WO2015062246A1 - 裸眼3d触控装置及其制造方法和显示装置 - Google Patents

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WO2015062246A1
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touch
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pattern
substrate
slit
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杨盛际
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京东方科技集团股份有限公司
北京京东方光电科技有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes

Definitions

  • Eye 3D touch device manufacturing method thereof and display device
  • At least one embodiment of the present invention is directed to a tree eye 3D touch device, a method of fabricating the same, and a display device. Background technique
  • the 3D (Three-Dimensional) image that is, the stereoscopic image display principle is: The left and right eyes of the viewer simultaneously receive images of different viewing angles, and the received images are combined into a stereoscopic image in the human brain, thereby simulating a near-real 3D viewing effect.
  • Most current 3D products are single display functions.
  • At least one embodiment of the present invention provides a tree-eye 3D touch device, a method of manufacturing the same, and a display device, which can implement a touch function in a 2D display and a 3D display mode while satisfying a 3D function.
  • At least one embodiment of the present invention provides a tree-eye 3D touch device including a first substrate and a second substrate, and a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.
  • a common electrode, an insulating layer, and a slit electrode unit are disposed on the surface of the first substrate facing the liquid crystal layer, and a touch electrode unit is further disposed; the slit electrode unit is disposed opposite to the common electrode.
  • the touch electrode unit is spaced apart from the slit electrode unit, each of the slit electrode units includes at least two slit electrodes, and the touch electrode unit includes at least two touch electrodes located at the same touch
  • the touch electrodes in the control electrode unit are disposed in the same layer and insulated from each other.
  • the touch electrodes are a single layer of triangles or trapezoids.
  • the eye 3D touch device further includes a grating driving unit and a touch Controlling the sensing unit; the common electrodes are connected to each other, and are connected to the grating driving unit through the first metal trace; the slit electrodes are connected to each other, and are connected to the grating driving unit through a second metal trace; The touch electrode is connected to the touch sensing unit through a third metal trace.
  • the slit electrode is connected to the first metal trace through a first via in the insulating layer, and the touch electrode passes through a second via in the insulating layer The third metal trace is connected.
  • At least one embodiment of the present invention provides a display device including the above-described eye 3D touch device.
  • At least one embodiment of the present invention further provides a method for manufacturing a OLED 3D touch device, the method comprising: forming a common electrode pattern on a substrate; forming an insulating layer pattern on the substrate forming the common electrode pattern; forming an insulation A slit electrode unit pattern and a touch electrode unit pattern are formed on the substrate of the layer pattern.
  • forming a pattern of the common electrode on the substrate includes: forming a transparent electrode on the substrate, forming the transparent electrode layer into a pattern of a common electrode, the pattern of the common electrode and the second metal Wire connection.
  • forming a pattern of the insulating layer on the common electrode includes: forming an insulating layer upstream of the substrate forming the common electrode, forming a pattern of the insulating layer and a first one of the insulating layers Hole and second via.
  • the method further includes: forming a first metal trace, a second metal trace, and a third metal trace on the substrate .
  • the method further includes: forming the first pass in the insulating layer a hole and the second via hole; forming a pattern of the slit electrode unit and a pattern of the touch electrode unit on the insulating layer, including: forming a transparent electrode on the insulating layer, forming a slit electrode unit by a patterning process a pattern and a pattern of the touch electrode unit, the slit electrode unit is connected to the first metal trace through the first via, and the touch electrode unit passes the second via and the third Metal wiring connection.
  • ADS Advanced Super Dimension Switch
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a slit electrode occluding pixel according to an embodiment of the present invention
  • 3A is a schematic view showing the distribution of electrodes of an upper substrate according to an embodiment of the present invention.
  • 3B is a top view of an electrode distribution according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a device lead line and a 3D display principle according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective structural view of a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a schematic view showing a metal layer formed in a device production process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a schematic view showing a common electrode layer formed in a device production process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6D is a schematic view showing a slit electrode and a touch electrode formed in a device manufacturing process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a structural diagram of a device in which a 3D touch device is directly formed on a substrate on a display panel according to an embodiment of the present invention.
  • the design of a 3D touch device structure (hereinafter referred to as a device) using an ADS driving method can employ a 3D external liquid crystal cell structure.
