JP2021117292A - 光モジュール及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示コントラストや色純度の向上のために、発光素子からの迷光を抑制すること。【解決手段】光モジュール１をＬＣＤ（液晶ディスプレイ）におけるバックライトユニットとして用いる構成とした。ＬＣＤにより表示パターンを規定する表示部は、透明基板３００，カラーフィルタ４０，液晶層２６，液晶層を駆動する薄膜トランジスタアレイ（画素電極２７と共通電極２８を有する）を備えてなる液晶パネル３８である。光モジュール１は、基板１００の片面に、発光素子（ＬＥＤ）３と隔壁２を配置してなる。同図では、発光素子３が配置されて形成される発光領域をブロック単位で区画する隔壁２の配置間隔４内に、断面視で６個の発光素子３が含まれている。さらに、発光領域上に、波長変換層３０を備える構成である。【選択図】図９

Description

本発明は発光素子としてＬＥＤを用いた光モジュール及びこれを備えた表示装置に関する。

表示装置として、有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下、有機ＥＬ）が知られているが、有機ＥＬ層の発光効率が低いこと、また、発光が経時的に変化すること、寿命が短いこと等の問題がある。最近では、モバイル機器の薄型化に貢献する表示装置として、無機材料で構成されるＬＥＤを用いた表示装置（ＬＥＤディスプレイ）が期待されている。ＬＥＤは、有機ＥＬより発光効率が高く、また、発光輝度を電流量で調整しやすい（より明るい表示ができる）ため、その注目度が向上している。有機ＥＬは、電流量を大きくすると焼き付きが生じやすく、素子寿命に影響する。

液晶表示装置は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源としたバックライトを用い、パターン状に光の透過・非透過を切り替える表示機能層として液晶を用いる表示装置である。

近年、およそ５μｍから２００μｍサイズのＬＥＤチップをマトリクス状に複数並べた構成を有するミニＬＥＤと呼称される直下型のバックライトを液晶表示装置に用いる技術が注目されている。ミニＬＥＤでは、赤色発光、緑色発光、青色発光の３種類のＬＥＤチップを用いてフルカラーとする方式と、青色発光のＬＥＤチップを光源とし青色光を波長変換してフルカラーとする方式がある。

また、表示画面における表示部位の位置に応じて、３種類のＬＥＤチップの発光輝度を部分的に調整し、あるいは、部分的に発光を停止させるローカルディミングを併用する技術が注目されている。

このようなローカルディミングを用いる液晶表示装置においては、表示画面における発光を部分的にオフにすることができるため、表示のコントラストを大きく改善できる。従来の液晶表示装置では、バックライトを常時点灯とするため、液晶の黒表示のときに、僅かな光漏れが発生し、有機ＥＬ並みのコントラストを得ることが困難であった。

マイクロＬＥＤは、およそ２μｍから５０μｍサイズのＬＥＤチップをマトリクス状に配列した構造を有し、複数のＬＥＤチップの各々を個別駆動することによって表示を行う表示装置である。このようなマイクロＬＥＤは、液晶を用いずにパターン表示を行うことができる。

マイクロＬＥＤは、上述したミニＬＥＤと同様に赤色発光、緑色発光、青色発光の３種類のＬＥＤチップを用いる方式と、青色の波長域の光を発するＬＥＤチップなどの単色発光ＬＥＤチップのみを用いる方式とに大別される。マイクロＬＥＤでは、個々のＬＥＤチップが表示機能層の役割を果たす。

しかしながら、マイクロＬＥＤにしろ、ミニＬＥＤにしろ、個々ＬＥＤチップの発光が隣接画素に迷光として入り込み、表示のコントラスト低下や色純度低下をもたらす懸念がある。

特許文献１には、色滲みや迷光対策として、蛍光体層及び光源（発光ダイオードや有機
エレクトロルミネセンス）を囲う隔壁の技術が開示されている。隔壁については、光散乱性または光反射性を有している隔壁であることが、例えば、その請求項２に開示されている。また、その請求項３には、光散乱層と光吸収性の積層構成での隔壁が開示されている。

