專利名稱：一種觸控液晶光柵及3d觸控顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及3D顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種觸控液晶光柵及3D觸控顯示裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，三維(3D)顯示技術(shù)已經(jīng)備受關(guān)注，三維顯示技術(shù)可以使得畫面變得立體逼真，其最基本的原理是利用人眼左右分別接收不同畫面，然后大腦經(jīng)過對圖像信息進(jìn)行疊加重生，構(gòu)成立體方向效果的影像。為了實(shí)現(xiàn)三維顯示，現(xiàn)有技術(shù)是在顯示屏上增加一層液晶光柵，如圖1所示，液晶光柵一般是由上偏光片、下偏光片、上基板、下基板、以及在兩個基板之間的液晶層組成，上基板和下基板分別具有條狀電極和面電極，其具體工作原理如下當(dāng)液晶光柵通電時，與條狀電極對應(yīng)的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)而平行，其他液晶分子保持原來形狀，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時，光線從下偏光片進(jìn)入，與下偏光片的吸收軸平行的偏振光進(jìn)入到液晶層，偏振光通過沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)的液晶時會逐步改變振動方向，到達(dá)上偏振片時偏振光的振動方向剛好和上偏振片的吸收軸平行，則光線通過；而偏振光通過發(fā)生偏轉(zhuǎn)而平行的液晶時不會改變振動方向，到達(dá)上偏振片時偏振光的振動方向和上偏振片的吸收軸垂直，這樣就形成了垂直于條狀電極方向的屏障柵欄，實(shí)現(xiàn)了三維光柵顯示模式。在此模式下，應(yīng)該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼，同理應(yīng)該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左右眼的可視畫面分開，實(shí)現(xiàn)三維顯示效果。若需要同時實(shí)現(xiàn)觸控和三維顯示功能時，一般會在上述液晶光柵的上基板上增加兩層相互絕緣的觸控電極，這樣，具有觸控功能的液晶光柵具有至少4層電極，較多的電極層會減少整個液晶光柵的透光率，并且，由于在上下兩個基板上都設(shè)置有電極，因此，需要采用導(dǎo)電膠進(jìn)行電壓信號的導(dǎo)通，也需要在兩個基板上分別設(shè)置對位標(biāo)記，以便精確對盒使用，這也增加了制備成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種觸控液晶光柵及3D觸控顯示裝置，用以實(shí)現(xiàn)透光率高且制備成本低的觸控液晶光柵。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種觸控液晶光柵，包括第一基板、第二基板、以及填充在所述第一基板與所述第二基板之間的液晶層，還包括位于所述第一基板面向所述液晶層一面的光柵電極，各所述光柵電極位于每隔設(shè)定距離設(shè)置的條狀區(qū)域內(nèi)；在所述光柵電極加電時，所述條狀區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所述液晶分子在未加電時水平取向；位于所述第一基板面向所述液晶層一面的觸控驅(qū)動電極，各所述觸控驅(qū)動電極位于相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域內(nèi)；[0010]位于所述第一基板背向所述液晶層一面的觸控感應(yīng)電極，所述觸控感應(yīng)電極與所述觸控驅(qū)動電極的布線方向不同。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種3D顯示裝置，包括顯示器件和設(shè)置于所述顯示器件上方的液晶光柵，所述液晶光柵為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的上述觸控液晶光柵。本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果包括本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種觸控液晶光柵及3D觸控顯示裝置，在第一基板面向液晶層的一面且在條狀區(qū)域內(nèi)設(shè)置有光柵電極，在相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域內(nèi)設(shè)置有觸控驅(qū)動電極；在第一基板背向液晶層的一面設(shè)置有與觸控驅(qū)動電極布線方向不同的觸控感應(yīng)電極；在光柵電極加電時能夠產(chǎn)生電場使液晶分子偏轉(zhuǎn)，形成條狀光柵，而通過第一基板絕緣的觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極能夠?qū)崿F(xiàn)觸控功能。由于僅在第一基板上形成一層光柵電極即可形成條狀光柵，減少了電極層數(shù)，提高了整個液晶光柵的透光率；并且由于觸控電極和光柵電極都設(shè)置在第一基板上，因此無需使用導(dǎo)電膠導(dǎo)通電壓信號，也無需在第二基板上設(shè)置對位標(biāo)記，簡化了制備工藝，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

