JP6727054B2

JP6727054B2 - マルチディスプレイ装置

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Publication number: JP6727054B2
Application number: JP2016145109A
Authority: JP
Inventors: 貴典奥村; 岩崎　直子; 直子岩崎; 俊明藤野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-07-25
Also published as: JP2018017747A

Description

本発明は、マルチディスプレイ装置に関し、より詳細には、配列された表示パネル間の継目部の視認性を低減する技術に関する。

液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示装置は、軽量、薄型、および低消費電力の特徴を生かして、パーソナルコンピュータに代表される携帯情報機器などに使用されている。これら表示装置を構成する表示パネルを複数個配列して画面サイズを拡大したマルチディスプレイ装置は、大型の表示画面が必要なデジタルサイネージや制御監視ディスプレイ等で多く使用されている。特に、液晶表示装置は最も広く普及している表示装置であり、マルチディスプレイ装置にも多く使用され、より高品質な画像および映像を表示するために、その画面の耐久性や視認性の向上などが図られている。

液晶表示装置は、画素電極を有するアレイ基板と、共通電極を有するカラーフィルタ基板とを互いに貼り合せた一対の基板間に液晶を狭持させた液晶パネルと、バックライトユニットと、液晶パネルに各種の電気信号を供給する回路や電源およびこれらを収容する筐体とを含む。液晶表示装置には、複数の画素が配列され、画像および映像を表示する領域であるアクティブエリアと、その外側の額縁領域である非アクティブエリアとが設けられている。アクティブエリアには、スイッチング素子となる薄膜トランジスタや画素電極などが設けられており、液晶表示装置は薄膜トランジスタによって任意に制御した電圧を画素電極と共通電極との間に印加し、液晶の分子配向方向を変化させ、バックライトの光が液晶を通過する際の透過率を制御することによって、画像や映像などの表示を行う。一方、非アクティブエリアの額縁領域には、液晶を基板間に封止するシール、薄膜トランジスタなどに接続される引き回し配線、外部駆動回路に接続する端子など、液晶パネルに不可欠な機能が配置されるため、非アクティブエリアを無くすことは困難である。非アクティブエリアは、画像が表示されない非表示領域の一部であり、複数の表示パネルを配列して大画面を形成するマルチディスプレイ装置においては、継ぎ目として観察者に視認される。非表示領域は画像および映像の連続性を失わせるため、マルチディスプレイ装置の表示品位が低下する要因の１つである。

特許文献１には、隣接する液晶パネルの継ぎ目を覆うように配置された凹部とアクティブエリアを覆う平坦部とを有する透光性カバーを備えるマルチディスプレイ装置が開示されている。また、特許文献２には、外周端の厚さがその内側の平面部よりも薄くなるように形成された斜面部を有する透明板を備える配列型表示装置が開示されている。それら透光性カバーの凹部および透明板の斜面部は、液晶パネルからの出射光を屈折させて画像および映像を拡大する光学レンズの機能を有し、額縁領域の一部にも画像が表示されているように観察者に視認させ、継ぎ目部分が目立たないようにしている。

また、透光性カバーや透明板の表面すなわち観察者が視認する側の全面に散乱構造を設けることで、液晶パネルからの出射光を散乱させて視野角特性を向上させ、あるいは所望の光学特性に制御するとともに、外光の不必要な反射を低減する技術が開示されている。

国際公開第２０１２／１０２３４９号特開２０１３−７２９８０号公報

しかし、これら光学レンズを有する透光性カバーまたは透明板を用いたマルチディスプレイ装置を詳細に検討した結果、透光性カバーの平坦部と凹部との境界部分または透明板の平面部と斜面部との境界部分において、混色表示の際、単色の輝線が観察者側から視認される課題があることが判明した。特許文献１または特許文献２に記載された表示装置のように、前面保護板の表面に散乱構造が配置される表示装置は、散乱構造による単色輝線を防止するための散乱度合いが強すぎて、画像の鮮明度が低下し、著しく表示品位が低下する問題があった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数の表示パネルを整列配置したマルチディスプレイ装置において、混色表示の際、前面保護板に表示パネルの継目部分を覆うように設けられた屈折光学素子とアクティブエリアを覆う平坦部との境界部分に視認される輝線を低減するマルチディスプレイ装置の提供を目的とする。

本発明に係るマルチディスプレイ装置は、複数の表示パネルが整列配置され、隣り合う表示パネルとの間に継目部を含む表示パネルアレイを備え、各表示パネルは、画像または映像を表示するアクティブエリアが規定された表示面を含み、裏面が各表示パネルの各表示面に対向して配置され、表面には、平面視において表示パネルのアクティブエリアに対応して配置される平坦部と、継目部に沿って配置され断面視において溝状の形状を有しアクティブエリアから出射される光を屈折させる屈折光学素子とを含む前面保護板をさらに備える。前面保護板は、平坦部と溝状の形状を有する屈折光学素子との間に、複数の凹凸を有する散乱構造を含む。屈折光学素子の表面の形状は、散乱構造が有する凹凸を有さない面を含む。散乱構造は、散乱構造が有する凹凸を有さない面と平坦部との間に設けられる。その散乱構造は、アクティブエリアから出射された光を散乱させる。

