显示面板以及包括其的显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置。更详细而言，本发明涉及适用于各种电子设备的显示装置以及这种显示装置所包括的显示面板。

背景技术

随着信息化社会的发展，对于用于显示图像的显示装置的要求正在增加。例如，显示装置可以适用于如智能电话、数码相机、笔记本计算机、导航仪、智能电视机等这样的各种电子设备中。

近几年，人工智能正在适用于各种领域。这种人工智能可以通过软件来实现或者通过硬件来实现。为了通过硬件实现人工智能，正在研究模仿了人类的神经系统的神经形态(neuromorphic)系统。

为了进行显示装置的图像处理、劣化预测等，可以利用人工智能。另一方面，在显示装置中，神经形态系统可以通过神经网络处理单元(neural processing unit，NPU)实现。但是，随着显示装置包括神经网络处理单元，显示装置的功耗以及费用可能会增加。

发明内容

本发明的一目的在于以低功耗和低费用在显示装置中实现神经形态(neuromorphic)系统。

但是，本发明的目的并不限于此，在不超出本发明的思想和领域的范围可以进行各种扩展。

为了达成前述的本发明的一目的，实施例涉及的显示面板可以包括：像素阵列，包括与扫描线及数据线连接的多个像素；光学突触模块，包括多个光学突触元件；以及神经元模块，包括与所述光学突触元件电连接的多个神经元元件。

在一实施例中，可以是，所述光学突触模块配置在所述像素阵列与所述神经元模块之间。

在一实施例中，可以是，各个所述光学突触元件的光传导率是固定的。

在一实施例中，可以是，向所述光学突触模块输入所述数据线所传送的数据电压。

在一实施例中，可以是，所述光学突触模块与所述像素阵列重叠。

在一实施例中，可以是，所述光学突触模块配置在所述像素阵列的下方。

在一实施例中，可以是，所述光学突触元件包括：多个第一光学突触元件；以及多个第二光学突触元件，将所述第一光学突触元件的输出信号作为输入信号来接收。

在一实施例中，可以是，各个所述第一光学突触元件的光传导率根据所述像素阵列所显示的图像而变更。

在一实施例中，可以是，各个所述第二光学突触元件的光传导率是固定的。

在一实施例中，可以是，所述第二光学突触元件的个数比所述第一光学突触元件的个数多。

在一实施例中，可以是，所述第一光学突触元件感测所述像素阵列所显示的图像，所述第二光学突触元件基于所述输入信号来执行神经网络运算。

在一实施例中，可以是，所述像素阵列包括：第一像素阵列，显示图像；以及第二像素阵列，不显示所述图像，所述光学突触模块与所述第二像素阵列重叠。

在一实施例中，可以是，所述光学突触模块配置在所述第二像素阵列的下方。

在一实施例中，可以是，各个所述光学突触元件的光传导率根据从所述第二像素阵列射出的光而变更。

在一实施例中，可以是，各个所述光学突触元件包括：强电介质层；以及半导体层，配置在所述强电介质层上。

在一实施例中，可以是，所述强电介质层包括铪-锆氧化物(HfZrO)，所述半导体层包括铟-镓-锌氧化物(IGZO)。

在一实施例中，各个所述神经元元件包括运算放大器。

为了达成前述的本发明的一目的，实施例涉及的显示装置可以包括：显示面板，包括具备与扫描线及数据线连接的多个像素的像素阵列、具备多个光学突触元件的光学突触模块以及具备与所述光学突触元件电连接的多个神经元元件的神经元模块；以及存储器，与所述神经元模块电连接。

在一实施例中，可以是，所述存储器接收所述神经元模块的输出信号，所述光学突触模块接收所述存储器的输出信号。

在一实施例中，可以是，所述显示装置还包括：驱动部，向所述扫描线提供扫描信号且向所述数据线提供数据电压，所述存储器包括于所述驱动部中。

(发明效果)

在本发明的实施例涉及的显示装置中，显示面板包括光学突触模块以及神经元模块，从而可以在显示装置中以低功耗和低费用实现神经形态系统。

但是，本发明的效果并不限于前述的效果，在不超出本发明的思想和领域的范围可以进行各种扩展。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例涉及的显示装置的框图。

