[发明专利]低串扰液晶透镜2D/3D切换装置

说明书

技术领域

本发明属于光学3D显示技术领域。

背景技术

裸眼3D，即无需佩戴任何辅助装置即可欣赏身临奇境的立体画面，越来越受到市场 欢迎，裸眼3D技术主要分为狭缝技术与柱镜光栅技术，狭缝技术在使用时3D状态显示 屏发出的光线透过率低，一般和使用的视点图数有关系，比如使用视点图数为n，则3D 状态下的光透过率为1/n，因此在15寸及以上显示屏上的使用受到制约，原因是15寸及 以上的显示屏，一般使用的视点图数均超过5个。而且柱镜技术的最大优势在于其采用光 的折射原理，因此显示屏的亮度基本不受到影响。

柱镜光栅技术又分为不可2D/3D切换的纯柱镜光栅技术和可2D/3D切换的液晶透镜 技术。纯柱镜光栅技术是指物理存在的透镜，无论2D或3D状态都存在，最大的问题在 于其加工方式为辊筒或平板雕刻后，经过成型工艺加工而成，一般只能是直线条纹，而显 示屏本身为矩形子像素，因此在3D状态下，同一子像素即被人的左眼看到，同时也被人 的右眼看到，3D图像串扰很严重，引起观看舒适度下降，如图1中黑色点状填充部分所 示。而可2D/3D切换的液晶透镜技术又有很多种类，一种是如图2所示的技术形式，由 双折射材料构成的凸透镜107，且之匹配的、由聚合物材料构成的凹柱透镜106，其中， 双折射材料具有的两个折射率分别为no、ne，no＜ne，入射光的偏振方向与双折射材料的 偏振方向平行时，折射率为ne；反之，入射光的偏振方向与双折射材料的偏振方向垂直 时，折射率为no；在上玻璃基板101和下玻璃基板105的内表面分别设置上ITO电极102 和下ITO电极104，上ITO电极102和下ITO电极104之间填充液晶层103，液晶层103 在未加电时为螺旋排列方式；图2主要是利用液晶层103加电压和不加电压来改变显示屏 108发出光线的偏振方向，液晶层103不加电时，液晶层呈螺旋排列，因此显示屏108的 偏光方向被旋转90度，与双折射材料的排列方向垂直，此时双折射材料折射率为no，等 于聚合物材料的折射率n，为2D状态；当液晶层103加电压时液晶层分子均沿电场排列， 不改变显示屏108发光的偏振方向，与双折射材料分子平行，此时双折射材料折射率为 ne，大于聚合物材料的折射率n，为3D状态。

图3为另外一种2D/3D柱镜切换技术，在上玻璃基板101和下玻璃基板105的内表面 分别设置上ITO电极102和下ITO电极104，在上ITO电极102上面加工一层聚合物材 料构成的凹柱透镜106，折射率为n，凹槽内设置由液晶层103，所述液晶层模拟双折射 材料特性，平行排布时的折射率为ne，垂直排布时的折射率为no，no＜ne。当不加电时 液晶层分子水平排列，排列方向与显示屏108光线偏振方向平行，折射率为ne，大于聚 合物材料折射率n，为3D状态；当加电时，液晶分子沿电场垂直排列，与偏振方向垂直， 折射率为no，等于聚合物材料折射率，为2D状态。

以上两种技术，均需要额外的加工凸柱镜聚合物材料或凹柱镜聚合物材料，非TFT 产业成熟工艺，且柱镜为直线结构，3D串扰明显，舒适度低。

发明内容

本发明目的是为了解决现有2D/3D切换技术3D串扰明显，舒适度低的问题，提供了 一种低串扰液晶透镜2D/3D切换装置。

本发明所述低串扰液晶透镜2D/3D切换装置，它包括上玻璃基板、上ITO电极、液 晶层、下ITO电极和下玻璃基板；

上玻璃基板的下表面设置上ITO电极，下玻璃基板的上表面设置下ITO电极，上ITO 电极和下ITO电极之间填充液晶层；液晶层在不加电时为平行排布方式；

上ITO电极为整板电极；下ITO电极为分段式电极，下ITO电极在一个等效周期内 均匀刻蚀出n份导电电极，n为奇数；n份导电电极上加载的电压为镜像对称，且从中心 至两端渐近增加；上ITO电极与分段式电极结构的下ITO电极之间施加电场，加载不同 电压的导电电极对应的液晶分子的偏转方向不同，形成等效透镜；

中心位置的导电电极的加载电压为0，左右两端的导电电极的加载电压为±mV，其它任意位置的导电电极的加载电压为

式中：h为中心位置的导电电极的中点至等效透镜的圆弧曲线的距离；

y为中心与两端之间任意位置的导电电极的中点至等效透镜的圆弧曲线的距离。