(57)【要約】【課題】  従来よりも液晶ディスプレイ装置の色再現性を高める。【解決手段】バックライト装置は、440nm以上460nm以下の波長域に発光ピークを持つ青色光を出射する青色ＬＥＤ１９と、500nm以上595nm以下の波長域に発光ピークを持つ緑色光を出射する緑色蛍光体２１と、600nm以上690nm以下の波長域に発光ピークを持つ赤色光を出射する赤色蛍光体２２と、青色光、緑色光および赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分２３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
440nm以上460nm以下の波長域に発光ピークを持つ青色光を出射する青色ＬＥＤと、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部を吸収して、500nm以上595nm以下の波長域に発光ピークを持つ緑色光を出射する緑色蛍光体と、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して、600nm以上690nm以下の波長域に発光ピークを持つ赤色光を出射する赤色蛍光体と、
前記青色光、前記緑色光および前記赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分と、
を備えるバックライト装置。
【請求項２】
前記フィルタ成分が、ネオジウム化合物であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記ネオジウム化合物は、酸化ネオジウムまたはネオジウムガラスであることを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記ネオジウム化合物は、透光性材料に添加されてフィルタを構成し、
前記ネオジウム化合物が、前記フィルタに対して2重量%以上25重量%以下含まれていることを特徴とする請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記分光放射強度の吸収率が555nmの吸収率を0とした時に対して570nm以上590nm以下の波長域の最大の吸収率が8%以上90%以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記赤色蛍光体の出射する赤色光の発光ピークが626nm以上であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記青色ＬＥＤは、透光性の封止材で被覆されており、前記緑色蛍光体と前記赤色蛍光体と前記フィルタ成分とが、前記透光性の封止材の内部に分散されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項８】
青色、緑色および赤色のカラーフィルタが配列され、前記緑色のカラーフィルタの透過スペクトルと前記赤色のカラーフィルタの透過スペクトルとが特定の波長域で重複しているカラーフィルタ層を備えた液晶パネル装置を背後から照らすバックライト装置であって、
青色光を出射する青色ＬＥＤと、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部を吸収して緑色光を出射する緑色蛍光体と、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して赤色光を出射する赤色蛍光体と、
前記青色光、前記緑色光および前記赤色光の混色光における、前記特定の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分と、
を備えるバックライト装置。
【請求項９】
440nm以上460nm以下の波長域に発光ピークを持つ青色光を出射する青色ＬＥＤと、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部を吸収して、500nm以上595nm以下の波長域に発光ピークを持つ緑色光を出射する緑色蛍光体と、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して、600nm以上690nm以下の波長域に発光ピークを持つ赤色光を出射する赤色蛍光体と、
前記青色光、前記緑色光および前記赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分と、
を備える液晶ディスプレイ装置。
【請求項１０】
さらに、青色、緑色および赤色のカラーフィルタが配列され、前記緑色のカラーフィルタの透過スペクトルと前記赤色のカラーフィルタの透過スペクトルとが570nm以上590nm以下の波長域の少なくとも一部で重複しているカラーフィルタ層を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項１１】
