最新刊期
      2021 年 第 4 期

        材料物理与化学

      • 崔化若,逯孟丽,赵东宇
        2021, 36(4): 493-503. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0279
        摘要：蓝相液晶作为一种新兴的软3D光子材料受到了越来越多的关注与研究，其可以自组装为具有周期性立方晶格的3D光子纳米结构，并且具有优异的光学特性，如无双折射、响应速度快和选择性反射等。刺激响应的3D纳米结构以及在可见光谱中动态控制其光子带隙是蓝相研究中最令人感兴趣的领域之一，特别是其中的光响应蓝相液晶的研究受到了广泛的关注，相较于其他刺激响应型液晶，其具有远程可控性、精确性和瞬时性等优异的特性。本文主要综述了蓝相液晶的发现及其结构特点，并详细介绍了近年来光响应蓝相液晶在国内外的研究进展和应用现状。  
        关键词：液晶;蓝相;光响应;偶氮苯   
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        发布时间：2021-04-02
      • 胡叶廷,周雷勇,李晓娜,远藤浩史,森崇德
        2021, 36(4): 504-508. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0254
        摘要：残像的存在严重影响液晶显示器的画面品质。但由于其发生的机理较复杂，目前还没有较好的解决方案。本文以负性液晶材料为基础，在其中加入新型莨菪烷基添加剂，研究其在FFS模式中对残像的影响。通过闪烁漂移、DC残留电压释放以及棋盘格残像测试，系统分析并讨论了添加剂的使用对负性液晶残像的影响。研究结果表明，加入添加剂后，样品的闪烁漂移得到改善；残留DC偏置积聚量减小30%且释放速度提升了95%；Vcom漂移由0.7 V改善至0.02 V，Vcom亮度变化由8 cd/m2降低至2 cd/m2；线残像由L3改善至L1。本研究对从液晶材料方面改善残像具有一定的指导意义。  
        关键词：边缘场切换广角技术;残像;负性液晶;莨菪烷基添加剂   
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        发布时间：2021-04-02

        器件物理及器件制备

      • 李睿,王琼华
        2021, 36(4): 509-515. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0288
        摘要：为了在不改变液晶透镜孔径的基础上减小其焦距，本文提出了一种基于大Δn液晶材料的短焦距透镜阵列。该透镜阵列采用大Δn液晶材料，使其在低驱动电压下便可以积累较大的光程差。下基板采用ITO驱动电极与ITO接地电极交替排列的结构，且ITO驱动电极位于介电层上方。ITO接地电极使其边缘区域内存在弱电场，介电层平滑了液晶层内的电场。该设计不仅在大孔径范围内实现抛物线形的相位分布，且减小了驱动电压。仿真结果表明，当驱动电压为6 V时，该液晶透镜阵列的相位分布曲线与理想抛物线匹配较好。单个液晶透镜中心与边缘的相位差为42.17π左右，使其达到最小焦距约1.72 mm。当驱动电压从0 V增加到6 V时，液晶透镜阵列的焦距从∞减小到1.72 mm左右。因此，该液晶透镜阵列可以应用于2D/3D可切换显示、AR显示等领域。  
        关键词：大Δn;液晶透镜阵列;短焦距   
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        发布时间：2021-04-02
      • 朱智康,黄凯,张鸿州,陆建钢
        2021, 36(4): 516-521. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0306
        摘要：手性螺旋结构液晶由于其固有的布拉格反射特性可以广泛应用于滤波器件中。结合模板化技术，研究了单层结构的多波长蓝相液晶滤波器，通过多次液晶重灌工艺，分别制备了具有2个和3个反射峰的液晶滤波器，验证了设计的可行性，且各反射波长和带宽与设计参数具有很好的一致性。同时研究了单层结构的带宽可调胆甾相液晶滤波器，通过向胆甾相液晶模板中多次灌入反射峰在模板本征反射峰中心波长周边的胆甾相液晶，实现单层胆甾相液晶滤波器的带宽拓展。实验结果表明：多波长液晶滤波器中心波长与设计的中心反射波长最大偏移量仅为16 nm，胆甾相液晶的带宽可拓宽96%，并且可以继续拓宽。上述单层手性螺旋结构液晶滤波器制成工艺均具有良好的可扩展性和重复性。  
        关键词：聚合物模板;单层结构;多波长;带宽可调;滤波器   
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        发布时间：2021-04-02
      • 张鸿州,朱智康,黄凯,陆建钢
        2021, 36(4): 522-528. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0327
        摘要：液晶调制器件的相位分布一直无法实现精确的区域表征，同时相位分布曲面的驱动电场也只能通过间接光学调制结果进行调整，因此我们构建了一种相位分布曲面的自适应调制系统。通过将相位深度转换为透过率，并经过高分辨率探测器件的灰度测试，可以得到精确的区域相位深度信息。系统将实际的相对透过率分布曲面与预期中理想的相对透过率分布曲面做比较，代入自适应算法得到新的电压信号，形成自动化的闭环控制环路。针对迭代调试复杂的问题，通过自适应调制系统大大减少相位调制过程中的时间，提升相位分布的调制精度。可广泛应用于液晶光栅和液晶透镜等电控相位调制器件。  
        关键词：相位分布曲面;自适应控制;液晶相位调制器件;最小误差平方和   
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        发布时间：2021-04-02

