(57)【要約】  発光素子に、発光面を有し発光面から光を発する有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子の発光面に直接又は間接的に設けられる構造層とを備えさせる。構造層は、構造層の有機ＥＬ素子とは反対側の表面に、その表面に平行な第一の方向に延在する第一の条列と、その表面に平行で第一の方向と交差する第二の方向に延在する第二の条列と、その表面に平行で第一の方向及び第二の方向に交差する第三の方向に延在する第三の条列とを含む凹凸構造を有するようにする。
2012086623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面を有し前記発光面から光を発する有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光面に直接又は間接的に設けられた構造層とを備え、
前記構造層は、前記構造層の前記有機エレクトロルミネッセンス素子とは反対側の表面に、前記表面に平行な第一の方向に延在する第一の条列と、前記表面に平行で前記第一の方向と交差する第二の方向に延在する第二の条列と、前記表面に平行で前記第一の方向及び前記第二の方向に交差する第三の方向に延在する第三の条列とを含む凹凸構造を有する、発光素子。
【請求項２】
さらに、前記凹凸構造が、前記構造層の前記有機エレクトロルミネッセンス素子とは反対側の前記表面に平行で前記第一の方向、前記第二の方向及び前記第三の方向に交差する第四の方向に延在する第四の条列を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記条列を、当該条列が延在する方向に対して直交する平面で切った断面の形状が、三角形以上の多角形である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記凹凸構造が、前記発光面に対して平行な平坦部を有する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記凹凸構造が前記発光面に対して傾斜した斜面を有し、
前記発光面に対する前記斜面の平均傾斜角度が５５°以上８５°以下である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記凹凸構造が、それぞれ０．１μｍ以上異なる３つ以上の高さを有する、請求項１に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子に関する。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、適宜「有機ＥＬ素子」という。）を備えた発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を備える発光素子は、その形状を面状とすることが可能であり、且つ、その光の色を白色又はそれに近い色とすることが可能である。このため、有機ＥＬ素子を備える発光素子は、住環境等の空間を照明する照明器具の光源として、または、表示装置のバックライトとしての用途に用いることが考えられる。【０００３】
しかしながら、現在知られている有機ＥＬ素子は、上記照明の用途に用いるには効率が低い。そこで、有機ＥＬ素子の光取出効率を向上させることが望まれる。有機ＥＬ素子の光取出効率を向上させる方法として、有機ＥＬ素子の発光面に、種々の凹凸構造を設けることが知られている。例えば、有機ＥＬ素子の発光面に、凹凸構造を有する構造層を設けることが提案されている（特許文献１参照）。この凹凸構造により、良好な集光を達成することができ、前記の光取出効率を向上させることができる。
また、特許文献２，３のような技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０１７１０６号
【特許文献２】特開２０１０−１６４７１５号公報
【特許文献３】特開２００５−２２１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の凹凸構造を有する発光素子では、素子の外部から照射された光が凹凸構造の表面で反射することにより、虹状の色ムラ（以下、「虹ムラ」という。）が観察されるという課題があった。このような虹ムラは、発光素子の光源としての品質を低下させるので、防止することが好ましい。
また、従来の凹凸構造を有する発光素子では、観察者が発光素子を見る方位角が変わると、発光素子の出光面の色及び明るさ等の見え方も変化するため、使用者の位置により発光素子の見え方が大きく変動することも課題であった。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたものであって、光取出効率が高く、虹ムラが小さく、観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動が小さい発光素子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】
【０００６】
本発明者は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、有機ＥＬ素子の発光面に、前記有機ＥＬ素子と反対側の表面に凹凸構造を有する凹凸構造層を設けることにより、凹凸構造により光取出効率を高めることができることを見出した。また、当該凹凸構造が、異なる方向に延在する３群以上の条列を含む凹凸構造を含むようにすることで、虹ムラの発現の程度を抑制でき、更には観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動も抑制できることを見出した。以上の知見に基づき、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔６〕の通りである。【０００７】
〔１〕  発光面を有し前記発光面から光を発する有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光面に直接又は間接的に設けられた構造層とを備え、
前記構造層は、前記構造層の前記有機エレクトロルミネッセンス素子とは反対側の表面に、前記表面に平行な第一の方向に延在する第一の条列と、前記表面に平行で前記第一の方向と交差する第二の方向に延在する第二の条列と、前記表面に平行で前記第一の方向及び前記第二の方向に交差する第三の方向に延在する第三の条列とを含む凹凸構造を有する、発光素子。
〔２〕  さらに、前記凹凸構造が、前記構造層の前記有機エレクトロルミネッセンス素子とは反対側の前記表面に平行で前記第一の方向、前記第二の方向及び前記第三の方向に交差する第四の方向に延在する第四の条列を含む、〔１〕に記載の発光素子。
〔３〕  前記条列を、当該条列が延在する方向に対して直交する平面で切った断面の形状が、三角形以上の多角形である、〔１〕又は〔２〕に記載の発光素子。
〔４〕  前記凹凸構造が、前記発光面に対して平行な平坦部を有する、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載の発光素子。
〔５〕  前記凹凸構造が前記発光面に対して傾斜した斜面を有し、
前記発光面に対する前記斜面の平均傾斜角度が５５°以上８５°以下である、〔１〕〜〔４〕のいずれか一項に記載の発光素子。
〔６〕  前記凹凸構造が、それぞれ０．１μｍ以上異なる３つ以上の高さを有する、〔１〕〜〔５〕のいずれか一項に記載の発光素子。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発光素子は、光取出効率が高く、虹ムラが小さく、観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動が小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る発光素子を説明する図であって、図１に示す発光素子を線１ａ−１ｂを含み出光面に対して垂直な面で切断した断面を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態に係る発光素子の出光面を、発光素子の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態に係る発光素子の出光面を、発光素子の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施形態に係る発光素子の出光面を、発光素子の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態に係る発光素子の出光面を、発光素子の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態に係る発光素子の出光面を、発光素子の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態に係る凹凸構造層の一部を、図３の線３ａを含み出光面に対して垂直な面で切断した断面を模式的に示す部分断面図である。
【図９】図９は、本発明の第二実施形態に係る発光素子を、第三の条列と第四の条列とが交わる地点及び凹部を通り第一の条列が延在する方向に対して平行な線を含み、出光面に対して垂直な面で切断した断面を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第三実施形態に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第一実施形態の変形例に係る発光素子の出光面を、発光素子の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。
