(57)【要約】  凹凸構造を有する基板の製造方法は、基板１０上に下地材料層１２を形成することと、凹凸パターンを有するモールド用いて、前記モールドの凹凸パターンを前記下地材料層１２に転写することによって、凹凸パターンを有する下地層１３を形成することと、前記下地層１３の凹凸パターン上に被覆材料を塗布することによって、被覆層１４を形成することとを含み、前記被覆層１４の形成において、前記下地層１３の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層１４の膜厚が２５〜１５０％の範囲内になるように被覆材料を塗布する。この方法で製造される凹凸構造を有する基板は、良好な光取り出し効率を有しつつ、そのような基板を用いた有機ＥＬ素子のリーク電流を有効に抑制できる。
2015011980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸構造を有する基板の製造方法であって、
基板上に下地材料層を形成することと、
凹凸パターンを有するモールド用いて前記モールドの凹凸パターンを前記下地材料層に転写することによって、凹凸パターンを有する下地層を形成することと、
前記下地層の凹凸パターン上に被覆材料を塗布することによって被覆層を形成することとを含み、
前記被覆層の形成において、前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の膜厚が２５〜１５０％の範囲内になるように前記被覆材料を塗布する、凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項２】
前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の凹凸深さの標準偏差の維持率が５０〜９５％である請求項１に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項３】
前記被覆材料がゾルゲル材料である請求項１または２に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項４】
前記被覆材料がシランカップリング剤である請求項１または２に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項５】
前記被覆材料が樹脂である請求項１または２に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項６】
前記被覆材料が紫外線吸収材料を含有する請求項１または２に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項７】
前記下地材料層がゾルゲル材料からなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項８】
前記下地材料層が前記被覆材料と同じ材料からなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項９】
前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の膜厚が２５〜１００％の範囲内である請求項１〜８のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項１０】
前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の凹凸深さの標準偏差の維持率が７０〜９５％である請求項１〜９のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項１１】
前記被覆層が、前記基板と反対側の表面に、凹凸の向きに指向性がないような不規則な凹凸パターンを有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項１２】
前記被覆層が、凹凸の平均ピッチが、１００〜１５００ｎｍであり、凹凸深さの標準偏差が１０〜１００ｎｍである凹凸パターンを有する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法によって得られた凹凸構造を有する基板。
【請求項１４】
前記凹凸構造を有する基板が有機ＥＬ素子の製造に使用される基板である請求項１３に記載の凹凸構造を有する基板。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の凹凸構造を有する基板を、凹凸表面を有する回折格子基板として備え、前記回折格子基板の凹凸表面上に、第１電極、有機層及び金属電極を、順次積層して形成された有機ＥＬ素子。
【請求項１６】
前記回折格子基板の前記凹凸表面と反対側の面に、さらに光学機能層を備える請求項１５に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１７】
前記下地材料層の形成において、前記基板上に下地材料を塗布することによって前記下地材料層を形成し、
前記被覆材料及び前記下地材料は前記同じ材料の溶液であり、
前記被覆材料が前記下地材料よりも低濃度である請求項８に記載の凹凸構造を有する基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント法を用いた凹凸構造を有する基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路のような微細パターンを形成する方法として、リソグラフィ法以外に、ナノインプリント法が知られている。ナノインプリント法は、樹脂をモールド（型）と基板で挟み込むことでナノメートルオーダーのパターンを転写することができる技術であり、使用材料によって、熱ナノインプリント法、光ナノインプリント法などが検討されている。このうち、光ナノインプリント法は、ｉ）樹脂層の塗布、ｉｉ）モールドによるプレス、ｉｉｉ）光硬化及びｉｖ）離型の四工程からなり、このような単純なプロセスでナノサイズの加工を実現できる点で優れている。特に、樹脂層は、光照射により硬化する光硬化性樹脂を用いるためにパターン転写工程にかかる時間が短く、高スループットが期待できる。このため、半導体デバイスのみならず、有機ＥＬ素子やＬＥＤなどの光学部材、ＭＥＭＳ、バイオチップなど多くの分野で実用化が期待されている。【０００３】
有機ＥＬ素子（有機発光ダイオード）では、陽極から正孔注入層を通じて入った正孔と、陰極から電子注入層を通じて入った電子が、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素子を表示装置や照明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り、このために、凹凸構造を有する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号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１１／００７８７８Ａ１
【０００５】
また、本出願人は、特許文献２において、有機ＥＬ素子用の回折格子基板の凹凸パターンを製造するために、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、ブロック共重合体の自己組織化する現象を用い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。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モールドとしての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有機ＥＬ素子が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本出願人の調査・研究によると、このような特許文献に記載のナノインプリント法を用いて凹凸構造を有する基板を製造すると、基板の凹凸パターン面に欠陥が生じることがあることがわかった。例えば、モールド表面に傷や異物が存在すると、それらが基板上の樹脂に転写されたり、異物が基板上の樹脂に付着したりすることにより、パターン欠陥が生じることがある。また、モールドを樹脂から剥離する際、樹脂の一部が基板からはがれてパターン欠陥が生じる場合がある。有機ＥＬ発光素子をディスプレイや照明などの広範な用途に実用化するためには、リーク電流が小さく且つ十分な発光効率を有する有機ＥＬ素子の開発が要望されているが、本出願人の調査・研究によると、このようなナノインプリント法によって作製した凹凸構造を有する基板を光取出し用の基板として用いた有機ＥＬ素子は、パターン欠陥に起因するリーク電流が発生し易く、発光効率（電流効率）も十分ではないことが分かった。【０００７】
そこで、本発明の目的は、凹凸表面の欠陥が低減された凹凸構造を有する基板の製造方法を提供することにある。また、本発明により、リーク電流が小さく且つ高い発光効率を有する有機ＥＬ素子が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に従えば、凹凸構造を有する基板の製造方法であって、
基板上に下地材料層を形成することと、
凹凸パターンを有するモールド用いて、前記モールドの凹凸パターンを前記下地材料層に転写することによって、凹凸パターンを有する下地層を形成することと、
前記下地層の凹凸パターン上に被覆材料を塗布することによって、被覆層を形成することとを含み、
前記被覆層の形成において、前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の膜厚が２５〜１５０％の範囲内になるように被覆材料を塗布する、凹凸構造を有する基板の製造方法が提供される。【０００９】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の凹凸深さの標準偏差の維持率が５０〜９５％であってもよい。【００１０】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記被覆材料がゾルゲル材料であってもよい。前記被覆材料はシランカップリング剤であってもよい。前記被覆材料は樹脂であってもよい。前記被覆材料が紫外線吸収材料を含有してもよい。【００１１】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記下地材料層がゾルゲル材料からなってもよい。【００１２】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記下地材料層が前記被覆材料と同じ材料からなってもよい。前記基板上に下地材料を塗布することによって前記基板上に前記下地材料層を形成する場合、前記被覆材料及び前記下地材料は前記同じ材料の溶液であり、前記被覆材料が前記下地材料よりも低濃度であってよい。【００１３】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の膜厚が２５〜１００％の範囲内であってもよい。【００１４】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記下地層の凹凸深さの標準偏差に対する前記被覆層の凹凸深さの標準偏差の維持率が７０〜９５％であってもよい。【００１５】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記被覆層が、前記基板と反対側の表面に、凹凸の向きに指向性がないような不規則な凹凸パターンを有してもよい。【００１６】
前記凹凸構造を有する基板の製造方法において、前記被覆層が、凹凸の平均ピッチが、１００〜１５００ｎｍであり、凹凸深さの標準偏差が１０〜１００ｎｍである凹凸パターンを有してもよい。【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の凹凸構造を有する基板の製造方法によって得られた凹凸構造を有する基板が提供される。【００１８】
前記凹凸構造を有する基板において、前記凹凸構造を有する基板が有機ＥＬ素子の製造に使用される基板であってもよい。【００１９】
本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の凹凸構造を有する基板を、凹凸表面を有する回折格子基板として備え、前記回折格子基板の凹凸表面上に、第１電極、有機層及び金属電極を、順次積層して形成された有機ＥＬ素子が提供される。【００２０】
前記有機ＥＬ素子において、前記回折格子基板の前記凹凸表面と反対側の面に、さらに光学機能層を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の凹凸構造を有する基板の製造方法において、転写法により形成された下地層の凹凸パターン上に、下地層の凹凸深さの標準偏差の２５〜１５０％の範囲内の膜厚で被覆層を塗布して凹凸構造を有する基板を製造することにより、該凹凸構造を有する基板はその凹凸表面に異物や欠陥がなく、有機ＥＬ素子用の基板として用いた場合には、良好な光取り出し効率を有しつつ、有機ＥＬ素子のリーク電流を有効に抑制できる。それゆえ、本発明の凹凸構造を有する基板の製造方法は、有機ＥＬなどの各種デバイスに用いられる基板の製造にきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の凹凸構造を有する基板の製造方法の各工程を概念的に示す図である。
【図２】実施形態の製造方法における転写工程の様子の一例を示す概念図である。
【図３】実施形態の有機ＥＬ素子の断面構造の一例を示す概略断面図である。
【図４】実施形態の有機ＥＬ素子の断面構造の別の例を示す概略断面図である。
【図５】光学機能層が設けられた有機ＥＬ素子の変形形態の断面構造を示す概略断面図である。
【図６】実施例及び比較例で得られた有機ＥＬ素子の下地層表面の凹凸深さの標準偏差、被覆層表面の凹凸深さの標準偏差、被覆層膜厚、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合、形状維持率、リーク電流評価結果、及び電流効率評価結果をそれぞれ示す表である。
【図７】比較例１の有機ＥＬ素子の断面構造を示す概略断面図である。
【図８】比較例２、５及び７の有機ＥＬ素子の断面構造を示す概略断面図である。
【図９】実施例における有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合に対して、形状維持率をプロットしたグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は実施形態の凹凸構造を有する基板の製造方法で用いるフィルム状モールドの凹凸パターンを転写することによって得られる凹凸パターンのＡＦＭ画像の例であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡＦＭ画像中の切断線上における断面プロファイルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の凹凸構造を有する基板の製造方法、及びそれによって製造される基板並びにその基板を用いて製造された有機ＥＬ素子の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
