CN105005168A - 一种带有触控功能的3d液晶透镜 - Google Patents

Abstract

一种带有触控功能的3D液晶透镜，包括第一基板、第二基板、液晶层、第一电极层、第二电极层和驱动电路，液晶层设置在第一基板与第二基板之间第一电极层、第二电极层分别附着在第一基板、第二基板的内侧面上，第一电极层、第二电极层均与驱动电路电连接，驱动电路能够驱动第一电极层、第二电极层实现触摸感应功能并能够驱动液晶层的液晶分子产生透镜排列。由不同驱动模式来驱动第一电极层、第二电极层，实现触摸感应功能和3D透镜功能，减少一层玻璃，减少整体厚度，提高了透过率；由驱动电路的不同驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，触控不会受到液晶透镜的干扰；第二电极层还能够屏蔽掉来自背面显示器的干扰信号，使得触控更加灵敏。

Description

一种带有触控功能的3D液晶透镜

技术领域

本发明涉及一种显示器件，尤其涉及一种带有触控功能的3D液晶透镜。

背景技术

裸眼3D的显示器件一般包括平板显示器和液晶透镜，液晶透镜设置在平板显示器的前面。目前，裸眼3D的显示器件所采用的液晶透镜一般具有图1、图2所示的结构，液晶透镜一般包括第一基板01、第二基板02、设置在第一基板01内侧的第一配向层03和第一电极04、设置在第二基板02内侧的第二配向层05和第二电极06，第一基板01与第二基板02之间的宽度与液晶盒的厚度相当，第一基板01与第二基板02之间填充有液晶层07。其中，第一电极04包括多个并排的线状电极08，两个相邻线状电极08之间的区间定义为透镜区间09，当在第一电极04、第二电极06间施加电压时，线状电极08之上的液晶分子010偏向于与第一基板01或第二基板02垂直，液晶分子010的折射率变小(透过的光需设定为线偏振光，偏光方向沿着线状电极方向，液晶层07也预先做有沿着线状电极08延伸方向的取向处理)，而透镜区间09内的液晶分子010的排列受到影响而逐渐弯曲，便形成了各个并排的柱面透镜，各个并排的柱面透镜能够将平板显示器的画面一分为二，以分别透射到观看者的左右眼中形成3D视觉。

为了在裸眼3D的基础上叠加触摸感应功能，目前一般是将触摸屏叠加在3D透镜之上，这样不仅会导致厚度增加，膜层变多，透光率降低，而且，3D透镜还会对触控造成干扰，造成触摸屏的不灵敏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带有触控功能的3D液晶透镜，这种带有触控功能的3D液晶透镜兼具触摸感应功能和3D透镜功能，减少一片玻璃，减少了厚度，提高了透过率，且触控不会受到液晶透镜的干扰，还能够屏蔽掉来自背面显示器的干扰信号，使得触控更加灵敏。采用的技术方案如下：

一种带有触控功能的3D液晶透镜，包括第一基板、第二基板和液晶层，液晶层设置在第一基板与第二基板之间，其特征是：还包括第一电极层、第二电极层和驱动电路，第一电极层、第二电极层分别附着在第一基板、第二基板的内侧面上，第一电极层、第二电极层均与驱动电路电连接，驱动电路能够驱动第一电极层、第二电极层实现触摸感应功能并能够驱动液晶层的液晶分子产生透镜排列。

通过在液晶层两侧的第一基板、第二基板的内侧面分别设置第一电极层、第二电极层，并由驱动电路进行驱动，由不同的驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，相对于现有技术在3D透镜外侧面叠加一触摸屏，减少了一层玻璃，减少了整体厚度，提高了透过率；将触摸感应和3D透镜集合在一起，由驱动电路的不同驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，触控不会受到液晶透镜的干扰；第二电极层还能够屏蔽掉来自背面显示器的干扰信号，使得触控更加灵敏。

作为本发明的优选方案，所述第一电极层为触摸感应层，第一电极层设有第一端口；所述第二电极层由多条并排的线状电极构成，第二电极层设有第二端口；所述驱动电路包括触摸驱动电路、液晶驱动电路和切换电路，触摸驱动电路、液晶驱动电路分别与切换电路的相应输入端电连接，切换电路的输出端与所述第一端口电连接。对于触摸感应层的驱动，可以采用全时方式或分时方式，在全时方式下，可以通过触摸驱动电路施加触控信号，或通过液晶驱动电路施加液晶驱动信号，分别实现触控或3D透镜的功能；在分时模式下，第一电极层采用分时驱动，在每个周期内，分为第一时段、第二时段，通过切换电路的切换，第一时段连接到液晶驱动电路，接入液晶驱动信号，用于驱动液晶分子产生透镜排列，第二时段连接到触摸驱动电路，接入触控信号，产生触摸感应功能。在第一时段、第二时段，第二电极层可以都保持为地电平，或者在第一时段，接入与上述液晶驱动信号相反的驱动信号，以降低整体的驱动电压，在第二时段保持地电平。而液晶层则可以采用方波进行驱动。

