JPH07504764A

JPH07504764A - 頭部取り付け表示系

Info

Publication number: JPH07504764A
Application number: JP5516038A
Authority: JP
Inventors: スピツツアー，マーク・ビー; ゲイル，ロナルド; ジヤコブセン，ジエフリー
Original assignee: コピン・コーポレーシヨン
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1995-05-25
Also published as: US6636185B1; DE69325110D1; EP0725939B1; EP0725939A1; WO1993018428A3; WO1993018428A2; US20040085292A1; ATE180578T1; US20030117369A1; EP0909972A3; EP0909972A2; DE69325110T2; US6140980A; DK0725939T3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】頭部取り付は表示系発明の背景頭部取り付は表示系は、航空機のパイロットによる使用を包含するある数の異なる応用およびシムレーションのために開発されてきている。頭部取り付は表示は、一般に、それらの分解能により、およびそれらの大きさおよび重量により制限される。現存する表示は分解能が相対的低（、そして眼から比較的大きい距離で配置される。着用者の頭部および首の重心から上方および前方に延びて表示の重心が保持することがとくに重要であり、ここで着用者の首に大きいトルクを配置しそして使用のれに類似する高い分解能のフォーマットで、ヘルメット取り付は表示を着用者に影像を提示することが要求され続けている。表示はできるだけ非干渉性であることが要求され、軽量かつコンパクトの系が要求される。頭部取り付は表示は、また、フライト・コントロール、フライト・シムレーションおよび事実上の影像系において眼追跡系を利用することができる。眼コントロール・系は、表示上の影像に関する眼の位置に基づいて情報を発生する。この情報は種々の応用のために有用である。観察者はそれを使用してカーソル、例えば、表示上の十字線の［バンズ・フリー（ｈａｎｄｓ−ｆ　ｒｅｅ）Ｊの動きをコントロールすることができる。眼の向きの検出またはその視線（ＬＯ３）の決定のために装置はオクルロメーター（ｏｃｃｕｌｏｍｅｔｅｒ）または眼追跡装置（ｅｙｅｔｒａｃｋｅｒ）と呼ばれ、そしてこの分野においてよく知られている（参照、例えば、米国特許第４，１０９，１４５号、米国特許第４，０３４．４０１号および米国特許第４，０２８，７２５号）。発明の要約本発明によれば、頭部取り付は表示は、好ましくは、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）または活性マトリックス液晶表示（ＡＭＬＣＤ）であり、ここで活性マトリックス液晶表示は単結晶のシリコンから形成され、次いで透明なガラス基板に転写された薄膜トランジスター（Ｔ　Ｐ　Ｔ）駆動素子からなる。各ＴＰＴ回路は、表示の画素（絵素）を定める電極に接続される。頭部取り付は表示系は、また、ＩＩＩ−Ｖ材料から形成されそして平らなパネルの活性マトリックスの表示上に直接転写された薄膜の集積された光学的ダイオードからなる検出器配列を含む。直視式眼追跡表示の好ましい態様において、検出器は各々が活性マトリックス濃度の駆動トランジスターの完全に上に、すなわち、絵素区域に隣接するように、したがって表示の光出力を遮断しないように位置する。表示からの光出力は、赤外線または可視光線であり、眼の位置を決定するために使用される。追加のオプチクス、例えば、遠隔の表示への／その表示からのファイバーオプチクスはこのアプローチにおいて不必要である。主要な利点は、集積眼追跡装置／表示をヘルメットまたはオプチクスに物理的変更を加えないでヘルメット取り付り光学系の中に挿入できるということである。この利点は、眼の位置を決定するために使用する軸方向の光線の基本的相互作用から生ずる。軸方向の光線は、表示から出て、そして網膜に対して垂直の、眼の光軸を通して移動する光線である。これらの光線は、網膜により反射されると、同一の光学的通路に沿って移動して表示に戻ることができる（光学的一般原理に従い）０光線の発散を除外して、反射した光線は放射する絵素の付近に戻る。このようにして、検出器は使用者が見る表示の区域を確認することができる。次いでコンピューターのソフトウェアは、この位置においてカーソルを提供する。池の別の態様において、表示からの可視のシーンを使用する代わりに、表示の中のフレームのいくつかは交錯した眼追跡装置のパターンの簡単な提示のために使用される。試験のパターンの反復速度が十分にまれである場合、使用者（観察者）はその存在を感じないであろう。このパターンは照明される単一の絵素から成るか、あるいはいくつかの他の幾何学的パターンを有することができる。単一の明かりのついた絵素からの光が眼の瞳孔を通して入り、そして網膜から反射される。反射された光の通路は明らかに眼の位置に依存する。表示パネルに戻る逆の通路において・反射した光は光学系に依存して広がるか、あるいは収束する。光が表示平面に戻るとき、光は光検出器に衝突する。眼の位置および光学系の性質に依存する光検出器の配列の出力において、あるパターンが現れる。このパターンはコンピューターにより解釈され、そして眼の位置に関係づけられる。本発明は単結晶物質を使用して頭部取り付は光学支持系において高い密度の活性マトリックスの配列を製造し、この系は表示を眼へ接近させ、。配列をコンパクトにし、そして所望のレベルの分解能を提供する。例えば、４００線／　ｃ　ｍの密度では、本発明による１、２７ｃｍの表示は系をわずかに１．５２ｃｍの深さに適合させるのみであろう。この系は現存する頭部取り付は表示よりいっそうコンパクトであり、より軽量であり、そしてコストが低い。表示系を眼にできるだけ近づけそしてできるだけコン、（クトにするために、短い焦点距離を使用しなくてはならない。簡単なレンズの焦点距離はレンズの形状寸法により制限され、ここでレンズの厚さはレンズの直径より小さい。こうして、簡単なレンズはより短い焦点距離ならびに小さい直径を有する。最もコンパクトな系について、表示影像を収束する最も小さいレンズを使用する。し、ンズの大きさは対物レンズの大きさであり、この場合において表示素子の大きさである。分解能を増加すると同時に大きさを減少ことか必要であるので、表示の絵素密度を増加することが必要である。現存する表示は約１２０線／ｃｍの絵素密度を有し、そして直径約４．１である。３．８１ｃｍのレンズヲ使用し、ここで標準３．　８１ｃｍのレンズのための最小の焦点距離は約３．０５ｃｍであり、中央の厚さが１．５２ｃｍを越えるレンズが得られる。このレンズを使用すると、約３．３ｃｍのレンズ−表示の距離が生じ、これはこの形状寸法のための頭部取り付は表示の最小深さである。本発明の系は、絵素密度を少なくとも２００線／　ｃ　ｍに、好ましくは４００線／ｃｍ以上に増加することによって、１インチより小さいレンズ−表示の距離を提供する。レンズ−表示の距離は好ましくは１．０〜２．２ｃｍの範囲である。表示は透過型表示であり、光源は光弁活性マトリックスに直接隣接するか、あるいは光源は使用者の頭部または頭部の一方または双方の側に配置し、こうして光を光弁活性マトリックスに１または２以上の反射素子により結合することができる。また、ファイバーオンチクスを使用して、表示の背面の光源を提供下るか、あるいは表示からの影像を使用者の視野の中に送出すことかで舌る。あるいは、表示は放射型装置、例えば、活性マトリックスのエレクトロルミネセンスの表示または発光ダイオード（ＬＥＤ）の活性マトリックスであることができる。本発明の追加の態様は、投影図の活性マトリックスの表示を含み、ここで光の異なる偏光成分は分離され、１つの成分は左目に向けられ、そして他の成分は右目に向けられる。これはいっそう効率よい光学系を提供し、ここで光源からのより多い光を使用して所望の影像を提供する。他の好ましい態様は活性マトリックスの表示を利用し、ここで絵素の大きさは表示を横切って増加して見る表示の広い角度の場を提供する。表示は面として製作することができ、この面は一緒に傾斜しかつ平らなまたは湾曲したプラスチック上に位置するある数の表示をもつ。図面の簡単な説明第１図は、活性マトリックスの液晶表示（ＡＭＬＣＤ）の形態の高い密度の回路のモジュールの斜視図である。第２Ａ図は、２つの６インチのウェーハを使用して４×８インチのＡＭ　Ｌ　ＣＤのためのタイルを形成することができる方法を概略的に図解する。第２Ｂ図は、ＡＭＬＣＤを形成するガラス基板に適用される第２Ａ図のタイルを示す。第３図は、第１図のＡＭＬＣＤのための駆動系を図解する回路線図である。第４Ａ図〜第４Ｌ図は、第１図のＡＭＬＣＤのための回？３ノ（ネルの一部分の製作を図解する好ましい方法の流れ順序である。第５Ａ図および第５Ｂ図は、ＡＭＬＣＤの一部分の概略ｏ勺方法の断面図である。第６図は、再結晶化のために使用する系の好まし１．−態様を斜視図で図解する。第７Ａ図〜第７Ｄ図は、ガラス基板へのシリコン酸化物（ＳＯり構造体の転写および結合および基板の除去を図解する方法の流れの順序である。第８Ａ図および第８Ｂ図は、ＧｅＳ　ｉ合金を中間の工・ソチ段階の層として使用する、別の転写法を図解する方法の流れの順序である。第９図は、本発明の眼追跡系の路線図である。第１０図は、本発明の眼追跡系の別の態様の概略図である。第１１図は、本発明の集積表示／検出器配列の／＜ネル（眼追跡装置）の分解図である。第１２図は、マトリックス配列の金属化の代わり１こ普通の平行の相互接続を使用する眼追跡装置の簡素化されたノく−ジョンの平面図である。第１３Ａ図〜第１３Ｃ図は、本発明の眼追跡装置を形成する方法（こおける重要な段階を示す断面図である。第１４Ａ図〜第１４Ｂ図は、ウェー／１を加工してＸ−Ｙアドレス可ＮｕなＬＥＤ配列を形成する概略断面図である。第１４Ｃ図〜第１４Ｅ図は、連続する追加の方法の段階の間のウェーハを示す概略部分斜視図である。第１５Ａ図〜第１５Ｂ図は、メサエ・フチ絶縁法に従ＬＸＬＥＤｌく−を製作するときの主要な段階の方法の流れの線図であり、そのように加工されたウェーハ構造体の対応する概略断面図は各段階の下に示されている。第１６図は、第１５Ｂ図の段階にの間のウェーッ１の断面側面図である。第１７図は、別の方法に従いＬＥＤバーを製作するときの主要な段階の方法の流れの線図であり、そのように加工されたウェー７１構造体の対応する概略断面図は各段階の下に示されている。第１８Ａ図〜第１８Ｂ図は、なお他の別の方法に従いＬＥＤ／＜−を製作するときの主要な段階の方法の流れの線図であり、そのように加工されたウェーハ構造体の対応する概略断面図は各段階の下に示されている。第１９図は、関連するシリコン電子回路をもつシリコン基板上に取り付けられたＸ−Ｙアドレス可能なＬＥＤ配列の斜視図である。第２０図は、本発明のＸ−Ｙアドレス可能なＬＥＤ配列の態様からのＬＥＤ絵素の斜視図である。第２１図は、本発明のＩＲ−可視光線変換器の概略断面図である。第２２図は、第２１図の変換器の路線図である。第２３図は、第２１図の別の態様の側面図である。第２４図は、第２４図の配列の平面図である。第２６図は、本発明の眼追跡装置の別の態様の路線図である。第２７Ａ図は、本発明によるエレクトロルミネセントパネルの表示の分解斜視図である。第２７Ｂ図は、エレクトロルミネセントカラー表示素子の斜視図である。第２７Ｃ図は、エレクトロルミネセントパネル表示のための駆動系を図解する回路線図である。第２７Ｄ図は、第１６Ｃ図のＤＭＯＳＩ−ランシスターのための同等の回路である。第２８Ａ図〜第２８Ｌ図は、エレクトロルミネセントパネル表示のための回路パネルの製作を図解する好ましい方法の流れの順序である。第２９Ａ図〜第２９Ｄ図は、エレクトロルミネセントカラー表示の製作を図解する好ましい方法の流れの順序である。第３０Ａ図〜第３０Ｂ図は、ＳＯＩ構造体の上層への転写および結合および基板の除去を図解する好ましい方法の流れの順序である。第３１Ａ図〜第３１Ｂ図は、ＧｅＳｉ合金を中間のエッチ停止層として使用する別の転写方法を図解する好ましい方法の流れの順序である。第３３図は、偏光の２成分が光学効率のために分離される、頭部取り付は表示の好ましい態様である。第３４図は、広い視野角度の頭部取り付は表示系のための活性マトリックスを図解する。第３５図は、第３４図に示す装置の活性マトリックス区域の一部分の詳細な図面を提供する。第３６図は、バイザースクリーンの上に取り付けられたまたはタイル張りの活性マトリックスを図解する。第３７Ａ図〜第３７Ｃ図は、直視表示系の他の好ましい態様を図解する。発明の詳細な説明 ■、タイル張りの活性マトリックスの液晶表示普通のモジュール基板上の複合ハイブリッド多機能回路のための本発明の好ましい態様は、第１図に示すように、頭部取り付は表示のためのＡＭＬＣＤに関して図解されている。ＡＭＬＣＤの基Ｘ的成分は、光源１０、例えば、平らな蛍光灯または白熱電球、あるいは白色または赤色、青色および緑色の発光体を有するエレクトロルミネセントランプ、第１偏光フイルター１２、回路パネル１４、任意のフィルタープレート１６および第２偏光フイルター１７からなり、これらは層状構造体を形成する。黒白表示の場合、あるいは赤色、緑色および青色が適当な絵素におけるランプにより提供される場合、フィルタープレート１６は不必要であることに注意すべきである。液晶物質２３、例えば、ツウイスティック・ネマティックを回路パネル１４とフィルタープレート１６との間に配置する。回路パネル１４は、例えば、ガラスから形成された透明な普通のモジュール物体１３から成り、その上に論理回路４０Ａおよび４０Ｂおよび駆動回路１８Ａおよび１８Ｂ、２ＯＡおよび２０Ｂ１および配列回路２５Ａおよび２５Ｂからなる普通多機能回路が転写される。好ましくは、高速演算を必要とする論理回路および駆動回路はｘ−５ｉのタイルの中に形成される。配列回路はα−３ｉ物質、またはポリ−５ｉ１または好ましくはｘ−３ｉの中に形成されて、生ずるＴＰＴの中により低いリンケージ、それゆえ、よりすぐれたグレースケールを達成することができる。