実施形態の凹凸構造を有する基板の製造方法は、主に基板上に下地材料層を形成することと、凹凸パターンを有する下地層を形成することと、被覆層を形成することとを含む。以下、各工程について順に説明する。なお、以下の説明では、下地材料及び被覆材料として、ゾルゲル材料を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００２５】
＜下地材料層の形成＞
パターンが転写された下地層をゾルゲル法により形成するため、最初に下地材料として用いるゾルゲル材料の溶液を調製する。下地層は、耐熱性に優れることから無機材料から形成されることが好ましく、下地材料として、特に、シリカ、Ｔｉ系の材料やＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）系の材料、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３等のゾルゲル材料を使用し得る。例えば、基板上にシリカからなる下地層をゾルゲル法で形成する場合は、下地材料として金属アルコキシド（シリカ前駆体）のゾルゲル材料を調製する。シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、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シランに代表される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シランに代表される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を用いることができる。さらに、アルキル基の炭素数がＣ４〜Ｃ１８であるアルキルトリアルコキシシランやジアルキルジアルコキシシランを用いることもできる。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を用いてもよい。また、これらの化合物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。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。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��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。
【００２６】
ゾルゲル材料の溶液として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。このゾルゲル材料は、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。また、紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加してもよい。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。
【００２７】
ゾルゲル材料溶液の溶媒としては、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、二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。
【００２８】
ゾルゲル材料溶液の添加物としては、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。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、上記のように調製したゾルゲル材料の溶液を基板１０上に塗布して下地材料層１２を形成する。基板１０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１０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ディスプレイの製造に用いるのであれば、基板１０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１０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。特に、後述する下地層がゾルゲル材料層などの無機材料から形成される場合には、基板１０が無機材料から形成されると、基板１０と下地層との間で屈折率の差が少なく、光学基板内での意図しない屈折や反射を防止することができるので好ましい。基板１０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。また、基板１０は、後述の下地層を形成する面とは反対側の面に、集光、光拡散等の種々の光学機能を有する光学機能層が形成されていてもよい。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ゲル材料を均一に塗布可能であること、ゾルゲル材料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からなる所望の凹凸パターンを有する下地層が形成されるため基板１０の表面（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、基板１０自体は所望の凹凸パターンを有さない。塗布する下地材料層１２の膜厚は、例えば１００〜５００ｎｍにしてよい。
【００３０】
下地材料（ゾルゲル材料）の塗布後、下地材料層（塗膜）１２中の溶媒を蒸発させるために基板１０を大気中もしくは減圧下で保持してもよい。この保持時間が短いと、下地材料層１２の粘度が低くなりすぎて、後続の下地層形成工程において下地材料層１２への凹凸パターンの転写ができず、保持時間が長すぎると、前駆体の重合反応が進み下地材料層１２の粘度が高くなりすぎて、下地層形成工程において下地材料層１２への凹凸パターンの転写ができなくなる。また、ゾルゲル材料を塗布後、溶媒の蒸発の進行とともに前駆体の重合反応も進行し、ゾルゲル材料の粘度などの物性も短時間で変化する。凹凸パターン形成の安定性の観点から、パターン転写が良好にできる乾燥時間範囲が十分広いことが望ましく、これは乾燥温度（保持温度）、乾燥圧力、ゾルゲル材料種、ゾルゲル材料種の混合比、ゾルゲル材料調製時に使用する溶媒量（ゾルゲル材料の濃度）等によって調整することができる。
【００３１】
＜下地層形成工程＞
次いで、凹凸パターン転写用のモールドを用いて、モールドの凹凸パターンを下地材料層に転写することで、図１（ｂ）に示すように凹凸パターンを有する下地層１３を形成する。モールドとしてフィルム状モールドや金属モールドを用いることができるが、柔軟性または可撓性のあるフィルム状モールドを用いることが望ましい。この際、押圧ロールを用いてモールドを下地材料層に押し付けてもよい。押圧ロールを用いた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、ゾルゲル材料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、ガス痕が残ったりす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、モールドを押し付けながら基板を加熱してもよい。押圧ロールを用いてモールドを下地材料層に押し付ける例として、図２に示すように押圧ロール１２２とその直下に搬送されている基板１０との間にフィルム状モールド５０を送り込むことでフィルム状モールド５０の凹凸パターンを基板１０上の下地材料層１２に転写することができる。すなわち、フィルム状モールド５０を押圧ロール１２２により下地材料層１２に押し付ける際に、フィルム状モールド５０と基板１０を同期して搬送しながらフィルム状モールド５０を基板１０上の下地材料層１２の表面に被覆する。この際、押圧ロール１２２をフィルム状モールド５０の裏面（凹凸パターンが形成された面と反対側の面）に押しつけながら回転させることで、フィルム状モールド５０と基板１０が進行しながら密着する。なお、長尺のフィルム状モールド５０を押圧ロール１２２に向かって送り込むには、長尺のフィルム状モールド５０が巻き付けられたフィルムロールからそのままフィルム状モールド５０を繰り出して用いるのが便利である。
【００３２】
本実施形態に用いるフィルム状モールドは、フィルムまたはシート状であり、表面に凹凸の転写パターンを有するモールドであってよい。例えば、シリコーン樹脂、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）、ポリアリレートのような有機材料で形成される。また、凹凸パターンは、上記材料に直接形成されていてもよいし、上記材料を基材（基板シート）として、その上に被覆された凹凸形成材料に形成してもよい。凹凸形成材料としては、光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が使用できる。
【００３３】
フィルム状モールドの寸法、特に長さは量産する光学基板の寸法や、１回の製造プロセスで連続的に製造する光学基板の数（ロット数）によって適宜設定することができる。例えば、長さ１０ｍ以上の長尺なモールドにして、ロールに巻き取られたフィルム状モールドをロールから連続的に繰り出しながら複数の基板に連続的に転写してもよい。フィルム状モールドの幅は、５０〜３０００ｍｍ、厚み１〜５００μｍにし得る。基材と凹凸形成材料の間には、密着性を高めるために表面処理や易接着処理を施してもよい。また、必要に応じて、それらの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。凹凸パターンは、任意の形状を任意の方法で形成し得る。フィルム状モールドの凹凸パターンは、マイクロレンズアレイ構造や光拡散や回折等の機能を有する構造など、任意のパターンにし得る。
【００３４】
例えば、フィルム状モールドの凹凸パターンの断面形状は、比較的なだ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）をなしてよい。すなわち、凹凸パターンの凸部は、その基材側の底部から頂部に向かって狭くなるような断面形状を有してよい。フィルム状モールドの凹凸パターンは、平面視上、複数の凸部及び複数の凹部がうねって（蛇行して）延在する細長い形状を有し、その延在方向、うねりの方向（屈曲方向）及び延在長さが不規則であるという特徴を有してよい。この場合、フィルム状モールドの凹凸パターンは、ストライプ、波形ストライプ、ジグザグのような規則正しく配向したパターンやドット状のパターン等とは明らかに異なる。このような特徴を有するために、フィルム状モールドの基材の表面と直交するいずれの方向でフィルム状モールドを切断しても、凹凸断面が繰り返し現れることになる。また、凹凸パターンの複数の凸部及び凹部は、平面視で、一部または全部が途中で分岐していてもよい。凹凸パターンの凹部は、凸部によって区画され、凸部に沿って延在してよい。このようなフィルム状モールドの凹凸パターンを転写することによって得られる凹凸パターンのＡＦＭ画像の例を図１０（ａ）に示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＡＦＭ画像中の切断線上における断面プロファイルを示す。フィルム状モールドの凹凸パターンを転写することにより形成された凹凸パターンは、フィルム状モールドの凹凸パターンと同様の特徴、すなわち、断面形状は波形構造であり、平面視上、不規則な長さの複数の凸部及び複数の凹部が不規則な方向にうねって（蛇行して）延在しているという特徴を有する。
【００３５】
フィルム状モールドの凹凸パターンは、例えば、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ような不規則な凹凸パターンが望ましい。凹凸の平均ピッチとしては、例えば１００〜１５００ｎｍの範囲内にすることができ、２００〜１２００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。凹凸の深さ分布の平均値は、２０〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、３０〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。凹凸深さの標準偏差は、１０〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１５〜７５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。このような凹凸パターンから散乱及び／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。
【００３６】
なお、本願において、凹凸の平均ピッチとは、凹凸が形成されている表面における凹凸のピッチ（隣り合う凸部同士又は隣り合う凹部同士の間隔）を測定した場合において、凹凸のピッチの平均値のことをいう。このような凹凸のピッチの平均値は、走査型プローブ顕微鏡（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」等）を用いて、下記条件：
測定方式：カンチレバー断続的接触方式
カンチレバーの材質：シリコン
カンチレバーのレバー幅：４０μｍ
カンチレバーのチップ先端の直径：１０ｎｍ
により、表面の凹凸を解析して凹凸解析画像を測定した後、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、その算術平均を求めることにより算出できる。
【００３７】
