(57)【要約】【課題】高効率で光を取り出すことができるシースルー型発光素子を提供する。【解決手段】シースルー型発光素子１００は、基材４０の一方の面上に凹凸パターン８０を有する凹凸構造層１４２が形成された回折格子基板１４０と、第１電極９２と、有機層９４と、第２電極９８とを備え、前記第１電極９２、前記有機層９４及び前記第２電極９８は、前記凹凸構造層１４２上にこの順序で形成され、前記凹凸パターン８０の凹凸の平均ピッチは１５０〜６５０ｎｍの範囲内である。【選択図】  図１
2016219341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の一方の面上に凹凸パターンを有する凹凸構造層が形成された回折格子基板と、
第１電極と、
有機層と、
第２電極とを備え、
前記第１電極、前記有機層及び前記第２電極は、前記凹凸構造層上にこの順序で形成され、
前記凹凸パターンの凹凸の平均ピッチが１５０〜６５０ｎｍの範囲内であるシースルー型発光素子。
【請求項２】
前記回折格子基板のヘイズ値が２．０％以下である請求項１に記載のシースルー型発光素子。
【請求項３】
前記凹凸パターンの凸部の延在方向が、平面視上不規則に分布しており、
前記凹凸パターンの単位面積当たりの領域に含まれる前記凸部の平面視上における輪郭線が、曲線区間よりも直線区間を多く含む請求項１又は２に記載のシースルー型発光素子。
【請求項４】
前記凸部の延在方向に対して平面視上略直交する方向における前記凸部の幅が一定である請求項３に記載のシースルー型発光素子。
【請求項５】
前記曲線区間は、前記凸部の平面視上における輪郭線を前記凸部の幅の平均値のπ（円周率）倍の長さで区切ることで複数の区間を形成する場合において、区間の両端点間の前記輪郭線の長さに対する当該両端点間の直線距離の比が０．７５以下となる区間であり、
前記直線区間は、前記複数の区間のうち前記曲線区間ではない区間である請求項３又は４に記載のシースルー型発光素子。
【請求項６】
前記曲線区間は、前記凸部の平面視上における輪郭線を前記凸部の幅の平均値のπ（円周率）倍の長さで区切ることで複数の区間を形成する場合において、区間の一端及び当該区間の中点を結んだ線分と当該区間の他端及び当該区間の中点を結んだ線分とがなす２つの角度のうち１８０°以下となる方の角度が１２０°以下となる区間であり、
前記直線区間は、前記複数の区間のうち前記曲線区間ではない区間であり、
前記複数の区間のうち前記曲線区間の割合が７０％以上である請求項３又は４に記載のシースルー型発光素子。
【請求項７】
前記凹凸パターンを走査型プローブ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すことにより得られるフーリエ変換像が、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しており、且つ、前記円状又は円環状の模様が、波数の絶対値が１．５４〜６．６７μｍ−１の範囲内となる領域内に存在する請求項１〜６のいずれか一項に記載のシースルー型発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シースルー型の発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の表示装置又は照明装置として期待されている発光素子として有機ＥＬ素子と呼ばれる有機発光ダイオードがある。有機ＥＬ素子の特徴の一つに、素子自体が透明（シースルー）であることがある。すなわち、有機ＥＬ素子を用いた表示装置又は照明装置は、それ通して向こう側を見通すことができる。例えば、特許文献１に、シースルー型の有機ＥＬ素子が記載されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、そのシースルーであるという特徴から様々な用途に応用されることが期待されている。例えば、消灯時には部屋の壁面などに同化して存在感や圧迫感が軽減されるような空間に溶け込む照明、窓型照明等のインテリア照明として利用したり、光る窓として利用したりすることや、車載照明として利用し車の天井を透明化することなどが考えられている。
【０００４】
有機ＥＬ素子では、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内部から効率よく取り出す必要がある。このために、光を回折及び／又は散乱させる凹凸構造を有機ＥＬ素子の内外に設けることが特許文献２で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７６６７４
【特許文献２】特開２００６−２３６７４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のような光取り出しのための凹凸構造を設けた有機ＥＬ素子は、素子を透過する光が散乱されるため、濁って見え、透明性が低い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高効率で光を取り出すことができるシースルー型発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様に従えば、基材の一方の面上に凹凸パターンを有する凹凸構造層が形成された回折格子基板と、
第１電極と、
有機層と、
第２電極とを備え、
前記第１電極、前記有機層及び前記第２電極は、前記凹凸構造層上にこの順序で形成され、
前記凹凸パターンの凹凸の平均ピッチが１５０〜６５０ｎｍの範囲内であるシースルー型発光素子が提供される。
【０００９】
前記シースルー型発光素子において、前記回折格子基板のヘイズ値が２．０％以下であってよい。
【００１０】
前記シースルー型発光素子において、前記凹凸パターンの凸部の延在方向が、平面視上不規則に分布しており、
前記凹凸パターンの単位面積当たりの領域に含まれる前記凸部の平面視上における輪郭線が、曲線区間よりも直線区間を多く含んでよい。
【００１１】
前記シースルー型発光素子において、前記凸部の延在方向に対して平面視上略直交する方向における前記凸部の幅が一定であってよい。
【００１２】
前記シースルー型発光素子において、前記曲線区間は、前記凸部の平面視上における輪郭線を前記凸部の幅の平均値のπ（円周率）倍の長さで区切ることで複数の区間を形成する場合において、区間の両端点間の前記輪郭線の長さに対する当該両端点間の直線距離の比が０．７５以下となる区間であり、
前記直線区間は、前記複数の区間のうち前記曲線区間ではない区間であってよい。
【００１３】
前記シースルー型発光素子において、前記曲線区間は、前記凸部の平面視上における輪郭線を前記凸部の幅の平均値のπ（円周率）倍の長さで区切ることで複数の区間を形成する場合において、区間の一端及び当該区間の中点を結んだ線分と当該区間の他端及び当該区間の中点を結んだ線分とがなす２つの角度のうち１８０°以下となる方の角度が１２０°以下となる区間であり、
前記直線区間は、前記複数の区間のうち前記曲線区間ではない区間であり、
前記複数の区間のうち前記曲線区間の割合が７０％以上であってよい。
【００１４】
前記シースルー型発光素子において、前記凹凸パターンを走査型プローブ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すことにより得られるフーリエ変換像が、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しており、且つ、前記円状又は円環状の模様が、波数の絶対値が１．５４〜６．６７μｍ−１の範囲内となる領域内に存在してよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の発光素子は、シースルー型でありながら発光効率が高い。それゆえ本発明の発光素子は、表示装置、照明装置等の各種の発光デバイスに極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、実施形態の発光素子の概略断面図である。
【図２】図２（ａ）は実施形態の発光素子の凹凸パターンの概略平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の概略平面図中の切断線上における断面プロファイルを示す。
【図３】図３は、凹凸パターンの凹凸解析画像のフーリエ変換像の例を示す。
【図４】実施形態の発光素子の製造方法においてフィルム状モールドを用いて凹凸パターンを形成する様子の一例を示す概念図である。
【図５】実施例１、２及び比較例１〜３の発光素子の評価結果を示す表である。
【図６】図６は、凹凸パターンの平面視解析画像（白黒画像）の一例である。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、平面視解析画像において凸部の分岐を判定する方法の一例について説明するための図である。
【図８】図８（ａ）は曲線区間の第１の定義方法を説明するために用いる図であり、図８（ｂ）は曲線区間の第２の定義方法を説明するために用いる図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のシースルー型発光素子の実施形態及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［シースルー型発光素子］
本実施形態のシースルー型発光素子の概略断面図を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示すシースルー型発光素子１００は、基材４０上に、凹凸構造層１４２、第１電極９２、有機層９４及び第２電極９８をこの順に備え、さらに、封止部材１０１と封止接着剤層１０３とを備える。なお、本願において、凹凸構造層１４２が形成された基材４０を適宜、回折格子基板１４０と呼ぶ。
【００１９】
＜基材＞
基材４０としては特に制限されず、可視光を透過する公知の基板を適宜利用することができる。例えば、ガラス等の透明無機材料からなる基板；ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート等）、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、スチレン系樹脂（ＡＢＳ樹脂等）、セルロース系樹脂（トリアセチルセルロース等）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂等）、シクロオレフィンポリマー等の樹脂からなる基板；これらの樹脂からなる基板の表面に、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＯＸＮＹ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の無機物からなるガスバリア層及び／又は樹脂材料からなるガスバリア層を形成してなる積層基板；これらの樹脂からなる基板及びこれらのガスバリア層を交互に積層してなる積層基板などを利用することができる。発光素子１００の用途からすれば、基材４０は耐熱性、ＵＶ光等に対する耐候性を備える基材が望ましい。これらの点で、ガラスや石英基板等の無機材料からなる基材がより好ましい。特に、凹凸構造層１４２が無機材料から形成される場合には、基材４０を無機材料から形成すると、基材４０と凹凸構造層１４２との間で屈折率の差が少なく、発光素子１００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。また、基材４０は可撓性のあるフィルム状（シート状）の基材であってもよい基材４０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、基材表面の突起を埋めるために、平滑化層を設けるなどをしてもよい。基材４０の厚みは、１〜２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２０】