  • the upper substrate of the device is designed to block a part of a single pixel (such as a half pixel or a third pixel, etc.), and sequentially form a common electrode, an insulating layer, and a slit electrode (for example, simultaneously forming a touch electrode),
  • the control electrode forms a single layer triangular pattern.
  • a gap is provided between the touch electrodes to separate the different touch electrodes, and the 3D drive electrodes (common electrode and slit electrode) are not separately designed, which ensures the uniformity and integrity of the 3D raster display.
  • the touch electrodes can also form a single layer trapezoid or the like.
  • the touch electrodes are separately input to drive the sensing signals, the touch sensitivity is indirectly improved.
  • the 3D grating is driven by the ADS driving method to drive the liquid crystal layer in the liquid crystal cell, and all the electrodes are located inside the upper substrate, and are used for the first metal wiring 5 and, for example, a flexible printed circuit board.
  • the (FPC) connected bonding area (Bonding Pad) is also disposed on the upper substrate, which reduces the process process; the lower substrate does not need to form any electrodes, so the box can be directly applied to the upper substrate, which greatly reduces the production cost, indirectly Increased product yield.
  • the eye-catching 3D touch device of at least one embodiment of the present invention has a simple structure, and can realize integration of 3D display and touch without increasing the mask.
  • the structure of the 3D touch device of the embodiment of the present invention also greatly reduces the influence of the liquid crystal display signal on the device driving signal.
  • the eye 3D touch device of at least one embodiment of the present invention can realize the conversion between the 3D display and the 2D display, and the touch function can be realized in both display modes, which can satisfy the user experience requirement to the utmost. Furthermore, in at least one embodiment of the present invention, since the 3D display device and the touch panel are integrated together, the thickness of the entire device is effectively reduced.
  • the eye 3D touch device is disposed in front of the display screen 9 and used in conjunction therewith.
  • the eye 3D touch device formed on the upper substrate of the liquid crystal cell
  • the touch electrodes 2 are disposed between the slit electrodes 3 (e.g., between unit pixels), and signals of all the electrodes are connected to the third metal traces 18, and finally connected to the FPC 6 through the bonding regions.
  • a liquid crystal layer 30 is disposed between the upper substrate and the lower substrate.
  • a tree-eye 3D touch device includes a pixel array of a plurality of pixels.
  • the common electrode 1 and the slit electrode 3 block half of the pixels 16.
  • the common electrode 1 is grounded, and the slit electrode 3 is applied with a drive signal, thereby forming a horizontal drive electric field therebetween.
  • a horizontal nematic liquid crystal is filled between the two substrates in the liquid crystal cell. According to the horizontal nematic liquid crystal characteristics, the area driven by the applied electric field is displayed as a bright field, and the lower side of the touch electrode 2 is displayed as a dark field due to no driving electric field.
  • the liquid crystal cell integrally forms a grating formed by a plurality of transparent regions and a plurality of non-transmissive regions, so that the left and right eyes can be respectively seen to see the left eye image and the right eye image, thereby Realize the 3D display effect, as shown in Figure 4.
  • the touch electrodes 2 are formed as a single layer of triangles (approximately triangular, the same applies hereinafter), and the touch electrodes 2 are separated by a gap 10, and slit electrodes are disposed between the touch electrodes 2 3, for example, the touch method can use a self-sensing single-layer touch method.
  • the 3D driving electrodes (common electrode 1 and slit electrode 3) are not separately designed, and the common electrode 1 and the slit electrode 3 are respectively connected together (see FIG. 3B), which ensures the uniformity and integrity of the 3D grating display. Sex. As can be seen from FIG. 3B, the touch electrodes 2 are in a non-connected state, so that the respective triangular touch electrodes are separated from each other without short circuit.
  • the three-dimensional structure of the apparatus of at least one embodiment of the present invention includes a touch electrode and a slit electrode layer 11, a first via 12, a common electrode layer 13, and a metal layer 14, as shown in FIG.
  • the structure shown in Fig. 5 can be formed based on the processes of Figs. 6A to 6D.
  • a first metal trace 5 is formed as a connection line of the slit electrode 3; a second metal trace 17 is formed as a connection line of the common electrode 1; and a third metal trace 18 is formed for use as The connection line of the touch electrode 2.
  • a third metal trace 18 is formed for use as The connection line of the touch electrode 2.
  • two third metal traces 18 respectively located on both sides are formed for each pixel for the bilateral routing mode.
