JP2022022839A - ブラックマトリクス基板及びこれを備えたｌｅｄディスプレイ、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子からの発光が迷光として隣接画素に入ることによるコントラスト低下や色純度低下を緩和した明るく鮮明な表示の出来るブラックマトリクス基板及びＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置を提供する。【解決手段】複数の発光素子を光源とする表示装置用のブラックマトリクス基板において、透明基板と、前記透明基板の一の面に、平面視で第１方向に線幅Ａｘ、第２方向に線幅Ａｙとで区画された複数の開口部を具備する第１ブラックマトリクスと、前記第１ブラックマトリクスを覆うように配設され、かつ、光散乱機能と紫外線吸収機能を具備する散乱膜と、前記散乱膜上に、前記線幅Ａｘ、前記線幅Ａｙのそれぞれ中心で重なるよう区画され、第１方向に線幅Ｃｘ、第２方向に線幅Ｃｙで区画された複数の開口部を持つ光反射性マトリクスを少なくとも備える。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置用のブラックマトリクス基板、及びこれを備えたＬＥＤディスプレイや液晶表示装置などの表示装置に関わる。

特許文献１は、青色発光素子から発せられた光の波長を変換する波長変換シートと、青色発光素子と、光の反射隔壁を備えるバックライトユニットを開示している。

しかしながら、反射隔壁に用いる反射材料の記載なく、また、反射隔壁の構造を明らかにしていない。ゆえに反射隔壁の形成手段が不明瞭となり、第三者による特許文献１に記載された技術の再現が難しくなっている。

特許文献２には、透光性の基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を有する隔壁部と、貫通孔の内側に設けられた光の色変換物質を含む色変換部などの技術が開示されている。

その図２などに開示されているカラーフィルタ１０には、赤色着色部１３１Ｒ、緑色着色部１３１Ｇ、青色着色部１３１Ｂと色変換部１３２の構成が開示されている。図示されている遮光部１２２は、図示からは赤色着色部１２１Ｒと色変換部１３２の高さを含む厚さＴ２であり、段落［００１７］に１０μｍ程度と記載されている。カーボンブラックなど遮光性の黒色色素を含む厚みのある遮光部１２２の、具体的な形成手段はさほど明確でない。遮光部１２２の光学濃度は不明であるが、通常の光学濃度４前後のブラックマトリクスでの１０μｍ厚み形成は、露光・現像工程を含む周知のフォトリソグラフィの手法では、露光での光が厚み方向に透過しにくいため、厚みのあるブラックマトリクスの形成は難しい。特許文献２には、光反射膜形成の技術は開示されていない。

特許文献３には、紫外から青色発光のＬＥＤを光源とし、波長変換のため蛍光発光層と、隔壁の表面に光を反射するか吸収する薄膜を設けたフルカラーＬＥＤ表示パネルが開示されている。

特許文献３の段落［００１８］、［００２１］、［００２２］には、光の吸収であるか反射であるか不明だがアルミニウムやアルミニウム合金等が金属膜として開示されている。
段落［００２１］では、金属膜のパターン形成（開口底部の除去）にレーザーアブレーションの手段が開示されているが、レーザー照射による高熱の影響やアルミニウム飛散による汚染などの、例えば、配線基板やＬＥＤへの予想されるダメージは記載されていない。また、段落［００２２］には、金属膜のリフトオフ除去の方法が開示されているが、隔壁の高さ（凹凸）を考慮したリフトオフのためのレジスト塗布や露光、現像などその技術詳細は記載されていない。

国際公開第２０１７／１９１７１４号 特開２０１８－１８９９２０号公報 国際公開第２０１９／０２６８２６号

図１６に、青色ＬＥＤを発光素子４１とする直下型バックライトユニット４５を具備する表示装置の従来例を示す。この従来例では、直下型バックライトユニット４５の上部に液晶パネル４０を表示機能部分として例示している。液晶パネル４０は、ブラックマトリクスを含むカラーフィルタが配設されている。画素位置を示すため、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの画素を模式的に液晶パネル内に図示した。

直下型バックライトユニット４５は、複数の発光素子と、発光素子の並びの上に拡散板４２と、波長変換シート４３と、例えば直交する２枚のプリズムシート４４を備える。上記発光素子は、金属の筐体で個々パッケージ化された複数のＬＥＤチップを配設することが多い。波長変換シートは、発光素子の青色発光の一部を赤色及び緑色に変換させ、赤・緑・青の３色を得るためのものである。

これらＬＥＤチップの発光部上には、蛍光体や光散乱粒子をシリコーン樹脂とともに充填されたものが一般的である。ＬＥＤの発光は、直線性の高い、ＬＥＤチップの中央寄りの発光であるため、これら蛍光体や光散乱粒子は、視野拡大のために光散乱をさせることが一つの役割である。

しかし、このようにパッケージ化されたＬＥＤチップをバックライトユニットに配設する構成では、ＬＥＤチップからの出射光が散乱された形となり、画素開口に具備されるカラーフィルタに出射光が届くまでに拡散されコントラストを低下させ、好ましくない。換言すれば、ローカルディミングを適用するときに十分な効果を得にくくなる。

拡散板４２と波長変換シート４３は、ともに光を拡散させる。例えば、液晶パネル４０のｃ画素の直下に位置する発光素子であるｃ－ＬＥＤ（青色ＬＥＤ）の出射光は、ｃ画素のみでなく周囲のａ、ｂ、ｄ、ｅなど隣接画素に回り込み、ローカルディミングの効果をさらに低下させることになる。

液晶表示装置に限らず、マイクロＬＥＤと呼称されるＬＥＤディスプレイでもこうした光散乱による、あるいは、隣接画素への迷光によるコントラスト低下の課題は解決されていない。

本発明は、マイクロＬＥＤやミニＬＥＤなどのＬＥＤディスプレイ、さらには有機ＥＬディスプレイでの、発光素子からの発光が迷光として隣接画素に入ることによるコントラスト低下や色純度低下を緩和した明るい表示装置を提供できるブラックマトリクス基板、及びこれを用いたＬＥＤディスプレイ、表示装置に関わる。

本発明の第１態様に関わるブラックマトリクス基板は、
複数の発光素子を光源とする表示装置用のブラックマトリクス基板において、透明基板と、前記透明基板の一の面に、平面視で第１方向に線幅Ａｘ、第２方向に線幅Ａｙとで区画された複数の開口部を具備する第１ブラックマトリクスと、前記第１ブラックマトリクスを覆うように配設され、かつ、光散乱機能と紫外線吸収機能を具備する散乱膜と、前記散乱膜上に、前記線幅Ａｘ、前記線幅Ａｙのそれぞれ中心で重なるよう区画され、第１方向に線幅Ｃｘ、第２方向に線幅Ｃｙで区画された複数の開口部を持つ光反射性マトリクスを少なくとも備える、ブラックマトリクス基板である。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、前記光反射性マトリクスが、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜を含む光反射性マトリクスを備えるブラックマトリクス基板である。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、前記光反射性マトリクスが、チタンと、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の２層の金属薄膜である光反射性マトリクスを備えるブラックマトリクス基板である。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、前記アルミニウム合金が、アルミニウムとネオジムの合計質量を母数にして、０．２質量％以上３質量％以下のネオジムを添加したアルミニウム合金であるブラックマトリクス基板である。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記光反射性マトリクスが、前記散乱膜と前記光反射性マトリクスの間に、前記線幅Ａｘ、前記線幅Ａｙのそれぞれ中心で重なるよう区画され、第１方向に線幅Ｂｘ、第２方向に線幅Ｂｙで区画された複数の開口部を持つ第２ブラックマトリクスを備えるブラックマトリクス基板である。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記線幅Ａｘ、前記線幅Ｂｘ、前記線幅Ｃｘ、前記線幅Ａｙ、前記線幅Ｂｙ、前記線幅Ｃｙは、下式（１）、（２）の関係にあるブラックマトリクス基板である。
Ａｘ ＞ Ｂｘ ≧ Ｃｘ ・・・・・ （１）
Ａｙ ＞ Ｂｙ ≧ Ｃｙ ・・・・・ （２）

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記散乱膜を、光学的に等方な透明粒子を含む散乱膜とすることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記散乱膜を、酸化亜鉛の粒子を含む散乱膜とすることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記散乱膜を、前記第１ブラックマトリクス上に、光散乱機能を持つ第１樹脂層と、紫外線吸収機能を持つ第２樹脂層との２層をこの順で積層した散乱膜とすることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記散乱膜を、屈折率の異なる２種の樹脂を含む散乱膜とすることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、
前記散乱膜の厚みを、１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、前記散乱膜を、透過率調整剤としてカーボンを少なくとも含む散乱膜とすることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板は、前記散乱膜を、透過率調整剤として青色顔料を少なくとも含む散乱膜とすることができる。

本発明の第２態様に関わるＬＥＤディスプレイは、複数の発光素子が、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを含み、前記ブラックマトリクス基板を具備するＬＥＤディスプレイである。