＜凹凸構造層＞
凹凸構造層１４２は、微細な凹凸パターン８０が表面に形成された層である。発光素子において、微細な凹凸パターンを有する凹凸構造層が光を回折及び／又は散乱することにより、有機層で発生した光の素子外部への取り出しが実現され得る。しかし、凹凸パターンを有する凹凸構造層が光を散乱する場合、凹凸構造層は有機層からの光だけでなく、発光素子を透過する光も散乱する。そのため、このような凹凸構造層を有する発光素子はそれを通して向こう側を見通すことができないか、または見通す際に向こう側の像がぼやけてしまう。本実施形態のシースルー型発光素子１００の凹凸構造層１４２は、光の散乱を抑制しつつ、主に回折によって有機層９４からの光を発光素子１００の外へ取り出すことにより、透明性と光取り出し機能を両立している。
【００２１】
図２（ａ）に、本実施形態の凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０の概略平面図の例を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）の概略平面図中の切断線における断面プロファイルを示す。凹凸構造層１４２の断面形状は、図２（ｂ）に示すように、比較的なだらかな傾斜面からなり、基材４０表面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８０の凸部は、その基材４０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。凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０は、平面視上、図２（ａ）に概略平面図の例を示すように、複数の凸部（白色部分）及び複数の凹部（黒色部分）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。このような凹凸パターン８０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り、この点で規則性や直線を多く含む回路パターンのようなものと区別できる。上記のような特徴を有する凹凸構造層１４２は、基材４０の表面と直交するいずれの方向で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８０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（図２（ａ）参照）。なお、図２（ａ）では、凸部のピッチは、全体として均一のように見える。また、凹凸パターン８０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。
【００２２】
凹凸パターン８０は、上記のような不規則な凹凸パターンのほか、ドット構造、プリズム構造、ライン＆スペースからなるストライプ構造、円柱状、円錐状、円錐台状、三角柱状、三角錐状、三角錐台状、四角柱状、四角錐状、四角錐台状、多角柱状、多角錐状、多角錐台状などのピラー構造、ホール構造、マイクロレンズアレイ構造、光を回折する機能を有する構造などの任意のパターンにしてもよい。また、サンドブラスト法で形成されるような不規則な微細凹凸パターンにしてもよい。
【００２３】
シースルー型発光素子１００において、凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０の凹凸の平均ピッチは１５０〜６５０ｎｍの範囲内である。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生じなくなり、十分な光取り出し効果が得られなくなる傾向にある。他方、凹凸の平均ピッチが前記上限を超えると、凹凸による光の散乱の効果が大きくなり、後述の実施例及び比較例で示すように回折格子基板１４０のヘイズ値（濁り度）が２．０％を超えるため、発光素子１００の透明性が損なわれ、シースルーでなくなる傾向にある。凹凸パターン８０の凹凸の平均ピッチは、より好ましくは１５０〜３００ｎｍの範囲である。凹凸の平均ピッチがこの範囲にある場合はヘイズ値が０．２０％未満となり、発光素子１００の透明性がより高い。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い。凹凸の深さ分布の平均値が前記下限未満では、可視光の波長に対して深さが小さすぎるために必要な回折が生じにくくなり、他方、上限を超えると、例えば、発光素子１００の有機層９４内部の電界分布が不均一となって特定の箇所に電界が集中することによってリーク電流が生じ易くなったり、素子寿命が短くなったりする傾向にある。凹凸の深さ分布の平均値は３０〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。凹凸の深さの標準偏差は、１０〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。凹凸の深さの標準偏差が前記下限未満では、可視光の波長に対して深さが小さすぎるために必要な回折が生じにくくなり、他方、上限を超えると、例えば、発光素子１００の有機層９４内部の電界分布が不均一となって特定の箇所に電界が集中することによってリーク電流が生じ易くなったり、素子寿命が短くなったりする傾向にある。凹凸の深さの標準偏差は、１５〜７５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２４】
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、表面の凹凸を測定して凹凸解析画像を得た後、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。
【００２５】
また、本願において、凹凸の深さ分布の平均値及び凹凸深さの標準偏差は以下のようにして算出できる。任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）または１０μｍ角（縦１０μｍ、横１０μｍ）の測定領域の凹凸の形状を、走査型プローブ顕微鏡を用いて、前述の条件で測定し、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、基材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を含み且つ基材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における基材からの高さの値から各測定点における基材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、凹凸の平均ピッチ及び凹凸の深さ分布の平均値は、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。
【００２６】
凹凸パターン８０は、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図３に示すような円状もしくは円環状の模様を示すような、すなわち、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パターンでよい。このような疑似周期パターンを有する基板は、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に使用される回折格子基板に好適である。
【００２７】
なお、フーリエ変換像は、図３に示すように波数の絶対値が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してよく、前記円状又は円環状の模様は波数の絶対値が１．５４〜６．６７μｍ−１の範囲内、より好ましくは３．３３〜６．６７μｍ−１の範囲内となる領域内に存在してよい。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１．５４〜６．６７μｍ−１の範囲内、より好ましくは３．３３〜６．６７μｍ−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１．５４〜６．６７の範囲内、より好ましくは３．３３〜６．６７μｍ−１の範囲内となる領域に存在することをいう。なお、凹凸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。凹凸パターン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、凹凸パターンが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、凹凸パターンの凹凸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。
【００２８】
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。
【００２９】
なお、凸部を白、凹部を黒で表示するように凹凸解析画像が処理されることで、図６に示すような平面視解析画像（白黒画像）が得られる。図６は、凹凸構造層１４２における測定領域の平面視解析画像の一例を示す図である。
【００３０】
平面視解析画像の凸部（白表示部）の幅のことを「凸部の幅」という。このような凸部の幅の平均値は、平面視解析画像の凸部のうちから任意の１００以上の箇所を選択し、それぞれについて凸部の延在方向に対して平面視上略直交する方向における凸部の境界から反対側の境界までの長さを測定し、その算術平均を求めることにより算出できる。
【００３１】
なお、凸部の幅の平均値を算出する際には、上述の通り、平面視解析画像の凸部から無作為に抽出された位置における値を使用するが、凸部が分岐している位置の値は使用しなくてもよい。凸部において、ある領域が分岐に係る領域であるか否かは、例えば、当該領域が一定以上延在しているか否かによって判定されてもよい。より具体的には、当該領域の幅に対する当該領域の延在長さの比が一定（例えば１．５）以上であるか否かによって判定されてもよい。
【００３２】
