WO2018008454A1 - 表示装置及びヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

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WO2018008454A1
WO2018008454A1 PCT/JP2017/023476 JP2017023476W WO2018008454A1 WO 2018008454 A1 WO2018008454 A1 WO 2018008454A1 JP 2017023476 W JP2017023476 W JP 2017023476W WO 2018008454 A1 WO2018008454 A1 WO 2018008454A1
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pixel
spacer arrangement
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pixels
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雅博 今井
義彦 勝田
範之 中根
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a head mounted display.
  • a liquid crystal display device described in Patent Document 1 includes a transparent substrate, a light shielding portion formed on the transparent substrate, and an opening defined by the light shielding portion, and has a colored layer for a plurality of pixels.
  • the laminated spacers installed on the light shielding portion are individually arranged for each pixel.
  • the laminated spacers installed on the light shielding portion are also reduced in size. If the laminated spacer is reduced in size, the mechanical strength may not be sufficiently obtained, or the manufacture may be difficult.
  • the transmitted light amount of the pixel is reduced due to the laminated spacer that has entered the pixel, and the effective aperture ratio of the pixel is reduced. There is a concern that the brightness may decrease or luminance unevenness may occur.
  • the present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to achieve high definition.
  • the display device of the present invention includes a pair of substrates bonded to each other, a plurality of pixels arranged in a first direction and a second direction orthogonal to each other in a plane of the substrate, and arranged in the first direction.
  • An inter-pixel light-shielding portion that shields light between adjacent pixels and a pair of substrates, each of which includes a first partition portion that partitions the pixels and a second partition portion that partitions the pixels arranged along the second direction.
  • the first partition part constituting the inter-pixel light shielding part includes a spacer non-arrangement part in which the spacer is not arranged and a spacer arrangement part in which the spacer is arranged.
  • the formation range in the first direction and the second direction in the spacer is sufficient even when the pixel is downsized.
  • the spacer can have sufficient mechanical strength, and the size of the spacer can be easily (not difficult) in manufacturing.
  • the spacer non-arrangement portion is narrower than the spacer arrangement portion, a decrease in the aperture ratio related to the plurality of pixels due to the expansion of the formation range of the spacer is suppressed. As described above, it is suitable for achieving high definition.
  • the inter-pixel light-shielding portion includes a plurality of the first partition portions and the second partition portions, and the spacer arrangement portion includes the plurality of pixels in the first direction and the second direction. Three or more are arranged in the position which sandwiches. In this way, since three or more spacers are two-dimensionally distributed and arranged in the inter-pixel light-shielding part, it is difficult to visually recognize the spacer arrangement part where the spacers are arranged.
  • the spacer arrangement portion constitutes a spacer arrangement pattern by being periodically arranged at positions where a certain number of the pixels are sandwiched in the first direction and the second direction.
  • the spacers are two-dimensionally arranged with periodicity in the inter-pixel light-shielding portion, the distance between the pair of substrates is more stably held by the spacer, and the spacer placement portion is difficult to visually recognize.
  • a plurality of the spacer arrangement patterns are provided so that the spacer arrangement portions of each other are displaced in the first direction.
  • the spacer arrangement portions constituting the plurality of spacer arrangement patterns are arranged to be displaced in the first direction, so that the distance between the pair of substrates is more stably held by the spacer. The part becomes even less visible.
  • One display pixel that exhibits white color is configured by a plurality of the pixels that exhibit different colors from each other along at least one of the first direction and the second direction, and the spacer arrangement portion Are arranged at positions sandwiching the same number of the display pixels in the first direction and the second direction. In this way, since the number of display pixels interposed between the adjacent spacers in the first direction and the second direction is the same, the distance between the pair of substrates is more stably maintained by the spacer, and the spacer arrangement The part becomes difficult to be visually recognized.
  • the spacer arrangement portion may have a size in the first direction, the size in the first direction of the pixel, and the first of the pair of first partition portions that sandwich the pixel in the first direction. It is smaller than the sum of the dimensions for the direction.
  • the pixel adjacent to the spacer arrangement portion where the spacer is arranged in the second direction is adjacent to the second direction and the spacer arrangement portion and the first direction.
  • the position is shifted in the first direction with respect to the adjacent pixels, and the amount of the position shift is defined as a difference in width between the spacer placement portion and the spacer non-placement portion.
  • the pixel adjacent to the spacer arrangement part in the second direction and the pixel adjacent to the pixel in the second direction and adjacent to the spacer arrangement part in the first direction are the same in the first direction. Because of the size, a difference in the aperture ratio is unlikely to occur between the pixels, which is more suitable for achieving high definition.
  • the spacer arrangement portion may have a size in the first direction, the size in the first direction of the pixel, and the first of the pair of first partition portions that sandwich the pixel in the first direction. It is the same as or larger than the sum of the dimensions in the direction.
  • the spacers are sized as described above, so that the pair of substrates can be stably held.
  • the spacer arrangement portion may have a dimension in the first direction, the dimension in the first direction of the pixel, and the first of the pair of the first partition portions that sandwich the pixel in the first direction.
  • the size is the same as the sum of the direction dimensions. In this way, adjacent pixels in the second direction are arranged in a straight line without being displaced in the first direction. Accordingly, it is preferable to make the aperture ratio of the pixels uniform and to arrange wirings for driving the pixels.
  • the spacer arrangement portion may have a dimension in the first direction, the dimension in the first direction of the pixel, and the first of the pair of the first partition portions that sandwich the pixel in the first direction.
  • the size of the pixel is larger than the sum of the dimensions in the direction, and among the plurality of pixels, the pixel adjacent to the spacer arrangement part where the spacer is arranged in the second direction is the second pixel.
  • the position of the spacer arrangement portion is shifted in the first direction with respect to the pixel adjacent to the direction and the pixel adjacent to the spacer arrangement portion in the first direction.
  • the dimension of the pixel in the first direction and the dimension of the pair of the first partitioning parts that sandwich the pixel in the first direction are A combined size is a difference.
  • the pixel adjacent to the spacer arrangement part in the second direction and the pixel adjacent to the pixel in the second direction and adjacent to the spacer arrangement part in the first direction are the same in the first direction. Because of the size, a difference in the aperture ratio is unlikely to occur between the pixels, which is more suitable for achieving high definition.
  • the spacer arrangement portion has a dimension in the second direction that is “N” times the dimension of the pixel in the second direction and a dimension of the second partition portion in the second direction. N + 1 "times and the same size.
  • N the pixels sandwiching the spacer arrangement portion from both sides in the second direction are arranged linearly along the first direction without being displaced in the second direction with respect to adjacent pixels in the first direction. It will be. This is suitable for making the aperture ratio of the pixels uniform.
  • “N” described above is a natural number of 2 or more, and is equal to the number obtained by adding 1 to the number of second partitioning portions that the spacer arrangement portion straddles in the second direction.
  • a head-mounted display includes the display device described above, a lens unit that forms an image displayed on the display device on a user's eye, and the display device. And a head-mounted device that has the lens unit and is mounted on the head of the user.
  • the head-mounted display having such a configuration, when the user uses the head-mounted device mounted on the head, the image displayed on the display device is formed on the user's eye by the lens unit, Accordingly, the user can visually recognize the image displayed on the display device in an enlarged form.
  • the display device tends to be required to have a higher definition, but the display device is suitable for higher definition. Therefore, a sufficiently high display quality can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a state in which a user wears a head mounted display according to Embodiment 1 of the present invention on a head.
  • Schematic side view showing an optical relationship between a liquid crystal panel and a lens unit provided in a head mounted device constituting a head mounted display, and a user's eyeball Plan view showing display pixels on array substrate constituting liquid crystal panel Plan view showing display pixels on a CF substrate constituting a liquid crystal panel Plan view showing distribution of spacers on CF substrate AA line sectional view of FIG.
  • the top view which shows distribution of the spacer in CF substrate which concerns on Embodiment 2 of this invention AA line sectional view of FIG.
  • the top view which shows distribution of the spacer in CF substrate which concerns on Embodiment 3 of this invention The top view which shows distribution of the spacer in CF substrate which concerns on Embodiment 4 of this invention
  • a goggle-type head-mounted display (HMD) HMD and a liquid crystal panel (display device) 10 used therefor are exemplified.
  • a part of each drawing shows an X axis, a Y axis, and a Z axis, and each axis direction is drawn to be a direction shown in each drawing. Further, the Y-axis direction coincides with the first direction, and the X-axis direction coincides with the second direction.
  • the goggle-type head-mounted display HMD includes a head-mounted device HMDa that is mounted so as to surround both eyes in the user's head HD.
  • the head-mounted device HMDa includes a liquid crystal panel 10 that displays an image, a lens unit RE that forms an image displayed on the liquid crystal panel 10 on a user's eyeball (eye) EY, Is at least built-in.
  • the liquid crystal panel 10 displays an image using light emitted from an external light source (not shown).
  • the lens part RE is arranged in a form interposed between the liquid crystal panel 10 and the user's eyeball EY, and imparts a refractive action to the transmitted light.
  • the image formed on the retina (eye) EYb via the crystalline lens EYa of the eyeball EY is farther than the actual distance L1 from the eyeball EY to the liquid crystal panel 10. It is possible to make the user recognize as displayed on the virtual display VD that apparently exists at the position of the distance L2 that is far away. As a result, the user is displayed on the virtual display VD having a screen size (for example, about several tens of inches to several hundred inches) much larger than the screen size of the liquid crystal panel 10 (for example, about several inches to several inches). The enlarged image (virtual image) is visually recognized.
  • head mounting device HMDa is equipped with the above-mentioned external light source, the earphone etc. which are addressed to a user's ear
  • the liquid crystal panel 10 is interposed between a pair of transparent (excellent) substrates 10a and 10b, and both the substrates 10a and 10b, and the optical characteristics change with application of an electric field.
  • a liquid crystal layer 10c containing liquid crystal molecules as a substance, and both substrates 10a and 10b are bonded together with a sealing agent (not shown) in a state where a cell gap corresponding to the thickness of the liquid crystal layer 10c is maintained.
  • Each of the substrates 10a and 10b includes a substantially transparent glass substrate GS, and a plurality of films are laminated on each glass substrate GS by a known photolithography method or the like.
  • the front side is a CF substrate (second substrate, counter substrate) 10a
  • the back side is an array substrate (first substrate, thin film transistor substrate, active matrix substrate) 10b.
  • the Polarizing plates 10f and 10g are attached to the outer surfaces of both substrates 10a and 10b, respectively.
  • alignment films 10d and 10e for aligning liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 10c are formed on the inner surfaces of both the substrates 10a and 10b, respectively.
  • TFTs serving as switching elements are provided on the inner surface side (the liquid crystal layer 10c side and the opposite surface side to the CF substrate 10a) of the display area on the center side of the screen of the array substrate 10b.
  • TFTs serving as switching elements.
  • (Thin Film ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Transistor: thin film transistor) 11 and a plurality of pixel electrodes 12 are provided side by side in a matrix, and around these TFTs 11 and the pixel electrodes 12, a large number of gate wirings extend along the X-axis direction.
  • a (first wiring) 13 and a large number of source wirings (second wirings) 14 extending along the Y-axis direction are disposed so as to surround them.
  • the TFTs 11 and the pixel electrodes 12 are arranged in a matrix at the intersection of the gate wiring 13 and the source wiring 14 that have a substantially lattice shape.
  • the pixel electrode 12 has a vertically long rectangular shape (rectangular shape) in a plan view so as to fill a region surrounded by the gate wiring 13 and the source wiring 14.
  • the pixel electrode 12 is charged with a predetermined potential (specifically, a potential based on a signal supplied to the source wiring 14) by the TFT 11. It is possible to provide auxiliary capacitance wiring (not shown) parallel to the gate wiring 13 and across the pixel electrode 12 on the array substrate 10b.
  • red (R), green (G), and blue (B) are exhibited on the inner surface side (the liquid crystal layer 10c side, the surface facing the array substrate 10b) of the display area of the CF substrate 10a.
  • Three color filters (colored portions) 10h are provided.
  • the suffix “R” is added to the red code
  • the suffix “G” is added to the green code
  • the suffix “B” is added to the blue code.
  • no suffix is added to the reference numeral.
  • a large number of color filters 10h are arranged in a matrix (matrix) along the Y-axis direction (first direction, column direction) and the X-axis direction (second direction, row direction) orthogonal to each other. .
  • the color filters 10h adjacent in the X-axis direction have different colors, but the color filters 10h adjacent in the Y-axis direction have the same color.
  • a large number of color filters 10h arranged in rows and columns are arranged so as to overlap each pixel electrode 12 on the array substrate 10b side in a plan view.
  • One pixel PX is composed of the pixel electrode 12 and the color filter 10h that are superposed on each other.
  • the pixels PX include three colors of a red pixel RPX having a red color filter 10hR, a green pixel GPX having a green color filter 10hG, and a blue pixel BPX having a blue color filter 10hB.
  • One display pixel DPX that performs color display of a predetermined gradation is configured by the three colors (three) of pixels RPX, GPX, and BPX arranged along the X-axis direction.
  • the display pixels DPX are arranged repeatedly along the X-axis direction on the plate surface of the liquid crystal panel 10 to constitute a pixel group, and a large number of these pixel groups are arranged along the Y-axis direction. ing.
  • the adjacent color filters 10h are partitioned by a substantially lattice-shaped black matrix (inter-pixel light shielding portion) 10i as shown in FIG. Shading is planned.
  • the black matrix 10i is made of a light shielding material (e.g., titanium (Ti)), and shields leakage light from areas where voltage control of the liquid crystal layer 10c is difficult, such as between adjacent pixels PX and peripheral areas of each pixel unit PX. It functions as an “inter-pixel light blocking portion”.
  • the black matrix 10i includes a first partition 10i1 that partitions between pixels PX of the same color arranged along the Y-axis direction, and a second partition 10i2 that partitions between pixels PX of different colors aligned along the X-axis direction. ing.
  • the first partition portion 10i1 extends along the X-axis direction, and a plurality of first partition portions 10i1 are spaced at intervals of about the long side dimension (dimension in the first direction) of the color filter 10h (pixel PX) in the Y-axis direction. Are arranged side by side intermittently.
  • the second partition portion 10i2 extends along the Y-axis direction, and a plurality of second partition portions 10i2 are spaced at intervals of about the short side dimension (dimension in the second direction) of the color filter 10h (pixel PX) in the X-axis direction. Are arranged side by side intermittently.
  • the first partition 10i1 partitions the same color pixels PX and mainly exhibits the function of preventing the luminance change between the same color pixels PX, whereas the second partition 10i2 is between the different color pixels PX.
  • the color mixture prevention function between the different color pixels PX is mainly exhibited.
  • the black matrix 10i is arranged so as to overlap with the above-described gate wiring 13 and source wiring 14 on the array substrate 10b side in a plan view. Further, each colored portion constituting the color filter 10h is thicker than the black matrix 10i, and is arranged so as to cover the black matrix 10i.
  • an overcoat film 10k is provided so as to overlap the inside.
  • the overcoat film 10k is formed in a solid shape over almost the entire area on the inner surface of the CF substrate 10a, and the film thickness thereof is equal to or greater than that of the color filter 10h.
  • a counter electrode 10j is provided so as to overlap the inside.
  • the counter electrode 10j is formed in a solid shape over almost the entire area of the inner surface of the CF substrate 10a.
  • the counter electrode 10j is made of a transparent electrode material such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • the counter electrode 10j Since the counter electrode 10j is always maintained at a constant reference potential, when each pixel electrode 12 connected to each TFT 11 is charged as each TFT 11 is driven, the counter electrode 10j is connected to each pixel electrode 12. A potential difference is generated between them. The alignment state of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 10c changes based on the potential difference generated between the counter electrode 10j and each pixel electrode 12, and the polarization state of the transmitted light changes accordingly. The transmitted light quantity is individually controlled for each pixel PX and a predetermined color image is displayed.
  • the liquid crystal panel 10 having the above-described configuration includes a spacer 15 that is interposed between a pair of substrates 10 a and 10 b to maintain a gap therebetween.
  • the spacer 15 has a columnar shape that protrudes through the liquid crystal layer 10c from the overcoat film 10k toward the array substrate 10b side in the CF substrate 10a, and the protruding tip portion of the spacer 15 contacts the alignment film 10e on the array substrate 10b side that is opposed.
  • the distance between the pair of substrates 10a and 10b, that is, the cell gap can be kept constant in the display region.
  • the spacer 15 is made of, for example, a substantially transparent photosensitive resin material, and is formed by patterning the CF substrate 10a by a known photolithography method in a manufacturing process.
  • the spacer 15 is selectively arranged in a plane so as to overlap with a part of the first partition 10i1 constituting the black matrix 10i in the CF substrate 10a.
  • a pattern is given to the formation range of the spacer 15. Accordingly, in the first partition portion 10 i 1 extending along the X-axis direction, the portion where the spacer 15 is arranged becomes the spacer arrangement portion 16, and the portion where the spacer 15 is not arranged becomes the spacer non-arrangement portion 17. ing.
  • the spacer placement portion 16 has a formation range straddling the second partition portion 10i2 in the X-axis direction and is wider than the spacer non-placement portion 17.
  • the spacer arrangement portion 16 extends along the X-axis direction and has a horizontally long rectangular shape when seen in a plan view, and includes three (a plurality of display pixels DPX) in the X-axis direction.
  • the number of color filters 10h spans the second partition 10i2 (the same number as the number of pixels PX) and four (the number of straddles of the second partition 10i2 (the number of pixels PX constituting the display pixel DPX) plus 1). It has a formation range straddling (pixel PX). Therefore, both end portions in the extending direction of the spacer arrangement portion 16 are arranged adjacent to each other in the Y-axis direction with respect to the color filters 10h of the same color.
  • the spacer placement portion 16 is wider than the spacer 15 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the spacer placement portion 16 is composed of a portion that overlaps the spacer 15 in a plan view, and a portion that protrudes from the overlap portion on both sides along the X-axis direction and the Y-axis direction. Light leakage from the portion where the voltage control of the liquid crystal layer 10c described above is difficult is suitably prevented.
  • the spacer arrangement part 16 has a dimension in the X-axis direction that is 4 (“N”) in the X-axis direction of the color filter 10h, and is 1 in the number of second partition parts 10i2 that the spacer arrangement part 16 straddles in the X-axis direction.
