研究了搭桥晶粒(BG)多晶硅薄膜晶体管(TFT)在直流电应力下的退化行为和退化机制.与普通多晶硅TFT相比,BG多晶硅TFT展现出更好的直流应力可靠性.主要体现在BG多晶硅TFT拥有更好的直流负偏压温度不稳定性(NBTI)可靠性,更好的直流自加热(SH)可靠性,更好的直流热载流子(HC)可靠性.有源沟道区的BG结构是上述直流应力可靠性提高的主要原因.更好的NBTI的可靠性主要源于沟道内的硼氢键的形成;更好的SH可靠性主要源于在沟道长度方向上更快的焦耳热扩散率;更好的HC可靠性主要源于漏端横向电场(Ex)的减弱.所有的测试结果都表明,这种高性能高可靠性的BG多晶硅TFT在片上系统中具有很大的应用前景.

研究了由2种十字形液晶分子构成的混合物系统.假设分子间的简单相互作用,运用平均场理论,得到混合物液晶在分子结构参数rA(A类液晶分子短、长棒比)和约化温度t平面内的相图.结果表明,相图存在一Landau点,系统经此点由各向同性相可直接进入双轴向列相.此点所对应的优化分子结构与A,分子结构、混合比有关.按等比例混合的棒状、圆盘状液晶分子系统即具有此优化分子结构.随着液晶分子短、长棒的比值rB增加,Landau点处的rA减少.对比混合物系统和相分离系统的自由能曲线,发现增加异种液晶分子间的相互作用强度,升高温度,缩小异种分子间的形状差异可使系统不发生相分离.

通过对大量显示不均样品进行分析,找到了显示不均产生的直接原因和根本原因,并基于分析结果设计了改善显示不均的实验.通过分析发现:显示不均产生的直接原因是重力引起的柱形隔垫物位置偏移;根本原因是柱形隔垫物尺寸太小,周边没有可以阻挡柱形隔垫物位置偏移的金属线.实验结果显示:用盒子运输面板,或缩短面板在卡夹中的放置时间,可有效改善显示不均,但不适用于量产;此外,增大柱形隔垫物尺寸,从而减小柱形隔垫物周围空间可从根源上改善显示不均.通过将柱形隔垫物的尺寸由15 μm增加到23 μm,显示不均的不良等级由Level 4降为Level 2.5,不良得到有效改善.

为了降低液晶显示器(LCD)的能耗,制备了Ag纳米线-液晶复合材料.用不同浓度的直径约为50 nm的Ag纳米线掺杂在液晶中,制备了扭曲向列相液晶显示 (TN) 模式液晶盒,研究了Ag纳米线对TN显示模式液晶盒的驱动电压、开态响应时间以及频率调制特性的影响.液晶电-光性能的研究结果表明,Ag纳米线的加入能显著降低TN显示模式液晶盒的驱动电压,最大降幅可达14%;但液晶盒的响应时间在掺杂Ag纳米线掺杂后有一定程度的增加.此外,Ag纳米线掺杂的液晶显示出很强的频率调制特性.Ag纳米线的掺杂可以有效改善TN显示模式液晶的电-光性能.

在扭曲向列相中,基于Landau-de Gennes理论,利用二维松弛迭代方法,研究了s =±1/2扭曲向错的有序重构,给出了随着盒厚减小缺陷核的双轴结构.在临界值dc* ≈ 9ξ(ξ是序参数变化的相干长度),有序重构结构是稳定态,而带缺陷结构是亚稳态,此时系统缺陷结构和双轴性开始沿基板方向扩散.相对于没有初始向错的情况,本征值交换为稳定解对应的盒厚较大.在临界盒厚dc ≈ 7ξ,系统发生双轴性转变,双轴性结构扩散到整个液晶盒,形成双轴壁.在盒厚d≈ 9ξ时力达到极大值,而d≈ 7ξ时力达到极小值.对于非对称弱锚泊边界条件,随着锚泊强度的降低,弱锚泊边界将向错逐渐驱出边界.

近些年来,液晶透镜技术得到了长足的进步和广泛的应用,尤其是在立体显示技术中.液晶透镜为了获得高的光学效率和快速的响应时间,要求使用的液晶混合物具有较大的折射率各向异性、较小的旋转黏度、较大的介电各向异性以及大的K值.文中将异硫氰酸酯类化合物引入到液晶透镜用混合液晶中,获得了具有大折射率各向异性,较大的K值、较小的旋转黏度的液晶混合物.

