CN1604348A - 发光元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发光元件及其制造方法。它通过在基板背面涂布用于形成以具有透光性的无机材料为主要成分的层的固化前粘性溶液(前驱液)，然后一边用模的凹凸按压基板，一边加热或照射紫外线，再通过从基板上取下模，在基板上形成以具有透光性的无机材料为主要成分的无机材料层，从而利用模压法在基板的背面(拾光面)形成具有凹凸的有机材料层。

Description

发光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有发光元件结构的发光元件及其制造方法。
背景技术
发光二极管(LED)可产生电磁频谱的紫外区域、可见光区域和红外区域的电磁波。产生紫外线的发光二极管和产生可见光的发光二极管被用于照明和显示器中。
发光二极管存在拾光效率低的问题。拾光效率被定义为从发光二极管放射到外部的光子数量与在发光二极管内生成的光子数量之比。拾光效率低的原因在于，由发光层(活性层)产生的光能中，仅有很少的光能形成光并从发光二极管放射到外部。例如，在具有透明基板的AlGaAs/类发光二极管的情况下，由发光层产生的光能中，有30％左右从发光二极管放射到外部。
拾光效率低结果导致所消耗的电输入中的仅有很少一部分光能有助于从外部观测。
由发光层产生的光在发光二极管的内侧面反射，被接触电极吸收。因此，接触电极的吸收特性促成了低拾光效率。
产生低拾光效率的损耗机构包括，发光二极管内的光吸收、光从某种材料进入另一折射率不同的材料时的反射损耗、和在发光二极管内被吸收形成的全反射。
在此，临界角定义为θc＝arcsin(nsur/nLED)。其中，nsur和nLED分别表示发光二极管周围材料和发光二极管的折射率。
当由发光层产生的光子以大于临界角(θc)的角度到达发光二极管与其周围材料的边界时，就会产生全反射，妨碍光子从发光二极管向外部放射。
将发光二极管被封入例如环氧树脂内。环氧树脂的折射率(nepoxy)为1.5左右。由III-V族半导体材料形成的发光二极管的折射率为约2.4～约4.1的范围。当发光二极管的平均折射率nLED设为约3.5时，则临界角θc的特征值为25°。因此，从发光层内的点光源产生的光子中的顶角一半通过25°的拾取圆锥内任意表面的光子，就从发光二极管向外放射。
入射到发光二极管与拾取圆锥的外侧材料之间的界面的光子反复受到全反射，被例如包括发光层的半导体层或接触电极吸收。即，以与垂直表面的轴所成角度大于25°的角度入射到表面的大量光子在最初阶段未能从发光二极管放射到外部。因此需要能从所产生的光子中拾取更多光子的高拾光效率的发光二极管。
为此，有人提出了用于改善拾光效率的方案(参照日本特开2003-17740号公报和特开平6-151792号公报)。
在日本特开2003-17740号公报中，揭示了将半导体发光元件的一个或两个以上的表面加工成菲涅耳透镜或全息漫射体的方案。菲涅耳透镜可使由活性层产生的大量光子以近乎垂直的入射角冲击到半导体发光元件的表面，从而能将全反射所引起的光损耗控制在最小限度。并且，加工成菲涅耳透镜等形式的半导体发光元件的表面降低了通常由具有与构成半导体发光元件的材料不同折射率的透镜材料所引起的光反射损耗。
将半导体发光元件的表面加工成菲涅耳透镜等的方法可以举出例如化学湿蚀刻、干蚀刻、机械加工、冲压成型等。冲压成型通过用具有预期型式的冲压成型块对半导体发光元件的表面进行压制来进行。冲压成型加工在高于需冲压成型的半导体材料的韧性转化点的温度下进行。
在日本特开平6-151972号公报中，揭示了透镜单芯片(lens-on-chip)型发光装置的制造方法。在该制造方法中，首先制作微小透镜的压模，向该压模内注入熔融树脂，然后将注入熔融树脂的压模与形成大量具有发光窗的微小区域发光型半导体发光元件芯片的半导体发光元件基板的位置相配，在熔融树脂固化后，除去压模，从而在半导体发光元件基板上制成多个微小透镜。
在特开2003-17740号公报所述方法中，通过加工半导体本身而提高了拾光效率，但另一方面，由于对半导体进行了高温加热并冲压成型，所以给半导体造成了损伤，容易给半导体造成缺陷。而且，当半导体发光元件是由氮化物类半导体等韧性转化点高的材料形成时，需要加热至非常高的温度。
在特开平6-151972号公报所述方法中，尽管通过使用热塑性的树脂，能实现低温加工，但在直接形成为作为发热源的发光元件结构时，优选为耐热性更高的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光元件及其制造方法，能在避免发光元件结构产生缺陷的情况下充分提高拾光效率。
本发明的另一目的在于提供一种发光元件的制造方法，能在避免发光元件结构产生缺陷的情况下充分提高拾光效率，并降低制造成本。
根据本发明一个方面的发光元件具备：包含发光层并具有拾光面的发光元件结构，以及形成于发光元件结构的拾光面上的以不同于构成拾光面的材料的无机材料为主要成分的层，以无机材料为主要成分的层对发光元件结构的发光波长具有透光性，与拾光面相对一侧的表面具有凹凸，以无机材料为主要成分的层包含具有不同折射率的多个层，拾光面侧的层的折射率大于其它层的折射率。
在该发光元件中，由发光元件结构的发光层产生的光通过拾光面和具有凹凸的以无机材料为主要成分的层放射到外部。此时，通过具有凹凸的无机材料降低拾光面的菲涅耳反射。并可提高以无机材料为主要成分的层的折射率。由此，充分提高了拾光效率。
另外，由于不通过加工拾光面本身而在拾光面上形成以无机材料为主要成分的层，所以发光元件结构不会产生缺陷。因此，能防止发光元件结构的特性退化。
而且，不仅能进一步降低拾光面和以无机材料为主要成分的层的界面的菲涅耳反射，还能增大以无机材料为主要成分的层厚。
根据本发明另一方面的发光元件具备：包含发光层并具有拾光面的发光元件结构，以及形成于发光元件结构的拾光面上，以不同于构成拾光面的材料的无机材料为主要成分的层，以无机材料为主要成分的层对发光元件结构的发光波长具有透光性，与拾光面相对一侧的表面具有凹凸，发光元件结构构成发光元件芯片，以无机材料为主要成分的层形成于发光元件芯片的拾光面上除外周部之外的区域，且发光元件芯片的拾光面上除外周部之外的区域，具有小于其它区域的厚度。
