一种触摸液晶透镜及立体显示装置的制作方法

本实用新型涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种触摸液晶透镜及立体显示装置。

背景技术：

随着科学技术的进步，3D立体显示技术在现实生活中使用越来越普遍。3D立体显示技术分裸眼3D和非裸眼3D两种。非裸眼3D技术通常指佩戴3D眼镜才可以看到3D影像技术，裸眼3D则不需要佩戴辅助观看工具，即可看到3D影像的立体显示技术。

裸眼3D技术目前主要分光屏障式、柱状透镜式和指向光源式，因为柱状透镜式对光强消弱的影响小，而且与平板显示模组结合能力好因而具有较优的发展前景，目前柱状透镜技术已由固体透镜技术发展到液晶透镜技术。目前，液晶透镜的制造工艺得到较大程度的改进，液晶透镜的稳定性和良率可以达到一个很高的水准，液晶透镜的生产变得更加普及。

另外，随着显示技术的发展，触摸技术也逐渐成为显示技术发展的趋势。触摸技术大大改善了人机对话的可操作性，正逐渐改变着人们生活方式。根据实现原理的不同，触摸屏可以分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式等类型。电容式触摸屏技术由于工艺简单、产品寿命长、透光率高等特点成为目前主流的触摸技术。

图1给出了现有技术的一种电容式触摸屏电路，该电路包括电容触摸屏10、电容触摸驱动电路11以及触摸坐标处理模块12。电容触摸屏10包括发射电极和接收电极，(如接收电极RX 1～接收电极RX14以及发射电极TX 1～发射电极TX25)，电容触摸驱动电路11以一定的频率f1(通常是60Hz)通过发射电极TX以及接收电极RX扫描触摸操作，将触摸位置坐标上报给触摸坐标处理模块12。电容触摸驱动电路11输出到电容触摸屏10的主要信号变化波形请参考图2，在ts时段，电容触摸驱动电路11扫描发射电极TX以及接收电极RX(通常ts＝5ms)，在ti时段，电容触摸驱动电路11未扫描发射电极TX/接收电极RX。

图3则给出了现有的一种液晶透镜电路。该电路包括液晶透镜20和液晶透镜驱动电路21。液晶透镜20包括驱动电极(如SEG电极SEG1～SEG4)和公共电极(通常称作COM电极)，透镜驱动电极通常呈条形。液晶透镜驱动电路21对公共电极输出公共电压，对驱动电极施加驱动电压，频率为f2(通常是60Hz)的方波信号。液晶透镜驱动电路21输出到液晶透镜20的主要信号变化波形请参考图4。

如需同时实现立体显示和触摸功能，业内普遍做法是在光栅面板外挂触摸面板，然而，叠加在一起的光栅面板和触摸面板增加显示装置的复杂程度，造成显示装置的笨重，不方便携带。同时，由于光栅面板和触摸面板有可能存在光学或电气上的干扰，这会大大影响显示效果，降低用户的体验。

技术实现要素：

本实用新型实施例要解决的技术问题是提供一种触摸液晶透镜及立体显示装置，用以实现简化触摸液晶透镜的结构，降低显示装置的厚度。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供的触摸液晶透镜，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板上设有驱动电极层，所述第二基板上设有触摸电极层，所述驱动电极层包括间隔设置的多个液晶透镜驱动电极，所述触摸液晶透镜还包括电容触摸驱动电路和液晶透镜驱动电路，所述电容触摸驱动电路与所述触摸电极层电性连接，所述液晶透镜驱动电路与所述液晶透镜驱动电极电性连接；

