知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-14
(45)【発行日】2025-01-22
(54)【発明の名称】カラーフィルタ基板及び表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/20 20060101AFI20250115BHJP
G02B 5/02 20060101ALI20250115BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20250115BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20250115BHJP
H10K 50/854 20230101ALI20250115BHJP
H10K 59/38 20230101ALI20250115BHJP
H10K 59/50 20230101ALI20250115BHJP
【ＦＩ】
G02B5/20 101
G02B5/02 A
G02B5/20
G02F1/1335 500
G09F9/30 365
H10K50/854
H10K59/38
H10K59/50
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020037646
(22)【出願日】2020-03-05
(65)【公開番号】P2021140028
(43)【公開日】2021-09-16
【審査請求日】2023-02-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100139686
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 史朗
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100147267
【弁理士】
【氏名又は名称】大槻 真紀子
(72)【発明者】
【氏名】木村 健
(72)【発明者】
【氏名】伊賀 貴浩
(72)【発明者】
【氏名】山口 直也
(72)【発明者】
【氏名】福吉 健蔵
【審査官】横川 美穂
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０２１４３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１８３６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１９５８４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３１９４７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７９１１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１０４０２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０５７４５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－１０１９４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９３５２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１８３２４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／２０
Ｇ０２Ｂ ５／０２
Ｇ０２Ｆ １／１３３５
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｈ１０Ｋ ５０／００－１０２／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明な基板と、前記基板の第一面上に形成された、粒径が１μｍ以下の散乱性微粒子を含有する半透過膜と、
前記半透過膜上に形成され、複数の色フィルタを有するカラーフィルタ部と、
カーボンを含有して前記カラーフィルタ部上に形成され、前記基板の平面視において複数の開口を含む格子状パターンを有するブラックマトリクスと、
を備え、
前記平面視において、前記開口内に前記複数の色フィルタのいずれかが配置され、
前記複数の色フィルタは、前記平面視において重なり部位を有し、
前記ブラックマトリクスは、前記重なり部位を覆っている、
カラーフィルタ基板。
【請求項2】
前記半透過膜はカーボンを含有し、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲における光の透過率が７０％以上９９．５％以下である、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項3】
前記散乱性微粒子がシリカからなる、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項4】
前記第一面と反対側の第二面から当てた４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の光の、前記カラーフィルタ部における反射率が１％未満であり、かつ反射率変動の大きさが１パーセントポイント未満である、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項5】
前記半透過膜は、前記複数の開口のすべてに配置されている、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項6】
前記カラーフィルタ部と前記ブラックマトリクスとの間に設けられた透明層をさらに備える、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項7】
前記複数の開口内に配置された充填層をさらに備える、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項8】
前記充填層は、可視光を散乱する散乱粒子を含有する、請求項７に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項9】
前記充填層は、波長変換物質を含有する、請求項７に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項10】
前記波長変換物質が粒子状であり、前記ブラックマトリクスの高さは、前記波長変換物質の粒径の２倍以上５倍以下である、
請求項９に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板と、複数の発光素子を有する発光基板と、
を備える、
表示装置。
【請求項12】
