Фон, назначенный средством визуализации, переопределяется цветом фона выбора JList, который используется во всплывающем окне для поля со списком. Проверьте метод "paintCurrentValue" класса BasicComboBoxUI. Таким образом, обходной путь будет:
JComboBox comboBox = new JComboBox(...);
Object child = comboBox.getAccessibleContext().getAccessibleChild(0);
BasicComboPopup popup = (BasicComboPopup)child;
JList list = popup.getList();
list.setSelectionBackground(Color.RED);
Это также повлияет на отображение всплывающего окна. Если вы не хотите, чтобы это влияло на всплывающее окно, вам нужно будет создать пользовательский рендер, чтобы специально установить фон для выбранных элементов.