具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应理解，尽管可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

本申请提供一种液晶书写板，如图1所示，包括相对设置的第一透明基板11和遮光基板12，以及位于第一透明基板11和遮光基板12之间的双稳态液晶层13。

其中，第一透明基板11于靠近双稳态液晶层13的一侧设置有第一透明电极板14。

遮光基板12于靠近双稳态液晶层13的一侧设置有第二透明电极板15。

双稳态液晶层13包括多个像素单元(图中未标注)，如图2所示，每个像素单元包括沿平行于第一透明基板11的方向并排设置的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133，任意相邻的两个液晶子单元之间通过透明间隔物134隔离。

透明间隔物134设置于同一像素单元内的相邻的两个液晶子单元之间，也设置于相邻两个像素单元之间，透明间隔物134在不遮挡光线的基础上起到隔断作用。

在一些实施例中，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133在遮光基板12上的正投影的宽度W至少为100μm，长度L至少为40μm。

在一些实施例中，对应的，像素单元的宽度W至少为100μm，长度L至少为120μm。

第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133被配置为在第一预设电场的作用下分别反射红光、绿光和蓝光，以及被配置为在第二预设电场的作用下呈散射态。

在第一预设电场的作用下，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133分别反射红光、绿光和蓝光，像素单元显示出白色。

在第二预设电场的作用下，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133呈散射态，像素单元显示出遮光基板12的颜色。

在一些实施例中，液晶书写板在初始状态下，整个双稳态液晶层13都处于第一预设电场的作用下，整个双稳态液晶层13显示出白色，此时液晶书写板为书写白板。

第二预设电场和第一预设电场的大小取决于第一透明电极板14与第二透明电极板15之间的电压和距离。

在一些实施例中，第二预设电场大于第一预设电场，当双稳态液晶层13处于第一预设电场下且第一透明基板11远离双稳态液晶层13的一侧(书写侧)被按压(包括书写笔或用户手指的书写按压)时，在按压位置处，第一透明电极板14与第二透明电极板15之间的距离减小，双稳态液晶层13于按压位置处的电场增大，可以由第一预设电场转变为第二预设电场，双稳态液晶层13在按压位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133由反射红光、绿光和蓝光的状态转变为散射态，显示出遮光基板12的颜色，实现在白色的液晶书写板上显示字迹。

在一些实施例中，所述液晶书写板11包括触控组件。

例如，所述触控组件可以是红外触控组件(图中未示出)。红外触控组件可以在第一透明基板周围设置，用于对使用者在液晶书写板11的触控或书写位置进行定位。

在一些实施例中，触控组件可以设置在第一透明基板11远离双稳态液晶层13的一侧(书写侧)上；其中，触控组件可以为电容触控组件或者电阻触控组件。

进一步的，在一些实施例中，第一透明电极板14包括多个呈阵列排布的第一子电极(图中未示出)，第二透明电极板15包括多个呈阵列排布的第二子电极(图中未示出)。

进一步的，在一些实施例中，第一子电极和第二子电极一一对应。

对应的，当触控组件识别到第一透明基板11的书写侧被触控(例如用户的书写触控操作)时，可以控制驱动单元16对触控位置处的第一子电极和第二子电极之间加载一预设电压，使得双稳态液晶层13于触控位置处产生第二预设电场，触控位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133由反射红光、绿光和蓝光的状态转变为散射态，显示出遮光基板12的颜色，实现在白色的液晶书写板上显示字迹。

这种书写板结构下，用户通过触控来实现在书写板上的书写操作以及字迹的显示，可提高书写灵敏度。

需要说明的是，对于设置有触控组件的书写板结构中，当第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133在0电场的作用下，就可以保持分别反射红光、绿光和蓝光的状态时，第一预设电场的大小可以为0，即在显示白色的初始状态下，施加在第一透明电极板14和第二透明电极板15之间的电压大小可以为0V。

