WO2023119759A1 - 色変換基板および表示装置 - Google Patents

Abstract

色変換基板は、透明基板と、開口を有する格子状のブラックマトリクスと、開口内に配置された色フィルタとを有するカラーフィルタ部と、カラーフィルタ部上にブラックマトリクスと重なるように設けられた反射性隔壁と、反射性隔壁の開口内に設けられた波長変換層とを含む波長変換部とを備える。色フィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、および黄色フィルタの少なくとも１つを含む。反射性隔壁は、透明樹脂で格子状に形成された第一ピラーと、第一ピラー上に設けられた金属薄膜とを有する。さらに、平面視において赤フィルタ、緑フィルタ、および黄色フィルタのいずれとも重ならない位置に配置された第二ピラーを有し、第一ピラーと第二ピラーとが、少なくとも下部において一体的に連続している。

Description

色変換基板および表示装置

　本発明は、色変換基板に関する。この色変換基板を用いた表示装置についても言及する。
　本願は、２０２１年１２月２３日に日本に出願された特願２０２１－２０９２９８号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　近年、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンス（以降、「有機ＥＬ」とも称する）表示装置のような自発光表示装置の開発が盛んである。マイクロＬＥＤディスプレイとは、およそ２μｍから５０μｍサイズのＬＥＤ素子をマトリクス状に配列した構造を有し、複数のＬＥＤ素子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。このような自発光表示装置は、光の透過・非透過を切り替える表示機能層としての液晶を用いずに表示を行うことができるため、黒表示時に光漏れが生じることが課題となっていた液晶表示装置と比較して、特に暗所での視認性に優れている。

　この分野における従来技術のいくつかを示す。
　特許文献１では、発光素子から発せられた光（紫外光）の波長をＢｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｒｅｄからなる色変換層にて変換している。各色変換層は、ブラックマトリクスにより区画されている。

　特許文献１において、ブラックマトリクスの厚み、光学濃度、具体的な形成方法については明記されていない。光学濃度４前後、厚み１０μｍ程度のブラックマトリクスを形成する場合、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、露光の光が厚み方向に透過しにくいため、形成されるブラックマトリクスの寸法精度を保ちにくい。

　特許文献１では、いわゆるカラーフィルタにより波長変換を行っている。他の構成例として、特許文献２には、紫外から青色の波長帯域の光を発するＬＥＤを光源とし、波長変換のため蛍光発光層をＬＥＤ光源に重ねたフルカラーＬＥＤ表示パネルが開示されている。

日本国特開２０１９－８７７４６号公報 日本国特願２０２０－８５９４４号公報

　特許文献１に記載のような表示装置を従来技術にて作製する場合、開口を有する光散乱性または光遮光性の隔壁パターンを数十μｍの厚みで形成した後、開口内に所定の複数色のうちの一色からなる色変換層をパターニングする。発光素子が青色ＬＥＤであれば、Ｂｌｕｅ画素は光源の色をそのまま表示に使える為、色変換層に代えて透明樹脂を樹脂充填してパターニングすることもできる。
　ここで、数十μｍの高さを有する隔壁パターンに、数十μｍの高さで、変換層用樹脂や、透明樹脂を塗工しフォトリソグラフィにてパターニングする際、開口内に空気をかんで色抜けを生じたり、開口内の底部に本来現像にて溶解されるべき樹脂が残って混色の原因になったりすることがある。

　色変換層の厚みは、色変換用樹脂中の蛍光体材料の含有用と発光効率により決まるが、３μｍ以上３０μｍ以下の光路長が必要になることが多い。このような厚みの蛍光体材料を充填するためには、隔壁パターンについても数十μｍの高さが必要となる。
　しかし、ＴｉＯ_２粒子などを分散した光散乱膜や、カーボンブラックを分散した遮光膜を、フォトリソグラフィによる露光にて数十μｍの塗膜の上部から下部まで十分に感光させることは難しい。その結果、ポジ型レジストを用いる場合は、画素開口部が露光される位置になり、画素開口部に残膜が残る現象がおきる。また、ネガ型レジストを用いる場合は、隔壁パターンの中央部が散乱光により太くなる一方、下部が露光不足により細くなる現象が生じる。したがって、隔壁パターンを上部から下部まで均一な寸法で形成することは困難である。