在该发光元件中，由发光元件结构的发光层产生的光通过拾光面和具有凹凸的以无机材料为主要成分的层放射到外部。此时，通过具有凹凸的无机材料降低拾光面的菲涅耳反射。并可提高以无机材料为主要成分的层的折射率。由此，充分提高了拾光效率。
另外，由于不通过加工拾光面本身而在拾光面上形成以无机材料为主要成分的层，所以发光元件结构不会产生缺陷。因此，能防止发光元件结构的特性退化。
并且，由于发光元件芯片的拾光面上的外周部区域的以无机材料为主要成分的层容易收缩，所以可防止拾光面上以无机材料为主要成分的层产生裂纹。
优选为，以无机材料为主要成分的层的折射率大于构成拾光面的材料的折射率。
此时，可进一步降低拾光面与以无机材料为主要成分的层的界面的菲涅耳反射。
无机材料优选包括金属氧化物。这能轻易提高以无机材料为主要成分的层的折射率。
以无机材料为主要成分的层优选包含微粒。此时，以无机材料为主要成分的层优选包括分散有微粒的有机聚合物。
此时，可防止在以无机材料为主要成分的层产生裂纹。
微粒优选为由金属氧化物构成的微粒。此时，能轻易提高以无机材料为主要成分的层的折射率。
以无机材料为主要成分的层优选包含具有-M-O-M-键的有机金属聚合物，M为金属，O为氧原子。
此时，可防止给拾光面造成损害。
有机金属聚合物可由具有水解性有机基团的至少一种以上的有机金属化合物合成而得。
此时，通过有机金属化合物的水解反应，可轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属化合物优选为烷氧基金属化合物。此时，通过烷氧基金属化合物的水解和缩聚反应，可轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属化合物优选具有直接或间接与金属原子成键的官能基，官能基中的至少一个可通过接受从外部提供的能量交联固化。
此时，通过从外部提供能量使有机金属化合物的官能基固化，可轻易在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
从外部提供的能量既可以来自加热能量，也可来自光照能量，或者两者皆有。此时，可通过加热或光照使有机金属化合物轻易固化。由此，可轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属化合物优选包括选自3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。
此时，通过从外部提供能量使有机金属化合物的官能基固化，就可轻易在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
根据本发明又一方面的发光元件的制造方法包含如下工序：形成包含发光层，并具有拾光面的发光元件结构的工序；在发光元件结构的拾光面上形成不仅对发光元件结构的发光波长具有透光性，并在与拾光面相对一侧的表面上具有凹凸，而且以不同于构成拾光面的材料的无机材料为主要成分的层的工序，形成以无机材料为主要成分的层的工序包含通过模压法形成凹凸的工序。
在通过本发明的方法制造的发光元件中，由发光元件结构的发光层产生的光通过拾光面和具有凹凸的以无机材料为主要成分的层，放射到外部。此时，通过具有凹凸的无机材料降低拾光面的菲涅耳反射。并能提高以无机材料为主要成分的层的折射率。由此充分提高拾光效率。
另外，由于不通过加工拾光面本身而在拾光面上形成以无机材料为主要成分的层，所以发光元件结构不会产生缺陷。因此，能防止发光元件结构的特性退化。
并且能在不对拾光面造成损害的情况下，轻易地在拾光面上形成具有凹凸的以无机材料为主要成分的层。因此，可降低制造成本。
形成以无机材料为主要成分的层的工序，优选包括通过在发光元件结构的拾光面上涂布溶液而形成以无机材料为主要成分的层的工序。
此时，可在避免对拾光面造成损害的情况下，在拾光面上轻易形成以无机材料为主要成分的层。
溶液优选为分散有微粒的溶液。且溶液还可含有分散有微粒的有机聚合物。
此时，可在避免对拾光面造成损害的情况下，在拾光面上轻易形成以无机材料为主要成分的层。并可防止在以无机材料为主要成分的层产生裂纹。
微粒优选为由金属氧化物构成的微粒。此时，能轻易提高以无机材料为主要成分的层的折射率。
溶液优选包含具有-M-O-M-键的有机金属聚合物，M为金属，O为氧原子。
此时，可防止给拾光面造成损害，并能轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属聚合物可由具有水解性有机基团的至少一种以上的有机金属化合物合成而得。
此时，通过有机金属化合物的水解反应，可轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属化合物优选为烷氧基金属化合物。此时，通过烷氧基金属化合物的水解和缩聚反应，可轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属化合物优选具有直接或间接与金属原子成键的官能基，官能基中的至少一个可通过接受从外部提供的能量交联固化。
此时，通过从外部提供能量使有机金属化合物的官能基固化，可轻易在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
从外部提供的能量既可以来自加热能量，也可来自光照能量，或者两者皆有。此时，可通过加热或光照使有机金属化合物轻易固化。由此，可轻易地在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
有机金属化合物优选含有选自3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。
此时，通过从外部提供能量使有机金属化合物的官能基固化，就可轻易在拾光面上形成以金属氧化物为主要成分的层。
根据本发明，可在避免发光元件结构产生缺陷的情况下，充分提高拾光效率。
另外，通过使用模压法，可在避免发光元件结构产生缺陷的情况下，充分提高拾光效率，并能降低制造成本
附图说明
图1为本发明实施方式1的发光元件的制造方法的示意图。