【図１２】図１２は、実施例、比較例及び参考例における光学特性の評価方法を説明するための図である。
【図１３】図１３は、参考例１における色度の測定結果を示す図である。
【図１４】図１４は、比較例１で製造した凹凸構造層の一部を厚み方向から見た様子を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、比較例１における色度の測定結果を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例１で製造した凹凸構造層の一部を厚み方向から見た様子を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、実施例１における色度の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
また、以下の説明において、方向が交差するとは、それらの方向が平行でないことを意味する。
【００１１】
〔１．第一実施形態〕
図１及び図２はいずれも本発明の第一実施形態に係る発光素子を説明する図であって、図１は発光素子を模式的に示す斜視図であり、図２は図１に示す発光素子を線１ａ−１ｂを含み出光面に対して垂直な面で切断した断面を模式的に示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の第一実施形態に係る発光素子１０は、矩形の平板状の構造を有する素子であり、有機ＥＬ素子１４０を備える。有機ＥＬ素子１４０は、少なくとも第一の電極層１４１、発光層１４２及び第二の電極層１４３をこの順に備え、その表面１４４及び１４５のうち少なくとも一方の表面から光を発することができるようになっている。本実施形態では、第一の電極層１４１が透明電極層となり、第二の電極層１４３が反射電極層となっているものとする。このため、発光層１４２で生じた光は、第一の電極層１４１を透過するか、又は、第二の電極層１４３で反射されてから発光層１４２及び第一の電極層１４１を透過して、表面１４４から外へと発せられるようになっている。したがって、以下の説明においては、表面１４４を「発光面」という。
【００１３】
有機ＥＬ素子１４０の発光面１４４には、本発明に係る構造層として出光面構造層１００が設けられている。本実施形態では、出光面構造層１００は発光面１４４に接するように直接に設けられているものとする。ただし、出光面構造層１００は、例えば接着層、光拡散層等の層を介して、発光面１４４に間接的に設けられていてもよい。
【００１４】
さらに、本実施形態の発光素子１０は、上述した部材以外にも構成要素を備えていてもよい。本実施形態では、有機ＥＬ素子１４０の図中下側の面１４５に封止基材１５１が設けられているものとする。なお、図示を省略するが、表面１４５と封止基材１５１との間には、充填材や接着剤等の任意の物質が存在していてもよいし、空隙が存在していてもよい。空隙には、発光層１４２の耐久性を大きく損なう等の不都合がない限りは空気やその他の気体が存在してもよいし、空隙内を真空としてもよい。
【００１５】
したがって、発光素子１０は、封止基材１５１、有機ＥＬ素子１４０及び出光面構造層１００をこの順に備え、出光面構造層１００の有機ＥＬ素子１４０とは反対側の表面１０Ｕを通って出光できるようになっている。なお、前記の表面１０Ｕは発光素子１０の最も外側に位置し、この表面１０Ｕを通って発光素子１０の外部へ光が出光することになるため、表面１０Ｕを「出光面」と呼ぶ。
【００１６】
〔１−１．有機ＥＬ素子〕
例えば有機ＥＬ素子１４０として例示するように、有機ＥＬ素子は、通常、２層以上の電極層と、これらの電極層間に設けられ、電極層から電圧を印加されることにより光を発する発光層と、を備える。
【００１７】
有機ＥＬ素子は、基板上に有機ＥＬ素子を構成する電極層、発光層等の層を形成し、さらにそれらの層を覆う封止部材を設け、基板と封止部材で発光層等の層を封止した構成とされるのが一般的である。通常、ここでいう基板側から光を発する有機ＥＬ素子はボトムエミッション型と呼ばれ、封止部材側から光を発する有機ＥＬ素子はトップエミッション型と呼ばれる。発光素子１０に設けられる有機ＥＬ素子１４０は、これらのいずれであってもよい。ボトムエミッション型の場合、通常は、前記の基板と、さらに必要に応じて任意の層とを含む組み合わせが出光面構造層を構成する。他方、トップエミッション型の場合、通常は、封止部材等の出光面側の構造体と、さらに必要に応じて任意の層とを含む組み合わせが出光面構造層を構成する。
【００１８】
発光層としては、特に限定されず既知のものを適宜選択することができる。発光層中の発光材料は１種類に限らず、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、発光層は１層に限られず、光源としての用途に適合すべく、一種類の層単独又は複数種類の層の組み合わせとしてもよい。これにより、白色又はそれに近い色の光を発するものとしうる。
【００１９】
有機ＥＬ素子の電極層は、特に限定されず既知のものを適宜選択することができる。第一実施形態にかかる有機ＥＬ素子１４０のように、出光面構造層１００側の電極層１４１を透明電極層とし、反対側の電極層１４３を反射電極層とすることにより、出光面構造層１００に向けて発光面１４４から光を発する有機ＥＬ素子としてもよい。また、両方の電極層１４１及び１４３を透明電極とし、さらに出光面構造層１００とは反対側に反射部材または散乱部材（例えば、空気層を介して配置される白色散乱部材等）を有することにより、出光面構造層１００側へと光を発するようにしてもよい。
【００２０】
有機ＥＬ素子１４０は、電極層１４１と電極層１４３との間に、発光層１４２に加えて、例えばホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、及び電子注入層等の他の層（図示せず。）をさらに有していてもよい。また、有機ＥＬ素子１４０はさらに、電極層１４１及び１４３に通電するための配線、発光層１４２の封止のための周辺構造等の任意の構成要素を備えていてもよい。
【００２１】
電極層及びその間に設ける層を構成する材料としては、特に限定されないが、具体例として下記のものを挙げることができる。
透明電極層の材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等を挙げることができる。
正孔注入層の材料としては、例えば、スターバースト系芳香族ジアミン化合物等を挙げることができる。
正孔輸送層の材料としては、例えば、トリフェニルジアミン誘導体等を挙げることができる。
黄色発光層のホスト材料としては、例えば、トリフェニルジアミン誘導体等を挙げることができ、黄色発光層のドーパント材料としては、例えば、テトラセン誘導体等を挙げることができる。
緑色発光層の材料としては、例えば、ピラゾリン誘導体等を挙げることができる。
青色発光層のホスト材料としては、例えば、アントラセン誘導体等を挙げることができ、青色発光層のドーパント材料としては、例えば、ペリレン誘導体等を挙げることができる。
赤色発光層の材料としては、例えば、ユーロピウム錯体等を挙げることができる。
電子輸送層の材料としては、例えば、アルミニウムキノリン錯体（Ａｌｑ）等を挙げることができる。
反射電極層の材料としては、例えば、フッ化リチウムおよびアルミニウムをそれぞれ用い、これらを順次真空成膜により積層させたもの等を挙げることができる。
【００２２】
上記のもの又はその他の発光層を適宜組み合わせて積層型又はタンデム型と呼ばれる、補色関係にある発光色を発生する発光層を得ることができる。補色関係の組み合わせは、例えば、黄／青、又は緑／青／赤等としてもよい。
【００２３】
〔１−２．出光面構造層〕
出光面構造層１００は、有機ＥＬ素子１４０の発光面１４４に設けられた層であり、この出光面構造層１００の有機ＥＬ素子１４０とは反対側の表面が、出光面１０Ｕである。出光面１０Ｕは発光素子１０の最表面に露出した面であり、発光素子１０としての出光面、即ち、発光素子１０から装置外部に光が出光する際の出光面である。
【００２４】
出光面１０Ｕは、巨視的に見ると、有機ＥＬ素子１４０の発光面１４４に対して平行な面であり、発光素子１０の主面に対して平行である。しかし、出光面１０Ｕは、微視的に見ると、凹凸構造を有するため、凹部又は凸部の表面に相当する部分は発光面１４４に対して非平行な角度をなしうる。そこで、以下の説明において、出光面に対して平行又は垂直であるとは、別に断らない限り、凹部又は凸部を無視して巨視的に見た出光面に対して平行又は垂直であることをいう。また、発光素子１０は、別に断らない限り、出光面１０Ｕが水平方向に対して平行で且つ上向きになるよう載置した状態で説明する。
さらに、構成要素が「平行」又は「垂直」であるとは、本発明の効果を損ねない範囲、例えば±５°の範囲内で誤差を含んでいてもよい。また、ある方向に「沿って」とは、別に断らない限り、ある方向に「平行に」という意味である。
【００２５】
出光面構造層１００は、凹凸構造層１１１及び基材フィルム層１１２を含む複層体１１０と、基板としての支持基板１３１と、複層体１１０及び支持基板１３１を接着する接着層１２１とを備える。
