JP5051853B2

JP5051853B2 - バックライト装置と液晶表示装置

Info

Publication number: JP5051853B2
Application number: JP2008505172A
Authority: JP
Inventors: 和彦笠野; 智子赤井
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: JPWO2007105739A1; WO2007105739A1

Description

本発明は、液晶などの非発光のディスプレイに用いられるバックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置に係り、特に、バックライトとして光の３原色である赤色、緑色、青色を発光する蛍光発光ガラスを搭載するバックライト装置とそれを用いた液晶表示装置に関する。

非発光タイプのディスプレイであるＬＣＤ（液晶表示装置）は、背面にバックライト装置を配して、第１の偏光板、液晶セル、光の３原色が独立して平面的に配置されたカラーフィルタ、第２の偏光板を通して可視化する方式が最も一般的である。
このバックライト装置には、光の３原色を含む白色光が最も適しており、明るい画面のためには、光源の輝度を高めることが重要であるものの、偏光板や液晶セル、あるいはカラーフィルタにおける光の透過損失が大きく、バックライト装置が発する光のわずか２，３％が観察者の目に届いているのが現状であり、光利用効率が低いという潜在的な課題があった。
このような課題に対しては、これまでも様々な改良がなされてきた。

例えば、特許文献１には「液晶表示装置」という名称で、液晶表示素子の背面又は表面に蛍光体を配置して、光源に紫外線源を用いるタイプの液晶表示装置において、蛍光体から発せられる全方位への散乱光である可視光を反射するための可視反射板を配置する発明が開示されている。
このように構成される液晶表示装置においては、蛍光体からの光利用効率を向上させて、消費電力の増大なしに液晶表示装置の輝度を向上することができる。

また、特許文献２においては、特許文献１と同一の出願人からほぼ同時期に出願された「液晶表示装置」が開示されている。
本発明も特許文献１に開示される発明と同様に、バックライト装置の光利用効率を向上させるものであり、さらに、高精細、高コントラストな液晶表示装置を提供するものであり、その構成は、カラーフィルタ中にそのカラーフィルタと同系色の光を発光する蛍光体を分散し、蛍光管より発せられた紫外線及び青色光により励起発光させ、この蛍光体カラーフィルタを液晶層に対して偏光板より外側に配置する。
このようにカラーフィルタに蛍光体を含ませて、しかも偏光板よりも外側に配置することでカラーフィルタにおいて低下する透過率を改善することができ、高コントラストを実現することができる。

特許文献３は、「カラー液晶表示装置」という名称で、半透過反射型の液晶表示パネルと、液晶表示パネルの表面側に配置されたフロントライトと、液晶表示パネルの裏面側に配置されたバックライトを備えた発明が開示されている。フロントライトには光の３原色を発光可能なフロント側光源として赤色、緑色、青色のＬＥＤ（発光ダイオード）が、バックライトにも光の３原色を発光可能なバック側光源として赤色、緑色、青色のＬＥＤが備えられており、これらのフロント側光源とバック側光源を制御して各光源からの光を交番光として液晶パネル側に照射させるコントローラと、交番光に同期して液晶表示パネルの表示を制御する制御回路を有している。
このような構成とすることで、明るい場所では反射型のフィールドシーケンシャル方式による表示が可能であり、また、暗い場所では透過型のフィールドシーケンシャル方式による表示が可能となる。
このフィールドシーケンシャル方式というのは、特開平１１−１４９８８号公報に記載されるとおり、赤色光、緑色光、青色光を高速で順次点灯させて、それらに合わせてＴＮ（ツイステッドネマティック）型の液晶表示パネルではモノクロ画像表示を行なうものである。この方式において色の切り替えによる目のちらつき（フリッカ）を防止するためには、３色を１フレーム時間（３色で１セットの画面表示時間）である約１／６０ｓ、すなわち１色あたり約１／１８０ｓ、すなわち約６ｍｓで切り替えるようにしている。また、各色の画像の切り替え、すなわち画像の電気的書込みと液晶の応答に、例えば、この時間の２／３を割り当て、残りの１／３の時間でバックライトを点灯させるようにすると、画面の電気的書込みに１ｍｓを割り当てれば液晶の応答時間を概ね３ｍｓ以内にする必要があると記載されている。

最後に、特許文献４には「液晶表示装置」という名称で、バックライト部の光源を赤色系発光ダイオード、緑色系発光ダイオード、青色系発光ダイオードとから構成して、各発光ダイオードの使用数を青色系発光ダイオードの数をそれぞれ赤色系発光ダイオードの数、緑色系発光ダイオードの数以上にすることを特徴とするものである。
この特許文献４に開示される発明も特許文献３と同じくフィールドシーケンシャル方式を採用し、光源としてＬＥＤを用いるものである。具体的な構成は特許文献４の図１に開示されるように、バックライト部として、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤと、これらのＬＥＤから発せられる光を液晶に導光する導光部を備えている。
ただ、特許文献４に開示される発明は、それぞれのＬＥＤについて青みがかった白色が好まれるという利用者のニーズに合わせるためにその使用数を規定するものである。上記のように構成することで、利用者のニーズに適合した液晶表示装置を提供することができる。
特開２００３−２８７７４６号公報特開２００３−２５５３２０号公報特開２００５−３３８４８５号公報特開２００２−１９６３２３号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された従来の技術では、確かに、カラーフィルタにおける光の減衰を防止することができるが、液晶表示装置の表示単位としての１画素（ピクセル）に対して、３原色それぞれの蛍光体をカバーするには１つのセルを３つに分割して１／３の大きさのカラーフィルタの発光を制御しなければならない。
この１／３の蛍光体の発光の制御について、従来から行なわれているカラー液晶表示装置の制御方法を基に図７を参照しながら説明する。

図７は、従来の液晶表示装置の発光状態を模式的に示す概念図である。図７において、バックライト装置５１は偏光板５２ａの背面側に設けられ、バックライト装置５１で発生する白色光５５は偏光板５２ａを透過して、分割液晶セル５３ａ〜５３ｃへ導かれる。この分割液晶セル５３ａ〜５３ｃは、赤色カラーフィルタ５４ａ、緑カラーフィルタ５４ｂ、青色カラーフィルタ５４ｃにそれぞれ対応するように設けられている。
分割液晶セル５３ａ〜５３ｃにはそれぞれ電圧が印加され、液晶分子にねじれを生じさせたりねじれを取ったりする。このねじれの度合いによって、分割液晶セル５３ａ〜５３ｃを挟む２つの偏光板５２ａ，５２ｂを光が透過できるか否かが決定される。分割液晶セル５３ａ〜５３ｃを透過することでねじれを生じた白色光５６は、それぞれのカラーフィルタ５４ａ〜５４ｃを透過して、赤色光５７ａ、緑色光５７ｂ、青色光５７ｃとなり、さらに偏光板５２ｂを透過する。この偏光板５２ｂを透過する際に、先の分割液晶セル５３ａ〜５３ｃで生じたねじれの度合いによって赤色、緑色、青色の強度が調整され、赤色光５８ａ、緑色光５８ｂ、青色光５８ｃとなり、人間の目にはこれらの３原色が混ざった状態で様々な色に見えるのである。

