专利名称：一种3d触控液晶透镜光栅、显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种3D触控液晶透镜光栅、显示装置及其制造方法。
背景技术：
随着显示技术的发展，具有立体显示效果的3D (Three Dimensions,三维图形)显 示装置和支持触摸控制的触摸屏越来越多的得到消费者的追捧。同时具备3D显示和支持触摸屏触控两种功能的整合产品越来越多地得到人们的关注。目前，同时具备3D显示和支持触摸屏触控两种功能的显示装置通常是采用叠加的方法得到，即将用于触控的双层电极额外加工在已对盒成形的3D显示装置之上。这样一种结构的3D触控显示装置与传统的3D显示装置相比，显示装置整体的厚度更大，过大的盒厚不仅影响显示装置的3D显示效果，而且使得显示装置的加工制作更为复杂，提高了生产成本。
发明内容
本发明的实施例提供一种3D触控液晶透镜光栅、显示装置及其制造方法，可以降低3D触控显示装置的厚度，降低产品的生产成本。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案本发明实施例的一方面，提供一种3D触控液晶透镜光栅，包括对盒成型的下基板和上基板，所述下基板包括下透明基板和面电极，所述上基板包括上透明基板和条状电极，所述面电极和所述条状电极之间填充有液晶；所述上透明基板和所述条状电极之间设置有相邻排列的至少一个触控电极；所述触控电极和所述条状电极之间为透明隔垫层。本发明实施例的另一方面，提供一种3D触控显示装置，包括相互贴合的显示面板和液晶透镜光栅，所述液晶透镜光栅为如上所述的液晶透镜光栅。本发明实施例的另一方面，提供一种3D触控液晶透镜光栅制造方法，包括在下透明基板上形成面电极，得到下基板。在上透明基板上依次形成相邻排列的至少一个触控电极、透明隔垫层和条状电极，得到上基板。将所述上基板和所述下基板对盒，并在盒中填充液晶，形成液晶透镜光栅。本发明实施例的另一方面，提供一种3D触控显示装置制造方法，包括，根据上述3D触控液晶透镜光栅制造方法制造液晶透镜光栅，将所述液晶透镜光栅与显示面板贴合。本发明实施例提供的3D触控液晶透镜光栅、显示装置及其制造方法，通过在液晶透镜光栅内部的上透明基板和条状电极之间设置触控电极，且触控电极和条状电极之间为透明隔垫层，在下基板的面电极和上基板的条状电极形成液晶透镜光栅的同时，将驱动液晶偏转形成液晶透镜光栅的条状电极同时作为触摸屏的另一半驱动电极，从而使得该条状电极在保证3D显示效果的同时还与触控电极形成触摸屏。这样一来，可以将现有技术中用于触控的双层电极减为单层电极，从而降低了 3D触控显示装置的厚度，简化了制作工序，降低了产品的生产成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例提供的一种3D触控液晶透镜光栅的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种3D触控液晶透镜光栅的面电极和条状电极的俯视图； 图3为本发明实施例提供的一种3D触控液晶透镜光栅的内部引线示意图；图4为本发明实施例提供的一种3D触控液晶透镜光栅的原理示意图；图5为本发明实施例提供的一种3D触控显示装置的结构示意图；图6为本发明实施例提供的一种3D触控液晶透镜光栅制造方法的流程示意图；图7为本发明实施例提供的一种3D触控显示装置制造方法的流程示意图。附图标记I 3D触控显示装置；10 :显示面板；11 :3D触控液晶透镜光栅；12 :下基板；121 :下透明基板；122 :面电极；13:上基板；131 :上透明基板；132 :条状电极；133 :触控电极；134 :透明隔垫层。