CN104391392A - 3d触控显示装置及其制作方法、驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D触控显示装置及其制作方法、驱动方法，通过在3D光栅盒中设置同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极，该触控感应电极和液晶驱动电极设置于绝缘层与第二基板之间，该液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于液晶驱动电极和第一基板之间的液晶水平偏转；设置于第三基板或第四基板中的电极层，该电极层在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，该电极层在显示阶段接收第一公共电极信号。从而能够降低3D触控显示装置的制作工艺和生产成本，提高3D触控显示装置的良品率，在确保3D显示效果的同时，实现精确的触控侦测。

Description

3D触控显示装置及其制作方法、驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种3D触控显示装置及其制作方法、驱动方法。 

背景技术

由于裸眼3D技术可以使观看者摆脱特制眼镜的束缚，使观看者更加方便、舒适的观看3D图像，因此成为3D技术发展的方向。 

裸眼3D成像技术可以分为屏障栅栏式(Active-Barrier)、柱状透镜式以及方向性背光3D技术等，其中，屏障栅栏式3D技术，本着其可以与液晶显示器(LCD)制成工艺兼容，在量产性和成本上较具优势，因此成为裸眼3D产品普遍产用的成像技术。 

鉴于3D技术可以带来更加逼真的视觉感受，触控(Touch)技术可以带来更加方便的操作感受，因此，3D技术和触控技术两者的整合产品受到关注和研发。 

目前，3D触控整合产品大多采用外挂式触控屏(Add On Touch)附加3D功能显示装置，这种结构制程较复杂，制作成本高，其次整个装置的厚度较厚，影响3D及整个LCD显示模组的透过率及显示效果。 

发明内容

本发明提供一种3D触控显示装置及其制作方法、驱动方法，能够降低3D触控显示装置的制作工艺和生产成本，提高3D触控显示装置的良品率，在确保3D显示效果的同时，实现精确的触控侦测。 

本发明提供方案如下： 

本发明实施例提供了一种3D触控显示装置，包括3D光栅盒和液晶显示模组，所述3D光栅盒在靠近液晶显示模组的方向上依次设置有第一偏光片、 第一基板、液晶层、绝缘层以及第二基板，所述液晶显示模块组包括第三基板和第四基板，所述第三基板位于所述3D光栅盒与所述第四基板之间； 

所述3D光栅盒还包括： 

同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极，所述触控感应电极和液晶驱动电极设置于所述绝缘层与所述第二基板之间，所述液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于所述液晶驱动电极和所述第一基板之间的液晶水平偏转； 

设置于第三基板或第四基板中的电极层，所述电极层在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，所述电极层在所述显示阶段接收第一公共电极信号，以实现显示。 

优选的，所述触控感应电极和液晶驱动电极为条状电极； 

所述电极层图案为条状图案。 

优选的，所述液晶驱动电极中包括多个间隔设置且相互平行的3D光栅盒的像素电极和3D光栅盒的公共电极，所述3D光栅盒的像素电极和3D光栅盒的公共电极相互作用以驱动位于液晶驱动电极上方的液晶水平偏转。 

优选的，所有3D光栅盒的像素电极的一端连接有3D光栅盒的像素电极信号传输线； 

所有3D光栅盒的公共电极的一端连接有3D光栅盒的公共电极信号传输线。 

优选的，一触控感应电极与一液晶驱动电极为一电极组，一电极组的设置位置与所述阵列基板中对应的一像素单元的设置位置重叠。 

优选的，一触控感应电极的宽度和液晶驱动电极的宽度均为一像素单元宽度的一半。 

优选的，所述第二基板中还包括与所述触控感应电极和液晶驱动电极同层且绝缘设置的悬浮电极； 

所述悬浮电极设置于两触控感应电极之间。 

优选的，所述触控感应电极与所述触控驱动电极为异面相交设置。 

优选的，所述第三基板靠近所述3D光栅盒的一侧设置有第二偏光片。 

本发明实施例还提供了一种3D触控显示装置制作方法，用于制作上述本 发明实施例提供的3D触控显示装置； 

所述方法包括： 

制作第二基板； 

通过一次构图工艺，在所述第二基板上制作同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极图案，所述液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于所述液晶驱动电极和第一基板之间的液晶水平偏转； 

在所述触控感应电极和液晶驱动电极之上，依次制作绝缘层、液晶层、第一基板、第一偏光片； 

所述方法还包括： 

在第三基板或第四基板中制作电极层图案，所述电极层在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，所述电极层在所述显示阶段接收第一公共电极信号，以实现显示。 

