最新刊期
      2018 年 第 9 期

        材料与器件

      • 刘丹,秦刚,王任远,吕俊君,饶毅,周禹,王百强,李路,蔡卫超,刘涛,李晨雨,陈国良
        2018, 33(9): 717-724. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0717
        摘要：在大尺寸液晶显示器的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT）TFT工艺技术中，Cu正逐步取代Al作为电极材料。与Al电极制程相比，在进行栅极（Gate）制程时Cu容易发生腐蚀，这会降低产品良率。本文结合ADS（Advanced Super Demension Switch）显示模式下0+4掩膜板（mask）技术的Gate刻蚀制程和1+4掩膜版技术Gate光刻胶（Photo Resist，简称PR）剥离制程的Cu腐蚀现象进行分析，结合实验验证，确定Cu腐蚀原因，最终提出改善方案。实验结果表明：0+4mask技术的Gate制程中，ITO刻蚀液所含的HNO3会使MoNb/Cu结构电极的Cu发生电化学腐蚀；将电极结构更改为单Cu层则可以避免电化学腐蚀。在1+4mask技术的PR剥离（Strip）制程中，基板经历的剥离时间长或进行多次剥离或在剥离设备中停留，均会引起Cu腐蚀；增加剥离区间与水区间空气帘（Air Curtain）吹气量、增加TFT基板在过渡区间（H2O与剥离液接触的区间）的传输速度，管控剥离液使用时间等措施可以缓解Cu腐蚀。  
        关键词：Cu电极;Cu腐蚀;电化学效应;刻蚀工艺;剥离工艺   
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        发布时间：2020-07-06
      • 闻炎豪,李潭,王震,张智勇,关金涛,戴志群
        2018, 33(9): 725-733. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0725
        摘要：含氮芳环作为液晶分子的极性介晶基团，能有效增大分子的偶极矩和分子间的作用力，有利于形成近晶相液晶态，提高分子的介电各向异性，降低液晶的驱动电压。本文试图以嘧啶、吡啶为中心结构单元来增大化合物的偶极矩，设计合成了二个系列含嘧啶、吡啶的双芳环液晶化合物nOBMm、nOBPm系列共7个化合物；它们都经过IR、1H-NMR、13C-NMR和MS光谱对其分子结构鉴定，经过差热分析仪（DSC）和偏光显微镜（POM）对其液晶性能进行检测。实验结果表明，所有化合物的分子结构均正确，具有较宽的近晶相态，可作为铁电液晶和高分子聚合物分散液晶材料配方组分，为进一步研究低能耗铁电液晶和聚合物分散液晶材料提供了实验素材。  
        关键词：嘧啶环;吡啶环;近晶相态;液晶化合物;合成   
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        发布时间：2020-07-06
      • 韩美林,张林,杨超普
        2018, 33(9): 734-742. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0734
        摘要：为了定量分析屏幕贴膜前后彩色三要素的变化，分别测量不同色温（2 700~6 500 K）下液晶显示器（LCD）与有机发光二极管（OLED）屏幕的光谱分布。根据聚对苯二甲酸乙二醇脂树脂（PET）及脉冲电子束沉积（PED）贴膜透射率数据，拟合屏幕光谱分布及贴膜透射率函数表达式。计算并定量比较两种贴膜对不同色温下两种屏幕1931 CIE XYZ色坐标、主波长、饱和度及光通量的影响，结合人眼分辨率对计算比较结果进行分析。两种贴膜可分别使LCD色坐标Z值降低0.001 4、0.000 6，使OLED Z值下降0.000 2左右，降幅不随色温变化；色温5 000 K时，两种贴膜均使LCD主波长降低1 nm，OLED主波长增加1 nm；当色温设置低于5 000 K时，两种贴膜分别可使LCD饱和度增加约0.37%、0.17%；两贴膜可使不同色温LCD及OLED光通量分别下降11.9%、1.46%。PET贴膜对光通量的影响，人眼能够明显辨别。以上结论可为屏幕贴膜的选择与使用提供依据，分析研究方法可为相关产品的研发提供借鉴。  
        关键词：显示器;屏幕贴膜;光谱分析;色度学   
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        发布时间：2020-07-06
