含稠杂环液晶是当前液晶分子结构设计与开发的重要方向。本文采用环己基取代的乙炔与邻碘代苯酚衍生物经过钯催化偶联-关环反应合成出新型具有5,6-二氟取代苯并呋喃环结构的液晶化合物，总收率达到54%。采用1HNMR、MS对其结构进行了表征，采用DSC和POM对其热性能进行了测试，发现该化合物熔点为118 ℃，清亮点为 202 ℃，向列相液晶温区84 ℃。物理性能测试表明，该类液晶化合物的双折射率约为0.13，介电各向异性达到12.6，旋转粘度为420 mP·s。与类似的3,4-二氟苯类液晶化合物相比，含5,6-二氟取代苯并呋喃环的液晶分子双折射率增大65%，介电常数值增大97%，清亮点增加63%。5,6-二氟取代苯并呋喃作为一种新的含氟砌块，综合性能表现突出，在液晶显示领域有良好的应用前景。

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂摩尔分数为5%～20% 的Al掺杂ZnO(AZO)高电阻薄膜，采用正方形电阻法表征了薄膜的方块电阻，采用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜形貌进行了表征，采用Nano Measurer 1.2软件测量了薄膜晶粒的平均粒径，采用分光光度计表征了薄膜的光谱透过率。当Al掺杂摩尔分数为5%～20%时，方块电阻在2～405 MΩ/□之间逐渐增大，晶粒尺寸在24.35～17.53 nm之间逐渐减小，可见光透过率可达80%左右。制备了不同Al掺杂摩尔分数的AZO高电阻层的模式控制型液晶透镜并研究了其光学干涉特性，掺杂摩尔分数在10%～15%之间，AZO薄膜可满足液晶透镜对薄膜透明度和方块电阻的要求。

体光栅波导作为实现增强现实显示的一种方案，其核心是体光栅的制备。本工作提出了一种简单，易于搭建的非对称曝光的光路，制备的倾斜体光栅衍射效率高达80%。使用632.8 nm He-Ne激光监测光栅的演化过程，结果表明光栅在25 s内反应结束，形成光栅。SEM图像证明了光栅的倾斜特性，并与理论计算结果一致。制备的倾斜体光栅的衍射效率失谐曲线与耦合波理论取得了良好的一致性，其半高宽为3.22°。倾斜体光栅可以被外界电场调谐，90%以及10%调谐场强分别为5.1 V/μm以及11.25 V/μm。本工作对倾斜/液晶聚合物体光栅的制备提供了积极的指导和借鉴。

不同规格的LED智能玻璃显示屏由于制作工艺以及应用现场实际需求等原因，其内部的LED点阵连接顺序不尽相同，因此在实际应用时需要对硬件控制器进行硬件程序的重新编写以实现LED智能玻璃显示屏视频的正确播放，给产品的应用带来了诸多不便，因此本文提出一种将视频像素点与LED智能玻璃点阵相映射的上位机软件设计。本系统采用Piccolo框架搭建节点与“子”节点来实现LED智能玻璃的LED点阵映射图绘制，使用Socket网络编程实现映射图的远程传输，从而实现LED智能玻璃的点亮显示。在实际应用中，只需在上位机界面进行LED智能玻璃的点阵绘制，即可实现LED智能玻璃的显示点亮。此映射软件的设计使驱动LED智能玻璃显示的硬件系统具有更强的适应性、灵敏性和通用性，提高了施工的效率。

