具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置及方法与流程

1.本发明涉及双稳态液晶书写装置技术领域，特别涉及一种具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.在进行教学书写时需要参照一定的辅助画线，比如田字格、汉语拼音辅助线、英文四线三格辅助线等；或者，在制作五线谱时，也需要五线谱辅助线，以便于准确识别音符。
4.发明人发现，目前市面上的液晶书写板或者黑板，绝大多数产品在书写区域不带有任何的辅助划线。为了实现辅助图案的使用，一般采用如下几种方式：
5.(1)采用张贴的方式将带有辅助线的张贴画贴附在液晶书写板或者黑板上，此种方式容易导致书写不顺畅，书写的字体受张贴画的阻碍产生断续，极大的降低了书写体验；
6.(2)教师手工在液晶书写板或者黑板上绘制辅助线，此种方式在进行书写笔迹的擦除时会将辅助线一并擦除，再次使用时需要重新绘制辅助线，费事费力，严重耽误了教学时间；在普通黑板张贴辅助线或者在普通黑板上手绘辅助线的方式还存在粉笔书写时的粉尘污染；
7.(3)制作能够显示辅助图案的液晶书写膜，采用水洗蚀刻或者激光蚀刻的方式在液晶书写膜上生成绝缘分割线，进而在液晶书写膜的特定位置显示辅助图案，这种方式无法实现虚线的显示，辅助图案的大小、粗细和位置不可调，使用体验较差。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置及方法，能够实现横线、竖线、拼音格、田字格、五线谱和米字格等多种辅助图案的任意位置显示，辅助图案的大小、粗细和位置可调，极大的提高了用户体验。
9.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
10.本发明第一方面提供了一种具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置。
11.一种具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置，包括：依次设置的导电层、双稳态液晶层和基底层；所述基底层包括：
12.阵列状排布的若干像素单元，每个像素单元内设有像素电极以及与所述像素电极连接的薄膜晶体管tft；
13.控制单元，被配置为：在指定区域和/或指定时间电驱动显示辅助图案，在辅助图案被擦除后在原位和/或新的指定区域重新显示。
14.作为可选的一种实现方式，辅助图案为横线、竖线、拼音格、田字格、五线谱和米字格中的一种或多种。
15.作为可选的一种实现方式，所述双稳态液晶层为能够通过压力实现书写的双稳态胆甾相液晶。
16.作为可选的一种实现方式，电驱动显示，包括：采用逐行驱动的方式，基于每一行中的显示位置，通过控制每一行中设定的薄膜晶体管tft的导通状态和输入电压，为相应的像素电极输入设定的电压，以使这些像素电极与导电层在空间重叠的位置形成设定的电场，最终实现对辅助图案的显示；所述的行可以替换为列。
17.作为可选的一种实现方式，电驱动显示，包括：控制设定tft的导通状态和输入电压，这些tft与导电层在空间重叠位置形成的电场，先使得液晶书写装置在由设定的若干行形成的第一区域呈现显示状态；
18.然后在第一区域中，通过逐行驱动擦除的方式，依次控制每一行中设定tft的导通状态和输入电压，这些tft连接的像素电极与导电层在空间重叠位置形成的电场，使得所述像素电极覆盖的子区域呈擦除状态；第一区域驱动完成后，进行下一区域的驱动，直到设定内容显示完毕。
19.本发明第二方面提供了一种辅助图案显示方法。
20.一种辅助图案显示方法，利用本发明第一方面所述的双稳态液晶书写装置，包括以下过程：
21.接收对辅助图案的显示指令并获取显示位置；
22.采用逐行驱动显示的方式，基于每一行的显示位置，依次通过控制每一行中设定的薄膜晶体管tft的导通状态和输入电压，为相应的像素电极输入设定的电压，以使这些像素电极与导电层在空间重叠的位置形成设定的电场，最终实现辅助图案的显示；
23.当接收到辅助图案被擦除的信号时，在预设时间后，重复上述辅助图案显示过程进行辅助图案的重新显示。
24.本发明第三方面提供了一种辅助图案显示方法。
25.一种辅助图案显示方法，利用本发明第一方面所述的双稳态液晶书写装置，包括以下过程：
26.接收对辅助图案的显示指令并获取显示位置；
27.控制设定tft的导通状态和输入电压，这些tft与导电层在空间重叠位置形成的电场，使得液晶书写装置在由设定的若干行形成的第一区域呈现显示状态；
