JP2004086121A - Image display device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high numerical aperture/high contrast by restraining a lowering in the display quality of an image formed on a surface to be projected by the effect of faulty orientation caused by a support. <P>SOLUTION: The display device is equipped with a light source 1, an image display panel 2 having a plurality of pixel areas each capable of modulating light, an optical system 4 forming the image on the surface to be projected with the light modulated by the panel 2, and an optical shift element 3 shifting a plurality of field pictures displayed by the panel 2 on the surface to be projected. The same area on the surface to be projected is sequentially irradiated with the light belonging to different wavelength regions modulated in the different pixel areas of the panel 2. The panel 2 is equipped with a plurality of supports for keeping a distance between base plates at a prescribed dimension, and the array pattern of the support is determined based on the shift pattern of pixel by the element 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッド・マウント・ディスプレイ（以下、「ＨＭＤ」と称する。）や投影型画像表示装置（プロジェクタ）などに好適に用いられる、光学シフト素子を備えた画像表示装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、一対の基板と、これらの基板間に挟まれた液晶層とを備えている。基板は、行および列（マトリクス）状に規則的に配列された複数の画素電極を有しており、画像信号に対応した駆動電圧が画素電極のそれぞれに印加される。この電圧印加によって液晶層の光学特性（光の透過率や反射率）が画素ごとに変化するため、画像を表示することができる。なお、本明細書における「画像」とは、２次元的な情報の配列を広く含むものであり、液晶表示素子２に表示される画像は、イメージだけではなく、テキストその他の情報であってもよい。
【０００３】
基板上の各画素電極に独立した駆動電圧を印加する方式には、「単純マトリクス方式」と「アクティブマトリクス方式」とがある。
【０００４】
アクティブマトリクス方式の場合、各画素電極に対応するスイッチング素子が基板上に配列される。このようなスイッチング素子が配列された基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。アクティブマトリクス基板上のスイッチング素子は、対応する画素電極と信号配線との間で電気的な導通／非導通状態を切り替える働きをする。このようなスイッチング素子には、金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）素子や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが好適に用いられている。
【０００５】
スイッチング素子は、非導通状態のとき、可能な限り高い電気抵抗を示すことが要求される。しかし、非導通状態にあるスイッチング素子に対して強い光が入射すると、スイッチング素子の電気抵抗が低下し、リーク電流が発生するため、画素電極に蓄えられていた電荷が放電されてしまうという問題が生じる。また、画素電極に適切なレベルの駆動電圧が印加されず、本来の表示動作が実行されなくなり、黒状態でも光が漏れてコントラスト比が低下するという問題も生じる。
【０００６】
液晶表示素子が透過型の場合は、上記問題を解決するため、アクティブマトリクス基板上、または、アクティブマトリクス基板とは液晶層を挟んで対向する対向基板に、ブラックマトリクス（ＢＭ）と呼ばれる遮光層が配置される。このブラックマトリクスの存在は、画素開口部の面積割合（開口率）を小さくしてしまう。ブラックマトリクスの占有面積を縮小して高精細化を達成するには、スイッチング素子や配線を微細化すればよいが、スイッチング素子や配線を微細化すると、駆動力の低下や配線抵抗の増加を招くことになる。また、製造技術上の制約からも、スイッチング素子や配線を微細化するのは難しい。
【０００７】
ブラックマトリクス上の非表示領域を利用して高精細化をはかる目的で、表示画像を画素ピッチ程度だけ光学的に移動させる技術が特許文献１に開示されている。この技術によれば、画素の移動に同期させ、移動した画素位置に対応する映像を表示される。その結果、見かけ上の画素数が増えるため、解像度の低い表示素子を用いても、高精細の表示パネルを用いた場合と同様の表示が可能となる。
【０００８】
特許文献２は、赤、緑、青（以下、「ＲＧＢ」と称する。）の各画素をシフト素子によって光学的に順次シフトさせ、シフトした画素を重ね合わせて表示する方法を開示している。この方法では、１つの画素に対応する領域において、ＲＧＢの各画素が時分割で表示される。その結果、表示パネル上の画素ピッチを縮小せずに、見かけの解像度を３倍に向上させることができる。
【０００９】
上記特許文献２には、画像を光学的にシフトさせる手段として、液晶素子と複屈折素子とを組み合わせた光学シフト素子が開示されている。複屈折素子は、入射する光の偏光方向によって光の屈折方向が変わる材料から形成されたものである。複屈折素子に入射する光の偏光方向を液晶素子によって変えれば、複屈折素子から出る光の光軸をシフトさせることができる。
【００１０】
図１は、公知の光学シフト素子を示している。この光学シフト素子は、光線の伝搬方向に沿って直列的に配列された液晶素子７および複屈折素子１１を備えている。液晶素子７は、入射してきた直線偏光の電場ベクトル振動面（以下、「偏光面」と称する。）を９０°回転させた状態と、回転させずにそのまま透過する状態との間で偏光状態をスイッチングする。複屈折素子１１は、入射してきた直線偏光の偏光面の向きに応じて光線をシフトさせることができる。
【００１１】
図１に示されている例では、液晶素子７に入射する光の電場ベクトル方向（偏光方向）は紙面に垂直である。液晶素子７では、屈折率異方性Δεが正のＴＮモードの液晶（ＴＮ液晶）が用いられ、かつ、光入射側の配向方向は入射光の偏光方向に対して平行に設定されるとともに、光出射側の配向方向は入射光の偏光方向に対して９０°回転した方向に設定されている。このため、液晶素子７の液晶層に電圧が印加されていない時（電圧ＯＦＦ状態の時）、液晶分子は９０°ねじれた状態にあり、その旋光性によって入射光の偏光面は９０°回転する。一方、液晶素子７の液晶層に所定レベル以上の電圧が印加されている時（電圧ＯＮ状態の時）、液晶分子の向きは電界の向きに整合した状態にあるため、入射光の偏光面は紙面に垂直なまま出射されることになる。そして、図示されている複屈折素子１１は、偏光面が紙面に垂直な光はそのまま透過させるが、紙面に平行な光はシフトさせることができる。
【００１２】
図１に示すような光学シフト素子内の液晶素子７は、印加される電圧の大きさに応じて、第１の直線偏光を出射する状態と、これに垂直な偏光面を有する第２の直線偏光を出射する状態との間で状態を適切かつ迅速に切り替えることが求められる。
【００１３】
前述したように、上記のＴＮ液晶を用いた液晶素子の場合、電圧をＴＮ液晶に印加しないとき、液晶素子に入射した直線偏光は偏光面が９０°回転した直線偏光として出射されるが、ＴＮ液晶に電圧を印加すると、液晶分子の向きは電界によって速やかに変化し、入射光の偏光を変化させない状態に遷移する。一方、ＴＮ液晶に対する電圧の印加を停止すると、液晶分子は、もとの状態に遷移（緩和）する。
【００１４】
液晶表示素子の基板に外部から圧力が加わり、基板が変形などして対向する基板間の距離（セル厚）が変化すると、閾値電圧の変化、対向基板間での電極ショート、液晶分子の配向の乱れなどが発生し、良好な表示が不可能となる。このため、セル厚を一定に保つための支持体を基板間に配置する技術が知られている。この技術によれば、所定の厚さを有する有機または無機膜を基板上に形成した後、その上にレジスト膜を形成する。フォトリソグラフィ法によってレジスト膜をパターニングした後、パターニングされたレジスト膜をマスクとして用い、下地の有機または無機膜をエッチングすることにより、スペーサとして機能する支持体を形成する。有機また無機膜とレジスト膜を用いる代わりに、例えば、感光性ポリイミドあるいは感光性アクリル樹脂などの感光性有機樹脂から形成した膜を用い、この膜を露光・現像することにより、感光性を有する膜から支持体を形成することもできる。
【００１５】
上述した方法によれば、支持体を画素外部に形成でき、また、基板と支持体の接触面を任意のパターンに形成できる。このようにして形成した支持体は、セル厚の均一性、外圧に対する強度、および表示品位の点において他の方法で形成した支持体よりも優れている。
【００１６】
支持体の形成、配向制御層の形成、および、ラビングなどによる一軸配向処理を次の順序で実行することができる。
【００１７】
（ａ）配向制御層を形成し、一軸配向処理を行った後、配向制御層上に支持体を形成する。
【００１８】
（ｂ）配向制御層の上層に支持体を形成した後、配向制御層に一軸配向処理を行う。
【００１９】
（ｃ）支持体形成後に配向制御層を形成し、配向制御層に一軸配向処理を行う。
【００２０】
しかし、配向制御層上に支持体を形成する（ａ）および（ｂ）の方法には、以下のような問題がある。
【００２１】
感光性有機樹脂やフォトレジストを用いて支持体を形成する場合、感光性樹脂やフォトレジストを塗布する際の希釈溶媒、現像液、剥離液などが配向制御層の配向規制力の低下を招来する可能性がある。配向制御層の配向規制力が低下すると、良好な表示品位を得ることが難しくなるため、（ｃ）の方法が、より好ましい。
【００２２】
【特許文献１】
米国特許第４，９８４，０９１号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，０６１，１０３号明細書
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
支持体を画素表示領域の外側に位置する遮光層領域内に形成すれば、表示画面内で支持体は直接には観察されず、表示品位の低下をある程度回避することができる。しかし、支持体近傍における液晶の配向は、支持体がない場合における液晶の配向とは異なるために、支持体近傍において配向不良が生じやすい。また、ラビングによる一軸配向処理の際に支持体が障害となり、支持体の一軸配向処理下流側は均一な配向処理を実現することが困難である。このため、支持体の一軸配向処理下流側には配向処理が不均一になることに起因する表示不良が発生しやすい。
【００２４】
以下、図２を参照しながら、上述した配向不良が支持体近傍で生じる理由を詳しく説明する。ここでは、クロスニコル状態に配置された一対の偏光板と、その間に配置されたツイスト角９０度（左カイラル）のネマティック液晶層とを備えた液晶表示素子について説明する。
【００２５】
図２は、デルタ配列の画素１０２を有する液晶表示素子における液晶の配向状態を模式的に示している。図では、液晶表示素子における表示領域内の一部が示されている。各画素１０２の間（遮光領域）には、遮光層１０３が設けられている。支持体１０１は、図の中央部で隣接する３個の画素１０２の間に形成されている。
【００２６】
図２において、矢印１１１は、支持体１０１が形成されている基板における一軸配向処理方向を示しており、矢印１１２は、支持体１０１が形成されていない基板における一軸配向処理方向を示している。支持体１０１の近傍には、支持体１０１の周囲に存在する液晶分子１２１〜１２４が模式的に記載されている。また、液晶層の厚さ方向中央付近に存在する液晶分子の配向方向を示すため、液晶分子１２５を図示している。
【００２７】
図２からわかるように、支持体１０１の近傍では、液晶分子１２１〜１２４の長軸が、支持体１０１を中心とする同心円状に配向する傾向がある。液晶層の厚さ方向に電圧を印加すると、液晶分子１２１〜１２４は、基板に垂直な方向に立ち上がろうとする。こうして、中間調または黒の表示を行う場合、液晶層には、液晶分子１２５の長軸方向に残留リタデーションが形成される。この残留リタデーションの方向に対して支持体１０１近傍の液晶分子１２２、１２４の長軸が平行であるため、液晶分子１２２、１２４が存在している領域では、残留リタデーションが大きくなる。これに対し、液晶分子１２１、１２３の長軸方向は、液晶分子１２５の長軸方向に垂直であるため、液晶分子１２１、１２３が存在している領域では、残留リタデーションが小さくなる。
