(57)【要約】   凹凸表面を有する基板Ｐを検査する装置１０２は、第１検出光を基板Ｐに照射する第１照射系（１１４，１１６）と第１検出光が照射された基板の凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系（１１２）と、第１検出光とは異なる波長を有する第２検出光を基板に照射する第２照射系（１２４，１２６）と、第２検出光が照射された基板の凹凸表面の欠陥を検出する第２検出系（１２２）とを有する。不規則な凹凸表面を有する基板の輝度ムラと局所的なパターン欠陥の両方を効率的且つ低コストで検査する検査装置及び検査方法が提供される。
2014050609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を検査する装置であって、
第１検出光を前記基板に照射する第１照射系と、
前記第１検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系と、
前記第１検出光とは異なる波長を有する第２検出光を前記基板に照射する第２照射系と、
前記第２検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面の欠陥を検出する第２検出系とを有することを特徴とする基板の検査装置。
【請求項２】
前記第１検出光が青色光であり、前記第２検出光が白色光であることを特徴とする請求項１に記載の基板の検査装置。
【請求項３】
前記第１照射系が、光透過性基板を照明するための透過光照明及び光非透過性基板を照明するための非透過光照明を備え、前記第２照射系が、光透過性基板を照明するための透過光照明及び光非透過性基板を照明するための非透過光照明を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の検査装置。
【請求項４】
前記第１照射系の非透過光照明及び前記第２照射系の非透過光照明は、前記基板の不規則な凹凸表面を照明し、前記第１照射系の透過光照明及び前記第２照射系の透過光照明は、前記基板の不規則な凹凸表面と反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面を照明することを特徴とする請求項３に記載の基板の検査装置。
【請求項５】
前記第１検出系が、前記第１照射系の透過光照明により照明された光透過性基板からの光と、前記第１照射系の非透過光照明により照明された光非透過性基板からの光を検出するカメラを備えることを特徴とする請求項３または４に記載の基板の検査装置。
【請求項６】
前記第２検出系が、前記第２照射系の透過光照明により照明された前記光透過性基板からの光と、前記第２照射系の非透過光照明により照明された前記光非透過性基板からの光を検出するカメラを備えることを特徴とする請求項５に記載の基板の検査装置。
【請求項７】
前記第２検出系のカメラの解像度が、前記第１検出系のカメラの解像度よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の基板の検査装置。
【請求項８】
前記第２検出系のカメラが、前記基板の分割されたエリアをそれぞれ検出する複数のカメラを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の基板の検査装置。
【請求項９】
前記第１照射系及び前記第２照射系は、所定方向に延在するライン状照明であり、さらに、前記基板を前記所定方向と直交する方向に搬送する基板搬送系を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板の検査装置。
【請求項１０】
さらに、前記基板搬送系、前記第１照射系、前記第２照射系、前記第１検出系及び前記第２検出系を制御する制御系を備え、前記制御系は、前記基板搬送系により前記基板が前記第１照射系、前記第２照射系、前記第１検出系及び前記第２検出系に対して一方向に移動しているときに前記凹凸表面の欠陥を検出し、前記第１照射系、前記第２照射系、前記第１検出系及び前記第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに輝度ムラを検出することを特徴とする請求項９に記載の基板の検査装置。
【請求項１１】
前記制御系は、前記凹凸表面の欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１０に記載の基板の検査装置。
【請求項１２】
光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光非透過性基板と、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光透過性基板を検査する基板の検査方法であって、
前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系及び前記基板の前記凹凸表面の欠陥を検出する第２照射系に対して前記基板を搬送させることと、
前記光非透過性基板が搬送されてきたときに、第１検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第１検出光とは波長の異なる第２検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出することと、
前記光透過性基板が搬送されてきたときに、前記第１検出光を前記光透過性基板の凹凸表面とは反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第２検出光を前記光透過性基板の前記反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出することとを含むことを特徴とする基板の検査方法。
【請求項１３】
前記第１検出光が青色光であり、前記第２検出光が白色光であることを特徴とする請求項１２に記載の基板の検査方法。
【請求項１４】
前記第１照射系と前記第２照射系のいずれも所定方向に延在するライン状照明であり、前記基板を搬送することが、前記基板を前記所定方向と直交する方向に搬送することを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板の検査方法。
【請求項１５】
前記基板を前記第１検出系及び第２検出系に対して一方向に移動しているときに前記基板の前記凹凸表面の欠陥を検出し、前記基板を前記第１検出系及び第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに前記基板の輝度ムラを検出することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板の検査方法。
【請求項１６】
さらに、前記凹凸表面の欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定することを含むことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板の検査方法。
【請求項１７】
光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を製造する方法であって、
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することと、
請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板の検査方法を用いて前記不規則な凹凸表面を有する基板を検査することを含む基板の製造方法。
【請求項１８】
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することが、不規則な凹凸パターンを有する光非透過性基板を作製し、前記光非透過性基板の前記不規則な凹凸パターンを転写することを含む請求項１７に記載の基板の製造方法。
【請求項１９】
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することが、ブロック共重合体の相分離を利用することを含む請求項１７または１８に記載の基板の製造方法。
【請求項２０】
前記不規則な凹凸表面が、金属、樹脂またはゾルゲル材料から形成されている請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項２１】
有機ＥＬ素子の製造方法であって、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の基板を製造する方法を用いて凹凸表面を有する回折格子基板を作製することと、前記回折格子基板の凹凸表面上に、透明電極、有機層及び金属電極を、順次積層することとを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２２】
前記基板の検査方法が、前記凹凸表面の欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定することを含み、前記作製した回折格子基板の輝度ムラと欠陥が所定の許容範囲内であると判定された場合にのみ、当該回折格子基板の凹凸表面上に、前記透明電極、前記有機層及び前記金属電極を、順次積層する請求項２１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機エレクトロルミネッセント素子などの製造に使用される不規則な凹凸を有する基板の検査装置及びそれを用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自己発光型の表示素子として有機エレクトロルミネッセント素子（または、有機発光ダイオードともいう。以下、「有機ＥＬ素子」と称する）が知られている。有機ＥＬ素子は、液晶素子に比べ、視認性が高く、バックライトが不要であるために軽量化が可能である。このため、次世代の表示素子として研究開発が盛んに行われている。【０００３】
有機ＥＬ素子では、正孔注入層から入った正孔と、電子注入層から入った電子が、それぞれ、発光層へ運ばれて、発光層内の有機分子上でそれらが再結合して有機分子を励起して、それにより光が放出される。それゆえ、有機ＥＬ素子を表示装置として使用するには、発光層からの光を素子表面から効率よく取り出す必要がある。このために、回折格子基板を有機ＥＬ素子の光取り出し面に設けることが特許文献１等で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３６７４８
【特許文献２】ＷＯ２０１１／００７８７８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本出願人は、特許文献２において、所定の条件を満たすブロック共重合体を溶媒に溶解した溶液を基材上に塗布し、乾燥させてブロック共重合体のミクロ相分離構造を形成することにより、微細で不規則な凹凸パターンが形成された母型（金属基板）を得る方法を開示している。この方法は、ブロック共重合体の自己組織化する現象を用いてナノインプリント等に使用される母型を得ることができる。得られた母型にシリコーン系ポリマーと硬化剤の混合液を滴下して硬化させて転写パターンを得た後、この転写パターンに硬化性樹脂を塗布したガラス基板を押しつけて紫外線により硬化性樹脂を硬化させることで、転写パターンが複製された回折格子が作製される。この回折格子上に、透明電極、有機層及び金属電極を積層することで得られた有機ＥＬ素子は、発光効率が十分に高く、十分に高度な外部取り出し効率を有しつつも、発光の波長依存性及び指向性が十分に低く、しかも電力効率が十分に高いことが確認されている。【０００６】
上記のような特許文献２において製造された回折格子を用いた有機ＥＬ素子であっても、携帯電話やテレビ画面などの表示装置や照明装置として使用する際には、表示面全体から均一な輝度で光が照射されることが望ましい。また、表示面の微小部分において光の強弱が生じる原因となるパターンの欠陥の発生を防止する必要がある。このため、有機ＥＬ素子の完成後に、有機ＥＬ素子からの照射が均一であること、すなわち、輝度ムラが許容範囲内であることや微小部分の明暗が生じていないことを確認する必要がある。しかし、完成した有機ＥＬ素子の輝度ムラや微小部分の明暗が許容範囲外であると判定されると、有機ＥＬ素子が不良品となり、前述のような回折格子上への多層の積層工程は無駄となってしまう。特に、透明電極、有機層及び金属電極などの積層は、製造コストや手間のかかるプロセスであり、そのような不良品を低減して歩留まりを向上し、材料や製造コストの無駄を削減することが強く要望されている。【０００７】
輝度ムラを評価するには比較的大面積を同時に検査しなければならないのに対して、微小部分の光の強弱を生じるパターン欠陥を検査するには比較的狭い視野での検査となる。また、前者の検査には後者の検査が影響しないようにする必要がある。それゆえ、輝度ムラとパターン欠陥を効率的に且つ独立して検査及び評価する必要がある。さらには、検査対象である基板は、ナノインプリント等の転写プロセスを経て製造されるので、転写元になる金属モールドやそれから生じる光透過性のマザー基板もまた輝度ムラやパターン欠陥を検査することが望ましい。そのような用途には、光透過性基板のみならず光非透過性基板も検査可能な検査装置が望ましい。また、大面積の表示面からの輝度や光の均一性を測定するためのセンサなどのデバイスは比較的高価である。【０００８】
そこで、本発明の目的は、不規則な凹凸表面を有する基板の輝度ムラと局所的なパターン欠陥の両方を効率的且つ低コストで検査することができる検査装置及び検査方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、転写プロセスを経て不規則な凹凸表面を有する基板を製造する際に得られる光透過性基板と光非透過性基板のいずれの輝度ムラ及びパターン欠陥の両方を検査することができる検査装置及び検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を検査する装置であって、
第１検出光を前記基板に照射する第１照射系と、
前記第１検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系と、
前記第１検出光とは異なる波長を有する第２検出光を前記基板に照射する第２照射系と、
前記第２検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面の欠陥を検出する第２検出系とを有することを特徴とする基板の検査装置が提供される。【００１０】
本発明の基板の検査装置において、前記第１検出光は青色光であってもよく、前記第２検出光は白色光であってもよい。【００１１】
本発明の基板の検査装置において、前記第１照射系が、光透過性基板を照明するための透過光照明及び光非透過性基板を照明するための非透過光照明を備えてもよく、前記第２照射系が、光透過性基板を照明するための透過光照明及び光非透過性基板を照明するための非透過光照明を備えてもよい。さらに、前記第１照射系の非透過光照明及び前記第２照射系の非透過光照明は、前記基板の不規則な凹凸表面を照明してもよく、前記第１照射系の透過光照明及び前記第２照射系の透過光照明は、前記基板の不規則な凹凸表面と反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面を照明してもよい。【００１２】
本発明の基板の検査装置において、前記第１検出系が、前記第１照射系の透過光照明により照明された光透過性基板からの光と、前記第１照射系の非透過光照明により照明された光非透過性基板からの光を検出するカメラを備えてもよい。さらに、前記第２検出系が、前記第２照射系の透過光照明により照明された前記光透過性基板からの光と、前記第２照射系の非透過光照明により照明された前記光非透過性基板からの光を検出するカメラを備えてもよい。前記第２検出系のカメラの解像度が、第１検出系のカメラの解像度よりも高くてもよい。【００１３】
本発明の基板の検査装置において、前記第２検出系のカメラが、基板の分割されたエリアをそれぞれ検出する複数のカメラを含んでもよい。【００１４】
本発明の基板の検査装置において、前記第１照射系及び前記第２照射系はライン状照明でもよく、さらに、前記基板を、前記ライン状照明の延在方向と直交する方向に搬送する基板搬送系を備えてもよい。【００１５】
本発明の基板の検査装置において、さらに、前記基板搬送系、前記第１照射系、前記第２照射系、第１検出系及び第２検出系を制御する制御系を備えてもよく、前記制御系は、前記基板搬送系により前記基板が前記第１照射系、前記第２照射系、第１検出系及び第２検出系に対して一方向に移動しているときに凹凸表面の欠陥を検出することができ、前記第１照射系、前記第２照射系、第１検出系及び第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに輝度ムラを検出することができる。さらに、前記制御系は、前記凹凸表面の欠陥及び輝度ムラが所定の許容範囲内にあるか否かを判定し得る。【００１６】
本発明の第２の態様に従えば、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光非透過性基板と、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光透過性基板を検査する検査方法であって、
前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系及び前記基板の前記凹凸表面の欠陥を検出する第２照射系に対して前記基板を搬送させることと、
前記光非透過性基板が搬送されてきたときに、第１検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第１検出光とは波長の異なる第２検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出し、
前記光透過性基板が搬送されてきたときに、前記第１検出光を前記光透過性基板の凹凸表面とは反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第２検出光を前記光透過性基板の前記反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出する検査方法が提供される。【００１７】
本発明の基板の検査方法において、前記第１検出光が青色光であってもよく、前記第２検出光が白色光であってもよい。【００１８】
本発明の基板の検査方法において、前記第１照射系と前記第２照射系のいずれも所定方向に延在するライン状照明でもよく、前記基板を、前記ライン状照明の延在方向と直交する方向に搬送してもよい。【００１９】
本発明の基板の検査方法において、前記第１検出系及び第２検出系に対して一方向に移動しているときに基板の凹凸表面の欠陥を検出してもよく、前記第１検出系及び第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに輝度ムラを検出してもよい。【００２０】
本発明の基板の検査方法において、さらに、前記凹凸表面の欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定にすることを含んでもよい。【００２１】
本発明の第３の態様に従えば、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を製造する方法であって、
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することと、
本発明の第１の態様の基板の検査方法を用いて、前記不規則な凹凸表面を有する基板を検査することを含む基板の製造方法が提供される。【００２２】
本発明の基板の製造方法において、前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することが、不規則な凹凸パターンを有する光非透過性基板を作製し、前記光非透過性基板の不規則な凹凸パターンを転写することを含んでもよい。【００２３】
本発明の基板の製造方法において、前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することが、ブロック共重合体の相分離を利用することを含んでもよい。【００２４】
本発明の基板の製造方法において、前記不規則な凹凸表面が、金属、樹脂またはゾルゲル材料から形成されていてもよい。【００２５】