液晶層を有し、前記カラーフィルタ基板と前記発光基板との間に配置された液晶基板をさらに備える、請求項１１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラーフィルタ基板、およびこのカラーフィルタ基板を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とするバックライトユニットを用いた液晶表示装置が、広く知られている。この液晶表示装置では、液晶層が表示機能層であり、バックライトユニットのＬＥＤは常時点灯される。
【0003】
表示画面内の表示部位の位置に応じて、３種類のＬＥＤチップの発光輝度を部分的に調整し、あるいは、部分的に発光を停止させるローカルディミングを併用する技術が注目されている。ローカルディミングを用いると、表示画面の発光を部分的にオフにすることができるため、表示のコントラストを大きく改善でき、有機ＥＬ並みのコントラストを得ることも可能である。
マイクロＬＥＤは、おおよそ２μｍから５０μｍサイズのＬＥＤチップがマトリクス状に配列した構造を有する。マイクロＬＥＤとローカルディミングとを組み合わせることにより、液晶を用いずに表示を行うことができる。
マイクロＬＥＤは、おおよそ２μｍから５０μｍサイズのＬＥＤチップがマトリクス状に配列した構造を有する。マイクロＬＥＤとローカルディミングとを組み合わせることにより、液晶を用いずに表示を行うことができる。
【0004】
マイクロＬＥＤを用いた表示装置には、赤色発光、緑色発光、青色発光の３種類のＬＥＤチップを用いる方式や、青色から近紫外の波長域の光を発する１種類のＬＥＤチップを用いる方式等がある。後者の構成でカラー表示を実現するためには、カラーフィルタや量子ドット等の、ＬＥＤチップから出射される光の波長を変換する構成が必須となる。
【0005】
表示装置においては、さらに高精細化が進むことが見込まれており、これに伴って迷光に起因する表示コントラスト低下が問題となる。また、表示装置が明るい環境下で使用される際、外部から表示装置に入射する入射光に起因する表示コントラスト低下も問題となる。
有機ＥＬ表示装置やマイクロＬＥＤでは、外部から表示装置に入射する入射光に起因するコントラスト低下を避けるため、円偏光板が用いられることが多い。円偏光板は高価であることから、円偏光板を省略することが強く望まれている。
有機ＥＬ表示装置やマイクロＬＥＤでは、外部から表示装置に入射する入射光に起因するコントラスト低下を避けるため、円偏光板が用いられることが多い。円偏光板は高価であることから、円偏光板を省略することが強く望まれている。
【0006】
特許文献１には、第１遮光層と第２遮光層を用いたカラーフィルタが記載されている。第１遮光層は、いわゆるブラックマトリクスであり、異なる着色層の隣接部位を２つの遮光層で挟むことにより、迷光の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特許第６２２５５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１の構成では、着色層と透明基板との間に部分的にブラックマトリクスが設けられるため、着色層の平坦性に改善の余地がある。詳細は後述するが、これによるコントラスト低下の発生が懸念される。
さらに、外部からの入射光に起因するコントラスト低下については考慮されていないため、円偏光板を省略することが難しい。
さらに、外部からの入射光に起因するコントラスト低下については考慮されていないため、円偏光板を省略することが難しい。
【0009】
上記事情に鑑み、本発明は、視認性やコントラスト等が良好であり、円偏光板を必要とせずに外部からの入射光に起因するコントラスト低下を抑制できるカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第一の態様は、透明な基板と、基板の第一面上に形成された、粒径が１μｍ以下の散乱性微粒子を含有する半透過膜と、半透過膜上に形成され、複数の色フィルタを有するカラーフィルタ部と、カーボンを含有してカラーフィルタ部上に形成され、基板の平面視において複数の開口を含む格子状パターンを有するブラックマトリクスとを備えるカラーフィルタ基板である。
このカラーフィルタ基板は、平面視において、開口内に複数の色フィルタのいずれかが配置され、複数の色フィルタは、前記平面視において重なり部位を有する。
ブラックマトリクスは、重なり部位を覆っている。
このカラーフィルタ基板は、平面視において、開口内に複数の色フィルタのいずれかが配置され、複数の色フィルタは、前記平面視において重なり部位を有する。
ブラックマトリクスは、重なり部位を覆っている。
【0011】
本発明の第二の態様は、第一の態様に係るカラーフィルタ基板と、複数の発光素子を有する発光基板とを備える表示装置である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、視認性やコントラスト等が良好であり、円偏光板を必要とせずに外部からの入射光に起因するコントラスト低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第一実施形態に係るカラーフィルタ基板の部分断面図である。
【図2】同カラーフィルタの部分拡大断面図である。
【図3】従来のカラーフィルタの部分拡大断面図である。
【図5】カラーフィルタの分光反射率特性を示すグラフである。
【図6】半透過膜を設けたカラーフィルタの分光反射率特性を示すグラフである。
【図7】同カラーフィルタ基板の変形例の部分断面図である。
【図8】同カラーフィルタ基板の他の変形例の部分断面図である。
【図9】本発明の第二実施形態に係る表示装置の部分断面図である。
【図10】同表示装置の他の例に係る部分断面図である。
【図11】同表示装置の他の例に係る部分断面図である。
【図12】同表示装置の他の例に係る部分断面図である。
【図13】略平坦に形成されたカラーフィルタ部を示す模式図である。
【図14】略平坦に形成されたカラーフィルタ部の走査電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の第一実施形態について、図１から図８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、或いは、必要な場合のみ説明を行う。本発明における画素数、画素開口部の数、画素開口部の形状は、以下に説明する図面によって解釈を制限されない。また、本発明の実施形態を分かり易く説明するため、断面図や平面図では、表示装置を構成する部材の数を少なくし、表示装置の構造を説明する場合がある。
各実施形態においては、特徴的な部分について説明し、例えば、通常の表示装置に用いられている構成要素と差異がない部分については適宜説明を省略する。
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、或いは、必要な場合のみ説明を行う。本発明における画素数、画素開口部の数、画素開口部の形状は、以下に説明する図面によって解釈を制限されない。また、本発明の実施形態を分かり易く説明するため、断面図や平面図では、表示装置を構成する部材の数を少なくし、表示装置の構造を説明する場合がある。
