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CN114895801A - 一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法 - Google Patents

一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法 Download PDF

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CN114895801A
CN114895801A CN202210385000.2A CN202210385000A CN114895801A CN 114895801 A CN114895801 A CN 114895801A CN 202210385000 A CN202210385000 A CN 202210385000A CN 114895801 A CN114895801 A CN 114895801A
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CN
China
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voltage
conductive layer
liquid crystal
erasing
control function
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210385000.2A
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李清波
杨猛训
武晓娟
王修亮
汤伟伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Lanbeisite Educational Equipment Group
Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Lanbeisite Educational Equipment Group
Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法，包括：处理器以及与处理器连接的切换开关，所述处理器接收通信信号，用于根据通信信号控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。

Description

一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法
技术领域
本发明涉及液晶书写技术领域，特别是涉及一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前，液晶书写装置包括自上而下依次设置的导电层、双稳态液晶层和基底层；在基底层上阵列状排布若干像素单元，每个像素单元内设有像素电极以及与像素电极连接的薄膜场效应晶体管TFT(以下简称TFT)。
液晶书写装置在进行擦除时的电压控制过程包括，为TFT栅极施加导通电压，为TFT源极施加输入电压，从而为相应的像素电极输入设定的电压，再通过对导电层施加电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差，在像素电极与导电层在空间重叠的位置形成擦除电场，实现擦除。
或，液晶书写装置通过光照进行局部擦除时，为TFT的栅极和源极分别施加设定的控制电压和输入电压，使TFT处于临界截止状态，对擦除区域施加设定强度的光照，从而给对应的像素电极施加电压，为导电层施加电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差，实现局部擦除；当擦除结束后，控制施加的电压撤销，完成放电。
可以看出，在擦除时的加电电压控制和/或擦除完成后的放电电压控制均需进行电压的选择，以使像素电极的电压和导电层间的电压差满足擦除条件。而目前擦除时的电压控制尚无法实现电压的自动选择与切换。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法，实现擦除时电压的自动选择与切换控制。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，包括：处理器以及与处理器连接的切换开关，所述处理器接收通信信号，用于根据通信信号控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。
作为可选择的实施方式，所述切换开关采用高压切换开关。
作为可选择的实施方式，所述处理器接收到擦除指令的通信信号时，在一键擦除状态下，通过电压的切换，对TFT栅极施加导通电压，对TFT源极和导电层分别施加相应电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差。