しかしながら、光散乱性隔壁を、露光・現像工程を含む周知のフォトリソグラフィ技術で形成する困難さについては全く開示していない。露光・現像工程を含むフォトリソグラフィ技術は、高価な設備を用いない低コストの樹脂パターンなどの代表的な形成技術である。この場合、感光性レジストに光散乱粒子として例えば、その［００７４］段落、さらに［００８０］段落等にある材料を用いて形成する場合、露光時に露光に用いる光が感光性レジスト中で散乱し目的とするパターン形状を得ることは極めて困難である。具体的に図１に示され、あるいは請求項１に示される「基板側に向かうにつれて漸次大きくなる形状」で形成することは難しい。露光に用いるフォトマスク開口近傍側での光散乱が大きく、かつ、レジスト内での光散乱が大きく目的とする隔壁形状を得ることは難しい。

特許文献２には、その［００１５］段落にカーボンブラックなどを含む隔壁が開示され、さらに、［００１７］段落に遮光機能を有する遮光部が開示されている。隔壁部の厚さは、請求項３に示されるように着色部（カラーフィルタ）の厚みより厚い。

特許文献２の技術は、光吸収性の高い隔壁を厚く形成する必要があり、特許文献１と逆に露光の光が隔壁の深部まで届きにくく、製造工程での隔壁剥がれ、形状崩れが問題となる。近時、表示装置では高精細化が著しく進んでおり、細くアスペクト比の高い隔壁形成が求められている。

特開２０１５−６４３９１号公報 特開２０１８−１８９９２０号公報

本発明は、マイクロＬＥＤ，ミニＬＥＤなどのディスプレイにおいて、発光素子（ＬＥＤ）からの発光が本来入射すべき画素の隣接画素に入射する迷光を抑制する目的で形成される隔壁を改良し、表示コントラストや色純度の向上に寄与すると共に、フォトリソグラフィによる微細形状（高アスペクト）の隔壁の製造に好適な構成を提案することを目的とする。

本発明の第１態様に関わる光モジュールは、
基板の片面上に、発光素子を複数配置した発光領域と、前記発光素子を１個以上含む単位（ブロック）で区画する隔壁を有する光モジュールであって、
前記発光素子は、いずれも、青色領域の同一波長に発光ピークを持つ青色発光ＬＥＤであり、
前記隔壁は、前記発光ピークを含む前記青色発光ＬＥＤによる青色領域の発光を吸収し、かつ、波長３６５ｎｍの光を透過する特性を持つ顔料を含むことを特徴とする。

前記隔壁は、少なくとも赤色顔料または、赤色顔料と黄色顔料を含むことを特徴とする。

前記発光領域上に光散乱機能を有する波長変換機能層を備える構成とすることで、光モジュールを白色バックライトとして応用される。

上記光モジュールの波長変換機能層上にカラーフィルタを備える構成とすることで、フルカラー表示に適用されることを特徴とする光モジュール。

波長変換機能層，カラーフィルタを備える構成の光モジュールを備える表示装置で、前記ブロックごとに前記発光素子を発光、発光停止を制御する回路部を備える構成とすることにより、ＬＥＤディスプレイパネルとして応用される。

波長変換機能層，カラーフィルタを備える構成の光モジュールを備える表示装置で、前記カラーフィルタと対向する位置に、透明基板と液晶層と前記液晶層を駆動する薄膜トランジスタアレイからなるアレイ基板を備える構成とすることにより、光モジュールをバックライトとするＬＣＤディスプレイパネルとして応用される。

本発明により、迷光の抑制が確実であり、フォトリソグラフィによる微細形状（高アスペクト比）の隔壁の製造に好適な構成が提供され、適用される光モジュール（および表示装置）の表示コントラストや色純度の向上に寄与することが可能となる。

光モジュールの基本構成の一例を示す断面図。 光モジュールの基本構成の一例を示す平面図および部分拡大図。 光モジュールの基本構成の一例を示す平面図および部分拡大図。 図１の光モジュールに搭載される発光素子に電気的接続を施した状態を示す説明図。 図４のＣ部の拡大図。 光モジュールを適用した表示装置を示す断面図。 図６の表示装置の部分平面図と回路図。 本発明による表示装置の一例を示す断面図。 本発明による表示装置の他例を示す断面図。 垂直型ＬＥＤチップの部分断面図。 水平型ＬＥＤチップの部分断面図。 赤色顔料（ＰＲ２５４），黄色顔料（ＰＹ１３８），黒色顔料の分光特性を示すグラフ。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化し、或いは、必要な場合のみ説明を行う。各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。また、必要に応じて、図示が難しい要素、例えば、半導体のチャネル層を含む薄膜トランジスタなどの構成、また、導電層を形成する複数層の構成、回路部への配線接続やスイッチング素子（トランジスタ）等の図示や一部の図示が省略されている。

