JP2017069044A - 液晶画面のタイリング方式 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化及び量産に適応し、輝度ムラを解消できる、液晶画面のタイリング方式を提供する【解決手段】液晶パネルの表示画面を２分割し、２つのバックライトを繋ぎ合せた配置のタイリング方式であって、バックライトは、ＬＥＤチップ１の光がロッドライクインテグレータ２の矩形状の光束として出射し、両側テレセントリック光学系及びプリズム反射板を経て液晶画面に垂直に入射する構成とする。画面の対向側に配置して、前記第１の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数及び前記第２の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数の各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、両関数の輝度の重畳領域内で低減させるための光量調節手段として、前記ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に遮光部１１と非遮光部１２による被覆パターンからなる透過光調整手段を有する透過光調整領域１０を設けた。【選択図】図４

Description

本発明は、液晶パネルバックライトを分割して構成する光学系において、分割された各パックライトからの光がオーバーラップ（重畳）する部分の輝度均一化を可能とする画面タイリング技術分野に属する、液晶画面のタイリング方式に関する。

従来型の液晶モニターは画像情報を持った光（画面光）が大きく広がるため、全ての光が有効に使われておらず、省エネルギーの観点から改善する必要がある。非特許文献１には、人の目の瞳孔が位置する面であるアイリス面にモニターからの全画像情報の光（画像光）を効率良く集める空間結像アイリス面技術を開発して超省電力型（従来型との対比で約１／１０〜１／１００の消費電力）の表示装置が可能であることが開示されている。

また、特許文献１には、プロジェクションディスプレイ及びプロジェクターでの投射タイリング画像において、重畳領域の輝度の均一性を確保する手段として、半透過型遮光板を設け、半透過型遮光板の透過率調整領域は半透過部を可変することで調整を図る技術が開示されている。

また、特許文献２では、投射タイリング画像において、重畳領域の光の遮光と透過がフレーム周波数以上で高速に切り替わることで輝度分布、色ズレ、着色を生じ難くし、画面以外の額縁を狭くしようという方式の提案がある。

さらに、特許文献３では、投射タイリング画像において、投射第1画像と第2画像の境界位置での輝度に基づいて輝度ムラを補正する方式を用いて、タイリング部分の輝度の整合範囲とその重ね合わせの平滑性に着目し、輝度むらを補正しようという方法の提案がある。

また、特許文献４では、重畳領域の輝度を他のプロジェクターの画像の輝度と略一致させるために、遮光部位を持たせ、構成されたマルチディスプレイの提案がある。

特開２００５−２２７４８０号公報 特開２００６−２５９０４８号公報 特開２０１３−０２５０７６号公報 特許４３０９５４９号公報

ＪＳＴ ｎｅｗｓ ゲームチェンジング・テクノロジー、２０１３年４月号、Ｐ．５〜６

本発明者らの少なくとも一部は、非特許文献１の空間結像アイリス面技術を発展させて、薄型液晶モニターへの搭載に適応できるようにするために、更に検討を重ね、その成果を、先行特許出願（特願２０１４−０７６５０９）とした。この先行特許出願に記載の技術を、以下、便宜上、「参考技術１」という。

参考技術１は、「面内において所定の光強度分布を有する２次元光源と、焦点距離ｆ１の第１集光光学系、および前記焦点距離ｆ１より大きい焦点距離ｆ２の第２集光光学系とから形成される両側テレセントリック光学系とを備え、前記第１集光光学系が前記第２集光光学系に対して前記２次元光源の側に設けられ、前記２次元光源から出射されて前記第１集光光学系を通過して前記第２集光光学系に進行した光束が、前記第２集光光学系から光束として出射され、前記第２集光光学系から出射した光束を外部に出射するように構成されていることを特徴とするバックライト装置」（特願２０１４−０７６５０９の出願当初の請求項１に記載の発明）である。

参考技術１では、発光源であるＬＥＤの光を取り込んだロッドライクインテグレータ（発光源から出射された光を前記ロッドライクインテグレータ内部で全反射させ、光束として出射させる光整形手段を意味する。）の出力面に形成される面光源（２次元光源）からの出射光を、投射レンズ及びミラー系（第１集光光学系及び第２集光光学系）で構成されている両側テレセントリック光学系を介して平行光線化された反射光を上記ミラー系から発生させ、上記反射光をプリズムシートにより液晶パネルに向かって垂直方向に反射させて限定された範囲内のみに光を集光させるバックライト装置としている。