图2是表示图1的显示装置的立体图。

图3是表示本发明的一实施例涉及的显示面板的平面图。

图4是表示本发明的一实施例涉及的神经形态系统的框图。

图5是表示本发明的一实施例涉及的光学突触元件的剖视图。

图6是表示本发明的一实施例涉及的显示面板的平面图。

图7是表示图6的A区域和神经元模块的一部分的平面图。

图8是表示图6的显示面板的剖视图。

图9是表示本发明的一实施例涉及的显示面板的平面图。

图10是表示图9的显示面板的剖视图。

符号说明：

30：存储器；110、210、310：显示面板；120：柔性电路膜；130：印刷电路基板；FL：强电介质层；NB：神经元模块；NE：神经元元件；PA：像素阵列；PA1：第一像素阵列；PA2：第二像素阵列；PX：像素；SB：光学突触模块；SE：光学突触元件；SE1：第一光学突触元件；SE2：第二光学突触元件；SM：半导体层。

具体实施方式

以下，参照附图，更详细说明本发明的实施例涉及的显示面板以及显示装置。对于附图上的同一构成要素，使用相同或类似的符号。

图1是表示本发明的一实施例涉及的显示装置1的框图。

参照图1，显示装置1可以包括显示部10、驱动控制部20、处理器40以及神经形态系统50。

处理器40可以控制驱动控制部20的操作。处理器40可以向驱动控制部20提供图像数据。处理器40可以包括中央处理单元(central processing unit)。在一实施例中，处理器40可以是移动用应用处理器(application processor，AP)。

驱动控制部20可以将所述图像数据变更为数据电压并将所述数据电压提供给显示部10。驱动控制部20可以包括时序控制部21以及驱动部22。

时序控制部21可以基于所述图像数据感测数据信号、数据控制信号以及扫描控制信号。

驱动部22可以基于所述数据信号和所述数据控制信号感测数据电压。此外，驱动部22可以基于所述扫描控制信号生成扫描信号。在一实施例中，驱动部22可以包括生成所述数据电压的数据驱动部以及生成所述扫描信号的扫描驱动部。

显示部10可以从驱动部22接收所述数据电压和所述扫描信号。显示部10可以包括显示图像的多个像素。所述像素可以基于所述数据电压和所述扫描信号射出光。

驱动部22可以包括存储器30。存储器30可以存储驱动部22和神经形态系统50的操作所需的数据。存储器30可以包括易失性存储器或者非易失性存储器。所述易失性存储器可以包括DRAM(dynamic random access memory)、SRAM(static random access memory)、移动DRAM等。所述非易失性存储器可以包括EPROM(erasable programmable read-onlymemory)、EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)、闪存(flash memory)、PRAM(phase change random access memory)、RRAM(resistance randomaccess memory)、NFGM(nano floating gate memory)、PoRAM(polymer random accessmemory)、MRAM(magnetic random access memory)、FRAM(ferroelectric random accessmemory)等。

神经形态系统50可以执行利用了人工智能的神经网络运算。例如，神经形态系统50可以执行利用了人工智能的图像处理、利用了人工智能的劣化预测等。神经形态系统50可以包括后述的光学突触模块(图3的SB)以及神经元模块(图3的NB)。神经形态系统50可以向存储器30提供信号，并从存储器30接收信号。

图2是表示图1的显示装置1的立体图。

参照图2，显示装置1可以包括定义显示部10的显示面板110、柔性电路膜120以及印刷电路基板130。

显示面板110可以包括第一基板111以及第二基板112。第一基板111可以是包括塑料基板或者玻璃基板的薄膜晶体管基板。第一基板111可以包括薄膜晶体管以及与所述薄膜晶体管连接的发光元件。

在一实施例中，可以在第一基板111中以集成电路的形态安装驱动控制部20的驱动部22。

第二基板112可以是包括塑料膜、玻璃膜或保护膜的封装基板或者窗基板。第二基板112可以保护第一基板111所包括的所述薄膜晶体管以及所述发光元件免受外部的水分、氧等的影响。