  • a common electrode layer including the common electrode 1 is formed. The right side of all the common electrodes 1 is directly connected to the second metal trace 17, and the common electrode 1 is operated by an integrated circuit (IC) to input a voltage of 0 V (i.e., ground).
  • IC integrated circuit
  • an insulating layer covering the above structure is formed, and a first via hole 12 corresponding to the first metal trace 5 is formed in the insulating layer by a patterning process (for example, each via 12 exposes the first metal to walk a portion of the line 5), and forming a second via 15 corresponding to the third metal trace 18 (eg, each via 18 exposing a portion of the third metal trace 18) for respectively forming a slit after the connection Electrode 3 and touch electrode 2.
  • the slit electrode 3 and the touch electrode 2 are finally formed on the insulating layer; for example, the slit electrode 3 and the touch electrode 2 can be simultaneously formed (formed by the same patterning process).
  • Each slit electrode 3 is connected to the first metal trace 5 through the second via 15; the common electrode 1 is directly connected to the second metal trace 17; the third metal trace 18 is also connected to the FPC 6 (for example, a slit)
  • the voltage signal of the electrode 3 and the voltage signal of the common electrode 1 are always unchanged, which saves the number of pins.
  • the touch electrode 2 is connected to the third metal trace 18 through the second via 15.
  • the touch electrode 2 is connected to the FPC 6 by means of a bilateral trace, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.
  • the upper substrate 7 may be referred to as a first substrate
  • the lower substrate 8 may be referred to as a second substrate
  • all of the electrodes and bonding regions may be disposed on the first substrate or the second substrate.
  • the eye 3D touch device of at least one embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate, and a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.
  • a common electrode, an insulating layer, and a slit electrode unit are disposed on the surface of the first substrate facing the liquid crystal layer, and a touch electrode unit is further disposed; the slit electrode unit is disposed opposite to the common electrode.
  • the touch electrode unit is spaced apart from the slit electrode unit, each of the slit electrode units includes at least two slit electrodes, and the touch electrode unit includes at least two touch electrodes located at the same touch
  • the touch electrodes in the control electrode unit are disposed in the same layer and insulated from each other.
  • the touch electrodes are arranged in a single layer of triangles or trapezoids.
  • the eye 3D touch device of at least one embodiment of the present invention may further include a grating driving unit for driving the grating, and a touch sensing unit for sensing the touch; the common electrodes are connected to each other through the The first metal trace is connected to the grating driving unit; the slit electrodes are connected to each other, and are connected to the grating driving unit through a second metal trace; the touch electrode The third metal trace is connected to the touch sensing unit.
  • the grating driving unit and the touch sensing unit may be control chips, for example, may be provided separately, or may be provided integrally with other driving devices (for example, a CPU).
  • the slit electrode is connected to the first metal trace through a first via, and the touch electrode is connected to the third metal trace through a second via.
  • the eye 3D touch device of at least one embodiment of the present invention may be disposed in a display device.
  • a common electrode pattern may be formed on the substrate; an insulating layer pattern is formed on the substrate on which the common electrode pattern is formed; and a slit is formed on the substrate on which the insulating layer pattern is formed Electrode unit pattern and touch electrode unit pattern.
  • An exemplary method of forming a pattern of a common electrode on the substrate is: forming a transparent electrode on the substrate, forming a pattern of a common electrode by a patterning process, a pattern of the common electrode and a second metal Wire connection.
  • An exemplary method of forming a pattern of an insulating layer on the common electrode is: forming an insulating layer upstream of the substrate forming the common electrode, forming the insulating layer by a patterning process, forming a pattern of the insulating layer, Hole and second via.
  • a first metal trace, a second metal trace, and a third metal trace may be formed on the substrate.
  • One exemplary method of forming the pattern of the slit electrode unit and the pattern of the touch electrode unit on the insulating layer is as follows.
  • first via and the second via may also be formed in the insulating layer before the pattern.
  • the eye 3D touch device of at least one embodiment of the present invention may share a color filter (CF) substrate 19 with the liquid crystal display 9 to touch the eye 3D of the embodiment of the present invention.
  • the control device is disposed on the light exiting side of the color filter substrate 19 of the liquid crystal display 9, and realizes a 3D display device in which the electrodes are located on the upper substrate 7. It should be noted that if the electrode for realizing the 3D display and the electrode for realizing the touch and the liquid crystal display are not used, the device may be subjected to liquid. The effect of the crystal display signal, but this can be overcome by optimizing the anti-noise by the IC algorithm.