作为可选择的实施方式，所述处理器接收到擦除指令的通信信号时，在利用光照进行局部擦除状态下，通过电压的切换，为所有或者设定的部分TFT施加设定电压以使其处于临界截止状态，同时对导电层施加电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差。
作为可选择的实施方式，所述处理器接收到局部擦除指令的通信信号时，在光擦结束状态下，通过电压的切换，控制对施加电压的区域进行放电。
作为可选择的实施方式，所述液晶书写装置还包括与擦除件通信的无线信号接收单元，所述无线信号接收单元用于接收擦除件发送的通信信号。
作为可选择的实施方式，通过在基底层和导电层分别引出电极线，用以连接为基底层和导电层提供所需电压的电压驱动电路。
作为可选择的实施方式，所述电压驱动电路基于双极性晶体管、MOS管、IGBT或集成电路进行电路设计。
作为可选择的实施方式，所述液晶书写装置还包括与处理器连接的电源和电压驱动电路；所述驱动电路包括源极电压驱动电路、栅极电压驱动电路和导电层电压驱动电路，每个驱动电路至少包括两路接入端口，其中至少两路接入端口与电源连接；所述处理器接收通信信号，并根据通信信号控制与电压驱动电路连接的相应通信端口的导通，以触发对应接入端口的导通，使各个电压驱动电路输出所需电压。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的具备电压切换控制功能的液晶书写装置的工作方法，包括：通过接收的通信信号，控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出具备电压切换控制功能的液晶书写装置及方法，通过与擦除元件的通信，接收擦除元件发送的通信信号，根据通信信号控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，实现擦除时的加电电压控制和/或擦除完成后的放电电压控制，实现擦除时电压的自动选择与切换控制。
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
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为本发明实施例1提供的具备电压切换控制功能的液晶书写装置示意图；
图2为本发明实施例1提供的TFT接线示意图；
图3为本发明实施例1提供的电源电路示意图；
图4为本发明实施例1提供的源极电压驱动电路示意图；
图5为本发明实施例1提供的导电层电压驱动电路示意图；
图6为本发明实施例1提供的栅极电压驱动电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
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。
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，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，所述液晶书写装置包括：自上而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，在基底层上阵列状排布若干像素单元，每个像素单元内设有像素电极以及与像素电极连接的TFT，TFT的导通能够为与其连接的像素电极提供电压；
所述液晶书写装置还包括：处理器以及与处理器连接的切换开关，所述处理器接收通信信号，用于根据通信信号控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。
作为可选择的一种实施方式，为TFT栅极施加导通电压VGON，为TFT源极施加输入电压，从而为相应的像素电极输入设定的电压，再通过对导电层施加电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差，在像素电极与导电层在空间重叠的位置形成擦除电场，实现擦除。
该擦除过程电压控制具体为：
(1)在处理器未收到擦除指令的通信信号时，即初始状态时，导电层和基底层各像素单元之间的电压差为零。
(2)在处理器接收到擦除指令时，在一键擦除状态下，通过电压切换，对TFT栅极施加导通电压，对TFT源极和导电层分别施加相应电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差。
具体地，在电压施加的前半周期，对基底层上像素单元中的TFT栅极施加导通电压VGON，对TFT源极施加电压0V，对导电层施加电压VSON；这样在导电层与像素电极之间形成电压差VSON。
在电压施加的后半周期，对基底层上像素单元中的TFT栅极施加导通电压VGON，对TFT源极施加电压VSON，对导电层施加电压0V，这样在导电层与像素电极之间同样形成电压差VSON。
由此，在上述两种擦除状态的转换时，需对TFT源极和导电层的电压进行选择，因此本实施例通过切换开关对TFT源极和导电层的电压切换，以满足当前擦除状态。
