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1、10申请公布号CN102103276A43申请公布日20110622CN102103276ACN102103276A21申请号200910189149822申请日20091218G02F1/01200601C09K9/0220060171申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号清华大学清华富士康纳米科技研究中心401室申请人鸿富锦精密工业（深圳）有限公司72发明人柳鹏范守善54发明名称热致变色元件及热致变色显示装置57摘要本发明涉及一种热致变色元件，其包括一绝缘基底，所述绝缘基底具有一表面；一底色层，该底色层设置于该绝缘基底的表面；一显色元件，该显色元件设置于该底色层表面；以及至少。
2、一加热元件，用于加热该显色元件，所述至少一加热元件包括至少一碳纳米管结构。进一步，本发明提供一种采用上述热致变色元件的热致变色显示装置。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书13页附图9页CN102103279A1/2页21一种热致变色元件，其特征在于包括一绝缘基底，所述绝缘基底具有一表面；一底色层，该底色层设置于该绝缘基底的表面；一显色元件，该显色元件设置于该底色层表面；以及至少一加热元件，用于加热该显色元件，所述至少一加热元件包括至少一碳纳米管结构。2如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述显色元件与至少一加热元件均为一层状结构，且该至少。
3、一加热元件层叠地设置于该显色元件的至少一表面。3如权利要求2所述的热致变色元件，其特征在于，所述热致变色元件包括两个加热元件，且两个加热元件分别设置于所述显色元件相对的两个表面。4如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述显色元件与至少一加热元件均为一层状结构，且该加热元件层叠地设置于该底色层与绝缘基底之间。5如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述至少一加热元件通过一支撑体与所述显色元件间隔设置。6如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述绝缘基底的表面具有一凹槽，所述底色层与显色元件设置于该凹槽内绝缘基底的表面。7如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述热致变色。
4、元件进一步包括一第一电极以及一第二电极，所述该第一电极及第二电极间隔地与所述至少一加热元件电连接。8如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述显色元件为在200以下发生透明与不透明状态转变的变色材料层。9如权利要求8所述的热致变色元件，其特征在于，所述变色材料层的材料为高分子与脂肪酸混合型变色材料，所述高分子与脂肪酸混合型变色材料为偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物与二十烷酸组成的混合物、苯乙烯与丁二烯的共聚物与硬脂酸组成的混合物或氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物。10如权利要求8所述的热致变色元件，其特征在于，所述变色材料层的材料为高分子材料之间相容相分离型变色材料，所述高分子材料之间相容相分离型变色材。
5、料为偏氟乙烯六氟丙酮的共聚物与低分子量聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物。11如权利要求8所述的热致变色元件，其特征在于，所述变色材料层的材料为高分子结晶与非结晶型变色材料，所述高分子晶态与非晶态型变色材料为14苯硫酚对14二乙烯基苯的聚合物。12如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜。13如权利要求12所述的热致变色元件，其特征在于，所述碳纳米管膜的单位面积热容小于等于2104焦耳每平方厘米开尔文。14如权利要求12所述的热致变色元件，其特征在于，所述碳纳米管膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构，且所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向排列。15如权利要求14。