【００２８】
従って、中間調や暗状態の表示状態において、領域▲２▼および領域▲４▼では光漏れが生じ、画素中央部の明るさに比べて明るくなるため、コントラストが低下する。一方、領域▲１▼と領域▲３▼は画素中央部の明るさに比べて暗くなる。また、支持体１０１の一軸配向処理方向における下流側に位置する領域▲５▼は、支持体１０１が配向処理の障害となるため、配向が不均一化し、表示不良となる。その影響は領域▲３▼に及び、領域▲３▼は領域▲１▼に比べて光漏れが生じやすい。
【００２９】
このように、支持体１０１を遮光領域に配置するだけでは、支持体１０１の近傍における光漏れが表示品位を劣化させてしまうため、支持体１０１だけではなく、支持体１０１の近傍に位置する領域▲１▼〜▲５▼を遮光層１０３で覆い隠す必要がある。しかし、遮光領域を大きくと、開口率が低下し、良好な表示品位を得ることが困難になるという問題がある。
【００３０】
この問題は、液晶表示素子の複数の画素を光学シフト素子によって被投影面上の同一の領域に順次照射する場合に特に助長される。光学シフト素子を用いて被投影面上で複数の画素を重ね合わす場合、配向不良領域が被投影面上で複数の位置にシフトされるため、表示品位の低下した領域が広範囲に拡大し、コントラストの低下や表示ムラなどとして認識されるからである。このため、光学シフト素子を用いる場合は、通常よりも液晶表示素子の画素遮光領域を拡大する必要があるが、開口率、明るさ、およびコントラストを低下させないようにするには、遮光領域の拡大以外の方法で配向不良の問題を解決する必要がある。
【００３１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、光学シフト素子を用いて解像度を向上させた投影型画像表示装置において、液晶表示素子における遮光領域を拡大することなく、支持体に起因する表示不良を抑制することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、光源と、各々が光を変調することができる複数の画素領域を有する画像表示パネルと、前記画像表示パネルで変調された光によって被投影面上に画像を形成する光学系と、前記画像表示パネルによって表示される複数のフィールド画像を前記被投影面上でシフトさせる光学シフト素子とを備え、前記画像表示パネルの異なる画素領域で変調された異なる波長域に属する光で前記被投影面上の同一領域を順次照射する画像表示装置であって、前記画像表示パネルは、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記基板間の距離を所定の大きさに保持するための複数の支持体とを備えており、前記支持体の配列パターンが前記光学シフト素子による画素のシフトパターンに基づいて決定されている。
【００３３】
このような構成によれば、支持体の存在に起因して生じる不良領域から出て被投影面を照射する光が画質劣化に与える影響を低減することが機能である。
【００３４】
好ましい実施形態においては、前記光学シフト素子によって前記被投影面上の同一領域を順次照射する光を出す複数の画素領域によって構成された画素群のそれぞれに対して、前記支持体が１つ割り当てられている。
【００３５】
このような画素群に対する支持体の個数（密度）が１を超えて大きくなると、被投影面上の同一領域に対する上記不良領域からの光照射が１シフト周期内で１回を超えることになる。そうなると、画素に生じた配向不良領域に起因する画質低下の影響が加算され、表示品位が大きく低下することになるが、本発明の上記構成によれば、そのような表示品位低下を抑制することができる。逆に、支持体の密度が１未満になると、被投影面上における各画素に対応する領域において、配向不良領域が投影される部分と、投影されない部分が混在することになり、表示ムラが生じるが、本発明の上記構成によれば、そのような表示ムラの発生を防止することもできる。
【００３６】
好ましい実施形態においては、前記光学シフト素子によって前記被投影面上の同一領域を順次照射する光を出す複数の画素領域によって構成された画素群のそれぞれに対して、所定数の前記支持体が割り当てられており、前記画素群のそれぞれに対して前記支持体が１つ割り当てられた場合と同様の表示を示すように、前記画素群のそれぞれに含まれる各画素領域の表示期間に重み付けが行われている。
【００３７】
このような構成を採用すれば、各画素群（シフト単位）に含まれる支持体の物理的な密度が１を超えても、支持体の密度が１である場合と同様の表示品位を得ることが可能である。
【００３８】
好ましい実施形態においては、前記画素群のそれぞれに対して、前記支持体が１つより多く、かつ各画素群に含まれる画素領域の数よりも少ない数だけ割り当てられている。各画素群に割り当てられる支持体の個数が画素群に含まれる画素領域の数を越えると、支持体に起因する不良領域の影響が大きくなりすぎるので好ましくない。
【００３９】
好ましい実施形態において、前記画像表示パネルは、前記液晶層の配向を規制する膜を更に有しており、前記支持体の存在が前記膜の配向規制力を部分的に低下させている。配向規制膜を有している場合、支持体に起因する配向規制力の低下が生じやすく、本発明の効果がより有効なものとなる。
【００４０】
好ましい実施形態において、前記画像表示パネルは、前記複数の画素間に設けられた遮光層を有しており、前記遮光層は、前記支持体を完全に覆い、かつ、前記膜のうち配向規制力が低下している部分の少なくとも一部を覆っている。遮光層をはみ出て配向規制力の低下した部分が存在する場合に、本発明の効果がより有効なものとなる。
【００４１】
好ましい実施の形態においては、前記画像表示表示パネルにおける前記一対の基板に含まれる第１基板は、所定方向にラビングされた第１配向膜を有し、前記一対の基板に含まれる第２基板は、前記所定方向とは異なる方向にラビングされた第２配向膜を有し、前記複数の画素領域は、赤、青、および緑の各々に対応する画素領域であって規則的に配列された画素領域によって構成され、前記支持体は、前記第１基板上において前記画素領域外の領域内に配置され、しかも、青に対応する画素領域が前記支持体に対して前記第１配向膜のラビング方向の下流側に配置されている。
【００４２】
青は視感度が最も低い色である。また、支持体が形成される第１基板におけるラビング方向の下流側に、支持体の存在に起因する配向不良領域が形成されやすい。上記の構成によれば、支持体の存在に起因する配向不良領域が視感度の最も低い青に対応する画素領域と重ねられる。このため、本発明によれば、第１基板におけるラビング方向の下流側に赤または緑に対応する画素領域が配置される場合に比べて、配向不良領域が表示不良として認識されにくくなる。その結果、配向不良領域の遮光が不要となるか、あるいは、遮光が必要でも遮光面積を少なくすることができる。
【００４３】
好ましい実施の形態においては、赤に対応する画素領域が、前記支持体に対して前記第１配向膜のラビング方向の上流側で、かつ液晶層の残留リタデーションを打ち消す領域に配置されている。
【００４４】
好ましい実施形態において、赤に対応する画素領域の開口率は、青および緑のそれぞれに対応する画素領域の開口率よりも高くしている。
【００４５】
投影型画像表示装置の光源には、光利用効率の向上およびコスト低減の観点から、高圧水銀ランプを使用する場合が多い。高圧水銀ランプにおける赤、青、緑の放射強度を比較した場合、赤の強度がもっと低い。従って、高圧水銀ランプを用いる場合は、色バランスを調整する際に放射強度の最も低い赤に明るさを合わせる必要がある。その場合、表示の明るさを一定に保つためには、緑および青の光を相対的に暗くする必要がある。表示パネルの駆動電圧を低下させることにより、緑および青の光の明るさを下げることが可能であるが、上記の好ましい実施形態においては、開口率を調節することによって各色の明るさを整えている。すなわち、赤に対応する画素領域の開口率を緑や青に対応する画素領域の開口率よりも高くすることにより、表示の明るさを一定に保つことができる。このような構成によれば、赤、緑、および青の各々に対応する画素領域に印加する駆動電圧を相互に等しく設定することができ、駆動回路の設計が容易となる。
【００４６】
なお、赤に対応する画素領域の開口率を大きくするには、赤に対応する画素領域を支持体に対して第１配向膜のラビング方向上流側に配置することが好ましい。
【００４７】
好ましい実施形態において、赤、青、および緑の各々に対応する３つの画素領域が互いに隣接してデルタ配列を構成している。このような構成によれば、表示画面における斜め線の表示がストライプ配列に比べて滑らかになるので、映像の表示品位が向上する。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明の表示装置は、光源と、各々が光を変調することができる複数の画素領域を有する画像表示パネルと、画像表示パネルで変調された光によって被投影面上に画像を形成する光学系と、画像表示パネルによって表示される複数のフィールド画像を被投影面上でシフトさせる光学シフト素子とを備えている。そして、光学シフト素子により、画像表示パネルの異なる画素領域で変調された異なる波長域に属する光の光路をシフトさせ、異なる波長帯域の光で被投影面上の同一領域を順次照射し、それによって、フルカラーの画像をフィールドシーケシャル的に形成することができる。
【００４９】
本発明で用いる画像表示パネルは、一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板間の距離を所定の大きさに保持するための複数の支持体とを備えている。本発明の第一の特徴点は、支持体の配列パターンが光学シフト素子による画素のシフトパターンに基づいて最適化されており、支持体の存在に起因して発生する画質不良領域の影響が被投影面上に形成された画像に及ぶことを抑制している。
【００５０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００５１】
（実施形態１）
本実施形態に係る画像表示装置は、図３および図４に示すように、液晶表示素子２のＲ、Ｇ、Ｂに対応した３つの画素に１つのマイクロレンズ（光制御手段）を対応させた投影型画像表示装置である。この投影型画像表示装置は、光源１と、各々が光を変調することができる複数の画素領域を有する液晶表示素子２と、液晶表示素子２で変調された光によって被投影面（不図示）上に画像を形成する投影レンズ（光学系）４と、液晶表示素子２によって表示される複数のフィールド画像（サブフレーム画像）を被投影面上でシフトさせる光学シフト素子３とを備えている。
【００５２】
この投影型画像表示装置では、図４に示すように、液晶表示素子２の光入射側に設けられたマイクロレンズアレイ２ａにより、ダイクロイックミラー（色分離光学系）で分離されたＲ、Ｇ、Ｂの光を、それぞれ、液晶表示素子２における対応する画素領域へ照射することができる。このような装置によれば、１枚の液晶表示素子２を用いて、フルカラーの投影画像を形成することができる。
【００５３】
本実施形態で用いる液晶表示素子２は、アクティブマトリクス型であり、アクティブマトリクス基板には、一対の基板間の距離を所定の大きさに保持するための複数の支持体が形成されている。
【００５４】
本発明の主要な特徴点は支持体の配置パターンにあるが、これを説明する前に、本実施形態にかかる投影型画像表示装置の動作を詳しく説明する。
【００５５】
まず、図５を参照して、本実施形態における光学シフト素子３の構成を説明する。図示されている光学シフト素子３は、２つの光路シフト部、すなわち、第１シフト部１５０と第２シフト部２００とを有しているため、３つまたは４つの位置の間で画像をウォブリングさせることができる。
【００５６】
第１シフト部１５０は、液晶素子１０と複屈折素子１２を用いて作製されており、第２シフト部２００は、液晶素子１１と複屈折素子１２を用いて作製されている。液晶素子１０および１１の各々は、液晶層と、液晶層の光入射面および光出射面を挟み込む一対の透明電極（不図示）と、これらを挟み込む一対の透明基板とを備えている。液晶素子１０および複屈折素子１２は、接着剤などによって一体化され、第１シフト部１５０がひとつの部品として機能するように構成されていても良い。第２シフト部２００についても同様である。また、第１シフト部１５０と第２シフト部２００とが一体化されていてもよい。
【００５７】
本実施形態における液晶素子１０および１１は、例えば、ＴＮモードの液晶を用いて作製されており、印加電圧のＨｉｇｈ／Ｌｏｗに応じて、入射光の偏光面を約９０°回転させる状態（第１の状態）と、入射光の偏光面を実質的に回転させずにそのまま出射する状態（第２の状態）との間でスイッチングする。上記の液晶素子に用いることのできる液晶の種類は、ＴＮ液晶に限定されず、例えばＯＣＢモードやＥＣＢモードの液晶、あるいは強誘電液晶などを用いることもできる。なお、本明細書における「直線偏光」とは、可視光帯域に含まれる全ての範囲において完全な直線偏光である必要は無く、所定の波長域内において実質的に直線偏光であればよい。
【００５８】
液晶素子１０および１１は、典型的には、一対の透明基板と、透明基板間に位置する液晶層と、液晶層に電圧を印加する透明電極（透明導電膜）とを有している。本実施形態で用いる液晶素子１０および１１は、いずれも、面内で略一様な分布の電圧与える電極構造を有している。液晶層に一様な電圧分布を与えるには、液晶素子１０および１１が、それぞれ、各液晶層を挟みこむ一対の電極を有していることが好ましい。
【００５９】