更に、よりいっそうの省電力化を図るために、参考技術１のバックライト装置に使用するＬＥＤの光束を複数分の１にする方法として、本発明者らは、参考技術１のバックライト装置を複数個用いた複数投光によって画面タイリングを行うタイリング方式をここでは案出した。このタイリング方式を、以下、便宜上、「本発明タイリング方式Ａ」という。

しかしながら本発明タイリング方式Ａでは、各バックライト装置が液晶パネルの画面（以下、「液晶画面」という。）に作り出す照射領域の繋ぎ目において液晶画面の輝度が急峻に低下するため、前記照射領域の繋ぎ目において重畳する輝度が、該繋ぎ目以外の領域の輝度に対して、過大あるいは過小となりやすい問題がある。

この問題について、図１〜図３を用いて説明する。

図１は、本発明タイリング方式Ａにおいて、参考技術１のバックライト装置を２個使用した構成の一例を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。これら２個のバックライト装置は、液晶パネル７のバックライトを２分割した第１及び第２の分割バックライトＢＬ１及びＢＬ２を繋ぎ合せた配置とし、これらによる複数投光で液晶画面を背面照射する構成となっている。この例において、ＬＥＤチップ１から出射した光は、ロッドライクインテグレータ２の出力面に均一な面光源を形成する。ここで、均一な面光源とは、面内の光量分布データのばらつきの範囲が平均値±１５％以内である面光源を意味する（以下同じ。）。該均一な面光源からの出射光は、ｆ_１レンズ３（ｆ_１レンズとは焦点距離ｆ_１のレンズを意味する。）、折り返し用ミラー４及びｆ_２反射ミラー５（ｆ_２反射ミラーとは、焦点距離ｆ_２［ｆ_２＞ｆ_１］の反射ミラーを意味する。）からなる投射レンズ及びミラー系で構成されている両側テレセントリック光学系を介して光束となる。この光束中の光線は、何れの２本をとっても互いの交差角度の鋭角側の角度で定義される平行度が０度±５度以内の平行光線である。この光束はプリズム反射板６（プリズムシートともいう。）により液晶パネル７に向かって液晶画面に垂直な方向に反射する。この反射した光は液晶画面に、０度±５度以内の入射角度でほぼ垂直に入射する。

これら２つのバックライト装置は、それぞれが液晶画面上に作り出す輝度の分布がトップハット状の分布になり、輝度分布領域の両端部では輝度が急峻に低下する(図２、図３参照)ことが確認されている。

そのため、隣り合うバックライト装置が液晶画面内に作り出す照射領域アとイ同士の繋ぎ目になる重畳領域８において、重畳幅が不充分であると、図２に示すように輝度低下となり、一方、重畳幅が過剰であると、図３に示すように輝度過多となる。このような輝度ムラは、不可避的な実装誤差による重畳幅のばらつきに起因し、本発明タイリング方式Ａにおける問題となる。

したがって、本発明タイリング方式Ａにおいては、重畳領域の輝度を、非重畳領域との輝度差が肉眼で認識できなくなる程度に、調節する技術が必要となる。

そこで、本発明タイリング方式Ａにおける輝度ムラの解消が、特許文献１〜４に記載の技術の適用によって有利に達成可能か否かを検討したが、結果は、以下のとおり否定的であった。

すなわち、特許文献１の技術は、本発明タイリング方式Ａの重畳領域とは異なるマルチプロジェクションの重畳領域を非重畳領域と均一な輝度にブレンドするための技術であるため、本発明タイリング方式Ａに適用することはできない。

また、特許文献２の方式は、本発明タイリング方式Ａへの適用自体は可能であるが、機械的な機構が含まれるため薄型化に反すること、摺動音が発生すること及び故障率が高くなること、並びに部品点数が多くなるため、コスト高及び量産面に向かない等の問題がある。

また、特許文献３の方式は、本発明タイリング方式Ａの重畳領域とは異なる投射タイリング画像の重畳領域を対象として非重畳領域との輝度ムラを補正するため、本発明タイリング方式Ａには適用できないし、また、輝度ムラを補正するために輝度ムラの測定装置が必要である。

