CN102692756A - 集成视差栅栏和电容触摸屏的装置及包括其的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供集成视差栅栏和电容触摸屏的装置及包括其的显示装置，属于立体图像显示技术领域。该集成装置，包括由下至上依次设置的：第一透明电极基板，液晶层，第二透明电极基板，用于形成所述电容触摸屏的自电容或者互电容的第三透明电极基板，以及第一偏光片层。该集成装置既具有视差栅栏的立体图像显示功能、也具有触控输入的功能，并且其结构简单、厚度小、透光率高、制备成本低，易于与二维图像显示模块组装整合。

Description

集成视差栅栏和电容触摸屏的装置及包括其的显示装置

技术领域

本发明属于立体图像显示技术领域，尤其涉及一种集成视差栅栏和电容触摸屏的装置、以及包括该触摸屏的显示装置。

背景技术

立体(3D)图像显示装置基本可以分为两大类：眼镜型立体图像显示装置和无眼镜型立体图像显示装置(自动立体图像显示装置)。其中眼镜型立体图像显示装置中使用了偏振眼镜、快门眼镜和红蓝眼镜等，眼镜的存在会导致观看者感觉不方便并可能会引起眼科疾病。而无眼镜型立体图像显示装置仅仅通过直接观看屏幕就能够欣赏立体图像，因此，当前正对自动立体图像显示装置进行研究。

无眼镜型立体图像显示装置的立体图像显示方法包括有透镜方法、全息方法以及视差栅栏方法等。由于透镜方法和全息方法具有复杂的结构需要高额的费用，因此，它们仅用于特定的应用。

图1所示为利用常规视差栅栏的立体图像显示原理示意图。常规地，视差栅栏可以直接与二维图像显示模块贴合固定，即可实现3D图像显示，因此视差栅栏法显示3D图像相对结构简单、成本低，适于广泛商业应用。如图1所示，10为二维图像显示模块(例如TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器))，20为视差栅栏，其置于观看者的眼睛和二维图像显示模块10之间。在视差栅栏显示方法中，将左右眼看到的图像以交替的垂直的样式显示，该样式的若干部分被非常细的垂直格子(即栅栏)阻挡。以这种方式，左眼看到的垂直样式图像和右眼看到的垂直样式图像由栅栏分开，左右眼分别在不同的视点看图像以便将其结合形成3D图像。如图1所示，视差栅栏20具有孔隙22和遮挡部21，二维图像显示模块10中具有分别对应于观看者的左眼和右眼的左眼图像像素L(用于形成左眼图像)和右眼图像像素R(用于形成右眼图像)，像素L和R交替地形成于二维图像显示模块10中。从而每只眼睛通过视差栅栏20的孔隙22看到不同的图像。左眼图像像素L输出光将被输入到左眼，右眼图像输出光将被输入到右眼，由此分别观察到所划分的左眼图像和右眼图像，从而得到立体感。

图2所示为常规的使用视差栅栏的立体图像显示装置的简单结构示意图。立体图像显示装置包括二维图像显示模块10和视差栅栏20，背光从二维图像显示模块10进入，经过视差栅栏20中的遮挡部后进入观察者的眼镜。视差栅栏20中，是通过液晶的扭转实现对来自二维图像显示模块10的光的遮挡的。在该实例中，视差栅栏20包括由下向上依次设置的下偏光片210、下透明电极层220、液晶(LC)层230、上透明电极层240以及上偏光片250。通常地，下透明电极层220、上透明电极层240是由ITO(Indium Tin Oxide，铟锡金属氧化物)导电玻璃层，下透明电极层220和上透明电极层240上在相向于液晶层230的表面分别形成有一定图案的ITO电极，通过对ITO电极的控制可以控制液晶的扭转以形成遮挡部。

同时注意到，触摸屏在各种个人移动显示装置中广泛应用。触摸屏中，按照工作原理，主要可以分为电阻式触摸屏和电容触摸屏。进一步电容触摸屏主要包括自电容触摸屏(self-capacitive touch screen)和互电容触摸屏(mutual capacitive touch screen)。

自电容触摸屏中，在其透明电极基板(玻璃基板或聚酯材料(例如，PET(ethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯))基板)的表面，采用ITO(Indium Tin Oxide，铟锡金属氧化物)等透明导电材料制作成横向与纵向电极阵列，这些横向和纵向的电极分别与接地端形成电容，该电容即通常所说的自电容，也就是电极对地的电容。当手指触摸到电容屏时，手指的电容将会叠加到自电容上，使触摸屏电容量增加。自电容触摸屏的控制电路通过测量容性负载的变化来检测触摸位置。

互电容屏中，在其透明电极基板的表面，采用ITO(Indium TinOxide，铟锡金属氧化物)等透明导电材料制作成横向与纵向电极阵列；它与自电容屏的区别在于，纵向电极与横向电极相交叉的地方将会形成互电容，也即这纵向电极与相应的横向电极分别构成了电容的两极。当手指触摸到电容屏时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量。检测互电容大小时，在一实例中，横向的电极依次发出激励信号，纵向的所有电极同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即得到整个触摸屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏范围内二维平面的电容量数据的变化，可以计算出每一个触摸点的坐标。

然而，当视差栅栏20应用于带有电容式触摸屏的个人移动显示装置时，例如，触摸屏手机等，如果直接在触摸屏上覆盖视差栅栏20以达到立体图像显示效果，那么由于视差栅栏20的存在将导致触摸屏的触摸输入信息的功能失效。

