TW202004448A - 微開關電子書寫板與膽固醇液晶模組 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種微開關電子書寫板，包括一微開關陣列模組以及一膽固醇液晶模組。微開關陣列模組具有多個微開關單元，各微開關單元的第一透明電極層設置於第二透光基板之第一表面，且延設至第一導電孔。第一膽固醇液晶模組的第三透光基板具有複數個貫穿第三透光基板的第二導電孔，第三透明電極層設置於第三透光基板的表面上，且延設至第二導電孔內。其中，微開關陣列模組係藉由第二透光基板及第三透光基板而與第一膽固醇液晶模組相互疊合，且第三透明電極層係經由第二導電孔及第一導電孔而與第一透明電極層電性連接。本發明亦揭露用於前述微開關電子書寫板的一種膽固醇液晶模組。

Description

微開關電子書寫板與膽固醇液晶模組

本發明係關於一種微開關電子書寫板與膽固醇液晶模組，特別關於一種可偵測書寫或擦拭位置的微開關電子書寫板與該微開關電子書寫板的膽固醇液晶模組。

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。其中，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；而在垂直態時，入射光則會完全穿透。

由於膽固醇液晶處於平面態及焦錐態時均屬於穩定態，因此當電壓關掉消失時，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。

目前膽固醇液晶書寫板大部分係以物理力按壓來進行轉態。然而這種膽固醇液晶書寫板要偵測書寫位置或進行局部擦拭時，需要額外在其液晶模組的陣列基板上配置對應的位置感測元件。然而，因為要在陣列基板上配置位置感測元件，因此需要進行非常多道的半導體光罩製程。也就是說，目前在具有位置偵測功能的膽固醇液晶書寫板中，其負責位置感測的元件結構相對複雜，所以製造成本相對地被提高。並且，也會因為所額外增加的半導體製程步驟，導致良率低下。

承上所述，如何提供一種免去半導體製程而使其製造成本下降，且兼具偵測書寫位置或擦拭位置功能的膽固醇液晶書寫板，乃為一重要課題。

再者，若免除半導體製程，則現有的膽固醇液晶模組想要達到偵測書寫位置或擦拭位置的功能即無法達成。因此，如何提供一種既可免除半導體製程且製造成本下降同時兼具有偵測書寫位置或擦拭位置功能具的膽固醇液晶模組，亦為另一重要課題。

本發明的目的為提供一種微開關電子書寫板。本發明的微開關電子書寫板除了具有結構簡單與低成本的功效外，還可具有偵測書寫位置或擦拭位置的功能。

本發明的另一目的，係提供一種可免除半導體製程且能與前述具有偵測書寫位置或擦拭位置功能的微開關電子書寫板搭配應用的膽固醇液晶模組。

本發明提出一種微開關電子書寫板，包括一微開關陣列模組以及一膽固醇液晶模組。微開關陣列模組具有多個陣列配置的微開關單元，各微開關單元包含一第一透光基板、一透明導電層、一第二透光基板、一第一透明電極層及至少一間隔件。第一透光基板具有一光入射面。透明導電層設置於第一透光基板背向光入射面的表面。第二透光基板具有面向透明導電層的一第一表面及與第一表面相對的一第二表面，第二透光基板具有貫穿第一表面與第二表面之一導電孔。第一透明電極層設置於第二透光基板之第一表面，且延設至第一導電孔內。間隔件設置於第一透光基板與第二透光基板之間。第一膽固醇液晶模組包含一第一基板、一第三透光基板、一第一膽固醇液晶及一第三透明電極層。第一基板的一表面設置有一第二透明電極層。第三透光基板具有複數個貫穿第三透光基板的第二導電孔。第一膽固醇液晶層設置於第三透光基板與第二透明電極層之間。第三透明電極層設置於第三透光基板面向第一膽固醇液晶層的表面上，且延設至第二導電孔內。其中，微開關陣列模組係藉由第二透光基板及第三透光基板而與第一膽固醇液晶模組相互疊合，且第三透明電極層係經由第二導電孔及第一導電孔而與第一透明電極層電性連接。

在一實施例中，第一膽固醇液晶模組之第一基板的另一表面係設置有一間隔配置的第四透明電極層。

在一實施例中，第四透明電極層係電性連接於第三透明電極層。

在一實施例中，微開關電子書寫板更包括一第二膽固醇液晶模組，第二膽固醇液晶模組包含一第二基板及一第二膽固醇液晶層。第二基板的一表面設置有一第五透明電極層。第二膽固醇液晶層設置於第五透明電極層上；其中，第二膽固醇液晶模組藉由第一基板而與第一膽固醇液晶模組相互疊合，以使第二膽固醇液晶層介於第一基板與第二基板之間。

在一實施例中，微開關電子書寫板更包括一第二膽固醇液晶模組，第二膽固醇液晶模組包含一第二基板、一第二膽固醇液晶層及一第四透光基板。第二基板的一表面設置有一第五透明電極層。第二膽固醇液晶層設置於第五透明電極層上。第四透光基板設置於第二膽固醇液晶層上，其面對第二膽固醇液晶層的一表面係設置有一間隔配置的第四透明電極層，其中，第二膽固醇液晶模組藉由第一基板及第四透光基板而與第一膽固醇液晶模組相互疊合。

在一實施例中，第四透明電極層係電性連接於第三透明電極層。

在一實施例中，第一透光基板、第二透光基板、第三透光基板、或第一基板的材料為塑膠或玻璃。

在一實施例中，第二基板的材料為塑膠或玻璃。

在一實施例中，第二基板、或第四透光基板的材料為塑膠或玻璃。

在一實施例中，第一透光基板為玻璃基板，且玻璃基板的厚度介於0.1毫米與0.35毫米之間。

在一實施例中，透明導電層、第一透明電極層、第二透明電極層、或第三透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。

