JP7501569B2 - ブラックマトリクス基板及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ブラックマトリクス基板及び表示装置に関する。
表示装置において、発光ダイオードなどの発光素子は、例えば、バックライトユニットの光源として、又は、画素若しくはサブ画素の構成要素として利用されている。そのような表示装置では、発光素子又は画素若しくはサブ画素を互いから区画する隔壁を設けることがある（特許文献１乃至４を参照）。隔壁は、例えば、発光素子が射出する光を効率的に利用すること、又は、或る発光素子が射出した光を入射させるべき領域へ他の発光素子が射出した光が入射するのを防止することを可能とする。
国際公開第２０１７／１９１７１４号 特開２０１８－１８９９２０号公報 特開２０１５－０６４３９１号公報 国際公開第２０１９／０２６８２６号
本発明は、隔壁を設けたブラックマトリクス基板において、層の剥離又は脱落を生じ難くすることを目的とする。
本発明の一観点によると、第１主面及び第２主面を有している透明基板と、前記第１主面上に設けられ、複数の第１貫通孔を有しているブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に設けられ、前記複数の第１貫通孔の位置に複数の第２貫通孔をそれぞれ有している樹脂層であって、前記樹脂層のうち前記複数の第２貫通孔の隣り合ったものに挟まれた部分である隔壁部は、第１樹脂部、及び、前記第１樹脂部と前記ブラックマトリクスとの間に介在した第２樹脂部を含み、前記隔壁部の側面は前記第２樹脂部の位置で凹んだ樹脂層とを備えたブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の他の観点によると、前記複数の第２貫通孔の中にそれぞれ設けられた複数の充填部を更に備えた上記観点に係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記複数の充填部の少なくとも一部は波長変換層である上記観点に係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記第１樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が矩形状又は順テーパ状である上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記第２樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記第１樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が矩形状又は順テーパ状であり、前記第２樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記第１樹脂部の厚さＴ１と前記樹脂層の厚さＴとの比Ｔ１／Ｔは０．６乃至０．９９の範囲内にある上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記隔壁部の側面は、前記第２樹脂部の位置で、０．１乃至４．０μｍの範囲内の深さで凹んでいる上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記側面の少なくとも一部を被覆した部分を含んだ反射層を更に備えた上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記反射層は、前記第１樹脂部の側面を被覆した上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記反射層は、前記第２樹脂部の側面を少なくとも部分的に更に被覆した上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記反射層は、前記第２貫通孔の前記透明基板側の開口の位置で、前記開口の周縁部から前記開口の中央へ向けて伸びた部分を更に含んだ上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記ブラックマトリクスと前記樹脂層との間に介在したオーバーコート層を更に備えた上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記樹脂層は光散乱層である上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記複数の第１貫通孔の少なくとも一部の位置にそれぞれ配置された複数の着色層を含んだカラーフィルタを更に備えた上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
本発明の更に他の観点によると、上記観点の何れかに係るブラックマトリクス基板と、前記第１主面と向き合うように設置された調光装置とを備えた表示装置が提供される。
本発明の更に他の観点によると、前記調光装置は、基板と、前記複数の第１貫通孔に対応して前記基板上に配置された複数の発光ダイオードとを備えた上記観点に係る表示装置が提供される。
本発明によれば、隔壁を設けたブラックマトリクス基板において、層の剥離又は脱落を生じ難くすることが可能となる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。 図２は、図１に示す表示装置の等価回路図である。 図３は、図１に示す表示装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、図１に示す表示装置のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、図１に示す表示装置のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、図１に示す表示装置のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。 図７は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す平面図である。 図８は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。 図９は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板を製造するための第１工程を示す断面図である。 図１０は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板を製造するための第２工程を示す断面図である。 図１１は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板を製造するための第３工程を示す断面図である。 図１２は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板を製造するための第４工程を示す断面図である。 図１３は、比較例に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。 図１４は、本発明の第２実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。 図１５は、図１４のブラックマトリクス基板を製造するための一工程を示す断面図である。 図１６は、本発明の第３実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。 図１７は、図１６のブラックマトリクス基板を製造するための一工程を示す断面図である。 図１８は、本発明の第４実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。 図１９は、本発明の第５実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。 図２０は、本発明の第６実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記観点の何れかをより具体化したものである。以下に記載する事項は、単独で又は複数を組み合わせて、上記観点の各々に組み入れることができる。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の構成部材の材質、形状、及び構造等によって限定されるものではない。本発明の技術的思想には、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
