TWI387834B - 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，尤其涉及一種應用奈米碳管之熱致變色元件，以及使用該熱致變色元件之熱致變色顯示裝置。

由於熱致變色材料於不同溫度下可以顯示不同顏色，因此，可以應用於熱致變色顯示裝置中作為具有顯示功能之熱致變色元件。先前之熱致變色顯示裝置中之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。其中，所述加熱層主要由金屬板組成。然而，金屬板之熱容及厚度較大，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響應遲鈍、能耗較大。此外，金屬板之柔韌性能有限，其難以在柔性熱致變色顯示裝置中作加熱層。另外，先前之熱致變色顯示裝置只能顯示預定之圖案，不能顯示變化之圖像。

為克服金屬板作為熱致變色元件之加熱層之缺點，先前技術提供一種熱致變色顯示裝置，該熱致變色顯示裝置中之熱致變色元件之加熱層包括碳墨及一聚合物。其中，所述碳墨印刷於聚合物上。所述聚合物之材料為介電薄膜或聚酯薄膜。雖，該熱致變色元件可以應用於柔性熱致變色顯示裝置中，惟，所述加熱層之電阻會因環境之改變而改變；因此，該加熱層不能為該熱致變色元件提供一穩定之熱源，從而造成該熱致變色元件工作時顯 色不穩定，影響其顯示效果。此外，由於碳墨印刷於聚合物上，聚合物之熱容較大，使得該加熱層之熱容較大，因此，該加熱層工作時，其溫度變化慢、電熱轉換效率低，從而使得熱致變色元件工作時顯色響應也較遲鈍、能耗也較大。另外，該熱致變色顯示裝置也只能顯示預定之圖案，不能顯示變化之圖像。

為解決上述問題，Robert Parker等人於1993年4月13日公告，公告號為US 5,202,677，標題為“使用熱致變色材料之顯示裝置”之美國專利中揭示了一種熱致變色顯示裝置20。請參閱圖1，該熱致變色顯示裝置20包括一基底21、一加熱層40、一非熱致變色顯示層22以及熱致變色顯示層24、26、28，該基底21具有一第一表面及一與第一表面相對之第二表面，其中，所述非熱致變色顯示層22及熱致變色顯示層24、26、28設置於上述基底21之第一表面，且堆疊設置。所述加熱層40設置於基底21之第二表面，該加熱層40包括一對平行電極52、54及設置於該一對平行電極52、54之間之導電層50。該加熱層40為一不銹鋼沈積層。該熱致變色顯示裝置20中之加熱層40之電阻在使用過程中受環境之影響比較小，可以給熱致變色顯示層24、26、28提供穩定之熱源。惟，加熱層40需要沈積於基底21上，該加熱層40工作時，基底21將直接吸收加熱層40工作時產生之熱量；使得該顯示裝置20工作時電熱轉換效率較低，顯色響應仍較遲鈍、能耗仍較大。另外，該熱致變色顯示裝置20仍只能顯示預定之圖案，不能顯示變化之圖像。

有鑒於此，確有必要提供一種顯色響應速度較快之熱致變色元件及應用該熱致變色元件之熱致變色顯示裝置實為必要。

一種熱致變色元件，其包括：一熱致變色結構；至少一加熱結構，該至少一加熱結構與所述熱致變色結構對應設置；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設置且與所述至少一加熱結構電連接，使該至少一加熱結構為該熱致變色結構提供熱量；其中，所述加熱結構包括至少一奈米碳管膜。

一種熱致變色元件，其包括：一熱致變色結構；至少一加熱結構，該至少一加熱結構與所述熱致變色結構對應設置；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設置且與所述至少一加熱結構電連接，使該至少一加熱結構為該熱致變色結構提供熱量；其中，所述加熱結構包括至少一奈米碳管結構。