有鉴于此，针对同时要求具有触摸输入功能和立体图像显示功能的要求，尤其对电容触摸屏，有必要对对电容触摸屏和视差栅栏集成整合。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，将视差栅栏和电容触摸屏集成整合在一起。

为解决以上技术问题，按照本发明的一方面，提供一种集成视差栅栏和电容触摸屏的装置，包括由下至上依次设置的：

第一透明电极基板(310～810)，

液晶层(320～820)，

第二透明电极基板(330～830)，

用于形成所述电容触摸屏的自电容或者互电容的第三透明

电极基板(340～840)，以及

第一偏光片层(390～890)。

具体地，所述第一透明电极基板在相向于所述液晶层的一面设置第一电极(311～811)以形成所述视差栅栏的液晶盒的下电极；所述第二透明电极基板在相向于所述液晶层的一面设置第二电极以形成所述视差栅栏的液晶盒的上电极(331～831)。

按照本发明提供的装置的一实施例，其中，所述第三透明电极基板(340)在相向于所述第二透明电极基板(330)的一面上设置接地屏蔽层(342)，所述第三透明电极基板(340)在相向于所述第一偏光片层的一面上设置第三电极(341)，所述第三电极(341)与所述接地屏蔽层(342)共同形成所述自电容的电极。

按照本发明提供的装置的又一实施例，其中，所述第二透明电极基板(330)在相向于所述第三透明电极基板(340)的一面上设置接地屏蔽层(332)，所述第三透明电极基板(340)在相向于所述第一偏光片层的一面上设置第三电极(341)，所述第三电极(341)与所述接地屏蔽层(332)共同形成所述自电容的电极。

较佳地，所述第三电极包括相互电性隔离的纵向电极和横向电极，所述纵向电极和所述横向电极之间的交错通过桥式结构实现；或者所述第三电极为一维电极。

较佳地，所述桥式结构为铟锡金属氧化物桥式结构或金属桥式结构。

按照本发明提供的装置的再一实施例，其中，在所述第二透明电极基板(430)与所述第三透明导电基板(440)之间设置透明电容介质层(480)；

所述第二透明电极基板(430)在相向于所述透明电容介质层的一面上设置接地屏蔽层(432)；

所述第三透明电极基板(440)在相向于所述透明电容介质层的一面上设置横向电极/纵向电极(442)，所述第三透明电极基板(440)在相向于所述第一偏光片层的一面上设置纵向电极/横向电极(441)；

所述纵向电极或横向电极(441或442)与所述接地屏蔽层(432)共同形成所述自电容的电极。

按照本发明提供的装置的还一实施例，其中，在所述第三透明导电基板(540)和所述第一偏光片层(590)之间、由下至上依次设置透明介质层(580)和第四透明导电基板(550)；

所述第二透明电极基板(530)在相向于所述第三透明电极基板(540)的一面上设置接地屏蔽层(532)；

所述第三透明电极基板(540)在相向于所述透明介质层(580)的一面上设置横向电极/纵向电极(541)；

所述第四透明电极基板(550)在相向于所述透明介质层(580)的一面上设置纵向电极/横向电极(551)；

所述纵向电极或横向电极(551或541)与所述接地屏蔽层(532)共同形成所述自电容的电极。

按照本发明提供的装置的又一实施例，其中，在所述第三透明导电基板(540)和所述第一偏光片层(590)之间、由下至上依次设置透明介质层(580)和第四透明导电基板(550)；

所述第三透明电极基板(540)在相向于所述第二透明电极基板(530)的一面上设置接地屏蔽层(542)，所述第三透明电极基板在相向于所述透明介质层(580)的一面上设置横向电极/纵向电极(541)；

所述第四透明电极基板(550)在相向于所述透明介质层(580)的一面上设置纵向电极/横向电极(551)；

所述纵向电极或横向电极(551或541)与所述接地屏蔽层(542)共同形成所述自电容的电极。

按照本发明提供的装置的再一实施例，其中，在所述第三透明导电基板(640)和所述第二透明导电基板(630)之间设置透明介质层(680)；

所述第二透明电极基板(630)在相向于所述透明介质层的一面上设置屏蔽层(632)；

所述第三透明电极基板(640)在相向于所述透明介质层(680)的一面上设置下电极(642)，所述第三透明电极基板(640)在相向于所述第一偏光片层(690)的一面上设置上电极(641)，所述上电极(641)和所述下电极(642)共同形成所述互电容的电极。

按照本发明提供的装置的还一实施例，其中，在所述第三透明导电基板(740)和所述第二透明导电基板(730)之间设置透明电容介质层(780)；

所述第二透明电极基板(730)在相向于所述透明电容介质层(680)的一面上设置第四电极(732)；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明电容介质层(680)的一面上设置第五电极(741)；

所述第四电极(732)和所述第五电极(741)共同形成所述互电容的电极。

按照本发明提供的装置的又一实施例，其中，在所述第三透明导电基板(840)和所述第二透明导电基板(830)之间设置透明电容介质层(880)；

所述第二透明电极基板(830)在相向于所述透明电容介质层的一面上设置屏蔽层(832)；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明电容介质层(880)的一面上设置第六电极(841)；