なお、同様又は類似した機能を有する要素については、以下で参照する図面において同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は模式的なものであり、或る方向の寸法と別の方向の寸法との関係、及び、或る部材の寸法と他の部材の寸法との関係等は、現実のものとは異なり得る。
＜１＞第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。図２は、図１に示す表示装置の等価回路図である。図３は、図１に示す表示装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図１に示す表示装置のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図１に示す表示装置のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。図６は、図１に示す表示装置のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図７は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す平面図である。図８は、図１の表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。なお、図１において、破線で囲まれた領域は、後述するように、ブラックマトリクス３２が有している第１貫通孔の透明基板３１側の開口を表している。
図１乃至図６に示す表示装置１Ａは、アクティブマトリクス駆動方式によるカラー表示が可能であり、各サブ画素が発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んだマイクロＬＥＤディスプレイである。
なお、各図において、Ｘ方向及びＹ方向は、表示装置１Ａの表示面に対して平行であり且つ互いに交差する方向である。一例によれば、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに対して垂直である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。即ち、Ｚ方向は、表示装置１Ａの厚さ方向である。
表示装置１Ａは、図２に示すように、映像信号線ＶＳＬと、電源線ＰＳＬと、走査信号線ＳＳＬと、画素ＰＸと、映像信号線ドライバＶＤＲと、走査信号線ドライバＳＤＲとを含んでいる。
映像信号線ＶＳＬ及び電源線ＰＳＬは、Ｙ方向へ各々が伸びており、Ｘ方向へ交互に配列している。走査信号線ＳＳＬは、Ｘ方向へ各々が伸びており、Ｙ方向へ配列している。
画素ＰＸは、Ｘ方向及びＹ方向へ配列している。各画素ＰＸは、第１サブ画素ＰＸＲと、第２サブ画素ＰＸＧと、第３サブ画素ＰＸＢとを含んでいる。第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢは、映像信号線ＶＳＬと走査信号線ＳＳＬとの交差部に対応して配列している。
第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢは、異なる色の光を射出する。ここでは、一例として、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢは、それぞれ、赤色光、緑色光及び青色光を射出することとする。
各画素ＰＸにおいて、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢは、Ｘ方向へこの順に配列している。各画素ＰＸにおける、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢの配列順序は変更可能である。
また、ここでは、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢは、ストライプ配列を形成している。第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢは、デルタ配列及びモザイク配列などの他の配列を形成していてもよい。
第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢの各々は、発光素子Ｄと、駆動制御素子ＤＲと、スイッチＳＷと、キャパシタＣとを含んでいる。
発光素子Ｄは、発光ダイオードである。発光ダイオードは、例えば、無機物からなる発光ダイオードである。無機物からなる発光ダイオードは、例えば、これらと同様の層構造を有している積層体を、複数の部分へと個片化することにより得られる。発光素子Ｄは、有機物からなる発光ダイオードであるエレクトロルミネッセンス素子であってもよい。発光素子Ｄの陰極は、接地電極へ接続されている。ここでは、一例として、発光素子Ｄは、無機物からなり、青色光を射出する青色発光ダイオードであるとする。
駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷは、電界効果トランジスタである。ここでは、駆動制御素子ＤＲはｐチャネル薄膜トランジスタであり、スイッチＳＷはｎチャネル薄膜トランジスタである。駆動制御素子ＤＲは、ゲートがスイッチＳＷのドレインへ接続され、ソースが電源線ＰＳＬへ接続され、ドレインが発光素子Ｄの陽極へ接続されている。スイッチＳＷは、ゲートが走査信号線ＳＳＬへ接続され、ソースが映像信号線ＶＳＬへ接続されている。
キャパシタＣは、例えば、薄膜キャパシタである。キャパシタＣは、一方の電極が駆動制御素子ＤＲのゲートへ接続されており、他方の電極が電源線ＰＳＬへ接続されている。
第１サブ画素ＰＸＲは、図３乃至図６に示す第１波長変換層３６Ｒを更に含んでいる。第１波長変換層３６Ｒは、第１サブ画素ＰＸＲの発光素子Ｄと向き合うように設置されている。第１波長変換層３６Ｒは、第１サブ画素ＰＸＲの発光素子Ｄが射出した光を特定の色の第１光へと変換する。第１波長変換層３６Ｒは、例えば、第１サブ画素ＰＸＲの発光素子Ｄが射出した青色光を赤色光へと変換する。
第２サブ画素ＰＸＧは、図３に示す第２波長変換層３６Ｇを更に含んでいる。第２波長変換層３６Ｇは、第２サブ画素ＰＸＧの発光素子Ｄと向き合うように設置されている。第２波長変換層３６Ｇは、第２サブ画素ＰＸＧの発光素子Ｄが射出した光を、第１光とは色が異なる第２光へと変換する。第２波長変換層３６Ｇは、例えば、第２サブ画素ＰＸＧの発光素子Ｄが射出した青色光を緑色光へと変換する。
第３サブ画素ＰＸＢは、図３及び図４に示す充填層３６Ｂを更に含んでいる。充填層３６Ｂは、第３サブ画素ＰＸＢの発光素子Ｄと向き合うように設置されている。充填層３６Ｂは、例えば、無色透明な層である。充填層３６Ｂは省略することができる。