本発明の第３態様に関わる液晶表示装置は、
複数の発光素子が赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを含み、複数の赤色発光ダイオードと複数の緑色発光ダイオードと複数の青色発光ダイオードとで１単位の発光ユニットを構成し、複数の前記発光ユニットを直下型バックライトとして備え、かつ、前記ブラックマトリクス基板とを具備する液晶表示装置であって、少なくとも、第１偏光板と、前記ブラックマトリクス基板と、液晶層と、アクティブ素子を備えるアレイ基板と、第２偏光板と、プリズムシートを含む光学シートと、前記直下型バックライトとを、この順で具備する液晶表示装置である。

本発明の第１態様に関わるブラックマトリクス基板は、
断面視で前記第１ブラックマトリクスと前記散乱膜との間に、かつ、平面視で前記ブラックマトリクスのそれぞれ開口部に赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタのいずれかを配設し前記赤フィルタ、前記緑フィルタ、前記青フィルタを覆うように、波長変換層を積層したブラックマトリクス基板とすることができる。

本発明の第１態様に関わるブラックマトリクス基板は、
前記波長変換層が、赤色蛍光体層と緑色蛍光体層をこの順で積層した波長変換層であり、前記赤色蛍光体層が、赤色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体であり、前記緑色蛍光体層が、緑色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体である波長変換層を備えたブラックマトリクス基板とすることができる。

本発明の第２態様に関わるＬＥＤディスプレイは、
複数の発光素子が複数の青色発光ダイオードであり、前記青色発光ダイオードと複数の薄膜トランジスタを配設する光モジュール基板を、前記透明基板の一の面と向かいあうように貼り合わせてなり、前記ブラックマトリクス基板を具備するＬＥＤディスプレイとすることができる。

本発明に第１態様に関わるブラックマトリクス基板は、
断面視で前記ブラックマトリクスと前記散乱膜との間に、かつ、平面視で前記ブラックマトリクスのそれぞれ開口部に赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタのいずれかを配設したブラックマトリクス基板とすることができる。

本発明の第２態様に関わる液晶表示装置は、
少なくとも、第１偏光板と、
断面視で前記ブラックマトリクスと前記散乱膜との間に、かつ、平面視で前記ブラックマトリクスのそれぞれ開口部に赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタのいずれかを配設したブラックマトリクス基板と、
液晶層と、アクティブ駆動素子を備えるアレイ基板と、第２偏光板と、波長変換シートと、プリズムシートを含む光学シートと、複数のＬＥＤ発光素子を配設する直下型バックライトユニットとを、この順で具備する液晶表示装置である。
本発明の液晶表示装置は、前記複数のＬＥＤ発光素子が、青色発光ダイオードである液晶表示装置とすることができる。

本発明の液晶表示装置は、前記第２偏光板と前記直下型バックライトユニットとの間に前記波長変換シートを具備する液晶表示装置とすることができる。
本発明の液晶表示装置は、前記波長変換シートを、前記波長変換シートの前記直下型バックライトユニットに向かう方向に、かつ、前記波長変換シート上に赤色蛍光体層と緑色蛍光体層をこの順で積層した波長変換シートとすることができる。

本発明の液晶表示装置は、前記赤色蛍光体層を赤色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体とし、前記緑色蛍光体層を緑色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体とすることができる。

本発明の液晶表示装置は、前記第２偏光板を、接着層を介して前記波長変換シートを貼
り合わせてなる偏光板とすることができる。

本発明は、マイクロＬＥＤやミニＬＥＤなどのＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置での、発光素子が迷光として隣接画素に入ることによるコントラスト低下や色純度低下を緩和し、視認性と光利用効率とを改善した、明るい表示装置を提供できる。

図１は、本発明の第１実施形態に関わる、ブラックマトリクス基板の実施例１の部分断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に関わる、ブラックマトリクス基板の実施例２の部分断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に関わる、ブラックマトリクス基板の実施例３の部分断面図である。 図４は、図３の部分断面図をＢ方向（光反射性マトリクス５から見た方向）からの部分平面図である。 図５は発光ダイオードなどの光源からの出射光が、反射されるか、散乱膜１０の厚み（横）方向に拡散される様子を示す部分断面図である。 図６は、カラーフィルタ９（赤フィルタＲ、緑フィルタ、青フィルタ）を構成 に含むブラックマトリクス基板１１０の部分断面図である。 図７は、図６で示したカラーフィルタ（赤フィルタＲ、緑フィルタ、青フィルタ）と第１ブラックマトリクス１と、透明基板１００との界面に反射率低減層５１を挿入した構成の、ブラックマトリクス基板１１１の部分断面図である。 図８は、図６をＡ方向（観察者からの視認方向）から見た部分平面図である。 図９は、図６をＢ方向（光反射性マトリクス５からの方向）から見た部分平面図である。 図１０は、ブラックマトリクス基板１１０に、さらに波長変換層３４、３３を積層したブラックマトリクス基板１２０の部分断面図である。 図１１は、隔壁２８で区分される複数の発光ユニット２４を具備する直下型バックライトユニット４１０、５１０の部分断面図である。 図１２は、ブラックマトリクス基板１０３と、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３が実装されたアレイ基板２１０を向かい合うように貼り合わせてなるＬＥＤディスプレイ６００の部分断面図である。 図１３は、ブラックマトリクス基板１２０と、青色ＬＥＤ２５である発光素子を実装したアレイ基板を向かい合わせ貼り合わせてなるＬＥＤディスプレイ６１０の部分断面図である。 図１４は、ブラックマトリクス基板１１１と、液晶層３０を介してアレイ基板３１０とを貼り合わせてなる液晶表示装置７００である。液晶表示装置の下部には直下型バックライトユニット４１０が具備されている。 図１５は、ブラックマトリクス基板１０３と、液晶層３０を介してアレイ基板３１０とを貼り合わせてなる液晶表示装置７１０である。液晶表示装置の下部には直下型バックライトユニット５１０が具備されている。 図１６は、青色ＬＥＤを発光素子４１とする直下型バックライトユニット４５を具備する従来の表示装置の模式断面図である。 図１７は、ＦＦＳと呼称される液晶駆動方式を利用した液晶表示装置を説明するための模式断面図である。 図１８は、ＦＦＳと呼称される液晶駆動方式を利用した液晶表示装置の模式断面図であり、液晶層３０が接する、カラーフィルタ９側の絶縁層３７上に導電膜３９の積層がある場合の問題点の説明図である。

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、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、薄膜トランジスタなどの構成、また、導電層を構成する複数層の構造、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、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との差異がない部分については説明を省略する。

第１ブラックマトリクスや第２ブラックマトリクス、第１基板、第２基板、第３基板など「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個以上含む発光ユニットが平面視、一定のピッチでマトリクス状に並ぶ配置を指す。
発光素子をマトリクス配置したものを以下の記載において、光モジュールと呼ぶことがある。表示機能層が液晶層である場合、この光モジュールを直下型バックライトと呼ぶ。

発光ユニットは、表示装置としたときの 平面視、格子状パターンの隔壁で囲まれることがある。平面視、格子状の隔壁で囲まれる発光ユニットは、発光ダイオードである発光素子をそれぞれ１個以上含む。後述するローカルディミング技術を用いる表示装置では、発光素子を例えば１個以上含む発光ユニットの単位、あるいは複数の発光ユニットにて駆動のオンオフ、発光の明るさを調整できる。

なお、ローカルディミング技術では、平面視、発光ユニットに含まれる発光素子数と画素数は、画素数の方を多くすることができる。換言すれば、画素数に対し、発光素子数が少ないことによる効率的な表示装置駆動がローカルディミングのメリットとすることができる。

なお、本発明の記載において、ブラックマトリクス基板と光モジュールを向かい合うよう貼り合わせる構成では、たとえば、液晶層と液晶を駆動する薄膜トランジスタが配置されるアレイ基板を、ブラックマトリクス基板と光モジュールとの間に挿入する構成を含む。この構成では、光モジュールは直下型のバックライトユニットとしての役目を果たす。

明細書記載の文言「平面視」とは、透明基板の一の面から見た「平面視」と、透明基板の二の面（前記一の面と反対側の面）から法線方向に見た「平面視」である場合がある。あるいは、カラーフィルタや隔壁構造の説明のため、カラーフィルタの膜面から見た「平面視」である場合がある。

また、明細書中の記載において、「高さ」あるいは「厚み」は、基板面からの垂直方向の「高さ」や「厚み」を意味する。換言すれば、「高さ」と「厚み」は、本発明を説明する目的に対して同義である。

本発明の実施形態において、表示装置が備える「表示機能層」には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と呼称される複数の発光ダイオード素子、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも呼称される複数の有機ＥＬ（有機エレクトロルミネセンス）素子、或いは液晶層のいずれかを用いることができる。ＬＥＤ、ＬＥＤチップ、発光ダイオード素子は、以下の記載において、単に発光素子と記載することがある。

なお、本発明に関わる第１ブラックマトリクスあるいは第２ブラックマトリクスの開口部や、ストライプパターンのカラーフィルタ、あるいは一部の発光素子（発光ダイオード）は、中心位置の中心線で重なる。

ＬＥＤは、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）／窒化ガリウム（ＧａＮ）／アルミニウム窒化ガリウム（ＡｌＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）などの化合物がＬＥＤに適用されている。