图2为本发明实施方式1的发光元件的制造方法的示意图。
图3为本发明实施方式1的发光元件的制造方法的示意图。
图4为本发明实施方式1的发光元件的制造方法的示意图。
图5为本发明实施方式1的发光元件的制造方法的示意图。
图6(a)、(b)为本发明实施方式2的发光元件的剖面示意图和俯视图。
图7为发光元件结构的一例的剖面示意图。
图8为发光元件结构的另一例的剖面示意图。
图9为硅橡胶模的制作方法的剖面示意图。
具体实施方式
图1～图5为本发明实施方式1的发光元件的制造方法示意图，图1～图5(a)为剖面示意图，图5(b)为俯视图。
首先，如图1所示，在基板1的主面上，形成包含发光层的半导体层2。后文将描述半导体层2的具体结构。接着，在半导体层2上形成p电极3，在基板1的背面形成n电极4。n电极设在除中央部的矩形区域之外的外周部的区域。由此，制成发光元件结构100。
发光元件结构100至少包含一个半导体发光元件。在本实施方式中，发光元件结构100包含发光二极管。发光元件结构100也可包含多个半导体发光元件。
另外，发光元件结构100至少具有一个拾光面。拾光面是指有趋势成为光输出面的半导体发光元件面。在本实施方式中，基板1的背面为拾光面。因此，基板1为可使半导体层2的发光层中产生的光透过的透光性基板。且发光元件结构100也可具有两个以上的拾光面。
接着，如图2所示，在基板1的背面，涂布用于形成以具有透光性的无机材料为主要成分的层的固化前粘性溶液(下称为前驱液)5。
在此，前驱液可使用烷氧基金属化合物或陶瓷前驱体聚合物。而前驱液可使用分散有金属氧化物微粒的胶体溶液等。前驱液如后所述。
接着，如图3所示，准备模6。模6的一个面有凹凸。凹凸由凹部6a和凸部6b构成。模6的制作方法如后所述。可在模6的凹凸中涂布上述前驱液。通过对涂布在基板1背面的前驱液或涂布在模6上的前驱液加热或减压，可预成型为凝胶状。
接着，如图4所示，一边用模6的凹凸按压基板1，一边加热或照射紫外线。由此，使基板1上的前驱液的凝胶成为一体。
之后，如图5所示，从基板1中取下模6，由此在基板1上形成具有透光性的以无机材料为主要成分的层(下称为无机材料层)50。在无机材料层50的表面，与模6的凹部6a和凸部6b相应，形成凸部5a和凹部5b的凹凸。
由此，通过模压法(压模法)形成基板1的背面(拾光面)具有凹凸的无机材料层50。
该无机材料层50的凹凸中的凸部5a的高度差异小，均匀性非常高。该凸部5a的高均匀性不仅在于高度，就整体外形而言也是一样。即，凸部5a的宽度和进深的均匀性也很高。
用作前驱液的烷氧基金属化合物选自Si(OCH3)4、Si(OC2H5)4、Si(i-OC3H7)4、Si(t-OC4H9)4等四烷氧基硅，ZrSi(OCH3)4、Zr(OC2H5)4、Zr(OC3H7)4、Hf(OC2H5)4、Hf(OC3H7)4、VO(OC2H5)3、Nb(OC2H5)5、Ta(OC2H5)5、Si(OC4H9)4、Al(OCH3)3、Al(OC2H5)3、Al(iso-OC3H7)3、Al(OC4H9)3、Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(iso-OC3H7)4、Ti(OC4H9)4等单烷氧基金属化合物，La[Al(iso-OC3H7)4]3、Mg[Al(iso-OC3H7)4]2、Mg[Al(sec-OC4H9)4]2、Ni[Al(iso-OC3H7)4]2、Ba[Zr2(C2H5)9]2、(OC3H7)2Zr[Al(OC3H7)4]2等二烷氧基金属化合物、或含三种以上金属的多烷氧基金属化合物。
在溶胶-凝胶法中，以有机金属化合物之一的烷氧基金属化合物为起始物，将该起始物溶于乙醇等溶剂，加入酸等催化剂和少量水，进行充分混合，使该溶液水解和缩聚，形成溶胶，然后利用空气中的水分等使反应进一步进行，形成凝胶。由此，就得到固体金属氧化物。
可将上述物质用作烷氧基金属化合物，但通常使用以M(OR)n(M为金属，R为烷基，n为2、3、4或5)、R′M(OR)n-1(M为金属，R为烷基，R′为有机基团，n为2、3、4或5)、或R2′M(OR)n-2(M为金属，R为烷基，R′为有机基，n为2、3、4或5)表示的物质。
M如上所述，可以举出Si(硅)、Ti(钛)、Zr(锆)、Al(铝)、Sn(锡)、Zn(锌)等。R可以举出碳原子数1～5的烷基。R′可以举出例如烷基、芳基含有基、丙烯酰氧基含有基、甲基丙烯酰氧基含有基、苯乙烯基含有基、环氧基含有基。
另外，芳基含有基是指含芳基的有机基团，丙烯酰氧基含有基是指含丙烯酰氧基的有机基团，甲基丙烯酰氧基含有基是指含甲基丙烯酰氧基的有机基团，苯乙烯基含有基是指含苯乙烯基的有机基团，环氧基含有基是指含环氧基的有机基团等。
当M为4价金属时，可使用由M(OR)4(M为金属，R为烃基)、R′M(OR)3(M为金属，R为烷基，R′为烷基、芳基含有基、丙烯酰氧基含有基、甲基丙烯酰氧基含有基、苯乙烯基含有基或环氧基含有基)、或Rm′M(OR)4-m(M为金属，R为烃基，R′为烷基、芳基含有基、丙烯酰氧基含有基、甲基丙烯酰氧基含有基、苯乙烯基含有基、环氧基含有基，m为1、2或3)表示的烷氧基金属化合物。
特别优选使用的烷氧基金属化合物，可以举出例如四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷以及3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等。
本发明中的烷氧基金属化合物中还包括有机烷氧基硅烷和被称为硅烷偶联剂的物质。
陶瓷前驱体聚合物，可使用选自聚异丙基亚氨基铝、聚硅氧烷基钛等中的一种或两种以上。聚异丙基亚氨基铝为可溶性陶瓷前驱体，可通过热分解合成氮化铝。
可使用过氧化柠檬酸钛胺((NH4)4[Ti2(C6H4O7)4(O2)4])、过氧化柠檬酸锆胺((NH4)4[Zr2(C6H4O7)4(O2)4])、过氧化柠檬酸铪胺((NH4)4[Hf2(C6H4O7)4(O2)4])或过氧化柠檬酸锡胺((NH4)4[Sn4(C6H4O7)4(O2)4])等的水溶液、醇溶液、二醇溶液或甘油溶液，甚或其混合溶液代替烷氧基金属化合物或陶瓷前驱体聚合物，以得到金属氧化物。或者，也可使用过氧钛酸等得到金属氧化物。