映像信号線ドライバＶＤＲ及び走査信号線ドライバＳＤＲは、図２に示すように、表示パネルにＣＯＧ（chip on glass）実装されている。映像信号線ドライバＶＤＲ及び走査信号線ドライバＳＤＲは、ＣＯＧ実装の代わりに、ＴＣＰ（tape carrier package）実装されてもよい。
映像信号線ドライバＶＤＲには、映像信号線ＶＳＬと電源線ＰＳＬとが接続されている。映像信号線ドライバＶＤＲは、映像信号線ＶＳＬに、映像信号として電圧信号を出力する。
走査信号線ドライバＳＤＲには、走査信号線ＳＳＬが接続されている。走査信号線ドライバＳＤＲは、走査信号線ＳＳＬに走査信号として電圧信号を出力する。電源線ＰＳＬは、映像信号線ドライバＶＤＲに接続する代わりに、走査信号線ドライバＳＤＲに接続してもよい。
表示装置１Ａについて、更に詳しく説明する。
表示装置１Ａは、図３乃至図６に示すように、調光基板２と、ブラックマトリクス基板３Ａと、接着層４とを含んでいる。
調光基板は、ブラックマトリクス基板へ向けて光を射出するとともに、この光の強さ及びこの光を射出する時間の少なくとも一方を、画素毎に又はサブ画素毎に調節可能な基板である。図３乃至図６に示す調光基板２は、基板２１と、半導体層２２と、導体層２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ及び２３Ｄと、絶縁層２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃと、発光素子２５と、隔壁層２６と、充填層２７と、導体層２８とを含んでいる。
基板２１は、例えば、ガラス基板などの絶縁基板を含んでいる。基板２１は、絶縁基板のブラックマトリクス基板３Ａと向き合った主面に設けられたアンダーコート層を更に含んでいてもよい。アンダーコート層は、例えば、絶縁基板上に順次積層されたシリコン窒化物層とシリコン酸化物層との積層体である。基板２１は、シリコン基板などの半導体基板であってもよい。基板２１は、硬質であってもよく、可撓性であってもよい。
半導体層２２は、基板２１のブラックマトリクス基板３Ａと向き合った主面上で配列している。半導体層２２は、例えば、ポリシリコン層である。半導体層２２は、駆動制御素子ＤＲ又はスイッチＳＷを構成している薄膜トランジスタの半導体層である。各半導体層２２は、ソース及びドレインと、それらの間に介在したチャネル領域とを含んでいる。
導体層２３Ａは、基板２１の上記主面上に設けられた導体パターンである。導体層２３Ａは、映像信号線ＶＳＬ、電源線ＰＳＬ、ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ、及びキャパシタＣの下部電極（図示せず）を構成している。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、それぞれ、半導体層２２のソース及びドレインへ接続されている。導体層２３Ａは、金属又は合金からなる。導体層２３Ａは、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
絶縁層２４Ａは、導体層２３Ａと基板２１の上記主面とを被覆している。絶縁層２４Ａは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）を用いて形成することができる。駆動制御素子ＤＲ又はスイッチＳＷを構成している各薄膜トランジスタのゲート絶縁膜は、絶縁層２４Ａの一部である。また、各キャパシタＣの誘電体層は、絶縁層２４Ａの他の一部である。
導体層２３Ｂは、絶縁層２４Ａ上に設けられた導体パターンである。駆動制御素子ＤＲ又はスイッチＳＷを構成している各薄膜トランジスタのゲート電極ＧＥは、導体層２３Ｂの一部である。各ゲート電極ＧＥは、絶縁層２４Ａを間に挟んで半導体層２２のチャネル領域と向き合っている。また、各キャパシタＣの上部電極（図示せず）は、導体層２３Ｂの他の一部である。各上部電極は、絶縁層２４Ａを間に挟んで、この上部電極を含んだキャパシタＣの下部電極と向き合っている。導体層２３Ｂは、金属又は合金からなる。導体層２３Ｂは、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
絶縁層２４Ｂは、導体層２３Ｂと絶縁層２４Ａとを被覆している。絶縁層２４Ｂは、層間絶縁膜である。絶縁層２４Ｂは、例えば、シリコン酸化物などの無機絶縁体からなる。無機絶縁体からなる絶縁層は、例えば、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により成膜することができる。
導体層２３Ｃは、図５及び図６に示すように、絶縁層２４Ｂ上に設けられた導体パターンである。導体層２３Ｃは、走査信号線ＳＳＬを構成している。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、絶縁層２４Ａ上に設ける代わりに、絶縁層２４Ｂ上に設けてもよい。即ち、導体層２３Ｃで、走査信号線ＳＳＬとソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥとを構成してもよい。
絶縁層２４Ｃは、導体層２３Ｃと絶縁層２４Ｂとを被覆している。絶縁層２４Ｃは、パッシベーション膜である。絶縁層２４Ｃは、例えば、シリコン窒化物などの無機絶縁体からなる。
導体層２３Ｄは、絶縁層２４Ｃ上に設けられた導体パターンである。導体層２３Ｄは、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢに対応してＸ方向及びＹ方向へ配列した電極パッドを構成している。絶縁層２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃからなる積層体には、駆動制御素子ＤＲのドレインへ接続されたドレイン電極ＤＥの位置に貫通孔が設けられている。各電極パッドは、この貫通孔を介してドレイン電極ＤＥへ接続されている。導体層２３Ｄは、例えば、金属又は合金からなる。導体層２３Ｄは、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
各電極パッドのＺ方向に対して垂直な平面への正射影の輪郭は、この電極パッド上に設置された発光素子２５の先の平面への正射影から離間するとともに、この正射影を取り囲んでいる。即ち、電極パッドは、発光素子２５と比較して、Ｚ方向に対して垂直な方向の寸法がより大きい。それ故、電極パッドは、基板２１へ向けて進行する光を反射する反射層としての役割も果たす。電極パッドには、この反射層としての役割を担わせなくてもよい。この場合、この役割を果たす反射層は、電極パッドとは別に設けてもよく、設けなくてもよい。
図３乃至図５に示す発光素子２５は、図２に示す発光素子Ｄである。発光素子２５は、電極パッド上に配置されている。
発光素子２５は、ここでは、無機物からなる発光ダイオードである。なお、発光素子２５として発光ダイオードを含んだ基板は、「ＬＥＤ基板」と呼ぶこともある。
発光素子２５は、複数の層、例えば、第１層２５１、第２層２５２及び第３層２５３を含んだ多層構造を有している。ここでは、発光素子２５が含んでいる層の積層方向はＺ方向である。この積層方向は、Ｚ方向に対して垂直であってもよい。
