本發(fā)明涉及液晶顯示領域，特別是涉及一種應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器及其存取方法。

背景技術：

傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存儲器需要使用1t1c，也即一個晶體管和一個電容。當傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存儲器應用到液晶顯示器中時，由于液晶顯示器的分辨率越來越高，對于rc延遲和開口率的要求越來越高，而動態(tài)隨機存儲器中引入的額外的電容會造成rc延遲增大以及開口率下降，從而降低液晶顯示器的顯示效果。另外，采用傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存儲器，還需要額外的制程并占用較大的面積，從而增大了液晶顯示器的生產復雜度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器及其存取方法，不需要額外增加電容即可實現(xiàn)動態(tài)存取之功能，從而保證了液晶顯示器的顯示效果。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器的存取方法，該動態(tài)隨機存儲器為一具有遲滯效應的薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括一柵極、一源極和一漏極，該方法包括：固定薄膜晶體管的源極和漏極之間的電壓為第一電壓；向柵極施加待存電壓以使動態(tài)隨機存儲器處于對應的存儲狀態(tài)，其中，存儲狀態(tài)包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；向柵極施加第三電壓以讀取流經(jīng)漏極的漏極電流；根據(jù)漏極電流讀取動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)，其中，漏極電流包括第一電流和第二電流，第一電流小于第二電流。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是：提供一種應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器，該動態(tài)隨機存儲器為一具有遲滯效應的薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括一柵極、一源極和一漏極；其中，源極和漏極之間固定為第一電壓；其中，向柵極施加第二正電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)；向柵極施加第二負電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第二狀態(tài)；其中，當動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)時，向柵極施加第三電壓，讀取流經(jīng)漏極的漏極電流；其中，當漏極電流為第一電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器為第一狀態(tài)；當漏極電流為第二電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器為第二狀態(tài)；其中，第一電流小于第二電流。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器及其存取方法通過采用具有遲滯效應的薄膜晶體管，其中，向柵極施加第二正電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)；向柵極施加第二負電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第二狀態(tài)；當動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)時，向柵極施加第三電壓，讀取流經(jīng)漏極的漏極電流；其中，當漏極電流為第一電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器為第一狀態(tài)；當漏極電流為第二電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器為第二狀態(tài)。通過上述方式，本發(fā)明的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器不需要額外增加電容，從而保證了液晶顯示器的顯示效果；另外，本發(fā)明使用現(xiàn)有的薄膜晶體管來實現(xiàn)動態(tài)隨機存儲器，不需要額外的制程以及占用額外的面積，從而降低了液晶顯示器的生產復雜度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器的結構示意圖；

圖2是圖1所示動態(tài)隨機存儲器的遲滯效應的特征曲線圖；

圖3是本發(fā)明實施例的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器的一具體結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器的存取方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例的動態(tài)隨機存儲器的耐用性測試的存取時序圖；

圖6是本發(fā)明實施例的動態(tài)隨機存儲器的耐用性的示意圖。

具體實施方式

在說明書及權利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件，所屬領域中的技術人員應可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的基準。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

圖1是本發(fā)明實施例的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器的結構示意圖。如圖1所示，動態(tài)隨機存儲器10為一具有遲滯效應的薄膜晶體管11，該薄膜晶體管11包括一柵極111、一源極112和一漏極113。

其中，源極112和漏極113之間固定為第一電壓。

其中，向柵極111施加第二正電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器10的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)；向柵極111施加第二負電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器10的存儲狀態(tài)為第二狀態(tài)。優(yōu)選地，在本實施例中，第一狀態(tài)為二進制數(shù)中的“1”，第二狀態(tài)為二進制數(shù)中的“0”。

其中，當動態(tài)隨機存儲器10的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)時，向柵極111施加第三電壓，讀取流經(jīng)漏極113的漏極電流。

其中，當漏極電流為第一電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器10為第一狀態(tài)；當漏極電流為第二電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器10為第二狀態(tài)；其中，第一電流小于第二電流。

優(yōu)選地，在本實施例中，第一電壓為10v，第二正電壓為+25v，第二負電壓為-25v，第三電壓為-3v。

換個角度來說，在本實施例中，動態(tài)隨機存儲器10進行存取工作時：源極和漏極之間的電壓是10v；當對柵極111施加+25v的第二正電壓時，相當于對動態(tài)隨機存儲器10寫入二進制數(shù)中的“1”，再次對柵極111施加-3v的第三電壓時，讀取流經(jīng)漏極113的漏極電流為比較小的第一電流，相當于讀取動態(tài)隨機存儲器10中存儲的二進制數(shù)“1”；當對柵極111施加-25v的第二負電壓時，相當于對動態(tài)隨機存儲器10寫入二進制數(shù)中的“0”，再次對柵極111施加-3v的第三電壓時，讀取流經(jīng)漏極113的漏極電流為比較大的第二電流，相當于讀取動態(tài)隨機存儲器10中存儲的二進制數(shù)“0”。