凹凸構造層１１１は、発光素子１０の上面（即ち発光素子１０の出光面側の最外層）に位置する層である。この凹凸構造層１１１は、第一の条列１１３、第二の条列１１４、第三の条列１１５及び第四の条列１１６を含む凹凸構造を有する。ここで、「条列」とは、ある一定の方向にある長さだけ連続して延在する複数列の凹部又は凸部の群のことを意味する。したがって、条列が延在する方向とは、当該条列に含まれる凹部又は凸部が延在する方向のことを意味する。条列には、例えば溝状に形成された凹部のみが含まれていてもよく、例えば畝状に形成された凸部のみが含まれていてもよく、これらの組み合わせが含まれていてもよい。本実施形態では、第一〜第四の条列１１３〜１１６は、いずれも周囲よりも相対的に突出した凸部からなっている。このため、前記の第一〜第四の条列１１３〜１１６の間の位置には、相対的に窪んだ凹部１１７が存在する。本実施形態の凹凸構造層１１１においては、凸部からなる第一〜第四の条列１１３〜１１６と凹部１１７とが凹凸構造に含まれていて、当該凹凸構造によって出向面１０Ｕが規定されている。
【００２６】
なお、本明細書においては、図面は模式的な図示であるため、出光面１０Ｕ上に示す第一〜第四の条列１１３〜１１６に含まれる凸部の数は僅かな個数だけであるが、実際の発光素子においては、一枚の発光素子の出光面１０Ｕに、これよりも遥かに多い数の凸部を設けてもよい。
【００２７】
（凹凸構造の説明）
以下、出光面１０Ｕの凹凸構造について、図面を参照して詳細に説明する。
図３〜図７は、本発明の第一実施形態に係る発光素子１０の出光面１０Ｕを、発光素子１０の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。また、図８は、本発明の第一実施形態に係る凹凸構造層１１１の一部を、図３の線３ａを含み出光面１０Ｕに対して垂直な面で切断した断面を模式的に示す部分断面図である。なお、図３において線３ａは、第三の条列１１５と第四の条列１１６とが交わる地点Ｘ及び凹部１１７を通り、第一の条列１１３が延在する方向に対して平行な線である。また、図４では第一の条列１１３に斜線を付して示し、図５では第二の条列１１４に斜線を付して示し、図６では第三の条列１１５に斜線を付して示し、図７では第四の条列１１６に斜線を付して示す。さらに、以下の説明において、特に断らない限り、「厚み方向」とは発光素子１０の厚み方向を表す。
【００２８】
図３に示すように、出光面構造層１００は、出光面１０Ｕに、出光面１０Ｕに平行な方向に延在する４群の条列、すなわち、第一の条列１１３、第二の条列１１４、第三の条列１１５および第四の条列１１６を有する。第一の条列１１３、第二の条列１１４、第三の条列１１５および第四の条列１１６は、いずれも出光面１０Ｕに平行な方向に延在する。ただし、第一の条列１１３、第二の条列１１４、第三の条列１１５および第四の条列１１６が延在する方向は、互いに平行ではなく、交差している。すなわち、第一の条列１１３が延在する方向を第一の方向とした場合、第二の条列１１４は第一の方向と交差する第二の方向に延在し、第三の条列１１５は第一の方向及び第二の方向に交差する第三の方向に延在し、第四の条列１１６は第一の方向、第二の方向及び第三の方向に交差する第四の方向に延在するようになっている。各方向同士がなす角度は本発明の効果を著しく損なわない範囲であれば任意に設定してよい。具体的には、各条列１１３〜１１６が延在する方向が、通常４°以上、好ましくは１５°以上、より好ましくは２２．５°以上、また、通常１７６°以下、好ましくは１６５°以下、より好ましくは１５７．５°以下の角度をなすように交差していてもよい。これにより、４群の条列がある場合において、虹ムラ並びに観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動を効果的に抑制できる。
また、ここでは、４群の条列の場合について述べたが、Ｎ群の条列（Ｎは３以上の整数を表す。）として、第ｍの条列が延在する方向を一般式で表すと、
１８０°／Ｎ×（ｍ−１）±１８０°／１．１Ｎの範囲が好ましく、
１８０°／Ｎ×（ｍ−１）±１８０°／１．５Ｎの範囲がより好ましく、
１８０°／Ｎ×（ｍ−１）±１８０°／２Ｎの範囲が特に好ましい。
なお、ここでｍは１以上Ｎ以下の整数を表す。また、前記一般式は、ある基準方向を角度０°とした場合に、当該基準方向と第ｍの条列が延在する方向とがなす角度を表す。
【００２９】
本実施形態では、図４に示すように、第一の条列１１３が、出光面１０Ｕに平行な第一の方向Ｄｉに延在するように形成されている。また、図５に示すように、第二の条列１１４は、第一の条列１１３が延在する第一の方向Ｄｉに対して角度θ１をなす第二の方向Ｄiiに延在するように形成されている。また、図６に示すように、第三の条列１１５は、第一の条列１１３が延在する第一の方向Ｄｉに対して角度θ２をなす第三の方向Ｄiiiに延在するように形成されている。さらに、図７に示すように、第四の条列１１６は、第一の条１１３が延在する第一の方向Ｄｉに対して角度θ３をなす第四の方向Ｄivに延在するように形成されている。前記の角度θ１〜θ３はいずれも０°より大きく１８０°未満であればよいが、虹ムラ並びに観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動を効果的に抑制する観点から通常は４°以上１７６°未満である。ただし、角度θ１〜θ３は互いに相違しており、前記のように４°以上異なる角度であることが好ましい。本実施形態では、θ１は９０°、θ２は４５°、θ３は１３５°に設定されているものとする。
【００３０】
第一〜第四の条列１１３〜１１６を、当該条列１１３〜１１６が延在する方向に対して直交する平面で切った断面の形状は、例えば矩形、半円状などでもよいが、三角形以上の多角形であることが好ましい。多角形は、型抜き性がよく条列１１３〜１１６の成形が容易であり、また、目的とする光学特性が斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓの角度に強く依存するからである。ここで目的とする光学特性が斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓの角度に強く依存するとは、斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓの角度が４５°近傍であると集光しやすい、５５°以上だと素子が出す光の色味を均一にしやすい、と言った意味である。中でも、条列１１３〜１１６を欠け難くして凹凸構造層１１１の耐久性を高める観点から、四角形以上の多角形であることが好ましい。ここで、条列の断面の形状とは、前記の条列の断面における、条列を構成する凹部又は凸部（本実施形態では、凸部）の形状のことを意味する。
【００３１】
本実施形態では、図８に示すように、第一〜第四の条列１１３〜１１６を当該条列１１３〜１１６が延在する方向に対して直交する平面で切った断面の形状は、いずれも四角形である台形（具体的には等脚台形）となっている。したがって、図１に示すように、第一〜第四の条列１１３〜１１６はいずれも最突出部として平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕを有し、この平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕは、前記の台形の上底に相当する。また、第一〜第四の条列１１３〜１１６は、台形の互いに平行でない対辺に相当する一対の斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓを有し、前記の平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕは前記の斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓに挟み込まれるようになっている。
【００３２】
ここで「斜面」とは、出光面１０Ｕに対して傾斜した面であり、すなわち、出光面１０Ｕに対して平行でない角度をなす面である。また、斜面の角度とは出光面１０Ｕに対して斜面がなす角度である。他方、平坦部１１３Ｕ〜１１６上の面は、出光面１０Ｕに対して平行で平坦な面となっている。平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕは、前述のように、凹凸構造の耐久性を高める効果をもち、また、例えば、有機ＥＬ素子１４０から発せられ、空気中に取り出されまで反射を繰り返す光を多様な方向に反射させることで、光取出効率を高めるなどの効果がある。また、斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓでは、有機ＥＬ素子１４０が発する光のうち、平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕでは取り出せなかった光を外部へと取り出すことができるため、斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓを設けることにより発光素子１０の光取出効率を向上させることができる。
【００３３】
上述したように、第一〜第四の条列１１３〜１１６にはそれぞれ複数本の凸部が含まれ、また、これらの凸部はそれぞれ所定の間隔を空けて設けられている。このため、条列１１３〜１１６同士の間には、周囲よりも相対的に窪んだ凹部１１７が存在している。すなわち、出光面１０Ｕには、複数の凹部１１７が設けられ、各凹部１１７は条列１１３〜１１６に隔てられて離散的に形成されている。
図８に示すように、凹部１１７の底は、出光面１０Ｕに対して平行で平坦な面である平坦部１１７Ｂとなっている。仮に塵及び破片が凹部１１７にたまると光取出効率の低下及び輝点の発生などを生じる可能性があるが、凹部１１７の底が平坦な平坦部１１７Ｂとなっていることにより、凹部１１７に塵及び破片等を溜まり難くすることができる。
