WO2023223833A1 - ブラックマトリクス基板及び表示装置 - Google Patents

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WO2023223833A1
WO2023223833A1 PCT/JP2023/017116 JP2023017116W WO2023223833A1 WO 2023223833 A1 WO2023223833 A1 WO 2023223833A1 JP 2023017116 W JP2023017116 W JP 2023017116W WO 2023223833 A1 WO2023223833 A1 WO 2023223833A1
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WO
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black matrix
layer
holes
matrix substrate
light
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Application number
PCT/JP2023/017116
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English (en)
French (fr)
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京慧 川田
孝二 今吉
一彦 塩満
圭佑 後藤
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凸版印刷株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements

Definitions

  • the present invention relates to a black matrix substrate and a display device.
  • a light emitting element such as a light emitting diode is used, for example, as a light source of a backlight unit or as a component of a pixel or subpixel.
  • partition walls may be provided to separate light emitting elements or pixels or subpixels from each other (see Patent Documents 1 to 4).
  • the partition wall is used, for example, to efficiently utilize light emitted by a light emitting element, or to prevent light emitted by another light emitting element from entering a region where light emitted by a certain light emitting element should be incident. make it possible.
  • An object of the present invention is to provide a technique that can make it difficult for image quality to deteriorate due to stray light in a display device including a light emitting element.
  • a transparent substrate having a first main surface and a second main surface; a black matrix provided on the first main surface and having a plurality of first through holes; , a resin layer provided on the black matrix and having a plurality of second through holes at the positions of the plurality of first through holes, and a side wall of each of the plurality of second through holes at least partially.
  • a black matrix substrate is provided, which includes a reflective layer coated with a resin layer and a reflective layer that is at least partially open at a position on the upper surface of the resin layer.
  • the black matrix substrate according to the above aspect, wherein the coverage rate of the upper surface with the reflective layer is 85% or less.
  • a black matrix substrate according to any of the above aspects, in which the reflective layer is made of metal or an alloy.
  • a black matrix substrate according to any of the above aspects, wherein the resin layer is transparent.
  • each of the plurality of second through-holes has an outline of an orthogonal projection of the opening on the transparent substrate side onto the first main surface.
  • a black matrix substrate according to any of the above-mentioned side surfaces is provided so as to surround the outline of the orthogonal projection onto the first main surface.
  • the plurality of first through holes are arranged in a first direction and a second direction that intersect with each other, and the reflective layer is configured to
  • a black matrix substrate is provided in which the side surface is opened at a position between adjacent ones in the second direction, and at a position between the first through holes adjacent in the second direction among the plurality of first through holes.
  • the reflective layer has a slit-shaped opening extending in the second direction at a position between adjacent first through holes among the plurality of first through holes, and There is provided a black matrix substrate according to the side surface having a slit-shaped opening extending in the first direction at a position between the first through holes adjacent in the second direction among the plurality of first through holes.
  • the plurality of second through-holes is a plurality of second through-holes each consisting of three or more of the plurality of second through-holes and arranged in a first direction and a second direction that intersect with each other.
  • through-hole groups, and the reflective layer is located between adjacent through-hole groups in the first direction among the plurality of through-hole groups, and between adjacent through-hole groups in the second direction among the plurality of through-hole groups.
  • a black matrix substrate according to any of the above-mentioned side surfaces having an opening at a position between the mating parts is provided.
  • the reflective layer has a slit-shaped opening extending in the second direction at a position between adjacent through-holes in the first direction among the plurality of through-hole groups
  • a black matrix substrate is provided in which the side surface has a slit-shaped opening extending in the first direction at a position between adjacent through-hole groups in the second direction among the plurality of through-hole groups.
  • the black matrix substrate according to the above-mentioned side surface in which the three or more second through-holes are arranged in the first direction in each of the plurality of through-hole groups.
  • the black matrix substrate according to the above aspect wherein the plurality of second through holes have a shape extending in the second direction.
  • the above aspect further includes an overcoat layer interposed between the black matrix and the resin layer and containing a transparent resin, an ultraviolet absorber, and one or more transparent particles.
  • an overcoat layer interposed between the black matrix and the resin layer and containing a transparent resin, an ultraviolet absorber, and one or more transparent particles.
  • the overcoat layer includes a transparent resin and one or more of an ultraviolet absorber, a yellow pigment, and transparent particles.
  • the black matrix according to any one of the above aspects further includes a color filter including a plurality of colored layers, each of which is disposed at a position of at least a part of the plurality of first through holes.
  • a substrate is provided.
  • a black matrix substrate according to any one of the above aspects, further comprising a plurality of wavelength conversion layers respectively provided in at least some of the plurality of second through holes. Ru.
  • a display device including the black matrix substrate according to any of the above aspects and a light control device installed to face the first main surface.
  • the light control device includes a display according to the aspect described above, including a substrate and a plurality of light emitting diodes arranged on the substrate corresponding to the plurality of first through holes. Equipment is provided.
  • a technique is provided that can make it difficult for image quality to deteriorate due to stray light in a display device including a light emitting element.
  • FIG. 1 is a plan view showing a part of a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line III-III.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line IV-IV.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line VV.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line VI-VI.
  • FIG. 7 is a plan view showing a part of the black matrix substrate included in the display device of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing how stray light affects display in a display device according to a comparative example.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing how stray light is absorbed by a black matrix in the display device of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a plan view showing a part of a black matrix substrate included in a display device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a part of a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line III-III.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line IV-IV.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line VV.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 1 taken along line VI-VI.
  • FIG. 7 is a plan view showing a part of the black matrix substrate included in the display device of FIG. 1.
  • the area surrounded by the broken line represents the opening on the transparent substrate 31 side of the first through hole that the black matrix 32 has, as will be described later.
  • the display device 1A shown in FIGS. 1 to 6 is a micro LED display capable of color display using an active matrix driving method, and each sub-pixel includes a light emitting diode (LED).
  • LED light emitting diode
  • the X direction and the Y direction are directions that are parallel to the display surface of the display device 1A and intersect with each other. According to one example, the X direction and the Y direction are perpendicular to each other. Further, the Z direction is a direction perpendicular to the X direction and the Y direction. That is, the Z direction is the thickness direction of the display device 1A.
  • the display device 1A includes a video signal line VSL, a power supply line PSL, a scanning signal line SSL, a pixel PX, a video signal line driver VDR, and a scanning signal line driver SDR. .
  • the video signal line VSL and the power supply line PSL each extend in the Y direction and are arranged alternately in the X direction.
  • the scanning signal lines SSL each extend in the X direction and are arranged in the Y direction.
  • the pixels PX are arranged in the X direction and the Y direction.
  • Each pixel PX includes a first sub-pixel PXR, a second sub-pixel PXG, and a third sub-pixel PXB.
  • the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB are arranged corresponding to the intersection of the video signal line VSL and the scanning signal line SSL.
  • the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB emit light of different colors.
  • the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB emit red light, green light, and blue light, respectively.
  • the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB are arranged in this order in the X direction.
  • the arrangement order of the first sub-pixel PXR, second sub-pixel PXG, and third sub-pixel PXB in each pixel PX can be changed.
  • first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB form a stripe arrangement.
  • the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB may form other arrangements such as a delta arrangement and a mosaic arrangement.