6、所述的热致变色元件，其特征在于，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。权利要求书CN102103276ACN102103279A2/2页316如权利要求1所述的热致变色元件，其特征在于，所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管线，所述碳纳米管线包括多个碳纳米管沿该碳纳米管线长度方向平行排列或沿该碳纳米管线长度方向呈螺旋状排列。17一种热致变色显示装置，其包括一绝缘基底具有一表面；多个行电极引线与多个列电极引线设置于绝缘基底的表面，该多个行电极引线与多个列电极引线相互交叉设置，每两个相邻的行电极引线与每两个相邻的列电极引线形成一个网格，且行电极引线与列电极引线之间电绝缘；以及多个如权利要。
7、求1至16中任意一项所述的热致变色元件，每个热致变色元件对应一个网格设置。18如权利要求17所述的热致变色显示装置，其特征在于，所述热致变色显示装置进一步包括设置于所述每个热致变色元件周围的绝热材料。19如权利要求18所述的热致变色显示装置，其特征在于，所述绝热材料为三氧化二铝或有机材料。20如权利要求17所述的热致变色显示装置，其特征在于，所述热致变色显示装置进一步包括一设置于所述多个行电极引线、多个列电极引线以及多个热致变色元件表面的透明保护层。21一种热致变色显示装置，其包括一绝缘基底具有一表面；以及多个如权利要求1至16中任意一项所述的热致变色元件，该多个热致变色元件按行列式排布形成一。
8、像素阵列；以及一驱动电路和多个电极引线，该驱动电路通过所述多个电极引线分别控制每个热致变色元件的加热元件独立工作。权利要求书CN102103276ACN102103279A1/13页4热致变色元件及热致变色显示装置技术领域0001本发明涉及一种热致变色元件及热致变色显示装置。背景技术0002由于热致变色材料在不同的温度下可以显示不同的颜色，因此，可以应用于热致变色显示装置中作为具有显示功能的热致变色元件。现有的热致变色显示装置中的热致变色元件至少包括显色层与加热层，所述显色层与加热层贴合设置或间隔设置。其中，所述加热层主要由金属板组成。然而，金属板的热容及厚度较大，其作为加热层工作时，温度变化。
9、慢、电热转换效率低，从而使得热致变色元件工作时显色响应迟钝、能耗较大。此外，金属板的柔韧性能有限，其难以在柔性热致变色显示装置中作加热层。0003为克服金属板作为热致变色元件的加热层的缺点，现有技术提供一种热致变色显示装置，该热致变色显示装置中的热致变色元件的加热层包括碳墨及一聚合物。其中，所述碳墨印刷在聚合物上。所述聚合物的材料为介电薄膜或聚酯薄膜。虽然，该热致变色元件可以应用于柔性热致变色显示装置中，但由于碳墨印刷在聚合物上，聚合物的热容较大，使得该加热层的热容较大，其工作时，温度变化慢、电热转换效率低，从而使得热致变色元件工作时显色响应也较迟钝、能耗也较大。发明内容0004有鉴于此，确有。
10、必要提供一种显色响应速度较快的热致变色元件及应用该热致变色元件的热致变色显示装置。0005一种热致变色元件，其包括一绝缘基底，所述绝缘基底具有一表面；一底色层，该底色层设置于该绝缘基底的表面；一显色元件，该显色元件设置于该底色层表面；以及至少一加热元件，用于加热该显色元件，所述至少一加热元件包括至少一碳纳米管结构。0006一种热致变色显示装置，其包括一绝缘基底具有一表面；多个行电极引线与多个列电极引线设置于绝缘基底的表面，该多个行电极引线与多个列电极引线相互交叉设置，每两个相邻的行电极引线与每两个相邻的列电极引线形成一个网格，且行电极引线与列电极引线之间电绝缘；以及多个热致变色元件，每个热致变。
11、色元件对应一个网格设置；其中，所述热致变色元件包括一底色层，该底色层设置于该绝缘基底的表面；一显色元件，该显色元件设置于该底色层表面；以及至少一加热元件，用于加热该显色元件，所述至少一加热元件包括至少一碳纳米管结构。0007一种热致变色显示装置，其包括一绝缘基底具有一表面；以及多个热致变色元件，该多个热致变色元件按行列式排布形成一像素阵列；以及一驱动电路和多个电极引线，该驱动电路通过所述多个电极引线分别控制每个热致变色元件的加热元件独立工作；其中，所述热致变色元件包括一底色层，该底色层设置于该绝缘基底的表面；一显色元件，该显色元件设置于该底色层表面；以及至少一加热元件，用于加热该显色元件，所述。
12、至少一加热元件包括至少一碳纳米管结构。说明书CN102103276ACN102103279A2/13页50008相较于现有技术，所述热致变色显示装置的热致变色元件采用碳纳米管结构作为加热元件，由于碳纳米管结构的单位面积热容比金属板或介电薄膜或聚酯薄膜的单位面积热容较小，所以由该碳纳米管结构构成的加热元件具有较快的热响应速度，可用于对显色元件进行快速加热，使得本发明的热致变色显示装置的像素单元具有较快的响应速度。附图说明0009图1为本发明第一实施例的热致变色元件的结构示意图。0010图2为本发明第一实施例用作加热元件的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。0011图3为图2中的碳纳米管拉膜中的碳纳米管片。
