CN117092861A - 手写板和手写装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种手写板和手写装置。该手写板，包括：依次层叠设置的第一基板、双稳态液晶层、公共电极、电子墨水膜和第二基板；所述第一基板包括第一基底以及设置在所述第一基底上的至少一个第一像素电极；所述第二基板包括第二基底以及设置在所述第二基底上的多个第二像素电极；其中，所述第一基底为柔性透明基底，所述至少一个第一像素电极和所述公共电极为透明电极，所述公共电极是被所述双稳态液晶层和所述电子墨水膜共用的。手写笔迹的显示和擦除与主动显示内容的显示二者之间互不干扰。

Description

手写板和手写装置

技术领域

本公开属于显示技术领域，更具体地，涉及一种手写板和手写装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

手写板是一种用于实现文字书写和绘画的电子设备。其中，液晶手写板具有功耗低且笔迹清晰的优势，近年来液晶手写板的应用越来越广泛。手写板除了用于显示用户手写的轨迹之外，还能够主动显示一些诸如时间、提示信息等的信息。用户的手写轨迹容易干扰这些主动显示的信息。

发明内容

本公开的实施例提供一种手写板和手写装置。

本公开采用如下技术方案：一种手写板，包括：依次层叠设置的第一基板、双稳态液晶层、公共电极、电子墨水膜和第二基板；

所述第一基板包括第一基底以及设置在所述第一基底上的至少一个第一像素电极；

所述第二基板包括第二基底以及设置在所述第二基底上的多个第二像素电极；

其中，所述第一基底为柔性透明基底，所述至少一个第一像素电极和所述公共电极为透明电极，所述公共电极是被所述双稳态液晶层和所述电子墨水膜共用的。

在一些实施例中，所述第一基板还包括驱动所述第一像素电极的第一驱动电路层，和/或，所述第二基板还包括驱动所述多个第二像素电极的第二驱动电路层。在一些实施例中，所述公共电极包括：有机导电膜。

在一些实施例中，所述有机导电膜的材料包括：聚乙烯二氧噻吩。

在一些实施例中，所述公共电极包括：无机导电层。

在一些实施例中，所述手写板还包括设置在所述双稳态液晶层和所述电子墨水膜之间的第三基底，所述第三基底为透明基底，所述公共电极设置在所述第三基底朝向所述双稳态液晶层一侧或者设置在所述第三基底朝向所述电子墨水膜一侧。

在一些实施例中，所述第三基底的材料包括：玻璃或聚合物。

在一些实施例中，所述手写板还包括设置在所述第三基底上的色阻层。

在一些实施例中，所述色阻层与所述公共电极位于所述第三基底的不同侧；或者，

所述色阻层位于所述第三基底与所述公共电极之间。

在一些实施例中，所述色阻层包括多个红色色阻区域、多个绿色色阻区域和多个蓝色色阻区域，所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域与一个或多个第二像素电极相对设置。

在一些实施例中，所述色阻层中与部分所述第二像素电极相对的区域为无色透明区域。

在一些实施例中，所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域与其周边的色阻区域无缝隙；或者，

所述色阻层中所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域与一个第二像素电极相对设置，所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域均被无色透明区域环绕。

在一些实施例中，所述第二像素电极为透明电极或金属电极。

在一些实施例中，所述第二驱动电路层包括底栅型晶体管、以及与所述底栅型晶体管的栅极同层设置的多个辅助公共电极，所述多个辅助公共电极与所述多个第二像素电极一一对应地彼此相对设置，所述多个辅助公共电极与所述公共电极被设置为等电位。

本公开采用如下技术方案：一种手写装置，包括前述的手写板。

附图说明

图1是本公开实施例的手写板的结构示意图。

图2是图1所示手写板的局部放大图。

图3是图1所示手写板的局部放大图。

图4是图3所示局部放大图中电子墨水膜的第一状态图。

图5是图3所示局部放大图中电子墨水膜的第二状态图。

图6是图1所示手写板的一种变式。

图7是图1所示手写板的另一种变式。

图8是图1所示手写板的另一种变式。

图9a和图9b是本公开实施例中色阻层的不同颜色区域的排列方式示意图。

图10a至图10d是本公开另外一些实施例中色阻层的不同颜色区域的排列方式示意图。

其中，1、第一基板；11、第一基底；12、第一驱动电路层；13、第一像素电极；14、钝化层；2、双稳态液晶层；21、支撑结构；31、公共电极；32、第三基底；33、色阻层；4、电子墨水膜；5、第二基板；51、第二基底；52、第二驱动电路层；53、第二像素电极；R、红色色阻区域；G、绿色色阻区域；B、蓝色色阻区域；W、无色透明区域；M1、第一金属层；M2、第二金属层；A、有源层；31a、辅助公共电极；P、像素。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本公开作进一步说明。

