CN103293779B - 液晶盒、显示装置及两者的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶盒及运用该液晶盒的显示装置，以及该液晶盒和该显示装置的控制方法。本发明所提供的液晶盒包括：相对设置的第一透明基板和第二透明基板；设置在所述第一透明基板和第二透明基板之间的液晶层；触控电极层形成在所述第一透明基板上，其中所述触控电极层中接收相同控制信号的电极通过连接部连接为一个整体；与所述触控电极层相对的透明条形电极层，由多个透明条形电极形成在所述第二透明基板上组成，且每个所述透明条形电极对应一个透镜区域。本发明所提供的液晶盒只需要两层基板就能够同时提供触控功能和提供二维/三维显示转换功能，并且在三维显示时光线透过率较高。

Description

液晶盒、显示装置及两者的控制方法

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种集成触控功能和二维/三维显示转换功能的液晶盒及使用该液晶盒的显示装置，以及它们的控制方法。

背景技术

三维显示技术是时下最热门的显示技术之一。当前三维立体显示技术有两大方向：一个是需要配带眼镜的三维立体显示技术；另一是个裸眼三维立体显示技术。裸眼三维立体显示技术由于不需要配带眼镜，既方便又节省成本，是研究的一个热点。

触控技术大大改善了人机对话的可操作性，正逐渐改变着人们生活方式。根据原理的不同，触摸屏可以分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式等类型。电容式触摸屏技术由于工艺简单、产品寿命长、透光率高等特点成为目前主流的触摸技术。

专利号为ZL200720122509的专利文献公开了一种带触控功能的液晶光栅及液晶立体显示装置。该专利的技术方案在于在液晶光栅的上面增设触控功能模块。该触控功能模块包括一个柔性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜基板和一个玻璃基板，该液晶光栅也有上下基板，这样就有四层基板，再加上液晶显示面板本身至少有两层基板，整个装置就会至少有六层基板，厚度大，透光率低，贴合难度大，成本高。

请参考图1，现有集成触控功能和二维/三维显示转换功能的液晶显示装置包括触控屏110，液晶光栅盒120和液晶显示面板130。其中触控屏110包括上透明基板111，下透明基板113和设置于下透明基板113表面的触控电极层112。液晶光栅盒120包括上透明基板121，设置于上透明基板121下表面的上透明电极层122，下透明基板124，设置于下透明基板124上表面的下透明电极层123，以及位于上下透明基板之间的液晶层125。而液晶显示面板130至少包括上透明基板131，设置于上透明基板131下表面的上电极层132，下透明基板134，设置于下透明基板134上表面的下电极层133，以及上下透明基板之间的液晶层135。并且图中虽未示出，整个液晶显示装置中，通常在触控屏110上面还有一层外盖基板。这样，整个液晶显示装置有7个基板，厚度大，制造成本高，透光率低，贴合难度大。

请参考图2，利用液晶光栅实现三维显示的原理如图2所示，图中210代表光源，220代表液晶光栅盒。在二维显示时，液晶光栅盒220处于全透状态，光线可以直接透过液晶光栅盒220。在三维显示时，液晶光栅盒220会变成透明区域与不透明区域等间隔排列的状态，如图2中所示。此时，从光源210发出的光线被液晶光栅盒220阻挡之后，只有经过透明区域的光线才能够穿过液晶光栅盒220，因而只有二分之一的光线能通过液晶光栅盒220。通过液晶光栅盒220的光线经过液晶光栅盒220的分隔之后会汇集到人的左右眼，人的左右眼即得到一幅画面的两幅不同的影像，这两幅不同的影像在人的大脑中重新合成，就会产生有深度视觉（也称立体视觉）的画面，即达到三维显示的效果。可见，基于液晶光栅实现的三维显示光线透过率仅为二维显示光线透过率的二分之一。

发明内容

为解决现有技术中集成触摸功能和二维/三维显示转换功能的显示装置厚度大、成本高、贴合难度大且光线透过率较低的问题，本发明提供了一种液晶盒，其特征在于，包括：

相对设置的第一透明基板和第二透明基板；

设置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶层；

触控电极层，形成在所述第一透明基板上，其中所述触控电极层中接收相同控制信号的电极连接为一个整体；

透明条形电极层，与所述触控电极层相对设置，由形成在所述第二透明基板上的多个透明条形电极组成，每个所述透明条形电极对应一个透镜区域。

优选的，还包括至少一层偏光片，设置于所述第一透明基板或所述第二透明基板远离液晶层的一侧。

优选的，所述液晶层为电控双折射型液晶层。

优选的，所述触控电极层包括：

复数条感应电极串列相互平行并相互绝缘，每条所述感应电极串列包括复数个感应电极和连接相邻所述感应电极的感应电极连接部；

复数条驱动电极串列相互平行并相互绝缘，每条所述驱动电极串列包括复数个驱动电极和连接相邻所述驱动电极的驱动电极连接部；

所述感应电极连接部与所述驱动电极连接部相互垂直交叉并以绝缘物质隔开，使得所述感应电极串列与所述驱动电极串列相互垂直交叉并相互绝缘。

优选的，所述感应电极连接部为至少一条金属线，所述金属线跨过所述绝缘物质连接相邻所述感应电极；所述驱动电极连接部为连接相邻所述驱动电极的狭细部分，所述狭细部分至少部分被所述绝缘物质所覆盖。

