TWI719233B - 含電阻式數化器並具有機械防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統 - Google Patents

含電阻式數化器並具有機械防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統 Download PDF

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Abstract

具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統包括以下特徵。電子手寫板包括彼此間隔開的電子手寫板基板，電子手寫板基板的上部電子手寫板基板由柔性的、透明的聚合物材料形成，而電子手寫板基板的下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成。導電層彼此間隔開並位於電子手寫板基板之間。包括膽固醇型液晶材料和聚合物的分散體的分散體層被佈置在導電層之間。施加到電子手寫板的壓力改變膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像。電阻式數化器確定施加到電子手寫板的壓力的位置。該系統被設計成使得電阻式數化器能夠在普通書寫條件下檢測指甲或觸筆輸入且基本上沒有輕微寫入的筆劃丟失，但是基本上檢測不到手掌輸入。

Description

含電阻式數化器並具有機械防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統
本揭露總體上涉及膽固醇型電子手寫板系統，例如，或涉及所謂的膽固醇型液晶壓敏電子手寫板。
一般來說，雙穩態液晶顯示器，特別是膽固醇型液晶顯示器(ChLCD)(採用被稱為手性向列型液晶的材料)已經被證明具有很大的潛力來用於創建功耗低並且可用於許多獨特的裝置的低成本的壓敏電子手寫板。
最近，肯特顯示器公司(Kent Displays Inc.)的BOOGIE BOARD®壓敏膽固醇型液晶電子手寫板已經出現在市場上，其中可以使用尖筆或手指來在電子手寫板裝置的表面上進行書寫或描圖圖像，如美國專利第6,104,448號所描述的那樣，該美國專利的全部內容通過引用併入本文。如本揭露中所使用的，術語「電子手寫板」涵蓋包括基板和佈置在基板之間的電光材料的任何裝置，該電光材料在書寫壓力被施加到一基板上時表現出反射率的變化，該裝置能夠在施加電壓時被擦除。電子手寫板的這種定義不包括只能通過數位電定址液晶才能夠在其上進行書寫的裝置，如在採用利用薄膜電晶體(TFT)陣列有源驅動 的顯示器的筆記型電腦的情況。膽固醇型液晶電子手寫板比以前的技術提供了顯著的改進，因為可以通過按下按鈕將電壓脈衝施加到電子手寫板中的導電電極來簡單且立即擦除圖像。
膽固醇型液晶電子手寫板的二基板是柔性的，並且底部基板被塗覆有不透明的光吸收深色背景。上部基板和上部電極是光學透明的，並且在它們的內表面上包括由單元間隙隔開的導電層。在單元間隙內的是雙穩態膽固醇型液晶，其可以呈現出二織構，實質上透明的(焦錐)織構和彩色反射(平面)織構。單元間隙的間距通常由圓柱形或球形形狀的塑膠或玻璃間隔物來進行設置。通過向電極施加電壓脈衝以將膽固醇型材料電驅動成基本上透明的織構來初始化膽固醇型液晶電子手寫板。當用尖筆或手指按壓在頂部基板上時，液晶被局部移位元。在液晶中引起的流動將其在觸筆位置的光學織構從基本透明改變為反射式彩色。反射式彩色與下部基板的深色背景形成鮮明對比。如果不施加電壓來擦除的話，觸筆或指甲所描圖的圖像將無限期地保留在電子手寫板裝置上。通過對二基板的內表面上的透明導電電極施加電壓脈衝，將膽固醇型液晶從其反射式彩色狀態驅動回到其基本上透明的狀態來實現擦除。
書寫在電子手寫板上的圖像是光學可見的，但不能僅僅使用電子手寫板來保存。需要在電子手寫板後面或前面的數化器來捕獲圖像。這以前在專利申請揭露2010/0265214中已被證實。然而，目前市場上有許多類型的數化器，允許從手指或手勢輸入保存的數化器以及允許觸筆輸入的數化器。電子手寫板裝置需要使用觸筆輸入的數化器。不同類型的數化器之間的另一區別是數化器可以允許由任何觸筆進行輸入，或將要求由專用觸筆進行輸入，如市售的SyncTM電子手寫板所示，如專利申請2014/0043547中所揭露的，其採用在電子手寫板後面的電磁共振(EMR)數化器。利用專用觸筆的情況存在許多問題，包 括：成本-由於觸筆內部需要小型化的電子產品，使用的便利性-用戶只能使用一支觸筆，該觸筆一旦丟失，則使該裝置無法使用，以及使用者混淆-即使在不使用專用觸筆時數化器將不會記錄書寫圖像，在使用不同的觸筆時，使用者仍然可以在電子手寫板上實現可視的書寫圖像。
較低成本的數化器往往包括電阻式數化器。電阻式數化器的優勢在於在沒有專用觸筆的情況下它們實現壓敏和功能。電阻式數化器可以是4線、5線、8線等。這些電阻式數化器可以使用任何觸筆，而不需要專用的觸筆。不幸的是，一些電阻式數化器沒有防止手掌誤觸功能，這意味著在進行書寫時如果用戶將手掌向下放置，手掌將導致資料點。由於這些電阻式數化器不允許複數資料點，資料將被破壞，並導致螢幕上的塗鴉。因此，消費者將受益於可以採用允許具有防止手掌誤觸功能進行觸筆書寫的、可以使用任何觸筆(甚至是指甲)的且成本也低的數化器的電子手寫板。
市場上的其他產品，如平板電腦，使用稱為投射電容(ProCap)的不同類型的數化器，其中精細圖案化的一層或多層導電薄膜放置在顯示器的頂部。ProCap數化器通過在手指或其他具有足夠大的電容的物體接近數化器時測量精細圖案化的導體網格上的電容變化來工作。對於ProCap數化器，可以將防止手掌誤觸程式設計到軟體中。4線、5線或8線電阻式數化器不可能將防止手掌誤觸置入軟體中，因為電子登記的複數觸摸導致資料損壞。因此，具有ProCap數化器的裝置不被認為與本揭露相關。
先前技術的一問題是單獨的電子手寫板不能數位地保存資訊。如果需要保存書寫在電子手寫板上的資訊，則可以將單獨的數化器附接到電子手寫板以感測並保存書寫內容，同時電子手寫板視覺化顯示書寫內容。在先前技術中，單獨的電磁共振(EMR)型數化器被放置在電子手寫板的下方，即，Boogie Board® TM SyncTM電子手寫板系統。該系統有幾個問題，即它有點昂貴且需要專用的觸筆，這意味著只有提供的具有電子裝置的觸筆才能根據書寫的圖像創建保存檔。用戶可能會意外地使用簡單的塑膠觸筆，並在SyncTM電子手寫板系統上創建可見的書寫筆記。然而，由於使用了錯誤的觸筆，所以不會保存電子圖像。由於感測和光學回應被解耦，用戶不會在典型的顯示器上看到光學回饋，以指示是否正在使用正確的觸筆。
以前設計的電阻式數化器在一般的書寫條件下並沒有商業化地用於具有機械防止手掌誤觸功能的電子手寫板。在電子手寫板後面不可能放置典型的電阻式數化器以產生具有防止手掌誤觸並允許捕獲輕觸筆書寫的功能的工作系統。典型的電阻式數化器，如果將它們放置在電子手寫板下方，將不允許防止手掌誤觸。由於感測和光學回應在膽固醇型電子手寫板中是解耦的，如前該，使用者將無法即時獲悉需要施加多大的書寫壓力來創建無缺陷的保存的書寫圖像。消費者將從具有電阻式數化器並且在普通書寫條件下提供防止手掌誤觸功能、讀取輕微書寫的筆劃並且可與任何觸筆甚至指甲一起使用的低成本的電子手寫板系統中獲益。
目前，市售的Boogie Board® SyncTM電子手寫板系統採用EMR型數化器，如第1圖的先前技術所示。該配置包括典型的電子手寫板10，其包括頂部基板11和底部基板12。每一基板在內表面上具有電極14，用於電驅動典型的電子手寫板並擦除書寫在電子手寫板上的圖像。上部基板11可以具有附加的功能性塗層，例如防眩光、防指紋、硬塗層等。下部基板12通常具有光吸收塗層15，其允許書寫的電子手寫板中的對比度並且防止在電子手寫板下方的EMR數化器的可見性。在電極14之間佈置具有間隔物的包括膽固醇型液晶(ChLC)和聚合物的分散體層13，其允許將圖像書寫在電子手寫板上。頂部基 板11和底部基板12及其對應的電極14外延到連接到電子裝置以切換電子手寫板的電子手寫板凸耳。在電子手寫板下方是具有電引線44的EMR數化器40，該電引線44傳送指示EMR觸筆20的位置的電訊號。在典型的電子手寫板10和EMR數化器之間是在裝置的殼體中使用的塑膠片46。EMR觸筆相對複雜和昂貴，因為它包括印刷電路板(PCB)22上的電子裝置。當EMR觸筆20被壓入電子手寫板10時，上部基板11壓下18並允許在電子手寫板上出現明亮的書寫線。除了在電子手寫板上書寫之外，上部基板11的凹陷部18觸發EMR觸筆20的尖端24中的彈簧，使得書寫的資料由EMR數化器40記錄。只有在使用EMR觸筆20時，書寫/繪圖資訊才能被電子手寫板/EMR數化器系統跟蹤和記錄。典型的電子手寫板本身將回應由任何簡單的塑膠觸筆或甚至指甲進行的任何書寫壓力。產生圖像所需的一切是對電子手寫板施加局部的壓力。因此，在使用典型的電子手寫板/EMR系統的情況下，當使用非EMR觸筆時，用戶可能會看到典型的電子手寫板上的書寫圖像，但在這種情況下，沒有資料被EMR數化器記錄，並且圖像沒有被保存。
這裡揭露了一種包括高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統，其允許使用非專用的觸筆進行書寫和記錄圖像，同時防止擱置在電子手寫板系統的書寫表面上的手掌進行書寫。此外，液晶電子手寫板系統允許使用任何其他物體(甚至指甲)來書寫和記錄圖像。電子手寫板系統的設計允許只記錄期望的觸筆資料流程，而不會由於手掌壓力而破壞資料或丟失輕微書寫的資料。術語「防止手掌誤觸」和「機械防止手掌誤觸」結合本揭露的電子手寫板同義使用。電子手寫板系統包括高級電子手寫板和高級電阻式數化器，由於印刷的 電子裝置特徵的尺寸和分佈以及顯示器的物理結構，高級電子手寫板和高級電阻式數化器物理地協作來實現以基本上沒有輕微筆劃丟失和以機械防止手掌誤觸的方式使用觸筆。在本電子手寫板系統中，不需要軟體來實現防止手掌誤觸。高級電子手寫板和高級電阻式數化器之間也不存在電氣協調、回饋或協作來產生防止手掌誤觸功能或捕獲輕微的筆劃。例如，沒有用於數化器操作的電荷通過觸筆穿過液晶。不需要數化器來在電子手寫板上形成圖像(例如，不需要TFT的有源矩陣來定址液晶材料)。此外，高級電阻式數化器是使用諸如PEDOT/PSS、銀、電媒介和碳的低成本導體的完全印刷裝置。鑒於上述，本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統成本低、易於製造、可靠並且表現出高性能。