本発明に係るマルチディスプレイ装置によれば、複数の表示パネルを整列配置したマルチディスプレイ装置において、隣り合う表示パネルの継目部分を覆う前面保護板に設けられた屈折光学素子と、平坦部との境界部分に視認される輝線を低減するマルチディスプレイ装置の提供が可能となる。

実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置を示す平面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置が含む液晶パネルの構成を示す平面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置が含む液晶パネルの構成を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の継目部周辺の構成を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の継目部周辺の構成を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の継目部周辺の構成を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の継目部周辺の構成を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の境界部分の構成を示す断面図である。実施の形態１に係る液晶パネルが含む画素の構成を示す斜視図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の継目部周辺の構成を示す断面図である。実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の出射光線を示す模式図である。実施の形態２に係るマルチディスプレイ装置の境界部分の構成を示す断面図である。前提技術に係るマルチディスプレイ装置の前面保護板の構成を示す断面図である。前提技術に係るマルチディスプレイ装置における光線の出射方向を示す模式図である。前提技術に係るマルチディスプレイ装置の境界部分に生じる輝線を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るマルチディスプレイ装置の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の構成要素には同一の符号を付してあり、それらの名称も同じである。また、それらの機能は互いに実質的に同一の機能を含む。したがって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。さらに、以下に示す各実施の形態では、表示パネルに液晶パネルが用いられる液晶表示装置の例を示しているが、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイなどを用いることもできる。

ここで、本発明に係るマルチディスプレイ装置の実施の形態の詳細を説明する前に、マルチディスプレイ装置が含む前提技術について説明する。図１６は、マルチディスプレイ装置が備える前面保護板９００の断面図である。前面保護板９００は、表面に光学レンズ機能を有する屈折光学素子９０１と平坦部９０２とを含む。なお、前面保護板９００は、前述した透光性カバーまたは透明板と同様の機能を有する。前面保護板９００は、屈折光学素子９０１と平坦部９０２とに接続する境界部分９０３に、円弧を有する湾曲部９０５を含む。湾曲部９０５は、屈折光学素子９０１を備える前面保護板９００を、切削や研磨、押出成形や圧縮成形等の方法で加工した際に形成される。その円弧は、観察者側に凸状の形状を有する。屈折光学素子９０１と平坦部９０２との境界は、設計通りに作製されれば、平面の組み合わせ、すなわち断面視において直線の組み合わせで構成される。つまり、前面保護板が理想的に作製された場合、その境界部分の断面形状は、円弧を有することはない。屈折光学素子９０１と平坦部９０２とが接続する部分に頂点が存在し、その頂点が境界部分９０３となる。しかし、前面保護板９００を切削や研磨、押出成形や圧縮成形のいずれかの方法で作製した場合、加工精度の限界やそのばらつきに起因して、境界部分９０３に微視的に見て円弧状の湾曲部９０５が形成される。これは、完全に解消することは困難である。

図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、前面保護板９００の境界部分９０３近傍において、液晶パネルに設けられた各画素９２から出射した各光線が、前面保護板９００の内部を透過し、その表面から出射する様子を模式的に示した図である。特に、図１７（ａ）に示す前面保護板９００は屈折光学素子９０１と平坦部９０２とが設計通りに作製されており、境界部分９０３は頂点で構成されている。図１７（ａ）は、屈折光学素子９０１の平面および平坦部９０２から光線が出射する様子を示している。一方、図１７（ｂ）に示す前面保護板９００は、屈折光学素子９０１が平坦部９０２に接続する境界部分９０３部分に湾曲部９０５が形成されている。図１７（ｂ）は、その湾曲部９０５から光線が出射する様子を示している。なお、各図は画素９２を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各サブ画素９１の配列の図示を含んでいるが、それらの図示は模式的である。図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、前面保護板３０に対するサブ画素９１の位置や画素サイズを正確に表しているわけではない。例えば、１組の光線束９０６ａを構成する６本の光線は、６個のそれぞれのサブ画素９１から出射している。

