[發明專利]可切換電光材料透鏡與顯示設備

有效

• 申請號: 201710985325.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107608088B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 吳坤;林明彥
• 申請（專利權）人: 張家港康得新光電材料有限公司
• 主分類號: G02B30/27
• 分類號: G02B30/27;G02F1/29
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本申請提供了一種可切換電光材料透鏡與顯示設備。該可切換電光材料透鏡包括柱鏡層與設置在柱鏡層一側的電光材料層，可切換電光材料透鏡還包括：補償層，設置在柱鏡層的遠離電光材料層的一側或者設置在電光材料層的遠離柱鏡層的一側，補償層用于補償電光材料層在至少一個視角下導致的相位差R。該可切換電光材料透鏡中的補償層可以對電光材料層至少一個視角下產生的相位差進行補償，從而緩解或者徹底消除了柱鏡殘留現象，使得觀看者具有良好的觀看體驗。

技術領域

本申請涉及顯示領域，具體而言，涉及一種可切換電光材料透鏡與顯示設備。

背景技術

隨著立體顯示技術的快速發展，立體顯示設備也有了越來越大量的需求，在實現三維立體顯示眾多的技術當中，祼眼立體顯示由于無需觀看者戴眼鏡的優點使得它在三維立體顯示領域中備受青睞。

目前，實現祼眼立體顯示技術的主要方式是通過在顯示面板前設置光柵，在水平方向上將顯示面板的像素單元分割為奇數列像素和偶數列像素，從而為觀看者的左右眼分別提供兩幅不同的圖像，利用觀看者左眼圖像和右眼圖像的視差效應形成景深，進而產生立體顯示效果。光柵又包括遮擋式和分光式兩種，遮擋式又分為黑白視差障礙光柵和液晶狹縫光柵，分光式分為柱狀物理透鏡和可切換的液晶透鏡等。

可切換的液晶透鏡又分為三種，包括：可切換樹脂型柱狀液晶透鏡、可切換偏光式液晶透鏡以及可切換電極式液晶透鏡。

現有的可切換樹脂型柱狀液晶透鏡通常只包括電光材料層和柱鏡層，其中，電光材料層的材料一般為液晶，柱鏡層的材料為樹脂。二者的形狀互補，一個為凹透鏡形狀，一個為凸透鏡形狀。

由于樹脂的各向同性特性和液晶的各向異性特性，不同角度的偏振光入射下，液晶分子會存在不同的有效折射率，但樹脂的折射率不會發生變化，因此，在不同的視角下尤其是大視角下，液晶分子有效折射率和形成透鏡結構的樹脂材料的折射率不匹配，出現透鏡殘留現象，影響觀看者的觀看效果。

以可切換樹脂型柱狀液晶透鏡為例，其中，如圖1所示，柱鏡層1'為凸透鏡形狀，電光材料層2’為凹透鏡形狀。首先，可切換樹脂型柱狀液晶透鏡的初始設計是柱鏡層的折射率n與液晶分子的n_e相同，即柱鏡層的折射率n與液晶分子長軸方向折射率相等，所以，當在垂直視角(即觀看者的觀看方向與可切換樹脂型柱狀液晶透鏡的厚度方向平行)時刻，入射光的行進方向與液晶分子長軸方向垂直，則液晶分子對應的折射率就是n_e，所以，柱鏡層與電光材料層的折射率相同，光線不會發生偏轉，如同在同一種材料中行進，沒有柱鏡殘留現象，實現較好的2D顯示。

而當視角方向發生變化時，如當觀看方向與可切換樹脂型柱狀液晶透鏡的厚度方向的夾角為45度時，如圖2所示，入射光01'的行進方向與液晶分子20'的長軸方向21'就有了45度的夾角，此時，液晶分子的折射率n不等于ne，使得在任何一個平行于電光材料層厚度方向上的截面處的電光材料層的相位與柱鏡層的相位(柱鏡層的相位等于垂直視角時電光材料層此處的相位)不同，出現相位差R＝h(n_e-n)，其中，h為電光材料層在任何一個平行于其厚度方向上的截面處的厚度，因此，光線在二者的截面處就會發生偏轉，出現柱鏡殘留現象。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種可切換電光材料透鏡與顯示設備，以緩解或消除現有技術中的可切換電光材料透鏡在2D顯示時容易出現的柱鏡殘留的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種可切換電光材料透鏡，該可切換電光材料透鏡包括柱鏡層與設置在上述柱鏡層一側的電光材料層，上述可切換電光材料透鏡還包括：補償層，設置在上述柱鏡層的遠離上述電光材料層的一側或者設置在上述電光材料層的遠離上述柱鏡層的一側，上述補償層用于補償上述電光材料層在至少一個視角下導致的相位差R。