本発明の第４の態様に従えば、有機ＥＬ素子の製造方法であって、本発明の第４の態様の基板を製造する方法を用いて凹凸表面を有する回折格子基板を作製し、前記回折格子基板の凹凸表面上に、透明電極、有機層及び金属電極を、順次積層して有機ＥＬ素子を製造することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法が提供される。【００２６】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記作製した回折格子基板の輝度ムラと欠陥が所定の許容範囲内であると判定された場合にのみ、当該所定の範囲内の輝度ムラと当該所定の許容範囲内の欠陥を有する回折格子基板の凹凸表面上に、前記透明電極、前記有機層及び前記金属電極を、順次積層して有機ＥＬ素子を製造してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の基板の検査装置及び検査方法によれば、有機ＥＬ素子などの素子に用いられる不規則な凹凸表面を有する基板の輝度ムラ及びパターン欠陥を有効に検査しつつ、そのような基板を効率よく製造することができる。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、有機ＥＬ素子とそれに用いる不規則な凹凸表面を有する基板との輝度ムラの特性を関連付けることによって高いスループットで有機ＥＬ素子を製造することができる。特に、基板の製造段階で、完成品の輝度ムラ及びパターン欠陥発生の予測及び完成品の評価をすることができるので、輝度ムラ及びパターン欠陥の判定に合格した基板を用いることで均一な照度を有する有機ＥＬ素子を一層確実に製造することができる。また、有機ＥＬ素子の照度の均一性（輝度ムラ）に不良があったり、局所発光や減光が生じた場合でも、不良の発生段階が基板形成段階かあるいは素子そのものの形成段階であるかが分かるので、そのような事態に迅速に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の基板の検査方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の基板の検査装置の概略図であり、図２（ａ）は概略側面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＢ−ＩＢ方向から見た概略断面図である。
【図３】図３（ａ）は、マクロ用透過照明を用いて光透過性基板を検査しているときの様子を示す概念図であり、図３（ｂ）はマクロ用非透過照明を用いて光非透過性基板を検査しているときの様子を示す概念図である。
【図４】図４は、検査装置の上方から見た検査対象である基板とマクロカメラ及びミクロカメラの配置を示す。
【図５】ガラス基板上にゾルゲル材料から形成された凹凸パターンを有する基板から得られた検査画像を示す図であり、図５（ａ）はミクロ検査画像を示し、図５（ｂ）はマクロ検査画像を示す。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、ＢＣＰ法による基板の作製プロセスを概念的に示す図であり、第１加熱工程、エッチング工程及び第２加熱工程を経て山形構造を得るプロセスを概念的に示す図である。
【図７】溶媒アニール工程を経るＢＣＰ法による波形構造を得るプロセスを概念的に示す図であり、図７（ａ）はシリンダ状配列は単層である波形構造を示し、図７（ｂ）はシリンダ状配列が複数層である波形構造を示す。
【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は、電鋳による凹凸構造を有する金属基板の作製プロセスを概念的に示す図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｅ）は、凹凸構造を有する金属基板から回折格子を作製するプロセスを概念的に示す図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、ＢＫＬ法による凹凸構造の作製プロセスを概念的に示す図である。
【図１１】有機ＥＬ素子の断面構造を示す図である。
【図１２】実施例４で作製されたゾルゲル材料基板のマクロ検査結果である画像を示す図であり、図１２（ａ）は発光中心波長４６０ｎｍの照明を使用したマクロ検査画像であり、図１２（ｂ）は白色照明を使用したマクロ検査画像である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の変形形態において、ミクロ検査を高解像度で行うミクロ検査プロセスの手順を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に従う基板の検査装置及びそれを用いた検査方法の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の検査装置及び検査方法は、不規則な凹凸表面を有する基板の輝度ムラ及び凹凸パターンの欠陥を検出する。
【００３０】
＜検査方法の概要＞
本発明の検査方法の概要を、図１のフローチャートに従って説明する。最初に、不規則な凹凸表面を有する基板を作製する（Ｓ１）。ここで、「不規則な凹凸表面を有する基板」とは、基板に形成された凹凸のパターンに規則性のない基板、特に、凹凸のピッチが均一ではなく、凹凸の向きに指向性がない基板を意味する。このような基板から散乱及び／または回折される光は、単一のまたは狭い帯域の波長の光ではなく、比較的広域の波長帯を有し、散乱光及び／または回折される光は指向性がなく、あらゆる方向に向かう。但し、上記「不規則な凹凸表面を有する基板」には、表面の凹凸の形状を解析して得られる凹凸解析画像に２次元高速フーリエ変換処理を施して得られるフーリエ変換像が円もしくは円環状の模様を示すような、すなわち、上記凹凸の向きの指向性はないものの凹凸のピッチの分布を有するような疑似周期構造を含む。それゆえ、このような疑似周期構造を有する基板においては、その凹凸ピッチの分布が可視光線を回折する限り、有機ＥＬ素子のような面発光素子などに使用される回折基板に好適である。一方で、光記録媒体や磁気記録媒体に見られる記録トラック（グルーブ）の全てが、同一方向に且つ同一ピッチで配列して形成されているような基板は、本願における「不規則な凹凸表面を有する基板」には該当しない。不規則な凹凸表面を有する基板の作製工程の詳細については、後述する。
【００３１】
次いで、不規則な凹凸表面を有する基板を後述する検査工程に従って基板表面の輝度ムラ及び微小欠陥(パターン欠陥、異物、キズなど)を検査する（Ｓ２）。さらに検査結果に基づいて基板が均一な輝度分布を有するか微小欠陥が許容される範囲かどうかを後述する判定工程に従って判定する（Ｓ３）。基板が均一な輝度分布を有し且つ検出された微小欠陥が許容される範囲である場合には、この基板を完成品とみなし、その基板を有機ＥＬの製造などの後のプロセスに用いる（Ｓ４）。基板が均一な輝度分布を有さないかまたは微小欠陥が許容される範囲内外であると判定された場合には、後述する後処理工程に従って後処理を施す（Ｓ５）。
【００３２】
＜検査装置＞
本発明に従う基板の検査装置について、図２〜４を参照しながら説明する。図２（ａ）に示す検査装置１０２は、主に、基板Ｐを搬送方向(図中、矢印Ｙ)の上流側から下流側に搬送する搬送する搬送系１０８と、マクロ検査部１０４と、マクロ検査部１０４よりも下流側に設けられたミクロ検査部１０６と、それらの制御部１１１とを備える。本明細書において、検査装置１０２の搬送方向をＹ方向、基板面に平行で搬送方向に直交する方向をＸ方向、基板面に垂直な高さ方向をＺ方向とする。搬送系１０８は、複数のローラ１０８ａが搬送方向に配列されたコンベアであり、幾つかのローラ１０８ａは回転駆動源（不図示）に接続されている駆動ロ−ラであり、基板Ｐを、ローラ１０８ａ上を搬送方向の上流側から下流側に移動させる。搬送系１０８の搬送方向のほぼ中央部にマクロ検査位置ＭＡとミクロ検査位置ＭＩが存在する。なお、基板の搬送方法はローラによる搬送に限定されず、リニアモーターによる搬送などであってもよい。
【００３３】
マクロ検査部１０４は、搬送系１０８により搬送されてきた基板Ｐの表面全体の輝度ムラを検査するユニットであり、マクロ用照明系(第１照射系)としてのマクロ用透過光照明１１４及びマクロ用反射光（非透過光）照明１１６と、マクロ検出系(第１検出系)としてのマクロカメラ１１２とを主に備える。マクロ検出系は、０．１ｍｍ２以上の面積を有する領域を検出対象とする。
【００３４】
マクロ用透過光照明１１４は、光透過性の基板を検査するために用いられる照明であり、搬送系１０８の下方に設けられている。この実施形態では、マクロ用透過光照明１１４は、波長４００〜５００ｎｍの光（第１検出光）を発光する複数の青色ＬＥＤがＸ方向にアレイ状にフレームに埋設された青色ＬＥＤライン状照明がここでは用いられている。青色ＬＥＤライン状照明を用いることにより、ｉ）観察範囲を均一に照明でき、ｉｉ）ムラが明確に現れ、ｉｉｉ）異物の影響が出にくいという利点がある。このような利点からも、マクロ用透過光照明１１４は、基板材料がフィルム、ガラス、金属のいずれでも青色ＬＥＤライン状照明であることが好ましい。マクロ用透過光照明１１４は、検査位置ＭＡに存在する基板Ｐ（の一部）に対する照明光の入射角を調節できるように、支持台１１４ｂ上に回転軸１１４ａを中心に回転可能に取り付けられている。図３（ａ）に示すように、マクロ用透過光照明１１４は、検査位置ＭＡに存在する基板Ｐの裏面、すなわち、凹凸構造が形成されていない面に光を照射し、基板Ｐの内部に入射した光は、基板Ｐの表面の凹凸パターンにより散乱及び回折する。
【００３５】
凹凸構造からの散乱及び回折光は、光照射部よりも搬送方向の上流側であって搬送系１０８の上方に設置されたマクロカメラ１１２により受光される。マクロカメラ１１２は、検査位置ＭＡでの散乱及び回折光を受光できる素子であれば任意の撮像素子でよく、基板Ｐが検査位置ＭＡを通過する際に、一次元画像を連続的に撮像するラインセンサカメラが好適に用いられる。ラインセンサカメラを用いることにより、基板Ｐからの散乱及び回折光を常に同じ角度から撮像することができる。なお、撮像素子における画素数は少なくとも３０個以上あることが好ましい。例えば、８０μｍ／画素のＣＣＤカメラを用い得る。マクロカメラ１１２は、概ね、検査位置ＭＡに存在する凹凸パターンからの１次回折光を受光することができる位置に配置されている。マクロカメラ１１２は、回転軸を有するアーム１１２ｂを介して移動ステージ１１２ａに取り付けられている。移動ステージ１１２ａは、ステージベース１１２ｃ上を摺動可能であり、マクロカメラ１１２をＸ方向とマクロカメラ１１２の光軸方向に移動させることができる。また、アーム１１２ｂの回転軸により、マクロカメラ１１２の光軸の角度（受光角）を変更することが可能である。なお、マクロカメラ１１２が複数台となると、カメラ間の感度誤差や焦点調整などの影響があらわれるだけでなく、各カメラどうしのデータを合成する必要があり、データ処理が煩雑になるので、一台で検査することが望ましい。
【００３６】
マクロ用非透過光照明１１６は、非透過性の基板を検査するために用いられる照明であり、搬送系１０８の上方であって、検査位置ＭＡの上方の支持台１３０に設けられている。この実施形態では、マクロ用非透過光照明１１６として、波長４００〜５００ｎｍの光を発光するＬＥＤがＸ方向にアレイ状に埋設されたライン状照明が用いられている。マクロ用非透過光照明１１６は、光が照射される位置及び角度を調節できるように、ガイド１１６ａ上を摺動可能に設けられている。図３（ｂ）に示すように、マクロ用非透過光照明１１６は、マクロ検査位置ＭＡに存在する基板Ｐの表面、すなわち、凹凸パターンが形成されている面に光を照射し、基板Ｐの表面からの反射光、すなわち、基板Ｐの表面の凹凸構造により散乱及び回折する。凹凸構造からの散乱光及び回折光は、マクロカメラ１１２により受光される。このようにマクロ検査部１０４は、搬送される基板が光透過性であっても非透過性であっても、照明系を使い分けることによっていずれの基板も検査することができる。すなわち、マクロ検査部１０４は二つの照明系とそれらに共通するマクロカメラを用いることにより、簡単な構造でありながら光透過性基板と光非透過性基板の両方のマクロ検査、すなわち、輝度ムラの検査を可能としている。
【００３７】
ミクロ検査部１０６は、搬送系１０８により搬送されてきた基板Ｐのパターン欠陥、即ち、パターンを形成している凹凸構造の微小欠陥、基板Ｐに付着した異物、工程由来のキズなどを検査するユニットである。ミクロ検査部１０６は、ミクロ用照明系（第２照射系）としてのミクロ用透過光照明１２４及びミクロ用非透過光照明１２６と、ミクロ用検出系（第２検出系）としてのミクロカメラ１２２とを備える。ミクロカメラ１２２は、図２（ｂ）に示すようにＸ方向に４台配列している。このようにミクロカメラ１２２を複数台並べることで、１スキャンで検査対象全領域を検査でき、検査タクトを短くして生産性を向上することができる。ミクロ検出系は、１μｍ２〜２５ｍｍ２の面積を有する領域を検出対象とする。
【００３８】
ミクロ用透過光照明１２４は、光透過性の基板を検査するために用いられる照明であり、搬送系１０８の下方に設けられている。この実施形態では、ミクロ用透過光照明１２４は、波長４００〜８００ｎｍの光（第２検出光）を発光するＬＥＤがＸ方向にアレイ状にフレームに埋設されたライン状照明が用いられている。特に、十分な光量が得られ、高精度な検査を行うために、高輝度白色ライン照明が好ましい。ミクロ用透過光照明１２４は、ミクロ検査位置ＭＩや基板Ｐに対する照明光の入射角を調節できるように、支持台１２４ｂ上に回転軸１２４ａを中心に回転可能に取り付けられている。ミクロ用透過光照明１２４は、図３（ａ）に示したマクロ用透過光照明の場合と同様に、基板Ｐの裏面、すなわち、凹凸構造が形成されていない面に光を照射し、基板Ｐの内部に入射した光は、基板Ｐの表面の凹凸パターンにより散乱及び回折する。ミクロ用透過光照明もマクロ用透過光照明も、いずれも照明光を、基板の凹凸の存在しない側から基板の法線に対して２０°〜６０°の入射角で入射させるのが好ましい。凹凸面から照射するとその面（凹凸面）で回折・散乱された光が反対面（凹凸のない面）で反射するため、鮮明な像が得られ難くなる。２０°より低い角度で入射すると、凹凸による回折・散乱の効果が弱くなり、十分な光量を得ることができなくなる。また、６０°より高い角度で入射すると反射によるロスにより十分な光量を得ることができなくなる。この入射角の好ましい範囲は、ミクロ用非透過光照明及びマクロ用非透過光照明に対しても同様である。
【００３９】
凹凸構造からの散乱及び回折光は、透過光照明１２４よりも搬送方向の下流側であって搬送系１０８の上方に設置されたミクロカメラ１２２により受光される。ミクロカメラは比較的狭い範囲を高解像度で検出する。このため、画素サイズは１μｍ〜５０μｍであることが好ましい。１μｍを下回ると光量不足で明確な像が取れなかったり、焦点深度が浅くなり少しのうねりや搬送時の振動により像がぼけたりする。５０μｍを超えると微小な欠陥を検出できなくなる恐れがある。例えば、１５μｍ／画素となるように調整されたＣＣＤカメラを用い得る。ミクロカメラ１２２は、概ね、凹凸パターンからの１次回折光を受光することができる位置に配置されている。ミクロカメラ１２２は、回転軸を有するアーム１２２ｂを介して移動ステージ１２２ａに取り付けられている。移動ステージ１２２ａは、ステージベース１２２ｃ上を摺動することにより、ミクロカメラ１２２をＸ方向とミクロカメラ１２２の光軸方向に移動させることができる。また、アーム１２２ｂの回転軸により、ミクロカメラ１２２の光軸の傾き（受光角）を変更することが可能である。
【００４０】
ミクロ用非透過光照明１２６は、非透過性の基板を検査するために用いられる照明であり、搬送系１０８の上方であって、検査位置ＭＩの上方の支持台１３０に設けられている。この実施形態では、ミクロ用非透過光照明１２６は、波長４００〜８００ｎｍの光を発光するＬＥＤがＸ方向にアレイ状に埋設されたライン状照明が用いられている。ミクロ用非透過光照明１２６は、光が照射される位置及び角度を調節できるように、ガイド１２６ａ上を摺動可能に設けられている。ミクロ用非透過光照明１２６は、図３（ｂ）に示したマクロ用非透過光照明１１６と同様に、基板Ｐの表面、すなわち、凹凸パターンが形成されている面に光を照射し、基板Ｐの表面の凹凸構造により散乱及び回折する。凹凸構造からの散乱及び回折光（反射光）は、ミクロカメラ１２２により受光される。
【００４１】
ミクロ検査部１０６および、マクロ検査部１０４のカメラは、いずれも基板の凹凸面側に設置する方が好ましく、また撮像方向は概ね、凹凸パターンからの１次回折光を受光することができる位置、すなわち基板の法線方向より４０〜８０°であることが好ましい。４０°より低い角度で撮像すると凹凸による回折・散乱効果が弱くなり、十分な光量を得ることができなくなる傾向がある。８０°より高い角度で撮像すると凹凸による回折・散乱効果が弱くなり、十分な光量を得ることができなくなる傾向がある。
【００４２】
このようにミクロ検査部１０６は、搬送される基板が光透過性であっても非透過性であっても、照明系を使い分けることによっていずれの基板の微小欠陥を検査することができる。すなわち、ミクロ検査部１０６は、マクロ検査部１０４と同様に、二つの照明系とそれらに共通するミクロカメラを用いることにより、簡単な構造でありながら光透過性基板と光非透過性基板の両方の欠陥検査を可能としている。なお、搬送系１０８の下方であってマクロ用透過光照明１１４とミクロ用透過光照明１２４との間には、ミクロ検査部１０６により検出された基板Ｐの欠陥部にマークを付すマーカー１３２とその駆動系１３２ａが設けられている。マーカー１３２はインクジェットヘッドまたはマジックインキを用い得る。
【００４３】
＜検査工程（検査装置を用いた検査方法）＞
次に、検査装置１０２の動作及び基板の検査方法の一例について説明する。
【００４４】
Ａ．光非透過性基板の検査
図４は、検査装置１０２の上方から見た検査対象である光非透過性基板Ｐとマクロカメラ１１２及びミクロカメラ１２２の配置を示す。この実施形態では、基板Ｐを検査するときに、最初にミクロ検査部１０６により微小欠陥の検査を行う。制御系１１１は、ミクロ用非透過光照明１２６（図２（ａ）参照）を点灯するとともに、搬送系１０８を制御することにより基板Ｐをミクロ検出位置ＭＩに向かって＋Ｙ方向に搬送する。基板Ｐがミクロ検出位置ＭＩを往路で通過するときに、基板Ｐの表面からの散乱光を４台のミクロカメラ１２２により受光する。受光した光の強度は基板Ｐの搬送方向の座標位置とともに制御系１１１に入力される。制御系１１１は画像処理部１１１ａを備え、そこでは基板Ｐ上の座標位置（Ｘ座標位置とＹ座標位置）ごとに、４台のミクロカメラ１２２によりミクロ検査位置ＭＩから受光した光強度を対応付ける。こうして、それらの位置座標ごとの光強度を基に、基板Ｐ全体の光の強度を表すミクロ検査画像が画像処理部１１１ａで合成される。なお、ミクロカメラ１２２の画素位置と基板Ｐの搬送方向（Ｙ方向）とそれに直交するＸ方向の位置は予め対応付けられている。
【００４５】
上記のようにしてミクロ検査が終了したならば、次に、制御系１１１は、ミクロ用非透過光照明１２６を消灯し、かわりにマクロ用非透過光照明１１６を点灯するとともに、搬送系１０８を制御して基板Ｐを搬送方向と逆方向（−Ｙ方向）に、すなわち、ミクロ検査の移動経路の復路を移動させる。基板Ｐがマクロ検出位置ＭＡを復路で通過するときに、基板Ｐの表面からの散乱光をマクロカメラ１１２により受光する。マクロカメラ１１２の解像度は、前述のようにミクロカメラの解像度よりも低いが、視野が広いために一台のカメラで基板のＸ方向全域に渡って散乱光を検出することができる。受光した光の強度は基板Ｐの搬送方向の座標位置とともに制御系１１１に入力される。制御系１１１の画像処理部１１１ａでは、基板Ｐ上の座標位置（搬送方向（Ｙ方向）位置とそれに直交する方向（Ｘ方向）の位置）ごとに、マクロカメラ１１２によりマクロ検査位置ＭＡから受光した光強度を対応付ける。こうして、それらの位置座標ごとの光強度を基に、基板Ｐ全体の光の強度を表すマクロ検査画像が画像処理部１１１ａで合成される。
【００４６】
Ｂ．光透過性基板の検査
検査対象である基板が光透過性の基板である場合は、ミクロ用非透過光照明１２６の代わりミクロ用透過光照明１２４を用い、マクロ用非透過光照明１１６の代わりにマクロ用透過光照明１１４を用いる。検査操作は図４に示したのと同様に搬送方向に基板Ｐを移動しながら、最初にミクロ検査部１０６により微小欠陥の検査を行う。すなわち、制御系１１１はミクロ用透過光照明１２４（図２（ａ）参照）を点灯するとともに、搬送系１０８を制御することにより基板Ｐをミクロ検出位置ＭＩに向かって＋Ｙ方向に搬送して、基板Ｐがミクロ検出位置ＭＩを通過するときに基板Ｐの表面からの散乱光を４台のミクロカメラ１２２により受光する。受光した光の強度は基板Ｐの搬送方向の座標位置とともに制御系１１１に入力される。制御系１１１の画像処理部１１１ａでは、基板Ｐ上の座標位置（Ｘ座標位置とＹ座標位置）ごとに、４台のミクロカメラ１２２によりミクロ検査位置ＭＩから受光した光強度を対応付ける。こうして、それらの位置座標ごとの光強度を基に、基板Ｐ全体の光の強度を表すミクロ検査画像が画像処理部１１１ａで合成される。合成されたミクロ検査画像の一例を図５（ａ）に示す。図５（ａ）は、後述するガラス基板上にゾルゲル材料から形成された凹凸パターンを有する基板から得られたミクロ検査画像である。
【００４７】