図１７（ａ）において、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色すべてのサブ画素９１から均等に光が出射する白色表示の場合、各サブ画素９１を透過した互いに平行な光線束９０６ａは、平坦部９０２から出射した後も互いにほぼ平行である。各色の光線間の距離は非常に小さいため均等に混色され、観察者にはそれら光線束９０６ａは白色に見える。また、屈折光学素子９０１を構成する平面から出射する光線束９０６ｂも、隣り合う赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各光線は互いにほぼ平行であるため均等に混色され、観察者には白色に見える。一方で、図１７（ｂ）に示すように、境界部分９０３の湾曲部９０５から光線束９０６ｃが出射する場合、隣り合う赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各光線は、湾曲部９０５の円弧に対して少しずつ異なる角度で入射して屈折し、少しずつ異なる角度で湾曲部９０５から出射する。このため、前面保護板９００から出射した光線束９０６ｃの光線には、空間的な粗密が生じ、光線束９０６ｃは均等に混色されない。その結果、観察者には、例えば赤色だけが強調されて見えたり、観察位置によっては、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）とが混色して黄色に強調されて見えたりする。また、境界部分９０３は隣り合う液晶パネル間の継目部に沿って設けられており、その断面形状は類似した形状を保って継目部方向に延伸している。このため例えば赤が強調されるような光線の出射状態のとき、観察者は境界部分９０３に沿って赤色の輝線を観察する。観察者による輝線の見え方は、境界部分９０３の断面形状の微細な変化や観察者の眼の微小な動きにより変化し、例えば図１８のように境界部分９０３に沿って、赤色の輝線９１０ａから緑色の輝線９１０ｂ、また緑色の輝線９１０ｂから青色の輝線９１０ｃといった様に場所によって色が変化して観察されることもある。

このように、前面保護板９００が境界部分９０３に湾曲部９０５を有するマルチディスプレイ装置には、多色表示の際、例えば、白色表示や黄色表示などの際に、境界部分９０３に単色輝線が視認される問題が発生し、その表示品位が大幅に低下する。これは、液晶パネルからの出射光がサブ画素の色ごとに分離されて視認されるために発生する。以下、これら前提技術を含むマルチディスプレイ装置の実施の形態を説明する。

＜実施の形態１＞
（マルチディスプレイ装置の全体構成の概略）
図１は本実施の形態１におけるマルチディスプレイ装置１００の外観を示す平面図であり、図２は図１に示すＡ−Ａ’におけるマルチディスプレイ装置１００の断面を示す図である。マルチディスプレイ装置１００は、複数の液晶パネル２０が整列配置された液晶パネルアレイ１０を備える。本実施の形態１において、その液晶パネルアレイ１０は、縦１行、横３列で配置された３枚の液晶パネル２０によって構成される。また、液晶パネルアレイ１０は、隣り合う各液晶パネル２０との間に継目部１１を含む。

さらに、マルチディスプレイ装置１００は、液晶パネルアレイ１０を覆うように前面保護板３０を備え、その前面保護板３０の裏面３０ｂは、各液晶パネル２０が含む各表示面２３に対向して配置される。また、前面保護板３０の表面３０ａには、断面視において溝状の形状を有する屈折光学素子３１ａと、平坦な平面を有する平坦部３２とが設けられている。屈折光学素子３１ａは、隣り合う各液晶パネル２０の各継目部１１に沿って配置され、平坦部３２は後述する各アクティブエリア２４に対応して配置される。以下、マルチディスプレイ装置１００の構成の詳細を説明する。

（液晶パネルアレイの構成）
液晶パネルアレイ１０は、図１に示すように、複数の液晶パネル２０が整列配置された構成を備える。本実施の形態１において、それら液晶パネル２０は、縦１行、横３列で配列されるが、それらの配列に制約はなく、縦に４行、横４列など、マルチディスプレイ装置１００の用途や液晶パネル２０のサイズなどを考慮して構成される。また、マルチディスプレイ装置１００の外形は四角形に限定されるものではなく、その他の形状であっても良い。また、四角形以外のマルチディスプレイ装置を実現するための各液晶パネルの配置は、格子状の配列に限定されるものではない。

図３はマルチディスプレイ装置１００が含む液晶パネル２０の外観を示す平面図であり、図４は図３に示すＢ−Ｂ’における液晶パネル２０の断面図である。なお、本実施の形態１における、各液晶パネル２０の構成は、互いに同様の構成を有する。液晶パネル２０は、矩形状の第１基板２１ａと、第１基板２１ａに対向して配置される矩形状の第２基板２１ｂと、第１基板２１ａと第２基板２１ｂとによって狭持される液晶層（図４には図示せず）とを含む。第２基板２１ｂは、第１基板２１ａよりも観察者側つまり図１に示す前面保護板３０側に設けられる。また、図４に示すように、第１基板２１ａにおいて、第１基板２１ａが第２基板２１ｂと対向する面と反対側の面には、偏光板２２ａが貼付され、また第２基板２１ｂにおいて、第２基板２１ｂが第１基板２１ａと対向する面と反対側の面には、偏光板２２ｂが貼付されている。偏光板２２ａおよび偏光板２２ｂは、例えば、偏光フィルムである。また、各偏光板の表面には、適宜、ハードコート層、アンチグレア層または反射防止層が配置されても良い。