以下に述べる各実施形態においては、それぞれ特徴的な部分について説明し、例えば、通常の表示装置に用いられている構成要素と本実施形態に係る表示装置に用いられている
構成要素との差異がない部分については説明を省略する。

第１基板や第２基板、第１透明樹脂層、第２透明樹脂層、第３透明樹脂層など「第１」や「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付しており、数量を限定しない。また、発光素子のマトリクス配置とは、発光素子を１個以上含むブロックが平面視、一定のピッチでマトリクス状に並ぶ配置を指す。隔壁で囲まれるブロックの単位は、発光ダイオードである発光素子をそれぞれ１個あるいは複数個含む。

［第１実施形態：光モジュールの基本構成］
以下、図面を参照して、本発明に関わる光モジュールの説明を行う。
図１は、基板１００の一方の面１０１に、発光素子（ＬＥＤ）３と隔壁２を配置してなる本発明による光モジュール１の基本構成の一例を示す断面図である。同図では、発光素子３が配置されて形成される発光領域をブロック単位で区画する隔壁２の配置間隔４内に、３区画それぞれに断面視で３個の発光素子３が含まれている。（奥行方向で配置される場合の発光素子数は考慮していない）
図２は、図１の平面図および部分拡大図である。図中のａ−ａ線での断面を矢印ｂ方向から見た断面図が図１に該当する。図２では、発光領域は隔壁２により碁盤目状にブロック単位で区画されており、各ブロックには６個の発光素子３がマトリクス配置されている。

発光領域の区画方法は、図３に示すストライプ状であっても良い。図３では、隣接する隔壁２で挟まれる（端部が開放している）閉空間ではないライン状のエリアに発光素子３が１列で配置された構成である。本願においては、図３の形態についても「ブロック」と定義する。隔壁２により区画されて構成されるブロックの形状は、図２，図３に限られるものではなく、またブロック内に配置される発光素子３の配列も任意に選択される。

本発明による光モジュールは、隔壁で区画されたブロック単位で発光素子を個別に駆動することで、表示パターンを規定する画素単位での発光制御が可能であり、マイクロＬＥＤと称されるＬＥＤディスプレイの形態での応用も可能である。あるいは、液晶パネルなどの光モジュールとは別体の表示パターンを規定する表示部に光モジュールを適用して、ローカルディミングの手法を適用した表示装置とすることができる。

後述する様に、主に青色発光ＬＥＤが採用される発光素子からの発光は、単色光であるため、表示パターンに画素単位で着色したカラー表示を行なう場合には、発光波長を変換（あるいは、白色光とする）波長変換層、さらに必要に応じてカラーフィルタを併用することにより、光モジュールはカラーディスプレイ（ＬＥＤ，ＬＣＤ）に応用される。

隔壁２の高さＨ１は、発光素子３の高さ（厚み）より高いことが望ましい。発光素子３の厚みにもよるが、隔壁の高さＨ１は、例えば、２μｍから５０μｍ、あるいは５０μｍ以上の高さとすることができる。

基板１００に用いることの可能な基板は、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板、シリコン基板、プラスチック基板などである。例えば、サファイア基板もしくはシリコン基板上に化合物半導体であるＧａＮ（窒化ガリウム）の格子常数に近いバッファ層を積層し、ＧａＮをエピタキシャル成長させ発光素子とした構成を適用しても良い。バッファ層として、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＴｉＮ（窒化チタン）など種々の材料を用いることができる。以下、発光素子あるいは発光ダイオードを単にＬＥＤ、もしくは青色発光ＬＥＤ、水平型ＬＥＤ、垂直型ＬＥＤなどと表記することがある。

