基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统。包括控制模块和发光模块，控制模块即为吸光人工突触器件，发光模块为单向导电器件。所述吸光人工突触器件为底栅顶接触结构，从下往上依次为底部金属电极层、绝缘层、半导体层、吸光层、顶部金属电极层。单个器件本身具备多电导可调，且受环境光影响电导值变化，应用于环境光变化驱动发光。本发明专利技术不仅可以通过人工突触的吸光层响应环境光强大小来调控显示电路的电流大小，而且显示发出的光也可以通过光吸收层反馈来自我调节显示电路的电流大小。调节显示电路的电流大小。调节显示电路的电流大小。

【技术实现步骤摘要】
基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统


[0001]本专利技术涉及器件
及显示驱动领域，具体涉及一种基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统。

技术介绍

[0002]视觉是人类认识世界的主要途径，显示是视觉与电子设备进行人机交互的一个重要方式。传统的显示装置，主要是由传感模块、处理模块和发光模块组成，而现有的显示处理模块驱动能力不足以实现超高密度发光像素，硬件设备复杂，难以集成。传统的显示策略采用的是存储与计算分离，这也是未来显示发展的主要障碍。发光模块与处理模块完全物理分离，导致集成度低、功能单一、制造工艺复杂、有效发射面积小。存储模块和处理模块的物理分离导致数据转换能耗大，延迟明显，不利于频繁的数据交互。
[0003]基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应的显示驱动策略是将神经形态器件应用于显示器，使用单个吸光人工突触来进行实现传感与处理模块，来降低数据处理的能耗和传输延迟。基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应的显示驱动策略是更符合未来显示策略的发展趋势，可以实现点对点的环境光自适应每个像素点的变化。传统显示策略，实现点对点的自适应需要再增加一个光敏器件，增加了功耗，而基于吸光人工突触器件环境光自适应神经形态显示策略只需要在普通的人工突触器件增加一层吸光层，大大降低了损耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，不仅可以通过人工突触的吸光层响应环境光强大小来调控显示电路的电流大小，而且显示发出的光也可以通过光吸收层反馈来自我调节显示电路的电流大小。本专利技术制备的神经形态设备即吸光人工突触器件可通过单个器件实现同时对环境光和发光模块的光强响应，将其应用于驱动电路显示，扩大了神经形态器件的应用领域，并改进了常规的显示驱动电路。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，包括控制模块和发光模块，控制模块即吸光人工突触器件；所述吸光人工突触器件为底栅顶接触结构，从下往上依次为底部金属电极层、具备电双层效应的绝缘层、半导体层、吸光层、顶部金属电极层；单个吸光人工突触器件本身具备多个不同电导态，能够通过栅极和光照切换，应用于环境光变化驱动发光模块发光。
[0006]在本专利技术一实施例中，输入电压将吸光人工突触器件开启，控制模块根据环境光变化生成变化的输出信号，控制发光模块的变化；所述控制模块分别连接发光模块以及电源输入电压信号，且能够同时用于感知环境光变化；所述发光模块，即发光器件，分别连接所述控制模块及公共接地电压GND，用于在所述控制模块下进行发光显示。
[0007]在本专利技术一实施例中，所述吸光人工突触器件能够在不同电脉冲和光脉冲共同作
用下具备多电导可调性，且其电导变化具备突触的短程和长程可塑性。
[0008]在本专利技术一实施例中，所述吸光人工突触器件能够在波长为390nm
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780nm的光照下改变沟道电流大小进而控制吸光人工突触器件的输出，吸光人工突触器件电极一端连接输入信号端Y，电极另一端连接发光器件控制发光器件的通断。
[0009]在本专利技术一实施例中，所述发光器件为单向导电器件，且驱动的电压相对较低。
[0010]在本专利技术一实施例中，所述吸光人工突触器件的栅电极连接输入控制信号；吸光人工突触器件的源电极连接发光器件阳极；吸光人工突触器件的漏电极连接电路正极，发光器件的阴极连接电路地。
[0011]在本专利技术一实施例中，该系统实现方式如下：步骤S1、灰度控制阶段：在无环境光影响下，通过输入电压施加电压信号Y改变吸光人工突触器件电导值；步骤S2、发光阶段：施加源漏电压，电信号从吸光人工突触器件输出到发光器件，控制发光器件打开发光；步骤S3、调控阶段：将系统放于环境光下，通过输入电压施加电压信号Y改变吸光人工突触器件电导值，并重复步骤S2。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述吸光人工突触器件基底为包括玻璃、石英、PET的绝缘衬底，所述底部金属电极层和顶部金属电极层为导电材料，所述绝缘层为离子可迁移的绝缘材料，所述半导体层为具备高迁移率的半导体材料，所述吸光层为可吸收波段为390nm
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780nm的吸光材料。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述底部金属电极层用作器件栅极，所使用导电材料包括高掺杂的硅、金、银；所述半导体层材料为包括ITO、IGZO的高迁移率半导体材料；所述绝缘层绝缘材料为包括氧化钽、氧化锆、氧化铪的金属氧化物绝缘材料；所述吸光层为吸收光谱在390nm
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780nm的吸光材料，包括氧化Mxene、量子点、PDVT