図７（ａ）及び８（ｂ）を用いて、ある方向に延在する凸部の中途位置において当該凸部の延在軸線に略直交する方向に突き出た領域について、当該領域が分岐か否かを判定する方法の一例を説明する。ここで、凸部の延在軸線とは、分岐か否かの判定対象領域を凸部から除外した場合において、凸部の外縁の形状から定まる凸部の延在方向に沿った仮想的な軸線である。より具体的には、凸部の延在軸線とは、凸部の延在方向に直交する凸部の幅の略中心点を通るように引かれた線である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、いずれも平面視解析画像における凸部の一部のみを抜き出して説明する概要図であり、領域Ｓは、凸部を示している。図７（ａ）及び図７（ｂ）では、凸部の中途位置において突出した領域Ａ１、Ａ２が、分岐か否かの判定対象領域として定められているものとする。この場合、凸部から領域Ａ１、Ａ２を除外した場合において、凸部の延在方向に直交する凸部の幅の略中心点を通る線として、延在軸線Ｌ１、Ｌ２が規定される。このような延在軸線は、コンピュータによる画像処理により規定されてもよいし、解析作業を実施する作業者によって規定されてもよいし、コンピュータによる画像処理及び作業者による手作業の両方によって規定されてもよい。図７（ａ）では、領域Ａ１は、延在軸線Ｌ１に沿って延在する凸部の中途位置において、延在軸線Ｌ１に直交する方向に突出している。図７（ｂ）では、領域Ａ２は、延在軸線Ｌ２に沿って延在する凸部の中途位置において、延在軸線Ｌ２に直交する方向に突出している。なお、延在軸線Ｌ１、Ｌ２に直交する方向に対して傾斜して突出する領域についても、以下に述べる領域Ａ１、Ａ２についての考え方と同様の考え方を用いて分岐か否かを判定すればよい。
【００３３】
上記判定方法によれば、領域Ａ１の幅ｄ１に対する領域Ａ１の延在長さｄ２の比は、およそ０．５（１．５未満）であるため、領域Ａ１は、分岐に係る領域ではないと判定される。この場合、領域Ａ１を通り且つ延在軸線Ｌ１に直交する方向における長さｄ３は、凸部の幅の平均値を算出するための測定値の１つとされる。一方、領域Ａ２の幅ｄ４に対する領域Ａ２の延在長さｄ５の比は、およそ２（１．５以上）であるため、領域Ａ２は、分岐に係る領域であると判定される。この場合には、領域Ａ２を通り且つ延在軸線Ｌ２に直交する方向における長さｄ６は、凸部の幅の平均値を算出するための測定値の１つとはされない。
【００３４】
凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０において、凸部の延在方向に対して平面視上略直交する方向における凸部の幅が一定であってよい。凸部の幅が一定であるか否かは、上述の測定によって得られた１００点以上の凸部の幅に基づいて判定できる。具体的には、１００点以上の凸部の幅から、凸部の幅の平均値及び凸部の幅の標準偏差を算出する。そして、凸部の幅の標準偏差を凸部の幅の平均値で割ることで算出される値（凸部の幅の標準偏差／凸部の幅の平均値）を凸部の幅の変動係数と定義する。この変動係数は、凸部の幅が一定である（幅の変動が少ない）ほど、小さい値となる。よって、変動係数が所定値以下であるか否かによって、凸部の幅が一定であるか否かを判定できる。例えば、変動係数が０．２５以下である場合に凸部の幅が一定であると定義することができる。
【００３５】
また、図６に示すように、凹凸パターン８０に含まれる凸部（白部分）の延在方向は、平面視上不規則に分布していてよい。すなわち、凸部は、規則正しく並んだストライプ状や規則正しく配置されたドット形状等ではなく、不規則な方向に延在した形状となっていてよい。また、測定領域、すなわち凹凸パターンの所定の領域において、単位面積当たりの領域に含まれる凸部の平面視上における輪郭線は、曲線区間よりも直線区間を多く含んでいてよい。
【００３６】
「曲線区間よりも直線区間を多く含む」とは、凸部の輪郭線上の全区間において曲がりくねった区間が大勢を占めるような凹凸パターンとはなっていないことを意味する。凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むか否かについては、例えば以下に示す２つの曲線区間の定義方法のうち何れか一方を用いることで判定することができる。
【００３７】
＜曲線区間の第１の定義方法＞
曲線区間の第１の定義方法では、曲線区間は、凸部の平面視上における輪郭線を凸部の幅の平均値のπ（円周率）倍の長さで区切ることで複数の区間を形成した場合において、区間の両端点間の輪郭線の長さに対する両端点間の直線距離の比が０．７５以下となる区間として定義される。また、直線区間は、上記複数の区間のうち曲線区間以外の区間、すなわち上記比が０．７５より大きい区間として定義される。以下、図８（ａ）を参照して、上記第１の定義方法を用いて凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むか否かを判定する手順の一例について説明する。図８（ａ）は、凹凸パターンの平面視解析画像の一部を示す図であり、便宜上、凹部を白塗りで示している。領域Ｓ１は凸部を示し、領域Ｓ２は凹部を示している。
【００３８】
手順１−１
測定領域内の複数の凸部から、一の凸部が選択される。当該凸部の輪郭線Ｘ上の任意の位置がスタート点として決定される。図８（ａ）では、一例として点Ａがスタート点として設定されている。当該スタート点から、凸部の輪郭線Ｘ上に、所定の間隔で基準点が設けられる。ここでは、所定の間隔は、凸部の幅の平均値のπ（円周率）／２倍の長さである。図８（ａ）では、一例として点Ｂ，点Ｃ及び点Ｄが順次設定される。
【００３９】
手順１−２
基準点である点Ａ〜Ｄが凸部の輪郭線Ｘ上に設定されると、判定対象の区間が設定される。ここでは、始点及び終点が基準点であり、中間点となる基準点を含む区間が判定対象として設定される。図８（ａ）の例では、区間の始点として点Ａが選択された場合には、点Ａから数えて２番目に設定された点Ｃが区間の終点となる。点Ａからの間隔は、ここでは凸部の幅の平均値のπ／２倍の長さに設定されているため、点Ｃは、輪郭線Ｘに沿って凸部の幅の平均値のπ倍の長さだけ点Ａから離れた点である。同様に、区間の始点として点Ｂが選択された場合には、点Ｂから数えて２番目に設定された点Ｄが区間の終点となる。なお、ここでは、設定された順に対象となる区間が設定されるとし、点Ａが最初に設定された点であるとする。すなわち、最初に、点Ａ及び点Ｃの区間（区間ＡＣ）が処理対象の区間とされる。そして、図８（ａ）に示された、点Ａ及び点Ｃを結ぶ凸部の輪郭線Ｘの長さＬａと、点Ａ及び点Ｃの間の直線距離Ｌｂとが測定される。
【００４０】
手順１−３
手順１−２で測定された長さＬａ及び直線距離Ｌｂを用いて、長さＬａに対する直線距離Ｌｂの比（Ｌｂ／Ｌａ）が計算される。当該比が０．７５以下となる場合に、凸部の輪郭線Ｘの区間ＡＣの中点となる点Ｂが曲線区間に存在する点であると判定される。一方、上記比が０．７５よりも大きい場合には、点Ｂが直線区間に存在する点であると判定される。なお、図８（ａ）に示した例では、上記比（Ｌｂ／Ｌａ）は０．７５以下となるため、点Ｂは曲線区間に存在する点であると判定される。
【００４１】
手順１−４
手順１−１で設定された各点がそれぞれ始点として選択された場合について、手順１−２及び手順１−３が実行される。
【００４２】
手順１−５
測定領域内の全ての凸部について、手順１−１〜手順１−４が実行される。
【００４３】
手順１−６
測定領域内の全ての凸部について設定された全ての点のうち直線区間に存在する点であると判定された点の割合が全体の５０％以上の場合に、凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むと判定される。一方、測定領域内の全ての凸部について設定された全ての点のうち直線区間に存在する点であると判定された点の割合が全体の５０％未満の場合には、凸部の平面視上における輪郭線が直線区間よりも曲線区間を多く含むと判定される。
【００４４】
上記手順１−１〜手順１−６の処理は、測定装置に備わっている測定機能により行ってもよいし、上記測定装置とは異なる解析用ソフトウエア等の実行により行ってもよいし、手動で行ってもよい。
【００４５】
なお、上記手順１−１において凸部の輪郭線上に点が設定される処理は、凸部を１周したり、測定領域からはみ出したりすることによって、それ以上点を設定できなくなった場合に終了すればよい。また、最初に設定された点と最後に設定された点の外側の区間については、上記比（Ｌｂ／Ｌａ）を算出できないため、上記判定の対象外とすればよい。また、輪郭線の長さが凸部の幅の平均値のπ倍に満たない凸部については、上記判定の対象外とすればよい。
【００４６】
＜曲線区間の第２の定義方法＞
曲線区間の第２の定義方法では、曲線区間は、凸部の平面視上における輪郭線を凸部の幅の平均値のπ（円周率）倍の長さで区切ることで複数の区間を形成した場合において、区間の一端（点Ａ）及び当該区間の中点（点Ｂ）を結んだ線分（線分ＡＢ）と当該区間の他端（点Ｃ）及び当該区間の中点（点Ｂ）を結んだ線分（線分ＣＢ）とがなす２つの角度のうち小さい方（１８０°以下となる方）の角度が１２０°以下となる区間として定義される。また、直線区間は、上記複数の区間のうち曲線区間以外の区間、すなわち上記角度が１２０°よりも大きい区間として定義される。以下、図８（ｂ）を参照して、上記第２の定義方法を用いて凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むか否かを判定する手順の一例について説明する。図８（ｂ）は、図８（ａ）と同一の凹凸パターンの平面視解析画像の一部を示す図である。
【００４７】
手順２−１
測定領域内の複数の凸部から、一の凸部が選択される。当該凸部の輪郭線Ｘ上の任意の位置がスタート点として決定される。図８（ｂ）では、一例として点Ａがスタート点として設定されている。当該スタート点から、凸部の輪郭線Ｘ上に、所定の間隔で基準点が設けられる。ここでは、所定の間隔は、凸部の幅の平均値のπ（円周率）／２倍の長さである。図８（ｂ）では、一例として点Ｂ，点Ｃ及び点Ｄが順次設定される。
【００４８】
手順２−２
基準点である点Ａ〜Ｄが凸部の輪郭線Ｘ上に設定されると、判定対象の区間が設定される。ここでは、始点及び終点が基準点であり、中間点となる基準点を含む区間が判定対象として設定される。図８（ｂ）の例では、区間の始点として点Ａが選択された場合には、点Ａから数えて２番目に設定された点Ｃが区間の終点となる。点Ａからの間隔は、ここでは凸部の幅の平均値のπ／２倍の長さに設定されているため、点Ｃは、輪郭線Ｘに沿って凸部の幅の平均値のπ倍の長さだけ点Ａから離れた点である。同様に、区間の始点として点Ｂが選択された場合には、点Ｂから数えて２番目に設定された点Ｄが区間の終点となる。なお、ここでは、設定された順に対象となる区間が設定されるとし、点Ａが最初に設定された点であるとする。すなわち、最初に、点Ａ及び点Ｃの区間が処理対象の区間とされる。そして、線分ＡＢと線分ＣＢとがなす２つの角度のうち小さい方（１８０°以下となる方）の角度θが測定される。
【００４９】
手順２−３
角度θが１２０°以下となる場合には、点Ｂが曲線区間に存在する点であると判定される。一方、角度θが１２０°よりも大きい場合には、点Ｂが直線区間に存在する点であると判定される。なお、図８（ｂ）に示した例では、角度θは１２０°以下となるため、点Ｂは曲線区間に存在する点と判定される。
【００５０】
手順２−４
手順２−１で設定された各点がそれぞれ始点として選択された場合について、手順２−２及び手順２−３が実行される。
【００５１】
手順２−５
測定領域内の全ての凸部について、手順２−１〜手順２−４が実行される。
【００５２】
手順２−６
測定領域内の全ての凸部について設定された全ての点のうち直線区間に存在する点であると判定された点の割合が全体の７０％以上の場合に、凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むと判定される。一方、測定領域内の全ての凸部について設定された全ての点のうち直線区間に存在する点であると判定された点の割合が全体の７０％未満の場合には、凸部の平面視上における輪郭線が直線区間よりも曲線区間を多く含むと判定される。
