CN103529584A - 一种裸眼3d触控装置及其制造方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了裸眼3D触控装置及其制造方法，还公开了包含所述裸眼3D触控装置的显示装置；所述裸眼3D触控装置包括第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；在所述第一基板朝向液晶层一侧的表面依次包括公共电极、绝缘层、狭缝电极单元，还包括触控电极单元；所述狭缝电极单元与所述公共电极相对设置，所述触控电极单元与所述狭缝电极单元间隔设置，每个所述狭缝电极单元包括至少两条狭缝电极，所述触控电极单元包括至少两条触控电极，位于同一所述触控电极单元内的所述触控电极同层设置且彼此绝缘。本发明使得3D显示和触控得到了完美整合，在满足3D功能均匀显示的前提下，实现2D和3D模式的触控功能。

Description

一种裸眼3D触控装置及其制造方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，具体涉及一种裸眼3D触控装置及其制造方法和显示装置。
背景技术
3D（Three-Dimensional）即三维立体图形的原理是左右眼同时接收不同角度的影像，从而模拟真实双眼的3D效果，目前的3D产品多为单一显示功能。
随着3D和触控技术的发展，3D和触控技术的整合产品逐渐受到关注，目前常见的3D和触控技术的整合产品大多采用外挂式触摸屏附加3D功能显示装置，这种整合产品的结构制程较复杂，制作成本高，并且整个装置的厚度较厚，势必影响3D显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种裸眼3D触控装置及其制造方法和显示装置，在满足3D功能均匀显示的前提下，实现2D和3D模式的触控功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种裸眼3D触控装置，包括第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其特征在于，在所述第一基板朝向液晶层一侧的表面依次包括公共电极、绝缘层、狭缝电极单元，还包括触控电极单元；所述狭缝电极单元与所述公共电极相对设置，所述触控电极单元与所述狭缝电极单元间隔设置，每个所述狭缝电极单元包括至少两条狭缝电极，所述触控电极单元包括至少两条触控电极，位于同一所述触控电极单元内的所述触控电极同层设置且彼此绝缘。
其中，所述触控电极为单层三角形或梯形。
该裸眼3D触控装置还包括光栅驱动单元和触控感应单元，所述公共电极彼此相连，通过所述第一金属走线与所述光栅驱动单元连接，所述狭缝电极彼此相连，通过第二金属走线与所述光栅驱动单元连接；所述触控电极通过第三金属走线与所述触控感应单元连接。
所述狭缝电极通过第一过孔与所述第一金属走线相连，所述触控电极通过第二过孔与所述第三金属走线相连。
本发明提供一种显示装置，包括上述的裸眼3D触控装置。
本发明还提供一种裸眼3D触控装置的制造方法，所述方法包括：
在基板上形成公共电极图案；
在形成公共电极图案的基板上形成绝缘层图案；
在形成绝缘层图案的基板上形成狭缝电极单元图案和触控电极单元图案。
其中，在所述基板上形成公共电极的图案的方法为：
在所述基板上形成透明电极，通过构图工艺形成公共电极的图案，所述公共电极的图案与第二金属走线连接。
其中，在所述公共电极上形成绝缘层的图案的方法为：
在形成公共电极的所述基板上行形成绝缘层材料，通过构图工艺形成所述绝缘层的图案、第一过孔和第二过孔。
进一步的，在基板上形成公共电极的图案之前，所述方法还包括：
在所述基板上形成第一金属走线、第二金属走线和第三金属走线。
进一步的，在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案的方法为：
在所述绝缘层上形成透明电极，通过构图工艺形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案，所述狭缝电极单元通过所述第一过孔与所述第一金属走线连接，所述触控电极单元通过所述第二过孔与所述第三金属走线连接；
在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案之前，还包括：在所述绝缘层上形成所述第一过孔和所述第二过孔。
本发明裸眼3D触控装置及其制造方法和显示装置，能够利用ADS驱动方式，且所有电极都位于装置的上基板内侧，通过对电极进行重新设计，使得3D显示和触控得到了完美整合，大大提高了产品的附加值，同时又不增加工艺制程成本，在满足3D功能均匀显示的前提下，实现2D和3D模式的触控功能。附图说明