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供的3D触控液晶透镜光栅，如图I所示，该3D触控液晶透镜光栅11包括对盒成型的下基板12和上基板13，下基板12包括下透明基板121和面电极122，上基板13包括上透明基板131和条状电极132，面电极122和条状电极132之间填充有液晶。上透明基板131和条状电极132之间设置有相邻排列的至少一个触控电极133 ;触控电极133和条状电极132之间为透明隔垫层134。采用这样一种3D触控液晶透镜光栅，通过在液晶透镜光栅内部的上透明基板和条状电极之间设置触控电极，且触控电极和条状电极之间为透明隔垫层，在下基板的面电极和上基板的条状电极形成液晶透镜光栅的同时，将驱动液晶偏转形成液晶透镜光栅的条状电极同时作为触摸屏的另一半驱动电极，从而使得该条状电极在保证3D显示效果的同时还与触控电极形成触摸屏。这样一来，可以将现有技术中用于触控的双层电极减为单层电极，从而降低了 3D触控显示装置的厚度，简化了制作工序，降低了产品的生产成本。进一步的，本发明实施例提供的3D触控液晶透镜光栅可以采用如下优选方案，即在面电极122和条状电极132的同一侧边缘处通过同一块掩膜板形成有相同的图案，该图案包括外引脚结合部分和对位标记。如图2所示，在条状电极132的下侧边缘处通过一块掩膜板形成如图2中B区域所示的图案，其中，中心的图案为外引脚结合部分，两端的标记为对位标记。同样，在面电极122下侧边缘处通过同一块掩膜板形成相同的图案，所不同的是，面电极122在形成图案之后需旋转180°以便定位对盒，从而得到如图2中A区域所示的图案，由于在面电极中不需要外接引脚，外引脚结合部分并无作用，面电极122可以通过两端的对位标记与上层基板精确对盒成型，保证了产品的质量。与现有技术相比，可以将两个分别用于制作面电极对位标记和条状电极的外引脚结合部分的不同的金属掩膜板减少为一个，从而减少了一次金属掩膜板的加工制作，显著节约了生产成本。更进一步的，如图3所示，本发明实施例提供的3D触控液晶透镜光栅还可以采用如下优选方案，即每一个触控电极133均采用内部引线(即在触控面板的显示区域设置引线，比如每个触控电极133之间或周边)采集触控信号。
具体的，现有技术中的触控电极大多采用外部引线采集触控信号，一列触控电极外接一组引线，排列在显示装置边框处的外接引线数量随触控电极列数的增加而增加。当触控电极的数量较多时会导致显示装置的边框加宽，影响产品外观，增加了生产成本。触控电极采用这样一种内部引线采集触控信号可以在不影响外观的情况下可以使得显示装置玻璃基板的尺寸减小，降低显示装置边框的宽度。由于显示装置玻璃基板的尺寸减小，整张玻璃基板通过切割可以得到更多的小尺寸的显示装置玻璃基板，大大提高了玻璃基板切割的效率，从而降低了产品的生产成本。进一步的，透明隔垫层134可以为透明绝缘材料或透明电阻材料。具体的，当透明隔垫层134为透明绝缘材料时，触摸屏为电容结构，如图4所示(图中未示出上透明基板131)，触控电极133和条状电极132之间形成有感应电场。当手指触摸到触摸屏的表面时，触控电极133与条状电极132之间的耦合电容会发生变化，进而触控电极上的感应电荷会发生改变，处理设备通过处理统计到的电信号强弱即可确定手指的感触位置。当透明隔垫层134为透明电阻材料时，触摸屏为电阻结构，该透明电阻材料为压敏电阻，当手指触摸到触摸屏的表面时，手指感触位置的电阻发生变化会导致此位置处电流的变化，处理设备通过处理统计到的电信号强弱即可确定手指的感触位置。采用这样一种结构的3D触控显示装置，通过探测触摸屏上的感应电荷来探测触控位置，探测方式为时时接收方式而非时发时收方式，从而大大提高系统探测速度。在本发明实施例中，触控电极133的形状可以根据液晶透镜光栅的形状或实际的使用需要来决定。