13、段的结构示意图。0012图4为本发明第一实施例用作加热元件的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。0013图5为本发明第一实施例作为加热元件的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。0014图6为本发明第二实施例的热致变色元件的结构示意图。0015图7为本发明第三实施例的热致变色元件的结构示意图。0016图8为本发明第四实施例的热致变色元件的结构示意图。0017图9为本发明第五实施例的热致变色元件的结构示意图。0018图10为本发明第六实施例的热致变色元件的结构示意图。0019图11为本发明第七实施例的热致变色元件的结构示意图。0020图12为采用本发明第一实施例的热致变色元件的热致变色显示装置的俯视图。。
14、0021图13为沿图12中XIIIXIII线的剖面图。0022主要元件符号说明0023热致变色显示装置200024绝缘基底202，302，402，502，602，702，8020025行电极引线2040026列电极引线2060027加热元件208，308，408，508，708，8080028第一加热元件6080029第二加热元件6090030第一电极210，310，410，510，610，710，8100031第二电极212，312，412，512，612，712，8120032网格2140033介质绝缘层2160034显色元件218，318，418，518，618，718，8180035热。
15、致变色元件220，320，420，520，620，720，8200036绝热材料2220037保护层2240038底色层226，326，426，526，626，726，8260039凹槽722说明书CN102103276ACN102103279A3/13页6具体实施方式0040以下将结合附图对本发明的热致变色元件及应用该热致变色元件的热致变色显示装置作进一步的详细说明。0041请参阅图1，本发明第一实施例提供一种热致变色元件220，其包括一绝缘基底202，一底色层226，一显色元件218，至少一加热元件208以及一第一电极210与一第二电极212。0042所述绝缘基底202具有一表面2020。。
16、所述底色层226设置于所述绝缘基底202的表面2020。所述显色元件218设置于底色层226表面。所述显色元件设置于底色层与绝缘基底之间。所述加热元件208与显色元件218靠近且对应设置。所谓对应设置指加热元件208设置于显色元件218的周围，如上方、下方或四周。可以理解，所述加热元件208的具体设置位置不限，只要确保该加热元件208可以加热该显色元件218即可。优选地，所述显色元件218与加热元件208均为一层状结构，且该加热元件208与显色元件218为层叠接触设置或层叠间隔设置。所谓层叠接触设置指显色元件218与加热元件208的表面贴合，如显色元件218设置于底色层226的表面，加热元件2。
17、08设置于显色元件218的表面且相互接触。所谓层叠间隔设置指显色元件218与加热元件208平行正对且间隔设置，如显色元件218设置于加热元件208与底色层226之间且加热元件208通过支撑体图未示与显色元件218间隔设置。所述第一电极210与第二电极212间隔设置。所述第一电极210和第二电极212分别与加热元件208电连接，用于对加热元件208提供电压或电流，使该加热元件208对显色元件218进行加热。0043本实施例中，加热元件208的个数为一。所述显色元件218与加热元件208均为一层状结构。所述底色层226设置于绝缘基底202的表面2020。所述加热元件208设置于底色层226表面将底。
18、色层226覆盖。所述显色元件218设置于该加热元件208表面。所述第一电极210与第二电极212间隔设置于该加热元件208表面且位于所述显色元件218两侧。0044所述绝缘基底202可以为一硬性基板或柔性基板。所述硬性基板可以为陶瓷基板、玻璃基板、石英基板、硅基板、氧化硅基板、金刚石基板、氧化铝基板及硬性高分子基板等中的一种或多种。所述柔性基板可以为合成纸、纤维布及柔性高分子基板等中的一种或多种。所述柔性高分子基板的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚乙烯PE、聚碳酸酯PC或聚酰亚胺PI等。可以理解，所述绝缘基底202的材料不限于上述材料，只要能够耐200以上温度的绝缘材料均可以实现本发明。