電子手寫板系統的第一具體實施例包括具有機械防止手掌誤觸的高級電阻式數化器，其將高級電子手寫板置於高級電阻式數化器之上(電阻式數化器被佈置成距離使用者比該電子手寫板距離使用者更遠)。當將壓力施加到書寫表面時，高級電子手寫板提供即時的「類比」視覺回饋，而無需在高級電子手寫板上形成數位圖像的薄膜電晶體的有源矩陣。該圖像非常清晰，對比度很好，並且高級電子手寫板上沒有上部數化器或其他元件干擾圖像品質。高級電阻式數化器允許將圖像電子地保存在電子手寫板系統中。在本實施例中，高級電阻式數化器專門被設計用於在高級電子手寫板的層以下工作，並記錄用任何觸筆書寫的資料。高級電阻式數化器具有防止手掌誤觸功能，並且回應輕寫，使得沒有輕微書寫的筆劃丟失。電子手寫板系統被設計成使得高級電阻式數化器可以使用非專用的觸筆輸入，同時防止擱置的手掌進行資料登錄。包括高級電阻式數化器的電子手寫板系統的成本可以非常低，因為在觸筆中不需要昂貴的小型化電子裝置，並且可以以低成本方式由印刷的電子裝置來創建高級 電阻式數化器。高級電子手寫板被設計為放置在高級電阻式數化器之上，使得電子手寫板的厚度足夠薄以傳輸觸筆的書寫壓力，而不會損壞顯示材料。
第二個具體實施例將高級電子手寫板放置成距離用戶比高級電阻式數化器距離用戶更遠(高級電阻式數化器在頂部)。儘管由於某些優點，本揭露側重於第一具體實施例，該優點包括當高級電阻式數化器在高級電子手寫板下方時，在電子手寫板上形成更好的圖像，本領域普通技術人員在閱讀本揭露後通過適當的修改可以實踐和使用該實施例的設計。應當理解，當高級電子手寫板位於液晶電子手寫板系統的底部時，該系統的書寫表面位於高級電阻式數化器上。
本揭露的第一方面涉及一種具有電阻式數化器並具有機械防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統，其包括以下特徵。電子手寫板是電子手寫板系統的一元件，也被稱為高級電子手寫板，以與典型的電子手寫板進行區分。電子手寫板(例如，高級電子手寫板)包括彼此間隔開的電子手寫板基板，電子手寫板基板中的上部基板由柔性的、光學透明的聚合物材料形成，而電子手寫板基板中的下部基板由柔性聚合物材料形成。導電層彼此間隔開並且位於電子手寫板基板之間。包括膽固醇型液晶材料和聚合物的分散體的分散體層佈置在該導電層之間。施加到電子手寫板的壓力改變膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像。電阻式數化器(例如，高級電阻式數化器)確定施加到電子手寫板的壓力的位置。在普通書寫條件下，高級電阻式數化器檢測指甲或觸筆輸入且基本上沒有輕微書寫的筆劃丟失但是基本上上檢測不到手掌輸入。
本揭露中對「普通書寫條件」的引用是指當用筆在紙上書寫同時將手掌擱置在放在硬支撐表面(例如餐桌或書桌)的紙上以便通過書寫或繪圖填寫頁面(例如，對照單行或標記，或少數行或標記)時施加的手掌力。如本 文所用，術語「書寫」被解釋為涵蓋書寫(例如，列印和手寫)和繪圖(例如，描圖、繪草圖、塗鴉、製作藝術品等)。雖然即使在普通書寫條件下手掌施加的力也會隨每一用戶而不同，但是在本揭露中使用的術語「在普通書寫條件下」由手掌施加的力將清楚地排除某些手掌力，例如當書寫時完全沒有將手掌擱置在電子手寫板裝置上，及在書寫時將手掌極其輕地擱置在電子手寫板上。由於電子手寫板是一種紙張替代品，因此有關通過筆在紙上施加的手掌力的這些普通書寫條件對於理解使用觸筆或指甲在電子手寫板上書寫的條件是有用的。「普通書寫條件」與本揭露中使用的「典型書寫實踐」類似，不同點在於後者是量化的。
本揭露中對「輕微書寫的筆劃」的引用是指在如上定義的「普通書寫條件」下書寫時施加到觸筆的最小力，即剛好能夠在電子手寫板上產生圖像。術語「輕微書寫的筆劃」不適用於異常輕且細的書寫。在本揭露中使用的術語「基本上沒有輕微書寫的筆劃丟失」意味著電阻式數化器將捕獲所有或基本上所有的輕微書寫的筆劃。
本揭露中定義了術語「最小觸筆啟動力」和提供防止手掌誤觸的「手掌啟動力」並給出了示例值。最小觸筆啟動力小於手掌啟動力。本領域普通技術人員在閱讀本揭露內容時將理解，在本揭露中「在普通書寫條件下」基本上檢測不到手掌輸入的電阻式數化器的特徵可能導致與最小觸筆啟動力和手掌啟動力的示例值不同的值，並且還可以包括本揭露中提供的一些或全部示例值。雖然即使在較大的手掌力被施加時也沒有手掌輸入是一很好的條件，但是本領域普通技術人員在閱讀本揭露內容時將認識到在電子手寫板系統設計中需要平衡使得電子手寫板還記錄通過指甲或觸筆導致的輕微書寫的筆劃。類似地，如果需要以非常方式在電子手寫板系統上進行書寫以避免手掌輸入，例如通過 完全不將手掌放置在裝置上，或者將手掌非常輕地擱置在裝置上，則該電子手寫板系統不在本揭露的範圍內。
本文提到的「使用者」被認為指在電子手寫板上施加指甲或觸筆的人。雖然可以在一側看電子手寫板並在另一側書寫，但是為了理解且不旨在限制所要求保護的發明的範圍，提到「用戶」的這個有利點意味著使用者在電子手寫板的同一側進行看和書寫的地方。
應當理解，諸如上、下、前、後、頂、底等的術語僅用於改善理解，並且不應當用於限制由申請專利範圍限定的本發明，因為電子手寫板系統可以在不同的方向使用。
以下涉及本揭露的第一方面的具體特徵，其可以以任何組合與詳細描述的所有特徵一起應用。一特徵是電子電路可以嚮導電層施加電壓來擦除圖像。
另一特徵是高級電阻式數化器包括間隔開的數化器基板和數化器基板之間的聚合間隔物。液晶電子手寫板系統的結構和佈置包括從以下組成的組中選擇的設計參數：上部電子手寫板基板的厚度、下部電子手寫板基板的厚度、上部數化器基板的厚度、數化器間隔物之間的間距、數化器間隔物的尺寸、數化器間隔物的高度及其組合，這些設計參數被定制以使得高級電阻式數化器能夠在普通書寫條件下檢測到指甲或觸筆輸入且基本上沒有輕微書寫的筆劃丟失但是基本上檢測不到手掌輸入。
其他特徵是上部電子手寫板基板的厚度和下部電子手寫板基板的厚度的組合厚度的範圍為2-9mil。更進一步，上部數化器基板的厚度範圍為½-3mil。在另一特徵中，數化器間隔物之間的間距的範圍為0.2-0.9mm。特別地，另一組特徵是上部電子手寫板基板的厚度和下部電子手寫板基板的厚度的組合 厚度的範圍為2-9mil；上部數化器基板的厚度範圍為½-3mil而數化器間隔物之間的間距的範圍為0.2-0.9mm。
本揭露的第二方面涉及一種具有電阻式數化器並且具有機械防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統，其包括以下特徵。電子手寫板(即也稱為高級電子手寫板)包括書寫表面。電子手寫板基板彼此間隔開，電子手寫板基板中的上部電子手寫板基板由柔性、光學透明的聚合物材料形成，而電子手寫板基板中的下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成。導電層彼此間隔開並且位於電子手寫板基板之間。包括膽固醇型液晶材料和聚合物的分散體的分散體層佈置在導電層之間。其中由用戶施加到書寫表面的壓力改變膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像。電阻式數化器(例如，高級電阻式數化器)位於高級電子手寫板的下方(即，佈置成距離使用者比電子手寫板距離使用者更遠)，其中電阻式數化器確定施加到書寫表面的壓力的位置。液晶電子手寫板系統包括在0.02N至0.4N的範圍內的最小觸筆啟動力和提供防止手掌誤觸功能的
Figure 106125805-A0305-02-0012-2
2.5N的手掌啟動力。
結合第一方面討論的所有具體特徵以及詳細描述中的所有特徵可以以任何組合應用於第二方面。以下對第二方面的具體特徵進行描述。
第二方面的一具體特徵是高級電阻式數化器可以包括彼此間隔開的數化器基板和數化器基板之間的數化器間隔物。液晶電子手寫板系統的結構和佈置可以包括從以下組成的組中選擇的設計參數：上部電子手寫板基板的厚度、下部電子手寫板基板的厚度、上部數化器基板的厚度、數化器間隔物之間的間距、數化器間隔物的尺寸、數化器間隔物的高度及其組合，這些設計參數被定制成使得高級電阻式數化器能夠實現觸筆啟動力和手掌啟動力。
其他具體特徵是手掌啟動力在2.5N到4N的範圍內，或手掌啟動力
Figure 106125805-A0305-02-0013-3
4N。
本揭露的第二方面的另一具體特徵是佈置在導電層的下部導電層的下面的光吸收背層。光吸收背層適於吸收通過分散體層的光。
更進一步地，下部電子手寫板基板可以是光吸收層，並且佈置在導電層中的下部導電層下面。下部電子手寫板基板包括分散在內部的、適於吸收通過液晶的光的顏料。包括顏料或光吸收層的下部電子手寫板基板可以是黑色或其他顏色。在美國專利5,493,430中揭露了使用彩色光吸收層。
另一特徵是佈置在導電層中的下部導電層的下面的半透明背層。半透明背層吸收通過分散體層的光，反射灰色的光或某種顏色的光，並透射光。下部電子手寫板基板可以是半透明背層或電子手寫板基板下方的另一層可以是半透明背層。