各実施形態においては、特徴的な部分について説明し、例えば、通常の表示装置に用いられている構成要素と差異がない部分については適宜説明を省略する。
【0015】
本明細書中において、「平面視」とは、半透過膜やブラックマトリクス層が形成されていない側の透明基板の面を、観察者が法線方向に見た状態を意味する。
また、「高さ」あるいは「厚み」は、いずれも基板面に対して垂直な方向における寸法を意味する。換言すれば、「高さ」と「厚み」は、本発明を説明する目的に対して同義である。
各構成における「第１」や「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付しており、序列や数量を特定しない。
また、「高さ」あるいは「厚み」は、いずれも基板面に対して垂直な方向における寸法を意味する。換言すれば、「高さ」と「厚み」は、本発明を説明する目的に対して同義である。
各構成における「第１」や「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付しており、序列や数量を特定しない。
【0016】
図１は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１０１の部分断面図である。図１に示すように、カラーフィルタ基板１０１は、透明な第一基板１００と、半透過膜１と、カラーフィルタ部２と、ブラックマトリクス６とを備えている。
【0017】
第一基板１００として、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等を使用できる。
【0018】
半透過膜１は、第一基板１００の第一面１００ａ全体を覆うように形成されている。
半透過膜１は、硬化した樹脂により形成されており、カーボン粒子および光学的に等方な透明微粒子（散乱性微粒子）が、分散した状態で配置されている。
半透過膜１は、硬化した樹脂により形成されており、カーボン粒子および光学的に等方な透明微粒子（散乱性微粒子）が、分散した状態で配置されている。
【0019】
「光学的に等方」とは、透明微粒子におけるａ軸、ｂ軸、ｃ軸が各々等しい結晶構造を有するか、もしくは、アモルファス（非晶質構造）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。シリカ微粒子は、アモルファスを有する。樹脂ビーズ等の樹脂の微粒子として、屈折率を含めて様々な性質を有する微粒子が知られており、これらの樹脂微粒子も光学的に等方な透明微粒子として使用できる。樹脂微粒子の材質として、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各種樹脂を例示できる。
光学的に等方で、かつ、可視域において透明な無機微粒子の代表として、二酸化ケイ素（シリカ）の微粒子が知られている。シリカの微粒子の粒径は、例えば、５ｎｍから３００ｎｍの範囲内とできる。半透過膜１は、粒径の異なる２種以上の無機微粒子を有してもよい。シリカ微粒子はカーボン単体では生じやすい２次粒子の生成を妨げ、カーボンの分散性を改善する。
光学的に等方で、かつ、可視域において透明な無機微粒子の代表として、二酸化ケイ素（シリカ）の微粒子が知られている。シリカの微粒子の粒径は、例えば、５ｎｍから３００ｎｍの範囲内とできる。半透過膜１は、粒径の異なる２種以上の無機微粒子を有してもよい。シリカ微粒子はカーボン単体では生じやすい２次粒子の生成を妨げ、カーボンの分散性を改善する。
【0020】
上記構成により、半透過膜１は、透明性を有しつつも、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視光領域の光を完全には透過しない。半透過膜１の可視光領域の光は、例えば、７０％以上９９．５％以下とでき、７０％以上８０％以下が好ましい。
【0021】
半透過膜１のベースとなる樹脂は、耐熱性など必要な信頼性を付与できるものであれば良く、アルカリ現像可能な感光性樹脂や熱硬化樹脂等を使用できる。熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ基含有化合物又は樹脂、メチロール基、アルコキシメチル基あるいはアシロキシメチル基から選ばれる少なくも一つの基を有する樹脂を例示できる。ベース樹脂は、有機溶剤を用いて透明粒子およびカーボン粒子を分散させた塗液として用いる。透明基板上に塗液を塗布し、熱や光により硬化させることにより、半透過膜１を形成できる。
【0022】
カラーフィルタ部２は、半透過膜１上に形成されている。本実施形態のカラーフィルタ部２は、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、および青フィルタＢの３種の色フィルタを有する。カラーフィルタ部２における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る。
【0023】
赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、および青フィルタＢは、カラーフィルタ基板１０１の平面視において同一方向（延在方向）に延びる帯状に形成されている。本実施形態においては、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、青フィルタＢの順で色フィルタが形成されることによりカラーフィルタ部２が形成されている。このため、赤フィルタＲは、延在方向に直交する幅方向両側の一定部分が、それぞれ緑フィルタＧおよび青フィルタＢに覆われている。緑フィルタＧの幅方向の一方は赤フィルタＲを覆っており、他方は青フィルタＢに覆われている。青フィルタＢの幅方向両側の一定部分は、それぞれ緑フィルタＧおよび青フィルタＢを覆っている。
【0024】
赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、および青フィルタＢは、幅方向において赤、緑、青の単位配列を多数繰り返しつつ、延在方向に延びている。さらに、各色フィルタは、カラーフィルタ基板１０１の端部を除き、幅方向両側に他の色フィルタとの重なり部位を有しており、この重なり部位も延在方向に延びている。
【0025】
各色フィルタＲ、Ｇ、Ｂは、対応する色彩の有機顔料が樹脂に分散された分散体を使用して形成できる。樹脂としては、アクリル等を例示できる。
【0026】
赤フィルタＲに適用できる赤色の有機顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等を例示できる。
これら赤色顔料に、黄色顔料や橙色顔料が混合されてもよい。適用できる黄色の有機顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１４７、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等を例示できる。