一種熱致變色顯示裝置，其包括：一絕緣體；多個行電極引線與列電極引線分別平行且等間隔設置於絕緣體表面，該多個行電極引線與多個列電極引線相互交叉設置，每兩個相鄰之行電極引線與每兩個相鄰之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；多個熱致變色顯示單元，每個熱致變色顯示單元對應一個網格設置，每個熱致變色顯示單元包括一第一電極及一第二電極，該第一電極與第二電極間隔設置於每個網格中，並分別與所述行電極引線與列電極引線電連接 ；其中，所述每個顯示單元進一步包括一熱致變色元件，該熱致變色元件包括一熱致變色結構及為該熱致變色結構提供熱量之至少一加熱結構，該至少一加熱結構與所述熱致變色結構對應設置，該加熱結構包括至少一奈米碳管結構，該加熱結構與所述第一電極與第二電極電連接。

相較於先前技術，本發明提供之熱致變色元件及其熱致變色顯示裝置之優點為：由於奈米碳管結構之單位面積熱容較小，因此，由奈米碳管結構組成之加熱結構具有溫度改變迅速、熱滯後小、熱交換速度快之特點；進而該熱致變色元件具有顏色顯色響應較快、能耗小之優點。故，採用上述熱致變色元件之熱致變色顯示裝置具有顯示靈敏、能耗小之特點。

下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供之熱致變色元件及熱致變色顯示裝置作進一步之詳細說明。

請參閱圖2，本發明第一實施例提供一種熱致變色元件10，其包括一熱致變色結構14、一加熱結構16以及至少兩電極18。所述熱致變色結構14與該加熱結構16對應設置。所述至少兩電極18與加熱結構16電連接，且該至少兩電極18間隔設置。

所述熱致變色結構14於不同之溫度下顯示不同之顏色，可藉由控制熱致變色結構14之加熱溫度使該熱致變色結構14顯示不同之顏色。所述熱致變色結構14之材料包括結構轉變顏料、得失水轉變顏料、配位數轉變顏料以及 液晶微囊顏料中之一種或多種。所述熱致變色結構14材料也包括單色顯示材料或多色顯示材料。本實施例中，所述熱致變色結構14之材料為熱致變色液晶微囊顏料，該熱致變色液晶微囊顏料在顯色狀態下顯示寶石藍色。

所述加熱結構16為熱致變色結構14提供熱源，使其在一定之溫度下顯示顏色。所述熱致變色結構14與所述加熱結構16對應設置。具體地，所述熱致變色結構14可設置於所述加熱結構16之表面；或所述熱致變色結構14與所述加熱結構16間隔設置。本實施例中，所述熱致變色結構14藉由印刷、塗敷或噴灑等方法設置於該加熱結構16之表面。所述加熱結構16包括至少一奈米碳管結構。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任意組合。所述奈米碳管膜具有自支撐之特性，所述自支撐之特性係指奈米碳管膜無需藉由一支撐體支撐，也能保持自身特定之形狀之性質。所述奈米碳管膜包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管於該奈米碳管膜中有序排列或無序排列。所述有序排列係指奈米碳管有規則排列。所述無序排列係指奈米碳管無規則排列。所述奈米碳管膜為奈米碳管拉膜、奈米碳管碾壓膜、絮化膜或長奈米碳管膜。所述至少兩個奈米碳管線狀結構平行或交叉設置。所述奈米碳管線狀結構包括至少一奈米碳管線，該奈米碳管線包括多個奈米碳管首尾相連且沿該奈米碳管線長度方向擇優取向排列或繞奈米碳管線長度方向螺旋排列。

所述奈米碳管拉膜包括多個擇優取向排列之奈米碳管。 所述奈米碳管藉由凡德瓦爾力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜包括多個連續且定向排列之奈米碳管片段。該多個奈米碳管片段藉由凡德瓦爾力首尾相連。每一奈米碳管片段包括多個相互平行之奈米碳管，該多個相互平行之奈米碳管藉由凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管片段具有任意之長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管拉膜中之奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述奈米碳管拉膜可採用直接拉伸一奈米碳管陣列之方式獲得，其中，該奈米碳管拉膜中之奈米碳管排列方向與其拉伸方向相同。所述奈米碳管拉膜之寬度與奈米碳管陣列所生長之基底之尺寸有關，該奈米碳管拉膜之厚度及長度不限，可根據實際需求制得。本實施例中，所述奈米碳管拉膜之厚度為0.5奈米~100微米，該奈米碳管拉膜之寬度為0.5奈米~10厘米。進一步地，所述奈米碳管結構包括至少兩個重疊設置之奈米碳管拉膜，相鄰兩層奈米碳管拉膜中之奈米碳管之間具有一交叉角度α，且0°≦α≦90°。所述奈米碳管結構及其製備方法請參閱范守善等人於2007年2月9日申請之，公開日為2008年8月13日，公開號為CN101239712A，標題為“奈米碳管薄膜結構及其製備方法”之中國大陸專利申請。