また、本願において、凹凸の深さ分布の平均値及び後述の凹凸深さの標準偏差は以下のようにして算出できる。表面の凹凸の形状を、走査型プローブ顕微鏡（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」等）を用いて凹凸解析画像を測定する。凹凸解析の際、前述の条件で任意の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る。その際に測定領域内の１６３８４点（縦１２８点×横１２８点）以上の測定点における凹凸高さのデータをナノメートルスケールでそれぞれ求める。なお、このような測定点の数は、用いる測定装置の種類や設定によっても異なるものではあるが、例えば、測定装置として上述の株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」を用いた場合には、３μｍ角または１０μｍ角の測定領域内において６５５３６点（縦２５６点×横２５６点）の測定（２５６×２５６ピクセルの解像度での測定）を行うことができる。そして、このようにして測定される凹凸高さ（単位：ｎｍ）に関して、先ず、全測定点のうち、透明支持基板の表面からの高さが最も高い測定点Ｐを求める。そして、かかる測定点Ｐを含み且つ透明支持基板の表面と平行な面を基準面（水平面）として、その基準面からの深さの値（測定点Ｐにおける透明支持基板からの高さの値から各測定点における透明支持基板からの高さを差し引いた差分）を凹凸深さのデータとして求める。なお、このような凹凸深さデータは、測定装置（例えば株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」）によっては測定装置中のソフト等により自動的に計算して求めることが可能でき、このような自動的に計算して求められた値を凹凸深さのデータとして利用できる。このようにして、各測定点における凹凸深さのデータを求めた後、その算術平均及び標準偏差を求めることにより算出できる値をそれぞれ凹凸の深さ分布の平均値及び凹凸深さの標準偏差として採用する。本明細書において、凹凸の平均ピッチ、凹凸の深さ分布の平均値、及び凹凸深さの標準偏差は、凹凸が形成されている表面の材料に関わらず、上記のような測定方法を通じて求めることができる。
【００３８】
下地材料層にモールドを押し付けた後、下地材料層を仮焼成してもよい。仮焼成することにより下地材料層のゲル化を進め、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。
【００３９】
モールドの押圧または下地材料層の仮焼成の後、下地材料層からモールドを剥離する。モールドの剥離方法として公知の剥離方法を採用することができる。加熱しながらモールドを剥離してもよく、それにより下地材料層から発生するガスを逃がし、下地材料層内に気泡が発生することを防ぐことができる。ロールプロセスを使用する場合、プレス式で用いるプレート状モールドに比べて剥離力は小さくてよく、下地材料層がモールドに残留することなく容易にモールドを下地材料層から剥離することができる。特に、下地材料層を加熱しながら押圧するので反応が進行し易く、押圧直後にモールドは下地材料層から剥離し易くなる。さらに、モールドの剥離性の向上のために、剥離ロールを使用してもよい。図２に示すように剥離ロール１２３を押圧ロール１２２の下流側に設け、剥離ロール１２３によりフィルム状モールド５０を下地材料層１２に付勢しながら回転支持することで、フィルム状モールド５０が下地材料層（塗膜）１２に付着された状態を押圧ロール１２２と剥離ロール１２３の間の距離だけ（一定時間）維持することができる。そして、剥離ロール１２３の下流側でフィルム状モールド５０を剥離ロール１２３の上方に引き上げるようにフィルム状モールド５０の進路を変更することでフィルム状モールド５０は凹凸が形成された下地材料層１２から引き剥がされる。なお、フィルム状モールド５０が下地材料層１２に付着されている期間に前述の下地材料層１２の仮焼成や加熱を行ってもよい。なお、剥離ロール１２３を使用する場合には、例えば４０〜１５０℃に加熱しながら剥離することによりモールド５０の剥離を一層容易にすることができる。
【００４０】
下地材料層からモールドを剥離した後、下地材料層を硬化してもよく、こうして図１（ｂ）に示すように凹凸パターンを有する下地層１３を形成する。本実施形態では、本焼成によりゾルゲル材料からなる下地材料層を硬化させることができる。本焼成により下地材料層（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下地材料層がより強固となる。本焼成は、２００〜１２００℃の温度で、５分〜６時間程度行うのが良い。こうして下地材料層が硬化して、モールドの凹凸パターンに対応する凹凸パターンを有する下地層１３が形成される。この時、下地層１３がシリカからなる場合、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。また、紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、凹凸パターンの転写の際に、下地材料層に例えば紫外線やエキシマＵＶ等のエネルギー線を照射することによって下地材料層を硬化させる工程を含んでもよい。
【００４１】
下地層形成工程において好適に用いられる凹凸パターン転写用のフィルム状モールドの製造方法の例について説明する。最初にモールドの凹凸パターンを形成するための母型パターンの作製を行う。母型の凹凸パターンは、例えば、本出願人らによるＷＯ２０１２／０９６３６８号に記載されたブロック共重合体の加熱による自己組織化（ミクロ相分離）を利用する方法（以下、適宜「ＢＣＰ（Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）熱アニール法」という）や、本出願人らによるＷＯ２０１１／００７８７８Ａ１に開示されたポリマー膜上の蒸着膜を加熱・冷却することにより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）、又は以下に説明する、ブロック共重合体の溶媒雰囲気下における自己組織化を利用する方法（以下、適宜「ＢＣＰ溶媒アニール法」という）を用いて形成することが好適である。ＢＣＰ熱アニール法、ＢＫＬ法及びＢＣＰ溶媒アニール法に代えて、フォトリソグラフィ法で形成してもよい。そのほか、例えば、切削加工法、電子線直接描画法、粒子線ビーム加工法及び操作プローブ加工法等の微細加工法、並びに微粒子の自己組織化を使用した微細加工法によっても、母型の凹凸パターンを作製することができる。ＢＣＰ熱アニール法でパターンを形成する場合、パターンを形成する材料は任意の材料を使用することができるが、ポリスチレンのようなスチレン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートのようなポリアルキルメタクリレート、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種の組合せからなるブロック共重合体が好適である。
【００４２】
ＢＣＰ溶媒アニール法は、ＷＯ２０１２／０９６３６８号に記載されるＢＣＰ熱アニール法において、第１加熱工程、エッチング工程及び第２加熱工程を行う代わりに、基板上に塗布し乾燥させたブロック共重合体の薄膜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内に形成させる方法である。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、ブロック共重合体がミクロ相分離して凹凸構造を形成することができる。
【００４３】
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ブロック共重合体の薄膜を曝すことにより実施することができる。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０．４ｇ／ｌ〜２．５ｇ／ｌであることが知られている。なお、クロロホルム等の有機溶媒アニール処理時間が長くなりすぎると、塗膜の表面にポリエチレンオキシドが析出したり、相分離した凹凸形状（パターン）が崩れたりする（なまる）傾向にある。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。
【００４４】
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。溶媒アニールの雰囲気温度は、０℃〜４５℃の範囲内で行うことが好ましい。
【００４５】
上記溶媒アニール処理により得られた薄膜の凹凸構造に加熱処理を施してもよい。前記溶媒アニール処理で凹凸構造が既に形成されているため、この加熱処理は形成された凹凸構造を滑らかにするが、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、ブロック共重合体を構成するポリマーセグメント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。また、上記溶媒アニール処理により得られた薄膜の凹凸構造に、ＵＶやエキシマＵＶなどのエネルギー線照射によるエッチングや、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）のようなドライエッチング法によるエッチングを行ってもよい。そのようなエッチングを行った薄膜の凹凸構造に加熱処理を施してもよい。
【００４６】
パターンの母型をＢＣＰ熱アニール法やＢＫＬ法又はＢＣＰ溶媒アニール法により形成した後、以下のようにして電鋳法などにより、パターンをさらに転写したモールドを形成することができる。最初に、電鋳処理のための導電層となるシード層を、無電解めっき、スパッタまたは蒸着等によりパターンを有する母型上に形成することができる。シード層は、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以上が好ましい。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。次に、シード層上に電鋳（電界めっき）により金属層を堆積させる。金属層の厚みは、例えば、シード層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の材料として、シード層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。形成した金属層は、後続のモールドの形成のため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。
【００４７】
上記のようにして得られたシード層を含む金属層を、凹凸構造を有する母型から剥離して金属基板を得る。剥離方法は物理的に剥がしても構わないし、パターンを形成する材料を、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。金属基板を母型から剥離するときに、残留している材料成分を洗浄にて除去することができる。洗浄方法としては、界面活性剤などを用いた湿式洗浄や紫外線やプラズマを使用した乾式洗浄を用いることができる。また、例えば、粘着剤や接着剤を用いて残留している材料成分を付着除去するなどしてもよい。こうして母型からパターンが転写された金属基板が得られる。
【００４８】
得られた金属基板を、凹凸パターン転写用のモールドとして用い、モールドの凹凸パターンを下地材料層に転写することで、凹凸パターンを有する下地層１３を形成することができる。また、得られた金属基板を用いて、金属基板の凹凸構造（パターン）をフィルム状の支持基板に転写することでフィルム状モールドのように可撓性のあるモールドを作製することができる。例えば、硬化性樹脂を支持基板に塗布した後、金属基板の凹凸構造を樹脂層に押し付けつつ樹脂層を硬化させる。支持基板として、例えば、ガラス等の無機材料からなる基材；シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（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有機材料からなる基材、ニッケル、銅、アルミ等の金属材料が挙げられる。また、支持基板の厚みは、１〜５００μｍの範囲にし得る。
【００４９】
硬化性樹脂としては、例えば、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、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系等の各種樹脂が挙げられる。硬化性樹脂の厚みは０．５〜５００μｍの範囲内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。
【００５０】
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℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲内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の範囲内であることが好ましい。
【００５１】
次いで、硬化後の硬化樹脂層から金属基板を取り外す。金属基板を取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。こうして支持基板上に凹凸が形成された硬化樹脂層を有するモールドを得ることができる。
【００５２】
＜被覆層の形成＞
次いで、被覆材料としてゾルゲル材料溶液を調製する。被覆材料として、下地材料として用いることができるゾルゲル材料と同様のものを用いることができるが、特に下地材料として用いた材料と同じ材料を用いことが望ましい。被覆材料と下地材料が同じ材料であることにより、被覆層と下地層の間の界面における光の反射を抑制することができる。被覆材料として用いるゾルゲル材料溶液の溶媒としては、下地材料に用いることができる溶媒と同様のものを用いることができる。被覆材料のゾルゲル材料溶液の添加物としては、上記の下地材料に用いる添加物と同様のものを用いることができる。被覆材料のゾルゲル材料溶液として、下地材料のゾルゲル材料溶液よりも溶媒でさらに希釈したものを用いることが望ましい。すなわち、被覆材料は下地材料よりも低濃度のゾルゲル材料溶液であることが望ましい。それにより、下地層よりも薄い所望の膜厚で被覆層を形成することが容易になる。
【００５３】
図１（ｃ）に示すように、上記のように調製した被覆材料のゾルゲル材料溶液を下地層１３の凹凸パターン面上に塗布して、被覆層１４を形成する。被覆層を形成する前に、下地層１３の形成された基板の洗浄を行ってもよい。洗浄の方法としては例えば、有機溶剤中や水中での超音波洗浄などの湿式洗浄、ＵＶオゾン処理などの乾式洗浄、もしくはその両方が挙げられる。被覆層１４の膜厚は、下地層１３の凹凸深さの標準偏差σ１に対して２５〜１５０％の範囲内とする。モールドを用いて凹凸パターンを転写することによって形成した下地層１３には、モールドのパターン不良、モールド剥離時の下地材料層の剥がれ、異物の付着、下地材料層の焼成によるひび割れ（クラック）などにより、凹凸パターンの欠陥が生じることがあるが、下地層１３の凹凸パターン面上に被覆材料を塗布して上記範囲内の膜厚の被覆層１４を形成することにより、下地層１３の表面の凹凸パターンの欠陥を埋めることができる。本実施形態の凹凸構造を有する基板１００を有機ＥＬ素子に使用する場合、凹凸パターンの欠陥はリーク電流を引き起こすことがあるが、下地層１３上に上記範囲内の膜厚の被覆層１４を形成することにより、下地層１３表面の凹凸パターンの欠陥を修復することができ、有機ＥＬ素子のリーク電流の発生を防止することが可能となる。被覆層１４の膜厚が下地層１３の凹凸深さの標準偏差σ１に対して２５％未満であると、下地層１３表面の欠陥を十分に修復することができない。また、被覆層１４の膜厚が下地層１３の凹凸深さの標準偏差σ１に対して１５０％を超えると、被覆層１４の表面が平坦に近くなり、凹凸構造を有する基板の回折格子としての機能が低下し、凹凸構造を有する基板の光取出し効率の向上効果が不十分となる。