在一實施例中，第四透明電極層、或第五透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。

在一實施例中，微開關電子書寫板更包括一電壓控制電路，其分別與透明導電層及第二透明電極層電性連接。

在一實施例中，微開關電子書寫板更包括一電壓控制電路，其分別與透明導電層、第二透明電極層及第五透明電極層電性連接。

本發明更提出一種膽固醇液晶模組，其係包括一基板、一透光基板、一膽固醇液晶層及一對向透明電極層。基板的一表面設置有一透明電極層。透光基板具有複數個貫穿透光基板的導電孔。膽固醇液晶層設置於透光基板與透明電極層之間。對向透明電極層係間隔設置於透光基板面向膽固醇液晶層的表面上，且延設至導電孔內。

在一實施例中，透光基板或基板的材料為塑膠或玻璃。

在一實施例中，透明電極層或對向透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。

承上所述，本發明的微開關電子書寫板，包括微開關陣列模組以及膽固醇液晶模組。微開關陣列模組具有多個陣列配置的微開關單元，各微開關單元的透明導電層設置於第一透光基板背向光入射面的表面，第一透明電極層設置於第二透光基板之第一表面，且延設至第一導電孔內，而膽固醇液晶模組的第三透明電極層設置於第三透光基板面向第一膽固醇液晶層的表面上，且延設至第二導電孔內；其中，微開關陣列模組係藉由第二透光基板及第三透光基板而與第一膽固醇液晶模組相互疊合，且第三透明電極層係經由第二導電孔及第一導電孔而與第一透明電極層電性連接。藉此，由於微開關陣列模組與膽固醇液晶模組的結構相當簡單，製造成本不高；而將微開關陣列模組與膽固醇液晶模組相互疊合後即可製成具有偵測書寫位置或擦拭位置功能的微開關電子書寫板，工序亦相當簡便。故而，本發明的微開關電子書寫板以及與膽固醇液晶模組實具有製作工序簡便與製造成本低廉的功效，且同時兼具有偵測書寫位置或擦拭位置的功能。

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微開關電子書寫板與膽固醇液晶模組，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。

以下實施例的微開關電子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微開關電子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，當微開關電子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，因此微開關電子書寫板是相當省電的電子裝置。

本發明以下實施例所提供的微開關電子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，當微開關電子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，因此微開關電子書寫板是一種低成本與省電的電子裝置。

圖1為本發明一實施例之微開關電子書寫板的應用示意圖。圖2為本發明微開關電子書寫板之一實施例的部分立體分解示意圖，圖3A為圖2所示的微開關電子書寫板沿直線A-A的一實施例的剖視分解示意圖，圖3B為圖3A所示的微開關電子書寫板被組合後且被按壓時的結構示意圖。本發明的微開關電子書寫板例如但不限為手機、平板、或電子白板，或其他可顯示影像的顯示裝置。如圖1所示，本實施例的微開關電子書寫板E是以應用於會議或教學系統的大尺寸電子黑板（或白板）為例，但本發明不限於此。特別值得一提的是，為說明方便，以下各實施例之微開關電子書寫板E根據各實施例的不同而有不同組成。圖1的微開關電子書寫板E在其光入射面111上顯示有書寫軌跡T。

如圖2所示，本實施例的微開關電子書寫板E包括一微開關陣列模組1以及一第一膽固醇液晶模組2，微開關陣列模組1與第一膽固醇液晶模組2係配合應用。微開關陣列模組1具有多個陣列配置的微開關單元10，其係以二維陣列方式配置，但本發明不限於二維陣列方式。

如圖3A所示，各微開關單元10包含一第一透光基板11、一透明導電層12、一第二透光基板13、一第一透明電極層14及至少一間隔件15。

第一透光基板11具有一光入射面111。本實施例的光入射面111為第一透光基板11的上表面，也是微開關電子書寫板E面對使用者的表面，亦可稱為書寫面或顯示面，使用者可在其上書寫以產生書寫軌跡T。需注意的是，使用者可直接在光入射面（書寫面）111上書寫（按壓）以產生書寫軌跡T；或者，光入射面111上也可設置有其他膜層，使用者可在此膜層之上書寫（按壓）而產生書寫軌跡T。在一些實施例中，可在光入射面111上再設置一保護膜層或保護基材，以保護微開關電子書寫板E。

在各微開關單元10中，透明導電層12設置於第一透光基板11背向光入射面111的表面112。於此，表面112是第一透光基板11的另一表面。第二透光基板13具有面向透明導電層12的一第一表面131及與第一表面131相對的一第二表面132，且第二透光基板13具有貫穿第一表面131與第二表面132之一第一導電孔133。顧名思義，第一導電孔133的目的是為了電性導通之用。在本實施例中，若第二透光基板13係為玻璃時，則可利用雷射在第二透光基板13上開孔，若第二透光基板13係為塑膠時，則可利用蝕刻製程開孔，以得到貫穿第一表面131與第二表面132的第一導電孔133。第一透明電極層14設置於第二透光基板13之第一表面131上，且延設至第一導電孔133內，並可填滿第一導電孔133。因此，在各微開關單元10中，透明導電層12、第一透明電極層14與第一導電孔133為一對一的對應關係。另外，至少一間隔件15設置於第一透光基板11與第二透光基板13之間，使得第一透光基板11與第二透光基板13之間具有間隙，進而使得透明導電層12與位於第二透光基板13之第一表面131上的第一透明電極層14之間具有間隙。具體來說，本實施例的間隔件15圍設於微開關單元10之外側，以使透明導電層12與第一透明電極層14之間具有間隙，進而形成微開關單元10。在不同的實施例中，間隔件15也可設置於透明導電層12與第一透明電極層14的內部。

