CN110488521A - 电子式书写板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子式书写板，包括第一玻璃基板、第二玻璃基板以及胆固醇液晶层。第一玻璃基板具有书写面，且其厚度介于0.1毫米与0.35毫米之间。第二玻璃基板与第一玻璃基板相对而设。胆固醇液晶层设置于第一玻璃基板与第二玻璃基板之间。本发明的目是提供一种新型态结构的电子式书写板，据以达到制造简单、降低生产时的设备投资等成本的功效。

Description

电子式书写板

技术领域

本发明涉及一种电子式书写板，特别关于一种利用具有低成本与省电特性的胆固醇液晶所制成的电子式书写板。

背景技术

胆固醇液晶(Cholesteric liquid crystal)是在向列型液晶中加入旋光剂(chiral dopant)使其具有螺旋状的排列结构，并利用在不同电压差的情况下呈现反射与穿透两种不同液晶分子排列状态来达到不同的光线穿透率，达到显示效果。其中，在平面态时，入射光会被反射而显色；而在焦锥态时，入射光大部分穿透、少部分被散射；而在垂直态时，入射光则会完全穿透。

由于胆固醇液晶处于平面态及焦锥态时均属于稳定态，因此当电压关掉消失时，仍会维持在原来的状态与显示画面，只有在改变成另一种状态与显示画面时，才需施加电压，这种具低耗电及可记忆性的特性，也使胆固醇液晶成为电子书的首选。同时，这种显示机制受到上下板间距的影响较小，具有发展成为双稳态可挠曲式显示器的潜力及应用。相较于其他型式，例如TN型液晶显示器来说，胆固醇液晶显示器具有省电、彩色显示、可调光及可应用于双稳态可挠式显示器等优点，应用上相当广。

到目前为止，利用胆固醇液晶所制造的书写板，因为要让使用者所书写的压力得以改变胆固醇液晶的状态，因此大多采用具有可挠性的基板(例如塑料基板)作为书写面的基板。而，利用可挠性基板之制程及生产设备与一般显示设备的制程及生产设备并不兼容，因此，如何让胆固醇液晶书写板的制造能与现行的显示设备兼容且同时具有书写功能，进而使制造简单、降低生产时的设备投资等成本，实为一大课题。

发明内容

本发明的目的为提供一种新型态结构的电子式书写板，据以达到制造简单、降低生产时的设备投资等成本的功效。本发明提出一种电子式书写板，包括第一玻璃基板、第二玻璃基板以及胆固醇液晶层。第一玻璃基板具有书写面，且第一玻璃基板的厚度介于0.1毫米与0.35毫米之间。第二玻璃基板与第一玻璃基板相对而设。胆固醇液晶层设置于第一玻璃基板与第二玻璃基板之间。

在一实施例中，电子式书写板还包括第一透明导电层及第二透明导电层。第一透明导电层设置于第一玻璃基板面向胆固醇液晶层的表面。第二透明导电层设置于第二玻璃基板面向胆固醇液晶层的表面。

在一实施例中，第一透明导电层全面性的设置于第一玻璃基板面对胆固醇液晶层的表面，第二透明导电层包含多组电极区块，胆固醇液晶层包括多个液晶控制区，电极区块与液晶控制区对应设置。

在一实施例中，第一透明导电层包含沿第一方向延伸且间隔设置的多个第一电极，第二透明导电层包含沿第二方向延伸且间隔设置的多个第二电极，第一方向与第二方向不同。

在一实施例中，胆固醇液晶层包括多个液晶控制区，由俯视书写面的方向来看，第一电极与第二电极交错以对应液晶控制区。

在一实施例中，第一玻璃基板为透光基板，第二玻璃基板为光反射板或光吸收板。

在一实施例中，电子式书写板还包括背板，其设置于第二玻璃基板背向胆固醇液晶层的表面。

在一实施例中，背板为光反射板或光反射层。

在一实施例中，背板为光吸收板或光吸收层。

在一实施例中，电子式书写板还包括透明保护层，透明保护层设置于书写面。

在一实施例中，当书写面受到按压时，胆固醇液晶层的至少部分由焦锥态转态至平面态，据此显示书写轨迹。

在一实施例中，书写轨迹呈现电子式书写板所对应的颜色。

在一实施例中，电子式书写板还包括显示控制电路，与第一透明导电层及第二透明导电层电性连接，胆固醇液晶层包括多个液晶控制区，显示控制电路传送显示控制信号至第一透明导电层与第二透明导电层，以驱动对应的液晶控制区而显示影像。