　上記事情を踏まえ、本発明は、数十μｍ程度の高さであっても高い寸法精度で隔壁パターンが形成された色変換基板を提供することを目的とする。

　本発明の第一の態様は、透明基板と、透明基板上に設けられ、開口を有する格子状のブラックマトリクスと、開口内に配置された色フィルタとを有するカラーフィルタ部と、カラーフィルタ部上であって平面視においてブラックマトリクスと重なるように設けられた反射性隔壁と、反射性隔壁の開口内に設けられた波長変換層とを含む波長変換部とを備える色変換基板である。
　色フィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、および黄色フィルタの少なくとも１つを含む。
　反射性隔壁は、透明樹脂で格子状に形成された第一ピラーと、第一ピラー上に設けられた金属薄膜とを有する。
　さらに、透明樹脂で形成され、平面視において赤フィルタ、緑フィルタ、および黄色フィルタのいずれとも重ならない位置に配置された第二ピラーを有し、第一ピラーと第二ピラーとが、少なくともカラーフィルタ部側の下部において一体的に連続している。

　本発明の第二の態様は、第一の態様に係る色変換基板と、青色光を発する複数の発光素子が一方の面に配置され、発光素子と波長変換部とが対向するように接着層を介して色変換基板に接合された光モジュール基板とを備える表示装置である。

　本発明によれば、数十μｍ程度の高さであっても高い寸法精度で隔壁パターンが形成された色変換基板を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の模式断面図である。 図１の表示装置を分解して示す模式断面図である。 図１の表示装置に係る色変換基板の製造時の一過程を示す図である。 図１の表示装置に係る色変換基板の製造時の一過程を示す図である。 図１の表示装置に係る色変換基板の製造時の一過程を示す図である。 第二ピラーの変形例を示す模式断面図である。 第二ピラーの変形例を示す模式断面図である。 本発明の変形例に係る色変換基板の模式平面図である。

　以下、本発明の一実施形態について、図１から図７を参照しながら説明する。
　以降の説明において、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、あるいは、必要な場合のみ説明を行う。

　本明細書中において、「平面視」とは、後述する表示装置や波長変換基板等の面を、観察者が法線方向に見た状態を意味する。また、「高さ」および「厚み」は、いずれも基板面等面に対する垂直方向の寸法を意味し、実質的に同義である。
　各構成における「第一」や「第二」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、序列や数量を特定しない。

　図１は、本実施形態に係る表示装置１００の模式断面図であり、図２では、表示装置１００を分解して示している。図２に示すように、表示装置１００は、色変換基板２００と光モジュール基板２０３とが接着層２０１で接合された構成を有する。

　色変換基板２００は、透明基板１０上に、カラーフィルタ部１１、平坦化層３、および波長変換部１２が順に積層された構成を有する。
　透明基板１０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各種の透明材料から構成される基板を用いることができる。

　カラーフィルタ部１１は、複数の色フィルタと、平面視において各色フィルタを区画するブラックマトリクス２とを有する。本実施形態では、赤フィルタ１Ｒ、緑フィルタ１Ｇ、および青フィルタ１Ｂの３つの色フィルタが用いられているが、色フィルタの数および組み合わせは、用途等に応じて適宜設定でき、黄色等の他の色が用いられてもよい。
　ブラックマトリクス２の形成方法は特に制限されないが、遮光性を有するカーボンが分散した、アルカリに可溶な感光性レジストを用いると簡便に形成することができる。

