TWM244584U - Display system and electrical appliance - Google Patents

Description

M244584 (1) 捌、新型說明 【新型所屬之技術領域】 本新型關於顯示裝置及電子裝備明亮度的控制是基於 週遭的資訊。 【先前技術】 近代，使用電致（EL )元件（以下提及爲EL顯示設 備）之顯示設備的發展更進一步。EL元件是自我發光型 且由有機的EL材質中經由電致（包含螢光及磷光）的現 象而發生。既然EL顯示設備是一自我發光型，故不需要 發照光於液晶顯示設備及具有較大的視覺角度。因此， E L顯示設備被視爲有前述的顯示部份，於戶外爲可攜帶 式設備。 現有兩種類型的EL顯示設備：一爲被動型（簡易矩 陣型），一爲主動型（主動矩陣型）。任一型的E L顯示 設備之發展已被獎勵。特別是主動矩陣EL顯示設備近來 受到許多關注。組成EL元件的光亮度層的有機材質是由 低分子（單分子，有機EL材質與高分子（聚合體）組合 而成。此種類的材質已被廣泛的硏究中。 EL顯示設備及發光設備皆不包括半導體二極體，迄 今’具有控制發光売度兀件的發光設備是基於發光設備所 在環境的資訊而得。 【新型內容】 -5- (2) (2)M244584 本新型已做到上述所及，本新型的目的是提供一個可 亮度控制的發光設備之顯示統，例如，基於周遭環境的資 訊而得EL顯示設備其中EL顯示設備被使用或使用EL顯 示設備的人其活體資訊，及提供使用顯示裝置的電子裝備 〇 EL顯示設備提供解決上述的問題，EL元件的發光形 成陰極，EL層及陽極可經由控制烴EL元件的電流而得到 控制，同時流經EL元件的電流亦可由改變於EL元件上 的電壓而得到控制。 根據本新型，下列所述的顯示裝置正被使用。 首先，EL顯示設備使所用的環境資訊是由至少有一 感應器的資訊信號而得，其中包含光接收元件，例如光二 極體與CdS光導室，電荷對設備（CCD)，及CMOS感應 器。當感應器接收資訊信號如同電子信號至中央處理單元 (CPU ) ，CPU轉換電子信號成可控制電壓於EL元件上 以調整EL元件亮度之信號。在此一敘述中，經由CPU轉 換發出的信號可視爲校正信號。此校正信號輸入於電壓改 變器以便控制施用於EL元件相反的連接於TFT那邊的電 壓。此種控制電壓可視爲校正電壓且是被注意的。 EL顯示或電子裝備於上述顯示裝置是用來控制流經 EL元件的電流基於環境資訊而調整亮度是被提供的。環 境於此敘述中，週遭資訊包含EL顯示設備使用的周遭環 境資訊及使用EL顯示設備的人其活動資訊。更進一步， 環境資訊包含亮度（可見光與紅外光）、溫度、濕度等資 -6 - (3) (3)M244584 訊，而活體資訊包含使用者眼睛、脈膊、血壓、體溫及虹 膜片的開啓其擁擠程度的資訊。 根據本新型，假設數位驅動裝置，連接於EL元件的 電壓改變器基於周遭的資訊而使用一校正電壓以控制穿越 EL元件的不同電壓，因而獲得所需亮度。另一方面，假 設類比驅動裝置，連接於EL元件的電壓改變器基於周遭 的資訊而使用一校正電壓以控制穿越EL元件的不同電壓 ，類比信號的電壓是控制電壓差別，因而獲得所需亮度。 本新型已經由使用數位或類比裝置的方式在實行。 上述的感應器或許完整的形成於EL顯示設備。 爲了能使EL元件發光，控制電流流經EL元件的電 流控制TFT與控制電流控制TFT驅動之開關TFT的比較 下具有較大的電流流經本身。當TF T驅動被控制時，施 用於TFT閘電極的電壓是控制TFT的開與關。根據本新 型，當基於環境的資訊而需要減低亮度時，較小的電流產 生而流經電流控制TFT。 EL (電致）顯示設備關於此一敘述包含三元基發光 設備及/或單元基發光設備。 【實施方式】 附圖1爲根據本新型展示資訊回應EL顯示設備的顯 示裝置結構圖，將描述關於分時灰階顯示之數位驅動。如 附圖1所示，顯示裝置具有一個薄膜電晶體（TFT ) 200 1 其功能如同開關設備，（以下敘述爲開關TFT )， -7- (4) (4)M244584 TFT2 Ο 02其功能爲一設備（電流控制設備）以便控制供應 至EL元件2 003 (以下敘述爲電流控制TFT或El驅動 TFT)的電流，電容器2004 (稱爲儲存電容器或補充電容 器）。開關TFT200 1連接至閘線2 005及源線（資料線） 2006。電流控制TFT2002的汲極連接至EL元件2003其 來源連接至電力供應線2007。 當閘門線路2005被選定後，開關TFT2 00 1由供給至 閘門的電壓而打開，電容器2004由來源線路2006的資料 信號而充電，同時電流控制T F T 2 0 0 2經由供給至閘的電 壓而開啓。在關閉開關 TFT200 1之後，電流控制 TFT2002是經由位於電容器2004累積充電而維持其開啓 的狀態。EL元件2 003當電流控制TFT2 002是維持於開啓 的狀態的發光。自 EL元件2003發射出光的總量是經由 流經EL元件2003的電流而決定。 流經EL元件2003的電流是經由控制介於供給電力 供應線的電壓（於此敘述爲EL驅動電壓）及輸入電壓改 變器2 0 1 0 (於此敘述爲校正電壓）的校正信號之電壓控 制之間的差異而得到控制。於此實施例中，EL驅動電壓 維持於一個固定的位準。 電壓改變器2010可自EL驅動電源2009改變介於正 與負値電壓供應以便控制校正電壓。 根據本新型，在數位驅動的灰階顯示中，電流控制 TFT2 002經由來自源線2006供應至電流控制TFT2002閘 的資料信號而決定開啓或關閉。 -8- (5) (5)M244584 於此敘述中，E L元件的兩個電極，一端連接至所謂 的像素電極而另一端即所謂的反向電極。當開關2〇丨5開 啓時，校正電壓經由供應於反向電極的電壓改變器2 0 1 0 而得到控制。既然EL驅動電壓供給於像素電極是定値， 根據校正電壓而流經E L元件的電流。接下來，校正電壓 是控制EL元件2003發光之所需亮度。 經由電壓改變器2 0 1 0提供的校正電壓的決定是由下 列敘述而決定。 首先，包含代表周遭資訊的數位信號之感應器20 11 及類比至數位（A/D )轉換器2 0 1 2轉換類比信號成數位 信號其輸入至中央處理單元（CPU ) 2013。CPU2013基於 事先比較資料組而轉換輸入數位信號至校正信號爲了校正 EL元件的亮度。校正信號經由CPU2013轉換是輸入至數 位至類比（D/A )轉換器20 1 4而再度成爲類比形態。電 壓改變器2 0 1 0供給因此成形的校正信號同時根據校正信 號適用於事先決定校正電壓的EL元件。 本新型最基本的用途存在於E L元件度的調整是經由 附上感應器20 11於主動矩陣EL顯示設備如上述方式及 經由改變電壓改變器2010的校正電壓於經由感應器201 1 感應代表周遭資訊的基本信號。因此，使用上述顯示裝置 的EL顯示器中EL顯示設備的亮度可由周遭的資訊來控 制。 附圖2A是展示主動矩陣EL顯示設備根據本新型的 結構方塊圖。主動矩陣EL顯示設備於附圖2A具有TFTs -9- (6) (6)M244584 形成的基底如同元件，像素部份10 1，資料信號驅動電路 1 0 2及閘柄號驅動電路1 〇 3。資料信號驅動電路〗〇 2與聞 信號驅動電路1 03形成於像素部份〗〇 ；[的周圍。主動矩陣 E L顯示設備亦具有一分時灰階資料信號產生器電路1工3 爲形成數位資料信號輸入於像素部份1 〇 i。 多數的像素1 04被定義於像素部份1 〇 1中形成矩陣。 附圖2B是每個像素1〇4的放大圖。開關TFT105及電流 控制TFT108被提供於每個像素。開關TFT105的源區連 接至資料配線（源配線）1 07以便輸入數位資料信號。 電流控制TFT108的閘電極是連接至開關TFT105的 汲極。電流控制TFT 108的源區是連接至電力供應線n〇 ，電流控TFT 108的汲極是連接至EL元件109。EL元件 109其正極（像素電極）連接至電流控制TFT 108同時負 極（反向電極）1 1 1提供EL層相反於陽極的另一邊。陰 極連接至電壓改變器。

開關TFT105可能是η通道TFT或是p通道TFT。於 此實施例中，如果電流控制TFT 108是η通道TFT，電流 控制TFT 108的汲極爲連接至EL元件109的陰極是較佳 的連接結構。如果電流控制TFT 108是P通道TFT，電流 控制TFT 108的汲極爲連接至EL元件109的陽極是較佳 的連接結構。然而，如果電流控制TFT 108是η通道TFT ，結構可改變至電流控制TFT 108的來源是連接至EL元 件1 0 9的陽極。同理，如果電流控制TF T 1 0 8是P通道 T F T，結構可改變至電流控制T F T 1 0 8的來源是連接至E L -10- (7) (7)M244584 元件109的陰極。 更進一步，電阻體（不在附圖中）可供給介於電流控 制TFT的汲極與EL元件109的陽極像素電極之間。如果 此電阻存在，可能避免電流控制T F τ的特性而影響多變 性經由控制自電流控制T F Τ至E L元件的電流供應。具有 與電流控制TFT 108開啓狀態下的電阻比較下8充分地較 大電阻之電阻元件如上述電阻是足夠的，因此，電阻元件 的結構及相似的結構不會受特別的限制只要電阻値是充分 的足夠。 電容器112的提供是維持電流控制TFT 108的閘電壓 當開關TFT105是位於無法選擇狀態（關閉狀態）。電容 器112是連接介於開關TFT105的汲極區與電力供應線之 間。 資料信號驅動電路1 02基本上有一個移位暫存器 l〇2a，閂鎖1 ( l〇2b )與閂鎖2 ( 102c )。時鐘脈波（Ck )與起始脈波（s p )輸入於移位暫存器1 〇 2 a，數位資料 信號輸入於閂鎖1 ( 1 〇2b )，閂鎖信號輸入於閂鎖2 ( l〇2c )。雖然只有一個資料信號驅動電路1〇2使用於附圖 2 A中，根據本新型或許可能會有兩個資料信號驅動電路 被使用。 每一個閘信號驅動電路1 〇 3具有一個移位暫存器（不 在圖中），一個緩衝器（不在圖中）。雖然個閘信號驅動 電路1〇3使用於附圖2A中，根據本新型可能會只有一個 閘信號驅動電路被使用。 -11 - (8) (8)M244584 於分時灰階資料信號產生器電路1丨3 ( S P C ··序列至 平行轉換電路）中，一個類比或數位影像信號（一個包含 圖像資訊的信號）被轉換成分時灰階顯示之數位資料信號 。同時，時差脈波與其相似需要分時灰階顯示被產生而輸 入至像素部份。 分時灰階資料信號產生器電路i 1 3包含區分一個畫面 段落成許多子畫面對應至灰階位準的數目對應至η位元（ η :等於或大於2的整數之均値），選取一位址段落與持 續段洛於多數子畫面之均値，及設定持續段落T s 1至T s η 之均値如同 Tsl : Ts2 : Ts3 : ......Ts ( n-1 ) ： Ts ( η ) =2° :2 -1 ·· 2 ·2 : 2 · ( η .2 ) : 2 _ ( η -1 )。 分時灰階資料信號產生器電路1 1 3或許使用於本新型 的E L顯示設備之外或者可能與E l顯示設備完整的成形 。