通过在全息光场中聚合双丙烯酸酯形成具有指向性的分子网络, 所需全息辐射光场由双光束干涉方法产生。在全息光场作用下, 处于各向同性状态中的双丙烯酸酯单体中的介晶分子团被局域定向, 通过原位聚合具有指向状态的单体而形成高分子网络从而将该指向秩序锁定。在此过程中, 全息辐射同时具有两个功能: 既提供促成介晶分子团形成指向秩序的驱动力, 又是启动终端丙烯酸双键进行交联所需的光辐射。

偶氮苯及其衍生物是性能良好的介晶基团, 含偶氮苯的分子有广泛的用途。文章报道了ω-(4-甲氧基-4′-偶氮苯氧)溴代烷(ZOn, 亚甲基数n为2～6)的制备, 所合成化合物的结构由红外光谱分析(IR)和核磁共振(1 H NMR)测试确定。示差扫描量热(DSC)测试及偏光显微镜(POM)观察显示, 产物ZO2未表现出液晶性, ZO3显双向液晶性, 呈近晶相; ZO4、ZO5、ZO6呈单向液晶性, 为向列相。它们的织构随n的增大而逐渐改善, ZO6的偏光织构最完善。

合成了两种具有氟取代的双苯环异硫氰酸酯(NCS)类液晶单体。通过与不含氟NCS单体的对比发现, 随着氟原子个数的增加单体的熔点逐渐降低, Δn值也逐渐降低, 其中二氟代双环NCS单体的Δn为0. 20。单氟代NCS单体混入商品液晶时具有提高其响应速度的特性, 而二氟代材料对于响应速度的提升不明显。实验结果表明, 单氟代双环NCS液晶是一种具有较高Δn、低熔点、低黏度的快速响应液晶材料, 在液晶空间光调制器件中具有一定的应用前景。

设计并完成了3个系列弯曲形液晶分子2, 5-二(4-羟基苯基)-1, 3, 4-噁二唑类(ODBP)衍生物的合成工作。经差示扫描量热仪(DSC)和偏光熔点测定仪测定, 对称型三环醚类噁二唑系列化合物没有液晶性能; 对称型五环酯类噁二唑系列化合物出现双轴向列相, 相区较宽(29～54℃), 但清亮点均在200℃以上; 含氟原子或氰基为端基的不对称型五环酯类噁二唑系列化合物的清亮点都在270℃以上, 失去双轴向列相。

在向列相液晶中悬浮的球形微粒周围可能存在两种类型的缺陷: 土星环结构和偶极子结构。文章通过计算它们的自由能, 研究了向列相液晶中两种类型缺陷的稳定性。计算结果表明: 当k24＜k 1-12lnR1r()c时, 土星环缺陷是稳定的, 并且和球形微粒的半径无关, 其中R1是液晶分子的长度, k和k24是弹性常数, rc是向错线核心的半径; 当k24＞k 1-12lnR1r()c时, 对于半径较小的球形微粒土星环缺陷比较稳定, 但是对于较大的球形微粒偶极子缺陷比较稳定。进而可得, 通过增加粒子半径、鞍形展曲弹性常数k24或者减小弹性常数k的方法可以实现土星环缺陷向偶极子缺陷的转变。

近晶A相液晶从均匀的各向同性相中萌生时, 其平直界面失稳后选择具有正弦周期的界面模式作为演化路径。采用偏振光成像的方法测量了几种液晶界面失稳后所选模式的周期。把界面模式作为变量, 以模式的能量泛函积分为作用量, 构建模式选择的唯象模型, 通过数值计算在全域内找到使作用量最小的波数, 这个波数可反映近晶A相液晶界面失稳后实际选择的界面模式的特征。

以1, 5-二羟基-4, 8-二硝基蒽醌为原料, 通过取代、加成转位、还原、磺化、脱磺等方法, 改变α位和β位部分基团, 合成了1, 5-二羟基-4, 8-二氨基-2-(对甲氧基苯基)蒽醌液晶二色性染料, 探讨了合成的蒽醌类化合物的反应条件, 得到有序参数S为0. 66稳定性较高的二向性染料。

基于双官能团单体4-乙烯基吡啶的特性, 以甲醇为介质利用沉淀聚合法合成出二乙烯基苯-苯乙烯-4-乙烯基吡啶三元共聚圆球形产物。通过DSC检测, 未发现玻璃化温度。TG的一阶微分曲线随着反应物用量的变化呈现规律性变化, 并检测到吡啶基覆盖在微球表面。FT-IR测试到属于二乙烯基苯和苯乙烯的吸收峰770～875cm-1和1 450～1 725cm-1, 属于吡啶基的吸收峰1 600cm-1, 进一步证实了产物的结构。利用SEM图片对微球粒径和形貌变化规律进行分析, 证实了三元共聚圆形微球的存在, 并初步判断了微球形貌形成的机理, 进而断定影响本聚合反应产物形貌的主要原因是4-乙烯基吡啶与甲醇之间的分子间作用力。据以上研究为基础, 实现了产物微球在适当介质中的电泳性能, 并发现zeta电位随微球半径的变化呈现一定的规律。