所述奈米碳管碾壓膜包括多個均勻分佈之奈米碳管，奈米碳管各向同性，沿同一方向或不同方向擇優取向排列。所述奈米碳管碾壓膜中之奈米碳管相互交疊。所述奈米碳管碾壓膜可藉由碾壓一奈米碳管陣列獲得。所述奈米碳管碾壓膜之長度與寬度不限。所述奈米碳管碾壓膜 之厚度為1微米~1毫米。所述奈米碳管碾壓膜之結構及其製備方法請參閱范守善等人於2007年6月1日申請之，申請號為200710074699.6，標題為“奈米碳管薄膜之製備方法”之中國大陸專利申請。

所述奈米碳管絮化膜包括多個相互纏繞之奈米碳管，藉由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中之奈米碳管為均勻分佈，無規則排列。所述奈米碳管絮化膜之長度與寬度不限。所述奈米碳管絮化膜之結構及製備方法請參閱范守善等人於2007年4月13日申請之，申請號為200710074027.5，標題為“奈米碳管薄膜之製備方法”之中國大陸專利申請。

所述長奈米碳管膜包括多個擇優取向排列之奈米碳管。該多個奈米碳管之間相互平行，並排設置且藉由凡德瓦爾力緊密結合。該多個奈米碳管具有大致相等之長度，且其長度可達到厘米量級。所述長奈米碳管膜之長度可與奈米碳管之長度相等。所述長奈米碳管膜之長度受奈米碳管之長度之限制。所述長奈米碳管膜之結構及其製備方法請參閱范守善等人於2008年2月1日申請之，申請號為200810066048.7，標題為“奈米碳管薄膜結構及其製備方法”之中國大陸專利申請。

所述奈米碳管線包括多個奈米碳管首尾相連並沿該奈米碳管線長度方向擇優取向排列。具體地，該奈米碳管線包括多個奈米碳管片段，該多個奈米碳管片段通過范德華力首尾相連，每一奈米碳管片段包括多個相互平行並 通過范德華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。該奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米-100微米。多個該奈米碳管線之間相互平行或交叉設置。該奈米碳管線及其製備方法請參閱範守善等人於2002年9月16日申請，公告日為2008年8月20日，公告號為CN100411979C，標題為“一種奈米碳管繩及其製備方法”之中國大陸專利。

所述奈米碳管線包括多個繞該奈米碳管線長度方向螺旋排列的奈米碳管。具體地，該奈米碳管線包括多個奈米碳管片段，該多個奈米碳管片段通過范德華力首尾相連，每一奈米碳管片段包括多個相互平行並通過范德華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。該奈米碳管線為採用一機械力將一奈米碳管拉膜兩端沿相反方向扭轉獲得。多個該奈米碳管線之間相互平行或交叉設置。

所述奈米碳管包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管與多壁奈米碳管中之一種或多種。所述單壁奈米碳管之直徑為0.5奈米~50奈米，雙壁奈米碳管之直徑為1奈米~50奈米，多壁奈米碳管之直徑為1.5奈米~50奈米。