又如圖3A所示，第一膽固醇液晶模組2包含一第一基板21、一第二透明電極層22、一第一膽固醇液晶層23、一第三透光基板24及一第三透明電極層25。第二透明電極層22設置在第一基板21面對第一膽固醇液晶層23的表面211上。於此，第二透明電極層22可全面性地設置於第一基板21面向第一膽固醇液晶層23的表面211上，且第一膽固醇液晶層23設置於第三透光基板24與第二透明電極層22之間。前述的「全面性」是指，第二透明電極層22包含整面的共同電極，此共同電極鋪滿第一基板21面對第一膽固醇液晶層23的大部分表面。在不同的實施例中，第二透明電極層22可間隔配置地設置於第一基板21面向第一膽固醇液晶層23的表面上，本發明並不限制。

第三透光基板24具有複數個貫穿第三透光基板24的第二導電孔241，且第三透明電極層25設置於第三透光基板24面向第一膽固醇液晶層23的表面242上，並延設至第二導電孔241內，使得第三透明電極層25可經由第二導電孔241及對應的第一導電孔133而與對應的第一透明電極層14電性連接。因此，各微開關單元10分別與其對應的透明導電層12、第一透明電極層14、第一導電孔133、第二導電孔241及對應的第三透明電極層25對應設置。

如圖3B所示，本實施例的微開關陣列模組1係藉由第二透光基板13及第三透光基板24而與第一膽固醇液晶模組2相互疊合，且第三透明電極層25係經藉由第二導電孔241及第一導電孔133而與第一透明電極層14電性連接。於此，第三透光基板24之第二導電孔241與第一導電孔133對應設置且電連接。在一些實施例中，可透過電性連接墊（未繪示）使第一導電孔133與對應的第二導電孔241電性連接，進而使微開關陣列模組1與第一膽固醇液晶模組2相互疊合且電連接。另外，在一些實施例中，微開關陣列模組1與第一膽固醇液晶模組2之間可再利用黏著材料黏著，以加強結構的穩固性。當透明導電層12被往下壓向第一透明電極層14且接觸到第一透明電極層14時，微開關單元10則被導通，電訊號就可經由微開關單元10之透明導電層12傳遞至第一透明電極層14，並經由第一導電孔133與第二導電孔241傳遞至第三透明電極層25。

在圖3B中，第一膽固醇液晶層23具有多個膽固醇液晶分子（未繪示），其可填充而設置於第三透光基板24及第一基板21之間。另外，微開關電子書寫板E更可包括一密封層（未繪示），密封層可為框膠，並設置於第三透光基板24及第一基板21之間，以密封第三透光基板24及第一基板21的外周圍，使第三透光基板24與第一基板21之間具有一間隙。藉由第三透光基板24及第一基板21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，以形成第一膽固醇液晶層23。本實施例的第一膽固醇液晶層23包含多個液晶控制區231，各液晶控制區231分別與各微開關單元10對應設置。換言之，各液晶控制區231的範圍是由各微開關單元10所定義的，並可通過微開關單元10控制對應的液晶控制區231的膽固醇液晶分子。當電壓訊號傳送至微開關單元10對應的第三透明電極層25與第二透明電極層22之間且形成電壓差而產生電場時，可控制對應的液晶控制區231之膽固醇液晶分子轉動。本實施例的透明導電層12、第一透明電極層14、第二透明電極層22或第三透明電極層25的材料可為透明導電材料（例如ITO或IZO）或石墨烯，並不限制。

在本實施例中，第一透光基板11為軟性透光基板，且第一透光基板11、第二透光基板13與第三透光基板24分別為可透光基材，但第一基板21為光反射基板或光吸收基板，其會反射或吸收進入的光線。另外，第一透光基板11、第二透光基板13、第三透光基板24、或第一基板21的材料可分別為塑膠或玻璃。當第一透光基板11為玻璃基板時，其厚度可介於0.1毫米與0.35毫米之間（0.1 mm≦d≦0.35mm），使第一透光基板11具有可彎折的特性。具體來說，一般較厚之玻璃基板（例如0.5 mm～1.5 mm）的硬度較高，難以因按壓而彎折或變形，但第一透光基板11若使用厚度只有0.1毫米與0.35毫米之間的玻璃的話，則可呈現可撓特性而具有可按壓、書寫功能。在一些實施例中，第一透光基板11可例如但不限於利用化學機械平坦化（Chemical Mechanical Planarization，CMP）製程研磨減薄厚度到0.1毫米與0.35毫米之間。在一些實施例中，若第二透光基板13、第三透光基板24與第一基板21也具有可撓性的話，則可將微開關電子書寫板E製作成曲面書寫板或顯示器。

第一膽固醇液晶模組2可對應顯示一顏色。具體來說，微開關電子書寫板E可藉由在第一膽固醇液晶模組2的第一膽固醇液晶層23中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，第一膽固醇液晶模組2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，以達到顯示或清除效果。因此，可藉由使膽固醇液晶的螺旋結構的軸向產生變化，從而使反射部份光線及/或部份光線穿過膽固醇液晶。亦即，可藉由膽固醇液晶分子在不同狀態下所具有的不同光線反射率或穿透率，來達成微開關電子書寫板E的顯示、書寫，甚至是擦拭功能。

本實施例的微開關電子書寫板E更可包括一電壓控制電路4，其分別與微開關陣列模組1及第一膽固醇液晶模組2電性連接。於此，電壓控制電路4分別與各微開關單元10的透明導電層12及第一膽固醇液晶模組2的第二透明電極層22電性連接。當微開關單元10受到按壓而使透明導電層12與第一透明電極層14接觸而導通微開關單元10時，電壓控制電路4可傳送第一電壓V1經由微開關單元10的透明導電層12與第一透明電極層14，再經由第一導電孔133、第二導電孔241至第三透光基板24之下表面對應的第三透明電極層25，俾使對應的第一膽固醇液晶層23之膽固醇液晶分子轉態，據此顯示書寫軌跡T或擦拭書寫軌跡T。