优选的，所述触控电极层还包括复数个阵列排布的虚拟电极，所述虚拟电极、所述感应电极和所述驱动电极彼此间相互绝缘。

优选的，所述感应电极为双向山字形，所述虚拟电极为矩形，所述感应电极和所述虚拟电极在垂直于所述感应电极串列的方向上间隔排布，所述感应电极和所述虚拟电极之外的其它区域为所述驱动电极。

优选的，所述虚拟电极沿一个方向连接成复数条虚拟电极串列，或者所述虚拟电极彼此间全部电性相连。

优选的，所述虚拟电极之间通过至少一条导线连接，所述导线被绝缘层隔绝，使得所述导线与所述触控电极层的其它部分相互绝缘。

优选的，所述触控电极层和所述透明条形电极层由氧化铟锡、氧化铟锌或二者的组合制成。

优选的，所述第一透明基板远离所述液晶的表面上设有外盖板。

优选的，所述第一透明基板是可被直接触摸的外盖板。

优选的，所述第一透明基板和第二透明基板至少有一个为玻璃透明基板。

本发明还提供了一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，所述显示面板包括上透明基板；

如上所述的液晶盒，所述液晶盒位于所述显示面板上。

优选的，至少一层偏光片位于所述液晶盒第二基板和所述上透明基板之间或位于液晶盒远离所述显示面板的第一基板的外表面上。

优选的，所述液晶盒的所述第二透明基板与所述显示面板的所述上透明基板共用一块透明基板。

优选的，所述显示面板为LCD显示面板、LED显示面板、OLED显示面板或PDP显示面板。

本发明还提供了一种液晶盒控制方法，应用于如上所述的液晶盒，该控制方法用于在三维显示的同时实现对触控信号的检测，其特征在于，包括：

将三维显示模式的一个分时周期分为第一时间和第二时间，所述一个分时周期为所述触控电极层的扫描周期，其中，所述第二时间小于液晶分子的滞留时间，且大于或等于所述触控电极层对触控信号进行一次检测所需的扫描时间，所述液晶分子的滞留时间为在所述透明条形电极层的驱动电压发生变化时，液晶分子维持前一状态的时间；

在第一时间内，将所述触控电极层接地，对所述透明条形电极层的各所述透明条形电极施加不同的驱动电压，实现三维显示；在第二时间内，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，在保持三维显示状态下实现对触控信号的检测。

优选的，所述第二时间为小于8ms。

优选的，所述第二时间为3ms。

优选的，在第一时间内，为所述透明条形电极层的各所述透明条形电极所施加的不同的驱动电压的波形为相对于接地状态极性交替变化的方波。

优选的，上述液晶盒的控制方法还包括在二维显示模式下，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，实现对触控信号的检测。

优选的，在二维显示模式下，对所述触控电极层施加电压的控制方式与在三维显示模式下对所述触控电极层施加驱动电压的控制方式相同。

优选的，在二维显示模式和三维显示模式下，所述触控电极层上的虚拟电极始终保持接地状态。

本发明还提供了一种显示装置控制方法，应用于如上所述的显示装置，该控制方法用于在三维显示的同时实现对触控信号的检测，其特征在于，包括：

将三维显示模式的一个分时周期分为第一时间和第二时间，所述一个分时周期为所述触控电极层的扫描周期，其中，所述第二时间小于液晶分子的滞留时间，且大于或等于所述触控电极层对触控信号进行一次检测所需的扫描时间，所述液晶分子的滞留时间为在所述透明条形电极层的驱动电压发生变化时，液晶分子维持前一状态的时间；

在第一时间内，将所述触控电极层接地，对所述透明条形电极层和各透明条形电极施加不同的驱动电压，实现三维显示；在第二时间内，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，在保持三维显示状态下实现对触控信号的检测。

优选的，所述触控电极层的扫描周期等于所述显示面板的扫描周期。

优选的，上述控制方法还包括在二维显示模式下，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，实现对触控信号的检测。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明实施例所提供的液晶盒只需要两层基板就能够同时提供触控功能和提供二维/三维显示转换功能。同时，本发明实施例所提供的液晶盒在提供三维显示功能时，利用光学透镜改变光路的原理实现三维显示，使得光线透过率较高。