通过所述第六电极(841)中的相邻电极的耦合来产生所述互电容。

较佳地，所述透明电容介质层或透明介质层为光学透明胶。

较佳地，所述透明电容介质层或透明介质层的厚度小于或等于1毫米。

较佳地，所述第一偏光片层的厚度范围为0.1毫米至3毫米。

较佳地，所述第四透明导电基板的厚度范围为0.1毫米至3毫米。

按照本发明的又一方面，提供一种显示装置，包括二维图像显示模块以及以上任一所述的集成视差栅栏和电容触摸屏的装置，所述集成视差栅栏和电容触摸屏的装置置于所述二维图像显示模块之上。

在一实例中，所述二维图像显示模块为薄膜晶体管液晶显示器，所述薄膜晶体管液晶显示器中偏光片层同时用作所述集成视差栅栏和电容触摸屏的装置的视差栅栏的下偏光片层。

在又一实例中，所述二维图像显示模块为等离子显示器或有机发光二极管显示器，所述集成视差栅栏和电容触摸屏的装置还包括置于所述第一透明导电基板之下的第二偏光片层。

本发明的技术效果是，通过在第二透明电极基板和顶端的第一偏光片层之间插入用于形成自电容或者互电容的第三透明导电基板，可以实现视差栅栏和电容触摸屏的电容的良好整合，从而使该集成装置既具有视差栅栏的立体图像显示功能、也具有触控输入的功能，并且其结构简单、厚度小、透光率高、制备成本低，易于与二维图像显示模块组装整合。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是利用常规视差栅栏的立体图像显示原理示意图；

图2是常规的使用视差栅栏的立体图像显示装置的简单结构示意图；

图3是按照本发明第一实施例提供的集成装置30应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图4是图3中的电极341的平面结构示意图；

图5是按照本发明第二实施例提供的集成装置35应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图6是按照本发明第三实施例提供的集成装置40应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图7是按照本发明第四实施例提供的集成装置50应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图8是按照本发明第五实施例提供的集成装置55应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图9是按照本发明第六实施例提供的集成装置60应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图10是按照本发明第七实施例提供的集成装置70应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图；

图11是按照本发明第八实施例提供的集成装置80应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在图中，为了清楚放大了层和区域的厚度，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。

在图中，为了突出本发明的主要层，没有包含一些次要的层，比如层与层之间用于粘贴的OCA(Optically Clear Adhesive，光学透明胶)层。

在本发明中，以二维图像显示模块的显示平面定义为xy平面，z坐标垂直于xy平面，从二维图像显示模块至观察者的方向(一般为二维图像显示模块射出光线至观察者的双眼的方向)定义为z坐标正方向，其中，本发明中所提到的上、下等方位用语是相对于附图中所示意的z坐标来定义的。但是，它们是相对的概念，其可以根据显示装置的使用放置方位不同、观察者的方位变化而相应地变化。

图3所示为按照本发明第一实施例提供的集成装置30应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。在该实施例中，该集成装置为集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置30，将该装置贴合于二维图像显示模块100时，整体可以形成具有触摸屏功能的立体图像显示装置。

继续参阅图3，集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置包括由下至上(即图中的z轴的正方向)依次堆叠的第一ITO导电玻璃层310、液晶层320、第二ITO导电玻璃层330、第三ITO导电玻璃层340以及偏光片层390。其中，第一ITO导电玻璃层310、液晶层320、第二ITO导电玻璃层330可以形成视差栅栏的主要部分(也即液晶盒)，第三ITO导电玻璃层340用于形成自电容触摸屏的主要部分。需要说明的是，以上各层之间可能还设置有其它特殊功能层，例如，各层之间的用于粘接的透明的胶层或结构固件，但是这不构成对本发明的限制。

在第一ITO导电玻璃层310相向于液晶层320的一面上，构图形成ITO电极311，ITO电极311用作液晶层320的下电极。同样，在第二ITO导电玻璃层330相向于液晶层320的一面上，构图形成ITO电极331，ITO电极331用作液晶层320的上电极。ITO电极311、液晶层320、ITO电极331之间的具体设置等为本领域技术人员所了解，在此不再具体描述。直线偏振光(偏光片层390所产生)垂直射入液晶层后，其偏光方向会被液晶扭转90度，因此，第一ITO导电玻璃层310、液晶层320和第二ITO导电玻璃层336所组成的液晶盒在平行偏振片方向可以遮光，从而可以显示栅栏。

继续参阅图3，在第二ITO导电玻璃层330和偏光片层390之间，插入一层用于形成自电容的第三ITO导电玻璃层340。在第三ITO导电玻璃层340上相向于偏光片层390的一面上，构图形成电极341；在第三ITO导电玻璃层340上相向于第二ITO导电玻璃层330的一面上，形成接地屏蔽层342。在该实施例中，电极341包括纵向电极和横向电极，因此，纵向电极和横向电极分别可以与接地屏蔽层之间342形成自电容，自电容的上电极为纵向电极或横向电极，自电容的接地端为接地屏蔽层342。接地屏蔽层342接地信号，并且可以对来自接地屏蔽层的噪音干扰信号(例如，ITO电极311、331的电信号所产生干扰信号)，在该实例中，接地屏蔽层342也是通过ITO形成。第二ITO导电玻璃层330双面都形成ITO，有利于省略ITO导电玻璃层的层数，降低装置30的厚度。