本揭露的另一特徵是具有上述電子手寫板系統的第一方面或第二方面的特徵的光學透明的電子手寫板系統，不同在於包括半透明背層而不是不透明的光吸收層，並且包括光學透明的元件。光學透明的元件可以包括電子手寫板基板、在上部電子手寫板基板上的任何塗層、分散體層、電子手寫板電極、高級電子手寫板和高級電阻式數化器之間的任何耦合層、電阻式數化器的上部基板和下部基板、電阻式數化器的感測電極、電阻式數化器的導電跡線和電阻式數化器的間隔物。在特定的特徵中，除了半透明背層之外，光學透明的電子手寫板系統中的在與書寫表面正交並且包圍書寫表面的投影區域中的所有元件都是光學透明的，其允許使用可以是透明或不透明的框架或邊框來給電子手寫板系統加固。
在光學透明的電子手寫板系統的情況下，背面圖案可以佈置在電子手寫板系統的背面，其在高級電阻式數化器的下面且在半透明背層的下麵。通過書寫表面可以看到背面圖案，或者換句話說，可以通過電子手寫板系統完全看到背面圖案。該背面圖案可以是放置電子手寫板系統的固定物品或物件，或者可以通過放置或貼在電子手寫板系統上或其附近的可移動物品形成。可移動背面圖案選自由以下項組成的組：運動場、球場或競技場的範本、兒童遊戲的圖案、兒童著色的圖像、記事本線、圖形紙線或從中可選擇項的功能表。背面圖案可以通過以下方式形成：油墨印刷在紙上或聚合物基板上，形成著色紙、描圖紙、有線紋的書寫紙或圖紙；通過液晶顯示器；通過波導等，如美國專利號9,116,379中所揭露的，其全部內容通過引用併入本文。這種光學透明的電子手寫板系統可以捕獲在高級電子手寫板上書寫的圖像，同時使得通過電子手寫板系統能夠完全看到物件和背面圖案，這對於具有EMR數化器的典型電子手寫板是不可能的，因為它不是光學透明的。例如，光學透明的電子手寫板系統可以包括在由硬表面支撐的系統底部的有線紋的範本，使得在書寫表面上進行書寫時由範本的線引導。此外，通過在由硬表面支撐的系統底部放置著色或描圖層或範本，以便孩子可以在電子手寫板上描圖範本的線條或著色範本上畫出輪廓的圖片的顏色，孩子可以將電子手寫板系統作為玩具使用。第一次，光學透明的電子手寫板系統將在使用背面圖案時保存繪製、書寫和「著色」的圖像，而這無需任何專用的觸筆即可實現。
本揭露的第三方面的特徵在於具有電阻式數化器並具有機械防止手掌誤觸功能的液晶電子手寫板系統，其包括以下特徵。電池為液晶電子手寫板系統供電。記憶體儲存裝置包括在液晶電子手寫板系統中。而且，電子手寫板系統的一元件是電子手寫板(例如高級電子手寫板)，其包括：書寫表面、 彼此間隔開的電子手寫板基板、導電層和分散體層，電子手寫板基板中的上部電子手寫板基板由柔性、光學透明的聚合物材料形成，電子手寫板基板中的下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成，導電層彼此間隔開並且位於電子手寫板基板之間，分散體層佈置在導電層之間，包括膽固醇型液晶材料和聚合物的分散體，其中由用戶施加到書寫表面的壓力改變膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像。電子手寫板系統的另一元件是位於電子手寫板下方(即，距離使用者比電子手寫板距離使用者更遠)的電阻式數化器(例如，高級電阻式數化器)，其中電阻式數化器確定施加到書寫表面的壓力的位置。此外，處理器被配置為執行用於將施加到書寫表面的壓力的位置轉換為圖像資料並將圖像資料儲存在記憶體儲存裝置中的軟體。液晶電子手寫板系統包括0.02N至0.4N範圍內的觸筆啟動力和提供防止手掌誤觸功能的
Figure 106125805-A0305-02-0015-4
2.5N的手掌啟動力。
上面結合本揭露的第一方面和第二方面討論的所有具體特徵以及詳細描述中的所有特徵以任何組合適用於本揭露的該第三方面。
第三方面的一具體特徵是資料介面，其適於將液晶電子手寫板系統連接到外部裝置，並且還適於將儲存在記憶體儲存裝置中的圖像資料傳輸到外部裝置，以在外部裝置上再現在電子手寫板上形成的圖像。合適的外部裝置包括PC、筆記型電腦、手機、平板電腦、PDA等。
本揭露的第四方面的特徵在於具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸和資料流資料的能力的液晶電子手寫板系統，除了以下差異之外，其與第三方面相同。電阻式數化器被佈置為距離使用者比電子手寫板距離使用者更遠，其中電阻式數化器確定施加到書寫表面的壓力的位置。資料介面適於將液晶電子手寫板系統連接到外部裝置，並且還適於將資料傳輸到外部裝置。處理器被配置為執行用於將施加到書寫表面的壓力的位置轉換成座標資料的軟體， 並且通過資料介面將座標資料即時或近即時地資料流到外部裝置，以便在外部裝置上再現在電子手寫板上形成的圖像。電子手寫板系統中不需要包含記憶體儲存裝置。例如，處理器具有用於緩衝來自電阻式觸摸控制器的座標資料的有限的記憶體資源，並且必須通過有線或無線的資料連接即時或接近即時地將座標資料傳輸到外部裝置，以防止資料丟失。
關於第一方面至第三方面討論的任何具體特徵以及詳細描述中的所有特徵可以以任何組合用於該第四方面。
關於在上述各個方面和實施方式中可能的進一步的具體特徵，高級電子手寫板的總基板厚度可以比典型的電子手寫板薄，並且可以例如不超過8mil。
電子手寫板系統可以包括佈置在電子手寫板和電阻式數化器之間的耦合層，其包括粘合劑。特別地，粘合劑包括壓敏粘合劑、液體粘合劑或噴霧粘合劑中的至少一種。
此外，高級電阻式數化器的頂部基板比市售的電阻式數化器薄。市售的電阻式數化器的頂部基板通常典型地為4mil至8mil厚。較厚的頂部基板保護數化器的導電層免受在數化器的頂部基板彎曲時的損壞。當電子手寫板位於數化器上方時，這樣可以允許更薄的數化器頂部基板，而不用擔心數化器導電層將被損壞，因為電子手寫板增加了數化器頂部基板之上的厚度。對於本揭露，數化器頂部基板可以更薄，例如從0.5mil至4mil，以允許當電子手寫板在數化器之上時防止手掌誤觸且基本上沒有筆劃丟失。
在下面的詳細描述中描述的其它特徵可以以任何組合應用於本揭露的所有方面，包括以上描述的具體特徵。
10:典型的電子手寫板
11:頂部/上部基板
12:底部/下部基板
13:分散體層
14:電極
15:光吸收塗層
16:電子手寫板凸耳
17:電子裝置
18:凹陷部
20:EMR觸筆
22:印刷電路板
24:尖端
40:EMR數化器
44:電引線
46:塑膠片
60:電阻式數化器
62:頂部/上部電子手寫板基板
65:底部/下部電子手寫板基板
66:分散體層
70:液晶電子手寫板系統
71:圖像
80:電子手寫板
81:耦合層
83:觸筆
90:下部數化器基板
100:底部感測電極
110:粘合劑
130:電媒介層
140:數化器間隔物
150:頂部感測電極
160:上部數化器基板
170:X輸出資料
180:Y輸出資料
190、190':導電跡線
195、195':母線
200、210:最小觸筆啟動力範圍
220、230:手掌啟動力範圍
700:電路
701:電阻式觸摸控制器
702:驅動電路
703:電池
704:記憶體儲存裝置
705:處理器
706:USB
707:藍牙
710:手掌壓力
715:最小啟動壓力
720:觸筆壓力
ChLC:膽固醇型液晶
ChLCD:膽固醇型液晶顯示器
DAQ:資料獲取
EMR:電磁共振
PCB:印刷電路板
PDF:可攜式文檔格式
PNG:可攜式網路圖形
PSA:壓敏粘合劑
TFT:薄膜電晶體
第1圖：具有EMR數化器和包含PCB的專用EMR觸筆的先前技術的電子手寫板的側視圖。
第2A圖：顯示了本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統的透視圖。
第2B圖：顯示了本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統的透視圖，其中電子手寫板的底部基板是半透明的並且允許在透明模式下使用液晶電子手寫板系統。
第3圖：顯示了本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統的透視圖，其具有將高級電子手寫板連接到高級電阻式數化器的壓敏粘合劑(PSA)的替代結構。
第4圖：顯示了在本揭露的電子手寫板系統中使用的高級電阻式數化器的側視圖。該高級電阻式數化器是4線高級電阻式數化器，其中頂部感測電極和底部感測電極被圖案化。
第5圖：顯示了在本揭露的電子手寫板系統中使用的高級電阻式數化器的頂部透視圖。該高級電阻式數化器是4線電阻式數化器，其中頂部感測電極和底部感測電極被圖案化。
第6A圖：顯示了在本揭露的電子手寫板系統中使用的高級電阻式數化器的側視圖。該電阻式數化器是4線電阻式數化器，其中頂部感測電極和底部感測電極是連續的和未圖案化的。
第6B圖：顯示了在本揭露的電子手寫板系統中使用的高級電阻式數化器的頂部透視圖。該高級電阻式數化器是4線電阻式數化器，其中頂部感測電極和底部感測電極未被圖案化。
第7圖：這是顯示本揭露的二液晶電子手寫板系統組的最小觸筆啟動力對數化器間隔物距離的圖。
第8圖：這是顯示圖7中使用的本揭露的二液晶電子手寫板系統組的手掌啟動力對數化器間隔物距離的圖。
第9圖：這是用於液晶電子手寫板系統的測量的最小觸筆啟動力和測量的手掌啟動力對電子手寫板基板的總厚度的圖。
第10圖：顯示本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統的電氣元件的框圖。
第11圖：顯示了本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統的電氣元件的框圖，其中該裝置處於資料流模式。
第12圖：顯示了本揭露的具有高級電阻式數化器並具有防止手掌誤觸功能的液晶電子手寫板系統的概念。