光学シフト素子３内の各複屈折素子１２は、一軸結晶材料（例えば水晶など）から作製された素子である。複屈折素子１２に用いられる材料は、一軸結晶であれば、如何なるものであってもよい。例えば、ニオブ酸リチウム、方解石、雲母、ルチル（ＴｉＯ_２）、チリ硝石（ＮａＮＯ_３）などの材料を用いることができる。ただし、ＨＭＤのように、表示装置の総重量を小さくする必要がある場合、屈折率異方性（Δｎ）が相対的に大きなニオブ酸リチウムやルチルを用いることが好ましい。Δｎが大きい材料であれば、必要な画像シフト量を得るために必要な複屈折素子１２０の厚さを薄くできるため、小型化および軽量化に適している。
【００６０】
液晶素子１０および１１の各々の液晶層に印加する電圧のレベルを周期的に変化させることにより、入射光の偏光方向を複屈折素子１２の主断面に対して垂直または水平な方向にスイッチングすれば、複屈折素子１２の主断面内において、入射光線をシフトさせることができる。そして、その結果、液晶表示素子２に表示された画像を入射光軸に垂直な方向へシフトさせることができる。
【００６１】
本実施形態で用いる液晶表示素子は、デルタ配列型であっても、ストライプ配列型であっても良いが、ここでは、説明を簡単化するため、ストライプ配列型を例にとって以下の説明を行う。
【００６２】
図６を参照する。図６の右側部分には、液晶表示素子２で順次表示されるべきサブフレーム（フィールド１〜３）の画像が例示されている。この例では、フィード１〜３の画像を順番に液晶表示素子２に表示するとともに、表示されたフィールド１〜３の画像を光学シフト素子によって図７に示すようにシフトさせる。なお、１フレームを構成するフィールド数は３つに限定されるわけではないし、シフトの方向も上下方向に限定されるわけではない。
【００６３】
次に、図６を参照しながら、フィールド１〜３の構成を詳細に説明する。
【００６４】
図６の左側部分には、あるフレームを構成するＲ、Ｇ、およびＢ用信号の内容が示されており、図６の右側部分には、Ｒ、Ｇ、およびＢ用信号に基づいて作成されたフィールド１〜３の内容が示されている。本実施形態によれば、或るフレームの最初の３分の１の期間（第１フィールド期間）において、被投影面上にはフィールド１の画像が被投影面上に表示される。そして、次の３分の１の期間（第２フィールド期間）には、フィールド２の画像が表示され、最後の３分の１の期間（第３フィールド期間）には、フィールド３の画像が表示される。
【００６５】
図７に示すシフトパターンによれば、３つのフィールド画像が上下にシフトし、時間的にずれながら合成される結果、人間の目には図６の左側部分に示す３つの画像を単純に重ね合わせた画像（原画像）が認識されることになる。なお、本明細書では、１フレーム期間内に表示される複数の画像（フィールド画像）を、インタレース駆動で用いられる「フィールド」と同様の用語で表現するものとする。
【００６６】
次に、フィールド１を例にとり、フィールド画像のデータ構成を詳細に説明する。まず、フィールド１の第１行画素領域用データは、図６に示すように、Ｒ用信号の第１行目画素（Ｒ１）に関するデータから形成される。フィールド１の第２行画素領域用データは、Ｇ用信号の第２行目画素（Ｇ２）に関するデータから形成される。フィールド１の第３行画素領域用データは、Ｂ用信号の第３行目画素（Ｂ３）に関するデータから形成される。フィールド１の第４行画素領域用データは、Ｒ用信号の第４行目画素（Ｒ４）に関するデータから形成される。以下、同様の手順でフィールド１のデータが構成される。
【００６７】
フィールド２および３のデータも、フィールド１の場合と同様にして構成される。例えばフィールド２の場合、第０行画素領域用データは、Ｂ用信号の第１行目画素（Ｂ１）に関するデータから形成され、フィールド２の第１行画素領域用データはＲ用信号の第２行目画素（Ｒ２）に関するデータから形成される。フィールド２の第２行画素領域用データはＧ用信号の第３行目画素（Ｇ３）に関するデータから形成され、フィールド２の第３行画素領域用データはＢ用信号の第４行目画素（Ｂ４）に関するデータから形成される。
【００６８】
このようにしてＲ、Ｇ、およびＢ用信号を予め設定された順序で組み合わせることによって、時分割表示されるフィールドの各々のデータが生成される。この結果、フィールド用データの各々は、Ｒ、Ｇ、およびＢの全ての色に関する情報を含んでいるが、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれについて、空間的には全体の３分の１の領域に関する情報を有しているだけである。より詳細に述べれば、フィールド１の場合、Ｒの情報は、図６から明らかにように、形成すべきフレーム画像の第１、４、７、１０…行の画素に関するものだけである。フレーム画像の他の行における画素に関するＲの情報はフィールド２および３に割り振られている。
【００６９】
本実施形態では、液晶表示素子２の各画素領域には常に同じ色の情報が表示されることになるが、各フィールド間で画像をシフトさせて投影させることによって、フレーム画像を合成することができる。
【００７０】
次に、図８を参照しながら、本実施形態における液晶表示素子２の製造方法を説明する。
【００７１】
まず、公知の技術を用いてアクティブマトリクス基板２０５を作製する。アクティブマトリクス基板２０５の主面には、スイッチング素子２０１、走査線（ゲート配線）２０２、信号線（ソース配線）２０３、画素電極２０４が形成される。スイッチング素子２０１は、好ましくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されており、走査線２０２上の信号によってＯＮ／ＯＦＦ状態間を遷移する。スイッチング素子２０１がＯＮ状態にあるとき、そのスイッチング素子２０１に接続された信号線２０３と対応する画素電極２０４とが導通し、信号線２０３を通じて画像電極２０４に必要な信号電荷が供給される。
【００７２】
次に、支持体１０１となるべき感光性樹脂をスピンコートによりアクティブマトリクス基板２０５上に塗布した後、紫外線による露光工程を経て、感光性樹脂のうち遮光領域内に位置する部分に支持体の潜像パターンを形成する。その後、現像工程によって感光性樹脂の不要部分を除去した後、アクティブマトリクス基板２０５を加熱することにより、感光性樹脂のパターンを硬化して支持体１０１を完成する。感光性樹脂としては、ネガ型感光性アクリル樹脂を用いることが好ましいが、ネガ型またはポジ型のアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂などを用いることもできる。
【００７３】
なお、感光性を有しない有機樹脂や、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌなどの金属から支持体１０１を形成しても良い。この場合、これらの材料から形成した膜の上層にフォトレジストを形成してから、露光、現像、エッチング、およびレジスト剥離の各工程を行う必要がある。故に、プロセスを簡略化し、製造コストを低減するためには、感光性樹脂を用いたることが好ましい。
【００７４】
支持体１０１の形成は、アクティブマトリクス基板２０５に形成する代わりに、あるいは、アクティブマトリクス基板２０５に形成するとともに、対向基板上に形成することができる。
【００７５】
本実施形態における支持体１０１の形状は円柱であるが、支持体の形状は円柱に限定されない。アクティブマトリクス基板２０５の主面に対して平行な平面で切り取った支持体１０１の断面は、円形、四角形、三角形、多角形などの種々の形状をとりえる。また、上記平面に垂直な平面で切り取った支持体１０１の断面は、四角形、台形状（テーパー形状）、逆台形状（逆テーパー形状）などの種々の形状を取りえる。支持体１０１は、孤立した柱状に形成される代わりに、壁状に形成されていても良い。
【００７６】
支持体１０１が形成されたアクティブマトリクス基板２０５に対して、ポリイミドタイプの配向制御層をスピンコートし、１８０℃で１時間焼成した後、配向制御層をラビングにより一軸配向処理を行う。
【００７７】
この後、表示部の周辺に設けたシール部を介してアレイ基板２０５と対向基板（不図示）とを貼り合わせた。シール部材は、好ましい実施形態では、セル厚を保持するためのスペーサ球が混入されたエポキシ接着剤から形成される。次に、アクティブマトリクス基板２０５と対向基板との間隙に液晶を注入し、液晶表示素子を作製する。この液晶表示素子は、左カイラルのＴＮ液晶を用いて９０度ツイストとなるように設定され、ノーマリーホワイトモードで動作する。
【００７８】
図９は、上述の方法で作製した液晶表示素子２におけるアクティブマトリクス基板２０５の一部を示す平面図である。図９から明らかなように、３つの画素３０１、３０２、３０３が一つの単位を構成しており、画素３０１、３０２、３０３が、それぞれ、赤、青、緑に対応している。これらの画素３０１〜３０３は、走査線毎に１．５ピッチずらして配置されたデルタ配列を構成している。走査線３０４は、画素間の遮光領域内に形成されている。
【００７９】
アクティブマトリクス基板における一軸配向処理方向１１１、および、対向基板における一軸配向処理方向１１２は、それぞれ、図９の上部に矢印で示されている。アクティブマトリクス基板の一軸配向処理方向１１１は、走査線３０４に対して４５度の角度を形成しており、画素の対角方向に平行である。
【００８０】
本実施形態では、画素ピッチが２０μｍ、走査線３０４が形成されている遮光領域の幅は７μｍ、信号線５０５が形成されている遮光領域の幅は４μｍである。支持体１０１は、直径４μｍφ、高さ３．５μｍの円柱形状を有しており、遮光領域内に形成されている。
【００８１】
本実施形態では、各支持体１０１を中心する半径５μｍの円形領域を覆う遮光層３０６が形成されている。この遮光層３０６は、画素３０１〜３０３上へ突出しており、これらの画素と部分的にオーバーラップしている。
【００８２】
本実施形態では、前述したように、上記の液晶表示素子における画素３０１、３０２、３０３に対して、それぞれ、赤、青、緑に相当する光を入射させる。ここで、３つの画素３０１、３０２、３０３を囲む単位領域３０７に着目する。便宜上、単位領域３０７内の画素３０１、３０２、３０３を、それぞれ、画素ａ、ｂ、ｃと称することとする。画素ａ、ｂ、ｃからは、それぞれ、赤、青、緑の光が出るように、図３に示すダイクロイックミラーや図４に示すマイクロレンズアレイ２ａが構成されている。
【００８３】
本実施形態の光学シフト素子３は、画素ａ、ｂ、ｃから出た光を被投影面上で順次同一の領域に重ね合わせるようにシフト動作を実行する。すなわち、領域３０７内の画素ａ、ｂ、ｃで構成される３つ画素からなる画素群を光学シフト素子３による１つのシフト単位とし、各シフト単位によって被投影面上における一つの画素を形成する。
【００８４】
なお、本実施形態では、領域３０７内に支持体１０１が１個だけ配置されている。本明細書では、シフト単位によって規定される単位領域内に含まれる支持体１０１の個数を「支持体の密度」と称することとする。本実施形態における支持体の密度は１である。
【００８５】
支持体１０１の近傍の配向を観察すると、支持体１０１を中心とする半径約７μｍの領域に支持体１０１に起因する配向不良領域が形成されていた。この配向不良領域は、遮光層３０６によっては完全に覆われておらず、遮光層３０６から外側にはみ出ている。しかし、本実施形態によれば、被投影面上の表示には、ムラやコントラスト低下などが観察されず、表示品位は低下していない。すなわち、本実施形態の構成によれば、支持体１０１に起因する配向不良領域を完全に遮光する必要はなく、高い開口率を実現できる。この理由を以下に説明する。
【００８６】
本実施形態では、支持体１０１を単位領域３０７の略中央に配置している。支持体１０１の位置は、領域３０７の内部であれば任意であり、重要な点は、支持体が単位領域を構成する画素群に対して１個づつ割り当てられ、支持体の密度が１である点にある。支持体の密度が１であれば、画素配列にも制約はなく、デルタ配列の代わりに、ストライプ配列を採用していてもよい。更に、単位領域３０７の形状や大きさなどにも制約がなく、水平横方向および／または縦方向に隣接する複数の画素からなる任意の組の画素群をシフト単位とすることができる。
【００８７】
このように、本実施形態によれば、支持体近傍の配向不良領域が液晶表示素子の遮光領域に収まらない場合であって、配向不良領域が表示品位に及ぼす影響を最小限にすることができる。このため、高開口率および高コントラストを実現できる。
【００８８】
なお、支持体の密度が１を超えて大きくなると、被投影面上の同一領域に対する配向不良領域からの光の照射が１シフト周期内で１回を超えることになる。そうなると、画素に生じた配向不良領域に起因する画質低下の影響が加算され、表示品位が大きく低下することになる。逆に、支持体の密度が１未満になると、被投影面上における各画素に対応する領域において、配向不良領域が投影される部分と、投影されない部分が混在することになり、表示ムラが生じる。
【００８９】
図１１は、青に対応する画素の位置と支持体１０１の位置との間の関係を示す平面図である。図中、参照符号「５０１」、「５０２」、「５０３」は、それぞれ、赤（または緑）、青、緑（または赤）に対応する画素領域を示している。青に対応する画素領域５０２は、支持体１０１に対してラビング方向の下流側に配置することが好ましい。
【００９０】
図１１には、青に対応する画素領域５０２の上部のうち右半分に位置する領域▲６▼と、左半分に相当する領域▲７▼と、赤、緑、青に対応する３つの画素領域の境界部分（言い換えれば、赤、緑、青に対応する３つれの画素領域の略中央領域）領域▲８▼が示されている。図示されている領域▲６▼、▲７▼、▲８▼のそれぞれには、支持体１０１が配置されている。本明細書において、「青に対応する画素領域５０２を支持体１０１に対してラビング方向の下流側に配置する」とは、図１１の領域▲６▼、▲７▼、▲８▼に相当する領域に支持体１０１を形成することを意味するものとする。