　平坦化層３は、カラーフィルタ部１１の各構成における高さの違いを吸収するための層で、透明樹脂で形成できる。

　波長変換部１２は、複数の波長変換層と、平面視において各色フィルタを区画する反射性隔壁５とを有する。
　本実施形態では、赤色変換層６Ｒおよび緑色変換層６Ｇの２つの波長変換層が用いられているが、波長変換層の数および組み合わせは、用途等に応じて適宜設定できる。
　赤色変換層６Ｒは、所定波長の励起光により赤色の蛍光を発する蛍光体がベース樹脂に分散された構成を有する。
　緑色変換層６Ｇは、所定波長の励起光により緑色の蛍光を発する蛍光体がベース樹脂に分散された構成を有する。
　各波長変換層においては、リン酸塩蛍光体や窒化物蛍光体の様な蛍光体粒子だけでなく、量子ドット蛍光体等も使用でき、これらの色変換粒子を分散した色変換粒子分散有機樹脂を使用するのが簡便である。

　反射性隔壁５は、透明樹脂で形成されたピラーと、ピラー上に設けられた金属薄膜８とを有する。反射性隔壁５の高さは、例えば３μｍ以上４０μｍ以下である。
　金属薄膜８の材質としては、スパッタ可能であることが好ましく、アルミニウム単体やアルミニウムを含む合金等を例示できる。より具体的には、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挙げられる。反射率の観点からは、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％以下の範囲であると高い反射率を安定して発揮しやすい。アルミニウム単体やアルミニウムとネオジウムの合金から構成される金属薄膜は、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の反射率が８５％以上９９．５％以下と、優れた反射特性を示す。
　上述した材料とピラーとの間にチタン層を設けることにより金属薄膜８を２層構造とすると、ピラーとの密着性が向上し、製造過程における剥離等を抑制できる利点がある。

　本実施形態においては、第一ピラー７ａと、第二ピラー７ｂとの２種類のピラーが設けられている。第一ピラー７ａは、色変換基板２００の平面視において、概ねブラックマトリクス２と重なる略格子状の形状を有する。第二ピラー７ｂは、色変換基板２００の平面視において、概ね青フィルタ１Ｂと重なる略四角柱状の形状を有している。第二ピラー７ｂは、第一ピラー７ａの格子形状の開口のうち、平面視において青フィルタ１Ｂと重なる部位を埋めている。第二ピラー７ｂと、その周囲に位置する第一ピラー７ａとは、平坦化層３側の下端部から上端までの厚さ方向全体において一体的に連続している。

　金属薄膜８は、第二ピラー７ｂと一体的に形成された部位を除き、カラーフィルタ部１１から突出する第一ピラー７ａの外面を覆っている。このような配置態様により、金属薄膜８は、色変換基板２００の平面視において、概ねブラックマトリクス２と重なる位置関係にある。

　上記のように構成された、本実施形態に係る色変換基板の製造手順の一例について説明する。
　まず、図３に示すように、透明基板１０上に、カラーフィルタ部１１および平坦化層３を形成する（ステップＡ）。カラーフィルタ部１１の各色フィルタおよびブラックマトリクスは、公知のフォトリソグラフィを用いて形成することができる。

　次に、図４に示すように、平坦化層３上に、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィにより、第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂを一体的に形成する（ステップＢ）。第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂは透明であるため、カーボンを含む等により有色化した材料に比べ、硬化のために照射する光線が平坦化層３に近い部位まで十分に到達する。その結果、有色化した材料で光吸収性の隔壁を設ける場合に比べて、はるかに寸法精度高く形成できる。
　ステップＢで使用す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上記線状高分子に導入した樹脂等を例示できる。

　第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂは、寸法精度高く形成されているが、透明であるため、そのままでは迷光や混色を防ぐ隔壁として機能しない。そこで、ピラーの外面上に金属薄膜８を形成する（ステップＣ）。
　まず、スパッタにより第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂが設けられた面全体に金属薄膜を形成し、第一ピラー７ａの天面および側面をレジスト等の保護パターンで覆ってからエッチングを行い、保護パターンに覆われていない金属薄膜を除去する。最後に保護パターンを剥離すると、図５に示すように、第一ピラー７ａの天面および側面を多く金属薄膜８が形成され、反射性隔壁５が完成する。