承上所述，在本发明的电子式书写板中，胆固醇液晶层设置于第一玻璃基板与第二玻璃基板之间，而第一玻璃基板具有书写面，且其厚度介于0.1毫米与0.35毫米之间。由此，本发明的电子式书写板是一种新型态结构的书写板，由于第一玻璃基板的厚度系介于0.1毫米与0.35毫米之间，因此有可挠性而具有可书写功能，且由于其作为书写面的第一玻璃基板可利用一般显示设备的玻璃基板的制程及生产设备，也就是本发明的胆固醇液晶书写板的制造与现行的显示设备兼容，进而使其制造简单，并可大大减少生产时的设备投资等成本的投入。

附图说明

图1为本发明一实施例的电子式书写板的应用示意图。

图2为图1所示的电子式书写板的一实施例的结构示意图。

图3A为本发明另一实施例的电子式书写板的部分立体示意图。

图3B为图3A所示的电子式书写板的第一透明导电层与第二透明导电层的俯视示意图。

图4A为本发明所提供的电子式书写板的另一实施例的结构示意图。

图4B为本发明所提供的电子式书写板的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明所提供的各种实施例的电子式书写板，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

需要说明的是，本发明各实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如各附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也会相应的随之改变。

本发明以下实施例所提供的电子式书写板是利用胆固醇液晶的特性，因此是一种双稳态(bistable)显示设备，当电子式书写板显示有影像或画面时，不需输入额外的电源，此影像或画面会一直被保留，只有在改变成另一种状态或显示画面才需输入额外电源，因此电子式书写板是一种低成本与省电的电子装置。

图1为本发明一实施例的电子式书写板的应用示意图，而图2为图1所示的电子式书写板的一实施例的结构示意图。本发明的电子式书写板例如但不限为手机、平板、或电子白板，或其他可显示影像的显示设备。如图1所示，本实施例的电子式书写板1是以应用于会议或教学系统的大尺寸电子黑板(或白板)为例，但本发明不限于此。

如图1与图2所示，电子式书写板1包括第一玻璃基板11、第二玻璃基板12以及胆固醇液晶层13。本实施例的电子式书写板1还可包括第一透明导电层14、第二透明导电层15、背板16及显示控制电路17。

第一玻璃基板11与第二玻璃基板12相对而设，胆固醇液晶层13具有多个胆固醇液晶分子(未绘示)，其可填充而设置于第一玻璃基板11及第二玻璃基板12之间。电子式书写板1还可包括密封层(未绘示)，密封层可为框胶，并设置于第一玻璃基板11及第二玻璃基板12之间，以密封第一玻璃基板11及第二玻璃基板12的外周围，使第一玻璃基板11与第二玻璃基板12之间具有间隙。由第一玻璃基板11及第二玻璃基板12与密封层可形成容置空间，使胆固醇液晶分子可填充于容置空间中，以形成胆固醇液晶层13。本实施例的胆固醇液晶层13可包括多个液晶控制区131。

第一玻璃基板11具有书写面A1。书写面A1就是电子式书写板1面对使用者的表面，也可称为光入射面或显示面，用户可在其上书写(按压)以产生书写轨迹S(图1)。需注意的是，使用者可直接在书写面A1上书写(按压)以产生书写轨迹S；或者，书写面A1上也可设置有其他膜层，使用者可在此膜层上书写(按压)，此书写(按压)力量可通过此膜层传递到第一玻璃基板11的书写面A1上而使电子式书写板1产生书写轨迹S。本实施例的书写面A1是指第一玻璃基板11背向胆固醇液晶层13的(上)表面。另外，电子式书写板1还具有光射出面A2。本实施例的光射出面A2是指第二玻璃基板12背向胆固醇液晶层13的(下)表面。