これら赤色顔料に、黄色顔料や橙色顔料が混合されてもよい。適用できる黄色の有機顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１４７、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等を例示できる。
【0027】
緑フィルタＧに適用できる緑色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等を例示できる。これら緑色顔料に、上述の黄色顔料が混合されてもよい。他に、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料やハロゲン化アルミニウムフタロシアニン緑色顔料も好適に使用できる。
【0028】
青フィルタＢに適用できる青色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等を例示できる。
これら青色顔料に、紫色顔料が混合されてもよい。紫色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を例示できる。
これら青色顔料に、紫色顔料が混合されてもよい。紫色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を例示できる。
【0029】
上述した各顔料は、有機溶剤や分散剤とともに透明樹脂に分散して用いる。透明樹脂は、可視域の透過率が９０％以上の透明樹脂であることが望ましく、樹脂の前駆体を含むアルカリ可溶性の感光性樹脂であることが望ましい。顔料は、樹脂に対し、１５質量％から６５質量％の範囲内で含有させることができる。
感光性樹脂として、水酸基、カルボキシ基、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、シラノール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線状高分子に導入したポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等を例示できる。波長３６５ｎｍなどの紫外線照射により感光性樹脂を硬化する場合には、感光性樹脂に光重合開始剤等が添加されてもよい。
感光性樹脂として、水酸基、カルボキシ基、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、シラノール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線状高分子に導入したポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等を例示できる。波長３６５ｎｍなどの紫外線照射により感光性樹脂を硬化する場合には、感光性樹脂に光重合開始剤等が添加されてもよい。
【0030】
ブラックマトリクス６は、カラーフィルタ部２上に形成されて、カラーフィルタ部２の一部を覆っている。ブラックマトリクス６は、平面視において延在方向に延びる第一部位と、幅方向に延びる第二部位とをそれぞれ複数有し、カラーフィルタ基板１０１の平面視において複数の開口４０（図１参照）を有する格子状パターンを形成している。第一部位および第二部位は、それぞれ等間隔で形成されているが、第一部位と第二部位とで間隔の寸法は異なっている。
第一部位は、カラーフィルタ基板１０１の平面視において、色フィルタの重なり部位（第一基板１００の厚さ方向に２種類の色フィルタが存在する部位）を完全に覆っている。第一部位の幅は、重なり部位を完全に覆う範囲内で適宜設定できる。
第一部位は、カラーフィルタ基板１０１の平面視において、色フィルタの重なり部位（第一基板１００の厚さ方向に２種類の色フィルタが存在する部位）を完全に覆っている。第一部位の幅は、重なり部位を完全に覆う範囲内で適宜設定できる。
【0031】
ブラックマトリクス６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、公知のフォトリソグラフィにより格子状パターンを簡便に形成できる。カーボンは、カーボンブラックとも呼称される。ブラックマトリクスの光学濃度（ΔＯＤ）は、半透過膜１よりも高く、例えば１以上４以下とできる。ブラックマトリクス６の光学濃度を４以上としてもよいが、フォトリソグラフィにおける露光が困難となるため、フォトリソグラフィを用いてブラックマトリクス６を形成する場合は、４以下の光学濃度とすることが好ましい。
ブラックマトリクス６の膜厚は、たとえば、１μｍ前後に設定できる。
ブラックマトリクス６の膜厚（高さ）は適宜設定でき、例えば、２μｍから５０μｍ程度とできる。
ブラックマトリクス６の膜厚は、たとえば、１μｍ前後に設定できる。
ブラックマトリクス６の膜厚（高さ）は適宜設定でき、例えば、２μｍから５０μｍ程度とできる。
【0032】
上記のように構成されたカラーフィルタ基板１０１の使用時の作用について説明する。
カラーフィルタ基板１０１が表示装置に適用される場合、第一面１００ａと反対側の第二面１００ｂを使用者側に向けて配置される。したがって、バックライト等の光源は第一面１００ａ側に配置され、光源から出射された光は、第一面１００ａ側に入射する。
カラーフィルタ基板１０１が表示装置に適用される場合、第一面１００ａと反対側の第二面１００ｂを使用者側に向けて配置される。したがって、バックライト等の光源は第一面１００ａ側に配置され、光源から出射された光は、第一面１００ａ側に入射する。
【0033】
図２は、カラーフィルタ基板１０１の部分拡大断面図である。上述したように、ブラックマトリクス６は、カラーフィルタ部２の重なり部位２ａ上に形成されている。したがって、光源等からカラーフィルタ基板１０１に対して斜めに入射する光は、まずブラックマトリクス６に入射してそのほとんどが吸収される。これにより、コントラストや色純度の低下が抑制され、表示品質が高く保持される。
【0034】
特許文献１に記載の構成のように、透明基板１００Ａとカラーフィルタ部２との間にブラックマトリクス１０６が形成される場合、図３に示すように、重なり部位２ａは、ブラックマトリクス１０６上に形成されるため、重なり部位２ａは、透明基板１００Ａ上に大きく突出することになる。
発明者の検討では、各色フィルタＲ、Ｇ、Ｂの厚みを標準的な値である２．２μｍとした場合、カラーフィルタ基板１０１における重なり部位の厚みは、ＲとＧとの重なり部位ＧＲで２．８μｍ、ＲとＢとの重なり部位ＢＲで２．６μｍ、ＧとＢとの重なり部位ＢＧで２．７μｍであった。
一方、図３に示すカラーフィルタ基板では、ブラックマトリクス１０６の厚みを１．２μｍとした場合、重なり部位の厚みは、ＲとＧとの重なり部位ＧＲで３．９μｍ、ＲとＢとの重なり部位ＢＲで３．５μｍ、ＧとＢとの重なり部位ＢＧで３．７μｍであった。すなわち、重なり部位の厚みは、３５％～４０％程度増加した。
図４に、図３に示す構造の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図３に示す構造において、重なり部位２ａが大きく突出していることがわかる。