[0014]圖[0015]圖[0016]圖[0017]圖[0018]圖[0019]圖[0020]圖的示意圖。
I為現(xiàn)有技術(shù)中液晶光棚的結(jié)構(gòu)不意2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵的結(jié)構(gòu)示意3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵條狀區(qū)域和間隔區(qū)域的示意4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一基板面向液晶層一面的俯視5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一基板兩面的結(jié)構(gòu)分解示意6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控和3D顯示功能的原理示意7-圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的在制備第一基板面向液晶層一面時各步驟
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵及3D觸控顯示裝置的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地說明。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種觸控液晶光柵，如圖2所示，具體包括第一基板101、第二基板102、以及填充在第一基板101和第二基板102之間的液晶層103，還包括位于第一基板101面向液晶層103 —面的光柵電極104,各光柵電極104位于每隔設(shè)定距離設(shè)置的條狀區(qū)域A內(nèi)；在光柵電極104加電時，條狀區(qū)域A對應(yīng)的液晶分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，液晶分子在未加電時水平取向；位于第一基板101面向液晶層103 —面的觸控驅(qū)動電極105,各觸控驅(qū)動電極105位于相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域B內(nèi)；位于第一基板101背向液晶層103 —面的觸控感應(yīng)電極106,觸控感應(yīng)電極I 06與觸控驅(qū)動電極105的布線方向不同。其中，在具體實(shí)施時，可以使用ITO (Indium Tin Oxides,銦錫金屬氧化物)材料作為光柵電極104、觸控驅(qū)動電極105和觸控感應(yīng)電極106。較佳地,上述觸控液晶光柵如圖2所示,還包括位于觸控感應(yīng)電極106背向所述液晶層103—面的第一偏光片107,以及位于第二基板102背向液晶層103 —面的第二偏光片 108 ；第一偏光片107和第二偏光片108的光透過軸方向相互垂直或平行；在未加電時，液晶層103中的液晶分子沿著第一偏光片或第二偏光片的光透過軸方向平行取向。具體地，將第一偏光片107和第二偏光片108的光透過軸方向設(shè)置成相互平行時，液晶分子沿著其光透過軸方向平行取向，這時，液晶光柵的光柵電極104未加電時,液晶分子對經(jīng)過第二偏光片108的偏振光無延遲作用，經(jīng)過液晶分子的偏振光與第一偏振片107光透過軸方向一致，因此在條狀區(qū)域A和間隔區(qū)域B都成亮場；在液晶光柵的光柵電極104加電時，與條狀區(qū)域A相對應(yīng)的液晶分子發(fā)生水平旋轉(zhuǎn)，對經(jīng)過第二偏振片108的偏振光起到延遲作用，偏振光與第一偏振片107的光透過軸方向不同，在條狀區(qū)域A成暗場，而間隔區(qū)域B成亮場，形成條紋光柵。上述這種結(jié)構(gòu)，能夠通過對光柵電極104電壓的控制，可以實(shí)現(xiàn)2D和3D顯示的自由轉(zhuǎn)換。