該熱致變色材料層 110在一固定溫度下產(chǎn)生水蒸汽發(fā)生顏色變化；一吸附材料層112，該吸附材料層112設(shè)置 于第二空間122內(nèi)。該熱致顯示元件進(jìn)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(jié)構(gòu)。所 述封閉殼體102由上基板、下基板和側(cè)板封裝形成。所述上基板、下基板或側(cè)板的形狀不 限，可以為平面版狀結(jié)構(gòu)，也可以為弧狀結(jié)構(gòu)。本實施例中，所述封閉殼體102為一立方體 結(jié)構(gòu)，其包括一上基板1022及一下基板1024，該上基板1022和該下基板IOM相對設(shè)置。該封閉殼體102進(jìn)一步包括四個側(cè)板1(^6，該四個側(cè)板10 設(shè)置于上基板1022和下基板 1024之間。所述上基板1022、下基板IOM與四個側(cè)板10 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)、聚酰亞胺(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IOM及四個側(cè)板10 的材料為絕緣 材料，可以為陶瓷、塑料、橡膠等。所述上基板1022和下基板IOM的材料優(yōu)選為耐高溫的 材料。所述隔離層104懸空設(shè)置于該封閉殼體102內(nèi)。該隔離層104通過該側(cè)板10 懸空設(shè)置。隔離層104的形狀不限，只需確保隔離層104的外周緣與側(cè)板10 連接，將封 閉殼體102內(nèi)部空間分成兩部分可。該隔離層104的外周緣可通過粘結(jié)劑或者機械固定方 式固定于側(cè)板10 上，也可以鑲嵌于該側(cè)板10 上。優(yōu)選地，所述隔離層104與上基板 1022或/和下基板IOM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，并平行于上基板1022和下基板1024，該隔離層104的外周緣分別通過粘 結(jié)劑固定于四個側(cè)板10 上。所述隔離層104具有多個微孔，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可以為高分子材料制作形成的半透膜，如細(xì) 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(nèi)沉積有其它材料形成 的半透壁，如在無釉陶瓷的孔內(nèi)沉積鐵氰化銅顆粒形成的隔離層104。該隔離層104用于隔 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(yōu)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(cè)板10 圍成。所述第二 空間122由下基板1024、隔離層104和四個側(cè)板10 圍成。所述第一空間120和第二空 間122分別位于隔離層104的兩側(cè)。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(cè)板 1026之間的距離。第二空間122的大小和形狀由下基板IOM與隔離層104之間的距離和 側(cè)板10 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(chǎn)生氣體。該熱致變色材料層110 的材料可以為含有內(nèi)結(jié)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(jié)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 · 5H20、NiCl2 · C6H12N4 · H2O, CoCl2 · 2C6H12N4 · IOH2O, CoBr2 · 2C6H12N4 · IOH2O^CoI2 · 2C6H12N4 · IOH2O^CoSo4 · C6H12N4 · 9H20、CuSo4 · 2C6H12N4 · 5H20、 NiBr2 · 2C6Hl2N4 · IOH2O^NiCl2 · 2C6H12N4 · IOH2O 或 Co(No3)2 · 2C6H12N4 · IOH2O 等。該熱致變 色材料還可以為變色硅膠。該熱致變色材料層110填充于第一空間120內(nèi)部，所述第一加 熱元件106用于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(fā)生顏色變化，從而實現(xiàn)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(huán)氧乙烷或淀粉接校共聚物等?？梢岳斫?，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填充于第二空間122內(nèi)，第二加熱元件108用于加熱該吸附材料層112。所述第一加熱元件106可設(shè)置于上基板1022的內(nèi)表面或外表面。本實施例中，第 一加熱元件106位于上基板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(jié)構(gòu)。所述第一加熱元件106可以為一氧化 銦錫(ITO)薄膜或一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)。所述第二加熱元件108可設(shè)置于下基板IOM的 外表面或內(nèi)表面。本實施例中，所述第二加熱元件108設(shè)置于下基板IOM的外表面，通過 該下基板IOM向第二空間122提供熱量。該第二加熱元件108為一層狀結(jié)構(gòu)，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薄膜或一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)包括至少一層碳納米管膜。當(dāng)碳納米管層狀結(jié)構(gòu)包括至 少兩層碳納米管膜時，該至少兩層碳納米管膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置。所述碳納米管膜包括 均勻分布的碳納米管，碳納米管之間通過范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管膜中的碳納米管 為無序或有序排列。