通过研究量子点彩膜的转换效率、结构对出光强度和色域的影响, 提出了基于分布式布拉格反射器的量子点彩膜新结构。首先通过光学仿真软件导入红/绿量子点参数并构建量子点彩膜光色转换模型, 设置分布式布拉格反射器和传统滤光片的膜层属性; 再以蓝光背光源激发量子点彩膜, 研究膜层在不同膜厚和量子点比重的情况下蓝光利用率; 最后, 比较了传统彩色滤光片和分布式布拉格反射器两种结构对量子点彩膜光学性能的影响。设计结果表明: 新结构比传统彩色滤光片结构红、绿子像素光强分别提升了2.19和2.26倍, 在CIE1931-NTSC标准下可实现色域为128%。

本文对高膜厚PS材料进行了研究, 通过工艺优化, 成功在G5线实现了60~120 μm的高PS。通过前烘工艺和固化工艺优化调整, 得到了无气泡、膜面良好的高PS材料。本文还对曝光量对PS影响进行了研究, 发现曝光量低于50 mJ时, PS材料无法有效成型; 当曝光量达到150 mJ时, 得到形貌良好, 达到设计值的PS。最后还对不同基底高PS材料进行了研究, 发现未进行增粘处理时, SiN基底粘附性良好, Mo基底还需继续优化处理。

从HADS 产品像素漏光现象出发, 分析了HADS 产品产生像素漏光的主要原因和机理。通过分析发现, HADS 产品像素漏光主要是因为摩擦弱区液晶配向角度异常导致的透过率差异产生的。并在此基础提供摩擦方向优化和PS形状优化以减少摩擦弱区对像素漏光的影响。为更好画面品质的HADS产品提供了改善方向。

报道了一类新型相邻柔性长支链聚酰亚胺液晶垂直取向剂的合成, 并考察其用于液晶显示元件的性能表现。首先, 以2,3,4-三氟硝基苯、4-(4-庚基环己基)-苯酚、邻苯二甲酰亚胺钾盐等原料合成了含有相邻柔性长支链结构的新型功能性对苯二胺(L-14), 通过核磁共振波谱(NMR)和高压液相色质联用(HPLC-MS)对目标产物进行结构表征。用1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、对苯二胺(PDA)和L-14制备了一类PDA与L-14不同比例的聚酰亚胺液晶垂直取向剂, 并对以该聚酰亚胺膜作为液晶取向层制得的液晶显示元件开展了预倾角、液晶定向时间、陡度、对比度等性能测试。结果表明, 基于该新型聚酰亚胺液晶垂直取向膜的液晶显示元件耐磨性能强、液晶定向时间短、取向性能优良、显示画面清晰。

为了扩大公司产品布局, 尽快将RGBW产品推入市场, 本文对该类产品关键的RGBW 彩色滤光片(Color filter, CF)技术进行开发, 并结合公司产线特点, 对RGBW CF技术应用能力提升进行研究。首先通过产线测试, 从高平坦保护膜(Over coating, OC)材料特性、OC厚度设计、OC工艺条件等角度出发, 对该技术的关键特征参数RGB-W段差进行优化, 建立像素尺寸、OC厚度与段差关系的数据模型, 并进行产品验证。接着, 建立段差与液晶盒厚、色温、透过率的关系, 对OC Mura的影响因素进行分析及优化, 降低新技术应用可能造成的产品品质风险。最后, 针对产线特点造成的OC异物高发问题, 通过异物检查机、SEM、显微镜等分析设备对异物发生率及发生原理进行分析, 从材料、工艺参数、设备参数及设备状态等角度制定改善对策, 提升产品良率。最终实现RGB-W段差0.6 μm以下, CF良率99.5%以上。该技术满足产品品质及量产稳定性要求。