  • Each of the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB includes a light emitting element D, a drive control element DR, a switch SW, and a capacitor C.
  • the light emitting element D is a light emitting diode.
  • the light emitting diode is, for example, a light emitting diode made of an inorganic substance.
  • a light emitting diode made of an inorganic substance can be obtained, for example, by dividing a laminate having a layer structure similar to these into a plurality of parts.
  • the light emitting element D may be an electroluminescent element which is a light emitting diode made of an organic material.
  • the cathode of the light emitting element D is connected to a ground electrode.
  • the light emitting element D is a blue light emitting diode that is made of an inorganic substance and emits blue light.
  • the drive control element DR and switch SW are field effect transistors.
  • the drive control element DR is a p-channel thin film transistor
  • the switch SW is an n-channel thin film transistor.
  • the drive control element DR has a gate connected to the drain of the switch SW, a source connected to the power supply line PSL, and a drain connected to the anode of the light emitting element D.
  • the switch SW has a gate connected to the scanning signal line SSL, and a source connected to the video signal line VSL.
  • the capacitor C is, for example, a thin film capacitor.
  • the capacitor C has one electrode connected to the gate of the drive control element DR, and the other electrode connected to the power supply line PSL.
  • the first sub-pixel PXR further includes a first wavelength conversion layer 36R and a first colored layer 33R shown in FIGS. 3 to 6.
  • the first wavelength conversion layer 36R is installed to face the light emitting element D of the first sub-pixel PXR.
  • the first wavelength conversion layer 36R converts the light emitted by the light emitting element D of the first sub-pixel PXR into first light of a specific color.
  • the first wavelength conversion layer 36R converts, for example, blue light emitted by the light emitting element D of the first sub-pixel PXR into red light.
  • the first colored layer 33R is installed to face the light emitting element D of the first sub-pixel PXR with the first wavelength conversion layer 36R in between.
  • the first colored layer 33R transmits the light whose wavelength has been converted by the first wavelength conversion layer 36R, and absorbs the light whose wavelength has not been converted by the first wavelength conversion layer 36R.
  • the first colored layer 33R is, for example, a red colored layer that transmits red light after wavelength conversion by the first wavelength conversion layer 36R and absorbs blue light etc. whose wavelength has not been converted by the first wavelength conversion layer 36R. .
  • the second sub-pixel PXG further includes a second wavelength conversion layer 36G and a second colored layer 33G shown in FIG.
  • the second wavelength conversion layer 36G is installed to face the light emitting element D of the second sub-pixel PXG.
  • the second wavelength conversion layer 36G converts the light emitted by the light emitting element D of the second sub-pixel PXG into second light having a different color from the first light.
  • the second wavelength conversion layer 36G converts, for example, blue light emitted by the light emitting element D of the second sub-pixel PXG into green light.
  • the second colored layer 33G is installed to face the light emitting element D of the second sub-pixel PXG with the second wavelength conversion layer 36G in between.
  • the second colored layer 33G transmits the light whose wavelength has been converted by the second wavelength conversion layer 36G, and absorbs the light whose wavelength has not been converted by the second wavelength conversion layer 36G.
  • the second colored layer 33G is, for example, a green colored layer that transmits green light after wavelength conversion by the second wavelength conversion layer 36G and absorbs blue light, etc. whose wavelength has not been converted by the second wavelength conversion layer 36G. .
  • the third sub-pixel PXB further includes a base layer 33B and a filling layer 36B shown in FIGS. 3 and 4.
  • the filling layer 36B is installed to face the light emitting element D of the third sub-pixel PXB.
  • the filling layer 36B is, for example, a colorless and transparent layer.
  • the filling layer 36B can be omitted.
  • the base layer 33B is installed to face the light emitting element D of the third sub-pixel PXB with the filling layer 36B in between.
  • the base layer 33B transmits the light emitted by the light emitting element D of the third sub-pixel PXB as third light.
  • the base layer 33B is, for example, a colorless light transmitting layer or a blue colored layer that transmits blue light emitted from the light emitting element D of the third subpixel PXB.
  • the video signal line driver VDR and the scanning signal line driver SDR are mounted on the display panel using COG (chip on glass), as shown in FIG.
  • the video signal line driver VDR and the scanning signal line driver SDR may be implemented using TCP (tape carrier package) instead of COG implementation.
  • a video signal line VSL and a power supply line PSL are connected to the video signal line driver VDR.
  • the video signal line driver VDR outputs a voltage signal as a video signal to the video signal line VSL.
  • a scanning signal line SSL is connected to the scanning signal line driver SDR.
  • the scanning signal line driver SDR outputs a voltage signal as a scanning signal to the scanning signal line SSL.
  • the power supply line PSL may be connected to the scanning signal line driver SDR instead of being connected to the video signal line driver VDR.
  • the display device 1A will be explained in more detail.
  • the display device 1A includes a light control substrate 2, a black matrix substrate 3A, and an adhesive layer 4, as shown in FIGS. 3 to 6.
  • the light control substrate is a substrate that emits light toward the black matrix substrate, and at least one of the intensity of this light and the time for emitting this light can be adjusted for each pixel or each subpixel.
  • the substrate 21 includes, for example, an insulating substrate such as a glass substrate.
  • the substrate 21 may further include an undercoat layer provided on the main surface of the insulating substrate facing the black matrix substrate 3A.
  • the undercoat layer is, for example, a laminate of a silicon nitride layer and a silicon oxide layer that are sequentially stacked on an insulating substrate.
  • the substrate 21 may be a semiconductor substrate such as a silicon substrate.
  • the substrate 21 may be rigid or flexible.
  • the semiconductor layers 22 are arranged on the main surface of the substrate 21 facing the black matrix substrate 3A.
  • the semiconductor layer 22 is, for example, a polysilicon layer.
  • the semiconductor layer 22 is a semiconductor layer of a thin film transistor that constitutes the drive control element DR or the switch SW.
  • Each semiconductor layer 22 includes a source and a drain, and a channel region interposed therebetween.
  • the conductor layer 23A is a conductor pattern provided on the main surface of the substrate 21.
  • the conductor layer 23A constitutes the video signal line VSL, the power supply line PSL, the source electrode SE, the drain electrode DE, and the lower electrode (not shown) of the capacitor C.
  • the source electrode SE and the drain electrode DE are connected to the source and drain of the semiconductor layer 22, respectively.
  • the conductor layer 23A is made of metal or an alloy.
  • the conductor layer 23A may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the insulating layer 24A covers the conductor layer 23A and the main surface of the substrate 21.
  • the insulating layer 24A can be formed using, for example, TEOS (tetraethyl orthosilicate).
  • TEOS tetraethyl orthosilicate
  • the gate insulating film of each thin film transistor constituting the drive control element DR or switch SW is a part of the insulating layer 24A. Further, the dielectric layer of each capacitor C is another part of the insulating layer 24A.
  • the conductor layer 23B is a conductor pattern provided on the insulating layer 24A.
  • the gate electrode GE of each thin film transistor constituting the drive control element DR or switch SW is a part of the conductor layer 23B.
  • Each gate electrode GE faces the channel region of the semiconductor layer 22 with the insulating layer 24A in between.
  • the upper electrode (not shown) of each capacitor C is another part of the conductor layer 23B.
