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CN1231447A - 信息处理设备 - Google Patents

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CN1231447A
CN1231447A CN99105855A CN99105855A CN1231447A CN 1231447 A CN1231447 A CN 1231447A CN 99105855 A CN99105855 A CN 99105855A CN 99105855 A CN99105855 A CN 99105855A CN 1231447 A CN1231447 A CN 1231447A
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CN
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liquid crystal
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平形吉晴
西毅
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

这里提供了一种信息处理设备和系统,其中,采用了一个显示单元(头部固定显示器),用户在看见虚拟显示屏幕的同时进行信息处理操作。使用CGS的多晶硅被用于在头部固定显示器中使用的液晶屏的显示元件的半导体,以使得高速驱动成为可能;在写周期完成帧反转(60至180Hz)的显示单元与控制单元和输入操作单元相连,从而用户能够实现信息处理操作。

Description

信息处理设备
本发明涉及一种称作为头部固定显示器(head mount display)的显示单元，该显示单元固定在头上，在眼前投影出一个图象，本发明还涉及使用这种显示单元的信息处理设备及系统。
一般地，处理电子信息的用户通过使用如图13所示的设备来实现信息处理操作，其中图13是该信息处理设备的示意图。在本发明的说明书中，信息处理操作的意思是使用计算机等执行信息的输入、获取、传输、交换、存储、分类等。
输入终端单元11是用户实现信息输入操作的设备，例如键盘或鼠标。与输入终端单元11相连的控制单元12是执行诸如信息的存储、计算或通信等处理的设备，例如计算机。显示单元13是在显示屏上输出信息的设备，例如CRT。
在这些设备中，显示单元13、例如CRT具有很大体积，占据了桌面上非常大的空间。此外，如果为了识别出大量的显示信息(字符、图象等)而增大其屏幕尺寸，则空间会更加拥挤，并且其重量会变得相当重，使得这种显示单元不适合于日常显示使用。除此之外，由于显示单元对于人眼有不良影响(眼部疲劳、视力下降等等)，人们已经注意避免长时间连续使用。
于是，一种应用液晶的平面显示屏正逐渐得到广泛使用，与CRT相比，这种平面显示屏在设备厚度上较薄，所以重量较轻。由于液晶屏重量较轻，如果较小的话，可以携带。并且，液晶屏具有一个优点，就是对人眼的不良影响很小。然而，如果其屏幕尺寸变大，它作为日常显示使用就变得较贵。另外，平面显示屏也使桌面上的空间变得拥挤。
除了上述设备，还有一种称作为头部固定显示器(HMD)的显示单元，这种显示单元使用小的液晶屏。由于这种显示单元是固定在头部来使用的，所以它不会占用空间，并且具有一个优点，就是虚拟显示屏幕的尺寸可以自由地改变。
在这种显示单元(HMD)中，应用光学系统将图象映象投影在一个距离人眼几厘米的位置上，该映象由人眼识别为虚拟现实，就好象映象显示在一个大显示屏上一样。作为其应用范围，可以列举出游戏、例如TV游戏、欣赏电影、教育、演出、医疗等应用。
然而，常规的HMD的分辨率较低，并且识别字符也很困难。此外，当这个HMD连续使用几个小时(两至三小时)时，眼睛会感觉相当疲劳。此外，还存在出现类似运动损伤的症状的情况。因此，HMD不适合作为信息处理设备的显示单元。考虑到这些问题的出现是因为在液晶屏与人眼之间的距离太小，所以闪烁变得很明显，对眼睛有不良影响。
这种闪烁是由交流驱动所引起的，其中交流驱动的执行是为了防止液晶物质的损耗和保持显示质量。当加到每个象素上的电压的正负极性反转的周期(极性反转周期)处于一个可由人眼识别的频率范围内(大约30Hz)时，由于在图象信号的极性为正时的显示与在图象信号的极性为负时的显示有细微的差别，所以将这种差别识别为闪烁。
显示器的显示象素数目正在逐年增加，并且对于带有大数目象素的显示屏的驱动频率变得非常高。例如，据说NTSC标准需要大约40万象素，HDTV标准需要大约200万象素。因此，在NTSC标准中一个输入图象信号的最大频率大约为6MHz，在HDTV标准中大约为20MHz至30MHz。为了精确地显示这个图象信号，时钟信号需要具有高于该图象信号几倍的频率(例如，大约50MHz至60MHz)。预计在将来会越来越需要高精度和高质量的显示，并且要处理带有非常快的点时钟的图象信号。
至今，精确地产生图象信号的交变电流和具有这样的高频率带宽范围的时钟信号来驱动液晶屏还很困难。这是因为使用非晶硅或多晶硅形成一种能够在这样的高频率带宽区域内精确工作的薄膜晶体管(TFT)是不可能的。
当要处理一个带有非常快的点时钟的图象信号时，图象信号向显示象素的写周期变短，并且在常规的TFT中，会出现很多问题，如相移、噪声、信号波形的模糊等等，显示变得不精确。
本发明的一个目的是提供一种信息处理设备及系统，其中，使用一个头部固定显示器作为日常显示使用，而不会使空间拥挤，并且通过使用该显示单元可以容易地实现信息处理操作。
依据本发明的第一个方面，一种信息处理设备的特征在于：
用户通过使用一个显示单元来实现信息处理操作，该显示单元包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器；与所述显示单元相连的控制单元；以及与所述控制单元相连的输入操作单元。
依据本发明的第二个方面，一种信息处理设备的特征在于：
所述设备包括一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元，一个与所述显示单元相连的通信单元，以及一个输入操作单元；
通信单元被用来使用户从一个通信伙伴接收信息；以及
输入操作单元被用来使信息传送给通信伙伴。
依据本发明的第三个方面，一种信息处理设备的特征在于：
所述设备包括一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元，一个通信单元，一个输入操作单元，以及一个用于将用户的声音数据变换成字符的单元；