上述电压切换控制是应用于一键擦除状态下，作为另外一种可选择的实施方式，还可应用于局部擦除；该擦除过程电压控制具体为：
(1)在处理器未收到擦除指令的通信信号时，导电层和基底层各像素单元之间的电压差为零。
(2)在处理器接收到擦除指令时，通过电压切换，对局部擦除区域的TFT源极施加导通电压VGON，对TFT源极和导电层分别施加相应电压，以使得在局部擦除区域的导电层和像素电极之间形成电压差，而其余区域的电压差仍为零。该电压切换过程与上述一致，对TFT源极在电压0V和电压VSON中切换，对导电层在电压0V和电压VSON中切换，以满足当前擦除状态。
作为可选择的一种实施方式，在利用光照实现局部擦除的过程中：
处理器接收擦除指令的通信信号后，控制为所有或者设定的部分TFT施加设定电压以使其处于临界截止状态，同时对导电层施加电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差。具体地，对TFT栅极施加电压0V，对TFT源极施加电压VMINDON，对导电层施加电压VSON，这样在导电层与受到设定强度光照区域的像素电极之间形成电压差|VMINDON-VSON|。
处理器接收放电指令的通信信号后，控制对施加的电压进行放电；具体地，对TFT栅极施加电压VGON，对TFT源极施加电压VMINDON或接地，对导电层施加电压VMINDON或接地，这样在导电层与像素电极之间无电压差。
由此，在光擦的擦除状态和放电状态的切换时，需对TFT栅极、TFT源极和导电层的电压进行选择；从上述过程可以看出，TFT栅极在电压0V、电压VGON和接地中切换，导电层在电压VMINDON、电压VSON和接地中切换。因此本实施例通过切换开关实现对TFT栅极和导电层的电压切换，以满足当前擦除状态和放电状态。
作为一种可选的实施方式，所述切换开关采用高压切换开关；本实施例提供可采用的型号，即MAX6922、PT6392等，但并不局限于此。
可以理解的，对切换开关还可以采用其他任何能够实现的形式的电路结构，只要能够实现TFT栅极、TFT源极和导电层的电压切换即可，本领域技术人员可以根据具体工况进行电路设计或者选择，这里不再赘述。
作为一种可选的实施方式，所述液晶书写装置还包括与擦除件通信的无线信号接收单元，所述无线信号接收单元用于接收擦除件发送的通信信号。
作为一种可选的实施方式，所述擦除件装置上设置无线信号发射单元，通过按键启动无线信号发射单元；
或者，作为另一种可选的实施方式，所述擦除件为光擦除件，在光擦除件上的光照单元符合触发条件或光照单元被触发点亮后启动无线信号发射单元。
无线信号发射单元向液晶书写装置发射通信信号，液晶书写装置上的无线信号接收单元接收到通信信号后，根据通信信号控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换；在光擦除时，还接收光擦除件发送的第二无线通信信号，以控制撤销施加的电压。
作为一种可选的实施方式，如图2所示给出TFT的接线示意图。第一极板代表基底层上TFT连接的像素电极区域，第二极板代表导电层；在本实施例中，通过在基底层和导电层分别引出电极线，用以连接能够提供基底层和导电层所需电压的电压驱动电路。
作为一种可选的实施方式，所述电压驱动电路可以采用其他任何能够实现电压驱动的电路结构，只要能够实现基底层和导电层各类电压的切换即可，本领域技术人员可以根据具体工况进行电路设计或者选择。
作为一种可选的实施方式，所述电压驱动电路可采用基于双极性晶体管、MOS管、IGBT、集成电路等进行电路设计；当然，本领域技术人员也可以根据实际需要选取其他的开关元件。
本实施例以双极性晶体管为例，进行电压驱动电路设计说明，但只是作为示例性说明，不做具体限定。
具体地，包括：与处理器连接的电源和电压驱动电路；所述电压驱动电路包括源极电压驱动电路、栅极电压驱动电路和导电层电压驱动电路，每个电压驱动电路至少包括两路接入端口，其中至少两路接入端口与电源连接；所述处理器接收通信信号，并根据通信信号控制与电压驱动电路连接的相应通信端口的导通，以触发对应接入端口的导通，使各个电压驱动电路输出所需电压。
在本实施例中，如图3所示，所述电源至少包括一路电源输入端口和三路电源输出端口；其中，电源输入端口与处理器的某一通信端口连接，三路电源输出端口分别为用于连接源极电压驱动电路的VSON、用于连接栅极电压驱动电路的VGON和中压VMIDON；可通过PWM调制法调制三路电源输出端口输出所需电压。
在本实施例中，如图4所示，所述源极电压驱动电路包括第一接入端口、第二接入端口和接地端口；其中，第一接入端口与端口VSON连接，第二接入端口与VMIDON连接，接地端口接地。
所述源极电压驱动电路包括与处理器连接的三路通信端口，用于分别触发上述三路接入端口的导通；其中，通信端口P1用于触发第一接入端口的导通，通信端口P2用于触发第二接入端口的导通，通信端口P3用于触发接地端口的导通；以实现源极电压驱动电路中各个接入端口连接的切换。
所述源极电压驱动电路的输出端与TFT源极连接，通过切换接入端口的连接，调节输入至TFT源极的电压。