      • 陈潇
        2018, 33(9): 743-749. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0743
        摘要：电压保持率（VHR）是表征液晶材料信赖性特性的重要参数之一，液晶材料的线残像特性与VHR相关。本文着重探讨了负性液晶材料在搭配不同PI材料，在不同电压、不同温度时VHR的表现。通过使用由不同PI材料制备的测试盒测量液晶材料在不同电压和温度下的VHR，从而得出负性液晶材料在不同条件下VHR的变化趋势。实验结果表明，测试盒的VHR值受到液晶材料和PI材料的共同影响。|Δε|较大的液晶材料VHR相对较低。在常温时，伴随充电电压升高，测试盒VHR呈下降趋势；而在高温时趋势相反，伴随充电电压升高，VHR呈上升趋势。|Δε|较高的液晶材料含有较多极性成分，易出现相对较低的VHR。常温时，离子运动较慢，伴随充电电压升高测试盒离子析出持续增加，离子析出增加会使测试盒VHR呈下降趋势。而高温时，离子活性较强，测试盒会析出大量离子，而大量离子不纯物的存在会使液晶盒在充电放时产生直流电残留，伴随充电电压升高，直流电残留电会更加严重，因此导致测试盒伴随VHR呈上升趋势。  
        关键词：负性液晶;电压保持率;配相膜;电压;温度   
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        发布时间：2020-07-06
      • 王震,李潭,闻炎豪,张智勇,关金涛,彭增辉,戴志群
        2018, 33(9): 750-757. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0750
        摘要：中心环外侧嘧啶环作为液晶分子的极性介晶基团，能有效增大分子的偶极矩和分子间的作用力，提高分子的介电各向异性，降低液晶的驱动电压，也有利于形成近晶相液晶态。本文试图以嘧啶乙炔为中心结构单元，以异硫氰基为端基，设计合成了嘧啶乙炔类异硫氰基液晶化合物（nBTM-NCS）系列共5个化合物；它们都经过IR、1H-NMR、13C-NMR和MS光谱对其分子结构鉴定，经过差热分析仪（DSC）和偏光显微镜（POM）对其液晶性能进行检测。实验结果表明，所有化合物的分子结构均正确，具有近晶相态，其熔点较高并呈现奇偶效应；其光学各向异性达到0.45左右，介电常数21~24左右，可作为铁电液晶和聚合物分散液晶材料配方组分。  
        关键词：嘧啶乙炔;高介电各向异性;近晶相态液晶;高光学各向异性;合成   
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        发布时间：2020-07-06
      • 郑中华,林建平,杨智
        2018, 33(9): 758-763. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0758
        摘要：为了快速制备具有优良场发射性能的ZnO纳米线，对ZnO纳米线的生长机理及场发射性能进行研究。首先采用优化的两步法制备出高长径比的ZnO纳米线，其次采用SEM对ZnO的微观形貌进行表征，然后，在分析形貌特点的基础上，说明了强碱体系下ZnO纳米线薄膜的快速生长机理。最后，对典型样品的场发射性能进行了测试。测试果表明，优化后的两步法，只需3 h即可获得直径为40~50nm，长度为2.2~2.7 μm，长径比高达54的纳米线。薄膜的开启电场为3.6 V/μm，阈值场强为9.1 V/um，场增强因子β高达3 391。研究表明，高pH值溶液可以加快ZnO纳米线沿C轴方向的择优生长，获得高长径比的ZnO纳米线，进而获得优良的场发射性能。  
        关键词：ZnO;纳米线;生长机理;场发射   
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        发布时间：2020-07-06
      • 李颖奎,齐冀,张洁,倪小龙,刘智,杨阳
        2018, 33(9): 764-771. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0764
