CN1187632A - 矩阵基底和含该基底的液晶装置及含该装置的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种矩阵基底,该矩阵基底包括许多排列在矩阵图形中的像素电极、多个与像素电极相连的开关元件、多个用来给所说众多形状元件提供视频信号的信号线、多个用来给开关元件提供扫描信号的扫描线、一个用来给信号线提供视频信号的水平驱动电路、和一个用来给扫描线提供扫描信号的垂直驱动电路,其中,水平驱动电路由动态型电路组成而垂直驱动电路由静态型电路组成。

Description

矩阵基底和含该基底的液晶 装置及含该装置的显示装置
本发明涉及一种矩阵基底，一种液晶装置，通过使用所说矩阵基底和液晶来显示图像和字母，以及一种包含该液晶装置的显示装置。更特别地是，本发明涉及一种液晶装置和一种以水平驱动电路和垂直驱动电路来驱动液晶单元为特征的显示装置。
在世界进入多媒体时代的今天，用图像信息通信的装置的重要性正日益增加。其中，液晶显示装置因其厚度薄且能耗低而正在引起注意，并且已发展成了一项可与半导体相媲美的基础工业。目前，液晶显示装置主要用于10英寸大小的笔记本个人电脑上。可以预期在将来较大屏幕尺寸的液晶显示装置将不仅用于个人电脑，而且还将用于工作站和家用电视机。可是，随着屏幕尺寸的增加，制造设备将变得更加昂贵并且将要求精确的电学性能来驱动大屏幕。因此，随着屏幕尺寸的增加，制造成本将与尺寸的三次幂的平方成正比地迅速增加。
在这种环境下，最近注意力集中在用于制造小型液晶显示板并在光学上放大液晶图像以对其进行显示的投影法上。理由在于尺寸减小能够改进性能并且还能降低成本，与随半导体的密致化而使性能和成本得以改善的比例法相似。从这些要点出发，当液晶显示板是一种在其中为每一像素设置一个TFT(薄膜晶体管)的所谓有源矩阵型时，就需要具有足够驱动力的密致TFT并且有从非晶的Si TFT发展成多晶的Si TFTs的趋势。按照在普通电视机上所采用的NTSC标准的分辨标准的视频信号不需要如此快速地处理。
因此，通过采用TFT以及象移位寄存器或多晶Si译码器这样的外部驱动电路，可以把液晶显示装置安装在含有显示区和外部驱动电路的整体结构中。但是，由于多晶Si品质低于单晶Si，为了实现具有比NTSC标准有更高分辨水平的高分辨率电视机或在计算机分辨标准下的扩大图形阵列XGA(eXtended Graphics Array)或超大的图形阵列SXGA(Super eXtended Graphics Array)等级的显示器，必须设置许多独立的移位寄存器。在这种情况下，在对应着分界的显示区域出现了叫做叠影的干扰，并希望解决在此领域存在的该问题。
另一方面，注意力还集中在可以达到极高驱动力的单晶Si基底的显示装置上，而不是集中在多晶Si整体结构的显示装置上。在此情况下，晶体管通过外部驱动电路的驱动力是足够的，因此如上所述的独立驱动是不必要的。这就解决了干扰问题。
采用这些多晶Si或单晶Si中的一种，可用这样的方法提供一种反射型的液晶装置，其方法是通过将TFT的漏极与反射电极相连接、将液晶***反射电极和透明共用电极之间来形成反射型的液晶单元，并且在相同的半导体基底上形成用于对液晶单元扫描的水平和垂直移位寄存器。
在此条件下，如日本公开专利申请NO.59-133590(JPA 59-133590)所述，提出了一个用于液晶装置上的驱动电路，该电路能够减少有源矩阵液晶装置的能量消耗。这个JPA59-133590揭示了驱动电路并描述了用动态移位寄存器作移位寄存器的使用情况，其中用于选择信号线的信号线驱动电路是由许多移位寄存器组成的，而给每一个移位寄存器都配备一个用于选择和运用两个时钟信号的选择电路。
所描述的该发明能够通过给大部分移位寄存器提供低频时钟信号而减少能量消耗，还能通过使用动态移位寄存器实现预期的产量增加。
然而，当信号线驱动电路由许多独立的移位寄存器构成时，事实上该配置不能完全避免以上所述的叠影的出现和失稳。基于对所有像素和驱动电路均设于其上的基片的面积、能耗和可靠性的总体考虑，JPA59-133590中忽略了对准备用于高清晰度和众多像素的液晶装置的信号线驱动电路和扫描线驱动电路两者线路配置的研究。
本发明的一个目的在于提供一种带有低能耗、小芯片面积扫描电路的液晶装置，它具有高可靠性和高自由度，通过把移位寄存器用作液晶装置中外部电路(驱动电路)的扫描电路来解决上述问题。
本发明的另一个目的在于提供一种矩阵基底，该矩阵基底包括多个排列在矩阵图形中的像素电极、多个与所说像素电极相连的开关元件、多个用来给所说多个开关元件提供视频信号的信号线、多个用来给所说多个开关元件提供扫描信号的扫描线、一个用来给所说多个信号线提供视频信号的水平驱动电路、和一个用来给所说多个扫描线提供扫描信号的垂直驱动电路，
其中，所说水平驱动电路由动态型电路组成，而所说垂直驱动电路由静态型电路组成。
本发明的另一个目的在于提供一种液晶装置，它包括：
一个矩阵基底，该矩阵基底包括多个排列在矩阵图形中的像素电极、多个与所说像素电极相连的开关元件、多个用来给所说多个开关元件提供视频信号的信号线、多个用来给所说多个开关元件提供扫描信号的扫描线、一个用来给所说多个信号线提供视频信号的水平驱动电路、和一个用来给所说多个扫描线提供扫描信号的垂直驱动电路；和
一种液晶物质，该液晶物质布置在所说矩阵基底和一个与其相对的对置基底之间；
其中，所说水平驱动电路由动态型电路组成，而所说垂直驱动电路由静态型电路组成。
由于本发明选择性地使用动态和静态型电路作为用来水平驱动和垂直驱动反射型液晶单元的驱动电路，因此可以产生如此多方面的效果，即驱动电路最佳化、液晶显示装置的芯片尺寸减小、能耗低、可靠性高、并且设计自由度高。
图1是展示作为本发明参考实例的一个液晶板的驱动电路的电路图；
图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G和2H是作为本发明参考实例的一个液晶板的驱动电路的定时曲线图；
图3是可应用于所说液晶板的动态移位寄存器的电路图；
图4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H和4I是可应用于所说液晶板的动态移位寄存器的定时曲线图；
图5是可应用于所说液晶板的静态移位寄存器的电路图；
图6A、6B、6C、6D和6E是可应用于所说液晶板的动态移位寄存器的定时曲线图；
图7A和7B是可应用于所说液晶板的移位寄存器的平面图；
图8是展示本发明液晶板的驱动电路的一个实例的电路图；
图9是展示本发明液晶板的驱动电路的一个实例的电路图；
图10A、10B、10C、10D、10E、10F和10G是展示本发明液晶板的驱动电路的一个实例的定时曲线图；
图11A和11B是可应用于本发明液晶板的动态移位寄存器的电路图；
图12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G和12H是可应用于本发明液晶板的动态移位寄存器的定时曲线图；
图13是可应用于本发明液晶板的静态移位寄存器的电路图；
图14是可应用于本发明液晶板的移位寄存器的电路图；
图15是可应用于本发明液晶板的移位寄存器的电路图；
图16是展示本发明液晶单元的一个实例的剖面图；
图17是本发明液晶装置的示意电路图；
图18是本发明液晶装置的方框图；
图19是在本发明液晶装置的输入部分有延迟电路的电路图；
图20是本发明液晶装置的液晶板的构思图；
图21A和21B是在制造本发明液晶装置时测定刻蚀过程好坏的曲线图；
图22是包含本发明液晶装置的液晶投影器的构思图；
图23是展示本发明液晶投影器内部的电路方框图；
图24A、24B、24C、24D和24E是用来说明液晶板制造步骤的示意图；
图25F、25G和25H是用来说明液晶板制造步骤的示意图(注意没有25A、25B、25C、25D和25E)；
图26是用来说明液晶板一个制造步骤的示意图；
图27A、27B和27C是展示本发明投影型显示装置的一个实例的示意图；
图28A、28B和28C是用于本发明投影型显示装置的分色镜的光谱反射性能图；
图29是在本发明显示装置中的颜色分离照射部分的透视图；
图30是展示本发明液晶板的一个实例的剖面图；
图31A、31B和31C是说明本发明液晶板中颜色分离与颜色合成原理的解释图；
图32是本发明液晶板的一个实例的局部放大顶视平面图；
图33是展示在本发明投影型显示装置中的投影光学***的示意图；
图34是展示在本发明投影型显示装置中的驱动电路***的方框图；
图35是在本发明投影型显示装置的一个实例中在屏幕上的投影图像的局部放大视图；
图36是本发明液晶板的一个实例的局部放大顶视平面图；
图37是展示本发明液晶板的一个实例的示意图；
图38A和38B分别是本发明液晶板的一个实例的局部放大顶视平面图和局部放大剖面图；
图39是带有微透镜的传统透射型液晶板的局部放大剖面图；
图40是在包含带有微透镜的透视型液晶板的传统投影型显示装置中在屏幕上的投影图像的局部放大视图。
根据本发明的矩阵基底和液晶装置都具有如上所述的分别的线路配置。
为使本发明易于理解，下面将描述一个参考实例及其实施例。但是，值得注意的是本发明决不仅仅局限于在此所描述的实施例。
[参考实例]