また、特許文献４のマルチディスプレイでは、機械的な機構が含まれるために薄型化に反すること、及び故障率が高くなること、並びに部品点数が多くなるため、コスト高及び量産に不適である等の問題がある。

結局、特許文献１〜４に記載の技術の如くに、重畳領域の輝度不均一を解消するために、輝度の変化がなだらかになるように、ハードウェア的な又はソフトウェア的な方法のうち少なくとも一方の方法によってブレンド処理を行う方式は存在するが、ハードウェア的な方法では機械的な機構が含まれるために薄型化に反すること、摺動音が発生すること及び故障率が高くなること、並びに部品点数が多くなるため、コスト高であること及び量産面に向かないこと等の問題があり、一方ソフトウェア的な方法では輝度ムラ補正のためにフィードバックを行う輝度ムラ測定装置が必要であり、薄型化に反すること及びコスト高に繋がることといった問題があった。

本発明は、上述の事情に鑑み、薄型化及び量産に適応し、かつ、経済的にも有利に、液晶パネルの画面内の輝度ムラを解消できる、液晶画面のタイリング方式を提供することを課題とした。

本発明者らは、前記課題を解決するために検討を重ね、その結果、液晶パネルのバックライトを２分割した第１及び第２の分割バックライトを繋ぎ合せた配置からの２投光による液晶画面のタイリング方式であって、前記第１及び第２の分割バックライトとして、前記参考技術１のバックライト装置を用い、前記バックライト装置内のロッドライクインテグレータの出力面に、前記第１及び第２の分割バックライトが液晶パネルの画面に作り出す輝度の重畳領域と非重畳領域との輝度差を低減する光量調節手段を設けることにより、薄型化及び量産に適応し、かつ、経済的にも有利に、液晶パネルの画面内の輝度ムラを解消できる、液晶画面のタイリング方式が実現できるという知見を得て、本発明を完成した。