19、的目的。所述绝缘基底202的大小、形状与厚度不限，本领域技术人员可以根据实际需要，如根据热致变色显示装置20的预定大小，设置绝缘基底202的尺寸。本实施例中，所述绝缘基底202优选为一PET基板，其厚度约1毫米。0045所述底色层226为一黑白或彩色的材料层，且该底色层226颜色在200以下不随温度变化而变化。所述底色层226的厚度可以为1微米100微米。所述底色层226可以通过印刷、喷涂、激光打印或热升华转引等方法形成于绝缘基底202表面。可以理解，所述底色层226也可以设置于加热元件208的表面，并将显色元件218设置于底色层226表面。0046所述显色元件218由在特定温度下发生透明与不。
20、透明状态转变的变色材料制成。所谓特定温度是指变色材料发生透明与不透明状态转变的相变温度。当所述变色材料被加热到该特定温度时，该变色材料会发生透明与不透明之间的转化。当所述变色材料为透明说明书CN102103276ACN102103279A4/13页7状态时，所述热致变色元件220可以显示底色层226的颜色；当所述变色材料层为不透明状态时，所述热致变色元件220不显示颜色。0047所述显色元件218发生透明与不透明状态转变的相变温度低于200，优选地，该变色材料发生透明与不透明状态转变的相变温度为大于40且低于100。可以理解，选择相变温度为大于40且低于100的变色材料制备显色元件218一方面。
21、可以确保该热致变色元件220在室温条件下工作，另一方面可以降低热致变色元件220的工作电压，从而降低能耗。具体地，所述显色元件218的材料可以为高分子与脂肪酸混合型变色材料、高分子之间相容相分离型变色材料或者高分子结晶与非结晶型变色材料。0048所述高分子与脂肪酸混合型变色材料的工作原理如下在某一温度范围内，该材料内部微颗粒结晶体为分散状态。当温度变化时，该结晶体的大小能可逆地发生变化。由于结晶体变化前后该材料的光透过率不同，从而实现透明与不透明状态的转变。所述高分子与脂肪酸混合型变色材料可以为偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物与二十烷酸组成的混合物、苯乙烯与丁二烯的共聚物与硬脂酸组成的混合物或者氯乙烯。
22、与醋酸乙烯的共聚物。所述采用偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物与二十烷酸组成的混合物作为显色元件218的制备方法可包括以下步骤首先，将偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物和二十烷酸同时溶解在四氢呋喃中并充分混合形成混合液；其次，将该混合液采用涂布的方法并经过干燥形成显色元件218。该采用偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物与二十烷酸组成的混合物的显色元件218为白色不透明状态。当该显色元件218被加热脉冲加热到74时，其变成透明无色状态。此时，所述热致变色元件220显示颜色，实现了信号写入。当该偏氯乙烯丙烯睛的共聚合物与二十烷酸组成的混合物显色元件218被加热脉冲加热到63时，该显色元件218又由透明无色变成起始的白色不透明状。
23、态。此时，所述热致变色元件220不显示颜色，实现了信号擦除。由于采用加热脉冲加热后显色元件218会急速冷却，该透明无色状态与白色不透明状态都能在室温下稳定存在，从而实现了双稳态显示。所述苯乙烯与丁二烯的共聚物与硬脂酸组成的混合物可以通过将聚合物和硬脂酸溶解在四氢呋喃与甲苯的混合溶剂中经充分混合后形成。所述采用苯乙烯与丁二烯的共聚物与硬脂酸组成的混合物的显色元件218的由透明态变为不透明态的温度大于70，由不透明态变为透明态的温度为57。0049所述高分子材料之间相容相分离型变色材料的工作原理如下两种以上高分子材料组成的混合物具有一高于室温的临界共溶温度。当温度为低于临界共溶温度的时，该变色材料。
24、因高分子组份之间能相容而成为无色透明体。当温度高于临界共溶温度时，由于该变色材料因组份之间相分离而成为不透明体。当该变色材料从高于临界共溶温度的不透明态急速冷却后，该变色材料能在室温下保持不透明状态并稳定存在。当在低于临界共溶温度下加热该不透明态的变色材料时，该变色材料又变为透明态。由于在室温下，该变色材料可以长期保持透明态或不透明态，从而实现了双稳态显示。所述高分子材料之间相容相分离型变色材料可以为1份偏氟乙烯六氟丙酮的共聚物与3份低分子量聚甲基丙烯酸甲酯聚合度60组成的混合物。0050所述高分子晶态与非晶态型变色材料的工作原理如下当高分子材料在热的作用下由晶态到非晶态，或由非晶态到晶态可逆。