在本实施例中，所述源极电压驱动电路包括第一源极子电路、第二源极子电路和第三源极子电路，且均与处理器连接；其中，第一源极子电路用于给TFT源极提供第一电压，第二源极子电路用于给TFT源极提供第二电压，第三源极子电路用于将TFT源极接地，本实施例中，第一电压大于第二电压。
在本实施例中，所述第一源极子电路至少包括第一通信端口P1和第一接入端口；第一接入端口与电源输出端口VSON连接，第一通信端口P1与处理器连接。
所述第一源极子电路至少包括第一三极管Q3A和第二三极管Q1A，处理器的通信端口P1通过至少一个第一电阻与第一三极管Q3A的基极连接，第一三极管Q3A的基极通过至少一个第二电阻接地，第一三极管Q3A的发射极接地；
第一三极管Q3A的集电极通过至少一个第三电阻R3与第二三极管Q1A的基极连接，第二三极管Q1A的基极通过至少一个第四电阻R1与第二三极管Q1A的发射极连接，第二三极管Q1A的发射极与电源输出端口VSON连接，第二三极管Q1A的集电极通过至少一个第五电阻R6与TFT源极连接。
在本实施例中，所述第二源极子电路至少包括第二通信端口P2和第二接入端口，第二接入端口与电源输出端口VMIDON连接，第二通信端口P2与处理器连接。
所述第二源极子电路至少包括第三三极管Q3B和第四三极管Q1B，处理器的通信端口P2通过至少一个第六电阻与第三三极管Q3B的基极连接，第三三极管Q3B的基极通过至少一个第七电阻接地，第三三极管Q3B的发射极接地；
第三三极管Q3B的集电极通过至少一个第八电阻R16与第四三极管Q1B的基极连接，第四三极管Q1B的基极通过至少一个第九电阻R11与第四三极管Q1B的发射极连接，第四三极管Q1B的发射极与电源输出端口VMIDON连接，第四三极管Q1B的集电极连接第一二极管的输入端，第一二极管的输出端与TFT源极连接。
在本实施例中，所述第三源极子电路至少包括第三通信端口P3和接地端口，第三通信端口P3与处理器连接，接地端口用于将TFT源极接地。
所述第三源极子电路至少包括第六三极管Q7，处理器的通信端口P3通过至少一个第十电阻R21与第六三极管Q7的基极连接，第六三极管Q7的集电极用于与TFT源极连接，第六三极管Q7的发射极接地。
在本实施例中，所述处理器根据接收的第一通信信号，控制通信端口P1-P3的导通，以驱动相应接入端口的导通，实现第一电压、第二电压和接地的切换。
在本实施例中，如图5所示，所述导电层电压驱动电路包括第一导电层子电路、第二导电层子电路和第三导电层子电路，且均与处理器连接；其中，第一导电层子电路用于给导电层提供第一电压，第二导电层子电路用于给导电层提供第二电压，第三导电层子电路用于将导电层接地，本实施例中，第一电压大于第二电压。
所述第一导电层子电路至少包括第四通信端口P4和第四接入端口；第四接入端口与电源输出端口VSON连接，第四通信端口P4与处理器连接；第一导电层子电路的输出端与导电层连接。其他的电路结构与第一源极子电路一致，在此不再赘述。
所述第二导电层子电路至少包括第五通信端口P5和第五接入端口，第五接入端口与电源输出端口VMIDON连接，第五通信端口P5与处理器连接，输出端与导电层连接。其他的电路结构与第二源极子电路一致，在此不再赘述。
所述第三导电层子电路至少包括第六通信端口P6和接地端口，第六通信端口P6与处理器连接，接地端口用于将导电层接地。其他的电路结构与第三源极子电路一致，在此不再赘述。
在本实施例中，所述处理器根据接收的第一通信信号，控制通信端口P4-P6的导通，以驱动相应接入端口的导通，实现第一电压、第二电压和接地的切换。
在本实施例中，如图6所示，所述栅极电压驱动电路包括第一栅极子电路、第二栅极子电路和第三栅极子电路，且均与处理器连接；其中，第一栅极子电路用于给TFT栅极提供第一电压，第二栅极子电路用于给TFT栅极提供第二电压，第三栅极子电路用于将TFT栅极接地，本实施例中，第一电压大于第二电压。
所述第一栅极子电路至少包括第七通信端口P7和第七接入端口；第七接入端口与电源输出端口VGON连接，第七通信端口P7与处理器连接，输出端与TFT栅极连接。其他的电路结构与第一源极子电路一致，在此不再赘述。
所述第二栅极子电路至少包括第八通信端口P8和第八接入端口，第八接入端口与电源输出端口VMIDON连接，第八通信端口P8与处理器连接，输出端与TFT栅极连接。其他的电路结构与第二源极子电路一致，在此不再赘述。
所述第三栅极子电路至少包括第九通信端口P9和接地端口，第九通信端口P9与处理器连接，接地端口用于将TFT栅极接地。其他的电路结构与第三源极子电路一致，在此不再赘述。
在本实施例中，所述处理器根据接收的第一通信信号，控制通信端口P7-P9的导通，以驱动相应接入端口的导通，实现第一电压、第二电压和接地的切换。
可以理解的，上述电压驱动电路还可以采用其他任何能够实现电压驱动的电路结构，只要能够实现基底层和导电层各类电压的切换、实现各类端口的切换即可，本领域技术人员可以根据具体工况进行电路设计或者选择。
在本实施例中，所述电压驱动电路可通过连接器分别与TFT源极、TFT栅极和导电层连接；处理器根据接收的通信信号，控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以分别控制TFT源极、栅极及导电层的电压，实现擦除和/或放电。
