JP2000512037A - Flat tile panel display with invisible seams - Google Patents

Flat tile panel display with invisible seams

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JP2000512037A
JP2000512037A JP10545631A JP54563198A JP2000512037A JP 2000512037 A JP2000512037 A JP 2000512037A JP 10545631 A JP10545631 A JP 10545631A JP 54563198 A JP54563198 A JP 54563198A JP 2000512037 A JP2000512037 A JP 2000512037A
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ジー. グリーン,レイ
エイチ. カタイル,ロバート
クラシウス,ジェイ.ピーター
リ,チューユー
ピー. セラフィン,ドナルド
ヨスト,ボリス
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レインボー ディスプレイズ,インコーポレイティド
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、見ることを予定している条件下で、タイル間の継ぎ目(160)が視覚的に目に見えないという特性を有するほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ(154)を特徴とし、この条件には、人間の目で知覚できる閾値、見るときの距離、ディスプレイの明度及び周囲の光のレベルが含まれる。パネルは、単一又は複数の光弁を備えた光透過性要素を有する間隔を隔てて配置された画素(157)を具備する像源面からなる。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a substantially flat tile panel display (154) that has the property that the seams (160) between tiles are visually invisible under the conditions intended to be viewed. Characteristically, the conditions include a threshold that can be perceived by the human eye, a viewing distance, the brightness of the display, and the level of ambient light. The panel consists of an image source surface with spaced pixels (157) having light transmissive elements with one or more light valves.

Description

【発明の詳細な説明】 目に見えない継ぎ目を備えた平坦なタイルパネルディスプレイ 技術分野 本発明は、フラットパネル電子ディスプレイに関し、特には、複数の接合され た小さい建築用ブロック(タイル)からなると共にそれらの間に継ぎ目を有する 大きなフラットパネル電子ディスプレイに関する。複数のタイルは、単一の一体 化されたディスプレイであるかのように見える。本発明は、通常の見るための条 件下においてタイルの間の継ぎ目が人間にとって視覚的に知覚できない又は目に 見えないような平坦なタイルパネルディスプレイを構成するために改良された技 術からなる。 背景技術 電子ディスプレイ上の像は、画素(pixel)として知られている小さい画素(pict ure element)のアレイから形成される。カラーディスプレイにおいて、これらの 画素は、例えば赤R、青B及び緑Gのような主要な色を形成する三つのカラー要 素を有する。これらの画素は、通常長方形のアレイ内に配列されると共に、画素 の間隔を一方向に測定した量である画素ピッチPにより特徴付けられる。コンピ ュータに使用される典型的な陰極線管(CRT)ディスプレイは0.3mmの画 素ピッチを有する。コンピュータスクリーンは、4:3の画素アレイ幅:高さ比 を有する。コンピュータディスプレイの典型的な標準化されたアレイは、640 ×480又は1024×768画素からなる。 大きいディスプレイは、それぞれが単一の画素を有するか、又は アレイを有する複数の隣接するタイルにより構成可能である。そのような組み立 てられたタイルディスプレイは、同一のタイル及び/又は隣接するタイル上の隣 接する画素の間の隙間によりもたらされる視覚的に散乱する継ぎ目を有する。そ のような継ぎ目は、相互結合用接着剤、シール、機械的な位置合わせ手段及び他 の構成要素であり、それらにより、表示された像上に光学的な不連続部分が見え てしまう。これらの構造の幾つかは、米国特許出願連続番号第08/571,208号に記 載されている。その結果、継ぎ目のあるディスプレイ上にあらわされた像は、区 分けされて見え、接合されていないように見える。それゆえ、意図された観察条 件下で継ぎ目が知覚できない平坦なタイル張りされたパネルディスプレイを製造 することが望まれる。 最小観察距離よりも大きい距離を隔ててディスプレイを見る時に連続的な像が 形成されるように、電子ディスプレイの画素ピッチは調節される必要がある。例 えば画素ピッチP=0.3mmの場合、最小観察距離は1mオーダーである。最 小観察距離は、画素ピッチに比例して増加するが、多くのコンピュータ又は使用 者のディスプレイにとって依然として画素ピッチを制限することとなる。タイル 張りをするための空間を画素ピッチの寸法に相当する空間内に設けなければなら ないため、タイルディスプレイを構成する構造及び方法の開発は難しい。 平坦なパネルディスプレイ(FPD)は“継ぎ目のない”タイル張りされたス クリーンを構成するための最適な選択である。平坦なパネルディスプレイは、バ ックライトが設けられると共に自ら明るくなるディスプレイを含む。液晶ディス プレイ(LCD)は、最も一般的なバックライトが設けられたディスプレイであ る。フラットパネルディスプレイは、画素パターンを担持したキーとなる構成要 素を超小型製造することに依存する。超小型製造技術は大きいディスプレイには 適用できない。というのは、ディスプレイの領域が増加すると製造量が急激に減 少するからである。それゆえ、発明者は、画素アレイ付きの小寸法タイルが超小 型製造可能であり、大きい電子ディスプレイを形成するために組立可能であると 決定した。このことを達成するための過去の試みによっても、タイルの組立に大 きな空間が必要となるという理由から、継ぎ目は目に見えるものであった。本質 的には、これが、“継ぎ目のない”大きいタイル張りされたパネルを製造するた めになされた試みのうちに幾つか実行できないものがあったことの理由である。 しかしながら、本発明は、カラー又はグレースケールディスプレイのための“ 継ぎ目のない”大きいタイル張りされたパネルを達成するための特有の構成及び 方法を提供する。本発明は、特には透過性光弁型のディスプレイに関する。その ようなディスプレイでは、均一なバックライト源からの光は、ディスプレイ組立 品を透過し、ディスプレイの前側から直接見える。光弁は、画素内のカラー要素 の各々を透過する一次光線の量を制御する。観察者の目は、十分な観察距離の位 置において連続的な像を形成するために画素からの一次光線と重なる。複数の二 次工程のために、低レベルの光が画素の間の空間から出る。これらの現象は反射 及び導波を含み、十分な明度及びコントラストを達成するためには、それらのす べては最小に維持されなければならない。同一のタイル上の画素間の隙間、及び 隣接するタイル上の画素間の隙間とでは構造が異なる。そのため、タイルの縁部 における画素間の継ぎ目により、一次光線及び二次光線は悪影響を受け、その結 果、継ぎ目のないタイル張りされたディスプレイの形成が困難になっている。 発明者は、単一の一体化されたディスプレイであるかのように見 える“継ぎ目のない”大きいフラットパネルを形成するためには三つの設計上の 原則があると考えた。(a)一つのタイル上の画素ピッチはタイル間の画素ピッ チに一致せしめられる必要がある。(b)光弁を通る一次光線の光路は、継ぎ目 又はタイル組立品に使用される他の構造体又は構成要素により悪影響を受けては ならない。(c)物理的構造が異なるタイル内の画素隙間とタイル間の画素隙間 とが透過光及び反射光の下でほぼ等しい視覚的な外観を観察者に対して呈するよ うに、中間画素隙間は形成される必要がある。 発明の開示 本発明は、必要な最小観察距離と等しい距離又はそれより大きい距離を隔てて 見たときに単一の一体化されたディスプレイとして人間の観察者に認識されるよ うな、内部に配置されたタイル間に視覚的に知覚できない継ぎ目を有するほぼ平 坦なタイル張りされたパネルディスプレイを特徴とする。パネルは、例えば赤、 緑及び青のような主要なカラー光伝達要素を含む活性領域を備えた間隔を隔てて 配置された画素を有する像源面を具備する。理解すべきこととして、主要なカラ ーは、赤、緑及び青である必要はなく、他の色も可能であり、三つに限定される 必要もない。カラーフィルタ層を像源面内に含めることが可能である。各画素は 約0.2mmよりも大きい所定のピッチで像源面に沿って配置される。複数の隣 接して配置されるタイルは、像源面内に位置せしめられる。本発明は、目に見え ない継ぎ目を備えたタイルディスプレイの設計、構成及び組立のための複数の方 法を含む。これらは、以下の別個の種類に分類できる。(1)像源面の特性を変 更する。(2)光学的な技術を使用して像源面とは別個の像観察面を形成する。 (3)画素の活性領域を通過した一次光線が継ぎ目に到達するのを実質的に阻止 すべく光をコ リメートする。(4)画素内の活性領域間の隙間から二次光線が出るのを抑制す る。(5)コリメートされたディスプレイが観察者に対して呈する観察角の範囲 を増大化させる。(6)コリメートされたディスプレイ組立品の明度を増大化さ せる。 一体的なAMLCDに比べ、像源面は、光弁の間であってタイルの中間の隙間 及びタイルの内部の隙間が透過光及び反射光の下で均一に見えるように変更され る。像観察面は、例えばスクリーン、マイクロレンズアレイ及びマスクのような 複数の光学的な像形成層からなる。光のコリメーションは、例えばディスプレイ 堆積体内に配置された開口及びマスクにより達成される。観察角の範囲は、例え ばレンズアレイにより増大化可能である。ディスプレイの明度は、バックライト を増幅することにより、あるいは、レンズアレイにより光弁面内に結合する光を 増加させることにより回復可能である。 図面の簡単な説明 以下の詳細な説明と共に添付図面を参照することにより本発明を完全に理解す ることができる。図面において、 図1は本発明のカラー電子ディスプレイの典型的なタイル張りされた画素アレ イの略平面図であり、 図2はバックライトを有するフラットパネルディスプレイに使用される光弁の 略断面図であり、 図3は活性マトリックス液晶ディスプレイの光弁の典型的な光透過率−電圧曲 線のグラフであり、 図4は光弁活性に使用される装置を示していない、単一の光弁を備えたグレー スケール画素及び画素を選択するための縦横線の略図であり、 図5は光弁活性に使用される装置を示していない、三つの光弁と 、各カラー弁を選択するための三本の縦線と一本の横線とを備えたカラー画素の 略図であり、 図6は三つの光弁と適合されたカラーフィルタとを備えたカラー画素の底面図 であり、 図6aは活性マトリックス液晶カラーディスプレイのための三つの光弁を備え た画素の略断面図であり、 図7は二つのガラス板の間に挿入された光弁開口を通過する光線の略図であり 、 図8は二つのタイルの間の継ぎ目の付近の光度の変化を示した略図であり、 図9は隣接するタイル上の光弁の間に継ぎ目領域を有するディスプレイタイル の角部における詳細な底面図であり、 図10は一次光線を制限するタイルの縁部の光弁の略図であり、 図11は光弁を通過する一次光線を制限するための開口板の略図であり、 図12は像面を観察面内に突出させると共に観察角を拡大するためにカバー板 に取付けられたマイクロレンズアレイを示す図であり、 図13は本発明の見えない継ぎ目を有するタイルカラーディスプレイの第一の 好適な実施形態の略断面図であり、 図14は見えない継ぎ目を有する透過性の光弁を基礎としたタイルカラーディ スプレイの第二の好適な実施形態の略断面図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明は、見ることを予定している条件下で視覚的に“継ぎ目のない”タイル 張りされたフラットパネルカラーディスプレイを特徴とする。継ぎ目により像が 分割されないときに継ぎ目は効果的に目 に見えなくなり、それらの明るさ、色及び表面の質は、一つのタイル上に存在す る複数の光弁の間の隙間のものと同様に見える。像の分割、明るさの違い及び色 の違いを認識できる閾値の範囲は、後述するように観察者により決定される。デ ィスプレイを継ぎ目なしにするディスプレイの設計、構成及び組立に影響を及ぼ す多数の技術が以下記載される。 図1は間に継ぎ目を有するタイルに配列された多数の画素11を備えた典型的 なタイル張りされたディスプレイ10の概略平面図を示す。好適な実施形態では 、各画素11は主要な色要素R、G及びB(赤、緑及び青)を有する。しかしな がら、主要な色の数及び選択はこの組に限定されない。 図2には、フラットパネルディスプレイに使用される典型的な光弁12の断面 図を示す。液晶ディスプレイ(LCD)に使用されるフラットパネルディスプレ イでは、光は、別個のバックライト組立品内で発生されると共に、光弁12を介 して観察者の方に投射される(矢印14)。光弁12は、光学活性液晶層16の 両側に配置された二つの偏光子シート15により形成される。バックライトから 下側の偏光子シートを通過する光は、直線偏光される。液晶層16に電場が適用 されるとき、電場は、所定量だけ透過光14の偏光面を回転させる。その所定量 は、適用される電場の大きさに応じて単調増加する。上側の偏光子により、偏光 面に平行な光の偏光成分のみが通過せしめられる。適用される電圧の大きさを完 全なオフから完全なオンまで変更することにより、光弁12は連続的に透過光の 強度を調節する。活性マトリックス液晶ディスプレイ(AMLCDs)に使用さ れるLCD材料の典型的な光透過率−適用電圧曲線を図3に示す。 図4には、グレースケールディスプレイの画素領域16を覆う単 一の光弁12を示す。従来のAMLCDにおいて、光弁12は、液晶セル、光透 過性電極及び偏光子に加えて、薄いフィルタトランジスタ(TFT)と、記憶容 量とを有する。TFTは、ディスプレイ内のすべての画素マトリックス処理する ための縦及び横の列のラインと組み合わせて、活性非線形装置として使用される 。一方、図5に示すように、別個に制御される光弁17は、電気カラーディスプ レイの画素16内に配置される。一つのカラー要素がそれぞれの主要なカラーに 割り当てられる。図6に示すように、カラーフィルタ層18は、画素16内の光 弁17の頂部に配置される。カラーフィルタ18の一つの領域にのみ対応する所 望の波長スペクトルを有する光は、光弁17と、位置合わせされたカラーフィル タ層18とを通過する。光弁組立品20全体を図6aに断面で示す。光弁組立品 は、偏光子シート21と、一方の側にTFTを備えた薄いフィルム構造のガラス シート22と、光学活性液晶材料23と、薄いフィルム構造の他のガラスシート 24と、カラーフィルタ25と、他の偏光子シート26とを有する。光弁開口は 、この組立品のディスプレイの実際の像源面51を形成する。パララックスを回 避するために、カラーフィルタ層25が、LCD充填材料の上側においてすべて の従来のLCDの像源面付近に挿入される。典型的には、LCD層の厚さは10 μm未満である。しかしながら、コリメートされた、るいは部分的にコリメート された光が使用される場合、カラーフィルタ層25は、像源面51からもっと離 れて配置可能である。LCDに使用される典型的なガラスシートの厚さは約0. 7から1.1mmである。ガラスシート22及び24は、薄いフィルム層内に光 透過性電極を担持すると共に、通常インジウム−スズ−酸化物(ITO)28を 含むものである。下側のガラス板22は、通常、マトリックス処理するためのX −Y相互結合部を担持すると共に、像 を安定化させるために非線形性TFT制御装置と光弁用記憶容量とを有する。上 側のガラスシート24は他の光透過性電極とパターン化されたカラーフィルタ層 25とを有する。 図7には、活性マトリックス液晶ディスプレイ堆積体30と二つのガラス板2 2及び24の間の光開口を通過する限界光線34とをそれぞれ示す。AMLCD において、液晶層は通常約5μmの厚さを有する。一次光線は、光弁とフラット パネルディスプレイとを通過して図6に示した構造体を通過する。バックライト は拡散源として作用し、光線は源部上の半分の空間の全体内に発散する。この光 の一部は薄いフィルム層32に画定された特有の画素内において光弁の開口を通 過する。各開口の寸法がW×Hであると仮定する。寸法Wはカラーディスプレイ (図6)を3で除したピッチPよりもやや小さい。HもPよりやや小さい。この 光の他の部分は、カラーフィルタ層25内に画定された第二の適合開口を通過す る。第二の開口の寸法はW’×H’であり、組立中のミスアライメントを許容す べく、W’はWより大きくかつH’はHより大きくされている。これらの二つの 開口の間の空間dは、液晶層を通る光路長が主要な要素となるディスプレイの光 学設計により決定される。間隔dは常にW又はHよりもかなり小さく、典型的に はAMLCDの場合には約5μmである。縦横比d:Wが非常に小さいため、非 常に広い角度範囲の光線がディスプレイ堆積体30を通過可能である。P=30 0μm、W=75μmかつd=5μmの従来のAMLCDの場合、限界光線34 は、ディスプレイの表面の法線35に対して86.2。の角度を形成する。それ ゆえ、光は、通常、上側のガラス板24内において幅広い横方向の長さにわたっ て広がり、幾つかの他の画素と重複する。上述した例のパラメータ(横方向のオ フセットがP)で隣接する画素に光が到達するためには、上側の板24の厚さが 1.1mmである場合、表面の法線35に対する角度は15.2°であればよい 。 これらの二つの開口に加え、屈折率が変化したり反射材料が使用されるそれぞ れの光学界面においては反射及び屈折が起こる。例えば屈折率が1.5及び1. 0のガラス空気間の界面において、全内反射角度は56.3°である。それゆえ 、ディスプレイ堆積体30から観察者の側に出る一次限界光線は、開口の縦横比 によっては制限されず、全内反射により制限される。しかしながら、限界光線の 許容角度は、隣接する画素に重複するために必要とされる角度よりもずっと大き い。 一次光線がバックライトから出て光弁を通過すると共に、多数の二次光線が透 過性のガラス堆積体を横断する。共に、バックライトから出た拡散光は、ガラス 堆積体30を通過するとき、光学的に屈折すると共に反射し、横方向に反射及び 屈折導波される。これらの工程では、ガラス堆積体内において二次光線が再分配 され、その結果、光弁開口により制御された一次光線の他に、幾らかの光がディ スプレイのすべての点を透過する。上側表面からディスプレイ内に入る周囲の光 と組合わさって、二次光線は、ディスプレイのコントラストに影響を及ぼす背景 の光を形成する。コントラストを最大にするために、二次光線の強度を最小にす る必要がある。技術水準のAMLCDでは100:1のコントラスト比が実行さ れている。 継ぎ目なしディスプレイは横方向に均一であり、二次光線は、延ばされて覆わ れ得る縁部の画素の点を除き、特有の光学的な問題を引き起こさない。しかしな がら、タイルディスプレイの場合、状況はかなり異なる。各タイルの継ぎ目部分 では構造がかなり変化する。それゆえ、継ぎ目の存在によって一次及び二次光線 は悪影響を受け、十分な改良を加えないと一般に継ぎ目部分が見えてしまう。継 ぎ目が見えてしまうことは、以下のモデルを使用して証明できる。二つの隣接す るタイルの明るさが等しいとしても、図8に示すように継ぎ目においてオフセッ トが生じてしまう。結果の光度断面のフーリエ分析を行うこと、及びこれを人間 の目の解像力と関連させることにより、高い照度条件(500nit又はcd/ m2)の下での継ぎ目の幅の閾値θについての式は以下のようになる。 θ=3.5(Δ1/1)アークセカント (1) ここでΔ1/1は継ぎ目における相対強度変調をいう(Alphonse,G.A.and Lubi n,J.,“Psychophysica1 Requirements for Tiled Large Screen Disp1ays”,SP IE 1664巻,High Resolution Displays and Projection Systems,1992年)。