利用压电喷墨印刷技术沉积了PEDOT/PSS有机导电薄膜, 研究了退火温度和乙二醇掺杂对薄膜导电性能的影响。实验结果表明: 未退火和退火温度为120, 140, 160℃时, 薄膜表面平均粗糙度分别为8.15, 4.10, 3.36, 2.66 nm; 乙二醇掺杂使导电激活能由未掺杂时的0.096 eV减小为0.046 eV; 电导激活能减小表明PEDOT分子链从低电导率的卷曲构象向高电导率的伸展构象转变; 此外, 乙二醇掺杂促使PSS与PE-DOT/PSS分离, 使团聚的PEDOT/PSS颗粒变小从而分散更均匀, 降低了表面粗糙度。

强激光在液晶材料中传输时易诱导非线性效应, 这种非线性效应对液晶器件光学性能有一定影响。高斯光束通过平行排列的5CB液晶材料后产生自衍射图像, 利用高速相机对不同光强的532 nm激光通过5CB液晶后的衍射图样成像, 获得了从激光作用瞬间到液晶温度达到清亮点附近时衍射图样的变化过程。通过衍射图样对液晶材料光致折射率变化的性质进行了分析。利用基尔霍夫衍射积分公式数值模拟研究了相应强度532 nm高斯光束通过非线性液晶材料后在衍射屏上的衍射图样, 并与实验结果进行了比对, 定性分析了液晶非线性对液晶器件性能的影响。

制备了采用9, 10-di-(2-naphthyl)anthracene(ADN)作为主体, 4-(dicya-nomethylene)-2-t-butyl-6(1, 1, 7, 7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)作为红色发光中心, 2, 5, 8, 11-tetra-tertbutylperylene (TBPe)作为辅助掺杂剂的红光有机电致发光器件。4, 4′, 4″-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2TNATA)用作空穴注入材料, 4, 4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl(NPB), tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq3)用于空穴和电子传输。实验结果表明, 掺有DCJTB的ADN也可实现红色发光, 掺入TBPe作为辅助掺杂, 可以提高该红光器件的效率, 但几乎不改变器件色坐标。此外, 2％TBPe(质量分数)作为辅助掺杂的器件表现出最佳的流明效率和最大升温速率。

通过在发光层ADN∶TBPe∶DCJTB中改变DCJTB的掺杂浓度, 得到了一种高效的白光OLED器件。考察了同一掺杂浓度TBPe下不同浓度的DCJTB的器件性能, 发现当DCJTB掺杂浓度为1％(质量分数)时,器件获得最大电流效率6. 6cd/A和最大功率效率3. 21lm/W, 此时亮度为10 520cd/m2, 对应的CIE坐标为(0.318 6, 0.352 0)。通过改变DCJTB浓度, 能够获得不同的器件颜色。

研究了2-TNATA厚度对蓝与黄二基色分离的堆叠式白色有机发光器件性能的影响。器件结构为: 2-TNATA(xnm)/NPB(25nm)/ADN(30nm)∶TBPE(2％)∶DCJTB(1％)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100 nm)。根据实验结果, 2-TNATA的厚度对载流子的注入、色稳定性、热稳定性影响明显。发光器件的颜色可以通过改变加入的2-TNATA层的厚度来改变。这种器件使用2-TNATA作为空穴注入层显示出了色纯度高的白光发射, CIE色坐标x＝0.319 7, y＝0.349 6, 亮度能够达到12 230cd/m2。

通过研究新型荧光材料2-(2-溴-5-乙烯-噻吩)-8-羟基喹啉锌(BTHQZn)的电致发光特性, 发现BTHQZn具有良好的电致发光特性和空穴传输特性, 利用此特性制备了掺杂型有机电致黄光器件, 结构为ITO/2T-NATA(30nm)/CBP∶5％Ir(ppy)3∶10％BTHQZn(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0. 5nm)/Al, 器件在12V时实现了黄绿光发射, 最大发光亮度为4 552 cd/m2, 色坐标为(0.395 4, 0.497 6), 在11V电压下的最大发光效率为2.82cd/A。

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒, 用线性偏振光进行掩膜光照, 引发偶氮苯聚合物发生顺反异构, 诱导液晶产生光双折射现象, 形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅, 样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测, 结果表明该光栅具有清晰的光栅结构, 衍射效率高并具有电场可调谐性, 更为重要的是驱动电压大幅降低, 可与集成电路匹配。

