液晶书写装置光照擦除电压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及液晶书写板
技术领域
，特别是涉及一种液晶书写装置光照擦除电压控制方法及系统。背景技术
目前市面上的液晶书写板，其工作原理是利用液晶的双稳态特性实现显示和/或擦除液晶写字板上的书写内容。以胆甾相液晶为例,通过作用在液晶写字板上的压力改变笔头处液晶状态来记录书写笔的书写压力轨迹，进而显示对应的书写内容；通过施加电场使胆甾相液晶结构发生变化，从而使液晶写字板上的书写轨迹消失以实现擦除。
专利号CN112684618B的发明专利公开了利用光照实现对液晶书写装置局部擦除的技术方案，该方案包括自上而下依次设置导电层、液晶层和基底层；在基底层上阵列状排布若干擦除单元，每个擦除单元内设有擦除电极以及与擦除电极连接的薄膜场效应晶体管TFT（以下简称TFT）；为TFT的栅极施加设定的控制电压，为TFT的源极施加设定的输入电压，使得TFT处于临界截止状态；为导电层施加设定的电压；此时，通过擦除装置（以下简称板擦）为需要擦除的区域施加设定强度范围内的光照，能够使得接收到光照的区域内的TFT导通，从而为相应的擦除电极输入设定的电压，当该擦除电极与导电层之间充电至达到液晶的擦除电压时，能够实现局部擦除。
上述方案中，基底层上的每一个TFT位置均对应设置一个TFT透光口，用于接收光照照射；结合图1中的光照时间与基底层与液晶层之间电压差的变化关系曲线，如果TFT透光口开设的较小时，通过开口照到TFT上的光通量较小，光导通电流较小，进而基底层与液晶层之间的电压变化较慢，需要光照很长时间才能够使设定的擦除电极与导电层之间的电压差达到液晶的擦除电压，从而导致擦除时间较长，降低书写擦除效率，用户体验度差。
另一方面，受到TFT沟道掺杂浓度的影响，如果TFT沟道掺杂浓度较小，TFT光敏性变差，也会使得光导通电流过小，进而影响局部擦除所需要的时间。
TFT基板上的存储电容设计较大时，电压变化较慢，擦除时间很长。
发明内容
基于此，本发明提出了一种液晶书写装置光照擦除电压控制方法及系统，采用预充电的方式，在实现局部擦除之前，先将基底层与导电层之间的电压差控制至设定的电压范围内，然后再利用光照实现局部擦除。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种液晶书写装置光照擦除电压控制方法，所述液晶书写装置包括依次设置导电层、液晶层和基底层；所述基底层上阵列状排布若干擦除单元，每个擦除单元内设有擦除电极以及与擦除电极连接的薄膜场效应晶体管TFT；
所述的电压控制方法包括：
将基底层和导电层之间的电压差控制在液晶的擦除电压之下的设定电压值范围内；
然后控制基底层上全部或设定的部分TFT处于临界状态，利用设定强度范围内的光照照射，以使得TFT在接受到设定强度范围内的光照时导通，相应擦除电极与导电层之间的电压差在设定电压值范围的基础上加载至液晶的擦除电压，从而实现局部擦除。
所述临界状态指的是控制施加在TFT栅极和源极的电压，使得TFT在未接收到设定强度范围内的光照时处于截止状态，而在接收到设定强度范围内的光照后能够导通。
局部擦除完成后，将基底层与导电层之间的电压差控制至所述设定的电压值范围；方便下次擦除；或者，将基底层与导电层之间的电压差放电至零，防止膜内电荷积累。
根据本发明的第二个方面，提供了一种液晶书写装置光照擦除电压控制系统，包括：
电压控制模块，用于将基底层和导电层之间的电压差控制在液晶的擦除电压之下的设定电压值范围内；
局部擦除模块，用于控制基底层上全部或设定的部分TFT处于临界状态，利用设定强度范围内的光照照射，实现局部擦除。
根据本发明的第三个方面，提供了一种电压驱动控制器，所述控制器加载并执行上述的液晶书写装置光照擦除电压控制方法。
根据本发明的第四个方面，提供了一种液晶书写装置，包括上述的电压驱动控制器，或者，采用上述的液晶书写装置光照擦除电压控制方法，实现局部擦除。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过对基底层和液晶层之间预先加载电压，缩短了TFT光照导通所需要的时间，提高了局部擦除的速度，解决了由于TFT透光口偏小或者TFT沟道掺杂浓度过低或者存储电容过大导致的光导通电流小，从而延长光照擦除所需时间的问题。