优选的，所述通过一次构图工艺，在所述第二基板上制作同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极图案的过程还包括： 

同步制作与所述触控感应电极和液晶驱动电极同层且绝缘设置的悬浮电极，所述悬浮电极设置于两触控感应电极之间。 

本发明实施例还提供了一种3D触控显示装置驱动方法，用于驱动上述本发明实施例提供的3D触控显示装置； 

所述方法包括： 

在一时间周期的显示阶段内，向液晶驱动电极发送液晶驱动信号，所述液晶驱动信号包括3D光栅盒的像素电极信号和3D光栅盒的公共电极信号，以驱动液晶驱动电极上方的液晶水平偏转至预设角度，以及向电极层发送第一公共电极信号； 

在所述时间周期的触控阶段内，向所述电极层发送驱动触控信号。 

从以上所述可以看出，本发明提供的3D触控显示装置及其制作方法、驱动方法，通过在3D光栅盒中设置同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极，所述触控感应电极和液晶驱动电极设置于绝缘层与第二基板之间，该液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于液晶驱动电极和第一基板之间的液晶水平偏转；设置于第三基板或第四基板中的电极层，该电极层在触控阶段接 收触控驱动信号，以实现触控侦测，该电极层在显示阶段接收第一公共电极信号。从而能够降低3D触控显示装置的制作工艺和生产成本，提高3D触控显示装置的良品率，在确保3D显示效果的同时，实现精确的触控侦测。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的3D显示装置结构示意图一； 

图2为本发明实施例提供的3D显示装置结构示意图二； 

图3为本发明实施例提供的3D显示装置结构示意图三； 

图4为本发明实施例提供的3D显示装置结构示意图四； 

图5为本发明实施例提供的3D显示装置驱动信号时序示意图。 

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的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。 

本发明实施例提供了一种3D触控显示装置，如图1所示，该3D触控显示装置具体可以包括叠加设置的3D光栅盒1和液晶显示模组2。 

其中，3D光栅盒在靠近液晶显示模组的方向上可依次设置有第一偏光片 11、第一基板12、液晶层13、绝缘层14以及第二基板15。 

液晶显示模块组2中具体可以包括第三基板21和第四基板22，其中，第三基板21位于3D光栅盒1与第四基板22之间。 

所述3D光栅盒还包括： 

同层且绝缘间隔设置的触控感应电极3和液晶驱动电极4，触控感应电极3和液晶驱动电极4设置于绝缘层14与第二基板15之间，液晶驱动电极4用于在显示阶段驱动位于液晶驱动电极4和第一基板12之间的液晶水平偏转； 

设置于第三基板21或第四基板22中靠近液晶的一侧的电极层5，电极层5在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，电极层5在显示阶段接收第一公共电极信号，以实现显示。 

本发明实施例中，图1所示结构是以电极层5设置于第四基板22靠近第三基板21一侧进行举例说明，但在实际应用过程中，电极层5也可以设置于第三基板21中一图层中。 

通过图1所示的结构示意图可以看出，本发明实施例所提供的3D触控显示装置，由3D光栅盒1和液晶显示模组(LCM)2两部分组成，其中，3D光栅盒1的第二基板15即下基板中，设置有同层但间隔绝缘设置的触控感应电极3和液晶驱动电极4，该触控感应电极3可用于在一时间周期(例如一帧时间)内的触控阶段，与设置于第三基板21或第四基板22中的电极层5相互作用，以实现触控侦测功能。该液晶驱动电极4，用于在上述时间周期的显示阶段，驱动该液晶驱动电极4所在像素单元(Pixel)位置处(即液晶驱动电极4上方)向列型液晶水平方向偏转，即本发明实施例所提供的3D触控显示装置，具体可以采用平面转换(IPS：In-Plane Switching)技术，以实现液晶分子的驱动。 

可见，本发明实施例提供的3D触控显示装置中，将用于实现触控侦测的触控感应电极3和用于驱动液晶水平偏转的液晶驱动电极4等电极图案，设置于3D光栅盒的第二基板15即下基板中，而3D光栅盒的第一基板12即上基板中，没有任何电极图案，从而可使第一基板12和第二基板15直接对盒，因此可显著降低3D触控显示装置的制作工艺和生产成本，提高3D触控显示装置的良品率。 

而且，本发明实施例提供的3D触控显示装置，采用分时驱动的方式，在一时间周期的不同阶段，分别进行3D显示驱动和触控侦测，从而可避免触控侦测与3D显示之间的相互干扰，在确保裸眼3D显示效果的同时，实现精确的触控侦测，实现3D显示和触控侦测的完美结合。 