発光素子３としては、青色光を出射する素子を用いる。ＩｎＡｌＧａＮなど窒化物系半
導体，ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ等の半導体，これら以外の材料からなる半導体発光素子から適宜選択される。半導体積層構造における半導体層の材料およびその混晶比によって発光波長を設計変更することができる。用いる発光素子の組成，発光波長ピーク，大きさ，個数等は、目的に応じて適宜選択すればよい。

発光素子は、図１０に示される垂直型と呼ばれるＬＥＤ、図１１に示される水平型と呼ばれるＬＥＤを用いることができる。図１では垂直型ＬＥＤを図示しているが、水平型ＬＥＤを用いても良い。水平型ＬＥＤの場合、フェースアップ（ｐ側電極，ｎ側電極が上側）である場合とフェースダウン（ｐ側電極，ｎ側電極が下側）である場合とで実装方法が異なることがある。フェースアップの場合、金線を用いたワイヤーボンディング技術を適用できる。フェースダウンの場合及び下部電極の場合には、異方性導電膜やＩｎ合金などの低融点メタルでの実装などを適用できる。図１では、適用する発光素子の構造によって実装方法が異なるため、代表的に垂直型ＬＥＤにて図示し、実装に関わる構成は図示を省略している。

図１に示す表示機能層を液晶層とする表示装置では、隔壁２の配置間隔４で規定されるブロック内に、数十個から数百個の発光素子３を配置し、ブロック毎に発光を制御するローカルディミングの手法を採用することができる。

以下、本発明における主要な特徴部である「発光素子の発光波長域を吸収し、波長３６５ｎｍの光を透過する特性を持つ顔料」の選定と、それによる技術的意義について説明する。

青色発光ＬＥＤの発光波長は、おおよそ４４０ｎｍから５００ｎｍの範囲内にあり、発光ピーク波長は、４６０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある。したがって、隣接画素への迷光による悪影響を抑制するには、隔壁による光吸収性の高い範囲を青色発光ＬＥＤの発光波長域にあたる４４０ｎｍから５００ｎｍの範囲内に設定すれば良い。

黄色顔料Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１３８（以下、ＰＹ１３８）の分光特性Ｙと、赤色顔料Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド２５４（以下、ＰＲ２５４）の分光特性Ｒを図１２に示した。カラーフィルタのブラックマトリクスに用いられるカーボン顔料の分光特性ＢＭも合わせて示した。黒色顔料による分光特性ＢＭでは、可視域の波長では殆ど透過率は０である。（→吸光度は大きい）
吸光度Ａ（無単位の比）と透過率Ｔ[％]の間には、表１に示される
Ａ＝−ｌｏｇ_１０（Ｔ／１００）＝２−ｌｏｇ_１０Ｔ
の関係が成り立つ。

黄色顔料ＰＹ１３８は、青色発光ＬＥＤの発光波長の吸収性に関する観点では、５００ｎｍ以下での透過率が０になり（→吸光度は大きい）、望ましい分光特性を示している。しかし、フォトリソグラフィでの露光に用いられるｉ線での露光波長３６５ｎｍに透過性を殆ど持たないため、ＰＹ１３８を含有するフォトレジストをパターニングする際には、膜厚の大きいフォトレジストに対する露光〜現像により、高さがありアスペクト比の高い形状の隔壁を製造する場合には、フォトレジストの厚さ方向全てに渡る感光（反応）を生じさせる上で、感度不足の不利を招くことになる。

同様に、分光特性ＢＭのカーボン顔料を含有するフォトレジストをパターニングする場合でも、高さがありアスペクト比の高い形状の隔壁を製造することは困難である。

赤色顔料ＰＲ２５４の分光特性Ｒでは、４４０ｎｍから５００ｎｍの波長での透過率が
１０％以下と低く、光吸収性を有すると見られると共に、３６５ｎｍ（ｉ線）の波長光を４０％以上で透過する特徴を持っている。そのため、ＰＲ２５４を含有するフォトレジストをパターニングする際には、高さがありアスペクト比の高い形状の隔壁を製造する上での適性が見込まれる。

従って、黄色顔料ＰＹ１３８と赤色顔料ＰＲ２５４の双方の分光特性を組み合わせたフォトレジストでは、隔壁の製造にあたっての優位性と、製造される隔壁が青色発光ＬＥＤの発光波長を好適に吸収する特性の双方を兼ね備えることになる。