【００９１】
領域▲６▼、▲７▼、▲８▼のそれぞれに配置された支持体１０１に対して、ラビング方向１１１の下流側には、いずれも、青に対応する画素領域５０２が存在している。このため、領域▲６▼、▲７▼、▲８▼のそれぞれに配置された支持体１０１に起因する配向不良領域が発生しても、その配向不良領域は青に対応する画素領域５０２と重なることになる。青は、赤や緑に比べて視認性が低く、配向不良の影響を最も受けにくい。このため、支持体１０１が上記領域▲６▼、▲７▼、▲８▼内に配置されていれば、配向不良の影響を最も小さくし、表示品位を向上できる。
【００９２】
このように、支持体１０１は、図１１に示す領域▲６▼、▲７▼、▲８▼によって代表される領域に設けることが望ましい。このような配置を選択することにより、青に対応する画素領域５０２に隣接する画素領域５０１および５０３と配向不良領域との重なりが少なくなるので、表示不良をより目立たなくする効果が高められる。
【００９３】
なお、支持体１０１は、走査線３０４と信号線３０５とが交差する部分に位置する領域▲８▼に形成することが更に好ましい。支持体１０１に対してラビング方向下流側に形成される配向不良領域と、画素領域５０１および５０３との重なりが最も小くなるからである。加えて、信号線３０５や走査線３０４を覆う遮光領域が、支持体近傍の光漏れ領域▲１▼〜▲４▼の遮光にも機能するので、高開口率を実現できる。なお、支持体１０１は、各シフト単位領域３０７、４０１に含まれる赤、緑、および青に対応する１組の画素に対して、領域▲６▼〜▲８▼のうちのいずれか一カ所に形成する。
【００９４】
（実施形態２）
本実施形態の画像表示装置は、実施形態１と略同様の構成を有しており、異なる点は、液晶表示素子２における支持体の配列パターンと光学シフト素子３によるシフトパターンにある。本実施形態では、光学シフト素子３によるシフト単位を図１０に示すように設定している。以下のこの点を詳細に説明する。
【００９５】
本実施形態で、実施形態１と同様に、液晶表示素子２の画素３０１、３０２、３０３に、それぞれ、赤、青、緑に相当する光を入射させる。ただし、本実施形態では、光学シフト素子３によるシフト単位を領域４０１に含まれる同一直線上の隣接する４つの画素ａ、ｂ、ｃ、ｄによって構成している。本実施形態でも、光学シフト素子３による画素シフトを行い、被投影面上で各シフト単位に含まれる画素ａ、ｂ、ｃ、ｄから出た光を順次１つの領域に重ねあわせるが、被投影面上の同一領域を光で照射する順序は、画素ａ→画素ｂ→画素ｃ→画素ｄ→画素ｃ→画素ｂ→画素ａ→・・・と設定している。
【００９６】
同一直線上で隣接する画素ａ、ｂ、ｃを光学シフト素子で順次シフトさせる場合、画素ａ→画素ｂのシフトと、画素ｂ→画素ｃのシフトとは１画素分のシフトであるが、もしも画素ｃ→画素ａのようにシフトさせると、このシフトは２画素分である。２画素分のシフトに要する時間が画像表示周期より長いと、表示不良が発生してしまう。このような表示不良を防止するため、本実施形態では、画素ａ→画素ｂ→画素ｃ→画素ｄ→画素ｃ→画素ｂ→画素ａ→・・・の順で画素シフトを行っている。こうすることにより、各シフト量は全て１画素分となり、光学シフト素子によるシフト速度に起因する表示不良を防止することが可能となる。
【００９７】
更に本実施形態に特徴的な点は、赤に相当する画素ａおよび画素ｄの表示時間を、緑に相当する画素ｂおよび青に相当する画素ｃの表示時間の半分に短縮している点にある。この結果、被投影面上の或る画素領域は、赤、緑、青の光によって、それぞれ、同一の時間だけ照射される。ここで、画素ａ→画素ｂ→画素ｃ→画素ｄ→画素ｃ→画素ｂ→画素ａ・・・の周期的なシフトにおいて、シフト周期（１周期）をＴ秒とする。このとき、画素ａおよび画素ｄから出た赤の光は、Ｔ秒間のうち、Ｔ_Ｒ秒だけ被投影面の或る領域を照射し、画素ｂから出た緑の光は、Ｔ秒間のうちに、合計して、Ｔ_Ｇ秒だけ同一領域を照射し、画素ｃから出た青の光は、Ｔ秒間のうちに、合計して、Ｔ_Ｂ秒だけ同一領域を照射するものとする。この場合、本実施形態では、Ｔ_Ｒ＝Ｔ_Ｇ＝Ｔ_Ｂの関係が略成立するようにシフト動作が実行される。
【００９８】
このように、本実施形態では、光学シフト素子によるシフト単位が領域４０１内に含まれる４つ画素から構成されており、支持体の物理的な密度は１．５であるが、各画素の表示期間の重み付けを行っているために，被投影面上の同一領域を照射する際の実質的な支持体の密度を考えると１となる．従って，被投影面上での画素のシフト周期内における支持体の実質的な影響は、各シフト単位に１個の支持体が割り当てられた実施形態１の場合と同レベルとなり、物理的な支持体の密度が１の場合と同様の表示を実現することができる。
【００９９】
本実施形態によれば、支持体近傍の配向不良領域が液晶表示素子の遮光領域に収まらない場合であっても、被投影面上の表示ムラやコントラスト低下などが観察されず、表示品位の低下を防止できる。したがって、支持体に起因する配向不良領域を完全に遮光する必要はなく、高開口率および高コントラストを実現できる。
【０１００】
以上説明してきたように、被投影面上の１画素に相当する各領域において、１シフト周期に表示される画素群に割り当てられた支持体の実質的な密度を１に設定するには、シフト単位内に含まれる支持体の物理的な個数を１に設定するだけではなく、各画素の表示期間を補正することによって表示に及ぼす支持体の影響を支持体の物理的な密度が１の場合と等価にしても良い。
【０１０１】
図１２は、青に対応する画素領域と支持体１０１と配置関係を示している。
【０１０２】
本実施形態では、領域▲６▼、▲７▼、▲８▼のうち少なくとも１ヶ所に支持体１０１を形成する。これにより高開口率が実現できる．さらに、画素領域５０１、５０２、５０３を、それぞれ、赤、青、緑に対応する画素領域として配置することで、青に対応する画素領域５０２に、図２に示すような配向不良領域▲５▼が重なり、赤に対応する画素領域５０１に、図２に示すような配向不良領域▲１▼が重なり合うことになる。
【０１０３】
図２に示す領域▲１▼〜▲４▼のうちで、領域▲１▼は画素中央部の明るさに比べ若干暗くなる。このため、暗状態での光漏れとは異なり、コントラストに与える影響は他の領域▲２▼〜▲４▼に比べると少ない。従って、領域▲１▼の遮光は不要になるか、または、他の領域▲２▼〜▲４▼に比べて遮光面積が少なくて済む。このため、上述のように領域▲１▼を赤に対応する画素領域と重ねることにより、赤に対応する画素の開口率を高くすることができ、明るい表示が可能となる。
【０１０４】
高圧水銀ランプにおける赤、青、緑の放射強度を比較した場合、赤の強度がもっと低い。図１２の配置によれば、赤に対応する画素領域の開口率を緑や青に対応する画素領域の開口率よりも高くできるため、赤、緑、および青の各々に対応する画素領域に印加する駆動電圧を相互に等しく設定することができ、駆動回路の設計が容易となる。
【０１０５】
［比較例１］
この比較例は、実施形態１と略同様の構成を有する投影型画像表示装置である。本比較例の装置が前記実施形態と異なる点は、液晶表示素子における各単位領域３０７内に３個の支持体１０１を配置し、支持体の密度を３に設定している点にある。
【０１０６】
本表示装置では、被投影面上の各画素において、黒表示時の輝度が実施形態１に比べて高くなり、コントラストの低下が認められる。支持体の密度を３に維持したまま、実施形態１と同様のコントラストを実現するには、支持体用の遮光領域３０６の半径を７μｍに拡大し、開口率を低下させることが必要である。
【０１０７】
（比較例２）
図１３は、比較例における支持体１０１と青に対応する画素の配置を示している。この比較例は、実施形態２と略同様の構成を有する投影型画像表示装置であるが、図１２中の各画素領域の配置を変更し、画素領域５０１、５０２、５０３が、それぞれ、青、緑、赤に対応している点で実施形態２と異なっている。
【０１０８】
本比較例の表示装置では、配向不良領域▲５▼が、緑に対応する画素領域に重なり合う。このため、実施形態２に比べて、配向不良領域▲５▼に起因する表示ムラが顕著に観察された。また、実施形態２と同様に光学シフト素子による画像シフトを行った結果、緑に対応する画素に発生した配向不良領域▲５▼が被投影面上の全画素に表示されたため、被投影面上の各画素に斜めスジが入る表示ムラが観察された。これに対し、実施形態２では、配向不良領域▲５▼は最も視感度が低い青の画素と重なる結果、比較例２に比べ、ほとんど認識されず、良好な表示が得られた。
【０１０９】
この比較例において、実施形態２と同様の表示品位を実現するには、配向不良領域▲５▼を遮光するための遮光層を形成し、開口率を低下させることが必要である。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明によれば、光学シフト素子の画像シフトパターンに応じて支持体の配列パターンを規定することにより、被投影面上に形成される画像の表示品位低下を抑制し、高い開口率で高いコントラストを実現するとともに、表示の均一性を高めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶素子および複屈折素子から構成された光学シフト素子の構成を示す断面図である。
【図２】液晶表示素子に設けた支持体が周囲の画素に対して及ぼす表示不良の様子を示す平面図である。
【図３】本発明による画像表示装置の実施形態１を示す図である。
【図４】図３の装置に用いられる液晶表示素子の構成を示す断面図である。
【図５】実施形態１で用いられるシフト素子の構成例を示す図である。
【図６】本発明で採用することができるフィールドの構成の例を示す図である。
【図７】本発明で採用することができるフィールドのシフトの一例を示す断面図である。
【図８】実施形態１で用いる液晶表示素子の構成を示す平面図である。
【図９】図８の液晶表示素子における画素群とシフト単位との関係を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態２における液晶表示素子における画素群とシフト単位との関係を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施形態１における支持体１０１と画素の配置を説明するためのアレイ基板の平面図である。
【図１２】本発明の実施形態２における支持体１０１と画素の配置を説明するためのアレイ基板の平面図である。
【図１３】比較例２における支持体１０１と画素の配置を説明するためのアレイ基板の平面図である。
【符号の説明】
１　　　光源
２　　　液晶表示素子（液晶表示パネル）
３　　　光学シフト素子
４　　　投影レンズ
１０　　液晶素子
１１　　液晶素子
１２　　複屈折素子
１５０　第１シフト部
２００　第２シフト部
２０１　スイッチング素子
２０２　走査線（ゲート配線）
２０３　信号線（ソース配線）
２０４　画素電極
２０５　アクティブマトリクス基板
３０１〜３０３　画素[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device having an optical shift element, which is suitably used for a head-mounted display (hereinafter, referred to as “HMD”), a projection-type image display device (projector), and the like.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal display device includes a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates. The substrate has a plurality of pixel electrodes regularly arranged in rows and columns (matrix), and a driving voltage corresponding to an image signal is applied to each of the pixel electrodes. The application of this voltage changes the optical characteristics (light transmittance and reflectance) of the liquid crystal layer for each pixel, so that an image can be displayed. The “image” in the present specification broadly includes a two-dimensional array of information. The image displayed on the liquid crystal display element 2 is not limited to an image, but may be text or other information. Good.
[0003]
Methods for applying an independent drive voltage to each pixel electrode on the substrate include a "simple matrix method" and an "active matrix method".