式1 は、明るい継ぎ目と暗い継ぎ目との両方が均一に目に見えるということを示す精 神物理学検査により確認された。相対強度変調が1又は100%である場合、5 0cmの観察距離において、式1は、目に見えない継ぎ目の最大幅がこの強度変 調で8.5μmであることを示す。今日8.5μmの継ぎ目幅でタイルを張るの は容易でないため、タイルディスプレイは、継ぎ目において強度変調がかなり減 少してしまう特有の構成以外では構成し得ない。 目に見えない継ぎ目を備えたタイルディスプレイを設計、構成及び組立するた めの本発明の技術は、以下の六つの独特の種類に分類可能であり、それらの種類 については以下詳細に説明する。 (1)像面の変更 (2)像源面とは別の像観察面の生成 (3)一次光線が継ぎ目に到達するのを阻止するための光のコリメーション又 は部分的なコリメーション (4)画素内の光弁の間の隙間から二次光線が出ることの抑制 (5)観察者に対するタイルディスプレイの観察角の範囲の増大 化 (6)タイルディスプレイの明度の増大化 像源面 好適にはタイルディスプレイの像源面は、継ぎ目があるにもかかわらず透過光 及び反射光の両方において一定の画素のピッチを有する均一な画素アレイとして 見えるように変更される。第一に、タイル張りに必要なすべての物理的な空間は 、均一な画素のピッチによりもたらされた空間内に適合されなければならない。 LCDの場合、継ぎ目は二つの液晶シールを収容する必要があり、各画素をマト リックス処理するために金属を相互結合可能である。この要件により、タイルデ ィスプレイで達成可能な最小画素ピッチが制限される。第二に、隣接するタイル 上の光弁の間の隙間は、同一のタイル上の画素の隙間と光学的に同様に見えるよ うに形成される必要がある。このことは、隣接する光弁の間の像源面内に光シー ルドを配置することにより達成可能である。TFT装置相互結合部を形成するた めに使用される非透過性の薄いフィルム材料は、タイル上で光を遮断するために 使用可能である。好適には、直接光線が隙間を通過するのを阻止するために、別 個の光シールド層が隣接するタイルの間の隙間内に配置される。この光シールド は、関連する米国特許出願連続番号第08/571,208号に記載されたタイルの相互結 合構造体内に一体化可能である。最後に、光弁の間の隙間内に配置されたすべて の光シールド層の前側の光学的な反射は、可能な限り均一でなければならない。 像観察面の形成 フラットパネルLCD内の像源面は、光学活性液晶層の下の薄いフィルム層内 の光弁開口により形成される。実質上の目的のために、液晶層の厚さがわずかに 5μmオーダーであるため、カラーフィ ルタを像源面内に更に配置可能である。0.2mmの高解像度画素ピッチの技術 水準のものであっても、カラー要素の縦横比は0.075であり、通常の観察条 件におけるパララックス誤差は取るに足らない。しかしながら、厚さ0.7mm の最も薄い使用可能な上側ガラスシートの上側表面にマスク層又は開口板が使用 される場合、同一の画素ピッチを有する縦横比は16.5まで減少する。この結 果、表面の法線から離れて像源面を見ると、パララックス誤差は許容できないほ ど大きくなってしまう。このパララックスの問題を回避するために、像源面は、 別個の像観察面内に突出せしめられる必要があり、これは、複数の公知の光学的 な技術を使用して像源面から形成される必要がある。第一に、継ぎ目は、すべて の継ぎ目を覆う共通のカバー板のいずれかの側上にフェースマスクを配置するこ とにより、直接見えなくされる。継ぎ目の隙間の光反射特性に適合するため、及 び、この部分で後述するように二次光線を制御するために、同一のタイル上であ って同一のフェースマスク上の光弁の間の隙間を覆うことが望まれる。第二に、 像を実際に前方投影するために光学的な要素が使用可能である。投射を行うため に、限定ではないが、屈折マイクロレンズ、ホログラフィックレンズ、拡散スク リーン、レンチキュラースクリーン及びフレネルスクリーンを含む複数の光学的 な技術が使用可能である。これらの光学的な技術は、典型的には技術水準のAM LCDに割り当てられる観察角要件に適合するか、それを越えるように構成され 得る。タイルディスプレイの画像品質がこの投影に依存するため、ディスプレイ の全領域にわたって均一な焦点及びコントラストを維持するために注意を払う必 要がある。 一次光線のコリメーション 好適には、一次光線は、継ぎ目に隣接又は近接する光弁を通過す る時にタイル張りに使用される構造体を通過しないように、限定される必要があ る。タイル張りするには、図9に示すように画素の全ピッチPに対して所定の幅 Sを必要とする。ここで、Sとは、隣接するタイル上の二つの光弁開口の間の全 空間をいう。空間Sは、継ぎ目内の物理的な構造部分に対応する別個の構成要素 S1、S2及びS3に更に分割可能である。S1及びS3は、隙間(幅S2)のそれぞ れの側における光弁開口の縁部からガラス板の縁部までの空間をいう。S1及び S2は、タイル張りが行われる場所に依存して異なり得る。それゆえ、最も外側 の一次光線は、タイルの頂部のガラス板24の上側表面において隙間領域S2内 に交差することなくガラス堆積体30から出るように制限される必要がある。 以下の例を実例として考えてみる。画素ピッチPが1mm、光弁開口幅Wが6 00μm、タイル張り位置Sが400μm、ガラス板厚さtが1.1mmのグレ ースケールAMLCDを想定する。この例においてS1=150μm、S2=10 0μm、S3=150μmを選択する。次いで、好適には、最も外側の光線が、 表面法線からアークタンジェント(150/1100)=7.76°の角度まで のものに限定される。この光線の幾何学的配列を図10に示す。カラーAMLC Dディスプレイの場合の同様の計算結果を示しても結果は同様になる。タイルデ ィスプレイ内の一次光線は、光弁開口の縦横比及び全内反射により限定された光 線包絡面までコリメートされなければならない。 部分的な光のコリメーションは幾つかの方法で実行可能である。開口を有する 単一又は複数の開口板がディスプレイタイルとバックライトとの間に挿入可能で ある。図11に示すように、開口は、例えばCRTに使用されるシャドーマスク と同様の金属スクリーン内において、あるいはタイルディスプレイの組立品内で 使用される他 のガラス板上の非透過性の薄いフィルム層上において使用可能である。これらの 付加的なガラス板は関連する米国特許出願連続番号第08/571,208号に記載されて いる。部分的な光コリメーションを達成するために、限定ではないが、屈折又は ホログラフィーレンズ、スクリーン及び微小溝を有するコリメーション板を含む 他の光学的な要素が、バックライトと各光弁との間に挿入可能である。レンズは 光弁パターンを繰り返した二次元マイクロレンズ配列として製造可能であり、別 個のガラス板に別個のプラスチックシートを加圧するかパターンをエッチングす ることにより達成される。一次光線のコリメーションに加え、この部分に記載さ れた光学的な要素は、二次光線を抑制するのに役立つと共に、像コントラスト及 び焦点を高めるのに役立つ。 二次光線の抑制 二次光線はディスプレイの後側又は前側から出得る。後側の二次光線はバック ライトから出ると共に多数の屈折工程及び反射工程を経る。周囲の光が前側の二 次光線の源部となる。二次光線は、ディスプレイの堆積体内に複雑であって本質 的に予想できない光路を有する。二次光線の動きを確実に予想できないのに加え 、タイル張りされた構造体内では付加的な光学的な現象が発生する。そのような 現象とは、例えば、ディスプレイタイルを形成するガラス板の縁部における反射 及び屈折、シール材料内における光線の遮断、タイルの間の隙間を通る光線の視 線透過、タイルの間の隙間を通る光の導波である。継ぎ目における強度変調を最 小にするために、光学的見地から好適には、タイルの内部における画素とタイル の縁部における画素との間の中間画素空間を小さくする必要がある。 二次光線の影響は以下の技術を使用して処理可能である。(a)像源面内の一 次光線包絡面の外側のすべての光線を遮断するために 光弁層(薄いフィルム又はカラーフィルタレベル)内に光シールドを挿入する。 (b)すべての四つの側部からそれぞれのタイルを包囲するそれぞれの隣接する タイルの間の隙間内に光シールドを挿入する。(c)縁部における相互結合のた めに使用されるタイル上の領域内に光シールドを挿入する。(d)タイル上の又 は継ぎ目内の光弁の間のディスプレイ堆積体領域を直接光線が通過するのを阻止 するため、光コリメーションに使用される外側の光シールド層内に非透過性領域 を更に挿入する。(e)例えば完全透過性にするか、全反射性にするか、拡散性 にするかにより、光の縁部散乱に影響を及ぼすためにタイルの縁部に明確な光学 特性を与える。(f)タイルの上側板の間の隙間に屈折率整合された光学透過性 化合物を充填する。(g)すべての領域上の非透過性パターンがタイル上で、あ るいはそれらの間の継ぎ目の頂部で像観察面内の光弁と重複しないように、カバ ー板の下部表面上にフェースプレートパターンを挿入する。(h)バックプレー ト上の、又は上述した関連する特許出願連続番号第08/571,208号に記載されたタ イルキャリヤ上での相互結合に使用される領域内に光シールドを挿入する。 (a)の技術は、直接光線が像源層内の光弁の間の領域を通過するのを阻止す る。技術(b)は、好適には、視線光線がタイル板の二つの垂直面の間の隙間を 通過するのを阻止するため、及び隙間の光透過率をタイル上の光弁の間の空間の 光透過率に適合させるために使用される。必要な場合、光シールドは、マトリッ クス処理部の縦横線のために使用される相互結合構造体と一体形成可能である。 更に技術(c)は、相互結合領域の光学透過特性をタイルの内部の光弁の間の隙 間に適合させるために必要とされる。(d)において光シールドを付加的に適合 させることは、一次光線の部分的なコリメーションと逸脱した光線の遮断とのた めに効果的である。技術( e)の必要性は、タイルのガラス板の縁部の光学的な品質に依存する。大きなガ ラスシートからタイルを切り出す通常の方法である研削及び分割により、位相幾 何学的に数μmより大きい残留表面を有する光学的品質が近い表面が形成される 。回転するダイヤモンドホイールにより切り出されたガラス表面は、位相幾何学 的に円滑であるが、ホイールの砥石の寸法に依存した微細な表面粗さのためにし ばしば“柔和な”視覚的な外観を有する。いずれかの場合、必要に応じて公知の 技術を使用することにより、ガラスの縁部の付加的であって光学的な準備を実行 可能である。技術(f)によれば、タイルの頂部上の画素隙間の頂部におけるも のと同様の方法で、像源面上のタイルの間の隙間を横断する二次光線に関する光 学的なエネルギを横方向に伝達することが容易になる。最後に、技術(g)は、 主に周囲の光のために、継ぎ目領域の前表面反射率をタイル上の光弁の間のもの に適合させるの必要とされる。 タイルディスプレイの観察角の範囲の増大化 コリメーション又は部分的なコリメーションは、光弁を通過する溝に一次光線 の焦点を合わせるのに役立つが、前側の観察角を表面の法線から小さな角度にす ると共にその値を固定値にしてしまう。一方、しばしば、単一ユーザー用電子デ ィスプレイは、観察角が表面の法線から±30°の範囲内に分布するのを許容す る必要があり、多数ユーザー用電子ディスプレイは、観察角が表面の法線から± 60°までの範囲内で分布するのを許容する必要がある。それゆえ、コリメーシ ョンにより制限される観察角の分布は、本願により広められる。このことは、観 察面内にレンズアレイ又は分散スクリーンを挿入することにより達成可能である 。レンズアレイは、屈折マイクロレンズ又はホログラフィックマイクロレンズか らなり、マイクロ製造技術を使用して形成可能である。レンズアレイ又はスクリ ーンは、別個の透過性板上に配置されるか、あるいは、タイル又はカバー板内で 使用される存在しているガラスシートの一つと共に一体化され得る。別個のカバ ー板上のマイクロレンズアレイの実施形態を図12に示す。 タイルディスプレイの明度の増大化 一次光線のコリメーション又は部分的なコリメーションにより生ずる第二の問 題は、それぞれの光弁により収集される光の量がコリメーションにより制限され 、それゆえ、ディスプレイの明度が低下してしまう傾向があるということである 。例えば、開口板がコリメーションのために使用される場合、光束の総量が、バ ックライト源に面する光シールドの開口率に比例して減少する。明度が低下した ディスプレイは周囲の光が少ない観察条件を必要とするため、明度は増大化され なければならない。このことは、幾つかの異なる方法により実行可能である。バ ックライト源自体の強度は、入力された電気エネルギを増幅することにより、あ るいは、多数の光源及び/又は反射光集結手段を使用することにより増大化可能 である。一方、コリメートされた光溝内にバックライトを集める効率は、マイク ロレンズ又はホログラフィックレンズアレイ、あるいは他の光学的な装置を使用 することにより増加可能である。これらの光学的な要素は、ディスプレイのバッ クライト源と像面との間に配置可能である。 本発明は、継ぎ目なしのタイルフラットパネルディスプレイを設計、構成及び 組立するための上述したすべての技術及びそれらの組み合わせのすべてにおよぶ 。あるタイルディスプレイに使用されるこれらの技術又はその組み合わせは、開 口率、タイル張りのための画素ピッチの一部、組立技術、ディスプレイの仕様、 及び観察条件に依存する。そのような組み合わせを明らかにするために、本発明 の二つの特有の好適な実施形態を以下詳細に説明する。第一の特有の好適な実施 形態は、継ぎ目を見えなくするために像面と観察者との間の構造体についての本 発明の技術を使用する。本実施形態は、観察面−像面間距離が小さくかつ画素ピ ッチ率が小さいタイルディスプレイにとって有益である。第二の特有の好適な実 施形態は、タイルディスプレイの通常の観察条件下で継ぎ目を見えなくするため に、像面の前及び後の両方に構造体を配置する考え方を使用する。第二の実施形 態は、観察角が大きくかつ観察面−像面間の距離及び画素ピッチ率が中間よりも 大きいタイルディスプレイにとって有益である。 図13には、本発明の継ぎ目なしタイルディスプレイの第一の特有の好適な実 施形態を断面図で示す。継ぎ目なしディスプレイ50は、カラーフィルタ層52 を備えた像源面51と光弁層開口領域53とを有する。理解すべきこととして、 像源面51は観察者と源部との間の任意の位置に配置可能である。タイルは、隙 間55により分離されたガラス層54を有する。この隙間55と光弁領域56の 間の領域とは、像源面を均一にするためにマスク57により覆われる。上に配置 されたスクリーン表面58は、像源面を像観察面内に突出させるために使用され る。レンズ表面は、スクリーン表面58の代わりに、像観察面を形成するために 使用可能である。 継ぎ目55がバックライト源から遮断される時、周囲の光とタイルの側部から の散乱光のために、継ぎ目は依然としてはっきりと目に見える。しかしながら、 ディスプレイのタイル及び光弁に位置合わせされたマスク57を使用することに より、継ぎ目55が直接上述したものから遮断されると、表面の法線にぴったり 沿って見たときには継ぎ目がわからなくなる。しかしながら、表面の法線からの 観察角を十分に大きくするためには、これ以上継ぎ目55をマスク 57で覆えず、それゆえ、継ぎ目55が見えてしまう。継ぎ目が見えないように した観察角の範囲が許容できないほど小さい場合、上述したマイクロレンズアレ イを使用することにより観察角の範囲を拡大可能である。スクリーン58をマス ク57の近くに配置可能であるほど、継ぎ目が見えないようにした観察角の範囲 が広くなる。マスクは透過される光束を十分に減少せしめる。像源面51とスク リーン58との間には薄い偏光子層59を配置可能である。 許容可能な像を形成するために、ディスプレイの明度及び焦点も重要である。 この要件は、以下の条件(a)及び(b)により達成可能である。条件(a)で は、像源面51から像観察面までの距離を小さくするか、光弁開口の画素ピッチ 未満にする、好適には光弁開口53の画素ピッチの10倍以内にする。条件(b )では、極度に発散しないように像源強度分布を構成する。上述した条件(a) 及び(b)の両方は、AMLCD構造体により容易に適合可能である。 本発明の継ぎ目なしタイルディスプレイの第二の特有の好適な実施形態を図1 4に断面図で示す。継ぎ目なしディスプレイ154は、光弁開口層156からな る像源面155と、近接したカラーフィルタ層157とを有する。タイルはそれ ぞれ上側のガラス層158と下側のガラス層159とにより形成される。タイル の中間の隙間160は挿入された光シールド層161により覆われ、タイルの内 部の画素の隙間は透明な薄いフィルムの光シールド層162により覆われる。二 つの隣接するタイルを形成する上側のガラスシートの間の隙間は、ガラスタイル の屈折率に適合した光学的な屈折率を有する透過性材料163により充填される 。光遮断マスク層164は、タイルの中間の隙間かタイルの内部の隙間かにかか わらず、隣接する画素の間のすべての光弁隙間を覆う。これにより、継ぎ目領域 は、反射光による外観がタイル上の光弁隙間のものと同様になる。マイクロレン ズアレイ165はガラスカバー板の頂部上に配置されるか、あるいは、その中に 一体形成される。マイクロレンズアレイは、像観察面を形成すると共に、観察角 の範囲を拡大する。(拡散バックライト組立品から出る光を部分的にコリメート するための)光シールド層166及び167は、ガラスディスプレイ堆積体の幾 つかの表面上に配置される。光コリメーション量は、像面を通過する光線の発散 によって所望の像面特性が得られるように、光シールド層内の開口の形状及び寸 法により制御可能である。像面からの光シールドの間隔によっても光線の発散に 悪影響が及ぼされるため、それらはコリメーションの所望の度合いが達成される ように選択される。光のコリメーションのために、カラーフィルタ層は必要な場 合に像源面から移動可能であり、ディスプレイ堆積体内に更に離され得る。拡散 バックライト組立品からディスプレイ堆積体の部分的にコリメーションを行う光 開口内への光線の焦点を合わせるためのマイクロレンズアレイ168は、ディス プレイの明度を増幅するために、光源に面する下部のガラス板の下側表面に取付 けられるか、それと一体形成される。 特有の作動要件及び環境に適合するための他の組み合わせ、修正及び変更は当 業者にとって明らかであるため、本発明は、開示のために選択された好適な実施 形態に限定されず、本発明の精神及び範囲から逸脱しないすべての変更及び修正 を含む。 本発明について上述したが、この特許により保護されるべきものを請求の範囲 に示す。