この図７においては、光を矢印で、その強度を矢印の長さで示しているが、３原色をそれぞれ独立に発色させるために、３つのカラーフィルタに対してそれぞれ３つの液晶セルが必要となっている。なお、図７においては、表示単位の１画素に対応させて縦方向の点線を引いている。点線間に存在する３つのセルやフィルタは、これら３つが１つの画素のためにセットとして存在するものである。
特許文献１及び２の開示される発明においては、この３色のカラーフィルタに蛍光体を用いて、これを紫外線や青色光で発光させるというもので、表示単位の１画素に対して、１つのセルを３つに分割して１／３の大きさで制御しなければならないという課題があった。
すなわち、セルもカラーフィルタも画素の３倍の解像度を持つサブピクセルが必要となる課題があったのである。

一方、特許文献３及び４では、フィールドシーケンシャル方式を採用することによって、特許文献１や２に開示された発明のような制御の複雑さや解像度の課題は解決されている。
しかしながら、これらの文献に開示される発明においては、バックライトあるいはフロントライトの光源としてＬＥＤを採用するものであり、光源の均一性という点で課題があった。特許文献４に開示されるとおり、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤを光源とするバックライト装置においては、光源を構成するＬＥＤの数が複数で配列が複雑となってしまう。一般的にはＬＥＤチップは０．３ｍｍ角と極めて小さく、小型のＬＣＤの場合でも４個、中型で１０個、大型では１００個から１０００個の複数個配列がなされる。
巧妙な導光板で点光源から出た光を分散させて均一な面照明を行なう方式が多く提案されているが、特許文献３では図２に、特許文献４においては図１に開示されるとおり側方から発せられる複数の点光源からの光ではムラは依然として残り、複数個配列による消費電力や熱発生、コストは解決されるべき課題であった。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、光利用効率を高めると同時に、制御が容易で、輝度ムラのない高解像度かつ高コントラストを実現可能なバックライト装置と液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求の範囲１項記載の発明であるバックライト装置は、紫外線発生部と、この紫外線発生部によって発光された紫外線を可視光に変換する可視光変換部と、この可視光変換部によって発光された可視光を伝播する透明の平板媒体部とを有するバックライト装置であって、前記可視光変換部は、独立に３系統設けられ、紫外線をそれぞれ赤色光、緑色光、青色光に変換し、前記平板媒体部は、独立に３系統設けられた前記可視光変換部に対応して、独立に３層間隙を有してあるいは間隙なしに重ねて設けられてなり、かつ、前記平板媒体部の平面のうち、いずれか一方の側面は斜面を形成し、前記紫外線発生部の近傍から遠ざかるにつれて、その一方の平面に垂直に形成される断面の面積が狭くなるように形成され、該斜面近傍の平板媒体部を構成する多孔化したガラス中に紫外線を反射する粒子がドープ、分散されてなるものである。
上記構成のバックライト装置では、紫外線発生部を備えて紫外線を発生させて、可視光変換部で、赤、緑、青という光の３原色の可視光に独立に変換するという作用を有する。また、赤、緑、青という可視光に変換されたそれぞれの光は独立に平板媒体部を伝播するという作用を有する。

そして、特に、このバックライト装置は、前記平板媒体部の平面のうち、いずれか一方の平面は斜面を形成し、前記紫外線発生部の近傍から遠ざかるにつれて、その一方の側面に垂直に形成される断面の面積が狭くなるように形成されるものであることから、紫外線発生部の近傍の平板媒体部の端面から入射する紫外線が、均一に前記斜面で反射されて散乱するという作用を有する。紫外線発生部から遠ざかるにつれて、平板媒体部の平面に垂直な断面の面積が狭くなるように斜面が形成されるため、紫外線の導波路が紫外線発生部から遠ざかるにつれて狭くなり、斜面で反射される紫外線が均一に発生するという作用を有する。

また、このバックライト装置は、前記平板媒体部の一方の平面に形成された斜面近傍に、紫外線を反射させるナノ粒子、例えばチタニアがドープされるものであることから、紫外線反射ナノ粒子、例えばチタニアが前記平板媒体部の一方の平面に形成された斜面近傍にドープされることで、斜面で反射された紫外線が、蛍光材料や蛍光元素に衝突する前に、散乱を促進する作用を有する。なお、チタニアとは、二酸化チタン（ＴｉＯ _２）を意味するものである。さらに、ナノ粒子とは本発明においては１ｎｍから１００ｎｍの範囲にあるナノサイズの粒子を指す。

また、請求の範囲２項に記載の発明であるバックライト装置は、請求の範囲１項に記載の発明において、前記可視光（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）を発生させる蛍光材料又は蛍光元素（１６）が、平板媒体部（２ｄ）を構成する多孔化したガラス中に、前記紫外線発生部（３）から照射される紫外線強度の分布とは逆の蛍光強度分布となるように、ドープ、分散されてなるものである。また、インクジェットなどの手法を用いて同様に逆の蛍光強度分布とすることも可能である。
上記構成のバックライト装置においては、蛍光材料又は蛍光元素が、紫外線発生部から照射される紫外線強度の分布とは逆の蛍光強度分布となるようにドープされるので、紫外線強度が強い部分では蛍光材料又は蛍光元素が少なく、逆に紫外線強度が弱い部分では蛍光材料又は蛍光元素が多く分布するようにドープされるという作用を有する。

また、請求の範囲３項に記載の発明であるバックライト装置は、請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の発明において、前記独立に３層設けられたそれぞれの平板媒体部の表面には可視光を透過し、紫外線を遮断する薄膜が形成されるものである。
上記構成のバックライト装置では、赤色、緑色、青色の各色を発して伝播する平板媒体部から、紫外線が漏れて他の色を発する平板媒体部への混入を防止するという作用を有する。