発明者の検討では、各色フィルタＲ、Ｇ、Ｂの厚みを標準的な値である２．２μｍとした場合、カラーフィルタ基板１０１における重なり部位の厚みは、ＲとＧとの重なり部位ＧＲで２．８μｍ、ＲとＢとの重なり部位ＢＲで２．６μｍ、ＧとＢとの重なり部位ＢＧで２．７μｍであった。
一方、図３に示すカラーフィルタ基板では、ブラックマトリクス１０６の厚みを１．２μｍとした場合、重なり部位の厚みは、ＲとＧとの重なり部位ＧＲで３．９μｍ、ＲとＢとの重なり部位ＢＲで３．５μｍ、ＧとＢとの重なり部位ＢＧで３．７μｍであった。すなわち、重なり部位の厚みは、３５％～４０％程度増加した。
図４に、図３に示す構造の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図３に示す構造において、重なり部位２ａが大きく突出していることがわかる。
【0035】
重なり部位２ａの厚みが大きくなると、重なり部位２ａを別のブラックマトリクスで覆っても、重なり部位２ａが薄い場合よりブラックマトリクスと透明基板との距離が増加しているため、入射する開口と出射する開口とが異なり（例えば緑の開口に入射して赤の開口から出射する等）、かつブラックマトリクスを通らない光の角度範囲が増加する。その結果、コントラストや色純度の低下を生じる光が増える。
本実施形態のカラーフィルタ基板１０１では、第一基板１００とカラーフィルタ部２との間に形成された半透過膜１の厚さが均一であるため、重なり部位２ａの厚みは過度に大きくならず、コントラストや色純度の低下を生じる光の増加が抑制されている。さらに、入射側と出射側とで異なる色フィルタを通る光は、必ず半透過膜１を通ってから外部に出るため、その一部が半透過膜１により吸収される。
したがって、上述したブラックマトリクス６の作用と相まって、特許文献１の構成に比して著しく表示品質が高く保持される。
本実施形態のカラーフィルタ基板１０１では、第一基板１００とカラーフィルタ部２との間に形成された半透過膜１の厚さが均一であるため、重なり部位２ａの厚みは過度に大きくならず、コントラストや色純度の低下を生じる光の増加が抑制されている。さらに、入射側と出射側とで異なる色フィルタを通る光は、必ず半透過膜１を通ってから外部に出るため、その一部が半透過膜１により吸収される。
したがって、上述したブラックマトリクス６の作用と相まって、特許文献１の構成に比して著しく表示品質が高く保持される。
【0036】
半透過膜１は、上述した作用効果に加えて、外部から表示装置に入射する入射光に起因するコントラスト低下を抑制する。外部から表示装置に入射する入射光は、まず半透過膜１を通るため、半透過膜１の透過率に応じて減衰する。減衰した光は、表示装置内部で反射して表示装置外に出る際に、再び半透過膜１を通って減衰する。すなわち、外部から表示装置に入射する入射光は、表示装置外に出て使用者に視認されるまでに、半透過膜１の透過率を２乗した値の割合まで減衰する。例えば、半透過膜１の可視光領域における透過率が７５％であった場合、外部から表示装置に入射する入射光は、少なくとも入射時の５６．２５％まで減衰して表示装置外に出射する。
これにより、カラーフィルタ基板１０１を適用した表示装置では、外部から表示装置に入射する入射光に起因するコントラスト低下が好適に抑制されるため、円偏光板が必要ない。
これにより、カラーフィルタ基板１０１を適用した表示装置では、外部から表示装置に入射する入射光に起因するコントラスト低下が好適に抑制されるため、円偏光板が必要ない。
【0037】
本実施形態のカラーフィルタ基板１０１では、第一基板１００とカラーフィルタ部２との間にはブラックマトリクスは存在しない。そのため、第二面１００ｂ側からブラックマトリクスを見ると、カラーフィルタ部２とブラックマトリクス６との界面における光の反射及び干渉によりリップル（反射率変動）が生じ、ブラックマトリクス６がわずかに着色して観察されることがある。反射光に起因するこのような着色は、表示装置の表示をオフとした黒表示のときに観察されやすい。また、こうした場合、使用者の斜め方向からの視認で虹色に見えることがあり視認性を低下しやすい。
本実施形態のカラーフィルタ基板１０１では、第一基板１００とカラーフィルタ部２との間に設けられた半透過膜１が、このような現象を抑制する。
本実施形態のカラーフィルタ基板１０１では、第一基板１００とカラーフィルタ部２との間に設けられた半透過膜１が、このような現象を抑制する。
【0038】
図５は、半透過膜１のないカラーフィルタにおける分光反射率特性を示すグラフである。反射率は、アルミニウム膜の反射率を基準（１００％）としている。
図５において、赤フィルタおよび緑フィルタにおいて、１．０％以上の高い反射率が認められ、赤フィルタにおけるリップルは約１．５ポイント（％ポイント）と大きくなっている。
リップルは、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視域の範囲にて測定される反射率の、５０ｎｍ単位内での反射率分光カーブの山谷の差であるが、５０ｎｍ単位内での反射率ピークの値を用いても簡易的に評価できる。簡易的評価では、見かけ上反射率変動の値は大きめの値となる。
図５において、赤フィルタおよび緑フィルタにおいて、１．０％以上の高い反射率が認められ、赤フィルタにおけるリップルは約１．５ポイント（％ポイント）と大きくなっている。
リップルは、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視域の範囲にて測定される反射率の、５０ｎｍ単位内での反射率分光カーブの山谷の差であるが、５０ｎｍ単位内での反射率ピークの値を用いても簡易的に評価できる。簡易的評価では、見かけ上反射率変動の値は大きめの値となる。
【0039】
図６は、半透過膜１を設けたカラーフィルタに対し、半透過膜１側から光を当てた際の分光反射率特性を示すグラフである。４００ｎｍから７００ｎｍの可視光領域において、すべてのフィルタの反射率が１．０％を大きく下回っており、赤フィルタのリップルは０．３１ポイントに抑制されている。図６に係る半透過膜１は、カーボンブラックおよびシリカ微粒子をそれぞれ４重量％（ｗｔ％）含有しており、反射率は７０％である。
【0040】
４００ｐｐｉ（pixel per inch）、８００ｐｐｉなどの高精細画素では、カラーフィルタやブラックマトリクスの反射率が１％を超えると視認性低下を起こしやすい。特に、高精細化に伴い、反射率の高いブラックマトリクスの面積比率が増加しており、ブラックマトリクスを含めたカラーフィルタの低反射率化は重要である。本実施形態に係るカラーフィルタ基板は、好ましい低反射率を有していると言える。
【0041】