  • the liquid crystal display 9 can be, for example, a liquid crystal display of various modes, such as a TN mode, an IPS mode, an FFS mode, or an ADS mode, including the array substrate 29 and the color filter substrate 19 opposed to each other, and the setting between the two is useful.
  • the liquid crystal layer is displayed.
  • the liquid crystal display includes left eye pixels for displaying left eye images and right eye pixels for displaying right eye images. The columns of the left eye pixels and the columns of the right eye image are alternately arranged.
  • the display screen used in conjunction with the above-mentioned tree 3D touch device can also be other types of display screens, such as an organic light emitting diode (OLED) display, an electronic paper display, and a plasma display. Screen and so on.
  • OLED organic light emitting diode
  • At least one embodiment of the present invention provides a tree-eye 3D touch device including a first substrate and a second substrate, and a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate;
  • the surface facing the liquid crystal layer is provided with a common electrode, an insulating layer, and a slit electrode unit, and a touch electrode unit is further provided;
  • the slit electrode unit is disposed opposite to the common electrode, and the touch electrode unit is
  • the slit electrode unit is disposed at intervals, each of the slit electrode units includes at least two slit electrodes, and the touch electrode unit includes at least two touch electrodes located in the same touch electrode unit.
  • the touch electrodes are disposed in the same layer and insulated from each other.
  • the touch electrode is a single layer triangle or trapezoid.
  • the eye 3D touch device further includes a grating driving unit and a touch sensing unit; the common electrodes are connected to each other, and the first metal trace and the grating driving unit are The slit electrodes are connected to each other and connected to the grating driving unit through a second metal trace; the touch electrodes are connected to the touch sensing unit through a third metal trace.
  • the slit electrode is connected to the first metal trace through a first via, and the touch electrode is connected to the third metal trace through a second via.
  • At least one embodiment of the present invention provides a display device comprising the above-described eye 3D touch device and display screen.
  • At least one embodiment of the present invention further provides a method for manufacturing a OLED 3D touch device, the method comprising: forming a common electrode pattern on a substrate; forming an insulating layer pattern on the substrate forming the common electrode pattern; forming an insulation A slit electrode unit pattern and a touch electrode unit pattern are formed on the substrate of the layer pattern.
  • one example of a method of forming a pattern of a common electrode on the substrate is: A transparent electrode is formed on the substrate, and the transparent electrode is patterned by a patterning process, and the pattern of the common electrode is connected to the second metal trace.
  • one example of a method of forming a pattern of an insulating layer on the common electrode is: forming an insulating layer material on the substrate on which the common electrode is formed, forming a pattern of the insulating layer and a pattern in the insulating layer by a patterning process The first via and the second via.
  • the method further includes: forming a first metal trace, a second metal trace, and a third metal trace on the substrate.
  • an example of a method of forming a pattern of a slit electrode unit and a pattern of a touch electrode unit on the insulating layer is: forming a transparent electrode on the insulating layer, and forming a pattern of the slit electrode unit by a patterning process a pattern of the touch electrode unit, the slit electrode unit is connected to the first metal trace through the first via hole, and the touch electrode unit passes through the second via hole and the third metal Wire connection.
  • the method may further include: forming the first via hole and the second via hole in the insulating layer .
  • the eye-catching 3D touch device, the manufacturing method thereof and the display device of at least one embodiment of the present invention utilize an ADS driving method, and all electrodes are located inside the upper substrate of the device.
  • the electrodes are redesigned, which allows the integration of 3D display and touch, which greatly increases the added value of the product without increasing the cost of the process.
  • the device realizes the touch function of 2D display and 3D display mode under the premise of satisfying the 3D function.