ミクロ検査が終了したならば、次に、制御系１１１は、ミクロ用非透過光照明１２６を消灯し、かわりにマクロ用透過光照明１１４を点灯するとともに、搬送系１０８を制御することにより基板Ｐをミクロ検査の移動経路の復路（−Ｙ方向）を移動する。基板Ｐがマクロ検出位置ＭＡを通過するときに、基板Ｐの表面からの散乱光をマクロカメラ１１２により受光する。受光した光の強度は基板Ｐの搬送方向の座標位置とともに制御系１１１に入力され、制御系１１１は、基板Ｐ上の座標位置ごとに、マクロカメラ１１２によりマクロ検査位置ＭＡから受光した光強度を対応付ける。こうして、それらの位置座標ごとの光強度を基に、基板Ｐ全体の光の強度を表すマクロ検査画像が制御系１１１の画像処理部１１１ａで合成される。合成されたマクロ検査画像の一例を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）は、後述するガラス基板上にゾルゲル材料から形成された凹凸パターンを有する基板から得られたマクロ検査画像である。
【００４８】
＜判定工程＞
上記検査工程で画像処理部１１１ａで合成されたミクロ検査画像の各画素の輝度を制御系１１１にて評価し、一定輝度より高いもしくは低く、且つ所定の大きさ以上の部位が存在すれば、その部位を欠陥と判定し、欠陥の座標および周辺の画像を制御系１１１の記憶部１１１ｂに格納する。さらに、欠陥が存在する座標をマーカー１３２に送り、搬送系１０８とマーカー駆動系１３２ａを駆動して基板Ｐの欠陥部に相対してマーカー１３２を移動し、欠陥部に基板の裏面からマーカー１３２がマークを付す（マーキング工程）。なお、このマーキング工程は必須ではないが、欠陥位置の解析などを行う際に、欠陥部の位置を特定する目的などに有用である。また、上記検査工程で画像処理部１１１ａで合成されたマクロ検査画像の各画素の輝度を制御系１１１にて評価し、一定輝度より高いもしくは低い部分が一定面積より小さければ良品と判定し、一定面積より大きければ不良品と判定する。
【００４９】
＜後処理工程＞
上記判定工程において、輝度ムラ及び欠陥が所望の範囲内であると判定された場合には、この基板を用いて後述のプロセスに従って有機ＥＬ素子を製造する。輝度ムラまたは欠陥が所望の範囲外である判定された場合には、後処理を施す。後処理として、基板の欠陥（輝度ムラ）がゴミ、キズ、周期的エラー、ランダムエラーによるものかを分析する。ゴミなどの付着物に起因する場合には、基板表面に加圧エアーを適用して付着物を吹き飛ばすなどしてリペアを行うことができ、その後、再度上記検査を行う。なお、上記検査を複数の基板について連続式またはバッチ式で行う場合には、検査結果に基づいて最小値に対する最大値の比、散乱強度差、もしくは平均ピクセル値が所望の範囲内であるものと範囲外であるものを分別する工程を設けることができる。範囲内であるものについて、例えば、有機ＥＬ素子等の製造ラインに供給して有機ＥＬ素子を順次製造することができる。範囲外のものについては、まとめて欠陥分析や廃棄を行うことができる。
【００５０】
＜基板の作製工程＞
本発明の検査装置及びそれを用いた検査方法に使用される基板の作製工程について以下に説明する。本発明の検査装置及びそれを用いた検査方法は、例えば、凹凸パターンを有する光透過性基板の生産過程において、そのような光透過性基板を転写プロセスで製造するための光非透過性のモールドやレプリカを作製する工程が存在する場合に有利となる。すなわち、前述のように本発明の検査装置及び検査方法は、検査対象である基板の光の透過特性に応じて照明系を切り替えて、輝度ムラ及びパターン欠陥を検査することができるので、製品となる凹凸パターンを有する光透過性基板のみならず、それを製造するための光非透過性のモールドやレプリカの凹凸パターンのいずれをも検査対象とすることができる。以下に、有機ＥＬの光散乱用基板に用いられる光透過性基板を製造する製造プロセスを例に挙げて説明する。
【００５１】
不規則な凹凸表面を有する基板を製造するには、以下に説明するような本出願人らによる特願２０１１−００６４８７号に記載されたブロック共重合体の自己組織化（ミクロ相分離）を利用する方法（以下、適宜「ＢＣＰ（Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）法」という）や、本出願人らによるＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０６２１１０号（ＷＯ２０１１／００７８７８Ａ１）に開示された蒸着膜上のポリマー膜を加熱・冷却することにポリマー表面の皺による凹凸を形成する方法（以下、適宜「ＢＫＬ（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ）法」という）を用いることが好適である。各方法について説明する。
【００５２】
Ａ．ＢＣＰ法による基板の製造  
ＢＣＰ法による基板の製造について、図６〜９を参照しながら説明する。
【００５３】
［ブロック共重合体溶液の調製工程］
ＢＣＰ法に用いるブロック共重合体は、少なくとも、第１のホモポリマーからなる第１のポリマーセグメントと、第１のホモポリマーとは異なる第２のホモポリマーからなる第２のポリマーセグメントとを有する。第２のホモポリマーは、第１のホモポリマーの溶解度パラメーターよりも０．１〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２高い溶解度パラメーターを有することが望ましい。第１及び第２のホモポリマー溶解度パラメーターの差が０．１（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２未満では、ブロック共重合体の規則的なミクロ相分離構造を形成し難たく、前記差が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２を超える場合はブロック共重合体の均一な溶液を調製することが難しくなる。
【００５４】
第１のホモポリマー及び第２のホモポリマーとして用いることができるホモポリマーの原料となるモノマーとしては、例えば、スチレン、メチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、オクチルスチレン、メトキシスチレン、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、アクリロニトリル、アクリルアミド、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ジメチルシロキサン、乳酸、ビニルピリジン、ヒドロキシスチレン、スチレンスルホネート、イソプレン、ブタジエン、εカプロラクトン、イソプロピルアクリルアミド、塩化ビニル、エチレンテレフタレート、テトラフルオロエチレン、ビニルアルコールが挙げられる。これらの中でも、相分離形成が生じやすいことと、エッチングで凹凸を形成しやすいという観点から、スチレン、メチルメタクリレート、エチレンオキシド、ブタジエン、イソプレン、ビニルピリジン、乳酸を用いることが好ましい。
【００５５】
また、第１のホモポリマー及び第２のホモポリマーの組合せとしては、スチレン系ポリマー（より好ましくはポリスチレン）、ポリアルキルメタクリレート（より好ましくはポリメチルメタクリレート）、ポリエチレンオキシド、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリビニルピリジン、及びポリ乳酸からなる群から選択される２種の組合せを挙げることができる。これらの組合せの中でも、エッチング処理により一方のホモポリマーを優先的に除去することにより、ブロック共重合体に形成される凹凸の深さを更に深くすることができるという観点から、スチレン系ポリマー及びポリアルキルメタクリレートの組合せ、スチレン系ポリマー及びポリエチレンオキシドの組合せ、スチレン系ポリマー及びポリイソプレンの組合せ、スチレン系ポリマー及びポリブタジエンの組合せがより好ましく、スチレン系ポリマー及びポリメチルメタクリレートの組合せ、スチレン系ポリマー及びポリイソプレンの組合せ、スチレン系ポリマー及びポリブタジエンの組合せが特に好ましい。より好ましくは、ポリスチレン（ＰＳ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の組合せである。
【００５６】
前記ブロック共重合体の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００００以上であることが好ましく、１００００００以上であることがより一層好ましく、１００００００〜５００００００であることが特に好ましい。数平均分子量が５０００００未満では、ブロック共重合体のミクロ相分離構造により形成される凹凸の平均ピッチが小さくなり、得られる回折格子の凹凸の平均ピッチが不十分となる。特に、有機ＥＬに使用される回折格子の場合は、可視領域の波長範囲に渡って照明光を回折する必要があることから、平均ピッチとして１００〜１５００ｎｍが望ましく、この点からブロック共重合体の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００００以上であることが好ましい。一方、出願人の実験によると、後述するように、ブロック共重合体の数平均分子量（Ｍｎ）が５０００００以上になると、エッチング工程後に第２加熱工程を行わないと、電鋳によって所望の凹凸パターンを得ることが難しくなることが分かっている。
【００５７】
前記ブロック共重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５以下であることが好ましく、１．０〜１．３５であることがより好ましい。このような分子量分布が１．５を超えると、ブロック共重合体の規則的なミクロ相分離構造を形成することが容易でなくなる。
【００５８】
なお、前記ブロック共重合体の数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレンの分子量に換算した値である。
【００５９】
前記ブロック共重合体における前記第１のポリマーセグメントと前記第２のポリマーセグメントとの体積比（第１のポリマーセグメント：第２のポリマーセグメント）は、自己組織化によりラメラ構造を創生させるために、３：７〜７：３であることが望ましく、４：６〜６：４であることがより好ましい。体積比が前記範囲外である場合には、ラメラ構造に起因する凹凸パターンを形成することが困難となる。
【００６０】
ＢＣＰ法に用いるブロック共重合体溶液は、前記ブロック共重合体を溶媒中に溶解して調製する。そのような溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類；ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−２−プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類；エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリグライム、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類；酢酸エチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類；フェノール、クロロフェノール等のフェノール類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒；２硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物；これらの混合溶媒が挙げられる。前記ブロック共重合体溶液における前記ブロック共重合体の含有率は、ブロック共重合体溶液１００質量％に対して、０．１〜１５質量％であることが好ましく、０．３〜５質量％であることがより好ましい。
【００６１】
また、前記ブロック共重合体溶液は、他のホモポリマー（その溶液中に含まれるブロック共重合体中の前記第１のホモポリマー及び前記第２のホモポリマー以外のホモポリマー：例えば、ブロック共重合体中の前記第１のホモポリマー及び前記第２のホモポリマーの組合せがポリスチレン及びポリメチルメタクリレートの組合せである場合には、ポリスチレンとポリメチルメタクリレート以外の種類のホモポリマーであればよい。）、界面活性剤、イオン性化合物、消泡剤、レベリング剤等を更に含有していてもよい。
【００６２】
他のホモポリマーを含有することにより、ブロック共重合体のミクロ相分離構造を改良することできる。例えば、ミクロ相分離構造により形成される凹凸の深さをより深くするために、ポリアルキレンオキシドを用いることができる。このようなポリアルキレンオキシドとしては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドがより好ましく、ポリエチレンオキシドが特に好ましい。また、このようなポリエチレンオキシドとしては、下記式：
ＨＯ−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ
［式中、ｎは１０〜５０００の整数（より好ましくは５０〜１０００の整数、更に好ましくは５０〜５００の整数）を示す。］
で表されるものが好ましい。
【００６３】
このようなｎの値が前記下限未満では、分子量が低すぎて、高温での熱処理で揮発・蒸発などにより失われ、他のホモポリマーを含有させる前記効果が乏しくなり、前記上限を超えると、分子量が高すぎて分子運動性が低いため、相分離の速度が遅くなりミクロ相分離構造の形成に悪影響を及ぼす。
【００６４】
また、このような他のホモポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）は４６０〜２２００００であることが好ましく、２２００〜４６０００であることがより好ましい。このような数平均分子量が前記下限未満では、分子量が低すぎて、高温での熱処理で揮発・蒸発などにより失われ、他のホモポリマーを含有させる前記効果が乏しくなり、前記上限を超えると分子量が高すぎて分子運動性が低いため、相分離の速度が遅くなりミクロ相分離構造の形成に悪影響を及ぼす。
【００６５】
このような他のホモポリマーの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５以下であることが好ましく、１．０〜１．３であることがより好ましい。分子量分布が前記上限を超えるとミクロ相分離の形状の均一性が保持され難くなる。なお、このような数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレンの分子量に換算した値である。
【００６６】
また、ＢＣＰ法において他のホモポリマーを用いる場合、前記ブロック共重合体中の前記第１のホモポリマー及び前記第２のホモポリマーの組合せがポリスチレン及びポリメチルメタクリレートの組合せ（ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート）であり、且つ前記他のホモポリマーがポリアルキレンオキシドであることが好ましい。このように、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロック共重合体とポリアルキレンオキシドとを組み合わせて用いることにより、垂直方向の配向性が更に向上して、表面の凹凸の深さを更に深くすることが可能となるとともに、製造時の熱処理時間又は後述の溶媒アニール処理時間を短縮することも可能となる。
【００６７】
また、前記ブロック共重合体溶液中に前記他のホモポリマーを含有させる場合、前記ブロック共重合体と前記他のホモポリマーとの総量の含有率は、ブロック共重合体溶液中に、０．１〜１５質量％であることが好ましく、０．３〜５質量％であることがより好ましい。このような総量の含有率が前記下限未満では必要な膜厚を得るために前記溶液を十分な膜厚で均一に塗布することが容易でなく、前記上限を超えると溶媒に均一に溶けた溶液を調製することが比較的困難となる。
【００６８】
前記他のホモポリマーを用いる場合には、その含有量は、前記ブロック共重合体１００質量部に対して、１００質量部以下であることが好ましい。５質量部〜１００質量部であることがより好ましい。このような他のホモポリマーの含有量が前記下限未満では他のホモポリマーを含有させることにより得られる効果が乏しくなる。他のホモポリマーとしてポリアルキレンオキシドを用いる場合、その含有量は、さらに好ましくは５〜７０質量部である。ポリアルキレンオキシドの含有量がブロック共重合体１００質量部に対して１００質量部を超えると、ブロックコポリマーの相分離により形成される凹凸パターンが崩れやすくなり、また、７０質量部を超えると、ポリアルキレンオキシドが析出することがある。
【００６９】
前記界面活性剤を用いる場合には、その含有量は、前記ブロック共重合体１００質量部に対して、１０質量部以下であることが好ましい。さらに、前記イオン性化合物を用いる場合には、その含有量は、前記ブロック共重合体１００質量部に対して、１０質量部以下であることが好ましい。
【００７０】
［ブロック共重合体溶液の塗布工程］
ＢＣＰ法を用いた基板の製造方法に従えば、図６（ａ）に示すように、上記のように調製したブロック共重合体溶液を基材１０上に塗布して薄膜３０を形成する。基材１０としては特に制限はないが、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、トリアセチルセルロース、ポリシクロオレフィン等の樹脂基板；ガラス、オクタデシルジメチルクロロシラン（ＯＤＳ）処理ガラス、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）処理ガラス、オルガノシリケート処理ガラス、シランカップリング剤で処理したガラス、シリコン基板等の無機基板；アルミニウム、鉄、銅等の金属基板が挙げられる。また、基材１０は、配向処理等の表面処理を施したものであってもよい。例えば、オルガノシリケート処理ガラスは、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）と１,２−ビス(トリメトキシシリル)エタン（ＢＴＭＳＥ）のメチルイソブチルケトン(ＭＩＢＫ)溶液をガラスに塗布し、熱処理することで作製することができる。オクタデシルジメチルクロロシラン処理ガラス、オクタデシルトリクロロシラン処理ガラスは、それらのシランのヘプタン溶液中にガラスを漬け置きし、未反応分を後で洗い流すという方法で作製することができる。このようにガラスなどの基板表面をオクタデシルジメチルクロロシランやオルガノシリケートなどのプライマー層で表面処理してもよいし、一般的なシランカップリング剤でシランカップリング処理することにより、ブロック共重合体の基板への密着性を向上することができる。密着性が不十分な場合は電鋳時に剥離してしまい、転写用モールド作製に支障をきたす。なお、このようにガラスなどの基板表面を、ＯＤＳやオルガノシリケートなどで処理することで、後述の加熱工程において、ラメラ構造、シリンダー構造、球状構造などのミクロ相分離構造が表面に対して垂直に配列しやすくなる。これはブロック共重合体成分と基材表面との間の界面エネルギー差を小さくすることで、ブロック共重合体を構成する各ブロックのドメインが垂直配向しやすくなるからである。
【００７１】
前記ブロック共重合体溶液を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法を採用することができる。
【００７２】
前記ブロック共重合体の薄膜３０の厚みとしては、後述する乾燥後の塗膜の厚みが、１０〜３０００ｎｍであることが好ましく、５０〜５００ｎｍであることがより好ましい。
【００７３】
［乾燥工程］
ブロック共重合体溶液よりなる薄膜３０を基材１０上に塗布した後に、基材１０上の薄膜３０を乾燥させる。乾燥は、大気雰囲気中で行うことができる。乾燥温度は、薄膜３０から溶媒を除去できる温度であれば特に制限はないが、例えば、１０〜２００℃が好ましく、２０〜１００℃がより好ましい。なお、乾燥により、前記ブロック共重合体がミクロ相分離構造を形成し始めることにより薄膜３０の表面に凹凸が見られることがある。
【００７４】
［第１加熱工程］
乾燥工程後に、薄膜３０をブロック共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度で加熱する（第１加熱工程またはアニール工程）。この加熱工程（ミクロ相分離構造を生じさせる工程の一例）によってブロック共重合体の自己組織化が進行し、図６（ｂ）に示すようにブロック共重合体が第１ポリマーセグメント３２と第２ポリマーセグメント３４の部分にミクロ相分離する。加熱温度が、ブロック共重合体のガラス転移温度未満であるとポリマーの分子運動性が低く、ブロック共重合体の自己組織化が十分に進行せず、ミクロ相分離構造を十分に形成できなくなるか、あるいはミクロ相分離構造を十分に生じさせるための加熱時間が長くなる。また、この加熱温度の上限は、前記ブロック共重合体が熱分解しない温度であればよく特に制限はない。第１加熱工程は、オーブンなどを用いて大気雰囲気下で行うことができる。なお、加熱温度を徐々に高めて乾燥及び加熱工程を連続的に行ってもよい。こうすることで乾燥工程は加熱工程に含まれることになる。