  • the spacer non-arrangement portion 17 constituting the black matrix 10i is narrower than the spacer arrangement portion 16, the aperture ratio of the plurality of pixels PX is reduced due to the expansion of the formation range in the spacer 15. It is suppressed. As described above, it is suitable for achieving high definition.
  • the spacer 15 is not arrange
  • three or more spacer arrangement portions 16 are arranged at positions where a plurality of color filters 10h (pixels PX) are sandwiched in the Y-axis direction and the X-axis direction. More specifically, the spacer arrangement portion 16 is periodically arranged at a position where the four color filters 10h are sandwiched in the Y-axis direction and a position where the twelve color filters 10h are sandwiched in the X-axis direction.
  • spacer arrangement patterns SP1 to SP4 are configured.
  • one display pixel DPX is composed of three pixels PX exhibiting different colors R, G, and B, and exhibits white as a whole.
  • the number (12) of pixels PX sandwiched between the two spacer arrangement portions 16 in the X-axis direction is equal to the number (3) of pixels PX constituting the display pixel DPX, and two spacers in the Y-axis direction.
  • the spacer arrangement portion 16 is periodically and repeatedly arranged at a position where a certain number of pixels PX are sandwiched between the Y-axis direction and the X-axis direction.
  • the spacer arrangement portion 16 where the spacers 15 are arranged becomes difficult to be visually recognized, and the substrate formed by the spacers 15 is used.
  • the interval maintaining function is stably exhibited.
  • the substrate spacing holding function by the spacers 15 is more stably exhibited.
  • the spacer arrangement reference area SA (indicated by a two-dot chain line in FIG. 5) in which the spacer arrangement portions 16 constituting the four spacer arrangement patterns SP1 to SP4 are arranged one by one
  • the spacer arrangement reference area A first spacer arrangement pattern SP1, a second spacer arrangement pattern SP2, a third spacer arrangement pattern SP3, and a fourth spacer arrangement pattern SP4 are formed in order from the spacer arrangement portion 16 at the left end of SA.
  • the spacer arrangement portions 16 constituting the spacer arrangement patterns SP1 to SP4 are periodically and repeatedly arranged according to the rules described in the previous paragraph.
  • the spacer arrangement portion 16 constituting the second spacer arrangement pattern SP2 is shown in FIG. 5 by two color filters 10h (pixels PX) in the Y-axis direction with respect to the spacer arrangement portion 16 constituting the first spacer arrangement pattern SP1. The position is shifted to the lower side.
  • the spacer arrangement portion 16 constituting the third spacer arrangement pattern SP3 is positioned above the spacer arrangement portion 16 constituting the second spacer arrangement pattern SP2 by one color filter 10h in the Y-axis direction as shown in FIG. It is shifted.
  • the spacer arrangement portion 16 constituting the fourth spacer arrangement pattern SP4 is located on the lower side shown in FIG.
  • the spacer arrangement portions 16 constituting the spacer arrangement patterns SP1 to SP4 are periodically arranged with an arrangement shifted from each other in the Y-axis direction, and are not unevenly distributed in the planes of the substrates 10a and 10b. Dispersed with a uniform distribution density. As a result, the function of maintaining the substrate interval by the spacers 15 arranged in each spacer arrangement part 16 is more stably exhibited, and the spacer arrangement parts 16 are hardly visible.
  • the spacer arrangement portion 16 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) of the long side dimension (dimension in the Y-axis direction) of the color filter 10 h (pixel PX) and a color filter 10 h (The width of the pair of first partition portions 10i1 that sandwich the pixel PX) in the Y-axis direction (the dimension in the Y-axis direction) is smaller than the total size. Accordingly, the color filters 10h adjacent to each other in the X-axis direction include those that are displaced in the Y-axis direction by the difference in the width dimension between the spacer placement portion 16 and the spacer non-placement portion 17.
  • the color filter 10h adjacent in the X axis direction to each spacer arrangement portion 16 constituting each spacer arrangement pattern SP1 to SP4 is adjacent in the X axis direction and adjacent to the spacer arrangement portion 16 in the Y axis direction.
  • the color filter 10h is displaced in the Y-axis direction with respect to the matching color filter 10h, and the amount of displacement is the difference in the width dimension between the spacer placement portion 16 and the spacer non-placement portion 17.
  • the size of each color filter 10h in the Y-axis direction is constant, so that the aperture ratio of each pixel PX is made uniform.
  • the spacer arrangement portion 16 different from the spacer arrangement portion 16 is adjacent to the color filter 10h in the Y-axis direction, or any spacer.
  • the color filter 10h that is not adjacent to the placement unit 16 in the X-axis direction is not displaced in the Y-axis direction.
  • all the first partition parts 10i1 arranged along the Y-axis direction have the spacer arrangement parts 16, so that the color filters arranged at both end positions in the Y-axis direction. 10h is assumed not to be displaced in the Y-axis direction.
  • the pixel electrode 12 having a structure overlapping the color filter 10h on the array substrate 10b has a planar arrangement similar to that of the color filter 10h, although illustration is omitted. Accordingly, the gate wiring 13 having a structure overlapping with the black matrix 10i can be bent along the bending of the first partition 10i1, but extends straight along the X-axis direction without bending. It is also possible to make it.
  • the liquid crystal panel (display device) 10 includes the pair of substrates 10a and 10b to be bonded to each other and the first direction and the second direction orthogonal to each other within the plane of the substrates 10a and 10b.
  • the arrangement portion 17 and the spacer arrangement portion 16 in which the spacer 15 is arranged included in the first partition portion 10i1, and the formation range straddling the second partition portion 10i2 in the second direction It comprises a wide spacer arrangement portion 16 than the spacer non-arrangement section 17 as well as.
  • the plurality of pixels PX arranged in the first direction and the second direction orthogonal to each other in the plane of the substrates 10a and 10b are arranged in the first partition 10i1 and the second partition that constitute the black matrix 10i.
  • the portion 10i2 partitions the first direction and the second direction, thereby shielding light between adjacent pixels PX.
  • the spacer 15 is interposed between the pair of substrates 10a and 10b bonded to each other, so that the distance between the pair of substrates 10a and 10b is maintained.
  • the first partition part 10i1 constituting the black matrix 10i includes a spacer non-arrangement part 17 in which the spacer 15 is not arranged, and a spacer arrangement part 16 in which the spacer 15 is arranged.
  • the part 16 Since the part 16 has a formation range straddling the second partition part 10i2 in the second direction and is wider than the spacer non-arrangement part 17, even when the pixel PX is downsized, the first direction in the spacer 15 and The formation range in the second direction can be sufficiently secured, the mechanical strength of the spacer 15 can be sufficiently obtained, and the size of the spacer 15 can be easily (not difficult) in manufacturing.
  • the spacer non-arrangement portion 17 is narrower than the spacer arrangement portion 16, a decrease in the aperture ratio related to the plurality of pixels PX accompanying the expansion of the formation range in the spacer 15 is suppressed. As described above, it is suitable for achieving high definition.
  • the black matrix 10i has a plurality of first partition portions 10i1 and a plurality of second partition portions 10i2, and the spacer arrangement portion 16 is positioned at a position where a plurality of pixels PX are sandwiched between the first direction and the second direction. There are more than two. In this way, since the three or more spacers 15 are two-dimensionally distributed and arranged in the black matrix 10i, the spacer arrangement part 16 in which the spacers 15 are arranged is hardly visible.
  • the spacer arrangement part 16 is periodically arranged at positions where a certain number of pixels PX are sandwiched in the first direction and the second direction, thereby constituting spacer arrangement patterns SP1 to SP4.
  • the spacers 15 are two-dimensionally arranged in the black matrix 10i with a periodicity, the distance between the pair of substrates 10a and 10b is more stably held by the spacers 15, and the spacer arrangement part 16 is It becomes difficult to see.
  • a plurality of spacer arrangement patterns SP1 to SP4 are provided so that the mutual spacer arrangement portions 16 are displaced in the first direction.
  • the spacer arrangement portions 16 constituting the plurality of spacer arrangement patterns SP1 to SP4 are arranged so as to be displaced with respect to each other in the first direction, so that the spacer 15 further increases the distance between the pair of substrates 10a and 10b. It is held stably, and the spacer arrangement portion 16 becomes even less visible.
  • one display pixel DPX that exhibits white color is configured by a plurality of pixels PX that are arranged along at least one of the first direction and the second direction and exhibit different colors
  • the spacer arrangement unit 16 includes: The same number of display pixels DPX are interposed between the first direction and the second direction. In this way, since the number of display pixels DPX interposed between the adjacent spacers 15 in the first direction and the second direction is the same, the distance between the pair of substrates 10a and 10b is more stable by the spacer 15. It is difficult to visually recognize the spacer arrangement portion 16.
  • the spacer arrangement portion 16 has a size in the first direction, a size in the first direction of the pixel PX, and a size in the first direction of the pair of first partition portions 10i1 that sandwich the pixel PX in the first direction.
  • the size is smaller than the total size.
  • the pixel PX adjacent to the spacer arrangement part 16 in which the spacer 15 is arranged in the second direction is adjacent to the second direction and the pixel PX adjacent to the spacer arrangement part 16 in the first direction.
  • the positional deviation is made in the first direction, and the amount of the positional deviation is the difference in the width between the spacer placement portion 16 and the spacer non-placement portion 17.
  • the pixel PX adjacent to the spacer arrangement part 16 in the second direction and the pixel PX adjacent to the pixel PX in the second direction and adjacent to the spacer arrangement part 16 in the first direction Since the dimensions are the same in the first direction, a difference in aperture ratio is unlikely to occur between the pixels PX, which is more suitable for achieving high definition.
  • the spacer arrangement part 16 has a dimension in the second direction “N” times the dimension in the second direction of the pixel PX and “N + 1” times a dimension in the second direction of the second partition part 10i2. , Is the same size as the sum of In this way, the pixels PX that sandwich the spacer arrangement portion 16 from both sides in the second direction are linear along the first direction without being displaced in the second direction with respect to the adjacent pixels PX in the first direction. Will be arranged. This is suitable for making the aperture ratio of the pixels PX uniform.
  • “N” described above is a natural number of 2 or more, and is equal to the number obtained by adding 1 to the number of second partition portions 10i2 that the spacer arrangement portion 16 straddles in the second direction.
  • the head mounted display HMD includes the liquid crystal panel 10 described above, a lens unit RE that forms an image displayed on the liquid crystal panel 10 on a user's eyeball (eye) EY, and the liquid crystal panel 10. And a head-mounted device HMDa that has a lens unit RE and is mounted on the user's head HD.
  • a head-mounted device HMDa that has a lens unit RE and is mounted on the user's head HD.
  • an image displayed on the liquid crystal panel 10 is displayed on the user's eyeball by the lens unit RE.
  • the image is formed on EY, so that the user can view the image displayed on the liquid crystal panel 10 in an enlarged form.
  • the liquid crystal panel 10 tends to be required to have a higher level of definition. Therefore, a sufficiently high display quality can be obtained.
  • Embodiment 2 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 or FIG. In this Embodiment 2, what changed the formation range of the spacer 115 and the spacer arrangement
  • the spacer 115 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) that is the long side dimension (dimension in the Y-axis direction) of the color filter 110h (pixel PX). It is almost equal.
  • the spacer placement portion 116 where the spacer 115 is placed has a width dimension larger than the width dimension of the spacer 115. Accordingly, the spacer arrangement portion 116 is included in each of the pair of first partition portions 110i1 that sandwich the color filter 110h adjacent to the arranged spacer 115 in the X-axis direction from both sides in the Y-axis direction.
  • the spacer arrangement portion 116 is a portion where the pair of first partition portions 110 i 1 are partially expanded and connected to each other. Accordingly, the width of the spacer 115 is determined by adding the long dimension of the pixel PX and the width of the pair of first partition portions 110i1 that sandwich the pixel PX in the Y-axis direction. It is the magnitude
  • the function of maintaining the substrate spacing can be stably exhibited even when the definition is increased and the pixel PX is downsized.
  • the color filters 110h adjacent to each other in the X-axis direction are arranged in a straight line without being displaced in the Y-axis direction, the first partitioning part 110i1 and the second partitioning part 110i1 that constitute the black matrix 110i that partitions the color filter 110h.
  • Each of the partition portions 110i2 has a uniform width.
  • the gate wiring 113 for driving the pixel PX on the array substrate 110b side is arranged so as to overlap with the first partition 110i1, and is straight along the X-axis direction that is the extending direction of the first partition 110i1. It is extended. Note that regarding the pixel PX overlapping with the spacer 115 and the spacer arrangement portion 116, it is difficult to obtain a desired luminance even if data for display is supplied. Therefore, the data may be omitted. In addition, the luminance of the pixel PX existing around the pixel PX that overlaps the spacer 115 and the spacer arrangement unit 116 is adjusted, and the pixel PX that overlaps the spacer 115 and the spacer arrangement unit 116 is the same as other non-overlapping pixels PX. It is also possible to obtain a display equivalent to that in the case of being driven.
  • the spacer arrangement 116 has a pair of first partitioning portions that sandwich the pixel PX in the first direction and the dimension in the first direction of the pixel PX.
  • the size of 110i1 in the first direction is equal to or larger than the sum of the dimensions.
  • the spacer 115 is sized as described above, so that the pair of substrates 110a and 110b can be stably held.
  • the spacer arrangement part 116 has a dimension in the first direction, a dimension in the first direction of the pixel PX, and a dimension in the first direction of the pair of first partition parts 110i1 that sandwich the pixel PX in the first direction. , Is the same size as the sum of In this way, the pixels PX adjacent in the second direction are arranged in a straight line without being displaced in the first direction. Thereby, the aperture ratio of the pixel PX is made uniform, and this is suitable for arranging wiring for driving the pixel PX.
  • the spacer arrangement 216 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) that is longer than the long side dimension (dimension in the Y-axis direction) of the color filter 210h (pixel PX).
  • the width of the pair of first partitioning portions 210i1 that sandwich the filter 210h (pixel PX) in the Y-axis direction is larger than the total size. Accordingly, the color filter 210h adjacent to each spacer arrangement portion 216 constituting each spacer arrangement pattern SP1 to SP4 in the X-axis direction is adjacent to the X-axis direction and adjacent to the spacer arrangement portion 216 in the Y-axis direction.
  • the position of the color filter 210h is displaced in the Y-axis direction, and the amount of displacement is a width dimension of the spacer arrangement portion 216, a long side dimension of the color filter 210h, and a pair of second filters that sandwich the color filter 210h in the Y-axis direction.
  • This is the difference between the size obtained by adding the width dimension of the one partitioning part 210i1.
  • the size of each color filter 210h in the Y-axis direction is constant, so that the aperture ratio of each pixel PX is made uniform. As a result, it is possible to avoid a luminance difference due to the difference in aperture ratio between the pixels PX, which is more suitable for achieving high definition.
  • the spacer arrangement 216 includes a pair of first partitioning portions that sandwich the pixel PX in the first direction and the size in the first direction of the pixel PX.
  • 210i1 is larger than the size of the first direction, and among the plurality of pixels PX, the pixel PX adjacent to the spacer arrangement portion 216 in which the spacer 215 is arranged and the second direction is The pixel PX that is adjacent to the second direction and adjacent to the spacer placement portion 216 in the first direction is displaced in the first direction, and the amount of displacement is the dimension of the spacer placement portion 216 in the first direction; The dimension in the first direction of the pixel PX and the dimension in the first direction of the pair of first partition portions 210i1 that sandwich the pixel PX in the first direction.
  • the size of the sum of the is the difference.
  • the pixel PX adjacent to the spacer arrangement part 216 in the second direction and the pixel PX adjacent to the pixel PX in the second direction and adjacent to the spacer arrangement part 216 in the first direction. Since the dimensions are the same in the first direction, a difference in aperture ratio is unlikely to occur between the pixels PX, which is more suitable for achieving high definition.
  • the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 have a formation range that straddles one second partition portion 310 i 2 and straddles two color filters 310 h (pixels PX) in the X-axis direction. is doing. That is, the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 have a dimension in the X-axis direction that is less than the same dimension of one display pixel DPX (see FIG. 4), and is about half that described in the first embodiment.
  • the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 have a dimension in the X-axis direction that is less than the same dimension of one display pixel DPX (see FIG. 4), and is about half that described in the first embodiment.
  • the spacer arrangement portion 316 is periodically arranged at a position where the six color filters 310h are sandwiched in the Y-axis direction and a position where the ten color filters 310h are sandwiched in the X-axis direction.
  • the spacer arrangement patterns SP1 to SP6 are configured.
  • Six spacer arrangement patterns SP1 to SP6 are provided so that the spacer arrangement portions 316 are displaced in the Y-axis direction.
  • SA indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the spacer arrangement portions 316 constituting the six spacer arrangement patterns SP1 to SP6 are arranged one by one, the spacer arrangement reference area
  • Each SP6 is configured.
  • the spacer placement portions 316 constituting each of the spacer placement patterns SP1 to SP6 are periodically and repeatedly placed according to the rules described above, so that they are dispersed with a uniform distribution density without being unevenly distributed in the plane of the substrate. Yes. As a result, the function of maintaining the distance between the substrates by the spacers 315 arranged in each spacer arrangement part 316 is more stably exhibited, and the spacer arrangement parts 316 are hardly visible.
  • the spacer arrangement portion 316 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) that is the long side dimension (in the Y-axis direction) of the color filter 310h (pixel PX), as in the first embodiment. Dimension) and the width dimension (dimension in the Y-axis direction) of the pair of first partition portions 310i1 that sandwich the color filter 310h (pixel PX) in the Y-axis direction are smaller than the sum of the two dimensions.
  • the color filter 310h adjacent in the X axis direction to each spacer arrangement portion 316 constituting each spacer arrangement pattern SP1 to SP6 is adjacent to the X axis direction and adjacent to the spacer arrangement portion 316 in the Y axis direction.
  • the position is shifted in the Y-axis direction with respect to 310h, and the amount of the position shift is the difference in the width dimension between the spacer placement portion 316 and the spacer non-placement portion 317.
  • the size of each color filter 310h in the Y-axis direction is constant, so that the aperture ratio of each pixel PX is made uniform.