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a flat panel electronic display, and more particularly to a flat panel electronic display comprising a plurality of joined small building blocks (tiles). It relates to a large flat panel electronic display with seams between them. The multiple tiles appear to be a single integrated display. The present invention comprises an improved technique for constructing a flat tile panel display in which seams between tiles are not visually perceptible or invisible to humans under normal viewing conditions. Background Art Images on electronic displays are formed from an array of small picture elements known as pixels. In a color display, these pixels have three color components that form the primary colors, for example, red R, blue B and green G. These pixels are usually arranged in a rectangular array and are characterized by a pixel pitch P, which is a measure of the pixel spacing in one direction. A typical cathode ray tube (CRT) display used in computers has a pixel pitch of 0.3 mm. The computer screen has a 4: 3 pixel array width: height ratio. A typical standardized array of computer displays consists of 640 x 480 or 1024 x 768 pixels. Large displays can be composed of multiple adjacent tiles, each having a single pixel or having an array. Such assembled tile displays have visually scattered seams caused by gaps between adjacent pixels on the same tile and / or adjacent tiles. Such seams are interconnecting adhesives, seals, mechanical alignment means, and other components that cause optical discontinuities to be visible on the displayed image. Some of these structures are described in US patent application Ser. No. 08 / 571,208. As a result, the image presented on the seamed display appears segmented and unjoined. It is therefore desirable to produce a flat tiled panel display in which seams are not perceptible under the intended viewing conditions. The pixel pitch of the electronic display needs to be adjusted so that a continuous image is formed when viewing the display at a distance greater than the minimum viewing distance. For example, when the pixel pitch P is 0.3 mm, the minimum observation distance is on the order of 1 m. Although the minimum viewing distance increases in proportion to the pixel pitch, it will still limit the pixel pitch for many computer or user displays. Since a space for tiling must be provided in a space corresponding to the size of the pixel pitch, it is difficult to develop a structure and a method for configuring a tile display. Flat panel displays (FPDs) are the best choice for constructing "seamless" tiled screens. Flat panel displays include those that are provided with a backlight and become self-luminous. A liquid crystal display (LCD) is the most common display provided with a backlight. Flat panel displays rely on microfabricating key components that carry pixel patterns. Microfabrication technology cannot be applied to large displays. This is because as the area of the display increases, the production volume sharply decreases. Therefore, the inventors have determined that small sized tiles with a pixel array can be microfabricated and assembled to form large electronic displays. In previous attempts to achieve this, the seams were visible because of the large space required for tile assembly. In essence, this is why some of the attempts made to produce "seamless" large tiled panels have not been feasible. However, the present invention provides a unique configuration and method for achieving a "seamless" large tiled panel for color or grayscale displays. The invention particularly relates to displays of the transmissive light valve type. In such displays, light from a uniform backlight source is transmitted through the display assembly and is directly visible from the front of the display. The light valve controls the amount of primary light transmitted through each of the color elements in the pixel. The observer's eyes overlap the primary rays from the pixels to form a continuous image at a sufficient viewing distance. Due to multiple secondary steps, low levels of light exit the space between the pixels. These phenomena include reflection and waveguiding, all of which must be kept to a minimum in order to achieve sufficient brightness and contrast. The structure is different between the gap between pixels on the same tile and the gap between pixels on adjacent tiles. As a result, the primary and secondary light rays are adversely affected by the seams between the pixels at the edges of the tiles, which makes it difficult to form a seamless tiled display. The inventor has recognized that there are three design principles for forming a "seamless" large flat panel that appears to be a single integrated display. (A) The pixel pitch on one tile needs to match the pixel pitch between tiles. (B) The optical path of the primary light beam through the light valve must not be adversely affected by seams or other structures or components used in the tile assembly. (C) Intermediate pixel gaps are formed so that the pixel gaps in the tiles with different physical structures and the pixel gaps between the tiles give the observer a substantially visual appearance under transmitted light and reflected light. Need to be done. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides an internally positioned display that, when viewed at a distance equal to or greater than the required minimum viewing distance, is perceived by a human observer as a single integrated display. It features a substantially flat tiled panel display with visually imperceptible seams between the tiled tiles. The panel comprises an image source surface having spaced pixels with an active area containing primary color light transmitting elements such as red, green and blue. It should be understood that the primary colors need not be red, green and blue, other colors are possible and need not be limited to three. A color filter layer can be included in the image source plane. Each pixel is arranged along the source plane at a predetermined pitch greater than about 0.2 mm. A plurality of adjacently located tiles are located in the source plane. The present invention includes a plurality of methods for designing, configuring and assembling tile displays with invisible seams. These can be categorized into the following distinct types: (1) Change the characteristics of the image source surface. (2) Use an optical technique to form an image observation surface separate from the image source surface. (3) collimating the light so as to substantially prevent the primary light beam passing through the active area of the pixel from reaching the seam; (4) Suppressing the emission of the secondary light from the gap between the active regions in the pixel. (5) Increase the range of viewing angles that the collimated display presents to the viewer. (6) Increase the brightness of the collimated display assembly. Compared to a monolithic AMLCD, the image source plane is modified so that the gaps between the light valves and in the middle of the tiles and the gaps inside the tiles look uniform under transmitted and reflected light. The image observation surface is composed of a plurality of optical image forming layers such as a screen, a microlens array and a mask. Light collimation is achieved, for example, by apertures and masks located in the display stack. The range of the viewing angle can be increased by, for example, a lens array. The brightness of the display can be recovered by amplifying the backlight or by increasing the light coupled into the light valve face by the lens array. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention can be more completely understood with reference to the accompanying drawings, in conjunction with the following detailed description. In the drawings, FIG. 1 is a schematic plan view of a typical tiled pixel array of a color electronic display of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a light valve used in a flat panel display having a backlight. FIG. 3 is a graph of a typical light transmittance-voltage curve of a light valve of an active matrix liquid crystal display, and FIG. 4 does not show the device used for light valve activation, with a single light valve. FIG. 5 is a schematic diagram of grayscale pixels and vertical and horizontal lines for selecting pixels; FIG. 5 does not show the device used for light valve activation; three light valves and three lines for selecting each color valve; FIG. 6 is a schematic view of a color pixel with vertical lines and one horizontal line, FIG. 6 is a bottom view of a color pixel with three light valves and an adapted color filter, and FIG. Color day FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a pixel with three light valves for spraying, FIG. 7 is a schematic view of a light beam passing through a light valve opening inserted between two glass plates, and FIG. FIG. 9 is a schematic diagram showing the change in luminous intensity near the seam of FIG. 9, FIG. 9 is a detailed bottom view at a corner of a display tile having a seam area between light valves on adjacent tiles, FIG. FIG. 11 is a schematic view of a light valve at an edge of a tile that restricts light, FIG. 11 is a schematic view of an aperture plate for limiting a primary light beam passing through the light valve, and FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating a microlens array attached to a cover plate to increase a viewing angle; FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a first preferred embodiment of a tiled color display having an invisible seam according to the present invention; , Figure 14 is not visible Is a schematic cross-sectional view of a second preferred embodiment of a tile color display transparency of light valve was based with seams. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention features a visually "seamless" tiled flat panel color display under the conditions that one intends to see. When the images are not split by the seam, the seams are effectively invisible, and their brightness, color and surface quality are similar to those of the gap between the light valves present on a tile. appear. The range of the threshold for recognizing the image division, the difference in brightness, and the difference in color is determined by the observer as described later. A number of techniques are described below that affect the design, construction and assembly of a display that makes the display seamless. FIG. 1 shows a schematic plan view of a typical tiled display 10 with a large number of pixels 11 arranged in tiles with seams between them. In a preferred embodiment, each pixel 11 has primary color components R, G and B (red, green and blue). However, the number and choice of primary colors is not limited to this set. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a typical light valve 12 used in a flat panel display. In a flat panel display used for a liquid crystal display (LCD), light is generated in a separate backlight assembly and projected through a light valve 12 toward an observer (arrow 14). The light valve 12 is formed by two polarizer sheets 15 arranged on both sides of an optically active liquid crystal layer 16. Light passing from the backlight through the lower polarizer sheet is linearly polarized. When an electric field is applied to the liquid crystal layer 16, the electric field rotates the plane of polarization of the transmitted light 14 by a predetermined amount. The predetermined amount monotonically increases according to the magnitude of the applied electric field. The upper polarizer allows only the polarization component of the light parallel to the plane of polarization to pass. By changing the magnitude of the applied voltage from full off to full on, the light valve 12 continuously adjusts the intensity of the transmitted light. Typical light transmittance-applied voltage curves for LCD materials used in active matrix liquid crystal displays (AMLCDs) are shown in FIG. FIG. 4 shows a single light valve 12 covering a pixel area 16 of a grayscale display. In a conventional AMLCD, the light valve 12 has a thin filter transistor (TFT) and a storage capacity in addition to a liquid crystal cell, a light transmitting electrode, and a polarizer. TFTs are used as active nonlinear devices in combination with vertical and horizontal rows of lines for processing all pixel matrices in the display. On the other hand, as shown in FIG. 5, a separately controlled light valve 17 is arranged in the pixel 16 of the electric color display. One color component is assigned to each primary color. As shown in FIG. 6, the color filter layer 18 is disposed on top of the light valve 17 in the pixel 16. Light having a desired wavelength spectrum corresponding to only one region of the color filter 18 passes through the light valve 17 and the aligned color filter layer 18. The entire light valve assembly 20 is shown in cross section in FIG. 6a. The light valve assembly comprises a polarizer sheet 21, a thin film structured glass sheet 22 with a TFT on one side, an optically active liquid crystal material 23, another thin film structured glass sheet 24, and a color filter 25. And another polarizer sheet 26. The light valve aperture forms the actual image source surface 51 of the display of this assembly. To avoid parallax, a color filter layer 25 is inserted near the image source plane of all conventional LCDs above the LCD filler material. Typically, the thickness of the LCD layer is less than 10 μm. However, if collimated or partially collimated light is used, the color filter layer 25 can be located further away from the image source surface 51. A typical glass sheet used for LCDs has a thickness of about 0.5. 7 to 1.1 mm. Glass sheets 22 and 24 carry the light transmissive electrodes in a thin film layer and typically include indium-tin-oxide (ITO) 28. The lower glass plate 22 typically carries an XY interconnect for matrix processing and has a non-linear TFT controller and light valve storage for image stabilization. The upper glass sheet 24 has another light transmissive electrode and a patterned color filter layer 25. FIG. 7 shows the active matrix liquid crystal display stack 30 and the marginal rays 34 passing through the light aperture between the two glass plates 22 and 24, respectively. In AMLCD, the liquid crystal layer usually has a thickness of about 5 μm. Primary light passes through the light valve and the flat panel display and through the structure shown in FIG. The backlight acts as a diffuse source, with the light rays diverging throughout the half space above the source. Some of this light passes through the aperture of the light valve within the unique pixels defined in the thin film layer 32. Assume that the dimensions of each opening are W × H. The dimension W is slightly smaller than the pitch P obtained by dividing the color display (FIG. 6) by three. H is also slightly smaller than P. Another part of this light passes through a second matching aperture defined in the color filter layer 25. The size of the second opening is W '× H', where W 'is greater than W and H' is greater than H to allow for misalignment during assembly. The space d between these two openings is determined by the optical design of the display, where the optical path length through the liquid crystal layer is a major factor. The spacing d is always much smaller than W or H, typically about 5 μm for AMLCD. Due to the very small aspect ratio d: W, a very wide range of light rays can pass through the display stack 30. For a conventional AMLCD with P = 300 μm, W = 75 μm and d = 5 μm, the critical ray 34 is 86.2 with respect to the normal 35 of the display surface. To form an angle. Therefore, light typically spreads over a wide lateral length in the upper glass plate 24 and overlaps some other pixels. In order for light to reach adjacent pixels with the parameter of the above-described example (the horizontal offset is P), if the thickness of the upper plate 24 is 1.1 mm, the angle with respect to the surface normal 35 is 15 The angle may be 2 °. In addition to these two apertures, reflection and refraction occur at each optical interface where the refractive index changes or a reflective material is used. For example, if the refractive indices are 1.5 and 1. At the 0 glass-air interface, the total internal reflection angle is 56.3 °. Therefore, the primary limiting ray exiting the display stack 30 to the viewer is not limited by the aspect ratio of the aperture, but by total internal reflection. However, the allowable angle of the marginal ray is much larger than the angle required to overlap adjacent pixels. As the primary rays exit the backlight and pass through the light valve, a number of secondary rays traverse the transparent glass deposit. In both cases, when passing through the glass deposit 30, the diffused light emitted from the backlight is optically refracted and reflected, and is laterally reflected and refracted and guided. In these steps, secondary light is redistributed in the glass stack so that some light is transmitted through all points of the display, in addition to the primary light controlled by the light valve aperture. In combination with ambient light entering the display from the upper surface, the secondary light rays form background light that affects the contrast of the display. In order to maximize contrast, the intensity of the secondary light needs to be minimized. A state of the art AMLCD implements a contrast ratio of 100: 1. Seamless displays are laterally uniform, and the secondary rays do not cause any unique optical problems, except at the edge pixels that can be stretched and covered. However, for tiled displays, the situation is quite different. At the joints of each tile the structure changes considerably. Therefore, the presence of the seam will adversely affect the primary and secondary rays, and will generally reveal the seam without sufficient modification. The appearance of the seam can be proved using the following model. Even if the brightness of two adjacent tiles is equal, an offset occurs at the seam as shown in FIG. By performing a Fourier analysis of the resulting luminous cross-section and relating this to the resolving power of the human eye, high illuminance conditions (500 nit or cd / m Two The equation for the seam width threshold θ under) is as follows: θ = 3.5 (Δ1 / 1) arc secant (1) where Δ1 / 1 refers to relative intensity modulation at the seam (Alphonse, GA and Lubin, J., “Psychophysica1 Requirements for Tiled Large Screen Dispays” ", SP IE 1664, High Resolution Displays and Projection Systems, 1992). Equation 1 has been confirmed by psychophysical examination showing that both the light and dark seams are uniformly visible. At a viewing distance of 50 cm, when the relative intensity modulation is 1 or 100%, Equation 1 shows that the maximum width of an invisible seam is 8.5 μm at this intensity modulation. Since it is not easy to tile with a seam width of 8.5 μm today, a tile display cannot be constructed other than in a unique arrangement where the intensity modulation at the seam is significantly reduced. The techniques of the present invention for designing, constructing, and assembling tile displays with invisible seams can be categorized into six distinct types, which are described in detail below. (1) Change of image plane (2) Generation of an image observation plane different from the image source plane (3) Light collimation or partial collimation to prevent primary rays from reaching the seam (4) Pixel (5) Increasing the range of the viewing angle of the tile display with respect to the observer (6) Increasing the brightness of the tile display Image source surface Preferably the tile The image source surface of the display is modified to appear as a uniform pixel array with a constant pixel pitch in both transmitted and reflected light despite the seams. First, all the physical space required for tiling must be accommodated within the space provided by the uniform pixel pitch. In the case of LCDs, the seam must accommodate two liquid crystal seals and metal can be interconnected to matrix each pixel. This requirement limits the minimum pixel pitch achievable in a tile display. Second, the gaps between light valves on adjacent tiles need to be formed to look optically similar to the gaps between pixels on the same tile. This can be achieved by placing a light shield in the source plane between adjacent light valves. The non-transparent thin film material used to form the TFT device interconnect can be used to block light on the tile. Preferably, a separate light shield layer is placed in the gap between adjacent tiles to prevent direct light from passing through the gap. This light shield can be integrated into the interconnect structure of the tiles described in related US patent application Ser. No. 08 / 571,208. Finally, the optical reflection on the front side of all the light shielding layers arranged in the gap between the light valves must be as uniform as possible. Formation of Image Observation Surface The image source surface in a flat panel LCD is formed by a light valve opening in a thin film layer below the optically active liquid crystal layer. For practical purposes, the thickness of the liquid crystal layer is only on the order of 5 μm, so that color filters can be further arranged in the image source plane. Even with the technical level of a high resolution pixel pitch of 0.2 mm, the aspect ratio of the color element is 0.075, and the parallax error under normal viewing conditions is negligible. However, when a mask layer or aperture plate is used on the upper surface of the thinnest usable upper glass sheet of 0.7 mm thickness, the aspect ratio with the same pixel pitch is reduced to 16.5. As a result, parallax errors are unacceptably large when viewing the image source plane away from the surface normal. To avoid this parallax problem, the source surface needs to be projected into a separate image viewing plane, which is formed from the source surface using a number of known optical techniques. Need to be done. First, the seams are made directly invisible by placing a face mask on either side of a common cover plate that covers all seams. The gap between light valves on the same tile and on the same face mask is used to match the light reflection properties of the seam gap and to control the secondary rays as described later in this section. It is desired to cover. Second, optical elements can be used to actually forward project the image. A number of optical techniques can be used to perform the projection, including but not limited to refractive microlenses, holographic lenses, diffusing screens, lenticular screens, and Fresnel screens. These optical techniques can be configured to meet or exceed the viewing angle requirements typically assigned to state-of-the-art AM LCDs. Since the image quality of a tiled display depends on this projection, care must be taken to maintain uniform focus and contrast over the entire area of the display. Primary Beam Collimation Preferably, the primary beam should be limited so that it does not pass through the structure used for tiling as it passes through a light valve adjacent or close to the seam. To tile, a predetermined width S is required for the entire pitch P of the pixels as shown in FIG. Here, S refers to the entire space between two light valve openings on adjacent tiles. The space S is a separate component S corresponding to the physical structural part in the seam 1 , S Two And S Three Can be further divided into S 1 And S Three Is the gap (width S Two ) On each side from the edge of the light valve opening to the edge of the glass plate. S 1 And S Two Can vary depending on where the tiling takes place. Therefore, the outermost primary rays are transmitted through the gap area S on the upper surface of the glass plate 24 at the top of the tile. Two It needs to be restricted to exit from the glass deposit 30 without crossing inside. Consider the following example as an example. Assume a gray scale AMLCD having a pixel pitch P of 1 mm, a light valve opening width W of 600 μm, a tiled position S of 400 μm, and a glass plate thickness t of 1.1 mm. In this example, S 1 = 150 μm, S Two = 100 μm, S Three = 150 μm is selected. The outermost rays are then preferably limited to those from the surface normal to an angle of arc tangent (150/1100) = 7.76 °. The geometry of this ray is shown in FIG. Similar results are shown for a color AMLC D display. The primary rays in the tile display must be collimated to the ray envelope defined by the aspect ratio of the light valve aperture and total internal reflection. Partial light collimation can be performed in several ways. Single or multiple aperture plates with apertures can be inserted between the display tiles and the backlight. As shown in FIG. 11, the aperture is a non-transparent thin film layer on a glass plate, for example in a metal screen similar to the shadow mask used in CRTs, or in other tile display assemblies. Can be used above. These additional glass sheets are described in related U.S. patent application Ser. No. 08 / 571,208. To achieve partial light collimation, other optical elements, including but not limited to refractive or holographic lenses, screens and collimating plates with microgrooves, are inserted between the backlight and each light valve. It is possible. The lens can be manufactured as a two-dimensional microlens array with a repeating light valve pattern, achieved by pressing a separate plastic sheet on a separate glass plate or etching the pattern. In addition to the collimation of the primary rays, the optical elements described in this section serve to suppress the secondary rays and to increase the image contrast and focus. Secondary light suppression Secondary light can come from the back or front side of the display. The rear secondary beam exits the backlight and undergoes a number of refraction and reflection steps. The ambient light is the source of the secondary light on the front side. Secondary rays have complex and essentially unpredictable optical paths in the display stack. In addition to the unpredictable movement of the secondary rays, additional optical phenomena occur within the tiled structure. Such phenomena include, for example, reflection and refraction at the edges of the glass plate forming the display tiles, blocking of light rays in the sealing material, line-of-sight transmission of light rays through the gaps between the tiles, gaps between the tiles. This is a wave guide of light passing therethrough. In order to minimize the intensity modulation at the seam, it is preferable from an optical point of view that the intermediate pixel space between the pixel inside the tile and the pixel at the edge of the tile needs to be small. The effects of secondary light can be handled using the following techniques. (A) Insert a light shield in the light valve layer (thin film or color filter level) to block all rays outside the primary ray envelope in the image source plane. (B) Insert a light shield into the gap between each adjacent tile surrounding each tile from all four sides. (C) Insert the light shield into the area on the tile used for interconnection at the edges. (D) further blocking non-transparent areas in the outer light shield layer used for light collimation to prevent direct light rays from passing through the display stack area on the tile or between light valves in the seam; insert. (E) giving distinctive optical properties to the edges of the tiles, for example, by making them completely transmissive, totally reflective or diffusive, to affect the edge scattering of light. (F) Fill the gap between the upper plates of the tile with an optically transmissive compound whose refractive index has been matched. (G) A faceplate pattern on the lower surface of the cover plate so that the opaque pattern on all areas does not overlap with the light valve in the image viewing plane on the tile or at the top of the seam between them insert. (H) Insert the light shield into the area used for interconnection on the back plate or on the tile carrier described in the related patent application Ser. No. 08 / 571,208 mentioned above. The technique of (a) prevents direct light from passing through the area between the light valves in the image source layer. Technique (b) preferably involves preventing line-of-sight rays from passing through the gap between the two vertical planes of the tile plate, and reducing the light transmission of the gap between the light valves on the tile. Used to match light transmittance. If necessary, the light shield can be formed integrally with the interconnect structure used for the matrix lines. Further, technique (c) is needed to adapt the optical transmission properties of the interconnect area to the gap between the light valves inside the tile. The additional adaptation of the light