使用者若要在微開關電子書寫板E上書寫文字或繪製圖案時，則可選擇書寫模式，並利用手指、書寫筆P（圖3B）或其他硬物於微開關電子書寫板E上書寫，此時書寫處（按壓處）對應的微開關單元10將因按壓而使其透明導電層12與第一透明電極層14接觸而導通，電壓控制電路4可經由導通的微開關單元10之透明導電層12傳送第一電壓V1至第一透明電極層14，再經由第一導電孔133與第二導電孔241傳送至第二透光基板13之下表面242的第三透明電極層25，電壓控制電路4也將第二電壓V2（例如為共同電壓，例如但不限於為0伏特）傳送至第二透明電極層22，則第三透明電極層25與第二透明電極層22的電壓差（V1-V2）所產生的電場將迫使對應之第一膽固醇液晶層23的膽固醇液晶分子由焦錐態轉態至平面態，據此可顯示書寫軌跡T。於此，第一電壓V1減去第二電壓V2等於書寫電壓。

舉例來說，在本實施例的微開關電子書寫板E中，在微開關單元10未受到按壓而第三透明電極層25與第二透明電極層22未產生電壓差時，第一膽固醇液晶層23的膽固醇液晶分子為焦錐態排列。此時，入射的光線大部分可經由第一透光基板11、第二透光基板13並穿透第一膽固醇液晶層23，少部分的入射光會產生散射，因此使用者會看見微開關電子書寫板E的底色，例如黑色。當使用者利用手指、書寫筆P或其他硬物於微開關電子書寫板E上書寫而使對應的微開關單元10導通時，第一電壓V1將經由導通的微開關單元10傳送至第三透明電極層25，使得第三透明電極層25與第二透明電極層22之間的電壓差（V1-V2）所生成的電場可使對應之膽固醇液晶分子由原本的焦錐態轉態而處於平面態排列。此時，於按壓處（即第一透光基板11的凹陷處），部分的入射的光線發生布拉格反射，反射的光線（具有特定波長）則由光入射面111射出。同時，微開關電子書寫板E就會在按壓處顯示出反射的光線的顏色，據此顯示出書寫軌跡T（圖1），書寫軌跡T將呈現第一膽固醇液晶模組2所對應的顏色（例如紅色）。因此，若使用者於微開關電子書寫板E上進行書寫文字或繪製圖案以產生書寫軌跡T時，書寫軌跡T將呈現反射的光線對應的顏色，即微開關電子書寫板E對應顯示的顏色。

另一方面，使用者若要在微開關電子書寫板E上擦拭書寫軌跡T時，則可選擇擦拭模式（可局部或全部擦拭）。當使用者利用書寫筆P或其他的擦拭工具在要擦拭的書寫軌跡T上（來回）按壓時，此時擦拭處所對應的微開關單元10將因按壓而使微開關單元10之透明導電層12與第一透明電極層14接觸而導通。此時，電壓控制電路4對透明導電層12所傳送第一電壓V1將經由導通的微開關單元10傳導至第一透明電極層14，再經由第一導電孔133與第二導電孔241傳送至第二透光基板13之下表面的第三透明電極層25。此時，第三透明電極層25與第二透明電極層22之間的壓差（V1-V2）所產生的電場將迫使對應的膽固醇液晶分子由平面態轉態至焦錐態，據此可清除（擦拭）對應的書寫軌跡T。於此，第一電壓V1與第二電壓V2的差為擦拭電壓。

換句話說，在本實施例的微開關電子書寫板E中，當使用者在光入射面111上看見有顏色的書寫軌跡T時，若使用者選擇擦拭模式且利用書寫筆P（或擦拭筆）於書寫軌跡T上擦拭而使對應的微開關單元10導通，此時電壓控制電路4傳送的第一電壓V1將經由微開關單元10傳送至第三透明電極層25，使得第三透明電極層25與第二透明電極層22之間的電壓差（V1-V2）生成的電場可使對應之膽固醇液晶分子由原本的平面態轉態而處於焦錐態排列。此時，於擦拭處（即第一透光基板11的凹陷處），入射的光線大部分可經由第一透光基板11、第二透光基板13、第三透明基板24並穿透第一膽固醇液晶層23，因此使用者在擦拭處就會看見微開關電子書寫板E的底色，藉此清除擦拭處的書寫軌跡T。

此外，在一些實施例中，電壓控制電路4也可直接與所有的第三透明電極層25電性連接。如此一來，當使用者藉由按壓微開關電子書寫板E上的一全清除鍵（虛擬或實體按鍵，圖未繪示）而將微開關電子書寫板E切換至一全清除模式時，電壓控制電路4可將一清除電壓直接傳送至所有的第三透明電極層25（不需經由微開關單元10），藉此驅動全部的液晶控制區231的膽固醇液晶轉態至焦錐態，據以清除整個畫面上所有的書寫軌跡T。當然，電壓控制電路4也可直接將另一型態的清除電壓送至第二透明電極層22，據以清除整個畫面上所有的書寫軌跡T。

承上，在本實施例的微開關電子書寫板E中，由於微開關陣列模組1與第一膽固醇液晶模組2的結構相當簡單，製作成本相對低廉。而且，本實施例的微開關陣列模組1與第一膽固醇液晶模組2僅須相互疊合而無須精準定位，微開關陣列模組1即可控制第一膽固醇液晶模組2的顯示，製作工序亦相當簡便。換句話說，當微開關單元10受到按壓而使透明導電層12與第一透明電極層14接觸，進而使微開關單元10導通時，電壓控制電路4可經由微開關單元10的透明導電層12傳送控制電壓（第一電壓V1）至第三透明電極層25，俾使對應的第一膽固醇液晶層23之膽固醇液晶分子轉態，據此即可顯示書寫軌跡T或擦拭書寫軌跡T。因此，本實施例的具有偵測書寫位置或擦拭位置的功能的微開關電子書寫板E，其結構相當簡單，製作成本相對低廉，且製作工序亦相當簡便。