さらに、請求の範囲４項に記載の発明であるバックライト装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲３項のいずれか１項に記載の発明において、前記紫外線発生部は、電子放出源をカソード電極とし、紫外線蛍光体をアノード電極とし、電子引出グリッドを設けて電子を引き出して加速して前記紫外線蛍光体に衝突させて紫外線を発生させるものである。
上記構成のバックライト装置では、紫外線蛍光体をアノード電極として、カソード電極で発生する電子を電子引出グリッドによって引き出して、アノード電極である紫外線蛍光体に衝突させて紫外線を発生させるという作用を有する。
本請求の範囲４項では、紫外線発生部に紫外線蛍光体を含むものが規定されているが、紫外線発生部として、紫外線蛍光体を持たない、紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）や冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）を用いることも可能である。すなわち、紫外線発生部としては、本請求の範囲４項に記載されるもののみに限定するものではなく、紫外線を発生するものであれば、どのような紫外線源を用いてもよい。

請求の範囲５項に記載の発明であるバックライト装置は、請求の範囲１項又は請求の範囲４項のいずれか１項に記載の発明において、前記平板媒体部は、独立の３層のガラスであり、独立に３系統設けられた前記可視光変換部は、このガラスの内部に導入されそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を発生させる蛍光材料又は蛍光元素であるものである。
上記構成のバックライト装置においては、独立３層のガラス内部にそれぞれ導入された赤色光、緑色光、青色光を発生させる蛍光材料又は蛍光元素が、紫外線を吸収してそれぞれ光の３原色を発生させるという作用を有する。なお、いったん可視光に変換された光は、他のガラス面を照射しても励起エネルギーが異なるため、発光することはない。すなわち、ＬＣＤパネルには常に赤、青、緑のうち単色が入射することになる。

請求の範囲６項に記載の発明であるバックライト装置は、請求の範囲１項乃至請求の範囲５項のいずれか１項に記載の発明において、表示装置を構成する液晶部が赤色光、緑色光、青色光の各色光を時間差をもって透過させるように駆動するための制御信号と同期した制御信号を受信して、前記独立して３系統設けられた可視光変換部がそれぞれ前記赤色光、緑色光、青色光を発生させるように前記紫外線発生部を駆動するバックライト発光回路部を有するものである。
上記構成のバックライト装置においては、表示装置を構成する液晶を駆動するための制御信号と同期した制御信号をバックライト発光回路部が受信して紫外線発生部が駆動されるので、液晶による光シャッターと紫外線発生部が、光の３原色のそれぞれで同期するように制御されるという作用を有する。

請求の範囲７項に記載の発明である液晶表示装置は、請求の範囲６項に記載されたバックライト装置と、液晶部とこの液晶部に電圧を印加する電極を備えた光シャッター層と、前記液晶部に印加される電圧を発生する液晶駆動回路部と、同期回路部を備えて前記赤色光、緑色光、青色光毎に光シャッター層を透過及びバックライトを発光させるために同期した制御信号を前記液晶駆動回路部及び前記バックライト発光回路部にそれぞれ送信する制御部とを有するものである。
上記構成の液晶表示装置では、同期回路部を備えた制御部から光の３原色毎に同期した制御信号を液晶駆動回路部及びバックライト発光回路部にそれぞれ送信して、光の３原色を独立に発光させるバックライト装置を光シャッター層と同期させてフィールドシーケンシャル方式を実現するという作用を有する。

本発明の請求の範囲１項記載のバックライト装置では、独立に構成される可視光変換部で光の３原色である可視光を独立に発生させると同時に、独立に形成される平板媒体部内を伝播させることで、バックライトとして赤、緑、青の３色を独立に制御することが可能である。このようにバックライト装置において光の３原色を発生させることで、このバックライト装置を利用すれば、カラーフィルタを用いることなくカラーディスプレイを実現することが可能である。

さらに、このバックライト装置では、紫外線発生部の近傍の平板媒体部の端面から入射する紫外線が、均一に前記斜面で反射されて散乱するので、紫外線発生部からの距離に対して紫外線の強度分布が生じることがなく、平板媒体部内における均一な紫外線散乱分布を担保可能であり、よって蛍光材料や蛍光元素から発生される可視光が均一となり、もって、輝度ムラのない均一な可視光を発生する発光面を備えたバックライト装置を提供することができる。

また、このバックライト装置では、紫外線反射ナノ粒子、例えばチタニアが斜面で反射された紫外線の散乱を促進して、より多くの蛍光材料や蛍光元素に衝突して可視光をより多く発生させるので、均一であるのみならず、輝度の高いバックライト装置を実現することができる。

本発明の請求の範囲２項に記載のバックライト装置では、請求の範囲１項に記載の発明の効果に加えて、紫外線発生部から照射される紫外線強度の平板媒体部における分布と、蛍光材料又は蛍光元素の平板媒体部における分布が、互いに相殺し合うことで、均一で輝度ムラのない可視光を発生する発光面を備えたバックライト装置を提供することができる。

また、本発明の請求の範囲３項に記載のバックライト装置では、請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載の発明の効果に加えて、赤色、緑色、青色の各色を発して伝播する平板媒体部から紫外線が漏洩して他の色を発する平板媒体部への混入を防止することが可能で、各色の独立性を高く維持することができる。

本発明の請求の範囲４項に記載のバックライト装置においては、請求の範囲１項乃至請求の範囲３項に記載の効果に加えて、カソード電極に電子放出源を採用することによって多くの電子を生成することができる。さらに、電子引出グリッドを採用することによってカソードから発生する電子を引き出して加速することができる。また、アノード電極として電子を照射することで紫外線を発生させる紫外線蛍光体を用いることで、電子が直接衝突して効率的に紫外線を発生させて、可視光変換部へより効率的に紫外線を供給することができる。

本発明の請求の範囲５項に記載のバックライト装置では、平板媒体部を独立３層のガラス、３系統独立の可視光変換部をガラスの内部に導入された蛍光材料又は蛍光元素とすることで、均一に発光させると同時に、その光を伝播させることができる。また、ガラスに導入する蛍光材料又は蛍光元素の密度を変化させることで発光強度を自由に変更することができる。また、この密度の変化は点状光源に比較すると配置や配線を考慮する必要もなく自由度が大きく、バックライト装置の小型化に対するスペース確保という観点から優位性がある。