所述加熱結構16之長度、寬度與厚度不限，可根據所述熱致變色元件10之需要選擇。本實施例中，所述加熱結構16之長度為1厘米~10厘米，寬度為0.01厘米~10厘米，厚度為0.5奈米~2毫米。所述加熱結構16優選為一奈米碳管拉膜，該奈米碳管膜中之奈米碳管優選為多壁奈米碳管，該多壁奈米碳管之直徑為1.5奈米~50奈米。所述 奈米碳管膜之單位面積熱容小於1.7×10^-6焦耳每平方厘米開爾文，該奈米碳管膜在1.25毫秒就可實現從常溫加熱至1500開爾文。

所述至少兩電極18與加熱結構16電連接，且該至少兩電極18間隔設置。所述至少兩電極18設置於加熱結構16之表面。具體地，該至少兩電極18可以設置在加熱結構16之同一表面上也可以設置在加熱結構16之不同表面上。其中，該至少兩電極18間隔設置，以使加熱結構16應用於熱致變色元件10時接入一定之阻值避免短路現象產生。所述至少兩電極18為所述加熱結構16提供電壓，使該加熱結構16產生熱量。

所述至少兩電極18由導電材料組成，該至少兩電極18之形狀不限，可為導電薄膜、金屬片或者金屬引線。優選地，至少兩電極18均為一層導電薄膜。該導電薄膜之厚度為0.5奈米~100微米。該導電薄膜之材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)、導電銀膠、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、銫或其任意組合之合金。本實施例中，所述至少兩電極18之材料為金屬鈀膜，厚度為5奈米。所述金屬鈀與奈米碳管具有較好之潤濕效果，有利於所述至少兩電極18與所述加熱結構16之間形成良好之電接觸，減少歐姆接觸電阻。

此外，由於奈米碳管結構具有較大之比表面積，其本身有很好之粘附性，故由奈米碳管結構組成之加熱結構16直接就可以與至少兩電極18之間形成很好之電接觸。另 外，所述之至少兩電極18也可藉由一導電粘結劑(圖未示)設置於該加熱結構16之表面上，該導電粘結劑在實現至少兩電極18與加熱結構16電接觸之同時，還可以將所述至少兩電極18更好地固定於加熱結構16之表面上。本實施例優選之導電粘結劑為銀膠。

所述熱致變色元件10工作時，於所述至少兩電極18施加一電壓，該電壓則作用於所述加熱結構16上，所述加熱結構16在該電壓之作用下會有熱量產生，該熱量直接加熱所述熱致變色結構14。隨著熱量之不同，所述熱致變色結構14就會顯示不同之顏色。由於本實施例中採用奈米碳管拉膜作為加熱結構16，而奈米碳管拉膜具有較小之單位面積熱容，所以該加熱結構16具有升溫迅速、熱滯後小、熱交換速度快之特點；因此，該熱致變色元件10具有顯色響應較快、能耗小之優點。此外，奈米碳管拉膜為一面狀結構，其工作時能夠使該熱致變色結構14均勻受熱，從而提高該熱致變色元件10之清晰度，增加顯示效率，而且較容易實現大面積顯示圖案及製備大面積之熱致變色元件10，以利於該熱致變色元件10在較大範圍內之應用。另外，奈米碳管拉膜具有獨立自支撐之特點，不需要支撐體支撐該加熱結構16，避免支撐體吸收熱量，以提高加熱結構16之電熱轉換效率。

請參閱圖3，本發明第二實施例提供一種熱致變色元件30，其包括一熱致變色結構34、一加熱結構36以及至少兩電極38。所述熱致變色結構34與所述加熱結構36對應設置。所述至少兩電極38與加熱結構36電連接，且該至少 兩電極38間隔設置。

所述熱效變色元件30與第一實施例提供之熱致變色元件10之結構基本相同，其不同之處在於：所述熱致變色結構34與所述加熱結構36間隔設置。其中，所述熱致變色元件30進一步包括一支撐體342，所述熱致變色結構34藉由印刷或噴塗等方法設置於該支撐體342之表面。具體地，所述熱致變色結構34與所述加熱結構36懸空設置；或所述支撐體342設置於所述熱致變色結構34與所述加熱結構36之間，且與該加熱結構36貼合設置。本實施例中，所述熱致變色結構34與所述加熱結構36懸空設置，所述熱致變色元件30進一步包括一固定體32，該固定體32設置於所述支撐體342及所述加熱結構36之邊緣，以固定該支撐體342及該加熱結構36。所述固定體32及支撐體342之形狀及大小不限，可依據實際需要進行改變。該固定體32及支撐體342之材料分別為陶瓷、玻璃、樹脂、石英、塑膠或纖維等。本實施例中，該固定體32之材料為塑膠，該支撐體342之材料為玻璃。