2.本发明所提供显示装置运用本发明所提供的液晶盒，整个显示装置的厚度减小、亮度提高、成本降低，并使得贴合难度减小。

3.本发明所提供显示装置的优选方案中，液晶盒的第一透明基板可直接作为被触摸的外盖板，不仅使得整个显示装置更加轻薄，而且使得液晶盒的触控检测功能更加灵敏。

附图说明

图1为现在技术中的同时具有触控功能和二维/三维显示转换功能的液晶显示装置；

图2为基于液晶光栅盒的三维显示的原理示意图；

图3为本发明液晶盒第一实施例的示意图；

图4为图3中液晶盒300中的透明条形电极层330的俯视示意图；

图5为透明条形电极层330中各透明条形电极331所加电压的示意图；

图6为液晶盒300三维显示的原理示意图；

图7为电容式触控原理的示意图；

图8为本发明触控电极图形第一实施例的示意图；

图9为本发明触控电极图形第二实施例的示意图；

图10为本发明触控电极图形第三实施例的示意图；

图11为本发明触控电极图形第四实施例的示意图；

图12为本发明液晶显示装置第一实施例的示意图；

图13为本发明液晶显示装置第二实施例的示意图；

图14为本发明液晶盒控制方法实施例三维/触控显示模式各电极驱动电压示意图；

图15为本发明液晶盒控制方法实施例三维/触控显示模式各电极驱动电压示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体细节的限制。

本发明所提供的液晶盒的实施例

请参考图3，本发明实施例提供一种液晶盒300。液晶盒300包括第一透明基板310和第二透明基板340，触控电极层320形成于第一透明基板310的下表面。透明条形电极层330形成于第二基板340的上表面。这样，触控电极层320与透明条形电极层33形成相对设置。第一透明基板310与第二透明基板340之间为液晶层350。

本实施例中优选的，液晶层350为电控双折射液晶层。

需要说明的是，触控电极层320也可以形成于第二透明基板340的上表面，此时透明条形电极层330相应地形成于第一透明基板310的下表面。

本实施例中优选的，第一透明基板310为靠近人眼一侧的基板，也就是靠近触摸操作的一侧的基板。此时，形成于第一透明基板310的下表面的触控电极层320能够比较靠近触摸动作，因而能够检测到的更强的触摸信号，使得液晶盒300的触控检测灵敏度更高。

需要说明的是，也可以是第二透明基板340为靠近人眼一侧的基板。本发明不受第一透明基板310和第二透明基板340离人眼的排放位置的限制，也不受触控电极层320与透明条形电极层330在具体在哪个透明基板上的限制。

液晶盒300提供二维/三维显示转换的原理请参考图4、图5和图6。

请参考图4，透明条形电极层330由若干条透明条形电极331组成，两透明条形电极之间的间距为332，图4显示出其中十条的透明条形电极331，并对其按一定规律编号为S0、S1和S2。

请参考图5和图6，对编号为S0、S1和S2的透明条形电极331对应施加不同的电压，所加电压的大小如图5中所示，可知V_S0>V_S1>V_S2。同时，对触控电极层320加零伏特电压或接地使得整个触控电极层320作为公共电极层，以配合透明条形电极层330形成电场，从而达到控制电控双折射液晶层350中液晶分子的排列的作用。在此情况下，电控双折射液晶层350中的液晶分子会按一定角度形成特定排列，在此特定排列下整个液晶盒变成一种特殊的光学透镜，如图6所示。此时，从光源（图中未示出）发出的光线L通过第二透明基板340和透明条形电极层330之后，进入电控双折射液晶层350。由于电控双折射液晶层350中的液晶分子呈特定排列，光线L会因液晶分子的排列而偏转，因而会逐渐被电控双折射液晶层350所改变光路，在光线L穿过触控电极层320和第一透明基板310之后，会分开汇集到人的左右眼，人的左右眼即得到一幅画面的两幅不同的影像，这两幅不同的影像在人的大脑中重新重合成，就会产生有深度视觉（也称立体视觉）的画面，即实现三维显示。

由上述可知，本发明实施例所提供的液晶盒300是利用液晶的电控双折射性质使液晶盒300形成一种特殊的光学透镜，利用光学透镜改变光的传播路线的原理来实现三维显示的，因而液晶盒300在三维显示时光线的透过率较高。

需要说明的是，上述过程中只是给出一种可行的电压模式，在其它实施例中，也可以对各透明条形电极331分别施加相应的电压以控制电控双折射液晶层350中的液晶分子产生相应排列，使不同画面的光线按相应光路汇集到人的左右眼，实现提供三维显示。