主な顔料成分として有機顔料を含有する半透過膜の場合、外光がブラックマトリクス層との界面で反射した反射光が黄色に着色して見えることがある。本実施形態の半透過膜１は、カーボンを主要な顔料成分とし、有機顔料を含まないため、反射光がフラットであり、このような反射光の着色を生じない。「反射光がフラット」とは、光の波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視域の範囲において、例えば、５０ｎｍなどの小さいレンジで、透過率に２ポイント以上の凹凸（変動）がなく、直線に近い透過率曲線が得られることを意味する。半透過膜１の反射光がフラットであることは、上述したリップル抑制効果に寄与している。
【0042】
半透過膜１が含有する散乱性微粒子は、サブミクロンオーダーの粒径を有するため、可視光の散乱作用はなく、あってもごくわずかである。散乱性微粒子が二酸化ケイ素からなる場合、二酸化ケイ素の屈折率（例えば、１．４６～１．４７）は小さいため、半透過膜１の屈折率を下げる効果を有する。その結果、半透過膜１とカラーフィルタとの界面における光の反射を抑制し、視認性を向上できる。
【0043】
本実施形態のカラーフィルタ基板は、図７に示す変形例のカラーフィルタ基板１０２のように、カラーフィルタ部２とブラックマトリクス６との間に樹脂等からなる透明層２１を備えてもよい。カラーフィルタ部２を透明層２１内に位置させることにより、平坦な透明層２１上にブラックマトリクス６を形成することができる。その結果、ブラックマトリクス６の寸法やカラーフィルタ基板における位置等の制御が容易となる。
【0044】
本実施形態のカラーフィルタ基板は、図８に示す変形例のカラーフィルタ基板１０３のように、ブラックマトリクス６の開口４０を埋める透明な充填層２２を備えてもよい。図８では、透明層２１を備えた例を示しているが、透明層２１は無くてもよい。図８では、充填層２２がブラックマトリクス６よりも厚い例を示しているが、充填層２２はブラックマトリクス６と同等の厚さでもよいし、ブラックマトリクス６より薄くてもよい。
充填層２２を設けることにより、ブラックマトリクス６の破損や変形等を防止することができ、特にブラックマトリクス６が高い場合等に好適である。さらに、充填層２２に各種材料を含有させることにより、カラーフィルタ基板１０３に様々な特性を付与できる。この点については第二実施形態で詳細に説明する。
充填層２２を設けることにより、ブラックマトリクス６の破損や変形等を防止することができ、特にブラックマトリクス６が高い場合等に好適である。さらに、充填層２２に各種材料を含有させることにより、カラーフィルタ基板１０３に様々な特性を付与できる。この点については第二実施形態で詳細に説明する。
【0045】
本発明の第二実施形態について、図９から図１２を参照して説明する。この実施形態では、第一実施形態に係るカラーフィルタ基板を備えた表示装置について説明する。
以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0046】
図９は、カラーフィルタ基板１０２を備えた表示装置１２０の模式断面図である。表示装置１２０は、カラーフィルタ基板１０２と、発光素子３２を有する発光基板２００とを備えている。発光基板２００は、発光素子３２が配置された面をカラーフィルタ基板１０２に対向させて配置されている。
【0047】
発光素子３２として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも称される発光ダイオード、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも称される有機ＥＬ（有機エレクトロルミネセンス）等を使用できる。
【0048】
ＬＥＤには、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）／窒化ガリウム（ＧａＮ）／アルミニウム窒化ガリウム（ＡｌＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）などの化合物が適用されている。単色発光ＬＥＤとして後述する青色発光ダイオードには、主に窒化ガリウム（ＧａＮ）が適用されている。なお、ここでの青色発光ダイオードは、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、３９５ｎｍなどの近紫外域の光の発光を含むものであってもよい。
ミニＬＥＤでは、例えば、４０μｍから２００μｍサイズのＬＥＤチップを用いることができる。マイクロＬＥＤでは、例えば、２μｍから６０μｍサイズのＬＥＤチップを用いることができる。ＬＥＤチップは、ｎ側電極とｐ側電極が同じ側にある水平型ＬＥＤであってもよいし、ＬＥＤの厚み方向にｎ側電極とｐ側電極が異なる面（向かい合う平行な面）にある垂直型ＬＥＤであってもよい。
ミニＬＥＤでは、例えば、４０μｍから２００μｍサイズのＬＥＤチップを用いることができる。マイクロＬＥＤでは、例えば、２μｍから６０μｍサイズのＬＥＤチップを用いることができる。ＬＥＤチップは、ｎ側電極とｐ側電極が同じ側にある水平型ＬＥＤであってもよいし、ＬＥＤの厚み方向にｎ側電極とｐ側電極が異なる面（向かい合う平行な面）にある垂直型ＬＥＤであってもよい。
【0049】
発光素子３２は、表示装置１２０の平面視において、各開口４０内に少なくとも１つ配置される。発光素子３２は、発光基板２００に設けられたトランジスタ等により駆動される。発光基板２００の材質は、第一基板１００の材質と同じでも異なってもよいが、発光基板２００がカラーフィルタ基板１０２と貼り合わされる場合は、同一材質であることが好ましい。さらに、発光基板２００の材質と第一基板１００の材質とで熱膨張率が同等であることが好ましい。熱膨張率が大きく異なると、表示装置の温度が上昇した際に、反りや剥がれなどが生じる可能性がある。
【0050】
表示装置１２０は、複数の発光素子３２を独立してオンオフ駆動することにより、カラー表示可能な表示装置として機能する。表示装置においては、赤フィルタＲが配置された開口４０、緑フィルタＧが配置された開口４０、および青フィルタＢが配置された開口４０の組が画素として機能する。
【0051】
表示装置１２０においては、発光素子３２から出射された光の一部が配置された開口４０と異なる開口に進入することによる色純度やコントラストの低下が、上述したようにカラーフィルタ基板１０２によって好適に抑制される。上述したように、カラーフィルタ基板１０２では、透明層２１によりブラックマトリクス６の位置調整が容易であるため、ブラックマトリクス６の高さ及び位置を最適化することにより、迷光による悪影響を低減させやすい。
カラーフィルタ基板１０２に代えて、カラーフィルタ基板１０１やカラーフィルタ基板１０３が用いられてもよい。
カラーフィルタ基板１０２に代えて、カラーフィルタ基板１０１やカラーフィルタ基板１０３が用いられてもよい。
【0052】
図１０に示す表示装置１２２は、カラーフィルタ基板１０３Ａと、発光基板２００Ａとを備えている。
カラーフィルタ基板１０３Ａの基本構成はカラーフィルタ基板１０３と同様であるが、充填層２２内に散乱粒子２８が配置されている点が異なっている。散乱粒子２８としては、表示装置に多く適用される公知の散乱膜に使用されている、ミクロンオーダーの粒径を有する各種透明粒子を使用できる。散乱粒子の粒径が１μｍから１０μｍの範囲内であると、散乱効率が良く、好ましい。