前驱液还可使用TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5等微粒(例如粒径为3nm～200nm)的胶体溶液。
无机材料层50也可包含对发光层产生的光具有透光性、且在吸收由发光层产生的光后变成其它发光波长的荧光物质。
无机材料层50的凹凸的尺寸既可以是比小于发光波长的尺寸，也可与发光波长相同，或大于发光波长的尺寸。下面说明发光波长为400nm的情况。
当凹凸为小于发光波长的规格(例如50～150nm)时，具有降低发光元件结构100与外部的界面(发光元件结构100与树脂模块的界面或发光元件结构100与空气的界面)的菲涅耳反射的效果。这里，菲涅耳反射是指在折射率不同的物质的界面产生的反射。
当凹凸与发光波长大致相等或为发光波长的整数倍(例如200～1000nm)时，具有使因全反射而未发射到发光元件结构100外部的光通过衍射效应放射到外部的效果。
当凹凸远大于发光波长的规格(例如2～50μm)时，光容易以临界角度以下入射到凹凸上，所以放射到外部的光增加。
另外，无机材料层50的折射率优选为小于发光元件结构100的拾光面材料的折射率。这是因为，当无机材料层50的折射率小于发光元件结构100的拾光面材料的折射率时，以大于临界角的入射角度入射到无机材料层50与拾光面的界面的光不会侵入无机材料层50。尤其是在凹凸厚度(凸部5a的高度)大的情况下，这一影响很大。
当无机材料层50的折射率大于发光元件结构100的拾光面材料的折射率时，不存在临界角。但当无机材料层50的折射率与发光元件结构100的拾光面材料的折射率之差过大，则无机材料层50与拾光面的界面的菲涅耳反射增大，拾光效率减小。因此，优选为无机材料层50的折射率和发光元件结构100的拾光面的材料折射率大致相等。
但在上述模压法中，容易形成较稀疏的无机材料，所以，所形成的无机材料层50的折射率多数情况下稍小于理想的无机材料层折射率。因此，无机材料层50的材料优选折射率稍高于发光元件结构100的拾光面材料的折射率的材料。
当在基板1上，多个发光元件形成发光元件芯片后，在分离各发光元件芯片时，优选为发光元件芯片间的无机材料层50的厚度减小，或发光元件芯片间的无机材料层50分离。当通过上述模压法在基板1的整体上形成无机材料层50时，会因收缩而使无机材料层50易产生裂纹。当发光元件芯片间的无机材料层50厚度减小或发光元件芯片间的无机材料层50分离时，发光元件芯片间容易引起收缩。由此，发光元件芯片的拾光面的收缩减小，拾光面不易产生裂纹。
图6(a)、(b)为本发明实施方式2的发光元件的剖面示意图和俯视图。
在图6的发光元件中，在基板1的拾光面上层积有无机材料层51和无机材料层52。在无机材料层51、52的表面形成具有凸部51a、52a和凹部51b、52b的凹凸。也可在基板1的拾光面上层积3层以上的无机材料层。
优选由折射率高的材料形成发光元件结构100的拾光面侧的无机材料层51。由此可降低发光元件结构100的拾光面与无机材料层51的界面的菲涅耳反射。
溶胶-凝胶法的特征可以举出难以成型为厚层等。这是由于，随着层厚增加，层表面的反应进行程度与层内部的反应进行程度之差易于增大。即，即使层内部无反应进行，层表面也会形成凝胶或固化，所以会在层表面产生拉应力。因此，层表面易产生裂纹。该拉应力随着层厚增大，有增加的趋势。因此，溶胶-凝胶法难以形成厚度大的层。通过层积多个无机材料层，容易制成厚度大的无机材料层。
图7为发光元件结构100的一例的剖面示意图。
在本例中，发光元件结构100是由在波长365nm～550nm区域发光的氮化镓类化合物半导体形成的发光二极管。在此说明发光波长峰值约为390nm～420nm的GaN类紫外线发光二极管的制造方法。
基板1准备掺杂了氧或Si(硅)等的厚度200～400μm的n型GaN(0001)面基板。在将基板1保持在单晶成长温度、优选为1000℃～1200℃，例如1150℃的成长温度的状态下，载气采用H2和N2混合气(H2的含有率约为50％)、原料气采用NH3和三甲镓(TMGa)，掺杂气采用SiH4，在基板1的(0001)Ga面上，以约3μm/h的成长速度使由单晶Si掺杂GaN构成的层厚为5μm的n型层21成长。
之后，使基板1保持在单晶成长温度，优选为1000℃～1200℃，例如1150℃的成长温度的状态下，载气采用H2和N2混合气(H2的含有率约为1％～3％)、原料气采用NH3和三乙镓(TMGa)和三甲铝(TMAl)，掺杂气采用SiH4，在n型层21上，以约3μm/h的成长速度使由单晶Si掺杂Al0.1Ga0.9N构成的层厚为0.15μm的n型金属包层22成长。
接着，在将基板1保持在单晶成长温度、优选为700～1000℃、例如850℃的成长温度的状态下，载气采用H2和N2混合气(H2的含有率约为1～5％)、原料气采用NH3、三乙镓(TEGa)和三甲铟(TMIn)，在n型金属包层22上，使得由单晶未掺杂GaN构成的层厚为5nm的势垒层(6层)和由单晶未掺杂Ga0.9In0.1N构成的层厚为5nm的阱层(5层)交替成长，由此以约0.4nm/s的成长速度使具有多重量子阱(MQW)结构的发光层23成长，继而以约0.4nm/s的成长速度使由单晶未掺杂GaN构成的层厚为10nm的保护层24成长。
之后，在将基板1保持在单晶成长温度、优选为1000～1200℃、例如1150℃的成长温度的状态下，载气采用H2和N2混合气(H2的含有率约为1～3％)，原料气采用NH3、TMGa和TMAl，掺杂气采用Cp2Mg，在保护层24上，以约3μm/h的成长速度使由单晶Mg掺杂Al0.1Ga0.9N构成的层厚为0.15μm的p型金属包层25成长。
接着，在将基板1保持在单晶成长温度、优选为700～1000℃、例如850℃的成长温度的状态下，载气采用H2和N2混合气(H2的含有率约为1～5％)，原料气采用NH3、TEGa和TMIn，掺杂气采用Cp2Mg，在p型金属包层15上，以约3μm/h的成长速度使由Mg掺杂Ga0.95In0.05N构成的层厚为0.3μm的p型接触层26成长。