なお、赤色顔料と黄色顔料の混合比率によって、青色発光ＬＥＤの発光吸収と、露光波長の光透過のレベルは調整可能である。

上記の赤色顔料のほか 本発明に適用できる赤色顔料は、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。

黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１４７、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。

これら赤色顔料、黄色顔料は、有機溶剤や分散剤とともに透明樹脂に分散して用いる。透明樹脂は、可視域の透過率が９０％以上の透明樹脂であることが望ましく、樹脂の前駆体を含むアルカリ可溶性の感光性樹脂であることが望ましい。前記顔料は、樹脂に対し、１５質量％から４５質量％の範囲内で含有させることができる。

感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。

透明樹脂の前駆体であるモノマーおよびオリゴマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

フォトレジスト材料に赤色顔料と黄色顔料などを配合する処方を変更することにより、青色発光ＬＥＤの発光波長の吸収適性に優れると共に、露光波長３６５ｎｍでのフォトリソグラフィによる隔壁の成形適性にも優れるフォトレジストの組成が設計される。フォトレジストがポジ型の場合、光照射による変性〜現像除去が確実となり、ネガ型の場合、光照射による変性〜硬化が確実となり、アスペクト比の高い形状の成形に応じられるだけの感度が必要である。フォトレジストの感度調整の上で光重合開始剤の添加による組成設計も必要となる。

以降は、光モジュールの構造的な改良，光モジュールを表示装置に適用する場合の構成上の特徴について主として説明し、隔壁についての共通した説明は割愛するが、何れの場合でも本発明での主要な特徴部は、上記特性を有する隔壁にあることは変わらない。

また、光モジュール１の一つのブロック内に配設される発光素子３の個数は実施形態毎に多様に説明してあるが、ブロック内の発光素子３の数に制限はなく、一個以上から数千個といった個数であっても良い。ローカルディミングを適用した表示効果あるいは実装コストなどから、発光素子数やブロック数（ローカルディミングでの分割数）は適宜に設計しうるものと理解されたい。

［第１実施形態の変形例］
図４は、図１の光モジュール１に搭載される発光素子３にワイヤ７により電気的接続を施した状態を示す。
上述した通り、本発明による光モジュールは、隔壁で区画されたブロック単位で（あるいは、発光素子単位で）発光素子を個別に駆動することで、表示パターンを規定する画素単位での発光制御が可能であり、マイクロＬＥＤと称されるＬＥＤディスプレイの形態での応用も可能である。図４では、単色光の画素の明暗からなる表示パターンを構成することが出来る。

発光素子３の上部電極１７は、例えば導電性酸化物であるＩＴＯで形成されており、ワイヤ７により光モジュール１内の発光素子３を直列接続している。発光素子３の上部に図示される６はコンタクトホールである。

下部電極８，接合層１４，反射電極１６を備える発光素子３の下部では、破線で示す導電性の配線９を、例えば、薄膜トランジスタ（図示を省略している）などのスイッチング素子を介して回路部１２に電気的に接続している。回路部１２は、発光素子３を、隔壁２で区画され、隔壁２の配置間隔４で示されるブロック単位で個別に駆動（発光制御）される。

図５は、図４に示すＣ部の拡大図である。

発光素子３の下部電極８は、接合層１４を介して、反射電極１６に接続されている。
反射電極１６は配線９で回路部１２と接続されている。

接合層１４は、例えば、１５０℃から３４０℃の温度範囲内で、発光素子の下部電極８と反射電極１６とを融着させ、電気的な接続ができる導電性材料を適用できる。この導電性材料には、銀やカーボン、グラファイトなどの導電性骨材（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｌｅｒ）を熱フロー性樹脂に分散してもよい。