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Abstract

一种裸眼3D触控装置及其制造方法和包含裸眼3D触控装置的显示装置。裸眼3D触控装置包括第一基板（7）和第二基板（8）以及位于第一基板（7）和第二基板（8）之间的液晶层（30）；在第一基板（7）朝向液晶层（30）一侧的表面依次设置有公共电极（1）、绝缘层（20）、狭缝电极单元（3），还设置有触控电极单元（2）；狭缝电极单元（3）与公共电极（1）相对设置，触控电极单元（2）与狭缝电极单元（3）间隔设置，每个狭缝电极单元（3）包括至少两条狭缝电极，触控单元电极（2）包括至少两条触控电极，位于同一触控电极单元（2）内的触控电极同层设置且彼此绝缘。该3D触控装置整合了3D显示和触控功能。

Description

棵眼 3D触控装置及其制造方法和显示装置 技术领域
本发明的至少一个实施例涉及一种棵眼 3D触控装置及其制造方法和显 示装置。 背景技术
3D ( Three-Dimensional ) 图像即立体图像的显示原理是： 观众的左右眼 同时接收不同视角的影像， 所接收的影像在人脑中被组合为立体影像， 从而 模拟接近真实的 3D观看效果。 目前的 3D产品多为单一显示功能。
随着 3D显示和触控技术的发展，整合 3D显示和触控技术的产品逐渐受 到市场的关注。 常见的整合 3D 显示和触控技术的产品大多釆用外挂式 ( add-on )触摸屏， 然后再附加具有 3D功能的显示装置。这种整合产品的结 构以及制备工艺较复杂， 成本高； 并且整个装置的厚度较厚， 势必影响 3D 显示的效果。 发明内容
本发明的至少一个实施例提供了一种棵眼 3D触控装置及其制造方法和 显示装置， 其可以在满足 3D功能的前提下， 实现 2D显示和 3D显示模式下 的触控功能。
本发明的至少一个实施例提供了一种棵眼 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设置有公共电极、绝缘层、狭缝电极单元， 还设置有触控电极单元； 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。
在一个实施例中， 例如， 所述触控电极为单层三角形或梯形。
在一个实施例中， 例如， 该棵眼 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。
在一个实施例中， 例如， 所述狭缝电极通过该绝缘层中的第一过孔与所 述第一金属走线相连， 所述触控电极通过该绝缘层中的第二过孔与所述第三 金属走线相连。
本发明的至少一个实施例提供一种显示装置， 包括上述的棵眼 3D触控 装置。
本发明的至少一个实施例还提供一种棵眼 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。
在一个实施例中， 例如， 在所述基板上形成公共电极的图案包括： 在所 述基板上形成透明电极， 将该透明电极层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。
在一个实施例中， 例如， 在所述公共电极上形成绝缘层的图案包括： 在 形成公共电极的所述基板上行形成绝缘层， 形成所述绝缘层的图案和该绝缘 层中的第一过孔和第二过孔。
在一个实施例中， 例如， 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。
在一个实施例中， 例如， 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之前， 该方法还包括： 在所述绝缘层中形成所 述第一过孔和所述第二过孔； 在所述绝缘层上形成狭缝电极单元的图案和触 控电极单元的图案包括： 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。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。
图 1 为本发明实施例的高级超维场转换 ( Advanced Super Dimension Switch, ADS )驱动方式的棵眼 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 3A为本发明实施例的上基板电极分布示意图；
图 3B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 6A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 6B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 6C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 6D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
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。本公开中使用的 "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" 、 "一" 或者 "该" 等类似词语也不表示 数量限制， 而是表示存在至少一个。 "包括" 或者 "包含" 等类似的词语意 指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及 其等同， 而不排除其他元件或者物件。 "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可能相应地改变。
本发明的至少一个实施例， 总体而言， 釆用了 ADS驱动方式的棵眼 3D 触控装置结构（以下简称为装置）的设计， 可以釆用 3D外挂式液晶盒（ cell ) 结构， 在该装置的上基板上按照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（例如 同时形成触控电极） ， 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， 这保证了 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。
在本发明的至少一个实施例中， 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。