在一具体实施例中，如图2所示，本发明实施例所涉及的液晶驱动电极4具体可以包括： 

3D光栅盒的像素电极41和3D光栅盒的公共电极42。 

这样，当通过相应的信号传输线向3D光栅盒的像素电极41输入3D光栅盒的像素电极信号以及向3D光栅盒的公共电极42输入3D光栅盒的公共电极信号时，3D光栅盒的像素电极41和3D光栅盒的公共电极42之间相互作用而产生液晶偏转电压(Cvp)，从而实现驱动位于液晶驱动电极4上方的向列型液晶水平方向偏转，从而使液晶驱动电极4所在位置处的显示区域为亮场。 

而同时，如图2所示，由于触控感应电极3上方的液晶没有相应的电压驱动其偏转，从而触控感应电极3所在位置处的显示区域为暗场。 

由于水平方向上，3D光栅盒中会存在多组如图2所示的电极组(即包括一触控感应电极3和一3D驱动电极4)，这样，就会在3D触控显示装置中形成黑、白交替的屏障栅栏效果，从而实现裸眼3D显示。 

本发明实施例中，一个如图2所示的电极组的设置位置，具体可与第四基板22(例如阵列基板)中对应的一像素单元的设置位置重叠，即位于一像素单元上方，且覆盖该像素单元。而且，该电极组中，触控感应电极3的宽度和液晶驱动电极4的宽度，均可为该像素单元宽度的一半，即触控感应电极3和液晶驱动电极4各自遮挡半个像素单元，从而在该像素单元所在位置处形成屏障栅栏效果。 

本发明实施例中，如图3所示，3D光栅盒的像素电极41和3D光栅盒的公共电极42可交替排布，并在3D显示区域周边统一连接，即所有3D光栅盒的像素电极41的一端连接有3D光栅盒的像素电极信号传输线43，所有3D光栅盒的公共电极42的一端连接3D光栅盒的公共电极信号传输线44。3D光栅盒的像素电极信号传输线43和3D光栅盒的公共电极信号传输线44可走线至引线(PAD)区域。 

图3中也可以看出，本发明实施例所涉及的3D光栅盒的像素电极41和3D光栅盒的公共电极42，具体可为条状电极。 

图3还可以看出，本发明实施例所涉及的触控感应电极3也可以为条状电极，且一条触控感应电极3还可以多根狭缝(Slit)条状电极捆绑组成。 

如图4所示，本发明实施例所涉及的电极层5的图案也可以为条状图案，而在另一实施例中，本发明实施例所涉及的电极层5的图案也可以由多个块状电极电连接构成。 

从图4中可以看出，本发明实施例所涉及的触控感应电极3和电极层5的图案，可异面相交设置，例如垂直相交设置。 

由于在触控阶段，电极层5接收触控驱动信号(TX)(即电极层5图案在触控阶段为触控驱动电极)，那么，触控驱动电极与接收触控感应信号(RX)的触控感应电极3之间形成耦合电容Ctx，当触摸发生时，触摸物(例如触控笔或手指等)会改变触控感应电极3和触控驱动电极之间的电场分布，从而使触控驱动信号以及触控感应信号产生相应的变化，基于该变化，可以确定触控点的X坐标和Y坐标，以此确定触摸点的位置信息。 

在本发明一具体实施例中，如图3所示，还可以在两条触控感应电极3之间，设置适当个数的悬浮电极(Dummy)6，从而可避免触控感应电极3与液晶驱动电极4之间产生寄生电容，从而可提高触控侦测效果。 

即本发明实施例中，第二基板15中还可以包括： 

与触控感应电极3和液晶驱动电极4同层且绝缘设置的悬浮电极6，该悬浮电极6可设置于两触控驱动电极3之间。 

本发明实施例中，如图1所示，第三基板21靠近3D光栅盒1的一侧还可以设置有第二偏光片23。 

本发明实施例中，第三基板21具体可为彩膜基板，而第四基板22具体可为阵列基板。 

本发明实施例还提供了一种3D触控显示装置制作方法，该方法具体可用于制作上述本发明实施例提供的3D触控显示装置； 

该方法具体可以包括： 

制作第二基板15； 

通过一次构图工艺，在第二基板15上制作同层且绝缘间隔设置的触控感应电极3和液晶驱动电极4图案，该液晶驱动电极4用于在显示阶段驱动位于液晶驱动电极4和第一基板12之间的液晶水平偏转； 