        摘要：由于激光器发出的光束通常在毫米量级，然而在激光测距、激光通信、激光全息等领域中需要较宽的光束，因此需要对激光束进行准直扩束。本文提供了一种基于LC-SLM的变倍率激光扩束方法，利用LC-SLM产生透镜的波阵面。由计算机数值模拟出焦距不同的变焦透镜相位调制图，将其加载到LC-SLM上，利用焦距不同的变焦透镜相位调制图的灰度信号来控制LC-SLM外加电压变化，实现了基于LC-SLM的变焦透镜功能。根据伽利略望远镜形式的扩束系统，本文利用LC-SLM的变焦透镜功能与匹配透镜配合，搭建了基于LC-SLM的变倍率激光扩束系统，实现对激光束的变倍扩束。实验结果表明，该系统实现了2×~10×连续变倍率激光扩束。系统结构简单、精度高、响应速度快，具有很大的实用价值。  
        关键词：激光扩束;液晶空间光调制器;变焦透镜   
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        发布时间：2020-07-06

        图像处理

      • 夏润秋,刘洋
        2018, 33(9): 772-777. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0772
        摘要：为了满足特殊视数据格式的红外成像设备图像采集与测试的相关需求，开发了一套低成本PCI总线图像采集系统。该系统采用现场可编程门阵列（FPGA）芯片作为主控芯片，实现信号接收、数据处理，之后通过PCI9054将数据传送至系统上位机，上位机根据通信协议识别图像数据帧头与帧尾所在位置，并完成图像的重建与显示。实验测试结果表明，系统能够稳定实时采集100 fps的16 bit深度128×128的红外图像，满足对自定义差分输入视频信号开展实时图像采集、存储与显示的设计使用要求。  
        关键词：FPGA;PCI9054;图像采集;PCI总线   
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        发布时间：2020-07-06
      • 季志博,王辉,王磊,董兴法,王军
        2018, 33(9): 778-786. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0778
        摘要：针对大型LED显示屏驱动中恒流源功率较小、调光不便捷，其开关特性导致的噪声大的问题，提出一种体积小，适用功率大且纹波效果较好的智能优化式恒流LED驱动设计方法。该设计在以往低电流的基础上进行改进，通过运放反馈调节将输出电流的开关特性转换为线性，辅以通断RCD回路（峰值吸收回路）和构建优化式大电流环式PCB布局，能进行光源检测的电流转脉宽式精准调光，输出能够较完善地抑制开关噪声。该设计方法能实现上位机网络远程数字调光，内、外部模拟调光，多路板载级联的智能控制。实验表明：该恒流驱动输出电流可达10 A，功率可达370 W，输出电流误差小于1%，驱动光源光功率稳定，光照分布均匀，具有较好的纹波效果，稳定可靠。  
        关键词：LED恒流驱动;大功率;低噪声   
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        发布时间：2020-07-06
      • 马永杰,宋晓凤,李雪燕,刘姣姣
        2018, 33(9): 787-792. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0787
        摘要：针对道路现场实时车流量检测问题，提出了一种改进的帧间差分法的运动车辆检测算法，并将该检测算法成功移植到了嵌入式系统上。将帧间差分法与采用长度、宽度、面积筛选轮廓及用质心距离的车辆跟踪算法结合，实现运动车辆的检测；将U-Boot引导程序、Linux内核、Yaffs2文件系统和检测算法移植到S3C6410上，通过摄像头实时采集交通视频，检测结果由触摸屏显示。复杂交通场景的实时测试结果表明，本系统的检测时间为0.298秒/帧，准确率超过88%，基本能够实现在道路现场的车流量实时检测。  
        关键词：帧差法;车流量检测;S3C6410;实时检测   
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        发布时间：2020-07-06
      • 梁华,宋玉龙,钱锋,宋策
        2018, 33(9): 793-800. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0793
