针对当前TFT-LCD玻璃基板在线检测过程中存在的显微图像对焦模糊问题，对基于图像处理的自动调焦方法在TFT-LCD玻璃基板检测中的应用进行了研究。基于对TFT-LCD液晶面板的光学检测，重点介绍了目前较为常用的、具有代表性的几种基于图像处理的清晰度评价算法,并从算法的单峰性、无偏性、灵敏性以及计算量等方面进行了比较与分析，提出了一种粗细调相结合的复合自动对焦方法，分别选取斜边缘检测算子和梯度滤波器算子作为调焦粗搜索和精搜索阶段的对焦评价算子。实验结果表明：使用调焦行程为15步的全局搜索算法，传统单一算法耗时2.18 s，得到图像的清晰度评价函数值为46.78；粗细调相结合的复合自动对焦方法时间仅为1.41 s,得到图像的清晰度评价函数值为52.49。该方法不仅对焦精度高，有较大的对焦范围，还能保证高的计算效率。

本文研究了在平面态和场致向列相之间快速切换的聚合物稳定胆甾相（PSCT）液晶光阀的彩色显示。采用紫外光诱导相分离法（PIPS）制备具有染料掺杂的聚合物稳定胆甾相液晶光阀，通过3种染料在可见光区的吸收作用，对入射白光进行选择性吸收过滤，得到不同颜色的出射光。结果表明：当PSCT处在平面态下，分子螺旋排列，染料对入射光波的吸收不受光波偏振方向的影响，器件具有很强的吸收作用，呈现有色态；当处于场致向列相，染料的吸收作用微小，器件呈透明态，因此器件具有一定的对比度，且不需要偏振片；器件在平面态和场致向列相之间快速切换的响应时间短于7 ms。PSCT光阀可以用作滤色器，在多种染料的共同作用下，快速选择滤色得到多种彩色可见光，组成彩色显示平面。

含亚甲氧基桥键负性单体液晶由于具有较大的负介电各向异性，较低的旋转粘度、良好的相溶性而被广泛应用于VA-TFT配方中，但其合成步骤长，合成及提纯难度大。本文讨论了含亚甲氧基桥键及苯环侧向氟取代的负介电各向异性单体液晶的合成方法，该方法主要采用2, 3-二氟-4-乙氧基苯酚与含不同长度烷基链的苯磺酸酯反应引入亚甲氧基桥键，避免了常用醚化方法中卤代物的使用和卤素离子对单体液晶性能的影响。使用1H NMR对目标单体液晶的结构进行了表征；采用DSC、热台偏光显微镜、LCR测试仪等对目标单体液晶的相变温度、光学各向异性、介电各向异性等一系列液晶性能参数进行了测试。

本文研究了螺旋扭曲力常数（HTP）对常黑模式聚合物稳定的胆甾相液晶（NB-PSCT）网络形貌和光电性能的影响。选用3种不同HTP值的手性剂，通过紫外光聚合诱导相分离法（PIPS）制备了具有相同螺距的常黑模式聚合物稳定的胆甾相液晶。结果表明：随着手性剂的螺旋扭曲力常数增大，聚合物网络变得致密，网络和液晶分子之间的弹性作用力增大，阈值饱和电压减小，响应过程中的关闭时间增加，迟滞宽度增大。

为了适应LTPS TFT LCD显示屏超高分辨率极细布线的趋势，降低LTPS TFT层间绝缘层过孔刻蚀带来的良率损失，提高产品品质，本文研究了LTPS TFT层间绝缘层过孔刻蚀的工艺优化。实验以干法刻蚀为主刻蚀，湿法刻蚀为辅刻蚀的方式，既结合干法刻蚀对侧壁剖面角及刻蚀线宽的精确控制能力，又利用了湿法刻蚀高刻蚀选择比的优良特性，改善了层间绝缘层刻蚀形貌，减少干法刻蚀对器件有源层的损伤，避免有源层被氧化，防止刻蚀副产物污染开孔表面。实验结果表明，干法辅助湿法刻蚀能基本解决刻蚀过程中过刻、残留的问题，使得层间绝缘层过孔不良良率损失减少73%以上，且TFT源漏电极接触电阻减小约90%，器件开态电流提升约15%。干法辅助湿法刻蚀是一种优化刻蚀工艺，提升产品性能的新方法。