液晶パネル２０は、第２基板２１ｂ側に平面状の表示面２３を有し、その表示面２３には、図３に示すアクティブエリア２４が規定される。アクティブエリア２４は、液晶パネル２０に設けられた複数の画素によって画像や映像が表示される矩形状の表示領域のことである。またアクティブエリア２４の外側には額縁領域である非アクティブエリア２５が規定され、非アクティブエリア２５には、薄膜トランジスタなどに接続される引き回し配線（図示せず）と駆動回路（図示せず）とに接続する端子２６が配置される。また、図面の簡略化のために図示は省略するが、非アクティブエリア２５には、その他にも液晶を封止するシールなどが配置される。

また、図面を簡略化するために図示は省略するが、液晶パネル２０を備える液晶表示装置は、液晶パネル２０の表示面２３とは反対側つまり第１基板２１ａ側にバックライトユニットを含む。また、液晶表示装置は、液晶パネル２０の端子２６と外部回路とを接続するフレキシブル配線、液晶パネル２０を固定する粘着テープやネジなどにより構成される。

図５は、継目部１１の周囲を拡大したマルチディスプレイ装置１００の断面図である。前述したとおり、液晶パネルアレイ１０は、隣り合う液晶パネル２０との間に継目部１１を含む。継目部１１の幅、すなわち隣り合う液晶パネルとの間隔は、マルチディスプレイ装置１００の組み付け精度やサイズ、精細度などの仕様、液晶パネルのサイズや非アクティブエリア２５の寸法などによって決定される。本実施の形態１では、その継目部１１の幅は１ｍｍであるが、その値は一例であり限定するものではない。また、本実施の形態１において、継目部１１の幅は、液晶パネルアレイ１０内にて一定であるが、継目部１１ごとにその幅が異なる構成であってもよい。また、例えば、隣り合う液晶パネル２０が隣接する構成であっても良い。

また、図１に示すように、液晶パネルアレイ１０は非表示領域１２を含み、その非表示領域１２は、図５に示すように継目部１１と非アクティブエリア２５とを含む。非表示領域１２は、隣り合う液晶パネル２０の各アクティブエリア２４の間に位置し、また各液晶パネル２０の外周に沿って存在する。

（前面保護板の構成）
前面保護板３０は、図２に示すように、表面３０ａと裏面３０ｂとを有する。裏面３０ｂは、各液晶パネル２０の平面状の各表示面２３に対向して配置される平面である。表面３０ａには、前述したように、溝状の形状を有する屈折光学素子３１ａと、平坦な形状を有する平坦部３２とが設けられている。観察者がマルチディスプレイ装置１００を観察する際、観察者は表面３０ａ側からアクティブエリア２４に表示される画像や映像を視認する。

液晶パネル２０の偏光板２２ｂと前面保護板３０の裏面３０ｂとは、透明粘着剤などによって貼り合わされていても良いし、空間を有して設置されていても良い。本実施の形態１では、空間が設けられており、その空間の距離は、裏面３０ｂと液晶パネル２０とにおける多重反射による干渉縞が発生しない程度の距離である。前面保護板３０を平面視した形状は、マルチディスプレイ装置１００の形状や仕様によって決定され、例えば、矩形状、多角形状、円弧などを含む。なお、これらの形状は一例であり、前面保護板３０の形状に限定はない。また、前面保護板３０の外形サイズは、マルチディスプレイ装置１００の形状や仕様によって決定される。前面保護板３０の平坦部３２の厚さは、マルチディスプレイ装置１００の形状やサイズに応じて必要な機械的な強度と重量などを考慮して適宜設定され、好ましくは、１ｍｍ〜５０ｍｍである。

前面保護板３０は、可視光の光透過率が８０％以上の透明な板であり、かつ、単一材料であることが好ましい。前面保護板３０は、イオン交換法または風冷強化法等により作製されることで強度が向上したガラス板、合わせガラス、樹脂板等であっても良い。樹脂板は、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などが適している。なお、これら前面保護板３０の材料は、一例であり限定するものではない。また、前面保護板３０の作製方法に制限はなく、例えば、切削や研磨、射出成型、押出成形、圧縮成形などの作製方法が用いられる。本実施の形態１では、前面保護板３０は、アクリル系樹脂のみの単一材料で構成され、射出成形法によって作製されている。前面保護板３０が単一材料で作製されることで、前面保護板３０内部の屈折率が一定となる。光学的な境界が形成されないため、前面保護板３０内部において光の反射などが生じない。よって、マルチディスプレイ装置１００の表示品位が低下することがない。さらに、前面保護板３０は、液晶の光学特性が変化しない範囲で光学的異方性が生じない作製方法または最適化された作製条件で作製されていることが好ましい。