青色、緑色および赤色のカラーフィルタが配列され、前記緑色のカラーフィルタの透過スペクトルと前記赤色のカラーフィルタの透過スペクトルとが特定の波長域で重複しているカラーフィルタ層と、
青色光を出射する青色ＬＥＤと、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部を吸収して緑色光を出射する緑色蛍光体と、
前記青色ＬＥＤの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して赤色光を出射する赤色蛍光体と、
前記青色光、前記緑色光および前記赤色光の混色光における、前記特定の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分と、
を備える液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置および液晶ディスプレイ装置に関し、特に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源に採用したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置は、液晶パネル装置とこれを背後から照らすバックライト装置とを備えている。バックライト装置の光源には、従来、冷陰極蛍光ランプが採用されていたところ、近年ではそれに代えて白色ＬＥＤが採用され始めている。白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体を組み合わせたものが一般的であるが、色再現性の面では、青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体を組み合わせたものが好ましいと考えられている。特許文献１には、特に、赤色の色再現性を高めるべく、青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体からなる白色ＬＥＤを採用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０５６７１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発明者らが研究開発を進めたところ、特許文献１の白色ＬＥＤを採用した場合でも、液晶ディスプレイ装置の色再現性が期待するほどは高くならないことが判明した。そこで、本発明は、従来よりも色再現性を高めることができるバックライト装置および液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るバックライト装置は、440nm以上460nm以下の波長域に発光ピークを持つ青色光を出射する青色ＬＥＤと、前記青色ＬＥＤの出射光の一部を吸収して、500nm以上595nm以下の波長域に発光ピークを持つ緑色光を出射する緑色蛍光体と、前記青色ＬＥＤの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して、600nm以上690nm以下の波長域に発光ピークを持つ赤色光を出射する赤色蛍光体と、前記青色光、前記緑色光および前記赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分と、を備える。
【０００６】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、440nm以上460nm以下の波長域に発光ピークを持つ青色光を出射する青色ＬＥＤと、前記青色ＬＥＤの出射光の一部を吸収して、500nm以上595nm以下の波長域に発光ピークを持つ緑色光を出射する緑色蛍光体と、前記青色ＬＥＤの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して、600nm以上690nm以下の波長域に発光ピークを持つ赤色光を出射する赤色蛍光体と、前記青色光、前記緑色光および前記赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
一般に、ＬＥＤの発光ピークの半値幅は狭く、蛍光体の発光ピークの半値幅は広い。そのため、多くの場合、緑色蛍光体の発光スペクトルと赤色蛍光体の発光スペクトルとが特定の波長域（緑色光の波長よりも長く赤色光の波長よりも短いので、概ね黄色光の波長域に相当する。以下、便宜上「黄色波長域」という。）で重複することとなる。従って、緑色蛍光体と赤色蛍光体の両方を備えた光源では、黄色波長域の分光放射強度が強くなる傾向にある。
【０００８】