如果分時灰階資料信號產生器電路1 1 3使用於£ l顯示 設備之外，成形於EL顯示設備之外的數位資料信號於本 新型輸入至EL顯示設備。 如果本新型的EL顯不設備使用於電子裝置中的顯示 ，根據本新型，EL顯示設備與分時灰階資料信號產生器 電路是電子裝備中包含的不同構件。 分時灰階資料信號產生器電路1 1 3亦可使用於I c晶 片的形成而置於EL顯示設備上於本新型。如此例，於本 新型’數位資料信號形成於1C晶片上輸入至EL顯示設 備。本新型的EL顯示設備具有一個1C晶片其包含分時 灰階資料信號產生器電路或許爲電子裝備的一個構件。 -12- (9) (9)M244584 最後’分時灰階資料信號產生器電路1 1 3可能經由在 像素部份的基底上之TFTs形成，資料信號驅動電路ι〇2 及閘信號驅動電路1 03而成形。如此例，如果只有包含圖 像貧訊的影像信號輸入至EL顯示設備，大體上的信號可 於基底上執行。更不消說，分時灰階資料信號產生器電路 應形成於T F T s而本新型使用聚晶砂膜組成的主動層。本 新型的EL顯示設備具有分時灰階資料信號產生器電路形 成於一種或許可提供爲顯示於電子裝備中。於此例，電子 裝備可設計爲較小的形狀因爲分時灰階資料信號產生器電 路被并入EL顯示設備中。 分時灰階顯示器於下列會與附圖2 A、2B及3敘述。 2 n灰階位準全彩顯示器是基於η元位數位驅動法會用範例 來敘述。 首先，如附圖3所示，一個畫面段落被分成許多子畫 面段落（S F 1 t〇 S Fn )。在像素部份中所有像素形成一個 圖像的時間段落被稱爲一個畫面段落。在一般的E L顯示 器中，振動頻率等於或高於60赫茲，也就是說，60或大 於60的畫面段落設定爲一秒，即60或大於60的圖像畫 面於一秒內顯示。如果於一秒內圖像畫面的顯示數少於 60，則圖像晃動的視覺可觀察度也顯然增加。每一個多數 段落其定義爲一個畫面的分枝稱爲子畫面段落。如果灰階 位準的數量增加，一個畫面段落被分割的數量也增加且驅 動電路操作於較高頻率是必需的。 一個子畫面段落被分成位址段落（Ta)及持續段落（ -13- M244584 do) T s )。位址段落是於子畫面段落中，所需輸入資料至所有 像素的一個時間段落。而持續段落是時間段落（亦稱發光 段落）於EL元件中發光。 位址段落η個子畫面段落（s F 1至S F η )的各別長度 爲相等。持續段落（Ts )分別屬於子畫面段落SF1至SFn 是由TS1至TSn所代表。 持續段 Tsl至 Tsn的長度是設定爲 Tsi : Ts2 : Ts3 ……Ts(n-l) ： Ts ( η ) =2° ： 2"1 ： 2"2 ： ......2-(η-2): 。然而，SF1至SFn可出現其它排序。顯示器位任 一 2n灰階位準可經由選擇此持續段落的組合而執行。 流經每一 E L元件的電流是經由介於校正電壓及E L 校正電壓之間差異而決定。也就是說，校正電壓可能被控 制以便控制EL元件的亮度。 根據此實施例的EL顯示設備會更加詳細的敘述。 首先，電力供應線1 1 0維持於一定EL驅動電壓。然 後閘信號導入至閘配線1 0 6以便開啓所有連接至閘配線 106 的開關 TFTsl05。 在開關TFTsl05被開啓之後或開關TFTsl05同時被 開啓時，具有資訊數値、0 〃或'' 1 〃的數位資料信號輸入 至每一像素開關TFT 1 05的源區。 當數位資料信號輸入至開關TFT 105的源區時，數位 資料信號是輸入且被留置於連接至電流控制TFT1 08的閘 電極的電容器1 1 2。位址段落是數位資料信號輸入至所有 像素的時間段落。 -14- (11) (11)M244584 當位址段落結束，開關TFT 105被關上且被電容器 1 1 2留置的數位資料信號導入至電流控制τ F T 1 0 8的閘電 極。 供應至E L元件陽極的電壓較高於供應至陰極是必需 的。於此實施例中，陽極如同像素電極連接至電力供應線 而陰極連接至電壓改變器。因此，EL驅動電壓高於校正 電壓是必需的。 相反的，如果陰極如同像素電極連接至電力供應線且 陽極連接至電壓改變器時，EL驅動電壓低於校正電壓是 必需的。 於本新型中，校正電壓基於代表環境情況的信號被感 應器感應而控制經過電壓改變器。例如，環繞EL顯示設 備的明亮是經由光二極體而感應。當代表被感應的明亮信 號是經由CPU轉換成爲了控制EL元件的亮度之校正信號 時，此信號是輸入至電壓改變器且校正電壓會依信號而改 變。介於EL驅動電壓與校正電壓的不同是關於改變，因 而改變EL元件的亮度。 於此實施例中，當輸入至像素的數位資料信號具有資 訊値爲'' 〇〃時，電流控制TFT 108是設定於關閉狀態且 使用於電力供應線1 1 〇的EL驅動電壓不使用於EL元件 1 0 9的陽極（像素電極）。 相反的，當數位資料信號具有資訊値爲'' 1 〃時，電 流控制TFT 1 0 8是設定於開啓狀態且使用於電力供應線 1 1 0的EL驅動電壓是使用於EL元件1 09的陽極（像素電 (12) (12)M244584 極）。 因此，EL元件109於像素上具有資訊値爲'、〇〃的數 位資料信號的輸入不會發光但EL元件丨〇9於像素上具有 貪訊値爲、、1 〃的數位資料信號之輸入會發光。當E L元 件發光時，持續段落是時間段落。 每個E L元件於從T s 1至T s η的段落間發光（點亮像 素）°此假設於Tsn的段落間，事先決定的像素被點亮。 然後’另一個位址段落開始，資料信號輸入至所有像 素，且另一持續段落開始。此持續段落是Tsl至Ts ( n-i )的其中一個。此處假設於段落Ts ( 1 )中間，事先決 定的像素被點亮。 關於剩下（n-2 )子畫面段落重覆著同樣的操作。同 時亦假設持續段落Ts ( n-2 ) ，Ts ( n-3 ) ......Tsl是連續 不斷的組合’且於每一子畫面段落，先前決定的像素被點 売。 隨著η個子畫面段落的通行，一個畫面段落結束。此 時’一個像素的灰階位準的決定是經由疊加持續段落於像 素被點亮期間，也就是說，在具有資訊値、、i 〃的數位資 料信號之後的於每一像素被點亮的時間段落飮長度被輸入 至相對的像素。舉例，如果η = 8且當像素於所有持續段落 被點亮的亮度是“^/^”^的亮度可經由選擇丁“及丁。 段落及於此段落點亮影像而得，而〗6%的亮度可經由選擇 Ts3、Ts5及Ts8段落而獲得。 方 < 本新型中’附圖1的開關2 0 1 5於每一位址段落爲 (13) M244584 關閉而於每一持續段落爲開啓。 接下來，附圖4展示現今新型的主動矩陣EL顯 備結構剖面部份的槪要圖。 參考附圖4，基底被定爲1 1而絕緣膜爲1 2。絕 1 2是製造EL顯示設備的構件之基部（以後稱之爲基 )。基底1 1是一個透明的基底，典型的玻璃基底、 基底、玻璃陶瓷基底或是晶化玻璃基底可被使用。然 於製造過程中，基底必需具有抵抗最高處理溫度的條/ 基礎膜1 2特別使用於當基底包含移動離子或是 基底被使用時。如果使用石英基底則不需基礎膜1 2 礎膜1 2亦可能包含矽的絕緣膜。於此規格中， ''包 的絕緣膜〃表示絕緣膜由矽的材質組合而成且事先決 氣及/或氮氣的比例之矽量，例如，氧化矽膜、氮化 或矽氮化氧膜（SiOxNy，其中X與y爲任意的整數） 201所指的開關TFT是η-通道TFT。然而，開關 可替換爲P-通道TFT。202所指電流控制TFT於附圖 示的結構爲p-通道TFT。於是，電流控制TFT的汲 連接至EL元件的陽極。 於本新型中，不需限制開關TFT是η-通道TFT 流控制TFT是p-通道TFT。介於開關TFT與電流 TFT之間的關係關於η-通道與p-通道形可能是倒轉 關T F Τ與電流控制T F Τ可bS问時是η -通道或问時是 道的。 開關TFT201由主動層組成，包含一個源區13， 示設 緣膜 部膜 石英 而， 導電 。基 含矽 定氧 矽膜 〇 TFT 4所 極是 而電 控制 或開 P-通 一個 (14) (14)M244584 汲極區14，淡滲雜領域（LDDs) 15a至15d，一個高密度 雜質區16及通道形成區17a及17b，閘絕緣膜18，閘電 極1 9a及1 9b，一個第一中介層絕緣膜20，一個源線2 1 及一個汲極線22。閘絕緣膜1 8或第一中介層絕緣膜20 可能正常出現於所有TFT的基底上或可能因電路或設備 而有所差異。 附圖4所示開關TFT201的結構是閘電極19a與19b 是電子連接，此稱爲雙閘結構。更不需說，開關TFT2 01 的結構可稱爲多閘結構（包括二或多通道形成區序列之活 動層），如三閘結構，不同於雙閘結構。 多閘結構於減少切斷電流是非常有效的。如果開關 TFT的切斷電流被限制到相當小的量，附圖2B中電容器 1 1 2的容量可相對減少。也就是說，被電容器1 1 2佔據的 空間亦可被減少。因此，多閘結構於增加EL元件1 09有 效發光區亦相當有效。 更進一步，於開關TFT201中，在閘絕緣膜18介於 其中，任一 15a至15d的LDDs的形成是沒有LDD區與 閘電極1 9a或1 9b相對立。如此的結構於減低切斷電流是 非常有效的。LDD區15a至15d的長度（寬度）可設爲 0.5 至 3·5μηι，通常爲 2.0 至 2.5μηι。 提供介於通道形成區與LDD區之間的調整區（半導 體層的形成具有與通道形成區相同的組合，同時閘電流並 未供應）是更被歡迎的，因爲此調整區能有效的降低電流 。如果多閘結構具有兩或多個閘電極，分離區1 6提供介 -18- (15) (15)M244584 於路徑成型區（一個包含相同雜質要件的相同內容之區如 源區或汲極區）之間能有效的降低切斷電流）。 電流控制TF T2 0 2由一個源區2 6，一個汲極區2 7， 一個通道形成區2 9，閘絕緣膜1 8，閘電極3 0，第一中介 層絕緣膜20，一個源線3 1及一個汲極線32。閘電極30 ，如附圖中單閘結構，可交替形成爲多閘結構。 附圖2B所示，開關TFT的汲極連接至電流控制TFT 的閘。特別的是，附圖4所示電流控制TFT2 02的閘電極 是經由汲極配線22 (亦稱爲連接配線）電子連接至開關 TFT201的汲極區14。而且，附圖2B所示，源配線31連 接至電力供應線1 1 0。 同時，從增加電流可導致流經電流控制TFT2 02的觀 點來看，有效的方法是增加電流控制TFT2 02的活動曾之 膜厚度（特別是通道形成區）（較佳爲50至lOOnm且更 佳的是60至80nm)。相反的，減少開關T F T 2 0 1的切斷 電流，有效的方法是減少活動層的膜厚度（特別是通道形 成區）（較佳爲20至50nm，且更佳的是25至40nm)。 TFT —個像素的結構已經敘述過。驅動電路亦與TFT 結構的組織同時形成。附圖4所示爲互補形金屬氧化物半 導體（CMOS )電路其形成驅動電路的基本單元。 參考附圖4，TFT的組成如熱載波射入減少當操作速 度並沒有減少那麼多時是用來於CMOS電路中的η通道 TFT2 04。驅動電路於此敘述提及與附圖2所示資料信號 驅動電路1 02與閘信號驅動電路1 03有相閧連。更不需說 -19- (16) (16)M244584 ，其它的理論電路（一個位準移動器，一個A/D轉換器 ，信號區分電路或相似的）亦可被形成。 