图4所示为图3中的电极341的平面结构示意图。电极341采用轴交错矩阵式设计(Axis Intersect Sensor Matrix)，其中，341a为横向电极，341b为纵向电极，横向电极341a和纵向电极314b在同一平面上互补地形成电极341，因此，横向电极341a和纵向电极314b可以通过同一层ITO薄膜构图形成，横向电极341a或纵向电极314b的具体形状不受图示实施例限制。在横向电极和纵向电极的交错处，形成桥式结构341c，桥式结构341c包括横向电极之间的连接桥和纵向电极之间的连接桥，横向电极之间的连接桥与纵向电极之间相互绝缘隔离，例如，两个连接桥在其交错处可以通过绝缘介质层绝缘隔离，因此，两个连接桥并不是在同一个平面上。桥式结构341c具体地可以选择为ITO桥式结构或金属桥式结构。

在电极341的又一可替换的实施例中，申请人为敦泰科技有限公司在2010年4月20日所提交的、名称为“设置一维电极的自电容触摸屏及其坐标数据处理方法”的、中国专利申请号为201010170919.7的专利中描述了电极341的具体结构，该申请(201010170919.7)的整个内容以引用方式包含在此。当电极341采用上述申请所描述的结构时，电极341中不需要绝缘介质层，而图4所示的结构中，可能需要在桥式结构341c中形成绝缘介质层。

继续参阅图3，偏光片层390在于该装置的最上端，其可以用于形成视差栅栏的上偏光片层。优选地，为了保证触摸的灵敏度，也即手指的电容容易叠加到自电容(电极341与接地屏蔽层342形成的自电容)上，偏光片层390的厚度可以设置在0.1mm至3mm的范围内。

因此，将集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置置于二维图像显示模块100上时，形成了立体图像显示装置，该立体图像显示装置同时还具有触摸输入功能。该集成装置通过将第三ITO导电玻璃层340插入偏光片层390和第二ITO导电玻璃层330之间，从而良好地将立体图像显示功能和触摸屏功能集成整合，并且结构简单、厚度小、制备成本低。

其中，二维图像显示模块100可以为TFT-LCD显示器，这些显示器自身带有偏光片层，因此，该二维显示模块100中的偏光片层在图3所示的立体图像显示装置中同时用作视差栅栏的下偏光片层，集成装置30不需要下偏光片层。在其它实施例中，当二维图像显示模块100为不带偏光片层的显示器时，例如，等离子显示器、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器，还可以在二维图像显示模块100和第一ITO导电玻璃层310之间设置一偏光片层，该偏光片层用作视差栅栏的下偏光片层。

图5所示为按照本发明第二实施例提供的集成装置35应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。相比于图4所示的装置30，该集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置35的主要区别在于：在第二ITO导电玻璃层330相向于第三ITO导电玻璃层340的面上，形成接地屏蔽层332。因此，在该实施例中，第二ITO导电玻璃层330上形成双面电极，而不是第三ITO导电玻璃层340上形成双面电极。同样地，接地屏蔽层332用于与电极341(纵向电极或者横向电极)形成自电容。

图6所示为按照本发明第三实施例提供的集成装置40应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。同样地，在该实施例中，该集成装置为集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置40，将该装置贴合于二维图像显示模块100时，整体可以形成具有触摸屏功能的立体图像显示装置。

继续参阅图6，集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置包括由下至上(即图中的z轴的正方向)依次堆叠的第一ITO导电玻璃层410、液晶层420、第二ITO导电玻璃层430、透明电容介质层480、第三ITO导电玻璃层440以及偏光片层490。其中，第一ITO导电玻璃层410、液晶层420、第二ITO导电玻璃层430可以形成视差栅栏的主要部分(也即液晶盒)，同时，第二ITO导电玻璃层430、透明电容介质层480与第三ITO导电玻璃层440三者用于形成自电容的主要部分。需要说明的是，以上各层之间可能还设置有其它特殊功能层，例如，各层之间的用于粘接的透明的胶层或结构固件，但是这不构成对本发明的限制。

对比图5和图6所示实施例，第一ITO导电玻璃层410的ITO电极411与第一ITO导电玻璃层310的ITO电极311之间是基本相同的，液晶层420和320之间也是基本相同的，第二ITO导电玻璃层430的ITO电极431与第二ITO导电玻璃层330的ITO电极331之间也是基本相同的，三者组合分别所形成的视差栅栏的液晶盒的功能也相同，在此不再赘述。

在该实施例中，第三ITO导电玻璃层440的上下表面分别形成纵向电极和横向电极(或者分别形成横向电极和纵向电极)，例如，在第三ITO导电玻璃层440的相向于偏光片层490的一面上，形成ITO横向电极441，在第三ITO导电玻璃层440的相向于透明电容介质层480的一面上，形成ITO纵向电极442。同时，在该发明中，第二ITO导电玻璃层430相向于透明电容介质层480的一面上，形成接地屏蔽层432。因此，第三ITO导电玻璃层440的纵向电极442或者横向电极441、与透明电容介质层480和接地屏蔽层432三者可以形成用于实现触控功能的自电容。优选地，透明电容介质层480优选地采用OCA(Optically Clear Adhesive，光学透明胶)光学胶层，OCA光学胶层不但可以用作自电容的介质层，还可以具有粘合功能。较佳地，OCA光学胶层的厚度小于或等于1mm。

由以上可知，第二ITO导电玻璃层430上形成双面电极(431和432)，并插入偏光片层490和第二ITO导电玻璃层430之间，因此，其既可作为视差栅栏的部件、也可作为触摸屏的部件，视差栅栏和触摸屏的自电容实现了良好地有机整合，该集成装置40厚度小、结构简单、成本低。