単色発光ＬＥＤとして後述する青色発光ダイオードは、主に窒化ガリウム（ＧａＮ）が適用されている。本発明に適用する発光ダイオード素子は、その発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色発光ダイオードであることが好ましい。青色発光ダイオードは、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、３９５ｎｍなどの近紫外域の光の発光を含むものであっても良い。

ミニＬＥＤでは、例えば、５０μｍから２００μｍサイズのＬＥＤチップを用いることができる。マイクロＬＥＤでは、例えば、２μｍから５０μｍサイズのＬＥＤチップを用いることができる。ＬＥＤチップの構造は、ｎ側電極とｐ側電極が同じ側にある水平型ＬＥＤを用いても良いが、ＬＥＤの厚み方向にｎ側電極とｐ側電極が異なる面 （向かい合う平行な面）にある垂直型ＬＥＤを用いることもできる。以下の記載において、上部電極、下部電極は、垂直型ＬＥＤのｎ側電極あるいはｐ側電極のいずれかを指す。

＜第１実施形態＞
［透明基板］
本発明のブラックマトリクス基板１０１、１０２、１０３、１１０、１１１、１２０に適用できる透明基板（第１透明基板）１００の材料としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、ポリイミドフィルムを含むプラスチック基板など透明な基板を用いることができる。

なお、表示機能層及び、表示機能層を駆動する複数の薄膜トランジスタをマトリクス状に配設するアレイ基板とブラックマトリクス基板１０１、１０２、１０３、１１０、１１、１２０とを貼り合わせして表示装置を構成する場合には、アレイ基板及びブラックマトリクス基板の各々の基板材料は同じであることが好ましい。

なお、図１２、図１３、図１４、図１５に図示される、複数の発光素子がマトリクス状に配設された第２基板２００、３００は、上記透明基板１００の材料と同じであってよいが、黒やその他の色に着色した基板であっても良い。第２基板２００、３００は、サファイア基板であってよく、ＣＭＯＳ素子（トランジスタなど）を配設したシリコン基板であっても良い。バッファー層を介して、結晶成長させたＬＥＤ素子（発光素子）を配設したシリコン基板であっても良い。発光素子４１（青色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、赤色ＬＥＤ２３、青色ＬＥＤ２５含む）の実装は、低融点合金を用いたフリップチップ実装、異方性導電膜を用いた実装、あるいは金線などを用いたワイヤーボンディングなどであっても良い。

［散乱膜］
本発明では図１や図１２等に示すように、光の散乱膜１０を配設できる。
散乱膜１０は、例えば図１～図３に示すように、基本的には透明樹脂と透明粒子８の分散体である。透明粒子８には、前記したように、例えば、平均粒径が１μｍ以上３．０μｍ
以下の透明粒子を適用できる。透明粒子８には、光学的に等方な透明粒子を用いることができる。ここで「光学的に等方」とは、本発明の実施形態に適用される透明粒子が、ａ軸、ｂ軸、ｃ軸が各々等しい結晶構造を有するか、もしくは、アモルファスであって、光の伝播が結晶軸あるいは結晶構造に影響を受けず等方であることを意味する。

このような透明粒子として、例えばシリカ粒子は、非晶質構造（アモルファス）を有する。樹脂ビーズ等の樹脂の粒子として、屈折率を含めて様々な性質を有する粒子が知られており、これらの粒子を合わせ用いることができる。また、アクリル、スチレン、ウレタン、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミンなどの樹脂の粒子を併用してもよい。

散乱膜１０には、例えば、平均粒径が１．０μｍ以上３．０μｍ以下のミクロン単位の大きさの光散乱粒子を用いることが好ましい。つまり、可視光の波長より大きな粒子径を有する粒子を用いることにより、散乱膜１０として適切な光散乱性を得やすい。
また、平均粒径が０．２μｍ前後、あるいは０．１μｍ以下の透明微粒子を分散助剤の観点で併用しても良い。上記透明粒子８や透明微粒子を透明樹脂に、あるいは紫外線吸収剤を含む樹脂に分散させて散乱膜１０とすることができる。可視域透明で、３９０ｎｍ以下の紫外線を吸収できる酸化亜鉛の透明粒子、透明微粒子を用いることもできる。

紫外線吸収剤には、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物が挙げられる。紫外線吸収剤は、フェノール水酸基を持つことが好ましい。フェノール水酸基を持たせることにより、熱処理時にアルコキシメチル基やメチロール基などを有する化合物と架橋が可能となる。架橋させることで、硬膜後の長期保管で紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制し、信頼性を向上させることができる。紫外線吸収剤の添加量は、透明樹脂の固形分に対して、例えば、０．０５質量％以上１０質量％以下とすることができる。

散乱膜１０の厚みは、光の波長の長さより大きい透明粒子８の分散体でもあり、この関係で１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。５０μｍより厚く形成することもできるが、５０μｍより厚くすることによる散乱性の向上は少ない。むしろ、厚く形成することによる工程負荷、例えば塗布・乾燥などの作業時間に無駄を発生しやすい。
光の散乱は、透明樹脂への透明粒子の分散だけに限定する必要はない。たとえば、屈折率の異なる２種の樹脂を有機溶剤などに溶解させた分散液を用いて、塗布・乾燥することで、２種の樹脂の相分離を行い光散乱性を付与することも可能である。

なお、上記透明粒子８は、図１１に示す直下型バックライトユニット５１０に具備されるＬＥＤ２１、２２、２３、２５の活性層４９近傍に配設しても良い。
円偏光板を用いない表示装置では、透明粒子８が光学的等方である必要性はなくなり、透明粒子８の選択範囲を広げることができる。例えば、散乱膜１０に添加できる透明粒子８に、酸化亜鉛の粒子を用いることができる。酸化亜鉛は、４００ｎｍから７００ｎｍの可視域において、高い透過率を持つとともに３９０ｎｍ以下の紫外線を吸収できる。こうした観点から、円偏光板を用いない表示装置では、酸化亜鉛の透明粒子、透明微粒子をもちいることは意味がある。

散乱膜１０に、さらに紫外線吸収剤を加えることができる。波長変換層に用いる蛍光体や量子ドットの多くは、短い波長領域の光により２次光を励起しやすい。このことは、μＬＥＤなどＬＥＤディスプレイの画面に、太陽光など強い外光入射で目的としない発光を生じ、視認性低下させる恐れがある。外光による、波長変換層の目的としない発光を抑えるために、紫外線吸収剤を散乱膜１０に添加することができる。
また、散乱膜１０に添加した紫外線吸収剤は、青色ＬＥＤなど発光素子の発光に紫外線が含まれる場合に、これを吸収し、観察者の目に入ることを防止できる。

本発明は、後述するように（例えば、図１や図３）、散乱膜１０上に金属薄膜（光反射性マトリクス５）のパターンや、第２ブラックマトリクス３のパターンを積層する構成をとる。こうしたフォトリソグラフィを用いたパターン形成工程では、下地に光散乱性があると高精細なパターン形成が困難となる。
下地に光散乱性があると、３６５ｎｍなどの露光を散乱させ、パターンががたつき、パターンの解像が困難となってしまう。従って、フォトリソグラフィ工程では、散乱膜１０に３６５ｎｍなどの近紫外域の露光を吸収させ、露光光である紫外光の散乱を防ぐことが重要となる。

さらに、光散乱のために平均粒径が１．０μｍ以上３．０μｍ以下のミクロン単位の大きさの光散乱粒子を用いる場合、散乱膜１０の表面凹凸が大きくなり、これを平坦にする必要がある。即ち、本発明に関わる散乱膜１０は、光散乱機能を持つ部分と、紫外線吸収剤を含む樹脂層での平坦化膜としての紫外線吸収機能の部分との、２層構成とすることができる。

散乱膜１０に少量のカーボン、少量の青色顔料を含有させることは好ましい。例えば、樹脂を含む全固形分を母数として０．２質量％以上５質量％以下のカーボンを含有させることで、散乱膜１０の視認性を向上できる。散乱粒子の屈折率が高い場合、かつ、強い外光入射があると散乱膜が白っぽく視認されやすい。少量のカーボン添加で、これを改善できる。

また、散乱膜１０での光散乱や、表示装置内での光散乱、加えてバックライト内部での光散乱は、青色など短波長の光吸収を伴い、黄色みを帯びた表示となることが多い。
この黄色味改善のため、散乱膜１０に少量の青色顔料を含有させることは好ましい。例えば、樹脂を含む全固形分を母数として０．２質量％以上５質量％以下の青色顔料を含有させることで、散乱膜の黄色みを改善できる。
さらに、散乱膜１０に少量のカーボン、少量の青色顔料を含有させることで散乱膜１０を介した隣接画素への迷光の影響を低減できる。この迷光低減については、後に詳述する。

［ブラックマトリクス］
本発明に関わるブラックマトリクスは、樹脂にカーボンなど可視光吸収機能を持つ黒色顔料を分散させて用いることができる。

本発明に関わるブラックマトリクス基板では、アルミニウムなどの金属薄膜を後述する光反射性マトリクスとして用いる構成を提案している。アルミニウムなどの金属薄膜は、遮光性が高い。光反射性マトリクスの膜厚を、例えば、０．１０μｍ以上０．５μｍ以下の膜厚に設定することで膜厚方向の光透過をなくすことができる。