  • Example 1 the liquid crystal panel including the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 described before this paragraph is referred to as Example 1, and the liquid crystal panel in which the arrangement configuration of the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 is different from that in Example 1 is used.
  • Comparative Examples 1 and 2 the spacer density, aperture ratio, and improvement rate of the aperture ratio of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were calculated, and the results are shown in FIG.
  • Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 the definition is 564 dpi (dots per inch), the inter-pixel pitch (the arrangement pitch of the display pixels DPX) is 45 ⁇ m, and the first partition part 310 i 1 in the black matrix 310 i is used.
  • the spacer non-arrangement part 317 and the second partition part 310i2 are common in that the width is 4 ⁇ m. Therefore, the color filter 310h (pixel PX) in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 has a short side dimension of 11 ⁇ m and a long side dimension of 41 ⁇ m.
  • the spacers 315 in Example 1 and Comparative Example 1 have a common structure and have a width dimension of 10 ⁇ m and a length dimension of 24 ⁇ m.
  • the spacer placement portion 316 in which the spacers 315 in Example 1 and Comparative Example 1 are arranged is a size obtained by adding 10 ⁇ m to the width and length of the spacers 315 (the width is 20 ⁇ m and the length is 34 ⁇ m). It is common in that it has.
  • the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 in Comparative Example 1 have a position where the four color filters 310 h are sandwiched in the Y axis direction and two in the X axis direction (of the color filter 310 h that the spacer 315 straddles).
  • the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are configured by being periodically arranged at positions where the same number of color filters 310h are sandwiched.
  • the spacers 315 and the spacer placement portions 316 constituting the two spacer placement patterns SP1 and SP2 are displaced by two color filters 310h in the Y-axis direction (half the number of color filters 310h sandwiched in the Y-axis direction). Yes.
  • the spacers 315 and the spacer arrangement portions 316 constituting the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are arranged in a zigzag pattern on the plane.
  • the color filters 310h (pixels PX) in the first comparative example those adjacent to the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316 in the Y-axis direction are not adjacent to each other (the dimension in the Y-axis direction is 33 ⁇ m). The dimension in the axial direction is small, and the difference is 8 ⁇ m.
  • the arrangement space of the color filter 310h (pixel PX) is reduced by the arrangement space of the spacer 315 and the spacer arrangement portion 316.
  • the spacers 315 and the spacer placement portions 316 in the comparative example 2 have the same distribution as the above-described comparative example 1, and the illustration thereof is omitted.
  • the spacer 315 in Comparative Example 2 is different from Comparative Example 1 in that the width dimension is 10 ⁇ m and the length dimension is 15 ⁇ m (the length dimension is 9 ⁇ m smaller).
  • the spacer arrangement part 316 in which the spacer 315 is arranged in the comparative example 2 has the same size as the comparative example 1 (the width dimension is 20 ⁇ m and the length dimension is 34 ⁇ m). This is because even if the length dimension is shortened according to the spacer size, the area is small to make the opening, or the opening shape becomes distorted, and the distorted part is easily visible. Because.
  • the size in the Y-axis direction that is, the opening area is different depending on the color filter 310h. Therefore, when the liquid crystal panel is used as a head mounted display, enlarged display using a lens unit is performed. The luminance difference tends to be easily recognized between the pixels PX. If the size (opening area) of the color filter 310h in the Y-axis direction is made uniform, the color filter 310h has to be reduced in size, and the aperture ratio decreases.
  • the “spacer density” shown in FIG. 12 is a ratio (unit: “%”) of the total area of the spacers 315 in the spacer arrangement reference area SA.
  • the “aperture ratio” shown in the figure is a ratio (unit: “%”) of the total area of the color filter 310h (pixel PX) occupying the spacer arrangement reference area SA.
  • the “opening ratio improvement rate” shown in the figure was obtained by dividing the difference between the opening ratio according to Example 1 and the opening ratio according to Comparative Examples 1 and 2 by the opening ratio according to Comparative Examples 1 and 2. Ratio (unit is “%”). According to FIG. 12, with respect to the spacer density, although Example 1 (2.8%) is smaller than Comparative Example 1 (4.4%), it is equal to Comparative Example 2 (2.8%).
  • Example 1 and Comparative Example 1 since the spacers 315 have the same size, a difference in spacer density occurs due to a difference in the distribution of the spacers 315.
  • Example 1 and Comparative Example 2 although the distribution of the spacers 315 is different, the spacer density is equal due to the difference in the length dimension of the spacers 315.
  • the spacers 315 need to be downsized in order to obtain the same spacer density as in Example 1.
  • Example 1 (63.1%) is larger than Comparative Examples 1 and 2 (60.3%), and the improvement ratio of the aperture ratio calculated based on the difference is as follows. About 5%. As described above, Example 1 has a higher aperture ratio than Comparative Examples 1 and 2, thereby improving luminance and light utilization efficiency.
  • FIGS. 5 A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the formation range of the spacer 415 and the spacer arrangement portion 416 is changed and the number of the spacer arrangement patterns SP1 to SP9 is changed from the fourth embodiment.
  • movement, and effect as above-mentioned Embodiment 4 is abbreviate
  • the spacer arrangement portion 416 has a period between a position where the nine color filters 410h are sandwiched in the Y-axis direction and a position where the sixteen color filters 410h are sandwiched in the X-axis direction.
  • the spacer arrangement patterns SP1 to SP9 are configured.
  • Nine spacer arrangement patterns SP1 to SP9 are provided so that the spacer arrangement portions 416 are displaced in the Y-axis direction.
  • the spacer arrangement reference area SA indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the spacer arrangement portions 416 constituting the nine spacer arrangement patterns SP1 to SP9 are arranged one by one, the spacer arrangement reference area
  • SP6, 7th spacer arrangement pattern SP7, 8th spacer arrangement pattern SP8, and 9th spacer arrangement pattern SP9 are comprised, respectively.
  • the spacer placement portions 416 constituting each of the spacer placement patterns SP1 to SP9 are periodically and repeatedly placed according to the rules described above, so that they are dispersed with a uniform distribution density without being unevenly distributed in the plane of the substrate. Yes.
  • the spacer arrangement portion 416 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) that is longer than a long side dimension (dimension in the Y-axis direction) of the color filter 410h (pixel PX), and a color.
  • the width of the pair of first partition parts 410i1 that sandwich the filter 410h (pixel PX) in the Y-axis direction is smaller than the sum of the widths, and the difference X
  • the color filters 410h adjacent in the axial direction may be displaced in the Y-axis direction.
  • Example 2 the liquid crystal panel including the spacer 415 and the spacer arrangement portion 416 described before this paragraph is referred to as Example 2, and the liquid crystal panel in which the arrangement configuration of the spacer 415 and the spacer arrangement portion 416 is different from that of Example 2 is used.
  • Comparative Example 3 the spacer density, the aperture ratio, and the improvement rate of the aperture ratio of Example 2 and Comparative Example 3 were calculated and the results are shown in FIG.
  • FIG. 15 also shows the experimental results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 according to Comparative Experiment 1 of Embodiment 4 described above.
  • Example 2 and Comparative Example 3 the definition is 1058 dpi, approximately twice that of Comparative Experiment 1, the inter-pixel pitch is 24 ⁇ m, and the spacer non-arrangement portion 417 of the first partition 410i1 in the black matrix 410i and The second partition part 410i2 is common in that the width is 4 ⁇ m. Therefore, the color filter 410h (pixel PX) in Example 2 and Comparative Example 3 has a short side dimension of 4 ⁇ m and a long side dimension of 20 ⁇ m.
  • the spacers 415 in Example 2 and Comparative Example 3 have a common structure and have a width dimension of 10 ⁇ m and a length dimension of 10 ⁇ m.
  • the spacer placement portion 416 in which the spacers 415 in Example 2 and Comparative Example 3 are placed is a size obtained by adding 10 ⁇ m to the width and length dimensions of the spacer 415 (width dimension is 20 ⁇ m, length dimension is 20 ⁇ m). It is common in that it has.
  • the spacer 415 and the spacer arrangement portion 416 in the comparative example 3 have a position where the four color filters 410 h are sandwiched in the Y axis direction and two in the X axis direction (of the color filter 410 h that the spacer 415 straddles).
  • the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are configured by being periodically arranged at positions where the same number of color filters 410h are sandwiched.
  • the spacers 415 and the spacer arrangement portions 416 constituting the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are displaced by two color filters 410h in the Y-axis direction (half the number of color filters 410h sandwiched in the Y-axis direction). Yes.
  • the distribution of the spacers 415 and the spacer arrangement portions 416 in the comparative example 3 is a staggered arrangement similar to the comparative examples 1 and 2 according to the comparative experiment 1 of the above-described fourth embodiment.
  • the color filters 410h (pixels PX) in the comparative example 3 those adjacent to the spacer 415 and the spacer arrangement portion 416 in the Y-axis direction are not adjacent to each other (the dimension in the Y-axis direction is 12 ⁇ m). The dimension in the axial direction is small, and the difference is 8 ⁇ m.
  • the arrangement space of the color filter 410h (pixel PX) is reduced by the arrangement space of the spacer 415 and the spacer arrangement portion 416.
  • the “spacer density”, “aperture ratio”, and “aperture improvement ratio” shown in FIG. 15 are as described in the comparative experiment 1 of the fourth embodiment. According to FIG. 15, with respect to the spacer density, Example 2 (2.7%) is smaller than Comparative Example 3 (6.5%).
  • Comparative Example 3 the spacer density is larger than that in Comparative Example 1 according to Comparative Experiment 1, but in Comparative Example 3, although the length dimension of the spacer 415 is small, it is more than that. This is because the number of spacers 415 is increased because the definition is increased and the inter-pixel pitch and each dimension of the color filter 410h (pixel PX) are reduced.
  • Example 2 the spacer density is equivalent to that in Example 1 according to Comparative Experiment 1, but this is because the definition is increased and the inter-pixel pitch and each dimension of the color filter 410h (pixel PX) are reduced. This is because the number of color filters 410h sandwiched between adjacent spacers 415 is increased.
  • Example 2 38.8%
  • Comparative Example 3 33.3%)
  • the improvement ratio of the aperture ratio calculated based on the difference is 17%. It is said to be about.
  • the improvement rate of the aperture ratio in the comparative experiment 2 is larger than the improvement rate (5%) in the comparative experiment 1. Therefore, it can be said that the aperture ratio is improved more efficiently as the definition becomes higher.
  • the spacer 515 and the spacer arrangement portion 516 have a formation range that straddles the two second partition portions 510i2 and straddles the three color filters 510h (pixels PX) in the X-axis direction. is doing. That is, the spacer arrangement portion 516 has a dimension in the X-axis direction that is larger than the same dimension of one display pixel DPX (see FIG. 4), but is smaller than that described in the first embodiment. These are larger than those described in the fourth and fifth embodiments.
  • the spacer arrangement part 516 has a dimension in the X-axis direction that is 3 (“N”) in the X-axis direction of the color filter 510h, and the second partition part 510i2 that the spacer arrangement part 516 straddles in the X-axis direction.
  • the number obtained by adding 1 to the number) times 4 times (“N + 1") times the dimension of the second partition portion 510i2 in the X-axis direction is the same as the sum.
  • different patterns are attached to the colors of the three color filters 510h of R, G, and B.
  • the spacer arrangement portion 516 is periodically arranged at a position where 13 color filters 510 h are sandwiched in the Y-axis direction and a position where 39 color filters 510 h are sandwiched in the X-axis direction.
  • spacer arrangement patterns SP1 to SP14 are configured.
  • one display pixel DPX (see FIG. 4) is composed of three pixels PX exhibiting R, G, and B. Accordingly, the number of pixels PX sandwiched between the two spacer arrangement portions 516 in the X-axis direction (39) is equal to the number of pixels PX constituting the display pixel DPX (three), and two spacers in the Y-axis direction.
  • 14 spacer arrangement patterns SP1 to SP14 are provided so that the spacer arrangement portions 516 are displaced in the Y-axis direction.
  • the spacer arrangement reference area SA (indicated by a two-dot chain line in FIG. 16) in which the spacer arrangement portions 516 constituting the 14 spacer arrangement patterns SP1 to SP14 are arranged one by one
  • the spacer arrangement reference area The first spacer arrangement pattern SP1, the second spacer arrangement pattern SP2, the third spacer arrangement pattern SP3, the fourth spacer arrangement pattern SP4, the fifth spacer arrangement pattern SP5, and the sixth spacer arrangement pattern in this order from the leftmost spacer arrangement portion 516.
  • the spacer placement portions 516 constituting each of the spacer placement patterns SP1 to SP14 are periodically and repeatedly placed according to the rules described above, so that they are dispersed with a uniform distribution density without being unevenly distributed in the plane of the substrate. Yes. As a result, the function of maintaining the distance between the substrates by the spacers 515 arranged in each spacer arrangement portion 516 is more stably exhibited.
  • the spacer 515 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) that is the long side dimension (dimension in the Y-axis direction) of the color filter 510h (pixel PX), as described in the second embodiment. Is almost equal to Specifically, the spacer arrangement portion 516 has a dimension in the Y-axis direction that is the dimension in the Y-axis direction of the color filter 510h and the Y-axis direction of the pair of first partition parts 510i1 that sandwich the color filter 510h in the Y-axis direction. The size is the same as the sum of these dimensions. Therefore, the adjacent color filters 510h in the X-axis direction are linearly arranged without being displaced in the Y-axis direction.
  • Example 3 the liquid crystal panel including the spacer 515 and the spacer arrangement portion 516 described before this paragraph is set as Example 3, and the liquid crystal panel in which the arrangement configuration of the spacer 515 and the spacer arrangement portion 516 is different from that of Example 3 is used.
  • Comparative Example 4 the spacer density, the aperture ratio, and the improvement rate of the aperture ratio of Example 3 and Comparative Example 4 were calculated, and the results are shown in FIG. FIG.
  • Example 18 also shows the experimental results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 according to Comparative Experiments 1 and 2 of Embodiments 4 and 5 described above.
  • the definition is 1588 dpi, which is approximately 1.5 times that of Comparative Experiment 2
  • the inter-pixel pitch is 16 ⁇ m
  • the spacer non-arrangement portion of the first partition portion 510i1 in the black matrix 510i. 517 and the second partition portion 510i2 are common in that the width is 4 ⁇ m. Therefore, the color filter 510h (pixel PX) in Example 3 and Comparative Example 4 has a short side dimension of 1.33 ⁇ m and a long side dimension of 12 ⁇ m.
  • the spacers 515 in Example 3 and Comparative Example 4 have a common structure, and have a width dimension of 10 ⁇ m and a length dimension of 10 ⁇ m. This is an example according to the comparative experiment 2 of the above-described fifth embodiment. 2 and Comparative Example 3.
  • the spacer placement portion 516 in which the spacer 515 in Example 3 and Comparative Example 4 is placed is a size obtained by adding 10 ⁇ m to the width and length of the spacer 515 (width dimension is 20 ⁇ m, length dimension is 20 ⁇ m). It is common in that it has.
  • the spacer 515 and the spacer arrangement portion 516 in the comparative example 4 have a position where the four color filters 510 h are sandwiched in the Y-axis direction and three spacers in the X-axis direction (of the color filter 510 h that the spacer 515 straddles).
  • the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are configured by being periodically arranged at positions where the same number of color filters 510h are sandwiched.
  • the spacers 515 and the spacer arrangement portions 516 constituting the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are displaced by two color filters 510h in the Y-axis direction (half the number of color filters 510h sandwiched in the Y-axis direction). .
  • the distribution of the spacers 515 and the spacer arrangement portions 516 in the comparative example 4 is a staggered arrangement similar to that in the comparative example 3 according to the comparative experiment 2 of the fifth embodiment described above.
  • the color filters 510h (pixels PX) in the comparative example 4 those adjacent to the spacer 515 and the spacer arrangement portion 516 in the Y-axis direction are compared to those not adjacent to each other (the dimension in the Y-axis direction is 4 ⁇ m).
  • the dimension in the axial direction is small, and the difference is 8 ⁇ m.
  • the “spacer density”, “aperture ratio”, and “aperture ratio improvement ratio” shown in FIG. 18 are as described in the comparative experiment 1 of the fourth embodiment. According to FIG. 18, with respect to the spacer density, Example 3 (2.8%) is smaller than Comparative Example 4 (9.8%).
  • the comparative example 4 has a larger spacer density than the comparative example 3 according to the comparative experiment 2
  • the comparative example 4 has the same length dimension of the spacer 515 as the comparative example 3, This is because the number of spacers 515 is increased because the definition is increased and the inter-pixel pitch and each size of the color filter 510h (pixel PX) are reduced.
  • Example 3 the spacer density is equivalent to that in Examples 1 and 2 according to Comparative Experiments 1 and 2, but this increases the definition, and the pitch between pixels and the dimensions of the color filter 510h (pixel PX) are increased. This is because the number of color filters 510h sandwiched between the adjacent spacers 515 is increased by the smaller amount.
  • Example 3 (17.4%) is larger than Comparative Example 4 (12.5%), and the improvement ratio of the aperture ratio calculated based on the difference is 39%. It is said to be about.
  • the improvement rate of the aperture ratio in the comparative experiment 3 is larger than that in the comparative experiments 1 and 2 (5% and 17%). Therefore, it can be said that the aperture ratio is improved more efficiently as the definition becomes higher.
  • FIGS. 7 A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the formation range of the spacers 615 and the spacer arrangement portions 616 is changed and the number of the spacer arrangement patterns SP1 to SP16 is changed from the sixth embodiment.
  • action, and effect as above-mentioned Embodiment 6 is abbreviate
  • the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 have a formation range that straddles the three second partition portions 610i2 and straddles the four color filters 610h (pixels PX) in the X-axis direction. is doing. That is, the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 have the same formation range in the X-axis direction as in the first to third embodiments. In FIG. 19 and FIG. 20, different colors are given to the three color filters 610 h of R, G, and B for each color.
  • the spacer arrangement portion 616 is periodically arranged at a position where 15 color filters 610h are sandwiched in the Y-axis direction and a position where 60 color filters 610h are sandwiched in the X-axis direction.
  • spacer arrangement patterns SP1 to SP16 are configured.
  • Sixteen spacer arrangement patterns SP1 to SP16 are provided so that the mutual spacer arrangement portions 616 are displaced in the Y-axis direction.