电子式书写板1可对应显示颜色。具体来说，电子式书写板1可由在胆固醇液晶层13中添加不同含量的旋光剂，以调配出例如红(R)、绿(G)或蓝(B)等颜色。于此，电子式书写板1对应显示的颜色可选自于例如但不限于红、绿、蓝的其中一者，或者是其他可见光的颜色。由于胆固醇液晶是通过在向列型液晶中加入旋光剂来达到特殊排列结构，并利用胆固醇液晶分子可在不同电压差、物理压力及/或温度的情况下呈现至少焦锥态(Focal conicstate)、平面态(planar state)与垂直态(homeotropic state)等数种不同的稳态或瞬时，以达到显示或清除效果。因此，可由使胆固醇液晶的螺旋结构的轴向产生变化，从而使反射部份光线及/或部份光线穿过胆固醇液晶。也就是，可由胆固醇液晶分子在不同状态下所具有的不同光线反射率或穿透率，来达成电子式书写板1的显示、书写，甚至是擦拭功能。

在本实施例中，第一玻璃基板11及第二玻璃基板12分别为可透光基材，且第一玻璃基板11的厚度d系介于0.1毫米与0.35毫米之间(0.1mm≦d≦0.35mm)。本实施例的第一玻璃基板11的厚度d比第二玻璃基板12薄，当然在不同的实施例中，第一玻璃基板11与第二玻璃基板12的厚度可相同，甚至第二玻璃基板12的厚度比第一玻璃基板11薄，并不限定。由于第一玻璃基板11的厚度d介于0.1毫米与0.35毫米之间，使得第一玻璃基板11具有可弯折的特性。具体来说，一般较厚的玻璃基板(例如0.5mm～1.5mm)的硬度较高，难以因按压而弯折或变形，但由于本实施例的第一玻璃基板11的厚度d只有0.1毫米与0.35毫米之间，因此，其呈现可挠的特性而具有可书写功能。当电子式书写板1的书写面A1因书写而被按压时，按压处会呈现凹陷状，间接使第一玻璃基板11与第二玻璃基板12之间的间隙变小，按压的力量也会传导至胆固醇液晶层13而迫使胆固醇液晶分子转态。由于作为书写面A1的第一玻璃基板11可利用一般显示设备的玻璃基板的制程及生产设备，也就是本实施例的电子式书写板1(胆固醇液晶书写板)的制造与现行的显示设备兼容，进而使其制造简单，并可大大减少生产时的设备投资等成本的投入。

在一些实施例中，第一玻璃基板11可例如但不限于利用化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)制程研磨减薄厚度到0.1毫米与0.35毫米之间。在一些实施例中，若第二玻璃基板12的厚度例如也介于0.1毫米与0.35毫米之间的话，将使电子式书写板1的整体具有可挠性而可制作成曲面书写板或显示器。

详细来说，在本实施例的电子式书写板1中，在未受到按压且未有供电时，胆固醇液晶层13的胆固醇液晶分子为焦锥态排列。此时，入射的光线大部分可穿透胆固醇液晶层13，少部分的入射光会产生散射，因此用户会看见电子式书写板1的底色，例如黑色。如图2所示，当使用者利用手指、书写笔P或其他硬物于电子式书写板1上书写而使第一玻璃基板11的书写面A1受到按压时，第一玻璃基板11会凹陷，使得第一玻璃基板11与第二玻璃基板12之间的间隙会变小，对应凹陷处的胆固醇液晶分子则可由原本的焦锥态转态而处于平面态排列。此时，于按压处(第一玻璃基板11的凹陷处)，部分的入射的光线发生布拉格反射，反射的光线(具有特定波长)则由书写面A1射出。同时，电子式书写板1就会在按压处显示出反射的光线的颜色(例如绿色)，据此显示出书写轨迹S(图1)。因此，若用户于电子式书写板1上进行书写文字或绘制图案以产生书写轨迹S时，书写轨迹S将呈现反射的光线对应的颜色，即电子式书写板1对应显示的颜色。胆固醇液晶书写板被按压后产生书写轨迹的详细作动机制可参考美国专利公告号：US 8139039B2。此专利公告号可通过引用方式纳入本说明书全文之中。