すなわち本発明は以下のとおりである。
〔１〕 液晶パネルのバックライトを２分割した第１及び第２の分割バックライトを繋ぎ合せた配置からの２投光による液晶画面のタイリング方式であって、
前記第１及び第２の分割バックライトとして、発光源からの光がロッドライクインテグレータの矩形状の出力面から光束として出射し、両側テレセントリック光学系及びプリズム反射板を順に経て液晶画面に垂直に入射する構成とし、前記両側テレセントリック光学系が、入射側から順に焦点距離ｆ_１のレンズであるｆ_１レンズ、折り返し用ミラー及び前記ｆ_１より大きい焦点距離ｆ_２の反射ミラーであるｆ_２反射ミラーを有してなる、バックライト装置を用いたこと、及び、
前記液晶画面上で、タイリングを行う方向をｘ方向、タイリングを行わない方向をｙ方向としたｘｙ直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対する、前記第１の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数ｆ（ｘ，ｙ）及び前記第２の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数ｇ（ｘ，ｙ）の各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、関数ｆ（ｘ，ｙ）と関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域内で低減させる光量調節手段として、前記ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に透過光調整手段を有する透過光調整領域を設けたこと
を特徴とする液晶画面のタイリング方式。
〔２〕 前記〔１〕において、関数ｆ（ｘ，ｙ）と関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域が、式（１）を満たす座標(x，ｙ)の範囲内であるとして、該範囲内での前記関数ｆ（ｘ，ｙ）と前記関数ｇ（ｘ，ｙ）の重畳輝度であるＩ＝ｆ（ｘ，ｙ）＋ｇ（ｘ，ｙ）のバラツキ具合の指標であるΔI／Iを、式（２）を満たす範囲内に収めたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
ｘ_０／２−a／２≦ｘ≦ｘ_０／２＋a／２、且つ、０≦ｙ≦ｙ_０ …式（１）
ここで、ａは輝度の重畳領域のｘ方向長さ（重畳幅）であって、０．０５ｘ_０≦ａ≦０．３ｘ_０とし、ｘ＝０は液晶画面の左端、ｘ＝ｘ_０は液晶画面の右端、ｙ＝０は液晶画面の下端、ｙ＝ｙ_０は液晶画面の上端である。なお、長さの単位は任意単位である。
ΔＩ／Ｉ≦０．１５ …式（２）
ここで、ΔＩは、Ｉの平均値Ｉａｖの１５％とする。
〔３〕 前記〔１〕又は〔２〕において、前記透過光調整領域は、前記ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面上で前記ｘ方向に対応する長辺方向の、前記重畳領域と対応する側の端にとった起点から面内側の終点にかけての長さである透過光調整幅ｂが式（３）を満たすｂである領域とし、且つ、前記透過光調整手段は、前記起点から前記終点まで光透過率を暗側から明側へ連続的あるいは段階的に増大させる遮光手段としたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
ｂ_０−Δｂ≦ｂ≦ｂ_０＋Δｂ …式（３）
ここで、ｂ_０＝ａ×（ｆ_１／ｆ_２）、且つ、Δｂ＝α×ｂ_０であり、aは式（１）の式中のaと同じ、ｆ_１はｆ_１レンズの焦点距離、ｆ_２はｆ_２反射ミラーの焦点距離、Δｂは許容差、αは係数＝０．１５である。
〔４〕 前記〔３〕において、前記遮光手段の遮光部として、前記透過光調整領域を光反射率８０％以上の遮光膜で被覆し、その被覆面積率を前記起点における１から前記終点における０まで変化させたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
〔５〕 前記〔４〕において、前記遮光膜での被覆パターンを、前記遮光膜が前記起点から前記終点への方向に非遮光部と交互にバーコード状に並列する間欠パターンとして前記被覆面積率を段階的に８段階以上変化させたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
〔６〕 前記〔４〕において、前記遮光膜の被覆パターンを、鋸刃形状とした前記遮光膜が前記起点から前記終点への方向を刃高さ方向として刃幅方向に並列する鋸刃状パターンとして前記被覆面積率を連続的に変化させたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
〔７〕 前記〔１〕〜〔６〕のいずれか１つにおいて、前記透過光調整領域の透過光調整手段の上に、異粒子進入あるいは酸化を防止する保護膜を設けたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
〔８〕 Ｎを３以上の整数として液晶パネルのバックライトをＮ分割した第１〜第Ｎの分割バックライトを繋ぎ合せた配置からのＮ投光による液晶画面のタイリング方式であって、
前記第１〜第Ｎの分割バックライトとして、前記〔１〕に記載のバックライト装置を用いたこと、及び、
前記液晶画面上で、タイリングを行う方向をｘ方向、タイリングを行わない方向をｙ方向としたｘｙ直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対する、隣り合ういずれの２つの分割バックライトについてもそれらの一方及び他方を起源とする輝度を表す関数ｆ（ｘ，ｙ）及び関数ｇ（ｘ，ｙ）各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、関数ｆ（ｘ，ｙ）及び関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域内で低減させる光量調節手段として、前記バックライト装置内のロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に透過光調整手段を有する透過光調整領域を設けたこと
を特徴とする液晶画面のタイリング方式。

本発明によれば、機械的に駆動する機構及び光学部品、輝度ムラ測定装置並びにソフトウェアによる輝度補正を必要とせず、複数の分割バックライトからの投光で照射される液晶画面の輝度の重畳領域における輝度過多及び輝度低下を防止して、輝度均一化を実現できる。また、各分割バックライト内のロッドライクインテグレータの出力面に加工を加えることで、輝度均一化を実現できるため、低コストで量産可能である。

本発明タイリング方式Ａにおいて、参考技術１のバックライト装置を２個使用した構成の一例を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明タイリング方式Ａにおいて、重畳領域で輝度低下となった状態を示す液晶画面内の２次元輝度分布図である。 本発明タイリング方式Ａにおいて、重畳領域で輝度過多となった状態を示す液晶画面内の２次元輝度分布図である。 本発明に係る透過光調整領域及び遮光膜の被覆面積率変化の例を示す模式図であり、(a)はバーコード状の間欠パターン、（ｂ）は鋸刃状パターンである。 本発明のタイリング方式により得られた液晶画面内の輝度分布の一例を示す３次元輝度分布図である。 本発明のタイリング方式により得られた液晶画面内の輝度分布の一例を示す２次元輝度分布図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を用いて説明する。

