TWI653564B - 膽固醇液晶書寫板 - Google Patents

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Abstract

一種膽固醇液晶書寫板包括一膽固醇液晶裝置、一光感測陣列層與一感測訊號處理回路。膽固醇液晶裝置包含一膽固醇液晶層，膽固醇液晶裝置具有一入光面以及相對於入光面的一出光面。光感測陣列層包含多個陣列設置的光感測元件，光感測陣列層設置於膽固醇液晶裝置的出光面的一側；當至少部分的膽固醇液晶層受到按壓而發生轉態因而產生光通量變化時，光感測陣列層中的光感測元件感測前述光通量變化並據此產生感測訊號。感測訊號處理回路耦接於光感測陣列層，其係接收前述感測訊號並據以輸出前述光感測元件於光感測陣列層中的位置資料。

Description

膽固醇液晶書寫板
本發明係關於一種膽固醇液晶書寫板，特別關於一種可偵測書寫位置並將書寫位置資料輸出的膽固醇液晶書寫板。
按，膽固醇液晶(Cholesteric liquid crystal)是在向列型液晶中加入旋光劑(chiral dopant)使其具有螺旋狀的排列結構，並利用在不同電壓差的情況下呈現反射與穿透兩種不同液晶分子排列狀態來達到不同的光線穿透率，達到顯示效果。其原理在於，在外加電壓下，分別施加低電壓與高電壓時，平面態(planar state)可分別轉變為焦錐態(focal conic state)與垂直態(homeotropic state)：在平面態時，入射光會被反射而顯色；而在焦錐態時，入射光大部分穿透少部分被散射；在垂直態時，入射光則會完全穿透。
平面態及焦錐態均為穩定態，當電壓關掉消失時，仍會維持在原來的狀態與顯示畫面，只有在改變成另一種狀態與顯示畫面時，才需施加電壓，這種具低耗電及可記憶性的特性，也使膽固醇液晶成為電子書之首選。同時，這種顯示機制受到上下板間距的影響較小，具有發展成為雙穩態可撓曲式顯示器的潛力及應用。相較於其他型式，例如TN型液晶顯示器來說，膽固醇液晶顯示器具有省電、彩色顯示、可調光及可應用於雙穩態可撓式顯示器等優點，應用上相當廣。
本發明的目的為提供一種可利用於互動式教學、互動式會議等互動式書寫系統的膽固醇液晶書寫板。本發明的膽固醇液晶書寫板是利用膽固醇液晶的特性，除了可達到省電功效外，還可得知書寫位置，藉此可擴大膽固醇 液晶書寫板的應用，達到低成本與及時互動的功效。
為達上述目的，依據本發明之一種膽固醇液晶書寫板，包括一膽固醇液晶裝置、一光感測陣列層與一感測訊號處理回路。膽固醇液晶裝置包含一膽固醇液晶層，膽固醇液晶裝置具有一入光面以及相對於入光面的一出光面。光感測陣列層包含多個陣列設置的光感測元件，光感測陣列層設置於膽固醇液晶裝置的出光面的一側；當至少部分的膽固醇液晶層受到按壓而發生轉態因而產生光通量變化時，光感測陣列層中的光感測元件會感測前述光通量變化並據此產生感測訊號。感測訊號處理回路耦接於光感測陣列層，其係接收此一感測訊號並據以輸出該光感測元件於光感測陣列層中的位置資料。
在一實施例中，膽固醇液晶裝置更包含相對設置的第一基板與第二基板。膽固醇液晶層設置於第一基板與第二基板之間。膽固醇液晶裝置更包含設置於第一基板面向膽固醇液晶層的表面的第一透明導電層。並且，膽固醇液晶裝置更包含設置於第二基板面向膽固醇液晶層的一側的第二透明導電層。
在一實施例中，第二透明導電層係全面性的設置於第二基板面對膽固醇液晶層的一側。
在一實施例中，第二透明導電層包含多個電極區塊，該些電極區塊分別與陣列設置的該些光感測元件對應設置。
在一實施例中，膽固醇液晶裝置更包含一絕緣層，且第二透明導電層、絕緣層及光感測陣列層係依序疊置於第二基板面向膽固醇液晶層的表面。
在一實施例中，光感測陣列層係設置於第二基板背向膽固醇液晶層的表面。
在一實施例中，光感測陣列層係設置於第二基板背向膽固醇液晶層的一側。光感測陣列層包含第三基板，且陣列設置的光感測元件係設置於第三基板面向第二基板的表面。
在一實施例中，膽固醇液晶書寫板更包括一背板，係設置於第二基板朝向出光面的一側，且背板為光吸收板。
在一實施例中，膽固醇液晶書寫板更包括一背板，係設置於第二基板朝向出光面的一側，且背板為一光反射板。
在一實施例中，第一基板為透光基板，第二基板為光吸收板。