各発光素子２５は、陽極及び陰極を含んでいる。発光素子２５は、一方の面に陽極と陰極とを有している。発光素子２５の陽極は、図示しないボンディングワイヤを介して電極パッドへ接続されている。発光素子２５が一方の面に陽極を有し、他方の面に陰極を有している場合、発光素子２５の電極パッドへの接合と陽極の電極パッドへの接続とを、導電ペーストなどの導電材料を接合材として用いたダイボンディングによって行ってもよい。発光素子２５が一方の面に陽極と陰極とを有している場合、導体層２８を省略するとともに、発光素子２５の陰極と接続するための電極パッドを絶縁層２４Ｃ上に更に設け、これら電極パッドと接続された配線を絶縁層間に更に設け、発光素子２５の電極パッド及び導体層２８への接合と、陽極及び陰極の電極パッドへの接続とを、フリップチップボンディングによって行ってもよい。
発光素子２５のＸ方向及びＹ方向における寸法は、好ましくは１乃至１００μｍの範囲内にあり、より好ましくは５乃至８０μｍの範囲内にあり、更に好ましくは１０乃至６０μｍの範囲内にある。発光素子２５のＺ方向における寸法は、好ましくは１乃至２０μｍの範囲内にあり、より好ましくは１乃至１５μｍの範囲内にあり、更に好ましくは１乃至１０μｍの範囲内にある。
隔壁層２６は、絶縁層２４Ｃ上に設けられている。隔壁層２６は、電極パッドの位置に貫通孔を有している。発光素子２５は、それぞれ、これら貫通孔内に位置している。隔壁層２６は、例えば、樹脂からなる。そのような隔壁層２６は、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィによって形成することができる。隔壁層２６は、貫通孔を有する樹脂層と、それら貫通孔の側壁と任意に樹脂層の上面とを被覆した反射層とを含んでいてもよい。反射層は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。反射層が含む層は、例えば、金属、合金又は透明誘電体である。隔壁層２６は省略することができる。
充填層２７は、発光素子２５と隔壁層２６との間の隙間を埋め込んでいる。充填層２７は、発光素子２５が射出した光を透過させる光透過層である。また、充填層２７は、発光素子２５及びこれと電極との接合部等を保護する保護層としての役割も果たす。充填層２７は、例えば、樹脂からなる。充填層２７の屈折率は、隔壁層２６の表面を構成している材料の屈折率とは異なることが好ましい。
導体層２８は、隔壁層２６及び充填層２７上に設けられている。発光素子２５の陰極は、導体層２８へ接続されている。導体層２８は、導電性透明酸化物からなる場合、発光素子２５の陰極全体を覆うように設けることができる。導体層２８は、金属又は合金からなる場合、発光素子２５の陰極を部分的に覆うように設けることが好ましい。
ブラックマトリクス基板３Ａは、調光基板２と向き合っている。具体的には、ブラックマトリクス基板３Ａは、発光素子２５等を間に挟んで基板２１と向き合っている。
ブラックマトリクス基板３Ａは、透明基板３１と、ブラックマトリクス３２と、オーバーコート層３３ＯＣと、樹脂層３４と、反射層３５と、第１波長変換層３６Ｒと、第２波長変換層３６Ｇと、充填層３６Ｂとを含んでいる。
透明基板３１は、可視光透過性を有している。透明基板３１は、例えば、無色の基板である。透明基板３１は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。透明基板３１は、例えば、ガラス、透明樹脂又はそれらの組み合わせからなる。透明基板３１は、硬質であってもよく、可撓性であってもよい。透明基板３１は、調光基板２と向き合った第１主面と、その裏面である第２主面とを有している。
ブラックマトリクス３２は、透明基板３１の第１主面上に設けられている。ブラックマトリクス３２は、可視光を遮る黒色層である。ブラックマトリクス３２は、例えば、バインダ樹脂と着色剤とを含んだ混合物からなる。着色剤は、例えば、黒色顔料であるか、又は、減法混色によって黒色を呈する顔料の混合物、例えば、青色顔料、緑色顔料及び赤色顔料を含んだ混合物である。
ブラックマトリクス３２は、発光素子２５の位置に第１貫通孔を有している。各第１貫通孔の透明基板３１側の開口は、発光素子２５と比較して、Ｚ方向に垂直な方向の寸法がより大きい。
ここでは、第１貫通孔の透明基板３１側の開口は、図１に破線で示すように、Ｙ方向へ伸びた形状を有している。ブラックマトリクス３２のうち画素ＰＸに対応した各部分は、第１サブ画素ＰＸＲの位置に設けられた第１貫通孔と、第２サブ画素ＰＸＧの位置に設けられた第１貫通孔と、第３サブ画素ＰＸＢの位置に設けられた第１貫通孔とを含んでおり、これら３つの第１貫通孔はＸ方向へ配列している。これら３つの第１貫通孔から各々がなる複数の第１貫通孔群は、Ｘ方向及びＹ方向へ配列している。Ｘ方向へ隣り合った第１貫通孔群間の距離は、同一の貫通孔群が含んでいる第１貫通孔間の距離と比較してより大きい。Ｙ方向へ隣り合った第１貫通孔群間の距離も、同一の貫通孔群が含んでいる第１貫通孔間の距離と比較してより大きい。
ブラックマトリクス３２の開口率は、好ましくは５乃至６６％の範囲内にあり、より好ましくは５乃至４０％の範囲内にあり、更に好ましくは５乃至２０％の範囲内にある。無機物からなる発光ダイオードは、光射出面が小さい場合であっても明るく発光させることができ、また、長寿命である。それ故、発光素子２５が無機物からなる発光ダイオードである場合、ブラックマトリクス３２の開口率を小さくしても、明るい表示が可能である。そして、ブラックマトリクス３２の開口率を小さくすると、外光の反射を抑制でき、深みがより強い黒色を表示することができ、従って、より高いコントラスト比を実現することができる。
ブラックマトリクス３２の厚さは、好ましくは１乃至３０μｍの範囲内にあり、より好ましくは１乃至１５μｍの範囲内にあり、更に好ましくは１乃至５μｍの範囲内にある。厚いブラックマトリクス３２は、高い遮光性を達成するうえで有利である。但し、ブラックマトリクス３２を厚くすると、感光性黒色組成物からなる塗膜へのパターン露光において、塗膜の深部へ光が十分な強さで到達できず、高い形状精度を達成できない可能性がある。
オーバーコート層３３ＯＣは、図３乃至図６に示すように、ブラックマトリクス３２を被覆するとともに、ブラックマトリクス３２の第１貫通孔を埋め込んでいる。オーバーコート層３３ＯＣは、例えば、透明樹脂からなる。一例によれば、オーバーコート層３３ＯＣは無色透明である。オーバーコート層３３ＯＣは、紫外線吸収剤、イエロー顔料及び透明粒子の１以上を更に含むことができる。オーバーコート層３３ＯＣは、樹脂層３４等に対して平坦な下地を提供する。
樹脂層３４は、オーバーコート層３３ＯＣ上に設けられている。一例によれば、樹脂層３４は透明である。この場合、樹脂層３４は、着色していてもよく、無色であってもよい。樹脂層３４は、光散乱性を有していてもよい。
樹脂層３４は、第１貫通孔の位置に第２貫通孔をそれぞれ有している。これら第２貫通孔は、上記の第１貫通孔群に対応した第２貫通孔群を構成している。第２貫通孔群の各々は、ここでは、Ｘ方向へ配列した３つの第２貫通孔からなる。第２貫通孔群は、互いに交差する第１方向及び第２方向、ここでは、Ｘ方向及びＹ方向へ配列している。
図７に示すように、Ｘ方向へ隣り合った第２貫通孔群間の距離Ｗｘ１は、同一の貫通孔群が含んでいる第２貫通孔間の距離Ｗ１と比較してより大きい。Ｙ方向へ隣り合った第２貫通孔群間の距離Ｗｙ１も、同一の貫通孔群が含んでいる第２貫通孔間の距離Ｗ１と比較してより大きい。
距離Ｗ１は、好ましくは５乃至８０μｍの範囲内にあり、より好ましくは５乃至４０μｍの範囲内にあり、更に好ましくは５乃至２０μｍの範囲内にある。
距離Ｗｘ１は、好ましくは５乃至２５０μｍの範囲内にあり、より好ましくは５０乃至２１４．５μｍの範囲内にあり、更に好ましくは１００乃至２１４．５μｍの範囲内にある。
距離Ｗｙ１は、好ましくは５乃至２５０μｍの範囲内にあり、より好ましくは５乃至１００μｍの範囲内にあり、更に好ましくは５乃至５０μｍの範囲内にある。