あるいは、接合層１４を、Ｉｎ（インジウム）、ＩｎＢｉ合金、ＩｎＳｂ合金、ＩｎＳｎ合金、ＩｎＡｇ合金、ＩｎＧａ合金、ＳｎＢｉ合金、ＳｎＳｂ合金など、あるいはこれ
ら金属の３元系、４元系である低融点金属を用いて形成できる。これら低融点金属は、Ｉｎ酸化物を含む導電性金属酸化物に対する濡れ性が良いため、下部電極８と反射電極１６とのおおよそのアライメントを行った後、下部電極８と反射電極１６とを自己整合的に融着させることができる。融着に必要なエネルギーとしては、熱、加圧、電磁波、レーザー光やこれらと超音波の併用など種々のエネルギーが用いられる。なお、垂直型発光ダイオードは、接合不良が生じた場合、リペアを行い易いといった利点がある。同一方向に電極が並ぶ水平型発光ダイオードでは、個々ダイオードの接合検査がやりにくいことと、リペア（不良ダイオードの交換など）時に、電極が短絡しやすい不都合がある。この観点で、垂直型発光ダイオードが好ましく用いられる。接合層１４は、真空成膜等の膜形成の後、周知のフォトリソグラフィの方法や、リフトオフの手段でパターン形成できる。

反射電極１６は、可視光の反射率の高い銀（Ａｇ）及び銀合金やアルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。可視光の反射率は銀が優れているが、銀は多くの基板材料やガラス基板との密着性に欠ける。また、銀の表面は酸化物や硫化物を形成しやすく、電気的実装に難がある。
インジウム酸化物を含む導電性酸化物で、銀あるいは銀合金を挟持する３層構成（以下、たんに銀の導電性酸化物挟持構成と表記する）は、上記の銀の欠点を補うことができる。銀の導電性酸化物挟持構成は、薄膜トランジスタなど電気素子の導電配線として用いることができ、具体的に配線９に適用できる。

［第２実施形態］
第２実施形態について、図６，図７を用いて説明する。第２実施形態は、発光領域上に、波長変換層３０および波長変換層３０上にカラーフィルタ２１を備える構成の光モジュールを適用した表示装置（マイクロＬＥＤ）に関する。図６は、第２実施形態による表示装置１０を示す断面図である。光モジュール１では、発光素子３（青色発光ＬＥＤ）を個別に駆動するマイクロＬＥＤを用いており、図７（ｂ）の平面図に示す様に、隔壁２の配置間隔４で区画されるブロックには各１個の発光素子３が配置される構成である。発光素子３を備える各ブロックとカラーフィルタ２１の色セル（Ｒ２３，Ｇ２４，Ｂ２５）とは１：１で対応し、各ブロック内の発光素子３からの発光が波長変換層３０およびカラーフィルタ２１で変調（色調制御）される。発光素子３の駆動では、図７（ａ）の回路図に示す薄膜トランジスタ６７，６８が用いられる。

発光素子３（青色発光ＬＥＤ）からの発光は、波長変換層３０にて 赤色、緑色、青色の光に変換され、さらにカラーフィルタ２１を経て観察者の目に入る。波長変換層３０には、少なくとも赤色変換粒子、緑色変換粒子が含まれる。波長変換層３０にはさらに光散乱粒子を含有させても良い。青色発光ＬＥＤの青の波長が目的とする青色の波長からずれている場合、青色変換粒子を含ませることができる。赤色変換粒子、緑色変換粒子、青色変換粒子は、蛍光体もしくは量子ドットを適用できる。蛍光体は、１μｍから３０μｍの範囲内にある粒子径から選択できる。

波長変換層３０内には、各ブロック（カラーフィルタ２１の色セル）に対応して、蛍光体もしくは量子ドットが波長変換する色毎に偏りを以って分散されておらず、波長変換層３０を（同図で、下から上に）通過した光が、赤色，緑色，青色の均等な混色による白色光としてカラーフィルタ２１に入射する様に設計される。また、波長変換層３０内には、蛍光体もしくは量子ドットだけでなく、混色を確実にする，通過する光の出射範囲を制御するなどの目的で、光散乱粒子を混合することも有効である。

カラーフィルタ２１は、例えば、赤フィルタ２３、緑フィルタ２４、青フィルタ２５、これらを区画するブラックマトリクス２０を具備する。カラーフィルタ２１と光モジュール１は、赤フィルタ２３，緑フィルタ２４，青フィルタ２５が、発光素子３が含まれるブ
ロックと向い合って１：１で対応する様に貼り合わせる。