  • SA indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the spacer arrangement portions 616 constituting the 16 spacer arrangement patterns SP1 to SP16 are arranged one by one, the spacer arrangement reference area
  • the spacer arrangement portions 616 constituting each of the spacer arrangement patterns SP1 to SP16 are periodically and repeatedly arranged according to the above-described rules, so that they are dispersed with a uniform distribution density without being unevenly distributed in the plane of the substrate. Yes.
  • the spacer arrangement portion 616 has a width dimension (dimension in the Y-axis direction) that is the long side dimension (in the Y-axis direction) of the color filter 610h (pixel PX), similar to that described in the third embodiment.
  • the width dimension (dimension in the Y-axis direction) of the pair of first partition parts 610i1 sandwiching the color filter 610h in the Y-axis direction is larger than the sum of the two dimensions.
  • the color filter 610h adjacent in the X axis direction to the spacer arrangement portions 616 constituting each of the spacer arrangement patterns SP1 to SP16 is adjacent in the X axis direction and adjacent to the spacer arrangement portions 616 in the Y axis direction.
  • the position of the filter 610h is displaced in the Y-axis direction, and the amount of displacement is a pair of first widths that sandwich the color filter 610h in the Y-axis direction, the width dimension of the spacer arrangement portion 616, the long side dimension of the color filter 610h. This is a difference from the size obtained by adding the width dimension of the one partition portion 610i1.
  • the spacer arrangement part 616 has a dimension in the X-axis direction that is 4 (“N”) in the X-axis direction of the color filter 610h, and the number of second partition parts 610i2 that the spacer arrangement part 616 straddles in the X-axis direction.
  • N 4
  • N + 1 5
  • Example 4 the liquid crystal panel including the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 described before this paragraph is referred to as Example 4, and the liquid crystal panel in which the arrangement configuration of the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 is different from that of Example 4 is used.
  • Comparative Examples 5 and 6 the spacer density, aperture ratio, and improvement rate of the aperture ratio of Example 4 and Comparative Examples 5 and 6 were calculated, and the results are shown in FIG. FIG.
  • Example 21 also shows experimental results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 according to Comparative Experiments 1 to 3 of Embodiments 4 to 6 described above.
  • the definition is 1693 dpi
  • the inter-pixel pitch is 15 ⁇ m
  • the spacer non-arrangement part 617 and the second partition part 610i2 of the first partition part 610i1 in the black matrix 610i are used. They are common in that the width is 4 ⁇ m. Therefore, the color filter 610h (pixel PX) in Example 4 and Comparative Examples 5 and 6 has a short side dimension of 1 ⁇ m and a long side dimension of 11 ⁇ m.
  • the spacers 615 in Example 4 and Comparative Example 5 have a common structure, and have a width dimension of 10 ⁇ m and a length dimension of 14 ⁇ m. This is an example according to Comparative Experiment 3 of Embodiment 6 described above. 3 and Comparative Example 4. Further, the spacer placement portion 616 in which the spacer 615 in Example 4 and Comparative Example 5 is placed is a size obtained by adding 10 ⁇ m to the width and length of the spacer 615 (the width is 20 ⁇ m and the length is 24 ⁇ m). It is common in that it has.
  • the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 in the comparative example 5 have four positions in the Y-axis direction between the four color filters 610 h and four in the X-axis direction (of the color filter 610 h that the spacer 615 straddles).
  • the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are configured by being periodically arranged at positions where the same number of color filters 610h are sandwiched.
  • the spacers 615 and spacer arrangement portions 616 constituting the two spacer arrangement patterns SP1 and SP2 are displaced by two color filters 610h in the Y-axis direction (half the number of color filters 610h sandwiched in the Y-axis direction). .
  • the distribution of the spacers 615 and the spacer arrangement portions 616 in the comparative example 5 is a staggered arrangement similar to the comparative examples 3 and 4 according to the comparative experiments 2 and 3 of the fifth and sixth embodiments.
  • the color filters 610h (pixels PX) in the comparative example 5 those adjacent to the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 in the Y-axis direction are compared with those not adjacent to each other (the dimension in the Y-axis direction is 3 ⁇ m). The dimension in the axial direction is small, and the difference is 8 ⁇ m.
  • Comparative Example 5 As in Comparative Example 4, the difference (8 ⁇ m) between the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616 adjacent to the spacer 615 and the spacer placement portion 616 in the Y-axis direction is the Y-axis direction in the non-adjacent one. It is larger than the dimension (3 ⁇ m).
  • the arrangement space of the color filter 610h (pixel PX) is further greatly reduced by the arrangement space of the spacer 615 and the spacer arrangement portion 616.
  • the spacers 615 and the spacer placement portions 616 in the comparative example 6 have the same distribution as the comparative example 5 described above, and the illustration thereof is omitted.
  • the spacer 615 in Comparative Example 6 is different from Comparative Example 5 in that the width dimension is 10 ⁇ m and the length dimension is 10 ⁇ m (the length dimension is 4 ⁇ m smaller), and the same as Comparative Examples 3 and 4 The size is assumed.
  • the width dimension and the length dimension of the spacer arrangement part 616 in which the spacer 615 is arranged are the same as in the comparative example 2 (the width dimension is 20 ⁇ m, the length dimension is 24 ⁇ m). ).
  • Example 4 (2.9%) is smaller than Comparative Examples 5 and 6 (11.7%, 8.3%).
  • Comparative Example 5 and Comparative Example 6 have the same distribution of the spacers 615, but the lengths of the spacers 615 are different. Therefore, the comparative example 6 in which the spacers 615 are smaller is smaller in spacer density. ing.
  • Example 4 and Comparative Example 5 are larger than that in Example 3 and Comparative Example 4 according to Comparative Experiment 3, respectively, but this is the length of the spacer 615 rather than the difference in pitch between pixels. This is because the difference in height is larger.
  • Example 4 (13.7%) is larger than Comparative Examples 5 and 6 (both 9.3%), and the improvement ratio of the aperture ratio calculated based on the difference is as follows. About 47%.
  • the improvement rate of the aperture ratio in the comparative experiment 4 is larger than that in the comparative experiments 1 to 3 (5%, 17%, 39%). Therefore, it can be said that the aperture ratio is improved more efficiently as the definition becomes higher.
  • the planar size of the spacer arrangement portion 616 is not changed, and the spacer 615 may not be partially arranged.
  • the spacer density can be lowered as in the fourth embodiment, and the generation of low-temperature bubbles can be suppressed or prevented.
  • the aperture ratio of the pixel PX is the same as in Comparative Examples 5 and 6.
  • the present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings.
  • the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
  • (1) In addition to the above-described embodiments, the specific planar arrangement of the spacer and the spacer arrangement portion, the number of installations per one spacer arrangement reference region (the number of spacer arrangement patterns), the width dimension, the length dimension, etc. It can be changed as appropriate.
  • (2) In each of the above-described embodiments, the case where the spacers and the spacer arrangement portions are dispersedly arranged with a certain regularity is shown. However, the spacers and the spacer arrangement portions may be irregularly dispersedly arranged. In that case, it is also possible to take an arrangement without periodicity.
  • the specific short side dimension and long side dimension of the color filter (pixel), and the width dimension of the spacer non-arranged part and the second partition part in the first partition part in the black matrix can be changed as appropriate.
  • the specific value of the natural number assigned to “a” or two or more natural numbers assigned to “b” and “n” can be appropriately changed.
  • “a b”
  • the spacer may be made of the same material as that of the color filter. In this way, the spacer can be formed in the same process as the process of forming the color filter.
  • the case where the pixel electrode is arranged at a position overlapping with the spacer on the array substrate is shown.
  • the pixel electrode that is arranged to overlap with the spacer is formed. It doesn't have to be.
  • the color filter has been configured to have a three-color configuration of red, green, and blue, but the color filter has four colors by adding yellow to red, green, and blue. It may be configured. Further, the color filter may be configured to add a non-colored portion that can transmit almost all visible light to red, green, and blue and does not have wavelength selectivity.
  • the specific optical configuration (the number of lenses used, the arrangement, etc.) of the head mounted display can be changed as appropriate.
  • the liquid crystal panel in which the counter electrode is arranged on the CF substrate and the operation mode is set to the VA mode is exemplified, but other than that, the IPS (In-Plane Switching) mode and the FFS (Fringe Field)
  • the present invention can also be applied to a liquid crystal panel in another operation mode such as a switching mode.
  • the liquid crystal panel is exemplified, but other types of display panels (PDP (plasma display panel), organic EL panel, EPD (electrophoretic display panel), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) display
  • PDP plasma display panel
  • organic EL panel organic EL panel
  • EPD electrostatic display panel
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the present invention is also applied to, for example, a head-up display or a projector as a device that enlarges and displays an image displayed on the liquid crystal panel using a lens or the like. Is possible.