距離Ｗｘ１と距離Ｗ１との比Ｗｘ１／Ｗ１は、好ましくは０．５乃至２０の範囲内にあり、より好ましくは２乃至２０の範囲内にあり、更に好ましくは１０乃至２０の範囲内にある。距離Ｗｘ１は、距離Ｗ１と等しくてもよく、距離Ｗ１よりも小さくてもよい。
距離Ｗｙ１と距離Ｗ１との比Ｗｙ１／Ｗ１は、好ましくは０．５乃至４０の範囲内にあり、より好ましくは１乃至１０の範囲内にあり、更に好ましくは１．１乃至５の範囲内にある。距離Ｗｙ１は、距離Ｗ１と等しくてもよく、距離Ｗ１よりも小さくてもよい。
第２貫通孔は、ここでは、透明基板３１側の開口の第１主面への正射影の輪郭（以下、第２輪郭という）が、それぞれ、第１貫通孔の第１主面への正射影の輪郭（以下、第１輪郭という）を取り囲むように設けられている。第２輪郭は、第１輪郭を取り囲んでいなくてもよい。第２輪郭が第１輪郭を取り囲んだ構造では、第２輪郭が第１輪郭を取り囲んでいない構造と比較して、迷光が表示へ及ぼす影響が小さい。
樹脂層３４のうち隣り合った第２貫通孔によって挟まれた部分は、隔壁部である。これら隔壁部は、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ及び第３サブ画素ＰＸＢの位置に、凹部を形成している。ここでは、これら凹部は、Ｙ方向へ伸びた溝形状を有している。
樹脂層３４の厚さＴは、好ましくは５乃至５０μｍの範囲内にあり、より好ましくは５乃至４０μｍの範囲内にあり、更に好ましくは１０乃至２５μｍの範囲内にある。樹脂層３４の厚さＴが小さい場合、第２貫通孔内に形成する層の合計厚さを大きくすることが難しい。樹脂層３４の厚さＴを大きくすると、隣り合った第２貫通孔間に挟まれた隔壁部の形状精度が低下する。
隔壁部は、図８に示すように、第１樹脂部３４ａと第２樹脂部３４ｂとを含んでいる。
第１樹脂部３４ａは、隔壁部の長さ方向に垂直な断面が矩形状である。即ち、第１樹脂部３４ａのうちＹ方向へ伸びたものは、Ｙ方向に垂直な断面が矩形状である。また、第１樹脂部３４ａのうちＸ方向へ伸びたものは、Ｘ方向に垂直な断面が矩形状である。第１樹脂部３４ａの上記断面は、順テーパ状であってもよい。この場合、隔壁部の側面がＺ方向に対して成す角度は、１０°以下であることが好ましく、５°以下であることがより好ましい。なお、製造のばらつき等に起因して、第１樹脂部３４ａの上記断面は、逆テーパ状となることもある。この場合、隔壁部の側面がＺ方向に対して成す角度は、１０°以下であることが好ましく、５°以下であることがより好ましい。光取り出し効率の観点では、第１樹脂部３４ａの上記断面は、矩形状であることが好ましい。
第１樹脂部の厚さＴ１と樹脂層の厚さＴとの比Ｔ１／Ｔは、０．６乃至０．９９の範囲内にあることが好ましく、０．７乃至０．９５の範囲内にあることがより好ましく、０．８乃至０．９の範囲内にあることが更に好ましい。比Ｔ１／Ｔを小さくすると、後述するアンカー効果を大きくすることが容易になる。但し、比Ｔ１／Ｔを過剰に小さくすると、光取り出し効率が低下する可能性がある。
第２樹脂部３４ｂは、第１樹脂部３４ａとブラックマトリクス３２との間に介在している。隔壁部の側面は、第２樹脂部３４ｂの位置で凹んでいる。即ち、第２貫通孔は、オーバーコート層３３ＯＣの近傍で拡径している。ここでは、第２樹脂部３４ｂは、隔壁部の長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である。
隔壁部の側面は、第２樹脂部３４ｂの位置で、０．１乃至４．０μｍの範囲内の深さＤ１で凹んでいることが好ましい。深さＤ１は、０．５乃至３．０μｍの範囲内にあることがより好ましく、１．０乃至２．０μｍの範囲内にあることが更に好ましい。深さＤ１を大きくすると、後述するアンカー効果が大きくなる。但し、深さＤ１を過剰に大きくすると、光取り出し効率が低下する可能性がある。
反射層３５は、隔壁部の側面の少なくとも一部を被覆している。ここでは、反射層３５は、図８に示すように、第１部分３５１と第２部分３５２とを含んでいる。
第１部分３５１は、隔壁部の上面を被覆している。第１部分３５１は、ここでは、隔壁部の上面全体を被覆している。第１部分３５１は、隔壁部の上面を部分的に被覆していてもよい。即ち、第１部分３５１には、１以上の開口が設けられていてもよい。第１部分３５１は省略することができる。
第２部分３５２は、隔壁部の側面を被覆している。第２部分３５２は、ここでは、隔壁部の側面全体を被覆している。第２部分３５２は、隔壁部の側面に対してコンフォーマルである。
反射層３５は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。反射層３５が含む層は、例えば、金属、合金又は透明誘電体である。一例によれば、反射層３５は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。
第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂは、第２貫通孔の中にそれぞれ設けられた充填部である。
第１波長変換層３６Ｒは、第１サブ画素ＰＸＲの位置で隔壁部が形成している凹部の少なくとも底部を埋め込んでいる。第１波長変換層３６Ｒは、量子ドット蛍光体などの蛍光体と透明樹脂とを含んだ層である。上記の通り、ここでは、第１波長変換層３６Ｒは、第１サブ画素ＰＸＲの発光素子Ｄが射出した青色光を赤色光へと変換する。
第２波長変換層３６Ｇは、第２サブ画素ＰＸＧの位置で隔壁部が形成している凹部の少なくとも底部を埋め込んでいる。第２波長変換層３６Ｇは、量子ドット蛍光体などの蛍光体と透明樹脂とを含んだ層である。上記の通り、ここでは、第２波長変換層３６Ｇは、第２サブ画素ＰＸＧの発光素子Ｄが射出した青色光を赤色光へと変換する。
充填層３６Ｂは、第３サブ画素ＰＸＢの位置で隔壁部が形成している凹部の少なくとも底部を埋め込んでいる。上記の通り、ここでは、充填層３６Ｂは無色透明な層である。この場合、充填層３６Ｂは、例えば、透明樹脂からなる。
接着層４は、調光基板２とブラックマトリクス基板３Ａとの間に介在しており、それらを互いに対して貼り合わせている。接着層４は、発光素子２５が射出した光を透過させる。接着層４は、例えば、無色透明な層である。接着層４は、接着剤又は粘着剤からなる。
この表示装置１Ａは、例えば、以下の方法により製造することができる。
表示装置１Ａの製造においては、先ず、ブラックマトリクス基板３Ａを準備する。
即ち、先ず、図９に示す構造を得る。図９の構造は、透明基板３１、ブラックマトリクス３２、オーバーコート層３３ＯＣ及び樹脂層３４を含んでいる。
ブラックマトリクス３２は、例えば、ネガ型の感光性黒色組成物を使用したフォトリソグラフィにより形成することができる。オーバーコート層３３ＯＣは、例えば、樹脂の塗工及び塗膜の硬化を順次行うことにより形成することができる。
樹脂層３４は、例えば、ネガ型の感光性組成物を使用したフォトリソグラフィにより第２樹脂部３４ｂを形成し、次いで、ネガ型の感光性組成物を使用したフォトリソグラフィにより第１樹脂部３４ａを形成することにより得ることができる。露光条件及び現像条件等を適宜設定することにより、上述した断面形状を有する第１樹脂部３４ａ及び第２樹脂部３４ｂを形成することができる。
或いは、樹脂層３４は、露光条件及び現像条件等を適宜設定すれば、ネガ型の感光性組成物を使用した１回のフォトリソグラフィにより形成することもできる。或いは、樹脂層３４は、第２貫通孔の内部空間に対応した形状のダミー層をオーバーコート層３３ＯＣ上に形成しておき、次いで、ダミー層をオーバーコート層３３ＯＣ上に形成している凹部が埋め込まれるように樹脂を塗工し、この塗膜を硬化させ、その後、ダミー層を除去することにより得ることもできる。