ゆえに、本発明に関わるブラックマトリクスには高い遮光性を要求しなくて良い。光学濃度ΔＯＤで、たとえば、２以上３以下の範囲で十分である。光学濃度４以上としても良いが、露光時間等の工程負荷を増やすことになる。光学濃度１以下の場合、外光の、アルミニウムなどの金属薄膜からの反射を視認しやすいため、表示装置の画質低下につながる恐れが出てくる。カーボンなど黒色顔料濃度やその膜厚は、上記光学濃度の範囲に設定できるカーボン濃度とすることができる。

以上のブラックマトリクスに関わる特徴は、第１ブラックマトリクス、第２ブラックマトリクスに共通である。第１ブラックマトリクスと第２ブラックマトリクスは、それぞれ平面視で格子状のパターンであり、第１方向（Ｘ方向）、第２方向（Ｙ方向）それぞれ線
幅中心を同じくして重なる。換言すれば、それぞれ複数の開口部の、平面視での中心位置も重なっている。

第１ブラックマトリクスと後述する光反射性マトリクスのパターン、それぞれも開口部を区画する格子状パターンとすることで、第１方向（Ｘ方向）、第２方向（Ｙ方向）それぞれ隣接画素への迷光影響を少なくして表示品位を向上できる。マトリクスパターンのどちらか一方、あるいは両方がストライプパターンである場合は、そのストライプパターン方向の隣接画素に迷光の悪影響が出やすい。

［光反射性マトリクス］
前記したように、アルミニウムやアルミニウム合金の金属薄膜は、０．１μｍを超える膜厚とすることで高い遮光性を持つ。また、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜は、高い光の反射率を持っている。光反射性マトリクスは、この光反射を活用し、発光ダイオードなどの光源からの発光を、光源側に戻し再利用するものである。

液晶表示装置やＬＥＤディスプレイの高精細化に伴い、開口部面積に対しブラックマトリクスの面積比率は増加している。６００ｐｐｉ、８００ｐｐｉ、さらには１０００ｐｐｉ以上の高精細化に伴って、ブラックマトリクス面積比率は、６０％を超え、７０％を超えてくるものがある（開口部面積比率は低下）。

本発明では、散乱膜を介して第１ブラックマトリクスと向かいあうように光反射性マトリクスを配設するか、あるいは、第１ブラックマトリクスと向かいあう第２ブラックマトリクスの裏面に光反射性マトリクスを配設する構成を提案している。

図５は、直下型バックライトユニットあるいは発光ダイオードなどの光源から出射される光Ｌ６が、光反射性マトリクス５で反射され光Ｌ７が光源側に戻る様子を示す部分断面図である。図１１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）２１、２２、２３が配設された直下型バックライトユニット５１０の部分断面図である。

このようにして反射された光（例えばＬ７）は、図１１に示す反射電極１８や隔壁２８、あるいはＬＥＤ２１、２２、２３など種々の部材にあたって再反射する。再反射光を活用することで表示装置の明るさ向上に寄与できる。
前述のように、青色光は反射や散乱により吸収されやすく、反射を繰り返すことにより表示に黄色みを帯びやすい。そのため散乱膜などにブラックマトリクス基板側の樹脂層に黄色みを弱める目的で青色顔料を添加することは、この観点からも有用である。
なお、直下型バックライトユニットに、光反射性の金属薄膜や増反射膜、反射シートを別途、設置しても良い。

図５には、画素Ｐ１から散乱膜１０に斜め方向から入射する光Ｌ１が、反射光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のように反射を繰り返して、隣接画素Ｐ２への光Ｌ５（迷光）として悪影響を与える状況が示されている。こうした図示、横方向の光の拡散は、散乱機能部分２の散乱膜１０あるいは紫外線吸収機能部分３の散乱膜１０に、カーボンや青色顔料を併せて分散させることで改善される。
また、第１ブラックマトリクス１、第２ブラックマトリクス４の２層による光吸収も、迷光の悪影響を改善する。

図３は、第１ブラックマトリクス１、第２ブラックマトリクス４、光反射性マトリクス５の図示を含むブラックマトリクス基板の部分断面図である。第１ブラックマトリクス１及び第２ブラックマトリクス４、あるいは第１ブラックマトリクスの線幅を、光反射性マトリクス５の線幅より広めに形成することが好ましい。

第２ブラックマトリクス４の配設がない場合、観察者２０の方向（Ｚで示す方向）の斜めから光反射性マトリクス５が視認されることがある。光反射性マトリクス５が観察者２０で視認されると、表示装置の表示品位を低下させる。
斜め方向からの視認性改善のため、第２ブラックマトリクス４を配設するが、第１ブラックマトリクス１の線幅Ａｘが光反射性マトリクス５の線幅Ｃｘと比較して十分に広い場合には、第２ブラックマトリクス４の形成を省いても良い。
第１ブラックマトリクス１の線幅Ａｘが光反射性マトリクス５の線幅Ｃｘと比較して広い場合に、第２ブラックマトリクス４の線幅Ｂｘと光反射性マトリクス線幅Ｃｘを等しくしても良い。
なお、図３ではＸＺ面での断面図であるためＸ方向での線幅のみ示したが、紙面に垂直なＹ方向の線幅Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙにおいても、同様な関係が成り立つ。

上記の線幅の関係をまとめれば、下式の関係になる。
Ａｘ ＞ Ｂｘ ≧ Ｃｘ ・・・・・ （１）
Ａｙ ＞ Ｂｙ ≧ Ｃｙ ・・・・・ （２）

光反射性マトリクス５の金属薄膜に含まれるアルミニウム合金には、ＭｏやＴｉなど高融点金属、あるいはＮｄ（ネオジム）など希土類を少量添加したアルミニウム合金が採用できる。反射率の観点からＮｄを０．２質量％以上３質量％以下（残部、不可避不純物）のアルミニウム合金が好ましい。Ｎｄが０．２質量％未満では、アルミニウムの結晶が粗大化あるいはヒロック形成のため反射率が低下しやすい。また、Ｎｄが３質量％を超えてくると反射率が低下する傾向となる。Ｎｄが０．２質量％以上３質量％以下の範囲にて、高い反射率を安定して再現しやすい。

なお、光反射性マトリクス５の金属薄膜として銀や銀合金を用いても良い。銀や銀合金は密着性が低いため、インジウム酸化物や亜鉛酸化物などを含む導電性酸化物で挟持する構成を適用できる。

以下に記載する第１実施形態の詳述では、本発明のブラックマトリクス基板のいくつかの実施例を示す。以下、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５の順で詳述する。

［実施例１］
図１を用いて、実施例１を説明する。図１は、当実施例１のブラックマトリクス基板１０１の部分断面図である。
ブラックマトリクス基板１０１は、透明基板１００上に第１ブラックマトリクス層１と散乱膜１０と光反射性マトリクス５とをこの順で積層する構成である。散乱膜１０は、透明粒子８を分散する光散乱機能部分２と、樹脂に紫外線吸収剤を分散させた紫外線吸収機能部分３の２層構成となっている。光散乱機能部分２にも紫外線吸収剤を添加、あるいは分散させても良い。

光反射性マトリクス５を覆うようにブラックマトリクス基板１０１上に透明樹脂層を積層することができる。透明樹脂層の厚みは、本発明に関わるブラックマトリクス基板を液晶表示装置に適用する場合に重要となることがある。透明樹脂層の厚みについては、後の実施例で詳述する。

［実施例２］
図２を用いて、実施例２を説明する。図２は、当実施例２のブラックマトリクス基板１０２の部分断面図である。

ブラックマトリクス基板１０２は、透明基板１００上に第１ブラックマトリクス層１と散乱膜１０と光反射性マトリクス５とをこの順で積層する構成である。光反射性マトリクス５は、チタンの金属薄膜４６上に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜４７の２層構成となっている。チタンの金属薄膜４６は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜４７の密着性向上の役割と、アルミニウムイオンの透明樹脂層（散乱膜）へのコンタミネーション防止の役割を担う。

散乱膜１０は、透明粒子８を分散する光散乱機能部分２と、樹脂に紫外線吸収剤を分散させた紫外線吸収機能部分３の２層構成となっている。光散乱機能部分２にも紫外線吸収剤を添加、あるいは分散させても良い。

光反射性マトリクス５を覆うようにブラックマトリクス基板１０２上に透明樹脂層を積層することができる。透明樹脂層の厚みは、本発明に関わるブラックマトリクス基板を液晶表示装置に適用する場合に重要となることがある。透明樹脂層の厚みについては、後の実施例で詳述する。

［実施例３］
図３、図４、図５を用いて、実施例３を説明する。
図３は、当実施例３のブラックマトリクス基板１０３の部分断面図である。ブラックマトリクス基板１０３は、透明基板１００上に第１ブラックマトリクス層１と散乱膜１０と第２ブラックマトリクス層４と光反射性マトリクス５とをこの順で積層する構成である。散乱膜１０は、透明粒子８を分散する光散乱機能部分２と、樹脂に紫外線吸収剤を分散させた紫外線吸収機能部分３の２層構成となっている。光散乱機能部分２にも紫外線吸収剤を添加、あるいは分散させても良い。