本発明の請求の範囲６項に記載のバックライト装置においては、光の３原色毎に、表示装置を構成する液晶を駆動するための制御信号と同期した制御信号を受信して紫外線発生部が駆動されるので、液晶による光シャッターと紫外線発生部を同期させることができ、これによって光の３原色毎に独立した３系統の可視光変換部も同期発光させて、光の３原色である可視光の発生を液晶の駆動と同期させて、カラーフィルタなしでもカラー液晶表示装置を構成可能なバックライト装置を実現することができる。

本発明の請求の範囲７項に記載の液晶表示装置では、液晶駆動回路部とバックライト発光回路部を光の３原色毎に同期させることで、光の３原色を独立に発光させるバックライト装置を光シャッター層と同期させてフィールドシーケンシャル方式を採用して、カラーフィルタを用いることなく、光利用効率が高く、高精細で高コントラストを備えたカラー液晶表示装置を実現することができる。

以下に、本発明の最良の実施の形態に係るバックライト装置を図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るバックライト装置の断面図であり、図２は本実施の形態に係るバックライト装置に液晶表示装置の光シャッター層などを加えて示す概念図である（ただし、蛍光ガラス２ａ〜２ｃについては、図３及び図４参照。）。
図１において、バックライト装置１ａは大きく分けて、蛍光ガラス２ａと紫外線発生装置３ａとバックライト発光回路部１４から構成されている。
蛍光ガラス２ａは、光を伝播する多孔質のガラスに蛍光材料又は蛍光元素１６を導入したものであり、その端部を、封止フランジ４を介して紫外線発生装置３ａに挿入するように構成されている。蛍光材料は、蛍光化合物を含む概念であり、蛍光元素は蛍光イオンを含む概念である。また、蛍光材料としては、例えば粒子状の蛍光体粒子も含まれる。
また、蛍光ガラス２ａは図２に示されるように平板状であり、紫外線発生装置３ａに挿入された側の端部は、スパッターなどの方法を用いてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）がコーティングされ、さらに紫外線蛍光体５が形成されている。この形成の方法は、紫外線蛍光体５が粒子状なら電着法、印刷法、インクジェット法、ディスペンシング法などを用いるとよい。また、フレーク状、薄板状なら、導電性を有する無機系の接着剤で貼付けることも可能である。形成後には適当な熱処理を施しておく。
蛍光ガラス２ａは、隙間なく貫通する開口部を備えたガラス又はセラミック製の封止フランジ４に対して封着材８によって補強、固定されている。また、封止フランジ４と紫外線発生装置３ａを構成する真空容器１８は、低融点合金あるいはフリットガラスによってハーメチックシールされている。
図１に示される蛍光ガラス２ａには、紫外線蛍光体５から発せられる紫外線を吸収すると赤色光を発する粒子状の蛍光材料又は蛍光元素１６が導入されている。すなわち、蛍光材料又は蛍光元素１６は可視光変換部として機能するものである。

紫外線発生装置３ａは、封止フランジ４と、内部に電子引出グリッド６及びカーボンナノチューブ７を設けた真空容器１８から構成されている。
真空容器１８内部の下方端部には電子放出源であるカーボンナノチューブ７がカソード電極として設けられており、カソードケーブル１１を介して０電位にして電子を発生させる。このカーボンナノチューブ７の表面から約１００μｍほど離れた上部に、グリッド電極としての電子引出グリッド６が設けられており、この電子引出グリッド６にグリッド電源９を介して電圧をかけることで、効果的に電子が引き出される。電圧は、先の１００μｍの間隔の場合であれば５０Ｖ〜１００Ｖの電圧が適当と考えられる。
さらに、アノード電源１０によってアノードケーブル１３を介して正電圧をアノード電極としての紫外線蛍光体５にかけることで電子を加速しながら紫外線蛍光体５に衝突させて紫外線を発生させる。この正電圧は、グリッド電圧の３乃至５倍程度の電圧をかけるとよい。電子引出グリッド６は発光制御信号１５を受けてスイッチ１９が作動し、グリッドケーブル１２を介して電圧を印加するようにバックライト発光回路部１４において制御されており、発光制御信号１５を受信していない場合にはカーボンナノチューブ７で発生する電子が電子引出グリッド６を通過して紫外線蛍光体５に到達することはない。
発生した紫外線は蛍光ガラス２ａを進行し、蛍光材料又は蛍光元素１６に衝突することで赤色光を発生させる。蛍光材料又は蛍光元素１６は蛍光ガラス２ａ内に均一に分布させており均一でムラのない赤色光を放出することができる。発生した赤色光は蛍光ガラス２ａ内を伝播する。すなわち、蛍光ガラス２ａは平板媒体部として機能するものである。

なお、本実施の形態においては、紫外線発生装置３ａを蛍光ガラス２ａに対して一方の端部にしか設けていないが、これを蛍光ガラス２ａの他の端部にも同様に設けることによれば、２倍の輝度を得ることができる。
また、この蛍光ガラス２ａは光の３原色のうち、赤色光を発生させるためのバックライト装置１ａであり、通常のバックライト装置１は、図２に示されるように赤色光の他に、緑色光及び青色光を発生させるそれぞれ蛍光ガラス２ｂ，２ｃが図１に示される構成と同様の構成を具備して設けられ、これらの独立３系統が重ねて３層で備えられている。従って、それぞれの蛍光ガラス２ａ〜２ｃから紫外線が漏洩して他の蛍光ガラスに混入して、他の色の光を発光しないように蛍光ガラスの表面には可視光を透過しつつ紫外線のみを透過させない紫外線遮蔽フィルム１７が設けられている。

図２は、光の３原色の光をそれぞれ発光する蛍光ガラス２ａ〜２ｃが間隔を持って３層重ねて設けられたバックライト装置１を示しており、さらに、偏光板２１ａ，２１ｂとこれに挟まれるようにして構成される光シャッター層２２を示している。各蛍光ガラス２ａ〜２ｃで発光される赤色光、緑色光、青色光は、バックライト発光回路部１４によって制御されており、このバックライト発光回路部１４は光シャッター層２２の液晶部を駆動する液晶制御信号と同期を取った発光制御信号１５によって制御される。バックライト発光回路部１４と紫外線発生装置３は、それぞれの蛍光ガラス２ａ〜２ｃを発光させるために独立の電極ケーブル２５ａ〜２５ｃをもって電力が供給されている。なお、図１においては、紫外線発生装置３ａに電力を供給するケーブルとしてカソードケーブル１１、グリッドケーブル１２、アノードケーブル１３が示されているが、図２の電極ケーブル２５ａは、これらの３本のケーブルを総称して示しているものである。以下、図５においても同様である。