作为本发明进一步的优选方案，在所述第一电极层的电极交叉搭桥处还设有垫隔子。第一电极层、第二电极层的内侧通常分别设置有第一绝缘层、第二绝缘层。垫隔子可以直接设置在第一电极层的内侧，由第一绝缘层直接加厚而形成；垫隔子也可以设置在第二基板的相应位置上，由第二绝缘层经图形化而形成。通过设置垫隔子，减少了第一电极层的电极所产生的电容干扰，减少对液晶层的影响。

作为本发明的优选方案，所述第一电极层、第二电极层构成双面结构的触摸感应层，其中第一电极层由多条并排的线状电极构成，相邻至少两条线状电极连接在一起构成触摸感应层的Y方向电极，第一电极层设有第一端口，第二电极层为面状电极，第二电极层分为多个触摸感应层的X方向电极，第二电极层设有第二端口；所述驱动电路包括触摸驱动信号发射电路、触摸驱动信号接收电路、液晶驱动电路、第一切换电路和第二切换电路；触摸驱动信号接收电路、液晶驱动电路分别与第一切换电路的相应输入端电连接，第一切换电路的输出端与所述第一端口电连接；触摸驱动信号发射电路与第二切换电路的其中一输入端电连接，第二切换电路的另一输入端接地，第二切换电路的输出端与所述第二端口电连接。将第一电极层、第二电极层设置为双面结构的触摸感应层，第一电极层由多条并排的线状电极构成，第二电极层为面状电极，当第一端口连接到液晶驱动电路，接入液晶驱动信号（如一定频率的方波），而第二端口接地时，即是说，当在第一电极层、第二电极层之间施加液晶驱动信号的情况下，液晶层构成3D透镜；由于第一电极层被组合为多个Y方向电极，而第二电极层则分为多个X方向电极，在触摸感应模式下，第二电极层连接到触摸驱动信号发射电路，从第二端口输入发射信号到第二电极层，而第一电极层则接收信号，由第一端口输出，X方向电极、Y方向电极就通过互电容原理来实现触摸感应功能，具体地说，由于第一电极层为线状电极，因此，第二电极层施加发射信号时，发射信号从线状电极之间的缝隙穿出，在手指触碰的情况下，通过手指与线状电极之间的电容反馈到Y方向电极上，由此实现自电容方式的触控。对于触摸感应层的驱动，可以采用全时方式或分时方式，在全时方式下，可以通过触摸驱动信号发射电路、触摸驱动信号接收电路施加触控信号，或通过液晶驱动电路施加液晶驱动信号，分别实现触控或3D透镜的功能；在分时模式下，第一电极层采用分时驱动，在每个周期内，分为第一时段、第二时段，通过第一切换电路、第二切换电路的切换，第一时段连接到液晶驱动电路，接入液晶驱动信号，用于驱动液晶分子产生透镜排列，第二时段连接到触摸驱动信号发射电路、触摸驱动信号接收电路，接入触控信号，产生触摸感应功能，实现两种功能的并存。

作为本发明进一步的优选方案，还包括遮掩圈，遮掩圈设置在所述第一电极层的外侧周边。遮挡圈用于遮挡第一电极层的周边线路，更加美观。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

通过在液晶层两侧的第一基板、第二基板的内侧面分别设置第一电极层、第二电极层，并由驱动电路进行驱动，由不同的驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，相对于现有技术在3D透镜外侧面叠加一触摸屏，减少了一层玻璃，减少了整体厚度，提高了透过率；将触摸感应和3D透镜集合在一起，由驱动电路的不同驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，触控不会受到液晶透镜的干扰；第二电极层还能够屏蔽掉来自背面显示器的干扰信号，使得触控更加灵敏。