        器件驱动与控制

      • 庄则敬,尹勇生,孙晓霞,雷蕾
        2021, 36(4): 529-537. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0299
        摘要：针对AMOLED显示驱动芯片对高精度、低功耗的应用需求，设计了一种宽电压摆幅、高精度、具有温度补偿功能的伽马校正电路。电路通过幅值调节和斜率调节，并微调关键点，从而改变DAC输出曲线，更好地拟合灰阶-电压曲线实现高精度。通过使用轨到轨输入级及基于亚阈值跨导恒定设计的输出缓冲器电路保证了宽输入电压范围，采用Cascode Miller补偿结构以降低补偿电容大小，提高稳定性和响应速度。电路使用了温度补偿结构以平衡温度变化对灰阶电压带来的影响。仿真结果表明：在UMC 80 nm的工艺下，在输入电压为0.2~6.3 V的范围内，设计的伽马校正电路的响应时间在20 μs，电路输出电压的误差在3 mV以内。性能基本不受温度影响，满足了分辨率为1 080×2 160的AMOLED驱动芯片的设计需求。  
        关键词：AMOLED显示驱动芯片;伽马校正;低压差线性稳压器(LDO);高精度   
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        发布时间：2021-04-02

        显示技术与应用

      • 陶家顺,许卫锋,陈旭镪
        2021, 36(4): 538-548. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0270
        摘要：传统偏光片技术所制备的是外置型偏光片，由于其贴附于显示屏表面，使显示器的厚度增加，透光率下降。为了满足对偏光片薄型化、高透过率、低成本以及柔性显示等要求，开发内置型偏光片成为新型显示特别是柔性显示发展的一个重要方向，其中作为内置型偏光片的主流技术的光控取向和纳米压印技术，由于其无静电、无粉尘污染、更精确可控微小区多筹取向能力以及低成本、大面积制备的优点，在显示领域备受关注。本文重点综述了近几年利用光控取向和纳米压印两种制造技术在内置偏光片中的开发与应用进展，并对目前该两种技术仍存在的问题进行了讨论，为内置偏光片的工业化生产提供思路。  
        关键词：光控取向;纳米压印;内置型偏光片;信息显示   
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        发布时间：2021-04-02
      • 刘丹,刘毅,黄中浩,吴青友,吴旭,田茂坤,宁智勇,管飞,张超,王兆君,闵泰烨,冯家海,樊超,方亮
        2021, 36(4): 549-559. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0223
        摘要：ITO刻蚀产线由刻蚀设备、中央药液供给系统（Chemical central Supply System，CCSS）、刻蚀液管理系统（Etchant Management System，EMS）3大组件构成。明确组件之间的相互作用，确认相互作用对刻蚀液浓度的影响，进而管控刻蚀，对ITO刻蚀制程至关重要。本文结合重庆京东方ITO刻蚀产线，探究不同生产模式下刻蚀液各组分浓度的变化，结合回归分析、因果链和统计方法分析了各成分浓度变化的原因，并确认刻蚀液浓度变化对刻蚀程度的影响。实验结果表明：仅CCSS开启，刻蚀液中酸液浓度增加，致其刻蚀能力逐渐增强。在CCSS开启的基础上，EMS开启补充水和硝酸功能，可以保持刻蚀液浓度稳定，进而延长刻蚀液的使用时间。但是，在CCSS和EMS补给均开启的模式下，刻蚀液浓度在初期波动，然后逐步趋于稳定，且在浓度波动期间会有一个硝酸浓度偏高的区域，此区域的刻蚀能力强。该研究为ITO刻蚀液使用时间延长、产品良率提升提供了参考。  