【００５３】
上記手順２−１〜２−６の処理は、測定装置に備わっている測定機能により行ってもよいし、上記測定装置とは異なる解析用ソフトウエア等を実行することにより行ってもよいし、手動で行ってもよい。
【００５４】
なお、上記手順２−１において凸部の輪郭線上に点が設定される処理は、凸部を１周したり、測定領域からはみ出したりすることによって、それ以上点を設定できなくなった場合に終了すればよい。また、最初に設定された点と最後に設定された点の外側の区間については、上記角度θを算出できないため、上記判定の対象外とすればよい。また、輪郭線の長さが凸部の幅の平均値のπ倍に満たない凸部については、上記判定の対象外とすればよい。
【００５５】
以上述べたように、曲線区間の第１及び第２の定義方法の何れか一方を用いることで、測定領域について、凸部の平面視上における輪郭線Ｘが曲線区間よりも直線区間を多く含むか否かを判定することができる。なお、ある凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０において「単位面積当たりの領域に含まれる凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むか否か」は、凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０から無作為に抽出した一つの測定領域の判定結果に基づいて判定してよい。あるいは、凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０の複数の異なる測定領域についての判定結果から総合的に判定してもよい。この場合、例えば、複数の異なる測定領域についての判定結果のうち多い方の判定結果を、「単位面積当たりの領域に含まれる凸部の平面視上における輪郭線が曲線区間よりも直線区間を多く含むか否か」の判定結果として採用してもよい。
【００５６】
凹凸構造層１４２の材料として無機材料が使用でき、特に、シリカ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等のＳｉ系の材料、ＴｉＯ２等のＴｉ系の材料、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）系の材料、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ２等の無機材料を使用し得る。このうち、成膜性や屈折率の関係からシリカまたはＴｉＯ２が好ましい。これらの無機材料は、ゾルゲル法等によって形成した材料（ゾルゲル材料）であってよい。また、凹凸構造層１４２の材料としてポリシラザン溶液を原料として形成されるＳｉＯＸ、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸＮＹ等を用いてもよい。さらに、凹凸構造層１４２の材料として、硬化性樹脂を用いてもよい。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。
【００５７】
凹凸構造層１４２の材料は、上記の無機材料または硬化性樹脂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。
【００５８】
凹凸構造層１４２の厚みは、１００ｎｍ〜１０μｍが好ましい。凹凸構造層１４２の厚みが１００ｎｍ未満になると、後述のインプリントによる凹凸形状の転写が難しくなる。凹凸構造層１４２の厚みが１０μｍを超えると、クラックが入るなどの構造的な欠陥が生じやすくなる。なお、ここでは凹凸構造層１４２の厚みとは、凹凸構造層１４２の底面から凹凸パターン８０が形成された表面までの距離の平均値を意味する。
【００５９】
基材４０と凹凸構造層１４２の間の密着力が弱い場合は、基材４０と凹凸構造層１４２の間に接着層を設けてもよい。接着層はシランカップリング剤等でよく、シランカップリング剤としては、アクリルまたはメタクリル基を持つものを使用することができ、例えば、ＫＢＭ−５１０３（信越化学製）、ＫＢＭ−５０３（信越化学製）などを用いることができる。
【００６０】
＜第１電極＞
第１電極９２は、その上に形成される有機層９４からの光を基材４０側に透過させるために透過性を有する透明電極にし得る。また、第１電極９２は、凹凸構造層１４２の表面に形成されている凹凸パターン８０が第１電極９２の表面に維持されるようにして積層されることが望ましい。
【００６１】
第１電極９２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。第１電極９２の厚みは２０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。また、第１電極９２として、実質的に途切れのない連続した導電性のナノワイヤーがランダムにネットワーク（網目）化した構造体等を用いることもできる。その他、シースルー型発光素子に適用可能な任意の電極材料を用いてもよい。
【００６２】
＜有機層＞
有機層９４は、第１電極９２上に形成される。有機層９４の表面は、凹凸構造層１４２の表面に形成されている凹凸パターン８０を維持していてもよい。あるいは、有機層９４の表面は、凹凸構造層１４２の表面に形成されている凹凸パターン８０を維持せず、平坦であってもよい。有機層９４の表面が凹凸構造層１４２の表面に形成されている凹凸パターン８０を維持している場合、後述する第２電極９８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。
【００６３】
有機層９４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。有機層９４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。ここで、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。発光層は、第１電極９２から注入された正孔と第２電極９８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いる。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。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���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。
【００６４】
さらに、第２電極９８からの電子注入を容易にするという観点から、有機層９４と第２電極９８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９２からの正孔注入を容易にするという観点から、有機層９４と第１電極９２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。
【００６５】
また、有機層９４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。
【００６６】
＜第２電極＞
第２電極９８は、有機層９４上に形成される。第２電極９８として、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、ＬｉＦ、Ａｌ、Ａｇ、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等の金属電極またはこれらを積層した電極にし得る。また、第２電極９８の厚みは５〜２５ｎｍの範囲であることが好ましい。第２電極９８の厚みが前記下限未満であると第２電極９８の抵抗が高くなる傾向がある。第２電極９８の厚みが前記上限を超える場合、第２電極９８の透過率が低いために発光素子１００の透明性が損なわれる傾向がある。また、第２電極９８の表面は、凹凸構造層１４２の表面に形成されている凹凸パターン８０を維持していてもよい。
【００６７】
＜封止部材＞
封止部材１０１は基材４０と対向して設けられ、基材４０との間に空間（封止空間）１０５を形成する。第１電極９２、有機層９４、及び第２電極９８は、この封止空間１０５内に位置する。封止部材１０１は封止接着剤層１０３によって基材４０に対して固定することができる。封止接着剤層１０３は、図１（ａ）のＺ方向（基材４０の法線方向）においては基材４０と封止部材１０１の間に位置し、ＸＹ方向（基材４０の面内方向）においては有機層９４を取り囲むように位置してよい。封止部材１０１及び封止接着剤層１０３により、水分や酸素が封止空間１０５内に侵入することが防止される。これにより、有機層９４等の劣化が抑制され、発光素子１００の寿命が向上する。また、有機層９４から発光した光を有効に取り出すために、封止接着剤層１０３は有機層９４に接触しておらず、封止接着剤層１０３は有機層９４から所定の間隔を隔てて形成されることが好ましい。上記所定の間隔は例えば１μｍ以上であることが好ましい。
【００６８】
封止部材１０１の材料は、ガスバリア性の高い材料であればよく、例えば包装材等に使用される公知のガスバリア性フィルム、例えば酸化珪素又は酸化アルミニウムを蒸着したプラスチックフィルム、セラミック層と衝撃緩和ポリマー層の積層物、ポリマーフィルムをラミネートした金属箔、ガラス製又は金属製の封止缶、掘り込みガラス等を使用することができる。
【００６９】
封止接着剤層１０３の材料としては、ガラス、また、プラスチック基板等に対して一般に使用されている任意の接着剤を制限なく用いることができ、例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマー等反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型のアクリル系接着剤、エポキシ樹脂接着剤、２−シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤、エチレン共重合体系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリイミド系接着剤、尿素樹脂またはメラミン樹脂等からなるアミノ樹脂系接着剤、フェノ−ル樹脂系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型（メタ）アクリル系接着剤、ゴム系接着剤等を挙げることができる。
【００７０】
封止空間１０５は、不活性ガスなどによって満たされてもよい。不活性ガスとしては、Ｎ２の他、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０〜１００体積％であることが好ましい。また、封止空間１０５は、固形状又は液体状の樹脂、ガラス、フッ素系などの不活性オイル又はゲル材などの充填剤が充填されてもよい。これらの充填剤は透明または白濁していることが望ましい。さらに、封止空間１０５内に吸水性の物質を配置してもよい。吸水性の物質として例えば酸化バリウムなどを用いることができる。具体的には例えば、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素樹脂系半透過膜（ミクロテックスＳ−ＮＴＦ８０３１Ｑ日東電工製）等を用いて封止部材１０１に貼り付けることにより、封止空間１０５内に配置することができる。その他、ジャパンコアテックス（株）、双葉電子（株）などで市販されている吸水性物質も好ましく使用できる。