【００７５】
［エッチング工程］
第１加熱工程後に、薄膜３０のエッチング処理を行う。第１ポリマーセグメント３２と第２ポリマーセグメント３４は分子構造が相違するため、エッチングされ易さも異なる。それゆえ、それらのポリマーセグメント、すなわちホモポリマーの種類に応じたエッチング処理によりブロック共重合体を構成する一方のポリマーセグメント（第２ポリマーセグメント３４）を選択的に除去することができる。図６（ｃ）に示すように、エッチング処理によりミクロ相分離構造から第２ポリマーセグメント３４が除去され、塗膜に顕著な凹凸構造が現れる。前記エッチング処理としては、例えば、反応性イオンエッチング法、オゾン酸化法、加水分解法、金属イオン染色法、紫外線エッチング法等を用いたエッチング法を採用することができる。また、前記エッチング処理として、前記ブロック共重合体の共有結合を酸、塩基及び還元剤からなる群から選択される少なくとも１種で処理して前記共有結合を切断し、その後、一方のポリマーセグメントだけを溶解する溶媒等でミクロ相分離構造が形成された塗膜を洗浄することにより、ミクロ相分離構造を保ったまま、一方のポリマーセグメントのみを除去する方法を採用してもよい。後述する実施形態においては、操作の容易性などの観点から紫外線エッチングを用いた。
【００７６】
［第２加熱工程］
上記エッチング工程により得られた薄膜３０の凹凸構造３６に第２の加熱またはアニール処理を施す。第２の加熱処理における加熱温度は、エッチング後に残留した第１ポリマーセグメント３２のガラス転移温度以上、すなわち、第１ホモポリマーのガラス転移温度以上であることが望ましく、例えば、第１ホモポリマーのガラス転移温度以上で且つ第１ホモポリマーのガラス転移温度より７０℃高い温度以下であることが望ましい。この加熱温度が、第１ホモポリマーのガラス転移温度未満であると、電鋳後に所望の凹凸構造、すなわち、なめらかな山形構造が得られないか、あるいは加熱に長時間を要することになる。第１ホモポリマーのガラス転移温度よりかなり高いと第１ポリマーセグメント３２が溶融したり、形状が大きく崩れるので好ましくない。この点でガラス転移温度〜ガラス転移温度より７０℃程度の範囲で加熱するのが望ましい。第２の加熱処理も第１の加熱処理と同様に、オーブン等を用いて大気雰囲気下で行うことができる。
【００７７】
本発明者の実験によると、エッチング工程により得られた塗膜の凹凸構造３６をマスター（母型）として後述する電鋳により金属型に凹凸構造を転写したが、所望の転写パターンが得難いことが分かった。特に、この問題はブロック共重合体の分子量が大きいほど顕著であった。前述のように、ブロック共重合体の分子量はミクロ相分離構造、ひいてはそこから得られる回折格子のピッチに深く関係している。それゆえ、有機ＥＬ素子のような用途に回折格子を用いる場合、可視領域のように広範囲で且つ比較的長波長の波長帯を含む波長領域で回折が生じるようなピッチの分布が必要となる。これを実現するためには、比較的高い分子量のブロック共重合体を用いた場合であっても、電鋳によりそのような所望のピッチ分布を有する凹凸構造を確実に得る必要がある。本発明では、エッチングにより得られた凹凸構造を加熱処理することで、その後の電鋳工程でも凹凸構造が十分に反映された金属基板（モールド）を得ることができた。
【００７８】
この理由として本発明者は以下のように考察している。エッチング後の凹凸構造３６では、凹凸構造により画定される溝の側面が粗く、厚み方向と直交する方向に向かって凹凸（オーバーハングを含む）が発生している複雑な断面構造と考えられる。このような複雑な断面構造により以下のような三つの問題が生じる。
【００７９】
ｉ）複雑な断面構造には、電鋳のためのシード層が付着しない部分が生じ、電鋳によって金属層を均一に堆積させることが困難となる。この結果、得られる金属基板は機械的強度が低くなるとともに、金属基板の変形およびパターン欠損などの欠陥の発生原因となると考えられる。
【００８０】
ｉｉ）電鋳（電気めっき）では、めっきされる物体の形状によって各部分のめっきの厚さが異なり、特に、めっき金属は物体の凸部や出っ張った角に引き寄せられやすく、凹部やへこんだ部分には引き寄せられにくい。このような理由からもエッチング後の複雑な凹凸の断面構造は、均一な膜厚の電鋳膜を得難い。
【００８１】
ｉｉｉ）たとえ、上記のような複雑な断面構造が電鋳により金属基板に転写することができたとしても、その金属基板を硬化性樹脂に押し付けて凹凸形状を転写しようとすると、硬化性樹脂は金属基板の複雑な断面構造の隙間に侵入するために、金属基板を硬化後の樹脂から剥離することができないか、あるいは、金属基板の強度の弱い部分が破断し、パターン欠損が起こる。なお、従来はこの問題を防止するためにポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）で転写を繰り返していた。
【００８２】
このＢＣＰ法では、エッチング後の凹凸構造を加熱することで、溝の側面を構成する第１ポリマーセグメント３２がアニール処理されて、第１ポリマーセグメント３２により画成される断面形状が図６（ｄ）に概念的に示すように比較的滑らかな傾斜面からなり、基材から上方に向かって先細りの山形（本願では「山形構造」と称する）になしている。このような山形構造では、オーバーハングは現れず、第１ポリマーセグメント３２に堆積された金属層は、その逆パターンに複製されるので、容易に剥離される。このような第２加熱工程の作用により、上記３つの問題点は解決することができることが明らかとなった。本出願人によると、ブロック共重合体のエッチング処理後に加熱処理して得られた凹凸構造からＮｉ電鋳により形成した金属基板の断面構造を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影したところ、凹凸は滑らかで凸はなだらかな山形であり、オーバーハングは全く見られないことが分かっている。一方、ブロック共重合体のエッチング処理後に第２加熱処理せずに得られた凹凸構造からＮｉ(ニッケル)電鋳により形成した金属基板の断面構造を示すＳＥＭ写真では、Ｎｉ部分がオーバーハング構造を含む複雑な形状の溝を形成しており、その内部に樹脂が浸入している様子が確認されている。
【００８３】
上記のような第１加熱工程、エッチング工程及び第２加熱工程を経て山形構造３８を形成したが、これに代えて以下に説明する溶媒アニール工程により波形構造３８ａを形成してもよい。なお、この場合、前述のブロック共重合体溶液の調製工程において、前記ブロック共重合体における前記第１のポリマーセグメントと前記第２のポリマーセグメントとの体積比（第１のポリマーセグメント：第２のポリマーセグメント）は、後述するような自己組織化による水平シリンダ構造を創生させるために、４：６〜６：４の範囲内であり、５：５程度であることがより好ましい。体積比が前記範囲外である場合には、水平シリンダ構造に起因する凹凸パターンを形成することが困難となり、球状や垂直シリンダ構造が現れる傾向がある。
【００８４】
［溶媒アニール工程］
前述の乾燥工程後に、薄膜３０を有機溶媒蒸気の雰囲気下で溶媒アニール（溶媒相分離）処理して、ブロック共重合体の相分離構造を薄膜３０内に形成させる。この溶媒アニール処理によってブロック共重合体の自己組織化が進行し、図７（ａ）に示すようにブロック共重合体が第１ポリマーセグメント３２と第２ポリマーセグメント３４の部分にミクロ相分離する。
【００８５】
溶媒アニール処理は、例えば、デシケータのような密閉可能な容器内部に有機溶媒の蒸気雰囲気をもたらし、この雰囲気下に対象物である薄膜３０を曝すことにより実施することができる。溶媒アニール処理に用いる有機溶媒としては、沸点が２０℃〜１２０℃の有機溶媒が好ましく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、二硫化炭素、それらの混合溶媒などを用いることができる。このうち、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトン、アセトン／二硫化炭素の混合溶媒が好ましい。
【００８６】
有機溶媒蒸気の濃度は、ブロック共重合体の相分離を促進する上で高い方が好ましく、飽和蒸気圧であることが望ましく、濃度管理も比較的容易である。例えば、有機溶媒がクロロホルムの場合、飽和蒸気量は室温（０℃〜４５℃）にて０．４  ｇ／ｌ〜２．５  ｇ／ｌであることが知られている。溶媒アニールの雰囲気温度は、０℃〜４５℃で行うのがよい。４５℃より高くなると、薄膜に形成される凹凸構造がなまって崩れ易くなる。０℃より低い環境では、有機溶媒が蒸発しにくくなり、ブロックコポリマーの相分離が起こり難くなる。溶媒アニール処理の処理時間は６時間〜１６８時間、好ましくは１２時間〜４８時間、さらに好ましくは１２時間〜３６時間にすることができる。溶媒アニール処理時間が長すぎると塗膜の表面に前記他のホモポリマーが析出したり、凹凸形状がくずれ（なまる）たりする傾向にある。一方、アニール処理時間が短すぎると凹凸構造の溝が浅く、モールドを用いて回折格子を作製した場合、その回折効果が不十分となる。
【００８７】
通常、ブロックコポリマーを構成する第１のホモポリマーと第２のホモポリマーの混合比が同等（５：５）かそれに近い場合には、熱アニール処理によってラメラ型の相分離構造が現れ、３：７程度ではシリンダ状構造が現れ、２：８程度では球状構造が現れることが通常知られている。しかしながら、溶媒アニール処理を行うと、ブロックコポリマーを構成する第１のホモポリマーと第２のホモポリマーの混合比が４：６〜６：４であっても水平方向にシリンダ構造として相分離が起こることを本出願人は見出した。この理由については明らかではないが、本出願人は有機溶媒が一方のホモポリマーに浸透してそのホモポリマーが膨潤する結果、第１のホモポリマーと第２のホモポリマーの見かけの体積比率が実際の第１のホモポリマーと第２のホモポリマーの混合比と異なるためであると考えている。
【００８８】
この水平シリンダ構造は、図７（ａ）に示すように、第２のホモポリマー３４の層中に第１のホモポリマー３２がシリンダ状に基材１０の表面とほぼ平行な方向に延在するように配向している。この結果、第１のホモポリマー３２が存在している部分では第２のホモポリマー３４の表層部分が滑らかに隆起して波形を形成する。なお、図７（ｂ）に示すように、第１のホモポリマー３２が基材１０の表面とほぼ平行な方向に延在するシリンダ状配列が基材１０の表面と垂直方向（高さ方向）に複数層（複数段）をなして形成されていてもよい。隆起した波形構造は、そのまま回折格子など光学基板の凹凸パターンとして利用することができる。このため、熱アニールによる相分離の場合と異なり、相分離の後にエッチングにより一方のホモポリマーを除去する必要がない。なお、水平シリンダ構造の一部に垂直シリンダあるいは球状の構造を含んでも良い。
【００８９】
溶媒アニール処理によってポリマーセグメント３４により画成される表面形状は図７（ａ）に概念的に示すように比較的滑らかな傾斜面からなり、基材から上方に向かって波形（本願では適宜「波形構造」と称する）をなしている。このような波形構造では、オーバーハングはなく、この波形構造３８ａに堆積された金属層は、その逆パターンに複製されるので、容易に剥離される。
【００９０】
溶媒アニール処理では、前述のエッチング処理及び第２加熱工程が不要となるため、基板作製プロセスを簡略化させることができる。また、エッチング処理はエッチング液の使用や一方のホモポリマーの除去により基板上に汚れやゴミが発生し易いという問題があるが、溶媒アニール処理によりエッチング処理が不要になるためこの問題も解消され、異物の付着が少ない基板を得ることができる。
【００９１】
さらに、溶媒アニール処理により得られた薄膜３８ａの凹凸構造に加熱処理を施してもよい。溶媒アニール処理で波形の凹凸構造が既に形成されているために、この加熱処理は、形成された凹凸構造をなましたりするが、必ずしも必要ではない。何らかの原因で、前記溶媒アニール処理後の凹凸構造の表面の一部に突起が生じている場合や、凹凸構造の周期や高さを調整する目的のために有効となる場合がある。加熱温度は、例えば、第１及び第２ポリマーセグメント３２、３４のガラス転移温度以上にすることができ、例えば、それらのホモポリマーのガラス転移温度以上で且つガラス転移温度より７０℃高い温度以下にすることができる。加熱処理は、オーブン等を用いて大気雰囲気下で行うことができる。
【００９２】
こうして第２加熱工程で得られた山形構造３８または溶媒アニール工程で得られた波形構造３８ａを有する基材１０は、本発明の検査装置及び検査方法における検査対象となる。また、この基材１０は、後工程の転写用のマスターとして使用される。山形構造３８または波形構造３８ａを表す凹凸の平均ピッチとしては、１００〜１５００ｎｍの範囲であることが好ましく、２００〜１２００ｎｍの範囲であることがより好ましい。凹凸の平均ピッチが前記下限未満では、可視光の波長に対してピッチが小さくなりすぎるため、かかる母型を用いて得られる回折格子において必要な可視光の回折が生じにくく、前記上限を超えると、かかる母型を用いて得られる回折格子の回折角が小さくなり、回折格子としての機能を十分に発揮できなくなる。なお、凹凸の平均ピッチは次のようにして求めることができる。回折格子の任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）または１０μｍ角（縦１０μｍ、横１０μｍ）の測定領域を原子間力顕微鏡で測定して凹凸解析画像を求める。得られた凹凸解析画像に対し、１次傾き補正を含むフラット処理を施した後に、２次元高速フーリエ変換処理を施すことによりフーリエ変換像を得る。フーリエ変換像の各点について、フーリエ変換像の原点からの距離（単位：μｍ−１）と強度を求める。続いて、同じ距離にある点については強度の平均値を求める。以上のようにして、求められたフーリエ変換像の原点からの距離と強度の平均値の関係をプロットし、スプライン関数によりフィッティングをかけ、強度がピークとなる波数を平均波数（μｍ−１）とし、その逆数をとって平均ピッチとする。また、平均ピッチは、別の方法、たとえば、回折格子の任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）または１０μｍ角（縦１０μｍ、横１０μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を求め、かかる凹凸解析画像中における、任意の隣り合う凸部同士又は隣り合う凹部同士の間隔を１００点以上測定し、その平均を算出して凹凸の平均ピッチを求めてもよい。
【００９３】
なお、フーリエ変換像は波数の絶対値が０μｍ−１である原点を略中心とする円状の模様を示しており、且つ前記円状の模様が波数の絶対値が１０μｍ−１以下（より好ましくは０．６６７〜１０μｍ−１、更に好ましくは０．８３３〜５μｍ−１の範囲内）となる領域内に存在する。フーリエ変換像の円状の模様は、フーリエ変換像において輝点が集合することにより観測される模様である。ここにいう「円状」とは、輝点が集合した模様がほぼ円形の形状に見えることを意味し、外形の一部が凸状又は凹状となっているように見えるものも含む概念である。輝点が集合した模様がほぼ円環状に見えることもあり、この場合を「円環状」として表現する。なお、「円環状」は、環の外側の円や内側の円の形状がほぼ円形の形状に見えるものも含み且つかかる環の外側の円や内側の円の外形の一部が凸状又は凹状となっているように見えるものも含む概念である。また、「円状又は円環状の模様が波数の絶対値が１０μｍ−１以下（より好ましくは０．６６７〜１０μｍ−１の範囲内、更に好ましくは０．８３３〜５μｍ−１の範囲内）となる領域内に存在する」とは、フーリエ変換像を構成する輝点のうちの３０％以上（より好ましくは５０％以上、更により好ましくは８０％以上、特に好ましくは９０％以上）の輝点が波数の絶対値が１０μｍ−１以下（より好ましくは０．６６７〜１０μｍ−１の範囲内、更に好ましくは０．８３３〜５μｍ−１の範囲内）となる領域内に存在することをいう。なお、凹凸構造のパターンとフーリエ変換像との関係について、次のことが分かっている。凹凸構造自体にピッチの分布や指向性もない場合には、フーリエ変換像もランダムなパターン（模様がない）で現れるが、凹凸構造がＸＹ方向に全体として等方的であるがピッチに分布がある場合には、円または円環状のフーリエ変換像が現れる。また、凹凸構造が単一のピッチを有する場合には、フーリエ変換像に現れる円環がシャープになる傾向がある。
【００９４】
前記凹凸解析画像の２次元高速フーリエ変換処理は、２次元高速フーリエ変換処理ソフトウエアを備えたコンピュータを用いた電子的な画像処理によって容易に行うことができる。
【００９５】
また、山形構造３８または波形構造３８ａを表す凹凸の平均高さ（深さ）としては２０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、３０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。凹凸の平均高さが前記下限未満では、可視光の波長に対し高さが不足するため回折が不十分となり、前記上限を超えると、得られた回折格子を有機ＥＬ素子の光取り出し口側の光学素子として利用した場合に、ＥＬ層内部の電界分布が不均一となり特定の箇所に電界が集中することによる発熱によって素子が破壊されやすくなり、また寿命が短くなり易くなる。なお、凹凸の平均高さとは、山形構造３８または波形構造３８ａの表面における凹凸の高さ（凹部及び凸部との深さ方向の距離）を測定した場合において、凹凸の深さ分布の平均値のことをいう。また、このような凹凸の深さ分布の平均値は、表面の凹凸の形状を走査型プローブ顕微鏡（例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」等）を用いて凹凸解析画像を測定した後に、かかる凹凸解析画像中における、任意の凹部及び凸部との深さ方向の距離を１００点以上測定し、その平均を求めて算出される値を採用する。
【００９６】
［シード層形成工程及び電鋳工程］
上記のようにして第２加熱工程で得られたマスターの山形構造３８または溶媒アニール工程で得られた波形構造３８ａの表面に、図８（ａ）に示すように、後続の電鋳処理のための導電層となるシード層４０を形成する。シード層４０は、無電解めっき、スパッタまたは蒸着により形成することができる。シード層４０の厚みとして、後続の電鋳工程における電流密度を均一にして後続の電鋳工程により堆積される金属層の厚みを一定にするために、１０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｎｍ以上である。シード層の材料として、例えば、ニッケル、銅、金、銀、白金、チタン、コバルト、錫、亜鉛、クロム、金・コバルト合金、金・ニッケル合金、ホウ素・ニッケル合金、はんだ、銅・ニッケル・クロム合金、錫ニッケル合金、ニッケル・パラジウム合金、ニッケル・コバルト・リン合金、またはそれらの合金などを用いることができる。なお、シード層は、図６（ｃ）に示したような複雑な断面構造に比べて、図６（ｄ）あるいは図７（ａ）および（ｂ）に示したような山形あるいは波形の比較的滑らかな構造により漏れなくしかもより均一な厚みで付着すると考えられる。
【００９７】
次に、図８（ｂ）に示すようにシード層４０上に電鋳（電界メッキ）により金属層５０を堆積させる。金属層５０の厚みは、例えば、シード層４０の厚みを含めて全体で１０〜３０００μｍの厚さにすることができる。電鋳により堆積させる金属層５０の材料として、シード層４０として用いることができる上記金属種のいずれかを用いることができる。金属基板のモールドとしての耐摩耗性や、剥離性などの観点からは、ニッケルが好ましく、この場合、シード層４０についてもニッケルを用いることが好ましい。電鋳における電流密度は、ブリッジを抑制して均一な金属層を形成するとともに、電鋳時間の短縮の観点から、例えば、０．０３〜１０Ａ／ｃｍ２にし得る。なお、形成した金属層５０は、後続の樹脂層の押し付け、剥離及び洗浄などの処理の容易性からすれば、適度な硬度及び厚みを有することが望ましい。電鋳により形成される金属層の硬度を向上させる目的で、金属層の表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）処理やＣｒめっき加工処理を実施してもよい。あるいは、金属層をさらに熱処理してその表面硬度を高くしても良い。
【００９８】
［剥離工程］
上記のようにして得られたシード層４０を含む金属層５０を、凹凸構造を有する基材から剥離してファザーとなる金属基板を得る。剥離方法は物理的に剥がしても構わないし、第１ホモポリマー及び残留するブロック共重合体を、それらを溶解する有機溶媒、例えば、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルムなどを用いて溶解して除去してもよい。