用图1来描述本发明的参考实例。图1是该实例中液晶板的电路图。先描述该液晶板的驱动方法。在图中，参考符号1、2表示水平移位寄存器(水平驱动电路)，3是一个垂直移位寄存器(垂直驱动电路)，4至11是用于视频信号的视频线，12至23是用来按扫描脉冲从水平移位寄存器提取视频信号的取样MOS晶体管，24至35是供给视频信号的信号线，36是一个用于像素部分中TFT的开关MOS晶体管，37是***像素电极和共用电极之间的液晶，且38是一个由像素电极携带的附加电容器。符号39、40、41代表的是用于垂直移位寄存器3的水平扫描输出的驱动线，且42至45是用于从水平移位寄存器1、2进行垂直扫描的输出线。
在这一电路中，通过水平移位寄存器的垂直扫描控制信号42至45，经取样MOS晶体管提取输入视频信号。假设垂直移位寄存器的水平扫描控制信号39处于输出状态，像素部分开关MOS晶体管36导通，在此，一个被提取的信号线的电势将被写在像素中。详细的定时将参考图2A和2H进行描述。定时将用XGA板进行描述，在该板中，液晶板的像素的数目是1024×768。
首先，垂直移位寄存器3的水平扫描输出的驱动线39变为高电平(H)；即，像素晶体管36导通。在些期间，由符号42至45表示的水平移位寄存器的输出依次地变为高电平(H)，以便使取样MOS晶体管12至23导通，从而，视频线4至11上的电势通过信号线写入像素中。该电势被保持在附加电容器38中。在此电路中，水平移位寄存器1、2的每条输出线42至45连接在四个取样MOS晶体管12至15、16至19……上，而分别来自水平移位寄存器1、2的输出线42和44同时变为高电平。因此，取样MOS晶体管12至19同时进入取样状态，这样经各视频信号线4至11，8个像素被同时写入。水平移位寄存器1、2有1024/8＝128级。在完成第128级之后，垂直移位寄存器3的驱动线39断开。然后，来自垂直移位寄存器3的驱动线40变为高电平，并且水平移位寄存器1、2的输出线42至45又依次变为高电平(H)。这种运行重复进行。在本实例中，为了抑制图像的闪烁，驱动运行以两倍于正常写运行的速度进行，并且在垂直同步频率为150Hz时在1/75秒的时间内对所有的像素进行两次写入运行。垂直移位寄存器3的导通时间约为6.5微秒，而水平移位寄存器1、2的导通时间约为50纳秒。
下面将对水平移位寄存器电路1、2进行描述。图3显示了一个本实施例的水平移位寄存器电路的例子。该实例是一个由CMOS反相器51至54和CMOS的转换门61至64组成的动态移位寄存器。被框住的部分50表示该移位寄存器的一个基本单元，它表示一个级。图4A到4I是水平移位寄存器电路的定时曲线图，显示了当A点的输入与转换门61至64的控制时钟Φ1、Φ2同步时，相应点B至G的波形。如图所示，输出被依次地传播。在该实例中，由C和G表示的部分是输出部分，它们与图1(图2D和2E中所示的波形H1和H2对应着C、G的输出波形)所示的取样晶体管12至23的门相连接。在动态移位寄存器中，在控制时钟Φ1电位下降之后，结点C成为了一个浮动的结点，并主要由下一级的门电容保持恒定的电势。因此，这种线路配置的问题是当泄漏电平很高或浮动时期很长时，将随着到下一个端点的传播的失败而传递不正确的数据。
如果如图5所示加入由符号71、72和73、74表示的转换器，就能够实现一种静态型的稳定的电路配置而没有浮动结点；但这种线路配置需要的晶体管数是动态型的1.5倍。这意味着芯片的面积增加且能量消耗也增加。芯片面积的增加是不利的，因为它导致产量下降和成本增加。在本实例中，水平和垂直移位寄存器都是由动态型构成的，如图3所示。
首先将讨论水平移位寄存器。由于在如图4A至4I所示水平移位寄存器的浮动期为50纳秒或更少的情况下，运行很快，所以由CMOS电路组成的移位寄存器可以以高速和低泄漏电流运行。下一级的门电容约为10fF。
在这种电路配置中，假设电压降为1V，t=50 nsec，C＝10fF，并且允许的泄漏电流i足够大到：
i＝(10×10-15×1)/(50×10-9)＝200nA
这样，就足以保证可靠性。换句话说，水平移位寄存器可以由动态的移位寄存器构成，在芯片面积和能量消耗方面都很出色。
下面来描述垂直移位寄存器。在垂直移位寄存器中，每一个像素都需要一个移位寄存器电路块。图7A和图7B显示了一个电路设计图，在此像素的尺寸是20μm。图7A是一个如图3所示的动态型的水平移位寄存器的电路设计图，而图7B是电路设计图，其中的移位寄存器是如图5所示的静态型的移位寄存器。AL代表铝，POL代表搀杂的多晶硅，CNT代表接触器。元件由ACT制成。参考符号根据图5给出。移位寄存器每一级的晶体管的数量由8个增加到12个，这样移位寄存器的面积大大地增加。由于这样像素越来越小，特别是当像素的尺寸在20μm以下时，每一移位寄存器级之间的间距更小，所以芯片面积在很大程度上取决于晶体管的数量。特别是设计在如图5所示的用增加晶体管数量的方法增加能量供应量的情况下，这个困难很大，这将大大地影响从一个晶片上得到的芯片数量和产量，又导致了成本的升高。在此区域，便于采用带少量晶体管的动态型。图6A至6E是垂直移位寄存器的定时曲线图。这种垂直移位寄存器3的电路与图3所示的电路相似，是动态型的。输出端C、G与时钟Φ1、Φ2同步地被依次传播。浮动期被设置约为6.5微秒，该数比水平移位寄存器1、2的大两位数。然而，假设电压降为1V，t＝6.5微秒，C＝10fF，则允许的泄漏电流i为：
i＝(10×10-15×1)/(6.5×10-6)＝1.5nA
这样，所允许的泄漏电流比水平移位寄存器的要苛刻40倍。通过把用以执行高速运行的水平移位寄存器和垂直移位寄存器都建成动态移位寄存器，液晶板在理论上可以获得小的芯片面积、低的成本和小的能量消耗。然而，仔细考虑该问题，本发明人渐渐理解到，采用动态型垂直移位寄存器作为垂直移位装置并不是非常合适的。即，作为一种有源矩阵型板的驱动方法，信号经常同时写入多个像素中，结果是要长的时间来将信号写入到一个像素中，如上所示。因此，频繁造成两个或多个垂直扫描线(门线)同时被驱动的状态的情况经常出现，其中采用了垂直移位寄存器。由于同时被写入信号的像素的数量增加，并且同时被驱动的扫描线的数量也增加，所以垂直移位寄存器的每一级的传播时间变长。因此，与上述的可允许的泄漏值相比，为了保证可靠性，就要求一个更加严格的泄漏值，因此采用动态型的垂直移位寄存器不是非常合适。
[第一实施例]
将描述本发明的第一实施例。在图8中，参考符号401、402代表水平移位寄存器(水平驱动电路)，403代表垂直移位寄存器(垂直驱动电路)，404至407代表用于视频信号的视频线，408至415……代表根据来自水平移位寄存器的扫描脉冲而对视频信号进行取样的取样晶体管，416至423代表通过取样晶体管408至415……而向其提供视频信号的信号线，而424至433代表像素部分的开关晶体管，每个像素部分包括插在共用电极和像素电极之间的液晶和用于使像素暂时充电的附加电容器。符号434、435表示用于从垂直移位寄存器403输出的驱动线，而436至439表示来自水平移位寄存器的输出线。
该实施例的基本运行与参考实例相同。该实施例是有例如640×480个像素的VGA板。运行的定时基本上与参考实例相同，但在该实施例中写入运行是在垂直同步频率为60Hz的条件下进行的。这时，垂直移位寄存器403的导通期约为102微秒，这大约是参考实例的该导通期的16倍。另一方面，水平移位寄存器401、402的导通期与参考实例的该导通期不同。每个视频信号被分成四份，并且每个来自取样晶体管408至415的视频信号两两配对。这样水平移位寄存器的导通期约为160纳秒。在此实施例中，水平移位寄存器401、402的浮动期为160秒或更少，运行是迅速的。假设电压降是1V，t＝160ns，C＝10fF，允许的泄漏电流i足够大到：
i＝(10×10-15×1)/(160×10-9)＝62.5nA
这样可靠性没有降级。换句话说，水平移位寄存器最好由动态移位寄存器构成，在芯片面积和能量消耗方面与参考实例描述的相近。
另一方面，垂直移位寄存器由如上面的图5所示的静态移位寄存器构成。垂直移位寄存器403的浮动期长约102微秒。假设电压降为1V，t＝102ns，C＝10fF，则允许的泄漏电流i为：
i＝(10×10-15×1)/(102×10-6)＝98pA
由于泄漏电流i小，从可靠性来看，采用动态移位寄存器不是优选的。另外，能量消耗几乎可以忽略不计，因为在垂直移位寄存器403的频率低。同样，从设计的方面来看，可把一个块配置在四个像素的区域中，这样基片面积的问题就不是那么重要。因此，特别从可靠性方面来看，垂直移位寄存器403最好由静态移位寄存器构成。
用以执行高速运行的水平移位寄存器401、402由如图3所示的动态移位寄存器构成，而慢速运行并且移位寄存器的一个块的配置周期较大的垂直移位寄存器403由静态移位寄存器构成，通过此配置，该实施例实现了可用于液晶投影器装置的液晶板，其能量消耗低、可靠性高、基片面积小并且成本低。
[第二实施例]
图9是本实施例的液晶板的电路图。图9中，101、102代表水平移位寄存器，103代表垂直移位寄存器，104至107代表用于视频信号的视频线，108至115……代表根据来自水平移位寄存器的扫描脉冲而对视频信号进行取样的取样晶体管，116至119……代表通过取样晶体管108至115……而向其提供视频信号的信号线，而120至123……代表像素部分的开关晶体管，每个像素部分包括插在共用电极和像素电极之间的液晶130和用于使像素暂时充电的附加电容器131。符号124、125表示用于从垂直移位寄存器103输出的驱动线，每根线分成两个水平扫描线，以便连通像素部分的开关晶体管120至123……。另外，符号126至129代表来自水平移位寄存器的输出线。