現在轉到第2A圖，在液晶電子手寫板系統70中，高級電阻式數化器60被佈置在高級電子手寫板80的下方。高級電子手寫板80與第1圖中的先前技術的典型的電子手寫板10不同，其不同之處在於其被設計為與高級電阻式數化器協作以提供防止手掌誤觸功能。高級電子手寫板80包括薄的、光學透明和柔性的上部電子手寫板基板62和薄的柔性下部電子手寫板基板65，其可以是光學透明的、半透明的或不透明的。每一電子手寫板基板具有形成在基板 的內表面上的導電層或電極14，其用於電驅動高級電子手寫板並擦除寫在電子手寫板上的圖像。至少上部電極14是光學透明的。頂部電子手寫板基板62和底部電子手寫板基板65及其對應的電極14外延到連接到通常由17表示的電子裝置的電子手寫板凸耳16，以驅動或擦除電子手寫板上的圖像。薄的上部電子手寫板基板62可以具有例如在更靠近用戶的一側施加在上部電子手寫板基板62的外側的、額外的例如抗眩光、防指紋的功能性塗層、硬塗層等。電子手寫板下部基板65通常具有光吸收塗層，其允許被書寫的電子手寫板中的對比度，並且防止電子手寫板下方的事物的可見性。該電子手寫板下部基板可以是染色膜，其中吸收來自吸收在聚合物基板中的染料。在電極14之間佈置具有間隔物的包括膽固醇型液晶(ChLC)材料和聚合物的分散體的分散體層66，其允許將圖像書寫在高級電子手寫板上。
在高級電子手寫板80下方的是高級電阻式數化器60，其具有由數位180表示的、允許傳輸確定裝置的沿著Y軸的位置的電訊號的Y輸出資料，和由數位170表示的、允許傳輸確定裝置的沿著X軸的位置的電訊號的X輸出資料。在驅動X輸出資料時感測Y輸出資料，提供指示簡單的塑膠觸筆83在X方向上的位置的電訊號，而在驅動Y輸出資料的同時感測X輸出資料，提供指示簡單的塑膠觸筆83在Y方向上的位置的電訊號。非專用的、簡單的塑膠觸筆83不含任何電子裝置，且不需要在書寫表面W上留下書寫材料(例如，沒有油墨沉積)。簡單的塑膠觸筆83用於將書寫壓力施加到電子手寫板系統的外部書寫表面W，以便在高級電子手寫板和高級電阻式數化器上進行書寫。書寫表面W可以由電子手寫板上部基板或由施加到電子手寫板上部基板的塗層形成。書寫表面W比裝置的其他元件(例如液晶層)更靠近用戶。用戶持有觸筆83或在書寫表面W上使用指甲。
在液晶電子手寫板系統70的一方面，使用半透明的電子手寫板下部基板65，如第2B圖所示。該設計可以包括在高級電子手寫板和高級電阻式數化器之間所示的間隙中的光耦合層。此外，在液晶電子手寫板系統70下方存在可描圖圖像71。圖像71在本文中被稱為背部圖案(例如，紙上的油墨圖像或聚合物範本)。作為其他實例，背部圖案可以是可移除的且可以包括下列項中的至少一項：運動場、球場或競技場的範本、兒童遊戲的圖案、兒童著色的圖像、記事本線、圖形紙線以及從其可選擇的項的功能表。背部圖案可以由用於顯示圖像的發射式、背光式或反射式顯示器裝置形成。另一實例是背部圖案包括波導，該波導包括被佈置在其邊緣處的光源和使光能夠以某種圖案離開波導的波導表面上的發光部分。美國專利申請第14/678,482號中描述了關於半透明背層和背部圖案以及將它們附接到電子手寫板的合適方式的更多細節和資訊，該美國專利申請的全部內容通過引用併入本文。電子手寫板不需要包含背部圖案，且可用於描圖任何物件，例如人員在裝置下方的手。
在液晶電子手寫板系統70的一方面，如第3圖所示，使用壓敏粘合劑(PSA)作為耦合層81將高級電子手寫板80層壓到高級電阻式數化器60。在另一方面，如第2A圖所示，高級電子手寫板佈置在高級電阻式數化器之上並與其接觸，在它們之間沒有材料。如第2A圖和第2B圖所示，電阻式數化器和電子手寫板之間可能有空氣，其由這些部件之間的可選間隙表示。此外，第2A圖和第2B圖覆蓋了在它們之間沒有間隙的電阻式數化器和電子手寫板。PSA可以是3M8212或類似的，其允許電子手寫板連接到數化器。此外，液體粘合劑，例如通常用於顯示元件的兩部分環氧樹脂系統或諸如3M超級77的粘合劑上的噴霧，可以用於粘合劑耦合層。
如在典型的膽固醇型液晶電子手寫板系統的操作一樣，通過使用工具施加局部壓力來在本液晶電子手寫板系統上進行書寫或繪畫。然而，與典型的電子手寫板系統的情況不同，在本系統中，書寫工具可以是任何東西，包括非專用的觸筆、指甲或其他物件，並具有防止手掌誤觸功能。書寫工具不包括油墨或鉛，且不會在書寫表面上留下物理材料。壓力的施加導致膽固醇型液晶材料的反射率的變化。例如，在被稱為模式B的一種模式中，膽固醇型液晶材料最初處於基本上透明或焦錐織構(顯示了光吸收背層、半透明背層和如下所述的任何背部圖案)；然後當壓力施加到書寫表面時，這壓下上部電子手寫板基板，使液晶流動，且其織構在觸筆附近改變為反射平面織構。因此，使用觸筆沿著線施加壓力立即形成明亮色彩線的圖像，該圖像與例如由暗的光吸收背層形成的黑色背景或由半透明背層形成的背景和任何背部圖案形成對比。該系統包括雙穩態膽固醇型液晶分散體層66，其中平面織構和焦錐織構都是穩定的並且無限期地保持，而不需要施加電場以形成或維持圖像。
第4圖中以側視圖顯示和第5圖中以頂部透視圖顯示的高級電阻式數化器是4線電阻式數化器，其包括上部數化器基板160和下部數化器基板90，該上部數化器基板160和該下部數化器基板90是薄的並且由聚合物製成。上部數化器基板具有頂部感測電極150，其覆蓋具有沿著相對側延伸的母線195的數化器的活性和可記錄區域(第5圖)。上部數化器基板160是柔性的並且允許來自液晶電子手寫板系統的改進的書寫回應，因為它允許更好的防止手掌誤觸功能和更少的輕微筆劃丟失。而且，它具有將頂部感測電極150連接到X輸出資料170的圖案化的導電跡線190，以允許傳輸裝置的關於X軸的電訊號。圖案化的導電跡線190可以通過印刷具有足夠低的電阻的導電碳、銀或其它導電材料來實現，足夠低的電阻允許導電跡線以純淨的訊號傳輸資料。下部數化器基 板具有底部感測電極100，其覆蓋高級電阻式數化器的活性和可記錄區域，該區域具有沿相對側延伸並垂直於母線195的母線195'。而且，它具有將底部感測電極100連接到Y輸出資料180的圖案化的導電跡線190'，以允許傳輸裝置的關於Y軸的電訊號。此外，存在圖案化的電媒介層130，以防止頂部和底部導體短路到圖案化的導電跡線190。當高級電阻式數化器未被書寫時，圖案化的數化器間隔物140保持頂部和底部感測電極分開，以防止高級電阻式數化器上的不必要的書寫。此外，圖案化的數化器間隔物的高度和數化器間隔物的直徑(關於數化器間隔物的頂視圖)以及數化器間隔物之間的距離被調整，以有助於記錄在上部高級電子手寫板上書寫的圖像資料而不會丟失輕微的筆劃且不捕獲手掌輸入的能力。上部數化器基板和下部數化器基板通過圖案化的粘合劑110保持在一起。在圖4中，頂部感測電極150和底部感測電極100被圖案化。
頂部感測電極和底部感測電極可以是圖案化的或未圖案化的。在頂部感測電極和底部感測電極未被圖案化的情況下，附加的圖案化電媒介層130可以用於將頂部感測電極和底部感測電極與圖案化的導電跡線190電隔離，如第6A和6B圖所示。存在圖案化電媒介層130的複數塗層。
高級電阻式數化器的操作的主要機制是啟動頂部感測電極和底部感測電極之間的物理接觸，從而允許控制器進行位置測量。當通過觸筆將壓力施加到電子手寫板系統的書寫表面時，觸筆壓力通過高級電子手寫板物理傳輸到上部數化器基板。觸筆的x、y位置是通過以下操作來識別的：在感測電極之一上施加電壓並且然後測量從另一感測電極輸出的電壓，從而產生分壓器。實際位置是根據測量的電壓與施加的驅動電壓的比值乘以數化器的高度或寬度來發現的，這取決於測量的是X還是Y座標。2008年2月的Neal Brenner，Shawn Sullivan在Texas Instruments Application Report SLAA384A中的「4-Wire and 8-Wire Resistive Touch-Screen Controller Using the MSP430TM」，其通過引用併入本文。這是典型的4線電阻式數化器的工作原理。然而，在所揭露的液晶電子手寫板系統的特定方面，高級電阻式數化器已被設計為僅在高級電子手寫板在高級電阻式數化器上方時正常工作。此外，在觸筆在液晶電子手寫板系統的書寫表面上進行書寫時，高級電阻式數化器將不會記錄由手指或具有典型的手擱置力的手掌產生的壓力。本揭露的液晶電子手寫板系統也被設計為回應輕微觸筆書寫，以便當用戶用輕微觸筆力在高級電子手寫板的書寫表面上書寫時，在電子手寫板上看到光學回應，高級電阻式數化器將還能夠使記錄的數位圖像幾乎沒有筆劃丟失。本揭露的電子手寫板系統的一意想不到的結果是儘管事實上在用觸筆或指甲進行書寫時通過用戶的手掌施加的力不會使記錄由手掌產生的資料，但輕微觸筆寫入將在電子手寫板上產生光學響應，並且它將被高級電阻式數化器記錄，且幾乎沒有筆劃丟失。移動頂部數化器基板使得上部電極150與下部電極100接觸同時高級電阻式數化器位於高級電子手寫板之下，該過程所需的力也稱為啟動力，其取決於從以下項組成的組中選擇的設計參數：數化器上部基板厚度、數化器基板材料、數化器間隔點間距、數化器間隔點材料、數化器間隔點高度(從側視圖)、數化器間隔點直徑(從頂視圖)、電子手寫板上部基板厚度、電子手寫板下部基板厚度、電子手寫板基板材料及其組合。在液晶電子手寫板系統上的諸如筆錄的應用中，這些參數是平衡的，使得諸如觸筆的尖的器具將在典型的書寫條件下啟動高級電阻式數化器，同時，足夠穩健以防止鈍的物體例如手掌或關節啟動數化器。