（屈折光学素子の構成）
図２に示すように、前面保護板３０の表面３０ａには、溝状の形状を有する屈折光学素子３１ａと、裏面３０ｂに対して平行な平面を有する平坦部３２とが設けられている。本実施の形態１における屈折光学素子３１ａはＶ字型の溝形状を有する。また、図１および図２に示すように、屈折光学素子３１ａは隣り合う各液晶パネル２０間の各継目部１１に沿って配置される。また、図５に示すように、平坦部３２は各アクティブエリア２４を覆うように配置される。また、本実施の形態１における屈折光学素子３１ａは非表示領域１２を跨るように設置されている。また図６に示すように、屈折光学素子３１ａの幅Ｗ１は非表示領域１２の幅Ｗ２より大きい。また屈折光学素子３１ａは、溝形状の最も深い部分を中心として対称に配置された互いに非平行な面を有する。また、屈折光学素子３１ａを構成する面は、断面視において、裏面３０ｂまたは平坦部３２に対して非平行な直線または円弧を含み、それらは液晶パネル２０の寸法や画素サイズ、継目部１１の寸法などによって適宜設計される。前面保護板３０の平坦部３２の厚さは、機械的強度を確保する観点から屈折光学素子３１ａの深さの２倍以上であることが望ましい。

また、屈折光学素子３１ａの断面形状は上記のＶ字型の溝形状に限らない。例えば、マルチディスプレイ装置１００は、図５に示した屈折光学素子３１ａに代えて、図７および図８に示す屈折光学素子３１ｂを備えても良い。屈折光学素子３１ｂは、曲面３１１ｂを含み、凹型の溝形状を有する。または、例えば、マルチディスプレイ装置１００は、図５に示した屈折光学素子３１ａに代えて、図９および図１０に示す屈折光学素子３１ｃを備えても良い。屈折光学素子３１ｃは、図８の屈折光学素子３１ｂが有する曲面３１１ｂとは反対側に湾曲した曲面３１１ｃで構成される溝形状を有する。

屈折光学素子３１ａは、液晶パネル２０のアクティブエリア２４から出射される光を屈折させて、画像および映像を拡大する機能を有する。例えば、屈折光学素子３１ａは、レンズの機能を有する。観察者がマルチディスプレイ装置１００を観察する際、観察者は前面保護板３０の表面３０ａ側からアクティブエリア２４に表示される画像や映像を視認する。非表示領域１２は、観察者により各液晶パネル２０の接続部として視認され、画像および映像の連続性を妨げる。非表示領域１２は、マルチディスプレイ装置１００の表示品位に影響を与える。本実施の形態１のマルチディスプレイ装置１００は、前面保護板３０の表面３０ａ上の、非表示領域１２に対応する位置に屈折光学素子３１ａを設けて、アクティブエリア２４に表示される画像および映像を非表示領域１２にまで拡大する。その結果、観察者による非表示領域１２の視認性が低減される。

（境界部分、湾曲部および散乱構造の構成）
図１１（ａ）は、継目部１１における屈折光学素子３１ａの断面図である。前面保護板３０は、屈折光学素子３１ａのＶ字溝を構成する平面３１１ａと平坦部３２とを接続する境界部分３３を含む。境界部分３３は、屈折光学素子３１ａのＶ字溝を中心として両側に配置される。図１１（ｂ）は、図１１に示した境界部分３３を含む領域Ｃを拡大した図である。

本実施の形態１の前面保護板３０は、境界部分３３に湾曲部３５を含む。湾曲部３５は、屈折光学素子３１ａのＶ字溝を構成する平面３１１ａと平坦部３２とをなだらかに接続する。図１１（ｂ）に示すように断面視において、湾曲部３５は円弧を含み、その円弧の曲率中心３５ａは、前面保護板３０の表面３０ａよりも液晶パネルアレイ１０側（図１１（ｂ）においては図面下方側）に位置する。また、本実施の形態１の前面保護板３０は、その湾曲部３５に複数の凹凸を有する散乱構造３４を含む。前述した湾曲部３５を構成する曲率中心３５ａを中心とする円弧は、例えば、散乱構造３４の凹凸を平均化した円弧であっても良いし、散乱構造３４の複数の頂部を近似的に連結する円弧であっても良い。また、境界部分３３が平坦部３２に接続する一端３３１は、例えば、平坦部３２から屈折光学素子３１ａにかけて傾きが変化し始める位置である。なお、その一端３３１はアクティブエリア２４上に配置される。また、境界部分３３の他端３３２は、本実施の形態１において、屈折光学素子３１ａの平面３１１ａから平坦部３２に向けて傾きが変化し始める位置である。以上のように、湾曲部３５の円弧は、平面３１１ａを構成する直線と平坦部３２を構成する直線とをなだらかに接続する。つまり、湾曲部３５は、平面３１１ａと平坦部３２とを微分可能に連続性を有して接続する。なお、湾曲部３５の幅Ｗ３は、３０μｍから５００μｍの範囲であることが好ましい。また、散乱構造３４は平坦部３２と平面３１１ａとを接続する方向だけでなく、境界部分３３の奥行き方向すなわち継目部１１の延伸方向にも形成される。散乱構造３４が有する凹凸は、いずれの方向にも細かく不規則な形状であることが望ましい。