随着高分辨率TFT-LCD HADS产品的开发, 一种与像素ITO图形密切相关、有明暗(黑白)亮度差异、不同视角观察下存在黑白反转现象的Mura不良高发。经过对不良产品的参数测量和模拟分析, 确定发生该不良的原因是在邻近区域内, 像素开口区内的像素电极ITO(1ITO)图形和公共电极ITO(2ITO)图形发生了不同程度的相对偏移, 电场分布存在差异, 因此亮度发生明显差异; 而且由于图形间的相对偏移导致电极间的电场发生偏移, 形成像素左右两侧的一侧为强电场, 一侧为弱电场, 因而会出现从一侧观察发亮而从另一侧观察发暗、左右视角观察的黑白反转现象。Mura区与相邻OK区1ITO2ITO 对位差异为0.5 μm。通过1ITO和2ITO的线宽设计优化, 可提高产品对此偏移不均一的容忍度。最终采用最佳1ITO、2ITO 线宽条件生产, 配合1ITO和2ITO共用设备及TP非线性补正等条件并举, 此不良由高发时的14.2%降至0.2%以下。本文研究成果对于高分辨率 HADS产品的设计和性能改善, 有着重要的指导和参考意义。

Zara Domain是TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)行业TN型产品中常见的不良, 严重影响着产品的良率。本文通过对101.3 mm(3.97 in) TN 产品的大量实验, 系统分析和研究了Zara Domain问题。研究结果表明: 优化产品设计、工艺参数、工艺管控都可有效地管控Zara Domain的发生率。首先通过调控矩阵工厂刻蚀工艺, 确保Shield Bar坡度角保持在45°左右时, Zara Domain发生率为0%。其次在盒工厂摩擦工艺段, 也可通过调控摩擦滚轮的摩擦强度值来提高摩擦后配向能力的均一性来降低Zara Domain的发生率。实验发现当摩擦强度值保持在2.3 N·m时, Zara Domain的发生率＜1%。另外通过改善对盒过程中高温固化的冷却工艺, 在设备上方增加空调扇, 加速冷却, 也可使Zara Domain的发生率<1%。本文通过对101.3 mm(3.97 in) TN产品系统的研究, 有望为解决Zara Domain不良提供一定的技术支持。

针对网状斑点 (Emboss Mura)不良现象进行系统研究, 确定不良发生的机理, 并找到有效的改善措施。首先通过半导体参数测试设备和改变电压、频率等方法测试Mura电学特性, 然后采用扫描电子显微镜、椭偏仪对栅极绝缘层进行测量, 最后采用扫描电子显微镜、X射线电子能谱对玻璃基板背面Mura形貌和成分进行测试, 对Mura产生的原因提出合理的解释, 并给出有效的改善措施。结果表明, Emboss Mura是干刻反应腔下部电极的阵列凸起划伤玻璃基板背面和凸起碎屑粘附在划伤处形成的。通过更改电极凸起的形状、结构、材质以及下部电极清洁方式、优化电极温度、增加PI膜厚等方式可以极大降低不良的发生率。

针对光学成像系统景深范围有限、景深范围外目标成像模糊的问题, 提出一种区域方差和点锐度相结合的拉普拉斯金字塔变换图像融合方法。该方法首先对多幅源图像做拉普拉斯金字塔变换, 提取源图像在不同频率层的特征信息; 对金字塔顶层图像和其余各层图像, 分别采用区域方差和点锐度作为融合度量, 对其进行融合, 得到融合图像的金字塔各层系数; 最后进行拉普拉斯金字塔逆变换得到融合图像。仿真结果表明, 本文方法得到的融合图像主观视觉效果和客观评价指标均优于其他常用算法, 标准差、互信息和边缘保持度分别提高了0.24%、6.8%和8.4%。该方法有效降低了融合图像的噪声, 获得了更加丰富的边缘信息, 对实现光学成像系统在大视场范围获取高分辨率光学图像具有重要意义。

为了消除不均匀光照给图像边缘检测带来的影响, 提出一种对数域梯度与改进Sobel算子相结合的边缘检测方法。该方法首先将图像变换到对数域, 通过削弱低频入射分量增强高频反射分量, 以提升图像亮度; 然后合成改进的4方向Sobel算子, 并用无穷范数表示梯度, 以使需要被检测的图像更加完整; 最后通过Bernsen算法得到的阈值与高斯滤波后得到的Bernsen算法阈值进行线性组合来确定最佳阈值, 以使图像边缘更加连续完整。仿真实验结果表明, 该方法可以有效消除不均匀光照对图像边缘检测的影响, 与相关算法和文献相比, 该方法对不同照度图像的边缘检测效果更好。