まず、前記〔１〕に関する発明では、図１に例示した本発明タイリング方式Ａを前提としている。すなわち、液晶パネル７のバックライトを２分割した第１及び第２のバックライトＢＬ１及びＢＬ２を繋ぎ合せた配置からの２投光による液晶画面のタイリング方式であって、前記第１及び第２の分割バックライトＢＬ１及びＢＬ２として、発光源（ＬＥＤチップ１）からの光がロッドライクインテグレータ２の矩形状の出力面から光束として出射し、両側テレセントリック光学系及びプリズム反射板６を順に経て液晶画面に垂直に入射する構成とし、前記両側テレセントリック光学系が、入射側から順に焦点距離ｆ_１のレンズであるｆ_１レンズ３、折り返し用ミラー４及び前記ｆ_１より大きい焦点距離ｆ_２の反射ミラーであるｆ_２反射ミラー５を有してなる、バックライト装置を用いたことを前提としている。

この前提において内在する、図２及び図３を用いて前述した重畳領域８における輝度低下あるいは輝度過多による液晶画面内の輝度ムラの問題を解決するために、前記〔１〕に関する発明の特徴として、前記液晶画面上で、タイリングを行う方向をｘ方向、タイリングを行わない方向をｙ方向としたｘｙ直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対する、前記第１の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数ｆ（ｘ，ｙ）及び前記第２の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数ｇ（ｘ，ｙ）の各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、関数ｆ（ｘ，ｙ）と関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域内で低減させる光量調節手段として、前記ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に透過光調整手段を有する透過光調整領域を設けたこと、とした。

次に、前記〔２〕に関する発明では、前記透過光調整領域を設けたことで、関数ｆ（ｘ，ｙ）と関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域が、数１の式を満たす座標(ｘ，ｙ)の範囲内であるとして、該範囲内での前記関数ｆ（ｘ，ｙ）と前記関数ｇ（ｘ，ｙ）の重畳輝度であるＩ＝ｆ（ｘ，ｙ）＋ｇ（ｘ，ｙ）のバラツキ具合の指標であるΔＩ／Ｉを、式（２）を満たす範囲内に収めることができる。
ｘ_０／２−a／２≦ｘ≦ｘ_０／２＋a／２、且つ、０≦ｙ≦ｙ_０ …式（１）
ここで、ａは輝度の重畳領域のｘ方向長さ（重畳幅）であって、０．０５ｘ_０≦ａ≦０．３ｘ_０とし、ｘ＝０は液晶画面の左端、ｘ＝ｘ_０は液晶画面の右端、ｙ＝０は液晶画面の下端、ｙ＝ｙ_０は液晶画面の上端である。なお、長さの単位は任意単位である。
ΔＩ／Ｉ≦０．１５ …式（２）
ここで、ΔＩは、Ｉの平均値Ｉａｖの１５％とする。

重畳領域における重畳輝度のバラツキ具合の指標ΔＩ／Ｉが０．１５超であると、重畳領域と非重畳領域との輝度差が肉眼で識別され、タイリングの繋ぎ目が目立って画像の視認性が悪化する。これに対し、本発明では前記透過光調整領域を設けたことで、ΔＩ／Ｉを０．１５以下としたから、例えば図５及び図６に示すように、液晶画面内の輝度均一化を達成でき、視認性の良い画像となる。なお、ΔＩ／Ｉは、より好ましくは０．０５以下である。

次に、前記〔３〕に関する発明では、前記〔１〕又は〔２〕に関する発明において、前記透過光調整領域は、例えば図４に示すように、前記ロッドライクインテグレータ２の矩形状の出力面上で前記ｘ方向に対応する長辺方向（図４では長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向としている。）の、前記重畳領域と対応する側の端にとった起点から面内側の終点にかけての長さである透過光調整幅ｂが式（３）を満たすｂである領域とし、且つ、前記透過光調整手段は、前記起点から前記終点まで光透過率を暗側から明側へ連続的あるいは段階的に増大させる遮光手段とした。
ｂ_０−Δｂ≦ｂ≦ｂ_０＋Δｂ …式（３）
ここで、ｂ_０＝a×（ｆ_１／ｆ_２）、且つ、Δｂ＝α×ｂ_０であり、aは式（１）の式中のaと同じ、ｆ_１はｆ₁レンズの焦点距離、ｆ_２はｆ₂反射ミラーの焦点距離、Δｂは許容差、αは係数＝０．１５である。