一方、液晶ディスプレイ装置には、青色、緑色および赤色のカラーフィルタが配列されたカラーフィルタ層が備えられている。これについても、多くの場合、緑色カラーフィルタの透過スペクトルと赤色カラーフィルタの透過スペクトルとが黄色波長域で重複している。そのため、バックライト装置から出射された黄色波長域の光は、緑色カラーフィルタと赤色カラーフィルタのどちらも透過することになる。従って、液晶ディスプレイ装置で緑色を表示したとき（緑色のサブピクセルの輝度を最大とし、それ以外の色のサブピクセルの輝度を最小とすることを言う。以下同じ。）、緑色カラーフィルタの透過光には純粋な緑色光とそれよりも赤色光に近い黄色光が含まれることになり、表示された緑色は若干黄色みがかったものとなる。また、液晶ディスプレイ装置で赤色を表示したとき（赤色のサブピクセルの輝度を最大とし、それ以外の色のサブピクセルの輝度を最小とすることを言う。以下同じ。）、赤色カラーフィルタの透過光には純粋な赤色光とそれよりも緑色光に近い黄色光が含まれることになり、表示された赤色は若干黄色みがかったものとなる。これらが、液晶ディスプレイ装置の緑色および赤色の色純度の向上の妨げとなる。特に黄色の蛍光体を備えた場合には、上記の通り黄色波長域の分光放射強度が強くなるので、このような問題が顕著になる。
【０００９】
そこで、本発明では、青色光、緑色光および赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分を備えることとしている。この570nm以上590nm以下の波長域は、上記の黄色波長域の範囲に含まれている。このようなフィルタ成分を備えることで、黄色波長域の分光放射強度を低減することができ、その結果、緑色カラーフィルタおよび赤色カラーフィルタの透過光における黄色光の成分比を低減することができる。従って、液晶ディスプレイ装置の緑色および赤色の色純度を向上させることができ、色再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶ディスプレイ装置の構成の概略図
【図２】図１の液晶ディスプレイ装置に備えられたＬＥＤモジュールの構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図
【図３】ＬＥＤモジュールの発光スペクトルの測定結果を示す図であり、（ａ）はフィルタ成分を含有しない比較例であり、（ｂ）はフィルタ成分を含有する実施例であり、（ｃ）はそれらを重ねて示す図
【図４】カラーフィルタの透過スペクトルの測定結果を示す図
【図５】図３に示すＬＥＤモジュールの出射光を、図４に示す緑色カラーフィルタを透過させたときのスペクトルを示し、（ａ）はフィルタ成分を含有しない比較例であり、（ｂ）はフィルタ成分を含有する実施例であり、（ｃ）はそれらを重ねて示す図
【図６】図３に示すＬＥＤモジュールの出射光を、図４に示す赤色カラーフィルタを透過させたときのスペクトルを示し、（ａ）はフィルタ成分を含有しない比較例であり、（ｂ）はフィルタ成分を含有する実施例であり、（ｃ）はそれらを重ねて示す図
【図７】液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲を示すxy色度図
【図８】液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲を示すu*v*色度図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）はＡ部拡大図
【図９】カラーフィルタの透過スペクトルと、フィルタ成分の吸収スペクトルと、赤色蛍光体の発光スペクトルを示す図
【図１０】ネオジウムガラスの添加量と液晶ディスプレイ装置の色再現性の関係を示す図
【図１１】ネオジウムガラスの添加量と発光効率の関係を示す図
【図１２】内視鏡システムの構成を示す図
【図１３】液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲と各体内組織の色度範囲を示すxy色度図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）はＡ部拡大図
【図１４】フィルタ成分の位置に関する変形例を示す図
【図１５】ＬＥＤモジュールの構造に関する変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
＜構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶ディスプレイ装置の構成の概略図である。
【００１２】
液晶ディスプレイ装置１は、バックライト装置２および液晶パネル装置３から構成される。バックライト装置２は、筐体４、ＬＥＤモジュール５および拡散シート６から構成される。液晶パネル装置３は、偏光板７、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板８、電極９、配光膜１０、液晶層１１、配光膜１２、電極１３、カラーフィルタ層１４、ガラス基板１５および偏光板１６から構成される。
