柱镜光栅式自由3D显示器的串扰问题和分辨率下降问题是影响其广泛应用的主要因素。采用定向背光方案，通过设计一种蝶形单元液晶显示屏光开关面板实现自由3D显示器的无串扰和无分辨率损失。详细推导了定向背光柱镜光栅面板的参数计算公式，给出了55 in(1 in=2.54 cm)4K 3D电视屏的定向背光模块结构参数，并采用TracePro软件仿真优化了设计参数。仿真结果表明，设计的自由3D显示器最低串扰小于0.01%，近似无串扰，并且与现有眼镜快门开关式3D视频图像完全兼容，图像无分辨率损失。