需要说明的是透明条形电极331的宽度与电极间距332的宽度根据产品的具体要求具体设计调整。本发明并不受透明条形电极331的宽度与电极间距332的宽度的限制。

本发明实施例所提供的液晶盒300只需要两层基板就能够同时提供触控功能和提供二维/三维显示转换功能。同时，本发明实施例所提供的液晶盒300在提供三维显示时，光线透过率较高，因而本发明实施例所提供的液晶盒300能够使得整个显示装置的厚度减小、亮度提高、成本降低，并使得贴合难度减小。

液晶盒300提供触控功能的原理请参考图7和图8。

首先说明的是，本发明实施例中的触控电极层320主要用来实现对触控信号的检测，触控电极层320的形状和结构可与常规电容式或电阻式触摸屏上的触控电极层形状和结构相同，只要能够实现对触摸操作的检测功能即可。本发明实施例优选采用电容式触摸屏的触控检测原理来实现对触控信号的检测。电容式触摸屏可通过检测触控电极层上感应电极和驱动电极自电容的变化情况来判断是否发生触摸操作以及发生触摸操作的位置，也可通过检测触控电极层上感应电极和驱动电极之间的互电容的变化情况来判断是否发生触摸操作以及发生触摸操作的位置。

请参考图7，电容式触摸屏的触控检测原理如图7所示，当指点物（一般为手指）接触触摸屏表面时，相当于闭合开关K1和K2，从而改变互电容C1和自电容C2（在互电容检测时自电容也称寄生电容）的电容值，之后通过检测互电容C1或自电容C2的变化情况，来确定发生触控操作的位置。由于检测互电容的方式具有可以避免鬼点干扰、实现多点触控的等优点，本实施例中优选采用检测互电容的方式，来实现对触控信号的检测，具体接线方式与现有技术中相似，这里不再赘述。

触控电极图形第一实施例

请参考图8，本实施例中触控电极层320包括复数条相互平行并相互绝缘的感应电极串列321，每条感应电极串列321包括复数个感应电极321a和连接相邻所述感应电极的感应电极连接部321b。复数条相互平行并相互绝缘的驱动电极串列322，每条所述驱动电极串列包括复数个驱动电极322a和连接相邻所述驱动电极的驱动电极连接部322b。感应电极连接部321b与驱动电极连接部322b相互垂直交叉，垂直交叉处以透明绝缘物质323隔开，使得感应电极串列321与驱动电极串列322相互垂直交叉并相互绝缘。

需要说明的是，感应电极连接部321b可为一条或多条金属线，也可以为与电极材料相同的一条或多条导线。感应电极连接部321b跨过绝缘物质323连接相邻两个感应电极321a。驱动电极连接部322b可以为连接相邻两个驱动电极322a的狭细部分，也可以是金属线。驱动电极连接部322b至少部分被绝缘物质323所覆盖，以使得驱动电极连接部322b与感应电极连接部321b相互绝缘隔开。透明绝缘物质323可以是有机透明绝缘膜制作，也可以是无机透明绝缘膜制成。

需要说明的是，上述感应电极串列321与驱动电极串列322是对等的，可以将任意其中一个轴向的电极串列定义为感应电极串列，另一轴向的电极串列相应地定义为驱动电极串列。

触控电极图形第二、第三和第四实施例

本发明进一步提供了更加有益于实现本发明功能和效果的触控电极图形，请参考图9、图10和图11。

请参考图9，本实施例中触控电极层320所包括的复数条彼此平行且相互绝缘的感应电极串列324，感应电极串列324包括复数个感应电极324a和连接相邻两个感应电极324a的感应电极连接部324b。同样的，复数条彼此平行且相互绝缘的驱动电极串列325，每条驱动电极串列325包含复数个驱动电极325a和连接相邻两个驱动电极325a的驱动电极连接部325b。其中感应电极连接部324b与驱动电极连接部325b之间存在透明绝缘物质(图中未示出)使二者相互绝缘。与图8的触控电极图形结构相比，图9所示的电极图形不同之处在于，在感应电极324a与驱动电极325a之间还设有矩形虚拟电极326a。虚拟电极326a可以为矩形，也可以是其它形状，以尽量填充基板上除感应电极串列324与驱动电极串列325之外的其它区域。虚拟电极326a的存在可改善触控电极层320的视觉效果，使感应电极324和驱动电极325不易被人眼察觉。并且，虚拟电极326a的设置可以减小感应电极324a和驱动电极325a的面积，这样就能够使得感应电极324a和驱动电极325a各自对地的自电容减小，有效减小触控信号中由自电容引起的噪声信号干扰。

请参考图10，图10与图9不同之处在于，虚拟电极326a之间通过导线326b导电连接。图中虽未示出，但是导线326b下面有透明绝缘层隔开，使导线326b与感应电极324a相互绝缘。

