液晶材料的介电各向异性通常与频率有关。为进一步研究频率对液晶材料介电常数的影响, 首先, 使用紫外可见分光光度计(METASH UV-9000S)和表面轮廓仪(Contor GK-T)分别测量液晶盒厚度以及聚酰亚胺(PI)取向层厚度, 通过精密热台(LTS 350)控制实验温度20 ℃, 使用精密LCR表(Agilent E4980A)测定4种不同液晶材料在100~2 000 Hz的频率内的平行和垂直排列向列相液晶盒电容; 然后, 利用液晶盒电容模型计算出不同频率下液晶的平行和垂直介电常数, 并绘制频率-介电各向异性曲线; 最后, 分析频率对液晶介各向异性的影响。实验结果表明: 温度一定, 正性液晶的介电各向异性随频率的升高而减小, 然后逐渐趋于平缓, 负性液晶的介电各向异性随频率变化基本保持不变。此项研究对进一步分析液晶材料的介电特性具有一定的指导意义。

基于公共场合隐私保护的需求, 宽窄视角可切换的液晶显示技术有着迫切的市场需求。现有宽窄视角切换技术不但增加了显示装置的厚度与成本, 而且降低了原本宽视角模式下的显示效果。本文研究了一种基于负性液晶FFS模式的宽窄视角切换技术, 它通过在彩色滤光片一侧形成高预倾角配向(40°~60°), 在同侧第三电极施加弱电场时, 液晶分子离轴方向具有较大相位延迟, 形成大视角观看时的暗态漏光与对比度下降, 实现窄视角显示模式。而同侧第三电极施加强垂直电场时, 大的预倾角液晶分子因负介电各项异性使得倾角降低, 可减少暗态漏光和提升对比度, 实现宽视角显示模式。验证结果表明: 宽视角模式时, 其上下左右视角均可达到85°以上; 而窄视角模式时, 左右视角仅为40°, 且具有较好的对称性。本技术结构简单, 驱动灵活, 在防窥显示领域具有很好的应用前景。

为了管控紫外光固化工艺过程掩膜版的裂纹, 基于ANSYS对受石英棒吸附的液晶玻璃基板的结构应力及升降温过程的热应力进行仿真分析, 讨论了不同材料和不同厚度玻璃基板的结构应力及热应力变化。结构应力分析结果表明, 基板挠度、等效应力和弯曲应力最大值均出现在中部; 基板厚度增加时, 最大应力值显著减小。热应力分析结果表明, 当玻璃基板存在温度梯度时, 升温较大的区域, 玻璃基板挠度更大; 随着温度先增大后减小, 玻璃基板挠度、等效应力与弯曲应力均先增大后减小, 且升降温过程中基板应力变化显著, 等效应力变化最大, 弯曲压应力变化较小, 弯曲拉应力变化最小。玻璃基板等效应力和弯曲拉应力最大值分别达到44.8 MPa和5.79 MPa。优化设备降温系统, 降低玻璃基板各区域的温度梯度与基板升温值等可有效防止玻璃破裂的发生。

残像是影响TFT-LCD画面品质的重要因素, 也是发生原因最为复杂的一种不良。本论文提出了一种定量测量残像水平的方法, 同时对TFT特性引起的残像不良进行了实验研究, 得到了由TFT特性引起的交流(AC)残像发生规律及发生机理。本文通过对比研究残像画面黑白格亮度与TFT漏电流变化曲线, 同时结合像素充放电计算公式进行电压差模拟, 发现黑白格像素放电差异导致的像素保持电位差异(ΔV>12.5 mV)是发生残像的根本原因。根据以上机理, 本论文提出了两种方法改善此类残像。第一种是通过改善TFT a-Si成膜工艺减小漏电流(<50 pA), 同时提升TFT特性的稳定性, 可以减小棋盘格画面残像评价导致的TFT转移特性曲线偏移; 第二种是通过改变栅压低电平, 避开关态时不同显示区域的TFT漏电流差异峰值; 以上两种方法均可以有效改善残像(ΔL<0.5 cd/m2)。