输入操作单元输入用户的声音数据；
用于将声音数据变换成字符的单元将用户的声音数据变换成字符，并将其传送给一个通信伙伴。
依据本发明的第四个方面，一种信息处理设备的特征在于：
所述设备包括一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元，一个通信单元，一个输入操作单元，以及一个用于将通信伙伴的声音数据变换成字符的单元；
输入操作单元输入通信伙伴的声音数据；以及
将与通信伙伴的对话在由所述显示单元提供给用户的虚拟显示屏上显示为字符。
依据本发明的一个方面，在前述的第一个到第四个方面中，输入操作单元的特征在于是一个声音采集单元。
依据本发明的一个方面，在前述的第一个到第四个方面中，输入操作单元的特征在于是一个图象拾取单元。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，与显示单元的平面显示器的一个象素电极相连的TFT的沟道形成区域的特征在于，它是由在绝缘表面上形成的多个棒状或扁平棒状晶体集合的半导体薄膜制成的。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，沟道形成区域的表面取向基本上是{110}取向。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，在沟道形成区域的晶粒间界中有90％或更多的晶格具有连续性。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，所述显示单元的特征在于在平面显示器中一屏的写操作是在45Hz至180Hz实现的，并且为每一屏将加到一个象素电极的电压极性反转，以获得屏幕显示。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，平面显示器的液晶材料是一种基本上没有阈值的反铁电液晶。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元的特征在于向用户提供一个虚拟平面图象。
依据本发明的一个方面，在前述的每个方面中，包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元的特征在于向用户提供一个虚拟三维图象。
下面是附图简要说明。
图1是一个信息处理设备的略图。
图2是一个头部固定显示器的略图。
图3是一个液晶屏的排列结构的示意图。
图4是一个显示单元主体的方框图。
图5A至5E是显示TFT的制造步骤的示意图。
图6是一个底栅类型的TFT结构示例的示意图。
图7是一个液晶屏的结构示例的示意图。
图8A和8B是TEM照片图。
图9A和9B显示了电子束衍射图。
图10A和10B是TEM照片图。
图11是应用一个通信单元的示例的示意图。
图12是应用一个小通信单元的示例的示意图。
图13是一个常规的信息处理设备的略图。
如图1所示，本发明是一个信息处理设备及系统，其中，用户100将一个显示单元103(头部固定显示器)安在头上，并在看到一个虚拟显示屏幕104的同时，使用一个输入终端单元101和一个控制单元102来实现信息处理操作。
本发明的显示单元103并没有具体的限制，只要用于右眼和左眼的液晶屏被固定在头部上、并且可以获得一个其分辨率使字符能够被识别的虚拟显示屏幕(平面图象或三维图象的显示屏幕)就行。
另外，可以通过将由连续的晶粒间界晶体硅(连续晶粒硅：CGS)形成的半导体薄膜用于开关元件来有效地制造本发明的显示单元的液晶屏。
另外，本发明的显示单元是在一个频率范围内(大约45Hz或更高)由帧反相驱动来驱动的，在这个频率范围内，即使在液晶屏与人眼之间的距离是几个厘米，人眼也不能进行识别，在帧反相驱动中，对于每一帧(一屏)，将加在所有象素上的电压的正负极性反相。然而，在本发明中，只要实现了象素TFT的行顺序扫描，并且在一个不能由人眼进行识别的频率范围(大约45Hz或更高)内实现极性反相驱动，对液晶屏并没有具体的限制。例如，可以使用实现了行反相驱动或点反相驱动的液晶屏，在行反相驱动中，对于每一帧或一固定周期，将加在一特定象素组(例如，一行为一个象素组，或者一列为一个象素组)上的电压的正负极性反相，在点反相驱动中，将加在每个象素上的电压的正负极性反相。
本发明的输入终端单元101并没有具体的限制，只要用户可以将信息输入到控制单元中就行。键盘、鼠标、控制器、相机、麦克风等等都可以用作为一般的输入单元。
控制单元102并没有具体的限制，只要该单元至少包括用于从输入终端单元接收信息的装置、用于存储电子信息的装置以及用于向显示单元发送图象信息的装置。
可以使用电缆接线或光纤作为用于将信息输入到控制单元的装置和用于向显示单元发送图象信息的装置。采用一种无线结构、使信息通过光发送也是比较合适的。
下面虽然要详细说明本发明的实施例，无须指出的是，本发明并不限于这些实施例。
[实施例1]
图1是这个实施例的信息处理设备的示意图。图2是在这个实施例中所示的显示单元(头部固定显示器)的外部形状。作为这个实施例中的一种显示方法，显示了2D(平面)图象。
如图1所示，显示单元103与输入终端单元101和控制单元102(计算机等)电连接。这三个构成了一个信息处理设备及系统。
图2中所示的显示单元带有一个用于将一个主体201固定在用户眼前的束带203和用于显示图象的0.2到2.6英寸的小的活动矩阵类型的液晶屏202。在这个实施例中，应用了1.4英寸的小液晶屏。还可以使用可用于将主体固定在用户眼前的任可装置来代替束带203。例如，可以使用类似眼睛框架的框架结构。
在所述液晶屏中，将一个显示屏放于右眼处，另一个放于左眼处。关于如何安排液晶屏，除了在图中所示的结构外，还可以列举出一个系统，在该系统中，由液晶屏进行了光调制的图象被反射在一个反射镜或半反射镜中，可由一只眼看见。在这种情况下，液晶屏也放置在主体201中。在这个实施例中，使用了一个与常规的系统具有相同功能的光学系统。
在主体201中可以装有一个用于放大虚拟显示图象的尺寸的光学系统(凹半反射镜等)。在这种情况下，为了防止放大的图象模糊，最好在液晶屏前提供一个散射体(散射板)。此外，在主体201内还可以采取一个提供逆光的结构、一个提供调节眼睛等之间的宽度的功能的结构以及一个具有内置声学单元的结构。
在这个实施例中所示的液晶屏是这样一种结构，即，提供了滤色镜，并且彩色图象是由R(红)、G(绿)、B(蓝)形成的。顺便说一句，组成彩色显示的原色并不限于上述构成，而是可以采取合适的设置。