次に、図１０に示すように、反射層３５を形成する。具体的には、スパッタリング法及び真空蒸着法などの気相堆積法により、反射層３５の材料を樹脂層３４及びオーバーコート層３３ＯＣ上に堆積させる。この際、気相の圧力を高めると、隔壁部の側面に設けられた凹みにおいても上記材料を堆積させることができる。このようにして、隔壁部の上面を被覆した第１部分３５１と、隔壁部の側面を被覆した第２部分３５２とに加え、オーバーコート層３３ＯＣを被覆したＯＣ被覆部分３５５を更に含んだ反射層３５を得る。
次に、図１１に示すように、エッチングマスク３９を形成する。エッチングマスク３９は、反射層３５のうち、隔壁部の上面及び側面を被覆している部分を覆い、他の部分が露出するように形成する。エッチングマスクは、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィにより形成することができる。
次いで、ウェットエッチングなどのエッチングを行うことにより、ＯＣ被覆部分３５５を除去する。なお、このエッチングでは、ＯＣ被覆部分３５５のうち、先ず、エッチングマスク３９によって被覆されていない部分が除去される。そして、このエッチングを更に継続することにより、図１２に示すように、ＯＣ被覆部分３５５のうちオーバーコート層３３ＯＣとエッチングマスク３９との間に介在した部分も除去される。
次に、エッチングマスク３９を除去する。その後、第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂを形成する。
第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂの各々は、例えば、ネガ型の感光性組成物を使用したフォトリソグラフィにより形成することができる。
或いは、第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂの各々は、Ｘ方向へ画素ＰＸと等しいピッチで配列した複数のノズルが設けられたノズルヘッドを用いて形成することもできる。即ち、このノズルヘッドを、図９乃至図１２を参照しながら説明した方法により得られた構造に対してＹ方向へ相対的に移動させながら、各ノズルから、第１波長変換層３６Ｒの材料としての樹脂組成物を、第１サブ画素ＰＸＲの位置で隔壁部が形成している凹部内へ吐出させる。このようにして凹部内に形成した塗膜を硬化させることにより、第１波長変換層３６Ｒを得る。そして、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂも、これと同様の方法により形成する。
なお、第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂの形成順は任意である。
以上のようにして得られたブラックマトリクス基板３Ａと、別途用意した調光基板２とを、接着層４を介して貼り合わせる。これにより、表示装置１Ａを得る。
この表示装置１Ａのブラックマトリクス基板３Ａについて上述した構造を採用すると、層の剥離又は脱落を生じ難くすることが可能となる。これについて、以下に説明する。
図１３は、比較例に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
図１３に示すブラックマトリクス基板３Ｘは、隔壁部の側面が何れの位置においても凹んでいないこと、即ち、Ｚ方向に平行な何れの断面においても、第２貫通孔の径は深さ方向に一定であること以外は、ブラックマトリクス基板３Ａと同様である。
第１波長変換層３６Ｒなどの充填部は、反射層３５やオーバーコート層３３ＯＣに対して高い密着性を有している訳ではない。それ故、ブラックマトリクス基板３Ｘのように第２貫通孔が矩形状の断面形状を有している場合や、第２貫通孔が順テーパ状の断面形状を有している場合、充填部の剥離又は脱落を生じ易い。また、これらの場合、反射層３５のうち第２貫通孔の側壁を被覆している部分の剥離又は脱落も生じ易い。
上記の通り、ブラックマトリクス基板３Ａでは、隔壁部の側面は、第２樹脂部３４ｂの位置で凹んでいる。即ち、第２貫通孔は、オーバーコート層３３ＯＣの近傍で拡径している。この拡径部は、充填部の剥離又は脱落を生じ難くするとともに、反射層３５のうち第２貫通孔の側壁を被覆している部分の剥離又は脱落を生じ難くする効果、即ち、アンカー効果を奏する。従って、ブラックマトリクス基板３Ａでは、層の剥離又は脱落を生じ難い。
なお、このアンカー効果は、第２貫通孔の断面形状を逆テーパ状とした場合にも得ることができる。しかしながら、この場合、隔壁部は大きなオーバーハング部を有することになり、例えば、このオーバーハング部とオーバーコート層３３ＯＣとによって挟まれた領域において、充填部を形成するための光硬化が十分に進行しない可能性がある。硬化が不十分な充填部は、剥離又は脱落を生じ易い。また、隔壁部が大きなオーバーハング部を有していると、充填部を形成するべく、隔壁部がオーバーコート層３３ＯＣ上に形成している凹部内へ樹脂組成物を供給したときに、凹部の内面と塗膜との間に大きな気泡を生じ易い。これら気泡は、画質の劣化をもたらし得る。
また、ブラックマトリクス基板３Ａについて上述した構造を採用すると、以下に説明するように、高い光取り出し効率を達成することができる。
第２貫通孔の断面形状を逆テーパ状とした場合、例えば、第１サブ画素ＰＸＲでは、発光素子２５が射出した光の一部は第２貫通孔内へ入射しない。そして、第２貫通孔内へ入射した光の一部は第１波長変換層３６Ｒによって赤色光へと変換され、この赤色光の一部はブラックマトリクス３２によって吸収される。
これに対し、ブラックマトリクス基板３Ａについて上述した構造を採用した場合、第１樹脂部３４ａは矩形状又は順テーパ状の断面形状を有しているため、第１サブ画素ＰＸＲにおいて、発光素子２５が射出した光の多くは第２貫通孔内へ入射し得る。また、第２樹脂部３４ｂは逆テーパ状の断面形状を有しているが、第２樹脂部３４ｂの厚さは樹脂層３４の厚さＴと比較して小さいので、ブラックマトリクス３２による赤色光の吸収は少ない。それ故、ブラックマトリクス基板３Ａについて上述した構造を採用した場合、第２貫通孔の断面形状を逆テーパ状とした場合と比較して、より高い光取り出し効率を達成することができる。
＜２＞第２実施形態
図１４は、本発明の第２実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
第２実施形態に係る表示装置は、ブラックマトリクス基板３Ａの代わりに、図１４に示すブラックマトリクス基板３Ｂを含んでいること以外は、表示装置１Ａと同様である。ブラックマトリクス基板３Ｂは、反射層３５の第２部分３５２が、第１樹脂部３４ａの側面と、第２樹脂部３４ｂの側面のうち第１樹脂部３４ａの側面と隣接した領域とを被覆し、第２樹脂部３４ｂの側面のうちオーバーコート層３３ＯＣと隣接した領域を被覆していないこと以外は、ブラックマトリクス基板３Ａと同様である。
ブラックマトリクス基板３Ｂは、例えば、以下の方法により製造することができる。先ず、図９を参照しながら説明した構造を準備する。次に、図１０を参照しながら説明した方法により、反射層３５を形成する。但し、ここでは、気相の圧力をより低くする。こうすると、図１５に示すように、反射層３５の材料が、隔壁部の側面に設けられた凹みの深部へ堆積するのを抑制することができる。その後、図１１を参照しながら説明したエッチングマスク３９の形成、図１２を参照しながら説明したエッチング、及びエッチングマスク３９の除去を順次行う。更に、第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂを形成することにより、ブラックマトリクス基板３Ｂを得る。
