淺談液晶材料與3D顯示技術(shù)

李路賓

摘要：本文研究裸眼3D顯示器的液晶透鏡專利，分析了液晶透鏡的市場(chǎng)分布。分析液晶透鏡結(jié)構(gòu)，為了改進(jìn)液晶透鏡。3D顯示技術(shù)有很多種，基本原理是相同的。兩張不同的圖片，大腦通過疊加和融合的圖片信息，產(chǎn)生立體感的立體感，3 D顯示技術(shù)，眼睛感受畫面，顯示立體。左眼像素和右眼像素分別通過透鏡陣列折射到觀看者的不同眼睛中以顯示三維圖像。改進(jìn)液晶透鏡的結(jié)構(gòu)有六個(gè)主要的改進(jìn)，用的其它裝置的摩擦取向，容易改進(jìn)獲得電極和驅(qū)動(dòng)液晶層結(jié)構(gòu)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：裸眼3D顯示；液晶透鏡；電極；液晶

1 液晶透鏡的簡介

裸眼3D顯示設(shè)備需要眼鏡的自動(dòng)立體聲設(shè)備，實(shí)現(xiàn)技術(shù)：一種是使用視差屏障，另一種是使用雙凸透鏡陣列。液晶透鏡屬于新型柱狀微透鏡陣列。液晶透鏡的結(jié)構(gòu)嗎，包括第一基板和第二基板，和兩個(gè)基板之間的液晶層。第一電極（也稱為公共電極）形成在第一基板的內(nèi)表面上，并且條形第二電極（也稱為控制電極，信號(hào)電極）兩張不同的圖片，大腦通過疊加和融合的圖片信息，產(chǎn)生立體感的立體感，3 D顯示技術(shù)，眼睛感受畫面，顯示立體。形成在第一基板的內(nèi)表面上。液晶透鏡利用液晶分子的雙折射性質(zhì)和液晶分子被電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的特性，液晶分子受電場(chǎng)控制。由于電場(chǎng)的強(qiáng)度根據(jù)與電極的距離而不同，因此形成具有沿梯度分布的折射率的透鏡，即雙凸透鏡陣列。左眼像素和右眼像素分別通過透鏡陣列折射到觀看者的不同眼睛中以顯示三維圖像。從下面的專利文獻(xiàn)中分析了液晶透鏡的發(fā)展，并且突出了液晶透鏡結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。偏振3D技術(shù)利用光是電磁波的原理，該電磁波被分解成垂直和水平振動(dòng)方向。偏振3D顯示器需要提供兩個(gè)圖像，從而產(chǎn)生具有也彼此垂直的偏振方向的圖像光。使用具有垂直透射軸的偏振透鏡，并且通過相應(yīng)的偏振透鏡透射不同偏振方向的圖像以形成3D圖像，偏振3D技術(shù)。圖像沒有閃爍，因此形成具有沿梯度分布的折射率的透鏡，即雙凸透鏡陣列。3D技術(shù)使用偏振技術(shù)，偏振3D技術(shù)降低了亮度和分辨率。可以通過基于每個(gè)子圖像確定液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓來增加視角，以將相應(yīng)的圖像折射到相應(yīng)的觀看者中。

2電極與驅(qū)動(dòng)

在電極結(jié)構(gòu)中，提出了一種液晶透鏡，其中第二電極和第三電極層疊在第二基板上，液晶層設(shè)置兩個(gè)三電極之間，以改善液晶透鏡的光學(xué)特性。在LG于2009年應(yīng)用的液晶透鏡中，第一基板上的第一電極以階梯方式布置，以改善視角并減少在電極中心處發(fā)生的串?dāng)_。多個(gè)第一電極形成在第一基板上，各個(gè)透鏡區(qū)域和透鏡區(qū)域中相鄰的第一電極的中心彼此分開，實(shí)現(xiàn)柔和的拋物面透鏡表面以減小液晶層的單元間隙。3D技術(shù)是在紅色和藍(lán)色的相同圖片中以不同的觀看方向打印圖片，顯示3D立體效果。紅色圖像可以通過紅色鏡頭，藍(lán)色圖像可以通過藍(lán)色鏡頭，稱為分色立體成像技術(shù)。色差3D技術(shù)的原理更簡單，成本低，但由于圖像質(zhì)量差，很容易制作圖像邊緣的顏色。