這里的無序排列指碳納米管的排列方向無規(guī)律，這里的有序排列指至 少多數(shù)碳納米管的排列方向具有一定規(guī)律。具體地，當(dāng)碳納米管膜包括無序排列的碳納米 管時，碳納米管相互纏繞或者各向同性排列；當(dāng)碳納米管層狀結(jié)構(gòu)包括有序排列的碳納米 管時，碳納米管沿一個方向或者多個方向擇優(yōu)取向排列。本實施例中，優(yōu)選地，所述碳納米 管層狀結(jié)構(gòu)包括多個層疊設(shè)置的碳納米管膜，且該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的厚度優(yōu)選為0. 5納 米 1毫米。優(yōu)選地，該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的厚度為100納米 0.1毫米?？梢岳斫猓?dāng) 碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的透明度與碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的厚度有關(guān)，當(dāng)碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的厚度 越小時，該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的透光度越好。所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的單位面積熱容小于 2X10—4焦耳每平方厘米開爾文。優(yōu)選地，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的單位面積熱容可以小于 等于1.7X10—6焦耳每平方厘米開爾文。由于碳納米管的熱容較小，所以由該碳納米管層狀 結(jié)構(gòu)構(gòu)成的加熱元件具有較快的熱響應(yīng)速度，可用于對物體進(jìn)行快速加熱?？梢岳斫猓技{ 米管層狀結(jié)構(gòu)的熱響應(yīng)速度與其厚度有關(guān)。在相同面積的情況下，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的厚 度越大，熱響應(yīng)速度越慢；反之，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的厚度越小，熱響應(yīng)速度越快。請參閱圖3，所述碳納米管膜可以為一碳納米管拉膜。該碳納米管拉膜為從碳納米 管陣列中直接拉取獲得的一種碳納米管膜。每一碳納米管膜是由若干碳納米管組成的自支 撐結(jié)構(gòu)。所述若干碳納米管為基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。所述擇優(yōu)取向是指在碳納米 管膜中大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數(shù)碳納米管的整 體延伸方向基本平行于碳納米管膜的表面。進(jìn)一步地，所述碳納米管膜中多數(shù)碳納米管是 通過范德華力首尾相連。具體地，所述碳納米管膜中基本朝同一方向延伸的大多數(shù)碳納米 管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。當(dāng)然，所述碳 納米管膜中存在少數(shù)隨機排列的碳納米管，這些碳納米管不會對碳納米管膜中大多數(shù)碳納 米管的整體取向排列構(gòu)成明顯影響。所述自支撐為碳納米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(tài)，即將該碳納米管膜置于 (或固定于)間隔一固定距離設(shè)置的兩個支撐體上時，位于兩個支撐體之間的碳納米管膜 能夠懸空保持自身膜狀狀態(tài)。所述自支撐主要通過碳納米管膜中存在連續(xù)的通過范德華力 首尾相連延伸排列的碳納米管而實現(xiàn)。具體地，所述碳納米管膜中基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管，并非絕對的直 線狀，可以適當(dāng)?shù)膹澢?；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以適當(dāng)?shù)钠x延伸方向。因此，不能排除碳納米管膜的基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管中并列的碳納米管之間可 能存在部分接觸。所述碳納米管拉膜的厚度為0. 5納米 100微米，寬度與拉取該碳納米管拉膜的 碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，長度不限。所述碳納米管拉膜的具體結(jié)構(gòu)及其制備方法請參見 范守善等人于2007年2月9日申請的，于2008年8月13公開的第CN101239712A號中國 大陸公開專利申請。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但所述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申 請技術(shù)揭露的一部分。當(dāng)所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)采用碳納米管拉膜時，其可以包括層疊設(shè)置的多層碳納 米管拉膜，且相鄰兩層碳納米管拉膜中的碳納米管之間沿各層中碳納米管的軸向形成一交 叉角度α，α大于等于0度小于等于90度(0° < α < 90° )。所述多個碳納米管拉膜 之間或一個碳納米管拉膜之中的相鄰的碳納米管之間具有間隙，從而在碳納米管結(jié)構(gòu)中形 成多個微孔，微孔的孔徑約小于10微米。請參見圖4，所述碳納米管膜還可以為一碳納米管絮化膜。所述碳納米管絮化膜為 通過一絮化方法形成的碳納米管膜。該碳納米管絮化膜包括相互纏繞且均勻分布的碳納米 管。所述碳納米管之間通過范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化 膜各向同性。所述碳納米管絮化膜的長度和寬度不限。由于在碳納米管絮化膜中，碳納米 管相互纏繞，因此該碳納米管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結(jié)構(gòu)，可以彎曲折疊 成任意形狀而不破裂。所述碳納米管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度為1微米 1毫米。