继续参阅图6，偏光片层490在该装置40的最上端，其可以用于形成视差栅栏的上偏光片层。优选地，为了保证触摸的灵敏度，也即手指的电容容易叠加到自电容(电极441或442与接地屏蔽层432形成的自电容)上，偏光片层390的厚度可以设置在0.1mm至3mm的范围内。

其中，二维图像显示模块100可以为TFT-LCD显示器，这些显示器自身带有偏光片层，因此，该二维显示模块100中的偏光片层在图3所示的立体图像显示装置中同时用作视差栅栏的下偏光片层，集成装置40不需要下偏光片层。在其它实施例中，当二维图像显示模块100为不带偏光片层的显示器时，例如，为等离子显示器、OLED显示器时，还可以在二维图像显示模块100和第一ITO导电玻璃层410之间设置一偏光片层，该偏光片层用作视差栅栏的下偏光片层。。

图7所示为按照本发明第四实施例提供的集成装置50应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。如图7所示，该集成装置50为集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置50，其包括由下至上(即图中的z轴的正方向)依次堆叠的第一ITO导电玻璃层510、液晶层520、第二ITO导电玻璃层530、第三ITO导电玻璃层540、透明介质层580、第四ITO导电玻璃层550以及偏光片层590。其中，第一ITO导电玻璃层510、液晶层520、第二ITO导电玻璃层530用于形成视差栅栏的主要部分(也即液晶盒)，同时，第二ITO导电玻璃层530、第三ITO导电玻璃层540、透明介质层580与第四ITO导电玻璃层550四者是用于形成自电容的主要部分。需要说明的是，以上各层之间可能还设置有其它特殊功能层，例如，各层之间的用于粘接的透明的胶层或结构固件，但是这不构成对本发明的限制。

对比图5和图7所示实施例，第一ITO导电玻璃层510的ITO电极511与第一ITO导电玻璃层310的ITO电极311之间是基本相同的，液晶层520和320之间也是基本相同的，第二ITO导电玻璃层530的ITO电极531与第二ITO导电玻璃层330的ITO电极331之间也是基本相同的，三者组合分别所形成的视差栅栏的液晶盒的功能也相同，在此不再赘述。

在该实施例中，第三ITO导电玻璃层540在相向于透明介质层580的一面上，构图形成ITO横向电极541；第四ITO导电玻璃层550在相向于透明介质层580的一面上，构图形成ITO纵向电极551。因此，透明介质层580置于ITO横向电极541和ITO纵向电极551之间、其用作绝缘介质层。在第二ITO导电玻璃层530相向于第三ITO导电玻璃层540的一面上，形成接地屏蔽层532。这样，第三ITO导电玻璃层540的玻璃基体同时用作电容介质层的功能，ITO横向电极541或ITO纵向电极551分别可以相对于接地屏蔽层532形成用于实现触控功能的自电容。在其它实例中，也可以第三ITO导电玻璃层540在相向于透明介质层580的一面上，构图形成ITO纵向电极；第四ITO导电玻璃层550在相向于透明介质层580的一面上，构图形成ITO横向电极。

优选地，透明介质层580采用OCA(Optically Clear Adhesive，光学透明胶)光学胶层，OCA光学胶层不但可以用作绝缘介质层(实现ITO横向电极541电极和ITO纵向电极551电极之间的绝缘隔离)，还可以具有粘合功能。较佳地，OCA光学胶层的厚度小于或等于1mm。

继续参阅图7，偏光片层590在于该装置50的最上端，其可以用于形成视差栅栏的上偏光片层。优选地，为了保证触摸的灵敏度，也即手指的电容容易叠加到自电容(电极541或551与接地屏蔽层532形成的自电容)上，偏光片层590的厚度可以设置在0.1mm至3mm的范围内。

相比于图6所示第三实施例的集成装置，该实施例中虽然增加了一层ITO导电玻璃层，但是可以将ITO纵向电极551形成于第四ITO导电玻璃层550的下方的面上，因此，第四ITO导电玻璃层550同时也可以具有防护层的功能。但是，为了保证触摸输入的灵敏度，第四ITO导电玻璃层550的厚度不宜太厚，例如，0.1mm至3毫米左右。

同样地，二维图像显示模块100可以为TFT-LCD显示器，这些显示器自身带有偏光片层，因此，该二维显示模块100中的偏光片层在图3所示的立体图像显示装置中同时用作视差栅栏的下偏光片层，集成装置50不需要下偏光片层。在其它实施例中，当二维图像显示模块100为不带偏光片层的显示器时，例如，为等离子显示器、OLED显示器时，还可以在二维图像显示模块100和第一ITO导电玻璃层510之间设置一偏光片层，该偏光片层用作视差栅栏的下偏光片层。

图8所示为按照本发明第五实施例提供的集成装置55应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。相比于图7所示的装置50，该集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置55的主要区别在于：第三ITO导电玻璃层540在相向于第二ITO导电玻璃层530的面上，形成接地屏蔽层542。因此，在该实施例中，第三ITO导电玻璃层540形成双面电极，而不是第二ITO导电玻璃层530形成双面电极。同样地，接地屏蔽层542用于与电极541或551(纵向电极或者横向电极)形成自电容。