例如，在一键擦除时，通过栅极电压驱动电路提供20V的导通电压，同时通过源极电压驱动电路提供0V的输入电压，此时，每一个像素电极上施加的电压均为0V，通过导电层电压驱动电路给导电层施加25V的电压，那么在导电层和基底层之间的电压差为25V，达到擦除电场，实现擦除。
在光擦除时，通过栅极电压驱动电路提供0V电压，通过源极电压驱动电路提供10V电压，通过导电层电压驱动电路给导电层施加35V电压，则受到设定强度光照区域的TFT导通后，擦除区域对应的像素电极上的电压为10V，那么在导电层和基底层之间的电压差为25V，达到擦除电场，实现擦除。
在擦除完成后，进行放电，即通过栅极电压驱动电路提供30V电压，通过源极电压驱动电路提供0V的输入电压，通过导电层电压驱动电路给导电层施加0V的电压，完成放电。
当然，上述的电压取值仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据实际需要以及液晶的特性合理选择各施加电压值。
可以理解的，还可在基底层上还集成定位电路，用于对擦除元件的定位，控制切换对应擦除位置处像素单元处的电压，以实现局部擦除时的位置定位或其他定位功能。
可以理解的，定位电路可以采用电磁定位、电容定位、红外定位、超声定位或者影像定位的方式实现，这些定位方式均是现有技术中已经公开的定位方式，具体实现过程不再详述。
实施例2
本实施例提供一种实施例1所述的液晶书写装置的擦除电路的工作方法，包括：通过接收的通信信号，控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。
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。

Claims (10)

1.一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，包括：处理器以及与处理器连接的切换开关，所述处理器接收通信信号，用于根据通信信号控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。
2.如权利要求1所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述切换开关采用高压切换开关。
3.如权利要求1所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述处理器接收到擦除指令的通信信号时，在一键擦除状态下，通过电压的切换，对TFT栅极施加导通电压，对TFT源极和导电层分别施加相应电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差。
4.如权利要求1所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述处理器接收到擦除指令的通信信号时，在利用光照进行局部擦除状态下，通过电压的切换，为所有或者设定的部分TFT施加设定电压以使其处于临界截止状态，同时对导电层施加电压，以便在导电层和像素电极之间形成电压差。
5.如权利要求4所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述处理器接收到局部擦除指令的通信信号时，在光擦结束状态下，通过电压的切换，控制对施加电压的区域进行放电。
6.如权利要求1所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述液晶书写装置还包括与擦除件通信的无线信号接收单元，所述无线信号接收单元用于接收擦除件发送的通信信号。
7.如权利要求1所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，通过在基底层和导电层分别引出电极线，用以连接为基底层和导电层提供所需电压的电压驱动电路。
8.如权利要求7所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述电压驱动电路基于双极性晶体管、MOS管、IGBT或集成电路进行电路设计。
9.如权利要求7所述的一种具备电压切换控制功能的液晶书写装置，其特征在于，所述液晶书写装置还包括与处理器连接的电源和电压驱动电路；所述驱动电路包括源极电压驱动电路、栅极电压驱动电路和导电层电压驱动电路，每个驱动电路至少包括两路接入端口，其中至少两路接入端口与电源连接；所述处理器接收通信信号，并根据通信信号控制与电压驱动电路连接的相应通信端口的导通，以触发对应接入端口的导通，使各个电压驱动电路输出所需电压。
10.一种权利要求1-9任一项所述的具备电压切换控制功能的液晶书写装置的工作方法，其特征在于，包括：通过接收的通信信号，控制切换开关对TFT和导电层进行对应电压的切换，以实现擦除和/或放电。
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