可以由液晶電子手寫板系統記錄的最小觸筆啟動力將定義使用者可以在裝置上多輕地進行書寫而沒有筆劃丟失。當用戶進行典型的書寫練習時，書寫具有例如「e」、「c」或「o」等的、具有曲度的內部字母的句子，他 們傾向於輕輕地書寫。必須捕獲這種和其他輕的書寫，並且定制最小的觸筆啟動力，以確保基本上沒有輕筆劃丟失，特別是，對於在電子手寫板上可以看到的筆劃沒有輕筆劃丟失。希望該裝置記錄所有的觸筆書寫資料。然而，如果高級電阻式數化器記錄減小到0N的觸筆啟動力，則不會有用於防止手掌誤觸的解決方案。另外，電子手寫板對於用極輕的觸筆啟動力書寫的線條沒有光學回應，所以使數化器可以一直記錄資料直到0N沒有好處。啟動力被用作量化使用特定的觸筆尖端以多大的力施加到數化器的測量結果。這僅僅是當一數化器感測電極最初開始通過在一感測導體上施加電壓然後識別在相對的感測導體上測量到非零電壓所需的力，使之與相對的感測導體接觸所進行的測量。為了瞭解通常人們在書寫筆記時所施加的力，評估了幾個人的書寫是否缺少筆劃(本文稱為「典型的書寫實踐」)，然後與測試組使用的每一數化器的測量啟動力進行比較。在評估典型的人群書寫樣本後，發現人們書寫的最輕的力往往是在0.1N與0.4N之間(使用直徑為0.8mm的聚甲醛(POM)觸筆尖端)。對於本領域普通技術人員來說，已知可以使用其它直徑的觸筆尖端或其他觸筆尖端材料來對這些系統進行基準測量，並且將簡單地導致期望的啟動力範圍的輕微移動。如本揭露中所使用的，術語「觸筆啟動力」針對直徑為0.8mm的參考POM觸筆尖端而言的，並且下面討論的術語「手掌啟動力」是關於包括直徑16mm的矽膠尖端的參考手掌模擬器而言的。觸筆繼續以大於觸筆啟動力的力使二數化器感測電極接觸(因此導致觸筆的xy位置和觸筆書寫圖像的保存的電子圖像)。最小觸筆啟動力只是指數化器可以讀取的最小力，並且已知數化器繼續讀取由觸筆產生的值大於最小觸筆啟動力的力。本揭露的液晶電子手寫板系統被創建為具有在0.02N和0.4N之間的最小觸筆啟動力(使用POM觸筆使用直徑為0.8mm的參考觸筆尖端)。聚甲醛(POM)也稱為縮醛、聚縮醛和聚合甲醛，是工程熱塑性塑膠。例如，它已被DuPont公司售出為DELRINTM熱塑性塑膠和Celanese公司 售出為CELCONTM熱塑性塑膠。對於本揭露，POM尖端由來自Dupont公司的DELRINTM熱塑性材料組成。所主張的並不限於使用這種觸筆類型、觸筆尖端直徑或觸筆尖端材料或這種手掌模擬器直徑或尖端材料，而是參考觸筆和手掌模擬器直徑被確定以允許所主張的啟動力被理解。0.8mm直徑的參考觸筆POM尖端是用於重複測量最小觸筆啟動力的測量系統。其他觸筆和觸筆尖端直徑將獲得不同的觸筆啟動力，這仍然落在所主張的本發明的範圍內，只要分別使用參考觸筆直徑和參考手掌模擬器直徑的觸筆啟動力範圍和手掌啟動力範圍得到滿足。由於使用不同的材料和製程來製造高級電阻式數化器的不同元件(例如感測電極、圖案化的導電跡線和間隔物)，所以液晶電子手寫板系統的具體參數可以改變以滿足上述期望的最小觸筆啟動力。例如，高級電阻式數化器的間隔物的高度、直徑和間隔物之間的距離以及電阻和跡線寬度可以被調節以滿足期望的最小觸筆啟動力。
如第7圖所示，使用了二不同的液晶電子手寫板系統組，其中所有數據點使用相同的電子手寫板，並且每一材料組的高級電阻式數化器僅通過改變數化器間隔物(X軸)之間的距離來變化。材料組1使用電媒介材料用於間隔物，不同的電媒介材料用於粘合劑邊界、銀母線和氧化銦錫(ITO)感測電極，如實施例1該。同樣在材料組1中，數化器頂部基板是1mil PET，PSA將電子手寫板保持到數化器。對於材料組2，與材料組1所使用的不同的電媒介材料用於間隔物，使用不同的電媒介材料用於粘合劑邊界，使用不同的材料用於銀母線，並且感測電極由PEDOT/PSS製成，如實施例2該。對於材料組2，數化器頂部基板為2mil PET，並且沒有PSA將電子手寫板連接到數化器。
測量每一液晶電子手寫板系統的最小觸筆啟動力。用於此測量的高級電子手寫板被設計為通過降低總的電子手寫板基板厚度(至4mil)和使用 光滑的不透明的薄的下部電子手寫板基板作為電子手寫板系統的唯一光吸收層來與高級電阻式數化器一起工作。從第7圖中可以看出，對於所有數化器間隔物的間隔距離，液晶電子手寫板系統組1符合由陰影區域200指定的所要求的最小觸筆啟動力範圍，0.02N至0.2N。然而，在液晶電子手寫板系統組2中的一些設計，在某些數化器間隔物的間隔距離處，落入由陰影區域210所指定的合適的最小觸筆啟動力範圍，0.2N至0.4N。期望的最小觸筆啟動力可用於描述液晶電子手寫板系統。借鑒本揭露內容的普通技術人員將認識到如何改變包括高級電阻式數化器間隔物分佈的本揭露描述的系統的物理設計參數來實現期望的最小觸筆啟動力範圍。在期望的最小觸筆啟動力範圍200中，當用輕筆劃在具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統上進行書寫時，幾乎不會丟失筆劃。在適當的最小觸筆啟動力範圍210中，當用輕筆劃在具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統上進行書寫(例如，材料組2的資料點位於最小觸筆啟動力範圍210之外)時，存在少量缺失的筆劃。
在進行普通書寫的情況下，如果有足夠的空間用於手掌擱置，人們往往會將書寫的手的手掌放在他們正在進行書寫的裝置或表面上。這種手掌力可以使典型的電阻式數化器允許頂部感測電極與底部感測電極接觸。當感測電極由於手掌力而無意中彼此觸碰時，這會記錄來自手掌的資料點，這會破壞觸筆資料或登記虛假觸碰。目前可用的電阻式數化器在普通書寫條件下缺乏合適的防止手掌誤觸功能。換句話說，它們不期望地登記由於手掌擱置在它們上面而導致的資料點。
由本揭露的具有電阻式數化器的液晶電子手寫板系統記錄的手掌啟動力使得能夠確定使用者的手能夠在裝置上放置多大壓力而不將頂部感測電極和底部感測電極接觸在一起。在評估典型的人群書寫樣本之後，發現人們 往往在書寫時用手掌施加的典型的手掌啟動力為2.5N至4N(對於由16mm直徑的矽橡膠尖端模擬的手掌)。一些用戶在書寫時可能會在他們的手掌上放置較大的力。因此，電子手寫板系統的較高的手掌啟動力是更理想的。對於手掌模擬器，我們使用矽橡膠，特別是McMaster-Carr的5/8英吋(16mm)直徑、60A硬度的高溫矽橡膠球。對於本領域普通技術人員來說，在閱讀本揭露內容後將顯而易見的是，可以使用其他直徑的觸筆尖或其他觸筆尖端材料來對這些系統進行基準測量，並且將僅導致期望的啟動力範圍的輕微偏移。包括直徑為16mm的矽膠尖端的參考手掌模擬器是用於重複測量手掌啟動力的測量系統。如果具有在2.5N到4N之間的手掌啟動力(使用模擬手掌的16mm直徑的矽橡膠尖端)，則本揭露的具有高級電阻式數化器的液晶電子手寫板系統將具有合適的防止手掌誤觸功能；特別是如果具有至少4N的手掌啟動力(使用模擬手掌的直徑為16mm的矽橡膠尖端)，則具有優異的防止手掌誤觸功能。
如第8圖所示，使用了與第7圖相同的二液晶電子手寫板系統組，其中所有測量的資料點被使用相同的電子手寫板，並且每一材料組的數化器僅通過改變數化器間隔物之間的距離來變化。數化器間隔物之間的距離在曲線圖的X軸上變化，並且在曲線圖的Y軸上測量了每組的液晶電子手寫板系統的手掌啟動力。電子手寫板被設計為通過降低總的電子手寫板基板厚度和使用光滑、薄的不透明底部基板與高級電阻式數化器一起工作。從第8圖中可以看出，對於所有的數化器間隔物的間隔距離，液晶電子手寫板系統組1不符合由陰影區域230表示的所期望的合適的手掌啟動力範圍，2.5N到4N。然而，在0.3mm的數化器間隔物間距，是組1的液晶電子手寫板系統的解決方案，因為它落入由陰影區域220表示的更理想的優異的手掌啟動力範圍，
Figure 106125805-A0305-02-0027-5
4N。對於液晶電子手寫板材料組2，所有數化器間隔物的間隔距離落入優異的手掌啟動力範圍220。
當將第8圖的結果與第7圖的結果進行比較時，預期每一液晶電子手寫板系統將具有複數數化器間隔物的間隔距離，其將滿足期望的最小觸筆啟動力範圍200和至少期望的合適的手掌啟動力範圍230或更好地在期望的手掌啟動力範圍220內。對於液晶電子手寫板系統材料組1，預計這些重疊的力將發生在從0.25至0.35mm範圍內的數化器間隔物的間隔距離處。對於液晶電子手寫板系統材料組2，這些重疊的力出現在適當的最小觸筆啟動力範圍210和理想的手掌啟動力範圍230，並且預期會發生在範圍在約0.57-0.7mm的數化器間隔物的間隔距離處。
在所有啟動力測量中，高級電子手寫板相對於使用者的有利位置放置在高級電阻式數化器的頂部，並且通過與電子手寫板的頂部基板接觸來測量數化器的啟動力。將電子手寫板置於數化器上方來進行測量，因為高級電阻式數化器之上的材料的厚度的任何變化將改變測量的啟動力。此外，電子手寫板被設計為具有比用於電子手寫板的典型基板更薄的頂部和/或底部基板。這是一重大的變化，因為較薄的電子手寫板基板存在在連續卷對卷製程(continuous roll-to-roll process)中製造困難以及電子手寫板中潛在的均勻性變化的問題。更薄的基板允許液晶電子手寫板系統足夠靈敏以讀取輕微書寫，但也允許物理設計的防止手掌誤觸功能。降低高級電子手寫板厚度的一種方法是去除通常形成在下部電子手寫板基板上的單獨的光吸收層。下部基板本身可以被修改或選擇為光吸收層(例如使用黑色PET作為暗的下部基板)，其可以是高級電子手寫板中的唯一的光吸收層。
第9圖使用材料組1顯示了，當電子手寫板頂部和底部基板的厚度改變時測量的最小觸筆啟動力和手掌啟動力的變化，其中顯示了測量的最小觸筆啟動力和測量的手掌啟動力的圖。第9圖所示的液晶電子手寫板系統具有 0.3mm的數化器間隔物的間隔距離，但是顯示不同的總的電子手寫板基板厚度。對於顯示的電子手寫板基板的每一總厚度值，測量的最小觸筆啟動力和測量的手掌啟動力的圖每一共用相同的液晶電子手寫板系統設計。電子手寫板的頂部和底部基板厚度越薄，測得的最小觸筆啟動力越小，且液晶電子手寫板系統越容易滿足期望的最小觸筆啟動力範圍200，0.02N到0.4N。然而，如第9圖所示，當測量到的最小觸筆啟動力減小時，測量的手掌啟動力也將減小。成功的設計符合最小觸筆啟動力和手掌啟動力範圍。對於第9圖，可能的解決方案是使電子手寫板總基板厚度在4mil和7mil之間，較佳使最小觸筆啟動力更小，以防止可能的筆劃丟失。當然，一旦觸筆開始啟動數化器，數化器的頂部基板與數化器的底部基板接觸，則大於該液晶電子手寫板系統的最小觸筆啟動力的所有啟動力也將導致數化器頂部基板與底部基板接觸。如圖所示，通過調整本揭露中描述的設計參數，可以容易地獲得合適的液晶電子手寫板系統設計。