  • Each upper electrode faces the lower electrode of the capacitor C including the upper electrode, with the insulating layer 24A interposed therebetween.
  • the conductor layer 23B is made of metal or an alloy.
  • the conductor layer 23B may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the insulating layer 24B covers the conductor layer 23B and the insulating layer 24A.
  • the insulating layer 24B is an interlayer insulating film.
  • the insulating layer 24B is made of, for example, an inorganic insulator such as silicon oxide.
  • the insulating layer made of an inorganic insulator can be formed by, for example, a plasma CVD (chemical vapor deposition) method.
  • the conductor layer 23C is a conductor pattern provided on the insulating layer 24B, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the conductor layer 23C constitutes a scanning signal line SSL.
  • the source electrode SE and the drain electrode DE may be provided on the insulating layer 24B instead of being provided on the insulating layer 24A. That is, the conductor layer 23C may constitute the scanning signal line SSL, the source electrode SE, and the drain electrode DE.
  • the insulating layer 24C covers the conductor layer 23C and the insulating layer 24B.
  • the insulating layer 24C is a passivation film.
  • the insulating layer 24C is made of an inorganic insulator such as silicon nitride, for example.
  • the conductor layer 23D is a conductor pattern provided on the insulating layer 24C.
  • the conductor layer 23D constitutes electrode pads arranged in the X direction and the Y direction corresponding to the first sub-pixel PXR, the second sub-pixel PXG, and the third sub-pixel PXB.
  • a through hole is provided in the stacked body consisting of the insulating layers 24A, 24B, and 24C at the position of the drain electrode DE connected to the drain of the drive control element DR. Each electrode pad is connected to the drain electrode DE through this through hole.
  • the conductor layer 23D is made of metal or an alloy, for example.
  • the conductor layer 23D may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the contour of the orthogonal projection of each electrode pad onto a plane perpendicular to the Z direction is spaced apart from the orthogonal projection of the light emitting element 25 installed on this electrode pad onto the plane above, and surrounds this orthogonal projection.
  • the electrode pad has a larger dimension in the direction perpendicular to the Z direction than the light emitting element 25. Therefore, the electrode pad also serves as a reflective layer that reflects light traveling toward the substrate 21.
  • the electrode pad does not have to play the role of this reflective layer. In this case, the reflective layer that plays this role may be provided separately from the electrode pad, or may not be provided.
  • the light emitting element 25 shown in FIGS. 3 to 5 is the light emitting element D shown in FIG. 2.
  • the light emitting element 25 is arranged on the electrode pad.
  • the light emitting element 25 is a light emitting diode made of an inorganic material.
  • a substrate including a light emitting diode as the light emitting element 25 is sometimes referred to as an "LED substrate.”
  • the light emitting element 25 has a multilayer structure including a plurality of layers, for example, a first layer 251, a second layer 252, and a third layer 253.
  • the stacking direction of the layers included in the light emitting element 25 is the Z direction. This stacking direction may be perpendicular to the Z direction.
  • Each light emitting element 25 includes an anode and a cathode.
  • the light emitting element 25 has an anode and a cathode on one surface.
  • the anode of the light emitting element 25 is connected to an electrode pad via a bonding wire (not shown).
  • the bonding of the light emitting element 25 to the electrode pad and the connection of the anode to the electrode pad are performed using a conductive paste such as a conductive paste.
  • the bonding may also be performed by die bonding using the material as a bonding material.
  • the conductor layer 28 is omitted, and an electrode pad for connecting to the cathode of the light emitting element 25 is further provided on the insulating layer 24C, and these electrodes are Wiring connected to the pads may be further provided between the insulating layers, and the connection of the light emitting element 25 to the electrode pad and the conductor layer 28 and the connection of the anode and cathode to the electrode pads may be performed by flip chip bonding.
  • the dimensions of the light emitting element 25 in the X and Y directions are preferably in the range of 1 to 100 ⁇ m, more preferably in the range of 5 to 80 ⁇ m, and still more preferably in the range of 10 to 60 ⁇ m.
  • the dimension of the light emitting element 25 in the Z direction is preferably in the range of 1 to 20 ⁇ m, more preferably in the range of 1 to 15 ⁇ m, and still more preferably in the range of 1 to 10 ⁇ m.
  • the partition layer 26 is provided on the insulating layer 24C.
  • the partition layer 26 has through holes at the positions of the electrode pads.
  • the light emitting elements 25 are located within these through holes, respectively.
  • the partition layer 26 is made of resin, for example.
  • Such a partition layer 26 can be formed by photolithography using a photosensitive resin.
  • the partition layer 26 may include a resin layer having through holes, and a reflective layer covering the side walls of the through holes and optionally the upper surface of the resin layer.
  • the reflective layer may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the reflective layer includes, for example, a metal, an alloy, or a transparent dielectric.
  • the partition layer 26 can be omitted.
  • the filling layer 27 fills the gap between the light emitting element 25 and the partition layer 26.
  • the filling layer 27 is a light transmitting layer that transmits the light emitted from the light emitting element 25. Furthermore, the filling layer 27 also serves as a protective layer that protects the light emitting element 25 and the joints between it and the electrodes.
  • the filling layer 27 is made of resin, for example.
  • the refractive index of the filling layer 27 is preferably different from the refractive index of the material forming the surface of the partition layer 26.
  • the conductor layer 28 is provided on the partition layer 26 and the filling layer 27.
  • the cathode of the light emitting element 25 is connected to the conductor layer 28.
  • the conductor layer 28 is made of a conductive transparent oxide, it can be provided so as to cover the entire cathode of the light emitting element 25 .
  • the conductor layer 28 is made of metal or an alloy, it is preferable to provide the conductor layer 28 so as to partially cover the cathode of the light emitting element 25 .
  • the black matrix substrate 3A faces the light control substrate 2. Specifically, the black matrix substrate 3A faces the substrate 21 with the light emitting element 25 and the like interposed therebetween.
  • the black matrix substrate 3A includes a transparent substrate 31, a black matrix 32, a resin layer 34, a reflective layer 35, a color filter including a first colored layer 33R and a second colored layer 33G, a base layer 33B, and a color filter including a first colored layer 33R and a second colored layer 33G. It includes a first wavelength conversion layer 36R, a second wavelength conversion layer 36G, and a filling layer 36B.
  • the transparent substrate 31 has visible light transmittance.
  • the transparent substrate 31 is, for example, a colorless substrate.
  • the transparent substrate 31 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the transparent substrate 31 is made of, for example, glass, transparent resin, or a combination thereof.
  • the transparent substrate 31 may be hard or flexible.
  • the transparent substrate 31 has a first main surface facing the light control substrate 2 and a second main surface that is the back surface thereof.
  • the black matrix 32 is provided on the first main surface of the transparent substrate 31.
  • the black matrix 32 is a black layer that blocks visible light.
  • the black matrix 32 is made of, for example, a mixture containing a binder resin and a colorant.
  • the coloring agent is, for example, a black pigment or a mixture of pigments that produces a black color by subtractive color mixing, for example a mixture containing a blue pigment, a green pigment and a red pigment.
  • the black matrix 32 has a first through hole at the position of the light emitting element 25.
  • the opening of each first through hole on the transparent substrate 31 side has a larger dimension in the direction perpendicular to the Z direction than the light emitting element 25 .