光反射性マトリクス５を覆うようにブラックマトリクス基板１０３上に透明樹脂層７を積層することができる。透明樹脂層７の厚みは、本発明に関わるブラックマトリクス基板を液晶表示装置に適用する場合に重要となることがある。透明樹脂層７の厚みについて、後の実施例で詳述する。

図４は、図３をＢ方向（光反射性マトリクス５からの方向）から見た部分平面図である。散乱膜１０の図示は省いている。

図５は、直下型バックライトユニットあるいは発光ダイオードなどの光源から出射される光Ｌ６が光反射性マトリクス５で反射され、光Ｌ７が光源側に戻る様子を示す部分断面図である。光反射性マトリクス５は、光源からの光Ｌ６を反射し、光源側に戻し、光源側からの戻りの光として再活用して表示装置の明るさをアップすることが主たる目的である。

また、図５には、散乱膜２に斜め方向から入射する光Ｌ１が、反射を繰り返して隣接画素Ｐ２への光Ｌ５（迷光）として悪影響を与える状況が示されている。こうした横方向の光の拡散は、散乱機能部分２の散乱膜１０あるいは紫外線吸収機能部分３の散乱膜１０に、カーボンや青色顔料をあわせ分散させることで改善される。

［実施例４］
図６、図８、図９を用いて、実施例４を説明する。
図６は、カラーフィルタ９（赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、青フィルタＢ）を構成に含むブラックマトリクス基板１１０の部分断面図である。

第１ブラックマトリクス１上に、赤フィルタＲ，緑フィルタＧ，青フィルタＢが、隣接する形で配設されている。カラーフィルタ９（赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、青フィルタＢ）上には、散乱膜１０、第２ブラックマトリクス４、光反射性マトリクス５、透明樹脂層７をこの順で積層している。透明樹脂層７は平坦化膜の役割を担う。実施例２で示すブラックマトリクス基板１１０を液晶表示装置に適用する場合に透明樹脂層７の存在、あるいは膜厚が重要になることがある。この点は、後述する。

図８は、図６をＡ方向（観察者からの視認方向）から見た部分平面図である。

図９は、図６をＢ方向（光反射性マトリクス５からの方向）から見た部分平面図である。図９では、第２ブラックマトリクスの図示を省略している。

図８に示すように第１ブラックマトリクス１は、画素（図８、図９ではＲ、Ｇ、Ｂで代替図示）を、線幅Ａｘと線幅Ａｙで区分する格子状のパターンとなっている。図９に示すように、光反射性マトリクス５は、画素Ｒ、Ｇ、Ｂを、線幅Ｃｘと線幅Ｃｙで区分する格子状のパターンとなっている。図示を省いた第２ブラックマトリクスも同様に、線幅Ｂｘと線幅Ｂｙで区分する格子状のパターンとなっている。

カラーフィルタ９（赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、青フィルタＢ）は、一方向（図ではＹ方向）に延伸するストライプパターンの赤フィルタ１１、緑フィルタ１２、青フィルタ１３となっている。カラーフィルタ９を平坦性の良いストライプパターンで形成し、少なくとも、第１ブラックマトリクス１と光反射性マトリクス５を格子状のパターンとすることで、隣接画素への迷光の影響を抑制できる。

第１ブラックマトリクス１あるいは光反射性マトリクス５がストライプパターンである場合、このストライプの方向に迷光の影響が出やすい。カラーレジストの塗布形成の観点から、ストライプ方向である方が、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタのそれぞれ平坦性向上に向いている。

光反射性マトリクスのパターン形状は、平面視で複数の矩形の開口部を持つ格子状のパターンであることが望ましい。矩形は、正方形状、長方形状を含む。個々の発光素子の駆動や、ローカルディミング駆動では、迷光が隣接画素に入りにくい格子状の光反射性マトリクスのパターン形状が良い。換言すれば、それぞれの矩形の開口部は、少なくとも、光反射性マトリクス５と第１ブラックマトリクスで区分される。

［実施例５］
図７は、図６に示したブラックマトリクス基板１１０の、第１ブラックマトリクス１を含むカラーフィルタ９と、透明基板１００との界面に、反射率低減層５１を挿入した構成のブラックマトリクス基板１１１の部分断面図である。

反射率低減層５１は、少なくともカーボンと、透明粒子と、樹脂との分散体である。反射率低減層５１は、カーボンを主な顔料として含有する樹脂分散体であり、可視光に対する反射率低減層５１の透過率を５０％以上９９．５％以下の範囲とすることが好ましく、この透過率の観点から、カーボンの樹脂分散体への添加量を調整する。反射率低減層５１には、紫外線吸収剤や青色顔料をさらに加えても良い。前記透明粒子は、ブラックマトリクス基板１１１を、偏光板を具備する液晶表示装置や有機ＥＬに適用する場合、光学的に等方な構造をもつ透明粒子とすることが好ましい。

反射率低減層５１を配設することで、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視域の範囲において、第１ブラックマトリクス層１及び着色層と、透明基板１００との界面での反
射率を、０．０１％以上１．０％以下の範囲内とすることができる。ここでの反射率は、アルミニウム膜の反射率を基準（１００％）として、透明基板及び透過率調整層５１を介して測定される反射率である。図示のカラーフィルタ９は、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタであるが、他の色に着色したカラーフィルタであってもよい。

当実施例５は、反射率低減層５１を加えたことを除けば、図６のブラックマトリクス基板１１０と同じであるので、以下の詳述は省く。

［実施例６］
図１０は、実施例４で説明したブラックマトリクス基板１１０に、さらに波長変換層３４、３３を積層したブラックマトリクス基板１２０の部分断面図である。透明樹脂層は、薄膜で形成しても良いし、あるいは透明樹脂層の形成を省いても良い。

発光素子が、図１３に示すような青色ＬＥＤ２５もしくは紫外発光を含むＬＥＤである場合、フルカラー表示のための緑色と赤色の光を得るために、青色光や紫外光を１次励起光として緑色蛍光体及び赤色蛍光体の発光を活用する。換言すれば、波長変換層を用いて青色以外の、緑色と赤色の光を２次発光として得るものである。

波長変換層３３、３４には、量子ドットや有機蛍光色素を用いることもできるが、例えば平均粒径が１μｍ以上２０μｍ以下の範囲内にある蛍光体を用いることが変換効率の観点で好ましい。１０μｍを超える大きめの蛍光体をカットし、平均粒径を１μｍ以上１０μｍ以下とすることにより、蛍光体層の厚みを薄くできる。

波長変換層３３、３４には、緑色蛍光体と赤色蛍光体の混合層、あるいは緑色蛍光体層と赤色蛍光体層の２層の蛍光体積層構成を用いることができる。蛍光体層の厚み方向には、蛍光体が実質、２個以上５個以下積み重なることが良い。２個未満では、１次励起光から２次発光への変換が不十分となり、５個を超えると逆に変換効率が低下しやすい。

しかしながら、赤色蛍光体は、緑色蛍光体の２次励起光である緑色の光を吸収してしまい、全体として著しく発光効率を低下することがある。この発光効率低下を解消するために、光源である青色ＬＥＤの近い位置に赤色蛍光体層を配し、青色ＬＥＤから遠い位置に緑色蛍光体層を配置する構成が有効である。長波長の赤色光は、緑色蛍光体を励起しにくく、発光効率を低下させることが少ない。青色ＬＥＤの近い位置に赤色蛍光体層を配することで、発光効率低下を抑制することができる。

蛍光体や量子ドットは、透明樹脂への分散性は良いものでなく、凝集しやすい。赤色蛍光体層の中での赤色蛍光体の凝集、青色蛍光体層の中での青色蛍光体の凝集はそれぞれの蛍光体層での発光効率を低下させる。これを避けるため、透明粒子をそれぞれ蛍光体と分散させることが好ましい。この透明粒子は、光の波長よりやや大きめの、例えば、平均粒子径１μｍ以上３μｍ以下の、アモルファスのシリカ粒子が好適である。特定の結晶構造を持たないシリカ粒子は、光の偏光崩れを生じさせない。

青色ＬＥＤの近い位置に赤色蛍光体層を配し、遠い位置に緑色蛍光体層を配置する構成及びシリカ粒子を共分散させる構成は、さらに以下の複数の利点を持つ。
赤色蛍光体は、緑色蛍光体より屈折率が高く、緑色蛍光体層を視認側に持ってくる構成の方が、低い反射率を得やすい。また、シリカ粒子は、これら蛍光体より低屈折率であるので、シリカ粒子と蛍光体との分散は、観察者方向からの視認性改善のための低反射率化の観点でも有効となる。
シリカ粒子など透明粒子の平均粒径は、たとえば、１μｍ以上３μｍ以下の範囲から選択できる。分散改善のため、シリカなどの透明微粒子（例えば数十ｎｍから数百ｎｍ）を
さらに加えても良い。