第10圖中顯示了示例性實施例的一般設計框圖。它包括高級電子手寫板80、高級電阻式數化器60和相關的電子電路700。電路700包括處理器705、電阻式觸摸控制器701、電子手寫板驅動電路702、電池703、記憶體儲存裝置704、USB埠IC 706和藍牙IC 707。處理器705可以是通用微控制器，諸如德克薩斯儀器的MSP430或Tiva系列的成員。記憶體儲存裝置704可以是可抹除的，例如通過使用USB快閃記憶體驅動器或計算機工業中通常使用的其他類型的可抹除快閃記憶體，諸如緊湊快閃記憶體、記憶棒、MicroSD、MMC等，或例如可能在膝上型電腦中使用的內部RAM、快閃記憶體或硬碟驅動器。高級電阻式數化器60與電子手寫板80整合，如第2圖所示。電阻式觸摸控制器701可以是例如Microchip公司的AR1000系列的裝置。可替換地，通過實現2008年2月Neal Brenner、Shawn Sullivan在Texas Instruments Application Report SLAA384A 中的「4-Wire and 8-Wire Resistive Touch-Screen Controller Using the MSP430TM」中所述的方法，電阻式觸摸控制器701的功能可在處理器705內實現，該參考文獻的全部內容通過引用併入本文。使用指甲或觸筆在高級電子手寫板80上的所有書寫和繪圖都由高級電阻式數化器60感測並由電阻式觸摸控制器701轉換為座標資料。處理器705被配置為執行用於將表示所書寫或繪製的圖像的圖像資料儲存在記憶體儲存裝置704中的軟體。圖像資料可以包括從電阻式觸摸控制器701接收的座標資料集合或者諸如可擕式文檔格式(PDF)或可擕式網路圖形(PNG)等標準化格式的圖像，其通過將對高級電子手寫板80的書寫表面施加的壓力的位置(座標資料)轉換為特定格式而得到。圖像資料可以經由USB 706或藍牙IC 707通過單個資料點或一組資料點或一完整的捕獲發送到第10圖中未顯示的諸如PC、膝上型電腦、PDA或手機的外部裝置。例如，藍牙IC 707提供一資料介面，其適於將液晶電子手寫板系統連接到外部裝置，並且還適於將儲存在記憶體儲存裝置中的圖像資料發送到外部裝置，以在外部裝置上再現在電子手寫板上形成的圖像。有關電子手寫板系統的合適的電子裝置的更多資訊，特別是用於在外部裝置上再現高級電子手寫板的圖像的電子裝置的資訊，可以在題為「Writing Tablet Information Recording Device」的美國專利申請序號12/787,843中找到，其通過引用全部併入本文。電子手寫板80上的圖像通過驅動電路702提供的電壓脈衝被擦除，如例如美國專利申請12/787843中所揭露的。
第11圖中顯示了另一示例性實施例的總體設計框圖。該實施例包含第10圖中的框圖的所有元件，但是記憶體儲存裝置704已被去除。在這個較低成本的實施例中，電子手寫板系統需要與外部裝置的有線或無線資料連接才能起作用。處理器705具有用於緩衝來自電阻式觸摸控制器701的座標資料的有限的記憶體資源，並且必須通過有線或無線資料連接即時或接近即時地將座 標資料發送到外部裝置，以防止資料丟失。外部裝置可以用於在從座標資料創建圖像時顯示圖像，或儲存圖像供以後查看。
具有高級電阻式數化器並具有防止手掌誤觸功能的液晶電子手寫板系統的概念如第12圖所示。本領域普通技術人員將會理解，第12圖是用於說明總體概念而呈現的，而不應以任何方式限制所要求主張的本發明。在此圖之前，僅討論了施加到高級電阻式數化器的啟動力。在本領域中眾所周知，難以量化觸筆尖端和手掌的接觸面積，因此觸屏行業往往關注啟動力。為了考慮施加的壓力，必須考慮接觸面積，因為壓力等於力除以面積。即使由手掌施加的啟動力可能高於觸筆的啟動力，這主要是由於手掌和觸筆之間的較大的面積差異。如果考慮到壓力差，則典型的手掌壓力710將小於本揭露的液晶電子手寫板系統的最小啟動壓力715。此外，典型的觸筆壓力720將高於啟動液晶電子手寫板系統所需的最小壓力。
現在將通過實施例來描述本揭露，這些實施例出於解釋性目的而不應用於限制由申請專利範圍限定的本發明。
實施例1：使用材料組1構建了包括高級電阻式數化器的、具有防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統。電子手寫板系統的書寫表面的大小為對角長5.5英寸。在其之間使用1mil厚的PSA層將高級電子手寫板耦合到4線高級電阻式數化器，相對於使用者的有利位置，電子手寫板佈置在高級電阻式數化器之上。高級電子手寫板使用典型的電子手寫板材料製成，包括膽固醇型液晶和聚合物分散體的材料以及其它裝置元件，如先前技術的美國專利8,228,301和美國專利8,139,039所示，不同之處在於電子手寫板基板厚度、不透明度和電極之間的單元間隙或距離。高級電子手寫板包括上部光學透明的柔性聚合物電子手寫板基板，第二黑色染色的柔性聚合物下部電子手寫板基板和佈置在電子 手寫板基板之間的活性層。頂部和底部電子手寫板基板由2mil厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)製成，該聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)用PEDOT基導電聚合物(CP)進行泛塗(flood coated)，其未圖案化並基本上覆蓋整個基板區域。底部基板是黑色染色的PET。活性層或分散體層包括綠色(550nm)膽固醇型液晶和聚合物的分散體。高級電子手寫板的活性層由以下材料的混合物製成：可聚合單體、交聯劑、光引發劑、不可聚合的膽固醇型液晶和電子手寫板間隔物。分散體可以被相分離成開孔的膽固醇型液晶/聚合物結構，其中當施加壓力時液晶可以流動而不會破壞聚合物結構。分散體的化學性質類似於美國專利8,228,301中的分散體的化學性質。電子手寫板間隔物尺寸為2μm。
電阻式數化器是從電阻式數化器製造商採購的，並具有厚度為1mil的由PET製成的上部基板，ITO塗在底面。下部數化器基板厚度為5mil、由PET製成，並且在頂側塗有ITO。使用1mil PSA將下部數化器基板層壓到0.7mm厚的剛性背襯(backer)上。在每一基板上印刷銀母線，使得橫跨每一基板的電場垂直於相對的基板均勻分佈。在下部數化器基板上，以100-110μm直徑和7-10μm高度的數化器間隔點印刷成正方形陣列，每一數化器間隔物與另一數化器間隔物(中心到中心)間隔0.3mm。正方形陣列圖案重複填充高級電阻式數化器的整個活性感測區域。
通過降低Imada ZP-11測力計，使連接到測力計的端部的觸筆尖端以0.3in/min的速率放在電子手寫板的書寫表面上，數化器在電子手寫板下方，來測量啟動力。使用直徑為0.8mm的POM觸筆尖端來測量觸筆啟動力，而使用16mm直徑的矽橡膠尖端測量手掌(關節)啟動力。資料獲取(DAQ)板用於在數化器的上部基板和下部基板上施加5V電壓，並在二基板相互接觸時讀取電壓。 當DAQ板讀取到非零電壓時，數化器被認為是啟動的，相應的力測量結果被認為是啟動力。在五個不同的位置測量每一數化器並進行平均。
實施例2：使用材料組2構建了包括高級電阻式數化器的、具有防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統。電子手寫板系統書寫表面的大小為對角長5.5英寸。相對於使用者的有利位置，高級電子手寫板直接放置在4線高級電阻式數化器的頂部。高級電子手寫板使用典型的電子手寫板材料構建，包括膽固醇型液晶材料和聚合物的分散體和其他裝置元件，如先前技術的美國專利8,228,301和美國專利8,139,039所示，不同之處在於電子手寫板基板厚度、不透明度和電極之間的單元間隙或距離。高級電子手寫板包括上部光學透明的柔性聚合物電子手寫板基板、下部黑色染色的柔性聚合物電子手寫板基板和基板之間的活性層。頂部和底部電子手寫板基板由2mil厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)製成，該聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)用PEDOT基導電聚合物(CP)進行泛塗，其未圖案化並且基本上覆蓋整個基板區域。底部基板是黑色染色的PET。活性層或分散體層包括綠色(550nm)膽固醇型液晶和聚合物的分散體。電子手寫板的活性層包括可聚合單體、交聯劑、光引發劑、不可聚合的膽固醇型液晶和電子手寫板間隔物的混合物。分散體可以被相分離成開孔的膽固醇型液晶聚合物結構，其中當施加壓力時液晶可以流動而不會破壞聚合物結構。分散體的化學性質類似於美國專利8,228,301中的分散體的化學性質。電子手寫板間隔物的尺寸為2μm。
高級電阻式數化器具有厚度為2mil的由PET製成的上部數化器基板，AGFA Orgacon S300 PEDOT塗在底面。下部數化器基板厚度為7mil、由PET製成，並且在頂側塗覆有PEDOT。將兩層Henkel Electrodag 452SS電媒介使 用200孔的聚酯網篩(200-count polyester mesh screen)在每一數化器基板上進行絲網印刷，以將母線的非感測部分與泛塗的PEDOT隔離。使用Henkel Electrodag 461SS銀在每一基板上使用來自Printer’s Edge公司的200孔的聚酯網篩絲網印刷母線，使得跨每一基板的電場垂直於相對的基板均勻分佈。在每一基板上的母線上印刷一層額外的Henkel Electrodag 452SS，以增加保護。在下部數化器基板上，使用Sefar的400孔的不銹鋼網篩來絲網印刷Norland UVS91紫外光硬化樹脂，以形成直徑為80-100μm、高度為7-10μm的數化器間隔點的方形陣列，每一數化器間隔物距離另一數化器間隔物(中心到中心)0.5mm。重複方形陣列圖案以填充高級電阻式數化器的整個活性感測區域。將3M SP-7555紫外線硬化型PSA的周邊使用200孔的聚酯網篩絲網印刷到上部數化器基板上以將其粘附到下部數化器基板上。