また、より高い速度はｘ−５ｉにおいて達成される。４×８インチの活性マトリックスのＬＣＤ配列は、第２Ａ図α−３ｉ、２つの標準の６インチの直径のＳｉウェーハＷ１およびＷ２から形成することができる。配列回路２５ＡはをウェーハＷ１上に形成し、そして１インチ×４インチのタイルＴＡをウェーハＷ１から基板１４に転写する。転写は、下にいっそう詳しく説明するように、単一または二重の転写法を使用して達成できることに注意すべきである。ミクロン目盛り精度を可能とするマイクロボジショニングおよびマニピュレーターを使用して、各タイルを他に対して位置合わせする。同様に、タイルＴＢをウェーハＷ２から転写して、基板または普通のモジュール本体１３上に配列２５Ｂを形成する（第２Ｂ図参照）。論理回路４０Ａおよび４０Ｂおよび駆動回路１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂを他の適当な基板（図示せず）上に形成し、そして、第１図に示すように、同様な方法で普通の基板１３にタイル張りしかつ転写し、そして配列２５Ａ、２５Ｂに対して位置合わせする。次いで、導電性相互接続５０を駆動回路と個々の絵素２２および論理制御回路４０Ａおよび４０Ｂの間で作る。この方法において、絵素２２の１２８０Ｘ１０２４のアドレス可能な配列を回路パネル１４の基板１３上に形成する。各絵素２２はＸ軸上のそれぞれの駆動回路１８’ＡまたはＢまたはＹ軸上の２ＯＡまたはＢからの電圧により作動する。ＸおよびＹの駆動回路は制御論理回路４０ΔおよびＢからの信号により制御される。各絵素１９は絵素とカラーフィルタープレート１６の裏側上に形成された反対電極（図示せず）との間に配置された液晶物質２３の中に電場を生成する。絵素２２により形成される電場は液晶物質を横切って移送される光の偏光を引き起こし、液晶物質は照明される隣接するカラーフィルター要素を生ずる。フィルタープレート系１６のカラーフィルターは、４つのフィルター要素、例えば、青色２４、緑色３１、赤色２７、および白色２９のグループに配置される。フィルター要素に関連する絵素を選択的に作動させて、絵素のグループために任意の所望のカラーを提供することができる。配列の絵素２２を制御するために使用できる典型的な駆動回路および論理回路は、第３図に示されている。駆動回路１８Ａは制御論理４０Ａから入る信号を受け取り、そして相互接続ライン５３を通して論理回路４０Ａにより選択された列の１つの中のＴＦＴ５１の各源電極に信号を送る。論理回路４ＯＡにより制御されるＹ駆動回路２ＯＡは、列バス５３に対して垂直に延びる行バス５９を生かし、そして選択した行におけるＴＦＴ５１の各ゲートＧに電圧パルスを印加する。ＴＰＴが両方のそのゲートに電圧パルスを有しかつ源電極電流が個々のトランジスター５１を通して流れるとき、これはそれぞれの絵素２２中のコンデンサー５６を充電する。コンデンサー５６は、絵素配列２５の次の走査まで、液晶物質に隣接する絵素電極（１９概略的に示す）に電荷を維持する。本発明の種々の態様は、各絵素が所望の表示の型に依存するコンデンサー配列回路２５Ａおよび２５Ｂおよび論理４ＯＡ、４０Ｂおよび駆動回路１８Ａ、１８Ｂをある数の方法により形成しそして転写することができる。単一の転写法における基本的段階は次の通りである；Ｓｉ基板上に複数の薄いフィルムのＳｉ回路を形成し、薄いフィルムをダイシングし、そしてタイルを普通のモジュールの基板に「タイル張り」により転写する。また、タイル張りは、ＩＩＩ−Ｖ物質の回路またはハイブリッドのＳｉおよびＩ　Ｉ　Ｉ−Ｖ物質回路または回路の成分の製作において使用することができ、これらを積み重ねてコンパクトなモジュールを形成することができる。タイル張りは、転写、転写されたタイルを位置合わせし、そして位置合わせされたタイルの段階を含む。次いでＳｉ基板を除去し、そしてタイル上の回路を相互接続する。第４Ａ図〜第４Ｌ図に関して詳細に後述する、二重転写のアプローチは類似するが、ただしＳｉ基板をダイシング後に除去し、そして薄いフィルムを中間の転写体または担体に転写した後、普通のモジュール本体に究極的に転写する。絶縁されたシリコンのエピタキシー（ＩＳＥ）法を使用すると仮定すると、第１段階はシリコン−オン−インスレータ−（Ｓｏｌ）フィルムの薄いフィルムの前駆体構造体を形成することである。ＳＯＩ構造体、例えば、第４Ａ図に示すものは、Ｓｉの基板、緩衝層３０、および、通常化学的蒸着（ＣＶＤ）により、緩衝層３０上に成長または堆積され酸化物３４（例えば、５ｉｎｓ）を含む。次いで、下に横たわる酸化物層３４よりゆっ（リエノチする材料の任意の解放層３６は、酸化物３４上に形成される。例えば、窒化ケイ素（３３Ｎ４）および二酸化ケイ素の混合物からなる、ケイ素オキシ−窒化物の解放層は適当な選択であろう。このような層は塩酸中でＳｉＯ２単独よりもいっそうゆっくりエッチする。このエッチ速度はケイ素オキシー窒化物（Ｓ　ｉ　Ｏ，Ｎ、）化合物中のＮおよびＯの比を調節することによってコントロールすることができる。次いで、シリコンの薄い本質的に単結晶の層３８は解放層３６の上に形成される。酸化物（または絶縁体）３４はＳｉ表面層の下に埋め込まれる。ＩＳＥ　Ｓｏｌ構造体について、上部層は本質的に単結晶の再結晶化シリコンであり、これからＣＭＯ３回路を製作することができる。この出願の目的のために、用語「本質的に」単結晶は、結晶の大部分が普通の向きを示しかつ少な（ともＯ，１ｃｍ”、好ましくは０．　５〜１　、　０　ｃ　ｍ”、またはそれ以上の範囲についてフィルムの平面中の断面積にわたって延びているフィルムを意味することに注意すべきである。また、この用語は完全に単結晶のＳｉを含む。薄いフィルムは０．１〜２０ミクロン、好ましくは０．　１〜１．０ミクロンの範囲の厚さを有することができろ。埋め込まれた絶縁体の使用は、普通の嵩のある（ツォクラルスキー）材料において得ることができるより高い速度を有する装置を提供する。また、窒化ケイ素の任意のキャツピング層（図示せず）を層３６の上に形成し、そして活性装置が形成されたとき、除去することができる。第４Ｂ図に示すように、フィルム３８をパターン化して活性回路、例えば、領域３７においてＴＰＴおよび各表示絵素のために絵素電極領域３９を６２が図解されていることに注意すべきである（第４Ｈ図）。１２８０Ｘ１０２４のこのような素子の配列は実際には単一の６インチのウェーハ上で形成できることを理解すべきである。複数の配列を単一の６インチのウェーハ上に形成することができ、次いでこのウェーハをタイルとして表示に適用し、そして相互に接続することができる。あるいは、１枚のウェーハから複数の絵素マトリックスを分離し、そして異なる表示において使用することができる。この複数はいくつかのより小さい配列により取り囲まれた１つの大きい長方形の配列からなることができる（より小さい表示中で使用すべき）。異なる面積の長方形の配列を混合することによって、このような配置は丸いつ工−ハ上の合計の利用可能な面積のよりよい使用を可能とする。次いで酸化物層４０は、各ｐｘｌの２つの領域３７．３９の間に形成された絶縁体領域４８を含むパターン化された領域の上に形成される。次いで、固有の結晶化物質３８にホウ素または池のｐ型ドーパントを植え込んでｎチャンネル装置（あるいは、ｐチャンネル装置のための。型ドーパント）を形成する。次いで多結晶質シリコン層４２を絵素上に配置し、次いで層４２に、第４Ｄ図において見られるマスクを通して、ｎ型ドーパントを移植して層４２の抵抗を低下してＴＰＴのゲートとして使用する。次に、第４Ｅ図において見られるように、ポリシリコン４２をパターン化してゲート５０を形成し、次いでこれをホウ素の大きい移植を実施して、ゲート電極のいずれかの側にＴＰＴのためのｐ十源およびドレイン領域６６．６４を形成する。第４Ｆ図に示すように、酸化物５４をトランジスター上に形成し、そして酸化物５４を通して開口６０．５６．５８を形成して、源６６、ドレイン６４、およびゲート５０を接触させる。アルミニウム、タングステンまたは他の適当な金属のパターン化金属化７１を使用して露出された絵素電極６２を源６６（またはドレイン）に接続し、そしてゲートおよびドレインを他の回路のパネル成分に接続する。ここでデバイスは加工され、そしてここでデバイスを試験しそして、必要に応じて、修復した後、さらに加工する。この方法における次に段階はシリコンの絵素回路のフィルムを普通のモジュールに、直接に、あるいは基板から担体に、次いで普通のモジュールへの二重の転写により、転写する。二重転写のアプローチは第４Ｈ図〜第４Ｌ図に図解されている。緩衝層３０および基板３７から回路タイルを分離するために、タイルの間に存在する解放層３６の露出領域の中に第１開ロア０（第４Ｈ図）をエッチする。酸化物３６をＨＦ中で窒化物層３６より急速にエッチし、こうして層３４のより大きい部分を除去してキャビティ７２を形成する。こうして層３６の一部分はキャビティ７２の上に延びる。第４Ｉ図において、酸化物の支持ポスト７６を形成してキャビティ７２および開ロア２を充填し、このポストは層３６の一部分の上に延びる。次いで開口または孔７４を形成してエツチング剤を孔７４を通して、あるいは解放層３６の下にエツチングされた開ロア８を通して、導入して層３４除去できるようにする（第４Ｊ図参照）。残りの解放層３６およびその上に支持された回路は、ここで、基板３２および緩衝層３０に関して支持ポスト７６で所定位置に保持される。次に、紫外線で硬化できるエポキシ８４を使用して、光学的に透過性の上層８０を回路、および層３６に取り付けることができる。次いで緩衝層３０および基板３２をパターン化し、そして選択的に露光して、ポスト３６付近のエポキシ８４ ′の領域が未硬化のままであるが、残りのエポキシ８４°を硬化するようにする（第４に図参照）。緩衝層３０および基板３２およびポスト７６を酸化物ポストの切り離しおよび未硬化８４エポキシの溶解により除去して、第４Ｌ図に示す担体８０上に取り付けられた、薄いフィルムのタイル構造体１４１を形成する。最終の表示パネルを形成するために、担体８０のへりをトリミングしてタイルの境界と合致させる。窒化物解放層３６をエツチングにより除去する。第５Ａ図に示すように、次いで複数のタイル構造体１４１を順次に互いに位置合わせし、そして適当な接着剤を使用して普通のモジュール本体１１０に接着する（図示せず）。普通のモジュール本体１１０は、好ましくは、個々のタイル回路を互いに相互に接続するために、タイル構造体１４１に面する表面上の相互に接続する金属化でパターン化する。次に、絶縁層および整合層、スペーサー、接続のための密封境界パッドおよび結合パッド（図示せず）を普通のモジュール本体１１０の周辺に結合する。スクリーン印刷法を使用して境界を調製することができる。第５Ｂ図に示すように、カラーフィルター１２０および反対電極（図示せず）を含有するプレート１１７を周辺の薄いフィルムの回路タイル１４１に密封境界で、スペーサー（図示せず）の挿入後に、結合する。表示に選択した液晶物質１１６を、境界を通して延びる１または２以上の小さい充填焦点距離を経て充填する。次いで、この充填孔を引脂またはエポキシで密封する。次いで、第１および第２偏光フイルム１１８．１１２または層を両側に結合し、そしてコネクター（図示せず）を添加する。最後に、白色光源１１４、または他の適当な光源を偏光装置１１２に結合する。絵素電極６２を互いから横方向に間隔を置いて配置する。各絵素はトランジスター５１およびそれに関連するカラーフィルター１２０または１２２を有する。結合要素または接着剤８２および光学的透過性上層１１０、例えば、ガラスまたはプラスチックはこの構造体を完成する。本体１１０は好ましくは低温ガラスであり、好ましくは約２００〜１０００ミクロンの厚さを有することができる。別のＣＬＥＦＴ法において、薄い単結晶のフィルムは化学的蒸着（ＣＶＤ）により成長させ、そして再使用可能なホモエピタキシーの基板から分離する。ＣＬＥＦＴにより基板から除去されたフィルムは、低い欠陥密度の「本質的己単結晶」であり、数ミクロンのみの厚さであり、そして結局、この方法により形成された回路パネルはほんのわずかの重量を有し、そしてすぐれた光透過特性を有する。米国特許第４．７２７，０４７号に示されているＣＬＥＦＴ法は、次の段階を含む：解放層（弱い平面）の上で所望の薄いフィルムを成長させる、金属化および他の被膜を形成する、フィルムと第２基板、例えば、ガラス（または上層）との間の結合を形成する、および切り離しによる弱い内部の平面に沿った分離。次いで、基板を再使用のために利用可能である。ＣＬＥＦＴ法を使用して横方向のエピタキシー成長により本質的に単結晶の物質のシートを形成して、解放層の上部上に連続的フィルムを形成する。シリコンのために、横方向のエピタキシーは選択的ＣＶＤまたは、好ましくは、横方向の再結晶化またはＩＳＥ方法、あるいは他の再結晶化手順により達成される。あるいは、他の標準の堆積技術を使用して、本質的に単結晶の物質の必要な薄いフィルムを形成することができる。解放層を形成する物質の必要な性質の１つは、層と半導体フィルムとの間の接着性の欠如である。弱い平面が解放層によりつくられたとき、フィルムを劣化なしに基板から切り離すことができる。第４Ａ図〜第４Ｃ図に関して認められるように、解放層は５ｓＮ４および５１０２の多層フィルムからなることができる。このようなアプローチにより５ｉｎ２を使用して、ＣＭＯ３論理の背面を不動態化することができる。（３３Ｎ４は溶解して弱い平面を生成する層である。）ＯＬＥＦＴアプローチにおいて、回路をまずガラス、または他の転写基板に結合し、次いで分離して、例えば、紫外線硬化型に比較して、より簡単な取り扱いを生ずる。弱い平面は、回路と基板との間の均一な切り離し得るために重要である。この平面は、下に横たわる半導体表面の小さい部分のみが露出するように、ウェーハの表面上に炭素のパターンをつくることによって形成することができる。これらの露出された部分は、エピタキシャルフィルムのための核化部位として使用される。成長条件を適切に選択したとき、フィルムは垂直方向より急速に横方向に成長して、単結晶フィルムの横方向の過度の成長に導くであろう。