第一透明导电层14设置于第一玻璃基板11面向胆固醇液晶层13的表面，第二透明导电层15设置于第二玻璃基板12面向胆固醇液晶层13的表面。于此，第一透明导电层14设置于第一玻璃基板11的下表面，而第二透明导电层15设置于第二玻璃基板12的上表面。本实施例的第一透明导电层14可为一整面电极，并为全面性的设置于第一玻璃基板11面对胆固醇液晶层13的一侧，而第二透明导电层15可包含数组设置的电极区块151，并设置于第二玻璃基板12面对胆固醇液晶层13的一侧，且各电极区块151与各液晶控制区131对应设置。具体来说，电极区块151与第一透明导电层14可分别形成电极对，以控制对应的液晶控制区131。于此，“全面性”是指，第一透明导电层14包含整面的共同电极，此共同电极铺满第一玻璃基板11面对胆固醇液晶层13的大部分表面，而第二透明导电层15的一个电极区块151则可为一个画素电极，并与第一透明导电层14控制一个对应的液晶控制区131。当电压信号传送至电极区块151与第一透明导电层14之间形成电压差而产生电场时，可控制对应的液晶控制区131的胆固醇液晶分子转动。第一透明导电层14与第二透明导电层15可例如但不限于为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)，但不以此为限。

显示控制电路17与第一透明导电层14及第二透明导电层15电性连接，显示控制电路17可传送显示控制信号Ds至第一透明导电层14与第二透明导电层15的电极区块151，以驱动对应的液晶控制区131转动而显示影像。在一些实施例中，显示控制电路17可例如但不限于包含扫描驱动电路、数据驱动电路与时序控制电路，而显示控制信号Ds可例如但不限于包含扫描信号、数据信号与共同电压信号。显示控制电路17输出显示控制信号Ds驱动液晶分子转动以显示影像为现有技术，不是本发明的重点，本领域技术人员可由公开的文献中得到详细信息，于此不再多作说明。

背板16设置于第二玻璃基板12背向胆固醇液晶层13的表面。于此，背板16设置于第二玻璃基板12的光射出面A2。背板16可为黑色的光吸收板或光吸收层，或者背板16也可为白色的光反射板或光反射层。当背板16为黑色的光吸收板或光吸收层时，其会吸收穿过光射出面A2的光线，使电子式书写板1成为黑板。在一些实施例中，黑色光吸收板(或光吸收膜)的材料可与液晶显示设备的黑色矩阵(black matrix)的材料相同。另外，当背板16为白色的光反射板或光反射层时，其反射穿过光射出面A2的光线，使电子式书写板1成为白板。在一些实施例中，白色光反射板(或白色光反射膜)的材料例如可包含金属、金属氧化物、高反射漆(白漆)、或其组合，本发明并不限定。或者，在不同的实施例中，背板16的颜色也不限定为黑色或白色，其可为其他颜色或多种颜色的组合。

此外，在一些实施例中，当用户按压电子式书写板1上的清除键(虚拟或实体按键)时，也就是用户将电子式书写板1切换至一全清除模式时，显示控制电路17可将清除电压信号传送至第一透明导电层14与第二透明导电层15所有的电极区块151，以驱动全部的液晶控制区131的胆固醇液晶转态至焦锥态，据以清除整个画面上所有的书写轨迹S。

图3A为本发明另一实施例的电子式书写板的部分立体示意图，而图3B为图3A所示的电子式书写板的第一透明导电层与第二透明导电层的俯视示意图。为了图面简洁，图3A只显示第一玻璃基板11、第二玻璃基板12、第一透明导电层14a与第二透明导电层15a，而图3B只显示第一透明导电层14a、第二透明导电层15a与液晶控制区131。

在不同的实施例中，如图3A与图3B所示，本实施例的第一透明导电层14a可包含沿第一方向D1延伸且间隔设置的多个第一电极141，而第二透明导电层15a可包含沿第二方向D2延伸且间隔设置的多个第二电极(仍标示为151)，其中第一方向D1与第二方向D2不同。于此，第一方向D1与第二方向D2可夹一角度，例如但不限于为90度。因此，由俯视书写面A1的方向来看，第一电极141与第二电极151交错以对应液晶控制区131(图3B)。因此，显示控制电路17(图2)也可传送显示控制信号Ds至第一透明导电层14a的第一电极141与第二透明导电层15a的第二电极151，以驱动交错处对应的液晶控制区131转动而显示影像。