　最後に、赤フィルタ１Ｒに対応する反射性隔壁５の開口内に赤色変換層６Ｒを形成し、緑フィルタ１Ｇに対応する反射性隔壁５の開口内に緑色変換層６Ｇを形成すると、本実施形態の色変換基板２００が完成する（ステップＤ）。赤色変換層６Ｒおよび緑色変換層６Ｇは、いずれが先に形成されてもよい。
　ステップＤにおいて、赤色変換層６Ｒ等の波長変換層は、反射性隔壁よりも低く形成されてもよい。このようにすると、波長変換層の材料が反射性隔壁にオーバーラップして表示装置の輝度バラつきを生じることを抑制できる。

　完成した色変換基板２００の波長変換部１２側の面に、接着層２０１を介して光モジュール基板２０３を貼り合わせると、表示装置１００が完成する。
　光モジュール基板２０３は、基板２０上に複数のＬＥＤ２０２がマトリクス状に配置された公知の基本構造を有する。完成した表示装置１００においては、平面視において、各色フィルタの範囲内に少なくとも１つのＬＥＤ２０２が位置する。

　本実施形態において、ＬＥＤ２０２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）等が適用された青色発光ダイオードである。５０μｍから２００μｍサイズのミニＬＥＤ、２μｍから５０μｍサイズのマイクロＬＥＤのいずれもＬＥＤ２０２として使用でき、カラーフィルタ部１１の色フィルタの平面視寸法等を考慮して適宜選択できる。
　ＬＥＤ２０２の素子構造に特に制限はなく、ｎ側電極とｐ側電極が同じ側にある水平型ＬＥＤ、ｎ側電極とｐ側電極が厚み方向に発光部を挟む垂直型ＬＥＤのいずれも使用することができる。

　基板２０としては、色変換基板の透明基板１０と同様の材質も使用できるが、必ずしも透明でなくてもよく、公知のシリコン基板等であってもよい。色変換基板２００との接合時に生じるＬＥＤと色フィルタとの平面視におけるずれ（画素ずれ）を防ぐ観点からは、基板２０の材料の熱膨張率と透明基板１０の熱膨張率とが近いことが好ましい。
　各ＬＥＤ２０２は、基板２０に形成された不図示の配線と電気的に接続されており、基板２０を介して駆動することができる。ＬＥＤ２０２と基板２０の配線との接続方法に特に制限はなく、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、金線などを用いたワイヤーボンディング等の公知の各種方法を適用することができる。

　接着層２０１の厚みは、ＬＥＤ２０２の寸法等を考慮して適宜決定でき、ＬＥＤ２０２の厚み以上とすることが好ましい。接着層２０１の材料に特に制限はないが、設定した厚みにおいて、ＬＥＤが発する光を７０％以上透過する程度の光線透過率を有することが好ましく、８５％以上透過する程度の光線透過率を有することがさらに好ましい。

　図２に示すように、光モジュール基板２０３において、ＬＥＤ２０２の周囲に、第一ピラーと概ね同様の平面視形状を有すると補助パターン２０４を形成してもよい。補助パターン２０４は必須の構成ではないが、補助パターン２０４をＬＥＤ２０２と同様の高さとすることで、色変換基板２００と光モジュール基板２０３とをより安定して接合させることができる。さらに、黒色にする等により補助パターン２０４に吸収性を付与すると、ＬＥＤの光が波長変換部１２に入射する前に生じる迷光等を低減できる。