例如，触控电极133可以是圆形、梯形、菱形或可以根据显示器的形状呈不规则形状。具体的，如图3所示，触控电极133可以为矩形，且触控电极133的长边a小于等于6毫米。由于目前的显示装置大多为矩形，触控电极133的形状为矩形可以大幅降低在大量触控电极133在平面内紧密排列时的空隙区域面积，从而可以避免出现触控盲区。需要说明的是，触控电极的表面积随尺寸的减小而减小，如图4所示，当用户的手指触摸到触摸屏时，对于手指的触点，表面积较小的触控电极能够提供更多的参考信号，通过分析更多的参考信号可以更精确的定位到用户手指的触点，从而可以提高触控识别的精度。但在同等面积的触摸屏中，触控电极面积的减少将使得触控电极的个数增加，触控电极的引线排布也会更加复杂，从而导致产品生产成本的上升。考虑到人手指的表面积(该表面积指触控时手指接触触摸屏的面积)约在6X6mm2以内，因此可以将触控电极133的长边制作的小于等于6毫米。例如，触控电极133的尺寸为5. 5X5. 5mm2的正方形，由于这样一种尺寸的触控电极小于手指的表面积，因此能够保证识别到手指表面积大小的触点。这样一来，在保证了触摸屏高精度识别的同时还严格控制了产品成本的上升。本发明实施例提供一种3D触控显示装置1，如图5所示，包括相互贴合的显示面板10和液晶透镜光栅11，液晶透镜光栅11包括对盒成型的下基板12和上基板13，下基板12包括下透明基板121和面电极122，上基板13包括上透明基板131和条状电极132，面电极122和条状电极132之间填充有液晶；上透明基板131和条状电极132之间设置有相邻排列的至少一个触控电极133 ;触控电极133和条状电极132之间为透明隔垫层134。所述液晶透镜光栅11可以为上述实施例所述的任何一种液晶透镜光栅。
需要说明的是,显示面板10可以包括IXD显示面板或有机电致发光OLED显示面板，还可以为电子纸面板等其他显示面板。本发明实施例提供的3D触控显示装置由于采用这样一种3D触控液晶透镜光栅，通过在液晶透镜光栅内部的上透明基板和条状电极之间设置触控电极，且触控电极和条状电极之间为透明隔垫层，在下基板的面电极和上基板的条状电极形成液晶透镜光栅的同时，将驱动液晶偏转形成液晶透镜光栅的条状电极同时作为触摸屏的另一半驱动电极，从而使得该条状电极在保证3D显示效果的同时还与触控电极形成触摸屏。这样一来，可以将现有技术中用于触控的双层电极减为单层电极，从而降低了 3D触控显示装置的厚度，简化了制作工序，降低了产品的生产成本。本发明实施例提供的3D触控液晶透镜光栅制造方法，如图6所示，包括S601、在下透明基板上形成面电极，得到下基板。例如，下透明基板可以是玻璃基板，还可以是塑料基板等，在下透明基板上通过溅射透明导电材料，如氧化铟锡ITO材料，形成面电极。S602、在上透明基板上依次形成相邻排列的至少一个触控电极、透明隔垫层和条状电极，得到上基板。上透明基板同样可以是玻璃基板或塑料基板，在上透明基板上可以通过溅射依次形成触控电极、透明隔垫层和条状电极。S603、将该上基板和该下基板对盒，并在盒中填充液晶，形成液晶透镜光栅。具体的，上基板的条状电极一侧和下基板的面电极一侧相互对盒形成液晶透镜光栅。其中，在面电极和条状电极之上还形成有液晶取向膜层，液晶分子按照取向膜的取向方向进行排列。采用这样一种3D触控液晶透镜光栅制造方法，通过在液晶透镜光栅内部的上透明基板和条状电极之间设置触控电极，且触控电极和条状电极之间为透明隔垫层，在下基板的面电极和上基板的条状电极形成液晶透镜光栅的同时，将驱动液晶偏转形成液晶透镜光栅的条状电极同时作为触摸屏的另一半驱动电极，从而使得该条状电极在保证3D显示效果的同时还与触控电极形成触摸屏。