请参照图4A所示，其为本发明所提供的电子式书写板的另一实施例的结构示意图。本实施例的电子式书写板1a与前述实施例的电子式书写板1其组件组成及连接关系大致相同。不同之处在于，本实施例的电子式书写板1a还可包括透明保护层18，透明保护层18设置于第一玻璃基板11的书写面A1上，以保护第一玻璃基板11。透明保护层18例如但不限于为防刮硬涂层(Hard Coating)而具有防刮耐磨功能，并可提高电子式书写板本身的韧性。或者，在一些实施例中，透明保护层18也可以是抗反射层而可减少光线的反射，增加第一玻璃基板11的透光度；或者透明保护层18也可以是防刮硬涂层与抗反射层的多层组合，或其他功能的保护膜层，本发明并不限制。

请参照图4B所示，其为本发明所提供的电子式书写板的又一实施例的结构示意图。本实施例的电子式书写板1b与前述实施例的电子式书写板1a其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于，本实施例的电子式书写板1b中，并未设置背板16。第一玻璃基板11仍为透光基板，但第二玻璃基板12b为黑色的光吸收板或是白色的光反射板。也就是，在本实施例中，第二玻璃基板12b同时具有前述实施例中第二玻璃基板12与背板16的功能。

综上所述，在本发明的电子式书写板中，胆固醇液晶层设置于第一玻璃基板与第二玻璃基板之间，而第一玻璃基板具有书写面，且其厚度介于0.1毫米与0.35毫米之间。由此，本发明的电子式书写板是一种新型态结构的书写板，由于第一玻璃基板的厚度系介于0.1毫米与0.35毫米之间，因此有可挠性而具有可书写的功能，且由于其作为书写面的第一玻璃基板可利用一般显示设备的玻璃基板的制程及生产设备，也就是本发明的胆固醇液晶书写板的制造与现行的显示设备兼容，进而使其制造简单，并可大大减少生产时的设备投资等成本的投入。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书中。

Claims (13)

1.一种电子式书写板，其特征在于，包括：

第一玻璃基板，具有书写面，且所述第一玻璃基板的厚度介于0.1毫米与0.35毫米之间；

第二玻璃基板，与该第一玻璃基板相对而设；以及

胆固醇液晶层，设置于该第一玻璃基板与该第二玻璃基板之间。

2.如权利要求1所述的电子式书写板，其特征在于，还包括：

第一透明导电层，设置于该第一玻璃基板面向该胆固醇液晶层的表面；及

第二透明导电层，设置于该第二玻璃基板面向该胆固醇液晶层的表面。

3.如权利要求2所述的电子式书写板，其特征在于，该第一透明导电层全面性的设置于该第一玻璃基板面对该胆固醇液晶层的表面，该第二透明导电层包含多组电极区块，该胆固醇液晶层包括多个液晶控制区，该电极区块与该液晶控制区对应设置。

4.如权利要求2所述的电子式书写板，其特征在于，该第一透明导电层包含沿第一方向延伸且间隔设置的多个第一电极，该第二透明导电层包含沿第二方向延伸且间隔设置的多个第二电极，该第一方向与该第二方向不同。

5.如权利要求4所述的电子式书写板，其特征在于，该胆固醇液晶层包括多个液晶控制区，由俯视该书写面的方向来看，该第一电极与该第二电极交错以对应该液晶控制区。

6.如权利要求1所述的电子式书写板，其特征在于，该第一玻璃基板为透光基板，该第二玻璃基板为光反射板或光吸收板。

7.如权利要求1所述的电子式书写板，其特征在于，还包括：

背板，设置于该第二玻璃基板背向该胆固醇液晶层的表面。

8.如权利要求7所述的电子式书写板，其特征在于，该背板为光反射板或光反射层。

9.如权利要求7所述的电子式书写板，其特征在于，该背板为光吸收板或光吸收层。

10.如权利要求1所述的电子式书写板，其特征在于，还包括：

透明保护层，设置于该书写面。

11.如权利要求1所述的电子式书写板，其特征在于，当该书写面受到按压时，该胆固醇液晶层的至少部分由焦锥态转态至平面态，据此显示一书写轨迹。

12.如权利要求11所述的电子式书写板，其特征在于，该书写轨迹呈现该电子式书写板所对应的颜色。

13.如权利要求2所述的电子式书写板，其特征在于，还包括：

显示控制电路，与该第一透明导电层及该第二透明导电层电性连接，该胆固醇液晶层包括多个液晶控制区，该显示控制电路传送一显示控制信号至该第一透明导电层与该第二透明导电层，以驱动对应的液晶控制区转动而显示影像。