柔性电路膜120可以与显示面板110的第一基板111及印刷电路基板130连接。柔性电路膜120可以被弯曲。柔性电路膜120可以通过覆晶薄膜(chip on film，COF)方式、塑料上芯片(chip on plastic，COP)方式等来实现。柔性电路膜120可以包括含聚酰亚胺等的基底膜以及配置在所述基底膜上的多个引线。

在一实施例中，驱动控制部20可以在柔性电路膜120中被安装成集成电路IC1的形态。

印刷电路基板130可以与柔性电路膜120连接。例如，印刷电路基板130可以是柔性印刷电路基板(flexible printed circuit board，FPCB)。

在一实施例中，驱动控制部20和处理器40可以在印刷电路基板130中被安装成集成电路IC2的形态。

图3是表示本发明的一实施例涉及的显示面板110的平面图。图4是表示本发明的一实施例涉及的神经形态系统50的框图。

参照图3和图4，显示面板110可以包括像素阵列PA、光学突触模块SB以及神经元模块NB。光学突触模块SB和神经元模块NB可以形成神经形态系统50。

像素阵列PA可以包括多个像素PX。像素PX可以与扫描线SL及数据线DL连接。多个扫描线SL可以在第一方向X上延伸，并且被排列在与第一方向X交叉的第二方向Y上。多个数据线DL可以在第二方向Y上延伸，并且被排列在第一方向X上。扫描线SL可以从驱动部22的所述扫描驱动部接收所述扫描信号，数据线DL可以从驱动部22的所述数据驱动部接收所述数据电压。像素PX可以基于从扫描线SL传送的所述扫描信号和从数据线DL传送的所述数据电压来射出光。像素阵列PA可以基于从像素PX射出的光来显示图像。

光学突触模块SB可以不与像素阵列PA重叠。光学突触模块SB可以从像素阵列PA开始配置在第二方向Y上。光学突触模块SB在平面上可以配置在像素阵列PA与神经元模块NB之间。

光学突触模块SB可以包括多个光学突触元件SE。各个光学突触元件SE可以与输入线IL及输出线OL连接。各个光学突触元件SE可以基于电信号被接通或断开。各个光学突触元件SE可以基于从输入线IL传送的输入信号来执行神经网络运算，并将运算结果提供给输出线OL。在一实施例中，各个光学突触元件SE可以在所述输入信号上相乘权重值(weight)来生成输出信号。

各个光学突触元件SE的光传导率(photo conductivity)可以是固定的。光学突触元件SE的所述光传导率可以相应于用于进行神经网络运算的所述权重值。光学突触元件SE的所述光传导率可以在制造显示面板110时被固定。光学突触元件SE的所述光传导率可以相应于制造显示面板110之前通过利用了人工智能的学习获得的权重值。

在一实施例中，可以向光学突触元件SE照射紫外线光来设定光学突触元件SE的所述光传导率。例如，光学突触元件SE的所述光传导率可以基于紫外线光的照射次数来设定。

神经元模块NB可以从光学突触模块SB开始配置在第二方向Y上。神经元模块NB可以包括多个神经元元件NE。神经元元件NE可以与光学突触元件SE电连接。各个神经元元件NE可以与输出线OL连接。各个神经元元件NE可以累积通过输出线OL传送的所述运算结果，并将累积的运算结果提供给存储器30。

在一实施例中，各个神经元元件NE可以包括运算放大器(operationalamplifier，op-amp)。

存储器30可以与神经元模块NB电连接。存储器30可以接收神经元模块NB的输出信号，并将基于神经元模块NB的所述输出信号生成的信号提供给光学突触模块SB。换言之，光学突触模块SB可以接收存储器30的输出信号。

在一实施例中，光学突触模块SB可以包括多个光学突触层SL1、SL2、…、SLn-1、SLn，神经元模块NB可以包括多个神经元层NL1、NL2、…、NLn-1、NLn。在此，n可以是大于1的自然数。各个光学突触层SL1、SL2、…、SLn-1、SLn可以包括多个光学突触元件SE，各个神经元层NL1、NL2、…、NLn-1、NLn可以包括多个神经元元件NE。