        摘要：针对航拍图像中对地小目标识别率低、定位效果差的问题，提出了一种基于深度学习的目标检测算法。该算法利用VGG16网络作为微调网络，并添加部分深层网络，通过提取目标浅层特征与深层特征进行联合训练，克服检测过程中定位与识别相互矛盾的问题。提出把奇异值分解技术应用于卷积特征压缩处理，降低模型的计算与存储需求，并且采用多尺度训练方法以适应航空目标尺度的变化。实验结果表明，在通用数据集PASCAL上可以实现0.76 mAP，检测速度达16 fps，在专用航空目标数据集UCAS-AOD上可以实现0.63 mAP，检测速度达18 fps。基本满足对小目标检测精确度的要求，并且检测速度可以接近实时检测效果。  
        关键词：机器视觉;目标检测;卷积神经网络;卷积特征   
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        发布时间：2020-07-06
      • 席诗琼,韩胜,耿卫东
        2018, 33(9): 801-807. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0801
        摘要：指纹图像奇异点附近区域的增强一直是指纹图像增强的难点，针对Separable Gabor滤波会破坏指纹邻近奇异点区域的纹线结构，方向傅里叶滤波在一般区域修复指纹纹线效果不明显这一问题，本文融合两种算法的优势，提出一种新的滤波方法（FS-Gabor）。先对指纹图像进行预处理，得到指纹的方向、频率信息和掩膜信息。接着找出指纹图像的奇异点，并在奇异点附近标记出一定大小区域。最后根据像素点的位置采用不同的滤波方法。同时，本文提出了一种改进的指纹图像频率估计方法，扩大了指纹图像有效区域面积。实验结果表明，经本文方法滤波的指纹图像的EER（Equal Error Rate）比方向傅里叶滤波低26%，比Separable Gabor低49%。  
        关键词：指纹增强;方向傅里叶滤波;Separable Gabor;指纹奇异点   
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        发布时间：2020-07-06
      • 周凡,张伟,杨付正
        2018, 33(9): 808-815. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0808
        摘要：随着虚拟现实和多媒体通信技术的快速发展，全景视频作为一种新兴的数字媒体，凭借其良好的临场感和沉浸感在影视娱乐、教育教学、工业仿真、医学研究等众多领域取得广泛应用。为了更好地开展全景视频的相关研究，建立交互式的全景视频显示系统成为了优化和完善全景视频业务的重要前提。本文基于OpenGL渲染技术，结合用户对于全景视频交互操作的需求，搭建了交互式全景视频显示系统，并在该系统上通过实验分析了本系统的交互时延和视频分辨率、帧率的关系。实验结果表明，交互产生的时延和视频分辨率、帧率的大小呈正相关关系。在本平台的设置下，交互产生的时延不超过0.02 s，为用户提供了良好的交互性和视觉体验，为全景视频的相关研究与应用开发提供了稳定的平台。  
        关键词：全景视频;交互式渲染;显示系统;视觉体验;OpenGL   
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        发布时间：2020-07-06
      • 芦碧波,皇甫珍珍,郭凯,郑艳梅,李玉静
        2018, 33(9): 816-822. DOI: 10.3788/YJYXS20183309.0816
        摘要：为增强高动态范围图像（High dynamic range，HDR）的显示效果，本文提出一种多尺度梯度域色调映射算法。首先提取高动态范围图像的亮度信息，利用双边滤波将高动态范围图像的亮度数据进行多尺度分解，得到基本层和细节层。由于视觉上的亮度变化体现为图像数据的梯度变化，因此可在梯度域对基本层图像进行自适应动态范围压缩，然后加上细节层图像信息，最后再通过色彩校正算法恢复图像色彩，实现HDR图像的动态范围压缩。通过对比算法的定量分析表明，本文算法的方差和信息熵的客观指标分别提高了30.8%和5.9%，因此，本文方法在压缩HDR图像的动态范围的同时，可以更好地保留边界、纹理等细节信息。  
        关键词：高动态范围图像;多尺度图像分解;图像滤波;梯度压缩;色调映射   
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        发布时间：2020-07-06
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