薄膜晶体管(Thin film transistor，TFT)的栅极在截面方向上是一个台阶，栅极绝缘层(Gate Insulator，GI)和源漏极(Source和Data电极，SD电极)依次覆盖于台阶之上，覆盖程度以台阶覆盖率(台阶处GI层水平厚度与竖直厚度的比值)进行衡量。本文结合重庆京东方的HADS产品工艺制程，探究了栅极厚度、坡度角对GI层的台阶覆盖率的影响。同时，在覆盖率的基础上研究了台阶处和非台阶处的SD膜层刻蚀程度差异。结合量产中的不良，分析栅极坡度角、覆盖率、栅极腐蚀等相关不良的关系，并提出相应的良率提升措施。实验结果表明：坡度角是影响GI覆盖率的关键因素，且栅极坡度角与GI覆盖率呈负线性关系。当栅极厚度在280~500 nm范围变化时，栅极坡度角每增加10°，GI层台阶覆盖率下降约20%。SD膜层覆盖在台阶上，因台阶的存在造成此处的SD层减薄，最终导致该处的SD膜层刻蚀程度加大。如果栅极坡度角偏大，会导致台阶处GI层减薄或者产生微裂纹，工艺制程中的腐蚀介质会透过减薄的GI层进而腐蚀栅极；此外，偏大的栅极坡度角会导致台阶处的SD电极有断线的风险。通过刻蚀液种类变更、刻蚀液成分微调、刻蚀工艺的优化可以降低栅极坡度角，规避上述良率风险。此外，对于栅极腐蚀型不良，也可以通过调整GI层的成膜参数来提升覆盖率。对于SD电极断线风险，可尝试增加光刻胶粘附力、台阶处SD线加宽等措施规避风险。

本文针对铜工艺TFT-LCD制作过程中遇到的不可见的数据信号线和公共电极信号线短路(DCS)，提出切割实验方案，精确定位不可见类型的DCS异常的实际位置。基于数据和失效模式分析结果，设计不同灰化工艺时间膜层形貌观察实验，探究发生机理。本文产出的异常发生机理是灰化过程中反应气体SF6残留在“屋檐状”光刻胶下方对公共电极Cu金属造成腐蚀，在产线湿度高的情况下易加剧腐蚀，腐蚀产物向上生长，后续栅极绝缘层/活性层镀膜无法完全覆盖住腐蚀产物，造成源、漏(Source & Drain，SD)层镀膜后数据线与腐蚀产物相连接，最终形成TFT基板膜层正面不可见的DCS异常。依据以上调查结果进行灰化工艺SF6气体用量、产线相对湿度(RH)、灰化工序至2nd 栅极湿刻工序等待时间和设计相关的改善验证，最终通过量产导入灰化工艺SF6气体用量降低、产线相对湿度(RH)降低、缩短灰化工序至2nd 栅极湿刻工序等待时间和优化异常发生区域开槽设计以增大间距H等改善措施，大幅减少了不可见类型的DCS异常。

对于高分辨率小尺寸的边缘场切换模式(FFS)产品，负性液晶可以有效提升穿透率与对比度，从而改善画质。在使用负性液晶过程中出现了暗态显示区边缘发亮，即亮线不良(Line Mura)的现象。通过光学和电性仿真以及解析实验对亮线不良问题进行了分析。发现显示器周边的虚拟像素(Dummy pixel)是产生亮线不良最直接的原因，因为这种设计在蟹角(Crab)区域产生了异常高电场，导致暗态时液晶旋转从而产生亮线。本文通过软件模拟分析了亮线产生的因素，并进行了实验验证，最后提出了改善方案。为以后负性液晶FFS模式的显示屏设计提供了很好的指导。

液晶显示系统中，保持型显示特性以及慢响应是造成动态图像质量低下的主要原因。为了研究液晶显示动态图像质量的影响因素，建立了液晶显示动态图像感知效果的模拟模型。模拟模型以显示器的不同响应速度、帧频、背光占空比为参数，同时针对不同类型的显示图像模拟出人眼最终感知的动态图像效果。通过视觉感知实验对模拟图像进行评价并统计分析实验结果。结果表明，背光占空比调制可有效提高动态图像质量，响应速度的快慢与动态图像质量呈正相关关系，帧频提高对动态图像质量的提升受响应速度的限制，即两者之间存在交叉影响。研究结果可为液晶显示系统动态图像质量的提升途径提供理论参考。

针对图像去噪问题，提出基于泊松分布的非局部均值图像去噪方法。将图像中的每一个像素点建模为一个泊松分布，泊松分布的参数根据像素点非局部区域内像素值信息进行极大似然估计；两像素间的差异性由其对应泊松分布的L2范数距离计算；同时，利用两像素点邻域内点对间泊松分布的L2范数的平方和来定义其相似性权值，采用非局部均值的思想进行图像泊松去噪。实验结果表明，所提算法能很好地保留图像中的细节信息，去噪图像峰值信噪比达到22 dB以上，能够有效用于图像去噪。