还可以采取这样一种结构，即R(红)、G(绿)、B(蓝)的发光二极管用作逆光，并包含在主体201内，从而获得一个彩色图象。作为这种情况下的彩色显示，例如，如果发光二极管的R、G、B的闪烁以一屏的写周期(帧频率)的三倍的频率对于每种颜色按时间序列重复，即R,G,B,R,G,B,R,…，则可由人眼识别为一个彩色图象。在这种情况下，既然不需要滤色镜，则可以获得亮度显示(bright display)。
作为一个液晶屏系统，通常使用发射类型需要的逆光。然而，如果光学系统被适当地改变，也可以使用反射类型。
在该实施例所示的结构中，用202表示的两个液晶屏的结构、特别是关于象素排列的结构如图3所示。象素尺寸最好是在4μm×4μm至45μm×30μm范围内。在该实施例中，象素尺寸是28μm×28μm。为了提高光圈比，希望调节一个活动矩阵区域306的象素，以使得象素面积变小。
在图3中，307代表用于左眼的液晶屏的玻璃衬底(或石英衬底)。在衬底307上放置了外围驱动电路301和302。此外，一个活动矩阵区域(象素矩阵区域)303也置于其上。
308代表用于右眼的液晶屏的玻璃衬底(或石英衬底)。在衬底308上放置了外围驱动电路304和305。此外，一个活动矩阵区域(象素矩阵区域)306也置于其上。
在活动矩阵区域中，栅行309和源行310被放置成网格状，一个薄膜晶体管311放在其相交点附近。由这个薄膜晶体管控制一个象素电极312所保持的电荷量，并且控制液晶的发射光量，从而实现这样一种结构，即图象是由与整个液晶屏上的其他象素的组合而获得的。
外围驱动电路的排列是关于在左右液晶屏之间通过的轴300轴对称的。这个轴300基本上与一条在总体上划分脸部中心的线一致。
通过这样做，可以获得在由右眼看到的右液晶屏的装置结构与由左眼看到的左液晶屏的装置结构之间的对称。此外，可以将液晶屏的排列安排为关于对称轴300对称。
这对于结构上的可靠平衡变得很重要。特别是在头部固定显示器中，由于液晶屏的位置距离眼睛很近，这一点就变得很重要。
图4显示了显示单元内部的方框图的一个例子。顺便说一下，图4的液晶屏与图3的液晶屏是对应的。显示单元的内部带有液晶控制器401a和401b、定时发生电路402等。
定时发生电路402产生一个同步信号，例如一个时钟信号，用于调节显示的定时。在该实施例中，将一个信号分成分别用于左右液晶屏的两个信号的处理是由一个外部设备(控制单元等)来实现的。液晶控制器(电路)401a和401b进行将来自外部的信号[来自控制单元(计算机等)、用于存储图象的存储设备(磁光存储介质、磁存储介质等)、TV调谐器等的图象信息号405]变换成可以由左右液晶屏显示的信号的处理。然而，无须说明的是，在显示单元主体400中的信号的处理顺序可以由电路设计适当地改变。
如果液晶控制器401a和401b以及定时发生电路402是作为液晶屏的外围电路在同一块衬底上形成的，则可以使显示单元主体变得更轻并且更加集成。
此外，还可以采取这样一种结构，即显示单元具有删去外部信息的功能，或者具有在周围景物上叠加虚拟屏幕的功能。在信息处理操作中，在外部信息被删去的情况下，用户可以将注意力集中在虚拟显示屏上。此外，由于用户脱离了外部环境，他或她则可以放松。在提供了将虚拟屏幕叠加在周围景物的功能的情况下，可以同时看到虚拟显示图象和输入设备(键盘等)，这样可以使信息处理的操作变得容易。当然，希望采用这样一种结构，既能提供上述功能，又能提供一个更改设备，这样用户可以自由地确定这些功能的更改。此外，还可以采取这样一种结构，即显示单元具有根据一个输入图象信号自动进行更改的功能。
作为该实施例的图象显示方法，由于显示的是2D(平面图象)，形成相同的信号，来作为用于右眼的图象信号406和用于左眼的图象信号407，并将其输入到液晶屏。
 在本发明的显示单元中使用的液晶屏(用于右眼的液晶屏403，用于左眼的液晶屏404)中，进行象素TFT的行顺序扫描，并且由于象素数目特别多，它完全可以适应将来的ATV(高级TV)。于是，该液晶屏具有XGA或更高的分辨率，例如，水平和垂直都为1920×1280。
本发明的显示单元是由帧反相驱动来驱动的，在帧反相驱动中，在一个即使液晶屏与人眼之间的距离小至几厘米时仍不能由人眼进行识别的频率范围(大约60Hz或更高)内，对于每一帧(一屏)，加到所有象素的电压的正负极性都被反转。在这个实施例中，对于频率为60Hz的每一帧(一屏)，加到所有象素的电压的正负极性被反转。
本发明的液晶屏的特征在于，一个开关元件(TFT)的沟道形成区域是由连续的晶粒间界晶体硅(连续晶粒硅：CGS)形成的，实现象素TFT的行顺序扫描，并且在不能由人眼进行识别的频率范围(大约45Hz至180Hz，最好是60至85Hz)内实现交流驱动。
[实施例2]
该实施例显示了一个用显示单元(头部固定显示器)虚拟显示3D(三维图象)图象的例子。下面参考图4说明该实施例。显示设备的液晶屏的特征在于，开关元件的半导体薄膜是由连续的晶粒间界晶体硅(CGS)形成的，实现象素TFT的行顺序扫描，并且在不能由人眼进行识别的频率范围(大约45Hz至180Hz)内实现交流驱动。
对于3D(三维图象)图象，要准备两个不同的图象信息，即，用于右眼的图象信号406和用于左眼的图象信号407。在该实施例中，由一个外部单元(控制单元、存储单元等)形成两个不同的图象信号，并将其分别输入给右眼的液晶屏和左眼的液晶屏，从而简化了显示单元。
在为了得到三维图象而由两个图象拾取设备来获得两个图象信号406和407的情况下，适合于直接使用获得的图象信息。
上述的两个不同的图象信号是由液晶控制器401a或401b形成的，并分别输入到用于右眼的液晶屏和用于左眼的液晶屏，从而获得3D(三维图象)图象。也就是说，在液晶控制器401a和401b中，将图象信息信号405变换成这样一种信号，使得显示在液晶屏上的图象由人眼识别为3D(三维图象)图象。然而，无须说明的是，在显示单元主体400中的信号处理的顺序是可以由电路设计适当地改变的。
另外，最好采取在显示单元主体400中提供有一个改变开关等的这样一种结构，以便还可以显示2D(平面图象)。
[实施例3]
在该实施例中，将参考图5A至5E说明制造步骤的一个例子，其中，一个活动矩阵区域和一个外围驱动电路集成在一个玻璃衬底或石英衬底上，并且制造出一个液晶屏。应用在该实施例中所示的制造步骤，可以获得如图2至4所示的液晶屏。
首先，如图5A所示，用一种溅射方法在绝缘衬底501上形成一个厚度为3000A的氧化硅膜502作为基膜。
接着，用低压CVD方法形成厚度为400A的非晶硅膜，这在图中未显示。将这种非晶硅膜晶化，以便获得一种被称作连续晶粒硅(CGS)的晶体硅膜。将这种晶体硅膜构造形成图5A中的模式503、504和505。在后面的实施例4中将说明这种被称作为CGS的晶体硅膜的制造方法。