本領域的技術人員可以理解，為了更好地區(qū)分動態(tài)隨機存儲器10中存儲的二進制數(shù)“1”和“0”，需要第一電流遠遠小于第二電流。優(yōu)選地，在本實施例中，第一電流比第二電流小1～2個數(shù)量級。

另外，本領域的技術人員可以理解,傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存儲器有電容結構，會漏電，所以在使用過程中需要不斷的刷新。而本發(fā)明的動態(tài)隨機存儲器中沒有電容，因此不需要刷新，使用起來更方便。

請一并參考圖2，圖2是圖1所示動態(tài)隨機存儲器的遲滯效應的特征曲線圖。如圖2所示，橫軸代表施加在柵極上的柵極電壓(gatevoltage)，縱軸為流經(jīng)漏極的漏極電流(draincurrent)。對柵極施加從第二負電壓也即-25v到第二正電壓也即+25v的電壓信號實現(xiàn)正向掃描(forwardsweep)，繼而在柵極上施加從第二正電壓也即+25v到第二負電壓-25v的電壓信號以實現(xiàn)反向掃描(reversesweep)，當正向掃描和反向掃描獲得的柵極電壓與漏極電流的曲線不重合時，兩條曲線之間會形成一遲滯窗口，借此遲滯窗口實現(xiàn)記憶效果，實現(xiàn)動態(tài)隨機存儲器的存取功能。

動態(tài)隨機存儲器的遲滯效應形成的原理是：當薄膜晶體管的柵極于負電壓操作時，電洞累積于靠近源極(source)端，而造成電壓往負偏壓飄移，而當薄膜晶體管的柵極于正電壓操作時，電子會復合靠近source端的電洞，因而回復至原本的電性曲線，因而達到記憶窗口。

在實施例中，關于第三電壓的選取，第三電壓優(yōu)選為在正向掃描和反向掃描所形成的曲線中，漏極電流的差值(也即第一電流和第二電流的差值)最大處所對應的柵極電壓也即-3v。

另外，在實際使用的過程中，遲滯效應的特征曲線圖中的遲滯窗口隨著溫度的變高越明顯，也即，第二電流和第一電流的差值隨著薄膜晶體管的溫度的升高而變大。優(yōu)選地，在本實施例中，薄膜晶體管的溫度最高為450開爾文。

在本實施例中，薄膜晶體管具體為具有遲滯效應的非晶硅薄膜晶體管或金屬氧化物薄膜晶體管。

圖3是本發(fā)明實施例的動態(tài)隨機存儲器的一具體結構示意圖，如圖3所示，當動態(tài)隨機存儲器中的薄膜晶體管為非晶硅薄膜晶體管時，非晶硅薄膜晶體管包括：基板21，設于基板21上的柵極22，設于基板21和柵極22上的柵極絕緣層23，設于柵極絕緣層23上的主動層24，設于主動層24上的源極25與漏極26；其中，主動層24包括未摻雜非晶硅層241及間隔設置于未摻雜非晶硅層241上的第一摻雜非晶硅層242和第二摻雜非晶硅層243，源極25、漏極26分別與第一摻雜非晶硅層242、第二摻雜非晶硅層243相接觸。優(yōu)選地，柵極22、源極25和漏極26為單層鋁結構、單層鉬結構或者兩層鉬夾設一層鋁的三層結構。優(yōu)選地，第一摻雜非晶硅層242和第二摻雜非晶硅層243為n型摻雜非晶硅層。

換個角度來說，非晶硅薄膜晶體管的形成過程為：在背溝道蝕刻結構之下，沉積ti/al/ti作為柵極材料，進而沉積柵極絕緣層，沉積主動層，接著同樣沉積ti/al/ti作為源極與漏極，定義出源極與漏極之形狀與蝕刻。

另外，當薄膜晶體管為金屬氧化物薄膜晶體管時，金屬氧化物薄膜晶體管包括：基板，設于基板上的柵極，設于基板和柵極上的柵極絕緣層，設于柵極絕緣層上的氧化物半導體層，間隔設于氧化物半導體層上的源極與漏極。優(yōu)選地，柵極、源極、漏極為單層鋁結構、單層鉬結構或者兩層鉬夾設一層鋁的三層結構。優(yōu)選地，氧化物半導體層的材料為銦鎵鋅氧化物(igzo)。