【００９９】
［洗浄工程］
上記のように金属基板７０を山型構造３８または波形構造３８ａを有する基材１０から剥離するときに、図８（ｃ）に示すように、第１ポリマーセグメントや第２ポリマーセグメントのようなポリマーの一部６０が金属基板７０に残留する場合がある。このような場合には、それらの残留した部分６０を洗浄にて除去することができる。洗浄方法としては、湿式洗浄や乾式洗浄を用いることができる。湿式洗浄としてはトルエン、テトラヒドロフラン等の有機溶剤、界面活性剤、アルカリ系溶液での洗浄などにより除去することができる。有機溶剤を用いる場合には、超音波洗浄を行ってもよい。また電解洗浄を行うことにより除去しても良い。乾式洗浄としては、紫外線やプラズマを使用したアッシングにより除去することができる。湿式洗浄と乾式洗浄を組み合わせて用いてもよい。このような洗浄後に、純水や精製水でリンスし、乾燥後にオゾン照射してもよい。こうして所望の凹凸構造を有する金属基板（モールド）７０が得られる（図８（ｄ））。この金属基板７０は、光非透過性基板として本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。
【０１００】
次に、得られた金属基板７０を用いて、有機ＥＬ素子などに用いられる回折格子を製造する方法について図９（ａ）〜図９（ｅ）を参照して説明する。
【０１０１】
［金属基板の離型処理工程］
モールドとしての金属基板７０を用いてその凹凸構造を樹脂に転写する際に、樹脂からの離型を向上させるために金属基板７０に離型処理を行っても良い。離型処理としては、表面エネルギーを下げる処方が一般的であり、特に制限はないが、フッ素系の材料やシリコーン樹脂等の離型剤７２を図９（ａ）に示すように金属基板７０の凹凸表面７０ａにコーティングしたり、フッ素系のシランカップリング剤で処理する方法、ダイヤモンドライクカーボンを表面に成膜することなどが挙げられる。
【０１０２】
［金属基板の樹脂層への転写工程］
得られた金属基板７０を用いて、金属基板の凹凸構造（パターン）を樹脂層８０に転写することでマザーを製造する。この転写処理の方法として、図９（ｂ）に示すように、例えば、硬化性樹脂を透明支持基板９０に塗布した後、金属基板７０の凹凸構造を樹脂層８０に押し付けつつ樹脂層８０を硬化させる。透明支持基板９０として、例えば、ガラス等の透明無機材料からなる基材；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂からなる基材；これらの樹脂からなる基材の表面にＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＯｘＮｙ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の無機物からなるガスバリア層を形成してなる積層基材；これらの樹脂からなる基材及びこれらの無機物からなるガスバリア層を交互に積層してなる積層基材が挙げられる。また、透明支持基板の厚みは、１〜５００μｍの範囲にし得る。
【０１０３】
硬化性樹脂としては、例えば、光硬化および熱硬化、湿気硬化型、化学硬化型（二液混合）等の樹脂を挙げることができる。具体的にはエポキシ系、アクリル系、メタクリル系、ビニルエーテル系、オキセタン系、ウレタン系、メラミン系、ウレア系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系、ポリアミド系、等のモノマー、オリゴマー、ポリマー等の各種樹脂が挙げられる。硬化性樹脂の厚みは０．５〜５００μｍの範囲であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、硬化樹脂層の表面に形成される凹凸の高さが不十分となり易く、前記上限を超えると、硬化時に生じる樹脂の体積変化の影響が大きくなり凹凸形状が良好に形成できなくなる可能性がある。
【０１０４】
硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法，カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜２５０℃の範囲であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２〜５Ｊ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
【０１０５】
次いで、硬化後の硬化樹脂層８０から金属基板７０を取り外す。金属基板７０を取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、任意の知られた方法を採用することができる。こうして図９（ｃ）に示すように、透明支持基板９０上に凹凸が形成された硬化樹脂層８０を有する樹脂フィルム構造体１００を得ることができる。樹脂構造体１００はそのまま回折格子として使用し得る。樹脂構造体１００は、光透過性基板として本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。
【０１０６】
ＢＣＰ法による基板の製造方法は、有機ＥＬ素子の光取り出し口側に設けられる回折格子を製造するためだけではなく、各種のデバイスに使用される微細パターンを有する光学部品の製造に用いることができる。例えば、ワイヤグリッド偏光子、反射防止フィルム、あるいは太陽電池の光電変換面側に設置することにより太陽電池内部への光閉じ込め効果を付与するための光学素子を製造するために使用することができる。
【０１０７】
こうして所望のパターンを有する樹脂フィルム構造体１００を得ることができるが、樹脂フィルム構造体１００の反転パターンを回折格子として使用する場合には、上記の金属基板の転写工程を経て得られた樹脂フィルム構造体１００をマザーとして用いて、樹脂フィルム構造体１００を作製したときと同様に、図９（ｄ）に示すように別の透明支持基材９２上に硬化性樹脂層８２を塗布して、樹脂フィルム構造体１００を硬化性樹脂層８２に押し付けて硬化性樹脂層８２を硬化させる。次いで、樹脂フィルム構造体１００を、硬化した硬化性樹脂層８２から剥離することにより、図９（ｅ）に示すような別の樹脂フィルム構造体であるレプリカ１１０を得ることができる。さらに、レプリカ１１０を母型として上記転写工程を実施してレプリカ１１０の反転パターンのレプリカを製造してもよく、反転パターンのレプリカを母型として上記転写工程を再度繰り返して子レプリカを形成してもよい。そのようなレプリカ１１０や子レプリカもまた、不規則な凹凸パターンを表面に有するので、本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。
【０１０８】
次に、得られた樹脂フィルム構造体１００をさらに母型として用いてゾルゲル材料からなる凹凸を有する構造体（以下、適宜、「ゾルゲル構造体」または「ゾルゲル材料基板」という）を作製する方法を説明する。ゾルゲル材料を用いて凹凸パターンを有する基板の形成方法は、主に、ゾル溶液を調製する溶液調製工程、調製されたゾル溶液を基板に塗布する塗布工程、基板に塗布されたゾル溶液の塗膜を乾燥する乾燥工程、転写パターンが形成されたモールドを押し付ける押圧工程、モールドが押し付けられた塗膜を仮焼成する仮焼成工程、モールドを塗膜から剥離する剥離工程、及び塗膜を本焼成する本焼成工程を有する。以下、各工程について順に説明する。
【０１０９】
ゾルゲル法によりパターンが転写される塗膜を形成するため、最初にゾル溶液を調製する（溶液調製工程）。例えば、基板上に、シリカをゾルゲル法で合成する場合は、金属アルコキシド（シリカ前駆体）のゾル溶液を調製する。シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン（ＭＴＥＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラ−ｉ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉ−ブトキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔ−ブトキシシラン等のテトラアルコキシドモノマーや、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、トリルトリエトキシシラン等のトリアルコキシドモノマー、トリアルコキシドモノマー、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピルジイソプロポキシシラン、ジプロピルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジプロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｔ−ブトキシシラン等のジアルコキシシランに代表されるジアルコキシドモノマー、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するモノマー、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するモノマー、ｐ−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル基を有するモノマー、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル基を有するモノマー、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル基を有するモノマー、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するモノマー、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するモノマー、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するモノマー、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド基を有するモノマー、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するモノマー、これらモノマーを少量重合したポリマー、前記材料の一部に官能基やポリマーを導入したことを特徴とする複合材料などの金属アルコキシドが挙げられる。また、これらのアルキル基やフェニル基の一部、あるいは全部がフッ素で置換されていてもよい。さらに、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、オキシ塩化物、塩化物や、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。また、金属種としては、Ｓｉ以外にＴｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｉｎなどや、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。上記酸化金属の前駆体を適宜混合したものを用いることもできる。また、これらの表面に疎水化処理を行ってもよい。疎水化処理の方法は知られている方法を用いればよく、例えば、シリカ表面であれば、ジメチルジクロルシラン、トリメチルアルコキシシラン等で疎水化処理することもできるし、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチルシリル化剤とシリコーンオイルで疎水化処理する方法を用いてもよいし、超臨界二酸化炭素を用いた金属酸化物粉末の表面処理方法を用いてもよい。さらに、シリカの前駆体として、分子中にシリカと親和性、反応性を有する加水分解基および撥水性を有する有機官能基を有するシランカップリング剤を用いることができる。例えば、ｎ−オクチルトリエトキシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等のシランモノマー、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のビニルシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン等のサルファーシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（Ｎ−フェニル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、これらモノマーを重合したポリマー等が挙げられる。
【０１１０】
ＴＥＯＳとＭＴＥＳの混合物を用いる場合には、それらの混合比は、例えばモル比で１：１にすることができる。このゾル溶液は、加水分解及び重縮合反応を行わせることによって非晶質シリカを生成する。合成条件として溶液のｐＨを調整するために、塩酸等の酸またはアンモニア等のアルカリを添加する。ｐＨは４以下もしくは１０以上が好ましい。また、加水分解を行うために水を加えてもよい。加える水の量は、金属アルコキシド種に対してモル比で１．５倍以上にすることができる。ゾルゲル材料としてシリカ以外の材料を用いることができ、例えばＴｉ系の材料やＩＴＯ（インジウムスズオキサイド）系の材料、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ等を使用し得る。
【０１１１】
溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ブタノール等のアルコール類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−２−プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、２硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物、水、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。特に、エタノールおよびイソプロピルアルコールが好ましく、またそれらに水を混合したものも好ましい。
【０１１２】
添加物としては、粘度調整のためのポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコールや、溶液安定剤であるトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、アセチルアセトンなどのβ−ジケトン、β−ケトエステル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサンなどを用いることが出来る。
【０１１３】
上記のように調製したゾル溶液を基板上に塗布する（塗布工程）。基板として、ガラスや石英、シリコン基板等の無機材料からなる基板やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアリレート等の樹脂基板を用い得る。基板は透明でも不透明でもよい。この基板から得られた凹凸パターン基板を後述する有機ＥＬ素子の製造に用いるのであれば、基板は耐熱性、ＵＶ光等に対する耐光性を備える基板が望ましい。この観点から、基板として、ガラスや石英、シリコン基板等の無機材料からなる基板がより好ましい。基板上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよいし、水分や酸素等の気体の浸入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けるなどしてもよい。塗布方法として、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法などの任意の塗布方法を使用することができるが、比較的大面積の基板にゾル溶液を均一に塗布可能であること、ゾル溶液がゲル化する前に素早く塗布を完了させることができることからすれば、バーコート法、ダイコート法及びスピンコート法が好ましい。なお、後の工程でゾルゲル材料層による所望の凹凸パターンが形成されるため基板表面（表面処理や易接着層がある場合にはそれらも含めて）は平坦でよく、この基板自体は所望の凹凸パターンを有さない。
【０１１４】
塗布工程後、塗布した塗膜（以下、適宜、「ゾルゲル材料層」とも言う）中の溶媒を蒸発させるために基板を大気中もしくは減圧下で保持する（乾燥工程）。次いで樹脂フィルム構造体１００（モールド）を塗膜に押し付ける（押圧工程）。この際、押圧ロールを用いて樹脂フィルム構造体１００を押し付けてもよい。ロールプロセスでは、プレス式と比較して、モールドと塗膜とが接する時間が短いため、モールドや基板及び基板を設置するステージなどの熱膨張係数の差によるパターンくずれを防ぐことができること、ゲル溶液中の溶媒の突沸によってパターン中にガスの気泡が発生したり、ガス痕が残ることを防止することができること、基板（塗膜）と線接触するため、転写圧力及び剥離力を小さくでき、大面積化に対応し易いこと、押圧時に気泡をかみ込むことがないなどの利点を有する。また、樹脂フィルム構造体１００を押し付けながら加熱してもよい。
【０１１５】
塗膜（ゾルゲル材料層）にモールドとしての樹脂フィルム構造体１００を押し付けた後、塗膜を仮焼成してもよい（仮焼成工程）。仮焼成することにより塗膜のゲル化を進め、パターンを固化し、剥離の際に崩れにくくする。仮焼成を行う場合は、大気中で４０〜１５０℃の温度で加熱することが好ましい。なお、仮焼成は必ずしも行う必要はない。
【０１１６】
押圧工程または仮焼成工程後の塗膜（ゾルゲル材料層）から樹脂フィルム構造体１００を剥離する。押圧の際にロールを使用すると、プレート状モールドに比べて剥離力は小さくてよく、塗膜がモールドに残留することなく容易にモールドを塗膜から剥離することができる。
【０１１７】
基板の塗膜（ゾルゲル材料層）から樹脂フィルム構造体１００が剥離された後、塗膜を本焼成する（本焼成工程）。本焼成により塗膜を構成するシリカ（アモルファスシリカ）中に含まれている水酸基などが脱離して塗膜がより強固となる。本焼成は、２００〜１２００℃の温度で、５分〜６時間程度行うのが良い。こうして塗膜は硬化して樹脂フィルム構造体１００の凹凸パターンに対応する凹凸パターン膜を有するゾルゲル構造体（回折格子）、すなわち、平坦な基板上に不規則な凹凸パターンを有するゾルゲル材料層が直接形成されたゾルゲル構造体（回折格子）が得られる。この時、ゾルゲル材料層であるシリカは、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質または結晶質、または非晶質と結晶質の混合状態となる。こうして得られたゾルゲル構造体もまた、本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。
【０１１８】
樹脂フィルム構造体１００を用いてレプリカ１１０（またはゾルゲル構造体）を複製する際、または得られたレプリカ１１０（またはゾルゲル構造体）を用いてさらに別のレプリカ（またはゾルゲル構造体）を複製する際には、樹脂フィルム構造体１００またはレプリカ１１０の凹凸パターンが形成された面に蒸着法またはスパッタ法などの気相法により膜を積層してもよい。このように膜を積層することにより、その表面に樹脂を塗布する等して転写等を行う際に、その樹脂（例えばＵＶ硬化樹脂）との密着性を低下させることができ、母型を剥がし易くなる。また、このような蒸着膜は、例えば、アルミニウム、金、銀、白金、ニッケル等の金属、酸化アルミニウム等の金属酸化物が挙げられる。また、このような膜の厚みとしては５〜５００ｎｍであることが好ましい。このような厚みが前記下限未満では均一な膜が得られにくく十分な密着性の低下効果が薄れ、前記上限を超えると母型の形状がなまり易くなる。樹脂フィルム構造体１００またはレプリカ１１０の硬化樹脂層がＵＶ硬化樹脂からなる場合には、樹脂硬化後に、再度、紫外光を照射するなどして、適宜ポストキュアを行ってもよい。
【０１１９】
また、図９（ｂ）及び（ｄ）に示した工程では透明支持基板９０，９２に硬化性樹脂８０，８２をそれぞれ塗布したが、母型である金属基板７０または硬化した樹脂層８０の表面に直接、硬化性樹脂を塗布し、硬化後に取り外したものを母型としてもよい。あるいは、母型の表面に樹脂を塗布する代わりに、樹脂の塗膜に母型を押し付け、かかる樹脂を硬化させて得られる硬化樹脂の凹凸膜を母型としてもよい。
【０１２０】
Ｂ．ＢＫＬ法による基板の製造方法
ＢＫＬ法は、ＷＯ２０１１／００７８７８Ａ１に詳しく記載されているように、７０℃以上の温度条件下において、熱により体積が変化するポリマーからなるポリマー膜の表面に蒸着膜を形成した後、前記ポリマー膜及び前記蒸着膜を冷却することにより、前記蒸着膜の表面に皺による凹凸を形成する工程（凹凸形状形成工程）と、前記蒸着膜上に母型材料を付着させ硬化させた後に、硬化後の母型材料を前記蒸着膜から取り外して母型を得る工程（母型形成工程）とを含む。