[0004]
In the case of the active matrix system, switching elements corresponding to each pixel electrode are arranged on a substrate. A substrate on which such switching elements are arranged is called an active matrix substrate. A switching element on the active matrix substrate functions to switch between an electrically conductive state and a non-conductive state between a corresponding pixel electrode and a signal wiring. As such a switching element, a metal-insulator-metal (MIM) element, a thin film transistor (TFT), or the like is suitably used.
[0005]
The switching element is required to exhibit as high an electrical resistance as possible when in a non-conductive state. However, when strong light enters the non-conductive switching element, the electric resistance of the switching element decreases and a leak current is generated, so that the charge stored in the pixel electrode is discharged. Occurs. In addition, an appropriate level of drive voltage is not applied to the pixel electrode, so that the original display operation is not performed. Even in a black state, light leaks and the contrast ratio decreases.
[0006]
In the case where the liquid crystal display element is a transmission type, a light-blocking layer called a black matrix (BM) is provided on an active matrix substrate or on a counter substrate facing the active matrix substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween in order to solve the above problem. Be placed. The presence of the black matrix reduces the area ratio (opening ratio) of the pixel opening. In order to achieve high definition by reducing the occupied area of the black matrix, the switching elements and wirings may be miniaturized. However, miniaturization of the switching elements and wirings causes a decrease in driving force and an increase in wiring resistance. Will be. Also, it is difficult to miniaturize the switching elements and wirings due to restrictions on manufacturing technology.
[0007]
Patent Document 1 discloses a technique for optically moving a display image by a pixel pitch for the purpose of achieving higher definition by using a non-display area on a black matrix. According to this technique, an image corresponding to the moved pixel position is displayed in synchronization with the movement of the pixel. As a result, the apparent number of pixels increases, so that even when a display element with a low resolution is used, a display similar to that when a high-definition display panel is used can be performed.
[0008]
Patent Document 2 discloses a method in which each pixel of red, green, and blue (hereinafter, referred to as “RGB”) is optically sequentially shifted by a shift element, and the shifted pixels are superimposed and displayed. In this method, RGB pixels are displayed in a time-division manner in a region corresponding to one pixel. As a result, the apparent resolution can be tripled without reducing the pixel pitch on the display panel.
[0009]
Patent Document 2 discloses an optical shift element in which a liquid crystal element and a birefringent element are combined as means for optically shifting an image. The birefringent element is formed of a material whose light refraction direction changes depending on the polarization direction of incident light. If the polarization direction of the light incident on the birefringent element is changed by the liquid crystal element, the optical axis of the light emitted from the birefringent element can be shifted.
[0010]
FIG. 1 shows a known optical shift element. This optical shift element includes a liquid crystal element 7 and a birefringent element 11 arranged in series along the propagation direction of light rays. The liquid crystal element 7 changes the polarization state between a state in which an incident electric field vector vibration plane of linearly polarized light (hereinafter, referred to as a “polarization plane”) is rotated by 90 ° and a state in which the plane is transmitted without being rotated. Switching. The birefringent element 11 can shift the light beam according to the direction of the plane of polarization of the linearly polarized light that has entered.
[0011]
In the example shown in FIG. 1, the electric field vector direction (polarization direction) of the light incident on the liquid crystal element 7 is perpendicular to the paper. In the liquid crystal element 7, a TN mode liquid crystal (TN liquid crystal) having a positive refractive index anisotropy Δε is used, and the alignment direction on the light incident side is set parallel to the polarization direction of the incident light. The orientation direction on the light emission side is set to a direction rotated by 90 ° with respect to the polarization direction of the incident light. Therefore, when no voltage is applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal element 7 (when the voltage is off), the liquid crystal molecules are twisted by 90 °, and the polarization plane of the incident light is rotated by 90 ° due to its optical activity. . On the other hand, when a voltage higher than a predetermined level is applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal element 7 (when the voltage is ON), the direction of the liquid crystal molecules is aligned with the direction of the electric field. The light is emitted while being perpendicular to the paper surface. The illustrated birefringent element 11 allows light having a polarization plane perpendicular to the plane of the paper to pass through, but shifts light parallel to the plane of the paper.
[0012]
The liquid crystal element 7 in the optical shift element as shown in FIG. 1 emits the first linearly polarized light according to the magnitude of the applied voltage, and the second linear line having a plane of polarization perpendicular to the first linearly polarized light. It is required to appropriately and quickly switch the state between the state of emitting polarized light and the state of emitting polarized light.
[0013]
As described above, in the case of a liquid crystal element using the above TN liquid crystal, when no voltage is applied to the TN liquid crystal, linearly polarized light incident on the liquid crystal element is emitted as linearly polarized light whose polarization plane is rotated by 90 °. When a voltage is applied to the liquid crystal, the direction of the liquid crystal molecules changes quickly due to the electric field, and transitions to a state where the polarization of the incident light is not changed. On the other hand, when the application of the voltage to the TN liquid crystal is stopped, the liquid crystal molecules transition (relax) to the original state.
[0014]
When pressure is applied to the substrate of the liquid crystal display element from the outside and the distance between the opposing substrates (cell thickness) changes due to deformation of the substrate, the threshold voltage changes, the electrode shorts between the opposing substrates, and the alignment of the liquid crystal molecules. Disturbance and the like occur, and good display becomes impossible. For this reason, a technique is known in which a support for keeping the cell thickness constant is arranged between the substrates. According to this technique, after an organic or inorganic film having a predetermined thickness is formed on a substrate, a resist film is formed thereon. After patterning the resist film by a photolithography method, the underlying organic or inorganic film is etched using the patterned resist film as a mask to form a support functioning as a spacer. Instead of using an organic or inorganic film and a resist film, for example, using a film formed from a photosensitive organic resin such as photosensitive polyimide or photosensitive acrylic resin, and exposing and developing this film, a film having photosensitivity The support can also be formed from.
[0015]
According to the above-described method, the support can be formed outside the pixel, and the contact surface between the substrate and the support can be formed in an arbitrary pattern. The support thus formed is superior to the support formed by other methods in terms of cell thickness uniformity, strength against external pressure, and display quality.
[0016]
The formation of the support, the formation of the orientation control layer, and the uniaxial orientation treatment such as rubbing can be performed in the following order.
[0017]
(A) After forming an orientation control layer and performing a uniaxial orientation treatment, a support is formed on the orientation control layer.
[0018]
(B) After forming the support on the orientation control layer, the orientation control layer is subjected to a uniaxial orientation treatment.
[0019]
(C) After forming the support, an orientation control layer is formed, and the orientation control layer is subjected to a uniaxial orientation treatment.
[0020]
However, the methods (a) and (b) of forming a support on the orientation control layer have the following problems.
[0021]
When a support is formed using a photosensitive organic resin or a photoresist, a diluting solvent, a developing solution, a stripping solution, or the like when applying the photosensitive resin or the photoresist causes a decrease in the alignment control force of the alignment control layer. there is a possibility. When the alignment control force of the alignment control layer is reduced, it is difficult to obtain good display quality, and therefore the method (c) is more preferable.
[0022]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 4,984,091
[Patent Document 2]
US Patent No. 6,061,103
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
If the support is formed in the light-shielding layer area located outside the pixel display area, the support is not directly observed in the display screen, and a decrease in display quality can be avoided to some extent. However, the orientation of the liquid crystal in the vicinity of the support is different from the orientation of the liquid crystal in the absence of the support. In addition, the support becomes an obstacle during the uniaxial orientation treatment by rubbing, and it is difficult to realize a uniform orientation treatment downstream of the uniaxial orientation treatment of the support. For this reason, display defects due to non-uniform alignment processing are likely to occur on the downstream side of the uniaxial alignment processing of the support.
[0024]
Hereinafter, the reason why the above-described alignment failure occurs near the support will be described in detail with reference to FIG. Here, a liquid crystal display device including a pair of polarizing plates arranged in a crossed Nicols state and a nematic liquid crystal layer having a twist angle of 90 degrees (left chiral) disposed therebetween is described.
[0025]
FIG. 2 schematically shows a liquid crystal alignment state in a liquid crystal display device having pixels 102 in a delta arrangement. In the drawing, a part of the display area in the liquid crystal display element is shown. A light-blocking layer 103 is provided between the pixels 102 (light-blocking region). The support 101 is formed between three adjacent pixels 102 at the center of the drawing.
[0026]
In FIG. 2, an arrow 111 indicates a uniaxial orientation processing direction on a substrate on which the support 101 is formed, and an arrow 112 indicates a uniaxial orientation direction on a substrate on which the support 101 is not formed. In the vicinity of the support 101, liquid crystal molecules 121 to 124 existing around the support 101 are schematically described. In addition, liquid crystal molecules 125 are shown to show the alignment direction of liquid crystal molecules existing near the center in the thickness direction of the liquid crystal layer.
[0027]
As shown in FIG. 2, in the vicinity of the support 101, the major axes of the liquid crystal molecules 121 to 124 tend to be aligned concentrically around the support 101. When a voltage is applied in the thickness direction of the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules 121 to 124 tend to rise in a direction perpendicular to the substrate. In this way, when a halftone or black display is performed, residual retardation is formed in the liquid crystal layer in the major axis direction of the liquid crystal molecules 125. Since the major axes of the liquid crystal molecules 122 and 124 in the vicinity of the support 101 are parallel to the direction of the residual retardation, the residual retardation increases in the region where the liquid crystal molecules 122 and 124 exist. On the other hand, since the major axis direction of the liquid crystal molecules 121 and 123 is perpendicular to the major axis direction of the liquid crystal molecule 125, the residual retardation is small in a region where the liquid crystal molecules 121 and 123 exist.
[0028]
Therefore, in a display state such as a halftone or dark state, light leakage occurs in the area (2) and the area (4), and the light becomes brighter than the brightness of the central part of the pixel, so that the contrast is reduced. On the other hand, the areas (1) and (3) are darker than the brightness of the central part of the pixel. Further, in the region (5) located on the downstream side in the uniaxial orientation processing direction of the support 101, since the support 101 obstructs the orientation process, the orientation becomes non-uniform and the display becomes poor. The influence is exerted on the area (3), and light leakage is more likely to occur in the area (3) than in the area (1).
[0029]
As described above, simply arranging the support 101 in the light-shielding region causes light leakage in the vicinity of the support 101 to degrade the display quality, so that not only the support 101 but also the area located in the vicinity of the support 101 is deteriorated. It is necessary to cover (1) to (5) with the light shielding layer 103. However, when the light-shielding area is large, there is a problem that the aperture ratio is reduced, and it is difficult to obtain good display quality.
[0030]
This problem is particularly promoted when a plurality of pixels of the liquid crystal display element are sequentially irradiated on the same area on the projection surface by the optical shift element. When a plurality of pixels are superimposed on a projection surface using an optical shift element, the poorly-aligned region is shifted to a plurality of positions on the projection surface. This is because it is recognized as a decrease in display or display unevenness. For this reason, when using an optical shift element, it is necessary to enlarge the pixel light-shielding area of the liquid crystal display element more than usual, but in order not to lower the aperture ratio, brightness, and contrast, enlarge the light-shielding area. It is necessary to solve the problem of poor orientation by a method other than the above.
[0031]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a projection-type image display device having an improved resolution using an optical shift element without enlarging a light-shielding region in a liquid crystal display element. Another object of the present invention is to suppress display defects caused by the support.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
An image display device according to an aspect of the invention includes a light source, an image display panel having a plurality of pixel regions each of which can modulate light, and an image formed on a projection surface by light modulated by the image display panel. An optical system, and an optical shift element that shifts a plurality of field images displayed by the image display panel on the projection target surface, and light belonging to different wavelength regions modulated by different pixel regions of the image display panel. An image display device that sequentially irradiates the same region on the projection target surface, wherein the image display panel includes a pair of substrates, a liquid crystal layer disposed between the pair of substrates, and a distance between the substrates. A plurality of supports for holding the support at a predetermined size, and an arrangement pattern of the supports is determined based on a shift pattern of pixels by the optical shift element.
[0033]
According to such a configuration, it is a function to reduce the influence of light irradiating the projection surface out of the defective area caused by the presence of the support member on image quality deterioration.
[0034]
In a preferred embodiment, one support is assigned to each of a pixel group formed by a plurality of pixel regions that emit light that sequentially irradiates the same region on the projection surface by the optical shift element. ing.