【００５４】
なお、凹凸パターン面上に形成した被覆層の膜厚を測定することは容易ではないため、本願において被覆層の膜厚とは、被覆層の形成時と同じ条件で平滑基板上に被覆材料を塗布した場合の塗膜の膜厚とする。平滑基板上の塗膜の膜厚は、エリプソメータ等を用いて測定することができる。また、マスクを形成した平滑基板上に塗膜を形成した後マスクを除去したり、形成した塗膜の一部を除去したりすることにより、平滑基板上に塗膜が形成されていない部分を形成し、塗膜が形成された部分と塗膜が形成されていない部分の段差を３次元粗さ計等で測定することにより、塗膜の膜厚を測定することもできる。また、下地層と被覆層の材料が異なる場合には、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等を用いた断面観察により、被覆層の膜厚を測定することも可能である。
【００５５】
被覆材料は、量産性の観点から、複数の基板を連続的に搬送させながら所定位置で基板に塗布することが好ましい。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被覆材料を均一に塗布可能であること、被覆材料のゾルゲル材料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、ダイコート法、バーコート法及びスピンコート法が好ましい。
【００５６】
被覆材料を下地層１３の凹凸パターン面上に塗布して被覆層１４を形成した後、被覆層１４を仮焼成してもよい。仮焼成することにより被覆層１４のゲル化を進めることができる。仮焼成を行う場合には、大気中で４０〜１５０℃の温度で加熱することが好ましい。
【００５７】
次いで被覆層１４を硬化してもよい。本実施形態では、本焼成によりゾルゲル材料からなる被覆層１４を硬化させることができる。本焼成により被覆層１４を構成するシリカのようなゾルゲル材料層中に含まれている水酸基などが脱離して被覆層１４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。こうして被覆層１４を硬化させることができる。この時、被覆層１４がシリカからなる場合は、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。被覆層１４は下地層と１３比べて膜厚が小さいため、下地層１３のように焼成による膨張、収縮によってひび割れ等が発生しにくい。また、紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、被覆材料塗布後に例えば紫外線やエキシマＵＶ等のエネルギー線を照射することによって被覆層１４を硬化させる工程を含んでもよい。
【００５８】
また、被覆層１４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。被覆層１４の表面を疎水性にすることにより、実施形態の製造方法により製造した基板１００を有機ＥＬ素子等のデバイスの製造に用いる場合に、製造工程において基板から水分を容易に除去できるため、有機ＥＬ素子におけるダークスポットのような欠陥の発生や、デバイスの劣化を防止することができる。
【００５９】
上記のようにして形成した被覆層１４の表面の凹凸パターンは、マイクロレンズアレイ構造や光拡散や回折等の機能を有する構造など、任意のパターンにし得る。中でも、例えば、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ような不規則な凹凸パターンが好ましい。こうすることにより、凹凸パターン層から散乱及び／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、「不規則な凹凸パターン」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は有するような疑似周期構造を含む。
【００６０】
上記のようにして形成した被覆層１４の表面の凹凸パターンの平均ピッチは、例えば、１００〜１５００ｎｍの範囲内にすることができ、２００〜１２００ｎｍの範囲内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、凹凸による光の回折が不十分になる傾向にあり、他方、上限を超えると、回折角が小さくなり、回折格子のような光学基板としての機能が失われてしまう傾向にある。凹凸の深さ分布の平均値は、２０〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、３０〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。凹凸深さの標準偏差は、１０〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１５〜７５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００６１】
本実施形態において、形成した被覆層１４の表面の凹凸形状、すなわち、凹凸（深さ）の度合いを表すために、下地層１３の表面の凹凸深さ（以下、適宜「第１の凹凸深さ」という）の標準偏差に対する被覆層１４の表面の凹凸深さ（以下、適宜「第２の凹凸深さ」という）の標準偏差の割合を用いる。この割合を、本文中で適宜、「形状維持率」と呼ぶ。すなわち、形状維持率Ｗは、下記式で表される。
Ｗ＝σ２／σ１
式中、σ１は第１の凹凸深さの標準偏差であり、σ２は第２の凹凸深さの標準偏差である。
【００６２】
なお、後述の実施例で示すように、形状維持率Ｗは、第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合に相関し、第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が大きいほど形状維持率Ｗが小さく、第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が小さいほど形状維持率Ｗが大きい傾向がある。
【００６３】
本実施形態においては、上記のように、第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が２５〜１５０％の範囲内になるように被覆層を形成する。それにより形状維持率Ｗを５０〜９５％の範囲内とすることができる。第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が１５０％以下の場合、形状維持率Ｗが５０％以上となり、本実施形態の製造方法により製造される凹凸構造を有する基板は、回折格子としての機能を有する。しかし、第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が１５０％を超えると、形状維持率Ｗが５０％未満となり、被覆層の表面が平坦に近くなり、凹凸構造を有する基板の回折格子としての機能が低下する。第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が２５％未満の場合、すなわち形状維持率Ｗが９５％を超える場合は、被覆層の膜厚が小さいために、下地層の表面の欠陥を十分に埋めることができない。そのため、この基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する場合、欠陥によるリーク電流が発生する恐れがある。第１の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚の割合が２５〜１００％の範囲内であり、形状維持率Ｗが７０〜９５％の範囲内である場合、基板の凹凸パターンによる光の取出し効率の向上が著しくなる。また、被覆層の膜厚は、有機ＥＬ素子の積層構造内で生じる多重干渉にも影響を与えるため、基板から取り出す光のピーク波長位置を最適化またはシフトするために被覆層の厚みを適宜調整してもよい。
【００６４】
こうして実施形態の製造方法により、図１（ｃ）に示すような凹凸構造を有する基板１００が製造される。
【００６５】
なお、下地材料及び被覆材料として、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ２等のゾルゲル材料の溶液または微粒子分散液を用いてもよい。このうち、成膜性や屈折率の関係からＴｉＯ２が好ましい。また、上述した塗布方法のほか、液相堆積法（ＬＰＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって塗布してもよい。
【００６６】
また、下地材料及び被覆材料として、ポリシラザン溶液を塗布してもよい。この場合、下地材料層及び被覆層はセラミックス化（シリカ改質）して硬化させることができる。なお、「ポリシラザン」とは、珪素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等からなるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及び両方の中間固溶体ＳｉＯＸＮＹ等のセラミック前駆体無機ポリマーである。特開平８−１１２８７９号公報に記載されている下記の一般式（１）で表されるような比較的低温でセラミック化してシリカに変性する化合物がより好ましい。
【００６７】
一般式（１）：
−Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）−
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基またはアルコキシ基を表す。
【００６８】
上記一般式（１）で表される化合物の中で、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳともいう）や、Ｓｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンが特に好ましい。
【００６９】
低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（例えば、特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（例えば、特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（例えば、特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（例えば、特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（例えば、特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（例えば、特開平７−１９６９８６号公報）等を用いることもできる。
【００７０】
ポリシラザン溶液の溶媒としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。酸化珪素化合物への改質を促進するために、アミンや金属の触媒を添加してもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、下地材料としてゾルゲル材料を用いて下地層１３を形成したが、上述の無機材料のほか、硬化性樹脂材料を用いてもよい。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）等の樹脂を用いることができる。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。
【００７２】
下地材料として硬化性樹脂を用いて下地層１３を形成する場合、例えば、硬化性樹脂を基板に塗布した後、塗布した硬化性樹脂層に微細な凹凸パターンを有するモールドを押し付けつつ塗膜を硬化させることによって、硬化性樹脂層にモールドの凹凸パターンを転写することができる。硬化性樹脂は有機溶剤で希釈してから塗布してもよい。この場合に用いる有機溶剤としては硬化前の樹脂を溶解するものを選択して使用することができる。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）などのアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、などのケトン系溶剤等の公知のものから選択できる。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。微細な凹凸パターンを有するモールドとしては、例えばフィルム状モールド、金属モールドなど所望のモールドを用いることができる。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℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲内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の範囲内であることが好ましい。
【００７３】
下地層１３と同様に、被覆材料として硬化性樹脂材料を用いて被覆層１４を形成してもよい。硬化性樹脂としては、下地材料と同様に、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）等の樹脂を用いることができる。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。
【００７４】
被覆材料として硬化性樹脂を用いて被覆層１４を形成する場合、下地層１３上に硬化性樹脂を塗布した後、塗布した硬化性樹脂を硬化させることによって、被覆層１４を形成することができる。硬化性樹脂は有機溶剤で希釈してから塗布してもよい。この場合に用いる有機溶剤としては、下地材料と同様に、硬化前の樹脂を溶解するものを選択して使用することができる。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）などのアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、などのケトン系溶剤等の公知のものから選択できる。被覆材料と下地材料は同じ材料からなることが好ましく、この場合、被覆材料として、下地材料として用いた硬化性樹脂の溶液よりも希釈した溶液を用いることが好ましい。すなわち、被覆材料は下地材料よりも低濃度の硬化性樹脂溶液であることが好ましい。それにより被覆層を所定の膜厚で形成することが容易となる。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。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℃の範囲内であり、硬化時間が０．５分〜３時間の範囲内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の範囲内であることが好ましい。