这些模式成为薄膜晶体管的活动层。在这里，模式503成为一个组成外围驱动电路的CMOS电路的NMOS(N沟道薄膜MOS晶体管)的活动层。
模式504成为一个组成外围驱动电路的CMOS电路的PMOS(P沟道薄膜MOS晶体管)的活动层。
模式505成为一个放置在一个象素处的NMOS(N沟道薄膜MOS晶体管)的活动层。
以这种方式获得了图5A中显示的状态。接着，在形成了导电膜之后，如图5B所示，形成棚极模式507、508和509。可以采用主要包含金属材料、例如Ta(钽)、Al(铝)、Mo(钼)、W(钨)和Ti(钛)的单层或其叠层作为栅极材料。也可以使用由硅和这些金属元素组成的硅化物。
在该实施例中，用溅射方法形成包含0.18wt％的钪、厚度为4000A的铝膜。在这里，钪是密封形成的，以消除在后续步骤中由铝的异常成长所形成的小丘或金属须。
在形成了铝膜之后，在铝膜表面形成具有致密薄膜质量、厚度大约为100A的阳极氧化膜，这在图中未显示。
在这里，将包含3％酒石酸的乙二醇溶液与氨水进行中和而获得的溶液用作为电解溶液。在这个电解溶液中，将铂作为阴极，将铝作为阳极，电流在两个电极之间流动，这样则可以在铝膜表面形成一个阳极氧化膜。
这个阳极氧化膜具有致密且结实的薄膜质量，并具有提高在后续形成的保护掩膜与铝膜之间的附着性的功能。这个阳极氧化膜的膜厚度一般可以由一个外加电压来控制。
在获得了带有未显示的阳极氧化膜的未显示的铝之后，在其表面上形成一个保护掩膜，模式是应用掩膜形成的。以这种方式则获得了图5B中的栅极模式507、508和509。
在获得了棚极模式507、508和509之后，又形成一个阳极氧化膜。这个阳极氧化膜的形成也是应用将包含3％酒石酸的乙二醇溶液与氨水进行中和而获得的溶液来实现的。
在这里，这个阳极氧化膜的膜厚度是1000A。这个阳极氧化膜具有在电学上和物理上保护由铝制成的栅极表面的功能。
接着，应用栅极和其上的阳极氧化膜作为掩膜来进行杂质掺杂，以便给出一个导电类型。在该步骤中，有选择地放置保护掩膜，并应用一种等离子体掺杂方法交替地且有选择地进行P(磷)和B(硼)的掺杂，从而形成N型区50、52、56和58。进一步地，形成P型区53和55。
在掺杂结束之后，进行激光照射，以便活化掺杂的杂质，并韧化掺杂时的损害。
在这里，区域50变为NMOS的源极区，区域52变为NMOS的漏极区，区域53变为PMOS的漏极区，区域55变为PMOS的源极区。区域56变为NMOS的漏极区，区域58变为NMOS的源极区。区域51、54和57变为各个薄膜晶体管的沟道形成区。
以这种方式，获得了图5B中所示的状态。然后，应用一种等离子体CVD方法形成构成一第一夹层绝缘薄膜的、厚度为2000A的氮化硅薄膜513。
进一步地，应用一种旋涂方法形成构成第一夹层绝缘薄膜的、由聚亚胺树脂制成的薄膜514。除了聚亚胺树脂之外，还可采用聚酰胺、聚亚胺酰胺等。在这里，采用树脂材料来用于夹层绝缘薄膜，因为其表面可以做得很平坦。
以这种方式，获得了图5C所示的状态。然后，形成接触孔，还形成由钛膜以及铝膜和钛膜的迭片薄膜制成的电极515、516、517和518。
在这里，钛膜的厚度是1000A，铝膜的厚度是2000A。各个薄膜是应用溅射方法形成的。
在这种状态下，形成了构成外围驱动电路的CMOS电路。电极518变为一个活动矩阵电路的源线或从该源线延伸出的一条线。
以这种方式，获得了图5D中所示的状态。接着，形成由聚亚胺树脂制成的第二夹层绝缘薄膜519。然后形成一个接触孔，还形成由ITO制成的象素电极520。
以这种方式，获得了图5E中所示的状态。在获得了图5E中所示的状态之后，在氢气中以350℃进行一个小时的热处理。以这种方式制造出了TFT。
在该实施例中，虽然举例说明了一个顶栅(top-gate)类型的TFT，但也可以采用使用底栅(bottom-gate)类型的TFT的结构。图6显示了底棚类型的TFT结构的一个例子。标号601代表衬底，602代表下部膜，603代表栅电极，604代表栅绝缘膜，605代表源极区，606代表漏极区，607代表LDD区，608代表沟道形成区，609代表沟道保护膜，610代表夹层绝缘膜，611代表源电极，612代表漏电极。
在底棚类型的TFT结构的情况下，以相同的方式，采用一个被称为CGS的连续晶粒间界晶体硅膜形成沟道形成区608。也就是说，在本发明中，TFT的结构并不限于一特定结构。
此后，由CGS形成的多个TFT在衬底上构成象素矩阵电路703、栅旁驱动电路704、源旁驱动电路705和逻辑电路706。一个相对的衬底707粘在这样一种活动矩阵衬底上。在活动矩阵衬底和相对衬底707之间夹有一个液晶层(未显示)(图7)。
在图7所示的结构中，希望活动矩阵衬底除了一边的所有边都制造得与相对衬底的边一致。这样做可以有效地增加从一个大衬底所取出的件数。在前述的一边中，将相对衬底的一部分移去，露出活动矩阵衬底的一部分，并将一个FPC(可变打印电路)708连在其上。随着需要的提高，可以将一个IC芯片(由在单晶硅上形成的MOSFET构成的半导体电路)安装在这部分上。
由于一个包括CGS的活动层的TFT具有非常高的运行速度，随着象素矩阵电路的形成，有可能在相同的衬底上集成地形成一个信号处理电路，该电路由几百MHz的高频驱动到几GHz。也就是说，图7中所示的液晶模块实现了一种屏上系统(system-on-panel)。
顺便提一下，本发明并不仅仅应用于驱动电路集成类型的液晶显示单元，还可应用于所谓的外部显示单元，在该外部显示单元中，在与液晶屏不同的衬底上形成一个驱动电路。
在这个实施例中，虽然已经描述了将本发明应用在液晶显示单元上的情况，还可以构造活动矩阵类型的EL(电致发光)显示单元等。还可以形成一个在相同衬底上带有光电转换层的图象传感器等。
与前述的液晶显示单元类似，将EL显示单元、图象传感器、具有将光信号变换成电信号或者将电信号变换成光信号的功能的设备定义为电光设备。如果可以通过应用在具有一个绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(CGS)来形成电光设备，可以将本发明应用在所有电光设备上。当然，该实施例可以与实施例1或实施例2自由地组合。
[实施例4]
下面参考图8至10说明前述的实施例3的连续晶粒间界晶体硅(连续晶粒硅：CGS)的制造方法及其结构。
[CGS的制造方法]
首先，用低压CVD方法、等离子体CVD方法或溅射方法在一个绝缘衬底上形成一个非晶半导体薄膜。
作为非晶半导体薄膜，一般可以使用非晶硅薄膜。除此之外，作为半导体薄膜，还可以使用硅和锗的化合物，如SixGe1-x(0＜X＜1)所示。非晶半导体薄膜的厚度为25至100nm(最好为30至60nm)。