25、变化时，会引起折射率、透过率等光学性质发生变化，从而实现透明与不透明状态的转变。所述高分子晶态与非晶态型变色材料可以为14苯硫酚对14二乙烯基苯的聚合物，如聚14苯硫酚对14二乙烯基苯，说明书CN102103276ACN102103279A5/13页8其在非晶态时为透明体，光透过率91，在晶态时为不透明体，光透过率小于1。厚度为01微米05微米的聚14苯硫酚对14二乙烯基苯显色元件218在170时只需1秒2秒可以变成透明体。在7080的温度下加热20分钟30分钟，该显色元件218又返回到不透明状态。对于这种晶态与非晶态型显色元件218，当施加一个短而强的热脉冲时，显色元件218被瞬间加热为液态。
26、。由于加热时间短，温度很快就又降到低温，这样显色元件218就会从液态急冷到了固态，形成一透明非晶态的显色元件218，从而就实现了显示。该显色元件218在室温下无需任何能量均可维持其透明非晶态。当需要擦除这个显示态的时候，可以在低温下较长时间地加热该显色元件218，如采用一个稍微弱但时间长的如热脉冲加热。该过程相当于退火。经过退火之后显色元件218又恢复到最初的不透明晶态，实现了擦除。该显色元件218在室温下无需任何能量均可维持其不透明晶态。由于显色元件218在室温下可以长期保持从晶态或非晶态，这种显示状态就可以被保持，从而实现了双稳态显示。0051本实施例中，所述显色元件218为一层聚14苯硫。
27、酚对14二乙烯基苯，其厚度为10微米400微米。优选地，该显色元件218的厚度为50微米100微米。所述显色元件218可以通过喷涂、印刷、热沉积或溅射等方法沉积于所述加热元件208表面且位于第一电极210与第二电极212之间。所述显色元件218可以与所述电极210，212间隔设置，也可以与所述电极210，212相互接触设置。0052所述加热元件208包括一碳纳米管结构。所述碳纳米管结构为一自支撑结构。所谓“自支撑结构”即该碳纳米管结构无需通过一支撑体支撑，也能保持自身特定的形状。该自支撑结构的碳纳米管结构包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力相互吸引，从而使碳纳米管结构具有特定的形状。所。
28、述碳纳米管结构中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为05纳米50纳米，所述双壁碳纳米管的直径为10纳米50纳米，所述多壁碳纳米管的直径为15纳米50纳米。该碳纳米管结构为层状或线状结构。由于该碳纳米管结构具有自支撑性，在不通过支撑体支撑时仍可保持层状或线状结构。该碳纳米管结构中碳纳米管之间具有大量间隙，从而使该碳纳米管结构具有大量微孔。所述碳纳米管结构的单位面积热容小于2104焦耳每平方厘米开尔文。优选地，所述碳纳米管结构的单位面积热容可以小于等于17106焦耳每平方厘米开尔文。0053所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜、至少一碳纳米。
29、管线状结构或其组合。所述碳纳米管膜包括多个均匀分布的碳纳米管。该碳纳米管膜中的碳纳米管有序排列或无序排列。当碳纳米管膜包括无序排列的碳纳米管时，碳纳米管相互缠绕；当碳纳米管膜包括有序排列的碳纳米管时，碳纳米管沿一个方向或者多个方向择优取向排列。所谓择优取向是指碳纳米管膜中大部分碳纳米管在某一方向上具有较大的取向几率，即碳纳米管膜中大部分碳纳米管的轴向基本沿同一方向延伸。当碳纳米管结构包括多个碳纳米管基本沿同一方向有序排列时，该多个碳纳米管从第一电极向第二电极延伸。具体地，该碳纳米管膜可包括碳纳米管絮化膜、碳纳米管碾压膜或碳纳米管拉膜。该碳纳米管线状结构包括至少一非扭转的碳纳米管线、至少一扭转的。
30、碳纳米管线或其组合。当所述碳纳米管线状结构包括多根非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线时，该非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线可以相互平行呈一束状结构，或相互扭转呈一绞线结构。说明书CN102103276ACN102103279A6/13页90054所述碳纳米管膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向排列。所述择优取向是指在碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米。
31、管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于或固定于间隔特定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。0055具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者。