赤色蛍光体や緑色蛍光体は、比重が高いため、単純な樹脂塗布液では、塗布時に蛍光体が沈降しやすい。シリカ粒子の共分散によって、分散が均一なものとすることができる。
赤色蛍光体、緑色蛍光体、透明粒子などの透明樹脂への分散には、界面活性剤を添加することができる。母材となる透明樹脂は、アクリル樹脂、シリコーン樹脂など耐光・耐熱性ある透明樹脂が好ましい。粒子径数十ｎｍ程度の量子ドットなどで蛍光体の表面を覆うような表面処理を行っても良い。

また、蛍光体の発光には、粒径依存性がある。ＬＥＤからの青色１次光を緑や赤の波長への変換は蛍光体の粒径が大きいほうが、変換効率が高い。しかし、蛍光体の大粒径化は沈降速度を速くし、色度ばらつき増加及び歩留まり低下を招く。

粒径の大きな蛍光体の沈降性を遅くするために、表面に透光性微粒子の付着した透明微粒子付き蛍光体を形成することができる。透明微粒子は、蛍光体とは異なる材料からなり、その粒径も蛍光体よりも小なる粒子である。
透明微粒子としては、例えば、シリカなどの可視光線及び紫外線に対して透過性の良い粒子を用いることができる。シリカなどの透明微粒子や蛍光体を表面改質（例えば、官能基を付着させる）することにより、硬化前の液状の樹脂に対して親媒性を高めることができる。この結果、沈降速度を遅くできる。

また、微粉末を付着すると、蛍光体粒子同士の結合は起きにくくなり、大粒径化による沈降を抑制できる。透明微粒子の平均粒径は、０．０１μｍ～０．０８μｍの範囲内であることが望ましい。平均粒径が０．０８μｍを超えると微粒子の表面積が小さくなり、樹脂との親媒性を高める効果が小さくなる。一方、透明微粒子の平均粒径が０．０１μｍを下回ると、微粒子同士が凝集しやすくなる。その結果、蛍光体の表面に付着させるための処理液として望ましい単分散のコロイド状態になりにくくなる。

なお、色変換層中の各組成物の固形分濃度は、例えば、透明樹脂は２０質量％以上８０質量％以下、赤色蛍光体は、例えば、１０質量％以上４０質量％以下、シリカ粒子を５質量％以上１５質量％以下の溶剤分散体とすることができる。緑色蛍光体では、例えば、１０質量％以上３５質量％以下、シリカ粒子を５質量％以上１５質量％以下の溶剤分散体とすることができる。微量の界面活性剤を併用しても良い。シリカ粒子など透明粒子を加えて分散することで、蛍光体の凝集や沈降を防いで変換効率を上げることができる。

また、シリカ粒子など透明粒子の共分散により、塗布液として安定性を向上でき、スリットコーターなど一般的な塗布装置にて生産性高く形成できる。インクジェット塗布装置は、高価で、生産性が低い。ただし、それぞれ蛍光体の変換効率や、それぞれ蛍光体層の厚みなどの要因により、上記添加割合や塗布液粘度などは調整される。

波長変換層に用いる蛍光体として、例えば、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、Ｔｂ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、ＢａＹ₂ＳｉＡｌ₄Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、Ｃａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、ＣａＳｃ₂Ｏ₄：Ｃｅ³⁺、Ｂａ₃Ｓｉ₆Ｏ₁₂Ｎ₂：Ｅｕ²⁺、β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ²⁺、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ²⁺、ＬａＳｉＮ：Ｃｅ³⁺、ＣａＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ²⁺、Ｌｕ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺（ＬＡＧ）又はＳｒＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ²⁺（ＢａＭｇ）Ａ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、（ＳｒＢａ）Ａｌ₁₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺、（ＢａＭｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇－Ｓｒ₂Ｂ₂Ｏ₅：Ｅｕ²⁺、（ＢａＣａＭｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ₂＋、Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈－２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺、Ｚｒ₂ＳｉＯ₄、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｂａ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺等が挙げられる。

また、緑色蛍光体として、例えば、Ｂａ及びＳｒから選択される１種以上の元素を含む第一元素と、ＭｇとＭｎを含む第二元素と、を含む組成を有する、アルミン酸塩蛍光体が挙げられる。また、赤色蛍光体として、Ｋ₂ＳｉＦ₆：Ｍｎ⁴⁺、Ｋ₂（Ｓｉ，Ｇｅ）Ｆ₆：Ｍｎ⁴⁺、Ｋ₂ＴｉＦ₆：Ｍｎ⁴⁺の赤色蛍光体が挙げられる。

上記した波長変換層３４、３３に適用可能な蛍光体は、後述する第２実施形態の波長変換層にも適用できる。

当実施例６の、第１ブラックマトリクス１、カラーフィルタ９、散乱膜１０、第２ブラックマトリクス４、光反射性マトリクス５などの構成要素は、前述した実施例と同様であるので、記載を省く。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、上記、本発明のブラックマトリクス基板をＬＥＤディスプレイや液晶表示装置などの表示装置に適用したものである。以下、第２実施形態の実施例７、実施例８、実施例９、実施例１０につき、詳述する。

［実施例７］
図１２を用いて実施例７を説明する。図１２は、実施例３のブラックマトリクス基板１０３と、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３が実装されたアレイ基板２１０を向かい合うように貼り合わせてなるＬＥＤディスプレイ６００の部分断面図である。ブラックマトリクス基板１０３とアレイ基板２１０は、例えば、シリコーン系樹脂を介して接着されている。

実施例７での赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３は、全画素数のそれぞれ１／３の個数にて画素ピッチに合わせて配設されている。一画素には少なくとも２個の薄膜トランジスタがそれぞれ配設されている。発光素子（赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３）は、隔壁２８などで区分することができる。光反射性マトリクス５に当たった発光素子からの光は、光源（発光素子）側に反射され、再利用される。

個々の発光素子は、図１１に示すような構造をとることができる。例えば、赤色ＬＥＤ２１は下部電極１７を介して反射電極１８上に実装される。赤色ＬＥＤ２１の上部電極１６は、コンタクトホール１５を介してＬＥＤ共通電極１４と連携される。
なお、こうした発光素子の実装は、図１１の構成をとらずに、金線などワイヤーボンディングなど他の実装技術を用いても良い。発光素子（赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３、あるいは青色ＬＥＤ２５）が配設されたアレイ基板を光モジュールと呼ぶ。たとえば、本発明のブラックマトリクス基板と、仕様の異なる光モジュールを組み合わせることで種々の表示装置を提供できる。

図１２に示すように、散乱膜１０の厚み方向に、第１ブラックマトリクス１と光反射性マトリクス５（および第２ブラックマトリクス４）が位置するため、隣接画素への迷光の影響を抑制できる。言い換えば、隣接画素へ入射する斜め光を減らすことができる。

散乱膜１０の厚み、ブラックマトリクス１の線幅（ｏｒ画素開口率）、散乱粒子密度は、当ＬＥＤディスプレイの全体サイズや用途により適宜調整される。

カバーガラスや、タッチパネル、充電や通信用のアンテナを当ＬＥＤディスプレイに実装しても良い。

［実施例８］
（・・・マイクロＬＥＤ ６１０）
図１３を用いて、実施例８を説明する。図１３は、実施例６で示したブラックマトリクス基板１２０と、青色ＬＥＤ２５である発光素子を実装したアレイ基板２１０を向かい合わせ貼り合わせてなるＬＥＤディスプレイ６１０の部分断面図である。ブラックマトリクス基板１２０とアレイ基板２１０は、例えば、シリコーン系樹脂を介して接着されている。

複数の青色ＬＥＤ２５の間には、隔壁を形成していないが、隔壁を形成しても良い。

青色ＬＥＤ２５から出射された青色光は、赤色蛍光体層３３、緑色蛍光体層３４で、カラー表示に必要な赤色光、緑色光に変換され、一部は青色光のまま観察者２０側に出射される。換言すれば、波長変換層３３、３４を経て 赤・緑・青の波長を含む白色光がそれぞれ画素開口部から出射される。複数の青色ＬＥＤ２５は、それぞれの画素（アレイ基板２１０）に配置される薄膜トランジスタで駆動される。

波長変換層３３、３４を経た赤・緑・青の波長を含む白色光は、光反射性マトリクス５で一部反射され、光源（発光素子）側に反射され、再利用されて、当ＬＥＤディスプレイの輝度向上に寄与する。カラーフィルタ９は、上記白色光の色分離を行う。

図１６に示した従来構成の液晶表示装置では、拡散板４２（散乱膜に相当）、波長変換シート４３（波長変換層に相当）が液晶パネル４０から遠い位置にあったため、十分なローカルディミング駆動ができなかった。しかし、当実施例８では、散乱膜１０及び波長変換層３３、３４が、第１ブラックマトリクス１及び光反射性マトリクス５の近傍にあるため、効果のあるローカルディミング駆動が可能となる。
波長変換層（赤色蛍光体層３３、緑色蛍光体層３４）の厚み、また、赤色蛍光体層３３及び緑色蛍光体層３４のそれぞれ蛍光体粒子密度や分散状態は、当ＬＥＤディスプレイの使用目的などにより調整することができる。