また、散乱構造３４は、上記のように境界部分３３のみに設けられていても良いし、図示は省略するが、境界部分３３に加えて、その機能を損なわない程度に、その両側に設けられていても良い。例えば、散乱構造３４は、境界部分３３から平坦部３２側にはみ出して配置されても良い。または、散乱構造３４は、境界部分３３から平面３１１ａ側にはみ出して配置されても良い。

図示は省略するが、マルチディスプレイ装置１００が、屈折光学素子３１ａに代えて図８に示す屈折光学素子３１ｂを備える場合も同様に、境界部分３３に散乱構造が設けられる。その場合、境界部分３３が平坦部３２に接続する一端は、平坦部３２から屈折光学素子３１ｂにかけて傾きが変化し始める位置である。また、境界部分３３の他端は、屈折光学素子３１ｂの曲面３１１ｂから平坦部３２にかけて傾きの変化の方向が変化し始める点すなわち変曲点である。また、本実施の形態１では、湾曲部３５は、１つの曲率中心３５ａを有する円弧を含むが、異なる曲率中心を有する複数の円弧が連続的に接続された構成であっても良い。

散乱構造３４を形成する方法は、例えば、研磨法、ブラスト法などであるが、これらは一例であり、その形成方法を限定するものではない。また、研磨法で使用する場合、研磨剤の粗さや、ブラスト法で使用する粒子サイズは、形成する凹凸の大きさや平均周期に応じて選択される。また、凹凸の形成方法や条件は、湾曲部３５の円弧の幅Ｗ３、後述するサブ画素２８のサイズ、またはマルチディスプレイ装置１００の仕様、例えば設置位置に応じて、適宜、選択される。

（液晶パネルの画素の構成）
図１２は、液晶パネル２０の継目部１１における斜視図であり、第１基板２１ａと第２基板２１ｂに挟持された液晶層（図示せず）に設けられた画素２７の配置と、画素２７を構成するサブ画素２８の配置とを示す。なお図１２は前面保護板３０および各偏光板の図示を省略している。また、図１３は、マルチディスプレイ装置１００の継目部１１における断面図である。液晶パネル２０は、アクティブエリア２４内に配列された複数の画素２７を有する。１組の画素２７は、３色のサブ画素２８、つまり赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のサブ画素２８からなる。１組の画素２７内における各サブ画素２８は、液晶パネル２０の長手方向（図１２および図１３においてｘ方向）に、順に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各サブ画素２８が配列される。さらに、それらサブ画素２８を含む画素２７は、液晶パネル２０の長手方向（ｘ方向）および短手方向（ｙ方向）に周期的に配置される。また、本実施の形態１において、サブ画素２８の平面視の形状は長方形であり、同色の光を出射するサブ画素２８は、図１２に示すように、その長方形の長手が継目部１１の延伸方向（ｙ方向）に平行に配列される。つまり、サブ画素２８は、その長方形の長手が境界部分３３と平行な方向（ｙ方向）に配置されている。

マルチディスプレイ装置１００は、各サブ画素２８を駆動する信号を変化させて画像および映像を表示している。例えば、サブ画素２８の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）を全て表示させると白色が表示され、サブ画素２８の赤（Ｒ）および緑（Ｇ）を表示させると黄色が表示される。

（前面保護板の散乱構造の動作）
図１４（ａ）、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）は、散乱構造が設けられた境界部分３３の断面と、その散乱構造から出射する光線を示す図である。図示は省略しているが、それぞれの図において、下方に液晶パネルが位置する。例えば、図１４（ａ）の光線束３６ａを構成する３本の光線は、その液晶パネルが含む各サブ画素から出射している。図１４（ｂ）の光線束３６ｂおよび図１４（ｃ）の光線束３６ｃも同様である。図１４（ａ）において、光線束３６ａの３本の光線は、いずれも同じ角度で前面保護板３０の中を伝播し、境界部分３３に達する。各光線は、境界部分３３に形成された細かい凹凸からなる散乱構造３４ａによって出射方向が散乱され、各前面保護板３０から異なる角度で出射する。観察者からは、光線の出射の状況によって、単色が強調されて見えたり、２色あるいは３色が混色されて見えたりするが、散乱構造３４ａの形状が空間的に細かく変化しているため、部分的に特定の色だけが観察される頻度は、散乱構造３４ａを設けない場合と比較して低減できる。

また、散乱構造は、継目部の延伸方向にも形成されており、その凹凸はいずれの方向にも細かく不規則な形状を有する。よって、ある画素の上方の位置において、散乱構造の断面および光線の出射方向が図１４（ａ）に示す状態であっても、延伸方向に異なる位置にある画素の上方では、図１４（ｂ）に示す散乱構造３４ｂおよび光線束３６ｂの状態である。さらに異なる位置にある画素の上方においては、図１４（ｃ）に示す散乱構造３４ｃおよび光線束３６ｃの状態である。このように、本実施の形態１のマルチディスプレイ装置１００では、境界部分３３の散乱構造の断面形状が位置によって不規則に変化するため、各光線は境界部分３３の位置によって不規則な方向に散乱する。つまり、各光線は不規則な方向に出射する。その結果、マルチディスプレイ装置１００は、混色表示時に、境界部分３３において特定の色が連続して観察される輝線の発生を低減できる。