【００７５】
また、被覆材料としてシランカップリング剤を用いてもよい。それにより、実施形態の凹凸構造を有する基板１００を用いて有機ＥＬ素子を製造する場合、被覆層１４とその上に形成される電極などの層との間の密着性を向上させることができ、有機ＥＬ素子の製造工程における洗浄工程や高温処理工程での耐性が向上する。被覆層１４に用いられるシランカップリング剤は、その種類が特に制限されるものではないが、例えばＲＳｉＸ３（Ｒは、ビニル基、グリシドキシ基、アクリル基、メタクリル基、アミノ基およびメルカプト基から選ばれる少なくとも１種を含む有機官能基であり、Ｘは、ハロゲン元素またはアルコキシル基である）で示される有機化合物を用いることができる。シランカップリング剤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。その後、各材料に応じて適正な条件で乾燥させることにより硬化した膜を得ることができる。例えば、１００〜１５０℃で１５〜９０分間加熱乾燥してもよい。
【００７６】
下地材料及び／または被覆材料は、無機材料または硬化性樹脂材料に紫外線吸収材料を含有させたものであってもよい。紫外線吸収材料は、紫外線を吸収し光エネルギーを熱のような無害な形に変換することにより、膜の劣化を抑制する作用がある。紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用できる。
【００７７】
上記実施形態の凹凸構造を有する基板の製造方法によって、図１（ｃ）に示すように、基板１０上に、下地層１３及び被覆層１４をこの順に備える凹凸構造を有する基板１００が製造される。
【００７８】
次に、上記実施形態の凹凸構造を有する基板を用いて製造される有機ＥＬ素子の実施形態について説明する。図３及び図４に示すように、本実施形態の有機ＥＬ素子３０、４０は、基板１０、下地層１３及び被覆層１４からなる凹凸構造を有する基板１００上に、第１電極層１６、有機層１８及び第２電極層２０をこの順に備える。
【００７９】
＜第１電極＞
被覆層１４上に第１電極１６が形成される。第１電極１６は、その上に形成される有機層１８からの光の基板側に透過させるために透過性を有する。それゆえ、透明電極とも呼ばれる。電極材料としては、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。
【００８０】
第１電極１６の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、スプレー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。スパッタ法等で電極材料層を成膜した後、フォトリソグラフィプロセス（フォトエッチング法）を用いて所望の電極パターンを形成することができる。
【００８１】
第１電極１６は実膜厚で、８０〜２００ｎｍ、または、光学膜厚で１６０〜４００ｎｍの範囲にし得る。本発明においては、厚みが前記上限を超えると、被覆層１４の凹凸の深さにもよるが、被覆層１４の表面に形成されている凹凸パターンが第１電極１６の表面に維持されなくなるおそれがある。なお、被覆層１４と同様に第１電極層１６の膜厚は、有機ＥＬ素子の積層構造内で生じる多重干渉にも影響を与える。それゆえ、基板から取り出される光のピーク波長位置を最適化するために、被覆層１４とともにあるいは被覆層１４とは別に第１電極層１６の厚みを調整してもよい。なお、本明細書においては、光学膜厚と表記しない場合には、実際の膜厚（実膜厚）を意味する。
【００８２】
＜有機層＞
有機層１８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１８は、種々の有機薄膜の積層体であってもよく、例えば、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。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。
【００８３】
また、発光層は、第１電極１６から注入された正孔と第２電極２０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る。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ことが挙げられる。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。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、第１電極１６と第２電極２０の間の有機層１８は二層となる。
【００８４】
さらに、第２電極２０からの電子注入を容易にするという観点から、有機層１８と第２電極２０の間に電子注入層としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）、Ｌｉ２Ｏ３等の金属フッ化物や金属酸化物、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。また、第１電極１６からの正孔注入を容易にするという観点から、有機層１８と第１電極１６の間に正孔注入層として、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、または導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマーなどからなる層を設けても良い。
【００８５】
また、有機層１８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の範囲内であることが好ましい。有機層１８を積層する方法としては、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、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。
【００８６】
有機層１８の表面は、図３に示すように、被覆層１４の表面に形成されている凹凸パターンを維持していてもよい。有機層１８の表面は、図４に示すように、被覆層１４の表面に形成されている凹凸パターンを維持せずに、その表面が平坦であってもよい。有機層１８の表面が被覆層１４の表面に形成されている凹凸パターンを維持している場合、第２電極によるプラズモン吸収が低減し、光の取出し効率が向上する。
【００８７】
＜第２電極＞
有機層１８上に金属電極として第２電極２０が設けられている。第２電極２０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、第２電極２０の厚みは５０〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。第２電極２０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。こうして、図３及び図４に示すような構造の有機ＥＬ素子３０、４０が得られる。
【００８８】
第２電極２０は金属電極であるために、その鏡面反射対策として偏光板を第２電極２０上に設けてもよい。有機ＥＬ素子３０、４０はさらに、有機ＥＬ素子３０、４０の水分や酸素による劣化を防止するために、周囲が封止材料により封止されていてもよい。
【００８９】
本実施形態の有機ＥＬ素子において、下地層及びその上に形成した被覆層がゾルゲル材料から形成されている場合、下地層と被覆層との密着性が優れ、耐熱性、機械的強度、及び耐薬品性にも優れる。このため、ゾルゲル材料から形成されている凹凸パターン層は、有機ＥＬ製造プロセスにおいて、高温雰囲気で行われる成膜工程、ＵＶ／Ｏ３洗浄、ブラッシング、酸・アルカリ溶剤などの種々の洗浄液を用いる洗浄工程、現像液やエッチング液を用いるパターン化工程にも十分に耐えられる。
【００９０】
図５に実施形態の有機ＥＬ素子の変形形態を示す。この有機ＥＬ素子５０は、図３に示した有機ＥＬ素子３０の基板１０の外側面（下地層１３が形成された面と反対側の面）に光学機能層２２が設けられている。このような光学機能層２２を設けることで、基板１０内を通過してきた光が基板１０（光学機能層２２を含む）と空気の界面において全反射することを抑制して光取出し効率を向上することができる。光学機能層２２としては、例えば、半球レンズ、コルゲート構造レンズを採用することができる。このような光学機能層２２としては、有機ＥＬ素子の光の取り出しのため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、光の屈折や、集光、拡散（散乱）、回折、反射等を制御して素子の外側へ光を取出すことが可能な構造を有する任意の光学部材を用いることができる。このような光学機能層２２としては、例えば、半球レンズのような凸レンズ、凹レンズ、プリズムレンズ、円柱状レンズ、レンチキュラー型レンズ、後述する回折格子基板を製造する方法と同様の方法で形成することが可能な凹凸層からなるマイクロレンズ等の各種レンズ部材、透明体に拡散材が練りこまれた拡散シート、拡散板、表面に凹凸構造を有する拡散シート、拡散版、回折格子、反射防止機能を有する部材等を使用してもよい。これらのうち、より効率よく光を取り出すことが可能となることから、レンズ部材が好ましい。また、このようなレンズ部材としては、複数のレンズ部材を用いてもよく、この場合には微細なレンズ部材を配列させて、いわゆるマイクロレンズ（アレイ）を形成してもよい。光学機能層２２は、市販品を用いてもよい。
【００９１】
また、光学機能層２２として、回折格子基板を製造する方法と同様の方法で形成することが可能な凹凸層からなるマイクロレンズを用いる場合、その凹凸の形状が、原子間力顕微鏡により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フーリエ変換像を得た場合に、前記フーリエ変換像が、波数の絶対値が０μｍ−１である原点を略中心とする円状又は円環状の模様を示す形状であることが好ましい。このような凹凸層からなるマイクロレンズにおいては、凹凸形状があらゆる断面方向から見た場合に等方的なものとなり、一方の面（基板と接している面）側から光を入射させて、前記形状が形成されている面から光を出射させた場合に、出射光の角度依存性（輝度の角度依存性）及び色度の変化を十分に低減することが可能となる。
【００９２】
また、光学機能層２２として前述のような凹凸層からなるマイクロレンズを用いる場合、前記凹凸のフーリエ変換像が、波数の絶対値が１μｍ−１以下の範囲内となる領域内に存在するものであることが好ましい。このようなフーリエ変換像が上記の条件を示す場合には、出射光の角度依存性及び色度の変化をより高度な水準で十分に低減することが可能となる。また、このようなフーリエ変換像の円状又は円環状の模様としては、可視域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）にある発光スペクトルを効率よく屈折もしくは回折させるという観点から、波数の絶対値が０．０５〜１μｍ−１の範囲内となる領域内に存在することが好ましく、波数の絶対値が０．１〜０．５μｍ−１の範囲内となる領域内に存在することがより好ましい。このような波数の絶対値の範囲内の領域に前記円状又は円環状の模様が存在しない場合、すなわち、前記円状及び円環状の模様を構成するフーリエ変換像の輝点のうち前記範囲内に存在する輝点の数が３０％未満である場合には、光を取り出すためのレンズとして有効な屈折が得られない傾向にある。また、このようなフーリエ変換像の模様としては、可視域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）にある波長の光に対して十分な効果を得るという観点から、円環状であることがより好ましい。
【００９３】
また、光学機能層２２として前述のような凹凸層からなるマイクロレンズを用いる場合、マイクロレンズの凹凸の平均ピッチが２〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、２．５〜５μｍの範囲内であることがより好ましい。更に、このようなマイクロレンズの凹凸の深さ分布の平均値は４００〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、６００〜１０００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、７００〜９００ｎｍの範囲内であることが更に好ましい。なお、このような凹凸層からなるマイクロレンズは、上述の凹凸構造を有する基板の製造方法を採用して、母型を形成する際の条件等を適宜変更して、凹凸形状の特性（サイズ等）を適宜調整することにより形成することができる。
【００９４】
また、このような光を外部に取出すための光学機能層２２としては、有機ＥＬ素子の用途やサイズ、構成等に応じて、種々のサイズ及び形状のものを用いることができるが、空気と外側取出し構造の界面での反射を抑制する観点から、半球レンズ及び後述する回折格子基板を製造する方法と同様の方法で形成することが可能な凹凸層からなるマイクロレンズを用いることが好ましく、さらに、有機ＥＬ素子の厚みが重要視されない（厚くても構わない）場合には、半球レンズを用いることが好ましく、厚みが重要視される（薄いほうが好まれる）場合には、前記凹凸層からなるマイクロレンズを用いることが好ましい。このように、回折格子基板を製造する方法と同様の方法を用いて得られる凹凸層からなるマイクロレンズを用いた場合、凹凸形状があらゆる断面方向から見た場合に等方的なものとなり、一方の面（基板と接している面）側から光を入射させて、前記形状が形成されている面から光を出射させた場合に、出射光の角度依存性（輝度の角度依存性）及び色度の変化を十分に低減することが可能となる。なお、光学機能層２２は、主に光の屈折を制御するレンズとしての役割で用いているが、それに限らず、光の集光や拡散（散乱）、回折、反射防止等の種々の光学特性を付与させる目的の層として用いることもできる。
【００９５】
このような光学機能層２２の材質としては特に制限されず、任意の材質からなる光学部材を用いることができ、例えば、ガラスなどの透明無機材料、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂等のような透明なポリマー等からなる透明樹脂材料などを用いることができる。また、このような光学機能層２２は、有機ＥＬ素子と光学機能層２２との間での反射を抑制するべく、有機ＥＬ素子と光学機能層２２との間に空気を挟まないように、粘着剤層及び／又は接着剤層を介して前記基板１０上に積層されていることが好ましい。