所述碳納米管膜還可以為通過碾壓一碳納米管陣列形成的碳納米管碾壓膜。該碳 納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列。 碳納米管也可以是各向同性的。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互部分交疊，并通過 范德華力相互吸引，緊密結(jié)合。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的 生長基底的表面形成一夾角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度β <15° )。 依據(jù)碾壓的方式不同，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。請參閱圖5， 當(dāng)沿同一方向碾壓時，碳納米管沿一固定方向擇優(yōu)取向排列?？梢岳斫猓?dāng)沿不同方向碾壓 時，碳納米管可沿多個方向擇優(yōu)取向排列。該碳納米管碾壓膜厚度不限，優(yōu)選為為1微米 1毫米。該碳納米管碾壓膜的面積不限，由碾壓出膜的碳納米管陣列的大小決定。當(dāng)碳納米 管陣列的尺寸較大時，可以碾壓制得較大面積的碳納米管碾壓膜。采用碳納米管層狀結(jié)構(gòu)作為第一加熱元件106或第二加熱元件108時具有以下優(yōu) 點其一，由于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)由碳納米管構(gòu)成，碳納米管不易被氧化，因此第一加熱元 件106或第二加熱元件108的壽命較長；其二，所述碳納米管狀結(jié)構(gòu)的密度較小，因此該熱 致顯示元件100的質(zhì)量較輕；其三，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)；其四，由于碳納米管的熱容較小， 所以由該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的加熱元件具有較快的熱響應(yīng)速度，可用于對物體進(jìn)行快 速加熱，所以該熱致顯示元件100反應(yīng)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用于連接第一加熱元件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(chǎn)生焦耳熱，起到加熱作用。所述至少兩個第一電極114設(shè)置于第一加熱元件106的表面。 所述的至少兩個第一電極114可通過一導(dǎo)電粘結(jié)劑(圖未示)設(shè)置于該第一加熱元件106的表面，導(dǎo)電粘結(jié)劑在實現(xiàn)第一電極114更好地固定于第一加熱元件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(dǎo)電粘結(jié)劑可以為銀膠。 所述至少兩個第一電極114由導(dǎo)電材料制成，其形狀不限，可為導(dǎo)電膜、金屬片或者金屬引 線。當(dāng)該至少兩個第一電極114設(shè)置于該第一加熱元件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(shù)量優(yōu)選為兩個，且該第 一電極114為線狀或帶狀結(jié)構(gòu)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(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ΙΤ0)、銻錫氧 化物(ΑΤΟ)、導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電聚合物或?qū)щ娦蕴技{米管等。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(shù)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(shè)置于第一加熱元件 106的兩端，并相互平行。當(dāng)?shù)谝患訜嵩?06采用一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管層狀 結(jié)構(gòu)包括多個有序的碳納米管時，該多個有序碳納米管的軸向基本垂直于該至少兩個第一 電極114。進(jìn)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用于連接第二加熱元件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(chǎn)生焦耳熱，起到加熱作用。所述至少兩個第二電極116設(shè)置于第二加熱元件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(shè)置方式與第一電極114和第一加熱元件106之間的設(shè)置關(guān)系相同。進(jìn)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(dāng)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(chǎn)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(chǎn)生水蒸氣，此時該熱致變色材料層110發(fā)生顏色變化。 該熱致變色材料層Iio產(chǎn)生的水蒸氣通過該隔離層104，被吸附材料層112吸收并儲存。當(dāng) 需要熱致變色材料層110的顏色恢復(fù)原色時，在第二加熱元件108上施加電壓，產(chǎn)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(fā)并通過 隔離層，使熱致變色材料層110得水形成結(jié)晶水，恢復(fù)至原色。由于上基板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(xiàn)該熱致顯示元件100的顯視功能。