ブラックマトリクス基板３Ｂでは、ブラックマトリクス基板３Ａと同様に、層の剥離又は脱落を生じ難い。また、ブラックマトリクス基板３Ｂによると、ブラックマトリクス基板３Ａほどではないにしろ、高い光取り出し効率を達成することができる。更に、ブラックマトリクス基板３Ｂの製造においては、ブラックマトリクス基板３Ａの製造と比較して、反射層３５のエッチングをより短い時間で完了することができる。
＜３＞第３実施形態
図１６は、本発明の第３実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
第３実施形態に係る表示装置は、ブラックマトリクス基板３Ａの代わりに、図１６に示すブラックマトリクス基板３Ｃを含んでいること以外は、表示装置１Ａと同様である。ブラックマトリクス基板３Ｃは、以下の構成を採用したこと以外は、ブラックマトリクス基板３Ａと同様である。
即ち、ブラックマトリクス基板３Ｃは、反射層３５が、第１部分３５１及び第２部分３５２に加え、第３部分３５３を更に含んでいる。第３部分３５３の各々は、第２貫通孔の透明基板３１側の開口の位置で、この開口の周縁部からこの開口の中央へ向けて伸びている。
ブラックマトリクス基板３Ｃは、例えば、以下の方法により製造することができる。先ず、図９を参照しながら説明した構造を準備する。次に、図１０を参照しながら説明した方法により、反射層３５を形成する。次いで、図１１を参照しながら説明したエッチングマスク３９の形成及び図１２を参照しながら説明したエッチングを順次行う。ここでは、エッチングマスク３９は、図１７に示すように、第２部分３５２を被覆している部分をより厚く形成する。こうすると、ＯＣ被覆部分３５５のうち、第２部分３５２と隣接した部分は、エッチングされずに第３部分３５３として残留し、残りの部分はエッチングによって除去される。その後、エッチングマスク３９の除去を行う。更に、第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ及び充填層３６Ｂを形成することにより、ブラックマトリクス基板３Ｂを得る。
ブラックマトリクス基板３Ｃでは、ブラックマトリクス基板３Ａと同様に、層の剥離又は脱落を生じ難い。また、ブラックマトリクス基板３Ｃによると、ブラックマトリクス基板３Ａと同等以上の光取り出し効率を達成することができる。また、ブラックマトリクス基板３Ｃによると、或るサブ画素から、これと隣り合った他のサブ画素への、オーバーコート層３３ＯＣを介した光漏れを生じ難い。更に、ブラックマトリクス基板３Ｃの製造においては、ブラックマトリクス基板３Ａの製造と比較して、反射層３５のエッチングをより短い時間で完了することができる。
＜４＞第４実施形態
図１８は、本発明の第４実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
第４実施形態に係る表示装置は、ブラックマトリクス基板３Ａの代わりに、図１８に示すブラックマトリクス基板３Ｄを含んでいること以外は、表示装置１Ａと同様である。ブラックマトリクス基板３Ｄは、第２樹脂部３４ｂが矩形状の断面形状を有しており、第２部分３５２が第１樹脂部３４ａの側面のみを被覆していること以外は、ブラックマトリクス基板３Ａと同様である。ブラックマトリクス基板３Ｄは、第２樹脂部３４ｂの断面を矩形状とすること以外は、ブラックマトリクス基板３Ｂについて上述したのと同様の方法により製造することができる。
ブラックマトリクス基板３Ｄでは、ブラックマトリクス基板３Ａと比較して、充填部の剥離又は脱落を更に生じ難い。また、ブラックマトリクス基板３Ｄによると、ブラックマトリクス基板３Ａほどではないにしろ、高い光取り出し効率を達成することができる。更に、ブラックマトリクス基板３Ｄの製造においては、ブラックマトリクス基板３Ａの製造と比較して、反射層３５のエッチングをより短い時間で完了することができる。
＜５＞第５実施形態
図１９は、本発明の第５実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
第５実施形態に係る表示装置は、ブラックマトリクス基板３Ａの代わりに、図１９に示すブラックマトリクス基板３Ｅを含んでいること以外は、表示装置１Ａと同様である。ブラックマトリクス基板３Ｅは、反射層３５を含んでおらず、樹脂層３４が光散乱層であること以外は、ブラックマトリクス基板３Ａと同様である。この光散乱層としての樹脂層３４は、屈折率が互いに異なる透明樹脂及び透明粒子を含んでいる。ブラックマトリクス基板３Ｅは、例えば、樹脂層３４の材料として透明粒子を更に含んだものを使用し、反射層３５を省略すること以外は、ブラックマトリクス基板３Ａについて上述したのと同様の方法により製造することができる。
ブラックマトリクス基板３Ｅでは、ブラックマトリクス基板３Ａと同様に、充填部の剥離又は脱落を生じ難い。また、ブラックマトリクス基板３Ｅでは、反射層３５を省略しているため、その剥離又は脱落は生じず、反射層３５に起因して密着性が不十分となることもない。また、ブラックマトリクス基板３Ｅによると、高い光取り出し効率を達成することができる。更に、ブラックマトリクス基板３Ｅは反射層３５を含んでいないので、その製造において反射層３５を形成するための工程は不要である。
＜６＞第６実施形態
図２０は、本発明の第６実施形態に係る表示装置が含んでいるブラックマトリクス基板の一部を示す断面図である。
第６実施形態に係る表示装置は、ブラックマトリクス基板３Ａの代わりに、図２０に示すブラックマトリクス基板３Ｆを含んでいること以外は、表示装置１Ａと同様である。ブラックマトリクス基板３Ｆは、以下の構成を採用したこと以外は、ブラックマトリクス基板３Ａと同様である。
即ち、ブラックマトリクス基板３Ｆは、透明基板３１とオーバーコート層３３ＯＣとの間に介在したカラーフィルタ３３ＣＦを更に含んでいる。カラーフィルタ３３ＣＦは、第１貫通孔の少なくとも一部の位置にそれぞれ配置された複数の着色層を含んでいる。ここでは、カラーフィルタ３３ＣＦは、第１サブ画素ＰＸＲの位置で第１貫通孔を埋め込んだ第１着色層と、第２サブ画素ＰＸＧの位置で第１貫通孔を埋め込んだ第２着色層とを含んでいる。一例によれば、第１着色層及び第２着色層は、それぞれ、赤色着色層及び緑色着色層である。カラーフィルタ３３ＣＦは、第３サブ画素ＰＸＢの位置で第１貫通孔を埋め込んだ第３着色層を更に含むことができる。この場合、例えば、第１着色層、第２着色層及び第３着色層は、それぞれ、赤色着色層、緑色着色層及び青色着色層である。
ブラックマトリクス基板３Ｆでは、ブラックマトリクス基板３Ａと同様に、層の剥離又は脱落を生じ難い。また、ブラックマトリクス基板３Ｆによると、ブラックマトリクス基板３Ａと同様に、高い光取り出し効率を達成することができる。更に、ブラックマトリクス基板３Ｆについて上述した構成を採用すると、例えば、第１サブ画素ＰＸＲ及び第２サブ画素ＰＸＧにおいて、発光素子２５が射出した光の一部が波長変換されずに表示に利用されるのを防止できる。それ故、高い色再現性を達成できる。
＜７＞変形例
上述した表示装置及びブラックマトリクス基板には、以下に例示するように、様々な変形が可能である。
調光基板２等に設ける回路には、図２とは異なる構成を採用することができる。
例えば、映像信号線ドライバＶＤＲは、映像信号線ＶＳＬへ映像信号として電流信号を供給するものであってもよい。この場合、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢの各々は、映像信号を書き込む書込期間においては、駆動制御素子ＤＲのゲート－ソース間電圧がこの電流信号に対応した値に設定され、発光期間においては、上記ゲート－ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流を発光素子Ｄへ流すように構成してもよい。また、調光基板２には、アクティブマトリクス駆動方式により画像を表示するための回路を採用する代わりに、パッシブマトリクス駆動方式により画像を表示するための回路を採用してもよい。
