一种投射式电容触控整合胆固醇液晶手写屏的制作方法

1.本发明涉及胆固醇液晶显示屏领域，具体涉及了一种投射式电容触控整合胆固醇液晶手写屏。


背景技术：

2.因应数位化时代，许多工作朝向无纸化作业，目标在于环保减少纸张的使用，同时希望达成省电与护眼等需求，所以胆固醇液晶手写屏的逐渐从儿童涂鸦、留言板、笔记本、教学黑板、会议互动板等方向扩大应用，胆固醇液晶手写屏最大的优点在于不需要背光，无辐射问题，不会疲劳害眼睛、阅读舒适、省电，相对于传统黑板教学应用，还具有无粉尘，且能重复使用等的特色。
3.胆固醇液晶屏，胆固醇液晶设置于上下透明基版中，并由封胶固定不泄漏，上下透明电极边用来做电压驱动控制，吸黑板用来吸收入射光。当胆固醇型液晶排列处于平面态时，因为各层液晶分子呈现螺旋层状旋距排列，此时长轴的液晶分子会旋转一个完整的360度方向排列关系，而长轴液晶分子完全旋转回原来的方向所需要的距离, 则称为一个旋距，当胆固醇型液晶排列处于平面态时，因为各层液晶分子在不同位置上，都依照旋距关系排列整齐，就像一个晶格结构一般，根据布拉格反射定律，当可见光入射时，与液晶排列旋距大小一样的波长入射光，将会因为相长干涉（建设性干涉）原因产生反射，达到将部分入射光予以反射之功能。当胆固醇型液晶排列处于焦锥态时，当可见光入射时，因液晶分子排列混乱，入射光会有轻微散射，大部分的入射光会穿透被吸黑板所吸收，因此看不到几乎看不到入射光的反射。
4.现行胆固醇液晶手写屏最主要问题，在于清屏会一次消除所有字迹或线条等资讯，无法做到局部清除（局擦功能），并且无法存储记录，这会导致书写的应用便利性受限，目前由两种解决方法：
5.第一种方法是利用次稳态电压，进行局擦操作的胆固醇液晶手写屏，手写屏提供两组清除电压操作，两组电压大小及频率不同(v1,v2)，第一组用来进行全刷功能，当对应功能键按下，电压切换电路将对所有电极提供一个能使胆固醇液晶回复焦锥态的电压(v1)，使得液晶分子全部重新排列变成焦锥态，胆固醇液晶手写屏又回复成呈初始全黑背景。当要进行局擦功能时候，对应局擦功能键按下，电压切换电路将对所有电极提供一个能使胆固醇液晶进入次稳态的电压( v2)，此时胆固醇液晶将会维持各自排列方式的临界状态，当操作者在原来书写字迹反射的液晶平面态范围，针对希望清除区域进行外力施压后，次稳态受压胆固醇液晶将会由原来反射平面态重新扭转排列成为不反射焦锥态，所以也能达成局擦功能的实现。由于存在两阶段控制，次稳态下的胆固醇液晶平面态排列，不容易被均匀施压使所有液晶分子重新完整扭转排列焦锥态排列，所以一般擦拭效果较差，重复使用情况下，因为液晶分子排列不完整累积，容易看到手写书写对比变得较差，需要多次全刷电压冲刷，强迫所有液晶分子重新排列才能恢复正常，所以此技术方式使用较为效果折扣及不便。
6.第二种方法是利用外挂红外线触控模组方式，用红外线触控模组，一方面书写过程做字迹的数位记录与储存，另一面当希望启动局擦功能时候，可以按下对应功能键或是红外线触控触控模组，依照侦测的操控物件大小 (例如:板擦、手掌..)，自动启动局擦功能，此时手写屏将会根据红外线触控模组依照侦测的操控物件大小，判断超过一定程度时候，提供给对应区域电极一个能使胆固醇液晶回复焦锥态的电压，使得该区域液晶分子由原来反射平面态重新扭转排列成为不反射焦锥态，进而达成局擦功能的实现。但是外挂一个红外线触控模组方式，除了成本增加之外，还会使得重量及体积增加不少，边框突出且尺寸增加，外观不能全平面设计，不容易产品携带应用。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明提供一种整合投射电容触控功能设计，实现书写字迹的数位记录及局擦区域定位帮助的投射式电容触控整合胆固醇液晶手写屏。