【００１３】
ＬＥＤモジュール５は、筐体４に収容されており、白色光を出射するものである。拡散シート６は、ＬＥＤモジュール５の出射光を拡散させることにより、面内の輝度ムラを均すものである。偏光板７，１６は、特定の方向に振動する光を形成するものである。配光膜１０，１２は、液晶層１１に含まれる液晶分子を一定方向に配列させるためのものである。ＴＦＴ基板８および電極９，１３は、液晶層１１に含まれる液晶分子の方向をサブピクセル毎に変更するものである。カラーフィルタ層１４は、サブピクセル毎に青色、緑色および赤色のカラーフィルタが配列されたものである。
【００１４】
図２は、図１の液晶ディスプレイ装置に備えられたＬＥＤモジュールの構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
ＬＥＤモジュール５は、パッケージ１７、外部リード１８、青色ＬＥＤ１９、透光性封止材２０、緑色蛍光体２１、赤色蛍光体２２およびフィルタ成分２３から構成される。緑色蛍光体２１、赤色蛍光体２２およびフィルタ成分２３は、シリコーン等からなる透光性封止材２０の内部に分散されている。
【００１５】
青色ＬＥＤ１９は、440nm以上460nm以下の波長域に発光ピークを持つ青色光を出射する。このような青色ＬＥＤとしては、例えば、窒化ガリウム系のＬＥＤが挙げられる。
緑色蛍光体２１は、青色ＬＥＤ１９の出射光の一部を吸収して、500nm以上595nm以下の波長域に発光ピークを持つ緑色光を出射する。このような緑色蛍光体としては、例えば、次のものが挙げられる。Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＢａＹ２ＳｉＡｌ４Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ２＋、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋。
【００１６】
赤色蛍光体２２は、青色ＬＥＤ１９の出射光の一部および緑色蛍光体２１の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して、600nm以上690nm以下の波長域に発光ピークを持つ赤色光を出射する。このような赤色蛍光体としては、例えば、次のものが挙げられる。Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２（Ｓｉ，Ａｌ）５（Ｎ，Ｏ）８：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋。
【００１７】
フィルタ成分２３は、青色光、緑色光および赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減する。このようなフィルタ成分としては、例えば、ネオジウム化合物（酸化ネオジウム、ネオジウムガラスなど）が挙げられる。
【００１８】
一般に、ＬＥＤの発光ピークの半値幅は狭く、蛍光体の発光ピークの半値幅は広い。そのため、多くの場合、緑色蛍光体２１の発光スペクトルと赤色蛍光体２２の発光スペクトルとが黄色波長域で重複することとなる。従って、緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の両方を備えたＬＥＤモジュール５では、黄色波長域の分光放射強度が強くなる傾向にある。
【００１９】
一方、液晶ディスプレイ装置１には、青色、緑色および赤色のカラーフィルタが配列されたカラーフィルタ層１４が備えられている。これについても、多くの場合、緑色カラーフィルタの透過スペクトルと赤色カラーフィルタの透過スペクトルとが黄色波長域で重複している。そのため、ＬＥＤモジュール５の出射光のうち黄色波長域の光は、緑色カラーフィルタと赤色カラーフィルタのどちらも透過することになる。従って、液晶ディスプレイ装置１で緑色を表示したとき、緑色カラーフィルタの透過光には純粋な緑色光とそれよりも赤色光に近い黄色光が含まれることになり、表示された緑色は若干黄色みがかったものとなる。また、液晶ディスプレイ装置１で赤色を表示したとき、赤色カラーフィルタの透過光には純粋な赤色光とそれよりも緑色光に近い黄色光が含まれることになり、表示された赤色は若干黄色みがかったものとなる。これらが、液晶ディスプレイ装置１の緑色および赤色の色純度の向上の妨げとなる。そして、特に、緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の両方を備えたＬＥＤモジュール５では黄色波長域の分光放射強度が強くなるので、そのような問題が顕著になる。
【００２０】