针对目前视频显示领域中常见的图像叠加和跨屏拼接显示方式，两种功能往往不能同时在一个系统中实现,导致应用的场景受到局限问题，提出一种多功能视频拼接系统的硬件结构设计。该系统基于双线性插值图像算法，采用流水线设计思路对算法进行优化，同时采用单片机完成视频处理前后，缩放倍数的计算与显示参数的传递，通过IIC总线发送计算出的参数到FPGA芯片执行，整个过程减少了硬件资源上的消耗，提高了算法的效率，并在Lattice的开发环境Diamond中对设计进行验证。实验结果表明，FPGA能够同时处理4路输入视频流的存储操作，输出4路任意分辨率的视频信号，在2×2的拼接矩阵中，同时实现图像叠加与跨屏拼接。该拼接系统支持最高1 920×1 080的分辨率输入，最小50×50的分辨率输出，达到预期结果。

针对应变信号采集系统中的信号处理环节，设计并实现一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的FIR数字滤波器。首先，基于Matlab采用克莱德曼窗函数设计一个长度为16的15阶数字滤波器，并生成高斯白噪声与频率为2 kHz、8 kHz正弦波的合成信号，然后量化12位系数，将系数文件导入QuartusⅡ13.1软件，结合FPGA内部数字滤波器IP核，采用自上而下的方式设计出FIR数字滤波器，最终在Simulink环境下对其进行仿真。实验结果表明，滤波前后合成信号的均方误差下降28.5%，提高了低频信号质量，增强了应变信号采集系统的功能性和集成度。

为了解决航拍图像受雾气影响而导致视见度降低的问题，提出一种结合双阈值定位大气光与约束优化透射率的去雾算法。针对航拍图像基本不含天空且边缘细节丰富的特点，首先通过梯度阈值和亮度阈值的双重定位限制，提高大气光强度的估计准确性；其次构造约束条件求解透射率，并利用双指数滤波获取精确值；最后根据人眼视觉对信号波动的感知定律，提出针对去雾图像的色调映射方法。仿真实验表明，恢复图像中的雾气被有效去除，颜色自然真实，图像的平均信息熵为7.659，平均梯度为16.631，均比现有算法有了一定程度的提升。研究表明，该算法对不同地貌场景的重现和细节特征的恢复非常有效，能够满足航拍图像去雾的应用需求。

为掌握和了解TFT-LCD行业生产过程中，各工艺环节挥发性有机物(VOCs)的排放特征，以国内某TFT-LCD制造公司为例，研究了各生产车间的VOCs浓度分布。结果表明：阵列生产车间VOCs均值浓度最高，波动范围为4.14~11.19×10-6(1~12月)； 彩膜(CF)生产车间光刻胶成分比较复杂，绿胶产线VOCs均值浓度最高，为4.6~14.50×10-6(1~12月)；阵列和CF车间VCD区域，VOCs浓度最高；降低TFT-LCD生产车间VOCs的浓度关键在于源头控制，投加沸石转轮吸附设备对生产车间VOCs浓度的降低具有很明显的作用，可以去除大约60.71%~71.33%的有机废气。

传统的直接镀铜(DPC)陶瓷基板的焊盘上镀有Ni/Au金属覆盖层，它会强烈吸收紫外(UV)光。为了提高深紫外发光二极管(DUV LED)的光提取效率(LEE)，设计并制备了镀Al的双层金属镀层DPC陶瓷基板。这种基板拥有一层完全覆盖基板焊盘的Ni/Au镀层为LED提供电互连，以及一层部分覆盖Ni/Au镀层的高反射Al镀层为UV光提供优异的反射。测量了分别由镀Al的DPC陶瓷基板和仅有一层Ni/Au镀层的传统DPC陶瓷基板所封装的DUV LED的光学、电学和热学性质，并建立了LED封装体的模型并进行了分析。结果表明，通过使用镀Al的DPC陶瓷基板，DUV LED的光输出功率(LOP)提高了19.2％，功率效率(WPE)和外量子效率(EQE)则分别提高为传统封装的1.20和1.19倍。此外，经过160 h的老化测试，使用镀Al的DPC陶瓷基板封装的LED表现出了更好的可靠性。这种镀Al的双层金属镀层DPC陶瓷基板为通过封装改善DUV LED的LEE提供了可行的方法。