需要说明的是，虚拟电极326a既可以用导线326b沿感应电极串列324延伸方向连接成虚拟电极串列326，也可以用导线326b沿驱动电极串列325延伸方向连接成虚拟电极串列326，也可以两个方向都用导线326b连接，使所有虚拟电极326a电性相连。相邻虚拟电极326a之间可以由一条导线326b连接，也可以通过多条导线326b连接。通过将虚拟电极326a连接成串列或者全部虚拟电极326a连接在一起，可使得触控电极层320在作为公共电极层使用时，整个电极层的电压保持一致和稳定，有助于触控电极层320配合透明条形电极层330形成稳定的电场，驱动液晶层350形成相应稳定排列。

请参考图11，图11提供一种更为优选的触控电极图形。同样的，本实施例的触控电极图形是由复数条感应电极串列327和复数条驱动电极串列328相互垂直排布而成。其中两个相邻的感应电极327a之间通过感应电极连接部327b连接。虚拟电极329a为矩形，感应电极327a和虚拟电极329a在垂直于感应电极串列327方向上间隔排布。感应电极327a和虚拟电极329a之外的其它区域被驱动电极串列328所填充。驱动电极串列328包括驱动电极328a和驱动电极连接部328b。感应电极串列327与驱动电极串列328相互垂直交叉，并交叉于感应电极连接部327b和驱动电极连接部328b。其特殊之处在于，感应电极串列327中的感应电极327a为双向山字形，这就使得驱动电极串列328中的驱动电极328a成相应特殊的形状。

感应电极327a的双向山字形结构的设计，增大了感应电极327a与驱动电极328a之间相对边缘的长度，从而增大了它们之间的互电容，进而有利于互电容的检测，减小了噪声信号的干扰，提高了触控检测精度。理论上，若要增大互电容的容值，只要增大感应电极与驱动电极间的相对边缘长度即可，因此，本实施例中的感应电极结构包括但不限于图11中所示的双向山字型结构，如还可以为例如双向弓字型结构等结构。

需要说明的是，感应电极连接部327b为金属材料做成的导线，或者用与电极材料相同的材料做成的导线，并且感应电极连接部327b可以由一根导线制成，也可以由多根导线制成。驱动电极连接部328b为连接相邻驱动电极的狭细部分，即也是驱动电极的材料所制成的。图中虽未示出，但是感应电极连接部327b和驱动电极连接部328b被透明绝缘物质所隔开，使得二者相互绝缘。

本实施例中，虚拟电极329a之间沿与感应电极串列327相同的轴向用两根导线329b连接成虚拟电极串列329，图中虽未示出，但是导线329b下面用透明绝缘层隔开，以使其与下面的驱动电极328a相互绝缘。

以上实施例中的触控电极层320的材料与透明条形电极层330材料可以为氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌、氧化铟锡、氧化铟锌或者它们的组合。

液晶显示装置第一实施例

请参考图12，液晶显示装置500包括外盖板510、以上述的液晶盒300和液晶显示面板400。液晶盒300的结构上面已经详实介绍，在此不再赘述。液晶显示面板400的结构包括上透明基板410，位于上透明基板410上的公共电极层420，下透明基板440，位于下透明基板440上的像素电极层430，以及上下透明基板之间的液晶层450。

显然，相对于现有的可同时提供触控功能和提供二维/三维显示转换的液晶显示装置，本发明所提供的液晶显示装置500省去了至少两层基板，因而能够减少液晶显示装置500的厚度。并且从以上对本发明所提供的液晶显示装置500的描述可知，本发明所提供的液晶显示装置500采用将单层式的触控电极层320制作于液晶盒300的第一透明基板310下表面上，用以实现触控功能，并且用以配合与其相对设置的透明条形电极层330实现对电控双折射液晶层350的控制，实现透镜原理的二维/三维显示转换，因而同时实现了触控功能和二维/三维显示转换功能。并且光线在液晶盒300中的透过率较高，不增加额外的电极层，因而整个液晶显示装置500厚度更小，成本更低，透光率更高。

需要说明的是，原来液晶面板400在上基板410的上表面上通常会有一偏光片，本实施例中偏光片可以设置于液晶盒300的第二基板340的下表面。或者在液晶面板400的下基板440远离液晶层的一层设置第一偏光片，在液晶面板400的上基板410的上表面与液晶盒300的第二基板340的下表面之间设置第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片的光轴相互垂直。需要说明的是，偏光片的设置方式不限于此，偏光片可以以任意方式设置在液晶面板400与液晶盒300之间，只要满足至少有一层偏光片，设置于液晶盒第一基板或第二基板远离液晶层的一侧即可。