そこで、ＬＥＤモジュール５では、青色光、緑色光および赤色光の混色光における570nm以上590nm以下の波長域の分光放射強度を低減するフィルタ成分２３を備えることとしている。この570nm以上590nm以下の波長域は、上記の黄色波長域の範囲に含まれている。このようなフィルタ成分２３を備えることで、黄色波長域の分光放射強度を低減することができ、その結果、緑色カラーフィルタおよび赤色カラーフィルタの透過光における黄色光の成分比を低減することができる。従って、液晶ディスプレイ装置１の緑色および赤色の色純度を向上させることができ、色再現性を高めることができる。
【００２１】
なお、各色の発光スペクトルの重複を避けるには、発光ピークの半値幅が狭い光源を採用すればよい。例えば、蛍光体を用いずに、青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと赤色ＬＥＤの組み合わせたＬＥＤモジュールを採用することも考えられる。しかしながら、三原色の全てをＬＥＤとするのは、現在の技術レベルではあまり現実的ではない。例えば、現在入手可能な緑色ＬＥＤでは発光効率が低いので、緑色の分光放射強度を一定レベルに維持するには、ＬＥＤモジュールに実装する緑色ＬＥＤの数量を多くしなければならない。また、現在入手可能な赤色ＬＥＤでは温度により分光放射強度が変化するので、赤色の分光放射強度を一定レベルに維持するには、照度センサを設けてフィードバック制御しなければならない。このようなことから、三原色の全てをＬＥＤとするのは、寸法やコストでの欠点が大きくなる。これに対し、本実施形態では、現在の技術レベルで現実的であり、寸法やコストでの利点を享受することができる。
【００２２】
＜色再現性の検証＞
次に、液晶ディスプレイ装置の色再現性の向上効果について検証する。
図３は、ＬＥＤモジュールの発光スペクトルの測定結果を示す図であり、（ａ）はフィルタ成分を含有しない比較例であり、（ｂ）はフィルタ成分を含有する実施例であり、（ｃ）はそれらを重ねて示す図である。図では、黄色波長域のスペクトルを見やすくするためにその部分を拡大表示している。その結果、青色光のピークは途中で切れて表示されている。比較例と実施例では、青色ＬＥＤ、緑色蛍光体および赤色蛍光体を備えることは共通しており、フィルタ成分の有無のみが異なる。ここでは、フィルタ成分としては、ネオジウムを含有するネオジウムガラスを採用している。実施例では、分光放射強度の吸収率が555nmの吸収率を0とした時に対して570nm以上590nm以下の波長域の最大の吸収率が8%以上90%以下となるように、フィルタ成分の配合が調整されている。
【００２３】
図４は、カラーフィルタの透過スペクトルの測定結果を示す図である。図中、Ｂ−ＣＦは青色カラーフィルタの透過スペクトルを示し、Ｇ−ＣＦは緑色カラーフィルタの透過スペクトルを示し、Ｒ−ＣＦは赤色カラーフィルタの透過スペクトルを示している。
【００２４】
図５は、図３に示すＬＥＤモジュールの出射光を、図４に示す緑色カラーフィルタに透過させたときのスペクトルを示し、（ａ）はフィルタ成分を含有しない比較例であり、（ｂ）はフィルタ成分を含有する実施例であり、（ｃ）はそれらを重ねて示す図である。図５のスペクトルは、液晶ディスプレイ装置で緑色を表示したときのスペクトルに相当する。図５（ｃ９中、ａ１部に着目すると、実施例は比較例に比べてピーク波長よりも長い波長域でのスペクトルの傾きが大きいことが分かる。これは、緑色カラーフィルタの透過光において、純粋な緑色光に対する黄色光の成分比が小さい、即ち、緑色の色純度が高いことを意味する。
【００２５】
なお、図５（ｃ）中、ａ２部に着目すると、実施例ではフィルタ成分であるネオジウムガラスの透過スペクトルの形状が現れている。このことから、実施例でのａ１部の傾きがフィルタ成分の寄与によるものであることが分かる。
【００２６】
図６は、図３に示すＬＥＤモジュールの出射光を、図４に示す赤色カラーフィルタに透過させたときのスペクトルを示し、（ａ）はフィルタ成分を含有しない比較例であり、（ｂ）はフィルタ成分を含有する実施例であり、（ｃ）はそれらを重ねて示す図である。図６のスペクトルは、液晶ディスプレイ装置で赤色を表示したときのスペクトルに相当する。図６（ｃ９中、ａ１部に着目すると、実施例は比較例に比べてピーク波長よりも短い波長域でのスペクトルの傾きが大きいことが分かる。これは、赤色カラーフィルタの透過光において、純粋な赤色光に対する黄色光の成分比が小さい、即ち、赤色の色純度が高いことを意味する。なお、図６を一見しただけでは、赤色の場合はフィルタ成分による効果が小さいように見えるが、実際の液晶ディスプレイ装置の見た目の印象は大きく異なる。
【００２７】
上記の結果から、フィルタ成分を含有することで、フィルタ成分を含有しない場合よりも緑色の色純度を高めることができ、液晶ディスプレイ装置の色再現性を高めることができることが分かる。
