1塊電池用2年,斷電也能畫的手寫屏,解讀黑科技液晶塗鴉板

說起液晶,大家腦海裡第一個印象是什麼?豐富多變的色彩?五彩斑斕的黑?用手一碰,立即變色?

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生活中我們離不開液晶,顯示屏,電視機等等,只要能顯示畫面的東西大多數都是液晶製品 ,那麼液晶到底是什麼呢?

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自然界中大多數物體以固體和液體這兩種形態存在,比如石頭和水。

但是某些物質介於這兩者之間,它有液體的流動性,但是在分子層面,卻保留著晶體分子高度有序的排列狀態,這種特殊物質就是液晶

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從1888年液晶第一次被發現,到2020年170餘年間,人們已經合成了1萬多種液晶材料,其中被用作液晶顯示的材料有上千種。

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液晶對壓力和電比較敏感。受到壓力或者在電場作用下,液晶分子會發生排列上的變化,進而影響到光線的射入,最終改變圖像的顯示。人們正是利用了這些特性設計製造了液晶顯示器。

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可是,大多數液晶顯示器都是通過持續供電來維持顯示的,斷電圖像立即消失,你見過不需要電就可以顯示的液晶屏麼?

液晶手寫板就是這樣一種液晶屏。它的工作原理比液晶顯示器簡單的多

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它採用了雙穩態液晶作為顯示材料。什麼是雙穩態液晶呢?

雙穩態的意思就是,在不借助電或者其他外力的情況下,液晶分子可以保持2個穩定的狀態不改變。這樣就意味著在斷電的情況下依然可以顯示畫面。

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這就是一節紐扣電池能使用1萬次的原因。

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液晶手寫板由上到下分別是霧膜,半導體透明導電膜,液晶,半導體透明導電膜,和黑膜這5層膜組成。

霧膜在最上面,透光堅硬,對手寫板起到保護作用。

兩層半導體透明導電膜夾著液晶層,通電時負責改變液晶狀態

雙穩態液晶在中間,它的2種狀態分別是FC狀態和P狀態,通過狀態的調整就可以改變透光度,進而改變手寫板的顏色,形成我們需要畫面。

黑膜在最下面,我們看到手寫板默認狀態的黑色,實際上就是黑膜。

默認狀態下液晶是FC狀態,這時候液晶分子垂直於屏幕,光線透過所有的層,被底層黑膜吸收,這時候呈現在我們眼前的是黑色的屏幕。

當我們在屏幕上寫字時候,液晶分子受力擠壓翻轉,呈螺旋上升形,翻轉後的區域就是P狀態,光線照射到P狀態區域的時候,折射出不同的顏色,畫面就顯現出來了。

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當我們需要手寫板復原的時候,液晶的另外一個特性就起作用了。在電場作用下,液晶分子會發生排列上的變化,按下刪除鍵,控制電路會發出特定頻率的電 信號,通過半導體透明導電膜傳到雙穩態液晶,這時候液晶分子會發生變化,從P狀態轉換到FC狀態,這樣手寫板又恢復了起初的黑色。

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但是隻能整體刪除,並不是特別好用。

那小夥伴們又要問了,為什麼在上面寫字時候有深有淺呢?

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其實液晶層是由很多層組成的,當輕輕寫字,壓力小的時候只有上層改變了狀態,就呈現出比較淺的顏色,當用力寫字,壓力變大的時候,所有層都改變狀態,就呈現出比較深的顏色了。

可是,有些手寫板是彩色的,是怎麼實現的呢?

只要改變液晶分子的螺紋距離就可以改變反射光的波長從而改變顏色了。

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但這畢竟是手繪寫字板,主打就是省電,環保,所以不太能做出像LCD顯示器一樣豐富多彩的顏色。

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那我們瞭解了液晶手寫板的工作原理,是不是可以在省電,環保的基礎上開發出可擦寫,可存儲甚至聯網的手寫板呢?歡迎留言討論。

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