請參閱圖4，本發明第三實施例提供一種熱致變色元件40，其包括一熱致變色結構44、一加熱結構46以及至少兩電極48。所述至少兩電極48設置於所述加熱結構46之表面，且該至少兩電極48間隔設置。

所述熱致變色元件40與第一實施例提供之熱致變色元件10之結構基本相同，其不同之處在於：所述加熱結構46包括一第一奈米碳管膜462及一第二奈米碳管膜464。所述第一奈米碳管膜462、所述熱致變色結構44、所述第二 奈米碳管膜464依次堆疊設置，即所述熱致變色結構44設置於所述第一奈米碳管膜462與第二奈米碳管膜464之間。所述至少兩電極48設置於第一奈米碳管膜462與第二奈米碳管膜464之間，並與該第一奈米碳管膜462與第二奈米碳管膜464電連接。這樣，可以使加熱結構46產生之熱量較快地傳遞給熱致變色結構44，從而熱致變色結構44之顯色響應較快，進而提高熱致變色元件40之顯色響應之靈敏度。所述至少兩電極48與所述熱致變色結構44可以接觸設置，也可以間隔設置。本實施例中，所述至少兩電極48與熱致變色結構44間隔設置。

請參閱圖5，本發明第四實施例提供一種熱致變色元件50，其包括一複合材料56以及至少兩電極58。所述至少兩電極58與所述複合材料56電連接，且該至少兩電極58間隔設置。

所述熱致變色元件50與第一實施例提供之熱致變色元件10之結構基本相同，其不同之處在於：所述熱致變色結構54植入加熱結構52中，形成所述複合材料56。該複合材料56既具有加熱之性質，又具有顯色之性質。這係由於加熱結構52具有微孔結構，所述熱致變色結構54分佈於加熱結構52之微孔結構中。由於所述熱致變色結構54分佈於加熱結構52之微孔結構中，當加熱結構56被施加一電壓時，加熱結構52產生之熱量迅速被該熱致變色結構54吸收，加快了該熱致變色結構54之顯色響應速率，從而使得該熱致變色元件50之顯色響應更靈敏。

請參閱圖6，本發明第五實施例提供一種使用圖1所示之 熱致變色元件10之熱致變色顯示裝置200。所述熱致變色顯示裝置200包括一絕緣體202，多個熱致變色顯示單元220設置於該絕緣體202表面，以及多個行電極引線204與多個列電極引線206設置於該絕緣體202表面。所述多個行電極引線204與列電極引線206分別平行且等間隔設置於絕緣體202表面上。所述多個行電極引線204與多個列電極引線206相互交叉設置，而且，在行電極引線204與列電極引線206交叉處設置有一介質絕緣層216，該介質絕緣層216將行電極引線204與列電極引線206電隔離，以防止短路。每兩個相鄰之行電極引線204與每兩個相鄰之列電極引線206形成一網格214，且每個網格214定位一個熱致變色顯示單元220。

所述多個熱致變色顯示單元220對應設置於上述網格214中，且每個網格214中設置一個熱致變色顯示單元220。每個熱致變色顯示單元220包括一熱致變色元件10、一第一電極210，以及一第二電極212。所述熱致變色元件10包括一熱致變色結構14及一加熱結構16。每一行之網格214中之第一電極210與同一行電極引線204電連接，每一列之網格中214之第二電極212與同一列電極引線206電連接。所述第一電極210與第二電極212間隔設置於每個網格214中，並與所述加熱結構16電連接。所述熱致變色元件10與絕緣體202貼合設置或間隔設置。本實施例中，同一行之熱致變色顯示單元220中之第一電極210與同一行電極引線204電連接，同一列之熱致變色顯示單元220中之第二電極212與同一列電極引線206電連接。所 述熱致變色元件10與絕緣體202間隔設置；具體地，所述加熱結構16與絕緣體202間隔設置。