１μｍ内の垂直方向の成長で、フィルムは連続的になりかつ高い品質をもつようになる。しかしながら、炭素層は弱くそして、フィルムが基板に強く結合する露出半導体区域の小さい部分と組み合わせて、弱い平面をつくる。この平面を信頼性および再現性をもって使用して、フィルムを基板から分離することができる。基板は再使用することができる。これらの方法は、広い範囲のＧａＡｓおよび８１回路を別の基板、例えば、ガラス、セラミック、および他の物質に、活性回路を損傷しないで、転写するために使用されてきている。ＩＳＥ法において、酸化物フィルムは、基板に、および回路を含有するであろう上部Ｓｉフィルムに強く結合される。この理由で、結合強さを化学的よこ減少することが必要である。これは完全７Ｊ分離なしにエツチング剤で優先的に溶解する解放層を使用して、解放層の中に弱い平面を形成することが必要である。次いで、ガラスを回路および電極に結合した後、フィルムを化学的に分離することができる。機械的分離は、Ｓ１フイルムの上表面を上層、例えば、ガラスに透明なエポキシを使用して結合することによって達成することができる。次いで、フィルムおよびガラスをワックスで、切り離し支持体として働く約５ｍｍの厚さでガラス板に結合する。金属の（さびを２つのガラス板の間に挿入して表面を強制的に分離する。マスクは基板に対して低い接着力を有するので、フィルムは基板から切り離されるが、ガラス上に取り付けられたままである。次いで基板をＣＬＥＦＴ法の他のサイクルのために使用することができ、次いで加工をフィルムの背面で完成することができる。装置は上層に結合したままであるので、背面側は標準のつ工 −ハの加工、例えば、写真平板印刷法にかけることができることに注意すべきである。本発明の１つの態様は、第６図に概略的に示す、再結晶化系を利用して、本質的に単結晶のＳｉの薄いフィルムを形成する。試料のウェーハ１３４を、Ｓｉウェーハ上に形成された、５ｉ０２上に形成された、ポリＳｉ上に形成される。キャツピング層１３８をポリＳｉの上に形成する。次いで、ウェーハ温度をより低いヒーター１３０により融点付近に上げる。次いで、上の針金またはグラファイトのストリップヒーター１３２を試料１３４の上部を横切って走査して、動いている溶融ゾーン１３６を再結晶化か、あるいはさらに結晶化させる。横方向のエピタキシーをより低い酸化物を通して形成した小さい開口からシード添加する。生ずる単結晶のフィルムは基板の向きを有する。ある数の独特の装置および回路は上の加工技術を使用して形成されてきている。これらの技術を使用してＣＭＯ５活性マトリックスＬＣＤ回路をＩＳＥウェーハからガラスに転写し、そして単結晶Ｓｉの活性マトリックスの回路を有するきわめてすぐれた表示を生じてきている。シリコン回路をガラスに転写しそして転写後、転写特性の重要な変化を示さない。また、この技術はＩＩＩ−Ｖ化合物の半導体回路を使用して証明された。例えば、例外的性能を生じた繊維の応用の電力を減少するために、ＧａＡｓおよびＡｌＧａＡｓのモノリシック直列接続の光起電力エネルギーの変換器が作られてきている。また、２次元多絵素ＡｌＧａＡｓ　ＬＥＤ配列（３２に以上の絵素をもつ）が転写および２側面の加工により作られ、そして極めて高いＬＥＤ密度ならびに性能を示す。この広い範囲のＳｉおよびＩＩＩ−Ｖ回路の開発は、広い範囲の装置および回路への転写法の一般の応用を示す。ＩＩｌ、別の接着および転写法第７Ａ図〜第７Ｄ図は、普通の本体にシリコンの薄いフィルムの回路のタイルを接着および転写するための別の好ましい二重転写法を図解する。出発構造体はシリコンウェーハ１１８であり、その上に、前述の方法、例えば、ＩＳＥまたはＣＬＥＦＴのいずれかを使用して、酸化物層１１６およびポリ−３ｉ、α−３ｉまたはｘ−３ｉの薄いフィルム１１４が形成される。次いで、複数の回路、例えば、絵素電極、ＴＦＴ、Ｓｉ駆動回路およびＳｉ論理回路を薄いフィルムの中に形成する。第４Ａ図は３つのこのようなウェーハＩ、ＩＬＩＩＩを示す。ウェー／１１において、論理回路４０が形成される。ウニ　ｚ’ｌｌにおいて、絵素電極６２およびＴＦＴ５１が形成される。ウェーハＩＩＩにおいて、駆動回路２０が形成される。ウェーハ、またはウェーハからダイシングした個々のタイルを上層の転写本体１１２、例えば、ガラスまたは他の透明な絶縁体に、接着剤１２０を使用して取り付ける。次いで、ウェーハまたはタイルを清浄し、そして天然の酸化物１１８を背面からエッチ除去する。ウェーハの厚さに依存して、５ｉｌ１８および酸化物１１６の層をエッチするために５時間までを要する。この溶液はシリコンを非常に急速に、すなわち、２〜３ミクロン／分で、そしてエッチ表面を上にしてこの溶液中でウェーハを水平に保持する場合、均一にエッチする。酸は酸化物について非常に低いエッチ速度を有するので、基板をエッチ除去しそして埋め込まれた酸化物はｉｌｉ、、エツチング速度は低下する。観察者はこの方法をモニターし、そしてその上の薄いシリコン層１１４にまで穴あけしないで埋め込まれた酸化物層１１６′におけるエッチを停止することができる。２５ミルまでの厚さのつ工−ハおよび４０００人程度に薄い酸化物は、この方法を使用して首尾よくエッチされた。別のエツチング剤は、非常に高いエッチ速度の選択性を有するヒドラジンまたはエチレンジアミンビロカタコール（ＦＤＰ）である。シリコンが完全にエッチされたとき、シリコンのエツチングの特徴を示す激しい発泡が突然停止し、エツチングが完結したことを示す。それぞれのガラス上層１１２に転写された薄いフィルム１１４をここですすぎ、そｌ、て乾燥する。既に回路４０．５１．６２または２０が設けられていない場合、必要に応じて、フィルム１１４は背面の回路を加工することができる。前述したように、転写本体１１２上に、すべての必要な回路が形成された後、それらをここでダイシングしそして普通のモジュール本体１３（第７Ｄ図）上にタイル張りして組み合わせた機能、例えば、ＡＭＬＣＤを実行することができる。次いで、使用者が直接または間接的に見るためにヘルメットまたは頭部に取り付は可能なフレームに、この系を取り付けことができる。第７Ｃ図、列Ａにおける転写本体１１８の論理回路４０はモジュール本体１３の境界に転写されるが、第７Ｃ図、列Ｃにおける転写本体１１８からの駆動回路２０は論理回路４０Ａと４０Ｂとの間の境界に配置される。絵素電極６２およびＴＦＴ５１のタイルはダイシングまたはエツチングにより形成されそして、第７Ｄ図に示すように、互いに関してかつモジュール本体１３上の前以て形成された配線と位置合わせされる。すべての回路が位置合わせされそしてモジュール本体に接着された後、転写本体１１８およびエポキシ１２０を適当なエツチング剤、例えば、ガラスの転写本体の場合においてＨＦを使用して除去する。回路の相互接続は位置合わせの間に、あるいは必要に応じて直接的レーザーの書込みにより達成される。また、必要に応じて、フィルムを他の基板に転写し、そして第１のガラス上層および接着剤をエッチ除去して、それ以上の回路加工のためにウェーハの前側へのアクセスを可能とするすることができる。第８Ａ図および第８Ｂ図は、中間のエッチ停止層としてＧｅＳ　ｉを使用する、別の１段階のシリコンの薄いフィルムの転写法を図解する。この方法において、Ｓｉｌ衝層１２６をｘ−３ｉ基板１２８上に形成し、次いで薄いＧｅＳｉ層１２９および薄いα−８ｉ１ポリ−３ｔ、またはｘ−３ｉデバイスまたは回路層１３２を形成する：よく知られているＣＶＤまたはＭＢＥ成長系を使用する。次いで、層１３２を第４Ｅ図〜第４Ｈ図に関して前述した方法でＩＣ加工して、回路、例えば、ＴＦＴ２００および絵素電極２０２を形成する（第８Ａ図）。次に、加工したウェーッ入、またはウェー７１からのタイルを普通のモジュールガラス（または他の）支持体２８０上に取り付けら、ここで第７Ａ図〜第７Ｂ図に関して前述した型のエポキシ接着剤を使用する。エポキシは前述の加工により形成されたボイドを充填し、そして前面を上層２８０に接着する。次に、もとのＳｉ基板１２８およびＳｉ緩衝層１２６をエツチングにより除去し、これはＧｅＳｉ層１２９に影響を与えない（第８Ｂ図）。最後に、ＧｅＳｉ層１２４を適当なエツチング剤中の短時間の浸漬により除去する。ＩＶ、眼追跡装置の態様ここで第９図の路線図を参照すると、本発明は平らなパネル表示装置４１２を光学的検出器１４の配列と組み合わせて眼追跡装置５００を形成する眼追跡系４１０に関することを見ることができる。平らなパネル表示装置は、眼４３２の位置を決定するために、モノリシック基板および光源として使用される。検出器の配列４１４を整合させ、そして平らなパネル装置の活性マトリックスのエレクトロニクス上に転写される。試験のパターンおよびコンピューター４１８におけるソフトウェアは、表示上で検出器が感知したデータを分析し、そして眼の位置を決定する。表示４１２からの光を使用して影像をスクリーン４２８上に投影し、観察者の眼４３２で見られるようにする。表示すべき影像はコンピューター４１８において発生され、そして電気入力のビデオ信号としてライン４２４に沿って表示４１２にカップリングする。表示４１２からの影像光線は検出器配列１４を通過し、そしてスクリーン４２８上に投影され、ここでそれらを光線Ｃにより形成された外側のスクリーンからの外部の影像と重ねることができる。ビデオ信号源はビデオ信号を表示装置４１２へ提供する。ビデオ信号源は任意のビデオ信号源であることができ、これらはビデオグラフィックス配列（ＶＧＡ）アダプター、ナショナル・テレビジョン・システムス・コミッティ−（ＮＴＳＣ）複合体ビデオ源、高い分解能のプロ用表示アダプターの電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、または他の同様な源を包含する。好ましい態様において、ＣＯＤカメラを頭部取り付は系に取り付けて、使用者の周囲の影像を発生させ、そしてこれを頭部取り付は系の表示に連結する。これにより、使用者は特定の方向に見ることができ、そして周囲の区域からの影像を表示またはスクリーン上に受け取ることができる。表示をプログラミングして第２影像上に選択した影像を重ねることができる。眼追跡装置を使用して、使用者の眼が向いている影像領域の分解能を増強することができる。ビデオ信号源からの水平および垂直の同期信号をビデオインターフェースに供給することができる。赤色−線色−青色（ＲＧＢ）ビデオ信号成分は、ビデオ信号源により供給される場合、エンコーダーに提供される。明確な赤色、緑色および青色の信号がビデオ源（例えば、ＮＴＳＣ複合体ビデオ信号）により供給されない場合、ビデオ信号はビデオ源により供給されなくてはならない。表示装置４１２は、多周波数表示装置として作動する。典型的には、ビデオ信号源からのビデオ信号は固定した周波数に対して同期しないであろう。例えば、ＶＧＡアダプターは同期化信号を発生し、これらの信号はアダプターを作動している特定のビデオのモードに依存して変化する。標準のＶＧＡアダプターは、約５６〜７０　Ｈｚの垂直の同期化周波数および約１５〜３５　ｋ　Ｈｚの水平の同期化周波数を発生することができる。プロ用表示の目的（例えば、ＣＡＤ／ＣＡＭ）のために、垂直および水平の同期化周波数は記載するより高くあることができる。現在の高い分解能の表示を取り扱うために、表示装置４１２は約１００Ｈｚまでの垂直の同期化周波数および約６６ｋＨｚまでの水平の周波数に適合しなくてはならない。結局、表示装置４１２は同期化周波数に適合する。表示４１２の特定の絵素から放射する光線を線Ｂ２で示す。この光線はスクリーン４２８により（線Ｂｌ）眼オンチクス（図示せず）上におよび眼４３２の班上に反射される。最も重要な軸方向の光線は眼の窩、すなわち、班の最も感受性の部分、の上に衝突する。これらの光線はもとの絵素の近傍において表示に戻る。なぜなら、窩からの反射は網膜に対してほぼ直角であり、したがってほぼ軸方向であるからである。窩を越えて網膜に衝突する軸方向でない光線は、軸方向の光学的通路に沿って反射して戻らず、そして検出器配列４１４に戻らないであろう。スクリーン４２８は、例えば、パイロットのためのヘッズーアップ（ｈｅａｄｓ −ｕｐ）ヘルメット取り付は光学系のバイザーからなることができ、そしてヘルメットまたはオンチクスに物理的変更を加えないで、集積検出器／表示をヘルメット取り付は光学系の中に挿入することができる。さらに、眼との物理的接触は不必要である。いったん軸方向光線Ｂ１、Ｂ２が表示に戻ると、検出器配列１４は、戻った光線に最も近い配列の中に位置する検出器絵素により電圧信号を発生することによって、軸方向の光線が放射する配列の部分を識別する。光線のその部分は、もちろん、使用者により収束された表示の部分である。次いで、コンピューター４１８からの試験パターンを表示影像と交錯させて、眼の位置の初期の決定を可能とする。コンピューター４１８におけるソフトウェアは、視線の位置においてスクリーン４２８上に投影される表示４１２のためのカーソル影像を提供する。このカーソルを交錯させて、検出器配列４１４に一定のフィードバックを提供する。交錯の頻度を調節して、使用者に対してカーソルを可視とするか、あるいは不可視とすることができる。周囲からのシーンが表示影像上で重なる、第９図の部分的に透明な系の場合のために、表示の一次的カラーの１つであるに違いない、十字線またはカーソルの波長を除外した、すべての波長を拒絶する狭いバンドパスフィルターを検出器配列４１４は有する。例えば、選択したカラーが赤色であると仮定する。この場合において、狭いバンドの赤色拒絶フィルター４３０をスクリーン４２８の外側に配置し、そして狭い赤色バンドパスフィルター４１６を検出器配列４１４の絵素の上に配置する。この方法において、検出器配列４１４は表示から出る光のみを受け取る。同一の結果を達成する第２方法は、第１０図に示すように偏光フィルターを使用することである。この場合において、平らなパネル表示装置４１２は、その出力面に偏光装置４４０を有する、ＡＭＬＣＤ光弁のへルメソトまたは頭部取り付は表示（ＨＭＤ）である。スクリーン４２８上の９０℃交差した偏光装置４４２と組み合わせた、表示４４０からの光の偏光の性質は、外側のシーンからの不都合な光が検出器配列に伝播するのを防止する。それ以上の部分的に透明なの影像系は第３７Ａ図〜第３７Ｃ図に関して後述する。