在一些实施例中，遮光基板12的颜色被配置为书写笔迹的颜色。

在一些实施例中，遮光基板12的颜色选自除白色外的任意颜色，可以为黑色或彩色，可以根据实际需求进行设定。

这种在白色的液晶书写板上显示字迹的方案，书写板的显示亮度和对比度都大大提高，大大提高了书写板的字迹清晰度，提升了用户体验感。

在一些实施例中，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133的材料包括具有双稳态性质的胆甾相液晶，或通过特殊的取向方法处理过的可实现双稳态的向列相液晶。

在一些实施例中，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133的材料均包括胆甾相液晶。

胆甾相液晶具有独特的螺旋状排列，液晶分子分层扭曲排列，分子平躺在各分层中，分层与分层平行，在每一分层中分子像向列相一样彼此倾向于平行排列，但沿着层面的法线方向分子的指向矢基本上均匀连续的旋转，指向矢旋转360°时的层间距称为螺距P0。胆甾相液晶包括平面织构状态(Planar Texture，P态)，焦锥织构状态(Focal ConicTexture，FC态)和垂直结构状态(Homeotropic，H态)。其中平面织构状态(P态)和焦锥织构状态(FC态)可以稳定保持，且无需电压维持。如图3(a)所示，胆甾相液晶呈现平面织构状态(P态)时，液晶分子围绕垂直于基板表面的螺旋轴在空间呈现螺旋形排列，当光线入射到液晶表面时，液晶分子对特定波长λ的光线选择性反射。如图3(b)所示，胆甾相液晶呈现焦锥织构状态(FC态)时，液晶分子仍然呈螺旋排列，但液晶畴的螺旋轴的方向随机分布，分子呈多畴态，入射光在相邻的液晶畴交界处由于折射率的突变而发生散射，可以透过下面基板的颜色。平面织构状态(P态)与焦锥织构状态(FC态)之间存在以一定高度的势垒，通过外加电场可以克服该势垒，实现平面织构状态(P态)与焦锥织构状态(FC态)的转换，若胆甾相液晶初始在平面织构状态(P态)，当电场增大到阈值电场(如第二预设电场)后，发生平面织构状态(P态)到焦锥织构状态(FC态)的转变，焦锥织构状态(FC态)为稳态，即使电场或电压降到零，也一直保持焦锥织构状态(FC态)，进一步增大外加电场到饱和电场(如第三预设电场，在擦除模式中施加的)，焦锥织构状态(FC态)转变为如图3(c)所示的垂直结构状态(H态)，因垂直结构状态(H态)不是稳态，如果把电压快速降到一定阈值或零，液晶转变到初始的平面织构状态(P态)，焦锥织构状态(FC态)可以到垂直结构状态(H态)再到平面织构状态(P态)，例如通过高压脉冲就可以实现。

对应的，本实施例中，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第一预设电场下处于平面织构状态(P态)，在第二预设电场下处于焦锥织构状态(FC态)。

第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133使用聚合物诱导形成不同的液晶畴，畴内液晶螺旋轴方向不同，有效折射率不同，在平面织构状态(P态)下，可以对特定波长λ的光线选择性反射，从而分别反射蓝光、绿光和红光。

对应的，透明遮挡物可以为聚合物网络，可诱导胆甾相液晶形成不同的液晶畴，反射不同光谱的光。

对应的，双稳态液晶层13的制备可以现在基板上形成透明间隔物134，然后通过滴注等精细工艺在对应的位置形成第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133，从而形成双稳态液晶层13。

对应的，液晶书写板在初始状态下时，整个双稳态液晶层13都处于第一预设电场的作用下，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第一预设电场下处于平面织构状态(P态)，分别反射蓝光、绿光和红光，整个双稳态液晶层13显示出白色，此时液晶书写板为书写白板。

当双稳态液晶层13处于第一预设电场下且第一透明基板11远离双稳态液晶层13的一侧(书写侧)被按压(包括书写笔或用户手指的书写按压)时，在按压位置处，第一透明电极板14与第二透明电极板15之间的距离减小，双稳态液晶层13于按压位置处的电场增大，可以由第一预设电场转变为第二预设电场，按压位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子由平面织构状态(P态)转变为焦锥织构状态(FC态)，发生散射，双稳态液晶层13于按压位置处显示出遮光基板12的颜色，实现在白色的液晶书写板上显示字迹。