透過光調整幅ｂは、「ｂ_０−Δｂ」未満であると前記重畳輝度の輝度過多の防止効果が弱まり、「ｂ_０＋Δｂ」超であると前記重畳輝度の輝度劣化の防止効果が弱まるため、ｂ_０−Δｂ≦ｂ≦ｂ_０＋Δｂとするのが好適である。なお、より好ましくはα＝０．１０である。

次に、前記〔４〕に関する発明では、製造容易性の観点から、前記〔３〕に関する発明において、前記遮光手段の遮光部として、前記透過光調整領域を光反射率８０％以上の遮光膜で被覆し、その被覆面積率を前記起点における１から前記終点における０まで変化させた。ここで、光反射率８０％以上としたのは、光反射率が８０％未満であると遮光の機能が不充分で、前記遮光手段の遮光部とするには不適切であるためである。

遮光膜の材料は、金属Ａｌ、金属Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金（例えばＡｇ−Ｂｉ合金、Ａｇ−Ｃｕ合金）、金属Ｃｒ及びＣｒ合金のいずれも好適である。これらの金属あるいは合金を、前記透過光調整領域にする面（ロッドライクインテグレータはガラス質または樹脂質である）の上に、直接、もしくは透明板を張り付けて該透明板の面上に、物理的蒸着（ＰＶＤ）又はナノ粒子の印刷焼成により、単層あるいは複層の遮光膜へと成膜させるとよい。遮光膜の膜厚は、薄すぎると遮光が不十分で好ましくなく、厚すぎると遮光膜の表面粗さの増加により反射率が低下して好ましくないため、１００ｎｍ〜３００ｎｍが好適である。

遮光膜の被覆面積率を前記起点における１から前記終点における０まで変化させる方法は、前記成膜後の遮光膜に、レーザーによる加工を施して、非遮光部にする膜部分のみを除去する方法を用いるとよい。レーザーによる加工の諸条件を調整することで下地のガラス面または樹脂面にはダメージを与えずに前記非遮光部にする膜部分のみを除去することができる。また、レーザーによる加工の他、エッチング又はリソグラフィー工程を用いてもよい。

次に、前記〔５〕に関する発明では、前記〔４〕に関する発明において、例えば図４（ａ）に示すように、前記遮光膜での被覆パターンを、前記遮光膜が前記起点から前記終点への方向（X方向）に非遮光部と交互にバーコード状に並列する間欠パターンとして前記被覆面積率を段階的に８段階以上変化させた。ここで、被覆面積率は、起点からの遮光部（遮光膜）１１の個々についてそのすぐ後ろの非遮光部１２との合計面積に対する当該遮光部１１の面積の比で定義した。被覆面積率をＸ方向に減少させるには、非遮光部１２の幅を終点に近い側ほど大きくとれはよい。このように段階的に被覆面積率を変化させることで、透過光調整領域１０の前記起点から前記終点まで光透過率が暗側から明側へ段階的に変化して、対応する重畳領域において輝度の関数ｆ（ｘ，ｙ）及びｇ（ｘ，ｙ）の夫々の傾きを小さくすることができる。ここで、段階的変化の段階数は、少なくとりすぎると、輝度変化が階段状に知覚されてしまうため、８段階以上とするのが好適である。

次に、前記〔６〕に関する発明では、例えば図４（ｂ）に示すように、前記〔４〕に関する発明において、前記遮光膜の被覆パターンを、鋸刃形状とした遮光膜１１を前記起点から前記終点への方向を刃高さ方向として刃幅方向に並列する鋸刃状パターンとして前記被覆面積率を連続的に変化させた。この〔６〕に関する発明では、被覆面積率は座標Ｘごとに、透過光調整領域１０の短辺長さに対する遮光部１１のＹ方向長さの合計の比で定義した。かくして、被覆面積率をＸ方向に連続的に減少させることで、透過光調整領域１０の前記起点から前記終点まで光透過率が暗側から明側へ連続的に変化して、対応する重畳領域において輝度の関数ｆ（ｘ，ｙ）及びｇ（ｘ，ｙ）の夫々の傾きを小さくすることができる。