請參照圖3C所示，本實施例的微開關電子書寫板E與前述實施例的微開關電子書寫板E其元件組成及連接關係大致相同。不同之處在於，本實施例的第一基板21為透光基板，且微開關電子書寫板E更可包括一背板5，背板5設置於第一基板21背向第一膽固醇液晶層23的表面212上。背板5可為黑色的光吸收板或包含光吸收層，或者背板5也可為白色的光反射板或包含光反射層。當背板5為黑色的光吸收板或包含光吸收層時，其會吸收穿過表面212的光線，使微開關電子書寫板E成為一黑板。在一些實施例中，黑色光吸收板（或光吸收膜）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5為白色的光反射板或包含光反射層時，其係反射穿過表面212的光線，使微開關電子書寫板E成為一白板。在一些實施例中，白色光反射板（或白色光反射膜）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，背板5的顏色也不限定為黑色或白色，其可為其他顏色或多種顏色的組合，並不限制。

請參照圖4A與圖4B所示，其分別為本發明所提供之微開關電子書寫板的另一實施例的結構示意圖。本實施例的微開關電子書寫板E與前述實施例的微開關電子書寫板E其元件組成及連接關係大致相同。不同之處在於，本實施例的微開關電子書寫板E除了包含前述實施例的第一膽固醇液晶模組2外，更在第一膽固醇液晶模組2之第一基板21的另一表面212上設置有一間隔配置的第四透明電極層26，且各第四透明電極層26電性連接於各第三透明電極層25（圖4B）。

除此之外，本實施例的微開關電子書寫板E更包括一第二膽固醇液晶模組3，且第二膽固醇液晶模組3與第一膽固醇液晶模組2重疊設置。其中，第二膽固醇液晶模組3係設置於第一膽固醇液晶模組2遠離微開關陣列模組1的一側，且第一膽固醇液晶模組2與第二膽固醇液晶模組3對應顯示的顏色不同。

於此，係假設第一膽固醇液晶模組2對應的顏色為紅色，且第二膽固醇液晶模組3對應的顏色為綠色為例。如圖4A與圖4B所示，第二膽固醇液晶模組3包含一第二基板31、一第五透明電極層32及一第二膽固醇液晶層33。於此，第五透明電極層32可為共同電極，並全面性地設置於第二基板31面對第二膽固醇液晶層33的表面311上，而第二膽固醇液晶層33設置於第五透明電極層32上。另外，由於第一基板21面對第二膽固醇液晶層33的表面212上設置間隔配置的第四透明電極層26，使得第二膽固醇液晶層33夾置於第四透明電極層26與第五透明電極層32之間。其中，第二膽固醇液晶模組3係藉由第一基板21而與第一膽固醇液晶模組2相互疊合，以使第二膽固醇液晶層33介於第一基板21與第二基板31之間。第二膽固醇液晶層33可包括多個液晶控制區331，且各液晶控制區331分別與各微開關單元10、各透明導電層12、各第一透明電極層14、各間隔配置的第三透明電極層25及各間隔配置的第四透明電極層26對應設置。

本實施例之第一透光基板11、第二透光基板13、第三透光基板24、第一基板21、或第二基板31的材料可為塑膠或玻璃，而透明導電層12、第一透明電極層14、第二透明電極層22、第三透明電極層25、第四透明電極層26或第五透明電極層32的材料可為透明導電材料或石墨烯，皆不限制。另外，本實施例的第一基板21為透光基板，但第二基板31為光反射基板或光吸收基板而具有光反射或光吸收的功能。在一些實施例中，可如圖3C所示，當第二基板31為透光基板時，可在第二基板31遠離第二膽固醇液晶層33的表面312再設置一背板5，以吸收或反射光線。

另外，本實施例的各第三透明電極層25分別與對應的各第四透明電極層26電性連接，因此，傳送至第三透明電極層25的電壓可同時傳送至對應的第四透明電極層26。此外，本實施例的電壓控制電路4分別與透明導電層12、第二透明電極層22及第五透明電極層32電性連接。於此，電壓控制電路4傳送至透明導電層12的第一電壓V1可為書寫電壓或擦拭電壓，且電壓控制電路4傳送至第二透明電極層22及第五透明電極層32的第二電壓V2與第三電壓V3可為共同電壓（例如0伏特）、書寫電壓或擦拭電壓，視書寫或擦拭而定。

如圖4B所示，在本實施例之微開關電子書寫板E中，當微開關單元10受到按壓而使微開關單元10導通時，電壓控制電路4可經由微開關單元10施加第一電壓V1至第一膽固醇液晶模組2及/或第二膽固醇液晶模組3，據此顯示書寫軌跡T或擦拭書寫軌跡T。具體來說，假設使用者在微開關電子書寫板E上書寫，並且要讓書寫軌跡T呈現第一膽固醇液晶模組2所對應的紅色時，當書寫筆P在光入射面111上按壓、書寫，使得按壓處對應的微開關單元10導通時，第一電壓V1可經由微開關單元10之透明導電層12傳送至第三透光基板24之表面242的第三透明電極層25，藉此控制第一膽固醇液晶模組2對應的膽固醇液晶分子轉態至平面態，使書寫軌跡顯示出對應的紅色。此時，第一電壓V1也會經由第一透明電極層14而傳送至第四透明電極層26，為了不顯示第二膽固醇液晶模組3所對應的綠色，則電壓控制電路4不會傳送共同電壓，而是傳送與第一電壓V1相同的第三電壓V3至第五透明電極層32，使得對應按壓處的第四透明電極層26與第五透明電極層32的壓差為0，藉此使得微開關單元10的導通不影響對應之第二膽固醇液晶層33的液晶控制區331，因此，書寫軌跡T就不會顯示第二膽固醇液晶模組3所對應的綠色。