在一實施例中，第一基板為透光基板，第二基板為光反射板。
在一實施例中，第一基板及第二基板分別為透光基板，且第三基板為光吸收板。
在一實施例中，第一基板及第二基板分別為透光基板，且第三基板為光反射板。
在一實施例中，光感測陣列層更包含多條上傳線與多條讀取線。上傳線與讀取線交錯設置以定義出多個光感測點。各光感測點分別包括一開關元件與該些光感測元件的其中之一。開關元件的一控制端連接該些上傳線的其中之一，開關元件的一第一端連接該些讀取線的其中之一，開關元件的一第二端連接光感測元件的一端，且光感測元件的另一端連接一參考電壓。
在一實施例中，感測訊號於該些上傳線導通時傳送至另一電子裝置。
在一實施例中，感測訊號於該些上傳線導通後的一空檔時間傳送至另一電子裝置。
在一實施例中，膽固醇液晶書寫板更包括一控制單元、一通訊單元及一記憶單元。通訊單元與控制單元電性連接，且膽固醇液晶書寫板藉由通訊單元與一電子裝置通訊連結。記憶單元與控制單元電性連接，記憶單元儲存感測訊號。
在一實施例中，當膽固醇液晶裝置受到按壓時，膽固醇液晶層的至少部分係由一焦錐態(focal conic state)轉態至平面態(planar state)。
在一實施例中，膽固醇液晶裝置受到按壓以產生一書寫軌跡，書寫軌跡呈現膽固醇液晶裝置所對應的一顏色。
在一實施例中，前述位置資料係包含對應膽固醇液晶裝置受到前述按壓的位置資訊。
承上所述，在本發明之膽固醇液晶書寫板中，膽固醇液晶裝置具有膽固醇液晶層，而包含多個陣列設置的光感測元件的光感測陣列層設置於膽固醇液晶裝置的出光面的一側；當至少部分的膽固醇液晶層受到按壓而發生轉 態因而產生一光通量變化時，光感測陣列層中的光感測元件將會感測此光通量變化並據此產生感測訊號。感測訊號處理回路耦接於光感測陣列層，其可接收此一感測訊號並據以輸出前述光感測元件於光感測陣列層中的位置資料。因此，本發明的膽固醇液晶書寫板是利用膽固醇液晶的特性，除了可達到省電功效外，還可得知書寫位置，藉此可擴大膽固醇液晶書寫板的應用，例如可利用於互動式教學、互動式會議等互動式書寫系統，達到低成本與及時互動的功效。
1、1a、1b、1c、1d、2‧‧‧膽固醇液晶書寫板
11‧‧‧膽固醇液晶裝置
111‧‧‧第一基板
112、112c‧‧‧第二基板
113‧‧‧膽固醇液晶層
114‧‧‧第一透明導電層
115‧‧‧第二透明導電層
1151‧‧‧電極區塊
117‧‧‧絕緣層
12、12d‧‧‧光感測陣列層
120、120d‧‧‧第三基板
121‧‧‧光感測點
1211‧‧‧光感測元件
1212‧‧‧開關元件
13‧‧‧背板
21‧‧‧控制單元
22‧‧‧通訊單元
23‧‧‧記憶單元
3‧‧‧電子裝置
C‧‧‧感測訊號處理回路
d‧‧‧間隙
D1‧‧‧入光面
D2‧‧‧出光面
Dp‧‧‧位置資料
L1、L2、L2'、Lr‧‧‧光線
P‧‧‧書寫筆
Rm、Rm+1‧‧‧讀取線
S‧‧‧書寫軌跡
UPn‧‧‧上傳線
Vref‧‧‧參考電壓
Vs‧‧‧感測訊號
圖1為本發明膽固醇液晶書寫板之一實施例的應用示意圖。
圖2A為本發明膽固醇液晶書寫板之一實施例的部分立體分解示意圖。
圖2B為圖2A所示的膽固醇液晶書寫板被按壓時的結構示意圖。
圖2C為圖2B所示的膽固醇液晶書寫板的光感測陣列層之光感測點的電路示意圖。
圖2D為入射光入射圖2B所示的膽固醇液晶書寫板的示意圖。
圖2E為本發明膽固醇液晶書寫板另一實施例的結構示意圖。
圖3為本發明膽固醇液晶書寫板另一實施例的結構示意圖。
圖4為本發明膽固醇液晶書寫板另一實施例的結構示意圖。
圖5為本發明膽固醇液晶書寫板又一實施例的結構示意圖。
圖6為本發明膽固醇液晶書寫板再一實施例的結構示意圖。
圖7為本發明膽固醇液晶書寫板與一電子裝置之一實施例的功能方塊示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明所提供的各種實施例的膽固醇液晶書寫板，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
需要說明的是，本發明各實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)僅用於解釋在某一特定姿態(如所附的各圖式所示)下各部件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也會相應的隨之改變。