shield in (d) is effective for the partial collimation of the primary light rays and the blocking of deviated light rays. The need for technique (e) depends on the optical quality of the edge of the glass pane of the tile. Grinding and splitting, which is the usual method of cutting tiles from large glass sheets, produces near optical quality surfaces with residual surfaces that are topologically larger than a few microns. The glass surface cut by the rotating diamond wheel is topologically smooth, but often has a "soft" visual appearance due to the fine surface roughness depending on the size of the wheel's grinding wheel. In either case, additional and optical preparation of the edge of the glass can be performed, if necessary, using known techniques. According to technique (f), in a manner similar to that at the top of the pixel gap on the top of the tile, the optical energy for the secondary rays traversing the gap between the tiles on the source plane is laterally transferred. It is easier to communicate. Finally, technique (g) is needed to match the front surface reflectivity of the seam area to that between the light valves on the tile, mainly due to ambient light. Increasing the range of viewing angles for tile displays Collimation or partial collimation helps focus the primary light beam into the groove passing through the light valve, but reduces the front viewing angle from the surface normal to a small angle Together with setting the value to a fixed value. On the other hand, single-user electronic displays often need to allow the viewing angle to be distributed within ± 30 ° from the surface normal, while multi-user electronic displays require that the viewing angle be normal to the surface. It is necessary to allow distribution within ± 60 ° from the line. Therefore, the distribution of viewing angles limited by collimation is widened by the present application. This can be achieved by inserting a lens array or dispersing screen in the viewing plane. The lens array consists of refractive or holographic microlenses and can be formed using microfabrication techniques. The lens array or screen can be placed on a separate transmissive plate or integrated with one of the existing glass sheets used in the tile or cover plate. An embodiment of a microlens array on a separate cover plate is shown in FIG. Increasing the Brightness of Tile DisplaysA second problem caused by collimation or partial collimation of the primary light beam is that the amount of light collected by each light valve is limited by the collimation, thus reducing the brightness of the display. Is that they tend to For example, if an aperture plate is used for collimation, the total light flux will decrease in proportion to the aperture ratio of the light shield facing the backlight source. Brightness must be increased because a reduced brightness display requires viewing conditions with less ambient light. This can be done in several different ways. The intensity of the backlight source itself can be increased by amplifying the input electrical energy or by using multiple light sources and / or reflected light focusing means. On the other hand, the efficiency of collecting the backlight in the collimated light channel can be increased by using microlenses or holographic lens arrays, or other optical devices. These optical elements can be located between the backlight source of the display and the image plane. The present invention extends to all of the above-described techniques and combinations thereof for designing, constructing and assembling seamless tiled flat panel displays. The technology or combination of these used for a tile display depends on the aperture ratio, part of the pixel pitch for tiling, assembly technology, display specifications, and viewing conditions. To clarify such a combination, two specific preferred embodiments of the present invention are described in detail below. The first specific preferred embodiment uses the technique of the present invention for structures between the image plane and the viewer to obscure seams. This embodiment is useful for a tile display having a small observation plane-image plane distance and a small pixel pitch ratio. A second specific preferred embodiment uses the concept of placing structures both before and after the image plane to make the seam invisible under the normal viewing conditions of a tile display. The second embodiment is useful for a tile display in which the viewing angle is large and the distance between the viewing plane and the image plane and the pixel pitch ratio are larger than the middle. FIG. 13 shows in cross-section a first unique preferred embodiment of the seamless tile display of the present invention. The seamless display 50 has an image source surface 51 with a color filter layer 52 and a light valve layer opening area 53. It should be understood that the image source plane 51 can be located anywhere between the viewer and the source. The tile has a glass layer 54 separated by a gap 55. The area between the gap 55 and the light valve area 56 is covered with a mask 57 to make the image source surface uniform. The screen surface 58 disposed above is used to project the image source plane into the image observation plane. The lens surface can be used to form an image viewing surface instead of the screen surface 58. When seam 55 is shielded from the backlight source, the seam is still clearly visible due to ambient light and scattered light from the sides of the tile. However, by using the mask 57 aligned with the display tiles and light valves, if the seam 55 is cut off directly from the above, the seam will not be visible when viewed exactly along the surface normal. However, in order to sufficiently increase the observation angle from the surface normal, the seam 55 cannot be further covered with the mask 57, and therefore, the seam 55 is visible. If the range of viewing angles at which the seams are not visible is unacceptably small, the range of viewing angles can be expanded by using the microlens array described above. The more the screen 58 can be placed closer to the mask 57, the wider the range of viewing angles at which the seams are not visible. The mask significantly reduces the transmitted light flux. A thin polarizer layer 59 can be disposed between the image source surface 51 and the screen 58. To produce an acceptable image, the brightness and focus of the display are also important. This requirement can be achieved by the following conditions (a) and (b). In the condition (a), the distance from the image source surface 51 to the image observation surface is reduced or less than the pixel pitch of the light valve opening, preferably within 10 times the pixel pitch of the light valve opening 53. In the condition (b), the image source intensity distribution is configured so as not to diverge extremely. Both conditions (a) and (b) described above are more easily adaptable to AMLCD structures. A second specific preferred embodiment of the seamless tile display of the present invention is shown in cross section in FIG. The seamless display 154 has an image source surface 155 comprising a light valve aperture layer 156, and a color filter layer 157 adjacent thereto. The tiles are each formed by an upper glass layer 158 and a lower glass layer 159. The gap 160 between the tiles is covered with the inserted light shield layer 161, and the gap between the pixels inside the tile is covered with the light shield layer 162 made of a transparent thin film. The gap between the upper glass sheets forming two adjacent tiles is filled with a transmissive material 163 having an optical refractive index that matches the refractive index of the glass tile. The light blocking mask layer 164 covers all light valve gaps between adjacent pixels, whether in the middle of a tile or in the interior of a tile. Thereby, the seam area becomes similar in appearance to the light valve gap on the tile due to the reflected light. The microlens array 165 is disposed on the top of the glass cover plate or is integrally formed therein. The microlens array forms an image observation surface and enlarges the range of the observation angle. Light shield layers 166 and 167 (to partially collimate the light emanating from the diffuse backlight assembly) are disposed on some surfaces of the glass display stack. The amount of light collimation can be controlled by the shape and size of the opening in the light shield layer so that desired image surface characteristics can be obtained by diverging light rays passing through the image surface. Since the spacing of the light shield from the image plane also affects the divergence of the light rays, they are chosen to achieve the desired degree of collimation. Due to the collimation of the light, the color filter layer is movable from the source plane if necessary and can be further separated into the display stack. A microlens array 168 for focusing light rays from the diffused backlight assembly into the partially collimating light aperture of the display stack includes a lower glass facing the light source to amplify the brightness of the display. Attached to or integral with the lower surface of the board. The present invention is not limited to the preferred embodiments selected for disclosure, as other combinations, modifications and changes to suit the particular operating requirements and environment will be apparent to those skilled in the art. Includes all changes and modifications that do not depart from the spirit and scope. What has been described above with reference to the invention, what is protected by this patent is set forth in the following claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラシウス,ジェイ.ピーター アメリカ合衆国,ニューヨーク 14850, イサカ,アレサンドロ ドライブ 3 (72)発明者 リ,チューユー アメリカ合衆国,ニューヨーク 14850, イサカ,ジュニパー ドライブ 112 (72)発明者 セラフィン,ドナルド ピー. アメリカ合衆国,ニューヨーク 13850, ベスタル,ラノ ブールバード 400 (72)発明者 ヨスト,ボリス アメリカ合衆国,ニューヨーク 14850, イサカ,スラタービル ロード 1650────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Classius, Jay. Peter             United States, New York 14850,             Ithaca, Alesandro Drive 3 (72) Inventor Li, Chu You             United States, New York 14850,             Ithaca, Juniper Drive 112 (72) Inventor Serafin, Donald P.             United States, New York 13850,             Vestal, Lano Boulevard 400 (72) Inventor Jost, Boris             United States, New York 14850,             Ithaca, Slaterville Road 1650