【００３４】
第一〜第四の条列１１３〜１１６において、それぞれの条列１１３〜１１６に含まれる凹部又は凸部の高さＨ、幅Ｗ、ピッチＰなどの寸法は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。例えば、高さＨは、通常１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上であり、通常５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下である。また、幅Ｗは、通常１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上であり、通常６０μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。さらに、ピッチＰは、通常０．５μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であり、通常２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。
【００３５】
第一〜第四の条列１１３〜１１６に含まれる凹部又は凸部それぞれにおいて、高さＨ、幅Ｗ、ピッチＰなどの寸法は、一定であってもよく、例えば延在方向の位置に応じて変化してもよい。本実施形態では、いずれの条列１１３〜１１６でも、凸部の寸法は延在方向において一定であるものとする。
また、同じ条列１１３〜１１６に含まれる凹部又は凸部の寸法は、同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、同じ条列１１３〜１１６に含まれる凸部の寸法は、いずれも一定であるものとする。
さらに、異なる条列１１３〜１１６に含まれる凹部又は凸部の寸法は、同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、いずれの条列１１３〜１１６においても、凸部の高さＨ及び幅Ｗは一定である。ピッチＰは、第一の条列１１３と第二の条列１１４とが交差する地点を、いずれの第三の条列１１５及び第四の条列１１６も通るように、寸法が調整されている。このため、凹部１１７を厚み方向から見た形状は、いずれの凹部１１７においても同一の形状であり、どの凹部１１７においても底の平坦部１１７Ｂは三角形になっている。
【００３６】
第一〜第四の条列１１３〜１１６の斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓが、平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕ（ひいては、出光面１０Ｕ）に対してなす平均角度（以下、適宜「平均傾斜角度」という。）φは、４５°±１０°の範囲にあれば、光を正面方向に集光させるのに適している。一方、観察角度による色味の変化を抑える目的では、５５°以上が好ましく、６０°以上がより好ましく、また、８５°以下が好ましく、７０°以下がより好ましい。斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓの平均傾斜角度φを前記範囲の下限値以上とすることにより、観察角度（極角）による色味の変化を抑えて虹ムラを抑制しながら光取出効率も高めることができる。また、斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓの平均傾斜角度φを前記範囲の上限値以下とすることにより、凹凸構造層１１１の耐久性を高めることができる。
なお、本実施形態では、全ての斜面部１１３Ｓ〜１１６Ｓが出光面１０Ｕに対してなす角度は、同じ大きさに設定されているが、異なっていてもよい。
【００３７】
凹凸構造層１１１を厚み方向から観察した場合、平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕ及び１１７Ｂが占める面積と、斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓが占める面積との合計に対する、平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕ及び１１７Ｂが占める面積の割合（以下、適宜「平坦部割合」という。）を適宜調節することにより、発光素子１０の光取出効率を向上させることができる。具体的には、平坦部割合を１０％〜７５％とすることにより、良好な光取出効率を得ることができ、且つ出光面１０Ｕの機械的強度を高めることができる。
【００３８】
図８に示す凹凸構造層１１１の厚みＴは、第一〜第四の条列１１３〜１１６に含まれる凹部又は凸部の高さＨとの関係で、適切な範囲にすればよい。例えば、凹凸構造層１１１の材料として、凹凸構造層１１１の耐久性の維持に有利な硬質の材料を用いた場合、凹凸構造層１１１の厚みＴを薄くしたほうが発光素子１０の可撓性を高めることが可能となり、発光素子１０の製造工程における凹凸構造層１１１の取り扱いが容易となるので、好ましい。具体的には、条列１１３〜１１６に含まれる凹部又は凸部の高さＨと凹凸構造層１１１の厚みＴとの差は、０〜３０μｍであることが好ましい。
【００３９】
（複層体の材料の説明）
出光面構造層１００は、複数の層からなるものとしうるが、単一の層からなってもよい。所望の特性を備えた出光面構造層１００を容易に得る観点からは、複数の層からなることが好ましい。本実施形態では、図１に示すように、出光面構造層１００は、凹凸構造層１１１と基材フィルム層１１２とを組み合わせた複層体１１０を含むようになっているものとする。これにより、性能の高い出光面構造層１００を容易に得ることができる。
【００４０】
凹凸構造層１１１及び基材フィルム層１１２は、通常、透明樹脂を含む樹脂組成物により形成する。ここで透明樹脂が「透明」であるとは、光学部材に用いるのに適した程度の光線透過率を有する意味である。本実施形態においては、出光面構造層１００を構成する各層が、光学部材に用いるのに適した光線透過率を有するものとすればよく、例えば出光面構造層１００全体として８０％以上の全光線透過率を有するものとすればよい。
【００４１】
樹脂組成物に含まれる透明樹脂は、特に限定されず、透明な層を形成することができる各種の樹脂を用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などを挙げることができる。なかでも熱可塑性樹脂は熱による変形が容易であるため、また紫外線硬化性樹脂は硬化性が高く効率が良いため、凹凸構造層１１１の効率的な形成が可能となり、それぞれ好ましい。
【００４２】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系、ポリアクリレート系、シクロオレフィンポリマー系等の樹脂を挙げることができる。また紫外線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エン／チオール系、イソシアネート系等の樹脂を挙げることができる。これらの樹脂としては、複数個の重合性官能基を有するものを好ましく用いることができる。なお、前記の樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
なかでも、複層体１１０を構成する凹凸構造層１１１の材料としては、出光面１０Ｕの凹凸構造を形成しやすく且つ凹凸構造の耐擦傷性を得やすいという観点から、硬化時の硬度が高い材料が好ましい。具体的には、７μｍの膜厚の樹脂層を基材上に凹凸構造が無い状態で形成した際に、鉛筆硬度でＨＢ以上になるような材料が好ましく、Ｈ以上になる材料がさらに好ましく、２Ｈ以上になる材料がより好ましい。一方、基材フィルム層１１２の材料としては、凹凸構造層１１１の形成に際しての取り扱い、並びに、複層体１１０を成形した後の複層体１１０の取り扱いを容易とするために、ある程度の柔軟性があるものが好ましい。このような材料を組み合わせることにより、取り扱いが容易で且つ耐久性に優れる複層体１１０を得ることができ、その結果、高性能の発光素子１０を容易に製造することができる。
【００４４】
このような材料の組み合わせは、それぞれの材料を構成する樹脂として、上に例示した透明樹脂を適宜選択することにより得ることができる。具体的には、凹凸構造層１１１の材料を構成する透明樹脂として、例えばアクリレート等の紫外線硬化性樹脂を用い、一方、基材フィルム層１１２の材料を構成する透明樹脂として、例えば脂環式オレフィンポリマー製のフィルム（例えば、日本ゼオン社製のゼオノアフィルム等）や、ポリエステルフィルムを用いることが好ましい。
【００４５】
本実施形態のように、出光面構造層１００が凹凸構造層１１１と基材フィルム層１１２とを含む場合、凹凸構造層１１１と基材フィルム層１１２との屈折率はできるだけ近くする態様としてもよい。この場合、凹凸構造層１１１と基材フィルム層１１２との屈折率差は、好ましくは０．１以内、さらに好ましくは０．０５以内である。
【００４６】
凹凸構造層１１１、基材フィルム層１１２等の出光面構造層１００の構成要素となる層の材料として、光拡散性のある材料を用いてもよい。これにより、出光面構造層１００を透過する光を拡散させることができるので、観察角度による色味の変化を更に低減することができる。
【００４７】
光拡散性のある材料としては、例えば、粒子を含んだ材料、２種類以上の樹脂を混ぜ合わせて光を拡散させるアロイ樹脂、等を挙げることができる。なかでも、光拡散性を容易に調節できるという観点から、粒子を含んだ材料が好ましく、特に粒子を含んだ樹脂組成物が特に好ましい。