なお、紫外線発生装置３は、本図では一体に形成されているものの、電極ケーブル２５ａ〜２５ｃを経て独立に供給される電力によって、蛍光ガラス２ａ〜２ｃをそれぞれ独立に発光させることができるように内部で、それぞれの蛍光ガラス２ａ〜２ｃ用に別個独立に設けられるものである。また、蛍光ガラス２ａ〜２ｃは間隔を介して３層重ねて設けられているが、この間隔は発光の拡散や減衰という観点及び紫外線発生装置３を含めたそのスペースの確保の観点から設定されるべきものであるが、特に間隙を設けることなく密着させるようにして３層を構成してもよい。

光シャッター層２２は、詳細には図５において示されるように液晶部を基板ガラス等で挟んで構成され、液晶駆動回路部２４によってその駆動を制御されるものである。液晶駆動回路部２４もまた発光制御信号１５と同期を取った液晶制御信号によって制御されるものである。液晶駆動回路部２４から光シャッター層２２に接続されている電源ケーブル２６ａ，２６ｂは、液晶部の両面に設けられる２つの配線電極（本図では図示せず）にそれぞれ接続されている。
液晶駆動回路部２４を制御する液晶制御信号は、重ねて３層に設けられた蛍光ガラス２ａ〜２ｃの時差発光に同期しながら液晶部が赤色光、緑色光、青色光のそれぞれを時間差をもって透過させるように駆動を制御して、液晶部がフィールドシーケンシャル方式で動作するように供する。

このように構成されるバックライト装置１においては、従来用いられていた白色のバックライトではなく、光の３原色をそれぞれ発光可能な蛍光材料又は蛍光元素１６をガラス内に導入することで、独立に光の３原色を発光可能な蛍光ガラス２ａ〜２ｃを構成することができる。従って、非発光のデバイスを用いた場合にカラーフィルタを備えなくともカラー表示装置を構成することが可能となり、光利用効率が高いカラー表示装置を提供することができる。
さらに、ガラス、特に多孔質のガラスに蛍光材料又は蛍光元素を導入することで、バックライト装置において光を放出する平板の媒体部自身に可視光変換部を均一に分散させたので、輝度ムラなく均一に発光するばかりでなく、発光してから蛍光ガラス２ａ〜２ｃ表面から放出されるまでの距離が短いため光の減衰が少なくなり、ここでも光損失を低減して光利用効率を向上させることができる。
また、液晶部を備えたような光シャッター層を有する液晶表示装置に対しては、本実施の形態に係るバックライト装置１は、蛍光ガラス２ａ〜２ｃの発光を、液晶部の駆動と光の３原色の色毎に同期させることができ、フィールドシーケンシャル方式を採用するカラー表示装置を構成させることが可能である。このようなフィールドシーケンシャル方式を採用するので、表示単位の１画素に対して、１つのセルを３つ等に分割して１／３等の大きさで制御しなければならないということはなく、解像度を精細にすることができると同時に高コントラストを実現可能なバックライト装置を提供することができる。
また、紫外線遮蔽フィルム１７をそれぞれの蛍光ガラス２ａ〜２ｃの表面に形成させることで、紫外線を他の蛍光ガラス内に漏洩させることなく、混色を防止することができる。蛍光材料又は蛍光元素１６を蛍光ガラス内に導入する密度を容易に調整可能であり、蛍光ガラス２ａ〜２ｃの発光強度をそれぞれ独立に調整することが可能である。

次に、図３及び図４を参照しながら、可視光変換部として図２に示される蛍光ガラス２ａ〜２ｃを、より均一な面発光体とする、本発明の最良の実施の形態に係るバックライト装置の実施例について説明を追加する。
図３（ａ）は、本実施例に係るバックライト装置に用いられる蛍光ガラスの構造を模式的に示す概念図であり、（ｂ）は図中符号Ｃで示される箇所を拡大して示す概念図である。図３（ａ）において、蛍光ガラス２ｄの中を透過する紫外線４３の散乱分布を均一にするために、蛍光ガラス２ｄの紫外線光源側端面４５を紫外線光源逆側端面４６に比較して大きくとり、蛍光ガラス２ｄの一方の平面を斜面４４としている。この斜面４４は、研磨されることが望ましい。紫外線光源２８から照射される紫外線４３は、紫外線光源側端面４５から入射し、図３（ｂ）に示されるように、この斜面４４において紫外線入射光３９が反射され、紫外線光導波路２９において紫外線反射粒子３０、例えばチタニアに衝突して紫外線散乱光４０となり、この紫外線散乱光４０が蛍光体２７に衝突することで可視光４２が放出される。なお、紫外線反射粒子３０は、紫外線反射ナノ粒子も含む概念である。
紫外線光源側端面４５から紫外線光源逆側端面４６にかけて、斜面４４を形成しているため、徐々に紫外線光導波路２９が狭くなり、斜面４４によって、紫外線４３（紫外線入射光３９）は、紫外線光源２８から離れる方向、すなわち紫外線光源側端面４５から紫外線光源逆側端面４６へ向かう方向で、一定の光量で反射され、均一な紫外線散乱光４０及び可視光４２を得ることができる。よって、均一な面発光体としての蛍光ガラス２ｄを提供することができるのである。

図３（ａ）に示されるような蛍光ガラス２ｄは、以下のように作製される。
まず、厚さ１．５ｍｍ程度の９Ｎａ_２Ｏ-２３Ｂ_２Ｏ_３-６５ＳｉＯ_２-３Ａｌ_２Ｏ_３のガラスを作製し、酸処理することで多孔化する。そのガラスの片面に蛍光体溶液（緑：Ｔｂ^３＋,青：Ｅｕ^２＋,赤：Ｅｕ^３＋０．３Ｍ程度）を、紫外線光源２８の紫外強度と相殺するように濃淡をつけてドープする。その際には、図中符号Ａで示される矢印の方向からドープする。
濃淡は、蛍光体溶液をインクジェットで塗布するか、または、マスクパターンをフォトレジストなどによってガラス上に塗布することでつけることができる。その後、そのガラスを１１２０℃まで昇温し、緻密化する。その後、図３（ａ）に示すような傾きをつけるように研磨を行う。予め型に流し込んで斜面を形成することも可能である。
紫外線光源側端面４５から紫外線光源２８で紫外線４３を導入すると紫外線４３は図３（ａ）のように導波され、紫外線光導波路２９に紫外線反射粒子３０、例えばチタニアのパターンを、チタニア溶液を塗布することで作製したところ、散乱能の増加が見られ、輝度が向上する。すなわち、チタニア３０は、紫外線４３の散乱促進材として用いることができる。なお、チタニア３０は蛍光ガラス２ｄにおいて斜面４４側にドープして、斜面４４で反射した紫外線４３を散乱する必要があるため、図中符号Ｂで示される矢印の方向からドープする。
なお、本実施例では、緑色を発光する蛍光体２７としてＴｂ^３＋、青色を発光する蛍光体２７としてＥｕ^２＋、赤色を発光する蛍光体２７としてＥｕ^３＋を用いたが、これらは図２に示されるように、独立別個の蛍光ガラス２ｄにドープされる。また、蛍光体２７として本実施例にて示されるものに限定されるものではなく、他の蛍光材料や蛍光元素を用いてもよい。