【０１２１】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、ＢＫＬ法による回折格子の製造方法における母型の製造方法の好適な一実施形態を説明するための模式図である。図１０（ａ）は、母型の製造方法においてポリマー膜２７の表面に蒸着膜２８を形成した状態を模式的に示す断面図であり、図１０（ｂ）は、ポリマー膜２７及び蒸着膜２８を冷却することにより蒸着膜２８の表面に皺による凹凸を形成した状態を模式的に示す断面図であり、図１０（ｃ）は、凹凸が形成された蒸着膜２８上に母型材料２９を付着させ硬化させた状態を模式的に示す断面図であり、図１０（ｄ）は、硬化後の母型２９を蒸着膜２８から取り外した状態を模式的に示す断面図である。
【０１２２】
凹凸形状形成工程においては、先ず、熱により体積が変化するポリマーからなるポリマー膜を準備する。熱により体積が変化するポリマーとしては、加熱又は冷却により体積が変化するもの（例えば、熱膨張係数が５０ｐｐｍ／Ｋ以上のもの）を適宜使用することができるが、ポリマーの熱膨張係数と蒸着膜の熱膨張係数との差が大きく、高い柔軟性を有しているために、蒸着膜の表面に皺による凹凸が形成しやすいという観点から、シリコーン系ポリマーがより好ましく、ポリジメチルシロキサンを含有するシリコーン系ポリマーであることが特に好ましい。また、このようにポリマー膜を形成する方法としては、例えば、スピンコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法，カーテンコート法、インクジェット法、スプレーコート法、スパッタ法、真空蒸着法等を採用することができる。さらに、このようなポリマー膜の厚みとしては、１０〜５０００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜２０００μｍの範囲であることがより好ましい。
【０１２３】
凹凸形状形成工程においては、次に、７０℃以上の温度条件下において、ポリマー膜２７の表面に蒸着膜２８を形成する（図１０（ａ）参照）。蒸着膜２８を形成する際の温度は７０℃以上であることが必要であるが、９０℃以上であることがより好ましい。前記温度が７０℃未満では、蒸着膜の表面に皺による凹凸を十分に形成することができない。蒸着膜２８を形成する方法としては、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法を適宜採用することができる。これらの方法の中でも、ポリマー膜の表面に形成されている凹凸の形状を維持するという観点から、蒸着法を採用することが好ましい。また、蒸着膜２８の材質は特に限定されないが、例えば、アルミニウム、金、銀、白金、ニッケル等の金属、酸化アルミニウム等の金属酸化物が挙げられる。
【０１２４】
凹凸形状形成工程においては、次いで、ポリマー膜２７及び蒸着膜２８を冷却することにより、蒸着膜２８の表面に皺による凹凸を形成する（図１０（ｂ）参照）。このように、ポリマー膜２７の熱膨張係数と蒸着膜２８の熱膨張係数との間には差があるため、図１０（ａ）に示すようなポリマー膜２７及び蒸着膜２８がそれぞれ熱により体積が変化して、図１０（ｂ）に示すように、蒸着膜２８の表面に皺による凹凸（いわゆるバックリングパターン、又は、いわゆるチューリングパターン）を形成することができる。また、冷却後のポリマー膜２７及び蒸着膜２８の温度は４０℃以下であることが好ましい。冷却後のポリマー膜２７及び蒸着膜２８の温度が前記上限を超える場合には、蒸着膜の表面に皺による凹凸を形成しにくくなる傾向にある。さらに、ポリマー膜２７及び蒸着膜２８を冷却する際の降温速度は１〜８０℃／分の範囲内とすることが好ましい。前記降温速度が前記下限未満では、凹凸が緩和されてしまう傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ポリマー膜又は蒸着膜の表面にクラック等の傷が発生しやすくなる傾向にある。
【０１２５】
母型形成工程においては、先ず、図１０（ｃ）に示すように、蒸着膜２８上に母型材料２９を付着させ硬化させる。このような母型材料２９としては、特に限定されず、例えば、ニッケル、ケイ素、炭化ケイ素、タンタル、グラッシーカーボン、石英、シリカ等の無機物；シリコーン系ポリマー（シリコーンゴム）、ウレタンゴム、ノルボルネン樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、アクリル、液晶ポリマー等の樹脂組成物が挙げられる。これらの母型材料２９の中でも、成形性、微細形状の追従性、型離れという観点から、シリコーン系ポリマー、ニッケル、ケイ素、炭化ケイ素、タンタル、グラッシーカーボン、石英、シリカがより好ましく、シリコーン系ポリマーが更により好ましく、ポリジメチルシロキサンを含有するシリコーン系ポリマーであることが特に好ましい。また、このように母型材料２９を付着させる方法としては、特に限定されず、例えば、真空蒸着法；スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法，カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。また、母型材料２９を硬化させる条件としては、使用する母型材料の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜２５０℃の範囲であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲であることが好ましい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
【０１２６】
母型形成工程においては、その後、図１０（ｄ）に示すように、硬化後の母型材料２９を蒸着膜２８から取り外して母型２９を得る。このように母型２９を蒸着膜２８から取り外す方法としては、特に限定されず、適宜公知の方法を採用することができる。こうして得られた母型２９は、本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。また、その途中過程で得られた不規則な凹凸パターンを表面に有する基板、例えば図１０（ｂ）に示すようなバックリングパターンを有する基板もまた、本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。
【０１２７】
ＢＫＬ法においては、ポリマー膜として得られた母型２９を用いて前記凹凸形状形成工程及び前記母型形成工程を繰り返してもよい。このようにして、母型の表面に形成されている皺を深くすることができ、母型の表面に形成されている凹凸の平均高さを大きくすることができる。
【０１２８】
また、得られた母型２９の表面に樹脂（母型材料に用いた材料）を塗布して硬化させた後、これを取り外したものを母型としてもよく、更に、得られた母型２９の表面に樹脂を塗布する代わりに、樹脂の塗膜に前記母型２９を押し付け、かかる樹脂を硬化させて得られる硬化樹脂の凹凸膜を母型としてもよい。このように、凹凸を反転させた樹脂膜も母型として利用できる。
【０１２９】
さらに、母型２９から１以上の中間的な母型を介して、凹凸の反転や転写を繰り返すことにより最終的な母型を製造してもよい。このような中間的な母型としては、上述のようにして適宜凹凸構造を反転又は転写させたものを利用できる。また、このように、凹凸の反転や転写を繰り返して母型を製造した場合には、母型の凹凸構造を転写する際に、樹脂膜等の剥離が困難な柔軟性のない基板（例えばガラス）を用いた場合にも凹凸構造の転写を容易にするために、一旦柔軟性のある材料（例えばプラスチックフィルムやシリコーンゴム）への転写を介することも可能となり、用いた母型と凹凸構造を合わせる（偶奇を合わせる）ことが容易になる傾向にある。また、これらの中間的な母型に熱により体積が変化するポリマーを塗布し、硬化させて得られたポリマー膜を母型２９とし、更に、前記凹凸形状形成工程及び前記母型形成工程を繰り返してもよい。また、中間的な母型がＵＶ硬化樹脂からなる場合には、その製造時に紫外光を照射して中間的な母型を得た後、再度、紫外光を照射してポストキュアを行ってもよい。このようにして、ＵＶ硬化樹脂からなる母型に再度、紫外光を照射してポストキュアを行うことにより、母型の架橋度が向上し、機械的強度や耐薬品性が向上する傾向にある。
【０１３０】
また、母型（中間的な母型を含む）に対して、公知の方法を利用してメッキ処理を施して母型を金属金型化してもよい。このようにしてメッキ化して金属金型化することにより、機械的強度に優れ、繰り返し使用が可能な母型を得られる傾向にある。このようにしてメッキ化した母型をナノインプリント等のモールドとして使用することで、硬化樹脂基板に繰り返し転写して所定の凹凸パターンを有する樹脂基板を量産することが可能となる。このようなメッキ化に利用できる材料としては、ニッケル、銅、鉄、ニッケルコバルト合金、ニッケル鉄合金等が挙げられる。なお、このようなメッキ層の厚みは、機械的な強度や金型作製に要する時間等の観点から、５０μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
【０１３１】
そして、このようにしてＢＫＬ法を実施して得られる母型（母型２９や、ポリマー膜として得られた母型２９を用いて前記凹凸形状形成工程及び前記母型形成工程を繰り返して得られる母型等）を、前記回折格子を形成するための母型として用いることができる。また、前記ＢＣＰ法を得られた樹脂フィルム構造体をさらに母型として用いてゾルゲル材料からなる凹凸を有するゾルゲル構造体を作製したのと同様にして、ＢＫＬ法を実施して得られた樹脂基板をさらに母型としてゾルゲル材料からなる凹凸を有するゾルゲル構造体を作製してもよい。
【０１３２】
また、ＢＫＬ法で得られた母型を大気圧下において８０〜２００℃程度の温度条件で１〜４８時間程度加熱したものを、回折格子の製造に用いる母型として用いてもよい。このようにして母型を加熱することにより、回折格子として、特に、有機ＥＬ素子用として良好な凹凸構造を有する回折格子が得られる。上記のようにしてＢＫＬ法を実施して不規則な凹凸パターンを表面に有する基板（母型）が得られるが、そのような基板を用いて転写により得られたいずれの基板やゾルゲル構造体もまた、本発明の検査装置及び検査方法の検査対象となる。
【０１３３】
＜有機ＥＬ素子の製造方法＞
次に、ＢＣＰ法やＢＫＬ法に例示されるような方法を用いて得られた樹脂フィルム構造体（または、ガラス基板またはゾルゲル材料で凹凸が形成されたゾルゲル構造体）のうち、前記の判定工程で合格した基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する。この製造方法のうち、樹脂フィルム構造体１００からなる回折格子について、図１１を参照しながら説明する。
【０１３４】
先ず、図１１に示すように、樹脂フィルム構造体１００の樹脂層８０上に、透明電極３を、樹脂層８０の表面に形成されている凹凸構造が維持されるようにして積層する。透明電極３の材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、金、白金、銀、銅が用いられる。これらの中でも、透明性と導電性の観点から、ＩＴＯが好ましい。透明電極３の厚みは２０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、導電性が不十分となり易く、前記上限を超えると、透明性が不十分となり発光したＥＬ光を十分に外部に取り出せなくなる可能性がある。透明電極３を積層する方法としては、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法を適宜採用することができる。これらの方法の中でも、密着性を上げるという観点から、スパッタ法が好ましい。なお、透明電極３を樹脂層８０上に設ける前に、樹脂フィルム構造体１００の樹脂層８０と反対側にガラス基板を張り付けてもよい。
【０１３５】
次に、透明電極３上に、図１１に示す有機層４を、樹脂層８０の表面に形成されている凹凸の形状が維持されるようにして積層する。このような有機層４は、有機ＥＬ素子の有機層に用いることが可能なものであればよく、特に制限されず、公知の有機層を適宜利用することができる。また、このような有機層４は、種々の有機薄膜の積層体であってもよく、例えば、図１１に示すような陽極バッファー層１１、正孔輸送層１２、及び電子輸送層１３からなる積層体であってもよい。ここで、陽極バッファー層１１の材料としては、例えば、銅フタロシアニン、ＰＥＤＯＴ等が挙げられる。また、正孔輸送層１２の材料としては、例えば、トリフェニルアミン、トリフェニルジアミン誘導体（ＴＰＤ）、ベンジジン、ピラゾリン、スチリルアミン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、カルバゾール等の誘導体が挙げられる。さらに、電子輸送層１３の材料としては、例えば、アルミニウムキノリノール錯体（Ａｌｑ）、フェナンスロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体が挙げられる。また、このような有機層４は、例えば、トリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、或いはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層との積層体や、またはこれらの正孔注入層、発光層、及び電子注入層との積層体であってもよい。
【０１３６】
有機層４は、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる積層体であってもよい。この場合、正孔輸送層の材料としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３ーメチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１３７】
また、発光層は、透明電極から注入された正孔と金属電極から注入された電子とを再結合させて発光させるために設けられており、発光層に使用できる材料としては、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、アルミニウムキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの有機金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体及び各種蛍光色素等を用いることができる。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。なお、前記燐光発光材料はイリジウムなどの重金属を含むことが好ましい。
【０１３８】
上述した発光材料をキャリア移動度の高いホスト材料中にゲスト材料としてドーピングして、双極子−双極子相互作用（フェルスター機構）、電子交換相互作用（デクスター機構）を利用して発光させても良い。また、電子輸送層の材料としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルミニウムキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの有機金属錯体などが挙げられる。さらに上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。なお、正孔輸送層もしくは電子輸送層が発光層の役割を兼ねていてもよい。この場合、透明電極と後述する金属電極の間の有機層は２層となる。
【０１３９】
さらに、このような有機層４への電荷注入又は正孔注入を容易にするという観点から、透明電極３上或いは有機層４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、Ｌｉ２Ｏ３等の金属フッ化物、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｓ等の活性の高いアルカリ土類金属、有機絶縁材料等からなる層を設けてもよい。
【０１４０】
有機層４が陽極バッファー層１１、正孔輸送層１２、及び電子輸送層１３からなる積層体である場合、硬化樹脂層の表面に形成されている凹凸の形状を維持するという観点から、陽極バッファー層１１、正孔輸送層１２、及び電子輸送層１３の厚みは、それぞれ１〜５０ｎｍの範囲、５〜２００ｎｍの範囲、及び５〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。また、有機層４が正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層からなる積層体である場合、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層の厚みは、それぞれ１〜２００ｎｍの範囲、５〜１００ｎｍの範囲、及び５〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。有機層４を積層する方法としては、蒸着法、スパッタ法、ダイコート法等の公知の方法を適宜採用することができる。これらの方法の中でも、樹脂層８０の表面に形成されている凹凸の形状を維持するという観点から、蒸着法が好ましい。
【０１４１】
有機ＥＬ素子形成工程においては、次いで、図１１に示すように、有機層４上に金属電極５を、樹脂層８０の表面に形成されている凹凸の形状が維持されるようにして積層する。金属電極５の材料としては、仕事関数の小さな物質を適宜用いることができ、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉが挙げられる。また、金属電極５の厚みは５０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、導電性が低下し易く、前記上限を超えると、凹凸形状の維持が困難となる可能性がある。金属電極５は、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法を採用して積層することができる。これらの方法の中でも、樹脂層８０の表面に形成されている凹凸構造を維持するという観点から、蒸着法が好ましい。こうして、図１１に示すような構造の有機ＥＬ素子４００が得られる。
【０１４２】
ＢＣＰ法で製造した樹脂フィルム構造体１００の樹脂層８０が山形構造または波形構造を有しているので、透明電極３、有機層４及び金属電極５がそれぞれ樹脂層８０の山形または波形構造が維持されるようにして積層され易く、有機層４で生じた光が各界面において全反射して素子の内部において多重反射を繰り返すことを十分に抑制できる。また、透明支持基板９０と空気との界面において全反射してしまった光を、回折効果により再出射させることもできる。さらに、透明電極３、有機層４及び金属電極５もまた樹脂層８０の表面に形成されている山形または波形構造と同様の構造になり易いので、その結果、透明電極３と金属電極５との電極間距離が部分的に短くなる。そのため、透明電極３と金属電極５との電極間距離が均一なものと比較して、電圧印加時において電界強度の増加を見込むことができ、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることもできる。
【０１４３】
本発明の基板の製造方法に従って製造された回折格子（基板）及びそれを含む有機ＥＬ素子において、回折格子の表面（硬化した硬化性樹脂表面）に形成されている凹凸の平均高さは、前述のように２０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、３０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。
【０１４４】
本発明に従って製造された回折格子(基板)及びそれを含む有機ＥＬ素子において、回折格子の表面（硬化した硬化性樹脂表面）に形成されている凹凸の平均ピッチは、前述のように１００〜１５００ｎｍの範囲であることが好ましく、２００〜１２００ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【実施例】
【０１４５】
以下、本発明を、実施例及び比較例により、具体的に説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。【０１４６】
実施例１
この実施例では、不規則な凹凸表面を有する基板として有機ＥＬ素子に用いられる回折格子基板を作製する。
＜回折格子モールドの作製＞
下記のようなポリスチレン（以下、適宜「ＰＳ」と略する）とポリメチルメタクリレート（以下、適宜「ＰＭＭＡ」と略する）とからなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ社製のブロック共重合体を用意した。
ＰＳセグメントのＭｎ＝７５０，０００、
ＰＭＭＡセグメントのＭｎ＝７２０，０００、
ブロック共重合体のＭｎ＝１，４７０，０００、