在本发明的至少一个实施例中， 3D光栅釆用 ADS驱动方式驱动液晶盒 中的液晶层， 且所有电极都位于上基板内侧， 而且用于将第一金属走线 5与 例如柔性印刷电路板 ( FPC )相连的绑定区域（Bonding Pad )也设置于上基 板， 这减少了工艺制程； 下基板无需形成任何电极， 因此可以直接于上基板 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 的至少一个实施例的棵眼 3D触控装置结构简单， 能在不增加掩膜版的情况 下就能实现 3D显示与触控的整合。 另外， 由于 3D光栅中， 所有电极都处于 上基板， 因此本发明实施例的 3D触控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。
本发明至少一个实施例的棵眼 3D触控装置可以实现 3D显示和 2D显示 之间的转换， 且两种显示模式下均可实现触控功能， 这能最大限度地满足用 户体验需求。 此外， 本发明的至少一个实施例中， 由于将 3D显示装置和触 摸屏集成到了一起， 因此整个装置的厚度得以有效的降低。
在本发明的一个实施例中， 参见图 1， 棵眼 3D触控装置设置于显示屏 9 之前， 与之配合使用。 该棵眼 3D触控装置中， 在液晶盒的上基板上形成有 公共电极 1和狭缝电极 3，并且二者基于 ADS驱动方式来控制狭缝电极 3下 方的液晶偏转， 形成光栅屏障（barrier ) ； 公共电极 1和狭缝电极 3通过绝 缘层 20彼此间隔开； 在狭缝电极 3间 （如单位像素之间）设置触控电极 2， 所有电极的信号与第三金属走线 18连接， 最终通过绑定区域与 FPC 6相连。 上基板和下基板之间设置有液晶层 30。
从图中可以看出， 该棵眼 3D触控装置中， 所有电极均形成于液晶盒的 上基板， 这大大降低了工艺制造成本， 同时也间接提高了产品良率。
根据本发明至少一个实施例的棵眼 3D触控装置包括多个像素构成的像 素阵列。 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， 例如， 公共电极 1接地， 狭缝电极 3被施加驱动信号， 由此在二者之 间形成水平驱动电场。 在至少一个实施例中， 液晶盒中两个基板之间填充水 平向列液晶。才艮据水平向列液晶特性，被施加电场而驱动的区域显示为亮场， 而触控电极 2下方因无驱动电场则显示为暗场。 这样， 在实际工作过程中液 晶盒整体就形成由多个透明区域和多个非透光区域间隔布置而形成的光栅， 因此可以用于实现左右眼分别看到左眼图像和右眼图像， 从而实现 3D显示 效果， 如图 4所示。
参见图 3A， 例如， 触控电极 2形成为单层三角形（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， 例如触控方式可以釆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， 公共电极 1 和狭缝电极 3分别是联通在一起的（详见图 3B ) ， 这保证了 3D光栅显示的 均一性和完整性。 由图 3B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， 本发明至少一个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 6A至图 6D的工艺形成。
如图 6A所示， 形成第一金属走线 5，作为狭缝电极 3的连接线； 形成第 二金属走线 17，作为公共电极 1的连接线； 形成第三金属走线 18， 用于作为 触控电极 2的连接线。 例如， 对于每个像素形成分别位于两侧的两条第三金 属走线 18， 以用于双边走线方式。 如图 6B所示， 形成包含公共电极 1的公共电极层。 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 6C所示， 形成覆盖上述构造的绝缘层， 通过构图工艺， 在该绝缘 层中形成与第一金属走线 5对应的第一过孔 12 (例如每个过孔 12暴露第一 金属走线 5的一部分） ， 以及形成与第三金属走线 18相对应的第二过孔 15 (例如每个过孔 18暴露第三金属走线 18的一部分） ， 分别用于连接之后形 成的狭缝电极 3和触控电极 2。
如图 6D所示， 最终在绝缘层上形成狭缝电极 3和触控电极 2; 例如， 狭 缝电极 3和触控电极 2可以同时形成（通过同一构图工艺形成） 。
每个狭缝电极 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 FPC 6相连（例如， 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） ， 这节省了管脚个 数。 触控电极 2通过第二过孔 15与第三金属走线 18相连。 例如， 触控电极 2釆用双边走线的方式与 FPC 6连接， 但是本发明的实施例不限于此。
需要说明的是， 上述的所有电极以及绑定区域还可以都设置在下基板 8 上。 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 及绑定区域可以都设置在第一基板或第二基板上。
可见， 本发明至少一个实施例的棵眼 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设置有公共电极、 绝缘层、 狭缝电极单元， 还设 置有触控电极单元； 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。
例如， 所述触控电极为单层三角形或梯形布置。
另外， 本发明至少一个实施例的棵眼 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； 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。 这里， 光栅驱动单元和触控感 应单元可以为控制芯片， 例如可以单独提供， 或者可以与其他驱动装置 （例 如 CPU )等一体提供。
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。
本发明至少一个实施例的棵眼 3D触控装置可以设置于显示装置中。 在制造本发明至少一个实施例的棵眼 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。
在所述基板上形成公共电极的图案的一个示范性方法为： 在所述基板上 形成透明电极， 将所述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一个示范性方法为： 在形成公共 电极的所述基板上行形成绝缘层， 将所述绝缘层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。
例如， 在基板上形成公共电极的图案之前， 在所述基板上还可以形成第 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一个 示范性方法如下所述。