η通道TFT2 04的活動層包含一個源區35，一個汲極 區36，一^個LDD區37，及一^個通道形成區38。LDD區 3 7與閘電極3 9是相對的其中***閘絕緣膜。於此規格， 此LDD區37亦可稱爲LOV區。 LDD區37只形成於η通道TFT204的汲極區是因爲 考慮到給予維持所需的操作速度。不需特別考慮η通道 TFT2 04的切斷電路。更重要的應該是設定操作速度。因 此，整個LDD區3 7相對於閘電極以減少阻抗構件是必要 的。也就是說，所謂的調整不應被設定。 於CMOS迴路中ρ通道TFT205的退化因爲熱載波輸 入並不列入考慮，且不需要特別提供給p通道TFT2 05的 LDD區。因此，ρ通道TFT205的結構的活動層包含一個 源區4 0，一個汲極區4 1，一個通道形成區4 2，一個閘門 絕緣膜1 8及閘電極43皆形成於活動層。更不需說，經由 提供相同的LDD於η通道TFT2 04中提供裝備以保護熱載 波是可行的。 η通道TFT204與ρ通道TFT205被第一交接層絕緣 膜20所覆蓋，同時，源配線44及45皆成型。η通道 TFT204與ρ-通道TFT205經由汲極配線46而相互連接。 第一被動膜形成如4 7。被動膜4 7的厚度可設定由 10nm至Ιμιη (更佳的是200至5 00nm)。被動膜47的材 質，爲包含矽（特別佳的是矽氮化氧膜或氮化矽膜）可形 -20- (17) (17)M244584 成。被動膜47具有保護形成的TFT遠離鹼金屬與水的功 能。鹼金屬，如鹽，包含於EL層最後形成於TFTs上。 也就是說，第一被動膜47成爲一保護層阻止驗金屬（易 動的離子）移動至T F T s。 第二中介層絕緣膜48的形成爲平均膜由TFTs的組合 中取平均差異。較佳的是，第二中介層絕緣膜4 8是有機 樹脂的膜，可能是聚醯亞胺、聚醯胺、壓克力樹脂、苯環 丁烯（B CB )或相類似的。像有機樹脂膜具有輕易形成一 個平均表面的好處且具有較小相關的介電常數。既然EL 層會輕易地被不平常所影響，第二中介層絕緣膜應該全然 吸收不平整因爲TFTs的原因是必需的。成型一較厚層材 料具有較小相關介電常數的第二中介層絕緣膜是必要的， 並能有效的降低介於閘，資料配線及EL元件的陰極之間 的寄生電容。因此，膜的厚度，較佳爲0.5至5 μιη (更佳 的是 1.5 至 2.5μηι)。 像素電極49 ( EL元件的陽極）提供透明導體膜的形 成。接觸孔是經由第二中介層絕緣膜4 8及第一被動膜4 7 而形成，同時像素電極4 9成形於接觸孔中，連接於電流 控制T F Τ 2 0 2的汲極配線3 2而成型。如果像素電極4 9與 汲極區2 7並不直接連接如附圖4所示，於E L層的鹼金 屬可被阻止經由像素電極49而進入主動層。 第三中介層絕緣膜5 0的組成是一個氧化矽膜，一個 矽氮化氧膜或一個具有0·3至1μιη厚度提供於像素電極 49的有機樹脂膜。開口是成型於像素電極49上的第三中 -21 - (18) (18)M244584 介層絕緣膜5 0經由腐蝕使得開口的邊緣爲錐狀。此錐狀 角度較佳爲1 0至6 0度（更佳的是3 0至5 0度）。 以上提到EL層爲5 1是提供於第三中介層絕緣膜5 0 之上。EL層5 1可提供單層或多層結構。如果EL層5 1是 多層結構的話，發光效率也相對提高。平常的，一個孔射 入層，一個孔傳輸層，一個發光層，及一個電子傳輸層於 像素電極上依序排列而組成。然而，結構可替換爲一個孔 傳輸層，一個發光層，一個電子傳輸層或一個孔輸入層， 一個孔傳輸層，一個發光層，一個電子傳輸層，及一個電 子輸入層所形成。於本新型，任一個熟知的結構可被使用 同時EL層可能塗上螢光色素或相似的東西。 有機EL材質與使用於現今新型，可能自下列說明美 國專利及日本公開特許申請案，美國專利案號4,3 5 6,429 ;4,539,507 ; 4,720,432 ; 4,769,292 ; 4,885,211 ; 4,95 0,9 5 0 ; 5,0 5 9,8 6 1 ; 5,047,68 7 ; 5,073,446 ; 5,05 9,862 ;5,061,617; 5, 151，629; 5，294，870;及日本公開特許 申請案，案號：Hei 10-189525，8-241048 及 8-78159。 E L顯示設備的多彩顯示方法通常由4種方法來代表 :EL元件的三種形態之組成方法對應至紅（R )、綠（g )及藍（B );使用E L元件的組合以發白光及顏色濾過 器的方法；使用EL元件的組合以發藍或藍綠光及螢光劑 (螢光色轉換材質層：CCM ) ; EL元件符合RGB的重疊 ，經由使用透明電極爲陰極（反向電極）的方法。 附圖4的結構是根據EL元件的三種形態之組成方法 -22- (19) (19)M244584 符合於R G B的例子。雖然只有一個像素圖形於附圖4， 相同結構的像素可形成並分別應至紅、綠、藍，因而能多 彩顯不。 本新型不管發光的方法皆能執行，同時上述的任一種 方法亦可使用於本新型。然而，螢光劑與EL元件比較不 具較低的反應速度及尾聲留下問題。因此不使用螢光劑的 方法是較佳的。亦可說爲避免使用顏色濾過去其造成亮度 的減低是必要的。 EL元件的陰極52形成於EL層51上。爲了形成陰極 5 2，使用包含鎂（M g )，鋰（L i )或鈣（C a )的小工作 功能之材質。較佳的是，使用M g A g (—種包含鎂與銀的 混合且鎂與銀的比例爲1 〇比1的材質）製成的電極。陰 極52其它例子爲MgAgAl電極，及LiAl電極及LiFAl電 極。 在EL層51組成之後陰極52應立刻形成而不曝露EL 層於大氣中是必要的。這是因爲介於陰極52及EL元層 5 1之間的介面的狀況可影響EL元件的發光效率。於此規 格中，發光元件組成像素電極（陽極），EL層及陰極是 說爲EL元件。 多層結構包含E L層5 1及陰極5 2必須分別的形成於 任一像素。然而，EL層5 1的品質可輕易經由水而變化’ 同時一般照相石版印刷術無法使用形成多層結構。因此’ 較佳的方法爲選擇性的組成多層結構經由真空蒸氣沉積’ 濺鍍而蒸氣沉積，如同電漿化學蒸氣沉積（電獎CVD ) (20) (20)M244584 ，及實體掩罩如同金屬掩罩。 附帶說明，陰極由沉積，濺鍍或蒸氣沉積所組成，如 同電漿CVD在EL層經由使用墨水噴射法，螢幕印刷法， 旋轉塗覆或相似的方法而分別形成是可行的。 保護電極5 3用來保護陰極5 2遠離水或類似的東西存 在於EL顯示設備外圍同時使用爲像素連接的電極。爲了 組成保護電極53，包含鋁（A1 )，銅（Cu )或銀（Ag ) 的低阻抗材質爲較佳的選用。保護電極5 3亦可用來驅散 來自EL層的熱度。組成保護電極53立刻在EL層51的 組成且陰極5 2沒有曝露形成層於大氣中之後是較優的。 第二被動膜54的組成。第二被動膜54的厚度最好設 定ΙΟμιη至Ιμηι (更佳的是200至500nm)。第二被動膜 54的主要目的是保護EL層5 1遠離水。同時使用第二被 動膜5 4爲散熱亦有效的。然而，既然EL層的受熱度並 不高如上提及，較佳的方式是形成第二被動膜5 4於相對 的低溫（較佳的是從室溫至1 2 0度C的範圍）。因此，電 漿CVD，濺鍍，真空蒸氣沉積，離子電鍍或溶劑塗覆（ 旋轉塗覆）是較佳的方法形成第二被動膜5 4。 本新型的要點如下。於主動矩陣EL顯示設備中，環 境的改變可經由感應器察覺，任一 EL元件的亮度可經由 控制電流流經EL元件基於環境資訊的變更而得到控制。 因此，現今新型不再侷限於附圖4所示的EL顯示結構。 附圖4所示的結構僅包含在於現今新型中一個較佳的實施 例。 -24 - (21) (21)M244584 〔實施例〕 此實施例關於EL顯示具有顯示裝置其中環境的光由 光接收元件察覺，如同光電極，C d S光導室（鈣硫化物的 光導室），電荷對設備（CCD)，或CMOS感應器，以便 獲得環境資訊信號，及EL元件的亮度是基於環境資訊信 號而被控制的。附圖5展示裝置的結構圖。光反應E L顯 示5 0 1，具有一固定在顯示部份如圖之筆記型電腦的EL 顯示設備5 02。光二極體5 0 3偵測環境的光以便獲得環境 光資訊信號。環境資料信號的獲得是經由光二極體5 03而 所類比電子信號同時輸入至A/D轉換器電路5 0 4。數位環 境資訊信號轉換自類比資訊信號經由A/D轉換器電路5 04 輸入至中央處理單元505。於中央處理單元505，輸入環 境資訊信號被轉換成獲得所光線的校正電路。校正信號輸 入至D/A轉換器電路5 06被轉換成類比校正信號。當類 比校正信號輸入至電壓改變器5 07時，決定校正信號的基 本校正電壓是供應給EL元件。 此實施例的光，反應EL顯示可包含接受光元件，如 同CdS光導室，CCD或CMOS感應器，其它如光二極體 ，一個爲了獲得活體資訊於使用者的感應器，及轉換資訊 爲活體資訊信號，擴音器及耳機爲了輸出演說或音藥，影 像帶存錄器以便提供一個圖像信號及電腦。 附圖6所不是此實施例的光反應E L顯7^:的外側圖， 圖示爲光反應EL顯示設備701，包含一個顯示部份702 - 25- (22) (22)M244584 ，一個光二極體703，一個電壓改變器704，一個鍵盤 7〇5或類似的東西。於此實施例中，EL顯示設備是使用 如顯示部份7 0 2。 固定數量的光兩極體70 3爲了監視環境的光線，不特 別限制，或許固定於EL顯示器的適合部份雖然只有一個 光兩極體703於特別的部份於附圖6中。 此實施例光反應EL顯示器的操作與功能會於下敘述 對照附圖5。正常使用此實施例的光反應E L顯示器，一 個圖像信號供給自外置設備至EL顯示設備。外置設備是 ，例如，個人電腦，可攜式資訊終端，或影像帶存錄器。 使用者於EL顯示設備上觀看圖像顯示。 此實施例的光反應E L顯示器5 0 1具有光兩極體5 0 3 以偵測環境的光如環境資訊信號，及轉換環境資訊信號成 電子信號。經由光二極體5 0 3獲得的電子信號是經由A/D 轉換器5 0 4轉換成數位環境資訊信號。經轉換的數位資訊 信號是輸入於中央處理單元5 0 5。中央處理單元5 0 5轉換 輸入的環境貪訊ί目號成校正信號以便事先校正於基本比較 資料上EL元件的亮度。經由中央處理單元5 0 5獲得的校 正信號輸入至D/Α轉換器5 0 6而將被轉換成類比校正信 號。當此類比校正信號輸入至電壓改變器5 0 7，電壓改變 器5 07供應一個事先決定的校正電壓至EL元件。 因此，介於EL驅動電壓與校正電壓之間的電壓差異 是被控制的所以EL元件的亮度的改變是基於環境的光。 更進一步，EL元件的亮度當環境明亮時而增加，因環境 -26- (23) (23)M244584 黑暗時而減少。 附圖7展示此實施例的光反效EL顯示器之操作流程 圖。在此實施例的光反應EL顯示器，一個圖像信號來自 外置設備（例如，個人電腦或影像帶存錄器）正常是供應 至EL顯示設備。更進一步，於此實施例中，光二極體偵 測環境的光同時輸出環境資訊信號如同電子信號至A/D 轉換器，且 A/D轉換器輸入被轉換的數位電子信號至中 央處理單元。更進一步，CPU轉換輸入信號成矯正信號其 反應環境的光，同時D/A轉換器轉換校正信號成類比校 正信號。當電壓改變器供應此校正信號，亦提供所需的校 正電壓給EL元件，因而控制EL顯示設備的亮度。 