在該驅(qū)動(dòng)方法中，提出了一種液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)方法，其將圖像劃分為顯示器的刷新頻率中的多個(gè)子圖像?？梢酝ㄟ^基于每個(gè)子圖像確定液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓來增加視角，以將相應(yīng)的圖像折射到相應(yīng)的觀看者中。

3 液晶層結(jié)構(gòu)

透鏡元件嵌入液晶透鏡的液晶層中，并且在施加電壓之后，顯示二維圖像，并且具有理想光學(xué)特性的透鏡元件是施加的液晶透鏡在第一基板和第二基板之間形成間隔物，以防止間隔物對(duì)光透射的影響。為了增強(qiáng)對(duì)液晶分子的錨定效果并提高響應(yīng)速度，雙凸透鏡3D技術(shù)也稱為微柱透鏡3D技術(shù)。圓柱形凸透鏡附接到液晶面板的前部，主動(dòng)快門3D顯示技術(shù)提高了屏幕刷新率。紅外信號(hào)發(fā)射器，控制快門式3D眼鏡鏡頭的開關(guān)，出現(xiàn)圖像交替，幀分圖像為兩個(gè)，以實(shí)現(xiàn)3D顯示。并且透鏡可以沿不同方向投射每個(gè)子像素。折射柱面透鏡的效果，左眼圖像聚焦觀察眼睛，右眼圖像聚焦在觀察者的右眼上。因此，基于現(xiàn)有的液晶技術(shù)生成立體圖像，圖像分辨率高，立體效果好。

3D顯示器顯示圖像的深度，分層和真實(shí)性，可廣泛用于電影和電視娛樂，軍事，視頻通信和醫(yī)學(xué)。三種主要類型的眼鏡式3D技術(shù)是色差，偏振和主動(dòng)快門，主動(dòng)快門3D顯示技術(shù)提高了屏幕刷新率。紅外信號(hào)發(fā)射器，控制快門式3D眼鏡鏡頭的開關(guān)，出現(xiàn)圖像交替，幀分圖像為兩個(gè)，以實(shí)現(xiàn)3D顯示。

4 裸眼式3D技術(shù)分析

當(dāng)使用眼鏡型3D技術(shù)時(shí)，屏幕的亮度或分辨率降低，并且觀看3D圖像的視野和視角受到限制，并且用戶易于感到頭暈等不適。裸眼3D采用裸眼多視圖技術(shù)，無需任何工具即可看到兩個(gè)不同的視差圖像。視差屏障3D技術(shù)，切換薄膜晶體管液晶屏，偏振片，扭曲向列液晶面板和背光模塊實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)液晶屏配合實(shí)現(xiàn)圖像顯示。偏振片和扭曲向列液晶面板，視差屏障，視差屏障顯示任務(wù)將開關(guān)液晶，區(qū)域的圖像投影到眼睛中。實(shí)現(xiàn)立體顯示。該技術(shù)與既有的TFT-LCD液晶面板工藝兼容，

5 結(jié) 論

3D顯示技術(shù)正在迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于日常娛樂，醫(yī)療和軍事方面。包括眼鏡3D技術(shù)和裸眼3D技術(shù)，研究人員正在積極研究4D顯示和全息圖像。除了視覺和聽覺外，4D顯示屏還提供各種感覺，如觸摸和嗅覺。視差屏障3D技術(shù)，切換薄膜晶體管液晶屏，偏振片，扭曲向列液晶面板和背光模塊實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)液晶屏配合實(shí)現(xiàn)圖像顯示。全息圖像允許觀看者看到更好的立體效果。在液晶面板和背光模塊之間增加了三維顯示的光學(xué)薄膜層，通過具有較快響應(yīng)速度的液晶面板和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件和硬件產(chǎn)生立體感。

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（作者單位：內(nèi)蒙古中森智能終端技術(shù)研發(fā)有限公司）