  • each portion of the black matrix 32 corresponding to the pixel PX includes a first through hole provided at the position of the first sub pixel PXR, a first through hole provided at the position of the second sub pixel PXG, and a third through hole provided at the position of the second sub pixel PXG. and a first through hole provided at the position of the sub-pixel PXB, and these three first through holes are arranged in the X direction.
  • a plurality of first through-hole groups each consisting of these three first through-holes are arranged in the X direction and the Y direction.
  • the distance between adjacent first through-hole groups in the X direction is larger than the distance between first through-holes included in the same through-hole group.
  • the distance between adjacent first through-hole groups in the Y direction is also larger than the distance between first through-holes included in the same through-hole group.
  • the aperture ratio of the black matrix 32 is preferably within the range of 5 to 66%, more preferably within the range of 5 to 40%, and still more preferably within the range of 5 to 20%.
  • a light emitting diode made of an inorganic material can emit bright light even if the light exit surface is small, and has a long life. Therefore, when the light emitting element 25 is a light emitting diode made of an inorganic material, bright display is possible even if the aperture ratio of the black matrix 32 is made small.
  • the aperture ratio of the black matrix 32 is reduced, reflection of external light can be suppressed, black color with greater depth can be displayed, and a higher contrast ratio can therefore be achieved.
  • the thickness of the black matrix 32 is preferably in the range of 1 to 30 ⁇ m, more preferably in the range of 1 to 15 ⁇ m, and still more preferably in the range of 1 to 5 ⁇ m.
  • a thick black matrix 32 is advantageous in achieving high light-shielding properties.
  • the black matrix 32 is made thicker, during pattern exposure of a coating film made of a photosensitive black composition, light may not be able to reach deep parts of the coating film with sufficient intensity, and high shape accuracy may not be achieved. .
  • the resin layer 34 is provided on the black matrix 32, as shown in FIGS. 3 to 6.
  • resin layer 34 is transparent.
  • the resin layer 34 may be colored or colorless.
  • the resin layer 34 may have light scattering properties. For example, assuming that the film thickness is 5 ⁇ m, the transparent resin layer 34 has a maximum transmittance of 20% or more for light in the wavelength range of 350 to 480 nm that is incident in the thickness direction. It is desirable that
  • the resin layer 34 has second through holes at the positions of the first through holes. These second through holes constitute a second through hole group corresponding to the first through hole group described above.
  • Each of the second through-hole groups here includes three second through-holes arranged in the X direction.
  • the second through-hole group is arranged in a first direction and a second direction that intersect with each other, here, in the X direction and the Y direction.
  • the distance W x 1 between second through-hole groups adjacent to each other in the X direction is larger than the distance W1 between second through-holes included in the same through-hole group.
  • the distance W y 1 between the second through-hole groups adjacent to each other in the Y direction is also larger than the distance W 1 between the second through-holes included in the same through-hole group.
  • the distance W1 is preferably in the range of 5 to 80 ⁇ m, more preferably in the range of 5 to 40 ⁇ m, and still more preferably in the range of 5 to 20 ⁇ m.
  • the distance W x 1 is preferably in the range of 5 to 250 ⁇ m, more preferably in the range of 50 to 250 m, even more preferably in the range of 100 to 250 ⁇ m.
  • the distance W y 1 is preferably in the range of 5 to 250 ⁇ m, more preferably in the range of 5 to 100 ⁇ m, and still more preferably in the range of 5 to 50 ⁇ m.
  • the ratio W x 1/W1 between the distance W x 1 and the distance W1 is preferably in the range of 0.1 to 50, more preferably in the range of 2 to 20, and still more preferably in the range of 5 to 15. It's within.
  • the distance W x 1 may be equal to the distance W1 or may be smaller than the distance W1.
  • the ratio W y 1/W1 between the distance W y 1 and the distance W1 is preferably in the range of 0.1 to 50, more preferably in the range of 0.1 to 10, and even more preferably 0.1. It is within the range of 5 to 5.
  • the distance W y 1 may be equal to the distance W1 or may be smaller than the distance W1.
  • the contour of the orthogonal projection of the opening on the transparent substrate 31 side onto the first principal surface of the second through hole is the contour of the orthogonal projection of the opening on the transparent substrate 31 side onto the first principal surface. It is provided so as to surround the projection contour (hereinafter referred to as the first contour).
  • the second contour does not have to surround the first contour. In a structure in which the second contour surrounds the first contour, stray light has less influence on the display than in a structure in which the second contour does not surround the first contour.
  • a portion of the resin layer 34 sandwiched between adjacent second through holes has a forward tapered cross-sectional shape.
  • This portion may have a rectangular cross-sectional shape, a reverse tapered cross-sectional shape, or another cross-sectional shape.
  • the thickness of the resin layer 34 is preferably in the range of 5 to 50 ⁇ m, more preferably in the range of 5 to 40 ⁇ m, and still more preferably in the range of 10 to 25 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer 34 is small, it is difficult to increase the total thickness of the layers formed in the second through hole.
  • the resin layer 34 is made thicker, the shape accuracy of the partition wall portion sandwiched between adjacent second through holes is reduced.
  • the reflective layer 35 at least partially covers the side wall of each second through hole.
  • the reflective layer 35 covers the entire side wall of each second through hole, as shown in FIGS. 3 to 6.
  • the reflective layer 35 does not need to cover a part of the side wall of the second through hole.
  • the reflective layer 35 covers at least one of a portion of at least one side wall of the second through hole near the black matrix 32 and a portion of at least one side wall of the second through hole near the top surface of the resin layer 34. It does not need to be covered.
  • the area S2 of the opening on the transparent substrate 31 side is preferably larger than the area S1 of the opening of the first through hole.
  • the ratio S2/S1 between area S2 and area S1 is preferably in the range of 1 to 100, more preferably in the range of 1 to 30, and still more preferably in the range of 1 to 2.
  • the reflective layer 35 further covers the upper surface of the resin layer 34.
  • the reflective layer 35 is at least partially open at the top surface of the resin layer 34 .
  • the reflective layer 35 opens in the shape of a slit extending in the Y direction at a position between adjacent first through holes in the X direction, and It opens in the shape of a slit extending in the X direction at a position between adjacent ones in the Y direction.
  • the reflective layer 35 has openings in the shape of slits extending in the Y direction at positions between the second through holes adjacent in the X direction, and these openings include first slits SL1. . Further, the reflective layer 35 has openings in the shape of slits extending in the X direction at positions between adjacent ones in the Y direction among the second through holes group, and has second slits SL2 as these openings. . The reflective layer 35 has openings in the shape of slits extending in the Y direction at positions between two adjacent second through holes included in each second through hole group, and these openings are It has 3 slits SL3.
  • the ratio W x 2/W x 1 of the width W x 2 of the first slit SL1 to the distance W x 1 is preferably in the range of 0.06 to 0.88, more preferably 0.2 to 0.88. It is within the range of 88, more preferably within the range of 0.5 to 0.88.
  • the ratio W y 2/W y 1 between the width W y 2 and the distance W y 1 of the second slit SL2 is preferably in the range of 0.06 to 0.88, more preferably 0.06 to 0.88. 5, more preferably 0.06 to 0.2.