且焦锥织构状态(FC态)为稳定态，即使按压位置处受到的按压减小或消失，双稳态液晶层13受到的电场恢复初始状态(第一预设电场)，液晶书写板上的笔迹也不会消失。

对应的，对于设置有触控组件的书写板结构中，当第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133的液晶分子在0电场的作用下，就可以保持平面织构状态(P态)时，第一预设电场的大小可以为0，即在显示白色的初始状态下，施加在第一透明电极板14和第二透明电极板15之间的电压大小可以为0V。

在一些实施例中，遮光基板12包括第二透明基板121，以及设置于的第二透明基板121与第二透明电极板15之间的遮光层122。

在一些实施例中，遮光层122的材料可以为黑色矩阵层或彩色光阻层。

在一些实施例中，第二透明基板121的材料可以与上述第一透明基板11的材料相同，可以为玻璃或透明的PET保护膜。

在一些实施例中，第二透明基板121的材料可以与上述第一透明基板11的材料不同，优选地，为了提高书写板的书写灵敏度，第一透明基板11可以采用弹性模量更大的聚对苯二甲酸乙二醇酯，第二透明基板121可以采用玻璃。

在一些实施例中，遮光层122于靠近第二透明电极板15的一侧设置有多个凸起，使得当双稳态液晶层13的液晶分子处于焦锥织构状态(FC态)时，光线透过双稳态液晶层13和第二透明电极板15，在遮光层122于靠近第二透明电极板15的一侧发生漫反射，使得双稳态液晶层13显示的遮光基板12的颜色更加明显，从而使得书写笔迹更加明显。

在一些实施例中，上述液晶书写板还包括：与第一透明电极板14和第二透明电极板15电连接的驱动单元16，驱动单元16被配置为向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加电压，以向双稳态液晶层13施加对应的电场。

在一些实施例中，驱动单元16被配置为根据用户的开启或擦除指令，向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加对应的电压，以向双稳态液晶层13施加对应的电场。

在一些实施例中，对应设置有触控组件的书写板结构，驱动单元16可以被配置为根据用户的擦除指令，对所有第一子电极和第二子电极之间施加对应的电压，使得双稳态液晶层13整体恢复初始状态(白板状态)，书写笔迹被擦除。或者，驱动单元16可以被配置为根据用户的擦除指令，对电压状态不为初始状态的第一子电极和第二子电极之间施加对应的电压，仅使得书写笔记所在位置处的液晶分子恢复初始化状态，书写笔迹同样可以被擦除。

可选地，当触控组件识别到第一透明基板11的书写侧被执行擦除操作时，可以控制驱动单元16对触控位置处的第一子电极和第二子电极加载一预设电压，使得双稳态液晶层13于触控位置处产生第三预设电场，第三预设电场大于胆甾相液晶分子转变为垂直织构状态(H态)的势垒，因此触控位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第三预设电场的作用下转变为不稳定的垂直织构状态(H态)。最后，当第一子电极和第二子电极之间恢复到初始电压(即维持液晶分子平面织构状态的电压)时，双稳态液晶层13内的胆甾相液晶分子由不稳定的垂直织构状态(H态)直接恢复至稳定的平面织构状态(P态)，从而使得双稳态液晶层13恢复显示白色，恢复初始状态，从而实现局部擦除。

可以理解的是，当所有第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子都同时或相近时刻受到第三预设电场作用时，可以实现对液晶书写板11的整体擦除。

本申请中通过在双稳态液晶层13的每个像素单元内设置在第一预设电场作用下分别可以反射红光、绿光和蓝光的三种液晶子单元，使得双稳态液晶层13在第一预设电场作用下显示白色，且各液晶子单元在第二预设电场的作用下转变为散射态，显示出遮光基板12的颜色，可以实现在白色背景下书写黑色或彩色笔迹，显示亮度和对比度都大大提高，大大提高了书写板的字迹清晰度，提升了用户体验感。