为了实现高透过率液晶显示拼接墙, 提高对外界光源的透过率, 同时减少拼接缝隙, 进行了透明液晶显示模组的设计和开发。为增加透过率, 首先, 在像素设计方面, 优化走线设计提高开口率; 其次, 在彩膜特性方面, 采用减薄色阻方法优化透过谱, 搭配高透率偏光片; 最后, 在像素排布方面, 选择了RGBW的像素设计, 其中W像素数量占总像素数量的50%, 实验得到透过率为19.4%, NTSC为30%的模组。为减少显示拼接墙的拼接缝隙, 单个显示模组的栅极电路驱动, 采用栅集成电路(GOA)设计, 实现了2.5 mm窄边框。由于透过率和窄边框的要求, 模组需要实现RGBW和GOA的显示驱动, 在FPGA上编写控制程序, 进行驱动时序控制和算法处理, 最终制作了16×2排布的高透过率液晶显示拼接墙。

在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板制程中, Gate层(栅极)电路和SD层(源极)电路根据产品电阻等要求可以使用纯金属膜层, 如钼、铜等金属膜层, 也可以使用金属复合膜层, 如铝钼、铝钕钼、钼铝钼等金属复合膜层。当使用不同金属或金属复合膜层作为Gate、SD电路时, 应当对应不同的刻蚀液。但在实际生产时, 往往是一种刻蚀液同时对应金属膜层或金属复合膜层。由于钼金属膜层的Etch Rate(刻蚀速率)大于铝钼等金属复合膜层Etch Rate, 所以当铝钼等金属复合膜层刻蚀完成后对应坡度角有时会存在异常, 如膜层角度较大(80~90°)、顶层金属钼发生尖角或缩进等现象, 产生宏观不良及进行后工序时会产生相应的光学不良或导致后层物质残留, 影响产品品质。本文针对金属膜层或金属复合膜层坡度角进行影响因素分析, 主要受刻蚀工序及曝光工序影响。通过对刻蚀液浓度调整、温度调整、刻蚀方式调整及曝光工序等调整减少金属钼发生尖角、缩进几率, 将金属膜层坡度角控制在60°左右及金属复合膜层坡度角控制在50°左右, 从而降低不良的发生率, 提高产品品质。

为了解决电润湿电子纸显示器存在的视频闪烁、电荷泄露问题以及实现电润湿多灰度动态显示, 本文针对电润湿电子纸显示器研究设计了一套驱动系统。首先, 根据完整的电润湿电子纸驱动系统必须具备的功能, 提出了嵌入式+现场可编程门阵列(FPGA)的驱动系统架构, 其中嵌入式平台可以对视频源进行实时图像处理, FPGA根据接收到的处理后的数据进行相应的时序控制。接着, 采用现有电泳电子纸的源栅驱动芯片作为电润湿电子纸的驱动芯片。最后, 本文提出了不等子帧和复位帧的概念用以解决视频闪烁和电荷泄露问题从而更好地实现多灰度显示。实验结果表明: 该驱动系统成功解决了电润湿视频闪烁、电荷泄露以及多灰度显示等问题, 使电润湿电子纸的视频刷新率达到30 Hz, 像素最高灰度可以达到16灰阶并且在该灰度下的电润湿反射率接近60%。整个驱动系统基本满足了多灰度动态显示。

针对TFT-LCD点缺陷自动光学检测时, 缺陷与背景对比度较低难以用传统阈值分割算法处理的难题, 提出一种改进的Otsu算法, 并构建了TFT-LCD 点缺陷自动光学检测系统。首先, 通过Gabor滤波去除了纹理背景的影响。然后, 利用威布尔函数形态参数分段取值时, 其分布函数呈现的不同分布特性, 改进了传统Otsu阈值提取函数。最后, 进行了离线测试试验和在线测试试验。试验表明, 改进的Otsu算法在点缺陷与背景对比度较低的情况下分割效果优于传统Otsu算法。将该算法移植到TFT-LCD 点缺陷自动光学检测硬件平台上进行在线测试, 正确检测率可达到94%, 单个样本最短检测时间可缩短至150 ms。降低了TFT-LCD人工检测点缺陷的工作量和劳动强度。