图1为本发明实施例的高级超维场转换（Advanced Super Dimension Switch，ADS）驱动方式的裸眼3D触控装置结构图；
图2为本发明实施例的狭缝电极遮挡像素的示意图；
图3-1为本发明实施例的上基板电极分布示意图；
图3-2为本发明实施例的电极分布俯视图；
图4为本发明实施例的装置引出线及3D显示原理示意图；
图5为本发明实施例的装置立体结构图；
图6-1为本发明实施例的装置生产工艺中形成金属层的示意图；
图6-2为本发明实施例的装置生产工艺中形成公共电极层的示意图；
图6-3为本发明实施例的装置生产工艺中形成绝缘层以及过孔的示意图；
图6-4为本发明实施例的装置生产工艺中形成狭缝电极和触控电极的示意图；
图7为本发明实施例的3D触控装置直接形成在显示面板上基板上的装置结构；
附图标记说明：
1、公共电极；2、触控电极；3、狭缝电极；4、偏光片；5、第一金属走线；6、柔性电路板（FPC）；7、上基板；8、下基板；9、显示屏；10、间隙；11、触控电极和狭缝电极层；12、第一过孔；13、公共电极层；14、金属层；15、第二过孔；16、像素；17、第二金属走线；18、第三金属走线；19、彩膜。
具体实施方式
总体而言，可以进行ADS驱动方式的裸眼3D触控装置结构（以下简称为装置）设计，对于3D外挂式液晶盒结构，在装置的上基板按遮挡单个像素的一部分（如半个像素或三分之一个像素等）的宽度设计，依次形成公共电极、绝缘层、狭缝电极（同时形成触控电极），利用触控电极形成单层三角形图案，各触控电极间设置有间隙以将不同的触控电极分隔开，而3D驱动电极（公共电极和狭缝电极）并没有分开设计，保证了3D光栅显示的均一性和完整性。当然，触控电极也可以形成单层梯形等图案。
由于触控电极单独输入驱动感应信号，因此间接提高了触控灵敏度。
所述3D光栅采用ADS驱动方式驱动液晶，且所有电极都位于上基板内侧，用于将第一金属走线5与FPC相连的绑定板（Bonding Pad）也设置于上基板，减少了工艺制程，下基板无需形成任何电极，因此可以直接进行对盒，这就大大降低了生产成本，间接提高了产品良率。可见，本发明的裸眼3D触控装置结构简单，在不增加掩膜版的情况下就能实现3D与触控的整合。另外，由于所有电极都处于上基板，因此装置的结构也极大降低了液晶显示器信号对装置驱动信号的影响。并且，本发明的裸眼3D触控装置可以实现3D和2D之间的显示转换，且两种显示模式下均有触控功能，最大限度地满足了用户体验需求，此外，由于将3D更能装置和触摸屏集成到了一起，有效的降低了整个装置的厚度。
具体而言，参见图1，在液晶盒上基板形成公共电极1和狭缝电极3，利用ADS驱动方式控制狭缝电极3下方的液晶偏转，形成光栅屏障，在狭缝电极3间（单位像素之间）设置触控电极2，所有电极的信号与第三金属走线18连接，最终通过Bonding Pad与FPC6相连。
从图中可以看出，所有电极均形成于上基板，这就大大降低了工艺制程成本，同时也间接提高了产品良率。
参见图2，公共电极1和狭缝电极3遮挡半个像素16。实际工作过程中，公共电极1接地，狭缝电极3通入驱动信号，根据水平向列液晶特性，驱动区域显示为亮场，而触控电极2下方因无驱动电场则显示为暗场。这样，在实际工作过程中就形成栅栏，因此可以实现左右眼分别看到左眼图像和右眼图像，实现3D效果，如图4所示。
参见图3-1，由触控电极2形成单层三角形（近似于三角形，以下亦同）图案，各触控电极2间由间隙10分隔开，触控电极2之间设置有狭缝电极3，触控方式可以采用自感单层触控方式。
3D驱动电极（公共电极1和狭缝电极3）并没有分开设计，其中，公共电极1和狭缝电极3分别是联通在一起的（详见图3-2），保证了3D光栅显示的均一性和完整性。由图3-2可知，触控电极2之间成非连接状态，使得各个三角形触控电极彼此分开而不会短路。
结合以上描述，本发明实施例的装置立体结构如图5所示，依次包括触控电极和狭缝电极层11、第一过孔12、公共电极层13、金属层14。图5所示结构能够基于图6-1至图6-4的工艺形成。
参见图6-1至图6-4，其中，如图6-1所示，形成第一金属走线5，作为狭缝电极3的连接线；还形成第二金属走线17，作为公共电极1的连接线。
如图6-2所示，形成包含公共电极1的公共电极层，其中所有公共电极1的右侧与第二金属走线17直接相连，公共电极1工作时由集成电路（IC）输入0V电压（即接地）。
如图6-3所示，形成第一过孔12，还经过显影形成与第三金属走线18相对应的第二过孔15，用于连接之后形成的狭缝电极3和触控电极2。
如图6-4所示，最终，形成狭缝电极3和触控电极2；狭缝电极3和触控电极2可以同时形成。