本發明中各實施例所提供的膽固醇液晶書寫板可在其書寫面上書寫文字或繪示圖像，例如但不限應用於手機、平板、或電子白板，或其他可顯示影像的顯示裝置。在一些實施例中，可將本發明中各實施例所提供的膽固醇液晶書寫板的書寫畫面通過網路連接而於其他的電子裝置上顯示；或者，可將其他電子裝置的畫面通過網路而於本發明的膽固醇液晶書寫板上同步顯示。
以下實施例的膽固醇液晶書寫板是以應用於會議或教學等互動式書寫系統的大尺寸電子黑板(或白板)為例，但本發明不限於此。本發明中各實施例所提供的膽固醇液晶書寫板是利用膽固醇液晶的特性，因此是一種雙穩態(bistable)顯示設備，當膽固醇液晶書寫板顯示有影像或畫面時，不需輸入額外的電源，此影像或畫面會一直被保留，只有在改變成另一種狀態或顯示畫面才需輸入額外電源，因此膽固醇液晶書寫板是相當省電的電子裝置。
圖1為本發明膽固醇液晶書寫板之一實施例的應用示意圖，圖2A為本發明膽固醇液晶書寫板之一實施例的部分立體分解示意圖，圖2B為圖2A所示的膽固醇液晶書寫板被按壓時的結構示意圖，圖2C為圖2B所示的膽固醇液晶書寫板的光感測陣列層之光感測點的電路示意圖，而圖2D為入射光入射圖2B所示的膽固醇液晶書寫板的示意圖。
如圖1、圖2A至圖2D所示，膽固醇液晶書寫板1可包括一膽固醇液晶裝置11、一光感測陣列層12以及感測訊號處理回路C。光感測陣列層12包含多個陣列設置的光感測點121或光感測元件1211。膽固醇液晶裝置11包含有膽固醇液晶層113。膽固醇液晶裝置11具有一入光面D1以及相對於入光面D1的一出光面D2。本實施例的入光面D1就是膽固醇液晶書寫板1面對使用者的表面，亦可稱為書寫面或顯示面。在一些實施例中，可在入光面D1上再設置一保護膜層或保護基材，以保護膽固醇液晶書寫板1。光感測陣列層12設置於膽固醇液晶裝置11的出光面D2的一側。而當至少部分膽固醇液晶層113發生受到按壓而轉態因而產生光通量變化時，光感測陣列層12中的一個或多個的光感測元件1211會感測到光通量變化並據此產生感測訊號。感測訊號處理回路C耦接於光感測陣列層12，其係於前述情況發生時，會接收此一感測訊號並據以輸出前述的一個或多個光感測元件1211於光感測陣列層12中的位置資料Dp。 前述位置資料Dp包含有對應膽固醇液晶裝置11受到前述按壓的位置資訊。因此，藉由此感測訊號可得出於膽固醇液晶裝置11上光通量變化的發生位置；亦即，膽固醇液晶書寫板1會感知到膽固醇液晶裝置11的何處受到按壓。
以下，先說明膽固醇液晶裝置11的結構。
膽固醇液晶裝置11可包含第一基板111、第二基板112、膽固醇液晶層113。第一基板111與第二基板112相對而設，膽固醇液晶層113具有多個膽固醇液晶分子(未繪示)，可填充於第一基板111及第二基板112之間。膽固醇液晶裝置11更包含設置於第一基板111面向膽固醇液晶層113的表面上的第一透明導電層114。膽固醇液晶裝置11更包含設置於第二基板112面向膽固醇液晶層113的一側的第二透明導電層115。如圖2B所示，本實施例的第一透明導電層114是全面性的設置於第一基板111面對膽固醇液晶層113的表面上，而第二透明導電層115是全面性的設置於第二基板112面對膽固醇液晶層113的一側。於此，「全面性」是指，第一透明導電層114包含整面的電極(共同電極)，此電極鋪滿第一基板111面對膽固醇液晶層113的大部分表面上，而第二透明導電層115也包含整面的電極，此電極鋪滿第二基板112面對膽固醇液晶層113的一側；或者，在不同的實施例中，如圖2E所示，第二透明導電層115可包含多個電極區塊1151，該些電極區塊1151分別與陣列設置的多個光感測點121或多個光感測元件1211對應設置，本發明並不限制。
藉由控制第一透明導電層114與第二透明導電層115之間的電壓差可控制膽固醇液晶分子的排列狀態。另外，膽固醇液晶裝置11更可包括一密封層(未繪示)，密封層設置於第一基板111及第二基板112之間，並密封第一基板111及第二基板112的外周圍，使第一基板111與第二基板112之間具有一間隙d。藉由第一基板111及第二基板112與密封層可形成一容置空間，使膽固醇液晶分子可填充於容置空間中，以形成膽固醇液晶層113。值得一提的是，本實施例中膽固醇液晶裝置11的入光面D1是指第一基板111背向膽固醇液晶層113的上表面，而出光面D2是指第二基板112背向膽固醇液晶層113的下表面；或者，入光面D1可以是指膽固醇液晶層113面向第一基板111的上表面，而出光面D2可以是指膽固醇液晶層113面向第二基板112的下表面，或其任意組合， 本發明並不限制。