相對地,將第一偏光片107和第二偏光片108的光透過軸方向設(shè)置成相互垂直時，液晶分子沿著第一偏光片107或第二偏光片108的光透過軸方向平行取向，下面以液晶分子沿著第二偏光片108的光透過軸方向平行取向?yàn)槔f明，這時，液晶光柵的光柵電極104未加電時，液晶分子對經(jīng)過第二偏光片108的偏振光無延遲作用，經(jīng)過液晶分子的偏振光與第一偏振片107光透過軸方向不同，因此在條狀區(qū)域A和間隔區(qū)域B都成暗場；在液晶光柵的光柵電極104加電時，與條狀區(qū)域A相對應(yīng)的液晶分子發(fā)生水平旋轉(zhuǎn)，對經(jīng)過第二偏振片108的偏振光起到延遲作用，可以通過調(diào)節(jié)光柵電極104的電壓，使液晶分子偏轉(zhuǎn)水平90度,使在條狀區(qū)域A的偏振光經(jīng)過液晶分子后與第一偏振片107的光透過軸方向一致,在條狀區(qū)域A成亮場，而間隔區(qū)域B為暗場，形成條紋光柵。上述這種結(jié)構(gòu)，只能實(shí)現(xiàn)3D顯示模式，不能實(shí)現(xiàn)2D和3D顯示模式額自由轉(zhuǎn)換。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的上述觸控液晶光柵應(yīng)用到液晶面板時，可以將液晶面板和觸控液晶光柵接觸面上的兩層偏振光以及觸控液晶光柵的第二基板102省去，將觸控液晶光柵的第一基板101直接和液晶面板的彩膜基板對盒處理，這樣將位于第一基板101之上的第一偏光片107和TFT陣列基板之下的偏光片的光透過軸方向設(shè)置成相互垂直，也能實(shí)現(xiàn)3D觸控顯示的功能，其原理與本實(shí)用新型實(shí)施例提供的實(shí)施例類似，在此不再詳述。在具體實(shí)施時，如圖3所示，觸控液晶光柵的條狀區(qū)域A的寬度a和相鄰條狀區(qū)域A之間的間隔區(qū)域B的寬度b應(yīng)該相同，這樣形成的條狀光柵明暗均勻，并且，在觸控液晶光柵上設(shè)置的條狀區(qū)域A的寬度應(yīng)該為顯示器件的一個由RGB亞像素組成的像素單元的一半，這樣才能實(shí)現(xiàn)條紋遮擋左眼或右眼的效果。具體地，如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵中的光柵電極104由至少兩條相互平行的光柵子電極1041組成，圖4以每個光柵電極104由7條光柵子電極1041組成為例說明，光柵子電極1041的布線方向與液晶分子未加電時的取向方向(圖4中的箭頭方向)相同；各奇數(shù)條的光柵子電極1041 (在圖4中表示為帶斜線的光柵子電極1041)的任一端通過本層電極連接導(dǎo)通，各偶數(shù)條的光柵子電極1041 (在圖4中表示為中空的光柵子電極1041)的任一端通過本層電極連接導(dǎo)通；在光柵子電極1041加電時，在相鄰光柵子電極1041之間具有至少超過液晶分子的閾值電壓的電勢差，這樣就能使對應(yīng)的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)3D顯示模式。一般地，觸控的電極圖形像素大小通常在毫米級，而三維顯示的柵欄之間的寬度通常在微米級，可以看出，觸控屏驅(qū)動所需的電極比光柵驅(qū)動所需的電極要少的多，因此，在觸控液晶光柵中，觸控驅(qū)動電極的數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于3D顯示的光柵電極的數(shù)量，這樣，如圖4所示，根據(jù)觸控所需的精度，會在部分間隔區(qū)域B內(nèi)設(shè)置觸控驅(qū)動電極105，為了調(diào)節(jié)觸控液晶光柵的光學(xué)匹配性，可以在除了設(shè)置有觸控驅(qū)動電極105之外的間隔區(qū)域B內(nèi)設(shè)置浮空電極109 (Dummy電極)，即該浮空電極109也位于第一基板101面向液晶層103的一面，在浮空電極109上不必施加任何電壓。另外，浮空電極109的設(shè)置還可以提高觸控驅(qū)動電極105和觸控感應(yīng)電極106之間的信噪比，提高觸控的靈敏度。在具體實(shí)施時，可以將光柵電極104、觸控驅(qū)動電極105和浮空電極109同層設(shè)置，即在一次構(gòu)圖工藝中制備，這樣可以減少觸控液晶光柵中膜層的數(shù)量，增加其透光率。進(jìn)一步地，為了更加平衡觸控液晶光柵的光學(xué)匹配性，每條浮空電極109可以由至少兩條相互平行的條狀子電極組成，具體地，條狀子電極設(shè)置的密度可以和光柵電極104中的光柵子電極1041設(shè)置的密度一致。同理，為了更加平衡觸控液晶光柵的光學(xué)匹配性，每條觸控驅(qū)動電極105也可以由至少兩條相互平行的觸控驅(qū)動子電極組成，且組成一條觸控驅(qū)動電極的各觸控驅(qū)動子電極的任一端通過本層電極連接導(dǎo)通，具體地，觸控驅(qū)動子電極設(shè)置的密度可以和光柵電極104中的光柵子電極1041設(shè)置的密度一致，這樣達(dá)到光學(xué)匹配的最大化。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵在實(shí)現(xiàn)觸控功能時，使用的是雙層觸控電極，即觸控驅(qū)動電極105和觸控感應(yīng)電極106設(shè)置在兩層，兩者中間間隔的第一基板101作為絕緣層，如圖5所示，通常觸控感應(yīng)電極106與觸控驅(qū)動電極105會形成異面垂直的關(guān)系，在兩條電極的異面相交處形成感應(yīng)電容。