值得一提的是，狭缝电极3通过第二过孔15与第一金属走线5相连，公共电极1直接与第二金属走线17相连，第三金属走线18还与FPC6相连（狭缝电极3的电压信号和公共电极1的电压信号始终不变），节省了管脚个数，而触控电极2也通过第二过孔15与第三金属走线18相连，触控电极2采用双边走线的方式与FPC6连接。
需要说明的是，上述的所有电极以及Bonding Pad还可以都设置在下基板8上。因此，可以将上基板7称为第一基板，将下基板8称为第二基板，所有电极以及Bonding Pad可以都设置在第一基板或第二基板上。
可见，本发明的裸眼3D触控装置包括第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。在所述第一基板朝向液晶层一侧的表面依次包括公共电极、绝缘层、狭缝电极单元，还包括触控电极单元；所述狭缝电极单元与所述公共电极相对设置，所述触控电极单元与所述狭缝电极单元间隔设置，每个所述狭缝电极单元包括至少两条狭缝电极，所述触控电极单元包括至少两条触控电极，位于同一所述触控电极单元内的所述触控电极同层设置且彼此绝缘。
所述触控电极为单层三角形或梯形。
另外，本发明的裸眼3D触控装置还可以包括用于驱动光栅的光栅驱动单元，以及用于对触控实现感应的触控感应单元；其中，所述公共电极彼此相连，通过所述第一金属走线与所述光栅驱动单元连接，所述狭缝电极彼此相连，通过第二金属走线与所述光栅驱动单元连接；所述触控电极通过第三金属走线与所述触控感应单元连接。
所述狭缝电极通过第一过孔与所述第一金属走线相连，所述触控电极通过第二过孔与所述第三金属走线相连。
本发明的裸眼3D触控装置可以设置于显示装置中。
在制造本发明的裸眼3D触控装置时，可以在基板上形成公共电极图案；在形成公共电极图案的基板上形成绝缘层图案；在形成绝缘层图案的基板上形成狭缝电极单元图案和触控电极单元图案。
具体而言，在所述基板上形成公共电极的图案的方法为：在所述基板上形成透明电极，通过构图工艺形成公共电极的图案，所述公共电极的图案与第二金属走线连接。
在所述公共电极上形成绝缘层的图案的方法为：在形成公共电极的所述基板上行形成绝缘层材料，通过构图工艺形成所述绝缘层的图案、第一过孔和第二过孔。
在基板上形成公共电极的图案之前，还可以在所述基板上形成第一金属走线、第二金属走线和第三金属走线。
在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案的方法为：
在所述绝缘层上形成透明电极，通过构图工艺形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案，所述狭缝电极单元通过所述第一过孔与所述第一金属走线连接，所述触控电极单元通过所述第二过孔与所述第三金属走线连接；
在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案之前，还可以在所述绝缘层上形成所述第一过孔和所述第二过孔。
另外，如图7所示，本发明的裸眼3D触控装置可以与液晶显示屏9共用彩膜（CF）19，以便将本发明的裸眼3D触控装置设置于液晶显示屏9的彩膜19的出光侧，实现电极位于上基板7上的3D显示装置。需要注意的是，用于实现3D显示的电极以及用于实现触控的电极与液晶显示屏之间若不使用屏蔽层，装置可能会受到液晶显示屏信号的影响，但这可以通过IC算法进行优化抗噪来克服。
本发明提供一种裸眼3D触控装置，包括第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其特征在于，在所述第一基板朝向液晶层一侧的表面依次包括公共电极、绝缘层、狭缝电极单元，还包括触控电极单元；所述狭缝电极单元与所述公共电极相对设置，所述触控电极单元与所述狭缝电极单元间隔设置，每个所述狭缝电极单元包括至少两条狭缝电极，所述触控电极单元包括至少两条触控电极，位于同一所述触控电极单元内的所述触控电极同层设置且彼此绝缘。
其中，所述触控电极为单层三角形或梯形。
该裸眼3D触控装置还包括光栅驱动单元和触控感应单元，所述公共电极彼此相连，通过所述第一金属走线与所述光栅驱动单元连接，所述狭缝电极彼此相连，通过第二金属走线与所述光栅驱动单元连接；所述触控电极通过第三金属走线与所述触控感应单元连接。
所述狭缝电极通过第一过孔与所述第一金属走线相连，所述触控电极通过第二过孔与所述第三金属走线相连。
本发明提供一种显示装置，包括上述的裸眼3D触控装置。
本发明还提供一种裸眼3D触控装置的制造方法，所述方法包括：
在基板上形成公共电极图案；
在形成公共电极图案的基板上形成绝缘层图案；
在形成绝缘层图案的基板上形成狭缝电极单元图案和触控电极单元图案。
其中，在所述基板上形成公共电极的图案的方法为：