本申请还提供一种液晶书写板的显示方法，包括：

步骤S110：向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加第一电压，以向双稳态液晶层13施加第一预设电场，使得第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133在第一预设电场的作用下分别反射红光、绿光和蓝光，从而使得双稳态液晶层13在第一预设电场的作用下显示白色。

在一些实施例中，当使得第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133的材料为胆甾相液晶时，如图4所示，在初始状态，向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加第一电压V_a，此时，书写板未被按压，双稳态液晶层13各个位置等效电压均为V_a，且V_a保持不变，且第一电压V_a小于等于双稳态液晶层13处于平面织构状态(P态)时的最大电压V_w，以向双稳态液晶层13施加第一预设电场，使得第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第一预设电场的作用下均处于平面织构状态(P态)，分别反射红光、绿光和蓝光，从而使得双稳态液晶层13在第一预设电场的作用下显示白色。

由于第一电压V_a≤V_w，即使V_w为0V导致第一电压V_a为0V时，因各液晶子单元已经为平面织构状态(P态)，在加电压期间和电压去掉稳定以后，各液晶子单元始终处于平面织构状态(P态)，反射率没有变化，此时反射率为Rp，第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133分别反射红光、绿光、蓝光，整体可以反射整个可见光，呈现白色。

第一电压的施加通过驱动单元16实现。

步骤S120：响应于作用在第一透明基板11远离双稳态液晶层13的一侧的书写操作，使得双稳态液晶层13于书写位置处的电场由第一预设电场转变为第二预设电场，以使得书写位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133在第二预设电场的作用下转变为散射态，从而使得双稳态液晶层13于书写位置处显示出遮光基板12的颜色。

在一些实施例中，第二预设电场大于第一预设电场，如图5所示，书写位置处的电场变化可以是由于书写按压导致的第一透明电极板14和第二透明电极板15之间的距离的减小，当第一透明电极板14和第二透明电极板15之间的距离减小到两者之间的电场大于胆甾相液晶分子由平面织构状态(P态)转变为焦锥织构状态(FC态)的势垒时，即第二预设电场时，书写位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第二预设电场的作用下由平面织构状态(P态)转变为焦锥织构状态(FC态)，从而使得双稳态液晶层13于书写位置处显示出遮光基板12的颜色。

如图6所示，在写入状态时，施加在第一透明电极板14和第二透明电极板15之间的电压仍为第一电压V_a＝V_w，未书写位置处双稳态液晶层13(液晶盒)的等效电压仍为V_a＝V_w，未书写位置处的液晶分子仍处于平面织构状态(P态)，书写板显示颜色为反射整个可见光，呈现白色，显示原理同初始状态相同；书写时会按压导致被按压位置处电极板间距离变小，从而电极板间电场强度增加，此时假设被按压位置处双稳态液晶层13内等效电压为V_f，此时，V_f在V_K(胆甾相液晶达到FC态的最小电压)和V_g(胆甾相液晶达到FC态的最大电压)区间内，根据书写的按压力度不同V_f不同，V_K和V_g的具体数值需要根据不同的双稳态液晶材料性质而决定，当V_K≤V_f≤V_g时，液晶分子从P态转变为FC态，反射率降低，反射率由Rp减小至Rfc，液晶子单元散射，按压位置处的显示颜色为遮光基板12的颜色，可以为黑色或彩色。即使书写停止时，按压消失，双稳态液晶层13(液晶盒)在书写位置处和未书写位置处的电压均恢复原始状态，即各位置处的电压均为V_a＝V_w，之前按压位置处的电场强度恢复初始大小，但因已被书写的区域的液晶分子保持稳定的FC态，只要电压不突破V_g，这部分液晶分子一直保持FC态不变。因此，实现了书写位置处与未书写位置处的颜色区分，在白色书写板上显示处黑色或彩色笔迹。

除此之外，对于设置有触控组件的书写板结构，响应于作用在第一透明基板11远离双稳态液晶层13的一侧的书写操作，可以通过驱动单元16向书写位置处的第一子电极和第二子电极之间施加第二电压，以使得双稳态液晶层13于书写位置处的电场由第一预设电场转变为第二预设电场，使得书写位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133在第二预设电场的作用下转变为散射态，从而使得双稳态液晶层13于书写位置处显示出遮光基板12的颜色。