由于混合在薄膜中的杂质、例如碳、氧和氮可能会阻碍后续的晶化，最好将它们完全去除。特别地，最好使碳和氮的浓度分别小于5×1018原子/cm3(一般不大于5×1017原子/cm3)，氧的浓度小于1.5×1019原子/cm3(一般不大于1×1018原子/cm3)。如果杂质浓度为上述浓度，则在已完成的TFT中的上述杂质的浓度也落入上述范围。
在薄膜形成的时候，增加一种杂质元素(在族13中的元素，一般为硼，或是族15中的元素，一般为磷)来控制TFT的阈值电压(Vth)是比较有效的。在未增加前述的Vth控制杂质的情况下，需要确定考虑Vth时的增加量。
接着，进行非晶半导体薄膜的晶化步骤。应用由本发明的发明人在日本专利申请No.Hei.7-130652中公开的一种技术来作为晶化的装置。虽然可以使用本发明中的公开文本中的实施例1和实施例2的任何装置，但最好使用在实施例2中所陈述的(在日本专利申请No.Hei.8-78329中详细公开的)技术内容。这些专利的整个公开文本在这里作为参考。美国专利No.5,643,826涉及日本专利7-130652。该美国专利的整个公开文本在这里也作为参考。
依据在日本专利申请No.Hei.8-78329中公开的技术，首先，形成一个掩膜绝缘膜，用于选择催化元素的增加区域。然后，用一种旋涂方法涂上包含用于促进非晶半导体薄膜的晶化的催化元素的溶液，并形成一个催化元素包含层。
可以使用从镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、锗(Ge)和铅(Pb)中选择的一种或多种元素作为催化元素。特别地，最好使用比硅晶格的牢固度高的镍。
前述的增加催化元素的步骤并不限于旋涂方法，还可以使用离子注入方法或应用掩膜的等离子掺杂方法。在这种情况下，由于减少增加的区域所占的面积以及控制横向增长区域的增长距离变得容易，在构造微观电路时这成为一种有效的技术。
接着，在催化元素的增加步骤结束之后，在大约500℃进行2个小时的脱氢处理，然后在一种惰性气体、氢气或氧气中在温度为500至700℃(一般为550至650℃，最好为570℃)内进行4至24小时的热处理，以便使非晶半导体薄膜晶化。
此时，非晶半导体薄膜的晶化首先从在加有催化元素的区域中产生的核子开始进行，并形成几乎与衬底表面平行增长的晶体区域。本发明将这个晶体区域称作为一个横向增长区。横向增长区具有这样的优点，即，全部结晶度较好，因为各个晶体是以一种相对均匀的状态聚集在一起的。
在晶化的热处理完成之后，除去掩膜绝缘膜，进行用于除去催化元素的热处理(催化元素的除气步骤)。在该热处理中，在处理气体中包含一卤族元素，并应用卤族元素对于金属元素的除气作用。
为了充分地获得卤族元素的除气作用，最好在超过700℃的温度执行上述的热处理。如果温度不高于700℃，则分解在处理气体中的卤素化合物变得困难，所以害怕不能得到除气作用。因此，热处理的温度最好是800至1000℃(一般为950℃)，并且处理时间是0.1至6小时，最好为0.5至1小时。
典型地，在一个包含0.5至10vol％(最好为3vol％)的氢氯(HCI)的氧气中在950℃进行热处理30分钟是合适的。如果HCI的浓度高于上述浓度，在横向增长区的表面上就会产生可与薄膜厚度相比较的不平坦。因此，这种高浓度不是最佳的。
可以采用除了HCI气之外的从包含卤族元素、例如HF、NF3、HBr、Cl2、ClF3、BCl3、F2和Br3的化合物中选择出的一种或多种化合物来作为包含卤族元素的化合物。
在该步骤中，由氯作用将横向增长区中的催化元素进行除气，并转换成挥发氯化物，释放到空气中并除去。在此步骤之后，横向增长区内的催化元素的浓度低至5×1017原子/cm3或更少(典型地，2×1017原子/cm3或更少)。
这样得到的横向增长区显示了由棒状或扁平棒状晶体的聚合所制成的唯一的晶体结构。其特征将在下面进行描述。
[关于横向增长区的晶体结构的发现］
根据上述制造步骤形成的横向增长区在微观上具有一种晶体结构，在该结构中，将多个棒状(或扁平棒状)晶体排列为几乎相互平行，并且规则地指向一特定方向。这可以通过用一个TEM(透射电子显微镜)观察来容易地确认。
本发明的发明人用一个HRTEM(高清晰度透射电子显微镜)详细观察了本发明的半导体薄膜的晶粒间界(图8A)。在该说明书中，将晶粒间界限定为一个在接口上形成的晶粒间界，在该接口上，不同的棒状晶体彼此相接触，除非特别指定。于是，将晶粒间界看作为与例如由单独的横向增长区的碰撞形成的宏观晶粒间界不同。
前述的HR-TEM(高分辨率透射电子显微镜)是采用电子束垂直地照射样本、并应用透射电子或弹性散射电子的干扰来计算原子和分子的排列的一种方法。通过使用该方法，可以观察到作为晶格带的晶格排列的状态。于是，通过观察晶粒间界，可以推导出在晶粒间界处的原子的连接状态。
在由本发明获得的TEM照片(图8A)中，可以清楚地观察到在晶粒间界两种不同的晶粒(棒状晶粒)相互接触这个状态。此时，能够由电子束衍射确定，虽然在晶轴中有一些偏差，两种晶粒几乎都为{110}取向。
在上述的由TEM照片对晶格带的观察中，在{110}平面观察到对应于{111}平面的晶格带。该对应于{111}平面的晶格带表示这样一种晶格带，即在晶粒被沿该晶格带切割时，在截面中出现{111}平面。可以只简单地确定晶格带到该晶格带对应的平面之间的距离。
此时，本发明的发明人详细观察本发明的半导体薄膜的TEM照片，并获得了非常有趣的发现。在照片中所见的任何两个不同的晶粒中，都看见对应于{111}平面的晶格带。并且可以观察到晶格带明显地是相互平行的。
进一步地，不考虑晶粒间界的存在，两种不同晶粒的晶格带彼此相连，以便通过晶粒间界。也就是说，可以确定几乎所有观察到的通过晶粒间界的晶格带都是线性连续的，而不考虑它们是不同晶粒的晶格带这个事实。对于任何晶粒间界都是这种情况。
这种晶体结构(晶粒间界的精确结构)表明，两种不同的晶粒在晶粒间界以非常好的一致性相互连接。也就是说，晶格在晶粒间界连续地彼此相连，从而形成这样一种结构，在这种结构中，不容易产生由晶体缺陷等引起的陷阱。换句话说，可以说晶格在晶粒间界是连续的。
在图8B中，作为参考，由本发明的发明人对常规的多晶硅薄膜(称为高温多晶硅薄膜)进行对电子束衍射和HR-TEM观察的分析。结果发现，在两种不同的晶粒中晶格带是随机的，并且在晶粒间界中几乎不存在带有非常好的一致性的连续的连接。也就是说，发现有许多晶格带在晶粒间界中被切割的部分，并且有许多晶体缺陷。
本发明人将在本发明所使用的半导体薄膜中的晶格带以良好的一致性彼此对应的情况下的原子的接合(bonding)状态看作为一致性接合，并将此时的键(bond)看作为一致性键。反之，本发明人将在常规的多晶硅膜中常见的晶格带不以良好的一致性彼此对应的情况下原子的接合状态看作为非一致性接合，并将此时的键看作为非一致性键(或悬挂键)。