発光基板２００Ａの基本構成は発光基板２００と同様であるが、光反射性隔壁４１を有する点で異なっている。光反射性隔壁４１は、表示装置１２２の平面視において、ブラックマトリクス６と同様の格子状パターンに形成されており、各発光素子３２の周囲を囲んでいる。
カラーフィルタ基板１０３Ａの基本構成はカラーフィルタ基板１０３と同様であるが、充填層２２内に散乱粒子２８が配置されている点が異なっている。散乱粒子２８としては、表示装置に多く適用される公知の散乱膜に使用されている、ミクロンオーダーの粒径を有する各種透明粒子を使用できる。散乱粒子の粒径が１μｍから１０μｍの範囲内であると、散乱効率が良く、好ましい。
発光基板２００Ａの基本構成は発光基板２００と同様であるが、光反射性隔壁４１を有する点で異なっている。光反射性隔壁４１は、表示装置１２２の平面視において、ブラックマトリクス６と同様の格子状パターンに形成されており、各発光素子３２の周囲を囲んでいる。
【0053】
表示装置１２２においては、発光素子３２から出射した光のうち開口４０に向かわない光の多くが光反射性隔壁４１により反射されて開口４０内に導入される。開口４０内に進入した光は、充填層２２の散乱粒子２８により散乱されてカラーフィルタ部２に進む。
表示装置１２２では、発光素子３２の光の利用効率が高められるとともに、カラーフィルタ基板１０３Ａの上述した作用により高い表示品質が実現される。
表示装置１２２では、発光素子３２の光の利用効率が高められるとともに、カラーフィルタ基板１０３Ａの上述した作用により高い表示品質が実現される。
【0054】
図１１に示す表示装置１２３は、カラーフィルタ基板１０３Ｂと、発光基板２００Ａとを備えている。
カラーフィルタ基板１０３Ｂの充填層２２には、開口４０内に配置された色フィルタに対応する波長変換物質が配置されている。すなわち、赤フィルタＲが配置された開口４０の充填層２２には、赤色蛍光体２５が、緑フィルタＧが配置された開口４０の充填層２２には、緑色蛍光体２６が、青フィルタＢが配置された開口４０の充填層２２には、青色蛍光体２７が、それぞれ波長変換物質として配置されている。
カラーフィルタ基板１０３Ｂの充填層２２には、開口４０内に配置された色フィルタに対応する波長変換物質が配置されている。すなわち、赤フィルタＲが配置された開口４０の充填層２２には、赤色蛍光体２５が、緑フィルタＧが配置された開口４０の充填層２２には、緑色蛍光体２６が、青フィルタＢが配置された開口４０の充填層２２には、青色蛍光体２７が、それぞれ波長変換物質として配置されている。
【0055】
赤色蛍光体２５として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＹＡｌＯ３：Ｅｕ３＋、Ｃａ２Ｙ２（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ３＋、ＬｉＹ９（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋、Ｍｇ４ＧｅＯ６：Ｍｎ４＋、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ4）６．２５、Ｋ２ＭＦ６（ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉのいずれか）：Ｍｎ４+等を例示できる。
緑色蛍光体２６として、（ＢａＭｇ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、（ＳｒＢａ）Ａｌ１２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、（ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７－Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ３＋、（ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８－２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋、Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｉ６ＡｌＯＮ８：Ｅｕ、β型Ｓｉ３Ｎ４結晶構造を持つ窒化物または酸化物等を例示できる。
青色蛍光体２７として、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ４＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ2、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ2ＳｉＯ8：Ｅｕ２＋、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ２＋、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋等を例示できる。
各蛍光体２５、２６、２７の粒径が１μｍから１０μｍの範囲内であると、波長変換効率が良く、好ましい。
緑色蛍光体２６として、（ＢａＭｇ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、（ＳｒＢａ）Ａｌ１２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、（ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７－Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ３＋、（ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８－２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋、Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｉ６ＡｌＯＮ８：Ｅｕ、β型Ｓｉ３Ｎ４結晶構造を持つ窒化物または酸化物等を例示できる。
青色蛍光体２７として、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ４＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ2、Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ2ＳｉＯ8：Ｅｕ２＋、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ２＋、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋等を例示できる。