【００４８】
粒子は、透明であってもよく、不透明であってもよい。粒子の材料としては、例えば、金属及び金属化合物、並びに樹脂等が挙げられる。金属化合物としては、例えば、金属の酸化物及び窒化物を挙げることができる。金属及び金属化合物の具体例を挙げると、銀、アルミのような反射率が高い金属；酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化ジルコニウム、窒化珪素、錫添加酸化インジウム、酸化チタン等の金属化合物；などを挙げることができる。一方、樹脂としては、例えば、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。なお、粒子の材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００４９】
粒子の形状は、例えば、球状、円柱状、針状、立方体状、直方体状、角錐状、円錐状、星型状等の形状とすることができる。
粒子の粒径は、好ましくは０．１μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。ここで粒径とは、体積基準の粒子量を、粒子径を横軸にして積算した積算分布における５０％粒子径のことである。粒径が大きいほど、所望の効果を得るために必要な粒子の含有割合は多くなり、粒径が小さいほど、含有量は少なくてすむ。したがって、粒径が小さいほど、観察角度による色味の変化の低減、及び光取り出し効率の向上等の所望の効果を、少ない粒子で得ることができる。なお、粒径は、粒子の形状が球状以外である場合には、その同等体積の球の直径を粒径とする。
【００５０】
粒子が透明な粒子であり、且つ粒子が透明樹脂中に含まれる場合において、粒子の屈折率と透明樹脂の屈折率との差が、０．０５〜０．５であることが好ましく、０．０７〜０．５であることがより好ましい。ここで、粒子及び透明樹脂の屈折率は、どちらがより大きくてもよい。粒子と透明樹脂の屈折率が近すぎると拡散効果が得られず色味ムラは抑制され難くなる可能性があり、逆に差が大きすぎると拡散が大きくなり色味ムラは抑制されるが光取出効果が低減する可能性がある。
【００５１】
粒子の含有割合は、粒子を含む層の全量中における体積割合で、１％以上が好ましく、５％以上がより好ましく、また、８０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。粒子の含有割合をかかる下限以上とすることにより、観察角度による色味の変化の低減等の所望の効果を得ることができる。また、かかる上限以下とすることにより、粒子の凝集を防止し、粒子を安定して分散させることができる。
【００５２】
さらに、樹脂組成物は、必要に応じて任意の成分を含むことができる。当該任意の成分としては、例えば、フェノール系、アミン系等の劣化防止剤；界面活性剤系、シロキサン系等の帯電防止剤；トリアゾール系、２−ヒドロキシベンゾフェノン系等の耐光剤；などの添加剤を挙げることができる。
【００５３】
凹凸構造層１１１の厚さＴは、特に限定されないが、１μｍ〜７０μｍであることが好ましい。本実施形態では、凹凸構造層１１１の厚さＴとは、凹凸構造が形成されていない基材フィルム層１１２側の面と、凹凸構造の平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕとの距離のことである。
また、基材フィルム層１１２の厚さは、２０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。
【００５４】
（支持基板）
本実施形態の発光素子１０は、有機ＥＬ素子１４０と複層体１１０との間に、支持基板１３１を備える。支持基板１３１を備えることにより、発光素子１０に、たわみを抑制する剛性を与えることができる。また、支持基板１３１として、有機ＥＬ素子１４０を封止する性能に優れて、且つ、製造工程において有機ＥＬ素子１４０を構成する層をその上に順次形成することを容易に行い得る基板を備えることにより、発光素子１０の耐久性を向上させ、且つ製造を容易にすることができる。
【００５５】
支持基板１３１を構成する材料の例としては、例えば、ガラス、樹脂などが挙げられる。なお、支持基板１３１の材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
支持基板１３１の屈折率は、特に制限されないが、１．４〜２．０とすることが好ましい。
支持基板１３１の厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。
【００５６】
（接着層）
本実施形態の発光素子１０は、複層体１１０と支持基板１３１との間に接着層１２１を備える。接着層１２１は、複層体１１０の基材フィルム層１１２と支持基板１３１との間に介在して、これらの２層を接着する層である。
接着層１２１の材料である接着剤は、狭義の接着剤（２３℃における剪断貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａであり、常温で粘着性を示さない、いわゆるホットメルト型の接着剤）のみならず、２３℃における剪断貯蔵弾性率が１ＭＰａ未満である粘着剤をも包含する。具体的には、支持基板１３１あるいは基材フィルム層１１２に近い屈折率を有し、且つ透明であるものを適宜用いることができる。より具体的には、アクリル系接着剤あるいは粘着剤が挙げられる。接着層の厚さは、５μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００５７】
（製造方法）
発光素子１０の製造方法は、特に限定されないが、例えば、支持基板１３１の一方の面に有機ＥＬ素子１４０を構成する各層を積層し、その後又はその前に、支持基板１３１の他方の面に凹凸構造層１１１及び基材フィルム層１１２を有する複層体１１０を、接着層１２１を介して貼付することにより製造することができる。
【００５８】
凹凸構造層１１１及び基材フィルム層１１２を有する複層体１１０の製造は、例えば、所望の形状を有する金型等の型を用意し、この型を、凹凸構造層１１１を形成する材料の層に転写することにより行うことができる。より具体的な方法としては、例えば、
（方法１）基材フィルム層１１２を構成する樹脂組成物Ａの層及び凹凸構造層１１１を構成する樹脂組成物Ｂの層（凹凸構造はまだ形成されていない）を有する未加工複層体を用意し、かかる未加工複層体の樹脂組成物Ｂ側の面上に、凹凸構造を形成する方法；及び
（方法２）基材フィルム層１１２の上に、液体状態の樹脂組成物Ｂを塗布し、塗布された樹脂組成物Ｂの層に型を当て、その状態で樹脂組成物Ｂを硬化させ、凹凸構造層１１１を形成する方法
などを挙げることができる。
【００５９】
方法１において、未加工複層体は、例えば樹脂組成物Ａ及び樹脂組成物Ｂを共押出する押出成形により得ることができる。未加工複層体の樹脂組成物Ｂ側の面上に、所望の表面形状を有する型を押し当てることにより、凹凸構造を形成することができる。
より具体的には、長尺の未加工複層体を押出成形により連続的に形成し、所望の表面形状を有する転写ロールとニップロールとで未加工複層体を加圧し、それにより、連続的な製造を効率的に行うことができる。転写ロールとニップロールとによる挟み圧力は、好ましくは数ＭＰａ〜数十ＭＰａである。また転写時の温度は、樹脂組成物Ｂのガラス転移温度をＴｇとすると、好ましくはＴｇ以上（Ｔｇ＋１００℃）以下である。未加工複層体と転写ロールとの接触時間はフィルムの送り速度、すなわちロール回転速度によって調整でき、好ましくは５秒以上６００秒以下である。
【００６０】
方法２において、凹凸構造層１１１を構成する樹脂組成物Ｂとしては、紫外線等のエネルギー線により硬化しうる組成物を用いることが好ましい。かかる樹脂組成物Ｂを、基材フィルム層１１２上に塗布し、型を当てた状態で、塗布面の裏側に位置する光源から、紫外線等のエネルギー線を照射し、樹脂組成物Ｂを硬化させ、その後型を剥離することにより、樹脂組成物Ｂの塗膜を凹凸構造層１１１とし、複層体１１０を得ることができる。ここで塗布面の裏側とは、基材フィルムの、樹脂組成物Ｂを塗布した面とは反対側のことをいう。
【００６１】
（発光素子の主な利点）
本実施形態の発光素子１０は上述したように構成されているので、有機ＥＬ素子１４０の発光面１４４から発せられた光は、出光面構造層１００を透過して、出光面１０Ｕから取り出される。この際、出光面１０Ｕに、第一〜第四の条列１１３〜１１６及び凹部１１７を含む凹凸構造を有するので、平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕ及び１１７Ｂから取り出せない光であっても斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓから取り出せるため、凹凸構造を有さない場合と比較して、出光面１０Ｕからの光の取出効率を高めることができる。
【００６２】
また、発光素子１０は、出光面１０Ｕに第一〜第四の条列１１３〜１１６を有しているため、虹ムラが小さく、観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動が小さい。このような効果が得られる理由は定かではないが、本発明者の検討によれば、以下の理由によるものと推察される。
【００６３】