  • the ratio W2/W1 between the width W2 and the distance W1 of the third slit SL3 is preferably in the range of 0.33 to 1, more preferably in the range of 0.5 to 0.9, and even more preferably It is within the range of 0.6 to 0.8.
  • the shape of the opening of the reflective layer 35 at the position of the upper surface of the resin layer 34 does not have to be a slit shape.
  • rows of through holes may be provided.
  • the coverage rate of the upper surface of the resin layer 34 by the reflective layer 35 is preferably 85% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 65% or less. When this coverage rate is reduced, the influence of stray light on display is reduced.
  • this coverage may be zero, it is preferably 1% or more, more preferably 10% or more, and even more preferably 30% or more. When this coverage ratio is increased, the influence of positional errors of the openings provided in the reflective layer 35 on the display becomes smaller.
  • the reflective layer 35 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the layer included in the reflective layer 35 is, for example, a metal, an alloy, or a transparent dielectric.
  • the reflective layer 35 consists of aluminum or an aluminum alloy.
  • the reflective layer 35 can be formed by, for example, forming a film by a vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, forming an etching mask, and etching such as wet etching in this order.
  • the etching mask can be formed by photolithography using a photosensitive resin.
  • the transparent resin layer used as this etching mask may or may not be removed after the above etching.
  • the first colored layer 33R fills the first through hole at the position of the first sub-pixel PXR, as shown in FIGS. 3 to 6. As mentioned above, the first colored layer 33R is a red colored layer here.
  • the second colored layer 33G fills the first through hole at the position of the second sub-pixel PXG.
  • the second colored layer 33G is a green colored layer here.
  • the base layer 33B embeds the first through hole at the position of the third sub-pixel PXB.
  • the base layer 33B is a colorless light-transmitting layer or a blue-colored layer.
  • the first wavelength conversion layer 36R is provided on the first colored layer 33R, and buries at least the bottom of the second recess.
  • the first wavelength conversion layer 36R is a layer containing a phosphor such as a quantum dot phosphor and a transparent resin. As described above, here, the first wavelength conversion layer 36R converts the blue light emitted by the light emitting element D of the first sub-pixel PXR into red light.
  • the second wavelength conversion layer 36G is provided on the second colored layer 33G, and buries at least the bottom of the second recess.
  • the second wavelength conversion layer 36G is a layer containing a phosphor such as a quantum dot phosphor and a transparent resin. As described above, here, the second wavelength conversion layer 36G converts the blue light emitted by the light emitting element D of the second sub-pixel PXG into red light.
  • the filling layer 36B is provided on the base layer 33B and fills at least the bottom of the second recess.
  • the filling layer 36B is a colorless and transparent layer here.
  • the filling layer 36B is made of transparent resin, for example.
  • the adhesive layer 4 is interposed between the light control substrate 2 and the black matrix substrate 3A, and adheres them to each other.
  • the adhesive layer 4 transmits the light emitted by the light emitting element 25.
  • the adhesive layer 4 is, for example, a colorless and transparent layer.
  • the adhesive layer 4 is made of adhesive or adhesive.
  • this display device 1A By adopting the above-described structure for this display device 1A, it is possible to prevent image quality from deteriorating due to stray light. This will be explained below.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing how stray light affects the display in a display device according to a comparative example.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing how stray light is absorbed by a black matrix in the display device of FIG. 1.
  • the display device 1X shown in FIG. 8 is the same as the display device 1A except that it includes a black matrix substrate 3X instead of the black matrix substrate 3A.
  • the black matrix substrate 3X is the same as the black matrix substrate 3A except that the reflective layer 35 is not open at the upper surface of the resin layer 34.
  • the light emitting element 25 emits light in various directions.
  • light L emitted by the light emitting element 25 of the first sub-pixel PXR toward the wide-angle side is reflected by a portion of the reflective layer 35 that covers the upper surface of the resin layer 34.
  • the light is further reflected by the conductor layer 23D and the like, and enters the second wavelength conversion layer 36G of the second sub-pixel PXG. Therefore, the brightness of the second sub-pixel PXG deviates from the original brightness. That is, in the display device 1X, image quality may be degraded due to stray light, for example, color reproducibility or contrast ratio may be degraded.
  • the display device 1A As shown in FIG.
  • the light enters the resin layer 34 through an opening provided in the area where the light is located.
  • the resin layer 34 exhibits a small absorption rate and a low scattering property for the light L
  • the light incident on the resin layer 34 is hardly absorbed by the resin layer 34 and is reflected by the reflective layer 35; It is eventually absorbed by the black matrix 32.
  • the resin layer 34 exhibits a high absorption rate for the light L, at least a portion of the light incident on the resin layer 34 is absorbed by the resin layer 34, and the rest is absorbed by the black matrix 32.
  • the resin layer 34 exhibits a high scattering property for the light L
  • some of the light incident on the resin layer 34 changes its traveling direction due to scattering and returns to the first sub-pixel PXR, and some of the light enters the resin layer 34 and returns to the first sub-pixel PXR.
  • a portion is attenuated by scattering and reflection by the reflective layer 35, and another portion is absorbed by the black matrix 32. Therefore, the deviation of the luminance of the second sub-pixel PXG from the original luminance is small. That is, in the display device 1A, deterioration in image quality due to stray light, such as deterioration in color reproducibility or contrast ratio, is unlikely to occur.
  • FIG. 10 is a plan view showing a part of a black matrix substrate included in a display device according to a second embodiment of the present invention.
  • the display device according to the second embodiment is the same as the display device 1A except that it includes a black matrix substrate 3B shown in FIG. 10 instead of the black matrix substrate 3A.
  • the black matrix substrate 3B is the same as the black matrix substrate 3A except that the third slit SL3 is omitted.
  • the first slit SL1 is configured such that, for example, light emitted by the light emitting element 25 of the first sub-pixel PXR included in a certain pixel PX is adjacent to that pixel PX in the X direction. The light is prevented from entering the filling layer 36B of the third sub-pixel PXB included in other pixels PX.
  • the second slit SL2 is configured such that, for example, light emitted by the light emitting element 25 of the first sub-pixel PXR included in a certain pixel PX is transmitted to a first sub-pixel included in another pixel PX adjacent to that pixel PX in the Y direction.
  • the third slit SL3 allows the light emitted by the light emitting element 25 of the first sub-pixel PXR included in a certain pixel PX to pass through the second wavelength conversion layer 36G of the second sub-pixel PXG included in that pixel PX. to prevent it from entering. Therefore, as shown in FIG. 7, when all of the first slit SL1, second slit SL2, and third slit SL3 are provided, it is highly effective to prevent image quality from deteriorating due to stray light.
  • the distance W2 is smaller than the distance W x 1 and the distance W y 1. Therefore, the influence that the position error of the third slit SL3 in the X direction has on the display is the same as the influence that the position error of the first slit SL1 in the X direction has on the display, and the influence that the position error of the second slit SL2 in the Y direction has on the display. larger compared to the impact it has. Therefore, high positional accuracy is required for forming the third slit SL3.
  • the third slit SL3 is omitted, so the influence of the positional error of the slit on the display is small. Further, although the third slit SL3 is omitted in the black matrix substrate 3B, the first slit SL1 and the second slit SL2 can contribute to the effect of making it difficult for image quality to deteriorate due to stray light. Therefore, by adopting the structure shown in FIG. 10, it is possible to make it difficult for the image quality to deteriorate due to stray light, and to reduce the influence that the positional error of the slit has on the display.