本实施例的液晶板是一个SXGA板(像素为1280×1024)。该板的驱动方法基本上与参考实例的和第一实施例的相同，但是该实施例的配置是由四条视频线同时向四个像素进行写入运行。在垂直同步频率为75Hz的条件下，垂直移位寄存器103的导通期约为38微秒，而水平移位寄存器101、102的导通期约为30纳秒。运行的定时显示在图10A至10G中。在图10A至10G中，V1、V2、V120表示来自垂直移位寄存器的124、125……的输出脉冲，H1、H2、H640表示来自水平移位寄存器的输出脉冲，而视频线上的信号波形是示范性的。
首先，驱动线124变成高电平(H)并且在此期间水平移位寄存器101、102的输出线126、127(128、129)依次地变成高电平(H)，以便将视频线104至107上的电势经信号线写入像素部分的开关晶体管120至123中。该电势被保持在附加电容器131中。在该电路中，来自水平移位寄存器101、102的输出线126和127部分重叠地取高电平。这意味着每个取样晶体管110、111、114、115也暂时地提取将要由取样晶体管108、109、112、113取样的电势。可是，这不会产生问题，因为在A处定时所决定的视频线104至107的电势最后经信号线116至119被写入像素中，如图10A至10G所示。另一方面，由于高分辨率板有许多像素，所以每个像素的写入时间变短。由于本实施例的驱动方法包括前像素电势的预写入，所以在基本包括反相驱动的液晶驱动中，写入电势差变小，这样写入运行就变得更加容易，因此可以说它是一个较好的驱动方法。
其次描述水平移位寄存器电路。图11A和11B显示了一个水平移位寄存器电路的实例。该移位寄存器是一个动态移位寄存器，它包括时钟CMOS反相器131至133和CMOS反相器134、135。被虚线所包围部分130表示移位寄存器的基本单元，它是由六个晶体管形成的一个级。图12A至12H是该移位寄存器的定时曲线图，其中输出与时钟Φ1、Φ2同步地依次传播。在此，由A、C、E所表示的部分代表输出部分，它们与取样晶体管的门相连，如图9所示。由于该移位寄存器是动态型的，所以结点A、C、E在时钟Φ1或Φ2和电势下降之后变成了浮动结点，并且该电势主要由下一级的门电容来维持。如图13所示，可以给动态移位寄存器141至145加上CMOS反相器146、147，使其与CMOS反相器144、145并联且与之方向相反，从而可以实现一个稳定的静态型的电路配置而没有浮动结点。但是，晶体管的数量从六个增加到八个。换句话说，晶体管的增加增加了基片面积和能量消耗。在此实例中，水平移位寄存器以高速运行，浮动期为30纳秒或更少，而即使是使用动态移位寄存器也不会使可靠性降级。因此，水平移位寄存器最好由在基片面积和能量消耗方面表现出优异性能的动态移位寄存器构成。
另一方面，垂直移位寄存器由图13所示的静态移位寄存器构成。垂直移位寄存器的浮动期约为38微秒，这比水平移位寄存器的大三位数或更大。假设电压降为1V，t＝38tμs，而C＝10fF，允许的泄漏电流i为：
i＝(10×10-15×1)/(38×10-6)＝263pA。
从可靠性方面来说，使用动态型不是优选的。另外，由于垂直移位寄存器中的低频率可使其能量消耗几乎可以忽略不计，最优的是使垂直移位寄存器由静态移位寄存器构成。在设计方面也不会产生问题，因为一个块可以配置在两个像素的区域内。
如上所述，用于执行高速运行的水平移位寄存器由动态移位寄存器构成，而执行慢速运行的垂直移位寄存器由静态移位寄存器构成，通过此配置，该实施例实现了可用于液晶投影器装置的液晶板，其能量消耗低、可靠性高、基片面积小并且成本低。
[第三实施例]
其基本结构与图9所示的实施例2相同，但其水平移位寄存器电路的配置不一样。图14是移位寄存器的电路图。符号500代表图11A和11B中所示的动态移位寄存器，升压电路501、502、503……与各反相器的输出端连接。图9中符号126所示的移位寄存器的输出是从B处输出的。每个取样晶体管108至115都是如图9所示的MOS晶体管，但这并不特别限定于此实例，无需提及的是这些取样晶体管可以是CMOS晶体管的转换门或类似的元件。当使用CMOS晶体管的转换门时，同样使用来自升压电路501、502、503……的输出A，并将其与pMOS晶体管的门相连。符号504表示时钟Φ1(Φ2)的时钟缓冲器，由于液晶板中的线路而使它以大电容驱动长线。假设线路长为2厘米，虽然该电容取决于液晶板的尺寸，但电容高达约10pF。500、504的供电电压例如为5V，该电压驱动时钟缓冲器和移位寄存器以高速、低能耗运行。加上四个上下时钟缓冲器，本实例平均能耗在供电电压为5V时为34毫瓦，但在供电电压为20V时为840毫瓦，大了十六倍。升压电路和其它电路的供电电压为20V，以便将该电压经视频线写入液晶板。由于水平移位寄存器是如第二实施例中那样的动态型，移位寄存器的各级包括升压电路的晶体管数量是10个，且一个时钟可以配置在两个像素的区域。这样基片的面积很小。
另一方面，垂直移位寄存器是如图5中所示的第二实施例的那种静态移位寄存器。由于在垂直移位寄存器中因频率很低而使能耗几乎可以忽咯不计，所以垂直移位寄存器最好由静态移位寄存器构成。由动态移位寄存器构成执行高速运行的水平移位寄存器，并采用使供电电压减少并最终增加电压的电路配置，由上述的静态移位寄存器构成以低速运行的垂直移位寄存器，通过以上配置，本实施例实现了可用于液晶投影器的液晶板，其能量消耗低、可靠性高、基片面积小并且成本低。
[第四实施例]
该实施例显示了一个由在绝缘玻璃基底上的多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)形成的液晶装置。在此，将动态移位寄存器用于水平驱动电路，这样就需要降低泄漏水平。另一方面，存在一个优点即由于基础是绝缘的，所以时钟的导线电容被减小。然而，与通常使用的poly-Si相比，它需要更大值的迁移率。在本实例中，采用如下所述的高性能poly-Si来实现实施例3的电路，从而形成一个便宜的液晶显示装置。
使用低温poly-SiTFT的工艺过程将在下面参考图26进行描述。
首先玻璃基体111被缓冲氧化，然后由通常的LPCVD工艺涂覆一层约50纳米厚的a-Si薄膜。在此之后，将该薄膜暴露于KrF准分子激光下，以形成一个多晶硅层103。然后覆盖一层厚约10至100纳米的氧化薄膜105，从而形成了一个门氧化薄膜。在形成了门电极106之后，源和漏极(152，103，107)由离子搀杂方法形成。由例如通过在氮气环境中退火而进行杂质的活化，随后制成了一个厚度约为500纳米的绝缘薄膜110。在形成接触孔的图案之后，形成了导线层108a、108b。例如，导线层108a可通过阴极真空喷镀涂覆一层TiN薄膜而形成，此后，导线层108b由阴极真空喷镀涂覆一层AL-Si薄膜而形成。然后该两层薄膜被同时形成电路图案。
然后，经阴极真空喷镀涂覆一层Ti层602作为光保护薄膜，随后使该薄膜形成图案。随后，通过例如在200至400℃下以等离子状态分解硅烷气体和氨气体的混合物或硅烷气体和N2O气体的混合物并形成沉淀来制造用于形成电容器的绝缘薄膜109。然后在350至500℃的温度下在氢气或氢气与惰性气体如氮气混合气体中对其进行10至240分钟的热处理，从而氢化该多晶硅。在制成通孔后，ITO层508被作为透明电极。然后，液晶611被注入透明电极和对置电极之间。对置基底是这样一个元件，即在一个在其绝缘基底621上制成黑色矩阵622，色彩过滤器623，ITO透明共用电极624，防护薄膜625和取向薄膜626。
在此制造的poly-Si TFT具有60cm2/Vsec的迁移率，而泄漏电流为10-10A左右。因此，通过使用poly-Si TFT，本实例可以提供便宜的液晶显示装置，其能耗低且基片面积小。
[第五实施例]
其基本结构与图9所示的第二实施例相同，但其水平移位寄存器电路的配置不一样。图15是水平移位寄存器的电路图。在这个实例中作为反相开关的转换门610至617与在图11A和11B中所示和动态移位寄存器相连。通过连接这样的电路，能使移位寄存器电路实现向两个方向传送信号(下文称做″两路型移位寄存器″)。当时钟脉冲Φ处于高电平时，在转换门610至617中的610至613导通。当时钟脉冲Φ处于低电平时，转换门614至617导通。当时钟脉冲Φ处于高电平时，移位寄存器的输出状态按在图12A至12H所示定时情况的A、B和C顺序传播。换句话说，当时钟脉冲Φ处于低电平时，移位寄存器的输出状态按在图12A至12H所示定时情况的C、B和A顺序传播。这样，两路电路的实现取决于时钟脉冲Φ的电势。当把这样一个移位寄存器应用到水平移位寄存器时并且当把一个图像显示在液晶板上时，例如在图9，图像可以从左或相反地从右显示。显示方向的变化取决于光学***、***型号(是前型还是后型)等等。通过使用含有本实例的开关的电路，可以把相同的液晶板应用到不同的***并使这种液晶板具有很高的灵活性。
顺便提及的是这种两路特性不仅可以用于水平移位寄存器而且还可以用于垂直移位寄存器。通过采用至少一个两路型移位寄存器便可获得一种异乎寻常的效果。当然致关重要的还是，把两路型移位寄存器应用于水平和垂直移位寄存器两者中是更为有效的。本实例使用了在第二实施例中的动态水平移位寄存器和静态垂直移位寄存器，但象在参考实例中那样，在两者都使用动态移位寄存器情况下，本实例的配置也是有效的。由于两路型配置增加了晶体管的数量，因此使用动态移位寄存器来增加产量且减小基片面积以便增加从一个晶片上得到的基片数量就变得更加重要。