本發(fā)明提供的熱致顯示元件和熱致顯示裝置具有以下優(yōu)點第一，所述的熱致顯 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(chǎn)生氣體發(fā) 生顏色變化，由于熱致變色材料層的材料顏色比較豐富，可實現(xiàn)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(xiàn)彩色顯示，該熱致變 色元件可以實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)顯示，有利于節(jié)約能源。所述熱致顯示元件和熱致顯示裝置可以應(yīng) 用于廣告、報紙、圖書等領(lǐng)域。請參見圖6，本發(fā)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 ； —隔離層204，該隔離層204設(shè)置于該封閉殼體202內(nèi)，并將該封閉殼 體202分成第一空間220和第二空間222 ；—第一加熱元件206，該第一加熱元件206用于加熱第一空間220 ；—第二加熱元件208，該第二加熱元件208用于加熱第二空間222 ；—熱致 變色材料層210，該熱致變色材料層210設(shè)置于第一空間220內(nèi)，該熱致變色材料層210在 一固定溫度下發(fā)生相變產(chǎn)生顏色變化；一吸附材料層212，該吸附材料層212設(shè)置于第二空 間222內(nèi)。該熱致顯示元件可進(jìn)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20M及 四個側(cè)板2(^6。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(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處在于，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(shè)置方式。所述第一加熱元件206設(shè)置于上基板2022的內(nèi)表面，位于第一空間220的內(nèi)部， 與熱致變色材料層210直接接觸。所述第二加熱元件208設(shè)置于下基板20M的內(nèi)表面，位 于第二空間222的內(nèi)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(shù)量為兩個，該兩個第一電極214分別位于第一加熱元件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(shù)量為兩個，分別位于第二加熱元件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2182，該延伸部2182延伸至封閉殼體202 的外部。該第二電極216的延伸部2182使該第一電極218與外部電路電連接。本實施例所提供的熱致顯示元件200，由于第一加熱元件206和第二加熱元件208 分別位于第一空間220和第二空間222的內(nèi)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(fā)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 ； —隔離層304，該隔離層304設(shè)置于該封閉殼體302內(nèi)，并將該封閉殼 體302分成第一空間320和第二空間322 ；—第一加熱元件306，該第一加熱元件306用于 加熱第一空間320 ；—第二加熱元件308，該第二加熱元件308用于加熱第二空間322 ；—熱 致變色材料層310，該熱致變色材料層310設(shè)置于第一空間320內(nèi)，該熱致變色材料層310 在一固定溫度下發(fā)生相變產(chǎn)生顏色變化；一吸附材料層312，該吸附材料層312設(shè)置于第二 空間322內(nèi)。所述封閉殼體302包括一上基板3022、一下基板30M及四個側(cè)板3(^6。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(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于，所述封閉殼體302的側(cè)板30 的結(jié)構(gòu)不同。所述封閉殼體302的四個側(cè)板30 中，兩個相對設(shè)置的側(cè)板30 分別由兩部分 構(gòu)成。該兩個相對設(shè)置的側(cè)板30 中，每個側(cè)板30 包括一第一導(dǎo)電部3026a和一第二 導(dǎo)電部3(^6b，該第一導(dǎo)電部3026a和第二導(dǎo)電部3026b之間通過一絕緣層3026c相互絕 緣。該第一導(dǎo)電部3(^6a、絕緣層3026c和第二導(dǎo)電部3026b構(gòu)成該側(cè)板3(^6。第一導(dǎo)電 部3026a和第一加熱元件306電連接，第二導(dǎo)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(cè)板30 中，每個側(cè)板30 的第一導(dǎo)電部3026a分別設(shè)置于第一加 熱元件306的表面，第二導(dǎo)電部3026b分別設(shè)置于第二加熱元件308的表面。所述第一導(dǎo) 電部3026a用于使第一加熱元件306與外部電路電連接，第二導(dǎo)電部3026b用于使第二加 熱元件308與外部電路電連接?？梢岳斫?，為防止兩個相對的第一導(dǎo)電部3026a之間短路 或防止兩個相對的第二導(dǎo)電部3026b之間短路，所述封閉殼體302的另外兩個相對的側(cè)板 3026為絕緣材料。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種應(yīng)用上述熱致顯示元件的熱致顯示裝置。所述熱致顯示 裝置包括多個熱致顯示元件按行列式排布形成一像素陣列；以及一驅(qū)動電路和多個電極引 線，該驅(qū)動電路通過所述多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(fā)明實施例將多個熱致顯示元件中的第一加熱元件共用一第一電極板，多個熱 致變色原件的第二加熱元件共用一個第二電極板，并通過第一電極板和第二電極板上的行 列電極形成的尋址電路獨立控制每個熱致顯示元件工作以實現(xiàn)顯示效果。以下將以應(yīng)用本 發(fā)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(fā)明的熱致變色顯示 裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參見圖8，本發(fā)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(shè)置于該第一電極板 42和第二電極板44之間的多個熱致顯示元件100。