[0035]
If the number (density) of supports for such a pixel group exceeds 1 and becomes large, light irradiation from the defective area to the same area on the surface to be projected exceeds 1 in one shift cycle. In this case, the effect of image quality deterioration caused by the poorly-aligned region generated in the pixel is added, and the display quality is greatly reduced. According to the above configuration of the present invention, such display quality deterioration is suppressed. Can be. Conversely, if the density of the support is less than 1, in a region corresponding to each pixel on the projection target surface, a portion where the poorly-aligned region is projected and a portion where the poorly-aligned region is not projected are mixed, and display unevenness occurs. However, according to the above configuration of the present invention, it is possible to prevent such display unevenness from occurring.
[0036]
In a preferred embodiment, a predetermined number of the support members are assigned to each of a pixel group formed by a plurality of pixel regions that emit light that sequentially irradiates the same region on the projection surface by the optical shift element. The display period of each pixel region included in each of the pixel groups is weighted so as to show the same display as when one of the supports is assigned to each of the pixel groups. ing.
[0037]
By employing such a configuration, even if the physical density of the support included in each pixel group (shift unit) exceeds 1, the same display quality as when the density of the support is 1 can be obtained. Is possible.
[0038]
In a preferred embodiment, more than one support is assigned to each of the pixel groups and less than the number of pixel regions included in each pixel group. If the number of supports assigned to each pixel group exceeds the number of pixel regions included in the pixel group, it is not preferable because the influence of defective areas due to the support becomes too large.
[0039]
In a preferred embodiment, the image display panel further includes a film for regulating the orientation of the liquid crystal layer, and the presence of the support partially reduces the orientation regulating force of the film. When an alignment regulating film is provided, the alignment regulating force is easily reduced due to the support, and the effect of the present invention becomes more effective.
[0040]
In a preferred embodiment, the image display panel has a light-shielding layer provided between the plurality of pixels, and the light-shielding layer completely covers the support, and has an alignment controlling force of the film. Covers at least a part of the reduced part. The effect of the present invention is more effective when there is a portion that extends out of the light-shielding layer and has a reduced alignment regulating force.
[0041]
In a preferred embodiment, a first substrate included in the pair of substrates in the image display panel has a first alignment film rubbed in a predetermined direction, and a second substrate included in the pair of substrates is A second alignment film rubbed in a direction different from the predetermined direction, wherein the plurality of pixel regions are pixel regions corresponding to red, blue, and green, respectively, and are arranged regularly. The support is disposed in a region outside the pixel region on the first substrate, and the pixel region corresponding to blue has a rubbing direction of the first alignment film with respect to the support. It is located downstream.
[0042]
Blue is the color with the lowest visibility. In addition, a poorly oriented region due to the presence of the support is likely to be formed on the first substrate on which the support is formed, on the downstream side in the rubbing direction. According to the above configuration, the misalignment region caused by the presence of the support is overlapped with the pixel region corresponding to blue having the lowest visibility. For this reason, according to the present invention, the poorly-aligned region is less likely to be recognized as a display failure than when a pixel region corresponding to red or green is arranged downstream of the first substrate in the rubbing direction. As a result, it is not necessary to light-shield the poorly-aligned region, or the light-shielding area can be reduced even if light-shielding is required.
[0043]
In a preferred embodiment, the pixel region corresponding to red is arranged on the upstream side in the rubbing direction of the first alignment film with respect to the support and in the region where the residual retardation of the liquid crystal layer is canceled.
[0044]
In a preferred embodiment, the aperture ratio of the pixel region corresponding to red is higher than the aperture ratio of the pixel region corresponding to each of blue and green.
[0045]
A high-pressure mercury lamp is often used as a light source of a projection-type image display device from the viewpoint of improving light use efficiency and reducing costs. When comparing the red, blue, and green radiant intensities of a high-pressure mercury lamp, the intensity of red is lower. Therefore, when a high-pressure mercury lamp is used, it is necessary to adjust the brightness to red having the lowest radiation intensity when adjusting the color balance. In that case, it is necessary to make the green and blue lights relatively dark in order to keep the brightness of the display constant. Although it is possible to lower the brightness of green and blue light by lowering the drive voltage of the display panel, in the preferred embodiment described above, the brightness of each color is adjusted by adjusting the aperture ratio. I have. That is, by setting the aperture ratio of the pixel region corresponding to red higher than the aperture ratio of the pixel region corresponding to green or blue, the brightness of the display can be kept constant. According to such a configuration, the drive voltages applied to the pixel regions corresponding to each of red, green, and blue can be set equal to each other, and the design of the drive circuit is facilitated.
[0046]
In order to increase the aperture ratio of the pixel region corresponding to red, it is preferable to arrange the pixel region corresponding to red upstream of the first alignment film in the rubbing direction with respect to the support.
[0047]
In a preferred embodiment, three pixel regions corresponding to each of red, blue, and green are adjacent to each other to form a delta arrangement. According to such a configuration, the display of the oblique lines on the display screen is smoother than in the stripe arrangement, so that the display quality of the video is improved.
[0048]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A display device according to the present invention includes a light source, an image display panel having a plurality of pixel regions each of which can modulate light, and an optical system that forms an image on a projection surface with light modulated by the image display panel. And an optical shift element for shifting a plurality of field images displayed by the image display panel on the projection target surface. Then, the optical shift element shifts the optical paths of light belonging to different wavelength regions modulated in different pixel regions of the image display panel, and sequentially irradiates the same region on the projection surface with light of different wavelength bands, A full-color image can be formed in a field sequential manner.
[0049]
An image display panel used in the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal layer disposed between the pair of substrates, and a plurality of supports for maintaining a distance between the pair of substrates to a predetermined size. I have. The first feature of the present invention is that the arrangement pattern of the support is optimized based on the shift pattern of the pixels by the optical shift element, and the influence of the image quality defective area caused by the presence of the support is affected. Suppressing the image formed on the projection plane is suppressed.
[0050]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0051]
(Embodiment 1)
In the image display device according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, one microlens (light control unit) corresponds to three pixels corresponding to R, G, and B of the liquid crystal display element 2. It is a projection type image display device. The projection-type image display apparatus includes a light source 1, a liquid crystal display element 2 having a plurality of pixel regions each of which can modulate light, and a projection target surface (not shown) using light modulated by the liquid crystal display element 2. A projection lens (optical system) 4 for forming an image thereon and an optical shift element 3 for shifting a plurality of field images (sub-frame images) displayed by the liquid crystal display element 2 on a projection surface.
[0052]
In this projection type image display device, as shown in FIG. 4, R, G, B separated by a dichroic mirror (color separation optical system) by a microlens array 2a provided on the light incident side of the liquid crystal display element 2. Can be applied to the corresponding pixel regions in the liquid crystal display element 2 respectively. According to such an apparatus, a full-color projected image can be formed using one liquid crystal display element 2.
[0053]
The liquid crystal display element 2 used in the present embodiment is of an active matrix type, and a plurality of supports for maintaining a distance between a pair of substrates at a predetermined size are formed on an active matrix substrate.
[0054]
The main feature of the present invention lies in the arrangement pattern of the support. Before describing this, the operation of the projection type image display device according to the present embodiment will be described in detail.
[0055]
First, the configuration of the optical shift element 3 in the present embodiment will be described with reference to FIG. The illustrated optical shift element 3 has two optical path shift parts, that is, a first shift part 150 and a second shift part 200, so that the image is wobbled between three or four positions. be able to.
[0056]
The first shift unit 150 is manufactured using the liquid crystal element 10 and the birefringent element 12, and the second shift unit 200 is manufactured using the liquid crystal element 11 and the birefringent element 12. Each of the liquid crystal elements 10 and 11 includes a liquid crystal layer, a pair of transparent electrodes (not shown) sandwiching a light incident surface and a light emitting surface of the liquid crystal layer, and a pair of transparent substrates sandwiching these. The liquid crystal element 10 and the birefringent element 12 may be integrated by an adhesive or the like, and the first shift unit 150 may be configured to function as one component. The same applies to the second shift unit 200. Further, the first shift unit 150 and the second shift unit 200 may be integrated.
[0057]
The liquid crystal elements 10 and 11 according to the present embodiment are manufactured by using, for example, TN mode liquid crystal, and rotate the polarization plane of the incident light by about 90 ° in accordance with High / Low of the applied voltage (first state). ) And a state (second state) where the incident light is emitted as it is without substantially rotating the polarization plane. The type of liquid crystal that can be used for the above-described liquid crystal element is not limited to a TN liquid crystal, and for example, an OCB mode or ECB mode liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, or the like can be used. The “linearly polarized light” in the present specification does not need to be completely linearly polarized light in the entire range included in the visible light band, and may be substantially linearly polarized light within a predetermined wavelength range.
[0058]
The liquid crystal elements 10 and 11 typically include a pair of transparent substrates, a liquid crystal layer located between the transparent substrates, and a transparent electrode (transparent conductive film) for applying a voltage to the liquid crystal layer. Each of the liquid crystal elements 10 and 11 used in this embodiment has an electrode structure for applying a voltage having a substantially uniform distribution in the plane. In order to provide a uniform voltage distribution to the liquid crystal layer, it is preferable that each of the liquid crystal elements 10 and 11 has a pair of electrodes sandwiching each liquid crystal layer.
[0059]
Each birefringent element 12 in the optical shift element 3 is an element manufactured from a uniaxial crystal material (for example, quartz). The material used for the birefringent element 12 may be any material as long as it is a uniaxial crystal. For example, lithium niobate, calcite, mica, rutile (TiO ₂ ), Chile saltpeter (NaNO ₃ ) Can be used. However, when it is necessary to reduce the total weight of the display device like the HMD, it is preferable to use lithium niobate or rutile having a relatively large refractive index anisotropy (Δn). If the material has a large Δn, the thickness of the birefringent element 120 required to obtain a required image shift amount can be reduced, which is suitable for miniaturization and weight reduction.
[0060]
By periodically changing the level of the voltage applied to each of the liquid crystal layers of the liquid crystal elements 10 and 11, the polarization direction of the incident light can be switched in a direction perpendicular or horizontal to the main section of the birefringent element 12. In the main cross section of the birefringent element 12, the incident light can be shifted. As a result, the image displayed on the liquid crystal display element 2 can be shifted in a direction perpendicular to the incident optical axis.
[0061]
The liquid crystal display element used in the present embodiment may be of a delta arrangement type or a stripe arrangement type. Here, for the sake of simplicity, the following description will be made by taking the stripe arrangement type as an example.
[0062]
Please refer to FIG. In the right part of FIG. 6, images of subframes (fields 1 to 3) to be sequentially displayed on the liquid crystal display element 2 are illustrated. In this example, the images of the feeds 1 to 3 are sequentially displayed on the liquid crystal display element 2, and the displayed images of the fields 1 to 3 are shifted by the optical shift element as shown in FIG. It should be noted that the number of fields constituting one frame is not limited to three, and the shift direction is not limited to the vertical direction.
[0063]
Next, the configuration of the fields 1 to 3 will be described in detail with reference to FIG.
[0064]
The left part of FIG. 6 shows the contents of R, G, and B signals constituting a certain frame, and the right part of FIG. 6 is created based on the R, G, and B signals. The contents of fields 1 to 3 are shown. According to the present embodiment, in the first third period (first field period) of a certain frame, the image of field 1 is displayed on the projection surface on the projection surface. Then, in the next third period (second field period), the image of field 2 is displayed, and in the last third period (third field period), the image of field 3 is displayed. Is done.
[0065]
According to the shift pattern shown in FIG. 7, the three field images are shifted up and down and synthesized with a time lag, so that the human eye simply superimposes the three images shown in the left part of FIG. Image (original image) is recognized. In this specification, a plurality of images (field images) displayed within one frame period are expressed by the same term as “field” used in interlace driving.
[0066]
Next, taking the field 1 as an example, the data configuration of the field image will be described in detail. First, as shown in FIG. 6, the data for the first row pixel area in the field 1 is formed from the data for the first row pixels (R1) of the R signal. The data for the second row pixel area in the field 1 is formed from data relating to the second row pixels (G2) of the G signal. The data for the third row pixel area of the field 1 is formed from data on the third row pixels (B3) of the B signal. The data for the fourth-row pixel area in the field 1 is formed from data on the fourth-row pixels (R4) of the R signal. Hereinafter, the data of the field 1 is configured in the same procedure.