  • the video signal line driver VDR may supply a current signal as a video signal to the video signal line VSL.
  • the gate-source voltage of the drive control element DR is equal to this current signal. It may be set to a corresponding value, and a drive current having a magnitude corresponding to the gate-source voltage may be caused to flow through the light emitting element D during the light emitting period.
  • a circuit for displaying an image using a passive matrix drive method may be used.
  • the filling layer 36B is a wavelength conversion layer that converts the light emitted by the light emitting element 25 of the third sub-pixel PXB into third light having a different color from the first light and the second light.
  • the first wavelength conversion layer 36R, the second wavelength conversion layer 36G, and the filling layer 36B convert the ultraviolet light emitted by the light emitting element 25 into red light, green light, and blue light, respectively.
  • multiple types of light emitting diodes may be used, for example, in the first subpixel PXR, the second subpixel PXG, and the third subpixel PXB. , a red light emitting diode, a green light emitting diode and a blue light emitting diode, respectively.
  • a layer similar to that described above for the base layer 33B is provided instead of the first colored layer 33R and the second colored layer 33G, and a filling layer is provided instead of the first wavelength conversion layer 36R and the second wavelength conversion layer 36G. Layers similar to those described above for layer 36B may be provided.
  • the display device may also display a monochrome image.
  • the first sub-pixel PXR and the second sub-pixel PXG are omitted, a blue light emitting diode is used as the light emitting element 25, and the filling layer 36B is a wavelength conversion layer that converts blue light into yellow light. do.
  • the filling layer 36B converts a portion of the blue light incident thereon into yellow light and transmits the rest, it is possible to display white by additive color mixing of blue and yellow.
  • the black matrix substrate may further include an overcoat layer interposed between the black matrix 32 and the resin layer 34.
  • the overcoat layer can include a transparent resin and one or more of a UV absorber, a yellow pigment, and transparent particles.
  • the overcoat layer containing an ultraviolet absorber can absorb ultraviolet light when the stray light incident on the resin layer 34 is ultraviolet light.
  • the display device may be a liquid crystal display device.
  • a display device includes, for example, a liquid crystal display panel including a black matrix substrate, a dimming substrate, and a liquid crystal layer interposed therebetween.
  • This display device can further include a backlight unit that illuminates the liquid crystal display panel from the light control board side.

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Abstract

発光素子を含んだ表示装置において迷光に起因した画質の低下を生じ難くし得る技術を提供する。ブラックマトリクス基板(3A)は、第1主面及び第2主面を有している透明基板(31)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(32)と、前記ブラックマトリクス(32)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(34)と、前記複数の第2貫通孔の各々の側壁を少なくとも部分的に被覆するとともに、前記樹脂層(34)の上面の位置で少なくとも部分的に開口した反射層(35)とを含んでいる。

Description

ブラックマトリクス基板及び表示装置
 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 日本国特開2018-189920号公報 日本国特開2015-064391号公報 国際公開第2019/026826号
 本発明は、発光素子を含んだ表示装置において迷光に起因した画質の低下を生じ難くし得る技術を提供することを目的とする。
 本発明の一側面によると、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と、前記複数の第2貫通孔の各々の側壁を少なくとも部分的に被覆するとともに、前記樹脂層の上面の位置で少なくとも部分的に開口した反射層とを備えたブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の他の側面によると、前記上面の前記反射層による被覆率は85%以下である上記側面に係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記反射層は金属又は合金からなる上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記樹脂層は透明である上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記複数の第2貫通孔は、前記透明基板側の開口の前記第1主面への正射影の輪郭が、それぞれ、前記複数の第1貫通孔の前記第1主面への正射影の輪郭を取り囲むように設けられている上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記複数の第1貫通孔は、互いに交差する第1方向及び第2方向へ配列し、前記反射層は、前記複数の第1貫通孔のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置、及び、前記複数の第1貫通孔のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で開口した上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。本発明の更に他の側面によると、前記反射層は、前記複数の第1貫通孔のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第2方向へ伸びたスリット形状に開口するとともに、前記複数の第1貫通孔のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第1方向へ伸びたスリット形状に開口した上記側面に係るブラックマトリクス基板が提供される。
 或いは、本発明の更に他の側面によると、前記複数の第2貫通孔は、前記複数の第2貫通孔の3以上から各々がなり、互いに交差する第1方向及び第2方向へ配列した複数の貫通孔群を構成し、前記反射層は、前記複数の貫通孔群のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置、及び、前記複数の貫通孔群のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で開口した上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。本発明の更に他の側面によると、前記反射層は、前記複数の貫通孔群のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第2方向へ伸びたスリット形状に開口するとともに、前記複数の貫通孔群のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第1方向へ伸びたスリット形状に開口した上記側面に係るブラックマトリクス基板が提供される。或いは、本発明の更に他の側面によると、前記複数の貫通孔群の各々において、前記3以上の第2貫通孔は前記第1方向へ配列した上記側面に係るブラックマトリクス基板が提供される。本発明の更に他の側面によると、前記複数の第2貫通孔は前記第2方向へ伸びた形状を有している上記側面に係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記ブラックマトリクスと前記樹脂層との間に介在し、透明樹脂と、紫外線吸収剤及び透明粒子の1以上とを含んだオーバーコート層を更に備えた上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記オーバーコート層は、透明樹脂と、紫外線吸収剤、イエロー顔料及び透明粒子の1以上とを含んだ上記側面に係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、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側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、前記複数の第2貫通孔の少なくとも一部の中にそれぞれ設けられた複数の波長変換層を更に備えた上記側面の何れかに係るブラックマトリクス基板が提供される。