在其执行高速运行的水平移位寄存器由动态移位寄存器构成并呈两路电路配置而以低速运行的垂直移位寄存器由上述静态移位寄存器构成的配置情况下，本实施例可使应用于液晶投影器装置的液晶板实现了低能耗、高可靠性、能两路显示、高灵活性、小基片面积和低成本。
[第六实施例]
本例将对一个应用以上所述的水平和垂直移位寄存器的液晶显示装置进行描述。
本实例的液晶板将被描述为一个使用半导体基底的例子，但该基底并不总是限于半导体基底。该基底可以是一个透明的玻璃基底或类似的基底。另外，该液晶板的所有的开关元件都是MOSFET或TFT型的，但它们也可以是两端型的，如二极管型的。另外，以下描述的液晶板不仅可以用于家用电视的显示装置，还可以用于投影器、头部安装的显示器、三维视频游戏装置、laptop计算机、电子笔记本、视频会议***、汽车导航***、飞机仪表板等等。
图16显示了本实例的液晶板部分的剖面。图中，符号301表示半导体基底，302、302′分别表示p型和n型槽，303、303′、303″表示晶体管的源区域，304表示门区域，305、305′、305″表示漏区域。
如图16所示，由于20V至35V的高电平被加在显示区域的晶体管上，源和漏层不是相对于门304以自对准的方式形成的，而是以偏置的方式形成的。在源和漏区域有一个在p槽中的低浓度n-层和在n槽中的低浓度p-层，如源区域303′和漏区域305′所示。为便于参考，偏置量最好在0.5μm至2.0μm之间。另一方面，作为***电路一部分的电路部分，被显示在图16的左侧，且作为***电路一部分的电路部分是这样构成的即：源和漏层相对于门以自对准的方式形成。
在此将描述源区和漏区的偏置，但是除了存在和不存在偏置之外，其它的有效方法也可以根据其分别受到的电压来改变该偏置量并使门的长度最优化。其原因是这样的：由于***电路的部分是逻辑基础电路，驱动该部分通常是1.5V至5V的基本驱动。这样，提供上述的自对准配置是为了减小晶体管的尺寸和增加晶体管的驱动力。该基底301由p型半导体制成并且基底有最低的电势(通常为接地电势)。加到像素上的电压例如为20V至35V是加到显示区域的n型槽上的。另一方面，逻辑驱动电压，1.5V至5V被加在***电路的逻辑部分。这种配置允许根据各自的电压构成最优的装置，从而不仅实现了减小基片尺寸，还基于驱动速度的增加而使显示的像素数量增加。
图16中，符号306表示一个场氧化物薄膜，310表示一个与数据线相连的源电极，311表示与数据线相连的漏电极，312表示还作为反射镜的像素电极，而307表示一个覆盖显示区域和***区域的光防护层，对于此层来说，Ti、TiN、W、MO或类似的物质都是合适的。如图16所示，以上的光保护层307覆盖了除连接像素电极312与漏电极311之间的区域的所有显示区域；而在***像素区域中，上述的光防护层307被从具有很大的导线电容如视频线、时钟线的区域消除掉。在此，在以上的光防护层307被消除的地方，照明光与高速信号混合，从而导致了电路发生故障，考虑一些可转换的设计以便覆盖像素电极层312。符号308表示一个在光防护层之下的绝缘层，在P-SiO层318上通过SOG进行修平处理，P-SiO层318还被P-SiO层308覆盖，这样确保绝缘层308的可靠性。不用提及，除了SOG的修平方法以外，修平还可以通过另外一种方法来完成，该方法是形成一个P-TEOS(磷酸-四乙氧基-硅烷)薄膜，进一步覆盖P-SiO层318，然后用以下详细描述的CMP(化学机械抛光)工艺加工绝缘层308。
符号309表示一个位于反射电极312和光防护层307之间的绝缘层，而且反射电极312的充电保持电容器是通过该绝缘层309制成的。为了形成大容量的电容器，有效的材料是具有高介电常数的P-SiN和Ta2O5、SiO2的层状薄膜等等，以及SiO2。光防护层是由Ti、TiN、Mo、W等中选择的一种金属材料构成的平层，该薄膜的厚度最好在约500埃至5000埃之间。
另外，符号314表示液晶材料，315表示共用透明电极，316表示对置基底，317、317′表示高浓度的搀杂区，319表示显示面积，而320表示防反射薄膜。
如图16所示，高浓度搀杂层317、317′作为槽302、302′的相同极形成于晶体管之下，该晶体管形成于***部分和槽302、302′的内部。即使高振幅的信号加到了源上，槽的电势将是稳定的，因为它被低电阻层定位到一个理想的电势上。这样，就实现了高质量的图像显示。另外，通过在n-型槽302′和p-型槽302之间的场氧化物膜提供上述高浓度搀杂层317、317′，这就使得在紧靠场氧化物膜下方不再需要通常在MOS晶体管情况下使用的沟道截断层。
由于这些高浓度搀杂层317、317′可以与形成源层和漏层的工艺过程同时制成，因此在制造过程中减少了掩模数量和工时，于是便降低了成本。
接下来，参考符号313表示一层设置在共用透明电极315和对置基底316之间的抗反射膜，该膜用于减小界面的反射率来照顾液晶在界面处的折射指数。在此情况下，优选的材料是一种绝缘薄膜，其折射指数小于对置基底316和透明电极315的折射指数。
槽区域302′对半导体基底301有相反的导通类型。因此，在图16中槽区域302是p-型的。p-型的槽区域302和n-型的槽区域302′最好比半导体基底301有更高浓度的杂质。当半导体基底301的杂质浓度为1014至1015(厘米-3)时，槽区域302的杂质浓度最好为1015至1017(厘米-3)。
源电极310与数据线相连，显示信号通过该数据线进行传送，并且漏电极311与像素电极312相连。电极310、311由Al、AlSi、AlSiCu、AlGeCu、和AlCu中选择的一种材料制成，用于通常的布线。通过采用一种Ti和TiN的阻挡金属层作为电极310、311的底与半导体之间的接触面，可以达到稳定的接触。接触电阻也减小了。像素电极312最好由一种高反射材料制成并有一个平表面，除了通常的导线材料如Al、alsi、AlsiCu、AlGeCu和AlCu以外，还可以从如Cr、Au和Ag等材料中选择该材料。为了增加平面度，基础绝缘层309和像素电极312的表面都由化学机械抛光(CMP)的方法进行处理。
保持电容器325是用于在像素电极312和共用透明电极315之间保持信号的电容器。基底的电势施加到槽区域302。在本实施例中，各行的传输门结构是这样一行一行地交替配置，即从顶部的第一行包括上n-沟道MOSFET 323和下p-沟道MOSFET 324，第二行包括上p-沟道MOSFET 324和下n-沟道MOSFET 323，等等。如上所述，条形槽与电源线的接触不仅在显示区域的外部而且还通过细的供电线设备出现在显示区域内部。
这时，关键是保持槽电阻的稳定。因此，在p-型基底情况下，所使用的线路配置是这样的，即在显示区域内部n-槽的接触区域或数量大于p-槽的接触区域或数量。由于p-槽由p-型基底保持恒定电势，则该基底起一个低电阻体的作用。于是，由于到源和形成了岛形图案的n-槽的漏信号的输入/输出，扰动的影响容易变得较大，但是通过加强与上布线层的接触就能避免这种现象。这就实现了稳定和高质量的显示。
在图17中，图像信号(视频信号、脉冲调制数字信号等等)经图像信号输入端331输入并且通过按照一个来自水平移位寄存器321的脉冲开启或关闭信号转换开关327被发送到每一数据线上。垂直移位寄存器322把高脉冲加到在一个所选行中的n-沟道MOSFET 323的门上，并且把低脉冲加到在该所选行的p-沟道MOSFET的门上。
如上所述，像素部分中的开关由单晶CMOS传输门构成，其优点是要被写入像素电极的信号可以作为源信号完全写入，与MOSFET的临界值无关。
由于开关由单晶晶体管制成，在poly-Si TFT的晶界处就不会发生不稳定或类似的现象，这样就能以高可靠性实现高速驱动而没有色散。
以下要描述的是最适合于抛光反射型像素电极的CMP(化学机械抛光)。
最好采用化学机械抛光，这是因为可以将像素电极的表面加工成非常平的表面(镜面)。本发明可能采用的技术揭示于在本申请人这篇申请之前提交的日本专利申请第8-178711号中。
该在先申请涉及到用化学机械抛光来抛光像素电极表面，通过此方法像素电极的表面可以光滑如镜面，且所有像素电极的表面可以形成在同一个平面上。另外，在像素电极层形成在一个绝缘层上或在一个绝缘层形成在一个带孔的像素电极层上之后，进行上述的抛光，从而用绝缘层更好地填充像素电极之间的区域并更好地消除了不平整。这可以防止由于不平整而产生的不规则反射和对位失败，从而可以获得高质量的显示。
该技术可以通过图24A至24E和图25F至25H来加以解释。图24A至24E和图25F至25H显示了应用于反射型液晶装置的有源矩阵基底的像素部分，但在同一个基底上，也可以与像素部分形成步骤同时地形成包括用于驱动象素部分的开关晶体管的移位寄存器的***驱动电路。将按顺序描述该制造工艺。
杂质浓度小于1015cm-3的N-型硅半导体基底201局部被加热氧化以形成LOCOS 202。以LOCOS 202作为模板，用离子渗入法注入剂量为1012cm-2的硼，获得杂质浓度大约为1016cm-3的p-型杂质区PWL203。基底201又被加热氧化，以便形成厚度等于或小于1000埃(图24A)的栅极氧化膜204。