相反的，若使用者選擇綠色時，雖然第一電壓V1可經由微開關單元10傳送至第三透明電極層25，但是，因為電壓控制電路4不會傳送共同電壓，而會傳送與第一電壓V1相同的第二電壓V2至第二透明電極層22，使得第三透明電極層25與第二透明電極層22的壓差為0，則書寫軌跡T就不會呈現第一膽固醇液晶模組2所對應的紅色；但是，第一電壓V1會經由第三透明電極層25而傳送至第四透明電極層26，使得第四透明電極層26與第五透明電極層32（共同電壓）之間具有壓差而使第二膽固醇液晶層33對應的膽固醇液晶分子轉態至平面態，據此使書寫軌跡T顯示出第二膽固醇液晶模組3所對應的綠色。此外，若第一膽固醇液晶模組2與第二膽固醇液晶模組3中的膽固醇液晶分子同時為平面態的話，則書寫軌跡T將顯示紅色、綠色的混合色（藍色），藉此使微開關電子書寫板E可顯示多彩的書寫軌跡T。同樣地，在擦拭模式時，使用者也可依循上述控制原理選擇擦拭某一顏色的書寫軌跡，或者，選擇將兩種顏色之混合色的書寫軌跡皆擦拭掉，具體控制方法可參照上述的說明。

此外，在一些實施例中，也可在第二膽固醇液晶模組3遠離第一膽固醇液晶模組2的一側再疊置一第三膽固醇液晶模組（未繪示），且使第三膽固醇液晶模組、第一膽固醇液晶模組2與第二膽固醇液晶模組3彼此對應的顏色皆不相同，藉此使書寫軌跡T的顏色更呈現多樣化。

圖5A與圖5B分別為本發明所提供之微開關電子書寫板的又一實施例的示意圖。本實施例的微開關電子書寫板E與前述實施例的微開關電子書寫板E其元件組成及連接關係大致相同。不同之處在於，本實施例的微開關電子書寫板E除了包含前述實施例的微開關陣列模組1與第一膽固醇液晶模組2外，本實施例的第二膽固醇液晶模組3的結構有些不同。

於此，仍以第一膽固醇液晶模組2對應的顏色為紅色，且第二膽固醇液晶模組3對應的顏色為綠色為例來說明。如圖5A與圖5B所示，第二膽固醇液晶模組3包含一第二基板31、一第五透明電極層32及一第二膽固醇液晶層33、一第四透光基板34與第四透明電極層35。於此，第五透明電極層32仍為共同電極，並全面性地設置於第二基板31面對第二膽固醇液晶層33的表面311上，而第二膽固醇液晶層33設置於第五透明電極層32上。另外，第四透光基板34設置於第二膽固醇液晶層33上，且第四透光基板34面對第二膽固醇液晶層33的一表面341上係設置有間隔配置的第四透明電極層35，因此，第二膽固醇液晶層33夾置於第四透明電極層35與第五透明電極層32之間。其中，第二膽固醇液晶模組3係藉由第一基板21及第四透光基板34而與第一膽固醇液晶模組2相互疊合。此外，第二膽固醇液晶層33可包括多個液晶控制區331，且各液晶控制區331分別與各微開關單元10、各透明導電層12、各第一透明電極層14、各間隔配置的第三透明電極層25與各間隔配置的第四透明電極層35對應設置。

本實施例的第一基板21為透光基板，但第二基板31為光反射基板或光吸收基板而具有光反射或光吸收的功能。在一些實施例中，可如圖3C所示，當第二基板31為透光基板時，可在第二基板31遠離第二膽固醇液晶層33的表面312再設置一背板5，以吸收或反射光線。另外，本實施例的第四透明電極層35係電性連接於對應的第三透明電極層25（圖5B），因此，傳送至第三透明電極層25的電壓可同時傳送至對應的第四透明電極層35。此外，本實施例的電壓控制電路4分別與透明導電層12、第二透明電極層22及第五透明電極層32電性連接。於此，電壓控制電路4傳送至透明導電層12的第一電壓V1可為書寫電壓或擦拭電壓，且電壓控制電路4對應傳送至第二透明電極層22、第五透明電極層32的第二電壓V2、第三電壓V3可為共同電壓（例如0伏特）、書寫電壓或擦拭電壓，視書寫或擦拭而定。

此外，本實施例之第一透光基板11、第二透光基板13、第三透光基板24、第四透光基板34、第一基板21、或第二基板31的材料可為塑膠或玻璃的材料，而透明導電層12、第一透明電極層14、第二透明電極層22、第三透明電極層25、第五透明電極層32、或第四透明電極層35的材料為透明導電材料或石墨烯，皆不限制。

如圖5B所示，在本實施例之微開關電子書寫板E中，當微開關單元10受到按壓而使微開關單元10導通時，電壓控制電路4可經由微開關單元10施加第一電壓V1至第一膽固醇液晶模組2及/或第二膽固醇液晶模組3，據此顯示書寫軌跡T或擦拭書寫軌跡T。具體來說，假設使用者在微開關電子書寫板E上書寫，並且要讓書寫軌跡T呈現第一膽固醇液晶模組2所對應的紅色時，當書寫筆P在光入射面111上按壓、書寫，使得按壓處對應的微開關單元10導通時，第一電壓V1可經由微開關單元10之透明導電層12傳送至第三透光基板24之下表面242的第三透明電極層25，藉此控制第一膽固醇液晶模組2對應的膽固醇液晶分子轉態至平面態，使書寫軌跡顯示出對應的紅色。此時，第一電壓V1也會經由第三透明電極層25而傳送至第四透明電極層35，為了不顯示第二膽固醇液晶模組3所對應的綠色，則電壓控制電路4不會傳送共同電壓，而是傳送與第一電壓V1相同的第三電壓V3至第五透明電極層32，使得對應按壓處的第四透明電極層35與第五透明電極層32的壓差為0，藉此使得微開關單元10的導通不影響對應之第二膽固醇液晶層33的液晶控制區331，因此，書寫軌跡T就不會顯示第二膽固醇液晶模組3所對應的綠色。