在本實施例中，第一基板111及第二基板112可各自獨立地包含透光基材，並可為軟性透光基材或硬性透光基材。軟性透光基材的材料例如但不限於為聚亞醯胺(Polyimide,PI)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate,PET)。硬性透光基材的材料例如但不限於為玻璃、石英或藍寶石。若第一基板111及第二基板112均採用軟性透光基材時，因軟性透光基材具有可撓性，可將膽固醇液晶書寫板1製作成曲面顯示器。此外，第一透明導電層114與第二透明導電層115可例如但不限於為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)，本發明並不限制。
膽固醇液晶裝置11可對應顯示一顏色。具體來說，膽固醇液晶裝置11可藉由添加不同含量的旋光劑，以調配出例如紅(R)、綠(G)或藍(B)等顏色。於此，膽固醇液晶裝置11對應顯示的顏色可選自於例如但不限於紅、綠、藍的其中一者，或者是其他可見光的顏色。由於膽固醇液晶是通過在向列型液晶中加入旋光劑來達到特殊排列結構，並利用膽固醇液晶分子可在不同電壓差、物理壓力及/或溫度的情況下呈現至少焦錐態(Focal conic state)、平面態(planar state)與垂直態(homeotropic state)等數種不同的穩態或暫態，以達到顯示效果。因此，可藉由使膽固醇液晶的螺旋結構的軸向產生變化，藉此使反射部份光線及/或部份光線穿過膽固醇液晶層113。亦即，可藉由膽固醇液晶分子在不同穩態或暫態下所具有的不同光線反射率或穿透率，來達成膽固醇液晶裝置11的顯示功能。
以下說明本實施的膽固醇液晶書寫板1的光感測陣列層12的結構。
請先參照圖2C所示，其為圖2A所示的膽固醇液晶書寫板1的光感測陣列層12之光感測點121的電路示意圖。在本實施例中，光感測陣列層12更可包含多條上傳線UPn與多條讀取線Rm、Rm+1，上傳線UPn與讀取線Rm、Rm+1交錯設置以定義出多個光感測點121。而感測訊號處理回路C耦接於光感測陣列層12(參考圖2B)。於此，圖2C是顯示相鄰的兩個光感測點121 的電路示意圖。
在圖2C中，每一個光感測點121可分別包括一個光感測元件1211與一個開關元件1212。開關元件1212的一控制端連接上傳線UPn的其中之一。開關元件1212的第一端連接讀取線Rm、Rm+1的其中之一。開關元件1212的第二端連接光感測元件1211的一端，而光感測元件1211的另一端連接參考電壓Vref。參考電壓Vref視實際需要可例如但不限於為一共通電壓(Vcom)、閘極電壓(Vgate)或是接地電壓(Vgnd)等。開關元件1212及光感測元件1211經由讀取線Rm、Rm+1耦接於感測訊號處理回路C。於此，開關元件1212例如可為薄膜電晶體，而光感測元件1211可與開關元件1212使用相同製程與材料製作，以節省成本。而感測訊號處理回路C可以例如但不限於積體電路或微晶片等方式實現。在其他的實施例中，光感測元件1211也可為一光敏元件，例如可為光二極體(photodiode)微晶片。利用光感測元件1211受到照光或未受到照光，或所受照光程度的不同所產生的光通量變化得到不同的光電流來進行偵測。
具體來說，以圖2C左側的開關元件1212為例，開關元件1212(薄膜電晶體)的閘極連接上傳線UPn，其第一端(源極)連接讀取線Rm，其第二端(汲極)連接光感測元件1211的一端，且光感測元件1211的另一端可連接一共同電壓(Vcom)，例如接地。因此，當上傳線UPn的訊號導通開關元件1212時，感測訊號處理回路耦接可由讀取線Rm通過開關元件1212接收到光感測元件1211因光通量變化所產生的感測訊號，並且會根據前述其所收到的感測訊號而輸出位置資料Dp，此位置資料Dp即包含光感測元件1211於光感測陣列層12中的位置(或座標)資訊。