在由搀1020cm-3磷的n-型多晶硅制成栅极电极205之后，用离子渗入法将剂量约为1012cm-2的磷注入整个基底201的表面，以便形成NLD206，作为杂质浓度约为1016cm-3的n-型杂质区。然后用一个已形成电路图案的光阻材料作为模板，用离子渗入法将剂量约为1015cm-2的磷注入，从而在杂质浓度约为1019cm-3时(图24B)形成源和漏区域207、207′。
然后在整个基底201的表面上形成作为中间薄膜的PSG 208。该PSG 208能够由NSG(没搀杂的硅玻璃)/BPSG(硼-磷-硅玻璃)或TEOS(四乙氧基硅烷)来代替。通过在PSG 208上形成电路图案，而在紧靠着源和漏区域207、207′的正上方制成接触孔。在通过阴极真空喷镀使Al升华逸散之后，该Al层被形成电路图案，以便形成Al电极209(图24C)。为了改善在Al电极209与源和漏区域207、207′之间的欧姆接触性能，Ti/TiN的阻挡金属层或类似的层最好形成在Al电极209与源和漏207、207′之间。
将厚度约为3000埃的等离子体SiN 210涂覆在整个基底201的表面上，然后涂覆厚度约为10000埃的PSG 211(图24D)。
用等离子体SiN 210作为干蚀刻阻挡层，使PSG 211形成电路图案，这样仅剩下在像素之间的间隔的区域，在此之后，由干蚀刻法在紧靠着与漏区域207′接触的Al电极209的正上方形成通孔212的图案(图24E)。
通过阴极真空喷镀或EB(电子束)升华逸散的方法使像素电极层213以等于或大于10000埃的厚度形成在基底201上(图25F)。该像素电极层213是由Al、Ti、Ta、W等金属中的一种或这些金属的化合物制成的。
像素电极层213的表面由CMP抛光(图25G)。如果PSG211的厚度为10000埃，而像素电极层的厚度为x埃，则抛光量在x埃与x+10000埃之间。
再使对位膜215形成在由以上步骤制成的有源矩阵基底上，对位膜215的表面由通过一个对位加工工艺如磨擦工艺来加工，然后通过一个定位件(没有显示)将其连接在对置基底上，而液晶214被注入在它们之间，从而形成液晶元件(图25H)。在本实例中，对置基底是由色彩过滤器221、黑色矩阵222、ITO或类似物的共用电极223和在透明基底220上的对位膜215′组成的。
如图25H明显所示，在本实例的有源矩阵基底中，像素电极213的表面是光滑的，而绝缘层被埋在相邻的电极的间隙中。因此，形成在其上的对位膜215也是光滑的而没有不平整。因此，采用该技术可以防止由于入射光的漫射而导致的光利用率下降、由于磨擦失效而导致的对比度下降、和因由像素电极之间的间隔引起的侧向电场而导致的亮线的发生，所有这些都是由像素电极的不平整造成的，这样该技术就可以提高所显示图像的质量。
下一步，在图17中显示了本实例的液晶板的平面图(其横截面图在图16中显示)。图中，符号321表示水平移位寄存器、322表示垂直移位寄存器、323表示一个n-沟槽MOSFET、  324表示一个p-沟槽MOSFET、325表示一个保持电容器、326表示一个液晶层、327表示一个信号传送开关、328表示一个复位开关、329表示一个复位脉冲输入端、330表示一个复位电源端、331表示一个图像信号的输入端。在图6中半导体基底301是p-型的，但它也可以是n-型的。
将在以下参考图18对显示板的***电路的配置进行描述。在图18中，符号337表示液晶元件的显示区、332表示一个电平移位电路、333表示一个视频信号取样开关、334表示水平移位寄存器、335表示视频信号输入端、336表示垂直移位寄存器。
在上述的配置中，通过视频信号输入端335提供的振幅为20V至30V，这样就能以很低的值即大约1.5V至5V伏来驱动包括水平和垂直移位寄存器的逻辑电路，从而达到了高速运行和低能量消耗。在本实例中的水平和垂直移位寄存器可通过选择开关执行两路扫描，并可以在没有改变板的前提下很方便地改变光学***的设置。因此，相同的板可以用于不同的产品系列，从而表现出降低成本的长处。在图18中，视频信号取样开关是一个单极配置的晶体管，但并不限定如此，当然，它们可以是CMOS传输门配置，这样可使输入视频线上的所有信号都被写入信号线中。
当采用CMOS传输栅配置时，会出现视频信号起落的问题，这是由NMOS栅和PMOS栅之间的差异或栅与源、漏之间的叠加电容所引起的。为解决此问题，在栅的数量上大约等于各相应极性取样开关的MOSFET的门数量一半的MOSFET的源和漏与每一信号线相连接，且有一个反相的脉冲被施于其上，这就防止了这种起落并借此把非常好的视频信号写到了信号线上。从而便能够显示出更加高质量的图像。
下面将参考图19来描述视频信号和取样脉冲之间精确同步的方法。为此目的，必须改变取样脉冲的延迟量。符号342表示脉冲延迟的反相器、343表示用于确定选择那个延迟反相器的开关、344表示延迟量被控制的输出、345表示电容器(其中OUTB表示反相输出而OUT表示同相输出)。符号346表示一个保护电路。
一个信号通过多少个延迟反相开关342可由SEL 1(SEL 1B)至SEL 3(SEL3B)的组合选择来确定。
由于该同步电路被制在板中，即使因为在三层板R、G、B的情况下的一串衰减波或类似的情况使来自板外的脉冲延迟量失去对称，延迟量也能由上述的选择开关来加以调整，从而由于R、G和B的大范围的脉冲相位而可获得好的显示图像且没有位置偏差。当然采用以下的配置也是有效的，即将一个温度测量二极管装入板中，并根据一个表来对延迟量进行温度校正，该表是基于从二极管上的输出而制成的。
下面描述与液晶材料的关系。图16显示出了对置基底的扁平结构，但共用电极基底316事实上也不平整，以便防止共用透明电极的接口反射，并且该共用透明电极315是形成于不平的表面上。在共用电极基底316的对置侧上提供了防反射膜320。一种形成不平形状的方法是用小尺寸的磨料颗粒进行砂磨，这种方法对于获得高对比度是有效的。
所用的液晶晶材料是一种聚合物网络液晶PNLC。然而，一种聚合物分散液晶PDLC或类似的物质可以用于聚合物网络液晶。该聚合物网络液晶PNLC通过聚合物相分离方法制造。由一种液晶和一种可聚合的单体或低聚物制备一种溶液，用一般的方法将该溶液注入一个腔室中，然后发生UV聚合，以便实现液晶和聚合物之间的相分离，从而形成聚合物网络型式的液晶。该PNLC中有很多液晶分子(70至90wt％)。
在PNLC中，当采用有很大各向异性的折射系数(Δn)的向列的液晶时，光的散射很强，如果采用有很大各向异性的电介质常数(Δ∈)的向列液晶，就可以以低电压完成驱动。当该聚合物网络的尺寸即网络中心到中心的距离为1至1.5(μm)时，光学散射的强度很强足以达到高的对比度。
下面将参考图20描述密封结构和板结构之间的关系。在图20中，符号351表示一个密封部分，352表示一个电极焊接部分，353表示一个时钟缓冲电路，一个没有显示的放大器部分用作板的电检测的输出放大器，还有一个没有显示的用来吸收对置基底的电势的Ag糊剂部分。符号356表示一个由液晶元件组成的显示部分，357表示一个***电路部分，它包括水平和垂直移位寄存器(SR)等等。密封部分351表示一个由接触固定材料或粘胶剂构成的接触区域，用来将具有共同电极315的玻璃基底与一个元件连接，该元件是通过沿显示部分356的四侧的半导体基底301上形成像素电极312而形成的。当被密封部分351相互连在一起之后，将液晶注入显示部分356和移位寄存器部分357。
在本实施例中，如图20所示，在密封的内部和外部均形成电路以减小基片的尺寸。在本实例中，引出线的焊接点均集中在板的一侧，但它们也可以位于两条长边上或位于多条边上，这样便于有效地处理高速时钟。
当用半导体基底如Si基底来构成液晶显示装置时，基底的侧壁被暴露在强光之下，例如在投影机中就是如此，这样基底的电势发生变化，可能引起板失效。因此，最好用一种可挡光的基底座覆盖板的侧壁和板的顶面处围绕显示部分的***电路区域。另外，Si基底的后侧最好由这样的支座结构构成，即用一种高导热率的粘胶剂使一种高导热率的金属如Cu与后表面连接。
本发明的液晶显示装置的像素电极可以用作反射型电极。在种情况下，电极的表面由前述的化学机械抛光方法(CMP)抛光，从而可以方便地在电极表面形成没有不平整之处的镜面状态。采用的CMP方法与通常的首先对一个金属层形成图案然后对其进行抛光方法不同的，这种方法是通过在绝缘区域进行刻蚀，在要形成电极图案的地方预先形成便于形成电极的沟槽，然后，在其上涂覆一个金属层，再将该金属层抛光，以便在没有形成电极的地方除去该金属层，在电极图案区域使金属层与绝缘层平齐。当采用此方法时，与非导线区域相比，导线的宽度极宽，且根据一般的蚀刻仪器的常识，即在进行蚀刻时会有一层聚合物被涂覆上。
这样，我们调查了传统氧化膜基蚀刻(CF4/CHF3基蚀刻)的蚀刻条件。
图21A和21B是显示了蚀刻工艺好或坏的图线。
图21A显示当压力为1.7 Torr时传统蚀刻的结果。
图21A显示当压力为1.0 Torr时蚀刻的结果(这是在这次调查中的)。
在图21A的条件下，聚合物的涂覆的确随涂覆的气体CHF3的减少而减少，但接近保护层的图案与远离保护层的图案的尺寸差异(加载效果)变得非常大，而这在实际中是不合用的。
从图21B可以看出，为抑制加载效果，随着压力逐渐降低，当压力小于1Torr时加载效果明显被抑制住了，只用CF4而不用CHF3的蚀刻是有效的。
另外，在电极区域很少形成保护膜，而保护膜却覆盖了***部分。已经发现要制成一个结构很困难，而在显示区域的***部分上有效地形成了一种与像素电极等效的假电极结构。