　表示装置１００の使用時の動作について説明する。
　表示装置１００においては、光モジュール基板に配置された多数のＬＥＤ２０２が独立してオンオフ駆動されることにより、色変換基板２００側にフルカラーの映像等を表示できる。
　平面視において赤フィルタ１Ｒと重なるＬＥＤ２０２が発光すると、発せられた青色光はまず赤色変換層６Ｒに入射する。その結果、赤色変換層６Ｒから波長６３０ｎｍ付近の赤色の蛍光が発せられて赤フィルタ１Ｒに入射し、波長が整えられた赤色光として視認される。同様に、平面視において緑フィルタ１Ｇと重なるＬＥＤ２０２が発光すると、発せられた青色光はまず緑色変換層６Ｇに入射する。その結果、緑色変換層６Ｇから波長５３５ｎｍ近辺の緑色の蛍光が発せられて緑フィルタ１Ｇに入射し、波長が整えられた緑色光として視認される。

　一方、平面視において青フィルタ１Ｂと重なるＬＥＤ２０２が発光すると、発せられた青色光は第二ピラー７ｂの天面から第二ピラー７ｂ内に入射する。第二ピラー７ｂは透明であるため、青色光はそのまま青フィルタ１Ｂに入射し、波長が整えられた青色光として視認される。
　このようにして、１種類のＬＥＤのみ配置された光モジュール基板であっても、本実施形態に係る色変換基板２００を用いることにより、フルカラー表示可能な表示装置を構成できる。

　反射性隔壁の金属薄膜８は、波長変換部に入射したＬＥＤの光のうち、隣接する色フィルタ領域に向かって進む光を反射して混色等の発生を防止するとともに、表示光として利用可能にする。赤色変換層６Ｒおよび緑色変換層６Ｇに入射した光は、第一ピラー７ａの側面に設けられた金属薄膜８により反射される。第二ピラー７ｂ内に入射した光は、第二ピラー７ｂ内から周囲の第一ピラー７ａ内を通り、第一ピラー７ａの内側から金属薄膜８に当たって反射される。
　ＬＥＤディスプレイの高精細化に伴い、ＬＥＤディスプレイ等の表示装置においては、画素として機能する開口部面積に対するブラックマトリクスの面積比率は増加する傾向にある。６００ｐｐｉ（pixel per inch）、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、さらには、７０％を超える。これに伴って開口部面積比率は低下する。このため、表示光の出力を高める観点からは、金属薄膜８の反射率は高い方が望ましい。反射率が８５％より低くても視認側に表示光を出力することは可能であるが、表示が暗くなる場合もあり、好ましくない。

　本実施形態に係る色変換基板では、透明な格子状のピラーの表面に金属薄膜を形成することにより、反射性隔壁５として機能させている。さらに、光源が青色光を発する場合、平面視において青フィルタ１Ｂと重なるピラーの開口部内に充填される樹脂層が必ずしも波長変換機能を有さなくてもよいことに着目し、平面視において青フィルタ１Ｂと重なる開口部内に充填される樹脂層を第二ピラー７ｂとして、その周囲に位置する格子状の第一ピラー７ａと一体的に形成している。これにより、平面視において青フィルタ１Ｂと重なる第二ピラー７ｂと、その周囲に位置する第一ピラー７ａとは、平坦層側の下端部から上端までの厚さ方向全体において一体的に連続している。

　従来の構成では、格子状のピラーを形成した後に各色フィルタと重なるピラーの開口部内に波長変換層を形成する必要があるため、３色の色フィルタを有する場合は、３段階の工程が必要であったが、本実施形態に係る色変換基板では、第一ピラー７ａと第二ピラー７ｂを形成することにより、青フィルタ１Ｂと重なる開口部内に樹脂層を形成する工程を省略できる。その一方で、第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂは、マスクを変更することにより単一のプロセスで同時に形成できるため、ピラーの形成工程において工程が増えることもない。
　その結果、本実施形態に係る色変換基板２００は、従来に比して製造効率が著しく向上されている。