在由上述p型金属包层25结晶成长p型接触层26期间，通过降低载气中的氢组成，不在N2气环境下进行热处理，也能得到Mg掺杂物被激活的载流子浓度高的p型半导体层。
n型层21、n型金属包层22、发光层23、保护层24、p型金属包层25和p型接触层26构成半导体层2。
在p型接触层26上的几乎所有面上，形成由Ni、Pd或Pt构成的电阻电极。例如，在p型接触层26上形成膜厚2nm的Pd膜。之后，形成由Ag或Al构成的高反射率金属膜。例如，形成膜厚50nm的Ag膜，并形成贵金属薄膜或氧化铟锡膜(ITO)等保护层。例如，形成膜厚5000nm的Au膜。这样，就在半导体层2的上面形成p电极3。
之后，在基板1背面上的外周部区域，利用真空蒸镀法等，依次层积电阻电极、垫垒金属膜和缓冲金属膜，形成n电极4。电阻电极使用Al、Ag(膜厚20nm)。垫垒金属膜使用Pt、Ti(膜厚50nm)，以抑制电阻电极与缓冲金属膜的反应。使缓冲金属膜用贵金属或薄膜或ITO等。例如，形成膜厚5000nm的Au膜。
图8为发光元件结构100的另一例的剖面示意图。
在本例中，发光元件结构100是由在波长365nm～550nm区域发光的氧化锌类化合物半导体形成的发光二极管。在此说明发光波长峰值约为390nm～420nm的ZnO类紫外线发光二极管的制造方法。
基板1准备掺杂了氧、Si等的厚度为200～400μm的n型GaN(0001)面基板。在基板1的(0001)Ga面上，以氢为载气，利用有机金属化学气相成长法(MOCVD法)，在500～700℃的成长温度下，以约0.08μm/s的成长速度使由Ga掺杂n型ZnO构成的层厚为4μm的n型层31成长。
之后，在n型层31上，在500～700℃的成长温度下使由Ga掺杂n型Mg0.05Zn0.95O构成的层厚约为0.45μm的n型金属包层32成长。
接着，在n型金属包层32上，在400～450℃的成长温度下使具有由20nm的Cd0.1Zn0.9O势垒层4层与3nm的Cd0.05Zn0.95O阱层3层构成的MQW结构的发光层33成长。
接着，在发光层33上，在500～700℃的成长温度下使由氮掺杂p型Mg0.15Zn0.85O构成的层厚约为20nm的p型载流子阻挡层34、和由氮掺杂p型Mg0.05Zn0.95O构成的层厚约为0.2μm的p型金属包层35成长。
接着，在p型金属包层35上，在500～700℃的成长温度下使由氮掺杂p型ZnO构成的层厚约为0.15μm的p型接触层36成长。
之后，通过在氮、氩等不活泼气体环境中或真空中，在温度700℃下退火，使半导体层中所含氢从半导体中脱离，提高p型载流子阻挡层34、p型金属包层35和p型接触层36的载流子浓度。
n型层31、n型金属包层32、发光层33、载流子阻挡层34、p型金属包层35和p型接触层36构成半导体层2。
在上述实施方式中，说明了由氮化物类半导体构成的发光二极管和由氧化锌类化合物半导体构成的发光二极管为代表的发光元件，但本发明不限于此，还可同样适用于由其它无机半导体构成的发光二极管，由有机半导体构成的发光二极管等各种发光元件。
另外，在上述实施方式中，在n型GaN基板的(0001)面上层积发光元件结构100的各层，但也不限于此，也可层积在GaN等六方晶基板的其它面方位的面上。例如，可在(1-100)或(11-20)面等(H，K，-H-K，0)面上(H和K为整数，至少一方不为0)层积各层。由于此时发光层中不产生压电电场，所以可提高发光层的发光效率。另外，也可使用从各个面方位取向的基板(背光基板(off-substrate))。
并且，在上述实施方式中，阐示了使用具有MQW结构的发光层13、23的情况，但发光层即使采用不具有量子效应的厚膜的单层发光层或使用具有单一量子阱结构的发光层时，也可得到与本实施方式同样的效果。
另外，在上述实施方式中，半导体的结晶结构既可以是纤维锌矿型结构，也可以是闪锌矿型结构。
另外，在上述实施方式中，使用MOVPE法等实现半导体层2的结晶成长，但也不限于此，还可使用氢化物气相磊晶法(HVPE法)、分子束磊晶法(MBE)、气源MBE法等实现半导体层2的结晶成长。
另外，在上述实施方式中，将基板的背面设为拾光面，但也可将半导体层表面设为拾光面，在半导体层表面形成以无机材料为主要成分的层，以无机材料为主要成分的层也可在与拾光面相对一侧的表面上有凹凸。
另外，以无机材料为主要成分的层也可经透光性电极形成于拾光面上。
实施例
下面，通过实施例进一步具体说明本发明。而本发明并不受限于下述实施例。
在实施例1～5、7～10中，制作具有图1～图5所示结构的发光元件，在实施例6中，制作具有图6所示结构的发光元件。实施例1、2、4～10的发光元件中的发光元件结构100为图7所示的GaN类发光二极管。而实施例3的发光元件中的发光元件结构100为图8所示的ZnO类发光二极管。
在比较例中，制作具有图7所示发光元件结构100，而没有无机材料层的发光元件。
发光元件的大小为1mm见方。在发光元件外周部的宽度50μm的区域和一角的100μm见方的区域，形成n电极4。在一角的100μm见方的区域的设置是用于以引线接合法使发光元件的n电极4与外部形成电连接。
制作硅橡胶模
在实施例1～5、7～10中，模6使用由下述方法制作的硅橡胶模。而在实施例6中，模6使用Si模。
图9为硅橡胶模的制作方法的剖面示意图。
如图9(a)所示，准备用作母模的Si模60。Si模60具有略呈球面弧状的多个凸部60a。
如图9(b)所示，Si模60设在模框63内，使透明的硅橡胶液流入模框63内并固化，得到图9(c)所示的硅橡胶模制模6。模6具有大致呈半球状的多个凹部6a。在多个凹部6a之间形成平坦的凸部6b。
实施例1
(1)制作过氧化柠檬酸锆胺前驱液溶液
将过氧化柠檬酸锆胺5g、水2.5g与丙二醇2.5g混合。
(2)涂布前驱液
在发光元件结构100的基板1的背面，通过旋涂法涂布前驱液。也可使用浸涂法代替旋涂法。将涂有前驱液的基板1在室温下放置30分钟，使之自然干燥，将前驱液调至预期厚度。
模6使用具有多个间距为100nm、曲率半径为50nm、深度为50nm的大致呈球面弧状的凹部6a的硅橡胶模。另外，在发光元件结构100的n电极4所对应的模6的部分，也可不形成凹部6a。
通过旋涂法在模6上涂布前驱液。在本例中，也可使用浸涂法代替旋涂法。将该前驱液在室温下放置30分钟，使之自然干燥。
