[发明专利]双稳态液晶手写装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种双稳态液晶手写装置，特别涉及一种使用白色或彩色字体书写、显示以及删除信息的可重复使用的双稳态液晶手写装置。

背景技术

在液晶显示器领域中，双稳态液晶显示器因其极低的功耗而逐渐成为主流。双稳态显示器在显示文字或图像后，不需要能量的支持就可以长期保持文字或图像，直到被切换至下一个内容，所以大幅度节省了长期显示所耗费的能源。

近年来，双稳态液晶显示器的研究主要在于胆甾液晶材料。胆甾液晶本身具有数个不同的态，包括电场下液晶分子平行电场的垂直态、以及不需要外加电场的两个稳态：平面态与焦锥态。胆甾液晶材料所具有的双稳态特性，两个稳态都能在无外加电场的情况下保持稳定，分别表现出亮态或者暗态，除切换的过程以外不需要外加电源即可保存显示信息；另一方面，具有不需要背光源及偏光片即可反射外界光线的特点，因而较一般显示器更节能。

处于平面态的胆甾液晶只反射某个波段的光波，根据Bragg反射原理，其反射波段为Δλ＝Δn*P，其中Δn是胆甾液晶的双折射率，P是胆甾液晶螺旋的螺距，其它波段的光穿透过液晶层而被显示器的底板吸收。由于胆甾液晶的反射波段仅仅是可见光波段(400～750nm)的一部分，因此反射的光线是有颜色的；另外，胆甾液晶的焦锥态具有半透明半散射的特点，外界的入射光一部分穿透过液晶层而被黑色背板吸收，另一部分被焦锥态散射，从而表现出较浅的乳白色。这种显示模式被应用在美国专利US2009033811中，胆甾液晶在外界压力的作用下形成平面态而表现出带有颜色(通常是暗绿色)的亮态，施加电压后切换至焦锥态而表现出带有较浅的乳白色的暗态，因此对比度不高，而且不美观。

近晶A相液晶材料是一种具有垂直态和焦锥态两个稳态的液晶材料，当处于垂直态时，入射光线可以几乎全部穿透而不被散射，当处于焦锥态时，入射光线几乎全部被散射，因此具有非常好的光学特性。在目前已知的技术中，中国专利CN101415280和美国专利US2003112204均采用了高频率和低频率的电压来分别切换两个稳态，这增加了驱动芯片的设计和制造的难度，提高了成本。

因此，对于能够使用白色或彩色字体书写、显示以及删除信息的可重复使用的双稳态液晶手写装置，存在巨大的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双稳态液晶手写装置，克服以往双稳态液晶手写装置对比度低以及字体亮度低的缺点。

本发明人通过研究发现，外界压力的作用可以引起近晶A相液晶从垂直态转换至焦锥态，从而提供了一种双稳态液晶手写装置。

本发明的一个方面提供一种双稳态液晶手写装置，其特征在于：所述手写装置包括第一基体层、第一导电层、混合层、第二导电层以及第二基体层；其中，所述混合层包括近晶A相液晶和聚合物。

在一些实施方案中，第一基体层为玻璃或硬质膜层，第二基体层为玻璃或者硬质膜层，所述硬质膜层可以为透明塑料薄膜或者透明塑料板；第一导电层和第二导电层为透明电极层，并且可以根据显示或擦除图案的需要被分割成若干单元。

在一些实施方案中，混合层厚度为2微米～50微米，并且近晶A相液晶占混合物总重量的30％～95％，聚合物占混合物总重量的5～70％。

在一些实施方案中，近晶A相液晶为具有近晶A相(Smectic A)的液晶单体或液晶单体组合。

在一些实施方案中，聚合物的折射率(np)＝近晶A相液晶的寻常光折射率(no)±0.5。

在一些实施方案中，混合层还包括二色性染料。

在一些实施方案中，双稳态液晶手写装置还包括顶板。

在一些实施方案中，顶板位于第一基体层上方，为透明的单层薄膜或多层复合材料，用于提供增强的光学效果。

在一些实施方案中，双稳态液晶手写装置还包括底板。

在一些实施方案中，底板位于第二基体层下方，为玻璃、金属层、塑料或者多层复合材料，塑料可以是透明、半透明或不透明的，多层复合材料可以提供增强的光学效果，通过使用底板可以达到透射式、反射式或者半透射半反射式的显示效果。

本发明中双稳态液晶手写装置在写入时，在手写装置的单位面积上施加足够大的压力使混合层的厚度减小，受压点下方的近晶A相液晶会重新取向而转变为焦锥态，如图1B所示，因为焦锥态是稳定状态，所以压力消失后仍然保持着这个状态，从而呈现白色的文字或图案。