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10、ZnO。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述吸光人工突触器件的制备方法如下：（1）以长有高导电材料的衬底为基板；（2）在步骤（1）得到的基板上，通过薄膜制备工艺制备具备电双层效应的固态电介质层，所述薄膜制备工艺包括溅射、单原子沉积；（3）在步骤（2）得到的电双层效应的固态电介质层上，通过薄膜制备工艺制备高迁移率半导体层，所述薄膜制备工艺包括溅射、单原子沉积；（4）在步骤（3）得到的高迁移率半导体层上，通过薄膜制备工艺制备吸光层，所述薄膜制备工艺，包括旋涂、刮涂、喷墨打印。
[0015]（5）在步骤（4）得到的高迁移率半导体层上，通过薄膜制备工艺制备金属层，金属层组成源漏电极，源漏两电极间的半导体区域为沟道，所述薄膜制备工艺包括溅射、热蒸发。
[0016]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统相较于传统的显示系统，在实现点对点的像素点发光上，消耗的功率省略了额外的光敏电阻调控，直接采用单器件上的吸光层吸收外界环境光改变与电信号一同改变电信号输出。此外，发光模块本身的光进一步反馈在人工突触器件上调控，再次降低显示所需功耗。
附图说明
[0017]图1为本专利技术基于吸光人工突触器件环境光自适应显示驱动系统原理框图。
[0018]图2为本专利技术的应用的基于吸光人工突触器件环境光自适应显示驱动系统的结构示意图；图3为本专利技术的吸光人工突触器件的电压特性的示意图；图4为实施例1制备的吸光人工突触在不同控制电压下的电导变化；图5为实施例1制备的吸光人工突触应用于驱动电路显示亮度变化；图中：100
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底部金属电极层、110
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绝缘层、120
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半导体层、130
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可吸收波段为390nm
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780nm的吸光层、140
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顶部金属电极层、Y
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电源输入电压、GND
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公共接地电压。
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0020]如图1所示，本专利技术提供了一种基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，包括控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，包括控制模块和发光模块，控制模块即吸光人工突触器件；所述吸光人工突触器件为底栅顶接触结构，从下往上依次为底部金属电极层、具备电双层效应的绝缘层、半导体层、吸光层、顶部金属电极层；单个吸光人工突触器件本身具备多个不同电导态，能够通过栅极和光照切换，应用于环境光变化驱动发光模块发光。2.根据权利要求1所述的基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，输入电压将吸光人工突触器件开启，控制模块根据环境光变化生成变化的输出信号，控制发光模块的变化；所述控制模块分别连接发光模块以及电源输入电压信号，且能够同时用于感知环境光变化；所述发光模块，即发光器件，分别连接所述控制模块及公共接地电压GND，用于在所述控制模块下进行发光显示。3.根据权利要求2所述的基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，所述吸光人工突触器件能够在不同电脉冲和光脉冲共同作用下具备多电导可调性，且其电导变化具备突触的短程和长程可塑性。4.根据权利要求2所述的基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，所述吸光人工突触器件能够在波长为390nm
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780nm的光照下改变沟道电流大小进而控制吸光人工突触器件的输出，吸光人工突触器件电极一端连接输入信号端Y，电极另一端连接发光器件控制发光器件的通断。5.根据权利要求2所述的基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，所述发光器件为单向导电器件，且驱动的电压相对较低。6.根据权利要求2所述的基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，所述吸光人工突触器件的栅电极连接输入控制信号；吸光人工突触器件的源电极连接发光器件阳极；吸光人工突触器件的漏电极连接电路正极，发光器件的阴极连接电路地。7.根据权利要求2所述的基于吸光人工突触器件的新型环境光自适应显示驱动系统，其特征在于，该系统实现方式如下：步骤S1、灰度控制阶段：在无环境光影响下，通过输入电压施...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈惠鹏，任泽轩，张翔鸿，杨倩，陈聪，刘狄，陈耿旭，郭太良，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：