（効果）
以上をまとめると、本実施の形態１のマルチディスプレイ装置１００は、複数の液晶パネル２０が整列配置され、隣り合う液晶パネル２０との間に継目部１１を含む液晶パネルアレイ１０を備え、各液晶パネル２０は、画像または映像を表示するアクティブエリア２４が規定された表示面２３を含み、裏面３０ｂが各液晶パネル２０の各表示面２３に対向して配置され、表面３０ａには、平面視において液晶パネル２０のアクティブエリア２４に対応して配置される平坦部３２と、継目部１１に沿って配置され断面視において溝状の形状を有しアクティブエリア２４から出射される光を屈折させる屈折光学素子３１ａとを含む前面保護板３０をさらに備え、前面保護板３０は、平坦部３２と屈折光学素子３１ａとの境界部分３３に複数の凹凸を有し、アクティブエリア２４から出射される光を散乱させる散乱構造３４を含む。以上のような構成により、マルチディスプレイ装置１００は、混色表示の際、前面保護板３０の屈折光学素子３１ａの境界部分３３に現れる輝線の視認性を低減できる。その結果、複数の表示パネルを並べて配置したマルチディスプレイ装置であっても、それら表示パネルの継目がユーザーから見えないようにすることができる。本実施の形態１のマルチディスプレイ装置１００は、従来よりも表示品位の高いディスプレイを提供できる。

また、本実施の形態１のマルチディスプレイ装置１００の前面保護板３０は、境界部分３３に、平坦部３２と屈折光学素子３１ａとをになだらかに接続する湾曲部３５をさらに含み、継目部１１の延伸方向に対し垂直な断面において、湾曲部３５の断面形状は円弧を含み、円弧の曲率中心３５ａは、前面保護板３０の表面３０ａよりも液晶パネルアレイ１０側に位置する。従って、マルチディスプレイ装置１００は、混色表示の際、前面保護板３０の屈折光学素子３１ａの境界部分３３に現れる単色輝線の視認性をさらに低減でき、従来よりも表示品位のさらに高いディスプレイを提供できる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２におけるマルチディスプレイ装置について説明する。本実施の形態２のマルチディスプレイ装置は、実施の形態１のマルチディスプレイ装置１００と比較して円弧を有する境界部分３３に付与する散乱機能をより厳密に管理および規定する。その結果、マルチディスプレイ装置は、表示品位に影響することのない範囲で、確度高く単色輝線を従来よりも低減できることが特徴である。マルチディスプレイ装置のその他の構成などは、実施の形態１に示したマルチディスプレイ装置１００と同様であるため説明は省略する。

図１５は、本実施の形態２におけるマルチディスプレイ装置が含む前面保護板３０に形成された散乱構造３４の断面を示す図である。散乱構造３４は、研磨法、ブラスト法などその形成方法に関係なく、微視的に見ると一定の形状では無く、様々な形状やサイズの凹凸を有する。図１５に示すように、凹凸の頂点と頂点間の距離を距離Ｗ５１とした場合の複数の距離Ｗ５１の平均値、または、凹凸の底面と底面間の距離を距離Ｗ５２とした場合の複数の距離Ｗ５２の平均値を、散乱構造３４が有する凹凸の平均周期Ｗ５とする。散乱構造３４の平均周期Ｗ５は、図１２および図１３に示すサブ画素２８の短手方向の幅Ｗ４よりも小さい。また、散乱構造３４が有する凹凸の平均周期Ｗ５は、図１１（ｂ）に示す湾曲部３５の幅Ｗ３よりも小さい。さらに、散乱構造の平均周期Ｗ５は、以下の式１を満足することが好ましい。なお、平均周期Ｗ５は、散乱構造３４における粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍであっても良い。

上記の式１の平均周期Ｗ５とサブ画素２８の幅Ｗ４との関係および平均周期Ｗ５と湾曲部３５の幅Ｗ３との関係が成り立つように、本実施時の形態２の散乱構造３４は、湾曲部３５を粗さ＃１０００の研磨剤で均質に研磨することにより形成される。ＪＩＳＲ６００１で規定されている＃１０００の精密研磨用微粉の粒度分布に関して、その最大粒子径は３２μｍ以下に規定されている。なお、その粒子径は、電気抵抗試験方法により測定される。本実施の形態２のマルチディスプレイ装置が含む湾曲部３５の幅Ｗ３は約２５０μｍ〜５００μｍの間であり、サブ画素２８の短手方向の幅Ｗ４は約１００μｍである。上記の方法で境界部分３３に作製した散乱構造３４の平均周期Ｗ５は、サブ画素の幅Ｗ４および湾曲部３５の幅Ｗ３よりも小さく、上記の式１を満足していた。