以下，繼續說明當膽固醇液晶裝置11因發生轉態而有光通量變化時，膽固醇液晶書寫板1是如何得知此一轉態(或是光通量變化)的發生位置。
請再參照圖1、圖2A至圖2D所示。在本實施例的膽固醇液晶書寫板1中，在膽固醇液晶裝置11未受到按壓且未有供電時，膽固醇液晶層113的膽固醇液晶分子為焦錐態排列。此時，入射的光線L1大部分可穿透膽固醇液 晶層113，少部分的入射光會產生散射；因此，使用者會看見膽固醇液晶書寫板1的底色，例如黑色。
當使用者利用書寫筆P(或手指，或其他硬物)於膽固醇液晶書寫板1上書寫而使膽固醇液晶裝置11受到按壓時，此時第一基板111及第二基板112之間的間隙d會變小，對應部分的膽固醇液晶層113的膽固醇液晶分子即由原本的焦錐態轉態而處於平面態排列。此時，於按壓處(如圖2D所示的第一基板111中央凹陷處)，部分的入射的光線L2發生布拉格反射，反射的光線Lr(具有特定波長)則由入光面D1射出。同時，膽固醇液晶裝置11就會在按壓處顯示出反射的光線Lr的顏色(例如綠色)。因此，若使用者以書寫筆P(或手指，或其他硬物)於膽固醇液晶書寫板1並進行書寫文字或繪製圖案，以在膽固醇液晶裝置11上產生書寫軌跡S時，書寫軌跡S將呈現反射的光線Lr對應的顏色。
承上，如圖2C及圖2D所示，當膽固醇液晶裝置11的入光面D1上沒有被按壓的部分或是其中央凹陷處於未受到按壓時，該部分的膽固醇液晶層113中的膽固醇液晶分子係處於焦錐態，因此該處入射的光線，例如光線L1大部分會穿過膽固醇液晶層113而射向光感測點121，光感測點121中的光感測元件1211可感測光線L1而得到第一光通量。而當使用者按壓膽固醇液晶書寫板1時，由於按壓位置(圖2D中入光面D1上的中央凹陷處)下方對應的膽固醇液晶層113之部分的膽固醇液晶分子會由焦錐態轉態而處於平面態排列。此時，如前所述，由該按壓位置入射的光線L2中的一部分，即光線Lr，將被平面態的膽固醇液晶分子反射而由入光面D1射出，而剩餘的部分光線L2'將穿過膽固醇液晶層113而射向對應的光感測點121中的光感測元件1211。此時，該對應的光感測元件1211可感測此光線L2'而得到第二光通量。而第一光通量與第二光通量之差即為該光感測點121中的光感測元件1211感測到的光通量變化。據此，與讀取線Rm、Rm+1耦接的感測訊號處理回路C即可經由讀取線Rm、Rm+1接收(或是「讀取」)到由各個光感測元件1211因感測到不同強度的光通量所產生對應不同電壓值的電訊號(即「感測訊號」)。感測訊號處理回路C接收此一感測訊號時，即得知係為哪一個或是哪幾個光感測元件1211所 傳送出來的感測訊號。感測訊號處理回路C即可根據此感測訊號輸出代表或對應感測到此光通量變化的光感測元件1211(一個或多個)於光感測陣列層12中的所在位置(例如其是位於光感測陣列層12中第幾行第幾列的光感測元件1211)的位置資訊Dp至另一控制單元或處理單元(未繪示)。而前述位置資訊Dp即對應或代表感測到此光通量變化的光感測元件1211(一個或多個)於光感測陣列層12中的所在位置。從而，膽固醇液晶書寫板1即可感知到膽固醇液晶書寫板1上的被按壓(書寫)的位置。
此外，由讀取線Rm、Rm+1所讀出的感測訊號可於該些上傳線UPn導通時傳送至另一電子裝置。或者，由讀取線Rm、Rm+1所讀出的感測訊號也可於該些上傳線UPn導通後的一空檔時間(blanking time)傳送至另一電子裝置。具體來說，可於該些上傳線UPn依序導通的同時，即時地將讀取到的感測訊號傳送至另一電子裝置。或者，也可在所有的上傳線UPn依序導通完之後的下一次導通的空檔時間再一次將全部的感測訊號進行傳送(非即時)，本發明並不限制。
請再參照圖2B，本實施例的膽固醇液晶裝置11更包含有絕緣層117，且第二透明導電層115、絕緣層117及光感測陣列層12係依序疊置於第二基板112面向膽固醇液晶層113的表面。
另外，如圖2A、圖2B及圖2D所示，本實施例的膽固醇液晶書寫板1更可包括一背板13，背板13設置於第二基板112朝向出光面D2的一側。於此，背板13可為黑色的光吸收板或是白色的光反射板。當背板13為黑色的光吸收板時，其會吸收穿過膽固醇液晶裝置11的光線，使膽固醇液晶書寫板1成為一黑板。在一些實施例中，黑色光吸收板的材料可與液晶顯示裝置的黑色矩陣(black matrix)的材料相同。另外，當背板13為白色的光反射板時，其係反射穿過膽固醇液晶裝置11的光線，使膽固醇液晶書寫板1成為一白板。在一些實施例中，白色光反射板的材料例如可包含金屬、金屬氧化物、高反射漆(白漆)、或其組合，本發明並不限定。或者，在不同的實施例中，反射板的顏色也不限定為白色，其可為其他顏色或多種顏色的組合。