【００９６】
さらに、このような光学機能層２２は、その表面の耐摩擦性や耐傷性が向上するという観点から、光学部材の表面上（光学機能層２２として前述のような凹凸層からなるマイクロレンズを用いる場合、凹凸形状が形成されている表面上）に保護層が積層されていてもよい。このような保護層としては、透明フィルムや透明な無機蒸着層を用いることができる。このような透明フィルムとしては特に制限されず、任意の透明フィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂等のような透明なポリマーからなるフィルムが挙げられる。また、このような透明フィルムは一方の面に粘着剤層又は接着剤層を形成して、光学部材の表面上に貼りあわせて使用してもよい（なお、光学機能層２２として前述のような凹凸層からなるマイクロレンズを用いる場合、凸部間に空間が形成されるようにして透明フィルムを貼り合わせてもよい。）。このような粘着剤又は接着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体、天然ゴム系粘着剤、ポリイソブチレン、ブチルゴム、スチレン−ブチレン−スチレン共重合体、スチレン−インプレン−スチレンブロック共重合体等の合成ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤を用いてもよい。
【００９７】
また、前記保護層として無機蒸着層を積層する場合には、蒸着法により透明な無機層を形成することが可能な公知の金属材料を適宜利用することができ、例えば、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｇａ、Ｒｂ等の金属の酸化物、窒化物、硫化物等が挙げられる。また、このような金属材料としては、酸化による劣化を十分に防止できるという観点からは、ＴｉＯ２を好適に用いることができ、また、安価で高輝度が得られるという観点からはＺｎＳを好適に用いることができる。また、このような無機蒸着層を形成する方法としては特に制限されず、任意の物理蒸着装置を用いて適宜製造することができる。
【００９８】
なお、図５には、図３に示した有機ＥＬ素子３０の基板１０の外側面に光学機能層２２が設けられている有機ＥＬ素子５０を示したが、図４に示した有機ＥＬ素子４０の基板１０の外側面に光学機能層２２を設けてもよい。
【実施例】
【００９９】
以下、本発明の凹凸構造を有する基板を用いた有機ＥＬ素子を実施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。【０１００】
実施例１
この実施例では、回折格子基板（凹凸構造を有する基板）を作製し、次いでこの回折格子基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する。【０１０１】
＜フィルムモールドの作製＞
最初に、回折格子基板を作製するために、ＢＣＰ溶媒アニール法を用いて凹凸表面を有するフィルムモールドＭ−１を作製した。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＝５９０，０００、
ＰＭＭＡセグメントのＭｎ＝５７０，０００、
ブロック共重合体のＭｎ＝１，１６０，０００、
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）＝１．２５、ＰＳセグメントのＴｇ＝１０７℃、
ＰＭＭＡセグメントのＴｇ＝１３４℃【０１０２】
ブロック共重合体におけるＰＳセグメント及びＰＭＭＡセグメントの体積比（ＰＳセグメント：ＰＭＭＡ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）。【０１０３】
このブロック共重合体２１０ｍｇとポリエチレンオキシドとして５２．５ｍｇ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て、ブロック共重合体溶液を調製した。【０１０４】
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１００〜１２０ｎｍ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。【０１０５】
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。【０１０６】
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。【０１０７】
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。【０１０８】
次に、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樹脂膜付きＰＥＴ基板からなるフィルムモールドＭ−１を得た。【０１０９】
＜下地層の形成＞
下地材料として、エタノール２４．３ｇ、水２．１５ｇ及び濃塩酸０．００９８ｇを混合した液に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）３．７４ｇとメチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）０．８９ｇを滴下して加え、２３℃、湿度４５％で２時間攪拌してＳｉＯ２のゾルゲル材料溶液を得た。この下地材料を、１０×１０×０．０７ｃｍの無アルカリガラス基板（日本電気硝子社製、ＯＡ１０ＧＦ）上にバーコートして塗膜（下地材料層）を形成した。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。ゾルゲル材料溶液（下地材料）の塗布６０秒後に、塗膜（下地材料層）に上記のようにして作製したフィルムモールドＭ−１を、８０℃に加熱した押圧ロールを用いてガラス板上の塗膜に押し付けながら回転移動した。塗膜の押圧が終了後、フィルムモールドＭ−１を剥離し、次いでオーブンを用いて３００℃で６０分加熱して本焼成を行った。こうしてフィルムモールドＭ−１の凹凸パターンが転写された下地層がガラス基板上に形成された。なお、押圧ロールは、内部にヒータを備え、外周が４ｍｍ厚の耐熱シリコーンが被覆されたロールであり、ロール径φが５０ｍｍ、軸方向長さが３５０ｍｍのものを用いた。【０１１０】
この下地層の凹凸パターンについて、表面の凹凸形状を原子間力顕微鏡（株式会社日立ハイテクサイエンス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」）を用いて解析画像を得た。原子間力顕微鏡の解析条件は、以下の通りである。
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−ＤＦ４０（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℃【０１１１】
＜凹凸の平均深さ＞
下地層の任意の位置に３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して、上記のようにして凹凸解析画像を求めた。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、その平均を算出して凹凸の平均深さとする。この例で得られた解析画像より下地層の凹凸パターンの平均深さは５８ｎｍであった。【０１１２】
＜凹凸解析画像のフーリエ変換像＞
下地層の任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して上記のようにして凹凸解析画像を求めた。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た。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以下の範囲内となる領域内に存在することが確認された。【０１１３】
なお、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。【０１１４】
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。【０１１５】
＜凹凸の平均ピッチ＞
下地層の任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して上記のようにして凹凸解析画像を求めた。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とした。この例で得られた解析画像より下地層の凹凸パターンの平均ピッチは３２２ｎｍであった。【０１１６】
＜凹凸深さ分布の平均値＞
下地層の任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を求めた。その際に測定領域内の１６３８４点（縦１２８点×横１２８点）以上の測定点における凹凸深さのデータをナノメートルスケールでそれぞれ求めた。この実施例で用いたＥ−ｓｗｅｅｐでは、３μｍ角の測定領域内において６５５３６点（縦２５６点×横２５６点）の測定（２５６×２５６ピクセルの解像度での測定）を行った。このようにして測定される凹凸深さ（ｎｍ）に関して、先ず、全測定点のうち、基板の表面からの高さが最も高い測定点Ｐを求めた。そして、かかる測定点Ｐを含み且つ基板の表面と平行な面を基準面（水平面）として、その基準面からの深さの値（測定点Ｐにおける基板からの高さの値から各測定点における基板からの高さを差し引いた差分）を凹凸深さのデータとして求めた。なお、このような凹凸深さデータは、Ｅ−ｓｗｅｅｐ中のソフトにより自動的に計算して求めることが可能であり、このような自動的に計算して求められた値を凹凸深さのデータとして利用できる。このようにして、各測定点における凹凸深さのデータを求めた後、凹凸の深さ分布の平均値（ｍ）は、下記式（Ｉ）を用いて計算することにより求めることができる。【０１１７】
【数１】
2015011980.tif 000003
この例で得られた下地層の凹凸深さ分布の平均値（ｍ）は、３６．１ｎｍであった。【０１１８】
＜凹凸深さの標準偏差＞
上述の深さ分布の平均値（ｍ）の測定方法と同様にして下地層の３μｍ角の測定領域内の１６３８４点（縦１２８点×横１２８点）以上の測定点において凹凸深さのデータを求めた。この例では、６５５３６点（縦２５６点×横２５６点）での測定点を採用した。その後、各測定点の凹凸深さのデータに基づいて凹凸深さ分布の平均値（ｍ）と凹凸深さの標準偏差（σ）を計算した。なお、平均値（ｍ）は、上述のように、上記式（Ｉ）を計算して求めることができる。一方、凹凸深さの標準偏差（σ）は、下記式（ＩＩ）：【０１１９】
【数２】
2015011980.tif 000004
［式（ＩＩ）中、Ｎは測定点の総数（総ピクセル数）を示し、ｘｉはｉ番目の測定点の凹凸深さのデータを示し、ｍは凹凸深さ分布の平均値を示す。］
を計算して求めることができ、下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）は２１．８ｎｍであった。【０１２０】
＜被覆層の形成＞
上記のようにして得られた、凹凸パターンが転写された下地層が形成されたガラス基板について、ガラス基板を１２×２０ｍｍの大きさに切断し、有機溶剤であるＩＰＡを用いて超音波洗浄することでガラス基板に付着している有機物等の異物を除去した。次いで、光源から３ｃｍ離してＵＶオゾン処理を３分間施した。次いで、下地材料をエタノールとブタノールを溶媒として、体積比で約１０倍に希釈した。エタノールとブタノールは体積比でエタノール：ブタノール＝９：１の比率で用いた。この希釈溶液を０．５０ｕｍφのフィルターでろ過したものを被覆材料とし、ガラス基板上に形成した下地層の凹凸パターン上にスピンコートで塗布し、被覆層を形成した。被覆層の膜厚ｄは６．３ｎｍであり、下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は３１％であった。このガラス基板を、３００℃に加熱したオーブンで１時間焼成して硬化させた。なお、被覆層の表面形状が下地層の凹凸パターンを反映して凹凸形状を有しており、且つ被覆層と下地層が同じ材料から形成されているため、被覆層の膜厚を直接測定することが困難である。そこで被覆層の膜厚は次のようにして求めた。寸法１２×２０×０．０７ｃｍであり、表面が平坦な無アルカリガラス基板（日本電気硝子社製、ＯＡ１０ＧＦ）上に被覆材料をスピンコートにより塗布した。スピンコートは、下地層上への被覆材料のスピンコートと同様の条件（回転数、回転時間）で行った。これを３００°に加熱したオーブンで１時間焼成した後の膜厚をＨＯＲＩＢＡ社製自動薄膜計測装置ＡｕｔｏＳＥにて測定し、これを「被覆層の膜厚」とした。【０１２１】
こうして得られた被覆層の凹凸深さの標準偏差について、下地層の凹凸パターンの場合と同様に原子間力顕微鏡による解析画像から前述の式（ＩＩ）を用いて求めた。被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）は、２０．１ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）の値とから形状維持率（Ｗ＝σ２／σ１）を求めたところ９２％であった。【０１２２】
＜有機ＥＬ素子の作製＞
次に上記で得られた回折格子基板上に、ＩＴＯをスパッタ法で厚み１２０ｎｍで成膜し、次いで、有機層として、正孔輸送層（４，４’，４’’トリス（９−カルバゾール）トリフェニルアミン、厚み：３５ｎｍ）、発光層（トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）錯体をドープした４，４’，４’’トリス（９−カルバゾール）トリフェニルアミン、厚み１５ｎｍ、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）錯体をドープした１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン、厚み１５ｎｍ）、電子輸送層（１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン、厚み：６５ｎｍ）をそれぞれ蒸着法で積層した。さらに、フッ化リチウム層（厚み：１．５ｎｍ）、金属電極（アルミニウム、厚み：５０ｎｍ）を蒸着した。こうして図３に示すような、基板１０上に、下地層１２及び被覆層１４からなる凹凸構造層、第１電極１６としての透明電極、有機層１８、第２電極としての金属電極２０がそれぞれ形成された有機ＥＬ素子を得た。【０１２３】
なお、図６の表中にこの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚（ｄ）、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示している。【０１２４】