相反的，若使用者選擇綠色時，雖然第一電壓V1可經由微開關單元10傳送至第三透明電極層25，但是，因為電壓控制電路4不會傳送共同電壓，而會傳送與第一電壓V1相同的第二電壓V2至第二透明電極層22，使得第三透明電極層25與第二透明電極層22的壓差為0，則書寫軌跡T就不會呈現第一膽固醇液晶模組2所對應的紅色；但是，第一電壓V1會經由第三透明電極層25傳送至第四透明電極層35，使得第四透明電極層35與第五透明電極層32（共同電壓）之間具有壓差而使第二膽固醇液晶層33對應的膽固醇液晶分子轉態至平面態，據此使書寫軌跡T顯示出第二膽固醇液晶模組3所對應的綠色。此外，若第一膽固醇液晶模組2與第二膽固醇液晶模組3中的膽固醇液晶分子同時為平面態的話，則書寫軌跡T將顯示紅色、綠色的混合色（藍色），藉此使微開關電子書寫板E可顯示多彩的書寫軌跡T。同樣地，在擦拭模式時，使用者也可依循上述控制原理選擇擦拭某一顏色的書寫軌跡，或者，選擇將兩種顏色之混合色的書寫軌跡皆擦拭掉，具體控制方法可參照上述的說明。

在一些實施例中，也可在第二膽固醇液晶模組3遠離第一膽固醇液晶模組2的一側再疊置一第三膽固醇液晶模組（未繪示），且使第三膽固醇液晶模組、第一膽固醇液晶模組2與第二膽固醇液晶模組3彼此對應的顏色皆不相同，藉此使書寫軌跡T的顏色更呈現多樣化。

此外，請參考圖6，為本發明所提供的一種膽固醇液晶模組的結構示意圖。本實施例的膽固醇液晶模組係可與前述實施例中所提到的微開關陣列模組搭配應用而作成微開關電子書寫板E。如圖所示，膽固醇液晶模組2’係包括基板21’、透光基板24’、膽固醇液晶層23’及對向透明電極層25’。基板21’的表面211’設置有透明電極層22’。透光基板24’具有複數個貫穿透光基板24’的導電孔241’。膽固醇液晶層23’設置於透光基板24’與透明電極層22’之間。對向透明電極層25’係間隔設置於透光基板24’面向膽固醇液晶層23’的表面242’上，且延設至導電孔241’內。

在本實施例中，透光基板24’或基板21’的材料可為塑膠或玻璃；而透明電極層22’或對向透明電極層25’的材料可為透明導電材料或石墨烯。

此外，在本實施例的膽固醇液晶模組2’中，因其各元件組成、各元件的連接關係、變化態樣，及其與微開關陣列模組的搭配應用方式，均與前述實施例中的膽固醇液晶模組2相同，故在此不在重複贅述。

綜上所述，在本發明之微開關電子書寫板與膽固醇液晶模組中，包括微開關陣列模組以及膽固醇液晶模組。微開關陣列模組具有多個陣列配置的微開關單元，各微開關單元的透明導電層設置於第一透光基板背向光入射面的表面，第一透明電極層設置於第二透光基板之第一表面，且延設至第一導電孔內，而膽固醇液晶模組的第三透明電極層設置於第三透光基板面向第一膽固醇液晶層的表面上，且延設至第二導電孔內；其中，微開關陣列模組係藉由第二透光基板及第三透光基板而與第一膽固醇液晶模組相互疊合，且第三透明電極層係經由第二導電孔及第一導電孔而與第一透明電極層電性連接。藉此，由於微開關陣列模組與膽固醇液晶模組的結構相當簡單，製造成本不高；而將微開關陣列模組與膽固醇液晶模組相互疊合後即可製成具有偵測書寫位置或擦拭位置功能的微開關電子書寫板，工序亦相當簡便。故而，本發明的微開關電子書寫板實具有製作工序簡便與製造成本低廉的功效，且因為藉由電壓控制電路來控制第一透明電極層、第二透明電極層等電極層的電壓，因此本發明的微開關電子書寫板亦可以同時兼具有偵測書寫位置或擦拭位置的功能。

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。

E‧‧‧微開關電子書寫板1‧‧‧微開關陣列模組10‧‧‧微開關單元11‧‧‧第一透光基板111‧‧‧光入射面112、211、212、242、311、312、341‧‧‧表面12‧‧‧透明導電層13‧‧‧第二透光基板131‧‧‧第一表面132‧‧‧第二表面133‧‧‧第一導電孔14‧‧‧第一透明電極層15‧‧‧間隔件2‧‧‧第一膽固醇液晶模組2’‧‧‧膽固醇液晶模組21‧‧‧第一基板21’‧‧‧基板211’、212’‧‧‧表面22‧‧‧第二透明電極層22’‧‧‧透明電極層23‧‧‧第一膽固醇液晶層23’‧‧‧膽固醇液晶層231、331‧‧‧液晶控制區24‧‧‧第三透光基板24’‧‧‧透光基板241‧‧‧第二導電孔241’‧‧‧導電孔242’‧‧‧表面25‧‧‧第三透明電極層25’‧‧‧對向透明電極層26、35‧‧‧第四透明電極層3‧‧‧第二膽固醇液晶模組31‧‧‧第二基板32‧‧‧第五透明電極層33‧‧‧第二膽固醇液晶層34‧‧‧第四透光基板4‧‧‧電壓控制電路5‧‧‧背板A-A‧‧‧直線P‧‧‧書寫筆T‧‧‧書寫軌跡V1‧‧‧第一電壓V2‧‧‧第二電壓V3‧‧‧第三電壓