这样一来，可以将现有技术中用于触控的双层电极减为单层电极，从而降低了 3D触控显示装置的厚度，简化了制作工序，降低了产品的生产成本。 进一步的，在面电极和条状电极的同一侧边缘处通过同一块掩膜板形成有相同的图案，该图案包括外引脚结合部分和对位标记。如图2所示，在条状电极132的下侧边缘处通过一块掩膜板形成如图2中B区域所示的图案，其中，中心的图案为外引脚结合部分，两端的标记为对位标记。同样，在面电极122下侧边缘处通过同一块掩膜板形成相同的图案，所不同的是，面电极122在形成图案之后需旋转180°以便定位对盒，从而得到如图2中A区域所示的图案，由于在面电极中不需要外接引脚，外引脚结合部分并无作用，面电极122可以通过两端的对位标记与上层基板精确对盒成型，保证了产品的质量。与现有技术相比，可以将两个分别用于制作面电极对位标记和条状电极的外引脚结合部分的不同的金属掩膜板减少为一个，从而减少了一次金属掩膜板的加工制作，显著节约了生产成本。更进一步的，每一个触控电极均采用内部引线采集触控信号。具体的，现有技术中的触控电极大多采用外部引线采集触控信号，如图4所示，一列触控电极外接一组引线，排列在显示装置边框处的外接引线数量随触控电极列数的增加而增加。当触控电极的数量较多时会导致显示装置的边框加宽，影响产品外观，增加了生产成本。触控电极采用这样一种内部引线采集触控信号可以在不影响外观的情况下降低显示装置边框的宽度，从而降低了产品的生产成本。此外，透明隔垫层可以为透明绝缘材料或透明电阻材料。具体的，当透明隔垫层为透明绝缘材料时，触摸屏为电容结构，触控电极和条状电极之间形成有感应电场。当手指触摸到触摸屏的表面时，触控电极上的感应电荷会发生改变，处理设备通过处理统计到的电信号强弱即可确定手指的感触位置。当透明隔垫层为透明电阻材料时，触摸屏为电阻结构，该透明电阻材料为压敏电阻，当手指触摸到触摸屏的表面时，手指感触位置的电阻发生变化会导致此位置处电流的变化，处理设备通过处理统计到的电信号强弱即可确定手指的感触位置。采用这样一种结构的3D触控液晶透镜光栅，通过探测触摸屏上的感应电荷来探测触控位置，探测方式为时时接收方式而非时发时收方式，从而大大提高系统探测速度。在本发明实施例中，触控电极的形状可以根据液晶透镜光栅的形状或实际的使用需要来决定。例如，触控电极可以是圆形、梯形、菱形或可以根据显示器的形状呈不规则形状。具体的，该触控电极可以为矩形，且该触控电极的长边小于等于6毫米。由于目前的显示装置大多为矩形，触控电极的形状为矩形可以大幅降低在大量触控电极在平面内紧密排列时的空隙区域面积，从而可以避免出现触控盲区。需要说明的是，触控电极的表面积随尺寸的减小而减小，如图5所示，当用户的手指触摸到触摸屏时，对于手指的触点，表面积较小的触控电极能够提供更多的参考信号，通过分析更多的参考信号可以更精确的定位到用户手指的触点，从而可以提高触控识别的精度。但在同等面积的触摸屏中，触控电极面积的减少将使得触控电极的个数增加，触控电极的引线排布也会更加复杂，从而导致产品生产成本的上升。考虑到人手指的表面积(该表面积指触控时手指接触触摸屏的面积)约在6X6mm2以内，因此可以将触控电极的长边制 作的小于等于6毫米。例如，触控电极的尺寸为5. 5X5. 5mm2的正方形，由于这样一种尺寸的触控电极小于手指的表面积，因此能够保证识别到手指表面积大小的触点。这样一来，在保证了触摸屏高精度识别的同时还严格控制了产品成本的上升。本发明实施例还提供一种3D触控显示装置制造方法，除包括根据上述3D触控液晶透镜光栅制造方法制造液晶透镜光栅的步骤(步骤S601-S603)外，如图7所示，还包括S604、将该液晶透镜光栅与显示面板贴合。需要说明的是,显示面板可以包括IXD显示面板或OLED显示面板,或电子纸面板等其他显示面板。