为了解决尺度变化对目标跟踪的影响, 本文在颜色特征跟踪算法的基础下提出了一种多尺度目标跟踪算法。该算法通过训练位置和尺度两个相关滤波器以实现自适应尺度跟踪。首先通过最小二乘分类器学习获得位置相关滤波器, 采用主成分分析法对颜色特征进行降维, 计算响应的最大值作为下一帧目标中心位置; 接着根据设定的尺度因子在中心位置周围形成多个大小不一的矩形区域, 并计算每个区域的颜色特征; 学习每个区域的颜色特征, 获得尺度相关滤波器, 并采用正交三角分解对尺度相关滤波器进行降维; 然后根据响应的最大值确定跟踪目标的尺寸; 最后对目标的位置和尺寸进行更新。通过对13组挑战性的视频序列进行测试, 结果表明, 本算法不仅对目标尺度变化具有一定的适应性, 而且对光照变化、快速运动、运动模糊等复杂情况下, 均具有鲁棒性, 多项性能指标均优于目前跟踪性能先进的算法。

为了实现大面阵高帧频CMOS相机输出的Bayer格式图像的实时精准还原, 恢复其真实色彩, 减少整幅图像(特别是边缘图像)的色彩失真, 提出一个既能够准确还原图像色彩又能够尽量减少复杂性的算法。首先对目标图像进行预处理, 即将图像进行扩大, 整幅图像采用统一算法进行色彩还原, 以减少边缘处像素单独还原所增加的计算量。而后利用改进的梯度插值, 通过计算一个5×5邻域内的水平梯度边缘值和竖直梯度边缘值, 统计其两个方向边缘值的和来对边界方向进行仲裁。最后利用G分量插值结果对其他两分量进行还原, 从而大大减小了传统算法所引入的色彩失真。用MSE、PSNR两种方法对本文提出的改进算法进行评估, 结果表明本方法能够改善图像色彩还原程度、锐化图像边缘、提升计算效率、减少色彩失真。该方法可以实现12k×5k@10 f/s的图像数据实时色彩还原。本算法不仅色彩还原优于传统算法, 而且适合使用FPGA实现高速图像数据的实时色彩还原。

针对靶场使用的光学镜头畸变校正方法错误地将似系统误差当作偶然误差处理, 并且只能在局部区域对畸变值曲面进行拟合, 无法用一个曲面函数精确描述畸变值整体变化特征等问题, 提出了一种基于多面函数的最小二乘配置法, 该方法首先用多面函数拟合最小二乘配置的趋势项, 然后, 利用拟合后残差求得经验协方差函数的未知参数, 进而得到协方差矩阵, 最后, 通过配置法求解待校正点的修正值。通过使用本文方法和传统方法分别对炸点坐标测试系统的光学经纬仪进行畸变校正, 证明本文方法的有效性和可行性。实验结果表明: 相比于传统方法, 本文方法能从整体上反映畸变值的整体连续变化趋势, 去除趋势项后得到的随机变化部分也较平稳; 校正精度在水平和垂直方向上分别提高了196"和10.9", 达到11.7"和7.7"。通过对实验数据的分析与验证, 证明了本文方法能有效提高光学测试设备的测角精度, 可为靶场大视场光学镜头的畸变校正提供参考依据。

电润湿电子纸显示灰度等级不足且由于油墨回流现象造成图像对比度下降而显示效果不佳。本文针对电润湿显示提出一种基于像素邻域灰度信息的误差扩散算法。首先, 通过直方图均衡处理提高图像对比度, 然后在经典误差扩散算法基础上, 根据图像当前像素邻域平均灰度, 像素与邻域平均灰度差异以及邻域灰度相似性对原固定阈值调节。实验结果表明, 直方图均衡处理加上改进后算法相较于传统误差扩散算法, 图像评价指标PSNR值、SSIM值和UIQI值分别提高了约0.3~0.5 dB, 0.03~0.04, 0.02~0.04。最终在电润湿电子纸上显示的图像质量有大部分提高, 细节层次更丰富, 且保留了图像边缘。