（2）本发明在一次擦除过程中，每隔设定时间t将基底层和导电层之间的电压差控制至设定的电压范围，一方面缩短了下一次局部擦除所需的时间，避免由于较强环境光引起的字迹变淡；另一方面能够缩短进行局部擦除后可重新进行书写的间隔时间，实现边擦边写，提高书写效率，提升使用者的书写体验度。
本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为光照时间与基底层与液晶层之间电压差的变化关系曲线；
图2为本发明实施例中经过预先加载电压后的光照时间与基底层与液晶层之间电压差的变化关系曲线；
图3（a）-（b）分别为本发明实施例中TFT连接示意图；
图4为本发明实施例中进行预先加载电压时的电压加载示例；
图5为本发明实施例中进行光照擦除时的电压加载示例。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
正如背景技术所描述的，在利用光照进行局部擦除时，由于TFT透光口过小或者TFT沟道的掺杂浓度过低或者存储电容过大，会导致光导通电流过小，从而使得基底层与液晶层之间的充电电压较小，需要光照很长时间才能够使设定的擦除电极与导电层之间的电压差达到液晶的擦除电压，实现局部擦除所需的时间较长，降低书写擦除效率，用户体验度差。
根据本发明实施例，公开了一种液晶书写装置光照擦除电压控制方法，该方法所基于的液晶书写装置包括：自上往下依次设置的导电层、双稳态液晶层和基底层。其中，导电层可以不分割，基底层上集成有若干擦除单元，这些擦除单元呈阵列式排布，每个擦除单元内设有擦除电极以及与擦除电极连接的TFT；TFT的导通能够为与其连接的擦除电极提供电压。
本实施例的液晶书写装置光照擦除电压控制方法具体包括如下过程：
首先，将基底层和导电层之间的电压差控制在液晶的擦除电压之下的设定电压值范围内；
然后，控制基底层上全部或设定的部分TFT处于临界状态，TFT在接受到设定强度范围内的光照时导通，相应擦除电极与导电层之间的电压差在预充电电压值的基础上到达液晶的擦除电压VE，从而实现局部擦除。
其中，临界状态具体指的是：为液晶书写装置基底层上TFT的栅极和源极分别施加设定的电压；所述电压使得TFT在未接收到设定强度范围内的光照时处于截止状态；而在接收到设定强度范围内的光照后能够导通；从而使得导通的TFT对应的擦除电极上加载的电压与导电层之间的电压差，达到液晶的局擦电压，实现局部擦除。
结合图2，本实施例通过将基底层和导电层之间的电压差控制在液晶的擦除电压之下的设定电压值范围内，基底层和导电层之间的电压差在设定的电压范围内（比如电压V0）的基础上，对基底层和导电层之间的电压差进行提升，从而极大缩短了从TFT光照导通到基底层和导电层之间的电压差达到液晶的擦除电压所需要的时间，加快了局部擦除的速度。
通过对比图1和图2中，基底层和导电层之间的电压差达到液晶的擦除电压VE所需要的时间，可以明显的看出，t0＜t1,所需要的时间明显缩短。
图3（a）-（b）分别给出了TFT的接线示意图，参照图3（a），第一极板代表基底层上TFT连接的擦除电极区域；第二极板代表导电层；TFT的漏极还可连接存储电容，每一个存储电容的引出电极线均与导电层的引出电极线连接，TFT开通能够为存储电容充电。图3（a）中，存储电容C1的作用是防止电压突变，当然也可以利用导电层和基底层之间自身形成的分布电容来实现存储电容C1的作用，此时便可以省略存储电容C1，参照图3（b）所示。
本实施例中，通过光照使得TFT导通，为相应的擦除电极输入设定的电压，从而为所述擦除电极与导电层之间的电容（存储电容C1或分布电容）进行充电，当电容两端的电压差达到液晶的擦除电压时，能够实现对该区域的局部擦除。
具体地，首先通过为TFT的栅极和源极分别施加设定的电压，使得基底层上全部或设定部分TFT导通，并为相应的擦除电极施加设定的第一电压；为导电层施加设定的第二电压；由此，将基底层和导电层之间的电压差加载至小于液晶的擦除电压的设定的电压范围内；由于该电压范围小于液晶的擦除电压，因此此时无法实现局部擦除。
需要说明的是，上述设定的电压值范围，根据液晶的擦除电压、基底层与导电层之间的电容以及光导通电流共同确定；也可以根据实际需要进行设定。