ＰＳセグメントとＰＭＭＡセグメントの体積比（ＰＳ：ＰＭＭＡ）＝５４：４６、
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．２１、ＰＳセグメントのＴｇ＝１０７℃、
ＰＭＭＡセグメントのＴｇ＝１３４℃【０１４７】
ブロック共重合体における第１及び第２のポリマーセグメントの体積比（第１のポリマーセグメント：第２のポリマーセグメント）は、ポリスチレンの密度が１．０５ｇ／ｃｍ３であり、ポリメチルメタクリレートの密度が１．１９ｇ／ｃｍ３であるものとして算出した。ポリマーセグメント又はポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（東ソー（株）製、型番「ＧＰＣ−８０２０」、ＴＳＫ−ＧＥＬ  ＳｕｐｅｒＨ１０００、ＳｕｐｅｒＨ２０００、ＳｕｐｅｒＨ３０００及びＳｕｐｅｒＨ４０００を直列に接続したもの）を用いて測定した。ポリマーセグメントのガラス転移点（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製、製品名「ＤＳＣ７」）を用いて、０〜２００℃の温度範囲について２０℃／ｍｉｎの昇温速度にて昇温しつつ測定した。ポリスチレン及びポリメチルメタクリレートの溶解度パラメーターはそれぞれ９．０及び９．３である（化学便覧  応用編  改定２版参照）。  【０１４８】
このブロック共重合体１５０ｍｇとポリエチレンオキシドとして４５ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール２０５０（平均Ｍｎ＝２０５０）に、トルエンを、総量が１５ｇになるように加えて溶解させた。【０１４９】
このブロック共重合体溶液を孔径０．５μｍのメンブレンフィルターでろ過してブロック共重合体溶液を得た。信越シリコーン社製ＫＢＭ−５１０３を１ｇ、イオン交換水を１ｇ、酢酸０．１ｍｌ、イソプロピルアルコールを１９ｇの混合溶液をガラス基板上にスピンコート塗布した（回転速度５００ｒｐｍで１０秒間行った後、引き続いて８００ｒｐｍで４５秒間行った）。１３０℃で１５分間処理して、シランカップリング処理ガラスを得た。得られたブロック共重合体溶液を、基材としてのシランカップリング処理ガラス上に、スピンコートにより１５０〜１７０ｎｍの膜厚で塗布した。スピンコートは、回転速度２００ｒｐｍで１０秒間行った後、引き続いて３００ｒｐｍで３０秒間行った。【０１５０】
次いで、薄膜が形成された基材を、予めクロロホルムの蒸気を充満したデシケータ中に２４時間、室温にて静置することで溶媒アニール処理を施した。デシケータ（容量５Ｌ）内には、クロロホルムを１００ｇ充填したスクリュー瓶が設置されており、デシケータ内の雰囲気は飽和蒸気圧のクロロホルムで満たされていた。溶媒アニール処理後の薄膜の表面には、凹凸が観察されて、薄膜を構成するブロック共重合体がミクロ層分離していることが分かった。この薄膜の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日立社製Ｈ−７１００ＦＡ）により観察したところ、ＰＳ部分の円形の断面が基板表面と平行な方向に互いに離隔しつつ、基板表面に垂直な方向（高さ方向）に二段に配列しており、原子間力顕微鏡の解析画像と併せて考察すると、ＰＳ部分がＰＭＭＡ部分から水平シリンダ構造に相分離していることが分かった。ＰＳ部分がコア（島）となり、その周りをＰＭＭＡ部分が取り囲んでいる（海）状態であった。こうして溶媒アニール処理により波形化された薄膜を得た。【０１５１】
溶媒アニール処理により波形化された薄膜の表面（電鋳前の段階）の凹凸形状を、原子間力顕微鏡（ＳＩＩナノテクノロジー社製の環境制御ユニット付走査型プローブ顕微鏡「ＮａｎｏｎａｖｉＩＩステーション／Ｅ−ｓｗｅｅｐ」）を用いて観察した。薄膜表面の凹凸解析画像から算出した、凹凸パターンの平均ピッチは３０５ｎｍ、凹凸の深さ（高さ）の平均値（ｍ）は、７８．１ｎｍ、凹凸の深さ分布の標準偏差（σ）は２４．７ｎｍ、凹凸の尖度は−０．６３であった。原子間力顕微鏡の解析条件以下の通りである。【０１５２】
測定モード：ダイナミックフォースモード
カンチレバー：ＳＩ−ＤＦ４０Ｐ２（材質：Ｓｉ、レバー幅：４０μｍ、チップ先端の直径：１０ｎｍ）
測定雰囲気：大気中
測定温度：２５℃【０１５３】
上記溶媒アニール処理により波形化された薄膜の表面に、スパッタにより、電流シード層として２０ｎｍ程度の薄いニッケル層を形成した。次いで、この薄膜付き基材をスルファミン酸ニッケル浴中に入れ、温度５０℃で、電鋳（最大電流密度０．０５Ａ／ｃｍ２）処理してニッケルを厚み２５０μｍになるまで析出させた。こうして得られたニッケル電鋳体から薄膜付き基材を機械的に剥離した。次に、ニッケル電鋳体をテトラヒドロフラン溶媒中に２時間浸け置き、その後、アクリル系ＵＶ硬化樹脂を塗布して硬化し、剥離することを３回繰り返すことで、電鋳体の表面に一部付着していたポリマー成分を除去した。その後、日本シービーケミカル製ケミゾール２３０３中に浸漬し、５０℃にて２時間攪拌しながら洗浄した。その後、ＵＶオゾン処理を１０分間ニッケル電鋳体に施した。【０１５４】
次いで、ニッケル電鋳体をダイキン化成品販売社製ＨＤ−２１０１ＴＨに約１分浸し、乾燥した後、一晩静置した。翌日、ニッケル電鋳体を、ダイキン化成品販売社製ＨＤＴＨ中に浸漬して約１分間超音波処理洗浄を行った。こうして離型処理されたニッケルモールドを得た。【０１５５】
ニッケル電鋳体の表面の凹凸の形状を前記原子間力顕微鏡を用いて観察した。原子間力顕微鏡の解析条件は前記と同様である。ニッケル電鋳体表面の凹凸解析画像から算出した薄膜表面の凹凸の平均高さ、及び凹凸高さの標準偏差は、それぞれ、４５．７ｎｍ及び２２．４ｎｍであった。【０１５６】
次に、ニッケル電鋳体をモールドとして用いて、以下のようにして凹凸パターン付き樹脂基板を作製した。ＰＥＴ基板（東洋紡製、コスモシャインＡ−４１００）上にフッ素系ＵＶ硬化性樹脂を塗布し、ニッケルモールドを押し付けながら、紫外線を６００ｍＪ／ｃｍ２で照射することでフッ素系ＵＶ硬化性樹脂を硬化させた。樹脂が硬化後、ニッケルモールドを硬化した樹脂から剥離した。こうしてニッケルモールドの表面形状が転写された凹凸パターン付き樹脂基板からなる回折格子を得た。この凹凸パターン付き樹脂基板はそのまま回折格子として用いることができるが、この実施例では、この凹凸パターン付き樹脂基板を、再びモールド(回折格子モールド)として用いて以下のようにして回折格子を作製した。【０１５７】
エタノール２４．３ｇ、水２．１６ｇ及び濃塩酸０．００９４ｇを混合した液に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）２．５ｇとメチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）２．１ｇを滴下して加え、２３℃、湿度４５％で２時間攪拌してゾル溶液を得た。このゾル溶液を、１５×１５×０．１１ｃｍのソーダライム製ガラス板上にバーコートした。バーコーターとしてドクターブレード（ＹＯＳＨＩＭＩＴＳＵ  ＳＥＩＫＩ社製）を用いた。このドクターブレードは塗膜の膜厚が５μｍとなるような設計であったがドクターブレードに３５μｍの厚みのイミドテープを張り付けて塗膜の膜厚が４０μｍとなるように調整した。塗布後６０秒が経過した後、回折格子モールドを、以下に記載するような方法で押圧ロールによりガラス板上の塗膜に押し付けた。【０１５８】
まず、回折格子モールドのパターンが形成された面を、ガラス基板の一端から他端に向かって２３℃の押圧ロールを回転させながらガラス基板上の塗膜に押し付けた。押圧終了直後に、基板をホットプレート上へ移動し、基板を１００℃で加熱した（仮焼成）。加熱を５分間続けた後、ホットプレート上から基板を取り外し、基板から回折格子モールドを端から手作業で剥離した。基板に対する回折格子モールドの角度（剥離角度）が約３０°になるように剥離した。次いで、基板をオーブンを用いて３００℃で６０分加熱して本焼成を行った。こうして、ゾルゲル材料からなる凹凸パターンが形成された回折格子を得た。【０１５９】
上記のようにして得られた、ブロック共重合体薄膜の溶媒アニール処理により波形化された薄膜を有する基板（以下、適宜「ＢＣＰ薄膜基板」という）、離型処理されたニッケルモールド、凹凸パターン付き樹脂基板（回折格子モールド）、及びゾルゲル材料からなる凹凸パターンが形成された回折格子（以下、適宜「ゾルゲル材料基板」という）について、図２に示した検査装置１０２を用いてミクロ検査及びマクロ検査を行った。【０１６０】
図２に示した検査装置１０２のミクロ検査部１０６において、ミクロ用透過光照明１２４として発光部面積２１ｍｍ×３００ｍｍの白色ＬＥＤバー照明（ＣＣＳ株式会社製、ＬＮＳＰ−３００ＳＷ）を用い、搬送系１０８の搬送面の下方２０ｍｍの位置に設置した。また、ミクロ用非透過光照明１２６として発光部面積２１ｍｍ×５００ｍｍの白色ＬＥＤバー照明（ＣＣＳ株式会社製、ＬＮＳＰ−５００ＳＷ）を用い、搬送系１０８の搬送面の上方１２０ｍｍの位置に設置した。ミクロカメラ１２２として４台の１５μｍ／画素のＣＣＤカメラ（竹中システム機器株式会社製、ＴＬ７４００−ＣＬ）を用い、搬送系１０８の搬送面の上方６５ｍｍの位置に設置した。ミクロカメラ間の距離は１０５ｍｍとなるようにした。検査装置１０２のマクロ検査部１０４においては、マクロ用透過光照明１１４として発光中心波長４６０ｎｍ、発光部面積１２ｍｍ×６００ｍｍの高指向性ＬＥＤバー照明（ＣＣＳ株式会社製、ＬＮＤ−６００Ｈ−ＢＬ）を用い、搬送系１０８の搬送面の下方２０ｍｍの位置に設置した。また、マクロ用非透過光照明１１６として発光中心波長４６０ｎｍ、発光部面積１２ｍｍ×６００ｍｍの高指向性ＬＥＤバー照明（ＣＣＳ株式会社製、ＬＮＤ−６００Ｈ−ＢＬ）を用い、搬送系１０８の搬送面の上方１２０ｍｍの位置に設置した。マクロカメラ１１２として１台の８０μｍ／画素のＣＣＤカメラ（ＤＡＬＳＡ社製、Ｓ３−２０−０２Ｋ４０）を用い、搬送系１０８の搬送面の上方４２５ｍｍの位置に設置した。【０１６１】
＜ＢＣＰ薄膜基板の検査＞
ミクロ用透過光照明１２４のミクロ検査位置ＭＩにおけるＢＣＰ薄膜基板への光の入射角と、ミクロカメラ１２２のミクロ検査位置ＭＩにおけるＢＣＰ薄膜基板からの受光角と、マクロ用透過光照明１１４のマクロ検査位置ＭＡにおけるＢＣＰ薄膜基板への光の入射角と、マクロカメラ１１２のマクロ検査位置ＭＡにおけるＢＣＰ薄膜基板からの受光角がそれぞれ４０°、６０°、４０°、６０°になるように設置した。大きさ４２０ｍｍ×５２０ｍｍで厚さ２．１ｍｍのＢＣＰ薄膜基板を検査装置１０２の搬送部１０８に設置し、速度３０ｍｍ／ｓで＋Ｙ方向に搬送しながら、ミクロ用透過光照明１２４を出力各１００Ｗで発光させ、ミクロカメラ１２２で撮影した。その後、前記ＢＣＰ薄膜基板を速度１３０ｍｍ／ｓで搬送部１０８上を−Ｙ方向に搬送しながら、マクロ用透過光照明１１４を出力各２７Ｗで発光させ、マクロカメラ１１２で撮影した。ミクロカメラ１２２及びマクロカメラ１１２の撮像周波数はそれぞれ２０００Ｈｚ及び１６２５Ｈｚであった。また、撮影前に、ミクロ検査位置ＭＩおよびマクロ検査位置ＭＡにおけるミクロカメラ１２２およびマクロカメラ１１２のピクセル値が最大の２５６の半分、すなわち１２８程度になるようにゲイン調整をおこなった。得られたミクロカメラ１２２からの像について制御系１１１にて、ボトムハット処理をかけマクロムラ補正をかけた後、輝度値の評価を行い、全画面の平均輝度値の９０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が９００μｍ２以上であればその部位を欠陥と判定した。また、得られたマクロカメラ１１２からの像の輝度値を制御系１１１にて評価し、良品部のピクセル値に比べ８０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が１ｍｍ２未満であれば輝度ムラがない良品と判定し、１ｍｍ２以上であれば輝度ムラがある不良品と判定した。ミクロ検査の結果、全画面の平均輝度値の８０％以下となる欠陥（暗欠陥）が１０８個、１２０％以上となる欠陥（明欠陥）が１３個存在した。マクロ検査の結果は全エリア正常範囲であった。【０１６２】
＜ニッケルモールドの検査＞
ミクロ用非透過光照明１２６のミクロ検査位置ＭＩにおけるニッケルモールドへの光の入射角と、ミクロカメラ１２２のミクロ検査位置ＭＩにおけるニッケルモールドからの受光角と、マクロ用非透過光照明１１６のマクロ検査位置ＭＡにおけるニッケルモールドへの光の入射角と、マクロカメラ１１２のマクロ検査位置ＭＡにおけるニッケルモールドからの受光角をそれぞれ３０°、６０°、３０°、６０°になるように設置した。大きさ４００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのニッケルモールドを検査装置１０２の搬送部１０８に設置し、速度３０ｍｍ／ｓで＋Ｙ方向に搬送しながら、ミクロ用非透過光照明１２６を出力各１００Ｗで発光させ、ミクロカメラ１２２で撮影した。その後、前記ニッケルモールドを速度１３０ｍｍ／ｓで搬送部１０８上を−Ｙ方向に搬送しながら、マクロ用非透過光照明１１６を出力各２７Ｗで発光させ、マクロカメラ１１２で撮影した。ミクロカメラ１２２及びマクロカメラ１１２の撮像周波数はそれぞれ２０００Ｈｚ及び１６２５Ｈｚであった。また、撮影前に、ミクロ検査位置ＭＩおよびマクロ検査位置ＭＡにおけるミクロカメラ１２２およびマクロカメラ１１２のピクセル値が最大の２５６の半分、すなわち１２８程度になるようにゲイン調整をおこなった。得られたミ
μクロカメラ１２２からの像について制御系１１１にて、ボトムハット処理をかけマクロムラ補正をかけた後、輝度値の評価を行い、全画面の平均輝度値の９０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が９００μｍ２以上であればその部位を欠陥と判定した。また、得られたマクロカメラ１１２からの像の輝度値を制御系１１１にて評価し、良品部のピクセル値に比べ８０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が１ｍｍ２未満であれば良品と判定し、１ｍｍ２以上であれば不良品と判定した。ミクロ検査の結果は全画面の平均輝度値の８０％以下となる欠陥（暗欠陥）が１２８個、１２０％以上となる欠陥（明欠陥）が４個存在した。マクロ検査の結果は全エリア正常範囲であった。【０１６３】
＜回折格子モールドの検査＞
ミクロ用透過光照明１２４のミクロ検査位置ＭＩにおける回折格子モールドへの光の入射角と、ミクロカメラ１２２のミクロ検査位置ＭＩにおける回折格子モールドからの受光角と、マクロ用透過光照明１１４のマクロ検査位置ＭＡにおける回折格子モールドへの光の入射角と、マクロカメラ１１２のマクロ検査位置ＭＡにおける回折格子モールドからの受光角がそれぞれ４０°、６０°、４０°、６０°になるように設置した。大きさ４００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの回折格子モールドを検査装置１０２の搬送部１０８に設置し、速度３０ｍｍ／ｓで＋Ｙ方向に搬送しながら、ミクロ用透過光照明１２４を出力各１００Ｗで発光させ、ミクロカメラ１２２で撮影した。その後、前記回折格子モールドを速度１３０ｍｍ／ｓで搬送部１０８上を−Ｙ方向に搬送しながら、マクロ用透過光照明１１４を出力各２７Ｗで発光させ、マクロカメラ１１２で撮影した。ミクロカメラ１２２及びマクロカメラ１１２の撮像周波数はそれぞれ２０００Ｈｚ及び１６２５Ｈｚであった。また、撮影前に、ミクロ検査位置ＭＩおよびマクロ検査位置ＭＡにおけるミクロカメラ１２２およびマクロカメラ１１２のピクセル値が最大の２５６の半分、すなわち１２８程度になるようにゲイン調整をおこなった。得られたミクロカメラ１２２からの像について制御系１１１にて、ボトムハット処理をかけマクロムラ補正をかけた後、輝度値の評価を行い、全画面の平均輝度値の９０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が９００μｍ２以上であればその部位を欠陥と判定した。また、得られたマクロカメラ１１２からの像の輝度値を制御系１１１にて評価し、良品部のピクセル値に比べ８０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が１ｍｍ２未満であれば良品と判定し、１ｍｍ２以上であれば不良品と判定した。ミクロ検査の結果は全画面の平均輝度値の８０％以下となる欠陥（暗欠陥）が１４５個、１２０％以上となる欠陥（明欠陥）が５３個存在した。マクロ検査の結果は全エリア正常範囲であった。【０１６４】
＜ゾルゲル材料基板の検査＞
ミクロ用透過光照明１２４のミクロ検査位置ＭＩにおけるゾルゲル材料基板への光の入射角と、ミクロカメラ１２２のミクロ検査位置ＭＩにおけるゾルゲル材料基板からの受光角と、マクロ用透過光照明１１４のマクロ検査位置ＭＡにおける回折格子モールドへの光の入射角と、マクロカメラ１１２のマクロ検査位置ＭＡにおけるゾルゲル材料基板からの受光角がそれぞれ４０°、６０°、４０°、６０°になるように設置した。大きさ４００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのゾルゲル材料基板を検査装置１０２の搬送部１０８に設置し、速度３０ｍｍ／ｓで＋Ｙ方向に搬送しながら、ミクロ用透過光照明１２４を出力（各１００Ｗ）で発光させ、ミクロカメラ１２２で撮影した。その後、前記ゾルゲル材料基板を速度１３０ｍｍ／ｓで搬送部１０８上を−Ｙ方向に搬送しながら、マクロ用透過光照明１１４を出力各２７Ｗで発光させ、マクロカメラ１１２で撮影した。ミクロカメラ１２２及びマクロカメラ１１２の撮像周波数はそれぞれ２０００Ｈｚ及び１６２５Ｈｚであった。であった。また、撮影前に、ミクロ検査位置ＭＩおよびマクロ検査位置ＭＡにおけるミクロカメラ１２２およびマクロカメラ１１２のピクセル値が最大の２５６の半分、すなわち１２８程度になるようにゲイン調整をおこなった。得られたミクロカメラ１２２からの像について制御系１１１にて、ボトムハット処理によるマクロムラ補正をかけた後、輝度値の評価を行い、全画面の平均輝度値の９０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が９００μｍ２以上であればその部位を欠陥と判定した。また、得られたマクロカメラ１１２からの像の輝度値を制御系１１１にて評価し、良品部のピクセル値に比べ８０％以下もしくは１２０％以上である部分の面積が１ｍｍ２未満であれば良品と判定し、１ｍｍ２以上であれば不良品と判定した。ミクロ検査の結果は全画面の平均輝度値の８０％以下となる欠陥（暗欠陥）が１８３個、１２０％以上となる欠陥（明欠陥）が５４個存在した。マクロ検査の結果は全エリア正常範囲であった。【０１６５】
実施例２
実施例１で作製したニッケルモールドを用いて、ミクロ用非透過光照明１２６のミクロ検査位置ＭＩにおけるニッケルモールドへの光の入射角とミクロカメラ１２２のミクロ検査位置ＭＩにおけるニッケルモールドからの受光角を変更した以外は実施例１と同様にして、ミクロ検査およびマクロ検査を行った。さらに、前記ニッケルモールドを用いて、９００μｍ２程度以上の面積を有する異常箇所があればその部位を欠陥とする目視検査を行い、検査装置１０２を用いたミクロ検査の欠陥位置と目視検査の欠陥位置を比較した。ミクロ用非透過光照明１２６の光の入射角及びミクロカメラ１２２の受光角の両方が６０°のときは、検査装置による検査と目視検査の欠陥位置が殆ど一致しなかった。一方、ミクロ用非透過光照明１２６の光の入射角及びミクロカメラ１２２の受光角がそれぞれ３０°及び６０°のときは、検査装置による検査でのみ検出された欠陥が３１箇所、目視検査でのみ検出された欠陥が２６箇所あったが、検査装置による検査と目視検査の両方で検出された欠陥が１９５箇所あった。このことから、ミクロ用非透過光照明１２６の光の入射角及びミクロカメラ１２２の受光角がそれぞれ３０°及び６０°のときには、実際の欠陥を反映した検査がなされていることが分かる。これは、ミクロ用非透過光照明１２６の光の入射角及びミクロカメラ１２２の受光角の両方が６０°のときはカメラに入ってくる光はほぼ正反射光であり、異物等が存在すると暗欠点部として現れるためパターン欠陥と異物を区別することができない。一方、ミクロ用非透過光照明１２６の光の入射角及びミクロカメラ１２２の受光角がそれぞれ３０°及び６０°のときはカメラに入ってくる光は回折光もしくは散乱光であり、正反射光をカメラが受光しないためにパターン欠陥のみを暗欠点部として検知することができる。ミクロ用非透過光照明１２６の光の入射角及びミクロカメラ１２２の受光角がそれぞれ３０°及び６０°のときに検出された欠陥は目視検査でとらえている欠陥と一致していた。【０１６６】
実施例３