拍击位移量是液晶面板出现Touch Mura的根本原因, 但因为玻璃基板的形变能够迅速回复, 瞬时位移量难以检测。文章通过重压法模拟了拍击位移过程, 发现随着液晶量的增加, 最大位移量也增加, 但同时回复能力大大增强, 使得最终位移量反而变小。

利用LCD Master软件构架了两种不同液晶材料的TN-LCD显示屏, 模拟了在不同预倾角下, 液晶屏的响应时间、对比度和视角的变化情况。通过模拟, 发现随着液晶分子预倾角的增加(3.6～4.4°), 液晶屏响应时间逐步增加, 对比度也同时变大, 而液晶屏的视角基本保持不变。

采用白色LED灯作为主要光源、橙色灯和蓝色灯作为补色光源设计了背光源系统。用线性拟合的方法得到亮度不同情况下3种灯的PWM波形高电平持续时间的比例关系。根据该关系进行调光, 可以得到色温在6 500±100K以内, 色坐标u′在0. 198±0. 01以内, v′在0. 468±0. 01以内的标准白色光。在温度变化时, 根据颜色传感器TCS230数据微调橙灯和蓝灯的PWM高电平时间, 维持红、绿和蓝3颜色通道输出的脉冲个数比例关系恒定则颜色不变。

介绍了某型航空相机电路板检测系统的设计方案。该方案将电控系统中需要检测的电路板上多个待测信号通过一个专用连接器引出, 用不同电缆将不同规格检查口与检测设备连接, 由检测设备负责选择待测信号, 并通过虚拟仪器采集信号。将采集到的信号波形与检测设备预先存储的信号波形相比较可得知信号是否正常。使用该检测方法大大提高了对相机的检测效率。

采用金属有机化学气相沉积方法, 在不同氧气分压下, 对硅衬底氧化锌薄膜材料生长做了研究。X射线衍射方法对氧化锌薄膜的结晶质量做了比对测试。测试结果表明薄膜是沿着(002)方向生长。利用光荧光谱测试分析, 对薄膜的发光特性做了研究, 研究发现随着氧气分压增大, 薄膜的紫外发光峰增强。通过原子力显微镜测试, 对薄膜的表面形貌做了观察, 发现结晶颗粒的平均粗糙度、均方根, 以及平均直径随着氧气分压的增大呈现逐渐变小的趋势。

结合低熔点玻璃粉密封工艺, 应用钙钠平板玻璃分别形成阴极面板、阳极面板和封装面板, 研发了三极结构的场致发射显示器件。阳极面板作为相互连通的发射腔和排气腔的公共端, 用于产生器件显示图像; 具有高平整度的阳极面板处于真空环境中, 不会出现形变现象, 确保了发光图像的显示均匀性。封装面板上不存在任何电极。整体封装器件制作工艺稳定、可靠且成本低廉, 具有较高的显示亮度、良好的栅控特性和图形显示功能。

基于数字控制的方式, 设计了一种LCoS多模式智能伽玛矫正电路, 可以集成到场序彩色LCoS显示芯片内, 在系统CPU的控制下, 能够独立编程设置RGB各子场的γ矫正曲线, 并能够在系统工作过程中进行γ矫正的调节。采用了10位双电阻梯数模转换电路, 具有输出电压精度高, 电路结构简单, 功耗低等特点。文章给出了电路的内部结构、软件流程和测试结果。测试结果表明, 输出模拟电压在0～5V时, 输出电压最大误差只有3 mV。

介绍了一种基于ARM9的彩色薄膜晶体管液晶显示模块(TFT-LCD)的设计和实现方法。为了解决图像及字符在液晶模块上的实时显示, 图像库及字符库存储在容量达64Mbyte的NAND Flash闪存中, 可以根据不同需求对图像库及字符库进行更新。模块支持24bit彩色RGB格式图像的显示, 还支持JPEG格式图像的显示, JPEG图像的解码功能在ARM9处理器上实现。模块采用串口方式与其他外接主控系统通信, 通过接收主控系统的不同指令, 可以实现对库中图像及字符显示的实时更改。在液晶屏LQ080V3DG01上已通过测试, 运行可靠。该模块已实际应用于图像显示设备中。

通过在现场可编程门阵列器件中构建软核处理器(NiosⅡ)来代替专用集成电路, 并在NiosⅡ中嵌入C程序, 根据给定的规模, 自动实现了在不同规模下的各种设计参数的计算。实现了只需要输入系统参数, 就能适用于不同规模LCOS控制器的设计, 并且结合USB芯片和特定的程序流程, 提高了LCOS控制器的适用性和可靠性, 降低了器件的成本。