参考图1至图8，本公开的实施例提供一种手写板，包括：依次层叠设置的第一基板1、双稳态液晶层2、公共电极31、电子墨水膜4和第二基板5，公共电极31是被双稳态液晶层2和电子墨水膜4共用的。

第一基板1包括沿第一基板1指向第二基板5的方向依次层叠设置的第一基底11、第一驱动电路层12和第一像素电极层，第一像素电极层包括多个第一像素电极13，第一驱动电路层12用于驱动多个第一像素电极13。这种实施方式中，手写笔迹是能够被局部擦除的。

在另一些实施例中，第一驱动电极层仅包括1个第一像素电极13。1个第一像素电极覆盖完整的显示区域。这种实施方式中，手写板仅能够全屏擦除。

在另一些实施例中，第一驱动电路层12可以被省去。此时由手写板的驱动芯片(未示出)驱动第一像素电极13。

第一像素电极层、双稳态液晶层2和公共电极31参与构成一个手写面板。

第二基板5包括沿第二基板5指向第一基板1的方向依次层叠设置的第二基底51、第二驱动电路层52和第二像素电极层，第二像素电极层包括多个第二像素电极53，第二驱动电路层52用于驱动多个第二像素电极53。

在另一些实施例中，第二驱动电路层52可以被省去。此时由手写板的驱动芯片(未示出)驱动第二像素电极53。

其中，第一基底11为柔性透明基底，第一像素电极13和公共电极31为透明电极。

第二像素电极层、公共电极31和电子墨水膜4参与构成一个显示面板。该显示面板与该手写面板共用公共电极31。

第一基底11的材料包括：聚酰亚胺(PI)。第一像素电极13的材料包括：氧化铟锡(ITO)。

在一些实施例中，将聚酰亚胺膜贴敷在玻璃基板上，随后在聚酰亚胺膜上再贴敷一层绝缘层(例如是硅的氧化物或者硅的氮化物，其防止水汽从聚酰亚胺膜一侧进入第一驱动电路层)。随后采用半导体工艺依次形成第一驱动电路层12、第一像素电极层和支撑结构21。

图2所示的实施例中，第一驱动电路层12中包含底栅型晶体管。具体地，依次形成第一金属层M1、栅绝缘层(未示出)、有源层A、第二金属层M2、第一钝化层(未示出)、第一像素电极层、第二钝化层14和支撑结构21。第一金属层M1的部分图案形成底栅型晶体管的栅极。第二金属层M2的部分图案形成底栅型晶体管的源漏极。第一像素电极层包括多个第一像素电极13，第一像素电极13通过诸如过孔的结构与晶体管的漏极电连接。支撑结构21可以是支撑柱或支撑球。支撑结构21用于支撑公共电极31，维持双稳态液晶层2的容纳空间。

在一些实施例中，第一金属层M1和第二金属层M2的材料包括：铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)、铬(Cr)或钨(W)的金属单质或者这些金属单质构成的金属合金。

在一些实施例中，栅绝缘层的材料包括硅的氮化物。

在一些实施例中，有源层A的材料包括：多晶硅、非晶硅、或者诸如铟锌氧化物(IGZO)的透明半导体氧化物。

在一些实施例中，第一钝化层和第二钝化层14的材料包括：硅的氮化物，用于防止水汽进入半导体器件内部。

双稳态液晶层2中的双稳态液晶分子被配置为：在其受到外部压力后，由焦锥织构转变为平面织构，反射光线，从而显示手写笔迹；在第一像素电极13与公共电极31之间施加20V至30V的电压，第一像素电极13对应区域内的双稳态液晶分子由平面织构转变为焦锥织构，散射光线，手写笔迹被擦除。

在本公开一实施例中，第一像素电极13对应的像素区域围1mm*1mm的正方形区域。由于双稳态液晶层2转换为焦锥织构之后无需施加电压即可维持为焦锥织构，故在第一基底11上无需设置存储电容。也就无需为形成存储电容而在第一基底11上形成电容电极。

电子墨水膜4中包含很多体积很小的“微胶囊”，其内封装了带有负电的黑色颗粒和带有正电的白色颗粒。参考图4，当第二像素电极53的电压相对于公共电极31的电压足够高时(例如是+15V)，从第二像素电极53指向公共电极31的电场使得电子墨水膜4中微胶囊有序排列，黑色颗粒聚集在公共电极31附件，该第二像素电极53所在的像素呈黑色。参考图5，当第二像素电极53的电压相对于公共电极31的电压足够低时(例如是-15V)，从公共电极31指向第二像素电极53的电场使得电子墨水膜4中微胶囊有序排列，白色颗粒聚集在公共电极31附件，该第二像素电极53所在的像素呈白色。