所述第一電極板42和第二電極板44 相對設(shè)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包括多個第一行電極422和多個第一列電極424，該多個第一行電極422和多個 第一列電極4 交叉設(shè)置于該第一電極板42的第一表面420。該多個第一行電極422和多 個第一列電極似4之間相互絕緣。所述多個第一行電極422之間間隔設(shè)置，所屬多個第一 列電極4 之間間隔設(shè)置。相鄰的兩個第一行電極422和相鄰的兩個第一列電極4 之間 形成一第一網(wǎng)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(jié)構(gòu)與第一電極板42的結(jié)構(gòu)相同，其包括設(shè)置在第二電極板44的第二表面440 的多個第二行電極442、多個第二列電極444和多個第二網(wǎng)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(shè)置， 所述第一表面420上的多個第一行電極422、多個第一列電極似4和多個第一網(wǎng)格似6與第 二表面440上的多個第二行電極442、多個第二列電極444和多個第二網(wǎng)格446分別一一 對應(yīng)。每兩個對應(yīng)設(shè)置的第一網(wǎng)格4 和第二網(wǎng)格446構(gòu)成一顯示單元。每個熱致顯示元 件100設(shè)置于一個顯示單元中，位于第一電極板42和第二電極板44之間。該多個熱致顯 示元件100排列形成多個行和列。每個熱致顯示元件100對應(yīng)該熱致顯示裝置40的一個 像素點。請一并參見圖2，每個熱致顯示元件100的上基板1022位于第一電極板42的第一 網(wǎng)格426中，并與該第一電極板42的第一表面420相互接觸。該熱致顯示元件100的下基 板IOM位于與該第一網(wǎng)格似6對應(yīng)設(shè)置的第二網(wǎng)格446內(nèi)，并與第二電極板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(wǎng)格似6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IOM上的兩個第二電極116分別與組成該第二網(wǎng)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(jìn)一步地，所述第一電極板42和第二電極板44之間可進(jìn)一步包括至少一支撐結(jié) 構(gòu)(圖未示)。該至少一支撐結(jié)構(gòu)用于支撐第一電極板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(shè)置，從而使熱致顯示元件100位于第一電極板42和第二電極板 44之間。該至少一支撐結(jié)構(gòu)可防止第一電極板42或第二電極板44對熱致顯示元件產(chǎn)生 壓力，對熱致顯示元件100具有保護(hù)作用。具體地，該至少一支撐結(jié)構(gòu)可以為設(shè)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(jié)構(gòu)與第一電極板42和第二電極板 44封裝形成一封閉結(jié)構(gòu)，該多個熱致顯示元件100位于該封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)。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(xiàn)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(dǎo)通，實現(xiàn)不同像素點的顯示，從而顯示不同的圖樣或字型。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
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(shè)置于該封閉殼體內(nèi)，并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(shè)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(shè)置于第一空間內(nèi)，該熱致變色材料層通過釋 放或吸收水蒸氣發(fā)生顏色變化；一第二加熱元件，該第二加熱元件設(shè)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(shè)置于第二空間內(nèi)，用于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.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述封閉殼體包括至少一透明部 分位于封閉殼體靠近熱致變色材料層的一端。
3.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述封閉殼體由上基板、下基板和 側(cè)板封裝形成。
4.如權(quán)利要求3所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述封閉殼體包括四個側(cè)板，每兩 個側(cè)板相對設(shè)置，所述四個側(cè)板中的兩個相對的側(cè)板中每個側(cè)板包括一第一導(dǎo)電部和一第 二導(dǎo)電部，該第一導(dǎo)電部和第二導(dǎo)電部相互絕緣，所述第一導(dǎo)電部與第一加熱元件電連接， 所述第二導(dǎo)電部與第二加熱元件電連接，另兩個相對的側(cè)板為絕緣材料。
5.如權(quán)利要求3所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述隔離層的周邊固定于側(cè)板，所 述第一空間位于上基板和隔離層之間，所述第二空間位于下基板與隔離層之間，所述上基 板為一透明基板。
6.如權(quán)利要求3所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述第一加熱元件為一透明層狀 結(jié)構(gòu)，該第一加熱元件設(shè)置于所述上基板的內(nèi)表面或外表面，所述上基板為一透明基板。