第k(k是1以上的自然数)神经元层NLk的输出信号可以通过存储器30被传送至第k+1光学突触层SLk+1。例如，第一神经元层NL1的输出信号可以通过存储器30被传送至第二光学突触层SL2，第n-1神经元层NLn-1的输出信号可以通过存储器30被传送至第n光学突触层SLn。

在一实施例中，神经形态系统50可以利用向像素阵列PA提供的所述数据电压，执行图像处理作业。所述图像处理作业可以包括对象感知(object detection)、分段(segmentation)、移动预测以及移动补偿(motion estimation and motioncompensation，MEMC)去模糊(deblur)等。

在一实施例中，可以向光学突触模块SB输入数据线DL所传送的所述数据电压。例如，可以以n个扫描线SL为单位对所述数据电压进行采样，将采样的所述数据电压提供给光学突触模块SB。

在参照图3说明的本发明的一实施例中，显示面板110包括光学突触模块SB以及神经元模块NB，从而可以以低功耗和低费用在显示装置1中实现神经形态系统50。此外，通过利用神经形态系统50执行图像处理，从而可以改善显示装置1的图像品质。

图5是表示本发明的一实施例涉及的光学突触元件SE的剖视图。

参照图5，光学突触元件SE可以包括强电介质层FL、半导体层SM、输入电极IE、输出电极OE以及栅电极GE。在一实施例中，强电介质层FL可以包括铪-锆氧化物(HfZrO)。

半导体层SM可以配置在强电介质层FL上。半导体层SM可以包括氧化物半导体。在一实施例中，半导体层SM可以包括铟-镓-锌氧化物(IGZO)。

强电介质层FL和半导体层SM可以通过原子层沉积法形成。在从外部向半导体层SM施加基于如紫外线光、可见光等这样的光的光学刺激的情况下(参照图5的空心箭头)，强电介质层FL可以在即使不存在来自外部的电刺激的情况下也可以维持极化特性。由此，光学突触元件SE可以控制电流，可以存储光传导率。另一方面，与如通过电刺激被驱动的忆阻器(memristor)等这样的电子型突触元件相比，通过光学刺激被驱动的光学突触元件SE其驱动速度可以快且其功耗低。

输入电极IE和输出电极OE可以配置在半导体层SM上。在一实施例中，输入电极IE和输出电极OE可以包括铝(Al)。输入电极IE可以接收从输入线IL传送的所述输入信号，输出电极OE可以向输出线OL传送所述输出信号。

栅电极GE可以配置在强电介质层FL的下方。在一实施例中，栅电极GE可以包括钛氮化物(TiN

图6是表示本发明的一实施例涉及的显示面板210的平面图。图7是表示图6的A区域和神经元模块NB的一部分的平面图。图8是表示图6的显示面板210的剖视图。

参照图6、图7和图8，显示面板210可以包括像素阵列PA、光学突触模块SB以及神经元模块NB。光学突触模块SB和神经元模块NB可以形成神经形态系统50。在参照图6至图8说明的显示面板210中，对于与参照图3说明的显示面板110实质上相同或类似的构成省略说明。

像素阵列PA可以包括多个像素PX。像素PX可以与扫描线SL及数据线DL连接。像素PX可以基于从扫描线SL传送的所述扫描信号以及从数据线DL传送的所述数据电压来射出光。像素阵列PA可以基于从像素PX射出的光来显示图像。

光学突触模块SB可以与像素阵列PA重叠。在一实施例中，光学突触模块SB可以配置在像素阵列PA的下方。光学突触模块SB可以从像素阵列PA开始配置在与第一方向X及第二方向Y交叉的第三方向Z上。

光学突触模块SB可以包括多个光学突触元件SE。光学突触元件SE可以包括多个第一光学突触元件SE1以及多个第二光学突触元件SE2。第二光学突触元件SE2可以将第一光学突触元件SE1的输出信号作为输入信号来接收。