［実施例９］
（・・・ｍＬＥＤ（液晶） ７００）
図１４を用いて、実施例９を説明する。図１４は、実施例５に記載のブラックマトリクス基板１１１と、液晶層３０を介してアレイ基板３１０とを貼り合わせてなる液晶表示装置７００である。アレイ基板には、液晶を駆動する薄膜トランジスタが、それぞれの画素電極２６にそれぞれ少なくとも１個接続されている。液晶層３０は、画素電極２６と共通電極２７間のフリンジ電界で駆動するＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）方式である。なお、液晶は、ＦＦＳに限らず、ＶＡ（垂直配向）ほかの液晶であっても良い。配向膜の図示は省略した。

２枚の偏光板３１、３２を用いる液晶表示装置の場合、偏光解消の懸念のある波長変換層は偏光板の外側に配置する。なお、偏光板をインセル形態で液晶層３０に近接する場合も、波長変換層は、２枚の偏光板の外側に配置することが望ましい。
図１４では、波長変換層である赤色蛍光体層３３、緑色蛍光体層３４は、第２偏光板３２と接着層５２を介して貼り合わせている。接着層５２には、たとえば、変性シリコーン樹脂、あるいは変性シリコーン樹脂にエポキシ樹脂やアクリルなどを添加した樹脂などを適用できる。

波長変換層の下には、２枚のプリズムシートを配して、さらに、発光素子（青色ＬＥＤ２５）を備える直下型バックライトユニット４１０がある。発光素子は、複数の青色ＬＥＤを具備する発光ユニット２４として隔壁２８で区画されている。

図示は説明のため簡略化しているが、発光ユニット２４内の青色ＬＥＤの数は、３個に
限定するものでない。発光ユニット２４の単位でローカルディミング駆動されるが、この時のローカルディミング対象の画素は、たとえば数百個から数千個程度であれば良く、画素数を限定するものでない。
対象画素数が多いほうが、発光ユニット形成のためのコストを下げることができる。ローカルディミング対象の画素が、その区画内で均一な表示となるよう、青色ＬＥＤの個数、配置位置、大きさを調整する。発光素子の実装手段も限定するものでなく、フリップチップボンディングやワイヤーボンディング、異方性導電膜の手段で実装しても良い。
図では、図１１の拡大図で示すようにＬＥＤ共通電極１４を、コンタクトホール１５を介して上部電極と接続する方法をとっている。

バックライトユニットの個々、発光素子は薄膜トランジスタで駆動することが望ましい。
図１６に示した従来構成の液晶表示装置では、拡散板４２（散乱膜に相当）、波長変換シート４３（波長変換層に相当）が液晶パネル４０から遠い位置にあったため光の散乱が影響し、十分なローカルディミング駆動ができなかった。しかし、当実施例９では、散乱膜１０が、第１ブラックマトリクス１及び光反射性マトリクス５の近傍にあり、波長変換層である赤色蛍光体層３３、緑色蛍光体層３４が液晶層３０により近い位置にあるため、高い品質でのローカルディミング駆動が可能となる。

［実施例１０］
（・・・ｍＬＥＤ（液晶）７１０）
図１５及び図１１を用いて実施例１０を説明する。
図１５は、実施例３で説明したブラックマトリクス基板１０３と、液晶層３０を介してアレイ基板３１０とを貼り合わせてなる液晶表示装置７１０である。アレイ基板３１０には、液晶を駆動する薄膜トランジスタが、それぞれの画素電極２６にそれぞれ少なくとも１個接続されている。液晶表示装置の下部には、プリズムシート２９を介して直下型バックライトユニット４１０が具備されている。
液晶層３０は、画素電極２６と共通電極２７間のフリンジ電界で駆動するＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）方式である。なお、液晶は、ＦＦＳに限らず、ＶＡ（垂直配向）ほかの液晶であっても良い。また、プリズムシート２９の上面又は下面に接するように拡散板を配置してもよい。

図１１は、複数の発光ユニット２４を具備する直下型バックライトユニット５１０の部分拡大図である。
発光ユニット２４は、隔壁２８で区画される発光ユニット２４内に複数の赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３を具備する。発光ユニット２４内の複数の赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３は、その発光ユニットで表示すべき色、明るさで、赤色、緑色、青色の強度を調整した発光を行う。発光素子の個別駆動のため、個々、発光素子は薄膜トランジスタで駆動することが望ましい。なお、発光ユニット２４内のＬＥＤは、前記実施例８の直下型バックライトユニット４１０の構成（図１４参照）では、すべて青色ＬＥＤ２５となる。

図１１は説明のため簡略化しているが、発光ユニット２４内の赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３の数（あるいは青色ＬＥＤ２５の数）は、合計３個に限定するものでない。発光ユニット２４の単位でローカルディミング駆動されるが、この時のローカルディミング対象の画素は数百個～数千個と、これも画素数を限定するものでない。対象画素数が多いほうが、発光ユニット形成のためのコストを下げることができる。

ローカルディミング対象の画素が、その区画内で均一な表示となるよう、赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３の個数（あるいは青色ＬＥＤ２５の個数）、配置位置、大きさを調整する。発光素子の実装手段も限定するものでなく、フリップチップボン
ディングやワイヤーボンディング、異方性導電膜の手段で実装しても良い。

図１１の拡大図で示すようにＬＥＤ共通電極１４を、コンタクトホール１５を介して上部電極と接続する方法をとっている。赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３の厚みが異なる場合、コンタクトホールの深さや下部電極等の厚みで調整することができる。

一般にＬＥＤ発光素子は、図１１の赤色ＬＥＤ２１、緑色ＬＥＤ２２、青色ＬＥＤ２３（あるいは青色ＬＥＤ２５）のそれぞれｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に、発光層となる活性層４９を備えている。活性層４９で発光した光の大半は、上部電極を介して上方に出射される。このとき、一部の光は、活性層４９から図示の横方向に出射される。横方向の光５０を有効に使うため、活性層４９近傍に透明粒子８を配置させることは好ましい。透明粒子８で散乱された光は、反射電極１８や隔壁２８で反射され活用される。

ＦＦＳ方式を利用した液晶表示装置において生じ易い別の課題を次に説明する。
図１７は、ＦＦＳ方式を利用した液晶表示装置を模式的に示す断面図である。図１７に示すようにＦＦＳ方式を利用した液晶表示装置では、液晶駆動を行うための電極として、櫛歯状電極の画素電極２６と、共通電極２７とが、通常、絶縁膜を介してアレイ基板３２０上に形成されている。

画素の開口率を落とさないために画素電極２６及び共通電極２７の各々は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等と呼称される材料で形成された透明電極である。液晶層３０の液晶分子は、画素電極２６と共通電極２７の間に生じるフリンジ電界で駆動される。また、液晶層３０とカラーフィルタ９との間には、絶縁層３７が設けられている。

このような構成を具備する表示装置用基板において、画素電極２６と共通電極２７との間に形成される電気力線３５は、カラーフィルタ９等が絶縁体であるため、図１７に示すように、およそ、表示装置用基板の面に対して垂直方向に伸びる。電気力線３５の形状に大きな歪みがなければ、液晶層３０の基板面に水平に配向された液晶分子は、液晶層３０の厚さ方向に直交する方向（水平方向）に対して均一に平行に回転し、高い透過率を確保することができる。

ＦＦＳ方式を利用した液晶表示装置において生じ易い別の課題を図１８を用いて説明する。

図１８は、ＦＦＳ方式を利用した液晶表示装置の液晶駆動を示す模式的に示す断面図である。カラーフィルタ９が形成される透明基板上に導電層が積層されたときの問題点を説明する図である。例えば、カラーフィルタ９上に透明樹脂である絶縁層３７が設けられ、絶縁層３７上にＩＴＯである導電膜３９が設けられ、導電膜３９上に液晶層３０が位置する液晶表示装置を示している。

図１８においては、導電膜３９によって、電気力線３５が液晶表示装置の内部に閉じ込められる状況が示されている。図１８では、液晶層３０内で電気力線３５が変形し、液晶分子の動作不十分となる。従って、液晶層３０の液晶分子の回転が不十分となり、光の透過率が大きく低下する。ＦＦＳ方式を利用した液晶表示装置では、対向基板側のカラーフィルタ９の画素開口部に導電膜３９があると、十分な光の透過率が得られない。

ところが、本発明者らが提案する技術は、図１４、図１５に示すように、画素開口部１９には導電性の膜は存在しない。ただし、第１ブラックマトリクス１の下部に、アルミニウム等で形成される光反射性マトリクス５が、第１ブラックマトリクス１とほぼ同じパタ
ーン形状で存在する。ゆえに、光反射性マトリクス５のパターンエッジ近傍が液晶分子の回転に、若干の影響を与える可能性がある。

この若干の影響を減らす目的で、透明樹脂層７の厚みを大きくとることで、透明樹脂層７の絶縁層の方向に電気力線がそのまま延伸されることが良いと判断される。例えば、液晶分子の回転を十分なものとするために、透明樹脂層７の厚みを液晶層３０より厚く設定することの技術手段をとることができる。

なお、蛍光体や量子ドットによる２次発光は一般的に非偏光であり等方散乱である。このため蛍光体を含む波長変換層をインセル化（液晶セルへの内填）を行う場合、偏光板も合わせインセル化することが望ましい。

また、図１４や図１５において、カバーガラス、タッチパネル、配向膜、液晶層の厚みを確保するためのスペーサ、薄膜トランジスタ、また偏光板等の光制御素子や拡散板の図示は省略している。