[0067]
The data of fields 2 and 3 are also configured in the same manner as in the case of field 1. For example, in the case of field 2, the data for the 0th row pixel area is formed from the data for the first row pixels (B1) of the B signal, and the data for the 1st row pixel area of the field 2 is the second signal of the R signal. It is formed from data on the row pixel (R2). The data for the second row pixel area in the field 2 is formed from the data for the third row pixel (G3) of the G signal, and the data for the third row pixel area in the field 2 is the fourth row pixel (B) of the B signal. B4).
[0068]
In this manner, by combining the R, G, and B signals in a preset order, data of each field displayed in a time-division manner is generated. As a result, each of the field data includes information on all the colors of R, G, and B, but each of R, G, and B is spatially one-third of the entire area. They only have information about More specifically, in the case of field 1, the information of R is only related to the pixels in the first, fourth, seventh, tenth,... Rows of the frame image to be formed, as is apparent from FIG. The R information for the pixels in the other rows of the frame image is assigned to fields 2 and 3.
[0069]
In the present embodiment, the same color information is always displayed in each pixel region of the liquid crystal display element 2. However, it is possible to synthesize a frame image by shifting and projecting an image between fields. it can.
[0070]
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0071]
First, the active matrix substrate 205 is manufactured using a known technique. On the main surface of the active matrix substrate 205, a switching element 201, a scanning line (gate wiring) 202, a signal line (source wiring) 203, and a pixel electrode 204 are formed. The switching element 201 is preferably constituted by a thin film transistor (TFT), and transitions between ON / OFF states by a signal on the scanning line 202. When the switching element 201 is in the ON state, the signal line 203 connected to the switching element 201 and the corresponding pixel electrode 204 conduct, and necessary signal charges are supplied to the image electrode 204 through the signal line 203.
[0072]
Next, a photosensitive resin to be the support 101 is applied onto the active matrix substrate 205 by spin coating, and then, through an exposure step using ultraviolet light, the latent image of the support is placed on a portion of the photosensitive resin located in the light shielding region. Form an image pattern. After that, unnecessary portions of the photosensitive resin are removed by a developing process, and then the pattern of the photosensitive resin is cured by heating the active matrix substrate 205 to complete the support 101. As the photosensitive resin, a negative photosensitive acrylic resin is preferably used, but a negative or positive acrylic resin, a polyimide resin, or the like can also be used.
[0073]
Note that the support 101 may be formed from an organic resin having no photosensitivity or a metal such as Cr, Mo, or Al. In this case, it is necessary to form a photoresist on an upper layer of a film formed from these materials, and then perform each of the steps of exposure, development, etching, and resist peeling. Therefore, in order to simplify the process and reduce the manufacturing cost, it is preferable to use a photosensitive resin.
[0074]
The support 101 can be formed on the opposing substrate instead of forming it on the active matrix substrate 205 or together with the active matrix substrate 205.
[0075]
In the present embodiment, the shape of the support 101 is a column, but the shape of the support is not limited to a column. The cross section of the support 101 cut by a plane parallel to the main surface of the active matrix substrate 205 can have various shapes such as a circle, a square, a triangle, and a polygon. Further, the cross section of the support 101 cut along a plane perpendicular to the above plane can take various shapes such as a square, a trapezoid (tapered shape), and an inverted trapezoidal shape (inverted tapered shape). The support 101 may be formed in a wall shape instead of in an isolated column shape.
[0076]
The active matrix substrate 205 on which the support 101 is formed is spin-coated with a polyimide type alignment control layer, baked at 180 ° C. for 1 hour, and then subjected to uniaxial alignment treatment by rubbing.
[0077]
Thereafter, the array substrate 205 and a counter substrate (not shown) were bonded together via a seal provided around the display. In a preferred embodiment, the sealing member is formed from an epoxy adhesive mixed with spacer spheres to maintain the cell thickness. Next, liquid crystal is injected into a gap between the active matrix substrate 205 and the opposing substrate to manufacture a liquid crystal display element. This liquid crystal display element is set so as to be twisted by 90 degrees using a left chiral TN liquid crystal, and operates in a normally white mode.
[0078]
FIG. 9 is a plan view showing a part of the active matrix substrate 205 in the liquid crystal display element 2 manufactured by the above-described method. As is apparent from FIG. 9, three pixels 301, 302, and 303 constitute one unit, and the pixels 301, 302, and 303 correspond to red, blue, and green, respectively. These pixels 301 to 303 constitute a delta arrangement which is arranged with a shift of 1.5 pitches for each scanning line. The scanning line 304 is formed in a light blocking area between pixels.
[0079]
The uniaxial orientation direction 111 on the active matrix substrate and the uniaxial orientation direction 112 on the counter substrate are indicated by arrows at the top of FIG. 9, respectively. The uniaxial orientation processing direction 111 of the active matrix substrate forms an angle of 45 degrees with the scanning line 304 and is parallel to the diagonal direction of the pixel.
[0080]
In the present embodiment, the pixel pitch is 20 μm, the width of the light shielding area where the scanning lines 304 are formed is 7 μm, and the width of the light shielding area where the signal lines 505 are formed is 4 μm. The support 101 has a cylindrical shape with a diameter of 4 μmφ and a height of 3.5 μm, and is formed in the light-shielding region.
[0081]
In the present embodiment, a light-shielding layer 306 that covers a circular region with a radius of 5 μm around each support 101 is formed. The light shielding layer 306 protrudes above the pixels 301 to 303 and partially overlaps with these pixels.
[0082]
In the present embodiment, as described above, light corresponding to red, blue, and green is incident on the pixels 301, 302, and 303 in the liquid crystal display element, respectively. Here, attention is paid to the unit area 307 surrounding the three pixels 301, 302, and 303. For convenience, the pixels 301, 302, and 303 in the unit area 307 are referred to as pixels a, b, and c, respectively. The dichroic mirror shown in FIG. 3 and the microlens array 2a shown in FIG. 4 are configured so that red, blue, and green light are emitted from the pixels a, b, and c, respectively.
[0083]
The optical shift element 3 of the present embodiment performs a shift operation such that light emitted from the pixels a, b, and c is sequentially superimposed on the same area on the projection target surface. That is, a pixel group including three pixels including the pixels a, b, and c in the region 307 is set as one shift unit by the optical shift element 3, and each shift unit forms one pixel on the projection target surface. .
[0084]
In this embodiment, only one support 101 is arranged in the area 307. In this specification, the number of the supports 101 included in the unit area defined by the shift unit is referred to as “support density”. The density of the support in this embodiment is 1.
[0085]
Observation of the orientation in the vicinity of the support 101 revealed that a misalignment region caused by the support 101 was formed in a region having a radius of about 7 μm around the support 101. The poorly-aligned region is not completely covered by the light-shielding layer 306 but protrudes outside the light-shielding layer 306. However, according to the present embodiment, no unevenness or reduced contrast is observed in the display on the projection surface, and the display quality is not degraded. That is, according to the configuration of the present embodiment, it is not necessary to completely shield the poorly-aligned region caused by the support 101 from light, and a high aperture ratio can be realized. The reason will be described below.
[0086]
In the present embodiment, the support 101 is disposed substantially at the center of the unit area 307. The position of the support 101 is arbitrary as long as it is inside the region 307. The important point is that the support is assigned one by one to the pixel group forming the unit area, and the density of the support is 1. On the point. If the density of the support is 1, the pixel arrangement is not limited, and a stripe arrangement may be adopted instead of the delta arrangement. Further, there is no limitation on the shape and size of the unit region 307, and an arbitrary set of pixel groups including a plurality of pixels adjacent in the horizontal and horizontal directions and / or the vertical direction can be used as the shift unit.
[0087]
As described above, according to the present embodiment, when the poorly-aligned region near the support does not fit in the light-shielding region of the liquid crystal display element, the influence of the poorly-aligned region on the display quality can be minimized. . Therefore, a high aperture ratio and a high contrast can be realized.
[0088]
Note that, when the density of the support increases beyond 1, the irradiation of light from the poorly-aligned region to the same region on the surface to be projected exceeds 1 within one shift cycle. In this case, the effect of image quality deterioration due to the defective alignment region generated in the pixel is added, and the display quality is greatly reduced. Conversely, if the density of the support is less than 1, in a region corresponding to each pixel on the projection target surface, a portion where the poorly-aligned region is projected and a portion where the poorly-aligned region is not projected are mixed, and display unevenness occurs. .
[0089]
FIG. 11 is a plan view showing the relationship between the position of the pixel corresponding to blue and the position of the support 101. In the figure, reference numerals “501”, “502”, and “503” indicate pixel regions corresponding to red (or green), blue, and green (or red), respectively. The pixel region 502 corresponding to blue is preferably disposed on the downstream side of the support 101 in the rubbing direction.
[0090]
FIG. 11 shows an area (6) located in the right half of the upper part of the pixel area 502 corresponding to blue, an area (7) corresponding to the left half, and three pixel areas corresponding to red, green, and blue. (In other words, a substantially central region of three pixel regions corresponding to red, green, and blue) region {circle around (8)}. In each of the illustrated areas (6), (7), and (8), a support 101 is disposed. In this specification, “disposing the pixel region 502 corresponding to blue on the downstream side in the rubbing direction with respect to the support 101” corresponds to the regions (6), (7), and (8) in FIG. This means that the support 101 is formed in the region.
[0091]
A pixel region 502 corresponding to blue exists on the downstream side in the rubbing direction 111 with respect to the support 101 disposed in each of the regions (6), (7), and (8). For this reason, even if a misalignment region caused by the support 101 disposed in each of the regions (6), (7), and (8) occurs, the misalignment region overlaps the pixel region 502 corresponding to blue. Will be. Blue has lower visibility than red and green and is least susceptible to poor alignment. For this reason, if the support 101 is arranged in the above-mentioned areas (6), (7), and (8), the influence of poor orientation can be minimized, and the display quality can be improved.
[0092]
As described above, the support 101 is desirably provided in a region represented by the regions (6), (7), and (8) shown in FIG. By selecting such an arrangement, the overlap between the pixel regions 501 and 503 adjacent to the pixel region 502 corresponding to blue and the poorly-aligned region is reduced, and the effect of making display defects less noticeable is enhanced.
[0093]
It is more preferable that the support 101 is formed in a region (8) located at a portion where the scanning line 304 and the signal line 305 intersect. This is because the overlap between the poorly-aligned region formed downstream of the support 101 in the rubbing direction and the pixel regions 501 and 503 is minimized. In addition, the light-shielding area covering the signal lines 305 and the scanning lines 304 also functions to shield the light leakage areas (1) to (4) near the support, so that a high aperture ratio can be realized. It should be noted that the support 101 is provided at any one of the areas (6) to (8) for a set of pixels corresponding to red, green, and blue included in each shift unit area 307, 401. Form.
[0094]
(Embodiment 2)
The image display device of the present embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, but differs in the arrangement pattern of the support in the liquid crystal display element 2 and the shift pattern by the optical shift element 3. In the present embodiment, the shift unit by the optical shift element 3 is set as shown in FIG. Hereinafter, this point will be described in detail.
[0095]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, light corresponding to red, blue, and green is incident on the pixels 301, 302, and 303 of the liquid crystal display element 2, respectively. However, in the present embodiment, the shift unit by the optical shift element 3 is configured by four adjacent pixels a, b, c, and d on the same straight line included in the area 401. Also in the present embodiment, pixel shift by the optical shift element 3 is performed, and light emitted from the pixels a, b, c, and d included in each shift unit is sequentially superimposed on one area on the projection target surface. The order of irradiating the same area on the surface with light is set as pixel a → pixel b → pixel c → pixel d → pixel c → pixel b → pixel a →.
[0096]
When pixels a, b, and c adjacent on the same straight line are sequentially shifted by the optical shift element, the shift from the pixel a to the pixel b and the shift from the pixel b to the pixel c are shifts of one pixel. When shifting from pixel c to pixel a, this shift is equivalent to two pixels. If the time required for shifting by two pixels is longer than the image display cycle, display failure will occur. In order to prevent such a display defect, in the present embodiment, the pixel shift is performed in the order of pixel a → pixel b → pixel c → pixel d → pixel c → pixel b → pixel a →. By doing so, each shift amount is equivalent to one pixel, and it is possible to prevent display defects due to the shift speed by the optical shift element.