請參照圖3所示，其為本發明所提供之膽固醇液晶書寫板另一實 施例的結構示意圖。本實施例的膽固醇液晶書寫板1a與前述實施例的膽固醇液晶書寫板1其元件組成及各元件的連接關係大致相同。不同之處在於，在本實施例的膽固醇液晶書寫板1a中不包括絕緣層117，而第二透明導電層115設置於第二基板112面向膽固醇液晶層113的表面上，且光感測陣列層12設置於第二基板112背向膽固醇液晶層113的表面上，並位於第二基板112與背板13之間。
請參照圖4所示，其為本發明所提供的膽固醇液晶書寫板另一實施例的結構示意圖。本實施例的膽固醇液晶書寫板1b亦與前述實施例的膽固醇液晶書寫板1其元件組成及各元件的連接關係大致相同。不同之處在於，在本實施例的膽固醇液晶書寫板1b中，光感測陣列層12更包含第三基板120，而陣列設置的光感測元件1211係設置於第三基板120面向第二基板112的表面，且光感測陣列層12係設置於第二基板112背向膽固醇液晶層113的一側。亦即，光感測陣列層12係設置在膽固醇液晶裝置11之外，且位於膽固醇液晶裝置11朝向出光面D2的一側。在本實施例中，第三基板120可選用的材質可與前述實施例中膽固醇液晶書寫板1的第一基板111及第二基板112的選擇範圍相同，而可為軟性透光基材或硬性透光基材。
請參照圖5所示，其為本發明所提供的膽固醇液晶書寫板又一實施例的結構示意圖。本實施例的膽固醇液晶書寫板1c亦與前述實施例的膽固醇液晶書寫板1其元件組成及各元件的連接關係大致相同。不同之處在於，在本實施例的膽固醇液晶書寫板1c中，並未設置背板13。而第一基板111仍為透光基板，但第二基板112c為黑色的光吸收板或是白色的光反射板。亦即，於本實施例中，第二基板112c同時具有前述實施例中第二基板112與背板13的功能。
請參照圖6所示，其為本發明所提供的膽固醇液晶書寫板再一實施例的結構示意圖。本實施例的膽固醇液晶書寫板1d亦與前述實施例的膽固醇液晶書寫板1其元件組成及各元件的連接關係大致相同。不同之處在於，在本實施例的膽固醇液晶書寫板1d中，亦未設置背板13。光感測陣列層12d更包含第三基板120d，而陣列設置的光感測元件1211係設置於第三基板120d面向第二基板112的表面，而光感測陣列層12d係設置於第二基板112背向膽固醇液晶 層113的一側。亦即，光感測陣列層12d係設置在膽固醇液晶裝置11之外，且位於膽固醇液晶裝置11朝向出光面D2的一側。同時，第一基板111與第二基板112仍均為透光基板，但第三基板120d為黑色的光吸收板或是白色的光反射板，或是其他顏色的板材。亦即，於本實施例中，第三基板120d同時具有前述實施例中第三基板120與背板13的功能。由於光感測陣列層12d係設置在膽固醇液晶裝置11之外，因此，第二基板112上不需要設置絕緣層。
另外，在上述膽固醇液晶書寫板1、1a、1b、1c或1d中，若膽固醇液晶裝置11的第一透明導電層114與第二透明導電層115之間施加一保持電壓時，即使使用者按壓膽固醇液晶裝置11，膽固醇液晶裝置11也不會轉成平面態，膽固醇液晶書寫板1將不會顯示其對應顏色。在一些實施例中，保持電壓可介於0V與4.5V之間，或介於35.4V與47.6V之間；或者，保持電壓可介於0V與3.7V之間，或介於29V與39V之間；又或者，保持電壓可介於0V與3.1V之間，或介於24.5V與33V之間。值得一提的是，上述的4.5V、3.7或3.1V可為膽固醇液晶裝置11的膽固醇液晶分子由平面排列結構(顯示狀態)要被驅動至焦錐態(非顯示狀態)時的轉態電壓，上述的35.4V、29V或24.5V可為膽固醇液晶裝置11的膽固醇液晶分子由平面排列結構轉變至垂直排列結構的轉態電壓，而上述的47.6V、39V或33V可為膽固醇液晶裝置11的膽固醇液晶分子由垂直焦錐排列結構轉變至垂直排列結構的轉態電壓。