7.如權(quán)利要求6所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述第一加熱元件為氧化銦錫薄 膜或碳納米管層狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述第二加熱元件設(shè)置于所述下 基板的內(nèi)表面或外表面，所述第二加熱元件為金屬層、氧化銦錫薄膜或碳納米管層狀結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的熱致顯示元件，其特征在于，當(dāng)采用碳納米管層狀結(jié)構(gòu)作為 加熱元件時，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)包括至少一層碳納米管膜，該碳納米管膜包括多個碳 納米管通過范德華力相互連接。
10.如權(quán)利要求9所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述碳納米管膜中的大多數(shù)碳納 米管基本朝同一方向延伸，且基本朝同一方向延伸的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在 延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。
11.如權(quán)利要求9所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的單位面 積熱容小于2X ΙΟ"4焦耳每平方厘米開爾文。
12.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述熱致變色材料層在第一加熱 元件作用達(dá)到一溫度時失水并產(chǎn)生水蒸氣發(fā)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(fù)原來的顏色。
13.如權(quán)利要求12所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述熱致變色材料層的材 料為含有內(nèi)結(jié)晶水的銅、鈷或鎳的無機鹽類，包括CuSo4 · 5H20、NiCl2 · C6H12N4 · H2O, CoCl2 · 2C6H12N4 · IOH2O^CoBr2 · 2C6H12N4 · IOH2O^CoI2 · 2C6H12N4 · IOH2O^CoSo4 · C6H12N4 · 9H20、 CuSo4 · 2C6H12N4 · 5H20、 NiBr2 · 2C6H12N4 · IOH2O, NiCl2 · 2C6H12N4 · IOH2O, Co(No3)2 · 2C6H12N4 · IOH2O0
14.如權(quán)利要求12所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述熱致變色材料層的材料為 硅膠。
15.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，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(huán)氧乙烷或淀粉接校共聚物。
16.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述隔離層包括多個微孔，所述 水蒸氣通過該隔離層的多個微孔在第一空間和第二空間之間流動。
17.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，所述隔離層為細(xì)胞壁、膀胱膜或 羊皮紙。
18.如權(quán)利要求1所述的熱致顯示元件，其特征在于，進(jìn)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。
19.一種熱致顯示裝置，其包括一第一電極板，該第一電極板包括多個第一行電極和多個第一列電極，該多個第一行 電極和多個第一列電極交叉設(shè)置形成多個第一網(wǎng)格；一第二電極板，該第二電極板包括多個第二行電極和多個第二列電極，該多個第二行 電極和多個第二列電極交叉設(shè)置形成多個第二網(wǎng)格，所述第二電極板與第一電極板相對 設(shè)置，第一網(wǎng)格和第二網(wǎng)格一一對應(yīng)，每兩個對應(yīng)得第一網(wǎng)格與第二網(wǎng)格構(gòu)成一個顯示單 元；多個熱致顯示元件，每個熱致顯示元件分別對應(yīng)設(shè)置于每個顯示單元中，位于第一電 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(shè)置于該封閉殼體內(nèi)，并將 該封閉殼體分成第一空間和第二空間；一第一加熱元件設(shè)置于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(shè)置于第一空間內(nèi)，該熱致變色材料通過釋放或 吸收氣體發(fā)生顏色變化；一第二加熱元件，設(shè)置于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(shè)置于第二空間內(nèi)，用于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。
全文摘要
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(shè)置于該封閉殼體內(nèi)，并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(shè)置在封閉殼體上，用于加熱第一空間；一第二加熱元件，該第二加熱元件設(shè)置在封閉殼體上，用于加熱第二空間；一熱致變色材料層，該熱致變色材料層設(shè)置于第一空間內(nèi)，該熱致變色材料層用于在第一加熱元件的作用下通過釋放或吸收氣體發(fā)生顏色變化；一吸附材料層，該吸附材料層設(shè)置于第二空間內(nèi)，用于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。
文檔編號G02F1/01GK102116943SQ20091023966
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者周段亮, 柳鵬, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司