図７（ｂ）は、図６に示した表示装置（マイクロＬＥＤ）を、隔壁２と発光素子３のマトリクス配置とした部分平面図を示す。図７（ａ）は、マトリクス状に配設されたそれぞれの発光素子３を駆動する薄膜トランジスタ（図７では、一画素に第１薄膜トランジスタ６７、第２薄膜トランジスタ６８の２個を配置）と、映像信号線８３、走査信号線８４、第１電源線８５、第２電源線８６、容量素子８７などを例示するマイクロＬＥＤ駆動の回路図である。映像信号線８３、走査信号線８４は、映像信号制御部８１、走査信号制御部８２で制御される。これら駆動技術は、ＬＥＤもしくは有機ＥＬの駆動で周知であるので詳述を省く。

［第２実施形態の変形例］
図８は、第２実施形態の変形例に係る表示装置（マイクロＬＥＤ）１０の構成を示す断面図であり、発光領域上に波長変換基板２９を備える構成の表示装置１０に関する。発光素子３が含まれる光モジュール１は、第２実施形態と同様な構成である。
波長変換基板２９は、透明基板２００上に、遮光性隔壁３４と、青色光を赤色光に変換する赤色変換層３１と、青色光を緑色光に変換する緑色変換層３２と、青色変換層３３を具備する構成であり、赤色変換層３１，緑色変換層３２，青色変換層３３は遮光性隔壁３４によって区画されている。各変換層３１，３２，３３は、発光素子３が含まれるブロックと向い合って１：１で対応する様に配置される。

図６における波長変換層３０が白色光への変換を目的としているのに対して、図８の波長変換基板２９では、遮光性隔壁３４で区画されて各ブロックに対応する各変換層３１，３２，３３がそれぞれ赤色，緑色，青色の対応色に変換してカラーフィルタと同様に機能するため、蛍光体もしくは量子ドットが波長変換する色毎に偏って分散される構成が相違している。図６と同様、図８における波長変換層３０内にも光散乱粒子を混合することは有効である。

青色変換層３３は、発光素子３の青色発光の波長分布が、所望の波長分布となっていれば波長変換の必要はないため、蛍光体粒子を分散させず、単に光散乱粒子を含む層であってもよい。また、色純度を高める上で、波長変換層３０（３１，３２，３３）を補佐する役割のカラーフィルタを挿入（基板２００と波長変換層３０の間に配置）することも更なる変形例として考えられる。（図示せず）
遮光性隔壁３４は、隣接画素への漏れ光を防ぐ目的であるため、遮光の観点からは光反射性の隔壁とすることもできる。

赤色変換層３１は、粒形１μｍから２０μｍから選ばれる赤色蛍光体を透明樹脂に分散させた赤色変換層である。緑色変換層３１は、粒形１μｍから２０μｍから選ばれる緑色蛍光体を透明樹脂に分散させた緑色変換層である。青色変換層３１は、粒形１μｍから２０μｍから選ばれる青色蛍光体を透明樹脂に分散させた青色変換層とすることができる。青色変換層３１は、粒形数μｍの透明な光散乱粒子としても良い。これら色変換層には、量子ドットを適用しても良い。

[第３実施形態]
第３実施形態を、図９を用いて説明する。第３実施形態は、光モジュールに表示パターンを規定する表示部を組み合わせてなる表示装置に関する。第３実施形態では、光モジュール１をＬＣＤ（液晶ディスプレイ）におけるバックライトユニットとして用いることになる。
ＬＣＤにより表示パターンを規定する表示部は、透明基板３００，カラーフィルタ４０，液晶層２６，液晶層を駆動する薄膜トランジスタアレイ（画素電極２７と共通電極２８を有する）を備えてなる液晶パネル３８である。液晶パネル３８では、カバーガラス、タッチパネル、偏光板、位相差板、配向膜、光散乱シート、プリズムシート、薄膜トランジスタ（第３薄膜トランジスタ）などの図示を省略している。

光モジュール１は、基板１００の片面に、発光素子（ＬＥＤ）３と隔壁２を配置してなる。同図では、発光素子３が配置されて形成される発光領域をブロック単位で区画する隔壁２の配置間隔４内に、断面視で６個の発光素子３が含まれている。（奥行方向で配置される場合の発光素子数は考慮していない）さらに、発光領域上に、波長変換層３０を備える構成である。隔壁２で区画されるブロック単位では、発光素子３の数を除けば、図６に示す光モジュール１と同様の構成である。