他の別法は、コンピューターのソフトウェアがバックグラウンドの光を減することができるように、カーソル提示のためにビデオ信号をコンピューター４１８からチョップするか、あるいは急速に明滅させることである。なお、ＬＣＤ表示とともに使用できる他の別法は、ＬＣＤの赤色フィルターを通過できる赤外線を使用することである。しかし、このアプローチはスクリーンの前に赤外線拒絶フィルターを必要とする。上から理解ことができるように、外側の光から干渉されないで、検出器配列４１４に信号を提供するために表示４１２を使用するある数の方法が存在する。ＡＭＬＣＤ表示および本発明によるモノリシック検出器配列４１４の分解図は、第１１図に示されている。完全な眼追跡パッケージは、表示の全体の寸法を実質的に変化しないで作ることができることに注意すべきである。第１１図に示すように、検出器配列４１４はガラス基板４５２に転写されるか、あるいは活性マトリックスＬＣＤ表示４１２のフロントガラス４５４の上に直接転写された、ＩＩＩ−Ｖダイオード配列４５０から形成される。検出器絵素４６２の各は活性マトリックス回路の駆動トランジスター４６４の完全に上に存在し、したがって絵素電極４６４からの表示光の出力のいずれをも遮断しないように位置する。（第１２図参照）。検出器の行および列の相互接続（図示せず）は表示の行および列の直ぐ上に位置するので、相互接続の電線は光を遮断しない。検出器配列の基板４５２は透明な材料、例えば、ガラスまたは石英から作られているので、第１２図に示すカット−アウトは実際には不必要であることに注意すべきである。赤外線検出のために、ＧａＡｓは検出器素子のために最良の選択であるように思われる。ＧａＡｓのバンドギャップは１．４３ｅＶであり、これは約０．７８μ ｍの吸収限界に相当する。また、この物質は可視光線に適することがある。しかしながら、検出器における赤外線の吸収を抑制しようとする場合、バンドギャップはアルミニウム（ＡＩ）を添加して３次分の半導体Ａ　ｌ　ｘ　Ｇ　ａ□＋Ａｓを形成することによって約１．９ｅＶ（０，６５μｍ）に増加することができる。（１，９ｅＶのバンドギャップがｘ＝０．３８について得られる。）検出器配列の形成に使用する方法は、基線としてＬＥＤ配列法に基づく、この方法において、検出器材料４７０をまず０ＭＣＶＤにより基板４７２上に成長させる。解放層４７４を形成し、この層はエピタキシャルフィルム４７０を基板４７２から分離させるが、前側の金属化４７６が形成されるまで分離を延期する（第１３Ａ図）。金属化の行を金属化しモしてメサエッチングで絵素４６２を描写した後、ウェーハの表面を担体４７８（第１３Ｂ図）に結合する。この担体は好ましくは表示４１２のフロントパネル４５４である。次いで基板４７２を除去して、表示配列４１２に結合した部分的加工された検出器配列４１４を生成する。次いでこの加工を完結して、ＴＦＴ４６４　（Ｘにより示す）と整合するが、表示配列４１２の対応する絵素電極４６６（ドツトで示す）かられずかに変位した、検出器絵素４６２のマトリックスアドレスト２次元配列４１２を形成する（第１３Ｃ図）。Ｘ−Ｙ多絵素配列の製作は、本発明によれば、ＧａＡｓまたはＧｅ基板上のＡｌＧａＡｓおよびＧａＡｓの要求されるヘテロ−エビ一層のエピタキシャル成長で開始する。ＧａＡｓ基板の場合において、ＡｌＡｓの任意の層６１４を活性ＡｌＧａＡｓ層６１６と基板６１２との間に形成して、エッチ−オフ法による基板の除去を促進する。ＡＩＡＳはエッチ停止層を形成する。［あるいは、Ｘ−Ｙ配列はＣＬＥＦＴ法または化学的エピタキシャル・リフト−オフにより基板から除去することができる］。−Ｇｅ基板の場合において、ＡｌＡｓの層はエッチ停止として使用することができるが、ＡｌＡｓは実現には不必要である。なぜなら、Ｇｅ基板はＡｌＧａＡｓ活性層を損傷しないでＨ，Ｏ，中に溶解することができるからである。第１４Ａ図は、ＡｌＧａＡｓの底部のクラッド層６１６ｃ、ｐ−ｎ接合６１７が成長の間に炭素ドーピングにより形成される活性Ｇａ、Ａｓ（またはＡｉＧａＡｓ）層６１６ｂ、ＡｌＧａＡｓの上部のクラッド層６１゜６ａおよび薄いＧａＡｓ接触層６１６ｄ　（すべては０ＭＣＶＤにより形成される）からなるエピタキシャル層構造体を示す。接触パッド７１９および母線（図示せず）のパターンは、第１４Ｂ図に示すように、写真平板印刷技術、蒸発、および／または前表面上の電気メッキにより形成される。次に、ｐ／ｎ接合６１７は、第１４Ｂ図に示すように、エビ一層６１６の中えの通路をエツチングすることによって絶縁される。この段階はこの時点において絶対に必要ではないが、この方法における後のエッチ段階を簡素化する。この方法の次の段階は、支持６８０、例えば、ガラス、セラミック、または薄いステンレス鋼にウェーハを結合することから成る。（支持体が赤外線に対して透明である場合、下流の前／背後の整合を促進するが、整合は、また、支持体のへりへの注意した位置合わせにより実施することができる。）加工した前側を支持体６８０に適当な接着剤（図示せず）で結合する（第１４Ｃ図）。支持体６８０を取り付けた後、ウェーハまたは基板６１２をエツチングして（または切り離して）、第１４Ｄ図に示すように、支持体６８０に取り付けられたＬＥＤフィルム６１６を残し、ここで構造体は支持体上に裏返しされて加工のために裏側を露出している。いったん裏側が露出されると、残りの必須ではない物質は背面からＨＦ中の選択的エツチングにより除去されて、清浄されたＧａＡｓ接触層接触層比させる。裏側（Ｘ軸）の接触７２１および母線７２１Ｘをここでで写真平板印刷的にパターン化し、そして接触領域６１６゛上に電気メッキまたは蒸発させる。最後に、裏側をメサエッチに対して暴露してドツトを完全に分離する。この時点において、絵素の間のエビ−物質のすべてを除去する（第１４Ｅ図）。あるいは、絶縁は移植絶縁によるか、あるいは電流の広がりを制限することによって完結することができる。第１５図、第１７図および第１８図は、本発明に従いＬＥＤを製作する３つの別法の重要な段階を要約する。各段階の下は側面図で示す対応するウェーハ構造体である。ここで第１５図に関すると、ドツトを定めるメサ絶縁方法が示されている。各方法の段階のブロックについて、対応する構造を下の節において説明されていることに注意すべきである。段階ａは、よ（知られている技術、例えば、Ｈ２ＳＯ４／Ｈ，０２およびＨ，Ｏ中のソーキングによるウェーハ６１２の前のエピタキシャル清浄および引き続＜ＡｌＧａＡｓ／　Ｇ　ａ　Ａ　ｓのエビ一層６１６の０ＭＣＶＤ析出からなり、ここでｐ−ｎ接合が活性ＧａＡｓ層の中に形成される（段階ｂ）。次に、よく知られている写真平板印刷技術を使用して、個々のドツト接合区域をエビ一層６１６の表面にわたってフォトレジスト７０５の区域の下に形成する（段階Ｃ）。露出されたエビ一層６１６をｐ／ｎ接合のちょうど下までエッチ除去するか、あるいはすべてを基板６１２まで除去する（段階ｄ）。レジスト７０５を除去し、そしてＳ、Ｎ４またはオキシ−窒化物（ＳｉＯＮ）の保護被膜を上部表面の上に形成する（段階ｅ）。接触区域は窒化物７０６の上の上のレジスト７１５により写真平板印刷的に定められる（段階ｆ）。窒化物７０６をレジストの開口の下にエッチ除去する（段階ｇ）。レジストをストリップ除去し、そして「リフトーオッフ」フォトレジスト層７１７を、金属接触が存在するところを除外して、上部表面の上に形成する（段階ｈ）。ＬＥＤドツトで整合された露出されたエビ一層表面と接触する、フロント金属化層７１９を、レジスト上に蒸発させる（段階ｉ）。次いで金属化層７１９を有するレジスト７１７をよ（知られているフォトレジストのストリ”ツバ−液体で除去し、残留しかつ各ドツト７１６に適用された金属接触７１９′を残す（段階ｊ）。これらの接触は窒化物７１６の上をチップのヘリに延び（第１６図参照）ここで結合パッドは各ドツト６１６゛をアドレスするために形成される。次いで接触金属化層７２１を基板６１２の背面に適用する。第１７図は、イオンビームのイラプランテーション（ｉｒａｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を利用する別のドツト・デフィニション法を図解する。段階ａおよびｂを第１５図と組み合わせて説明する。段階Ｃにおいて、フォトレジストの移植マスクを形成し、このマスクはＬＥＤの間の領域６４１を定め、これらの領域はイオン衝撃してプロトン７１１（段階ｄ）を移植して個々のドツトまたは絵素６１６°を横方向に絶縁され、高度に抵抗性の衝撃された領域６４１゛により分離されている（第１７図のノート参照）。次に（段階ｅ）、リフトーオッフフォトレジスト層７１５をエビ一層７１６の露出された上部表面上に形成し、接触金属化層７１９を蒸発させるところに開口を残す（段階ｆ）。金属化層を、所望の場所を除外して、すべての場所において除去して、各ドツト６１６′ のための個々の接触７１９′を形成する。次いで接触金属化層７２１を裏側に適用する（段階ｈ）。第１８図は、第１５図におけるように、関連する写真平板印刷法による誘電層の別の析出を必要としない、別のドツト・デフィニション法を描写する。段階ａ　 −ｂは上の通りである。この別法において、ドツトのヘリを定めた（段階Ｃ）後、キャップまたは接触層６１６ｄをエッチ除去する（段階ｄ）。次いで露出したエビ層表面６１６を陽極処理して絶縁性酸化物７０８を形成し、こうして適切なパターンで誘電性層をつくる。この方法は、第１５図の方法におけるように、均一な電流注入を望む絵素区域への電流の広がりを制限する。しかし、ドツトの間の領域からキャップ層を除去することによって、各ドツトの境界内の照明を維持する。電流の広がりは、非常に高い横方向の抵抗を有する、極端に薄い上のクラッド層６１６ａを成長することによってさらに排除される。普通のクラッド層は２０ミクロンまたはそれ以上である。０ＭＣＶＤは０゜５ミクロンまたはそれより薄い層の製作を可能とし、層１６ａの好ましい厚さは０．　２ミクロンである。次いでレジスト７０５を除去しく段階ｆ）そして、接触を望む場所を除外して、フォトレジスト層７１５を形成する。金属７１９をレジストの上および間において蒸発させ（段階ｈ）そして（段階各ドツト６１６゜に対する接触７１９′を残す。次いで構造体を、第１５図に関して前に記載したように、背面金属化７２１すことができる（段階」）。第１８図の別の態様において、キャップ６１６ｄおよびクラッド層６１６ａの両方を陽極処理して、キャップのエッチ段階の必要性を排除することかできる。上の方法はＬＥＤまたはＬＥＤバーを製作する他の既知の系を越えた多数の利点を提供する。これらのい（っかは次の通りである：Ｏ格子合致系。エピタキシー法は非常にほとんど完全に格子合致する。なぜなら、この方法はＧａＡｓ／ＧａＡｓＰ系よりむしろＧａＡｓ／Ａ１ＧａＡｓ系において実施されるからである。こうして、格子合致を達成するための組成の等吸付けは不必要である。エビ一層はＧａＡｓ／ＧａＡｓＰ系における２０〜３０ミクロンと反対に薄い（３ミクロンより小さい）。層はより薄くかっ０ＭＣＶＤにより作られるので、層は非常にいっそう均一なエレクトロルミネセンスを生じ、ＬＥＤバーをいっそう均一にする。エピタキシャル層は格子合致であるので、この方法を変化させて約６５０ｎｍ〜８７０ｎｍの範囲の波長のＬＥＤを成長させることは簡単なことである。上の方法は、また、活性エビ層のためにＧａＩｒ＋Ｐを使用しそしてクラッド層のためにＡＩＧａＩｎＰを使用することができる。他の可能な格子合致系はＧａ１ｎＡｓＰ／１ｎＰである。 ○　注入された担体のよりすぐれた拘束。ＡｌＧａＡｓ層の有益な性質を使用して、ヘテロ接合のレーザーに類似する方法で、ＬＥＤデバイスの光学的出力を増強することができる。光学的輻射線を発生すべき体積に担体が拘束されるように、ＡｌＧａＡｓを使用して担体を反射する。これは、ＧａＡｓ／ＧａＡｓＰ系において可能であると信じられるより、非常に高い効串および光学的出方の発生を可能とする。 ○　エピタキシャル的に成長したｐ　／　ｎ接合。接合は０ＭＣＶＤ法の間に成長する。一般に、ＧａＡｓ／ＧａＡｓＰ技術において、接合は拡散する。エピタキシャル接合は極端に高い品質を有し、そしてＧａＡｓ／ＧａＡｓＰにおいて使用される構造−拡散−亜鉛の接合において、次の制限を有するどこの場所においても使用することができる。亜鉛はｐ型ドーピングを引き起こすので、構造はｐ／ｎでなくてはならない（しかしエピタキシャル接合はｐ／ｎまたはｎ／ｐであることができる）；亜鉛濃度は表面において最高であり、そして拡散プロフィルをもたなくてはならなす（しかしエピタキシャルドーピングは任意のプロフィルを有することができる）、拡散した接合は亜鉛に限定される（しかしエピタキシャル構造体は亜鉛、炭素または、必要に応じて、他のドーパントであることができる）移植絶縁。第１７図の態様において、エピタキシャルウェーハをプロトンで移植してドツトの間の領域の結晶の品質を破壊する。この絶縁を使用して、電流が所望のドツトの周辺を越えて広がるのを防止する。（ＧａＡｓ／ＧａＡｓＰの技術はパターン化された拡散を使用する。）移植絶縁の追加の利点は、表面が非導電性となるので、誘電性絶縁体を使用しないで、金属化を半導体上に直接配置することができ、そして短絡が起こらないということである。ＱＧａＡｓキャップの使用。ＧａＡｓの非常に薄い、約１０００人の厚さの層６１６ｄを、３つの理由で上部表面上に形成する：接触の容易さ、環境の安定性、および電流の広がりの改良。ＧａＡＳを薄く保持して発生した光の大部分を逃がさせる。キャップは１０００人より非常に厚い場合、それは有意な量の光を吸収するであろう。ＡｌＧａＡｓが未被覆場合空気中で酸化することがあるので、環境の安定性は１つの因子である。ＱａＡｓキャップ１６ｄは要求される被膜を提供する。絵素間の物質のすべてを除去しないことによって、絵素からの横方向の熱の流出のための通路が保存される。第１９図に示すように、前側および裏側を加工したＸ−Ｙ配列８００は直接シリコンウェーハに正確な位置８１０において取り付けることができ、ＸおよびＹシリコン駆動回路８２０および８２２はウェーハ８２３の中に形成されておりそして、それぞれ、ＸおよびＹ結合バッド８２４および８２６に結合されている。ウェーハ８２３への配列８００の結合は、また、接触パッド８２６を片持棒と置換することによって達成することができ、ここで片持棒はトリミングして回路結合パッドを形成できるウェーハ８２３上のパッドの上に延びる。