        关键词：薄膜晶体管;湿法刻蚀;ITO刻蚀液;浓度变化;ITO电极   
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        发布时间：2021-04-02
      • 吴祖谋,白金超,丁向前,刘明悬,李小龙,王勋,刘海鹏,宋勇志,陈维涛
        2021, 36(4): 560-565. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0253
        摘要：本文结合产品开发过程中遇到的铜相关不良现象进行研究，提出了有效的改善措施。结果表明，在第一次氮化硅刻蚀中的后灰化工序有高含量的氧气，会使过孔内部铜发生氧化而发黑。使用氢等离子体处理，可以将氧化铜还原成铜，在生产线光学设备测量时过孔反射出金属白色。在氧化铟锡刻蚀过程中，高温退火会造成裸露的铜发生严重氧化，需要去掉退火步骤或者更改设计来规避。在第二次氮化硅刻蚀步骤中，高含量的氧会氧化过孔处的铜，造成过孔连接异常，降低刻蚀步骤中氧气含量可以解决该不良。  
        关键词：阵列工艺;铜腐蚀;铜氧化;黑孔不良;退火;垂直黑线不良   
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        发布时间：2021-04-02
      • 曹慧,郑喜凤,汪洋,程宏斌
        2021, 36(4): 566-574. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0346
        摘要：为了实现超高清、超高分辨率、大尺寸LED显示器的推广应用，本文分析了小间距LED显示的技术路线和在显示效果等方面存在的问题，详细阐述了集成封装、显示驱动控制、均一性调控和补偿等技术应用于超高清、超高分辨率、大尺寸LED显示器，提高显示效果所做的一些工作和研究进展，探讨了基于倒装发光芯片的微小间距LED显示技术的未来发展趋势。  
        关键词：小间距LED;集成封装;倒装发光芯片;均一性调控   
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        发布时间：2021-04-02
      • 徐子程,郭贵新,郑喜凤,周洋
        2021, 36(4): 575-583. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0278
        摘要：为实现对LED显示屏的亮色度校正，研究了一种可自动对LED显示屏死灯位置进行补点，并适用于图像采集过程中存在图像倾斜情况的灯点定位排序算法。首先对图像进行二值化处理，计算出所有灯点的中心坐标；然后通过极值法和二向排序法完成了图像中4角灯点的预定位；接着利用线性归类排序法对边界点进行定位排序，通过差值筛选法定位死灯并自动补点，利用边界点坐标与死灯位置理论坐标对所有直线进行归类排序，完成显示屏所有灯点的定位排序。最后介绍了LED显示屏亮度均匀性计算方法，通过亮度校正实验验证灯点定位排序结果的准确性。实验结果表明，校正前显示屏亮度均匀性为73.7%，校正后显示屏的亮度均匀性提高至98.7%。显示屏亮度均匀性已经达到人眼可接受的范围内，校正效果较好，灯点定位排序精度较高。  
        关键词：LED显示屏;灯点定位排序;死灯位置自动补点;亮度均匀性校正   
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        发布时间：2021-04-02