此外，當膽固醇液晶裝置11的第一透明導電層114與第二透明導電層115之間施加大於保持電壓之一清除電壓時，若膽固醇液晶書寫板1上已有顯示顏色的書寫軌跡S的話，則可清除此書寫軌跡S，亦即，清除電壓會使膽固醇液晶裝置11的膽固醇液晶分子由垂直態轉態成焦錐態，使得膽固醇液晶書寫板1上顯示的內容被全部清除，膽固醇液晶書寫板1將呈現其底色。在一些實施例中，清除電壓例如但不限於為70V、60V或55V。在一些實施例中，可例如通過實體按鍵或虛擬按鍵施加保持電壓或清除電壓至膽固醇液晶裝置11，以達到畫面保持或清除的功能。
圖7為本發明膽固醇液晶書寫板與一電子裝置之一實施例的功能方塊示意圖。如圖5所示，膽固醇液晶書寫板2可與電子裝置3通訊連結。其 中，本實施例的膽固醇液晶書寫板2可包含上述的膽固醇液晶書寫板1、1a、1b、1c或1d，或其變化態樣，具體技術內容已於上述中詳述，不再多作說明。另外，電子裝置3可例如但不限於為另一膽固醇液晶書寫板，或手機、平板、筆記型電腦，或其他的顯示裝置。
另外，本實施例的膽固醇液晶書寫板2更可包括一控制單元21、一通訊單元22與一記憶單元23。通訊單元22與控制單元21電性連接，且膽固醇液晶書寫板2可藉由通訊單元22與電子裝置3通訊連結。為了達到通訊連結，電子裝置3必須與膽固醇液晶書寫板2具有對應的通訊單元，以達到兩者的通訊連結。其中，通訊單元22可為一無線通訊模組或一有線通訊模組，無線通訊模組可選自於下列所構成之群組：Wi-Fi模組、藍牙模組、電信通訊模組(例如3G、4G)及其組合，本發明並不限制。另外，記憶單元23與控制單元21電性連接，且記憶單元23可儲存光感測陣列層所產生的感測訊號Vs。因此，控制單元21可將膽固醇液晶書寫板2因按壓所產生且儲存於記憶單元23的感測訊號Vs通過對應的通訊單元22傳送至電子裝置3，使電子裝置3可得知書寫軌跡S(如圖1)於膽固醇液晶書寫板2上的位置及顏色，藉此可擴大膽固醇液晶書寫板2的應用。舉例來說，若於電子裝置3及膽固醇液晶書寫板2上安裝對應的應用軟體，並使兩者通訊連接時，使用者在膽固醇液晶書寫板2上書寫、按壓而產生按壓或書寫軌跡時，則電子裝置3將可對應顯示相同的按壓或書寫軌跡及顏色，藉此，可使膽固醇液晶書寫板2與電子裝置3產生互動。因此，膽固醇液晶書寫板2可利用於例如互動式教學、互動式會議等互動式書寫系統，達到低成本與及時互動的功效。
綜上所述，在本發明之膽固醇液晶書寫板中，膽固醇液晶裝置具有膽固醇液晶層，而包含多個陣列設置的光感測元件的光感測陣列層設置於膽固醇液晶裝置的出光面的一側；當至少部分的膽固醇液晶層受到按壓而發生轉態因而產生一光通量變化時，光感測陣列層中的光感測元件將會感測此光通量變化並據此產生感測訊號。感測訊號處理回路耦接於光感測陣列層，其可接收此一感測訊號並據以輸出前述光感測元件於光感測陣列層中的位置資料。因此，本發明的膽固醇液晶書寫板是利用膽固醇液晶的特性，除了可達到省電功 效外，還可得知書寫位置，藉此可擴大膽固醇液晶書寫板的應用，例如可利用於互動式教學、互動式會議等互動式書寫系統，達到低成本與及時互動的功效。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (19)

  1. 一種膽固醇液晶書寫板，包括：一膽固醇液晶裝置，包含一膽固醇液晶層，該膽固醇液晶裝置具有一入光面以及相對於該入光面的一出光面；以及一光感測陣列層，包含多個陣列設置的光感測元件，該光感測陣列層設置於該膽固醇液晶裝置的該出光面的一側，當至少部分該膽固醇液晶層受到一按壓而發生轉態因而產生一光通量變化時，該光感測陣列層中的一光感測元件感測該光通量變化並據此產生一感測訊號；一感測訊號處理回路，耦接於該光感測陣列層，其係接收該感測訊號並據以輸出該光感測元件於該光感測陣列層中的一位置資料，其中該光感測陣列層更包含：多條上傳線與多條讀取線，交錯設置以定義出多個光感測點，各該光感測點分別包括一開關元件與該些光感測元件的其中之一，該開關元件的一控制端連接該些上傳線的其中之一，該開關元件的一第一端連接該些讀取線的其中之一，該開關元件的一第二端連接該光感測元件的一端，該光感測元件的另一端連接一參考電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該膽固醇液晶裝置更包含相對設置的一第一基板與一第二基板，該膽固醇液晶層設置於該第一基板與該第二基板之間，該膽固醇液晶裝置更包含設置於該第一基板面向該膽固醇液晶層的表面的一第一透明導電層，且該膽固醇液晶裝置更包含設置於該第二基板面向該膽固醇液晶層的一側的一第二透明導電層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該第二透明導電層係全面性的設置於該第二基板面對該膽固醇液晶層的一側。