適当なシリコンの論理回路８３０およびインターフェース回路８３２をウェーハ８３２上に形成して、Ｘ−Ｙマトリックス中のどの絵素６１６を照明するかを制御する。駆動回路は上部列中の絵素、例えば、絵素１６０１に母線８２６ａを経て正電圧を印加することによって個々の絵素を活性化するが、負電圧を同一絵素１６０１に底部母線８２４ａへのＹ駆動回路８２２を経て印加し、こうしてＬＥＤ１６０１を通る電流回路を完成することに注意すべきである。ＬＥＤ配列を製作する基板除去法はＣＬＥＦＴ、リフトーオッフ、および基板エッチ除去を包含することに注意すべきである。基板が固体のウェーハとして再生すべき場合、ＣＬＥＦＴおよびリフトーオッフは適当である。エッチ除去法は、単に、基板の化学的溶解からなる。基板材料をエッチ除去法においてなお再生することができることに注意すべきである；しかしながら、それをエッチ溶液から沈澱しなくてはならない。また、工業的に普通に実施されているように、基板をみがき除去することができる。ｔζ、裏側の加工の第１段階において、望ましくないエピタキシャル層を形成することに注意Ｖべきである；これらの層はエピタキシーを開始するために存在するか、あるいは最終のデバイスにおいて不必要な緩衝層であることがある。それらの除去の試料を作るために、ＡｌＡｓエッチ停止層（図示せず）をこれらの層の間のエピタキシーおよびエピタキシャルデバイス構造体の中にを設けることができる。次いで、層はＡｌＡｓにおいて停止するエッチ、例えば、よく知られているＰＡエッチにおいて除去することができる。ｐＨ約８において、これらのエッチはＡｌＧａＡｓよりも１０００倍速（ＧａＡｓを溶解する。エッチがＡＩＡＳにおいて停止した後１、ＡｌＡｓをＨＦまたはＨＣｌ中で除去することができる。前述の方法において、基板の裏側に各絵素の背面と接触する多絵素適合性金属化を施す。この型の加工は前面／背面の整合を必要とすることに注意すべきである。次いで絵素をメサエッチにより分離する。フィルムは約５ミクロンのみの厚さであるので、メサエッチは簡単でありかつ迅速である。エツチングは湿式または乾式加工で達成することができる。この時点において、露出された半導体を誘電体で被覆して酸化を防止することができる。最後に、ウェーハを個々のダイスに成形する。ダイス８００（第１９図参照）をビングリッド配列（ＰＧＡ）またはリードレスチップのキャリヤーソケット（いずれも図示せず）で取り付けられる。絵素の計数が十分に高い（＞　１０００）場合、Ｘ−Ｙ駆動回路８２０．８２２および論理マルチブレクシング回路８３０はをチップキャリヤー内に取り付けるべきである。この理由は、電線の計数が高い絵素数のために過度となることである。電線の計数は絵素の計数のほぼ平方根である。好ましくは、配列をＳｔ回路それ自体に取り付け、そして薄いフィルムの技術および写真平板印刷加工を使用して相互接続する。次いで、回路および配列をリードレスチップのキャリヤーまたはＰＧＡの中に取り付ける。第２０図に示すように、背面からの反射を使用して放射を増強することができる。第２０図はＬＥＤ配列の絵素の斜視図であり、上および下のクラッド層６１６ａおよび６１６Ｃを示し、それらの間に活性層６１６ｂが存在する。薄い接触層６１６ｄおよび６１６ｅを、それぞれ、前側および裏側に形成し、そして導電体７１９ａおよびｂは接触層上に互いに対して直交する。ＧａＡｓの背面の接触層６１６ｅは全体の絵素表面を横切って延び、そして背面の反射器として働く。裏表面の反射器は絵素の背面に向かって伝播する光を逆転するので、光は前表面に向けられる。また、裏表面１６ｅはエスケープ・コーンの中に光を散乱させる働きをする：これは、ＬＥＤ結晶内を伝播する光線が、半導体／空気の界面を越えて光線が伝播する範囲内に入ることができる角度の範囲である。また、個々のエピ一層を同調させてＬＥＤ効率をさらに改良することができる。例えば、エピ一層が次の性質を有する構造体、例えば、第２０図に示すＬＥＤを仮定する：ＡＩＲ１６５００Ｎ／Ａ１６ｄ　３．８５　１６８８　０１６ａ　３．２４　２００６　８０％１６ｂ　３．６０　１８０６　３８％１６ｃ　３．２４　２００６　８０％１６ｅ　Ｎ／Ａ　Ｎ／Ａ　金属活性層１６ｂは、活性層の厚さを半波長（すなわち、９０３人の大きさ）の多数倍にすることによって、「共鳴」とすることができる。例えば、４５１０人または５４１８人の活性層は５０００人より好ましい。このような共鳴構造体は、光学的出力を増強する超ルミネセンスまたは刺激された放射を生ずることができる。共鳴構造体における刺激された放射の利益は、こうして発生した光のすべてがエスケープ・コーンの中にあるということであろう。前側（上部）クラッド層６１６ａは、透過率が最大となるように設定される（１／４波長または奇マルチプル）。１／４波長の厚さは５０３人であり、薄いフィルム上部層は０．５５ミクロンであるか、あるいはよりすぐれた電流法がりが必要である場合、１．０５ミクロンである。背面のクラッドは、５０３人の偶マルチプル、例えば、１０Ｘ５０３すなわち５０３０人を使用することによって、反射を最大とするように同調させることができる。それぞれ、６１６ｆおよび６１６ｇの任意の前面および背面のブラッグ反射層を第２０図のデバイスの中に０ＭＣＶＤ成長の間にを組み込み、これによりＬＥＤを垂直のキャビティレーザーに変換することができる。レーザーキャビティはブラッグ反射器６１６ｆおよび６１６ｇにより境界され、そして放射された光は位相コーヒーレントであろう。ブラ・ソゲ反射器は多数のＡ１．ＧａＡｓ／Ａ１．ＧａＡｓ層を交互することによって形成される。十分な数の層は高い反射係数を生ずるであろう。電気的キャビティはＡｌＧａＡｓクラッド層により形成される。こうして、垂直のキャビティレーザーはＸ−Ｙ配列であることができるか、あるいはレーザーバーで形成することができる。これを特徴とする特徴は二重側面加工のアプローチであり、これは広い範囲の絵素構造体、例えば、ＬＥＤ、レーザーおよび検出器を可能とする。光検出器配列９４５を同様な方法で形成することができる。光検出器配列を形成するために、エピタキシャルフィルムをドーピングして、ＬＥＤよりむしろ、ｐ −１−ｎ構造を形成する。活性層は問題の波長範囲にわたる吸収について選択した半導体からなる。例えば、長い波長の検出はＩｎＡｓ基板上に成長したＩｎＡｓを使用することができるであろう。あるいは、ＩｎＰまたはＧａＡｓ上に成長したＩｎＧａＡｓを中赤外線の検出に使用できるであろう。近赤外線はＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓで検出される。この検出器の製作は暗電流を最小に維持するためにへりの不動態化を含まなくてはならないが、それ以外は前述のＬＥＤ配列の加工と同一である。マルチブレクシング電子検出器回路は、供給電流よりむしろ、順次に各絵素中で発生した電流を感知しなくてはならないので、ＬＥＤ駆動回路と多少異なる。それにもかかわらずエレクトロニクスは簡単であり、そして電荷結合デバイス（ＣＣＤ）回路に類似する。事実、このデノくイスはｐ−１−ｎ配列の代わりにＣＯＤ配列を使用して形成できる。赤外線／可視光線ディジタル影像変換器を検出器９５０および発光ダイオード配列８００から形成することができる（第２２図に示すように）。この変換器は夜間映像装置、ならびに赤外線および可視ビデオデータのディジタル処理のために有用である。電流影像変換器は、赤外線を可視光線に変換する光電陰極に基づ（システムを利用する。変換法は直接アナログ法である。この設計のために、直接アナログ法はディジタル影像の増強のためにとくに利用可能ではない。また、夜間影像表示の上に重ねて通信またはコンピューターのデータ得ることができる種々の表示が存在する。しかしながら、光電陰極の表示は表示の応用に容易に適合可能ではない。ディジタルの絵素に基づ（システムは、本発明に従い、赤外線影像変換器、影像増強デバイス、および表示の両者として機能する。本発明の変換器は、３つの主要な素子、すなわち、赤外線検出器配列９５０、マルチブレクシングエレクトロニクス９７０、および発光ダイオード（ＬＥＤ）配列８００から成る。赤外線影像変換器の線図は第２２図に示されている。赤外線影像はレンズ９４６により赤外線検出器の多絵素のＸ−Ｙ配列９５０上に収束される。検出器からの絵素のデータはエレクトロニクス９７０により処理され、次いでこれらは同期多絵素のＬＥＤ配列８００を駆動する。プロセッサーは外部のデータをデータ・ポート９７２を経て影像に加えるか、あるいは影像から減することができることに注意すべきである。このようにして、影像の増強を達成することができるか、あるいは通信または他のデータを表示８００上に重ねることができる。前述もだように、検出器配列９５０はＳｉ電荷結合デバイスからなることができるか、あるいはより長い波長の検出が要求される場合、１．ｎＧａＡｓ系の材料から形成されたｐ−１−ｎダイオードから作ることができる。配列９５０は基板のエッチ除去またはりフトーオッフの加工ならびに裏側の加工を使用して、ＬＥＤ配列８００に関していっそう詳しく前述したように、両側に金属化層をもつ非常に薄い構造体を形成することによって製作される。配列３００により生成される影像の強度は、デユーティサイクルのタイミングを変化するか、あるいはＬＥＤ絵素の駆動電流を変調することによってコントロールすることができる。エレクトロニクス９７０はマルチブレクシングおよびシーフェンシング回路から成り、この回路はまず各赤外線検出器中の電荷または電流を検出し、次いでこの入力データを出力配列８０．０中の対応するＬＥＤ絵素を駆動する電流増幅器に結合する。電子プロセッサー９７０は、また、外部の源、例えば、ＬＥＤ配列上に表示されることができるマイクロプロセッサ−から信号を受け取る。そのうえ、エレクトロニクスは影像増強のためにマイクロプロセッサ−にビデオデータを供給し、そしてＬＥＤ配列３００上に表示すべき戻る信号を受け取ることができる。ＬＥＤ配列はＡＩＧＡＩｎＰ族、よりと（に鮮明な赤色の表示のためにＡｌＧａＡｓの材料から形成された、多絵素の薄いフィルムのＬＥＤ絵素から成る。この配列は前述の配列加工段階を使用して形成される。絵素の大きさは２５ミクロン程度に小さくあることができそして、結局、表示は極めて高い分解能、あるいはかなり低いコストを提供するすることができる。第２３図に示すように、検出器９５０およびＬＥＤ配列８００は、ガラス基板６２０上に取り付けられた下の薄いフィルムのＬＥＤ配列８００に光透明性接着剤により添付された、上部の薄いフィルムの赤外線Ｘ−Ｙ検出器配列９５０から構成されたハイブリッドアセンブリーに積み重ねることができる。ガラス９６０を検出器９５０の上部表面に添付し、そして熱伝達開口９６０を冷却の目的で必要に応じて設ける。全体の構造体は非常に薄（（１ミル）であることができ、エレクトロニクス９７０を周辺の回りに設ける。究極的には、可視光の影像の増強のために、ならびにビデオ影像上に重ねられるデータのデータのために、モノリシック薄い配列を通常のガラス上に取り付けることができる。第２１図〜第２３図のデバイスの応用は、軍用暗視システム、レンジファインダー、前進軍用アビオニクス、個人用通信システム、および実時間の影像の増強が有用である医学用システムを包含する。第２４図および第２５図に概略的に示されているように、Ｘ−Ｙ配列は、また、多色表示を形成するために使用することができる。このような表示を製造するために、ＬＥＤＩ、ＬＥＤ２およびＬＥＤ３と標識する個々のＸ−Ｙ配列を２またはそれ以上の異なるエピタキシャル構造体から形成する。構造の主要な差は活性層の物質７６１．７６２および７６３であり、これらは異なる色をつくるために異なるバンドギャップをもたなくてはならない。例えば、赤色７６３をＡｌＧａＡｓでつくり、そして緑色７６２をＩｎＡ１ＧａＰでつくることができる。上部のデバイスＬＥＤＩはＩＩ−Ｖｌ物質、例えば、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＳＳｅまたは第１Ｖ族合金、例えば、ＳｉＣから形成することができる。配列は観察者により近いバンドギャップがより大きいＬＥＤＩと積み重ねなくてはならない。より大きいバンドギャップをもつ物質は、より小さいバンドギャップからの輻射線に対して透明であろう。こうして、この方法において、観察者は両方の色を見ることができる。３つのＬＥＤの積み重ねの形成は次の通りである：まず、３つの別々のＬＥＤ配列ＬＥＤＩ、ＬＥＤ２およびＬＥＤ３を前述したように形成する。次に、それらをそれらの間のガラス６００と一緒に積み重ねる。透明な接着剤またはエポキシ９００を使用して、互いの上部で積み重ねを結合する。各ＬＥＤ上の上または下の結合パッドＰ１およびＰ２を他のＬＥＤに関して横方向に食い違わせ、こうして個々のＬＥＤ絵素をアドレスできるようにする（平面図第２５図参照）。集積検出器配列４１４および表示４１２に関していくつかの点を強調することが必要である。第１に、検出器のマトリックス金属化（図示せず）を表示の金属化の上に位置決めしなくてはならない。この方法において、検出器配列４１４の金属の相互接続により表示の光学的ア、＜−チャの減少は導入されない。第２に、検出器の感度が十分に高いかぎり、検出器絵素４６２を数ミクロン平方程度に小さくすることができる。また、ＴＰＴは数ミクロン程度の幅であるので、このような大きさの検出器絵素は光を遮断しないであろう。第３に、検出器配列４１４は活性マトリックスを使用する必要がない。なぜなら、ＩＩＩ−Ｖ物質、例えば、ＧａＡｓおよびＡｌＧａＡｓは極めて速い検出器（くμＳの崩壊時間）であり、それゆえ検出器配列を表示と同じ速度で、あるいはそれより速（走査することができるからである。検出器絵素は小さいので、活性マトリックス表示中のトランジスターの上に配置し、表示の光学的アパーチャの減少を非常にわずかにすることができる。集積眼追跡装置５００は、コンピューター４１８で同様に走査してプローブまたはカーソルの信号と検出されたＬＯ３信号との間の実時間の相関関係を得ることができる、１対のユニットから成ることができる。この実時間のの信号の相関関係を使用して、ＣＣＤの暗い瞳孔影像の分析に通常必要である、複雑な影像処理用ソフトウェアを排除することができる。