  • the present invention is also applicable to liquid crystal display devices that do not have an enlarged display function (such as a television receiver, a tablet terminal, and a smartphone).
  • the configuration is shown in which adjacent color filters exhibit the same color in the Y-axis direction (first direction) in which the source wiring extends, but in the Y-axis direction in which the source wiring extends.
  • a configuration in which matching color filters exhibit different colors may be employed.
  • the inter-pixel pitch in the Y-axis direction is narrower than the inter-pixel pitch in the X-axis direction (second direction), and the pitch of the second partition is gentler than that of the first partition.
  • the spacer arrangement part may be included in the second partition part.
  • the wiring extending along the Y-axis direction is connected to the TFT source electrode, and the wiring extending along the X-axis direction is connected to the TFT gate electrode and arranged along the Y-axis direction. It is preferable that a plurality of pixels exhibiting different colors are sequentially driven by time division.
  • the pixel When the pixel includes a color other than red, green, and blue (such as yellow) or a non-colored portion as described in (8) above, the pixel is in the first direction and the second direction.
  • Black matrix (inter-pixel shading part) 10i1, 110i1, 210i1, 310i1, 410i1, 510i1, 610i1 ... first partitioning part, 10i2,110i2,310i2,410i2,510i2,610i2 ... second partitioning part, 15, 115, 215, 315, 415, 515, 615 ... spacer, 16, 116, 216, 316, 416, 516, 616 ...
  • spacer arrangement part 17, 117, 317, 417, 517, 617. .. Spacer non-placement part, DPX ... Display pixel, EY ... Eyeball (eye), HD ... Head, HMD ... Head mounted display, MDa ... head-mounted device, PX ... pixel, RE ... lens portion, SP1 ⁇ SP16 ... spacer arrangement pattern

Abstract

本発明の表示装置は、一対の基板と、基板の面内にて互いに直交する第1方向(Y)及び第2方向(X)に沿って複数ずつ並ぶ画素(PX)と、第1方向(Y)に沿って並ぶ画素(PX)間を仕切る第1仕切部(10i1)と第2方向(X)に沿って並ぶ画素(PX)間を仕切る第2仕切部(10i2)とからなり、隣り合う画素(PX)間を遮光するブラックマトリクス(10i)と、一対の基板間に介在するスペーサ(15)と、第1仕切部(10i1)に含まれてスペーサ(15)が非配置とされるスペーサ非配置部(17)と、第1仕切部(10i1)に含まれてスペーサ(15)が配置されるスペーサ配置部(16)であって、第2方向(X)について第2仕切部(10i2)を跨ぐ形成範囲を有するとともにスペーサ非配置部(17)よりも幅広なスペーサ配置部(16)と、を備える。

Description

表示装置及びヘッドマウントディスプレイ
 本発明は、表示装置及びヘッドマウントディスプレイに関する。
 従来、液晶表示装置の一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された液晶表示装置は、透明基板と、上記透明基板上に形成された遮光部と、上記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素用着色層を有する画素と、上記透明基板上または上記遮光部上に形成され、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなる積層スペーサと、を有していて、少なくとも1色以上の上記画素用着色層には、上記画素用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されている。
特開2011-209618号公報
(発明が解決しようとする課題)
 上記した特許文献1に記載された液晶表示装置では、遮光部上に設置される積層スペーサが、画素毎に個別に配置された構成とされている。しかしながら、高精細化が進行し、それに伴って画素が小型化するとともに遮光部の幅も狭小化すると、遮光部上に設置される積層スペーサも小型化する。積層スペーサが小型化すると、その機械的強度が十分に得られなくなったり、製造が困難になるおそれがある。それを避けようと、例えば積層スペーサが画素内に入り込む配置構成を採ると、今度は画素内に入った積層スペーサに起因して画素の透過光量が減少してしまい、画素の実効的な開口率が低下したり、輝度ムラが発生することが懸念される。
 本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高精細化を図ることを目的とする。
(課題を解決するための手段)
 本発明の表示装置は、互いに貼り合わせられる一対の基板と、前記基板の面内にて互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ並ぶ画素と、前記第1方向に沿って並ぶ前記画素間を仕切る第1仕切部と前記第2方向に沿って並ぶ前記画素間を仕切る第2仕切部とからなり、隣り合う前記画素間を遮光する画素間遮光部と、一対の前記基板間に介在するスペーサと、前記第1仕切部に含まれて前記スペーサが非配置とされるスペーサ非配置部と、前記第1仕切部に含まれて前記スペーサが配置されるスペーサ配置部であって、前記第2方向について前記第2仕切部を跨ぐ形成範囲を有するとともに前記スペーサ非配置部よりも幅広なスペーサ配置部と、を備える。
 このようにすれば、基板の面内にて互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ並ぶ画素は、画素間遮光部を構成する第1仕切部及び第2仕切部によって第1方向及び第2方向について仕切られ、それにより隣り合う画素間の遮光が図られている。一方、互いに貼り合わせられる一対の基板間にスペーサが介在することで、一対の基板間の間隔が保持される。画素間遮光部を構成する第1仕切部には、スペーサが非配置とされるスペーサ非配置部と、スペーサが配置されるスペーサ配置部と、が含まれ、このうちのスペーサ配置部が、第2方向について第2仕切部を跨ぐ形成範囲を有するとともにスペーサ非配置部よりも幅広とされているから、画素が小型化された場合でもスペーサにおける第1方向及び第2方向についての形成範囲を十分に確保することができ、スペーサの機械的強度が十分に得られ、また、スペーサのサイズを製造上容易な(困難でない)大きさにできる。しかも、スペーサ非配置部は、スペーサ配置部よりも幅狭とされているので、スペーサにおける上記形成範囲の拡張に伴う複数の画素に係る開口率の低下が抑制される。以上により、高精細化を図る上で好適となる。
 本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記画素間遮光部は、前記第1仕切部及び前記第2仕切部を複数ずつ有しており、前記スペーサ配置部は、前記第1方向及び前記第2方向について複数ずつの前記画素を挟み込む位置に3つ以上が配されている。このようにすれば、画素間遮光部において3つ以上のスペーサが二次元的に分散配置されるので、そのスペーサが配置されたスペーサ配置部が視認され難くなる。
(2)前記スペーサ配置部は、前記第1方向及び前記第2方向について一定数ずつの前記画素を挟み込む位置に周期的に配されることでスペーサ配置パターンを構成している。このようにすれば、画素間遮光部においてスペーサが二次元的に周期性をもって配置されるので、スペーサによって一対の基板間の間隔がより安定的に保持され、スペーサ配置部が視認され難くなる。
(3)前記スペーサ配置パターンは、互いの前記スペーサ配置部が前記第1方向について位置ずれするよう複数備えられる。このように、複数のスペーサ配置パターンを構成するスペーサ配置部同士が第1方向について位置ずれする配置とされることで、スペーサによって一対の基板間の間隔がより一層安定的に保持され、スペーサ配置部が一層視認され難くなる。
(4)前記第1方向と前記第2方向との少なくともいずれか一方に沿って並んで互いに異なる色を呈する複数の前記画素によって白色を呈する1つの表示画素が構成されており、前記スペーサ配置部は、前記第1方向及び前記第2方向について同数ずつの前記表示画素を挟み込む位置に配されている。このようにすれば、第1方向及び第2方向について隣り合うスペーサの間に介在する表示画素の数が同数となるので、スペーサによって一対の基板間の間隔がより安定的に保持され、スペーサ配置部が視認され難くなる。
(5)前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさよりも小さい。当該表示装置の精細度がそれほど高くない場合には、スペーサが上記のような大きさとされていても、一対の基板間の保持が安定的になされる。
(6)複数の前記画素のうち、前記スペーサが配置される前記スペーサ配置部と前記第2方向について隣り合う前記画素は、前記第2方向について隣り合い且つ前記スペーサ配置部と前記第1方向について隣り合う前記画素に対して前記第1方向について位置ずれしていてその位置ずれ量が前記スペーサ配置部と前記スペーサ非配置部との幅の差とされる。このようにすれば、スペーサ配置部と第2方向について隣り合う画素と、その画素に対して第2方向について隣り合い且つスペーサ配置部と第1方向について隣り合う画素と、が第1方向について同じ寸法となるので、上記画素間において開口率に差が生じ難くなり、高精細化を図る上でより好適となる。
(7)前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じかそれよりも大きい。当該表示装置が高精細化された場合には、スペーサが上記のような大きさとされることで、一対の基板間の保持が安定的になされる。
(8)前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じとされる。このようにすれば、第2方向について隣り合う画素が第1方向について位置ずれすることなく直線状に配列することになる。これにより、画素の開口率を均一化し、画素を駆動するための配線などを配置する上で好適となる。
(9)前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさよりも大きくされており、複数の前記画素のうち、前記スペーサが配置される前記スペーサ配置部と前記第2方向について隣り合う前記画素は、前記第2方向について隣り合い且つ前記スペーサ配置部と前記第1方向について隣り合う前記画素に対して前記第1方向について位置ずれしていてその位置ずれ量が前記スペーサ配置部の前記第1方向についての寸法と、前記画素の前記第1方向についての寸法と前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法とを足し合わせた大きさと、の差とされる。このようにすれば、スペーサ配置部と第2方向について隣り合う画素と、その画素に対して第2方向について隣り合い且つスペーサ配置部と第1方向について隣り合う画素と、が第1方向について同じ寸法となるので、上記画素間において開口率に差が生じ難くなり、高精細化を図る上でより好適となる。
(10)前記スペーサ配置部は、前記第2方向についての寸法が、前記画素の前記第2方向についての寸法の「N」倍と、前記第2仕切部の前記第2方向についての寸法の「N+1」倍と、を足し合わせた大きさと同じとされる。このようにすれば、スペーサ配置部を第2方向について両側から挟み込む画素が、第1方向について隣り合う画素に対して第2方向について位置ずれすることなく第1方向に沿って直線状に配列することになる。これにより、画素の開口率を均一化する上で好適となる。なお、上記した「N」は、2以上の自然数であり、スペーサ配置部が第2方向について跨ぐ第2仕切部の数に1を足した数と等しい。
 次に、上記課題を解決するために、本発明のヘッドマウントディスプレイは、上記記載の表示装置と、前記表示装置に表示された画像を使用者の眼に結像させるレンズ部と、前記表示装置及び前記レンズ部を有していて前記使用者の頭部に装着される頭部装着器具と、を少なくとも備える。このような構成のヘッドマウントディスプレイによれば、使用者が頭部装着器具を頭部に装着した状態で使用すると、表示装置に表示された画像がレンズ部によって使用者の眼に結像し、もって使用者は表示装置に表示された画像を拡大した形で視認することが可能となる。このように表示装置に表示された画像が拡大した形で使用者に視認される用途では、表示装置に係る精細度がより高い水準で求められる傾向にあるが、表示装置が高精細化に適したものであることから、十分に高い表示品位が得られる。
(発明の効果)
 本発明によれば、高精細化を図ることができる。
本発明の実施形態1に係るヘッドマウントディスプレイを使用者が頭部に装着した状態を示す概略斜視図 ヘッドマウントディスプレイを構成する頭部装着器具に備わる液晶パネル及びレンズ部と、使用者の眼球と、の光学的関係を示す概略側面図 液晶パネルを構成するアレイ基板における表示画素を示す平面図 液晶パネルを構成するCF基板における表示画素を示す平面図 CF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 図5のA-A線断面図 本発明の実施形態2に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 図7のA-A線断面図 本発明の実施形態3に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 本発明の実施形態4に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験1の比較例1に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験1の実験結果を表す表 本発明の実施形態5に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験2の比較例3に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験2の実験結果を表す表 本発明の実施形態6に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験3の比較例4に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験3の実験結果を表す表 本発明の実施形態7に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験4の比較例5に係るCF基板におけるスペーサの分布を示す平面図 比較実験4の実験結果を表す表
 <実施形態1>
 本発明の実施形態1を図1から図6によって説明する。本実施形態では、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head-Mounted Display)HMD及びそれに用いられる液晶パネル(表示装置)10を例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、Y軸方向が第1方向と、X軸方向が第2方向と、それぞれ一致している。
 ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイHMDは、図1に示すように、使用者の頭部HDにおいて両方の眼を囲うような形で装着される頭部装着器具HMDaを備えている。頭部装着器具HMDaには、図2に示すように、画像を表示する液晶パネル10と、液晶パネル10に表示された画像を使用者の眼球(眼)EYに結像させるレンズ部REと、が少なくとも内蔵されている。液晶パネル10は、図示しない外部光源から照射される光を利用して画像の表示を行うものである。レンズ部REは、液晶パネル10と使用者の眼球EYとの間に介在する形で配されており、透過光に屈折作用を付与するものとされる。このレンズ部REの焦点距離を調整することで、眼球EYの水晶体EYaを介して網膜(眼)EYbに結像される像が、眼球EYから液晶パネル10までの実際の距離L1よりも遙かに遠い距離L2の位置に見かけ上存在する仮想ディスプレイVDに表示されているように、使用者に認識させることができる。これにより、使用者は、液晶パネル10の画面サイズ(例えば0.数インチから数インチ程度)よりも遙かに大きな画面サイズ(例えば数十インチから数百インチ程度)の仮想ディスプレイVDに表示された拡大画像(虚像)を視認するのである。頭部装着器具HMDaに液晶パネル10を1枚搭載し、その液晶パネル10に右目用画像と左目用画像とを表示させることも可能であるが、頭部装着器具HMDaに液晶パネル10を2枚搭載し、一方の液晶パネル10に右目用画像を、他方の液晶パネル10に左目用画像を、それぞれ表示させることも可能である。なお、頭部装着器具HMDaには、いずれも図示は省略するが、上記した外部光源や使用者の耳に宛てがわれて音声を発するイヤフォンなども備えられている。
 液晶パネル10の構成について詳しく説明する。液晶パネル10は、図6に示すように、一対の透明な(透光性に優れた)基板10a,10bと、両基板10a,10b間に介在し、電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶分子を含む液晶層10cと、を備え、両基板10a,10bが液晶層10cの厚さ分のセルギャップを維持した状態で図示しないシール剤によって貼り合わせられている。両基板10a,10bは、それぞれほぼ透明なガラス基板GSを備えており、それぞれのガラス基板GS上に既知のフォトリソグラフィ法などによって複数の膜が積層された構成とされる。両基板10a,10bのうち表側(正面側)がCF基板(第2基板、対向基板)10aとされ、裏側(背面側)がアレイ基板(第1基板、薄膜トランジスタ基板、アクティブマトリクス基板)10bとされる。両基板10a,10bの外面には、それぞれ偏光板10f,10gが貼り付けられている。なお、両基板10a,10bの内面側には、液晶層10cに含まれる液晶分子を配向させるための配向膜10d,10eがそれぞれ形成されている。
 アレイ基板10bのうち、画像が表示される画面中央側の表示領域の内面側(液晶層10c側、CF基板10aとの対向面側)には、図3に示すように、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)11及び画素電極12が多数個ずつマトリクス状に並んで設けられるとともに、これらTFT11及び画素電極12の周りには、X軸方向に沿って延在する多数本のゲート配線(第1配線)13と、Y軸方向に沿って延在する多数本のソース配線(第2配線)14と、が取り囲むようにして配設されている。言い換えると、略格子状をなすゲート配線13及びソース配線14の交差部に、TFT11及び画素電極12が行列状に並んで配置されている。画素電極12は、ゲート配線13とソース配線14とに囲まれた領域を満たす形で平面に視て縦長の方形状(矩形状)をなしている。この画素電極12には、TFT11によって所定の電位(具体的には、ソース配線14に供給される信号に基づいた電位)が充電されるようになっている。なお、アレイ基板10bには、ゲート配線13に並行するとともに画素電極12を横切る補助容量配線(図示せず)を設けることも可能である。
 CF基板10aの表示領域の内面側(液晶層10c側、アレイ基板10bとの対向面側)には、図4に示すように、赤色(R),緑色(G),青色(B)を呈する3色のカラーフィルタ(着色部)10hが設けられている。なお、以下ではカラーフィルタ10hを区別する場合には、赤色のものの符号に添え字「R」を、緑色のものの符号に添え字「G」を、青色のものの符号に添え字「B」をそれぞれ付し、区別せずに総称する場合には、符号に添え字を付さないものとする。カラーフィルタ10hは、互いに直交するY軸方向(第1方向、列方向)及びX軸方向(第2方向、行方向)に沿って行列状(マトリクス状)に並んで多数個ずつ配列されている。X軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hは、呈する色が互いに異なるものの、Y軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hは、呈する色が同一とされる。行列状に多数個ずつ並ぶカラーフィルタ10hは、それぞれがアレイ基板10b側の各画素電極12と平面に視て重畳する配置とされている。互いに重畳する画素電極12とカラーフィルタ10hとによって1つの画素PXが構成されている。画素PXには、赤色のカラーフィルタ10hRを有する赤色画素RPXと、緑色のカラーフィルタ10hGを有する緑色画素GPXと、青色のカラーフィルタ10hBを有する青色画素BPXと、の3色のものが含まれる。これらX軸方向に沿って並ぶ3色(3個)の画素RPX,GPX,BPXによって所定の階調のカラー表示を行う1つの表示画素DPXが構成されている。この表示画素DPXは、液晶パネル10の板面においてX軸方向に沿って繰り返し並べて配されることで、画素群を構成しており、この画素群がY軸方向に沿って多数並んで配されている。
