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显示技术是与人们生活密切相关的重要现代技术。未来的显示信息除了向更高分辨率、更大尺寸等方向发展,能够还原现实三维立体世界的3D立体显示技术也越来越受科研人员关注。本文利用商业液晶仿真软件和光学仿真软件进行理论设计和模拟仿真,再利用光刻、镀膜和液晶盒封装技术制备一种双层控制电极的液晶透镜,结合驱动电路后可实现液晶透镜的焦线扫描与节距可控,应用于三维立体显示时可实现视点可控的功能。课题具体研究内容有:(1)液晶透镜仿真设计。利用Tracepro光学软件建立基于双层控制电极液晶透镜的立体显示系统模型,模拟光线经液晶透镜变换后的光照分布规律。仿真结果表明,光线经不同节距的液晶透镜变换后形成各视点(2视点,3视点和4视点)立体显示系统的视区串扰度分别为30.6%、30.2%和30.4%,各视区串扰基本一致,能实现视点数可控的立体显示。利用TechWiz.LCD.3D软件模拟单层电极驱动液晶透镜的工作电压与液晶分子偏转角或折射率分布规律,根据模拟结果设计双层交错控制电极结构参数,模拟双层交错电极驱动的液晶盒内折射率和电势分布规律。仿真结果表明,双层控制电极液晶透镜在不同工作电压下可实现不同节距的液晶透镜。(2)双层控制电极液晶透镜制备。采用光刻、镀膜和湿法刻蚀工艺在ITO玻璃基板上制备ITO-SiO2-AZO双层交错电极阵列,再经液晶成盒工艺将双层交错电极阵列基板和整面ITO电极基板封装形成厚度为45微米的液晶盒。利用光学显微镜对液晶透镜结构进行表征,结果表明,ITO第一电极和AZO第二电极平行交错覆盖在玻璃基板表面,两者之间通过Si02介质层错开,驱动电极的宽度均为91.87um,与理论设计相符。(3)单层控制电极液晶透镜性能测试。搭建液晶透镜测试平台,通过CCD采集不同工艺参数下单层电极驱动液晶透镜的聚焦光线强度,分析液晶透镜的聚焦性能。分析结果表明,在驱动电压频率为1000Hz,摩擦方式为反平行时液晶透镜聚焦性能最佳,与仿真结果相吻合。(4)双层控制电极液晶透镜功能测试。根据仿真结果得到的驱动电压和液晶分子偏转规律关系,设计双层电极驱动液晶透镜的驱动原理与驱动电路。结合驱动电路对液晶透镜进行测试。结果表明,所制备双层电极驱动液晶透镜可实现焦线扫描和节距可控的功能,达到所设计要求。