次に、図４（ａ）乃至（ｃ）を参照しながら、蛍光ガラス２ｄを作製する際に、材料となるガラス上に施されるマスクパターン例を説明する。マスクパターンを用いることで、輝度ムラを抑制して均一な面発光体としての蛍光ガラス２ｄを提供するものである。
図４（ａ）は、スポット状の紫外線光源２８を用いた場合の紫外線の照射分布を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）で示される紫外線照射分布の場合に、この照射分布とは逆様のマスクパターンを形成した状態を示す概念図であり、（ｃ）は（ｂ）で示されるマスクパターン時に蛍光体溶液を含浸させ、その含浸濃度を模式的に示す概念図である。
発光ダイオード（ＬＥＤ）などのスポット状あるいは冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）などの線状の紫外線光源２８を用いた場合には、紫外線光源２８に近い部分の輝度が向上し、光源から離れるほど距離の二乗に反比例して輝度が低下する。
例えば、図４（ａ）において、符号Ｄで示されるように、紫外線光源２８の近傍は強い紫外線が照射されるため、均一の紫外線発光体がドープされていると、高輝度発光部となってしまう。また、符号Ｅで示される部分は、紫外線光源２８の中間では、紫外線が弱くなっているため、低輝度部を形成することになる。さらに、符号Ｆで示される部分は、紫外線光源２８から最遠部となるため、最低輝度部となってしまう。

蛍光ガラス２ｄが、このように発光体として輝度分布を形成してしまうと、例えばバックライトなど均一な発光面が必要な装置に用いるには不適である。そこで、蛍光体を含浸させる場合に、図４（ａ）に示されるパターンとは逆様のマスクパターンを用いて、蛍光体を含浸させることで、均一な蛍光体の発光を促すようにしたのである。具体的には、例えば、図４（ｂ）に示されるようなマスクパターンを予めガラスの表面に形成させておいて蛍光体を含浸させる。この図４（ｂ）に示されるマスクパターンでは、図４（ａ）に示される紫外線光源２８の照射分布とは逆の濃淡を示すマスクパターンが形成されている。図４（ｂ）では、黒色部ほど蛍光体の含浸が妨げられる。このようなマスクパターンを用いて蛍光体を含浸させると、紫外線光源２８の近傍ほど濃度の薄い蛍光体の分布を得ることができる。図４（ｃ）では、このような蛍光体の分布を示している。色の濃いところほど蛍光体濃度が高くなっている。図４（ａ）で示した符号Ｄの箇所では蛍光体はほとんど含浸されておらず、逆に、符号Ｆで示される箇所では、蛍光体はかなり多く含浸されていることがわかる。マスクパターンで濃度差を設けると同様の効果をインクジェットで溶液を図４（ｃ）のごとく噴射して形成することも可能である。
紫外線光源２８がスポット状あるいは線状ではなく、均一に紫外線を照射可能であれば、このような蛍光体の含浸濃度に分布を持たせる必要はないことは言うまでもないが、本発明の主旨であるガラス端面からの紫外線導入では必然的に距離に反比例して輝度の濃淡が生じる。さらに、端部から反対側まで紫外線を導波するには、図３を参照しながら説明したとおり、紫外線光源側端面４５から紫外線光源逆側端面４６にかけての斜面４４を形成することで、紫外線光源２８から照射される紫外線４３の散乱の分布を均一にすることができるので有用である。

次に、図５及び図６を参照しながら本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。図５は、本実施の形態に係る液晶表示装置を示す概念図であり、図６は蛍光ガラスの発光の制御と液晶の駆動の制御を説明するための概念図である。
図５において、液晶表示装置３１はバックライト装置１と偏光板２１ａ，２１ｂに挟まれた光シャッター層２２を備え、その駆動はそれぞれバックライト発光回路部１４と液晶駆動回路部２４によってなされている。また、これらバックライト発光回路部１４と液晶駆動回路部２４を制御するために同期回路部２３を内蔵する制御部３８を備えている。
バックライト装置１については、図１及び図２を参照しながら既に説明したが、３系統の独立した蛍光ガラス２ａ〜２ｃが設けられており、それぞれ赤色光、緑色光、青色光という光の３原色を発する。これらの蛍光ガラス２ａ〜２ｃは、それぞれ独立した紫外線発生装置３ａ〜３ｃに接続されており、この中でカーボンナノチューブに電圧をかけて電子を紫外線蛍光体に衝突させて紫外線を発生させ、蛍光ガラス２ａ〜２ｃ内に導入されているそれぞれの色の可視光を発生させる蛍光材料又は蛍光元素に吸収させるものである。

紫外線発生装置３ａ〜３ｃに電力を供給するのはバックライト発光回路部１４であり、このバックライト発光回路部１４の駆動を制御するのも同期回路部２３を内蔵する制御部３８である。バックライト発光回路部１４の制御は、同期回路部２３によって液晶制御信号と同期をとった発光制御信号によって行なわれる。
なお、蛍光ガラス２ａ〜２ｃは、光シャッター層２２に近い方から青色光、緑色光、赤色光という順序となっているが、この順序に限定されるものではなく、適宜順序を変更してもよい。また、各蛍光ガラス間には隙間が形成されているが、前述のとおり隙間をなくして密着させるようにしてもよい。