【００２８】
図７は、液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲を示すxy色度図である。図中、ａ１はスペクトル軌跡と純紫軌跡とで囲まれる色度範囲を示し、ａ２はフィルタ成分を含有しない場合の色再現可能な色度範囲の一例を示し、ａ３はフィルタ成分を含有した場合の色再現可能な色度範囲の一例を示す。ａ２では、青色ＬＥＤと黄色蛍光体（ＹＡＧ系）を組み合わせたＬＥＤモジュールを採用している。また、ａ３では、青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体とフィルタ成分を組み合わせたＬＥＤモジュールを採用している。図６に示すように、フィルタ成分を含有することで、フィルタ成分を含有しない場合よりも液晶ディスプレイ装置の色再現性を高めることができる。
【００２９】
また、図８は、液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲を示すu*v*色度図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）はＡ部拡大図である。図中、ａ１，ａ２はフィルタ成分を含有しない場合に赤色を表示したときの色度を示し、ａ３はフィルタ成分を含有する場合に赤色を表示したときの色度を示す。ａ１では、青色ＬＥＤと黄色蛍光体（ＹＡＧ系）を組み合わせたＬＥＤモジュールを採用している。ａ２では、青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体を組み合わせたＬＥＤモジュールを採用している。ａ３では、青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体とフィルタ成分を組み合わせたＬＥＤモジュールを採用している。ａ１とａ２を対比すると、蛍光体が黄色のみの場合に比べて緑色と赤色の組み合わせの場合のほうが赤色の色純度を高められることが分かる。さらに、ａ２とａ３を対比すると、フィルタ成分を含有すると、さらに、赤色の色純度を高められることが分かる。
【００３０】
以上より、フィルタ成分を含有したＬＥＤモジュールを採用することで、液晶ディスプレイ装置の色再現性を高められることが検証できた。次に、そのような効果が得られる理由について検証する。
【００３１】
図９は、カラーフィルタの透過スペクトルと、フィルタ成分の吸収スペクトルと、赤色蛍光体の発光スペクトルを示す図である。図中、Ｂ−ＣＦは青色カラーフィルタの透過スペクトルを示し、Ｇ−ＣＦは緑色カラーフィルタの透過スペクトルを示し、Ｒ−ＣＦは赤色カラーフィルタの透過スペクトルを示している。また、図中、Ｎｄはフィルタ成分の透過スペクトルを示し、Ｐは赤色蛍光体の発光スペクトルを示している。
【００３２】
図中、ａ１部に着目すると、緑色カラーフィルタの透過スペクトルと赤色カラーフィルタの透過スペクトルが560nm以上630nm以下の波長域で重複している。一方、フィルタ成分の透過スペクトルが560nm以上630nm以下の波長域で低下しており、特に、570nm以上590nm以下の波長域に吸収ピークを有する。即ち、緑色カラーフィルタの透過スペクトルと赤色カラーフィルタの透過スペクトルの重複した波長域と、フィルタ成分の透過スペクトルが低下する波長域とがほぼ一致している。従って、緑色カラーフィルタおよび赤色カラーフィルタの透過光における黄色光の成分比を低減することができる。このことから、液晶ディスプレイ装置の緑色および赤色の色純度を向上させることができ、色再現性を高めることができる。
【００３３】
＜ネオジウムの含有率の検討＞
発明者らは、ネオジウムガラスの粉末を透光性材料であるシリコーン樹脂に添加したフィルタを試作し、ネオジウムガラスの添加量と液晶ディスプレイ装置の色再現性との関係を調べた。
【００３４】
図１０は、ネオジウムガラスの添加量と液晶ディスプレイ装置の色再現性の関係を示す図である。色再現性の評価には、以下に定義されるNTSC比を利用した。NTSC比が大きいほど色再現性が高いと言える。
【００３５】
NTSC比＝Ssample ／Sstandard×100
Ssample：u*v*色度図における試作品の色再現可能な範囲の面積
Sstandard：u*v*色度図におけるNTSC規格で定められた色再現可能な範囲の面積
図１０によると、ネオジウムガラスの添加量を多くするほど、液晶ディスプレイ装置の色再現性を高められることが認められる。これから、ネオジウムガラスの添加量がフィルタに対して0重量%よりも多ければよく、現実的には2重量%以上であることが望ましい。
【００３６】
また、ネオジウムガラスの添加量を多くしていくと、シリコーン樹脂との混和が困難になる。具体的には、ネオジウムガラスの添加量が25重量%に達すると混和が困難になる。これから、ネオジウムガラスの添加量がフィルタに対して25重量%以下であればよい。