第６実施形態において説明したカラーフィルタ３３ＣＦは、ブラックマトリクス基板３Ａ乃至３Ｅに設けてもよい。
発光素子２５として、青色発光ダイオードを使用する代わりに、紫外発光ダイオードを使用してもよい。この場合、充填層３６Ｂは、第３サブ画素ＰＸＢの発光素子２５が射出した光を、第１光及び第２光とは色が異なる第３光へと変換する波長変換層である。例えば、第１波長変換層３６Ｒ、第２波長変換層３６Ｇ、及び充填層３６Ｂは、発光素子２５が射出した紫外光を、それぞれ、赤色光、緑色光及び青色光へと変換する。
発光素子２５として、単一種類の発光ダイオードを使用する代わりに、複数種類の発光ダイオードを使用してもよい、例えば、第１サブ画素ＰＸＲ、第２サブ画素ＰＸＧ、及び第３サブ画素ＰＸＢにおいて、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードをそれぞれ使用してもよい。この場合、第１波長変換層３６Ｒ及び第２波長変換層３６Ｇの代わりに、充填層３６Ｂについて上述したのと同様の層を設けてもよい。
上記の表示装置はカラー画像の表示が可能であるが、表示装置は、モノクローム画像を表示するものであってもよい。例えば、表示装置１Ａにおいて、第１サブ画素ＰＸＲ及び第２サブ画素ＰＸＧを省略し、発光素子２５として青色発光ダイオードを使用し、充填層３６Ｂを、青色光を黄色光へ変換する波長変換層とする。充填層３６Ｂが、これに入射した青色光の一部を黄色光へ変換し、残りを透過させる場合、青色と黄色との加法混色による白色の表示が可能である。
表示装置は、液晶表示装置であってもよい。そのような表示装置は、例えば、ブラックマトリクス基板と、調光基板と、それらの間に介在した液晶層とを備えた液晶表示パネルを含む。この表示装置は、液晶表示パネルを調光基板側から照明するバックライトユニットを更に含むことができる。
１Ａ…表示装置、２…調光基板、３Ａ…ブラックマトリクス基板、３Ｂ…ブラックマトリクス基板、３Ｃ…ブラックマトリクス基板、３Ｄ…ブラックマトリクス基板、３Ｅ…ブラックマトリクス基板、３Ｆ…ブラックマトリクス基板、３Ｘ…ブラックマトリクス基板、４…接着層、２１…基板、２２…半導体層、２３Ａ…導体層、２３Ｂ…導体層、２３Ｃ…導体層、２３Ｄ…導体層、２４Ａ…絶縁層、２４Ｂ…絶縁層、２４Ｃ…絶縁層、２５…発光素子、２６…隔壁層、２７…充填層、２８…導体層、３１…透明基板、３２…ブラックマトリクス、３３ＣＦ…カラーフィルタ、３３ＯＣ…オーバーコート層、３４…樹脂層、３４ａ…第１樹脂部、３４ｂ…第２樹脂部、３５…反射層、３６Ｂ…充填層、３６Ｇ…第２波長変換層、３６Ｒ…第１波長変換層、２５１…第１層、２５２…第２層、２５３…第３層、３５１…第１部分、３５２…第２部分、３５３…第３部分、３５５…ＯＣ被覆部分、Ｃ…キャパシタ、Ｄ…発光素子、Ｄ１…深さ、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＲ…駆動制御素子、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ…画素、ＰＸＢ…第３サブ画素、ＰＸＧ…第２サブ画素、ＰＸＲ…第１サブ画素、ＳＤＲ…走査信号線ドライバ、ＳＥ…ソース電極、ＳＳＬ…走査信号線、ＳＷ…スイッチ、Ｔ…厚さ、Ｔ１…厚さ、ＶＤＲ…映像信号線ドライバ、ＶＳＬ…映像信号線、Ｗ１…距離、Ｗｘ１…距離、Ｗｙ１…距離。

Claims (17)

  1. 第１主面及び第２主面を有している透明基板と、
    前記第１主面上に設けられ、複数の第１貫通孔を有しているブラックマトリクスと、
    前記ブラックマトリクス上に設けられ、前記複数の第１貫通孔の位置に複数の第２貫通孔をそれぞれ有している樹脂層であって、前記樹脂層のうち前記複数の第２貫通孔の隣り合ったものに挟まれた部分である隔壁部は、第１樹脂部、及び、前記第１樹脂部と前記ブラックマトリクスとの間に介在した第２樹脂部を含み、前記隔壁部の側面は前記第２樹脂部の位置で凹んだ樹脂層と
    を備えたブラックマトリクス基板。
  2. 前記複数の第２貫通孔の中にそれぞれ設けられた複数の充填部を更に備えた請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  3. 前記複数の充填部の少なくとも一部は波長変換層である請求項２に記載のブラックマトリクス基板。
  4. 前記第１樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が矩形状又は順テーパ状である請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  5. 前記第２樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  6. 前記第１樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が矩形状又は順テーパ状であり、前記第２樹脂部は、前記隔壁部の長さ方向に垂直な断面が逆テーパ状である請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  7. 前記第１樹脂部の厚さＴ１と前記樹脂層の厚さＴとの比Ｔ１／Ｔは０．６乃至０．９９の範囲内にある請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  8. 前記隔壁部の側面は、前記第２樹脂部の位置で、０．１乃至４．０μｍの範囲内の深さで凹んでいる請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  9. 前記側面の少なくとも一部を被覆した部分を含んだ反射層を更に備えた請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  10. 前記反射層は、前記第１樹脂部の側面を被覆した請求項９に記載のブラックマトリクス基板。
  11. 前記反射層は、前記第２樹脂部の側面を少なくとも部分的に更に被覆した請求項９に記載のブラックマトリクス基板。
  12. 前記反射層は、前記第２貫通孔の前記透明基板側の開口の位置で、前記開口の周縁部から前記開口の中央へ向けて伸びた部分を更に含んだ請求項１１に記載のブラックマトリクス基板。
  13. 前記ブラックマトリクスと前記樹脂層との間に介在したオーバーコート層を更に備えた請求項１２に記載のブラックマトリクス基板。
  14. 前記樹脂層は光散乱層である請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  15. 前記複数の第１貫通孔の少なくとも一部の位置にそれぞれ配置された複数の着色層を含んだカラーフィルタを更に備えた請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
  16. 請求項１乃至１４の何れか１項に記載のブラックマトリクス基板と、
    前記第１主面と向き合うように設置された調光装置と
    を備えた表示装置。
  17. 前記調光装置は、基板と、前記複数の第１貫通孔に対応して前記基板上に配置された複数の発光ダイオードとを備えた請求項１６に記載の表示装置。
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