由于在本发明中所使用的半导体薄膜在晶粒间界处的一致性是非常好的，所以上述的非一致性键非常少。作为对由本发明人所处理的任意多个晶粒间界的研究结果，不一致性键对全部键的现有比率是10％或更少(较佳是5％或更少，最佳是3％或更少)。也就是说，整个键的90％或更多(较佳是95％或更多，最佳是97％或更多)是由一致性键构成的。
图9A显示了由电子束衍射对依据上述步骤形成的横向增长区的观察结果。图9B显示了用于比较的所观察的常规多晶硅膜(被称为高温多晶硅膜)的电子束衍射图案。
在图9A和9B所示的电子束衍射图案中，电子束的照射区域的直径是4.25μm，并目采集了足够宽区域的信息。所示的照片在这里显示了在对任意多部分的研究结果中的典型的衍射图案。
在图9A的情况下，对应于<110>入射角的衍射点显现得相对清晰，并且可以确定，在电子束的照射区域内几乎所有的晶粒都是{110}取向。另一方面，在图9B所示的常规的高温多晶硅膜的情况下，在衍射点上不能看到清楚的规则性，发现带有除了{110}平面之外的平面取向的晶粒间界是不规则地混在一起的。
因此，本发明所使用的半导体薄膜的特征是该薄膜显示了具有仅限于{110}取向的规则性的电子束衍射图案，虽然该薄膜是具有晶粒间界的半导体薄膜。当对电子束衍射图案进行比较时，与常规半导体薄膜的差异十分清楚。
如上所述，由上述的制造步骤所制造出的半导体薄膜是一个具有与常规的半导体薄膜十分不同的晶体结构(准确地说是晶粒间界的结构)的半导体薄膜。本发明人在日本专利申请Hei.9-55633,Hei.9-165216和Hei.9-212428，美国待审申请No.09/027344、09/084738和09/120290中已经说明了关于在本发明中使用的半导体薄膜的分析结果，这些申请的全部公开文本在这里作为参考。
如上所述，由于本发明中使用的半导体薄膜的晶粒间界的90％或更多是由一致性键构成的，它们对于载流子的运动几乎不造成障碍。也就是说，可以说本发明中使用的半导体薄膜基本上没有晶粒间界。
在常规的半导体薄膜中，虽然晶粒间界是作为阻碍载流子运动的障碍，但由于这种晶粒间界在本发明所使用的半导体薄膜中基本上不存在，所以可以实现高的载流子流动性。因此，采用本发明中使用的半导体薄膜制造的TFT的电特性显示出非常好的值。这将在下面进行说明。
[关于TFT的电特性的发现]
由于本发明中使用的半导体薄膜基本上可以被看作为单晶体(晶粒间界基本上不存在)，所以一个采用该半导体薄膜作为活动层的TFT显示出可与一个采用单晶硅的MOSFET相比的电特性。如下所示的数据是从由本发明在实验上形成的TFT获得的。
(1)对于N沟道TFT和P沟道TFT，作为显示TFT的开关性能(在开/关操作的切换中的迅速)的指标的亚阈值系数小至60至100mV/decade(典型地为60至85mV/decade)。
(2)对于N沟道TFT，作为显示TFT的工作速度的指标的场效应迁移率(μFE)大至200至650cm2/Vs(典型地为250至300cm2/Vs)，而对于P沟道TFT，为100至300cm2/Vs(典型地为150至200cm2/Vs)。
(3)对于N沟道TFT，作为指示TFT的驱动电压的指标的阈值电压(Vth)小至-0.5至1..5V，而对于P沟道TFT，为-1.5至0.5V。
如上所述，已经确定，可以实现非常好的开关特性和高速工作特性。
顺便提及，在CGS形式中，前述的在高于晶化温度的温度(700至1100℃)进行的退火(anneal)步骤对于降低晶粒中的缺陷起了重要的作用。这将在下面进行说明。
图10A是一个晶体硅膜在直至前述的晶化步骤的步骤已经结束的时间点的放大了25万倍的TEM照片。在晶粒中确定了箭头所指示的曲折缺陷(由于对比度的差别，出现黑部分和白部分)。
虽然这种缺陷主要是在硅晶格平面上的原子叠层的顺序不一致的叠层缺陷，也存在错位的情况。可以看出，图10A显示了一个叠层缺陷，具有一个平行于{111}平面的缺陷平面。这可以从曲折缺陷大约弯曲70°这个事实来看出。
另一方面，如图10B所示，在本发明采用的以相同放大率放大的晶体硅膜中，可以确定，由叠层缺陷、错位等引起的缺陷几乎看不见，并且结晶性是非常高的。可以在整个薄膜表面看到这种趋势，并且虽然在现有环境下将缺陷的数目减少至零是非常困难的，但可以将数目减少至大致为零。
也就是说，在本发明采用的晶体硅膜中，将晶粒中的缺陷减少至缺陷几乎可以被忽略的程度，并且由于晶粒间界的高度连续性，其不能成为载流子运动的障碍，以便可以将薄膜看作为单晶体或基本上为单晶体。
因此，在图10A和10B的照片中所示的晶体硅膜中，虽然任何晶粒间界都具有几乎相等的连续性，但在晶粒中的缺陷个数上有很大的不同。本发明的晶体硅膜显示出比图10A中所示晶体硅膜高得多的电特性的原因主要是缺陷个数的差异。
从上述说明可以理解，催化元素的吸气处理是本发明不可缺少的步骤。本发明的发明人为在该步骤中出现的现象考虑下述的模型。
首先，在图10A所示的状态中，催化元素(典型地为镍)在晶粒中的缺陷处(主要是叠层缺陷)被分开。也就是说，可以观察到存在有许多具有诸如Si-Ni-Si形式的键。
然而，当通过实现催化元素的吸气处理来去除存在于缺陷中的Ni时，Si-Ni键被切断。于是，剩余的硅键立即形成Si-Si键并变得稳定。以这种方式，消除了缺陷。
当然，虽然已知由高温的热退火消除了晶体硅膜中的缺陷，但假定由于与镍的连接键已经被切断，产生了许多不成对的键，以便平稳地实现硅的重新结合。
本发明的发明人还考虑了一个模型，在该模型中，由高于晶化温度的温度(700至1100℃)的热处理将晶体硅膜连接到其底部膜，并增加粘性，以便消除缺陷。
这样获得的本发明中采用的晶体硅膜(图10B)具有如下特征，即在晶粒中的缺陷个数远远小于仅仅进行了晶化的晶体硅膜(图10A)。缺陷个数的不同表现为由ESR(电子自旋共振)分析出的自旋密度的不同。在现有的环境下，本发明中采用的晶体硅膜的自旋密度至少为1×1018自旋数/cm3(最好为5×1017自旋数/cm3或更小)。
在本发明中采用的、具有上述晶体结构特征的晶体硅膜被称作为连续晶粒间界晶体硅(连续晶粒硅：CGS)。
[实施例5]
在上述每个实施例的显示单元中，在希望实现高分辨率的情况下，必须缩短写周期。该实施例显示了一个例子，在采用相对高质量的图象信息的情况下，将一个基本上没有阈值的反铁电液晶用作为在上述各个实施例中使用的液晶屏的液晶材料。
由于在常规的LCD中使用的液晶材料对于电压应用具有慢的响应速度(几十ms至几百ms)，即使驱动电路是由采用例如晶体硅(CGS)、能够在高频带宽工作的TFT构成的，液晶材料也不能响应于高速操作。