通过偏光显微镜法、紫外-可见光光谱学、XRD和电导率分析方法研究了大功率超声对纤维素纳米晶体(CNC)的溶致胆甾相液晶(N*-LC)螺距的影响及其在干燥状态下所制得薄膜的光学性能.研究结果表明,溶致N*-LC的螺距随着超声功率的增大而增大,其干燥薄膜的反射波波长红移,且红移幅度与超声功率有关.但是,CNC的晶型和尺寸没有明显变化.电导率测试结果表明,超声处理使溶致N*-LC的电导率提高.由此推测溶致N*-LC的螺距增大的主要原因是大功率超声处理使束缚在双电层中的带电离子释放出来,进而CNC粒子之间的静电斥力变大所致.

以局域共振思想为理论基础、亥姆霍兹共振器为结构单元,设计了一种可调谐的负体弹模量宽频带吸声超构材料.通过调节亥姆霍兹共振器开口孔径大小,调节超构材料的谐振频率.利用COMSOL多物理场仿真软件,模拟计算声学超构材料的透射谱;通过提取参数法,计算声学超构材料的体弹模量.计算结果表明:在谐振频率附近声学超构材料在实现负体弹模量的同时,还具有优良的吸声性能;将双层亥姆霍兹共振器周期性排列,构建了一种频率范围在970 ~1 300 Hz的宽频带吸声超构材料.在吸声频带内,声透过率最低达到-22 dB,吸声效果良好.采取将不同谐振频率亥姆霍兹谐振单元多层排列的方式构建超构材料,可以实现可听声频段任意带宽的负体弹模量和吸声.这种声学超构材料的提出能为宽频带负体弹模量吸声超构材料的设计提供一种全新的思路.

文章以小分子材料SimCP作为发光主体,通过溶液法制备了掺杂铱配合物FIrpic的蓝色磷光有机发光二极管,并分别从发光层的溶剂和FIrpic掺杂浓度两方面研究了其对器件发光效率和光谱特性的影响.实验结果表明,选用高沸点、低挥发性的氯苯作为溶剂制作的器件,相比以二氯甲烷作溶剂的器件,开启电压降低到只有6 V,且发光光谱的主峰位置由492 nm处转移到468 nm处,更偏蓝色;客体FIrpic掺杂浓度越小,492 nm处的发光强度越弱,而468 nm处的主峰相对增强;但浓度过小会使能量转移不充分,在400 nm处出现新的发光峰,过大则造成浓度淬灭.当SimCP∶ FIrpic比例为12∶1时,器件性能最佳,开启电压4.2 V,最大亮度3 060 cd/m2.

为了满足市场对显示产品高分辨率的要求,需要从产品的设计和工艺各个方面进行优化,其中过孔尺寸和线宽两个因素对阵列基板分辨率影响最大,本文通过相移掩模技术可以实现对过孔尺寸的精确控制,通过在普通过孔上增加一定厚度和透过率的相移层,并对各种参数下过孔的光透过率进行模拟分析,可以获得不同相移层参数对过孔特性的影响,最后提出一种可以获得稳定微小过孔的方法.结果表明,通过对相移层透过率和宽度的控制,可以获得对曝光光强不敏感的稳定微小过孔,曝光量增大一倍乃至数倍的过程中,过孔尺寸始终保持稳定,提高了工艺容忍度.对于模拟中过孔尺寸可以小于设备的4 μm分辨极限.通过减小过孔尺寸,可以有效提升TFT显示产品的开口率,实现产品对高分辨率的要求.

基于应变液晶原理,在聚合物分散负性液晶紫外光固化相分离过程中采用二次曝光技术,进行第二次曝光时施加了垂面拉伸应力,制备出应力诱导垂面定向聚合物分散负性液晶反式电控调光玻璃样品.样品既具有反式压光效应调光玻璃功能,又具有反式电控调光玻璃功能.处于半透明态时,透光率接近30%;施加压力或电场后变散射雾态,雾度90%以上.反式电控调光玻璃研究是调光玻璃领域难题,采用应变液晶技术制备反式电控调光玻璃对液晶电光器件的研究和应用具有重要意义.

在薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)的制作过程中,Mura是一种常见的不良现象,它可以直接影响到产品的画面品质.本文结合生产工艺的实际情况,采用宏观微观检查设备Macro/Micro(M/M)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束测试仪(FIB)等设备进行检测分析,研究了产品开发过程中出现的Sand Mura问题.实验结果表明,Sand Mura 发生的主要原因是像素电极ITO在刻蚀过程中由于过刻发生断裂,导致在通电时该处液晶分子偏转发生异常,进而阻挡了光的透过而形成暗点;通过变更ITO薄膜的厚度及刻蚀时间等一系列措施,防止了像素电极在PVX过孔处因过刻引起的断裂,不良发生率降至0.3%,产品质量得到了很大的提高.此外,过孔设计优化方案有助于新产品开发阶段避免该不良的发生,为以后相关问题的研究奠定了一些理论基础.

固态体积式真三维立体显示器显示体是由多层大尺寸液晶光阀组成,高速投影光学引擎将对应深度的图片投射到对应深度的液晶光阀上成像,经过人眼合成即可实现立体显示,因此驱动显示体使其与高速投影光学引擎相匹配是显示立体图像的重要保证.介绍了单层液晶光阀驱动电路,该电路具有驱动能力强,响应速度快,可实现双极性驱动的特点.在解决多个上述电路并联引起振荡叠加的基础上设计了显示体驱动电路和驱动控制电路.在分析60 Hz刷新频率下显示体闪烁的原因之后,基于传统驱动方式提出了一种新的驱动方式,解决闪烁现象.可以实现真三维立体无闪烁显示,对于单层48 cm(19 in)液晶光阀,上升时间和下降时间之和为0.5 ms,实现了快速驱动.满足了固态体积式真三维显示体驱动设计要求,为大尺寸液晶光阀驱动提供了一种方法.

为了Camera Link摄像机的小型化和集成化,设计并实现了基于FPGA的Camera Link接口的编码输出功能.输出编码分为3个步骤:首先,完成图像像素数据到Camera Link PORT的映射;其次,根据DS90CR287的数据编码要求对PORT数据和同步时钟信号进行编码;最后,通过FIFO和并串转换功能模块完成图像数据和时钟编码信号的LVDS信号输出.使用ModelSim软件,对像素时钟为40 MHz的BASE模式进行了仿真,同时在实物实验中,完成了像素时钟为40 MHz的FULL模式的实验,通过以上两方面实验验证了设计的Camera Link输出编码方案的正确性和可行性.提出的编码方案稳定可靠,可以应用于不同模式下的Camera Link编码输出,具有很高的灵活性和应用价值.

为了实现对月基极紫外相机电控单元功能和性能的检测,设计并实现了一种基于FPGA的检测系统.该检测系统以FPGA为核心单元,经过USB接口与上位机进行通讯,通过模拟电控单元各外部接口并对其采集后的遥测数据和图像数据进行分析,以此实现对电控单元各项功能和性能的检测.通过月基极紫外相机电控单元和检测系统的验证实验表明,检测系统的检测方法准确,测试结果正确有效.该检测系统具有实用、有效、便携的特点,在极紫外相机的研制过程中已经得到了充分的使用,对工程研制的顺利进行起到了重要的作用.

为了减少人眼判读对血型分析结果的人为因素干扰,设计了自动血型图像判读系统.对该系统所采用的硬件组成和软件识别算法进行研究.采用DSP芯片、SDRAM芯片、FLASH芯片、图像编码芯片、图像解码芯片、U盘/SD卡读写芯片等设计了本系统的硬件;采用灰度变换、平滑滤波、模板匹配、阈值处理、颜色分量提取等算法设计了本系统的软件识别算法.实验结果表明:本系统采用的算法可以有效地分割出血型卡中的微柱小管,并实现红细胞分布的有效识别;同时,采用颜色分量提取的方法可以有效地区分血型卡的种类.本系统基本满足血型图像自动判读的要求.

为了解决μC/GUI中文字库占用空间大与MCU内部存储空间有限的矛盾,实现μC/GUI对中文更全面完整的支持,对μC/GUI外置汉字字库的实现方法进行研究,提出了将汉字字库存储于外置spi flash芯片的解决方案.首先对汉字存储相关的数据结构进行研究,编写spi flash芯片驱动程序,之后利用PC串口编写软件和串口中断处理函数将字库文件写入到外置flash芯片中.然后在中文字库成功写入flash芯片内部的基础上,对μC/GUI中与字符显示相关的内核函数进行修改,完成对所有显示字符属性的判断,从而实现μC/GUI对外部中文字库的支持.试验结果表明,外置字库中的汉字成功地在液晶屏上显示出来.存储于外置spi flash芯片中的字库能被μC/GUI正常的调用和显示.外置spi flash字库节省了MCU内部有限的存储空间,具有较好的通用性和灵活性.