为了在地面配合检测空间相机最佳焦面位置, 协助分析偏流角实时调整对相机图像质量的影响, 配合调焦偏流机构的老练实验, 提出了一种多功能调焦偏流控制及其液晶显示系统。介绍了系统的构成及工作原理, 对系统进行了设计和实验验证。实验结果表明, 所设计的系统完全满足空间相机地面检测过程中对调焦偏流的控制要求: 可以控制调焦电机以频率33Hz或1kHz运行, 调焦机构可调整范围为-2～2 mm, 闭环控制误差不大于1.2 μm; 可以控制偏流电机以频率33Hz或666Hz运行, 偏流机构可调整范围为-3°～3°, 闭环控制误差不大于0. 012°。电机运行方向、频率、目标位置可设置, 可在液晶屏上显示出系统的状态和参数。

建立了一套基于LCOS人眼像差校正仪的成像CCD最佳像面随动控制系统, 使以往困扰该系统的寻找成像CCD最佳像面的问题得到解决。该最佳像面自动调焦系统采用步进-计算-比较的方式, 通过对相邻图像的模糊程度和一致性的对比, 可以在很短时间内找到接近最佳理论值的像面位置。使用该自动调焦系统, 医务人员可以更有效地发挥自适应系统在眼底视网膜观测领域的优势, 获取比传统眼底镜更有价值的眼底细微图像, 也可以进一步实现对多个小视场眼底视网膜图像进行拼接, 实现对动态大视场区域的实时观测。

为了降低系统成本和功耗, 通过对液晶模块LTBHB203E1K和FPGA芯片EP1K30QC208-3的研究, 利用模块化的设计方法, 完成了手持式数字存储示波器显示部分的设计。给出了利用FPGA实现驱动液晶模块的方法以及数据存储与处理模块等的设计方法。实现了在液晶上显示输入信号波形、用户设置、输入信号参数等功能。该技术具有较高的实用性并已应用于产品之中。

传统LED点阵屏控制系统常常采用8位或l6位的控制器, 这些微处理器系统的运行速度慢、寻址能力低、功耗高, 难以满足显示区域较大时刷新频率和稳定显示等方面的要求。针对上述问题, 提出了一种基于ARM嵌入式的大型LED点阵屏显示系统设计方案。该系统使用ARM芯片内部的DMA控制器进行数据的传输和控制, 节省了处理器取指和译指时间, 从而能够在连续的读写操作中完成数据的传输, 提高了数据传输的速度和效率。

为提高空间相机CCD成像分系统故障诊断的效率, 采用故障树分析法对其故障模式进行分析, 为复杂系统的故障搜寻提供一种有效的途径。在介绍故障树分析法重要性的基础上, 详细地介绍了故障树的定量分析法, 并以空间相机CCD成像分系统为研究对象, 从故障树的构建、各中间事件故障树的建立和各子事件故障概率等方面出发, 实现了空间相机CCD成像分系统的故障定位。分析结果表明, 使用建立的故障树可以直观形象地指导设计人员摸清系统部件间故障的联系和层次关系, 提高系统维修的效率和可靠性。

存在于TDI-CCD图像中的条带噪声会影响图像的质量, 降低系统的测量精度。针对TDI-CCD图像固有条带噪声的灰度值在原始信息中变化比较缓慢的特点, 利用傅里叶变换域内的频谱图映射确定条带噪声频率的方法, 分别采用低通、带阻滤波器对条带噪声进行消除。另外, 提出了一种改进阈值的小波变换法来消除条带噪声, 该方法能在小波分解后各个尺度的垂直方向上自适应地确定阈值。实验结果表明在消除条带噪声方面, 改进阈值的小波变换法优于传统的傅里叶变换法。在整个频率域内, 改进阈值的小波变换法能够较彻底地消除条带噪声, 同时较好地保持了原图像的特征。

通过分析可见光面阵CCD的响应非均匀性, 提出了一种适用于所有面阵CCD的响应非均匀性检测系统。利用该检测系统对全帧型面阵CCD485进行了辐射定标, 建立了面阵CCD485数字图像的灰度值和积分球出口处辐照度之间的响应关系, 并描绘了响应度曲线。从定标采集得到的数字图像可以看出灰度值有明显的跳跃, 响应非均匀性已经超过了5％, 在微光拍照时将严重影响成像的质量, 所以必须进行校正。根据面阵CCD响应度曲线来选择非均匀性校正算法, 考虑到面阵CCD485的响应度为线性, 这里采用了两点校正算法, 求出面阵CCD各个像元的校正因子(增益和偏置), 并存储到校正矩阵中, 通过乘积加法运算把各个像元的信号校正成面阵CCD的平均信号值。实验结果表明, 两点校正算法使面阵CCD485的响应非均匀性降低到原来的1/10左右, 是一种实用有效的校正方法。