附图说明

图1是现有技术中，液晶透镜的平面结构示意图；

图2是现有技术中，液晶透镜的剖面图，以及加电情况下的液晶排列与折射率分布示意图；

图3是本发明实施例一的结构示意图；

图4是本发明实施例一中第一电极层的结构示意图；

图5是本发明实施例一中第二电极层的结构示意图；

图6是本发明实施例一中驱动电路的电路原理图；

图7是本发明实施例一中液晶分子产生透镜排列的结构示意图；

图8是本发明实施例一中设置垫隔子的示意图；

图9是本发明实施例二的结构示意图；

图10是本发明实施例二中第一电极层的结构示意图；

图11是本发明实施例二中第二电极层的结构示意图；

图12是本发明实施例二中驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图3所示，这种带有触控功能的3D液晶透镜，包括第一基板1、第二基板2、液晶层3、第一电极层4、第二电极层5、驱动电路6和遮挡圈7；液晶层3设置在第一基板1与第二基板2之间；第一电极层4、第二电极层5分别附着在第一基板1、第二基板2的内侧面上，遮掩圈7设置在第一电极层4的外侧周边；第一电极层4、第二电极层5均与驱动电路6电连接，驱动电路6能够驱动第一电极层4、第二电极层5实现触摸感应功能并能够驱动液晶层3的液晶分子产生透镜排列。

如图4、图5和图8所示，第一电极层4为触摸感应层，在第一电极层4的电极交叉搭桥8处还设有垫隔子9，第一电极层4设有第一端口10；第二电极层5由多条并排的线状电极11构成，第二电极层5设有第二端口12；如图6所示，驱动电路6包括触摸驱动电路601、液晶驱动电路602和切换电路603，触摸驱动电路601、液晶驱动电路602分别与切换电路603的相应输入端电连接，切换电路603的输出端与第一端口10电连接。

如图8所示，第一电极层4、第二电极层5的内侧还分别设置有第一绝缘层13、第二绝缘层14。垫隔子8可以直接设置在第一电极层4的内侧，由第一绝缘层13直接加厚而形成；垫隔子8也可以设置在第二基板2的相应位置上，由第二绝缘层14经图形化而形成。通过设置垫隔子8，减少了第一电极层4的电极所产生的电容干扰，减少对液晶层3的影响。

对于触摸感应层（第一电极层4）的驱动，可以采用全时方式或分时方式，在全时方式下，可以通过触摸驱动电路601施加触控信号，或通过液晶驱动电路602施加液晶驱动信号，分别实现触控或3D透镜的功能；在分时模式下，触摸感应层（第一电极层4）采用分时驱动，在每个周期内，分为第一时段、第二时段，通过切换电路603的切换，第一时段连接到液晶驱动电路602，接入液晶驱动信号，用于驱动液晶层3的液晶分子产生如图7所示的透镜排列，第二时段连接到触摸驱动电路601，接入触控信号，产生触摸感应功能。在第一时段、第二时段，第二电极层5可以都保持为地电平，或者在第一时段，接入与上述液晶驱动信号相反的驱动信号，以降低整体的驱动电压，在第二时段保持地电平。而液晶层3则可以采用方波进行驱动。

通过在液晶层3两侧的第一基板1、第二基板2的内侧面分别设置第一电极层4、第二电极层5，并由驱动电路6进行驱动，由不同的驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，相对于现有技术在3D透镜外侧面叠加一触摸屏，减少了一层玻璃，减少了整体厚度，提高了透过率；将触摸感应和3D透镜集合在一起，由驱动电路6的不同驱动模式来实现触摸感应功能和3D透镜功能，触控不会受到液晶透镜的干扰；第二电极层5还能够屏蔽掉来自背面显示器的干扰信号，使得触控更加灵敏。

实施例二

如图9所示，这种带有触控功能的3D液晶透镜，包括第一基板1′、第二基板2′、液晶层3′、第一电极层4′、第二电极层5′、驱动电路6′和遮挡圈7′；液晶层3′设置在第一基板1′与第二基板2′之间；第一电极层4′、第二电极层5′分别附着在第一基板1′、第二基板2′的内侧面上，遮掩圈7′设置在第一电极层4′的外侧周边；第一电极层4′、第二电极层5′均与驱动电路6′电连接，驱动电路6′能够驱动第一电极层4′、第二电极层′5实现触摸感应功能并能够驱动液晶层3′的液晶分子产生透镜排列。