在一些实施例中，参考图2和图3，公共电极31包括：有机导电膜。有机导电膜可以是独立存在，也可以是设置在基底上。

在一些实施例中，有机导电膜的材料包括：聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)。

聚乙烯二氧噻吩相较于氧化铟锡均有更小的折射率，聚乙烯二氧噻吩的折射率更接近玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，因此采用聚乙烯二氧噻吩膜作为公共电极且聚乙烯二氧噻吩膜作为独立膜层时，能够有效减小环境光反射，提高主动显示的亮度和显示效果。

在一些实施例中，公共电极31为无机透明导电膜，且没有设置在基底上。

具体地，在第二基板5上贴附电子墨水膜4。在电子墨水膜4上形成一层氧化铟锡薄膜。在该氧化铟锡薄膜上涂覆双稳态液晶层2，得到手写板的半成品。再将该手写板的半成品与第一基板1对盒形成手写板。无机透明导电膜的厚度可以设置地比有机透明导电膜更薄，更有利于降低手写板的厚度。

在一些实施例中，参考图6至图8，手写板还包括设置在双稳态液晶层2和电子墨水膜4之间的第三基底32，第三基底32为透明基底，公共电极31设置在第三基底32朝向双稳态液晶层2一侧或者设置在第三基底32朝向电子墨水膜4一侧。

在一些实施例中，第三基底32的材料包括：玻璃或聚合物。第三基底32的材料例如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、刚性玻璃或柔性玻璃。

公共电极31具有屏蔽电场信号的作用。当手写板需要擦除手写笔迹时，在第一像素电极13与公共电极31之间施加的电压信号不会影响电子墨水膜4的状态。当第二像素电极53与公共电极31之间施加电压信号而进行主动显示时，该电压信号不会影响双稳态液晶层2的状态。双稳态液晶层2与电子墨水膜4共用一层公共电极31，节省成本，减小手写板厚度。

在一些实施例中，参考图6至图8，手写板还包括设置在第三基底32上的色阻层33。

在图8所示的实施例中，色阻层33与公共电极31位于第三基底32的不同侧。在图6和图7所示的实施例中，色阻层33位于第三基底32与公共电极31之间。

当色阻层33表面具有高度段差时，如果色阻面33与电子墨水膜4的贴合，则容易产生气泡，良率差。而在图7所示的实施例中，色阻层33位于第三基底32背对电子墨水膜4一侧。第三基底32朝向电子墨水膜4的表面是平整的表面，有利于减少第三基底32与电子墨水膜4之间的气泡。

在图8所示的实施例中，色阻层33位于第三基底32朝向双稳态液晶层2的一侧，公共电极31位于第三基底32朝向电子墨水膜4的一侧。ITO材料的公共电极31的达因值较小，则双稳态液晶层2与公共电极31的浸润性差。这导致双稳态液晶层2与公共电极31接触的表面不平铺，容易产生真空气泡，宏观表现为黑点不良。色阻层33的达因值相对较大，双稳态液晶层2接触色阻层33，避免了当公共电极31的材料为ITO时因ITO的达因值较小而产生的黑点不良。

在一些实施例中，参考图6，色阻层33包括多个红色色阻区域R、多个绿色色阻区域G和多个蓝色色阻区域B，多个红色色阻区域R、多个绿色色阻区域G和多个蓝色色阻区域B中的每一个色阻区域与一个或多个第二像素电极53相对设置。每种颜色的色阻区域的色域可以灵活设定。

在一些实施例中，参考图10a至图10d，色阻层33与部分第二像素电极53相对的区域为无色透明区域W。无色透明区域W可以增大手写板的亮度。

图10a至图10d中每一个颜色的色阻区域所在的矩形框表示为一个子像素所在的区域。

图10a至图10c展示的是一个像素P。这些实施例中各个像素P内子像素的排列方式是相同的。图10d展示的是2个像素P。该实施例中，像素P内子像素的排列方式是不同的。图10a至图10d所示的实施例中，一个像素P包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和灰度子像素。

参考图9a，在一些实施例中，多个红色色阻区域R、多个绿色色阻区域G和多个蓝色色阻区域B中的每一个色阻区域与其周边的色阻区域无缝隙。

在另一些实施例中，参考图9b，多个红色色阻区域R、多个绿色色阻区域G和多个蓝色色阻区域B中的每一个色阻区域与一个第二像素电极53相对设置，色阻层33中多个红色色阻区域R、多个绿色色阻区域G和多个蓝色色阻区域B中的每一个色阻区域均被无色透明区域W环绕。这有助于提高手写笔显示的亮度，但降低手写笔显示的饱和度。