次に、前記〔７〕に関する発明では、前記〔１〕〜〔６〕に関する発明のいずれか１つおいて、前記透過光調整領域１０の透過光調整手段の上に、異粒子進入あるいは酸化を防止する保護膜を設けた。これにより、透過光調整領域１０の非遮光部への異粒子の進入及び遮光膜１１の酸化に起因する光透過率の変動を防止することができる。前記保護膜としては、二酸化珪素及び窒化珪素、又は透明な誘電体及び樹脂の何れかを用いることができる。この保護膜を成膜する方法は、前記遮光膜の場合と同様の方法が好適である。また、この保護膜の膜厚は、薄すぎると前記異粒子侵入防止あるいは酸化防止の効果の効果が不足して好ましくないため、遮光膜の膜厚と同等以上が好適である。

次に、前記〔８〕に関する発明では、Ｎを３以上の整数として液晶パネルのバックライトをＮ分割した第１〜第Ｎの分割バックライトを繋ぎ合せた配置からのＮ投光による液晶画面のタイリング方式であって、前記第１〜第Ｎの分割バックライトとして、前記〔１〕に記載のバックライト装置を用いたこと、及び、前記液晶画面上で、タイリングを行う方向をｘ方向、タイリングを行わない方向をｙ方向としたｘｙ直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対する、隣り合ういずれの２つの分割バックライトについてもそれらの一方及び他方を起源とする輝度を表す関数ｆ（ｘ，ｙ）及び関数ｇ（ｘ，ｙ）各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、関数ｆ（ｘ，ｙ）及び関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域内で低減させる光量調節手段として、前記バックライト装置内のロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に透過光調整手段を有する透過光調整領域を設けたこととした。

これによれば、３投光以上の多投光による３画面以上のタイリングも可能である。この〔８〕に関する発明の好適形態としては、前記〔２〕〜〔７〕に関する発明のいずれかの特徴を〔８〕に関する発明に付加した形態とすればよい。

なお、３投光以上の場合、分割バックライトには、隣り合う相手方をｘ方向の両側に有する中配置型と、片側のみに有する端配置型がある。端配置型では、２投光の場合と同様、重畳領域に対応するのはロッドライクインテグレータの矩形状の出力面の長辺方向（Ｘ方向）両端側のうちの一端側のみなので、透過光調整領域は当該一端側に設けるとよく、一方、中配置型では、２投光の場合と違って、ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面の長辺方向（Ｘ方向）両端側がそれぞれ別の重畳領域に対応するので、透過光調整領域は当該両端側に設けるとよい。

１ ＬＥＤチップ
２ ロッドライクインテグレータ
３ ｆ_１レンズ
４ 折り返し用ミラー
５ ｆ_２反射ミラー
６ プリズム反射板
７ 液晶パネル
８ 重畳領域（液晶画面上で第１の分割バックライト起源の輝度と第２の分割バックライト起源の輝度が重畳する領域）
１０ 透過光調整領域
１１ 遮光部（遮光膜）
１２ 非遮光部
ＢＬ１ 第１の分割バックライト
ＢＬ２ 第２の分割バックライト

Claims (8)