上述的過程是重覆著執行。 此實施例可實行如上述使得基於環境光的資訊而控制 EL顯示器的亮度。因此，避免過多EL元件的亮度及限制 EL元件的降低因爲較大電流流經EL元件是可行的。 附圖8是此實施例EL顯不器的像素部份之橫斷面圖 ，附圖9A是關於正視圖而附圖9B爲迴路圖。實際上， 多數的像素是被用來組成矩陣以便組成像素部份（圖像顯 示部份）。附圖8相當於延著線條A-A'於附圖9A之剖面 圖。參考特質是正常的使用於附圖8、9A及9B是交插參 考。兩個像素於附圖9A正視圖於結構上是一模一樣。 參照附圖8，基底是1 1而絕緣膜是1 2。絕緣膜1 2是 一個基本（以下稱爲基礎膜）當EL顯示器的元件被製造 時。如基底11，玻璃基底，陶製玻璃基底，石英基底， -27- (24) (24)M244584 矽基底，陶瓷基底，金屬基底或塑膠基底（包含塑膠膜） 可被使用。 基礎膜1 2特別有用的情況是在基底包含移動離子或 電子導體基底被使用時。如果使用石英基底則不需基礎膜 1 2。基礎膜1 2亦可能包含矽的絕緣膜。於此規格中，、、 包含矽的絕緣膜〃表示絕緣膜由矽的材質組合而成且事先 決定氧氣及/或氮氣的比例之矽量，例如，氧化矽膜，氮 化矽膜或矽氮化氧膜（以SiOxNy爲代表）。 基礎膜12的形成可使得由TFTs發展出的熱有效的釋 放出。這是有效的限制TFT s或EL元件的降級。爲了達 成此熱釋放效果，任何熟知的材質皆可使用上。 於此實施例中，兩個TFTs組成一個像素。也就是說 ，開關TFT201形成η通道TFT，及電流控制TFT202形 成P通道TFT。 於本新型，不一定需要限制開關TFT是η通道TFT ，及電流控制TFT是p通道TFT。也可能組成開關TFT 是P通道TFT且電流控制TFT是η通道TFT或組成開關 TFT及電流控制TFT皆爲η通道TFTs或p通道TFTs。 開關TFT201由主動層組成，包含一個源區13，一個 汲極區14，LDDs區15a至15d，一個高密度雜質區16及 通道形成區17a及17b，閘絕緣膜18，閘電極19a及19b ，一個第一中介層絕緣膜20，一個源配線2 1及一個汲極 配線22。 如附圖9A及9B所示，閘電極19a與19b經由閛配 (25) (25)M244584 線2 1 1而電子連接而組成不同的材質（一個具有比闊電極 1 9 a及1 9 b的物質爲低阻抗的物質）。也就是5兌所5胃雙閘 結構的形成。更不需說，所謂多閘結構（包含兩至多個通 道組成區串聯之主動層），如三閘結構，不同於雙聞結構 的形成。多閘結構於減少切斷電流是非常有效的◦根據本 新型，像素開關設備2 0 1經由多閘結構組成的小切斷電流 開關設備。 主動層的組成是半導體膜包含結晶結構。也就是說， 主動層可能由單一結晶半導體膜，聚合結晶半導體膜或細 微結晶半導體膜而組成。閘絕緣膜1 8可能由包含矽的絕 緣膜而組成。亦然，任何導電膜可用來組成閘電極’源配 線或汲極配線。 更進一步，於開關T F T 2 0 1中，在閘絕緣膜1 8介於 其中，任一 1 5a至1 5d的LDDs的形成是沒有LDD區與 閘電極1 9a或1 9b相對立。如此的結構於減低切斷電流是 非常有效的。 提供介於通道形成區與LDD區之間的調整區（半導 體層的形成具有與通道成形區相同的組合，同時閘電流並 未供應）是更被歡迎的，因爲調整區能有效的降低電流。 如果多閘結構具有兩或多個閘電極，高密度雜質區提供介 於通道形成區之間能有效的降低切斷電流。 如上述，多閘結構的TFT是使用同像素開關設備 20 1，但需了解開關設備具有適當少量的切斷電流。因此 ，給電流控制TFT的閘電壓可維持充足的長時間（從像 -29- (26) (26)M244584 素被選定的時刻到下一之像素被選定的時刻）而不需要電 容如附圖2所示日本公開特許申請案，案號η e i 1 0 -1 8 92 5 2 ° 電流控制TFT2 02的組成是主動層，包含—個源區27 ，一個汲極區2 6及一個通道成形區2 9，一個閘絕緣膜1 8 ，一個閘電極3 5，第一中介層絕緣膜2 0，源配線3 1及汲 極配線3 2。閘電極3 0，如附圖中單一閘結構，可交替成 型爲多聞結構。 如附圖8所示，開關TFT201的汲極配線22經由閘 配線35連接至電流控制TFT2 02的閘電極30。更進一步 的，電流控制TFT202的閘電極30經由汲極配線22 (亦 可稱爲連接配線）電子連接至開關TFT201的汲極區14。 冋時’源配線3 1連接至電力供應線2 1 2。 電流控制TFT202是控制流經EL元件203的設備。 如果將EL元件的退化列入考慮，引發大量電流流經EL 元件是不需要的。因此，較佳的方法爲設計通道長度（L )更長的設備因而避免過多的電流流經電流控制TFT202 。較佳的是，電流最好限制在0.5至2μΑ (更佳的是1至 1.5μΑ)於每一像素。 成型於開關TFT201LDD區的長度（寬度）可設定爲 0.5 至 3·5μπι，通常來說 2.0 至 2.5μπι。 同時，從增加電流可導致流經電流控制TFT2 02的觀 點來看’有效的方法是增加電流控制TFT2 02的活動層之 膜厚度（特別是通道形成區）（較佳爲50至lOOnm且更 (27) (27)M244584 佳的是60至80nm)。相反的，減少開關TFT201的切斷 電流，有效的方法是減少活動層的膜厚度（特別是通道形 成區）較佳爲20至50nm，更佳的是25至40nm)。 第一被動膜成型如4 7。被動膜4 7的厚度可設定由 1 Onm至1 μιη (更佳的是200至5 00nm )。被動膜47的材 質，爲包含矽（特別佳的是矽氮化氧膜或氮化矽膜）而成 型。 第二中介層絕緣膜（亦稱爲平均膜）4 8是成型於第 一被動膜47延伸至TFTs，由TFTs的組合中平均差異。 較佳的是，第二中介層絕緣膜48是有機樹脂的膜，可能 是聚醯亞胺，聚醯胺，壓克力樹脂，苯環丁烯（BCB )， 或相類似的。不消說，如果充足高平均效能可以達成，則 非有機膜可交替使用。 平均差異是非常重要的因爲TFTs的組合是經由使用 第二中介層絕緣膜4 8。EL層因此成型太薄以致經由平均 的差異導致亮度失敗的可能性。因此，像素電極的表面之 成型應適合平均EL層最大的平坦度是必須的。 像素電極49 (相當於EL元件的陽極）提供透明導體 膜的形成。接觸孔是經由第二中介層絕緣膜4 8及第一被 動膜4 7而形成。同時像素電極4 9於形成接觸孔中，連接 於電流控制TFT2 02的汲極配線32而形成。 於此實施例中，氧化銦與氧化錫所合成的導電膜是用 來組成像素電極。此微量的鎵加入至導體膜組合。 上述E L層爲5 1其組成在像素電極4 9上。於此實施 -31 - (28) (28)M244584 例中，聚合有機材質經由旋轉塗覆的使用而形成EL層5 1 。如此種聚合有機材質，任何有名的物質皆可使用。於此 實施例中一個單一發光層組合成EL層5 1，多層結構可能 由發光層的組合而形成，一個孔輸送層與一個電子輸送層 而達成較高發光效率。然而，假如聚合有機材質被疊層， 應該組合經由沉積而形成的低分子有機材質是必須的。如 果執行旋轉塗覆，且基礎層包含有機材質，會有危險的是 有機材質溶解於有機溶劑其中有機材質組成E L層是混合 於成型的塗覆溶液。 典型聚合有機材質的例子於此實施例中可被使用是高 分子物質，像聚對苯撐次亞乙烯（PPV )樹脂，聚次亞乙 烯咔唑（PVK )樹脂，及聚烯烴膜。爲了組合電子輸送層 ，發光層，孔輸送層或孔輸入層經由許多像聚合有機材質 ，物質的聚合體先驅可能適用且加熱（背面）於真空狀態 下而轉變成聚合物有機材質。 更詳細的，於光放射層，氰苯撐一次亞乙烯可被使用 爲發光紅色光層，聚苯撐一次亞乙烯可爲發綠色光層，且 聚苯撐一次亞乙烯或多烷基苯撐可爲發藍色光層。膜的厚 度應設定在30至150nm (較佳的是40至l〇〇nm)。同時 ，聚十四烷基酯氫苯撐，爲聚合物的先驅，或許可被使用 於孔輸送層以組合聚苯撐一次亞乙烯被加熱。此層的膜厚 度應設定在30至lOOnm (較佳的是40至80nm)。 經由使用聚合有機材贊可執行發白色光是可行的。像 如此效果的技術，於日本公開特許申請案，案號Hei 8 - -32- (29) (29)M244584 96959，7-220871及9-63770都可引證。聚合有機材質可 輕易控制顏色基於增加螢光色素於溶劑且主要材質亦溶解 。因此，此法特別有效的在發白色光。 使用聚合有機材質而結合EL元件的例子已敘述過了 。然而，低分子有機材質亦可被使用。更進一步，非有機 材質亦可使用於形成EL層。 根據本新型以有機材質做爲EL層材質的例子已敘述 過。於此實施例所使用的材質並不侷限。 較佳的是，於乾燥空氣下水的內容可減至最低當EL 層51成型時用的處理環境，較好的是形成EL層以不起 化學變化的氣體。EL層能輕易地退化於水或氧氣的出現 。因此有需要消除此原因愈多愈好。例如，乾燥氮氣環境 ，乾燥氬氣環境或相似爲較佳。較佳的是，於此環境下適 當的執行過程，適用箱與烤箱被置放於乾淨的攤子充滿了 不起化學變化的氣體及過程的執行於不起化變化的空氣環 境。 E L層5 1已照上述方法成型之後，陰極5 2組成一個 保護光導體薄膜，一個保護電極（並無展示於圖上）及一 個第二被動膜5 4。於此實施例中，Mg Ag的導電膜用來組 成陰極52。氮化砂膜的厚度爲l〇nm至Ιμηι (較佳的是 200至5 00nm)其組成爲第二被動膜54。 既然EL層的受熱度並不高如上提及，較佳的方式是 形成陰極及第二被動膜5 4於相對於低溫（較佳的是從室 溫至1 2 0度C的範圍）。因此，電漿C V D，真空蒸氣洎 (30) (30)M244584 積或溶劑塗覆（旋轉塗覆）是較佳的方法形成陰極5 2及 第二被動膜5 4。 上述所形成的基底稱爲活動矩陣基底。反向基底64 提供對立於活動矩陣基底。於此實施例中，玻璃基底用來 當做反向基底64。 活動矩陣基底與反向基底64經由一個密封物質（並 不在圖上出現）緊緊的結合其中定義爲包圍空間63。於 此實施例中，此包圍空間6 3充滿氬氣。不消說，像氧化 鋇的乾燥劑可供應至包圍空間6 3。 〔實施例2〕 現今新型的實施例使用附圖10A至12C解說。在此 解說，一種同時製造一個像素部份及驅動電部份的TFTs 成型於像素部份的周圍之方法。爲了簡潔此解說，CMOS 電路如圖所示爲一個基本電路於驅動電路。 首先，如附圖10A所示，基礎膜301的厚度爲3 00nm 形成於玻璃基底3 0 0之上。關於基礎膜3 0 1，於此實施例 爲具有厚度l〇〇nm的矽氮化氧膜製成薄片於具有厚度 2 OOnm的矽氮化氧膜之上。較佳的是設定氮氣濃度介於 10至25 wt%之間的膜接觸玻璃基底3 00。不消說，元件可 形成於石英基底上而不提供基礎膜。 除此之外，基礎膜3 0 1的一部份，提供一個絕緣膜其 材質相似於附圖4所示的第一被動膜47是有效的。電流 控制TFT易於產生熱因爲大量的電流流過，提供具有一 -34- (31) (31)M244584 個熱輻射效能的絕緣膜於愈靠近的地方是有效的。 接下來，非結晶質矽膜（沒出現在圖上）的厚度爲 5 Onm經由一種已知沉積方法而形成於基礎膜3〇1上。