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.単一の一体化されたディスプレイであるかのように見えて、内部に配置さ れた複数のタイルの間の継ぎ目が視覚的に見えない特性を有する、複数の接合さ れた小さいタイルからなるほぼ平坦なタイルパネルディスプレイであって、 a)間隔を隔てて配置された画素活性領域を備えた像源面を画定する像源面画 定手段を具備し、各画素活性領域はあるピッチを有して前記像源面に沿って配置 され、更に b)複数の隣接して配置されたタイルを具備し、各タイルは、予め定められた 厚さを有すると共に、前記像源面に隣接する面内に配置され、更に c)隣接する複数のタイルの間に配置された継ぎ目を画定する継ぎ目画定手段 と、 d)前記継ぎ目から前記ディスプレイの観察者の側に向かった光を遮断するた めに前記継ぎ目に近接して配置されたマスキング手段とを具備し、前記マスキン グ手段により、前記継ぎ目は前記観察者に視覚的に実質的に見えなくされ、更に e)前記像源面から前記観察者まで光を透過させるために前記マスキング手段 に隣接して配置された観察面を画定する観察面画定手段を具備し、前記観察面に は前記継ぎ目からの光が実質的に存在しない、パネルディスプレイ。 2.前記像源面から前記観察面までの距離が、前記間隔を隔てて配置された画 素活性領域のピッチの10倍以内である請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネ ルディスプレイ。 3.前記観察面がレンズ層を有する請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネル ディスプレイ。 4.前記観察面がスクリーン層を有する請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパ ネルディスプレイ。 5.カラーフィルタ層を更に具備する請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネ ルディスプレイ。 6.各画素活性領域が一群の主要なカラー要素を有する請求項1に記載のほぼ 平坦なタイルパネルディスプレイ。 7.前記像源面が実質的に発散のない光強度分布特性を有する請求項1に記載 のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 8.少なくとも二つの偏光層を更に具備し、前記像源面と前記観察面との間に 一つの偏光層が配置される請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレ イ。 9.前記画素活性領域のピッチが約0.2mmよりも大きい請求項2に記載の ほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 10.前記像源面から前記観察面までの距離が前記タイルの厚さの約5倍より も小さい請求項2に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 11.前記マスキング手段が前記像源面内に配置された光シールド材料を有す る請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 12.前記マスキング手段が前記像源面上に配置された光シールド材料を有す る請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 13.前記マスキング手段が、予め定められた溝に沿って光コリメーションを 行うために前記像源面下に配置された光シールド材料を有する請求項1に記載の ほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 14.前記マスキング手段が前記継ぎ目内に配置された光シールド材料を有す る請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプ レイ。 15.f)前記継ぎ目内に配置されると共に、前記タイルの光学特性とほぼ同 様の光学特性を有する化合物を更に具備する請求項1に記載のほぼ平坦なタイル パネルディスプレイ。 16.f)前記観察面からの余分な二次光線を低減させるために前記像源面と 前記観察面との少なくとも一つに近接して配置された複数の光方向付け手段を更 に具備する請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 17.f)前記像源面と前記観察面と前記タイルと前記マスキング手段とを支 持すると共に電気的、光学的かつ機械的な界面を形成する基板を更に具備する請 求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 18.g)前記タイルを支持するタイルキャリヤを更に具備する請求項17に 記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 19.h)前記像源面内に入る光を結合するための複数の焦点合わせ装置を更 に具備する請求項18に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 20.前記複数の焦点合わせ手段が、屈折マイクロレンズ、軸外しレンズ及び ホログラフィックレンズ装置のいずれか一つを有する請求項19に記載のほぼ平 坦なタイルパネルディスプレイ。 21.f)コリメーション用の前記予め定められた溝内で光を結合するための 複数の焦点合わせ装置を更に具備する請求項13に記載のほぼ平坦なタイルパネ ルディスプレイ。 22.前記複数の焦点合わせ装置がほぼ平坦な前記パネルディスプレイ内に一 体形成される請求項19に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレィ。 23.前記マスキング手段と前記観察面とが単一の一体化された 構造を有する請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 24.反射防止コーティングを更に具備する請求項1に記載のほぼ平坦なタイ ルパネルディスプレイ。 25.少なくとも一つの画素活性領域の寸法が他の画素活性領域の寸法と異な っている請求項1に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 26.単一の一体化されたディスプレイであるかのように見えて、継ぎ目が視 覚的に見えない特性を有する、複数の接合された小さいタイルからなるほぼ平坦 なタイルパネルディスプレイであって、 a)間隔を隔てて配置された画素活性領域を備えた像源面を画定する像源面画 定手段と、 b)前記像源面に隣接する面内に配置された複数のタイルと、 c)隣接する複数のタイルの間に配置された継ぎ目を画定する継ぎ目画定手段 と、 d)前記継ぎ目から前記ディスプレイの観察者の側に向かった光を遮断するた めに前記継ぎ目に近接して配置されたマスキング手段とを具備し、前記マスキン グ手段により、前記継ぎ目は前記観察者に視覚的に実質的に見えなくされ、更に e)光透過層を有すると共に前記マスキング手段に隣接して配置された観察面 を画定する観察面画定手段を具備する、パネルディスプレイ。 27.カラーフィルタ層を更に具備する請求項26に記載のほぼ平坦なタイル パネルディスプレイ。 28.前記マスキング手段が、予め定められた溝に沿って光コリメーションを 行うために前記像源面内に配置された光シールド材料を有する請求項26に記載 のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ 。 29.f)前記継ぎ目内に配置されると共に、前記タイルの光学特性とほぼ同 様の光学特性を有する化合物を更に具備する請求項26に記載のほぼ平坦なタイ ルパネルディスプレイ。 30.g)前記像源面内に入る光を結合するための複数の焦点合わせ装置を更 に具備する請求項29に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 31.単一の一体化されたディスプレイであるかのように見えて、内部に配置 された複数のタイルの間の継ぎ目が視覚的に見えない特性を有する、複数の接合 された小さいタイルからなるほぼ平坦なタイルパネルディスプレイであって、 a)間隔を隔てて配置された画素活性領域を備えた像源面を画定する像源面画 定手段を具備し、各画素活性領域はあるピッチを有して前記像源面に沿って配置 され、更に b)複数の隣接して配置されたタイルを具備し、各タイルは、予め定められた 厚さを有すると共に、前記像源面に隣接する面内に配置され、更に c)隣接する複数のタイルの間に配置された継ぎ目を画定する継ぎ目画定手段 と、 d)前記継ぎ目内に配置されると共に、前記タイルの光学特性とほぼ同様の光 学特性を有する化合物と、 e)前記像源面から前記観察者まで光を透過させるための観察面を画定する観 察面画定手段とを具備し、前記観察面には前記継ぎ目からの光が実質的に存在し ない、パネルディスプレイ。 32.前記像源面から前記観察面までの距離が、前記間隔を隔てて配置された 画素活性領域のピッチの10倍以内である請求項31に記載のほぼ平坦なタイル パネルディスプレイ。 33.前記観察面がレンズ層を有する請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパ ネルディスプレイ。 34.前記観察面がスクリーン層を有する請求項31に記載のほぼ平坦なタイ ルパネルディスプレイ。 35.カラーフィルタ層を更に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタイル パネルディスプレイ。 36.各画素活性領域が一群の主要なカラー要素を有する請求項31に記載の ほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 37.前記像源面が実質的に発散のない光強度分布特性を有する請求項31に 記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 38.少なくとも二つの偏光層を更に具備し、前記像源面と前記観察面との間 に一つの偏光層が配置される請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパネルディス プレイ。 39.前記画素活性領域のピッチが約0.2mmよりも大きい請求項32に記 載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 40.前記像源面から前記観察面までの距離が前記タイルの厚さの約5倍より も小さい請求項32に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 41.f)前記継ぎ目内に配置されると共に、前記タイルの光学特性とほぼ同 様の光学特性を有する化合物を更に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタイ ルパネルディスプレイ。 42.f)前記観察面からの余分な二次光線を低減させるために前記像源面と 前記観察面との少なくとも一つに近接して配置された複数の光方向付け手段を更 に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 43.f)前記像源面と前記観察面と前記タイルと前記マスキング手段とを支 持すると共に電気的、光学的かつ機械的な界面を形成 する基板を更に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレ イ。 44.g)前記タイルを支持するタイルキャリヤを更に具備する請求項43に 記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 45.h)前記像源面内に入る光を結合するための複数の焦点合わせ装置を更 に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 46.前記複数の焦点合わせ手段が、屈折マイクロレンズ、軸外しレンズ及び ホログラフィックレンズ装置のいずれか一つを有する請求項31に記載のほぼ平 坦なタイルパネルディスプレイ。 47.f)コリメーション用の前記予め定められた溝内で光を結合するための 複数の焦点合わせ装置を更に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパネ ルディスプレイ。 48.前記複数の焦点合わせ装置がほぼ平坦な前記パネルディスプレイ内に一 体形成される請求項45に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。 49.反射防止コーティングを更に具備する請求項31に記載のほぼ平坦なタ イルパネルディスプレイ。 50.少なくとも一つの画素活性領域の寸法が他の画素活性領域の寸法と異な っている請求項31に記載のほぼ平坦なタイルパネルディスプレイ。[Claims]   1. Looks like a single integrated display and is located inside Joints with the property that the seams between the tiles are not visually visible A substantially flat tiled panel display made of small tiles   a) an image source plane defining an image source plane with spaced pixel active areas And each pixel active area is arranged along the image source plane at a certain pitch. And more   b) comprising a plurality of adjacently arranged tiles, each tile having a predetermined And having a thickness, disposed in a plane adjacent to the image source plane, and   c) seam defining means for defining a seam located between adjacent tiles When,   d) blocking light from the seam towards the viewer's side of the display; Masking means disposed adjacent to the seam for The seam is visually invisible to the observer by the   e) the masking means for transmitting light from the image source surface to the observer. Comprising an observation plane defining means for defining an observation plane arranged adjacent to the observation plane; Is a panel display wherein there is substantially no light from said seam.   2. The distance from the image source surface to the observation surface is larger than the distance between the image source surface and the observation surface. 2. The substantially flat tile panel according to claim 1, wherein the pitch is within 10 times the pitch of the elementary active region. Display.   3. 2. The substantially flat tile panel according to claim 1, wherein the observation surface has a lens layer. display.   4. 2. The substantially flat tiled panel according to claim 1, wherein the observation surface has a screen layer. Flannel display.   5. 2. The substantially flat tile panel according to claim 1, further comprising a color filter layer. Display.   6. 2. The method of claim 1, wherein each pixel active area has a group of primary color elements. Flat tile panel display.   7. The image source surface of claim 1, wherein the image source surface has a substantially non-divergent light intensity distribution characteristic. Almost flat tile panel display.   8. Further comprising at least two polarizing layers, between the image source surface and the observation surface 2. The substantially flat tile panel display according to claim 1, wherein one polarizing layer is arranged. I.   9. 3. The method of claim 2, wherein the pitch of the pixel active areas is greater than about 0.2 mm. Almost flat tile panel display.   