然而，在该实施例中，采用了晶体硅(CGS)，将能够工作在高频带宽的TFT用作为液晶屏的开关元件，并采用对于电压应用具有高响应速度并且基本上没有阈值的反铁电液晶，以便能实现没有闪烁、具有高精度和高分辨率的显示单元。
[实施例6]
该实施例显示了一种结构的例子，在该结构中，采用R(红)、G(绿)和B(蓝)的发光二极管作为背景光，并包含在显示单元主体中，以便获得一个彩色图象。作为这种情况下的彩色显示，例如，如果发光二极管的R、G和B的闪烁对于每种颜色以时间序列R,G,B,R,G,B,R…重复在一屏的写周期(称之为帧频)的三倍频率上，人眼将其识别为一个彩色图象。在该实施例中，以60Hz写一屏，则发光二极管的R、G和B的闪烁重复在180Hz，也就是三倍于时间序列R,G,B,R,G,B,R…的每种颜色的写频率的值。对于一屏的写周期(称之为帧频)并不特别限制，只要是45Hz或更高，最好是60Hz或更高。在这种情况下，由于不需要彩色滤波器，所以可以得到亮度显示。
可以用诸如EL元件的发光元件代替发光二极管来形成背景光。顺便提及，该实施例可以与实施例1至5自由地组合。
[实施例7]
在该实施例中，将参考图11说明一个例子，在该例子中，采用上述各个实施例中的显示单元(CGS被用于液晶屏的开关元件的沟道形成区域)来实现信息通信操作。
图11显示了一个TV电话的例子，在该TV电话中，信息处理设备及其系统由显示单元1103、通信单元1102、声音采集单元1105和图象拾取单元1106组成，并且可以展现给用户一个虚拟图象(平面图象或三维图象)。
用户1100通过电话线或通信电缆将显示单元与通信单元1102、例如电话相连，并使用诸如麦克的声音采集设备1105和诸如照相机的图象拾取设备1106来实现向通信伙伴的信息处理操作(用户的声音数据的传输，例如用户表情的图象的传输，等等)。还可以采取这种结构，即通信单元和显示单元是通过一个控制单元、例如计算机彼此相连的。
在传输例如用户表情的虚拟三维图象的情况下，希望采用这样一种结构，即为右眼形成图象信号的图象拾取设备和为左眼形成图象信号的图象拾取设备在显示单元、通信单元或控制单元中是分别提供的，以便能传输两个图象信号。
当使用这个信息处理设备和系统时，用户在看到从通信伙伴发送的图象的同时可以进行信息处理操作(会话，电子文件交换等)。由于用户在信息处理操作期间能够与外界隔离，他或她能够集中精力在虚拟显示屏上。此外，由于用户与周围环境隔开，他或她能够放松。另外，由于虚拟屏上可以叠加在周围景物上显示，该设备是非常方便的。
在采用诸如CRT的常规显示单元TV电话中，害怕信息被周围除了用户的其他人看见。然而，由于该实施例的信息处理设备和系统使用了虚拟图象，不必害怕虚拟图象被除了打开显示单元的用户的其他人看见，从而可以容易地进行信息交换，而不必注意周围的情况。
如果将一个便携式小单元、例如便携式电话用作为与显示单元相连的通信单元，则信息通信可以在任何地方进行。进一步地，当一个小的图象拾取设备被安装在这个小通信单元上时，可以实现便携式TV电话。下面将参考图12说明使用小通信单元实现信息通信操作的例子。
图12显示了一个TV电话的例子，在该TV电话中，信息处理设备和系统由显示单元1203、小通信单元1202和小图象拾取设备1206组成，并且可以展现给用户1200一个虚拟显示屏1204(平面图象或三维图象)。小通信单元1202具有一个内附的声音采集设备(麦克等)，可以输入用户的声音，作为声音数据。进一步地，该设备还包含一个输入单元，可以简单地输入字符。
另外，当用于将用户的声音数据自动变换成字符的设备1208被包含在显示单元、通信单元或控制单元中时，可以将会话等同时虚拟显示为字符。如图12所示，通过在用户1200可以看见的虚拟屏1209上增加这些功能，用户在看见从通信伙伴1210发送的图象(通信伙伴的上半部分图象，等等)的同时进行会话，同时，该会话被变换成字符，显示在会话的句子显示部分1207，并且电子信息被显示在电子信息部分1205。从用户1200看见的虚拟屏1209对应于虚拟显示屏1204。上述显示部分1205和1207的显示部分并不特别进行限制。
由于同时还可以将会话存储为字符，因此无须记录下来，并且可以准确地进行信息交换。即使用户在听觉上有欠缺，他或她在看到虚拟显示的字符时也可以进行准确的对话。
在常规的HMD中，不可能得到可以准确地识别细小的字符这样的分辨率，这个采用用于沟道形成区域的CGS的实施例的HMD第一次使这样的分辨率变为可能。
在该实施例中，不需要常规的显示屏(CRT等)，而仅仅进行虚拟显示，从而可以在任何地点和任何环境下进行信息处理操作(与通信伙伴的对话，与通信伙伴的信息交换，等等)。
如上所述，在提供有本发明的显示单元(HMD)的信息处理设备中，形成液晶屏的薄膜晶体管的活动层的晶体硅是CGS，从而该设备可以处理相对高质量的图象信号(60Hz或更高)，并能获得具有高分辨率的虚拟图象(2D或3D)。
此外，虽然在液晶屏和人眼之间的距离小至几厘米，由于帧反转驱动的极性反转周期较小(45Hz至180Hz)，所以不会产生闪烁，从而可以减少对人眼的影响。也就是说，与现有技术相比，使用时间可以延长。
另外，常规HMD的分辨率低，读细小字符很困难。在本发明的液晶屏中，可以清楚地识别细小字符，从而可以精确地实现信息处理操作。也就是说，在本说明书中公开的HMD对于信息处理设备的显示单元是最佳的。
在本说明书公开的信息处理设备中，由于在信息处理操作期间用户可以切断与外界的联系，他或她能够集中精力在虚拟显示屏上。除此之外，由于用户与周围环境隔开，他或她可以放松。进一步地，虚拟显示屏可以叠加在周围景物上显示。
此外，该设备不会使桌面空间拥挤，空间可以被有效地利用。进一步地，由于该设备重量很轻，它可以被携带，信息处理操作可以在任何地方进行。
例如，当使用一个便携式电话或公共电话的通信线并且该线与本发明的显示单元相连时，可以在看到通信伙伴的图象或信息的同时进行信息交换(会话等)。
如果使用具有高响应速度的液晶材料(例如，没有阈值的AFLC)，还可以得到更高分辨率的图象。
如上所述，在本说明书公开的头部固定显示器对于进行信息处理操作的显示单元可以实现最优化，并且通过使用带有显示单元和系统的信息处理设备可以提供非常好的信息处理环境。
并且，虽然已经结合最佳实施例说明了本发明，但本发明并不仅限于这些实施例的特定结构。在不偏离附带的权利要求的范围的情况下，可以进行各种修改。例如，如果需要，显示系统可以只有一个显示屏被设置在右眼和左眼之一的前方，以便用户可以用另一只眼看其他东西。

Claims (30)

1．一种信息处理设备，包括：
一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元；
一个与所述显示单元相连的控制单元；以及