換個角度來說，當薄膜晶體管為金屬氧化物薄膜晶體管時，將圖3所示的主動層24更換為氧化物半導體層即可。

圖4是本發(fā)明實施例的動態(tài)隨機存儲器的存取方法的流程圖，該方法基于圖1所示的薄膜晶體管。如圖4所示，該方法包括步驟：

步驟s101：固定薄膜晶體管的源極和漏極之間的電壓為第一電壓。

在步驟s101中，薄膜晶體管為具有遲滯效應的非晶硅薄膜晶體管或金屬氧化物薄膜晶體管。在本實施例中，第一電壓優(yōu)選為10v。

步驟s102：向柵極施加待存電壓以使動態(tài)隨機存儲器處于對應的存儲狀態(tài)。

在步驟s102中，向柵極施加待存電壓以使動態(tài)隨機存儲器處于對應的存儲狀態(tài)的步驟包括：向所述柵極施加第二正電壓的所述待存電壓以使所述動態(tài)隨機存儲器處于第一狀態(tài)；或者向所述柵極施加第二負電壓的所述待存電壓以使所述動態(tài)隨機存儲器處于第二狀態(tài)。

也就是說，當待存電壓為第二正電壓時，動態(tài)隨機存儲器為第一狀態(tài)，當待存電壓為第二負電壓時，動態(tài)隨機存儲器為第二狀態(tài)。

在本實施例中，第二正電壓優(yōu)選為+25v，第二負電壓優(yōu)選為-25v。在本實施例中，第一狀態(tài)為二進制數(shù)中的“1”，第二狀態(tài)為二進制數(shù)中的“0”。

步驟s103：向柵極施加第三電壓以讀取流經(jīng)漏極的漏極電流。

在步驟s102中，第三電壓為在遲滯效應中，正向掃描和反向掃描所形成的曲線中，漏極電流的差值最大處所對應的柵極電壓。在本實施例中，第三電壓優(yōu)選為-3v。

步驟s104：根據(jù)漏極電流讀取動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)。

在步驟s104中，當漏極電流為第一電流時，也即柵極電壓由第二正電壓變化為第三電壓時，讀取出的動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)；當漏極電流為第二電流時，也即柵極電壓由第二負電壓變化為第三電壓時，讀取出的動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第二狀態(tài)。

其中，第一電流小于第二電流。優(yōu)選地，第一電流比第二電流小1～2個數(shù)量級，以更好地區(qū)分動態(tài)隨機存儲器中存儲的二進制數(shù)“1”和“0”。

請一并參考圖5和圖6，圖5為本發(fā)明實施例的動態(tài)隨機存儲器的耐用性測試的存取時序圖，圖6是本發(fā)明實施例的動態(tài)隨機存儲器的耐用性的示意圖。如圖5所示，對動態(tài)隨機存儲器進行連續(xù)的寫讀操作，具體來說，將柵極電壓給予-25v，作為寫入第二狀態(tài)操作，接著將柵極電壓給予-3伏，作為讀取操作，將柵極電壓給予+25v，作為寫入第一狀態(tài)操作，接著將柵極電壓給予-3伏，作為讀取操作，……，以此循環(huán)操作。如圖6所示，對動態(tài)隨機存儲器進行連續(xù)操作，在操作次數(shù)(operationnumber)達到700次時，動態(tài)隨機存儲器的讀取第一狀態(tài)對應的第一電流和讀取第二狀態(tài)對應的第二電流都保持恒定并相差1～2order(1～2個數(shù)量級)，遲滯窗口還存在，說明動態(tài)隨機存儲器很耐用。

另外，本發(fā)明的動態(tài)隨機存儲器為薄膜晶體管，在液晶顯示領域，動態(tài)隨機存儲器可以同時兼具顯示像素以及記憶之功能，可有效應用于memory-in-pixel顯示器之中，減少電路復雜度。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的應用于液晶顯示器的動態(tài)隨機存儲器及其存取方法通過采用具有遲滯效應的薄膜晶體管，其中，向柵極施加第二正電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)；向柵極施加第二負電壓的待存電壓時，動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第二狀態(tài)；當動態(tài)隨機存儲器的存儲狀態(tài)為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)時，向柵極施加第三電壓，讀取流經(jīng)漏極的漏極電流；其中，當漏極電流為第一電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器為第一狀態(tài)；當漏極電流為第二電流時，定義讀取出的動態(tài)隨機存儲器為第二狀態(tài)。通過上述方式，本發(fā)明的動態(tài)隨機存儲器不需要額外增加電容，從而保證了液晶顯示器的顯示效果；另外，本發(fā)明使用現(xiàn)有的薄膜晶體管來實現(xiàn)動態(tài)隨機存儲器，不需要額外的制程以及占用額外的面積，從而降低了液晶顯示器的生產復雜度。

以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。