第一电极层4′、第二电极层5′构成双面结构的触摸感应层，其中第一电极层4′由多条并排的线状电极41′构成，相邻几条（一般3-5条）线状电极41′连接在一起构成触摸感应层的Y方向电极42′，第一电极层4′设有第一端口10′，第二电极层5′为面状电极，第二电极层5′分为多个触摸感应层的X方向电极52′，第二电极层5′设有第二端口12′；驱动电路6′包括触摸驱动信号发射电路601′、触摸驱动信号接收电路602′、液晶驱动电路603′、第一切换电路604′和第二切换电路605′；触摸驱动信号接收电路602′、液晶驱动电路603′分别与第一切换电路604′的相应输入端电连接，第一切换电路604′的输出端与第一端口10′电连接；触摸驱动信号发射电路601′与第二切换电路605′的其中一输入端电连接，第二切换电路605′的另一输入端接地，第二切换电路605′的输出端与第二端口12′电连接。

将第一电极层4′、第二电极层5′设置为双面结构的触摸感应层，第一电极层4′由多条并排的线状电极41′构成，第二电极层5′为面状电极，当第一端口10′连接到液晶驱动电路603′，接入液晶驱动信号（如一定频率的方波），而第二端口12′接地时，即是说，当在第一电极层4′、第二电极层5′之间施加液晶驱动信号的情况下，液晶层3′构成3D透镜；由于第一电极层4′被组合为多个Y方向电极42′，而第二电极层5′则分为多个X方向电极52′，在触摸感应模式下，第二电极层5′连接到触摸驱动信号发射电路601′，从第二端口12′输入发射信号到第二电极层5′，而第一电极层4′则接收信号，由第一端口10′输出，X方向电极52′、Y方向电极42′就通过互电容原理来实现触摸感应功能，具体地说，由于第一电极层4′为线状电极41′，因此，第二电极层5′施加发射信号时，发射信号从线状电极41′之间的缝隙穿出，在手指触碰的情况下，通过手指与线状电极41′之间的电容反馈到Y方向电极42′上，由此实现自电容方式的触控。对于触摸感应层的驱动，可以采用全时方式或分时方式，在全时方式下，可以通过触摸驱动信号发射电路601′、触摸驱动信号接收电路602′施加触控信号，或通过液晶驱动电路603′施加液晶驱动信号，分别实现触控或3D透镜的功能；在分时模式下，第一电极层4′采用分时驱动，在每个周期内，分为第一时段、第二时段，通过第一切换电路604′、第二切换电路605′的切换，第一时段连接到液晶驱动电路603′，接入液晶驱动信号，用于驱动液晶分子产生透镜排列，第二时段连接到触摸驱动信号发射电路601′、触摸驱动信号接收电路602′，接入触控信号，产生触摸感应功能，实现两种功能的并存。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种带有触控功能的3D液晶透镜，包括第一基板、第二基板和液晶层，液晶层设置在第一基板与第二基板之间，其特征是：还包括第一电极层、第二电极层和驱动电路，第一电极层、第二电极层分别附着在第一基板、第二基板的内侧面上，第一电极层、第二电极层均与驱动电路电连接，驱动电路能够驱动第一电极层、第二电极层实现触摸感应功能并能够驱动液晶层的液晶分子产生透镜排列。

2.如权利要求1所述的带有触控功能的3D液晶透镜，其特征是：所述第一电极层为触摸感应层，第一电极层设有第一端口；所述第二电极层由多条并排的线状电极构成，第二电极层设有第二端口；所述驱动电路包括触摸驱动电路、液晶驱动电路和切换电路，触摸驱动电路、液晶驱动电路分别与切换电路的相应输入端电连接，切换电路的输出端与所述第一端口电连接。

3.如权利要求2所述的带有触控功能的3D液晶透镜，其特征是：在所述第一电极层的电极交叉搭桥处还设有垫隔子。

4.如权利要求1所述的带有触控功能的3D液晶透镜，其特征是：所述第一电极层、第二电极层构成双面结构的触摸感应层，其中第一电极层由多条并排的线状电极构成，相邻至少两条线状电极连接在一起构成触摸感应层的Y方向电极，第一电极层设有第一端口，第二电极层为面状电极，第二电极层分为多个触摸感应层的X方向电极，第二电极层设有第二端口；所述驱动电路包括触摸驱动信号发射电路、触摸驱动信号接收电路、液晶驱动电路、第一切换电路和第二切换电路；触摸驱动信号接收电路、液晶驱动电路分别与第一切换电路的相应输入端电连接，第一切换电路的输出端与所述第一端口电连接；触摸驱动信号发射电路与第二切换电路的其中一输入端电连接，第二切换电路的另一输入端接地，第二切换电路的输出端与所述第二端口电连接。

5.如权利要求2或4所述的带有触控功能的3D液晶透镜，其特征是：还包括遮掩圈，遮掩圈设置在所述第一电极层的外侧周边。