8.本发明的一种投射式电容触控整合胆固醇液晶手写屏，采用以下技术方案：其包括处理器、讯号控制器、存储器、电源单元、全擦及局擦功能键、吸黑板以及设置在所述吸黑板上的胆固醇液晶屏；所述胆固醇液晶屏包括自上而下依次平行设置的上基板、上导电层、胆固醇液晶、下导电层和下基板，所述胆固醇液晶四周由封胶固定不泄漏；所述上导电层包括若干平行设置的上电极，相邻两上电极之间具有间隙；所述下导电层包括若干平行设置的下电极，相邻两下电极之间具有间隙；若干所述上电极与下电极交集区域形成触控或清除单元阵列，对应上电极与下电极重迭处间隔胆固醇液晶，形成所述触控单元的触控电容；所述处理器分别与存储器和讯号控制器、全擦及局擦功能键做电性连接，并由电源单元提供所需电力；所述讯号控制器提供包括触控讯号源和清除电压讯号源，所述触控讯号源包括触控发射讯号或触控接收讯号；所述下电极分别连接扫描驱动电路，所述处理器全擦或局擦功能键指令，操作讯号控制器提供触控发射讯号或清除电压讯号源阳极导通给所述扫描驱动电路；所述上电极分别连接感应驱动电路，所述处理器全擦或局擦功能键指令，操作讯号控制器提供触控接收讯号或清除电压讯号源阴极导通给所述感应驱动电路。
9.进一步，所述上电极和下电极均呈条状或块状。
10.进一步，所述上电极和下电极空间垂直。
11.进一步，所述处理器电性连接i/o接口。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
13.1、利用既有胆固醇液晶手写屏架构，整合投射电容触控功能设计，实现书写字迹的数位记录及局擦区域定位帮助，结构简单，不需要外挂装置，有增加重量体积问题，同时便于窄边框设计,提升手持操作便利性。
14.2、触控功能不影响液晶手写屏功能与效率，同时兼具高触控灵敏特佳，能支援多种投射电容电极架构。
15.3、依据投射电容触控技术原理，除了手指操控之外，任何物件做带地电位的设计(触控笔、板擦..)，皆可在发明装置用以书写或者局擦应用。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，在附图中：
17.图1为本发明条状电极和块状电极结构示意图；
18.图2为本发明投射式电容触控整合胆固醇液晶屏结构关系示意图；
19.图3本发明执行书写及记录的系统架构图作动示意图；
20.图4为本发明执行全刷清除的系统架构图作动示意图；
21.图5为本发明未触碰手写屏时上下电极的触控电容关系示意图；
22.图6为本发明带电位物件触碰手写屏时上下电极的触控电容关系示意图。
具体实施方式
23.参见图1（a）（b）所示，电极常见有条状或块状电极设计方式，参见图1（c）所示，上电极14与下电极12交集区域形成触控或清除单元16阵列，为了绘图说明方便及容易理解，本实施例将以条状电极作为上电极14和下电极12示意说明。
24.参见图2、图3和图4所示，一种投射式电容触控整合胆固醇液晶手写屏，采用以下技术方案：其包括处理器7、讯号控制器5、存储器9、电源单元6、功能键2、吸黑板10以及设置在所述吸黑板10上的胆固醇液晶屏1；所述功能键2包含全擦功能键2-1、局擦功能键2-2；所述胆固醇液晶屏1包括自上而下依次平行设置的上基板15、上导电层、胆固醇液晶13、下导电层和下基板11，所述胆固醇液晶13四周由封胶17固定不泄漏；所述上导电层包括若干平行设置的上电极14，相邻两上电极14之间具有间隙；所述下导电层包括若干平行设置的下电极12，相邻两下电极12之间具有间隙；所述上电极14和下电极12空间垂直，若干所述上电极14与下电极12交集区域形成触控或清除单元16阵列，对应上电极14与下电极12重迭处间隔胆固醇液晶，形成所述触控或清除单元16的触控电容ctouch；所述处理器7分别与存储器9和讯号控制器5、功能键2电性连接；并由电源单元6 (包含电源线路及电池)提供所需电力；所述讯号控制器5提供包括触控讯号源或清除电压讯号源ve，所述触控讯号源包括触控发射讯号tx和触控接收讯号rx，所述下电极12分别连接扫描驱动电路3，所述处理器7接收全擦功能键2-1或局擦功能键2-2指令，操作讯号控制器5提供触控发射讯号tx或清除电压讯号源ve阳极导通给所述扫描驱动电路3，所述上电极14分别连接感应驱动电路4，由所述处理器7接收全擦功能键2-1或局擦功能键2-2指令，操作讯号控制器5提供触控接收讯号rx或清除电压讯号源ve阴极导通给所述感应驱动电路4。
25.进一步，所述处理器7电性连接i/o接口8。