10. The distance from the image source plane to the observation plane is greater than about 5 times the thickness of the tile; 3. A substantially flat tiled panel display according to claim 2, wherein the display is also small.   11. The masking means has a light shielding material disposed in the image source plane. The substantially flat tiled panel display of claim 1.   12. The masking means has a light shielding material disposed on the image source surface. The substantially flat tiled panel display of claim 1.   13. The masking means performs light collimation along a predetermined groove. 2. The method according to claim 1, further comprising a light shielding material disposed below the image source surface to perform the light shielding material. Almost flat tile panel display.   14. The masking means has a light shielding material disposed within the seam 2. The substantially flat tile panel display of claim 1, wherein Ray.   15. f) located within the seam and having substantially the same optical properties as the tiles; 2. The substantially flat tile of claim 1, further comprising a compound having similar optical properties. Panel display.   16. f) with the image source surface to reduce extra secondary rays from the viewing surface A plurality of light directing means arranged in close proximity to at least one of the observation surfaces; A substantially flat tiled panel display according to claim 1, comprising:   17. f) supporting the image source plane, the observation plane, the tile, and the masking means; Further comprising a substrate for holding and forming an electrical, optical and mechanical interface. The substantially flat tiled panel display of claim 1.   18. 18. The method of claim 17, further comprising: g) a tile carrier supporting the tile. Almost flat tile panel display as described.   19. h) adding a plurality of focusing devices for combining light entering the source plane; 19. The substantially flat tiled panel display of claim 18, comprising:   20. The plurality of focusing means comprises a refractive microlens, an off-axis lens and 20. The substantially flat holographic lens device according to claim 19, comprising one of the holographic lens devices. Flat tile panel display.   21. f) for coupling light within said predetermined groove for collimation 14. The substantially flat tile panel of claim 13, further comprising a plurality of focusing devices. Display.   22. The plurality of focusing devices are located within the substantially flat panel display. 20. The substantially flat tile panel display of claim 19, wherein the tile panel display is formed of a body.   23. The masking means and the observation surface are single integrated The substantially flat tiled panel display of claim 1 having a structure.   24. 2. The substantially flat tie of claim 1, further comprising an anti-reflective coating. Panel display.   25. The dimensions of at least one pixel active area are different from the dimensions of the other pixel active areas. The substantially flat tiled panel display of claim 1 wherein the display is a flat panel display.   26. Seems like a single integrated display, with seams visible Substantially flat consisting of multiple joined small tiles with invisible properties Tile panel display,   a) an image source plane defining an image source plane with spaced pixel active areas Setting means,   b) a plurality of tiles arranged in a plane adjacent to the image source plane;   c) seam defining means for defining a seam located between adjacent tiles When,   d) blocking light from the seam towards the viewer's side of the display; Masking means disposed adjacent to the seam for The seam is visually invisible to the observer by the   e) an observation surface having a light transmitting layer and arranged adjacent to the masking means. A panel display comprising an observation surface defining means for defining the following.   27. 27. The substantially flat tile of claim 26, further comprising a color filter layer. Panel display.   28. The masking means performs light collimation along a predetermined groove. 27. The light source of claim 26, further comprising a light shielding material disposed within the image source plane for performing. Almost flat tile panel display .   29. f) located within the seam and having substantially the same optical properties as the tiles; 27. The substantially flat tie of claim 26, further comprising a compound having similar optical properties. Panel display.   30. g) a plurality of focusing devices for combining light entering the source plane; 30. The substantially flat tiled panel display of claim 29 comprising:   31. Looks like a single integrated display and is located inside Joints that have the property that the seams between the tiles are visually invisible A substantially flat tiled panel display of small tiles,   a) an image source plane defining an image source plane with spaced pixel active areas And each pixel active area is arranged along the image source plane at a certain pitch. And more   b) comprising a plurality of adjacently arranged tiles, each tile having a predetermined And having a thickness, disposed in a plane adjacent to the image source plane, and   c) seam defining means for defining a seam located between adjacent tiles When,   d) light located within the seam and substantially similar to the optical properties of the tile A compound having chemical properties;   e) a view defining an observation surface for transmitting light from the image source surface to the observer. Observation surface defining means, wherein light from the seam is substantially present on the observation surface. Not a panel display.   32. The distance from the image source surface to the observation surface is arranged at the distance. 32. The substantially flat tile of claim 31, which is within 10 times the pitch of the pixel active area. Panel display.   33. 32. The substantially flat tiled pattern of claim 31, wherein the viewing surface has a lens layer. Flannel display.   34. 32. The substantially flat tie of claim 31, wherein the viewing surface has a screen layer. Panel display.   35. 32. The substantially flat tile of claim 31, further comprising a color filter layer. Panel display.   36. 32. The pixel of claim 31, wherein each pixel active area has a group of primary color elements. Almost flat tile panel display.   37. 32. The method of claim 31, wherein the image source surface has a substantially non-divergent light intensity distribution characteristic. Almost flat tile panel display as described.   38. Further comprising at least two polarizing layers, wherein between the image source surface and the observation surface 32. The substantially flat tiled panel display of claim 31, wherein one polarizing layer is disposed on the tile panel. play.   39. 33. The method of claim 32, wherein the pitch of the pixel active areas is greater than about 0.2 mm. Almost flat tile panel display.   40. The distance from the image source plane to the observation plane is greater than about 5 times the thickness of the tile; 33. The substantially flat tiled panel display of claim 32, which is also smaller.   41. f) located within the seam and having substantially the same optical properties as the tiles; 32. The substantially flat tie of claim 31, further comprising a compound having similar optical properties. Panel display.   42. f) with the image source surface to reduce extra secondary rays from the viewing surface A plurality of light directing means arranged in close proximity to at least one of the observation surfaces; 32. The substantially flat tiled panel display of claim 31, comprising:   43. f) supporting the image source plane, the observation plane, the tile, and the masking means; To form electrical, optical and mechanical interfaces 32. The substantially flat tile panel display according to claim 31, further comprising: I.   44. 46. The method of claim 43, further comprising: g) a tile carrier supporting the tile. Almost flat tile panel display as described.   45. h) adding a plurality of focusing devices for combining light entering the source plane; 32. The substantially flat tiled panel display of claim 31, comprising:   46. The plurality of focusing means comprises a refractive microlens, an off-axis lens and 32. The substantially flat holographic lens device of claim 31, comprising one of the holographic lens devices. Flat tile panel display.   47. f) for coupling light within said predetermined groove for collimation 32. The substantially flat tile panel of claim 31, further comprising a plurality of focusing devices. Display.   48. The plurality of focusing devices are located within the substantially flat panel display. 46. The substantially flat tiled panel display of claim 45, wherein the tiled panel display is formed of a body.   49. 32. The substantially planar touch panel of claim 31, further comprising an anti-reflective coating. Il panel display.   50. The dimensions of at least one pixel active area are different from the dimensions of the other pixel active areas. 32. The substantially flat tiled panel display of claim 31, wherein the display is a flat panel.
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