在ts时段，电容触摸驱动电路向所述触摸电极层施加触摸电压，所述液晶透镜驱动电极处于高阻态；

在ti时段，电容触摸驱动电路向所述触摸电极层施加预设电压，所述液晶透镜驱动电路向所述液晶透镜驱动电极施加驱动电压。

优选的，上述触摸液晶透镜中，所述液晶透镜驱动电路通过一透镜状态切换电路与所述液晶透镜驱动电极电性连接；

其中，在所述ts时段，所述透镜状态切换电路断开所述液晶透镜驱动电路与所述液晶透镜驱动电极之间的连接，所述液晶透镜驱动电极处于高阻态；

在所述ti时段，所述透镜状态切换电路导通所述液晶透镜驱动电路与所述液晶透镜驱动电极之间的连接，所述液晶透镜驱动电路向所述液晶透镜驱动电极施加驱动电压。

优选的，上述触摸液晶透镜中，所述透镜状态切换电路包括多个模拟开关，所述液晶透镜驱动电路施加的各路驱动电压，分别通过一个模拟开关，连接至对应的液晶透镜驱动电极；

其中，在所述ts时段，所述模拟开关处于断开状态，所述液晶透镜驱动电极处于高阻态；在所述ti时段，所述模拟开关处于闭合状态，所述液晶透镜驱动电路经由所述模拟开关，向所述液晶透镜驱动电极施加所述驱动电压。

优选的，上述触摸液晶透镜中，所述电容触摸驱动电路还向各个所述模拟开关施加一用于控制所述模拟开关闭合或断开的同步信号。

优选的，上述触摸液晶透镜中，所述预设电压的电压值为0。

优选的，上述触摸液晶透镜还包括：

触摸坐标处理模块，所述触摸坐标处理模块与电容触摸驱动电路电性连接。

优选的，上述触摸液晶透镜中，所述触摸电极层包括：接收电极、发射电极和搭桥电极，其中，所述发射电极与所述接收电极相互绝缘且交叉排列，相邻两个所述接收电极通过所述搭桥电极电性连接。

优选的，上述触摸液晶透镜还包括：绝缘层，所述绝缘层隔离所述搭桥电极与所述发射电极。

优选的，上述触摸液晶透镜中，所述接收电极与发射电极分别位于所述第一基板的上表面和下表面。

本实用新型实施例还提供了一种立体显示装置，包括显示面板，还包括如上所述的触摸液晶透镜，其中，所述触摸液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的触摸液晶透镜及立体显示装置，去掉了液晶透镜的公共电极，用触摸屏的触摸电极替代上述公共电极，可以避免公共电极对触摸信号的干扰或屏蔽作用。另外，本实用新型通过触摸电路进行分时复用，使之同时作为触摸电路以及液晶透镜单元的公共电极，并在触摸模式下保持触摸液晶透镜的液晶透镜驱动电极处于高阻态，以避免对电容触摸驱动电路的扫描触摸操作造成干扰，进一步改善了其触摸功能。

附图说明

图1为现有技术的一种电容式触摸屏电路的结构示意图；

图2为图1中电容触摸屏驱动电路输出的主要信号的波形示意图；

图3为现有的技术的一种液晶透镜电路的结构示意图；

图4为图3中液晶透镜驱动电路输出到液晶透镜的主要信号的波形示意图；

图5为本实用新型实施例提供的触摸液晶透镜中的面板结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的触摸液晶透镜的电路连接关系示意图；

图7为图6中透镜状态切换电路中模拟开关的结构示意图；

图8为图6中电容触摸驱动电路输出的主要信号的波形示意图；

图9为图6中液晶透镜驱动电路输出到透镜状态切换电路的主要信号的波形示意图；

图10为图6中透镜状态切换电路输出的主要信号的波形示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

本实用新型实施例提供了一种能够实现触摸屏驱动电路和液晶透镜驱动电路协同工作的触摸液晶透镜。本实用新型实施例中，去掉了液晶透镜的公共电极(COM电极)，利用触控电极(包括发射电极TX以及接收电极RX)替代上述公共电极，通过进行周期性的分时复用，使触控电极既起到触控检测的作用，又能起到公共电极的作用。由此，从而彻底避免公共电极对触控操作的干扰，改善触控功能。

请参考图5和图6所示，其中，图5示出了本实施例的触控液晶透镜的面板结构30，图6则示出了触控液晶透镜中的相关电路的连接关系。具体的，本实施例提供的触控液晶透镜包括：