【００７１】
本実施形態の発光素子１００は、回折格子として働く凹凸構造層１４２を備えるため、光取り出し効率が高く、それゆえ発光効率が高い。さらに、凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０は、凹凸の平均ピッチが１５０〜６５０ｎｍの範囲内であるため、凹凸構造層１４２及び基材４０からなる回折格子基板１４０は、ヘイズ値が２．０％以下である。発光素子１００は、このようなヘイズ値の小さい回折格子基板１４０を用いているため、透明性が高く、シースルーである。すなわち、本実施形態の発光素子１００は、シースルー型発光素子でありながら、発光効率が高い。
【００７２】
なお、図１（ｂ）に示す発光素子１００ａのように、基材４０の第１膜６０等が形成されている側の面と反対側の面（発光素子の光の取り出し面となる面）に光学機能層１４２ａを設けてもよい。光学機能層１４２ａは、微細な凹凸パターン８０ａが表面に形成された層であってよい。その場合、上述の凹凸構造層１４２の凹凸パターン８０と同様に、光学機能層１４２ａの凹凸パターン８０ａは、光を回折する機能を有する構造であってよく、凹凸の平均ピッチは、１５０〜６５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。その他、光学機能層１４２ａとして、発光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り、発光素子１００ａの透過性を損なわないものを特に制限なく用いることができ、光の屈折や、集光、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。このような部材としては、例えば、半球レンズのような凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ、プリズムレンズ、円柱状レンズ、レンチキュラー型レンズ、微細な凹凸層からなるマイクロレンズ等の各種レンズ部材、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１４２ａとして市販品を用いてもよい。このような光学機能層１４２ａを設けることで、基材４０内を通過してきた光が基材４０（光学機能層を含む）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。
【００７３】
第１電極９２、有機層９４及び第２電極９８の構成は上記の構成に限らず、シースルー型発光素子に用いることができる任意の構成であってよい。また、上記のように封止部材１０１及び封止接着剤１０３によって封止空間１０５を形成して第１電極９２、有機層９４及び第２電極９８を封止する代わりに、封止剤で第１電極９２、有機層９４及び第２電極９８を覆うことによってこれらを封止してもよい。また、発光素子１００、１００ａの透過性を損なわない封止方法であれば特に制限なく用いることができる。
【００７４】
［発光素子の製造方法］
次に上記発光素子１００、１００ａの製造方法について、図１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）に示す発光素子１００の製造方法は、概ね、基材４０上に凹凸構造層１４２を形成する工程と、第１電極９２を形成する工程と、有機層９４を形成する工程と、第２電極９８を形成する工程と、有機層９４を封止する工程を含む。図１（ｂ）に示す発光素子１００ａの製造方法は、発光素子１００の製造方法の各工程に加えてさらに、基材４０に光学機能層１４２ａを配置する工程を含む。以下、各工程について順に説明する。なお、以下の説明では、凹凸構造層１４２をゾルゲル法により形成する場合を例に挙げて説明する。
【００７５】
＜凹凸構造層の形成＞
まず、基材４０上に凹凸構造層１４２を形成する。凹凸構造層１４２は、例えば以下に説明するような方法によって形成することができる。
【００７６】
無機材料からなる凹凸構造層１４２を形成する場合、無機材料の前駆体の溶液を調製する。ゾルゲル法を用いて無機材料からなる凹凸構造層１４２を形成する場合、前駆体として金属アルコキシドを調製する。例えば、シリカからなる凹凸構造層１４２を形成する場合は、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（ＭＴＥＳ）、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。また、これらの材料中に界面活性剤を加えることで、メソポーラス化された凹凸構造層を形成してもよい。
【００７７】
無機材料の前駆体として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。この前駆体は、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。
【００７８】
ゾルゲル法で用いる前駆体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。
【００７９】
ゾルゲル法で用いる前駆体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。また、前駆体溶液の添加物として、エキシマＵＶ光等紫外線に代表されるエネルギー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用いることができる。このような材料を添加することにより、光を照射することよって前駆体溶液をゲル化（硬化）させて無機材料を形成することができるようになる。
【００８０】
また、無機材料の前駆体としてポリシラザンを用いてもよい。ポリシラザンは、加熱またはエキシマなどのエネルギー線を照射することで酸化してセラミックス化（シリカ改質）し、シリカ、ＳｉＮまたはＳｉＯＮを形成する。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ス化してシリカ等に変性する化合物がより好ましい。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
無機材料の前駆体としてポリシラザンを用いる場合、加熱又はエキシマなどのエネルギー線の照射により前駆体溶液を硬化させて無機材料を形成してよい。
【００８６】
上記のように調製した無機材料の前駆体溶液を基材上に塗布する。基材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。前駆体溶液の塗布方法として、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、比較的大面積の基材に前駆体溶液を均一に塗布可能であること、前駆体溶液が硬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。
【００８７】
前駆体溶液の塗布後、塗膜（前駆体膜）中の溶媒を蒸発させるために基材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塗膜の粘度が低くなりすぎて塗膜への凹凸パターンの転写ができなくなり、保持時間が長すぎると前駆体の重合反応が進み塗膜の粘度が高くなりすぎて塗膜への凹凸パターンの転写ができなくなる。また、前駆体溶液を塗布後、溶媒の蒸発の進行とともに塗膜の硬化が進行し、塗膜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、前駆体の材料種、前駆体の材料種の混合比、前駆体溶液調製時に使用する溶媒量（前駆体の濃度）等によって調整することができる。なお、基材をそのまま保持するだけでも塗膜（前駆体膜）中の溶媒が蒸発するので、必ずしも加熱や送風などの積極的な乾燥操作を行う必要はなく、塗膜を形成した基材をそのまま所定時間だけ放置したり、後続の工程を行うために所定時間の間に搬送したりするだけでもよい。
【００８８】
次いで、凹凸パターン転写用のモールドを用いて、塗膜に凹凸パターンを形成する。
【００８９】
凹凸パターン転写用のモールドとして、後述のようなフィルム状モールド（シート状モールド）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。
【００９０】
フィルム状モールドの寸法、特に長さは製造する発光素子の寸法や、１回の製造プロセスで連続的に製造する発光素子の数（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材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、レンズ構造や光拡散や回折等の機能を有する構造、ドットやライン＆スペースからなるストライプ構造、円柱状、円錐状、円錐台状、三角柱状、三角錐上、三角錐台状、四角柱状、四角錐状、四角錐台状、多角柱状、多角錐状、多角錐台状などのピラー構造、もしくは、ホール構造など、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望ましい。凹凸の平均ピッチは、１５０〜６５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、１５０〜３００ｎｍ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、回折された光は指向性がなく、あらゆる方向に向かう。
【００９１】
凹凸パターン転写用のモールドとして、フィルム状モールドを用いる場合、押圧ロールを用いてモールドを前駆体膜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、モールドや基材及び基材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、前駆体膜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、基材（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ことなどの利点を有する。また、モールドを押し付けながら基材を加熱してもよい。押圧ロールを用いてモールドを塗膜（前駆体膜）に押し付ける例として、図４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材４０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材４０上の塗膜４２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により塗膜４２に押し付ける際に、フィルム状モールド５０と基材４０を同期して搬送しながら、基材４０上の塗膜４２の表面をフィルム状モールド５０で被覆する。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と基材４０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。
【００９２】