従来の発光素子では、出光面に凹凸構造を設ける場合でも、その凹凸構造では直交する面内の２方向のみに沿って凹凸を設けることが多く、凹凸構造の規則性は高かった。このため、当該凹凸構造が有する斜面の周期的構造に起因して干渉及び回折が生じ、大きな虹ムラが発現していたものと考えられる。これに対し、本実施形態のように３方向以上の異なる方向に延在する条列１１３〜１１６を出光面１０Ｕに設けると、特定の方向を向く斜面１１３Ｓ〜１１６Ｓの相対的面積が減少するので、前記の周期的構造に起因する虹ムラが抑えられるものと推察される。
【００６４】
また、従来の発光素子では、前記のように、直交する面内の２方向のみに沿って凹凸を設けることが多かったため、観察する方位角に応じて、当該方位角において観察される光学特性（輝度、色味等）が大きく異なり、方位角による見え方の変動が大きくなっていたものと考えられる。これに対し、本実施形態のように３方向以上の異なる方向に延在する条列１１３〜１１６を出光面１０Ｕに設けると、出光面１０Ｕの凹凸構造の規則性が低くなり、どの方位角から観察しても光学特性があまり異ならなくなるので、方位角による見え方が均一化するものと推察される。また、条列１１３〜１１６の数が増えると、当該条列１１３〜１１６により従来よりも多くの光が拡散されるので、このような光拡散も、方位角による見え方の変動を小さくできる要因のひとつと推察される。
【００６５】
また、出光面が平坦面を有する場合、従来の発光素子では、平坦面で反射する光の干渉により、出光面にムラが観察される場合があった。しかし、本実施形態のように３方向以上の異なる方向に延在する条列１１３〜１１６を出光面１０Ｕに設けると、前記の平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕ及び１１７Ｂによる干渉が分散化し、干渉によるムラの発現を抑制することができる。
【００６６】
これらの効果は、少なくとも３群の条列があれば奏されるが、より多くの条列がある方が顕著な効果が得られるものと考えられるので、条列を３群だけ設けるよりも、本実施形態のように４群以上の条列を有することが好ましい。
【００６７】
さらに、本実施形態の発光素子１０では、外部衝撃により出光面１０Ｕに欠け等が生じることを防止でき、ひいては出光面１０Ｕの機械的強度を向上させることができる。一般に、面に凹凸構造があると、その面に衝撃が加えられた場合に当該凹凸構造の一部に力が集中し、破損を招きやすくなる傾向がある。ところが、本実施形態の発光素子１０では、厚み方向の最も外側の位置に平坦な平坦部１１３Ｕ〜１１６Ｕを有している。このため、外部から出光面１０Ｕに加えられる力又は衝撃によって凹凸構造層１１１の一部に力が集中することを抑制できるようになっているので、凹凸構造層１１１の破損を防止し、発光素子１０の機械的強度を高めることができる。
【００６８】
〔２．第二実施形態〕
本発明の発光素子では、出光面の凹凸構造が、３つ以上の異なる高さを有するようにしてもよい。ただし、凹凸構造の高さは、いずれの高さ同士を比べても、それぞれ０．１μｍ以上異なるようにすることが好ましい。出光面の凹凸構造が０．１μｍ以上異なる３つ以上の高さを有すると、出光面の凹凸構造は、出光面を通って出光する出射光及び出光面で反射した反射光の一方又は両方の干渉をもたらす差異を超える寸法差を有することになる。これにより、前記の出射光及び反射光の一方又は両方の干渉による虹ムラを効果的に抑制できる。なお、前記の凹凸構造の高さの差は、０．１μｍ以上の他にも、例えば０．１５μｍ以上もしくは０．２μｍ以上であってもよい。凹凸構造の高さの差の上限については特に限定しないが、大きすぎると発光素子が厚くなる傾向があることから、凹凸構造の高さの差の上限は、好ましくは５０μｍ以下であり、例えば２５μｍ以下もしくは１０μｍ以下としてもよい。
【００６９】
ここで、凹凸構造の高さとは、斜面以外の出光面の厚み方向における位置を意味し、通常は、条列に含まれる凸部の最も突出した部分の厚み方向における位置、及び、条列に含まれる凸部同士の間に設けられた凹部の底の厚み方向における位置を言う。また、出光面を通って出光する出射光には、有機ＥＬ素子が発した光だけでなく、当該出光面から発光素子の内部へ進入し、発光素子の内部で反射して再び出光面を通って出光する光も含む。
以下、その例を、図面を用いて説明する。
【００７０】
図９は、本発明の第二実施形態に係る発光素子２０を、第三の条列１１５と第四の条列１１６とが交わる地点及び凹部１１７を通り第一の条列１１３が延在する方向に対して平行な線を含み、出光面１０Ｕに対して垂直な面で切断した断面を模式的に示す断面図である。なお、第二実施形態では、第一実施形態と同様の要素は、第一実施形態と同様の符号で示す。
【００７１】
図９に示すように、本発明の第二実施形態に係る発光素子２０は、第一の条列１１３（図１参照）及び第二の条列１１４に含まれる凸部の高さと、第三の条列１１５及び第四の条列１１６に含まれる凸部の高さとが異なっていること以外は、第一実施形態に係る発光素子１０と同様の構成を有する。具体的には、第一の条列１１３及び第二の条列１１４に含まれる凸部の高さよりも、第三の条列１１５及び第四の条列１１６に含まれる凸部の高さが低くなっている。これにより、出光面１０Ｕの凹凸構造の高さとしては、高さＴＩ、高さＴII、並びに、高さＴIIIの３つが存在することになる。ここで、高さＴＩは、凹部１１７の底の平坦部１１７Ｂの厚み方向の位置を表す。また、高さＴIIは、第三の条列１１５の平坦部１１５Ｕ及び第四の条列１１６の平坦部１１６Ｕの厚み方向の位置を表す。さらに、高さＴIIIは、第一の条列１１３の平坦部１１３Ｕ及び第二の条列１１４の平坦部１１４Ｕの厚み方向の位置を表す。
【００７２】
また、第三の条列１１５及び第四の条列１１６に含まれる凸部の高さは、０．１μｍ以上に設定されている。さらに、第一の条列１１３及び第二の条列１１４に含まれる凸部の高さと、第三の条列１１５及び第四の条列１１６に含まれる凸部の高さとの差も、０．１μｍ以上に設定されている。したがって、出光面１０Ｕの凹凸構造が有する３つの高さＴＩ〜ＴIIIは、それぞれ０．１μｍ以上異なるようになっている。
【００７３】
この場合、出光面１０Ｕの凹凸構造が有する３つの高さＴＩ〜ＴIIIの差は、出射光及び反射光の一方又は両方の干渉をもたらす差異を超える凹凸構造の寸法差となり、干渉による色むらを抑制できる。すなわち、異なる高さに位置する平坦部１１３Ｕ，１１４Ｕと、平坦部１１５Ｕ，１１６Ｕと、平坦部１１７Ｂとにおける出射光及び反射光の干渉を抑え、虹ムラを効果的に抑制できる。この際、前記の寸法差ＴIII−ＴII及びＴII−ＴＩは、出射光の干渉をもたらす差異を超える寸法差となることでも作用を発揮するが、通常は出射光よりも反射光の方が虹ムラへの影響が大きい傾向があるので、反射光の干渉をもたらす差異を超える寸法差であることにより、顕著な効果を発揮する。
【００７４】
前記の干渉をもたらす差異を超える寸法差とは、有機ＥＬ素子１４０から発せられた出射光の干渉を例に挙げると、例えば、出射光の中心波長の、通常０．６２倍以上、好ましくは１．５倍以上の寸法差である。この寸法差を設けることにより、虹ムラの発生を抑制することができる。かかる寸法差の上限は特に限定されないが、好ましくは、出射光の中心波長の６０倍以下である。
【００７５】
上記数値範囲は、以下に示す知見から確認している。すなわち、凹部の深さを全て揃える態様で設計した構造層において、凹部の深さに１７０ｎｍ以上の誤差が生じると干渉が発生して虹ムラが現れるという場合に、かかる虹ムラを発生させる誤差の最小値の２倍以上の高さの寸法差を敢えて設けると、虹ムラの発生を抑制することができることが分かっている。さらに、凹部の深さを全て揃える態様で設計した構造層において、凹部の深さに標準偏差でσ１ｎｍ（≒６０ｎｍ）のバラツキが生じると干渉が発生し虹ムラが現れるという場合、６×σ１ｎｍ（＝３６０ｎｍ）以上の寸法差を敢えて設けることにより、虹ムラの発生を抑制することができることが分かっている。上記２つの知見により、出射光の干渉をもたらす差異を超える寸法差は、発光素子が出光する光の中心波長の０．６２倍以上であると示すことができる。
【００７６】
また、同様の理由から、透過光及び反射光の干渉では、干渉をもたらす差異を超える寸法差は、透過光及び反射光の中心波長の、通常０．６２倍以上、好ましくは１．５倍以上の寸法差であり、また通常６０倍以下の寸法差である。ただし、通常は、透過光及び反射光は自然光であり、任意の波長を含む光であるため、反射する光の中心波長を決定することは難しい。そこで、虹ムラの原因となる光が可視光であることに鑑みて、通常は、可視光の中心波長である５５０ｎｍを反射する光の中心波長として、前記の寸法差を設定すればよい。
【００７７】
本実施形態のように凹凸構造が０．１μｍ以上異なる３つ以上の高さＴI、ＴII及びＴIIIを有するようにした場合でも、第一実施形態と同様の利点を得ることができる。第一実施形態のように全ての条列１１３〜１１６に含まれる凸部の高さＨを均一にできた場合には干渉による虹ムラは生じ難いが、現実の製品では温度及び湿度等の製造条件の変更により条列１１３〜１１６に含まれる凸部の高さＨを高度に均一にすることが難しい場合がある。そこで、積極的に凹凸構造が前記のように異なる高さＴI、ＴII及びＴIIIを有するようにすることで、虹ムラをより容易に抑制することが可能となる。
【００７８】
〔３．第三実施形態〕
上述した第一及び第二実施形態では、発光素子の片面だけが出光面となる片面出光型の発光素子を例に挙げて説明したが、本発明の発光素子は、発光素子の両面が出光面となる両面出光型の発光素子であってもよい。以下、その例を、図面を用いて説明する。
【００７９】