需要说明的是，外盖板510可被省去，此时，液晶盒300的第一透明基板310作为被直接触摸的基板，接受触摸操作。这种情况下，液晶显示装置500又省去了一块盖板，因而厚度进一步减小。同时，第一透明基板310被直接触摸时，触摸动作离触控电极层320只隔着第一透明基板310，这样，液晶盒300的触控检测就更加灵敏，这就使得液晶盒的触控功能发挥到更佳。

需要指出的是，在外盖板510被省去的情况下，第一透明基板310通常需要具有足够的机械强度以保证能够同时作为外盖板，因而此时第一透明基板可以是强化玻璃或者具备相应强度的PET基板。

液晶显示装置第二实施例

请参考图13，图13中所示的液晶显示装置500不仅省去了外盖板510，同时，液晶盒300的第二透明基板340也省去，并将液晶显示面板的上基板410作为液晶盒300的第二透明基板，即液晶盒300的第二透明基板与液晶显示面板400的上基板410共用一块基板。这种情况下，液晶显示装置500又减少了一块基板，整个液晶显示装置500的厚度又进一步减小，成本进一步降低，而液晶显示装置500的透光率进一步提高。

需要说明的是，在上述同时省去外盖板510和液晶盒300的第二透明基板340的情况下，原来设置于液晶面板400上基板410上的偏光片可设置于液晶盒300的第一透明基板310的外表面。需要说明的是，偏光片的设置方式不限于此，偏光片可以以任意方式设置在液晶面板400与液晶盒300之间，只要满足至少有一层偏光片，设置于液晶盒第一基板或第二基板远离液晶层的一侧即可。

需要说明的是，上面所述液晶面板400可以替换为等离子体(PDP)显示面板构成一种等离子体显示装置，也可以替换为发光二极管(LED)显示面板构成一种LED显示装置，也可以替换为有机发光二极管(OLED)显示面板构成一种OLED显示装置。因而本发明并不限于运用于液晶显示装置，本发明所保护的范围不受具体的显示装置的种类限制。

基于以上实施例公开的液晶盒及显示装置的结构，本发明其它实施例公开了液晶盒控制方法及三维显示装置的控制方法，该控制方法用于实现二维/三维显示模式的转换以及对触控信号的检测。

请参考图14，图14为三维显示模式下，各电极层的驱动方式，包括：在三维显示模式中的一个分时周期T内，先后对所述触控电极层320和透明条形电极层330施加驱动电压，以在一个分时周期内先后进行触摸驱动和液晶驱动，所述一个分时周期对触控电极层的扫描周期，即将三维显示模式的一个分时周期分为第一时间和第二时间，在一个分时周期内只对触控电极层320施加一次驱动电压，本实施例中触摸驱动时间为第二时间t2，液晶驱动时间为第一时间t1。

需要说明的是，本实施例中对一个分时周期的时间不做具体限定，只要在一次分时周期内完成一次触控电极层的扫描即可，一般情况下，所述分时周期为液晶盒驱动频率的倒数。

在液晶驱动过程中，即在第一时间内，将所述触控电极层320接地(即接公共电极，此时的公共电极为零电位，下同)，此时，触控电极层320即作为透明条形电极层330的公共电极层，具体的，所述触控电极层320上的感应电极、驱动电极以及虚拟电极均接地，共同作为透明条形电极层330的公共电极，对所述透明条形电极层330施加驱动电压，即对透明条形电极层上的各透明条形电极331施加不同电位的电压，使透明条形电极层和触控电极层间出现电位差，例如，像前面所述的，将透明条形电极331编号为S0、S1和S2，在其中一种施压方式中，对它们施加电压的大小为V_S0>V_S1>V_S2，如图14所示。此时会在液晶盒300的第一透明基板310和第二透明基板340的相对表面之间形成特定电场，该电场控制液晶分子旋转达到特定排列，整个液晶盒形成一种改变光线传播路线的特殊光学透镜，从而实现三维显示。

需要说明的是，在液晶驱动过程中，为避免液晶长时间工作在同一方向的驱动电压下老化，因此对所述透明条形电极层施加的驱动电压需随时间变化，而且同一电压的持续时间需小于液晶的老化时间。优选的，本实施例中对所述透明条形电极层施加的驱动电压的波形为方波，该方波相对于接地状态（本实施例中为零电位）极性交替变化，如图14所示，在一个分时周期内，液晶驱动过程中的电压需多次变化。由于液晶分子具有对称性，当电压大小不变而对地电性发生转变时，液晶分子会发生平面旋转，旋转之后液晶的整体排列仍然保持一致，整个过程不影响液晶的导光作用。