 本発明の更に他の側面によると、上記側面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。
 本発明の更に他の側面によると、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側面に係る表示装置が提供される。
 本発明によれば、発光素子を含んだ表示装置において迷光に起因した画質の低下を生じ難くし得る技術が提供される。
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、比較例に係る表示装置において迷光が表示へ影響を及ぼす様子を示す断面図である。 図9は、図1の表示装置において迷光がブラックマトリクスによって吸収される様子を示す断面図である。 図10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平面図である。
 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、上記側面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、上記側面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。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及び第1着色層33R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1着色層33Rは、第1波長変換層36Rを間に挟んで第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着色層33Rは、第1波長変換層36Rによる波長変換後の光を透過させるとともに、第1波長変換層36Rによって波長変換されなかった光を吸収する。第1着色層33Rは、例えば、第1波長変換層36Rによる波長変換後の赤色光を透過させるとともに、第1波長変換層36Rによって波長変換されなかった青色光等を吸収する赤色着色層である。
 第2サブ画素PXGは、図3に示す第2波長変換層36G及び第2着色層33G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2着色層33Gは、第2波長変換層36Gを間に挟んで第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着色層33Gは、第2波長変換層36Gによる波長変換後の光を透過させるとともに、第2波長変換層36Gによって波長変換されなかった光を吸収する。第2着色層33Gは、例えば、第2波長変換層36Gによる波長変換後の緑色光を透過させるとともに、第2波長変換層36Gによって波長変換されなかった青色光等を吸収する緑色着色層である。
 第3サブ画素PXBは、図3及び図4に示す下地層33B及び充填層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。
 下地層33Bは、充填層36Bを間に挟んで第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。下地層33Bは、第3サブ画素PXBの発光素子Dが射出した光を第3光として透過させる。下地層33Bは、例えば、第3サブ画素PXBの発光素子Dが射出した青色光を透過させる無色の光透過層又は青色着色層である。
 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、樹脂層34と、反射層35と、第1着色層33R及び第2着色層33Gを含んだカラーフィルタと、下地層33B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。
 樹脂層34は、図3乃至図6に示すように、ブラックマトリクス32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。透明な樹脂層34は、例えば、膜厚が5μmであると仮定した場合に、その厚さ方向へ入射させた、波長が350乃至480nmの範囲内の光の透過率の最大値が20%以上であることが望ましい。
 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W1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W1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W1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250mの範囲内にあり、更に好ましくは100乃至250μmの範囲内にある。
 距離W1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W1と距離W1との比W1/W1は、好ましくは0.1乃至50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5乃至15の範囲内にある。距離W1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W1と距離W1との比W1/W1は、好ましくは0.1乃至50の範囲内にあり、より好ましくは0.1乃至10の範囲内にあり、更に好ましくは0.1至5の範囲内にある。距離W1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、順テーパ状の断面形状を有している。この部分は、矩形状の断面形状を有していてもよく、逆テーパ状の断面形状を有していてもよく、他の断面形状を有していてもよい。
 樹脂層34の厚さは、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を厚くすると、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。
 反射層35は、第2貫通孔の各々の側壁を少なくとも部分的に被覆している。ここでは、反射層35は、図3乃至図6に示すように、第2貫通孔の各々の側壁全体を被覆している。反射層35は、第2貫通孔の側壁の一部を被覆していなくてもよい。例えば、反射層35は、第2貫通孔の少なくとも1つの側壁のうちブラックマトリクス32近傍の部分、及び、第2貫通孔の少なくとも1つの側壁のうち樹脂層34の上面近傍の部分の少なくとも一方を被覆していなくてもよい。
 反射層35のうち第2貫通孔の側壁を被覆している部分は、透明基板31側の開口の面積S2が、好ましくは、第1貫通孔の開口の面積S1と比較してより大きい。面積S2と面積S1との比S2/S1は、好ましくは1乃至100の範囲内にあり、より好ましくは1乃至30の範囲内にあり、更に好ましくは1乃至2の範囲内にある。
 反射層35は、樹脂層34の上面を更に被覆している。反射層35は、樹脂層34の上面の位置で少なくとも部分的に開口している。ここでは、反射層35は、図7に示すように、第1貫通孔のうちX方向へ隣り合ったものの間の位置でY方向へ伸びたスリット形状に開口するとともに、第1貫通孔のうちY方向へ隣り合ったものの間の位置でX方向へ伸びたスリット形状に開口している。
 即ち、反射層35は、第2貫通孔群のうちX方向へ隣り合ったものの間の位置でY方向へ伸びたスリット形状に開口しており、これら開口として第1スリットSL1を有している。また、反射層35は、第2貫通孔群のうちY方向へ隣り合ったものの間の位置でX方向へ伸びたスリット形状に開口しており、これら開口として第2スリットSL2を有している。そして、反射層35は、各第2貫通孔群が含んでいる第2貫通孔のうち隣り合った各2つの間の位置でY方向へ伸びたスリット形状に開口しており、これら開口として第3スリットSL3を有している。
 第1スリットSL1の幅W2と距離W1との比W2/W1は、好ましくは0.06乃至0.88の範囲内にあり、より好ましくは0.2乃至0.88の範囲内にあり、更に好ましくは0.5乃至0.88範囲内にある。
 第2スリットSL2の幅W2と距離W1との比W2/W1は、好ましくは0.06乃至0.88の範囲内にあり、より好ましくは0.06乃至0.5の範囲内にあり、更に好ましくは0.06乃至0.2の範囲内にある。
 第3スリットSL3の幅W2と距離W1との比W2/W1は、好ましくは0.33乃至1の範囲内にあり、より好ましくは0.5乃至0.9の範囲内にあり、更に好ましくは0.6乃至0.8の範囲内にある。
 これら比を大きくすると、迷光が表示へ及ぼす影響が小さくなる。これら比を小さくすると、反射層35に設ける開口の位置誤差が表示へ及ぼす影響が小さくなる。
 樹脂層34の上面の位置における反射層35の開口の形状は、スリット形状でなくてもよい。例えば、スリットの代わりに、貫通孔の列を設けてもよい。
 樹脂層34の上面の反射層35による被覆率は、85%以下であることが好ましく、75%以下であることがより好ましく、65%以下であることが更に好ましい。この被覆率を小さくすると、迷光が表示へ及ぼす影響が小さくなる。
 この被覆率はゼロでもよいが、1%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、30%以上であることが更に好ましい。この被覆率を大きくすると、反射層35に設ける開口の位置誤差が表示へ及ぼす影響が小さくなる。
 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。反射層35は、例えば、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る成膜と、エッチングマスクの形成と、ウェットエッチングなどのエッチングとをこの順に行うことにより形成することができる。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。このエッチングマスクとして利用した透明樹脂層は、上記のエッチング後に除去してもよく、除去しなくてもよい。
 第1着色層33Rは、図3乃至図6に示すように、第1サブ画素PXRの位置で第1貫通孔を埋め込んでいる。上記の通り、ここでは、第1着色層33Rは赤色着色層である。
 第2着色層33Gは、図3に示すように、第2サブ画素PXGの位置で第1貫通孔を埋め込んでいる。上記の通り、ここでは、第2着色層33Gは緑色着色層である。