図１０は、本発明の第三実施形態に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。なお、第三実施形態では、第一実施形態と同様の要素は、第一実施形態と同様の符号で示す。
図１０に示す通り、第三実施形態に係る発光素子３０は、有機ＥＬ素子３４０が、反射電極である第二の電極層１４３の代わりに透明電極である第二の電極層３４３を備える点、並びに、封止基板１５１の代わりに出光面構造層１００が設けられている点の他は、第一実施形態と同様の構成を有している。なお、図中下側の出光面構造層１００と、第二の電極３４３との間には、充填材や接着剤等の任意の物質が存在していてもよいし、空隙が存在していてもよい。空隙には、発光層１４２の耐久性を大きく損なう等の不都合がない限りは空気やその他の気体が存在してもよいし、空隙内を真空としてもよい。
【００８０】
第二の電極層３４３が透明電極であるため、発光層１４２からの光は、第一の電極層１４１及び第二の電極層３４３を透過して、図中上側及び下側の両方の出光面１０Ｕを通って出光する。したがって、有機ＥＬ素子３４０の図中下側の表面３４５も、発光面として機能する。このような、おもて面及び裏面の両方を通って光が出光する場合であっても、第一実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００８１】
また、本実施形態の発光素子３０では、通常、一方の出光面１０Ｕに入射した光は発光素子３０を透過して他方の出光面１０Ｕを通って出光することになる。したがって、発光素子３０を通じて反対側を肉眼で見通すことができるようになり、シースルー型の発光素子を実現できるので、デザインを多様化できる。このようなシースルー型の発光素子では、透明性が要求されるため、第一実施形態の場合とは、斜面の角度などの最適値が異なっており、条列の数も４群以上が好ましく、６群以上がさらに好ましい。また、条列の斜面の角度（平均傾斜角でもよい。）は、下限は７０°以上が好ましく、８０°以上がさらに好ましく、上限は８７．５°以下が好ましく、８５°以下がさらに好ましい。角度が小さすぎるとヘイズが大きくなり、大きすぎると取出効率が低下するとともに、加工性が悪くなる可能性がある。
【００８２】
〔４．その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、更に変更して実施してもよい。
例えば、上述した実施形態では発光面１４４に直接に接するように出光面構造層１００を設けたが、出光面構造層１００は他の層を介して発光面１４４に設けられていてもよい。他の層としては、例えば、有機ＥＬ素子１４０を外気及び湿気から保護するガスバリア層、紫外線を遮断する紫外線カット層などが挙げられる。
【００８３】
また、例えば、上述した実施形態では、出光面構造層１００としては、凹凸構造層１１１、基材フィルム層１１２、接着層１２１及び支持基板１３１からなるものを示したが、出光面構造層１００は、これらよりも少ない層から構成されたものであってもよく、又は逆にこれらの層に加えて任意の層をさらに含むものであってもよい。例えば、凹凸構造層１１１の表面にさらにコーティング層を有し、これが出光面１０Ｕの凹凸構造を規定するものであってもよい。
【００８４】
また、例えば、上述した実施形態では、第一の条列１１３と第二の条列１１４とが交差する地点を、いずれの第三の条列１１５及び第四の条列１１６も通るようにすることで、一つの交点で第一〜第四の条列１１３〜１１６が交差するようにした。これを変更して、例えば図１１に示す発光素子４０のように、第一〜第四の条列１１３〜１１６が一つの交点で交わらないようにしてもよい。具体例としては、いずれかの条列のピッチの幅を不均一にしたり、条列の位置又は延在する方向を上述した実施形態からずらしたりしてもよい。これにより、出光面１０Ｕの規則性をより低下させて、虹ムラ及び観察者が発光素子を見る方位角による見え方の変動を、より効果的に小さくできる。なお、図１１は、本発明の第一実施形態の変形例に係る発光素子４０の出光面１０Ｕを、発光素子４０の厚み方向から見た様子を拡大して模式的に示す平面図である。また、図１１において、第一実施形態と同様の要素は、第一実施形態と同様の符号で示す。
【００８５】
また、例えば、上述した実施形態では、第一〜第四の条列１１３〜１１６がいずれも周囲よりも突出した凸部を含む例を示したが、第一〜第四の条列が周囲よりも窪んだ凹部を含むようにしてもよい。また、同じ出光面に、凸部からなる条列と凹部からなる条列とが混在していてもよい。
また、例えば、第一〜第四の条列に含まれる凹部又は凸部は、角が丸みを帯びた形状に形成されてもよい。
【００８６】
また、例えば、上述した実施形態のうちで反射電極を有するものについては、反射電極を、透明電極と反射層とを組み合わせたものに置き換えても、反射電極と同様の効果を有する発光素子を構成することができる。
【００８７】
また、第二実施形態においては、第一の条列１１３及び第二の条列１１４に含まれる凸部を高くし、第三の条列１１５及び第四の条列１１６に含まれる凸部を低くして出光面１０Ｕの凹凸構造に異なる高さをもたせたが、これ以外の構成により出光面１０Ｕの凹凸構造に異なる高さをもたせてもよい。例えば、第一の条列１１３に含まれる凸部だけを高くし、第二〜第四の条１１４〜１１６に含まれる凸部を低くしてもよい。また、例えば、凹部１１７の底の平坦部１１７Ｂの厚み方向の位置を不均一にして、ある凹部１１７の底の平坦部１１７Ｂの位置と、別の凹部１１７の底の平坦部１１７Ｂの位置とが、厚み方向で０．１μｍ以上異なるようにしてもよい。さらに、例えば、同じ条列に属する凸部の高さを不均一にしたり、ある一本の凸部の高さを延在方向において不均一としたりして、出光面１０Ｕの凹凸構造に異なる高さをもたせてもよい。
【００８８】
さらに、第三実施形態においては、有機ＥＬ素子３４０の発光面１４４及び３４５の両方に同じ出光面構造層１００を備える例を示したが、発光面１４４と発光面３４５とで異なる出光面構造層を組み合わせて備えるようにしてもよい。さらに、両面出光型の発光素子においては、少なくとも一方の発光面に出光面構造層が設けられていれば、他方の発光面には出光面構造層が設けられていなくてもよい。
【００８９】
〔５．照明器具及びバックライト装置〕
本発明の発光素子は、例えば、照明器具及びバックライト装置等の用途に用いることができる。
照明器具は、本発明の発光素子を光源として有し、さらに、必要に応じて、光源を保持する部材、電力を供給する回路等の任意の構成要素を備える。
また、バックライト装置は、本発明の発光素子を光源として有し、さらに、必要に応じて、筐体、電力を供給する回路、出光する光をさらに均一にするための拡散板、拡散シート、プリズムシート等の任意の構成要素を含む。バックライト装置の用途は、液晶表示装置等、画素を制御して画像を表示させる表示装置、並びに看板等の固定された画像を表示させる表示装置のバックライト等が挙げられる。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施できる。また、以下の説明において表記される樹脂の屈折率は、いずれも、硬化後の屈折率を表す。【００９１】
〔参考例１〕
（複層体の製造）
ＵＶ（紫外線）硬化型樹脂（ウレタンアクリレート樹脂、屈折率ｎ＝１．５４）を、基材フィルム（日本ゼオン社製  ゼオノアフィルム、厚み１００μｍ、屈折率ｎ＝１．５３）上に塗布した。その後、基材フィルム側から紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ２の積算光量で照射してＵＶ硬化型樹脂を硬化させて、基材フィルム上にウレタンアクリレート樹脂層（厚み１５μｍ）を形成した。これにより、基材フィルム−ウレタンアクリレート樹脂層の層構成を有する長方形のフィルムである複層体を得た。【００９２】
（発光素子の製造）
正面色度が（０．３１８，０．３６５）であり、極角０°〜８０°の範囲での色変化の最大値が（Δｘ，Δｙ）＝（０．０３５，０．０５１）である白色の有機ＥＬ素子を用意した。用意した有機ＥＬ素子の発光面に、前記の複層体を、接着剤（アクリル系樹脂、屈折率１．４９、日東電工社製  ＣＳ９６２１）を介して貼付した。これにより、有機ＥＬ素子、接着層及び複層体をこの順に備え、有機ＥＬ素子とは反対側の表面（出光面）に凹凸構造を有さない発光素子を得た。【００９３】
（光学特性の測定）
回転可能な支持具に前記の発光素子を装着した。また、発光素子の出光面の正面（法線方向）に分光放射輝度計（トプコン社製  ＢＭ−５）を設置した。発光素子に１００ｍＡ／ｍ２の定電流を印加して光を発した状態で、発光素子を回転させて、出光面に対する分光放射輝度計の観察方向を変化させながら色度（ｘ，ｙ）及び輝度を測定した。観察方向は、図１２に示すように、出光面５０Ｕの面内のある方向をｘ軸とし、出光面５０Ｕの面内のｘ軸に直交する方向をｙ軸とし、出光面５０Ｕの法線方向をｚ軸とした座標系において、極角θが−８５°〜＋８５°の範囲とした。また、測定は、方位角ρが０°から１８０°と、４５°から２２５°の２回を行った。色度（ｘ，ｙ）の測定結果を図１３に示す。【００９４】
〔比較例１〕
（複層体の製造）
基材フィルム上にＵＶ硬化型樹脂を塗布した後、樹脂を硬化させる際に、樹脂の塗膜上に所定の形状の金属型を圧接したこと以外は参考例１と同様にして、基材フィルム上に凹凸構造層（厚み１５μｍ）を形成した。これにより、基材フィルム−凹凸構造層の層構成を有する長方形のフィルムである複層体を得た。【００９５】