得られた視線の情報をコンピューター４１８中で処理し、そしてライン４２２に沿って制御装置４２０に結合するか、あるいはライン４２４に沿って表示４１２に結合して種々の影像を提示するか、あるいは視線近傍のみの高い分解能の影像を発生することができる。検出器配列を表示４１２の背面パネル上に取り付けらるか、あるいは好ましくは検出器配列の形成と集積することができる。この集積された態様において、検出器絵素はＴＰＴの形成と同一の方法でＴＰＴ基板上のＳ】から形成される。各検出器絵素は対応するＴＦＴ絵素に隣接して位置する。検出器配列はＥＬパネルから構成することができる。前述したように、他の好ましい態様は放射性物質、例えば、エレクトロルミネセントフイルム、発光ダイオード、多孔質シリコンまたは任意の発光物質を使用して、表示の各絵素を形成する。その目的で、本発明の他の好ましい態様を第２７Ａ図におけるエレクトロルミネセント（Ｅ　Ｌ）パネル表示の斜視図に示されている。ＥＬ表示の基本的成分は、活性マトリックスの回路のパネル１４１４、底部の絶縁体１４２３、エレクトロルミネセント構造体１４１６、上部の絶縁体１４１７および光学的に透明な電極を含み、これらは層状構造で固定されている。ＥＬＬ造体１４１６は２枚の平らな絶縁層１４１７および１４２３の間に位置し、これらの絶縁層はＥＬ構構体体通して流れる容量的に制限的な直流による有害な電気的絶縁破壊を防止しそして、また、信頼性を増強する働きをする。絶縁体１４１７および１４２３は、高い電気的絶縁破壊を有するので、ＥＬＬ光体層中で熱電子をつくるために要求される高い場において有用に止まることができる。表示の容量構造は、各絶縁体に隣接して薄いフィルムの電極を生成することによって完成される。これらの電極の一方は絵素配列１４２２内に形成され、そして他方の電極は光が表示を出るようにさせる光学的に透明な電極１４１９である。回路パネル１４１４上に形成された絵素１４２２の配列は駆動回路により個々に作動される。回路は第１の回路成分１４１７および第２の回路成分１４２０を有し、これらの成分は配列に隣接して位置し、こうして各絵素１４２２は絵素電極と電極１４１９の素子との間のエレクトロルミネセント構造体１４１６の中に電場を生成することができる。電場はＥＬＬ子１４２４を照明させる。エレクトロルミネセント構造体１４１６は、モノクロームのＥＬ表示を有する好ましい態様について、単一の発光体層から形成することができる。他の好ましい態様において、ＥＬＬ造体１４１６はカラー表示を提供するために複数のパターン化された発光体層から形成される。発光体層は、各カラー絵素が赤色、緑色および青色の発光体素子を含むようにパターン化される。ＥＬカラー表示は、Ｂａｒｒｏｗらへの国際出願ＰＣＴ／ＵＳ８８１０１６８０号に開示されているＥＬＬ示形成法に基づいて形成することができる。第２７Ｂ図を参照すると、各ＥＬ素子１４２４は単一のカラー素子、例えば、赤色１４７６および１４８２、緑色１４７８および青色１４８０に分割される。所定のＥＬＬ子１４２４について単一のカラー素子を照明するために、駆動回路は底部電極１４６２の１つと透明電極１４１９との間に電場を形成させる。選択した照明された単一のカラー素子について、発光体の発光中心は、電場が既知の限界を越えたとき、発光体層を通る熱電子の流れにより衝撃励起される。それ自体として、絵素１４２２は選択的に作動されて、その絵素グループに照明されたカラーを提供することができる。活性マトリックスの絵素配列は、表示の中に各絵素とともに同時に位置するトランジスター（ＴＰＴ）を使用して、絵素の機能を制御する。活性マトリックスのアプローチは、ＥＬ表示に適用されるとき、回路パネル中の電力消散の減少および活性共鳴駆動回路が作動する周波数の増加を包含する有意な利点を提供する。有用なＥＬＬ性マトリックスの形成は、高い電圧および高い速度で作動することができるＴＰＴを必要とする。単結晶のシリコンは、小さい（６インチ×６インチ以下の）活性マトリックスＥＬ表示において高い分解能を達成するために好ましい。ＥＬ表示において、駆動回路に接続された行および列の相互接続により各絵素に提供される交流（ＡＣ）により、１または２以上の絵素を生かす。相互接続によるＡＣの効率よい導電性はパラシティツク・キャパシタンス（ｐａｒａｓｉｔｉｃ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）により制限される。しかしながら、活性マトリックスの使用は、相互接続のキャパシタンスの大きい減少を提供し、そして高い周波数の使用を可能として、絵素発光体においていっそう効率よいエレクトロルミネセントおよび鮮明度の増加を得ることができる。本発明によれば、この利点を提供するＴＰＴは単結晶のウェーハ、例えば、嵩のあるＳｉウェーハ、あるいは単結晶または単結晶のシリコンの薄いフィルムの中に形成される。これらの高い品質のＴＰＴはＥＬパネル表示において使用されて、高い速度および低い漏れを提供し、ならびにエレクトロルミネセントに必要な高い電圧レベルを抑制する。好ましい態様において、絶縁体上に形成された単結晶のシリコン（ＳＯＩ）を加工して、ＥＬ表示を駆動するために必要な高い電圧の回路を形成できるようにする。さらに詳しくは、ＩＳＥ法または池のＳＯＩ法により形成された薄いフィルムの単結晶のシリコンは、ＴＰＴのための高い電圧のＤＭＯ’ｓ回路ならびに駆動回路および他の論理素子のための低い電圧の０Ｍ０３回路の製作を可能とする。ＥＬモノクローム表示を制御するＤＭＯ３／ＣＭＯ８駆動回路の形状は、第２７Ｃ図〜第２７Ｄ図に示されている。各活性マトリックスＥＬ絵素回路１４２５は、それぞれ、ＣＭＯ３およびＤＭＯ８Ｉ−ランシスター　（ＴＦＴ）１４２１ａおよび１４２１ｂを含む。コンデンサー１４２６ａ、１４２６および１４２６ｃは、ＡＣＥＬＬ造体の中に通常存在するパラシティツクおよびブロッキング・コンデンサーを表す。その複雑な外観にかかわらず、各絵素回路は、配列密度が１０００線／インチまでであってさえ、絵素面積の小さい部分のみを実際に占有すべきである。ＥＬモノクローム表示のための駆動回路は簡素化の目的でのみ示す。ＥＬカラー表示のために、各絵素のための駆動回路は赤色、緑色または青色のカラー素子を駆動するように選択的に活性化される３つの絵素回路１４２５からなる。第２７Ｃ図を参照すると、絵素回路１４２５の２つの独特の面が存在する。第１は、駆動回路の出力上のＤＭＯ３）ランシスター１４２１ｂの使用により、１４２８におけるＡＣ駆動信号でＥＬ表示を駆動できるということである。この特徴はちょうどＤＭＯＳトランジスターを考慮することによって理解することができる。第２７Ｄ図を参照すると、ＤＭＯ３）ランシスターのための同等の回路は分路ダイオードＤ１をもつＮＭＯＳデバイスＸｉを含む。ＮＭＯＳトランジスターＸｉ上のゲートが源より上の眼界電圧に上昇する場合、正ＡＣ駆動パルスの間に電流はトランジスターＸＩを通して流れるであろう。分路ダイオードＤ１の存在はゲート電圧に無関係に逆方向の電流の流れを可能とするので、高いゲート電圧で、正および負の両方の転移の間にトランジスターＸｉを通して電流は流れる。したがって、ＥＬ層１４２９は励起されており、そしてゲートが高く保持さるかぎり、照明されるであろう。ゲートが低く、すなわち、限界電圧Ｖより低い電圧に保持される場合、トランジスターＸｉは正の駆動パルスの間に伝導しないであろう。こうして、ＥＬ層１４２９は１系列の負のパルスのみを見、そして第１の負のパルスの間のパルス電位に帯電し、そしてダイオードＤ１の整流挙動により正の間に放電するのを防止される。したがって、単一の短時間の照明期間後、ＥＬ層１４２９は受動的に止まるであろう。なぜなら、それおよびその絶縁コンデンサー１４２６ｂおよび１４２６Ｃを横切る合計の電圧は一定に止まるからである。第２７Ｃ図に戻ると、回路１４２５の第２の独特な特徴はそれが２つの電線のみにより制御されるということである。第２の特徴は、本発明において、ｐ−チャンネルＭＯ３Ｉ−ランシスター１４２１ａおよびダイオード１４２７の使用により達成される。ダイオード１４２７は横方向または垂直方向の構造体として製作することができ、そして全体の面積または複雑さを有意に加えないであろう。ダイオード１４２７はＮＭＯＳトランジスター１４２１ａが対称のデバイスであるので必要であり、そうでなければ照明期間の間にコンデンサー１４２６ａを放電して回路および表示を作動不能にするであろう。回路１４２５の性能を保証するために、回路の分析を実施した。分析において選択したライン１４１３（０ボルト）に低い信号を加え、次いでデータライン１４１１を所望の電圧（この分析において０．５〜２ボルトの範囲）に上げることによって、まずコンデンサー１４２６ａを充電することによって回路１４２５は作動する。充電シーケンス後、コンデンサー１４２６ａはデータおよび選択ライン信号レベルの間の差にほぼ等しくかつダイオード１４２７の前進ボルト低下を減じた電圧に充電選択ライン１４１３をまず約１ボルトに増加し、そしてデータライン１４１１を一２ボルトから０ボルトに勾配をなす。出カドランシスター１４２１ｂは、コンデンサー１４２６８に貯蔵された電圧に直接比例した時間の間オンに止まる。このようにして、グレースケールは回路１４２５により達成される。好ましいＥＬ表示形成法は、単結晶シリコンのフィルムの形成、シリコンのフィルム上の活性マトリックス回路の製作および放射素子を形成するＥＬ物質の統合を包含する。その目的で、第２８Ａ図〜第２８に図はシリコン−オン−絶縁体（Ｓｏｌ）フィルムを形成する絶縁されたシリコンのエピタキシー（ＩＳＥ）法ならびにＩＳＥフィルム上で高電圧ＤＭＯＳデバイスおよび低電圧ＣＭＯＳデバイスを製作して回路パネルの回路を形成する方法を図解する６　ＩＳＥをここにおいて示すが、任意の数の技術を使用して単結晶Ｓｉの薄いフィルムを形成できることに注意すべきである。Ｓｏｌ構造体、例えば、第２８Ａ図に示す構造体は、基板１４３０およびその基板１４３０上に成長または析出した酸化物１４３２　（例えば、５ｉＣｈ）を含む。多結晶質シリコンのフィルムを酸化物１４３２上に析出させ、そしてポリ− Ｓｉフィルムをキャツピング層１４３６　（例えば、３ｉ０ｈ）でキャッピングする。この構造体を融点付近に加熱し、そして薄い可動ストリップヒーター（第６図）をウェーハの上部表面の上で走査する。ヒーターは酸化物層の間に捕捉されたシリコンフィルムを溶融しそして再結晶化して、全面積の単結晶シリコンのフィルム１４３４を形成する。こうして、酸化物（または絶縁体）がＳｉ表面層の下に埋め込まれるおうに、シリコンの薄い単結晶層４３４を酸化物１４３２の上に形成する。ＩＳＥ　５０１構遺体の場合について、キャツピング層を除去した後、上部層は本質的に単結晶の再結晶化シリコンであり、これからＣＭＯ８回路を製作することができる。埋め込まれた絶縁体の使用は、普通の嵩のある材料において得るすることができるより高い速度を有するデバイスを提供する。１．５Ｘ１０’を越えるＣＭＯ３）ランシスターを含有する回路は、ＩＳＥ材料において首尾よく製作さ第１てきている。第２８Ｂ図に示すように、シリコンフィルム１４３４をパターン化して各絵素のために明確な島１４３７および１４３８を定める。次いで、島１４３７および１４３８の間のチャンネル１４４８を含むパターン化された領域の上に酸化物層１４３５を形成する。次いでツウイン・つエル（ｔｗｉｎ　ｗｅｌｌ）拡散法を使用して、ｎウェルおよびｎウェルを形成する。ｎウェルを形成するために、窒化ケイ素の島１４３９を形成して、ｎウェルと表示する島１４３８を絶縁する（第１７Ｃ図）。残りの島１４３７を引き続いてｎ型ドーパント１４４０で移植してｎウェル１４４１を形成する。ｎウェルを形成するために、厚い酸化物層１４４２をｎウェルの上に成長させてそれらの島をｐ型ドーノくント１４４３から絶縁し、そして窒化ケイ素の島を除去する（第２８Ｄ図）。次いで絶縁されない島をｐ型ドーパント４４３で移植してｎウェル１４４４を形成する。ツウイン・ウェルの形成後、厚い酸化物フィルムをシリコンの島１４４１および１４４４の表面の上に成長させて活性区域の領域を形成する。さらに詳しくは、酸化物層１４４６を比較的均一な厚さにエッチし、そして窒化ケイ素の島１４４７をその上に析出さする（第２８Ｅ図）。次に、厚い酸化物フィルムをシリコンの島１４４１および１４４４の表面の回りに成長させて、厚いＬＯＣＯＳ場の酸化物領域１４５１の間に活性区域の領域１４５０を形成する（第２８Ｆ図）。次いでポリシリコンを析出させそしてパターン化して、高電圧ＤＭＯＳデバイスのゲート１４５３および低電圧ＣＭＯＳデバイスのゲート１４５４を形成する（第２５Ｇ図）。ＤＭＯＳデバイスのゲーＨ４５３は、活性区域の領域１４５０から場酸化物領域１４５１の上に延びることに注意すべきである。活性領域１４５０の上（ご存在するゲー１−１４５３のへりはｐ−チャンネル拡散のための拡散ヘリとして使用されるが、場酸化物領域１４５１の上に存在するゲートの部分はｎウェルのドリフト領域における電場を制御するために使用される。チャンネル拡散後、ｎ−チャンネルおよびｐ−チャンネルの源１４５６．１４５９およびドレイン領域１４５７．１４６０はヒ素およびホウ素の移植を使用して形成される（第２８Ｈ図〜第２８Ｊ図）。次に、ボロホスホロシリケートのガラス（Ｂ　Ｐ　Ｓ　Ｇ）流れ層１４５８を形成し、そして開口をＢＰＳＧ層１４５８を通して形成してＤＭＯＳデバイスの源１４５６、ドＬ／イン１４５７およびゲート１４５３ならびにＣＭＯＳデバイスの源１４５９およびドレイン１４６０を接触させる（第２８に図）。さらに、アルミニウム、タングステンまたは他の適当な金属のパターン化された金属化１４６２を使用して、デバイスを他の回路パネル成分に接続する。好ましい方法は９つのマスクからなり、そして高電圧ＤＭＯＳデバイスおよび低電圧ＣＭＯＳデバイスの両方の製作を可能とする。拡散したｐ−チャンネルおよびｎ−ウェルのドリフト領域の両方のドーピング濃度に依存する。重要な物理的次元は、ｎ−ウェルのドリフト領域の長さ、活性領域におけるポリシリコンのゲートのへりと下に横たわる場酸化物のへりとの間の間隔、および場酸化物の上のポリシリコンのゲートと場酸化物のへりとの間のオーバーラツプの量である。