以下进一步说明集成视差栅栏和互电容触摸屏的装置的具体实施例。

图9所示为按照本发明第六实施例提供的集成装置60应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。在该实施例中，该集成装置为集成视差栅栏和互电容触摸屏的装置60，将该装置贴合于二维图像显示模块100时，整体可以形成具有触摸屏功能的立体图像显示装置。

继续参阅图9，集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置包括由下至上(即图中的z轴的正方向)依次堆叠的第一ITO导电玻璃层610、液晶层620、第二ITO导电玻璃层630、透明介质层680、第三ITO导电玻璃层640以及偏光片层690。其中，第一ITO导电玻璃层610、液晶层620、第二ITO导电玻璃层630用于形成视差栅栏的主要部分(也即液晶盒)，同时，第三ITO导电玻璃层640是用于形成互电容触摸屏的主要部分。需要说明的是，以上各层之间可能还设置有其它特殊功能层，例如，各层之间的用于粘接的透明的胶层或结构固件，但是这不构成对本发明的限制。

对比图5和图7所示实施例，第一ITO导电玻璃层610的ITO电极611与第一ITO导电玻璃层310的ITO电极311之间是基本相同的，液晶层620和320之间也是基本相同的，第二ITO导电玻璃层630的ITO电极631与第二ITO导电玻璃层330的ITO电极331之间也是基本相同的，三者组合分别所形成的视差栅栏的液晶盒的功能也相同，在此不再赘述。

在该实施例中，第三ITO导电玻璃层640是上下表面分别构图形成上电极641和下电极642，上电极641和下电极642的具体材料可以为各种透明的电极，例如ITO电极。此时，第三ITO导电玻璃层640的玻璃基体同时可以用作上电极641和下电极642的电容介质层，从而，第三ITO导电玻璃层640可形成用于实现触控功能的互电容，也即上电极641与下电极642之间相互形成互电容。优选地，为了提高第三ITO导电玻璃层640的透光率，其上电极641和/或下电极642可以被设置为多个细条形状的电极，细条状电极641和/或下电极642的宽度范围可以10至20微米。但应理解的是，上电极641和下电极642的具体形状不受本发明实施例限制，并且，第三ITO导电玻璃层640的厚度设置需要考虑互电容的要求。

进一步，在将视差栅栏和互电容触摸屏集成在一起时，有可能视差栅栏的电极的电信号会对自电容的电容信号产生噪音干扰。因此，为了屏蔽第三ITO导电玻璃层640之下的其它电极所带来的噪音干扰信号，第二导电玻璃层630在相向于第三ITO导电玻璃层640的面上(上表面)，设置屏蔽层632，具体地，屏蔽层632可以接地，其也可以为ITO电极。在屏蔽层632和第三ITO导电玻璃层640的下电极642之间，设置透明介质层680，透明介质层680。优选地，透明介质层680优选地采用OCA(Optically Clear Adhesive，光学透明胶)光学胶层，OCA光学胶层不但可以用作绝缘介质层(实现电极642与屏蔽层632之间的绝缘隔离)，还可以具有粘合功能。较佳地，OCA光学胶层的厚度小于或等于1mm。

因此，第二导电玻璃层630采用双电极结构，在第二导电玻璃层630的上下表面分别形成屏蔽层632和ITO电极631(其用作视差栅栏的上电极)，这样解决了视差栅栏与触摸屏之间相互干扰的问题，也实现了二者良好结合。从而，该集成装置60结构简单、厚度小、制备成本低。将集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置60置于二维图像显示模块100上时，形成了立体图像显示装置，该立体图像显示装置同时还具有触摸输入功能。该集成装置良好地将立体图像显示功能和触摸屏功能整合在一起。

继续参阅图9，偏光片层690位于该装置60的最上端，其可以用于形成视差栅栏的上偏光片层。优选地，为了保证触摸的灵敏度，偏光片层690的厚度可以设置在0.1mm至3mm的范围内。

图10所示为按照本发明第七实施例提供的集成装置70应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。在该实施例中，该集成装置为集成视差栅栏和互电容触摸屏的装置70，将该装置贴合于二维图像显示模块100时，整体可以形成具有触摸屏功能的立体图像显示装置。

继续参阅图10，集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置70包括由下至上(即图中的z轴的正方向)依次堆叠的第一ITO导电玻璃层710、液晶层720、第二ITO导电玻璃层730、透明电容介质层780、第三ITO导电玻璃层740以及偏光片层790。其中，第一ITO导电玻璃层710、液晶层720、第二ITO导电玻璃层730用于形成视差栅栏的主要部分(也即液晶盒)，同时，第二ITO导电玻璃层730、透明电容介质层780、第三ITO导电玻璃层740是用于形成互电容触摸屏的主要部分。需要说明的是，以上各层之间可能还设置有其它特殊功能层，例如，各层之间的用于粘接的透明的胶层或结构固件，但是这不构成对本发明的限制。

对比图5和图10所示实施例，第一ITO导电玻璃层710的ITO电极711与第一ITO导电玻璃层310的ITO电极311之间是基本相同的，液晶层720和320之间也是基本相同的，第二ITO导电玻璃层730的ITO电极731与第二ITO导电玻璃层330的ITO电极331之间也是基本相同的，三者组合分别所形成的视差栅栏的液晶盒的功能也相同，在此不再赘述。