【００３７】
図１１は、ネオジウムガラスの添加量と発光効率の関係を示す図である。
図１１によると、ネオジウムガラスの添加量を多くするほど、発光効率が低下することが認められる。これは、ネオジウムガラスが混色光の一部を吸収するからである。発光効率の過剰な低下は好ましくなく、30%以内の低下に抑えることが望まれる。そこで、図１１のネオジウムガラスの添加量がゼロの場合の発光効率を100としてそれぞれの添加量での発光効率を求め、それらを近似する直線を最小二乗法で求め、発光効率が70%以上（発光効率の低下が30%以内）を確保できる添加量を求めた。これによると、ネオジウムガラスの添加量が15重量%以下であれば、発光効率が70%以上を確保できることが判明した。これから、ネオジウムガラスがフィルタに対して15重量%以下であることが望ましい。
【００３８】
以上より、ネオジウムガラスの添加量をフィルタに対して2重量%以上25重量%以下とすることで、液晶ディスプレイ装置の色再現性を高めると共にフィルタを容易に製造することができる。さらに、ネオジウムガラスの添加量をフィルタに対して15重量%以下とすると、発光効率の過剰な低下を防止することができるのでより望ましい。
【００３９】
なお、ネオジウムガラスは、シリカ（SiO2）、アルカリ金属化合物（Na2O + Li2O +K2O）、アルカリ土類金属酸化物（CaO + SrO + BaO +MgO）および酸化ネオジウム（Nd2O3）の重量比を63.9%、13.7%、13.7%、8.7%として、1200℃で溶融し、その後板状に成形し、それを粉砕して粉末にした。アルカリ金属酸化物の内Na2O、Li2O、K2Oはそれぞれ同量とし、アルカリ土類金属酸化物の内、CaO、SrO、BaO、MgOはそれぞれ同量とした。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、特に好ましい適用例の一つとして、上記液晶ディスプレイ装置を内視鏡システムに採用した場合について説明する。
【００４１】
図１２は、内視鏡システムの構成を示す図である。内視鏡システム３０は、スコープユニット３１と、スコープユニット３１に接続されたプロセッサユニット３２と、プロセッサユニット３２に接続された液晶ディスプレイ装置３３とを備える。
【００４２】
スコープユニット３１は、レンズ３４、ＣＣＤ（Charge Couple Device）型のイメージセンサ３５（以下、「ＣＣＤセンサ」という）、ＡＦＥ（Analog Front End）３６、ＣＣＤドライバ３７、レンズ３８およびライトガイド３９を備える。ＡＦＥ３６には、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）回路が含まれている。
【００４３】
プロセッサユニット３２は、信号処理部４０、映像信号生成部４１、制御部４２、ＬＥＤモジュール４３およびＬＥＤドライバ４４を備える。ＬＥＤモジュール４３は、ライトガイド３９およびレンズ３８を介して光を出射して、ＣＣＤセンサ３５で撮影される領域を照らすものである。
【００４４】
液晶ディスプレイ装置３３は、液晶パネル装置４５、ＬＣＤドライバ４６、バックライト装置４７およびＬＥＤドライバ４９を備える。バックライト４７にはＬＥＤモジュール４８が含まれている。ディスプレイユニット３３は、ＣＣＤセンサ３５で撮影された画像を表示するものである。
【００４５】
医者は、患者の体内の様子を液晶ディスプレイ装置３３に表示された画像を見て判断する。そのため、液晶ディスプレイ装置３３に表示された画像の色が自然に見えることが重要である。特に、体内組織には赤色を呈するものが多いので、中彩色が自然に見えるだけでなく、鮮やかな赤色が自然に見えることが重要である。
【００４６】
図１３は、液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲と各体内組織の色度範囲を示すxy色度図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）はＡ部拡大図である。図中、ａ１、ａ２、ａ３は、図６と同一である。図中、ｂ１〜ｂ７は各体内組織の色度範囲であり、ｂ１は腱、ｂ２は筋膜、ｂ３は脂肪、ｂ４は筋肉、ｂ５は神経、ｂ６は動脈血、ｂ７は静脈血の色度範囲である。
【００４７】
また、ｃ１はバックライト装置に従来の光源を採用した場合の赤色の色度であり、ｄ１は従来の光源として青色ＬＥＤと黄色蛍光体を組み合わせたＬＥＤモジュールを採用した場合であり、ｄ２は従来の光源として冷陰極蛍光ランプを採用した場合である。
【００４８】
ｃ２およびｃ３はバックライト装置に第１実施形態で説明したＬＥＤモジュールを採用した場合の赤色の色度であり、ｃ２は赤色蛍光体の発光ピークが626nmの場合であり、ｃ３は赤色蛍光体の発光ピークが645nmの場合である。