28.在第一区域中，通过逐行驱动擦除的方式，依次控制每一行中设定tft的导通状态和输入电压，这些tft连接的像素电极与导电层在空间重叠位置形成的电场，使得所述像素电极覆盖的子区域呈擦除状态；
29.第一区域驱动完成后，进行下一区域的驱动，直到辅助图案显示完毕；
30.当接收到辅助图案被擦除的信号时，在预设时间后，重复上述辅助图案显示过程进行辅助图案的重新显示。
31.本发明第四方面提供了一种电子书包，包括：第一方面所述的具备显示功能的液晶书写装置；所述液晶书写装置内设有：
32.显示控制模块，被配置为用于选定显示内容并在液晶书写装置的设定位置进行显示；
33.书写控制模块，被配置为用于实现在液晶书写装置上的设定位置进行书写；
34.擦除控制模块，被配置为用于实现对液晶书写装置上设定位置内容的擦除；
35.数据传输模块，被配置为用于实现液晶书写装置与其他终端设备之间的数据传
输；
36.数据存储模块，被配置为用于实现对设定书写或显示内容按照时间序列进行存储。
37.本发明第五方面提供了一种液晶大屏，包括：第一方面所述的具备显示功能的液晶书写装置；所述液晶书写装置内设有：
38.显示控制模块，被配置为用于选定显示内容并在液晶书写装置的设定位置进行显示；
39.书写控制模块，被配置为用于实现在液晶书写装置上的设定位置进行书写；
40.擦除控制模块，被配置为用于实现对液晶书写装置上设定位置内容的擦除；
41.数据传输模块，被配置为用于实现液晶书写装置与其他终端设备之间的数据传输；
42.数据存储模块，被配置为用于实现对设定书写或显示内容的存储。
43.本发明第六方面提供了一种智慧教室，包括：第四方面所述的电子书包、第五方面所述的液晶大屏，以及教师终端；所述电子书包、液晶大屏和教师终端相互通信；所述电子书包上的显示或书写内容，能够在教师终端同步显示。
44.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
45.1、本发明所述的具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置及方法，能够实现横线、竖线、拼音格、田字格、五线谱和米字格等多种辅助图案的任意位置显示，辅助图案的大小、粗细和位置可调，极大的提高了用户体验。
46.2、本发明所述的具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置及方法，当接收到辅助图案被擦除的信号时，在预设时间后，重复上述辅助图案显示过程进行辅助图案的重新显示，保证了辅助图案的稳定显示，进一步的提高了用户使用体验。
47.本发明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
48.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。
49.图1为本发明实施例1提供的拼音线和田字格的显示示意图。
50.图2为本发明实施例1提供的拼音线和米字格的显示示意图。
51.图3为本发明实施例1提供的五线谱的显示示意图。
52.图4为本发明实施例1提供的多种辅助图案显示示意图。
53.图5为本发明实施例2提供的辅助图案重新显示过程示意图。
54.其中，1-拼音线；2-田字格；3-米字格；4-五线谱；5-书写显示区域。
具体实施方式
55.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
56.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。
57.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发明的示例性实施方式。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。
58.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
59.实施例1：
60.如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例1提供了一种具备辅助图案显示功能的双稳态液晶书写装置，包括：依次设置的导电层、双稳态液晶层和基底层；所述基底层包括：
61.阵列状排布的若干像素单元，每个像素单元内设有像素电极以及与所述像素电极连接的薄膜晶体管tft；
62.控制单元，被配置为：在指定区域和/或指定时间电驱动显示辅助图案，在辅助图案被擦除后在原位和/或新的指定区域重新显示。