其工作過程為在對作為觸控驅(qū)動電極加載觸控驅(qū)動信號時，檢測觸控感應(yīng)電極通過感應(yīng)電容耦合出的電壓信號，在此過程中，有人體接觸觸摸屏?xí)r，人體電場就會作用在感應(yīng)電容上，使感應(yīng)電容的電容值發(fā)生變化，進(jìn)而改變觸控感應(yīng)電極耦合出的電壓信號，根據(jù)電壓信號的變化，就可以確定觸點(diǎn)位置。一般情況下，觸控和3D顯示同時實(shí)現(xiàn)時，觸控信號和光柵顯示信號會相互干擾，而在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵中，傳遞觸控信號的觸控驅(qū)動電極105下方的液晶分子不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，兩者之間不會產(chǎn)生干擾，如圖6所示，而感應(yīng)觸控信號的觸控感應(yīng)電極106位于第一基板的上方,并將第一基板101作為觸控驅(qū)動電極105和觸控感應(yīng)電極106之間的絕緣層，在具體實(shí)施時，第一基板101通常為玻璃基板，一般玻璃基板比較厚，這樣可以增加觸控感應(yīng)電極106和光柵電極104之間的距離，能使這兩者之間產(chǎn)生的電容Csp對設(shè)置在光柵電極104下方的液晶分子產(chǎn)生最小的影響，甚至基本上不會對液晶分子的偏轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生影響。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵能夠較優(yōu)的同時實(shí)現(xiàn)3D顯示和觸控功能。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸控液晶光柵的上基板101面向液晶層103的一面的制作工藝可以包括以下幾個步驟首先，在第一基板101上通過一次構(gòu)圖工藝制備光柵電極104、觸控驅(qū)動電極105以及浮空電極109，如圖7所示。然后，在第一基板101上制備絕緣層，需要對絕緣層刻蝕形成過孔，如圖8所示，過孔具體包括導(dǎo)通奇數(shù)條的光柵子電極1041的過孔110、偶數(shù)條的光柵子電極1041的過孔111、以及導(dǎo)通觸控驅(qū)動電極105的過孔112。最后，在絕緣層上形成金屬走線，如圖9所示，可以看出，由于金屬走線的方阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ITO電極的方阻，因此位于導(dǎo)通奇數(shù)條的光柵子電極1041的過孔110、偶數(shù)條的光柵子電極1041的過孔111中的金屬走線除了導(dǎo)通金屬走線的作用，還可以起到降低光柵子電極1041的電阻的作用，從而降低電壓損耗。類似地，上基板101背向液晶層103的一面的制作工藝可以包括制備金屬走線，制備觸控感應(yīng)電極106以及涂覆絕緣保護(hù)層三個步驟，在此不再詳述?；诮y(tǒng)一實(shí)用新型構(gòu)思，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種3D觸控顯示裝置，包括顯示器件和設(shè)置于顯示器件上方的液晶光柵，該液晶光柵為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的上述觸控液晶光柵。具體地，顯示器件可以為液晶屏IXD、有機(jī)電致發(fā)光0LED、等離子體TOP、或陰極射線CRT顯示器件等。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種觸控液晶光柵及3D觸控顯示裝置，在第一基板面向液晶層的一面且在條狀區(qū)域內(nèi)設(shè)置有光柵電極，在相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域內(nèi)設(shè)置有觸控驅(qū)動電極；在第一基板背向液晶層的一面設(shè)置有與觸控驅(qū)動電極布線方向不同的觸控感應(yīng)電極；在光柵電極加電時能夠產(chǎn)生電場使液晶分子偏轉(zhuǎn)，形成條狀光柵，而通過第一基板絕緣的觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極能夠?qū)崿F(xiàn)觸控功能。由于僅在第一基板上形成一層光柵電極即可形成條狀光柵，減少了電極層數(shù)，提高了整個液晶光柵的透光率；并且由于觸控電極和光柵電極都設(shè)置在第一基板上，因此無需使用導(dǎo)電膠導(dǎo)通電壓信號，也無需在第二基板上設(shè)置對位標(biāo)記，簡化了制備工藝，節(jié)省了生產(chǎn)成本。