各蛍光体２５、２６、２７の粒径が１μｍから１０μｍの範囲内であると、波長変換効率が良く、好ましい。
【0056】
表示装置１２３において、蛍光体が配置された充填層２２は、発光素子３２から出射された光の波長を変換する波長変換層として機能する。したがって、発光素子３２から出射された光は、充填層２２を通ることにより開口４０内に配置された色フィルタに近い色の光となってからカラーフィルタ部２に入射する。これにより、表示装置１２３は、色純度の高いカラー表示を行える。
【0057】
充填層２２における波長変換には一定の光路長が必要であるため、表示装置１２３においてはこれを考慮してブラックマトリクス６の高さが設定されることが好ましい。具体的には、蛍光体の粒径の２倍以上５倍以下が好ましい。したがって、各蛍光体の粒径が上述の範囲内である場合、ブラックマトリクス６の高さは蛍光体の粒径に応じて２μｍ以上５０μｍ以下の範囲で設定できる。
【0058】
表示装置１２３においては、波長変換物質として量子ドットを用いてもよい。
また、青フィルタＢが配置された開口に対応する発光素子を青色ＬＥＤとしてもよい。この場合、充填層２２には青色蛍光体２７に代えて散乱粒子２８を配置してもよいし、粒子を配置せず樹脂のみとしてもよい。
また、青フィルタＢが配置された開口に対応する発光素子を青色ＬＥＤとしてもよい。この場合、充填層２２には青色蛍光体２７に代えて散乱粒子２８を配置してもよいし、粒子を配置せず樹脂のみとしてもよい。
【0059】
図１２に示す表示装置１２４は、カラーフィルタ基板１０３と、液晶基板３００と、発光基板２００Ｂとを備えている。
発光基板２００Ｂの基本構成は発光基板２００Ａと同様であるが、光反射性隔壁４１の格子状パターンが画素ごとに区切られており、各画素内に赤色ＬＥＤ３２Ａ、緑色ＬＥＤ３２Ｂ、および青色ＬＥＤ３２ｃの３種類の発光素子が配置されている点が異なっている。
液晶基板３００は、液晶層３０１と液晶層を駆動するためのアレイ基板とを備えた公知の構成を有する。液晶基板３００は、カラーフィルタ基板１０３と発光基板２００Ｂとの間に配置され、表示機能層として機能する。液晶基板３００において、水平配向の液晶がＦＦＳ（フリンジフィールド スイッチング）の手法で駆動されてもよい。
発光基板２００Ｂの基本構成は発光基板２００Ａと同様であるが、光反射性隔壁４１の格子状パターンが画素ごとに区切られており、各画素内に赤色ＬＥＤ３２Ａ、緑色ＬＥＤ３２Ｂ、および青色ＬＥＤ３２ｃの３種類の発光素子が配置されている点が異なっている。
液晶基板３００は、液晶層３０１と液晶層を駆動するためのアレイ基板とを備えた公知の構成を有する。液晶基板３００は、カラーフィルタ基板１０３と発光基板２００Ｂとの間に配置され、表示機能層として機能する。液晶基板３００において、水平配向の液晶がＦＦＳ（フリンジフィールド スイッチング）の手法で駆動されてもよい。
【0060】
上記の構成を有する表示装置１２４においては、表示される形状、模様等はもっぱら液晶基板３００により制御され、発光基板２００Ｂは基本的に直下型バックライトとして機能する。
表示装置１２４は、必要に応じて、偏光板、位相差板、プリズムシート、カバーガラス、タッチパネル、配向膜等の他の構成を適宜備えてもよい。
表示装置１２４は、必要に応じて、偏光板、位相差板、プリズムシート、カバーガラス、タッチパネル、配向膜等の他の構成を適宜備えてもよい。
【0061】
本実施形態で示した各表示装置は、種々の領域に応用できる。具体例として、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤ等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、個人認証機器、光通信機器、ＩＣカード等が挙げられる。
これらの電子デバイスにアンテナを搭載し、通信や非接触での受給電可能に構成してもよい。
これらの電子デバイスにアンテナを搭載し、通信や非接触での受給電可能に構成してもよい。
【0062】
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。
【0063】
例えば、本発明における半透過膜は、一部の開口に設けられなくてもよい。例えば、青フィルタのリップルは、他の色フィルタに比べて小さいため、青フィルタが配置された開口においてのみ、半透過膜を設けないこともできる。あるいは、リップルの大きい赤フィルタが配置された開口のみに半透過膜を設けることもできる。半透過膜におけるこのような形状変更は、フォトリソグラフィを用いたパターニングにより容易に行える。
【0064】
半透過膜においては、シリカに代えて、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウムなど無機酸化物からなる微粒子を散乱性微粒子として含有してもよい。これらの微粒子がシリカと組み合わせて使用されてもよい。
【0065】
本発明のカラーフィルタ基板においては、上述したようにカラーフィルタ部の重なり部位が厚くなりにくいため、色フィルタを薄膜化することにより、図１３に示すように、重なり部位２ａがほとんど突出しないカラーフィルタ部２を形成できる。したがって、高精細画素（例えば１５μｍ画素ピッチ以下）向けの用途にも好適に対応できる。図１３のように形成されたカラーフィルタ部のＳＥＭ写真を図１４に示す。この例では、赤フィルタＲ及び緑フィルタＧの膜厚をそれぞれ１．５μｍとした。重なり部位２ａの突出量は０～－０．４μｍ程度であった。すなわち、重なり部位２ａが他の部位と同じ厚みであるか、わずかに窪んだ状態となり、全体がほぼ平坦なカラーフィルタ部を形成できた。
【符号の説明】
【0066】
１ 半透過膜
２ カラーフィルタ部
６ ブラックマトリクス
２１ 透明層
２２ 充填層
２５ 赤色蛍光体（波長変換物質）
２６ 緑色蛍光体（波長変換物質）
２７ 青色蛍光体（波長変換物質）
２８ 散乱粒子
３２ 発光素子
１００ 第一基板（基板）
１０１、１０２、１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ カラーフィルタ基板
１２０、１２２、１２３、１２４ 表示装置
２００、２００Ａ、２００Ｂ 発光基板
３００ 液晶基板
Ｂ 青フィルタ（色フィルタ）
Ｇ 緑フィルタ（色フィルタ）
Ｒ 赤フィルタ（色フィルタ）
２ カラーフィルタ部
６ ブラックマトリクス
２１ 透明層
２２ 充填層
２５ 赤色蛍光体（波長変換物質）
２６ 緑色蛍光体（波長変換物質）
２７ 青色蛍光体（波長変換物質）
２８ 散乱粒子
３２ 発光素子
１００ 第一基板（基板）
１０１、１０２、１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ カラーフィルタ基板
１２０、１２２、１２３、１２４ 表示装置
２００、２００Ａ、２００Ｂ 発光基板
３００ 液晶基板
Ｂ 青フィルタ（色フィルタ）
Ｇ 緑フィルタ（色フィルタ）
Ｒ 赤フィルタ（色フィルタ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