実施例２〜４
実施例２〜４について、被覆層の膜厚ｄをそれぞれ１３．８ｎｍ、２２．４ｎｍ、２６．６ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）はそれぞれ、６９％、１１１％、１３２％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、実施例２〜４についてそれぞれ、１６．３ｎｍ、１２．７ｎｍ、１１．７ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ、実施例２〜４についてそれぞれ、７５％、５８％、５４％であった。図６の表中にこれらの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１２５】
実施例５
＜フィルムモールドの作製＞
最初に、回折格子基板を作製するために、ＢＣＰ溶媒アニール法を用いて凹凸表面を有するフィルムモールドＭ−２を作製した。フィルムモールドＭ−２は、下記のようなポリスチレンとポリメチルメタクリレートとからなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ社製のブロック共重合体を用意し、このブロック共重合体２３０ｍｇとポリエチレンオキシドとして５７．５ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール２０５０に、トルエンを総量が１５ｇになるように加えて溶解させて、ブロック共重合体溶液を調製し、このブロック共重合体溶液を基材上に１４０〜１６０ｎｍの膜厚で塗布した以外は、実施例１で作製したフィルムモールドＭ−１と同様の方法及び条件で作製した。
ＰＳセグメントのＭｎ＝６８０，０００、
ＰＭＭＡセグメントのＭｎ＝５８０，０００、
ブロック共重合体のＭｎ＝１，２６０，０００、
ＰＳセグメントとＰＭＭＡセグメントの体積比（ＰＳ：ＰＭＭＡ）＝５７：４３、
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．２８、ＰＳセグメントのＴｇ＝１０７℃、
ＰＭＭＡセグメントのＴｇ＝１３４℃【０１２６】
＜下地層の形成＞
フィルムモールドＭ−１を用いる代わりにフィルムモールドＭ−２を用い、さらに、凹凸パターンの平均深さ、凹凸解析画像のフーリエ変換像、凹凸パターンの平均ピッチ、凹凸深さ分布の平均値（ｍ）、凹凸深さの標準偏差（σ１）を算出するために、３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を得る代わりに、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た以外は実施例１と同様にして、下地層を形成した。凹凸パターンの平均深さは１１２ｎｍであった。凹凸解析画像のフーリエ変換像は、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以下の範囲内となる領域内に存在することが確認された。また、凹凸パターンの平均ピッチは５８６ｎｍ、凹凸深さ分布の平均値（ｍ）は、８６．３ｎｍ、凹凸深さの標準偏差（σ１）は４１．８ｎｍであった。【０１２７】
＜被覆層の形成＞
被覆層の膜厚ｄを１１．２ｎｍに変更し、さらに、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）を算出するために、３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を得る代わりに、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た以外は、実施例１と同様の方法及び条件で被覆層を形成して、凹凸パターンを有する下地層上に被覆層が形成された回折格子基板を得た。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は２７％であった。被覆層の凹凸の深さの標準偏差は、３８．９ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸の深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ９３％であった。【０１２８】
＜有機ＥＬ素子の作製＞
上記で得られた下地層と被覆層からなる凹凸パターン層を備える回折格子基板を用いて、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。なお、図６の表中にこの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１２９】
実施例６〜８
実施例６〜８について、被覆層の膜厚ｄをそれぞれ１９．５ｎｍ、３９．０ｎｍ、５８．７ｎｍに変更した以外は、実施例５と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）はそれぞれ、４７％、９３％、１４０％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差はそれぞれ、３６．４ｎｍ、３０．６ｎｍ、２１．６ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところそれぞれ、８７％、７３％、５２％であった。図６の表中にこれらの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１３０】
実施例９
被覆材料として、下地材料の希釈液を使用する代わりに、酢酸イソブチルでフッ素系ＵＶ硬化樹脂を体積比で１００倍に希釈した液を使用し、上記希釈液を下地層上にスピンコートで塗布した後、窒素雰囲気下で６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して上記ＵＶ硬化樹脂を硬化させることで被覆層を形成した以外は、実施例５と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。被覆層の膜厚ｄは３３．８ｎｍであり、下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は７８％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、３１．２ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ７２％であった。図６の表中にこの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１３１】
実施例１０
被覆材料として、下地材料の希釈液を使用する代わりに、シランカップリング剤（信越化学社製、ＫＢＭ−５１０３）を使用し、シランカップリング剤を下地層上にスピンコートで塗布した後、１３０℃に加熱したクリーンエアーオーブンで１５分間乾燥させることで被覆層を形成した以外は、実施例５と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。なお、被覆層の膜厚ｄは１０．７ｎｍであり、下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、２６％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、３７．５ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ９０％であった。図６の表中にこの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１３２】
実施例１１
被覆材料として、下地材料の希釈液を使用する代わりに、酢酸イソブチルでフッ素系ＵＶ硬化樹脂を体積比で１００倍に希釈し、さらにＵＶ硬化樹脂原液に対して重量比で１０％の紫外線吸収剤（ＢＡＳＦ社製、ＴＩＮＵＶＩＮ９２８）を添加した液を使用し、上記希釈液を下地層上にスピンコートで塗布した後、窒素雰囲気下で６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して上記ＵＶ硬化樹脂を硬化させることで被覆層を形成した以外は、実施例５と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。なお、被覆層の膜厚ｄは３２．５ｎｍであり、下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、７５％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、３１．７ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ７３％であった。図６の表中にこの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１３３】
実施例１２
＜フィルムモールドの作製＞
最初に、回折格子基板を作製するために、ＢＣＰ溶媒アニール法を用いて凹凸表面を有するフィルムモールドＭ−３を作製した。フィルムモールドＭ−３は、下記のようなポリスチレンとポリメチルメタクリレートとからなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ社製のブロック共重合体を用意し、このブロック共重合体２４０ｍｇとポリエチレンオキシドとして６０．０ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール２０５０に、トルエンを総量が１５ｇになるように加えて溶解させて、ブロック共重合体溶液を調製し、このブロック共重合体溶液を基材上に１７０〜１９０ｎｍの膜厚で塗布した以外は、実施例１で作製したフィルムモールドＭ−１と同様の方法及び条件で作製した。
ＰＳセグメントのＭｎ＝９００，０００、
ＰＭＭＡセグメントのＭｎ＝８００，０００、
ブロック共重合体のＭｎ＝１，７００，０００、
ＰＳセグメントとＰＭＭＡセグメントの体積比（ＰＳ：ＰＭＭＡ）＝５５：４５、
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．２６、ＰＳセグメントのＴｇ＝１０７℃、
ＰＭＭＡセグメントのＴｇ＝１３４℃【０１３４】
＜下地層の形成＞
フィルムモールドＭ−１を用いる代わりにフィルムモールドＭ−３を用い、さらに、凹凸パターンの平均深さ、凹凸解析画像のフーリエ変換像、凹凸パターンの平均ピッチ、凹凸深さ分布の平均値（ｍ）、凹凸深さの標準偏差（σ１）を算出するために、３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を得る代わりに、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た以外は実施例１と同様にして、下地層を形成した。凹凸パターンの平均深さは１３３ｎｍであった。凹凸解析画像のフーリエ変換像は、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以下の範囲内となる領域内に存在することが確認された。また、凹凸パターンの平均ピッチは９０６ｎｍ、凹凸深さ分布の平均値（ｍ）は、８３．６ｎｍ、凹凸深さの標準偏差（σ１）は４３．５ｎｍであった。【０１３５】
＜被覆層の形成＞
被覆層の膜厚ｄを１１．８ｎｍに変更し、さらに、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）を算出するために、３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を得る代わりに、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た以外は、実施例１と同様の方法及び条件で被覆層を形成して、凹凸パターンを有する下地層上に被覆層が形成された回折格子基板を得た。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、２７％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、３９．４ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ９１％であった。【０１３６】
＜有機ＥＬ素子の作製＞
上記で得られた回折格子基板を用いて、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。なお、図６の表中にこの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１３７】
実施例１３〜１６
実施例１３〜１６について、被覆層の膜厚ｄをそれぞれ２１．１ｎｍ、４０．１ｎｍ、４５．８ｎｍ、５６．７ｎｍに変更した以外は、実施例１２と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）はそれぞれ、４９％、９２％、１０５％、１３０％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、実施例１３〜１６についてそれぞれ、３６．４ｎｍ、３２．１ｎｍ、２９．８ｎｍ、２３．７ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ、実施例１３〜１６についてそれぞれ、８４％、７４％、６９％、５４％であった。図６の表中にこれらの実施例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１３８】
比較例１
ガラス基板上に下地層及び被覆層を形成しなかった以外は実施例１と同様にして、すなわちガラス基板上に、実施例１と同様の方法及び条件で第１電極としての透明電極、有機層、第２電極としての金属電極を形成することで有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の断面構造の概略図を図７に示す。比較例１の有機ＥＬ素子６０は、図７に示すように、基板１０上に、第１電極１６、有機層１８、及び第２電極２０がこの順に積層されていた。【０１３９】
比較例２
被覆層を形成しなかった以外は、実施例１と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の断面構造の概略図を図８に示す。比較例２の有機ＥＬ素子７０は、図８に示すように、基板１０上に、凹凸パターンを有する下地層１３、第１電極１６、有機層１８、及び第２電極２０がこの順に積層されていた。【０１４０】
比較例３