本发明实施例提供的3D触控显示装置制造方法，通过在液晶透镜光栅内部的上透明基板和条状电极之间设置触控电极，且触控电极和条状电极之间为透明隔垫层，在下基板的面电极和上基板的条状电极形成液晶透镜光栅的同时，将驱动液晶偏转形成液晶透镜光栅的条状电极同时作为触摸屏的另一半驱动电极，从而使得该条状电极在保证3D显 示效果的同时还与触控电极形成触摸屏。这样一来，可以将现有技术中用于触控的双层电极减为单层电极，从而降低了 3D触控显示装置的厚度，简化了制作工序，降低了产品的生产成本。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.ー种3D触控液晶透镜光栅，包括对盒成型的下基板和上基板，所述下基板包括下透明基板和面电极，所述上基板包括上透明基板和条状电极，所述面电极和所述条状电极之间填充有液晶，其特征在干， 所述上透明基板和所述条状电极之间设置有相邻排列的至少ー个触控电扱； 所述触控电极和所述条状电极之间为透明隔垫层。
2.根据权利要求I所述的液晶透镜光栅，其特征在于，在所述面电极和所述条状电极的同一侧边缘处通过同一块掩膜板形成有相同的图案，所述图案包括外引脚结合部分和对位标记。
3.根据权利要求I所述的液晶透镜光栅，其特征在于，每ー个所述触控电极均采用内部引线采集触控信号。
4.根据权利要求I至3任一所述的液晶透镜光栅，其特征在于，所述透明隔垫层为透明绝缘材料或透明电阻材料。
5.根据权利要求I至3任一所述的液晶透镜光栅，其特征在于，所述触控电极为矩形，所述触控电极的长边小于等于6毫米。
6.ー种3D触控显示装置，其特征在干，包括相互贴合的显示面板和液晶透镜光柵，所述液晶透镜光栅为根据权利要求I至5任一所述的液晶透镜光柵。
7.—种3D触控液晶透镜光栅制造方法，其特征在于，包括 在下透明基板上形成面电极，得到下基板； 在上透明基板上依次形成相邻排列的至少ー个触控电极、透明隔垫层和条状电极，得到上基板； 将所述上基板和所述下基板对盒，并在盒中填充液晶，形成液晶透镜光柵。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述面电极和所述条状电极的同一侧边缘处通过同一块掩膜板形成有相同的图案，所述图案包括外引脚结合部分和对位标记。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，每ー个所述触控电极均采用内部引线采集触控信号。
10.根据权利要求7至9任一所述的制造方法，其特征在于，所述透明隔垫层为透明绝缘材料或透明电阻材料。
11.根据权利要求7至9任一所述的制造方法，其特征在于，所述触控电极为矩形，所述触控电极的长边小于等于6毫米。
12.—种3D触控显示装置制造方法，其特征在于，包括 根据权利要求7至11任一项所述的方法制造液晶透镜光栅； 将所述液晶透镜光栅与显示面板贴合。
全文摘要
本发明实施例提供了一种3D触控液晶透镜光栅、显示装置及其制造方法，涉及显示技术领域，可以降低3D触控显示装置的厚度。包括对盒成型的下基板和上基板，所述下基板包括下透明基板和面电极，所述上基板包括上透明基板和条状电极，所述面电极和所述条状电极之间填充有液晶，所述上透明基板和所述条状电极之间设置有相邻排列的至少一个触控电极；所述触控电极和所述条状电极之间为透明隔垫层。本发明实施例可以将现有技术中用于触控的双层电极减为单层电极，从而降低了3D触控显示装置的厚度，简化了制作工序，降低了产品的生产成本。
文档编号G02F1/1343GK102707514SQ201210134898
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日
发明者刘英明, 吴俊伟, 杨盛际, 王海生 申请人:北京京东方光电科技有限公司