第二光学突触元件SE2的个数可以比第一光学突触元件SE1的个数多。可以在像素阵列PA的每单位面积内配置一个第一光学突触元件SE1。在一实施例中，如图7所示，可以在包括2×2个像素PX的像素阵列PA的每单位面积内配置一个第一光学突触元件SE1，并且配置多个(例如，在图7中是3个)第二光学突触元件SE2。但是，本发明并不限于此，在其他实施例中，也可以在包括3×3个像素PX的像素阵列PA的每单位面积内或者包括4×4个像素PX的像素阵列PA的每单位面积内配置一个第一光学突触元件SE1。

各个第一光学突触元件SE1可以与输入线IL连接。各个第一光学突触元件SE1可以基于光学信号而被接通或断开。各个第一光学突触元件SE1可以将输出信号提供给输入线IL。

各个第一光学突触元件SE1的光传导率可以是可变的。第一光学突触元件SE1的所述光传导率可以根据像素阵列PA所显示的图像而变更。像素阵列PA可以在第三方向Z上射出光(参照图8的空心箭头)，第一光学突触元件SE1的所述光传导率可以根据从像素阵列PA射出的光而变更。

在一实施例中，第一光学突触元件SE1的所述光传导率可以根据可见光而变更。例如，第一光学突触元件SE1的所述光传导率可以基于可见光的照射次数来设定。

第一光学突触元件SE1可以感测像素阵列PA所显示的图像。由于第一光学突触元件SE1的所述光传导率根据像素阵列PA所显示的图像而变更，因此第一光学突触元件SE1可以在像素阵列PA的单位面积中生成包括与光的产生相关的信息的输出信号。

各个第二光学突触元件SE2可以与输入线IL及输出线OL连接。各个第二光学突触元件SE2可以基于电信号而被接通或断开。各个第二光学突触元件SE2可以基于从输入线IL传送的输入信号来执行神经网络运算，并将运算结果提供给输出线OL。在一实施例中，各个第二光学突触元件SE2可以在所述输入信号上相乘权重值来生成输出信号。

各个第二光学突触元件SE2的光传导率可以是固定的。第二光学突触元件SE2的所述光传导率可以在制造显示面板210时被固定。第二光学突触元件SE2的所述光传导率可以相应于在制造显示面板210之前通过利用了人工智能的学习获得的权重值。

在一实施例中，可以向第二光学突触元件SE2照射紫外线光来设定第二光学突触元件SE2的所述光传导率。例如，第二光学突触元件SE2的所述光传导率可以基于紫外线光的照射次数来设定。

第二光学突触元件SE2可以基于与第一光学突触元件SE1的所述输出信号相应的所述输入信号来执行神经网络运算。由于第二光学突触元件SE2的所述光传导率被固定，因此第二光学突触元件SE2可以基于与固定的光传导率相应的权重值来执行神经网络运算。

神经元模块NB可以从光学突触模块SB开始配置在第二方向Y上。神经元模块NB可以包括多个神经元元件NE。神经元元件NE可以与第二光学突触元件SE2电连接。各个神经元元件NE可以与输出线OL连接。各个神经元元件NE可以累积通过输出线OL传送的所述运算结果，并将累积的运算结果提供给存储器30。

存储器30可以与神经元模块NB电连接。存储器30可以接收神经元模块NB的输出信号，并将基于神经元模块NB的所述输出信号生成的信号提供给光学突触模块SB。换言之，光学突触模块SB可以接收存储器30的输出信号。

在一实施例中，神经形态系统50可以利用像素阵列PA所显示的图像来执行劣化预测作业。可以利用像素阵列PA所显示的图像来计算出压力(stress)，基于所述压力来预测像素PX的劣化。

在参照图6至图8说明的本发明的一实施例中，显示面板210包括光学突触模块SB以及神经元模块NB，从而可以在显示装置1中以低功耗和低费用实现神经形态系统50。此外，可以利用神经形态系统50来执行劣化预测，从而可以补偿像素PX的劣化来改善显示装置1的图像品质。

图9是表示本发明的一实施例涉及的显示面板310的平面图。图10是表示图9的显示面板310的剖视图。

参照图9和图10，显示面板310可以包括第一像素阵列PA1、第二像素阵列PA2、光学突触模块SB以及神经元模块NB。光学突触模块SB和神经元模块NB可以形成神经形态系统50。在参照图9和图10说明的显示面板310中，对于与参照图3说明的显示面板110实质上相同或类似的构成省略说明。