本実施例１０は、図１５で示されるようにカラーフィルタと波長変換層を省くことができるシンプルな液晶表示装置である。
上述の実施形態に係るブラックマトリクス基板を具備した表示装置は、種々の応用が可能である。上述の実施形態に係る表示装置が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、光通信機器、ＩＣカードなどの電子デバイス等が挙げられる。

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。本発明の実施形態に係る表示装置が搭載された電子デバイスには、さらにアンテナを搭載して通信や非接触での受電給電を行うことが望ましい。

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規定されている。

１ ・・・第１ブラックマトリクス
２ ・・・散乱膜の散乱機能部分
３ ・・・散乱膜の紫外線吸収機能部分
４ ・・・第２ブラックマトリクス
５ ・・・光反射性マトリクス （金属薄膜）
７ ・・・透明樹脂層
８ ・・・透明粒子
９ ・・・カラーフィルタ
１０・・・散乱膜
１１・・・ストライプパターンの赤フィルタ
１２・・・ストライプパターンの緑フィルタ
１３・・・ストライプパターンの青フィルタ
１４・・・ＬＥＤ共通電極
１５・・・コンタクトホール
１６・・・上部電極
１７・・・下部電極
１８・・・反射電極
１９・・・画素開口部
２０・・・観察者
２１・・・青色ＬＥＤ
２２・・・緑色ＬＥＤ
２３・・・赤色ＬＥＤ
２４・・・発光ユニット
２５・・・青色ＬＥＤ
２６・・・画素電極
２７・・・共通電極
２８・・・隔壁
２９・・・プリズムシート
３０・・・液晶層
３１・・・第１偏光板
３２・・・第２偏光板
３３・・・赤色蛍光体層
３４・・・緑色蛍光体層
３５・・・電気力線
３６・・・等電位線
３７・・・絶縁層（透明樹脂）
３８・・・透明基板
３９・・・導電膜（ＩＴＯ）
４０・・・液晶パネル
４１・・・発光素子（青色ＬＥＤ）
４２・・・拡散板
４３・・・波長変換シート
４４・・・プリズムシート
４５・・・直下型バックライトユニット
４６・・・チタンの金属薄膜
４７・・・アルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜
４８・・・開口部
４９・・・活性層
５０・・・横方向の出射光
５１・・・反射率低減層
５２・・・接着層

１００・・・透明基板
１０１、１０２、１０３、１１０、１１１、１２０・・・ブラックマトリクス基板
２００・・・第２基板
２１０・・・アレイ基板
３００・・・第３基板
３１０、３２０、３３０・・・アレイ基板
４００・・・第４基板
４１０、５１０・・・直下型バックライトユニット
５００・・・第５基板
６００、６１０・・・ＬＥＤディスプレイ
７００、７１０・・・液晶表示装置
８００・・・従来の液晶表示装置

Ａｘ、Ａｙ・・・第１ブラックマトリクスの線幅
Ｂｘ、Ｂｙ・・・光反射マトリクスの線幅
Ｃｘ、Ｃｙ・・・第２ブラックマトリクスの線幅
ｃ－ＬＥＤ ・・・ｃ画素直下にある発光素子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７・・・光（入射光、反射光、迷光など）
Ｒ ・・・赤フィルタ
Ｇ ・・・緑フィルタ
Ｂ ・・・青フィルタ
Ｐ１ ・・・画素
Ｐ２ ・・・画素（隣接画素）

Claims (25)

1. 複数の発光素子を光源とする表示装置用のブラックマトリクス基板において、
   透明基板と、
   前記透明基板の一の面に、平面視で第１方向に線幅Ａｘ、第２方向に線幅Ａｙとで区画された複数の開口部を具備する第１ブラックマトリクスと、
   前記第１ブラックマトリクスを覆うように配設され、かつ、光散乱機能と紫外線吸収機能を具備する散乱膜と、
   前記散乱膜上に、前記線幅Ａｘ、前記線幅Ａｙのそれぞれ中心で重なるよう区画され、第１方向に線幅Ｃｘ、第２方向に線幅Ｃｙで区画された複数の開口部を持つ光反射性マトリクスと、を少なくとも備える、ブラックマトリクス基板。
2. 前記光反射性マトリクスが、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜を含む光反射性マトリクスである、請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
3. 前記光反射性マトリクスが、チタンと、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の２層の金属薄膜である光反射性マトリクスである、請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
4. 前記アルミニウム合金が、アルミニウムとネオジムの合計質量を母数にして、０．２質量％以上３質量％以下のネオジムを添加したアルミニウム合金である、請求項１または請求項２に記載のブラックマトリクス基板。
5. 前記光反射性マトリクスが、前記散乱膜と前記光反射性マトリクスの間に、前記線幅Ａｘ、前記線幅Ａｙのそれぞれ中心で重なるよう区画され、第１方向に線幅Ｂｘ、第２方向に線幅Ｂｙで区画された複数の開口部を持つ第２ブラックマトリクスを備える、請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
6. 前記線幅Ａｘ、前記線幅Ｂｘ、前記線幅Ｃｘ、前記線幅Ａｙ、前記線幅Ｂｙ、前記線幅Ｃｙは、下式（１）および（２）の関係にある、
   請求項５に記載のブラックマトリクス基板。
   Ａｘ ＞ Ｂｘ ≧ Ｃｘ ・・・・・ （１）
   Ａｙ ＞ Ｂｙ ≧ Ｃｙ ・・・・・ （２）
7. 前記散乱膜が、光学的に等方な透明粒子を含む散乱膜である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
8. 前記散乱膜が、酸化亜鉛の粒子を含む散乱膜である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
9. 前記散乱膜が、前記第１ブラックマトリクス上に、光散乱機能を持つ第１樹脂層と、紫外線吸収機能を持つ第２樹脂層との２層をこの順で積層した散乱膜である、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
10. 前記散乱膜が、屈折率の異なる２種の樹脂を含む、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
11. 前記散乱膜の厚みが、１μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
12. 前記散乱膜が、透過率調整剤としてカーボンを少なくとも含む散乱膜である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
13. 前記散乱膜が、透過率調整剤として青色顔料を少なくとも含む散乱膜である、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
14. 複数の発光素子が、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを含み、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板を具備する、ＬＥＤディスプレイ。
15. 複数の発光素子が、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを含み、複数の赤色発光ダイオードと複数の緑色発光ダイオードと複数の青色発光ダイオードとで１単位の発光ユニットを構成し、複数の前記発光ユニットを直下型バックライトとして備え、かつ、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板とを具備する液晶表示装置であって、
    少なくとも、第１偏光板と、前記ブラックマトリクス基板と、液晶層と、アクティブ素子を備えるアレイ基板と、第２偏光板と、プリズムシートを含む光学シートと、前記直下型バックライトとを、この順で具備する液晶表示装置。
16. 断面視で前記第１ブラックマトリクスと前記散乱膜との間に、かつ、平面視で前記ブラックマトリクスのそれぞれ開口部に、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタのいずれかを配設し、前記散乱膜及び前記光反射性マトリクスを覆うように波長変換層を積層した、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
17. 前記波長変換層が、赤色蛍光体層と緑色蛍光体層をこの順で積層した波長変換層であり、前記赤色蛍光体層が、赤色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体であり、前記緑色蛍光体層が、緑色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体である、請求項１６に記載のブラックマトリクス基板。
18. 複数の発光素子が複数の青色発光ダイオードであり、前記青色発光ダイオードと複数の薄膜トランジスタを配設する光モジュール基板を、透明基板の一の面と向かいあうように貼り合わせてなる、請求項１から請求項１３、請求項１６、及び請求項１７のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板を具備するＬＥＤディスプレイ。
19. 断面視で前記ブラックマトリクスと前記散乱膜との間に、かつ、平面視で前記ブラックマトリクスのそれぞれ開口部に、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタのいずれかを配設した、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のブラックマトリクス基板。
20. 請求項１９に記載のブラックマトリクス基板を具備する液晶表示装置であって、
    少なくとも、第１偏光板と、前記ブラックマトリクス基板と、液晶層と、アクティブ駆動素子を備えるアレイ基板と、第２偏光板と、波長変換シートと、プリズムシートを含む光学シートと、前記複数の発光素子を配設する直下型バックライトユニットを、この順で具備する液晶表示装置。
21. 前記複数の発光素子が、青色発光ダイオードである、請求項２０に記載の液晶表示装置。
22. 前記第２偏光板と前記直下型バックライトユニットとの間に前記波長変換シートを具備する、請求項２０または請求項２１に記載の液晶表示装置。
23. 前記波長変換シートが、前記直下型バックライトユニットに向かう方向に、かつ、前記波長変換シート上に、赤色蛍光体層と緑色蛍光体層をこの順で積層した波長変換シートである、請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
24. 前記赤色蛍光体層が、赤色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体であり、前記緑色蛍光体層が、緑色蛍光体と透明粒子の樹脂分散体である、請求項２３に記載の液晶表示装置。
25. 前記第２偏光板が、接着層を介して前記波長変換シートを貼り合わせてなる偏光板である、請求項２０から請求項２４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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