　また、反射性隔壁の基本形状を規定する第一ピラーおよび第二ピラーが透明な感光性樹脂で形成されているため、波長変換部の厚さが数十μｍと比較的厚い場合でも、樹脂材料を十分に露光現像することができ、寸法精度の高い反射性隔壁を形成できる。
　青フィルタ１Ｂと重なるピラーの開口部内に配置される第二ピラー７ｂと、その周囲に位置する格子状の第一ピラー７ａとを一体的に形成することにより、第一ピラーの青フィルタ１Ｂと重なる開口部側の側面に金属薄膜を形成することはできなくなるが、上述したように、隣接する他の色フィルタ側の面に設けられた金属薄膜８が、第二ピラー内から第一ピラー内に進入した光も反射するため、反射性隔壁５全体としては、青フィルタ１Ｂと重なるピラーの開口部内においても、迷光やそれに伴う混色の発生等を好適に抑制することができる。

　本実施形態において、第二ピラーの形状はさまざまに変更できる。
　図６に示す変形例の第二ピラー１７ｂは、第一ピラー７ａよりも低くなっている。このようにすると、光モジュール基板が貼り合わされる際に、光モジュール基板から突出したＬＥＤの体積を第一ピラー７ａと第二ピラー１７ｂとの段差により一部吸収できるため、接着層を介した接合状態を安定させることができる。
　第二ピラー１７ｂは、上記ステップＢにおいて、ハーフトーンマスクを用いて第二ピラーを形成する等により簡便に実現できる。赤色変換層６Ｒ等の波長変換層を同一の手法により反射性隔壁よりも低い形状としてもよく、この場合は、接合状態に安定に加えて、波長変換層材料の反射性隔壁上へのオーバーラップを低減して、光モジュール基板を接合する際のギャップを容易に制御することができる。

　図７に示す変形例の第二ピラー２７ｂは、天面の周縁に形成された溝２８を有する。このようにすると、スパッタ等により溝２８の内面にも金属薄膜８を設けることができ、迷光等の抑制効果を向上できる。溝２８は、ステップＢにおけるマスクの設定により、比較的簡便に形成できる。この変形例においても、第二ピラーとその周囲に位置する第一ピラーとは、平坦層側の下端部から一定の厚さ範囲において一体的に連続している。

　本発明に係る色変換基板について、実施例を用いてさらに説明する。本発明は、実施例の具体的内容のみによって何ら限定されない。

（実施例１）
　透明基板１０として、厚さ０．５ｍｍ、熱膨張率３ｐｐｍ／℃の低膨張ガラスを用いた。このガラスの一方の面に開口を有する二次元マトリクス状のブラックマトリクス２を形成した。さらに、ブラックマトリクスの開口内に、赤フィルタ１Ｒ（ピーク波長６３０ｎｍ付近）、緑フィルタ１Ｇ（ピーク波長５３５ｎｍ付近、および青フィルタ１Ｂ（ピーク波長４３０ｎｍ付近）を設けてカラーフィルタ部１１を形成した。続いて、シロキサン系の透明樹脂で平坦化層３を形成し、カラーフィルタ部１１を被覆した。

　次に、平坦化層３上にアクリル樹脂から構成されるネガ型感光性透明樹脂を塗工し、フォトリソグラフィにより厚さ１５μｍの第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂを一体的に形成した。第一ピラー７ａと第二ピラー７ｂとは、平面視において連続している。

　次に、第一ピラー７ａおよび第二ピラー７ｂを形成した面にスパッタ成膜にて厚み１００ｎｍのアルミ層を形成し、ノボラック系のポジ型感光性樹脂にて被覆した。この感光性樹脂を、フォトリソグラフィによりパターニングして、金属薄膜８として残す部分のみを覆う保護パターンを形成した。
　さらに、弱酸性のエッチング液にてエッチングを行い、保護パターンに覆われていないアルミ層を除去した後、保護パターンを剥離して、反射性隔壁５を形成した。