63.本实施例中，辅助图案为横线、竖线、拼音格1、田字格2、米字格3和五线谱4中的一种或多种；可以理解的，在其他一些实施方式中，所述辅助图案也可以是斜线或者折线或者其他能够显示的图案，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
64.本实施例中，辅助图案可以设置在书写显示区域的任意位置，只要能够实现显示即可，也可以同时显示不同的多种图案，如图4所示，可以在书写显示区域5上同时显示拼音格1、田字格2、五线谱4和米字格3。
65.可以理解的，在其他一些实施方式中，可以随机的在书写显示区域5上显示其他一种或者多种图案，每种图案都可以显示多个，各个图案的书写显示区域也可以根据书写喜好或者教学需求进行随机设定；例如，针对低年级的学生，拼音线和米字格可以设置在靠近书写显示区域底部的位置方便学生书写，同时也可以在书写显示区域的中间位置显示拼音线和米字格以方便教学演示，本领域技术人员可以根据需要设定，这里不再赘述。
66.本实施例中，具体的电驱动显示方法，可以是：
67.基于每一行中的显示位置，通过控制每一行中设定的薄膜晶体管tft的导通状态和输入电压，为相应的像素电极输入设定的电压，以使这些像素电极与导电层在空间重叠的位置形成设定的电场，最终实现对辅助图案的显示；所述的行可以替换为列。
68.或者，也可以是，控制设定tft的导通状态和输入电压，这些tft与导电层在空间重叠位置形成的电场，先使得液晶书写装置在由设定的若干行形成的第一区域呈现显示状态；
69.然后在第一区域中，通过逐行驱动擦除的方式，依次控制每一行中设定tft的导通状态和输入电压，这些tft连接的像素电极与导电层在空间重叠位置形成的电场，使得所述像素电极覆盖的子区域呈擦除状态；第一区域驱动完成后，进行下一区域的驱动，直到设定内容显示完毕。
70.具体的电驱动显示的方案可以采用中国专利cn202110196926.2(兼具电驱动显示和压力显示的双稳态液晶书写装置及方法)中的方案，这里不再详细赘述。
71.或者，具体的电驱动显示方法，可以采用快速电驱动显示方案，如：
72.双稳态液晶书写装置的基底层包括：阵列状排布的若干像素电极，每个像素电极
与开关元件组连接；所述开关元件组包括至少两个并联连接的开关元件；
73.沿像素电极阵列的每一行分别设置第一导线，每一行像素电极连接的开关元件控制端均连接到该行对应的第一导线；
74.沿像素电极阵列的每一列分别设置第二导线组，每一列像素电极连接的开关元件输入端均连接到该列对应的第二导线组，连接同一像素电极的开关元件输入端分别连接第二导线组中不同的第二导线；
75.控制单元，被配置为控制输入第一导线和第二导线的电压，以同时控制至少两行像素电极对应的设定区域呈显示状态；
76.上述的行和列可以互换。
77.或者，可以采用如下快速电驱动显示方案：
78.基底层包括：
79.阵列状排布的若干像素电极，每个像素电极与开关元件组连接；所述开关元件组包括至少两个并联连接的开关元件；
80.沿像素电极阵列的每一行分别设置第一导线，每一行像素电极连接的开关元件控制端均连接到该行对应的第一导线；
81.沿像素电极阵列的每一列分别设置第二导线组，每一列像素电极连接的开关元件输入端均连接到该列对应的第二导线组，连接同一像素电极的开关元件输入端分别连接第二导线组中不同的第二导线；
82.控制单元，被配置为控制输入第一导线和第二导线的电压，以先控制第一显示区域呈显示状态；然后每次同时控制该第一显示区域内至少两行像素电极对应的设定区域呈擦除状态；第一显示区域驱动显示完毕后，进行第二显示区域的驱动显示；
83.上述的行和列可以互换；
84.或者，可以采用如下快速电驱动显示方案：
85.基底层包括：
86.阵列状排布的若干像素电极，每个像素电极与开关元件组连接；所述开关元件组包括至少两个并联连接的开关元件；
87.沿像素电极阵列的每一行分别设置第一导线，每一行像素电极连接的开关元件控制端均连接到该行对应的第一导线；
88.沿像素电极阵列的每一列分别设置第二导线组，每一列像素电极连接的开关元件输入端均连接到该列对应的第二导线组，连接同一像素电极的开关元件输入端分别连接第二导线组中不同的第二导线；
89.控制单元，被配置为控制输入第一导线和第二导线的电压，以控制设定行数的像素电极对应的区域呈显示状态的同时，已经处于显示状态的像素电极中，设定行数的像素电极对应的设定区域呈擦除状态；
90.上述的行和列可以互换。
91.具体的上述快速电驱动显示的方案见中国专利cn202110196914.x(具备快速电驱动显示功能的双稳态液晶书写装置及方法)，这里不再赘述。
92.实施例2：
93.本发明实施例2提供了一种辅助图案显示方法，利用本发明实施例1所述的双稳态