在该实施例中，第二ITO导电玻璃层730是上下表面分别构图形成ITO电极732和ITO电极731，ITO电极731用作视差栅栏的下电极，ITO电极732用作互电容的下电极。第三ITO导电玻璃层740在相向于透明电容介质层780的一面上，构图形成ITO电极741，其中，ITO电极741用作互电容的上电极。并且，透明电容介质层780用作互电容的电容介质层，因此，ITO电极731、透明电容介质层780、ITO电极741共同形成了互电容。优选地，为了提高透光率，ITO电极741和/或ITO电极732可以被设置为多个细条形状的电极，细条状ITO电极741和/或ITO电极732的宽度范围可以10至25um。但应理解的是，ITO电极741和/或ITO电极732的具体形状不受本发明实施例限制，并且，透明电容介质层780的厚度设置需要考虑互电容的要求。

优选地，透明电容介质层780优选地采用OCA(Optically ClearAdhesive，光学透明胶)光学胶层，OCA光学胶层不但可以用作绝缘介质层(实现ITO电极741和ITO电极732之间的绝缘隔离)，还可以具有粘合功能。较佳地，OCA光学胶层的厚度小于或等于1mm。

需要说明的是，在实施中，相比于图9所示实施例，其并没有包括用于屏蔽噪音干扰信号的屏蔽层(图9中的632)，该噪音信干扰号通过集成装置70的控制芯片(图中未示出)来处理。因此，该实施例中，对于控制芯片的要求更高，但是可以省去互电容触摸屏的屏蔽层。

继续参阅图10，偏光片层790位于该装置70的最上端，其可以用于形成视差栅栏的上偏光片层。优选地，为了保证触摸输入的灵敏度，偏光片层590的厚度可以设置在0.1mm至3mm的范围内。同时，第三ITO导电玻璃层740同时也可以用作防护层的功能。但是，为了保证触摸输入的灵敏度，第三ITO导电玻璃层740的厚度不宜太厚，例如，0.1mm至3毫米左右。

因此，在第二导电玻璃层730和偏光片层790之间形成互电容，第二导电玻璃层730采用双电极结构，在第二导电玻璃层730的上下表面分别形成ITO电极732和ITO电极731，这样充分利用了第二导电玻璃层，并且也实现了互电容和视差栅栏的液晶盒的良好结合。因此，该集成装置70结构简单、厚度小、制备成本低。将集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置70置于二维图像显示模块100上时，形成了立体图像显示装置，该立体图像显示装置同时还具有触摸输入功能，该集成装置良好地将立体图像显示功能和触摸屏功能整合在一起。

同样地，二维图像显示模块100可以为TFT-LCD显示器，这些显示器自身带有偏光片层，因此，该二维显示模块100中的偏光片层在图3所示的立体图像显示装置中同时用作视差栅栏的下偏光片层，集成装置70不需要下偏光片层。在其它实施例中，当二维图像显示模块100为不带偏光片层的显示器时，例如，为等离子显示器、OLED显示器时，还可以在二维图像显示模块100和第一ITO导电玻璃层710之间设置一偏光片层，该偏光片层用作视差栅栏的下偏光片层。

图11所示为按照本发明第八实施例提供的集成装置80应用于二维图像显示模块时的截面结构示意图。在该实施例中，该集成装置为集成视差栅栏和互电容触摸屏的装置80，将该装置贴合于二维图像显示模块100时，整体可以形成具有触摸屏功能的立体图像显示装置。

继续参阅图11，集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置包括由下至上(即图中的z轴的正方向)依次堆叠的第一ITO导电玻璃层810、液晶层820、第二ITO导电玻璃层830、透明介质层880、第三ITO导电玻璃层840以及偏光片层890。对比图9所实施例，第一ITO导电玻璃层810、液晶层820、第二ITO导电玻璃层830、透明介质层880、以及偏光片层890依次与图9所示的第一ITO导电玻璃层610、液晶层620、第二ITO导电玻璃层630、透明介质层680、以及偏光片层690基本分别相同，在此不在一一赘述。二者的主要差别在于，图10中的实施例中，互电容的电极形成于第三ITO导电玻璃层840的一个面上，即相向于透明介质层880的面上。同样地，屏蔽层832可以接地，其能屏蔽来自视差栅栏的电极的干扰噪音。

继续参阅图11，电极841用于形成互电容的电极，电极841构图形成于第三ITO导电玻璃层840的底面上，通过相邻电极的耦合产生互电容。优选地，电极841的具体形状设置可以参考Joel Kent等人的在2001年10月2日所提交的、名称为“Projective CapacitiveTouchscreen”的、美国专利号为US6,297,811B1的专利的描述说明，该申请(US6,297,811B1)的整个内容以引用方式包含在此。电极841具体可以为ITO电极或极细的金属线，但是电极841的材料及形状不受本发明实施例限制。因此，第三ITO导电玻璃层840的上面不需要形成ITO电极，其同时可以具有防护层的功能。

同样地，二维图像显示模块100可以为TFT-LCD显示器，这类显示器自身带有偏光片层，因此，视差栅栏不需要下偏光片。在其它实施例中，当二维图像显示模块100为不带偏光片层的显示器时，例如，等离子显示器和OLED等显示器时，还可以在二维图像显示模块100和第一ITO导电玻璃层810之间设置一偏光片层，该偏光片层用作视差栅栏的下偏光片层。

需要说明的是，以上各个实施例中所使用的ITO导电玻璃层是透明电极基板中的一种，该实施例中仅以ITO导电玻璃层作说明，但是这不是限制性的，还可以使用其它具有类似功能特性的基板，例如，采用PET材料所形成的基板；相应地，作为透明电极材料的ITO也可以被替换为其它功能特性的材料。