相对设置的第一基板321与第二基板311；所述第一基板321上设有驱动电极层，所述第二基板311上设有触摸电极层(包括接收电极322和发射电极332)，所述驱动电极层包括间隔设置的多个液晶透镜驱动电极324。所述触摸液晶透镜还包括电容触摸驱动电路52和液晶透镜驱动电路53，所述电容触摸驱动电路52与所述触摸电极层电性连接，所述液晶透镜驱动电路53与所述液晶透镜驱动电极电性连接；

在ts时段，电容触摸驱动电路52向所述触摸电极层施加触摸电压，所述液晶透镜驱动电极324处于高阻态；

在ti时段，电容触摸驱动电路52向所述触摸电极层施加预设电压，所述液晶透镜驱动电路53向所述液晶透镜驱动电极324施加驱动电压。本实用新型实施例中，上述预设电压通常等于为0V。

本实施例中触摸液晶透镜可以按照预定的工作周期，周期性的以液晶透镜模式和触摸模式交替工作。ts时段表示以触摸模式工作的时段，ti时段表示以液晶透镜模式工作的时段。

可以看出，本实施例通过取消了公共电极，从而可以避免公共电极对触摸功能的不利影响，改善触摸效果。由于取消了公共电极，为了实现正常的液晶透镜功能，可以利用液晶分子的滞留效应，对触摸电极层(包括发射电极、接收电极)进行分时复用，从而所述触控液晶透镜按照预定的工作周期，周期性的以液晶透镜模式和触控模式交替工作。

并且，本实施例在ts时段，所述液晶透镜驱动电极保持在高阻态。高阻态是除高电平和低电平外的第三种输出状态，当高阻态再输入下一级电路时，对下级电路不会产生任何影响，本实施例中通过设置液晶透镜驱动电极的高阻态，使得触摸模式下的液晶透镜驱动电极对其他电路没有任何影响，从而进一步改善了触摸液晶透镜的触摸功能。相比于将液晶透镜驱动电极设置为零电平状态，本实施例可以更好的避免液晶透镜驱动电极对触摸操作的干扰。

图5中还示出了面板结构中与现有技术相类似的组成单元，例如，夹设于第一基板321和第二基板311之间的液晶层316；所述第一基板321上还形成有第一配向层315，所述第二基板311上还形成有第二配向层325。所述触控电极层还可以包括搭桥电极312，发射电极与接收电极相互绝缘且交叉排列，相邻两个所述接收电极322通过所述搭桥电极312电性连接。两个基板之间可通过封框胶317形成封闭空间，液晶透镜盒厚支撑球(Spacer，图5中未示出)均匀分散分布在液晶层316内，以形成基板之间的支撑。另外，图5中的搭桥电极312与所述发射电极332之间设有用于将两者绝缘隔离的第二绝缘层313。

如图6所示，本实施例的触摸液晶透镜中，所述液晶透镜驱动电路53通过一透镜状态切换电路51与所述液晶透镜驱动电极324电性连接；

其中，在所述ts时段，所述透镜状态切换电路51断开所述液晶透镜驱动电路53与所述液晶透镜驱动电极324之间的连接，从而将所述液晶透镜驱动电极维持在高阻态；

在所述ti时段，所述透镜状态切换电路51导通所述液晶透镜驱动电路53与所述液晶透镜驱动电极324之间的连接，所述液晶透镜驱动电路53向所述液晶透镜驱动电极324施加驱动电压，以实现液晶透镜的显示效果。

所述液晶透镜驱动电路53输出多个液晶透镜驱动电压(如SEG1～SEG4)，每个驱动电压通过透镜状态切换电路51连接至第一基板上对应的透镜驱动电极(如通过透镜状态切换电路的S1～S4输出端，输出至对应的透镜驱动电极)。

作为一种实现方式，图7进一步给出了透镜状态切换电路的一种具体结构。如图7所示，透镜状态切换电路可以包括多个模拟开关70，所述液晶透镜驱动电路施加的各路驱动电压，分别通过一个模拟开关70，连接至对应的液晶透镜驱动电极；其中，在所述ts时段，所述模拟开关处于断开状态，所述液晶透镜驱动电极处于高阻态；在所述ti时段，所述模拟开关处于闭合状态，所述液晶透镜驱动电路经由所述模拟开关，向所述液晶透镜驱动电极施加所述驱动电压。这里，模拟开关70可以集成MOS管或COMS管来实现。