所述絕緣體202為一絕緣基底，其材料可為硬性材料，如：陶瓷、玻璃、樹脂、石英等；其亦可為柔性材料，如：塑膠或纖維等。當所述絕緣體202為柔性材料時，該熱致變色顯示裝置200在使用時可根據需要彎折成任意形狀。其中，所述絕緣體202之大小不限，本領域技術人員可依據實際需要進行選擇。本實施例中，絕緣體202優選為一玻璃絕緣基底，其厚度為大於1毫米，長度為3厘米，寬度為2厘米。進一步，所述絕緣體202之表面具有多個對應於所述網格214設置之凹槽。該凹槽等大且等間隔地分佈於所述絕緣體202表面。所述加熱結構16藉由所述絕緣體202表面之凹槽與所述絕緣體202間隔設置，減少該絕緣體202吸收該加熱結構16產生之熱量，使得所述熱致變色結構14升溫與降溫都比較好，從而使該熱致變色結構14顯色響應更快，進而使所述熱致變色顯示裝置200具有良好之顯色響應能力及較小之能量損失。

所述多個行電極引線204與多個列電極引線206為導電體，如金屬層等。該多個行電極引線204與多個列電極引線206之行距與列距可以根據實際需要選擇。該行電極引線204與列電極引線206之交叉角度為10度到90度。本實施例中，該多個行電極引線204與多個列電極引線206優選為採用導電漿料印製之平面導電體，且該多個行電極引線204與多個列電極引線206之行距與列距為300微米~500微米。該行電極引線204與列電極引線206之寬度為 30微米~100微米，厚度為10微米~50微米。該行電極引線204與列電極引線206之交叉角度優選為90度。藉由絲網印刷法將導電漿料印製於絕緣體202上製備行電極引線204與列電極引線206。該導電漿料之成分包括金屬粉、低熔點玻璃粉與粘結劑。其中，該金屬粉優選為銀粉，該粘結劑優選為松油醇或乙基纖維素。該導電漿料中，金屬粉之重量比為50~90%，低熔點玻璃粉之重量比為2~10%，粘結劑之重量比為10~40%。

所述第一電極210與第二電極212為導電體，如金屬層等。該第一電極210與第二電極212為平面導電體，其尺寸以及該兩電極之間之間距依據網格214之尺寸決定，具體地根據行列電極之間之間距而定。該第一電極210直接與所述行電極引線204連接，以實現電連接；該第二電極212直接與所述列電極引線206連接，以實現電連接。本實施例中，所述第一電極210與第二電極212之長度分別優選為60微米、70微米，寬度均優選為40微米，厚度均優選為20微米。所述第一電極210與第二電極212之間之間隔距離為250微米。所述第一電極210與第二電極212之材料為導電漿料，藉由絲網印刷法印製於絕緣體202上。該導電漿料之成分與上述電極引線所用之導電漿料之成分相同。

所述熱致變色元件10採用本發明第一實施例提供之熱致變色元件10。所述熱致變色元件10之加熱結構16與所述第一電極210與第二電極212之電連接方式可以藉由一導電膠電連接，也可以藉由分子間力或者其他方式實現。 所述加熱結構16為奈米碳管膜，將至少一奈米碳管膜採用鋪設法直接鋪設於上述含有多個行電極引線204、多個列電極引線206、多個第一電極210及多個第二電極212之絕緣體202上，該製作方法不需要預先設計或處理奈米碳管膜，方法比較簡單。所述熱致變色顯示裝置200中之各個熱致變色元件10之熱致變色結構14之材料可以相同，也可以不同。本實施例中，所述熱致變色顯示裝置200中之各個熱致變色元件10之熱致變色結構14之材料均為寶石藍材料。