本领域技术人员应当理解的是，以上各个实施例的集成装置中，还包括视差栅栏和电容触摸屏的其它常规部件(例如偏光片层上的防护罩)，在二者集成时由于未作相应改变或替换，因此，在本发明中未一一详述。该集成装置可方便地应用于手机、PAD等各种手持电子终端，并容易受消费者所青睐。

以上例子主要说明了本发明的集成视差栅栏和自电容触摸屏的装置，尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其它的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (20)

1.一种集成视差栅栏和电容触摸屏的装置，包括由下至上依次设置的：

第一透明电极基板，

液晶层，

第二透明电极基板，

用于形成所述电容触摸屏的自电容或者互电容的第三透明电极基板，以及

第一偏光片层。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一透明电极基板在相向于所述液晶层的一面设置第一电极以形成所述视差栅栏的液晶盒的下电极；所述第二透明电极基板在相向于所述液晶层的一面设置第二电极以形成所述视差栅栏的液晶盒的上电极。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三透明电极基板在相向于所述第二透明电极基板的一面上设置接地屏蔽层，所述第三透明电极基板在相向于所述第一偏光片层的一面上设置第三电极，所述第三电极与所述接地屏蔽层共同形成所述自电容的电极。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二透明电极基板在相向于所述第三透明电极基板的一面上设置接地屏蔽层，所述第三透明电极基板在相向于所述第一偏光片层的一面上设置第三电极，所述第三电极与所述接地屏蔽层共同形成所述自电容的电极。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述第三电极包括相互电性隔离的纵向电极和横向电极，所述纵向电极和所述横向电极之间的交错通过桥式结构实现。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述桥式结构为铟锡金属氧化物桥式结构或金属桥式结构。

7.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述第三电极为一维电极。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第二透明电极基板与所述第三透明导电基板之间设置透明电容介质层；

所述第二透明电极基板在相向于所述透明电容介质层的一面上设置接地屏蔽层；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明电容介质层的一面上设置横向电极/纵向电极，所述第三透明电极基板在相向于所述第一偏光片层的一面上设置纵向电极/横向电极；

所述纵向电极或横向电极与所述接地屏蔽层共同形成所述自电容的电极。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第三透明导电基板和所述第一偏光片层之间、由下至上依次设置透明介质层和第四透明导电基板；

所述第二透明电极基板在相向于所述第三透明电极基板的一面上设置接地屏蔽层；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明介质层的一面上设置横向电极/纵向电极；

所述第四透明电极基板在相向于所述透明介质层的一面上设置纵向电极/横向电极；

所述纵向电极或横向电极与所述接地屏蔽层共同形成所述自电容的电极。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第三透明导电基板和所述第一偏光片层之间、由下至上依次设置透明介质层和第四透明导电基板；

所述第三透明电极基板在相向于所述第二透明电极基板的一面上设置接地屏蔽层，所述第三透明电极基板在相向于所述透明介质层的一面上设置横向电极/纵向电极；

所述第四透明电极基板在相向于所述透明介质层的一面上设置纵向电极/横向电极；

所述纵向电极或横向电极与所述接地屏蔽层共同形成所述自电容的电极。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第三透明导电基板和所述第二透明导电基板之间设置透明介质层；

所述第二透明电极基板在相向于所述透明介质层的一面上设置屏蔽层；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明介质层的一面上设置下电极，所述第三透明电极基板在相向于所述第一偏光片层的一面上设置上电极，所述上电极和所述下电极共同形成所述互电容的电极。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第三透明导电基板和所述第二透明导电基板之间设置透明电容介质层；

所述第二透明电极基板在相向于所述透明电容介质层的一面上设置第四电极；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明电容介质层的一面上设置第五电极；

所述第四电极和所述第五电极共同形成所述互电容的电极。

13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第三透明导电基板和所述第二透明导电基板之间设置透明电容介质层；

所述第二透明电极基板在相向于所述透明电容介质层的一面上设置屏蔽层；

所述第三透明电极基板在相向于所述透明电容介质层的一面上设置第六电极；

通过所述第六电极中的相邻电极的耦合来产生所述互电容。

14.如权利要求8至13任一项所述的装置，其特征在于，所述透明电容介质层或透明介质层为光学透明胶。

15.如权利要求8至13任一项所述的装置，其特征在于，所述透明电容介质层或透明介质层的厚度小于或等于1毫米。

16.如权利要求3或4或8或9或10或11或12或13所述的装置，其特征在于，所述第一偏光片层的厚度范围为0.1毫米至3毫米。

17.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述第四透明导电基板的厚度范围为0.1毫米至3毫米。

18.一种显示装置，其特征在于，包括二维图像显示模块以及如权利要求1至17中任一项所述的集成视差栅栏和电容触摸屏的装置，所述集成视差栅栏和电容触摸屏的装置置于所述二维图像显示模块之上。

19.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于，所述二维图像显示模块为薄膜晶体管液晶显示器，所述薄膜晶体管液晶显示器中偏光片层同时用作所述集成视差栅栏和电容触摸屏的装置的视差栅栏的下偏光片层。

20.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于，所述二维图像显示模块为等离子显示器或有机发光二极管显示器，所述集成视差栅栏和电容触摸屏的装置还包括置于所述第一透明导电基板之下的第二偏光片层。

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