在触摸驱动过程中，即在第二时间内，将所述透明条形电极层330接地，对所述触控电极层320施加电压，具体对将所述触控电极层320上的各电极接入触控模块控制电路，该触控模块控制电路设置与液晶盒的边框位置，其中，对驱动电极施加驱动电压，并检测感应电极上的感应信号，以实现对触控信号的检测，虚拟电极始终保持接地状态，如图14所示。其中，触摸驱动过程的时间小于液晶分子的滞留时间，以在触摸驱动过程中仍保持三维显示状态，并且触摸驱动过程的时间大于或等于所述触控电极层320对触控信号进行一次检测所需的扫描时间（以下简称触控扫描时间，即第二时间t2），保证能够完成至少一次触控扫描，从而在保持三维显示状态下实现对触控信号的检测。

需要说明的是，液晶分子都具有滞留性，即在液晶分子上施加的电压消失后其极间电容不会马上消失，液晶分子的偏转角度并不会恢复到原来的状态，而是一直保留到再次给液晶分子施加一个电压，本实施例中所述的液晶分子的滞留时间即为在所述透明条形电极层的驱动电压发生变化时，液晶分子维持前一状态的时间，液晶分子的滞留时间t3往往是固定的，一般约为8ms，而触摸电极层进行一次触控扫描的时间约在3ms左右，在此基础上，本实施例的触摸驱动过程的时间，即第二时间优选为小于8ms，更优选为3ms。

需要说明的是，液晶分子的滞留时间t3可能大于触控扫描时间t1，即在一个分时周期T内，实际对透明条形电极层施加电压的时间可能小于一个分时周期T与触控扫描时间t1的差值，如图14所示。

请参考图15，图15为在二维显示模式下，各电极层的驱动方式，结合液晶盒的结构，该液晶盒的控制方法具体包括：在二维显示模式下，所述透明条形电极层330接地，即透明条形电极层330上的条形透明导电电极不接电，液晶盒300为全透明的状态，对所述触控电极层320施加电压，实现对触控信号的检测。

需要说明的是，在二维显示模式下，由于透明条形电极层接地，因此不会影响触控检测，在这种情况下，对触控电极层施加电压的方式可以任意，即可以在任意时间进行触控扫描，而且不限制触控扫描的时间。本实施例中为了简化控制过程，优选的，在二维显示模式下，对所述触控电极层施加电压的控制方式与在三维显示状态下，对所述触控电极层施加电压的控制方式相同，如图15所示，其中，在整个显示过程中，虚拟电极始终保持接地状态。

与上述方法对应的，本发明实施例还公开了一种显示装置控制方法，基于以上实施例公开的显示装置的结构，该控制方法用于实现二维/三维显示模式的转换以及对触控信号的检测，其具体过程与上述液晶盒的控制过程类似，这里不再赘述。

需要说明的是，在对三维显示装置进行控制过程中，为了使观看者的感官更加舒适，优选的，所述触控电极层的扫描周期等于显示装置的扫描周期，即所述分时周期等于显示装置在进行三维显示过程中，左眼和右眼的画面交替周期，也就是显示装置上一帧画面的显示时间。

举例来说，若显示装置的扫描周期为60HZ，则一个分时周期的时间（包括液晶驱动过程的时间和触摸驱动过程的时间）为16.7ms（即1/60ms），一般触控扫描时间（即第二时间）为3ms左右，则液晶驱动过程的时间（即第一时间）即为13.7ms左右。

本发明实施例提供的液晶盒和三维显示装置控制方法，在三维显示模式中，通过在一个分时周期内，先后进行触摸驱动和液晶驱动，在触摸驱动过程中，所述触控电极层上的各电极作为触控模块的触控电极使用，实现触摸检测功能，在液晶驱动过程中，触控电极层上的各电极接地，共同作为透明条形电极层的公共电极使用，实现对液晶的驱动功能，即在整个三维显示过程中，触控电极层上的各电极交替作为公共电极以及触控模块的触控电极，并保证触摸驱动过程的时间小于液晶分子的滞留时间，且大于或等于所述触控电极层对触控信号进行一次检测所需的扫描时间，从而在触摸驱动过程中，仍然维持三维显示状态，即实现了在三维显示过程中对触控信号的检测。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (24)