(3)凝胶化
将涂有前驱液的基板1和模6升温至预定温度，进行预成型。预成型的时间为30分钟。另外，为防止产生裂纹，预成型时的温度设为50℃。
(4)形成凹凸
之后，一边用模6按压，以使模6内的凝胶与基板1背面的凝胶接触而成为一体，一边加热成型。
成型时间为1h。按压力设为2～2.5kgf/cm2，温度为200℃。
结果，在基板1的背面，以100nm的间距形成ZrO2的凸部5a。
在本实施例1的发光元件中，由于可通过具有凹凸的无机材料层50降低菲涅耳反射，所以与比较例相比，拾光效率提高15％。
实施例2
(1)制作前驱液
将五乙氧基铌7g混在1g乙醇中。将该溶液与浓度为0.2重量％的稀盐酸(水溶液)2g混合，制成浓度为70重量％、10g的五乙氧基铌溶液。
(2)涂布前驱液
在基板1的背面，通过旋涂法涂布前驱液。也可使用浸涂法代替旋涂法。将涂有前驱液的基板1在室温下放置30分钟，使之自然干燥，将前驱液调至预期厚度。
模6使用具有多个间距为400nm、曲率半径为200nm、深度为200nm的大致呈球面弧状的凹部6a的硅橡胶模。另外，在发光元件结构100的n电极4所对应的模6的部分，也可不形成凹部6a。
通过旋涂法在模6上涂布前驱液。在本例中，也可使用浸涂法代替旋涂法。使该前驱液经30分钟自然干燥。
(3)凝胶化
将涂有前驱液的基板1和模6置于真空室中，在减压下升至预定温度，进行预成型。预成型时的背压为1×10-2Pa，时间为30分钟。另外，为防止产生裂纹，预成型时的温度设为50℃。
(4)形成凹凸
之后，一边用模6按压，以使模6内的凝胶与基板1背面的凝胶接触而成为一体，一边减压加热成型。
成型时的背压为1×10-2Pa，时间为1h。按压力设为2～2.5kgf/cm2，温度为80℃。
结果，在基板1的背面，以400nm的间距形成Nb2O5的凸部5a。
在本实施例2的发光元件中，由于可通过衍射效应将因全反射而未发射到发光元件结构100外部的光的一部分放射到外部，所以与比较例的发光元件相比，拾光效率几乎成倍增长。
实施例3
(1)制作前驱液五乙氧基铊溶液
将五乙氧基铊7g混在1g乙醇中。将该溶液与浓度为0.2重量％的稀盐酸(水溶液)2g混合，制成浓度为70重量％、10g的五乙氧基铊溶液。
在该前驱液中，混入折射率高的树脂。通过混入树脂，可降低成型后的裂纹产生。在树脂比例多时，降低裂纹的效果强，但折射率低。反之，在树脂比例少时，降低裂纹的效果弱，但得到近于无机材料的高折射率。
折射率高的树脂，可以举出硅树脂(折射率1.41左右)、聚甲基丙烯酸甲酯(折射率1.5左右)、聚五溴苯基甲基丙烯酸酯(折射率1.71)、聚萘乙烯(折射率1.68)等。有机聚合物树脂的折射率最大也仅为1.7左右。而在本实施例中，树脂使用聚甲基丙烯酸甲酯(折射率1.5左右)。
(2)～(4)的工序
模6使用具有多个间距为1000nm、曲率半径为500nm、深度为500nm的大致呈球面弧状的凹部6a的硅橡胶模。
通过与实施例2的(2)～(4)同样的工序，在基板1的背面形成Ta2O5的凸部5a。
在本实施例3的发光元件中，由于可通过衍射效应将因全反射而未发射到发光元件结构100外部的光的一部分放射到外部，所以与比较例的发光元件相比，拾光效率几乎成倍增长。
实施例4
(1)制作前驱液二氧化钛微粒(锐钛矿型或金红石型)的胶体溶液
二氧化钛微粒优选为粒径小于发光波长的规格(例如50～150nm)的微粒。
在本实施例中，将含30重量％的二氧化钛的异丙醇用作二氧化钛微粒的胶体溶液。
(2)涂布前驱液
在基板1的背面，通过旋涂法涂布前驱液(胶体溶液)。也可使用浸涂法代替旋涂法。将涂有前驱液的基板1在室温下放置30分钟，使之自然干燥，将前驱液调至预期厚度。
模6使用具有多个间距为3μm、曲率半径为2μm、深度为1.5μm的大致呈球面弧状的凹部6a的硅橡胶模。另外，在发光元件结构100的n电极4所对应的模6的部分，也可不形成凹部6a。
通过旋涂法在模6上涂布前驱液。在本例中，也可使用浸涂法代替旋涂法。将该前驱液在室温下自然干燥30分钟。
(3)凝胶化
将涂有前驱液的基板1和模6升至预定温度，进行预成型。预成型时的时间为30分钟。另外，为防止产生裂纹，预成型时的温度设为50℃。
(4)形成凹凸
之后，一边用模6按压，以使模6内的凝胶与基板1背面的凝胶接触而成为一体，一边减压加热成型。成型时间为1h。按压力设为2～2.5kgf/cm2，温度为200℃。
结果，在基板1的背面，以3μm的间距形成由TiO2微粒构成的凸部5a。
在本实施例4的发光元件中，因为光易于以临界角以下入射到无机材料层50的间距为3μm的凸部5a，所以放射到外部的光量增加。另外，因为在凸部5a的表面形成微粒本身就具有的50～150nm的微小凹凸，所以还能降低凸部5a表面的菲涅耳反射。结果，在本实施例4的发光元件中，与比较例的发光元件相比，拾光效率约增加120％。
实施例5
(1)制作前驱液混合溶液
将5g过氧化柠檬酸钛胺混合在2.5g水中。并在该溶液中混入将紫外线变成可见光的荧光体。荧光体使用添加了活性剂Ce(铈)的YAG(钇-铝-石榴石)、Y3Al5O12、卤磷酸钙类、磷酸钙类、硅酸盐类、铝酸盐类、钨酸盐类等。将该溶液与实施例4的溶液混合。
(2)～(4)的工序
模6使用具有多个间距为10μm、曲率半径为7μm、深度为2μm的大致呈球面弧的凹部6a的硅橡胶模。
进行与实施例4的(2)～(4)一样的工序。
在实施例5中，在TiO2微粒之间，几乎填满了由过氧化柠檬酸钛胺分解生成的TiO2。因此，与实施例4相比，TiO2更密，折射率更高。
另外，与实施例4相比，颗粒之间的粘合力增强，所形成的凹凸的稳定性更高。
另外，与仅由过氧化柠檬酸钛胺制成同样结构的制品的情况相比，因TiO2微粒不收缩，所以可通过向前驱液中混入TiO2微粒来降低收缩率，抑制裂纹产生。
结果就在基板1的背面，以10μm的间距形成TiO2构成的凸部5a。
在本实施例5的发光元件中，由于光易于以临界角以下入射至无机材料层50的凸部5a，所以放射到外部的光量增加。且由于与实施例4的发光元件相比，TiO2的形成更密，所以折射率提高。结果，在本实施例5的发光元件中，与比较例的发光元件相比，拾光效率约增加150％。
实施例6