 上記のように行列状に多数個ずつ並ぶカラーフィルタ10hのうち、隣り合うカラーフィルタ10hの間は、図4に示すように、略格子状のブラックマトリクス(画素間遮光部)10iによって仕切られて遮光が図られている。ブラックマトリクス10iは、遮光材料(例えばチタン(Ti)など)からなり、隣り合う画素PXの間や各画素部PXの周辺領域など、液晶層10cの電圧制御が難しい領域からの漏れ光を遮光する「画素間遮光部」として機能する。従って、X軸方向及びY軸方向について隣り合って配される各画素PXは、その間がブラックマトリクス10iによって遮光されることで、X軸方向に沿って並ぶ異色の画素PX間の混色やY軸方向に沿って並ぶ同色の画素PX間の輝度変化が避けられ、もって相互に表示の独立性が担保されるようになっている。ブラックマトリクス10iは、Y軸方向に沿って並ぶ同色の画素PX間を仕切る第1仕切部10i1と、X軸方向に沿って並ぶ異色の画素PX間を仕切る第2仕切部10i2と、から構成されている。第1仕切部10i1は、X軸方向に沿って延在するとともに、Y軸方向についてカラーフィルタ10h(画素PX)の長辺寸法(第1方向についての寸法)分程度の間隔を空けて多数個が間欠的に並んで配されている。第2仕切部10i2は、Y軸方向に沿って延在するとともに、X軸方向についてカラーフィルタ10h(画素PX)の短辺寸法(第2方向についての寸法)分程度の間隔を空けて多数個が間欠的に並んで配されている。このうち、第1仕切部10i1は、同色の画素PX間を仕切って同色の画素PX間の輝度変化防止機能を主体的に発揮するのに対し、第2仕切部10i2は、異色の画素PX間を仕切って異色の画素PX間の混色防止機能を主体的に発揮するものとされる。ブラックマトリクス10iは、上記したアレイ基板10b側のゲート配線13及びソース配線14と平面に視て重畳する配置とされる。また、カラーフィルタ10hを構成する各着色部は、ブラックマトリクス10iよりも膜厚が厚くなっており、ブラックマトリクス10iを覆う形で配されている。
 カラーフィルタ10h及びブラックマトリクス10iの表面には、図6に示すように、オーバーコート膜10kが内側に重なって設けられている。オーバーコート膜10kは、CF基板10aの内面においてほぼ全域にわたってベタ状に形成されており、その膜厚がカラーフィルタ10hと同等またはそれ以上とされる。オーバーコート膜10kの表面には、対向電極10jが内側に重なって設けられている。対向電極10jは、CF基板10aの内面におけるほぼ全域にわたってベタ状に形成されている。対向電極10jは、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極材料からなる。この対向電極10jは、常に一定の基準電位に保たれているので、各TFT11が駆動されるのに伴って各TFT11に接続された各画素電極12が充電されると、各画素電極12との間に電位差が生じるようになっている。そして、対向電極10jと各画素電極12との間に生じる電位差に基づいて液晶層10cに含まれる液晶分子の配向状態が変化し、それに伴って透過光の偏光状態が変化し、もって液晶パネル10の透過光量が各画素PX毎に個別に制御されるとともに所定のカラー画像が表示されるようになっている。
 上記のような構成の液晶パネル10は、図6に示すように、一対の基板10a,10b間に介在してその間隔を保持するためのスペーサ15を有している。スペーサ15は、CF基板10aにおいてオーバーコート膜10kからアレイ基板10b側に向けて液晶層10cを貫く形で突出する柱状をなすとともにその突出先端部が対向するアレイ基板10b側の配向膜10eに当接されることで、表示領域において一対の基板10a,10b間の間隔、つまりセルギャップ(液晶層10cの厚み)を一定に保持することが可能とされる。スペーサ15は、詳しくは後述するが表示領域内において多数が規則性をもって分散配置されている。スペーサ15は、例えばほぼ透明な感光性樹脂材料からなり、CF基板10aに製造工程において既知のフォトリソグラフィ法によってパターニングされることで形成されている。
 スペーサ15は、図5に示すように、CF基板10aにおいてブラックマトリクス10iを構成する第1仕切部10i1の一部と重畳するよう選択的に平面配置されている。なお、図5では、スペーサ15の形成範囲に模様を付している。従って、X軸方向に沿って延在する第1仕切部10i1のうち、スペーサ15が配置される部分がスペーサ配置部16となり、スペーサ15が非配置とされる部分がスペーサ非配置部17となっている。そして、このうちのスペーサ配置部16は、X軸方向について第2仕切部10i2を跨ぐ形成範囲を有するとともにスペーサ非配置部17よりも幅広な構成とされている。具体的には、スペーサ配置部16は、X軸方向に沿って延在していて平面に視て横長な方形状をなしており、X軸方向について3つ(複数、表示画素DPXを構成する画素PXの数と同数)の第2仕切部10i2を跨ぐとともに4つ(第2仕切部10i2の跨ぎ数(表示画素DPXを構成する画素PXの数)に1を足した数)のカラーフィルタ10h(画素PX)を跨ぐ形成範囲を有している。従って、スペーサ配置部16における延在方向の両端部が、それぞれ同色のカラーフィルタ10hに対してY軸方向について隣り合う配置となる。また、スペーサ配置部16は、X軸方向及びY軸方向についてスペーサ15よりも幅広とされる。つまり、スペーサ配置部16は、スペーサ15と平面に視て重畳する部分と、その重畳部分からX軸方向及びY軸方向に沿って両側にそれぞれ突出する部分と、から構成されているので、既述した液晶層10cの電圧制御が難しい部分からの光漏れが好適に防がれる。スペーサ配置部16は、X軸方向についての寸法が、カラーフィルタ10hのX軸方向についての寸法の4(「N」、スペーサ配置部16がX軸方向について跨ぐ第2仕切部10i2の数に1を足した数)倍と、第2仕切部10i2のX軸方向についての寸法の5(「N+1」)倍と、を足し合わせた大きさと同じとされる。このような構成によれば、従来のようにスペーサが画素毎に個別に配置された構成に比べると、画素PXが小型化された場合でもスペーサ15におけるY軸方向及びX軸方向についての形成範囲を十分に確保することができるので、スペーサ15の機械的強度が十分に得られ、両基板10a,10b間の間隔を保持する機能(基板間隔保持機能)が十分に発揮される。しかも、ブラックマトリクス10iを構成するスペーサ非配置部17は、スペーサ配置部16よりも幅狭とされているので、スペーサ15における上記形成範囲の拡張に伴う複数の画素PXに係る開口率の低下が抑制される。以上により、高精細化を図る上で好適となる。なお、第2仕切部10i2は、その大部分に関してはスペーサ15が非配置とされるものの、第1仕切部10i1におけるスペーサ配置部16により跨がられる部分にスペーサ15が配置されている。
 スペーサ配置部16は、図5に示すように、Y軸方向及びX軸方向について複数ずつのカラーフィルタ10h(画素PX)を挟み込む位置に3つ以上が配されている。より具体的には、スペーサ配置部16は、Y軸方向について4個のカラーフィルタ10hを挟み込む位置と、X軸方向について12個のカラーフィルタ10hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、スペーサ配置パターンSP1~SP4を構成している。ここで、1つの表示画素DPXは、互いに異なる色であるR,G,Bを呈する3個の画素PXによって構成されていて、全体として白色を呈する。従って、X軸方向について2つのスペーサ配置部16の間に挟み込まれる画素PXの数(12個)は、表示画素DPXを構成する画素PXの数(3個)に、Y軸方向について2つのスペーサ配置部16の間に挟み込まれる画素PXの数(4個)を掛け合わせた値となっている。つまり、白色を呈する1つの表示画素DPXを構成する画素PXの数を「m」(ここでは「m=3」)とし、Y軸方向について2つのスペーサ配置部16の間に挟み込まれる画素PXの数を「n」(ここでは「n=4」)としたとき、X軸方向について2つのスペーサ配置部16の間に挟み込まれる画素PXの数は、「m・n」(ここでは「m・n=12」)とされる。なお、「m」及び「n」は、共に2以上の自然数である。言い換えると、第1方向に沿って並んで互いに異なる色を呈する「a」個(ここでは「a=1」)の画素PXと、第2方向に沿って並んで互いに異なる色を呈する「b」個(ここでは「b=3」)の画素PXと、の合計「a・b」個(ここでは「a・b=3」)の画素PXによって白色を呈する1つの表示画素DPXが構成されており、スペーサ配置部16は、第1方向について「a・n」個(ここでは「a・n=4」)の画素PXを挟み込む位置と、第2方向について「b・n」個(ここでは「b・n=12))の画素PXを挟み込む位置と、に配されている。なお、「a」は自然数であり、「b」及び「n」は、共に2以上の自然数である。このように、スペーサ配置部16は、Y軸方向及びX軸方向について一定数ずつの画素PXを挟み込む位置に周期的に繰り返し配置されている。以上のように、ブラックマトリクス10iにおいて3つ以上のスペーサ15が二次元的に周期性をもって分散配置されるので、スペーサ15が配置されたスペーサ配置部16が視認され難くなるとともに、スペーサ15による基板間隔保持機能が安定的に発揮される。しかも、Y軸方向及びX軸方向について隣り合うスペーサ15の間に介在する表示画素DPXの数が4個ずつと同数となるので、スペーサ15による基板間隔保持機能がより安定的に発揮される。
 スペーサ配置パターンSP1~SP4は、図5に示すように、互いのスペーサ配置部16がY軸方向について位置ずれするよう、4個(複数)が備えられる。具体的には、4個のスペーサ配置パターンSP1~SP4を構成するスペーサ配置部16が1つずつ配されるスペーサ配置基準領域SA(図5にて二点鎖線により示す)において、スペーサ配置基準領域SAの左端のスペーサ配置部16から順に第1スペーサ配置パターンSP1、第2スペーサ配置パターンSP2、第3スペーサ配置パターンSP3、第4スペーサ配置パターンSP4、をそれぞれ構成している。各スペーサ配置パターンSP1~SP4を構成するスペーサ配置部16は、前段落にて説明したルールに従って周期的に繰り返し配置されている。第2スペーサ配置パターンSP2を構成するスペーサ配置部16は、第1スペーサ配置パターンSP1を構成するスペーサ配置部16に対してY軸方向について2個のカラーフィルタ10h(画素PX)分だけ図5に示す下側に位置ずれしている。第3スペーサ配置パターンSP3を構成するスペーサ配置部16は、第2スペーサ配置パターンSP2を構成するスペーサ配置部16に対してY軸方向について1個のカラーフィルタ10h分だけ図5に示す上側に位置ずれしている。第4スペーサ配置パターンSP4を構成するスペーサ配置部16は、第3スペーサ配置パターンSP3を構成するスペーサ配置部16に対してY軸方向について2個のカラーフィルタ10h分だけ図5に示す下側に位置ずれしている。このように、各スペーサ配置パターンSP1~SP4を構成するスペーサ配置部16は、Y軸方向について互いに位置ずれした配置でもって周期的に並んでおり、基板10a,10bの面内において偏在することなく均一化された分布密度でもって分散されている。これにより、各スペーサ配置部16に配置されるスペーサ15による基板間隔保持機能がより一層安定的に発揮され、スペーサ配置部16が視認され難くなる。
 スペーサ配置部16は、図5に示すように、その幅寸法(Y軸方向についての寸法)がカラーフィルタ10h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)と、カラーフィルタ10h(画素PX)をY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部10i1の幅寸法(Y軸方向についての寸法)と、を足し合わせた大きさよりも小さいものとされる。従って、X軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hには、スペーサ配置部16とスペーサ非配置部17との幅寸法の差の分だけY軸方向について位置ずれするものが含まれている。詳しくは、各スペーサ配置パターンSP1~SP4を構成する各スペーサ配置部16に対してX軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hは、X軸方向について隣り合い且つ上記スペーサ配置部16とY軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hに対してY軸方向について位置ずれしており、その位置ずれ量がスペーサ配置部16とスペーサ非配置部17との幅寸法の差となっている。これにより、各カラーフィルタ10hにおけるY軸方向についての寸法が一定となるので、各画素PXの開口率が均一化される。もって、各画素PX間において開口率の差に起因する輝度差が生じることが避けられ、高精細化を図る上でより好適となる。なお、各スペーサ配置部16に対してX軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hであっても、上記スペーサ配置部16とは異なるスペーサ配置部16とY軸方向について隣り合うカラーフィルタ10hやいずれのスペーサ配置部16とはX軸方向について隣り合わないカラーフィルタ10hに対してはY軸方向について位置ずれすることがない場合もある。また、スペーサ配置基準領域SAや表示領域全体では、Y軸方向に沿って並ぶ全ての第1仕切部10i1がスペーサ配置部16を有することから、Y軸方向についての両端位置に配されるカラーフィルタ10hはY軸方向について位置ずれすることがないものとされる。
 なお、アレイ基板10bにおいて上記したカラーフィルタ10hと重畳する構造である画素電極12は、図示は省略するが、上記したカラーフィルタ10hと同様の平面配置とされている。それに伴ってブラックマトリクス10iと重畳する構造であるゲート配線13は、第1仕切部10i1の屈曲に沿うように、屈曲させることもできるが、屈曲させずにX軸方向に沿って真っ直ぐに延在させることも可能である。
 以上説明したように本実施形態の液晶パネル(表示装置)10は、互いに貼り合わせられる一対の基板10a,10bと、基板10a,10bの面内にて互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ並ぶ画素PXと、第1方向に沿って並ぶ画素PX間を仕切る第1仕切部10i1と第2方向に沿って並ぶ画素PX間を仕切る第2仕切部10i2とからなり、隣り合う画素PX間を遮光するブラックマトリクス(画素間遮光部)10iと、一対の基板10a,10b間に介在するスペーサ15と、第1仕切部10i1に含まれてスペーサ15が非配置とされるスペーサ非配置部17と、第1仕切部10i1に含まれてスペーサ15が配置されるスペーサ配置部16であって、第2方向について第2仕切部10i2を跨ぐ形成範囲を有するとともにスペーサ非配置部17よりも幅広なスペーサ配置部16と、を備える。
 このようにすれば、基板10a,10bの面内にて互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ並ぶ画素PXは、ブラックマトリクス10iを構成する第1仕切部10i1及び第2仕切部10i2によって第1方向及び第2方向について仕切られ、それにより隣り合う画素PX間の遮光が図られている。一方、互いに貼り合わせられる一対の基板10a,10b間にスペーサ15が介在することで、一対の基板10a,10b間の間隔が保持される。ブラックマトリクス10iを構成する第1仕切部10i1には、スペーサ15が非配置とされるスペーサ非配置部17と、スペーサ15が配置されるスペーサ配置部16と、が含まれ、このうちのスペーサ配置部16が、第2方向について第2仕切部10i2を跨ぐ形成範囲を有するとともにスペーサ非配置部17よりも幅広とされているから、画素PXが小型化された場合でもスペーサ15における第1方向及び第2方向についての形成範囲を十分に確保することができ、スペーサ15の機械的強度が十分に得られ、また、スペーサ15のサイズを製造上容易な(困難でない)大きさにできる。しかも、スペーサ非配置部17は、スペーサ配置部16よりも幅狭とされているので、スペーサ15における上記形成範囲の拡張に伴う複数の画素PXに係る開口率の低下が抑制される。以上により、高精細化を図る上で好適となる。
 また、ブラックマトリクス10iは、第1仕切部10i1及び第2仕切部10i2を複数ずつ有しており、スペーサ配置部16は、第1方向及び第2方向について複数ずつの画素PXを挟み込む位置に3つ以上が配されている。このようにすれば、ブラックマトリクス10iにおいて3つ以上のスペーサ15が二次元的に分散配置されるので、スペーサ15が配置されたスペーサ配置部16が視認され難くなる。
 また、スペーサ配置部16は、第1方向及び第2方向について一定数ずつの画素PXを挟み込む位置に周期的に配されることでスペーサ配置パターンSP1~SP4を構成している。このようにすれば、ブラックマトリクス10iにおいてスペーサ15が二次元的に周期性をもって配置されるので、スペーサ15によって一対の基板10a,10b間の間隔がより安定的に保持され、スペーサ配置部16が視認され難くなる。
 また、スペーサ配置パターンSP1~SP4は、互いのスペーサ配置部16が第1方向について位置ずれするよう複数備えられる。このように、複数のスペーサ配置パターンSP1~SP4を構成するスペーサ配置部16同士が第1方向について位置ずれする配置とされることで、スペーサ15によって一対の基板10a,10b間の間隔がより一層安定的に保持され、スペーサ配置部16が一層視認され難くなる。
 また、第1方向と第2方向との少なくともいずれか一方に沿って並んで互いに異なる色を呈する複数の画素PXによって白色を呈する1つの表示画素DPXが構成されており、スペーサ配置部16は、第1方向及び第2方向について同数ずつの表示画素DPXを挟み込む位置に配されている。このようにすれば、第1方向及び第2方向について隣り合うスペーサ15の間に介在する表示画素DPXの数が同数となるので、スペーサ15によって一対の基板10a,10b間の間隔がより安定的に保持され、スペーサ配置部16が視認され難くなる。
 また、スペーサ配置部16は、第1方向についての寸法が、画素PXの第1方向についての寸法と、画素PXを第1方向について挟み込む一対の第1仕切部10i1の第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさよりも小さい。当該液晶パネル10の精細度がそれほど高くない場合には、スペーサ15が上記のような大きさとされていても、一対の基板10a,10b間の保持が安定的になされる。
 また、複数の画素PXのうち、スペーサ15が配置されるスペーサ配置部16と第2方向について隣り合う画素PXは、第2方向について隣り合い且つスペーサ配置部16と第1方向について隣り合う画素PXに対して第1方向について位置ずれしていてその位置ずれ量がスペーサ配置部16とスペーサ非配置部17との幅の差とされる。このようにすれば、スペーサ配置部16と第2方向について隣り合う画素PXと、その画素PXに対して第2方向について隣り合い且つスペーサ配置部16と第1方向について隣り合う画素PXと、が第1方向について同じ寸法となるので、上記画素PX間において開口率に差が生じ難くなり、高精細化を図る上でより好適となる。
 また、スペーサ配置部16は、第2方向についての寸法が、画素PXの第2方向についての寸法の「N」倍と、第2仕切部10i2の第2方向についての寸法の「N+1」倍と、を足し合わせた大きさと同じとされる。このようにすれば、スペーサ配置部16を第2方向について両側から挟み込む画素PXが、第1方向について隣り合う画素PXに対して第2方向について位置ずれすることなく第1方向に沿って直線状に配列することになる。これにより、画素PXの開口率を均一化する上で好適となる。なお、上記した「N」は、2以上の自然数であり、スペーサ配置部16が第2方向について跨ぐ第2仕切部10i2の数に1を足した数と等しい。
 また、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイHMDは、上記記載の液晶パネル10と、液晶パネル10に表示された画像を使用者の眼球(眼)EYに結像させるレンズ部REと、液晶パネル10及びレンズ部REを有していて使用者の頭部HDに装着される頭部装着器具HMDaと、を少なくとも備える。このような構成のヘッドマウントディスプレイHMDによれば、使用者が頭部装着器具HMDaを頭部HDに装着した状態で使用すると、液晶パネル10に表示された画像がレンズ部REによって使用者の眼球EYに結像し、もって使用者は液晶パネル10に表示された画像を拡大した形で視認することが可能となる。このように液晶パネル10に表示された画像が拡大した形で使用者に視認される用途では、液晶パネル10に係る精細度がより高い水準で求められる傾向にあるが、液晶パネル10が高精細化に適したものであることから、十分に高い表示品位が得られる。
 <実施形態2>
 本発明の実施形態2を図7または図8によって説明する。この実施形態2では、スペーサ115及びスペーサ配置部116の形成範囲を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係るスペーサ115は、図7及び図8に示すように、幅寸法(Y軸方向についての寸法)がカラーフィルタ110h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)とほぼ等しいものとされる。このスペーサ115が配置されるスペーサ配置部116は、幅寸法がスペーサ115の幅寸法よりも大きなものとされている。従って、スペーサ配置部116は、配置されたスペーサ115に対してX軸方向について隣り合うカラーフィルタ110hをY軸方向について両側から挟み込む一対の第1仕切部110i1のそれぞれに含まれている。つまり、上記一対の第1仕切部110i1を部分的に拡張させて相互に連ねた部分がスペーサ配置部116となっている。従って、スペーサ115の幅寸法は、画素PXの長辺寸法とその画素PXをY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部110i1の幅寸法を足し合わせた寸法から、スペーサ115をY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部110i1の幅寸法を差し引いた大きさとなっている。
 スペーサ115の形成範囲(大きさ)が上記の通りとされることで、高精細化が進行して画素PXが小型化された場合でも基板間隔保持機能を安定的に発揮することができる。しかも、X軸方向について隣り合うカラーフィルタ110hがY軸方向について位置ずれすることなく直線状に配列することになるので、カラーフィルタ110hを仕切るブラックマトリクス110iを構成する第1仕切部110i1及び第2仕切部110i2がそれぞれ均一な幅となる。アレイ基板110b側にあって画素PXを駆動するためのゲート配線113は、第1仕切部110i1と重畳する配置であり、第1仕切部110i1の延在方向であるX軸方向に沿って真っ直ぐに延在している。なお、スペーサ115及びスペーサ配置部116と重畳する画素PXに関しては、表示のためのデータを供給しても所望の輝度を得ることが困難であるため、当該データを欠落させても構わない。また、スペーサ115及びスペーサ配置部116と重畳する画素PXの周辺に存在する画素PXに係る輝度を調整し、スペーサ115及びスペーサ配置部116と重畳する画素PXが他の非重畳の画素PXと同様に駆動された場合と同等の表示が得られるようにすることも可能である。
 以上説明したように本実施形態によれば、スペーサ配置116は、第1方向についての寸法が、画素PXの第1方向についての寸法と、画素PXを第1方向について挟み込む一対の第1仕切部110i1の第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じかそれよりも大きい。当該液晶パネル110が高精細化された場合には、スペーサ115が上記のような大きさとされることで、一対の基板110a,110b間の保持が安定的になされる。
 また、スペーサ配置部116は、第1方向についての寸法が、画素PXの第1方向についての寸法と、画素PXを第1方向について挟み込む一対の第1仕切部110i1の第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じとされる。このようにすれば、第2方向について隣り合う画素PXが第1方向について位置ずれすることなく直線状に配列することになる。これにより、画素PXの開口率を均一化し、画素PXを駆動するための配線などを配置する上で好適となる。
 <実施形態3>