そして、液晶パネル３８と光モジュール１とを、液晶パネル３８の画素部（液晶層の駆動領域であり、カラーフィルタ４０の色セルが区画される領域）と光モジュール１の発光領域とが相対するように貼り合わせて表示装置が構成される。

液晶層２６は、ＩＴＯなどの透明電極である画素電極２７と共通電極２８間のフリンジ電界で駆動される水平配向の液晶を例示している。画素電極２７は、カラーフィルタ４０の色セル間に形成される上部電極４１の配置間隔で規定される画素ＰＸ単位にて、図示されていない第３薄膜トランジスタで印加電圧の制御が行われる。

上述の実施形態に係る光モジュールや表示装置は、種々の応用が可能である。これら適用可能な電子機器としては、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤ等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、個人認証機器、ＩＣカードのようなデータキャリア、光通信機器等が挙げられる。上記の各実施形態は、自由に組み合わせて用いることができる。

本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。

１ ・・・ 光モジュール
２ ・・・ 隔壁
３ ・・・ 発光素子
４ ・・・ 隔壁の配置間隔（ブロック）
５ ・・・ 保護層
６ ・・・ コンタクトホール
７ ・・・ ワイヤ
８ ・・・ 下部電極
９ ・・・ 配線
１２ ・・・ 回路部
１３ ・・・ 額縁領域
１４ ・・・ 接合層
１６ ・・・ 反射電極
１７ ・・・ 上部電極
１８ ・・・ 映像信号線
１９ ・・・ 走査信号線
２０ ・・・ ブラックマトリクス
２１ ・・・ カラーフィルタ
２３ ・・・ 赤フィルタ
２４ ・・・ 緑フィルタ
２５ ・・・ 青フィルタ
２６ ・・・ 液晶層
２７ ・・・ 画素電極
２８ ・・・ 共通電極
２９ ・・・ 波長変換基板
３０・・・ 波長変換層層
３１・・・ 赤色変換層
３２・・・ 緑色変換層
３３・・・ 青色変換層
３４・・・ 遮光性隔壁
３５・・・ 透明基板２００の一方の面
４０・・・ カラーフィルタ
４１・・・ 上部電極
６７・・・ 第１薄膜トランジスタ（薄膜トランジスタ）
６８・・・ 第２薄膜トランジスタ（薄膜トランジスタ）
８１・・・ 映像信号制御部
８２・・・ 走査信号制御部
８３・・・ 映像信号線
８４・・・ 走査信号線
８５・・・ 第１電源線
８６・・・ 第２電源線
８７・・・ 容量素子
１００，２００，３００，４００・・・ 透明基板
１０１・・・ 透明基板１００の一方の面
ＰＸ ・・・ 画素
Ｈ１ ・・・ 隔壁の厚み（高さ）
Ｒ ・・・ 赤色蛍光体
Ｇ ・・・ 緑色蛍光体
Ｂ ・・・ 青色蛍光体

Claims (6)

1. 基板の片面上に、発光素子を複数配置した発光領域と、前記発光素子を１個以上含む単位（ブロック）で区画する隔壁を有する光モジュールであって、
   前記発光素子は、いずれも、青色領域の同一波長に発光ピークを持つ青色発光ＬＥＤであり、
   前記隔壁は、前記発光ピークを含む前記青色発光ＬＥＤによる青色領域の発光を吸収し、かつ、波長３６５ｎｍの光を透過する特性を持つ顔料を含むことを特徴とする光モジュール。
2. 前記隔壁は、少なくとも赤色顔料または、赤色顔料と黄色顔料を含むことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
3. 前記発光領域上に光散乱機能を有する波長変換機能層を備える請求項１または２に記載の光モジュール。
4. 請求項３に記載の波長変換機能層上にカラーフィルタを備えることを特徴とする光モジュール。
5. 請求項３または４に記載の光モジュールを備える表示装置であって、前記ブロックごとに前記発光素子を発光、発光停止を制御する回路部を備えることを特徴とする表示装置。
6. 請求項３または４に記載の光モジュールを備える表示装置であって、前記カラーフィルタと対向する位置に、透明基板と液晶層と前記液晶層を駆動する薄膜トランジスタアレイからなるアレイ基板を備えることを特徴とする表示装置。

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