液晶书写装置，包括以下过程：
94.接收对辅助图案的显示指令并获取显示位置；
95.采用逐行驱动显示的方式，基于每一行的显示位置，依次通过控制每一行中设定的薄膜晶体管tft的导通状态和输入电压，为相应的像素电极输入设定的电压，以使这些像素电极与导电层在空间重叠的位置形成设定的电场，最终实现辅助图案的显示；
96.当接收到辅助图案被擦除的信号时，在预设时间后，重复上述辅助图案显示过程进行辅助图案的重新显示。
97.如图5所示，以在米字格中书写文字为例，包括以下过程：
98.s1：在五个依次设置的“米字格”中，依次写入“欲穷千里目”五个中文汉字；
99.s2：当需要擦除时，采用电驱动擦除(采用现有方案)或者光擦(采用现有方案)的方式进行“目”字的擦除，同时擦除了第五个“米字格”的部分图案；
100.s3：擦除完毕之后或者预设时间(此时间可以人为设定，例如0.5秒或者1秒或者其他自定义时间)之后，采用电驱动显示的方式重新进行被擦除的第五个“米字格”的显示。
101.实施例3：
102.本发明实施例3提供了一种辅助图案显示方法，利用本发明实施例1所述的双稳态液晶书写装置，包括以下过程：
103.接收对辅助图案的显示指令并获取显示位置；
104.控制设定tft的导通状态和输入电压，这些tft与导电层在空间重叠位置形成的电场，使得液晶书写装置在由设定的若干行形成的第一区域呈现显示状态；
105.在第一区域中，通过逐行驱动擦除的方式，依次控制每一行中设定tft的导通状态和输入电压，这些tft连接的像素电极与导电层在空间重叠位置形成的电场，使得所述像素电极覆盖的子区域呈擦除状态；
106.第一区域驱动完成后，进行下一区域的驱动，直到辅助图案显示完毕；
107.当接收到辅助图案被擦除的信号时，在预设时间后，重复上述辅助图案显示过程进行辅助图案的重新显示。
108.实施例4：
109.本发明实施例4提供了一种电子书包，包括：实施例1所述的具备显示功能的液晶书写装置；所述液晶书写装置内设有：
110.显示控制模块，被配置为用于选定显示内容并在液晶书写装置的设定位置进行显示；
111.书写控制模块，被配置为用于实现在液晶书写装置上的设定位置进行书写；
112.擦除控制模块，被配置为用于实现对液晶书写装置上设定位置内容的擦除；
113.数据传输模块，被配置为用于实现液晶书写装置与其他终端设备之间的数据传输；
114.数据存储模块，被配置为用于实现对设定书写或显示内容按照时间序列进行存储。
115.其中，显示内容包括：书籍内容、练习本或作业本或者画本的辅助线。
116.本实施例中，电子书包可以从云端、存储系统或者通过网络获取各门功课的书本内容、练习册内容进行显示，可以在显示上述内容的基础上进行批注/记录；也可以显示成
为练习本或作业本或者画本，并在此基础上进行书写/绘画、擦除或保存，按照时间序列进行保存，使得保存的内容能够像真正的本子一样，一页一页记录内容；同时保存的内容可以被调取出来进行查阅/编辑。
117.本实施例中，电子书包集书本、练习本/作业本/画本、书写笔、橡皮与一体，无需纸张耗材，最大程度保护学生眼睛，同时极大地方便学生学习和复习，提高课堂显效率。
118.实施例5：
119.本发明实施例5提供了一种液晶大屏，包括：实施例1所述的具备显示功能的液晶书写装置；所述液晶书写装置内设有：
120.显示控制模块，被配置为用于选定显示内容并在液晶书写装置的设定位置进行显示；
121.书写控制模块，被配置为用于实现在液晶书写装置上的设定位置进行书写；
122.擦除控制模块，被配置为用于实现对液晶书写装置上设定位置内容的擦除；
123.数据传输模块，被配置为用于实现液晶书写装置与其他终端设备之间的数据传输；
124.数据存储模块，被配置为用于实现对设定书写或显示内容的存储。
125.液晶大屏上可以划分显示位置和书写区域；或者，自主设定液晶大屏的显示位置和书写区域。这样在显示设定内容的同时，可以在旁边进行标注或讲解；无需使用者花费过长时间进行板书，能够节省时间，提高效率。
126.当然，液晶大屏的设定位置也可以设置液晶显示屏，以实现对动画、视频等动态内容的播放。
127.本实施例液晶大屏可以用在教室、办公室等场所，能够集书写、显示、擦除、存储、通信等功能与一体。
128.实施例6：
129.本发明实施例6提供了一种智慧教室，包括：实施例4所述的电子书包、实施例5所述的液晶大屏，以及教师终端；所述电子书包、液晶大屏和教师终端相互通信；所述电子书包上的显示或书写内容，能够在教师终端同步显示，实现智慧教学。
130.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。