该结构有这样的效果，即消除了显示部分和***部分或密封部分之间原来存在的平面差异，增加了间隙精度和共平面的均匀度，液晶注入的不均匀度也被减小了，从而可以高产量地获得高质量的板。
下面参考图22描述装有本发明的反射型液晶板的光学***。图22中，371表示一个光源如卤灯、372表示一个聚光透镜以便将光源图像聚光、373和375表示平表面形状的菲涅耳凸透镜、374表示一个色彩分离光学元件，用来将光分成R、G和B光束。有效地使用的色彩分离的光学元件374可以选自分色镜、衍射栅等元件。
标号376表示镜面，每一个镜面都用于将R或G或B光束导入相应的R、G可B三个板中的一个板上，符号377表示一个对一束光聚光而以平行光的型式照射一个反射型液晶板的场透镜，而378表示上述的反射型的液晶元件。光阑位于379的位置。符号380表示一个用来放大图像而由多个透镜组合而成的投影透镜装置，而381表示一个屏幕。通常，屏幕381由两个装置构成，其中包括一个用来将投射光转换成平行光的菲涅耳透镜和一个用来以很大的垂直和水平的视场角度显示图像的双凸透镜，这时能够获得一个清晰而明亮的图像。图22仅显示了一个色彩板，但在色彩分离光学元件374和光阑部分379之间的元件被分成为适用于三种色彩的元件，并配有三块板。当然，除了三块板的结构，还可以采用一个单块的板的配置，其中在反射型液晶装置的表面提供一个微透镜阵列，不同的入射光射到不同的像素区域。当电压加到液晶元件中的液晶层上时，被各像素有规律地反射的光线被导向通过由符号379表示的光阑部分并投影到屏幕上。
另一方面，当没有加电压时，液晶层是一个散射体，射到反射型液晶元件上的光被各向同性地散射，这样不在由符号379表示的光阑的小孔的视角之内的散射光就不会入射到投影透镜组中。这表示是黑的。从以上的光学***可见，不需要偏振板，像素电极的整个表面以很高的反射率使信号光入射到投影透镜组中。因此，显示比原来要明亮2到3倍。由于在本实例中对置基底的表面和接口都是经过防反射处理的，可以以很低的干扰光获得高对比度的显示。由于板尺寸小，所有的光学元件(透镜、镜面等)都是小型的，这样达到了成本低和重量轻。
色彩的不均匀性、亮度的不均匀性和光源的变化可以通过在光源和光学***之间***一个积分器(如复眼透镜那种杆式的)来校正，从而在屏幕上消除色彩不均匀和亮度不均匀。
下面参考图23描述不同于上述的液晶板的***电路。图中，符号385表示电源，该电源主要分成为灯的电源385b和驱动板和信号处理电路的电源385a。符号386表示一个插座，805表示一个主电源开关，387表示一个灯温度检测器。例如，如果灯的温度不正常，控制插件388执行一个控制停止灯的工作。804表示一个灯的安全开关。用一个滤光器安全开关389执行同样的控制，而并不只是对灯进行这种控制。例如，当要打开灯时，提供一种安全测量来锁住热灯腔室。符号390表示扬声器，391表示一个声音插件，在此插件中视需要可带有一个3D声音、环绕声类似声音的处理器。符号392表示一个扩展插件1，该插件包括自外部装置396的输入端，如S端396a用于视频信号，复合图像端396b用于视频信号，396c端用于声音，还包括用来选择信号的选择开关，以及调谐器394，信号从该调谐器经译码器393被送至扩展插件2,800。另一方面，扩展插件2主要有诸于来自另外***的视频输入端和Dsub 15-引线的计算机端口以及用来切换从译码器393到另一个***或反过来传输的信号的开关450。通过开关450的信号通过一个A/D转换器451被转换成一个数字信号。
标号453表示一个主插件，它主要包括一个CPU和一个存储器，如视频RAM。在A/D转换器中经A/D转换之后的NTSC信号暂存在该存储器中，而且，为了很好地将信号赋给多个像素，要进行信号处理，例如为不足以与液晶元件数量相配的空元件产生信号的插值处理，适用于液晶元件和亮度控制偏压的调整的γ转换边缘放大转换等等。如果计算机信号，例如提供了一个VGA信号而不是一个NTSC信号，并且如果板是一个高分辨率的XGA板，同样会执行一个分辨率转换处理。主插件还执行一个处理程序，该处理程序除了处理一个图像的数据以外，还可将一个计算机信号与多个图像数据块的NTSC信号组合。图23中，符号801表示遥控的光线接收部分、802表示一个LED显示部分、803表示用于调节的键矩阵输入部分。从主插件453的输出经串行-并行转换，并以不大可能被干扰影响的方式提供给板驱动头部插件454。该头部插件454又执行一次并行-串行转换并随后进行D/A转换，以便根据板的视频线的数量分开信号。然后各信号通过驱动放大器被写入各属于B、G和R色彩的液晶板455、456、457中。符号452表示一个摇控板，通过该摇控板可以象TV那样很容易地操纵计算机屏幕。每个液晶板455、456、457有相同的液晶驱动结构，对每种色彩都带有一个滤光器并且其水平和垂直扫描电路都是如第一和第五实施例中的那种。由于通过上述的处理，每个液晶装置能将通常不是高分辨率的图像转换成高分辨率的图像，所以可以显示一个非常美丽的图像。
[第七实施例]
在此所描述的是所谓单板型全色显示装置，其中本发明的液晶装置(板)带有微透镜。
本申请人推荐了一个新的在日本专利申请第Hei 9-72646中的显示板，作为用传统的带微透镜的显示板的投影型显示装置中因R、G和B的显著斑纹状结构而使显示图像质量下降这一问题的解决方法。在日本专利申请第Hei。9-72646中推荐的显示板是一个有一个像素单元阵列的显示板，其中像素单元以预定的间距在基底上两维地排列，每个像素单元以这样的配置构成，即在第一、第二和第三色彩像素的三种色彩像素中，第一和第二色彩像素的组合配置在第一方向上，而第一和第三色彩像素的组合配置在与第一方向不同的第二方向上，这样共同享有第一色彩像素，一个由二维地排列在色彩像素上的多个微透镜组成的微透镜阵列排列在基底上，微透镜之间的间距等于两个色彩像素在第一方向和第二方向上的间距。
以下描述一个实列，其中日本专利申请第Hei。9-72646中所推荐的显示板用于本发明的液晶装置和显示装置中。
图27A至27C是显示采用本实例的显示板的投影型液晶显示装置的示意图。图27A是其一个顶视图，图27B是一个前视图，而图27C是一个侧视图。
图中标号1表示一个投影透镜，该透镜将带有装在液晶装置中的微透镜的显示板(液晶板)2上显示的图像信息投影到一个预定的平面上。符号3表示一个偏振光束分离器(PBS)，例如，它透过S-偏振光但反射P-偏振光。符号40表示一个R(红光)-反射分色镜、41表示一个B/G(蓝光和绿光)-反射分色镜、42表示一个B(蓝光)-反射分色镜、43表示一个反射全色光的高反射镜、50表示一个菲涅耳透镜、51表示一个凸透镜(正透镜)、6表示一个杆式积分器、7表示一个椭球反射器，在其中心有一个电弧灯(光源)8如金属卤灯或UHP的发光表面8a。
在此，R(红光)-反射分色镜40、B/G(蓝光和绿光)-反射分色镜41和B(蓝光)-反射分色镜42分别有如图28C和28B和28A所示的光谱反射特性。这些分色镜和高反射镜43一起，三维地配置，如透视图29所示，在图29中，43表示高反射镜43(G/R-反射)，并如下所述地将来自光源8的白光分色成三种色彩R/G和B的光束，将该光束投影到液晶板2上，使各原色光束在三维上的不同方向上照射液晶板。
根据从光源8发出的光的传输路径对操作进行描述。首先，由灯8发出的白光束由椭球反射器7收集以便会聚到位于其前面的积分器6的入口(入射表面)6a上。由于光线在积分器6中被重复地反射，所以光束在传输时其空间强度分布变为均匀。射出积分器的输出端6b的光束被转换成沿x轴负向(以图27B为基准)的平行光束，并通过凸透镜51和菲涅耳透镜50首先到达B-反射分色镜42。
该B-反射分色镜42仅反射B光(蓝光)，这样蓝光与z轴(以图27为基准)成一个预定角度地被向下反射到R(红光)-反射分色镜40上。另一方面，另一束不同于B光的色彩光(R/G光)通过B-反射分色镜42，被高反射镜43成直角地反射至轴的负向(向下)方向上，也同样传到R-反射分色镜40上。
根据图27B进行描述，B-反射分色镜42和高反射镜43是这样定位的，即将来自积分器6的光束(在x轴的负向上传输)反射至沿着或接近于z轴的负向(向下)的方向上。高反射镜43绕y-轴方向的转轴与xy平面成45°角。与此相反，B-反射分色镜42绕y-轴方向的转轴与xy平面成小于45°的角。
因此，被高反射镜43反射的R/G光被反射至z-轴的负向上，而B光被B-反射分色镜42反射至以一个与z-轴成的预定的角度(在xz平面上倾斜)向下传输。为了使B和R/G光线在液晶板的照亮的区域相同，选择高反射镜43和B-反射分色镜42的一个偏移量和一个偏斜量，这样各色彩的原色光线可以在液晶板2上交叉。
随后，如上所述R/G/B向下(在z-轴的负向上)向着R反射分色镜40和在该R-反射分色镜之下的B/G-反射分色镜41以及高反射镜43传输。首先，B/G-反射分色镜41绕x-轴方向上的转轴与xz平面成45°，而R-反射分色镜40绕x-轴方向的转轴与xz平面成小于45°的角。
这样出自R/G/B的B/G光首先通过R-反射分色镜40，然后由B/G反射分色镜41以直角反射至沿y-轴的正向方向。然后该B/G光通过PBS3偏振化，随后照射到平行于XY平面的液晶板2上。