ＤＭＯＳデバイスにおける電流の取り扱いの程度は、また、これらのパラメーターのい（つかの関数ならびにデバイスの全体の大きさの関数である。好ましい態様は高い密度の配列（１Ｍ絵素／１ｎ２）を含むので、絵素区域、それゆえＩ−ランシスターの大きさはできるだけ小さく保持される。第２８Ｌ図を参照すると、回路パネルを必要に応じて基板１４３０から除去し、ＥＬ発光体をその上に形成したガラス板１４３１に移す。除去の方法は、ＣＥＬ、ＣＬＥＦＴまたは背面エツチングおよび／またはラッピングからなることができる。！２８Ａ図〜第２９Ｄ図は、エレクトロルミネセントカラー表示の製作法の詳細を図解する。前述したように、この製作法はＢａｒｒｏｗｓらへの国際出願ＰＣＴ／ＵＳ８８　０１６８０号に開示されているＥＬカラー表示形成法に基づく。ＥＬ表示形成法は、モ、ｌクロームまたはカラーのいずれの表示であるかどうかにかかわらず、放射性の薄いフィルムの積み重ねの層の順次の析出からなる。各カラー絵素が赤色、緑色および青色の発光体素子を含むように、発光体層をパターン化する。赤色は黄色ＺｎＳ：Ｍｎ発光体層を濾過して赤色成分のみを選択することによって得られる。緑色および青色の発光体素子は、所望のスペクトル領域において放射するＭｎ以外の成分を有する。ＥＬ表示の第１層は下部電極である。好まｑいＥＬ表示形成法において、下部電極は駆動回路中のトランジスターの源またはドレインの金属化からなる。電極を所望の波長の高い反射について最適化して、ＥＬパネルの発光効率を増加する。第２９Ａ図を参照すると、製作法は下部絶縁体１４２３の析出、好ましくは回路パネル１４１４の活性マトリックスの全体の表面の被覆で開始する。次いで、第１カラー発光体層１４７６を活性マトリックス上に析出し、そしてパターン化する。第１エッチ停止層１４７７を析出し、そして第２カラー発光体層１４７８を析出し、そして停止層の上をパターン化する（第２８Ｂ図）。第２エッチ停止層１４７９を析出し、そして第３カラー発光体層１４８０を析出し、そして第２停止層の上をパターン化する。第２９Ｃ図を参照すると、パターン化された発光体層１４１６の配列を次いで上部絶縁体１４１７で被覆する。次いで２つの絶縁層１４１７および１４２３をパターン化して、上部電極と活性マトリックスの回路パネルとの間の接続点を露出し、そしてまた、外部の接続を駆動回路に対して作る区域から物質を除去する。次いで光学的に透明な物質、例えば、インジウムスズ酸化物から形成された上部電極１４１９を析出させ、そして上部絶縁体１４１７の上をパターン化する。上部電極の析出は、発光体１４１６と活性マトリックスの回路１４１４との間の回路を完成する働きをする。次いでフィルター１４８２を析出し、そして赤色絵素の上をパターン化するか、あるいはカバーを使用する場合シールカバープレート上に組み込む。赤色フィルター１４８２はＺｎＳ：Ｍｎ発光体（黄色）の出力の所望の赤色部分を透過して、所望の赤色を生成する。あるいは、ＥＬ薄いフィルムの積み重ねをガラスまたは他の基板上に形成し、これに活性マトリックスの回路パネルを前述の転写法により転写する。なお他のオプションは、回路パネルおよびＥＬ積み重ねの両者を他の物質、例えば、ヘルメット取り付はバイザーの湾曲した表面へ転写することからなる。単一段階の転写において、回路を柔軟な基板に転写する。次いで柔軟な基板を曲げて湾曲した表示を形成する。二重転写段階において、回路をまず曲げて湾曲した回路を形成し、そして固定された曲率の支持体に二重転写する。湾曲した直視表示はシリコン上の固有の応力を使用する。湾曲した表面は回路への応力を解放し、そして回路の性能を改良することができる。シリコンの薄いフィルムをその支持体から異なる物質に転写および接着する好ましい方法は、第３０Ａ図〜第３０Ｂ図に示されている。この方法は、薄いフィルムのシリコン（第２８Ａ図〜第２８Ｌ図）または全体のＥＬ表示（第２９Ａ図〜第２９Ｄ図）の中に形成された回路パネルを異なる物質、例えば、ガラスまたはある物質の湾曲した表面に転写し、そしてそれを接着するために使用できる。　・第３０Ａ図を参照すると、出発構造体はシリコンウェーハ１５００であり、その上に酸化物１５１６、単結晶シリコンの薄いフィルム１５１４を前述の技術、例えば、ＩＳＥまたは０ＬＥＦＴのいずれかを使用して形成する。次いで、複数の回路１５１１、例えば、絵素電極、ＴＰＴ。駆動回路および論理回路を薄いフィルムのシリコン１５１４の中ニ形成する。次いで、Ｓｏｌ加工されたウェーハを上層１５１２、例えば、ガラスまたは他の透明な絶縁体またはある物質の湾曲した表面に、接着剤１５２０を使用して取り付ける。次いでウェーハを清浄にし、そして天然の酸化物を裏側表面１５１８からエッチ除去する。ウェーハを溶液の中に入れる。エツチング剤は酸化物について非常に低いエッチ速度を有するので、基板がエッチ除去されそして埋め込まれた酸化物が露出されるとき、エツチング速度が遅くなる。シリコンのエッチ速度／酸化物のエッチ速度の選択率は非常に高い（２００：　１）。この選択率を、シリコンのエツチングの均一性と組み合わせると、このプロセスを観察しそして、その上の薄いシリコン層１５１４まで打ち抜かないで、埋め込まれた酸化物１５１６’ の中で停止することができる。この方法により、２５ミルまでの厚さのウェーハおよび４０００人程度に薄い酸化物を首尾よくエツチングすることができた。］、つのこのようなエツチング剤はヒドラジンである。ガラス１５１２に転写された薄いフィルム５１４をここですすぎ、そして乾燥する。既に回路１５１１が設けられていない場合、それは加工された裏側の回路であることができる。また、必要に応じて、フィルムを他の基板に転写し、そしてガラスの上層をエッチ除去し、それ以上の回路の加工のためにウェーハの前側へのアクセスを可能とすることができる。第３１Ａ図〜第３１Ｂ図は、ＧｅＳｉを中間のエッチ停止層としてを使用する、別のシリコンの薄いフィルムの転写法を図解する。第３１Ａ図を参照すると、この方法において、シリコン緩衝層１５２６を単結晶シリコンの基板１５２８上に形成し、次いで薄いＧｅＳｉ層１５２４および薄い単結晶シリコンのデバイスまたは回路層１５３２を形成する：よく知られているＣＶＤまたはＭＢＥ成長系を使用する。次いで層１５３２を前述の方法でＩＣ加工して回路、例えば、ＴＦＴ１６００または絵素電極１６０２を形成する。次に、加工されたウェーハをガラスまたは他の支持体１６８０にエポキシ接着剤で取り付ける。このエポキシは前の加工で形成したボイドを充填し、そして前面を上層１６８０に接着する。次に、もとのシリコン基板１５２８およびシリコン緩衝層１５２６を、ＧｅＳ　ｉ層１５２４に影響を与えないＫ　ＯＨでエツチングすることによって、除去する（第３１Ｂ図）。最後に、ＧｅＳ　ｉ層１５２４を選択的にエッチ除去し、これはシリコンのフィルム１５２２に影響を与えない。この場合において、検出器配列はＥＬパネル１４１９に転写される。本発明の眼追跡装置は多数の系の簡素化を提供する。１つの簡素化は、高速１１１−Ｖ検出器配列４１４の使用により、可能となる。配列の走査は表示の走査と同期させることができる。これは典型的なＣＣＤアプローチにおけるパターンの認識に要求される複雑なソフトウェアを排除する。なぜなら、反射された光を絵素毎にで実時間に分析して、観察者が焦点を合わせる区域を決定することができるからである。そのうえ、要求される角度の分解能に依存して、検出器マトリックス配列を、第１２図示されているように、アノード平面４８２およびカソード平面４８０からなる、普通の並列の回路で相互に接続された絵素の非常にいっそう簡単な配列と置換することができる。検出器平面４８２への接続のために、２つのみのターくナルが使用される。網膜の非運上に取り付けられたからの光の反射は検出器配列４１４を越える大きく落下し、そして班の反射は配列４１４上のある位置に戻る。表示４１３を行毎に走査するが、コンピューターは検出器において反射した信号を同時にモニターする。最高の信号を生ずる行は、観察者が焦点を合わせる行である。同様な走査を列について実行して、観察者が焦点を合わせる列の絵素を決定する。ここで第２６図の路線図を参照して、本発明の別の態様をここで説明する。この態様は直視眼追跡系５３０に関し、この眼追跡系５３０は平らなパネル表示装置４９２を光学的検出器４９４の実質的に透明な配列と組み合わせて眼追跡装置５２０を形成する。第９図におけるように、平らなパネルの表示装置４９２を検出器配列のためのモノリシック基板としておよび眼４９６の位置を決定するための光源として使用される。検出器配列４９４および表示４９２は、好ましくは前述したように形成する。配列を整合し、そして平らなパネルの表示４９２の活性マトリックスのエレクトロニクス上に転写する。試験パターンおよびコンピューター４９８におけるソフトウェアは配列４９４の個々の検出器５０２が発生した感知されたデータを分析し、そして眼から反射した光を検出器が感知するとき基礎とする眼の位置を決定する。表示４９２からの光を使用して、観察者の眼４９２で見るための影像を投影する。表示すべき影像をコンピューター４９８の中で発生させ、そして電気的入力のビデオ信号として表示４９２にライン５０６に沿って結合する。表示４１２からの影像光線を検出器配列４９４に通過させ、そして眼４９６で見る。表示４９２の特定の絵素から放射する光線は線Ｌ１として示されている。この光線は眼４９６の高上に衝突し、そして線Ｌ１に沿って反射し戻る。この光線は表示４９２にもとの絵素近傍に戻る。なぜなら、窩からの反射は網膜に対してほぼ直角であり、したがってほぼ軸方向であるからである。窩を越えて網膜上に衝突する非軸方向の光線は、軸方向の光学的通路に沿って反射し戻らない。いったん軸方向光線Ｌ１が表示４９２に戻ると、戻った光線に最も近い配列の中に位置する検出器絵素Ｐ２から電圧信号を発生させることによって、軸方向の光線が戻る配列の部分を検出器配列４９４は識別する。配列のその部分は、もちろん、使用者の眼４９６が焦点を合わせる表示の部分である。この電圧信号は、眼の位置の指示であり、ライン５０８上でコンピューター４９８に結合される。次いで、コンピューター９８からの試験パターンはコンピューター４１８により発生され、そして表示影像と交錯して使用者に眼の位置を示す。コンピューター４１８のソフトウェアは、視線の位置に形成される表示４９２上のカーソルの形態ので試験パターンを提供する。カーソルを交錯させて一定のフィードバックを検出器配列４９４に提供する。交錯の頻度を調節してカーソルを使用者に可視するか、あるいは可視としないことができる。任意のレンズ系４９５を眼と配列との間で使用して、表示４９２から投影された影像を増強することができる。配列４９４において得られた視線の情報をコンピューター４９８中で処理し、そして制御装置４９０に結合するか、あるいは種々の影像、例えば、前述のカーソルを提示するように結合することができる。 ■１頭部取り付は系のためのオンチクス本発明の好ましい態様は、第３２図の直視ヘルメット取り付は表示系である。活性マトリックスの単結晶シリコンの表示装置２０１０を眼２０１０に近接させて取り付ける。レンズ２０１４を使用して焦点を合わせた影像を眼に送出す。レンズ２０１４は所定の厚さおよび直径ｄを有する。表１は商業的に入手可能なレンズの直径、Ｆ＃および中央の厚さを含む特性を記載する。所望の寸法を有する他のレンズは、必要な厚さおよび焦点距離を提供するように容易に製作することができる。０．５　１１　９　０．８　５．７　１．３４（１２，７）　１３．７　１２．２　１．０　４．３　１．１１６．６　１５．４　１．３　ａ、６　１．１２０．５　１９．５　１．５　３．１　１．１２６．４　２５．６　２．０　２．６　１．１３ｇ、４　３７．７　３．０　２．１　１．１５１．３　５０．７　４．０　２．０　１．２１．０　２０　１８　０．８　１１．０　２．３（２５，４）　２７，４　２４．６　１．０　８．２　１．８３３　３０．７　１．３　６．７　１．６３９　３７　１．５　５．８　１．６５１．７　５０．２　２．０　４．７　１．６６３．６　６２．３　２．５　４．０　１．６７６．６　７５．２　３．０４．０　１．９１０１．６　１００．３　４．０　４．０　２．４１．５　３４．４　２９．４　０．８５　１４．０　１．９（３８，１）　４０　３６　１．０　１２．０　２．１５２．５　４９．４　１．３　９．１　２．０６４．２　６１．７　１．７　７．５　１．８７７　７４．８　２．０　６．５　１．８１０１．８　１００　２．６　５．３　１．８１２７．２　１２５．６　３．３　５．０　２．２２．０　４２　３４．２　０．８　２１．０　２．４（５０，８）　５３．６　４８．４　１，０　１５．０　２．０６５　６１　１．２　１２．１）　１．７７７．８　７４　１．５　１１．０　２．６１０２　１００　２．０　８．３　２．０１２７．６　１２５．３　２．５　７．０　２．０１７６．５　１７４．４　３．５　６．４　２．８レンズ２０１４の中央の軸２０１８から表示２０１０までの距離はＰで表わす。活性マトリックスの表示はヒトの眼の分解能と合致するようにに高い絵素密度を有する。分解能、または活性マトリックスの表示２０１０中の絵素密度を増加し、そして同時に表示の大きさを減少することによって、表示を眼に対していっそう近くに配置することができる。距離Ｐが２．５ｃｍより小さいとき、絵素密度は少なくとも２００線／Ｃｍ、好ましくは４００線／　ｃ　ｍ以上であって所望の分解能を提供する。Ｐ＝１．５ｃｍである場合、表示１０は直径が約１．２７ｃｍであり、そして約４００線／ｃｍの絵素密度を有する。レンズ２０１４と焦点との間の焦点距＃１ｌＦＬは、一般に、方程式：％式％により定義される。影像に対する距離について解くと、が得られる。ヒトの眼は最適には影像を約４００ｃｍ（約１５フイート）の距離で焦点を合わせ、そしてレンズの焦点距離は好ましくは短い距離で眼上に影像を集めるので、レンズの直径は３より小さく、好ましくは２，０以下であるべきである。表２は本発明によるレンズの直径ｄ、およびレンズと表示Ｐとの間の距離の間の関係を規定し、ここでＤ　ＩＩＩＡＧＥは約４００ｃｍである。表２０、６　Ｑ、　４８０、８　０．６４上は頭部取り付は表示の好ましい要素を要約し、ここで活性マトリックスの表示およびレンズ系は眼に近接して取り付けられる。