　次に、平面視において緑フィルタ１Ｇと重なる反射性隔壁の開口内に、厚さ１３μｍの緑色変換層６Ｇを形成した。緑色変換層６Ｇは、青色ＬＥＤの光源を波長５３５ｎｍ付近にピークを持つ光に変換する蛍光体粒子が透明なベース樹脂内に分散配置された構成を有する。
　さらに、平面視において赤フィルタ１Ｒと重なる反射性隔壁の開口内に、厚さ１３μｍの赤色変換層６Ｒを形成した。赤色変換層６Ｒは、青色ＬＥＤの光源を波長６３０ｎｍ付近にピークを持つ光に変換する蛍光体粒子が透明なベース樹脂内に分散配置された構成を有する。

　以上により実施例１に係る色変換基板を製造した。実施例１に係る色変換基板においては、既に第二ピラーにより、平面視において青フィルタ１Ｂと重なる部分が第二ピラーにより埋められているため、赤色変換層６Ｒを形成する工程および緑色変換層６Ｇを形成する工程の２工程のみで波長変換部１２を形成でき、従来よりも短時間で作成できた。また、赤色変換層６Ｒおよび緑色変換層６Ｇの設定高さを反射性隔壁よりも低くすることで、これらの材料の反射性隔壁上のオーバーラップをほぼなくすことができ、光モジュール基板の貼合せ時におけるギャップ制御も容易であった。

（実施例２）
　第一ピラーおよび第二ピラーを形成する際に、第二ピラーの部分に透過率８５％の干渉マスクを用いた点を除き、実施例１と同様の手順で実施例２に係る色変換基板を作製した。上記プロセスにより、第二ピラーの高さは、第一ピラーよりも低い１３μｍとなった。
　実施例２に係る色変換基板は、実施例１に係る色変換基板と同様の効果を奏した。さらに、光モジュール基板の貼合せ時における抵抗が少なく、スムーズに接合できた。

　以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。

　上記実施形態では、カラーフィルタ部が青フィルタを有する例を説明したが、貼り合わせる光モジュール基板の発光素子が青色光を発し、その青色光が波長を整えずにそのまま表示装置の表示光としても問題ない等の場合は、青フィルタに代えて透明樹脂層を配置してもよい。

　第一ピラーおよび第二ピラーを形成するための透明樹脂は、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光の透過率が７０％以上９９．５％以下であることが望ましい。感光性樹脂としてアクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、シロキサン系樹脂、エポキシ系樹脂が使用可能である。

　波長変換層は、蛍光体に加え、ベース樹脂と屈折率の異なる透明粒子や、白色の粒子等がベース樹脂内に分散配置されてもよい。このようにすると、光源から入射した光の光路長を長くすることができ、波長変換部の発光効率を向上できる。
　分散させる粒子として、例えば、平均粒径が１．０μｍ以上３．０μｍ以下の透明粒子を使用できる。平均粒径が１．０μｍ以上３．０μｍ以下の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適切な光散乱性を得やすい。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よい。
　分散させる粒子は、光学的に等方であることが好ましい。本明細書において「光学的に等方」とは、粒子がａ軸、ｂ軸、ｃ軸において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。
　分散させる粒子の例として、例えばシリカ粒子は、非晶質構造（アモルファス）を有する。他に、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。

　波長変換層に紫外線吸収性を付与してもよい。例えば、酸化亜鉛の粒子は可視域透明かつ３９０ｎｍ以下の紫外線を吸収できるため、これをベース樹脂に混合してもよい。あるいは、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等を含む紫外線吸収剤をベース樹脂に添加してもよい。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、硬化後の長期保管における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、ベース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。
　さらには、波長変換層を、紫外線吸収性を発揮する層と、入射した光を散乱するための層との２層構成としてもよい。特に、分散させる透明粒子の径が大きい等の場合は、紫外線吸収剤を添加した層により透明粒子による凹凸を緩和できる利点がある。

　第一ピラーおよび第二ピラーの樹脂材料は、短波長の光吸収に伴い黄色みを帯びることがあるため、少量の青色顔料を含有させてもよい。樹脂材料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、第一ピラーおよび第二ピラーの経時黄変を抑制できる。