具体地，色阻区域之间彼此留有缝隙，可在色阻层33上涂覆一层透明的平坦化层(未示出)。平坦化层的材料例如是光学透明树脂。

在一些实施例中，第二像素电极为透明电极或金属电极。

在一些实施例中，参考图3，第二驱动电路层52包括底栅型晶体管、以及与底栅型晶体管的栅极同层设置的多个辅助公共电极31a，多个辅助公共电极31a与多个第二像素电极一一对应地彼此相对设置，多个辅助公共电极31a与公共电极31被设置为等电位。

底栅型晶体管是指晶体管的栅极比其源漏极更靠近晶体管所在的基底。公共电极31与第二像素电极53形成保持电容，辅助公共电极31a可以增大该保持电容的电容值，从而使电子墨水膜4的主动显示的画面内容更加稳定。

具体地，在第二基底51上形成第一金属层M1的图案。第一金属层51包括底栅型晶体管的栅极和辅助公共电极31a。随后形成栅绝缘层(未示出)。在栅绝缘层上依次形成有源层A和第二金属层M2。第二金属层M2包括底栅型晶体管的源漏极。随后形成钝化层(未示出)，在钝化层中形成暴露底栅型晶体管漏极的过孔。随后形成第二像素电极53。

基于相同的发明构思，本公开的实施例还提供一种手写装置，包括前述的手写板。手写装置通常包括为手写板的第一像素电极13、第二像素电极53以及公共电极31等提供电压信号的驱动模块。该手写装置的手写笔迹的显示和擦除与主动显示内容的主动显示之间互不干扰。

本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (14)

1.一种手写板，其特征在于，包括：依次层叠设置的第一基板、双稳态液晶层、公共电极、电子墨水膜和第二基板；

所述第一基板包括第一基底以及设置在所述第一基底上的至少一个第一像素电极；

所述第二基板包括第二基底以及设置在所述第二基底上的多个第二像素电极；

其中，所述第一基底为柔性透明基底，所述至少一个第一像素电极和所述公共电极为透明电极，所述公共电极是被所述双稳态液晶层和所述电子墨水膜共用的。

2.根据权利要求1所述的手写板，其特征在于，所述第一基板还包括驱动所述第一像素电极的第一驱动电路层，和/或，所述第二基板还包括驱动所述多个第二像素电极的第二驱动电路层。

3.根据权利要求1所述的手写板，其特征在于，所述公共电极包括：有机导电膜。

4.根据权利要求1所述的手写板，其特征在于，所述公共电极包括：无机导电层。

5.根据权利要求1所述的手写板，其特征在于，所述手写板还包括设置在所述双稳态液晶层和所述电子墨水膜之间的第三基底，所述第三基底为透明基底，所述公共电极设置在所述第三基底朝向所述双稳态液晶层一侧或者设置在所述第三基底朝向所述电子墨水膜一侧。

6.根据权利要求5所述的手写板，其特征在于，所述第三基底的材料包括：玻璃或聚合物。

7.根据权利要求5所述的手写板，其特征在于，所述手写板还包括设置在所述第三基底上的色阻层。

8.根据权利要求7所述的手写板，其特征在于，所述色阻层与所述公共电极位于所述第三基底的不同侧，或者，

所述色阻层位于所述第三基底与所述公共电极之间。

9.根据权利要求7所述的手写板，其特征在于，所述色阻层包括多个红色色阻区域、多个绿色色阻区域和多个蓝色色阻区域，所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域与一个或多个第二像素电极相对设置。

10.根据权利要求9所述的手写板，其特征在于，所述色阻层中与部分所述第二像素电极相对的区域为无色透明区域。

11.根据权利要求9所述的手写板，其特征在于，所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域与其周边的色阻区域无缝隙；或者，

所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域与一个第二像素电极相对设置，所述色阻层中所述多个红色色阻区域、所述多个绿色色阻区域和所述多个蓝色色阻区域中的每一个色阻区域均被无色透明区域环绕。

12.根据权利要求1所述的手写板，其特征在于，所述第二像素电极为透明电极或金属电极。

13.根据权利要求2所述的手写板，其特征在于，所述第二驱动电路层包括底栅型晶体管、以及与所述底栅型晶体管的栅极同层设置的多个辅助公共电极，所述多个辅助公共电极与所述多个第二像素电极一一对应地彼此相对设置，所述多个辅助公共电极与所述公共电极被设置为等电位。

14.一种手写装置，其特征在于，包括根据权利要求1至13中任一项所述的手写板。