レンズは必ずしも円形である必要はなく、より多い周辺の情報を眼に提供するために異なる形状であることができることに注意すべきである。次の態様は、普通のバラシティツク損失を減少することによって明るさを１００％まで増加するための簡単な光学的アプローチからなる。この損失はすべての液晶表示の光弁において第１偏光フイルターで得られ、これはランプから放射される偏光されていない光の半分を減衰する。換言すると、表示の光源は２つの偏光を発生するニ一方の偏光（光の半分）は偏光フィルターにより吸収されて、液晶により変調のために適当とされる。この態様において、第３３図に示すように、光源３０からの光は偏光フィルターではな（、光弁２０３６に対してのみ１つの偏光２０３３を有するブルースター偏光窓２０３４により偏光される。他方の偏光２０３４は窓２０３２において反射し、そして再び鏡において反射し、そして第２光弁２０３８に向けられる。次のように、本発明の少なくとも２つの実行が存在する。頭部取り付は表示において、ブルースター窓２０３２を使用して偏光、例えば、ＴＥ偏光を右眼２０３５に光弁の液晶表示２０３６に通す。偏光、この実施例において７Ｍ偏光を左眼２０３９に光弁の液晶表示２０３８を通す。いずれの光弁も「第１」偏光装置を必要としないが、光が既に偏光されているので、その存在は影響のわずかの減少のみを導入する。こうして、入射光の実質的にすべては液晶に行き、光学的効率をほとんど２倍にする。もちろん、左または右の液晶表示における液晶は互いに関して９０°回転して、光のＴＥまたは７Ｍ偏光の偏光を引き起こさなくてはならない。「第１」偏光フィルターの不存在は表示のコストを減少することができる。本発明の他の好ましい態様は第３４図に図解されている。この態様において、活性マトリックス２０５０を製作し、ここで絵素の形状寸法および絵素の面積はマトリックス内の絵素の位置の関数である。これは、頭部取り付は表示の面シールド２０５４の内表面上に投影することができる、見る影像の広い角度の場を提供する。また、この視的効果は、適当な絵素の強度を調節して観察者の知覚に合致するように、ビデオの移植を転送することによって、電子的に得ることができる。前述の眼追跡系を使用して、冬眠が見る方向に依存して強度を調節することができる。第３５図は、活性マトリックスの表面積の一部分の詳細な図面である。絵素２０６０．２０６２．２０６４および２０６８は、絵素からマトリックスの中心２０６６軸への距離が増加するとき、増加する表面積を有する。隣接する列の線の間および隣接する行の線の間の距離は、また、中心軸２０６６からの距離の関数として増加する。マトリックスは背面光を当てる透過表示または放射型表示であることができる。活性マトリックスを第１基板上に形成し、そして平らなまたは湾曲状基板上に転写した後、ヘルメットの光学的支持アセンブリー上に取り付けることができる。また、活性マトリックスを平らな基板に転写し、これを３００〜４００°Ｆの範囲、好ましくは約３５０°Ｆの低い温度に暴露して、活性マトリックスに所望の曲率を与えることができる。他の態様は第３６図に図解されており、ここで別々の活性マトリックスの表示素子２０７０．２０７２．２０７４などがプラスチックのバイザースクリーン上に取り付けられているか、あるいはタイル張りされている。バイザースクリーンはポリカーボネート、ポリエチレンまたはポリエステル材料であることができる。各表示素子２０７０．２０７２．２０７４は、へりに別々に形成された、それぞれ、駆動回路２０８２．２０８０．２０７８を有する。第３７Ａ図〜第３７Ｃ図は、直視表示系の他の好ましい態様を図解する。表示装置６１０からの光は光線１６１５により表される。表示１６１０からの光線１６１５は光学系またはレンズ１６２０を通過する。表示１６１０からの光線は周囲光１６９０と組み合わされた後、観察者の眼１６００上に入射する。こうして、表示装置１６１０によりつくられた影像は観察者に観察者の視野において浮いて見える。ここで説明するように、表示影像１６１５を周囲影像１６９０と組み合わせる種々の手段が存在する。第３７Ａ図はプリズム１７１０を使用して影像を組み合わせる好ましい態様を図解する。プリズムの斜辺を部分的反射剤またはエレクトロクロマティック（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒ。ｍａ　ｔ　ｉ　ｃ）物質で被覆して、周囲光１６９０を減衰することができる。第３７Ｂ図は、影像を組み合わせる手段としてレンズ形構造体１７２０を使用する本発明の好ましい態様を図解する。段階を間隔を置いて配置して眼１６００が構造体１６２０の中の線を区別できないようにする。好ましい態様において、段階の密度は１５０／インチより大きいか、あるいはそれに等しい。第３７Ｃ図は第３７Ｂ図におけるレンズ形構造体に類似するが、フレスネルレンズ形構造体１７３０を使用する。両者のレンズ形構造体１７２０．１７３０において、平らな表面１７２２．１７３２をまた部分的反射性物質またはエレクトロクロマティック物質で被覆することができる。第３７Ａ図〜第３７Ｃ図のいずれにおいても、表示系１６１０を観察者の頭に隣接して取り付けることができる。本発明の好ましい態様において、表示装置１６１０を観察者の頭の側面に隣接して、例えば、観察者の側面に取り付ける。ここに記載する頭部取り付は系はオーディオ回路および音響スピーカーを使用して使用者の耳に音を送出し、そしてセンサー系、例えば、カメラ、磁気的位置センサー、ＬＥＤまたは超音波を使用して使用者の頭部の位置を決定することができる。使用者のグローブまたは他のアクチュエーター上の追加のセンサーを系データのプロセンサーに電子的に接続して、相互作用の可能性を得ることができる。同等の態様上の説明はとくに好ましい態様に関し、そして本発明の性質を実質的に変化させないで、変化または変更することができる。例えば、本発明は主として受動的な実質的に透明なＬＣＤ表示を使用して例示してきたが、能動的および受動的の両者の他の型の表示は本発明の範囲内に包含される；例えば、限定なしに、次のものが本発明の範囲内に包含される・能動的表示、例えば、プラズマ表示パネル、エレクトロルミネセント表示、真空蛍光表示および発光ダイオード表示：受動的表示：電気泳動的影像表示、懸濁粒子表示、捩り球表示または透明なセラミック表示。各場合において、追跡光検出器系を同一フィルムの中に表示絵素として形成するか、あるいは絵素または絵素のグループの上または下にモノリンツク的に形成して、どの絵素または絵素が眼の反射光を受け取るかを感知することができる。本発明をとくにその好ましい態様を参照して示しかつ説明してきたが、当業者は理解するように、形態および細部の種々の変化が添付した請求の範囲により規定される本発明の範囲および精神から逸脱しないで可能である。Ｆ／θ２Ｂｈ一シーζ−と−−ヱＦ／Ｇ、　５Ｂ可動性０上の　下のスト１ノ・ツブ− ＩＧ　６嫂回く磨○ 廣　４ｍ？回ｄ　−＋　−へ瘍特表千７−５０４７６４　（２４）Ｆつ誌（−一２乙補正書の写しく翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の８）

Claims

【特許請求の範囲】

１．使用者の頭部を位置決めするための支持フレーム；前記支持フレーム上に取り付けられ、表示表面から放射された影像を使用者の眼上に向け、そして複数の行のアドレスラインおよび複数の列のアドレスラインを有する活性マトリックスの表示であって、前記活性マトリックスの表示は絵素回路の配列および絵素電極の配列を備えており、各絵素回路は単結晶物質の薄いフィルムの中に形成されておりかつ１つの行のアドレスラインおよび１つの列のアドレスラインに電気的に接続されている活性マトリックスの表示；および前記活性マトリックスの表示と使用者の眼との間に位置し、前記表示からの影像を使用者の眼上に集めるレンズ；からなる頭部取り付け表示系。
２．前記活性マトリックスの表示が少なくとも１０００の行のアドレスラインをさらに含む請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
３．前記レンズが中心軸を含み、そして前記レンズの中心軸が前記表示の表面から１．５２ｃｍより小さい距離に存在するように位置する請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
４．前記活性マトリックスの表示が影像を使用者の左眼上に向けるように位置し、そして第２活性マトリックスの表示が光を使用者の右眼上に向けるように、前記支持フレーム上に取り付けられた第２活性マトリックスの表示をさらに含む請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
５．単結晶シリコンの薄いフィルムの中に駆動回路をさらに含む請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
６．前記活性マトリックスの表示がカラー表示からなる請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
７．前記表示がエレクトロルミネセント表示からなる請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
８．前記表示が液晶表示からなる請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
９．前記活性マトリックスが支持フレームに固定された湾曲状基板上に取り付けられている請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
１０．前記絵素が発光ダイオードからなる請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
１１．前記表示が影像をスクリーン上に透過の光学的通路で投影するように影像を見るためのスクリーン；前記表示に隣接して位置し、前記表示絵素から放射しそして観察者の眼から反射しそして前記透過の光学的通路に沿って戻る光を検出する光検出器の配列；をさらに含む請求の範囲１の頭部取り付け表示系。
１２．前記表示がエレクトロルミネセント、液晶またはドットのマトリックスの表示から成る群より選択されるパネル表示である請求の範囲１１の頭部取り付け表示系。
１３．前記表示が、背面パネル上に転写されたＳｉの薄膜トランジスターを形成する絵素の活性マトリックスの配列を有する背面パネル、前面表示パネルおよび前記前面パネルと背面パネルとの間に取り囲まれた液晶物質から形成された平らなパネル表示であり；そして前記光検出器の配列が前記前面パネル上に転写されたＩＩＩ−Ｖダイオードのダイオード配列から構成されている請求の範囲１１の頭部取り付け表示系。
１４．前面パネルおよび背面パネルおよび前記パネルの間に配置された絵素の表示配列から構成された平らなパネル表示を具備し、前記パネルの一方の上に光検出器の配列が配置されており、前記光検出器は前記表示配列のそれぞれの絵素と整合されている；頭部取り付け検出器／表示モジュール系。
１５．前記光検出器がＩＩＩ−Ｖ物質から形成されている請求の範囲１４のモジュール。
１６．前記光検出器がＩＩＩ−Ｖ物質の薄いフィルム上に形成され、そしてキャリヤーに転写され、次いで前記パネルの一方の上に転写されている請求の範囲１４のモジュール。
１７．前記光検出器の配列が前記前面パネル上に配置されている請求の範囲１４のモジュール。
１８．前記表示がＡＭＬＣＤまたはＥＬ表示である請求の範囲１４のモジュール。
１９．湾曲状バイザーを有するスクリーンをさらに含み、前記バイザーを通して観察者は外部のシーンを見ることができそして前記パイザー上において前記表示影像を前記外部のシーン上に重ねることができる請求の範囲１４のモジュール。
２０．周波数拒絶フィルターが前記スクリーンの外側に形成されておりそして前記拒絶フィルターにより拒絶された周波数を通す狭いパスーバンド周波数フィルターが前記光検出器の配列上に形成されている請求の範囲１９のモジュール。
２１．前記表示の信号からの光を１つの平面において偏光させ、そして外部のシーンからの光を反対の平面において偏光させる請求の範囲１９のモジュール。
２２．前記配列の光検出器が共通の並列回路中で相互に接続されている請求の範囲４のモジュール。
２３．ａ）表示からの光をスクリーン上に投影することによって、観察者の眼により見られるようにスクリーン上に影像を形成すること；及びｂ）前記表示から放射しそして前記観察者の眼から反射しそして透過の光学的通路に沿って戻る光を検出すること；を含むことを特徴とする観察者の眼が見る方向を決定する方法。
２４．前記スクリーンがバイザーからなり、前記バイザーを通してバイザーは外部のシーンを見るすることができそして前記影像は前記スクリーン上に重ねられる請求の範囲２３の方法。
２５．前記影像はカーソルからなり、そして前記影像を前以て決定した周波数で投影し、そして前記スクリーンを見るために投影された影像の周波数以外の周波数を濾過する段階をさらに含む請求の範囲２３の方法。
２６．投影された光を１つの平面において偏光させ、そして外部のシーンからの光を反対の平面において偏光させる段階をさらに含む請求の範囲２４の方法。
２７．どの検出器が反射された光を検出するかを感知することによって、眼の方向を決定することをさらに含む請求の範囲２３の方法。
２８．前記影像はカーソルからなり、そして前記影像を前以て決定した周波数で投影し、そして前記スクリーンを見るために投影された影像の周波数以外の周波数を濾過する段階をさらに含む請求の範囲２７の方法。
２９．投影された光を１つの平面において偏光させ、そして外部のシーンからの光を反対の平面において偏光させる段階をさらに含む請求の範囲２８の方法。
３０．ａ）絵素の配列からなる表示を使用して眼で見るために前記影像を投影し；ｂ）各光検出器がそれぞれの絵素と整合した光検出器の配列を準備し、そして前記眼により反射された絵素からの光を視線の位置を示す電気信号に変換し；そしてｃ）前記影像を修正するために前記電気信号に対して応答するビデオ信号を発生させる；からなる眼の位置の決定に対して応答して前記影像を修正する請求の範囲２３の方法。