针对传统高速旋转目标三维成像算法存在成像效果差、计算复杂度大、鲁棒性差的缺点, 本文提出一种加速的GRT-CLEAN高速自旋目标三维成像方法。采用广义Radan变换(GRT)与CLEAN技术相结合的方法进行目标三维特征提取, 实现高分辨精确目标成像; 采用“先粗网格, 后精确网格”的策略, 分两步对散射点目标进行估计, 降低计算复杂度, 计算复杂度从Ο(N×P×Q×T)降为Ο(10－4×N×P×Q×T), 大幅提高成像速度。仿真实验与数值分析验证了本文所提方法的有效性。实验结果表明, 本文所提成像在低信噪比和目标存在遮挡的情况下, 依然能对目标进行有效成像; 与传统的GRT-CLEAN成像方法相比, 本文所提成像方法大幅降低计算复杂度。

为实现无人飞行器的自主降落, 针对降落平坦区域包含特征较少、且分布没规律、形状各异等特点, 本文设计了一种基于点云几何特征的快速点云分块和平坦区识别方法。该方法通过无人飞行器上的相机获取二维图像, 并使用多视角立体三维重建技术获得场景三维点云, 提出了以空间距离作为平滑项、以点在Z方向上的高度作为相似项的三维点云滤波算法对三维点云滤波,设计了基于点云法线和曲率的聚类分块对点云进行区域划分, 然后改进RANSAC算法拟合点云平面, 筛选出无人飞行器飞经场景的平坦区, 并最终确定出无人飞行器的最佳降落区。最后, 用本文所设计方法对戈壁人工沟壑、戈壁自然沟壑和小区花园等实拍场景图像进行降落区识别, 实测结果显示识别出的区域地形起伏均小于0.125 m@m2, 满足无人飞行器降落要求。unmanned aerial vehicle

介绍了一种基于相息图原理的用于智能显示的纯相位型计算全息图的设计方法, 并在此基础上, 以雪花图形和分划板图形为例, 完成了全息元件实验样件的制作及全息再现实验, 这种实时再现的图像可以用于智能显示。在已知记录介质折射率的情况下, 通过控制纯相位型计算全息图记录介质表面微结构的宽度和高度来调制光波, 得到所需图像。采用逐步迭代的傅里叶变换算法来获取纯相位型计算全息图的相位结构, 为了降低相位型计算全息图的制作难度, 提出量化数学模型, 并对所设计的相位结构进行量化处理, 给出了纯相位型计算全息图的4台阶浮雕型相位结构。全息元件的尺寸设定为6 mm×6 mm, 工作波长为650 nm, 衍射结构的最小特征尺寸为8 μm。理论计算和模拟再现像的结果表明, 在未考虑加工误差的条件下, 所提供的这种用于智能显示的纯相位型计算全息图的设计方法是可行的。此方法可推广用于其它任意特定图案的纯相位型计算全息图的设计, 也可用于设计具有光束整形功能的衍射光学元件, 如离轴照明的光束的整形匀光器件等。用于智能显示时, 用平行光照射制作的实验样件, 只得到的单一的衍射图像, 不存在其他衍射级次的图像, 在考虑采用台阶量化结构和存在加工误差的情况下, 衍射效率仍然很高。若改变设计的全息图相位的正负, 并用平行光以特定的角度照射制作此相位型计算全息图, 可用于全息瞄准。

人脸对齐是人脸识别系统中的一个核心部分, 定位的准确性和定位速度直接影响到人脸识别的效果。人脸图像存在不同姿态、不同表情、不同光照条件等因素的影响, 真实场景下的人脸对齐成为一个难题。本文提出了一种基于SURF特征的栈式自编码网络人脸对齐方法, 首先通过粗糙定位网络找到近似人脸特征点, 并提取局部的SURF特征, 输入到局部细化网络, 通过级联结构, 进一步精确化人脸特征点的具体位置。最后, 在人脸数据集AFLW和HELEN上与近几年的对齐方法进行对比实验, 平均错误率8.80%, i5四核CPU, 2.3 Hz主频硬件平台下计算时间76 ms。我们的人脸对齐方法在真实场景下(包括单人和多人)具有较好的鲁棒性, 可以实现准确定位。