光シャッター層２２は、光の入射側と出射側に配された２枚の偏光板２１ａ，２１ｂによって挟まれており、これらの偏光板を組み合わせることで、バックライト装置１から放出される光の偏光方向によって透過を制御するものである。また、２枚のガラス基板３２ａ，３２ｂは、配線電極３７ａ，３７ｂを挟むように構成されており、これらの電極からの漏電を防止する。液晶部３４は、シール材３５ａ，３５ｂによって漏出しないように封止され、液晶分子３６を一定方向に並べるための配向膜３３ａ，３３ｂに挟まれるように構成されている。この配向膜３３ａ，３３ｂは、一般にポリイミド樹脂製の膜であり、液晶分子３６の方向を動作モードに適した状態に揃える役割を備えており、液晶部３４にとって重要なものである。
ガラス基板３２ａ，３２ｂには、無ソーダガラスあるいは表面をソーダの流出を防ぐための保護膜で覆った普通ガラスが用いられ、シール材３５ａ，３５ｂには、紫外線又は熱硬化形のエポキシ樹脂などが用いられる。

配線電極３７ａ，３７ｂは、液晶駆動回路部２４に接続されており、同期回路部２３によってバックライト装置１の発光制御信号と同期を取った液晶制御信号によって、液晶を駆動するための電力が電源ケーブル２６ａ，２６ｂによって供給される。
液晶の駆動方式にはスタティック駆動、マトリックス駆動、アクティブ駆動などがあり、いずれの駆動方式においてもよいが、特に、本実施の形態に係る液晶表示装置のようにカラーで表示する場合には、液晶セルの個々の画素に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と付加容量を接続し、これらを介して各画素を制御するようにしたアクティブ駆動方式が適している。
なお、制御部３８は同期回路部２３を内蔵しているが、この同期回路部２３を制御部３８とは別に設けて、接続するようにしてもよい。

次に、図６を参照しながら本実施の形態に係る液晶表示装置の制御方法について説明を加える。図６において、（ａ）は蛍光ガラス２ａの発光の制御の状態を示している。白丸でしめされた数字は、画素を示している。
図６（ａ）において、蛍光ガラス２ａ以外の蛍光ガラス２ｂ，２ｃは発光していない状態である。蛍光ガラス２ａで発光された光は、偏光板２１ａ，２１ｂ及び光シャッター層２２によって画素毎に透過あるいは不透過が決定される。前述のとおり、蛍光ガラス２ｃを駆動するバックライト発光回路部１４と光シャッター層２２を駆動する液晶駆動回路部２４は、それぞれ発光制御信号及び液晶制御信号で制御されており、この２つの制御信号は同期回路部２３によって同期が取られている。従って、これらの制御信号によって、液晶表示装置を構成する多数の画素毎に、蛍光ガラスからの発光の透過を制御することができる。

例えば、図６（ａ）では、画素１，２，４，８において赤色光４１ａが透過されるように制御されている。蛍光ガラス２ａによって発光される赤色光に同期して光シャッター層２２は駆動されているのである。また、この状態の時間は約３乃至５ｍｓである。
その後、今度は図６（ｂ）で示されるように蛍光ガラス２ｂが発光し、偏光板２１ａ，２１ｂ及び光シャッター層２２を介して緑色光４１ｂが放出される。この蛍光ガラス２ｂで発光された緑色光４１ｂは、同期して駆動された光シャッター層２２によって、画素１，３，４，６，８のみが透過するように制御され放出されているのである。この状態の時間も約３乃至５ｍｓである。
そして、最後に図６（ｃ）に示されるように蛍光ガラス２ｃが発光し、偏光板２１ａ，２１ｂ及び光シャッター層２２を介して青色光４１ｃが放出される。蛍光ガラス２ｂの発光はバックライト発光回路部１４によって制御されるが、その発光制御信号は光シャッター層２２を駆動する液晶制御信号と同期が取られており、画素１，２，３，７のみが光シャッター層２２を透過して放出されているのである。この間も約３乃至５ｍｓである。

これらの独立した３系統の蛍光ガラス２ａ〜２ｃで構成されたバックライト装置１から発光される各色光は、わずかな時間差で液晶表示装置の画素毎に制御されるため、人間の網膜には、図６（ｄ）に示されるようにそれぞれ赤色光４１ａ、緑色光４１ｂ、青色光４１ｃが放出されて残像としてそれらが混ざって見え、様々な色として感じ取ることが可能である。例えば、画素１では、光の３原色すべてが発光、透過されているので白く見え、画素２では、赤色光と青色光のみが混ざって見えてピンク色に見え、画素３では、緑色光と青色光のみが混ざって見えて水色に見え、画素５では、光の３原色すべてが不透過となって黒く見えることになる。

この図６と背景技術を説明した際の図７を比較すると明確であるが、本実施の形態に係る液晶表示装置においては、画素毎に発色を制御できているものの、図７に示される従来技術の場合では、画素を３分割した細かなセル毎にしか制御できないため、画素レベルで考えると本実施の形態に係る液晶表示装置の方が高精細と高コントラストを発揮することが可能である。すなわち、従来技術が空間的に３原色に関する制御を行なっていたのに対して、本実施の形態においては時間的に制御するために、解像度とコントラストの高い緻密な画像や映像を表現することが可能となったのである。
また、カラーフィルタを用いることなく蛍光ガラス２ａ〜２ｃを採用しているので光損失が少なく高い光利用効率を実現することができる。さらに、前述のとおり、特に多孔質のガラスに蛍光材料又は蛍光元素を導入することで、バックライト装置において光を放出する平板の媒体部自身に可視光変換部を均一に分散させたので、輝度ムラがないように均一に発光し、発光してから蛍光ガラス２ａ〜２ｃ表面から放出されるまでの距離が短いため光の減衰が少なくなり、ここでも光損失を低減させることができる。

以上説明したように、本発明の請求の範囲１項乃至請求の範囲７項に記載された発明は、液晶テレビやモニター装置をはじめ、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルオーディオプレーヤー、電話、ファクシミリなど様々な液晶表示装置に採用可能である。

本発明の実施の形態に係るバックライト装置の断面図である。本実施の形態に係るバックライト装置に液晶表示装置の光シャッター層などを加えて示す概念図である。（ａ）は、本実施例に係るバックライト装置に用いられる蛍光ガラスの構造を模式的に示す概念図であり、（ｂ）は図中符号Ｃで示される箇所を拡大して示す概念図である。（ａ）は、スポット状の紫外線光源２８を用いた場合の紫外線の照射分布を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）で示される紫外線照射分布の場合に、この照射分布とは逆様のマスクパターンを形成した状態を示す概念図であり、（ｃ）は（ｂ）で示されるマスクパターン時に蛍光体溶液を含浸させ、その含浸濃度を模式的に示す概念図である。同様の効果はインクジェット装置をプログラムすることでも得られる。本実施の形態に係る液晶表示装置を示す概念図である。本実施の形態に係る蛍光ガラスの発光の制御と液晶の駆動の制御を説明するための概念図である。従来の液晶表示装置の発光状態を模式的に示す概念図である。