        图像处理

      • 陈诗媛,廖一鹏,张进,王卫星
        2021, 36(4): 584-595. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0234
        摘要：为精确提取浮选泡沫表面的崩塌、新合成气泡，减少噪声和光照影响，提出一种结合非下采样Shearlet变换（NSST）域显著性检测及图割的泡沫红外图像分割方法。对泡沫红外图像进行NSST多尺度分解，采用GBVS算法对低频子带图像进行显著性检测，通过马尔科夫链特征差异计算显著性值，对各个高频方向子带进行噪声系数去除和边缘、弱边缘系数非线性增强。对处理后的多尺度高频子带、低频子带图像进行NSST重构，通过低频子带图像的显著性检测结果构建显著性约束项，采用高斯拟合函数构建气泡亮度约束项，然后构造图割能量函数，最后利用最大流/最小割算法对目标区域进行分割。实验结果表明：该方法受光照影响小，一定程度上解决了过分割和欠分割问题。正常浮选检测准确率为91.8%，欠浮选为87.1%，过浮选为88.9%，分割精度较现有方法有明显提高，能有效提取出崩塌或新合成的气泡，表现出良好的抗噪性，且在不同工况下均表现出良好的鲁棒性。  
        关键词：图像处理;泡沫红外图像分割;非下采样Shearlet变换;图割;显著性检测   
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        发布时间：2021-04-02
      • 李鹏飞,何小海,卿粼波,石伟,吴小强
        2021, 36(4): 596-604. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0208
        摘要：夜间有雾环境中拍摄的图片具有光照不均、对比度低且模糊的现象。本文通过分析夜间有雾图像的成像特点，提出一种有效的夜间图像去雾方法。首先，在估计大气光时使用加权差分图像作为参考进行引导滤波来估计含轮廓信息的大气光；使用拉普拉斯锐化灰度图像作为参考引导滤波来估计补充细节的大气光，然后将算出的两种大气光融合得到最终的大气光。最后，基于广泛使用的雾霾场景成像模型，本文算法结合暗通道和亮通道构建了双通道联合优化的透射率函数，在计算透射率的过程中加入了自适应权重系数、限制对比度自适应直方图均衡化和引导滤波来提高透射率函数的精度。实验结果表明，在测试图片上计算的信息熵平均值为7.587 2，对比度均值为23.809 7，和对比算法相比均有一定提升。所提算法去雾结果视觉效果良好，在去雾的同时可以有效减少细节的损失。  
        关键词：加权差分;拉普拉斯锐化;暗通道;亮通道;自适应权重系数   
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      • 陈清江,吴田田
        2021, 36(4): 605-614. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0173
        摘要：本文通过改进的残差网络，学习有雨图像和无雨图像之间的映射关系来实现图像去雨，提出了一种基于联结残差网络的单幅图像去雨算法。首先，利用改进的残差块简化网络模块，减少网络参数，提升网络训练速度；其次，设计的联结结构不仅实现了多特征提取，有效减少了参数，而且增加了特征图的输出，有利于保留更多的图像细节信息；最后，利用单尺度卷积实现图像细节重建，提高去雨图像的视觉效果。实验结果表明：本文算法在合成雨天图像数据集上，其结构相似度和峰值信噪比的平均值分别高于0.95和33 dB，而真实雨天图像数据集的盲图像质量评价值较低。本文算法不仅能有效去除图像中的雨，雨纹残留较少，而且能更多地保留图像的纹理和边缘细节，视觉效果清晰自然。  
        关键词：单幅图像去雨;卷积神经网络;残差学习;联结结构;多特征提取;盲图像质量评价   
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        发布时间：2021-04-02
      • 刘杨帆,曹立华,李宁,张云峰
        2021, 36(4): 615-623. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0227
        摘要：在空间红外弱目标检测问题中，相关模板法和帧间差分法等传统算法判别率较低，且对数据质量要求较高。针对这一问题，本文提出了一种基于改进YOLOV4的空间红外弱目标检测方法，该算法首先针对空间不同红外目标建立了相应的数据集；以YOLOv4为基础建立了空间目标检测任务专用的神经网络框架，利用k-means聚类算法重新构造先验框；针对红外弱目标的特性设计了多尺度融合算法来提高弱目标的检测精度；最后应用COCO数据集和实验室采集到的红外图像数据集对本算法进行了训练和测试。试验结果表明，本文改进算法较YOLOv4算法在检测的准确性上有明显提升，其平均准确率（AP）可达93.25%以上，检测速度达到了38.99 ms/frame，验证了算法对于空间红外弱目标检测的有效性，很好地满足了空间红外弱目标检测任务的需求。  
        关键词：目标识别;红外弱目标;深度学习;YOLOv4模型   
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        发布时间：2021-04-02
      • 刘飞,高红艳,卫泽刚,刘亚军,钱郁
        2021, 36(4): 624-631. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0226
        摘要：采用Res-Net学习合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）图像多层次深度特征，并基于结构相似性准则选取其中的有效成分。通过联合稀疏表示对选取的多层次深度特征进行表征和分析，判定输入样本的目标类别。利用MSTAR数据集进行测试，该方法对10类目标的识别率达到99.02%，对于俯仰角差异以及噪声干扰的稳健性更优。该方法能够有效结合Res-Net和联合稀疏表示在特征提取和分类决策方面的优势，提升识别方法的整体性能。  
        关键词：合成孔径雷达;目标识别;Res-Net;结构相似性;联合稀疏表示   
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