32、并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。0056请参阅图2及图3，具体地，所述碳纳米管拉膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段143。该多个碳纳米管片段143通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段143包括多个相互平行的碳纳米管145，该多个相互平行的碳纳米管145通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段143具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。所述碳纳米管拉膜的厚度为05纳米100微米，宽度与拉取出该碳纳米管拉膜的碳纳米管阵列的尺寸有关，长度不限。该碳纳米管膜中的碳纳米管145沿同一方向择。
33、优取向排列。所述碳纳米管拉膜具有较高的透光性。单层碳纳米管拉膜的透光率达90以上。所述碳纳米管拉膜及其制备方法具体请参见申请人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13日公开的第CN101239712A号中国公开专利申请“碳纳米管膜结构及其制备方法”。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。0057当所述碳纳米管结构包括层叠设置的多层碳纳米管拉膜时，相邻两层碳纳米管拉膜中的择优取向排列的碳纳米管之间形成一交叉角度，且大于等于0度小于等于90度090。所述多个碳纳米管拉膜之间或一个碳纳米管拉膜之中的相邻的碳纳米管之间具有间隙，从而在碳纳米管结构20。
34、22中形成多个微孔，微孔的孔径约小于10微米。本实施例中，所述碳纳米管结构2022为一单层碳纳米管拉膜。0058所述碳纳米管碾压膜包括均匀分布的碳纳米管。碳纳米管沿同一方向择优取向排列，碳纳米管也可沿不同方向择优取向排列。优选地，所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管平行于碳纳米管碾压膜的表面。所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管相互交叠，且通过范德华力相互吸引，紧密结合，使得该碳纳米管碾压膜具有很好的柔韧性，可以弯曲折叠成任意形状而不破裂。且由于碳纳米管碾压膜中的碳纳米管之间通过范德华力相互吸引，紧密结合，使碳纳米管碾压膜为一自支撑的结构，可无需基底支撑。所述碳纳米管碾压膜可通过碾压一碳纳米管阵列获得。所。
35、述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管与形成碳纳米管阵列的基底的表面形成一夹角，其中，大于等于0度且小于等于15度015，该夹角与施加在碳纳米管阵列上的压力有关，压力越大，该夹角越小。所述碳纳米管碾压膜的长度和说明书CN102103276ACN102103279A7/13页10宽度不限。所述碾压膜包括多个微孔结构，该微孔结构均匀且规则分布于碳纳米管碾压膜中，其中微孔直径为1纳米05微米。所述碳纳米管碾压膜及其制备方法请参见申请人于2007年6月1日申请的，于2008年12月3日公开的第CN101314464A号中国专利申请“碳纳米管薄膜的制备方法”，申请人清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司。0059所。
36、述碳纳米管絮化膜的长度、宽度和厚度不限，可根据实际需要选择。本发明实施例提供的碳纳米管絮化膜的长度为110厘米，宽度为110厘米，厚度为1微米2毫米。所述碳纳米管絮化膜包括相互缠绕的碳纳米管，碳纳米管的长度大于10微米。所述碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、缠绕，形成网络状结构。所述碳纳米管絮化膜中的碳纳米管均匀分布，无规则排列，使该碳纳米管絮化膜各向同性，所述碳纳米管絮化膜中的碳纳米管之间形成大量的微孔，微孔孔径为1纳米05微米。所述碳纳米管絮化膜及其制备方法请参见申请人于2007年4月13日申请的，于2008年10月15日公开的第CN101284662A号中国专利申请“碳纳米管薄膜的制备方。