図１４に、比較例１で製造した凹凸構造層の一部を厚み方向から見た様子を模式的に示す。なお、図１４において、白い部分は平坦部を表し、斜線を付した部分は斜面を表す。図１４に示すように、比較例１の複層体において、凹凸構造層の表面の凹凸構造は、当該表面に平行な面内の互いに直交する２方向に延在する２群の条列を有しており、複数の正四角錐台形状（即ち、四角錐の頂部を底面に対して平行な面で切った形状）の凹部と、凹部の周囲に位置する平坦部からなっていた。ここで、各条列は一定の方向に沿って設けられた複数の凸部を含み、当該条列が延在する方向に対して直交する平面で切った断面形状が台形となっていて、条列に含まれる斜面の傾斜角度はいずれも６０°であった。また、各条列の最も突出した部分は平坦部となっていて、この平坦部の幅は５μｍであった。また、凹部の底は正方形の平坦部となっていて、この正方形の辺の長さは１５μｍであった。さらに、各凸部の高さはいずれも９μｍであった。【００９６】
（虹ムラの評価）
得られた複層体を、凹凸構造が形成された面を上にして置き、線光源である蛍光灯から凹凸構造が形成された面に光を照射した。この凹凸構造が形成された面を斜め上方から観察したところ、虹模様が観察された。【００９７】
（発光素子の製造）
複層体として比較例１で得た複層体を用いたこと以外は参考例１と同様にして、有機ＥＬ素子、接着層及び複層体をこの順に備え、有機ＥＬ素子とは反対側の表面（出光面）に凹凸構造を有する発光素子を得た。【００９８】
（光学特性の測定）
得られた発光素子を用いて、参考例１と同様にして色度（ｘ，ｙ）及び輝度を測定した。色度（ｘ，ｙ）の測定結果を図１５に示す。
測定の結果、比較例１では参考例１と比べて光の取出効率が１０％向上し、正面輝度は１０％向上していた。また、正面色度は（０．３１１，０．３５９）であった。
さらに、図１５に示したように、色度の変化の最大値は、方位角ρが０°から１８０°である場合においては（Δｘ，Δｙ）＝（０．０２０，０．０４１）であり、方位角ρが４５°から２２５°においては（Δｘ，Δｙ）＝（０．０２０，０．０４５）であった。【００９９】
以上より、比較例１では、参考例１に比べて光取出効率が向上し、極角による色変化が改善したことが確認された。しかし、図１５に示すように、極角−７０°近辺及び＋７０°近辺において、方位角ρが０°から１８０°である場合の色度と、方位角ρが４５°から２２５°である場合の色度とが、色度のｘ座標が約０．１と大きく相違し、また、色度のｙ座標でも相違している。このことから、方位角により色変化の改善の度合は異なっており、この結果、比較例１では方位角による見え方の変動（特に色味の変動）が大きくなっていた。【０１００】
〔実施例１〕
金属型の形状を変更したこと以外は比較例１と同様にして、基材フィルム−凹凸構造層の層構成を有する長方形のフィルムである複層体を得た。【０１０１】
図１６に、実施例１で製造した凹凸構造層の一部を厚み方向から見た様子を模式的に示す。なお、図１６において、白い部分は平坦部を表し、斜線を付した部分は斜面を表す。図１６に示すように、実施例１の複層体において、当該表面に平行な面内のある方位角を０°とした場合、凹凸構造層の表面の凹凸構造は、０°、４０°、９０°及び１３０°の方位角方向に延在する４群の条列を有しており、複数の多角錐台状または多角錐状の凹部と、凹部の周囲に位置する平坦部からなっていた。ここで、各条は一定の方向に沿って設けられた複数の凸部を含み、当該条列が延在する方向に対して直交する平面で切った断面形状が台形となっていて、条列に含まれる斜面の傾斜角度はいずれも６０°であった。また、各条列の最も突出した部分は平坦部となっていて、この平坦部の幅は５μｍであった。また、前記の条列のピッチは、方位角０°方向及び９０°方向の条列では３５μｍ、４０°方向及び１３０°方向では４０μｍであった。さらに、各凸部の高さはいずれも９μｍであった。
なお、前記の金属型は、金属型の原版を、６０°の傾斜角を２つ有する切削バイトで、４つの方位角方向に切削することにより作製した。４つの方位角方向は０°、４０°、９０°、１３０°方向になっており、切削の幅は１５μｍ、切削ピッチは、方位角０°方向及び９０°方向では３５μｍとし、方位角４０°方向及び１３０°方向では４０μｍとした。【０１０２】
（虹ムラの評価）
得られた複層体を、比較例１と同様にして観察したところ、比較例１に比べて虹模様が格段に改善されていた。【０１０３】
（発光素子の製造）
複層体として実施例１で得た複層体を用いたこと以外は参考例１と同様にして、有機ＥＬ素子、接着層及び複層体をこの順に備え、有機ＥＬ素子とは反対側の表面（出光面）に凹凸構造を有する発光素子を得た。【０１０４】
（光学特性の測定）
得られた発光素子を用いて、参考例１と同様にして色度（ｘ，ｙ）及び輝度を測定した。色度（ｘ，ｙ）の測定結果を図１７に示す。
測定の結果、実施例１では参考例１と比べて光の取出効率が１０％向上し、正面輝度は１０％向上していた。また、正面色度は（０．３１４，０．３５７）であった。
さらに、図１７に示したように、色度の変化の最大値は、方位角ρが０°から１８０°である場合においては（Δｘ，Δｙ）＝（０．０１９，０．０４０）であり、方位角ρが４５°から２２５°においては（Δｘ，Δｙ）＝（０．０１８，０．０３８）であった。【０１０５】
以上より、実施例１では、参考例１に比べて光取出効率が向上し、極角による色変化が改善したことが確認された。さらに、図１７に示すように、いずれの極角においても、方位角ρが０°から１８０°である場合の色度と、方位角ρが４５°から２２５°である場合の色度とがほぼ一致していた。このことから、実施例１では方位角により色変化の改善の度合は同程度となっており、方位角による見え方の変動（特に色味の変動）が小さいことが確認された。【０１０６】
〔比較例２〕
（複層体の製造）
凹凸構造層の表面の凹凸構造において、斜面の傾斜角度をいずれも４５°に変更したこと以外は比較例１と同様にして、基材フィルム−凹凸構造層の層構成を有する長方形のフィルムである複層体を得た。【０１０７】
（虹ムラの評価）
得られた複層体を、比較例１と同様にして観察したところ、虹模様が観察された。【０１０８】
（発光素子の製造）
複層体として比較例２で得た複層体を用いたこと以外は参考例１と同様にして、有機ＥＬ素子、接着層及び複層体をこの順に備え、有機ＥＬ素子とは反対側の表面（出光面）に凹凸構造を有する発光素子を得た。【０１０９】
（光学特性の測定）
得られた発光素子を用いて、参考例１と同様にして輝度を測定した。測定の結果、比較例２では参考例１と比べて光の取出効率が１０％向上し、正面輝度は１．４倍となっていた。【０１１０】
〔実施例２〕
凹凸構造層の表面の凹凸構造において、斜面の傾斜角度をいずれも４５°に変更したこと以外は実施例１と同様にして、基材フィルム−凹凸構造層の層構成を有する長方形のフィルムである複層体を得た。【０１１１】
（虹ムラの評価）
得られた複層体を、比較例１と同様にして観察したところ、比較例２に比べて虹模様が格段に改善されていた。【０１１２】
（発光素子の製造）
複層体として実施例２で得た複層体を用いたこと以外は参考例１と同様にして、有機ＥＬ素子、接着層及び複層体をこの順に備え、有機ＥＬ素子とは反対側の表面（出光面）に凹凸構造を有する発光素子を得た。【０１１３】
（光学特性の測定）
得られた発光素子を用いて、参考例１と同様にして輝度を測定した。測定の結果、実施例２では参考例１と比べて光の取出効率が１０％向上し、正面輝度は１．３５倍となっていた。このことから、条列の斜面の傾斜角度が４５°の場合であっても、正面輝度を向上させる効果は、比較例１のように傾斜角度が６０°の場合と同様に得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の発光素子は、光源として任意の用途に用いることができ、特に照明器具及び表示装置のバックライトとして用いて好適である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  発光素子
２０  発光素子
３０  発光素子
４０  発光素子
１０Ｕ  出光面
１００  出光面構造層
１１０  複層体
１１１  凹凸構造層
１１２  基材フィルム層
１１３  第一の条列
１１３Ｕ  平坦部
１１３Ｓ  斜面
１１４  第二の条列
１１４Ｕ  平坦部
１１４Ｓ  斜面
１１５  第三の条列
１１５Ｕ  平坦部
１１５Ｓ  斜面
１１６  第四の条列
１１６Ｕ  平坦部
１１６Ｓ  斜面
１１７  凹部
１１７Ｂ  平坦部
１２１  接着層
１３１  支持基板
１４０  有機ＥＬ素子
１４１  第一の電極層
１４２  発光層
１４３  第二の電極層
１４４  発光面
１４５  有機ＥＬ素子の表面
１５１  封止基材
３４０  有機ＥＬ素子
３４３  第二の電極層
３４５  発光層
【図１】
2012086623.tif 000003
【図２】
2012086623.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2012086623.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2012086623.tif 000015
【図１４】
2012086623.tif 000016
【図１５】
2012086623.tif 000017
【図１６】
2012086623.tif 000018
【図１７】
2012086623.tif 000019
【国際調査報告】
2012086623.tif 000020
2012086623.tif 000021
2012086623.tif 000022
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