论述了IGZO TFT技术的背景、技术优势和应用。详细介绍了IGZO TFT的结构, 性能和生产工艺, 并对IGZO TFT生产线存在的问题和发展趋势做出了展望。

针对应用于地震波检测的高分辨率光纤油气层探测系统, 依据其信号频率缓慢变化的特点(频率范围为1～200 Hz), 基于区域生长算法思想设计并实现了一种适用于FPGA的高吞吐率相位计算的硬件架构, 包含包裹相位计算和相位解包两个子模块。该相位计算模块采用浮点运算单元和流水线运行, 重点实现了基于FIFO的数据流同步。选取Altera公司的EP3SE110F1152I3FPGA芯片, 工作频率为200 MHz, 潜伏期为2233个时钟周期。实现了单个时钟周期处理一个相位信息的吞吐能力, 每秒处理相位数据量可达2×108。实验证明, 该设计工作性能良好, 为高分辨率光纤油气层探测系统及其它实时性要求较高的干涉系统提供了一种新的具有高吞吐速率的相位计算解决方案。

研究了采用双面体全息光栅作为波导入耦合器提高全息波导系统耦合亮度的可能性。通过优化双面体全息光栅的结构参数, 提高了系统对红、绿、蓝光的相对入耦合亮度。仿真结果表明, 当双面体光栅的厚度均为10 μm, 倾斜角偏差为±0.4°时, 系统的红、绿、蓝光的相对入耦合亮度对比只用单片光栅时分别提高了61%、60%、58%。

介绍了EBCMOS探测器的工作原理、器件结构与发展历史。详细阐述了EBS增益机理, 实现了600倍的EBS增益, 并将EBCMOS与几种常见探测器特性进行了深入的对比研究。EBCMOS探测器将真空器件与半导体器件有机结合, 融合了真空光电探测器增益高、响应速度快、光谱灵活和半导体器件空间分辨率高、数字化输出、功耗低和成本低等优点。目前已在生物检测、微光夜视、激光雷达等诸多领域取得了广泛的应用。

针对自由移动双目视觉的三维重建问题, 提出了一种稠密匹配和稀疏特征匹配相结合的三维重建和点云拼接技术。首先, 在对极几何约束的条件下, 采用绝对值差和作为匹配度量函数对双目视觉左右图像上的图像点进行逐一匹配, 并结合双目视觉内外参数获得各个位置处的稠密三维点云坐标。其次, 对相邻两次移动位置处采集的双目视觉图像进行SURF (Speed-up robust features)特征提取和匹配, 分别计算匹配SURF特征点在不同位置下的三维坐标, 进而求解两个采集位置之间的旋转矩阵和平移矢量, 以实现相邻两位置三维点云的坐标统一。最后, 在室内采用双目视觉实现了两个视点数据的三维重建和拼接。实验结果表明, 文中算法具有计算简单、点云拼接精度较高的优点, 可以应用于大场景三维数据的重建工作。

采用S3C2440嵌入式微处理器, 设计了一种由光电探测模块、信号调理模块、高速AD转换模块和时频谱分析波形显示模块组成的具有LED光源频闪检测功能的手持LED光源频闪检测仪。采用LabView开发了基于WINCE操作系统的时频谱分析模块, 实现了波形数据分析与保存等功能, 同时建立了系统的频闪参数模型, 通过对频闪百分比和频闪指数等参数的计算来表征光源频闪波形的特征, 并分析引起光源频闪的因素。实验结果表明, 所设计的手持LED光源频闪检测仪检测范围可达到50 Hz～20 MHz, 检测精度为一级(±3%)。完全满足检测LED光源频闪的需要。

开发了一款对角线尺寸为1.5 cm, 分辨率为800×600的单色硅基OLED微显示器件。器件驱动芯片集成电源管理、温度检测、DA转换等功能模块。器件亮度大于10 000 cd/m2, 对比度大于10 000∶1, 器件亮度均一性大于90%, 在10 000 cd/m2起始亮度下, 器件的T50寿命大于500 h。器件性能满足头盔显示等需求。

针对内嵌式触控显示屏中横条纹缺陷进行了原因分析, 提出了相应的解决方案, 如调节扫描电压、改变驱动模式、增强驱动能力等。实验结果表明, 水平同步扫描模式下, 内嵌式触控屏报点率达到120 Hz, 横条纹缺陷问题得到了改善, 对提高显示质量有重要意义。

讨论了从RGB到RGBW的演算法、颜色转化、及驱动电路设计过程中遇到的障碍和最终解决方案。成功研制点亮了一款基于低温多晶硅(LTPS, Low Temperature Poly-silicon)TFT-LCD 技术的12.7cm RGBW显示屏。

分别利用分光光度计和紫外成像系统对紫外滤光片的性能进行测试, 通过这两项测试数据来评价滤光片的整体性能。所研制的滤光片透过率峰值可在250~280 nm范围间进行调节, 峰值透过率可达到25%以上, 带宽20 nm左右。紫外成像系统正对太阳的噪点小于20个/秒, 能有效地吸收干扰光。另外测试表明研制的滤光片具有可靠性高、环境适应性强的特点, 具有良好的应用性能。

设计了一款分辨率为1400×1050的OLED微显示器驱动芯片。利用10位的DAC将数字视频信号转成模拟信号, 内置10位计数器和数字比较器完成视频信号的传输, 内置温度检测、负压电源CUK电路、正压电源LDO以及I2C接口等模块电路, 可满足硅基OLED微显示器高集成度的需要。像素电路采用了改进的电压型驱动方式, 能够在较宽的OLED公共阴极电压范围内维持很大的电流比率。采用0.18 μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和仿真验证, 仿真结果表明, 芯片在120M时钟频率下能够实现256级灰度, 输出OLED像素电流范围为11 pA～215 nA, 可以满足高分辨率OLED阵列高亮度和高对比度的要求。

研究了激光掺杂制作选择性发射极电池的三氯氧磷(POCl3)扩散工艺。 优化扩散时间、气体流量和温度控制参数, 结合三氯氧磷扩散后磷硅玻璃(PSG)层中磷浓度、扩散层深度、表面掺杂浓度、扩散后方阻及激光后方块电阻的测试, 得到了合适的三氯氧磷扩散工艺。与未采用优化工艺的电池相比, 光电转换效率提升约0.3%。

在完美光子晶体晶格中嵌套半径较小的光子晶体晶格, 在中心处构造点缺陷, 构成二维嵌套光子晶体点缺陷耦合腔。通过优化调节点缺陷水平和垂直方向四个介质柱的位置增加带宽。利用平面波展开法进行仿真, 结果表明: 可以在保证10－3c的慢光前提下, 相对带宽达到0.000 51, NDBP(归一化延迟带宽积)均能保持在0.34以上; 当垂直方向介质柱位移距离为0.4 a时, NDBP值达到了0.404。与未嵌套二维光子晶体点缺陷耦合腔相比, 速度相近时, 带宽增加了0.000 17。

利用温度应力加速寿命方法, 测试点胶工艺白光数码管在80℃和100℃下的老化特性。实验数据表明, 数码管工作一段时间后, 光通量会有约1%的增量, 究其原因可能为蓝光芯片和荧光粉性能在光电转换激励下, 性能有提升所致。在80℃老化实验环境下, 数码管红色比重增长了5.8%, 蓝光光子所占比例下降了26.1%, 说明白光数码管主峰随着老化时间的变化在向长波方向缓慢移动。最后利用Arrhenius关系预算出实验样品在常温工作下的平均寿命为18000小时。