然后，将基底层上的所有TFT加载至临界状态，为导电层施加设定的第三电压值，以在接收到设定光照强度范围的光照照射时，TFT能够导通，并且，对应的擦除电极与导电层之间的电压差能够达到液晶的擦除电压，实现局部擦除。
作为具体的实施方式，以图3（b）所示的TFT结构为例，参照图4和图5，首先为基底层上所有或者设定的部分TFT的栅极（G）施加20V电压，源极（S）施加12V电压，为导电层施加23V电压；此时，TFT会导通，加载在相应擦除电极（第一极板）上的电压为12V，此时，第一极板与第二极板之间的电压差的绝对值为11V，该电压值小于液晶的擦除电压，无法实现局部擦除。
然后，为基底层上所有或者设定的部分TFT的栅极（G）施加-6V电压，源极施加0V电压，为导电层施加23V电压；此时TFT处于临界状态，接收到设定强度光照的TFT能够导通，漏极电压从12V变到零。
可见，预先加载电压后，光照导通实现局部擦除时，第一极板与第二极板之间的电压差从11V充电增加至23V；而如果不预先加载电压，第一极板与第二极板之间的电压差需要从零充电至23V；显然，进行预充电后实现光照擦除所需要的时间变短。
作为可选的实施方式，局部擦除完成后，将基底层与导电层之间的电压差重新加载至所述设定的电压范围，以便于下一次局部擦除时，仍能够从该电压范围开始，为基底层和导电层之间的电容进行充电；当然，也可以将基底层与导电层之间的电压差放电至零。
作为一种更为具体的实施方式，由于刚刚擦除的区域对应的基底层和导电层之间加载了设定的擦除电场，因此，这些区域在电场没有撤销之前无法进行再次书写，这极大地影响了书写效率和书写体验。
基于此，本实施例中设计一种局部擦除控制方法，具体包括如下过程：
将擦除装置从进入书写区域到离开书写区域的过程定义为一次擦除过程；
在一次擦除过程中，采用上述的液晶书写装置光照擦除电压控制方法实现局部擦除；每间隔设定时间t,将基底层与导电层之间的电压差控制至所述设定电压范围，然后控制基底层上全部或设定的部分TFT处于临界状态，以在接收到设定强度范围内的光照时，再次实现局部擦除。
与此同时，还可以包括：在一次擦除过程中，如果擦除装置的当前位置，与上一次基底层与导电层之间的电压差处于所述设定电压范围时擦除装置所在的位置相比，两者之间的最短距离超过设定值S，将基底层与导电层之间的电压差控制至所述设定电压范围，然后控制基底层上全部或设定的部分TFT处于临界状态，以在接收到设定强度范围内的光照时，再次实现局部擦除。
本次擦除过程结束时，将基底层与导电层之间的电压差放电至零。
本实施例在一次擦除过程中，每隔设定时间t对基底层和导电层之间的电压差控制至设定的电压范围，一方面缩短了下一次局部擦除所需的时间，另一方面能够缩短进行局部擦除后可重新进行书写的间隔时间，实现边擦边写，提高书写效率，提升使用者的书写体验度。
实施例二
根据本发明的实施例，公开了一种液晶书写装置光照擦除电压控制系统的实施例，具体包括：
电压控制模块，用于将基底层和导电层之间的电压差控制在液晶的擦除电压之下的设定电压值范围内；
局部擦除模块，用于控制基底层上全部或设定的部分TFT处于临界状态，利用设定强度范围内的光照照射，实现局部擦除。
需要说明的是，上述各模块的具体实现方式已经在实施例一中进行了详细说明，此处不再详述。
实施例三
根据本发明的实施例，公开了一种电压驱动控制器，所述控制器加载并执行实施例一中所述的液晶书写装置光照擦除电压控制方法。
实施例四
根据本发明的实施例，公开了一种液晶书写装置，其采用实施例一中所述的液晶书写装置光照擦除电压控制方法，实现局部擦除。
或者，包括实施例三所述的电压驱动控制器。
本实施例中的液晶书写装置，可以是液晶书写板、液晶黑板或者液晶画板等具体产品。比如：市面上目前已知的光能写字板、光能液晶手写板、光能大液晶写字黑板、光能无尘写字板、光能便携黑板、电子画板、lcd电子写字板、电子手写板、电子记事笔记本、涂鸦板、儿童手写板、儿童涂鸦画板、橡皮擦功能速写板、液晶电子绘画板或者彩色液晶手写板等，或者本领域技术人员能够获知的其他相关产品。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