通过不同TFT几何结构验证ITO像素电极工序对于HADS产品TFT特性的影响。实验结果显示TN5mask与倒反HADS结构（源漏极→ITO像素电极）二者有比现行HADS结构（ITO像素电极→源漏极）更高的Ion，提升比率达到40%。推测主要原因为现行HADS结构（ITO像素电极→源漏极）在Si岛完成后进行ITO像素电极工序增加了N+与源漏极之间接触阻抗导致Ion降低。对于HADS产品，倒反HADS结构（源漏极→ITO像素电极）可以具有更好的TFT特性表现。对现行HADS结构，在沟道形成工序前的N+表面ITO残沙程度越少则Ioff越低；对于倒反HADS结构，沟道形成之后沟道表面ITO残沙程度对则对TFT特性没有明显影响。对于Poole-Frenkel区域，现行HADS结构(ITO像素电极→源漏极)比TN5mask与倒反HADS结构（源漏极→ITO像素电极）二者较低Ioff［Vg=-20 V］，下降达50%,主要为N+与源漏极之间接触阻抗增加的影响。

为了适应大尺寸高分辨率显示的技术需求，研究并开发用于非晶铟镓锌氧（a-IGZO）薄膜晶体管（TFT）阵列的低电阻电极非常关键。本文采用磁控溅射制备的金属银为源漏电极，设计并制作了底栅结构的 a-IGZO TFT器件。实验发现，具有单层银源漏电极的器件电学特性较差，这是因为银与a-IGZO之间不能形成良好的欧姆接触。另一方面，通过增加钛中间层而形成的Ag/Ti电极在保持低电阻的同时能够有效阻止银原子扩散并与a-IGZO形成较好的接触状态。最终制备的以Ag/Ti为源漏电极的a-IGZO TFT具有明显改善的电学特性，场效应迁移率为 1.73 cm2/V·s，亚阈值摆幅 2.8 V/(°)，开关比为2×107，由此证明了磁控溅射制备的银电极具有应用于非晶氧化物薄膜晶体管的实际潜力。

本文主要介绍了绝缘层在薄膜晶体管中的重要作用，总结了在薄膜晶体管中应用的绝缘层材料种类及其特点，介绍了不同绝缘层的制备工艺，以及各种制备工艺的原理与特点。最后，通过分析近几年有关薄膜晶体管绝缘层的文献，介绍了薄膜晶体管在制备过程中遇到的主要问题及当前的研究热点，并对未来薄膜晶体管中绝缘层的制备工艺和绝缘材料的研究方向进行了展望。

为了满足光刻机工件台超精密运动控制系统对位移测量的需求，本文提出了基于FPGA的BiSS-C协议解码方法，并针对该方法进行了电路设计以及实验验证。首先，研究了BiSS-C协议内容，就其组网方式和帧格式做了详细的介绍。然后，针对绝对式编码器解码要求，利用FPGA拓展性好、灵活性高等特点，通过状态机，设计了绝对式编码器的数据传输电路，实现了BiSS-C协议的译码功能，并采用CLE-AA容栅尺进行了应用验证。最后，进行了与增量式光栅尺的对比校准实验。实验表明，容栅尺绝对式编码器可实现10 kHz的传输速率，运动误差在±5 μm之内，其可靠性与准确性满足超精密运动控制系统的粗定位要求。

针对使用灰度控制算法不能准确绘制端点不在像素中心点的直线的问题，结合Wu算法，提出了一种基于灰度控制的任意端点直线反走样算法。介绍了Wu算法思想和灰度控制反走样算法，对两种算法进行数学分析，提出灰度控制不能解决的问题及问题产生的后果。结合Wu算法提出了新的基于灰度控制的算法，新算法减少了距离计算和灰度转换的计算，同时解决了任意端点直线的反走样问题。对新算法的效率和反走样效果进行仿真计算。仿真结果表明，新算法比Wu算法效率更高，绘制直线所用时间平均减少33.91%；新算法比灰度控制算法绘制直线更准确，特别是在直线移动的过程中，有较好的动态显示效果。本文提出的新算法，效率较高，显示效果较好，具有很高的应用价值。