另外，所述熱致變色顯示裝置200之每個熱致變色顯示單元220可以進一步包括至少一固定電極設置於所述第一電極210及第二電極212中之至少一個電極之表面，且與所述加熱結構16電連接。該至少一固定電極係為了將所述熱致變色元件10固定於所述第一電極210及第二電極212中之至少一個電極之表面。

所述熱致變色顯示裝置200工作時，於所述多個行電極引線204與多個列電極引線206施加一電壓，該多個熱致變色顯示單元220中之第一電極210及第二電極212之間產生一電壓，該電壓進而作用於所述熱致變色元件10之加熱結構16上，該加熱結構16就會有熱量產生以均勻加熱該熱致變色結構14，使整個熱致變色元件10都能顯色。該熱致變色結構14在加熱狀態下，隨著加熱溫度之變化顯示不同之顏色。藉由一程式控制每個熱致變色顯示單元220顯示一種顏色之時間，使每個熱致變色顯示單元220中之熱致變色元件10之熱致變色結構14之顏色轉換頻 率大於25赫茲，這樣該熱致變色顯示裝置200就可以顯示各種不同之圖像。由於該熱致變色元件10整個元件都能顯色，顯示效果比較明顯，圖像比較清晰。

本發明實施例提供之熱致變色元件及熱致變色顯示裝置具有以下優點：第一，所述加熱結構包括至少一奈米碳管結構，該奈米碳管結構中之奈米碳管均勻分佈，故該奈米碳管結構具有較均勻之厚度及電阻，發熱均勻；因此，可以給熱致變色結構提供穩定之熱源，使得顯色均勻、穩定。第二，由於奈米碳管結構之厚度及單位面積熱容較小，尤其係奈米碳管膜之厚度及單位面積熱容較小，所以該奈米碳管結構可以提供之熱量之改變比較明顯，所以由奈米碳管結構組成之加熱結構具有升溫迅速、熱滯後小、熱交換速度快之特點；因此，所述熱致變色元件具有顏色顯色響應較快、能耗小之優點；進一步，使用該熱致變色元件之熱致變色顯示裝置具有圖像反.應靈敏、能耗小之優點。第三，該熱致變色顯示裝置藉由控制行電極引線與列電極引線來控制顯示所述第一電極及第二電極，進而控制所述加熱結構，從而實現對特定微小區域之加熱，使得該熱致變色顯示裝置具有顯示清晰之特點。

當奈米碳管膜作為熱致變色元件之加熱結構時，還具有以下優點：奈米碳管膜為一面狀結構，可以比較方便地應用於熱致變色元件及其顯示裝置中，尤其係大面積之熱致變色元件及其顯示裝置；實現熱致變色元件在較大範圍內之應用。另外，當奈米碳管膜工作時能夠使熱致 變色結構均勻受熱，從而提高該熱致變色元件之清晰度，增加顯示效率，進而使得該熱致變色裝置具有清晰度及顯示效率較高之優點。

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。

10,30,40,50‧‧‧熱致變色元件

14,34,44,54‧‧‧熱致變色結構

16,36,46,52‧‧‧加熱結構

18,38,48,58‧‧‧電極

200‧‧‧熱致變色顯示裝置

202‧‧‧絕緣體

204‧‧‧行電極引線

206‧‧‧列電極引線

214‧‧‧網格

216‧‧‧介質絕緣層

220‧‧‧熱致變色顯示單元

32‧‧‧固定體

342‧‧‧支撐體

462‧‧‧第一奈米碳管膜

464‧‧‧第二奈米碳管膜

56‧‧‧複合材料

圖1係先前之熱致變色顯示裝置之結構示意圖。

圖2係本發明第一實施例提供之熱致變色元件之結構示意圖。

圖3係本發明第二實施例提供之熱致變色元件之結構示意圖。

圖4係本發明第三實施例提供之熱致變色元件之結構示意圖。

圖5係本發明第四實施例提供之熱致變色元件之結構示意圖；其中，複合材料之一角已被切除，以顯示其內部結構。

圖6係本發明第五實施例提供之熱致變色顯示裝置之結構示意圖。

10‧‧‧熱致變色元件

14‧‧‧熱致變色結構

16‧‧‧加熱結構

18‧‧‧電極

Claims (19)