通過降低Imada ZP-11測力計，附接到其端部的觸筆尖端以0.3in/min的速率放置到電子手寫板的書寫表面上，數化器在電子手寫板下方，來測量啟動力。使用直徑為0.8mm的POM觸筆尖端來測量觸筆啟動力，而使用16mm直徑的矽橡膠尖端來測量手掌(關節)啟動力。使用資料獲取(DAQ)板在數化器的上部基板和下部基板上施加5V電壓，當二基板相互接觸時讀取電壓。當DAQ板讀取到非零電壓時，數化器被認為是啟動的，相應的力測量結果被認為是啟動力。在五個不同的位置測量每一數化器並進行平均。
根據以上揭露，本文所描述的實施例的許多變化和修改對於本領域的普通技術人員來說將是明顯的。因此，應當理解，在所附申請專利範圍的範圍內，本發明還可以在已經具體顯示和描述之外的其他方式實踐。
10:電子手寫板
11:頂部基板
12:底部基板
13:分散體層
14:電極
15:光吸收塗層
18:凹陷部
20:EMR觸筆
22:印刷電路板
24:尖端
40:EMR數化器
44:電引線
46:塑膠片

Claims (46)

  1. 一種具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統，該液晶電子手寫板系統包括：一電子手寫板，其包括彼此間隔開的複數電子手寫板基板、複數導電層和分散體層，該電子手寫板基板中的一上部電子手寫板基板由柔性的、光學透明的聚合物材料形成，並且該電子手寫板基板中的一下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成，該導電層彼此間隔開並且位於該電子手寫板基板之間，該分散體層佈置在該導電層之間、包括膽固醇型液晶材料和聚合物的分散體，其中，施加到該電子手寫板的壓力改變該膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像；和一電阻式數化器，其確定施加到該電子手寫板的壓力的位置；其中，該液晶電子手寫板系統被構造和佈置為使得在普通書寫條件下該電阻式數化器檢測到指甲或觸筆輸入且基本上沒有輕微書寫的筆劃丟失，但是基本上檢測不到手掌輸入。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，包括用於向該導電層施加電壓來擦除圖像的電子電路。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該電阻式數化器包括間隔開的上部數化器基板和下部數化器基板以及在該上部數化器基板和該下部數化器基板之間的數化器間隔物，其中，該液晶電子手寫板系統的結構和佈置包括從以下組成的組中選擇的設計參數：該上部電子手寫板基板的厚度、該下部電子手寫板基板的厚度、該上部數化器基板的厚度、該數化器間隔物之間的間距、該數化器間隔物的尺寸、該數化器間隔物的高度及其組合，該設計參數被定制以使得在普通書寫條件下該電阻式數化器能夠檢測到指 甲或觸筆輸入且基本上沒有輕微書寫的筆劃丟失，但是基本上檢測不到手掌輸入。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部電子手寫板基板的該厚度和該下部電子手寫板基板的該厚度的組合厚度的範圍為2-9mil。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部數化器基板的該厚度範圍為½-3mil。
  6. 根據申請專利範圍第3項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該數化器間隔物之間的該間距範圍為0.2-0.9mm。
  7. 根據申請專利範圍第3項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部電子手寫板基板的該厚度和該下部電子手寫板基板的該厚度的組合厚度的範圍為2-9mil，該上部數化器基板的該厚度範圍為½-3mil，且該數化器間隔物之間的該間距範圍為0.2-0.9mm。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該液晶電子手寫板系統包括一最小觸筆啟動力和提供一防止手掌誤觸的一手掌啟動力，該最小觸筆啟動力小於該手掌啟動力。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，其中，在普通書寫條件下沒有手掌輸入，直到該手掌施加至少2.5N的力。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，其中，在普通書寫條件下沒有手掌輸入，直到該手掌施加至少4.0N的力。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該電阻式數化器被佈置為距離一使用者比該電子手寫板距離該使用者更遠。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該電子手寫板距離一使用者比該電阻式數化器距離該使用者更遠。
  13. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該電子手寫板和該電阻式數化器之間的、包括粘合劑的一耦合層。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該粘合劑包括壓敏粘合劑、液體粘合劑或噴霧粘合劑中的至少一種。
  15. 一種具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統，該液晶電子手寫板系統包括：一電子手寫板，其包括一書寫表面、彼此間隔開的複數電子手寫板基板、導電層和一分散體層，該電子手寫板基板中的一上部電子手寫板基板由柔性、透明的聚合物材料形成，而該電子手寫板基板中的一下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成，該導電層彼此間隔開並且位於該電子手寫板基板之間，該分散體層佈置在該導電層之間、包括一膽固醇型液晶材料和一聚合物的分散體，其中，由用戶施加到該書寫表面的壓力改變該膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像；和一電阻式數化器，其被佈置成距離一使用者比該電子手寫板距離該使用者更遠，其中，該電阻式數化器確定施加到該書寫表面的壓力的位置；其中，該液晶電子手寫板系統包括在0.02N至0.4N的範圍內的一最小觸筆啟動力和提供防止手掌誤觸的
    Figure 106125805-A0305-02-0040-6
    2.5N的一手掌啟動力。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，包括用於向該導電層施加電壓來擦除圖像的電子電路。
  17. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該電阻式數化器包括彼此間隔開的上部數化器基板和下部數化器基板以及在該上部數化器基板和該下部數化器基板之間的數化器間隔物，其中，該液晶電子手寫板系統的結構和佈置包括從以下組成的組中選擇的設計參數：該上部電子手寫板基板的一厚度、該下部電子手寫板基板的一厚度、該上部數化器基板的一厚度、該數化器間隔物之間的一間距、該數化器間隔物的一尺寸、該數化器間隔物的一高度及其組合，該設計參數被定制以使得該電阻式數化器能夠實現該觸筆啟動力和該手掌啟動力。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部電子手寫板基板的該厚度和該下部電子手寫板基板的該厚度的組合厚度的範圍為2-9mil。
  19. 根據申請專利範圍第17項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部數化器基板的該厚度範圍為½-3mil。
  20. 根據申請專利範圍第17項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該數化器間隔物之間的該間距範圍為0.2-0.9mm。
  21. 根據申請專利範圍第17項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部電子手寫板基板的該厚度和該下部電子手寫板基板的該厚度的組合厚度的範圍為2-9mil，該上部數化器基板的該厚度範圍為½-3mil，且該數化器間隔物之間的該間距範圍為0.2-0.9mm。
  22. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該導電層中的一下部導電層的下面的一光吸收背層，該光吸收背層適於吸收通過該分散體層的光。
  23. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，包括半透明背層，該半透明背層被佈置在該導電層中的下部導電層的下面，其中，該半透明背層吸收通過該分散體層的光，反射灰色的光或某種顏色的光，並透射光。
  24. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該下部電子手寫板基板是光吸收層，並且佈置在該導電層中的下部導電層的下方並與該下部導電層接觸，該下部電子手寫板基板包括分散在內部的、適於吸收通過該分散體層的光的顏料。
  25. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該手掌啟動力