在触控感应电极3和液晶驱动电极4之上，依次制作绝缘层14、液晶层13、第一基板12、第一偏光片11； 

所述方法还包括： 

在第三基板21或第四基板22中制作电极层5图案，电极层5在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，电极层5在显示阶段接收第一公共电极信号。 

在本发明一具体实施例中，上述通过一次构图工艺，在第二基板15上制作同层且绝缘间隔设置的触控感应电极3和液晶驱动电极4图案的过程具体还可以包括： 

同步制作与触控感应电极3和液晶驱动电极4同层且绝缘设置的悬浮电极6，该悬浮电极6设置于两触控感应电极3之间。 

本发明实施例中，对于各图层的具体制作工艺并不限制。 

本发明实施例还提供了一种3D触控显示装置驱动方法，该方法具体可以用于驱动上述本发明实施例提供的3D触控显示装置； 

所述方法包括： 

在一时间周期的显示阶段内，向液晶驱动电极4发送液晶驱动信号，所述液晶驱动信号中包括3D光栅盒的像素电极信号和3D光栅盒的公共电极信号，以驱动液晶驱动电极4上方的液晶水平偏转至预设角度，以及向电极层5发送第一公共电极信号； 

在上述时间周期的触控时间内，向电极层5发送驱动触控信号。 

本发明实施例所提供的3D触控显示装置驱动方法，为了满足3D显示效果和触控侦测的要求，采用分时驱动的方式，即在一时间周期的不同阶段，分别进行3D显示驱动和触控侦测，从而可避免触控侦测与3D显示之间的相互干扰，在确保裸眼3D显示效果的同时，实现精确的触控侦测，实现3D显示和触控侦测的完美结合。 

本发明实施例所涉及的时间周期，具体可为显示一帧画面所需的时间，例 如16.67毫秒(ms)那么，可将该时间中的一部分，即如12.67ms作为3D显示阶段，该阶段内不进行触控侦测，并将该时间的另一部分，例如4ms作为触控侦测阶段，该阶段内不进行3D显示驱动。 

下面结合附图5所示的信号时序图，对本发明实施例提供的3D触控显示装置驱动方法的一个具体实现过程进行详细的说明。 

在显示阶段： 

3D触控显示装置中所设置的栅线(Gn)逐行打开，各数据线(Data)正常输入对应的显示灰阶信号。 

通过对应的信号传输线，向3D光栅盒的像素电极41输入3V的像素电极，向3D光栅盒的公共电极42输入0V的信号，具体的，可使3D光栅盒的公共电极42接地，从而使3D光栅盒的像素电极41与3D光栅盒的公共电极42之间存在3V的压差，该压差，可实现位于液晶驱动电极4上方的液晶向列水平偏转，从而使液晶驱动电极4所在位置处的裸眼3D显示装置为亮场。 

而在显示阶段，触控感应电极3具体可与零电位信号输入端例如地连接，从而使触控感应电极3的电位为零。由于触控感应电极3上方的液晶无相应的驱动电压，因此无法偏转，以使触控感应电极3所在位置处的3D触控显示装置为暗场。 

那么在3D触控显示装置中即可形成黑、白交替的屏障栅栏效果，从而实现裸眼3D显示。 

由于触控感应电极3在显示阶段的电位可为零，因此，在显示阶段不进行触控侦测，从而避免对3D显示效果的影响。 

在显示阶段，第三基板21或第四基板22中的电极层5作为液晶显示模组中的公共电极存在，因此，在显示阶段可向电极层5输入公共电极信号，例如-1V的信号，以作为液晶显示的基准电压。 

在触控阶段： 

在触控阶段，电极层5作为触控驱动电极存在，因此，可向电极层5输入触控驱动信号，并向触控感应电极3输入具有一定电位的触控感应信号，以实现对触摸操作的侦测。 

在触控阶段，向3D光栅盒的像素电极41输入0V的像素电极，3D光栅 盒的公共电极42的电位不变仍然为0V，从而使3D光栅盒的像素电极41与3D光栅盒的公共电极42之间的压差为0，且由于触控阶段的时长较短，例如只有4ms，因此可使液晶在触控阶段无法偏转，确保了触控阶段的显示屏幕的显示效果，同时，由于3D光栅盒的像素电极41和3D光栅盒的公共电极42的电位均为0V，因此，可降低3D光栅盒的像素电极41和3D光栅盒的公共电极42对触控感应电极3的干扰，提升触控侦测的效果。 