37、法”，申请人清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司。0060请参阅图4，该非扭转的碳纳米管线包括多个沿该非扭转的碳纳米管线长度方向排列的碳纳米管。具体地，该非扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该非扭转的碳纳米管线长度不限，直径为05纳米100微米。非扭转的碳纳米管线为将碳纳米管拉膜通过有机溶剂处理得到。具体地，将有机溶剂浸润所述碳纳米管拉膜的整个表面，在挥发性有机溶剂挥发时产生的表面张力的作用下，碳纳米管拉膜中的相互平行的多个碳纳米管通过。
38、范德华力紧密结合，从而使碳纳米管拉膜收缩为一非扭转的碳纳米管线。该有机溶剂为挥发性有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本实施例中采用乙醇。通过有机溶剂处理的非扭转的碳纳米管线与未经有机溶剂处理的碳纳米管膜相比，比表面积减小，粘性降低。0061所述扭转的碳纳米管线为采用一机械力将所述碳纳米管拉膜两端沿相反方向扭转获得。请参阅图5，该扭转的碳纳米管线包括多个绕该扭转的碳纳米管线轴向螺旋排列的碳纳米管。具体地，该扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、。
39、均匀性及形状。该扭转的碳纳米管线长度不限，直径为05纳米100微米。进一步地，可采用一挥发性有机溶剂处理该扭转的碳纳米管线。在挥发性有机溶剂挥发时产生的表面张力的作用下，处理后的扭转的碳纳米管线中相邻的碳纳米管通过范德华力紧密结合，使扭转的碳纳米管线的比表面积减小，密度及强度增大。0062所述碳纳米管线状结构及其制备方法请参见申请人于2002年9月16日申请的，于2008年8月20日公告的第CN100411979C号中国公告专利“一种碳纳米管绳及其制造方法”，申请人清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，以及于2005年12月16日申请的，于2007年6月20日公开的第CN1982209A号中国。
40、公开专利申请“碳纳米管丝及其制作方法”，申请人清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司。0063由于碳纳米管结构具有较大的比表面积，其本身有很好的粘附性，故由碳纳米管结构组成的加热元件208可以直接设置于所述绝缘基底202的表面2020。另外，所述加热说明书CN102103276ACN102103279A8/13页11元件208也可通过一粘结剂图未示固定于所述绝缘基底202的表面2020。所述加热元件208可以直接固定于电极210，212的表面，也可通过一导电粘结剂图未示固定于电极210，212的表面。本实施例中，优选的导电粘结剂为银胶。0064由于加热元件208直接设置于绝缘基底202表面，所以。
41、该加热元件208还可以为通过丝网印刷等方法形成的碳纳米管层，该碳纳米管层包括多个碳纳米管无序分布。0065所述加热元件208还可以包括一碳纳米管复合结构。所述碳纳米管复合结构包括一碳纳米管结构以及分散于碳纳米管结构中的填充材料。所述填充材料填充于碳纳米管结构中的微孔中或复合于碳纳米管结构的表面。所述填充材料包括金属、树脂、陶瓷、玻璃以及纤维中的一种或多种。可选择地，所述碳纳米管复合结构可以包括一基体以及一碳纳米管结构复合于该基体中。所述基体的材料包括金属、树脂、陶瓷、玻璃以及纤维中的一种或多种。所述基体将碳纳米管结构完全包覆，该基体材料可至少部分浸润于该碳纳米管结构中。0066当采用碳纳米管膜。
42、作为加热元件208时，可以将碳纳米管膜直接铺设于绝缘基底202表面或层状显色元件218表面；当采用单个碳纳米管线状结构作为加热元件208时，可以将该单个碳纳米管线状结构折叠或缠绕成一层状结构后再铺设于绝缘基底202表面或层状显色元件218表面，也可以将该单个碳纳米管线状结构盘绕设置于一块状显色元件218周围；当采用多个碳纳米管线状结构作为加热元件208时，可以将该多个碳纳米管线状结构平行设置、交叉设置或编织成一层状结构后再铺设于绝缘基底202表面或层状显色元件218表面。0067由于本实施例的加热元件208主要由碳纳米管构成，碳纳米管具有较高的电热转换效率以及比较高的热辐射效率，所以该加热元件。
43、208电热转换效率及热辐射效率较高。由于碳纳米管结构的热容较小，所以由该碳纳米管结构构成的加热元件208具有较快的热响应速度，可用于对显色元件218进行快速加热。如，单层碳纳米管拉膜可以在1毫秒内升温到约2000K。该特性使得本发明实施例制备的热致变色元件220具有较快的响应速度。由于碳纳米管具有较强的化学稳定性，所以采用该碳纳米管结构的加热元件208的电阻稳定，从而提高了热致变色元件220的稳定性。另外，由于碳纳米管具有较小的尺寸，所以采用该碳纳米管结构作为加热元件208可以减小热致变色元件220的尺寸，从而提高采用该热致变色元件220的显示装置的分辨率。0068所述第一电极210与第二电极。