前駆体膜にモールドを押し付けた後、前駆体膜を仮焼成してもよい。仮焼成することにより前駆体が無機材料に転化して塗膜が硬化し、凹凸パターンが固化し、剥離の際に崩れにくくなる。仮焼成を行う場合は、大気中で室温〜３００℃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。また、前駆体溶液に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、前駆体膜を仮焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって塗膜を硬化してもよい。
【００９３】
モールドの押圧または前駆体膜の仮焼成の後、塗膜（前駆体膜、または前駆体膜を転化することにより形成された無機材料膜）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。塗膜を加熱しながらモールドを剥離してもよく、それにより塗膜から発生するガスを逃がし、膜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、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。特に、塗膜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塗膜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４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を塗膜４２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が塗膜４２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は凹凸パターン８０が形成された塗膜（凹凸構造層）１４２から引き剥がされる。なお、フィルム状モールド５０が塗膜４２に付着されている期間に前述の塗膜４２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、例えば室温〜３００℃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。
【００９４】
凹凸が形成された塗膜（凹凸構造層）１４２からモールド５０を剥離した後、凹凸構造層１４２を本硬化してもよい。本製造方法では、本焼成により凹凸構造層１４２を本硬化させることができる。ゾルゲル法によりシリカに転化する前駆体を用いた場合、凹凸構造層を構成するシリカ（アモルファスシリカ）中に含まれている水酸基などが本焼成によって脱離して、凹凸構造層１４２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。この時、凹凸構造層１４２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。なお、本硬化は必ずしも行う必要はない。また、前駆体溶液に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、凹凸構造層１４２を焼成する代わりに、例えばエキシマＵＶ光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって、凹凸構造層１４２を本硬化することができる。
【００９５】
凹凸パターン転写用の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、ＷＯ２０１３／１６１４５４号に記載された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）、又は、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）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、またはサンドブラスト法等によっても、母型の凹凸パターンを作製することができる。ＢＣＰ熱アニール法及びＢＣＰ溶媒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。また、溶媒アニール処理により得られた凹凸パターンに対して、エキシマＵＶ光などの紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによるエッチングや、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）、ＩＣＰ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。またそのようなエッチングを行った凹凸パターンに対して、加熱処理を施してもよい。
【００９６】
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、母型の凹凸パターンを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凹凸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１０〜３００００μｍ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。
【００９７】
上記のようにして得られたシード層を含む金属層を、凹凸パターン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、母型の凹凸パターンを形成する材料を、それらを溶解する有機溶媒や酸、アルカリ等用いて溶解して除去することによって剥離してもよい。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。こうして得られる、母型からパターンが転写された金属基板（金属モールド）は、凹凸パターン転写用のモールドとして用いられ得る。
【００９８】
さらに、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、石英、シリコン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。
【００９９】
硬化性樹脂としては、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、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、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。
【０１００】
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／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。
【０１０１】
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。こうして得ることができる支持基板上に凹凸が形成された硬化樹脂層を有するフィルム状の樹脂モールドは、凹凸パターン転写用のモールドとして用いられ得る。
【０１０２】
また、上述の方法で得られた金属基板の凹凸構造（パターン）上にゴム系の樹脂材料を塗布し、塗布した樹脂材料を硬化させ、金属基板から剥離することにより、金属基板の凹凸パターンが転写されたゴムモールドを作製することができる。得られたゴムモールドは、凹凸パターン転写用のモールドとして用いられ得る。ゴム系の樹脂材料として、天然ゴム及び合成ゴムを用いることができ、特に、シリコーンゴム、またはシリコーンゴムと他の材料との混合物もしくは共重合体が好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ポリオルガノシロキサン、架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン／ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピン、ポリ４メチルペンテンなどが用いられる。シリコーンゴムは、他の樹脂材料と比べて安価で、耐熱性に優れ、熱伝導性が高く、弾性があり、高温条件下でも変形しにくいことから、凹凸パターン転写プロセスを高温条件下で行う場合には好適である。さらに、シリコーンゴム系の材料は、ガスや水蒸気透過性が高いため、被転写材の溶媒や水蒸気を容易に透過することができる。そのため、樹脂材料または無機材料の前駆体溶液の膜に凹凸パターンを転写する目的でゴムモールドを用いる場合には、シリコーンゴム系の材料が好適である。また、ゴム系材料の表面自由エネルギーは２５ｍＮ／ｍ以下が好ましい。これによりゴムモールドの凹凸パターンを基材上の塗膜に転写するときの離形性が良好となり、転写不良を防ぐことができる。ゴムモールドは、例えば、長さ５０〜１０００ｍｍ、幅５０〜３０００ｍｍ、厚み１〜５０ｍｍにし得る。また、必要に応じて、ゴムモールドの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。
【０１０３】
＜第１電極の形成＞
上記のようにして基材４０上に凹凸構造層１４２を形成した後、基材４０及び凹凸構造層１４２に付着している異物などを除去するために、ブラシで洗浄し、次いで、水系溶媒を用いたアルカリ性洗浄剤および有機溶剤で有機物等を除去する。次いで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように凹凸構造層１４２上に、第１電極９２を、凹凸構造層１４２の表面に形成されている凹凸パターンが第１電極９２上にも維持されるようにして積層する。こうして凹凸パターンを有する第１電極９２が形成される。第１電極９２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、スパッタ時には基材４０及び凹凸構造層１４２が３００℃程度の高温に曝されることもある。成膜された第１電極上にフォトレジストを塗布して第１電極用マスクパターンで露光した後、現像液で現像し、次いで第１電極をエッチング液でエッチングすることで所定のパターンの第１電極９２を得ることができる。得られた第１電極９２をブラシで洗浄し、水系溶媒を用いたアルカリ性洗浄剤および有機溶剤で有機物等を除去した後、ＵＶオゾン処理することが望ましい。
【０１０４】
＜有機層の形成＞
次に、第１電極９２上に、有機層９４を積層する。有機層９４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。有機層９４のパターニングは、基材上に所定の形状のマスクを配置して成膜を行うなど、公知のパターニング方法で行うことができる。
【０１０５】
＜第２電極の形成＞
次いで、有機層９４上に第２電極（金属電極）９８を積層する。金属電極９８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。金属電極９８のパターニングは、基材上に所定の形状のマスクを配置して成膜を行うなど、公知のパターニング方法で行うことができる。
【０１０６】
＜封止＞