(1)形成无机材料层51
将5g过氧化柠檬酸锆胺与2.5g水混合。将该溶液与实施例4的溶液混合制成第1前驱液。使用第1前驱液进行与实施例4同样的工序。
模6使用具有多个间距为15μm、曲率半径为15μm、深度为2.5μm的大致呈球面弧状的凹部6a的Si模。
结果，在基板1的背面，以15μm的间距形成由TiO2构成的凸模51a。
(2)形成无机材料层52
然后5g过氧化柠檬酸锆胺、2.5g水和2.5g丙二醇混合，制成第2前驱液。
通过旋涂法在由TiO2构成的凸部5a上涂布第2前驱液。在本例中，也可使用浸涂法代替旋涂法。将涂有第2前驱液的基板1在室温下放置30分钟，使之自然干燥，调节第2前驱液，以达到预期厚度。
模6使用具有多个间距为15μm、曲率半径为11μm、深度为3μm的大致呈球面弧状的凹部6a的Si模。
通过旋涂法在模6上涂布第2前驱液。也可使用浸涂法代替旋涂法。将第2前驱液在室温下自然干燥30分钟。
结果，在基板1的背面，以15μm的间距，由基板1侧开始，按TiO2和ZrO2的顺序构成的凸部51a、52a。
在本实施例6的发光元件中，因为光易于以临界角以下入射到凸部51a、52a，所以放射到外部的光量增加。另外，由于从基板1侧依序由TiO2和ZrO2分别形成无机材料层51、52，发光元件结构100侧的无机材料层51由高折射率材料形成，所以能降低菲涅耳反射。结果，在实施例6的发光元件中，与比较例的发光元件相比，拾光效率增加170％。
实施例7
(1)制作前驱液
将3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)5.6ml、苯基三甲氧基硅烷(PhTMS)5.8ml、浓度2N的盐酸1.65ml和乙醇21ml混合，再放置24h，以进行MPTES与PhTMS的水解和缩聚。将所得溶液4ml置入皮氏培养皿，在100℃下加热，蒸发除去乙醇，得到约1g的前驱液(粘性液体)。
(2)涂布前驱液
用旋涂法在基板1的背面涂布前驱液。本例中，也可使用浸涂法代替旋涂法。
模6使用具有多个间距为1.5μm、曲率半径为1.5μm、深度为0.25μm的大致呈球面弧状的凹部6a的硅橡胶模。
(3)形成凹凸
将模6与基板1背面的前驱液压接，利用365nm的紫外线使前驱液固化，然后除去模6。
结果，在基板1的背面，形成由凸部5a和凹部5b构成的凹凸。该凹凸的平坦部分的厚度为20nm～100nm。另外，无机材料层50的折射率约为1.52。
在本实施例7的发光元件中，由于可利用衍射效应使因全反射而未能发射到发光元件结构100外部的光的一部分发射到外部，所以与比较例的发光元件相比，拾光效率增加70％。
实施例8
(1)制作前驱液
在本实施例8中，使用二甲基二乙氧基硅烷代替实施例7的苯基三甲氧基硅烷。
将3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷5.6ml、二甲基二乙氧基硅烷5.8ml、浓度2N的盐酸1.65ml和乙醇21ml混合，再放置24h，以进行MPTES与二甲基二乙氧基硅烷的水解和缩聚。将所得溶液4ml置入皮氏培养皿，在100℃下加热，蒸发除去乙醇，得到约1g的前驱液(粘性液体)。
(2)涂布前驱液
用旋涂法在基板1的背面涂布前驱液。本例中，也可使用浸涂法代替旋涂法。
与实施例7一样，模6使用具有多个间距为1.5μm、曲率半径为1.5μm、深度为0.25μm的大致呈球面弧状的凹部6a的硅橡胶模。
(3)形成凹凸
将模6与基板1背面的前驱液压接，在140℃下对前驱液进行2h的加热固化，然后除去模6。
结果，在基板1的背面，形成由凸部5a和凹部5b构成的凹凸。该凹凸的平坦部分的厚度为20nm～100nm。另外，无机材料层50的折射率约为1.45。
在本实施例8的发光元件中，由于可利用衍射效应使因全反射而未能发射到发光元件结构100外部的光的一部分发射到外部，所以与比较例的发光元件相比，拾光效率增加约50％。
实施例9
在本实施例9中，使用异丙醇锆代替实施例3的五乙氧基铊。而树脂使用硅树脂(折射率为1.41左右)。其它与实施例3一样。
在本实施例9的发光元件中，由于可利用衍射效应使因全反射而未能发射到发光元件结构100外部的光的一部分发射到外部，所以与比较例的发光元件相比，拾光效率增加约80％。
实施例10
在实施例10中，使用异丙醇钛代替实施例3的五乙氧基铊。而树脂使用聚甲基丙烯酸甲酯(折射率为1.5左右)。其它与实施例3一样。
在本实施例10的发光元件中，由于可利用衍射效应使因全反射而未能发射到发光元件结构100外部的光的一部分发射到外部，所以与比较例的发光元件相比，拾光效率增加120％。

Claims (32)

1.一种发光元件，其特征在于，具有
包含发光层并具有拾光面的发光元件结构，以及形成于所述发光元件结构的所述拾光面上的以不同于构成所述拾光面的材料的无机材料为主要成分的层，
所述以无机材料为主要成分的层对所述发光元件结构的发光波长具有透光性，与所述拾光面相对一侧的表面上具有凹凸，
所述以无机材料为主要成分的层包含具有不同折射率的多个层，所述拾光面侧的层的折射率大于其它层的折射率。
2.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层的折射率大于构成所述拾光面的材料的折射率。
3.如根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述无机材料包括金属氧化物。
4.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层由微粒构成。
5.如权利要求4所述的发光元件，其特征在于，所述微粒包括金属氧化物微粒。
6.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层包含具有-M-O-M-键的有机金属聚合物，其中，M为金属，O为氧原子。
7.如权利要求6所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属聚合物由具有至少一种以上水解性有机基团的有机金属化合物合成。