被覆層の膜厚ｄを３．２ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、１５％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、２１．４ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ９８％であった。図６の表中にこの例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１４１】
比較例４
被覆層の膜厚ｄを３８．７ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、１９３％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は、７．８ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ３６％であった。図６の表中にこの例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１４２】
比較例５
被覆層を形成しなかった以外は、実施例５と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の断面構造の概略図を図８に示す。比較例５の有機ＥＬ素子７０は、図８に示すように、基板１０上に、凹凸パターンを有する下地層１３、第１電極１６、有機層１８、及び第２電極２０がこの順に積層されていた。【０１４３】
比較例６
被覆層の膜厚ｄを７６．４ｎｍに変更した以外は、実施例５と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、１８３％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は１０．７ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ２６％であった。図６の表中にこの例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１４４】
比較例７
被覆層を形成しなかった以外は、実施例１２と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の断面構造の概略図を図８に示す。比較例７の有機ＥＬ素子７０は、図８に示すように、基板１０上に、凹凸パターンを有する下地層１３、第１電極１６、有機層１８、及び第２電極２０がこの順に積層されていた。【０１４５】
比較例８
被覆層の膜厚ｄを４．８ｎｍに変更した以外は、実施例１２と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、１１％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は４３．１ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ９９％であった。図６の表中にこの例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１４６】
比較例９
被覆層の膜厚ｄを７３．８ｎｍに変更した以外は、実施例１２と同様の方法及び条件で有機ＥＬ素子を作製した。下地層の凹凸深さの標準偏差σ１に対する被覆層の膜厚ｄの割合（ｄ／σ１）は、１７０％であった。被覆層の凹凸深さの標準偏差は１８．８ｎｍであった。この被覆層の凹凸深さの標準偏差と先に求めた下地層の凹凸深さの標準偏差の値とから形状維持率を求めたところ４３％であった。図６の表中にこの例で得られた有機ＥＬ素子の下地層の凹凸深さの標準偏差（σ１）、被覆層の膜厚ｄ、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）、被覆層の凹凸深さの標準偏差（σ２）、及び形状維持率（σ２／σ１）をそれぞれ示す。【０１４７】
＜リーク電流の評価＞
実施例１〜１６及び比較例１〜９で作製した有機ＥＬ素子に、素子が発光しない程度の低電圧（１．０Ｖ）を印加し、有機ＥＬ素子に流れる電流を印加測定器（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製、２６１２Ａ  ＳＹＳＴＥＭ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｍｅｔｅｒ）にて測定した。測定した電流値を有機ＥＬ素子の発光面積で割ることで電流密度を計算した。この１．０Ｖ印加時の電流密度が５．０×１０−７Ａ／ｃｍ２未満のものを合格、５．０×１０−７Ａ／ｃｍ２以上のものを不合格とした。評価結果を図６の表中に、合格を〇、不合格を×と表記して示す。実施例１〜１６及び比較例１、４、６、９で得られた有機ＥＬ素子は、電流密度が５．０×１０−７Ａ／ｃｍ２未満で合格であった。一方、下地層上に被覆層が設けられていない比較例２、５、７及び被覆層の膜厚が小さい比較例３、８の有機ＥＬ素子は、電流密度が５．０×１０−７Ａ／ｃｍ２以上で不合格であった。実施例１〜１６及び比較例４、６、９の有機ＥＬ素子では、下地層の表面に欠陥が発生しても、下地層上に被覆層を形成することによって、下地層の表面の欠陥を埋めることができ、それによって、その上に形成される第１電極層で生じるリーク電流の発生を防止することができたと考えられる。比較例１の有機ＥＬ素子では、下地層が形成されておらず、リーク電流の原因となるような欠陥を有さない基板上に直接第１電極層が形成されているためにリーク電流が防止されたと考えられる。一方で、比較例２、５、７の有機ＥＬ素子では被覆層を形成しなかったため下地層表面の欠陥が残存し、リーク電流の発生につながったと考えられる。また比較例３、８の有機ＥＬ素子では被覆層の膜厚が小さいために下地層表面の欠陥が十分に埋められず、リーク電流の発生につながったと考えられる。【０１４８】
＜下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合と形状維持率との関係＞
実施例１〜１６及び比較例３、４、６、８、９について、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）に対して、形状維持率（σ２／σ１）をプロットしたグラフを図９に示す。フィルムモールドＭ−１を用いた実施例１〜４及び比較例３、４については四角で、フィルムモールドＭ−２を用いた実施例５〜１１及び比較例６については丸で、フィルムモールドＭ−３を用いた実施例１２〜１６及び比較例８、９については×でそれぞれプロットした。いずれのフィルムモールドを用いた場合でも、ｄ／σ１の値が増すに従って形状維持率（σ２/σ１）が小さくなり、被覆層の表面の凹凸形が徐々に平坦化することが分かる。【０１４９】
＜有機ＥＬ素子の電流効率の評価＞
実施例１〜１６及び比較例１〜９で作製した有機ＥＬ素子の輝度１０００ｃｄ／ｍ２における電流効率を求め、実施例１〜１６、比較例２〜９で作製した有機ＥＬ素子の電流効率について、比較例１の有機ＥＬ素子の電流効率に対する倍率をそれぞれ算出した。なお、電流効率は以下の方法で測定した。有機ＥＬ素子に電圧を印加し、印加電圧Ｖ及び有機ＥＬ素子に流れる電流Ｉを印加測定器（株式会社エーディーシー社製、Ｒ６２４４）にて、また全光束量Ｌをスペクトラ・コープ社製の全光束測定装置にて測定した。このようにして得られた印加電圧Ｖ、電流Ｉ及び全光束量Ｌの測定値から輝度値Ｌ’を算出し、電流効率については、下記計算式（Ｆ１）：
電流効率＝（Ｌ’／Ｉ）×Ｓ・・・（Ｆ１）
を用いて、有機ＥＬ素子の電流効率を算出した。上記式において、Ｓは素子の発光面積である。なお、輝度Ｌ’の値は、有機ＥＬ素子の配光特性がランバート則にしたがうものと仮定し、下記計算式（Ｆ２）で換算した。
Ｌ’＝Ｌ／π／Ｓ・・・（Ｆ２）【０１５０】
電流効率の倍率の算出結果を図６の表中に示す。フィルムモールドＭ−１を用いて作製した実施例１〜４及び比較例２〜４の素子において、被覆層を形成していない比較例２の素子は電流効率が１．３６倍であるのに対し、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）が３１〜１３２％で形状維持率（σ２/σ１）が５４〜９２％の範囲内である実施例１〜４の素子は電流効率が１．４０〜１．５２倍であり、電流効率（発光効率）が向上していることがわかる。一方で、ｄ/σ１＝１５％と被覆層膜厚が小さく、形状維持率（σ２／σ１）が９８％と大きい比較例３の素子では、発光効率が１．３６倍であり、被覆層を形成していない比較例２と同様の電流効率（発光効率）であった。また、ｄ/σ１＝１９３％と被覆層膜厚が比較的大きく、形状維持率（σ２／σ１）が３６％と比較的低くなった比較例４の素子では、発光効率が１．１６倍であり、被覆層を形成していない比較例２よりも電流効率（発光効率）が低下していた。同様に、フィルムモールドＭ−２を用いて作製した実施例５〜８及び比較例５、６の素子において、被覆層を形成していない比較例５の素子は電流効率が１．１８倍であるのに対し、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）が２７〜１４０％で形状維持率（σ２/σ１）が５２〜９３％の範囲内である実施例５〜８の素子は電流効率が１．２１〜１．４０倍であり、電流効率（発光効率）が向上していた。一方で、ｄ/σ１＝１８３％と被覆層膜厚が比較的大きく、形状維持率（σ２／σ１）が２６％と比較的低くなった比較例６の素子では、発光効率が１．１１倍であり、被覆層を形成していない比較例５よりも電流効率（発光効率）が低下していた。また、被覆層をＵＶ硬化樹脂、シランカップリング剤、紫外線吸収剤を含有した樹脂を用いてそれぞれ形成した実施例９〜１１の素子についても同様に比較例５を上回る電流効率が得られた。さらに、フィルムモールドＭ−３を用いて作製した実施例１２〜１６及び比較例７〜９の素子において、被覆層を形成していない比較例７の素子は電流効率が１．２６倍であるのに対し、下地層の凹凸深さの標準偏差に対する被覆層の膜厚の割合（ｄ／σ１）が２７〜１３０％で形状維持率（σ２/σ１）が５４〜９１％の範囲内である実施例１２〜１６の素子は電流効率が１．２７〜１．３４倍であり、電流効率（発光効率）が向上していることがわかる。一方で、ｄ/σ１＝１１％と被覆層膜厚が小さく、形状維持率（σ２／σ１）が９９％と大きい比較例８の素子では、発光効率が１．２６倍であり、被覆層を形成していない比較例７と同様の電流効率（発光効率）であった。また、ｄ/σ１＝１７０％と被覆層膜厚が比較的大きく、形状維持率（σ２／σ１）が４３％と比較的低くなった比較例９の素子では、発光効率が１．１７倍であり、被覆層を形成していない比較例７よりも電流効率（発光効率）が低下していた。【０１５１】
このように、Ｍ−１、Ｍ−２、Ｍ−３のいずれのモールドを用いた場合でも、ｄ／σ１が２５〜１５０％の範囲内、つまり形状維持率（σ２／σ１）が５０〜９５％の範囲内で被覆層が形成された実施例１〜１６の有機ＥＬ素子は、同じモールドを用いて且つ被覆層を形成せずに作製した比較例２、５、７の有機ＥＬ素子と比べて電流効率が高かった。実施例１〜１６の有機ＥＬ素子は被覆層が形成されていることで、リーク電流の発生が抑えられているため、発光層における発光に寄与する電流の割合が高くなり電流効率が向上したと考えられる。一方、ｄ／σ１が２５％未満、つまり形状維持率（σ２／σ１）が９５％超えるように被覆層が形成された比較例３及び比較例８の有機ＥＬ素子は、それぞれ同じモールドを用いて且つ被覆層を形成せずに作製した比較例２及び比較例７の有機ＥＬ素子と同等の電流効率であった。比較例３及び比較例８の有機ＥＬ素子では、上述のように被覆層によるリーク電流の抑制が不十分であり、実施例１〜１６の有機ＥＬ素子のような発光層における発光に寄与する電流の割合が高くなる効果が得られなかったために、電流効率が向上しなかったと考えられる。また、ｄ／σ１が１５０％を超える、つまり形状維持率（σ２／σ１）が５０％未満となるように被覆層が形成された比較例４、６、９の有機ＥＬ素子は、それぞれ同じモールドを用いて且つ被覆層を形成せずに作製した比較例２、５、７の有機ＥＬ素子と比べて電流効率が低下した。比較例２、５、７の有機ＥＬ素子は形状維持率が低く、被覆層表面の凹凸深さが小さく平坦化されすぎたことにより、凹凸構造による光取り出し効率向上効果が十分得られなくなったため、電流効率が低下したと考えられる。【０１５２】
これらの評価結果より、適正な膜厚及び形状維持率で被覆層を形成した回折格子基板を用いて作製した有機ＥＬ素子は、下地層上に被覆層を有さない基板を用いて作製した有機ＥＬ素子よりも、リーク電流を小さく、電流効率を高くすることができることがわかった。【０１５３】
以上、本発明を実施例により説明してきたが、本発明の凹凸構造を有する基板の製造方法及びそれにより製造される凹凸構造を有する基板は上記実施例の製造方法及びそれにより製造された基板に限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で適宜改変することができる。また、本発明の凹凸構造を有する基板は、光学部材の製造に限らず種々の用途に使用することができ、例えば、マイクロレンズアレイ、ナノプリズムアレイ、光導波路などの光学素子、レンズなどの光学部品、ＬＥＤ、太陽電池、反射防止フィルム、半導体チップ、パターンドメディア、データストレージ、電子ペーパー、ＬＳＩなどの製造、製紙、食品製造、免疫分析チップ、細胞培養シートなどのバイオ分野等における用途で使用される基板にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明の凹凸構造を有する基板の製造方法では、転写（インプリント）によって形成した凹凸パターン面上に被覆層を形成することで、転写により生じた凹凸パターン面上の欠陥を修復することができる。そのため、凹凸表面の欠陥が低減された基板を製造することができる。本発明の製造方法により得られる凹凸構造を有する基板は、良好な光取り出し効率を有しつつも、有機ＥＬ素子等のデバイスのリーク電流の発生を有効に抑制することができる。そのため、凹凸構造を有する基板の製造方法、及びそれにより製造される凹凸構造を有する基板は、種々の用途に好適に使用することができる。また、このような凹凸構造を有する基板を光学基板として用いて製造される有機ＥＬ素子は、均一な照明が求められるディスプレイ、照明装置などの種々の用途に好適であり、省エネルギーにも貢献する。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  基板、  １２  下地材料層
１３  下地層、  １４  被覆層
１６  第１電極、  １８  有機層
２０  第２電極、  ２２  光学機能層
３０  有機ＥＬ素子
１００  凹凸構造を有する基板
１２２  押圧ロール、１２３  剥離ロール
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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