【００４９】
これによると、従来の光源を採用したディスプレイユニットの色再現可能な色度範囲は、腱、筋膜、脂肪、筋肉、神経の色度範囲を包含しているが、動脈血と静脈血の色度範囲を包含していない。このような液晶ディスプレイ装置では、画像内での動脈血と静脈血の色が無彩色（グレー）となり、色の違いでこれらを区別することができない。これに対し、第１実施形態のＬＥＤモジュールを採用した液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲は、腱、筋膜、脂肪、筋肉、神経、動脈血の色度範囲を包含しており、静脈血の色度範囲については赤色蛍光体の発光ピークによって一部包含するもの（626nm）と全部包含するもの（645nm）とがある。このような液晶ディスプレイ装置では、画像内で動脈血と静脈血の色が異なり、この色の違いで動脈血と静脈血を区別することができる。
【００５０】
また、特に、赤色蛍光体の発光ピークを626nm以上とすることで、画像内において動脈血と静脈血の区別することができる内視鏡システムを実現することができる。
なお、画像内の体内組織の色を自然に表現するには、液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲を広げるだけでなく、体内を照らすＬＥＤモジュールの演色性も高めるのが好ましい。体内組織が不自然な色で照らされると、たとえ液晶ディスプレイ装置の色再現可能な色度範囲が広くても、当然ながら画像内の体内組織の色は不自然に表現されるからである。逆に言えば、体内を照らすＬＥＤモジュールに、色再現可能な色度範囲が広い液晶ディスプレイ装置と同じ程度のＬＥＤモジュールを採用すると、画像内の体内組織の色を自然に表現することができる。従って、体内を照らすＬＥＤモジュールにも、第１実施形態のＬＥＤモジュールを採用することが好ましい。
【００５１】
＜変形例＞
（１）フィルタ成分の位置
上記実施形態では、フィルタ成分が透光性封止材に分散された例を挙げているが、本発明は、これに限られない。フィルタ成分は、青色光、緑色光および赤色光の混色光が通過する光路上に位置すればよい。例えば、図１４に示すように、フィルタ成分を含有した透光性部材２４をパッケージ１７の上面に配置することとしてもよい。
【００５２】
また、混色光が通過する光路上であれば、ＬＥＤモジュールの内部に限らず、ＬＥＤモジュールの外部に配置することとしてもよい。例えば、バックライト装置に備えられた拡散シート６などの光学シート類、液晶パネル装置に備えられた偏光板７、ＴＦＴ基板８、配光膜１０，１２、カラーフィルタ層１４、ガラス基板１５、偏光板１６の少なくとも１つにフィルタ成分を含有させることとしてもよい。
【００５３】
（２）ＬＥＤモジュールの構造
上記実施形態では、表面実装形のＬＥＤモジュールを挙げているが、本発明は、これに限られない。例えば、図１５に示すように、絶縁基板２５に配線パターン２６に形成し、それに青色ＬＥＤ１９を実装したＬＥＤモジュールでも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、液晶ディスプレイ装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１    液晶ディスプレイ装置
２    バックライト装置
３    液晶パネル装置
４    筐体
５    ＬＥＤモジュール
６    拡散シート
７，１６  偏光板
８    ＴＦＴ基板
９，１３  電極
１０，１２  配光膜
１１    液晶層
１４    カラーフィルタ層
１５    ガラス基板
１７    パッケージ
１８    外部リード
１９    青色ＬＥＤ
２０    透光性封止材
２１    緑色蛍光体
２２    赤色蛍光体
２３    フィルタ成分
２４    透光性部材
２５    絶縁基板
２６    配線パターン
３０    内視鏡システム
３１    スコープユニット
３２    プロセッサユニット
３３    液晶ディスプレイ装置
３４    レンズ
３５    ＣＣＤセンサ
３５    イメージセンサ
３６    ＡＦＥ
３７    ＣＣＤドライバ
３８    レンズ
３９    ライトガイド
４０    信号処理部
４１    映像信号生成部
４２    制御部
４３    ＬＥＤモジュール
４４    ＬＥＤドライバ
４５    パネル
４６    ＬＣＤドライバ
４７    バックライト装置
４８    ＬＥＤモジュール
４９    ＬＥＤドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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