其 不限制於非結晶質矽膜，其它膜的形成提供包含非結晶質 結構的半導體膜（包含細微結晶半導體膜）。除此之外， 包含非結晶質結構的混合半導體膜，如非結晶質矽鍺膜亦 可被使用。更進一步，膜的厚度在20至lOOnm。 非結晶質砂膜經由一知名的方法而結晶，形成一結晶 矽膜3 02 (亦可稱爲多結晶矽膜或聚合結晶矽膜）。 熱能結晶使用電子爐，電射韌化結晶使用電射，燈韌 化結晶使用紅外線燈爲知名結晶方法。於此實施例中，結 晶的形成是使用XeCl氣體的激發電射光。 於此實施例中，脈膊放射形的激發電射光形成於線條 形狀’但成爲長方形狀亦可被使用，且連續放射氬電射光 與連續放射激發電射光亦可使用。 於此實施例中，僅管結晶矽膜是用來當TFT的活動 層’但也有可能使用非結晶質矽膜。更進一步，形成開關 TFT的活動曾’其中使用非結晶質矽膜以減少切斷電流是 需要的’同時經由結晶矽膜而形成電流控制TFT的主動 層是可能的。於非結晶質矽膜的電子電流的流動有困難是 因爲負載移動能力太低且切斷電流不容易流動。換言之， 最可能的好處於非結晶矽膜，其電流不易流動，同時結晶 矽膜之電流易於流動。 附圖10B所示，保護膜3 0 3是以厚度130nm的氧化 (32) (32)M244584 矽膜成型於結晶矽膜3 02上。厚度可選定範圍在i oo至 200nm (較佳的是 130至170nm)。更進一步，其它如包 含矽的絕緣膜亦可使用。保護膜3 0 3的形成使得結晶矽膜 於雜質的增加時不會直接曝露於電漿上，同時有可能精細 的控制雜質濃度。 抵抗掩罩3 04a與3 04b形成於保護膜3 03之上，同時 分給η導電體的雜質元件（以下稱爲η形雜質元件）是經 由保護膜3 0 3而加入的。定期桌組1 5的存留元件通常使 用η形雜質要件，而典型的磷離子或砷離子可被使用。電 漿濃液處理的方法已使用過，其中磷化氫（ΡΗ3 )是電漿 使活動而不需質量分離，而此實施例中加入濃度爲1 〇 18 個原子於每立方公分的磷離子。離子輸入法，於質量分離 的執行時可被使用。 用量的總數是固定的使得η形雜質元件包含在η形雜 質區305其濃度爲2χ1016至5χ1019個原子於每立方公分 (典型介於5χ1017至5χ1018個原子於每立方公分）。 附圖10C所示，保護膜3 03，抵抗掩罩3 04a與3 04b 皆移走，加入定期桌組1 5元件的催化是被執的。一種熟 知的催化技術被使用於催化工具，但是於此實施例催化經 由激發電射光的照射使得催化完成。當然，脈膊放射形的 激發電射與連續放射形激發電射皆可使用，亦不需設定任 何限制於使用激發電射光。目標是加入雜質元件的催化， 更佳的是照射執行的能量最好是結晶矽膜不會溶解。同時 電射照射亦可於保護膜3 03於此時執行。 -36- (33) (33)M244584 熱處理的催化可執行與由電射光的雜質元件催化。當 催化的執行經由熱處理，保慮到基底的熱阻抗，執行熱處 理在450至500度C是良好的。 界限部份（連接部份）與η形雜質區3 0 5的尾端部份 ，其中η形雜質元件並無加入，在η形雜質區3 0 5的周圍 亦無加入，經由此過程而描述。也就是說，當TFTs完成 的那點，相當好的連接能形成介於LDD區及通道形成區 〇 結晶矽膜的不需要部份將移除，如附圖1 0D，同時島 形半導體膜（以下稱爲主動層）306至309成型。 如附圖10E所示，閘絕緣膜310成型，被主動層306 至3 09所覆蓋。包含矽的絕緣膜的厚度爲10至20nm，較 佳的是5 0至1 5 Onm，可使用爲閘絕緣膜3 1 0。當一層結 構或覆蓋結構皆可使用。1 1 Onm厚的矽氮化氧膜使用於此 實施例。 因此，具有厚度200至400nm的導電膜的成型及模 仿形成閘電極3 1 1至3 1 5。這些閘電極3 1 1至3 1 5的尾端 部份可能分別變點。於現今實施例中，閘電極及配線（以 下稱爲閘配線）電子連接至閘電極以便提供電線不同材質 的組成。更進一步，閘配線是一種具有較閘電極爲低阻抗 性的材質所製成。因此，經過細微處理的材質可用來做閘 電極，但閘配線的形成物質能提供較小的配線阻抗但不適 合於細微處理。當然可能用相同的物質來形成閘電極與閘 配線。 -37- (34) (34)M244584 雖然閘電極可由單一層導電膜組成，但較佳的是成型 一覆合膜具有二、三或多層的閘電極。任何知名的導電材 質可被使用爲閘電極。然而，較佳的材質是可用細微處理 的，且更詳細的，一個可模仿的線條寬度在2 μιη之下的 材質。 典型的，可能使用膜由選擇下列要件而製成：鉅（Ta )，鈦（Ti )，鉬（Mo )，鎢（w )，鉻（Cr )及矽（Si )’上述要件的氮化物之膜（典型爲氮化鉅膜，氮化鎢膜 或氮化鈦膜），上述要件的組合而成之合金膜（典型的是 鉬鎢合金，鉬鉅合金），或是上述元件的矽化物膜（典型 的鎢矽化物膜或鈦矽化物膜）。當然，膜可使用單一層或 覆合層。 於此實施例中，氮化鉬（TaN )膜的覆合膜具有厚度 5 0nm且鉅膜具有厚度3 5 0nm可使用。此法可能由濺鍍方 法成型。當不活潑氣體如氙，氖或相似的加入如濺鍍氣體 ，因爲壓力可避免故膜脫落。 閘電極3 1 2於此時成型是重疊及夾在η形雜質區3 0 5 及閘門絕緣膜3 1 0的部份。此重疊部份後來成爲LDD區 重疊予閘電極。進一步，閘電極3 1 3與3 1 4似乎經由剖面 圖的兩個電極，特別地，它們兩個由電子連接在一起。 接下來，η形雜質元件（含磷的於此實施例）加入於 自我排列方式以閘電極3 1 1至3 1 5爲掩罩’如附圖1 1 A 所示。額外的是有規則的使得含磷的被加入至雜質區3 1 6 至323因而形成濃度爲1/10至1/2的η形雜質區305 (典 (35) (35)M244584 型的是介於1/4至1/3 )。特別的是’ 1〇16至5χ 1〇18個原 子於每立方公分（典型的爲3χ1017至3χ1018個原子於每 立方公分）的濃度是較佳的。 抵抗掩罩324a至324d是下一個成型，具有覆蓋聞電 極的形狀，如附圖1 1 B，同時η形雜質元件（含磷的使用 於此實施例）的加入，形成包含高含磷濃度的雜質區325 至3 29。離子濃液使用磷化强（ΡΗ3 )亦執行於此’且爲 有規則使得這些區的含磷濃度從1〇2()至1〇21個原子於每 立方公分（典型爲介於2xl02G至5xl〇21個原子於每立方 公尺）。 η通道形TFT的源區或汲極經由此過程而成型’同時 於開關TFT中，η形雜質區3 1 9至3 2 1的部份經由此過程 附圖1 1 Α而成型還是存在的。此剩餘區符合附圖4中開 關 TFT201 的 LDD 區 15a 至 15d。 接下來，如附圖1 1C所示，抵抗掩罩3 24a至3 24d被 移除，而新抵抗掩罩3 3 2形成。然後P型雜質元件（硼使 用於此實施例）加入，包含高濃度硼的雜質區3 3 3至3 3 6 成型。硼加入此成型雜質區3 3 3至336於濃度爲3χ102() 至3χ1021個原子於每立方公分（典型來說介於5x102G至 1〇21個原子於每立方公分）經由使用乙硼烷（B2H6 )的離 子濃液。 含磷的已加入至雜質區3 3 3至3 3 6於濃度102G至 1 〇21個原子於每立方公分，但硼加入於此的濃度至少三倍 於磷。因此’ η種類雜質區已成形且完全轉換成p種類同 -39- (36) (36)M244584 時功能如P種類雜質區。 接下來，在移除抵抗掩罩332之後’ η型與p型雜質 元件分別的濃度加入於活動層是被催化的。爐韌化，熱治 療執行於4小時5 5 0度C於電子爐的氮氣環境。 於此時，移除周遭環境的氧氣愈多愈好是危急的。這 是因爲即使有少量的氧氣存在，閘電極的曝露表面會氧化 ，結果造成阻抗增加同時也相當困難形成一歐姆接觸於閘 電極。氧氣濃度於周遭環境下的活動過程是訂定在等於或 少於1 p p m，較佳的是等於或少於0 · 1 p p m。 在活動過程完成之後，閘配線3 3 7具有一厚度3 00 nm 成型如附圖1 1 D。閘配線3 3 7的材質，包含鋁（A1 )或銅 (Cu)像其主要成分（佔5〇至1〇〇%的比例）的金屬膜可 被使用。閘配線3 3 7被安排，閘配線2 1 1如附圖9所示， 以便提供電子連接於開關TFT的閘電極19a及19b (相同 於附圖10E的閘電極313及314)。 上述結構允許閘配線的配線阻抗明顯的降低，因此， 影像顯示區（像素區）具有大區域是可成型的。更詳細的 ’根據現今實施例’像素結構的優點爲明瞭具有顯示螢幕 其對角線的長度是等於或大於1 〇英吋（或等於或大於3 〇 英吋）的EL顯示設備。 第一中介層絕緣膜3 3 8成型如附圖1 2 A。包含矽的單 一層絕緣膜是用來當第一中介層絕緣膜338，而覆合膜， 爲包含二或多種矽的組合之絕緣膜，可以使用。更進一步 ’膜厚度介於400nm至也可使用。此實施例使用 •40- (37) (37)M244584 的是一個8 Ο 0 n m厚的氧化矽膜在2 Ο 0 n m厚的砂氮化氧膜 上的覆合結構。 除此之外，熱治療的執行是在包含介於3至100 %的 氫於3 0 0至4 5 0 □，1至1 2小時’執行加氫的動作。此過 程爲一種氫終了的追逐經由氫的半導體膜其中是熱烈的活 動。電漿加氫（經由電漿而使得氫活動）亦可被執行爲另 一種加氫的意義。 加氣的過程亦可於第一中介層絕緣膜3 3 8成型時加入 。加氫過程可執行於組成200nm厚的矽氮化氧膜後’然 後形成剩餘的8 00nm厚的氧化砂膜。 下一個，接觸孔的形成是在第一中介層絕緣膜3 3 8及 閘絕緣膜310源配線3 3 9至342及汲極配線3 43至3 45亦 成型。於此實施例中，此電極是由三層結構的覆合膜所組 成，其中爲具有10nm厚度的鈦膜，包含鈦具有300nm厚 度的鋁膜，及具有厚度1 5 Onm且持續用濺鍍方式形成的 鈦膜。當然，其它的導電膜也可使用。 第一被動膜346形成的厚度爲50至500 nm(典型介 於200至3 00nm之間）。於此實施例中，3 00nm厚的矽 氮化氧膜是使用爲第一被動膜346。此亦可由氮化矽膜取 代。當然可使用與附圖4第一被動膜47相同的材質。 使用包含氫如H2或NH3等的氣體以便執行電漿過程 於矽氮化氧膜的組成之前是有效的。經由此種事先處理的 氫活動提供至第一中介層絕緣膜3 3 8，同時第一被動膜 3 4 6的品質經由熱治療的執行而變的更好。同時，加入至 -41 - (38) (38)M244584 第一中介層絕緣膜3 3 8的氫擴散至下層，故活動層能有效 的被氫化。 接下來如附圖1 2 B，第二中介層絕緣膜3 4 7由有機樹 脂組成而成型。如有機樹脂，可使用聚醯亞胺，聚醯胺， 壓克力，BCB (苯環丁烯）或相類似的。特別的，既然第 二中介層絕緣膜347是主要用來平整的，所以較佳的是使 用壓克力因其具有良好平整的功能。於此實施例中，壓克 力膜形成足夠的厚度以平整由 TFTs形成的階梯部份。適 當的厚度爲1至5μπι (較佳的是2至4μηι )。 此後，接觸孔成型爲第二中介層絕緣膜3 47且第一絕 緣膜3 46及像素電極3 4 8電子連接至汲極配線3 45亦成型 。於此實施例中，銦氧化錫膜（ΙΤΟ )的組成如像素電極 組成1 10nm厚及圖形。