常规馈通电压计算原理涉及到OLED体的电容值,不同型号OLED产品电容值是个变量,为了得到最佳的电容值,OLED制造企业测试部门需做大量的验证实验.本文直接通过栅极电压上拉使OLED体的储存电容产生馈通电压来补偿栅极电压关闭时栅极和漏极之间寄生电容产生的馈通电压,无需测量OLED体的电容值和修正Vcom值即可补偿栅极电压关闭时栅极和漏极之间的寄生电容产生的馈通电压.实验结果表明,基于馈通电压自动补偿原理设计的Shorting Bar Test Waveform与Vcom人工修正原理设计的电性能测试波形的检测效果一致,而对不同缺陷的检测率有微小差异.

为了改善微光情况下可见光图像传感器输出图像的质量,提出了一种基于高斯混合模型的自适应微光图像增强算法.对图像的直方图进行混合高斯建模,应用改进的期望最大化算法对直方图拟合,从而获取高斯混合模型的最优参数,然后根据各个聚类的交点将直方图分区,最后确定输出图像所属聚类的映射关系,同时应用保持最大熵方法逼近人类视觉特性映射函数得到最终的增强图像.实验结果表明,此图像增强模型能自适应确定最佳聚类个数,提高直方图拟合的运算速度,一帧图像平均处理时间为0.37 s,在相关信息熵和纹理信息等的客观评价中,增强结果明显优于传统方法,有效地提高了微光图像的对比度,同时保持了图像的细节.

针对传统的各向异性扩散算法中扩散系数函数的平滑效果不好,扩散过程中扩散门限K的选取依靠经验确定,扩散过程对图像细节保护不足的问题,提出了一种改进的各向异性扩散算法.介绍了几种当前比较典型的各向异性扩散去噪算法;在典型算法分析的基础上提出了一种基于自适应中值滤波的改进扩散模型;根据扩散系数应满足的3个条件及经典的扩散系数函数,提出了改进的扩散模型中的改进扩散系数函数;提出了一种扩散门限K的自适应选取的方法.通过在改进的扩散模型中使用改进的扩散系数函数并结合扩散门限K的自适应选取,对超声图像进行去噪.实验结果表明,所提算法优于PM模型、Catte模型、王常虹算法等,去噪后图像的FOM值比PM模型高出334%,PSNR值比PM模型高出0250 6.该算法在去除散斑噪声的同时有效保护了图像的细节及边缘,有助于医务人员对患病区域的准确诊断.

提出一种基于小波变换的多尺度结构相似度的图像质量评价(WWMS-SSIM)算法.首先对原始图像和失真图像分别进行小波变换,在对应的低频子带图像中比较亮度和相关度差异,在对应高频子带图像中比较对比度、相关度和结构差异,然后赋予不同子带图像不同的视觉加权值,最后得到归一化的图像质量评价值.通过对不同失真类型图像以及Live数据库图像的评价,证明了提出的算法(WWMS-SSIM)相对均方误差、峰值信噪比、结构相似度以及改进的结构相似度评价算法更符合人类的主观视觉感受.

针对JPEG图像通用隐写检测中检测效率低、训练时间长的问题,提出一种基于集成分类器的新检测方法.算法以CC-PEV为特征对图像进行描述并作为隐写分析特征;然后,随机构造若干个特征子空间,用bootstrap方法构造图像训练子集,分别进行训练得到数个基分类器;根据基分类器的分类结果赋予基分类器不同的权重,将基分类器的结果按照其权重进行融合得到最终的结果.本文对该算法进行了测试,对它的集成性、检测准确率和训练时间进行分析.实验结果表明,相对于传统的集成方法,本文方法用自举方法构造训练集、随机方法构造子特征空间、赋予基分类器不同权重进行融合能够显著地提高算法准确率.本文方法相对于SVM和传统的集成分类方法,具有更高的检测率,对于特征维数更大的图像检测,具有更好的拓展性和一般适用性.