从以上所述可以看出，本发明提供的3D触控显示装置及其制作方法、驱动方法，通过在3D光栅盒中设置同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极，所述触控感应电极和液晶驱动电极设置于绝缘层与第二基板之间，该液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于液晶驱动电极和第一基板之间的液晶水平偏转；设置于第三基板或第四基板中的电极层，该电极层在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，该电极层在显示阶段接收第一公共电极信号。从而能够降低3D触控显示装置的制作工艺和生产成本，提高3D触控显示装置的良品率，在确保3D显示效果的同时，实现精确的触控侦测。 

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (12)

1.一种3D触控显示装置，包括3D光栅盒和液晶显示模组，所述3D光栅盒在靠近液晶显示模组的方向上依次设置有第一偏光片、第一基板、液晶层、绝缘层以及第二基板，所述液晶显示模块组包括第三基板和第四基板，所述第三基板位于所述3D光栅盒与所述第四基板之间；

其特征在于，所述3D光栅盒还包括：

同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极，所述触控感应电极和液晶驱动电极设置于所述绝缘层与所述第二基板之间，所述液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于所述液晶驱动电极和所述第一基板之间的液晶水平偏转；

设置于第三基板或第四基板中的电极层，所述电极层在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，所述电极层在所述显示阶段接收第一公共电极信号，以实现显示。

2.如权利要求1所述的3D触控显示装置，其特征在于，所述触控感应电极和液晶驱动电极为条状电极；

所述电极层图案为条状图案。

3.如权利要求2所述的3D触控显示装置，其特征在于，所述液晶驱动电极中包括多个间隔设置且相互平行的3D光栅盒的像素电极和3D光栅盒的公共电极，所述3D光栅盒的像素电极和3D光栅盒的公共电极相互作用以驱动位于液晶驱动电极上方的液晶水平偏转。

4.如权利要求3所述的3D触控显示装置，其特征在于，所有3D光栅盒的像素电极的一端连接有3D光栅盒的像素电极信号传输线；

所有3D光栅盒的公共电极的一端连接有3D光栅盒的公共电极信号传输线。

5.如权利要求1所述的3D触控显示装置，其特征在于，一触控感应电极与一液晶驱动电极为一电极组，一电极组的设置位置与所述阵列基板中对应的一像素单元的设置位置重叠。

6.如权利要求5所述的3D触控显示装置，其特征在于，一触控感应电极的宽度和液晶驱动电极的宽度均为一像素单元宽度的一半。

7.如权利要求1所述的3D触控显示装置，其特征在于，所述第二基板中还包括与所述触控感应电极和液晶驱动电极同层且绝缘设置的悬浮电极；

所述悬浮电极设置于两触控感应电极之间。

8.如权利要求1所述的3D触控显示装置，其特征在于，所述触控感应电极与所述触控驱动电极为异面相交设置。

9.如权利要求1所述的3D触控显示装置，其特征在于，所述第三基板靠近所述3D光栅盒的一侧设置有第二偏光片。

10.一种3D触控显示装置制作方法，用于制作权利要求1-9任一项的3D触控显示装置；

所述方法包括：

制作第二基板；

通过一次构图工艺，在所述第二基板上制作同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极图案，所述液晶驱动电极用于在显示阶段驱动位于所述液晶驱动电极和第一基板之间的液晶水平偏转；

在所述触控感应电极和液晶驱动电极之上，依次制作绝缘层、液晶层、第一基板、第一偏光片；

所述方法还包括：

在第三基板或第四基板中制作电极层图案，所述电极层在触控阶段接收触控驱动信号，以实现触控侦测，所述电极层在所述显示阶段接收第一公共电极信号，以实现显示。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺，在所述第二基板上制作同层且绝缘间隔设置的触控感应电极和液晶驱动电极图案的过程还包括：

同步制作与所述触控感应电极和液晶驱动电极同层且绝缘设置的悬浮电极，所述悬浮电极设置于两触控感应电极之间。

12.一种3D触控显示装置驱动方法，用于驱动权利要求1-9任一项所述的3D触控显示装置；

其特征在于，所述方法包括：

在一时间周期的显示阶段内，向液晶驱动电极发送液晶驱动信号，所述液晶驱动信号包括3D光栅盒的像素电极信号和3D光栅盒的公共电极信号，以驱动液晶驱动电极上方的液晶水平偏转至预设角度，以及向电极层发送第一公共电极信号；

在所述时间周期的触控阶段内，向所述电极层发送驱动触控信号。