1. 一種熱致變色元件，其包括：一熱致變色結構；至少一加熱結構，該至少一加熱結構與所述熱致變色結構對應設置；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設置且與所述至少一加熱結構電連接，使該至少一加熱結構為該熱致變色結構提供熱量，其改良在於，所述加熱結構包括至少一奈米碳管膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述奈米碳管膜包括多個奈米碳管首尾相連且沿同一方向擇優取向排列，相鄰之奈米碳管之間藉由凡德瓦爾力緊密結合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述奈米碳管膜包括多個奈米碳管藉由凡德瓦爾力相互纏繞。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述加熱結構包括至少兩個重疊設置之奈米碳管膜。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述熱致變色結構設置於所述加熱結構之表面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述熱致變色結構與所述加熱結構間隔設置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之熱致變色元件，其中，所述熱致變色元件進一步包括一支撐體，所述熱致變色結構設置於該支撐體表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述熱致變色結構與所述加熱結構結合形成一複合材料。
9. 如申請專利範圍第8項所述之熱致變色元件，其中，所述 加熱結構具有微孔結構，所述熱致變色結構分佈於該微孔結構中。
10. 如申請專利範圍第1項所述之熱致變色元件，其中，所述奈米碳管膜之單位面積熱容小於1.7×10^-6焦耳每平方厘米開爾文。
11. 一種熱致變色元件，其包括：一熱致變色結構；至少一加熱結構，該至少一加熱結構與所述熱致變色結構對應設置；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設置且與所述至少一加熱結構電連接，使該至少一加熱結構為該熱致變色結構提供熱量，其改良在於，所述加熱結構包括至少一奈米碳管結構。
12. 如申請專利範圍第11項所述之熱致變色元件，其中，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任意組合。
13. 如申請專利範圍第12項所述之熱致變色元件，其中，所述奈米碳管線狀結構包括至少一奈米碳管線，該奈米碳管線包括多個奈米碳管首尾相連且沿該奈米碳管線長度方向擇優取向排列或繞奈米碳管線長度方向螺旋排列。
14. 如申請專利範圍第12項所述之熱致變色元件，其中，所述奈米碳管結構包括至少兩個奈米碳管線狀結構相互平行或交叉設置。
15. 一種熱致變色顯示裝置，其包括：一絕緣體；多個行電極引線與列電極引線分別平行且等間隔設置於絕緣體表面，該多個行電極引線與多個列電極引線相互交叉設置，每兩個相鄰之行電極引線與每兩個相鄰之列電極引 線形成一個網格，且行電極引線與列電極引線之間電絕緣；多個顯示單元，每個顯示單元對應一個網格設置，每個顯示單元包括一第一電極及一第二電極，該第一電極與第二電極間隔設置於每個網格中，並分別與所述行電極引線與列電極引線電連接；其改良在於，所述每個顯示單元進一步包括一熱致變色元件，該熱致變色元件包括一熱致變色結構及為該熱致變色結構提供熱量之至少一加熱結構，該至少一加熱結構與所述熱致變色結構對應設置，該加熱結構包括至少一奈米碳管結構，該加熱結構與所述第一電極與第二電極電連接。
16. 如申請專利範圍第15項所述之熱致變色顯示裝置，其中，所述熱致變色結構設置於所述加熱結構之表面或與所述加熱結構間隔設置。
17. 如申請專利範圍第15項所述之熱致變色顯示裝置，其中，所述熱致變色結構與所述加熱結構結合形成一複合材料。
18. 如申請專利範圍第15項所述之熱致變色顯示裝置，其中，所述熱致變色顯示裝置進一步包括多個凹槽，該多個凹槽分別對應每個網格並設置於所述絕緣體表面。
19. 如申請專利範圍第15項所述之熱致變色顯示裝置，其中，所述熱致變色顯示裝置中之網格按陣列排列，每一行之網格中之第一電極與同一行電極引線電連接，每一列之網格中之第二電極與同一列電極引線電連接。