1.一种液晶盒，其特征在于，包括：

相对设置的第一透明基板和第二透明基板；

设置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶层；

触控电极层，形成在所述第一透明基板上且朝向所述液晶层的一侧，其中所述触控电极层中接收相同控制信号的电极连接为一个整体；

透明条形电极层，与所述触控电极层相对设置，由形成在所述第二透明基板上的多个透明条形电极组成，每个所述透明条形电极对应一个透镜区域；

所述触控电极层包括：

复数条感应电极串列相互平行且相互绝缘，每条所述感应电极串列包括复数个感应电极和连接相邻所述感应电极的感应电极连接部；

复数条驱动电极串列相互平行且相互绝缘，每条所述驱动电极串列包括复数个驱动电极和连接相邻所述驱动电极的驱动电极连接部；

所述感应电极连接部与所述驱动电极连接部相互垂直交叉并以绝缘物质隔开，使得所述感应电极串列与所述驱动电极串列相互垂直交叉并相互绝缘；

复数个阵列排布的虚拟电极，所述虚拟电极、所述感应电极和所述驱动电极彼此间相互绝缘；

所述感应电极为双向山字形，所述虚拟电极为矩形，所述感应电极和所述虚拟电极在垂直于所述感应电极串列的方向上间隔排布，所述感应电极和所述虚拟电极之外的其它区域为所述驱动电极。

2.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，还包括至少一层偏光片，设置于所述第一透明基板或所述第二透明基板远离液晶层的一侧。

3.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述液晶层为电控双折射型液晶层。

4.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述感应电极连接部包括至少一条金属线，所述金属线跨过所述绝缘物质连接相邻所述感应电极；所述驱动电极连接部为连接相邻所述驱动电极的狭细部分，所述狭细部分至少部分被所述绝缘物质所覆盖。

5.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述虚拟电极沿一个方向连接成复数条虚拟电极串列，或者所述虚拟电极彼此间全部电性相连。

6.如权利要求5所述的液晶盒，其特征在于，所述虚拟电极之间通过至少一条导线连接，所述导线被绝缘层隔绝，使得所述导线与所述触控电极层的其它部分相互绝缘。

7.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述触控电极层和所述透明条形电极层由氧化铟锡、氧化铟锌或者二者的组合物制成。

8.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述第一透明基板远离所述液晶层的表面上设有外盖板。

9.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述第一透明基板是能够被直接触摸的外盖板。

10.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述第一透明基板和第二透明基板至少有一个为玻璃透明基板。

11.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，所述显示面板包括上透明基板；

如权利要求1至10任一项所述的液晶盒，所述液晶盒位于所述显示面板上。

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，至少一层偏光片位于所述液晶盒第二基板和所述上透明基板之间或位于液晶盒远离所述显示面板的第一基板的外表面上。

13.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述液晶盒的所述第二透明基板与所述显示面板的所述上透明基板共用一块透明基板。

14.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为LCD显示面板、LED显示面板、OLED显示面板或PDP显示面板。

15.一种液晶盒控制方法，应用于如权利要求1-10任一项所述的液晶盒，该控制方法用于在三维显示的同时实现对触控信号的检测，其特征在于，包括：

将三维显示模式的一个分时周期分为第一时间和第二时间，所述一个分时周期为所述触控电极层的扫描周期，其中，所述第二时间小于液晶分子的滞留时间，且大于或等于所述触控电极层对触控信号进行一次检测所需的扫描时间，所述液晶分子的滞留时间为在所述透明条形电极层的驱动电压发生变化时，液晶分子维持前一状态的时间；

在第一时间内，将所述触控电极层接地，对所述透明条形电极层的各所述透明条形电极施加不同的驱动电压，实现三维显示；在第二时间内，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，在保持三维显示状态下实现对触控信号的检测。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述第二时间为小于8ms。

17.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述第二时间为3ms。

18.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，在第一时间内，为所述透明条形电极层的各所述透明条形电极所施加的不同的驱动电压的波形为相对于接地状态极性交替变化的方波。

19.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，还包括：在二维显示模式下，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，实现对触控信号的检测。

20.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，在二维显示模式下，对所述触控电极层施加电压的控制方式与在三维显示模式下对所述触控电极层施加驱动电压的控制方式相同。

21.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，在二维显示模式和三维显示模式下，所述触控电极层上的虚拟电极始终保持接地状态。

22.一种显示装置的控制方法，应用于如权利要求11-14任一项所述的显示装置，该控制方法用于在三维显示的同时实现对触控信号的检测，其特征在于，包括：

将三维显示模式的一个分时周期分为第一时间和第二时间，所述一个分时周期为所述触控电极层的扫描周期，其中，所述第二时间小于液晶分子的滞留时间，且大于或等于所述触控电极层对触控信号进行一次检测所需的扫描时间，所述液晶分子的滞留时间为在所述透明条形电极层的驱动电压发生变化时，液晶分子维持前一状态的时间；

在第一时间内，将所述触控电极层接地，对所述透明条形电极层和各透明条形电极施加不同的驱动电压，实现三维显示；在第二时间内，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，在保持三维显示状态下实现对触控信号的检测。

23.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于，所述触控电极层的扫描周期等于所述显示面板的扫描周期。

24.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于，还包括：在二维显示模式下，将所述透明条形电极层接地，对所述触控电极层施加驱动电压，实现对触控信号的检测。