提出了一种实时调整红外相机积分时间的方法。针对成像为点目标且灰度值变化剧烈的情况，为保证红外辐射特性测量的精度，标定了相机在不同积分时间下亮度与成像灰度值的对应关系，确定了红外相机响应关系线性度较好的区域；提出了点目标弥散范围的计算方法，并对红外系统的模拟图像和真实图像进行匹配获得最优化估计的目标位置、尺寸以获取目标的所有灰度值，而后根据亮度与灰度的关系对积分时间进行调整。实验结果证明，可同时调整两个不同红外相机的积分时间以保证灰度值处于理想区间内，调整频率可达25 Hz，满足高速飞行器试验的实时性要求。

随着固态体积式真三维显示技术的快速发展，人们对该技术显示片源的要求不断提高，本文提出了一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法。该方法对具有景深的虚拟场景提供3种处理模式：模式一，直接对RGB值和深度值进行编码、传输、解码；模式二，将RGB值转换成YUV值，再对YUV值和深度值进行编码、传输、解码；模式三，将RGB值转换成YUV值，对YUV值和深度值进行编码，再将编码后的YUV值转换成RGB值，对RGB值传输、解码。分别对这3种处理模式在工程样机上进行立体显示效果测试和编码效率的对比测试。实验证明：3种模式都能够达到立体显示要求，模式二和模式三生成的立体图像更逼真细致，模式二和模式三的编码效率比模式一的提高了至少3倍。该改进方法使生成的片源更具有灵活性和普适性，对YUV信号进行编码能够更贴合人眼对亮度的敏感度、使立体显示中的颜色信号更加充裕。

针对传统块匹配算法计算量大、光照变化较敏感和实时性差的缺陷，本文对块匹配算法进行了相关研究，提出了改进算法。首先把两幅彩色图像转化为灰度图像，并通过概率松弛标记算法获得边缘图像，计算相邻两幅图像的差分图像得到运动区域，然后将差分图像与边缘检测图像相与得到运动区域的边缘信息，再进行匹配得到位移矢量场并对其进行矢量中值滤波，最后通过顺序区域增长将运动车辆分割出来。实验结果表明：本文方法相对于传统方法平均检测时间降低约58 ms，而平均检测率提高了约6.7%。这种算法鲁棒性强、实时性好。

红外成像技术以其诸多优点成为智能化光电探测方面的主流研究方向，然而，红外弱小目标图像却有细节特征少、信噪比低等特点，因此考虑到使用超分辨率复原算法对其进行复原，为图像提供更多的细节信息。本文分析了凸集投影法的基本原理，针对其运行时间长的特点，提出了改进算法。首先用直方图拟合的方法选择出目标区域，然后在目标区域内进行超分辨率复原，区域外使用双线性插值。最后对3组低分辨率图像，每组五帧，用该方法进行验证。从实验结果可以看出，计算速度分别提升了15.6%、45.5%和46.5%。因此，这种方法能够有效地缩短超分辨率复原算法的处理时间。

为实现远距离、高可靠性传输，并减小复杂度，对Camera Link Full接口数据的HD-SDI传输显示进行了深入研究。采用FPGA作为核心处理器，考虑相机输出具有多种帧频，采取帧频检测及充分降频策略，并通过3个SRAM进行缓存以实现帧频转换，以满足HD-SDI帧频25Hz的要求。考虑到SRAM数据宽度，采取FIFO行缓存策略将Camera Link Full80输出的10 tap、80 bits图像数据转换成单通道的8 bits图像数据。最后，完成系统设计并进行实验验证。实验结果表明：系统实现了图像数据从50 Hz、100 Hz、500 Hz等多种帧频的Camera Link Full80到25帧HD-SDI接口1080i的格式转换及实时显示，且图像层次丰富，无失真。