透明導電膜可使用於2至20%的 氧化鋅（ZnO )混合與銦氧化錫膜亦可使用。此像素電極 爲EL元件的陽極。數字3 49是像素電極的末端部份且在 像素電極3 4 8的隔壁。 接下來，EL層350與陰極（MgAg電極）351使用真 空沈積法且無釋放空氣而形成。EL層350的厚度爲80至 200nm(典型爲100至120nm)，陰極351則爲180至 300nm(典型爲 200 至 250nm)。 於此種程中，E L層與陰極連續組成於一個像素對應 至紅，一個像素對應至綠，一個像素對應至藍。然而，既 然EL層對於溶液的公差不大，每種顏色必須各別的成型 且沒有使用照相石版印刷術。因此，較佳的是除了經由使 -42- (39) (39)M244584 用金屬掩罩的所需之外的掩罩像素，同時分別形成所需像 素的E L層與陰極。 具體上，掩罩首先是設定隱藏所有的像素除了 一個像 素相當於紅，同時EL層及紅發光的陰極選擇性經由掩罩 組成。此後，掩罩是設定隱藏所有的像素除了一個像素相 當於綠，同時E L層及綠發光的陰極選擇性經由掩罩組成 。而後，掩罩是設定隱藏所有的像素除了一個像素相當於 藍，同時E L層及藍發光的陰極選擇性經由掩罩組成。於 此例，不同的掩罩使用於不同的顏色。取而代之的是相同 的掩罩也可使用。較佳的情形爲執行的過程並沒有切斷真 空直到EL層及陰極成型爲所有的像素。 一個熟知的材質可用於EL層3 5 0。較佳的是驅動電 壓的有機材質。例如，EL層3 5 0可由只包含上述發光層 的單一層結構而組成。當需要時，下列所敘之層可提供， 電子放射層，電子輸送層，正極孔輸送層，正極孔放射層 及電子阻隔層。於此實施例中，使用MgAg電極做爲EL 層3 5 1的陰極爲例子，但其它熟知的材質亦可被使用。 如保護電極3 5 2，爲導電層，其中包含鋁爲主要構件 ，可被使用。保護電極352使用真空沉積法與其它掩罩當 成型EL層與陰極而組成。更進一步，保護電極連續的組 成而不空氣釋放在形成EL層及陰極之後。 最後，第二被動膜3 5 3由氮化矽膜組成且形成3 00nm 的厚度。理論上，保護電極3 52的角色爲保護EL層遠離 水。更進一步，EL元件的可靠性可經由第二被動膜3 5 3 -43- (40) (40)M244584 的形成而增加。 活動矩陣EL顯示設備架構如附圖1 2 C所示爲完成的 。一般來說’較佳的是設備經由高度密閉保護膜（覆合薄 膜，紫外線治療樹脂膜等）或容納材質如陶製密封罐裝（ 封閉）而成，爲了不要暴露在空氣中當如附圖12C完成時 。在此狀況，EL層的可靠性（壽命）經由製作容納材質 的內部於不起作用的空氣或置放易潮濕的材質（例如，氧 化鋇）而進步。 此方法之下，活動矩陣EL顯示設備具有結構如附圖 1 2C所示已完成。於此實施例的活動矩陣EL顯示設備中 ，具有最適宜結構的TFT曝露於不只在像素部份同時亦 在驅動電路部份，所以可獲得高可靠度且操作特質亦增進 〇 首先，具有減低熱負載輸入結構如此盡可能不會降低 操作速度的TFT被使用爲一個COMS電路成型驅動電路 的η通道TFT20 5。這裏的驅動電路包含一個移位暫存器 ，一個緩衝器，一個水平位移器一個樣本電路（樣本及保 持電路）及類似的東西。於數位驅動實行的例子中，信號 轉換電路如D/A轉換器亦可包括。 此實施例中，如附圖12C，η通道TFT205的活動層 包含一個源區355，一個汲極區356，一個LDD區357及 一個通道形成區358，同時LDD區357與閘電極312重 疊，介於中間的是閘絕緣膜3 1 1。 考慮不降低操作速度的原因是LDD區只形成於排流 (41) (41)M244584 區那邊。於此η通道TFT2 05 ’不需要太注意切斷電流値 ，較重要的是操作速度。因此，LDD區357完全與閘電 極重疊以減低阻抗元件至最小値是必須的。也就是說，移 除所謂的支派是較佳的° 除此之外，因爲熱負載輸入的退化於C M 0 s電路的P 通道TFT2 06幾乎不能辨認，所以LDD區不需特別的供給 。當然亦可能提供L D D區相似於η通道T F T 2 0 5以便採取 熱負載對策。 於驅動電路中，樣本電路與其它樣本電路比較起來爲 獨特，大量電子電流以兩個方向流入通道形成區。源區與 汲極區的角色互換。除此之外，必須控制切斷電流的値愈 小愈好，記住，較佳的是使用具有於樣本電路中介於開關 TFT於電流控制TFT之間的中間水準功能的TFT。 根據上述，η通道形TFT形成樣本迴路安排具有如附 圖13的結構之TFT爲較佳的。如附圖13所示，LDD區 901a與90 1b的部份與閘電極903重疊而中間夾著閘絕緣 膜902。此結果與上述電流控制TFT的解釋一樣。通道形 成區9 0 4於樣本電路的例子是夾在中間的是不同點。 實際上，在完成附圖1 2C的步驟之後，活動矩陣基底 與對立基底經由密封劑連結。在這個情況下，EL層的可 靠性（壽命）經由讓密閉空間的裏面夾在活動矩陣基底與 對立基底的不活潑空氣或置放一潮濕物質（如氧化鋇）於 其中而增進。 -45- (42) (42)M244584 〔實施例3〕 此實施例的活動矩陣EL顯示設備的結構將會參考附 圖1 4的透視圖而敘述。此實施例的活動矩陣E L顯示設 備由一個像素部份602，一個閘驅動電路603及一個源驅 動□路604組合並形成於玻璃基底上601。開關TFT6 05 於像素部份是η通道TFT且置放於閘配線606連接至閘 驅動電路603及源配線607連接至源驅動電路604的交接 點。開關TFT605的汲極連接至電流控制TFT608的閘。 電流控制TFT608的來源連接至電力供應線609。電 容615連接介於電流控制TFT608的閘區與電力供應線 6 0 9之間。此實施例的結構中，E L驅動電壓供給至電力 供應線609。EL元件610連接至電流控制TFT608的汲極 。相對於連接至電流控制TFT的另一邊之EL元件610， 電壓改變器（不在圖上）連接以便提供正確電壓基於EL 元件的環境資訊。 易曲印刷電路（F P C ) 6 1 1提供外置輸入/輸出接頭具 有輸入與輸出配線（連接配線）6 1 2及6 1 3以便傳達信號 至驅動電路，同時輸入/輸出配線6 1 4連接至電力供應線 609 - 此實施例的EL顯示設備，包含一個容納構件，將會 敘述於附圖1 5 A及1 5 B。附圖1 4使用的參考字眼點於需 要時提及。 像素部份1 5 0 1，一個資料信號驅動電路1 5 0 2及一個 閘信號驅動電路1 5 0 3組成於基底1 5 00上。自驅動電路的 (43) (43)M244584 配線延伸至F P C 6 1 1經由輸入及輸出配線6 1 2 □ 6 1 4連接至 外置設備。 容納構件1 5 04至少圍繞在像素部份，較佳的是驅動 電路及像素部份。容納構件1 5 0 4的形狀爲有一凹處具有 EL元件的排列爲內部尺寸大於外部尺寸，或是有一個像 紙張般的形狀。容納構件1 5 0 4固定於基底1 5 0 0是由黏著 物1 5 0 5固定成一種方法形成密閉空間與基底i 5 0 〇。e L 元件完全的限制於密閉空間其密封方法完全阻斷外面的空 氣。多數的容納構件1 5 04因而形成。 較佳的，容納構件1 5 0 4的材質是絕緣材質如玻璃成 聚合體。例如，可選擇自非結晶玻璃（矽化硼玻璃，石英 及相類似的），結晶玻璃，陶瓷玻璃，有機樹脂（壓克力 樹脂’苯乙烯，聚碳酸酯樹脂，環氧基樹脂或相似的）及 矽樹脂。同時，陶瓷材質亦可被使用。如果黏著物1 5 0 5 是絕緣材質，金屬性材質如不銹鋼亦可被使用。 如黏著物1 5 05，環氧基樹脂黏著物，壓克力黏著物 或類似可被使用。更進一步，定溫樹脂黏著物或定相樹脂 黏著物可使用爲黏著物1 5 05。然而，黏著物材質應禁止 浸透於氧或水愈少愈好是必須的。 較佳的，介於容納構件1 5 04與基底1 5 0 0之間的空間 1 5 06充滿不活潑氣體（氬，氦，氮或相類似的）。同時 ’空間也可能充滿不活潑液體氟化碳代表的是全氟烷，可 使用於在日本公開特許申請案，案號：Hei 8-78519的文 章中。 -47- (44) (44)M244584 加入乾燥劑於空間1 5 Ο 6中有好處的。乾燥劑可能於 日本公開特許申請案，案號：Hei 9- 1 48066中敘述。典型 的爲氧化鋇可被使用。 如附圖1 5 B所示，具有不連續EL元件的多數像素提 供於像素部份，所有的都有保護電極爲共通電極。於此實 施例’較佳的是EL層，陰極（鎂銀電極）及保護電極成 功的形成而沒有曝露於空氣中。 然而，如果EL層及陰極可能使用相同的容納構件而 形成，同時保護電極可用另一容納構件形成。因此，附圖 1 5 B所示的結構可了解。 EL層及陰極可單獨形成於像素部份而不需形成於驅 動電路。即使它們形成於驅動電路也沒問題。然而，既然 EL層包含鹼金屬，避免EL層及陰極部份形成於驅動電路 是必須的。 保護電極1 5 07連接，於1 5 0 8指定區，至輸入/輸出 配線1 5 09經由連接配線1 5 0 8形成使用與像素部份相同的 材質。輸入/輸出配線1 5 09是電力供應線提供事先決定電 壓（此實施例的地電壓爲0V )至保護電極1 5 07。輸入/輸 出配線1 5 09電子連接經由各向異性導體膜1 5 1 0至 FPC611 。 上述所示於附圖15，FPC61 1連接至外置設備的端點 以便顯示影像於像素部份。於此敘述中，經由連接FPC 而影像顯示的物件，例如活動矩陣基底及對立基底附著在 一起的物件（與FPC附著）被定義爲EL顯示設備。 (45) (45)M244584 此實施例的排列可由實施例1或2自由的組合而得。 〔實施例4〕 此實施例是相關於具有一個顯示裝置的E L顯示器偵 測使用者的活體資訊同時EL元件的亮度控制是基於使用 者的活體資訊。附圖1 6爲此裝置的結構簡圖。護目鏡形 EL顯示器1601具有一個EL顯示設備1 602-L與另一個 EL顯示設備1 602-R。於此敘述中，' R〃及'' L〃於下列 指定元件分別相符於右眼與左眼。CCD-L 1 603 -L與CCD-R 1 603 -R分別在使用者的左與右眼形成影像其獲得自活 體資訊信號L及活體資訊信號R。活動資訊信號L與活體 資訊信號R分別輸入成爲電子信號L與R至A/D轉換器 1604。然後這些信號輸入至中央處理單元1605。中央處 理單元1 605’根據使用者眼睛的擁塞程度而轉換輸入的數 位電子信號L與R成校正信號L與R。校正信號L與R 輸入至D/A轉換器1 060以便轉換成數位校正信號L與R 。當數位校正信號L與R輸入至電壓改變器1 607時，電 壓改變器1 607根據數位校正信號L與R提供校正電壓L 與R至相關EL元件。使用者的左眼及右眼分別的由 1608-L 與 1608-R 指示。 此實施例的護目鏡形EL顯示器及此實施例的CCDs 具有感應器，包含CMOS感應器，爲了獲得代表使用者活 體資訊的信號及轉換此活體資訊信號成電子信號，一個爲 了輸出演說或音樂聲音的擴音器及/或耳機，一個爲了提 -49- (46) (46)M244584 供影像信號的錄像器及一個電腦。 附圖1 7是此實施例護目鏡形EL顯示器1 701的透視 圖。 