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該第二透明導電層包含多個電極區塊，該些電極區塊分別與陣列設置的該些光感測元件對應設置。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該膽固醇液晶裝置更包含一絕緣層，且該第二透明導電層、該絕緣層及該光感測陣列層係依序疊置於該第二基板面向該膽固醇液晶層的表面。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該光感測陣列層係設置於該第二基板背向該膽固醇液晶層的表面。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該光感測陣列層係設置於該第二基板背向該膽固醇液晶層的一側，該光感測陣列層包含一第三基板，且該些陣列設置的光感測元件係設置於該第三基板面向該第二基板的表面。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，更包括：一背板，係設置於該第二基板朝向該出光面的一側，且該背板為一光吸收板。
  9. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，更包括：一背板，係設置於該第二基板朝向該出光面的一側，且該背板為一光反射板。
  10. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該第一基板為一透光基板，該第二基板為一光吸收板。
  11. 如申請專利範圍第2項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該第一基板為一透光基板，該第二基板為一光反射板。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該第一基板及該第二基板分別為一透光基板，且該第三基板為一光吸收板。
  13. 如申請專利範圍第7項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該第一基板及該第二基板分別為一透光基板，且該第三基板為一光反射板。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該感測訊號於該些上傳線導通時傳送至另一電子裝置。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該感測訊號於該些上傳線導通後的一空檔時間傳送至另一電子裝置。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶書寫板，更包括：一控制單元；一通訊單元，與該控制單元電性連接，且該膽固醇液晶書寫板藉由該通訊單元與一電子裝置通訊連結；及一記憶單元，與該控制單元電性連接，該記憶單元儲存該感測訊號。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶書寫板，其中當該膽固醇液晶裝置受到該按壓時，該膽固醇液晶層的該至少部分係由一焦錐態轉態至平面態。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該膽固醇液晶裝置受到該按壓以產生一書寫軌跡，該書寫軌跡呈現該膽固醇液晶裝置所對應的一顏色。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的膽固醇液晶書寫板，其中該位置資料包含對應該膽固醇液晶裝置受到該按壓的位置資訊。
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