1. 液晶パネルのバックライトを２分割した第１及び第２の分割バックライトを繋ぎ合せた配置からの２投光による液晶画面のタイリング方式であって、
   前記第１及び第２の分割バックライトとして、発光源からの光がロッドライクインテグレータの矩形状の出力面から光束として出射し、両側テレセントリック光学系及びプリズム反射板を順に経て液晶画面に垂直に入射する構成とし、前記両側テレセントリック光学系が、入射側から順に焦点距離ｆ_１のレンズであるｆ_１レンズ、折り返し用ミラー及び前記ｆ_１より大きい焦点距離ｆ_２の反射ミラーであるｆ_２反射ミラーを有してなる、バックライト装置を用いたこと、及び、
   前記液晶画面上で、タイリングを行う方向をｘ方向、タイリングを行わない方向をｙ方向としたｘｙ直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対する、前記第１の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数ｆ（ｘ，ｙ）及び前記第２の分割バックライトを起源とする輝度を表す関数ｇ（ｘ，ｙ）の各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、関数ｆ（ｘ，ｙ）と関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域内で低減させる光量調節手段として、前記ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に透過光調整手段を有する透過光調整領域を設けたこと
   を特徴とする液晶画面のタイリング方式。
2. 請求項１において、関数ｆ（ｘ，ｙ）と関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域が、式（１）を満たす座標(x，ｙ)の範囲内であるとして、該範囲内での前記関数ｆ（ｘ，ｙ）と前記関数ｇ（ｘ，ｙ）の重畳輝度であるＩ＝ｆ（ｘ，ｙ）＋ｇ（ｘ，ｙ）のバラツキ具合の指標であるΔI／Iを、式（２）を満たす範囲内に収めたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
   ｘ_０／２−a／２≦ｘ≦ｘ_０／２＋a／２、且つ、０≦ｙ≦ｙ_０ …式（１）
   ここで、ａは輝度の重畳領域のｘ方向長さ（重畳幅）であって、０．０５ｘ_０≦ａ≦０．３ｘ_０とし、ｘ＝０は液晶画面の左端、ｘ＝ｘ_０は液晶画面の右端、ｙ＝０は液晶画面の下端、ｙ＝ｙ_０は液晶画面の上端である。なお、長さの単位は任意単位である。
   ΔＩ／Ｉ≦０．１５ …式（２）
   ここで、ΔＩは、Ｉの平均値Ｉａｖの１５％とする。
3. 請求項１又は２において、前記透過光調整領域は、前記ロッドライクインテグレータの矩形状の出力面上で前記ｘ方向に対応する長辺方向の、前記重畳領域と対応する側の端にとった起点から面内側の終点にかけての長さである透過光調整幅ｂが式（３）を満たすｂである領域とし、且つ、前記透過光調整手段は、前記起点から前記終点まで光透過率を暗側から明側へ連続的あるいは段階的に増大させる遮光手段としたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
   ｂ_０−Δｂ≦ｂ≦ｂ_０＋Δｂ …式（３）
   ここで、ｂ_０＝ａ×（ｆ_１／ｆ_２）、且つ、Δｂ＝α×ｂ_０であり、aは式（１）の式中のaと同じ、ｆ_１はｆ_１レンズの焦点距離、ｆ_２はｆ_２反射ミラーの焦点距離、Δｂは許容差、αは係数＝０．１５である。
4. 請求項３において、前記遮光手段の遮光部として、前記透過光調整領域を光反射率８０％以上の遮光膜で被覆し、その被覆面積率を前記起点における１から前記終点における０まで変化させたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
5. 請求項４において、前記遮光膜での被覆パターンを、前記遮光膜が前記起点から前記終点への方向に非遮光部と交互にバーコード状に並列する間欠パターンとして前記被覆面積率を段階的に８段階以上変化させたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
6. 請求項４において、前記遮光膜の被覆パターンを、鋸刃形状とした前記遮光膜が前記起点から前記終点への方向を刃高さ方向として刃幅方向に並列する鋸刃状パターンとして前記被覆面積率を連続的に変化させたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
7. 請求項１〜６のいずれか１つにおいて、前記透過光調整領域の透過光調整手段の上に、異粒子進入あるいは酸化を防止する保護膜を設けたことを特徴とする液晶画面のタイリング方式。
8. Ｎを３以上の整数として液晶パネルのバックライトをＮ分割した第１〜第Ｎの分割バックライトを繋ぎ合せた配置からのＮ投光による液晶画面のタイリング方式であって、
   前記第１〜第Ｎの分割バックライトとして、請求項１に記載のバックライト装置を用いたこと、及び、
   前記液晶画面上で、タイリングを行う方向をｘ方向、タイリングを行わない方向をｙ方向としたｘｙ直交座標系の座標（ｘ，ｙ）に対する、隣り合ういずれの２つの分割バックライトについてもそれらの一方及び他方を起源とする輝度を表す関数ｆ（ｘ，ｙ）及び関数ｇ（ｘ，ｙ）各々のｘ方向に対する輝度の傾きを、関数ｆ（ｘ，ｙ）及び関数ｇ（ｘ，ｙ）の輝度の重畳領域内で低減させる光量調節手段として、前記バックライト装置内のロッドライクインテグレータの矩形状の出力面に透過光調整手段を有する透過光調整領域を設けたこと
   を特徴とする液晶画面のタイリング方式。