 下地層33Bは、図3及び図4に示すように、第3サブ画素PXBの位置で第1貫通孔を埋め込んでいる。上記の通り、ここでは、無色の光透過層又は青色着色層である。
 第1波長変換層36Rは、第1着色層33R上に設けられており、第2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着色層33G上に設けられており、第2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、下地層33B上に設けられており、第2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について上述した構造を採用すると、迷光に起因した画質の低下を生じ難くすることができる。これについて、以下に説明する。
 図8は、比較例に係る表示装置において迷光が表示へ影響を及ぼす様子を示す断面図である。図9は、図1の表示装置において迷光がブラックマトリクスによって吸収される様子を示す断面図である。
 図8に示す表示装置1Xは、ブラックマトリクス基板3Aの代わりに、ブラックマトリクス基板3X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3Xは、樹脂層34の上面の位置で反射層35が開口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。
 発光素子25は、様々な方向へ光を射出する。表示装置1Xでは、図8に示すように、例えば、第1サブ画素PXRの発光素子25が広角側へ射出した光Lは、反射層35のうち樹脂層34の上面を覆っている部分によって反射され、その後、導体層23D等によって更に反射されて、第2サブ画素PXGの第2波長変換層36Gへ入射する。それ故、第2サブ画素PXGの輝度が、本来の輝度から逸脱する。即ち、表示装置1Xでは、迷光に起因した画質の低下、例えば、色再現性やコントラスト比の低下を生じ得る。
 これに対し、表示装置1Aでは、図9に示すように、例えば、第1サブ画素PXRの発光素子25が広角側へ射出した光Lは、反射層35のうち樹脂層34の上面を覆っている部分に設けられた開口を経由して樹脂層34へ入射する。樹脂層34が光Lに対して小さな吸収率及び低い散乱性を示す場合、樹脂層34へ入射した光は、樹脂層34によって殆ど吸収されることなしに、反射層35によって反射されるが、最終的にはブラックマトリクス32によって吸収される。樹脂層34が光Lに対して高い吸収率を示す場合、樹脂層34へ入射した光は、少なくとも一部が樹脂層34によって吸収され、残りはブラックマトリクス32によって吸収される。樹脂層34が光Lに対して高い散乱性を示す場合、樹脂層34へ入射した光は、一部は散乱に伴って進行方向が変化することにより第1サブ画素PXRへ戻り、他の一部は散乱及び反射層35による反射によって減衰し、更に他の一部はブラックマトリクス32によって吸収される。それ故、第2サブ画素PXGの輝度の、本来の輝度からの逸脱は小さい。即ち、表示装置1Aでは、迷光に起因した画質の低下、例えば、色再現性やコントラスト比の低下を生じ難い。
 <2>第2実施形態
 図10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平面図である。
 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10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、第3スリットSL3を省略したこと以外は、ブラックマトリクス基板3Aと同様である。
 第1実施形態に係る表示装置1Aでは、第1スリットSL1は、例えば、或る画素PXに含まれる第1サブ画素PXRの発光素子25が射出した光が、その画素PXとX方向へ隣り合う他の画素PXに含まれる第3サブ画素PXBの充填層36Bへ入射するのを抑制する。また、第2スリットSL2は、例えば、或る画素PXに含まれる第1サブ画素PXRの発光素子25が射出した光が、その画素PXとY方向へ隣り合う他の画素PXに含まれる第1サブ画素PXRの第1波長変換層36Rへ入射するのを抑制する。そして、第3スリットSL3は、例えば、或る画素PXに含まれる第1サブ画素PXRの発光素子25が射出した光が、その画素PXに含まれる第2サブ画素PXGの第2波長変換層36Gへ入射するのを抑制する。それ故、図7に示すように、第1スリットSL1、第2スリットSL2及び第3スリットSL3の全てを設けた場合、迷光に起因した画質の低下を生じ難くする効果が大きい。
 但し、距離W2は、距離W1及び距離W1と比較して小さい。それ故、第3スリットSL3のX方向における位置誤差が表示へ及ぼす影響は、第1スリットSL1のX方向における位置誤差が表示へ及ぼす影響や、第2スリットSL2のY方向における位置誤差が表示へ及ぼす影響と比較してより大きい。従って、第3スリットSL3の形成には、高い位置精度が要求される。
 図10のブラックマトリクス基板3Bでは、第3スリットSL3を省略しているので、スリットの位置誤差が表示へ及ぼす影響が小さい。また、ブラックマトリクス基板3Bでは、第3スリットSL3を省略しているものの、第1スリットSL1及び第2スリットSL2は、迷光に起因した画質の低下を生じ難くする効果へ寄与し得る。従って、図10の構造を採用すると、迷光に起因した画質の低下を生じ難くすることができ、また、スリットの位置誤差が表示へ及ぼす影響を小さくすることができる。
 <3>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。
 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着色層33R及び第2着色層33Gの代わりに、下地層33Bについて上述したのと同様の層を設け、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。
 ブラックマトリクス基板は、ブラックマトリクス32と樹脂層34との間に介在したオーバーコート層を更に含んでいてもよい。オーバーコート層は、透明樹脂と、紫外線吸収剤、イエロー顔料及び透明粒子の1以上とを含むことができる。紫外線吸収剤を含んだオーバーコート層は、樹脂層34へ入射した迷光が紫外光である場合に、これを吸収し得る。
 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、1X…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、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、33B…下地層、33G…第2着色層、33R…第1着色層、34…樹脂層、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、C…キャパシタ、D…発光素子、DR…駆動制御素子、L…光、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、SL1…第1スリット、SL2…第2スリット、SL3…第3スリット、SSL…走査信号線、SW…スイッチ、VDR…映像信号線ドライバ、VSL…映像信号線、W1…距離、W2…幅、W1…距離、W2…幅、W1…距離、W2…幅。

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と、
     前記複数の第2貫通孔の各々の側壁を少なくとも部分的に被覆するとともに、前記樹脂層の上面の位置で少なくとも部分的に開口した反射層と
    を備えたブラックマトリクス基板。
  2.  前記上面の前記反射層による被覆率は85%以下である請求項1に記載のブラックマトリクス基板。
  3.  前記反射層は金属又は合金からなる請求項1又は2に記載のブラックマトリクス基板。
  4.  前記樹脂層は透明である請求項1乃至3の何れか1項に記載のブラックマトリクス基板。
  5.  前記複数の第2貫通孔は、前記透明基板側の開口の前記第1主面への正射影の輪郭が、それぞれ、前記複数の第1貫通孔の前記第1主面への正射影の輪郭を取り囲むように設けられている請求項1乃至4の何れか1項に記載のブラックマトリクス基板。
  6.  前記複数の第1貫通孔は、互いに交差する第1方向及び第2方向へ配列し、前記反射層は、前記複数の第1貫通孔のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置、及び、前記複数の第1貫通孔のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で開口した請求項1乃至5の何れか1項に記載のブラックマトリクス基板。
  7.  前記反射層は、前記複数の第1貫通孔のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第2方向へ伸びたスリット形状に開口するとともに、前記複数の第1貫通孔のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第1方向へ伸びたスリット形状に開口した請求項6に記載のブラックマトリクス基板。
  8.  前記複数の第2貫通孔は、前記複数の第2貫通孔の3以上から各々がなり、互いに交差する第1方向及び第2方向へ配列した複数の貫通孔群を構成し、前記反射層は、前記複数の貫通孔群のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置、及び、前記複数の貫通孔群のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で開口した請求項1乃至7の何れか1項に記載のブラックマトリクス基板。
  9.  前記反射層は、前記複数の貫通孔群のうち前記第1方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第2方向へ伸びたスリット形状に開口するとともに、前記複数の貫通孔群のうち前記第2方向へ隣り合ったものの間の位置で前記第1方向へ伸びたスリット形状に開口した請求項8に記載のブラックマトリクス基板。
  10.  前記複数の貫通孔群の各々において、前記3以上の第2貫通孔は前記第1方向へ配列した請求項8に記載のブラックマトリクス基板。
  11.  前記複数の第2貫通孔は前記第2方向へ伸びた形状を有している請求項10に記載のブラックマトリクス基板。
  12.  前記ブラックマトリクスと前記樹脂層との間に介在し、透明樹脂と、紫外線吸収剤及び透明粒子の1以上とを含んだオーバーコート層を更に備えた請求項1乃至11の何れか1項に記載のブラックマトリクス基板。
  13.  前記オーバーコート層は、透明樹脂と、紫外線吸収剤、イエロー顔料及び透明粒子の1以上とを含んだ請求項12に記載のブラックマトリクス基板。
  14.  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乃至13の何れか1項に記載のブラックマトリクス基板。
  15.  前記複数の第2貫通孔の少なくとも一部の中にそれぞれ設けられた複数の波長変換層を更に備えた請求項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。
  16.  請求項1乃至15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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