護目鏡形EL顯示器1701具有一個EL顯示設備l ( 1702-L)，一個 EL 顯示設備 R( 11702-R)，一個 CCD-L ( 1703-L)，一個 CCD-R(17〇3-R)，一 個電壓改變器-L (1 704L )，及一個電壓改變器-R( 1704R)。護目鏡形 EL顯示器1701亦具有其它元件（不在附圖17中）：一 個A/D轉換器，一個中央處理單元及一個D/A轉換器。 爲了偵測使用者眼鏡的狀況，CCD-L ( 1 703 -L )及 CCD-R ( 1 703 -R)的布局不侷限於附圖17所示。如實施 例1所敘述的感應器爲了偵測環境狀況亦可加入於此實施 例的裝置中。 此實施例的護目鏡形EL顯示器的操作與功能會敘述 參照於附圖1 6。此實施例的護目鏡形EL顯示器的一般使 用時，影像信號L及影像信號R提供自外置設備至EL顯 不設備1 6 0 2 - L及E L顯不設備1 6 〇 2 - R。外置設備例如爲 個人電腦，可攜式資訊局端，或錄像器。使用者觀看顯示 於EL顯示設備1 602-L及EL顯示設備1 602-R的影像。 此實施例的護目鏡形E L顯示器1 6 0 1具有C C D - L 1 603 -L及CCD-R 1 603 -R以便組成影像於使用者的眼睛， 同時偵測自影像的活體資訊及獲得代表資訊的電子信號。 電子信號獲得來自眼睛的影像是代表顏色的認知於使用者 除了瞳孔之外的眼睛的白色之信號。 -50- (47) (47)M244584 信號分別獲得自CCD-L 1 6 0 3 -L及CCD-R 1 603 -R的 類比電子信號輸入至A/D轉換器1 6 Ο 4而轉換成數位電子 信號。此數位電子信號輸入至中央處理單元1 〇 6 5而轉換 成校正信號。 中央處理單元1 60 5從混合紅色資訊信號至白資訊信 號經由眼睛對白色認知而自使用者眼睛確定擁塞程度，因 而決定使用者的眼裏是否覺得疲勞。在中央處理單元 16〇5中，爲了調整EL元件亮度的比較資料相關於使用者 眼睛疲勞的程度是事先設定的。因此，中央處理單元轉換 輸入信號成校正信號以便根據使用者眼睛疲勞的程度控制 E L元件的亮度。校正信號經由D / Α轉換器1 6 0 6轉換成類 比校正信號，此信號爲輸入至電壓改變器1 607。 接收類比校正信號之後，電壓改變器1 607提供事先 決定的校正電壓至EL元件，因而控制EL元件的亮度。 附圖1 8爲此實施例的護目鏡形E L顯示器的操作流 程圖。於此實施例的護目鏡形EL顯示器中，來自外置設 備的影像信號供應至EL顯示設備。同時，使用者活體資 訊信號經由CCDs獲得，且來自CCDs的電子信號輸入至 A/D轉換器。電子信號經由A/D轉換器轉換成數位信號， 此信號進一步經由中央處理單元轉換成反應使用者活體資 訊的校正信號。校正信號經由D/A轉換器轉換成類比校 正信號，此信號輸入至電壓改變器。校正電壓因此應用於 EL元件以控制EL元件的亮度。 上述的過程重覆的執行。 -51 - (48) (48)M244584 關於使用者的活體資訊並不侷限來自於眼睛的擁塞程 度。使用者活體資訊可經由使用者不同部位如頭，眼睛， 鼻子及嘴巴而獲得。 如上述，當使用者眼睛擁塞程度的不正常被察覺後， EL顯示設備的亮度可根據不正常而降低。因此，顯示器 可反應執行使用者身體的不正常，所以影像可顯示且對眼 睛較不吃力。 此實施例的排列可自由的與任一實施例1至3的排歹ij 相結合。 〔實施例5〕 爲了增進參照附圖8上述實施例1的像素部份的製造 過程會於下列參照附圖1 9而敘述。於附圖1 9的參考特个生 相關於附圖8。像素（陽極）4 3形成如附圖1 9 A所不是 從實施例1敘述的過程所獲得。 接下來，如附圖1 9 B所示，接觸部份1 9 0 〇被壓克力 樹脂塡滿以形成一個接觸孔保護部份1 90 1。 在此實施例中，壓克力樹脂經由旋轉包覆的提供以形 成膜，接下來曝露抵抗掩罩。接觸孔道保護部份1 90 1， 如附圖1 9B所示，經由蝕刻法形成。

較佳的是，接觸孔保護部份1 9 0 1裏一部份的厚度突 出於像素電極如圖交接處（附圖19B所示厚度'、Da〃 ） 設定爲〇·3至Ιμπι。在接觸孔保護部份1901形成之後， EL層45形成如附圖19C所示，陰極46接下來形成。EL -52- (49) (49)M244584 層45與陰極46的形成方法如實施例1所描述。 有機樹脂是接觸孔保護部份1 9 0 1較佳的材質。聚醯 亞胺，聚醯胺，壓克力樹脂，苯環丁烯（BCB )或相似的 可被使用。如果類似的有機樹脂被使用，則粘滯性應設定 爲 1 〇-3 P a · S 至 1 (Γ 1 P a · S。 附圖1 9 C所示的結構形如上述的方式，因此解決經由 介於像素電極4 3與陰極4 6之間所引起的短路問題是切斷 EL層。 此實施例的排列可自由的與任一實施例1至4的排列 相結合。 〔實施例6〕 根據現今新型EL顯示設備的製造是自我放射形，因 此’顯示影像於明亮的地方比較於液晶顯示設備展示更佳 的認同性。更進一步，EL顯示設備具有較寬的視野角度 ° E L顯示設備可適用於於多種電子設備的顯示部份。例 如’爲了要觀看電視節目或相似的於大形螢幕上，根據現 今新型，E L顯示設備可被使用爲E L顯示器（例如·· E L 餘頁不設備的顯不器安裝在一個外框內）的顯示部份具有對 角線30英吋或更大的長度（典型爲40英吋或更大）。 EL顯示器保含各種不同的顯示器用於顯示資訊，例 如’個人電腦的顯示器，接受電視廣播節目的顯示器，廣 告展示的顯示器。更多的是，根據現今新型，EL顯示設 備可被使用於其它多種電子設備的顯示部份。 -53- (50) (50)M244584 像電子設備包含視像照相機’數位照相機，護目鏡形 顯示器（固定於頭的顯示器），汽車航行裝置，汽車音響 裝置，遊戲機，攜帶式資訊終端設備（可移動電腦，手機 ，攜帶式遊戲機，電子書本，或相類似的），影像製造器 具包含，記錄媒體（更詳細一點，一種可製造記錄媒體的 器具，如光碟（CD )，電射光碟（LD )，數位影像光碟 (DVD)，及包含顯示製造影像的顯示器）或類似的。特 別的是，於攜帶式資訊終端設備的情形，使用EL顯示設 備是較佳的，攜帶式資訊終端設備很可能從傾斜方向去觀 看是需要具有較寬的視野角度。附圖20A至20E分別展 示不同類型的電子設備。 附圖20A爲EL顯示器其包含框架2001，支撐台 2002’顯示部份2003。現今新型可適用於顯示部份2〇〇3 。EL顯示器爲自我放射形故不獲要背光。因此，顯示部 份的厚度可比液晶顯示設備的較薄。 附圖2 0 B描繪視像照相機其包含一個主體2 1 0 1，一 個顯示部份2 1 02，一個聲音輸入部份2 1 0 3，操作開關 2 1 0 4，一個電池2 1 0 5，影像接收部份2 1 0 6。根據現今新 型E L顯不設備可被當作顯示部份2 1 〇 2來所用。 附圖20C描繪固定於頭部式的EL顯示器之一部份（ 存半邊）其包含一個主體2201，信號線2202，一個頭部 固定帶2203，一個顯示設備2204，一個視訊裝置2205， 一個EL顯示設備2206。現今新型適用於此EL顯示設備 2206 〇 (51) (51)M244584 附圖20D描繪影像製造器具包含記錄媒體（更詳細 的是DVD製造器具），其中包含一個主體23 0 1，一個記 錄媒體（CD ’ LD，DVD或相似的）23 02，操作開關23 03 ，顯W邰份（a ) 2 3 0 4 ’另一個顯示部份（b ) 2 3 0 5。顯示 部份（a )主要用來顯示影像資訊，而顯示部份（b )主要 用來顯示字形資訊。根據現今新型EL顯示設備可使用這 此顯示部份（a )與（b )。影像製造器具包含記錄媒體更 進一步包含CD製造器具，遊戲機或相類似的。 附圖2 0E描繪攜帶式（可移動）電腦其包含一個主體 240 1，一個照相機部份2402，一個影像接收部份2403， 操作開關2 4 0 4，一個顯示部份2 4 0 5，或相類似的。根據 現今新型EL顯示設備可被使用爲顯示部份2405。 當較亮的發光來自EL材質的亮度於未來可用到，根 據本新型EL顯示設備可適用於前置或後置式投影機其中 包含輸出影像資訊的光經由透鏡而放大。 上述電子設備大可能使用於顯示資訊此資訊分配於電 磁通訊路徑如Internet，CATV (有線電視裝置），同時 特別可能顯示電影資訊。EL顯示設備適用於顯示電影因 E L材質可展示高回應速度。然而，介於像素間的外圍變 成不淸楚，整個電影即無法淸楚的顯示。既然，根據本新 型的E L顯示設備可使得介於像素間的外圍變淸楚，提供 EL顯不設備於現今新型具有明顯的優點於電子設備的顯 示部份。 E L顯示設備的一部份是放射光線而耗損電力，所以 -55- (52) (52)M244584 最佳的是顯示資訊於此種方法中，光放射部份變的愈小愈 好。當EL顯示設備提供至一個顯示部份其中主要的是顯 示字形資訊，如一個攜帶式資訊終端的顯示部份，更特別 的是，行動電話或汽車音響裝置，驅動EL顯示設備使得 符號資訊經由光放射部份而形成當無放射部份相對於背景 是必須的。 現參照附圖2 1 A，描繪行動電話，其中包含一個主體 2601，一個聲音輸出部份2602，一個聲音輸入部份2603 ，一個顯不部份2604，操作開關2605及一個天線2606。 根據現今新型EL顯示設備可被使用爲顯示部份2604。顯 示部份2604可經由顯示白色字形於黑色背景而降低行動 電話的電力消耗。 附圖21B所繪爲汽車音響器具包含一個主體2701， 一個顯示部份2702及操作開關。根據現今新型EL顯示 設備可被使用爲顯示部份2702。雖然固定形的汽車音響 器具展示於此實施例中，本新型亦提供調整式的音響。顯 示部份2702可經由顯示白色字形於黑色背景而降低電力 消耗，此法對可攜式的音響特別有利。 如上述，現今新型可提供多種不同範圍的電子設備於 不同領域。此實施例中的電子設備可自由的與實施例1至 5的結構相結合而得。 本新型的資訊回應EL顯示裝置中，EL顯示設備的亮 度可基於經由感應器如CCD而獲得的環境資訊及/或使用 者活體資訊而得到控制。因此，EL元件的過剩亮度被限 -56- (53) (53)M244584 制且EL要件的退化皆因流經EL元件的電流被限制。亮 度的減少亦反應使用者眼睛的不正常，所以影像可顯示且 對眼睛較不吃力。 圖式簡單說明 於附圖中： 附圖1爲展示EL顯示裝置資訊回應的結構圖； 附圖2A與2B爲展示EL顯示設備的結構圖； 附圖3爲展示分時灰階顯示方法的操作圖； 附圖4爲EL顯示設備結構之部面圖； 附圖5爲展示EL顯示裝置環境資訊回應的結構圖； 附圖6爲展示EL顯示裝置環境資訊回應的外觀圖； 附圖7爲展示EL顯示裝置環境資訊回應的操作流程 附圖8爲EL顯示設備像素部份的剖面圖； 附圖9A與9B分別爲EL顯示設備的面板之正視圖與 電路圖； 附圖10A至10E爲EL顯示設備製造過程圖； 附圖1 1 A至1 1D爲EL顯示設備製造過程圖； 附圖12A至12C爲EL顯示設備製造過程圖； 附圖1 3爲展示EL顯示設備的樣品電路之結構圖； 附圖1 4爲EL顯示設備的透視圖； 附圖15A與15B分別爲EL顯示設備部份正切面圖及 附圖15AEL顯示設備的剖面圖； -57- (54) (54)M244584 附圖1 6爲展示EL顯示裝置活體資訊回應結構圖； 附圖1 7爲EL顯示裝置活體資訊回應的透視圖； 附圖1 8爲EL顯示裝置活體資訊回應的操作流程； 附圖1 9 A至1 9C爲EL顯示設備的像素部份之結構剖 面圖； 附圖20A至20E爲展示電子設備的樣品圖； 附圖2 1 A與2 1 B爲展示電子設備的樣品圖； 主要元件對照表 200 1 :薄膜電晶體 2002 :薄膜電晶體 2003 ： EL 元件 2004 :雷容器 2 0 0 5 :鬧線 2006 :源線 2010:電壓改變器 φ 2009 ： EL驅動電源 2015 :開關 2011 ：感應器 2 0 1 2 :類比至數位轉換器 2013:中央處理單元 2014 :數位至類比轉換器 2007 ：電力供應線 1 〇 1 :像素部份 -58- (55) (55)M244584 102 :資料信號驅動電路 103 :閘門信號驅動電路 1 1 3 :分時灰階資料信號產生器電路 1 〇 4 :像素