在所述基板上形成透明电极，通过构图工艺形成公共电极的图案，所述公共电极的图案与第二金属走线连接。
其中，在所述公共电极上形成绝缘层的图案的方法为：
在形成公共电极的所述基板上行形成绝缘层材料，通过构图工艺形成所述绝缘层的图案、第一过孔和第二过孔。
进一步的，在基板上形成公共电极的图案之前，所述方法还包括：
在所述基板上形成第一金属走线、第二金属走线和第三金属走线。
进一步的，在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案的方法为：
在所述绝缘层上形成透明电极，通过构图工艺形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案，所述狭缝电极单元通过所述第一过孔与所述第一金属走线连接，所述触控电极单元通过所述第二过孔与所述第三金属走线连接；
在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案之前，还包括：在所述绝缘层上形成所述第一过孔和所述第二过孔。
结合以上描述可知，本发明裸眼3D触控装置及其制造方法和显示装置，能够利用ADS驱动方式，且所有电极都位于装置的上基板内侧，通过对电极进行重新设计，使得3D显示和触控得到了完美整合，大大提高了产品的附加值，同时又不增加工艺制程成本，在满足3D功能均匀显示的前提下，实现2D和3D模式的触控功能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种裸眼3D触控装置，包括第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其特征在于，在所述第一基板朝向液晶层一侧的表面依次包括公共电极、绝缘层、狭缝电极单元，还包括触控电极单元；所述狭缝电极单元与所述公共电极相对设置，所述触控电极单元与所述狭缝电极单元间隔设置，每个所述狭缝电极单元包括至少两条狭缝电极，所述触控电极单元包括至少两条触控电极，位于同一所述触控电极单元内的所述触控电极同层设置且彼此绝缘。
2.根据权利要求1所述的裸眼3D触控装置，其特征在于，所述触控电极为单层三角形或梯形。
3.根据权利要求1或2所述的裸眼3D触控装置，其特征在于，该装置还包括光栅驱动单元和触控感应单元，所述公共电极彼此相连，通过所述第一金属走线与所述光栅驱动单元连接，所述狭缝电极彼此相连，通过第二金属走线与所述光栅驱动单元连接；所述触控电极通过第三金属走线与所述触控感应单元连接。
4.根据权利要求3所述的裸眼3D触控装置，其特征在于，
所述狭缝电极通过第一过孔与所述第一金属走线相连，所述触控电极通过第二过孔与所述第三金属走线相连。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的裸眼3D触控装置。
6.一种裸眼3D触控装置的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在基板上形成公共电极图案；
在形成公共电极图案的基板上形成绝缘层图案；
在形成绝缘层图案的基板上形成狭缝电极单元图案和触控电极单元图案。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述基板上形成公共电极的图案的方法为：
在所述基板上形成透明电极，通过构图工艺形成公共电极的图案，所述公共电极的图案与第二金属走线连接。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述公共电极上形成绝缘层的图案的方法为：
在形成公共电极的所述基板上行形成绝缘层材料，通过构图工艺形成所述绝缘层的图案、第一过孔和第二过孔。
9.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，在基板上形成公共电极的图案之前，所述方法还包括：
在所述基板上形成第一金属走线、第二金属走线和第三金属走线。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案的方法为：
在所述绝缘层上形成透明电极，通过构图工艺形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案，所述狭缝电极单元通过所述第一过孔与所述第一金属走线连接，所述触控电极单元通过所述第二过孔与所述第三金属走线连接；
在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触控电极单元的图案之前，还包括：在所述绝缘层上形成所述第一过孔和所述第二过孔。
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