针对像素缺陷影响电润湿电子纸的显示效果, 本文提出一种基于 Otsu的自动阈值检测方法对缺陷进行检测。 Otsu是一种常用的自动阈值方法, 在图像直方图为双峰时, 该方法能给出令人满意的结果。但是电润湿缺陷图像直方图通常为单峰, 容易得到错误的结果。电润湿由于不同颜色的填充油墨使得缺陷与背景对比度不同, 导致分割更加困难。本文在目标方差前引入加权系数, 权值随着缺陷的累积概率的增大而减小。权值在阈值过峰前保持较大的数值, 过峰后权值降低, 保证了阈值在单峰情况下始终处于峰的左边。实验结果表明: 本文提出的方法能够有效分割电润湿缺陷区域, 尤其在对比度较低的电润湿缺陷图像中比 Otsu、VE、WOV和熵加权方法的 ME值更接近 0, 有更好的分割效果。

在电子纸行业中, 为了减少光刻次数、降低成本, 部分产品的TFT基板会采用半色调掩膜工艺, 传统的一次湿刻一次干刻(1W1D)方法要求半色调掩膜光刻胶厚度与均一性同时满足较高要求, 管控难度大, 导致曝光多次返工浪费产能; 而且, 1W1D的刻蚀均一性很差, 使玻璃四周沟道a-Si过薄, 影响良率。为了改善这两方面的问题, 我们参考了非电子纸产品的两次湿刻两次干刻(2W2D)工艺。然而非电子纸的2W2D工艺会产生较长的a-Si拖尾现象, 导致较大的寄生电容, 造成良率损失; 此外, a-Si残留和沟道特性问题也阻碍了电子纸良率的进一步提升。因此, 我们通过降低两次湿刻时间, 改善灰化条件, 减小a-Si拖尾长度; 建立a-Si处理工序, 消除a-Si残留; 调整a-Si成膜条件和钝化层成膜前处理条件, 改善沟道特性。实验结果表明: 采用改善后的2W2D工艺可以完全满足电子纸的特性要求, 并且相比于1W1D方法, 得到的沟道厚度均一性提升50%, 阵列检测良率提升4%~10%; 同时无需管控半色调掩膜光刻胶的均一性, 仅满足光刻胶厚度的管控要求即可, 使曝光返工比例降低60%。改善后的2W2D工艺有效改善了电子纸产品的沟道特性与刻蚀均一性, 提升了产品良率, 减少了产能浪费, 降低了成本, 对4次光刻电子纸产品具有重要指导意义。

针对反射式电润湿显示器在不同环境光下, 对显示器上内容的清晰度、对比度的影响, 提出一种保留相邻灰度人眼视觉响应差的亮度校正方法.该方法保证其它环境光下的人眼对相邻灰度的响应差与参考环境光下的响应差一致.同时为实现电润湿显示器的精准调制, 将校正后的亮度进行二次校正, 非线性校正.采用本文方法校正后的电压与亮度曲线的关系更接近线性, 提高了电润湿显示器对比度, 增加图像细节, 优化了显示效果.

为了实现电润湿电子纸显示器实时播放视频, 本文设计了 DVI视频图像编解码系统加上 FPGA时序控制的显示驱动系统。DVI系统负责获取信号源并进行图像编解码, FPGA负责视频图像数据的缓存处理以及驱动波形的控制。本文提出的多灰度动态对称驱动波形, 可改善油墨分裂现象, 并且在增加灰度等级的同时抑制电荷捕获现象。实验表明: 该系统成功改善了油墨分裂、电荷捕获等问题, 成功驱动 1024×768分辨率的电润湿显示器跟随 PC端进行实时视频播放, 视频的帧率达到 60帧/秒, 像素的最高灰度达到 15阶, 满足电润湿电子纸动态显示视频的要求。