44、212的设置位置不限，可以直接设置于绝缘基底202表面，或设置于加热元件208表面，或设置于显色元件218表面，或设置于一支撑体图未示上。所述第一电极210与第二电极212由导电材料组成，该第一电极210与第二电极212的形状不限，可为导电薄膜、金属片或者金属引线。优选地，第一电极210与第二电极212均为一层导电薄膜。该导电薄膜的厚度为05纳米500微米。该导电薄膜的材料可以为金属、合金、铟锡氧化物ITO、锑锡氧化物ATO、导电浆料或导电聚合物等。该金属或合金材料可以为铝、铜、钨、钼、金、钛、银、钕、钯、铯或上述金属的任意组合的合金。本实施例中，该第一电极210与第二电极212的材料为导电浆。
45、料，通过丝网印刷法印制于所述绝缘基底202上。该导电浆料的成分包括金属粉、低熔点玻璃粉和粘结剂。其中，该金属粉优选为银粉，该粘结剂优选为松油醇或乙基纤维素。该导电浆料中，金属粉的重量比为5090，低熔点玻璃粉的重量比为210，粘结剂的重量比为840。说明书CN102103276ACN102103279A9/13页120069所述热致变色元件220在使用时，当在所述第一电极210与第二电极212之间施加一电压时，所述加热元件208开始发热并给显色元件218进行加热。以采用高分子晶态与非晶态型变色材料制备的显色元件218为例。当给显色元件218施加一个短而强的热脉冲时，如温度为170，周期为1秒2。
46、秒，显色元件218被瞬间加热为液态。由于加热时间短，温度很快就又降到室温，这样显色元件218就会从液态急冷到了固态，形成一透明非晶态的变色材料层，从而就实现了显示。而且，此时，该显色元件218在室温下无需任何能量均可维持其透明非晶态。当需要擦除这个显示态的时候，可以在低温下较长时间地加热该显色元件218，如温度为7080，加热时间为20分钟30分钟。该过程相当于退火。经过退火之后显色元件218又恢复到最初的不透明晶态，实现了擦除。此时，该显色元件218在室温下无需任何能量均可维持其不透明晶态。由于显色元件218在室温下可以长期保持晶态或非晶态，这种显示状态就可以被保持，从而实现双稳态显示。所谓。
47、双稳态显示指热致变色元件220只在写入和擦除的过程中需要消耗能量，而在写入和擦除后无需任何能量均可维持稳态显示。双稳态显示可以节约热致变色元件220的能量消耗。0070本发明第一实施例提供的热致变色元件220的制备方法为首先，在绝缘基底202表面印刷一底色层226；其次，在底色层226表面铺设一单层碳纳米管拉膜；然后，通过丝网印刷于该碳纳米管拉膜表面形成间隔设置的第一电极210与第二电极212；最后，在第一电极210与第二电极212之间沉积一层锗硒化合物作为显色元件218。0071请参阅图6，本发明第二实施例提供一种热致变色元件320，其包括一绝缘基底302，一底色层326，一显色元件318，。
48、一加热元件308以及一第一电极310与一第二电极312。该热致变色元件320与本发明第一实施例提供的热致变色元件220结构基本相同，其区别在于所述显色元件318设置于底色层326与加热元件308之间。具体地，所述底色层326设置于绝缘基底302表面。所述显色元件318设置于底色层326表面。所述第一电极310与一第二电极312分别设置于显色元件318两侧的底色层326表面。所述加热元件308设置于该显色元件318表面与显色元件318贴合且将第一电极310与一第二电极312覆盖。本实施例中，由于加热元件308覆盖显色元件318及底色层326，所述加热元件308应具有较好地透明度，可选择为一透明碳。
49、纳米管结构，优选地，所述加热元件308为单层碳纳米管拉膜。本发明第二实施例提供的热致变色元件320的制备方法为首先，在绝缘基底302表面通过丝网印刷形成间隔设置的第一电极310与第二电极312；此次，在第一电极310与第二电极312之间印刷一底色层326；然后，在底色层326上沉积一层锗硒化合物作为显色元件318，且显色元件318与底色层326的厚度和等于电极310，312的厚度；最后，将一单层碳纳米管拉膜铺设于所述第一电极310与第二电极312上并将显色元件318覆盖。0072请参阅图7，本发明第三实施例提供一种热致变色元件420，其包括一绝缘基底402，一底色层426，一显色元件418，一加热元件408以及一第一电极410与一第二电极412。该热致变色元件420与本发明第二实施例提供的热致变色元件320结构基本相同，其区别在于加热元件408与所述显色元件418间隔设置。具体地，所述底色层426设置于绝缘基底402表面。所述显色元件418设置于底色层426表面。所述第一电极410与一第二电极412分别设置于显色元件418两侧的底色层426表面，且第一电极410与一第二电极412的高度高于显色元件418的厚度。所述加热元件408的两端分别设置于第一电极。