実施例１で作製した回折格子モールドを用いて、ミクロ用透過光照明１２４の光の入射角とミクロカメラ１２２の受光角を表１に示した角度に変更した以外は実施例１と同様にして、ミクロ検査及びマクロ検査を行った。ミクロ検査における正常部のピクセル値と、６４μｍφの真円状パターン欠陥部位（欠陥１）と８２μｍφの真円状パターン欠陥部位（欠陥２）のピークレベル（正常部のピクセル値で欠陥部位のピクセル値を割った値）を表１に示す。欠陥１と２を欠陥として検出するためには、正常部のピクセル値が１２０以上かつ欠陥１及び２のピークレベルが９０％以下が必要となる。ミクロ用透過光照明１２４の光の入射角が４０°、ミクロカメラ１２２の受光角が３０°としたとき正常部のピクセル値が１３３、欠陥１及び欠陥２のピークレベルがそれぞれ８８％、８２％となり、欠陥１及び欠陥２を検出することができた。このように入射角及び受光角によって、ピークレベルが異なるのは、入射角及び受光角により凹凸による回折・散乱効果が異なり、それにより受光量も異なるからであると考えられる。【０１６７】
【表１】
2014050609.tif 000003
【０１６８】
実施例４
実施例１で作製したゾルゲル材料基板を用いて、マクロ用透過光照明１１４を発光中心波長４６０ｎｍ、発光部面積１２ｍｍ×６００ｍｍの高指向性ＬＥＤバー照明（ＣＣＳ株式会社製、ＬＮＤ−６００Ｈ−ＢＬ）から、発光部面積が２１ｍｍ×５００ｍｍの白色ＬＥＤバー照明（ＣＣＳ株式会社製、ＬＮＳＰ−５００ＳＷ）に変更した以外は実施例１と同様にして、ミクロ検査及びマクロ検査を行った。実施例１と同様にしてマクロ用透過光照明１１４に発光中心波長４６０ｎｍの照明を使用したときのゾルゲル材料基板のマクロ検査画像を図１２（ａ）に、本実施例でマクロ用透過光照明１１４に白色照明を使用したときのゾルゲル材料基板のマクロ検査画像を図１２（ｂ）に示す。白色照明を使用したマクロ検査画像である図１２（ｂ）の方が、発光中心波長４６０ｎｍの照明を使用したマクロ検査画像である図１２（ａ）よりも傷・異物が目立ち、輝度のムラが不明瞭だった。【０１６９】
以上、本発明の検査装置及び検査方法並びに基板の製造方法を実施例により具体的に説明してきたが、本発明はそれらの実施例に限定されず、種々の変更及び改良が可能である。例えば、検査方法において以下のような検査方法の変形形態を採用してもよい。上記実施例では、ミクロ検査の方が画像処理をおこなうデータ量が多いため、そのデータ処理中にマクロ検査用のデータを取得することで検査タクトが短くできるため、ミクロ検査を先に行い、その後マクロ検査を行った。しかし、その逆の順序でマクロ検査及びミクロ検査を実施してもよい。また、図２に示した検査装置１０２のミクロ検査の解像度を上げるためにミクロカメラ１２２の数を増やしてもよい。この場合、カメラ同士が干渉してしまう場合には、複数のカメラを搬送方向に直交する方向に一列に配列せずに、千鳥状に配置してもよい。あるいは、以下の方法でミクロカメラ１２２を増やさずに、解像度を上げることもできる。【０１７０】
図１３（ａ）〜（ｃ）で示すようにミクロカメラ１２２に、例えば、解像度が３倍のレンズ（不図示）を装着することで、カメラ撮像範囲をレンズ脱着時の１／３にして、レンズ脱着時のカメラ撮像範囲を、搬送方向と直交する方向に第１分割領域２２２ａ、第２分割領域２２２ｂ、第３分割領域２２２ｃの３つに分割して検査を行う。搬送系１０８（図２参照）により基板Ｐをミクロ検出位置ＭＩに向かって＋Ｙ方向にレンズ脱着時の１／３の搬送速度で搬送して、基板Ｐがミクロ検出位置ＭＩを通過するときに基板Ｐの第１分割領域２２２ａの表面からの散乱光を４台のミクロカメラ１２２により受光する。その後、ミクロカメラ１２２をＸ軸方向にカメラ撮像範囲だけステップ移動させた後、搬送系１０８により基板Ｐをミクロ検出位置ＭＩに向かって−Ｙ方向に１／３の搬送速度で搬送し、基板Ｐがミクロ検出位置ＭＩを通過するときに基板Ｐの第２分割領域２２２ｂの表面からの散乱光を４台のミクロカメラ１２２により受光する。ミクロカメラ１２２をカメラ撮像範囲だけさらにＸ軸方向にステップ移動させた後、搬送系１０８により基板Ｐをミクロ検出位置ＭＩに向かって＋Ｙ方向に１／３の搬送速度で搬送して、基板Ｐがミクロ検出位置ＭＩを通過するときに基板Ｐの第３分割領域２２２ｃの表面からの散乱光を４台のミクロカメラ１２２により受光する。受光した光の強度は基板Ｐの搬送方向の座標位置とともに制御系１１１に入力される。画像処理部１１１ａで、基板Ｐ上の座標位置（Ｘ座標位置とＹ座標位置）ごとに、４台のミクロカメラ１２２によりミクロ検査位置ＭＩから受光した光強度を対応付ける。こうして、それらの位置座標ごとの光強度を基に、基板Ｐ全体の光の強度を表す画像が画像処理部１１１ａで合成される。なお、ミクロカメラ１２２の画素位置と基板Ｐの搬送方向（Ｙ方向）とそれに直交するＸ方向の位置は予め対応付けられている。これにより本変形形態では、倍率が例えば３倍のレンズを装置に装着することによってミクロ検査の解像度をレンズ脱着時の３倍にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明によれば、有機ＥＬ素子などのデバイスに使用される不規則な凹凸表面を有する基板を、輝度ムラと微小欠陥の検査を行いつつ、効率よく製造することができる。また、不規則な凹凸表面を有する回折格子基板を有する有機ＥＬ素子を製造する際に、有機ＥＬ素子とそれに用いる不規則な凹凸表面を有する基板との輝度ムラ及び微小欠陥の特性を関連付けることによって、基板の製造段階で完成品の輝度ムラ及微小欠陥の発生の予測及び完成品の評価をすることができるので、輝度ムラ及び微小欠陥の判定に不合格の基板を除外して、合格した基板のみを用いることで均一な照度を有する有機ＥＬ素子を一層確実に且つ高いスループットで製造することができる。さらに、有機ＥＬ素子の照度の均一性に不良があった場合でも、不良の発生段階が基板形成段階かあるいは素子そのものの形成段階であるかが分かるので、そのような事態に迅速に対応することができる。
【符号の説明】
【０１７２】
３  透明電極、４  有機層、５  金属電極、１０  基材
１１  陽極バッファー層、１２  正孔輸送層、１３  電子輸送層
２７  ポリマー膜、２８  蒸着膜、２９  母型材料、３０  薄膜
３２  第１ポリマーセグメント、３４  第２ポリマーセグメント
３６  凹凸構造、３８  山形構造、  ３８ａ  波形構造
４０  シード層、５０  金属層、６０  残留したポリマーの一部
７０  金属基板（モールド）、７０ａ  凹凸表面
７２  離型剤、８０  硬化樹脂層、８２  硬化樹脂層、
９０  透明支持基板、１００  樹脂フィルム構造体
１１０  レプリカ
１０２  検査装置、１０４  マクロ検査部、１０６  ミクロ検査部
１０８  搬送系、１０８ａ  ローラ
１１１  制御部、１１１ａ  画像処理部、１１１ｂ  記憶部
１１２  マクロカメラ、１１２ａ  移動ステージ、１１２ｂ  アーム
１１２ｃ  ステージベース
１１４  マクロ用透過光照明、１１４ａ  回転軸、１１４ｂ  支持台
１１６  マクロ用非透過光照明、１１６ａ  ガイド
１２２  ミクロカメラ、１２２ａ  移動ステージ、  １２２ｂ  アーム
１２２ｃ  ステージベース、１２４  ミクロ用透過光照明、１２４ａ  回転軸、
１２４ｂ  支持台、１２６  ミクロ用非透過光照明、  １２６ａ  ガイド、
１３０  支持台、  １３２  マーカー、  １３２ａ  制御系
２２２ａ  第１分割領域、２２２ｂ  第２分割領域
２２２ｃ  第３分割領域、  ４００  有機ＥＬ素子
【図１】
2014050609.tif 000004
【図２】
2014050609.tif 000005
【図３】
2014050609.tif 000006
【図４】
2014050609.tif 000007
【図５】
2014050609.tif 000008
【図６】
2014050609.tif 000009
【図７】
2014050609.tif 000010
【図８】
2014050609.tif 000011
【図９】
2014050609.tif 000012
【図１０】
2014050609.tif 000013
【図１１】
2014050609.tif 000014
【図１２】
2014050609.tif 000015
【図１３】
2014050609.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月10日(2014.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を検査する装置であって、
第１検出光を前記基板に照射する第１照射系と、
前記第１検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系と、
前記第１検出光とは異なる波長を有する第２検出光を前記基板に照射する第２照射系と、
前記第２検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面のパターン欠陥を検出する第２検出系とを有することを特徴とする基板の検査装置。
【請求項２】
前記第１検出光が青色光であり、前記第２検出光が白色光であることを特徴とする請求項１に記載の基板の検査装置。
【請求項３】
前記第１照射系が、光透過性基板を照明するための透過光照明及び光非透過性基板を照明するための非透過光照明を備え、前記第２照射系が、光透過性基板を照明するための透過光照明及び光非透過性基板を照明するための非透過光照明を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の検査装置。
【請求項４】
前記第１照射系の非透過光照明及び前記第２照射系の非透過光照明は、前記基板の不規則な凹凸表面を照明し、前記第１照射系の透過光照明及び前記第２照射系の透過光照明は、前記基板の不規則な凹凸表面と反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面を照明することを特徴とする請求項３に記載の基板の検査装置。
【請求項５】
前記第１検出系が、前記第１照射系の透過光照明により照明された光透過性基板からの光と、前記第１照射系の非透過光照明により照明された光非透過性基板からの光を検出するカメラを備えることを特徴とする請求項３または４に記載の基板の検査装置。
【請求項６】
前記第２検出系が、前記第２照射系の透過光照明により照明された前記光透過性基板からの光と、前記第２照射系の非透過光照明により照明された前記光非透過性基板からの光を検出するカメラを備えることを特徴とする請求項５に記載の基板の検査装置。
【請求項７】
前記第２検出系のカメラの解像度が、前記第１検出系のカメラの解像度よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の基板の検査装置。
【請求項８】
前記第２検出系のカメラが、前記基板の分割されたエリアをそれぞれ検出する複数のカメラを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の基板の検査装置。
【請求項９】
前記第１照射系及び前記第２照射系は、所定方向に延在するライン状照明であり、さらに、前記基板を前記所定方向と直交する方向に搬送する基板搬送系を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板の検査装置。
【請求項１０】
さらに、前記基板搬送系、前記第１照射系、前記第２照射系、前記第１検出系及び前記第２検出系を制御する制御系を備え、前記制御系は、前記基板搬送系により前記基板が前記第１照射系、前記第２照射系、前記第１検出系及び前記第２検出系に対して一方向に移動しているときに前記凹凸表面のパターン欠陥を検出し、前記第１照射系、前記第２照射系、前記第１検出系及び前記第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに輝度ムラを検出することを特徴とする請求項９に記載の基板の検査装置。
【請求項１１】
前記制御系は、前記凹凸表面のパターン欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１０に記載の基板の検査装置。
【請求項１２】
光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光非透過性基板と、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光透過性基板を検査する基板の検査方法であって、
前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系及び前記基板の前記凹凸表面のパターン欠陥を検出する第２検出系に対して前記基板を搬送させることと、
前記光非透過性基板が搬送されてきたときに、第１検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第１検出光とは波長の異なる第２検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出することと、
前記光透過性基板が搬送されてきたときに、前記第１検出光を前記光透過性基板の凹凸表面とは反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第２検出光を前記光透過性基板の前記反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出することとを含むことを特徴とする基板の検査方法。
【請求項１３】
前記第１検出光が青色光であり、前記第２検出光が白色光であることを特徴とする請求項１２に記載の基板の検査方法。
【請求項１４】
前記第１検出光及び前記第２検出光のいずれも所定方向に延在するライン状照明により照射し、前記基板を搬送することが、前記基板を前記所定方向と直交する方向に搬送することを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板の検査方法。
【請求項１５】
前記基板を前記第１検出系及び第２検出系に対して一方向に移動しているときに前記基板の前記凹凸表面のパターン欠陥を検出し、前記基板を前記第１検出系及び第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに前記基板の輝度ムラを検出することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板の検査方法。
【請求項１６】
さらに、前記凹凸表面のパターン欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定することを含むことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板の検査方法。
【請求項１７】
光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を製造する方法であって、
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することと、
請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板の検査方法を用いて前記不規則な凹凸表面を有する基板を検査することを含む基板の製造方法。
【請求項１８】
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することが、不規則な凹凸パターンを有する光非透過性基板を作製し、前記光非透過性基板の前記不規則な凹凸パターンを転写することを含む請求項１７に記載の基板の製造方法。
【請求項１９】
前記不規則な凹凸表面を有する基板を作製することが、ブロック共重合体の相分離を利用することを含む請求項１７または１８に記載の基板の製造方法。
【請求項２０】
前記不規則な凹凸表面が、金属、樹脂またはゾルゲル材料から形成されている請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項２１】
有機ＥＬ素子の製造方法であって、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の基板を製造する方法を用いて凹凸表面を有する回折格子基板を作製することと、前記回折格子基板の凹凸表面上に、透明電極、有機層及び金属電極を、順次積層することとを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２２】
前記基板の検査方法が、前記凹凸表面のパターン欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定することを含み、前記作製した回折格子基板の輝度ムラとパターン欠陥が所定の許容範囲内であると判定された場合にのみ、当該回折格子基板の凹凸表面上に、前記透明電極、前記有機層及び前記金属電極を、順次積層する請求項２１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する基板を検査する装置であって、
第１検出光を前記基板に照射する第１照射系と、
前記第１検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系と、
前記第１検出光とは異なる波長を有する第２検出光を前記基板に照射する第２照射系と、
前記第２検出光が照射された前記基板の前記凹凸表面のパターン欠陥を検出する第２検出系とを有することを特徴とする基板の検査装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の基板の検査装置において、さらに、前記基板搬送系、前記第１照射系、前記第２照射系、第１検出系及び第２検出系を制御する制御系を備えてもよく、前記制御系は、前記基板搬送系により前記基板が前記第１照射系、前記第２照射系、第１検出系及び第２検出系に対して一方向に移動しているときに凹凸表面のパターン欠陥を検出することができ、前記第１照射系、前記第２照射系、第１検出系及び第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに輝度ムラを検出することができる。さらに、前記制御系は、前記凹凸表面のパターン欠陥及び輝度ムラが所定の許容範囲内にあるか否かを判定し得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第２の態様に従えば、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光非透過性基板と、光を散乱する不規則な凹凸表面を有する光透過性基板を検査する検査方法であって、
前記基板の前記凹凸表面全体から輝度ムラを検出する第１検出系及び前記基板の前記凹凸表面のパターン欠陥を検出する第２検出系に対して前記基板を搬送させることと、
前記光非透過性基板が搬送されてきたときに、第１検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第１検出光とは波長の異なる第２検出光を前記基板の凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出し、
前記光透過性基板が搬送されてきたときに、前記第１検出光を前記光透過性基板の凹凸表面とは反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第１検出系により検出し且つ、前記第２検出光を前記光透過性基板の前記反対側の面より、前記基板の不規則な凹凸表面に照射して前記凹凸表面からの光を前記第２検出系により検出する検査方法が提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の基板の検査方法において、前記第１検出光及び前記第２検出光のいずれも所定方向に延在するライン状照明により照射してよく、前記基板を、前記ライン状照明の延在方向と直交する方向に搬送してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の基板の検査方法において、前記第１検出系及び第２検出系に対して一方向に移動しているときに基板の凹凸表面のパターン欠陥を検出してもよく、前記第１検出系及び第２検出系に対して前記一方向と逆の方向に移動しているときに輝度ムラを検出してもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の基板の検査方法において、さらに、前記凹凸表面のパターン欠陥及び輝度ムラが、所定の許容範囲内にあるか否かを判定にすることを含んでもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記作製した回折格子基板の輝度ムラとパターン欠陥が所定の許容範囲内であると判定された場合にのみ、当該所定の範囲内の輝度ムラと当該所定の許容範囲内のパターン欠陥を有する回折格子基板の凹凸表面上に、前記透明電極、前記有機層及び前記金属電極を、順次積層して有機ＥＬ素子を製造してもよい。
【国際調査報告】
2014050609.tif 000017
2014050609.tif 000018
2014050609.tif 000019