 本発明の実施形態3を図9によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態2からスペーサ215及びスペーサ配置部216の形成範囲を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係るスペーサ配置216は、図9に示すように、幅寸法(Y軸方向についての寸法)がカラーフィルタ210h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)と、カラーフィルタ210h(画素PX)をY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部210i1の幅寸法(Y軸方向についての寸法)と、を足し合わせた大きさよりも大きなものとされる。従って、各スペーサ配置パターンSP1~SP4を構成する各スペーサ配置部216に対してX軸方向について隣り合うカラーフィルタ210hは、X軸方向について隣り合い且つ上記スペーサ配置部216とY軸方向について隣り合うカラーフィルタ210hに対してY軸方向について位置ずれしており、その位置ずれ量がスペーサ配置部216の幅寸法と、カラーフィルタ210hの長辺寸法とカラーフィルタ210hをY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部210i1の幅寸法とを足し合わせた大きさと、の差となっている。これにより、各カラーフィルタ210hにおけるY軸方向についての寸法が一定となるので、各画素PXの開口率が均一化される。これにより、各画素PX間において開口率の差に起因する輝度差が生じることが避けられるので、高精細化を図る上でより好適となる。
 以上説明したように本実施形態によれば、スペーサ配置216は、第1方向についての寸法が、画素PXの第1方向についての寸法と、画素PXを第1方向について挟み込む一対の第1仕切部210i1の第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさよりも大きくされており、複数の画素PXのうち、スペーサ215が配置されるスペーサ配置部216と第2方向について隣り合う画素PXは、第2方向について隣り合い且つスペーサ配置部216と第1方向について隣り合う画素PXに対して第1方向について位置ずれしていてその位置ずれ量がスペーサ配置部216の第1方向についての寸法と、画素PXの第1方向についての寸法と画素PXを第1方向について挟み込む一対の第1仕切部210i1の第1方向についての寸法とを足し合わせた大きさと、の差とされる。このようにすれば、スペーサ配置部216と第2方向について隣り合う画素PXと、その画素PXに対して第2方向について隣り合い且つスペーサ配置部216と第1方向について隣り合う画素PXと、が第1方向について同じ寸法となるので、上記画素PX間において開口率に差が生じ難くなり、高精細化を図る上でより好適となる。
 <実施形態4>
 本発明の実施形態4を図10から図12によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態1からスペーサ315及びスペーサ配置部316の形成範囲を変更するとともにスペーサ配置パターンSP1~SP6の数を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係るスペーサ315及びスペーサ配置部316は、図10に示すように、X軸方向について1つの第2仕切部310i2を跨ぐとともに2つのカラーフィルタ310h(画素PX)を跨ぐ形成範囲を有している。つまり、スペーサ315及びスペーサ配置部316は、X軸方向についての寸法が1つの表示画素DPX(図4を参照)の同寸法に満たず、上記した実施形態1に記載されたものの約半分とされる。
 スペーサ配置部316は、図10に示すように、Y軸方向について6個のカラーフィルタ310hを挟み込む位置と、X軸方向について10個のカラーフィルタ310hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、スペーサ配置パターンSP1~SP6を構成している。スペーサ配置パターンSP1~SP6は、互いのスペーサ配置部316がY軸方向について位置ずれするよう、6個が備えられる。具体的には、6個のスペーサ配置パターンSP1~SP6を構成するスペーサ配置部316が1つずつ配されるスペーサ配置基準領域SA(図10にて二点鎖線により示す)において、スペーサ配置基準領域SAの左端のスペーサ配置部316から順に第1スペーサ配置パターンSP1、第2スペーサ配置パターンSP2、第3スペーサ配置パターンSP3、第4スペーサ配置パターンSP4、第5スペーサ配置パターンSP5、第6スペーサ配置パターンSP6をそれぞれ構成している。各スペーサ配置パターンSP1~SP6を構成するスペーサ配置部316は、上記したルールに従って周期的に繰り返し配置されることで、基板の面内において偏在することなく均一化された分布密度でもって分散されている。これにより、各スペーサ配置部316に配置されるスペーサ315による基板間隔保持機能がより一層安定的に発揮され、スペーサ配置部316が視認され難くなる。
 スペーサ配置部316は、図10に示すように、上記した実施形態1と同様に、幅寸法(Y軸方向についての寸法)がカラーフィルタ310h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)と、カラーフィルタ310h(画素PX)をY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部310i1の幅寸法(Y軸方向についての寸法)と、を足し合わせた大きさよりも小さいものとされる。各スペーサ配置パターンSP1~SP6を構成する各スペーサ配置部316に対してX軸方向について隣り合うカラーフィルタ310hは、X軸方向について隣り合い且つ上記スペーサ配置部316とY軸方向について隣り合うカラーフィルタ310hに対してY軸方向について位置ずれしており、その位置ずれ量がスペーサ配置部316とスペーサ非配置部317との幅寸法の差となっている。これにより、各カラーフィルタ310hにおけるY軸方向についての寸法が一定となるので、各画素PXの開口率が均一化されている。
 ここで、上記した配置構成のスペーサ315及びスペーサ配置部316を備える液晶パネルの優位性を検証するため、以下の比較実験1を行った。比較実験1では、本段落以前に説明したスペーサ315及びスペーサ配置部316を備える液晶パネルを実施例1とし、スペーサ315及びスペーサ配置部316の配置構成を実施例1とは異ならせた液晶パネルを比較例1,2として、これら実施例1及び比較例1,2のスペーサ密度、開口率、開口率の向上率を算出するとともにその結果を図12に示した。実施例1及び比較例1,2は、精細度が564dpi(dots per inch)とされ、画素間ピッチ(表示画素DPXの配列ピッチ)が45μmとされ、ブラックマトリクス310iのうちの第1仕切部310i1のスペーサ非配置部317及び第2仕切部310i2の幅がそれぞれ4μmとされる点で共通している。従って、実施例1及び比較例1,2におけるカラーフィルタ310h(画素PX)は、短辺寸法が11μmとされ、長辺寸法が41μmとされる。実施例1及び比較例1におけるスペーサ315は、共通構造とされており、幅寸法が10μm、長さ寸法が24μm、とされている。また、実施例1及び比較例1におけるスペーサ315が配置されるスペーサ配置部316は、スペーサ315の幅寸法及び長さ寸法に10μmずつ足した大きさ(幅寸法が20μm、長さ寸法が34μm)を有する点でも共通している。
 比較例1におけるスペーサ315及びスペーサ配置部316は、図11に示すように、Y軸方向について4個のカラーフィルタ310hを挟み込む位置と、X軸方向について2個(スペーサ315が跨ぐカラーフィルタ310hの数と同数)のカラーフィルタ310hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、2個のスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成している。2個のスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成するスペーサ315及びスペーサ配置部316は、Y軸方向について2個(Y軸方向について挟み込むカラーフィルタ310hの数の半分)のカラーフィルタ310h分位置ずれしている。つまり、2個のスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成するスペーサ315及びスペーサ配置部316は、千鳥状に平面配置されている。比較例1におけるカラーフィルタ310h(画素PX)のうち、Y軸方向についてスペーサ315及びスペーサ配置部316と隣り合うものは、隣り合わないもの(Y軸方向についての寸法が33μm)に比べると、Y軸方向についての寸法が小さくなっており、その差が8μmとされる。このように比較例1では、スペーサ315及びスペーサ配置部316の配置スペースの分だけカラーフィルタ310h(画素PX)の配置スペースが削減されている。比較例2におけるスペーサ315及びスペーサ配置部316は、上記した比較例1と同様の分布であり、その図示は省略する。比較例2におけるスペーサ315は、幅寸法が10μm、長さ寸法が15μm、とされる点(長さ寸法が9μm小さい点)で比較例1とは異なっている。ここで、比較例2においてスペーサ315が配置されるスペーサ配置部316は、比較例1と同じ大きさ(幅寸法が20μm、長さ寸法が34μm)を有する。これは、スペーササイズに応じて、長さ寸法を短くしても、開口部とするには、エリアが小さかったり、また、開口形状がいびつとなって、いびつな部分が視認されやすくなってしまうためである。これら比較例1,2では、カラーフィルタ310hによってY軸方向についての寸法、つまり開口面積が異なっているため、液晶パネルの用途がヘッドマウントディスプレイとされてレンズ部を用いた拡大表示が行われると、画素PX間に輝度差が視認され易くなる傾向にある。仮に、カラーフィルタ310hのY軸方向についての寸法(開口面積)を揃えると、カラーフィルタ310hを小型化せざるを得なくなり、開口率が低下してしまう。
 図12に示される「スペーサ密度」は、スペーサ配置基準領域SAに占めるスペーサ315の面積の総和の比率(単位は「%」)である。同図に示される「開口率」は、スペーサ配置基準領域SAに占めるカラーフィルタ310h(画素PX)の面積の総和の比率(単位は「%」)である。同図に示される「開口率の向上率」は、実施例1に係る開口率と比較例1,2に係る開口率との差を比較例1,2に係る開口率で除して得た比率(単位は「%」)である。図12によれば、スペーサ密度に関しては、実施例1(2.8%)が比較例1(4.4%)よりも小さくなっているものの、比較例2(2.8%)とは等しくなっている。実施例1及び比較例1は、スペーサ315が同じ大きさであるから、スペーサ315の分布の違いによりスペーサ密度の差が生じている。一方、実施例1及び比較例2は、スペーサ315の分布が異なるものの、スペーサ315の長さ寸法の差によってスペーサ密度が等しくなっている。つまり、比較例1,2のようなスペーサ315の分布を採る場合、実施例1と同等のスペーサ密度を得るには、スペーサ315を小型化する必要がある、と言える。そして、開口率に関しては、実施例1(63.1%)が比較例1,2(60.3%)よりも大きくなっており、その差に基づいて算出される開口率の向上率は、5%程度とされている。このように、実施例1は、比較例1,2に比べると、開口率が高いものとなっており、それにより輝度の向上や光の利用効率の向上が図られる。
 <実施形態5>
 本発明の実施形態5を図13から図15によって説明する。この実施形態5では、上記した実施形態4からスペーサ415及びスペーサ配置部416の形成範囲を変更するとともにスペーサ配置パターンSP1~SP9の数を変更したものを示す。なお、上記した実施形態4と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係るスペーサ配置部416は、図13に示すように、Y軸方向について9個のカラーフィルタ410hを挟み込む位置と、X軸方向について16個のカラーフィルタ410hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、スペーサ配置パターンSP1~SP9を構成している。スペーサ配置パターンSP1~SP9は、互いのスペーサ配置部416がY軸方向について位置ずれするよう、9個が備えられる。具体的には、9個のスペーサ配置パターンSP1~SP9を構成するスペーサ配置部416が1つずつ配されるスペーサ配置基準領域SA(図13にて二点鎖線により示す)において、スペーサ配置基準領域SAの左端のスペーサ配置部416から順に第1スペーサ配置パターンSP1、第2スペーサ配置パターンSP2、第3スペーサ配置パターンSP3、第4スペーサ配置パターンSP4、第5スペーサ配置パターンSP5、第6スペーサ配置パターンSP6、第7スペーサ配置パターンSP7、第8スペーサ配置パターンSP8、第9スペーサ配置パターンSP9をそれぞれ構成している。各スペーサ配置パターンSP1~SP9を構成するスペーサ配置部416は、上記したルールに従って周期的に繰り返し配置されることで、基板の面内において偏在することなく均一化された分布密度でもって分散されている。これにより、各スペーサ配置部416に配置されるスペーサ415による基板間隔保持機能がより一層安定的に発揮される。また、スペーサ配置部416は、上記した実施形態4と同様に、幅寸法(Y軸方向についての寸法)がカラーフィルタ410h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)と、カラーフィルタ410h(画素PX)をY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部410i1の幅寸法(Y軸方向についての寸法)と、を足し合わせた大きさよりも小さいものとされ、その差の分だけX軸方向について隣り合うカラーフィルタ410h同士がY軸方向について位置ずれする場合もある。
 ここで、上記した配置構成のスペーサ415及びスペーサ配置部416を備える液晶パネルの優位性を検証するため、以下の比較実験2を行った。比較実験2では、本段落以前に説明したスペーサ415及びスペーサ配置部416を備える液晶パネルを実施例2とし、スペーサ415及びスペーサ配置部416の配置構成を実施例2とは異ならせた液晶パネルを比較例3として、これら実施例2及び比較例3のスペーサ密度、開口率、開口率の向上率を算出するとともにその結果を図15に示した。なお、図15には、上記した実施形態4の比較実験1に係る実施例1及び比較例1,2の実験結果についても併せて示されている。実施例2及び比較例3は、精細度が1058dpiと比較実験1の約2倍とされ、画素間ピッチが24μmとされ、ブラックマトリクス410iのうちの第1仕切部410i1のスペーサ非配置部417及び第2仕切部410i2の幅がそれぞれ4μmとされる点で共通している。従って、実施例2及び比較例3におけるカラーフィルタ410h(画素PX)は、短辺寸法が4μmとされ、長辺寸法が20μmとされる。実施例2及び比較例3におけるスペーサ415は、共通構造とされており、幅寸法が10μm、長さ寸法が10μm、とされている。また、実施例2及び比較例3におけるスペーサ415が配置されるスペーサ配置部416は、スペーサ415の幅寸法及び長さ寸法に10μmずつ足した大きさ(幅寸法が20μm、長さ寸法が20μm)を有する点でも共通している。
 比較例3におけるスペーサ415及びスペーサ配置部416は、図14に示すように、Y軸方向について4個のカラーフィルタ410hを挟み込む位置と、X軸方向について2個(スペーサ415が跨ぐカラーフィルタ410hの数と同数)のカラーフィルタ410hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、2個のスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成している。2個のスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成するスペーサ415及びスペーサ配置部416は、Y軸方向について2個(Y軸方向について挟み込むカラーフィルタ410hの数の半分)のカラーフィルタ410h分位置ずれしている。つまり、比較例3におけるスペーサ415及びスペーサ配置部416の分布は、上記した実施形態4の比較実験1に係る比較例1,2と同様の千鳥状配置とされている。比較例3におけるカラーフィルタ410h(画素PX)のうち、Y軸方向についてスペーサ415及びスペーサ配置部416と隣り合うものは、隣り合わないもの(Y軸方向についての寸法が12μm)に比べると、Y軸方向についての寸法が小さくなっており、その差が8μmとされる。このように比較例3では、スペーサ415及びスペーサ配置部416の配置スペースの分だけカラーフィルタ410h(画素PX)の配置スペースが削減されている。
 図15に示される「スペーサ密度」、「開口率」、「開口率の向上率」は、上記した実施形態4の比較実験1にて説明した通りである。図15によれば、スペーサ密度に関しては、実施例2(2.7%)が比較例3(6.5%)よりも小さくなっている。ここで、比較例3は、比較実験1に係る比較例1に比べてスペーサ密度が大きくなっているが、これは比較例3ではスペーサ415の長さ寸法が小さくなっているものの、それ以上に精細度が増して画素間ピッチ及びカラーフィルタ410h(画素PX)の各寸法が小さくなったことでスペーサ415の設置数が増したことによる。実施例2は、スペーサ密度が比較実験1に係る実施例1と同等とされているが、これは精細度が増して画素間ピッチ及びカラーフィルタ410h(画素PX)の各寸法が小さくなった分だけ、隣り合うスペーサ415の間に挟み込むカラーフィルタ410hの数を増したことによる。そして、開口率に関しては、実施例2(38.8%)が比較例3(33.3%)よりも大きくなっており、その差に基づいて算出される開口率の向上率は、17%程度とされている。この比較実験2における開口率の向上率は、比較実験1での向上率(5%)よりも大きなものとなっている。従って、高精細化が進行するほど、開口率が効率的に向上する、と言える。
 <実施形態6>
 本発明の実施形態6を図16から図18によって説明する。この実施形態6では、上記した実施形態5からスペーサ515及びスペーサ配置部516の形成範囲を変更するとともにスペーサ配置パターンSP1~SP14の数を変更したものを示す。なお、上記した実施形態5と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係るスペーサ515及びスペーサ配置部516は、図16に示すように、X軸方向について2つの第2仕切部510i2を跨ぐとともに3つのカラーフィルタ510h(画素PX)を跨ぐ形成範囲を有している。つまり、スペーサ配置部516は、X軸方向についての寸法が1つの表示画素DPX(図4を参照)の同寸法よりも大きくなっており、上記した実施形態1に記載されたものよりは小さいものの、実施形態4,5に記載されたものよりは大きなものとされる。詳しくは、スペーサ配置部516は、X軸方向についての寸法が、カラーフィルタ510hのX軸方向についての寸法の3(「N」、スペーサ配置部516がX軸方向について跨ぐ第2仕切部510i2の数に1を足した数)倍と、第2仕切部510i2のX軸方向についての寸法の4(「N+1」)倍と、を足し合わせた大きさと同じとされる。なお、図16及び図17では、R,G,Bの三色のカラーフィルタ510hに対し、色毎に異なる模様を付している。
 スペーサ配置部516は、図16に示すように、Y軸方向について13個のカラーフィルタ510hを挟み込む位置と、X軸方向について39個のカラーフィルタ510hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、スペーサ配置パターンSP1~SP14を構成している。ここで、1つの表示画素DPX(図4を参照)は、R,G,Bを呈する3個の画素PXによって構成されている。従って、X軸方向について2つのスペーサ配置部516の間に挟み込まれる画素PXの数(39個)は、表示画素DPXを構成する画素PXの数(3個)に、Y軸方向について2つのスペーサ配置部516の間に挟み込まれる画素PXの数(13個)を掛け合わせた値となっている。つまり、1つの表示画素DPXを構成する画素PXの数を「m」(ここでは「m=3」)とし、Y軸方向について2つのスペーサ配置部516の間に挟み込まれる画素PXの数を「n」(ここでは「n=13」)としたとき、X軸方向について2つのスペーサ配置部516の間に挟み込まれる画素PXの数は、「m・n」(ここでは「m・n=39」)とされていて、上記した実施形態1と同様となっている。言い換えると、第1方向に沿って並んで互いに異なる色を呈する「a」個(ここでは「a=1」)の画素PXと、第2方向に沿って並んで互いに異なる色を呈する「b」個(ここでは「b=3」)の画素PXと、の合計「a・b」個(ここでは「a・b=3」)の画素PXによって白色を呈する1つの表示画素DPXが構成されており、 スペーサ配置部516は、第1方向について「a・n」個(ここでは「a・n=13」)の画素PXを挟み込む位置と、第2方向について「b・n」個(ここでは「b・n=39))の画素PXを挟み込む位置と、に配されている。
 スペーサ配置パターンSP1~SP14は、図16に示すように、互いのスペーサ配置部516がY軸方向について位置ずれするよう、14個が備えられる。具体的には、14個のスペーサ配置パターンSP1~SP14を構成するスペーサ配置部516が1つずつ配されるスペーサ配置基準領域SA(図16にて二点鎖線により示す)において、スペーサ配置基準領域SAの左端のスペーサ配置部516から順に第1スペーサ配置パターンSP1、第2スペーサ配置パターンSP2、第3スペーサ配置パターンSP3、第4スペーサ配置パターンSP4、第5スペーサ配置パターンSP5、第6スペーサ配置パターンSP6、第7スペーサ配置パターンSP7、第8スペーサ配置パターンSP8、第9スペーサ配置パターンSP9、第10スペーサ配置パターンSP10、第11スペーサ配置パターンSP11、第12スペーサ配置パターンSP12、第13スペーサ配置パターンSP13、第14スペーサ配置パターンSP14をそれぞれ構成している。各スペーサ配置パターンSP1~SP14を構成するスペーサ配置部516は、上記したルールに従って周期的に繰り返し配置されることで、基板の面内において偏在することなく均一化された分布密度でもって分散されている。これにより、各スペーサ配置部516に配置されるスペーサ515による基板間隔保持機能がより一層安定的に発揮される。また、スペーサ515は、上記した実施形態2に記載されたものと同様に、幅寸法(Y軸方向についての寸法)がカラーフィルタ510h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)とほぼ等しいものとされる。詳しくは、スペーサ配置部516は、Y軸方向についての寸法が、カラーフィルタ510hのY軸方向についての寸法と、カラーフィルタ510hをY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部510i1のY軸方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じとされる。従って、X軸方向について隣り合うカラーフィルタ510hがY軸方向について位置ずれすることなく直線状に配列している。