[0097]
Further, the present embodiment is characterized in that the display time of the pixels a and d corresponding to red is reduced to half the display time of the pixel b corresponding to green and the pixel c corresponding to blue. is there. As a result, a certain pixel area on the projection target surface is illuminated by red, green, and blue light, respectively, for the same time. Here, in the periodic shift of the pixel a → the pixel b → the pixel c → the pixel d → the pixel c → the pixel b → the pixel a..., A shift cycle (one cycle) is T seconds. At this time, the red light emitted from the pixel a and the pixel d is T _R Illuminates a certain area of the projection surface for seconds, and the green light emitted from the pixel b is summed in T seconds by T _G The same region is illuminated for seconds, and the blue light emitted from the pixel c is summed up in T seconds by T _B The same area is irradiated for only seconds. In this case, in the present embodiment, T _R = T _G = T _B The shift operation is performed such that the relationship (1) is substantially established.
[0098]
As described above, in the present embodiment, the shift unit by the optical shift element is composed of four pixels included in the region 401, and the physical density of the support is 1.5. Since the period is weighted, it becomes 1 considering the substantial support density when irradiating the same area on the projection surface. Accordingly, the substantial influence of the support within the shift period of the pixel on the projection target surface is at the same level as in the case of the first embodiment in which one support is assigned to each shift unit, and the physical support is The same display as when the body density is 1 can be realized.
[0099]
According to the present embodiment, even when the poorly-aligned region near the support does not fit in the light-shielding region of the liquid crystal display element, display unevenness and contrast reduction on the projection target surface are not observed, and the display quality is reduced. Can be prevented. Therefore, it is not necessary to completely shield the poorly-aligned region caused by the support, and a high aperture ratio and a high contrast can be realized.
[0100]
As described above, in each region corresponding to one pixel on the projection surface, to set the substantial density of the support assigned to the pixel group displayed in one shift period to 1, In addition to setting the physical number of supports included in a unit to one, the effect of the support on display by correcting the display period of each pixel is used when the physical density of the support is one. May be equivalent to
[0101]
FIG. 12 illustrates an arrangement relationship between the pixel region corresponding to blue and the support 101.
[0102]
In the present embodiment, the support 101 is formed in at least one of the areas (6), (7), and (8). As a result, a high aperture ratio can be realized. Further, by disposing the pixel regions 501, 502, and 503 as pixel regions corresponding to red, blue, and green, respectively, the pixel region 502 corresponding to blue has a poorly-aligned region (5) as shown in FIG. And the pixel region 501 corresponding to red overlaps the poorly-aligned region (1) as shown in FIG.
[0103]
Of the areas (1) to (4) shown in FIG. 2, the area (1) is slightly darker than the brightness at the center of the pixel. Therefore, unlike the light leakage in the dark state, the influence on the contrast is small as compared with the other areas (2) to (4). Therefore, the light shielding in the area (1) is not required, or the light shielding area is smaller than in the other areas (2) to (4). For this reason, by overlapping the area (1) with the pixel area corresponding to red as described above, the aperture ratio of the pixel corresponding to red can be increased, and a bright display can be performed.
[0104]
When comparing the red, blue, and green radiant intensities of a high-pressure mercury lamp, the intensity of red is lower. According to the arrangement of FIG. 12, since the aperture ratio of the pixel region corresponding to red can be higher than the aperture ratio of the pixel region corresponding to green and blue, the aperture ratio is applied to the pixel regions corresponding to each of red, green, and blue. Drive voltages can be set equal to each other, which facilitates the design of the drive circuit.
[0105]
[Comparative Example 1]
This comparative example is a projection-type image display device having substantially the same configuration as that of the first embodiment. The device of this comparative example is different from the above-described embodiment in that three supports 101 are arranged in each unit area 307 of the liquid crystal display element, and the density of the supports is set to 3.
[0106]
In the present display device, in each pixel on the projection target surface, the luminance at the time of black display is higher than in the first embodiment, and a decrease in contrast is recognized. To achieve the same contrast as in the first embodiment while maintaining the density of the support at 3, it is necessary to increase the radius of the light-shielding region 306 for the support to 7 μm and lower the aperture ratio.
[0107]
(Comparative Example 2)
FIG. 13 shows an arrangement of the support 101 and pixels corresponding to blue in the comparative example. This comparative example is a projection-type image display device having substantially the same configuration as that of the second embodiment. However, the arrangement of each pixel region in FIG. 12 is changed so that pixel regions 501, 502, and 503 are blue, It differs from the second embodiment in that it corresponds to green and red.
[0108]
In the display device of this comparative example, the poor alignment region (5) overlaps the pixel region corresponding to green. For this reason, display unevenness caused by the poorly-aligned region (5) was observed more remarkably than in the second embodiment. In addition, as a result of performing the image shift by the optical shift element in the same manner as in the second embodiment, the misalignment region (5) generated in the pixel corresponding to green was displayed on all the pixels on the projection surface, and thus the In each of the pixels, display unevenness in which oblique streaks were observed was observed. On the other hand, in the second embodiment, the poorly-aligned area (5) overlaps with the blue pixel having the lowest visibility, and as a result, it is hardly recognized as compared with the comparative example 2, and good display is obtained.
[0109]
In this comparative example, in order to achieve the same display quality as in the second embodiment, it is necessary to form a light-shielding layer for shielding the poorly-aligned region (5) and lower the aperture ratio.
[0110]
【The invention's effect】
According to the present invention, by defining the arrangement pattern of the support in accordance with the image shift pattern of the optical shift element, the display quality of an image formed on the projection surface is prevented from deteriorating, and a high aperture ratio and high contrast are achieved. And the uniformity of the display can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical shift element including a liquid crystal element and a birefringent element.
FIG. 2 is a plan view showing a state of a display failure caused by a support provided on the liquid crystal display element on surrounding pixels.
FIG. 3 is a diagram showing Embodiment 1 of the image display device according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display element used in the device of FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a shift element used in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a field configuration that can be employed in the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a field shift that can be employed in the present invention.
FIG. 8 is a plan view illustrating a configuration of a liquid crystal display element used in the first embodiment.
9 is a plan view showing a relationship between a pixel group and a shift unit in the liquid crystal display device of FIG.
FIG. 10 is a plan view illustrating a relationship between a pixel group and a shift unit in a liquid crystal display element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of an array substrate for explaining an arrangement of a support 101 and pixels according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view of an array substrate for explaining an arrangement of a support 101 and pixels according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view of an array substrate for explaining an arrangement of a support 101 and pixels in Comparative Example 2.
[Explanation of symbols]
1 light source
2 Liquid crystal display device (liquid crystal display panel)
3 Optical shift element
4 Projection lens
10 Liquid crystal element
11 Liquid crystal element
12 Birefringent element
150 First shift unit
200 Second shift unit
201 Switching element
202 scan line (gate wiring)
203 signal line (source wiring)
204 pixel electrode
205 Active matrix substrate
301-303 pixels

Claims (10)

光源と、
各々が光を変調することができる複数の画素領域を有する画像表示パネルと、
前記画像表示パネルで変調された光によって被投影面上に画像を形成する光学系と、
前記画像表示パネルによって表示される複数のフィールド画像を前記被投影面上でシフトさせる光学シフト素子と、
を備え、前記画像表示パネルの異なる画素領域で変調された異なる波長域に属する光で前記被投影面上の同一領域を順次照射する画像表示装置であって、
前記画像表示パネルは、
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された液晶層と、
前記基板間の距離を所定の大きさに保持するための複数の支持体と、
を備えており、
前記支持体の配列パターンが前記光学シフト素子による画素のシフトパターンに基づいて決定されている、画像表示装置。A light source,
An image display panel having a plurality of pixel regions, each of which can modulate light,
An optical system that forms an image on a projection surface with light modulated by the image display panel,
An optical shift element that shifts a plurality of field images displayed by the image display panel on the projection target surface,
An image display device that sequentially irradiates the same region on the projection surface with light belonging to different wavelength regions modulated by different pixel regions of the image display panel,
The image display panel,
A pair of substrates,
A liquid crystal layer disposed between the pair of substrates,
A plurality of supports for maintaining the distance between the substrates at a predetermined size,
With
An image display device, wherein an arrangement pattern of the support is determined based on a shift pattern of pixels by the optical shift element. 前記光学シフト素子によって前記被投影面上の同一領域を順次照射する光を出す複数の画素領域によって構成された画素群のそれぞれに対して、前記支持体が１つ割り当てられている請求項１に記載の画像表示装置。2. The support according to claim 1, wherein one support is assigned to each of a pixel group formed by a plurality of pixel regions that emit light that sequentially irradiates the same region on the projection surface by the optical shift element. 3. The image display device as described in the above. 前記光学シフト素子によって前記被投影面上の同一領域を順次照射する光を出す複数の画素領域によって構成された画素群のそれぞれに対して、所定数の前記支持体が割り当てられており、
前記画素群のそれぞれに対して前記支持体が１つ割り当てられた場合と同様の表示を示すように、前記画素群のそれぞれに含まれる各画素領域の表示期間に重み付けが行われている請求項１または２に記載の画像表示素子。A predetermined number of the supports are assigned to each of a pixel group formed by a plurality of pixel regions that emit light that sequentially irradiates the same region on the projection surface by the optical shift element,
The display period of each pixel region included in each of the pixel groups is weighted so as to show the same display as when one of the support members is assigned to each of the pixel groups. 3. The image display device according to 1 or 2. 前記画素群のそれぞれに対して、前記支持体が１つより多く、かつ各画素群に含まれる画素領域の数よりも少ない数だけ割り当てられている請求項３に記載の画像表示装置。4. The image display device according to claim 3, wherein the number of the support members is more than one and the number of the support members is smaller than the number of the pixel regions included in each of the pixel groups. 前記画像表示パネルは、前記液晶層の配向を規制する膜を更に有しており、前記支持体の存在が前記膜の配向規制力を部分的に低下させている請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。4. The image display panel according to claim 1, further comprising a film that regulates the orientation of the liquid crystal layer, and the presence of the support partially reduces the orientation regulating force of the film. 5. An image display device according to claim 1. 前記画像表示パネルは、前記複数の画素間に設けられた遮光層を有しており、前記遮光層は、前記支持体を完全に覆い、かつ、前記膜のうち配向規制力が低下している部分の少なくとも一部を覆っている請求項５に記載の画像表示装置。The image display panel has a light-shielding layer provided between the plurality of pixels, the light-shielding layer completely covers the support, and an alignment regulating force of the film is reduced. The image display device according to claim 5, wherein at least a part of the portion is covered. 前記画像表示表示パネルにおける前記一対の基板に含まれる第１基板は、所定方向にラビングされた第１配向膜を有し、前記一対の基板に含まれる第２基板は、前記所定方向とは異なる方向にラビングされた第２配向膜を有し、
前記複数の画素領域は、赤、青、および緑の各々に対応する画素領域であって規則的に配列された画素領域によって構成され、
前記支持体は、前記第１基板上において前記画素領域外の領域内に配置され、青に対応する画素領域が前記支持体に対して前記第１配向膜のラビング方向の下流側に配置されている請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。A first substrate included in the pair of substrates in the image display panel has a first alignment film rubbed in a predetermined direction, and a second substrate included in the pair of substrates is different from the predetermined direction. A second alignment film rubbed in the direction,
The plurality of pixel regions are pixel regions corresponding to each of red, blue, and green, and are configured by regularly arranged pixel regions,
The support is disposed in a region outside the pixel region on the first substrate, and a pixel region corresponding to blue is disposed on the downstream side of the rubbing direction of the first alignment film with respect to the support. The image display device according to claim 1. 赤に対応する画素領域は、前記支持体に対して前記第１配向膜のラビング方向の上流側で、かつ液晶層の残留リタデーションを打ち消す領域に配置されている請求項７に記載の画像表示装置。The image display device according to claim 7, wherein the pixel region corresponding to red is arranged on the upstream side of the rubbing direction of the first alignment film with respect to the support and in a region where the residual retardation of the liquid crystal layer is canceled. . 赤に対応する画素領域の開口率は、青および緑のそれぞれに対応する画素領域の開口率よりも高い請求項７または８に記載の液晶表示素子。9. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein an aperture ratio of a pixel region corresponding to red is higher than an aperture ratio of a pixel region corresponding to each of blue and green. 前記赤、青、緑の各々に対応する３つの画素領域は、互いに隣接してデルタ配列を構成し、
前記３つの画素領域に対して前記支持体の１つが割り当てられている請求項１に記載の画像表示装置。The three pixel regions corresponding to each of the red, blue, and green are adjacent to each other to form a delta arrangement,
The image display device according to claim 1, wherein one of the supports is assigned to the three pixel regions.

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