さらに、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、封止部材１０１を取り付けて、有機層９４を封止する。このような封止構造を作製するには、まず、基材４０上の凹凸構造層１４２が配置された面において、有機層９４を取り囲むように接着剤層１０３を形成する。走査可能なディスペンサ及び／または移動可能なステージ等を用いて接着剤を塗布することで、所望の位置に接着剤層１０３を形成することができる。また、ディスペンサの走査速度及び吐出量を制御することにより、所望の線幅で接着剤層１０３を形成できる。次いで、封止部材１０１を基材４０に対向して、凹凸構造層１４２、第１電極９２、有機層９４及び金属電極９８の上方に設置し、接着剤層１０３を介して基材４０と接着させ、基材４０と封止部材１０１の間の空間１０５を封止する。接着剤層１０３がエネルギー線照射によって硬化する材料で形成されている場合、封止後にエネルギー線を接着剤層１０３に照射して接着剤層１０３を硬化させる。例えば光硬化型接着剤の場合、高圧水銀灯やハロゲンランプにより得られる紫外領域から可視領域の光を封止部材１０１側または基材４０側から照射することで、接着剤層１０３を硬化させることができる。また、接着剤層１０３が熱硬化性の場合は、接着剤層１０３を例えば５０〜１５０℃の範囲で加熱することによって硬化させることができる。これによって、基材４０と封止部材１０１が一体化し、封止空間１０５内に有機層９４が配置される。
【０１０７】
なお、有機層９４を形成した後は、これらを大気に接触させることなく、例えば、窒素雰囲気下（例えば、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックスを用いる）で封止することが好ましい。また、封止工程において、上記の説明では接着剤層１０３を基材４０上に形成した後に封止部材１０１を設置したが、基材４０に対向させて基材４０との間に空間を隔てて封止部材１０１を設置した後に、その空間に接着剤を注入して接着剤層１０３を形成してもよい。
【０１０８】
以上のような製造方法により、図１（ａ）に示される発光素子１００が製造される。
【０１０９】
＜光学機能層の配置＞
さらに、図１（ｂ）に示すように、基材４０の凹凸構造層１４２を形成した面とは反対側の面（発光素子の形成後に光の取り出し面となる面）に光学機能層１４２ａを配置してよい。
【０１１０】
光学機能層１４２ａは、凹凸構造層１４２と同様の方法で、基材４０上に直接形成することができる。あるいは、基材４０とは別の基材上に、凹凸構造層１４２と同様の方法で光学機能層１４２ａを形成し、それを粘着剤層及び／又は接着剤層を介して基材４０上に取り付けてもよい。
【０１１１】
粘着剤層及び／又は接着剤層の材料としては、基材４０上に光学機能層１４２ａを接着することが可能な公知の材料を適宜利用することができ、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適宜利用してもよく、市販品（ノーランド社製ＵＶ硬化型光学用接着剤ＮＯＡ６０、ＮＯＡ６１、ＮＯＡ７１，ＮＯＡ７２、ＮＯＡ８１、東亜合成製ＵＶ−３４００）を用いてもよい。これらのうち、粘着剤層及び／又は接着剤層が基材４０から射出する光の光路に影響を及ぼさないようにするという観点から、基材４０の屈折率と同等の屈折率を有する粘着剤や接着剤を用いることが望ましい。このような粘着剤及び接着剤を塗布する方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。なお、粘着剤及び接着剤は基材４０及び光学機能層１４２ａのどちらに塗布してもよい。
【０１１２】
なお、光学機能層１４２ａの配置は、凹凸構造層１４２の形成前に実施してもよく、凹凸構造層１４２の形成後に実施してもよく、又は封止工程後に実施してもよく、それらの工程を実施する順序は特に制限されるものではない。
【０１１３】
以上の方法によって、図１（ｂ）に示すような光学機能層１４２ａを備える発光素子１００ａが形成される。
【０１１４】
なお、凹凸構造層１４２の形成に用いる無機材料の前駆体として、上記シリカの前駆体に代えて、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ２、ＩＴＯ等の前駆体を用いてもよい。
【０１１５】
またゾルゲル法のほか、無機材料の微粒子の分散液を用いる方法、液相堆積法（ＬＰＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて凹凸構造層１４２を形成してもよい。
【０１１６】
硬化性樹脂を用いて凹凸構造層１４２を形成する場合は、例えば、硬化性樹脂を基材に塗布した後、塗布した硬化性樹脂層に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。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／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。
【０１１７】
また、上記の製造方法では基材４０上に塗膜（前駆体膜）を形成し、この塗膜にモールドを押圧することによって凹凸構造層１４２を製造したが、それに代えて、モールドの凹凸パターン上に前駆体膜を形成し、この前駆体膜を基材４０に貼合してモールドを剥離することにより、凹凸構造層１４２を基材４０上に形成することもできる。この場合、前駆体膜をモールド上に形成する方法として、基材４０上に前駆体溶液を塗布する方法として上述した塗布方法に加え、蒸着、スパッタリング等の物理気相成長（ＰＶＤ）法、化学気相成長（ＣＶＤ）法等の公知のドライプロセスを用いた方法も用いることができる。この場合、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属硫化物、金属炭化物、金属ハロゲン化物、またこれらの混合物（金属酸窒化物、金属酸化ハロゲン化物、金属窒化炭化物など）等からなる凹凸構造層１４２を形成することができる。
【０１１８】
ドライプロセスを用いてモールド上に形成した凹凸構造層は、例えば、次のような方法で基材４０に貼合することができる。まず、基材４０上に接着剤を塗布する。基材４０上の接着剤層とモールド上の凹凸構造層が接着するように、基材４０とモールドを重ね合わせ、接着剤を硬化させる。それにより、基材４０と凹凸構造層が接着剤を介して接合される。次いでモールドを凹凸構造層から剥離する。それにより、凹凸構造層１４２が基材４０上に形成された回折格子基板１４０を形成することができる。
【０１１９】
さらに、凹凸構造層１４２の表面に被覆層（不図示）を形成してもよい。被覆層は、凹凸構造層１４２の凹凸深さの標準偏差の２５〜１５０％の範囲内の膜厚を有することが好ましい。それにより、凹凸構造層１４２の表面に異物や欠陥があった場合にそれらを被覆することができるため、発光素子１００、１００ａのリーク電流を有効に抑制でき、また、発光素子１００、１００ａが良好な光取り出し効率を有する。
【０１２０】
被覆層の材料（被覆材料）としては、凹凸構造層１４２の材料として用いることができる材料として上記で例示したＳｉＯＸ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＳ、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ２、ＩＴＯ等、これらに公知の微粒子、フィラー、紫外線吸収材等を含有させたもの等を用いることができる。特に凹凸構造層１４２の材料として用いた材料と同じ材料を用いて被覆層を形成することが望ましい。被覆材料と凹凸構造層１４２の材料が同じ材料であることにより、被覆層と凹凸構造層１４２の間の界面における光の反射を抑制することができる。ゾルゲル法により被覆層を形成する場合、被覆層の形成に用いる無機材料の前駆体溶液は、凹凸構造層１４２の形成に用いた前駆体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。それにより、凹凸構造層１４２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。
【０１２１】
またゾルゲル法のほか、無機材料の微粒子の分散液を用いる方法、液相堆積法（ＬＰＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ポリシラザンを用いる方法などを用いて被覆層を形成してもよい。
【０１２２】
また、被覆材料としてシランカップリング剤を用いて被覆層を形成してもよい。それにより、被覆層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、発光素子１００、１００ａ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。
【０１２３】
また、被覆層の材料としては、上述の無機材料のほか、硬化性樹脂材料を用いてもよい。硬化性樹脂材料としては、凹凸構造層１４２の材料として用いることができる材料として上記で例示した硬化性樹脂材料を用いることができる。硬化性樹脂を用いて被覆層を形成する場合、例えば、硬化性樹脂を凹凸構造層１４２上に塗布した後、硬化させることによって、被覆層を形成することができる。
【０１２４】
さらに、凹凸構造層１４２の表面（被覆層を形成する場合は被覆層の表面）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。凹凸構造層１４２の表面が疎水性であると、発光素子１００、１００ａの製造工程において凹凸構造層１４２表面から水分を容易に除去できるため、発光素子１００、１００ａ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。
【０１２５】
また、凹凸構造層１４２の表面（被覆層を形成する場合は被覆層の表面）に、水分や酸素等の気体の侵入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けてもよい。
【実施例】
【０１２６】
以下、本発明の発光素子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。以下の実施例１、２及び比較例１〜３において、それぞれ異なる回折格子基板又は凹凸パターンのない基板を用いて発光素子を作製し、発光素子の透明性及び発光効率（電力効率）を評価した。
【０１２７】
実施例１
＜フィルム状モールドの作製＞
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状モールドを作製した。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＝５１０，０００、
ＰＭＭＡセグメントのＭｎ＝５００，０００、
ブロック共重合体のＭｎ＝１，０１０，０００、
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）＝１．１８、ＰＳセグメントのＴｇ＝１０７℃、
ＰＭＭＡセグメントのＴｇ＝１３４℃
【０１２８】
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）。
【０１２９】
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（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。
【０１３０】
