液晶材料與3D顯示研究

許 雷，蔡雪琳

（中電熊貓液晶顯示科技有限公司，江蘇南京 241000）

液晶材料與3D顯示研究

許 雷，蔡雪琳

（中電熊貓液晶顯示科技有限公司，江蘇南京 241000）

眼鏡式以及裸眼式為現今3D技術的兩大基本類型，消費級市場為眼鏡式3D技術的集中應用領域，采用這種技術的影片之一便是《阿凡達》，也正是受益于該技術使之廣受全球歡迎；商用顯示方面（未來還將在顯示設備中得以應用，如∶手機）則為裸眼式3D技術是現今主要的應用領域。使用間距為6cm的兩個鏡頭的攝像機進行拍攝，分別存儲左右眼信號，以便對人類的雙眼觀測事物進行模擬，達到人眼可以分別接收播出內容的目的，從而切實實現3D顯示。

液晶材料；3D顯示；3D技術

1 3D成像原理

三維立體影像便稱之為3D，細微的差距存在于每只眼睛所接受的圖像之中，這是因為人們在對物體觀察的過程中，雙眼的角度存在一定區別，為了保證距離感能夠為我們所分辨，這些圖像會被大腦處理成立體視覺。不同的圖像分別被兩只眼睛所接收便構成3D電影的原理。比較3D畫面以及普通的2D畫面可以發現，前者具備更加逼真以及更強縱深感的效果，使得觀眾能夠更加沉浸于畫面之中。而之所以消費者如此推崇3D娛樂，也正是因為這種視覺效果是無與倫比的。

2 D顯示技術分類

2.1 眼鏡式3D技術

主動快門式、偏光式和色差式為眼鏡式3D技術三大主要類型。

2.2 色差式3D技術

被動式紅一藍（或者紅一青、紅一綠）濾色3D眼鏡是早期（20世紀70～80年代）的色差式3D技術在應用過程中需要配合使用的。這種技術具有十分簡單的成像原理，以及十分悠久的歷史，用兩種不同的顏色將來源于兩臺不同視角上拍攝的影像在同一幅畫面中完成印制便是色差式3D顯示，也可以稱為分色立體成像技術。若想看到立體效果，必須使用對應的紅藍等立體眼鏡，否則肉眼觀看到的圖像是重影且模糊的，這是因為藍色通過藍色鏡片，而紅色的影像通過紅色鏡片，即過濾了藍色和紅色這兩種色彩，那么大腦便可以重疊兩只眼睛看到的不同影像，從而出現3D立體效果，電影制作領域應經逐漸淘汰這一技術了，這是因為容易引起視覺疲勞構成其最大的弱點。

2.3 柱狀透鏡式3D技術

將微柱透鏡3D技術和雙凸透鏡技術稱為柱狀透鏡技術，亮度不受影響是該技術的最大優勢。其原理為將一層柱狀的透鏡加在液晶顯示屏的前面，那么透鏡的焦平面就恰好是液晶屏的像平面，起到分割每個柱透鏡下的圖像的像素的作用，并將分割后的子像素通過透鏡進行投影，這樣觀看角度不同，雙眼所看到的子像素也有所區別。但是這樣會放大像素之間的間隙，所以進行子像素的簡單疊加是不行的，由于簡單疊加會導致像素列與柱透鏡平行，無法進行投影，而是要在二者之間留有一定的角度，這樣每一組子像素就不會僅投射一組視差圖像，而是重復的進行視區投射。由于柱狀的透鏡不會阻擋背光，所以投影亮度不會受到影響，極好的保證了畫面的清晰度。但是和視差障壁技術類似的是，該技術仍不能妥善的解決分辨率問題。其中中國的朗辰電子科技和歐洲的飛利浦是應用這項技術的代表廠商。深圳會展中心在2012年4月10日到12日召開了2012年中國（深圳）消費電子展，在展會上，朗辰科技進行了很多裸眼3D液晶電視產品的展示。

2.4 指向光源式3D技術

3M公司在指向廣義3D技術中投入了大量的資金和精力，通過設計背光模塊，指向光源3D技術搭配兩組發光二極管（LED）光源，結合獨特的驅動方法以及能夠迅速反應的液晶面板，借用序列將影像顯示在快速反應的面板上，通過光學設計使左右眼分別接收到來自3D顯光源的投影，3D效果則是由雙眼互相交替產生視差形成的，其原理和主動快門眼鏡技術非常相似，但是有著不一樣的實現方式。其中3M公司自主研發的光學膜是該技術的關鍵，只有借助這個光學膜才能保證左右眼精準的接收到來自3D光源的影像。但是由于技術仍處于研究開發階段，產品尚未面世。

2.5 多層顯示式3D技術

美國Pure-Depth公司研發了多層顯示式3D（MLD）技術，該技術是由中間有一定間隔的雙層液晶面板制作而成。由于圖像的亮度和尺寸在兩層面板上有差別，因此不需要3D眼鏡，立體感豐富的畫面就能夠呈現在觀看者眼前，并且通過調整可以實現2D、3D畫面的顯示。在拉斯維加斯的老虎機以及日本柏青歌賭博機上都應用了該技術研發的顯示屏，但是雙層屏幕也增加了制造成本和屏幕厚度。

[1] 李東平.自適應液晶微透鏡的研究[D].江蘇∶東南大學，2015.

[2] 宋志剛.大尺寸體3D顯示體的制備及性能優化[D].安徽∶合肥工業大學，2015.

Liquid Crystal Materials and 3D Display

Xu Lei，Cai Xue-lin

Glasses and naked eye as two basic types of the 3D technology，the consumer market is focused on the application of field glasses type 3D technology，using this technology of film is “Afanda”，it is also benefit from the technology made by the world wide welcome；commercial display（in the future will show equipment can be applied，such as∶mobile phone）for the naked eye 3D technology today the main field of application.The camera using the spacing of two shots of 6cm shooting，signal storage were simulated to observe the left eye，things of human eyes，the human eye can respectively receive the broadcast content，so as to achieve 3D display.

liquid crystal material；3D display；3D technology

O753.2

A

1003-6490（2017）02-0052-01

2017-02-14

許雷（1987—），男，安徽當涂人，工程師，主要研究方向為液晶顯示。