このようにして製作したマルチディスプレイ装置について表示品位を確認したところ、単色輝線は視認されず、良好な表示品位であることを確認した。これは、上記の式１が成り立つことで、本実施の形態２における散乱構造３４の散乱効率が向上するためである。つまり、散乱構造３４の平均周期Ｗ５が、サブ画素２８の短手方向の幅Ｗ４より小さいために、散乱構造３４は効率的にその散乱機能を発揮することができる。

なお、上記の式１を満足しないマルチディスプレイ装置で単色輝線の発生有無を比較・確認した。その場合における、マルチディスプレイ装置のサブ画素２８の短手方向の幅は約１００μｍであり、境界部分の湾曲部の幅は約２５０μｍ〜５００μｍである。また、散乱構造は、粗さ＃２４０（最大粒子径が１２７μｍ以下）で湾曲部を研磨することにより形成した。以上のマルチディスプレイ装置の表示品位を確認したところ、境界部分の広い範囲で単色輝線が視認された。境界部分に形成された散乱構造が有する凹凸の平均周期が、サブ画素の幅約１００μｍよりも大きく、上記の式１を満足しないためである。

（効果）
以上をまとめると、本実施の形態２のマルチディスプレイ装置の湾曲部３５に設けられた散乱構造３４が有する凹凸の平均周期Ｗ５は、湾曲部３５の幅Ｗ３よりも小さい。従って、本実施の形態２のマルチディスプレイ装置の散乱構造３４は、各画素からの出射光を効率的に散乱させることができ、屈折光学素子３１ａの境界部分３３に現れる単色輝線の視認性をさらに低減できる。その結果、マルチディスプレイ装置は、従来よりも表示品位のさらに高いディスプレイを提供できる。また、マルチディスプレイ装置は、散乱構造３４を安価かつ簡単に確度高く実現でき、製造コストの低コスト化を実現することができる。

また、本実施の形態２のマルチディスプレイ装置の液晶パネルは、アクティブエリア２４内に配列された複数の画素２７を含み、散乱構造３４が有する凹凸の平均周期Ｗ５は、画素２７の幅Ｗ４よりも小さい。従って、本実施の形態２のマルチディスプレイ装置が含む散乱構造３４は、各画素からの出射光を効率的に散乱させることができ、境界部分３３に現れる単色輝線の視認性をさらに低減できる。本実施の形態２のマルチディスプレイ装置は、従来よりも表示品位のさらに高いディスプレイを提供できる。

なお、上述したように、各実施の形態において、表示パネルに液晶パネルを用いた例を示したが、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイなどに用いられる表示パネルおよび表示パネルアレイを備えるマルチディスプレイ装置であっても上記の各効果を奏する。

本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０液晶パネルアレイ、１１継目部、２０液晶パネル、２３表示面、２４アクティブエリア、２７画素、２８サブ画素、３０前面保護板、３０ａ表面、３０ｂ裏面、３１ａ屈折光学素子、３２平坦部、３３境界部分、３４散乱構造、３５湾曲部、３５ａ曲率中心、１００マルチディスプレイ装置。

Claims

複数の表示パネルが整列配置され、隣り合う前記表示パネルとの間に継目部を含む表示パネルアレイを備え、
各前記表示パネルは、画像または映像を表示するアクティブエリアが規定された表示面を含み、
裏面が各前記表示パネルの各前記表示面に対向して配置され、表面には、平面視において前記表示パネルの前記アクティブエリアに対応して配置される平坦部と、前記継目部に沿って配置され断面視において溝状の形状を有し前記アクティブエリアから出射される光を屈折させる屈折光学素子とを含む前面保護板をさらに備え、
前記前面保護板は、
前記平坦部と前記溝状の形状を有する前記屈折光学素子との間に、複数の凹凸を有する散乱構造を含み、
前記屈折光学素子の表面の形状は、前記散乱構造が有する前記凹凸を有さない面を含み、
前記散乱構造は、前記散乱構造が有する前記凹凸を有さない面と前記平坦部との間に設けられ、
前記散乱構造は、
前記アクティブエリアから出射された光を散乱させることを特徴とするマルチディスプレイ装置。
前記溝状の形状は、前記溝状の形状を構成する平面または曲面を含み、
前記散乱構造は、前記平面と前記平坦部との間、または、前記曲面と前記平坦部との間に設けられる、請求項１に記載のマルチディスプレイ装置。
前記散乱構造が有する前記凹凸の平均周期は、前記散乱構造の幅よりも小さい請求項１または請求項２に記載のマルチディスプレイ装置。
前記表示パネルは、前記アクティブエリア内に配列された複数の画素を含み、
前記散乱構造が有する前記凹凸の平均周期は、前記画素の幅よりも小さい請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のマルチディスプレイ装置。