在所述绝缘层上形成透明电极， 将该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； 相应地， 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中形成所述第一过孔和所述第二过 孔。
另外， 如图 7所示， 本发明至少一个实施例的棵眼 3D触控装置可以与 液晶显示屏 9共用彩膜（color filter, CF )基板 19， 以便将本发明实施例的 棵眼 3D触控装置设置于液晶显示屏 9的彩膜基板 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。
该液晶显示屏 9例如可以为各种模式的液晶显示屏， 例如为 TN模式、 IPS模式、 FFS模式或 ADS模式， 包括彼此对置的阵列基板 29和彩膜基板 19， 二者之间设置有用于显示的液晶层。 为了实现 3D显示， 该液晶显示屏 包括用于显示左眼图像的左眼像素和用于显示右眼图像的右眼像素。 该左眼 像素的列和右眼图像的列交替设置。 在本发明至少一个实施例中， 与上述棵 目艮 3D触控装置配合使用的显示屏还可以是其他类型的显示屏， 例如有机发 光二极管 （OLED )显示屏、 电子纸显示屏、 等离子体显示屏等。
本发明至少一个实施例提供了一种棵眼 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提供有公共电极、 绝缘层、 狭缝电极单元， 还提供有触控电极单元； 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。
例如， 所述触控电极为单层三角形或梯形。
在本发明的至少一个实施例中， 该棵眼 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， 且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， 且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。
本发明的至少一个实施例提供了一种显示装置， 包括上述的棵眼 3D触 控装置和显示屏。
本发明的至少一个实施例还提供一种棵眼 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。
例如， 在所述基板上形成公共电极的图案的方法的一个示例为： 在所述 基板上形成透明电极， 将该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。
例如， 在所述公共电极上形成绝缘层的图案的方法的一个示例为： 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 的图案和该绝缘层中的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， 例如所述方法还包括： 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 图案的方法的一个示例为： 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， 例如， 该方法还可以包括： 在所述绝缘层中形成所述第一过孔和所述第二过 孔。
结合以上描述可知， 本发明至少一个实施例的棵眼 3D触控装置及其制 造方法和显示装置， 利用 ADS 驱动方式， 且所有电极都位于该装置的上基 板内侧。 电极被进行重新设计， 这使得 3D显示和触控得到了整合， 这大大 提高了产品的附加值， 同时又不增加工艺制程成本。 该装置在满足 3D功能 的前提下， 实现 2D显示和 3D显示模式的触控功能。
以上所述， 仅为本发明的示范性实施例， 并非用于限定本发明的保护范 围。
本申请要求于 2013年 10月 30日递交的中国专利申请第 201310529095.1 号的优先权， 在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一 部分。

Claims

权利要求书
1、 一种棵眼 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，
其中， 在所述第一基板朝向液晶层一侧的表面依次设置有公共电极、 绝 缘层、 狭缝电极单元， 还设置有触控电极单元； 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所述的棵眼 3D触控装置， 其中， 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所述的棵眼 3D触控装置， 还包括： 光栅驱动单 元和触控感应单元，
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。
4、 根据权利要求 3所述的棵眼 3D触控装置， 其中，
所述狭缝电极通过所述绝缘层中的第一过孔与所述第一金属走线相连， 所述触控电极通过所述绝缘层中的第二过孔与所述第三金属走线相连。
5、 一种显示装置， 包括如权利要求 1至 4任一项所述的棵眼 3D触控装 置。
6、 一种棵眼 3D触控装置的制造方法， 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， 其中， 在所述基板上形成公共电极的图 案包括：
在所述基板上形成透明电极， 将所述透明电极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或 7所述的方法， 其中， 在所述公共电极上形成绝缘 层的图案包括：
在形成公共电极的所述基板上行形成绝缘层， 形成所述绝缘层的图案和 所述绝缘层中的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，在基板上形成公共电极的图 案之前， 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， 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， 该方法还包括： 在所述绝缘层中形成所述 第一过孔和所述第二过孔，
其中， 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 包括： 在所述绝缘层上形成透明电极， 将所述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， 其中， 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。
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