为了控制模拟开关的开关状态，本实施例的电容触摸驱动电路52还向透镜状态切换电路51中的各个所述模拟开关施加一用于控制所述模拟开关闭合或断开的同步信号(SYNC)。另外，电容触摸驱动电路52还可以向液晶透镜驱动电路53输出上述同步信号，以使液晶透镜驱动电路根据上述同步信号控制驱动信号的相位。

在所述液晶透镜模式下，所述同步信号为第一电平；在所述触摸模式下，所述同步信号为第二电平；所述第一电平和第二电平为高电平和低电平中的两种电平。作为一种实现方式，第一电平可以是高电平，所述第二电平为低电平。当然，第一电平也可以是低电平，第二电平则为高电平。具体的高低电平的电压值可以根据具体数字电路的电平标准来设置。

如图8所示，电容触摸驱动电路52在时间段ts内输出SYNC为低电平LL60，并通过发射电极TX和接收电极RX扫描触摸操作，然后在时间段ti内输出SYNC为高电平LH60，同时将发射电极TX和接收电极RX输出电压vi设置为COM电压，配合信号SEG1～SEG4实现液晶透镜效果。电容触摸驱动电路52一直以频率f1重复这一过程。

在所述第一电平为设高电平，所述第二电平为设低电平时，在所述同步信号下降沿时刻，所述液晶透镜驱动电路53输出正半周方波信号的液晶透镜驱动信号；在液晶透镜模式和触摸模式交替工作的一个周期的半周期时刻，所述液晶透镜驱动电路53输出负半周方波信号的液晶透镜驱动信号。图8则给出了上述波形示意图，如图8所示，液晶透镜驱动电路53接收从电容触摸驱动电路52输出去的同步信号(SYNC)，在同步信号(SYNC)下降沿时刻T1时输出正半周方波信号，然后在同步信号(SYNC)半周期时刻T2时，输出负半周方波信号。液晶透镜驱动电路53一直以频率f1重复这一过程。

图9和图10则进一步给出了上述模拟开关电路以及相关波形的示意图。如图所示，透镜状态切换电路51接收电容触摸驱动电路52输出的SYNC信号，当SYNC信号为高电平LH60时，闭合模拟开关，将信号S1与信号SEG1连通，将来自液晶透镜驱动电路53来的方波信号到对应的液晶透镜驱动电极；当SYNC信号为低电平LL60时，断开模拟开关，将信号S1与信号SEG1断开，此时液晶透镜驱动电路53来的方波信号无法输出到对应的液晶透镜驱动电极，使得触摸液晶透镜50的液晶透镜驱动电极S1保持高阻态(Hi-Z状态)，保护电容触摸驱动电路52的扫描触摸操作不被液晶透镜驱动电极所干扰。图9中以SEG1和S1为例进行说明，SEG2～SEG4与SEG1功能过程一致。透镜状态切换电路51一直以频率f2重复以上过程。

这里，电容触摸驱动电路52的扫描频率f1以及液晶透镜驱动频率f2可以相同，例如，均为60Hz。

另外，如图6所示，本实用新型实施例的触摸液晶透镜还可以包括：触摸坐标处理模块12，所述触摸坐标处理模块12与电容触摸驱动电路52电性连接，例如，可以通过I²C总线进行连接。

另外，为了在以液晶透镜单元方式工作式获得较好的显示效果，本实施例可以将触摸电路(如包括发射电极和接收电极在内的触摸电极)的线路间距(线距)做的尽可能的小，以使得不同位置的电位尽量一致。通常，触摸电极所连接的导线的线宽与相邻触摸电极所连接的导线间的线距的比例大于等于15:1，且所述线距不大于20μm。

基于上述触摸液晶透镜，本实施例还提供了一种立体显示装置，该立体显示装置包括显示面板和上述的触摸液晶透镜，其中，触摸液晶透镜的触摸液晶透镜设置于显示面板的出光侧。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。