一个与所述控制单元相连的输入操作单元，其中，用户通过使用所述显示单元、所述控制单元和所述输入操作单元来实现信息处理操作。
2．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，所述输入操作单元是一个声音采集单元。
3．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，所述输入操作单元是一个图象拾取单元。
4．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，与所述显示单元的所述平面显示器的一个象素电极相连的TFT的沟道形成区域是由在一个绝缘表面上形成的多个棒状或扁平棒状晶体集合的半导体薄膜制成的。
5．如权利要求4所述的信息处理设备，其中，沟道形成区域的表面取向基本上是{110}取向。
6．如权利要求4所述的信息处理设备，其中，在沟道形成区域的晶粒间界中有90％或更多的晶格具有连续性。
7．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，在所述平面显示器中一屏的写操作是在45Hz至180Hz实现的，并且为每一屏将加到一个象素电极的电压极性反转，以获得在所述显示单元中的屏幕显示。
8．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，所述显示单元的所述平面显示器的液晶材料是一种基本上没有阈值的反铁电液晶。
9．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，所述包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的所述平面显示器的显示单元向用户提供一个虚拟平面图象。
10．如权利要求1所述的信息处理设备，其中，所述包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的所述平面显示器的显示单元向用户提供一个虚拟三维图象。
11．一种信息处理设备，包括：
一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元；
一个与所述显示单元相连的通信单元；以及
一个输入操作单元，
其中，所述通信单元被用来使用户从一个通信伙伴接收信息，以及
所述输入操作单元被用来使信息传送给通信伙伴。
12．如权利要求11所述的信息处理设备，其中，所述输入操作单元是一个声音采集单元。
13．如权利要求11所述的信息处理设备，其中，所述输入操作单元是一个图象拾取单元。
14．如权利要求11所述的信息处理设备，其中，在所述平面显示器中一屏的写操作是在45Hz至180Hz实现的，并且为每一屏将加到一个象素电极的电压极性反转，以获得在所述显示单元中的屏幕显示。
15．一种信息处理设备，包括：
一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元；
一个通信设备；
一个输入操作单元；以及
一个用于将用户的声音数据变换成字符的单元，
其中，所述输入操作单元输入用户的声音数据，以及
其中，所述用于将声音数据变换成字符的单元将用户的声音数据变换成字符，并将其传送给一个通信伙伴。
16．一种信息处理设备，包括：
一个包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的平面显示器的显示单元；
一个通信单元；
一个输入操作单元；以及
一个用于将通信伙伴的声音数据变换成字符的单元，
其中，所述输入操作单元输入通信伙伴的声音数据，以及
将与通信伙伴的对话在由所述显示单元提供给用户的虚拟显示屏上显示为字符。
17．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，所述输入操作单元是一个声音采集单元。
18．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，所述输入操作单元是一个图象拾取单元。
19．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，与所述显示单元的所述平面显示器的一个象素电极相连的TFT的沟道形成区域是由在一个绝缘表面上形成的多个棒状或扁平棒状晶体集合的半导体薄膜制成的。
20．如权利要求19所述的信息处理设备，其中，沟道形成区域的表面取向基本上是{110}取向。
21．如权利要求19所述的信息处理设备，其中，在沟道形成区域的晶粒间界中有90％或更多的晶格具有连续性。
22．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，在所述平面显示器中一屏的写操作是在45Hz至180Hz实现的，并且为每一屏将加到一个象素电极的电压极性反转，以获得在所述显示单元中的屏幕显示。
23．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，所述显示单元的所述平面显示器的液晶材料是一种基本上没有阈值的反铁电液晶。
24．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，所述包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的所述平面显示器的显示单元向用户提供一个虚拟平面图象。
25．如权利要求16所述的信息处理设备，其中，所述包括用于右眼和左眼并固定在用户头部上的所述平面显示器的显示单元向用户提供一个虚拟三维图象。
26．一种信息处理设备，包括：
一个控制设备；
一个与所述控制设备可操作地相连的输入操作设备，其中，由操作员通过所述输入操作设备将一个命令输入到所述控制设备；以及
一个被设置在操作员面部上的显示单元，所述显示单元包括至少一个与所述控制设备可操作地相连的液晶屏，其中，所述液晶屏被放置在操作员的一只眼的前方。
27．如权利要求26所述的信息处理设备，其中，一个二维图象显示在所述液晶屏上。
28．如权利要求26所述的信息处理设备，还包括一个用于将声音数据变换成字符的设备，其中，所述字符显示在所述液晶屏上。
29．如权利要求26所述的信息处理设备，其中，所述液晶屏包括一个用于开关每个象素的薄膜晶体管。
30．如权利要求29所述的信息处理设备，其中，所述薄膜晶体管具有一个处于60至80mV/decade范围内的亚阈值系数。
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