8.如权利要求7所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属化合物为烷氧基金属化合物。
9.如权利要求7所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属化合物具有直接或间接与金属原子成键的官能基，所述官能基中的至少一个可通过接受从外部提供的能量交联固化。
10.如权利要求9所述的发光元件，其特征在于，所述从外部提供的能量为加热能量或光照能量，或两者皆有。
11.如权利要求7所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属化合物包括选自3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。
12.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层具有使无机材料分散到有机聚合物中的结构。
13.一种发光元件，其特征在于，具备：包含发光层并具有拾光面的发光元件结构，以及形成于所属发光元件结构的所述拾光面上，以不同于构成所述拾光面的材料的无机材料为主要成分的层，
所述以无机材料为主要成分的层对所述发光元件结构的发光波长具有透光性，在与所述拾光面相对一侧的表面上具有凹凸，
所述发光元件结构构成发光元件芯片，
所述以无机材料为主要成分的层形成于所述发光元件芯片的所述拾光面上除外周部之外的区域中，或所述发光元件芯片的所述拾光面上除外周部之外的区域，具有小于其它区域的厚度。
14.如权利要求13所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层的折射率大于构成所述拾光面的材料的折射率。
15.如权利要求13所述的发光元件，其特征在于，所述无机材料包括金属氧化物。
16.如权利要求13所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层由微粒构成。
17.如权利要求16所述的发光元件，其特征在于，所述微粒包括金属氧化物。
18.如权利要求13所述的发光元件，其特征在于，所述以无机材料为主要成分的层包含具有-M-O-M-键的有机金属聚合物，其中，M为金属，O为氧原子。
19.如权利要求18所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属聚合物由具有至少一种以上水解性有机基团的有机金属化合物合成。
20.如权利要求19所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属化合物是烷氧基金属化合物。
21.如权利要求19所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属化合物具有直接或间接与金属原子成键的官能基，所述官能基中的至少一个可通过接受从外部提供的能量交联固化。
22.如权利要求21所述的发光元件，其特征在于，所述从外部提供的能量为加热能量或光照能量，或两者皆有。
23.如权利要求19所述的发光元件，其特征在于，所述有机金属化合物包括选自3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。
24.发光元件的制造方法，其特征在于，包含如下工序：
形成包含发光层，并具有拾光面的发光元件结构的工序；和
在所述发光元件结构的所述拾光面上形成不仅对所述发光元件结构的发光波长具有透光性，且在与所述拾光面相对一侧的表面上具有凹凸，而且以不同于构成所述拾光面的材料的无机材料为主要成分的层的工序，以在所述拾光面上形成所述发光元件结构，
形成所述以无机材料为主要成分的层的工序包含通过模压法形成所述凹凸的工序。
25.如权利要求24所述的发光元件的制造方法，其特征在于，形成所述以无机材料为主要成分的层的工序包含
通过在所述发光元件结构的所述拾光面上涂布溶液形成所述以无机材料为主要成分的层的工序。
26.如权利要求25所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述溶液是分散有微粒的溶液。
27.如权利要求25所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述溶液包含分散有微粒的有机聚合物。
28.如权利要求27所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述微粒包括金属氧化物微粒。
29.如权利要求27所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述溶液包含具有-M-O-M-键的有机金属聚合物，其中，M为金属，O为氧原子。
30.如权利要求29所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述有机金属聚合物由至少一种以上具有水解性有机基的有机金属化合物合成。
31.如权利要求30所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述有机金属化合物为烷氧基金属化合物。
32.如权利要求30所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述有机金属化合物具有具有直接或间接与金属原子成键的官能基，所述官能基中的至少一个可通过接受从外部提供的能量交联固化。
33.如权利要求32所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述从外部提供的能量来自加热能量或光照能量，或两者皆有。
34.如权利要求30所述的发光元件的制造方法，其特征在于，所述有机金属化合物包括选自3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(MPTES)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。
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