26.本发明的工作原理：
27.初始状态：没有书写行为发生，带电位物件18没有施加压力或者电压，胆固醇型液晶13排列处于焦锥态，胆固醇液晶屏1呈现全黑背景；
28.书写及记录状态：处理器7操作讯号控制器5提供触控讯号源，导通给扫描驱动电路3和感应驱动电路4，当带电位物件18书写触碰胆固醇液晶屏1时，施加压力会使对应胆固醇液晶13产生排列状态改变，产生书写字迹或者线条反射显示，同时使书写对应位置的上下电极的触控电容ctouch发生改变，此时触控发射讯号tx依序将发送讯号扫描于下电极12发出，并藉由上电极14做触控接收讯号rx接收，循环更新判断那些位置触控单元的触控电容大小产生变化被书写触控，并将结果不断传递给处理器7处理及对应存储器9做书写画面讯息记录储存处理；
29.全部清除状态：当处理器7接收到全刷功能键2-1按下指令，操作讯号控制器5提供
清除电压讯号源ve，导通给扫描驱动电路3和感应驱动电路4，对所有上电极14和下电极12施加一回复焦锥态电压，使全部清除单元16的胆固醇型液晶分子重新排列回焦锥态，胆固醇液晶屏又回复成呈初始全黑背景，达成全擦目的；
30.局部清除状态：当处理器7接收到局刷功能键2-2按下指令，操作讯号控制器5交替提供清除电压讯号源ve和触控讯号源，导通给扫描驱动电路3和感应驱动电路4，当讯号控制器5的触控讯号源导通给扫描驱动电路3和感应驱动电路4时，因为带电位物件18，触碰胆固醇液晶屏，使希望局擦对应位置上下电极的触控电容ctouch发生改变，此时触控发射讯号tx依序将发送讯号扫描于下电极12发出，并藉由不同位置的上电极14作触控接收讯号rx接收，循环更新判断那些位置触控单元的触控电容大小产生变化，获得希望进行清除书写字迹或者线条的位置讯息，并将清除位置讯号递给处理器7处理，后将讯号控制器5的清除电压讯号源ve导通给扫描驱动电路3和感应驱动电路4，对指定清除位置的上电极14和下电极12施加一回复焦锥态电压，使希望局擦位置的清除单元16液晶分子将会重新排列变成焦锥态，恢复初始黑背景，交替执行居擦位置的定位及局刷清屏动作，达成局擦目的。
31.所述带电位物件18为人的手指、双头触控笔和一头由弹性导电塑胶成型的触控物中的一种。根据投射电容触控屏的原理及本发明的整合架构特征，为使操作应用更为便利，除了因为人体带地电位，可以使用手指或身体直接书写及接触定位局擦位置操作之外，其它物件应用，还可以利用带电位设计，同时具有书写记录及局擦功能，例如:双头触控笔，一头硬质料进行书写，另一头利用弹性导电塑胶等材料，手握提供带地电位进行局擦触控定位，例如:板擦物件应用，同样可以于擦拭面，利用弹性导电塑胶等材料，做带电位设计，只要物件手持时候，手握可以电性连接路径提供弹性导电塑胶对地电位既可，达成简便效率应用帮助。
32.请参见图5所示，上电极14和下电极12构成一触控电容ctouch，胆固醇液晶13作为其触控电容ctouch的介质，所以当电位物件18未触碰胆固醇液晶屏时，每一个触控单元的上电极14和下电极12重迭区域，所构成的触控电容ctouch大小只有胆固醇液晶电容clc。
33.请参见图6所示，以电位物件18以手指为例，因为人体带地电位，当靠近上电极14时，电位物件18和上电极14间，隔着不导电的上基板15，将手指耦合电容，此时手指所造成的耦合电容cfinger，将会使得原来上下电极之间的触控电容ctouch产生变化，此时触控电容ctouch大小将会减少为clc-cfinger，因此胆固醇液晶屏通过扫描驱动电路3与感应驱动电路4，依序扫描及接收感应，每组不同位置电极间的电容大小关系，系统就能侦测到是那一个上电极14及下电极12位置的电容产生变化，进而得知的触控对应位置做画面书写讯息纪录储存及局刷功能执行时所需的位置定位帮助。必要时候，处理器7也可以利用i/o接口8，将画面书写资讯复制至外部usb盘或者是将影像输出至外部显示器显示互动，亦可利用网路方式将书写资讯及时传递到它地装置显示拨放互动(例如:开会互动)。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。