105 :開關 TFT 108 :電流控制TFT 1 0 7 :資料配線 1 1 〇 :電力供應線 109 ： EL元件 1 1 1 :陰極 1 12 :電容器 102a :移位暫存器 102b ：閂鎖1 102c ：門鎖2 1 〇 6 :閘配線 1 1 :基底 1 2 :基礎膜

201 :開關 TFT 202 :電流控制TFT 13 :來源區 1 4 :汲極區 15a-15d :淡滲雜領域 1 6 :高密度雜質區 17a、17b :通道形成區 -59- (56) (56)M244584 1 8 :閘絕緣膜 1 9 a、1 9 b :閘電極 20 :第一中介層絕緣膜 2 1 :源線 2 2 :汲極線 2 6 :源區 2 7 :汲極區 29 :通道形成區 3 0 :閘電極

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Claims (1)

1. M244584 j彡年r月< 日 修IE本 ./ · 一一............ 附件：⑴ 玖、申請專利範圍 第9222285 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 .民國93年5月28日修正

   1 * 一種主動矩陣顯示裝置，包含：一發光設備；一 爲了獲得環境資訊信號的感應器；一爲了轉換提供自該感 應器電子信號成校正信號的中央處理單元；及一爲了基於 該校正信號而控制校正電位的電壓改變器。 2 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其 中該資訊信號包含使用者活體資訊。 3 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其 中該發光設備、該感應器、該中央處理單元及該電壓改變 器皆形成於同一基底上。

   4 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其 中該發光設備爲一 EL顯示設備。 5 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其 中該顯示裝置與包含視像攝影機、數位照相機、頭戴式顯 示器、汽車導航裝置、攜帶式電話、影像播放裝置、汽車 音響設備及個人電腦的集團之至少任一者相結合。 ό · 一種主動矩陣顯不裝置，包含：一具有兩個電極 且一 EL層介於其間的EL元件及一電流控制TFT電氣連 接至該E L兀件的兩個電極中的一個，其中供給至該E L 元件的兩個電極中的另一個的電位是基於環境的資訊信號 (2) (2)M244584 而控制的。 7 .如申請專利範圍第6項之主動矩陣顯示裝置，其 中該資訊信號包含使用者活體資訊。 8 .如申請專利範圍第6項之主動矩陣顯示裝置，其 中該顯示裝置與包含視像攝影機、數位照相機、頭戴式顯 示器、汽車導航裝置、攜帶式電話及個人電腦的群組之至 少任一者相結合。 9 . 一種主動矩陣顯示設備，包含： 至少一像素薄膜電晶體於一基底上，該薄膜電晶體包 含至少一主動層，及一閘電極鄰近該主動層且一閘絕緣膜 介於其間； 一 EL元件包含至少一 EL層介於一陽極與一陰極之 間，該陽極與陰極之一極係電氣連接至該主動層；及 一爲了獲得環境資訊信號的感應器， 其中供應至該陽極與陰極之另一極的電位是基於該環 境的該資訊信號加以控制。 1 0 .如申請專利範圍第9項之主動矩陣顯示設備，其 中該顯示設備與該感應器皆形成於同一基底上。 n .如申請專利範圍第9項之主動矩陣顯示設備，其 中該感應器包含CCD或光二極體。 1 2 .如申請專利範圍第9項之主動矩陣顯示設備，其 中該資訊信號包含使用者活體資訊。 1 3 .如申請專利範圍第9項之主動矩陣顯示設備，其 中該顯示設備係由包含視像攝影機、數位照相機、頭戴式 -2- (3) (3)M244584 顯式器、汽車導航裝置、攜帶式電話、影像播放裝置、汽 車音響設備及個人電腦的群組所選出。 1 4 · 一種主動矩陣顯示設備，包含：至少一像素薄膜 電晶體於基底上，該薄膜電晶體包含至少一主動層，及一 閘電極鄰近該主動層且一閘絕緣膜介於其間；一 EL元件 包含至少一 EL層介於一陽極與一陰極之間，該陽極與陰 極之一極係電氣連接至該主動層，及一爲了獲得環境資訊 信號的感應器，其中該資訊信號轉換成校正電位同時該校 正電位被供應至該陽極與陰極的另一極。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備與該感應器皆形成於同一基底上。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項之主動矩陣顯示設備， 其中該感應器包含CCD或光二極體。 1 7 ·如申請專利範圍第1 4項之主動矩陣顯示設備， 其中該資訊信號包含使用者活體資訊。 1 8 ·如申請專利範圍第1 4項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備係由包含視像攝影機、數位照相機、頭戴 式顯示器、汽車導航裝置、攜帶式電話、影像再生裝置、 汽車音響設備及個人電腦的群組選出。 1 9 · 一種主動矩陣顯示設備，包含：至少一像素薄膜 電晶體於基底上，該薄膜電晶體包含至少一主動層，及一 閘電極鄰近該主動層且一閘絕緣膜介於其間；一 EL元件 包含至少一 EL層介於陽極與陰極之間，該陽極與陰極之 一極係電氣連接至該主動層，及一爲了獲得環境資訊信號 -3- (4) (4)M244584 的感應器，一爲了轉換該資訊信號成校正信號的中央處理 單元；一爲了轉換該校正信號至校正電位的電壓改變器， 其中該校正電位被供應至該陽極與陰極之另一極。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備、該感應器、該中央處理單元、及該電壓 改變器皆形成於同一基底上。 2 1 ·如申請專利範圍第1 9項之主動矩陣顯示設備， 更進一步包含一 A/D轉換器，其介於該感應器與該中央 處理單元之間，同時一 D/A轉換器介於該中央處理單元 與該電壓改變器之間。 22 ·如申請專利範圍第1 9項之主動矩陣顯示設備， 其中該感應器包含CCD或光二極體。 23 ·如申請專利範圍第1 9項之主動矩陣顯示設備， 其中該資訊信號包含使用者活體資訊。 2 4 ·如申請專利範圍第1 9項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備係由包含視像攝影機、數位照相機、頭戴 式顯示器、汽車導航裝置、攜帶式電話、影像播放裝置、 汽車音響設備及個人電腦的群組所選出。 25 · —種主動矩陣顯示設備，包含：至少一像素薄膜 電晶體於基底上，該薄膜電晶體包含至少一主動層，及一 閘電極鄰近該主動層且一閘絕緣膜介於其間；一 EL元件 包含至少一 EL層介於陽極與陰極之間，該陽極與陰極之 一極係電氣連接至該主動層，及一爲了獲得環境資訊信號 的感應器，其中該陽極與陰極之另一極的電位係經由轉換 -4- (5) (5)M244584 自該資訊信號的校正電位加以控制。 26 .如申請專利範圍第25項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備與該感應器皆形成於同一基底上。 2 7 .如申請專利範圍第2 5項之主動矩陣顯示設備， 其中該感應器包含CCD或光二極體。 2 8 ·如申請專利範圍第2 5項之主動矩陣顯示設備， 其中該資訊信號包含使用者活體資訊。 2 9 .如申請專利範圍第2 5項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備由包含視像攝影機、數位照相機、頭戴式 顯示器、汽車導航裝置、攜帶式電話、影像再生裝置、汽 車音響設備及個人電腦的群組選出。 3 0 · —種主動矩陣顯示設備，包含：至少一像素薄膜 電晶體於基底上，該薄膜電晶體包含至少一主動層，及一 閘電極鄰近該主動層且一閘絕緣膜介於其間；一 EL元件 包含至少一 EL層介於一陽極與一陰極之間，該陽極與陰 極之一極電氣連接至該主動層，及一爲了獲得環境資訊信 號的感應器，一爲了轉換該資訊信號成校正信號的中央處 理單元，一爲了轉換該校正信號至校正電位的電壓改變器 ’其中該陽極與陰極之另一極的電位係爲該校正電位加以 控制。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備、該感應器、該中央處理單元、及該電壓 改變器皆成形於同一基底上。 3 2 ·如申請專利範圍第3 0項之主動矩陣顯示設備， (6) (6)M244584 更進一步包含一 A/D轉換器，介於該感應器與該中央處 理單元之間，同時一 D /A轉換器介於該中央處理單元與 該電壓改變器之間。 3 3 .如申請專利範圍第3 0項之主動矩陣顯示設備， 其中該感應器包含CCD或光二極體。 3 4 .如申請專利範圍第3 0項之主動矩陣顯示設備， 其中該資訊信號包含使用者活體資訊。 3 5 .如申請專利範圍第3 0項之主動矩陣顯示設備， 其中該顯示設備係由包含視像攝影機、數位照相機、頭戴 式顯示器、汽車導航裝置、攜帶式電話、影像播放裝置、 汽車音響設備及個人電腦的群組選出。 3 6 · —種主動矩陣顯示系統，包含： 一 EL元件，具有兩電極，其間***有一 EL層；及 一電流控制TFT，電氣連接至該EL元件之兩電極之 一電極， 其中一施加至該EL元件之兩電極的另一電極的電壓 係基於活體的一資訊信號加以控制。 3 7 · —種主動矩陣顯示裝置，包含： 至少一像素薄膜電晶體在一基底上，該薄膜電晶體包 含至少一主動層’及一閘極電極鄰近該主動層，其間*** 有一閘極絕緣膜； 一 EL元件，包含至少一 El層在一陽極及一陰極之 間’陽極及陰極之一極係電氣連接至該主動層；及 一感應器，用以取得一活體之資訊信號， -6- (7)M244584 其中一施加至該陽極及陰極之另一極的電位係基於該 活體的資訊信號加以控制。