１…バックライト装置
１ａ…バックライト装置
２…蛍光ガラス
２ａ…蛍光ガラス
２ｂ…蛍光ガラス
２ｃ…蛍光ガラス
２ｄ…蛍光ガラス
３…紫外線発生装置
３ａ…紫外線発生装置
３ｂ…紫外線発生装置
３ｃ…紫外線発生装置
４…封止フランジ
５…紫外線蛍光体
６…電子引出グリッド
７…カーボンナノチューブ
８…封着材
９…グリッド電源
１０…アノード電源
１１…カソードケーブル
１２…グリッドケーブル
１３…アノードケーブル
１４…バックライト発光回路部
１５…発光制御信号
１６…蛍光材料又は蛍光元素
１７…紫外線遮蔽フィルム
１８…真空容器
１９…スイッチ
２１ａ…偏光板
２１ｂ…偏光板
２２…光シャッター層
２３…同期回路部
２４…液晶駆動回路部
２５ａ…電極ケーブル
２５ｂ…電極ケーブル
２５ｃ…電極ケーブル
２６ａ…電源ケーブル
２６ｂ…電源ケーブル
２７…蛍光体
２８…紫外線光源
２９…紫外線光導波路
３０…紫外線反射粒子
３１…液晶表示装置
３２ａ…ガラス基板
３２ｂ…ガラス基板
３３ａ…配向膜
３３ｂ…配向膜
３４…液晶部
３５ａ…シール材
３５ｂ…シール材
３６…液晶分子
３７ａ…配線電極
３７ｂ…配線電極
３８…制御部
３９…紫外線入射光
４０…紫外線散乱光
４１ａ…赤色光
４１ｂ…緑色光
４１ｃ…青色光
４２…可視光
４３…紫外線
４４…斜面
４５…紫外線光源側端面
４６…紫外線光源逆側端面
５１…バックライト装置
５２ａ…偏光板
５２ｂ…偏光板
５３ａ…分割液晶セル
５３ｂ…分割液晶セル
５３ｃ…分割液晶セル
５４ａ…赤色カラーフィルタ
５４ｂ…緑カラーフィルタ
５４ｃ…青色カラーフィルタ
５５…白色光
５６…白色光
５７ａ…赤色光
５７ｂ…緑色光
５７ｃ…青色光
５８ａ…赤色光
５８ｂ…緑色光
５８ｃ…青色光

Claims

紫外線発生部（３）と、この紫外線発生部（３）によって発光された紫外線を可視光（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）に変換する可視光変換部（１６）と、この可視光変換部（１６）によって発光された可視光（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）を伝播する透明の平板媒体部（２ａ，２ｂ，２ｃ）とを有するバックライト装置（１）であって、前記可視光変換部（１６）は、独立に３系統設けられ、紫外線をそれぞれ赤色光（４１ａ）、緑色光（４１ｂ）、青色光（４１ｃ）に変換し、前記平板媒体部（２ａ，２ｂ，２ｃ）は、独立に３系統設けられた前記可視光変換部（１６）に対応して、独立に３層間隙を有してあるいは間隙なしに重ねて設けられてなり、かつ、前記平板媒体部（２ｄ）の平面のうち、いずれか一方の側面は斜面（４４）を形成し、前記紫外線発生部（２８）の近傍から遠ざかるにつれて、その一方の平面に垂直に形成される断面の面積が狭くなるように形成され、該斜面（４４）近傍の平板媒体部（２ｄ）を構成する多孔化したガラス中に紫外線（４３）を反射する粒子（３０）がドープ、分散されてなることを特徴とするバックライト装置（１）。
前記可視光（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）を発生させる蛍光材料又は蛍光元素（１６）が、平板媒体部（２ｄ）を構成する多孔化したガラス中に、前記紫外線発生部（３）から照射される紫外線強度の分布とは逆の蛍光強度分布となるように、ドープ、分散されてなることを特徴とする請求の範囲１項に記載のバックライト装置（１）。
前記独立に３層設けられたそれぞれの平板媒体部（２ａ，２ｂ，２ｃ）の表面には可視光（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）を透過し、紫外線を遮断する薄膜（１７）が形成されることを特徴とする請求の範囲１項又は請求の範囲２項に記載のバックライト装置（１）。
前記紫外線発生部（３）は、電子放出源をカソード電極（７）とし、紫外線蛍光体（５）をアノード電極とし、電子引出グリッドを設けて電子を引き出して加速して前記紫外線蛍光体（５）に衝突させて紫外線を発生させるものであることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲３項のいずれか１項に記載のバックライト装置（１）。
前記平板媒体部（２ａ，２ｂ，２ｃ）は、独立の３層のガラスであり、独立に３系統設けられた前記可視光変換部（１６）は、このガラスの内部に導入されそれぞれ赤色光（４１ａ）、緑色光（４１ｂ）、青色光（４１ｃ）を発生させる蛍光材料又は蛍光元素（１６）であることを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲４項のいずれか１項に記載のバックライト装置（１）。
表示装置を構成する液晶部（３４）が赤色光（４１ａ）、緑色光（４１ｂ）、青色光（４１ｃ）の各色光を時間差をもって透過させるように駆動するための制御信号と同期した制御信号を受信して、前記独立して３系統設けられた可視光変換部がそれぞれ前記赤色光（４１ａ）、緑色光（４１ｂ）、青色光（４１ｃ）を発生させるように前記紫外線発生部（３）を駆動するバックライト発光回路部（１４）を有することを特徴とする請求の範囲１項乃至請求の範囲５項のいずれか１項に記載のバックライト装置（１）。
請求の範囲６項に記載されたバックライト装置（１）と、液晶部（３４）とこの液晶部（３４）に電圧を印加する電極を備えた光シャッター層（２２）と、前記液晶部（３４）に印加される電圧を発生する液晶駆動回路部（２４）と、同期回路部（２３）を備えて前記赤色光（４１ａ）、緑色光（４１ｂ）、青色光（４１ｃ）毎に光シャッター層（２２）を透過及びバックライトを発光させるために同期した制御信号を前記液晶駆動回路部（２４）及び前記バックライト発光回路部（１４）にそれぞれ送信する制御部（３８）とを有することを特徴とする液晶表示装置（３１）。