为了应对实时视频图像处理复杂的现场环境条件,设计了一种通用视频图像处理系统.该系统便于扩展,可同时应用于多种不同现场环境.FPGA+DSP架构由于同时吸取了具有优秀运算性能的DSP芯片以及具有高实时性的FPGA芯片的优点而在实时图像处理领域中得到了广泛的应用,而Compact-PCI总线由于其与工业控制计算机有标准的接口而具有良好的可扩展性,通过对二者的有机结合设计了基于Compact-PCI总线的FPGA+DSP架构的通用视频图像处理系统.硬件实验表明,系统可对320×256~1 024×1 024分辨率,8~14 bits,最高帧频100 Hz的视频图像进行实时采集与处理,并通过cPCI总线实现实时控制,取得了良好的效果,表明系统可以应用于红外及可见等复杂环境中,实时性很高,处理效果好,提高了系统的应用范围.为视频信号采集处理提供了一种新的可靠解决方案.

针对医学图像在采集传输等过程中易受噪声污染,且目前多数去噪方法对混合噪声去噪效果不好,影响三维重构精度的问题,提出了基于自适应三维分数阶积分和中值滤波结合的混合噪声去除方法.首先介绍了几种传统方法在去除混合噪声中的不足,然后基于三维图像梯度信息提出了三维分数阶积分的自适应分数阶阶数,利用分数阶积分和中值滤波的各自优点,将两者结合对混合噪声去噪,并提出了基于混合去噪的边缘曲面追踪算法.实验结果和数据分析表明,提出的混合去噪方法能够从噪声污染的医学图像切片中追踪出高精度边缘曲面,与传统去噪方法相比,具有更好的去噪效果.

针对光电设备在部队日常训练中缺乏合作目标的问题,提出了一种基于计算机处理的虚拟跟踪图像生成算法,该算法根据目标的理论弹道、目标类型、目标特征参数及目标的三视图,结合光电设备转台位置信息生成虚拟目标跟踪图像.该算法有效解决了在部队的日常训练中无合作目标的问题,在生成虚拟图像后,可让操作人员根据虚拟跟踪图像对设备进行操作,完成日常训练.同时,在算法的研究过程中充分考虑处理耗时,在经过算法优化后,虚拟跟踪图像生成算法的耗时在5~6 ms左右,针对标准PAL制式的模拟图像25 Hz的周期,可完成对虚拟跟踪图像的生成.对虚拟图像进行判读,计算虚拟图像的目标位置精度为1″左右,满足部队日常训练使用要求.

在经典Criminisi图像修复算法框架的基础上,针对优先权可靠性低和全局搜索最佳模板效率低、错误匹配率大的缺点进行改进.改进的算法为基于萤火虫算法(FA)的快速Criminisi图像修复算法.首先从数学的角度引入正规化函数至置信度,以此提升优先权计算的可靠性;然后引入FA到最佳模板的搜索与填充中,能够有效地将全局搜索与局部搜索有效地结合,鲁棒性较高,提高效率且错误匹配率低.实验结果表明:采用本文的改进算法能在保证修复质量的基础上降低时耗,提高效率.

为了消除散斑现象,对随机漫射体抑制散斑的可行性进行了探讨.分析了“随机微透镜阵列”作为随机漫射体在光束控制和光能利用率方面的优越性,并提出了在光学系统中加入转动“随机微透镜阵列”的方式抑制散斑.对加入这种结构后屏幕上的散斑进行了测量,验证了此种方法可以将散斑对比度降低到115%,使人眼分辨不出激光散斑,提升了激光电视的观看效果,并与传统的转动匀光棒法进行对比,体现了此种方法出色的抑制散斑的能力.

三基色LED背光存在两个独立的配色自由度,约束条件为夜视辐亮度不超标及与参考点之间色坐标偏差最小,在这两个约束条件下存在唯一最优的配色方案.本文通过二元线性回归方法,得到色坐标和辐亮度之间的近似依赖关系,并给出通过最少三次试配色获得的辐亮度测量结果推出最佳色坐标配置的计算方法.通过对多于三次测量数据残差的分析,表明在基本测量精度和样本点选取范围内,辐亮度估计的偏差可以控制在2%以内.

以色度学理论为基础,分析和测试了激光与LED混合新型投影光源的亮度和色域覆盖范围,并与传统的超高压水银弧光灯进行比较.新型投影光源不仅亮度很高,在使用较长时间后亮度无明显衰减,而且色域覆盖范围更加接近与人眼,色彩表现更加丰富、有层次感,真正符合高亮度、高色彩还原能力的投影显示效果的需求.采用激光与LED相结合的方式作为照明光源,既解决了单独使用LED光源时亮度始终不够的问题,又能有效地减少环境污染.因此,激光和LED混合投影光源凭借无法比拟的优势可以替代传统光源以满足投影显示色度学的要求.