[发明专利]可切换电光材料透镜与显示设备

说明书

本申请提供了一种可切换电光材料透镜与显示设备。该可切换电光材料透镜包括柱镜层与设置在柱镜层一侧的电光材料层，可切换电光材料透镜还包括：补偿层，设置在柱镜层的远离电光材料层的一侧或者设置在电光材料层的远离柱镜层的一侧，补偿层用于补偿电光材料层在至少一个视角下导致的相位差R。该可切换电光材料透镜中的补偿层可以对电光材料层至少一个视角下产生的相位差进行补偿，从而缓解或者彻底消除了柱镜残留现象，使得观看者具有良好的观看体验。

技术领域

本申请涉及显示领域，具体而言，涉及一种可切换电光材料透镜与显示设备。

背景技术

随着立体显示技术的快速发展，立体显示设备也有了越来越大量的需求，在实现三维立体显示众多的技术当中，祼眼立体显示由于无需观看者戴眼镜的优点使得它在三维立体显示领域中备受青睐。

目前，实现祼眼立体显示技术的主要方式是通过在显示面板前设置光栅，在水平方向上将显示面板的像素单元分割为奇数列像素和偶数列像素，从而为观看者的左右眼分别提供两幅不同的图像，利用观看者左眼图像和右眼图像的视差效应形成景深，进而产生立体显示效果。光栅又包括遮挡式和分光式两种，遮挡式又分为黑白视差障碍光栅和液晶狭缝光栅，分光式分为柱状物理透镜和可切换的液晶透镜等。

可切换的液晶透镜又分为三种，包括：可切换树脂型柱状液晶透镜、可切换偏光式液晶透镜以及可切换电极式液晶透镜。

现有的可切换树脂型柱状液晶透镜通常只包括电光材料层和柱镜层，其中，电光材料层的材料一般为液晶，柱镜层的材料为树脂。二者的形状互补，一个为凹透镜形状，一个为凸透镜形状。

由于树脂的各向同性特性和液晶的各向异性特性，不同角度的偏振光入射下，液晶分子会存在不同的有效折射率，但树脂的折射率不会发生变化，因此，在不同的视角下尤其是大视角下，液晶分子有效折射率和形成透镜结构的树脂材料的折射率不匹配，出现透镜残留现象，影响观看者的观看效果。

以可切换树脂型柱状液晶透镜为例，其中，如图1所示，柱镜层1'为凸透镜形状，电光材料层2’为凹透镜形状。首先，可切换树脂型柱状液晶透镜的初始设计是柱镜层的折射率n与液晶分子的n_e相同，即柱镜层的折射率n与液晶分子长轴方向折射率相等，所以，当在垂直视角(即观看者的观看方向与可切换树脂型柱状液晶透镜的厚度方向平行)时刻，入射光的行进方向与液晶分子长轴方向垂直，则液晶分子对应的折射率就是n_e，所以，柱镜层与电光材料层的折射率相同，光线不会发生偏转，如同在同一种材料中行进，没有柱镜残留现象，实现较好的2D显示。

而当视角方向发生变化时，如当观看方向与可切换树脂型柱状液晶透镜的厚度方向的夹角为45度时，如图2所示，入射光01'的行进方向与液晶分子20'的长轴方向21'就有了45度的夹角，此时，液晶分子的折射率n不等于ne，使得在任何一个平行于电光材料层厚度方向上的截面处的电光材料层的相位与柱镜层的相位(柱镜层的相位等于垂直视角时电光材料层此处的相位)不同，出现相位差R＝h(n_e-n)，其中，h为电光材料层在任何一个平行于其厚度方向上的截面处的厚度，因此，光线在二者的截面处就会发生偏转，出现柱镜残留现象。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种可切换电光材料透镜与显示设备，以缓解或消除现有技术中的可切换电光材料透镜在2D显示时容易出现的柱镜残留的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种可切换电光材料透镜，该可切换电光材料透镜包括柱镜层与设置在上述柱镜层一侧的电光材料层，上述可切换电光材料透镜还包括：补偿层，设置在上述柱镜层的远离上述电光材料层的一侧或者设置在上述电光材料层的远离上述柱镜层的一侧，上述补偿层用于补偿上述电光材料层在至少一个视角下导致的相位差R。