第一像素阵列PA1可以包括多个第一像素PX。第一像素PX可以与扫描线SL及数据线DL连接。第一像素PX可以基于从扫描线SL传送的所述扫描信号和从数据线DL传送的所述数据电压来射出光。第一像素阵列PA1可以基于从第一像素PX射出的光来显示图像。

第二像素阵列PA2可以从第一像素阵列PA1开始配置在第二方向Y上。第二像素阵列PA2可以包括多个第二像素PX2。第二像素PX2可以与扫描线SL及数据线DL连接。第二像素PX2可以基于从扫描线SL传送的所述扫描信号和从数据线DL传送的所述数据电压来射出光。从第二像素PX2射出的光可以被提供到光学突触模块SB(参照图10的空心箭头)。第二像素阵列PA2可以不显示图像。

光学突触模块SB可以与第二像素阵列PA2重叠。在一实施例中，光学突触模块SB可以配置在第二像素阵列PA2的下方。光学突触模块SB可以从第二像素阵列PA2开始配置在第三方向Z上。

参照图4、图9和图10，光学突触模块SB可以包括多个光学突触元件SE。各个光学突触元件SE可以与输入线IL及输出线OL连接。各个光学突触元件SE可以基于光学信号或电信号被接通或断开。各个光学突触元件SE可以基于从输入线IL传送的输入信号来执行神经网络运算，并将运算结果提供给输出线OL。在一实施例中，各个光学突触元件SE可以在所述输入信号上相乘权重值来生成输出信号。

各个光学突触元件SE的光传导率可以是可变的。光学突触元件SE的所述光传导率可以根据从第二像素阵列PA2射出的光而变更。第二像素阵列PA2可以在第三方向Z上射出光(参照图10的空心箭头)，光学突触元件SE的所述光传导率可以根据从第二像素阵列PA2射出的光而变更。

在一实施例中，光学突触元件SE的所述光传导率可以根据可见光而变更。例如，光学突触元件SE的所述光传导率可以基于可见光的照射次数来设定。

光学突触元件SE可以感测从第二像素阵列PA2射出的光。由于光学突触元件SE的所述光传导率根据从第二像素阵列PA2射出的光而变更，因此光学突触元件SE的权重值可以根据从第二像素阵列PA2射出的光而变更。

神经元模块NB可以从光学突触模块SB开始配置在第二方向Y上。神经元模块NB可以包括多个神经元元件NE。神经元元件NE可以与光学突触元件SE电连接。各个神经元元件NE可以与输出线OL连接。各个神经元元件NE可以累积通过输出线OL传送的所述运算结果，并将累积的运算结果提供给存储器30。

存储器30可以与神经元模块NB电连接。存储器30可以接收神经元模块NB的输出信号，并将基于神经元模块NB的所述输出信号生成的信号提供给光学突触模块SB。换言之，光学突触模块SB可以接收存储器30的输出信号。

神经形态系统50可以利用从第二像素阵列PA2射出的光来变更或更新(update)神经网络的权重值。在显示装置1的驱动中，一帧区间可以包括不向第一像素阵列PA1施加数据电压的门廊区间。随着在所述门廊区间向第二像素阵列PA2施加数据电压，第二像素阵列PA2可以在所述门廊区间射出光，可以变更光学突触元件SE的光传导率。

在参照图9和图10说明的本发明的一实施例中，显示面板310包括光学突触模块SB以及神经元模块NB，从而可以在显示装置1中以低功耗和低费用实现神经形态系统50。此外，通过在制造显示面板310之后变更或更新神经网络的权重值，从而可以改善显示装置1的性能。

本发明的例示性的实施例涉及的显示面板和显示装置可以适用于计算机、笔记本、移动电话、智能电话、智能平板、PMP、PDA、MP3播放器等所包括的显示装置中。

以上，参照附图说明了本发明的例示性的实施例涉及的显示面板和显示装置，但是所述的实施例是例示，本领域技术人员应当能够在不超出权利要求书所记载的本发明的技术思想的范围进行修正以及变更。