在此光束中，如上所述，B光已经与x-轴成一个预定的角度(在xz平面内倾斜)(见图27A和图27B)传输，这样即使它被B/G-反射分色镜反射之后还保持与y-轴有一个预定的角度(在xy平面内倾斜)。因此，该B光以与倾角(在xy平面内)相等的入射角照射液晶板2。G光被B/G反射分色镜41以直角反射至沿y-轴的正向方向，并通过PBS3偏振化。然后该G光以0°的入射角即垂直地照射液晶板2。
如上所述，R-光被位于B/G反射分色镜41之前的R-反射分色镜40反射至接近y-轴的正向方向上，并在一个与y-轴成一个预定角度并接近y-轴正向的方向(在上yz平面上倾斜)上传输，如图27C所示(侧视图)。然后该R光通过PBS3偏振，随后照射到液晶板2上，其入射角等于它与y-轴之间的角度(在yz平面的方向上)。
类似于如上所述，为了使R、G和B各色彩的光均衡照到液晶板2的区域，选择B/G-反射分色镜41和R-反射分色镜40的一个偏移量和一个偏斜量，这样各原色光线可以在液晶板2上交叉。
另外，如图28B和28C所示，由于B/G反射分色镜41的分色波长为570nm，而R-反射分色镜40的分色波长为600nm，所以不需要的黄色光通过B/G反射分色镜41射出了光路，从而达到最优化的色彩平衡。
液晶板2像如下所述的那样反射和偏振调制各R、G、B光，并且这些光返回到PBS3中以便由PBS3的PBS表面3a反射至x-轴的正向方向上。该光束入射到投影透镜1中。投影透镜1放大显示在液晶板2上的图像并将该放大的图像投影到屏幕(没有显示)上。
由于照射到液晶板2上的R、G、B光有不同的入射角，所以从液晶板上反射的R、G、B光也有不同的出射角。投影透镜1其透镜直径和孔径足以接收所有的光束。由于每种两次通过微透镜的色彩光束被平行化，所以光束入射到投影透镜1的倾斜度与入射到液晶板2上的倾斜度相同。
与此相反，在传统实例的透射型的液晶板LP中，如图39所示，从液晶板LP射出的光束更加发散，这是因为加上了微透镜16的会聚的效果，因此，因为需要较大的数值孔径，用于接收光束的投影透镜是一个大的投影透镜。
在图39中，符号16表示一个微透镜阵列，其中多个微透镜16a以预定的间距排列，17是一个液晶层，而18表示R(红)、G(绿)、和B(蓝)的像素。
红、绿、蓝各色彩的照射光束R、G、B被以不同的角度导向液晶板LP，并且各色彩光束通过微透镜16a的会聚效果，入射到不同色彩的像素18中。这使该显示板不需要色彩滤色器并可达到光的高利用率。一个带有此显示板的投影型显示装置可以投影并显示一个明亮的全色彩图像，即使该板是一个信号液晶板。
然而，用带有上述的以微透镜覆盖的显示板的投影型显示装置，投影显示图像的R、G、B的色彩像素18被放大并被投影到屏幕上。这样，如图40所示，R、G和B的并合结构变得很明显，并且显示装置有一个缺陷，即该并合结构极大地降低了显示图像的质量。
与此相比，本实例配置使得从液晶板2射出的光束的扩散保持相对较小，并且即使用较小数值孔径的投影透镜也能在屏幕上获得足够明亮的投影图像，因此，可以使用一个较小的投影透镜。另外，本实例还能抑制R、G和B的明显的并合结构。
现在将描述根据本发明的液晶板2。图30是一个根据本实例的液晶板2的放大的横截面示意图，(是一个由图27C的yz平面剖切的横截面)。在图30中，为本发明的一个特征的驱动电路没有示出，因为它们已经在另外的实施例中得到了详细的说明。
标号21表示一个微透镜基底(玻璃基底)、22表示一个微透镜、23表示一个玻璃片、24表示一个透明对置电极、25表示一个液晶层、26表示一个像素电极、27表示一个有源矩阵驱动电路部分，28表示一个硅半导体基底。微透镜组22由所谓的离子交换法制作在玻璃(碱基玻璃)基底21的表面上，并且该微透镜组具有两维阵列镜的结构，镜之间的间距等于像素电极26之间的间距的两倍，从而组成微透镜阵列。
液晶层25是一种适用于反射型的所谓ECB模式的向列型液晶如DAP或HAN，并且其预定的取向由没有显示的取向层保持。像素电极26由Al(铝)构成，并用作为一个反射镜。在形成图案之后的最后步骤中该像素电极26由前面已经讨论过的CMP方法加工，以改善表面性质，提高反射率。
在硅半导体基底28上设置有源矩阵驱动电路部分27。作为驱动器的包括水平电路和垂直电路的该有源矩阵驱动电路27用来将原色R、G、B图像信号写入预定的R、G、B像素中。像素电极26没有滤色器，但他们由有源矩阵驱动电路27写入的原色图像，分成为R、G、B像素，从而形成一个在以下描述的预定的R、G、B像素阵列。
首先描述来自液晶板2上照射光的G光。通过PBS3偏振以后，如上所述，G光的主光线垂直地入射至液晶板2上。这些光线中一个入射到一个微透镜22a上的光线实例在图中由箭头G(进/出)表示。
如此所示，G光线由微透镜22a会聚，以便照射G像素电极26g。然后该光线被由Al制成的像素电极26g反射出液晶板2。在以这种方式进入和反回时通过液晶层25的过程中，在电场的作用下通过液晶的操作，G光线(已偏振的光线)受到调制，然后G光线射出液晶板2返回PBS3，而该电场是在像素电极和对置电极24之间由加到像素电极26g上的信号电压建立的。在此，被PBS表面3a反射到投影透镜1的光量根据调制程度变化，从而达到所谓的每个像素的色度调制。
对于如前所述的倾斜入射到图中横截面(yz平面)中的R光，让我们集中注意该R光线，例如，在同样被PBS 3偏振之后入射到微透镜22b上。如在图中由箭头R(进入)所示，R-光线由微透镜22b会聚，以便照射R像素电极26r，该电极位于该微透镜之下向左偏移之处。然后它们被像素电极26r反射，穿过与微透镜22b相邻的微透镜22a(在z-轴的负方向上)，并射出液晶板2(R(出))。
在此情况下，同样在电场的作用下通过液晶的操作，G光线(已偏振的光线)受到调制，然后G光线射出液晶板2返回PBS 3，而该电场是在像素电极和对置电极24之间由加到像素电极26r上的信号电压建立的。随后的过程与前面的G光线一样，而R-光作为图像光的一部分被投影透镜1投影。
附带地说，图30所显示的似乎G光和R光在G像素电极26g之上和R电极26r之上相互重叠，从而相互干涉，但必须注意到这是因为液晶层25是示意性的描述，以至于由放大和突出了其厚度而造成的，实际上无论像素的尺寸如何，这种干涉是不会发生的，因为与厚度为50至100μ的玻璃片23比较来说，液晶层25的厚度确实很小，约为5μ。
图31A到31C为说明性的视图，用来说明本实例中色彩分离和色彩合成的原理。图31A是液晶板2的一个示意的顶视图。图31B和31C是相对于液晶板2的顶视图沿31B-31B(x-轴方向)和沿31C-31C(z-轴方向)的图示剖面视图。
图31C对应于上图30，显示了yz横截面，并图示了对于一个像素射入每个微透镜22的G光和R光的入射和出射状态。如图所见，每个G像素电极作为一个第一色彩像素，位于各微透镜22中心的正下方，而每个R像素电极作为第二色彩像素，位于微透镜22之间的边界的正下方。因此，R光的入射角最好是这样设置，即使其tanθ等于像素之间的间距(B和R像素)与微透镜22到像素电极26之间的距离之比。
另一方面，图31B对应着液晶板2的xy横截面。在该图中，符号26表示像素。在此xy横截面中，作为第三色彩像素的B像素电极与G像素电极交替配置，与图31C类似。每个G像素电极也位于各微透镜22中心的正下方，而每个B像素电极作为第三色彩像素，位于微透镜22之间的边界的正下方。
附带地说，照射液晶板2的B光如上所述，在被PBS 3偏振之后，在图中的横截面(xy平面)中倾斜地入射。与R光的情形一样，入射到各微透镜22中的B光线被显示成由B像素电极反射，并在x-方向射出一个与入射微透镜相邻的微透镜。由各B像素电极上的液晶层2进行的调制和射出液晶板2的B光的投影均与上述的G光和R光的情形一样。
每个B像素电极位于微透镜22之间的边界的正下方，并且B光入射液晶板2的入射角最好是这样设置，即类似于R光的情形，使其tanθ等于像素之间的间距(G和B像素)与微透镜22到像素电极26之间的距离之比。
附带地说，本实例的液晶板2在配置R、G、B像素时是这样构成的，即如上所述，在z-方向(第一方向)上排成RGRGRG……，而在x-方向(第二方向)上排成BGBGBG……。图31A显示了该两维配置。
如上所述，每个像素(色彩像素)的尺寸在长度和宽度上都约为微透镜22的一半，在x-方向和z-方向上像素之间的间距均为微透镜22之间的间距的一半。在该二维配置中，每个G像素同样位于微透镜22的中心的正下方，每个R像素在z-方向上位于G像素之间并位于微透镜22的边界处，每个B像素在x-方向上位于G像素之间并位于微透镜的边界处。微透镜单元的形状是正方形(在长度和宽度上是像素的两倍)。
图32是一个顶视图，显示了本发明的液晶板2的放大的局部。在此，图中每个虚线的方格部分29表示一个像素单元，它作为R、G、B像素的组件构成了一个图像元素。
该像素单元在基底上以预定的间距二维地排列，从而构成像素单元阵列。当R、G、B像素被图30所示的有源矩阵驱动电路部分27所驱动时，由虚线方格部分29表示的R、G、B的像素单元被对应着相应的像素位置的R、G、B图像信号驱动。
现在，让我们将注意力集中到由R像素电极26r、G像素电极26g、B像素电极26b组成的图像元素上。首先，如上所述，R像素电极26r被由箭头r1表示的倾斜射入并通过微透镜22b的R光照射，然后该R光的反射光通过并射出微透镜22a，如箭头r2所示。B像素电极26b被由箭头b1表示的同样倾斜射入并通过微透镜22c的B光照射，然后该B光的反射光同样通过并射出微透镜22a，如箭头b2所示。