圖1為本發明一實施例之微開關電子書寫板的應用示意圖。 圖2為本發明微開關電子書寫板之一實施例的部分立體分解示意圖。 圖3A為圖2所示的微開關電子書寫板沿直線A-A的一實施例的剖視分解示意圖。 圖3B為圖3A所示的微開關電子書寫板組合後且被按壓時的結構示意圖。 圖3C為圖3A或圖3B所示的微開關電子書寫板設置有背板的結構示意圖。 圖4A與圖4B別為本發明所提供之微開關電子書寫板的另一實施例的結構示意圖。 圖5A與圖5B為本發明所提供之微開關電子書寫板的又一實施例的結構示意圖。 圖6為本發明之膽固醇液晶模組的結構示意圖。

E‧‧‧微開關電子書寫板

1‧‧‧微開關陣列模組

10‧‧‧微開關單元

11‧‧‧第一透光基板

111‧‧‧光入射面

112、211、212、242‧‧‧表面

12‧‧‧透明導電層

13‧‧‧第二透光基板

131‧‧‧第一表面

132‧‧‧第二表面

133‧‧‧第一導電孔

14‧‧‧第一透明電極層

15‧‧‧間隔件

2‧‧‧第一膽固醇液晶模組

21‧‧‧第一基板

22‧‧‧第二透明電極層

23‧‧‧第一膽固醇液晶層

231‧‧‧液晶控制區

24‧‧‧第三透光基板

241‧‧‧第二導電孔

25‧‧‧第三透明電極層

Claims (18)

1. 一種微開關電子書寫板，包括： 一微開關陣列模組，具有多個陣列配置的微開關單元，各該微開關單元包含： 一第一透光基板，具有一光入射面； 一透明導電層，設置於該第一透光基板背向該光入射面的表面； 一第二透光基板，具有面向該透明導電層的一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面，該第二透光基板具有貫穿該第一表面與該第二表面之一第一導電孔； 一第一透明電極層，設置於該第二透光基板之該第一表面，且延設至該第一導電孔內；及 至少一間隔件，設置於該第一透光基板與該第二透光基板之間；以及 一第一膽固醇液晶模組，包含： 一第一基板，其一表面設置有一第二透明電極層； 一第三透光基板，具有複數個貫穿該第三透光基板的第二導電孔； 一第一膽固醇液晶層，設置於該第三透光基板與該第二透明電極層之間；及 一第三透明電極層，設置於該第三透光基板面向該第一膽固醇液晶層的表面上，且延設至該第二導電孔內； 其中，該微開關陣列模組係藉由該第二透光基板及該第三透光基板而與該第一膽固醇液晶模組相互疊合，且該第三透明電極層係經由該第二導電孔及該第一導電孔而與該第一透明電極層電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的微開關電子書寫板，其中該第一膽固醇液晶模組之該第一基板的另一表面係設置有一間隔配置的第四透明電極層。
3. 如申請專利範圍第2項所述的微開關電子書寫板，其中該第四透明電極層係電性連接於該第三透明電極層。
4. 如申請專利範圍第1項所述的微開關電子書寫板，其中該第一透光基板、該第二透光基板、該第三透光基板、或該第一基板的材料為塑膠或玻璃。
5. 如申請專利範圍第1項所述的微開關電子書寫板，其中該第一透光基板為玻璃基板，且該玻璃基板的厚度介於0.1毫米與0.35毫米之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的微開關電子書寫板，其中該透明導電層、該第一透明電極層、該第二透明電極層、或該第三透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。
7. 如申請專利範圍第1項所述的微開關電子書寫板，更包括： 一電壓控制電路，分別與該透明導電層及該第二透明電極層電性連接。
8. 如申請專利範圍第2項所述的微開關電子書寫板，更包括一第二膽固醇液晶模組，該第二膽固醇液晶模組包含： 一第二基板，其一表面設置有一第五透明電極層；及 一第二膽固醇液晶層，設置於該第五透明電極層上； 其中，該第二膽固醇液晶模組藉由該第一基板而與該第一膽固醇液晶模組相互疊合，以使該第二膽固醇液晶層介於該第一基板與該第二基板之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述的微開關電子書寫板，其中該第二基板的材料為塑膠或玻璃。
10. 如申請專利範圍第8項所述的微開關電子書寫板，其中該第五透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。
11. 如申請專利範圍第1項所述的微開關電子書寫板，更包括一第二膽固醇液晶模組，該第二膽固醇液晶模組包含： 一第二基板，其一表面設置有一第五透明電極層； 一第二膽固醇液晶層，設置於該第五透明電極層上；及 一第四透光基板，設置於該第二膽固醇液晶層上，其面對該第二膽固醇液晶層的一表面係設置有一間隔配置的第四透明電極層， 其中，該第二膽固醇液晶模組藉由該第一基板及該第四透光基板而與該第一膽固醇液晶模組相互疊合。
12. 如申請專利範圍第11項所述的微開關電子書寫板，其中該第四透明電極層係電性連接於該第三透明電極層。
13. 如申請專利範圍第11項所述的微開關電子書寫板，其中該第二基板、或該第四透光基板的材料為塑膠或玻璃。
14. 如申請專利範圍第11項所述的微開關電子書寫板，其中該第四透明電極層、或該第五透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。
15. 如申請專利範圍第8項或第11項所述的微開關電子書寫板，更包括： 一電壓控制電路，分別與該透明導電層、該第二透明電極層及該第五透明電極層電性連接。
16. 一種膽固醇液晶模組，包括： 一基板，其一表面設置有一透明電極層； 一透光基板，具有複數個貫穿該透光基板的導電孔； 一膽固醇液晶層，設置於該透光基板與該透明電極層之間；以及 一對向透明電極層，係間隔設置於該透光基板面向該膽固醇液晶層的表面上，且延設至該導電孔內。
17. 如申請專利範圍第16項所述的膽固醇液晶模組，其中該透光基板、或該基板的材料為塑膠或玻璃。
18. 如申請專利範圍第16項所述的膽固醇液晶模組，其中該透明電極層或該對向透明電極層的材料為透明導電材料或石墨烯。

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