    Figure 106125805-A0305-02-0042-7
    4N。
  26. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該手掌啟動力在2.5N至4N的範圍內。
  27. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該電子手寫板和該電阻式數化器之間的一粘合劑耦合層。
  28. 一種具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸的光學透明的液晶電子手寫板系統，該光學透明的液晶電子手寫板系統包括：一電子手寫板，其包括一書寫表面、彼此間隔開的複數電子手寫板基板、光學透明的導電層和一分散體層，該電子手寫板基板中的一上部電子手寫板基板由柔性、光學透明的聚合物材料形成，該電子手寫板基板中的一下部電子手寫板基板由柔性、光學透明的聚合物材料形成，該導電層彼此間隔開並且位於該電子手寫板基板之間，一分散體層佈置在該導電層之間、包括一膽固醇型液晶材料和一聚合物的分散體，其中，由用戶施加到該書寫表面的壓力改變該膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像； 一半透明背層，其被佈置在該導電層中的一下部導電層的下面，其中，該半透明背層吸收通過該分散體層的光、反射灰色的光或某種顏色的光，並透射光；和光學透明的電阻式數化器，其確定施加到該書寫表面的壓力的位置；其中，該液晶電子手寫板系統被構造和佈置為使得該電阻式數化器在普通書寫條件下檢測到指甲或觸筆輸入且基本上沒有輕微書寫的筆劃丟失，但是基本上檢測不到手掌輸入。
  29. 根據申請專利範圍第28項所述的光學透明的液晶電子手寫板系統，其中，除了該半透明背層之外，該電子手寫板系統的與該書寫表面正交並包圍該書寫表面的投影區域中的所有元件是光學透明的。
  30. 根據申請專利範圍第28項所述的光學透明的液晶電子手寫板系統，其中該電阻式數化器被佈置在該半透明背層下方。
  31. 根據申請專利範圍第28項所述的光學透明的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該電子手寫板和該電阻式數化器之間的、包括粘合劑的光學透明的一耦合層。
  32. 根據申請專利範圍第28項所述的光學透明的液晶電子手寫板系統，包括用於向該導電層施加電壓來擦除圖像的電子電路。
  33. 根據申請專利範圍第28項所述的光學透明的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該半透明背層下方的一可移除的背面圖案，其中，該可移除的背面圖案通過該書寫表面是可見的，其中，該可移除的背面圖案選自由以下項組成的組：運動場、球場或競技場的範本、兒童遊戲圖案、兒童著色圖像、記事本線、圖紙線、或者能夠從中選擇專案的功能表。
  34. 一種具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸的液晶電子手寫板系統，該液晶電子手寫板系統包括：一電池，其用於為該液晶電子手寫板系統供電；一記憶體儲存裝置，其包括在該液晶電子手寫板系統中；一電子手寫板，其包括一書寫表面、彼此間隔開的電子手寫板基板、導電層和一分散體層，該電子手寫板基板中的一上部電子手寫板基板由柔性、透明的聚合物材料形成，該電子手寫板基板中的一下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成，該導電層彼此間隔開並且位於該電子手寫板基板之間，該分散體層佈置在該導電層之間、包括一膽固醇型液晶材料和一聚合物的分散體，其中，由用戶施加到該書寫表面的壓力改變該膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像；一電阻式數化器，其被佈置成距離一使用者比該電子手寫板距離該使用者更遠，其中，該電阻式數化器確定施加到該書寫表面的壓力的一位置；和一處理器，其被配置為執行用於將施加到該書寫表面的壓力的該位置轉換為一圖像資料並用於將該圖像資料儲存到該記憶體儲存裝置中的軟體；其中，該液晶電子手寫板系統包括在0.02N至0.4N的範圍內的一觸筆啟動力和提供防止手掌誤觸的
    Figure 106125805-A0305-02-0044-8
    2.5N的一手掌啟動力。
  35. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，包括一資料介面，該資料介面適於將該液晶電子手寫板系統連接到一外部裝置，並且還適於將儲存在該記憶體儲存裝置中的該圖像資料傳輸到該外部裝置，以在該外部裝置上再現在該電子手寫板上形成的圖像。
  36. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，包括用於向該導電層施加電壓以擦除圖像的電子電路。
  37. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該電阻式數化器包括彼此間隔開的上部數化器基板和下部數化器基板以及在該上部數化器基板和該下部數化器基板之間的數化器間隔物，其中，該液晶電子手寫板系統的結構和佈置包括從以下組成的組中選擇的設計參數：該上部電子手寫板基板的一厚度、該下部電子手寫板基板的一厚度、該上部數化器基板的一厚度、該數化器間隔物之間的一間距、該數化器間隔物的一尺寸、該數化器間隔物的一高度及其組合，該設計參數被定制以使得該電阻式數化器能夠實現該觸筆啟動力和該手掌啟動力。
  38. 根據申請專利範圍第37項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部電子手寫板基板的該厚度和該下部電子手寫板基板的該厚度的組合厚度的範圍為2-9mil，該上部數化器基板的該厚度範圍為½-3mil，且該數化器間隔物之間的該間距範圍為0.2-0.9mm。
  39. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該導電層中的一下部導電層的下面的一光吸收背層，該光吸收背層適於吸收通過該分散體層的光。
  40. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，包括佈置在該導電層的一下部導電層的下面的一半透明背層，其中，該半透明背層吸收通過該分散體層的光、反射灰色的光或某種顏色的光並透射光。
  41. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該下部電子手寫板基板是一光吸收層，並且佈置在該導電層中的一下部導電層的下 方，該下部電子手寫板基板包括分散在內部的、適於吸收通過該分散體層的光的顏料。
  42. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該手掌啟動力
    Figure 106125805-A0305-02-0046-9
    4N。
  43. 根據申請專利範圍第34項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該手掌啟動力在2.5N至4N的範圍內。
  44. 一種具有電阻式數化器並具有防止手掌誤觸和提供資料流資料的液晶電子手寫板系統，該液晶電子手寫板系統包括：一電池，其用於為該液晶電子手寫板系統供電；一電子手寫板，其包括一書寫表面、彼此間隔開的複數電子手寫板基板、導電層和一分散體層，該電子手寫板基板中的一上部電子手寫板基板由柔性、光學透明的聚合物材料形成，而該電子手寫板基板中的一下部電子手寫板基板由柔性聚合物材料形成，該導電層彼此間隔開並且位於該電子手寫板基板之間，該分散體層佈置在該導電層之間、包括一膽固醇型液晶材料和一聚合物的分散體，其中，由一使用者施加到該書寫表面的壓力改變該膽固醇型液晶材料的反射率從而形成圖像；一電阻式數化器，其被佈置成距離一使用者比該電子手寫板距離該使用者更遠，其中，該電阻式數化器確定施加到該書寫表面的壓力的一位置；一資料介面，其適於將該液晶電子手寫板系統連接到一外部裝置，並且還適於將資料傳送到該外部裝置；一處理器，其被配置為執行用於將施加到該書寫表面的壓力的該位置轉換為一座標資料的軟體，並且配置為通過該資料介面將該座標資料即時或近即時地 資料流到該外部裝置，以用於在該外部裝置上再現在該電子手寫板上形成的圖像；其中，該液晶電子手寫板系統包括在0.02N至0.4N的範圍內的觸筆啟動力和提供防止手掌誤觸的
    Figure 106125805-A0305-02-0047-10
    2.5N的一手掌啟動力。
  45. 根據申請專利範圍第44項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該電阻式數化器包括彼此間隔開的上部數化器基板和下部數化器基板以及在該上部數化器基板和該下部數化器基板之間的數化器間隔物，其中，該液晶電子手寫板系統的結構和佈置包括從以下組成的組中選擇的設計參數：該上部電子手寫板基板的一厚度、該下部電子手寫板基板的一厚度、該上部數化器基板的一厚度、該數化器間隔物之間的一間距、該數化器間隔物的一尺寸、該數化器間隔物的一高度及其組合，該設計參數被定制以使得該電阻式數化器能夠實現該觸筆啟動力和該手掌啟動力。
  46. 根據申請專利範圍第45項所述的液晶電子手寫板系統，其中，該上部電子手寫板基板的該厚度和該下部電子手寫板基板的該厚度的組合厚度的範圍為2-9mil，該上部數化器基板的該厚度範圍為½-3mil，且該數化器間隔物之間的該間距範圍為0.2-0.9mm。
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