G像素电极26g，如上所述，被由向前和向后的箭头g12表示的垂直(在进入图所在平面的方向上)射入并通过微透镜22a的G光照射，然后该G光的反射光垂直地(在射出图所在平面的方向上)通过相同的微透镜22a并射出。
如上所述，在液晶板2中，对于构成一个图像元素的R、G、B像素单元29，各原色照射光束的入射位置不同，但其出射光束却通过同一个微透镜并射出(即在此情况下通过微透镜22a)。对于所有其它的图像元素(R、G、B像素单元)来说情况都是这样。
图33是一个示意图，其中本实例中所有的射出液晶板2的光线通过PBS 3和投影透镜1都被投影到屏幕9上。如同一图中所示，采用了图32所示的液晶板2，并进行了光学调整，使得液晶板2中的微透镜22的位置或与其接近的位置被聚焦在屏幕9上。投影的图像是从R、G、B像素单元发出的光的组合，该像素单元组成如图35所示的微透镜22的方格部分中的各图像素；即该图像由带有在各单元(900)中混合的像素光束的连续的图像元素单元构成。
通过采用如图32构成的显示板2并将微透镜22所在平面的位置或接近该平面的位置调整至几乎与屏幕共轭，本实例能够高质量地显示良好的彩色图像，而且屏幕上没有所谓的R、G、B的并合结构。
图34显示了本实施例的投影型液晶显示装置的整个驱动电路***的一个方框图。
在该图中，标号2表示板。标号10表示一个板驱动器，该驱动器使产生R、G、B图像信号和其它的信号包括对置电极24的驱动信号、各种定时信号等等。符号12表示接口，它将各种图像和控制传输信号译码成标准的图像信号等。标号11表示一个译码器，它将各种来自接口12的标准图像信号译码成R、G、B原色图像信号和同步信号。标号14表示一个镇流器，它驱动点亮弧光灯8。标号15表示一个电源电路，它为各电路块提供电源。标号13表示一个装有没有显示的控制部分的控制器，该控制器***地控制上述的各电路块。
采用这种配置，本实例的投影型液晶显示装置能高质量地显示彩色图像而且没有前述的R、G、B并合结构。
图36是本实例另一种形式的液晶板的局部放大顶视图。在此形式下，B像素作为第一色彩像素被设置在微透镜22中心正下方的位置上，G像素作为第二色彩，在水平方向上与B像素交替地排列，而R像素作为第三色彩在垂直方向上与B像素交替的排列。
使B光束垂直地入射而R/G光束倾斜地(在不同的方向以相同的入射角)入射，这样从构成各图像元素的R、G、B像素单元上反射的光束可以从同一个微透镜射出，该配置同样可以达到与前述实例相同的效果。另一个可能的配置是这样的，即R像素作为第一色彩像素被设置在微透镜中心正下方的位置上，其它色彩的像素分别以水平和垂直的方式与R像素交替地排列。
[第八实施例]
本实施例显示第七实施例的另一种形式。
图37是一个本实例的液晶板20的主要部分的示意图。该图显示了液晶板20的局部放大的横截面。与实施例七不同之处在于玻璃片23作为对置的电极基底，而且采用一种热塑树脂，通过所谓的回流法，将微透镜220制作在玻璃片23上。另外，采用一种光敏树脂，通过光刻法将隔离柱251制作在没有像素的部分。
图38A显示了液晶板20的局部顶视图。从图中可见，隔离柱251在预定的像素间距中，并在微透镜220的角部没有像素的区域。通过一个隔离柱251的38B-38B横截面如图38B所示。这样形成的隔离柱251的密度将这样确定，即它们制成矩阵的形式，其间隔最好为10至100个像素的间隔，隔离柱的数量要满足与之矛盾的参数，即要使玻璃片23平整并便于液晶的注入。
在本实例中提供了一个金属膜形式的光防护层221。它防止泄露光通过微透镜的边缘部分进入板中。这就防止了投影图像的色饱和度的降级(由于原色光图像光束的混合)以及由泄露光引起的对比度的降级。因此，当投影型显示装置采用实施例7中的液晶板220时，可以获得一个高质量的清晰图像。
从第一到第八实施例中可以理解，由于本发明在反射型液晶装置中，有选择性地采用动态和静态移位寄存器作为水平驱动和垂直驱动的驱动电路，所以本发明能够享有如下各种效果：驱动电路是最佳化的、液晶显示装置的基片尺寸被减小、能量消耗低、可靠性高、并且设计的自由度高。

Claims (25)

1.一种矩阵基底，该矩阵基底包括多个排列在矩阵图形中的像素电极、多个与所说像素电极相连的开关元件、多个用来给所说多个开关元件提供视频信号的信号线、多个用来给所说多个开关元件提供扫描信号的扫描线、一个用来给所说多个信号线提供所说视频信号的水平驱动电路、和一个用来给所说多个扫描线提供所述扫描信号的垂直驱动电路，
其特征在于，所说水平驱动电路由动态型电路组成，而所说垂直驱动电路由静态型电路组成。
2.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说水平驱动电路和所说垂直驱动电路由移位寄存器组成。
3.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说水平驱动电路由CMOS组成。
4.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说水平驱动电路包括两个水平驱动电路，所说像素电极在该两个电路之间。
5.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说水平驱动电路的输出在两个相邻的输出线之间暂时地相互重叠。
6.根据权利要求2的矩阵基底，其特征在于：所说水平移位寄存器有一个反相器，并且一个放大电路与该反相器相连。
7.根据权利要求6的矩阵基底，其特征在于：所说水平移位寄存器的电源电压设置得比所说矩阵基底中的其它电源电压低。
8.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说水平驱动电路和所说垂直驱动电路中至少有一个由可以在两个方向上传输信号的驱动电路组成。
9.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说矩阵基底由半导体基底构成。
10.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说矩阵基底由玻璃基底构成。
11.根据权利要求1的矩阵基底，其特征在于：所说像素电极采用化学机械抛光方法形成。
12.一种液晶装置，它包括：
一个矩阵基底，该矩阵基底包括多个排列在矩阵图形中的像素电极、多个与所说像素电极相连的开关元件、多个用来给所说多个开关元件提供视频信号的信号线、多个用来给所说多个开关元件提供扫描信号的扫描线、一个用来给所说多个信号线提供所说视频信号的水平驱动电路、和一个用来给所说多个扫描线提供所说扫描信号的垂直驱动电路；和
一种液晶物质，该液晶物质布置在所说矩阵基底和一个与其相对的对置基底之间；
其特征在于，所说水平驱动电路由动态型电路组成而所说垂直驱动电路由静态型电路组成。
13.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说水平驱动电路和所说垂直驱动电路由移位寄存器组成。
14.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说水平驱动电路由CMOS组成。
15.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说水平驱动电路包括两个水平驱动电路，所说像素电极在该两个电路之间。
16.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说水平驱动电路的输出在两个相邻的输出线上暂时地相互重叠。
17.根据权利要求13的液晶装置，其特征在于：所说水平移位寄存器有一个反相器，并且一个放大电路与该反相器相连。
18.根据权利要求17的液晶装置，其特征在于：所说水平移位寄存器的电源电压设置得比所说液晶装置中的其它电源电压低。
19.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说水平驱动电路和所说垂直驱动电路中至少有一个由可以在两个方向上传输信号的驱动电路组成。
20.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说矩阵基底由半导体基底构成。
21.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说矩阵基底由玻璃基底构成。
22.根据权利要求12的液晶装置，其特征在于：所说像素电极采用化学机械抛光方法形成。
23.一个包括由权利要求12陈述的液晶装置的显示装置。
24.一种根据权利要求23的显示装置，其特征在于：采用反射型液晶板作为液晶装置，所说液晶板被从光源发出的光照射，并通过一个光学***将反射光投影到一个屏幕上，从而在屏幕上显示一个图像。
25.根据权利要求24的显示装置，其特征在于：所说反射型液晶板包括：一个像素单元矩阵，其中像素单元在基底上以预定的间距二维地排列，每个像素单元是这样配置的：即在第一、第二、第三这三个色彩像素中，第一和第二色彩像素的组合在第一方向上排列，而第一和第三色彩像素的组合在不同于第一方向的第二方向上排列，这样共同享有第一像素；一个微透镜阵列，其中多个微透镜两维地排列在基底上的像素单元之上，在第一方向和第二方向上所说微透镜的间距等于两个色彩像素的间距。
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