步骤S130：响应于接收到的擦除指令，向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加第三电压，以向双稳态液晶层13施加第三预设电场，使得所有第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第三预设电场的作用下转变为垂直织构状态；其中，第三预设电场大于第二预设电场。

第三预设电场大于胆甾相液晶分子转变为垂直织构状态(H态)的势垒，当驱动单元16向双稳态液晶层13施加第三预设电场时，书写位置处(有书写笔迹的位置)的胆甾相液晶分子由焦锥织构状态(FC态)转变为垂直织构状态(H态)，未书写位置处(没有书写笔迹的位置)胆甾相液晶分子由平面织构状态(P态)先转变为焦锥织构状态(FC态)再转变为垂直织构状态(H态)，但是胆甾相液晶分子直接由焦锥织构状态(FC态)转变为垂直织构状态(H态)，还是由平面织构状态(P态)先转变为焦锥织构状态(FC态)再转变为垂直织构状态(H态)，转变时间都是很快的，两种方式可以近似看作是同时完成的。

如图7所示，液晶书写板为擦除状态时，给第一透明电极板14与第二透明电极板15之间施加第三电压V_b，V_b等于胆甾相液晶分子转变为H态的势垒电压V_p，其中V_w＜V_g＜V_p，V_p具体数值需要根据不同的双稳态液晶材料的性质而决定，擦除状态下，第一透明基板11未被按压，第一透明电极板14和第二透明电极板15之间的距离为原始状态，双稳态液晶层13(液晶盒)的等效电压等于V_p，此时被书写按压位置处双稳态液晶层13内液晶分由FC态转变为H态，未被书写按压位置处双稳态液晶层13内液晶分子由P态先转变为FC态再转变为H态。

步骤S140：返回向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加第一电压的步骤(即步骤S110)，使得所有第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第一预设电场的作用下由垂直织构状态转变为平面织构状态，从而使得双稳态液晶层13恢复显示白色。

由于垂直织构状态(H态)是非稳态，所以驱动单元16在施加第三电压之后，恢复施加第一电压，使双稳态液晶层13内的胆甾相液晶分子由不稳定的垂直织构状态(H态)直接恢复至稳定的平面织构状态(P态)，从而使得双稳态液晶层13恢复显示白色，恢复初始状态。

也就是说，因H态不是稳态，施加为脉冲电压会使被书写按压位置处的双稳态液晶迅速由FC态转变为P态，反射率恢复至Rp，此时电子白板变为初始状态，整体可以反射整个可见光，呈现白色，从而实现擦除功能。擦除过程中，双稳态液晶层13(液晶盒)的等效电压变化过程为先从V_w到V_f再到V_p最后恢复V_w。

在一些实施例中，对于设置有触控组件的书写板结构，可以采用上述的擦除方法，也可以采用以下的擦除方法，包括：

步骤S132：响应于接收到的擦除指令，向书写位置处的第一透明电极板14的第一子电极和第二透明电极板15的第二子电极之间施加第三电压，以向书写位置处的双稳态液晶层13施加第三预设电场，使得书写位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第三预设电场的作用下转变为垂直织构状态(H态)；其中，第三预设电场大于第二预设电场；

步骤S142：返回向第一透明电极板14和第二透明电极板15之间施加第一电压的步骤(即步骤S110)，使得书写位置处的第一液晶子单元131、第二液晶子单元132和第三液晶子单元133内的液晶分子在第一预设电场的作用下由垂直织构状态(H态)转变为平面织构状态(P态)，从而使得双稳态液晶层13恢复显示白色。

也就是说，对于设置有触控组件的书写板结构，除了采用整面初始化的方式擦除笔迹，也可以仅针对书写位置进行初始化以擦除笔迹。

本申请实施例还提供了一种书写装置，包括上述中任一项所述的液晶书写板和书写笔。

在一些实施例中，上述书写笔的笔头尺寸为1mm至3mm，远大于像素单元的尺寸。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。虽然本申请所公开的实施方式如上，但的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。