 ここで、上記した配置構成のスペーサ515及びスペーサ配置部516を備える液晶パネルの優位性を検証するため、以下の比較実験3を行った。比較実験3では、本段落以前に説明したスペーサ515及びスペーサ配置部516を備える液晶パネルを実施例3とし、スペーサ515及びスペーサ配置部516の配置構成を実施例3とは異ならせた液晶パネルを比較例4として、これら実施例3及び比較例4のスペーサ密度、開口率、開口率の向上率を算出するとともにその結果を図18に示した。なお、図18には、上記した実施形態4,5の比較実験1,2に係る実施例1,2及び比較例1~3の実験結果についても併せて示されている。実施例3及び比較例4は、精細度が1588dpiと比較実験2の約1.5倍とされ、画素間ピッチが16μmとされ、ブラックマトリクス510iのうちの第1仕切部510i1のスペーサ非配置部517及び第2仕切部510i2の幅がそれぞれ4μmとされる点で共通している。従って、実施例3及び比較例4におけるカラーフィルタ510h(画素PX)は、短辺寸法が1.33μmとされ、長辺寸法が12μmとされる。実施例3及び比較例4におけるスペーサ515は、共通構造とされており、幅寸法が10μm、長さ寸法が10μm、とされており、これは上記した実施形態5の比較実験2に係る実施例2及び比較例3と同一である。また、実施例3及び比較例4におけるスペーサ515が配置されるスペーサ配置部516は、スペーサ515の幅寸法及び長さ寸法に10μmずつ足した大きさ(幅寸法が20μm、長さ寸法が20μm)を有する点でも共通している。
 比較例4におけるスペーサ515及びスペーサ配置部516は、図17に示すように、Y軸方向について4個のカラーフィルタ510hを挟み込む位置と、X軸方向について3個(スペーサ515が跨ぐカラーフィルタ510hの数と同数)のカラーフィルタ510hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、2つのスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成している。2つのスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成するスペーサ515及びスペーサ配置部516は、Y軸方向について2個(Y軸方向について挟み込むカラーフィルタ510hの数の半分)のカラーフィルタ510h分位置ずれしている。つまり、比較例4におけるスペーサ515及びスペーサ配置部516の分布は、上記した実施形態5の比較実験2に係る比較例3と同様の千鳥状配置とされている。比較例4におけるカラーフィルタ510h(画素PX)のうち、Y軸方向についてスペーサ515及びスペーサ配置部516と隣り合うものは、隣り合わないもの(Y軸方向についての寸法が4μm)に比べると、Y軸方向についての寸法が小さくなっており、その差が8μmとされる。つまり、比較例4では、Y軸方向についてスペーサ515及びスペーサ配置部516と隣り合うものと隣り合わないものとの差(8μm)が、隣り合わないものにおけるY軸方向についての寸法(4μm)よりも大きくなっている。このように比較例4では、スペーサ515及びスペーサ配置部516の配置スペースの分だけカラーフィルタ510h(画素PX)の配置スペースが大幅に削減されている。
 図18に示される「スペーサ密度」、「開口率」、「開口率の向上率」は、上記した実施形態4の比較実験1にて説明した通りである。図18によれば、スペーサ密度に関しては、実施例3(2.8%)が比較例4(9.8%)よりも小さくなっている。ここで、比較例4は、比較実験2に係る比較例3に比べてスペーサ密度が大きくなっているが、これは比較例4ではスペーサ515の長さ寸法が比較例3と同一であるものの、精細度が増して画素間ピッチ及びカラーフィルタ510h(画素PX)の各寸法が小さくなったことでスペーサ515の設置数が増したことによる。実施例3は、スペーサ密度が比較実験1,2に係る実施例1,2と同等とされているが、これは精細度が増して画素間ピッチ及びカラーフィルタ510h(画素PX)の各寸法が小さくなった分だけ、隣り合うスペーサ515の間に挟み込むカラーフィルタ510hの数を増したことによる。そして、開口率に関しては、実施例3(17.4%)が比較例4(12.5%)よりも大きくなっており、その差に基づいて算出される開口率の向上率は、39%程度とされている。この比較実験3における開口率の向上率は、比較実験1,2での向上率(5%,17%)よりもさらに大きなものとなっている。従って、高精細化が進行するほど、開口率が効率的に向上する、と言える。
 <実施形態7>
 本発明の実施形態7を図19から図21によって説明する。この実施形態7では、上記した実施形態6からスペーサ615及びスペーサ配置部616の形成範囲を変更するとともにスペーサ配置パターンSP1~SP16の数を変更したものを示す。なお、上記した実施形態6と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係るスペーサ615及びスペーサ配置部616は、図19に示すように、X軸方向について3つの第2仕切部610i2を跨ぐとともに4つのカラーフィルタ610h(画素PX)を跨ぐ形成範囲を有している。つまり、スペーサ615及びスペーサ配置部616は、X軸方向についての形成範囲が上記した実施形態1~3と同様とされる。なお、図19及び図20では、R,G,Bの三色のカラーフィルタ610hに対し、色毎に異なる模様を付している。
 スペーサ配置部616は、図19に示すように、Y軸方向について15個のカラーフィルタ610hを挟み込む位置と、X軸方向について60個のカラーフィルタ610hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、スペーサ配置パターンSP1~SP16を構成している。スペーサ配置パターンSP1~SP16は、互いのスペーサ配置部616がY軸方向について位置ずれするよう、16個が備えられる。具体的には、16個のスペーサ配置パターンSP1~SP16を構成するスペーサ配置部616が1つずつ配されるスペーサ配置基準領域SA(図19にて二点鎖線により示す)において、スペーサ配置基準領域SAの左端のスペーサ配置部616から順に第1スペーサ配置パターンSP1、第2スペーサ配置パターンSP2、第3スペーサ配置パターンSP3、第4スペーサ配置パターンSP4、第5スペーサ配置パターンSP5、第6スペーサ配置パターンSP6、第7スペーサ配置パターンSP7、第8スペーサ配置パターンSP8、第9スペーサ配置パターンSP9、第10スペーサ配置パターンSP10、第11スペーサ配置パターンSP11、第12スペーサ配置パターンSP12、第13スペーサ配置パターンSP13、第14スペーサ配置パターンSP14、第15スペーサ配置パターンSP15、第16スペーサ配置パターンSP16をそれぞれ構成している。各スペーサ配置パターンSP1~SP16を構成するスペーサ配置部616は、上記したルールに従って周期的に繰り返し配置されることで、基板の面内において偏在することなく均一化された分布密度でもって分散されている。これにより、各スペーサ配置部616に配置されるスペーサ615による基板間隔保持機能がより一層安定的に発揮される。また、スペーサ配置部616は、上記した実施形態3に記載されたものと同様に、幅寸法(Y軸方向についての寸法)が、カラーフィルタ610h(画素PX)の長辺寸法(Y軸方向についての寸法)と、カラーフィルタ610hをY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部610i1の幅寸法(Y軸方向についての寸法)と、を足し合わせた大きさよりも大きなものとされる。従って、各スペーサ配置パターンSP1~SP16を構成するスペーサ配置部616に対してX軸方向について隣り合うカラーフィルタ610hは、X軸方向について隣り合い且つ上記スペーサ配置部616とY軸方向について隣り合うカラーフィルタ610hに対してY軸方向について位置ずれしており、その位置ずれ量が、スペーサ配置部616の幅寸法と、カラーフィルタ610hの長辺寸法とカラーフィルタ610hをY軸方向について挟み込む一対の第1仕切部610i1の幅寸法とを足し合わせた大きさと、の差となっている。これにより、各カラーフィルタ610hの幅寸法が一定となるので、各画素PXの開口率が均一化される。また、スペーサ配置部616は、X軸方向についての寸法が、カラーフィルタ610hのX軸方向についての寸法の4(「N」、スペーサ配置部616がX軸方向について跨ぐ第2仕切部610i2の数に1を足した数)倍と、第2仕切部610i2のX軸方向についての寸法の5(「N+1」)倍と、を足し合わせた大きさと同じとされる。
 ここで、上記した配置構成のスペーサ615及びスペーサ配置部616を備える液晶パネルの優位性を検証するため、以下の比較実験4を行った。比較実験4では、本段落以前に説明したスペーサ615及びスペーサ配置部616を備える液晶パネルを実施例4とし、スペーサ615及びスペーサ配置部616の配置構成を実施例4とは異ならせた液晶パネルを比較例5,6として、これら実施例4及び比較例5,6のスペーサ密度、開口率、開口率の向上率を算出するとともにその結果を図21に示した。なお、図21には、上記した実施形態4~6の比較実験1~3に係る実施例1~3及び比較例1~4の実験結果についても併せて示されている。実施例4及び比較例5,6は、精細度が1693dpiとされ、画素間ピッチが15μmとされ、ブラックマトリクス610iのうちの第1仕切部610i1のスペーサ非配置部617及び第2仕切部610i2の幅がそれぞれ4μmとされる点で共通している。従って、実施例4及び比較例5,6におけるカラーフィルタ610h(画素PX)は、短辺寸法が1μmとされ、長辺寸法が11μmとされる。実施例4及び比較例5におけるスペーサ615は、共通構造とされており、幅寸法が10μm、長さ寸法が14μm、とされており、これは上記した実施形態6の比較実験3に係る実施例3及び比較例4よりも大きくなっている。また、実施例4及び比較例5におけるスペーサ615が配置されるスペーサ配置部616は、スペーサ615の幅寸法及び長さ寸法に10μmずつ足した大きさ(幅寸法が20μm、長さ寸法が24μm)を有する点でも共通している。
 比較例5におけるスペーサ615及びスペーサ配置部616は、図20に示すように、Y軸方向について4個のカラーフィルタ610hを挟み込む位置と、X軸方向について4個(スペーサ615が跨ぐカラーフィルタ610hの数と同数)のカラーフィルタ610hを挟み込む位置と、に周期的に配されることで、2つのスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成している。2つのスペーサ配置パターンSP1,SP2を構成するスペーサ615及びスペーサ配置部616は、Y軸方向について2個(Y軸方向について挟み込むカラーフィルタ610hの数の半分)のカラーフィルタ610h分位置ずれしている。つまり、比較例5におけるスペーサ615及びスペーサ配置部616の分布は、上記した実施形態5,6の比較実験2,3に係る比較例3,4と同様の千鳥状配置とされている。比較例5におけるカラーフィルタ610h(画素PX)のうち、Y軸方向についてスペーサ615及びスペーサ配置部616と隣り合うものは、隣り合わないもの(Y軸方向についての寸法が3μm)に比べると、Y軸方向についての寸法が小さくなっており、その差が8μmとされる。つまり、比較例5では、比較例4と同様に、Y軸方向についてスペーサ615及びスペーサ配置部616と隣り合うものと隣り合わないものとの差(8μm)が、隣り合わないものにおけるY軸方向についての寸法(3μm)よりも大きくなっている。このように比較例5では、スペーサ615及びスペーサ配置部616の配置スペースの分だけカラーフィルタ610h(画素PX)の配置スペースがさらに大幅に削減されている。比較例6におけるスペーサ615及びスペーサ配置部616は、上記した比較例5と同様の分布であり、その図示は省略する。比較例6におけるスペーサ615は、幅寸法が10μm、長さ寸法が10μm、とされる点(長さ寸法が4μm小さい点)で比較例5とは異なっており、比較例3,4などと同じ大きさとされている。比較例6においてスペーサ615が配置されるスペーサ配置部616の幅寸法及び長さ寸法は、比較例2の場合と同様に、比較例5と同じ大きさ(幅寸法が20μm、長さ寸法が24μm)を有する。
 図21に示される「スペーサ密度」、「開口率」、「開口率の向上率」は、上記した実施形態4の比較実験1にて説明した通りである。図21によれば、スペーサ密度に関しては、実施例4(2.9%)が比較例5,6(11.7%,8.3%)よりも小さくなっている。実施例4及び比較例5は、スペーサ615が同じ大きさであるから、スペーサ615の分布の違いによりスペーサ密度の差が生じている。一方、比較例5及び比較例6は、スペーサ615の分布が同じであるものの、スペーサ615の長さ寸法が異なることから、スペーサ615が小型とされる比較例6の方がスペーサ密度が小さくなっている。ここで、実施例4及び比較例5は、比較実験3に係る実施例3及び比較例4に比べてそれぞれスペーサ密度が大きくなっているが、これは画素間ピッチの差よりもスペーサ615の長さ寸法の差の方が大きくなっていることによる。そして、開口率に関しては、実施例4(13.7%)が比較例5,6(共に9.3%)よりも大きくなっており、その差に基づいて算出される開口率の向上率は、47%程度とされている。この比較実験4における開口率の向上率は、比較実験1~3での向上率(5%,17%,39%)よりもさらに大きなものとなっている。従って、高精細化が進行するほど、開口率が効率的に向上する、と言える。なお、比較例5,6に記載したスペーサ配置パターンSP1,SP2を採用した上で、スペーサ配置部616の平面サイズは変更せず、スペーサ615を部分的に配置しないことも可能であり、そのようにすればスペーサ密度を実施例4のように低くすることができるとともに、低温気泡の発生を抑制または防止することができる。この場合、画素PXの開口率に関しては、比較例5,6と同様になる。
 <他の実施形態>
 本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
 (1)上記した各実施形態以外にも、スペーサ及びスペーサ配置部の具体的な平面配置、一スペーサ配置基準領域当たりの設置数(スペーサ配置パターンの数)、幅寸法、長さ寸法などは、適宜に変更可能である。
 (2)上記した各実施形態では、スペーサ及びスペーサ配置部が一定の規則性をもって分散配置された場合を示したが、スペーサ及びスペーサ配置部が不規則に分散配置されてもよい。その場合、周期性を持たない配置を採ることも可能である。
 (3)上記した各実施形態では、スペーサ配置部がX軸方向に沿って延在しつつ跨ぐ第2仕切部の数が1~3とされる場合を例示したが、スペーサ配置部がX軸方向に沿って延在しつつ跨ぐ第2仕切部の数を4以上とすることも可能である。
 (4)上記した各実施形態以外にも、カラーフィルタ(画素)の具体的な短辺寸法及び長辺寸法やブラックマトリクスにおける第1仕切り部におけるスペーサ非配置部及び第2仕切部の各幅寸法などは、適宜に変更可能である。
 (5)上記した実施形態1~3,6以外にも、「m」及び「n」に代入される2以上の自然数の具体的な値は適宜に変更可能であり、例えば「m=n」であっても構わない。同様に、「a」に代入される自然数や「b」及び「n」に代入される2以上の自然数の具体的な値は適宜に変更可能であり、例えば「a=b」,「a=n」、「b=n」のいずれかであっても構わない。
 (6)上記した各実施形態では、スペーサがカラーフィルタとは異なる感光性樹脂材料からなる場合を示したが、スペーサがカラーフィルタと同一材料からなる構成を採ることも可能である。このようにすれば、カラーフィルタを形成する工程と同じ工程でスペーサを形成することができる。
 (7)上記した各実施形態(少なくとも実施形態1を除く)では、アレイ基板においてスペーサと重畳する位置に画素電極が配される場合を示したが、スペーサと重畳する配置となる画素電極が形成されていなくても構わない。
 (8)上記した各実施形態では、カラーフィルタ(画素)が赤色、緑色及び青色の3色構成とされたものを例示したが、カラーフィルタが赤色、緑色及び青色に、黄色を加えて4色構成とされていてもよい。また、カラーフィルタが赤色、緑色及び青色に、全可視光を殆ど透過することができ、波長選択性を有さない無着色部を加える構成であっても構わない。
 (9)上記した各実施形態以外にも、ヘッドマウントディスプレイの具体的な光学構成(レンズ部の使用数や配置など)は適宜に変更可能である。
 (10)上記した実施形態では、CF基板に対向電極が配されて動作モードがVAモードとされた液晶パネルを例示したが、それ以外にもIPS(In-Plane Switching)モードやFFS(Fringe Field Switching)モードなどの他の動作モードとされた液晶パネルについても本発明は適用可能である。
 (11)上記した実施形態では、液晶パネルを例示したが、他の種類の表示パネル(PDP(プラズマディスプレイパネル)、有機ELパネル、EPD(電気泳動ディスプレイパネル)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)表示パネルなど)にも本発明は適用可能である。
 (12)上記した各実施形態では、ヘッドマウントディスプレイを示したが、液晶パネルに表示された画像をレンズなどを用いて拡大表示する機器として、例えばヘッドアップディスプレイやプロジェクターなどにも本発明は適用可能である。また、拡大表示機能を持たない液晶表示装置(テレビ受信装置、タブレット型端末、スマートフォンなど)にも本発明は適用可能である。
 (13)上記した各実施形態では、ソース配線が延在するY軸方向(第1方向)について隣り合うカラーフィルタが同色を呈する構成を示したが、ソース配線が延在するY軸方向について隣り合うカラーフィルタが異なる色を呈する構成であっても構わない。このような構成では、Y軸方向についての画素間ピッチがX軸方向(第2方向)についての画素間ピッチよりも狭くなり、第2仕切部のピッチが第1仕切部よりも緩やかになるため、スペーサ配置部を第2仕切部に含ませればよい。この構成では、Y軸方向に沿って延在する配線をTFTのソース電極に接続するとともに、X軸方向に沿って延在する配線をTFTのゲート電極に接続し、Y軸方向に沿って並ぶ異なる色を呈する複数の画素を時分割して順次に駆動するのが好ましい。
 (14)上記した(8)のように画素が赤色、緑色及び青色以外の色(黄色など)や無着色部を含む構成とされる場合には、それらの画素が第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ並ぶことで1つの表示画素を構成するようにしてもよい。例えば、1つの表示画素が4個の画素によって構成される場合、画素が第1方向及び第2方向に沿って2個ずつ並ぶ配置、つまり上記した(5)において「a=2」、「b=2」とした構成であっても構わない。その場合には、スペーサ配置部は、第1方向について「2n」個の画素を挟み込む位置と、第2方向について「2n」個の画素を挟み込む位置と、に配されるのが好ましい。なお、nは、2以上の自然数である。
 10,110...液晶パネル(表示装置)、10a,110a...CF基板(基板)、10b,110b...アレイ基板(基板)、10i,110i,310i,410i,510i,610i...ブラックマトリクス(画素間遮光部)、10i1,110i1,210i1,310i1,410i1,510i1,610i1...第1仕切部、10i2,110i2,310i2,410i2,510i2,610i2...第2仕切部、15,115,215,315,415,515,615...スペーサ、16,116,216,316,416,516,616...スペーサ配置部、17,117,317,417,517,617...スペーサ非配置部、DPX...表示画素、EY...眼球(眼)、HD...頭部、HMD...ヘッドマウントディスプレイ、HMDa...頭部装着器具、PX...画素、RE...レンズ部、SP1~SP16...スペーサ配置パターン

Claims (12)

  1.  互いに貼り合わせられる一対の基板と、
     前記基板の面内にて互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ並ぶ画素と、
     前記第1方向に沿って並ぶ前記画素間を仕切る第1仕切部と前記第2方向に沿って並ぶ前記画素間を仕切る第2仕切部とからなり、隣り合う前記画素間を遮光する画素間遮光部と、
     一対の前記基板間に介在するスペーサと、
     前記第1仕切部に含まれて前記スペーサが非配置とされるスペーサ非配置部と、
     前記第1仕切部に含まれて前記スペーサが配置されるスペーサ配置部であって、前記第2方向について前記第2仕切部を跨ぐ形成範囲を有するとともに前記スペーサ非配置部よりも幅広なスペーサ配置部と、を備える表示装置。
  2.  前記画素間遮光部は、前記第1仕切部及び前記第2仕切部を複数ずつ有しており、
     前記スペーサ配置部は、前記第1方向及び前記第2方向について複数ずつの前記画素を挟み込む位置に3つ以上が配されている請求項1記載の表示装置。
  3.  前記スペーサ配置部は、前記第1方向及び前記第2方向について一定数ずつの前記画素を挟み込む位置に周期的に配されることでスペーサ配置パターンを構成している請求項2記載の表示装置。
  4.  前記スペーサ配置パターンは、互いの前記スペーサ配置部が前記第1方向について位置ずれするよう複数備えられる請求項3記載の表示装置。
  5.  前記第1方向と前記第2方向との少なくともいずれか一方に沿って並んで互いに異なる色を呈する複数の前記画素によって白色を呈する1つの表示画素が構成されており、
     前記スペーサ配置部は、前記第1方向及び前記第2方向について同数ずつの前記表示画素を挟み込む位置に配されている請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6.  前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさよりも小さい請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7.  複数の前記画素のうち、前記スペーサが配置される前記スペーサ配置部と前記第2方向について隣り合う前記画素は、前記第2方向について隣り合い且つ前記スペーサ配置部と前記第1方向について隣り合う前記画素に対して前記第1方向について位置ずれしていてその位置ずれ量が前記スペーサ配置部と前記スペーサ非配置部との幅の差とされる請求項6記載の表示装置。
  8.  前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じかそれよりも大きい請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
  9.  前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさと同じとされる請求項8記載の表示装置。
  10.  前記スペーサ配置部は、前記第1方向についての寸法が、前記画素の前記第1方向についての寸法と、前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法と、を足し合わせた大きさよりも大きくされており、
     複数の前記画素のうち、前記スペーサが配置される前記スペーサ配置部と前記第2方向について隣り合う前記画素は、前記第2方向について隣り合い且つ前記スペーサ配置部と前記第1方向について隣り合う前記画素に対して前記第1方向について位置ずれしていてその位置ずれ量が前記スペーサ配置部の前記第1方向についての寸法と、前記画素の前記第1方向についての寸法と前記画素を前記第1方向について挟み込む一対の前記第1仕切部の前記第1方向についての寸法とを足し合わせた大きさと、の差とされる請求項8記載の表示装置。
  11.  前記スペーサ配置部は、前記第2方向についての寸法が、前記画素の前記第2方向についての寸法の「N」倍と、前記第2仕切部の前記第2方向についての寸法の「N+1」倍と、を足し合わせた大きさと同じとされる請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の表示装置。
  12.  請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の表示装置と、
     前記表示装置に表示された画像を使用者の眼に結像させるレンズ部と、
     前記表示装置及び前記レンズ部を有していて前記使用者の頭部に装着される頭部装着器具と、を少なくとも備えるヘッドマウントディスプレイ。
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