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種觸控液晶光柵，包括第一基板、第二基板、以及填充在所述第一基板與所述第二基板之間的液晶層，其特征在于，還包括 位于所述第一基板面向所述液晶層一面的光柵電極，各所述光柵電極位于每隔設(shè)定距離設(shè)置的條狀區(qū)域內(nèi)；在所述光柵電極加電時，所述條狀區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所述液晶分子在未加電時水平取向； 位于所述第一基板面向所述液晶層一面的觸控驅(qū)動電極，各所述觸控驅(qū)動電極位于相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域內(nèi)； 位于所述第一基板背向所述液晶層一面的觸控感應(yīng)電極，所述觸控感應(yīng)電極與所述觸控驅(qū)動電極的布線方向不同。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控液晶光柵，其特征在于，所述條狀區(qū)域的寬度和相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域的寬度相同。
3.如權(quán)利要求1所述的觸控液晶光柵，其特征在于，還包括位于所述第一基板面向所述液晶層一面的浮空電極，各所述浮空電極位于除設(shè)置有所述觸控驅(qū)動電極之外的間隔區(qū)域內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的觸控液晶光柵，其特征在于，每條所述浮空電極由至少兩條相互平行的條狀子電極組成。
5.如權(quán)利要求3所述的觸控液晶光柵，其特征在于，所述光柵電極、所述觸控驅(qū)動電極以及所述浮空電極同層設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的觸控液晶光柵，其特征在于，所述觸控感應(yīng)電極與所述觸控驅(qū)動電極異面垂直。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的觸控液晶光柵，其特征在于，每條所述觸控驅(qū)動電極由至少兩條相互平行的觸控驅(qū)動子電極組成，且組成一條觸控驅(qū)動電極的各觸控驅(qū)動子電極的任一端通過本層電極連接導(dǎo)通。
8.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的觸控液晶光柵，其特征在于，所述光柵電極由至少兩條相互平行的光柵子電極組成，所述光柵子電極的布線方向與所述液晶分子未加電時的取向方向相同； 各奇數(shù)條的所述光柵子電極的任一端通過本層電極連接導(dǎo)通，各偶數(shù)條的所述光柵子電極的任一端通過本層電極連接導(dǎo)通；在所述光柵子電極加電時，在相鄰所述光柵子電極之間具有至少超過所述液晶分子的閾值電壓的電勢差。
9.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的觸控液晶光柵，其特征在于，還包括位于所述觸控感應(yīng)電極背向所述液晶層一面的第一偏光片，以及位于所述第二基板背向所述液晶層一面的第二偏光片； 所述第一偏光片和所述第二偏光片的光透過軸方向相互垂直或平行； 在未加電時，所述液晶層中的液晶分子沿著第一偏光片或第二偏光片的光透過軸方向平行取向。
10.一種3D觸控顯示裝置，包括顯示器件和設(shè)置于所述顯示器件上方的液晶光柵，其特征在于，所述液晶光柵為權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的觸控液晶光柵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種觸控液晶光柵及3D觸控顯示裝置，在第一基板面向液晶層的一面且在條狀區(qū)域內(nèi)設(shè)置有光柵電極，在相鄰條狀區(qū)域之間的間隔區(qū)域內(nèi)設(shè)置有觸控驅(qū)動電極；在第一基板背向液晶層的一面設(shè)置有觸控感應(yīng)電極；在光柵電極加電時能夠產(chǎn)生電場使液晶分子偏轉(zhuǎn)，形成條狀光柵，而通過第一基板絕緣的觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極能夠?qū)崿F(xiàn)觸控功能。由于僅在第一基板上形成一層光柵電極即可形成條狀光柵，減少了電極層數(shù)，提高了整個液晶光柵的透光率；并且由于觸控電極和光柵電極都設(shè)置在第一基板上，因此無需使用導(dǎo)電膠導(dǎo)通電壓信號，也無需在第二基板上設(shè)置對位標(biāo)記，簡化了制備工藝，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
文檔編號G02B27/26GK202837756SQ20122044400
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者楊盛際 申請人:北京京東方光電科技有限公司