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１４０〜１６０ｎｍ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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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状モールドを得た。
【０１３５】
＜凹凸構造層の形成＞
凹凸構造層をゾルゲル法により形成するために、無機材料の前駆体の溶液（ゾルゲル材料溶液）を以下のようにして調製した。エタノール２２ｍｏｌ、水５ｍｏｌ、濃塩酸０．００４ｍｏｌ及びアセチルアセトン４ｍｏｌを混合した液に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０．７５ｍｏｌ及びジメチルジエトキシシラン（ＤＭＤＥＳ）０．２５ｍｏｌを滴下して加え、さらに添加材として界面活性剤Ｓ−３８６（セイミケミカル製）を０．５ｗｔ％加え２３℃、湿度４５％で２時間攪拌してＳｉＯ２の前駆体溶液を得た。この前駆体溶液を、基材上にバーコートし、前駆体溶液の塗膜を形成した。基材としては屈折率が１．５１７（λ＝５８９ｎｍ）である、１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．７ｍｍ（厚み）の無アルカリガラス基板（日本電気硝子社製、ＯＡ１０ＧＦ）を用いた。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。
【０１３６】
前駆体溶液の塗膜を２５℃で１分間放置した後、上記のようにして作製したフィルム状モールドを塗膜に重ね合わせた。このとき、８０℃に加熱した押圧ロールをフィルム状モールド上で回転移動させることによりフィルム状モールドを塗膜に押し付けた。その後、フィルム状モールドを剥離し、次いでオーブンを用いて３００℃で６０分加熱して塗膜を本焼成した。こうしてフィルム状モールドの凹凸パターンが転写された凹凸構造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。
【０１３７】
＜凹凸の平均ピッチの測定＞
この凹凸構造層の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」）を用いて測定し、凹凸解析画像を得た。測定は、任意の１０μｍ角（縦１０μｍ、横１０μｍ）の測定領域に対しておこなった。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℃
【０１３８】
得られた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凹凸構造層の凹凸パターンの凹凸の平均ピッチは、図５の表中に示すように、２７０ｎｍであった。
【０１３９】
＜ヘイズ値の評価＞
凹凸構造層を形成した基材のヘイズ値（濁り度）をＨａｚｅ−ｇａｒｄ  ｐｌｕｓ（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＧｍｂＨ社製）を用いて測定した。ヘイズ値は、図５の表中に示すように、０．１％であった。
【０１４０】
＜発光部の形成＞
次に凹凸構造層上に、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：１ｎｍ）、アルミニウム層（厚み：５０ｎｍ）、銀層（厚み：１５ｎｍ）を蒸着した。
【０１４１】
実施例２
下記のようなＰＳとＰＭＭＡからなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ社製のブロック共重合体を用いてフィルム状モールドを作製した以外は実施例１と同様にして、発光素子を作製した。
ＰＳセグメントのＭｎ＝８００，０００、
ＰＭＭＡセグメントのＭｎ＝７５０，０００、
ブロック共重合体のＭｎ＝１，５５０，０００、
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）＝１．２８、ＰＳセグメントのＴｇ＝１０７℃、
ＰＭＭＡセグメントのＴｇ＝１３４℃
【０１４２】
図５の表中に示すように、凹凸構造層の凹凸パターンの凹凸の平均ピッチは、５９０ｎｍであった。また、凹凸構造層を形成した基材のヘイズ値は１．５％であった。
【０１４３】
比較例１
凹凸構造層を形成せず、基材上に直接透明電極を形成した以外は実施例１と同様にして発光素子を作製した。図５の表中に示すように、凹凸構造層を形成していない基材のヘイズ値は０．０％であった。
【０１４４】
比較例２
下記のようなＰＳとＰＭＭＡからなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ社製のブロック共重合体を用いてフィルム状モールドを作製した以外は実施例１と同様にして、発光素子を作製した。
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℃
【０１４５】
図５の表中に示すように、凹凸構造層の凹凸パターンの凹凸の平均ピッチは７７０ｎｍであった。また、凹凸構造層を形成した基材のヘイズ値は７．９％であった。
【０１４６】
比較例３
直径数μｍ〜２０μｍの微粒子がランダムに埋め込まれた散乱フィルム（株式会社きもと製）付素ガラス基板上に透明電極を形成した以外は実施例１と同様にして発光素子を作製した。
【０１４７】
図５の表中に示すように、散乱フィルム付素ガラス基板の凹凸の平均ピッチは８０００ｎｍであった。また、散乱フィルム付素ガラス基板のヘイズ値は９０．５％であった。
【０１４８】
＜発光効率の評価＞
実施例１、２及び比較例１〜３の発光素子の発光効率（電力効率）を以下の方法で測定した。発光素子に電圧を印加し、印加電圧Ｖ及び発光素子に流れる電流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、下記計算式（Ｆ１）：
電力効率＝（Ｌ’／Ｉ／Ｖ）×Ｓ・・・（Ｆ１）
を用いて、発光素子の電力効率を算出した。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、発光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）： 
Ｌ’＝Ｌ／π／Ｓ・・・（Ｆ２）
を用いて換算した。
【０１４９】
電力効率の算出結果を図５の表中に示す。凹凸構造層を備えない比較例１の発光素子と比べ、実施例１、２及び比較例２、３の発光素子は電力効率が高かった。これは、実施例１、２及び比較例２、３の発光素子では、発光層で発生した光が凹凸構造層又は散乱フィルムにより回折及び／又は散乱され、素子内部から取り出されたためと考えられる。
【０１５０】
＜目視評価＞
実施例１、２及び比較例１〜３の発光素子の透明性を次のようにして評価した。１０ポイントのフォントサイズの『Ａｒｉａｌ』フォントでアルファベットを印刷した紙を用意し、観察者と紙の間に作製した発光素子を設置した。観察者と発光素子の間の距離は１ｍとした。発光素子と紙の間の距離を変えながら、観察者が発光素子を通して紙上にピントを合わせてデジタルカメラで写真を撮影し、写真の文字を目視にて読み取った。結果を図５の表中に示す。図５の表において、発光素子と紙の間の距離が５ｍ以上であっても文字をはっきりと読み取ることができたものを◎、発光素子と紙の間の距離が５ｍ以上であっても文字を読み取ることができたがコントラストが低かったものを○、発光素子と紙の間の距離が５ｍ未満の場合は文字を読み取ることができたが、発光素子と紙の間の距離が５ｍ以上の場合は文字を読み取ることができなかったものを△、発光素子と紙の間の距離が５ｍ未満であっても全く文字を読み取ることができなかったものを×と表記した。
【０１５１】
実施例１及び比較例１の発光素子において、凹凸構造層が形成された領域は、金属電極が形成された領域も含めてすべて透明であり、発光素子と紙の間の距離が５ｍ以上であっても文字をはっきりと読み取ることができた。比較例１の発光素子は凹凸構造層を有さず、発光素子を透過する光が散乱されないため、透明で文字の可読性が高かったと考えられる。実施例１の発光素子は、凹凸構造層の凹凸パターンの凹凸の平均ピッチが１５０〜６５０ｎｍの範囲内、特に２５０〜３００ｎｍの範囲内に収まっており、発光素子を透過する光の散乱が抑制されたため、透明で文字の可読性が高かったと考えられる。透過性が維持されたと考えられる。
【０１５２】
実施例２の発光素子において、凹凸構造層が形成された領域は、金属電極が形成された領域も含めてすべて透明であり、発光素子と紙の間の距離が５ｍ以上であっても文字を読み取ることができた。実施例２の発光素子は、凹凸構造層の凹凸パターンの凹凸の平均ピッチが１５０〜６５０ｎｍの範囲内に収まっており、発光素子を透過する光の散乱が抑制されたため、透明で文字の可読性が高かったと考えられる。しかし、その発光素子を通して目視された文字のコントラストは実施例１及び比較例１の発光素子を通して目視した場合と比較するとやや低かった。
【０１５３】
比較例２の発光素子において、凹凸構造層が形成された領域は、金属電極が形成された領域も含めてすべて透明で、発光素子と紙の間の距離が５ｍ未満であれば文字を読み取ることができた。しかし、発光素子と紙の間の距離が５ｍ以上の場合は、文字がぼやけて読み取ることができなかった。比較例２の発光素子は、凹凸構造層の凹凸パターンの凹凸の平均ピッチが６５０ｎｍを超えていたため、発光素子を透過する光の散乱が大きく、透明性が不十分となったと考えられる。
【０１５４】
比較例３の発光素子において、凹凸構造層が形成された領域は、金属電極が形成された領域も含めてすべて不透明で、発光素子と紙の間の距離が５ｍ未満、さらには１ｍ未満であっても全く文字を読み取ることができなかった。比較例３の発光素子に用いた散乱フィルム付素ガラス基板の凹凸の平均ピッチが６５０ｎｍを大きく超えていたために、発光素子を透過する光の散乱が大きく、発光素子が不透明に見えたと考えられる。
【０１５５】
以上の結果から、凹凸の平均ピッチが１５０〜６５０ｎｍの凹凸パターンを有する凹凸構造層を形成した基材は、ヘイズ値が２．０％以下であり、このような基材を用いて作製した発光素子は、シースルーであるとともに電力効率が高いことがわかった。
【０１５６】
以上、本発明を実施例及び比較例により説明してきたが、本発明の発光素子は上記実施例に限定されず、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。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明の発光素子は、シースルー型でありながら発光効率が高い。このような発光素子は、建築物の窓材や照明装置、車載の照明装置、シースルーディスプレイ等の種々の用途に用いることができる。
【符号の説明】
【０１５８】
４０  基材、  ９２  第１電極
９４  有機層、  ９８  第２電極
１００  発光素子、１４０  回折格子基板、１４２  凹凸構造層
【図１】
2016219341.tif 000003
【図２】
2016219341.tif 000004
【図３】
2016219341.tif 000005
【図４】
2016219341.tif 000006
【図５】
2016219341.tif 000007
【図６】
2016219341.tif 000008
【図７】
2016219341.tif 000009
【図８】
2016219341.tif 000010