裸眼3D顯示的研究受到業(yè)界高度關(guān)注，智能手機的顯示屏幕分辨率已提升到2K，對于5.5寸的屏幕，像素尺寸達20微米，顯示的品質(zhì)提高。像人們不禁要問：下一代智能手機和平板電腦的顯示技術(shù)是什么？答案也是顯然的：裸眼3D顯示。大學和企業(yè)不斷加大了研發(fā)投入，在解決方案、關(guān)鍵材料、光學部件和視覺跟蹤技術(shù)等方面，取得重要進步。但是，不幸的，裸眼3D顯示原理上，100年來，基本沒有形成新突破，普遍采用的視障法（parallex barrier）與視覺跟蹤技術(shù)、柱面透鏡光柵(lenticular grating)光場成像法，雖工藝改進顯著，3D成像效果也非常逼真，但其用戶體驗不佳，觀察視覺疲勞沒有實質(zhì)性解決。因此，裸眼3D顯示仍然是業(yè)界渴望解決的的重大難題。

在國家863計劃重大項目資助下，蘇大維格課題組經(jīng)近幾年研發(fā)，將全息顯示與納米制造技術(shù)相結(jié)合，通過納米結(jié)構(gòu)的光場成像原理、納米光刻、納米壓印和側(cè)向?qū)Ч饧夹g(shù)，研制成功“多視點指向性背光源的納米導光板”驗證樣品，原理上證明了通過納米導光實現(xiàn)裸眼3D顯示的可行性。

（a）（b）（c）

上圖中（a）為平面顯示的多視角圖像，處于模糊狀態(tài)；（b）為納米導光板指向性光場；（c）將平面顯示圖像（a）與指向性光源（b）疊加。直接用人眼觀察的3D圖像。

將平面顯示器與納米導光板緊貼，點光源從背光源的納米導光板的側(cè)向入射，指向性背光源從不同方向上出射指向性光場，將平面顯示器上多視角圖像從不同空間角分離，并在人眼觀察的明視距離附近會聚形成觀察窗口，不佩戴眼鏡觀察，圖像立體逼真，亮度高，無觀察視覺疲勞。更換平面顯示的多視角圖像，再現(xiàn)出的3D圖像也隨之改變。

同一個納米導光板、不同的3D圖像顯示

在小知識背景：過去的100年，裸眼3D顯示在原理上沒有取得根本性突破，依然是視障原理和柱面透鏡光柵原理，這兩種裸眼3D顯示zui大問題是易導致視覺疲勞.至今仍沒有在工業(yè)界得到普遍應用。另一方面，1972年獲得諾比爾物理獎的全息技術(shù)，原理上，全息顯示有與自然相似的真實感，沒有視覺疲勞，但是，如采用全息原理進行側(cè)向?qū)Ч庠佻F(xiàn)3D圖像，那么，其結(jié)構(gòu)尺度在數(shù)百納米水平，而且，結(jié)構(gòu)變化復雜。上，由于無合適技術(shù)手段（硬件和軟件算法）在大范圍上實現(xiàn)這樣的納米結(jié)構(gòu)，至今未能在超薄裸眼全息3D顯示的研究上取得重大突破。

蘇大維格的課題組通過多年在納米光刻工藝裝備、納米導光結(jié)構(gòu)和納米壓印技術(shù)的深度研發(fā)，實現(xiàn)了100nm特征尺寸以上的微納米結(jié)構(gòu)加工技術(shù)與工藝裝備（NanoCrystal200），攻克了大尺寸納米結(jié)構(gòu)高精度制備的上的重大難題。為研究基于全息顯示原理的裸眼3D顯示，奠定了技術(shù)基礎。

由于LCD的技術(shù)進步，如用九個亞像素構(gòu)成9視角像素，那么，3D圖像顯示分辨率仍可達Retina水準。本項研究的裸眼3D顯示的設計構(gòu)架的zui大特點是，不改變現(xiàn)有LCD的顯示模式和構(gòu)架，只需將現(xiàn)有的擴散型背光源更換為指向性納米背光源，同時提高LCD的顯示分辨率，有利于今后本項成果的實際應用。課題組已有能力研制不同尺寸的納米指向性導光板，從3英寸到7.9寸，與現(xiàn)有的智能手機和平板電腦的顯示尺寸匹配。下一步就是指向性背光源的彩色化導光板的方案和準直側(cè)向光源設計優(yōu)化，仍然有不少科學技術(shù)難題需研究并加以解決，*，必要提高LCD的圖像分辨率，研發(fā)具有準直效果LED燈條或OLED。另一種彩色化的途徑就是將側(cè)光源與量子點（QD）技術(shù)相結(jié)合。實現(xiàn)多視角彩色化指向性導光板及其相互的影響因素也需深入研究。

業(yè)內(nèi)人士認為，該技術(shù)成果的深化研究和產(chǎn)業(yè)鏈深度合作研究，有望為下一代移動終端的裸眼3D顯示提供更可行的、革命性的技術(shù)解決方案。