　カラーフィルタ部や波長変換部は、色変換基板の全面に設けられなくてもよい。図８に示す色変換基板２００Ａでは、反射性隔壁５で区画された赤フィルタ１Ｒ、緑フィルタ１Ｇ、および青フィルタ１Ｂの組を含む画素単位Ｐｕが、複数の色フィルタが並ぶ第一の方向に間隔Ｉｔ１を空けて所定のピッチＰ１で、かつ第一の方向と直交する第二の方向に間隔Ｉｔ２を空けて所定のピッチＰ２で二次元マトリクス状に配置されている。隣り合う画素単位間には、反射性隔壁およびカラーフィルタ部のいずれも配置されていない。このような配置態様であっても、上述した実施形態と概ね同様の効果を奏する。なお、第二の方向に隣接する第二ピラー７ｂ間における光の混色を回避するためには、第二ピラー７ｂ間に必ず金属薄膜を配置する必要があり、必ず所定の間隔を空けることが必要となる。
　色変換基板の画素構成はこれに限られず、適宜決定できる。

　本発明によれば、数十μｍ程度の高さであっても高い寸法精度で隔壁パターンが形成された色変換基板を提供できる。

１Ｂ　青フィルタ（色フィルタ）
１Ｇ　緑フィルタ（色フィルタ）
１Ｒ　赤フィルタ（色フィルタ）
２　ブラックマトリクス
５　反射性隔壁
６Ｇ　緑色変換層
６Ｒ　赤色変換層
７ａ　第一ピラー
７ｂ、１７ｂ、２７ｂ　第二ピラー
８　金属薄膜
１０　透明基板
１１　カラーフィルタ部
１２　波長変換部
１００　表示装置
２００、２００Ａ　色変換基板
２０１　接着層
２０２　ＬＥＤ（発光素子）

Claims (9)

1. 　透明基板と、
   　前記透明基板上に設けられ、開口を有する格子状のブラックマトリクスと、前記開口内に配置された色フィルタとを有するカラーフィルタ部と、
   　前記カラーフィルタ部上であって平面視において前記ブラックマトリクスと重なるように設けられた反射性隔壁と、前記反射性隔壁の開口内に設けられた波長変換層とを含む波長変換部と、
   　を備え、
   　前記色フィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、および黄色フィルタの少なくとも１つを含み、
   　前記反射性隔壁は、透明樹脂で格子状に形成された第一ピラーと、前記第一ピラー上に設けられた金属薄膜とを有し、
   　前記透明樹脂で形成され、平面視において前記赤フィルタ、前記緑フィルタ、および前記黄色フィルタのいずれとも重ならない位置に配置された第二ピラーを有し、
   　前記第一ピラーと前記第二ピラーとが、少なくとも前記カラーフィルタ部側の下部において一体的に連続している、
   　色変換基板。
2. 　前記透明樹脂における波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光の透過率が７０％以上９９．５％以下である、
   　請求項１に記載の色変換基板。
3. 　前記波長変換層および前記第二ピラーの少なくとも一方が、前記反射性隔壁よりも低い、
   　請求項１に記載の色変換基板。
4. 　前記金属薄膜における波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の反射率が８５％以上９９．５％以下である、
   　請求項１に記載の色変換基板。
5. 　前記反射性隔壁の高さが３μｍ以上４０μｍ以下である、
   　請求項１に記載の色変換基板。
6. 　前記金属薄膜が、アルミニウム単体またはアルミニウムとネオジムの合金から構成される、
   　請求項１に記載の色変換基板。
7. 　前記金属薄膜が、前記第一ピラー上に設けられたチタン層を含む、
   　請求項６に記載の色変換基板。
8. 　前記透明基板が、ガラスまたは合成樹脂から構成される、
   　請求項１に記載の色変換基板。
9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載の色変換基板と、
   　青色光を発する複数の発光素子が一方の面に配置され、前記発光素子と前記波長変換部とが対向するように接着層を介して前記色変換基板に接合された光モジュール基板と、
   　を備える、
   　表示装置。

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